JP2007246703A - 燃料ガス中の硫化カルボニルおよびシアンの除去方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ガス化炉や改質炉等から排出される硫化カルボニル（ＣＯＳ）およびシアンを含有した燃料ガス中から硫化カルボニルとシアンを効率よく除去することができる燃料ガス中の硫化カルボニルおよびシアンの除去方法を提供すること。
【解決手段】硫化カルボニルおよびシアンを含む高温のタール分含有燃料ガスを、熱交換器６を通して冷却塔２へ導き冷却してタール分を凝縮させ、ガス中のダストへ吸着させる。次に、この冷却ガスを集塵機３へ導入してダストに吸着したタール分をダストと共に集塵除去する。次に、このタール分を除去した燃料ガスを再び前記熱交換器６に通して触媒反応温度以上に昇温する。その後、この昇温した燃料ガスを触媒反応塔４に導入して燃料ガス中の硫化カルボニルとシアンを加水分解し除去する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガス化炉や改質炉等から排出される硫化カルボニル（ＣＯＳ）およびシアンを含有した燃料ガス中から硫化カルボニルとシアンを効率よく除去することができる燃料ガス中の硫化カルボニルおよびシアンの除去方法に関するものである。

例えば、コークス炉、転炉、廃棄物ガス化改質炉等から排出される燃料ガス中には、有害な硫化カルボニル（ＣＯＳ）やシアン（ＨＣＮ）が含まれており、従来からこれら有害物質を基準値以下まで除去処理することが行なわれている。
このような硫化カルボニルを含有した燃料ガスの処理方法として、例えば特許文献１に示されるように、燃料ガスを触媒に接触させることにより、硫化カルボニルを加水分解し硫化水素に変換して硫化カルボニルを除去する方法が公知である。一方、シアンを含有した燃料ガスの処理方法として、例えば特許文献２に示されるように、シアンを加水分解して除去する方法も公知である。

図２は、前記のような方法を用いて燃料ガス中から硫化カルボニルとシアンを除去処理するための装置の一例を示すものであり、図において、２０はガス化炉、２１はガス改質炉、２２は冷却塔、２３は集塵機、２４は触媒反応塔、２５は洗浄塔、２６はガス利用設備である。
この装置によれば、ガス化炉２０およびガス改質炉２１を経た燃料ガスは冷却塔２２へ導かれ、ガス温度が約１０００℃から約４００℃まで冷却された後、集塵機２３へ導入され集塵処理される。次いで、触媒反応塔２４で硫化カルボニルとシアンが除去処理されて、スクラバーのような洗浄塔２５で洗浄処理された後、清浄ガスとしてガス利用設備２６に供給され利用に供される。

しかしながら、前記燃料ガス中にはガス改質炉２１で改質しきれないタール分が含まれており約４００℃の燃料ガスを集塵処理した場合は、該タール分が集塵機２３を通りぬけて触媒反応塔２４内へ導入されることとなる。この結果、タール分が触媒の表面に付着して触媒反応を阻害するという現象が生じ、触媒の寿命を短くするという問題点があった。更に、これに伴って触媒を頻繁に交換する必要が生じ、作業性に劣るという問題点や処理コストが高くなるという問題点もあった。
特開２００５−２２６０２８号公報 特開昭６０−２６０６９０号公報

本発明は上記のような問題点を解決して、燃料ガス中から硫化カルボニルとシアンを効率よく除去処理することができ、更には、タール分を集塵機で確実に除去処理できて触媒の寿命を大幅に延長することができる燃料ガス中の硫化カルボニルおよびシアンの除去方法を提供することを目的として完成されたものである。

上記課題を解決するためになされた本発明の燃料ガス中の硫化カルボニルおよびシアンの除去方法は、硫化カルボニルおよびシアンを含む高温のタール分含有燃料ガスを、熱交換器を通して冷却塔へ導き冷却してタール分を凝縮させ、ガス中のダストにタール分を吸着させた後、この冷却ガスを集塵機へ導入してダストに吸着したタール分をダストと共に集塵除去し、次いで、このタール分を除去した冷却ガスを再び前記熱交換器を通過させることにより、前記高温ガスと熱交換して触媒反応温度以上に昇温し、次いで、この昇温した燃料ガスを触媒反応塔に導いて燃料ガス中の硫化カルボニルとシアンを加水分解し除去することを特徴とするものである。

なお具体的には、高温の燃料ガスは冷却塔で１５０〜２５０℃、好ましくは２００℃以下まで冷却し、その後、熱交換器により３００〜５００℃、好ましくは４００℃以上に昇温することが好ましい。

