Datsuryu kosuto no yobi chosa
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(2) 脱 硫 コス トの予 備 調 査. 新 鬼. No.G11. 田 頭. 義 浩. 孝 文. 学 振 未 来 WG3-2.
(3) 脱 硫 コス トの 予 備 調 査 新 田義孝 ・鬼頭浩文 1998年3月. キ ー ワー ド 脱 硫 装 置 、脱 硫 コス ト、 石 灰 石 、 湿 式 脱 硫 、乾 式 脱 硫 、 石 炭. 概要 石 炭 燃 焼 を 対 象 と した 脱 硫 装 置 の コ ス トを 途 上 国 に普 及 す る こ と を 想 定 して 、 既 存 の 主 な 文 献 情 報 を も と に 調 査 した 。 微 粉 砕 した 石 灰 石 を 水 ス ラ リー に して 、 排 ガ ス と 接 触 さ せ て 、 排 ガ ス 中 のSO2を. 石膏と. して 除 去 す る湿 式 脱 硫 の コ ス トは 日本 で 製 造 し中 国 に 設 置 す る 場 合 、設 備 費 で 約1.5万 kW、. 運 転 費 で0.5円/kWhで. あ り、 簡 易 型 にす る と夫 々約1.0万. 円/. 円/kW、0.1円/kWh程. 度 とな る。 他 方 、 最 近 わ が 国 で 開 発 さ れ 中 国 に もパ イ ロ ッ トプ ラ ン トを 建 設 して い る 電 子 線 照 射 に よ り化 学 肥 料 で あ る硫 安 を 副 生 成 と して 得 る プ ロ セ ス は 約1.5万. 円/kW、0.4円/kWh程. 度 にな る と予想 され てい る。 そ の 他 、 ア ンモ ニ ア 吸 収 法 、 マ グ ネ シ ウ ム 石 膏 法 、CWM、 発 電 な ど の コ ス ト調 査 も行 っ た 。. 流 動 床燃 焼 、石 炭ガ ス化複 合.
(4) 脱 硫 コス トの 予 備 調 査 新 田義 孝 †*・鬼 頭 浩文* 1998年3月. 1. は じめ に. 脱硫装置を途上国に導入す るには どの程度 のコス トが必要かを文献調査、 ヒア リング等 によ り調べ、経済モデルの構築 に資す る事を 目的 とする。 平成9年 度は主に既存の文献で概略調査を行 い、主 に経済研究 グループ との討論を行 う 資料 とした。本資料を もとに した討論 によ り経済モデル構築 に欠けている部分、 さらに必 要な情報の指摘を求め、次年度以降の調査 ・分析を意義あるものに してい くのが本予備調 査の 目的である。. 2. 技 術 の選 択 石 炭 燃 焼 を 対 象 と した 脱 硫 技 術 を 広 義 に 把 え る と 流 動 床 ボ イ ラ ー 発 電 、 石 炭 ガ ス 化 複 合. 発 電 や 石 炭 液 化 な ど も含 ま れ る 。 そ こ で 広 義 の 石 炭 燃 焼 脱 硫 技 術 を(a)既 に 実 用 化 され て い る 、(b)技術 の 完 成 度 は 高 い が 、 コ ス ト等 の 理 由 で 実 用 化 さ れ て い な い 、(c)現在 開 発 中 で あ るが2010年. 頃 迄 に は途 上 国 に お い て 実 用 化 の 見 込 み が あ る. の 三 つ に 分 類 し、 ま た 、技 術. を 原 理 別 に(A)排 煙 脱 硫 、(B)石 炭 新 燃 料 、(C)石 炭 ガ ス 化 、(D)流 動 床 燃 焼 、(E)石 炭 液 化 に分 け 、 表1に. 3. 示 す よ う に仕 分 け た 。. 既 に実 用 化 され て い る技 術 (A)排. 煙脱 硫. 調 査 結 果 を 以 下 の よ う に 箇 条 書 き に して 抽 出 し、 図1に. ①. 湿 式石灰 法 '微 粉 砕 した 石 灰 石(CaCO と反 応 させ 、CaSO3と. と り ま とめ た 。. 3)を 水 ス ラ リー に して 、 排 煙 と接 触 さ せ て 排 煙 中 のSO2. し、 さ ら に空 気 に よ り酸 化 さ せ て 石 膏(CaSO4・2H20)に. 最 近 は プ ロセ ス を 単 純 化 した 一 搭 式 が 主 流 。. † 電力 中央研 究所 *四 日市大 学. 1. す る。.
(5) 表. −1. 技 術 の 分 類. 一. }一. (a)既 に 実 用 化 さ れ. 完成度. (b)技 術 の完成度. てい る. は 高 い が 、 コ ス ト 2010年. 脱硫方法. ① (A)排 燃脱硫 ・石炭を燃焼 した ガス と ② 脱硫剤 とを接触 させ. ③. て、石膏 などと して除 ④. (c)現 在 開 発 中 で 、. 湿式石灰法. 頃 まで に は. 等 の理 由で実用. 途 上国において実用. 化 され ていない. 化 の見込 みがある。. ⑨. 活性炭吸着法. 乾 式 ・半乾 式法 ⑩. 電子線照射法. アンモニア吸 収 法 マグ ネシウム石 膏 法 、 マグ ネシア吸 収 排 棄 法. 去 す る。. ⑤. 乾式脱硫 ・脱硝 (北海道電力法). ｩ (B)石 炭新燃料 ・石炭 を脱硫剤等 と混合. 一. CWM. ⑪. 一 一}. パ イオプ リケット. して新 しい燃料 をつ く り、それ が燃焼す る際 に脱硫反応 によ り二酸. 化硫黄が亜硫酸石膏や 石膏 と して 固定 され 一. る。. →. 皿6. ⑬. (c)石 炭 ガ ス 化 ・石 炭 を ガ ス 化 して ス 中 のH2Sを. 、ガ. 発電. ガ ス精 製. 装置で除去する. }T. (D)流 動床燃焼. 石炭ガス化複合. 一. ⑦. 常圧流動床. ⑧. 循環流動床. ⑫. 一F甲. 『. 一. T_. 加圧流動床. 一. (E)石 炭液化. _. 一 』一. 一-. 一P. ⑭. 一. 石炭液化. 冖 丁「 一一一. 2.
(6) 壌 m. 運 σB. 転 費. 餉. (円 / W ) k. 畑泄 ∵. 餉. ○(中 国〉 ☆(中 国)一E一 一一__一. 電 子 線 照射. σ2. 中国) 匚](中 国). 0 0. 2 設. 図1. 乾式. ○. 湿式. ◇. マグネシウム吸収排棄法 ☆ 電子照射法. ぐ一 一 一一 一一一…一 一 簡易 半 乾 式. 一 一 一 一 一一」_一_.。___⊥_ .___一 」____。_一_L. 1. ロ. 3 備. 費(万. 4 円/kW). 脱 硫 コス トの比 較. __⊥__. 5. ,__し. 6. ○ 簡易(.
