CN1090670C - 煤气净化方法及煤气净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种湿式的净化合成煤气的方法，可以避免热交换器3中的鳞片问题，所说的热交换器3用来从净化处理前的煤气A1回收热量加热净化处理后的煤气A4。具体的情况是，在通过加热器17和热交换器11进行预加热工序的同时，设定利用热交换器3进行的热回收工序的温度条件，使得氯化铵不会从煤气A1中析出进而附着在热交换器3的传热面上。

Description

煤气净化方法及煤气净化装置

本发明涉及一种用于煤的气化工艺等合成煤气的湿式净化技术，特别是涉及一种能够解决在合成煤气的冷却和再加热的热交换器中产生鳞片的不良情况从而提高热效率的煤气净化技术。

近年来，由于石油资源的枯竭和石油价格的高涨，对燃料多样化的呼声日高，目前正在开发煤和重油的利用技术，其中，使煤或重油气化并将其作为发电燃料或合成原料使用的技术正在受到重视。另外，与使用煤或石油的过去的火力发电相比，使用由煤气化所获的煤气进行发电具有效率高、能够有效地利用有限资源的优点，因此受到人们的重视。

然而，在这种由煤气化所获的合成煤气(以下也简称为煤气)中含有数100～数1000ppm的硫化物(主要是硫化氢)。为了防止这种由煤气化所获煤气产生的公害，或者为了防止它对下游设备(例如燃气轮机等)的腐蚀，必须将这些硫化物除去。作为除硫方法，已知的例如象特开平7-48584号公报所示那样，将煤气与吸收液进行气液接触的湿式煤气净化技术。

另外，在煤气化而生成的煤气中所含的硫化物，除了H₂S(硫化氢)之外，还含有100ppm左右的COS(硫化羰)，它不能用吸收液除去。

因此，为了在湿式的煤气净化过程中除去COS，如特开平1-223197号公报所述，必须在使吸收液与煤气进行气液接触的脱硫塔的上游，预先使COS通过水解反应而转化成H₂S。

另外，除了硫化物之外，在合成煤气中还含有例如100～1500ppm左右的氨(NH₃)、100ppm左右的氯化氢(HCl)等有害物，为了进一步地净化或防止材料的腐蚀等，应尽量将其在上游除去。

因此，本申请人曾提出一种用于清除上述杂质的技术，该技术是通过在脱硫塔的上游侧使合成煤气与洗涤液进行气液接触来洗涤煤气。

另外，按照本发明者们的知识可知，以HCl为代表的在煤气中的含卤化合物等杂质，对于用来使COS转化成H₂S的常用催化剂的活性是有害的，因此，为了避免这种活性降低，在进行上述转化的COS转化器中，优选是将上述洗涤塔设置在COS转化器的上游，以便预先将上述杂质洗涤除去。

然而，上述的湿式煤气净化技术，如果不进行某种热交换，在洗涤塔或脱硫塔(或在脱硫塔的上游设置的冷却装置)中，合成煤气被冷却，合成煤气的热量大量浪费。于是，为维持送入燃气轮机等中的处理后的煤气在高温状态并实现较高的热效率，本领域的技术人员当然会想到设置再加热用的热交换器，从导入洗涤塔或脱硫塔之前的高温煤气(净化处理前的煤气)回收热量并加热从脱硫塔排出的净化处理后的煤气。

但是，并未详细研究进行这种热回收的温度条件以及用于该回收的热交换器等的机器构成等，根据本发明人等的研究发现，只是简单地设置上述再加热用热交换器的构成存在以下实用上的重大问题。

也就是说，导入洗涤塔之前的煤气中，含有相当浓度的氯化氢气体或氨气，这些成分基于图4给出的氯化铵的分解压特性，在一定的温度条件下会作为氯化铵(NH₄Cl)析出。

从脱硫塔排出的净化处理后的煤气温度低至40℃，该煤气直接导入上述热交换器中进行热交换，在上述热交换器中，净化处理前的煤气所接触的传热面的最低温度当然是氯化铵析出的较低温度。

因此在上述热交换器的传热面上析出附着氯化铵形成鳞片状物，长时间运转后鳞片堆积，最差的情况是热交换器被闭塞，从而导致无法工作。于是在实用中为回避这种鳞片问题的发生，必须频繁地进行热交换器的维修。

