JP2000212581A - 硫化カルボニル加水分解触媒を用いたガス精製装置 - Google Patents
硫化カルボニル加水分解触媒を用いたガス精製装置Info
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- JP2000212581A JP2000212581A JP11011263A JP1126399A JP2000212581A JP 2000212581 A JP2000212581 A JP 2000212581A JP 11011263 A JP11011263 A JP 11011263A JP 1126399 A JP1126399 A JP 1126399A JP 2000212581 A JP2000212581 A JP 2000212581A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】硫化カルボニル（ＣＯＳ）加水分解触媒を用い
たガス精製装置の触媒の長寿命化を図る。 【解決手段】前記ＣＯＳ転化触媒１の触媒性能低下時に
は、前記バイパス弁３６を開けて生成ガスをバイパスに
流すと共に、前記入口弁２７，出口弁３０を閉じ、前記
空気または不活性ガス供給弁２８、パージ配管入口弁２
９を開けて、ＣＯＳ転化器３５に空気または不活性ガス
を供給することで前記ＣＯＳ転化触媒１の触媒性能を向
上できるよう構成した硫化カルボニル加水分解触媒を用
いたガス精製装置。
たガス精製装置の触媒の長寿命化を図る。 【解決手段】前記ＣＯＳ転化触媒１の触媒性能低下時に
は、前記バイパス弁３６を開けて生成ガスをバイパスに
流すと共に、前記入口弁２７，出口弁３０を閉じ、前記
空気または不活性ガス供給弁２８、パージ配管入口弁２
９を開けて、ＣＯＳ転化器３５に空気または不活性ガス
を供給することで前記ＣＯＳ転化触媒１の触媒性能を向
上できるよう構成した硫化カルボニル加水分解触媒を用
いたガス精製装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、硫化カルボニル
（ＣＯＳ）を加水分解反応により硫化水素（Ｈ2Ｓ）に
転化する硫化カルボニル加水分解触媒を用いたガス精製
装置に関する。
（ＣＯＳ）を加水分解反応により硫化水素（Ｈ2Ｓ）に
転化する硫化カルボニル加水分解触媒を用いたガス精製
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の硫化カルボニル（ＣＯＳ）触媒に
よる加水分解反応において、必要な水蒸気が過剰に供給
されると、ＣＯＳ触媒の活性点となる細孔内に水分が凝
縮して触媒としての性能が低下し、加水分解反応が低下
すると云う問題があり、このような水分の凝縮防止が課
題となっていた。
よる加水分解反応において、必要な水蒸気が過剰に供給
されると、ＣＯＳ触媒の活性点となる細孔内に水分が凝
縮して触媒としての性能が低下し、加水分解反応が低下
すると云う問題があり、このような水分の凝縮防止が課
題となっていた。
【０００３】例えば、石炭ガス化複合発電システムのガ
ス精製装置においては、従来は図５に示すように、燃焼
ガスに対し水洗浄塔２がＣＯＳ転化器３５の水蒸気供給
手段となり、ＣＯＳ転化器３５へ供給される水蒸気濃度
は、水洗浄塔２の出口温度における飽和水蒸気濃度とな
る。
ス精製装置においては、従来は図５に示すように、燃焼
ガスに対し水洗浄塔２がＣＯＳ転化器３５の水蒸気供給
手段となり、ＣＯＳ転化器３５へ供給される水蒸気濃度
は、水洗浄塔２の出口温度における飽和水蒸気濃度とな
る。
【０００４】しかし、ＣＯＳ転化触媒１は、触媒反応を
１４０℃以下で行う時、水蒸気濃度が１５％以上と高く
なると、水分による被毒により触媒性能が低下する傾向
があった。
１４０℃以下で行う時、水蒸気濃度が１５％以上と高く
なると、水分による被毒により触媒性能が低下する傾向
があった。
【０００５】そこでＣＯＳ転化触媒１の水蒸気の凝縮を
防止するため、ＣＯＳ転化器３５の入口上流に加熱手段
（１５，１６）を配置し、ＣＯＳ転化器３５内の反応温
度を水洗浄塔２の出口の温度よりも２０〜３０℃高くし
て、ＣＯＳ転化触媒１への水蒸気の凝縮を防止する方法
がとられていた。
防止するため、ＣＯＳ転化器３５の入口上流に加熱手段
（１５，１６）を配置し、ＣＯＳ転化器３５内の反応温
度を水洗浄塔２の出口の温度よりも２０〜３０℃高くし
て、ＣＯＳ転化触媒１への水蒸気の凝縮を防止する方法
がとられていた。
【０００６】しかし、上記方法においても、ＣＯＳ転化
触媒１の水蒸気の凝縮を十分に防止することができず、
それに基づく触媒性能の低下を十分に抑制できなかっ
た。
触媒１の水蒸気の凝縮を十分に防止することができず、
それに基づく触媒性能の低下を十分に抑制できなかっ
た。
