(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭乾燥・微粉炭化設備と、空気吹ガス化炉と、ガス精製設備と、ガスタービンと、排熱回収ボイラと、蒸気タービンとを備えた空気吹き石炭ガス化複合発電設備と、
石炭乾燥・微粉炭化設備と、酸素吹ガス化炉と、ガス精製設備と、化学物質製造設備とを備えた酸素吹き石炭ガス化化学物質製造設備とを具備しており、
前記空気吹き石炭ガス化複合発電設備の前記ガス精製設備で処理された合成ガスを、前記酸素吹き石炭ガス化化学物質製造設備の前記化学物質製造設備に、あるいは前記酸素吹き石炭ガス化化学物質製造設備の前記ガス精製設備で処理された合成ガスを、前記空気吹き石炭ガス化複合発電設備の前記ガスタービンに導く第１の配管を備えていることを特徴とする石炭ガス化複合発電設備。
【請求項２】
石炭乾燥・微粉炭化設備と、空気吹ガス化炉と、ガス精製設備と、ガスタービンと、排熱回収ボイラと、蒸気タービンとを備えた空気吹き石炭ガス化複合発電設備と、
石炭乾燥・微粉炭化設備と、酸素吹ガス化炉と、ガス精製設備とを備えた酸素吹き石炭ガス化複合発電設備とを具備しており、
前記酸素吹き石炭ガス化複合発電設備の前記ガス精製設備で処理された合成ガスを、前記空気吹き石炭ガス化複合発電設備の前記ガスタービンに導く第１の配管を備えていることを特徴とする石炭ガス化複合発電設備。
【請求項３】
前記空気吹きおよび／または酸素吹き石炭ガス化炉の下流側の前記ガス精製設備の下流側に化学物質製造設備が設けられており、前記空気吹き石炭ガス化複合発電設備の前記ガス精製設備で処理された合成ガス、および／または前記酸素吹き石炭ガス化複合発電設備の前記ガス精製設備で処理された合成ガスが、前記化学物質製造設備に導かれるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の石炭ガス化複合発電設備。
【請求項４】
前記空気吹き石炭ガス化炉下流側の前記ガスタービンから前記排熱回収ボイラに導かれた排ガスの一部を、前記空気吹き石炭ガス化複合発電設備の石炭乾燥・微粉炭化設備、および前記酸素吹き石炭ガス化化学物質製造設備の石炭乾燥・微粉炭化設備に導く第２の配管を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の石炭ガス化複合発電設備。
【請求項５】
前記空気吹き石炭ガス化複合発電設備の前記ガスタービン、前記酸素吹き石炭ガス化複合発電設備の前記ガスタービン、前記化学物質製造設備に導かれる合成ガスの割合は、前記ガスタービンに供給される合成ガスの成分、熱量および圧力と、前記化学物質製造設備に供給される合成ガスの成分、熱量および圧力とに基づいて決定されることを特徴とする請求項１または３に記載の石炭ガス化複合発電設備。
【請求項６】
石炭乾燥・微粉炭化設備と、空気吹ガス化炉と、ガス精製設備と、ガスタービンと、排熱回収ボイラと、蒸気タービンとを備えた空気吹き石炭ガス化複合発電設備と、
石炭乾燥・微粉炭化設備と、酸素吹ガス化炉と、ガス精製設備と、化学物質製造設備と、空気分離装置とを備えた酸素吹き石炭ガス化化学物質製造設備とを具備しており、
前記空気分離装置を運転するのに必要な電力が、前記ガスタービンおよび前記蒸気タービンによって駆動される発電機によって発電された所内電力から供給されるように構成されていることを特徴とする石炭ガス化複合発電設備。
【請求項７】
石炭乾燥・微粉炭化設備と、空気吹ガス化炉と、ガス精製設備と、ガスタービンと、排熱回収ボイラと、蒸気タービンとを備えた空気吹き石炭ガス化複合発電設備と、
石炭乾燥・微粉炭化設備と、酸素吹ガス化炉と、ガス精製設備と空気分離装置とを備えた酸素吹き石炭ガス化複合発電設備とを具備しており、
前記空気分離装置を運転するのに必要な電力が、前記ガスタービンおよび前記蒸気タービンによって駆動される発電機から供給されるように構成されていることを特徴とする石炭ガス化複合発電設備。
【請求項８】
前記ガスタービンから前記排熱回収ボイラに導かれた排ガスの一部を、前記空気吹き石炭ガス化複合発電設備の石炭乾燥・微粉炭化設備に導く配管を備えていることを特徴とする請求項６または７に記載の石炭ガス化複合発電設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭をガス化して気体燃料としてガスタービンを駆動させ、さらにその排熱で蒸気を発生させて蒸気タービンを駆動する石炭ガス化複合発電設備、及びガス化した石炭を使用した化学物質製造設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石炭をガス化して気体燃料としてガスタービンを駆動させ、さらにその排熱で蒸気を発生させて蒸気タービンを駆動する石炭ガス化複合発電設備としては、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１１１０３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような石炭ガス化複合発電設備や化学物質製造設備では、プラント全体のさらなる高効率化および／または経済性向上が求められており、本発明はこのようなニーズに応えるため、発明者らの新規な知見に基づいて石炭ガス化複合発電設備の高効率化および／または経済性向上および／または運用性および／または制御性の向上を図らんとするものである。