JPH1135950A - 発電方法及び発電装置 - Google Patents

発電方法及び発電装置

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JPH1135950A
JPH1135950A JP9260910A JP26091097A JPH1135950A JP H1135950 A JPH1135950 A JP H1135950A JP 9260910 A JP9260910 A JP 9260910A JP 26091097 A JP26091097 A JP 26091097A JP H1135950 A JPH1135950 A JP H1135950A
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fuel
boiler
gas
gas turbine
distillate
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Masaki Iijima
正樹 飯島
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 価格の安い石炭、重質油、プラスチック廃棄
物等のボイラー専焼燃料や、場合によりガスタービン向
燃料を利用して、高効率の発電を行うことであり、更に
は、環境への悪影響が少なく、設備費の安い発電を行う
こと。 【解決手段】 ボイラ専焼燃料を部分処理して留出分と
残分に分離して、留出分を、場合により留出分にガスタ
ービン向燃料を加え、ガスタービンに供給して発電し、
その燃焼排ガスをボイラーに供給して残分を、場合によ
り残分にボイラ専焼燃料を加えて燃焼させ、得られたス
チームにより発電を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、石炭、重質油等の
ボイラ専焼燃料を部分処理して、留出分と残分に分離
し、該留出分から得られたガスタービン用燃料単独で又
はガスタービン向燃料と組み合わせてガスタービンに供
給、燃焼させて発電し、該残分をボイラ燃料として、ボ
イラ燃料単独で又はボイラ専焼燃料と組み合わせてボイ
ラに供給、燃焼させてスチームを発生させ、蒸気タービ
ンにより発電する発電方法及び装置、さらに、ガスター
ビン排ガスをボイラに供給してボイラ燃料の燃焼に利用
する排気再燃式の発電方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃焼によるエネルギーをタービン等の原
動機を通じて電気エネルギーに変換する方法には、ボイ
ラ及びスチームタービンによる発電方法、ガスタービン
による発電方法及びこれらを組み合わせたコンバインド
・サイクル発電方法がある。ボイラ及びスチームタービ
ンによる発電方法は、燃料に重油、原油、残渣油又は石
炭等を使用し、ボイラで発生した高温、高圧のスチーム
によりタービンを駆動して発電するが、熱効率が３８〜
４０％／ＨＨＶ基準（ＨＨＶ：高位発熱量、以下特に断
らない限り発電の熱効率はＨＨＶ基準で示す）と比較的
低い。また、ガスタービンは、燃料に液化天然ガス（Ｌ
ＮＧ）、灯油、軽油等を使用して、燃料を圧縮空気で、
さらには、圧縮空気を燃焼熱で加熱して燃焼させ、発生
した高温、高圧のガスによりタービンを駆動して発電す
る。発電効率は２０〜３５％であるが、ガスタービンの
排ガスは、例えば、４５０〜７００℃と高温であるので
この熱を利用することができる。また、空冷翼タービン
等ではガス温度を１３００〜１５００℃程度まで高める
ことができるので、発電効率の向上、排ガスのより有効
な利用が可能である。
【０００３】これらを組み合わせたコンバインド・サイ
クル発電では、燃料にＬＮＧを使用し、圧縮空気で燃料
を燃焼させ、その高温高圧ガスでガスタービンを駆動し
て発電し、さらにその排ガスを廃熱回収ボイラに供給し
てスチームを発生させ、スチームタービンにより発電す
る方法が実施されており、従来のガスタービンでは熱効
率が４６〜４７％と高いことが特徴である。従って発電
設備の老朽化により設備を新設する際や既存設備を利用
した発電能力増強する際には、熱効率の高いコンバイン
ド・サイクル発電への転換が進められている。しかしな
がら、前記ＬＮＧによるコンバインド・サイクル発電で
は、燃料のＬＮＧは貯蔵にコストがかかり、供給に問題
を生じるおそれがある。
【０００４】欧米では、ＬＮＧや軽油以外に、原油や残
渣油をガスタービンの燃料に使用している実績がある
が、それらに含まれる不純物のためトラブルが多く発生
し、軽油やＬＮＧを使用する場合に比べ保守費用がかさ
む問題点が指摘されている。ガスタービンに使用する燃
料の不純物含有量として、ナトリウムとカリウム分を合
計で０．５ｐｐｍ以下、バナジウム分を０．５ｐｐｍ以
下に制限することが望ましい。特にナトリウム、カリウ
ムの塩分とバナジウム分は相互に影響してガスタービン
のブレード金属の溶融点を低下させたり、灰分のブレー
ドへの付着の原因となる。
【０００５】一方、火力発電は、石油やＬＮＧの他に、
天然に多量に埋蔵されている石炭や重質油を原燃料とし
て使用しており、さらにその効率的な使用が検討されて
いる。例えば、ガス化炉に噴流床方式を使用し、送電端
効率約４３〜４７％の石炭ガス化複合発電（ＩＧＣＣ）
が検討されている。しかしながら、これらの技術では、
石炭や重質油をコンバインド・サイクル発電に利用する
には、原燃料を一度ガスに変換する必要があり、さらに
得られたガスの精製が必要である。原燃料を全量ガス化
する方法では、例えば、原燃料の前処理に過大の設備を
必要としたり、特別な形式のガス化炉やそれと組み合わ
せて使用する特別な形式のボイラを必要としたり、操作
条件が過酷であったり、全量ガス化するので生成したガ
スの量が大きく、またガスの脱塵、精製に過大の設備を
必要としたり、残りの溶融灰の処理が必要であったり、
蒸気タービンに使用する燃料までガス化して精製するこ
とになる等の問題点があった。
【０００６】ジャーナル・オブ・エンジニアリング・フ
ォー・ガスタービンズ・アンド・パワー（Journal of E
ngineering for Gas Turbines and Power）vol. 118，O
CTOBER 1996，737には、石炭を酸素及び水蒸気の存在下
に高温度でガス化して、得られたガスをガスタービンに
供給して燃焼させ、発生した高温の燃焼ガスによりガス
タービンを駆動して発電を行い、石炭をガス化させた残
りのチャーを流動床ボイラに供給して燃焼させ、発生し
たスチームによりスチームタービンを駆動して発電を行
うコンバインド・サイクル発電が開示されている。しか
しながら、この技術ではガス化温度が１０００℃程度又
はそれ以上の高温であるために、Ｎａ及びＫ塩、及びＶ
化合物のようなタービンブレードを腐食する成分の混入
が多く、これらを除去する必要があること、ガス化装置
とガスタービン及び流動床ボイラとを組み合わせた装置
が特殊であるために、既存のボイラ・スチームタービン
システムのような輻射伝熱面と対流伝熱面を備えたボイ
ラに適用するには設備の大幅な手直しが必要であり、実
際的には設備の新設の際にのみ適用されるという制約が
ある等の問題を持っている。また、高温で得られたガス
の精製を低温で行わなければならず、エネルギーロスが
大きいという問題があり、さらに、全体として設備費が
過大なものになるという問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、安価
なもしくは利用度の低いボイラ専焼燃料（ガスタービン
に利用できずボイラに利用できる燃料）を使用して、高
効率の発電を行うことであり、燃料のエネルギーを有効
に利用することであり、更には、環境への悪影響が少な
く、設備費の安い方法を提供することである。また、石
油精製設備のような燃料発生源に併設して、設備費があ
まりかからずに燃料を有効利用して発電する方法、設備
を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、種々の燃
料を利用した発電について鋭意検討した結果、石炭、原
油、重質油等の安価なもしくは利用度の低いボイラ専焼
燃料を、ストリッピング、蒸留、熱分解、乾留、マイク
ロ波照射、部分水性ガス化、部分燃焼ガス化等により部
分処理して留出分と残分に適切に分離することにより、
留出分の性質、品質、発生量及び熱量がガスタービンの
燃料用に適するものであり、残分の性質、発生量及び熱
量がボイラの燃料用に適するものであることを見い出
し、更にそれぞれの量が、特にガスタービン発電とスチ
ームタービン発電を結び付けたコンバインド・サイクル
発電に適するものであること、さらには、留出分を単独
に使用して又は留出分とガスタービン向燃料とをガスタ
ービン燃料に使用してガスタービンにより発電し、残分
を単独に使用して又は残分とボイラ専焼燃料とをボイラ
燃料に使用してスチームを発生させてスチームタービン
により発電することにより低設備費の装置で、低コスト
で、且つ高効率で発電できること、ガスタービン排ガス
をボイラに加えて排気再燃することによりさらに高効率
で発電できることを見いだし、さらには、石油精製設備
から得られる余剰のガスタービン向燃料と同設備内で発
生するボイラ専焼燃料を使用して、ガスタービンからの
排気を利用してボイラーで燃焼することにより、設備か
ら発生する燃料を有効に利用して、効率よく発電できる
ことを見出し本発明を完成するに至った。
【０００９】すなわち、本発明の第１は、ボイラ専焼燃
料（Ｆ）を部分処理して留出分（Ｄ）及び残分（Ｒ）に
分離し、該留出分（Ｄ）から得られたガスタービン用燃
料（Ｇ）単独又はガスタービン用燃料（Ｇ）とガスター
ビン向燃料（Ｇ'）との混合物をガスタービン燃料
（Ａ）として、該残分（Ｒ）単独又は該残分（Ｒ）とボ
イラ専焼燃料（Ｆ）及び／又は他種類のボイラ専焼燃料
（Ｆ'）との混合物をボイラ燃料（Ｂ）として、ガスタ
ービン燃料（Ａ）をガスタービンで燃焼してガスタービ
ンを駆動して発電すると共に、ボイラ燃料（Ｂ）をボイ
ラで燃焼して発生したスチームによりスチームタービン
を駆動して発電する発電方法に関するものである。これ
により、石炭、重質油等の安価なもしくは利用度の低い
ボイラ専焼燃料（ガスタービンに利用できずボイラに利
用できる燃料）からガスタービンとスチームタービンに
適する燃料を効率よく得て、あるいは、さらに安価なも
しくは利用度の低い各種ボイラ専焼燃料と各種ガスター
ビン向燃料を組み合わせて使用することができるので、
燃料の利用範囲が広がり、経済的にも、環境悪化時にも
最適に燃料を選択して効率的に発電することができる。
それらの燃料を使用して発電することができるので、単
にボイラ専焼燃料（Ｆ）をボイラ燃料（Ｂ）として使用
する場合に比較して大幅に発電効率が向上する。本発明
の第２は、ガスタービン排ガスをボイラに供給してボイ
ラ燃料（Ｂ）を排気再燃させる本発明の第１に記載の発
電方法に関するものである。これにより、ガスタービン
排ガス中の残存熱量と１０〜１５％残存する酸素を利用
して残分を燃焼することができるので発電効率を約４６
％に高められる。本発明の第３は、ガスタービン排ガス
を廃熱回収ボイラに供給して発電用蒸気を発生させ、廃
熱回収ボイラ排出ガスをボイラに供給してボイラ燃料
（Ｂ）を排気再燃させる本発明の第１に記載の発電方法
に関するものである。これにより、ガスタービン排ガス
中の残存熱量から発電用の蒸気を発生することが可能で
あり、さらに廃熱回収ボイラ排ガス中の残存熱量と１０
〜１５％残存する酸素を利用して残分を燃焼することが
できるので発電効率が高い。本発明の第４は、部分処理
が、トッピング、フラッシング、蒸留、抽出、傾瀉又は
これらの混合処理からなる群から選ばれる部分分離処理
である本発明の第１〜３のいずれかに記載の発電方法に
関するものである。これにより、ボイラ専焼燃料の各種
の部分分離処理方法が具体的に使用できることが判る。
本発明の第５は、部分処理が、熱分解、乾留、水性ガス
化、燃焼ガス化、水素化、液化、マイクロ波照射又はこ
れらの混合処理からなる群から選ばれる部分分解処理で
ある本発明の第１〜３のいずれかに記載の発電方法に関
するものである。これにより、ボイラ専焼燃料の各種の
部分分解処理方法が具体的に使用できることが判る。本
発明の第６は、部分処理が２５０℃以上５００℃以下で
行われる本発明の第４〜５のいずれかに記載の発電方法
に関するものである。これにより、熱的に有利に留出分
を得ることができると共に留出分中のＮａ、Ｋ、Ｃａ、
Ｖその他の不純物の混入を大幅に減少することができ
る。本発明の第７は、留出分（Ｄ）対残分（Ｒ）の熱量
比率が２０〜６０％対８０〜４０％である本発明の第１
〜６のいずれかに記載の発電方法に関するものである。
これにより、ボイラ専焼燃料から排気再燃コンバインド
・サイクル発電に適する熱量の留出分が経済的に得ら
れ、留出分をガスタービン用燃料に使用して、残分をボ
イラに使用して、排気再燃により効率よく発電を行うこ
とができる。本発明の第８は、留出分（Ｄ）から少なく
ともガス分（Ｖ）と油分（Ｏ）を分離し、ガス分
（Ｖ）、油分（Ｏ）又はガス分（Ｖ）と油分（Ｏ）をガ
スタービン用燃料（Ｇ）に使用する本発明の第１〜７の
いずれかに記載の発電方法に関するものである。これに
より、水分やそれに溶解する不純物成分がガスタービン
用燃料に混入することを防ぐことができる。本発明の第
９は、油分（Ｏ）を蒸留して精製留分（Ｃ）と蒸留残渣
（Ｒ'）に分離し、精製留分（Ｃ）をガスタービン用燃
料（Ｇ）に使用して、蒸留残渣（Ｒ'）をボイラに使用
する本発明の第８に記載の発電方法に関するものであ
る。これにより、どのようなボイラ専焼燃料から得られ
た留出分からガスタービン用燃料を製造しても、ガスタ
ービンを長時間稼働した場合にタービンブレード等の腐
食が少ない燃料を得ることができるし、もともと留出分
中の不純物が少ない場合にはさらにその含有率を下げる
ことができる。本発明の第１０は、ガスタービン燃料
（Ａ）が、ナトリウム及びカリウム分の合計で０．５重
量ｐｐｍ以下、バナジウム分０．５重量ｐｐｍ以下を含
有する本発明の第８〜９のいずれかに記載の発電方法に
関するものである。これにより、ＮａとＫ分の合計が
０．５重量ｐｐｍないしそれ以下、Ｖ分が０．５重量ｐ
ｐｍないしそれ以下であり、ガスタービンを長期間連続
使用してもタービンブレード等の腐食が少ない。本発明
の第１１は、ガス分（Ｖ）をガス専焼ガスタービンによ
り燃焼させ、油分（Ｏ）又は精製留分（Ｃ）を油専焼ガ
スタービンにより燃焼させる本発明の第８〜９のいずれ
かに記載の発電方法に関するものである。これにより、
ガス分と油分を効率よく、安定に燃焼させてガスタービ
ン発電を行うことができる。本発明の第１２は、ボイラ
専焼燃料（Ｆ）を部分処理して留出分（Ｄ）及び残分
（Ｒ）に分離する部分処理手段、本発明の第１に記載の
ガスタービン燃料（Ａ）を燃焼させて駆動するガスター
ビン、駆動されたガスタービンにより発電するガスター
ビン用発電機、本発明の第１に記載のボイラ燃料（Ｂ）
を燃焼させて蒸気を発生させるボイラ、発生したスチー
ムにより駆動するスチームタービン及び駆動されたスチ
ームタービンにより発電するスチームタービン用発電機
からなる発電装置に関するものである。これにより、石
炭、重質油等の安価なもしくは利用度の低いボイラ専焼
燃料からガスタービンとスチームタービンに適する燃料
を効率よく得て、それらの燃料を使用して発電すること
ができるし、さらに安価なもしくは利用度の低い各種ボ
イラ専焼燃料や各種ガスタービン向燃料を組み合わせて
使用することができるので、燃料の利用範囲が広がり、
経済的にも、環境悪化時にも最適に燃料を選択して効率
的に発電することができる。本発明の第１３は、ガスタ
ービン排ガスをボイラに供給する排ガス供給手段を設け
た本発明の第１２に記載の発電装置に関するものであ
る。これにより、ガスタービン排ガス中の残存熱量と１
０〜１５％残存する酸素を使用して残分を燃焼すること
ができるので発電効率約４６％で発電を行うことができ
る。本発明の第１４は、ガスタービン排ガスを供給して
発電用蒸気を発生させる廃熱回収ボイラ及び廃熱回収ボ
イラ排ガスをボイラに供給する排ガス供給手段を設けた
本発明の第１２に記載の発電装置に関するものである。
これにより、ガスタービン排ガス中の残存熱量から発電
用の蒸気を発生するとともに、廃熱回収ボイラ排ガス中
の残存熱量と１０〜１５％残存する酸素を使用して残分
を燃焼することができるので発電効率が高い。本発明の
第１５は、ガスタービン向燃料とボイラ専焼燃料が同一
場所で得られる設備に併設して、該ガスタービン向燃料
をガスタービンに供給して燃焼させ、燃焼により発生し
た駆動用燃焼ガスによりガスタービンを駆動して発電
し、該ボイラ専焼燃料をボイラに供給して前記ガスター
ビン排ガスを用いて燃焼させ、発生したスチームにより
スチームタービンを駆動して発電する発電方法に関する
ものである。これにより、部分処理設備を新設すること
なく、オフガスやタール等を有効に利用して、効率よく
発電することができる。本発明の第１６は、上記設備
が、石油精製プラント、製鉄プラント、化学プラント及
びこれらのコンビナートからなる群から選ばれるもので
ある本発明の第１５に記載の発電方法に関するものであ
る。これにより、多量のガスタービン向燃料とボイラ専
焼燃料を環境に排出したり、輸送したりせずに、単にボ
イラで燃焼させるよりも効率よく発電に利用することが
できる。
【００１０】本発明はさらに以下のことも発明として示
すものである。すなわち本発明は、ボイラ専焼燃料を部
分処理して留出分及び残分に分離し、留出分をガスター
ビン燃料に使用して、残分をボイラ燃料に使用して、前
記ガスタービン燃料をガスタービンに供給して燃焼さ
せ、燃焼により発生した駆動用燃焼ガスによりガスター
ビンを駆動して発電し、前記ボイラ燃料及び前記ボイラ
専焼燃料をボイラに供給して燃焼させ、発生したスチー
ムによりスチームタービンを駆動して発電する発電方法
を示すものである。本発明は、ボイラ専焼燃料を部分処
理して留出分及び残分に分離し、留出分をガスタービン
燃料に使用して、残分をボイラ燃料に使用して、ガスタ
ービン向燃料及び前記ガスタービン燃料をガスタービン
に供給して燃焼させ、燃焼により発生した駆動用燃焼ガ
スによりガスタービンを駆動して発電し、前記ボイラ燃
料をボイラに供給して燃焼させ、発生したスチームによ
りスチームタービンを駆動して発電する発電方法を示す
ものである。本発明は、ボイラ専焼燃料（Ｆ）又は
（Ｆ'）が、石炭、揮発分２０重量％以上の低質炭、チ
ャー、コークス、重油、残渣油、ピッチ、ビチューメ
ン、石油コークス、カーボン、タールサンド、タールサ
