JP2000248285A

JP2000248285A - ガス化設備におけるガス処理方法及びガス化設備

Info

Publication number: JP2000248285A
Application number: JP11054197A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Tatani; 淳多谷; Makoto Suzaki; 洲崎　　誠; Susumu Okino; 沖野　　進; Shintaro Honjo; 新太郎本城
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1999-03-02
Filing date: 1999-03-02
Publication date: 2000-09-12
Anticipated expiration: 2019-03-02
Also published as: JP4508307B2

Abstract

(57)【要約】【課題】排ガスのクリーン化及び熱効率の向上が高く
実現できるとともに、少なくとも脱硫処理を含むガス精
製を行うための設備構成が極めて簡素になって、経済的
な面でより実用的なガス化発電方法を提供する。【解決手段】石炭や石油などのガス化によって得られ
る生成ガスＡ１を発電用のガスタービン４の燃料として
使用するガス化発電方法において、生成ガスＡ１を除塵
処理し、硫黄化合物を除く微量有害成分の除去処理を行
った後に、ガスＡ３としてガスタービン４に導入して発
電を行い、ガスタービン４から排出された排ガスＡ４に
対して少なくとも脱硫処理を含むガス浄化処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、石炭ガス化発電設
備等のガス化設備に係わり、特にこの種の設備における
ガスの精製処理又は浄化処理が、全体として簡素で経済
的な構成で可能となる技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、石油資源の枯渇、価格の高騰か
ら、燃料の多様化が叫ばれ、石炭や重質油の利用技術開
発が進められており、その一つとして、石炭や重質油な
どの炭素含有燃料をガス化して発電等のための燃料とす
る技術が注目されている。また、ガス化ガスによる発電
は、石炭や石油による従来の火力発電に比較して効率が
良いので、有限な資源の有効利用の点からも注目されて
いる。しかし、このガス化による生成ガスには、例えば
数１００〜数１０００ｐｐｍの硫黄化合物（主に硫化水
素）が含まれ、このような有害成分は公害防止のため、
或いは機器の腐食防止等のため、なるべく前流で除去す
る必要が有ると従来考えられていた。

【０００３】そしてこの除去方法としては、熱経済的に
有利なものとして、例えば特開昭６３−１２３８０１号
公報や特開平１−２５４２２６号公報に示された乾式の
ガス精製方法が従来知られている。これは、Ｆｅ等の金
属酸化物を吸着剤として使用し、ガス中に含まれる硫黄
化合物を吸着剤で硫化物として吸着除去し、吸着能の低
下した吸着剤を酸素含有ガスで焙焼して吸着剤を再生
し、この焙焼反応により生成した亜硫酸ガスを含む再生
ガスを反応器に導き、この反応器内においてカルシウム
化合物含有スラリと気液接触させることにより、前記反
応器内において、亜硫酸ガスの吸収と副生品である石膏
の析出とを行わせるものである。

【０００４】また、浄化性能の点で有利な精製方法とし
ては、例えば特開平６−２９３８８８号公報に示される
ような湿式の精製方法が知られている。これは、生成ガ
スを硫黄化合物の吸収液（例えば、アミン吸収液）に気
液接触させてガス中の硫黄化合物を除去するとともに、
硫黄化合物を吸収した吸収液に熱を加えて硫黄化合物を
含む再生ガスを排出する。そして、この再生ガスを燃焼
させて亜硫酸ガスを含む排煙に転換させ、この排煙中の
亜硫酸ガスをやはり湿式石灰石膏法により吸収して石膏
を副生するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のガス精製技
術を採用したガス化発電であれば、発電設備から排出さ
れる排ガスのクリーン化（主に硫黄分の除去）が可能で
あるとともに、有用な石膏が得られるという利点があ
る。しかしながら、ガス精製のための設備構成が非常に
複雑になるため、発電プラントの小スペース化及びコス
ト低減に限界があり、ガス化発電をより経済的に実施す
るという点ではさらなる改善が強く望まれていた。ま
た、乾式のガス精製を採用した場合には、脱硫率などの
浄化性能を高く実現できず、一方湿式のガス精製を採用
した場合には、ガス精製での吸収液との接触によるガス
の冷却、及び吸収液の再生のための熱エネルギの消費に
よって、熱効率が落ちてしまうという短所があった。

【０００６】また、上記従来のガス精製方法では、生成
ガスに含まれる塩素化合物（ＨＣｌ）や窒素化合物（Ｎ
Ｈ₃）、或いはヒューム状物質（サブミクロン粒子）、
さらにはナトリウム（Ｎａ），カリウム（Ｋ），バナジ
ウム（Ｖ），フッ化水素（ＨＦ）などの微量有害成分に
ついては特に考慮されておらず、改善が望まれていた。
すなわち、一般に石炭ガス化プロセス等の生成ガスに
は、１００〜１５００ｐｐｍ程度のＮＨ₃と、例えば１
００ｐｐｍ程度のＨＣｌが含有されるとともに、ナトリ
ウム等の不純物が微量に含有され、さらに、生成ガスか
ら熱回収する熱交換器における温度条件によっては、主
に塩化アンモニウムよりなるヒューム状物質が発生しガ
ス中に含有されるので、さらなるクリーン化、及びガス
タービン等の材料保護のためにはこれらを除去する必要
がある。

【０００７】なお、このうち塩素化合物であるＨＣｌ
は、強酸であってステンレス材に対しても腐食性があ
り、ガスタービン等の設備材料を保護する観点から特に
なるべく前流側で除去する必要があるとともに、生成ガ
スがガスタービン等で燃焼してなる排煙中に含有される
かたちで大気中に排出される塩素化合物の量を低減する
ためにも除去する必要がある。また、窒素化合物である
アンモニアは、一般にアミン化合物よりなる吸収液（ア
ルカリ性）を用いたアミン吸収塔（脱硫塔）における気
液接触処理ではほとんど除去されず、ガスタービン等で
燃焼して有害な窒素酸化物となり、ガスタービン等の後
流側に一般的に設けられる脱硝装置の負荷を増大させる
ので問題であった。

【０００８】またヒューム状物質は、脱硫塔で除去が困
難であり、ガスタービン等の材料腐食トラブルを引き起
こしたり、燃焼によって熱分解して有害物（窒素化合物
や塩素化合物等）として大気中に排出されるため、やは
りなるべく前流側で除去する必要がある。また、Ｎａ，
Ｋ，Ｖ，ＨＦなどの微量成分も、ガスタービン等の腐食
の原因となる可能性があり、ガスタービン等の材料表面
に、より高価な耐食コーティングを施す必要が生じるな
どの問題があるため、やはりなるべく前流側で除去する
のが好ましい。なお、生成ガス中に含まれる硫化水素等
の硫黄分は、上記微量成分や塩素分に比較してガスター
ビンなどの機器腐食の原因となる可能性は低く、むしろ
硫黄酸化物（主に亜硫酸ガス）として大気放出されて大
気汚染を引き起こす点で有害であり、必ずしもガスター
ビンの前流側で除去する必要はない。

【０００９】そこで本発明は、排ガスのクリーン化及び
熱効率の向上が高度に実現でき、しかもガスタービン等
の腐食の問題が容易に解決できるとともに、ガス精製又
はガス浄化を行うための設備構成が簡素になって、経済
的な面でもより実用的なガス化設備におけるガス処理方
法又はガス化設備を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載のガス化設備におけるガス処理方法
は、炭素含有燃料のガス化によって得られる生成ガスを
ガスタービンの燃料として使用するガス化設備におい
て、前記生成ガスの精製、及びガスタービンから排出さ
れる排ガスの浄化を行うガス処理方法であって、前記生
成ガスを除塵処理し、次いで、硫黄分の除去を目的とせ
ず、少なくとも塩素分を含む有害成分の除去を目的とす
る簡易なガス精製処理を行った後に、前記生成ガスをガ
スタービンの燃料として導入し、ガスタービンから排出
される排ガスに対して少なくとも脱硫処理を含むガス浄
化処理を行うことを特徴とする。