本発明では、硫化カルボニルおよびシアンを含む高温のタール分含有燃料ガスを、熱交換器を通して冷却塔へ導き冷却してタール分を凝縮させた後、この冷却ガスを集塵機へ導入して凝縮したタール分をダストと共に集塵除去するので、後段の触媒反応塔にタール分が入り込むことがなく、触媒の表面にタール分が付着するのを防止する。
また、タール分を除去した冷却ガスを再び熱交換器を通過させることにより、高温ガスと熱交換して触媒反応温度以上に昇温してから触媒反応塔に導いて燃料ガス中の硫化カルボニルとシアンを加水分解し除去するようにしたので、硫化カルボニルとシアンを効率よく除去処理することができ、更には、熱損失も小さくすることができる。
また、高温の燃料ガスを冷却塔で１５０〜２５０℃、好ましくは２００℃以下まで冷却し、その後、熱交換器により３００〜５００℃、好ましくは４００℃以上に昇温することで、触媒の表面へのタール分の付着を防止し、硫化カルボニルとシアンを効率よく除去処理することができるうえ、触媒の寿命も長くすることができる。

以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。
図１は、一例としてガス改質炉より出た燃料ガスを処理する場合の燃料ガス中の硫化カルボニルおよびシアンの除去装置を示すもので、図において１はガス改質炉、２は冷却塔、３は集塵機、４は例えば酸化チタン等の触媒を充填した触媒反応塔であり、これら冷却塔２、集塵機３、触媒反応塔４は直列に並べられている。なお、５はスクラバーのような洗浄塔である。

本発明では、前記冷却塔２の前段に硫化カルボニルおよびシアンを含む高温（約１０００℃）のタール分含有燃料ガスが通過する熱交換器６が設けられている。即ち、高温燃料ガスは、熱交換器６を通して前記冷却塔２内へ導入されるよう構成されている。
更に、この熱交換器６は集前記塵機２と触媒反応塔３に連結されており、この熱交換器６によって、集塵機３から出た冷たいガス（約２００℃）と前記高温の燃料ガスとを熱交換し、例えば、触媒反応領域である約４００℃まで昇温して、この昇温燃料ガスを次工程である触媒反応塔４へ導入するように構成されている。

次に、このような装置により燃料ガスを処理する工程を説明する。
先ず、ガス改質炉１より排出される硫化カルボニルおよびシアンを含む高温（約１０００℃）のタール分含有燃料ガスを、熱交換器６を通して冷却塔２へ導いて、１５０〜２５０℃、好ましくは約２００℃以下に冷却処理する。これにより、燃料ガス中のタール分を凝縮させ、ガス中のダストへ吸着させる。次いで、この冷却ガスを集塵機３へ導入して、前記工程でダストに吸着したタール分をダストと共に集塵除去する。この工程により、タール分を７０％以上除去することができるので、従来のようにタール分が通過して後工程の触媒反応塔４に入り込むことがなくなり、触媒表面にタール分が付着して触媒機能を低下させることを防止する。

次いで、このタール分を除去した冷却ガスを、再び前記熱交換器６を通過させる。これにより、冷却ガスを前記高温ガスと熱交換して触媒反応温度以上３００〜５００℃、好ましくは約４００℃まで昇温する。この昇温工程は、ガス改質炉１より出た約１０００℃の高温燃料ガスと、約２００℃以下に冷却された冷却ガスとの熱交換であり、特別な加熱装置等を設ける必要もなく、熱損失が小さくて経済的に行なうことができる。次いで、この昇温した燃料ガスを触媒反応塔４に導いて燃料ガス中の硫化カルボニルとシアンを加水分解し除去する。この場合、前述したように燃料ガスは触媒反応温度以上に昇温されているため、硫化カルボニルとシアンを確実に加水分解し除去することができる。

以上の説明からも明らかなように、本発明は燃料ガス中から硫化カルボニルとシアンを効率よく除去処理することができ、更には、タール分を集塵機で確実に除去処理できて触媒の寿命を大幅に延長することができることとなる。
よって、本発明は従来の問題点を解決した有用な燃料ガス中の硫化カルボニルおよびシアンの除去方法として、産業の発展に寄与するところ極めて大である。

本発明の実施の形態を示す装置の概略図である。 従来例を示す装置の概略図である。

符号の説明

１ ガス改質炉
２ 冷却塔
３ 集塵機
４ 触媒反応塔
５ 洗浄塔
６ 熱交換器

Claims (3)

1. 硫化カルボニルおよびシアンを含む高温のタール分含有燃料ガスを、熱交換器を通して冷却塔へ導き冷却してタール分を凝縮させ、ガス中のダストへ吸着させた後、この冷却ガスを集塵機へ導入してダストに吸着したタール分をダストと共に集塵除去し、次いで、このタール分を除去した冷却ガスを再び前記熱交換器を通過させることにより、前記高温ガスと熱交換して触媒反応温度以上に昇温し、次いで、この昇温した燃料ガスを触媒反応塔に導いて燃料ガス中の硫化カルボニルとシアンを加水分解し除去することを特徴とする燃料ガス中の硫化カルボニルおよびシアンの除去方法。
2. 高温の燃料ガスを冷却塔で１５０〜２５０℃まで冷却し、その後、熱交換器により３００〜５００℃まで昇温することを特徴とする請求項１に記載の燃料ガス中の硫化カルボニルおよびシアンの除去方法。
3. 集塵機がセラミックフィルタであることを特徴とする請求項１に記載の燃料ガス中の硫化カルボニルおよびシアンの除去方法。

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