ンドから得られるサンドオイル、オイルシェール、オイ
ルシェールから得られるシェールオイル、オリノコター
ル、オリノコタールの水懸濁物であるオリマルジョン、
アスファルト、アスファルトの水懸濁物であるアスマル
ジョン、石炭−油混合物（ＣＯＭ）、石炭−水混合物
（ＣＷＭ）、石炭−メタノールスラリー、木、草、油脂
又は搾油滓の天然物由来マス、廃プラスチック、可燃ゴ
ミ、及びこれらの混合物からなる群から選ばれる燃料で
ある上記に記載の発電方法を示すものである。本発明
は、ガスタービン向燃料（Ｇ'）が水素、メタン、エタ
ン、エチレン、プロパン、プロペン、ブタン類、ブテン
類、ヘキサン類、ヘプタン類、メタノール、エタノー
ル、プロパノール、ブタノール、ジメチルエーテル、ジ
エチルエーテル、ＬＮＧ、ＬＰＧ、ナフサ、ガソリン、
灯油、軽油、常圧沸点５００℃以下の重質油分解成分、
天然ガス、炭層メタン、ランドフィルガス、高炉ガス、
コークス炉ガス、転炉ガス、水素を含む化学プラントか
らの副生ガス、石炭又は重質油のガス化ガス、石炭乾留
ガス、石炭水性ガス化ガス、石炭部分燃焼ガス、重質油
加熱分離軽質油又はガス、重質油熱分解軽質油又はガ
ス、重質油酸化分解軽質油又はガス、超重質油熱分解軽
質油又はガス、超重質油酸化分解軽質油又はガス、発酵
ガス、及びこれらの混合物からなる群から選ばれる燃料
である上記に記載の発電方法を示すものである。本発明
は、部分処理するボイラ専焼燃料が石炭、重質油及びこ
れらの混合物である本発明の上記に記載の発電方法を示
すものである。本発明は、ガスタービン排ガスをボイラ
に供給し、ボイラ燃料及び／又はボイラ専焼燃料を空気
を供給して燃焼させる本発明の上記に記載の発電方法を
示すものである。本発明は、ボイラの燃焼をガスタービ
ン排ガスのみで行う本発明の上記に記載の発電方法を示
すものである。本発明は、マイクロ波照射がボイラ専焼
燃料（Ｆ）に炭化水素を供給して行われる発電方法を示
すものである。本発明は、水性ガス化がボイラ専焼燃料
（Ｆ）に直接加熱用ガスと水蒸気とを供給して行われる
発電方法を示すものである。本発明は、燃焼ガス化がボ
イラ専焼燃料（Ｆ）に空気又は酸素と水蒸気とを供給し
て行われる発電方法を示すものである。本発明は、部分
処理手段、ガスタービン、ガスタービン用発電機、ボイ
ラ、スチームタービン及びスチームタービン用発電機か
らなり、（１）ボイラ専焼燃料を部分処理して留出分及
び残分に分離し、留出分をガスタービン燃料に使用し
て、残分をボイラ燃料に使用して、前記ガスタービン燃
料をガスタービンに供給して燃焼させ、燃焼により発生
した駆動用燃焼ガスによりガスタービンを駆動して発電
し、前記ボイラ燃料及び前記ボイラ専焼燃料をボイラに
供給して燃焼させ、発生したスチームによりスチームタ
ービンを駆動して発電する、（２）ボイラ専焼燃料を部
分処理して留出分及び残分に分離し、留出分をガスター
ビン燃料に使用して、残分をボイラ燃料に使用して、ガ
スタービン向燃料及び前記ガスタービン燃料をガスター
ビンに供給して燃焼させ、燃焼により発生した駆動用燃
焼ガスによりガスタービンを駆動して発電し、前記ボイ
ラ燃料をボイラに供給して燃焼させ、発生したスチーム
によりスチームタービンを駆動して発電する、（３）ボ
イラ専焼燃料を部分処理して留出分及び残分に分離し、
留出分をガスタービン燃料に使用して、残分をボイラ燃
料に使用して、前記ガスタービン燃料をガスタービンに
供給して燃焼させ、燃焼により発生した駆動用燃焼ガス
によりガスタービンを駆動して発電し、前記ボイラ燃料
及び前記と異なる種類のボイラ専焼燃料をボイラに供給
して燃焼させ、発生したスチームによりスチームタービ
ンを駆動して発電する、又は（４）ボイラ専焼燃料を部
分処理して留出分及び残分に分離し、留出分をガスター
ビン用燃料に使用して、残分をボイラ燃料に使用して、
ガスタービン向燃料及び前記ガスタービン燃料をガスタ
ービンに供給して燃焼させ、燃焼により発生した駆動用
燃焼ガスによりガスタービンを駆動して発電し、前記と
異なる種類のボイラ専焼燃料及び前記ボイラ燃料をボイ
ラに供給して燃焼させ、発生したスチームによりスチー
ムタービンを駆動して発電する発電装置を開示するもの
である。本発明は、ガスタービン排ガスをボイラに供給
して、残分を空気を供給して燃焼させる本発明の上記に
記載の発電装置を示すものである。本発明は、ボイラの
燃焼をガスタービン排ガスのみで行う本発明の上記に記
載の発電装置を示すものである。
【００１１】本発明の石炭の乾留に関する発明はさらに
以下のことも示す。すなわち本発明は、石炭を、特に揮
発分を２０重量％以上含む石炭を、部分分解処理して、
留出分並びに残分に分離し、該留出分をガスタービン用
燃料とし、残分である熱分解炭化残分、チャー又はコー
クスをスチームタービンのボイラ燃料とする発電用燃料
を開示するものであり、部分分解処理が乾留であり、特
に、乾留が５００℃以下の熱分解炭化であり、更には、
留出分から、ガス分及び／又は油分を分離して、該ガス
分及び／又は油分をガスタービン用燃料とする発電用燃
料の製造方法を示すものである。本発明は、また、上記
で得られたガス分及び／又は油分を燃料とし、該燃料
が、塩分含有量０．５重量ｐｐｍ以下及びバナジウム分
含有量０．５重量ｐｐｍ以下であるガスタービン発電用
燃料を示すものである。また、本発明は、石炭を部分分
解処理して、留出分並びに残分に分離し、該留出分をガ
スタービン用燃料とし、残分をスチームタービンのボイ
ラ燃料とする発電用燃料の製造方法を示すものである。
また、本発明は、石炭を１０〜１０００００℃／秒の加
熱速度で０．１〜１０秒間加熱して、石炭を急速に部分
熱分解して、留出分並びに残分に分離し、該留出分をガ
スタービン用燃料とし、残分をスチームタービンのボイ
ラ燃料とする発電用燃料の製造方法を示すものである。
また、本発明は、上記急速部分熱分解により得られた留
出分から得られるガスタービン燃料をガスタービンに使
用して、残分をボイラ燃料に使用して、コンバインド・
サイクル発電を行うことを示すものである。
【００１２】本発明の石炭のマイクロ波照射に関する発
明はさらに以下のことも示す。本発明は、石炭を、特に
揮発分を２０重量％以上含む石炭を、マイクロ波照射に
より部分分解処理して、留出分並びに残分に分離し、該
留出分をガスタービン用燃料とし、残分をボイラ・スチ
ームタービンシステムに使用するボイラ燃料とする発電
用燃料に関するものであり、部分分解処理がマイクロ波
照射処理であり、特に、マイクロ波照射処理が５０℃以
上で、好ましくは１００〜１０００℃で、また、炭化水
素の存在下に、好ましくは炭素数１〜２０の脂肪族、脂
環族、芳香族炭化水素の存在下に、又は炭化水素ガスの
存在下に、更には、留出分から、ガス分及び／又は油分
を分離して、該ガス分及び／又は油分をガスタービン用
燃料とする発電用燃料を示すものである。また、本発明
は、石炭をマイクロ波照射により部分分解処理して、留
出分並びに残分に分離し、該留出分をガスタービン用燃
料とし、残分をボイラ・スチームタービンシステムに使
用するボイラ燃料とする発電用燃料の製造方法を示すも
のである。
【００１３】本発明の石炭の部分水性ガス化に関する発
明はさらに以下のことも示す。本発明は、石炭を部分水
性ガス化処理して、留出分並びに残分に分離し、該留出
分をガスタービン用燃料とし、残分をボイラ燃料とする
発電用燃料の製造方法を、また、部分水性ガス化処理
が、直接加熱用ガスに水蒸気を添加して行われるもので
あり、部分水性ガス化処理が、さらに水素、炭化水素、
二酸化炭素またはこれらの混合物を添加して行われる製
造方法を示すものである。本発明は、又、留出分から、
ガス分又はガス及び油分を分離し、該ガス分又はガス及
び油分をガスタービン用燃料とする発電用燃料の製造方
法を、留出分と残分の比率が、熱量比率で３０〜４５％
対７０〜５５％である発電用燃料の製造方法を示すもの
である。
【００１４】本発明の石炭の部分燃焼ガス化に関する発
明はさらに以下のことも示す。本発明は、石炭を部分燃
焼ガス化処理して、留出分並びに残分に分離し、該留出
分をガスタービン用燃料とし、残分をボイラ燃料とする
発電用燃料の製造方法、部分燃焼ガス化処理が、石炭
に、空気又は酸素、及び水蒸気を添加して行われる発電
用燃料の製造方法、部分燃焼ガス化処理が、さらに水
素、炭化水素、二酸化炭素またはこれらの混合物を添加
して行われる発電用燃料の製造方法、さらに、留出分か
ら、ガス分又はガス及び油分を分離し、該ガス分又はガ
ス及び油分をガスタービン用燃料とする発電用燃料の製
造方法、留出分と残分の比率が、熱量比率で３０〜５５
％対７０〜４５％である発電用燃料の製造方法を示すも
のである。
【００１５】本発明の重質油の部分熱分解に関する発明
はさらに以下のことも示す。すなわち本発明は、重質油
を熱分解処理して、留出分並びに残分に分離し、該留出
分をガスタービン用燃料とする発電用燃料の製造方法、
重質油を熱分解処理して、留出分並びに残分に分離し、
該残分をボイラ燃料とする発電用燃料の製造方法、重質
油を熱分解処理して、留出分並びに残分に分離し、該留
出分をガスタービン用燃料とし、残分をボイラ燃料とす
る発電用燃料の製造方法、重質油が、Ａ重油、Ｂ重油、
Ｃ重油、常圧残渣油、減圧残渣油、シェールオイル、オ
リノコ超重質油、オリマルジョン、アスマルジョン、ビ
チューメン又はこれらの混合物であり、熱分解処理が、
クラッキング法、ビスブレーキング法、ディレイドコー
キング法、フルードコーキング法、フレキシコーキング
法、コンタクトコーキング法又はユリカ法により行わ
れ、熱分解処理が、さらに、水蒸気、空気、水素、炭化
水素、二酸化炭素またはこれらの混合物を添加して行わ
れ、留出分と残分の比率が、熱量比率で２０〜６０％対
８０〜４０％である発電用燃料の製造方法を示すもので
ある。
【００１６】本発明の石炭と重質油の混合物の部分燃焼
ガス化に関する発明はさらに以下のことも示す。すなわ
ち本発明は、石炭及び重質油の混合物を部分燃焼ガス化
処理して、留出分並びに残分に分離し、該留出分をガス
タービン用燃料とし、残分をボイラ燃料とする発電用燃
料の製造方法、部分燃焼ガス化処理が、石炭及び重質油
の混合物に、空気又は酸素、及び水蒸気を添加して行わ
れる発電用燃料の製造方法、部分燃焼ガス化処理が、さ
らに水素、炭化水素、二酸化炭素またはこれらの混合物
を添加して行われる発電用燃料の製造方法、部分燃焼ガ
ス化処理する石炭：重質油の重量比率が５：９５〜８
０：２０である発電用燃料の製造方法、さらに、留出分
から、ガス分又はガス及び油分を分離し、該ガス分又は
ガス及び油分をガスタービン用燃料とする発電用燃料の
製造方法、留出分と残分の比率が、熱量比率で２０〜６
０％対８０〜４０％である発電用燃料の製造方法を示す
ものである。また本発明は、留出分（Ｄ）から少なくと
もガス分（Ｖ）と油分（Ｏ）を分離するための分離装置
を設けた前記発電装置を示すものである。また本発明
は、油分（Ｏ）を精製留分（Ｃ）と残渣（Ｒ'）に分離
するための分離装置を設けた前記発電装置を示すもので
ある。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明でガスタービン向燃料
（Ｇ’）とは、ガスタービンに使用できる燃料であり、
可燃性の気体、可燃性の軽質液体（常圧沸点が５００℃
（約９００゜Ｆ）以下の液体）をいい、具体的には、メ
タン、エタン、エチレン、プロパン、プロペン、ブタン
類、ブテン類、ヘキサン類、ヘプタン類、メタノール、
エタノール、プロパノール、ブタノール、ジメチルエー
テル、ジエチルエーテル、ＬＮＧ、ＬＰＧ、ナフサ、ガ
ソリン、灯油、軽油、常圧沸点５００℃以下の重質油分
解成分、天然ガス、炭層メタン、ランドフィルガス、高
炉ガス、コークス炉ガス、転炉ガス、水素及び／又は一
酸化炭素を含む各種プラント副生ガス、石炭又は重質油
等のガス化ガス、石炭乾留ガス、石炭水性ガス化ガス、
石炭部分燃焼ガス、重質油熱分解軽質油又はガス、重質
油酸化分解軽質油又はガス、超重質油熱分解軽質油又は
ガス、超重質油酸化分解軽質油又はガス、発酵ガス、及
びこれらの混合物等が挙げられる。水素及び／又は一酸
化炭素を含む各種プラント副生ガスとしては、例えば、
炭化水素を酸化して得られる水素、又は、水素と一酸化
炭素の混合ガス等の化学プラントからのガスが挙げられ
る。
【００１８】本発明でボイラ専焼燃料（Ｆ）とは、ガス
タービンに使用できず、ボイラに使用できる燃料のこと
であり、可燃性の固体、可燃性の重質液体をいい、具体
的には、石炭、チャー、コークス、重油（Ａ重油、Ｂ重
油、Ｃ重油）、残渣油（常圧残渣油、減圧残渣油）、ピ
ッチ、ビチューメン、石油コークス、カーボン、タール
サンド、タールサンドから得られるサンドオイル、オイ
ルシェール、オイルシェールから得られるシェールオイ
ル、オリノコタール、オリノコタールの水懸濁物である
オリマルジョン、アスファルト、アスファルトの水懸濁
物であるアスマルジョン、石炭−油混合物（ＣＯＭ）、
石炭−水混合物（ＣＷＭ）、石炭−メタノールスラリ
ー、木、草、油脂、搾油滓等の天然物由来マス、廃プラ
スチック、可燃ゴミ、及びこれらの混合物等が挙げられ
る。
【００１９】本発明では、部分処理用ボイラ専焼燃料
（Ｆ）と部分処理せず直接ボイラに供給するボイラ専焼
燃料（Ｆ’）が、同じであっても異なるものであっても
よい。例えば、部分処理用ボイラ専焼燃料に重質油を使
用し、ボイラに直接供給するボイラ専焼燃料に石炭を使
用することができる。あるいは、部分処理可能なボイラ
専焼燃料を使用し、ボイラに直接供給するボイラ専焼燃
料には部分処理が困難な又は部分処理すると経済的に不
利になる燃料を使用することができる。なお、本発明で
はボイラ及び廃熱回収ボイラなる用語が使用されるが、
単にボイラというときにはボイラ燃料を燃焼させるボイ
ラ・スチームタービンシステムのボイラを示し、廃熱回
収ボイラの場合は廃熱回収ボイラという。
【００２０】本発明でボイラ専焼燃料（Ｆ）又は
（Ｆ’）として用いられる石炭としては、褐炭、黒褐
炭、低度瀝青炭、高度瀝青炭、半瀝青炭、半無煙炭、無
煙炭等が挙げられる。好ましくは揮発分含有量が２０重
量％以上６０％以下のものであり、さらに好ましくは揮
発分含有量が３０重量％以上のものでありガスタービン
とボイラで使用する熱量比に見合う揮発分又は揮発分と
熱分解生成物からなる留出分を生ずることができるもの
であって、最も好ましくは、揮発分含有量が３５重量％
以上のものであって排気再燃を組み合わせるガスタービ
ンとボイラで使用する熱量比に見合う留出分を生ずるこ
とができる低質炭ないし中質炭である。揮発分の低い石
炭ほど炭化度が低いために利用価値が低いが、反対に埋
蔵量は豊富で且つ価格は安いので、これらを有効に利用
して発電を行う方法を見いだすことは重要な問題である
が、本発明の方法は知られておらず、実際にもこのよう
な発電設備や実験設備は知られていない。
【００２１】本発明でボイラ専焼燃料として用いられる
重質油は、原油、従来の重質油、超重質油及びビチュー
メン（サンドオイル）を含む。原油は留出分及び重質分
を含み、本発明では原油を部分分離処理又は部分分解処
理してガスタービン燃料に使用することができるし、ボ
イラ専焼燃料としてボイラに供給することができる。原
油は、低硫黄原油でも、高硫黄原油でも使用可能であ
り、部分処理に先立って塩分含有量を予め０．５ｐｐｍ
のような低濃度に調節したりする必要はないし、留出分
中の硫黄分に制限を設けるものではない。従来の重質油
としては、Ａ重油、Ｂ重油、Ｃ重油、常圧残渣油、減圧
残渣油、シェールオイル、その他の重質油が挙げられ
る。超重質油としては、比重が１．０以上（６０／６０
゜Ｆ）で粘度が１００００ｃｐ（油層温度下）以下のも
のであり、オリノコ超重質油、その水エマルジョンであ
るオリマルジョン、あるいはアスファルト質、その水エ
マルジョンであるアスマルジョン等が挙げられる。ビチ
ューメンとしては、比重が１．０以上（６０／６０゜
Ｆ）で粘度が１００００ｃｐ（油層温度下）以上のもの
であり、アサバスカビチューメン、コールドレークビチ
ューメン等が挙げられる。これらの重質油は、必要であ
れば、部分処理を行う前に、水洗、アルカリ洗、酸洗、
溶媒洗、吸着、交換、バイオ処理等によりナトリウム、
カリウム、カルシウム等の塩分、硫黄分、その他の不純
物の含有率を低下させておくこともできる。
【００２２】本発明で、ボイラ専焼燃料に対する部分処
理とは、部分分離処理、部分分解処理又はこれらの混合
処理をいう。部分分離処理とは、ボイラ専焼燃料を化学
的に組成変化させずに、加熱、減圧、トッピング、フラ
ッシング、蒸留、抽出、傾瀉等の分離手段により、ボイ
ラ専焼燃料から、後述する留出分と残分とを分離するこ
とである。部分分解処理とは、ボイラ専焼燃料を化学的
に組成変化させる処理であり、熱分解、乾留、燃焼ガス
化、水性ガス化、水素化、液化、マイクロ波照射等によ
り、ボイラ専焼燃料から留出分と残分とを生成させるこ
とである。従って、部分分解処理には、続いて留出分と
残分との分離操作が伴われ、必要であればさらに留出分
からガス分や油分等を分離する操作、又は油分からさら
に軽油分等を分離する操作が伴われる。
【００２３】本発明において、留出分（Ｄ）とはボイラ
専焼燃料から、部分分離処理によって、又は部分分解処
理とそれに続く分離処理によって、ボイラ専焼燃料又は
部分分解処理したボイラ専焼燃料に含まれる成分を気体
及び／又は液体状態で分離したものをいう。したがっ
て、留出分には一度気化して凝縮して液化したものも、
液体状体で発生して分離されたものも含まれる。なお、
重質油の部分処理の場合には、留出分とは大気圧下にお
ける沸点が５００℃（約９００゜Ｆ）以下の気体又は液
体の成分をいう。本発明において、残分（Ｒ）とはボイ
ラ専焼燃料又は部分分解処理したボイラ専焼燃料から上
記留出分を分離した後の残りのものをいう。
【００２４】以下、部分処理を部分分離処理と部分分解
処理に分けて説明する。初めに、種々の部分分離処理に
ついて説明する。本発明で用いられるトッピングは、原
油を例に説明すると、原油を加熱して、ストリッピング
ガスにスチーム、窒素、二酸化炭素、メタン含有ガスの
ようなイナートガスを使用して、これを原油に吹き込ん
で揮発成分を留出させる方法である。本発明で用いられ
る蒸留としては、原油を例に説明すると、原油を加熱し
て減圧、常圧又は加圧下に揮発成分を留出させる方法、
揮発成分を単留出させる方法、還流を加えて蒸留により
精製留分に分離する方法、共沸剤を加えたり、抽出剤を
加えて特定の成分を分離する蒸留法が挙げられる。本発
明で用いられる抽出では、油分の多いバイオマスを、必
要であれば破砕して、抽出剤を加え抽出物と抽出残に分
離して、抽出物から抽出剤を分離して又は抽出物をその