【００１１】また、請求項２記載のガス化設備における
ガス処理方法は、前記ガス浄化処理が、湿式石灰石膏法
による排ガス処理であることを特徴とする。

【００１２】また、請求項３記載のガス化設備における
ガス処理方法は、前記簡易なガス精製処理が、前記生成
ガスを洗浄液に気液接触させるガス洗浄処理であること
を特徴とする。

【００１３】また、請求項４記載のガス化設備における
ガス処理方法は、前記簡易なガス精製処理が、前記生成
ガス中の塩化水素及びアンモニアが塩化アンモニウムと
して析出する温度まで前記生成ガスを冷却する冷却工程
と、この冷却工程の後に前記生成ガス中の少なくとも塩
化アンモニウムを含む粒子を捕集する捕集工程とよりな
ることを特徴とする。

【００１４】また、請求項５記載のガス化設備は、炭素
含有燃料のガス化を行うガス化炉と、このガス化炉から
導出される生成ガスを除塵処理する除塵手段と、この除
塵手段から導出された生成ガス中から有害成分を除去す
るガス精製手段と、このガス精製手段から導出された生
成ガスが燃料として導入されるガスタービンと、このガ
スタービンから排出された排ガスに対して少なくとも脱
硫処理を含むガス浄化処理を行うガス浄化手段とを備
え、前記ガス精製手段は、硫黄分の除去を目的とせず、
少なくとも塩素分を含む有害成分の除去を目的とする簡
易なものであることを特徴とする。

【００１５】また、請求項６記載のガス化設備は、前記
ガス精製手段が、前記生成ガスを洗浄液に気液接触させ
て洗浄する洗浄塔よりなることを特徴とする。

【００１６】また、請求項７記載のガス化設備は、前記
ガス精製手段が、前記生成ガス中の塩化水素及びアンモ
ニアが塩化アンモニウムとして析出する温度まで前記生
成ガスを冷却する冷却手段と、この冷却手段によって冷
却された後の生成ガス中の少なくとも塩化アンモニウム
を含む粒子を捕集する捕集手段とよりなることを特徴と
する。

【００１７】また、請求項８記載のガス化設備は、炭素
含有燃料のガス化を行うガス化炉と、このガス化炉から
導出される生成ガスが燃料として導入されるガスタービ
ンと、このガスタービンから排出された排ガスに対し
て、少なくとも脱硫処理を含むガス浄化処理を行うガス
浄化手段とを備えたガス化設備において、前記ガス化炉
から導出されるガスを選択的に前記ガス浄化手段に直接
導入可能なバイパスラインを設けたことを特徴とする。

【００１８】また、請求項９記載のガス化設備は、炭素
含有燃料のガス化を行うガス化炉と、このガス化炉から
導出される生成ガスに対して、少なくとも硫黄分の除去
を含むガス精製処理を行うガス精製手段と、このガス精
製手段によるガス精製処理後の生成ガスが燃料として導
入されるガスタービンとを備えるとともに、除去した硫
黄分を亜硫酸ガスとして吸収する脱硫処理を少なくとも
行うガス浄化手段を、前記ガス精製手段の付帯設備とし
て有するガス化設備において、前記ガス化炉から導出さ
れるガスを選択的に前記ガス浄化手段に直接導入可能な
バイパスラインを設けたことを特徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の各例
を図面に基づいて説明する。第１例図１は、本発明の第１例に係わるガス化発電設備（ガス
化設備）を示す図である。なお、本発明はガス精製処理
又はガス浄化処理の構成に特徴を有するものであるの
で、発電システム自体の詳細構成（例えば蒸気サイクル
の構成等）は図示省略している。

【００２０】ガス化炉１では、例えば石炭が空気をガス
化剤としてガス化され、一酸化炭素及び水素を主成分と
した生成ガスＡ１が発生する。このように石炭を原料と
し空気をガス化剤としてなる生成ガスＡ１には、通常、
１０００〜１５００ｐｐｍ程度のＨ₂Ｓ(硫化水素）と、
１００ｐｐｍ程度のＣＯＳ（硫化カルボニル）とが含有
されるとともに、１０００〜１５００ｐｐｍ程度のＮＨ
₃（アンモニア）と、１００ｐｐｍ程度のＨＣｌ（塩化
水素）が含有されており、さらに、Ｎａ，Ｋ，Ｖ，ＨＦ
などの有害な不純物も微量に含有されている。

【００２１】また生成ガスＡ１は、炉出口直後において
は通常１０００℃〜２０００℃であるが、通常炉出口側
に設けられたスチームヒータ（図示省略）により熱回収
されて例えば４２０℃程度に冷却され、その圧力は例え
ば２６ａｔａ程度である。この場合生成ガスＡ１は、ま
ずサイクロン２やポーラスフィルタ３よりなる除塵手段
によって除塵処理され、生成ガスＡ２として排出され
る。次いで、生成ガスＡ２は、後述するガス精製手段４
０により硫黄化合物を除く有害成分を主に除去されて、
生成ガスＡ３として排出される。そして、生成ガスＡ３
は、ガスタービン４にその燃料として導入される。ガス
タービン４では、生成ガスＡ３が燃焼し、そのエネルギ
ーにより発電機５が駆動されて発電が行われる。

【００２２】なお本例の発電システムは、ガスタービン
４と蒸気タービン６とを備えたいわゆる複合発電システ
ムであり、図１の場合にはガスタービン４の出力と蒸気
タービン６の出力により発電機５が駆動される。また、
蒸気タービン６を駆動する高温高圧蒸気は、前述のスチ
ームヒータや後述する廃熱ボイラ７により加熱生成され
たものが使用される。また、ガスタービン４のタービン
ブレード等には、耐熱性とともに耐食性を向上させるた
めのコーティングが施され、硫化水素などの前述の有害
物が燃料（生成ガスＡ３）中に残留していても問題なく
稼働できるようになっている。なお、コーティング材料
としては、例えばジルコニアや、その他のセラミックス
材料が使用できる。またコーティング方法としては、溶
射によるセラミックスコーティング、ＣＶＤ(Chemical
Vapor Deposition；化学的気相成長）法、スパッタリン
グ法などがあり、また、コーティング材料を保護しよう
とする表面に塗布した後乾燥させることにより例えばジ
ルコニア被膜を形成する方法もある。但し本例では、硫
黄化合物を除く生成ガス中の有害物の多くが、ガス精製
手段４０により事前に除去されるので、ガスタービン４
の耐食性はそれ程高く確保する必要はなく、コーティン
グの膜厚を低減できたり、より安価で簡易なコーティン
グ材料やコーティング方法が採用できる余地がある。

