JP2008038014A - Apparatus for purifying gas and method, gasification system, gasification power generation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばバイオマス等をガス化したガス中の酸性ガス成分及び硫化水素等のS成分を効率よく除去するガス浄化装置及び方法、並びにそれを用いたガス化システム、ガス化発電システムに関する。 The present invention relates to a gas purification apparatus and method for efficiently removing, for example, an acidic gas component and an S component such as hydrogen sulfide in gas obtained by gasifying biomass or the like, and a gasification system and a gasification power generation system using the same.
都市ごみ、下水汚泥、産業用廃棄物などの有機系廃棄物からエネルギー回収を図るために、廃棄物を熱分解によりガス化して燃料用ガス(ガス化ガス)を得るガス変換技術が、環境保全及び省資源の観点から注目されている。 In order to recover energy from organic waste such as municipal waste, sewage sludge, industrial waste, etc., gas conversion technology that gasifies waste by pyrolysis to obtain fuel gas (gasification gas) is environmental conservation And it is attracting attention from the viewpoint of resource saving.
このガス変換技術のシステムとしては、廃棄物に水蒸気を添加して400〜900℃でガス化し、さらに900〜1500℃でクラッキングして、煤を含まないクリーンなCO、H2 リッチガスを得るシステムが開発されている。このシステムにおいては、ガス化剤(蒸気、酸素)を高温で供給することにより、部分燃焼割合を少なくして発熱量の高いガスを得て、このガス(燃料用ガス)により発電装置による発電などが行われる(特許文献1)。 As a system of this gas conversion technology, there is a system that obtains clean CO, H 2 rich gas containing no soot by adding water vapor to waste, gasifying at 400 to 900 ° C., and further cracking at 900 to 1500 ° C. Has been developed. In this system, a gasifying agent (steam, oxygen) is supplied at a high temperature to reduce the partial combustion ratio to obtain a gas with a high calorific value, and this gas (fuel gas) generates power with a power generator. (Patent Document 1).
該ガス化ガス中には硫黄(S)成分が微量に含まれているので、脱硫する必要がある。従来においては、高温ガスで脱硫する場合、セラミックスフィルタを用いて、酸化鉄粉体を噴霧することが提案されている(特許文献2)。 Since the gasification gas contains a very small amount of sulfur (S) component, it must be desulfurized. Conventionally, when desulfurizing with a high-temperature gas, it has been proposed to spray iron oxide powder using a ceramic filter (Patent Document 2).
また、バイオマスガス化ガスに存在する硫化水素や塩化水素等を除去するために、高温ガスを冷却した後、集塵装置で集塵する直前に、脱S剤及び酸性ガス中和剤を供給し、硫化水素等のS成分及び塩化水素等の酸性ガスを除去することが提案されている(特許文献3) In order to remove hydrogen sulfide, hydrogen chloride, etc. present in the biomass gasification gas, a desulfurizing agent and an acid gas neutralizing agent are supplied immediately after the high-temperature gas is cooled and immediately before the dust is collected by the dust collector. It has been proposed to remove S components such as hydrogen sulfide and acidic gases such as hydrogen chloride (Patent Document 3).
しかしながら、特許文献3の提案において、例えばその図3の構成のような集塵装置を2塔式とする場合、一度冷却装置で冷却した後に、煙道中に粉状の酸性ガス中和剤を供給しても、酸性ガスの除去はできるものの粉状のアルカリ剤では、硫化水素を除去することができず、後流側の集塵装置の前で供給する脱S剤の使用量が多くなる、という問題がある。 However, in the proposal of Patent Document 3, for example, when the dust collector as in the configuration of FIG. 3 is a two-column type, the powdery acid gas neutralizing agent is supplied into the flue after being cooled once by the cooling device. Even if the acid gas can be removed, the powdered alkaline agent cannot remove hydrogen sulfide, and the amount of the de-S agent supplied before the dust collector on the downstream side increases. There is a problem.
本発明は、上記問題に鑑み、脱S剤の使用量を低減すると共に、酸性ガスの除去効率及びS成分の除去効率の向上したガス浄化装置及び方法、並びにそれを用いたガス化システム、ガス化発電システムを提供することを課題とする。 In view of the above problems, the present invention reduces the amount of de-S agent used, improves the gas gas removal efficiency and the S component removal efficiency, and a gas purification system and gas using the same. It is an object to provide a power generation system.