ままガスタービン燃料に、抽出残である繊維質部分等を
ボイラ燃料にすることができる。本発明で用いられるフ
ラッシングでは、原油を例に説明すると、高温高圧で加
熱した原油を圧力の低い容器に導いて留出分と残分とに
分離するときに使用することができる。本発明で用いら
れるデカンテーションは、オイルシェールを例にとる
と、オイルシェールを加熱して、粘度の低下した油分の
みを傾瀉により分離する方法である。なお、これらの部
分分離処理は、部分分解に続いて留出分と残分を分離す
る場合にも、留出分から精製留分を得る場合にも使用す
ることができる。
【００２５】次に、種々の部分分解処理について説明す
る。本発明で用いられる熱分解処理を、重質油を例に説
明すると、原料である重質油を、ガスタービン燃料に使
用できる成分を含む留出分とボイラ燃料に使用できる残
分に少なくとも分離できる方法である。したがって、本
発明で用いられる熱分解処理の方法としては、単なる熱
分解でもよいし、水蒸気や水素を吹き込みながら熱分解
してもよいし、触媒存在下において接触熱分解する方法
でもよい。熱分解処理方法としては、例えば、留出分を
得るためのクラッキング法、主として残分の粘度を下げ
るビスブレーキング法、留出分とコークス分を得るため
のコーキング法があり、過酷度別に分類すると、１１０
０℃以上で高温熱分解する方法、９８０〜１１００℃で
熱分解する高温コーキング法、８７０〜９８０℃で熱分
解する中温熱分解法（低熱量ガスが得られる）、７００
〜８７０℃で熱分解する中温熱分解法（高熱量ガスが得
られる）、４８０〜７００℃で熱分解する低温コーキン
グ法、４８０〜５４０℃で熱分解する低温熱分解法、４
３０〜４８０℃で熱分解するビスブレーキング法、３５
０〜４８０℃で水蒸気を吹き込みながら熱分解するユリ
カ法等が挙げられる。また、原料の重質油及びコーキン
グ法の種類によって、得られる残分の性質が異なる。コ
ーキング法の種類に関しては、ディレイドコーキング法
ではアスファルチックなコークスが得られ、フルードコ
ーキング法やフレキシコーキング法やコンタクトコーキ
ング法ではカーボイドコークスが得られる。
【００２６】重質油をビスブレーキング法を用いて熱分
解処理する場合には、コークスを生成しないような穏和
な熱分解が行われ、残分の低粘度化及び低流動点化を計
ることができる。ビスブレーキング法では、重質油を加
熱炉で分解して、あるいは更に必要であればソーカー槽
を経由させた後、留出分と残分に分離する。留出分を急
冷して分解を停止させて分離してもよい。
【００２７】重質油をフルードコーキング法やフレキシ
コーキング法を用いて熱分解処理する場合には、リアク
ターに重質油を供給し、リアクター内で流動する加熱コ
ークス上で熱分解され、留出分と残分（コークス）に分
離される。フレキシコーキング法の場合には、加熱コー
クス上に付着した残分（コークス）はヒーター室に送ら
れ、ガシファイアーから戻ってくるコークスとガスによ
りヒーター室中で加熱された後リアクターにリサイクル
される。ヒーター室に送られた加熱コークス上に付着し
た残分（コークス）の一部はガシファイアーに送られ、
空気とスチームでガス化され、ヒーター室に戻る。ヒー
ター室内のコークスは一部はコークスとして抜き出さ
れ、残りはリアクターにリサイクルされる。フルードコ
ーキング法の場合には、加熱コークス上に付着した残分
（コークス）はバーナー室に送られ、空気を供給して加
熱された後、リアクターにリサイクルされる。バーナー
室内のコークスは一部はコークスとして抜き出され、残
りはリアクターにリサイクルされる。
【００２８】重質油をディレードコーキング法を用いて
熱分解処理する場合には、重質油を加熱して蒸留塔底部
に供給し、留出分（油蒸気）と残分（高沸点液）に分離
し、残分を加熱炉に供給し、加熱炉内では重質油を短時
間加熱した後、コークスドラムに送液して、コークスド
ラム内でさらに留出分と残分に分離され、残分が加熱に
より次第にコークスになる。留出分は上記蒸留塔に供給
し、重質油とともに留出分（油蒸気）と残分（高沸点
液）に分離される。この方法では、フルードコーキング
法やフレキシコーキング法に比較して、ガス及びコーク
スの収率が高い。
【００２９】重質油をユリカ法を用いて熱分解処理する
場合には、重質油を予熱して、蒸留塔底部に供給し、留
出分と残分（高沸点液）とに分離する。残分（高沸点
液）は加熱炉において加熱され、軽度に分解されて反応
器に供給される。反応器には下部から水蒸気が供給さ
れ、軽度に分解された残分を更に熱分解すると共に、残
分の混合、留出分の留出促進が行われる。所定時間後、
反応物を冷却し、反応を停止させる。留出分はガス、油
分及び凝縮水である。ガス分は、必要により、硫化水素
等の硫黄化合物を除いてもよい。油分は精留により分離
して高沸点の油分は原料の重質油に混合して系内を循環
するようにしてもよい。反応停止後の残分は液状のピッ
チであり、系外に石油ピッチとして抜き出される。反応
器は複数用意され、所定時間ごとに切り換えて使用す
る。このため処理操作は半回分式で行われる。
【００３０】熱分解をプラスチック廃棄物を油に溶解し
ながら部分熱分解する場合を例にとると、軽油のような
油に、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレ
フィンを３３０〜３５０℃、２０〜１２０分間加熱する
ことにより分子量低下を生じてながら溶解し、ポリスチ
レンでは２５０℃、１０〜６０分間加熱することにより
主として解重合により分解し、溶解させる。このように
して得られたプラスチック廃棄物の分解溶解液を蒸留に
より留出分と残分に分離して、留出分をガスタービン燃
料に使用し、残分をボイラ燃料に使用することができ
る。
【００３１】接触熱分解では、原料として使用する重質
油の種類、混入不純物の種類によるが、活性白土、シリ
カアルミナ、ゼオライト（特に、希土類交換ゼオライ
ト、超安定Ｙ型ゼオライト）、Ｃｏ−Ｍｏ、Ｎｉ−Ｍ
ｏ、Ｆｅ等の分解触媒が使用できる。
【００３２】重質油を熱分解処理する条件は、原料とな
る重質油の種類、目的とする生成物の種類、それらの取
得比率、上記の処理方法により異なる。重質油の処理温
度は上記のように過酷度別に３５０〜１３００℃であ
り、圧力は常圧〜１００気圧である。従って、留出分を
常圧から１００気圧程度の加圧で得ることができる。反
応時間は、１０時間以下である。熱分解処理のために、
改質剤として、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、炭化水
素、生成したガス成分の一部、油分、アルコール等を原
料に添加してもよい。これらの方法は、回分法、ユリカ
法のような半回分法、ビスブレーキング法のような連続
法のいずれの操作方法によっても可能である。
【００３３】本発明で用いられる乾留は、石炭を酸素の
低減された状態、好ましくは空気を断って蒸し焼きに
し、留出分を水冷等により冷却して、凝縮しないガス成
分と、凝縮する液体成分と、デカンテーションにより分
離される液体成分と固体成分とに化学的に転換する操作
である。乾留方法は、レトルトを使用する方法であって
もいわゆるコークス炉を使用する方法であってもよい。
石炭は乾留装置への供給、残分の排出を考えて通常の大
きさのブロック又は粉体で供給する。乾留のための石炭
の加熱は、単に乾留用の炉を外部から加熱してもよい
が、好ましくは、所定温度の、例えば燃料を燃焼して得
られた４００〜１３００℃の、加熱用ガスを送入して加
熱し、加熱用ガスに同伴して揮発分を留出させる。乾留
は、最終加熱温度が８００℃以下の低温乾留と、それ以
上で通常１０００℃付近で行われる高温乾留とがあり、
本発明では両方法が使用できるが、好ましくは、低温乾
留である。低温乾留では油分や燃料に使用されるチャー
が多く得られ、高温乾留ではコークス炉ガスや高炉又は
鋳物用に使用されるコークスが多く得られる。又、本発
明で行う乾留は、５００℃以下の熱分解炭化過程のみで
シンタリング過程を含まないでもよい。この場合には、
残分は、炭種によっては粉末のままで得られたり、軟化
溶融して塊となるが、ボイラの形式により使い分けるこ
とができる。本発明において乾留とは、上記低温乾留、
高温乾留、熱分解炭化又はこれらの組み合わされたもの
をいう。乾留における加熱時間は、従来行われていた滞
留時間が約１分以上であっても、急速熱分解のような１
０００℃以上の高温下に滞留時間が約１分以下であって
もよいが、好ましくは、従来行われていた滞留時間が長
く、低温度で行う乾留方法である。乾留では、ガス成分
は炭種や製造条件によるが、一例を挙げると（特に断ら
ない限りガス成分では以下容量％で示す）、水素５０
％、メタン３０％、一酸化炭素８％、エチレン、ベンゼ
ン等の炭化水素３％等が有効成分であり、水分、窒素、
二酸化炭素、微量成分として一酸化窒素、青酸、ピリジ
ン、硫化水素、二硫化炭素、硫化カルボニル、タール等
を含んでいる。乾留によるガス成分の発生量は、低温乾
留又は熱分解炭化による場合には１００〜２００Ｎｍ3
／ｔ石炭であり、高温乾留による場合には３００〜４０
０Ｎｍ3／ｔ石炭であり、それらのガスの発熱量は、低
温乾留又は熱分解炭化によるガスでは４７００〜５４０
０ｋｃａｌ／Ｎｍ3であり、高温乾留によるガスでは６
２００〜８０００ｋｃａｌ／Ｎｍ3である。油分は、乾
留では主として軽油、タール及びアルコール分である。
油分は、さらに蒸留等により精製分離して使用してもよ
い。残渣はピッチであり、ピッチには塩分、バナジウム
分等の無機物が濃縮されるので、蒸留精製すればさらに
好ましいガスタービン用燃料が得られる。この場合、残
渣はボイラの燃料に混入することができる。アルコール
の発生量は、５０〜１５０リットル／ｔ石炭である。軽
油及びタールの発生量は、低温乾留又は熱分解炭化によ
る場合には９０〜１８０リットル／ｔ石炭であり、高温
乾留による場合には４０〜８０リットル／ｔ石炭であ
る。
【００３４】本発明で用いられる急速部分熱分解につい
て説明すると、石炭を１０〜１０００００℃／秒の加熱
速度で０．１〜１０秒間加熱して、石炭を急速に部分熱
分解して、揮発分を主成分とする留出分並びにチャー、
コークスを主成分とする残分に分離し、該留出分をガス
タービン用燃料とし、残分をスチームタービンのボイラ
燃料とする発電用燃料の製造方法を開示するものであ
る。また、本発明は、上記急速部分熱分解により得られ
た留出分から得られるガスタービン燃料をガスタービン
に使用して、残分をボイラ燃料に使用して、コンバイン
ド・サイクル発電を行うことを開示するものである。
【００３５】本発明で用いられる部分燃焼ガス化処理を
石炭を例に説明すると、本発明で用いられる部分燃焼ガ
ス化処理としては、原料である石炭をガスタービン用燃
料に使用できる成分を含む留出分とボイラ燃料に使用で
きる残分に分離する。部分燃焼ガス化処理としては、例
えば、固定床炉、流動床炉、気流床炉、溶融層炉、移動
床炉、固定床−気流床組み合わせ炉、流動床−気流床組
み合わせ炉、気流床−溶融層組み合わせ炉等を用いた方
法が挙げられる。石炭を部分燃焼ガス化処理する条件は
これらの方式により異なるが、さらに、酸化のために空
気を使用するか酸素を使用するかによって、得られたガ
ス中の燃料成分の比率が変化する。発熱量の高い燃料を
得るためには酸素の使用が好ましい。さらに発熱量の高
い燃料は、部分燃焼ガス化処理して得られたガスから二
酸化炭素等を分離除去したり、あるいは、転化反応や改
質反応を行って水素やメタンの比率を増加することによ
り得られる。石炭に対して添加する酸素（空気を使用す
る場合には空気中の酸素）、水の重量比率は、部分燃焼
ガス化処理方法によるが、石炭１に対して酸素約１．５
以下、水３以下であり、好ましくは、酸素０．１〜１．
２であり、水０．１〜２．０であり、処理温度は、炉の
温度で約６００〜１６００℃であり、圧力は、常圧〜１
００気圧である。従って、留出分を常圧から１００気圧
程度の加圧で得ることができる。添加する水蒸気の重量
比率が３に近いほど一酸化炭素から水素へのシフト反応
が進行するために、留出分中の水素の比率が増すし、酸
素、水が少ないほど乾留に近くなり、ガス成分が減少
し、液成分が増加する。油分は部分燃焼ガス化処理で
は、ナフサ、タール等であり、部分燃焼ガス化処理によ
り生成したもの及び石炭の揮発分がそのまま留出したも
のである。
【００３６】本発明で用いられる部分水性ガス化処理を
石炭を例に説明する。部分水性ガス化処理としては、例
えば、固定床炉、流動床炉、気流床炉、溶融層炉、移動
床炉、固定床−気流床組み合わせ炉、流動床−気流床組
み合わせ炉、気流床−溶融層組み合わせ炉等を用いた方
法が挙げられる。石炭を部分水性ガス化処理する条件は
これらの方式により異なるが、石炭に対して添加する水
蒸気の重量比率は、石炭１に対して３以下であり、好ま
しくは、０．１〜２であり、処理温度は炉の温度で３０
０〜１６００℃であり、圧力は常圧〜１００気圧であ
る。添加する水蒸気の重量比率が２に近いほど一酸化炭
素から水素へのシフト反応が進行するために、留出分中
の水素の比率が増すし、０．１に近づくほど乾留に近く
なり、ガス化分が減少する。部分水性ガス化処理のため
の石炭の加熱は、石炭にスチームを加えながら単に部分
水性ガス化処理用の炉を外部から加熱してもよいが、好
ましくは、所定温度の、例えば燃料を燃焼して得られた
４００〜１８００℃の加熱用ガス（直接加熱用ガス）に
水蒸気を添加して加熱し、ガス及び揮発分を留出させ
る。水蒸気源としては、前記部分水性ガス化炉の種類に
より異なるが、水、ドレーン水、低圧スチーム、高圧ス
チーム等が用いられる。加熱用ガスには、水蒸気の他
に、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、炭化水素、生成し
た水性ガスの一部、油分、アルコール等を添加してもよ
い。部分水性ガス化では、ガス成分は、炭種、部分水性
ガス化処理の程度、処理条件、炭種によるが、石炭に水
蒸気及び空気を吹き込んだ場合には、得られるガスは窒
素、二酸化炭素、一酸化炭素、メタン、水素が主成分で
あり、発熱量は１０００〜１５００ｋｃａｌ／Ｎｍ3で
あるし、石炭に水蒸気及び酸素を吹き込んだ場合には、
得られるガスは一酸化炭素、メタン、水素、二酸化炭素
が主成分であり、発熱量は２５００〜４５００ｋｃａｌ
／Ｎｍ3である。留出分には上記ガス成分の他に、通
常、炭化水素、アンモニア等の窒素化合物、硫化水素等
の硫化物、タール等が含まれる。一例を挙げると８３０
℃、７０気圧で石炭の転化率３５％の部分水性ガス化処
理では、水素２４％、メタン７％、一酸化炭素７％、炭
化水素４％等が有効成分であり、水分、窒素、二酸化炭
素及びアンモニア等の窒素化合物、硫化水素等の硫化
物、タール等を含んでいる。油分は部分水性ガス化で
は、主として、ナフサ、タール等であり、部分水性ガス
化処理により生成したもの及び石炭の揮発分がそのまま
留出したものである。
【００３７】本発明で用いられる部分水素化処理を、石
炭のような固体のボイラ専焼燃料を例に説明すると、部
分水素化は無触媒でも、金属触媒の存在下に行うことも
できる。無触媒では、得られる油を循環溶媒に使用し
て、処理温度、圧力は熱分解ないし乾留の場合とほぼ同
じであるが、必要な熱供給量は、水素化が発熱反応であ
るために、わずかな量ですむ。また、Ｃｏ−Ｍｏ／アル
ミナ又はＮｉ−Ｍｏ／アルミナあるいは鉄系又は亜鉛系
のような使い捨て触媒の存在下に、得られる油を循環溶
媒に使用して、４００〜５００℃、２０〜２００気圧で
部分水素化処理を行うことができる。得られた留出物
は、メタン等の低級炭化水素ガスに富み、熱量が高い。
【００３８】本発明で用いられる部分液化処理を、石炭
のような固体のボイラ専焼燃料を例に説明すると、得ら
れる油を循環溶媒に使用して、固体のボイラ専焼燃料を
そのまま、又は微粉化して循環溶媒に分散させる。無触
媒又は部分水素化処理触媒と同様の触媒を使用して、Ｉ
Ｇ法、ＥＤＳ法、Ｄｏｗ法、塩化亜鉛触媒法、Ｂｅｒｇ
ｂａｕ−Ｆｏｒｓｃｈｕｎｇ法、Ｓａａｒｂｅｒｇｗｅ
ｒｋｅ法、ＳＲＣ法、ＳＲＣ−II法、三井−ＳＲＣ法、
Ｃ−ＳＲＣ法、Ｈ−Ｃｏａｌ法、溶媒抽出法、超臨界ガ
ス抽出法、ＳＴＣ法、ソルボリシス法、ＣＳ／Ｒ法、Ｉ
ＧＴ−ＳＲＴ法、ＮＥＤＯＬ法等により液化が行われ
る。部分液化処理条件は、３００〜５００℃、２０〜２
００気圧で行うことができる。低圧ではチャーや重質油
が多いが、本発明ではこれらはボイラに使用できるの
で、完全液化を行わなくてもよい。
【００３９】本発明で用いられるマイクロ波照射処理
は、石炭のようなボイラ専焼燃料を例にすると、好まし
くは、炭化水素の存在下に、部分分解し、留出分を水冷
等により冷却して、凝縮しないガス成分と、凝縮する液
化成分と、デカンテーションにより分離される液体成分
と固体成分とに転換する操作である。マイクロ波照射処
理方法は、反応器の外部からマイクロ波を照射する方法
であっても、反応器の内部で照射する方法であってもよ
い。また、処理方法は回分法、半回分法、連続法のいず
れの操作方法によっても可能である。マイクロ波照射処
理は、炭化水素の存在下に行うことが好ましい。炭化水
素は、炭素数１〜２０の飽和脂肪族、不飽和脂肪族、飽
和脂環族、不飽和脂環族、芳香族炭化水素である。特に
好ましくは炭化水素ガスであり、メタン、エタン、エチ
レン、アセチレン、プロパン、プロピレン、メチルアセ
チレン、ブタン、ブテン、ブタジエン、ペンタン、ヘキ
サン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、シク
ロヘキサンである。炭化水素ガスは液体の炭化水素を加
熱して生じたものでも、不活性ガスに同伴して生じたも
のでもよい。炭化水素の存在下では、炭化水素はマイク
ロ波によりプラズマ状態になり、これが石炭との反応が
促進されて、石炭のようなボイラ専焼燃料から効率よく
ガス成分、液成分、及び残分を生ずる。マイクロ波照射
処理は常温でも、加熱下でも行うことができる。加熱
は、単に反応器を外部から加熱してもよいが、好ましく
は、所定温度に加熱された炭化水素ガスを送入して加熱
し、同伴して揮発分を留出させる。加熱温度は５０℃以
上、好ましくは１００〜１０００℃であり、更に好まし
くは６００℃以下である。マイクロ波照射では、油分は
主として軽油、タール及びアルコール分であり、水素や
メタン等の炭化水素の存在下に分解を行った場合には、
炭化水素ガスや軽油等が増加する。
【００４０】本発明で用いられる部分燃焼ガス化処理を
ボイラ専焼燃料が重質油と石炭の混合物の部分燃焼ガス
化処理を例に説明すると、無触媒であっても、炭酸カリ
のようなアルカリ金属化合物等の触媒、Ｎｉ触媒、Ｎｉ
−ドロマイト触媒、Ｎｉ−マグネシア触媒等の触媒の存
在下に行われてもよい。部分燃焼ガス化処理方法として