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、プラント全体の効率を向上させるおよび／または経済性向上させるおよび／または運用性および／または制御性の向上ことができる石炭ガス化複合発電設備及び化学物質製造設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明に係る石炭ガス化複合発電設備は、石炭乾燥・微粉炭化設備と、空気吹ガス化炉と、ガス精製設備と、ガスタービンと、排熱回収ボイラと、蒸気タービンとを備えた空気吹き石炭ガス化複合発電設備と、石炭乾燥・微粉炭化設備と、酸素吹ガス化炉と、ガス精製設備と、化学物質製造設備とを備えた酸素吹き石炭ガス化化学物質製造設備とを具備しており、前記空気吹き石炭ガス化複合発電設備の前記ガス精製設備で処理された合成ガスを、前記酸素吹き石炭ガス化化学物質製造設備の前記化学物質製造設備に、あるいは前記酸素吹き石炭ガス化化学物質製造設備の前記ガス精製設備で処理された合成ガスを、前記空気吹き石炭ガス化複合発電設備の前記ガスタービンに導く第１の配管を備えている。
【０００７】
本発明に係る石炭ガス化複合発電設備によれば、第１の配管を介して余剰の合成ガスが、空気吹き石炭ガス化複合発電設備のガス精製設備から酸素吹き石炭ガス化化学物質製造設備の化学物質製造設備に、あるいは酸素吹き石炭ガス化化学物質製造設備のガス精製設備から空気吹き石炭ガス化複合発電設備のガスタービンに供給され、化学物質を製造する原料として、あるいはガスタービンの燃料として利用（使用）される。
一般に発電プラントとしての効率は空気吹き石炭ガス化炉を具備した石炭ガス化複合発電設備が優位であり、一方で酸素吹きガス化炉を具備した石炭ガス化複合発電設備は酸素消費量が多いことによりＡＳＵ（Air Separation Unit：空気分離装置）の動力が大きく発電効率面では不利であるとされている。そこで空気吹き石炭ガス化複合発電設備により発電し、化学物質製造設備への適用範囲が広い酸素吹き石炭ガス化炉を組み合わせることで、プラント全体の効率を向上させるおよび／または経済性向上させることができる。
このとき、発電効率の高い空気吹き石炭ガス化複合発電設備用の空気吹きガス化炉容量を大きくし、酸素吹き石炭ガス化炉下流側の設備に余剰合成ガスを供給することで、酸素吹きガス化炉の容量を小さくして、ＡＳＵの動力を下げる(酸素消費量を減らす)ことも考えられる。
また、空気吹きガス化炉においては、負荷変化などの応答性が高いガスタービンからの抽気空気を主としてガス化剤として用いており、応答性の低いＡＳＵからの酸素を主としてガス化剤として用いている酸素吹きガス化炉のみの運用よりも、運用性・制御性が高くなる。また、後述するように、空気吹きガス化炉と酸素吹きガス化炉という２種類のガス化炉からの合成ガスを混合させることにより、上記の成分、熱量、圧力の調整範囲が広く取ることができるため、運用性・制御性が向上する。
【０００８】
本発明に係る石炭ガス化複合発電設備は、石炭乾燥・微粉炭化設備と、空気吹ガス化炉と、ガス精製設備と、ガスタービンと、排熱回収ボイラと、蒸気タービンとを備えた空気吹き石炭ガス化複合発電設備と、石炭乾燥・微粉炭化設備と、酸素吹ガス化炉と、ガス精製設備とを備えた酸素吹き石炭ガス化複合発電設備とを具備しており、前記酸素吹き石炭ガス化複合発電設備の前記ガス精製設備で処理された合成ガスを、前記空気吹き石炭ガス化複合発電設備の前記ガスタービンに導く第１の配管を備えている。
【０００９】
本発明に係る石炭ガス化複合発電設備によれば、第１の配管を介して余剰の合成ガスが、酸素吹き石炭ガス化複合発電設備のガス精製設備から空気吹き石炭ガス化複合発電設備のガスタービンに供給され、ガスタービンの燃料として利用（使用）される。
これにより、プラント全体の効率を向上させるおよび／または経済性を向上させることができる。
【００１０】
上記石炭ガス化複合発電設備において、前記空気吹きおよび／または酸素吹き石炭ガス化炉の下流側の前記ガス精製設備の下流側に化学物質製造設備が設けられており、前記空気吹き石炭ガス化複合発電設備の前記ガス精製設備で処理された合成ガス、および／または前記酸素吹き石炭ガス化複合発電設備の前記ガス精製設備で処理された合成ガスが、前記化学物質製造設備に導かれるように構成されているとさらに好適である。
【００１１】
