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JPS603432A - 石炭ガス化設備を備えた火力発電所 - Google Patents

石炭ガス化設備を備えた火力発電所

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Publication number
JPS603432A
JPS603432A JP59109314A JP10931484A JPS603432A JP S603432 A JPS603432 A JP S603432A JP 59109314 A JP59109314 A JP 59109314A JP 10931484 A JP10931484 A JP 10931484A JP S603432 A JPS603432 A JP S603432A
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JP
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gas
power plant
equipment
methanol
thermal power
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JP59109314A
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ウルリツヒ、シフア−ス
ライナ−、ミユラ−
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Kraftwerk Union AG
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Kraftwerk Union AG
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Publication date
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Publication of JPS603432A publication Critical patent/JPS603432A/ja
Publication of JPH0472044B2 publication Critical patent/JPH0472044B2/ja
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    • F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/20—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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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１石炭ガス発生器（二接続された熱交模膜４＋
ｔｆｊとガス浄１ヒ設備、熱交模膜４ｉＮとガス浄化設
備に接続されたガスタービン発電所部分と蒸気タービン
発電所部分、およびメタノール合成膜・！！ｊｉｉを有
する石炭ガス化設備を（ｉｌｆｆえた火力発電所に関す
る。
〔従来の技術〕
ガスタービンが石炭ガス化設備から合成ガスを供給され
るような火力発電所は西ドイツ特許圧願公開第：３１１
４９８４号公報で知られている。この挿のガスタービン
は発電機を駆動する。ガスタービンの廃熱はこの発電所
の場合蒸気発生（−利用さオする。その蒸気によって蒸
気タービンおよび別の発電機が１築動される。更（二こ
の発電所の場合発生した合成ガスの一部がメタノール合
成設備に供給されることが考慮されている。この発電所