本发明的目的是提供一种煤气净化技术，可以避免在现有的合成煤气的湿式净化技术中存在的热交换器上的鳞片问题，从净化处理前的煤气中回收热量，实现较高的热效率。

为实现上述目的，本发明的煤气净化方法是一种净化由煤或重质油等的气化得到的合成煤气的净化方法，由以下工序组成：利用热交换器从净化处理前的合成煤气回收热量的工序；在该热回收工序之后使合成煤气与洗涤液或吸收液进行气液接触以除去合成煤气中含有的有害物的气液接触工序；利用由上述热回收工序中回收的热量再加热经过该气液接触工序的净化处理后的合成煤气的再加热工序；

其特征在于设定上述热回收工序的温度条件使得不会从上述合成煤气中析出氯化铵并附着在上述热交换器的传热面上。

另外，按照本发明的煤气净化方法的优选的第一实施方案，其特征在于在所说的再加热工序之前设有预先加热净化处理后的合成煤气的预加热工序。

按照本发明的煤气净化方法的优选的第二实施方案，其特征在于，作为所说的气液接触工序，包括使合成煤气与洗涤液进行气液接触的洗涤工序，及使合成煤气与吸收液进行气液接触而至少吸收除去合成煤气中含有的硫化氢的脱硫工序，同时在洗涤工序之后脱硫工序之前具有加热合成煤气的加热工序以及在该加热工序之后将合成煤气中的硫化羰转化成硫化氢的转化工序，另外，作为所说的预加热工序，是利用经过所说的转化工序后要导入所说的脱硫工序之前的合成煤气的热量加热净化处理后的合成煤气的工序。

本发明的煤气净化装置是一种用于净化由煤或重油的气化而获得的合成煤气的煤气净化装置，其特征在于具有：用于使上述的合成煤气与洗涤液或吸收液进行气液接触，从而将上述合成煤气中所含的有害物除去的气液接触塔；预加热从该气液接触塔导出的净化处理后的合成煤气的预加热装置；以及利用被导入所说的气液接触塔的净化处理前的合成煤气的热量再加热经过该预加热装置的合成煤气的再加热用热交换器。

另外，本发明的优选的煤气净化装置，其特征在于，所说的气液接触塔包括使上述的合成煤气与洗涤液进行气液接触的洗涤塔和在该洗涤塔的下游使合成煤气与吸收液气液接触从而至少除去合成煤气中含有的硫化氢的脱硫塔，同时在所说的洗涤塔的下游和脱硫塔的上游之间具有加热合成煤气的加热器以及在该加热器的下游的将合成煤气中的硫化羰转化成硫化氢的转化器，另外，作为上述的预加热装置，是利用从所说的转化器排出后导入所说的脱硫塔之前的合成煤气的热量加热从所说的脱硫塔排出的净化处理后的合成煤气的预加热用热交换器。

在本发明的煤气净化方法中，处理前的合成煤气的热量被热交换器回收，利用该回收的热量加热净化处理后的合成煤气，形成最终的高温的合成煤气，供给到例如复合发电系统的燃气轮机中。于是，由上述的热交换器进行的热回收工序的温度条件，要设定为在热交换器的传热面上不析出附着氯化铵的温度条件。

因此，在从净化处理前的合成煤气回收热量用来加热净化处理后的合成煤气的再加热用的热交换器的传热面上不会引起氯化铵的析出，所以在该热交换器中不会发生由鳞片导致的不良状况，从而可以省去频繁的维修等。

而且本发明的煤气净化方法的优选的第一实施方案中设有预加热净化处理后的合成煤气的预加热工序，所以避免了上述的氯化铵析出，同时净化处理后的合成煤气的最终温度可以达到340℃左右的高温，即使是湿式的净化方法也可以得到较高的热效率。

另外，在本发明的煤气净化方法的第二实施方案中，作为实施所说的预加热工序的工序，是利用经过COS转化工序后导入脱硫工序之前的合成煤气的热量来加热净化处理后的合成煤气的工序。因此如下述的方案中所示，在COS的转化工序中为维持转化催化剂的活性需要大量的热量，而在经过洗涤工序后被冷却的合成煤气通过加热工序被加热的情况下，煤气中蓄积的热能通过该加热而被有效利用，所以利用该预加热工序可以大量节省从其他途径供给的能源，这是其中的一个优点。

