JP2002285173A - ガス化システム - Google Patents
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
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- Gas Separation By Absorption (AREA)
- Industrial Gases (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガス化システムで生成されたガス中のハロゲ
ン化物およびシアン化物を効率よく除去する。 【解決手段】 ガス化原料１０１をガス化して生成ガス
１０４を得るガス化炉１と、前記生成ガスを除塵するサ
イクロン３と、除塵された生成ガス１０４にＮａＯＨ１
０７を混合した洗浄水１０６を接触させる第１水洗浄塔
４と、第１水洗浄塔４を通過した生成ガスの硫化カルボ
ニルを硫化水素に変化させる触媒反応器５と、触媒反応
器５を通過した生成ガス１０４を冷却する熱交換器６
と、熱交換器６で冷却された生成ガスにＮａＯＨ１０
７'を混合した洗浄水１０６'を接触させる第２水洗浄塔
７と、を含んでガス化システムを構成し、上記第１水洗
浄塔４と第２水洗浄塔７に単位時間あたりに供給される
ＮａＯＨのモル数を、第１水洗浄塔４と第２水洗浄塔７
に単位時間あたりに導入される生成ガス中のＨＣｌ，Ｈ
Ｆ，ＨＣＮの合計モル数の１〜２倍とする。
ン化物およびシアン化物を効率よく除去する。 【解決手段】 ガス化原料１０１をガス化して生成ガス
１０４を得るガス化炉１と、前記生成ガスを除塵するサ
イクロン３と、除塵された生成ガス１０４にＮａＯＨ１
０７を混合した洗浄水１０６を接触させる第１水洗浄塔
４と、第１水洗浄塔４を通過した生成ガスの硫化カルボ
ニルを硫化水素に変化させる触媒反応器５と、触媒反応
器５を通過した生成ガス１０４を冷却する熱交換器６
と、熱交換器６で冷却された生成ガスにＮａＯＨ１０
７'を混合した洗浄水１０６'を接触させる第２水洗浄塔
７と、を含んでガス化システムを構成し、上記第１水洗
浄塔４と第２水洗浄塔７に単位時間あたりに供給される
ＮａＯＨのモル数を、第１水洗浄塔４と第２水洗浄塔７
に単位時間あたりに導入される生成ガス中のＨＣｌ，Ｈ
Ｆ，ＨＣＮの合計モル数の１〜２倍とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体または液体の
化石燃料またはバイオマスを酸素や空気などのガス化剤
によりガス化して、生成ガスを得、該ガスをクリーンに
して発電等に用いる燃料ガスを得る装置に係り、特に生
成ガス中のハロゲンやシアンを除去する装置に関する。
化石燃料またはバイオマスを酸素や空気などのガス化剤
によりガス化して、生成ガスを得、該ガスをクリーンに
して発電等に用いる燃料ガスを得る装置に係り、特に生
成ガス中のハロゲンやシアンを除去する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】石炭や重油などの固体または液体の化石
燃料またはバイオマスをガス化剤によりガス化し、水素
や一酸化炭素などを主成分とする生成ガスを得、発電用
の燃料や化学工業の原料として用いる技術について、多
くの開発が行われている。
燃料またはバイオマスをガス化剤によりガス化し、水素
や一酸化炭素などを主成分とする生成ガスを得、発電用
の燃料や化学工業の原料として用いる技術について、多
くの開発が行われている。
【０００３】特に、化石燃料中の塩素化合物、弗素化合
物、シアン化合物に起因する前記生成ガス中の、塩化水
素、弗化水素、シアン化水素などの気体は、毒性や腐食
性があるため、除去する必要がある。これらの除去方法
としては、乾式による除去方法と湿式による除去方法が
ある。
物、シアン化合物に起因する前記生成ガス中の、塩化水
素、弗化水素、シアン化水素などの気体は、毒性や腐食
性があるため、除去する必要がある。これらの除去方法
としては、乾式による除去方法と湿式による除去方法が
ある。
【０００４】乾式による除去方法には、ガス化工程によ
り生成した生成ガスを乾式脱塵装置に導入して、生成ガ
スに同伴する灰分などの煤塵を除去した後、吸収剤を生
成ガス中に投入し、塩化水素、弗化水素などを吸収剤に
吸収した後、該吸収剤を脱塵装置により回収する方法が
ある（特開平１０−２８７８８７）。上記方法では、第
１脱塵工程、吸収剤投入工程、第２脱塵工程、水洗浄工
程が必要であり、除去効率の向上には種々の問題があ
る。
り生成した生成ガスを乾式脱塵装置に導入して、生成ガ
スに同伴する灰分などの煤塵を除去した後、吸収剤を生
成ガス中に投入し、塩化水素、弗化水素などを吸収剤に
吸収した後、該吸収剤を脱塵装置により回収する方法が
ある（特開平１０−２８７８８７）。上記方法では、第
１脱塵工程、吸収剤投入工程、第２脱塵工程、水洗浄工
程が必要であり、除去効率の向上には種々の問題があ
る。
【０００５】湿式による除去方法では、ガス化工程によ
り生成した生成ガスをサイクロンなどの脱塵装置に導入
して生成ガスに同伴する灰分などの煤塵を除去した後、
水洗浄塔に導き、水を生成ガス中に散布し、塩化水素、
弗化水素などを水に吸収した後、生成ガス中の硫化カル
ボニルを硫化水素に転換する触媒を充填した触媒反応
器、熱交換器を経て後工程に供給するものがある。
り生成した生成ガスをサイクロンなどの脱塵装置に導入
