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新 エ ネル ギー の展望
石炭ガス化複合発電技術
(
1999年3月
(
財団法人 エネル ギー総 合 工 学 研 究 所 一一
一
・THEINSTITUTEOFAPPLIEDENERGY
石炭 ガス化 複合 発 電
目
次
は じめ に
1.石
炭 ガ ス 化 技 術 開 発 の 位 置 付 け と意 義
3
2.石
炭 ガ ス化 の歴 史
7
3.石
炭 ガ ス 化 技 術 の 種 類 と原 理
0
1
炭 ガ ス化 の原 理
3.2石
炭 ガ ス化 炉 の種類
2
1λ
3.1石
4.石
炭 ガ ス化 複合 発 電 シ ステ ム とガ ス化炉 技術
4.1シ
ス テ ム フ ロ ー
15
15
代表的な石炭 ガス化技術 の概 要
4.2
0
1←
焦
1
16t
4。2.1固
定 床 方 式
16
4.2.2流
動 床 方 式
16
4。2.3噴
流 床 方 式
17
外 の石 炭 ガ ス 化 複 合 発 電 技 術 の 開 発 状 況
9臼
近 年 のIGCC実
証 プ ラ ン トお よ び 商 用 プ ラ ン ト
9
2
内の石 炭 ガ ス化 複合 発 電技 術 の 開発状 況
3
(∠
-⊥
r
O
証プラン ト
角
乙
2
じO
隔
6.国
初 期 のIGCC実
(∠
(∠
5.海
9
2
200t/日
6.2
HYCOL組
噴 流 床 石 炭 ガ ス 化 発 電 パ イ ロ ッ トプ ラ ン ト
1
3
6.1
合50t/日
パ イ ロ ヅ トプ ラ ン ト
3
3
6.3CPC25t/日
パ イ ロ ッ トプ ラ ン ト
4
3
6.4そ
7.将
の 他(IHI/東
来展望
あ とが き
芝 に よ る 開 発)
35
37
ま
1997年12月
え
が
の 気 候 変 動 枠 組 み 条 約 締 約 国 会 議(COP3)に
年 に お い て1990年 対 比 で 温 室 効 果 ガ ス を6%削
1998年6月
き
減 す る こ と を約 束 した 。 ま た そ れ を 受 けて
通 商 産 業 大 臣 の 諮 問 機 関 で あ る 「総 合 エ ネ ル ギ ー 調 査 会 需 給 部 会 」に よ り 「長 期
エ ネ ル ギ ー 需 給 見 通 し」 改 定 案 が と り ま と め ら れ,同
僚 会 議 」 に て 正 式 に 改 訂 さ れ た 。 同 見 通 し は,わ
E(エ
お い て,我 が 国 は2008∼2012
ネ ル ギ ー の 安 定 供 給,環
検 討 さ れ た も の で,需
境 保 全,経
要 構 造,供
年9月
「総 合 エ ネ ル ギ ー 対 策 推 進 閣
が 国 エ ネ ル ギ ー 政 策 の 基 本 方 針 で あ る3
済 成 長)の
近 年 に お け る 情 勢 変 化 を見 据 え つ つ
給 構 造 両 面 に お け る 変 革 を 前 提 と した 環 境 調 和 型 エ ネ ル
ギー 需給 構 造 構 築 の 重 要性 が 強調 され て い る。
ダ
(
そ の 中 で 「化 石 エ ネ ル ギ ー に つ い て は,環
境 負 荷 が 比較 的 少 な い 天 然 ガス の導 入 促 進 等
に よ りベ ス ト ミ ッ ク ス を 実 現 」 と す る 対 応 の 方 向 性 が 示 さ れ た 。
石 炭 は,そ
め,そ
の ま ま 燃 焼 す る と炭 酸 ガ ス 及 び 燃 焼 灰 の 量 が 他 の 化 石 燃 料 よ り多 い 。 そ の た
の 埋 蔵 量 の 豊 富 な こ と,あ
る い は 賦 存 域 が 広 い こ と な ど の 特 徴 を 有 し な が ら も,そ
の有 す る課 題 の た め に今 後 の利 用 拡 大 に制 約 が あ る。
石 炭 ガ ス 化 複 合 発 電 技 術(IGCC)は,従
来 型 方 式 で あ る 微 粉 炭 火 力 よ り高 効 率 化 に
よ る 燃 料 使 用 量 の 減 少 に よ り炭 酸 ガ ス 発 生 量 が 約2割 も 減 少 し,ま
れ に 応 じて 減 少 す る と と も に 溶 融 状 態 で 排 出 さ れ る た め,地
た石 炭 灰 の 発 生 量 も そ
球 温 暖 化 面 と環 境 面 で 優 れ た
特 性 を 有 した 技 術 で あ る 。
し た が っ て 同 技 術 が 完 成 す る と我 が 国 で の 石 炭 利 用 拡 大 の 道 が 開 か れ る こ と に な る と考
え られ る 。 同 技 術 は 既 に 欧 米 で は 実 用 規 模 で の 実 証 ま た は 商 用 運 転 に 入 っ た と こ ろ で は あ
(
る が,我
が 国 で も 平 成11年 度 よ り30万kW級
の 実 証 プ ラ ン トの 検 討 が 進 め ら れ る こ と と な
った。
本 書 は,こ
の 時 の 技 術 で あ るIGCCに
発 状 況 を 整 理 し,そ
な お,本
の 展 望 に 触 れ,関
編 作 成 に あ た っ て は,当
ー 技 術 情 報 セ ン タ ー(セ
終 わ り に,こ
ンタ ー 長
つ き特 に ガ ス 化 炉 を 中 心 と して,主
要 技術 の 開
係 者 の 御 参 考 に 供 せ ん と した も の で あ る 。
研 究 所 の 田 宮 久 史 主 任 研 究 員 の 協 力 を 得 て,エ
小 川 紀 一 郎)に
の シ リー ズ の 刊 行 は,(財)電
ネル ギ
お いて 編 集 した 。
力 中 央 研 究 所 か ら の 委 託 業 務 「エ ネ ル ギ ー
技 術 情 報 に 関 す る 調 査 」 の 一 環 を な す も の で あ り,同 研 究 所 に 対 し て 深 く謝 意 を 表 す る 。
1999年3月
財 団法 人
エ ネ ル ギー 総 合 工 学 研 究 所
理事長
秋
山
守
は
じ め
上 約41∼42%が
に
一方
1973年 の 石 油 危 機 を 契 機 と し て,脱
.炭
＼
体 の石炭 をガスター ビ
ン用 に適 用 さ せ る た め に石 炭 の ガ ス 化 とい う プ
石 油化 に
ロ セ ス を 前 段 階 に お い た 複 合 発 電 技 術 で あ り,
再 び 脚 光 を あ び た 。 そ れ と 同 時 に,か
って の石
ガ ス タ ー ビ ンの燃 焼 温 度 の 高 温 化 と と もに 高効
を 大 量 に 使 用 した 時 代 と は 異 な り,現 代 の 環
率 が 得 られ る石 炭 利 用 発 電 プ ラ ン トとい う こ と
境 条 件 に 適 合 す る新 しい 利 用 技 術 の開 発 あ る い
も で き る 。 し た が っ て,そ
は 導 入 が 必 要 と さ れ た 。 と りわ け 石 炭 か ら可 燃
効 率 火 力 発 電 プ ラ ン トの 代 表 格 で あ る 天 然 ガ ス
性 ガ ス を 得 る 石 炭 の ガ ス 化 技 術 は,発
焚 き 複 合 発 電 技 術(コ
電 分 野,
の モ デ ル は 現在 の高
ン バ イ ン ドサ イ ク ル)と
都 市 ガ ス 分 野 等 に お け る新 しい 利 用 に 関 す る有
見 る こ とが で きる 。現 在 我 が 国 で 主 流 とされ る
力 候 補 と 見 られ,そ
コ ン バ イ ン ドサ イ ク ル プ ラ ン ト(廃
の た め の 技 術 の 検 討,開
発
界 的 な 規 模 で 始 ま っ た 。 石 炭 の ガス 化 技
自 体 は,古
く は200年
も 前 か ら,近
式)の
て は 戦 前 あ る い は戦 後 に か け て完 成 した もの が
総 出 力1,090MW,ガ
あ り,例
え ば,ル
発 電 効 率(高
ス 炉(常
圧 噴 流 床)あ
動 床)に
見 ら れ る よ う に 当 時 既 に 広 く実 用 規 模
ル ギ 炉(固
定 床),コ
ヅパ ー
る い は ウ イ ン ク ラ 炉(流
し か し,そ
が 多 い,効
多 い,炭
に,発
れ ら の 従 来 技 術 は,大
率 が 低 い,生
型化 の制約
成 ガ ス 中の タ ー ル 分 が
の 検 討 結 果 で は,高
ス タ ー ビ ン と組 み 合 せ る い
最 有 力 と 考 え られ た 最 大 の 理 由 に,
そ の 発 電 効 率 が 高 い こ と が 挙 げ られ る 。IGC
Cと 常 に 対 比 さ れ る 微 粉 炭 火 力 は,石
電 端)が,50%近
の 値 も 予 想 さ れ て い る(詳
細7章)。
量 は,燃
料 使 用 量 に 比 例 し,燃
効 率 に 逆 比 例 す る の で,よ
もの
油危 機 以
島 火 力 発 電 所(単
由 が,石
く
出
料 使 用 量 は発 電
り高 い 発 電 効 率 が 得
出 の 視 点 か ら極 め て 魅 力
最 有 力 と考 え ら れ る も う 一 つ の 理
炭 燃 焼 時 の環 境 面 で の 最 大 の 問 題 とい
わ れ る排 出灰 の特 性 で あ る。
機出
石 炭 の 灰(石
本 各地 に お
々 と 大 型 プ ラ ン トが 建 設 さ れ,最
用規模
的 である。
IGCCが
降初 の 大 型 海 外 炭 利 用 発 電 プ ラ ン トして 注 目を
い て,続
スタ
温 ガ ス タ ー ビン との組 み 合
わ せ に お い て 発 電 効 率(送
ら れ る こ と はCO2排
降,日
の
炭 を ガ ス化
地 球 温 暖 化 の 最 大 の 原 因 と さ れ るCO2排
力 利 用 形 態 と して 提 案 され た 。
完 成)以
場 合 の 効 率 は,石
サ イ ク ル よ りも そ の 値 は 低 く な る が,実
ゆ る 石 炭 ガ ス 化 複 合 発 電 技 術(1・t・g・
綱C・ ・l
GasificationCombinedCycle,IGCC)が
最有
力500MW,1980年
あ る が,そ
す る 過 程 で の 損 失 が 発 生 す る た め 同 コ ンバ イ ド
で に そ の 頃 か ら新 しい 発 電 用 と し
浴 び た 電 源 開 発(株)松
ス タ ー ビ ン 温 度1,150。C級,
位 基 準)43.7%)で
き た 。IGCCの
指 摘 され た 。
IGCCが
電
ぼ る 高 効 率 プ ラ ン トが 製 作 さ れ る よ う に な っ て
電 用 と し て の 適 用 に は 問 題 が 多 い こ とが
て の 利 用 形 態 は,ガ
新 潟3号 系 列(発
後,続 々 と 同 技 術 が 建 設 さ れ,現 在 は,ガ
ー ビ ン 温 度1
,500。C級,発 電 効 率50数%に
種 の 制 約 大 等 の 基 本 的 問 題 を 抱 え,特
同 時 に,す
熱 回収 方
実 用 プ ラ ン ト第1号 と な っ た の は,1985
年 完 成 の 東 北 電 力(株)東
代 におい
で採 用 され て い るも の が あ っ た。
Cわ
,IGCCは,固
向 けた 各 種 代 替 エ ネ ル ギ ー の 一 つ と して 石 炭 が
が,世
r術
限 度 と 考 え られ る 。
確 保 は,今
近で
炭 灰)の
処 分,特
に埋立て地の
や 発 電 所 建 設 時 の最 大 の 問 題 とな り
つ つ あ る 。 そ の 点,IGCCよ
り排 出 さ れ る 石
は 従 来 の 蒸 気 条 件 を越 え る超 超 臨 界 圧 蒸 気 条 件
炭 灰 は 微 粉 炭 火 力 の 灰 に 比 べ て 緻 密 な 組織 と な
を採 用 した プ ラ ン トも建 設 さ れ 経 済 性 も含 め そ
り,そ
の 実 用 性 お よび 技 術 の 完 成 度 は 非 常 に 高 い。 し
害 物 溶 出 が 少 な い とい う 面で 優 れ た特 性 を有 し
か し,同 技 術 で は 蒸 気 条 件 の 更 な る 土 昇 が あ っ
て い る 。 我 が 国 に お け る 現 在(1995年
た と して も,そ
ス)の
の 発 電 効 率(送
電 端)は,実
用
一1一
の蕎 比 重 の 大 き な点 あ る い は 水 中へ の 有
石 炭 灰 発 生 量 は,年
間 約710万tで
度ベ ー
あ り,
2010年 に は そ の 倍 近 い 年 間1,283万tに
と 予 測 さ れ て い る 。 ま た,電
の 石 炭 灰 の 発 生 量 は1996年
よ れ ば,約530万tで,そ
い る の も背 景 は そ の点 に あ る 。
気 事 業 用 と して
し か し,そ
度現 在 のデ ー タ に
の う ち400万
効 利 用 さ れ て い る が,今
な るもの
指 して は い る も の の,実
トン が 有
精 製 装 置,お
際 に は ガ ス 化 炉,ガ
よ び ガ ス タ ー ビ ン の 他,プ
ス
ラン ト
起 動 時 の 極 低 カ ロ リ ー ガ ス の 処 理 装 置,石
後 そ の有 効利 用 量 が
炭の
大 幅 に 増 大 す る見 込 み は 立 っ て い な い よ う で
供 給 と 加 圧 化 す る た め の 石 炭 供 給 ・加 圧 装 置,
あ る 。将 来 の 有 効 利 用 量 の 増 大 が な い こ と は,
空 気 ま た は 酸 素 製 造 ・供 給 装 置 な ど 多 く の 付 属
必 然 的 に埋 立 処 理 を 必 要 と す る 量 が 増 大 して
装 置 が 必 要 とな る。
い く こ と を意 味 す る 。
こ の た め に,IGCCは,一
れ は 大 き な 問 題 で あ る 。 そ の 点,IGCCの
の 見 掛 比 重 は1.4∼1.8t/m3で,通
ラ イ ア ヅ シ ュ(見
の 開 発,実
用化 は ぜ ひ 必 要 な も の で あ る とい わ
れ る 。 ま え が き で も触 れ た が,我
常の フ
が 国 で は平 成
るい
11年 度 よ り30万kW級
比べ
の検 討 が 進 め られ る こ とに な った 。 こ の よ う な
大 きい 。 そ の た め 単 に 処 分 す る と して も埋 め 立
時 で も あ り,同 技 術 に 対 して 一 層 の 理 解 と協 力
て 地 の ス ペ ー ス 面 で 有 利 で あ る。
が 必 要 と 考 え られ る 。
は,ボ
掛 比 重0.7∼0.9t/m3)あ
球 温 暖化 を 防 ぎ
つ つ 石 炭 の 利 用 拡 大 を は か る た め に はIGCC
灰,
特 に 噴 流 床 ガ ス 化 炉 か らの灰 は 溶 融 固化 灰 で あ
り,そ
見複雑で ある と
い う 印 象 を ま ぬ か れ な い が,地
我 が 国 の よ う な 狭 わ い な 国 土 に お い て は,こ
(
の よ うに シ ン プル な 機 器 構 成 を 目
イ ラ 炉 底 灰(見
ま た,溶
掛 比 重 約1.Ot/m3)に
融 固 化 さ れ た こ と に よ り灰 中 有 害 物
そ の よ う な 意 味 で,本
質 の 溶 出 が 少 な く,環 境 面 の 汚 染 が 少 な い 。
さ ら に,IGCCの
て ば幸 い で あ る。
発 生 量 が 減 少 す る と い う メ リ ッ トも あ る 。
電 プ ラ ン ト全 体 と
し て 高 効 率 化 と環 境 面 で の 優 れ た 可 能 性 を 有 す
る が,実
用 化 の段 階 で は他 の発 電 方 式 と同等 の
経 済 性 も 兼 ね備 え た技 術 で あ る こ とが 要 求 され
(
＼
る 。 し た が っ て,ガ
ス 化 シ ス テ ム は経 済 性 を も
重 視 し た シ ス テ ム 選 定,機 器 構 成 が 必 要 で あ る 。
この た め発 生 ガ ス の 品 質 は 都 市 ガ ス用 を指 向 す
る よ う な 高 カ ロ リー 化 あ る い は 極 度 の 不 純 物 除
去 は 必 要 で な く,ガ
ス タ ー ビ ン に 受 け 入 れ ら'れ
る だ け の ガ ス 発 熱 量 す な わ ち 低 ・中 カ ロ リー ガ
ス と 生 成 ガ ス の 清 浄 度(精
た だ し,生
製 度)で 充 分 で あ る 。
成 ガ ス 中 に石 炭 分解 時 の 油 質 分 す な
わ ち タ ー ル 等 未 分 解 成 分 が 残 っ て い る と 多 くの
トラ ブ ル の 原 因 と な る の で,ガ
ス化 炉 は基 本 的
に は タ ー ル発 生 の な い 方式 が 前 提 とさ れ る。
現 在,我
が 国 で 開発 さ れ て い る ガ ス化 炉 の 主
流 が 低 ・中 カ ロ リ ー ガ ス 化 で,同
時に高温で タ
ー ル を分 解 す る と とも に灰 を ス ラ グ化 す る いわ
ゆ る 噴 流 床 ガ ス 化 方 式(3章
で 詳 述)と
書 がIGCCの
証 プラ ン ト
理解 を
深 め て い た だ く際 の い さ さ か な り と も お 役 に 立
高 効 率 化 に と もな い灰 の
こ の よ う にIGCCは,発
のIGCC実
な って
一2一
1石
炭 ガ ス化 技 術 開 発 の
日 本 は6%低
位 置 付 け と意 義.
