JPH09145003A - Lng火力設備 - Google Patents

Lng火力設備

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JPH09145003A
JPH09145003A JP7307373A JP30737395A JPH09145003A JP H09145003 A JPH09145003 A JP H09145003A JP 7307373 A JP7307373 A JP 7307373A JP 30737395 A JP30737395 A JP 30737395A JP H09145003 A JPH09145003 A JP H09145003A
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JP
Japan
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oxygen
natural gas
air
liquefied natural
boiler
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Pending
Application number
JP7307373A
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English (en)
Inventor
Shinichi Takano
伸一 高野
Hisashi Kega
尚志 氣駕
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IHI Corp
Original Assignee
Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 発生する二酸化炭素を経済的に回収し得るよ
うにする。 【解決手段】 空気1から酸素2を分離する酸素製造装
置3と、天然ガス4を酸素製造装置3からの酸素2で燃
焼させるボイラ5とを設けると共に、液化天然ガス9の
冷熱を酸素製造装置3の動力源の一部として使用した
後、液化天然ガス9が気化してなる天然ガス4をボイラ
5の燃料として利用するよう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、LNG火力設備に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】ボイラなどの火力設備では、通常、重油
や石炭などの燃料を空気で燃焼させるようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、ボイラなど
の火力設備で空気を用いて燃料を燃焼させた場合、空気
中に約80%含まれている窒素が、ボイラからの排ガス
中にもそのまま含まれることとなるので、排ガスの組成
は、窒素が約80%、二酸化炭素が約15%、酸素が約
5%となる。
【0004】一方、地球温暖化の原因物質として、二酸
化炭素が注目されており、多量の二酸化炭素を排出する
ボイラなどの火力設備でも、排ガスから二酸化炭素を分
離・回収する技術の確立が急がれている。
【0005】しかし、排ガス中の二酸化炭素の割合が約
15%であると、排ガスからの二酸化炭素の分離が困難
であり、多額の回収費用が掛るという問題がある。
【0006】本発明は、上述の実情に鑑み、発生する二
酸化炭素を経済的に回収し得るようにしたLNG火力設
備を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、空気から酸素
を分離する酸素製造装置と、天然ガスを酸素製造装置か
らの酸素で燃焼させるボイラとを設けると共に、液化天
然ガスの冷熱を酸素製造装置の動力源の一部として使用
した後、液化天然ガスが気化してなる天然ガスをボイラ
の燃料として利用するよう構成したことを特徴とするL
NG火力設備にかかるものである。
【0008】この場合において、液化天然ガスの冷熱
を、酸素製造装置における複精留塔の上部塔へ直接供給
する空気を断熱膨張させるための膨張タービンの駆動源
として利用するようにしても良い。
【0009】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。
【0010】先ず、酸素製造装置で空気から酸素を分離