(7) ● 一 塔 式 で は 設 備 費1∼1 SO21000PPm)。. .5万. 円/kW(1)、 電 力 消 費1∼1.5%(1)(所. 内 率)。. (但 し入 口. 脱 硫 費0.7∼0.8円/kWh。(1). 別 の 文 献 ② で は 重 油 火 力 で0.41円. ノkWh(運. 転 費)に. 減 価 償 却 費(0.48円/kWh)を. 加. え て0.89円/kWh。 ● 脱 硫 効 率95∼97%. 。 多 量 の 水 を 消 費 し、 排 水 を 出 し 、 排 水 処 理 が 必 要 。 吸 収 塔 か ら. 多 量 の ミ ス トを 排 出 す る の で そ の 除 去 が 必 要 。ガ ス の 温 度 が50∼60℃. に下 が るので、. 煙 突 か ら の 拡 散 を 助 け る た め に 再 加 熱 が 必 要 。SO2の 除 去 率 は90%以. 上 と 高 い がSO3. の 除 去 率 は50%程 度 と 高 くな い 。(1) ● 電 気 集 じん 機(EP)の 性 能 と 排 煙 脱 硫 を 組 み 合 わ せ た 場 合 の コ ス ト;12∼15億 年(10万kW、. 年 間 利 用 率70%)(1). ●1 .23∼1.44円/kWh(石. 炭 火 力:昭. ● 日立 のFDG(Fuel り30%コ. 円/. 和57年)は. Gas Desulfurization):簡. 某 電力 の 当 時の モ デル 値。 ② 易 型 脱 硫;中. 国 上 海 の プ ラ ン トは 従 来 よ. ス トダ ウ ン(3)。. ガ ス流量. 600,000Nm3/h(20万kW相. 脱 硫 率(SO2除. 去 率)80%. ガ ス温度. 入 口140℃. 集 じん. EP入. 2.1×109円/プ. 当). (Ca/S=1.4)入. 口2000PPm、. ス ラ リ ー 粒 度70μm. 出 口47℃. 口500mg!Nm3出. ラ ン ト(但. 口100mg/Nm3. し 既 存 の プ ラ ン トよ り も デ モ ン ス ト レ ー シ ョ ン な の で か. な り 割 高) 年 間 経 費240×106円(但. し4人. の 指 導 員 の 滞 在 経 費 を 含 む). 日本 人 の 出 張 経 費 を 外 す と90×106円/年. 、 但 し 石 灰 石57元/ト. ン、. 石 灰 石3ト ン/h、 水50t/h、1800kwを 消 費 す る。 ●三 菱 重 工 の 簡 易 湿 式 排 煙 脱 硫 装 置 の ユ ー テ ィ リ テ ィ ー;(4) ガ ス 量6x105m3N/h、 し て 石 灰 石(純. 入 口SO2800PPm、. 度90%)1.9t/h、. 脱 硫 率80%、. 工 業 用 水38. 2.8t/h(純 度90%) '昭 和50年 頃 の 費 用(11);45円/硫. t/h、. 入 ロ ガ ス 温 度150℃ 電:力970kw、. 石 膏生 成 量. 黄1k. g(償 却 費+運 転 費=39+6) 上 の 発 電 所 は 中 国 の 総 発 電 能 力 の40%に 相 当(5). ● 中 国 の140万kW以 ● 日本 の30万kW火. 力 発 電 所 脱 硫 装 置100万N. m3/hの. 処 理 能 力 で 約54億. 円。. 中 国 の 石 炭 火 力 発 電 所 に 湿 式 排 煙 脱 硫 装 置 を 設 置 し た 場 合 の 費 用(5) 総 設 置 コ ス ト:9880億 運 転 コ ス ト:1480億. 円(GNPの1.7%) 円/年. 運 転 コ ス トの 単 価:0.49円/kWh 処 理 さ れ るSO2 :320万 ●維 坊 化 工 厰 の コ ス ト分 析(6). 消 費 す る 石 灰 石;14000ト トン. 消 費 す る 水 量;7900ト. 電力. 864.000kW、0.4元/kW、346,000元/年(535%). 工業用水. 10400m3、. スチーム. 105t、. 人件費. 16人. 1.5元/m3、. 、9000元/年. ン/h ン/h. 15,000元/年(2.3%). 55元/t、82,000元/年(1.3%) ・人 、135、000元/年(20.9%). 保全費. 150、000元/年(23.0%). 4. に対. 645,800元/年.
(8) ・中 国 で つ く る 脱 硫 装 置 は500ド. 〈 参考〉. ル/kW. 。(1). 排 ガ ス 中 の 有 害 物 質 に よ る汚 染 排 出 費 徴 収 基 準 ⑤ SO2、 CS2、 H2S、 フ ツ化 物 、 C12、 HC1、 CO、 NOx H2SO4(ミ. ス ト)、Pb、. 生 産 に よ る粉 塵. :. Hg、 Be化 合 物. 0.04兀. O.03∼0.10兀. :. ガ ラスウール、 石 綿 、 スラグ ウール、 アルミナ. :. SO2は 今 後0.3元/kgに. ②. ノkg. O.10兀/kg. 発 電 所 ば い じん 、 セ メ ン ト工 場 粉 塵: 製 鋼 ダ スト 、 そ の 他 の粉 塵. ノkg. O.02兀/kg. :. O.04兀ng. な る見 込 み. 乾 式 ・半 乾 式 法 ・消 石 灰 の ス ラ リ ー を150∼250℃. の 吸 収 塔 内 に ス プ レ ー し、 生 成 す るCaSO3を. 熱 と 反 応 熱 で 乾 燥 さ せ て 、 粉 末 状 の 生 成 物 を 電 気 集 塵 機(EP)あ タ ー・で 集 め る 。 石 灰 石(CaCO3)の ト ン2.5万. 粉 沫 を1ト. ン1万. る い はバ グ フ ィル. 円 と す る と 消 石 灰 の 粉 沫 は1. 円 程 度 で あ る 。(1). ・種 々 の 方 式 が 開 発 さ れ て い る が 添 加 す る 消 石 灰(生 焼 ガ ス 中 のSO2の 灰)の. ガス の. 石 灰CaOと. して 表 示 す る)と. モ ル 比 と 脱 硫 率 の 関 係 は そ の モ ル 比 が 小 さ い ほ ど 消 石 灰(生. 燃 石. 消 費 量 が 少 な い こ と に な る 。 一 般 に 湿 式 〉半 乾 式 〉 乾 式 の 順 に そ の モ ル 比 が. 小 さ く て も 脱 硫 率 は 高 く な る 。(1) ・乾 式 ・半 乾 式 の 各 方 式 で 設 備 費 、 脱 硫 費 が 若 干 異 な る が 、 脱 硫 率 の 高 い 方 式 ほ ど 設 備 費 が 高 い 。(1) ・半 乾 式 法 と 湿 式 法 を 較 べ る と 、 脱 硫 率 が95%以 1000ppm以. 下 で 脱 硫 装 置 入 口 のSO2濃. 下 で あ る と半 乾 式 法 の 方 が 安 い 。. ・中 国 黄 島 の 簡 易 半 乾 式(21万kW)(三. 菱 重 工):1996年. ・ガ ス 流 量:300,000Nm3/h(10万kW相 ・脱 硫 率:70%(入 ・ガ ス 温 度:入 ・集 塵. 口SO22000ppm:Ca/S=1.4) 口145℃. 、 出 口65℃. :入 口600mg/Nm3、. volume:18. EP出. 口300mg/Nm3. t/h(max)、ato㎡zed. ・建 設 費1.7×109円(建. ・ 日 本 側 の サ0..oト の 人 件 費14×106円. CaO純. s、atornized slurry 度70%. 設 指 導 費 用 、 既 存 プ ラ ン ト と の 接 続 費 用 等 を 含 む) の 日本 人 技 術 者 の 滞 在 費 を 含 む)(3). 分 を 除 く と140×106円. 、こ の 中 に30人. の 中 国 人 オ ペ レー タ ー. を含 む 。. lime)322元/ト. ・ガ ス 流 量250,000Nm3/h当. (Dry)、. retention time:10. slurry size 70μm、. ・年 間 の 運 転 管 理 費280×106円(3人. ・石 灰 石(quick. の 実 績(3). 当). ・ス プ レ ー ド ラ イ ヤ ー:ガ ス 流 速2.3m/s、gas. ・125MWボ. 度 が. ン た り 石 灰 石2. t/h、. 工 業 用 水15. t/h、. 電 力800kW. イ ラ 対 応 の 半 乾 式 脱 硫 装 置 、ガ ス 量53万m3N/h(wet)、SO21800PPm 脱 硫 率77%、. 日本 で 必 要 部 分 を 製 造 し 、 中 国 国 際 港CIF、. 極 力 採 用 し、 据 付 け 工 事 は 中 国 で 実 施:6億. 5. 円(設. 備)(6). 中国部 品 を.