減 す る こ とが 決 ま っ た。
世 界 的 に 経 済 の 停 滞 が 見 られ る が,一
次エ ネ
ル ギ ー の 消 費 量 は今 後 と も特 に発 展 途 上 国 を 中
1997年12月
に 京 都 で 開 催 さ れ たCOP3(地
球 温 暖 化 防 止,京
都 会 議)で
傾 向 を 裏 付 け るIPCC第2次
映 し て,先
進 国 は,温
年 迄 に1990年
は,地
心 と し て,21世
球温暖化 の
され て い る 。
そ れ に 対 す る エ ネ ル ギ ー の 供 給 と して は,依
レ ポ ー ト等 を 反
室 効 果 ガ ス を2008∼2012
レ ベ ル か ら平 均 し て5%,そ
紀 初 頭 も伸 び 続 け る も の と予 想
然 と し て 石 油,石
の内
炭,天
然 ガ ス が大 部 分 を 占め
る も の と 予 想 さ れ て い る(図1-1参
石 油換 算百 万t
5000
45σ0
4000
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
O
1985t990t9952000200520tO20t52020
l97019751980
出 所:lEA
図1-1世
界 の 一 次 エ ネ ル ギ ー 供 給 量1971∼2020u)
表1-1エ
ネ ル ギ ー 資 源 量(n
石
油
天然ガス
石
炭
1兆316億
確 認 可採 埋蔵 量(R)
北米
地
域 中南米
別 西欧
賦 中東
存 ア ジア ・オー ス トラ リア
状 ア フ リカ
況
旧 ソ連 ・東 欧
年生 産 量(P)
可 採年 数(R/P)
1兆75億
㌫
(96.1現 在)
㌧
(94、1現 在)
141兆m・
(95.1現
在)
内,高 品 位 炭 は
5,194億 ㌧
$80/kgU以
下
142万 ㌧
$80∼130/kgU
66万 ㌧
34.7%
2.7%
4.9%
12.8%
5.2%
1.1%
7.8%
1.5%
65.5%
3.8%
7.3%
7ユ%
一
一
32.0%
242%
ウ ラ ン
208万 卜.(93.1現在)
4.4%
7.0%
30.9%
24.5%
7.3%
6.9%
6.0%
25.9%
40.2%
5.9%
30.6%
2.18兆m・
44。7億 ㌧
(95年 推 定)
(94年)
(93年)
45年
65年
231年
6,144万
㌫/日
(注)ウ
不詳
2.3万 ㌧
共 産 圏 を除 く
(93年)
43年
(注)
ランは在 庫 が 多 く,生 産 量 は年 需要 量(4.8万 トン)を 下 回 っ てい る。可 採 年数 は確 認
可採 埋蔵 量 を年需 要 量 で除 した。
(参考)究 極 可採 資源 量 は,確 認 埋蔵 量 の倍 以 上 の量 と推定 され る。
出 所:エ ネ ル ギー'96
一3一
照)。
そ の う ち,石
策 を 講 じ てCO2を
油 は そ の 生 産 が 中 東 に傾 っ て
い る こ と に よ る セ キ ュ リ テ ィ 面 に,ま
時に必 要 なエ
た天 然
ネ ル ギ ー 需 給 バ ラ ン ス の 達 成 を は か る とい う
ガ スは 今後 予想 され る需 要 の急増 に伴 い 変化
2010年 度 の 一 次 エ ネ ル ギ ー 供 給 見 通 し が 策 定
す る 価 格 面 の 動 向 な どの 不 安 要 素 が あ る 。 一
さ れ た 。 な お,そ
方,石
術 開 発 へ の 期 待 も込 め られ た も の と な っ て い
炭 は,埋
蔵 量 の 大 き さ(表1-1)お
び 供 給 元 の 多 様 性 も あ っ て,世
よ
界的にはまだ
我 が 国 で は,前
述 のCOP3を
の 実 施 に 際 して は 革 新 的 技
る。
当 然 の こ と な が ら,非
当 分 の 間 石 炭 へ の 依 存 は 続 く も の と 見 られ る 。
子 力,新
受 け て 開催
化 石 エ ネ ル ギ ー(原
エ ネ ル ギ ー 等)お
よび温 暖化 特性 に
さ れ た 「総 合 エ ネ ル ギ ー 調 査 会 需 給 部 会 」 で
優 れ た 天 然 ガ ス は 現 状(1996年)よ
新 し い 「長 期 エ ネ ル ギ ー 需 給 見 通 し 」 が 検 討
費 量 が 増 加 す る と見 込 ま れ て い る。
さ れ(平
成10年6月),そ
し を 表1-2に,ま
は,原
子 力,省
述 の6%削
間 報 告 に よ る 電 源 構 成 の 見 通 し を 表1-3に
減 目標 達 成 の た め に
エ ネ ル ギ ー,お
た 同 見 通 しの 基 礎 デ ー タ の
一 つ と さ れ た 「電 気 事 業 審 議 会 需 給 部 会 」 中
議 」 に お い て 同 見 通 しが 正 式 に 改 訂 さ れ た 。
そ の 中 で,前
りそ の 消
同 見 通 し に お け る1次 エ ネ ル ギ ー 供 給 の 見 通
の 報 告 を 受 け て,同
年9月 政 府 の 「総 合 エ ネ ル ギ ー 対 策 推 進 閣 僚 会
(
低 減 さ せ,同
よび新 エネ ル
示
す。
ギ ー の い わ ゆ る3本 柱 を 中 心 と し た あ ら ゆ る 方
表1-2一
次 エ ネ ル ギ ー供 給 の 見 通 し
[原 油 換 算 億kl]
年度
1990年
項目
一次エネルギー総供給
エネルギ ー別 区分
石油
石 油(LPG輸
(
LPG輸
入除く)
入
石炭
1996年
度
数
5.97億kl
構 成 比(%)
3.07億kI
58.3
2.88億kl
54.8
3.5
1,430万t
16.6
11,530万t
天然 ガス
3,790万t
原子力
2,020億kWh
度
度
基準ケース
5.26億kl
実
2010年
室0.1
9.4
実
数
対策 ケ ー ス
6.93億kl
構 成 比(%)
3。29億kl
55.2
3.10億kl
51.9
3.3
1,520万t
16.4
13,160万t
実
数
6。16億kl
構 成比(%)
3。58億kl
51.6
3.37億kl
48.6
1,610万t
14,500万t
3.0
15.4
実
数
構 成 比(%)
2。91億kI
47.2
2.71億ki
44.0
1,510万t
12,400万t
3.2
14.9
4,820万t
1t4
6,090万t
12.3
5,710万t
13.0
3,020億kWh
12.3
4β00億kWh
15.4
4,800億kWh
17.4
1,050億kWh
水力
910億kWh
42
820億kWh
3.4
3.4
1,050億kWh
3.8
地熱
50万kl
0.1
120万kl
0.2
380万kI
0.5
380万kl
0.6
679万kl
1.3
685万kl
t1
940万kl
1.3
新 エネルギー等
(出 所=総
合 エ ネ ル ギ ー 調 査 会 需 給 部 会 中 間 報 告1998年6月)
一4一
1,910万kl
3.1
fi1--3電
源 構 成(一
般 電 気 事 業 用)
(単 位:億kWh)
1996年
年度
項目
火
電
41
石炭
ち237
14
1,360
13
石 油等
1,547
18
LNG
2,037
23
2,130
20
3,021
35
4,800
45
10
1,190
11
838
力
870
8
一般
713
8
980
9
揚水
126
1
210
2
36
0
120
1
13
0
熱
計
90
100
8,729
(出 所:電
,電
構 成 比(%)
量
4,360
新エ ネルギ ー
一方
力
55
原子力
地
電
構 成 比(%)
量
度対策 ケ ース
4,821
力
水
力
2010年
度 実績
1
100
10,560
気 事 業 審 議 会 需 給 部 会 中 間 報 告1998年6月)
実 際 の 供 給 責 任 を 負 う 者 の 立 場 と し て,よ
力 会 社 の 供 給 計 画 に 関 し て は,上
り
記 需 給 見 通 し とは 各 エ ネ ル ギ ー 燃 料 種 別 毎 の
現 実 に 即 した 供 給 計 画 とな っ て い る も の と 思
予 測 値 が や や 異 な っ て と りま と め られ て い る 。
われ る。
図1-2に
電 源 種 別 々発 電 電 力 量 構 成 比 を 示 す 。
1鵬[
(9、035億kWh)(10,016億kWh)(11,082億kWh)
轟
一 一
蕪
'
遷 轟
一
三L
(928)回
一
.脚
藁瘤
漁。
鎌
の
…脳
・
一
・,の9
聡
濡-
(2,494
1琶 一
回)
ヨ .プ 国
、4e)
髄;￡
三
___L_,
9(推
、':.二'観...
鴨
'
甲_
(LOO3)回
蹴"一
一 ・
遡
國
一
(965)回
定 実 績)141g(年
度)
(1997)(2002)(2007)
(注1)〔]内
(注2)入
図1--2電
は 構 成 比(%)、()内
は 発 電 々 力 量(億kWh)を
札 によ る電 源種別 未 決定 分は
「LPG・
源 種 別 々 発 電 々 力 量 構 成 比(10電
示 す 。
歴 青質他 」 に含 む 。
力 ・卸 電 気 事 業 者 ・卸 供 給 事 業 者 そ の 他)
(出 所1平 成10年 度 電 力 長 期 計 画 の 概 要,中 央 電 力協 議 会,平
一5-一
成10年3月)
両 図 表(表1-3お
み た 場 合,長
よ び 図1-2)を
期 エ ネ ル ギ ー 需 給 見 通 し と電 力
の 供 給 計 画 と は 目 標 年 度(特
に 最 終 年 度)お
よ び と り ま と め 方 も 異 な り,単
し い が,概
炭 とLNGへ
例 え ば,長
見 比べ て
純 な 比較 は難
して電 力 の供 給 計画 にお いて は石
の 期 待 が 大 き くな っ て い る 。
期 エ ネ ル ギ ー 需 給 見 通 し で は,
2010年 度 の 電 源 構 成(電
力 量 ベ ー ス)で
は,
石 炭 火 力 は1,360億kWh(13%)と
現 状 と大 差
な い が,電
度ではある
力 の 計 画 で は,2007年
が,2,350億kWh(21%)と
大 き くな っ て い る 。
(
長 期 エ ネ ル ギ ー 需 給 見 通 し は,前
に あ ら ゆ る 分 野 でCO2低
つ,長
述の よう
減 を 目一 杯 は か りつ
期 的 な エ ネ ル ギ ー の 需 要 に応 え る と い
う 計 画 と な っ て い る が,同
見 通 し よ り石 炭 利
用 量 が 増 加 す る こ と に な れ ば,そ
れ に 伴 うC
O2増 加 分 を 他 の 方 法 で 吸 収 す る か,あ
CO2発
るい は
生 量 の よ り少 な い 石 炭 利 用 技 術 が 必 要
と され る。
そ の 視 点 に 立 つ と,高
効 率 発 電 に よ りCO2
発 生 量 を 低 減 で き るIGCCの
早期 実 用化 は
大 き な 意 味 を 持 つ こ と に な る と 考 え られ る 。
r ＼
一6一
2石
ガ ス 化 は,都
炭 ガ ス 化 の歴 史
市 ガ ス 用 と と も に産 業 用 と して も
広 く用 い られ 発 展 し て い っ た 。 な お,産
(1)そ
し て は,ア
の 始 ま りか ら石 油 危 機 まで
石 炭 ガ ス 化 の 歴 史 に つ い て は,本
料,薬
「新 エ ネ ル
ギ ー 展 望 」 シ リー ズ の 先 の 報(「 石 炭 ガ ス 化 編 」
1998年3月)で
詳 し く述 べ て い る の で,こ
は そ の 歴 史 を 概 説 し,特
に イ ギ リ ス の,W・
品,代
替 ガ ソ リ ン の 製 造 用,あ
よ う に な る と,石
ら に天 然 ガ ス も導 入 され る
炭 自 体 の 利 用 が 減 少 し,同 時
に 石 炭 か らの ガ ス 化 の 需 要 も 衰 退 し て い っ た 。
か ら 約200年 前 の1792年
南 ア フ リカ の よ う に 石 油 の 輸 入 が で き ず,国
炭 か ら可
燃 性 ガ ス を 取 り出 し た こ と が 最 初 と さ れ て い る 。
策 上 石 炭 か ら の ガ ソ リ ン製 造 を 目 的 と して,石
炭 の ガ ス 化 技 術 を 大 量 に 採 用 した と こ ろ も あ っ
当 時 の エ ネ ル ギ ー 源 の 主 流 は 石 炭 で あ り,石
炭 ガ ス は そ の 簡 便 さ か ら,都 市 の 照 明 用 ガ ス あ
た が,全
る い は 暖 房 用,い
然 ガ ス に 取 っ て 代 わ ら れ,も
わ ゆ る 都 市 ガ ス と して 利 用 さ
れ る よ う に な り,イ ギ リス で は,1810年
り,ま た ア メ リ カ で は1820年
炭 は 石 油,天
は や そ の 出番 は な
の専 門
(2)石
会 社 が 設 立 され る よ う に な っ た 。
と く に ア メ リ カ の 場 合,今
世 界 的 傾 向 と して は,石
くな っ て し ま う の で は な い か と 思 わ れ た 。
初頭 よ
頃 か ら,そ
るい は工
場 用燃 料 等 多 方 面 にわ た って い た 。
な 石 油 が 普 及 し,さ
に石 油危 機 以 降 の発 展
マ ー ド ッ ク が,石
タ ノー ル な どの 化 学 原
しか し そ の 後 世 界 的 に 安 価 で 取 り扱 い が 容 易
こで
状 況 を 中心 に説 明 す る 。
石 炭 の ガ ス 化 は,今
ン モ ニ ア,メ
業用 と
油 危 機 を 契 機 と して
1973年 の 石 油 危 機 に よ り石 油 供 給 の 脆 弱 さ と
世 紀 に 入 っ て,産
業 用 と して 利 用 され る よ う に な っ て 大 い に発 展
と もに 改 め て 石 炭 が 持 っ て い る埋 蔵 量 の 大 きさ、
した と言 わ れ る。
賦 存 域 の 多 様 さ な ど の 特 徴 か ら,石 炭 が 再 び 見
例 え ば1930年
代 の ア メ リ カ で は,1万
え る ガ ス 化 装 置 が 製 造 さ れ,年
直 さ れ,同
台 を超
間1200万
視 点 か ら注 目 さ れ る こ と と な っ た 。
トン の
そ の 第 一 は,石
石 炭 を ガ ス に 変 換 した と 言 わ れ る 。
炭 ガ ス 化 技 術 を 従 来 か らの 用
途 で あ る 都 市 ガ ス 用,産
我 が 国 に お け る 石 炭 ガ ス の 利 用 も や は り都 市
ガ ス か ら始 ま り,東 京 ガ ス(株)他
時 に 石 炭 か らの ガ ス 化 技 術 も 新 た な
え,発
が今世紀初
業 用 と して の 分 野 に 加
電 用 と して期 待 す る も の で あ っ た 。
そ
め に 既 に 経 験 を 積 ん だ 海 外 の 技 術 を 導 入 して 石
し て 石 炭 ガ ス 化 技 術 を 大 き く発 電 用 を 目 的 と し
炭 に よ る都 市 ガ ス 供 給 を 行 っ た 。
た も の と,都
そ の 後 石 炭 の ガ ス 化 は,都
て は,第
の に使 い 分 け る よ う にな っ た。
市 ガ ス用 と して 継
続 利 用 さ れ る こ と と な る が,特
第 二 は,近
に ドイ ヅ に お い
二 次 世 界 大 戦 突 入 を 契 機 と し て,同
で の 産 出 が な い 石 油 に 代 わ り,豊
市 ガ ス 用 ・産 業 用 を 目 的 と し た も
年 の 社 会 的 ニ ー ズ を 反 映 し,従
型 の ガ ス 化 技 術 よ り大 量 処 理 が 可 能 で,環
国
富に産 出する
性 も優 れ,ま
来
境特
た 経 済 的 に も優 れ た も の が 要 求 さ
石 炭 か ら エ ネ ル ギ ー を 回 収 す る 目 的 か ら,石 炭
れ た こ と で あ る 。 そ の 観 点 か ら,既 存 技 術 を そ
ガ ス 化 の 技 術 が 盛 ん に 行 わ れ,こ
の ま ま 使 う こ と は し な い で,よ
の時近代 的ガ
ス 化 の 原 形 と も い わ れ る ル ル ギ 炉(固
式),ウ
イ ン ク ラ 炉(流
動 床 方 式)に
定床方
指 向 さ れ,世
そ の技 術 開 発 の背 景 を な した の が 各 国政 府 の
れ らは
エ ネ ル ギ ー 政 策 で あ り,特 に ア メ リ カ,ド イ ヅ,
述 の最 近の ガ
イ ギ リス 等 で は,そ の 技 術 開 発 を 促 進 す る 補 助,
開 発 さ れ た 。 な お,こ
第1世 代 の ガ ス 化 炉 と 呼 ば れ,後
界 的 に 技 術 開 発 の 計 画 が 立 て られ
た。
続 き,そ
の実 用 化 は 戦 後 とさ れ る も の の コ ッパ ー ス 炉
(噴 流 床 方 式)が
り優 れ た 技 術 が
支 援 措 置 が 積 極 的 に 講 じ られ た 。
ス 化 炉 が 第2世 代 の ガ ス 化 炉 と 呼 ば れ る の に 対
第 三 は,石 炭 ガ ス 化 技 術 の 利 用 形 態 と して は,
比 し て 使 い 分 け られ る 場 合 も あ る 。 そ の 後 石 炭
一7一
そ の 当 時 よ り天 然 ガ ス 利 用 分 野 に お い て 既 に注
有 す る エ ネ ル ギ ー の 回 収 が 十 分 で きな い た め発
目 され る よ う に な っ て き た ガ ス タ ー ビ ン と の組
電 プ ラ ン トの 効 率 面 で 不 利 と な る こ と か ら,ガ
み 合 わ せ,す
ス 化 炉 自体 で タ ー ル 発 生 を 抑 制 す る,あ
る 。1970年
な わ ち複 合 発 電 と して の 適 用 で あ
代 当 時 は,ガ
夕 一 ル が 出 な い ガ ス 化 炉 が 好 ま しい 。 タ ー ル の
ス タ ー ビ ンの燃 焼 器 出
口 温 度 は せ い ぜ い1100℃ 級 で,そ
るいは
れ を 利 用 した
分 解 に は 約900℃ 以 上 の 高 温 雰 囲 気 ガ ス が 必 要
天 然 ガ ス 利 用 発 電 プ ラ ン ト(コ ン バ イ ン ドサ イ
と 言 わ れ,そ
ク ル)の 発 電 効 率 も 高 々40パ ー セ ン トで あ っ た 。
そ の よ う な 高 温 度 で ガ ス化 す る炉 形式 が 主 流 に
し か し,ガ
ス タ ー ビ ンサ イ ク ル と蒸 気 タ ー ビ
の た め 発 電 用 ガ ス 化 炉 と して は,
な って い る。
ン サ イ ク ル の 組 み 合 わ せ で あ る コ ン バ イ ン ドサ
イ ク ル は,本
(高 温 化)に
(
質 的 に,ガ
ス タ ー ビ ンの 高 効 率化
伴 い 高 効 率 化 す る こ と,ま
(3)石
たガス
石 炭 ガ ス 化 は,石
炭 とい う 固体 炭 化 水 素 化 合
タ ー ビ ンは 航 空 機 用 ガ ス ター ビ ンの 発 展 と もあ
物(CnHmOz)を
い ま っ て 将 来 着 実 に そ の効 率 が 上 昇 す る こ とも
の 酸 素(又
予 想 さ れ,石
へ と 変 換 し た も の で あ る か ら,ガ
ス化 ガ ス の成
組 み 合 わ せ を 指 向 す べ き と い う理 解 が 広 ま っ た
分 は,主
に 水 素,一 一酸 化 炭 素,二
酸 化 炭 素,水
と 考 え られ る 。
蒸 気,お
よ び 窒 素 か ら構 成 さ れ る 。
炭 の ガ ス 化 は,ガ
ス タ ー ビ ン との
そ の た め の 石 炭 の ガ ス 化 は,都
市 ガ ス 用,産
加 熱 あ る い は還 元 性 雰 囲 気 で
は 空 気)と
(注,石
の 化 学 反 応 に よ りガ ス 状
炭 ガ ス 化 は,化
学 等 量 反 応(石
炭 を
業 用 の よ うに メ タ ン主 体 の 高 カ ロ リー 化 す る と
空 気 ま た は 酸 素 の 過 不 足 な く燃 焼 を行 わ せ る 反
機 器 構 成 も 複 雑 と な り,発
応)よ
電 用 と して の 実 用 性
お よ び 経 済 性 を 損 な う こ と に な る の で,ガ
スタ
成 ガ ス 中 に は 余剰 の酸 素 は 存 在
し な い 。)
を 有 し て い れ ば よ い と 言 う理 解 か ら シ ス テ ム 構
成 が 簡 素 化 で き,ま
り少 な い 空 気 ま た は 酸 素 に よ る 化 学 反 応
で あ る た め,生
ー ビ ン で 受 け 入 れ られ る に 十 分 な 発 熱 量 と 組 成
(
炭 ガスの用途別分類
可 燃 性 成 分 で あ る 水 素,一
に よ っ て,生
た 経 済 性 の 観 点 か ら有利 と
酸 化 炭 素 の含 有 量
成 ガ ス の 発 熱 量 が 異 な る が,一
般
な る比較 的低 い発 熱 量 の ガ ス化 ガ ス すな わ ち
に 発 熱 量 が800∼1500kcal/Nm3程
低 ・中 カ ロ リー ガ ス が 指 向 さ れ る こ と と な っ た 。
カ ロ リ ー ガ ス,2000∼4500kcal/Nm3程
度 の ガス
を 中 カ ロ リ ー ガ ス,4500kcal/Nm3以
上 を高 カロ
そ の 際,ガ
ス 化 炉 出 ロガ ス 中 に タ ー ル 等 の 重
質 油 系 未 分 解 成 分 が 存 在 す る と,多
ル が 生 ず る 要 因 と な り,こ
リ ー ガ ス と 称 し て い る(13)。
く の トラ ブ
の た め タ ニ ル の発 生
低 カ ロ リ ー ガ ス 化 は 空 気 に よ る ガ ス 化(空
せ ぬ ガ ス化 炉 が 望 まれ た。
ガ ス 化),中
タ ー ル は 比 較 的 低 い 温 度 で ガ ス 化 を行 う と き
の よ う に ガ ス 化 の 度 合 い が 不 完 全 で,石
度 の ガス を低
化(酸
炭 の成
気
カ ロ リー ガ ス 化 は酸 素 に よ る ガ ス
素 ガ ス 化)ま
添 加 し た も の,そ
た は 空 気 ガス 化 に水 蒸 気 を
し て 高 カ ロ リー ガ ス 化 は 中 カ
分 で あ る炭 水 化 物 が 分 解 さ れ な い ま まガ ス状 と
ロ リー ガ ス 化 を ベー ス に生 成 ガス の成 分 変 換 に
な っ て 生 成 す る も の で,こ
よ りメ タ ン 等 高 カ ロ リ ー 成 分 の ガ ス の 割 合 を 増
流 の 熱 交 換 器,配
管,ま
れ が 発 生 す る と,後
た は 弁 類 で の 閉 塞,あ
し た も の で あ る 。(注
る い は 最 終 的 に ガ ス タ ー ビ ン ま で 到 達 す る と,
ガ ス をLowBTUGas,中
そ の トラ ブ ル の 原 因 と な りや す い 。
BTUGas,高
タ ー ル は 生 成 し た 後 で も,ガ
ス清浄の 部分で
除 去 す る こ と も 可 能 で あ る が(そ
去 す る た め の 系 統 が 複 雑 と な り,ま
カ ロ リー
カ ロ リ ー ガ ス をMedium
カ ロ リ ー ガ ス をHighBTUGusと
称 し て い る 。)
れ までのガス
化 技 術 は そ の 方 式 を 採 用 し て い た),し
・英 語 で は,低
石 炭 ガ ス 化 プ ロ セ ス の 概 念 を 図2-1に
か し除
たタールの
一8一
示す。
こ こ で 発 電 用 の ガ ス 化 ガ ス と し て は,低
カロ
高 カ ロ リ ー ガ ス は,都
利 用 さ れ て きた 。
リ ー ガ ス ま た は 中 カ ロ リー ガ ス が 対 象 と さ れ,
(5>メ タ ン 化
3H2十CO→
CH4十H20
市 ガ ス用 或 い は 化 学 用 に
画
(A)高 カ ロ リー ガ ス
H2/CO≒3
(3)シフトコンバ.一シ"ヤン
CO十H20→
CH2十H2
CH4xH2
(B>中 カ ロ リー ガ ス
≒
〉(C)低 力 ロ リー ガ ス
CO,CO2
H20,H2S
(1)原料 調 整
石 炭 一〉
は 粉炭
Y______一
一 水蒸気
一
前処理
気素素
空酸水
図2--1石
(出 所:木
水蒸気
(1)発 熱(乾
留)
(2)吸 熱(水
性 ガ ス)
(3)発 熱(転
化)
(4)発 熱(水
添)
熱
チ ヤー
灰
ス ラグ
炭 ガ ス 化 の 一 般 的 プ ロセ ス
村英雄
石 炭 化 学 と 工 業)団
一一9一
3石
炭 ガ ス 化技 術 の 種 類 と原 理
成 上 の 特 色 は,元 素 分 析(無
炭 素 は 約70∼90%,水
水 無 灰 べ 一 ス)で,
素 は4∼7%,酸
3.1石
炭 ガ ス化 の原 理
20%で
G)石
炭 ガ ス 化 と は(2)(3}
硫 黄 等 で あ る 。そ の 様 な 点 も あ り,炭 素,水 素,
石 炭 は,太
没 し,天
り,そ
古 の植 物 が水 底 また は 土砂 中に 埋
た は 炭 素 の 割 合)に
す る 手 法 も 取 ら れ て い る(3)。
ま た,石
よ り炭
い も の に 順 に,泥
亜 炭,褐
よび 無 煙 炭 に 分類 さ れ
青 炭,お
炭 に 付 着 し た 水 分,お
よび 灰 分 を含
む 石 炭 受 入 れ 時 の 実 態 に 即 した 性 状 を 示 す も の
化 度 の 低 い も の か ら,高
炭,渥
りは,窒 素,
酸 素 を 三 元 素 と呼 び そ れ に よ って 渥 青 炭 を分 類
然 の 炭 化 作 用 を受 け た も の の総 称 で あ
の 炭 化 度(ま
こ の 三 元 素 が 大 半 を 占 め,残
素 は5∼
炭,
と して 工 業 分析 に よ る値 が利 用 さ れ る こ とが あ
る。
る。 渥 青 炭 は 同 分析 値 に よ れ ば石 炭 中 の 固 定 炭
石 炭 ガ ス 化 の 対 象 と な る 石 炭 は,一
部外 国で
(
は 褐 炭 が 使 用 さ れ て い る と こ ろ も あ る が,一
に は 渥 青 炭 が 対 象 と さ れ る 。 な お,渥
7
素 と 揮 発 分 の 比 で あ る 燃 料 比 で1∼4の 範 囲 に 分
般
類 さ れ る(2)。
青 炭 の組
図3-1に,そ
の 分類 の概 要 を示 す 。
95
/、
90
6
ノ
9000
ノ
1一
、
ノ
憲
4
慧
董80
(
・。≦ ・りご 制 葉 総 s 怒
(蕊 )傘 綿 餐 c螺 黛
くり
§
!