另外，本发明的煤气净化装置在利用再加热用热交换器进行再加热之前，预先利用预加热装置加热净化处理后的合成煤气。因此在再加热用热交换器中的净化处理后合成煤气的入口处温度升高，同时在该热交换器中的净化处理前合成煤气的出口处的温度也上升，结果实现了提高再加热后合成煤气的温度的目的，而且也可以维持该热交换器的传热面的最低温度在较高的水平上。

从而可以避免在上述的再加热用热交换器中的氯化铵的析出问题，同时可以将净化处理后的煤气最终维持在高温度下，利用湿式净化装置即可以获得较高的热效率。

换句话说，如果按照本发明的构成，再加热后的合成煤气的温度例如为340℃的高温，根据本发明的净化方法进行温度设定，则可以消除由氯化铵的析出导致的鳞片问题。

另外，从脱硫塔排出的煤气如果直接导入再加热用的热交换器中利用净化处理前的煤气的热量加热，这种简单的构成很明显是无法既维持再加热后的煤气的高温又不会引起在传热面上析出氯化铵的。其原因是，为维持在脱硫塔中的硫化氢的吸收性能，脱硫塔的温度条件必须是40℃左右的低温，结果在脱硫塔中经脱硫处理后的合成煤气也成为40℃左右的低温。

另外，本发明的煤气净化装置的优选实施方案中，作为上述预加热装置，设有利用经过COS转化器后导入脱硫塔之前的合成煤气的热量加热净化处理后的合成煤气的预加热用热交换器。因此，如下述的实施例所述，为维持在COS转化器中的转化催化剂的活性等需要大量的热量，经过洗涤塔后被冷却的合成煤气在上述转化器的上游被加热器加热的情况下，煤气中蓄积的热能通过该加热而被有效利用，所以利用该预加热用热交换器可以大量节省从其他途径供给的能源，这是其中的一个优点。

也就是说，如果没有上述的预加热用热交换器，则从COS转化器出来的煤气的热量就浪费在脱硫塔(通常是在其之前设置的冷却塔)中的水分蒸发上，同时在作为预加热装置而设置的另外的加热器中煤气温度为40℃左右的低温，如果要升温至180℃左右的高温，则要增加额外的负荷，而本发明由于使用了上述预加热用热交换器，所以可以避免这种能源的浪费。

附图1是表示本发明的净化装置之一例的前处理部构成的示意图。附图2是表示在同一净化装置中的脱硫部及石膏回收部构成的示意图。附图3是表示同一净化装置主要部分构成的示意图。附图4是表示氯化铵的分解压特性的示意图。附图4是表示将温度作为参数时COS转化率的数据的示意图。

以下基于附图说明本发明实施方案之一例。

图1是表示本实例煤气净化装置中主要的前处理部构成的示意图，图2是表示在同一装置中脱硫部和石膏回收部构成的示意图。

首先说明前处理部的构成及工作原理。在图中省略的气化炉中，煤被气化剂如空气或氧气所气化，生成以一氧化碳和氢气为主成分的合成煤气A。

在上述这种以煤为原料、以空气或氧气为气化剂生成的合成煤气A中，通常含有1000～1500ppm左右的H₂S(含硫化合物)、100ppm左右的COS(含硫化合物)，还含有100～1500ppm左右的NH₃、100ppm左右的HCl。

合成煤气A在炉出口处的温度通常为1000～1300℃，通常由设置在炉出口侧的热回收器(图中省略)回收一定程度的热量，冷却至420℃左右，其压力为26个大气压左右。

该合成煤气A如图1所示被依次导入旋风分离器1和多孔过滤器2，分别分离除去粒径比较大的粉尘和微细的粉尘。

在多孔过滤器2的下游设置有热交换器3(再加热用热交换器)，利用从多孔过滤器2导出的煤气A1的热量加热净化后的煤气A4，作为煤气A5被排出。另外，煤气A1在该热交换器3中被逆流地夺走热量，此时最低要冷却至280℃左右。在该热交换器3中煤气A4的入口温度在这种情况下为180℃左右的高温。

利用该热交换器3进行的热回收或再加热相当于本发明的热回收工序或再加热工序，此时煤气A1的出口温度(280℃左右)或煤气A4的入口温度(180℃左右)的设定，要符合不在热交换器3的传热面上从合成煤气A1中析出附着氯化铵的温度条件。