(9) 0. ア」 ン モ ニ ア 吸麪 迭 ・ア ン モ ニ ア 水 溶 液 にSO2を. 吸 収 させ て 硫 酸 ア ンモ ニ ア(硫 安)・と して 回 収 す る方 式. で あ る。 ・昭 和47年. 度 の 文 献 ⑦な の で コ ス トの 値 を そ の ま ま用 い る訳 に は い か な い が 、 次 の 条. 件 で の計 算 例 を示す 。 SO2濃 度. :入 口1000PPm、. 排 ガ ス 濃 度:入 利 用率. 口130℃. :70%、. 出 口50PPm. 、 出 口100℃. 金 利8%/年7年. 定額 償 却. 電 力2.5円/kWh、. 水 蒸 気500円/t、. 硫 酸8000円/t、. 液 体 ア ンモ ニ ア30,000円/t、. 円/t、. 工 業 用 水5円/t、. 生 石 灰5000円/t、. 重 油8000円/t、. 処 理 ガ ス 量25万Nm3/h∼100万Nm3/hに. 1200円/1d(重 り30%程. 残 存10%. 石 膏2000. 対 して 脱 硫 費 用1500円. ∼. 油)。 こ の 値 は 同 じ文 献 の 湿 式 脱 硫 の コ ス ト2000∼1400円/klよ. 度 安 い。. @一:ヱ グ ネ シ ウ ム 石 膏 法 、 マ グ ネ シア 吸 収避 棄 法 ・マ グ ネ シ ウ ム 石 膏 法 は 湿 式 石 灰 石 膏 法 で 石 灰 乳(石. 灰 石 を 微 粉 砕 して 水 に 分 散 させ. た もの)に 水 酸 化 マ グ ネ シ ウ ム 〔MgOま た はMg(OH)2〕. を 添 加 して 、 液 中 のMg濃. 度 を0.4∼0.5%に. な る)は 脱 硫 を 促 進 す る。. す る。MgO(水. に 触 れ る とMg(OH)2と. 脱 硫 効 果 が 上 が り、 硫 酸 を 加 え て のpH調. 整 は不 要 で あ る。. ・マ グ ネ シ ウ ム 吸 収 排 棄 法 は 海 水 に 消 石 灰 を 加 え て 沈 殿 さ せ た 水 酸 化 マ グ ネ シ ウ ム Mg(OH)2の. ス ラ リー を 吸 水 剤 と して 用 い る 。 吸 収 に よ って 生 じ る 亜 硫 酸 マ グ ネ シ ウ. ム は 空 気 酸 化 に よ って 硫 酸 マ グ ネ シ ウ ム の 水 溶 液 に な る が 、 こ れ を 放 流 す る。 設 備 費5000円/kW程. 度 、 石 灰 石 石 膏 法 の 約1/3と 安 価 で あ る。 しか し運 転 費 は石 灰 石. 石 膏 法 の1.6倍 程 度 。(1). ⑤. 乾 式 脱 硫 ・脱 硝 法(北. 海 道 電 力 法). ・北 海 道 電 力 は 日立 製 作 所 ・バ ブ コ ック 日立 と協 力 して 、 石 炭 と石 炭 灰 を 利 用 す る 乾 式 脱 硫 法 を1987∼88年 触 して90%以. に 開 発 した 。140℃ の ガ ス(SO2550ppm)と2段. 上 の 脱 硫 率 。石 炭 灰 と石 灰 お よ び 使 用 後 の 脱 硫 剤(石. 合 し、水 を 加 え て 押 しだ し成 型 で3∼10㎜. 移 動 床 で接 膏 を 含 む)を 配. の ペ レ ッ トを っ く り、蒸 気 養 成 の あ と 乾. 燥 して 吸 収 材 を つ くる。(1) 苫 東 厚 真 発 電 所1号. ボ イ ラ ー(35万kW)の. 排 ガ ス の1/2(644000Nm3/h)を. に プ ラ ン トが 稼 働 中 。SO2入 口濃 度800ppm、 気 管 支 炎 な どの 元 凶 で あ るSO3の. 脱 硫 剤 製 造 量6t/h、. 対象. 脱 硫 率gO%。. 除 去 率 は 高 い 。(1). ・公 表 さ れ た コ ス ト値 は今 回 の 調 査 で 見 当 た らな か った 。. (B)石. 炭新 燃 料 代 表 的 な 石 炭 新 燃 料 に は 石 炭 ・水 ス ラ リー(CWM)と. Coal Oil Mixture)と. が あ る。 今 後 ア ジ ア 地 域 でCWMチ 6. 石 炭 ・石 油 混 合 燃 料(COM: ェー ンを つ くる と炭 種 の 違 い.
(10) によ り石炭性状が異な ってもCWMを. つ くれ ばある一定 幅の性状を持つ燃料にす るこ. とができる。よて 日本の石炭利用技術 を普及 させて域内での高効率化を もた らすこと が可能にな る。CWMに. はこの様な付加価値があるのでCWMの. 直接脱硫 とは関係ないが、CWMに. みについて調査 した。. 石灰を添加すると炉内脱硫が可能にな り微粉炭火. 力にこれを用 いると50∼60%の 脱硫が期待 できるので本調査 にとりあげた。. ｩCWM. CCOal Water Mixture). ・エ ン ジ ニ ア リ ン グ振 興 協 会 で 昭 和63年 調 査 研 究(報 備 は828億. 告 書)に. 頃 に行 わ れ た 「神 木 炭 総 合 有 効 利 用 に 関 す る. よ る と ③と 、 石 炭500万. 円 で ・ 消 費 電 力308×106kWh/年. トン/年 を 処 理 す るCWMの 、 工 業 用 水2653×103ト. る が ③、 これ に 脱 灰 プ ロ セ ス を 加 味 す る と1000億. 製造 設. ン/年 を 要 す. 円程 度 の製 造 設 備 に な る と推 定 で. き る だ ろ う。 ・山 元 でCWMを. 製 造 し1000㎞. 離 れ た 消 費 地 ま た は 港 湾 にパ イ プ ラ イ ン輸 送 す る とす. れ ば ・ ポ ンプ ス テ ー シ ョン8ヶ 所 、パ イ プ ラ イ ン(埋 設 、管 径24セ パ イ プ ラ イ ン設 置 費 用 は 約600億 10『kWh/年. ンチ)を 含 め て. 円 と試 算 され て い る 。 そ の 電 力 消 費 量 は約150×. で あ る(8)。. 〈試 算 〉 ・石 炭500万. トン/年 ⇒CWM410万. トン/年(脱. 灰 に よ り灰 分20%除. 去 、水 分30%含. 有) CWM熱. 量. SOOOkcal/kgCWM. CWM設. 備. 830億 円 、 パ イ プ ラ イ ン. 電力 消 費. 310×106(CWMプ. 脱 硫::(脱. 灰 に よ り30∼40%). ・年 間 稼 働 率 CWM410万. 600億 円. ラ ン ト)+150×106(パ. 70%、1kWh=860kca1、. 発 電 効 率35%と. イ プ ラ イ ン輸 送)kWh/年. すると. トン/年 を 消 費 す る発 電 所 の 容 量 は130万kW。. よ ってCWMの. 製 造 設 備 は7.6万 円/kWで. 工 業 用 水 の 消 費 量 は2.0ト. ン/kW(0.33kg/kWh). ・パ イ プ ラ イ ンま で を 考 慮 す る とCWM製 12万 円/kW。. あ る。. 造 設 備 とパ イ プ ラ イ ン設 備 を 併 せ る と. 電 力 消 費 量 は0.02kW/kW(2%)で. あ る。 但 し途 上 国 で 建 設 工 事 を. 行 うな ら コ ス トは数 分 の 一 に な る と期 待 さ れ る。' ・CWMの. 価 格=石 炭 山元 価 格+CWM化. 費 用+輸. 送 ・貯 蔵 等 ハ ン ド リ ン グ 費 用. ・数 万 トン ク ラ ス の 外 航 船 直 岸 の 場 合 の 石 炭 積 出 し価 格 は 約1円/1000kcalで. あ るが 、. CWMは1.5∼2.0円/1000kcal(9)。 ・しか し流 体 化 さ れ た こ と に よ る ハ ン ド リ ング メ リ ッ ト(受 け 入 れ 設 備)を. 考 慮す る. と初 期 投 資 コ ス トが 石 炭 に 対 して 低 い こ と 、 運 転 コ ス トも低 い こ とか ら発 電 所 送 電 端 価 格 と して はCWMの ・CWMの. 方 が 石 炭 よ り低 減 され る場 合 も多 く存 在 す る(9)。. 物 性 値 の 例(9):. 石炭 濃 度. 68∼70wl% 7.
(11) 高 位発 熱量. 5000∼5200kca1/kg. 低位 発 熱量. 4600∼4800kcal/kg. 見 掛粘 度. 1000mPas. 比. 重. 1.25. 灰. 分. 6.0∼6.3%. 燃焼 性硫 黄. 0.2%. 200メ ッシュ以 下 微 粒 量. (C)流. 80∼85%. 動床燃焼 流動床燃焼では石灰石を石炭 と一緒 に炉に加え ると脱硫反応 が行われ る。 よって脱. 硫 コス トの調査項 目に取 り入れ た。排煙脱硫な どとの コス ト比較 をす る場合 にはプラ ン ト全体の コス トを比較する必要があ るが、本予備調査では情報収集 の段階 に留めた。 ⑦. 常圧 流動 床 ・流 動 床 燃 焼 は伝 熱 管 を 入 れ た 炉 を 用 い 、20㎜ 程 度 に 粉 砕 した 石 炭 を 砂 や 砕 石 と と も に流 動 さ せ な が ら850∼900℃. で 燃 焼 させ る もの で 、1960年 代 英 国 で 試 験 が 行 わ れ た 。. ・常 圧 流 動 床 に は バ ブ リ ン グ 式 と循 環 式 が あ る 。 ・バ ブ リン グ 式 は70∼80%の. 脱 硫 率 でNOxが200ppm程. 度 以 下 で 許 容 され る に 適 した. 燃 焼 方 式 で 、 小 型 ボ イ ラ ー で 低 品 位 炭 を 用 い る場 合 に好 適 で あ る 。 ・循 環 式 は 中型 ボ イ ラ ー で80∼90%の ・建 設 費:12万. ⑧. 円/kW程. 脱 硫 率 、NOx100ppm以. 下 が 目安 で あ る。. 度. 循環流動床 ・比較的細かい粒子を速い速度で流動化 させ、火炉全体 にわたって流動燃焼 を行わせ るプロセスである。流動速度が大 きいので滞留時間を保持するため火炉を高 くする。 また、火炉 自身に十分な伝熱面を有するので流動層 内には伝熱管を設置 しない。火 炉出口には高温サイクロンを設置 し、ガス中の飛散粒子を捕集す る。(6) ①長い滞留時間による低質燃料への対応が可能である。 ②未反応石灰の再循環によ り、高 い脱硫率が得 られ る。 ③低温燃焼 によ りNOxの. 発生を抑制す る。. ④広いター ンダウンと負荷変化への速い対応ができる。 ・中国澑博礦務局嶺子炭礦流動床ボイ ラの事例: 外 部循 環型 流 動床 ボ イ ラ. 燃 料(石. 炭). 2860kcal/kg. 蒸発量. 30t/h. 粒径. 蒸 気圧 力. 3.82Mpag. 灰分. 53%以. 蒸 気 温度. 450℃. 硫黄分. 3.5%以 下. 日 本 よ り提 供 さ れ た30t/hボ 日 ま で 累 積160日(3846時. 10㎜. イ ラ は1996年3月28日 間)と. 以下. 下 、 水 分4%以. に 点 火 さ れ 、1997年3月5. な っ た 。 最 長 連 続 運 転26日(624時. 8. 下. 間)。.