する。
【0011】この際、酸素製造装置に、液化天然ガスを
送って、液化天然ガスの冷熱で酸素製造装置の膨張ター
ビンを駆動させ、酸素の一部を膨張させる動力として使
用させると共に、膨張タービンの動力に使用された液化
天然ガスが気化されてなる天然ガスを、そのままボイラ
で使用させるようにする。
【0012】ボイラで燃料として使用される天然ガス
は、液化天然ガスを気化させて使用することになるが、
液化天然ガスの冷熱を捨てないで利用するようにしたこ
とにより、電力のみを使用する場合に比べて、酸素製造
装置の動力が3%程度も削減されるようになる。
【0013】次に、ボイラで、酸素製造装置で利用され
た天然ガスを、酸素製造装置で製造された酸素によって
燃焼させる。
【0014】このように、ボイラにて天然ガスを窒素を
含まない純粋な酸素で燃焼させることにより、排ガス中
の二酸化炭素の割合が約90%にまで高められ、容易に
回収することができるようになる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例と共に説明する。
【0016】図1・図2は、本発明の実施の形態の一例
である。
【0017】図1に示すように、空気1から酸素2を分
離する酸素製造装置3を設け、図示しない液化天然ガス
供給源からの天然ガス4(NG)を酸素製造装置3から
の酸素2で燃焼させるボイラ5を設けると共に、ボイラ
5で発生した排ガス6から二酸化炭素7を回収する二酸
化炭素回収設備8を設ける。
【0018】この際、酸素製造装置3に、図示しない液
化天然ガス供給源からの液化天然ガス9(LNG)を送
って、液化天然ガス9の冷熱で後述する膨張タービン1
0などを駆動させ、酸素2の一部を膨張させる動力とし
て使用させ得るようにする。
【0019】尚、膨張タービン10の駆動に使用された
液化天然ガス9は、気化されて天然ガス4となり、その
ままボイラ5で使用される。
【0020】又、図中、11は酸素製造装置3からの酸
素2をボイラ5へ送る酸素供給路、12は酸素製造装置
3の膨張タービン10を出た天然ガス4をボイラ5へ送
る天然ガス供給路、13はボイラ5で発生した排ガス6
を二酸化炭素回収設備8へ送る排ガスダクト、14は排
ガスダクト13とボイラ5との間に設けられた排ガス循
環路、15は排ガス循環路14の途中に設けられた排ガ
ス循環ファンである。
【0021】上記酸素製造装置3は、図2に示すような
構成を備えている。
【0022】即ち、空気流路16に、上流側から順に、
原料となる空気1を吸入する吸入塔17と、空気1を除
塵する空気濾過器18と、空気1を約5atの圧力に圧
縮するターボ式の空気圧縮機19と、水ポンプ20及び
水循環流路21を介して冷水塔22との間を循環される
冷水23により空気1を冷却するようにした水洗冷却塔
24と、2本1組の蓄冷槽25を備えて、後述する不純
窒素26で冷却された蓄冷槽25内で空気1を約−17
0℃に冷却して不純物である水分や空気中に含まれるわ
ずかな二酸化炭素を氷結分離させる2組の蓄冷器27
と、上部塔28と下部塔29を備えて約5atの圧力の
もとに冷却された空気1を精留するようにした複精留塔
30の下部塔29とを、接続する。
【0023】又、前記蓄冷槽25の中間における−12
0〜−130℃となる位置から空気1の一部を抽気する
抽気流路31に、上流側から順に、吸着材を充填された
二酸化炭素吸着器32と、空気流路16の蓄冷器27出
側から分岐された分岐空気流路33と、液化天然ガス9
の冷熱によって駆動され、空気1をほぼ複精留塔30の
上部塔28圧力まで断熱膨張して、約−190℃とする
前記膨張タービン10と、前記複精留塔30の上部塔2
8とを、接続する。尚、34は海水35などを使用して
膨張タービン10へ入れる前に液化天然ガス9を加熱す
る過熱器である。
【0024】更に、下部塔29の上部と上部塔28との
間に、下部塔29で分離された純度98%程度の液体窒
素36を上部塔28へ送る流路37を設け、且つ、下部
塔29の下端と上部塔28との間に、アセチレン吸着器
38を備えて、下部塔29で分離された酸素2を40%
程度含む液体空気39を上部塔28へ送る流路40を設
けると共に、複精留塔30に、液酸循環ポンプ41と循
環吸着器42とを備えた液酸循環流路43を設ける。
【0025】更に、複精留塔30の上部塔28の下部と
