JP2019166487A - Desulfurizer for fuel gas, fuel gas desulfurization system and fuel gas desulfurization method - Google Patents

Desulfurizer for fuel gas, fuel gas desulfurization system and fuel gas desulfurization method Download PDF

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Abstract

To provide a desulfurizer for a fuel gas where plurality kinds of sulfur compounds contained in the fuel gas can be efficiently adsorbed and removed, the used amount of silver-carried zeolite can be reduced in comparison with a conventional desulfurizer using silver-carried zeolite and the downsizing of the desulfurizer can be realized.SOLUTION: A desulfurizer for a fuel gas includes: a first desulfurization part provided with a first desulfurization agent; a second desulfurization part disposed in a downstream in the gas flow direction of the first desulfurization part and provided with a second desulfurization agent; and a third desulfurization part disposed in a downstream in the gas flow direction of the second desulfurization part and provided with a third desulfurization agent. The first desulfurization agent and the third desulfurization agent contain activated carbon and a metal attached to the activated carbon. The metal contained in the first desulfurization agent contains copper. The metal contained in the third desulfurization agent contains at least one kind selected from the group consisting of nickel, tungsten and molybdenum. The second desulfurization agent contains silver-carried zeolite.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、燃料ガス用脱硫器、燃料ガス脱硫システム及び燃料ガスの脱硫方法に関する。   The present invention relates to a fuel gas desulfurizer, a fuel gas desulfurization system, and a fuel gas desulfurization method.

都市ガス、液化石油(LP:liquefied petroleum)ガス、天然ガス等の燃料ガスは、メタン、エタン、プロパン、ブタン等の低級炭化水素ガスを含むため、工業用燃料及び家庭用燃料として用いられるだけでなく、水素の製造用原料としても用いられる。   Fuel gas, such as city gas, liquefied petroleum (LP) gas, and natural gas, includes lower hydrocarbon gases such as methane, ethane, propane, and butane, so it can only be used as industrial fuel and household fuel. It is also used as a raw material for producing hydrogen.

水素の工業的製造方法の1つである水蒸気改質法では、上記のような低級炭化水素ガスを、触媒の存在下で水蒸気を加えて改質することによって、水素を主成分とする改質ガスを生成させる。しかし、水蒸気改質法で用いられる触媒は、硫黄化合物によって被毒すると、触媒機能が低下する。
例えば、燃料電池システムの場合には、改質器の触媒だけでなく、発電セル内の電極触媒も硫黄化合物による被毒の影響を受けることから、燃料ガス中に含まれる硫黄化合物は、予めできるだけ除去されることが望ましい。一般に、燃料電池システムでは、燃料ガス中に含まれる硫黄化合物は、脱硫器を用いて除去される。
In the steam reforming method, which is one of the industrial production methods of hydrogen, reforming of the lower hydrocarbon gas as described above by reforming with the addition of steam in the presence of a catalyst. Generate gas. However, when the catalyst used in the steam reforming method is poisoned by a sulfur compound, the catalytic function is lowered.
For example, in the case of a fuel cell system, not only the catalyst of the reformer but also the electrode catalyst in the power generation cell is affected by the poisoning by the sulfur compound. It is desirable to be removed. Generally, in a fuel cell system, sulfur compounds contained in fuel gas are removed using a desulfurizer.

脱硫方式としては、常温吸着脱硫方式、水素化脱硫方式等が知られている。常温吸着脱硫方式は、常温下において、脱硫剤が充填された容器内にガスを流通させ、ガス中に含まれる硫黄化合物を脱硫剤の表面に物理的に又は化学的に吸着させる脱硫方式であり、水素化脱硫方式と比較して操作が簡易であることから多用されている。   Known desulfurization methods include a room temperature adsorption desulfurization method and a hydrodesulfurization method. The room temperature adsorptive desulfurization method is a desulfurization method in which a gas is circulated in a vessel filled with a desulfurizing agent at room temperature, and a sulfur compound contained in the gas is physically or chemically adsorbed on the surface of the desulfurizing agent. It is often used because of its simple operation compared with hydrodesulfurization.

常温吸着脱硫方式の脱硫技術としては、金属を担持したゼオライトを脱硫剤として利用する技術が多く報告されている。
例えば、都市ガス、LPガス、天然ガス等の燃料ガス中のサルファイド類及びメルカプタン類を同時に吸着除去する脱硫剤として、Y型ゼオライトに銀をイオン交換により担持させてなる硫黄化合物除去用吸着剤(所謂、銀担持ゼオライト)が報告されている(例えば、特許文献1参照)。
また、吸着除去対象である硫黄化合物の一部を銀担持ゼオライトにより除去した後、残りの硫黄化合物を他の吸着剤(例えば、金属酸化物)により除去する複数段構成の脱硫方式が報告されている(例えば、特許文献2及び3参照)。
As a desulfurization technique of the room temperature adsorption desulfurization system, many techniques using a metal-supported zeolite as a desulfurization agent have been reported.
For example, as a desulfurization agent that simultaneously adsorbs and removes sulfides and mercaptans in fuel gas such as city gas, LP gas, and natural gas, an adsorbent for removing sulfur compounds formed by supporting silver by ion exchange on Y-type zeolite ( A so-called silver-supported zeolite has been reported (for example, see Patent Document 1).
In addition, a desulfurization method having a multi-stage configuration in which a part of a sulfur compound to be adsorbed and removed is removed with silver-supported zeolite and then the remaining sulfur compound is removed with another adsorbent (for example, metal oxide) has been reported. (For example, see Patent Documents 2 and 3).

特許第4026700号公報Japanese Patent No. 4026700 特許第4749589号公報Japanese Patent No. 4749589 特開2015−135789号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-135789

ところで、燃料ガス中には、様々な種類の硫黄化合物が含まれている。例えば、燃料ガス中には、漏洩の検知を目的として添加される付臭剤として、メチルメルカプタン(MM:methyl mercaptan)、エチルメルカプタン(EM:ethyl mercaptan)、tert-ブチルメルカプタン(TBM:tertiary-butyl mercaptan)等のメルカプタン類、ジメチルスルフィド(DMS:dimethyl sulfide)、ジエチルスルフィド(DES:diethyl sulfide)、ジメチルジスルフィド(DMDS):dimethyl disulfide)等のサルファイド類、テトラヒドロチオフェン(THT:tetrahydrothiophene)等のチオフェン類などの硫黄化合物が含まれている。
一般に添加される付臭剤は、TBM、DMS、及びTHTであり、例えば、都市ガスでは、TBM及びDMSの両方が使用されることが多い。燃料ガス中に含まれるこれらの付臭剤の濃度は、いずれも数ppm程度である。
なお、都市ガス中には、付臭剤以外の硫黄化合物として、硫化水素(HS)、硫化カルボニル(COS)等の原料由来のもの、導管を流れる間に混入したものなどが含まれることもある。
By the way, various kinds of sulfur compounds are contained in the fuel gas. For example, in fuel gas, as an odorant added for the purpose of detecting leakage, methyl mercaptan (MM), ethyl mercaptan (EM), tert-butyl mercaptan (TBM: tertiary-butyl) mercaptan), sulfides such as dimethyl sulfide (DMS), diethyl sulfide (DES), dimethyl disulfide (DMDS), and thiophenes such as tetrahydrothiophene (THT). Contains sulfur compounds.
Commonly added odorants are TBM, DMS, and THT. For example, in city gas, both TBM and DMS are often used. The concentration of these odorants contained in the fuel gas is about several ppm.
City gas contains sulfur compounds other than odorants such as those derived from raw materials such as hydrogen sulfide (H 2 S) and carbonyl sulfide (COS), and those mixed while flowing through the conduit. There is also.

吸着対象である硫黄化合物が、メルカプタン類、サルファイド類、チオフェン類等、多岐にわたる場合、これらの硫黄化合物の全てを、特許文献1に記載された銀担持ゼオライトのみで吸着除去しようとすると、銀担持ゼオライトが多量に必要となる。銀担持ゼオライトは、原料が高価であるため、使用量が多くなると、脱硫コストが高くなる。
一方、特許文献2及び3に記載された複数段構成の脱硫方式では、銀担持ゼオライトと他の吸着剤とを組み合わせることで、特許文献1に記載された銀担持ゼオライトのみを使用する一段構成の脱硫方式よりも、銀担持ゼオライトの使用量を減らすことができる。しかし、燃料ガス中に複数種の硫黄化合物が含まれる場合には、銀担持ゼオライトの使用量をそれほど多く低減することはできない。
When the sulfur compounds to be adsorbed are diverse such as mercaptans, sulfides, thiophenes, etc., if all of these sulfur compounds are adsorbed and removed only by the silver-supported zeolite described in Patent Document 1, silver support A large amount of zeolite is required. Since the silver-supported zeolite is expensive, the desulfurization cost increases as the amount used increases.
On the other hand, in the multi-stage desulfurization system described in Patent Documents 2 and 3, a single-stage structure using only the silver-supported zeolite described in Patent Document 1 is obtained by combining the silver-supported zeolite with another adsorbent. The amount of silver-supported zeolite can be reduced as compared with the desulfurization method. However, when a plurality of sulfur compounds are contained in the fuel gas, the amount of silver-supported zeolite cannot be reduced so much.

近年、家庭用燃料電池システムの普及が現実的なものとなっていることを考えると、燃料ガス用の脱硫器としては、より低コストに、燃料ガス中に含まれる複数種の硫黄化合物を吸着除去できること、また、小型化できることが必要であるといえる。   Considering that the spread of household fuel cell systems has become realistic in recent years, as a desulfurizer for fuel gas, it adsorbs multiple types of sulfur compounds contained in fuel gas at a lower cost. It can be said that it must be removable and can be reduced in size.

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、燃料ガス中に含まれる複数種の硫黄化合物を効率良く吸着除去することができ、かつ、従来の銀担持ゼオライトを使用した脱硫器と比較して、銀担持ゼオライトの使用量を低減することができるともに、脱硫器の小型化を実現し得る燃料ガス用脱硫器、これを含む燃料ガス脱硫システム及びこれを用いた燃料ガスの脱硫方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and is capable of efficiently adsorbing and removing a plurality of types of sulfur compounds contained in a fuel gas, and using a conventional silver-supported zeolite. The amount of silver-supported zeolite can be reduced as compared with a reactor, and a desulfurizer for fuel gas that can reduce the size of the desulfurizer, a fuel gas desulfurization system including the same, and a fuel gas using the same An object is to provide a desulfurization method.

上記課題を解決するための具体的な手段には、以下の実施態様が含まれる。
<1> 第1の脱硫剤を備える第1の脱硫部と、前記第1の脱硫部のガス流通方向下流に配置され、第2の脱硫剤を備える第2の脱硫部と、前記第2の脱硫部のガス流通方向下流に配置され、第3の脱硫剤を備える第3の脱硫部と、を備え、前記第1の脱硫剤及び前記第3の脱硫剤は、活性炭と、前記活性炭に添着された金属と、を含み、前記第1の脱硫剤に含まれる前記金属は、銅を含み、前記第3の脱硫剤に含まれる前記金属は、ニッケル、タングステン、及びモリブデンからなる群より選ばれる少なくとも1種を含み、前記第2の脱硫剤は、銀が担持されたゼオライトを含む燃料ガス用脱硫器。
<2> 前記第1の脱硫剤及び前記第3の脱硫剤に含まれる前記金属は、それぞれ独立に、銅と、ニッケル、タングステン、及びモリブデンからなる群より選ばれる少なくとも1種と、を含む<1>に記載の燃料ガス用脱硫器。
<3> 前記第1の脱硫剤及び前記第3の脱硫剤は、前記金属として、銅とニッケルとを含み、前記銅の添着量に対する前記ニッケルの添着量の割合が、それぞれ独立に、質量基準で0.20〜2.70の範囲である<2>に記載の燃料ガス用脱硫器。
<4> 前記第1の脱硫剤及び前記第3の脱硫剤は、前記金属として、銅とタングステンとを含み、前記銅の添着量に対する前記タングステンの添着量の割合が、それぞれ独立に、質量基準で0.10〜0.60の範囲である<2>に記載の燃料ガス用脱硫器。
<5> 前記第1の脱硫剤及び前記第3の脱硫剤は、前記金属として、銅とモリブデンとを含み、前記銅の添着量に対する前記モリブデンの添着量の割合が、それぞれ独立に、質量基準で0.15〜2.00の範囲である<2>に記載の燃料ガス用脱硫器。
<6> 第1の脱硫剤を備える第1の脱硫部と、前記第1の脱硫部のガス流通方向下流に配置され、第2の脱硫剤を備える第2の脱硫部と、前記第2の脱硫部のガス流通方向下流に配置され、第3の脱硫剤を備える第3の脱硫部と、を備え、前記第1の脱硫剤は、活性炭と、前記活性炭に添着された金属と、を含み、前記金属は、銅を含み、前記第2の脱硫剤は、銀が担持されたゼオライトを含み、前記第3の脱硫剤は、前記銀が担持されたゼオライトよりも硫化カルボニルの吸着性が高い燃料ガス用脱硫器。
<7> 前記金属は、銅と、ニッケル、タングステン、及びモリブデンからなる群より選ばれる少なくとも1種と、を含む<6>に記載の燃料ガス用脱硫器。
Specific means for solving the above problems include the following embodiments.
<1> A first desulfurization section provided with a first desulfurization agent, a second desulfurization section provided downstream of the first desulfurization section in the gas flow direction, and provided with a second desulfurization agent, and the second A third desulfurization section that is disposed downstream of the desulfurization section in the gas flow direction and includes a third desulfurization agent. The first desulfurization agent and the third desulfurization agent are attached to the activated carbon and the activated carbon. The metal included in the first desulfurizing agent includes copper, and the metal included in the third desulfurizing agent is selected from the group consisting of nickel, tungsten, and molybdenum. A fuel gas desulfurizer comprising at least one kind, wherein the second desulfurizing agent includes a zeolite on which silver is supported.
<2> The metal contained in the first desulfurizing agent and the third desulfurizing agent each independently includes at least one selected from the group consisting of copper and nickel, tungsten, and molybdenum. 1> The fuel gas desulfurizer according to 1>.
<3> The first desulfurizing agent and the third desulfurizing agent include copper and nickel as the metal, and the ratio of the addition amount of the nickel to the addition amount of the copper is independently based on mass. The desulfurizer for fuel gas according to <2>, which is in the range of 0.20 to 2.70.
<4> The first desulfurizing agent and the third desulfurizing agent include copper and tungsten as the metal, and the ratio of the addition amount of the tungsten to the addition amount of the copper is independently based on mass. The desulfurizer for fuel gas according to <2>, which is in the range of 0.10 to 0.60.
<5> The first desulfurizing agent and the third desulfurizing agent include copper and molybdenum as the metal, and the ratio of the addition amount of the molybdenum to the addition amount of the copper is independently based on mass. The desulfurizer for fuel gas according to <2>, which is in the range of 0.15 to 2.00.
<6> A first desulfurization section provided with a first desulfurization agent, a second desulfurization section provided downstream of the first desulfurization section in the gas flow direction, and provided with a second desulfurization agent, and the second A third desulfurization section that is disposed downstream of the desulfurization section in the gas flow direction and includes a third desulfurization agent, wherein the first desulfurization agent includes activated carbon and a metal attached to the activated carbon. The metal includes copper, the second desulfurizing agent includes zeolite on which silver is supported, and the third desulfurizing agent has higher carbonyl sulfide adsorptivity than the zeolite on which silver is supported. Desulfurizer for fuel gas.
<7> The fuel gas desulfurizer according to <6>, wherein the metal includes copper and at least one selected from the group consisting of nickel, tungsten, and molybdenum.

<8> <1>〜<7>のいずれか1つに記載の燃料ガス用脱硫器と、燃料ガスを前記燃料ガス用脱硫器に供給する燃料ガス供給源と、を備える燃料ガス脱硫システム。
<9> 前記燃料ガスは、都市ガス、液化石油ガス、天然ガス、消化ガス又は排ガスである<8>に記載の燃料ガス脱硫システム。
<10> 前記燃料ガス用脱硫器にて脱硫された前記燃料ガスを用いて発電を行う燃料電池、及び前記燃料ガス用脱硫器にて脱硫された前記燃料ガスを用いて水素を製造する水素製造装置の少なくとも一方を更に備える<8>又は<9>に記載の燃料ガス脱硫システム。
<8> A fuel gas desulfurization system comprising: the fuel gas desulfurizer according to any one of <1> to <7>, and a fuel gas supply source that supplies the fuel gas to the fuel gas desulfurizer.
<9> The fuel gas desulfurization system according to <8>, wherein the fuel gas is city gas, liquefied petroleum gas, natural gas, digestion gas, or exhaust gas.
<10> A fuel cell that generates power using the fuel gas desulfurized in the fuel gas desulfurizer, and a hydrogen production that produces hydrogen using the fuel gas desulfurized in the fuel gas desulfurizer The fuel gas desulfurization system according to <8> or <9>, further comprising at least one of apparatuses.

<11> <1>〜<7>のいずれか1つに記載の燃料ガス用脱硫器に燃料ガスを供給して脱硫を行う燃料ガスの脱硫方法。   <11> A fuel gas desulfurization method in which fuel gas is supplied to the fuel gas desulfurizer according to any one of <1> to <7> to perform desulfurization.

本発明によれば、燃料ガス中に含まれる複数種の硫黄化合物を効率良く吸着除去することができ、かつ、従来の銀担持ゼオライトを使用した脱硫器と比較して、銀担持ゼオライトの使用量を低減することができるともに、脱硫器の小型化を実現し得る燃料ガス用脱硫器、これを含む燃料ガス脱硫システム及びこれを用いた燃料ガスの脱硫方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to efficiently adsorb and remove a plurality of types of sulfur compounds contained in fuel gas, and the amount of silver-supported zeolite used compared to a conventional desulfurizer using silver-supported zeolite. It is possible to provide a fuel gas desulfurizer capable of reducing the size of the desulfurizer, a fuel gas desulfurization system including the same, and a fuel gas desulfurization method using the same.