也就是说，在热交换器3中煤气A1接触的传热面的最低温度可以利用公知的热传递理论来设定，此时最低为230℃左右。由图4所示的氯化铵的分解压特性可知，如果保持传热面的温度为230℃以上，尽管煤气中的氨浓度不均匀，但只要传热面的温度高于氯化铵的露点温度，则确实不会在传热面上析出氯化铵。

在热交换器3的下游，在煤气A2导入后述的转化器10或脱硫塔21之前，设置有使煤气与洗涤液B气液接触的洗涤塔4。

洗涤塔4此时也称为充填式的气液接触塔，在塔底部贮留的以水为主成分的洗涤液B被循环泵5抽吸，从塔上部的喷雾管6喷射，一边与煤气A1气液接触，一边经由充填材料7流下，再循环返回至塔底部。

在该洗涤塔4中，煤气A1中含有的溶解度较高的NH₃或HCl，不必特别地调整洗涤液B的pH，即可被洗涤液B吸收大部分，最终作为排水C排出到体系外。因此，最终得到的煤气A5中在除去H₂S的同时已除去相当量的NH₃和HCl，成为从未有过的清洁煤气。

煤气A1中通常含有比HCl更多量的NH₃，如果不调节pH的话，则洗涤液B为碱性。洗涤液B成为碱性后，不只是吸收NH₃的性能下降，而且煤气A1中含有的弱酸性的H₂S也有相当量被洗涤液B吸收，包含在排水C中。由于对于含硫化合物的排放有严格限制，无害化处理困难，此时要处理排水C就需要较高的成本，这是其中存在的问题。

本发明为解决上述问题，在洗涤塔4的洗涤液B中适当供给硫酸等酸E，调节其pH，将洗涤液B的pH保持在弱酸性以下。由此抑制排水C中含有的H₂S量，避免了麻烦的排水处理。此时由于HCl为强酸，所以即使是在弱酸性区域也能充分吸收。

为更完全地吸收除去NH₃，pH优选大大低至强酸领域，但此时HCI的吸收性能下降，所以为完全除去HCl和NH₃二者，分别设置主要吸收NH₃的洗涤塔和主要吸收除去HCl的洗涤塔，成为双塔式结构。

只利用单纯的洗涤塔4难以完全捕集由煤气冷却产生的氯化铵烟雾(亚微粒子)，在洗涤塔4的下游侧的煤气中便含有这种烟雾，这种情况下也可在该洗涤塔4的下游设置除去上述烟雾的集尘器或过滤器等。

煤气A1通过与洗涤液B接触被冷却至水分为饱和状态，此时洗涤后的煤气A2的温度为140℃左右。

洗涤液B的一部分从由循环泵5的排出侧分支的流路被排出，作为排水C排出到体系外。在洗涤液B的循环经路的任意位置可以适当供给补给水D，以补充排水C或煤气中夹带的水分。

在洗涤塔4的塔上部设置有用于分离除去煤气中的雾状物的除雾器8，抑制在下游侧流出的烟雾量。

在该洗涤塔4的下游设置有利用从图1所示的装置构成的体系外供给的高温蒸汽等的热能来加热煤气A2的加热器9。煤气A2此时被加热至150℃左右。

通过煤气A2的加热，可以获得以下的优点。也就是说，在下述的转化器10中，调整到适于将COS转化成H₂S的催化剂发挥活性的温度，另外，使煤气A2中的雾状水分蒸发，这样可以避免由该水分造成的对上述转化反应的阻碍，高度实现转化器10的性能。

在加热器9的下游，设置充填有转化催化剂(将COS转化成H₂S)的转化器10，合成煤气A2中几乎全部的COS在此被转化成H₂S，作为几乎不含COS的煤气A3被排出。

作为此时的转化器10中的催化剂，可以使用广泛用于此种转化器的一般催化剂。在该情况下，在转化器10的上游设置洗涤塔4，预先除去对此种催化剂有害的卤素(主要是氯)。

作为转化器10的催化剂，例如可以使用特公昭63-11053号公报中给出的催化剂(以氧化钛为基并加有Li或Na等添加剂的催化剂)。但以氧化钛为基的催化剂一般要在较高的温度(例如300℃左右)下发挥高性能，所以有必要在转化器10的上游将煤气加热至高温，这在热效率方面不理想。