【００２３】次に、ガスタービン４で生成ガスＡ３が燃
焼してなる排ガスＡ４は、廃熱ボイラ７及び脱硝装置８
（ガス浄化手段）に導入される構成となっている。な
お、排ガスＡ４は、生成ガスＡ３中の硫黄化合物が燃焼
してなる硫黄酸化物（主に亜硫酸ガス）と、生成ガスＡ
３中の窒素(Ｎ2）等が燃焼してなる窒素酸化物とを、有
害物として主に含有する。ここで脱硝装置８は、排ガス
Ａ４中の窒素酸化物を分解処理するために設けられたも
のであり、触媒を用いてアンモニア接触還元法により窒
素酸化物を分解する。また廃熱ボイラ７は、この脱硝装
置８の前後に配設されて排ガスＡ４から熱回収し、複合
発電のための蒸気タービン６に供給される蒸気を生成又
は加熱するためのボイラである。なお、脱硝装置８にお
けるガスの温度を最適化するために、脱硝装置８の前後
に廃熱ボイラ７の熱回収部が設けられている。次に、排
ガスＡ４が脱硝処理された後の排ガスＡ５は、湿式石灰
石膏法の排ガス処理装置９（ガス浄化手段）に導入さ
れ、主に脱硫処理（亜硫酸ガスの吸収）がなされる。そ
して、排ガスＡ５が排煙処理装置９で浄化された後の排
ガスＡ６は、例えば煙突１０に導かれて大気放出され
る。

【００２４】ここで排ガス処理装置９は、通常の火力発
電設備用の排煙脱硫装置と同構成のもので、図１に示す
如く、例えば以下のような構成となっている。すなわち
この装置９は、亜硫酸ガスを高濃度に含む排ガスＡ５
を、カルシウム化合物を吸収剤として含有するスラリ状
の吸収液Ｂ１と気液接触させて浄化後の排ガスＡ６とし
て排出するとともに、亜硫酸ガスを吸収した吸収液中に
酸化用空気Ｃを多数の微細気泡として吹込み、吸収液中
の亜硫酸を酸化して石膏化させる吸収塔２１と、この吸
収塔２１から抜き出されたスラリＢ２（石膏スラリ）を
固液分離する遠心分離機等の固液分離手段２２と、この
固液分離手段２２で生じるろ液Ｂ３を貯留するろ液ピッ
ト２３と、吸収液Ｂ１を調製するための吸収液ピット２
４とを備える。なお、固液分離手段２２で分離された固
形分Ｄ（二水石膏の石膏ケーキ）を１２０℃〜１５０℃
程度まで加熱して半水石膏とする燃焼炉等の石膏加熱装
置を備えていてもよい。

【００２５】ここで吸収塔２１は、塔底部に吸収液Ｂ１
が供給されるタンク２５を有し、この一つのタンク２５
の上方に、この場合二つの塔本体２６ａ，２６ｂが並べ
て設置されたものである。そして、タンク２５内の吸収
液が循環ポンプ２７により吸上げられ、各塔本体内に設
置されたスプレーパイプから液注状に上向きに噴射さ
れ、効率良く排ガスＡ５と気液接触する構成となってい
る。なお、二つの塔本体のうち、塔本体２６ａはいわゆ
る並流式の気液接触塔であり、塔本体２６ｂはいわゆる
向流式の気液接触塔である。また、処理される排ガスＡ
５は、この場合塔本体２６ａの塔頂部から導入され、次
いでタンク２５の上部を経由して塔本体２６ｂの下部に
導入され、最終的に塔本体２６ｂの塔頂部から排出され
る構成となっている。

【００２６】またなお、吸収塔２１の構成はこのような
ものに限られず、例えば塔本体が単一であるものや塔本
体がさらに複数設けられたものでもよい。また、処理後
の排ガスＡ６の出口ダクト２８には、通常ミストエリミ
ネータ（図示省略）が設けられ、排ガスＡ６から同伴ミ
ストが除去されてタンク２５内に戻される構成となって
いる。タンク２５には、空気Ｃを微細気泡として拭き込
むとともに、タンク内のスラリ全体を撹拌するアーム回
転式エアスパージャ２９が設けられ、亜硫酸ガスを吸収
して各塔本体から流下する吸収液が、吹き込まれた空気
と効率良く接触して、吸収された亜硫酸が略全量酸化さ
れ、さらにはカルシウム化合物と中和反応を起こして高
純度の石膏が生成するようになっている。なお、空気Ｃ
を吹込む手段としては、例えば固定式エアスパージャや
ロータリーアトマイザなどを撹拌手段とは別個にタンク
２５内に設けてもよい。

【００２７】そして定常状態においては、石膏を高濃度
に含む吸収液がタンク２５内からポンプ３０により抜出
され、スラリＢ２として固液分離機２２に送られ、固液
分離されて固形分である石膏Ｄが採取される。なお、上
記固液分離により生じてろ液ピット２３に一時的に貯留
されるろ液Ｂ３は、ポンプ３１により適宜吸上げられ
て、タンク２５又は吸収液ピット２４に送られ、いずれ
にしろ最終的にはタンク２５に戻されて循環使用され
る。また吸収液ピット２４では、図示省略したサイロよ
り供給されるカルシウム化合物Ｅ（例えば、石灰石）
と、これに応じた量のろ液Ｂ３とが混合撹拌され、所定
濃度の吸収液Ｂ１が調製される。そして、この吸収液ピ
ット２４内の吸収液Ｂ１は、例えば処理ガスである排ガ
スＡ５中の亜硫酸ガス量の検出値などに応じて、その供
給流量が制御され、ポンプ３２によりタンク２５に送ら
れる。また、吸収塔２１において蒸発して排ガスＡ６中
の蒸気として持去られる水分や、石膏Ｄの含有水或いは
付着水として系外に排出される水分を補うべく、工業用
水等の補給水Ｆが、例えばタンク２５内の液面高さを一
定範囲に維持するように、タンク２５内に供給される。

【００２８】なお、一般的な火力発電設備等に付設され
る一般の排煙脱硫装置では、亜硫酸ガスとともに吸収液
中に吸収される塩素等の不純物が、循環する吸収液の液
分の中に蓄積することを防止するため、例えばろ液ピッ
トのろ液の一部を系外に排出し、排水処理を行ったのち
放水或いは再使用するなどの措置をとっているが、本例
でも同様の構成としてもよい。但し、本例の場合には、
ガス精製手段４０によって生成ガス中の塩素分（主に塩
化水素）等の不純物の多くがガスタービン４の前流で除
去されるため、脱硫装置９で処理される排ガスＡ５中に
は、塩素等の不純物はほとんど存在しておらず、このよ
うな排水処理を行う必要性は少なく、排水処理装置を設
ける場合でもその容量は格段に小さくて済む。

【００２９】次に図２は、本例のガス精製手段４０（一
塔式の洗浄塔で構成したもの）を示す図である。この場
合のガス精製手段４０は、熱交換器４１と洗浄塔４２と
を備える。熱交換器４１では、ポーラスフィルタ３から
導出された生成ガスＡ２の熱により精製後の生成ガスＡ
３が加熱される。なお、生成ガスＡ２は熱交換器４１に
おいて逆に熱を奪われて、例えば２３０℃程度まで冷却
される。

【００３０】洗浄塔４２は、この場合いわゆる充填式の
気液接触塔であり、塔底部に貯留された水を主成分とす
る洗浄液Ｇが循環ポンプ４３により吸上げられて、塔上
部のスプレーパイプ４４から噴射され、生成ガスＡ２と
気液接触しつつ充填材４５を経由して流下して再び塔底
部に戻って循環する構成となっている。また洗浄塔４２
は、この場合いわゆる向流式のものであり、塔下部から
導入された生成ガスＡ２が、流下する洗浄液Ｇに対向し
て塔内を上昇し、後述する如く有害成分を除去された
後、塔頂部から除去処理後の生成ガスＡ３として排出さ
れる。

