(57)【要約】【課題】ＤＭＥ改質発電システムの起動時／部分負荷運転時においても、ＤＭＥと水から水素と一酸化炭素へ改質する吸熱反応を促進し、二酸化炭素とメタンを生成する発熱反応を抑制して熱発散を生じない、ＤＭＥ改質発電方法およびシステムの提供。【解決手段】ジメチルエーテルガスと水蒸気とを混合し得られた混合ガスを、改質器内の反応管を通過させる間に触媒を用いて水素リッチなジメチルエーテル改質ガスに転換する改質工程と、原動機をジメチルエーテル改質ガスおよび／またはジメチルエーテルを燃焼することにより駆動させる工程と、前記改質器に熱供給媒体を介して原動機排熱を供給する熱供給工程と、を含むジメチルエーテル改質方法であって、前記原動機の起動時および／または部分負荷運転時に、定格運転時よりも前記反応管を短経路とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジメチルエーテルガスと水蒸気とを混合し得られた混合ガスを、改質器内の反応管を通過させる間に触媒を用いて水素リッチなジメチルエーテル改質ガスに転換する改質工程と、
原動機をジメチルエーテル改質ガスおよび／またはジメチルエーテルを燃焼することにより駆動させる工程と、
前記改質器に熱供給媒体を介して原動機排熱を供給する熱供給工程と、
を含むジメチルエーテル改質方法であって、
前記原動機の起動時および／または部分負荷運転時に、定格運転時よりも前記反応管を短経路とする、ジメチルエーテル改質方法。
【請求項２】
前記反応管の入口に接する熱供給媒体の温度が、前記反応管の出口に接する熱供給媒体の温度より高い温度とする、請求項１に記載のジメチルエーテル改質方法。
【請求項３】
ジメチルエーテルガスと水蒸気とを混合し得られた混合ガスを、反応管を通過させる間に触媒を用いて水素リッチなジメチルエーテル改質ガスに転換する改質器と、
ジメチルエーテル改質ガスおよび／またはジメチルエーテルを燃焼することにより原動機を駆動する手段と、
前記改質器に原動機排熱を供給する熱供給手段と、
を含むジメチルエーテル改質システムであって、
前記反応管の経路長を２種類以上選択可能な、ジメチルエーテル改質システム。
【請求項４】
前記反応管の入口に接する熱供給媒体の温度が、前記反応管の出口に接する熱供給媒体の温度より高い温度となるよう設計された、請求項３に記載のジメチルエーテル改質システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジメチルエーテルから改質ガスを生成し改質ガスを燃焼させて発電する方法およびシステムに関し、特に改質ガスの生成にあたり、発電排熱を化学的に吸収して利用するジメチルエーテルを用いた化学再生発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ジメチルエーテル（以下、必要に応じて同義であるＤＭＥを用いることもある）は、燃焼の際、硫黄酸化物やすすを発生せず、窒素酸化物の発生量も大幅に削減できるなど、環境負荷が小さいことに加え、化石燃料以外にもバイオマスなどから生産できることから、クリーンな新エネルギーとして注目されており、経済産業省もその研究開発を支援している。なかでも、ＤＭＥ改質ガスを用いた発電システムは、ＤＭＥをより発熱量の多いＤＭＥ改質ガスに変換して利用でき、かつその改質反応（吸熱反応）を利用して排熱を回収できるシステムであり、高効率な化学再生発電システムを構築できることから、その開発が期待されている技術である（特開２００４−１４４０１８号公報：特許文献１）。そして、このような化学再生発電システムの効率向上には、改質器における化学的排熱回収量の最大化が重要とされる。
【０００３】