【０００７】また、石炭ガス化複合発電システムのガス
精製装置の精製ガスを、溶融塩燃料電池に使用する場
合、湿式脱硫装置の後流に精密脱硫装置を設置する。こ
の精密脱硫装置内にはＣＯＳ加水分解触媒とＨ2Ｓ吸着
剤が設置してある。ここでの反応温度は、この上流に設
置された湿式脱硫装置の出口ガス温度が４０℃であるた
め、４０℃に設定することが望ましい。
精製装置の精製ガスを、溶融塩燃料電池に使用する場
合、湿式脱硫装置の後流に精密脱硫装置を設置する。こ
の精密脱硫装置内にはＣＯＳ加水分解触媒とＨ2Ｓ吸着
剤が設置してある。ここでの反応温度は、この上流に設
置された湿式脱硫装置の出口ガス温度が４０℃であるた
め、４０℃に設定することが望ましい。
【０００８】しかし、現状での精密脱硫用のＣＯＳ加水
分解触媒は、〔１〕式に示す相対湿分が１５％以上にな
ると、水分の吸着による細孔の閉塞に伴うＣＯＳの細孔
内拡散阻害によって、ＣＯＳ加水分解活性が低下する。
分解触媒は、〔１〕式に示す相対湿分が１５％以上にな
ると、水分の吸着による細孔の閉塞に伴うＣＯＳの細孔
内拡散阻害によって、ＣＯＳ加水分解活性が低下する。
【０００９】
【数１】 相対湿分（％）＝(水蒸気分圧／飽和水蒸気分圧)×１００ …〔１〕 例えば、精密脱硫装置を４０℃で運転すると、〔１〕式
による相対湿分は約８３％と高くなり、触媒性能は著し
く低下する。
による相対湿分は約８３％と高くなり、触媒性能は著し
く低下する。
【００１０】そのために、反応温度を１００℃程度まで
上昇し飽和水蒸気分圧を増大することで、相対湿分を１
４％程度まで低下させて触媒性能を維持していた。
上昇し飽和水蒸気分圧を増大することで、相対湿分を１
４％程度まで低下させて触媒性能を維持していた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ＣＯ
Ｓ転化触媒を用いたガス精製装置において、ＣＯＳ転化
触媒の触媒性能の長寿命化を図ったガス精製装置を提供
することにある。
Ｓ転化触媒を用いたガス精製装置において、ＣＯＳ転化
触媒の触媒性能の長寿命化を図ったガス精製装置を提供
することにある。
【００１２】また、本発明の他の目的は、水分が凝縮し
にくいＣＯＳ転化触媒を用いたガス精製装置を提供する
ことにある。
にくいＣＯＳ転化触媒を用いたガス精製装置を提供する
ことにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の要旨は次の通りである。
明の要旨は次の通りである。
【００１４】〔１〕 ガス化炉１６，排熱回収ボイラ１
７の後段に、ガス／ガス熱交換器１０、冷却器９、水洗
浄塔２、硫化カルボニル（以下、ＣＯＳと称す）転化器
３５、冷却器２５、その後流に湿式脱硫装置の吸収塔１
１、再生塔１２を有するガス精製装置であって、前記Ｃ
ＯＳ転化器３５内にはＣＯＳ転化触媒１が充填され、該
ＣＯＳ転化器３５の入口側には空気または不活性ガス供
給弁２８、ＣＯＳ転化器３５の出口側にはパージ配管入
口弁２９が設置され、前記ＣＯＳ転化器３５には、入口
弁２７，出口弁３０、および、バイパスとそれを開閉す
るバイパス弁３６が設けられており、前記ＣＯＳ転化触
媒１の触媒性能低下時には、前記バイパス弁３６を開け
て生成ガスをバイパスに流すと共に、前記入口弁２７，
出口弁３０を閉じ、前記空気または不活性ガス供給弁２
８、パージ配管入口弁２９を開けて、ＣＯＳ転化器３５
に空気または不活性ガスを供給することで前記ＣＯＳ転
化触媒１の触媒性能を向上できるよう構成したことを特
徴とする硫化カルボニル加水分解触媒を用いたガス精製
装置。
７の後段に、ガス／ガス熱交換器１０、冷却器９、水洗
浄塔２、硫化カルボニル（以下、ＣＯＳと称す）転化器
３５、冷却器２５、その後流に湿式脱硫装置の吸収塔１
１、再生塔１２を有するガス精製装置であって、前記Ｃ
ＯＳ転化器３５内にはＣＯＳ転化触媒１が充填され、該
ＣＯＳ転化器３５の入口側には空気または不活性ガス供
給弁２８、ＣＯＳ転化器３５の出口側にはパージ配管入
口弁２９が設置され、前記ＣＯＳ転化器３５には、入口
弁２７，出口弁３０、および、バイパスとそれを開閉す
るバイパス弁３６が設けられており、前記ＣＯＳ転化触
媒１の触媒性能低下時には、前記バイパス弁３６を開け
て生成ガスをバイパスに流すと共に、前記入口弁２７，
出口弁３０を閉じ、前記空気または不活性ガス供給弁２
８、パージ配管入口弁２９を開けて、ＣＯＳ転化器３５
に空気または不活性ガスを供給することで前記ＣＯＳ転
化触媒１の触媒性能を向上できるよう構成したことを特
徴とする硫化カルボニル加水分解触媒を用いたガス精製
装置。
【００１５】〔２〕 前記ＣＯＳ転化器３５を少なくと
も２基設け、各ＣＯＳ転化器毎に前記空気または不活性
ガスが供給可能に構成されている前記の硫化カルボニル
加水分解触媒を用いたガス精製装置。