【００３１】ここで、洗浄液Ｇの一部は、この場合循環
ポンプ４３の吐出側から分岐する流路により抜き出さ
れ、排水Ｈとして系外に排出されるようになっている。
また、洗浄液Ｇの循環経路のいずれかには、排水Ｈとし
て或いはガス中に含まれて持去られる分を補う量の補給
水Ｉと、洗浄液ＧのｐＨを後述する如く調整するための
酸Ｊ（例えば、Ｈ₂ＳＯ₄）が適宜供給可能となってい
る。また、洗浄塔４２の塔上部には、ガス中のミストを
分離除去するミストエリミネータ４６が設けられ、後流
側に流出するいわゆる同伴ミストの量が低く抑えられる
構成となっている。

【００３２】この洗浄塔４２では、ガスタービン４に導
入される前の生成ガスであるガスＡ２が、水を主成分と
する洗浄液Ｇに気液接触させられるため、生成ガスＡ２
中に含有される溶解度の高いＮＨ₃(窒素化合物）やＨＣ
ｌ（塩素化合物）は、特にｐＨ調整等を行わなくても相
当量が洗浄液Ｇ中に吸収され、最終的には排水Ｈとして
系外に排出される。また、生成ガスＡ２中に微量に含有
されているＮａ，Ｋ，Ｖ，ＨＦなどの有害成分も、相当
量が洗浄液Ｇ中に捕集され、やはり排水Ｈとして系外に
排出される。このため、ガスタービン４に導入される生
成ガスＡ３は、Ｈ₂Ｓ等の硫黄化合物を除く有害成分の多
くが除去されたクリーンなものとなる。

【００３３】なお、生成ガスＡ２中には通常ＨＣｌより
もＮＨ₃が多量に含まれているため、なんらｐＨ調整をし
なければ、洗浄液Ｇはアルカリ性を示す。洗浄液Ｇがア
ルカリ性になると、ＮＨ₃の吸収性能が低下するばかり
か、生成ガスＡ２中に含有される弱酸性のＨ₂Ｓも相当量
が洗浄液Ｇ中に吸収され、排水Ｈに含有されることにな
る。硫黄化合物は処理が困難であるため、この場合に
は、排水Ｈの排水処理が大掛かりで高コストなものとな
る問題が生じる。この問題を解決するため本例では、洗
浄塔４２の洗浄液Ｇ中に硫酸等の酸Ｊを適宜供給してｐ
Ｈ調整する構成としており、洗浄液ＧのｐＨを例えば弱
酸性以下に保持する。これにより、排水Ｈに含有される
Ｈ₂Ｓの量を抑制して、面倒な排水処理を回避できる。な
おこの場合でも、ＨＣｌは強酸であるため、弱酸性領域
であれば十分吸収可能である。但し、ＮＨ₃をより完全
に吸収除去するためには、ｐＨを例えば強酸領域まで大
きく低下させるのが好ましく、この場合にはＨＣｌの吸
収性能が低下するため、ＨＣｌとＮＨ₃の両者をより完
全に除去するためには、後述する第２例のような２塔式
のガス精製手段４０ａとするのが好ましい。

【００３４】なおこの場合、洗浄塔４２における運転温
度（ガス及び液の温度）は、例えば５０℃程度と比較的
高温に設定できる。その結果、気液接触により失われる
生成ガスの熱エネルギが削減でき、ガスタービン４に導
入される除去処理後の生成ガスＡ３の温度を比較的高温
（例えば熱交換器４１の後流側で２４０℃程度）とする
ことができて、熱効率の向上に貢献できる。ちなみに、
従来の湿式ガス精製方法のように、ガスタービンの前流
（熱交換器の前流）に設けたアミン吸収塔（脱硫塔）で
生成ガスをアミン吸収液に気液接触させて硫黄化合物を
吸収除去する構成であると、アミン吸収液の能力を十分
発揮させるべくアミン吸収塔の前流の洗浄塔の運転温度
を４０℃程度の比較的低温に設定する必要がある。この
ため従来では、結果としてガスタービンに導入される精
製処理後のガスの温度を、熱交換器の後流側で例えば２
３０℃程度とするのが限界であった。

【００３５】次に、以上のようなガス化発電設備におい
て実施される本発明のガス処理方法の特徴部分について
説明する。本例では、ガス化炉１を出た生成ガスＡ１
が、サイクロン２やポーラスフィルタ３によって除塵処
理され、次いで、上述した洗浄塔４２よりなるガス精製
手段４０により硫黄化合物を除く有害成分を主に除去さ
れた後、生成ガスＡ３としてガスタービン４に導入さ
れ、ガスタービン４の燃料として使用される。このた
め、ガスタービン４に導入される生成ガスＡ３中の有害
成分のほとんどは、腐食性が低くコーティング等の保護
対策の容易な硫化水素や硫化カルボニル（即ち、硫黄化
合物）、或いは少量のアンモニアのみとなり、ガスター
ビン４のタービンブレード等に必要となるコーティング
等の保護対策が安価なものですむようになる。

【００３６】また、生成ガスＡ３中に含有されていた硫
化水素や硫化カルボニルのほとんどは、ガスタービン４
において例えば下記式（１），（２）の燃焼反応により
亜硫酸ガスとなり、ガスタービン４から導出される排ガ
スＡ４中に含まれて排出される。さらに、生成ガスＡ３
中に残留したアンモニアのほとんどは、例えば下記式
（３）の反応により、ＮＯ₂などの窒素酸化物となり、
やはり排ガスＡ４中に含まれて排出される。つまり、ガ
スタービン４から導出される排ガスＡ４中に含まれる有
害物のほとんどは、窒素酸化物と亜硫酸ガス（硫黄酸化
物）のみとなり、前述したＣｌやＮａなどの他の有害物
は、極めて微量に残留するだけとなる。

【００３７】Ｈ₂Ｓ＋３／２Ｏ₂ → ＳＯ₂ ＋Ｈ₂Ｏ（１）ＣＯＳ＋３／２Ｏ₂ → ＳＯ₂ ＋ＣＯ₂ （２）２ＮＨ₃ ＋７／２Ｏ₂ → ２ＮＯ₂ ＋３Ｈ₂Ｏ（３）

【００３８】そして、排ガスＡ４中に含まれるこれら有
害物のうち、まず窒素酸化物は脱硝装置８において分解
除去される。また、亜硫酸ガスと残りの微量の有害物
は、排ガス処理装置９（排煙脱硫装置）において吸収液
中に吸収され、吸収された硫黄分より石膏Ｄが副生され
るとともに、吸収された塩素等の微量有害物は排ガス処
理装置９の石膏Ｄや排水等に含まれる形で系外に排出さ
れる。

【００３９】このように本例では、除塵処理と、硫黄化
合物を除く有害成分の簡易な除去処理とをガスタービン
の前流側において行い、その他のガス浄化処理をガスタ
ービンの後流側において行うようにしており、また湿式
石灰石膏法の排ガス処理により脱硫等の浄化処理を行う
構成としているので、以下のような実用上優れた効果が
得られる。（１）硫化水素の吸着塔（又はアミン吸収塔）や再生塔
などの設備構成が全く不要となるとともに、ガスタービ
ン４が硫化水素や硫化カルボニルを亜硫酸ガスに転換す
る燃焼炉としても機能するので、設備構成が著しく簡素
になる。

【００４０】すなわち、例えば従来の湿式ガス精製技術
を採用したガス化発電設備では、ガスタービンの前流に
おける生成ガス中から硫化水素を吸収するためのアミン
吸収塔（脱硫塔）、アミン吸収液にスチームによって熱
を加えて吸収したガスを放出するための再生塔、脱硫塔
を出たガスを脱硫塔に入るガスで再加熱するための熱交
換器（前述の熱交換器４１に相当するもの）、再生塔を
出たガスを燃焼させてガス中の硫化水素を亜硫酸ガスに
転換する燃焼炉、といった多数の機器が必要になる。ま
た、硫化カルボニルも除去しようとすれば、脱硫塔の前
流側に硫化カルボニルを硫化水素に変換する変換器を設
ける必要もあった。さらに、生成ガスから塩素化合物や
アンモニア等を除去すべく、例えば上記脱硫塔の前流側
に生成ガスの洗浄塔（前述の洗浄塔４２に相当するも
の）を設ける必要性もあった。