上記発電システムにおけるＤＭＥ改質ガスの生成反応は、ＤＭＥに適当な触媒の存在下で水蒸気を作用させて、水素と一酸化炭素を発生させる吸熱反応である。しかしながら、この反応により発生した一酸化炭素は、さらに水や水素と反応して二酸化炭素やメタンを発生させる発熱反応を起こしてしまうことがある。この発熱反応は、化学的排熱回収を阻害し化学再生発電システムの効率を低下させるだけではなく、反応熱による温度上昇によって、さらに反応速度が高まり、過熱しながら一酸化炭素が無くなるまで急激に反応が進んでしまういわゆる熱発散が生じやすい点で、抑制する必要のある反応である。
【０００４】
上述の吸熱反応を促進し、他方で上述の発熱反応を抑制する状態を保つことは、ＤＭＥ改質発電システムの定格運転時にはある程度は可能となっている。しかしながら、ＤＭＥ改質発電システムの起動時および／または部分負荷運転時、また場合によっては停止時においては、ＤＭＥ濃度が薄いため、ＤＭＥが早く消費されかつ多くの一酸化炭素が早く生成してしまうこととなり、発熱反応が起こりやすくなってしまう問題点があった。
【特許文献１】特開２００４−１４４０１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、ＤＭＥ改質発電システムの起動時および／または部分負荷運転時、また場合によっては停止時においても、ＤＭＥと水から水素と一酸化炭素へ改質する吸熱反応を促進し、二酸化炭素とメタンを生成する発熱反応を抑制して熱発散を生じない、ＤＭＥ改質発電方法およびシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的を達成するために、本発明のジメチルエーテル改質方法は、ジメチルエーテルガスと水蒸気とを混合し得られた混合ガスを、改質器内の反応管を通過させる間に触媒を用いて水素リッチなジメチルエーテル改質ガスに転換する改質工程と、原動機をジメチルエーテル改質ガスおよび／またはジメチルエーテルを燃焼することにより駆動させる工程と、前記改質器に熱供給媒体を介して原動機排熱を供給する熱供給工程と、を含むジメチルエーテル改質方法であって、前記原動機の起動時および／または部分負荷運転時に、定格運転時よりも前記反応管を短経路とすることを特徴とする。
【０００７】
本発明の好適態様にあっては、前記反応管の入口に接する熱供給媒体の温度が、前記反応管の出口に接する熱供給媒体の温度より高い温度とする。
【０００８】
本発明の別の態様にあっては、ジメチルエーテルガスと水蒸気とを混合し得られた混合ガスを、反応管を通過させる間に触媒を用いて水素リッチなジメチルエーテル改質ガスに転換する改質器と、ジメチルエーテル改質ガスおよび／またはジメチルエーテルを燃焼することにより原動機を駆動する手段と、前記改質器に原動機排熱を供給する熱供給手段と、を含むジメチルエーテル改質システムであって、前記反応管の経路長を２種類以上選択可能なものとする。
【０００９】
本発明の別の好適態様にあっては、前記反応管の入口に接する熱供給媒体の温度が、前記反応管の出口に接する熱供給媒体の温度より高い温度となるよう設計されたものとする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によって、ＤＭＥ改質発電システムの起動時および／または部分負荷運転時、また場合によっては停止時においても、ＤＭＥと水から水素と一酸化炭素へ改質する吸熱反応を促進し、二酸化炭素とメタンを生成する発熱反応を抑制して熱発散を生じない、ＤＭＥ改質発電方法およびシステムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（ＤＭＥ改質発電システムの概要）