上述した課題を解決するための本発明の第1の発明は、原料をガス化してなる酸性ガス及び硫化水素を含む高温生成ガスを改質して改質ガスとする改質炉と、前記改質ガスを減温すると共に、半乾式状態で液状のアルカリ剤を供給してなる減温塔と、減温された冷却ガス中の煤塵を集塵する第1の濾過膜を備えてなると共に該第1の濾過膜の表面に前記アルカリ剤の堆積層を形成してなる第1の集塵装置と、前記第1の集塵装置の後流側の煙道中に、前記硫化水素を除去する粉状の脱S剤を対供給してなり、供給された脱S剤の堆積層を形成する第2の濾過膜を備えてなる第2の集塵装置と、冷却ガス中の酸性ガス成分及び硫化水素を除去した浄化ガスを減湿する減湿装置とを具備することを特徴とするガス浄化装置にある。 A first invention of the present invention for solving the above-described problems is a reforming furnace for reforming a high-temperature product gas containing an acidic gas obtained by gasifying a raw material and hydrogen sulfide into a reformed gas, and the modified A temperature-decreasing tower for reducing the temperature of the gas and supplying a liquid alkaline agent in a semi-dry state, and a first filtration membrane for collecting dust in the cooled gas. A powder for removing the hydrogen sulfide in a first dust collector formed by forming a deposition layer of the alkaline agent on the surface of the first filtration membrane and a flue on the downstream side of the first dust collector A second dust collector comprising a second filtration membrane that forms a deposited layer of the supplied de-S agent, and an acidic gas component and sulfidation in the cooling gas A gas purification apparatus comprising: a dehumidifying device that dehumidifies the purified gas from which hydrogen has been removed.
第2の発明は、第1の発明において、冷却ガス中の酸性ガス成分及び硫化水素を除去した浄化ガスを減湿する減湿装置を具備することを特徴とするガス浄化装置にある。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the gas purification apparatus according to the first aspect, further comprising a dehumidifying device for dehumidifying the purified gas from which the acidic gas component and hydrogen sulfide in the cooling gas have been removed.
第3の発明は、第1又は2の発明において、前記アルカリ剤をミスト状で噴霧してなることを特徴とするガス浄化装置にある。 A third invention is the gas purification apparatus according to the first or second invention, wherein the alkali agent is sprayed in a mist form.
第4の発明は、第1乃至3のいずれか一つの発明において、前記減湿装置から回収された廃水の一部を前記減温塔に用いてなることを特徴とするガス浄化装置にある。 A fourth invention is the gas purification apparatus according to any one of the first to third inventions, wherein a part of waste water recovered from the dehumidifier is used for the temperature reducing tower.
第5の発明は、第1乃至4のいずれか一つの発明において、前記第1の集塵装置と第2の集塵装置との間に加熱装置を介装し、第2の集塵装置へ送るガス温度を第1の集塵装置よりも高くしてなることを特徴とするガス浄化装置にある。 According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions, a heating device is interposed between the first dust collector and the second dust collector, and the second dust collector is obtained. The gas purifier is characterized in that the gas temperature to be sent is higher than that of the first dust collector.
第6の発明は、第1乃至5のいずれか一つの発明において、前記第1の集塵装置の後流側にガス中の酸性ガス成分量を計測する第1の分析装置を設けてなり、該酸性ガス量に応じて酸性ガス中和剤を供給してなると共に、前記第2の集塵装置の後流側にガス中のS成分量を計測する第2の分析装置を設けてなり、該S成分量に応じて脱S剤を供給してなることを特徴とするガス浄化装置にある。 A sixth invention provides the first analyzer according to any one of the first to fifth inventions, wherein the first analyzer that measures the amount of acidic gas components in the gas is provided on the downstream side of the first dust collector. According to the acid gas amount, an acid gas neutralizing agent is supplied, and a second analyzer for measuring the amount of S component in the gas is provided on the downstream side of the second dust collector, The gas purification apparatus is characterized in that a de-S agent is supplied according to the amount of the S component.
第7の発明は、第1乃至6のいずれか一つの発明において、前記第1の集塵装置と第2の集塵装置が一体化してなることを特徴とするガス浄化装置にある。 A seventh invention is the gas purification apparatus according to any one of the first to sixth inventions, wherein the first dust collector and the second dust collector are integrated.
