豊富な石炭を使って発電

質問

豊富な石炭を使って発電できますか？

石炭は二酸化炭素、窒素酸化物、硫黄酸化物もあり　ひどいそうですが、ガスに化けさせることができると聞きました。

中国には豊富な石炭があり、そのまま使うと環境に悪いので、そうしたガス化けさせて発電に使うことはできますか？

回答No.7

myeyesonly · ベストアンサー

また及びでしょうか？

お礼の事例は、発電の方法を変えたものです。
ガス化の方法には水性ガスの技術（つまり都市ガス）が利用されてるみたいですね。
普通はボイラで燃やしてお湯を沸かしてタービンを回すのを、ガス化してガスタービン（つまりジェットエンジンと同じ）を回して発電し、排気ガスの熱でお湯も沸かして発電やコジェネレーションシステム（廃熱利用）する、という方法で、石炭火力の総合的な利用効率を上げる方法です。

この方法は石炭のオリジナルではなく、石油や天然ガスを燃料にして飛行機の中古のジェットエンジンを回して発電し、廃熱でビルの暖房や給湯などの熱源を賄うのは、都心のビル街の地下で行われている方法です。

燃料を石炭ガス（水性ガス）にする為の炉をくっ付けたものですね。

http://www.iae.or.jp/publish/tenbou/1998-SEKITAN/0shou.html

回答No.6

myeyesonly

お呼びでしょうか。
お礼の事項は、日本の都市ガスの歴史その物なので、そういう方面の少し古い資料を探すといいでしょう。
ネットを少しあさってみましたが、近頃話題のガス化ばっかりで、過去のやつは非常に少ないです。
取敢えずこんな所でいかがでしょう？
http://www.coke-museum.jp/museum/htmltype/index.html

お礼

なるほど　ありがとうございます。

色々調べる途中で　福島県の　いわき市に　石炭ガス化の実験施設があるとしりました。これは　どとういう方式なのか　関心をもっています。

http://www.eic.or.jp/news/?act=view&serial=7453
石炭ガス化複合発電は石炭をガス化してガスタービンで発電し、その排ガスで蒸気をつくって蒸気タービンでも発電を行うシステム。燃料を２段階で利用するため熱効率のよい発電方法と期待されている。

回答No.5

myeyesonly

お呼びでしょうか。
石炭のガス化は大きく二通りあります。

お礼に書かれた方法は、石炭を微粉末にしてバーナーで燃やす際に不完全燃焼させて主に一酸化炭素を得る方法です。
水蒸気を混ぜる事で多少水素も出るみたいです。

この方法は簡単ですが、ガスのカロリーが低く、補助燃料程度にしか利用できません。
理由は、得られたガスが不完全燃焼した気体なので元々空気中にある窒素などが大量に入ってるためです。
一酸化炭素や水素だけを取り出せばカロリーが高いガスが出来ますけど、その為に大掛かりな装置が必要になり、この方法のメリットがなくなってしまいます。

石炭から高カロリーのガスを得る方法として実用化されたのが先ほどの回答の水性ガスで、製鉄所では、石炭をそのまま使わないで、蒸し焼きにしてコークスという物に変えて使います。
そのコークスを焼いてる最中に水蒸気を吹き込むと、真っ赤に加熱された石炭（炭素）と水蒸気が反応して、水素と一酸化炭素の混ざったガスが取り出せます。
このガスには窒素は入っておらず、カロリーは高く、高温で焼く為に硫黄分などは最初に分解して蒸発してしまい非常に少なくなります。
また、バーナーで燃やすガス化炉と違って、微粉末の灰は出ません。
残ったコークスの方はそのまま冷まして製鉄に使用されます。

このガスは、一酸化炭素が入ってるので有毒ですが、ガスとしての品位も高く、都市ガスとして利用されました。
しかし、水素が入ってるので、先に述べたように鉄のパイプだと水素が鉄に侵入してボロボロになる水素脆性という現象を起こすので、ガス管は鉄はあまり使えません。
＃今はステンレスが開発されて、ある種のステンレスは水素脆性に強いようです。