も２基設け、各ＣＯＳ転化器毎に前記空気または不活性
ガスが供給可能に構成されている前記の硫化カルボニル
加水分解触媒を用いたガス精製装置。
【００１６】〔３〕 前記ＣＯＳ転化器の一方に前記空
気または不活性ガスが供給され、他のＣＯＳ転化器には
ガス化炉からの生成ガスが供給できるよう構成した前記
の硫化カルボニル加水分解触媒を用いたガス精製装置。
気または不活性ガスが供給され、他のＣＯＳ転化器には
ガス化炉からの生成ガスが供給できるよう構成した前記
の硫化カルボニル加水分解触媒を用いたガス精製装置。
【００１７】〔４〕 前記ＣＯＳ転化器３５に空気また
は不活性ガスを供給するガス供給手段が該空気または不
活性ガスを所定温度に加熱できる加熱手段を備えている
前記の硫化カルボニル加水分解触媒を用いたガス精製装
置。
は不活性ガスを供給するガス供給手段が該空気または不
活性ガスを所定温度に加熱できる加熱手段を備えている
前記の硫化カルボニル加水分解触媒を用いたガス精製装
置。
【００１８】〔５〕 前記ＣＯＳ転化触媒１が、撥水性
触媒である前記の硫化カルボニル加水分解触媒を用いた
ガス精製装置。
触媒である前記の硫化カルボニル加水分解触媒を用いた
ガス精製装置。
【００１９】本発明では、ＣＯＳ転化触媒を撥水処理し
て耐水性を向上した触媒を用いることで、該ＣＯＳ転化
触媒を水洗浄塔２の内部に設置し、ＣＯＳ転化触媒と水
洗浄塔を一体化でき、コンパクトなガス精製装置を提供
することが可能である。これによれば、反応温度を高く
するために付設していた加熱器を特に設けなくともよい
ので、コンパクトなガス精製装置を提供することもでき
る。
て耐水性を向上した触媒を用いることで、該ＣＯＳ転化
触媒を水洗浄塔２の内部に設置し、ＣＯＳ転化触媒と水
洗浄塔を一体化でき、コンパクトなガス精製装置を提供
することが可能である。これによれば、反応温度を高く
するために付設していた加熱器を特に設けなくともよい
ので、コンパクトなガス精製装置を提供することもでき
る。
【００２０】特に、水分吸着により触媒性能が劣化した
場合、空気または不活性ガス、例えば窒素ガスを流通し
て加熱することで性能を回復させることができ、長寿命
のガス精製装置を提供することができる。
場合、空気または不活性ガス、例えば窒素ガスを流通し
て加熱することで性能を回復させることができ、長寿命
のガス精製装置を提供することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を図面を参
照して説明する。
照して説明する。
【００２２】〔実施例 １〕図５は、従来のガス精製装
置の構成の一例を示す系統図である。図５における主要
な機器は、ガス化炉１６，排熱回収ボイラ１７の後流
に、ガス／ガス熱交換器１０、冷却器９、水洗浄塔２、
ＣＯＳ転化器３５、冷却器２５、その後流に湿式脱硫装
置の吸収塔１１、再生塔１２が設置されている。ＣＯＳ
転化器３５には、ＣＯＳ転化触媒１が充填されている。
置の構成の一例を示す系統図である。図５における主要
な機器は、ガス化炉１６，排熱回収ボイラ１７の後流
に、ガス／ガス熱交換器１０、冷却器９、水洗浄塔２、
ＣＯＳ転化器３５、冷却器２５、その後流に湿式脱硫装
置の吸収塔１１、再生塔１２が設置されている。ＣＯＳ
転化器３５には、ＣＯＳ転化触媒１が充填されている。
【００２３】吸収塔１１の入口温度は約４０℃であり、
この温度での入口ガスの相対湿分は約８９％と高い。従
来、この条件では触媒細孔内に水分が凝縮し性能が低下
するため、反応温度を８５℃程度に上げて、相対湿分を
下げることで触媒性能の維持を図っていた。
この温度での入口ガスの相対湿分は約８９％と高い。従
来、この条件では触媒細孔内に水分が凝縮し性能が低下
するため、反応温度を８５℃程度に上げて、相対湿分を
下げることで触媒性能の維持を図っていた。
【００２４】これに対し、図１は、本発明のガス精製装
置の構成の一実施例の系統図である。本実施例では、Ｃ
ＯＳ転化触媒１が水分を吸着して劣化した場合、その触
媒性能を回復させるようにしたガス精製装置にある。
置の構成の一実施例の系統図である。本実施例では、Ｃ
ＯＳ転化触媒１が水分を吸着して劣化した場合、その触
媒性能を回復させるようにしたガス精製装置にある。
【００２５】ここではガス化炉１６、冷却器９、水洗浄
塔２、ＣＯＳ転化触媒１、ガス／ガス熱交換器１５、冷
却器２５、湿式脱硫装置の吸収塔１１、再生塔１２、Ｃ
ＯＳ転化器３５が設置されている。
塔２、ＣＯＳ転化触媒１、ガス／ガス熱交換器１５、冷
却器２５、湿式脱硫装置の吸収塔１１、再生塔１２、Ｃ
ＯＳ転化器３５が設置されている。
【００２６】また、ＣＯＳ転化器３５の入口側には窒素
ガス供給弁２８、ＣＯＳ転化器３５の出口側にはパージ
配管入口弁２９が設置されている。
ガス供給弁２８、ＣＯＳ転化器３５の出口側にはパージ
