(57)【要約】【課題】  ＣＯの残存および残存Ｏ２の増加を防止し、熱効率およびＣＯ２回収率の向上を図ることができるＣＯ２回収型クローズドサイクルガス化発電システムを提供する。【解決手段】  酸素製造設備２で生成された酸素とが供給されて石炭ガス化ガスを生成する石炭ガス化設備１と、石炭ガス化ガスを燃料として燃焼ガスを生成する燃焼器５と、前記燃焼ガスで駆動されて発電機７を駆動するガスタービン６と、ガスタービン６の排ガスの一部を圧縮するとともに圧縮した排ガスを酸素製造設備２で生成された酸素の一部と混合して燃焼器５に戻す圧縮機８と、ガスタービン６の排ガスを圧縮して排ガスの一部を二酸化炭素回収装置１６に供給するとともに、残りの排ガスを石炭ガス化設備１に戻す他の圧縮機１４とを有するＣＯ２回収型クローズドサイクルガス化発電システムＩにおいて、圧縮機８および他の圧縮機１４の上流側で、ガスタービン６の下流側に触媒燃焼装置３１を配設した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭や重質油を含む炭化水素系の燃料と、酸素製造設備で生成された酸素とが供給されてガス化ガスを生成するガス化設備と、前記ガス化ガスを燃料として燃焼ガスを生成する燃焼器と、前記燃焼ガスで駆動されて発電機を駆動するガスタービンと、該ガスタービンの排ガスの一部を圧縮するとともに圧縮した排ガスを前記酸素製造設備で生成された酸素の一部と混合して前記燃焼器に戻す圧縮機と、前記ガスタービンの排ガスを圧縮して前記排ガスの一部を二酸化炭素回収装置に供給するとともに、残りの前記排ガスを前記ガス化設備に戻す他の圧縮機とを有するＣＯ２回収型クローズドサイクルガス化発電システムにおいて、
前記圧縮機および他の圧縮機の上流側で、前記ガスタービンの下流側に触媒燃焼装置を配設したことを特徴とするＣＯ２回収型クローズドサイクルガス化発電システム。
【請求項２】
請求項１に記載するＣＯ２回収型クローズドサイクルガス化発電システムにおいて、
前記圧縮機および他の圧縮機の上流側で、前記ガスタービンの下流側に配設された排熱回収ボイラに触媒燃焼装置を一体的に組み込んだことを特徴とするＣＯ２回収型クローズドサイクルガス化発電システム。
【請求項３】
石炭や重質油を含む炭化水素系の燃料と、酸素製造設備で生成された酸素とが供給されてガス化ガスを生成するガス化設備と、前記ガス化ガスを燃料として燃焼ガスを生成する燃焼器と、前記燃焼ガスで駆動されて発電機を駆動するガスタービンと、該ガスタービンの排ガスの一部を圧縮するとともに圧縮した排ガスを前記酸素製造設備で生成された酸素の一部と混合して前記燃焼器に戻す圧縮機と、前記ガスタービンの排ガスを圧縮して前記排ガスの一部を二酸化炭素回収装置に供給するとともに、残りの前記排ガスを前記ガス化設備に戻す他の圧縮機とを有するＣＯ２回収型クローズドサイクルガス化発電システムにおいて、
前記圧縮機および他の圧縮機の上流側で、前記ガスタービンの下流側に再熱器を配設するとともに、
前記再熱器は、上流側から順次配設された脱硝触媒および燃焼触媒を有するとともに、前記脱硝触媒には、前記ガスタービンからの排ガスとともに、前記ガス化設備からのガス化ガスを供給するように構成したことを特徴とするＣＯ２回収型クローズドサイクルガス化発電システム。
【請求項４】
請求項３に記載するＣＯ２回収型クローズドサイクルガス化発電システムにおいて、
前記圧縮機および他の圧縮機の上流側で前記再熱器の下流側に、さらに前記再熱器の排ガスで駆動される再熱ガスタービンを配設したことを特徴とするＣＯ２回収型クローズドサイクルガス化発電システム。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載するＣＯ２回収型クローズドサイクルガス化発電システムにおいて、