ノ
ノ
!
8000 『
/
'
ノ →〆
＼
駕
蕎
度
れ
,れ
つ
(
無
煙
炭
皇
j昊
/薫
)
'
75
凝ぜ'
＼
/ノ 転 曳愚
/建
3
崖
3
、
9L'
/
8500 1
＼ 、
、
ノ
ノ
85
/
＼
!
)
)
、
＼
＼
一
7500
＼
ノ トー一一一一 一へ
'
(
/
燃
'
2
70
7000
o,671
1.01.5
純 炭 は無 水 ・無 灰へ 一 ス
(出 所:火
炭 の分 類
力 原 子 力 発 電 必 携)囲
に よ り固 体 状 態 下 に あ る 炭 素,水
こで は 渥 青 炭 を 意
味 す る もの と す る。
水 分,窒
黄,他
素,及
び酸 素
等 の 元 素 を い か に 分 離 し て ガ ス と して 取 り出 す
の 石 炭 は 上 述 の 三 元 素 の 他,灰
素,硫
.0
純 炭 の 固 定 炭 素(%)
図3-1石
さ て,そ
比i
405060708090100
注
以 下 石 炭 と 言 う 場 合 は,こ
饗
2.34
一
か と言 う こ とで あ る。
分,
微 量 成 分 か ら構 成 さ れ,
安 定 した化 学 結 合 状 態 下 に あ る各 元 素 を分 離
そ の 構 造 は ベ ン ゼ ン 核 を 主 体 に メ チ ル 基(-
す るのには分離 のためのエネルギーが必要で あ
CH4),水
り,そ
酸 基(-OH)等
が 複 雑 に化 学 結 合 し
た も の で あ る 。 石 炭 の ガ ス 化 は,そ
の化学結合
の た め に酸 素 ま た は 空 気 と石 炭 とを反 応
さ せ て そ の 際 生 じた 熱(エ
一10一
ネ ル ギ ー)で,上
述
の ガ ス を 分 離 す る の が ガ ス 化 で あ る 。 た だ し,
した が っ て 上 述 の 各 種 ガ ス 化 方 式 採 用 に 際 し
て は,そ れ ら の 点 も十 分 検 討 さ れ る 必 要 が あ る 。
酸 素 や 空 気 を 化 学 等 量 以 上 の 量 を 供 給 す る と,
反 応 に よ り発 生 し た ガ ス(生
成 ガ ス)は
炭酸 ガ
ス や 水 蒸 気 な ど い わ ゆ る燃 焼 ガ ス とな る の で,
ガ ス 化 に 際 し て は,等
(2)石
量 よ り少 な い 酸 素 ま た は
空 気 で 石 炭 中 の 炭 素,水
素 を 分 離 さ せ,水
素,
炭 ガ ス 化 の 反 応(4〕
石 炭 ガ ス 化 反 応 の 過 程 は,ま
が 起 こ り,メ
ず石 炭 の 熱 分 解
タ ンや低 級 炭 化 水 素 ガ ス を発 生 し
一 酸 化 炭 素 等 の 可 燃 性 ガ ス を 作 り出 す こ と で あ
チ ャ ー が 得 られ る 。 続 い て 次 の 諸 式 に 示 さ れ る
る。
よ うな チ ャー ま た は石 炭 に ガ ス化 剤 で あ る水 蒸
そ の 生 成 ガ ス を作 る 基 本 と な る石 炭 と酸 素
(空 気)の
反 応 の 仕 方 に お い て,石
混 合 方 法,反
応(滞
留)時
(酸 素 ま た は 空 気),石
間,ガ
気 や 空 気,酸
に,発
炭 の 粒 径,
力,滞
らに
留時間等
の反 応条 件 に よ っ て も 異 な る組 成 の ガ ス が 得 ら
何 に 選 択 し 組 み 合 わ せ る か に よ っ て 多 くの ガ ス
れ る 〔4)。
化 方 式 が提 案 され て い る。
(注,チ
ま た ガ ス 化 に お い て は,上 述 の 反 応 面 の 他 に,
f
ャ ー は,非
粘 結 炭 を 乾 留 した 時 に 得
られ る 残 留 の 固 形 分 。 一 般 に形 状 は ほ と ん ど 原
融状 態 で 流 れ 出 る 時 の指
標 で あ る 融 点 又 は 流 動 点,高
生 し た ガ ス 相 互 間 の ガ ス 化 反 応,さ
ガ ス 化 が 行 わ れ る 時 の 温 度,圧
ス化 剤 の 種 類
炭 の 供 給 方 法 な どを 如
特 に 石 炭 灰 の 性 状(溶
素 及 び水 素 な どが 反 応 す る と とも
形 の ま ま で あ る が,多
温度 伝 熱 面 へ の灰
少 の 亀 裂 を生 じて膨 張 ま
た は収 縮 した くだ けや す い性 質 とな って い る。
の 付 着 の 度 合 い を 示 す ス ラ ギ ン グ 性,あ る い は,
成 分 的 に は,炭
中温 度 伝 熱 面 へ の灰 の付 着 の度 合 い を 示 す フ ァ
結 炭 を 乾 留 し て 得 られ る も の は コ ー ク ス と 呼 ば
ウ リ ン グ 性 な ど)と
れ る 〔%)
が,ガ
粘 結 性 な どの物 性 面 の特 徴
ス 化 炉 特 性,特
に 機 能 面,運
一般 的 な
転 面 の性 能
素 分 と 灰 分 よ りな る 。 な お,粘
,ガ ス 化 の 基 本 反 応 式 を 次 に 示 す 。
に大 きな 影 響 を及 ぼ す 。
1)熱
分解
石 炭 → メ タ ン 等 ガ ス 成 分+タ
+チ
①
ャ ー(C)
素 と の 反 応
C十
〇2→
② ③ ④
2)酸
ール等重質油成分
・CO2
C十1/202-・>CO
(発 生 炉 ガ ス 反 応)
C十CO2≒>2CO
蒸気 との反応
C+H20→CO+H2(水
C十2H20一
CO+H,O→
今CO2十2H2
・CO2+H,(シ
フ ト反 応)
素 と の 反 応
C十2H2→
CO十3H2→
・CH,
⑧ ⑨
4)水
性 ガ ス 反 応)
⑤ ⑥ ⑦
3)水
(メ タ ン反 応)
・CH4十H20
一11一
式 ② は,完
全 酸 化 あ る い は 燃 焼,式
式 ⑧ は,メ
③は部分
タ ン化 反 応 と呼 ば れ メタ ン を 生成
燃 焼 あ る い は 不 完 全 燃 焼 と呼 ば れ る 式 で 両 式 と
す る反 応 で あ る 。 式 ⑨ は 一 酸 化 炭 素 と 水 素 か ら
も 熱 を 発 生 す る 発 熱 反 応 で あ る 。 これ らの 発 生
メ タ ン を 合 成 す る反 応 で あ る 。 い ず れ も,発
熱 が,石
反 応 で しか も 分 子 数 を 減 少 さ せ る 反 応 で あ る か
炭 ガ ス 化 に お け る 発 生 炉 ガ ス 反 応,水
熱
性 ガ ス反 応 を主 とす る吸 熱 反 応 に対 す る 熱 を供
ら 常 圧 の ガ ス 化 で は 余 り問 題 と さ れ な い が,加
給 す る 。 式 ④ は 発 生 炉 ガ ス 反 応(Boudouard反
圧 下 で 比 較 的 低 温 度 領 域 で進 行 す る。
応 と も 呼 ば れ る),式
⑤ は 水 性 ガ ス 反 応 で,と
3.2石
も に 吸 熱 反 応 で あ り石 炭 ガ ス 化 の 主 反 応 と も い
わ れ る 。 式 ⑥ は,式
⑤ に付 随 して 起 こる 反応 で
石 炭 ガ ス 化 炉 の 代 表 的 な 種 類 と し て は,固
床,流
あ る。
/
t
上)で
す る 時 間 が 短 く)ガ
反 応 は 早 く(平
動 床,噴
表3-1は
式 ⑦ は 発 熱 反 応 で あ りシ フ ト反 応 と 言 わ れ 特
に 高 温(900。C以
炭 ガ ス化炉 の種 類
定
流 床 お よ び 溶融 床 が あ る。
そ れ ぞ れ の 概 要 を 示 した も の で あ る 。
衡 に達
ス 化 炉 出 口組 成 を 決 定 す る
重 要 な 式 の 一 つ で あ る。
表3-1石
形
項
式
移 動床 式 ガ ス化 炉
目
容
量
灰 分 抜 出 し方 式
ガ ス化 温 度(℃)
適 用 炭 種
石 炭投入 方式
炭 ガ ス化炉 の特 徴
小
大
乾 灰式
ス ラグ式
450∼IlOO
流 動床 式 ガ ス化 炉
中
乾灰 式
非粘 結 炭
非 粘 結炭 ∼ 微 粘結 炭
乾 式 ・塊 炭
乾 式 ・微粉 炭
石 炭 粒 径(mm)
5以 上
タール分 ・副 生 物 の 生 成
あ
BGC・Lurgi
U・ガ ス
1.Winker
3.石
(
炭 技 研
石炭
水蒸気 膣
1.TaxaCO
な
し
1.住 友 金 属
2.Dow
ガス
義または
ガス
難
灰分
灰分
灰分
力 原 子 力 発 電1998年10月)15)
る も の で,ガ ス 化 反 応 温 度 は400℃ ∼1100℃ で,
定 床 ガ ス化 炉
ガ ス 化 時 間(石
格 子 の 上 に置 か れ た 石
に 石 炭 は 火 格 子 上 部 よ り供 給 し,酸
下 ガ ス 化 剤 と称 す)は,炉
炭 が投 入 され て ガ ス化 が 完 了 す
る ま で の 時 間)は,1時
炭 を長 時 間か け て ガ ス 化 す る方 式 で あ る。 一 般
し て,火
1.Shell
2.電
中研
3.IGC組
合
(三 菱 重 工)
4.HYCOし
組 合
(日 立)
ま
素捌気
酸ま空
素 または
気
(出 所:火
気(以
し
石炭
灰分
固 定 床 ガ ス 化 炉 は,火
な
水蒸気
石炭
水蒸気
(1)固
制限な し
下
微 量
ガス
ガス
代表的 なガス化炉
乾 式
湿 式 ・ス ラ リ
O.1以
2.KRW
>1500
制限 な し
乾 式 ・微 粉 炭
可能 性 あ り
少 量
微 量
微 量
Lurgi
1200∼1600
O.1∼3
り
少 量
灰分 中の未燃焼 炭素分
大
ス ラグ式
乾灰 ・造粒 式
850∼llOO
450∼1600
溶 融浴 式
ガ ス化 炉
噴 流床 式 ガス化 炉
素 また は 空
間 前 後 と長 い 。
供 給 さ れ る 石 炭 は3∼50m皿 の 塊 炭 で,そ
れ よ
り小 さ す ぎ る と 石 炭 粒 子 が 未 反 応 の ま ま で 飛 び
底 部 か ら供 給
出 す の で,粒 径 に よ りガ ス 化 効 率 が 左 右 さ れ る 。
格 子 の 上 に推 積 して い る 間 に ガ ス化 す
一12一
(注,未
反 応 の ま ま 飛 び 出 し た 石 炭 粒 子(チ
ー)は,ガ
ス 中 に 同 伴 さ れ,集
収 さ れ る が,そ
ャ
じ ん 機 に よ り回
れ を再 び 固 定 床 部 に投 入 して も
同 様 の 飛 び 出 し が 起 こ る の で,い
っ た ん 回収 し
ま た ガ ス 化 剤 と し て 酸 素 を 使 用 し た 場 合,水
蒸 気 の使 用 量 が 多 い ヒ とを 問題 と して 指 摘 さ れ
ることもある。
本 形 式 を 代 表 す る ガ ス 化 炉 と し て は,世
界的
た 同 粒 子 を 何 ら か の 方 法 で 粒 を 大 き く す る(造
に は ル ル ギ炉 が 多数 採 用 され て い る 。 同形 式 に
粒)工
お い て は,一
夫 が 必 要 で あ る 。)
火 格 子 上 方 よ り投 入 さ れ た 石 炭 は,熱
予 熱,脱
揮 発(乾
留)さ
れ,石
ガス で
炭 層 の 下 部 で最
本 形 式 の 長 所 の 第1は,石
酸 素,空
炭 供 給 は 上 か ら,
気 の ガ ス 化 剤 は 下 か ら供 給 さ れ,石
規 模 と言 わ れ る。
な お,こ
終 的 に ガ ス 化 さ れ,灰 は 下 方 よ り取 り出 さ れ る 。
炉 あ た り の 最 大 規 模 は 約1000t/日
困 難,水
れ ら の 問 題,特
に 小 さい 粒 子 の利 用
蒸 気 の使 用 量 が 多 い 点 を解 決 で きる 固
定 床 の 改 良 型 技 術 と して ス ラ ギ ン グ炉 が あ る 。
こ れ は 火 格 子 を 取 り除 き層 状 に 積 み 重 ね られ た
炭
とガ ス 化 剤 が対 向流 で 接 触 す る た め石 炭 の加 温
石 犀 層 の 最 下 部 を 酸 素 を 利 用 し て 高 温 化 し,灰
と ガ ス 化 ま で の 反 応 が 効 率 よ く な さ れ,ま
を ス ラ グ 状 と し て 取 り出 す 技 術 で,BGCル
た生
成 ガ ス の 温 度 も 炉 出 口 で 低 く押 さ え られ る こ と
で あ る。
ル
ギ 炉 と し て 開 発 が 進 め られ て き た 。
イ ギ リス に あ る ブ リテ ィ ッシ ュ ガ ス 社
長 所 の 第2は,同
原 理 に 類 似 した 家 庭 用 石 炭
ス トー ブ な ど に も 採 用 さ れ て い る よ う に,操
(BritishGasCorp。)で
作
開 発 が 進 め られ,従
が 容 易 で 石 炭 の 粉 砕 な ど の 必 要 が な くか な り古
の 試 験 装 置 に よ り研 究
来 型 ル ル ギ炉 の 欠 点 が か な
り改 善 さ れ た と 言 わ れ る 。
くか ら実 用 に 供 さ れ て き た こ と で あ る 。
長 所 の 第3は,反
応 温度 が比 較的低 い ため高
(2)流
圧 力 条 件 で反 応 させ る とメ タ ンの 生成 量 が 多 い
動床
流 動 床 炉 は,1920年
代 に ド イ ツ のWinklerが
こ とで あ る。 そ の 特 長 を生 か した代 表 的 な 実 用
活 性 炭 を 製 造 す る技 術 と して 利 用 し た と さ れ,
プ ラ ン トが 南 ア フ リカ の サ ソ ー ル プ ロ ジ ェ ク ト
そ の歴 史 は 古 い 。
で あ り,石 炭 か ら合 成 ガ ソ リ ン を 製 造 す る プ ロ
流 動 床 炉 は,0。04∼1mm中
セ ス の キ ー テ ク ノ ロ ジ ー と して 活 用 さ れ て い る 。
本 形 式 を 発 電 用 と し て 考 え た 場 合 は,次
点 が 問 題 点 と し て 挙 げ られ て い る 。
そ の 第1は,固
状 の 石 炭 粒 子 を 下 方 か らの空 気 で 流 動 状 態 とな
っ て い る 砂 な ど(流
の諸
に 投 入 し,粒
定 床 によ るガス化反 応の た め
の い わ ゆ る細 粒 子
動 媒 体)で
形 成 され る層 中
子 の 活 発 な混 合 接 触 状 態 の 中 で石
炭 をガ ス 化 す る 方 式 で あ る 。 固定 床 方 式 に 比 ベ
反 応 温 度 が 低 く,タ ー ル の 発 生 が 多 い こ と で あ
ガ ス 化 温 度 は850℃ ∼1100℃
る 。 そ の た め,後
あ た り の 処 理 量 も 大 き い(2)。そ の た め 固 定 床 に
流 に,タ
ー ル 除 去 あ るい は タ
ー ル 処 理 装 置 が 必要 とな る 。
第2は,前
述 の 通 り,細
炉 内 の 温 度 分 布 が 均 一 で あ る た め,ガ
かな石 炭は利 用 しに
ま た,層
炭 を 塊 状 で ガ ス 化 す る た め,粘
結 炭)は,脱
内 の 石 炭 保 有 量 が 大 き い た め,短
間 の 給 炭 切 れ が あ っ て も,層
結
揮発過程 におい
る の で,(酸
て 膨 出 或 い は 粘 結 し閉 塞 の 原 因 と な りや す い 。
第4は,反
ス化反応
が 安定 す る とい う長 所 が あ る。
い。
性 の あ る 石 炭(粘
内容積
比 べ よ り大 型 の ガ ス 化 炉 が 可 能 で あ る 。 ま た,
くい こ と で あ る 。 こ の た め 石 炭 の 利 用 効 率 は 低
第3は,石
と 高 く,炉
時
内 で 反 応 が継 続 す
素 が 局 部 的 に 高 くな る懸 念 は 少 な
く)安 全 性 が 高 い と い う 長 所 も あ る 。
応 速度 が低 い ため単位 面積 当た り
流 動 床 方 式 の 問 題 点 の 第1は,反
応 温度 と反
の 処 理 量 が 小 さ く,一 炉 あ た りの 処 理 量 の 制 約
応 時 間が タ ー ル を完 全 に分 解 す る に は 不 十 分 で
が 大 きい こ とで あ る 。
あ り,生 成 ガ ス 中 に タ ー ル が 存 在 す る 可 能 性 が
一13一
点 を 超 え る 高 い 温 度 で 運 転 さ れ る た め,石
高 い こ とで あ る 。
第2は,流
動 床 内 に 蓄 積 さ れ る 石 炭 灰 は,一
炭灰
は 溶 融 ス ラ グ 状 態 で 取 り出 さ れ る 。 高 温 で ガ ス
般 的 に 流 動 媒 体 と と も に 下 部 に 抜 き 出 さ れ る が,
化 す る た め タ ー ル 分 の 生 成 が な い,排
同 時 に 流 動 層 内 に含 ま れ る 未 燃 炭 素 の 一 部 も 排
未 燃 炭 素 分 が 少 な い,炭
出 され る こ とで あ る。
ス 化 炉 容 積 あ た りの 石 炭 処 理 量 が 大 き く,大 型
第3は,流
動 層 を 形 成 す る 必 要 上,灰
灰 は 溶 融 ス ラ グ 状 で は な い こ とで あ る。
た だ し,第2と 第3の 問 題 点 を 補 う 方 法 と し て,
灰 取 り 出 し 部 の 一 部 を 高 温 状 態 と し部 分 的 に 融
研究
,本 形 式 で は 石 炭 は ガ ス 化 剤(ま
留 す る 問 の 極 め て 短 時 間 で 反 応 が 行 わ れ る が,
一 方 同気 流 中に搬 送 さ れ るチ ャー も高 温状 態 の
(
熱 交 換 器 等 が あ れ ば,チ
い 歴 史 を 持 っ て い る が,造
粒技
着 ・閉 塞(ス
術 に よ る 改 良 も あ り後 述 の 噴 流 床 方 式 と 並 ん で,
本 方 式 の 中 で,上
述 の ウ イ ン ク ラ(常
こ に狭 溢 部 あ るい は
ャ ー 中 の灰 分 に よ る 付
ラ ギ ン グ)を
お こ し 易 い とい う 本
質 的 問 題 を抱 え る。
こ の た め,炉
近 代 的 ガ ス 化 炉 と し て も位 置 づ け られ て い る 。
たは高
流 れ に 乗 って 高 温 部 の 炉 内 を 滞
ま ま 炉 出 口 に 搬 送 さ れ,そ
され て きて い る 。
同 方 式 は,古
一方
温 燃 焼 ガ ス)の
粒 技 術)も
種 の 適 用 幅 が 広 い,ガ
化 が容 易 な どが あ る 。
が融解
す る 温 度 以 上 に は 上 げ られ な い の で 抜 き 出 し た
け た 灰 と し て 取 り 出 す 技 術(造
出灰 中 の
出 口の 冷 却 とス ラ ギ ング 防止 が
本 形 式採 用 時 の 大 きな課 題 で あ る。
圧 型)
の 改 良 型 と も い え る も の が,ド
イ ヅ の ライ ン ブ
現 在 特 に 発 電 用 と し て 開 発 中 の ガ ス 化 炉,あ
ラ ウ ン 社(RheinbraunAG)が
開 発 を進 め て き
る い は実 用 化 され た ガ ス 化 炉 の大 部 分 は 噴 流床
た 高 温 ウ イ ン ク ラ 炉 と も い わ れ るHTWプ
ス が あ る 。 同 炉 は,流 動 床 上 部(フ
ロセ
方 式 が 多 い が,そ
リー ボ ー ド)
れ は,噴
流 床 の持 つ 上記 の 特
長 を 生 か し な が ら,同 時 に 高 温 で あ る た め の 本
に 空 気 を 入 れ て 高 温 雰 囲 気 に しタ ー ル を 分 解 し,
質 的 問 題 に対 して 各社 各様 の 工 夫 を こ ら した 対
さ らに 複 合 発 電 に も適 用 で き る よ う加 圧 化 した
策 が 行 われ て い る。 噴 流床 方 式 で す で に実 用 化
もの で あ る。
さ れ た 第1世 代 ガ ス 化 炉 の 代 表 的 シ ス テ ム は,
ま た,造
粒 技 術 の 適 用 を 計 っ た も の にWH
(
(Westinghouse)方
式(現
あ る い はIGT-Uガ
在 のKRWプ
既 に 多 く の 実 績 を 持 つ も の に コ ッパ ー ス プ ロ セ
ス が あ る 。 同炉 は常 圧 炉 で あ るが 酸 素 で高 温 ガ
ロ セ ス)
ス プ ロ セ ス が 挙 げ られ る 。
