JPS6143205A - 高温ガスによる動力回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は燃料ガス製造プロセスにおける高温ガスによる
動力回収方法に関する。

従来技術 高圧あるいは中圧の高温連続式ガヌ化プラントにおいて
はブラントの規模が大きくなると多量の蒸気を発生する
が、これらの蒸気は充分な需要先の力い場合余剰蒸気と
して大気中に放出廃気されていた。

発明が解決しようとする問題点 この余剰蒸気の利用方法として蒸気タービンを設”置し
て、動力あるいは電力として取出し、エネルギに利用す
る回収方法があるが、回収される動力あるいは電力の量
的面で経済性がない場合が多いため、ガスプラントと一
体化した回収法として軌道にのせることができなかった
。

木兄−明は上記問題点を解決し、余剰蒸気を利用してタ
ービンを駆動し、また、発電機を作動させてその電力を
取り出し、これをガス化プロセスに利用することによっ
て商用電力量の節約を計るようにした動力回収方法を提
供することを目的とする。

問題を解決するための手段 上記目的を達成するため本発明は、ガス流路３の上流に
おいて、作動流体蒸発器１１を設は高温ガスの顕熱を利
用して作動流体ガスを加熱蒸発させ第１タービン１２を
駆動し、蒸発した作動流体ガスを再使用する冷却サイケ
／Ｉ１５を設ける。ガス流路３の下流に第２タービン１
６を設置し、ガスの顕熱、潜熱を電力または動力として
回収すると同時に第２タービン１６のガス膨張により〃
ヌ冷却を行うことをその手段としている。

作　　用 本発明はガスプラント始動時において、ボイラから発生
する蒸気を作動流体蒸発器に送って該蒸気の潜熱を利用
し、て冷却サイクル中において第１タービンを動かして
発電する。またプラントが定常運転に移行するにともな
い前気蒸気の供給を徐々に減らし、プロセスガスの顕、
潜熱およびガスの圧力差により、第１および第２タービ
ンを駆動して発電機をまわして電力として回収する。こ
れら回収電力はプラント駆動に使用される。プロセスガ
スは前記第２タービンのガス膨張により冷却脱水される
。

実施例 以下、本発明を図面に示す一実施例にもとづいて説明す
る。

本発明の燃料ガス製造プロセスは、図に示すような高圧
、中圧の高温連続式ガス化プラントにおいて、ボイラ２
からの蒸気と原料ガスが反応してガス発生炉１から発生
した高温ガスがガス流路８を経て最終的に温度約ＱＣま
で冷却されて製造ガスとなる。しかして、前記ガス流路
８の上流において、冷゛却用のフロン蒸発器１１と、該
フロン蒸発器１１に接続されて冷却サイケ／Ｉ１５が設
けられる。冷却サイケＡ１５は前記フロン蒸発器１１を
含み、フロン蒸気流路５　ａ　ｓ蒸気圧により動力が付
与される第１タービン１２、フロン排気流路５ｂ、水冷
によりフロンを液化させるためのフロン凝縮器１４、フ
ロンポンプ２２、を経てフロンは再び前記フロン蒸発器
１１に還元される。そして、前記第１タービン１２は第
１発電器１８を駆動する。

ガス流路８の前記フロン蒸発器１１よりも下流には、１
ｇ１給水冷却器１５が設けられ、更にその下流側に弁８
５を経て第２発電機１７を持つ第２タービシ１６が設け
られる。また、該第２タービン１６の下流側ガス流路３
の途中に第２気水分離ドラム１９ｂが設けられる。

前記第１給水冷却器１５には三方弁４５を介して純水冷
却水路６から冷却水が導入される。

また、第１給水冷却器１５にはガス凝縮水路７が分岐形
成される。該ガス凝縮水路７は第１気水分離ドラム１９
ａ、凝縮水冷却器１８ｔ−経て凝縮分離された水を排出
するよう構成されている。凝縮水冷却器１８には前記三
方弁４５を介して冷却水が導入可能となっている。また
、前記第２タービン１６を出たガス分離水も第２気水分
離ドラム１９ｂを経て前記凝縮水路７から排出可能とな
っている。

なお、フロン蒸気流路５ａとフロン排気流路５ｂ間には
弁４８を持つ第１バイパス流路５ｄが設けられ、また、
第１給水冷却器１５の下流側と第２気水分離ドフム１９
ｂの下流側との間にも弁８６を持つ第２バイパス流路８
が設けられている。これらバイパス流路５ｄ、８の設置
によって第１または第２タービン１２．１６が停止して
もガスの製造には何ら支障を来たすことが々い。