して生成ガスに同伴する灰分などの煤塵を除去した後、
水洗浄塔に導き、水を生成ガス中に散布し、塩化水素、
弗化水素などを水に吸収した後、生成ガス中の硫化カル
ボニルを硫化水素に転換する触媒を充填した触媒反応
器、熱交換器を経て後工程に供給するものがある。
【０００６】
【発明が解決使用とする課題】しかし、上記水洗浄によ
る湿式方法では、弗化水素こそ４０％程度の除去率が得
られるものの、塩化水素の除去率は２０％に満たず、シ
アン化水素はほとんど除去されない程度であり、前記触
媒反応器の前に、吸着剤式の除去装置を別に設置する必
要があるなどの問題があった。
る湿式方法では、弗化水素こそ４０％程度の除去率が得
られるものの、塩化水素の除去率は２０％に満たず、シ
アン化水素はほとんど除去されない程度であり、前記触
媒反応器の前に、吸着剤式の除去装置を別に設置する必
要があるなどの問題があった。
【０００７】また、気体中に含まれる上記塩化水素、弗
化水素、シアン化水素などの気体を除去する方法として
は、前記水洗浄によるほか、水酸化ナトリウムによる方
法が知られているが、石炭ガス化により得られる前記生
成ガスのように、塩化水素、弗化水素、シアン化水素が
混在している場合、どのような比率の水酸化ナトリウム
（以下、ＮａＯＨという）を投入すれば、除去率を大き
くできるかについては、知られていなかった。
化水素、シアン化水素などの気体を除去する方法として
は、前記水洗浄によるほか、水酸化ナトリウムによる方
法が知られているが、石炭ガス化により得られる前記生
成ガスのように、塩化水素、弗化水素、シアン化水素が
混在している場合、どのような比率の水酸化ナトリウム
（以下、ＮａＯＨという）を投入すれば、除去率を大き
くできるかについては、知られていなかった。
【０００８】本発明の目的は、固体または液体の化石燃
料またはバイオマスを酸素や空気などのガス化剤により
ガス化する装置において、生成ガス中に含まれるハロゲ
ン化物やシアン化物のそれぞれを効率よく除去するにあ
る。
料またはバイオマスを酸素や空気などのガス化剤により
ガス化する装置において、生成ガス中に含まれるハロゲ
ン化物やシアン化物のそれぞれを効率よく除去するにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、すでに知られ
ている、水酸化ナトリウムにより塩化水素、弗化水素、
シアン化水素を除去する方法を、ガス化により生成され
たガスに適用することにより、生成ガス中に含まれるハ
ロゲン化物やシアン化物のそれぞれを除去するようにし
たものである。
ている、水酸化ナトリウムにより塩化水素、弗化水素、
シアン化水素を除去する方法を、ガス化により生成され
たガスに適用することにより、生成ガス中に含まれるハ
ロゲン化物やシアン化物のそれぞれを除去するようにし
たものである。
【００１０】上記目的は、生成ガスの水洗浄工程にＮａ
ＯＨを供給するよう構成し、水洗浄工程に供給する単位
時間あたりのＮａＯＨの量（モル数）を、ガス化工程か
ら水洗浄工程に送り込まれる単位時間あたりの生成ガス
に含まれる塩化水素、弗化水素、シアン化水素の量（モ
ル数）の１から２倍とすることにより、達成される。
ＯＨを供給するよう構成し、水洗浄工程に供給する単位
時間あたりのＮａＯＨの量（モル数）を、ガス化工程か
ら水洗浄工程に送り込まれる単位時間あたりの生成ガス
に含まれる塩化水素、弗化水素、シアン化水素の量（モ
ル数）の１から２倍とすることにより、達成される。
【００１１】ガス化に使用されるガス化原料の種類が決
まると、一般的に、生成ガスに含まれる塩化水素、弗化
水素、シアン化水素の比率が決まるから、塩化水素、弗
化水素、シアン化水素のいずれかの量に基づいて、供給
するＮａＯＨの量（モル数）を決定することも可能であ
る。
まると、一般的に、生成ガスに含まれる塩化水素、弗化
水素、シアン化水素の比率が決まるから、塩化水素、弗
化水素、シアン化水素のいずれかの量に基づいて、供給
するＮａＯＨの量（モル数）を決定することも可能であ
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明のハロゲン、シアンの除去
工程を備えたガス化システムの実施の形態を図１、図
２、図３、図４及び図５を用いて説明する。
工程を備えたガス化システムの実施の形態を図１、図
２、図３、図４及び図５を用いて説明する。
【００１３】図１は本発明に係るガス化システムの実施
の形態の主要構成を示す系統図である。図示の装置は、
ガス化燃料１０１をガス化剤１０２を用いてガス化し、
残渣１０３を底部から取出すガス化手段であるガス化炉
１と、該ガス化炉１に管路で接続されガス化炉１で生成
された生成ガス１０４の熱を回収する熱交換器２と、熱
交換器２に管路で接続され生成ガス中に含まれる固体粒
子を捕集する集塵装置（例えばサイクロン３）と、サイ
クロン３に接続され生成ガスをＮａＯＨ１０７を含む洗
浄水１０６で洗浄する洗浄手段である第１水洗浄塔４
と、第１水洗浄塔４に生成ガス流路で接続され生成ガス
中に含まれる硫化カルボニルを硫化水素に転換させる触
媒反応器５と、触媒反応器５に生成ガス流路で接続され
触媒反応器５を通過した生成ガスを冷却する熱交換器６
と、熱交換器６に生成ガス流路で接続され熱交換器６で
冷却された生成ガスをＮａＯＨ１０７'を含む洗浄水１
０６'で洗浄する洗浄手段である第２水洗浄塔７と、を
含んで構成されている。
の形態の主要構成を示す系統図である。図示の装置は、