日 本 が1970代 後 半 よ り石 炭 技 術 研 究 所 夕 張 試
ス化 す る た め 一酸 化 炭 素 と水 素 主 体 の ガス で メ
タ ン が 少 な い た め,ア
ン モ ニ ア 合 成 に 適 して い
験 場 で 開発 を 進 め て い た 技 術 も原 理 的 に は 同一
る とい わ れ る。 実 際 ア ンモ ニ ア 合 成 ガ ス製 造 用
方 式 で あ る が,流
と して の 実 績 が 多 い 。
動 床 部 を上 下 二 段 に し下 部 に
は理 論 空 気 量 に 近 い空 気 を入 れ て 比 較 的 高 温 の
反 応 を 行 わ せ,同
本 方 式 は 近 年 に な り特 に 大 規 模 の 発 電 用 と し
燃 焼 ガ ス で 上 段 に投 入 さ れ る
て そ の 特 徴 が 評 価 さ れ,第2世
.石 炭 を ガ ス 化 し て い る 。 こ れ に よ り空 気 で の ガ
ス 化 が 可 能,タ
て 開発 実 用化 が進 め られ て きた 。
ー ル の 生 成 が 少 な い な どの特 長
そ れ ら の 中 に は テ キ サ コ プ ロ セ ス,シ
た も の も あ る 。 な お,我
が 国 で現 在 発 電 用 と し
て 開 発 が進 め られ て い るガ ス化 炉 も 同 方式 が 多
流 床 ガ ス 化炉
噴 流 床 ガ ス 化 炉 は,微
エル プ
ロセ ス な どの よ うに既 に商 用 規 模 で運 転 に 入 っ
が 挙 げ られ て い る 。
(3)噴
代 ガス化炉 と し
粉(1mm以
下)化
い。
した
石 炭 を 空 気 な ど の 気 流 搬 送 に よ り炉 内 に 供 給 し,
1200℃ 以 上 の 高 温 下 で 短 時 間(秒
オ ー ダ)で
応 さ せ る 方 式 で あ る 。 本 方 式 の 特 長 は,灰
反
の融
一14一
4石
炭 ガス 化 複 合 発 電 シス テ ム と ガ ス
化炉技術
∼
冷 却 装 置)と
ガ ス 精 製 装 置,発
タ ー ビ ン(含
発 電 機)と
機)か
4.1シ
ス テム フ ロー
IGCCは,コ
い て,天
然 ガ ス の代 わ りに石 炭 を ガ ス 化 した ガ
ス を 利 用 す る サ イ ク ル で あ り,し
た が っ て,ガ
ら構 成 さ れ る 。 構 成 す る 各 機 器 は,単
全 体 と し て 組 み 合 わ さ っ た 時 に,シ
た。
の と 考 え られ る 。
炭 は 燃 焼 し た 場 合 に,CO2発
素 酸 化 物,お
よびばい じ
炭 の コ ン バ イ ン ドサ イ ク ル へ の 適 用 と い
機 器 毎 に どの よ う な 選択 肢 が あ る の
か を簡 単 に紹 介 す る 。
炭 ガ ス化 部 分 の 石 炭 ガ ス化 装 置 の 選
択 肢 と し て は,ガ
今 の 社 会 的要
ス 化 炉 型 式 の 他 に,次
の よう
な 重 要 因子 が あ る。
請 に 受 入 れ られ る 環 境 影 響 の 少 な い 技 術 で あ る
① 石 炭 の 供 給 法(乾
こ と が 求 め ら れ,IGCCは,そ
② ガ ス 化 剤 の 種 類(酸
れ らの 課 題 を
ク リア す る 技 術 と し て 注 目 さ れ て き た 。
図4-1は,IGCCシ
使われたも
器 が 有機 的 に組 み合 わ さ れ て
ま ず,石
ス タ ー ビ ン に 受 入 れ られ る 石 炭 か
全 な)が
頭文字に
い る こ と か ら色 々 な 選 択 肢 が あ る 。
次 に,各
べ て 多 く,同 時 に 石 炭 灰 も排 出 す る 。 し た が っ
ら の 可 燃 性 ガ ス 発 生 と 同 時 に,昨
合 し た,完
IGCCは,機
ん 等 の環 境 汚 染 物 質 の発 生 が他 の 化 石 燃 料 と比
う場 合 は,ガ
ステム全体
そ の よ う な 意 味 か ら,IGCCの
Integrated(統
て,石
独
と し て 機 能 ・性 能 を 発 揮 す る た め に 調 和 す る も
率 化 と経 済 性 向 上 が期 待 され る こ とを 前 に 述 べ
黄 酸 化 物,窒
発電
の で な くて は な ら な い と さ れ る 。
ス タ ー ビ ン の 高 性 能 化 と と も に プ ラ ン トの 高 効
生 量,硫
蒸 気 タ ー ビ ン(含
ス
で 機 能 ・性 能 を 発 揮 す る こ と も 重 要 で は あ る が,
ンバ イ ン ドサ イ ク ル 発 電 に お
し か し 一 方,石
電 部 分 は,ガ
式 供 給 ま た は 湿 式 供 給)
素 ま た は 空 気)
③ 排 出 灰 の 物 理 的 形 状(溶
ス テ ム フ ロー の 一 例 を
融灰 また は未 溶融
灰)
示 した もの で あ る。
④ ガ ス 化 炉 出 口 の ガ ス の 冷 却 方 法(熱
回 収 型,
ク エ ン チ 型)
式式
乾湿
水 スラ リー
ドライ
加圧
原料炭
こ れ らは,ガ
塩
ゆ
ガ ス化 剤
(空気 また は酸 素)
空気
ン
の 他 に,プ
ス化 炉 型 式 に付 随 して 決 ま る も
ラ ン トの 狙 い,設
計 思 想 な どに よ り
決 定 され る。
例 え ば,灰
の 形 状 に 溶 融 灰 を 選 択 した 場 合,
蒸気
ガ ス 化 炉 形 式 は,噴
流 床 方 式 か ス ラ ギ ン グ型 固
定 床 方 式 が 対 象 とな る 。
ガ ス 精 製 装 置 に 関 して は,次 の 選 択 肢 が あ る 。
① 乾 式 ガ ス精 製
図4-1石
炭 ガ ス化複 合 発電 の
② 湿 式 ガ ス精 製
シ ス テ ム フ ロ ー(例)
③ 乾 式 と湿 式 の 組 み 合 せ 型
ま た,発
(出 所:小
林 繁 鋪,エ
電 部 分 の ガ ス タ ー ビ ン に 関 し て も,
石 炭 ガ ス の 発 熱 量 の 高 低,圧
ネ ル ギ ー 新 技 術 大 系)圃
出 の 有 無,燃
IGCCは,大
別 す る と石 炭 ガ ス 化 部 分 と 発
炭 ガ ス 化 装 置(含
焼 温 度 等,IGCC
特 有 の条 件 に 応 じた 検 討 項 目が あ る 。
電 部 分 に 分 け られ る 。
石 炭 ガ ス 化 部 分 は,石
焼 器 の 数,燃
縮 機 か らの空 気 抽
ガス
一15一
4。2代
表 的 な石 炭 ガ ス 化 技 術 の 概 要 川
以 下,近
発 生 し た 高 温 ガ ス は,供
給 され る塊 炭 を加 熱
す る こ と に よ っ て ガ ス 温 度 が 低 下 し,ガ
年 の ニ ー ズ に添 っ て発 電 用 を 主 目的
ス化 効
率 は高 い とい う固定 床 本 来 の 特長 も 有 して い る 。
と し て 開 発 が 進 め ら れ て い る 第2世 代 ガ ス 化 炉
の 中 か ら代 表 的 な ガ ス 化 炉 を 紹 介 す る 。
た だ し,石
炭 の層 が 均 一 に形 成 され な い と未
反 応 の 酸 素 が 上 部 に抜 け る とい う問題 点 が指 摘
4.2.1固
定床 方 式
(1)BGCプ
BGCプ
さ れ て い る(14)。
BGCプ
ロ セス
ロ セ ス に つ い て は,イ
ギ リス の ブ リ
ロ セ ス は,ル
ル ギ 方式 に 灰 の 溶 融 化
テ ィ ヅシ ュ ガ ス社 とル ル ギ社 との共 同 開発 に よ
を 取 り入 れ た も の で,固
定 床 方 式 の 石 炭 を燃 焼
る も の で,1958年
さ せ る 火 床(火 梯 子)を 撤 去 し て,そ
1975∼1983年
の 部 分 に酵
∼1964年
に350t/日
に100t/日
プ ラ ン ト,
プ ラ ン ト(イ
ギ リ ス,ウ
/f覧＼
素 等 を 投 入 し て 高 温 の 雰 囲 気 を 作 り,下
方に排
ェ ス ト フ ィ ー ル ド),そ
の 後1985∼1995年
に加
出 さ れ る 灰 を 溶 け た 状 態(ス
して取
圧 型(22気
実 証 プ ラ ン ト(同
上場
開 発 が 行 な わ れ て い る 。 た だ し,同
炉 を
ラ グ 状)と
所)で
出 す 工 夫 を した もの で あ る 。
こ れ に よ り従 来 の 固 定 床 の 問 題 点 と も い わ れ
る 排 出 灰 の 灰 を 溶 融 ス ラ グ 灰(湿
式 灰)と
圧)の600t/日
使 用 した 発 電 専 用 プ ラ ン トの 実 績 は ま だ な い よ
うで あ る。
し,
図4-2は,同
ま た ガ ス 化 炉 の 容 積 あ た り石 炭 処 理 量 の 増 大 も
方 式 の概 要 を 示 した もの で あ る。
狙 っ た も ので あ る。
4.2.2流
石炭
石灰 石
動床 方 式
こ こ で は,大
容 量 ・発 電 用 と し て の 適 用 も 検
討 さ れ て い るHTWプ
ロ セ ス とKRWプ
ロセス
に つ い て 紹 介 す る。
(1)HTWプ
ロ セ ス{18}
原 理 的 に は ウ イ ン ク ラ 炉 と 同様 従 来 型 流 動 床
(バ ブ リ ン グ 型 流 動 床)方
(
式 で あ る が,ウ
イン
ク ラ 炉 に お い て 高 圧 ・高 温 化 を は か り,単 機 あ
撹搾器
た りの 高 出 力 化 を 狙 っ た も の で あ る 。
平 均 数mmに
粗 砕 さ れ た 石 炭 は,乾
よ り流 動 床 反 応 部 に 投 入 さ れ,空
れ る 。 そ の 際,タ
式供 給 に
気 で ガ ス化 さ
ー ル 等 の 炭 化 水 素 分 は,層
内
で は 完 全 に 分 解(ガ ス 化)さ れ ず,上 部 層 外(ブ
リ ー ポ ー ド)へ 飛 び 出 して い く。 同 炉 で は,さ
ら に こ の 部 分 に 空 気 を 供 給 し 一 部 酸 化 して 高 温
に す る こ と に よ りタ ー ル 等 を 分 解 す る 。 実 用 規
模 の 検 討 で は,炉
で,生
内 圧27気 圧,反
成 ガ ス 中 の チ ャー の 大部 分 は 高 温 サ イ ク
ロ ン で 分 離 さ れ て,連
絡 管 を通 って 流 動 床 炉 に
戻 され る。
↓
ス ラグ
図4-2BGC炉
応 温 度920。C
灰 分 は,残
と と も に,ガ
の 構 造 概 要{14)
一16一
留 チ ャ ー(未
燃 カ ー ボ ン)の1部
ス 化 炉 床 よ りロ ッ ク ホ ッパ シ ス テ
ム を 介 して 灰(乾
同 方 式 は,前
き 灰)と
して排 出 さ れ る。
述 の と お り,ド
イヅのライ ンブ
ラ ウ ン 社 が 開 発 を 進 め て き た も の で,1956∼64
年 の 常 圧 ウ イ ン ク ラ 炉 で の144t/日 に よ る 試 験 後,
の36t/
日 パ イ ロ ヅ トプ ラ ン ト試 験 を 経 て,1986年
には
自社 敷 地 内(ド
イ ヅ,ベ
◇ 生成ガス
給炭 シ ステ ム
1965年 加 圧 で の ラ ボ 試 験,ま た1978∼85年
レ ン ラ ー ト)に720t/日
×10気 圧 の 実 証 炉 を 建 設 し た 。
イ クロ ン
リーボ ー ド部
同 炉 の 生 成 ガ ス は,近
隣 の メ タ ノー ル 製 造 工
管
場 に 送 られ メ タ ノ ー ル 製 造 用 と し て 用 い られ た 。
発 電 用 と し て は,1989年
に156t/日 ×25気 圧 の
流 動 床 ガ ス 化 実 証 炉 が,ド
建 設 さ れ,複
イ ヅの ベ ス リング に
素/空 気
動床
合 発 電 を前 提 と して 各種 の 試 験 が
行 な わ れ,IGCC商
用機 設計に必要なデータ
を 蓄 積 して い る ど い わ れ て い る 。
な お,同
炉 の 建 設 地 域 は ラ イ ン褐 炭 の 産 出 の 豊
富 な と こ ろ で あ り,渥 青 炭 を 含 む 各 種 の 炭 種 で
の 試 験 も な さ れ て い る が,褐
炭 に 関 す る試 験 が
最 も豊 富 で あ る。
図4-3にHTW炉
の概 要 を示 す。
図4-3HTW炉
(2)KRWプ
ロセ ス
か つ て,WH(Westinghouse)炉
4.2.3噴
と して 開 発
ス 化 で あ り,HTW炉
と 類 似 し て い る が,流
床 の 炉 床 部 の 空 気 投 入 部 分(ジ
で 高 温 部 を 形 成 し,灰
近 年 石 炭 ガ ス 化 技 術 に お け る 開 発,実
ェ ヅ トゾ ー ン)
(1)シ
エル プロセス川
シ エ ル プ ロ セ ス は,加
はかってい るところに
圧(約30気
圧)の1段
噴 流 床 方 式 で あ る。
特 長 が あ る。
動 媒 体(流
用化 の中
心 を な して きて い る 。
融 凝集 化 と も い え る灰 を局 部 的 に燃 焼 溶 融 化 し
ま た,流
容 量 特 に発 電 用 ガ ス 化 炉 と
し て 適 し た 特 性 を も っ て い る と い う こ と か ら,
動
の ア グ ロ メ レ ー ト化(溶
て 灰 の 塊 を 作 る 現 象)を
流床 方 式
噴 流 床 方 式 は,大
が 進 め られ た も の で あ る 。 本 炉 も 加 圧 流 動 床 ガ
し て,脱
の 構 造 概 要(14)
ガ ス 化 剤 は 酸 素 で,石
動 床 を 形 成 す る 媒 体)と
供 給 す る 乾 式 供 給 方 式(ロ
硫 剤 を 兼 ね て 石 灰 石 を 用 い て い る点 も
ッ ク ホ ヅ パ 方 式)が
採 用 さ れ て い る 。 反 応 部 の 温 度 は 約1500∼
特 長 と して 挙 げ られ る 。
酸 化 剤 は 基 本 的 に は 空 気 で あ る が,酸
蒸 気 の 使 用 も 可 能 で あ っ て,必
炭 は徴 粉 状 の ま ま 加 圧
1800。Cで,ガ
素 と水
ス化 と と も に灰 の 溶 融 化 も行 う。
生 成 し た ガ ス 化 ガ ス と チ ャ ー は 上 方 へ,溶
要 とす る生 成 ガ
融灰
ス の カ ロ リー あ るい は シ ス テ ム に よ って 使 い別
は 炉 壁 を 伝 っ て 下 方 よ り取 出 さ れ る 。 ガ ス 化 炉
け られ て い る 様 子 で あ る 。
上 部 の ガ ス 中 チ ャ ー(特
に 灰)に
よるス ラギ ン
グ 対 策 と し て は,ガ ス 化 炉 上 部 に 後 流 の 約250。C
の 低 温 に な っ た ガ ス 化 ガ ス(リ
を 投 入 し,ガ
一17一
サ イ ク ル ガ ス)
ス 温 度 を 灰 の 融 点 以 下 の 約900。C
ま で 下 げ て 防 止 し て い る 。 同 リサ イ ク ル ガ ス の
ル ダ ム),220t/日(ア
量 は,お
ァ パ ー ク)等
お む ね(炉
発 生)生
成 ガ ス量 と同 量 と
素 転 換 率(石
ス 状 炭 素 に な る 割 合)は99%以
れ ら
オ ラ ンダ の ブフナ ム発 電所
炭 中の 炭 素 が ガ
250MW級IGCC実
上,冷
ガ ス 化 炉 へ と展 開 し て き た 。
ガス効率
キサ ス州 デ イ
の 建 設 ・試 験 実 績 を も ち,そ
の 経 験 か ら1993年
い わ れ て い る(14)。
性 能 面 で は,炭
メ リ カ,テ
証 プ ラ ン ト用2000t/日
石炭
(石 炭 の 発 熱 量 に 対 す る 炉 出 口 生 成 ガ ス の 有 す
る 発 熱 量 で,高
値)は,80%前
(2)プ
温 ガ ス の 顕 熱 は 考 慮 して な い
レ ン フ ロ ー プ ロ セ ス(コ
ツパ ー ス プ ロ
セ ス)
後 で あ る。
常 圧 噴 流床 プ ロ セ ス で あ る コ ヅパ ー ス プ ロセ
炉 の 概 略 構 造 の 例 を 図4--4に 示 す 。
ス の 高 圧 版 とも い うべ き も の で あ る。 ガ ス化 炉
まぽガス
合
の 基 本 プ ロ セ ス は,同
方 式 の 開発 経 緯 の 関係 も
(
あ る が シ ェ ル 炉 に 類 似 し て お り,加 圧 一 段 噴 流
床 方 式 で 酸 素 を ガ ス 化 剤 と す る 中 カ ロ リー ガ ス
化 プ ロ セ ス で あ る 。 石 炭 は,微
粉炭状で窒素搬
送 に よ る ドラ イ フ ィ ー ド方 式 が 採 用 さ れ て い る 。
、バ ー ナ は,炉
の 下 部 に 水 平 方 向 に 設 け られ,実
証 プ ラ ン トの 例 で は 対 向4本 の バ ー ナ が 紹 介 さ
れ て い る。
反 応 の 基 本 は 酸 素 に よ る 高 温 雰 囲 気(温
1400℃ 程 度)で
上 部 へ,溶
〔〉 蒸気
温 ガ ス とチ ャー は
融 ス ラ グ は 下 部 よ り取 り出 さ れ る 。
上 部 の ガ ス 化 炉 出 口 の ス ラ ギ ン グ 対 策 と して は,
ぐ コ給水
ぱ
酸素[=〉
蒸気
ガ ス 化 し,高
度
脱 塵 ・冷 却 後 の 生 成 ガ ス(温
を 循i環利 用 して,ガ
度230。C)の
一部
ス 化 炉 頂 部 が800℃ に な る
よ う に 制 御 す る こ と に よ り対 処 さ れ る 。
な お,高
(
灰 融 点 炭 に 対 し て は,灰
の融 点 を
1400℃ 程 度 ま で 低 下 さ せ る た め 石 灰 石 を 融 点 降
下 剤 と して 利 用 して い る 。
図4-5に
図4-4シ
同 ガ ス化 炉 の 概 要 を 示 す。
開 発 の 歴 史 と して は,も
ェ ル 炉 の 構 造 概 要(14)
と も と コ ッパ ー ス 社
は石 炭 ガ ス化 の歴 史 の項 で も若 干 触 れ た よ う に
同 例 は,ブ
フ ナ ム 発 電 所(2000t/d規
置 さ れ た も の で あ る が,外
径 約6m,高
で あ る 。 石 炭 は 微 粉 化 さ れ,乾
で 加 圧 さ れ て,炉
炉 の 開 発 を行 って い る。
そ の 後,1978年
式加圧 供給装置
ェ ル 社 が1970年
パ ー ズ 社 と 共 同 で150t/日(オ
を 中 止 し,独
に6t/日
ェ ル コ ッパ
の後 共 同 開発
自 開 発 の 路 線 を 歩 む こ と と な り,
ヅ
1986年 に ドイ ツ の フ ル ス テ ン ハ ウ ゼ ン に48t/日
ムステ
プ ラ ン トを 建 設 し 同 ガ ス 化 炉 を プ レ ン フ ロ ー ガ
の 後,コ
ラ ン ダ,ア
床 方 式 の 開 発 を 行 っ た 。 同 炉 は,シ
ー ス 方 式 と呼 ば れ た 。 し か し,そ
代 よ り独 自 に 開 発
ム ス テ ル ダ ム),そ
ハ ン ブ ル グ に お い て シ ェル 社
と 共 同 で150t/日 規 模 プ ラ ン トを 使 っ て 加 圧 噴 流
の対 向
蒸 気 と とも に 噴霧 さ れ る。
し た も の が ベ ー ス と な っ て お り,1976年
(オ ラ ン ダ,ア
1940年 代 か ら常 圧 噴 流 床 方 式 で あ る コ ッパ ー ス
設
さ 約40m
下 部 に 設 置 さ れ た2対
バ ー ナ に よ り 酸 素,水
開 発 は,シ
模)に
一18-一
ス 化 炉 と 称 し て 開 発 を 進 め て き た 。 そ の 後,同
ガ ス 化 炉 は,ス
よ り2つ の 冷 却 構 造 が 採 用 さ れ て い る 。
ペ イ ン の プ エ ル トリ ヤ ノ に お け
る石 炭 と石 油 残 さ の 利 用 に よ る実 証 プ ラ ン ト
(石 炭 処 理 量2600t/日,出
力(発
電 端)335MW)
一つは
回 収 し な い で,冷
型(直
へ と展 開 さ れ て い る 。
,生 成 ガ ズ を 水 と 直 接 接 触 さ せ 顕 熱 を
却 の み を行 な わ せ る ク エ ンチ