の場合発生したメタノールは蓄えられ、尖頭負荷を補償
するため７二合成ガスに加えてガスタービン；二おいて
燃焼される。この発電所は低負荷連転時（二おいて多量
のメタノールを発生でき、そのよう（ニして発生さ肌た
メタノールは尖頭負荷を補償−４−る必要がない場合に
は原料として販売でさる。尖頭負荷運転をしはしは行な
う場合（哩・まずモ生したメタノールが少量しか自由に
使用できないことを別としても、この場合のメタノール
の生産費は発電所とは無関係（二作らオする通常のメタ
ノールの生産費を大幅に下廻るものではない。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、かかる火力発″屯所の経済性を改善す
るとともに副次的に生産さ第１．る化学片、料をできる
だけ安価に提供できるようにづ−ることにあ　−る。
〔発明のツ２旨〕 本発明（二よればこの目的は、冒頭に述べた形式の火力
発電所（二おいて、メタノール合成膜４ｒｍで発生した
メタノール並ひにメタノール合成時の合成廃ガスが少く
とも部分的に第２の化学原料製造工程用の設備に供給さ
れ、メタノール合成からの余剰合成廃ガスおよび前記第
２の設備からの廃ガスがガスタービン発電所部分の燃焼
室に供給さ：ｌすることによって達成される。そｆＬそ
れ異ンｒる化学原料を製」ｉ−するためのｒ目見（二連
続された２つの設角育を火力発電所に一体化しｌ′：二
ため（−１そこで作らｉｔた合ト戊ガスをメタノール製
造（１利用ｆる、−とおよびメタノールの一部とメタノ
ール合成時のＤ６ガスを別の化学原料の製造工程に供給
下ることｆ二よって、この化学原料は安価に製造できる
。余剰合成廃ガスをガスタービンの燃焼室で燃ｍするた
め（二、完全に転換さｉｔてない合成廃ガスの内部エイ
、ルギーを失なうことなしに原料ガスのｆに常置論比を
得るための、汁費が低減される。
本発明の特Ｃ二好適な実施態様においては、メタノール
合成設備は再循環なしＣ二、丁なわち再循環配管および
循環圧縮機なしに形成される。それらの構造部分を火力
発市、所（ニ一体化する必要がちはやなくなるので、こ
のための設ｆｊｆｔｉ投資は減少される。従って完全に
転換さ７１”してない合成廃ガスの再循環用のエイ・ル
ギー消費も減少される。この結果化学原料を安価に製造
できる。
本発明の特に有利な実施態様においては、第２の設備と
して酢酸合成設備が用いら、Ｉする。この場合の第１の
利点は、溌ガスの熱エイ・ルギーが＋ｆ’ｒ酸製造用の
メタノール合成に利用できることにある。
従って化学量論的に組成されていない純ガスで運転さ２
’Ｌる連続メタノール合成の合成廃ガスの組成が後置接
続された耐憤合成設備に利用できる。
本発明の特に有利な実施態様においては、ガス分解設備
かメタノール合成反応炉へのガス供給配管（二接続さ、
Ｉｔ、その水素に富んだ部分がメタノール合成反応炉に
流入するガヌｉＭｆｉｉ＝混入さオｔ、−絨化炭素（二
富んだ成分が１”１？：酸反応炉並びにガスター　不ビ
ン発電所部分の燃料室に供給されると、原料生産の歩留
りの改善が達せられる。このことによってメタノール合
成反応炉で発生される合成ガス（＝おける水素と一酸化
炭素の比率が所望の化学量論比（二通づけらオする。こ
のことによってメタノールの歩留りが増加する。同時Ｃ
二酊酸反沁炉（二供給されるガスの一炭化炭素成分も増
加さｆｔ、、そｔｌ、によって発生されたメタノールの
大部分が酢酸（二転換できる。
本発明の別の好適な実施態様（−おいては、メタノール
普成反応炉に水電解設備が付属され、七〇）酸素配管が
石炭ガス発生器（二接続さ、ｉｔ、その水素配′４がメ
タノール合成皮Ｌ６炉（二連じるガス供給配管Ｃ二接続
さオｔていると、メタノール合成皮！心炉で発生さ、Ｉ
する合成ガスの組成・とより一層ｆヒ学沿論比に接近さ
せることができる。このこと（二よって原料生産の歩留
りが著しく改善され、また石炭ガス発生器（二装置接続
された望気分解設備の負値も軽減される。
本発明の更（１別の持（二有利な実施態様においては、