【００４１】しかし本例の場合には、これらの構成設備
のうち、熱交換器と洗浄塔を除く設備が全て不要であ
り、除塵処理と洗浄塔による簡易なガス精製処理以外の
ガス精製（或いはガス浄化）を行うための構成として
は、従来でも設けられていた一般的な排ガス処理装置９
を、やはり従来でも必要に応じて設けられていた脱硝装
置８の後流側に配置しただけの極めて簡素な構成とな
る。しかもこのような簡素な構成でありながら、ガスタ
ービンに導入される生成ガス中からは硫黄化合物を除く
有害物がほとんど除去されて、ガスタービンの信頼性向
上が容易に可能になるとともに、硫黄化合物及び窒素化
合物を含むほとんど全ての有害物が排ガス中から効果的
に除去され、最終的に大気放出される排ガスＡ６も極め
てクリーンなものとなるとともに、有用な石膏Ｄが副生
できる。

【００４２】（２）ガスタービン４に導入される前の生
成ガスを低温条件でアミン吸収液に接触させる硫化水素
の吸収工程がないため、気液接触により失われる生成ガ
スＡ２の熱エネルギが削減できるとともに、ガスタービ
ン４に導入される生成ガスＡ３の温度を比較的高温にす
ることができる。また、例えばアミン吸収液を加熱して
吸収した硫化水素を再生させる必要がないので、この再
生工程での加熱用のスチームヒータ等において消費され
る多量の熱エネルギが不要となる。このため、熱効率を
より向上することができ、貴重な資源からより効率良く
発電を行える。（３）少なくともガス中から硫黄分や窒素酸化物の除去
を行う設備が、ガス化を行わない一般的な既存の火力発
電設備で十分実績のある装置（脱硝装置８や排ガス処理
装置９など）のみで構成できるので、設備の信頼性が高
くなる。

【００４３】第２例次に、本発明の第２例を説明する。図３は、本例のガス
精製手段４０ａを示す図である。なお本例は、第１例の
ガス精製手段４０の代りに、このガス精製手段４０ａを
設けたものであり、他の構成は第１例と同様でよいの
で、ガス精製手段４０ａ以外の構成については説明を省
略する。また以下では、第１例と同様の要素には同符号
を付して、重複する説明を省略する。

【００４４】本例のガス精製手段４０ａは、洗浄塔４２
（第１洗浄塔）の後流側に洗浄塔４２と同様構成の洗浄
塔４２ａ（第２洗浄塔）を設置し、これら洗浄塔４２，
４２ａに生成ガスＡ２を順次導入してガス洗浄によるガ
ス精製処理を２段階で行うものである。なお本例では、
洗浄塔４２における洗浄液ＧのｐＨを、Ｈ₂Ｓを過度に吸
収しない範囲でＨＣｌの吸収に最適な値（例えば弱酸性
領域又は中性領域）に維持するとともに、洗浄塔４２ａ
における洗浄液Ｇ１のｐＨを、ＮＨ3の吸収に最適な比較
的低い値（例えば強酸性領域又は弱酸性領域）に維持す
る。なお図３では、第２の洗浄塔４２ａのみに酸Ｊを添
加しているが、洗浄塔４２にも必要に応じて酸Ｊを添加
し、Ｈ₂Ｓの吸収抑制をここでも完全に行うようにしても
よい。また図３では、洗浄塔４２ａからの排水Ｈ１を洗
浄塔４２に導入して、全体的な排水の量の低減を図って
いるが、この排水Ｈ１を洗浄塔４２とは別個に排出し
て、洗浄塔４２と洗浄塔４２ａの洗浄液のｐＨ等を全く
独立に制御するようにしてもよい。

【００４５】いずれにしろ本例によれば、洗浄塔４２で
ＨＣｌのほとんどが吸収され、洗浄塔４２で吸収されず
に残留したＮＨ₃は、洗浄塔４２ａでほぼ完全に吸収除去
できる。また、ＨＣｌやＮＨ₃の含有量が別個に変化し
たときでも、それに応じて各洗浄塔のｐＨを最適値に調
整し、さらに洗浄液の循環量を各洗浄塔において必要最
低限に調整することで、運転コストを必要最小限に維持
しつつこれら有害物をいずれもほぼ完全に吸収除去でき
るという優れた効果が奏される。また、洗浄液との気液
接触が２段階で行われるため、前述したＮａ等の微量有
害成分の除去性能も高まる。このため、ガスタービン４
の腐食に対する信頼性がより向上できるとともに、ＮＨ
₃の残留量が僅かなものとなって脱硝装置８の負荷も格
段に低減できる。

【００４６】また、本例のガス精製手段４０ａは、図３
に示す如く冷却器５１と除塵手段５２とを備えている。
この場合冷却器５１は、洗浄液Ｇ１の循環流路の途上に
設けられ、例えば工業用水等が通水されて洗浄液Ｇ１を
冷却するものである。また除塵手段５２は、洗浄塔４２
ａから導出された生成ガスからヒューム状のサブミクロ
ン粒子を除去する捕集手段で、具体的には例えばセラミ
ックス製エレメントよりなるポーラスフィルタや、慣性
衝突型の集塵機（インピンジャー）である。

【００４７】そして本例では、このような装置構成によ
り、第１の洗浄塔４２から導出されたガスの温度が第２
の洗浄塔４２ａにおいて低下するように、洗浄塔４２の
運転温度に対して洗浄塔４２ａの運転温度を低く調整す
る。このようにすると、熱交換器４１や洗浄塔４２によ
る生成ガスＡ２の冷却で析出した塩化アンモニウムや、
Ｎａ等の微量有害成分よりなるヒューム状のサブミクロ
ン粒子が、洗浄塔４２ａにおいて凝縮水により積極的に
捕集される。

【００４８】すなわち、洗浄塔４２から導出されたガス
は含有する水蒸気が飽和した状態にあるため、洗浄塔４
２ａにおいてこのガスの温度が低下すると、必ず凝縮水
が発生し、これはガス中の前記サブミクロン粒子を核と
して凝結するので、前記サブミクロン粒子のほとんどは
この凝縮水とともに、洗浄塔４２ａ内の洗浄液中に捕集
される。なお本例の場合には、上記洗浄塔４２ａにおけ
る捕集作用によっても捕集されなかった僅かなヒューム
状物質があった場合でも、洗浄塔４２ａの後流に設置さ
れた除塵手段５２によりこれが捕集され、より高度なク
リーン化が達成される。但し、要求されているヒューム
状物質の除去率等によっては、除塵手段５２（さらには
冷却器５１）を設けなくてもよいのはいうまでもない。

【００４９】第３例次に、本発明の第３例を説明する。図４は、本例のガス
精製手段４０ｂを示す図である。本例は、第１例のガス
精製手段４０の代りに、このガス精製手段４０ｂを設け
たものである。本例でも、このガス精製手段４０ｂ以外
の構成については、第１例と同様であり、その説明を省
略する。