図１は、本発明にかかるＤＭＥ改質発電システムの一例を示す概略説明図である。本発明の改質発電システムでは、ＤＭＥ改質ガス１０１、蒸気１０２、圧縮空気１０３を燃焼器１０４にて混合燃焼して、発電用タービン１０５を回転させて排気している。ＤＭＥ改質ガス１０１は、ＤＭＥ１０６をＤＭＥ蒸発系１０７にて蒸発させた後、水蒸気１０２と混合して改質器１０８にて改質して得られたガスである。蒸気１０２は、水１０９を蒸発器１１０にて蒸発させ得られるものであり、一部を改質器１０８で用い、他の一部を過熱器１１１でさらに過熱して燃焼器１０４で用いている。圧縮空気１０３は発電用タービンと連動するコンプレッサ１１２によって空気１１３を圧縮したものである。そして、タービン排気１１４は熱供給媒体として作用し、順に過熱器１１１、水蒸発器１１０、改質器１０８、ＤＭＥ蒸発系１０７に熱を与えながら通過し、放熱して排出されている。
【００１２】
（ＤＭＥ改質反応の概要）
ＤＭＥ改質ガスの生成反応は、ＤＭＥに適当な触媒の存在下で水蒸気を作用させて、水素と一酸化炭素を発生させる吸熱反応である。貴金属系触媒を用いたＤＭＥ改質ガス生成反応は、以下の式（１）のＤＭＥ加水分解および式（２）のメタノール分解によって表されるメタノールを経由した逐次反応である（出光技報、２００５年１月発行、４８巻第１号、１０−１６頁）。
Ｃ２Ｈ６Ｏ  ＋  Ｈ２Ｏ  →  ２ＣＨ３ＯＨ  −  ２３．６ｋＪ／ｍｏｌ−ＤＭＥ（１）
ＣＨ３ＯＨ  →  ＣＯ  ＋  ２Ｈ２  −  ９０．７ｋＪ／ｍｏｌ−ＣＨ３ＯＨ    （２）
【００１３】
この二つの反応は、いずれも吸熱反応であり、この吸熱反応によって化学的排熱回収が実現できる。反応速度の観点からすると、この二つの反応のうち、式（１）のＤＭＥ加水分解反応が律速となっている。そして、ＤＭＥやメタノールは３７０〜５３０℃、ＤＭＥの供給モル流量に対する蒸気の供給モル流量すなわちＳ／ＤＭＥを３〜９と設定すれば、化学平衡的にほぼ完全に消滅することが分かっている。したがって、排熱回収量の最大化のためには、改質ガスの温度を３７０〜５３０℃にコントロールし、ＤＭＥの供給モル流量に対する蒸気の供給モル流量、すなわちＳ／ＤＭＥを３〜９と設定するように制御することが望まれる。
【００１４】
しかしながら、改質ガスの生成反応により発生したＣＯは、望ましくない反応である式（３）のシフト反応あるいは式（４）のメタン化反応を起こすことがある。
ＣＯ  ＋  Ｈ２Ｏ  →  ＣＯ２  ＋  Ｈ２  ＋  ４１ｋＪ／ｍｏｌ−ＣＯ        （３）
ＣＯ  ＋  ３Ｈ２  →  ＣＨ４  ＋  Ｈ２Ｏ  ＋  ２０６ｋＪ／ｍｏｌ−ＣＯ    （４）
【００１５】
この二つの反応は、いずれも発熱反応であり、化学的排熱回収を阻害する。特に式（４）では、わずかなメタン生成であっても発熱量が大きい点で化学的排熱回収を阻害の程度が大きい。そして、（３）および（４）のような発熱反応は、反応熱の発生による温度上昇によって、さらに反応速度が高まり、改質器が過度に温度上昇し、かつ、反応原料となるＣＯがある限り、化学平衡に達するまで進行してしまう恐れがある。
【００１６】
したがって、化学再生発電システムの効率向上、すなわち化学的排熱回収量の向上を実現し、かつ改質器の過度の温度上昇（いわゆる熱発散）を防止するためには、（１）および（２）の吸熱反応を促進し、他方で（３）および（４）の発熱反応を抑制する必要がある。
【００１７】
（発熱反応の抑制）
まず、改質器温度が反応速度に与える影響の観点から、吸熱反応を促進し発熱反応を抑制する方法について検討する。式（１）、（２）の吸熱反応の活性化エネルギーは、触媒を用いても依然として高いため、反応を促進するためにはアレニウス則に従い一定の高い温度とする必要がある。しかしながら、式（３）、（４）の発熱反応の活性化エネルギーは、式（１）、（２）の吸熱反応の活性化エネルギーよりも低いため、吸熱反応を促進するために高温とすると、発熱反応の速度も高まってしまうことになる。したがって、単なる温度の調節だけでは、吸熱反応を促進し発熱反応を抑制することは困難である。