ガス化燃料１０１をガス化剤１０２を用いてガス化し、
残渣１０３を底部から取出すガス化手段であるガス化炉
１と、該ガス化炉１に管路で接続されガス化炉１で生成
された生成ガス１０４の熱を回収する熱交換器２と、熱
交換器２に管路で接続され生成ガス中に含まれる固体粒
子を捕集する集塵装置（例えばサイクロン３）と、サイ
クロン３に接続され生成ガスをＮａＯＨ１０７を含む洗
浄水１０６で洗浄する洗浄手段である第１水洗浄塔４
と、第１水洗浄塔４に生成ガス流路で接続され生成ガス
中に含まれる硫化カルボニルを硫化水素に転換させる触
媒反応器５と、触媒反応器５に生成ガス流路で接続され
触媒反応器５を通過した生成ガスを冷却する熱交換器６
と、熱交換器６に生成ガス流路で接続され熱交換器６で
冷却された生成ガスをＮａＯＨ１０７'を含む洗浄水１
０６'で洗浄する洗浄手段である第２水洗浄塔７と、を
含んで構成されている。
【００１４】石炭や重油などの固体または液体の化石燃
料またはバイオマスなどのガス化原料１０１は、酸素や
空気などのガス化剤１０２とともにガス化炉１に供給さ
れ、ガス化炉１でガス化反応を生じて水素や一酸化炭素
などの可燃性のガスを主成分とする生成ガス１０４が生
成される。化石燃料やバイオマス中には一般的に灰分が
含有されているが、該灰分の大部分は上記ガス化炉１内
の高温により溶融し、残渣１０３としてガス化炉１外に
取り出される。
料またはバイオマスなどのガス化原料１０１は、酸素や
空気などのガス化剤１０２とともにガス化炉１に供給さ
れ、ガス化炉１でガス化反応を生じて水素や一酸化炭素
などの可燃性のガスを主成分とする生成ガス１０４が生
成される。化石燃料やバイオマス中には一般的に灰分が
含有されているが、該灰分の大部分は上記ガス化炉１内
の高温により溶融し、残渣１０３としてガス化炉１外に
取り出される。
【００１５】生成ガス１０４は高温であるため、熱交換
器２に供給されて冷却される。また、生成ガス１０４は
前記灰分の残りや未反応物から構成される微粒の固形物
を同伴しているため、サイクロン３などの集塵装置に供
給されて、除塵される。
器２に供給されて冷却される。また、生成ガス１０４は
前記灰分の残りや未反応物から構成される微粒の固形物
を同伴しているため、サイクロン３などの集塵装置に供
給されて、除塵される。
【００１６】生成ガス１０４中には、ガス化原料１０１
に含有される塩素化合物などのハロゲン化合物やシアン
化合物に起因する塩化水素、弗化水素などのハロゲン化
物やシアン化水素などのシアン化物が含まれる。生成ガ
ス１０１は最終的には、発電用のガスタービン燃料とし
て燃焼されたり、燃料電池の燃料や、化学合成の原料と
して用いられたりするため、そのままにしておくと、上
記ハロゲン化物やシアン化物などの物質が、燃焼排ガス
中に混入したりする。上記の除塵後の生成ガス１０４は
第１水洗浄塔４に供給され、洗浄水１０６により洗浄さ
れ、生成ガス１０４に含まれるアンモニアや、集塵装置
で捕捉されなかった微細な煤塵を除去されるが、塩化水
素、弗化水素などのハロゲン化物やシアン化水素などの
シアン化物を除去するため、洗浄水１０６中に固体また
は水溶液としたＮａＯＨ１０７を混合させる。ＮａＯＨ
１０７は、生成ガス１０４中の塩化水素（ＨＣｌ）、弗
化水素（ＨＦ）などのハロゲン化物やシアン化水素（Ｈ
ＣＮ）などのシアン化物と、次のような反応を生じ、反
応生成物は洗浄水１０６に捕捉されて排水１０８ととも
に取出される。
に含有される塩素化合物などのハロゲン化合物やシアン
化合物に起因する塩化水素、弗化水素などのハロゲン化
物やシアン化水素などのシアン化物が含まれる。生成ガ
ス１０１は最終的には、発電用のガスタービン燃料とし
て燃焼されたり、燃料電池の燃料や、化学合成の原料と
して用いられたりするため、そのままにしておくと、上
記ハロゲン化物やシアン化物などの物質が、燃焼排ガス
中に混入したりする。上記の除塵後の生成ガス１０４は
第１水洗浄塔４に供給され、洗浄水１０６により洗浄さ
れ、生成ガス１０４に含まれるアンモニアや、集塵装置
で捕捉されなかった微細な煤塵を除去されるが、塩化水
素、弗化水素などのハロゲン化物やシアン化水素などの
シアン化物を除去するため、洗浄水１０６中に固体また
は水溶液としたＮａＯＨ１０７を混合させる。ＮａＯＨ
１０７は、生成ガス１０４中の塩化水素（ＨＣｌ）、弗
化水素（ＨＦ）などのハロゲン化物やシアン化水素（Ｈ
ＣＮ）などのシアン化物と、次のような反応を生じ、反
応生成物は洗浄水１０６に捕捉されて排水１０８ととも
に取出される。
【００１７】 ＨＣｌ + ＮａＯＨ → ＮａＣｌ＋Ｈ２Ｏ ＨＦ + ＮａＯＨ → ＮａＦ ＋Ｈ2Ｏ ＨＣＮ + ＮａＯＨ → ＮａＣＮ＋Ｈ2Ｏ 水洗浄塔４は、その底部に洗浄水が貯留される貯留部を
備え、その上方に充填材が充填された気液接触部が設け
られている。生成ガス１０４は前記貯留部の水面下で水
洗浄塔に供給され、貯留部に貯留された洗浄水の中を泡
状になって洗浄水と接触して反応しつつ上昇する。洗浄
水の水面状に出た生成ガスはさらに、前記気液接触部で
上方から供給されるＮａＯＨを含む洗浄水と接触して反
応しつつ上昇し、最上部から取出される。ＮａＯＨを含
む洗浄水は、前記気液接触部の上方から散布され、下方
から上昇してくる生成ガスと接触して前記反応を行う。
反応生成物は、洗浄水と共に下方に滴下し、前記貯留部
に溜まる。貯留部の洗浄水は上方から供給される洗浄水