【００５０】本例のガス精製手段４０ｂは、冷却手段と
しての熱交換器６１，６２と、ヒューム状物質の捕集手
段としてのポーラスフィルタ６３とを備える。熱交換器
６１は、生成ガスＡ２の熱によりポーラスフィルタ６３
から導出された精製後の生成ガスＡ３を加熱するもので
ある。なお、生成ガスＡ２はこの熱交換器６１において
逆に熱を奪われて、例えば２３０℃程度まで冷却され
る。熱交換器６２は、ガスＡ２を塩化アンモニウムが十
分に析出する温度まで冷却するものである。また、ポー
ラスフィルタ６３は、析出した塩化アンモニウム等（ヒ
ューム状の粒子）を捕集除去するものである。

【００５１】ここで熱交換器６２は、例えば工業用水等
よりなる冷媒Ｋが通水されるシェルアンドチューブ構造
の熱交換器で、冷媒Ｋの流量を調整する流量調整弁６４
の開度が温度コントローラ６５によって制御されること
で、その冷却能力が調整される。なお、温度コントロー
ラ６５は、熱交換器６２の出口側のガス温度を検出する
温度センサ６６の検出出力をフィードバック値として、
流量調整弁６４を介して冷媒Ｋの流量を調整し、熱交換
器６２の出口側のガス温度を所定の制御目標値に制御す
るものである。

【００５２】そして、この温度コントローラ６５の制御
目標値は、塩化アンモニウムの分解圧特性（図５に示
す）に基づいて、ガス中に含まれる塩化水素及びアンモ
ニアのほとんどが塩化アンモニウムとして析出するのに
十分な温度（例えば１２０〜１３０℃）に予め設定して
おけばよい。なお、この温度コントローラ６５の制御目
標値は、例えばポーラスフィルタ６３の出口側における
生成ガスＡ３中の塩化水素濃度又はアンモニア濃度の実
測値に基づいて、このガスＡ３中の塩化水素濃度又はア
ンモニア濃度が目標値以下に維持されるように、適宜必
要最低限の値に変更するようにしてもよい。

【００５３】またポーラスフィルタ６３は、例えばセラ
ミックス製のエレメントよりなり、サブミクロンの粒子
を捕集可能なもので、この場合、熱交換器６２を経由し
たガスＡ２中に存在する粒子（主に塩化アンモニウムの
ヒューム）を捕集除去し、この粒子を除いたガスＡ３を
上部から排出する。なお、捕集された粒子Ｌは、適宜エ
レメントを振動させる、或いは定期的にパージガスを逆
方向に吹き込むといった手法により、エレメントより振
るい落とされて下部ホッパから排出されるようになって
いる。

【００５４】本例のガス精製手段４０ｂでは、サイクロ
ン２やポーラスフィルタ３（図１に示す）によって除塵
処理された生成ガスＡ２が、まず熱交換器６１，６２に
順次導入され、温度コントローラ６５の制御により、ガ
ス中の塩化水素及びアンモニアが塩化アンモニウム(Ｎ
Ｈ₄Ｃｌ）として十分に析出する温度まで冷却される。
これにより、生成ガスＡ２中にＨＣｌとして存在してい
た塩素分は、ほとんどが塩化アンモニウムの固体（即
ち、ヒューム状物質）としてガス中に存在するようにな
る。また、Ｎａ，Ｋ，Ｖなどの微量有害成分も、塩化ア
ンモニウムが析出するような温度条件では、ほとんどが
固体粒子（即ち、ヒューム状物質）としてガス中に存在
するようになる。

【００５５】次いで、ポーラスフィルタ６３では、上述
の如く冷却された後の生成ガスＡ２がろ過処理されるこ
とにより、生成ガスＡ２中に存在する塩化アンモニウム
や上記微量有害成分の粒子が捕集される。このため、こ
のような粒子として存在する分だけ、生成ガスＡ２中の
塩化水素及びアンモニア、或いは上記微量有害成分が除
去され、生成ガスＡ２は、これら有害物の濃度が格段に
低減された生成ガスＡ３として排出されることになる。
そして、ポーラスフィルタ６３の出口における生成ガス
Ａ３の温度は、前述の制御目標温度（例えば１２０〜１
３０℃）まで低くなっているが、この場合生成ガスＡ３
は最終的に熱交換器６１で再加熱され、例えば３２０℃
程度まで昇温された状態でガスタービン４に送られるた
め、高い熱効率が実現される。

【００５６】なお、前述の制御目標温度（この場合、温
度コントローラ６５の制御目標値）は、例えば、処理後
の生成ガスＡ３中の塩化水素及びアンモニアの目標濃度
から、塩化アンモニウムの分解圧特性に基づいて設定す
ればよい。例えば、ガスの圧力が２５ａｔａ程度の場
合、塩化アンモニウムの分解圧特性は図５に示すように
なる。このため、例えばガスの温度を１２０〜１３０℃
程度まで冷却すれば、ガス中の塩化水素及びアンモニア
の濃度は、平方根（ルート）で５ｐｐｍ程度と極めて僅
かとなる。

【００５７】したがって本例によれば、極めて簡素な構
成で腐食の原因物質をガスタービンの前流で有効かつ容
易に除去し、またガスタービン後流に設けた前述の脱硝
装置８や排ガス処理装置９によって窒素酸化物や硫黄酸
化物を排ガス中から有効かつ容易に除去して、ガスター
ビン等の機器の信頼性を高く確保できるとともに、排ガ
スの高度クリーン化が実現できるのであって、第１例と
同様の効果を奏することができる。しかも本例の場合に
は、ガスタービン前流において生成ガスを液体に接触さ
せる処理をなんら行っていないので、ガスタービン前流
でのガス精製における排水処理が不要になって、そのた
めの設備コストやメンテナンスコストなどが低減できる
とともに、熱効率の点でも有利になるという固有の効果
も得られる。

【００５８】なお、本発明は上記形態例に限られず各種
の態様がありうる。例えば脱硫処理等を行う排ガス処理
は、上述したような石灰石膏法によるものに限られず、
例えば亜硫酸ガスの吸収剤としてマグネシウム化合物を
使用するいわゆる水マグ法を採用してもよいことはいう
までもない。また、石灰石膏法による脱硫処理を採用せ
ず、排ガスから吸収した硫黄分（主に亜硫酸ガス）から
硫黄単体を回収する態様でもよいことはいうまでもな
い。また排ガス処理装置の吸収塔形式についても、液柱
式吸収塔に限られず、スプレー塔、グリッド充填塔、ガ
ス分散式吸収塔といった各種形式が採用可能であること
はいうまでもない。

【００５９】またガス化の方式も、例えば酸素をガス化
剤とするものでもよい。また、ガスタービンからの排ガ
スの脱硝処理やそのための脱硝装置は、必ずしも必要で
はない。例えば石炭等の性状、或いはガス化炉やガスタ
ービンの方式などによって、排ガスに含有される窒素化
合物の濃度が極めて低い場合には、上記脱硝処理は当然
に必要でない。また、上述の第２例（図３）のように、
生成ガスの洗浄を第１洗浄塔と第２洗浄塔で２段階に行
う場合、例えば第１洗浄塔の洗浄液を冷却する冷却器を
設けて、その運転温度を例えばＨＣｌの吸収に好ましい
値に積極的に管理するようにしてもよい。

【００６０】また、ガスＡ２中には通常塩化水素よりも
アンモニアが多量に含まれているため、上記第３例（図
４）のガス精製手段４０ｂでは、塩化水素濃度はほぼ０
まで低減できるものの、通常ではアンモニアの濃度を低
減するのには限界がある。すなわち、塩化アンモニウム
は、塩化水素１モルに対してアンモニア１モルが結合し
て析出する。このため、例えば塩化水素濃度が１００ｐ
ｐｍでアンモニア濃度が１０００ｐｐｍの場合、他の要
因（アンモニアガスの凝縮等）でアンモニアガスが除去
される分を無視すれば、冷却工程の温度を十分下げたと
しても、理論的にはアンモニア濃度は９００ｐｐｍ以下
には下がらない。