は、石炭の比率が高い場合には、例えば、固定床炉、流
動床炉、気流床炉、溶融層炉、移動床炉、固定床−気流
床組み合わせ炉、流動床−気流床組み合わせ炉、気流床
−溶融層組み合わせ炉等を用いた方法が挙げられ、重質
油の比率が高い場合には、ＥＲＥフレキシコーキング
法、宇部重質油ガス化法、シェルガス化法、テキサコ部
分酸化法、コークス熱媒体法（ＫＫ法）に代わる石炭熱
媒体法等が挙げられる。ＥＲＥフレキシコーキング法で
は、リアクターに石炭及び重質油の混合物（以下原料と
略称する）を供給し、リアクター内で流動する加熱石炭
ないしコークス上で重質油が熱分解され、留出分と残分
（石炭ないしコークス）に分離される。加熱石炭ないし
コークス上に付着した残分はヒーター室に送られ、ガシ
ファイアーから戻ってくるコークスとガスによりヒータ
ー室中で６００〜６５０℃に加熱された後リアクターに
リサイクルされる。ヒーター室に送られた残分の一部は
ガシファイアーに送られ、空気とスチームで９２５〜９
７５℃でガス化され、ヒーター室に戻る。ヒーター室内
の残分は一部はボイラ燃料として抜き出され、残りはリ
アクターにリサイクルされる。ＥＲＥフレキシコーキン
グ法の代わりに重質油の空気吹込熱分解で使用されるフ
ルードコーキング法の場合には、加熱コークス上に付着
した残分はバーナー室に送られ、空気を供給して加熱さ
れた後、リアクターにリサイクルされる。バーナー室内
の残分は一部がボイラ燃料として抜き出され、残りはリ
アクターにリサイクルされる。特に粘度の高い重質油に
対しては、コンボフレキシコーカー（Commbo Flexicoke
r）タイプの分解炉を使用することができる。宇部重質
油ガス化法では、原料は流動床分解炉に供給され、酸素
により５００〜９００℃で分解される。スチームを酸素
と共に供給して、重質油の分圧を下げ、分解を促進させ
ると共に炉内温度の保持に役立ててもよい。５００〜６
００℃で分解すれば、油分が増加するし、８００〜９０
０℃で分解すれば、ガス分が増加する。残分は、粘稠な
油残渣にチャーが分散したものである。残分は、このま
まボイラ燃料に使用することができる。流動床を形成さ
せるためには、原料として加えた石炭のみによってもよ
く、また球形耐火材等を共存させても良い。シェルガス
化法では、原料は予熱された後、ガス化炉に供給されて
空気又は酸素を吹き込んで、約１５００℃、大気圧〜１
００気圧程度で、特に空気を使用した場合には２０気圧
以下で、酸素を使用した場合には３０気圧以上で酸化さ
れ、部分ガス化処理される。ガス化炉から排出したガス
は、原料として使用する重質油で洗浄され、カーボンや
灰分の微粒子を除去した後、ガスタービン用燃料として
使用される。カーボンや灰分の微粒子を含んだ重質油懸
濁液は、水分を分離した後、微粒化した石炭を加えてガ
ス化炉用原料となる。ガス化炉から排出したガスは、留
出分から蒸留等で分離されたナフサ分等を使用して洗浄
して、水分との分離が容易になるようにしてもよい。空
気酸化法では、６０％程度の窒素が混入するが、２０気
圧、１０００ｋｃａｌ／ｍ3程度のガスが得られるの
で、このままガスタービンに使用することができる。テ
キサコ部分酸化法では、原料は水蒸気と混合して、約３
８０℃に予熱され、空気又は酸素と共に反応炉に供給さ
れ１２００〜１５００℃、２０〜１５０気圧で反応され
る。反応炉から排出されたガスは水により急冷され同時
に水素、二酸化炭素へのシフト反応が生じ、得られたガ
スはガスタービンに使用される。水に懸濁した炭素は油
分又は重質油により抽出されて、原料に混合される。石
炭熱媒体法では、原料が反応塔に供給され、蒸気が反応
塔底部から供給されて、さらに、再熱塔で加熱された石
炭ないしコークスを含む未分解物（以下、単に未分解物
という）が反応塔にリサイクルされて、原料を主として
熱分解する。熱分解して生じた留出物は反応塔頂部から
排出され、ガスタービン用燃料に使用される。反応塔上
部から未分解物の一部が再熱塔下部に供給され、残りが
残分としてボイラ燃料に使用される。再熱塔には蒸気が
底部から供給され、中間部から空気又は酸素が吹き込ま
れて、未分解物を燃焼して加熱する。再熱塔上部から、
加熱された未分解物の一部が反応塔下部にリサイクルさ
れる。再熱塔頂部からは燃焼ガスが排出される。本方法
では、部分酸化の他に、蒸気の吹込により水性ガス化反
応によるガス化も生じる。部分燃焼ガス化処理として
は、特に、石炭の比率が高い場合には、例えば、固定床
炉、流動床炉、気流床炉、溶融層炉、移動床炉、固定床
−気流床組み合わせ炉、流動床−気流床組み合わせ炉、
気流床−溶融層組み合わせ炉等を用いた方法が挙げられ
る。特に、石炭の比率が高い場合に使用される上記の方
法では、石炭及び重質油の混合物に対して添加する酸素
（空気を使用する場合には空気中の酸素）、水の重量比
率は、部分燃焼ガス化処理方法によるが、石炭及び重質
油の混合物１に対して酸素約１．０以下、水３以下であ
り、好ましくは、酸素０．１〜０．５であり、水０．５
〜２．０であり、処理温度は、炉の温度で３００〜１６
００℃であり、圧力は、常圧〜１００気圧である。従っ
て、留出分を常圧から１００気圧程度の加圧で得ること
ができる。水蒸気源としては、前記部分燃焼ガス化炉の
種類により異なるが、水、ドレーン水、低圧スチーム、
高圧スチーム等が用いられる。水は、石炭と混合して、
石炭／水流体として部分燃焼ガス化炉に送ることもでき
るし、同様に、重質油／水流体として又は石炭及び重質
油の混合物／水流体として部分燃焼ガス化炉に送ること
もできる。添加する水蒸気の重量比率が３に近いほど一
酸化炭素から水素へのシフト反応が進行するために、留
出分中の水素の比率が増すし、酸素、水が少ないほど熱
分解に近くなり、ガス成分が減少し、液成分が増加す
る。空気又は酸素、及び水蒸気には、水素、一酸化炭
素、二酸化炭素、炭化水素、生成したガス成分の一部、
油分、アルコール等を添加してもよい。ガス化処理温度
は、好ましくは、１０００℃以下、より好ましくは、６
００℃以下である。
【００４１】本発明では、留出分は一度気体又は気体と
液体の混合物となる場合には、固体分の混入は少ない
が、必要によりサイクロン、フィルター、ストレーナー
等により除去することができる。本発明では部分処理温
度は、好ましくは、１０００℃以下、より好ましくは、
６００℃以下、特に好ましくは５００℃以下である。５
００℃以下とすることにより、Ｎａ、Ｋ塩、Ｖ化合物の
混入が少なくなり、ガスタービン用燃料として好ましい
品質のものがそのまま又は蒸留等の簡単な分離操作で得
ることができる。留出分（Ｄ）はそのままガスタービン
燃料（Ａ）として使用することもできるが、留出分を冷
却して非凝縮性のガス分（Ｖ）と凝縮した液成分に分離
したものをガスタービン燃料（Ａ）として使用すること
ができる。留出分（Ｄ）には上記ガス分（Ｖ）の他に、
通常、アンモニア等の窒素化合物、硫化水素等の硫化
物、分子量の高い炭化水素、タール等が含まれる場合が
ある。ガス分（Ｖ）は、後述する液成分、油分又はその
他の洗浄油により洗浄して精製してもよいし、また脱塵
後、脱硫装置により硫化水素を除去することができる。
脱塵方法として、サイクロン、フィルターを使用すれ
ば、留出物又はガスを高温、高圧の状態でガスタービン
燃焼室に供給することができる。
【００４２】液成分は水分と油分（Ｏ）であり、必要に
より水分を分離して油分（Ｏ）のみをガスタービン燃料
として利用することができる。水分には塩分等の無機物
が濃縮されるので、ガスタービンを使用する場合には油
分（Ｏ）のみを利用することが好ましい。分離された水
分は、アルコールやカルボン酸、タール酸等を含むので
ボイラ燃料（Ｂ）に混入することができる。また、液成
分、水分もしくは油分はストレーナー、フィルター等に
より固形分を除去して使用することができる。油分
（Ｏ）は、主として、ナフサ、灯油、軽油、タール等で
あり、ボイラ専焼燃料（Ｆ）から部分分解処理により生
成したもの及び／又はボイラ専焼燃料（Ｆ）中の揮発分
がそのまま留出したもの等である。油分（Ｏ）は、さら
に蒸留等により精製分離して使用してもよい。蒸留残渣
にはナトリウム、カリウム、カルシウム等の塩分、鉛、
バナジウム分等の無機物が濃縮されるので、蒸留精製す
ればさらに好ましいガスタービン用燃料（Ｇ）が得られ
る。この場合、残渣（Ｒ’）はボイラ燃料（Ｂ）に混入
することができる。
【００４３】本発明ではガスタービンは、ガス分と液成
分を混合して燃焼させても、ガス分専焼ガスタービン、
液成分専焼ガスタービンを別々に設けて、別々に燃焼さ
せてもよい。特にボイラ１基に対して、ガス専焼ガスタ
ービン１基以上、液専焼ガスタービンを１基以上持つこ
とが好ましい。
【００４４】ガスタービン出口排ガスの圧力は大気圧で
も加圧でもよい。排ガスの圧力を大気圧にすることによ
り、高温、高圧の燃焼ガスのエネルギーを有効に利用す
ることが可能となり、ガスタービン排ガスをボイラに加
えて排気再燃を行う場合に、該ボイラが大気圧で作動す
る従来のタイプのものを使用して、残存する熱、圧力及
び酸素を有効に利用することができる。
【００４５】ガスタービン用燃料（Ｇ）中の不純物は、
例えば、ナトリウムとカリウム分含有量０．５重量ｐｐ
ｍ以下及びバナジウム分含有量０．５重量ｐｐｍ以下で
あり、カルシウム分も硬い析出物を生じるので０．５重
量ｐｐｍ以下が好ましく、鉛分は腐食を生じ更に腐食防
止のためのマグネシウム添加物の効果を低下させるため
に０．５重量ｐｐｍ以下であることが好ましい。本発明
により、ボイラ専焼燃料を部分処理して、このような好
ましいガスタービン燃料を得ることができる。
【００４６】石炭及び重質油の混合物を部分燃焼ガス化
処理する場合には、残分は、石炭及び重質油の種類、混
合比率、部分燃焼ガス化処理の程度、処理条件によって
異なるが、粘稠な油残渣にチャーないしコークスが分散
した状態で得られたり、全体がコークス状態で得られた
りするが、これらはボイラの形式により使い分けること
ができる。
【００４７】残分は、石炭の場合には、低温乾留による
場合にはチャーであり、高温乾留による場合にはコーク
スであり、熱分解炭化による場合にはシンタリングが起
こっていないのでほぼ石炭の形状を保ったものであり、
本発明では熱分解炭化残分という。炭種による影響が大
きいが、低温乾留によるチャーの発生量は、高温乾留に
よるコークスの発生量よりも多く、熱分解炭化の場合に
は残分の発生量は更に多く８００ｋｇ／ｔ石炭程度に達
することがある。マイクロ波照射による場合には、残分
は分解炭化残分またはチャーであり、発熱量は大きく、
５０００〜６５００ｋｃａｌ／ｋｇである。部分水性ガ
ス化処理又は部分燃焼ガス化処理による場合には、残分
は炭種、部分水性ガス化処理の程度、処理条件によって
は粉末のままで得られたり、軟化溶融して塊となった
り、コークスないしチャーで得られる。残分には灰分が
濃縮され、各種塩分、バナジウム分等のタービンブレー
ド腐食成分が濃縮される。重質油の部分処理では残分は
粘度の高い油、乾固物、コークス等である。重質油と石
炭の混合物では上記石炭、重質油の残分の混合物であ
る。プラスチック廃棄物では残分は分解残固体、粘度の
高い油等である。
【００４８】本発明では残分を燃焼させるボイラは、残
分を大気圧で燃焼させることも、加圧下に燃焼させるこ
ともできる。従って、輻射伝熱面と対流伝熱面を持つ従
来のボイラを使用した発電設備を利用して、設備を大幅
に改造することなく、本発明を容易に且つ経済的に行う
ことができる。本発明ではボイラのチューブ表面の温度
が６００℃程度と低温であるので前述のアルカリ金属や
アルカリ土類金属の塩分やＶ分があっても使用可能であ
り、これらの不純物が濃縮された残分を燃焼できること
が本発明の特徴でもある。
【００４９】ガスタービンで使用される熱量対スチーム
タービンで使用される熱量の比率は、フル稼働時では２
０〜６０％対８０〜４０％、好ましくは、３０〜５５％
対７０〜４５％、更に好ましくは、３５〜５０％対６５
〜５０％である。したがって、ガスタービン燃料（Ａ）
対ボイラ燃料（Ｂ）の熱量比率は、上記熱量比率に合う
ことが要求される。ボイラ専焼燃料（Ｆ）を部分処理し
て得られる留出分（Ｄ）と残分（Ｒ）のみを使用して発
電を行う場合には留出分（又は油分あるいは精製油分）
対残分の熱量比率が上記範囲になるように、又は、ガス
タービン向燃料（Ｇ’）とボイラ専焼燃料（Ｆ’）に、
ボイラ専焼燃料を部分処理して得られる留出分（Ｄ）と
残分（Ｒ）を組み合わせて使用する場合には、組み合わ
せ後のガスタービン燃料（Ａ）とボイラ燃料（Ｂ）の熱
量比率が上記範囲になるように調節される。ガスタービ
ン燃料の比率が上記範囲より低すぎる場合には発電効率
があまり増加しないし、ガスタービン燃料の比率を上記
範囲より大きくするには完全ガス化又は過酷な処理が必
要であり、設備や処理費用の点で経済的でなくなる。さ
らに、上記のガスタービン燃料とボイラ燃料の比率で
は、ガスタービンの燃焼排ガスをボイラに供給して残分
を燃焼させることができるので、ガスタービン燃焼排ガ
ス中の熱量と残存酸素が有効に利用できるので、排気再
燃コンバインドサイクル発電を行うことにより熱効率を
向上させることができる。くわえて、ボイラ専焼燃料を
５００℃以下で部分処理することにより、留出分から得
られるガスタービン用燃料（Ｇ）あるいはガスタービン
向燃料（Ｇ’）を混合したガスタービン燃料（Ａ）中の
ＮａとＫ分の合計を０．５ｐｐｍ以下、Ｖ分を０．５ｐ
ｐｍ以下にすることが可能となり、長期間使用した場合
にタービンブレード等の腐食が少ないガスタービン燃料
を容易に得ることができる。
【００５０】また、ガスタービン向燃料とボイラ専焼燃
料の比率は、通常時に上記使用熱量比率に合うようにし
ながらも、環境に影響の少ない燃料、低コストの燃料又
は余剰の燃料等各種の燃料を、状況に合わせて使用する
ことができる。従って、本発明により発電を行えば、暖
房が不要になる季節には余剰の灯油を使用して、メタン
ガスが副生する場合には、副生ガスをガスタービン向燃
料に使用して、廃プラスチックのようなボイラ専焼燃料
の処理が必要であればこれをボイラ燃料に使用して又は
これを部分処理してガスタービン用燃料とボイラ燃料を
製造して発電することにより、資源量、コスト、環境に
応じて最適に発電を行うことができる。
【００５１】上記のボイラ専焼燃料の部分処理による発
電を、複雑な熱ロスを省略して理論的に簡略に説明する
と以下のようになる。例えば、１００Ｍｃａｌ（メガカ
ロリー）の発熱量のボイラ専焼燃料を部分処理して４５
Ｍｃａｌの留出分と５５Ｍｃａｌの残分とに分離する。
４５Ｍｃａｌの留出分は、その１／３（１５Ｍｃａｌ）
が電力に変換され、残り３０Ｍｃａｌはガスタービン燃
焼排ガスとなる。この燃焼排ガスの温度は４５０〜７０
０℃であり酸素を１０〜１５容量％含んでいる。この燃
焼排ガス（３０Ｍｃａｌ）をボイラに供給して５５Ｍｃ
ａｌの残分を燃焼するとその熱量の９０％（７６．５Ｍ
ｃａｌ）がスチームに変換され、残り１０％（８．５Ｍ
ｃａｌ）がボイラ廃ガス等として失われる。発生したス
チーム（７６．５Ｍｃａｌ）により、スチームタービン
により発電すると熱効率４６％で３５．２Ｍｃａｌが電
力に変換される。すなわち、１００Ｍｃａｌのボイラ専
焼燃料の熱量のうち５０．２Ｍｃａｌが電力に変換され
る。一方、従来のように単にボイラに供給して発電する
場合には、１００Ｍｃａｌのボイラ専焼燃料を燃焼して
その９０％（９０Ｍｃａｌ）がスチームに変換され、ス
チームタービンにより発電すると熱効率４８％で４３Ｍ
ｃａｌが電力に変換される。すなわち、１００Ｍｃａｌ
の石炭の熱量のうち４１．４Ｍｃａｌしか電力に変換さ
れない。
【００５２】すなわち、本発明によれば、ボイラ専焼燃
料を部分処理することにより、留出分と残分に分離し
て、適切な品質を有するガスタービン燃料対ボイラ燃料
を上記熱量比率に合うように得ることが可能であり、且
つ、経済的に、容易に燃料の製造とコンバインド・サイ
クル発電を行うことが可能である。
【００５３】上記の関係をより代表的なボイラ専焼燃料
を用いて実際に近い形で説明する。揮発分が３０重量％
の石炭（ＨＨＶ基準６２００ｋｃａｌ／ｋｇ）を単にボ
イラにより燃焼してスチームを発生して蒸気タービンに
より１０００ＭＷの発電を行う場合には、石炭８５３６
ｔ／日が必要であり送電端効率は３９％（ＨＨＶ基準）
である。これに対して本発明で発電を行う場合には、同
上の石炭７３９８ｔ／日を４５０℃で乾留して揮発分に
見合うガスタービン用燃料２００５ｔ／日を得るので、
これを使用してガスタービン発電により２６９ＭＷの発
電を行うことが可能である。ガスタービンの燃焼排ガス
は５８０℃、酸素を１３容量％含有するので、ガスター
ビンの燃焼排ガスをボイラに供給して残分を燃焼するこ
とが可能であり、蒸気タービンにより７３１ＭＷの発電
を行うことが可能である。すなわち、同じ石炭７３９８
ｔ／日で１０００ＭＷの発電を行うことが可能となり、
送電端効率は４５％に増加することができる。特に石炭
としては、低品位の褐炭等揮発分が多く、石炭の全熱量
に対する留出分の熱量が２０％以上６０％以下のもの
が、好ましくは３０％以上のものが、最も好ましくは、
３５〜５０％のものが有効に利用できることが判った。
主として揮発分を留出分として取り出すことは石炭の完
全ガス化等に比較してより簡単な手段で、しかも原料を
酸化しないので元の熱量を保ち、しかも低温度で処理す
れば、Ｎａ、Ｋ、Ｖ等の不純物も少ない燃料が得られ
る。
【００５４】また、重質油（ＨＨＶ基準９８００ｋｃａ
ｌ／ｋｇ）を単にボイラにより燃焼してスチームを発生
して蒸気タービンにより１０００ＭＷの発電を行う場合
には、重質油５２６５ｔ／日が必要であり、送電端効率
は４０％（ＨＨＶ基準）である。これに対して本発明で
発電を行う場合には、同上の重質油４４８１ｔ／日を４
８０℃でビスブレーキング法により熱分解して簡易トッ
ピングにより、ガスタービン用燃料１８２４ｔ／日を得
るので、これを使用してガスタービン発電により３１２
ＭＷの発電を行うことが可能である。ガスタービンの燃
焼排ガスは５８０℃、酸素を１３容量％含有するので、
ガスタービンの燃焼排ガスをボイラに供給して残分を燃
焼することが可能であり、蒸気タービンにより６８８Ｍ
Ｗの発電を行うことが可能である。すなわち、同じ重質
油４４８１ｔ／日で１０００ＭＷの発電を行うことが可
能となり、送電端効率を４７％に増加することができ
る。特に重質油としては、幅広い原燃料が使用可能であ
り、熱分解により容易に取り出せる分を留出分として取
り出すことは重質油の完全ガス化等に比較してより簡単
な手段で、しかも原料を酸化しないので元の熱量を保
ち、しかも低温度で処理すれば、Ｎａ、Ｋ、Ｖ等の不純
物も少ない燃料が得られる。