一実施形態の燃料ガス用脱硫器を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the desulfurizer for fuel gas of one Embodiment. 一実施形態の燃料ガス脱硫システムを示す概略構成図である。It is a schematic structure figure showing a fuel gas desulfurization system of one embodiment. 実施例1並びに比較例1及び2の評価試験に用いた脱硫器の概略図である。It is the schematic of the desulfurizer used for the evaluation test of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2. 実施例1並びに比較例1及び2の燃料ガス用脱硫器を用いたときの脱硫剤必要量を示すグラフである。It is a graph which shows the desulfurization agent required amount when the desulfurizer for fuel gas of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 is used.

以下、本発明の具体的な実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜、変更を加えて実施することができる。   Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and may be implemented with appropriate modifications within the scope of the object of the present invention. can do.

本開示において「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を意味する。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において、脱硫剤中の各成分の量は、各成分に該当する物質が脱硫剤中に複数存在する場合には、特に断らない限り、脱硫剤中に存在する複数の物質の合計量を意味する。
In the present disclosure, a numerical range indicated using “to” means a range including the numerical values described before and after “to” as the minimum value and the maximum value, respectively.
In the numerical ranges described stepwise in the present disclosure, the upper limit value or the lower limit value described in one numerical range may be replaced with the upper limit value or the lower limit value of another numerical description. . Further, in the numerical ranges described in the present disclosure, the upper limit value or the lower limit value of the numerical range may be replaced with the values shown in the examples.
In the present disclosure, the amount of each component in the desulfurizing agent is the total amount of the plurality of substances present in the desulfurizing agent unless there is a specific indication when there are a plurality of substances corresponding to each component in the desulfurizing agent. means.

≪一実施形態の燃料ガス用脱硫器≫
[燃料ガス用脱硫器]
本発明の一実施形態の燃料ガス用脱硫器は、第1の脱硫剤を備える第1の脱硫部と、前記第1の脱硫部のガス流通方向下流に配置され、第2の脱硫剤を備える第2の脱硫部と、前記第2の脱硫部のガス流通方向下流に配置され、第3の脱硫剤を備える第3の脱硫部と、を備え、前記第1の脱硫剤及び前記第3の脱硫剤は、活性炭と、前記活性炭に添着された金属と、を含み、前記第1の脱硫剤に含まれる前記金属は、銅を含み、前記第3の脱硫剤に含まれる前記金属は、ニッケル、タングステン、及びモリブデンからなる群より選ばれる少なくとも1種を含み、前記第2の脱硫剤は、銀が担持されたゼオライト(銀担持ゼオライト)を含む。
一実施形態の燃料ガス用脱硫器によれば、燃料ガス中に含まれる複数種の硫黄化合物を効率良く吸着除去することができ、かつ、従来の銀担持ゼオライトを使用した脱硫器と比較して、銀担持ゼオライトの使用量を低減することができるとともに、脱硫器の小型化を実現し得る。
一実施形態の燃料ガス用脱硫器が、このような効果を奏し得る理由について本発明者らは以下のように推測している。
«Desulfurizer for fuel gas according to one embodiment»
[Desulfurizer for fuel gas]
A fuel gas desulfurizer according to an embodiment of the present invention includes a first desulfurization unit including a first desulfurization agent, and a second desulfurization agent that is disposed downstream of the first desulfurization unit in the gas flow direction. A second desulfurization section; and a third desulfurization section that is disposed downstream of the second desulfurization section in the gas flow direction and includes a third desulfurization agent. The first desulfurization agent and the third desulfurization agent The desulfurizing agent includes activated carbon and a metal adhering to the activated carbon, the metal included in the first desulfurizing agent includes copper, and the metal included in the third desulfurizing agent is nickel. And at least one selected from the group consisting of tungsten and molybdenum, and the second desulfurizing agent includes zeolite on which silver is supported (silver-supported zeolite).
According to the desulfurizer for fuel gas of one embodiment, a plurality of types of sulfur compounds contained in the fuel gas can be efficiently adsorbed and removed, and compared with a desulfurizer using a conventional silver-supported zeolite. In addition, the amount of silver-supported zeolite can be reduced, and the desulfurizer can be downsized.
The present inventors presume the reason why the fuel gas desulfurizer of one embodiment can achieve such an effect as follows.

一実施形態の燃料ガス用脱硫器は、ガス流通方向の下流に向かって、第1の脱硫剤を備える第1の脱硫部と、第2の脱硫剤を備える第2の脱硫部と、第3の脱硫剤を備える第3の脱硫部と、をこの順で備えている。そのため、燃料ガス用脱硫器に供給された硫黄化合物を含む燃料ガスは、第1の脱硫部、第2の脱硫部及び第3の脱硫部の順に流通する。   The fuel gas desulfurizer according to one embodiment includes a first desulfurization unit including a first desulfurization agent, a second desulfurization unit including a second desulfurization agent, and a third gas flow downstream in the gas flow direction. And a third desulfurization part including the desulfurization agent in this order. Therefore, the fuel gas containing the sulfur compound supplied to the fuel gas desulfurizer flows in the order of the first desulfurization section, the second desulfurization section, and the third desulfurization section.

第1の脱硫剤は、活性炭に、銅を添着させた脱硫剤であり、脱硫性能に優れ、燃料ガス中に含まれる複数種の硫黄化合物を効率良く吸着除去することができる。例えば、第1の脱硫剤は、都市ガス、液化石油(LP)ガス等に含まれる主たる硫黄化合物であるメルカプタン類(例えば、TBM)の吸着能に特に優れる。   The first desulfurizing agent is a desulfurizing agent in which copper is impregnated with activated carbon, is excellent in desulfurizing performance, and can efficiently adsorb and remove a plurality of types of sulfur compounds contained in fuel gas. For example, the first desulfurizing agent is particularly excellent in the adsorptivity of mercaptans (eg, TBM), which are main sulfur compounds contained in city gas, liquefied petroleum (LP) gas, and the like.

次に、第2の脱硫剤は、銀担持ゼオライトを含む脱硫剤であり、硫黄化合物の吸着能に優れ、例えば、都市ガス、液化石油(LP)ガス等に含まれる硫黄化合物であるサルファイド類(例えば、DMDS)の吸着能に特に優れる。   Next, the second desulfurizing agent is a desulfurizing agent containing silver-supported zeolite, and has an excellent ability to adsorb sulfur compounds. For example, sulfides (sulfide compounds which are sulfur compounds contained in city gas, liquefied petroleum (LP) gas, etc.) For example, it is particularly excellent in the adsorption ability of DMDS).

ところで、燃料ガス中に様々な種類の硫黄化合物が含まれており、これらを同時に吸着除去することは困難である。銀担持ゼオライトは、サルファイド類(例えば、DMDS)等の硫黄化合物の吸着能に優れているが、複数種の硫黄化合物の全てを吸着させるには、使用量を多くする必要がある。しかしながら、銀担持ゼオライトは、原料が高価であるため、その使用量はできるだけ低減することが好ましい。   By the way, various kinds of sulfur compounds are contained in the fuel gas, and it is difficult to adsorb and remove these simultaneously. Silver-supported zeolite is excellent in the ability to adsorb sulfur compounds such as sulfides (for example, DMDS). However, in order to adsorb all of a plurality of types of sulfur compounds, it is necessary to increase the amount used. However, since the silver-supported zeolite is expensive, it is preferable to reduce the amount used as much as possible.

一実施形態の燃料ガス用脱硫器は、第2の脱硫部のガス流通方向下流に、第3の脱硫剤を備える第3の脱硫部を備える。第3の脱硫剤は、活性炭に、特定の金属(即ち、ニッケル、タングステン、及びモリブデンからなる群より選ばれる少なくとも1種)を添着させた脱硫剤であり、脱硫性能に優れ、燃料ガス中に含まれる複数種の硫黄化合物を効率良く吸着除去することができる。例えば、第3の脱硫剤は、COS等の吸着能に優れる傾向にある。そのため、一実施形態の燃料ガス用脱硫器では、第2の脱硫剤を備える第2の脱硫部にて吸着されなかった硫黄化合物を第3の脱硫剤を備える第3の脱硫部にて吸着可能な構成となっている。したがって、第2の脱硫部における銀担持ゼオライトの使用量を削減しつつ、第3の脱硫部にて硫黄化合物の吸着が可能である。   The fuel gas desulfurizer according to an embodiment includes a third desulfurization unit including a third desulfurization agent downstream of the second desulfurization unit in the gas flow direction. The third desulfurizing agent is a desulfurizing agent in which a specific metal (that is, at least one selected from the group consisting of nickel, tungsten, and molybdenum) is attached to activated carbon, and is excellent in desulfurization performance and in the fuel gas. A plurality of kinds of contained sulfur compounds can be efficiently adsorbed and removed. For example, the third desulfurizing agent tends to be excellent in adsorption capacity such as COS. Therefore, in the fuel gas desulfurizer according to one embodiment, the sulfur compound that has not been adsorbed by the second desulfurization unit including the second desulfurization agent can be adsorbed by the third desulfurization unit including the third desulfurization agent. It has become a structure. Therefore, it is possible to adsorb sulfur compounds in the third desulfurization part while reducing the amount of silver-supported zeolite used in the second desulfurization part.

すなわち、一実施形態の燃料ガス用脱硫器は、脱硫剤として、銅を添着させた活性炭と、特定の金属を添着させた活性炭と、銀担持ゼオライトと、を選択し、かつ、燃料ガスを、銅を添着させた活性炭に流通させた後、銀担持ゼオライトを流通させ、次いで、特定の金属を添着させた活性炭に流通させる複数段構成の脱硫方式の脱硫器である。この構成により、銀担持ゼオライトの使用量を低減しながらも、燃料ガス中に含まれる複数種の硫黄化合物を効率良く吸着除去することができる。また、銅を添着させた活性炭と、特定の金属を添着させた活性炭との組み合わせは、硫黄化合物の吸着性能に優れることから、比較的少ない量で、燃料ガス中に含まれる複数種の硫黄化合物を吸着除去することができる。そのため、一実施形態の燃料ガス用脱硫器では、脱硫剤全体の使用量を低減することができる。その結果、脱硫器の小型化を実現し得る。   That is, the fuel gas desulfurizer of one embodiment selects, as a desulfurization agent, activated carbon impregnated with copper, activated carbon impregnated with a specific metal, and silver-supported zeolite, and the fuel gas, This is a desulfurization type desulfurization system having a multi-stage configuration in which after passing through activated carbon impregnated with copper, the zeolite carrying silver is circulated, and then the activated carbon is impregnated with a specific metal. With this configuration, it is possible to efficiently adsorb and remove a plurality of types of sulfur compounds contained in the fuel gas while reducing the amount of silver-supported zeolite. In addition, the combination of activated carbon impregnated with copper and activated carbon impregnated with a specific metal is excellent in sulfur compound adsorption performance, so a plurality of types of sulfur compounds contained in fuel gas in a relatively small amount Can be adsorbed and removed. Therefore, in the fuel gas desulfurizer of one embodiment, the amount of the entire desulfurizing agent used can be reduced. As a result, downsizing of the desulfurizer can be realized.

通常、燃料ガスとしてLPガスを用いる場合、都市ガスよりもLPガスの方が硫黄化合物を多く含み、また、脱硫を阻害する炭化水素成分を多く含むため、脱硫剤量を多く搭載しなければならず、銀担持ゼオライトについても多く必要となる。特に、銀担持ゼオライトは、都市ガスにおけるCOSの吸着能と比較してLPガスにおけるCOSの吸着能が大きく低下してしまうため、LPガスの脱硫を行う場合に、多量の銀担持ゼオライトが必要になるという問題がある。
一方、一実施形態の燃料ガス用脱硫器では、第2の脱硫剤を備える第2の脱硫部にて吸着されなかった硫黄化合物を第3の脱硫剤を備える第3の脱硫部にて吸着可能な構成となっているため、燃料ガスとしてLPガスを用いた場合であっても銀担持ゼオライトの使用量を大きく削減しつつ、効率的に硫黄化合物を除去することができる。
Normally, when LP gas is used as fuel gas, LP gas contains more sulfur compounds than city gas, and contains more hydrocarbon components that inhibit desulfurization, so a larger amount of desulfurization agent must be installed. In addition, a large amount of silver-supported zeolite is required. In particular, silver-supported zeolite has a large reduction in COS adsorption capacity in LP gas compared to COS adsorption capacity in city gas, so a large amount of silver-supported zeolite is required when LP gas is desulfurized. There is a problem of becoming.
On the other hand, in the fuel gas desulfurizer of one embodiment, sulfur compounds that have not been adsorbed by the second desulfurization unit that includes the second desulfurization agent can be adsorbed by the third desulfurization unit that includes the third desulfurization agent. Therefore, even when LP gas is used as the fuel gas, the sulfur compound can be efficiently removed while greatly reducing the amount of silver-carrying zeolite used.

第1の脱硫剤及び第3の脱硫剤は、活性炭に、銅と、ニッケル、タングステン、及びモリブデンからなる群より選ばれる少なくとも1種と、を添着させた脱硫剤であることが好ましい。これにより、第1の脱硫剤及び第3の脱硫剤は、燃料ガス中に含まれる複数種の硫黄化合物をより効率良く吸着除去することができ、またCOS等の吸着能にも優れる傾向にある。   The first desulfurizing agent and the third desulfurizing agent are preferably desulfurizing agents obtained by adding activated carbon and at least one selected from the group consisting of nickel, tungsten, and molybdenum to activated carbon. As a result, the first desulfurizing agent and the third desulfurizing agent can more efficiently adsorb and remove a plurality of types of sulfur compounds contained in the fuel gas, and also tend to be excellent in adsorption capacity such as COS. .

ところで、燃料ガス中には、硫黄化合物としてチオフェン類が含まれる場合がある。チオフェン類は、脱硫剤上で酸化され、吸着による除去が困難なチオフェンとなることがある。第1の脱硫剤が、活性炭に、銅と、特定の金属(即ち、ニッケル、タングステン、及びモリブデンからなる群より選ばれる少なくとも1種)と、を添着させた脱硫剤である場合、燃料ガス中にチオフェンを生成し得る硫黄化合物が含まれる場合であっても、チオフェンが生成し難い。   By the way, thiophenes may be contained in the fuel gas as a sulfur compound. Thiophenes may be oxidized on the desulfurizing agent and become thiophenes that are difficult to remove by adsorption. When the first desulfurizing agent is a desulfurizing agent in which copper and a specific metal (that is, at least one selected from the group consisting of nickel, tungsten, and molybdenum) are attached to activated carbon, in the fuel gas Even when a sulfur compound capable of producing thiophene is contained in thiophene, it is difficult to produce thiophene.

例えば、第1の脱硫剤が、活性炭に、銅とニッケルとを添着させた脱硫剤である場合には、銅の酸化力がニッケルによって抑制される結果、燃料ガス中にチオフェンを生成し得る硫黄化合物が含まれる場合であっても、チオフェンの生成が抑制されると考えられる。
また、第1の脱硫剤では、金属の大部分が金属元素を含む化合物(酸化物、無機酸塩、有機酸塩等、特に酸化物)として活性炭に添着されていると考えられる。第1の脱硫剤が、活性炭に、銅とタングステンとの組み合わせ、又は、銅とモリブデンとの組み合わせを添着させた脱硫剤である場合、タングステンの酸化物及びモリブデンの酸化物は、酸素欠損が多いため、その欠損部にチオフェンを生成し得る硫黄化合物の硫黄が吸着することで、チオフェンの生成が抑制されると考えられる。
For example, when the first desulfurization agent is a desulfurization agent in which copper and nickel are impregnated into activated carbon, sulfur that can generate thiophene in the fuel gas as a result of suppressing the oxidizing power of copper by nickel. Even when a compound is contained, the production of thiophene is considered to be suppressed.
In the first desulfurization agent, it is considered that most of the metal is attached to the activated carbon as a compound containing a metal element (oxide, inorganic acid salt, organic acid salt, etc., particularly oxide). When the first desulfurizing agent is a desulfurizing agent in which activated carbon is combined with a combination of copper and tungsten or a combination of copper and molybdenum, the oxide of tungsten and the oxide of molybdenum have many oxygen vacancies. Therefore, it is considered that the generation of thiophene is suppressed by adsorbing sulfur of a sulfur compound capable of generating thiophene in the deficient portion.

なお、酸化等の反応によってチオフェンを生成し得るチオフェン類としては、テトラヒドロチオフェン(THT)、2−メチルチオフェン、ベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン、4−メチルジベンゾチオフェン、4,6−ジメチルジベンゾチオフェン等のチオフェン類が挙げられる。   Examples of thiophenes that can generate thiophene by a reaction such as oxidation include thiophenes such as tetrahydrothiophene (THT), 2-methylthiophene, benzothiophene, dibenzothiophene, 4-methyldibenzothiophene, and 4,6-dimethyldibenzothiophene. Kind.

以下、一実施形態の燃料ガス用脱硫器について、詳細に説明する。   Hereinafter, the desulfurizer for fuel gas of one Embodiment is demonstrated in detail.

まず、一実施形態の燃料ガス用脱硫器を、図を用いて説明する。
図1は、一実施形態の燃料ガス用脱硫器を示す概略構成図である。
一実施形態の燃料ガス用脱硫器1は、第1の脱硫剤を備える第1の脱硫部10と、第1の脱硫部10のガス流通方向下流に配置され、第2の脱硫剤を備える第2の脱硫部20と、第2の脱硫部20のガス流通方向下流に配置され、第3の脱硫剤を備える第3の脱硫部30と、を備える。
First, a fuel gas desulfurizer according to an embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a fuel gas desulfurizer according to an embodiment.
A fuel gas desulfurizer 1 according to an embodiment includes a first desulfurization section 10 including a first desulfurization agent, and a first desulfurization section 10 disposed downstream of the first desulfurization section 10 in the gas flow direction, and includes a second desulfurization agent. 2 desulfurization part 20 and the 3rd desulfurization part 30 provided in the gas distribution direction downstream of the 2nd desulfurization part 20, and provided with the 3rd desulfurization agent.

