Clean Coal Technologies in Japan 2A3. 常圧内部循環型流動床ボイラ（ICFBC）研究開発者（財）石炭利用総合センター、（株）荏原製作所、出光興産（株）事業の種類開発期間石炭生産・利用技術振興補助事業 1987〜1993年技術概要 1.特徴 ③低公害性 ICFBCは、以下に示す基本的機能を有している。 Ⅰ.砂の旋回流により流動層温度が均一。 NOｘ、SOｘといった環境汚染物質の排出量を、特別な環境 Ⅱ.砂の動きが活発なため不燃物の排出が容易。設備を付加することなく、大幅に減らすことができる。流動床 Ⅲ.流動床からの回収熱量を調節して流動床温度を制御するボイラの場合、脱硫は主に炉内脱硫であるが、ICFBCの場合、流動部分に伝熱管が設置されていないため、層内伝熱管のことが可能。このようなことから以下に示す特徴を有している。摩耗の問題がないことから、流動媒体には柔らかな石灰石を ①多種燃料への対応使用する必要がなく、硅砂を使用することができる。そのため前述のCFBC同様に、高品位炭や油・ガス等の化石燃料だ炉内脱硫剤としての石灰石は、必要最低限の量を投入するけでなく、低品位炭やバイオマス、スラッジ、廃プラスティック、だけでよい。そして、炭種、使用石灰石、そして流動床温度に廃タイヤなどをも燃料として使用できる。より差はあるが、Ca/sモル比が2程度で、90％近い脱硫率が ②層温制御得られる。脱硝は、流動床部での還元燃焼、フリーボード部で熱回収室の空気流量の変化により総括熱伝達係数がほぼリの酸化燃焼による二段燃焼により行われる。さらに、ボイラかニアに変化するため、空気流量のコントロールによって熱回らの未燃カーボンをボイラ出口に設置された高温サイクロンに収量を容易にコントロールすることができる。また、熱回収量をより捕捉し、ボイラに戻す循環により、脱硝効率を高めている。制御することにより流動床温度を制御することもでき、しかもそ ④省スペース・高メンテナンス性れが空気流量の変化だけで行えることから、負荷制御が非常前述のCFBC同様、独立した脱硫・脱硝・燃料微粉砕設備をに簡便であることが大きな特徴である。必要としないため省スペース設置であり、メンテナンスも容易である。 2.技術概要 ICFBCの概略図を図-1に示す。流動層内は主燃焼室と熱回フリーボード部収室とに傾斜仕切壁で区分し、主燃焼室内の旋回流と主燃流動床部焼室と熱回収室の間の循環流を形成している。さらに、ボイラ出口のサイクロンからの未燃チャーや未反応石灰石をボイラに戻す循環流が形成されている。流動媒体は珪砂である。 ①主燃焼室内の旋回流については、主燃焼室におけるウィン熱回収室ドボックスを3分割し、中央部には少ない風量を入れて弱い流動床（移動層）を形成し、両端部からは多量の空気を投入して激しい流動床を形成するように構成したものであり、その結果、主燃焼室の中央部は緩やかな下降移動層となり、両端から激しく吹きあげられた流動媒体が中央部で沈降し、再び両端部で上昇するという旋回流が生じる。図-1 26 ICFBC概略図第2編技術概要石炭火力発電技術〈燃料技術〉 ②主燃焼室と熱回収室の間の循環流については、以下に示 3.実施場所・利用分野す動きにより形成される。主燃焼室内の両端部にて激しく吹石炭焚きのICFBCとしては、青島荏原（10ｔ/ｈ）、中国江山（35 きあげてきた流動媒体が傾斜仕切壁の上で一部は熱回収室ｔ/ｈ）、日本製紙勿来（104t/h）等がある。産業廃棄物を燃料側へ反転する。熱回収室は下方から吹きこまれる循環層空気としたICFBCでは、トヨタ自動車元町（70ｔ/ｈ）、ブリジストン栃によって緩やかな流動床（下降移動層）を形成しており、結果木（27ｔ/ｈ）、大昭和製紙富士（62ｔ/h）、ブリジストン甘木（7.2 として流動媒体は主燃焼室から熱回収室、そして熱回収室下ｔ/ｈ）、東北製紙秋田（61.6ｔ/ｈ）等があり、RDFを燃料としたも部から再び主燃焼室へと循環する。熱回収室内部には伝熱のでは中外製薬静岡（3.7ｔ/ｈ）がある。ICFBCの概観写真を管が設けてあることから、この循環流により主燃焼室内の熱写真-1に示す。エネルギーを回収する。 ③ボイラ出口のサイクロンからの循環流については、未燃チャーや飛散した流動媒体、そして未反応石灰石をサイクロン等で捕集したあとスクリューコンベヤや空気輸送等により主燃焼室、あるいは熱回収室に戻すものであり、燃焼効率の向上、 4.実施期間この内部循環流動床ボイラ（ICFBC）は、1987年に開発に着手し、1988年から1993年の6ヶ年にわたる通産省石炭利用技術振興補助事業の「流動床燃焼技術に関する研究」により多品種石炭用低公害小型高効率流動床ボイラとして NOxの低減及び脱硫率の向上に極めて効果的である。開発、実証されたものである。 5.これまでの経過と今後の課題当初は発熱量の高い産業廃棄物燃焼用として開発されたが、石炭焚きボイラとしても建設されてきた。石炭資源の多い中国での生産拠点として、青島にボイラ工場の建設も行われた。最近では、日本国内において木質系バイオマスを燃料として使用する場合も出てきているが、東南アジア等バイオマス資源及び低品位炭が豊富な地域に普及を図れるように更なる設備コストの低減を行う必要がある。写真-1 ICFBCの外観写真蒸気ボイラドラム乾燥石炭煙突乾式供給システム熱ガスエアフィルターヒーター石炭バンカー PICFB クラシャー減圧装置微粉炭排気ファン蒸気バグフィルター CWP混合装置石灰石ガスクーラースラリー供給システム CWPポンプエアーコンプレッサー CWP：石炭水ペレット灰灰冷却パイプ加圧容器脱灰装置ボイラ水循環ポンプ空気式灰輸送システム熱風発生器図-2 PICFBCシステムフロー図 27