【００１８】
次に、物質濃度が反応速度に与える影響の観点から検討すると、ＤＭＥの改質がまだ進行していない状態、つまりＤＭＥやメタノールが多量に存在しＣＯが少ない状態では、吸熱反応の原料が十分な濃度で存在するため、吸熱反応が進行する。他方、発熱反応の原料であるＣＯの濃度が低いので、発熱反応はほとんど進行しない。しかし、ＤＭＥの改質反応が進行し、ＤＭＥやメタノールが少量しか存在せず、ＣＯが多い状態では、吸熱反応の原料濃度が低いため、吸熱反応はほとんど進行せず、逆に発熱反応の原料であるＣＯの濃度が高いので、発熱反応が進行してしまうことになる。したがって、ＤＭＥの改質がある程度終了したら速やかに全ての反応を止めることが吸熱反応を促進し発熱反応を抑制するために望まれる。
【００１９】
さらに、熱供給が反応速度に与える影響の観点から検討すると、改質器への熱供給が減少すると改質器の温度が低下するため、吸熱反応速度が低下する（いわゆる伝熱律速）。吸熱反応は、反応速度が低下すると、反応による吸熱量も減少するので、温度低下が緩和されることになる。逆に改質器への熱供給が増加すると吸熱反応速度が上昇し、吸熱量が増加するので、温度上昇が緩和されることとなる。このように、式（１）、（２）の吸熱反応は、改質器の温度をある一定の温度範囲に収める方向に作用する。そして、このような伝熱律速の状態では、ＤＭＥ流入量を変化させても吸熱反応の速度はあまり変化しない。他方、発熱反応については、改質器への熱供給が減少しても発熱反応が多量に進行しているときは、反応による発熱によって温度低下が妨げられるため、必ずしも式（３）、（４）の発熱反応の速度が低下するとは限らない。逆に、改質器への熱供給が増加すると、温度上昇が生じアレニウス則により反応速度が高まり発熱量が増加するので、温度上昇が加速され、さらに反応速度も高まるという循環が、ＣＯが消費され化学平衡に達するまで進行することとなる（いわゆる熱発散）。したがって、ＤＭＥの改質がまだ進行していない状態、すなわちＤＭＥやメタノールが多量に存在しＣＯが少ない状態では、吸熱反応が発熱反応に対して優位であり、改質器への熱供給を減少することによって改質器の温度を下げ、吸熱反応だけではなく発熱反応の速度も容易に低下することができる。これに対し、ＤＭＥの改質が進行した後には、改質器への熱供給の調節による反応速度の調節は、必ずしも容易とは言えない。そこで、この点からも、ＤＭＥの改質がある程度終了したら速やかに全ての反応を止めることが吸熱反応を促進し発熱反応を抑制するために望まれ、すなわち、熱発散を防止するために、ＤＭＥの改質が進行しＤＭＥやメタノールが減少した状態で触媒充填層に長く接触することを避けることが必要となる。
【００２０】
（改質器の運転方法）
上述の反応の特徴を考慮すると、発熱反応を抑制しつつ吸熱反応を進行させて化学的排熱回収を高め、かつ熱発散を防止するためには、改質器の運転に際し、改質器の温度を触媒の耐熱温度および排熱温度を上限としてなるべく高い温度、例えば３７０〜５３０℃とし、好ましくは４００〜５００℃として、さらに好ましくは４３０〜４７０℃として，発熱反応を抑制しつつ速やかに吸熱反応を進行させることが好ましい。そして、吸熱反応が終わる時点で反応を止め、その後の発熱反応を阻止すること、例えば、改質ガスが改質器から排出する、あるいは改質ガスの温度を下げるなどを行うことが好ましい。
【００２１】
このような好適な運転状態を保つことは、ＤＭＥ改質発電システムの定格運転時にはある程度可能となっている。しかしながら、ＤＭＥ改質発電システムの起動時および／または部分負荷運転時、また場合によっては停止時においては、ＤＭＥ濃度が定格運転時よりも薄いため、改質器内でＤＭＥが早く消滅しかつ多くのＣＯが早く生成してしまい、発熱反応による熱発散が起こりやすくなってしまう。