配管入口弁２９が設置されている。
【００２７】水洗浄塔２の補機としては、ガス冷却並び
に脱塵のためのベンチュリー７、循環ポンプ８、水洗浄
塔用補給水ポンプ３、充填層６、棚段５を有する。
に脱塵のためのベンチュリー７、循環ポンプ８、水洗浄
塔用補給水ポンプ３、充填層６、棚段５を有する。
【００２８】湿式脱硫装置は吸収塔１１、再生塔１２、
吸収液循環ポンプ１３、液／液熱交換器１４で構成さ
れ、吸収塔１１ではガス中のＨ2Ｓを吸収液中に化学吸
収する。ここで精製されたガスは熱交換器１０を通り、
ガスタービン燃焼器１９で燃焼される。
吸収液循環ポンプ１３、液／液熱交換器１４で構成さ
れ、吸収塔１１ではガス中のＨ2Ｓを吸収液中に化学吸
収する。ここで精製されたガスは熱交換器１０を通り、
ガスタービン燃焼器１９で燃焼される。
【００２９】再生塔１２では吸収液中のＨ2Ｓを脱離さ
せ、燃焼炉３８で燃焼してＳＯ2とし、石膏回収装置
（図示省略）で回収する。
せ、燃焼炉３８で燃焼してＳＯ2とし、石膏回収装置
（図示省略）で回収する。
【００３０】上記本実施例の特徴は、ＣＯＳ転化器３５
と、これに並行してバイパス弁３６が設置され、ＣＯＳ
転化器３５内のＣＯＳ転化触媒１が、水分吸着によりそ
の触媒性能が低下した場合、バイパス弁３６を開けて生
成ガスをバイパスに流し、その間に、入口弁２７，出口
弁３０を閉じ、窒素ガス供給弁２８を開け、ＣＯＳ転化
触媒１に窒素ガスを供給するようにした点にある。
と、これに並行してバイパス弁３６が設置され、ＣＯＳ
転化器３５内のＣＯＳ転化触媒１が、水分吸着によりそ
の触媒性能が低下した場合、バイパス弁３６を開けて生
成ガスをバイパスに流し、その間に、入口弁２７，出口
弁３０を閉じ、窒素ガス供給弁２８を開け、ＣＯＳ転化
触媒１に窒素ガスを供給するようにした点にある。
【００３１】供給窒素ガスは図示していないが、例え
ば、蒸気等により加熱し、所定の温度にしたものを用い
る。
ば、蒸気等により加熱し、所定の温度にしたものを用い
る。
【００３２】図２は、本実施例のガス精製装置の効果を
示すグラフである。横軸に排気処理温度、縦軸に転化率
を示す。試験に用いた触媒は水分を過剰に吸着し、転化
率が低下した触媒である。
示すグラフである。横軸に排気処理温度、縦軸に転化率
を示す。試験に用いた触媒は水分を過剰に吸着し、転化
率が低下した触媒である。
【００３３】排気処理温度が１８０℃以上になると、反
応温度２００℃の転化率（○，●）は目標値以上とな
る。
応温度２００℃の転化率（○，●）は目標値以上とな
る。
【００３４】一方、反応温度１８０℃の転化率（□）
は、排気処理温度が２００℃よりも下がると目標性能以
下となり、排気処理条件としては不十分となる。
は、排気処理温度が２００℃よりも下がると目標性能以
下となり、排気処理条件としては不十分となる。
【００３５】上記の排気処理温度と転化率との関係から
判断し、排気処理温度は２００℃以上であれば十分、触
媒の性能を回復することができる。
判断し、排気処理温度は２００℃以上であれば十分、触
媒の性能を回復することができる。
【００３６】〔実施例 ２〕図３は、本発明のガス精製
装置の他の実施例の構成を示す系統図である。本実施例
は、ＣＯＳ転化触媒が水分吸着により劣化した場合に、
その性能回復処理をガス精製装置の運転と並行して行う
方法である。
装置の他の実施例の構成を示す系統図である。本実施例
は、ＣＯＳ転化触媒が水分吸着により劣化した場合に、
その性能回復処理をガス精製装置の運転と並行して行う
方法である。
【００３７】水洗浄塔２、熱交換器１５、加熱器１６、
並列に２基のＣＯＳ転化器３５、３７が設置してある。
ＣＯＳ転化器３５の入口側には入口弁２７と窒素ガス供
給弁２８が、ＣＯＳ転化器３７の入口側には入口弁２６
と窒素ガス供給弁３１がそれぞれ設けられている。
並列に２基のＣＯＳ転化器３５、３７が設置してある。
ＣＯＳ転化器３５の入口側には入口弁２７と窒素ガス供
給弁２８が、ＣＯＳ転化器３７の入口側には入口弁２６
と窒素ガス供給弁３１がそれぞれ設けられている。
【００３８】ＣＯＳ転化器３５の出口側にはパージ配管
入口弁２９、ＣＯＳ転化器出口弁３０が、また、ＣＯＳ
転化器３７の出口側にはパージ配管入口弁３２、ＣＯＳ
転化器出口弁３３がそれぞれ設けられている。
入口弁２９、ＣＯＳ転化器出口弁３０が、また、ＣＯＳ
転化器３７の出口側にはパージ配管入口弁３２、ＣＯＳ
転化器出口弁３３がそれぞれ設けられている。
【００３９】上記において、運転中は、入口弁２７，出
口弁３０は開、他の弁（２８、２９、３１、３２、２
６、３３）は閉にして、ＣＯＳ転化器３５に生成ガスを
流通させＣＯＳ転化を行う。
口弁３０は開、他の弁（２８、２９、３１、３２、２
６、３３）は閉にして、ＣＯＳ転化器３５に生成ガスを
流通させＣＯＳ転化を行う。
【００４０】ＣＯＳ転化触媒が、水分吸着により性能が