接 冷 却 型)で
あ り,他 の 一 つ は,輻
射型
冷 却 壁 を 用 い て 熱 回収 と とも に ガ ス の 冷 却 も行
な わ せ る ラ ジ ア ン トク ー ラ 型(輻
生 成 ガ ス 令(含,フ
射 冷 却 型)で
ライア ンシュ)
あ る。 経 済性 特 に 建 設 費 低 減 重 視 の場 合 は クエ
フライ ア ソシュ は
炉 ヘ リサ イ クル
ン チ 型,発
電 効 率 重 視 の 場 合 は ラ ジ ア ン ト型 と
留
使 い 分 け られ て い る 様 子 で あ る 。
炭 素 転 換 率 は98%以
熱 回収 部
上,冷
ガ ス 効 率 は75%程
度 と さ れ て い る 。,
同 炉 の 概 略 構 造 を 図4-6に
示 す。
炉 本体 部 分 は圧 力 容 器 中 の 耐 火 レ ンガ 内 張 り
ガ ス/フ ライア ノシュ
分離 部
構 造 と な っ て い る。
本 方 式 は,1950年
代 か らの 重 質 油 の ガ ス 化 技
カ スfヒi';1;
術 が 参 考 とさ れ て 石 炭 の ス ラ リー 状 噴 霧 の 発 想
ハ ー ナ群
と な り,ア
メ リ カ,カ
リフ ォル ニ ア 州 の テ キ サ
コ 社 モ ン テ ベ ロ 研 究 所 の 試 験 装 置(15∼25t/日)
スラク榊 ド ◎ ・
図4--5プ
に よ る 試 験 か ら,1983年TVA肥
ン トガ ス 化 炉,1984年
レ ン フ ロ ー炉 の 構 造 概 要 圃
料製 造用 プラ
クール ウォータプ ログラ
ム の1000t/日 実 証 プ ラ ン トへ と進 み,1996年
(3)テ
り後 述 の フ ロ リダ 州 ・タ ン パ 発 電 所250MWI
キ サ コプ ロセ ス
テ キ サ コ プ ロ セ ス は,加
圧1段 噴 流 床 方 式 で
GCC用
石 炭 ガ ス 化 炉(処
理 量 ・2000t/日)へ
と展 開 し て い る 。
ある。
ガ ス 化 剤 は 酸 素 で,石
炭 は 微 粉 を水 と混 合 し
て ス ラ リー 状 で 加 圧 供 給 す る湿 式 供 給 法 が採 用
(4)ダ
され て い る 。
ウ プ ロセ ス
ダ ウ プ ロ セ ス は,加 圧2段 噴 流 床 方 式 で あ る。
発 生 す る ガ ス の カ ロ リー は 中 カ ロ リー ガ ス
(2,500kca1/Nm3程
度)で
石 炭 は,テ
キ サ コ プ ロ セ ス と 同 様,微
粉炭 と
水 の ス ラ リ状 で 供 給 さ れ る 。 そ の 供 給 場 所 は,
あ る。
反応 部 の温度 は石 炭 に よって も異 な るが
上 部 と 下 部 に 別 れ た2段 の ガ ス 化 反 応 部 に そ れ
1500。C程 度 で あ り,ガ ス 化 と 同 時 に 灰 の 溶 融 化
ぞ れ水 平 方 向 に噴 霧 され る 。
も行 う。
下 部 は 酸 素 を 使 っ て 高 温 雰 囲 気 に 保 た れ,こ
で,投
本 方 式 の 場 合,石 炭 は 下 向 き 噴 流 で あ る た め,
生 成 ガ ス,チ
よ
ャ ー,お
よ り取 出 さ れ る 。 生 成 ガ ス お よ び チ ャ ー は ガ ス
温雰 囲気下
で 溶 融 化 さ れ た 灰(ス
ス化 炉 最 下
ラ グ)は,ガ
入 され る石 炭 と後 流 か ら回収 され るチ ャ
ー の ガ ス 化 を行 な わ せ る と と も に灰 の 溶 融 ス ラ
よび 灰 も と もに 炉 の 下 部
化 炉 下 部 か ら横 方 向 に 取 出 さ れ,高
こ
グ 化 も行 な わ せ る 。
上 段 に 投 入 さ れ る 石 炭 は,下 部 か らの 高 温 ガ ス
で 脱 揮 発 と ガ ス 化 反 応 が 行 な わ れ る が,そ
の 結果
方 の ス ラ グ 水 冷 却 部 を 通 っ て 水 砕 状 の ス ラ リー
炉 頂 部 の 温 度 は 低 下 し,特 段 の ガ ス側 ス ラ ギ ン ク
と な っ て排 出 され る 。
対 策 は 不 要 とな っ て い る も の と考 え られ る 。
同 方 式 の 場 合,生
成 ガ ス の顕 熱 回収 の 有 無 に
図4-7は,同
一一19-一
炉 の概 略 構 造 を 示 した も の で あ る 。
微粉炭
1水
CWM・
ス リ ラー
酸 素 または空 気
タ ン ク
圧力容器
【
馬
酸
バーナ
/耐
火レンガ
ガス化炉
II 「ノ
素㌍
水 四
,「
一伽 冷 却 水
∼
監
圓
漢
沌ノ1
(
綴;
曜
粗 ガス
呂。'∴3
∼菖:・
一
対流
クーラ
耐熱 レ ンガ
1
・
臨
5
ガス化炉本体
/
一
r
2
一
一 一 ス ラ グ冷 却 水
㌧
』1
ス ラグ
水冷室
、
【
ノ
一 水 砕 ス ラ リー
生成 ガス
1
ヨ
ス ラグ
(a)ク
(b)ラ ジァ ントクー ラ型
エ ンチ型
図4-6テ
キ サ コ 炉 の 構 造 概 要u4)
な お,同
生 成 ガス
炉 の 場 合,下
ス ラ グ は,加
(
部 で発 生 した灰 の 溶 融
圧 ・減 圧 供 給 装 置(ロ
ヅ ク ホ ッ パ)
を 用 い ず に ス ラ リ ー 状 の ま ま で,連
続 的 に抜 き
出 す 方 法 が 開発 段 階 で は採 用 され て い る とい わ
れ る。
リサ イ クル
チ ヤー
同 炉 は,1970年
代 か ら ア メ リカ の 亜 歴 青 炭 や
褐 炭 用 ガ ス 化 を 主 目 的 と し て 研 究 が 進 め ら れ,
石 炭 ス ラリー
酸素
酸素
の 空 気 吹 き で ス タ ー ト し た が,
1979年
に36t/日
酸 素 吹 き に 改 造 し,そ
舞=石
し____へ
パ イ ロ ヅ ト プ ラ ン ト(酸
経 て,1987年
むコ
ス ラ リー
に12t/日
に1600t/日
第1段
石 炭
1978年
素 吹 き)実
証 規 模 プ ラ ン トへ
ス ラ リー
r""ebar一
と展 開 し て い っ た 。
ス ラグ クエ ンチ 水
そ れ ら の 結 果 か ら,イ
ー 発 電 所 約260MWリ
ス ラグ
図4-7ダ
素 吹 き)を
にル イ ジ ア ナ州 プラ ケ マ イ ンに お
け る2400t/日(酸
炭
の後一 挙
リ ノ イ 州 ワ バ ッ シ ュ リバ
パ ワ リ ン グIGCC実
プ ラ ン ト 用 石 炭 ガ ス 化 炉(2600t/日)へ
だ 。 同 プ ラ ン ト は1995年
ウ 炉 の 構 造 概 要(14)
一一20一
証
と進 ん
運 開 以 降実 証 試 験 を 続
けて い る。
(注
本 項 に お い て,ア
メ リカ に お け る プ ラ ン
トの 石 炭 処 理 量 は,米t/日
(5)国
を 意 味 す る 。)
内 の プ ロセ ス
、
国 内 の 代 表 的 噴 流 床 ガ ス 化 炉 と して は,電
中
研 ・三 菱 の2t/日 炉 に よ る 共 同 研 究 を 基 に 新 エ ネ
ル ギ ー ・産 業 技 術 総 合 開 発 機 構1(NEDO)が
炭 ガ ス 化 技 術 開 発 組 合(IGC組
合)に
て 開 発 を 進 め て き た200t/日 規 模IGCC用
ロ ッ トプ ラ ン トに お け るIGC炉,あ
立 の3t/日 炉 を 基 に,NEDOが
委託 し
パイ
るいは 日
水素製造技術研
究 組 合(HYCOL組
合)に
め て き たHYCOL炉
な どが あ る。
詳 細 は,6章
石
委 託 して 開 発 を 進
に て紹 介 す る。
一21一
5海
外 の 石 炭 ガ ス化 複 合 発 電技 術 の
世 界 で,石
炭 ガ ス 化 と発 電 を 結 び 付 け た 最 初
の 実 証 プ ラ ン トは,ド
開発状況
イ ヅSTEAG社
のケラ
ー マ ン 発 電 所 に お け る170MWのIGCC実
5.1初
期 のIGCC実
証 プラ ン ト
冒 頭 に も述 べ た よ う に,現
`
プ ラ ン トで あ ろ う 。
代 のニーズお よび
同 プ ラ ン トは1973年
イ ヅ 連 邦 政 府 の 資 金 協 力 の 下 に,ガ
西 ド
ス 化 炉 はル
環 境 条 件 に適 合 す る新 しい石 炭 の 利 用 技 術 で あ
ル ギ 炉(5台),ガ
るIGCCは,発
電 分 野 の 大 口利 用 が 有 力 と考
ー ビ ン も実 績 の あ る技 術 が 採 用 さ れ た 。 当時 で
の視 点 か ら開発 が進 め られ て きた 。
は最 も 実 用 化 が 進 ん で い た技 術 の組 み合 わ せ に
え られ,そ
一 方 ,石 炭 の 発 電 用 と し て の 適 用 に 関 して は,
微 粉 炭 火 力 が,技
ビ
証
よ るIGCCの
に タ ー ル 発 生 に よ る トラ ブ ル の た
れ た技 術 で あ り また経 済 性 面 で も他 の化 石 燃 料
め 順 調 な 運 転 は で き ず,約3年
使 用 の 場 合 と も 遜 色 な い ほ ど 優 れ た 点 を 有 して
も っ て 終 了 し,そ
い る の で,今
プ ラ ン トの 事 例 か ら,ガ
や 世 界 各 地 で 商 用 プ ラ ン トと し て
にガ ス タ
検 証 で あ った 。
しか し,主
術 面 お よび 実 用 性 面 で 完 成 さ
ス 精 製 は 湿 式 法,更
間の試験 運転 を
の後 再 開 は され なか っ た。 本
ス 化 炉 か らの ター ル が
利 用 さ れ て い る 。 石 炭 を ガ ス 化 した 場 合 そ れ ら
出 た ら運 転 が 阻 害 さ れ る こ と が 指 摘 さ れ,そ
の 微 粉 炭 火 力 と 比 べ メ リ ッ トあ る も の で な け れ
以 降 の 計 画 に お い てIGCCガ
ば な らな い 。
夕 一 ル の 出 る 固定 床 は 不 向 き と評価 され た と い
IGCCへ
の 期 待 と して は,各
りそ の 順 序 は 異 な る が,共
国の実状 に よ
れ
ス 化 炉 と して は
わ れ る。
こ の 経 験 か ら1970年 代 後 半 か ら1980年 代 に か
通 す る も の と して,
次 の 諸 点 が 挙 げ られ る 。
け て 発 電 用 を 主 目的 と て 多 くの ガ ス 化 炉 の 研 究
「
そ の 第1は,IGCCと
す る こ とで 発 電 プ ラ
ン ト効 率 が 従 来 火 力 よ り高 く,そ
開 発 が 行 わ れ た が,IGCCプ
の分 地 球 温 暖
次 に述 べ る クー ル ウ ォ ー タ ー プ ログ ラ ム ま で 建
化 面 で 有 利 とな る。
第2は,灰
設 され た も の は な か っ た 。
の 性 状 が,特
に噴流床 方式 に よ る
溶 融 ス ラ グ 状 の 場 合 は,灰
(
で,微
の 物 理 的 性 状 が緻 密
(2)ク
粉 炭 ボ イ ラ の 灰 よ りか さ 比 重 が 大 き く,
ー ル ウ ォ ー タ ー プ ロ グ ラ ム100MW実
ク ー ル ウ ォ ー タ ー プ ロ グ ラ ム は,テ
SCE社(サ
ス 化 され た 可 燃 性 ガ ス 中で ガ ス 精
製 を 行 う こ と に よ り従 来 火 力 の 場 合 よ り(処 理
EPRI,GE社
ガ ス 量 が 少 な い た め)ガ
Cの
ス精 製 装 置 が コ ンパ ク
トに な り,経 済 性 も よ く な る と い う 考 え で あ る 。
た だ し,最
後 の 点 は,ガ
ス テ ム の 種 類,ガ
ス 化 炉 ・ガ ス 精 製 シ
ス 化 剤 の 種 類,ガ
等 が 参 加 し て 結 成 し たIGC
実 証 試 験 を 実 施 す る 共 同 体 で,実
メ リ カ,カ
の 援 助 を 得 た 約3億
ス 化 シ ステ
ド ル(当
に 実 証 試 験 に 入 り,1989年
の 点 を評 価 して い る
に 着 工 し て1984年
石 川 島 播 磨 重 工 業(株)他
170MWプ
プロジ ェク
完 成 と 同時
まで 試験 を行 っ た 。
主幹 会 社 と して
メ ー カ ー 数 社 も研 究
共 同 体 に 参 加 し て い る(6)。 同 プ ラ ン トは,1000t/
ラ ン トの 事 例
を古 い例 か ら紹 介 す る 。
イ ツSTEAG社
時)の
日 本 か ら も 東 京 電 力(株)を
向 き も あ る(10)。
(1)ド
の クー ル
ウ ォ ー タ ー 発 電 所 に 建 設 さ れ た 。 政 府(DOE)
い が,海
外 の 先 行 的IGCCプ
証機 はア
リ フ ォ ル ニ ア 州 のSCE社
ト で あ る 。1981年
次 に,海
キ サ コ 社,
ザ ン カ リ フ ォ ル ニ ア エ ジ ソ ン 社),
ム の 完 成 度 等 に お い て も異 な り一様 に は 言 え な
外 の 開 発 者 は,こ
証
プ ラ ン ト"){6)(7]
埋 め立 て や 再 利 用 に際 して も有 利 で あ る。
第3は,ガ
ラ ン ト と して は,
日 規 模 の 酸 素 吹 き ガ ス 化 炉(中
湿 式 ガ ス 精 製,お
ケ ラ ー マ ン発 電 所
ラン ト
1100。C級)と
一22一
カ ロ リ ー ガ ス),
よ び ガ ス タ ー ビ ン(入
蒸 気 タ ー ビ ン な どIGCCの
口温 度
主要
へ 付 着 す るい わ ゆ るス ラ ギ ング は発 生 した とい
構 成 機 器 は 全 て 揃 っ た も ので あ っ た。
本 プ ラ ン トの 主 要 機 器 は,そ
の時点で実用 化
さ れ た 技 術 の 組 み 合 わ せ か ら な る も の で,従
て,運
転 操 作 性,効
率 面(約30%),あ
わ れ る が,そ
っ
さ れ,予
るいは
の 対策 の た め の種 々 の 工 夫 が 凝 ら
定 通 り の 試 験 ・運 転 を 行 い 実 証 機 の 役
目 を終 え て成 功 裏 に 終 了 した と言 わ れ る。 本 プ
経 済 性 面 で 当時 の微 粒 炭 火 力 を 凌 駕 す る ま で に
ラ ン トは,IGCCの
は い か な か っ た が,IGCCの
そ れ 以 降 の全 世 界 の 開 発 計 画 の上 に 少 な か らず
実 証機 と して の
実 証 を 行 っ た と い う 点 で,
Q
先 鞭 を つ け る もの で あ った 。
な お,同
ガ ス 化 炉 は,テ
噴 流 床 ガ ス 化 炉(炉
キサ コ社 の酸 素 吹 き
内 圧42気
2500kcal/Nm3)で,ガ
影 響 を 及 ぼ した プ ラ ン トで あ っ た 。
圧,ガ
ス発 熱 量
5.2近
ス化 後 の 高 温 生 成 ガ ス
年 の 工GCC実
証 プ ラ ン トお よ び
商用 プラ ン ト
の 冷 却 に は 発 電 用 と 言 う こ と も あ り熱 回 収 を 兼
1990年 頃 か ら 最 近 に 至 る ま で 全 世 界 に お い て,
ね た ラ ジ ア ン トク ー ラ ー が 採 用 さ れ た 。(な お,
IGCCは
石 炭 火 力 の 次 世 代 型 を に な う技 術 と
稼 働 率 を 上 げて 政 府 の補 助 金 を 得 る た め に ク エ
の 認 識 の も と で 活 発 な 研 究 開 発 が 進 め られ て き
ンチ 型 の ガ ス 化 炉 も追 設 され 一 時 的 に使 用 さ れ
た が,次
た と い わ れ る 。)
い る 事 例 の 中 か ら代 表 的 な プ ラ ン トを 運 転 開 始
∼
同 プ ラ ン トで は,噴
流床の ためタールは生成
し な か っ た よ う で あ る が,一
に 実 証 また は 実 用 規 模 で運 転 に入 って
の順に紹介 する。
方では高温状態下
表5-1に
それ らの全 体 概 要 を 示 す 。
の ガ ス化 に とも な い 生 成 した高 温 灰 が後 流 装 置
表5-1世
プ ロ ジ ェ ク ト名 称
設置場所
ブ フナ ム
プ ロジェク ト
オ ラ ン ダ
ワバ ッ シ ュ リバ ー
石 炭 ガ ス 化 リパ ワ
プ ロ ジ ェ ク ト
IGCCプ
ア メ リカ
フ ロ リダ州
322MW/
ア メ リカ
ネ バダ州
107MW/
ス ペ イ ン
335MW/
ロ ジ ェ ク ト
ロ ジェ ク ト
ロジ ェ ク ト
(出 所:太
(1)ブ
253MW
296MW/
プ エ ル ト リヤ ー ノ
IGCCプ
284MW/
ア メ リカ
イ ンデ ィアナ州
ピ ニ ョ ン ・パ イ ン
IGCCプ
プ ラ ン ト容 量
(発 電 端/送 電端)
Haelen
タ ンパ 電 力
プ エ ル ト
フ ナ ムIGCCプ
ラ ン ト開 発 状 況{5)
ガス化炉
型式
ガ ス化 炉
容量
She11
酸 素 吹 き 2000t/日
乾式給炭
Dow
262MW
酸素吹 き
湿式給炭
250MW
酸素吹 き
湿 式給炭
KRW流 動
床 空気吹
き乾 式給
炭
300MW
炭 ガ ス 化 複 合 発 電,火
ガスター ビン
型番
湿式
ガ ス精 製
ジ ー メ ンス社
2000t/日
湿式
ガ ス精 製
GE社
7FA
実証 運 転 中
880t/日
乾式
ガス精製
GE社
6FA
試運転 中
2600t/日
湿式
ガ ス精 製
が,オ
ジ ー メ ン ス社
V94.3
試運 転 中
一 部 ア レ ン ジ 変 更)
ラ ン ダ 電 力 庁 の 全 額 資 金 援 助 を 受 け て,
オ ラ ン ダ の ブ フ ナ ム(Buggenum)に
一23一
商用運転中
実証 運 転 中
力 原 子 力 発 電(1988年10月)(表4)を
オ ラ ン ダ の デ モ コ レ ッ ク 社(DemkolecBV)
で の 状 況
GE社
7FA
乾 式 給 炭
ロ ジ ェ ク ト{5}〔9)(10}
V94.2
'98年6月
湿式
ガ ス精 製
Prenflo
酸 素 吹 き
ガス精製
型式
2200t/日
Texaco
99MW
リヤ ー ノ
田 一 広 他,石
界 のIGCCプ
あ る発 電
所 で1990年
に 着 工 し,1994年
っ て い るIGCC実
発 電 出 力 は,発
253MWで
経 験 し,そ
床 方 式),脱
因 し た 振 動 問 題 が あ っ た が,最
電 端 で280MW,送
題 も 解 決 し た よ う で あ る(1。)(15)。
ち な み に,ガ
素 吹 き,乾
電端 で
式 給 炭,1段
じ ん 装 置 は,セ
ス タ ー ビ ン(出
噴流
け るIGCC実
され て い る。
鉄 用BFガ
な お,実
ス の経 験 を も と に設 計 され た とい わ
較 的 品 質 の 悪 い 石 炭 と石 油 コ ー
ク ス を ブ レ ン ド し て 利 用 し て お り,そ れ で もN
Oxは
種 以 上 の 石 炭 が 使 用 され て い る。
で 終 了 し,1998年
天 然 ガ ス 発 電 プ ラ ン トの 場 合 よ り低 い と
か
言 わ れ て い る 。1999年 の 目標 利 用 率 は90%以
ら商 用 運 転 を 行 っ て い る と い わ れ て い る 。 本 プ
を 目 指 す ほ ど,運 転 は 順 調 な 様 子 で あ る 。
ラ ン トの 目標 効 率 は43%(送
で あ る が,同
電 端,低
カロ
証 プ ラ ン ト用 ガ ス タ ー ビ ン と 製
最 近 で は,比
長609時 間 の 連 続 運 転
証 運 転 は1997年
が
れ る(9)。
然 ガ ス に よ る運 転 も可 能 で あ る よ う に 設 計 され
を 行 い,10炭
燃 焼 器 は,我
リー 用 と して は 前 述 の 独 ケ ラ ー マ ン 発 電 所 に お
同 プ ラ ン トの 燃 料 は 通 常 は 石 炭 で あ る が,天
(
力155MW)の
ビ ン 軸 に 垂 直 に2個 配 置 さ れ た も の で,低
ラ ミ ッ ク フ ィル タ