このような石炭ガス化複合発電設備によれば、余剰の合成ガスが、空気吹き石炭ガス化複合発電設備のガス精製設備、および／または酸素吹き石炭ガス化複合発電設備のガス精製設備から化学物質製造設備に供給され、化学物質を製造する原料として利用（使用）される。
これにより、さらにプラント全体の効率を向上させるおよび／または経済性を向上させることができる。
【００１２】
上記石炭ガス化複合発電設備において、前記空気吹き石炭ガス化炉下流側の前記ガスタービンから前記排熱回収ボイラに導かれた排ガスの一部を、前記空気吹き石炭ガス化複合発電設備の石炭乾燥・微粉炭化設備、および前記酸素吹き石炭ガス化化学物質製造設備の石炭乾燥・微粉炭化設備に導く第２の配管を備えているとさらに好適である。
【００１３】
このような石炭ガス化複合発電設備によれば、石炭乾燥・微粉炭化設備において石炭に含まれる水分の低減が図られ、乾燥した微粉炭が空気吹ガス化炉および酸素吹ガス化炉に投入されることになる。
これにより、さらにプラント全体の効率を向上させるおよび／または経済性を向上させることができる。
【００１４】
上記石炭ガス化複合発電設備において、前記空気吹き石炭ガス化複合発電設備の前記ガスタービン、前記酸素吹き石炭ガス化複合発電設備の前記ガスタービン、前記化学物質製造設備に導かれる合成ガスの割合が、前記ガスタービンに供給される合成ガスの成分、熱量および圧力と、前記化学物質製造設備に供給される合成ガスの成分、熱量および圧力とに基づいて決定されるように構成されているとさらに好適である。
【００１５】
このような石炭ガス化複合発電設備によれば、空気吹き石炭ガス化複合発電設備のガスタービン、酸素吹き石炭ガス化複合発電設備のガスタービン、化学物質製造設備に、プラント全体の効率及び経済性を最も高めることのできる合成ガスがそれぞれ供給される。
これにより、さらにプラント全体の効率を向上させるおよび／または経済性を向上させることができる。特に、空気吹きガス化炉と酸素吹きガス化炉という２種類のガス化炉を組み合わせることにより、上記の成分、熱量、圧力の調整範囲を広く取ることができるため、運用性・制御性が向上する。
【００１６】
本発明に係る石炭ガス化複合発電設備は、石炭乾燥・微粉炭化設備と、空気吹ガス化炉と、ガス精製設備と、ガスタービンと、排熱回収ボイラと、蒸気タービンとを備えた空気吹き石炭ガス化複合発電設備と、石炭乾燥・微粉炭化設備と、酸素吹ガス化炉と、ガス精製設備と、化学物質製造設備と、空気分離装置とを備えた酸素吹き石炭ガス化化学物質製造設備とを具備しており、前記空気分離装置を運転するのに必要な電力が、前記ガスタービンおよび前記蒸気タービンによって駆動される発電機によって発電された所内電力から供給されるように構成されている。
【００１７】
本発明に係る石炭ガス化複合発電設備によれば、ガスタービンおよび蒸気タービンによって駆動される発電機から供給された電力により空気分離装置が運転される。
これにより、プラント全体の効率を向上させるおよび／または経済性を向上させることができる。
【００１８】
本発明に係る石炭ガス化複合発電設備は、石炭乾燥・微粉炭化設備と、空気吹ガス化炉と、ガス精製設備と、ガスタービンと、排熱回収ボイラと、蒸気タービンとを備えた空気吹き石炭ガス化複合発電設備と、石炭乾燥・微粉炭化設備と、酸素吹ガス化炉と、ガス精製設備と、空気分離装置とを備えた酸素吹き石炭ガス化複合発電設備とを具備しており具備しており、前記空気分離装置を運転するのに必要な電力が、前記ガスタービンおよび前記蒸気タービンによって駆動される発電機から供給されるように構成されている。
【００１９】
本発明に係る石炭ガス化複合発電設備によれば、ガスタービンおよび蒸気タービンによって駆動される発電機から供給された電力により空気分離装置が運転される。
これにより、プラント全体の効率を向上させるおよび／または経済性を向上させることができる。
【００２０】
上記石炭ガス化複合発電設備において、前記ガスタービンから前記排熱回収ボイラに導かれた排ガスの一部を、前記空気吹き石炭ガス化複合発電設備の石炭乾燥・微粉炭化設備に導く配管を備えているとさらに好適である。
【００２１】
このような石炭ガス化複合発電設備によれば、石炭乾燥・微粉炭化設備において石炭に含まれる水分の低減が図られ、乾燥した微粉炭が空気吹ガス化炉に投入されることになる。
これにより、プラント全体の効率をさらに向上させるおよび／または経済性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る石炭ガス化複合発電設備によれば、プラント全体の効率を向上させるおよび／または経済性を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備の概略全体構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備の概略全体構成図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備の概略全体構成図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備の概略全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の第１実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備ついて、図１を参照しながら説明する。図１は本実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備の概略全体構成図である。