【００５５】石炭と他のボイラ専焼燃料との混合物、重
質油と他のボイラ専焼燃料との混合物、特に石炭と重質
油の混合物についても上記のことが成立するし、また、
通常の燃料比率と異なり、例えば灯油余剰時期に留出分
比率を低下させ、灯油をガスタービン向燃料として補助
的に使用する場合にも、逆に残分比率を低下させる場合
にも上記のことが成立する。
【００５６】また本発明は、石油精製プラント、製鉄プ
ラント、化学プラント等のように、ガスタービン向燃料
とボイラ専焼燃料が同一場所で得られる設備に併設し
て、各プラントから供給されるガスタービン向燃料とボ
イラ専焼燃料を使用して、前述のコンバインドサイクル
発電を、好ましくは排気再燃コンバインドサイクル発電
を行うことができる。石油精製プラントでは、原油ある
いはその他の各種原燃料を受け入れて、プラントから水
素、ＬＰＧ、石油化学用ナフサ、航空ガソリン、自動車
ガソリン、ジェット燃料、灯油、ディーゼル軽油等のガ
スタービン向燃料を供給することができる。また、Ａ、
Ｂ、Ｃ重油や減圧残渣油、アスファルト、石油コークス
・ピッチ等をボイラ専焼燃料として供給することができ
る。これらの自給されるガスタービン向燃料とボイラ専
焼燃料を前記熱量比率になるように使用することによ
り、部分処理装置を設けることなくコンバインドサイク
ル発電を、好ましくは排気再燃コンバインドサイクル発
電を行うことができる。同様に、製鉄プラントでは一酸
化炭素、水素等を含むブラストファーネス（高炉）ガス
又はコークス製造時の水素、メタン、一酸化炭素に富む
コークオーブン（コークス炉）ガスが得られ、これをガ
スタービン向燃料に使用して、製鉄プラントから得られ
る炭素系残渣、製鉄に使用するコークス、その原料であ
る石炭、鉄鉱石加熱用の天然ガス、重質油、微粉炭等を
ボイラ専焼燃料に使用して、それらの熱量比率が前記熱
量比率になるように使用することにより、部分処理装置
を設けることなくコンバインドサイクル発電を、好まし
くは排気再燃コンバインドサイクル発電を行うことがで
きる。また、同様に、化学プラントでは、ＬＮＧ、ブタ
ン、ナフサ、重油、石炭等の少なくとも１種類以上の原
燃料を受け入れて、化学プラントにおいて合成反応等が
行われ、水素、一酸化炭素、メタン、エタン、エチレ
ン、プロパン、プロピレン、スタックガスその他可燃性
ガス及び又は常圧沸点が５００℃以下の液体がガスター
ビン向け燃料としてプラントから供給される。一方、プ
ラントから排出されるタール分や欠陥製品、あるいは化
学プラントの原燃料としての重油、石炭等をボイラ専焼
燃料に使用することができるので、それらの熱量比率が
前記熱量比率になるように使用することにより、部分処
理装置を設けることなくコンバインドサイクル発電を、
好ましくは排気再燃コンバインドサイクル発電を行うこ
とができる。化学プラントとしては、ナフサクラッキン
グを行うオレフィン／芳香族製品製造プラント、各種ポ
リオレフィン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニール等の汎
用樹脂製造プラント、ポリエステル、ナイロン、ポリウ
レタン、ポリアクリロニトリル、ポリ酢酸ビニル、リポ
リアセタール等のその他の樹脂製造プラント、アンモニ
ア、尿素、硫安、硝安、メラミン、アクリロニトリル、
メタノール、ホルマリン、アセトアルデヒド、酢酸、酢
酸ビニル、ペンタエリスリトル、エタノール、プロパノ
ール、ブタノール、オクタノール、エチレンオキサイ
ド、プロピレンオキサイド、グリセリン、フェノール、
ビスフェノール、アニリン、ジフェニルメタンジイソシ
アネート、トルイレンジイソシアネート、アセトン、メ
チルイソブチルケトン、無水マレイン酸、アクリル酸、
ポリアクリル酸、メタアクリル酸、ポリメタアクリル
酸、アクリルアミド、等の低分子量化学品プラント等が
挙げられる。各種プラントは、石油精製、石油化学、製
鉄所、製鋼所、食品加工、火力発電所等がいくつか組み
合わさってコンビナートをなしていてもよい。さらに、
本発明は炭坑に併設して石炭と炭層ガスを、それぞれボ
イラ専焼燃料、ガスタービン向燃料に使用して、それら
の熱量比率が前記熱量比率になるように使用することに
より、部分処理装置を設けることなくコンバインドサイ
クル発電を、好ましくは排気再燃コンバインドサイクル
発電を行うことができる。また、本発明は、汚泥、鶏
糞、豆腐製造工程から出るおから等から発酵により発生
するメタンとその乾燥残渣を使用して、それぞれガスタ
ービン向燃料、ボイラ専焼燃料に使用して、それらの熱
量比率が前記熱量比率になるように使用することによ
り、部分処理装置を設けることなくコンバインドサイク
ル発電を、好ましくは排気再燃コンバインドサイクル発
電を行うことができる。このように、石油精製プラン
ト、製鉄プラント、化学プラント等に併設して各プラン
トから発生するガスタービン向燃料とボイラ専焼燃料を
使用して該プラントと同一場所（事業場内）において発
電を行うことにより、効率よく発電を行うことが可能と
なり、各プラントの自消用電力に加えて売電力としても
利用することができるので、電力会社のピーク時の電力
不足を補うことができる。
【００５７】以下、本発明を図によって説明する。図で
は主要部のみ示し、ポンプ、熱交換器、サイクロン、ス
トレーナー、フィルター、貯槽、固体搬送手段、加熱用
ガス発生設備等の装置及び付属装置や排煙脱硝、脱硫、
脱炭酸等の付帯設備は省略した。次に図１の中で、ボイ
ラ専焼燃料の部分分解処理方法に関する部分を各処理方
法ごとに説明する。 Ａ）乾留 図１において、石炭１が、好ましくは予め乾燥されて、
部分分解処理手段（ここでは乾留装置、特に低温乾留装
置の場合について説明する）２に供給され、別途燃料を
燃焼して発生した加熱用ガス１５により所定の温度に加
熱される。加熱用ガス１５に同伴して留出分３が得られ
る。部分分解処理手段２の底部から残分（ここではチャ
ー）４が排出される。 Ｂ）マイクロ波照射 図１において、石炭１が、好ましくは予め乾燥されて、
部分分解処理手段（ここではマイクロ波照射処理装置）
２に供給され、加熱用ガス１５の代りに、炭化水素ガス
１５’とともに所定の温度で部分分解処理され、留出分
３が得られる。部分分解処理手段２の底部から残分４が
排出される。 Ｃ）部分水性ガス化 図１において、石炭１が、水分が測定された後、部分分
解処理手段（ここでは部分水性ガス化処理手段のうち、
特に、固定床ガス化炉の場合について説明する）２に供
給され、加熱用ガス１５の代りに、別途燃料を燃焼して
発生した加熱用ガス１５”に、所定量の水蒸気が添加さ
れ、所定の温度、圧力、反応時間で部分水性ガス化処理
され、部分水性ガス化処理手段２の頂部から留出分３が
得られ、底部からは残分４が排出される。 Ｄ）石炭の部分燃焼ガス化 部分燃焼ガス化処理では、乾留の場合に比べて下記の点
が異なる。図１において、石炭１が、部分分解処理手段
（ここでは気流床ガス化炉の場合について説明する）２
に供給され、加熱用ガス１５の代りに、所定量の空気
（又は酸素）１７と水蒸気１８が添加され、所定の温
度、圧力、反応時間で部分燃焼ガス化処理され、部分分
解処理手段２の頂部からは留出分３が得られ、底部から
は残分４が排出される。 Ｅ）石炭及び重質油の混合物の部分燃焼ガス化 図１において、石炭及び重質油の混合物１（別々に供給
してもよい）が、部分燃焼ガス化処理手段（ここでは気
流床ガス化炉の場合について説明する）２に供給され、
加熱用ガス１５の代りに、所定量の空気（又は酸素）１
７と水蒸気１８が添加され、所定の温度、圧力、反応時
間で部分燃焼ガス化処理され、部分燃焼ガス化処理手段
２の頂部からは留出分３が得られ、底部からは残分４が
排出される。 Ｆ）熱分解 図１において、部分分解用ボイラ専焼燃料（ここでは重
質油）１が熱分解処理手段（ここではビスブレーキング
法について説明する）２に供給され、所定の温度、圧
力、反応時間で熱分解処理され、熱分解処理手段２の頂
部からは留出分３が得られ、底部からは残分４が排出さ
れる。なお、重質油の熱分解では、必ずしも加熱用ガス
１５を吹き込む必要はない。
【００５８】図１において、上記のように各種部分処理
により得られた留出分３はガスタービン（ガスタービン
の本体２１、空気圧縮機２２、燃焼室２３からなる）の
燃焼室２３に供給され、圧縮空気（酸素富化空気でもよ
い）２５と混合し、燃焼されて、高温高圧の駆動用燃焼
ガス２７を発生し、駆動用燃焼ガス２７によりガスター
ビンを駆動し、ガスタービンの軸に取り付けられたガス
タービン用発電機２４により発電する。一方、残分４は
ボイラ３１に供給されて、空気３５を供給して燃焼さ
れ、スチーム３２を発生する。スチーム３２はスチーム
タービン３３に供給され、スチームタービンの軸に取り
付けられたスチームタービン用発電機３４により発電す
る。スチームタービン３３には復水器３７が設けられ、
負圧の状態でスチームを凝縮させ、スチームタービン排
気を復水させて、メイクアップ水と共にボイラ給水３８
としてボイラ３１へリサイクルする。上記において、ガ
スタービンから排出された高温のガスタービン排ガス２
８は、排ガス供給手段によりボイラ３１に供給すること
ができる。ガスタービン排ガス２８に酸素を１０〜１５
容量％残し、この酸素により、残分４をボイラ３１で燃
焼（即ち排気再燃）させる方法は、新たに空気３５（通
常大気温度）を送り込む必要がなく且つ排ガスの熱を利
用できるために、コンバインド・サイクル発電の熱効率
を高めることができるし、排ガス処理も経済的になるの
で好ましい。もちろん、残分を燃焼させるためにガスタ
ービン排ガス２８に空気３５を混合することもできる。
ガスタービン排ガス２８は、他の廃熱回収ボイラに供給
してスチーム発生等により熱回収してもよいし、廃熱回
収ボイラ排出ガスをボイラに供給して、排出ガス中の残
余の熱と、１０〜１５容量％の残存酸素により、残分４
をボイラ３１で排気再燃することもできる。排ガス供給
手段は、ガスタービン排ガスをボイラに供給する配管
（ダクト）からなり、必要により弁、温度計、流量計、
酸素濃度計等を備えていてもよい。
【００５９】図１の中で、ボイラ専焼燃料の部分分離処
理方法に関する部分は部分分解処理に続く各分離処理方
法と類似であり、加熱、減圧、トッピング、フラッシン
グ、蒸留、抽出、傾瀉又はこれらの混合処理が用いられ
る。
【００６０】図２に示すように、留出分３は熱交換器１
６により冷却されて、ガス成分と液成分に分離し、ガス
洗浄塔５により洗浄されて、ガス成分６と液成分７に分
離することができる。ガス洗浄塔５の洗浄液には液成分
７を使用して、ガス洗浄塔５の頂部に供給して気液接触
させることができる。ガス成分６はガス成分圧縮機２６
により燃焼室２３へ供給される。あるいは、ガス洗浄塔
５の液成分７を冷却してガス洗浄塔５の頂部に供給して
もよい。液成分７はそのままガスタービン用燃料にして
もよいが、分液槽８により水層１０を分離して油分９の
みをガスタービン用燃料にしてもよい。水層１０はボイ
ラ３１の燃料として加えることができる。
【００６１】図３に示すように、油分９はさらに精製手
段（例えば蒸留）により精製してもよい。油分９は蒸留
塔１１に供給され精製留分１２と残渣１３に分離され
る。精製留分１２はガスタービン用燃料として燃焼室２
３に供給され、残渣１３はボイラ３１の燃料として加え
ることができる。このように精製処理することにより、
ガスタービンを使用した場合にも塩分、バナジウム分に
よる腐食が防止され、ガスタービンの寿命を長くするこ
とができる。
【００６２】以下に、ガスタービン向燃料１０１及びボ
イラ専焼燃料１０２を使用する場合について図を用いて
説明する。図４において、石油精製プラント、製鉄プラ
ント、化学プラント等（図では省略してある）に併設し
てガスタービン向燃料１０１がガスタービン（ガスター
ビンの本体２１、空気圧縮機２２、燃焼室２３からな
る）の燃焼室２３に供給され、圧縮空気（酸素富化空気
でもよい）２５と混合され、燃焼されて、高温高圧の駆
動用燃焼ガス２７を発生し、駆動用燃焼ガス２７により
ガスタービンを駆動し、ガスタービンの軸に取り付けら
れたガスタービン用発電機２４により発電する。ガスタ
ービンから排出されたガスタービン排ガス２８は、ボイ
ラ３１に供給される。一方、プラント等から発生したボ
イラ専焼燃料１０２はボイラ３１に供給されて、空気３
５により燃焼され、スチーム３２を発生する。スチーム
３２はスチームタービン３３に供給され、スチームター
ビンの軸に取り付けられたスチームタービン用発電機３
４により発電する。スチームタービンには復水器３７が
設けられ、負圧の状態でスチームを凝縮させて、スチー
ムタービン排気を復水させて、メイクアップ水と共にボ
イラ給水３８としてボイラ３１へリサイクルする。
【００６３】上記において、ガスタービンから排出され
た高温のガスタービン排ガス２８は、高温のままボイラ
３１に供給されるが、ガスタービン排ガス２８に酸素を
１０〜１５容量％残し、この酸素により、ボイラ専焼燃
料１０２をボイラ３１で燃焼させる方法（即ち排気再燃
方法）は、新たに空気３５（通常大気温度）を送り込む
必要がなく且つ高温であるために、コンバインド・サイ
クル発電の熱効率を高めることができるし、排ガス処理
も経済的になるので好ましい。もちろん、ボイラ専焼燃
料１０２を燃焼させるためにガスタービン排ガス２８に
空気３５を加えることもできる。
【００６４】ガスタービン排ガス２８は、他の廃熱回収
ボイラに供給してスチーム発生等により熱回収してもよ
いし、廃熱回収ボイラ排出ガスをボイラに供給して、排
気ガス中の残余の熱と、１０〜１５容量％の残存酸素に
より、ボイラ専焼燃料１０２をボイラ３１で燃焼させる
方法（即ち排気再燃方法）により処理することもでき
る。このように、特にボイラ専焼燃料を部分処理する設
備を新たに設けることなく、プラントから発生するガス
タービン向燃料１０１及びボイラ専焼燃料１０２に利用
して、効率よく発電を行うことができる。
【００６５】図５は、ボイラ専焼燃料１０２並びに、ボ
イラ専焼燃料１を部分処理して得られるガスタービン燃
料とボイラ燃料を使用するプロセスの例である。図にお
いて、部分処理用ボイラ専焼燃料１が、部分処理手段
（ここでは石炭の気流床ガス化炉の場合について説明す
る）２に供給され、所定量の空気（又は酸素）１７と水
蒸気１８が添加され、所定の温度、圧力、反応時間で部
分燃焼ガス化処理され、部分燃焼ガス化処理手段２の頂
部からは留出分３が得られ、底部からは残分４が排出さ
れる。留出分３はガスタービン燃料として、そのままガ
スタービンの燃焼室２３に供給され、圧縮空気２５と混
合され、燃焼させて、高温高圧の駆動用燃焼ガス２７を
発生し、駆動用燃焼ガス２７によりガスタービンを駆動
し、ガスタービンの軸に取り付けられたガスタービン用
発電機２４により発電する。ガスタービンから排出され
たガスタービン排ガス２８は、ボイラ３１に供給され
る。一方、残分４はボイラ燃料として、ボイラ専焼燃料
１０２と共にボイラ３１に供給されて、空気３５を供給
して燃焼され、スチーム３２を発生する。スチーム３２
はスチームタービン３３に供給され、スチームタービン
の軸に取り付けられたスチームタービン用発電機３４に
より発電する。スチームタービンには復水器３７が設け
られ、負圧の状態でスチームを凝縮させて、スチームタ
ービン排気を復水させて、メイクアップ水と共にボイラ
給水３８としてボイラ３１へリサイクルする。
【００６６】上記において、ガスタービンから排出され
た高温のガスタービン排ガス２８は、ボイラ３１に供給
され、排気再燃に使用することができる。排気再燃方法
により、コンバインド・サイクル発電の熱効率を高める
ことができるし、排ガス処理も経済的になるので好まし
い。もちろん、ボイラ専焼燃料１０２と残分４とを燃焼
させるためにガスタービン排ガス２８に空気３５を加え
ることもできる。ガスタービン排ガス２８は、他の廃熱
回収ボイラに供給してスチーム発生等により熱回収して
もよいし、廃熱回収ボイラ排出ガスをスチームボイラに
供給して、排気ガス中の残余の熱と、１０〜１５容量％
の残存酸素により、ボイラ専焼燃料１０２と残分４をボ
イラ３１で排気再燃することもできる。
【００６７】図６は、ボイラ専焼燃料と、ボイラ専焼燃
料を部分処理して得られるガスタービン燃料とボイラ燃
料に加えてガスタービン向燃料も使用するプロセスの例
である。図６において、部分処理用ボイラ専焼燃料１
が、部分処理手段（ここでは石炭の乾留の場合について
説明する）２に供給され、所定量の空気（又は酸素）１
７と水蒸気１８が添加され、所定の温度、圧力、反応時
間で部分燃焼ガス化処理され、部分燃焼ガス化処理手段
２の頂部からは留出分３が得られ、底部からは残分４が
排出される。留出分３はガスタービン向燃料１０１と共
に、ガスタービンの燃焼室２３に供給され、圧縮空気２
５と混合され、燃焼させて、高温高圧の駆動用燃焼ガス
２７を発生し、駆動用燃焼ガス２７によりガスタービン
を駆動し、ガスタービンの軸に取り付けられたガスター
ビン用発電機２４により発電する。ガスタービンから排
出されたガスタービン排ガス２８は、ボイラ３１に供給
される。この方法により、例えば石炭のような安価な燃
料を部分処理してガスタービン燃料とボイラ燃料を製造
し、処分の迫られた重質油を部分処理しないボイラ専焼
燃料１０２として利用し、灯油のように季節的に余剰に
なるガスタービン向燃料とを選択して使用することによ
り、各種燃料の組み合わせ使用が可能となり、さらに、
部分処理手段の能力を増強して電力需要の変動に対処す
るよりも小規模の投資により発電能力の増加が可能とな
る。
【００６８】図７は、図６における留出分をさらにガス
成分と液成分に分離する場合のプロセスフロー図であ
る。図７に示すように、留出分３は熱交換器１６により
冷却されて、ガス成分と液成分に分離し、ガス洗浄塔５
により洗浄されて、ガス成分６と液成分７に分離するこ
とができる。ガス洗浄塔５の洗浄液には液成分７を使用
して、ガス洗浄塔５の頂部に供給して気液接触させるこ
とができる。ガス成分６はガス成分圧縮機２６により燃
焼室２３へ供給される。あるいは、ガス洗浄塔５の液成
分７を冷却してガス洗浄塔５の頂部に供給してもよい。
液成分７はそのままガスタービン燃料にしてもよいが、
分液槽８により水層１０を分離して油分９のみをガスタ
ービン燃料にすることができる。水層１０はボイラ３１
の燃料として加えることができる。この方法により留出
分中の水分が分離除去されるので、ガスタービン燃料に
水分が入らずガスタービンの燃焼室の容量を小さくする
ことができる。その他、ナトリウム、カリウムのような
塩分やバナジウム等の無機物のガスタービン燃料中への
混入が少なくなり、ガスタービンにとって好ましい燃料
が得られる。
【００６９】図８に示すように、油分９はさらに精製手