【００２２】
そこで、本発明者らは、ＤＭＥ改質発電システムの起動時および／または部分負荷運転時、また場合によっては停止時のようなＤＭＥ濃度が定格運転時よりも薄い状態の時に、定格運転時よりも改質器内の反応管を短経路とし、ＤＭＥ消滅後にさらに反応が進行しないようにして発熱反応による熱発散を防止することとした。
【００２３】
（改質器）
改質器は、ＤＭＥと水蒸気とを混合して得られた混合ガスを、触媒を用いて水素リッチな改質ガスに転換するための装置である。典型的には、複数の管に触媒を充填し、管内にＤＭＥと水蒸気とを混合して得られた混合ガスを通すとともに、管の周囲に熱供給媒体たるタービン排気を流すことによって運転される。本発明で用いられる触媒には、耐熱温度が３５０℃程度の銅および亜鉛系の触媒と、耐熱温度が３７０℃を超える貴金属系触媒（白金、ルテニウム，パラジウムまたはロジウムなどを用いたもの）があり、好ましくは、貴金属系触媒を用いる。
【００２４】
図２は、本発明のジメチルエーテル改質発電システムに用いられる改質器２０１の概略説明図である。定格運転時には、ＤＭＥと蒸気の混合ガス２０２は、改質器内の反応管を上から下へ、別の反応管を下から上へ、さらに別の反応管を上から下へ合計反応管３本分の長さの経路を経つつ反応し、定格運転時の改質ガス取り出し口２０３から改質ガスを取り出す。これに対し、起動時および／または部分負荷運転時等の場合には、ＤＭＥと蒸気の混合ガス２０２は、改質器内の反応管を上から下へ、別の反応管を下から上へ合計反応管２本分の長さの経路を経つつ反応し、起動時／部分負荷運転時の改質ガス取り出し口２０４から改質ガスを取り出す。ここで、熱供給媒体である排気は、図中左側の排気入口２０５から改質器２０１内に入り、改質器に熱を与えて図中右側の排気出口２０６から排出される。
【００２５】
図３は、このような改質器内でのＤＭＥ、水素、ＣＯ、メタンの濃度分布を示すグラフである（このうちＤＭＥ濃度は、水蒸気分を含まないドライ成分の濃度を示す）。定格運転時には、破線で記載したように反応管３本分の長さの経路の出口付近でＤＭＥの濃度がほぼゼロに近くなり、水素とＣＯの濃度が極大になり、メタンの濃度は余り高くない。これに対し、起動時および／または部分負荷運転時等の場合には、実線で記載したように、反応管３本分の長さの経路の出口以前でＤＭＥ濃度がゼロとなり、出口付近では、水素とＣＯの濃度が極大を経て減少に至り、メタン濃度が増加している。そこで、反応管２本分の長さすなわち、図中で短経路と記載されている時点で改質ガスを取り出すと、ＤＭＥの濃度がほぼゼロで、水素とＣＯの濃度が極大に近く、メタンの濃度は余り高くないガスが得られることが分かる。
【００２６】
この改質器内の反応管の短径路化は、典型的には、ＤＭＥ改質発電システムの起動時および／または部分負荷運転時、また場合によっては停止時に用いるが、例えば、何らかの事情でＤＭＥ分解速度が設計よりも大幅に速まってしまった場合などにも用いることもできる。
【００２７】
図４は、本発明の好適態様であって、反応管中のＤＭＥ改質ガスと改質器に熱供給を行う熱供給媒体（タービン排気）の流れが並行型であるもの、すなわち、反応管の入口に接する熱供給媒体の温度が、反応管の出口に接する熱供給媒体の温度より高い温度としたものの概略説明図である。図中の改質器４０１には熱供給媒体である排気が、図中左側の排気入口４０２から改質器４０１内に入り、改質器に熱を与えて図中右側の排気出口４０３から排出される。ＤＭＥと蒸気の混合ガス４０４は、高温の改質器４０１の排気入口４０２側から改質器に入り、低温の改質器の排気出口４０３側から改質ガス４０５が取り出される。
【００２８】