前記蓄冷器27の内部に設けられた蛇管44との間に、
複精留塔30で分離された純度99.6〜99.8%の
酸素2を蓄冷器27へ送る酸素流路45を接続し、酸素
流路45に酸素圧縮機46を介してボイラ5への酸素供
給路11を接続する。
【0026】更に又、複精留塔30の上部塔28の上部
と前記蓄冷器27の下部との間に、複精留塔30で分離
された純度96〜98%の不純窒素26を蓄冷器27へ
送る窒素流路47を接続し、窒素流路47の途中に過冷
器48、液化器49を接続する。更に、蓄冷器27の上
部と、冷水塔22との間を窒素流路47で接続し、冷水
塔22の出側で窒素流路47を大気に解放する。
【0027】尚、50,51は蓄冷槽25に対して空気
1と不純窒素26とを切替えるためのバルブである。
【0028】次に、作動について説明する。
【0029】先ず、図1に示すように、酸素製造装置3
で空気1から酸素2を分離する。
【0030】この際、酸素製造装置3に、図示しない液
化天然ガス供給源からの液化天然ガス9(LNG)を送
って、液化天然ガス9の冷熱で後述する膨張タービン1
0などを駆動させ、酸素2の一部を膨張させる動力とし
て使用させると共に、膨張タービン10の動力に使用さ
れた液化天然ガス9が気化されてなる天然ガス4を、そ
のままボイラ5で使用させるようにする。
【0031】ボイラ5で燃料として使用される天然ガス
4は、図示しない液化天然ガス供給源からの液化天然ガ
ス9を気化させて使用することになるが、液化天然ガス
9の冷熱を捨てないで利用するようにしたことにより、
電力のみを使用する場合に比べて、酸素製造装置3の動
力が3%程度も削減されるようになる。
【0032】次に、ボイラ5で、酸素製造装置3で利用
された天然ガス4(NG)を、酸素製造装置3で製造さ
れた酸素2によって燃焼させる。
【0033】このように、ボイラ5にて天然ガス4を窒
素を含まない純粋な酸素2で燃焼させることにより、排
ガス6中の二酸化炭素7の割合が約90%にまで高めら
れる。
【0034】そして、二酸化炭素回収設備8で、二酸化
炭素7を90%含むボイラ5の排ガス6から二酸化炭素
7を回収させる。
【0035】すると、ボイラ5の排ガス6中には、上記
したように90%と高濃度の二酸化炭素7が含まれてい
るので、排ガス6から容易に二酸化炭素7を回収するこ
とができるようになる。
【0036】尚、排ガスダクト13から排出された排ガ
ス6の一部は、排ガス循環ファン15により、排ガス循
環路14を介してボイラ5へ送られ、排ガス6で酸素2
を希釈することにより、酸素2による天然ガス4の燃焼
温度が高くなりすぎないようにするのに使用される。
【0037】上記酸素製造装置3の詳細な作動は、以下
の通りである。
【0038】先ず、図2に示すように、吸入塔17から
吸入された原料となる空気1は、空気流路16を通り、
空気濾過器18で除塵された後、ターボ式の空気圧縮機
19で約5atの圧力に圧縮される。圧縮後の空気1は
空気流路16を介して水洗冷却塔24へ送られ、水洗冷
却塔24で、水ポンプ20及び水循環流路21を介して
冷水塔22との間を循環される冷水23により冷却され
た後、空気流路16を介して2本1組の蓄冷槽25を備
えた2組の蓄冷器27のそれぞれの一方の蓄冷槽25へ
送入される。このとき、後述する不純窒素26が、窒素
流路47を介して、各蓄冷器27の他方の蓄冷槽25へ
反対方向から流入される。そして、一定時間が経過する
と、各組の蓄冷器27における原料となる空気1と不純
窒素26はバルブ50,51により周期的に切替わる。
更に、蓄冷器27内部に設けられた蛇管44へ、後述す
る酸素2が酸素流路45を介して供給される。その後、
酸素2は蓄冷器27で加温されて常温となり、酸素圧縮
機46で必要な圧力に調整された後、酸素供給路11か
らボイラ5へと送られる。
【0039】こうして、常温で約5atの圧力に圧縮さ
れた空気1は、蓄冷器27を通る間に冷却され、蓄冷槽
25内で、不純物である水分や空気中に含まれているわ
ずかな二酸化炭素を氷結分離されると共に、約−170
℃になって、空気流路16から複精留塔30の下部塔2
9へ送られる。
【0040】尚、このとき、原料となる空気1の一部は
蓄冷槽25の中間における空気1が−120〜−130
℃となる位置から抽気流路31を介して抽気される。こ
のため、蓄冷器27下部における原料となる空気1の量
が減少するので、切替えられた次の周期において、不純