第２の設備として酢酸ビニル製造設備が利用される。こ
の場合も前置接続され化学量論的（二組成されてない純
ガスで運転されるメタノール合成の完全に転換さ、Ｉｔ
ていない合成廃ガスが利１４−１できる。メタノール連
続音成端に生じるこの廃ガスが酢酸ビニルａ成ｌニズリ
して必要とさｉｃる組成を有しているので、メタノール
連続合成ｌ二続いて酢酸ビニルを製造すると′１′直二
好適な、澗果が得られる。このこと（＝よってさもなけ
２ｔは酢酸製造の際に設けるべきガス分解設備を省略す
ることができる。同時に合成廃ガスのり２′ホ焼が行わ
ｉｔない場合に必要とされる構造設備も省くことができ
る。従ってこのようにして場合によっては市場で十分な
利得をあげることのできる化学原料を安価に作ることが
できる。その場合そのようにして作られた化学原料は、
低負荷運転の場合Ｃ二も石炭ガス発生器を定格負荷で運
転するのに用いることもできる。
〔実施例〕
以下図面（二示す実施１ケ１１に基づいて本発明の詳細
な説明する、 第１図は、ガスタービン発′准所部分２、蒸気タービン
発電所部分３および化学原料製造設備４がら構成された
火力発電所１を概略的に示している。
化学原料製造設備４は、空気分解設備６が付属されてい
る石炭ガス発生器５．この石炭ガス発生器５に後置接続
された生ガス熱交換設備７、ガス集塵設υｍ８、ガス浄
（ヒ設備９、メタノール合成反応炉１１とメタノール分
離器１２とをもったメタノール合成設備１０、および酢
酸反応炉１４と液体反応生成物に対する蒸留塔１５と酢
酸反応炉Ｊ４のガス状反応生成物に対する洗浄装置Ｉ６
とをもった酢酸合成膜４Ｍ１３を有している。９ｊにガ
ス浄化設備９から出ている純ガス配管１８にはガス分解
設備１７が接続されている。メタノール分離器１２の廃
ガス配管１９、酢酸反応炉１４に後置接続されたガス状
反応生成物に対する洗浄装置１６の廃ガス配管２０およ
びガス分解設備１７の残留ガスのａガス配管２１は一緒
ｆニガスタービン発電所部分２の燃焼室２２に接続され
ている。
ガスタービン発電所部分２のガスタービン２３は、燃焼
空気用の空気圧縮機２４並び（１発電機２５を駆動する
。ガスタービン２３の廃ガス配管２Ｇには属熱ボイラ２
７が接続されている。廃７虞ボイラ２７の蒸気配管２８
（二は俟気タービン発電所部分３の蒸気タービン２９が
接続されている。この実施例の場合蒸気タービン２９は
高圧タービン部３０と低圧タービン部３１とから構成さ
れ、これらは１台の発−（ＰＪ、３２に連結されている
。蒸気タービン２９の低圧タービンｇ］３３１には復水
器３３、復水ポンプ３４、給水タンク３５および種々の
給水ポンプ３６．３７が接続さ、１ｔている。
石炭ガス発生器５には微粉炭−１前置接続された空気分
解設備６からの酸素およびプロセス蒸気が供給さ、Ｉす
る。石炭ガス発生器５で発生された高温生ガスはまずそ
の熱を熱交模膜（ｉｔｉｉ　７で放出する。
その熱で主蒸気として蒸気〃−ビン発電所、ｆｆ１ｊ分
３に供給される蒸気が発生される。熱交換設備７に続く
集塵装置８において生ガスから塵粒子が除去され、次に
ガス浄化設備９において炭酸ガスおよび硫化水氷が生ガ
スから分離される。ガス浄化設置７ｔｆｆ９から出た純
ガスは純ガス配管１８を介してメタノール合成設備１０
並びにガス分解設備１７に供給される。メタノール合成
反応炉１１において純ガスは一部がメタノール（二転換
さオする。この純ガスの場合Ｈ２とＣＯとの比率が１ヒ
学量論比２の代り（二〇５〜１の範囲（−あるので、そ
の転換は不完全である。メタノール合成反応炉１１（二
供給される純ガスをその組成においてメタノール合成反
応に必要な化学量論比（１近づけるために、ガス浄化設
備９から出ている純ガス配管１８にガス分解設備１７が
接続されている。ガス分解設備１７で分離された水素は
メタノール合成反応炉１１に流入する純ガス（二配管３
８をｆｌｙて再び混入される。
それ（二よってその水素成分が高めらオする。この結果
