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火力発電所

燃料を燃やして発電する火力発電所では、当然ながら燃焼などの過程において様々な有害ガスなどが発生するため、適切な排ガス装置を導入して排ガス規制基準に合致した排気を実現しなければなりません。このページでは、火力発電所において活用される排ガス装置について解説しています。

火力発電所で使用される排ガス装置の特徴

火力発電所では、ボイラーで燃料を燃焼させる際に様々な物質やばいじんが発生します。そのため、火力発電所で使用される排ガス装置は、それぞれの排ガスの成分や希望に応じた処理能力を有していることが必要です。

火力発電所で使用される排ガス装置の概要やメカニズム

火力発電所で使用されている排ガス装置には、どのような物質を除去・処理するかという点で色々なものが検討されます。

例えば、ばいじんを処理するのであれば電気の力でばいじんを集める電気集塵機が使われ、窒素酸化物や硫黄酸化物などのガスの処理に関しては脱硫装置や脱硝装置などが用いられます。

また、不完全燃焼による有害ガスの発生率を低下させるため、燃焼効率を改善するための装置が導入されることもあるでしょう。

環境省が提示するガイドライン

現在は電気事業へ新規参入する事業者が増加しており、環境省は排ガス基準に対して各事業者が適切な対策を講じられるようにと、「小規模火力発電に係る環境保全対策ガイドライン」を策定しています。

これにより、小規模火力発電所(発電出力11.25万kW未満の火力発電所)へ新規参入しようとしている事業者は、ガイドラインにもとづいて環境に配慮した対策に取り組み、二酸化炭素排出量の削減や大気環境の保全に努めなければなりません。

ガイドラインが制定された目的

一般的に、火力発電システムでは発電所としての発電規模が小さくなるほど、燃焼時の熱効率が低下して燃料消費率が増大します。また、燃料として天然ガスや石炭などが候補となりやすく、二酸化炭素排出量や、水銀などの有害物質を含んだ排ガスの処理対策といった問題も同時に考えることが不可欠です。

環境省が策定しているガイドラインにも適切な排ガス処理の必要性が明記されており、新しく小規模火力発電事業へ参入する上で、排ガス装置に関してもきちんと考慮することは非常に重要です。

火力発電所の排ガス処理設備の事例

各メーカーで取り扱っている火力発電所向けの排ガス処理設備を紹介します。

CT-121排煙脱硫装置(千代田化工建設)

石炭や重油燃焼ボイラーから発生した排煙中の二酸化硫黄分を除去処理する装置です。石灰-石膏法がシステムとして採用されており、中和剤として石灰石を使用することで、排ガスに含まれている二酸化硫黄を吸収・酸化・中和して除去します。なお、発生した石膏スラリーは脱水後に副生石膏となることもポイントです。

CT-121排煙脱硫装置
画像引用元:千代田化工建設(https://www.chiyodacorp.com/jp/service/environment/ct-121/)

脱硫装置(株式会社JERA)

火力発電の過程でボイラーから排出されたガスに関して、特に排ガスに含まれる硫化物(SOx:ソックス)を除去するための装置です。除去システムとしては、SOx含有ガスへ石灰石と水の混合液を噴霧することで中和反応を起こさせ、亜硫酸カルシウムと石灰石スラリーへ分離します。

脱硫装置
画像引用元:株式会社JERA(https://www.jera.co.jp/business/thermal-power/environment/air)

煙道排ガス分析装置(株式会社堀場製作所)

液化天然ガスや石油、石炭などを燃料とした火力発電所において発生する排ガスを検知し、窒素酸化物や硫黄酸化物といった有害ガスの濃度を連続的に測定しながら、基準範囲内に適合しているかどうかをチェックします。検出器に試料ガスが接触しない磁気力方式が採用されており、メンテナンスや耐久性についても配慮されていることが特徴です。

煙道排ガス分析装置
画像引用元:株式会社堀場製作所(https://www.horiba.com/jp/process-environmental/industry/thermal-power-generation/details/enda-9000-26773/)

まとめ

電力事業や発電事業の拡大によって、新しく参入する事業者が増加している一方、排ガス問題に関する懸念も高まっています。

そこで環境省なども排ガス問題に関して対策の重要性を訴えており、火力発電所を設置する場合は適切な排ガス装置を導入することが大切です。