クリーン・コール・テクノロジー：石炭利用の環境改善
原子力を知りたい
クリーン・コール・テクノロジーについて教えてください。
原子力マニア
クリーン・コール・テクノロジーとは、石炭利用技術の中でも、環境汚染物質の排出を抑える技術の総称です。
原子力を知りたい
具体的には、どのような技術が含まれていますか？
原子力マニア
脱硫装置や脱硝装置、電気集塵機といった装備のほか、超臨界圧や超々臨界圧発電による高効率化、流動床燃焼による排出低減などが含まれます。
クリーン・コール・テクノロジーとは。
「クリーン・コール・テクノロジー」と呼ばれるのは、石炭利用技術で、環境汚染の発生を減らすことを目指しています。石炭は他の化石燃料と比べて埋蔵量が多く、偏りがないため、石油に代わるエネルギーとして期待されています。
しかし、石炭を燃やすと環境汚染物質が発生するという欠点があります。そこで、この問題に対処するために、脱硫装置、脱硝装置、電気集塵機などの装置が設置されています。また、超臨界圧、超々臨界圧技術により発電効率を向上させ、流動床燃焼技術により排出量削減と効率化が図られています。
さらに、開発中の技術として、石炭ガス化複合サイクル発電（IGCC）があります。IGCCは、石炭をガス化してガスタービンと蒸気タービンで2段階で発電します。この方法により、発電効率の向上に加えて、ガスの精製工程で不純物を取り除くため、環境への排出も削減できます。
また、COシフト反応器を使用すると、合成ガスの炭素成分を減らし、同時に二酸化炭素濃度の高い排ガスを回収できます。これにより、二酸化炭素の分離・貯留を通じて、環境への排出を低減することができます。
環境汚染物質の排出を抑える技術
環境汚染物質の排出を抑える技術により、石炭利用に伴う環境への悪影響を最小限に抑えることができます。これらの技術は、大気汚染物質の排出量を削減し、水質を保護します。例えば、湿式石灰石煙道洗浄システムは、排ガスから硫黄酸化物を取り除き、バグフィルターや静電集塵機は、ばいじんや微粒子を除去します。また、石炭ガス化技術は、石炭をガスに変換して燃焼し、窒素酸化物の排出量を低減します。さらに、灰と廃水を処理して環境への影響を抑える技術も開発されています。
脱硫・脱硝装置の活用
脱硫・脱硝装置の活用は、石炭を利用する火力発電所で環境汚染を軽減するための重要な技術です。この装置は、石炭に含まれる硫黄酸化物（SOx）と窒素酸化物（NOx）を除去し、大気への排出を低減します。
硫黄酸化物は、呼吸器系疾患や酸性雨を引き起こす有害物質です。一方、窒素酸化物は、光化学スモッグや酸性雨の原因物質として知られています。脱硫・脱硝装置は、これらの汚染物質を石炭火力発電所からの排出ガスから取り除き、環境への負荷を軽減するのに役立ちます。
脱硫装置では、石灰石などのアルカリ剤を使用して、排出ガス中の硫黄酸化物を除去します。脱硝装置では、アンモニアや尿素などの還元剤を使用して、排出ガス中の窒素酸化物を無害な窒素ガスに変換します。
脱硫・脱硝装置の導入により、石炭火力発電所からの大気汚染物質の排出量が大幅に削減され、環境への影響が低減されています。この技術の継続的な活用は、石炭を利用しながらも、クリーンなエネルギー源として石炭を利用していくために不可欠なものとなっています。
高効率発電技術による改善
石炭火力発電における環境改善に向けた取り組みにおいて、高効率発電技術は重要な役割を果たします。この技術は、石炭を燃焼させて電気を発生させる効率を高め、燃料消費量を削減します。効率の向上により、発電時に発生する大気汚染物質（二酸化炭素など）の排出量も減少させることができます。
例えば、従来の発電所では、熱効率は30～35％程度でしたが、高効率発電技術を採用した発電所では40～45％程度まで向上しています。このような効率の向上により、同じ量の石炭を使用して、より多くの電気を発生させることが可能となり、環境への負荷を低減できます。
流動層燃焼による排出低減・効率向上
クリーン・コール・テクノロジーの中でも、流動層燃焼は石炭利用時の環境影響を低減しつつ、効率を高める画期的な手法です。この技術では、粒状の石炭を高速の空気流で浮遊させ、バーナーで燃焼させます。この浮遊状態により、石炭の燃焼が均一になり、従来の固定層燃焼に比べて、窒素酸化物（NOx）や硫黄酸化物（SOx）などの有害物質の排出量が大幅に削減できます。
さらに、流動層燃焼では、石灰岩などの吸着剤を添加することで、硫黄酸化物を効率的に除去することができます。この吸着剤が燃焼ガス中の硫黄酸化物と反応し、無害な石膏に変換されます。また、流動層燃焼は高い燃焼効率を誇ります。粒子状石炭が連続的に浮遊するため、石炭の燃焼がより完全になり、ボイラー効率の向上につながります。
石炭ガス化複合サイクル発電（IGCC）の開発
このでは、石炭ガス化複合サイクル発電（IGCC）の開発について考察します。IGCCは、石炭をガスに変換してから燃焼させる技術です。この方法では、従来型の石炭火力発電所と比べて、二酸化炭素排出量が大幅に削減できます。
IGCCでは、石炭は酸素と蒸気を用いてガス化され、一酸化炭素と水素などの合成ガスが生成されます。この合成ガスを燃焼させるとタービンを駆動し、発電が行われます。さらに、IGCCには、合成ガス中の硫黄や窒素などの不純物を除去する洗浄プロセスが組み込まれており、環境汚染の低減にも貢献しています。