そ し て ガ ス タ ー ビ ン は 動 翼 入 口1050。C級 が 採 用
に は,最
近 は それ らの 問
国 や 米 国 で 多 く見 られ る 多 筒 型 で は な く,タ ー
,脱 硫 装 置 は ス ル フ ィ ノ ー ル 式 湿 式 脱 硫 装 置,
て い る 。1997年
の 中 には ガ ス タ ー ビ ンの燃 焼 器 に起
証 プ ラ ン トで あ る 。
あ る 。主 要 機 器 は,ガ ス 化 炉 は,2000t/
日 級 シ エ ル 炉(酸
ー
か ら実 証 運 転 を 行
位 基 準)
図5-1に,同
効 率 は 概 ね ク リ ア ー して い る と 言
ブ フ ナ ムIGCCプ
上
ラ ン トの 系
統 図 を 示 す(9)。
わ れ る(10)。
本 プ ラ ン トの 運 転 は,当
初 は 初 期 トラ ブ ル を
ガ ス化,
ガ ス精 製
Coa1
5851VtVl
Stack
50MVV
CoalGas
4601VIVV
Gasification
Saturation
Gasterating
Dilution
蒸 気 飽 和,
希釈
Diiuted
彗8湘as
Feedwater
しPsteam
(
Feed
water
Air
Oxgen
蒸 気 ター ビ ン
ー一 シ ス テ ム
⑱
Separation
ガ ス ター ビ ン
{Feed轡ater
IしPstea煽1
システム
32㎜
書
留i8∴雲c線il乙,茎8雪s鴨
δ
藷n;3隔49蜘s日
Cooling脚ater
m酬
茎縮1窒 γ
(発電 出 力)
図5--1ブ
(2)ワ
フ ナ ムIGCCプ
ロ ジ ェ ク ト フ ロ ー26}
パ ツ シ ュ リバ ー 石 炭 ガ ス 化 既 設 火 力
出 力 増 加 プ ラ ン ト(5)(8)"O)
ア メ
Inc.)お
リ カ の デ ス テ
ロ ジ ェ ク トコ
ス ト の 約40%)を
の ワバ ッシ ュ
受 け てPSI社
リ バ ー(WabashRiver)発
ッ ク 社(DestecEnergy
よ びPSI社(PSIEgegy,lnc.)が
同 で 同 国 エ ネ ル ギ ー 省 の 援 助(プ
設 火 力 出 力 増 加(リ
共
一24一
電 所(1号
パ ワ リ ン グ)用
機)の
既
と して 適 用
し た プ ラ ン トで,1993年
に 着 工 し1995年11月
か
ら 商 用 と し て の 運 転 も 行 っ て い るIGCC実
プ ラ ン ト で あ る 。 な お,IGCCを
た リ パ ワ リ ン グ と は,既
(3)タ
ン パ 電 力 工GCCプ
ロ ジ ェ ク ト(5}
ア メ リ カ の タ ン'パ 電 力 会 社(TampaElectric
証
組み合わ せ
Company)が
設 の 蒸 気 タ ー ビンサ イ
フ ロ リ ダ 州 ポ ー ク 発 電 所 で,エ
ル ギ ー 省 の 資 金 援 助(プ
ロ ジ ェ ク トコ ス トの
クル の蒸 気 タ ー ビ ン設 備 は極 力 そ の ま ま採 用 し
50%)を
て,蒸
か ら 実 証 運 転 を 行 っ て い るIGCC実
気 タ ー ビ ン を 除 くIGCCプ
設 し て,発
送 り,同
ラ ン トを 新
生 し た蒸 気 は既 設 の 蒸 気 タ ー ビ ン に
受 け て,1994年
に 建 設 し,'1996年7月
ト で あ る 。 発 電 出 力 は,発
時 に新 設 の ガ ス タ ー ビ ン出 力 で 全 体 と
端250MW,発
証プ ラン
電 端311MW,送
電 効 率 は 約40%(送
定 さ れ て い る 。 主 要 機 器 と し て は,ガ
トで は,も
2000t/日
の プ ラ ン トが,リ
296MW,送
パ ワ リ ン グ の 後,発
電 端 出 力262MWに
ス タ ー ビ ン は192MWと
素 吹 き,湿
なる。 その 内ガ
式 給 炭,2段
度)約1300℃
1996年7月
じ
か ら12月)の
て は,当
翼 入 口温
量)と
量)が
以 降)改
超 え
併 設 され て い る 。
間 の ガ ス 化 発 電 運 転 を2種
ま
の米
初 は 主 に ガ ス ー ガ ス 熱 交 換 器 で の トラ
善 さ れ,利
用 率 も70%と
近(1997年
上 が って きた
と い わ れ る(10)。
な い レ ベ ル と 見 ら れ て い る(10)。
図5-2に
タ ン パ 電 力IGCCプ
フ ロ ー 図 を 示 す(12)。
,91ext?atJst
嚢98s
x"'-1
_
acκdp/ant
図5-2タ
部 分的乾 式移 動
ブ ル な ど が あ っ た よ う で あ る が,最
目 に 入 り,
利 用 率 は85%を
式 給 炭,一
国 炭 を 使 っ て 実 施 して い る 。 運 転 上 の 問 題 と し
級 が採 用 され て い る 。 同 プ ラ ン ト
で 運 転 後3年
ス 化 炉 は,
の ガ ス 化 運 転 以 来,1998年6月
で に 累 積7,500時
硫 装 置 は ア ミ ン式
し て ガ ス タ ー ビ ン は(動
の 運 転 状 況 は,1998年
1998年(1月
湿 式 脱 硫 設 備(100%容
のダ
噴 流 床),脱
素 吹 き,湿
推
硫 装 置 は ア ミ ン 方式 に よ る
床 脱 硫 設 備(10%容
ス 化 炉 は2200t/日
ん 装 置 は メ タ ル フ ィ ル タ,脱
湿 式 脱 硫,そ
段 噴 流 床 方 式),脱
され て い る 。
主 要 機 器 と し て は,ガ
ウ 炉(酸
電端 出力
テ キ サ コ 炉(酸
電
電 端)と
して の 出力 を増 大 さ せ る もの で あ る。 本 プ ラ ン
と も と の 蒸 気 タ ー ビ ン 出 力 の100MW
ネ
ン パ 電 力IGCCプ
一25-一
ロ ジ ェ ク ト フ ロ ー12}
ロ ジ ェ ク トの
(4)ピ
証 プ ラ ン トで あ る 。
ニ ヨ ン ・パ イ ン(PinonPine)
工GCCプ
ロ ジ ェ ク ト(5)(8}
発 電 出 力 は,発
あ る 。 主 要 機 器 は,ガ
ア メ リ カ の シ エ ラ ・パ シ フ ィ ヅ ク 電 力(Sierra
PacificPowerCo.)が
ヅ グ 社(MWKelloggCo。)の
し,1997年
ー
ケロ
気吹
ス 化 炉,
,脱 硫 装 置 は,ガ
ス 化 炉 内 の 炉 内 脱 硫 と乾 式
移 動床 に よ る脱 硫装 置 な どが 採 用 され て い る。
協 力 参 加 を 得 て,
同 社 の ネ バ ダ 州 ト レ シ ー 発 電 所 で,1995年
ス 化 炉 は880t/日(空
脱 じん 装 置 は サ イ ク ロ ン とセ ラ ミ ック フ ィル タ
よび フ ォス
タ ー フ ィ ー ラ 社(FosterWheelerCorp.)と
電 端99MWで
き,乾 式 給 炭,流 動 床 方 式)のKRWガ
エ ネ ル ギー 省 の資 金 援 助
(プ ロ ジ ェ ク ト コ ス ト の 約50%)お
電 端107MW,送
図5-3に
着工
ピ ニ ヨ ン ・パ イ ンIGCCプ
ロジェ
ク トの フ ロ ー 図 を 示 す 。
か ら 試 運 転 を 行 っ て い るIGCC実
STEAMTOHRSG
FLUIDIZED●BED
(
GASIFIER
So掬m8u6"a60湖
財鴛 瓠
1600{曲 團8円n㎝Pl鋤8⊃
COAL&L書MESTONE
HANDLING
SULFUR
REMOVAL
〃
圖
GASCOOLER
一
一
FEED
WATER
SOLIDWASTE
AGGLOMERATES
STEAMTURBINE
(
図5-3ピ
ニ ヨ ン ・パ イ ン エGCCプ
(出
(5)プ
エ ル ト リ ヤ ー ノ エGCCプ
ス ペ イ ン のEndesas電
力 会 社 で あ るEDF,お
社 で あ るENELな
OGASと
力,フ
CC実
ロ ジ ェ ク ト(5}
ラ ンス の国 営電
転 に 入 っ て い るIGCCプ
よ び イ タ リヤ の 電 力 会
現 在運
ラ ン トと して は 最 大
2600t/日 プ レ ン フ ロ ー 炉(酸 素 吹 き,乾 式 給 炭,
新
一 段 噴 流 床)
タ,脱
ペ イ ンの
プ エ ル ト リ ヤ ー ノ(PuertoUano)に1993年
電 出 力300MWで
規 模 と 言 え る 。主 要 機 器 と し て は,ガ ス 化 炉 は,
ど が 出 費 し て 作 っ たELC
資 金 援 助 も 得 て,ス
証 プ ラ ン トで あ る 。
発 電 出 力335MW,送
技 術 促 進 プ ロ グ ラム で あ るテ ル ミプロ グ ラム
工 し,天
ロ ジ ェ ク ト フ ロ ーIOl
所=MQdernPowerSystemsDecember1998)
呼 ば れ る コ ン ソ ー シ ア ム がECの
(THERMIE)の
騨
HEATREC◎VERY
STEiAM
GENERATOR
A法),そ
に着
,脱
じん装 置 は セ ラ ミ ック フ ィル
硫 装 置 は ア ミ ン 式 湿 式 脱 硫 装 置(MDE
して ガ ス タ ー ビ ン は,動
翼 入 口温 度
1250℃ 級 が 採 用 さ れ て い る 。 本 プ ラ ン トの 燃 料
然 ガ ス に よ る 運 転 を 経 て,1997年12月
は 高 灰 分 炭 と 高 い お う 石 油 コ ー ク ス の50対50混
頃 か ら 石 炭 ガ ス 化 に よ る 試 験 を 続 け て い るIG
一26一
焼 で 計 画 さ れ た 。1998年 秋 ま で の 運 転 で は プ ラ
ス の 混 焼 に 起 因 し た 問 題 も 発 生 し て い る様 子 で あ
ン トの 初 期 トラ ブル も あ り,必
る(11)。
ず しも順 調 で は
な い様 子 で あ る 。理 由 の 一 つ と して使 用 炭 で あ
る ス ペ イ ン国 内 の高 灰 分 炭 と高 硫 黄 石 油 コー ク
図5-一一4に 同 プ ラ ン トの ガ ス 化 炉 廻 り の 系 統 を
示 す(11)。
信測
Boiler
feedwaler
Coal
dust
Oxygen
趣
4PRENFLOgasifier
(6)そ
9Filter
10Flyashlockhopper
llFlyashfeedbin
12Scrubber
13Quenchgascompressor
5Stagcrusherlcollector
6Siaglockhopper
7Wasteheatboiler
8Steamdrum
1Cyct◎nefi麗er
2しockhopper
3Feedbin
図5--4プ
Wash
water
エ ル ト リ ヤ ー ノIGCCプ
ロ ジ ェ ク ト フ ロ ー(ガ
ス 化 部){11〕
れ ら の プ ラ ン トの 内 容 お よ び 運 転 に 関 す る 詳 細
の他
以 上 は 現在 実 証 規模 ま た は 商 用 規模 で 試験 ま
は,入
分 明 らか で
はない。
た は 運 転 が 行 わ れ て い る プ ラ ン トの 中 か ら代 表
的 な も の を数 例 紹 介 した 。
しか し大 規 模IGCCに
手 し た 文 献 で 見 る 限 りは,十
しか し,い
ついては現在建設 中
と も,未
ず れ の プ ラ ン トも,規
模 は大 き く
だ 充 分 の 経 験 を積 ん だ も の は 少 な く,
ま た は 計 画 中 の も の も 少 な か ら ず あ る 様 で,こ
大 な り小 な りの トラ ブ ル を経 験 して い る 様 子 で
こ 数 年 に お い て 世 界 規 模 で は 更 に 数 プ ラ ン トが
あ り,今 な お そ の 解 決 が 完 全 に は で き て い な い
運 転 に 入 る と 予 想 さ れ て い る(10)。そ の う ち の 代
と こ ろ も 多 い と 考 え られ る 。
表 的 な も の と し て は,石
して は,ト
メ リカ),石
炭 のみ 利 用 の プ ラ ン ト
ム ・ク リー ク 発 電 所(約110MW)(ア
メ リカ),ロ
テ ル ダ ム ・ペ ル ニ ス 発 電 所(約120MW)(オ
ダ),な
ABプ
どが あ る 。 一 方,重
ロ ジ ェ ク ト(500MW)(イ
の期 待 され る と こ
わ るで あ ろ う と予 想 され る ほ どの 本 命 技 術 で あ
ッ
っ て も,未 成 熟 な 技 術 で あ る こ と を 知 ら さ れ る 。
ラン
表5-2に,主
質 油 ガ ス 化 で はIS
タ リヤ)な
技 術 は,そ
ろ が 大 き く,従 来 型 微 粉 炭 火 力 に 将 来 取 っ て 代
油 コ ー ク ス 利 用 の プ ラ ン トと して は,
エ ル ドラ ド精 油 所(約40MW)(ア
こ の よ う に,本
要 な 実 証 プ ラ ン トの トラ ブ ル 例 を
示 す 。 同 表 か ら 伺 え る よ う に,そ
ど従
の よ うな プ ラ
ン トに お い て さ え灰 の 挙 動 に 関 す る 問 題,特
来 火 力 に 匹 敵 す る 大 型 プ ラ ン トが 商 用 規 模 で 計
灰 の 付 着,成
長,脱
画 ま た は 運 転 に 入 っ て い る も の も あ る(10)。
が 国 で 開 発 す る 場 合 に も,そ
落 に 関 す る も の が 多 く,我
れ らの 問題 を 解 決
して い く こ と が 重 要 と 考 え られ る(15)(16)。
以 上 は 文 献 ベ ー ス で 紹 介 し た も の で あ り,こ
一27一
に
表5-一一2海
外 プ ラ ン ト運 転 実 績 と 実 証 機 へ の 反 映 事 項(16)
運
ガス化炉 設備
ブ フ ナ ム (オ ラ ン ダ )
生成 ガス
に
転
実
績
・ス ラ グ 払 い 出 し不 良 発 生 →・
出 口弁 大 口径 化
・セ ラ ミ ッ ク フ ィ ル タ ー の 割 れ 発 生 → フ ィ ル タ ー 固
ガス精製設備
石炭
定構造 の変更
・ガ ス タ ー ビ ン 燃 焼 振 動 発 生 →燃 焼 器 ・パ ー ナ 設 計
複 合発 電設備
酸素
変更
↓
・ フ ル イ ン テ グ レ ー シ ョ ン(ASU-GT)で
ス ラグ
全体 システム
の制
御 不 良→ 起 動 用 空 気 圧 縮 機 設 置
く
・SGC入
ロ 部 に灰 堆 積 発 生 → 流 路 形 状 、流 速 変 更
ワ パ ッ シ ュ リ バ ー (ア メ リ カ )
ガス化炉設備
生成 ガス
・塩 化 物 濃 縮 に よ るSGC伝
ぱ
割 れ →・SGC補
炭
ラ リー
熱 管 の 腐 食 ・応 力 腐 食
修
・塩 化 物 に よ るCOS転
換触 媒 の劣 化→ 上流 に ス ク
ラ バ ー 設 置 、触 媒 種 変 更
ガス精製設備
・セ ラ ミ ッ ク フ ィ ル タ ー の 割 れ 今 メ タ ル フ ィ ル タ ー
↓
に変 更
酸素
スラ グ
・ガ ス タ ー ビ ン 燃 焼 器 ラ イ ナ ー に ク ラ ッ ク → 燃 料 ノ
複合 発電設備
(
ズ ル ・ラ イ ナ ー 交 換
・輻 射 型 ガ ス 冷 却 器 上 部 シ ー ル 部 リ ー ク → 設 計 変
酸素
更 、運 転 手 順 確 立
石炭
スラリー
タ ンパ
T
ガス化炉設備
・対 流 型 冷 却 器 で ガ ス 温 度 低 、 結 露 に よ り灰 付 着 →
輻射型 冷却器 設計変更
(ア メ リ カ )
・石 炭 性 状 変 化 に よ る ス ラ グ トラ ブ ル ー
〉一 部 設 備 改
成ス
造
・ガ ス ガ ス 熱 交 に お け る 腐 食 、 灰 堆 積
ガス精製設備
スラグ
昇 ・エ ロ ー ジ ョ ン に よ り ガ ス リ ー ク → 設 計 変 更 検
討 中
・ガ ス ガ ス 熱 交 の 腐 食
複 合発電設備
ガス化癖概 念図
(出 所:犬
・ガ ス 流 速 上
丸
淳,「
工GCC実
・粗 ガ ス リ ー ク に よ る 夕 一 ビ
ン 翼 損 傷 一〉熱 交 バ イ パ ス 、 フ ィ ル タ ー 設 置
証 研 究 の 現 状 と 今 後 の 取 り 組 みi16)」 表2の1部
一28一
よ り)
6国
内 の 石炭 ガ ス 化 複 合 発 電 技 術 の 開
6.1200t/日
発状況
噴流 床 石炭 ガス 化発 電 パ イ ロ ッ
トプ ラ ン ト{5}
(1)全
既 に 海 外 で は 実 証 プ ラ ン トの あ る い は 実 用 プ
体概 要
本 パ イ ロ ヅ ト プ ラ ン トは,通
産 省/NEDO
ラ ン トの 運 転 が 行 わ れ て い る 状 況 で は あ る が,
の 委 託 事 業 と して,石
我 が 国 に お い て も規 模 的 に は 未 だ そ の 域 に 達 し
究 組 合(IGC組
な い も の の 我 が 国 独 自 の ニ ー ズ に 沿 っ たIGC
年 度 ま で 実 施 さ れ た 研 究 開 発 プ ロ ジ ェ ク トで あ
Cの 技 術 開 発 が 進 め られ て き た 。
る。
我 が 国 独 自 の ニ ー ズ と は,例
えば 次 の よ うな
点 が 考 え られ る 。
①
新 鋭 プ ラ ン ト)を 凌
合 巾が広 い こ と
境面 で
動 ・停 止 特 性 等 運 用 性 も 良
式 ガ ス 精 製 の 採 用 に よ り,ガ
ス化
炉 出 ロガ ス を湿 式 ガ ス 精 製 の場 合 の よ う に 常温
好 な こと
近 く ま で 冷 却 し な い で,ガ
耐 久性 も含 め運 転 の信 頼 性 面 で も 良 好 な こ
と
⑥
炭 の 部 分 酸 化 の ガ ス化 剤 と して空
酸 素 製 造 に伴 う所 内 動 力 と設備 費 の 低 減 が 図れ
る 。 ま た,乾
優 れ た もの で あ る こ と
⑤
実績 の 多 い
気 を 用 い る こ と に よ り酸 素 吹 き の 場 合 に 必 要 な
排 出 灰 は 従 来 型 灰 よ り減 容 化 面,環
負 荷 追 随 性,起
米 のIGCCで
で は な く空 気 吹 き 石 炭 ガ ス 化 炉 と 乾 式 ガ ス 精 製
の 狙 い は,石
各 種 の 海 外 輸 入 炭 を利 用 す る ため の 炭 種 適
④
本 プ ラ ン トは,欧
よ り1986年 度 か ら1996
の 組 合 せ か ら成 る シ ス テ ム を 採 用 し て い る 。 そ
駕 す る高 効 率 化 が達 成 で き る こ と
③
合)に
酸 素 吹 き石 炭 ガ ス 化 炉 と湿 式 ガ ス 精 製 の 組 合 せ
従 来 型 微 粉 炭 火 力(最
②
炭 ガ ス 化 複 合 発 電 技 術研
ス化 炉 後 流 の 熱 交 換
器 で 熱 回 収 し た 後 の 温 度(約400℃)の
ま まガ
ス 精 製 を 行 な う こ と に よ り,熱 損 失 を 少 な く す
る こ と が で き る 。 こ れ らに よ り,発 電 プ ラ ン ト
経 済 性 面 か らも 優 れ て い る こ と
特 に,我
が(超
が 国 に お い て は,従
全 体 と して の 高 効 率 化 を 目指 した も の で あ る。
来型微粉炭火 力
超 臨 界 圧 蒸 気 条 件 の 採 用 な ど に よ り)高
い 効 率 レ ベ ル に あ り,運
用 性,環
境 特 性,お
本 プ ラ ン トの 建 設 は,1989年1月
よ
わ き 市 の 常 磐 共 同 火 力(株)勿
び 経 済 性 面 に お いて も優 れ た特 性 が 実 証 され て
し,1991年2月
い る 。 し た が っ て,我
が 国 で 進 め られ るIGC
運 転 研 究 で は,ガ
Cプ ロ ジ ェ ク トは,自
主 技 術 で あ れ,海
あ っ た が,そ
を べ 一 ス と し た 改 良 技 術 で あ れ,従
は 得 られ な いIGCC特
外技術
有 の 長所 が発 揮 され る
球 環 境 面 か ら,CO2低
に 完 成 した 。 そ の 後 実 施 さ れ た
