JP2011157486A - System for purifying gasified gas - Google Patents

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Satonobu Yasutake
聡信 安武
Atsuhiro Yukimoto
敦弘 行本
Masanao Yonemura
将直 米村
Tetsuya Imai
哲也 今井
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • Y02P20/10—Process efficiency

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a system for purifying a gasified gas, which improves an energy efficiency of gasified gas. <P>SOLUTION: The system 10 for purifying a gasified gas is equipped with a gasification furnace 11 for gasifying coal being a fuel, a CO shift reaction device 15 for converting carbon monoxide (CO) in a gasified gas 12 formed in the gasification furnace 11 into carbon dioxide (CO<SB>2</SB>) in the presence of a CO shift catalyst 21, a scrubber apparatus 17 removing a halogen compound in the gasified gas 12 after CO shift reaction in the CO shift reaction device 15 and a gas purification apparatus 19 for removing carbon dioxide (CO<SB>2</SB>) and hydrogen sulfide (H<SB>2</SB>S) in the gasified gas 12 after removal of the halogen compound by the scrubber apparatus 17. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、ガス化ガス精製システムに関する。   The present invention relates to a gasification gas purification system.

石炭の有効利用は近年のエネルギー問題での切り札の一つとして注目されている。石炭を付加価値の高いエネルギー媒体として変換するための技術として、石炭ガス化技術、ガス精製技術の開発が進められている（例えば特許文献１，２を参照）。   Effective use of coal has attracted attention as one of the trump cards in recent energy problems. Development of coal gasification technology and gas purification technology is underway as technology for converting coal as an energy medium with high added value (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

図６は、従来の一般的な石炭ガス化ガスの精製システムを示す説明図である。図６に示すガス化ガス精製システム１００では、まず、ガス化炉１１０において石炭Ｆをガス化することによりガス化ガスを生成する。ガス化炉１１０で生成されたガス化ガス１２０は、フィルタ１３０によりガス中の煤塵が除去され、熱交換器１４０にて冷却された後、湿式スクラバ装置１５０においてガス中に含まれるハロゲン化合物が除去される。次いで、ガス化ガス１２０は、熱交換器１６０にて冷却された後、吸収塔１７０Ａ及び再生塔１７０Ｂとを備えたＨ２Ｓ除去装置１７０に導入され、ガス中の硫化水素（Ｈ２Ｓ）が除去される。脱硫後のガス化ガス１２０は、熱交換器１８０にて加熱された後、水蒸気１９０が混合された状態でＣＯシフト反応装置２００に導入される。ＣＯシフト反応装置２００では、ＣＯシフト触媒下、ガス化ガス１２０中に含まれる一酸化炭素（ＣＯ）が二酸化炭素（ＣＯ2）に変換される。次いで、ガス化ガス１２０は、熱交換器２１０にて冷却された後、吸収塔２２０Ａ及び再生塔２２０Ｂとを備えたＣＯ２除去装置２２０に導入され、ガス中の二酸化炭素（ＣＯ2）が回収される。上記工程を経ることにより、一酸化炭素（ＣＯ）及び水素（Ｈ２）を主成分とする精製ガス２３０が得られる。得られた精製ガス２３０は、発電プラントのタービン用のガスや、メタノール、アンモニアなどの化成品合成用のガスとして適用される。 FIG. 6 is an explanatory diagram showing a conventional general coal gasification gas purification system. In the gasification gas purification system 100 shown in FIG. 6, first, gasification gas is generated by gasifying coal F in the gasification furnace 110. The gasification gas 120 generated in the gasification furnace 110 removes the dust in the gas by the filter 130 and is cooled by the heat exchanger 140, and then the halogen compound contained in the gas is removed by the wet scrubber device 150. Is done. Next, after the gasification gas 120 is cooled by the heat exchanger 160, it is introduced into an H 2 S removal device 170 including an absorption tower 170A and a regeneration tower 170B, and hydrogen sulfide (H 2 S) in the gas is introduced. Is removed. The desulfurized gasification gas 120 is heated by the heat exchanger 180 and then introduced into the CO shift reaction device 200 in a state where the water vapor 190 is mixed. In the CO shift reaction apparatus 200, carbon monoxide (CO) contained in the gasification gas 120 is converted into carbon dioxide (CO 2 ) under a CO shift catalyst. Next, after the gasification gas 120 is cooled by the heat exchanger 210, it is introduced into a CO 2 removal device 220 having an absorption tower 220A and a regeneration tower 220B, and carbon dioxide (CO 2 ) in the gas is recovered. Is done. Through the above steps, a purified gas 230 containing carbon monoxide (CO) and hydrogen (H 2 ) as main components is obtained. The obtained purified gas 230 is applied as a gas for a turbine of a power plant or a gas for synthesis of a chemical product such as methanol and ammonia.

特開２００１−２７９２６６号公報JP 2001-279266 A 特開２００４−３３１７０１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-331701

ところで、図６に示されるガス化ガス精製システム１００では、ＣＯシフト反応工程の前流でＨ２Ｓ除去工程を行い、後流でＣＯ２除去工程を行っている。ここで、Ｈ２Ｓ除去装置１７０及びＣＯ２除去装置２２０におけるガス化ガス１２０の温度は、いずれも３０℃程度である。一方、ＣＯシフト反応装置２００でのガス化ガス１２０の温度は３００℃近傍に達する。このため、ガス温度３０℃程度でＨ２Ｓ除去工程を行った後に、ガス温度を一旦３０℃から３００℃近傍まで上昇させてＣＯシフト反応工程を行い、その後、ＣＯ２除去工程を行うためにガス温度を再び３００℃から３０℃程度まで降下させなければならない。 Meanwhile, in the gasification gas purification system 100 shown in FIG. 6, the H 2 S removal process is performed upstream of the CO shift reaction process, and the CO 2 removal process is performed downstream. Here, the temperatures of the gasification gas 120 in the H 2 S removal device 170 and the CO 2 removal device 220 are both about 30 ° C. On the other hand, the temperature of the gasification gas 120 in the CO shift reactor 200 reaches around 300 ° C. Therefore, after performing the H 2 S removal process at a gas temperature of about 30 ° C., the gas temperature is once increased from 30 ° C. to around 300 ° C. to perform the CO shift reaction process, and then the CO 2 removal process is performed. The gas temperature has to be lowered again from 300 ° C. to around 30 ° C.