第8の発明は、第1の発明において、前記脱S剤が、酸化亜鉛、酸化鉄、亜鉛・鉄化合物、酸化ニッケル、酸化銅、酸化コバルト、酸化モリブデン、活性炭の少なくとも一種又はこれらの混合物であることを特徴とするガス浄化装置にある。 According to an eighth invention, in the first invention, the de-S agent is at least one of zinc oxide, iron oxide, zinc / iron compound, nickel oxide, copper oxide, cobalt oxide, molybdenum oxide, activated carbon, or a mixture thereof. There exists in the gas purification apparatus characterized by.
第9の発明は、第1乃至8のいずれか一つのガス浄化装置を備えてなることを特徴とするガス化システムにある。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a gasification system comprising the gas purification device according to any one of the first to eighth aspects.
第10の発明は、第1乃至8のいずれか一つのガス浄化装置を備えてなることを特徴とするガス化発電システムにある。 A tenth aspect of the invention is a gasification power generation system including any one of the first to eighth gas purification apparatuses.
第11の発明は、第9の発明において、高温のガスを得るガス化炉が、バイオマスガス化炉、ゴミガス化炉、下水汚泥ガス化炉、石炭ガス化炉のいずれか一つであることを特徴とするガス化システムにある。 In an eleventh aspect, in the ninth aspect, the gasification furnace for obtaining high-temperature gas is any one of a biomass gasification furnace, a garbage gasification furnace, a sewage sludge gasification furnace, and a coal gasification furnace. The gasification system is featured.
第12の発明は、第10の発明において、高温のガスを得るガス化炉が、バイオマスガス化炉、ゴミガス化炉、下水汚泥ガス化炉、石炭ガス化炉のいずれか一つであることを特徴とするガス化発電システムにある。 In a twelfth aspect according to the tenth aspect, the gasification furnace for obtaining high-temperature gas is any one of a biomass gasification furnace, a garbage gasification furnace, a sewage sludge gasification furnace, and a coal gasification furnace. The gasification power generation system is featured.
第13の発明は、酸性ガス及び硫黄(S)成分を含有する高温ガスを減温する減温場にミスト状のアルカリ剤を供給し、冷却されたガスを第1の集塵装置で集塵し、前記ガス中の酸性ガスを除去すると共に、S成分の一部を除去し、次いで脱S剤を供給して第2の集塵装置でS成分を除去することを特徴とするガス浄化方法にある。 In a thirteenth aspect of the invention, a mist-like alkaline agent is supplied to a temperature reducing field for reducing a high temperature gas containing an acid gas and a sulfur (S) component, and the cooled gas is collected by the first dust collector. And removing a part of the S component, and then supplying a de-S agent to remove the S component by the second dust collector. It is in.
第14の発明は、第13の発明において、前記第1の集塵装置の温度が180℃以下であり、第2の集塵装置の温度が第1の集塵装置を出たガス温度よりも20℃以上高い温度であることを特徴とするガス浄化方法にある。 In a fourteenth aspect based on the thirteenth aspect, the temperature of the first dust collector is 180 ° C. or lower, and the temperature of the second dust collector is higher than the gas temperature exiting the first dust collector. The gas purification method is characterized in that the temperature is 20 ° C. or higher.
第15の発明は、第13又は14の発明において、前記脱S剤の噴霧に浄化ガスを利用することを特徴とするガス浄化方法にある。 A fifteenth aspect of the invention is a gas purification method according to the thirteenth or fourteenth aspect of the invention, wherein a purification gas is used for spraying the de-S agent.
第16の発明は、第13乃至15のいずれか一つの発明において、前記未反応の脱S剤を再利用することを特徴とするガス浄化方法にある。 A sixteenth invention is the gas purification method according to any one of the thirteenth to fifteenth inventions, wherein the unreacted de-S agent is reused.
本発明によれば、高温ガスを減温する減温塔内の空間に液状のアルカリ剤を供給するので、半乾式状態で酸性ガスと反応し反応除去効率が向上すると共に、硫化水素の一部を除去することとなる。これにより、後段側で供給する脱S剤の酸性ガスの悪影響をほとんど受けず、供給量の低減を図ることができ、システム効率の向上を図ることができる。 According to the present invention, since the liquid alkaline agent is supplied to the space in the temperature reducing tower for reducing the temperature of the high temperature gas, the reaction removal efficiency is improved by reacting with the acidic gas in a semi-dry state, and a part of hydrogen sulfide Will be removed. Thereby, the adverse effect of the acidic gas of the desulfurization agent supplied on the rear stage side is hardly affected, the supply amount can be reduced, and the system efficiency can be improved.
