成果報告書詳細
管理番号20120000000137
タイトル*平成23年度中間年報 ゼロエミッション石炭火力技術開発プロジェクト革新的CO2回収型石炭ガス化技術開発(H22~H25)
公開日2012/6/9
報告書年度2011 - 2011
委託先名電源開発株式会社
プロジェクト番号P10016
部署名環境部
和文要約1. 研究開発の内容及び成果等
革新的CO2 回収型石炭ガス化技術開発は、ガスタービン入口温度1,500℃超級の次期
IGCC を念頭におき、エネルギーロスを極力低減するCO2 分離回収を目指すものである。ガスタービン効率向上のためにはガスタービン入口ガスを高温・高圧化する必要があり、これに伴う系統圧力上昇に対応した最適なCO2 分離回収技術が求められている。本研究開発にて実証を目指す物理吸収法によるCO2 分離回収技術は、系統圧力上昇に応じてCO2 溶解度が比例的に増大することから、圧力の高いシステムにおいて吸収液再生エネルギーや吸収液循環動力低減の面で優位性を持つことが期待されている。石炭ガス化発電プラントにおける物理吸収法によるCO2 分離回収は世界に先駆けた取組みである。従って本研究開発において同技術の石炭ガス化システムへの適用性を検証し、更には発電効率への影響を最小化するCO2 分離回収条件を見極めることは、次期IGCC+CCS システムの実用化および普及加速化に向けて極めて重要なステップとなるものである。本技術開発においては、既設のEAGLE 炉(酸素吹一室二段旋回流型噴流床ガス化炉)を利用し、新たに「物理吸収法によるCO2 分離回収設備(処理ガス量1,000m3N/h 規模)」を設計・建設し、運転研究を行うものである。
平成23 年度は、物理吸収法によるCO2 分離回収設備の詳細設計・機器製作・建設工事を実施、完了させた。また、既設EAGLE 設備改造部分の機能確認試験を行った。新規CO2 分離回収技術については調査を実施し、有望技術についてEAGLE 実ガスを用いた適応性確認試験を開始した。
英文要約Looking toward the development of next-generation IGCC in which the gas turbine inlet temperature is higher than 1,500°C, the project aims at developing CO2 capture with low energy consumption. In order to increase the gas turbine efficiency, it is necessary to increase the temperature and pressure of the turbine inlet gas, and an optimal CO2 capture matched to the increase in system pressure is therefore required. Physical CO2 capture is used in the project. Because this technology shows the increase in CO2 solubility in proportion to the increase in system pressure, it is expected to reduce energy penalty in a high-pressure system. This is an advanced example of physical CO2 capture in coal gasification plants on a global level. Therefore the study of the applicability of this technology to coal gasification systems is extremely important to accelerate the next-generation IGCC with CCS. Using the existing EAGLE gasifier (a one-chamber, two-stage, swirling oxygen-blown, entrained-bed coal gasifier), the project will conduct the operations of physical CO2 capture facilities (syngas capacity: 1,000 m3N/h). In fiscal 2011, we constructed the physical CO2 capture facilities, demonstrated the performance of the char recycle system that was modified in fiscal 2010, and conducted a survey of new CO2 capture technologies. The results are described below. (1) Physical CO2 capture facilities: We completed the detail design and construction of the physical CO2 capture facilities. In addition, we created an efficient test plan by using simulation studies because the facilities have many parameters. (2) Performance of char recycle system: The char recycle system was changed from rotary valve control to differential pressure control in fiscal 2010. We confirmed that the new system has performed more stable char feed compared to the former system. (3) Survey of new CO2 capture technologies: As a result of comparing the following technologies: a) Chemical CO2 absorption with heated flash regeneration; b) Chemical CO2 absorption with high-pressure regeneration; and c) CO2 capture using hydrate formation, we found that chemical absorption with heated flash regeneration has the lowest energy consumption. Therefore, tests of chemical absorption with heated flash regeneration were started by using syngas. An H2/CO2 capture system using a hydrogen separation membrane is also worthy of performing field tests that will be started in the next year, since the system simultaneously produces pure hydrogen and CO2-rich gas.
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