このように、図６に示されるガス化ガス精製システム１００では、ガス化ガスの温度の上下動が激しく、エネルギー効率が悪いという問題がある。このため、ガス化ガス精製システムにおいてガス化ガスのエネルギー効率を向上させることが切望されている。   As described above, the gasification gas purification system 100 shown in FIG. 6 has a problem that the temperature of the gasification gas fluctuates up and down and the energy efficiency is poor. For this reason, improving the energy efficiency of gasification gas in a gasification gas purification system is earnestly desired.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ガス化ガスのエネルギー効率を向上させることのできるガス化ガス精製システムを提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at providing the gasification gas refinement | purification system which can improve the energy efficiency of gasification gas.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の請求項１に係るガス化ガス精製システムは、燃料である石炭をガス化するガス化炉と、前記ガス化炉で生成されたガス化ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）を、ＣＯシフト触媒下で二酸化炭素（ＣＯ2）に変換するＣＯシフト反応装置と、前記ＣＯシフト反応装置でＣＯシフト反応させた後のガス化ガス中のハロゲン化合物を除去するスクラバ装置と、前記スクラバ装置でハロゲン化合物を除去した後のガス化ガス中の二酸化炭素（ＣＯ2）及び硫化水素（Ｈ２Ｓ）を除去するガス精製装置と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a gasification gas purification system according to claim 1 of the present invention is produced by a gasification furnace for gasifying coal as fuel and the gasification furnace. A CO shift reaction device that converts carbon monoxide (CO) in the gasification gas into carbon dioxide (CO 2 ) under a CO shift catalyst, and in the gasification gas after the CO shift reaction in the CO shift reaction device A scrubber device that removes the halogen compound of the gas, and a gas purification device that removes carbon dioxide (CO 2 ) and hydrogen sulfide (H 2 S) in the gasification gas after the halogen compound is removed by the scrubber device. It is characterized by that.

また、本発明の請求項２に係るガス化ガス精製システムは、上記請求項１において、前記ＣＯシフト触媒がハロゲン化合物耐性を有することを特徴とする。   The gasification gas purification system according to claim 2 of the present invention is characterized in that, in the above-mentioned claim 1, the CO shift catalyst has a halogen compound resistance.

また、本発明の請求項３に係るガス化ガス精製システムは、上記請求項１又は２において、前記ガス精製装置が、前記ガス化ガスを吸収液と接触させて二酸化炭素（ＣＯ2）及び硫化水素（Ｈ２Ｓ）の両方を除去する吸収塔と、二酸化炭素（ＣＯ2）及び硫化水素（Ｈ２Ｓ）の両方を吸収した溶液を再生する再生塔とを備えることを特徴とする。 A gasification gas purification system according to a third aspect of the present invention is the gasification gas purification system according to the first or second aspect, wherein the gas purification device brings the gasification gas into contact with an absorbing liquid to cause carbon dioxide (CO 2 ) and sulfurization. characterized in that it comprises an absorption tower for removing both hydrogen (H 2 S), and carbon dioxide (CO 2) and regenerator to regenerate the solution having absorbed both hydrogen sulfide (H 2 S).

本発明のガス化ガス精製システムによれば、ＣＯシフト反応装置、スクラバ装置、ガス精製装置での各工程を経る間に、ガス化ガスの温度を徐々に下降させることが可能となる。その結果、従来のガス化ガス精製システムと比べて、ガス化ガスのエネルギー効率を向上させることが可能となる。   According to the gasification gas purification system of the present invention, the temperature of the gasification gas can be gradually lowered during each step in the CO shift reaction device, the scrubber device, and the gas purification device. As a result, it is possible to improve the energy efficiency of the gasification gas as compared with the conventional gasification gas purification system.

図１は、本実施の形態に係るガス化ガス精製システムの概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a gasification gas purification system according to the present embodiment. 図２は、実施例に係るガス化ガス精製システムにおけるガス化ガスの温度を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the temperature of the gasification gas in the gasification gas purification system according to the embodiment. 図３は、図２に示したガス化ガスの温度変化を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing a temperature change of the gasification gas shown in FIG. 図４は、比較例に係るガス化ガス精製システムにおけるガス化ガスの温度を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the temperature of the gasification gas in the gasification gas purification system according to the comparative example. 図５は、図４に示したガス化ガスの温度変化を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing a temperature change of the gasification gas shown in FIG. 図６は、従来のガス化ガス精製システムの概略図である。FIG. 6 is a schematic view of a conventional gasification gas purification system.

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、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態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.

本実施の形態に係るガス化ガス精製システムについて、図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係るガス化ガス精製システム１０の概略図である。図１に例示されるガス化ガス精製システム１０は、燃料である石炭をガス化するガス化炉１１と、ガス化炉１１で生成されたガス化ガス１２中の一酸化炭素（ＣＯ）を、ＣＯシフト触媒下で二酸化炭素（ＣＯ2）に変換するＣＯシフト反応装置１５と、ＣＯシフト反応装置１５でＣＯシフト反応させた後のガス化ガス１２中のハロゲン化合物を除去する湿式スクラバ装置１７と、湿式スクラバ装置１７でハロゲン化合物を除去した後のガス化ガス１２中の二酸化炭素（ＣＯ2）及び硫化水素（Ｈ２Ｓ）を除去するガス精製装置１９とを備えている。 A gasification gas purification system according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of a gasification gas purification system 10 according to the present embodiment. A gasification gas purification system 10 illustrated in FIG. 1 includes a gasification furnace 11 that gasifies coal as fuel, and carbon monoxide (CO) in the gasification gas 12 generated in the gasification furnace 11. A CO shift reaction device 15 for converting to carbon dioxide (CO 2 ) under a CO shift catalyst, and a wet scrubber device 17 for removing a halogen compound in the gasification gas 12 after the CO shift reaction is performed by the CO shift reaction device 15; And a gas purification device 19 for removing carbon dioxide (CO 2 ) and hydrogen sulfide (H 2 S) in the gasification gas 12 after the halogen compound is removed by the wet scrubber device 17.

ガス化炉１１とＣＯシフト反応装置１５とを接続するガス流路の途中には、ガス化炉１１から送り出されたガス化ガス１２中の煤塵を除去するフィルタ１３と、フィルタ１３を通過したガス化ガス１２を冷却する熱交換器１４とが設置されている。また、ＣＯシフト反応装置１５と湿式スクラバ装置１７とを接続するガス流路の途中には、ＣＯシフト反応装置１５から送り出されたガス化ガス１２を冷却する熱交換器１６が配置されている。また、湿式スクラバ装置１７とガス精製装置１９とを接続するガス流路の途中には、湿式スクラバ装置１７から送り出されたガス化ガス１２を冷却する熱交換器１８が配置されている。   In the middle of the gas flow path connecting the gasification furnace 11 and the CO shift reactor 15, there are a filter 13 for removing dust in the gasification gas 12 sent from the gasification furnace 11, and a gas that has passed through the filter 13. A heat exchanger 14 for cooling the conversion gas 12 is installed. A heat exchanger 16 for cooling the gasification gas 12 sent out from the CO shift reaction device 15 is disposed in the middle of the gas flow path connecting the CO shift reaction device 15 and the wet scrubber device 17. Further, a heat exchanger 18 for cooling the gasified gas 12 sent out from the wet scrubber device 17 is arranged in the middle of the gas flow path connecting the wet scrubber device 17 and the gas purification device 19.