低下した時は、弁２６、３３を開き、ＣＯＳ転化器３７
に生成ガスを流通させ、次いで、弁２７、３０を閉じて
ＣＯＳ転化器３５への生成ガスの流通を停止する。
低下した時は、弁２６、３３を開き、ＣＯＳ転化器３７
に生成ガスを流通させ、次いで、弁２７、３０を閉じて
ＣＯＳ転化器３５への生成ガスの流通を停止する。
【００４１】次に劣化したＣＯＳ転化触媒を排気処理す
るために、窒素ガス供給弁２８を開け、ＣＯＳ転化器３
５に所定の温度の窒素ガスを供給して処理する。図示し
ていないが、供給する窒素ガス温度は蒸気により加熱さ
れ供給される。これによって、ＣＯＳ転化器３５のＣＯ
Ｓ転化触媒の性能を回復させる。
るために、窒素ガス供給弁２８を開け、ＣＯＳ転化器３
５に所定の温度の窒素ガスを供給して処理する。図示し
ていないが、供給する窒素ガス温度は蒸気により加熱さ
れ供給される。これによって、ＣＯＳ転化器３５のＣＯ
Ｓ転化触媒の性能を回復させる。
【００４２】次に、ＣＯＳ転化器３７のＣＯＳ転化触媒
が、水分吸着により性能が低下した時は、上記と同様に
弁２７、３０を開き、触媒性能が回復したＣＯＳ転化器
３５に生成ガスを流通させ、弁２６、３３を閉じてＣＯ
Ｓ転化器３７への生成ガスの流通を停止する。
が、水分吸着により性能が低下した時は、上記と同様に
弁２７、３０を開き、触媒性能が回復したＣＯＳ転化器
３５に生成ガスを流通させ、弁２６、３３を閉じてＣＯ
Ｓ転化器３７への生成ガスの流通を停止する。
【００４３】このように、一対のＣＯＳ転化器を交互に
使用することで、ガス精製装置の運転を停止することな
く、ＣＯＳ転化器の触媒性能を回復させることができ、
効率の良い運転を行うことができる。
使用することで、ガス精製装置の運転を停止することな
く、ＣＯＳ転化器の触媒性能を回復させることができ、
効率の良い運転を行うことができる。
【００４４】〔実施例 ３〕本発明では、ＣＯＳ転化触
媒１として撥水処理されたものを用いることができる。
撥水処理触媒を用いることでその耐水性を一段と向上す
ることができ、水洗浄塔２内の上部に設置することも可
能である。水洗浄塔２内の上部温度は、水洗浄塔出口ガ
ス温度計４による測定では１３５℃であり、ＣＯＳ転化
反応が進行可能な反応温度である。
媒１として撥水処理されたものを用いることができる。
撥水処理触媒を用いることでその耐水性を一段と向上す
ることができ、水洗浄塔２内の上部に設置することも可
能である。水洗浄塔２内の上部温度は、水洗浄塔出口ガ
ス温度計４による測定では１３５℃であり、ＣＯＳ転化
反応が進行可能な反応温度である。
【００４５】従来、ＣＯＳ転化触媒１は水洗浄塔２の後
流に、別容器として設置され、ＣＯＳ転化器の入口に加
熱器を設置していた。
流に、別容器として設置され、ＣＯＳ転化器の入口に加
熱器を設置していた。
【００４６】上記ＣＯＳ触媒の撥水処理法について説明
する。本実施例においては、ＣＯＳ触媒の撥水剤として
フッ素樹脂を使用した。フッ素樹脂としては、側鎖炭化
水素の水素原子がフッ素原子で置換、または、水素原子
が３フッ化メチル基（ＣＦ3）で置換されていてもよ
い。例えば、４フッ化エチレン樹脂、４フッ化エチレン
−６フッ化プロピレン共重合樹脂、４フッ化エチレン−
エチレン共重合樹脂を用いることができる。
する。本実施例においては、ＣＯＳ触媒の撥水剤として
フッ素樹脂を使用した。フッ素樹脂としては、側鎖炭化
水素の水素原子がフッ素原子で置換、または、水素原子
が３フッ化メチル基（ＣＦ3）で置換されていてもよ
い。例えば、４フッ化エチレン樹脂、４フッ化エチレン
−６フッ化プロピレン共重合樹脂、４フッ化エチレン−
エチレン共重合樹脂を用いることができる。
【００４７】上記フッ素樹脂としては、５７重量％のフ
ッ素樹脂溶液を用い、次の様にして撥水処理触媒を調製
した。
ッ素樹脂溶液を用い、次の様にして撥水処理触媒を調製
した。
【００４８】上記フッ素樹脂（ＦＥＰ）溶液を精製水で
５〜１０倍希釈し、該希釈溶液をＣＯＳ触媒１ｇ当たり
１ｍｌの割合で含浸する。１０倍希釈溶液を用いた場合
は、触媒上にＦＥＰを５.７重量％、５倍希釈溶液を用
いた場合は、触媒上にＦＥＰを１０.２重量％坦持させ
たことになる。含浸後、加熱（１００℃）し、触媒の水
分を全て蒸発させる。
５〜１０倍希釈し、該希釈溶液をＣＯＳ触媒１ｇ当たり
１ｍｌの割合で含浸する。１０倍希釈溶液を用いた場合
は、触媒上にＦＥＰを５.７重量％、５倍希釈溶液を用
いた場合は、触媒上にＦＥＰを１０.２重量％坦持させ
たことになる。含浸後、加熱（１００℃）し、触媒の水
分を全て蒸発させる。
【００４９】なお、上記撥水処理には、界面活性剤を併
用するのがよいが、触媒の撥水性を高める上では、界面
活性剤だけを分解できる焼成条件で後処理するのがよ
い。本実施例では、調製触媒を所定の温度で焼成し、そ