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or those that are substantially the same.
本発明によるガス浄化装置について、詳細に説明する。
図1は、実施例1にかかるガス浄化装置を有するガス化システムの概略図である。図1に示すように、本実施例にかかるガス化システム10Aは、例えばバイオマス等の原料11をガス化して高温生成ガス12を得るガス化炉13と、前記高温生成ガス12を水蒸気改質してCO、H2成分リッチの改質ガス14とする改質炉15と、前記改質ガス14を減温すると共に、半乾式状態で液状のアルカリ剤16を供給して、改質ガス14中の酸性ガスを中和する減温塔17と、減温された冷却ガス18中の煤塵を集塵する第1の濾過膜20aを備えてなると共に該第1の濾過膜20aの表面に前記アルカリ剤16の堆積層(図示せず)を形成してなる第1の集塵装置20と、前記第1の集塵装置20の後流側の酸性ガスが除去された冷却ガス18を供給する煙道21中に脱S剤22を供給してなり、供給された脱S剤22の堆積層(図示せず)を形成する第2の濾過膜23aを備えてなる第2の集塵装置23と、冷却ガス中の酸性ガス成分及びS成分を除去した浄化ガス24を減湿する減湿装置25と、減湿された減湿浄化ガス26を貯留するガスホルダ27と、該ガスホルダ27で貯留された貯留ガス28を用いて発電に供給するガスエンジン(G/E)等29とを具備するものである。なお、改質炉15の後流側には必要に応じて熱回収装置が設置されている。
The gas purification apparatus according to the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is a schematic diagram of a gasification system having a gas purification apparatus according to a first embodiment. As shown in FIG. 1, a gasification system 10A according to the present embodiment includes a
また、本発明において、前記生成ガス12としては、ガス化物である原料を熱分解して改質したO2成分が少ないガスである。
前記ガス化物の原料11としては、バイオマス以外に、例えば木屑、ごみ、下水汚泥、石炭等を挙げることができ、これらをガス化炉13でガス化し、ガス化したガスを改質して、可燃ガスである一酸化炭素や水素にするようにしている。
なお、ガスホルダ27は必要に応じて設けても設けなくてもよい。
In the present invention, the
Examples of the raw material 11 of the gasified product include, in addition to biomass, wood chips, garbage, sewage sludge, coal, and the like. These are gasified in the
The
本発明では、前記改質炉15で改質された高温ガスを減温する減温塔17の内部空間に、アルカリ剤供給装置31からアルカリ剤をミスト状態で噴霧し、液状状態から乾燥状態になる過程で、酸性ガスの除去、硫化水素も除去される。このように、高温場の塔内にミストを噴霧することにより半乾式状態で、気液接触反応となり、酸性ガスのみならず、硫化水素の一部も除去できることとなる。この結果、従来のような冷却装置で冷却した後に、酸性ガスを中和する中和剤を供給する場合に較べて、高温場での反応となり、酸性ガス除去効率が向上すると共に、硫化水素の一部も除去することとなるので、第1の集塵装置20の後流側で供給する脱S剤22の供給量を低減することができる。
In the present invention, the alkali agent is sprayed in the mist state from the alkali
ここで、本発明で半乾式状態とは、減温塔17の高温場(300〜1000℃の生成ガスが供給される。)の塔内部に、ミスト状で液状アルカリを供給することにより、液状から乾燥状態に変化することをいう。 Here, in the present invention, the semi-dry state means that the liquid alkali is supplied in the form of a mist to the inside of the tower in the high temperature field of the temperature reducing tower 17 (300 to 1000 ° C. product gas is supplied). It changes from dry to dry.
ここで、減温塔17内部に噴霧する形態としては、液状のアルカリを例えばノズルによりミスト状で塔内に供給するようにしている。前記ノズルは、例えば二流体ノズル、ロータリアトマイザ等を用いればよい。 Here, as a form of spraying inside the temperature-decreasing tower 17, liquid alkali is supplied into the tower in the form of mist, for example, by a nozzle. For example, a two-fluid nozzle or a rotary atomizer may be used as the nozzle.