段（例えば蒸留）により精製してもよい。油分９は蒸留
塔１１に供給され精製留分１２と残渣１３に分離され
る。精製留分１２はガスタービン燃料として燃焼室２３
に供給され、残渣１３はボイラ３１の燃料として加える
ことができる。このように精製処理することにより、塩
分、バナジウム分濃度が低下するのでこれらによる腐食
が十分防止され、ガスタービンの寿命をさらに長くする
ことができる。
【００７０】また、製造された留出分と残分を本コンバ
インド・サイクル発電に使用するほかに、適宜、その一
部を外部の他の燃料、合成原料等に使用することも本発
明の基本的考えに含まれるものである。
【００７１】このように本発明では、燃料はコンバイン
ド・サイクル発電で使用されて最大の効果が有るもので
あるから、本発明による発電設備は、ボイラ専焼燃料又
はガスタービン向燃料が得られる場所に併設して設けら
れることが好ましく、例えば、石炭、石油又は天然ガス
採掘場所、石油精製工場等、製鉄工場、発酵処理場、廃
棄物燃焼処理場、各種化学プラント等で行うこともでき
る。
【００７２】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００７３】第１に石炭の乾留処理について各種実施例
により説明する。 （実施例Ａ−１）図１に示す装置を使用して、下記の乾
燥した石炭１０００ｋｇ／ｈｒを、約１０００℃で高温
乾留し、留出分とコークスを得る。 原料炭（乾燥後） 水分：２重量％ 揮発分：３０重量％ 固定炭素：５１重量％ 灰分：１７重量％ 発熱量：５７８０ｋｃａｌ／ｋｇ コークス 生成量：５５０ｋｇ／ｈｒ 揮発分：２重量％ 固定炭素：６７重量％ 灰分：３１重量％ 発熱量：６３００ｋｃａｌ／ｋｇ ガス成分 生成量：３５５Ｎｍ3／ｈｒ 発熱量：５０５０ｋｃａｌ／Ｎｍ3 油分 生成量：５７ｋｇ／ｈｒ 発熱量：９１００ｋｃａｌ／ｋｇ 上記の留出分（ガス成分及び油分）をガスタービンに供
給して燃焼する。ガスタービン排ガスは、約５８０℃で
あり、酸素を約１４容量％含んでいる。ガスタービン排
ガスをボイラに供給して上記の残分（コークス）を燃焼
することができる。この結果、発電効率は４５％に向上
する。これに対して、上記石炭を単にボイラで燃焼さ
せ、スチームを発生させてスチームタービンにより発電
させる場合には発電効率は３９％である。
【００７４】（実施例Ａ−２）図２に示す装置を使用し
て、下記の乾燥した石炭１０００ｋｇ／ｈｒを、６００
℃で低温乾留し、留出分と、チャーを得る。留出分は、
液成分により冷却洗浄し、分液槽により水層を分離し
て、ガス成分と油分を得る。ガス成分と油分は、ガスタ
ービン用燃料とし、コークスと留出分中の分離した水層
はボイラ燃料とする。 原料炭（乾燥後） 水分：４重量％ 揮発分：３１重量％ 固定炭素：５０重量％ 灰分：１５重量％ 発熱量：６４３０ｋｃａｌ／ｋｇ チャー 生成量：６６９ｋｇ／ｈｒ 揮発分：１１重量％ 固定炭素：６５重量％ 灰分：２４重量％ 発熱量：６２００ｋｃａｌ／ｋｇ ガス成分 生成量：１８０Ｎｍ3／ｈｒ 発熱量：７１００ｋｃａｌ／Ｎｍ3 油分 生成量：１１０ｋｇ／ｈｒ 発熱量：９１１０ｋｃａｌ／ｋｇ 上記ガス成分をガス燃焼用ガスタービンに供給し、油分
を油燃焼用ガスタービンに供給して発電し、ガスタービ
ン排ガスは、５８０℃であり、酸素を１３容量％含んで
いるので、廃熱回収ボイラに供給して蒸気を発生させた
後、廃熱回収ボイラ排ガスによりチャーをボイラに供給
して発電することができる。この結果、コンバインド・
サイクル発電の熱効率は４６％である。
【００７５】（実施例Ａ−３）図２に示す装置を使用し
て、実施例Ａ−２の石炭を原料として、４５０℃で熱分
解炭化し、留出分と、残分を得る。留出分は、液成分に
より冷却洗浄して、分液槽により水層を分離して、ガス
成分と油分を得る。ガス成分と油分は、ガスタービン用
燃料とし、残分と分離した水層はボイラ燃料として、空
気を供給して燃焼する。ガス成分、液成分中の硫黄分は
０．５２重量％であり、Ｎａ分、Ｋ分、バナジウム分は
それぞれ０．５重量ｐｐｍであるので、これをガスター
ビンに使用してもタービンブレード等の腐食は起こらな
い。
【００７６】（実施例Ａ−４）図３に示す装置を使用し
て、実施例Ａ−１の石炭を原料として、４５０℃で熱分
解炭化し、留出分と、残分を得る。留出分は、液成分に
より冷却洗浄して、分液槽により水層を分離して、ガス
成分と油分を得る。油分は減圧蒸留して精製留分と残渣
ピッチに分離する。ガス成分と精製留分は、ガスタービ
ン用燃料とし、残分と分離した水層と残渣ピッチはボイ
ラ燃料として、空気を供給して燃焼する。ガス成分、液
成分中の硫黄分は０．９５重量％、塩分、バナジウム分
はそれぞれ０．１重量ｐｐｍであり、これをガスタービ
ンに使用しても長期間タービンブレード等の腐食は起こ
らない。
【００７７】（実施例Ａ−５）下記の乾燥した石炭１．
０００ｋｇをフラスコに入れて外部より加熱して、内温
約５００℃で乾留し、留出分とチャーを得た。 原料ＷＡＮＢＯ炭（乾燥後） 水分：３．５重量％ 揮発分：３３重量％ 固定炭素：５３．１重量％ 灰分：１０．４重量％ 総発熱量：７１００ｋｃａｌ／ｋｇ（真発熱量６８４０
ｋｃａｌ／ｋｇ）チャー 生成量：０．８０ｋｇ 揮発分：１６重量％ 固定炭素：６６重量％ 灰分：１３重量％ 総発熱量：６８２５ｋｃａｌ／ｋｇ 留出分 生成量：０．２０ｋｇ 総発熱量：８２００ｋｃａｌ／ｋｇ 留出分のＮａ、Ｋ、Ｖ分はいずれも０．５ｍｇ／ｋｇ以
下であった。留出分対残分の熱量比は約２０対８０であ
った。これらの留出分はガスタービンに、チャーはボイ
ラに供給してコンバインド・サイクル発電を行うことが
できる。しかしながら、留出量を抑えて留出分対残分の
熱量比を１０対９０で取り出したならば、コンバインド
・サイクル発電を行ったとしても発電効率の増加は低
く、燃料の部分処理設備を設けるメリットが少ない。
【００７８】（実施例Ａ−６）実施例Ａ−５と同様にし
て、石炭１．０００ｋｇをフラスコに入れて外部より加
熱して、内温約８００℃で乾留し、留出分とコークスを
得た。 コークス 生成量：０．６９ｋｇ 揮発分：２．６重量％ 固定炭素：７７重量％ 灰分：１６重量％ 発熱量：６６５０ｋｃａｌ／ｋｇ 留出分 生成量：０．３１ｋｇ 発熱量：８１００ｋｃａｌ／ｋｇ 留出分：残分の熱量比率は３５：６５であった。留出分
中のＮａ、Ｋ、Ｖ分は、それぞれ０．５ｍｇ／ｋｇ、２
ｍｇ／ｋｇ、０．５ｍｇ／ｋｇ以下であったが、これを
留出分を常圧で蒸留したものでは、Ｎａ、Ｋ、Ｖ分はい
ずれも０．５ｍｇ／ｋｇ以下であった。
【００７９】上記実施例から判るように、主として石炭
の揮発分に相当する量の留出分を、コンバインド・サイ
クル発電を有利に行うためのガスタービン用燃料として
得ることは非常に容易であった。また、留出分：残分の
量を熱量比率が６０：４０を超過するほど留出分を増加
させるには非常に過酷な条件が必要になるとともに、ガ
スタービン排ガス中の酸素量が、排気再燃に必要な量よ
りも余分となり、排気損失が増加する。
【００８０】（実施例Ａ−７）図１に示す装置を使用
し、下記の乾燥した石炭１００，０００ｋｇ／ｈｒを、
約５００℃で低温乾留し、留出分とチャーを得る。留出
分は、ガスタービン用燃料とし、チャーはボイラ燃料と
する。 原料炭：高島炭（無水基準） 揮発分：４４重量％ 固定炭素：５０重量％ 灰分：６重量％ 発熱量：７９００ｋｃａｌ／ｋｇ チャー 生成量：６１，６００ｋｇ／ｈｒ 揮発分：１重量％ 固定炭素：６７重量％ 灰分：３１重量％ 発熱量：７０５４ｋｃａｌ／ｋｇ ガス成分 生成量：３５，５００Ｎｍ3／ｈｒ 発熱量：５０５０ｋｃａｌ／Ｎｍ3 油分 生成量：１９，４００ｋｇ／ｈｒ 発熱量：９１００ｋｃａｌ／ｋｇ 上記の留出分（ガス成分及び油分）と空気１，０７５，
０００ｍ3／ｈｒをガスタービンに供給して燃焼し、１
２９ＭＷ／ｈｒで発電できる。ガスタービン排ガスは、
５８０℃であり、酸素を１３容量％含んでいる。ガスタ
ービン排ガスをボイラに供給して上記の残分（チャー）
を燃焼し、スチームタービンにより２８５ＭＷ／ｈｒで
発電することができる。即ち、発電の熱効率は４５％に
向上する。これに対して、上記石炭を部分処理せず単に
ボイラで空気１，０７５，０００ｍ3／ｈｒにより燃焼
させ、スチームを発生させてスチームタービンにより発
電させる場合には発電の熱効率は３９％である。本発明
では、ガスタービンに上記空気の全量１，０７５，００
０ｍ3／ｈｒを加えてもよいし、ボイラ燃焼に必要な分
の空気を分割して、ボイラに加えることもできる。
【００８１】第２に、石炭のマイクロ波照射処理につい
て各種実施例により説明する。 （実施例Ｂ−１）図１に示す装置を使用して（但し炭化
水素ガスは供給しない）、下記の石炭を原料として、乾
燥した石炭１０００ｋｇ／ｈｒを、３００℃でマイクロ
波照射処理し、留出分２８０ｋｇ／ｈｒとチャー４３０
ｋｇ／ｈｒを得る。 原料炭 水分 ２９重量％ 揮発分 ３１重量％ 固定炭素 ３５重量％ 灰分 ５重量％ 発熱量 ４５３０ｋｃａｌ／ｋｇ チャー 揮発分 １１重量％ 固定炭素 ７７重量％ 灰分 １１重量％ 発熱量 ６０００ｋｃａｌ／ｋｇ 留出分 発熱量 ６９６０ｋｃａｌ／ｋｇ 留出分は、ガスタービン用燃料とし、チャーはボイラ燃
料としてコンバインド・サイクル発電を行うことができ
る。
【００８２】（実施例Ｂ−２）メタンガスを共存させた
他は、実施例Ｂ−１と同様に行い、留出分と残分を得
る。留出分は、ガスタービン用燃料とし、チャーはボイ
ラ燃料とする。ガスタービン排ガスは、５８０℃であ
り、酸素を１３容量％含んでいる。このガスタービン排
ガスによりチャーを燃焼する。この結果、コンバインド
・サイクル発電の熱効率は４６％に達する。石炭を単に
ボイラで燃焼してスチームタービンにより発電するのに
比べて熱効率が高い。
【００８３】これらは実施例Ａシリーズと同様に、留出
分を、コンバインド・サイクル発電を有利に行うための
ガスタービン用燃料として得ることは非常に容易であ
る。また、留出量を抑えて留出分対残分の熱量比を１０
対９０で取り出したならば、コンバインド・サイクル発
電を行ったとしても発電効率の増加は低く、燃料の部分
処理設備を設けるメリットが少ない。さらに、留出分：
残分の量を熱量比率が６０：４０を超過するほど留出分
を増加させるには非常に過酷な条件が必要になるととも
に、ガスタービン排ガス中の酸素量が、排気再燃に必要
な量よりも余分となり、排気損失が増加する。
【００８４】第３に、石炭の部分水性ガス化処理につい
て各種実施例により説明する。 （実施例Ｃ−１）図１に示す装置を使用して、下記の石
炭１０００ｋｇ／ｈｒを、流動床ガス化炉により約８３
０℃で水蒸気／石炭＝０．３（重量比）で部分水性ガス
化処理し、留出分と残分を得る。留出分は、脱塵、脱硫
し、高温、高圧のままガスタービン用燃料とし、残分は
ボイラ燃料とする。 原料炭 水分：２９重量％ 揮発分：３１重量％ 固定炭素：３５重量％ 灰分：５重量％ 発熱量：４５３０ｋｃａｌ／ｋｇ 残分 生成量：３００ｋｇ／ｈｒ 揮発分：３重量％ 固定炭素：８０重量％ 灰分：１７重量％ 発熱量：５５００ｋｃａｌ／ｋｇ 留出分：ガス成分、油分及び水 ガス成分 生成量：６３２Ｎｍ3／ｈｒ 発熱量：２５００ｋｃａｌ／Ｎｍ3 油分 生成量：２００ｋｇ／ｈｒ 発熱量：６５００ｋｃａｌ／ｋｇ 水 生成量：５００ｋｇ／ｈｒ 上記の留出分（ガス成分及び油分）をガスタービンに供
給して燃焼する。ガスタービン排ガスは、５８０℃であ
り、酸素を１３容量％含んでいる。ガスタービン排ガス
をボイラに供給して上記の残分を燃焼する。この結果、
発電効率は約４５％に向上する。これに対して、上記石
炭を単にボイラで燃焼させ、スチームを発生させてスチ
ームタービンにより発電させる場合には発電効率は約３
９％である。
【００８５】（実施例Ｃ−２）図２に示す装置を使用し
て、実施例Ｃ−１と同様にして部分水性ガス化処理し、
留出分と、残分を得る。留出分は脱塵、脱硫後、液成分
により冷却洗浄し、分液槽により水層を分離して、ガス
成分と油分を得る。油分中のＮａ分、Ｋ分、Ｖ分はそれ
ぞれ０．５ｐｐｍ程度である。ガス成分と油分は、ガス
タービン用燃料とし、残分と留出分中の分離した水層は
ボイラ燃料に使用される。
【００８６】（実施例Ｃ−３）図３に示す装置を使用し
て、実施例Ｃ−１と同様にして部分水性ガス化処理し、
留出分と、残分を得る。留出分は脱塵、脱硫後、液成分
により冷却洗浄し、分液槽により水層を分離して、ガス
成分と油分を得る。油分は減圧蒸留して精製留分と残渣
ピッチに分離する。ガス成分と精製留分は、ガスタービ
ン用燃料とし、残分と分離した水層と残渣ピッチはボイ
ラ燃料として、空気を供給して燃焼する。ガス成分、液
成分中の硫黄分は０．５２重量％であり、ナトリウム及
びカリウム分、バナジウム分はそれぞれ０．１重量ｐｐ
ｍであり、ガスタービンに使用してもタービンブレード
等の腐食は起こらない。
【００８７】（実施例Ｃ−４）図３に示す装置を使用し
て、実施例Ｃ−１と同様にして部分水性ガス化処理し、
留出分と、残分を得る。留出分は、そのまま液成分によ
り冷却洗浄して、分液槽により水層を分離して、ガス成
分と油分を得る。油分は減圧蒸留して精製留分と残渣に
分離する。ガス成分と精製留分は、ガスタービン用燃料
とし、残分と分離した水層と残渣はボイラ燃料として、
空気を供給して燃焼する。ガス成分、液成分中の硫黄分
は０．９５重量％、ナトリウム及びカリウム分、バナジ
ウム分はそれぞれ０．１重量ｐｐｍであり、ガスタービ
ンに使用してもタービンブレード等の腐食は起こらな
い。
【００８８】（実施例Ｃ−５）実施例Ｃ−１で得られた
留出分をガスタービンに供給して燃焼し、残分はボイラ
に供給する。また、ガスタービン排ガスは、５８０℃で
あり、廃熱回収ボイラにより熱を回収する。これによ
り、単にボイラで石炭を燃焼させてスチームを発生させ
るのに比べて発電の熱効率が向上する。
【００８９】（実施例Ｃ−６）実施例Ｃ−２で得られた
留出分をガスタービンに供給して燃焼し、ガスタービン
排ガスはボイラに供給する。ガスタービン排ガスは、５
８０℃であり、酸素を１３容量％含んでいる。このガス
により残分を燃焼する。この結果、コンバインド・サイ
クル発電の熱効率は４６％に達する。
【００９０】これらは実施例Ａシリーズと同様に、留出
分を、コンバインド・サイクル発電を有利に行うための
ガスタービン用燃料として得ることは非常に容易であ
る。また、留出量を抑えて留出分対残分の熱量比を１０
対９０で取り出したならば、コンバインド・サイクル発
電を行ったとしても発電効率の増加は低く、燃料の部分
処理設備を設けるメリットが少ない。さらに、留出分：
残分の量を熱量比率が６０：４０を超過するほど留出分
を増加させるには非常に過酷な条件が必要になるととも
に、ガスタービン排ガス中の酸素量が、排気再燃に必要
な量よりも余分となり、排気損失が増加する。
【００９１】第４に、石炭の部分燃焼ガス化処理につい
て各種実施例により説明する。 （実施例Ｄ−１）図１に示す装置を使用して、下記の石
炭１０００ｋｇ／ｈｒ、高圧蒸気５００ｋｇ／ｈｒ、酸
素１３０ｋｇ／ｈｒを気流層ガス化炉に供給し、約１１
００℃、４０気圧で部分燃焼ガス化処理し、留出分と残
分を得る。 原料炭 水分：２５重量％ 揮発分：３０重量％（乾燥基準） 固定炭素：５１重量％（乾燥基準） 灰分：１７重量％（乾燥基準） 発熱量：５７８０ｋｃａｌ／ｋｇ（乾燥基準） 残分 生成量：４００ｋｇ／ｈｒ 揮発分：１重量％ 固定炭素：４３重量％ 灰分：５６重量％ 発熱量：５０００ｋｃａｌ／ｋｇ 留出分：ガス成分、油分及び水 ガス成分 生成量：６５２Ｎｍ3／ｈｒ 発熱量：２６００ｋｃａｌ／Ｎｍ3 油分 生成量：８０ｋｇ／ｈｒ 発熱量：８０００ｋｃａｌ／ｋｇ 水 生成量：５５０ｋｇ／ｈｒ 留出分は、脱塵、脱硫し、高温、高圧のままガスタービ
ン用燃料とし、残分はボイラ燃料としてコンバインドサ
イクル発電を行うことができる。
【００９２】（実施例Ｄ−２）図２に示す装置を使用し
て、実施例Ｄ−１と同様にして部分燃焼ガス化処理し、
留出分と、残分を得る。留出分は脱塵、脱硫後、液成分
により冷却洗浄し、分液槽により水層を分離して、ガス
成分と油分を得る。ガス成分と油分は、ガスタービン用
燃料とし、残分と留出分中の分離した水層はボイラ燃料
とする。得られた留出分をガスタービンに供給して燃焼
し、ガスタービン排ガスはボイラに供給する。ガスター
ビン排ガスは、５８０℃であり、酸素を１３容量％含ん
でいる。このガスにより残分を燃焼する。この結果、コ
ンバインド・サイクル発電の熱効率は４６％に達する。
また、ガスタービンに使用してもタービンブレード等の
腐食は起こらない。
【００９３】（実施例Ｄ−３）図３に示す装置を使用し
て、実施例Ｄ−１と同様にして部分燃焼ガス化処理し、
留出分と、残分を得る。留出分は脱塵、脱硫後、液成分
により冷却洗浄し、分液槽により水層を分離して、ガス
成分と油分を得る。油分は減圧蒸留して精製留分と残渣
ピッチに分離する。ガス成分と精製留分は、ガスタービ
ン用燃料とし、残分と分離した水層と残渣ピッチはボイ
ラ燃料として、空気を供給して燃焼する。ガス成分、液
成分中の硫黄分は０．６重量％であり、ナトリウム及び
カリウム分、バナジウム分はそれぞれ０．５重量ｐｐｍ
であり、長期間ガスタービンに使用してもタービンブレ
ード等の腐食は起こらない。
【００９４】（実施例Ｄ−５）実施例Ｄ−１で得られた
留出分をガスタービンに供給して燃焼し、残分はボイラ
に供給する。ガスタービン排ガスは、５８０℃であり、
廃熱回収ボイラによりスチームを発生させ、スチームタ
ービンにより発電することができる。
【００９５】これらは実施例Ａシリーズと同様に、留出
分を、コンバインド・サイクル発電を有利に行うための
ガスタービン用燃料として得ることは非常に容易であ
る。また、留出量を抑えて留出分対残分の熱量比を１０
対９０で取り出したならば、コンバインド・サイクル発
電を行ったとしても発電効率の増加は低く、燃料の部分
処理設備を設けるメリットが少ない。さらに、留出分：
残分の量を熱量比率が６０：４０を超過するほど留出分
を増加させるには非常に過酷な条件が必要になるととも
に、ガスタービン排ガス中の酸素量が、排気再燃に必要
な量よりも余分となり、排気損失が増加する。
【００９６】第５に、重質油の熱分解処理について各種
実施例により説明する。 （実施例Ｅ−１）[ビスブレーキング法] 下記の重質油１０００ｋｇ／ｈｒを、加圧下に加熱炉に
供給し、４８０℃で熱分解処理し、急冷油を加えて副反
応を停止した後、蒸留塔底部に供給して、留出分と残分
を得る。 原料重質油：イラニアンライト（Iranian Light）減圧