このガス化ガス精製システム１０では、ガス化ガス１２の処理温度の高い順に各装置（ＣＯシフト反応装置１５、湿式スクラバ装置１７、ガス精製装置１９）が配置され、各装置での処理を経るごとにガス化ガス１２の温度が徐々に低下するように構成されている。これにより、以下に説明するように熱効率が良好なガス精製プロセスの実現を可能としている。   In this gasification gas purification system 10, each device (CO shift reaction device 15, wet scrubber device 17, gas purification device 19) is arranged in descending order of the processing temperature of the gasification gas 12. Further, the temperature of the gasification gas 12 is configured to gradually decrease. This makes it possible to realize a gas purification process with good thermal efficiency as described below.

ここで、ガス化炉１１は、燃料Ｆである石炭を空気や酸素等のガス化剤と接触させ、燃焼・ガス化させることによって石炭ガス化ガス（以下、省略して「ガス化ガス」とよぶ）を生成する。ガス化炉１１で生成されるガス化ガスは、一酸化炭素（ＣＯ）、水素（Ｈ２）、二酸化炭素（ＣＯ２）を主成分とするものであるが、石炭中に微量に含まれる元素（たとえばハロゲン化合物、水銀（Ｈｇ）などの重金属）や、石炭ガス化の際の未燃化合物（たとえばフェノール、アントラセンなどの多環芳香族、シアン、アンモニアなど）等も微量に含有する。ガス化炉１１で生成されたガス化ガス１２は、ガス化炉１１の出口で３５０℃程度に冷却されて炉外に送り出される。 Here, the gasification furnace 11 brings coal F, which is a fuel F, into contact with a gasifying agent such as air or oxygen, and combusts and gasifies it to produce a coal gasification gas (hereinafter abbreviated as “gasification gas”). ). The gasification gas generated in the gasification furnace 11 is mainly composed of carbon monoxide (CO), hydrogen (H 2 ), and carbon dioxide (CO 2 ), but is contained in a small amount in coal. (For example, heavy metals such as halogen compounds and mercury (Hg)), unburned compounds during coal gasification (for example, polycyclic aromatics such as phenol and anthracene, cyan, ammonia, etc.) are also contained in trace amounts. The gasification gas 12 generated in the gasification furnace 11 is cooled to about 350 ° C. at the outlet of the gasification furnace 11 and sent out of the furnace.

ガス化炉１１の出口から送り出されたガス化ガス１２は、フィルタ１３によってガス中の煤塵が除去された後、熱交換器１４により例えば１８０℃程度まで冷却される。熱交換器１４を通過したガス化ガス１２は、図１に示すように３２０℃程度の水蒸気２０と混合され、水蒸気２０とともにＣＯシフト反応装置１５に導入される。   The gasified gas 12 sent out from the outlet of the gasification furnace 11 is cooled to, for example, about 180 ° C. by the heat exchanger 14 after the dust in the gas is removed by the filter 13. As shown in FIG. 1, the gasified gas 12 that has passed through the heat exchanger 14 is mixed with water vapor 20 at about 320 ° C. and introduced into the CO shift reaction device 15 together with the water vapor 20.

ＣＯシフト反応装置１５は、ガス化ガス１２のＣＯシフト反応を行うための装置である。このＣＯシフト反応は、ＣＯシフト触媒２１下で、下記式（１）の反応により有用成分であるＣＯ２とＨ２とを得るようにしている。
ＣＯ＋Ｈ2Ｏ→ＣＯ2＋Ｈ2…（１） The CO shift reaction device 15 is a device for performing the CO shift reaction of the gasification gas 12. In this CO shift reaction, useful components CO 2 and H 2 are obtained by the reaction of the following formula (1) under the CO shift catalyst 21.
CO + H 2 O → CO 2 + H 2 (1)

上記式（１）のＣＯシフト反応を促進するＣＯシフト触媒２１としては、ハロゲン化合物耐性を有する触媒を用いるのが好ましい。ハロゲン化合物耐性を有するＣＯシフト触媒の一例としては、モリブデン（Ｍｏ）又はコバルト（Ｃｏ）のいずれか一方又は両方を活性成分とすると共に、この活性成分を担持するチタン（Ｔｉ）、珪素（Ｓｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）及びセリウム（Ｃｅ）のいずれか一種又はこれらの混合・複合物の酸化物を担体とするものを挙げることができる。   As the CO shift catalyst 21 for promoting the CO shift reaction of the above formula (1), it is preferable to use a catalyst having halogen compound resistance. As an example of a CO shift catalyst having a halogen compound resistance, one or both of molybdenum (Mo) and cobalt (Co) is used as an active component, and titanium (Ti) and silicon (Si) supporting this active component are used. , Zirconium (Zr), cerium (Ce), or a mixture or composite oxide of these may be used as a carrier.

担体に、チタン（Ｔｉ）、珪素（Ｓｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）及びセリウム（Ｃｅ）のいずれか一種を用いることで、ガス化ガス中のハロゲン化合物に耐性を有することとなり、ガス化炉１１からガス化されたガス化ガス１２を直ちにＣＯシフト反応させることが可能となる。また、Ｃｏ−Ｍｏ系触媒は、硫黄成分雰囲気で使用することができるという利点も有している。   By using any one of titanium (Ti), silicon (Si), zirconium (Zr), and cerium (Ce) as a carrier, the carrier has resistance to a halogen compound in the gasification gas. The gasified gas 12 can be immediately subjected to CO shift reaction. In addition, the Co—Mo-based catalyst has an advantage that it can be used in a sulfur component atmosphere.

前記担体としては、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2、ＺｒＯ2、ＣｅＯ2の酸化物であるのが好ましい。また、前記担体が、これらの少なくとも二種の元素が存在する複合酸化物を含むようにしてもよい。なお、複合酸化物と混合物とが併存する場合も含まれる。ここで、得られる複合酸化物としては、例えばＴｉＯ2-ＺｒＯ2、ＴｉＯ2-ＳｉＯ2、ＴｉＯ2-ＣｅＯ2、ＣｅＯ2-ＺｒＯ2、ＳｉＯ2−ＺｒＯ2等の複合酸化物を例示することができる。 The carrier is preferably an oxide of TiO 2 , SiO 2 , ZrO 2 , or CeO 2 . Further, the carrier may contain a complex oxide in which at least two of these elements are present. The case where the composite oxide and the mixture coexist is also included. Examples of the composite oxide obtained, for example, to illustrate the TiO 2 -ZrO 2, TiO 2 -SiO 2, TiO 2 -CeO 2, CeO 2 -ZrO 2, SiO 2 -ZrO composite oxide such as 2 Can do.