図１に示すように、本実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備１は、空気吹き石炭ガス化複合発電設備２と、酸素吹き石炭ガス化化学物質製造設備３とを備えている。
【００２５】
空気吹き石炭ガス化複合発電設備２は、石炭乾燥・微粉炭化設備５と、空気吹ガス化炉６と、ガス精製設備７と、ガスタービン８と、排熱回収ボイラ９と、蒸気タービン１０と、ＡＳＵ（空気分離装置）１１と、ＣＯ２（二酸化炭素）圧縮機１２と、空気圧縮機１３と、煙突１４とを備えている。
このように構成された空気吹き石炭ガス化複合発電設備２では、石炭乾燥・微粉炭化設備５で微粉炭化され、かつ、乾燥された石炭が加圧された搬送ガスとともに空気吹ガス化炉６に投入され、空気吹ガス化炉６内でＣＯ（一酸化炭素）およびＨ（水素）を主たる可燃性成分とするガス（以下、「生成ガス」という。）に変換される。生成ガス中に含まれるチャーは、ガス精製設備７を構成するチャー回収装置（図示せず）および集塵装置（図示せず）で捕集され、図示しない配管（戻り管）を通って空気吹ガス化炉６に再投入される。また、生成ガス中に含まれるＣＯは、ガス精製設備７を構成するシフト反応器（図示せず）でＣＯ２とＨ２に転換され、ガス精製設備７を構成するＣＯ２分離回収器（図示せず）でＣＯ２が回収される。ＣＯが除去された生成ガスは、集塵装置の下流側に位置してガス精製設備７を構成する脱硫装置（図示せず）にて硫黄化合物（Ｈ２Ｓ）が除去され、ガスタービン８に導かれる。
なお、空気吹ガス化炉６に投入される空気は、ガスタービン８によって駆動される空気圧縮機１３から供給される。
【００２６】
酸素吹き石炭ガス化化学物質製造設備３は、石炭乾燥・微粉炭化設備５と、酸素吹ガス化炉１５と、ガス精製設備７と、化学物質製造設備１６と、ＡＳＵ（空気分離装置）１１と、ＣＯ２（二酸化炭素）圧縮機１２とを備えている。
このように構成された酸素吹き石炭ガス化化学物質製造設備３では、石炭乾燥・微粉炭化設備５で微粉炭化され、かつ、乾燥された石炭が加圧された搬送ガスとともに酸素吹ガス化炉１５に投入され、酸素吹ガス化炉１５内でＣＯ（一酸化炭素）およびＨ（水素）を主たる可燃性成分とするガス（以下、「生成ガス」という。）に変換される。生成ガス中に含まれるチャーは、ガス精製設備７を構成するチャー回収装置（図示せず）および集塵装置（図示せず）で捕集され、図示しない配管（戻り管）を通って酸素吹ガス化炉１５に再投入される。また、生成ガス中に含まれるＣＯは、ガス精製設備７を構成するシフト反応器（図示せず）でＣＯ２とＨ２に転換され、ガス精製設備７を構成するＣＯ２分離回収器（図示せず）でＣＯ２が回収される。ＣＯが除去された生成ガスは、集塵装置の下流側に位置してガス精製設備７を構成する脱硫装置（図示せず）にて硫黄化合物（Ｈ２Ｓ）が除去され、化学物質製造設備１６に導かれる。化学物質製造設備１６では、ＣＴＬ（Coal to Liquid：石炭液化）が行われたり、ＳＮＧ（subsutitute
natural gas：代替天然ガスまたはsynthetic natural gas：合成天然ガス）や尿素（urea）等が製造される。
ここで、「シフト反応」とは、ＣＯに水蒸気を添加し、触媒反応でＣＯ２とＨ２とに転換する反応のことである。
なお、ＣＯ２分離回収器で回収されたＣＯ２は、ＣＯ２圧縮機１２に導かれて昇圧された後、貯蔵容器（図示せず）に貯留される。
また、酸素吹ガス化炉１５に投入されるＯ２は、空気からＯ２を分離するＡＳＵ１１を介して供給され、化学物質製造設備１６に投入されるＮ２は、空気からＮ２を分離するＡＳＵ１１を介して供給される。
【００２７】
さて、本実施形態では、ガス精製設備７で処理された（を通過した）合成ガス（syngas）を、配管（第１の配管）１７を介して空気吹き石炭ガス化複合発電設備２から酸素吹き石炭ガス化化学物質製造設備３に（より詳しくは、空気吹き石炭ガス化複合発電設備２のガス精製設備７を構成するＣＯ２分離回収器から化学物質製造設備１６に）、あるいは配管１７を介して酸素吹き石炭ガス化化学物質製造設備３から空気吹き石炭ガス化複合発電設備２に（より詳しくは、酸素吹き石炭ガス化化学物質製造設備３のガス精製設備７を構成するＣＯ２分離回収器からガスタービン８に）供給し得るように構成されている。