【００６１】そこで、ガスタービン前流において塩化水
素濃度とともにアンモニア濃度を極端に低減することが
要求される場合には、塩化水素の不足分を生成ガス２中
に積極的に注入するようにしてもよい。すなわち、例え
ば図４における熱交換器６１の前流に、生成ガスＡ２中
の塩化水素とアンモニアの濃度を検出する濃度センサ
と、生成ガスＡ２中に塩化水素を注入する注入手段とを
順に設けて、前記濃度センサにより検知された塩化水素
とアンモニアの濃度の実測値に基づいて、これらのモル
濃度の比率が１対１の関係に近づくように、前記注入手
段から塩化水素を注入するようにしてもよい。このよう
にすれば、生成ガスＡ２中の塩化水素とアンモニアの量
がバランスするように修正され、熱交換器６２で十分に
ガス温度を下げれば、ほとんどすべての塩化水素とアン
モニアが塩化アンモニウムとして析出し、ポーラスフィ
ルタ６３で捕集除去される。したがって、生成ガスの性
状にかかわらず、塩化水素濃度もアンモニア濃度も著し
く低減させることができ、脱硝装置８の負荷を極端に削
減できるなどの利点が得られる。

【００６２】また、ガス化する原料（炭素含有燃料）
は、石炭や石油に限られず、例えば木材や有機系（バイ
オ）燃料、或いは廃棄物プラスチックなどでもよい。ま
た、本発明のガス化設備は、ガスタービンを発電用に利
用するもの（即ち、ガス化発電設備）に限られず、ガス
タービンを例えば駆動用、或いはコンプレッサーなどの
用途に利用する設備であってもよい。

【００６３】また、ガス化炉１の運転初期などの非定常
運転時には、ガス化炉１から亜硫酸ガスを含む一般的な
排ガス（一般的な火力発電設備から排出されるものと同
様の性状のもの）が排出される。そこで、図１において
点線で示すように、ガス化炉１から排出される排ガスを
選択的にバイパスさせるバイパスライン３５を設けて、
上記非定常運転時において、この排ガスをガス浄化手段
（脱硝装置８や排ガス処理装置９）に直接導入して浄化
処理するようにしてもよい。なお、従来のガス精製装置
を備えたガス化発電設備においては、上述したような非
定常運転時にガス化炉からでるガス（亜硫酸ガスを含む
排ガス）の処理については、特に考慮されておらず問題
であった。すなわち、このような異常な生成ガスを定常
運転時と同様に通常のラインに（即ち、ガス精製装置
に）流せば、ガス精製装置におけるアミン吸収液が亜硫
酸ガスによって劣化するなどの不具合が生じるし、かと
いってそのまま大気放出すれば、亜硫酸ガスによる大気
汚染の問題が生じる。しかし、上述したようにガス化炉
から出るガスの流路を選択的に切換えてガス浄化手段
（一般的な火力発電設備に設けられるものと同様な排煙
処理装置）に直接導入できるようにすれば、上述したよ
うな非定常運転時に一時的にガス化炉から出るガスを直
接上記ガス浄化手段に導いて浄化処理することができ
る。このため、上述したような非定常運転時にガス化炉
から出る異常なガスを通常のラインに流すことによる不
具合を回避できるとともに、大気汚染の問題も解消でき
る効果が得られる。

【００６４】なお、このように非定常運転時にガス化炉
から出る異常なガスをパイパスさせて処理する思想は、
前述した形態例の態様（硫黄分の除去をガスタービンの
後流で行うタイプ）に限られず、例えば前述した従来の
ガス精製装置を備えたガス化発電設備等（硫黄分の除去
をガスタービンの前流で行うタイプ）に対しても適用で
きる。すなわち従来の場合には、ガス精製装置の付帯設
備として、例えば湿式石灰石膏法による排煙処理装置
（及び必要に応じて脱硝装置）よりなるガス浄化手段が
設けられていた。そして、生成ガス中から除去した硫黄
分（主に硫化水素）が最終的には亜硫酸ガスとして排ガ
ス中に含まれて導出され、この排ガスが上記ガス浄化手
段によって浄化処理（少なくとも、亜硫酸ガスを吸収す
る脱硫処理）された後に大気放出される構成となってい
た。したがって、この場合でも、ガス化炉から出る異常
な生成ガス（即ち、亜硫酸ガスを含む排ガス）を一時的
に上記ガス浄化手段に直接導入するバイパスラインを設
ければ、このような異常な生成ガスによる前述の問題点
が解消できる。

【００６５】

【発明の効果】請求項１乃至７に記載した発明では、ガ
ス化炉で生成されたガスを除塵処理し、さらに硫黄分の
除去処理を目的としない簡易なガス精製処理を行った後
に、そのままガスタービンの燃料として導入し、ガスタ
ービンから排出された排ガスに対して脱硫処理を含むガ
ス浄化処理を行う構成としている。すなわち、ガスター
ビンの前流において困難な硫黄化合物（即ち、硫化水
素）の除去処理を行って生成ガスから予め硫黄分を除去
していた従来に対して、発想の転換を図り、ガスタービ
ンにおいては除塵処理と簡易なガス精製処理を行っただ
けの生成ガス（硫黄化合物を含むもの）を燃焼させて発
電を行い、ガスタービンから排出される排ガスに対して
硫黄分（即ち、主に亜硫酸ガスよりなる硫黄酸化物）の
除去を含むガス浄化処理を行うようにした。このため、
生成ガス中の硫化水素の吸着塔（又はアミン吸収塔）や
再生塔などの設備構成が全く不要となるとともに、ガス
タービンが生成ガス中の硫化水素や硫化カルボニルを亜
硫酸ガスに転換する燃焼炉としても機能するので、設備
構成が著しく簡素になる。

【００６６】すなわち、例えば従来の湿式ガス精製技術
を採用したガス化発電設備では、ガスタービンの前流に
おける生成ガス中から硫化水素を吸収するためのアミン
吸収塔（脱硫塔）、アミン吸収液にスチームによって熱
を加えて吸収したガスを放出するための再生塔、脱硫塔
を出たガスを脱硫塔に入るガスで再加熱するための熱交
換器、再生塔を出たガスを燃焼させてガス中の硫化水素
を亜硫酸ガスに転換する燃焼炉、といった多数の機器が
必要になる。また、硫化カルボニルも除去しようとすれ
ば、脱硫塔の前流側に硫化カルボニルを硫化水素に変換
する変換器を設ける必要もあった。さらに、生成ガスか
ら塩素化合物やアンモニア等を除去すべく、例えば上記
脱硫塔の前流側に生成ガスの洗浄塔を設ける必要性もあ
った。

【００６７】しかし本発明の場合には、これらの構成設
備のうち、少なくとも脱硫塔，再生塔，燃焼炉，及び変
換器が全く不要であり、除塵処理と洗浄塔などによる簡
易なガス精製処理以外のガス精製（或いはガス浄化）を
行うための構成としては、例えば従来でも設けられてい
た一般的な脱硫装置と同構成の処理装置をガスタービン
の後流側に配置しただけの極めて簡素な構成となる。し
かもこのような簡素な構成でありながら、ガスタービン
に導入される生成ガス中からは硫黄化合物を除く有害物
（少なくとも塩素分）が除去されて、ガスタービンの信
頼性向上が容易に可能になるとともに、少なくとも硫黄
化合物を含む有害物が排ガス中から除去され、処理後の
排ガスが極めてクリーンなものとなるとともに、湿式石
灰石膏法を採用した場合には有用な石膏が副生できる。