(12) 4. 技 術 の完 成 度 は高 いが 、 コス ト等 の理 由で まだ 実 用 化 され て いな い技 術. (A)排. ⑨. 燃 脱硫. 活 性炭 吸着 法 ・活 性 炭 にSO2を. 吸 着 させ て 、 そ れ を 水 洗 して 硫 酸(10∼20%)と. して 、 あ る い は 脱. 着 して ク ラ ウ ス プ ロセ ス を 用 い て 還 元 して 単 体 硫 黄 と して 回 収 す る 。 ⑩ ・昭 和42年. よ りパ イ ロ ッ トプ ラ ン トが 東 京 電 力 等 で 開 発 さ れ た り、 昭 和50年. に 電 気 事 業 連 合 会 が 重 電3社. 代後半. とパ イ ロ ッ トプ ラ ン トを 開 発 した り、電 源 開 発 ㈱ が サ ン. シ ャ イ ン計 画 で パ イ ロ ッ トプ ラ ン トを 開 発 した り した が 、活 性 炭 吸 着 材 の 消 耗 が 処 理 ガ ス 量1万Nm3/h当. ⑩. た り4∼9kg/hと. 大 き く、 コス ト高 の 原 因 に な って い る 。(10). 電 子線 照射 法 ・四 川 省 成 都 で9万kW石 元(約13億. 炭 火 力 発 電 所 に 電 子 線 照 射 排 ガ ス処 理 装 置 を 総 事 業 費1億. 円)で 建 設 。 ア ンモ ニ ア を 吹 き 込 み 電 子 線 を 照 射 す る こ と に よ り排 ガ ス. 中 のNOx、. SOxの. 同 時 除 去 と 窒 素 肥 料 と して の 回 収(1])。. ・中 部 電 力 西 名 古 屋 火 力 発 電 所1号 機22万kW、 総 事 業 費35億. 円 。 脱 硫 率92%、. 脱 硝 率65%以. 排 煙62万Nm3/hを. 処理 。. 上 。 排 水 処 理 不 要(12)。. ●H2SO4十2NH3⇒(NH4)2SO4 HNO3十NH3⇒NH4NO3 SO2十2NH3十H20十1/202⇒(NH4)2SO4 ・コ ス ト比 較(14). 項 齦 _運. 旦_1麩 石灰硝 法C)1駈 費 一L一 ・・%.⊥. 嬾_L一. 堂. 75%・. 一 …!・0%一_」_. 敷地醋. 処 理 剄. 上 _1.・. ・%. 灘ll■. ム照射法 8・ 籃. _. 土_一80%. 蝶灘. #ボ イ ラ ー 無 触 媒 簡 易 脱 硝 設 備(脱. 設 定条 件. AH出. 口 処 理 ガ ス 量(WB). (MCR)2356×103m3N/h CECR)2200. x 103m3N/h. 入 口SOx CMCR). CECR)800ppm. 入 口NOx CMCR)225ppm.. CECR)130ppm. 9. 硝 率40%)を. 含む.
(13) ・成 都 で の 実 測 値:ア 副 成 品 の 組 成:硫. ン モ ニ ア 消 費 量625kg/h 安92%、. ・実 用 機(40万kW)の. 硝 安0.8%、. フ ラ イ ア ッ シ ュ7 .3%(12)。. 計 画 例(12):排 ガ ス 量1200000N. CO214・0%・H205・1%・SO22000PPm・NOx ・電 力6800kW(電. 、 副 成 品2540kg/h. 400PPm、. 子 ビ ー ム 発 生 装 置3300kW. m3、 排 ガ ス 温 度127℃(025.5%、 フライア7シュ340mg/m3. 、 そ の 他3500kW)1年. 間6570. h運 転 し. て44.7×10『kWh】 ア ン モ ニ ア3220kg/h【 用 水85t/hl年. 年 間21200. 間558000. ・排 ガ ス 処 理 出 口 条 件. t】、 蒸 気17t/h(熱. 源)【 年 間112000. t】、 工 業. t】。 SO. 2200ppm(90%)、NO2240ppm(40%)、. 温 度90℃. 、NH330ppm、. タ“スト50㎎/m3. (B)石 ⑪. 炭新燃料 バ イ オ ブ リケ ッ ト. 未来開拓プロジェク トでバ イオブ リケ ッ トを別途扱 うので本予備調査の対象外 とし た。. (C)流. 動床燃焼. ⑫. 加圧流動床 ・石 炭 の 流 動 燃 焼 を6∼20気. 圧 の 加 圧 下 で 装 置 を 小 型 化 し、 石 炭 や 石 灰 石 の 炉 内 滞 留. 時 間 を 長 く して 燃 焼 効 率 を 上 げ 、燃 焼 ガ ス(850℃)で. ガ ス タ ー ビ ンを 廻 して 複 合 発. 電 を 行 う。 送 電 端 発 電 効 率40∼42%。 850℃ の 燃 焼 ガ ス の 集 じん 、 ア ル カ リ成 分 の 除 去 が 課 題 。 ① ・送 電 端 熱 効 率42%(HHV)、. 5. 建 設 費32万. 円/kW程. 度 、発 電 コ ス ト13円/kWh。(13). 現在 開発 中で 、2010年 頃 まで には途 上 国 に於 い て 実 用 化 の見 込. みが ある技術 (D)石. 炭 ガ ス化. 石炭ガス化複合発電はわが国独 自の空気酸化 ・乾式脱硫方式 ・低 カ ロリー燃焼ガス ター ビンを組み合わせた システムがパイ ロッ トプラン トの段階まで終 了 した。 しか し 国内での商用プラン ト開発に向けて欧米で商用 プラン トの水準まで技術が完成 してい る酸素酸化 ・湿式脱硫 ・中カロ リー燃焼ガスター ビンを組み合わせた システム との比 較評価が現在進行中であ り、 コス ト分析は公表 されていない。. ⑬_苞 炭 巫. 化複 合発 電. ・送 電 端 熱 効 率44%(HHV)、. 建 設 費32万 10. 円/kW、. 発 電 コ ス ト12円/kWh。(13).