第1の脱硫部10が備える第1の脱硫剤(図示せず)は、活性炭と、該活性炭に添着された金属と、を含んでおり、該金属は銅を含み、第3の脱硫剤30が備える第3の脱硫剤(図示せず)は、活性炭と、該活性炭に添着された金属と、を含んでおり、該金属はニッケル、タングステン、及びモリブデンからなる群より選ばれる少なくとも1種を含む。
第1の脱硫剤及び第3の脱硫剤は、活性炭と、該活性炭に添着された金属と、を含んでおり、該金属は、銅と、ニッケル、タングステン、及びモリブデンからなる群より選ばれる少なくとも1種と、を含んでいてもよい。このとき、第1の脱硫剤及び第3の脱硫剤に含まれる金属は、それぞれ同じであってもよく、異なっていてもよい。
The first desulfurization agent (not shown) included in the first desulfurization unit 10 includes activated carbon and a metal attached to the activated carbon. The metal includes copper, and the third desulfurizing agent 30 is included. The third desulfurizing agent (not shown) included in the above includes activated carbon and a metal attached to the activated carbon, and the metal includes at least one selected from the group consisting of nickel, tungsten, and molybdenum. Including.
The first desulfurizing agent and the third desulfurizing agent include activated carbon and a metal attached to the activated carbon, and the metal is at least selected from the group consisting of copper, nickel, tungsten, and molybdenum. 1 type may be included. At this time, the metals contained in the first desulfurizing agent and the third desulfurizing agent may be the same or different.

第2の脱硫部20が備える第2の脱硫剤(図示せず)は、銀が担持されたゼオライト(銀担持ゼオライト)を含む。
一実施形態の燃料ガス用脱硫器1において、硫黄化合物を含む燃料ガスは、図1に示す矢印の方向に流れる。すなわち、燃料ガス用脱硫器1に供給された硫黄化合物を含む燃料ガスが、第1の脱硫剤を備える第1の脱硫部10を流通した後、第2の脱硫剤を備える第2の脱硫部20を流通し、次いで、第3の脱硫剤を備える第3の脱硫部30を流通することで、燃料ガス中に含まれる複数種の硫黄化合物が、第1の脱硫剤、第2の脱硫剤及び第3の脱硫剤に吸着され、除去される。
The second desulfurization agent (not shown) included in the second desulfurization unit 20 includes zeolite (silver-supported zeolite) on which silver is supported.
In the fuel gas desulfurizer 1 of one embodiment, the fuel gas containing a sulfur compound flows in the direction of the arrow shown in FIG. That is, after the fuel gas containing the sulfur compound supplied to the fuel gas desulfurizer 1 circulates through the first desulfurization unit 10 including the first desulfurization agent, the second desulfurization unit including the second desulfurization agent 20, and then through a third desulfurization section 30 having a third desulfurizing agent, a plurality of types of sulfur compounds contained in the fuel gas are converted into a first desulfurizing agent and a second desulfurizing agent. And adsorbed on the third desulfurizing agent and removed.

燃料ガス用脱硫器1に供給された硫黄化合物を含む燃料ガスは、まず第1の脱硫剤を備える第1の脱硫部10を流通する。第1の脱硫剤は、燃料ガス中に含まれる複数種の硫黄化合物を効率良く吸着することができるため、比較的少ない使用量で、優れた吸着能を発揮する。第1の脱硫剤を備える第1の脱硫部10を流通した燃料ガス中の硫黄化合物は、その大部分が第1の脱硫剤によって除去された後、燃料ガスは、第2の脱硫剤を備える第2の脱硫部20を流通し、次いで、第3の脱硫剤を備える第3の脱硫部30を流通する。第3の脱硫剤にて、第1の脱硫剤にて除去されなかった硫黄化合物のうち、第2の脱硫剤では吸着しきれない硫黄化合物を除去できるため、第2の脱硫剤を多く使用する必要がない。その結果、従来の銀担持ゼオライトを使用した脱硫器と比較して、銀担持ゼオライトの使用量を低減しつつ、燃料ガス中に含まれる複数種の硫黄化合物を効率良く吸着除去することができるとともに、脱硫器の小型化を実現することができる。   The fuel gas containing the sulfur compound supplied to the fuel gas desulfurizer 1 first circulates through the first desulfurization section 10 including the first desulfurization agent. Since the first desulfurizing agent can efficiently adsorb plural kinds of sulfur compounds contained in the fuel gas, it exhibits an excellent adsorbing ability with a relatively small amount of use. After most of the sulfur compounds in the fuel gas flowing through the first desulfurizing section 10 including the first desulfurizing agent are removed by the first desulfurizing agent, the fuel gas includes the second desulfurizing agent. It distribute | circulates the 2nd desulfurization part 20, and distribute | circulates the 3rd desulfurization part 30 provided with a 3rd desulfurization agent next. Of the sulfur compounds that have not been removed by the first desulfurizing agent in the third desulfurizing agent, sulfur compounds that cannot be adsorbed by the second desulfurizing agent can be removed, so the second desulfurizing agent is often used. There is no need. As a result, it is possible to efficiently adsorb and remove multiple sulfur compounds contained in fuel gas while reducing the amount of silver-supported zeolite used compared to conventional desulfurizers using silver-supported zeolite. Therefore, it is possible to reduce the size of the desulfurizer.

〔第1の脱硫部〕
第1の脱硫部は、第1の脱硫剤を備えている。
第1の脱硫部では、燃料ガス中に含まれる複数種の硫黄化合物の大部分が第1の脱硫剤によって除去される。
[First desulfurization section]
The first desulfurization unit includes a first desulfurization agent.
In the first desulfurization section, most of the plurality of types of sulfur compounds contained in the fuel gas are removed by the first desulfurization agent.

<第1の脱硫剤>
第1の脱硫剤は、活性炭と、該活性炭に添着された金属と、を含み、前記金属は、銅を含む。また、金属としては、銅と、ニッケル、タングステン、及びモリブデンからなる群より選ばれる少なくとも1種と、の組み合わせを含むことが好ましい。
第1の脱硫剤は、上記のような構成を有することで、燃料ガス中に含まれる複数種の硫黄化合物を効率良く吸着除去することができる。
<First desulfurizing agent>
The first desulfurizing agent includes activated carbon and a metal attached to the activated carbon, and the metal includes copper. The metal preferably includes a combination of copper and at least one selected from the group consisting of nickel, tungsten, and molybdenum.
Since the first desulfurizing agent has the above-described configuration, it is possible to efficiently adsorb and remove a plurality of types of sulfur compounds contained in the fuel gas.

(活性炭)
第1の脱硫剤は、少なくとも1種の活性炭を含む。
活性炭としては、当該技術分野において、通常用いられる活性炭を特に制限なく用いることができる。
(Activated carbon)
The first desulfurizing agent includes at least one activated carbon.
As the activated carbon, any activated carbon that is usually used in the technical field can be used without particular limitation.

活性炭の原料としては、ヤシ殻、石炭(無煙炭、瀝青炭等)、木粉、ピート炭、竹炭などが挙げられる。
これらの中でも、活性炭の原料としては、平均細孔径が小さく、不純物の含有量が少ないという観点から、ヤシ殻が好ましい。
Examples of the activated carbon raw material include coconut shell, coal (anthracite, bituminous coal, etc.), wood flour, peat charcoal, bamboo charcoal and the like.
Among these, as a raw material for activated carbon, coconut shell is preferable from the viewpoint of a small average pore diameter and a small impurity content.

活性炭は、無機酸で処理された活性炭であることが好ましい。活性炭を無機酸で処理すると、不純物が除去され、比表面積が向上したり、活性炭の表面が親水化されたりするため、添着金属の分散度がより向上し得る。
活性炭を処理する無機酸としては、塩酸、硝酸、硫酸等が挙げられる。
The activated carbon is preferably activated carbon treated with an inorganic acid. When the activated carbon is treated with an inorganic acid, impurities are removed, the specific surface area is improved, and the surface of the activated carbon is hydrophilized, so that the dispersibility of the attached metal can be further improved.
Examples of inorganic acids for treating activated carbon include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid and the like.

活性炭の形状としては、特に制限されず、粒状、柱状(例えば、円柱状)、繊維状、ハニカム状、破砕状等が挙げられる。
これらの中でも、活性炭の形状としては、例えば、コスト面の観点から、粒状、柱状、及び破砕状からなる群より選ばれる少なくとも1種の形状が好ましく、また、密度が高く、かつ、微細粉を含まないという観点から、粒状及び柱状から選ばれる少なくとも1種の形状がより好ましい。
The shape of the activated carbon is not particularly limited, and examples thereof include granular, columnar (for example, columnar), fibrous, honeycomb, and crushed.
Among these, as the shape of the activated carbon, for example, from the viewpoint of cost, at least one shape selected from the group consisting of granular, columnar, and crushed is preferable, and the density is high and fine powder is used. From the viewpoint of not including it, at least one shape selected from a granular shape and a columnar shape is more preferable.

活性炭の形状が粒状である場合、活性炭の平均粒子径は、例えば、ガス流量が10L(リットル)/min以下では、ガスの偏流防止の観点及び脱硫剤の流出防止フィルターのメッシュ間隔との関係から、0.5mm以上5.0mm以下であることが好ましく、1.0mm以上3.0mm以下であることがより好ましい。
本開示において、「平均粒子径」とは、体積平均粒子径(Mv)をいい、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置を用いて測定される値である。
When the shape of the activated carbon is granular, the average particle diameter of the activated carbon is, for example, from the viewpoint of preventing gas drift and the mesh interval of the desulfurization agent outflow prevention filter when the gas flow rate is 10 L (liter) / min or less. 0.5 mm or more and 5.0 mm or less is preferable, and 1.0 mm or more and 3.0 mm or less is more preferable.
In the present disclosure, the “average particle diameter” refers to a volume average particle diameter (Mv), which is a value measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus.

活性炭の比表面積は、例えば、添着金属の分散度を向上させる観点から、600m/g以上であることが好ましく、1300m/g以上であることがより好ましい。
本開示において、「比表面積」は、BET法により測定される値である。
For example, the specific surface area of the activated carbon is preferably 600 m 2 / g or more, more preferably 1300 m 2 / g or more, from the viewpoint of improving the dispersity of the impregnated metal.
In the present disclosure, the “specific surface area” is a value measured by the BET method.

活性炭の平均細孔径は、例えば、硫黄化合物の分子径に合った孔径であるという観点から、0.9nm以上2.0nm以下であることが好ましく、0.9nm以上1.5nm以下であることがより好ましい。
本開示において、「平均細孔径」は、窒素ガス吸着法により測定される値である。
The average pore diameter of the activated carbon is preferably 0.9 nm or more and 2.0 nm or less, and preferably 0.9 nm or more and 1.5 nm or less, for example, from the viewpoint that the pore diameter matches the molecular diameter of the sulfur compound. More preferred.
In the present disclosure, the “average pore diameter” is a value measured by a nitrogen gas adsorption method.

(金属)
第1の脱硫剤は、上述した活性炭に添着された金属を含み、前記金属が、銅(Cu)を含み、好ましくは銅と、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、及びモリブデン(Mo)からなる群より選ばれる少なくとも1種と、の組み合わせを含む。
活性炭に添着された上記の金属の大部分は、金属元素を含む化合物(酸化物、無機酸塩、有機酸塩等)として含まれていると考えられるが、金属単体として含まれていてもよい。
(metal)
The first desulfurizing agent includes a metal adhering to the above-described activated carbon, and the metal includes copper (Cu), preferably from copper, nickel (Ni), tungsten (W), and molybdenum (Mo). A combination of at least one selected from the group consisting of:
Most of the above metals attached to activated carbon are considered to be contained as compounds containing metal elements (oxides, inorganic acid salts, organic acid salts, etc.), but they may be contained as simple metals. .

金属として、銅と、ニッケル、タングステン、及びモリブデンからなる群より選ばれる少なくとも1種と、の組み合わせを含む場合、銅と組み合わせる金属は、1種単独であってもよく、2種以上の組み合わせであってもよい。金属としては、銅とニッケルとの組み合わせであってもよく、銅とタングステンとの組み合わせであってもよく、銅とモリブデンとの組み合わせであってもよい。
なお、金属としては、銅とニッケルとタングステンとの組み合わせであってもよく、銅とニッケルとモリブデンとの組み合わせであってもよく、銅とタングステンとモリブデンとの組み合わせであってもよく、銅とニッケルとタングステンとモリブデンとの組み合わせであってもよい。
When the metal includes a combination of copper and at least one selected from the group consisting of nickel, tungsten, and molybdenum, the metal combined with copper may be a single metal or a combination of two or more metals. There may be. The metal may be a combination of copper and nickel, a combination of copper and tungsten, or a combination of copper and molybdenum.
The metal may be a combination of copper, nickel and tungsten, may be a combination of copper, nickel and molybdenum, may be a combination of copper, tungsten and molybdenum, A combination of nickel, tungsten and molybdenum may be used.

銅の添着量は、例えば、第1の脱硫剤の全質量に対して、1.0質量%以上20.0質量%以下であることが好ましく、2.0質量%以上15.0質量%以下であることがより好ましく、2.0質量%以上8.0質量%以下であることが更に好ましい。
銅と組み合わせる金属がニッケルである場合、ニッケルの添着量は、例えば、第1の脱硫剤の全質量に対して、1.0質量%以上20.0質量%以下であることが好ましく、2.0質量%以上15.0質量%以下であることがより好ましく、2.0質量%以上8.0質量%以下であることが更に好ましい。
銅と組み合わせる金属がタングステンである場合、タングステンの添着量は、例えば、第1の脱硫剤の全質量に対して、1.0質量%以上20.0質量%以下であることが好ましく、2.0質量%以上15.0質量%以下であることがより好ましく、2.0質量%以上8.0質量%以下であることが更に好ましい。
銅と組み合わせる金属がモリブデンである場合、モリブデンの添着量は、例えば、第1の脱硫剤の全質量に対して、1.0質量%以上20.0質量%以下であることが好ましく、2.0質量%以上15.0質量%以下であることがより好ましく、2.0質量%以上8.0質量%以下であることが更に好ましい。
The amount of copper added is preferably, for example, 1.0% by mass or more and 20.0% by mass or less, and 2.0% by mass or more and 15.0% by mass or less with respect to the total mass of the first desulfurizing agent. More preferably, it is 2.0 mass% or more and 8.0 mass% or less.
When the metal combined with copper is nickel, the amount of nickel attached is preferably 1.0% by mass or more and 20.0% by mass or less with respect to the total mass of the first desulfurizing agent, for example. It is more preferably 0% by mass or more and 15.0% by mass or less, and further preferably 2.0% by mass or more and 8.0% by mass or less.
When the metal combined with copper is tungsten, the amount of tungsten attached is preferably 1.0% by mass or more and 20.0% by mass or less with respect to the total mass of the first desulfurizing agent, for example. It is more preferably 0% by mass or more and 15.0% by mass or less, and further preferably 2.0% by mass or more and 8.0% by mass or less.
When the metal combined with copper is molybdenum, the amount of molybdenum attached is preferably 1.0% by mass or more and 20.0% by mass or less with respect to the total mass of the first desulfurizing agent, for example. It is more preferably 0% by mass or more and 15.0% by mass or less, and further preferably 2.0% by mass or more and 8.0% by mass or less.

銅と組み合わせる金属がニッケルである場合、銅の添着量に対するニッケルの添着量の割合(ニッケルの添着量/銅の添着量)は、質量基準で、0.20〜2.70の範囲であることが好ましく、0.20〜2.50の範囲であることがより好ましく、0.30〜2.00の範囲であることが更に好ましく、0.30〜1.00の範囲であることが特に好ましい。
銅の添着量に対するニッケルの添着量の割合が、上記範囲内であると、燃料ガス中に含まれる硫黄化合物をより効率良く吸着除去することができ、かつ、燃料ガス中にチオフェンを生成し得る硫黄化合物が含まれる場合には、チオフェンの生成をより抑制することができる。
When the metal combined with copper is nickel, the ratio of the amount of nickel to the amount of copper deposited (the amount of nickel deposited / the amount of copper deposited) is in the range of 0.20 to 2.70 on a mass basis. Is more preferable, is in the range of 0.20 to 2.50, more preferably is in the range of 0.30 to 2.00, and is particularly preferably in the range of 0.30 to 1.00. .
When the ratio of the amount of nickel added to the amount of copper added is within the above range, the sulfur compound contained in the fuel gas can be adsorbed and removed more efficiently, and thiophene can be generated in the fuel gas. When a sulfur compound is included, the production of thiophene can be further suppressed.

銅と組み合わせる金属がタングステンである場合、銅の添着量に対するタングステンの添着量の割合(タングステンの添着量/銅の添着量)は、質量基準で、0.10〜0.60の範囲であることが好ましく、0.15〜0.60の範囲であることがより好ましい。
銅の添着量に対するタングステンの添着量の割合が、上記範囲内であると、燃料ガス中に含まれる硫黄化合物をより効率良く吸着除去することができ、かつ、燃料ガス中にチオフェンを生成し得る硫黄化合物が含まれる場合には、チオフェンの生成をより抑制することができる。
なお、燃料ガス中に含まれる硫黄化合物をより効率良く吸着除去する観点からは、銅の添着量に対するタングステンの添着量の割合(タングステンの添着量/銅の添着量)は、質量基準で、0.15〜0.55の範囲であることが更に好ましい。
また、チオフェンの生成をより抑制する観点からは、銅の添着量に対するタングステンの添着量の割合(タングステンの添着量/銅の添着量)は、質量基準で、0.25〜0.60の範囲であることが更に好ましい。
When the metal combined with copper is tungsten, the ratio of the amount of tungsten added to the amount of copper attached (the amount of tungsten attached / the amount of copper attached) is in the range of 0.10 to 0.60 on a mass basis. Is preferable, and the range of 0.15 to 0.60 is more preferable.
When the ratio of the amount of tungsten added to the amount of copper added is within the above range, sulfur compounds contained in the fuel gas can be adsorbed and removed more efficiently, and thiophene can be generated in the fuel gas. When a sulfur compound is included, the production of thiophene can be further suppressed.
From the standpoint of more efficiently adsorbing and removing sulfur compounds contained in the fuel gas, the ratio of the tungsten adhesion amount to the copper adhesion amount (tungsten adhesion amount / copper adhesion amount) is 0 on a mass basis. More preferably, it is in the range of 15 to 0.55.
Further, from the viewpoint of further suppressing the generation of thiophene, the ratio of the amount of tungsten attached to the amount of copper attached (the amount of tungsten attached / the amount of copper attached) is in the range of 0.25 to 0.60 on a mass basis. More preferably.