ス 化 炉 内 の灰 付 着 等 の 課 題 が
れ らの 課 題 を 全 て 解 決 し,1995年
間)の
そ の 後 も,各
種 の デ ー タ を 取 得 し,1996年2
月 に 運 転 研 究 を 終 了,1996年
減 に直結
に解 体 研 究 を実 施
す る 高効 率 化 へ の期 待 は も っ とも 大 きい と い え
し,パ
よ う。
ほ ぼ 全 て 検 証 で き た と報 告 さ れ て い る(5)。
次 に,我
イ ロ ヅ トプ ラ ン ト段 階 の 技 術 検 討 項 目 は
な お,そ
が 国 の 国 家 プ ロ ジ ェ ク トと して進 め
られ て き たIGCC関
連続
安 定 運 転 に成 功 した 。
もの で あ る必 要 が あ ろ う。
中 で も,地
来発電所 に着工
3月 に 目標 と す る 約1ヶ 月 間(789時
来型火 力で
に福 島 県 い
連 プ ロ ジ ェ ク トを 数 例 紹
の 間 の 累 積 ガ ス 化 時 間 は4,770時 間,
累 積 発 電 時 間 は,1,643時
介す る。
間,試 験 炭 種 は 国 内 ・
海 外 炭3種 に つ き 実 施 さ れ た 。 表6-1-1に
ラ ン トの 成 果 を 示 す 。
一29一
同プ
表6-1-1200t/日
噴 流 床 石 炭 ガ ス 化 発 電 パ イ ロ ッ ト プ ラ ン ト の 成 果{5}
技 術 開 発 目 標
得
ら
れ
た
成
果
・空 気 吹 き ガ ス 化 シ ス テ ム と して 基 本 技 術 の 成 立 性 を 確 認 し
た。
・ 工GCCシ
シ ステ ム検 証
量 等)を
ス テ ム と し て 各 種 の ク リテ ィ カ ル 条 件(燃
把 握 した 。
・ガ ス 化 炉 お よ び ガ ス 精 製 の ス ケ ー ル ア ッ プ 方 法 を 把 握 した 。
・試 験 結 果 に 基 づ く概 念 設 計 で1300℃ 級 ガ ス タ ー ビ ン を 用 い た
ス ケ ール ア ップ デ ー タの確 認
熱 効率
工GCCの
送 電 端 効 率43%以
上 を 確 認 した 。
・微 粉 炭 火 力 よ り若 干 割 高 に な る 見 込 み で あ り 、 建 設 費 の 削 減
経 済性
検 討 が 必 要 であ る。
・SOx20PPm以
環境適合性
通
下
、NOx20PPm以
下 、 ば い じ ん10mg/m3N以
下 の 見
しが 得 ら れ た 。
・高 灰 融 点 炭 を 含 む3炭
炭 種適合性
(
料発 熱
種 の ガ ス 化 試 験 を 実 施 した 。
・冷 態 起 動 時 間 は 約1日 程 度 。
・負 荷 追 従 性 は 微 粉 炭 火 力 な み 以 上 を 達 成 の 見 込 み 。
・累 積4770時
間 運 転 を 実 施 した 。
・実 ガ ス 雰 囲 気 下 で の 材 料 の 腐 食 ・摩 耗 デ ー タ を 取 得 し
運 用特性
信頼性
、材料
選 定 法 を確 立 した 。
(2)技
術の概 要
同 時 に,そ
プ ラ ン トの 規 模 は,石
炭 処 理 量200重/日,ガ
ス
炭 を脱 揮 発 化 お よ び ガ ス 化 す る設 計 思想 で あ る 。
化 炉 炉 内 圧 力 は26気 圧 で あ る 。
主 要 な 機 器 構 成 と し て は,空
噴 流 床 ガ ス 化 炉,酸
ま た,こ
12,500kWの1260℃
ス化 炉 出 口 の ガ ス温 度
体 と して もガ ス
タ ー ビ ンで燃 焼 可 能 な 発 熱 量 を も っ た可 燃性 ガ
化 鉄 脱 硫 剤 を用 い た流 動床
か ら 成 る 乾 式 ガ ス 精 製 装 置,お
れ に よ り,ガ
の 冷 却 を 所 定 温 度 ま で 下 げ,全
気 吹 き加 圧2段
ス を 得 る と い っ た特 徴 を も っ た もの で あ る(17)。
脱 硫 装 置 と グ ラ ニ ュ ラ ベ ッ ド方 式 の 脱 じ ん 装 置
(
の 発 生 高 温 ガ ス で 上 部 に投 入 す る石
よび 出 力
ま た 脱 硫 装 置 は,酸
級 ガ スタ ー ビン と実 証機 用
化 鉄 を用 いた 乾 式 脱 硫 装
置 が 採 用 さ れ た 。 こ れ は,酸
化 鉄(破 砕 鉄 鉱 石)
大 型 ガ ス タ ー ビ ン燃 焼 器 試 験 装 置 か ら成 っ て い
が 比 較 的 安 価 で あ る こ と,ま
る 。 す な わ ち,IGCCシ
流 動 床 方 式 と す る こ と に よ り,流 動 床 内 温 度 が
ステム構成 上重要 な
機 器 は全 て 含 まれ て い る。
ガ ス 化 炉 は,(財)電
工 業(株)が,1983年
た反 応 型 式 と して
均 一 で再 生 反 応 熱 に よ る脱 硫 剤 活 性 低 下 が 防止
力 中 央 研 究 所 と三 菱 重
で き る,硫
か ら共 同 で 石 炭 処 理 量2t/
日ベ ン チ ス ケ ー ル プ ラ ン トを 用 い て 研 究 開 発 を
黄 回 収 に 石 こ う と単 体硫 黄 が 選 択 で
き る 等 の 特 徴 を も っ た も の で あ る(5)(18)。
さ ら に,脱
じん 装 置 は,グ
ラ ニ ュ ラ ベ ヅ ド方
進 め て きた 炉 型 式 が ベ ー ス とな っ て い る 。 同 ガ
式 に よ る 乾 式 脱 じ ん 装 置 が 採 用 さ れ た 。こ れ は,
ス 化 炉 は,空
比 較 的 安 価 な 吸 着剤 を用 い て脱 じん と再 生 が 連
気 吹 きに よ る噴 流 床 方 式 で あ る 。
空 気 で ガ ス 化 す る場 合,酸
が り に く く,特
素 に比べて温度 が上
続 的 に 安 定 し て 得 られ る と い う特 徴 を も っ た も
に噴 流 床 の 特 長 の 一 つ で あ る灰
の で あ る(5)。上 述 ガ ス 精 製 装 置 の 開 発 メ ー カ は
の 溶 融 ス ラ グ 化 が 安 定 して 得 に くい と い う 問 題
脱 硫 装 置 を 石 川 島 播 磨 重 工 業(株),脱
点 が あ っ た 。 本 炉 で は,炉
置 を 川 崎 重 工 業(株)が
を 土 下2段 の 反 応 室
に 別 け 下 段 を 空 気 量 を 増 して 同 部 に 投 入 す る 石
炭(微
な お,ガ
粉 炭)を 燃 焼 す る こ と で 高 温 化 を は か り,
担 当 した 。
ス 精 製 装 置 に つ い て は,土
と は 別 に ポ ー ラ ス フ ィ ル タ(セ
一30一
じん 装
述 の方式
ラ ミ ヅク ス フ ィ
室
ル タ)方
式 集 じ ん 機 と酸 化 鉄 ハ ニ カ ム 脱 硫 剤 使
図6-1-1に
用 の 脱 硫 装 置 か ら な る20t/日 規 模 の 試 験 装 置 他
が 併 設 さ れ,1993年
系 統 図 を,ま
た 図6--1-2に
ガス
化 炉 の概 念 図 を示 す。
よ り試 験 さ れ た 。
4t/日 移 動床
ガ ス精 製装 置
}-
20t/日
固定床
ガ ス精製 装 置
幽
)
1
セラミック
Σ1ブ
画
加圧2段 噴流床 ガス化炉
節
iガ ス タ ー ビ ン1
ガス タ ー ビン設備
:
移動床脱塵装置
1呂
辺
!
」
、
且
登
芽
聾
、
1【AIR
噌
暫
へ
口 ε
⊆
'歪
0
尋
印
流動床脱硫装置
呂
う
▼「
1圏
回収装置
石炭供給装置
冠
1尋
チャ_
x
区 固定床脱硫
区
区
イルタ
=
肺 唇§
糠
蠕面1保 灘
鯉
匡
壼
'1
野
剛
、、
II冨
《
σ
&ノ ㌧
Sulfur
⑭
9
スラ グ
襲
置
、
「
眺
ガス処 理 炉
職Y
β
一
空気昇圧機甲
図6-1-1200t/日
噴 流 床 石 炭 ガ ス 化 発 電 パ イ ロ ッ ト プ ラ ン ト シ ス テ ム 構 成(5}
6.2HYCOL組
合50t/臼
パ イ ロツ ト
プ ラ ン ト{5)(19}
(1)全
体概要
本 パ イ ロ ヅ トプ ラ ン トは,通
2段 噴流 床方 式に よ り高い燃焼温度 と
効果的 なガ ス冷却 を同時に実現
の 委 託 事 業 と し て,石
組 合(HYCOL組
700℃
f
産 省/NEDO
炭利 用水素製造技術研 究
合)に よ り1986年 度 か ら1994
年4月 ま で 実 施 さ れ た 研 究 開 発 プ ロ ジ ェ ク トで
●
ガス化吸 熱反応
によ る冷 却
あ る。
チ
チ ャー のガ ス化
ガスの冷 却
石炭の 熱分解
本 プ ラ ン トは,石
炭 を 水 素 製 造 用原 料 ガ ス と
して の 狙 い も あ り,極
石炭
空気
向 け て,酸
力 カ ロ リー の 高 い 方 向 に
素 吹 き乾 式 石 炭 供 給 方 式 に よ る ガ ス
化 炉 を 中 心 と し た パ イ ロ ッ トプ ラ ン トで あ る 。
1991年 建 設 完 了 と と も に 運 転 研 究 に 入 り,運
。 溶 融100015002000
スラ グ
ガ ス 温 度(℃)
転 初 期 の 段 階 に 長 時 間 運 転 を 阻害 す る 飛 散 灰 の
付 着 ・溶 融 が 発 生 し た が,こ
図6-1-2
れ らに対 す る対 策
空気 吹 き2段 噴流 床石 炭 ガス化
を 行 っ て,同
石炭 ガス 化炉 の原 理 陶
プ ラ ン トの 開 発 目 標 で あ る カ ー ボ ン ガ ス 化 率
一31一
期 間 約3年 間 の 問 に,パ
イ ロット
98%,冷
ガ ス 効 率78%,連
問(実
績1,149時
間)を
続 運 転 時 間1,000時
全 て 達 成 し,外
ま た,累
積 運 転 時 間 は,2,164時
間 を記録 し
て い る。
国炭 を
図6-2-1に
含 む 広 範 囲 の種 類 の石 炭 の安 定 ガ ス化 運 転 に も
同 プ ラ ン トの 系 統 図 を 示 す(19)。
成 功 し た と 報 告 さ れ て い る(5)(13)。
石炭前処理工程
ガス化工程
生成ガ ス焼却工程
オ(洗i争工 零呈
亀
バグ フィル タ
バグ フィルタ
. ' ←あ
ガス化炉
ロック
ホ ッパ
先蒼
水浄
製品叛
常圧
ホ ッパ
辮 ス
分 配器
フイー ド
タンク
(
スチ ーム
廃
熱 回収
ボイラ
ヒータ
ワ}
N
0
灰処珪工程
図6--2--1
(2)技
HYCOL50t/日
パ イ ロ ッ トプ ラ ン トの フ ロ ー シ ー
石 炭 の 供 給 に は,窒
術 の 概 要 川.
プ ラ ン トの 規 模 は,石
炭 処 理 量50t/日,圧
力
図6-2-2に
圧 酸 素 吹1室2段
素 に よ る微 粉 炭 気 流搬 送 方
式 が 採 用 され て い る。
は ガ ス 化 炉 内30気 圧 で あ る 。
ガ ス 化 炉 は,加
ト{19}
ガ ス化 炉 の 原 理 を 示 す 。
噴 流 床 炉 で,
ガ ス
笹
(
石炭→ 活牲チ ヤー
活性チ ャー
÷CO2十H20→00十H2
粕
＼
＼ 、
㍉ .
9♂! ー
!
、
＼
1、2001,6◎
t
温
図6-2-21室2段
石 炭 と ガ ス 化 剤 の 酸 素 は,一
石 炭+02-・CO2+H20
◎
度(℃)
旋 回 型 ガ ス 化 法 の 原 理{19)
に 旋 回 降 下 し,下 段 で 発 生 し た 高 温 ガ ス と合 流
室のガス化炉 の
上 下2段 に 旋 回 流 を 形 成 す る よ う に 供 給 さ れ る 。
す る こ とに よ って ガ ス 化 が促 進 され る。 生 成 ガ
下 段 に は石 炭 中の 灰 分 を溶 融 す るの に 充 牙 な 酸
ス は,ガ
素 が 供 給 さ れ 高 温 ガ ス を 発 生 さ せ,溶
反 応 チ ャ ー と と も に 系 外 へ 排 出 さ れ る(19)。
融 スラグ
を炉 床 か ら安定 流 下 さ せ る。 上 段 に 供 給 さ れ た
ス 化 炉 出 ロ へ 反 転,上
以 上 に よ っ て,ガ
昇 し,少 量 の 未
ス 化 効 率 が 高 い,マ
ルチバ
微 粉 炭 は 少 量 の 酸 素 と 比 較 的 低 温 で 反 応 し,チ
ー ナ の 採 用 に よ り大 型 化 が 容 易 ,ス ラ グ の 安 定
ャー に転 換 され る。 この チ ャ ー は 同 室 内 で 下 部
流 下 が 確 保 で き る等 の 特 徴 が い わ れ て い る 。
一32一
(3)IGFC用
ル ギ ー 庁 石 炭 ・新 エ ネ ル ギ ー 部)の
ガ ス 化 炉 と し て の 発 展{2e)(21)
本 書 の 主 体 で あ るIGCCの
よ り,(財)石
さ らに 将来 の 技
補助 事業 に
炭 利 用 総 合 セ ン タ ー,川
術 し て 石 炭 ガ ス 化 燃 料 電 池 複 合 発 電(IGFC,
業(株),中
Integratedcoa亙GasificationFuelCellcombiend
同研 究 と して 実 施 中 の もの で あ る。 本 パ イ ロ ッ
cycle)が
トプ ラ ン トの ガ ス 化 炉 は,我
考 え られ て い る 。
同 技 術 は,ガ
PartialCombustor,石
料 電池
の 高 効 率 化 特 性 に よ り プ ラ ン ト全 体 と し てIG
CCを
凌 ぐ 高 効 率(例53%前
後)も
同 技 術 は,1984年
が 国 独 自 の発 想 に
炭 部 分 燃 焼 炉)で
さ れ た 。1989年
か ら1991年 に か け て 製 鉄 所 等 で
の 酸 素 富 化 空 気 利 用 に よ る60t/日 規 模,常
ス の 性 状,
PCで,2回
Cと
時 間 の 運 転 が な され て い る 。
は異 な る レベ ル の もの が 要 求 され る と予想
そ の た め ま ずガ ス 化 炉 を 中 心 と した 技 術 開 発
と し て 電 源 開 発(株)若
年 か ら2005年
模 で,ガ
な お,同
は,2000年
加 圧CPCパ
度 まで の 間 に実 施 され る こ と とな
ス 化 炉 は,加
YCOAL炉
電 源 開 発(株)若
炭 処 理 量150t/日
圧CPC)の
開発 が 上
述 記 載 の プ ロ ジ ェ ク トと し て 開 始 さ れ た 。
松 総 合 事 務 所 で,1998
っ た 。 同 プ ロ ジ ェ ク ト は,石
の 適 用 を 目的 と して 常圧 の
経 験 を も と に 加 圧 化(加
委託事業
圧C
の700時 間 連 続 運 転 を 含 む 合 計2800
1992年IGCCへ
され る。
産 省/NEDOの
ある。
か ら,常 圧 に て 油 ・ガ ス 焚
不 純 物 許 容 度 等 燃 料 電 池 適 用 の た め に はIGC
プ ロ ジ ェ ク トが,通
共
きボ イ ラ の石 炭 へ の 転 換 技 術 と して 開 発 が 開 始
期待 で きる
高 効 率 プ ラ ン トで あ る 。
同 技 術 用 の ガ ス 化 炉 と し て は,ガ
源 開 発(株)の
基 づ く気 流 層 横 型 旋 回 流 ガ ス 化 炉(CPC,Coal
ス化 炉 の 後 流 に ガ ス タ ー ビ ンの
代 わ り に 燃 料 電 池 を 設 置 し た も の で,燃
部 電 力(株),電
崎 重工
松 総 合 事務 所 に 設 置 され た
イ ロ ヅ トプ ラ ン トは,石
は 空 気 ガ ス 化 時 で25t/日,酸
規
素 富 化 ガ ス化 時 で
40t/日 で あ る 。同 プ ラ ン トは1995年12月
圧 酸 素 吹 き 噴 流 床 炉 のH
炭処理 量
に 着 工,
1997年11月
に 竣 工 し,試 験 が 行 な わ れ て い る 。
プ ロ ジ ェ ク トの 予 想 ス ケ ジ ュ ー ル で
1998年4月
に 空 気 吹 き で の 全 負 荷 運 転 を行 っ て
度 ま で に 建 設 を 終 え,2002年
い る 。 こ れ ま で 得 られ た 成 果 の 中 で は,冷
が 採 用 され て い る。
か ら試
効 率74%,カ
験 運 転 が行 な わ れ る計 画 と な って い る。
ー ボ ン 転 換 効 率995%以
ガス
上 と良 好
な 結 果 が 得 られ て い る と報 告 され て い る(5)。
6.3CPC25t/日
(わ
図6-3-1に
パ イ ロ ッ ト プ ラ ン ト{5)
系統 図 を示 す 。
全体 概要
本 パ イ ロ ヅ ト プ ラ ン ト は,通
産 省(資
源エ ネ
息 灯油タンク
ガ ス冷 却 器
サ イ ク ロン
難 嚢置
ク機
ツ給
ラ供
フ
脱硝
装置
票振
勉
液体 窒素タンク
図6-3-1加
圧CPCパ
イ ロ ッ ト プ ラ ン ト 系 統 図(5)
一33一
(2)技
6.4そ
術 の概 要
プ ラ ン トの 規 模 は,石
ガ ス 化 時)∼40t/日(酸
炭 処 理 量25t/日(空
気
素 富 化 ガ ス 化 時),圧
力
れ て い る 例 で あ っ た が,石 川 島 播 磨 重 工 業(株)
(IHI)と(株)東
流 層 横 型 旋 回 流 方 式 で 予 燃 焼 器,
旋 回 溶 融 部,反
`
高 温 化 さ れ,下
(
外 の技 術 をべ 一
日本 の ニ ー ズ に 適 し た ガ ス 化 シ ス テ ム を 開 発 し
微 粉 炭 は 乾 式 微 粉 炭 供 給 装 置 に よ り予 燃 焼 器
の 頂 部 よ り下 向 き に 吹 込 ま れ,燃
芝 は,海
ス と して 国 内 電 力 会 社 等 との 共 同研 究 を 通 じて
応 部 よ り構 成 さ れ て い る 。
状 態 で 着 火 し,同
芝 に よ る 開 発)
以 上 は 国 家 プ ロ ジ ェ ク ト と して 開 発 が 進 め ら
は20気 圧 で あ る 。
CPCは,気
の 他(IHI/東
て い る。
料 濃 度 の濃 い
出 口 部 か ら投 入 さ れ る 空 気 で
部 の横 型 旋 回溶 融部 に 接 線 方 向
ガ ス 化 炉 の 研 究 で は,石
化 試 験 設 備 に よ り(平
炭 処 理 量 α/日の ガ ス
成10年8月
ま で に)7,000
時 間 を 超 え る 運 転 試 験 が 行 な わ れ,IHI独
自
に 吹 込 ま れ る 。 こ こ で の 高 温 旋 回 状 態 に よ り,
に ガ ス化 性 能 向上 技 術 な どの 開 発 が行 な わ れ て
石 炭 灰 の 大 部 分 は 溶 融 ス ラ グ と な っ て 捕 集 さ れ,
い る。
ス ラ グ 流 出 口 か ら排 出 さ れ る 。 一 方,高
は,出
造 の)ク
口 に 設 け られ た(水
温 ガス
チ 部 に は,流
エン
ミ ン 系 脱 硫 剤 に よ る 化 学 吸 収)ま た は 乾 式 法(I
GC組
路 中 心 部 か ら軸 方 向 上 向 き に,微
粉 炭 が 吹 込 ま れ,生
ス化 炉
は,テ キ サ コ 法 ガ ス 化 炉,ガ ス 精 製 は 湿 式 法(ア
冷 フ ラ ッ トパ ネ ル 構
エ ン チ 部 に 流 入 す る 。 そ の 際,ク
実 用 規 模 の シ ス テ ム 構 成 と し て は,ガ
合 法 の 流 動 床 方 式),そ
ン はGE型
成 ガ ス 温 度 の 急 降 下 と生 成
ガ ス の カ ロ リア ヅプ な どガ ス化 性 能 向 上 が は か
して ガ ス タ ー ビ
ガ ス ター ビン が想 定 され て い る。
同 シ ス テ ム の 例 を 図6-4-1に
示 す 。 な お,
ガ ス 化 炉 は原 理 的 に は テ キ サ コ炉 と重 複 す る た
られ て い る(5)。
め こ こで は 省 略 す る。
識
諮 麟
乾 式ガ ス精製設備
精製ガス
ガ ス化 炉
(
ガス
ター ピ ン
粗ガス
冷却 器
石炭
量
蒸気
夕一 ビン
Air
ダ ス ト等
発電機
蒸気
1
湿 式 ミル
硫黄
回収 へ
精留塔
4
集
Alr
スラグ
N2
テ キ サ コ方 式 ガ ス 化 設 備