【００６８】また本発明では、ガスタービンに導入され
る前の生成ガスを低温条件でアミン吸収液に接触させる
硫化水素の吸収工程がないため、気液接触により失われ
る生成ガスの熱エネルギが削減できるとともに、ガスタ
ービンに導入される生成ガスの温度を比較的高温にする
ことができる。また、例えばアミン吸収液を加熱して吸
収した硫化水素を再生させる必要がないので、この再生
工程での加熱用のスチームヒータ等において消費される
多量の熱エネルギが不要となる。このため、熱効率をよ
り向上することができ、貴重な資源からより効率良く発
電を行える。

【００６９】特に、ガスタービンの前流で行う簡易なガ
ス精製処理（ガス精製手段）として、生成ガスを冷却し
て塩化アンモニウムを析出させる冷却工程（冷却手段）
と、この冷却工程の後に生成ガス中の少なくとも塩化ア
ンモニウムの粒子を捕集する捕集工程（捕集手段）とよ
りなるものを採用した場合には、ガスタービン前流にお
いて生成ガスを液体に接触させる処理をなんら行わない
ので、ガスタービン前流でのガス精製における排水処理
が不要になって、そのための設備コストやメンテナンス
コストなどが低減できるとともに、熱効率の点でもより
有利になる。さらに本発明では、ガス中から硫黄分を除
去する設備が、ガス化を行わない一般的な既存の火力発
電設備で十分実績のある硫黄酸化物の除去装置（通常の
脱硫装置など）のみで構成できる。いいかえると、実績
の乏しい硫化水素の除去装置（アミン吸収塔や乾式の吸
着塔よりなるもの）を全く使用しないで、発電設備全体
が構成できる。このため、設備の信頼性が特に高くなる
という利点もある。

【００７０】次に、請求項８乃至９に記載した発明で
は、ガス化炉から導出されるガスを選択的にガス浄化手
段（少なくとも亜硫酸ガスを吸収除去する脱硫処理を行
うもの）に直接導入することができる。このため、ガス
化炉の運転初期などの非定常運転時に発生する異常な生
成ガス（亜硫酸ガスを含む排ガス）を、一時的にガス浄
化手段に直接導入して処理することが可能となり、この
ような異常な生成ガスを通常のライン（ガスタービンや
その前流に必要に応じて設けられるガス精製装置）に流
すことによる不具合を回避できるとともに、このような
異常な生成ガスを大気放出した場合の大気汚染の問題も
解消できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１例であるガス化設備（ガス化発電
設備）を示す図である。

【図２】本発明の簡易なガス精製手段の第１例を示す図
である。

【図３】本発明の簡易なガス精製手段の第２例を示す図
である。

【図４】本発明の簡易なガス精製手段の第３例を示す図
である。

【図５】塩化アンモニウムの分解圧特性を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ガス化炉２サイクロン（除塵手段）３ポーラスフィルタ（除塵手段）４ガスタービン８脱硝装置（ガス浄化手段）９排ガス処理装置（ガス浄化手段）３５バイパスライン４０，４０ａ，４０ｂガス精製手段４２，４２ａ洗浄塔６１熱交換器（冷却手段）６２熱交換器（冷却手段）６３ポーラスフィルタ（捕集手段）Ａ１〜Ａ３生成ガスＡ４〜Ａ６排ガスＢ１吸収液Ｄ石膏Ｅ吸収剤（カルシウム化合物）Ｇ，Ｇ１洗浄液

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者沖野進広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者本城新太郎広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号三菱重工業株式会社広島研究所内Ｆターム(参考） 4D002 AA02 AA12 AA13 AA19 BA02 BA14 CA01 CA07 DA05 DA16 EA02 EA05 EA14 FA03 GA02 GA03 GB02 GB03 4H060 AA01 AA02 BB04 BB23 BB25 BB38 CC18 DD13 DD21 FF04 GG01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炭素含有燃料のガス化によって得られる
生成ガスをガスタービンの燃料として使用するガス化設
備において、前記生成ガスの精製、及びガスタービンか
ら排出される排ガスの浄化を行うガス処理方法であっ
て、前記生成ガスを除塵処理し、次いで、硫黄分の除去を目
的とせず、少なくとも塩素分を含む有害成分の除去を目
的とする簡易なガス精製処理を行った後に、前記生成ガ
スをガスタービンの燃料として導入し、ガスタービンか
ら排出される排ガスに対して少なくとも脱硫処理を含む
ガス浄化処理を行うことを特徴とするガス化設備におけ
るガス処理方法。
【請求項２】前記ガス浄化処理が、湿式石灰石膏法に
よる排ガス処理であることを特徴とする請求項１記載の
ガス化設備におけるガス処理方法。
【請求項３】前記簡易なガス精製処理は、前記生成ガ
スを洗浄液に気液接触させるガス洗浄処理であることを
特徴とする請求項１又は２記載のガス化設備におけるガ
ス処理方法。
【請求項４】前記簡易なガス精製処理は、前記生成ガ
ス中の塩化水素及びアンモニアが塩化アンモニウムとし
て析出する温度まで前記生成ガスを冷却する冷却工程
と、この冷却工程の後に前記生成ガス中の少なくとも塩
化アンモニウムを含む粒子を捕集する捕集工程とよりな
ることを特徴とする請求項１又は２記載のガス化設備に
おけるガス処理方法。
【請求項５】炭素含有燃料のガス化を行うガス化炉
と、このガス化炉から導出される生成ガスを除塵処理す
る除塵手段と、この除塵手段から導出された生成ガス中
から有害成分を除去するガス精製手段と、このガス精製
手段から導出された生成ガスが燃料として導入されるガ
スタービンと、このガスタービンから排出された排ガス
に対して少なくとも脱硫処理を含むガス浄化処理を行う
ガス浄化手段とを備え、前記ガス精製手段は、硫黄分の除去を目的とせず、少な
くとも塩素分を含む有害成分の除去を目的とする簡易な
ものであることを特徴とするガス化設備。
【請求項６】前記ガス精製手段は、前記生成ガスを洗
浄液に気液接触させて洗浄する洗浄塔よりなることを特
徴とする請求項５記載のガス化設備。
【請求項７】前記ガス精製手段は、前記生成ガス中の
塩化水素及びアンモニアが塩化アンモニウムとして析出
する温度まで前記生成ガスを冷却する冷却手段と、この
冷却手段によって冷却された後の生成ガス中の少なくと
も塩化アンモニウムを含む粒子を捕集する捕集手段とよ
りなることを特徴とする請求項５記載のガス化設備。
【請求項８】炭素含有燃料のガス化を行うガス化炉
と、このガス化炉から導出される生成ガスが燃料として
導入されるガスタービンと、このガスタービンから排出
された排ガスに対して、少なくとも脱硫処理を含むガス
浄化処理を行うガス浄化手段とを備えたガス化設備にお
いて、前記ガス化炉から導出されるガスを選択的に前記ガス浄
化手段に直接導入可能なバイパスラインを設けたことを
特徴とするガス化設備。
【請求項９】炭素含有燃料のガス化を行うガス化炉
と、このガス化炉から導出される生成ガスに対して、少
なくとも硫黄分の除去を含むガス精製処理を行うガス精
製手段と、このガス精製手段によるガス精製処理後の生
成ガスが燃料として導入されるガスタービンとを備える
とともに、除去した硫黄分を亜硫酸ガスとして吸収する脱硫処理を
少なくとも行うガス浄化手段を、前記ガス精製手段の付
帯設備として有するガス化設備において、前記ガス化炉から導出されるガスを選択的に前記ガス浄
化手段に直接導入可能なバイパスラインを設けたことを
特徴とするガス化設備。