さらに、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2、ＺｒＯ2、ＣｅＯ2の酸化物のいずれかとＡｌ2Ｏ3を組み合わせた、例えばＴｉＯ2-Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2-Ａｌ2Ｏ3等の複合酸化物を例示することもできる。なお、複合酸化物を構成するＡｌ2Ｏ3は単独では、ハロゲン化合物の劣化が顕著であるので担体として用いることができないが、ＴｉＯ2等との複合酸化物とすることでこれが緩和され、担体として適用できるものとなる。 Furthermore, a composite oxide such as TiO 2 —Al 2 O 3 , ZrO 2 —Al 2 O 3, etc., in which any one of TiO 2 , SiO 2 , ZrO 2 , CeO 2 oxide and Al 2 O 3 is combined is exemplified. You can also Incidentally, Al 2 O 3 constituting the composite oxide alone cannot be used as a carrier because the deterioration of the halogen compound is remarkable, but this is alleviated by using a composite oxide with TiO 2 or the like, and the carrier As applicable.

ここで、活性成分の前記モリブデン（Ｍｏ）の添加量としては、１〜５０重量％が好ましく、特に好ましくは６〜１８重量％とするのが良い。コバルト（Ｃｏ）の添加量としては、１〜３０重量％が好ましく、特に好ましくは２〜９重量％とするのが良い。   Here, the addition amount of the molybdenum (Mo) as an active ingredient is preferably 1 to 50% by weight, particularly preferably 6 to 18% by weight. The addition amount of cobalt (Co) is preferably 1 to 30% by weight, particularly preferably 2 to 9% by weight.

このように、上記で例示したＣＯシフト触媒２１は、ガス化ガス１２に含まれるハロゲン化合物に耐性を有するため、ハロゲン化合物によって劣化することがなく、ガス化ガス１２を直ちにＣＯシフト反応させることが可能となる。また、ＣＯシフト触媒２１はＣｏ−Ｍｏ系触媒であるから、硫黄成分雰囲気でも良好な触媒活性を発揮することができる。   As described above, the CO shift catalyst 21 exemplified above is resistant to the halogen compound contained in the gasification gas 12, so that the gasification gas 12 can be immediately CO-shifted without being deteriorated by the halogen compound. It becomes possible. Further, since the CO shift catalyst 21 is a Co—Mo based catalyst, it can exhibit good catalytic activity even in a sulfur component atmosphere.

さらに、上述したＣｏ−Ｍｏ系触媒の替わりに、白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）のいずれか一種又はこれらの混合物を活性成分とすると共に、この活性成分を担持するチタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ジルコニウム（Ｚｒ）及びセリウム（Ｃｅ）のいずれか一種を担体とするＣＯシフト触媒２１´を用いることもできる。   Furthermore, instead of the above-described Co—Mo catalyst, the active component is any one of platinum (Pt), ruthenium (Ru), iridium (Ir), and rhodium (Rh) or a mixture thereof. It is also possible to use a CO shift catalyst 21 ′ using any one of titanium (Ti), aluminum (Al), zirconium (Zr), and cerium (Ce) as a carrier.

担体に、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ジルコニウム（Ｚｒ）及びセリウム（Ｃｅ）のいずれか一種を用いることで、低温活性に優れた触媒を提供でき、水蒸気量を低減させた場合（例えば３５０℃から２５０℃程度と大幅に低下してＣＯシフト反応を起こさせる。）においてもＣＯシフト反応を効率よく進行させることが可能となる。   When any one of titanium (Ti), aluminum (Al), zirconium (Zr), and cerium (Ce) is used as the support, a catalyst having excellent low-temperature activity can be provided and the amount of water vapor is reduced (for example, The CO shift reaction is allowed to proceed efficiently even in the case of causing the CO shift reaction to drop significantly from 350 ° C. to 250 ° C.

前記担体としては、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＣｅＯ2の酸化物であるのが好ましい。また、前記担体が、これらの少なくとも二種又は二種以上の元素が存在する複合酸化物を含むようにしてもよい。なお、複合酸化物と混合物とが併存する場合も含まれる。ここで、得られる複合酸化物としては、例えばＴｉＯ2-ＺｒＯ2、ＴｉＯ2-Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2-ＣｅＯ2、ＣｅＯ2-ＺｒＯ2、ＺｒＯ2-Ａｌ2Ｏ3等の複合酸化物を例示することができる。 The carrier is preferably an oxide of TiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 , or CeO 2 . The carrier may contain a complex oxide in which at least two kinds or two or more kinds of elements are present. The case where the composite oxide and the mixture coexist is also included. Examples of the composite oxide obtained, for example, TiO 2 -ZrO 2, TiO 2 -Al 2 O 3, TiO 2 -CeO 2, CeO 2 -ZrO 2, composite oxides such as ZrO 2 -Al 2 O 3 Can be illustrated.

ここで、白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）のいずれか一種又はこれらの混合物の活性成分の添加量としては、０．０１〜５重量％が好ましく、より好ましくは０．０１〜０．５重量％とするのが良い。   Here, the addition amount of the active ingredient of any one of platinum (Pt), ruthenium (Ru), iridium (Ir), rhodium (Rh) or a mixture thereof is preferably 0.01 to 5% by weight. Preferably it is 0.01 to 0.5 weight%.

また、上記触媒に耐硫黄成分性を備えるために、硫酸処理を施してもよい。この硫酸処理は、例えば、硫酸又はチオ硫酸等の硫酸系水溶液に触媒を浸漬処理し、乾燥後、高温（約５００〜６００℃）雰囲気下、加熱炉内で乾燥させ、触媒に硫酸根を残留させる処理方法である。   Moreover, in order to provide the said catalyst with sulfur-resistant component property, you may give a sulfuric acid process. In this sulfuric acid treatment, for example, the catalyst is immersed in a sulfuric acid-based aqueous solution such as sulfuric acid or thiosulfuric acid, and after drying, it is dried in a heating furnace in a high-temperature (about 500 to 600 ° C.) atmosphere to leave sulfate radicals in the catalyst. This is a processing method.

具体的な処理方法としては、触媒を１モル濃度の硫酸に導入、ろ過、乾燥後６００℃で焼成させる。ここで、硫酸根もしくは硫酸根の前駆物質とは、硫酸（Ｈ2ＳＯ4）、硫酸アンモニウム〔（ＮＨ4）2ＳＯ4〕、亜硫酸アンモニウム〔（ＮＨ4）2ＳＯ3〕、硫酸水素アンモニウム〔（ＮＨ4）ＨＳＯ4〕、塩化スルフリル（ＳＯ2Ｃｌ2）等を挙げることができる。特に好ましくは硫酸、硫酸アンモニウムおよび塩化スルフリルが適している。 Specifically, the catalyst is introduced into 1 molar sulfuric acid, filtered, dried and then calcined at 600 ° C. Here, sulfate radicals or sulfate radical precursors are sulfuric acid (H 2 SO 4 ), ammonium sulfate [(NH 4 ) 2 SO 4 ], ammonium sulfite [(NH 4 ) 2 SO 3 ], ammonium hydrogen sulfate [( NH 4 ) HSO 4 ], sulfuryl chloride (SO 2 Cl 2 ) and the like. Particularly preferred are sulfuric acid, ammonium sulfate and sulfuryl chloride.