銅と組み合わせる金属がモリブデンである場合、銅の添着量に対するモリブデンの添着量の割合(モリブデンの添着量/銅の添着量)は、質量基準で、0.15〜2.00の範囲であることが好ましく、0.15〜1.80の範囲であることがより好ましい。
銅の添着量に対するモリブデンの添着量の割合が、上記範囲内であると、燃料ガス中に含まれる硫黄化合物をより効率良く吸着除去することができ、かつ、燃料ガス中にチオフェンを生成し得る硫黄化合物が含まれる場合には、チオフェンの生成をより抑制することができる。
なお、燃料ガス中に含まれる硫黄化合物をより効率良く吸着除去する観点からは、銅の添着量に対するモリブデンの添着量の割合(モリブデンの添着量/銅の添着量)は、質量基準で、0.15〜1.60の範囲であることが更に好ましい。
また、チオフェンの生成をより抑制する観点からは、銅の添着量に対するモリブデンの添着量の割合(モリブデンの添着量/銅の添着量)は、質量基準で、0.20〜1.60の範囲であることが更に好ましく、0.30〜1.60の範囲であることが特に好ましい。
When the metal combined with copper is molybdenum, the ratio of molybdenum deposition amount to copper deposition amount (molybdenum deposition amount / copper deposition amount) is in the range of 0.15 to 2.00 on a mass basis. Is preferable, and the range of 0.15 to 1.80 is more preferable.
When the ratio of the molybdenum deposition amount to the copper deposition amount is within the above range, the sulfur compound contained in the fuel gas can be adsorbed and removed more efficiently, and thiophene can be generated in the fuel gas. When a sulfur compound is included, the production of thiophene can be further suppressed.
From the viewpoint of more efficiently absorbing and removing sulfur compounds contained in the fuel gas, the ratio of the molybdenum adhesion amount to the copper adhesion amount (molybdenum adhesion amount / copper adhesion amount) is 0 on a mass basis. More preferably, it is in the range of 15 to 1.60.
Further, from the viewpoint of further suppressing the generation of thiophene, the ratio of the molybdenum adhesion amount to the copper adhesion amount (molybdenum adhesion amount / copper adhesion amount) is in the range of 0.20 to 1.60 on a mass basis. It is more preferable that it is in the range of 0.30 to 1.60.

活性炭に添着された金属が銅及びニッケルを含む場合、銅の添着量は、例えば、活性炭に添着された金属の全質量に対して、20質量%以上80質量%以下であることが好ましく、30質量%以上80質量%以下であることがより好ましく、40質量%以上80質量%以下であることが更に好ましく、40質量%以上65質量%以下であることが特に好ましい。
また、ニッケルの添着量は、例えば、活性炭に添着された金属の全質量に対して、20質量%以上80質量%以下であることが好ましく、20質量%以上70質量%以下であることがより好ましく、20質量%以上60質量%以下であることが更に好ましく、35質量%以上60質量%以下であることが特に好ましい。
When the metal adhering to the activated carbon contains copper and nickel, the amount of copper adhering is preferably 20% by mass or more and 80% by mass or less with respect to the total mass of the metal adhering to the activated carbon, for example, 30 More preferably, they are 40 mass% or more and 80 mass% or less, More preferably, they are 40 mass% or more and 80 mass% or less, Especially preferably, they are 40 mass% or more and 65 mass% or less.
The amount of nickel added is preferably 20% by mass or more and 80% by mass or less, and more preferably 20% by mass or more and 70% by mass or less, with respect to the total mass of the metal added to the activated carbon. The content is more preferably 20% by mass or more and 60% by mass or less, and particularly preferably 35% by mass or more and 60% by mass or less.

活性炭に添着された金属が銅及びタングステンを含む場合、銅の添着量は、例えば、活性炭に添着された金属の全質量に対して、50質量%以上85質量%以下であることが好ましく、50質量%以上75質量%以下であることがより好ましい。
また、タングステンの添着量は、例えば、活性炭に添着された金属の全質量に対して、15質量%以上50質量%以下であることが好ましく、25質量%以上50質量%以下であることがより好ましい。
When the metal adhering to the activated carbon contains copper and tungsten, the amount of copper adhering is preferably, for example, 50% by mass or more and 85% by mass or less with respect to the total mass of the metal adhering to the activated carbon. More preferably, it is at least 75% by mass.
Moreover, the amount of tungsten added is preferably 15% by mass or more and 50% by mass or less, and more preferably 25% by mass or more and 50% by mass or less, with respect to the total mass of the metal added to the activated carbon. preferable.

活性炭に添着された金属が銅及びモリブデンを含む場合、銅の添着量は、例えば、活性炭に添着された金属の全質量に対して、30質量%以上85質量%以下であることが好ましく、35質量%以上85質量%以下であることがより好ましい。
また、モリブデンの添着量は、例えば、活性炭に添着された金属の全質量に対して、15質量%以上70質量%以下であることが好ましく、15質量%以上65質量%以下であることがより好ましい。
When the metal adhering to the activated carbon contains copper and molybdenum, the amount of copper adhering is preferably 30% by mass or more and 85% by mass or less with respect to the total mass of the metal adhering to the activated carbon, for example, 35 More preferably, it is at least 85% by mass.
Further, the amount of molybdenum added is preferably 15% by mass or more and 70% by mass or less, and more preferably 15% by mass or more and 65% by mass or less with respect to the total mass of the metal added to the activated carbon. preferable.

本開示において、活性炭に添着された金属の量(即ち、添着量)は、ICP(Inductively Coupled Plasma)発光分光分析法により測定される値である。測定装置としては、例えば、Perkin−Elmer製のOptima 8000(製品名)を好適に用いることができる。但し、測定装置は、これに限定されない。   In the present disclosure, the amount of metal attached to activated carbon (that is, the amount of attachment) is a value measured by ICP (Inductively Coupled Plasma) emission spectrometry. As the measuring device, for example, Optima 8000 (product name) manufactured by Perkin-Elmer can be suitably used. However, the measuring device is not limited to this.

(他の成分)
第1の脱硫剤は、本発明の効果を損なわない範囲において、必要に応じて、活性炭、銅、並びに、ニッケル、タングステン、及びモリブデンからなる群より選ばれる少なくとも1種以外の他の成分を含んでもよい。
第1の脱硫剤は、本発明の効果を損なわない範囲において、不可避成分として、銅、ニッケル、タングステン、及びモリブデン以外の金属を含んでいてもよい。
(Other ingredients)
The first desulfurizing agent includes, as necessary, other components other than activated carbon, copper, and at least one selected from the group consisting of nickel, tungsten, and molybdenum as long as the effects of the present invention are not impaired. But you can.
The 1st desulfurization agent may contain metals other than copper, nickel, tungsten, and molybdenum as an unavoidable component in the range which does not impair the effect of this invention.

〜第1の脱硫剤の形状〜
第1の脱硫剤の形状は、特に制限されず、目的に応じて、適宜選択することができる。
第1の脱硫剤の形状としては、粒状、柱状(例えば、円柱状)、繊維状、ハニカム状、破砕状等の形状が挙げられる。
これらの中でも、第1の脱硫剤の形状としては、例えば、コスト面の観点から、粒状、柱状、及び破砕状からなる群より選ばれる少なくとも1種の形状が好ましく、また、密度の高さ及び微細粉を含まないという観点から、粒状及び柱状から選ばれる少なくとも1種の形状がより好ましい。
-Shape of first desulfurizing agent-
The shape of the first desulfurizing agent is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose.
Examples of the shape of the first desulfurizing agent include granular shapes, columnar shapes (for example, columnar shapes), fibrous shapes, honeycomb shapes, and crushed shapes.
Among these, as the shape of the first desulfurizing agent, for example, from the viewpoint of cost, at least one shape selected from the group consisting of granular, columnar, and crushed is preferable, and the high density and From the viewpoint of not containing fine powder, at least one shape selected from granular and columnar is more preferable.

〜第1の脱硫剤の製造方法〜
第1の脱硫剤の製造方法は、特に制限されず、活性炭に金属を添着させる方法として公知の方法を採用し、第1の脱硫剤を製造することができる。
-Method for producing first desulfurizing agent-
The manufacturing method of a 1st desulfurizing agent is not restrict | limited in particular, A well-known method is employ | adopted as a method of attaching a metal to activated carbon, and a 1st desulfurizing agent can be manufactured.

第1の脱硫剤の製造方法の一例を説明する。第1の脱硫剤は、例えば、下記の方法により製造することができる。但し、第1の脱硫剤の製造方法は、これに限定されるものではない。
(1)活性炭に添着させる金属の元素を含む金属化合物を、溶媒に溶解又は分散させた溶液(含浸溶液)を調製する。
(2)含浸溶液に、活性炭を浸漬させる。
(3)含浸溶液に浸漬させた活性炭を乾燥させ、溶媒を除去する。
(4)乾燥した浸漬後の活性炭を焼成して、活性炭上に金属酸化物等を形成させて、金属添着炭(第1の脱硫剤)を得る。
以上の方法により、第1の脱硫剤を製造することができる。
An example of the manufacturing method of a 1st desulfurization agent is demonstrated. The first desulfurizing agent can be produced, for example, by the following method. However, the manufacturing method of a 1st desulfurization agent is not limited to this.
(1) A solution (impregnation solution) in which a metal compound containing a metal element to be attached to activated carbon is dissolved or dispersed in a solvent is prepared.
(2) The activated carbon is immersed in the impregnation solution.
(3) The activated carbon immersed in the impregnation solution is dried and the solvent is removed.
(4) The dried activated carbon is fired to form a metal oxide or the like on the activated carbon to obtain a metal-impregnated carbon (first desulfurizing agent).
The first desulfurizing agent can be produced by the above method.

含浸溶液を調製するための金属化合物としては、金属硝酸塩、金属酢酸塩、金属硫酸塩、金属塩化物、金属リン酸塩等の金属塩類が挙げられる。
具体的には、硝酸銅三水和物、酢酸銅一水和物、硝酸ニッケル六水和物、酢酸ニッケル四水和物、12−タングストリン酸n水和物、モリブデン酸アンモニウム四水和物等が挙げられる。
Examples of the metal compound for preparing the impregnation solution include metal salts such as metal nitrate, metal acetate, metal sulfate, metal chloride, and metal phosphate.
Specifically, copper nitrate trihydrate, copper acetate monohydrate, nickel nitrate hexahydrate, nickel acetate tetrahydrate, 12-tungstophosphoric acid n hydrate, ammonium molybdate tetrahydrate Etc.

含浸溶液を調製するための溶剤としては、特に制限されず、水、酸性水溶液(硝酸水溶液等)、塩基性水溶液(アンモニア水溶液等)、アルコール系溶剤(メタノール、エタノール、n−プロパノール等)、ケトン系溶剤(アセトン、メチルエチルケトン等)、エーテル系溶剤(ジエチルエーテル等)、エステル系溶剤(酢酸エチル、酢酸ブチル等)、炭化水素系溶剤(トルエン等)などが挙げられる。
これらの中でも、含浸溶液を調製するための溶媒としては、焼成後に残留しない等の観点から、水が好ましい。
含浸溶液の調製には、溶媒を1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
The solvent for preparing the impregnating solution is not particularly limited, and water, acidic aqueous solution (such as aqueous nitric acid solution), basic aqueous solution (such as aqueous ammonia solution), alcohol solvent (such as methanol, ethanol, n-propanol), ketone Examples include solvent based solvents (acetone, methyl ethyl ketone, etc.), ether solvents (diethyl ether, etc.), ester solvents (ethyl acetate, butyl acetate, etc.) and hydrocarbon solvents (toluene, etc.).
Among these, as a solvent for preparing the impregnation solution, water is preferable from the viewpoint that it does not remain after firing.
In the preparation of the impregnation solution, one type of solvent may be used alone, or two or more types may be mixed and used.

含浸溶液における金属化合物の濃度は、特に制限されず、例えば、金属化合物の種類、活性炭に添着させる金属の添着量、活性炭の種類等に応じて、適宜設定することができる。   The concentration of the metal compound in the impregnation solution is not particularly limited, and can be appropriately set according to, for example, the type of metal compound, the amount of metal attached to the activated carbon, the type of activated carbon, and the like.

浸漬温度は、特に制限されず、例えば、10℃〜80℃の範囲とすることができる。
浸漬時間についても、特に制限されず、例えば、5分間〜2時間の範囲とすることができる。
The immersion temperature is not particularly limited, and can be in the range of 10 ° C to 80 ° C, for example.
The immersion time is not particularly limited, and can be in the range of, for example, 5 minutes to 2 hours.

乾燥方法は、特に制限されず、例えば、加熱により乾燥させる方法が挙げられる。
加熱温度は、特に制限されず、例えば、50℃〜150℃の範囲とすることができる。
The drying method is not particularly limited, and examples thereof include a method of drying by heating.
The heating temperature is not particularly limited and can be, for example, in the range of 50 ° C to 150 ° C.

焼成温度は、例えば、金属化合物の分解促進、及び金属添着炭の発火抑制の観点から、150℃〜300℃の範囲であることが好ましい。
焼成時間は、特に制限されず、例えば、1時間〜24時間の範囲とすることができる。
The firing temperature is preferably in the range of 150 ° C. to 300 ° C., for example, from the viewpoint of promoting the decomposition of the metal compound and suppressing the ignition of the metal-impregnated coal.
The firing time is not particularly limited, and can be, for example, in the range of 1 hour to 24 hours.

〔第2の脱硫部〕
第2の脱硫部は、既述の第1の脱硫部のガス流通方向下流に配置され、第2の脱硫剤を備えている。
第2の脱硫部では、第1の脱硫剤では吸着しきれない硫黄化合物及び第1の脱硫剤において生成し得る硫黄化合物(例えば、チオフェン)を第2の脱硫剤に吸着し、除去する。
第1の脱硫部を流通した燃料ガス中の硫黄化合物の種類及び量は、第1の脱硫剤によって低減されているため、第2の脱硫剤は、多くの使用量を必要としない。
[Second desulfurization section]
The second desulfurization section is arranged downstream of the first desulfurization section described above in the gas flow direction and includes a second desulfurization agent.
In the second desulfurization section, the sulfur compound that cannot be adsorbed by the first desulfurization agent and the sulfur compound (for example, thiophene) that can be generated in the first desulfurization agent are adsorbed to the second desulfurization agent and removed.
Since the kind and amount of the sulfur compound in the fuel gas flowing through the first desulfurization part are reduced by the first desulfurization agent, the second desulfurization agent does not require a large amount of use.

<第2の脱硫剤>
第2の脱硫剤は、銀が担持されたゼオライト(銀担持ゼオライト)を含む。
第2の脱硫剤は、銀担持ゼオライトを含むことで、第1の脱硫剤では吸着しきれない硫黄化合物及び第1の脱硫剤において生成し得る硫黄化合物(例えば、チオフェン)を吸着除去することができる。
<Second desulfurizing agent>
The second desulfurization agent includes zeolite on which silver is supported (silver-supported zeolite).
When the second desulfurizing agent contains silver-supported zeolite, the sulfur compound that cannot be adsorbed by the first desulfurizing agent and the sulfur compound (for example, thiophene) that can be generated in the first desulfurizing agent can be adsorbed and removed. it can.

(銀担持ゼオライト)
銀ゼオライトは、ゼオライトに銀(Ag)が担持されたものであり、燃料ガス中の水分濃度にかかわらず、燃料ガス中に含まれる複数種の硫黄化合物を効率良く吸着除去することができる。
ゼオライトとしては、特に制限されず、X型ゼオライト、Y型ゼオライト、β型ゼオライト等が挙げられる。
これらの中でも、ゼオライトとしては、例えば、脱硫性能の観点から、Y型ゼオライトが好ましく、特に水分濃度が高い場合には、β型ゼオライトが好ましい。
(Silver supported zeolite)
Silver zeolite is one in which silver (Ag) is supported on zeolite, and can efficiently adsorb and remove a plurality of types of sulfur compounds contained in the fuel gas regardless of the water concentration in the fuel gas.
The zeolite is not particularly limited, and examples thereof include X-type zeolite, Y-type zeolite, and β-type zeolite.
Among these, as the zeolite, for example, Y-type zeolite is preferable from the viewpoint of desulfurization performance, and β-type zeolite is particularly preferable when the water concentration is high.

銀の担持量は、例えば、脱硫性能の観点から、ゼオライトの全質量に対して、3質量%以上であることが好ましい。
銀の担持量の上限は、特に制限されず、例えば、20質量%以下とすることができる。
The supported amount of silver is preferably 3% by mass or more based on the total mass of the zeolite, for example, from the viewpoint of desulfurization performance.
The upper limit of the amount of silver supported is not particularly limited, and can be, for example, 20% by mass or less.

(他の成分)
第2の脱硫剤は、本発明の効果を損なわない範囲において、必要に応じて、ゼオライト、及び銀以外の他の成分を含んでもよい。
他の成分としては、成形材料としてのバインダーが挙げられる。バインダーとしては、アルミナ、シリカ、粘土鉱物等が挙げられる。
第2の脱硫剤は、本発明の効果を損なわない範囲において、不可避成分として、銀以外の金属を含んでいてもよい。
(Other ingredients)
The second desulfurizing agent may contain other components other than zeolite and silver as necessary, as long as the effects of the present invention are not impaired.
Examples of the other components include a binder as a molding material. Examples of the binder include alumina, silica, and clay mineral.
The 2nd desulfurization agent may contain metals other than silver as an unavoidable component in the range which does not impair the effect of this invention.

