報告書番号

W98011

タイトル（和文）

CO2回収型のための水素分離型ガスタービン発電システムの提案

タイトル（英文）

Hydrogen Decomposed Turbine Systems for Carbon Dioxide Recovery

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

本報ではCO2回収方水素分離型タービン発電システムの２つの提案を行う。膜改質器と呼ばれる装置により天然ガスを水蒸気改質し、同時に改質されたガスから水素分離膜により水素を分離する。非透過ガスを後置燃焼器で純酸素により燃焼して高濃度のCO2を直接回収し、ＬＮＧの冷熱により液化するものである。この膜改質器を燃焼器に設置したシステムⅠ、排熱回収ボイラ内に設置したシステムⅡの２つの方式を考案した。これらのシステムに高温多層多孔質セラミック膜を適用した。熱収支計算の結果、これらのシステムの送電端効率は50％（高位基準）を超え、システムⅡの方がシステムⅠより高くなった。水素分離型タービン発電システムのCO2回収率は、水素分離膜の分離効率に依存するがＬＮＧ冷熱を利用するCO2液化装置を用いることにより非常に高い効率でCO2を回収することができる。これらのシステムの実用化には、水素分離膜の開発が鍵となる。

概要 （英文）

We have been studying about the new power generation systems for CO2 recovering based on combined cycle named Hydrogen Decomposed Turbine Systems/HYDET. In these systems the natural gas is reformed and Hydrogen is decomposed simultaneously from reforming gas by using membrane reformer which composed of both the reforming catalyst and the Hydrogen separation membrane. The residual gas including CH4 and CO is combusted at the after burner with pure Oxygen, and high concentration CO2 is exhausted directly. These systems apply the high temperature inorganic Hydrogen separation membrane such as multi layers porous ceramic membrane. System I has the membrane reformer at combustion chamber. The performance of System I reaches 50%HHV at the sending end by the effect of recupering gas turbine cycle. System II has the membrane reformer in the heat recovery steam generator. In this system, gas turbine exhaust heat can be used for both reforming reaction and production of steam. The net efficiency, therefore, becomes over 50%HHV, which is higher than that of System I. CO2 recovery ratio depends upon selectivity of the membrane and the cost will be affected by the permeability of membrane. To apply these systems, key technology is the development of the high temperature inorganic hydrogen separation membrane.

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