なお、空気吹き石炭ガス化複合発電設備２から酸素吹き石炭ガス化化学物質製造設備３に供給される合成ガスの割合、あるいは酸素吹き石炭ガス化化学物質製造設備３から空気吹き石炭ガス化複合発電設備２に供給される合成ガスの割合（すなわち、合成ガスの分配比率）は、ガスタービン８に供給される合成ガスの成分、熱量および圧力と、化学物質製造設備１６に供給される合成ガスの成分、熱量および圧力とに基づいて例えば混合後の合成ガスの燃料発熱量が一定となるように決定される。
また、ガスタービン８に供給される合成ガスの成分、熱量および圧力はそれぞれ、ガスタービン８の上流近傍に設けられた成分計（図示せず）、熱量計（図示せず）および圧力計（図示せず）によって計測され、化学物質製造設備１６に供給される合成ガスの成分、熱量および圧力はそれぞれ、化学物質製造設備１６の上流近傍に設けられた成分計（図示せず）、熱量計（図示せず）および圧力計（図示せず）によって計測される。
【００２８】
一方、ガスタービン８から排熱回収ボイラ９に導かれた排ガスの一部は、配管（第２の配管）１８を介して空気吹き石炭ガス化複合発電設備２の石炭乾燥・微粉炭化設備５および酸素吹き石炭ガス化化学物質製造設備３の石炭乾燥・微粉炭化設備５に供給され、石炭を乾燥させる乾燥用ガス（Coal Drying gas）として利用（使用）される。
また、石炭ガス化複合発電設備１を運転するのに必要な電力は、ガスタービン８および蒸気タービン１０によって駆動される発電機（図示せず）から供給される。
【００２９】
本実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備１によれば、配管１７を介して余剰の合成ガスが、空気吹き石炭ガス化複合発電設備２のガス精製設備７から酸素吹き石炭ガス化化学物質製造設備３の化学物質製造設備１６に、あるいは酸素吹き石炭ガス化化学物質製造設備３のガス精製設備７から空気吹き石炭ガス化複合発電設備２のガスタービン８に供給され、化学物質を製造する原料として、あるいはガスタービン８の燃料として利用（使用）される。
これにより、プラント全体の効率を向上させるおよび／または経済性を向上させることができる。
【００３０】
また、本実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備１によれば、ガスタービン８から排熱回収ボイラ９に導かれた排ガスの一部が、空気吹き石炭ガス化複合発電設備２の石炭乾燥・微粉炭化設備５、および酸素吹き石炭ガス化化学物質製造設備３の石炭乾燥・微粉炭化設備５に導く配管１８を備えており、石炭乾燥・微粉炭化設備５において石炭に含まれる水分の低減が図られ、乾燥した微粉炭が空気吹ガス化炉６および酸素吹ガス化炉１５に投入されることになる。
これにより、さらにプラント全体の効率を向上させるおよび／または経済性を向上させることができる。
【００３１】
さらに、本実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備１によれば、空気吹き石炭ガス化複合発電設備２のガスタービン８、酸素吹き石炭ガス化化学物質製造設備３の化学物質製造設備１６に導かれる合成ガスの割合が、ガスタービン８に供給される合成ガスの成分、熱量および圧力と、化学物質製造設備１６に供給される合成ガスの成分、熱量および圧力とに基づいて例えば混合後の合成ガスの燃料発熱量が一定となるように構成されており、空気吹き石炭ガス化複合発電設備２のガスタービン８、酸素吹き石炭ガス化化学物質製造設備３の化学物質製造設備１６に、プラント全体の効率および／または経済性を最も高めることのできる合成ガスがそれぞれ供給される。
これにより、さらにプラント全体の効率を向上させるおよび／または経済性を向上させることができる。
【００３２】
さらにまた、本実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備１によれば、ＡＳＵ１１を運転するのに必要な電力が、ガスタービン８および蒸気タービン１０によって駆動される発電機から供給され、ＡＳＵ１１が運転される。
これにより、経済性を向上させることができる。
【００３３】
本発明に係る石炭ガス化複合発電設備の第２実施形態を図２に基づいて説明する。図２は本実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備の概略全体構成図である。
本実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備２１は、配管１７が省略され、配管１８の代わりに配管２２，２３が設けられているという点で上述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
【００３４】
図２に示すように、配管２２は、ガスタービン８から排熱回収ボイラ９に導かれた排ガスの一部を、空気吹き石炭ガス化複合発電設備２の石炭乾燥・微粉炭化設備５に供給して、石炭を乾燥させる乾燥用ガス供給管である。