この硫酸根を含有させる方法については、一例をあげれば、乾燥したIII族（及び／又はIＶ族金属）の水酸化物もしくは酸化物をその１〜１０重量部の０．０１〜１０モル濃度、好ましくは０．１〜５モル濃度の硫酸根含有水溶液に浸漬もしくは流下等により、接触させて処理する方法を例示することができる。   About the method of containing this sulfate radical, if an example is given, 0.01-10 molar concentration of the dry group III (and / or group IV metal) hydroxide or oxide will be 1-10 weight part, Preferably, a method of contacting and treating by immersing or flowing down into a sulfate group-containing aqueous solution having a concentration of 0.1 to 5 molar can be exemplified.

上述したＣＯシフト触媒２１´は、低温活性及び硫黄成分雰囲気でも良好な触媒活性を起こさせることができるため、水蒸気２０の供給量を低下させた低温で、ガス化ガス１２をＣＯシフト反応させることが可能となる。   The above-described CO shift catalyst 21 'can cause good catalytic activity even in a low temperature activity and a sulfur component atmosphere, so that the gasification gas 12 is subjected to a CO shift reaction at a low temperature where the supply amount of the water vapor 20 is reduced. Is possible.

ＣＯシフト反応装置１５での反応により、ガス化ガス１２の温度は３３０℃近傍まで上昇する。ＣＯシフト反応装置１５から送り出されたガス化ガス１２は、熱交換器１６により１８０℃程度まで冷却された後、湿式スクラバ装置１７に送られる。   Due to the reaction in the CO shift reactor 15, the temperature of the gasification gas 12 rises to around 330 ° C. The gasification gas 12 sent out from the CO shift reaction device 15 is cooled to about 180 ° C. by the heat exchanger 16 and then sent to the wet scrubber device 17.

湿式スクラバ装置１７は、洗浄液を用いてガス化ガス１２に含まれる微量のハロゲン化合物、シアン、アンモニア等を除去する装置である。なお、ガス化ガス１２中の上記有害物質を除去する装置として乾式スクラバ装置を用いることもできる。湿式スクラバ装置１７から送り出されたガス化ガス１２は、熱交換器１８により３０℃程度まで冷却された後、ガス精製装置１９に導入される。   The wet scrubber device 17 is a device that removes trace amounts of halogen compounds, cyanide, ammonia, and the like contained in the gasification gas 12 using a cleaning liquid. A dry scrubber device can also be used as a device for removing the harmful substances in the gasification gas 12. The gasification gas 12 sent out from the wet scrubber device 17 is cooled to about 30 ° C. by the heat exchanger 18 and then introduced into the gas purification device 19.

ガス精製装置１９は、ガス化ガス１２中の二酸化炭素（ＣＯ２）及び硫化水素（Ｈ２Ｓ）を除去する装置であり、吸収塔１９Ａと再生塔１９Ｂとを備えている。吸収塔１９Ａでは、ガス化ガス１２を物理吸収、化学吸収等の手法により特定の吸収液に吸収させることにより、ガス化ガス１２からＣＯ２及びＨ２Ｓを除去する。ＣＯ２及びＨ２Ｓを吸収した吸収液は再生塔１９Ｂに供給される。再生塔１９Ｂでは、吸収液を再生加熱器２２で加熱することにより、吸収液からＣＯ２及びＨ２Ｓが脱離され、吸収液が再生される。再生された吸収液は吸収塔１９Ａへ循環され再利用されることになる。 The gas purification device 19 is a device that removes carbon dioxide (CO 2 ) and hydrogen sulfide (H 2 S) in the gasification gas 12, and includes an absorption tower 19A and a regeneration tower 19B. In the absorption tower 19A, CO 2 and H 2 S are removed from the gasification gas 12 by causing the gasification gas 12 to be absorbed into a specific absorption liquid by a technique such as physical absorption or chemical absorption. The absorbing solution that has absorbed CO 2 and H 2 S is supplied to the regeneration tower 19B. In the regeneration tower 19B, the absorption liquid is heated by the regeneration heater 22, whereby CO 2 and H 2 S are desorbed from the absorption liquid, and the absorption liquid is regenerated. The regenerated absorption liquid is circulated to the absorption tower 19A and reused.

ガス精製装置１９の吸収塔１９Ａにおいてガス化ガス１２からＣＯ２及びＨ２Ｓが除去されることにより、精製ガス２３が得られる。精製ガス２３は、一酸化炭素（ＣＯ）及び水素（Ｈ２）を主成分とするガスであり、発電プラントのタービン用のガスや、メタノール、アンモニアなどの化成品合成用のガスとして用いられる。 Purified gas 23 is obtained by removing CO 2 and H 2 S from gasification gas 12 in absorption tower 19A of gas purification device 19. The purified gas 23 is a gas mainly composed of carbon monoxide (CO) and hydrogen (H 2 ), and is used as a gas for a turbine of a power plant, or a gas for synthesis of chemical products such as methanol and ammonia.

なお、図１に例示されるガス精製装置１９は、吸収塔１９Ａにおいて二酸化炭素（ＣＯ２）と硫化水素（Ｈ２Ｓ）の双方を除去する構成としているが、ＣＯ２を除去する装置とＨ２Ｓを除去する装置とを並設して、段階的にＣＯ２とＨ２Ｓを除去するようにしてもよい。 1 is configured to remove both carbon dioxide (CO 2 ) and hydrogen sulfide (H 2 S) in the absorption tower 19A, the apparatus for removing CO 2 and the H 2 An apparatus for removing 2 S may be provided in parallel to remove CO 2 and H 2 S step by step.