前記再熱器は、前記燃焼触媒の下流側に空間部を設けたものであることを特徴とするＣＯ２回収型クローズドサイクルガス化発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＣＯ２回収型クローズドサイクルガス化発電システムに関し、特にガス化設備で生成するガス化ガスを燃料としてタービンを駆動するクローズドサイクルの複合発電システムに適用して有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンの燃料として化石燃料を用いると、地球温暖化の原因となるＣＯ２を発生する。このため、ＣＯ２を分離回収しながら高効率発電を行うＣＯ２回収型クローズドサイクル石炭ガス化発電システムが提案されている（非特許文献１参照）。図７は提案されている従来技術に係るＣＯ２回収型クローズドサイクル石炭ガス化発電システムを示すブロック図である。同図に示すように、当該ＣＯ２回収型クローズドサイクル石炭ガス化発電システムVII（以下、システムVIIともいう）は、燃料である石炭と、酸素製造設備２で生成された酸素が供給されて石炭ガスを生成する石炭ガス化設備１と、石炭ガス化設備１で生成され、金属フィルタ３および乾式脱硫器４で浄化された石炭ガスを燃料として燃焼ガスを生成する燃焼器５と、前記燃焼ガスで駆動されて発電機７を駆動するガスタービン６を有する。さらに、当該システムVIIの圧縮機８は、ガスタービン６で仕事をした排ガスの一部を圧縮するとともに圧縮した排ガスを酸素製造設備２で生成された酸素の一部と混合するとともに、排ガスの熱を利用する再生熱交換器９で加熱して燃焼器５に戻すように構成してある。かくして燃焼器５では、酸素製造設備２で生成された酸素の一部と圧縮機８で圧縮された排ガスとの混合ガスにより燃料である石炭ガスが燃焼される。このことにより当該システムVIIの効率を向上させている。
【０００３】
また、当該システムVIIでは、ガスタービン６の排ガス中のハロゲンを、汽水分離器１０の水洗塔で除去し、かかる排ガスを、さらに圧縮機１１で圧縮した後、水銀除去部１２で水銀を除去し、汽水分離器１３で水分を分離して圧縮機１４に供給する。圧縮機１４では、圧縮した排ガスの一部を圧縮機１５を介してＣＯ２回収装置１６に供給するとともに、残りの一部を石炭ガス化設備１に戻している。このことにより石炭ガス化設備１内における石炭ガスのガス化効率を向上させ、より多くのＣＯを発生させている。
【０００４】
当該システムVIIは、ガスタービン６で仕事をした排ガスの熱を利用して蒸気タービン１７を駆動し、蒸気タービン１７が発電機１８を駆動する。すなわち、当該システムVIIは、複合発電システムとして構築してあり、このためガスタービン６の下流側には、ガスタービン６の排ガスの熱を回収する排熱回収ボイラ１９および熱交換器２０が配設されている。かくして蒸気タービン１７で仕事をした蒸気が、復水器２１で凝縮されて水となり、その復水ポンプにより熱交換器２０を介して排熱回収ボイラ１９に供給され、蒸気となって蒸気タービン１７に供給される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】平成１９年１０月，電力中央研究所報告，研究報告：Ｍ０７００３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の如きＣＯ２回収型クローズドサイクル石炭ガス化発電システムVIIは、ＣＯ２を回収することに伴う所要エネルギーや動力を低減して発電効率を向上させることを目的とするものであるが、燃焼器５において石炭ガス化ガスと酸素の比が当量付近で燃焼させると、ガスタービン６から排出される排ガス中にＣＯおよびＯ２が残留しやすくなり、それらが残留すると、熱効率の低下やＣＯ２回収率の低下を招くおそれがある。ＣＯが完全にＣＯ２に転化されない場合には、転化されないＣＯに起因する熱量を得ることができず、また残留Ｏ２が増えると、残留しているＯ２を循環させるための無駄な動力が増え、回収したＣＯ２の純度も低下するからである。また、燃焼器５や排熱回収ボイラ１９等のガス流路内で温度、濃度、流速等の分布があると、反応が進む領域とそうでない領域とができてしまいＣＯおよびＯ２の残留の可能性が高まる。さらに、安定燃焼を行うために、希釈ガスを部分的に減らして燃焼器５内に局所的な高温燃焼域を作ると、さらに残存するＣＯ、Ｏ２が増加する可能性を生じる。図８は、表１の条件における化学平衡計算を行った結果を示す特性図であるが、同図を参照すれば明らかな通り、ＣＯやＯ２の平衡組成が１６００℃以上の高温燃焼域では急激に増加するからである。
