報告書番号

W01019

タイトル（和文）

発電用ガスタービンへのディメチルエーテル(DME)燃料適用性に関する調査

タイトル（英文）

Investigation of DME (Dimethyl Ether) as a Gas Turbine Fuel for Electric Power Generation

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

DME燃料の製造及び利用技術について調査すると共に、基礎燃焼特性について化学平衡論に基づく数値解析により検討し、以下のことを明らかにした。(1)中小ガス田の天然ガスにより2500トン/日規模製造設備でDMEを製造した場合、CIF価格は2.5円/Mcalを下回り、LNGやLPGと同等になると試算されている。(2)DMEは燃料性状がプロパンガスと類似しており、軽微な変更により都市ガス供給設備での利用が可能であると共に、燃焼時の煤発生量が少ないことからディーゼル機関での利用が検討されている。一方、ガスタービン機関へ適用された文献例はほとんど無い。(3)各種製造法による各種DMEは火炎温度がLNGやLPGに比較して当量比により20～300℃高い火炎温度を示し、NOx排出濃度の増加が懸念される。(4)DMEは最低自発火温度が350℃と低く、従来の希薄予混合燃焼法では逆火等が懸念される。(5)DMEをガスタービンに適用した場合、LNG焚きガスタービンと同等の比出力が得られる。これらのことから、DME燃料はガスタービンへ適用可能であるものの、DMEに適した低NOx燃焼技術の開発が必要である。

概要 （英文）

We investigated the characteristics of DME synthetic fuel, and the production and utilization technologies, and examined the emission characteristics by way of numerical analysis based on chemical equilibrium theory. The results are summarized as follows:(1) When natural gas from a medium or small scale gas field is used to produce DME at a production facility with a daily output of 2500 ton and more, its CIF price is expected to be less than 2.5 yen/Mcal which is almost comparable to those of LNG and LPG.(2) The chemical properties of DME synthetic fuel is similar to propane and it can be used as city gas in the supply facilities with little modification. Owing to its low soot emission during burning, there is ongoing research into using DME as an alternate fuel for diesel engines but no paper as to its application to gas turbines.(3) Among DMEs produced by various manufacturing processes that involve methanol, there is no difference in the theoretical adiabatic flame temperature is and the NOx emission characteristics are more or less the same. Because the flame temperature of DME is 20 to 300ﾟC higher than those of LNG and LPG, there is concern about the increased NOx emission level compared with LNG and LPG.(4) Since DME has a lower minimum self-ignition temperature (350ﾟC), there also is a concern about backfire taking place in a lean premix combustion process which is largely employed in a conventional LNG fueled gas turbine in electric power generation for the purpose of decreasing NOx emission.(5) When DME is used in a gas turbine, the specific output is similar to methane, the main ingredient of LNG, enabling an output comparable to that of a LNG combustion turbine.From the above, although DME synthetic fuel could be employed as a gas turbine fuel, there is a need for developing a low NOx combustion technique that is suitable for DME fuel.

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