の触媒性能を評価して、最適な処理条件を検討した。そ
の結果を図４に示す。
用するのがよいが、触媒の撥水性を高める上では、界面
活性剤だけを分解できる焼成条件で後処理するのがよ
い。本実施例では、調製触媒を所定の温度で焼成し、そ
の触媒性能を評価して、最適な処理条件を検討した。そ
の結果を図４に示す。
【００５０】横軸に撥水処理後の焼成温度、縦軸に反応
管出口のＣＯＳ濃度を示す。加水分解反応条件は反応温
度４５℃、相対湿分８９.４％、Ｓ.Ｖ.：１０１３ｈ
~1、入口ＣＯＳ濃度５ｐｐｍである。
管出口のＣＯＳ濃度を示す。加水分解反応条件は反応温
度４５℃、相対湿分８９.４％、Ｓ.Ｖ.：１０１３ｈ
~1、入口ＣＯＳ濃度５ｐｐｍである。
【００５１】焼成しない場合は２ｐｐｍ以上のＣＯＳが
リークするが、焼成温度が２５０℃まで上昇するに従い
触媒性能は向上する。撥水処理剤中の界面活性剤が分解
することで触媒の撥水性が高まり、触媒表面が水分によ
る被毒を受けにくくなったためである。
リークするが、焼成温度が２５０℃まで上昇するに従い
触媒性能は向上する。撥水処理剤中の界面活性剤が分解
することで触媒の撥水性が高まり、触媒表面が水分によ
る被毒を受けにくくなったためである。
【００５２】しかし、焼成温度が温度２５０℃を超える
と触媒性能は低下する。これは撥水剤自体の熱分解によ
るものと考える。従って、焼成温度は撥水剤が熱分解し
ない温度で処理することが重要である。
と触媒性能は低下する。これは撥水剤自体の熱分解によ
るものと考える。従って、焼成温度は撥水剤が熱分解し
ない温度で処理することが重要である。
【００５３】撥水処理したＣＯＳ転化触媒１を用いるこ
とで、より一段と長寿命のガス精製装置を提供すること
ができる。
とで、より一段と長寿命のガス精製装置を提供すること
ができる。
【００５４】また、撥水処理したＣＯＳ転化触媒１を用
いることで、相対湿分が高くても性能を維持できるの
で、精密脱硫用のＨ2Ｓ吸着剤３４を吸収塔１１の内部
に配置することができ、精密脱硫と湿式脱硫とを一体化
した装置とすることができる。
いることで、相対湿分が高くても性能を維持できるの
で、精密脱硫用のＨ2Ｓ吸着剤３４を吸収塔１１の内部
に配置することができ、精密脱硫と湿式脱硫とを一体化
した装置とすることができる。
【００５５】また従来、精密脱硫装置入口には、ガス温
度を４０℃から８５℃へ上昇するために加熱器を設置し
ていたが、これを省略することもできる。
度を４０℃から８５℃へ上昇するために加熱器を設置し
ていたが、これを省略することもできる。
【００５６】
【発明の効果】本発明では、特に、ＣＯＳ転化触媒の水
分吸着による触媒性能の劣化を空気または不活性ガス雰
囲気下で加熱処理することにより回復させることができ
るので、ガス精製装置の長寿命化を図ることができる。
分吸着による触媒性能の劣化を空気または不活性ガス雰
囲気下で加熱処理することにより回復させることができ
るので、ガス精製装置の長寿命化を図ることができる。
【００５７】また、上記空気または不活性ガス雰囲気下
の加熱処理装置を一対以上配置することで、ガス精製装
置の運転を中断せずに、上記ＣＯＳ転化触媒の触媒性能
を回復することができるので、当該装置の連続運転が可
能となる。
の加熱処理装置を一対以上配置することで、ガス精製装
置の運転を中断せずに、上記ＣＯＳ転化触媒の触媒性能
を回復することができるので、当該装置の連続運転が可
能となる。
【００５８】また、ＣＯＳ転化触媒を撥水処理した撥水
性触媒を用いることで、耐水性を一段と向上できる。さ
らに、ＣＯＳ転化触媒と水洗浄塔を一体化して、ガス精
製装置をコンパクト化できる。
性触媒を用いることで、耐水性を一段と向上できる。さ
らに、ＣＯＳ転化触媒と水洗浄塔を一体化して、ガス精
製装置をコンパクト化できる。
【００５９】特に、ＣＯＳ転化触媒に撥水性触媒を用い
ることで、従来、ＣＯＳ転化器内の触媒の水蒸気凝縮を
防止するために設置していた加熱器を省くことができ、
ガス精製装置のコストを低減できる。
ることで、従来、ＣＯＳ転化器内の触媒の水蒸気凝縮を
防止するために設置していた加熱器を省くことができ、
ガス精製装置のコストを低減できる。
【図１】本発明によるガス精製装置の一実施例の構成を
示す系統図である。
示す系統図である。
【図２】本発明によるガス精製装置の制御方法の効果を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図３】本発明によるガス精製装置の一実施例の構成を
示す系統図である。
示す系統図である。
【図４】本発明のガス精製装置の撥水性触媒の焼成処理
温度と触媒活性効果との関係を示すグラフである。
温度と触媒活性効果との関係を示すグラフである。
【図５】従来のガス精製装置の構成の一例を示す系統図
である。
である。