【０００７】
【表１】
2015031214.tif 000003
【０００８】
さらに、上述の如きＣＯ２回収型クローズドサイクル石炭ガス化発電システムにおいて、石炭や石油コークス等、含窒素化合物を含む炭化水素系の燃料をガス化燃料に用いると、ＮＨ３が発生する。ＮＨ３は燃焼器５でＮＯＸに転化し、汽水分離器１０、１３で一部が分離されて硝酸に転化し、排水として排出する場合には中和処理が必要となる。残りのＮＯＸは回収するＣＯ２に含まれるか、燃焼器５に循環供給される。
【０００９】
本発明は、上記従来技術に鑑み、ＣＯの残存および残存Ｏ２の増加を確実に防止し、熱効率およびＣＯ２回収率の向上を図るとともに、さらに環境負荷の原因となるＮＯＸを乾式で除去して排水処理を軽減することができるＣＯ２回収型クローズドサイクルガス化発電システム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】
【００１０】
上記目的を達成する本発明の第１の態様は、
石炭や重質油を含む炭化水素系の燃料と、酸素製造設備で生成された酸素とが供給されてガス化ガスを生成するガス化設備と、前記ガス化ガスを燃料として燃焼ガスを生成する燃焼器と、前記燃焼ガスで駆動されて発電機を駆動するガスタービンと、該ガスタービンの排ガスの一部を圧縮するとともに圧縮した排ガスを前記酸素製造設備で生成された酸素の一部と混合して前記燃焼器に戻す圧縮機と、前記ガスタービンの排ガスを圧縮して前記排ガスの一部を二酸化炭素回収装置に供給するとともに、残りの前記排ガスを前記ガス化設備に戻す他の圧縮機とを有するＣＯ２回収型クローズドサイクルガス化発電システムにおいて、
前記圧縮機および他の圧縮機の上流側で、前記ガスタービンの下流側に触媒燃焼装置を配設したことを特徴とするＣＯ２回収型クローズドサイクルガス化発電システムにある。
【００１１】
本発明の第２の態様は、
第１の態様に記載するＣＯ２回収型クローズドサイクルガス化発電システムにおいて、
前記圧縮機および他の圧縮機の上流側で、前記ガスタービンの下流側に配設された排熱回収ボイラに触媒燃焼装置を一体的に組み込んだことを特徴とするＣＯ２回収型クローズドサイクルガス化発電システムにある。
【００１２】
本発明の第３の態様は、
石炭や重質油を含む炭化水素系の燃料と、酸素製造設備で生成された酸素とが供給されてガス化ガスを生成するガス化設備と、前記ガス化ガスを燃料として燃焼ガスを生成する燃焼器と、前記燃焼ガスで駆動されて発電機を駆動するガスタービンと、該ガスタービンの排ガスの一部を圧縮するとともに圧縮した排ガスを前記酸素製造設備で生成された酸素の一部と混合して前記燃焼器に戻す圧縮機と、前記ガスタービンの排ガスを圧縮して前記排ガスの一部を二酸化炭素回収装置に供給するとともに、残りの前記排ガスを前記ガス化設備に戻す他の圧縮機とを有するＣＯ２回収型クローズドサイクルガス化発電システムにおいて、
前記圧縮機および他の圧縮機の上流側で、前記ガスタービンの下流側に再熱器を配設するとともに、
前記再熱器は、上流側から順次配設された脱硝触媒および燃焼触媒を有するとともに、前記脱硝触媒には、前記ガスタービンからの排ガスとともに、前記ガス化設備からのガス化ガスを供給するように構成したことを特徴とするＣＯ２回収型クローズドサイクルガス化発電システムにある。
【００１３】
本発明の第４の態様は、
第３の態様に記載するＣＯ２回収型クローズドサイクルガス化発電システムにおいて、
前記圧縮機および他の圧縮機の上流側で前記再熱器の下流側に、さらに前記再熱器の排ガスで駆動される再熱ガスタービンを配設したことを特徴とするＣＯ２回収型クローズドサイクルガス化発電システムにある。