前記ミスト径は、最大粒径が200μm以下、平均粒径が30〜70μm、好適には40〜50μmとするのが好ましい。これにより、酸性ガスとの接触効率が向上し、生成ガス中の酸性ガスの除去効率の向上を図ることができる。また、未蒸発による腐食や灰堆積による閉塞トラブルを回避できる。 The mist diameter is preferably a maximum particle diameter of 200 μm or less, an average particle diameter of 30 to 70 μm, and preferably 40 to 50 μm. Thereby, contact efficiency with acidic gas improves and it can aim at improvement of removal efficiency of acidic gas in generated gas. Further, it is possible to avoid clogging trouble due to corrosion due to non-evaporation and ash accumulation.
また、アルカリ剤の当量比としては、硫化水素を含む酸性ガスに対して、6未満、好ましくは3未満とするのが好ましい。 Further, the equivalent ratio of the alkali agent is preferably less than 6, preferably less than 3, with respect to the acidic gas containing hydrogen sulfide.
この酸性ガスを中和するアルカリ剤16は、例えば水酸化ナトリウム水溶液、消石灰スラリ、重曹水溶液又はスラリ等のアルカリ水溶液を例示することができる。また、濾過膜を保護する珪藻土等の助剤も供給するようにしてもよい。
ここで、前記アルカリ剤として水酸化ナトリウムを用いた場合には、生成ガス中に仮にシアン化水素がした場合に反応して、シアン化ナトリウムとして固定化し、集塵装置20で除去することができる。
また、アルカリ剤として水酸化カルシウム(消石灰)を用いた場合には、塩化カルシウムとして固定化することとなるので、水酸化ナトリウムを用いることで、前記第1の集塵装置20の回収灰の潮解によるトラブルを回避することができる。特に水蒸気が多いガス化ガスでは、灰のハンドリングが容易となる。
Examples of the
Here, when sodium hydroxide is used as the alkali agent, it reacts when hydrogen cyanide is present in the product gas, and can be fixed as sodium cyanide and removed by the
In addition, when calcium hydroxide (slaked lime) is used as the alkaline agent, it is fixed as calcium chloride. Therefore, by using sodium hydroxide, clarification of the recovered ash of the
前記減温塔17で乾燥状態となったアルカリ剤はガス中の酸性ガスを中和しつつ、煙道にて第1の集塵装置20に運ばれ、第1の濾過膜20aおいて酸性ガス中和剤の堆積層を形成し、ここで通過するガス中の酸性ガス分(HCl、SOx等)を最終的に吸着・捕集することとなる。
The alkali agent dried in the temperature-decreasing tower 17 is carried to the
これにより、従来のように減温した後の煙道中に、アルカリ剤を供給する場合と異なり、高温場の減温塔内に、供給することで第1の集塵装置20までのアルカリ剤の滞留が長くなり、酸性ガス除去効率を向上させることができる。
Thereby, unlike the case where the alkali agent is supplied into the flue after the temperature reduction as in the conventional case, the alkali agent up to the
ここで、第1の集塵装置20及び第2の集塵装置23は、温度が150〜400℃、好ましくは150〜200℃で集塵し、集塵用のフィルタはガラス繊維、フェルト、PTFEコーティングろ布、セラミックフィルタ等を挙げることができる。
Here, the
また、アルカリ剤をペレット状態として、ガス化炉13又は改質炉15中に別途投入しておき、酸性ガスを除去するようにしてもよい。
Alternatively, the alkaline agent may be in a pellet state and separately charged into the
また、前記生成ガス中に含まれるS成分とは、硫化水素(H2S)以外に、COS等の硫化物又はSO、SO2、SO3、SO4、S2O3等の酸化硫黄等を挙げることができる。 In addition to hydrogen sulfide (H 2 S), the S component contained in the product gas includes sulfides such as COS or sulfur oxides such as SO, SO 2 , SO 3 , SO 4 , and S 2 O 3. Can be mentioned.