と同量が排水として抜き出される。
備え、その上方に充填材が充填された気液接触部が設け
られている。生成ガス１０４は前記貯留部の水面下で水
洗浄塔に供給され、貯留部に貯留された洗浄水の中を泡
状になって洗浄水と接触して反応しつつ上昇する。洗浄
水の水面状に出た生成ガスはさらに、前記気液接触部で
上方から供給されるＮａＯＨを含む洗浄水と接触して反
応しつつ上昇し、最上部から取出される。ＮａＯＨを含
む洗浄水は、前記気液接触部の上方から散布され、下方
から上昇してくる生成ガスと接触して前記反応を行う。
反応生成物は、洗浄水と共に下方に滴下し、前記貯留部
に溜まる。貯留部の洗浄水は上方から供給される洗浄水
と同量が排水として抜き出される。
【００１８】洗浄後の生成ガス１０４は、同伴する硫化
カルボニルを後の脱硫工程で除去しやすい硫化水素に転
換するため、触媒反応器５に供給される。触媒反応器５
は生成ガス中の硫化カルボニルを硫化水素に転換する触
媒を充填した反応器であるが、該触媒は一般的に１５０
℃以上で作用するものが多いため、第１水洗浄塔４通過
後の生成ガス１０４の温度は１５０℃以上であることが
望ましい。
カルボニルを後の脱硫工程で除去しやすい硫化水素に転
換するため、触媒反応器５に供給される。触媒反応器５
は生成ガス中の硫化カルボニルを硫化水素に転換する触
媒を充填した反応器であるが、該触媒は一般的に１５０
℃以上で作用するものが多いため、第１水洗浄塔４通過
後の生成ガス１０４の温度は１５０℃以上であることが
望ましい。
【００１９】触媒反応器５を通過した生成ガス１０４
は、さらに熱交換器６で冷却後、第２水洗浄塔７に供給
され、第１水洗浄塔と同様に水酸化ナトリウム１０７'
を混合した洗浄水１０６'により洗浄される。先に述べ
たように、触媒反応器５を流れる生成ガスの温度は１５
０℃以上であることが望ましいが、一方、水洗浄は低温
な方が、ガス中のハロゲン化物やシアン化物などを除去
しやすい。従って、触媒反応器５通過後の生成ガス１０
４は熱交換器６により５０℃以下に冷却した後、第２水
洗浄塔７に導かれて再び洗浄され、ハロゲン化物やシア
ン化物が除去される。洗浄後のガスは燃料ガス１０９と
なり、脱硫工程などを経てクリーンな燃料となる。
は、さらに熱交換器６で冷却後、第２水洗浄塔７に供給
され、第１水洗浄塔と同様に水酸化ナトリウム１０７'
を混合した洗浄水１０６'により洗浄される。先に述べ
たように、触媒反応器５を流れる生成ガスの温度は１５
０℃以上であることが望ましいが、一方、水洗浄は低温
な方が、ガス中のハロゲン化物やシアン化物などを除去
しやすい。従って、触媒反応器５通過後の生成ガス１０
４は熱交換器６により５０℃以下に冷却した後、第２水
洗浄塔７に導かれて再び洗浄され、ハロゲン化物やシア
ン化物が除去される。洗浄後のガスは燃料ガス１０９と
なり、脱硫工程などを経てクリーンな燃料となる。
【００２０】第１水洗浄塔４と第２水洗浄塔７の洗浄水
１０６、１０６'と排水１０８、１０８'は循環して利用
してもよいが、その場合は排水１０８、１０８'の一部
を廃棄してその分だけ新しい水を補給するか、循環する
場合は循環水中の前記反応生成物やアンモニア、微細な
煤塵など除去する必要がある。
１０６、１０６'と排水１０８、１０８'は循環して利用
してもよいが、その場合は排水１０８、１０８'の一部
を廃棄してその分だけ新しい水を補給するか、循環する
場合は循環水中の前記反応生成物やアンモニア、微細な
煤塵など除去する必要がある。
【００２１】図２は、水洗浄塔に供給されるＮａＯＨの
単位時間当りモル数と水洗浄塔に導入される単位時間当
りの生成ガス中の塩化水素、弗化水素、シアン化水素の
合計のモル数の比を変更した場合の塩化水素の除去率を
示す。図２では、横軸が水洗浄塔に供給するＮａＯＨの
モル数Ａと生成ガス中の塩化水素、弗化水素、シアン化
水素の合計のモル数Ｂとの比（モル比Ａ／Ｂ）を表し、
縦軸は水洗浄塔で除去された塩化水素の除去率を表す。
生成ガス中の塩化水素の除去率は、前記モル比Ａ／Ｂが
０．８未満では、１５％前後でほぼ一定であるが、前記
モル比Ａ／Ｂが０．８を越えると急激に増加し、１．５
以上になると除去率がほぼ８５％に落ち着く。前記モル
比Ａ／Ｂがほぼ１以上であれば、塩化水素の除去率はほ
ぼ４０％以上となる。また、モル比Ａ／Ｂがほぼ１．２
以上であれば、塩化水素の除去率はほぼ７０％以上とな
る 図３は、水洗浄塔に供給されるＮａＯＨの単位時間当り
モル数と水洗浄塔に導入される単位時間当りの生成ガス
中の塩化水素、弗化水素、シアン化水素の合計のモル数
の比（モル比Ａ／Ｂ）を変更した場合の弗化水素の除去
率を示す。図３では、横軸が前記モル比Ａ／Ｂを表し、
縦軸は水洗浄塔で除去された弗化水素の除去率を表す。
生成ガス中の弗化水素の除去率は、前記モル比Ａ／Ｂが
２以下の範囲ではほぼ４３〜５０％であまり変動しない
が、２以上になると急激に低下する。したがって、供給
するＮａＯＨの量は、生成ガス中の塩化水素、弗化水
素、シアン化水素の合計のモル数の２倍以下とするのが
適当である。
単位時間当りモル数と水洗浄塔に導入される単位時間当
りの生成ガス中の塩化水素、弗化水素、シアン化水素の
合計のモル数の比を変更した場合の塩化水素の除去率を
示す。図２では、横軸が水洗浄塔に供給するＮａＯＨの
モル数Ａと生成ガス中の塩化水素、弗化水素、シアン化
水素の合計のモル数Ｂとの比（モル比Ａ／Ｂ）を表し、
縦軸は水洗浄塔で除去された塩化水素の除去率を表す。