【００１４】
本発明の第５の態様は、
第３または第４の態様に記載するＣＯ２回収型クローズドサイクルガス化発電システムにおいて、
前記再熱器は、前記燃焼触媒の下流側に空間部を設けたものであることを特徴とするＣＯ２回収型クローズドサイクルガス化発電システムにある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ＣＯ２回収型クローズドサイクルガス化発電システムにおいて、ガスタービンの下流側に触媒燃焼装置または再熱器を配置したので、ガスタービンから排出される未反応のＣＯとＯ２を反応させてＣＯ２に転換することができる。この結果、ＣＯ２に転換時の熱を適切に利用して熱効率の向上を図るとともに、ＣＯ２回収率の向上も図ることができる。
【００１６】
また、脱硝触媒と燃焼触媒とを有する再熱器を備えた場合には、ガス化燃料の一部を再熱器に供給することにより、燃焼器に供給するガス化燃料を減らし、Ｏ２が十分存在する状態で燃焼することができ、燃焼器から排出される未反応のＣＯを低減することができる。さらに、燃焼器から排出されるＮＯＸと、再熱器に供給される燃料中のＮＨ３とを脱硝触媒で反応させてＮ２に転換し、ＮＯＸとＮＨ３とを除去することができ、燃焼触媒で、燃焼器から排出される未反応のＣＯとＯ２、および再熱器に供給される燃料とを反応させて、ＣＯとＨ２をＣＯ２とＨ２Ｏに転換することができる。この結果、ＣＯ２に転換時の熱を適切に利用した熱効率の向上およびＣＯ２回収率の向上を図ることができるだけでなく、ＮＯＸを乾式で適切に除去することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るＣＯ２回収型クローズドサイクル石炭ガス化発電システムを示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係るＣＯ２回収型クローズドサイクル石炭ガス化発電システムを示すブロック図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係るＣＯ２回収型クローズドサイクル石炭ガス化発電システムを示すブロック図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係るＣＯ２回収型クローズドサイクル石炭ガス化発電システムを示すブロック図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態に係るＣＯ２回収型クローズドサイクル石炭ガス化発電システムを示すブロック図である。
【図６】本発明の第６の実施の形態に係るＣＯ２回収型クローズドサイクル石炭ガス化発電システムを示すブロック図である。
【図７】従来技術に係るＣＯ２回収型クローズドサイクル石炭ガス化発電システムを示すブロック図である。
【図８】表１の条件における化学平衡計算を行った結果を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１９】
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明の第１の実施の形態に係るＣＯ２回収型クローズドサイクル石炭ガス化発電システムを示すブロック図である。同図に示すように、本形態に係るＣＯ２回収型クローズドサイクル石炭ガス化発電システムＩ（以下、システムＩともいう）の、基本的な構成は、図７に示すＣＯ２回収型クローズドサイクル石炭ガス化発電システムVIIと同様であり、これに触媒燃焼装置３１を追加、配設したものである。
【００２０】
すなわち、本形態に係るシステムＩは、燃料である石炭と、酸素製造設備２で生成された酸素が供給されて石炭ガスを生成する石炭ガス化設備１と、石炭ガス化設備１で生成され、金属フィルタ３および乾式脱硫器４で浄化された石炭ガスを燃料として燃焼ガスを生成する燃焼器５と、前記燃焼ガスで駆動されて発電機７を駆動するガスタービン６を有する。
【００２１】