本発明で脱S剤22とは、例えば酸化亜鉛、酸化鉄、亜鉛・鉄化合物、ニッケル等の遷移金属の酸化物、銅、活性炭、ゼオライト等を挙げることができ、特に酸化亜鉛が好ましい。これは、硫化水素と反応した場合において、他の脱S剤に比べて反応性及びコスト面で優れているためである。なお、前記脱S剤22は脱S剤供給装置32から粉状で煙道21内に噴霧されている。前記脱S剤の噴霧に浄化ガス24を利用するようにしてもよい。
Examples of the
前記脱S剤22は粉体状であり、数10μm〜数100μm程度とすればよい。これにより、S成分との接触面積が増大し、反応効率が向上する。この結果、利用率の向上及び除去効率が向上する。
また、脱S剤22の当量比としては、4未満、好ましくは3未満とするのが好ましい。
The
Further, the equivalent ratio of the
前記第1の集塵装置20で集塵された煤塵33は所定時間経過した後逆洗浄により第1の濾過膜20aから払い落とされ、別途回収・除去される。
また、前記第2の集塵装置23で集塵されたZnS等34は所定時間経過した後逆洗浄により第2の濾過膜23aから払い落とされ、別途回収・除去される。
The
Further, ZnS or the like 34 collected by the
前記減湿装置25は、間接熱交換式又は直接熱交換式のいずれの方式による減湿方法でもよいが、その廃水量がより少ない間接熱交換式の装置とすることが望ましい。
The
なお、発電設備として、ガスエンジンに限定されるものではなく、ガスタービン、燃料電池等のガスを用いて発電することができる各種発電装置におけるガスの浄化に適用することができる。 The power generation equipment is not limited to a gas engine, and can be applied to gas purification in various power generation devices that can generate power using gas such as a gas turbine or a fuel cell.
また、本実施例では、ガス化発電システムにおけるガス浄化装置を適用した例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばバイオマスからのガス化ガスを改質してメタノール等を得るシステムに適用することもできる。 Further, in the present embodiment, an example in which the gas purification apparatus in the gasification power generation system is applied has been described. However, the present invention is not limited to this, for example, by reforming gasification gas from biomass to methanol or the like It can also be applied to a system that obtains
図2は、実施例2にかかるガス浄化装置を有するガス化システムの概略図である。なお、図1に示す実施例1の装置の構成と同一部材については、同一符号を付してその説明は省略する。図2に示すように、本実施例にかかるガス化システム10Bは、実施例1のシステムにおいて、減湿装置25で排出される廃水35の一部を減温塔17へ供給して再利用するものである。これにより、廃水の量を低減することができる。
FIG. 2 is a schematic diagram of a gasification system having a gas purification apparatus according to a second embodiment. The same members as those of the apparatus of the first embodiment shown in FIG. As shown in FIG. 2, the gasification system 10 </ b> B according to the present embodiment supplies a part of the waste water 35 discharged from the
図3は、実施例3にかかるガス浄化装置を有するガス化システムの概略図である。なお、図1に示す実施例1の装置の構成と同一部材については、同一符号を付してその説明は省略する。図3に示すように、本実施例にかかるガス化システム10Cは、実施例1のシステムにおいて、第1の集塵装置20と第2の集塵装置23とを連結する煙道21に、ガス加熱装置41を設け、第1の集塵装置20からのガスの温度を上昇させるようにしている。
FIG. 3 is a schematic diagram of a gasification system having a gas purification apparatus according to a third embodiment. The same members as those of the apparatus of the first embodiment shown in FIG. As shown in FIG. 3, the gasification system 10 </ b> C according to the present embodiment is configured such that, in the system of the first embodiment, the gas is connected to the
そして、第1の集塵装置20に送る冷却ガス18のガス温度を180℃以下となるように調整している。これは、酸性ガスの除去は低温状態であればあるほどその除去効率が向上するからである。なお、この場合においても酸露点の関係から100℃以下までは温度を下げないようにしている。
And the gas temperature of the cooling
前記加熱装置41により、一度冷却されたガスを第1の集塵装置20から供給されるガス温度よりも20℃以上に昇温させることにより、脱S除去反応の反応効率の向上を図るようにしている。
By raising the temperature of the gas once cooled by the heating device 41 to 20 ° C. or higher than the gas temperature supplied from the
図4は、実施例4にかかるガス浄化装置を有するガス化システムの概略図である。なお、図1に示す実施例1の装置の構成と同一部材については、同一符号を付してその説明は省略する。図4に示すように、本実施例にかかるガス化システム10Dは、実施例1のシステムにおいて、第1の集塵装置20から排出される浄化したガス中の酸性ガス成分を計測する第1の分析装置51と、第2の集塵装置23から排出される浄化したガス中のS成分(H2S,SOx)を計測する第2の分析装置52を設けたものである。この第1の分析装置51及び第2の分析装置52の分析情報を演算装置(図示せず)で処理し、アルカリ剤16及び脱S剤22の供給を制御するように、制御信号を送るようにしている。これにより、常に適切な範囲のアルカリ剤16及び脱S剤22を供給することができ、効率的なガスの浄化が可能となる。また、第1の集塵装置20、第2の集塵装置23の集塵力及び脱S剤の判断の指標とすることができる。