(ス ラ り供 給 酸 素 吹 き)
Air
02
H.R.S.G
複合発電設備
(i300℃
級 ガ ス タ ー ビ ン)
高圧複合化 空気 分離設備
(空気 部 分 連 携 ・窒 素 完 全 連 携)
図6--4-11HI・
冷却水
器
東 芝 高 効 率 工GCCシ
一34一
ス テ ム 概 略 図(51
煙突
7.将
来展望
場 合 約41%,超
臨 界 圧 で 約40%)と
相 対 値 で 効 率 が 約17∼20%向
(1)地
これ は,同
球 環 境 面 で の期 待
我 が 国 に お け るIGCCへ
の 期 待 .とし て は ・
IGCCの
そ の 分CO2排
もつ 発 電 効 率 の 向上 に対 す る期待 が
効 率 は,ガ
ス 化 炉 型 式,ガ
規 模 に も よ る が,1300。C級
のIGCC発
電 効 率(送
前 後 が,1500。C級
じ送 電 端 発 電 電 力 量 を 得 る の に そ
出 量 が 少 くな る こ と を 意 味 す る 。
同 発 電 効 率 は 約53%に
ラ ン トの
ス 精 製 型 式,お
て い る こ と か ら,同
30%のCO2排
よび
ガ ス タ ー ビン の場 合
電 端,高
と な る と48%前
少 い こ と で あ り,
先 き に そ の 概 要 を 紹 介 し たIGFCの
最 も大 きい と思 わ れ る。
我 が 国 で 検 討 さ れ て い るIGCCプ
上 する。
の 燃 料 使 用 量 が 約17∼20%も
前 述 の よ う に エ ネ ル ギ ー ・環 境 政 策 面 に お け る
比 較 す る と,
場 合,
もの ぼ る こ とが 予想 さ れ
一 発 電 電 力 量 で 現 状 よ り約
出 量 の 少 い石 炭 火 力 が将 来 実 現
す る可 能 性 が あ る とい え る。
位 基 準)44%
図7-1に,各
後 と試 算 され
種 の石 炭 火 力 発 電 技 術 の 効 率 推
移 予 測 に 関 す る 試 算 さ れ た 例 を 紹 介 す る(21)。
て い る(5)。
最 新 の 微 粉 炭 焚 発 電 プ ラ ン ト(超 超 臨 界 圧 の
送電端効率(%)
55
◎
50
一
"〆
.・ ・1
.◇PFBC〈41∼42%〉
'旦
,'
◇ 新鋭 微粉 炭火力 〈39∼40%〉
,'
ノ
40
ロ
:
,'1
'
'
◇ 旧世代微粉炭 火力〈38∼39%〉
:
巳
翼
導入時期
図7-1石
炭 火 力 発 電 効 率 の 推 移 予 想{21)
一35一
,'〈
..◇IGCC<1500℃46∼48%>
」 〃r'
、◇IGCC〈1300℃43∼44%〉
45
、'r71GFC
ノ
'
鵬
∼53%〉
も
(2)石
あ り,オ
炭 灰処 理 面 へ の期 待
石 炭 火 力 の 問 題 点 の 一 つ が 灰 の 処 理,処
分に
関 す る 点 であ る。
近 く(年
`
間 約710万tで
間1,283万t)に
る(22)。ま た,電
あ り,2010年
度 ベー
で その倍
な る もの と予測 され て い
気 事 業 用 で の石 炭灰 の 発 生 量 は
1996年 度 現 在 デ ー タ に よ れ ば,約530万tで,そ
の う ち400万
トン が 有 効 利 用 さ れ て い る が,今
後
量 の 拡 大 が な い 限 り,必
え ば,2010年
ト ン/年
灰,特
が あ り,そ
の
こ とが 期 待 さ れ る 。
に噴 流
の
常 の フ ラ イ ア ッシ
ュ(見
る い は,ボ
IGCCの
イ ラ炉
比 べ 大 き い 。 ま た,
効 率 が 向上 す る こ とは 同一 出 力 プ ラ
ン トの 場 合 排 出 さ れ る 灰 の 発 生 量 も 低 減 す る こ
と で あ り,そ の 点 で も効 果 が 大 きい 。
こ の こ と は,埋
(
立 地 の 許 容 量 の増 大 あ る い は
延 命 化 に つ な が る 。 ま た,溶
融 固 化 灰 は,石
灰 中 の 重 金 属 類 が 灰 中 に 封 じ込 ま れ,水
炭
中へ の
溶 出が 極 めて 少 な い 。
こ の こ と も あ り,同
《
じ埋 立 処 分 を 行 う と し て
もそ の 埋 立 処 分 地 の 整 備 は 軽 減 あ るい は候 補 適
地 が 増 加 す る こ と も 考 え られ る 。
(3)IGCCへ
第5,6章
の期 待
で 内 外 の 代 表 的 なIGCCプ
を 紹 介 し た が,現
ラン ト
在 建 設 申 あ る い は計 画 中 の 案
件 を 総 合 す る と,21世
紀早 々には全世界 で実証
プ ラ ン トの 成 果 と 実 用 性 評 価 が 行 わ れ て,IG
CC建
設 計 画 は そ の後 加 速 度 的 に 増 え る とす る
見 方 も あ る(10)。
そ の 理 由 の 第 一 は,例
績に
の組 み合
の 特 有 の 状 況 か らIGC
の た め 自主 技 術 に よ る 開 発 の 方 向性
は 変 ら な い の で,欧
見 掛 比 重 は1.4∼1.8t/m3で,通
掛 比 重 約1.Ot/m3)に
よ る 技 術 の 蓄 積 お よ び 高 効 率G/Tと
が 指 向 さ れ て い る 。IGCCの
床 ガ ス 化 炉 か ら の 灰 は 溶 融 固 化 灰 で あ り,そ
来 型 微 粉 炭火 力 よ り
発 電 コ ス トは 高 く な る と考 え られ る が,実
っ て 我 が 国IGCCの
点 は大 きな課 題 で あ る 。
一方
,前 述 の よ う にIGCCの
証 プ ラ ン トお よ
Cへ の 期 待 と 同 時 に 満 足 す べ き条 件 お よ び 課 題
の埋 め 立
我 が 国 の よ う な 狭 隆 な 国 土 に お い て は,こ
底 灰(見
び 初 期 商 用 プ ラ ン トは,従
我 が 国 の 場 合 は,そ
て が 必 要 〉 して い くこ とを 意味 す る。
掛 比 重0。7∼0.9t/m3)あ
済 性 に 関 して は,実
駕 す る と い う 海 外 の 試 算 例 も あ る(10)。
然的に埋立処理 量が増
で 約800万
ま た,経
は 天 然 ガ ス 焚 コ ン バ イ ン ドサ イ ク ル で さ え,凌
み は な さ そ う とす る見 方 もあ る。 将 来 有 効 利 用
大(例
中 で も 最 も ク リー ン な 技 術 で あ る と す る 考 え が
わ せ に よ り,従 来 型 石 炭 火 力 と 同 等 以 上 あ る い
そ の 有 効 利 用 量 は あ ま り大 幅 に は 上 昇 す る 見 込
(
石 炭利用発電 の
あ る こ とで あ る(10)。
我 が 国 に お け る 石 炭 灰 発 生 量(1995年
ス)は,年
ラ ン ダ で はIGCCを
え ば 優 れ た環 境 特 性 に
一36一
有 す 優れ た特 長
米 の 事 例 が 一 つ の刺 激 とな
開発 実 用 化 が加 速 され る
あ
と が
られ ま た 天 然 ガ ス 価 格 が 低 レ ベ ル で 安 定 し て い
き
る 状 況 に お い て,建
以 上,ガ
CCの
ス 化 炉 の 原 理,種
が伺 え る 。
一方
,IGCCは,初
み 状 況 を概 説 し た 。
りわ け そ の 主 要 構 成 技 術 で あ る ガ
ス 化 炉 に 関 し て は,現
期 商 用 プ ラ ン トで は,
従 来 型 微 粉 炭 火 力 よ り発 電 コ ス トは 高 くな る と
在 ま で 如 何 に 多 くの 種 類
想 定 さ れ る も の の,技
の 発 達 に 伴 い,将
が 有 り,ま た 研 究 開 発 が 進 め られ て き た か そ の
一端 を 窺 い 知 れ る。
資 源 小 国 の 我 が 国 に と っ て,エ
術 の蓄 積 とガ ス タ ー ビ ン
来 的 に は 環 境 面 だ け で な く経
あ る と す る 見 方 も あ り,経 済 性 重 視 の 風 潮 に お
ネル ギーのセ
い て も,そ
要 と さ れ て お り,同 時 に そ の 利 用 技 術 と し て は
に は な らな い と判 断 さ れ る 。
な お,当
境 問 題 等 の 諸 課 題 を ク リア
ー で き る こ とが 不 可 欠 とされ る。
の将 来 の 必 要 性 に疑 問視 され る こ と
面 はIGCCの
東 南 ア ジ ア で そ の需 要 が増 大 す るの で は な い か
とす る 意 見 もあ る。
な さ れ た と し て も我 が 国 固 有 条 件 下 に 照 ら し た
そ の 様 な 状 況 に お い て も,我
外 技 術 を そ の ま ま適 用 した も の は 大 き
な 制 約 あ る い は 問 題 が あ り,我 が 国 向 け の 適 切
に よ りIGCCの
なIGCCが
CCを
期 待 され る。
こ の よ う な 時 に,電
開 発 を 進 め て い く限 り,IG
計 画 す る 国 に対 して技 術 面 か ら貢 献 す る
最 近,発
実証 プ ラン
電 技 術 分 野 に お け る 技術 力 低 下 を 憂
う 声 も 聞 か れ る 。 我 が 国 独 自 のIGCC技
トの 研 究 開 発 に 着 手 す る 計 画 を 固 め つ つ あ る と
術が
実 証 あ る い は 実 用 に 供 さ れ て い く こ と は,技
発 表 さ れ て い る(23)(24)(25)。
同 発 表 に よ る と,2005年
が 国 が 自主 技 術
こ とが 可 能 で あ ろ う。
力 業 界 は1999年 度 よ り国
の 補 助 金 を 得 て,30万kW級IGCCの
適 用 は経 済 性 重 視 の
欧 米 よ りは む し ろ 石 炭 利 用 の 拡 大 が 予 想 さ れ る
第6章 で も 述 べ た よ う に 海 外 で 多 く の 経 験 が
場 合,海
建 設 完 了 し,同
術
力 の 向 上 に お け る 影 響 は 計 り知 れ な い も の が あ
時に
定 期 間(3年
間)に
る と もい え よ う。
お い て 商 用 規 模 の 設 計 に 必 要 な 機 能,性
能,耐
久 性 な ど に 関 す る最 終 デ ー タ が 取 得 さ れ る 計 画
本 テ ー マ に 関 す る 通 商 産 業 省,NEDO,ユ
ー ザ ,メ ー カ 他 関 係 先 の こ れ ま で の ご 努 力 に 敬
である。
意 を 表 し,今
実 証 運 転 が 開 始 さ れ て,所
我 が 国 のIGCC実
と,約10年
の の,見
頃)と
な お,本
比較 す る
冊 子 はIGCCと
は い え,石
炭 ガス
化 炉 と シ ス テ ム の 解 説 が 多 くな っ て し ま い,ガ
前 後 の 開 きが あ る こ と は否 め な い も
方 を 変 え れ ば 大 型 発 電 技 術,し
後 一 層 の ご発 展 を 祈 念 す る 次 第 で
ある。
証 機 は 海 外 の 主要 実 証 プ
ラ ン トの 運 転 開 始 時 期(1995年
ス 精 製 装 置,ガ
か も欧
ス ター ビ ンな どに 関 して は 紙 面
米 の最 先 端 技 術 と比較 して も遜 色 な くしか も我
の 都 合 も あ り ほ と ん ど触 れ る こ と は で き な か っ
が 国 状 況 に 適 合 し た 技 術 が 自 主 開 発 に よ り10年
た 。 そ れ らは,本
程 度 の遅 れ で 実 用化 で き る よ う に な る こ と を評
上 げ た い と考 え る。
価 す る こ と も で き る で あ ろ う 。 例 え ば,航
冊子 のいずれかの機 会で取 り
最 後 に な る が,本
空機
冊 子 の 編 集 に 際 し て は,
産 業 な どあ る部 門 で は 到 底 そ の キ ャ ッチ ア ヅプ
(財)電
力 中 央 研 究 所,石 川 島 播 磨 重 工 業(株),
が 望 み 難 い 重 工 業 関 連 技 術 も依 然 と し て 存 在 す
(株)日
立 製 作 所,三
制 緩 和,電
菱 重 工 業(株)の
ご関 係
者 に ご意 見 お よ び資 料 提 供 等 の ご協 力 を い た だ
るか らで あ る。
昨 今,規
ヤ
済 性 面 で も従 来 型 火 力 を 充 分 凌 駕 す る 可 能 性 が
キ ュ リテ ィ ー 確 保 上 か ら も 石 炭 の 利 用 拡 大 が 必
地 球 温 暖 化 問 題,環
る
い は分 散 型 電 源 な どの 小型 化 が指 向 され る傾 向
類 か ら始 ま りIG
世 界 に お け る 開 発 状 況 か ら我 が 国 の 取 組
IGCCと
設 費 の 低 い 発 電 設 備,あ
いた。
力 自 由化 の 波 の 中 で特 に
そ れ ら の 方 々 に,深
欧米 で は 経 済 性 第 一 の 風 潮 が 強 くな っ て きて い
次 第 で あ る 。1
る 。 発 電 設 備 も よ り経 済 性 に 優 れ た 技 術 が 求 め
一37一
甚 な る お 礼 を 申 し上 げ る
〆
石 炭 ガス 化 関 係 参 考 文 献
14.三
巻利 夫
エ ネ ル ギ ー 新 技 術 大 系,第II編
機 器 ・技 術 編
1e十
市 勉,21世
変換
紀 初 頭 の エ ネ ル ギ ー 需 給 展 望
と 日 本 の 課 題,季
報
2。
3。
谷 下 市 松 他,蒸
16.犬
成5年4月
気 ボ イ ラ,共
所
村 英 雄,石
炭 化 学 と 工 業,三
共 出 版,
(於
17.金
昭 和52年
5。
(
太 田 一 広,長
複 合 発 電,火
崎 伸 男 他,1-1石
研 究 発 表 会(火
度
力 部 門)予
電 力 中央 研 究
稿 集,H10.11.26
横 須 賀 ベ イ サ イ ド ポ ケ ッ ト)
子 祥 三 他,空
気 吹 き二 段 噴 流床 石 炭 ガ ス
菱 重 工 技 法Vo1.33,No.1
DevelopedProcessForMethanolandElectricity
力 原 子 力 発 電Vo1。44,No.9
Production(R且EINBRAuN社
部 目 鉄 三 他,石
よ り 入 手 資 料,
1999年2月)
炭 ガ ス 化 技 術 の 開 発,石
19。 高 木 真 人 他,HYCOL石
第5号,1991年9月
炭 ガス化 パ イ ロ ヅ
ト プ ラ ン ト の 成 功J)日
8.M.MJoshi,etc.,1皿tegratedGasification
CombinedCycle-AReviewofIGCC
立 評 論Vo1.76,No.10
(1994.10)
20。 電 源 開 発(株)パ
Tecllnology,EnergySources,18:537-568,1996
ン フ レ ッ ト,「
ク リー ン
エ ネ ル ギ ー を求 めて 」
9.G.D.Zon,e重c.,CombinedCycleforBiggest
21。 小 川 和 宏,辻
IGCCPowerPlant,ModemPowerSystems
Supplement,Sep,1990
口 聡,燃
料 電池用石炭ガス製
造 技 術 の 開 発,IAE第162回
月 例研 究 会
22.広
ModernPowerSystems,December1998
11.W.Schellberg,ThePuertrollalloIGCCPIant
瀬 八 州 雄,土
木 建 築 用 骨 材 へ の石 炭灰 有
効 利 用 技 術 に つ い て,季
withPRENFLOTechnology,Proceedings,
報 エ ネル ギー 総 合 工
学VoL21,No.4(1999。1)
AnnualInternationalPittsburghCoalConference,
23.電
1996
24。 電 力 時 事 通 信,平
成10年8月21日
付
25。 電 力 時 事 通 信,平
成10年10月7日
付
12。J.Makanski,FromIGCCemergesahol圭stic
26.石
approachtocoalbasedplant,Power,May/June
1997
13。
実 例,応
気 新 聞,平
森 岐 洋,欧
成10年8月24日
用 編
ネ ル ギ ー 新 技 術 大 系,第III編
技 術 第148委
第2章,発
平 成9年10月7日
電 施 設
㈱N.T.S
1996年8月
一38一
付
州 に お け る石 炭 ガ ス化 技 術 の
開 発 動 向 と 課 題,日
小 林 繁 鋪,エ
資 料2,
1998年10月
10.White,IGCC:PoisedforgroWth?,
毛
成10年
Winkler(HTW)CoalGasification/AFully
炭 ガ ス 化 試 験 設 備 の 運 転 結
川 島 播 磨 技 報 第31巻
(
証機 支 援 研 究 の現 状 と
18.W.Renzenb血k,etc.,HighTemperature
1993年9月
7.矢
刊 号
(1996.1)
力 原 子 力 発 電VoL49,No.505
藤 和 郎 他,石
果,火
丸 淳,IGCC実
化 の 開 発,三
炭 ガ ス 化
1998年10月
6.斉
管 技 術'98,増
今 後 の 取 り 組 み,平
立 出 版,
昭 和33年
4.木
炭 ガ ス 化 複 合 発 電(IGCC)
の 実 用 化 の 動 向,配
訂 第5版),
火 力 原 子 力 発 電 技 術 協 会,平
て
ク リ ー ン 燃 料 の 新 し い 動 き,
15。 犬 丸 淳,石
火 力 原 子 力 発 電 必 携(改
環境調和型エネ ルギー
㈱N.T.S1996年8月
エ ネ ル ギ ー 総 合 工 学
Vol.21,No.13(1998.10)
`
第5節
第2章
本学 術振 興会
員 会,第63回
石 炭利 用
研 究 会 資 料,
新 エ ネル ギー の展 望
一 既刊一覧一
燃 料 メ タ ノ ー ル 編
1987年1月
発行
石
太
編
1987年2月
発行
水 素 エ ネ ル ギ ー(改
陽
光
発
電
炭
の
高
度
利
用
訂 版)
1993年3月
発 行
1995年3月
発行
1995年3月
発行
燃
料
電
池
編
1987年3月
発行
廃
風
力
発
電
編
1988年1月
発行
石 炭 灰 の 有 効 利 用
1996年3月
発行
編
1988年3月
発行
廃 棄 物 発 電(そ
の2)
1996年3月
発行
1988年3月
発行
低 品 位 炭 の 改 質 技 術
1997年3月
発行
編
1989年2月
発行
メ タ ノ ー ル 発 電 技 術
1997年3月
発行
編
1989年3月
発行
電
化
1998年3月
発 行
編
1989年3月
発行
非 在 来 型 天 然 ガ ス
1998年3月
発行
編
1990年2月
発行
(メ タ ンハ イ ドレー ト編)
1990年3月
発行
石 炭 ガ ス 化 複 合 発 電技 術
1999年3月
発行
燃料用 メタノール(改 訂版)
1990年3月
発行
廃 棄 物 発 電(そ
1999年3月
発行
太 陽 光 発 電(改 訂版)
1991年3月
発行
地 球 温 暖 化(改 訂版)
1991年3月
発行
エ ネ ル ギー 有効 利 用
1991年3月
発行
水 素 エ ネ ル ギ ー
1992年3月
発行
風
1992年3月
発行
車
1992年3月
発行
非 在 来 型 天 然 ガ ス
1993年3月
発行
地 球 温 暖 化 対 応
1993年3月
発行
石
炭
ガ
ス
化
自動車 用エネル ギー編
地
二
高
地
燃
電
球
温
次
温
電
超
球
料
力
気
暖
電
発
池
電
発
化
導
電
池(改 訂版)
電(改 訂版)
自
動
1999年3月
棄
力
物
負
荷
発
平
電
準
の3)
発行
エネ ル ギー総 合 工学 研 究所
〒105-OOO3東
京 都 港 区 西 新 橋1-14-2
新 橋SYビ
電話
ル6F
東 京(03)3508-8891(代
表)
印 刷 ㈱ 日 新 社
＼