生成ガス中の塩化水素の除去率は、前記モル比Ａ／Ｂが
０．８未満では、１５％前後でほぼ一定であるが、前記
モル比Ａ／Ｂが０．８を越えると急激に増加し、１．５
以上になると除去率がほぼ８５％に落ち着く。前記モル
比Ａ／Ｂがほぼ１以上であれば、塩化水素の除去率はほ
ぼ４０％以上となる。また、モル比Ａ／Ｂがほぼ１．２
以上であれば、塩化水素の除去率はほぼ７０％以上とな
る 図３は、水洗浄塔に供給されるＮａＯＨの単位時間当り
モル数と水洗浄塔に導入される単位時間当りの生成ガス
中の塩化水素、弗化水素、シアン化水素の合計のモル数
の比（モル比Ａ／Ｂ）を変更した場合の弗化水素の除去
率を示す。図３では、横軸が前記モル比Ａ／Ｂを表し、
縦軸は水洗浄塔で除去された弗化水素の除去率を表す。
生成ガス中の弗化水素の除去率は、前記モル比Ａ／Ｂが
２以下の範囲ではほぼ４３〜５０％であまり変動しない
が、２以上になると急激に低下する。したがって、供給
するＮａＯＨの量は、生成ガス中の塩化水素、弗化水
素、シアン化水素の合計のモル数の２倍以下とするのが
適当である。
【００２２】図４は、水洗浄塔に供給されるＮａＯＨの
単位時間当りモル数と水洗浄塔に導入される単位時間当
りの生成ガス中の塩化水素、弗化水素、シアン化水素の
合計のモル数の比（モル比Ａ／Ｂ）を変更した場合のシ
アン化水素の除去率を示す。図４では、横軸が前記モル
比Ａ／Ｂを表し、縦軸は水洗浄塔で除去されたシアン化
水素の除去率を表す。生成ガス中のシアン化水素の除去
率は、水洗浄塔に供給されるＮａＯＨ量が増えるにつれ
て高くなるが、前記モル比Ａ／Ｂが１．５付近で最大と
なり、それを越えると逆に除去率は低下する。供給する
ＮａＯＨの量を、前記モル比Ａ／Ｂで１〜２とすれば、
シアン化水素の除去率はほぼ７０％以上となる。
単位時間当りモル数と水洗浄塔に導入される単位時間当
りの生成ガス中の塩化水素、弗化水素、シアン化水素の
合計のモル数の比（モル比Ａ／Ｂ）を変更した場合のシ
アン化水素の除去率を示す。図４では、横軸が前記モル
比Ａ／Ｂを表し、縦軸は水洗浄塔で除去されたシアン化
水素の除去率を表す。生成ガス中のシアン化水素の除去
率は、水洗浄塔に供給されるＮａＯＨ量が増えるにつれ
て高くなるが、前記モル比Ａ／Ｂが１．５付近で最大と
なり、それを越えると逆に除去率は低下する。供給する
ＮａＯＨの量を、前記モル比Ａ／Ｂで１〜２とすれば、
シアン化水素の除去率はほぼ７０％以上となる。
【００２３】上記図２、図３、図４のグラフから判断す
ると、弗化水素（ＨＦ）の除去率を４０％以上に保つに
は、前記モル比Ａ／Ｂは２以下とする必要があり、塩化
水素（ＨＣｌ）の除去率を４０％以上に保つには、前記
モル比Ａ／Ｂは１以上とする必要がある。モル比Ａ／Ｂ
を１〜２とすれば、シアン化水素（ＨＣＮ）の除去率は
ほぼ７０％以上となる。また、モル比Ａ／Ｂを１．２〜
２とすれば、塩化水素（ＨＣｌ）とシアン化水素（ＨＣ
Ｎ）の除去率は、いずれについてもほぼ７０％以上とな
る（この場合も弗化水素の除去率は４０〜５０％であ
る）。したがって、水洗浄塔に供給されるＮａＯＨの量
は、前記モル比Ａ／Ｂで、１〜２、好ましくは１．２〜
２とするのが望ましい。
ると、弗化水素（ＨＦ）の除去率を４０％以上に保つに
は、前記モル比Ａ／Ｂは２以下とする必要があり、塩化
水素（ＨＣｌ）の除去率を４０％以上に保つには、前記
モル比Ａ／Ｂは１以上とする必要がある。モル比Ａ／Ｂ
を１〜２とすれば、シアン化水素（ＨＣＮ）の除去率は
ほぼ７０％以上となる。また、モル比Ａ／Ｂを１．２〜
２とすれば、塩化水素（ＨＣｌ）とシアン化水素（ＨＣ
Ｎ）の除去率は、いずれについてもほぼ７０％以上とな
る（この場合も弗化水素の除去率は４０〜５０％であ
る）。したがって、水洗浄塔に供給されるＮａＯＨの量
は、前記モル比Ａ／Ｂで、１〜２、好ましくは１．２〜
２とするのが望ましい。
【００２４】なお、ガス化により生成される生成ガスに
含まれるＨＣｌ，ＨＦ，ＨＣＮの量は、生成ガス中のそ
れら気体の濃度を測定して算出するが、濃度レベルとし
ては、ＨＣｌが１００ｐｐｍ程度，ＨＦが２０ｐｐｍ以
下程度，ＨＣＮが５０〜１００ｐｐｍ程度である。
含まれるＨＣｌ，ＨＦ，ＨＣＮの量は、生成ガス中のそ
れら気体の濃度を測定して算出するが、濃度レベルとし
ては、ＨＣｌが１００ｐｐｍ程度，ＨＦが２０ｐｐｍ以
下程度，ＨＣＮが５０〜１００ｐｐｍ程度である。
【００２５】また、ガス化により生成される生成ガスに
含まれるＨＣｌ，ＨＦ，ＨＣＮの比率は、ガス化原料に
よりほぼ一定であるから、生成ガスに含まれるＨＣｌ，
ＨＦ，ＨＣＮのうちのいずれかの濃度を測定し、それに
基づいて生成ガスに含まれるＨＣｌ，ＨＦ，ＨＣＮの合
計モル数を算定して第１ 水洗浄塔４に投入すべきＮａ
ＯＨの量を決定してもよい。
含まれるＨＣｌ，ＨＦ，ＨＣＮの比率は、ガス化原料に
よりほぼ一定であるから、生成ガスに含まれるＨＣｌ，
ＨＦ，ＨＣＮのうちのいずれかの濃度を測定し、それに
基づいて生成ガスに含まれるＨＣｌ，ＨＦ，ＨＣＮの合
計モル数を算定して第１ 水洗浄塔４に投入すべきＮａ
ＯＨの量を決定してもよい。
【００２６】図１に示す実施の形態では、第１水洗浄塔
４と、第２水洗浄塔７の双方でＮａＯＨによるＨＣｌ，
ＨＦ，ＨＣＮの除去を行うが、第１水洗浄塔４に供給す
るＮａＯＨと第２水洗浄塔７に供給するＮａＯＨは、そ
れぞれ別に算定し、制御する。すなわち、第１水洗浄塔
４に送り込まれる生成ガス中のＨＣｌ，ＨＦ，ＨＣＮの