配管２３は、空気とＮ２との混合ガスを、酸素吹き石炭ガス化化学物質製造３の石炭乾燥・微粉炭化設備５に供給して、石炭を乾燥させる乾燥用ガス供給管である。また、配管２３の途中には、例えば、蒸気によって酸素吹き石炭ガス化化学物質製造３の石炭乾燥・微粉炭化設備５に供給される混合ガスを加熱する熱交換器２４が設けられている。
なお、石炭ガス化複合発電設備２１を運転するのに必要な電力は、第１実施形態のものと同様、ガスタービン８および蒸気タービン１０によって駆動される発電機（図示せず）から供給される。
【００３５】
本実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備２１によれば、ＡＳＵ１１を運転するのに必要な電力が、ガスタービン８および蒸気タービン１０によって駆動される発電機から供給され、ＡＳＵ１１が運転される。
これにより、プラント全体の効率を向上させるおよび／または経済性を向上させることができる。
【００３６】
また、本実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備２１によれば、ガスタービン８から排熱回収ボイラ９に導かれた排ガスの一部が、空気吹き石炭ガス化複合発電設備２の石炭乾燥・微粉炭化設備５に導く配管２２を備えており、石炭乾燥・微粉炭化設備５において石炭に含まれる水分の低減が図られ、乾燥した微粉炭が空気吹ガス化炉６に投入されることになる。
これにより、さらにプラント全体の効率を向上させるおよび／または経済性を向上させることができる。
【００３７】
本発明に係る石炭ガス化複合発電設備の第３実施形態を図３に基づいて説明する。図３は本実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備の概略全体構成図である。
図３に示すように、本実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備３１は、空気吹き石炭ガス化複合発電設備２と、酸素吹き石炭ガス化複合発電設備３２と、化学物質製造設備１６とを備えている。
【００３８】
空気吹き石炭ガス化複合発電設備２は、石炭乾燥・微粉炭化設備５と、空気吹ガス化炉６と、ガス精製設備７と、ガスタービン８と、排熱回収ボイラ９と、蒸気タービン１０と、ＡＳＵ（空気分離装置）１１と、ＣＯ２（二酸化炭素）圧縮機１２と、空気圧縮機１３と、煙突１４とを備えている。
このように構成された空気吹き石炭ガス化複合発電設備２では、石炭乾燥・微粉炭化設備５で微粉炭化され、かつ、乾燥された石炭が加圧された搬送ガスとともに空気吹ガス化炉６に投入され、空気吹ガス化炉６内でＣＯ（一酸化炭素）およびＨ（水素）を主たる可燃性成分とするガス（以下、「生成ガス」という。）に変換される。生成ガス中に含まれるチャーは、ガス精製設備７を構成するチャー回収装置（図示せず）および集塵装置（図示せず）で捕集され、図示しない配管（戻り管）を通って空気吹ガス化炉６に再投入される。また、生成ガス中に含まれるＣＯは、ガス精製設備７を構成するシフト反応器（図示せず）でＣＯ２とＨ２に転換され、ガス精製設備７を構成するＣＯ２分離回収器（図示せず）でＣＯ２が回収される。ＣＯが除去された生成ガスは、集塵装置の下流側に位置してガス精製設備７を構成する脱硫装置（図示せず）にて硫黄化合物（Ｈ２Ｓ）が除去され、ガスタービン８に導かれる。
なお、空気吹ガス化炉６に投入される空気は、ガスタービン８によって駆動される空気圧縮機１３から供給される。
【００３９】
酸素吹き石炭ガス化複合発電設備３２は、石炭乾燥・微粉炭化設備５と、酸素吹ガス化炉１５と、ガス精製設備７と、ガスタービン３３と、排熱回収ボイラ３４と、蒸気タービン３５と、ＡＳＵ（空気分離装置）１１と、ＣＯ２（二酸化炭素）圧縮機１２と、煙突３６とを備えている。
このように構成された酸素吹き石炭ガス化複合発電設備３２では、石炭乾燥・微粉炭化設備５で微粉炭化され、かつ、乾燥された石炭が加圧された搬送ガスとともに酸素吹ガス化炉１５に投入され、酸素吹ガス化炉１５内でＣＯ（一酸化炭素）およびＨ（水素）を主たる可燃性成分とするガス（以下、「生成ガス」という。）に変換される。生成ガス中に含まれるチャーは、ガス精製設備７を構成するチャー回収装置（図示せず）および集塵装置（図示せず）で捕集され、図示しない配管（戻り管）を通って酸素吹ガス化炉１５に再投入される。また、生成ガス中に含まれるＣＯは、ガス精製設備７を構成するシフト反応器（図示せず）でＣＯ２とＨ２に転換され、ガス精製設備７を構成するＣＯ２分離回収器（図示せず）でＣＯ２が回収される。ＣＯが除去された生成ガスは、集塵装置の下流側に位置してガス精製設備７を構成する脱硫装置（図示せず）にて硫黄化合物（Ｈ２Ｓ）が除去され、ガスタービン３３に導かれる。
【００４０】