〜第2の脱硫剤の形状〜
第2の脱硫剤の形状は、特に制限されず、目的に応じて、適宜選択することができる。
第2の脱硫剤の形状としては、粒状、柱状(例えば、円柱状)、ハニカム状、破砕状等の形状が挙げられる。
これらの中でも、第2の脱硫剤の形状としては、例えば、コスト面の観点から、粒状、柱状、及び破砕状からなる群より選ばれる少なくとも1種の形状が好ましく、また、密度の高さ及び微細粉を含まないという観点から、粒状及び柱状から選ばれる少なくとも1種の形状がより好ましい。
~ Shape of second desulfurization agent ~
The shape of the second desulfurizing agent is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose.
Examples of the shape of the second desulfurizing agent include granular shapes, columnar shapes (for example, columnar shapes), honeycomb shapes, and crushed shapes.
Among these, as the shape of the second desulfurizing agent, for example, from the viewpoint of cost, at least one shape selected from the group consisting of granular, columnar, and crushed is preferable, and the density and From the viewpoint of not containing fine powder, at least one shape selected from granular and columnar is more preferable.

〜第2の脱硫剤の製造方法〜
第2の脱硫剤の製造方法は、特に制限されず、ゼオライトに銀を担持させる方法として公知の方法を採用し、第2の脱硫剤を製造することができる。ゼオライトに銀を担持させる方法としては、例えば、イオン交換法が挙げられる。
-Method for producing second desulfurizing agent-
The method for producing the second desulfurizing agent is not particularly limited, and the second desulfurizing agent can be produced by adopting a known method for supporting silver on zeolite. Examples of a method for supporting silver on zeolite include an ion exchange method.

第2の脱硫剤としては、市販品を用いることができる。第2の脱硫剤の市販品の例としては、FKS−A(商品名、形状:粒状、ゼオライトの種類:Y型ゼオライト、銀の担持量:ゼオライトの全質量に対して14質量%、日揮触媒化成(株))が挙げられる。   A commercial item can be used as a 2nd desulfurization agent. Examples of commercially available products of the second desulfurizing agent include FKS-A (trade name, shape: granular, zeolite type: Y-type zeolite, supported amount of silver: 14% by mass relative to the total mass of the zeolite, JGC catalyst Kasei Co., Ltd.).

〔第3の脱硫部〕
第3の脱硫部は、第3の脱硫剤を備えている。
第3の脱硫部では、第1の脱硫剤にて除去されなかった硫黄化合物のうち、第2の脱硫剤では吸着しきれない硫黄化合物が第3の脱硫剤によって除去される。
[Third desulfurization section]
The third desulfurization section includes a third desulfurization agent.
In the third desulfurization section, among the sulfur compounds that have not been removed by the first desulfurization agent, sulfur compounds that cannot be adsorbed by the second desulfurization agent are removed by the third desulfurization agent.

<第3の脱硫剤>
第3の脱硫剤は、活性炭と、該活性炭に添着された金属と、を含み、前記金属は、ニッケル、タングステン、及びモリブデンからなる群より選ばれる少なくとも1種を含む。また、金属としては、銅と、ニッケル、タングステン、及びモリブデンからなる群より選ばれる少なくとも1種と、の組み合わせを含むことが好ましい。
第3の脱硫剤は、上記のような構成を有することで、第1の脱硫剤にて除去されなかった硫黄化合物のうち、第2の脱硫剤では吸着しきれない硫黄化合物を効率良く吸着除去することができる。
なお、第3の脱硫剤の好ましい活性炭については、第1の脱硫剤の好ましい活性炭と同様であるため、その説明を省略する。また、第1の脱硫剤と共通する事項、例えば、銅と、ニッケル、タングステン、及びモリブデンからなる群より選ばれる少なくとも1種と、の組み合わせを含む金属が添着された活性炭を脱硫剤として用いるときの好ましい構成については、その説明を省略する。
<Third desulfurizing agent>
The third desulfurizing agent includes activated carbon and a metal attached to the activated carbon, and the metal includes at least one selected from the group consisting of nickel, tungsten, and molybdenum. The metal preferably includes a combination of copper and at least one selected from the group consisting of nickel, tungsten, and molybdenum.
Since the third desulfurizing agent has the above-described configuration, among the sulfur compounds that have not been removed by the first desulfurizing agent, sulfur compounds that cannot be adsorbed by the second desulfurizing agent are efficiently adsorbed and removed. can do.
In addition, about the preferable activated carbon of a 3rd desulfurizing agent, since it is the same as that of the preferable activated carbon of a 1st desulfurizing agent, the description is abbreviate | omitted. In addition, when using activated carbon to which a metal including a combination of copper and at least one selected from the group consisting of nickel, tungsten, and molybdenum is attached as a desulfurizing agent, the same matters as the first desulfurizing agent are used. The description of the preferred configuration is omitted.

ニッケルの添着量は、例えば、第3の脱硫剤の全質量に対して、1.0質量%以上20.0質量%以下であることが好ましく、2.0質量%以上15.0質量%以下であることがより好ましく、2.0質量%以上8.0質量%以下であることが更に好ましい。
タングステンの添着量は、例えば、第3の脱硫剤の全質量に対して、1.0質量%以上20.0質量%以下であることが好ましく、2.0質量%以上15.0質量%以下であることがより好ましく、2.0質量%以上8.0質量%以下であることが更に好ましい。
モリブデンの添着量は、例えば、第3の脱硫剤の全質量に対して、1.0質量%以上20.0質量%以下であることが好ましく、2.0質量%以上15.0質量%以下であることがより好ましく、2.0質量%以上8.0質量%以下であることが更に好ましい。
The amount of nickel to be added is, for example, preferably 1.0% by mass or more and 20.0% by mass or less, and 2.0% by mass or more and 15.0% by mass or less with respect to the total mass of the third desulfurizing agent. More preferably, it is 2.0 mass% or more and 8.0 mass% or less.
The amount of tungsten added is preferably, for example, 1.0% by mass or more and 20.0% by mass or less, and 2.0% by mass or more and 15.0% by mass or less with respect to the total mass of the third desulfurizing agent. More preferably, it is 2.0 mass% or more and 8.0 mass% or less.
The amount of molybdenum added is preferably, for example, 1.0% by mass or more and 20.0% by mass or less, and 2.0% by mass or more and 15.0% by mass or less with respect to the total mass of the third desulfurizing agent. More preferably, it is 2.0 mass% or more and 8.0 mass% or less.

≪他の実施形態の燃料ガス用脱硫器≫
[燃料ガス用脱硫器]
本発明の他の実施形態の燃料ガス用脱硫器は、第1の脱硫剤を備える第1の脱硫部と、前記第1の脱硫部のガス流通方向下流に配置され、第2の脱硫剤を備える第2の脱硫部と、前記第2の脱硫部のガス流通方向下流に配置され、第3の脱硫剤を備える第3の脱硫部と、を備え、前記第1の脱硫剤は、活性炭と、前記活性炭に添着された金属と、を含み、前記金属は、銅を含み、前記第2の脱硫剤は、銀が担持されたゼオライトを含み、前記第3の脱硫剤は、前記銀が担持されたゼオライトよりも硫化カルボニルの吸着性が高い。
他の実施形態の燃料ガス用脱硫器によれば、前述の一実施形態の燃料ガス用脱硫器と同様、燃料ガス中に含まれる複数種の硫黄化合物を効率良く吸着除去することができ、かつ、従来の銀担持ゼオライトを使用した脱硫器と比較して、銀担持ゼオライトの使用量を低減することができるとともに、脱硫器の小型化を実現し得る。特に、燃料ガスとしてLPガスを用いた場合であっても、硫化カルボニルの吸着性に優れる第3の脱硫剤を用いることにより、銀担持ゼオライトの使用量を大きく削減しつつ、効率的に硫黄化合物を除去することができる。
なお、他の実施形態における第1の脱硫部及び第2の脱硫部の好ましい構成は、前述の一実施形態における第1の脱硫部及び第2の脱硫部の好ましい構成と同様であるため、その説明を省略する。
≪Desulfurizer for fuel gas according to another embodiment≫
[Desulfurizer for fuel gas]
A fuel gas desulfurizer according to another embodiment of the present invention includes a first desulfurization section including a first desulfurization agent, and a second desulfurization agent disposed downstream of the first desulfurization section in the gas flow direction. A second desulfurization section, and a third desulfurization section that is disposed downstream of the second desulfurization section in the gas flow direction and includes a third desulfurization agent, wherein the first desulfurization agent is activated carbon. A metal adhering to the activated carbon, wherein the metal includes copper, the second desulfurizing agent includes zeolite supported on silver, and the third desulfurizing agent supports the silver. Adsorbability of carbonyl sulfide is higher than that of the obtained zeolite.
According to the fuel gas desulfurizer of another embodiment, as in the fuel gas desulfurizer of the above-described one embodiment, it is possible to efficiently adsorb and remove a plurality of types of sulfur compounds contained in the fuel gas, and Compared to a conventional desulfurizer using silver-supported zeolite, the amount of silver-supported zeolite can be reduced, and the desulfurizer can be downsized. In particular, even when LP gas is used as the fuel gas, the use of a third desulfurizing agent having excellent carbonyl sulfide adsorptivity makes it possible to efficiently reduce the amount of silver-supported zeolite and to efficiently produce sulfur compounds. Can be removed.
In addition, since the preferable structure of the 1st desulfurization part in 2nd embodiment and the 2nd desulfurization part is the same as the preferable structure of the 1st desulfurization part and the 2nd desulfurization part in one above-mentioned embodiment, Description is omitted.

〔第3の脱硫部〕
第3の脱硫部は、銀が担持されたゼオライトよりも硫化カルボニルの吸着性が高い第3の脱硫剤を備えている。
第3の脱硫部では、第1の脱硫剤にて除去されなかった硫黄化合物のうち、第2の脱硫剤では吸着しきれない硫化カルボニルを含む硫黄化合物が第3の脱硫剤によって除去される。
なお、ある特定の脱硫剤について銀が担持されたゼオライトよりも硫化カルボニルの吸着性が高いか否かは、例えば、後述する比較例2に示す「−第2の脱硫剤の量設定−」の条件にて試供ガスを流した際、ある特定の脱硫剤におけるCOSの吸着量と銀が担持されたゼオライトにおけるCOSの吸着量との大小で判断すればよい。
[Third desulfurization section]
The third desulfurization section includes a third desulfurization agent having higher carbonyl sulfide adsorption than the zeolite on which silver is supported.
In the third desulfurization section, among the sulfur compounds not removed by the first desulfurizing agent, sulfur compounds containing carbonyl sulfide that cannot be adsorbed by the second desulfurizing agent are removed by the third desulfurizing agent.
Whether or not the adsorbability of carbonyl sulfide is higher than that of zeolite on which silver is supported with respect to a specific desulfurizing agent can be determined by, for example, the “-second desulfurizing agent amount setting” shown in Comparative Example 2 described later. When the sample gas is allowed to flow under the conditions, the determination may be made based on the magnitude of the COS adsorption amount in a specific desulfurizing agent and the COS adsorption amount in silver-supported zeolite.

<第3の脱硫剤>
第3の脱硫剤としては、銀が担持されたゼオライトよりも硫化カルボニルの吸着性が高い脱硫剤であれば特に限定されない。
第3の脱硫剤としては、例えば、活性炭と、該活性炭に添着された金属と、を含み、該金属は、ニッケル、タングステン、及びモリブデンからなる群より選ばれる少なくとも1種を含んでいてもよく、好ましくは、銅と、ニッケル、タングステン、及びモリブデンからなる群より選ばれる少なくとも1種と、の組み合わせを含んでいてもよい。このとき、第3の脱硫剤の好ましい構成については、一実施形態における第1の脱硫剤の好ましい構成と同様であるため、その説明を省略する。
<Third desulfurizing agent>
The third desulfurizing agent is not particularly limited as long as it is a desulfurizing agent having higher carbonyl sulfide adsorption than silver-supported zeolite.
The third desulfurizing agent includes, for example, activated carbon and a metal attached to the activated carbon, and the metal may include at least one selected from the group consisting of nickel, tungsten, and molybdenum. Preferably, it may contain a combination of copper and at least one selected from the group consisting of nickel, tungsten, and molybdenum. At this time, the preferred configuration of the third desulfurizing agent is the same as the preferred configuration of the first desulfurizing agent in one embodiment, and thus the description thereof is omitted.

[燃料ガス用脱硫器の用途]
一実施形態、他の実施形態等(本実施形態)の燃料ガス用脱硫器は、燃料として使用される燃料ガス中に含まれる硫黄化合物を除去する用途に適用される脱硫器であり、例えば、0℃〜60℃の温度範囲で硫黄化合物を含む燃料ガスと接触させ、脱硫剤の表面に物理的又は化学的に硫黄化合物を吸着させることによって、燃料ガス中の硫黄化合物を除去する、いわゆる常温吸着脱硫方式の脱硫に使用される脱硫器である。
[Use of fuel gas desulfurizer]
The fuel gas desulfurizer of one embodiment, other embodiments, etc. (this embodiment) is a desulfurizer that is applied to an application for removing a sulfur compound contained in a fuel gas used as a fuel. Contact with a fuel gas containing a sulfur compound in a temperature range of 0 ° C. to 60 ° C., and the sulfur compound in the fuel gas is removed by physically or chemically adsorbing the sulfur compound on the surface of the desulfurizing agent. It is a desulfurizer used for desulfurization of adsorptive desulfurization.

硫黄化合物を含む燃料ガスとしては、都市ガス、LPガス、天然ガス、消化ガス、排ガス等が挙げられる。本発明の燃料ガス用脱硫器は、これらの燃料ガスのいずれに対しても適用することができる。特に、硫黄化合物を含むLPガスを用いた場合に、銀担持ゼオライトの使用量を好適に削減することができ、有用である。   Examples of the fuel gas containing a sulfur compound include city gas, LP gas, natural gas, digestion gas, and exhaust gas. The fuel gas desulfurizer of the present invention can be applied to any of these fuel gases. In particular, when LP gas containing a sulfur compound is used, the amount of silver-supported zeolite can be suitably reduced, which is useful.

本実施形態の燃料ガス用脱硫器は、燃料ガス中に含まれる硫化水素(HS)、硫化カルボニル(COS)、メルカプタン類〔メチルメルカプタン(MM)、エチルメルカプタン(EM)、tert-ブチルメルカプタン(TBM)等〕、サルファイド類〔ジメチルスルフィド(DMS)、ジエチルスルフィド(DES)、ジメチルジスルフィド(DMDS)等〕、チオフェン類〔テトラヒドロチオフェン(THT)等〕などの種々の硫黄化合物を効率良く吸着除去することができ、かつ、従来の銀担持ゼオライトを使用した脱硫器と比較して、銀担持ゼオライトの使用量を低減することができるとともに、脱硫器の小型化を実現することができるため、例えば、都市ガス、LPガス、天然ガス、消化ガス、排ガス等の燃料ガスを利用した燃料電池システムにおける前処理段階の脱硫器(即ち、常温吸着脱硫器)として好適である。
なお、これら実施形態の燃料ガス用脱硫器は、銀担持ゼオライトの使用量を低減することができることから、特に、脱硫器の低コスト化及び小型化が求められる、家庭用燃料電池システムにおける脱硫器として、好適に用いられる。
The desulfurizer for fuel gas according to this embodiment includes hydrogen sulfide (H 2 S), carbonyl sulfide (COS), mercaptans [methyl mercaptan (MM), ethyl mercaptan (EM), tert-butyl mercaptan contained in the fuel gas. (TBM, etc.), sulfides (dimethyl sulfide (DMS), diethyl sulfide (DES), dimethyl disulfide (DMDS), etc.), thiophenes (tetrahydrothiophene (THT), etc.) and other sulfur compounds are efficiently adsorbed and removed. In addition, the amount of silver-supported zeolite can be reduced and the size of the desulfurizer can be reduced compared to a conventional desulfurizer using a silver-supported zeolite. , Fuel cell using fuel gas such as city gas, LP gas, natural gas, digestion gas, exhaust gas It is suitable as a desulfurizer (that is, a cold adsorption desulfurizer) in a pretreatment stage in the system.
In addition, since the desulfurizer for fuel gas of these embodiments can reduce the amount of silver-supported zeolite, the desulfurizer in a domestic fuel cell system is required, in particular, to reduce the cost and size of the desulfurizer. And is preferably used.

[燃料ガス用脱硫器の製造方法]
本実施形態の燃料ガス用脱硫器は、例えば、第1の脱硫剤と第2の脱硫剤と第3の脱硫剤とを順に所定の容器に充填することで製造することができる。
容器の材料としては、ステンレス鋼(SUS)、樹脂等が挙げられる。
容器の形状としては、円筒状、角筒状等が挙げられる。
容器における第1の脱硫剤、第2の脱硫剤及び第3の脱硫剤の充填密度は、燃料ガス中に含まれる硫黄化合物の吸着量、圧力損失等を考慮して、適宜設定することができる。
[Manufacturing method of desulfurizer for fuel gas]
The fuel gas desulfurizer of the present embodiment can be manufactured, for example, by filling a predetermined container in order with a first desulfurizing agent, a second desulfurizing agent, and a third desulfurizing agent.
Examples of the material for the container include stainless steel (SUS) and resin.
Examples of the shape of the container include a cylindrical shape and a rectangular tube shape.
The packing density of the first desulfurizing agent, the second desulfurizing agent and the third desulfurizing agent in the container can be appropriately set in consideration of the adsorption amount of sulfur compounds contained in the fuel gas, pressure loss, and the like. .

本実施形態の燃料ガス用脱硫器は、容器のガス流通方向下流側に、第3の脱硫剤の飛散を防止するためのフィルター等を備えていてもよい。   The fuel gas desulfurizer of the present embodiment may include a filter or the like for preventing the third desulfurization agent from scattering on the downstream side of the container in the gas flow direction.

[燃料ガスの脱硫方法]
本発明の一実施形態の燃料ガスの脱硫方法は、本実施形態の燃料ガス用脱硫器に燃料ガスを供給して脱硫を行う方法である。例えば、0℃〜60℃の温度範囲で硫黄化合物を含む燃料ガスと本実施形態の燃料ガス用脱硫器に含まれる各脱硫剤とを接触させ、各脱硫剤の表面に物理的又は化学的に硫黄化合物を吸着させることによって、燃料ガス中の硫黄化合物を除去してもよい。
[Fuel gas desulfurization method]
The fuel gas desulfurization method according to an embodiment of the present invention is a method for performing desulfurization by supplying fuel gas to the fuel gas desulfurizer of the present embodiment. For example, a fuel gas containing a sulfur compound in a temperature range of 0 ° C. to 60 ° C. is brought into contact with each desulfurization agent contained in the fuel gas desulfurizer of this embodiment, and the surface of each desulfurization agent is physically or chemically contacted. The sulfur compound in the fuel gas may be removed by adsorbing the sulfur compound.