モル数に応じて第１水洗浄塔４に供給するＮａＯＨの量
を制御する。第２水洗浄塔７においては、第１水洗浄塔
４での洗浄によりＨＣｌ，ＨＦ，ＨＣＮの濃度の低下し
た生成ガスが送り込まれるから、その中のＨＣｌ，Ｈ
Ｆ，ＨＣＮのモル数に応じて第２水洗浄塔７に供給する
ＮａＯＨの量を制御する。
４と、第２水洗浄塔７の双方でＮａＯＨによるＨＣｌ，
ＨＦ，ＨＣＮの除去を行うが、第１水洗浄塔４に供給す
るＮａＯＨと第２水洗浄塔７に供給するＮａＯＨは、そ
れぞれ別に算定し、制御する。すなわち、第１水洗浄塔
４に送り込まれる生成ガス中のＨＣｌ，ＨＦ，ＨＣＮの
モル数に応じて第１水洗浄塔４に供給するＮａＯＨの量
を制御する。第２水洗浄塔７においては、第１水洗浄塔
４での洗浄によりＨＣｌ，ＨＦ，ＨＣＮの濃度の低下し
た生成ガスが送り込まれるから、その中のＨＣｌ，Ｈ
Ｆ，ＨＣＮのモル数に応じて第２水洗浄塔７に供給する
ＮａＯＨの量を制御する。
【００２７】なお、ガス化炉１で生成されるガス（生成
ガス１０４）の量は、例えばガスタービンの発電負荷の
変動に応じて変動するから、水洗浄塔に供給するＮａＯ
Ｈの量も、それに応じて変化するように制御しなければ
ならない。一般的に、気体と液体を接触させて両者の間
で化学反応を行わせる場合、接触させる気体の体積と液
体の体積の間には、好ましい比率がある。したがって、
単位時間あたりに 水洗浄塔に送り込まれる生成ガスの
量が決まれば、それに対応して供給される単位時間当り
の洗浄水の量がきまり、生成ガスに含まれるＨＣｌ，Ｈ
Ｆ，ＨＣＮの濃度が得られれば、洗浄水に混入あるいは
溶解されるべきＮａＯＨの量、すなわち、洗浄水のＮａ
ＯＨ含有量が決まる。したがって、生成ガス量が変動す
る場合のＮａＯＨ供給量の制御は、水洗浄塔に供給され
る単位量の洗浄水に含まれるＮａＯＨ量を変化させるの
ではなく、水洗浄塔に供給されるＮａＯＨを含んだ洗浄
水の量を、図示されていない制御手段に入力される負荷
信号に基づいて、洗浄水供給ポンプの回転数、あるいは
洗浄水供給ポンプ出口弁の開度を制御して増減すること
で行われる。したがって、洗浄水供給ポンプの上流側
に、洗浄水に所定の濃度になるようにＮａＯＨを混入す
る混合手段を設けておくのが望ましい。
ガス１０４）の量は、例えばガスタービンの発電負荷の
変動に応じて変動するから、水洗浄塔に供給するＮａＯ
Ｈの量も、それに応じて変化するように制御しなければ
ならない。一般的に、気体と液体を接触させて両者の間
で化学反応を行わせる場合、接触させる気体の体積と液
体の体積の間には、好ましい比率がある。したがって、
単位時間あたりに 水洗浄塔に送り込まれる生成ガスの
量が決まれば、それに対応して供給される単位時間当り
の洗浄水の量がきまり、生成ガスに含まれるＨＣｌ，Ｈ
Ｆ，ＨＣＮの濃度が得られれば、洗浄水に混入あるいは
溶解されるべきＮａＯＨの量、すなわち、洗浄水のＮａ
ＯＨ含有量が決まる。したがって、生成ガス量が変動す
る場合のＮａＯＨ供給量の制御は、水洗浄塔に供給され
る単位量の洗浄水に含まれるＮａＯＨ量を変化させるの
ではなく、水洗浄塔に供給されるＮａＯＨを含んだ洗浄
水の量を、図示されていない制御手段に入力される負荷
信号に基づいて、洗浄水供給ポンプの回転数、あるいは
洗浄水供給ポンプ出口弁の開度を制御して増減すること
で行われる。したがって、洗浄水供給ポンプの上流側
に、洗浄水に所定の濃度になるようにＮａＯＨを混入す
る混合手段を設けておくのが望ましい。
【００２８】図５は、本発明のハロゲン、シアンの除去
工程を備えたガス化システムに発電工程を備えたガス化
発電プラントの例である。
工程を備えたガス化システムに発電工程を備えたガス化
発電プラントの例である。
【００２９】図示のガス化発電プラントは、上記図１に
示すガス化システムと、第２水洗浄塔７出側に接続され
た脱硫装置８と、脱硫装置８出側に接続されたガスター
ビン燃焼器９と、ガスタービン燃焼器９に燃焼ガス流路
で接続されたガスタービン１０と、ガスタービン１０に
連結されて駆動される発電機１１と、を含んで構成され
ている。
示すガス化システムと、第２水洗浄塔７出側に接続され
た脱硫装置８と、脱硫装置８出側に接続されたガスター
ビン燃焼器９と、ガスタービン燃焼器９に燃焼ガス流路
で接続されたガスタービン１０と、ガスタービン１０に
連結されて駆動される発電機１１と、を含んで構成され
ている。
【００３０】ガス化システム部分は前記実施の形態と同
じであり、前記実施の形態において説明したので説明を
省略する。第２水洗浄塔７から送り出される燃料ガス１
０９は、ガス化原料１０１である化石燃料またはバイオ
マス中に含有される硫黄化合物に起因する硫化水素を含
有している。硫化水素は後流のガスタービン燃焼器９で
上記燃料ガス１０９を燃焼した場合に、二酸化硫黄など
の硫黄酸化物を生成するため、ガスタービン燃焼器９に
送り込む前に除去する必要がある。このため、上記燃料
ガス１０９は、脱硫装置８に供給され、硫化水素が除去
される。脱硫後の燃料ガス１０９は、ガスタービン燃焼
器９に供給されて燃焼され、燃焼ガス１１０となる。こ
の燃焼ガス１１０により、ガスタービン１０が駆動さ
れ、該ガスタービン１０に結合された発電機１１が回転
されて発電する。ガスタービン１０を駆動した燃焼ガス
１１０は、排ガス１１１として大気に放出される。
じであり、前記実施の形態において説明したので説明を
省略する。第２水洗浄塔７から送り出される燃料ガス１
０９は、ガス化原料１０１である化石燃料またはバイオ