ガスタービン６の下流側には、排熱回収ボイラ１９および圧縮機８の上流側に、触媒燃焼装置３１が配設してある。ここで、燃焼触媒としては、既知の触媒（アクチノイドを除く遷移元素のうち少なくとも１種の元素（原子番号２１〜２９、３９〜４７、５７〜７９）を含む触媒）の適用が可能である。また、触媒燃焼装置３１の入口温度は、触媒燃焼が促進され、かつ排熱回収ボイラ１９の効率が向上する５００〜８００℃が好ましい。
【００２２】
本形態の圧縮機８は、ガスタービン６で仕事をし、触媒燃焼装置３１で所定の燃焼が行われ、排熱回収ボイラ１９で排熱を回収された後の排ガスの一部を圧縮するとともに圧縮した排ガスを酸素製造設備２で生成された酸素の一部と混合するとともに、排ガスの熱を利用する再生熱交換器９で加熱して燃焼器５に戻す。かくして燃焼器５では、酸素製造設備２で生成された酸素の一部と圧縮機８で圧縮された排ガスとの混合ガスにより燃料である石炭ガスが燃焼される。このことにより当該システムＩの効率を向上させている。
【００２３】
また、当該システムＩでは、ガスタービン６の排ガス中のハロゲンを、汽水分離器１０の水洗塔で除去し、かかる排ガスを、さらに圧縮機１１で圧縮した後、水銀除去部１２で水銀を除去し、汽水分離器１３で水分を分離して圧縮機１４に供給する。圧縮機１４では、圧縮した排ガスの一部を圧縮機１５を介してＣＯ２回収装置１６に供給するとともに、残りの一部を石炭ガス化設備１に戻している。このことにより石炭ガス化設備１内における石炭ガスのガス化効率を向上させ、より多くのＣＯを発生させている。
【００２４】
当該システムＩは、ガスタービン６で仕事をした排ガスの熱を利用して蒸気タービン１７を駆動し、蒸気タービン１７が発電機１８を駆動する。すなわち、当該システムＩは、複合発電システムとして構築してあり、このためガスタービン６の下流側には、ガスタービン６の排ガスの熱を回収する排熱回収ボイラ１９および熱交換器２０が配設されている。かくして蒸気タービン１７で仕事をした蒸気が、復水器２１で凝縮されて水となり、その復水ポンプにより熱交換器２０を介して排熱回収ボイラ１９に供給され、蒸気となって蒸気タービン１７に供給される。
【００２５】
かかる本形態においては、触媒燃焼装置３１においては、ガスタービン６から排出される排ガス中の未燃のＣＯとＯ２とが反応し、ＣＯ２に転換される。すなわち、ガスタービン６から排出される排ガス中に未燃のＣＯおよび未反応のＯ２が残留している場合の熱効率の低下やＣＯ２回収率の低下という不都合を可及的に低減することができる。また、ガスタービン６の下流側で、未燃のＣＯとＯ２を反応させることができるので、圧縮機８で圧縮した排ガスと混合されて燃焼器５に供給されるＯ２の量も可及的に低減し得る。このときの触媒燃焼装置３１における反応式は、ＣＯ＋（1/2）Ｏ２→ＣＯ２  である。
【００２６】
なお、本形態に係るシステムＩは、石炭ガス化設備１で生成した石炭ガス化ガスを燃焼器５の燃料にする場合であるが、これに限るものではない。他に重質油やバイオマス等、炭化水素系の燃料をガス化したガス化ガスであれば、同様の燃料として利用することができる。また、本形態に係るシステムＩは、複合発電システムとして構築した場合であるが、これに限るものではない。ガスタービン６の排ガスの熱エネルギーの利用態様は任意である。燃料の限定および発電設備の形態は、以下に述べる第２〜第６の実施の形態でも全く同様である。
【００２７】
＜第２の実施の形態＞
図２は本発明の第２の実施の形態に係るＣＯ２回収型クローズドサイクル石炭ガス化発電システムを示すブロック図である。同図に示すように、本形態に係るＣＯ２回収型クローズドサイクル石炭ガス化発電システムII（以下、システムIIともいう）の、基本的な構成は、図１に示すシステムＩと同様である。そこで、図１と同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。
【００２８】