[燃料ガス脱硫システム]
本発明の一実施形態の燃料ガス脱硫システムは、本実施形態の燃料ガス用脱硫器と、燃料ガスを前記燃料ガス用脱硫器に供給する燃料ガス供給源と、を備える。
[Fuel gas desulfurization system]
A fuel gas desulfurization system according to an embodiment of the present invention includes the fuel gas desulfurizer of the present embodiment and a fuel gas supply source that supplies fuel gas to the fuel gas desulfurizer.

〔燃料ガス供給源〕
燃料ガス供給源は、本実施形態の燃料ガス用脱硫器に燃料ガスを供給するガス供給源である。燃料ガスとしては、都市ガス、LPガス、天然ガス、消化ガス、排ガス等が挙げられる。
[Fuel gas supply source]
The fuel gas supply source is a gas supply source that supplies fuel gas to the fuel gas desulfurizer of the present embodiment. Examples of the fuel gas include city gas, LP gas, natural gas, digestion gas, and exhaust gas.

〔燃料電池〕
本実施形態の燃料ガス脱硫システムは、燃料ガス用脱硫器にて脱硫された燃料ガスを用いて発電を行う燃料電池を備えていてもよい。燃料ガス用脱硫器にて脱硫された燃料ガスは、水蒸気、二酸化炭素等によって改質された後に燃料電池に供給されて燃料ガスの改質により生じた水素、一酸化炭素等が発電に用いられる構成であってもよい。あるいは、燃料ガス用脱硫器にて脱硫された燃料ガス、及び水蒸気、二酸化炭素等が燃料電池(好ましくは、600℃〜800℃程度で作動する高温型の燃料電池、より具体的には、固体酸化物形燃料電池、溶融炭酸塩形燃料電池等)に直接供給され、燃料電池内にて当該燃料ガスが内部改質されて生じた水素、一酸化炭素等が発電に用いられる構成であってもよい。
〔Fuel cell〕
The fuel gas desulfurization system of this embodiment may include a fuel cell that generates power using the fuel gas desulfurized by the fuel gas desulfurizer. The fuel gas desulfurized in the fuel gas desulfurizer is reformed with steam, carbon dioxide, etc., and then supplied to the fuel cell, and hydrogen, carbon monoxide, etc. generated by reforming the fuel gas are used for power generation. It may be a configuration. Alternatively, the fuel gas desulfurized in the fuel gas desulfurizer, water vapor, carbon dioxide and the like are fuel cells (preferably a high-temperature fuel cell operating at about 600 ° C. to 800 ° C., more specifically, a solid The fuel is directly supplied to an oxide fuel cell, a molten carbonate fuel cell, etc.), and hydrogen, carbon monoxide, etc. generated by internal reforming of the fuel gas in the fuel cell are used for power generation. Also good.

〔水素製造装置〕
本実施形態の燃料ガス脱硫システムは、燃料ガス用脱硫器にて脱硫された燃料ガスを用いて水素を製造する水素製造装置を備えていてもよい。例えば、燃料ガス用脱硫器にて脱硫された燃料ガスは、水素製造装置にて水蒸気、二酸化炭素等によって改質されて水素が製造される構成であってもよい。
[Hydrogen production equipment]
The fuel gas desulfurization system of this embodiment may include a hydrogen production apparatus that produces hydrogen using the fuel gas desulfurized by the fuel gas desulfurizer. For example, the fuel gas desulfurized by the fuel gas desulfurizer may be reformed by steam, carbon dioxide, etc. in a hydrogen production device to produce hydrogen.

以下、本発明の燃料ガス脱硫システムの一例について、図を用いて説明する。
図2は、一実施形態の燃料ガス脱硫システムを示す概略構成図である。
一実施形態の燃料ガス脱硫システム50は、ガス流通方向の下流に向かって、前述の燃料ガス用脱硫器1と、水蒸気改質器2と、燃料電池3と、を備える。まず、燃料ガス供給源(図示せず)から燃料ガス用脱硫器1に燃料ガスが供給される。燃料ガス用脱硫器1に供給された燃料ガスは脱硫された後、水蒸気改質器2に供給される。
Hereinafter, an example of the fuel gas desulfurization system of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating a fuel gas desulfurization system according to an embodiment.
The fuel gas desulfurization system 50 according to an embodiment includes the fuel gas desulfurizer 1, the steam reformer 2, and the fuel cell 3 toward the downstream in the gas flow direction. First, fuel gas is supplied to the fuel gas desulfurizer 1 from a fuel gas supply source (not shown). The fuel gas supplied to the fuel gas desulfurizer 1 is desulfurized and then supplied to the steam reformer 2.

燃料ガス脱硫システム50は、燃料ガス用脱硫器1にて脱硫された燃料ガスを水蒸気改質して水素及び一酸化炭素を生成する水蒸気改質器2を備える。水蒸気改質器2には、燃料ガス用脱硫器1にて脱硫された燃料ガス、及び水蒸気(HO)が供給される。水蒸気改質器2は、水蒸気改質を効率よく行う観点から、例えば、改質用触媒を備え、かつ600℃〜800℃に加熱される構成であってもよい。また、脱硫により硫黄化合物が除去された燃料ガスが水蒸気改質器2に供給されるため、水蒸気改質器2が改質用触媒を備える場合に硫黄化合物の被毒による触媒機能の低下が抑制される。 The fuel gas desulfurization system 50 includes a steam reformer 2 that generates steam and hydrogen monoxide by steam reforming the fuel gas desulfurized in the fuel gas desulfurizer 1. The steam reformer 2 is supplied with the fuel gas desulfurized by the fuel gas desulfurizer 1 and water vapor (H 2 O). From the viewpoint of efficiently performing steam reforming, the steam reformer 2 may include, for example, a reforming catalyst and be heated to 600 ° C. to 800 ° C. In addition, since the fuel gas from which sulfur compounds have been removed by desulfurization is supplied to the steam reformer 2, when the steam reformer 2 includes a reforming catalyst, a reduction in catalyst function due to sulfur compound poisoning is suppressed. Is done.

燃料ガス脱硫システム50は、水蒸気改質器2にて生成された水素(H)及び一酸化炭素(CO)、並びに酸素(O)が供給されて発電を行う燃料電池3を備える。より具体的には、水蒸気改質器2にて生成された水素及び一酸化炭素が燃料電池3のアノード(図示せず)に供給され、酸素が燃料電池3のカソード(図示せず)に供給されて発電が行われる。このとき、燃料ガス中の硫黄化合物が脱硫により除去されているため、燃料電池内の硫黄化合物の被毒による電極触媒の機能低下が抑制される。 The fuel gas desulfurization system 50 includes a fuel cell 3 that is supplied with hydrogen (H 2 ), carbon monoxide (CO), and oxygen (O 2 ) generated by the steam reformer 2 to generate power. More specifically, hydrogen and carbon monoxide generated in the steam reformer 2 are supplied to the anode (not shown) of the fuel cell 3, and oxygen is supplied to the cathode (not shown) of the fuel cell 3. Then, power generation is performed. At this time, since the sulfur compound in the fuel gas is removed by desulfurization, the function deterioration of the electrode catalyst due to poisoning of the sulfur compound in the fuel cell is suppressed.

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
なお、本実施例では、破過時間を早期に判断するために、試験時の濃度及び流量を加速させた条件で試験を行っており、試験条件が実使用条件とは異なっている。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist thereof.
In this example, in order to determine the breakthrough time at an early stage, the test was performed under the condition where the concentration and flow rate during the test were accelerated, and the test condition was different from the actual use condition.

以下の実施例では、tert-ブチルメルカプタンを「TBM」と表記し、ジメチルスルフィドを「DMS」と表記し、硫化水素を「HS」と表記し、メチルメルカプタンを「MM」と表記し、ジメチルジスルフィドを「DMDS」と表記し、テトラヒドロチオフェンを「THT」と表記し、硫化カルボニルを「COS」と表記する。 In the following examples, tert-butyl mercaptan is represented as “TBM”, dimethyl sulfide is represented as “DMS”, hydrogen sulfide is represented as “H 2 S”, and methyl mercaptan is represented as “MM”. Dimethyl disulfide is expressed as “DMDS”, tetrahydrothiophene is expressed as “THT”, and carbonyl sulfide is expressed as “COS”.

<比較例1>
[第1の脱硫剤の製造]
〔製造例1〕
硝酸銅三水和物19質量部と、硝酸ニッケル六水和物25質量部と、を水500質量部に溶解させて、含浸溶液を得た。得られた含浸溶液に、無機酸で処理したヤシ殻活性炭(商品名:粒状白鷺C2X、形状:円柱状、比表面積:1200m/g〜1500m/g、大阪ガスケミカル(株)製)100質量部を、5分間浸漬した。浸漬後のヤシ殻活性炭を、ロータリーエバポレーター(型番:N1110型、東京理化器械(株)製)に備えられたフラスコに入れた。浸漬後のヤシ殻活性炭を、フラスコを回転させて撹拌しながら、突沸しないように、50℃の減圧下で120分間乾燥した。フラスコから乾燥処理した浸漬後のヤシ殻活性炭を取り出し、熱風循環乾燥器(型番:FS−60W、東京硝子器械(株)製)に入れ、空気流通下、焼成温度150℃にて15時間焼成し、ヤシ殻活性炭に銅及びニッケルが添着された金属添着炭(即ち、脱硫剤)を得た。得られた金属添着炭を、メノウ乳鉢を用いて破砕した後、目開き0.35μm〜0.75μmの篩にかけて整粒し、第1の脱硫剤とした。
なお、第1の脱硫剤における銅及びニッケルの添着量を、Perkin−Elmer製のOptima 8000(製品名)を用い、ICP発光分光分析法により測定したところ、第1の脱硫剤の全質量に対して、それぞれ3.3質量%及び3.1質量%であった。また、第1の脱硫剤における銅の添着量に対するニッケルの添着量の割合(ニッケルの添着量/銅の添着量)は、質量基準で、0.94である。
<Comparative Example 1>
[Production of first desulfurizing agent]
[Production Example 1]
19 parts by mass of copper nitrate trihydrate and 25 parts by mass of nickel nitrate hexahydrate were dissolved in 500 parts by mass of water to obtain an impregnation solution. The resulting impregnation solution, coconut shell activated carbon treated with an inorganic acid (trade name: particulate Shirasagi C 2X, shape: cylindrical, specific surface area: 1200m 2 / g~1500m 2 / g , manufactured by Osaka Gas Chemicals Co.) 100 parts by mass were immersed for 5 minutes. The immersed coconut shell activated carbon was placed in a flask provided in a rotary evaporator (model number: N1110 type, manufactured by Tokyo Rika Kikai Co., Ltd.). The soaked coconut shell activated carbon was dried for 120 minutes under reduced pressure at 50 ° C. so as not to bump when the flask was rotated and stirred. The soaked coconut shell activated carbon that has been dried from the flask is taken out, placed in a hot air circulating dryer (model number: FS-60W, manufactured by Tokyo Glass Instrument Co., Ltd.), and baked at a calcination temperature of 150 ° C. for 15 hours under air flow. As a result, a metal-impregnated charcoal (that is, a desulfurizing agent) in which copper and nickel were impregnated with coconut shell activated carbon was obtained. The obtained metal-impregnated charcoal was crushed using an agate mortar and then sized through a sieve having an opening of 0.35 μm to 0.75 μm to obtain a first desulfurizing agent.
The amounts of copper and nickel attached to the first desulfurizing agent were measured by ICP emission spectroscopic analysis using Optima 8000 (product name) manufactured by Perkin-Elmer, and the total mass of the first desulfurizing agent was measured. And 3.3% by mass and 3.1% by mass, respectively. Further, the ratio of the amount of nickel added to the amount of copper added in the first desulfurizing agent (the amount of nickel attached / the amount of copper attached) is 0.94 on a mass basis.

[第1の脱硫剤の性能評価]
−評価試験用脱硫器の作製−
上記で得られた第1の脱硫剤を用いて、評価試験用脱硫器を作製した。図3に示すような、円筒管100(内径:8.0mm)内に、脱硫剤200を充填層高38mmとなるように充填した。脱硫剤の充填量としては、約2.0cmとなる。なお、円筒管100は、出口部に目皿300を有している。
[Performance evaluation of first desulfurizing agent]
-Production of desulfurizer for evaluation test-
A desulfurizer for evaluation test was produced using the first desulfurizing agent obtained above. As shown in FIG. 3, a desulfurizing agent 200 was filled in a cylindrical tube 100 (inner diameter: 8.0 mm) so that the packed bed height was 38 mm. The filling amount of the desulfurizing agent is about 2.0 cm 3 . In addition, the cylindrical tube 100 has the eye plate 300 in the exit part.

−硫黄化合物の吸着量の測定−
上記で作製した評価試験用脱硫器を恒温槽内に配置し、槽内を25℃に保温した。そして、評価試験用脱硫器内に、脱硫済みの都市ガス13Aに下記の表1に示す組成の硫黄化合物を添加した供試ガスを1.0L/minの流量で流した。なお、供試ガスの露点温度は、−60℃である。供試ガスは、図3に示す矢印の方向に流れる。
-Measurement of adsorption amount of sulfur compounds-
The evaluation test desulfurizer produced above was placed in a thermostatic bath, and the interior of the bath was kept at 25 ° C. And the test gas which added the sulfur compound of the composition shown in following Table 1 to the desulfurized city gas 13A was flowed in the desulfurizer for evaluation tests at a flow rate of 1.0 L / min. Note that the dew point temperature of the test gas is −60 ° C. The test gas flows in the direction of the arrow shown in FIG.

全ての硫黄化合物の破過点(破過基準:28.6mg/m)が確認されるまで、供試ガスを流した。そして、供試ガスを流してから各硫黄化合物の破過点が確認されるまでの時間、供試ガスの流量、及び供試ガスの組成から、各硫黄化合物の脱硫剤への吸着量を算出した。
なお、硫黄化合物の破過点は、3時間毎に、評価試験用脱硫器の出口から排出されたガスを採取し、ガスクロマトグラフィを用いて、各硫黄化合物に帰属されるピークの検出により確認した。
また、ガスクロマトグラフィの測定条件は、以下の通りである。
The test gas was allowed to flow until the breakthrough point of all the sulfur compounds (breakthrough criterion: 28.6 mg / m 3 ) was confirmed. Then, the amount of adsorption of each sulfur compound to the desulfurization agent is calculated from the time until the breakthrough point of each sulfur compound is confirmed after flowing the test gas, the flow rate of the test gas, and the composition of the test gas. did.
The breakthrough point of the sulfur compound was confirmed every 3 hours by collecting the gas discharged from the outlet of the desulfurizer for evaluation test and detecting the peak attributed to each sulfur compound using gas chromatography. .
Moreover, the measurement conditions of gas chromatography are as follows.

(測定条件)
ガスクロマトグラフィシステム:(株)島津アクセス製のGC−2014A(型番)
検出器:水素炎イオン化検出器
分析カラム:Shimalite 80/100 AW−AMDS−ST(商品名、4.1m×3.2mmI.D.、信和化工(株)製)
インジェクション量:3mL
カラム温度:170℃
(Measurement condition)
Gas chromatography system: GC-2014A (model number) manufactured by Shimadzu Access Co., Ltd.
Detector: Hydrogen flame ionization detector Analytical column: Shimalite 80/100 AW-AMDS-ST (trade name, 4.1 m × 3.2 mm ID, manufactured by Shinwa Chemical Co., Ltd.)
Injection volume: 3mL
Column temperature: 170 ° C

代表として、TBM、DMDS及びCOSの吸着量の測定結果を下記の表2に示す。
なお、TBM、DMDS及びCOSの3種類合計の吸着量の値が高いほど、脱硫剤が硫黄化合物の吸着能に優れることを意味する。
As a representative, the measurement results of the adsorption amounts of TBM, DMDS, and COS are shown in Table 2 below.
In addition, it means that a desulfurization agent is excellent in the adsorption capacity of a sulfur compound, so that the value of adsorption amount of 3 types total of TBM, DMDS, and COS is high.

表2において、「吸着量」の値は、破過点までに第1の脱硫剤に吸着した硫黄化合物の量を、吸着前の第1の脱硫剤の質量で除し、得られた値を硫黄元素に換算した値(単位:質量%S)を示す(以下、同様である)。   In Table 2, the value of “adsorption amount” is obtained by dividing the amount of sulfur compound adsorbed on the first desulfurizing agent by the breakthrough point by the mass of the first desulfurizing agent before adsorption. A value (unit: mass% S) converted to elemental sulfur is shown (the same applies hereinafter).