マス中に含有される硫黄化合物に起因する硫化水素を含
有している。硫化水素は後流のガスタービン燃焼器９で
上記燃料ガス１０９を燃焼した場合に、二酸化硫黄など
の硫黄酸化物を生成するため、ガスタービン燃焼器９に
送り込む前に除去する必要がある。このため、上記燃料
ガス１０９は、脱硫装置８に供給され、硫化水素が除去
される。脱硫後の燃料ガス１０９は、ガスタービン燃焼
器９に供給されて燃焼され、燃焼ガス１１０となる。こ
の燃焼ガス１１０により、ガスタービン１０が駆動さ
れ、該ガスタービン１０に結合された発電機１１が回転
されて発電する。ガスタービン１０を駆動した燃焼ガス
１１０は、排ガス１１１として大気に放出される。
【００３１】ガスタービン燃焼器９に送り込まれる燃料
ガス１０９からは、前述のように、ＨＣｌ，ＨＦ，ＨＣ
Ｎなどの有毒気体や腐食性気体が高い割合で除去されて
いるから、機器の腐食や有害な気体が大気に放出される
量が低減される。また、燃料ガスに含まれていた硫化水
素も脱硫装置８で除去されているから、二酸化硫黄など
の硫黄酸化物が生成される量も少ない。
ガス１０９からは、前述のように、ＨＣｌ，ＨＦ，ＨＣ
Ｎなどの有毒気体や腐食性気体が高い割合で除去されて
いるから、機器の腐食や有害な気体が大気に放出される
量が低減される。また、燃料ガスに含まれていた硫化水
素も脱硫装置８で除去されているから、二酸化硫黄など
の硫黄酸化物が生成される量も少ない。
【発明の効果】本発明によれば、固体または液体の化石
燃料またはバイオマスなどのガス化原料を酸素や空気な
どのガス化剤によりガス化して発電等に用いる燃料ガス
を得る装置において、生成ガス中に含まれるＨＣｌ，Ｈ
Ｆなどのハロゲン化物，ＨＣＮなどのシアン化物を除去
できる。
燃料またはバイオマスなどのガス化原料を酸素や空気な
どのガス化剤によりガス化して発電等に用いる燃料ガス
を得る装置において、生成ガス中に含まれるＨＣｌ，Ｈ
Ｆなどのハロゲン化物，ＨＣＮなどのシアン化物を除去
できる。
【図１】本発明の実施の形態の要部構成を示す系統図で
ある。
ある。
【図２】供給する水酸化ナトリウムのモル数と生成ガス
中の塩化水素、弗化水素、シアン化水素の合計のモル数
の比を変更した場合の塩化水素の除去率を示すグラフで
ある。
中の塩化水素、弗化水素、シアン化水素の合計のモル数
の比を変更した場合の塩化水素の除去率を示すグラフで
ある。
【図３】供給する水酸化ナトリウムのモル数と生成ガス
中の塩化水素、弗化水素、シアン化水素の合計のモル数
の比を変更した場合の弗化水素の除去率を示すグラフで
ある。
中の塩化水素、弗化水素、シアン化水素の合計のモル数
の比を変更した場合の弗化水素の除去率を示すグラフで
ある。
【図４】供給する水酸化ナトリウムのモル数と生成ガス
中の塩化水素、弗化水素、シアン化水素の合計のモル数
の比を変更した場合のシアン化水素の除去率を示すグラ
フである。
中の塩化水素、弗化水素、シアン化水素の合計のモル数
の比を変更した場合のシアン化水素の除去率を示すグラ
フである。
【図５】本発明の他の実施の形態の要部構成を示す系統
図である。
図である。
１ ガス化炉 ２ 熱交換器 ３ サイクロン ４ 第１水洗浄塔 ５ 触媒反応器 ６ 熱交換器 ７ 第２水洗浄塔 ８ 脱硫装置 ９ ガスタービン燃焼器 １０ ガスタービン １１ 発電機 １０１ ガス化原料 １０２ ガス化剤 １０３ 残渣 １０４ 生成ガス １０６、１０６' 洗浄水 １０７、１０７' 水酸化ナトリウム １０８ 排水 １０９ 燃料ガス １１０ 燃焼ガス １１１ 排ガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ１０Ｊ 3/46 Ｃ１０Ｊ 3/46 Ｊ Ｄ Ｃ１０Ｋ 1/12 Ｃ１０Ｋ 1/12 1/34 ＺＡＢ 1/34 ＺＡＢ Ｆ０２Ｃ 3/28 Ｆ０２Ｃ 3/28 (72)発明者 吉井 泰雄 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 (72)発明者 森原 淳 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 (72)発明者 田中 真二 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 (72)発明者 木曽 文彦 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 (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 社日立製作所火力・水力事業部内 (72)発明者 和田 克夫 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所火力・水力事業部内 (72)発明者 入谷 淳一 東京都中央区銀座六丁目15番１号 電源開 発株式会社内 Ｆターム(参考） 4D020 AA10 BA01 BA08 BA23 BB03 CB01 CB08 CC01 CC09 CC10 CC20 CC21 CD02 CD03 DA03 DB01 DB05 DB06 4H060 AA01 AA02 BB02 BB23 DD12 DD13 FF04 GG01
Claims (5)
- 【請求項１】 ガス化原料をガス化剤を用いてガス化し
て生成ガスを得るガス化手段と、前記生成ガスを洗浄す
る洗浄手段とを有してなり、前記洗浄手段は、水酸化ナ