１…ＣＯＳ転化触媒、２…水洗浄塔、３…水洗浄塔用補
給水ポンプ、４…水洗浄塔出口ガス温度計、５…棚段、
６…充填層、７…ベンチュリー、８…水循環用ポンプ、
９，２５…冷却器、１０，１５…ガス／ガス熱交換器、
１１…吸収塔、１２…再生塔、１３…吸収液循環ポン
プ、１４…液／液熱交換器、１６…ガス化炉、１７，２
１…排熱回収ボイラ、１８…ガスタービン、１９…ガス
タービン用燃焼器、２０，２３…発電器、２２…蒸気タ
ービン、２４…煙突、２６，２７…入口弁、２８，３１
…窒素ガス供給弁、２９，３２…パージ配管入口弁、３
０，３３…出口弁、３４…Ｈ2Ｓ吸着剤、３５，３７…
ＣＯＳ転化器、３６…バイパス弁、３８…燃焼炉。
給水ポンプ、４…水洗浄塔出口ガス温度計、５…棚段、
６…充填層、７…ベンチュリー、８…水循環用ポンプ、
９，２５…冷却器、１０，１５…ガス／ガス熱交換器、
１１…吸収塔、１２…再生塔、１３…吸収液循環ポン
プ、１４…液／液熱交換器、１６…ガス化炉、１７，２
１…排熱回収ボイラ、１８…ガスタービン、１９…ガス
タービン用燃焼器、２０，２３…発電器、２２…蒸気タ
ービン、２４…煙突、２６，２７…入口弁、２８，３１
…窒素ガス供給弁、２９，３２…パージ配管入口弁、３
０，３３…出口弁、３４…Ｈ2Ｓ吸着剤、３５，３７…
ＣＯＳ転化器、３６…バイパス弁、３８…燃焼炉。
フロントページの続き (72)発明者 穐山 徹 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 細井 紀舟 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 Ｆターム(参考） 4D048 AA01 AB10 BC05 BD02 CC26 CC33 CC52 CC54 CD02 4H060 AA02 BB16 CC01 FF02 FF13 GG01 GG02
Claims (5)
- 【請求項１】 ガス化炉，排熱回収ボイラの後段に、ガ
ス／ガス熱交換器、冷却器、水洗浄塔、硫化カルボニル
（以下、ＣＯＳと称す）転化器、冷却器、その後流に湿
式脱硫装置の吸収塔、再生塔を有するガス精製装置であ
って、 前記ＣＯＳ転化器内にはＣＯＳ転化触媒が充填され、該
ＣＯＳ転化器の入口側には空気または不活性ガス供給
弁、ＣＯＳ転化器の出口側にはパージ配管入口弁が設置
され、 前記ＣＯＳ転化器には、入口弁，出口弁、および、バイ
パスとそれを開閉するバイパス弁が設けられており、 前記ＣＯＳ転化触媒の触媒性能低下時には、前記バイパ
ス弁を開けて生成ガスをバイパスに流すと共に、前記入
口弁，出口弁を閉じ、前記空気または不活性ガス供給
弁、パージ配管入口弁を開けて、ＣＯＳ転化器に空気ま
たは不活性ガスを供給することで前記ＣＯＳ転化触媒の
触媒性能を向上できるよう構成したことを特徴とする硫
化カルボニル加水分解触媒を用いたガス精製装置。 - 【請求項２】 前記ＣＯＳ転化器を少なくとも２基設
け、各ＣＯＳ転化器毎に前記空気または不活性ガスが供
給可能に構成されている請求項１に記載の硫化カルボニ
ル加水分解触媒を用いたガス精製装置。 - 【請求項３】 前記ＣＯＳ転化器の一方に前記空気また
は不活性ガスが供給され、他のＣＯＳ転化器にはガス化
炉からの生成ガスが供給できるよう構成した請求項２に
記載の硫化カルボニル加水分解触媒を用いたガス精製装
置。 - 【請求項４】 前記ＣＯＳ転化器に空気または不活性ガ
スを供給するガス供給手段が該空気または不活性ガスを
所定温度に加熱できる加熱手段を備えている請求項１，
２または３に記載の硫化カルボニル加水分解触媒を用い
たガス精製装置。 - 【請求項５】 前記ＣＯＳ転化触媒が、撥水性触媒であ
る請求項１または２に記載の硫化カルボニル加水分解触
媒を用いたガス精製装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01126399A JP3688922B2 (ja) | 1999-01-20 | 1999-01-20 | 硫化カルボニル加水分解触媒を用いたガス精製装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01126399A JP3688922B2 (ja) | 1999-01-20 | 1999-01-20 | 硫化カルボニル加水分解触媒を用いたガス精製装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000212581A true JP2000212581A (ja) | 2000-08-02 |
| JP3688922B2 JP3688922B2 (ja) | 2005-08-31 |
Family
ID=11773080