窒素26による空気中に含まれるわずかな二酸化炭素の
除去が完全となる。しかし、抽気された空気1には空気
1の成分量に応じた二酸化炭素がわずかに含まれたまま
なので、吸着材を充填された二酸化炭素吸着器32で除
去するようにする。二酸化炭素吸着器32を出た原料と
なる空気1は、蓄冷器27下部から分岐空気流路33を
介して分岐される若干の冷却された空気1を混合され、
−140〜−150℃となって膨張タービン10へ入
る。膨張タービン10は、前記したように液化天然ガス
9の冷熱を駆動力に変えて空気1をほぼ複精留塔30の
上部塔28圧力まで断熱膨張させ、約−190℃とし上
部塔28へ送入させる。尚、膨張タービン10へ入れる
前に液化天然ガス9は、過熱器34で海水35などによ
って加熱させておく。
【0041】複精留塔30では下部塔29にて約5at
の圧力のもとに蓄冷器27下部からの空気1を精留す
る。これにより、下部塔29の上部に純度98%程度の
液体窒素36が分離され、又、下部塔29の下端に酸素
2を40%程度含む液体空気39が分離される。この液
体窒素36と液体空気39は、それぞれ流路37,40
を介して上部塔28へ送られて膨張タービン10からの
空気1と共に、約0.5atの圧力のもとに精留され
る。このとき、原料となる空気1中に含有されるアセチ
レンなどの炭化水素は、流路40の途中に設けられたア
セチレン吸着器38や、液酸循環ポンプ41を備えた液
酸循環流路43の途中の循環吸着器42などで吸着分離
される。
【0042】この結果、上部塔28の下部より純度9
9.6〜99.8%の酸素2が分離され、該酸素2は酸
素流路45を介して前記蓄冷器27へ送られて、蓄冷器
27内の蛇管44で加温された後、上記したようにボイ
ラ5へ送られる。
【0043】一方、不純窒素26は96〜98%の純度
で上部塔28の上部より分離され、窒素流路47を通
り、過冷器48、液化器49を経て蓄冷器27に至る。
蓄冷器27で不純窒素26は、蓄冷槽25内に氷結した
二酸化炭素7や水分を昇華吸収すると共に、温度が上昇
されて蓄冷器27を出る。次に、不純窒素26は冷水塔
22に至り、水を冷却して冷水23とするのに利用され
た後、大気へ放出される。
【0044】尚、本発明は、上述の実施の形態にのみ限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【0045】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のLNG火
力設備によれば、発生する二酸化炭素を経済的に回収す
ることができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例の概略系統図であ
る。
【図2】図1の酸素製造装置の系統図である。
【符号の説明】
1 空気 2 酸素 3 酸素製造装置 4 天然ガス 5 ボイラ 9 液化天然ガス 10 膨張タービン 28 上部塔 30 複精留塔

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 空気から酸素を分離する酸素製造装置
    と、天然ガスを酸素製造装置からの酸素で燃焼させるボ
    イラとを設けると共に、液化天然ガスの冷熱を酸素製造
    装置の動力源の一部として使用した後、液化天然ガスが
    気化してなる天然ガスをボイラの燃料として利用するよ
    う構成したことを特徴とするLNG火力設備。
  2. 【請求項2】 液化天然ガスの冷熱を、酸素製造装置に
    おける複精留塔の上部塔へ直接供給する空気を断熱膨張
    させるための膨張タービンの駆動源として利用するよう
    にした請求項1記載のLNG火力設備。
JP7307373A 1995-11-27 1995-11-27 Lng火力設備 Pending JPH09145003A (ja)

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JP7307373A JPH09145003A (ja) 1995-11-27 1995-11-27 Lng火力設備

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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