さて、本発明によると、ガス流路８の上流に訃いて、前
記フロン蒸発器１１よりも上流側に蒸気流路４が接続開
口される。該流路４は、弁８８．４１を介して前記ボイ
ラ２と接続され、該ボイラ２で製造された蒸気が通気さ
れる。そして、前記蒸気流路４は基部に設けられた弁８
１を経てガス発生炉１とも連通可能となっている。

以上において次の作動状態を説明する。

プラントを始動するに際し、運転当初は前記ボイラ２か
ら発生する余剰蒸気を蒸気流路４を経てガス流路３へ導
入する。この蒸気は冷却サイクル５の第１タービン１２
に流入して該タービンを回転させ発電機１８により発電
され、グランド運転のための所要電力が得られる。前記
作動中、ノズル２１によりフロン凝縮器１４のフロン圧
力が制御される。

プラントが徐々に定常運転に移行し、ボイラ２の蒸気が
発生炉１へ供給され、高温の圧力ガスの発生量が逐次増
えてくるに従い、該力スによる第１．第２タービン１２
．１６の駆動力が上昇するので、余剰蒸気の直接ガス流
路３への供給量を減らす。

フロン蒸発器１１ではプロセス蒸気の殆ントが第１ター
ビン１２の駆動源として使用され、電力として回収され
る。

また定常運転時には余剰蒸気の使用量を更に少なくし、
プロセスガスを多く用いる。これによって第１．第２タ
ービン１２．１６による発電量が多くなる。

このようにプラント始動時、定常運転時を通じて回収さ
れた電力はフロンポンプ２２の運転用その他に充当され
る。従って、商用電力の使用量がそれだけ少なくなり、
契約電力を小さくでき電力量が節減される。

また、第１給水冷却！１５に送る冷却水の量に工す第２
タービン１６の入口ガス温度を制御し、これによって出
口ガス温度が外気温度以下となるよう調節する。同時に
第２タービン１６のノズル２３によりプロセスガスの圧
力制御を行なう。第２タービン１６内ではガス膨張が起
り、ガス冷却と脱水が行なわれる。

凝縮水および余剰蒸気はこのシステムで全量回収さｎ、
図示省略の純水タンク或は純水装置へ戻される。

次に本装置の典型的な発電量および熱計算値を示す。第
１タービン１２０発電量７００　ｋｗ。

第２タービン１６の発電量１００　ｋｗのとき、ガス流
路８におけるフロン蒸発器１１の入口側温度ｔ工＝１４
００、出ロ温度ｔｇ＝１００′ｃ、第１給水冷却器１５
の出口温度ｔ３＝６０ｔ：、第２気水分離ドラム１９ｂ
の出口温度”４＝　ＯＩＥである。

ｉた、凝縮フロン液の温度ｔ５＝　８０　ｂ、フロン凝
縮６１４の冷却水（実施例では海水を使用）の温度ｔ６
＝１５Ｃ，第１給水冷却器１５への冷却用純水温度１７
＝　１５　ｔ：である。

また、フロン凝縮器１４は水冷の代りにエアフィンクー
ラでもよい。なお、４２．４４．４６および４８は弁で
ある。なお作動流体としてフロンよりも他の流体も用い
られる。

発明の効果 本発明は以上の如く構成されるので、プラントの始動時
および定常運転時にわたって電力を回収し、該電力をプ
ロセス電力として使用するので商用電力量をその分だけ
節約できることとなった。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すフロー図である。 １・・・ガス発生炉、２・・・ボイラ、８・・・ガス流
路、４・・・蒸気流路、５・・・冷却サイクル、１１・
・・作動流体蒸発器、１２・・・第１タービン、１４・
・・作動流体凝縮器、１５・・・第１給水冷却器、１６
−・第２タービン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガス流路３の上流において、作動流体蒸発器１１
   を設け、高温ガスの顕熱を利用して作動流体ガスを加熱
   蒸発させて第１タービン１２を駆動し、蒸発した作動流
   体ガスを再使用する冷却サイクル５を設け、更にガス流
   路３の下流に第２タービン１６を設けて、ガス顕潜熱及
   びガス圧力エネルギーを電力又は動力として回収すると
   同時に第２タービン１６のガス膨張によりガス冷却脱水
   を行なうようにした高温ガスによる動力回収方法。
2. （２）ガス流路３の上流において、作動流体蒸発器１１
   よりも上流側に蒸気流路４を接続した特許請求の範囲第
   １項記載の高温ガスによる動力回収方法。
3. （３）ガス流路３の下流において、第２タービン１６よ
   りも上流側で前記作動流体蒸発器１１よりも下流側に第
   １給水冷却器１５が設けられ、第２タービン１６より下
   流側のガス温度を前記第１給水冷却器１５の冷却媒体の
   量で調節するようにした特許請求の範囲第１項記載の高
   温ガスによる動力回収方法。