因此在本实例中使用如图5所示的能够在150℃的较低温度下发挥最高性能的催化剂，如以氧化铝为基并添加有钾等添加剂的催化剂。

如果使用这种催化剂，则可以减小加热器9的负担，削减由体系外供给的水蒸汽等能源。

在该转化器10的下游设置热交换器11(预加热用热交换器)，利用从转化器10导出的煤气A3的热量来加热净化后的煤气A4。

煤气A2在热交换器11中被逆流地夺走热量，冷却至120℃左右。煤气A4在此处被加热至140℃左右。

在热交换器11的下游，煤气A3导入下述的脱硫塔21之前，设置与冷却液B1气液接触的冷却塔12。

冷却塔12为所说的充填式气液接触塔，在塔底部贮留的以水为主成分的冷却液B1被循环泵13抽吸上来，从塔上部的喷雾管14喷射，一边与煤气A3气液接触，一边经由充填材料15流下，再循环返回到塔底部。

在该循环泵13的循环线路上设置有冷却器16，该冷却器16使用工业用水等作为冷媒来冷却冷却液B1，在此处煤气A3的热量被间接地回收。在该冷却塔12中煤气A3通过与冷却液B接触而被冷却，冷却至适合于导入下述脱硫塔21中的理想温度(如40℃左右)。

在煤气A3中含有残留的杂质的情况下，该冷却塔12也有利用冷却液B1捕集除去一部分杂质的作用。此时与洗涤塔4同样，也可以一边供给补给水，一边排出一部分冷却液B1，并投入调节pH用的药剂。

在图1所示的前处理部，作为本发明的预加热装置，除上述的热交换器11之外还设置有加热器17。该加热器17被配置在净化处理后的煤气A4的排出管线中的热交换器11的下游侧，利用从图1所示装置构成的体系外供给的高温蒸汽等的热能进一步加热煤气A4。此时煤气A4被加热到上述的180℃左右。

下面利用图2简单说明脱硫部的构成及工作状况。脱硫部主要由脱硫塔21和再生塔22构成。

脱硫塔21是与上述的洗涤塔7同样的气液接触塔，再生塔22的塔底部贮留的硫化氢的吸收液F被循环泵23抽吸上来，在吸收液热交换器24被冷却后，从塔上部的喷雾管25喷射，一边与煤气A3气液接触，一边经由充填材料26流下。

与吸收液F气液接触后被除去了H₂S的煤气A4(温度为42℃左右)，利用除雾器27除雾后，从脱硫塔21的塔顶部排出，利用上述的热交换器11、加热器17和热交换器3加热，成为处理后的煤气A5。

煤气A5的压力例如为25.5个大气压左右，其温度为340℃左右，其中硫成分(H₂S和COS的浓度)为10ppm以下。

再生塔22的构成如下，在脱硫塔21的塔底部贮留的吸收液F被循环泵28抽吸上来，被吸收液热交换器24加热后，从塔上部的喷雾管29喷射，一边与在塔内上升的吸收液F的蒸汽或吸收成分(废气)相接触，一边经由充填材料30流下。

再生塔22底部的吸收液F在再沸器31中被水蒸汽G加热，由此使作为吸收成分的H₂S在再生塔22中挥散到气体中。含有该H₂S的废气H在除雾器32中除雾后，经过设置在再生塔22顶部的回流部，作为含有高浓度H₂S的废气H1(主成分是CO2)被送往下述的石膏回收部。

另外，在设置于再生塔22顶部的回流部中，由废气H被冷却器33冷却而生成并贮存于贮存罐34中的废气H的冷凝液I，通过泵36的抽送而由喷雾管36喷出，这样就使得废气H中的蒸气较多地液化，并使得液体中作为吸收成分的H₂S较多地挥散，从而获得一种含有体积百分数例如为20％左右的高浓度H₂S的废气H1。

下面解释石膏回收部的构成及其功能。本实例的石膏回收部由燃烧炉41和湿式石灰石膏法的脱硫装置组合而成，燃烧炉41的作用是将废气H1中所含的能与空气J反应的H2S燃烧掉，废气H1在该燃烧炉41中燃烧后变成燃烧废气H2，而脱硫装置的作用是从燃烧废气H2中吸收除去SO₂(亚硫酸气)等硫氧化物并将该废气作为无害的废气H3排放。