トリウムを含む水を供給されて前記生成ガスに接触させ
るものであることを特徴とするガス化システム。 - 【請求項２】請求項１記載のガス化システムにおいて、
前記洗浄手段に単位時間あたりに供給される水に含まれ
る水酸化ナトリウムのモル量は、前記洗浄手段に単位時
間当りに導入される前記生成ガスに含まれる塩化水素と
弗化水素とシアン化水素の合計モル量の１から２倍であ
ることを特徴とするガス化システム。 - 【請求項３】 請求項２記載のガス化システムにおい
て、前記洗浄手段に単位時間当りに導入される前記生成
ガスに含まれる塩化水素と弗化水素とシアン化水素の合
計モル量は、前記洗浄手段に単位時間当りに導入される
前記生成ガスに含まれる塩化水素と弗化水素とシアン化
水素のうちのいずれかのモル量に基づいて算出されるこ
とを特徴とするガス化システム。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載のガ
ス化システムにおいて、前記洗浄手段は、生成ガスの流
れ方向に直列に２段階に分けて配置され、その間を結ぶ
生成ガスの流路に、生成ガスに含まれている硫化カルボ
ニルを硫化水素に変化させる触媒反応器と生成ガスを冷
却する熱交換器が配置されていることを特徴とするガス
化システム。 - 【請求項５】 ガス化システムと、該ガス化システムで
生成された燃料ガスを燃焼して燃焼ガスを生成するガス
タービン燃焼器と、前記燃焼ガスにより駆動されるガス
タービンと、該ガスタービンに駆動されて発電する発電
機と、を有してなるガス化発電プラントにおいて、前記
ガス化システムは、請求項１〜４のうちのいずれかに記
載されたガス化システムであることを特徴とするガス化
発電プラント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001091795A JP2002285173A (ja) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | ガス化システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001091795A JP2002285173A (ja) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | ガス化システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002285173A true JP2002285173A (ja) | 2002-10-03 |
Family
ID=18946361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001091795A Pending JP2002285173A (ja) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | ガス化システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002285173A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005226028A (ja) * | 2004-02-16 | 2005-08-25 | Jfe Engineering Kk | ガス中の硫化カルボニルの除去方法 |
| CN114797389A (zh) * | 2022-06-07 | 2022-07-29 | 甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 | 一种酸再生含氯废气的冷凝净化处理装置及方法 |
-
2001
- 2001-03-28 JP JP2001091795A patent/JP2002285173A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005226028A (ja) * | 2004-02-16 | 2005-08-25 | Jfe Engineering Kk | ガス中の硫化カルボニルの除去方法 |
| JP4529171B2 (ja) * | 2004-02-16 | 2010-08-25 | Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 | ガス中の硫化カルボニルの除去方法 |
| CN114797389A (zh) * | 2022-06-07 | 2022-07-29 | 甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 | 一种酸再生含氯废气的冷凝净化处理装置及方法 |
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Legal Events
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|
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|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070326 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070417 |