残渣油 比重：１．０１（１５／４℃） 粘度：１００，０００ｃＳｔ（５０℃） 硫黄分：３．６重量％ 残分 生成量：６６５ｋｇ／ｈｒ 比重：１．０３（１５／４℃） 粘度：４５，０００ｃＳｔ（５０℃） 硫黄分：３．９重量％ ３５０℃以上高沸点分含有率：７８．５重量％ 発熱量：９０００ｋｃａｌ／ｋｇ 留出分：ガス成分及び油分 ガス成分 生成量：３５ｋｇ／ｈｒ 発熱量：１０４００ｋｃａｌ／Ｎｍ3 油分 生成量：３００ｋｇ／ｈｒ 発熱量：１００００ｋｃａｌ／ｋｇ 得られた留出分をガスタービンに供給して燃焼し、ガス
タービン排ガスはボイラに供給する。ガスタービン排ガ
スは、５８０℃であり、酸素を１３容量％含んでいる。
このガスにより残分を燃焼する。この結果、コンバイン
ド・サイクル発電の熱効率は４６％に達する。重質油を
単にボイラに供給してスチームタービンにより発電した
場合には発電の熱効率は約４０％であるのに比較して、
本発明によれば発電の熱効率が大幅に向上する。
【００９７】（実施例Ｅ−２）[フルードコーキング法] 下記の重質油１０００ｋｇ／ｈｒを、リアクターに供給
し、５００℃で熱分解処理して、留出分と残分に分離す
る。リアクターの底部から抜き出された残分はさらにバ
ーナー室に供給し空気を吹き込んで加熱する。バーナー
室の中間部からはコークスの一部を抜き出す。残りのコ
ークスをバーナー室の底部からリアクターに循環する。 原料重質油：５６６℃以上減圧残渣油 コンドラソン残留炭素：２６．５重量％ 比重：１．０５（１５／４℃） バナジウム分：８９０重量ｐｐｍ 硫黄分：３．６重量％ 残分 コークス生成量：２６０ｋｇ／ｈｒ 硫黄分：５重量％ 発熱量：６０００ｋｃａｌ／ｋｇ 留出分：ガス成分及び油分 リアクターガス成分 生成量：１３０ｋｇ／ｈｒ 発熱量：１０４００ｋｃａｌ／Ｎｍ3 油分（ナフサ及び軽油） 生成量：５４０ｋｇ／ｈｒ 発熱量：１００００ｋｃａｌ／ｋｇ 留出分は、ガス分の全部と油分の一部はガスタービン用
燃料とし、油分の残りと残分はボイラ燃料とする。
【００９８】（実施例Ｅ−３）[ディレイドコーキング
法] 下記の重質油１０００ｋｇ／ｈｒを、蒸留塔底部に供給
し、留出分と残分（高沸点液）に分離する。蒸留塔底部
から抜き出された残分は、さらに、コークス分が生成し
ない程度に加熱炉で４７０℃で熱分解処理されて、コー
クスドラムに供給され、コークスドラム中で、留出分と
残分（コークス）に分離される。留出分はさらにガス分
と油分に分離される。 原料重質油：ミナス（Minas）減圧残渣油 残留炭素：１０．９重量％ 比重：０．９３９（１５／４℃） 硫黄分：０．１６重量％ 残分 コークス生成量：１９１ｋｇ／ｈｒ 硫黄分：０．４重量％ 発熱量：６０００ｋｃａｌ／ｋｇ 留出分：ガス成分及び油分 ガス成分 生成量：７０ｋｇ／ｈｒ（水素：１０、メタン：３６、
エタン及びエチレン１８、プロパン及びプロピレン２
１、ブタン及びブテン１５各モル％） 発熱量：１０４００ｋｃａｌ／Ｎｍ3 油分（ナフサ及び軽油） 生成量：７３９ｋｇ／ｈｒ 発熱量：１００００ｋｃａｌ／ｋｇ 留出分は、ガス分の全部と油分の一部はガスタービン用
燃料とし、油分の残りと残分はボイラ燃料とする。
【００９９】（実施例Ｅ−４）[ユリカ法] 下記の重質油１０００ｋｇ／ｈｒを、蒸留塔底部に供給
し、留出分と残分（高沸点液）に分離する。蒸留塔底部
から抜き出された残分は、さらに、コークス分が生成し
ない程度に加熱炉で４００℃で熱分解処理されて、反応
器に供給され、スチームを吹き込みながら、更に２時間
熱分解処理される。反応器からの留出分は上記蒸留塔に
加えられ、留出分と残分に分離される。冷却後、反応器
の底部からはピッチを排出し、ピッチはフレーク状に切
断されボイラ燃料とする。留出分はさらにガス分と凝縮
水と油分に分離され、更に油分は軽質油分と重質油分に
分離されガス分と軽質油分はガスタービン用燃料とし、
重質油分とピッチはボイラ燃料とする。 原料重質油：５００℃以上減圧残渣油 残留炭素：２０重量％ 比重：１．０１７（１５／４℃） バナジウム分：２００重量ｐｐｍ 硫黄分：３．９重量％ 残分 ピッチ生成量：２９０ｋｇ／ｈｒ バナジウム分：６９０重量ｐｐｍ 硫黄分：５．７重量％ 発熱量：９０００ｋｃａｌ／ｋｇ 留出分：ガス成分、凝縮水及び油分 ガス成分 生成量：９０ｋｇ／ｈｒ（硫黄分１３重量％） 発熱量：１０４００ｋｃａｌ／Ｎｍ3 油分（軽質油分及び重質油分） 軽質油分生成量：２２０ｋｇ／ｈｒ 発熱量：１００００ｋｃａｌ／ｋｇ 重質油分生成量：４００ｋｇ／ｈｒ 発熱量：９０００ｋｃａｌ／ｋｇ 留出分は、ガス分の全部と軽質油分はガスタービン用に
供給して発電し、重質油分と残分のピッチはボイラ燃料
としてスチームを発生させ、スチームタービンにより発
電した。
【０１００】（実施例Ｅ−５）実施例Ｅ−１と同様にし
て熱分解処理し、留出分と、残分を得る。留出分は脱硫
後、冷却分離して、ガス成分と油分を得る。ガス成分は
ガス専焼ガスタービンに供給し、油分は油専焼ガスター
ビンに供給して発電した。残分はボイラ燃料として、空
気を供給して燃焼する。ガス成分、及び油分中の硫黄分
は１重量％であり、ナトリウム及びカリウム分の合計は
０．５重量ｐｐｍ以下であり、バナジウム分は０．５重
量ｐｐｍ以下であり、ガス専焼ガスタービン、油専焼ガ
スタービンともに腐食のおそれはない。
【０１０１】（実施例Ｅ−６）実施例Ｅ−１で得られた
留出分をガスタービンに供給して燃焼し、残分はボイラ
に供給する。ガスタービン排ガスは、５８０℃であり、
廃熱回収ボイラによりスチームを発生させ、発電するこ
とができる。
【０１０２】（実施例Ｅ−７）[ビチューメンのコンタ
クトコーキング] 下記の原料１０００ｋｇ／ｈｒを、コイルヒーターによ
り加熱し、流動状態にして、リアクターに供給し、４８
０℃で熱分解処理して、留出分と残分に分離する。リア
クターの底部から抜き出された残分（種コークス上に付
着）は、さらにヒーター室に供給し空気を吹き込んで燃
焼により加熱し、加熱されたコークスをヒーター室の底
部からリアクターに循環する。ヒーター室の中間部から
はコークスの一部を抜き出す。 原料ドライタール：グレートカナディアンオイルサンド
ビチューメン（Great Canadian Oil Sand Bitumen） ラムスボトム残留炭素：１１重量％ 比重：１．０１６（２０／４℃） 粘度：１１，０００ｃＳｔ（３８℃） バナジウム分：１４０重量ｐｐｍ 硫黄分：４．７重量％ 残分 ピッチコークス生成量：６５０ｋｇ／ｈｒ 硫黄分：６重量％ 発熱量：９０００ｋｃａｌ／ｋｇ 留出分：ガス成分及び油分 リアクターガス成分 生成量：３０ｋｇ／ｈｒ 発熱量：１０４００ｋｃａｌ／Ｎｍ3 油分（軽油及びディーゼル重油） 生成量：３２０ｋｇ／ｈｒ 発熱量：１００００ｋｃａｌ／ｋｇ 留出分はガスタービン用燃料とし、残分はボイラ燃料と
する。
【０１０３】（実施例Ｅ−８）[Ｃ重油のビスブレーキ
ング法] 下記の重質油１０００ｋｇ／ｈｒを、２０ｋｇ／ｃｍ2
Ｇ圧で加熱炉に供給し、５００℃で熱分解処理し、急冷
油を加えて副反応を停止した後、蒸留塔底部に供給し
て、２９０℃留出分と残分（高粘度液体）を得る。 原料重質油：Ｃ重油２号 引火点：８０℃ 粘度：１００ｃＳｔ（５０℃） 硫黄分：１．５重量％ 発熱量：９，４００ｋｃａｌ／ｋｇ 残分 生成量：６７０ｋｇ／ｈｒ 硫黄分：２．１重量％ 発熱量：９，０００ｋｃａｌ／ｋｇ 留出分：油分 油分 生成量：３３０ｋｇ／ｈｒ 比重：０．８０（１５／４℃） 発熱量：１０，２１２ｋｃａｌ／ｋｇ 留出分は、ガスタービン用燃料とし、残分はボイラ燃料
とする。
【０１０４】（実施例Ｅ−９）[Ｃ重油の常圧熱分解] 下記の重質油１．００ｋｇをフラスコに入れて外部より
加熱し、常圧で４５０℃でバッチ的に熱分解して、２０
６℃留出分と残分（高粘度液体）を得た。 原料重質油：Ｃ重油（三菱石油ＩＦＯ−２８０） 引火点：１１１℃ 粘度：２７８ｃＳｔ（５０℃） 硫黄分：２．３５重量％ 窒素分：０．２０重量％ 残留炭素：８．８８重量％ Ｎａ分：１２．６重量ｐｐｍ Ｋ分：０．１重量ｐｐｍ Ｖ分：３２．６重量ｐｐｍ 総発熱量：９，８００ｋｃａｌ／ｋｇ 残分 生成量：０．５５ｋｇ 硫黄分：３．１重量％ 窒素分：０．３４重量％ 残留炭素：１６重量％ Ｎａ分：２３重量ｐｐｍ Ｋ分：０．２重量ｐｐｍ Ｖ分：５９重量ｐｐｍ 総発熱量：９，１７０ｋｃａｌ／ｋｇ 留出分：油分 油分 生成量：０．４５ｋｇ 硫黄分：１．４重量％ 窒素分：０．０１重量％ 残留炭素：０．０７重量％ Ｎａ分：０．１重量ｐｐｍ Ｋ分：０．１重量ｐｐｍ Ｖ分：０．１重量ｐｐｍ 総発熱量：１０，５７０ｋｃａｌ／ｋｇ 油分はガスタービン燃料に適するものであり、残分はボ
イラ燃料として使用可能であった。また油分の量と残分
の量は排気再燃コンバインド・サイクル発電に見合うも
のである。
【０１０５】（実施例Ｅ−１０）[Ｃ重油の常圧熱分解]
実施例Ｅ−９で使用した重質油１．００ｋｇを実施例Ｅ
−９と同様の方法で、常圧で４５０℃でバッチ的に熱分
解して、２１８℃留出分と残分（乾固物）を得た。残分
をこれ以上加熱しても、留出分の量は著しく減少した。 残分 生成量：０．３５ｋｇ 硫黄分：０．７重量％ 窒素分：０．３６重量％ 残留炭素：１重量％ Ｎａ分：３６重量ｐｐｍ Ｋ分：０．３重量ｐｐｍ Ｖ分：９３重量ｐｐｍ 総発熱量：９，１３０ｋｃａｌ／ｋｇ 留出分：油分 油分 生成量：０．６５ｋｇ 硫黄分：１．４重量％ 窒素分：０．０１重量％ 残留炭素：０．０７重量％ Ｎａ分：０．５重量ｐｐｍ以下 Ｋ分：０．５重量ｐｐｍ以下 Ｖ分：０．５重量ｐｐｍ以下 総発熱量：１０，１６０ｋｃａｌ／ｋｇ 油分はガスタービン燃料に適するものであり、残分は乾
固物である。これ以上の留出分を得るには過酷な条件が
必要になり、設備費も過大になるので、実際にはより留
出量を抑えて、留出分を全重量の６０重量％付近（留出
分対残分の熱量比が６０％対４０％になる程度）で留め
る。これにより、残分を流動状態でボイラに輸送するこ
ともできるようになる。このように留出量を適切な熱量
比率に調節した状態の油分と残分は排気再燃コンバイン
ド・サイクル発電に適するものである。
【０１０６】（実施例Ｅ−１１）[オリマルジョンの常
圧熱分解]下記の乾燥オリマルジョン１．００ｋｇを実
施例Ｅ−９と同様の方法で、常圧で４５０℃でバッチ的
に熱分解して、２８２℃留出分と残分（乾固物）を得
た。 原料：オリマルジョン（無水ベース） 硫黄分：３．５１重量％ 窒素分：０．８９重量％ 炭素：８４．９重量％ Ｎａ分：１０４重量ｐｐｍ Ｋ分：４重量ｐｐｍ Ｖ分：４４４重量ｐｐｍ 総発熱量：９，８２０ｋｃａｌ／ｋｇ 残分 生成量：０．３５ｋｇ 硫黄分：４．９重量％ 窒素分：１．９重量％ 炭素：８６重量％ Ｎａ分：４００重量ｐｐｍ Ｋ分：６重量ｐｐｍ Ｖ分：１５９０重量ｐｐｍ 総発熱量：８，８５０ｋｃａｌ／ｋｇ 留出分：油分 油分 生成量：０．６５ｋｇ／ｈｒ 硫黄分：２．８重量％ 窒素分：０．２３重量％ 炭素：８４重量％ Ｎａ分：０．１重量ｐｐｍ Ｋ分：０．１重量ｐｐｍ以下 Ｖ分：０．３重量ｐｐｍ 総発熱量：１０，３４０ｃａｌ／ｋｇ 油分はガスタービン燃料に適するものであり、残分はボ
イラ燃料として使用可能な性質を持っていた。この例は
ガスタービンに適する油分が容易に得られる範囲に熱量
比率で７０％程度の限界が有ることを示したものであ
る。この場合も実際には、残分の取り出し、排気再燃の
効率の点等を考慮すると、留出分をより低い熱量比率で
取り出すことがあり得る。
【０１０７】（実施例Ｅ−１２）[Ｃ重油の常圧熱分解]
図１に示す装置を使用して、下記の重質油１００，００
０ｋｇ／ｈｒを常圧で４５０℃で熱分解して、２０６℃
留出分と残分（高粘度液体）を得る。 原料重質油：Ｃ重油（三菱石油ＩＦＯ−２８０） 引火点：１１１℃ 粘度：２７８ｃＳｔ（５０℃） 硫黄分：２．３５重量％ 窒素分：０．２０重量％ 残留炭素：８．８８重量％ Ｎａ分：１２．６重量ｐｐｍ Ｋ分：０．１重量ｐｐｍ Ｖ分：３２．６重量ｐｐｍ 総発熱量：９，８００ｋｃａｌ／ｋｇ 残分 生成量：５８，４８０ｋｇ 硫黄分：３．１重量％ 窒素分：０．３４重量％ 残留炭素：１６重量％ Ｎａ分：２３重量ｐｐｍ Ｋ分：０．２重量ｐｐｍ Ｖ分：５９重量ｐｐｍ 総発熱量：９，１７０ｋｃａｌ／ｋｇ 留出分：油分 油分 生成量：４１，５２０ｋｇ／ｈｒ 硫黄分：１．４重量％ 窒素分：０．０１重量％ 残留炭素：０．０７重量％ Ｎａ分：０．５重量ｐｐｍ以下 Ｋ分：０．５重量ｐｐｍ以下 Ｖ分：０．５重量ｐｐｍ以下 総発熱量：１０，５７０ｋｃａｌ／ｋｇ ガスタービンに上記で得られる油分４１，５２０ｋｇ／
ｈｒと空気１，１９０，０００ｍ3／ｈｒを供給して１
６９ＭＷ／ｈｒで発電する。ガスタービン排ガスは５８
０℃で、酸素１３容量％を含んでおり、ボイラに供給し
て残分を燃焼させ３６６．６ＭＷ／ｈｒで発電すること
ができる。この結果、本発明による重質油の発電熱効率
は４７％である。一方、単にボイラーで燃焼させた場合
は、重質油１００，０００ｋｇ／ｈｒに空気１，１９
０，０００を供給して４５５．３ＭＷ／ｈｒで発電する
ことができる。この場合の発電熱効率は４０％である。
本発明では、ガスタービンに上記空気の全量１，１９
０，０００ｍ3／ｈｒを加えてもよいし、ボイラ燃焼に
必要な分の空気を分割して、ボイラに加えることもでき
る。
【０１０８】これらの実施例から判るように留出分を、
コンバインド・サイクル発電を有利に行うためのガスタ
ービン用燃料として得ることは非常に容易である。ま
た、留出量を抑えて留出分対残分の熱量比を１０対９０
で取り出したならば、コンバインド・サイクル発電を行
ったとしても発電効率の増加は低く、燃料の部分処理設
備を設けるメリットが少ない。さらに、留出分：残分の
量を熱量比率が７０：３０程度までは留出分を増加させ
ることができるが、６０：４０を超過するほど残分の取
り出しが困難になり、また、ガスタービン排ガス中の酸
素量が排気再燃に必要な量よりも余分となり、排気損失
が増加する。
【０１０９】第６に、石炭と重質油の混合物の部分燃焼
ガス化処理について各種実施例により説明する。 （実施例Ｆ−１）[シェル部分酸化法] 図１に示す装置を使用して、下記の石炭を乾燥したもの
と重質油の混合物を１０００ｋｇ／ｈｒ、２６０℃の蒸
気８００ｋｇ／ｈｒ、酸素７３５Ｎｍ3／ｈｒをガス化
炉に供給し、約１４００℃、４０気圧で部分燃焼ガス化
処理し、留出分と残分を得る。 石炭 水分：２５重量％ 揮発分：３０重量％（乾燥基準） 固定炭素：５１重量％（乾燥基準） 灰分：１７重量％（乾燥基準） 発熱量：５７８０ｋｃａｌ／ｋｇ（乾燥基準） 石炭供給量：５００ｋｇ／ｈｒ 重質油：Ｃ重油２号 引火点：８０℃ 粘度：１００ｃＳｔ（５０℃） 硫黄分：１．５重量％ 発熱量：９，４００ｋｃａｌ／ｋｇ 重質油供給量：５００ｋｇ／ｈｒ 残分 生成量：６００ｋｇ／ｈｒ 揮発分：１重量％ 固定炭素：６７重量％ 灰分：３２重量％ 発熱量：４０００ｋｃａｌ／ｋｇ 留出分：ガス成分、油分及び水 ガス成分 生成量：１６００Ｎｍ3／ｈｒ 発熱量：２５００ｋｃａｌ／Ｎｍ3 油分 ほとんどなし 生成量：２０ｋｇ／ｈｒ 発熱量：９８００ｋｃａｌ／ｋｇ 水 生成量：３００ｋｇ／ｈｒ 得られた留出分をガスタービンに供給して燃焼し、ガス
タービン排ガスはボイラに供給する。ガスタービン排ガ
スは、５８０℃であり、酸素を１３容量％含んでいる。
このガスにより残分を燃焼する。この結果、コンバイン
ド・サイクル発電の熱効率は４６％に達する。一方、ボ
イラ専焼燃料を全量ガス化してガスタービンにより発電
し、ガスタービン排ガスより排熱回収ボイラによりスチ
ームを発生させ、コンバインド・サイクル発電を行った
場合の熱効率は約４６％である。しかし、全量ガス化で
は特別なガスタービン、ボイラのシステムが必要であ
り、建設費が高いのに対して、本発明によれば建設費も
安く、既存設備の改造では従来のボイラを利用すること
ができる。また、全量ガス化では、灰分の処理が困難で
あったり、ガス精製を低温で行わなければならず、熱の
ロスが多い。
【０１１０】（実施例Ｆ−２）図２に示す装置を使用し
て、実施例Ｆ−１と同様にして部分燃焼ガス化処理し、
留出分と、残分を得る。留出分は脱塵、脱硫後、液成分
により冷却洗浄し、分液槽により水層を分離して、ガス
成分と油分を得る。ガス成分と油分は、ガスタービンに
供給して、残分と留出分中の分離した水層はボイラに供
給してコンバインド・サイクル発電を行うことができ
る。
【０１１１】（実施例Ｆ−３）図３に示す装置を使用し
て、実施例Ｆ−１と同様にして部分燃焼ガス化処理し、
留出分と、残分を得る。留出分は脱塵、脱硫後、液成分
により冷却洗浄し、分液槽により水層を分離して、ガス
成分と油分を得る。油分は減圧蒸留して精製留分と残渣
ピッチに分離する。ガス成分と精製留分は、ガスタービ
ン用燃料とし、残分と分離した水層と残渣ピッチはボイ
ラ燃料として、空気を供給して燃焼する。ガス成分、液
成分中の硫黄分は０．６重量％であり、ナトリウム及び
カリウム分、バナジウム分はそれぞれ０．５重量ｐｐｍ
以下であり、タービンブレード等の腐食は起こらない。
【０１１２】（実施例Ｆ−４）図３に示す装置を使用し
て、実施例Ｆ−１と同様にして部分燃焼ガス化処理し、
留出分と、残分を得る。留出分は、液成分により冷却洗
浄して、分液槽により水層を分離して、ガス成分と油分
を得る。油分は減圧蒸留して精製留分と残渣に分離す
る。ガス成分と精製留分は、ガスタービン用燃料とし、
残分と分離した水層と残渣はボイラ燃料として、空気を
供給して燃焼する。ガス成分、液成分中の硫黄分は１．
０重量％、ナトリウム及びカリウム分、バナジウム分は
それぞれ０．１重量ｐｐｍ以下であり、タービンブレー
ド等の腐食は起こらない。
【０１１３】（実施例Ｆ−５）図１に示す装置を使用し
て、実施例Ｆ−１で得られた留出分をガスタービンに供
給して燃焼し、残分はボイラに供給する。ガスタービン
排ガスは、５８０℃であり、廃熱回収ボイラにより熱を
回収する。
【０１１４】（実施例Ｆ−６）図１に示す装置を使用し
て、実施例Ｆ−１で使用した石炭と下記の重質油の混合
物を１０００ｋｇ／ｈｒ、高圧蒸気５００ｋｇ／ｈｒ、
酸素１３０ｋｇ／ｈｒを気流層ガス化炉に供給し、約１
１００℃、３０気圧で部分燃焼ガス化処理し、留出分と
残分を得る。 石炭 水分：２５重量％ 揮発分：３０重量％（乾燥基準） 固定炭素：５１重量％（乾燥基準） 灰分：１７重量％（乾燥基準） 発熱量：５７８０ｋｃａｌ／ｋｇ（乾燥基準） 石炭供給量：４００ｋｇ／ｈｒ 重質油：イラニアンライト（Iranian Light）減圧残渣
油 比重：１．０１（１５／４℃） 粘度：１００，０００ｃＳｔ（５０℃） 硫黄分：３．６重量％ 重質油供給量：６００ｋｇ／ｈｒ 残分 生成量：３００ｋｇ／ｈｒ 揮発分：３重量％ 固定炭素：７４重量％ 灰分：２３重量％ 発熱量：４８００ｋｃａｌ／ｋｇ 留出分：ガス成分、油分及び水 ガス成分 生成量：１５００Ｎｍ3／ｈｒ 発熱量：２６００ｋｃａｌ／Ｎｍ3 油分 生成量：８０ｋｇ／ｈｒ 発熱量：８０００ｋｃａｌ／ｋｇ 水 生成量：２５０ｋｇ／ｈｒ 留出分は、脱塵、脱硫し、高温、高圧のままガスタービ