脱硫装置具有反应器42、空气供给装置(图中省略)和离心机之类的固液分离装置44，反应器42的作用是使含有高浓度由H₂S燃烧而生成的CO₂的燃烧废气H2与供入该反应器内部并含有钙化合物的浆料K进行气液接触，然后将该废气排出；空气供给装置的作用是把氧化用的空气L作为许多微小的气泡吹喷入该反应器42内的浆料中；固液分离装置44的作用是对从反应器42中排出的浆料M(石膏浆料)进行固液分离。

另外，在图2中以符号46表示的是冷却器，其作用是将燃烧废气H2冷却至适合于吸收其中的SO₂等物质的温度。另外，在固液分离装置44中通过固液分离而生成的分离水M3，作为构成反应器42内浆液的水分直接返回在此情况下的反应器42内。

此处，反应器42可以由一种所谓浆料循环式的吸收塔构成，具体地说，例如在塔底部具有一个用于让氧化用空气L吹入其中的浆料槽，在燃烧废气H2流通的塔上部具有用于喷射浆料槽内的浆料，形式为填充式、喷雾式或液柱式等的气液接触部。总之在反应器42中主要是吸收SO₂，生成二水石膏。

另外还设置有石膏加热装置45(石膏加热工序)，由固液分离装置44获得的固体物质M1(二水石膏的石膏滤饼)在其中被加热至120～150℃，获得半水石膏M2。

以下参照图3说明利用上述煤气净化装置实施本发明煤气净化方法的主要部分。图3只是本实例装置构成的主要部分的简图。

由图3可以看出，在本实例中从处理前的合成煤气回收热量再加热处理后的煤气的热回收工序和再加热工序，是通过热交换器3实现的。也就是说，在这种情况下处理前的煤气A1的热量被热交换器3回收，利用该热量加热净化处理后的煤气A4，最终成为340℃左右的煤气A5，供给到如复合发电系统的燃气轮机中。

用来吸收除去煤气中的H₂S的本发明的脱硫工序通过脱硫塔21实现。在该脱硫工序之前，用来除去煤气中的氨或氯化氢等杂质的洗涤工序在洗涤塔4中实施，在该洗涤工序之后加热煤气的加热工序通过加热器9来实施，其后将煤气中的COS转化成H₂S的转化工序在转化器10中实施。

本实例中，在上述的热交换器3中进行的热回收工序的温度条件要设定为不会使氯化铵析出附着在热交换器3的传热面上的温度条件。

在这种情况下，导入热交换器3中的净化后的煤气A4预先被热交换器11和加热器17加热到180℃左右。因此，基于一般的热交换器的情况，本发明人等经计算(在电热面材料的壁厚方向上的传热速度及温度梯度等一系列的计算)，将由热交换器3导出的净化处理前的煤气A1的温度设定为280℃左右，将热交换器3的合成煤气A1的传热材料表面温度最低维持在230℃左右，这样便确实不会引起氯化铵的析出。

按照本实例的净化技术，可以获得以下实用上的优良效果。

(1)从净化处理前的合成煤气A1回收热量来加热净化处理后的煤气A4的再加热用热交换器3的传热面上，不会引起氯化铵的析出，不会在该热交换器3中因产生鳞片而导致运转不良，进而可以避免频繁的维修。

(2)因为设置了利用预加热装置(热交换器11及加热器17)实施预加热净化处理后的煤气A4的预加热工序，所以可以避免上述的氯化铵析出问题，净化处理后的煤气最终可达到340℃左右的高温，采用湿式的净化方法或装置就可实现较高的热效率。

如果直接将从脱硫塔出来的煤气导入再加热用热交换器中，利用净化处理前的煤气的热量进行加热，那么要想既维持再加热后的煤气为高温，又不在传热面上析出氯化铵的温度条件是不可能的。其原因是，为维持脱硫塔的吸收液不吸收二氧化碳等有用成分而选择性吸收硫化氢的性能在实用的高水平上，脱硫塔的温度条件必须是40℃左右的低温，结果在脱硫塔中被脱硫处理后的合成煤气也成为40℃左右的低温。

(3)在本实例中，作为实施上述的预加热工序的预加热装置，设置热交换器11，该热交换器利用经过转化器11(转化工序)后导入脱硫塔21(脱硫工序)之前的合成煤气A3的热量来加热净化处理后的合成煤气A4。因此，为维持转化器10(转化工序)中的转化催化剂的活性本来需要大量的热量，但在本例中在经过洗涤塔4(洗涤工序)后被冷却的合成煤气A2被加热器9(加热工序)加热的情况下，通过该加热可以有效地利用煤气中蓄积的热能，从而可以大量削减从体系外应该供给的能量(即该加热器17的负荷)。