(14) (E)石. ⑭. 炭 液化. 石炭液化 石炭液化 では2次 エネルギーである水素を石炭に添加 しなければな らない等で発電 用 に技術が完成 して途上 国に普及する可能性が未だ見えていないめで、今 回の予備調 査の対象外 とした。. 6. 今後 の調査の展望 本 研 究 で は 、脱 硫 に必 要 と な る設 備 費 と 運 転 費 に つ い て 、文 献 情 報 を も と に 検 討 した. 。 そ れ に よ り、 湿 式 ㌧乾 式 ・半 乾 式 な ど の 脱 硫 方 式 ご と に 、お お よ そ の 費 用 が 明 らか に な った 。 今 後 は ・ ヒア リ ング 調 査 を 行 い 、 文 献 調 査 で 得 た結 果 を 補 強 して い く こ と が 必 要 であ る。. (A)文. 献調査で得た情報と今後の ヒア リングの方針 文 献 調 査 で 得 た 値 は ・ 入 口濃 度 ・出 口 濃 度 ・処 理 ガ ス量 な ど が 異 な る 、 実 際 に 運 転. さ れ て い る事 例 か ら得 た もの で あ る 。 つ ま り、 具 体 的 に 設 置 さ れ て い る 脱 硫 装 置 が 実 際 に 運 転 され た 条 件 の も とで の 費 用 で あ り、 脱 硫 率 を 下 げ た 場 合 の 費 用 低 減 効 果 で あ る とか 、 脱 硫 率 を 低 く設 定 す る場 合 の 設 備 費 の 低 減 効 果 な ど は 、 明 確 な か た ち で は 得 られ て い な い 。 今 後 は 、 ど の よ う な 条 件 下 で 、 ど の 程 度 の 脱 硫 能 力 を 求 め るか に よ っ て 、 脱 硫 費 用 が どの 程 度 必 要 とな るか 、 明 らか に す る こ と が 必 要 と な る 。 そ こ で 、 今 後 の 研 究 で は 、 文 献 調 査 か ら得 た 費 用 の 情 報 を 補 強 す る 目 的 で 、 実 際 に 排 煙 脱 硫 設 備 の 運 転 を行 って い る 企 業(ユ ー カ ー)に. ー ザ ー)と 、 脱 硫 装 置 を 設 置 す る企 業(メ. 対 して ヒ ア リ ング を行 う。 具 体 的 に は 、 ユ ー ザ ー と して は 、 電 力 ・石 油 化. 学 ・鉄 鋼 な ど、 設 置条 件 が 異 な る 企 業 に 対 して ヒア リン グ を 行 い 、 実 際 に必 要 と な っ た 設 備 費 ・運 転 費 を 調 査 す る。 さ ら に 、ユ ー ザ ー ・メ ー カ ー 両 方 の 具 体 的 な 経 験 か ら、 処 理 ガ ス 量 ・入 口 濃 度 ・出 口 濃 度 な ど が 変 化 した場 合 の 費 用 に つ い て 、 実 際 の 運 転 で は 経 験 して い な い 状 況 を も想 定 して 、 可 能 な 限 り正 確 に 予 想 で き る よ うな 情 報 も収 集 す る。. (B). 日本 における脱硫の経験を発展途上国に適用す る場合の問題点 日本 においては、大気汚染防止法な どによるSOx排. 出基準が厳 しく、企業 は膨大な. 費用をかけてその対策にあた っている。企業は、相 当量の脱硫 に適 したボイ ラーや脱 硫設備を設置 し、燃料の低硫黄化、排煙脱硫 に努めている。規制は、結果的な排煙中 の平均的なSOx濃 度を規制するというものではな く、企業(燃 料使用料 によって規制 の程度が異な る)ご とに、燃料の硫黄分、SOx濃 度の1時 間値 などを、段階ごとに細 1 1.
(15) か く示 す も の と な って い る 。 一 方 、 発 展 途 上 国 で は 、 脱 硫 自体 行 わ れ て い な い よ うな 状 況 に あ る 。 工 業 で 使 用 さ れ る エ ネ ル ギ ー の 大 き な 部 分 は 、 工 場 ご と に 硫 黄 を 含 有 す る 石 炭 ・重 油 な ど を 燃 焼 さ せ る こ と に よ っ て 発 生 させ て い る で あ ろ う し、 家 庭 生 活 に お い て も、 暖 房 、 料 理 な ど に 、 石 炭 な どを 使 用 して い る と こ ろ が あ る よ うで あ る 。 そ の よ う な 状 況 の 差 異 が 存 在 す る 中 で 、 日本 に お け るSOx対. 策 の 経 験 か ら得 た 情 報. を も と に 、発 展 途 上 国 に お け る 脱 硫 ア ク テ ィ ビテ ィ ー の 費 用 を 推 定 し よ う とす る に は 、 い くつ か の 間 題 が 生 じる 。 第1に. 、 日本 の 企 業 が 運 転 して い る 脱 硫 設 備 を 、 そ の ま ま. 発 展 途 上 国 に あ て は め て 考 え る こ とが 、 設 備 的 に 過 剰 で あ ろ う と い う こ と で あ る 。 た と え ば 、 日本 の 企 業 が 設 置 して い る排 煙 脱 硫 装 置 は 、SOxの. 排 出 基 準 を ク リア す る た. め に、 処 理 す る ガ ス 量 に 対 して 脱 硫 処 理 能 力 を 非 常 に 高 く設 定 して い る 。 発 展 途 上 国 で は 、 と りあ え ず 、 よ り簡 易 に 、 脱 硫 率 も あ る程 度 低 く設 定 す る と い う考 え 方 が 成 立 す るか も しれ な い 。第2に. は 、 日本 に お い て 、排 出 基 準 が1時. 間 値 で 設 定 され て お り、. 運 転 が き わ め て 安 定 的 に しか な され て い な い こ とか.ら生 じ る 問 題 が あ る 。 脱 硫 率 を 上 下 させ た と き に 、 運 転 コ ス トが どの よ う に変 化 し、 修 理 ・保 守 点 検 な どの メ ンテ ナ ン ス が ど う変 化 す る か と い う点 につ い て は 、 企 業 の 経 験 が 少 な い 。. (C)脱. 硫 費 用 に つ い て の ヒ ア リ ン グの 内 容 以 上 の よ う な 問 題 点 を 考 慮 しな が ら、 日本 企 業 の 脱 硫 ア ク テ ィ ビ テ ィー の 経 験 を 聞 き 出 す こ と に よ り、 「費 用 」 を 明 らか に して い き た い 。 な お 、 こ こ で は 、 排 煙 脱 硫 装 置 に つ い て 検 討 を 行 う もの とす る 。 費 用 は 、 初 期 投 資 に か か わ る も の と 、 運 転 費 用 に か か わ る もの に 分 け て 考 え る こ と が で き る 。. ①. 脱 硫 設 備 の 設 置 に必 要 と な る初 期 投 資 脱 硫 設 備 を 設 置 す る 場 合 に 必 要 とな る 初 期 投 資 費 用 は 、 以 下 の 項 目で 場 合 分 け して 費 用 の 算 定 を 行 う。 ・方 式(湿. 式 、 乾 式 、 な ど). ・燃 料(石. 炭 、 重 油 、 な ど). ・硫 黄 含 有 率 ・ボ イ ラ ー の 規 模(1時. 間 当 た りの 燃 料 使 用 量). ・想 定 す る脱 硫 処 理 能 力 これ らは 、 実 際 に 設 置 を 行 った ユ ー ザ ー 企 業 、 そ れ を 供 給 した メ ー カ ー 企 業 の 、 両 面 か ら情 報 を 聞 き 出 す こ とが 可 能 で あ る 。. ②. 運 転 に必 要 な 費 用 運 転 に必 要 な 費 用 は 、 上 で 分 け た プ ラ ン トご と に 明 らか にす る。 そ の 際 、 ボ イ ラ ー の 稼 動 状 況 を 考 慮 しな が ら、脱 硫 率 が 変 化 した 場 合 に 、費 用 が ど の よ うに 変 化 す る か 、 明 らか に した い 。 運 転 に 必 要 な 費 用 は 、 以 下 の 項 目に 分 け て 考 え る こ と が で き る。 ・必 要 な 吸 収 剤(重. 量) 12.
(16) ・電 力(㎞) ・工 業 用 水(ト. ン). ・廃 水 処 理 費 用 ・人 件 費(員. 数). ・保 守 点 検 これ ら に つ い て は 、 ユ ー ザ ー 企 業 の 方 が 状 況 を 把 握 して い る よ うで あ る。 特 に 大 企 業 に お い て は 、 メ ン テ ナ ン ス を メ ー カ ー に 発 注 せ ず 、 内部 で 処 理 す る こ とが 多 い よ う で あ る 。 ま た 、 吸 収 剤 、 電 力 、 水 な ど は 、 メ ー カ ー 側 が 示 す 予 想 値(設. 計 値)と. 、実. 際 の 運 転 の 中 で 明 らか に な る値 に 、 か い 離 が 生 じ る こ と も あ る よ うで あ る 。. ③_一脱硫副産物 脱硫副産物につ いては、地域の事情によって、有効利用 の可能性、販売価格な どが 異なる と考 え られ る。そこで、利用可能性の高い副産物(石 こうな ど)の 発生量だけ でな く、利用可能性の低い副産物 につ いて も、その組成、発生量な どを明 らか にして いきたい。. 7. 附録:参. 考 図 表 を文 献 か ら抜 粋 した. 13.