図５は、従来一般的な、反応管中のＤＭＥ改質ガスと改質器に熱供給を行う熱供給媒体（タービン排気）の流れが対向型であるもの、すなわち、反応管の入口に接する熱供給媒体の温度が、反応管の出口に接する熱供給媒体の温度より低い温度としたものの概略説明図である。図中の改質器５０１には熱供給媒体である排気が、図中左側の排気入口５０２から改質器５０１内に入り、改質器に熱を与えて図中右側の排気出口５０３から排出される。ＤＭＥと蒸気の混合ガス５０４は、低温の改質器５０１の排気出口５０３側から改質器に入り、高温の改質器の排気入口５０２側から改質ガス５０５が取り出される。このような対向型は、並行型より管内の物質の温度を効率よく高められる方法であるため、従来一般的に用いられているタイプである。
【００２９】
図６は、並行型改質器と対向型改質器について、改質器の反応管内の温度分布を示すグラフである。並行型は、反応管の入口に接する熱供給媒体の温度が高いので、反応管入口付近の温度が対向型より高くなり、ＤＭＥ改質（吸熱反応）が促進される。他方、並行型は、反応管の出口に接する熱供給媒体の温度が低いので、反応管出口付近の温度が対向型より低くなり、反応管出口付近で起きやすいメタンの生成反応（発熱反応）を抑制することができる。
【００３０】
図７は、並行型改質器と対向型改質器内でのＤＭＥ、水素、ＣＯ、メタンの濃度分布を示すグラフである。並行型の場合、出口付近でメタン生成反応（発熱反応）を抑制できるので、出口付近まで水素濃度およびＣＯ濃度が上昇し、メタン濃度は低いままである。これに対し、対向型では、出口付近の温度が高くメタン生成反応（発熱反応）が起きるため、出口付近で水素濃度およびＣＯ濃度が下降し、メタン濃度が上昇してしまう。
【００３１】
（熱供給手段）
本発明における熱供給手段とは、改質器に原動機排熱を熱供給媒体を介して供給する手段である。熱供給媒体は、典型的にはタービン排気であるが、流体である限りこれに限定されない。排気の改質器への導入温度は、典型的には４００℃以下、熱発散しやすい状況であれば、より確実に熱発散を防止できる３５０℃程度とすることが好ましい。
【００３２】
（原動機）
本発明のＤＭＥ改質発電システムにおける原動機は、典型的にはタービンやガスエンジンであり、発電機に連動し発電の動力を提供するものである。原動機は、ＤＭＥおよび／またはＤＭＥ改質ガス等を燃焼器にて燃焼することにより駆動させる。起動時にはＤＭＥそのものを燃焼させることもあるが、定格運転時には、主としてＤＭＥ改質ガスを燃焼させる。
【００３３】
（蒸発器）
本発明のＤＭＥ改質発電システムにおける蒸発器は、好ましくは原動機排熱により水を蒸発させるものであり、蒸発器で生成した水蒸気の少なくとも一部をＤＭＥ改質器に送り、また生成した水蒸気の一部を燃焼器に供給してもよい。
【００３４】
（ＤＭＥ気化器）
本発明のＤＭＥ改質発電システムにおけるＤＭＥ気化器は、好ましくは原動機排熱によりＤＭＥを蒸発させるものであり、生成したＤＭＥガスの少なくとも一部をＤＭＥ改質器に送るものである。また生成したＤＭＥガスの少なくとも一部を燃焼器に供給してもよい。
【実施例】
【００３５】
（実施例１）
本発明のＤＭＥ改質発電システムにおいて、起動時に反応管を短径路とする。
【００３６】
この実施例においては、図８に示すダイヤグラムに従い通常のガスタービンシステムと同様な手順でＤＭＥ改質発電システムの起動を行う。すなわち、発電機をモータとしてガスタービンを回転させ、図１の破線に示す燃焼器に直接送るラインでＤＭＥを送り、点火後に燃料を増量して加速、自立させる。この時点では、改質発電に至っていないので、燃料は定格よりも多めとする。蒸発器を暖機して蒸気が発生し始めてから、蒸気を反応管の経路長を通常の２／３の長さとした改質器へ流し、蒸気パージして燃焼器へ送り込む。この時点では蒸気発生量に応じて図８のようにＤＭＥ燃料流量がやや減少する。次に、ＤＭＥ燃料の一部を改質器に通し出すと、蒸気で希釈された改質ガスとＤＭＥの混燃状態となる。ＤＭＥ生ガスを減らし、最終的に１００％改質ガスへと順次切り替える状態となり定格運転に移行する。定格運転に切り替える際に反応管の経路長を通常の長さとする。