也就是说，如果没有热交换器11，则煤气A3的热量浪费在冷却塔14中的水分蒸发上。另一方面，在加热器17中要将煤气A4的温度从40℃左右的低温升温到180℃左右，其负荷要显著增加，但在本实例中由于有了热交换器11，从而可以避免这种能量的白白浪费，进一步节省了能源。

本发明并不限于上述的实例，还可以有各种形态。例如，本发明的热回收工序中的具体温度条件可以不限于上述的温度设定(高温侧煤气出口温度280℃左右，低温侧煤气入口温度180℃左右)。例如在气化炉中将氧气限定为气化剂的情况下，合成煤气中的氨浓度经常很低(100ppm左右)，可以相应地在下游修正上述的温度设定。总之，本发明的温度条件的设定要基于如图4所示的氯化铵的分解压特性，从处理前的煤气回收热量的热交换器(如图1的热交换器3)的传热面的表面温度要控制在不低于氯化铵的露点温度。

作为上述控制温度条件的方法，可以是考虑到上述实例的最差条件后设定在一定值的方法，例如利用传感器感知处理前的煤气中的氨浓度，然后通过调节预加热装置的加热量等来控制煤气温度，使上述热交换器的传热面表面温度达到最适温度。作为此时测定上述传热面表面温度(或为感知该表面温度的煤气温度)的温度检测装置，可以使用热电偶等热电温度计、半导体热敏电阻等电阻温度计等，当然也可以使用各种公知的温度传感器。

本发明不采用石灰石膏法进行脱硫处理(从除去的硫化氢回收石膏)，当然可以在脱硫塔中从被吸收的硫成分(硫化氢)中回收硫单体。

Claims (5)

1、一种净化由煤或重质油等的气化得到的合成煤气的净化方法，由以下工序组成：利用热交换器从净化处理前的合成煤气回收热量的工序；在该热回收工序之后使合成煤气与洗涤液或吸收液进行气液接触以除去合成煤气中含有的有害物的气液接触工序；利用由上述热回收工序中回收的热量再加热经过该气液接触工序的净化处理后的合成煤气的再加热工序；

其特征在于设定上述热回收工序的温度条件使得不会从上述合成煤气中析出氯化铵并附着在上述热交换器的传热面上附着。

2、根据权利要求1记载的煤气净化方法，其特征在于在所说的再加热工序之前设有预先加热净化处理后的合成煤气的预加热工序。

3、根据权利要求2记载的煤气净化方法，其特征在于，作为所说的气液接触工序，包括使合成煤气与洗涤液进行气液接触的洗涤工序，及使合成煤气与吸收液进行气液接触而至少吸收除去合成煤气中含有的硫化氢的脱硫工序，同时在洗涤工序之后脱硫工序之前具有加热合成煤气的加热工序以及在该加热工序之后将合成煤气中的硫化羰转化成硫化氢的转化工序，另外，作为所说的预加热工序，是利用经过所说的转化工序后导入所说的脱硫工序之前的合成煤气的热量加热净化处理后的合成煤气的工序。

4、权利要求1的净化方法所用的煤气净化装置，其特征在于具有：用于使上述的合成煤气与洗涤液或吸收液进行气液接触，从而将上述合成煤气中所含的有害物除去的气液接触塔；预加热从该气液接触塔导出的净化处理后的合成煤气的预加热装置；以及利用被导入所说的气液接触塔的净化处理前的合成煤气的热量再加热经过该预加热装置的合成煤气的再加热用热交换器。

5、根据权利要求4记载的煤气净化装置，其特征在于，所说的气液接触塔包括使上述的合成煤气与洗涤液进行气液接触的洗涤塔和在该洗涤塔的下游使合成煤气与吸收液气液接触从而至少吸收除去合成煤气中含有的硫化氢的脱硫塔，同时在所说的洗涤塔的下游和脱硫塔的上游之间具有加热合成煤气的加热器以及在该加热器的下游的将合成煤气中的硫化羰转化成硫化氢的转化器，另外，作为上述的预加热装置，是利用从所说的转化器排出后导入所说的脱硫塔之前的合成煤气的热量加热从所说的脱硫塔排出的净化处理后的合成煤气的预加热用热交换器。

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