上記のように構成されるガス化ガス精製システム１０では、ＣＯシフト反応装置１５で用いるＣＯシフト触媒２１がハロゲン化合物に耐性を有するため、ガス化ガス１２にハロゲン化合物が含有した状態であっても、ガス化ガス１２を確実にＣＯシフト反応させることができる。同時に、ＣＯシフト触媒２１は、硫黄成分雰囲気でも良好な触媒活性を発揮するため、ガス化ガス１２に硫化水素（Ｈ２Ｓ）等の硫黄化合物が含有した状態であっても、ガス化ガス１２を確実にＣＯシフト反応させることができる。このため、従来のようにＣＯシフト反応工程の前流で必ずしも湿式スクラバ工程及び脱硫工程を行う必要がなくなる。すなわち、システム内におけるＣＯシフト反応装置１５の配置の制約が大幅に緩和されるため、ＣＯシフト反応装置１５を湿式スクラバ装置１７及びガス精製装置１９（Ｈ２Ｓ除去装置）よりも前流に配置することができるようになる。 In the gasification gas purification system 10 configured as described above, since the CO shift catalyst 21 used in the CO shift reaction device 15 has resistance to halogen compounds, even if the gasification gas 12 contains halogen compounds. The gasification gas 12 can be reliably subjected to CO shift reaction. At the same time, since the CO shift catalyst 21 exhibits good catalytic activity even in a sulfur component atmosphere, the gasification gas 12 can be used even when the gasification gas 12 contains a sulfur compound such as hydrogen sulfide (H 2 S). Can be reliably subjected to CO shift reaction. For this reason, it is not always necessary to perform the wet scrubber process and the desulfurization process in the upstream of the CO shift reaction process as in the prior art. That is, since the restrictions on the arrangement of the CO shift reaction device 15 in the system are greatly relaxed, the CO shift reaction device 15 is arranged upstream of the wet scrubber device 17 and the gas purification device 19 (H 2 S removal device). Will be able to.

図１に例示されるガス化ガス精製システム１０では、ＣＯシフト反応工程、スクラバ工程、ガス精製（Ｈ２Ｓ、ＣＯ２除去）工程の順序でガス化ガス１２を処理するように、各装置を配置している。すなわち、ガス化ガス１２の処理温度の高い順に装置を配置しているので、ＣＯシフト反応装置１５、湿式スクラバ装置１７、ガス精製装置１９での各工程を経る間に、ガス化ガス１２の温度を徐々に下降させることができる。その結果、熱効率が良好なガス精製プロセスを実現させることが可能となる。 In the gasification gas purification system 10 illustrated in FIG. 1, each apparatus is configured to process the gasification gas 12 in the order of a CO shift reaction process, a scrubber process, and a gas purification (H 2 S, CO 2 removal) process. It is arranged. That is, since the apparatus is arranged in order of the processing temperature of the gasification gas 12, the temperature of the gasification gas 12 passes through each step in the CO shift reaction apparatus 15, the wet scrubber apparatus 17, and the gas purification apparatus 19. Can be gradually lowered. As a result, a gas purification process with good thermal efficiency can be realized.

なお、ガス化ガス１２中にはＣＯＳが混入しているが、ＣＯシフト反応装置１５の前後のいずれかに、ＣＯＳ変換触媒装置を設置してもよいし、またはガス精製装置１９において、物理的吸着手段により除去するようにしてもよい。   Although COS is mixed in the gasification gas 12, a COS conversion catalyst device may be installed either before or after the CO shift reaction device 15, or in the gas purification device 19, You may make it remove by an adsorption | suction means.

［実施例］
以下、本発明の効果を示す実施例について説明する。 [Example]
Examples illustrating the effects of the present invention will be described below.

図１に示したガス化ガス精製システム１０を用いて石炭をガス化し、一酸化炭素（ＣＯ）及び水素（Ｈ２）を主成分とする精製ガス２３を得た。ＣＯシフト反応装置１５におけるＣＯシフト触媒２１としては、上記で例示したＣｏ−Ｍｏ系の触媒を用いた。図２は、実施例のガス精製工程におけるガス化ガス１２の温度の一例を示した図であり、図３は、図２に示したガス化ガス１２の温度の変化を示すグラフである。 Coal was gasified using the gasification gas purification system 10 shown in FIG. 1 to obtain a purified gas 23 mainly composed of carbon monoxide (CO) and hydrogen (H 2 ). As the CO shift catalyst 21 in the CO shift reaction device 15, the Co—Mo based catalyst exemplified above was used. FIG. 2 is a diagram showing an example of the temperature of the gasification gas 12 in the gas purification process of the embodiment, and FIG. 3 is a graph showing a change in the temperature of the gasification gas 12 shown in FIG.

以下、図２及び図３を参照しながら、実施例のガス化ガス精製システム１０でのガス化ガス１２の温度変化について説明する。ガス化炉１１で生成されたガス化ガス１２は、ガス化炉１１の出口で３５０℃に冷却されて炉外に送り出され、フィルタ１３で除塵された後、熱交換器１４で１８０℃まで冷却される。この後、ガス化ガス１２は、温度３２０℃の水蒸気２０が混合されることにより２５０℃に調整され、水蒸気２０とともにＣＯシフト反応装置１５に導入される。ＣＯシフト反応装置１５において、ガス化ガス１２は、ＣＯシフト反応によりガス中の一酸化炭素（ＣＯ）が二酸化炭素（ＣＯ2）に変換され、反応熱によりガス温度が３３０℃まで上昇する。次いで、ガス化ガス１２は、熱交換器１６で１８０℃まで冷却された後、湿式スクラバ装置１７に導入され、ガス中のハロゲン化合物やアンモニアが除去される。このスクラバ工程を行うことによりガス化ガス１２の温度は１２０℃まで低下する。次いで、ガス化ガス１２は熱交換器１８で３０℃まで冷却された後、ガス精製装置１９に導入され、ガス中のＨ２Ｓ及びＣＯ２が除去される。以上の工程を経ることにより得られた精製ガス２３をメタノールの合成工程に送り、精製ガス２３を原料としてメタノールを製造した。 Hereinafter, the temperature change of the gasification gas 12 in the gasification gas purification system 10 of an Example is demonstrated, referring FIG.2 and FIG.3. The gasification gas 12 generated in the gasification furnace 11 is cooled to 350 ° C. at the outlet of the gasification furnace 11, sent out of the furnace, removed by the filter 13, and then cooled to 180 ° C. by the heat exchanger 14. Is done. Thereafter, the gasification gas 12 is adjusted to 250 ° C. by mixing the water vapor 20 having a temperature of 320 ° C., and is introduced into the CO shift reaction device 15 together with the water vapor 20. In the CO shift reaction device 15, the gasification gas 12 is converted from carbon monoxide (CO) in the gas to carbon dioxide (CO 2 ) by the CO shift reaction, and the gas temperature rises to 330 ° C. by reaction heat. Next, the gasified gas 12 is cooled to 180 ° C. by the heat exchanger 16 and then introduced into the wet scrubber device 17 to remove halogen compounds and ammonia in the gas. By performing this scrubber process, the temperature of the gasification gas 12 is reduced to 120 ° C. Next, after the gasified gas 12 is cooled to 30 ° C. by the heat exchanger 18, it is introduced into the gas purification device 19, and H 2 S and CO 2 in the gas are removed. Purified gas 23 obtained through the above steps was sent to a methanol synthesis step, and methanol was produced using purified gas 23 as a raw material.