【００３７】
以上の通り、反応管の経路長を通常２／３の長さとして起動することにより、ＤＭＥ改質発電システムの状況が刻々と変化するにもかかわらず、メタンを生成する発熱反応を抑制し、熱発散無く起動することができる。
【００３８】
（実施例２）
本発明のＤＭＥ改質発電システムにおいて、部分負荷運転時に反応管を短径路とする。
【００３９】
この実施例においては、定格の７０％の部分負荷運転を行い、反応管の経路長を通常の定格運転時の１／２の長さとする。
【００４０】
その結果、メタンを生成する発熱反応を抑制し、熱発散無く運転することができる。
【００４１】
（比較例１）
ＤＭＥ改質発電システムにおいて、部分負荷運転時に反応管を通常の長さのままとする。
【００４２】
この比較例においては、定格の７０％の部分負荷運転を行い、反応管の経路長を通常の定格運転時のままの長さとする。
【００４３】
そのようにすることにより、メタンを生成する発熱反応が生じ、排熱回収量が低下すると共に、改質ガスの熱量が下がり、また熱発散を防止するため、改質器を冷却する必要が生じる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明のジメチルエーテル改質発電システムの構成図である。
【図２】本発明のジメチルエーテル改質発電システムに用いられる改質器の概略説明図である。
【図３】改質器内でのＤＭＥ、水素、ＣＯ、メタンの濃度分布を示すグラフである。
【図４】本発明の好適態様における改質器であって、反応管中のガスと反応管外のタービン排気の流れが並行型であるものの概略説明図である。
【図５】従来の改質器であって、反応管中のガスと反応管外のタービン排気の流れが対向型であるものの概略説明図である。
【図６】並行型改質器と対向型改質器について、改質器の反応管内の温度分布を示すグラフである。
【図７】並行型改質器と対向型改質器内でのＤＭＥ、水素、ＣＯ、メタンの濃度分布を示すグラフである。
【図８】起動時の状況を示すダイヤグラムである。
【符号の説明】
【００４５】
１０１  ＤＭＥ改質ガス    １０２  蒸気                １０３  圧縮空気
１０４  燃焼器            １０５  発電用タービン      １０６  ＤＭＥ
１０７  ＤＭＥ蒸発系      １０８  改質器              １０９  水
１１０  蒸発器            １１１  過熱器              １１２  コンプレッサ
１１３  空気              １１４  タービン排気
２０１  改質器            ２０２  ＤＭＥと蒸気の混合ガス
２０３  定格運転時の改質ガス取り出し口
２０４  起動時／部分負荷運転時の改質ガス取り出し口
２０５  排気入口          ２０６  排気出口
４０１  改質器            ４０２  排気入口            ４０３  排気出口
４０４  ＤＭＥと蒸気の混合ガス                        ４０５  改質ガス
５０１  改質器            ５０２  排気入口            ５０３  排気出口
５０４  ＤＭＥと蒸気の混合ガス                        ５０５  改質ガス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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