(17) 引用文 献 【1】 安 藤 淳 平 「世 界 の排 燃 浄 化 技 術 」(財)石. 炭 技 術 研 究 所(平. 【2】 「電 源 調 整 会 議 電 源 開 発 小 委 員 会 「昭 和57年 [3]K.YAMAZAKI;”Operating. 成2年8月). 度 モ デ ル 火 力 に つ い て 」(昭 和57年. Experience of the Simplified FGD. Systems”EPRI. 度). Workshop. Paper(1997) 【4]三. 菱 重 工 業(株)「. 三 菱 煙 突 組 込 型 簡 易 湿 式 排 煙 脱 硫 装 置(技 術 資 料)」. 【5】 井 村 秀 文 ・藤 倉 良:“ p.220-223(環 [6]国. 日本 の 環 境 対 策 費 用 と ア ジ ア 諸 国 の 資 金 需 要 見 通 じ. 境 ・経 済 ・政 策 学 会1997年(九. 際 環 境 技 術 移 転 研 究 セ ン タ ー(ICETr);“. 州 大 学)大. (1995) (1997). 会). 中 国 お よ び ア セ ア ン3ヶ 国 に お け る 環. 境 技 術 移 転 成 果 の 定 着 ・普 及 調 査 ” (平 成9年3月) 【7】 重 工 業 品 分 社:「 排 煙 脱 硫 の す べ て 」 (昭 和47年) 【8】 新 田 義 孝 「石 炭 の 山元 ク リー ン化 に よ る酸 性 雨 防 止 対 策 と地 域 振 興 に 関 す る 提 案 」 電 力 中央 研 究 所 研 究 調 査 資 料J90001(平 【9】 エ ネ ル ギ ー ・資 源 学 会 誌. 成2年3月). 特 集 「石 炭 利 用 研 究 の 現 状 と展 望 」voL 15, N〔).2(1994/3). 【10】 新 田義 孝 “ 乾 式 脱 硫 の変 遷 と 噴 流 床 石 炭 ガ ス 化 複 合 発 電 乾 式 脱 硫 の 開 発 課 題 卿電 中 研 研究 調査 資 料. No.283002(1984.2). 【11】 日本 能 率 協 会 “ 環 境 改 善 費 用 調 査 報 告 書 ” (昭 和50年3月) 徳 川 興 公 他:“電 子 ビ ー ム 照 射 に よ る 排 煙 処 理 技 術 の 開 発 ”環 境 研 究1995.No.99. p.17-23. [12】 荏 原 製 作 所 “ 電 子 ビ ー ム 排 ガ ス処 理 装 置 ” (1997.12) 113】 電 中研 内 部 資 料 【14] 日本 の 大 気 汚 染 経 験 検 討 委 員 会 編 「日本 の 大 気 汚 染 経 験 」公 害 健 康 被 害 補 償 予 備 協 会 (平 成8年). 14.
(18) (年 閲 利 川 琳70%). 15. +6. 12}電 力費 十4. ε. +2. 1:麟. v 寂. O. 1電 力 単価 丶 丶円/kWhノ. i. 謹 掛一 一2. I i i i. 一4. 設傭償却費. li i. 一6. a-ry...a_一. 0. _4_. 0.2. 0.4. EP出. 図4ｰ12電. 浸 」.. 0.6. 0.8. 口 ば い じん 濃 度. 気 集 じん機(EP)の. 1.O. 《g/Nm3). 性能 と排 煙脱 硫. 《)欝 蹤 灘 略黯 肋 夐 石こう副生 の排煙脱 流装置の例. 表5-1 -・ 9一. 規 模: 燃 料:. 300MW,. 1,000,000Nm'/H. 3 4 ρ◎. 重質油. 102ト. 処 理 排 煙:. 排煙中. SOz. ン/時. プ ラ ン ト建 設 費:. 53.9億 円. 用 役 量:. 石灰石. 7,940Kg/H. 電力. 3,250kW. 水. 43ト. 2,000ppmか. ら200ppmへ. 脱 硫. ン/H. 6処 理費: (1) 運転費 維持 ・運転の人件 費 石灰石 費 用役費 保険 ・税金 (小計) 建設費の減価償却 費. (2). O.10円/kWH o.os O.17 0.05 (0.41) 0.48. 合計. O.89円/kWH 2,600円/ト. ン. 厂. (出典)西 嶋洋一 「 地球 環境 をリエンジニアリングする」(社会経済生産性本部). 表5-2 一. 厥煙蹠 隔}煙脱 硝. 『. 7 龍. 設備費用 }弔. 火力発 電の公害防止費用試算. 二. .吐 一一r」._一. 一. (億円). 一. .一一. 54. 一一. 16. /覦. ㎡/H). 糶 工 of 計 13. 一. 83璽. (円/ト ン). 重油 トン 当 た り. 処狸 費用 (出興)西. 運 転費 設備費. 2,600. 930. 410. 3,940. 1,198. 698. 196. 2,042. 減11∬1償胡 費. L402. 232. 264. 1,898. 嶋洋一 「 地球環 境を リエンジニアリングする グする」(社会経済生産性本 部). =恥 一 嫡 同一. 繍. 的にみた日本の大気汚染対策の評価 翻. 15. 閥 ヒ. (52%) (48%).
(19) 1500. 1500. 11::/:驚:::SO2100Eaav. 50. SO, SO,. ・。. 1. 2. -3・. ・。 一 ・ 苗霾1壅 纓. 重油 中のS(%) C仁. 図2ｰ16重. 『F=…]3・. 石 炭 中のS(%) 油 ・石 炭 のS分. お よびSO3濃. と 燃 焼 ガ ス 中 のSOz. 度 ωP,39. 100. 湿式. 鯉顧. O の. ニー=Lガλ. 鰐. 80. ミ v. ㈲. 6Q. (c). J水 デミスターi轗 ガ毳. ・. 一 水. …堕. 屋 .w一. 畝 楓. 水. 冠弗. ウ. 一ガス. ロロ叩 口. セッ筋. 40. 空気 翌 芝・:二 ニモゴー一. 翌 髄ゴ ー・ 一 空気 B). 20. 0. 0. . Ql「 』}t〒 CaO/SOzモ. r図4-2・. fD) 一伽. 郷. 一 ・ ガス. 石 盡2 一一「. 愉 一… 雪 一. ':璽. _1∴. 水. デミスタ繧. 響L至. 灰型. ル比. 灰 法 の効 靴. 較 ①1'∼ ∼. 峻. 一.llに. 湿. 整 ∵ 隠匿 炉 .-酬 ノ. 16. 一7樋. の 携 式 石 灰(石 灰石 》セ ッコウ法 臘. 設備 “)汐. 「.
(20) } 1. 消 石 灰. ボ イラー ﹂. L.=一一=. _一. _rP 「>V>厂. τ水. コ 空. FSI. 匚三=亡=. 一=[煙 突. へ〉. 気. ポ♂募]. 一. DSI. 一 ∫ 一EP. 嫉. 煙外 〉. f 消 石灰. ボイラ」. 麗. ∫ ■EP一』 壷 〉. L_.. DSD. 1 消石 灰 ス ラ リー. 消 石 灰 ス ラ リー. ボ イ ラー. 一 一一] スプ レー ドライヤ ー. 」 』「rS一. ∫EP. 煙突へ. 循 環 使 用_.一 一. ポ相 ルルギ. 消石灰 CFB 吸収 塔. L一一 一 一一 … 一. ヨ. 石灰 石. ス チー ム. 反応器. 侭=一. 1儲 タ ンベ ラ. 一一一一. 動. - 水. 世 一. EP. 一 一. irk風 機. 一 一 一'. EP. 江璽 蓑〉. ＼∪ ノ「. ド 7. 100. ●ル ル ギ スフ9レー 80. 1500. ドラ イヤ ー. タ ンペ ラ. ト. FSI. 代表的 な乾式および半乾式脱硫法. 図4-23. の. 60. (訳 ) 籥 謬 窒. ● タ ンペ ラ. P,PY. ._. 1000. DSI. 0. ● DSD. ●DSI. ルル ギ ラ イヤ ー. スプ レー. ＼. v. ●FSI. 40. DSDド. 鬟.500 ■ ■属9 、 ._ .___」_. ao 1.2. ____⊥___. 1.4. __⊥.. 1.6 CaO/SO=モ. 1.8. _1. 2.O. 2.2. ル比. 0. 隻 図4-24各. 畿. 鏃. のモ ル比 と蹴. 月 函. 率 ・)㊤勝 17. 図4-26乾. 式 半 乾 式 法 の脱 硫 費 比 較. 7)ωr、 斜.
(21) 1000 200 タ ンペ ラ. 50 1乙. .一. ＼ .+900. ス プ レー ドラ イ ヤ ー. 00 -. (き 漏＼ もら ) 瓢 選 絹. 湿 式法. v. ルルギ. 渥 謬 800 .半乾 試 法. DSDFSI. DSI. 50. ._一_.㌃ 一_↓_二_ 一__. 700. ?0. 11_. 0. .;図4-25乾. し.冖. 90. 100. ト比較 闘. α岬. 脱 硫 率(%). 式半灘. ﹁ ﹂ 熱. 吸収 剤調 製 ガ ス___. 1... 一__『 80. の蹶. 比較7)(i胤. _百. 蕚. 図4-27米. 国で…. (入 ロのSO:濃. 度1000ppm). 消 碣 1500. o髄 一一a二 ・. ! ノ '. ゴ亨 ア皿…. 0 0 0 1 (一 ＼ 紛) 創渥 き. '. 墜. 廨. '一. 兜「L _. パ グ フ ィル タ ー. ガス. 0 0 5 0. 一 一.量. 二 工. 一21ス. O o. .一. .r. ▲. 60. 飽 和 への近 接 度 010'F(5.TC) 020'F(11.1'C) a30'F(16.7'C) ▲50F(27.8●C) ■60F(33.3℃). 蒙4・ 20 0 0.s. 1.0. 1.2. 1.4 CaO/SO,モ. 4. 図4-22石. 1.6. 1.8. 2.0. 国 で の コス ト比 較(齪)(リ. (脱 硫率90%). プ レー ドラ イ ヤ ー 法(咋2←. 100. 80. 2000. 3000. 人 ロSO,(ppm). 一灰 L図4-28米. K図4一. 1000. 2.2. ル 比. 灰 乳 に よ る 脱 硫4)ω1・89. 18. ・岬.