化学物質製造設備１６には、ＡＳＵ１１からＮ２が供給され、配管１７を介して空気吹き石炭ガス化複合発電設備２のガス精製設備７を構成するＣＯ２分離回収器から、および／または酸素吹き石炭ガス化複合発電設備３２のガス精製設備７を構成するＣＯ２分離回収器から合成ガスが供給される。そして、化学物質製造設備１６では、ＣＴＬ（Coal to Liquid：石炭液化）が行われたり、ＳＮＧ（subsutitute
natural gas：代替天然ガスまたはsynthetic natural gas：合成天然ガス）や尿素（urea）等が製造される。
【００４１】
さて、本実施形態では、空気吹き石炭ガス化複合発電設備２のガス精製設備７で処理された（を通過した）合成ガス（syngas）を、配管３７を介して酸素吹き石炭ガス化複合発電設備３２のガスタービン３３に供給し得るように構成されている。
また、酸素吹き石炭ガス化複合発電設備３２のガスタービン３３には、補助燃料（天然ガスや軽油等）を必要に応じて供給し得るように構成されている。
なお、空気吹き石炭ガス化複合発電設備２から酸素吹き石炭ガス化複合発電設備３２に供給される合成ガスの割合、あるいは酸素吹き石炭ガス化複合発電設備３２から空気吹き石炭ガス化複合発電設備２に供給される合成ガスの割合（すなわち、合成ガスの分配比率）およびガスタービン３３に投入される補助燃料の流量は、ガスタービン８，３３に供給される合成ガスの成分、熱量および圧力と、化学物質製造設備１６に供給される合成ガスの成分、熱量および圧力とに基づいて決定される。
また、ガスタービン８，３３に供給される合成ガスの成分、熱量および圧力はそれぞれ、ガスタービン８，３３の上流近傍に設けられた成分計（図示せず）、熱量計（図示せず）および圧力計（図示せず）によって計測され、化学物質製造設備１６に供給される合成ガスの成分、熱量および圧力はそれぞれ、化学物質製造設備１６の上流近傍に設けられた成分計（図示せず）、熱量計（図示せず）および圧力計（図示せず）によって計測される。
【００４２】
一方、ガスタービン８から排熱回収ボイラ９に導かれた排ガスの一部は、配管１８を介して空気吹き石炭ガス化複合発電設備２の石炭乾燥・微粉炭化設備５および酸素吹き石炭ガス化複合発電設備３２の石炭乾燥・微粉炭化設備５に供給され、石炭を乾燥させる乾燥用ガス（Coal Drying gas）として利用（使用）される。
また、石炭ガス化複合発電設備３１を運転するのに必要な電力は、ガスタービン８および蒸気タービン１０によって駆動される発電機（図示せず）から供給される。
【００４３】
本実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備３１によれば、配管１７を介して余剰の合成ガスが、空気吹き石炭ガス化複合発電設備２のガス精製設備７から酸素吹き石炭ガス化複合発電設備３２のガスタービン３３に、あるいは酸素吹き石炭ガス化複合発電設備３２のガス精製設備７から空気吹き石炭ガス化複合発電設備２のガスタービン８に供給され、ガスタービン８，３３の燃料として利用（使用）される。
これにより、プラント全体の効率を向上させるおよび／または経済性を向上させることができる。
【００４４】
また、本実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備３１によれば、ガス精製設備７の下流側に化学物質製造設備１６が設けられており、空気吹き石炭ガス化複合発電設備２のガス精製設備７で処理された合成ガス、および／または酸素吹き石炭ガス化複合発電設備３２のガス精製設備７で処理された合成ガスが、化学物質製造設備１６に導かれ、余剰の合成ガスが、空気吹き石炭ガス化複合発電設備２のガス精製設備７、および／または酸素吹き石炭ガス化複合発電設備３２のガス精製設備７から化学物質製造設備１６に供給され、化学物質を製造する原料として利用（使用）される。
これにより、さらにプラント全体の効率を向上させるおよび／または経済性を向上させることができる。
【００４５】
さらに、本実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備３１によれば、ガスタービン８から排熱回収ボイラ９に導かれた排ガスの一部が、空気吹き石炭ガス化複合発電設備２の石炭乾燥・微粉炭化設備５、および酸素吹き石炭ガス化複合発電設備３２の石炭乾燥・微粉炭化設備５に導く配管１８を備えており、石炭乾燥・微粉炭化設備５において石炭に含まれる水分の低減が図られ、乾燥した微粉炭が空気吹ガス化炉６および酸素吹ガス化炉１５に投入されることになる。
これにより、さらにプラント全体の効率を向上させるおよび／または経済性を向上させることができる。
【００４６】