[脱硫器の設計]
−第1の脱硫剤の量設定−
表2に示すTBMの吸着量の結果に基づき、第1の脱硫剤の量を設定した。
具体的には、脱硫済みの都市ガス13Aに、7.0mg/m〜14.0mg/mのTBM、1.4mg/m〜7.0mg/mのDMDS、及び0.2mg/m〜0.7mg/mのCOSを添加した供試ガスを、流通ガス量が5000mとなるように流した場合に、供試ガスに含まれるTBMの全てを吸着することができる第1の脱硫剤の量を、表2に示したTBMの吸着量の結果に基づき、下記の式(1)に従って、算出した。
第1の脱硫剤の量[cm]=供試ガス中のTBMの濃度[mg/m]×供試ガスの流通ガス量[m]÷(表2に示すTBMの吸着量[質量%S]/100)÷1000÷第1の脱硫剤の比重[g/cm]・・・式(1)
[Design of desulfurizer]
-First desulfurizing agent amount setting-
Based on the results of the TBM adsorption amount shown in Table 2, the amount of the first desulfurizing agent was set.
More specifically, the desulfurized city gas 13A, 7.0mg / m 3 ~14.0mg / m 3 of TBM, 1.4mg / m 3 ~7.0mg / m 3 of DMDS, and 0.2 mg / When the sample gas to which COS of m 3 to 0.7 mg / m 3 is added is flowed so that the flow gas amount is 5000 m 3 , all of the TBM contained in the sample gas can be adsorbed. The amount of 1 desulfurizing agent was calculated according to the following formula (1) based on the results of the adsorption amount of TBM shown in Table 2.
Amount of first desulfurizing agent [cm 3 ] = concentration of TBM in the test gas [mg / m 3 ] × circulated gas amount of the test gas [m 3 ] ÷ (adsorption amount of TBM shown in Table 2 [mass % S] / 100) ÷ 1000 ÷ specific gravity of the first desulfurizing agent [g / cm 3 ] (1)

上記にて設定した第1の脱硫剤の量では、吸着しきれないDMDS及びCOSの量を、それぞれ下記の式(2)及び式(3)に従って、算出した。なお、下記の式(2)及び式(3)では、上記にて算出した第1の脱硫剤の量[cm]を、g(グラム)単位に換算して用いた。換算式を式(1A)に示す。
第1の脱硫剤の量[g]=第1の脱硫剤の量[cm]×第1の脱硫剤の比重[g/cm]・・・式(1A)
DMDSの量[mg]=供試ガス中のDMDSの濃度[mg/m]×供試ガスの流通ガス量[m]−第1の脱硫剤の量[g]×1000×(表2に示すDMDSの吸着量[質量%S]/100)・・・式(2)
COSの量[mg]=供試ガス中のCOSの濃度[mg/m]×供試ガスの流通ガス量[m]−第1の脱硫剤の量[g]×1000×(表2に示すCOSの吸着量[質量%S]/100)・・・式(3)
With the amount of the first desulfurizing agent set as described above, the amounts of DMDS and COS that could not be adsorbed were calculated according to the following formulas (2) and (3), respectively. In the following formulas (2) and (3), the amount [cm 3 ] of the first desulfurizing agent calculated above was used in terms of g (gram) units. The conversion formula is shown in Formula (1A).
Amount [g] of first desulfurizing agent = amount of first desulfurizing agent [cm 3 ] × specific gravity of first desulfurizing agent [g / cm 3 ] (1A)
DMDS amount [mg] = concentration of DMDS in the test gas [mg / m 3 ] × flow amount of test gas [m 3 ] −the amount of first desulfurization agent [g] × 1000 × (Table 2) DMDS adsorption amount [mass% S] / 100) shown in formula (2)
Amount of COS [mg] = Concentration of COS in the test gas [mg / m 3 ] × Amount of flowing gas of the test gas [m 3 ] −Amount of the first desulfurizing agent [g] × 1000 × (Table 2 COS adsorption amount [mass% S] / 100) shown in formula (3)

−第2の脱硫剤の量設定−
第2の脱硫剤として、市販の銀担持ゼオライト(商品名:FKS−A、形状:粒状、ゼオライトの種類:Y型ゼオライト、銀の担持量:ゼオライトの全質量に対して14質量%、日揮触媒化成(株))を用いて、評価試験用脱硫器を作製した。図3に示すような、円筒管100(内径:8.0mm)内に、脱硫剤200を充填層高38mmとなるように充填した。脱硫剤の充填量としては、約2cmとなる。なお、円筒管100は、出口部に目皿300を有している。
上記で作製した評価試験用脱硫器を恒温槽内に配置し、槽内を25℃に保温した。そして、評価試験用脱硫器内に、脱硫済みの都市ガス13Aに、下記の表3に示す組成の硫黄化合物を添加した供試ガスを1.0L/minの流量で流した。なお、供試ガスの露点温度は、−60℃である。供試ガスは、図3に示す矢印の方向に流れる。
-Setting the amount of the second desulfurizing agent-
As a second desulfurizing agent, a commercially available silver-supported zeolite (trade name: FKS-A, shape: granular, type of zeolite: Y-type zeolite, supported amount of silver: 14% by mass relative to the total mass of the zeolite, JGC catalyst Kasei Chemical Co., Ltd.) was used to produce a desulfurizer for evaluation tests. As shown in FIG. 3, a desulfurizing agent 200 was filled in a cylindrical tube 100 (inner diameter: 8.0 mm) so that the packed bed height was 38 mm. The filling amount of the desulfurizing agent is about 2 cm 3 . In addition, the cylindrical tube 100 has the eye plate 300 in the exit part.
The evaluation test desulfurizer produced above was placed in a thermostatic bath, and the interior of the bath was kept at 25 ° C. And the test gas which added the sulfur compound of the composition shown to the following Table 3 to the desulfurized city gas 13A was flowed in the desulfurizer for evaluation tests at a flow rate of 1.0 L / min. Note that the dew point temperature of the test gas is −60 ° C. The test gas flows in the direction of the arrow shown in FIG.

全ての硫黄化合物の破過点(破過基準:28.6mg/m)が確認されるまで、供試ガスを流した。そして、供試ガスを流してから各硫黄化合物の破過点が確認されるまでの時間、供試ガスの流量、及び供試ガスの組成から、各硫黄化合物の第2の脱硫剤への吸着量を算出した。
なお、硫黄化合物の破過点は、3時間毎に、評価試験用脱硫器の出口から排出されたガスを採取し、ガスクロマトグラフィを用いて、各硫黄化合物に帰属されるピークの検出により確認した。ガスクロマトグラフィの測定条件は、上記の硫黄化合物の吸着量の測定における測定条件と同様である。
第2の脱硫剤におけるDMDS、及びCOSの吸着量の測定結果を下記の表4に示す。
The test gas was allowed to flow until the breakthrough point of all the sulfur compounds (breakthrough criterion: 28.6 mg / m 3 ) was confirmed. Then, the adsorption time of each sulfur compound to the second desulfurizing agent from the flow of the test gas until the breakthrough point of each sulfur compound is confirmed, the flow rate of the test gas, and the composition of the test gas. The amount was calculated.
The breakthrough point of the sulfur compound was confirmed every 3 hours by collecting the gas discharged from the outlet of the desulfurizer for evaluation test and detecting the peak attributed to each sulfur compound using gas chromatography. . The measurement conditions for gas chromatography are the same as the measurement conditions for measuring the adsorption amount of the sulfur compound.
Table 4 below shows the measurement results of the adsorption amounts of DMDS and COS in the second desulfurizing agent.

表4において、「吸着量」の値は、破過点までに第2の脱硫剤に吸着した硫黄化合物の量を、吸着前の脱硫剤の質量で除し、得られた値を硫黄元素に換算した値(単位:質量%S)を示す(以下、同様である)。   In Table 4, the value of “adsorption amount” is obtained by dividing the amount of sulfur compound adsorbed on the second desulfurization agent by the breakthrough point by the mass of the desulfurization agent before adsorption, and converting the obtained value into elemental sulfur. The converted value (unit: mass% S) is shown (hereinafter the same).

表4に示す第2の脱硫剤におけるDMDS、及びCOSの吸着量の結果と、上記にて算出した、表2に示す第1の脱硫剤におけるTBMの吸着量の結果に基づいて設定した量の第1の脱硫剤では吸着しきれないDMDS及びCOSの量に基づき、第2の脱硫剤の量設定を行った。具体的には、以下のようにして設定した。
まず、上記にて設定した量の第1の脱硫剤では吸着しきれないDMDS及びCOSの吸着に必要な第2の脱硫剤の量を、それぞれ下記の式(4)及び式(5)に従って、算出した。
DMDSの吸着に必要な第2の脱硫剤の量[cm]=式(2)により算出したDMDSの量[mg]÷(表4に示すDMDSの吸着量[質量%S]/100)÷1000÷第2の脱硫剤の比重[g/cm]・・・式(4)
COSの吸着に必要な第2の脱硫剤の量[cm]=式(3)により算出したCOSの量[mg]÷(表4に示すCOSの吸着量[質量%S]/100)÷1000÷第2の脱硫剤の比重[g/cm]・・・式(5)
The amount of DMDS and COS adsorbed in the second desulfurizing agent shown in Table 4 and the amount set based on the TBM adsorbed amount in the first desulfurizing agent shown in Table 2 calculated above. The amount of the second desulfurizing agent was set based on the amount of DMDS and COS that could not be adsorbed by the first desulfurizing agent. Specifically, the setting was made as follows.
First, the amount of the second desulfurizing agent necessary for the adsorption of DMDS and COS that cannot be adsorbed by the amount of the first desulfurizing agent set above is determined according to the following equations (4) and (5), respectively. Calculated.
Amount of second desulfurization agent necessary for DMDS adsorption [cm 3 ] = DMDS amount calculated by Equation (2) [mg] ÷ (DMDS adsorption amount [mass% S] / 100 shown in Table 4) ÷ 1000 ÷ specific gravity [g / cm 3 ] of the second desulfurization agent (4)
Amount of second desulfurization agent required for COS adsorption [cm 3 ] = COS amount calculated by Equation (3) [mg] ÷ (COS adsorption amount [mass% S] / 100 shown in Table 4) ÷ 1000 ÷ specific gravity [g / cm 3 ] of the second desulfurization agent (5)

式(4)及び式(5)により算出した第2の脱硫剤の量のうち、より多い量を第2の脱硫剤の量として設定した。
このようにして設定した第2の脱硫剤の量は、第1の脱硫剤で吸着しきれないDMDS及びCOSの全てを吸着することができる量である。
Of the amount of the second desulfurizing agent calculated by the equations (4) and (5), a larger amount was set as the amount of the second desulfurizing agent.
The amount of the second desulfurizing agent thus set is an amount capable of adsorbing all DMDS and COS that cannot be adsorbed by the first desulfurizing agent.

以上の結果に基づいて設計した比較例1の脱硫器の構成を下記の表9及び表10並びに図4に示す。   The configurations of the desulfurizer of Comparative Example 1 designed based on the above results are shown in Table 9 and Table 10 below, and FIG.

<比較例2>
比較例1と同様にして、第1の脱硫剤を製造し、かつ製造した第1の脱硫剤を用いて評価試験用脱硫器を作製した。
<Comparative example 2>
In the same manner as in Comparative Example 1, a first desulfurizing agent was produced, and an evaluation test desulfurizer was produced using the produced first desulfurizing agent.

−硫黄化合物の吸着量の測定−
上記で作製した評価試験用脱硫器を恒温槽内に配置し、槽内を25℃に保温した。そして、評価試験用脱硫器内に、脱硫済みのLPガス(プロパン約95体積%、ブタン約5体積%)に下記の表5に示す組成の硫黄化合物を添加した供試ガスを1.0L/minの流量で流した。なお、供試ガスの露点温度は、−60℃である。供試ガスは、図3に示す矢印の方向に流れる。
-Measurement of adsorption amount of sulfur compounds-
The evaluation test desulfurizer produced above was placed in a thermostatic bath, and the interior of the bath was kept at 25 ° C. Then, in the desulfurizer for evaluation test, a test gas obtained by adding a sulfur compound having a composition shown in Table 5 below to desulfurized LP gas (propane about 95% by volume, butane about 5% by volume) is 1.0 L / Flowed at a flow rate of min. Note that the dew point temperature of the test gas is −60 ° C. The test gas flows in the direction of the arrow shown in FIG.

全ての硫黄化合物の破過点(破過基準:28.6mg/m)が確認されるまで、供試ガスを流した。そして、供試ガスを流してから各硫黄化合物の破過点が確認されるまでの時間、供試ガスの流量、及び供試ガスの組成から、各硫黄化合物の第1の脱硫剤への吸着量を算出した。
なお、硫黄化合物の破過点は、3時間毎に、評価試験用脱硫器の出口から排出されたガスを採取し、ガスクロマトグラフィを用いて、各硫黄化合物に帰属されるピークの検出により確認した。ガスクロマトグラフィの測定条件は、上記の硫黄化合物の吸着量の測定における測定条件と同様である。
第1の脱硫剤におけるTBM、DMDS、及びCOSの吸着量の測定結果を下記の表6に示す。
The test gas was allowed to flow until the breakthrough point of all the sulfur compounds (breakthrough criterion: 28.6 mg / m 3 ) was confirmed. Then, the adsorption of each sulfur compound to the first desulfurizing agent from the flow of the test gas until the breakthrough point of each sulfur compound is confirmed, the flow rate of the test gas, and the composition of the test gas. The amount was calculated.
The breakthrough point of the sulfur compound was confirmed every 3 hours by collecting the gas discharged from the outlet of the desulfurizer for evaluation test and detecting the peak attributed to each sulfur compound using gas chromatography. . The measurement conditions for gas chromatography are the same as the measurement conditions for measuring the adsorption amount of the sulfur compound.
The measurement results of the amount of adsorption of TBM, DMDS, and COS in the first desulfurizing agent are shown in Table 6 below.

[脱硫器の設計]
−第1の脱硫剤の量設定−
表6に示すTBMの吸着量の結果に基づき、第1の脱硫剤の量を設定した。
具体的には、脱硫済みのLPガスに、5.0mg/m〜10.0mg/mのTBM、5.0mg/m〜10.0mg/mのDMDS、及び5.0mg/m〜10.0mg/mのCOSを添加した供試ガスを、流通ガス量が5000mとなるように流した場合に、供試ガスに含まれるTBMの全てを吸着することができる第1の脱硫剤の量を、表6に示したTBMの吸着量の結果に基づき、「表2に示すTBMの吸着量」を「表6に示すTBMの吸着量」に読み替えた上記の式(1)を用いて算出した。
[Design of desulfurizer]
-First desulfurizing agent amount setting-
Based on the results of the TBM adsorption amount shown in Table 6, the amount of the first desulfurizing agent was set.
More specifically, the desulfurized of LP gas, 5.0mg / m 3 ~10.0mg / m 3 of TBM, 5.0mg / m 3 ~10.0mg / m 3 of DMDS, and 5.0 mg / m The first gas capable of adsorbing all of the TBM contained in the test gas when the test gas to which COS of 3 to 10.0 mg / m 3 is added is flowed so that the flow gas amount becomes 5000 m 3 . Based on the result of the TBM adsorption amount shown in Table 6, the amount of the desulfurizing agent was replaced with “the TBM adsorption amount shown in Table 6” as “the TBM adsorption amount shown in Table 6”. ).

上記にて設定した第1の脱硫剤の量では、吸着しきれないDMDS及びCOSの量を、それぞれ「表2に示すDMDSの吸着量」を「表6に示すDMDSの吸着量」に読み替えた上記の式(2)、及び、「表2に示すCOSの吸着量」を「表6に示すCOSの吸着量」に読み替えた上記の式(3)を用いて算出した。   The amount of DMDS and COS that could not be adsorbed with the amount of the first desulfurizing agent set above was replaced with “DMDS adsorption amount shown in Table 2” and “DMDS adsorption amount shown in Table 6”, respectively. The calculation was performed using the above formula (2) and the above formula (3) in which “the COS adsorption amount shown in Table 2” was replaced with “the COS adsorption amount shown in Table 6”.

−第2の脱硫剤の量設定−
第2の脱硫剤として、上記の銀担持ゼオライトを用いて、比較例1と同様にして評価試験用脱硫器を作製した。
上記で作製した評価試験用脱硫器を恒温槽内に配置し、槽内を25℃に保温した。そして、評価試験用脱硫器内に、脱硫済みのLPガスに、下記の表7に示す組成の硫黄化合物を添加した供試ガスを1.0L/minの流量で流した。なお、供試ガスの露点温度は、−60℃である。供試ガスは、図3に示す矢印の方向に流れる。
-Setting the amount of the second desulfurizing agent-
A desulfurizer for evaluation test was produced in the same manner as in Comparative Example 1 using the above silver-supported zeolite as the second desulfurizing agent.
The evaluation test desulfurizer produced above was placed in a thermostatic bath, and the interior of the bath was kept at 25 ° C. And the test gas which added the sulfur compound of the composition shown in following Table 7 to the desulfurized LP gas was flowed in the desulfurizer for evaluation tests at a flow rate of 1.0 L / min. Note that the dew point temperature of the test gas is −60 ° C. The test gas flows in the direction of the arrow shown in FIG.

全ての硫黄化合物の破過点(破過基準:28.6mg/m)が確認されるまで、供試ガスを流した。そして、供試ガスを流してから各硫黄化合物の破過点が確認されるまでの時間、供試ガスの流量、及び供試ガスの組成から、各硫黄化合物の第2の脱硫剤への吸着量を算出した。
なお、硫黄化合物の破過点は、3時間毎に、評価試験用脱硫器の出口から排出されたガスを採取し、ガスクロマトグラフィを用いて、各硫黄化合物に帰属されるピークの検出により確認した。ガスクロマトグラフィの測定条件は、上記の硫黄化合物の吸着量の測定における測定条件と同様である。
第2の脱硫剤におけるDMDS、及びCOSの吸着量の測定結果を下記の表8に示す。
The test gas was allowed to flow until the breakthrough point of all the sulfur compounds (breakthrough criterion: 28.6 mg / m 3 ) was confirmed. Then, the adsorption time of each sulfur compound to the second desulfurizing agent from the flow of the test gas until the breakthrough point of each sulfur compound is confirmed, the flow rate of the test gas, and the composition of the test gas. The amount was calculated.
The breakthrough point of the sulfur compound was confirmed every 3 hours by collecting the gas discharged from the outlet of the desulfurizer for evaluation test and detecting the peak attributed to each sulfur compound using gas chromatography. . The measurement conditions for gas chromatography are the same as the measurement conditions for measuring the adsorption amount of the sulfur compound.
Table 8 below shows the measurement results of the adsorption amounts of DMDS and COS in the second desulfurization agent.