(22) Semi Sirnplified -dry FGD System (3•:) ~-2. Iv L. System Outline. The engineering, procurement and construction of the simplified semi-dry FGD system were performed by Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Table I shows the Design Condition.. Table 1 Design Condition Specification. item Gas flow rate. 300,000 Nm3/h. (100 MW equivalent). SO2 removal efficiency. 70% at Ca/S 1.4. (Inlet SOZ:2 ,000 ppm). Gas temp.. Inlet: 145°C.. Outlet : 65°C. Dust concentration. Inlet: 600mg/Nm'. ESP Outlet: 300 mp/Nm'. Fig. 1 shows the Flowsheet.. The design condition of Spray dryer is as follows; gas velocity: 2 .3mJs,. gas retention time : lOs, atomized slung volume : Max 18 t/h, atomized slung size: 70µm, Ca0 purity of quicklime: 70%.. Boilcrr. ESP. Suck. 8yproduc. Lim e. ly Ash. 5 pry Dry Absorber. FGD. .. Fin I s. ESP W .oer. Lime Slake Recycling Line. I. Ash Pit. Fig. 1 Flowsheet of Semi-dry FGD. z. 19.
(23) 酸化塔. 一 脳ス 鴫ガ 一. 一一 一1一. 一. 一. 生町. fi. 工 ア ン'モニ ァ. ー噂剛一一一一「. I L. '一 不フ「爪. 『日一■ 二 蕣 ダ - 1 -. f. 仁 丕丕1. ]. r一一二. 一1一 一 一L. ー 1. 「. L・ 一 一 空 気. 一一. 水溶 液. 水_一Lニ ヨ ー 一. こ一. 壷] の. 図9-2 〃. 中国 の'アンモニ7吸 収 法排煙脱硫設備 (石 川 島播 磨 に よ る). 20. マユユも ○.
(24) Pク. 7.経 NKK式. 済 試算. 整 地 作 業 後 の基 礎 工 事 を含 む. ア ン モ ニ ア石 膏法 排 煙 脱 硫 装 置 の経 済試iii. 下 記 の条 件 に よれ ば 図8の. 副 原料2日. 分 の 倉 庫 を含 む. 副 生 品3日 分 の倉 庫 を含 む. とお りで あ る.. 二 次 発 電 設 備 を含'む バ ッ テ り一 リ ミッf内 の設 備 一 式 を含 む. 露 硫. ＼＼. (4)利用 率 70% (5)金利,償. 却. 費 (単位円/μ). 金利 年8%,7年. 定額償却. 残 存10%. ㈲ 副 原 料,副 生 品単 価 電力 水蒸気. ガ ス量 万Ptn'!h. 6,132時 間'年. 5一 図8. 五 『万. ゴ δ一 あ一 一i評. ア ン モ ニ ア石 膏 法 脱 硫 費. ρ♪ ド・2⊆ τ. 2.5円/kwh 500円'c. 工 業 用 永'5円. 生石 灰. ノt. 5,000円't. 硫酸. 8,000円. 液安. 30,000円. 重油. 8,000円't. 石膏. 2,000円't. ノt ノt. 主 な 試 算 条 件 は 次 の と お りで あ る。 (1)SO,濃 入口. 度 1,000ppm. 出 口. 50ppm. 処 理 ガ ス量25万Nm31h∼100万Nm3/hに. (2)排 ガ ス 温 度. 費 は1,500円'k1^一1,200円1k1で 入 ロ. 130。C. 出口. 対す る 排 脱. あ る。 大 型 に な るほ ど. 100℃. 固定 費 の 占 め る割 合が 小 さ くな り,排 脱 費 が 減 少 して く (3)範 囲. る.又 固 定 費 の 占め る割 合が 大 き い た め,利 用 率が 多 く な れ ば 排脱 費 は 減 少 す る。 排 煙 脱 硫 装 置 で は,副 原料 価 格 に 比 べ て 付 加 価 値 の高 い 回収 物 が 得 ら れ な い の で,プ に して,建 設 費 の 低減,操 を 図 るこ とが 重 要 で あ る.. 21. ロセ ス は 出来 る だ け 簡 単. 業 性 の向 上,二 次 公 害 の防 止.
(25) 5種 の 輸 入 炭 に つ い て の 粒 径 と脱 灰 率 と の 関 係 は 図3-8に. 示 さ れ る 。4). O. ① ② ③ ④ ⑤. 100. △ o. 80. ●. ま. ▲. 髦 攀60. 一. 40. 35. 」LL仁 ⊥ ⊥ 10. ⊥_⊥ 203050. 一 一U. ao 100. 平 均径(μm). 6堕 ￠2' -図3-8石. 炭 の平 均 粒径 と脱 灰率. 三 菱 重 工 は 円 筒 中 に 微 粉 炭 ス ラ リー を 入 れ 、 下 部 か ら気 泡 を 送 っ て 炭 質 部 分 を 浮 遊 させ る コ ラ ム 式 浮 選 機 を 開 発 し、1.5t/hの を 実 施 した 。9こ. テス ト. の 浮選 機 は通 常 の もの よ り. 能 率 が よい と言 わ れ る。 日本 カ ー ボ ゲ ル 社(日 Carboge. 揮 と ス ウ 等一 デ ン の. 1社 と の 合 弁)は 石 川 島 播 磨 重 工 の 相. 生 工 場 で 脱 灰CWMの 行 っ た 。2基. 製 造 と燃 焼 の テ ス トを. の 湿 式 ポ ー ル ミル と ふ る い を 用. い て 石 炭 粒 子 の 粒 度 分 布 を 調 整 し、 ス ラ リー は 浮 遊 選 鉱 法 で 灰 を 分 離 し、 泝 過 濃 縮 し、 添 加 剤 を加 え て 製 品 とす る 。70%濃 CP以. 下 の 脱 灰CWMを. 度 で1,000. つ く り、4.5t/hの. 炉 で 燃 焼 試 験 を 行 い 、1,200-1,300℃ NOxを. 約2DOppmlど. で. 抑 制 で きた 。. 22.
(26) ト. ■. 熱. 空気. パ ブ リツ グ. 一+蹄. 送州. ＼ 蟹讐 讐. 一. Cl管fj'.'Zy. 奮鑾ぼ B図3-9渕. ・ 黼 一 一. 床 ボイラーの原理 ① 鰐. 崖. 循環. ガス騨. ス、1ヅ プ騨 粒子速度 吐.一 『一. §. 丁. 図 一4. ・ ζ=二. 図3-1・. 灘. 冖一. 繊. 幽... 」 一. 一二 一一. F.. }_. 化 ⑤ い'A/'/尸. (6>臼. 循 環流 動床 ボ イラブ ロセ ス フロー. ε. 一IP.1一. 一 =. 。ン 罩. 鱒軸. 10 ●. ・Y 軸. .†''''”. o. ・[8}」 4魂,一 鱈*ポ ンプ ..一. .一. 一. }. .. GAH i. 茎. 勘 睦8虚. .一. 一 一;一 一,. = 、. ==. 一. 一一.. .ウに. 7 † 11 - 1 ⊥. 工 巣用 水. 豫 1. へ. ユU ﹂ 巨 L蕭 ー L. …. 3 一.__τ. _酉____. へ. ヨ. =. コ. 」. ㎝-. =＼_」. 遷. 广. _P. _,. '嚢要. 凾ー﹂. 動卜 起を. 9ー. 7. 9蕃. ブ ル バ . ﹂. =:. 吊一. 団. 7_.一__._一...㌣. 降添. 2. 一翌. 2. =.._.丿. _i. . X. サ0. ●. ↑給炭槻. ; ξ言蠶. 斥. 認. .﹂. ヨ 堊. 炉. l石 炭 1破 砕 椴 … … :. σ. 藺歌 適鶴 腿. ,至髣. 石銘.一 '<ニn一. _尊. ﹄. 1. 火. 一=o 匡;・ 一君. 醗. ¶寸 瀦. 蟻 j. } ＼＼ コ. 鐸;砦. 擘,潛. 冪濕 、. ご」. パグ フイルター. 転 鍮. 冊 一. [. 曾?. 謙. ↓. 二次 一次 一 一 通風槻 通風槻. フライ ア7シ ュ. 齟一一. サ イo. 』…. 」. ︽. 餅 驫 ン 7. 1. 」 一. ∫L 起動用燃斜油 サー ピスタンク. 23. 齢. し.