水性ガス（コークス炉ガスとも言います）は、製鉄所で石炭を使う途中で出来る物なので、大手製鉄会社周辺で最初に発達し、そのうちに、石炭を焼いて水性ガスを作って一般に売り（つまり都市ガス）、コークスを製鉄会社に売る、という商売をする会社が出来て、現在のガス会社の元になりました。

つまり石炭ガス化の技術は日本で過去に使われていた都市ガスその物です。
今は都市ガスも石炭を利用したガスは一酸化炭素を含む為、液化天然ガスなどに置き換えが進んでいます。
（まだ一部残ってるはずです）

このように、製鉄などと併せたガス化は大変有用なシステムになりますが、熱源だけの目的でガス化を行うと、微粉末の灰が出たり効率が落ちたりします。
また、硫黄分などの除去行程も、バーナータイプの炉を使った場合は、排気ガスを全て洗浄塔で洗浄する必要がありますが、水性ガスでは、ガス自体には殆ど硫黄分はないので、洗浄塔などの設備はコークス炉だけで済み、クリーンなガスを配布できます。

この都市ガスのノウハウを中国に売ったら、きっとお互いにメリットがあるでしょうね。(笑)

お礼

ありがとうございます。

ご説明の話を体系的に素人が学ぶには何か参考になる本やサイトはあるでしょうか？？

回答No.4

Denkigishi

昔の火力発電は石炭が主力燃料で、ストーカボイラが使われていました。その後、石油に変わりましたが、現在はまた石炭が結構使われています。（石油の１／２程度）石油用のボイラと同じく、バーナを使った微粉炭直接燃焼式が主ですが、他に流動床式とかガス化式とかあります。液化の研究は過去に工業試験場などで行われていましたが、プロセスが危険なのとコスト高で見込み薄のようです。

お礼

わかりました

回答No.3

fisker

中国では現在電力需要のおよそ75%が火力で賄われており、そのほとんどが石炭火力発電です。IGCC（石炭ガス化複合発電）についても導入が進められていますが、現時点で既に稼働しているかどうかは知りません。

お礼

窒素や硫黄を取り除けるとすれば、取り除いた窒素と硫黄をどのように利用するのですか？

それから、ガス化だけでなくて液化して、最終的にガソリンをつくることもできると聞きます。

回答No.2

myeyesonly

こんにちは。
石炭ガス化の技術自体は確立しています。
製鉄所などにある、コークス炉に水蒸気を流し込んで、一酸化炭素と水素を主成分とするガス（水性ガス）として利用するのは普通に使われている技術です。

ガス化すると窒素や硫黄の酸化物は簡単に取り除けるので、排気ガスの改善には非常に有効な方法です。

この方法の問題点は、このガスは液化しない為、大規模輸送にはパイプラインが必要ですが、水素を含む為パイプラインで遠隔地輸送すると、鉄が水素脆性という現象で破壊しやすくなる事、CO2減少には全く寄与しない事でしょうか。

お礼

こんにちわ。

石炭を微粉末にして、ガス化炉にいれて、バーナーでそれを吹き、ガス化けするということが本に書いてありましたが、イメージしにくいです。

ガス化が　燃焼ではないとすると、ガスになった石炭をガスタービンで発電するとして、そのままだとガス状態なので、それを別の工程で燃やして、高熱がでるので、その熱エネルギーをも利用すれば全体で　エネルギー利用率が５０％くらいになるということでした。

すみませんが　ご説明の大半が理解できませんでした。難しい。

回答No.1

tonmentan

やってできないこともないのでしょうが、コストの問題と、石炭からガスを生成する作業自体がまた環境に負担をかけます。
石油に取って代わるのは難しいでしょう。

お礼

そうなのでしょうか？？