FIG. 4 is a schematic diagram of a gasification system having a gas purification apparatus according to a fourth embodiment. The same members as those of the apparatus of the first embodiment shown in FIG. As shown in FIG. 4, the gasification system 10 </ b> D according to the present embodiment is the first system that measures the acidic gas component in the purified gas discharged from the
図5は、実施例5にかかるガス浄化装置を有するガス化システムの概略図である。なお、図1に示す実施例1の装置の構成と同一部材については、同一符号を付してその説明は省略する。図4に示すように、本実施例にかかるガス化システム10Eは、実施例1のシステムにおいて、第2の集塵装置23で例えば逆洗浄操作によって定期的に払いおとされる堆積層であるZnS等34を含むダストの一部を分離装置36により分離し、脱S剤供給装置32に戻して、ダスト中の未反応の脱S剤22を再利用するものである。これにより高価な脱S剤の使用コストの低減を図ることができる。
FIG. 5 is a schematic diagram of a gasification system having a gas purification apparatus according to a fifth embodiment. The same members as those of the apparatus of the first embodiment shown in FIG. As shown in FIG. 4, the gasification system 10 </ b> E according to the present embodiment is a deposited layer that is periodically removed by, for example, a back cleaning operation in the
また、図6に示すように、第1の集塵装置20と第2の集塵装置23との壁面をつき合わせて、両者を一体化させ、一体型集塵装置50とすることもできる。これにより、集塵装置の設置スペースの省スペース化を図ることができる。
Moreover, as shown in FIG. 6, the wall surface of the
このように、高温ガスを減温する減温塔17内にアルカリ剤16を噴霧することで、ガス中の酸性ガスの効率的な除去を行うと共に、S成分の一部も除去することができるので、第2の集塵装置23の前段側で供給する高価な脱S剤22の供給量の低減を図ることができ、従来よりも反応効率の向上と処理費用の低減を図ることができる。
In this way, by spraying the
以上のように、本発明にかかるガス浄化装置は、高温ガスを減温する減温塔内にアルカリ剤を半乾式状態で噴霧することで、ガス中の酸性ガスの効率的な除去を行うと共に、S成分の一部も除去することができ、ガス化ガスの精製に適用することができる。 As described above, the gas purification apparatus according to the present invention efficiently removes the acidic gas in the gas by spraying the alkaline agent in a semi-dry state in the temperature reducing tower for reducing the temperature of the high temperature gas. , Part of the S component can also be removed and can be applied to the purification of gasification gas.
10A〜E ガス化システム
11 原料
12 生成ガス
13 ガス化炉
14 改質ガス
15 改質炉
16 アルカリ剤
17 減温塔
18 冷却ガス
19 濾過膜
20 第1の集塵装置
21 煙道
22 脱S剤
23 第2の集塵装置
24 浄化ガス
25 減湿装置
26 減湿浄化ガス
27 ガスホルダ
28 貯留ガス
29 ガスエンジン(G/E)等
10A to E Gasification system 11
Claims (16)
前記改質ガスを減温すると共に、半乾式状態で液状のアルカリ剤を供給してなる減温塔と、
減温された冷却ガス中の煤塵を集塵する第1の濾過膜を備えてなると共に該第1の濾過膜の表面に前記アルカリ剤の堆積層を形成してなる第1の集塵装置と、
前記第1の集塵装置の後流側の煙道中に、前記硫化水素を除去する粉状の脱S剤を対供給してなり、供給された脱S剤の堆積層を形成する第2の濾過膜を備えてなる第2の集塵装置とを具備することを特徴とするガス浄化装置。 A reforming furnace for reforming a high-temperature product gas containing acid gas and hydrogen sulfide obtained by gasifying a raw material;
A temperature reducing tower that lowers the temperature of the reformed gas and supplies a liquid alkaline agent in a semi-dry state;
A first dust collector comprising a first filtration membrane for collecting the dust in the cooled cooling gas and having a deposited layer of the alkaline agent formed on the surface of the first filtration membrane; ,
A second desulfurization agent that removes the hydrogen sulfide is supplied to the flue on the downstream side of the first dust collector to form a deposited layer of the desulfurization agent supplied. A gas purification device comprising: a second dust collecting device provided with a filtration membrane.