（比較例）
図６に示した従来のガス化ガス精製システム１００を用いて石炭をガス化し、一酸化炭素（ＣＯ）及び水素（Ｈ２）を主成分とする精製ガス２３０を得た。ＣＯシフト反応装置２００におけるＣＯシフト触媒としては、Ｃｕ−Ｚｎ系の触媒を用いた。図４は、比較例のガス精製工程におけるガス化ガス１２０の温度を示した図であり、図５は、図４に示したガス化ガス１２０の温度の変化を示すグラフである。 (Comparative example)
Coal was gasified using the conventional gasified gas purification system 100 shown in FIG. 6 to obtain a purified gas 230 containing carbon monoxide (CO) and hydrogen (H 2 ) as main components. As the CO shift catalyst in the CO shift reaction apparatus 200, a Cu—Zn-based catalyst was used. FIG. 4 is a diagram showing the temperature of the gasification gas 120 in the gas purification process of the comparative example, and FIG. 5 is a graph showing a change in the temperature of the gasification gas 120 shown in FIG.

以下、図４及び図５を参照しながら、比較例のガス化ガス精製システム１００でのガス化ガス１２０の温度変化について説明する。ガス化炉１１０で生成されたガス化ガス１２０は、ガス化炉１１０の出口で３５０℃に冷却されて炉外に送り出され、フィルタ１３０で除塵された後、熱交換器１４０で１８０℃まで冷却され、湿式スクラバ装置１５０に導入されてガス中のハロゲン化合物やアンモニアが除去される。このスクラバ工程によりガス化ガス１２０の温度は１２０℃まで低下する。この後、ガス化ガス１２０は、熱交換器１６０で３０℃まで冷却された後、Ｈ２Ｓ除去装置１７０に導入され、ガス中のＨ２Ｓが除去される。次いで、ガス化ガス１２０は、熱交換器１８０で加熱されることにより再び１８０℃まで上昇し、さらに温度３２０℃の水蒸気１９０が混合されることにより２５０℃に調整された状態で、水蒸気１９０とともにＣＯシフト反応装置２００に導入される。ＣＯシフト反応装置２００において、ガス化ガス１２０は、ＣＯシフト反応によりガス中の一酸化炭素（ＣＯ）が二酸化炭素（ＣＯ2）に変換され、反応熱によりガス温度が３３０℃まで上昇する。この後、ガス化ガス１２０は、熱交換器２１０で３０℃まで冷却された後、ＣＯ２除去装置２２０に導入され、ガス中のＣＯ２が除去される。以上の工程を経ることにより得られた精製ガス２３０をメタノールの合成工程に送り、精製ガス２３０を原料としてメタノールを製造した。 Hereinafter, the temperature change of the gasification gas 120 in the gasification gas purification system 100 of the comparative example will be described with reference to FIGS. 4 and 5. The gasification gas 120 generated in the gasification furnace 110 is cooled to 350 ° C. at the outlet of the gasification furnace 110, sent out of the furnace, removed by the filter 130, and then cooled to 180 ° C. by the heat exchanger 140. Then, it is introduced into the wet scrubber device 150 to remove halogen compounds and ammonia in the gas. By this scrubber process, the temperature of the gasification gas 120 is lowered to 120 ° C. Thereafter, the gasification gas 120 is cooled to 30 ° C. in the heat exchanger 160, is introduced into H 2 S removal device 170, H 2 S in the gas is removed. Next, the gasification gas 120 rises to 180 ° C. again by being heated by the heat exchanger 180 and is further adjusted to 250 ° C. by mixing the steam 190 having a temperature of 320 ° C. together with the steam 190. It is introduced into the CO shift reactor 200. In the CO shift reaction apparatus 200, the gasification gas 120 is converted from carbon monoxide (CO) in the gas to carbon dioxide (CO 2 ) by the CO shift reaction, and the gas temperature rises to 330 ° C. by reaction heat. Thereafter, the gasification gas 120 is cooled to 30 ° C. in the heat exchanger 210, is introduced into the CO 2 reducing apparatus 220, CO 2 in the gas is removed. Purified gas 230 obtained through the above steps was sent to a methanol synthesis step, and methanol was produced using purified gas 230 as a raw material.

図３に示すように、実施例のガス化ガス精製システム１０では、ＣＯシフト反応装置１５、湿式スクラバ装置１７、ガス精製装置１９での各工程を経る間に、ガス化ガス１２の温度が単調に下降していることが分かる。一方、図５に示すように、比較例のガス化ガス精製システム１００では、ガス化炉１１０からＨ２Ｓ除去装置１７０までの間、ガス化ガス１２０の温度が単調に下降しているものの、その後、ＣＯシフト反応工程を行うために３０℃から２５０℃までガス温度を急激に上昇させた後、ＣＯ２除去工程を行うためにガス温度を３３０℃から３０℃まで急激に低下させており、ガス化ガス１２０の温度の上下動が激しいことが分かる。図３及び図５の結果から、実施例のガス化ガス精製システム１０は、比較例と比べてガス化ガス１２の温度の上下動が少ないことが判明した。 As shown in FIG. 3, in the gasification gas purification system 10 of the embodiment, the temperature of the gasification gas 12 is monotonous during each step in the CO shift reaction device 15, the wet scrubber device 17, and the gas purification device 19. You can see that it is falling. On the other hand, as shown in FIG. 5, in the gasification gas purification system 100 of the comparative example, although the temperature of the gasification gas 120 monotonously decreases from the gasification furnace 110 to the H 2 S removal device 170, Thereafter, the gas temperature is rapidly increased from 30 ° C. to 250 ° C. to perform the CO shift reaction step, and then the gas temperature is rapidly decreased from 330 ° C. to 30 ° C. to perform the CO 2 removal step. It can be seen that the temperature of the gasification gas 120 fluctuates up and down. From the results of FIGS. 3 and 5, it was found that the gasification gas purification system 10 of the example has less vertical movement of the temperature of the gasification gas 12 as compared with the comparative example.

次に、表１に示すように、上述した実施例及び比較例のそれぞれについて、注入した石炭のエネルギーに対する生産メタノールのエネルギーの比で定義されるプロセス効率を算出したところ、比較例のプロセス効率が４０％であるのに対し、実施例のプロセス効率は４３％であり、比較例と比べて３％向上していることが判明した。表１の結果から、実施例のガス化ガス精製システム１０は、比較例と比べて熱効率が良好であることが判明した。   Next, as shown in Table 1, when the process efficiency defined by the ratio of the energy of the produced methanol to the energy of the injected coal was calculated for each of the above-described Examples and Comparative Examples, the process efficiency of the Comparative Example was In contrast to 40%, the process efficiency of the example was 43%, which was found to be improved by 3% compared to the comparative example. From the results in Table 1, it was found that the gasification gas purification system 10 of the example had better thermal efficiency than the comparative example.