本形態に係るシステムIIでは、ガスタービン６の排ガス中の未燃のＣＯを残存Ｏ２で燃焼させる触媒燃焼装置４１を２分割した排熱回収ボイラ１９Ａ，１９Ｂの間に配設してある。
【００２９】
本形態のシステムIIでもシステムＩと同様に、触媒燃焼装置４１で排ガス中の未燃のＣＯおよび未反応のＯ２を反応させてＣＯ２に転換する。本形態における触媒燃焼装置４１の入口温度は、触媒燃焼が促進される３００〜８００℃が好ましい。
【００３０】
＜第３の実施の形態＞
図３は本発明の第３の実施の形態に係るＣＯ２回収型クローズドサイクル石炭ガス化発電システムを示すブロック図である。同図に示すように、本形態に係るＣＯ２回収型クローズドサイクル石炭ガス化発電システムIII（以下、システムIIIともいう）の基本的な構成は、図１に示すシステムＩと同様である。そこで、図１と同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。
【００３１】
本形態に係るシステムIIIでは、ガスタービン６の下流側に、再熱器５１および再熱器５１で加熱した排ガスで駆動される再熱ガスタービン５２が直列に配設されている。再熱ガスタービン５２は発電機５３を駆動するように構成してあり、この再熱ガスタービン５２でも熱エネルギーを回収してシステムIII全体での発電効率の向上に寄与させている。
【００３２】
再熱器５１は、上流側から順次配設された脱硝触媒５１Ａおよび燃焼触媒５１Ｂを有する。ここで、脱硝触媒５１Ａには、ガスタービン６の排ガスとともに、燃焼器５に供給される燃料である石炭ガス化ガスの一部が図示していない流量調整弁を介して分割供給される。なお、図示していないが、排ガスと燃料の石炭ガス化ガスを混合して脱硝触媒５１Ａに供給するために、脱硝触媒５１Ａの上流に空間部または混合器などの混合手段が配設される。
【００３３】
以上の構成により、ガス化燃料の一部を再熱器５１に供給することで、燃焼器５に供給するガス化燃料を減らし、Ｏ２が十分存在する状態で燃焼することができ、燃焼器５から排出される未反応のＣＯを低減することができる。
【００３４】
燃焼器５では、燃料の石炭ガス化ガスに含まれるＮＨ３からＮＯＸが生成し、その処理が必要となる。本形態では、再熱器５１を脱硝触媒５１Ａと燃焼触媒５１Ｂで構成するとともに、燃焼触媒５１Ｂの上流側に脱硝触媒５１Ａを配設しているので、燃焼器５から排出され、ガスタービン６の排ガスに含まれるＮＯＸと、再熱器５１に供給される燃料中のＮＨ３とを反応させてＮ２に転換することができる。この結果、ＮＯＸとＮＨ３が除去される。
【００３５】
一方、燃焼触媒５１Ｂでは、燃焼器５から排出され、ガスタービン６の排ガスに含まれる未反応のＣＯおよびＯ２と再熱器５１に供給される燃料とを反応させて、ＣＯとＨ２をＣＯ２とＨ２Ｏに転換する。
【００３６】
本形態における脱硝触媒５１Ａ、燃焼触媒５１Ｂとしては、既知の触媒（アクチノイドを除く遷移元素のうち少なくとも１種の元素（原子番号２１〜２９、３９〜４７、５７〜７９）を含む触媒）の適用が可能である。また、再熱器５１の入口温度は脱硝反応および触媒燃焼が促進される反面、ＮＯＸ生成反応が抑制され、しかもガスタービン６の効率が向上する５００〜８００℃が好ましい。一方、再熱器５１の出口温度はＮ２とＨ２Ｏの生成反応が促進される反面、ＮＯＸ生成反応が抑制され、しかもガスタービン６の効率が向上する１５００℃以下が好ましい。
本形態における各部での反応式は次の通りである。
燃焼器５での反応式：ＮＨ３＋(5/4)・Ｏ２→ＮＯ＋(3/2)・Ｈ２Ｏ  
脱硝触媒５１Ａでの反応式：ＮＯ＋ＮＨ３＋(1/4)・Ｏ２→Ｎ２＋(3/2)・Ｈ２Ｏ
燃焼触媒５１Ｂでの反応式：ＮＨ３＋(3/4)・Ｏ２→(1/2)・Ｎ２＋(3/2)・Ｈ２Ｏ
【００３７】
＜第４の実施の形態＞