冷却ガス中の酸性ガス成分及び硫化水素を除去した浄化ガスを減湿する減湿装置を具備することを特徴とするガス浄化装置。 In claim 1,
A gas purification apparatus comprising a dehumidifying device for dehumidifying a purified gas from which acidic gas components and hydrogen sulfide in a cooling gas have been removed.
前記アルカリ剤をミスト状で噴霧してなることを特徴とするガス浄化装置。 In claim 1 or 2,
A gas purification apparatus, wherein the alkali agent is sprayed in a mist form.
前記減湿装置から回収された廃水の一部を前記減温塔に用いてなることを特徴とするガス浄化装置。 In any one of Claims 1 thru | or 3,
A gas purification apparatus characterized in that a part of waste water recovered from the dehumidifying apparatus is used in the temperature reducing tower.
前記第1の集塵装置と第2の集塵装置との間に加熱装置を介装し、第2の集塵装置へ送るガス温度を第1の集塵装置よりも高くしてなることを特徴とするガス浄化装置。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
A heating device is interposed between the first dust collector and the second dust collector, and the gas temperature sent to the second dust collector is higher than that of the first dust collector. A gas purification device characterized.
前記第1の集塵装置の後流側にガス中の酸性ガス成分量を計測する第1の分析装置を設けてなり、該酸性ガス量に応じて酸性ガス中和剤を供給してなると共に、
前記第2の集塵装置の後流側にガス中のS成分量を計測する第2の分析装置を設けてなり、該S成分量に応じて脱S剤を供給してなることを特徴とするガス浄化装置。 In any one of Claims 1 thru | or 5,
A first analyzer for measuring the amount of acidic gas components in the gas is provided on the downstream side of the first dust collector, and an acidic gas neutralizer is supplied according to the amount of acidic gas. ,
A second analyzer that measures the amount of S component in the gas is provided on the downstream side of the second dust collector, and a de-S agent is supplied according to the amount of S component. Gas purification device to do.
前記第1の集塵装置と第2の集塵装置が一体化してなることを特徴とするガス浄化装置。 In any one of Claims 1 thru | or 6,
The gas purification apparatus, wherein the first dust collector and the second dust collector are integrated.
前記脱S剤が、酸化亜鉛、酸化鉄、亜鉛・鉄化合物、酸化ニッケル、酸化銅、酸化コバルト、酸化モリブデン、活性炭の少なくとも一種又はこれらの混合物であることを特徴とするガス浄化装置。 In claim 1,
The gas purifier, wherein the de-S agent is at least one of zinc oxide, iron oxide, zinc / iron compound, nickel oxide, copper oxide, cobalt oxide, molybdenum oxide, activated carbon, or a mixture thereof.
高温のガスを得るガス化炉が、バイオマスガス化炉、ゴミガス化炉、下水汚泥ガス化炉、石炭ガス化炉のいずれか一つであることを特徴とするガス化システム。 In claim 9,
A gasification system, wherein the gasification furnace for obtaining high-temperature gas is any one of a biomass gasification furnace, a garbage gasification furnace, a sewage sludge gasification furnace, and a coal gasification furnace.
高温のガスを得るガス化炉が、バイオマスガス化炉、ゴミガス化炉、下水汚泥ガス化炉、石炭ガス化炉のいずれか一つであることを特徴とするガス化発電システム。 In claim 10,
A gasification power generation system characterized in that the gasification furnace for obtaining high-temperature gas is any one of a biomass gasification furnace, a garbage gasification furnace, a sewage sludge gasification furnace, and a coal gasification furnace.
前記第1の集塵装置の温度が180℃以下であり、第2の集塵装置の温度が第1の集塵装置を出たガス温度よりも20℃以上高い温度であることを特徴とするガス浄化方法。 In claim 13,
The temperature of the first dust collector is 180 ° C. or less, and the temperature of the second dust collector is 20 ° C. or more higher than the gas temperature exiting the first dust collector. Gas purification method.
前記脱S剤の噴霧に浄化ガスを利用することを特徴とするガス浄化方法。 In claim 13 or 14,
A gas purification method, wherein a purification gas is used for spraying the de-S agent.
前記未反応の脱S剤を再利用することを特徴とするガス浄化方法。 In any one of Claims 13 thru | or 15,
A gas purification method characterized by reusing the unreacted desulfurization agent.
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