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01126399A Expired - Fee Related JP3688922B2 (ja) | 1999-01-20 | 1999-01-20 | 硫化カルボニル加水分解触媒を用いたガス精製装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3688922B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014185208A (ja) * | 2013-03-22 | 2014-10-02 | Hitachi Ltd | ガス精製装置並びにこれを備えた石炭ガス化システム及び石炭ガス化発電プラント |
| WO2020105629A1 (ja) * | 2018-11-21 | 2020-05-28 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 微粉炭機の微粉炭乾燥システム及びその微粉炭乾燥方法並びに微粉炭乾燥プログラム、微粉炭機、ガス化複合発電設備 |
| JP2020131135A (ja) * | 2019-02-21 | 2020-08-31 | 大陽日酸株式会社 | ガス精製装置及びその運転方法 |
| CN114191929A (zh) * | 2021-12-24 | 2022-03-18 | 常州化工设计院有限公司 | 一种化工尾气处理工艺 |
| CN114632409A (zh) * | 2022-02-23 | 2022-06-17 | 国能龙源环保有限公司 | 适用不同浓度的羰基硫和硫化氢脱除系统及其使用方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JP6122664B2 (ja) | 2013-03-05 | 2017-04-26 | 三菱重工業株式会社 | ガス精製装置およびガス精製方法 |
-
1999
- 1999-01-20 JP JP01126399A patent/JP3688922B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| WO2020105629A1 (ja) * | 2018-11-21 | 2020-05-28 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 微粉炭機の微粉炭乾燥システム及びその微粉炭乾燥方法並びに微粉炭乾燥プログラム、微粉炭機、ガス化複合発電設備 |
| JP2020085305A (ja) * | 2018-11-21 | 2020-06-04 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 微粉炭機の微粉炭乾燥システム及びその微粉炭乾燥方法並びに微粉炭乾燥プログラム、微粉炭機、ガス化複合発電設備 |
| JP7325948B2 (ja) | 2018-11-21 | 2023-08-15 | 三菱重工業株式会社 | 微粉炭機の微粉炭乾燥システム及びその微粉炭乾燥方法並びに微粉炭乾燥プログラム、微粉炭機、ガス化複合発電設備 |
| US12031720B2 (en) | 2018-11-21 | 2024-07-09 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Pulverized coal drying system for pulverizer, pulverized coal drying method therefor, pulverized coal drying program, pulverizer, and integrated gasification combined cycle |
| JP2020131135A (ja) * | 2019-02-21 | 2020-08-31 | 大陽日酸株式会社 | ガス精製装置及びその運転方法 |
| CN114191929A (zh) * | 2021-12-24 | 2022-03-18 | 常州化工设计院有限公司 | 一种化工尾气处理工艺 |
| CN114191929B (zh) * | 2021-12-24 | 2022-12-06 | 常州化工设计院有限公司 | 一种化工尾气处理工艺 |
| CN114632409A (zh) * | 2022-02-23 | 2022-06-17 | 国能龙源环保有限公司 | 适用不同浓度的羰基硫和硫化氢脱除系统及其使用方法 |
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| JP3688922B2 (ja) | 2005-08-31 |
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