さらにまた、本実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備３１によれば、空気吹き石炭ガス化複合発電設備２のガスタービン８、酸素吹き石炭ガス化複合発電設備３２のガスタービン３３、化学物質製造設備１６に導かれる合成ガスの割合が、ガスタービン８，３３に供給される合成ガスの成分、熱量および圧力と、化学物質製造設備１６に供給される合成ガスの成分、熱量および圧力とに基づいて決定されるように構成されており、空気吹き石炭ガス化複合発電設備２のガスタービン８、酸素吹き石炭ガス化複合発電設備３２のガスタービン３３、化学物質製造設備１６に、プラント全体の効率および／または経済性最も高めることのできる合成ガスがそれぞれ供給される。
これにより、さらにプラント全体の効率を向上させるおよび／または経済性を向上させることができる。
【００４７】
さらにまた、本実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備３１によれば、ＡＳＵ１１を運転するのに必要な電力が、ガスタービン８および蒸気タービン１０によって駆動される発電機から供給され、ＡＳＵ１１が運転される。
これにより、プラント全体の効率を向上させるおよび／または経済性を向上させることができる。
【００４８】
本発明に係る石炭ガス化複合発電設備の第４実施形態を図４に基づいて説明する。図４は本実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備の概略全体構成図である。
本実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備４１は、配管１７，３７が省略され、配管１８の代わりに配管２２，２３が設けられているという点で上述した第３実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第３実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
【００４９】
図４に示すように、配管２２は、ガスタービン８から排熱回収ボイラ９に導かれた排ガスの一部を、空気吹き石炭ガス化複合発電設備２の石炭乾燥・微粉炭化設備５に供給して、石炭を乾燥させる乾燥用ガス供給管である。
配管２３は、空気とＮ２との混合ガスを、酸素吹き石炭ガス化複合発電設備３２の石炭乾燥・微粉炭化設備５に供給して、石炭を乾燥させる乾燥用ガス供給管である。また、配管２３の途中には、例えば、蒸気によって酸素吹き石炭ガス化複合発電設備３２の石炭乾燥・微粉炭化設備５に供給される混合ガスを加熱する熱交換器２４が設けられている。
なお、石炭ガス化複合発電設備４１を運転するのに必要な電力は、第３実施形態のものと同様、ガスタービン８および蒸気タービン１０によって駆動される発電機（図示せず）から供給される。
【００５０】
本実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備４１によれば、ＡＳＵ１１を運転するのに必要な電力が、ガスタービン８および蒸気タービン１０によって駆動される発電機から供給され、ＡＳＵ１１が運転される。
これにより、プラント全体の効率を向上させるおよび／または経済性を向上させることができる。
【００５１】
また、本実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備４１によれば、ガスタービン８から排熱回収ボイラ９に導かれた排ガスの一部が、空気吹き石炭ガス化複合発電設備２の石炭乾燥・微粉炭化設備５に導く配管２２を備えており、石炭乾燥・微粉炭化設備５において石炭に含まれる水分の低減が図られ、乾燥した微粉炭が空気吹ガス化炉６に投入されることになる。
これにより、さらにプラント全体の効率を向上させるおよび／または経済性を向上させることができる。
【００５２】
なお、本発明は上述した実施形態に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で各種変更・変形が可能である。
また、第３実施形態および第４実施形態において説明したガスタービン３３、排熱回収ボイラ３４、蒸気タービン３５、煙突３６は、発電需要の高い時期や時間帯のみ運転させるようにすることもできる。
【符号の説明】
【００５３】
１  石炭ガス化複合発電設備
２  空気吹き石炭ガス化複合発電設備
３  酸素吹き石炭ガス化化学物質製造設備
５  石炭乾燥・微粉炭化設備
６  空気吹ガス化炉
７  ガス精製設備
８  ガスタービン
９  排熱回収ボイラ
１０  蒸気タービン
１１  ＡＳＵ（空気分離装置）
１５  酸素吹ガス化炉
１６  化学物質製造設備
１７  配管（第１の配管）
１８  配管（第２の配管）
２１  石炭ガス化複合発電設備
２２  配管
３１  石炭ガス化複合発電設備
３２  酸素吹き石炭ガス化複合発電設備
３３  ガスタービン
４１  石炭ガス化複合発電設備
【図１】
0005427579.tif 000002
【図２】
0005427579.tif 000003
【図３】
0005427579.tif 000004
【図４】
0005427579.tif 000005