発生された純ガス−水素混合物の大部分がメタノールに
転換できるようになる。メタノール合成反応炉１１に導
入さ几るガス混合物の正確な組成は純ガス配管１８に組
の込まれた２つの調整弁を介して制御される。
火力発′屯所１から１苗かな電気′、１′−イ・ルギー
しか取り出さない低負荷時においては５水′硯解４ｉ　
：ｉ　９を投入下ることによって水素および酸素が補助
的に作られる。酸素が石炭ノ１ス発生器５（二供給され
るσ３に対し、水素はメタノール合成に必要な化学量論
比に接近させるために純ガスに混入される。
この化学原料製造設備４（二おい′Ｃ、メタノール分離
器Ｊ２で分離さオｔたメタノールの一部がメタノール合
成の既ガスと一緒に汀１酸反応炉」４（二供給される。
予め発生さ、＋１だツタノールを酢酸（二転換するため
には、ごく僅かな砒の一部１ヒ炭素をメタノール分１η
１ｒ器１２のｌａガスに含まれている一酸化炭素に添加
するだけでよい。できるだけ多量の酢酸を製造しようと
する一合（二は、ガス分解設備１７から酢酸合成（−必
要である補助的な一部化炭素量を得るために、ごく少量
の純ガスがガス分解設備１７を通して導かれればよい。
この補助的な−ｆｆ化炭素量は配管４０を介して酢酸反
応炉】４に供給される。これに対して多量の純ガスが純
ガス配管１８からガス分解設備】７を通して得かれると
、多量の水素ガスがメタノール合成設備１０Ｃ二供給さ
れ、多量のメタノールが発生される。メタノールの少く
とも一部を酢酸ｆ二転換するために消費されなかった分
解により得られた一部１ヒ炭素は、廃ガス配管１９を介
してガスタービン２３の燃焼室２２に供給される。この
ようｌ二して電力発生に関係する分を（ヒ学原料を製造
するためにある程度一時的な需要に合わせることができ
る。
蒸留塔１５において残りの液状反応生成物から酢酸が分
離される。ガス状反応生成物は洗浄装置１６において処
理さ八る。その場合転換さ几Ｃないメタノ・−）呂ま酢
酸反、応炉Ｊ４に尺さ２％る。洗浄装置１Ｇの廃ガスは
メタノールミ１戊設置４ｉ　１ｏ力廃ガヌ１′５よびガ
ス分解設備】７からの残留ガスと一部１ニガ只タービン
２３の燃焼室２２に供給さ７（シ。
そこで圧縮機２４から供給される空気と一緒に林焼され
る。このガスタービン内で廃ガヌを燃焼する方式は、さ
もなけスｔばメタノールおよび酢酸の製造時に行われる
転換工程の省略をもたら丁。また利用し難い液状残ｌＵ
は全く生じない。
ガスタービン２３の高温廃ガスは廃ガス配管２６を介し
て廃熱ボイラ２７に桿かれる。その廃熱は蒸気発生に利
用さ７Ｉｔろ。廃熱ボイラ２７で発生した蒸気並びに熱
交模膜ｆｌｉｆｉ　７で補助的に発生された蒸気は蒸気
タービン２９（二供給さｉｔろ。ガス発生用蒸気として
および各ウリ造工１喧二幻゛ｒるＬ旧熱蒸気として必要
とさλするプロセス蒸気は、蒸気タービンの相ＩｉＳ　
シた圧力段から抽出さ、Ｉする。
第２図はそのガスタービン発電所部分４２と蒸気タービ
ン発′屯所）ηＩＳ分４３がそ、Ｉｔぞ、ｌｔ第１図の
実施例と同じ構成である別の実施例の火力発電所４１を
示している。ガスタービン発電所部分４２にＡｉｌ、工
、ｆｌＪｃイ、工、９ツォ、イｆｌｉ４４＆よ、１つ、
３１　λ施例と部分的に異なっている。この実施例の場
合も石炭ガス発生器４５ｉ＝は空気分解設備４６が付属
され、生ガスは熱交模膜（Ｉｌｆｆ　４７、ガス集塵設
備４８およびガス浄化設備４９に順次供給される。
ガス浄化設備４９から流出する純、ガスはメタノール合
成反応炉５０とメタノール分離器５１とから成る連続メ
タノール合成設備５２（二供給されろ。
メタノール合成設備５２には酢酸ビニルの製造設備５３
が後置接続されている。残留ガスおよび液状残渣は燃焼
用Ｃニガスタービン発電所部分４２に供給される。
ここでも石炭ガス発生器４５（二おいて微粉炭から酸素
とプロセス蒸気とによって生ガスが発生される。その熱
は熱交換設備４７において蒸気発生に利用され、その蒸
気はプロセス蒸気あるいは蒸気タービン発電所部分４３