ン用燃料とし、残分はボイラ燃料としてコンバインド・
サイクル発電することができる。
【０１１５】これらは実施例から判るように留出分を、
コンバインド・サイクル発電を有利に行うためのガスタ
ービン用燃料として得ることは非常に容易である。ま
た、留出量を抑えて留出分対残分の熱量比を１０対９０
で取り出したならば、コンバインド・サイクル発電を行
ったとしても発電効率の増加は低く、燃料の部分処理設
備を設けるメリットが少ない。さらに、石炭と重質油の
混合比によるが、留出分：残分の量を熱量比率が７０：
３０程度までは留出分を増加させることができるが、６
０：４０を超過するほど残分の取り出しが困難になり、
また、ガスタービン排ガス中の酸素量が排気再燃に必要
な量よりも余分となり、排気損失が増加する。
【０１１６】第７に、各種ボイラ専焼燃料を使用した実
施例により説明する。 （実施例Ｇ−１）図４に示す装置を用いて、夏期に余剰
の灯油をガスタービン向燃料として５６０００ｋｇ／ｈ
ｒ使用し、ガスタービン向燃料には使えない下記の重質
油をボイラ専焼燃料として９２８００ｋｇ／ｈｒ使用す
る。ガスタービン排ガスは、５８０℃であり、酸素を１
３容量％含んでいる。この排ガスのみによりボイラ専焼
燃料を燃焼させることができる。この結果、コンバイン
ド・サイクル発電の熱効率は４６％に達する。 灯油：１号 引火点：４０℃以上 ９５％留出温度：２７０℃以下 発熱量：１０５００ｋｃａｌ／ｋｇ （ＨＨＶ基準） 重質油：イラニアンライト（Iranian Light）減圧残渣
油 比重：１．０１（１５／４℃） 粘度：１００，０００ｃＳｔ（５０℃） 硫黄分：３．６重量％
【０１１７】（実施例Ｇ−２）図８（但し符号１０２に
示すボイラ専焼燃料は使用しない）の装置を用いて、実
施例Ｇ−１で使用した灯油をガスタービン向燃料として
９５０５ｋｇ／ｈｒ使用する。さらに、下記の乾燥した
石炭２２０，４００ｋｇ／ｈｒを、６００℃で低温乾留
し、留出分と、チャーを得る。留出分は、液成分により
冷却洗浄し、分液槽により水層を分離して、ガス成分と
油分を得る。油分は減圧蒸留して精製留分と残渣ピッチ
に分離する。ガス成分と精製留分は、灯油と共にガスタ
ービン向燃料とし、残分と分離した水層と残渣ピッチは
石炭と共にボイラ燃料としてボイラに供給し、空気を供
給して燃焼させる。ガス成分、液成分中の硫黄分は０．
５２重量％であり、塩分、バナジウム分はそれぞれ０．
５重量ｐｐｍであり、８０００時間のような長時間運転
に使用可能であり、タービンブレード等の腐食は起こら
ない。 原料炭（乾燥後） 水分：４重量％ 揮発分：３１重量％ 固定炭素：５０重量％ 灰分：１５重量％ 発熱量：６４３０ｋｃａｌ／ｋｇ チャー 生成量：１９３，１００ｋｇ／ｈｒ 揮発分：１１重量％ 固定炭素：６５重量％ 灰分：２４重量％ 発熱量：６７００ｋｃａｌ／ｋｇ ガス成分 生成量：１８，０００Ｎｍ3／ｈｒ 発熱量：７１００ｋｃａｌ／Ｎｍ3 油分 生成量：１１，０００ｋｇ／ｈｒ 発熱量：９１１０ｋｃａｌ／ｋｇ
【０１１８】（実施例Ｇ−３）図５の装置を用いて、実
施例Ｇ−２で使用した石炭をボイラ専焼燃料として３６
０５０ｋｇ／ｈｒ使用し、下記重質油を熱分解用ボイラ
専焼燃料として１３５８００ｋｇ／ｈｒ使用する。重質
油を、加圧下に加熱炉に供給し、５００℃で熱分解処理
し、急冷油を加えて副反応を停止した後、蒸留塔底部に
供給して、留出分と残分を得る。留出分は、脱硫し、高
温、高圧のままガスタービン向燃料とし、残分は石炭と
共にボイラ燃料とすることができる。 原料重質油：イラニアンライト（Iranian Light）減圧
残渣油 比重：１．０１（１５／４℃） 粘度：１００，０００ｃＳｔ（５０℃） 硫黄分：３．６重量％ 残分 生成量：７５，３６９ｋｇ／ｈｒ 比重：１．０３（１５／４℃） 粘度：４５，０００ｃＳｔ（５０℃） 硫黄分：３．９重量％ ３５０℃以上高沸点分含有率：７８．５重量％ 発熱量：９０００ｋｃａｌ／ｋｇ 留出分：ガス成分及び油分 ガス成分 生成量：５，４３３Ｎｍ3／ｈｒ 発熱量：１０１２５ｋｃａｌ／Ｎｍ3 油分 生成量：５４，３２０ｋｇ／ｈｒ 発熱量：１００００ｋｃａｌ／ｋｇ
【０１１９】（実施例Ｇ−４） [石炭と重質油熱分解と灯油利用]図６の装置を用いて、
実施例Ｇ−１で使用した灯油１５５００ｋｇ／ｈｒをガ
スタービン向燃料とし、実施例Ｇ−２で使用した石炭１
０００００ｋｇ／ｈｒをボイラ専焼燃料として使用し、
重質油９９５２０ｋｇ／ｈｒを熱分解用ボイラ専焼燃料
として使用し、実施例Ｇ−３と同様に熱分解処理して留
出分と残分を得る。ガスタービン排ガスは、５８０℃で
あり、酸素を１３容量％含んでいる。この排ガスのみに
より残分及びボイラ専焼燃料を燃焼させる。この結果、
発電の熱効率は４６％に達する。
【０１２０】（実施例Ｈ−１） [石油精製プラントに併設して行われるコンバインド・
サイクル発電]原油１５９００ｋｌ／日（１３６７４ｔ
／日）を原料として使用する石油精製プラントに、図４
に示す発電装置を併設する。原油は完全に処理され、石
油精製プラントから得られるものは、下記の通りであ
る。 ガス：２５０，０００Ｎｍ3／日 ＬＰＧ：４５０ｔ／日 石油化学用ナフサ：６８０ｔ／日 ガソリン：２，７５０ｔ／日 ジェット燃料：７００ｔ／日 灯油：１，３５０ｔ／日 ディーゼル軽油：２，３００ｔ／日 Ａ、Ｂ及びＣ重油計：３，０００ｔ／日 減圧残渣油：１，５００ｔ／日 アスファルト：３００ｔ／日 石油コークス・ピッチ：４００ｔ／日 このうち、ガスタービン向燃料としてディーゼル軽油
を、４１．９ｔ／ｈｒでガスタービンに供給し、ボイラ
専焼燃料として減圧残渣油を８６ｔ／ｈｒをボイラに供
給する。ガスタービン排ガスは、５８０℃であり、酸素
を１３容量％含んでいる。この排ガスのみによりボイラ
専焼燃料を燃焼させる。この結果、発電の熱効率は４６
％（送電端）に達する。この結果、部分処理設備を新設
することなく、ディーゼル軽油及び減圧残渣油を電力会
社の貯蔵設備に輸送することなく、電力に変換すること
ができる。
【０１２１】（実施例Ｈ−２） [製鉄プラントに併設して行われるコンバインド・サイ
クル発電]製鉄プラントに、図４に示す発電装置を併設
する。製鉄プラントには、コッパース式コークス炉を設
置して、れき世炭を完全に分解処理してコークス及びコ
ークオーブンガスを製造する。 石炭供給量：２００ｔ／ｈｒ コークス生産量：１４６ｔ／ｈｒ コークオーブンガス副生量：６，２００Ｎｍ3／ｈｒ コークオーブンガス組成：水素５６容量％、メタン２７
容量％、一酸化炭素７容量％、炭化水素３容量％、その
他不燃ガス成分 コークオーブンガス発熱量：４，４５０ｋｃａｌ／Ｎｍ
3 上記コークスを、高炉に供給して製鉄を行う。高炉から
は、下記のブラストファーネスガスが発生するので、こ
れをガスタービンに供給することもできる。 ブラストファーネスガス組成：水素３容量％、一酸化炭
素２４容量％、その他不燃ガス成分 ブラストファーネスガス発熱量：８００ｋｃａｌ／Ｎｍ
3 ここでは、コークオーブンガスを使用した場合について
示す。上記コークオーブンガスの全量をガスタービン向
燃料として、ガスタービンに供給し、コークス製造工程
で発生する微粉炭及び必要によりコークス原料炭をボイ
ラ専焼燃料として８５．２ｔ／ｈｒでボイラに供給す
る。ガスタービン排ガスは、５８０℃であり、酸素を１
３容量％含んでいる。この排ガスのみによりボイラ専焼
燃料を燃焼させる。この結果、発電の熱効率は４５％
（送電端）に達する。この結果、部分処理設備を新設す
ることなく、コークオーブンガス等及び微粉炭等から製
鉄所において効率よく電力が得られる。
【０１２２】（実施例Ｈ−３） [化学プラント等に併設して行われるコンバインド・サ
イクル発電]ナフサクラッカー及び汎用樹脂プラント、
化学品プラントからなる化学プラントに、図４に示す発
電装置を併設する。ナフサをナフサクラッカーに供給し
て完全にクラッキングした。 ナフサ処理量：１，０００，０００ｔ／年 エチレン生産量：３５０，０００ｔ／年 プロピレン生産量：１７０，０００ｔ／年 ベンゼン生産量：５６，０００ｔ／年 オフガス発生量 メタン換算：８７，０００ｔ／年 同上発熱量：１３，３００ｋｃａｌ／ｋｇ 燃料油・タール発生量：３９，５００ｔ／年 同上発熱量：１０，５００ｋｃａｌ／ｋｇ リサイクル不能樹脂発生量：５５，０００ｔ／年 同上発熱量：９，３００ｋｃａｌ／ｋｇ 化学品タール状物発生量：２１，０００ｔ／年 同上発熱量：４，８００ｋｃａｌ／ｋｇ 現在、ナフサクラッカーから排出されるオフガスも、ク
ラッカー、各種樹脂プラントから排出されるタール状排
出物、アタクティックポリマーや銘柄切替時の洗浄ポリ
マーや規格外樹脂等のリサイクル不能樹脂等も全てボイ
ラで燃焼されて、スチーム発生させ発電している。この
時の、発電の熱効率は３９％（送電端）である。従来燃
焼用ガスとしてボイラに供給されていたオフガスをガス
タービン向燃料として使用し、燃料油・タール、リサイ
クル不能樹脂、化学品タール状物をボイラ専焼燃料とし
て使用して、コンバインド・サイクル発電を行い、ガス
タービン排ガスをボイラに供給してボイラ専焼燃料を燃
焼させる。この結果、発電の熱効率は４６％（送電端）
に達する。この結果、部分処理設備を新設することな
く、ナフサクラッカーから排出されるオフガスをガスタ
ービンに供給して、クラッカー、各種樹脂プラントから
排出されるタール状排出物、リサイクル不能樹脂、化学
品タール状物をボイラに供給することにより化学プラン
トにおいて効率よく電力が得られ、必要により電力会社
に販売することができる。
【０１２３】
【発明の効果】ボイラ専焼燃料として石炭、重質油等及
びこれらの混合物を原料にして、部分処理することによ
り必要な全ての基準を満たすガスタービン用燃料及びボ
イラ燃料が発電、特に排気再燃を行う発電に適した燃料
比率で得られる。ボイラ専焼燃料の全量をボイラで焚い
てスチームタービンで発電する場合の熱効率約３８〜４
０％に比べて、本発明によれば熱効率約４５〜４７％で
発電することができ、この熱効率は重質油の全量ガス化
発電と同程度の効率であってしかも全量ガス化に比較し
て燃料分解工程や燃料ガスの精製工程等の設備費が安
く、ガスタービンを使用しても腐食が起こらず、原料の
豊富さ、安価さ、経済性、既存設備の利用、熱効率が高
いため排ガス量が少なく地球環境を悪化させにくい点で
極めて有利である。さらに、ボイラにのみ利用できる安
価な、利用度の低い、もしくは処理の必要性に迫られた
各種ボイラ専焼燃料と、各種の入手の容易な、余剰に存
在するもしくは公害原因物質の発生の少ないガスタービ
ン向燃料とを随時選択して使用することが可能となり、
さらに効率的な発電を行うことが可能となり、部分処理
設備が不要なために小規模投資による発電能力の増加が
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプロセスフロー図である。
【図２】本発明で、留出分をガス成分と液成分に分離す
る場合のプロセスフロー図である。
【図３】本発明で、油分を更に蒸留する場合のプロセス
フロー図である。
【図４】ガスタービン向燃料とボイラ専焼燃料による発
電方法を示すプロセスフロー図である。
【図５】ボイラ専焼燃料と、ボイラ専焼燃料を部分処理
して得たガスタービン燃料とボイラ燃料を組み合わせて
使用する発電方法を示すプロセスフロー図である。
【図６】ガスタービン向燃料とボイラ専焼燃料と、ボイ
ラ専焼燃料を部分処理して得たガスタービン燃料とボイ
ラ燃料を組み合わせて使用する発電方法を示すプロセス
フロー図である。
【図７】図６で、留出分をガス成分と液成分に分離する
場合のプロセスフロー図である。
【図８】図６で、油分を更に蒸留する場合のプロセスフ
ロー図である。
【符号の簡単な説明】
１ 部分処理用ボイラ専焼燃料 ２ 部分処理手段 ３ 留出分 ４ 残分 ５ ガス洗浄塔 ６ ガス成分 ７ 液成分 ８ 分液槽 ９ 油分 １０ 水層 １１ 蒸留塔 １２ 精製留分 １３ 残渣 １５ 加熱用ガス １５’炭化水素ガス １６ 熱交換器 １７ 空気 １８ 水蒸気 ２１ ガスタービン本体 ２２ 空気圧縮機 ２３ 燃焼室 ２４ ガスタービン用発電機 ２５ 空気 ２６ ガス成分圧縮機 ２７ 駆動用燃焼ガス ２８ ガスタービン排ガス ３１ ボイラ ３２ スチーム ３３ スチームタービン ３４ スチームタービン用発電機 ３５ 空気 ３６ スチームタービン排気 ３７ 復水器 ３８ ボイラ給水 １０１ ガスタービン向燃料 １０２ ボイラ専焼燃料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｃ 3/28 Ｆ０２Ｃ 6/00 Ｅ 6/00 6/18 Ｚ 6/18 7/22 Ｄ 7/22 Ｃ１０Ｌ 3/00 (31)優先権主張番号 特願平9−50976 (32)優先日 平９(1997)２月19日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平9−58375 (32)優先日 平９(1997)２月26日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平9−150202 (32)優先日 平９(1997)５月23日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ）

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ボイラ専焼燃料（Ｆ）を部分処理して留
    出分（Ｄ）及び残分（Ｒ）に分離し、該留出分（Ｄ）か
    ら得られたガスタービン用燃料（Ｇ）単独又はガスター
    ビン用燃料（Ｇ）とガスタービン向燃料（Ｇ'）との混
    合物をガスタービン燃料（Ａ）として、該残分（Ｒ）単
    独又は該残分（Ｒ）とボイラ専焼燃料（Ｆ）及び／又は
    他種類のボイラ専焼燃料（Ｆ'）との混合物をボイラ燃
    料（Ｂ）として、ガスタービン燃料（Ａ）をガスタービ
    ンで燃焼してガスタービンを駆動して発電すると共に、
    ボイラ燃料（Ｂ）をボイラで燃焼して発生したスチーム
    によりスチームタービンを駆動して発電する発電方法。
  2. 【請求項２】 ガスタービン排ガスをボイラに供給して
    ボイラ燃料（Ｂ）を排気再燃させる請求項１に記載の発
    電方法。
  3. 【請求項３】 ガスタービン排ガスを廃熱回収ボイラに
    供給して発電用蒸気を発生させ、廃熱回収ボイラ排出ガ
    スをボイラに供給してボイラ燃料（Ｂ）を排気再燃させ
    る請求項１に記載の発電方法。
  4. 【請求項４】 部分処理が、トッピング、フラッシン
    グ、蒸留、抽出、傾瀉又はこれらの混合処理からなる群
    から選ばれる部分分離処理である請求項１〜３のいずれ
    かに記載の発電方法。
  5. 【請求項５】 部分処理が、熱分解、乾留、水性ガス
    化、燃焼ガス化、水素化、マイクロ波照射又はこれらの
    混合処理からなる群から選ばれる部分分解処理である請
    求項１〜３のいずれかに記載の発電方法。
  6. 【請求項６】 部分処理が２５０℃以上５００℃以下で
    行われる請求項４〜５のいずれかに記載の発電方法。
  7. 【請求項７】 留出分（Ｄ）対残分（Ｒ）の熱量比率が
    ２０〜６０％対８０〜４０％である請求項１〜６のいず
    れかに記載の発電方法。
  8. 【請求項８】 留出分（Ｄ）から少なくともガス分
    （Ｖ）と油分（Ｏ）を分離し、ガス分（Ｖ）、油分
    （Ｏ）又はガス分（Ｖ）と油分（Ｏ）をガスタービン用
    燃料（Ｇ）に使用する請求項１〜７のいずれかに記載の
    発電方法。
  9. 【請求項９】 油分（Ｏ）を蒸留して精製留分（Ｃ）と
    蒸留残渣（Ｒ'）に分離し、精製留分（Ｃ）をガスター
    ビン用燃料（Ｇ）に使用して、蒸留残渣（Ｒ'）をボイ
    ラに使用する請求項８に記載の発電方法。
  10. 【請求項１０】 ガスタービン燃料（Ａ）が、ナトリウ
    ム及びカリウム分の合計で０．５重量ｐｐｍ以下、バナ
    ジウム分０．５重量ｐｐｍ以下を含有する請求項８〜９
    のいずれかに記載の発電方法。
  11. 【請求項１１】 ガス分（Ｖ）をガス専焼ガスタービン
    により燃焼させ、油分（Ｏ）又は精製留分（Ｃ）を油専
    焼ガスタービンにより燃焼させる請求項８〜９のいずれ
    かに記載の発電方法。
  12. 【請求項１２】 ボイラ専焼燃料（Ｆ）を部分処理して
    留出分（Ｄ）及び残分（Ｒ）に分離する部分処理手段、
    該留出分（Ｄ）から得られたガスタービン用燃料（Ｇ）
    単独又はガスタービン用燃料（Ｇ）とガスタービン向燃
    料（Ｇ'）との混合物をガスタービン燃料（Ａ）とし
    て、該残分（Ｒ）単独又は該残分（Ｒ）とボイラ専焼燃
    料（Ｆ）及び／又は他種類のボイラ専焼燃料（Ｆ'）と
    の混合物をボイラ燃料（Ｂ）として、ガスタービン燃料
    （Ａ）を燃焼させて駆動するガスタービン、駆動された
    ガスタービンにより発電するガスタービン用発電機、ボ
    イラ燃料（Ｂ）を燃焼させて蒸気を発生させるボイラ、
    発生したスチームにより駆動するスチームタービン及び
    駆動されたスチームタービンにより発電するスチームタ
    ービン用発電機からなる発電装置。
  13. 【請求項１３】 ガスタービン排ガスをボイラに供給す
    る排ガス供給手段を設けた請求項１２に記載の発電装
    置。
  14. 【請求項１４】 ガスタービン排ガスを供給して発電用
    蒸気を発生させる廃熱回収ボイラ及び廃熱回収ボイラ排
    ガスをボイラに供給する排ガス供給手段を設けた請求項
    １２に記載の発電装置。
  15. 【請求項１５】 ガスタービン向燃料とボイラ専焼燃料
    が同一場所で得られる設備に併設して、該ガスタービン
    向燃料をガスタービンに供給して燃焼させ、燃焼により
    発生した駆動用燃焼ガスによりガスタービンを駆動して
    発電し、該ボイラ専焼燃料をボイラに供給して前記ガス
    タービン排ガスを用いて燃焼させ、発生したスチームに
    よりスチームタービンを駆動して発電する発電方法。
  16. 【請求項１６】 設備が、石油精製プラント、製鉄プラ
    ント、化学プラント及びこれらのコンビナートからなる
    群から選ばれるものである請求項１５に記載の発電方
    法。
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