図４は本発明の第４の実施の形態に係るＣＯ２回収型クローズドサイクル石炭ガス化発電システムを示すブロック図である。同図に示すように、本形態に係るＣＯ２回収型クローズドサイクル石炭ガス化発電システムIV（以下、システムIVともいう）は、図３に示すシステムIIIに対し、再熱器６１の構成が異なる。本形態における再熱器６１は、上流側から順に脱硝触媒６１Ａ、燃焼触媒６１Ｂに続き、空間部６１Ｃが形成されている。その他の構成は、図３に示すシステムIIIと同構成である。そこで、図３に示すシステムIIIと同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。
【００３８】
本形態でもシステムIIIと同様の作用・効果を得ることができるが、本形態によれば、さらに、燃焼触媒６１Ｂで、ガスタービン６の排ガスに含まれる未反応のＣＯと、再熱器６１に供給される石炭ガス化ガスの一部を燃焼し、燃焼触媒出口のガス温度を気相燃焼が可能な温度に上昇させ、燃焼触媒出口の空間部６１Ｃで残りの未反応ＣＯおよび石炭ガス化ガスを気相燃焼することができる。かかる気相燃焼を行なわせることにより、空間部出口でＣＯおよび石炭ガス化ガスの完全燃焼を達成させながら、触媒の温度を、例えば１５００℃程度の高温にすることなく、より低温で使用できる。したがって、触媒の劣化を抑制することができる。ちなみに、触媒は高温になるほどシンタリング等の劣化が促進される。
【００３９】
＜第５の実施の形態＞
図５は本発明の第５の実施の形態に係るＣＯ２回収型クローズドサイクル石炭ガス化発電システムを示すブロック図である。同図に示すように、本形態に係るＣＯ２回収型クローズドサイクル石炭ガス化発電システムV（以下、システムVともいう）は、図３に示すシステムIIIの再熱ガスタービン５２を省略して、再熱器５１の排ガスを直接、排熱回収ボイラ１９に供給するように構成したものである。
【００４０】
かかる構成のシステムVでも、若干発電効率は劣るが、システムIIIと同等の作用・効果を発揮させることができる。
【００４１】
なお、図５中、図３と同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。
【００４２】
＜第６の実施の形態＞
図６は本発明の第６の実施の形態に係るＣＯ２回収型クローズドサイクル石炭ガス化発電システムを示すブロック図である。同図に示すように、本形態に係るＣＯ２回収型クローズドサイクル石炭ガス化発電システムVI（以下、システムVIともいう）は、図４に示すシステムIVの再熱ガスタービン５２を省略して、再熱器６１の排ガスを直接、排熱回収ボイラ１９に供給するように構成したものである。
【００４３】
かかる構成のシステムVIでも、若干発電効率は劣るが、システムIVと同等の作用・効果を発揮させることができる。
【００４４】
なお、図６中、図４と同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明はタービン動力を利用すると同時に、外気へのＣＯ２排出を防止する必要がある、例えば発電等の産業分野に有効に適用し得る。
【符号の説明】
【００４６】
Ｉ、II、III、IV、V、VI    ＣＯ２回収型クローズドサイクル石炭ガス化発電システム
１                        石炭ガス化設備
２                        酸素製造設備
５                        燃焼器
６                        ガスタービン
８                        圧縮機
１４                        （他の）圧縮機
１６                        ＣＯ２回収装置
３１、４１                  触媒燃焼装置
５１、６１                  再熱器
５１Ａ，６１Ａ              脱硝触媒
５１Ｂ，６１Ｂ              燃焼触媒
６１Ｃ                      空間部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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