への供給蒸気として選択的に利用される。ガス集塵設（
Ｂｊη４Ｆ（＋−おいて生ガスは塵粒子が１余去され、
同時に水蒸気で電比される。ガス浄（ヒ設備４９におい
て硫１ヒ水素ガスおよび一酸化炭素が除去される。主（
二水素と一酸化炭素とを含む純ガスはここＣは組成を変
えずに連続メタノール合成設備５２に供給される。Ｈ２
とＣ’Ｏとの比率が０〕〜１の範囲にあるので―すなわ
ち化学量論比２からまだ離れているので、純ガスが化学
量論的な組成である場合Ｃ二予期されるよりもメタノー
ルの製造量は非常（１少ない。続くメタノール分離器５
］においてメタノール合成ｊ発ガスからメタノールが分
離される。メタノール分離器５１の廃ガス配管５４およ
びメタノール出口配管５５は酢酸ビニル製造設備５３に
接続さＪ’している。
純ガスが石炭ガス発生器４５から供給されるメタノール
合成設備５２ｆ−酢酸ビニル製造設備５３を接続するこ
とは、Ｈ２とＣＯとを含む原料ガスからメタノールを介
し゛Ｃ１１酸ビニルを製造するためにＨ２とＣＯとの化
学量論比を０．５　に−Ｔること、従って純ガスの組成
と同様１７ｆることに役立つ。
このことによって酢酸合成の場合のような純ガスを水素
で富化−Ｔるためのガス分解設置Ａｆは不要となる。余
分なメタノールは販売可能な化学原料として役立つ。［
￥「酸ビニル製造設備５３の残留ガスおよび液状残渣並
びＣニメタノール分離器５］からの合成廃ガスの不使用
成分はガスタービン発電所部分４２Ｃ二供給され、そこ
で燃焼される。すなわちその化学的エイ・ルギーは失わ
ノすることはない、、合成廃ガスを燃焼する方式のため
Ｃ二１周知の製造設備に比べてガス浄１ヒに対する経費
は減少されろ。
というのは従来は酢酸ビニルを製造するために分岐され
た生ガス流からも完全（ニー酸化炭素および硫化水素を
除去しなければならなかったからである。従って本発明
によれば酢酸ビニルは同様に安価に製造でき、メタノー
ルのよう【二化学原料として販売することができる。
本発明Ｃ二よる火力発電所によｆＬは、電気エーイ、ル
ギーと酢酸ビニルとの生産比を酢酸ビニル片成に供給さ
れるガス量を変更することによっである程度一時的な需
要に合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はメタノールおよび酢酸の複合製造設備をもった
本発明に基づく火力発電所の一実施例の概略系統図、第
２図は異なる実施例の概略系統図である。 １：火力発電所、２ニガスタ一ビン発電所部分、３：蒸
気タービン発電所部分、　４：化学原料製造設備、　５
：石炭ガス発生器、　６：電。 気分解設備、７：熱父換設備、　８：ガス集塵設備、９
：ガス浄化設備、］０：メタノール合成設備、１１：メ
タノール合成反応炉、１３：酢酸合成膜’ｕｉ°ｈ、１
４：内′ｉ酸反応炉、１５：蒸留塔、１Ｇ＝洗浄装置、
１７：ガス分解膜イ１１１１、　１８：純ガス配管、２
２ニブイスタービンの燃ｉ（′６室、２７：廃熱ボイラ
、２９：蒸気タービン、３９：水゛市解設備、４１：火
力発電所、　４２ニガスタ一ビン発電ｊ９１部分、４３
：蒸気タービン発電所部分、４４：化学原料製造設備、
　４５：石炭ガス発生器、　５２：メタノール合成設備
、ｓ　３：　Ａ’「順ビニル製造設備。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）石炭ガス発生器に接続された熱交換設備とガス浄化
    設備、熱交換設備とガス浄化設備に接続されたガスター
    ビン発電所部分と蒸気タービン発電所部分、およびメタ
    ノール合成設備を備えた火力光電所イニおいて、メタノ
    ール合成設備（１０，５２）で発生したメタノール並び
    ｊニメタノール合成時の合成廃ガスが少くとも部分的に
    第２の化学原料製造工程組設Ｄ’ｔｔｊ（１３，ｓ２）
    に供給され、メタノール合成からの余剰合成廃ガスおよ
    び前記第２の設備（１３，５２）からの廃ガスがガスタ