すなわち、比較例では湿式スクラバ装置１５０、Ｈ２Ｓ除去装置１７０、ＣＯシフト反応装置２００、ＣＯ２除去装置２２０の順番で処理したために、ガス化ガス１２０の温度の上下動が大きく、Ｈ２Ｓ除去装置１７０とＣＯ２除去装置２２０でガス精製の運転に要する仕事量熱量が大きくなるのに対し、実施例ではＣＯシフト反応装置１５、湿式スクラバ装置１７、ガス精製装置１９の順番としたことで、ガス化ガス１２の温度が徐々に下がり、ガス精製の運転に要する仕事量が小さくなり、これがプロセス効率の向上に寄与していると推測される。 That is, in the comparative example, since the wet scrubber device 150, the H 2 S removal device 170, the CO shift reaction device 200, and the CO 2 removal device 220 were processed in this order, the vertical movement of the gasification gas 120 was large, and the H 2 S The amount of work calorie required for gas purification operation increases in the removal device 170 and the CO 2 removal device 220, whereas in the embodiment, the CO shift reaction device 15, the wet scrubber device 17, and the gas purification device 19 are in this order. It is estimated that the temperature of the gasification gas 12 gradually decreases and the amount of work required for gas purification operation decreases, which contributes to the improvement of process efficiency.

Figure 2011157486
Figure 2011157486

以上説明したように、本実施の形態に係るガス化ガス精製システム１０は、燃料である石炭をガス化するガス化炉１１と、ハロゲン化合物耐性を有するＣＯシフト触媒２１下で、ガス化炉１１で生成されたガス化ガス１２中の一酸化炭素（ＣＯ）を二酸化炭素（ＣＯ2）に変換するＣＯシフト反応装置１５と、ＣＯシフト反応装置１５でＣＯシフト反応させた後のガス化ガス１２中のハロゲン化合物を除去する湿式スクラバ装置１７と、湿式スクラバ装置１７でハロゲン化合物を除去した後のガス化ガス１２中の二酸化炭素（ＣＯ2）及び硫化水素（Ｈ２Ｓ）を除去するガス精製装置１９とを備えた構成としている。上記構成としたことで、ＣＯシフト反応装置１５、湿式スクラバ装置１７、ガス精製装置１９での各工程を経る間に、ガス化ガス１２の温度を徐々に下降させることができる。その結果、従来のシステムと比べて熱交換等のロスが少なく、ガス化ガスの熱効率が良好なガス精製プロセスを実現させることが可能となる。 As described above, the gasification gas purification system 10 according to the present embodiment includes the gasification furnace 11 under the gasification furnace 11 that gasifies coal, which is a fuel, and the CO shift catalyst 21 having resistance to halogen compounds. The CO shift reaction device 15 that converts carbon monoxide (CO) in the gasification gas 12 produced in step 1 into carbon dioxide (CO 2 ), and the gasification gas 12 after the CO shift reaction is performed in the CO shift reaction device 15 Wet scrubber device 17 for removing halogen compounds therein, and gas purification for removing carbon dioxide (CO 2 ) and hydrogen sulfide (H 2 S) in gasification gas 12 after removing halogen compounds by wet scrubber device 17 The apparatus 19 is provided. With the above-described configuration, the temperature of the gasification gas 12 can be gradually lowered during each step in the CO shift reaction device 15, the wet scrubber device 17, and the gas purification device 19. As a result, it is possible to realize a gas purification process in which the loss of heat exchange or the like is less than that of the conventional system and the thermal efficiency of the gasification gas is good.

以上のように、本発明に係るガス化ガス精製システムによれば、エネルギー効率が良好なガス精製プロセスを提供することができる。   As described above, the gasification gas purification system according to the present invention can provide a gas purification process with good energy efficiency.

１０ ガス化ガス精製システム
１１ ガス化炉
１２ ガス化ガス
１３ フィルタ
１４，１６，１８ 熱交換器
１５ ＣＯシフト反応装置
１７ 湿式スクラバ装置
１９ ガス精製装置
２０ 水蒸気
２１，２１´ ＣＯシフト触媒
２２ 再生加熱器
２３ 精製ガス DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Gasification gas purification system 11 Gasification furnace 12 Gasification gas 13 Filter 14, 16, 18 Heat exchanger 15 CO shift reaction device 17 Wet scrubber device 19 Gas purification device 20 Water vapor 21,21 'CO shift catalyst 22 Regenerative heater 23 Purified gas

Claims (3)

燃料である石炭をガス化するガス化炉と、
前記ガス化炉で生成されたガス化ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）を、ＣＯシフト触媒下で二酸化炭素（ＣＯ2）に変換するＣＯシフト反応装置と、
前記ＣＯシフト反応装置でＣＯシフト反応させた後のガス化ガス中のハロゲン化合物を除去するスクラバ装置と、
前記スクラバ装置でハロゲン化合物を除去した後のガス化ガス中の二酸化炭素（ＣＯ2）及び硫化水素（Ｈ２Ｓ）を除去するガス精製装置と、
を備えたことを特徴とするガス化ガス精製システム。 A gasification furnace for gasifying coal as fuel;
A CO shift reaction device for converting carbon monoxide (CO) in the gasification gas generated in the gasification furnace into carbon dioxide (CO 2 ) under a CO shift catalyst;
A scrubber device for removing halogen compounds in the gasification gas after the CO shift reaction by the CO shift reaction device;
A gas purification device for removing carbon dioxide (CO 2 ) and hydrogen sulfide (H 2 S) in the gasification gas after the halogen compound is removed by the scrubber device;
A gasification gas purification system comprising: 前記ＣＯシフト触媒はハロゲン化合物耐性を有することを特徴とする請求項１に記載のガス化ガス精製システム。   The gasification gas purification system according to claim 1, wherein the CO shift catalyst has resistance to a halogen compound. 前記ガス精製装置は、
前記ガス化ガスを吸収液と接触させて二酸化炭素（ＣＯ2）及び硫化水素（Ｈ２Ｓ）の両方を除去する吸収塔と、二酸化炭素（ＣＯ2）及び硫化水素（Ｈ２Ｓ）の両方を吸収した溶液を再生する再生塔とを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のガス化ガス精製システム。 The gas purification device is
An absorption tower for removing both carbon dioxide (CO 2 ) and hydrogen sulfide (H 2 S) by bringing the gasified gas into contact with an absorbing solution, and both carbon dioxide (CO 2 ) and hydrogen sulfide (H 2 S) The gasification gas refining system according to claim 1, further comprising a regeneration tower that regenerates a solution that has absorbed water.
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