(27) しφ. f. 225. f. 神 戸 製 鋼 加古川. σ6. C d. オ イ ル コ ー クス 使 用. '1. 循環式. e. a b. パ ブ リング式. 既 設t:イ. 三井 造 船. 70. 三菱 重 工. 70. 三 菱 重工. 150. 神 鋼'`.(ロ. 150. 神 鋼.:.(ロ. 150. P. 150. 神 鋤 んfロ. ラーの 改造. 他 の ボ イ ラ ー と連 結 して お り、 発 電 量 不 明 製 紙 ス ラ ジ と石 炭 を燃 焼. 選 炭 ス ラ ジ と一 般 炭 使 用. 24. 0 9 冖. 150. 三 井造 船. 150. 9 8. f. 150. 9 8. 250. as. 8 8. 11.5. 11e. 三 菱 重工 パ ブ 日立. 0 9. 54. 三 菱 重工. 9 8. f. 21. 7 8. 1508. 22. 6 6 8 =8. 16.5. 川崎 重 工 パ ブ日立. 6 8. 63. 35. 5 8. f. 川 崎重 工. 5 8. f. 0 0 0 0 5 0 0 9 8 7 6 8 9 8. 70 300. 180. 三 菱重 工. 5 8. 50. 0 0 Qり 9. 160. 200. 羅 「 三;二i建 鷭 蘿. 4 8. 100. (り/.二 つ. 上). 4 8. 80. 0 7. 神戸. 22.5. 5 5 5 3 3 2 1 1 2 2 2. 神 戸 製 鋼. 100. 6 一 5. 広畑. R. 新 日本 製 鉄. R. 長府. R. 神 戸 製 鋼. R ・R R. 釧路. R. 本 州 製 紙. 200. 20 4. 60. b B R. 日本 セ メ ン ト 佐 伯. 50. 50d. B. 千葉. 」堕 .NOxPFD. 霞﹂ ( U 1. B B. 65c. 4 ウ白 1. B. 120. チ ー ム50t/h以. グ P グ グ P グ グ 。ハ 謄L .ハ .ハ 臀二 。ハ 。 ハ. ヨ ㌔釐L鐙 59. B. レ 玉島. 出 光 興 産. 瘟. 日本 の 流 動 床 ボ イ ラ ー(ス. 5 3 4. プ ﹂ a イ B タ. 劉 舮離 雑 鬢. ラ. 一 塩 ム 業 紙 属 力 発. 製 帥 塩 製 金 耿 開. 冖 社鷄 舮諜 欝 ク. 表3-8.
(28) 4.実. 機 試設計. な お 、 ラ ン ニ ン グ コ ス ト算 定 に 用 い た 電 子 ビ ー ム 排 煙 処 理 設 備 のZ冫 ≡ 圭三 二 乙 お よび 副 生. 実 証 試 験 の デ ー タ を 基 に 、6年 度700MW級. 品(窒. 素 肥 料)1ま.、 大 量 に 消 費 、 生 成 す る た. 排 煙 処 理 設 備 の 試 設 計 と経 済 性 評 価 を 行 い 、. め・軸 入お よび輸 出 を前 提 とした単 価で算定. 電 力 用 排 煙 処 理 技 術 と して の 適 用 性 に つ い て. し塵 。. 検 討 を加 えた 。. 設 計条 件お よび 従来 設備 との比 較 を表4に 示す 。. 試 設 計 に 当 た っ て は、 従 来 の 石 炭 火 力 排 煙 処 理 設 備(脱. 硫:湿. 式 石 灰 石 こ う 法 、 脱 硝:. 乾 式 ア ン モ ニ ア 接 触 還 元 法/以 と い う 。)の. 設 計 条 件(入. 経済性評 価の結果 、上 記条件 にお いて電子. 下、従来設 備. 口NOx・SOx、. 排. ビー ム 排 煙 処 理 設 備 は 、従 来 設 備 に比 べ 建 設. ガ ス 量 、 脱 硫 ・脱 硝 性 能 等 の 処 理 ガ ス 条 件). コ ス トが25%程. に合 わせ た 。. 度 、 ラ ン ニ ン グ コ ス トは20%. 程 度 そ れ ぞ れ 大 幅 な コ ス トダ ウ ン が で き る と. また 、 経 済 性 評 価 に当 た っ て は、 建 設 コス トは 従 来 設 備 の 最 大 連 続 負 荷(MCR)条. い う結 果 を 得 た 。. 件. で 、 一 方 、 ラ ン ニ ン グ コ ス トは 経 済 運 転 負 荷 (ECR)条. 表4 V. 彡. 件 で 比 較 評 価 した 。. 設計条件および コス ト比較(Wゆ ←ユτ. 薫 且L従 来迦 ⊥壁 曁 豐 法 壁_設 計 条 件 口 処 理 ガ ス 量(WB) 弖竺 塾_二 丕L型 ご2一 AH出 `2(MCR)2,356×1Q'rri Wh (ECR) 2,200×10'mN/h 墜.量 」 薫 二2LL璽 些_ 入 口SOx 濃度 (MCR) (ECR)800 ppm 室鮪叫 壬ニ …s 80%__ 入 口NOx 濃 度(換 算). 矍剄蝿 搬 上羅 購∴ 掌1. イ ラ無 触 媒 式 簡 易脱 請 設 備{脱. 鋤一. フロー. 硝 効 率40%). 集. ppm ppm. (. qレ斌 ボ イラ. を含む.. 器 醜. r一. 試驪. 225 130. 湿式 石灰 一石 こう法脱 硫装㍊.乾 式NHコ接触 還元法脱 硝装 置をい う.. 寧2ボ. 図響. (MCR) ECR). 電気集 じん器 煙突. a. 冷却. 電 子 ビー ム 発 生 装 置. 再加 熱器. 「 蘯 蚕燹 翼∴ ・. 拝 ℃ 難.. 冷魏. 25. 電 気 集 じん 器. バ グ フ ィル タ ー. 皿一'=一L厂}}㎜L. 一_. 誌 野. 齒.
(29) Y 蝦 設備雌d)留 項. 目 一l. 表2パ 仕. ガ ス 石 炭燃焼排ガ ス. 処 理. 内 塾. 冷 反. 応. H=O O= CO2 SOx NOx. ・・。mN/h. 劉. 水スプ レー完全蒸発型. 塔. 横 置 き 、側 面3段 照 射 方 式 (片 側 照 射 又 は 千 鳥 照 射) 直 流 高 圧 電 漂 装 置:変. 電子 ビ ーム 800kV, 発 生 装 置 電 子 ビ ーム 加 速 器. base). 黼1. (Wei base) (Drybase) (Drybase) (Drybase) (Drybase). ダ ス ト(Dry. base). 冷 却 塔入 ロガ ス温度. 圧器型 150mA. 7.3. Vol.箔. 6.5 12.5. Vol.96 ppmV. 800. ppmV. 225 350 110. ㎎!r祠N 'C. 処理 後 ガ ス条件 SOx. (Dry base). NOx. (Drybase). ppmV. 50以 下 (脱 硫 率:94%以. 品 乾 式 電 気 集 じん 器 備 バ グ フ ィル タ ー. ppmV. base). 残 留NH3 理 フ ロ ー. (Dry. 上). 45以 下 (脱 磧 率:80%以. ダ ス ト(Dry 3.4'処. 12,000. Vol.96. 800kV、45mA×3台. 副 生 回 収 設. 仰1'9. 処理 前 ガ ス条件. l. 却. トプラン トの設計条パ. 排 ガス流 量 (Wet. 様. 処 理. イ函. mg/rtiN. 10以 下. ppmV. 10以 下. 上). base). パ イ ロ ツ ト プ ラ ン トの フ ロ ー を 図3に 示. す。. 1勃∵1. 電 子 ビー ム照 射 に よって生成 した活 性種 お よ. ボ イラか らの排煙 は、電気集 じん器でば い. び ア ンモ ニ ァ と反応 して硫安 、硝 安 に転換 す. じん をあ る程度 除去 され 、さ らに熱 交換器お. る。 この生 成物 は、下流 の集 じん器 によ り除. よび 冷却塔で適 正な温度 まで冷却 され る。冷. 去 され、 清浄 化 され た排 煙 は熱交換 器 にて昇. 却 塔で は水が排 煙 中に噴霧 され るが、全量蒸. 温 され た 後 、煙 突 か ら放 出 され る。. 発す るため排 水 は生 じな い。 冷却 され た排 煙 は、反応器 内で ア ンモニ ァ を添加 され 、電子 ビーム の照射 を受 ける。 そ こで排煙 中の硫黄 酸化物お よび窒素 酸化物 は. 26.
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