    ービン発電所部分（２，４２）の燃焼室（２２）に供給
    されることを特徴とする石炭ガス化設備を備えた火力発
    電所。 ２）メタノール合成設備（１０，５２）が再循環なしに
    、すなわち再循環配管および循環圧縮機なしｊ二形成さ
    、Ｉｔていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
    載の火力発電所。 ３）第２の設備として酢酸合成設備（１３）が使用さオ
    ｔていることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第
    ２項記載の火力発電所。 ４）ガス分解膜ｊｉＨ（１７）がメタノール合成反応炉
    （１１）へのガス配管（１８）を二接殺され、その水素
    （二富んだ部分がメタノール合成反応炉（１１）に流入
    するガス流（二混入され。 −酸化炭素に富んだ部分が酢酸反ｊ７δ炉（１４）並び
    にガスタービン発電所部分（２）の燃焼室（２２”ｌに
    供給されることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載
    の火力発電所。 ５）メタノール合成反応炉（１１）−二水電解槽（３９
    ）が付属され、その酸素配管が石炭ガス発生器（５）に
    、水素配管がメタノール合成反応炉（１１）に通じるガ
    ス配管（１８）（二接続されていることを特徴とする特
    許請求の範囲第３項記載の火力発電所。 ６）第２の設備として酢酸ビニル製造設備（５３）が使
    用されることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第
    ２項記載の火力発′岨所。 ７）メタノール合成反応炉（１１，５０）にメタノール
    分離器（１２，５１）が後置接続されていることを特徴
    とする特許請求の範囲第３項又は第６項記載の火力発電
    所。 ８）酢酸反応炉（１４）に液状反応生成物に１寸する蒸
    留塔（１５）およびガス状反応生成物に対する洗浄装置
    （１６）が後置接続されていることを特徴とする特許請
    求の範囲第３項記載の火力発電所。 ９）酢酸ビニル製造設備（５３）からの；発ガスがメタ
    ノール合成設備（５２）の余剰合成廃ガスと一緒にガス
    タービン発電所部分（４２）の燃焼室（２２）に供給さ
    オすることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の火
    力発電所。 １０）熱交換設備（７，４７１およびガス浄化設備（８
    ，９，４８，４９）ｉユおいて石炭ガス発生器（５・、
    ４５）の生ガスがら取り出された熱の少くとも一部が蒸
    気発生に用いられることを特徴とする特許請求の範囲第
    １項記載の火力発電所。 】１）メタノール合成膜（ｉｆｆｉ（］　０１　５２４
    および第２の化学的製造工程川の設備（’１３．５：Ｎ
    において生じる熱の少くとも一部が蒸気発生に用いられ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項
    のいずオｔかに記載の火力発電所。 １２）熱交換設備（７，４７）、ガス浄化設備（８，９
    ，４８，４９）および残りの設備（１０，１３，５２，
    ５３）で発生した蒸気が、ガスタービンの廃熱ボイラ（
    ２７）で発生した蒸気と一緒に発電所（１，４１）の運
    転状態に応じて蒸気夕・−ビン発電所部分（３，４３）
    の蒸気タービンの駆動蒸気および化学的製造工程に対す
    るプロセス蒸気として種々の配分で利用されることを特
    徴とする特許請求の範囲第１項又は第１０項記載の火力
    発電所。
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