表8に示す第2の脱硫剤におけるDMDS、及びCOSの吸着量の結果と、上記にて算出した、表6に示す第1の脱硫剤におけるTBMの吸着量の結果に基づいて設定した量の第1の脱硫剤では吸着しきれないDMDS及びCOSの量に基づき、第2の脱硫剤の量設定を行った。具体的には、以下のようにして設定した。
まず、上記にて設定した量の第1の脱硫剤では吸着しきれないDMDS及びCOSの吸着に必要な第2の脱硫剤の量を、「表4に示すDMDSの吸着量」を「表8に示すDMDSの吸着量」に読み替えた上記の式(4)、及び、「表4に示すCOSの吸着量」を「表8に示すCOSの吸着量」に読み替えた上記の式(5)を用いて算出した。
The amount of DMDS and COS adsorbed in the second desulfurizing agent shown in Table 8 and the amount set based on the result of the TBM adsorbing amount in the first desulfurizing agent shown in Table 6 calculated above. The amount of the second desulfurizing agent was set based on the amount of DMDS and COS that could not be adsorbed by the first desulfurizing agent. Specifically, the setting was made as follows.
First, the amount of the second desulfurizing agent necessary for the adsorption of DMDS and COS that cannot be adsorbed by the amount of the first desulfurizing agent set as described above, the “adsorption amount of DMDS shown in Table 4”, and The above equation (4) replaced with “DMDS adsorption amount” and “COS adsorption amount shown in Table 4” with “COS adsorption amount shown in Table 8” above. Used to calculate.

式(4)及び式(5)により算出した第2の脱硫剤の量のうち、より多い量、すなわち式(5)により算出した第2の脱硫剤の量を、第2の脱硫剤の量として設定した。
このようにして設定した第2の脱硫剤の量は、第1の脱硫剤で吸着しきれないDMDS及びCOSの全てを吸着することができる量である。
Of the amount of the second desulfurizing agent calculated by the equations (4) and (5), a larger amount, that is, the amount of the second desulfurizing agent calculated by the equation (5) is used as the amount of the second desulfurizing agent. Set as.
The amount of the second desulfurizing agent thus set is an amount capable of adsorbing all DMDS and COS that cannot be adsorbed by the first desulfurizing agent.

以上の結果に基づいて設計した比較例2の脱硫器の構成を下記の表9及び表10並びに図4に示す。   The configuration of the desulfurizer of Comparative Example 2 designed based on the above results is shown in Table 9 and Table 10 below and FIG.

<実施例1>
−第1の脱硫剤の量設定−
まず、比較例2と同様にして、第1の脱硫剤の量設定を行った。すなわち、比較例1に記載の供試ガスに含まれるTBMの全てを吸着することができる第1の脱硫剤の量を、実施例1における第1の脱硫剤の量とした。
<Example 1>
-First desulfurizing agent amount setting-
First, in the same manner as in Comparative Example 2, the amount of the first desulfurizing agent was set. That is, the amount of the first desulfurizing agent capable of adsorbing all of the TBM contained in the test gas described in Comparative Example 1 was defined as the amount of the first desulfurizing agent in Example 1.

−第2の脱硫剤の量設定−
次に、比較例2にて式(4)及び式(5)により算出した第2の脱硫剤の量のうち、より少ない量、すなわち式(4)により算出した第2の脱硫剤の量を、第2の脱硫剤の量として設定した。
このようにして設定した第2の脱硫剤の量は、第1の脱硫剤で吸着しきれないCOSの全てを吸着することができる量ではないが、第1の脱硫剤で吸着しきれないDMDSの全てを吸着することができる量である。
-Setting the amount of the second desulfurizing agent-
Next, among the amounts of the second desulfurizing agent calculated by the equations (4) and (5) in Comparative Example 2, the smaller amount, that is, the amount of the second desulfurizing agent calculated by the equation (4) is used. The amount of the second desulfurizing agent was set.
The amount of the second desulfurizing agent thus set is not an amount capable of adsorbing all of the COS that cannot be adsorbed by the first desulfurizing agent, but DMDS that cannot be adsorbed by the first desulfurizing agent. Is an amount capable of adsorbing all of the above.

−第3の脱硫剤の量設定−
比較例1と同様にして、第1の脱硫剤を製造し、かつ製造した第1の脱硫剤を第3の脱硫剤として用いて評価試験用脱硫器を作製した。
上記で作製した評価試験用脱硫器を恒温槽内に配置し、槽内を25℃に保温した。そして、評価試験用脱硫器内に、脱硫済みのLPガスに、5.0mg/m〜10.0mg/mのCOSを添加した供試ガスを1.0L/minの流量で流した。なお、供試ガスの露点温度は、−60℃である。供試ガスは、図3に示す矢印の方向に流れる。
-Setting the amount of the third desulfurizing agent-
In the same manner as in Comparative Example 1, a first desulfurizing agent was produced, and an evaluation test desulfurizer was produced using the produced first desulfurizing agent as a third desulfurizing agent.
The evaluation test desulfurizer produced above was placed in a thermostatic bath, and the interior of the bath was kept at 25 ° C. Then, the evaluation test desulfurizer within the desulfurized of LP gas, flowed test gas added to COS of 5.0mg / m 3 ~10.0mg / m 3 at a flow rate of 1.0 L / min. Note that the dew point temperature of the test gas is −60 ° C. The test gas flows in the direction of the arrow shown in FIG.

硫黄化合物(COS)の破過点(破過基準:28.6mg/m)が確認されるまで、供試ガスを流した。そして、供試ガスを流してから硫黄化合物の破過点が確認されるまでの時間、供試ガスの流量、及び供試ガスの組成から、硫黄化合物の第3の脱硫剤への吸着量を算出した。
なお、硫黄化合物の破過点は、3時間毎に、評価試験用脱硫器の出口から排出されたガスを採取し、ガスクロマトグラフィを用いて、各硫黄化合物に帰属されるピークの検出により確認した。ガスクロマトグラフィの測定条件は、上記の硫黄化合物の吸着量の測定における測定条件と同様である。
第3の脱硫剤におけるCOSの吸着量は、0.58質量%Sであった。
The test gas was allowed to flow until a breakthrough point of the sulfur compound (COS) (breakthrough standard: 28.6 mg / m 3 ) was confirmed. Then, the amount of adsorption of the sulfur compound to the third desulfurizing agent is calculated from the time until the breakthrough point of the sulfur compound is confirmed after flowing the test gas, the flow rate of the test gas, and the composition of the test gas. Calculated.
The breakthrough point of the sulfur compound was confirmed every 3 hours by collecting the gas discharged from the outlet of the desulfurizer for evaluation test and detecting the peak attributed to each sulfur compound using gas chromatography. . The measurement conditions for gas chromatography are the same as the measurement conditions for measuring the adsorption amount of the sulfur compound.
The adsorption amount of COS in the third desulfurizing agent was 0.58 mass% S.

第3の脱硫剤におけるCOSの吸着量の結果と、上記にて算出した、表6に示す第1の脱硫剤におけるTBMの吸着量の結果に基づいて設定した量の第1の脱硫剤、及び表8に示す第2の脱硫剤におけるDMDSの吸着量の結果に基づいて設定した量の第2の脱硫剤では吸着しきれないCOSの量に基づき、第3の脱硫剤の量設定を行った。具体的には、以下のようにして設定した。まず、上記にて設定した量の第1の脱硫剤及び第2の脱硫剤では、吸着しきれないCOSの量を、下記式(6)に従って、算出した。なお、下記の式(6)では、上記にて算出した第1の脱硫剤の量[cm]及び第2の脱硫剤の量[cm]をそれぞれ、g(グラム)単位に換算して用いた。換算式は、上記の式(1A)及び下記の式(1B)である。
第2の脱硫剤の量[g]=第2の脱硫剤の量[cm]×第2の脱硫剤の比重[g/cm]・・・式(2A)
COSの量[mg]=供試ガス中のCOSの濃度[mg/m]×供試ガスの流通ガス量[m]−第1の脱硫剤の量[g]×1000×(表6に示すCOSの吸着量[質量%S]/100)−第2の脱硫剤の量[g]×1000×(表8に示すCOSの吸着量[質量%S]/100)・・・式(6)
An amount of the first desulfurizing agent set based on the result of the adsorption amount of COS in the third desulfurizing agent and the result of the adsorption amount of TBM in the first desulfurizing agent shown in Table 6 calculated above, and The amount of the third desulfurizing agent was set based on the amount of COS that could not be adsorbed by the amount of the second desulfurizing agent set based on the result of the adsorption amount of DMDS in the second desulfurizing agent shown in Table 8. . Specifically, the setting was made as follows. First, the amount of COS that could not be adsorbed by the amounts of the first and second desulfurizing agents set above was calculated according to the following formula (6). In the following equation (6), the amount of the first desulfurizing agent in an amount [cm 3] and a second desulfurization agent calculated in the [cm 3], respectively, in terms of g (grams) units Using. The conversion formulas are the above formula (1A) and the following formula (1B).
Amount of second desulfurizing agent [g] = Amount of second desulfurizing agent [cm 3 ] × Specific gravity of second desulfurizing agent [g / cm 3 ] Formula (2A)
Amount of COS [mg] = Concentration of COS in test gas [mg / m 3 ] × Amount of flowing gas of test gas [m 3 ] −Amount of first desulfurizing agent [g] × 1000 × (Table 6 COS adsorption amount [mass% S] / 100) -second desulfurizing agent amount [g] × 1000 × (COS adsorption amount [mass% S] / 100 shown in Table 8) Formula ( 6)

第3の脱硫剤におけるCOSの吸着量の結果と、上記にて設定した量の第1の脱硫剤及び第2の脱硫剤では、吸着しきれないCOSの量に基づき、第3の脱硫剤の量設定を行った。具体的には、以下のようにして設定した。
まず、上記にて設定した量の第1の脱硫剤及び第2の脱硫剤では吸着しきれないCOSの吸着に必要な第3の脱硫剤の量を、下記の式(7)に従って、算出した。
COSの吸着に必要な第3の脱硫剤の量[cm]=式(6)により算出したCOSの量[mg]÷(表8に示すCOSの吸着量[質量%S]/100)÷1000÷第3の脱硫剤(ここでは、第1の脱硫剤と同様)の比重[g/cm]・・・式(7)
Based on the result of the amount of COS adsorbed in the third desulfurizing agent and the amount of COS that cannot be adsorbed by the amount of the first desulfurizing agent and the second desulfurizing agent set as described above, The amount was set. Specifically, the setting was made as follows.
First, the amount of the third desulfurizing agent necessary for the adsorption of COS that cannot be adsorbed by the amounts of the first desulfurizing agent and the second desulfurizing agent set above was calculated according to the following formula (7). .
Amount of third desulfurization agent necessary for COS adsorption [cm 3 ] = COS amount calculated by Equation (6) ÷ mg (COS adsorption amount shown in Table 8 [mass% S] / 100) ÷ 1000 ÷ specific gravity [g / cm 3 ] of the third desulfurizing agent (here, the same as the first desulfurizing agent) (7)

式(7)により算出した第3の脱硫剤の量を第3の脱硫剤の量として設定した。
このようにして設定した第3の脱硫剤の量は、第1の脱硫剤及び第2の脱硫剤で吸着しきれないCOSの全てを吸着することができる量である。
The amount of the third desulfurizing agent calculated by the equation (7) was set as the amount of the third desulfurizing agent.
The amount of the third desulfurizing agent thus set is an amount capable of adsorbing all COS that cannot be adsorbed by the first desulfurizing agent and the second desulfurizing agent.

以上の結果に基づいて設計した実施例1の脱硫器の構成を下記の表9及び表10並びに図4に示す。   The structure of the desulfurizer of Example 1 designed based on the above result is shown in the following Table 9 and Table 10, and FIG.

表9及び表10並び図4に示すように、ガス種としてLPガスを供給した比較例2の脱硫器は、ガス種として都市ガス13Aを供給した比較例1の脱硫器と比較して、必要な脱硫剤の量が非常に多く、特に多量の銀担持ゼオライトが必要であった。
一方、脱硫器の構成を実施例1のような構成とすることにより、ガス種としてLPガスを供給した場合であっても、必要な脱硫剤の量を削減することができ、特に銀担持ゼオライトの使用量を大きく削減することができた。
これらの結果から、本発明によれば、高価な銀担持ゼオライトの使用量を低減することができるとともに、脱硫剤全体の使用量も低減することができるため、脱硫器の低コスト化及び小型化を実現することができると考えられ、特にLPガスのように硫黄化合物を多く含み、また、脱硫を阻害する炭化水素成分(炭素数の多い炭化水素成分)を含むガスを用いる場合に有用であると考えられる。
As shown in Table 9 and Table 10 and FIG. 4, the desulfurizer of Comparative Example 2 that supplied LP gas as the gas type is necessary as compared with the desulfurizer of Comparative Example 1 that supplied city gas 13A as the gas type. The amount of such a desulfurizing agent was very large, and particularly a large amount of silver-supported zeolite was required.
On the other hand, when the desulfurizer is configured as in Example 1, the amount of desulfurizing agent required can be reduced even when LP gas is supplied as a gas species. We were able to greatly reduce the amount used.
From these results, according to the present invention, the amount of expensive silver-carrying zeolite can be reduced and the amount of the entire desulfurizing agent can be reduced, thereby reducing the cost and size of the desulfurizer. In particular, it is useful when using a gas containing a large amount of a sulfur compound such as LP gas and containing a hydrocarbon component (a hydrocarbon component having a large number of carbon atoms) that inhibits desulfurization. it is conceivable that.

<実験例1>
[脱硫剤Aの製造]
〔製造例2〕
硝酸銅三水和物38質量部を水500質量部に溶解させて、含浸溶液を得たこと以外は、製造例1と同様にして、ヤシ殻活性炭に銅が添着された金属添着炭(即ち、脱硫剤)を得た。得られた金属添着炭を、製造例1と同様にして、破砕し、整粒して、脱硫剤Aとした。
なお、脱硫剤Aにおける銅の添着量を、製造例1と同様の方法により測定したところ、脱硫剤の全質量に対して6.8質量%であった。
次に、比較例1と同様にして評価試験用脱硫器を作製し、かつ比較例1と同様の条件にて硫黄化合物の吸着量の測定を行った。代表として、TBM、DMDS及びCOSの吸着量の測定結果を下記の表11に示す。
<Experimental example 1>
[Production of desulfurizing agent A]
[Production Example 2]
Metal-impregnated charcoal in which copper is impregnated with coconut shell activated carbon (ie, with the exception of having obtained an impregnating solution by dissolving 38 parts by mass of copper nitrate trihydrate in 500 parts by mass of water) A desulfurizing agent). The obtained metal-impregnated charcoal was crushed and sized in the same manner as in Production Example 1 to obtain a desulfurizing agent A.
In addition, when the adhesion amount of copper in the desulfurizing agent A was measured by the same method as in Production Example 1, it was 6.8% by mass relative to the total mass of the desulfurizing agent.
Next, a desulfurizer for evaluation test was produced in the same manner as in Comparative Example 1, and the adsorption amount of the sulfur compound was measured under the same conditions as in Comparative Example 1. As a representative, the measurement results of the adsorption amounts of TBM, DMDS and COS are shown in Table 11 below.

<実験例2>
[脱硫剤Bの製造]
〔製造例3〕
硝酸ニッケル六水和物50質量部を水500質量部に溶解させて、含浸溶液を得たこと以外は、製造例1と同様にして、ヤシ殻活性炭にニッケルが添着された金属添着炭(即ち、脱硫剤)を得た。得られた金属添着炭を、製造例1と同様にして、破砕し、整粒して、脱硫剤Bとした。
なお、脱硫剤Bにおけるニッケルの添着量を、製造例1と同様の方法により測定したところ、脱硫剤の全質量に対して6.7質量%であった。
次に、比較例1と同様にして評価試験用脱硫器を作製し、かつ比較例1と同様の条件にて硫黄化合物の吸着量の測定を行った。代表として、TBM、DMDS及びCOSの吸着量の測定結果を下記の表11に示す。
<Experimental example 2>
[Production of desulfurizing agent B]
[Production Example 3]
In the same manner as in Production Example 1 except that 50 parts by mass of nickel nitrate hexahydrate was dissolved in 500 parts by mass of water to obtain an impregnation solution, a metal-impregnated carbon in which nickel was impregnated with coconut shell activated carbon (ie, A desulfurizing agent). The obtained metal-impregnated charcoal was crushed and sized in the same manner as in Production Example 1 to obtain a desulfurizing agent B.
In addition, when the adhesion amount of nickel in the desulfurizing agent B was measured by the same method as in Production Example 1, it was 6.7% by mass with respect to the total mass of the desulfurizing agent.
Next, a desulfurizer for evaluation test was produced in the same manner as in Comparative Example 1, and the adsorption amount of the sulfur compound was measured under the same conditions as in Comparative Example 1. As a representative, the measurement results of the adsorption amounts of TBM, DMDS and COS are shown in Table 11 below.

表11に示すように、Cu添着活性炭はTBMの吸着量に特に優れ、かつ、Ni添着活性炭はCOSの吸着量に特に優れていた。   As shown in Table 11, Cu-added activated carbon was particularly excellent in the amount of adsorption of TBM, and Ni-added activated carbon was particularly excellent in the amount of adsorption of COS.

1・・・燃料ガス用脱硫器、2・・・水蒸気改質器、3・・・燃料電池、10・・・第1の脱硫部、20・・・第2の脱硫部、30・・・第3の脱硫部、50・・・燃料ガス脱硫システム   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel gas desulfurizer, 2 ... Steam reformer, 3 ... Fuel cell, 10 ... 1st desulfurization part, 20 ... 2nd desulfurization part, 30 ... 3rd desulfurization part, 50 ... Fuel gas desulfurization system

Claims (11)

第1の脱硫剤を備える第1の脱硫部と、前記第1の脱硫部のガス流通方向下流に配置され、第2の脱硫剤を備える第2の脱硫部と、前記第2の脱硫部のガス流通方向下流に配置され、第3の脱硫剤を備える第3の脱硫部と、を備え、
前記第1の脱硫剤及び前記第3の脱硫剤は、活性炭と、前記活性炭に添着された金属と、を含み、
前記第1の脱硫剤に含まれる前記金属は、銅を含み、
前記第3の脱硫剤に含まれる前記金属は、ニッケル、タングステン、及びモリブデンからなる群より選ばれる少なくとも1種を含み、
前記第2の脱硫剤は、銀が担持されたゼオライトを含む燃料ガス用脱硫器。
A first desulfurization section comprising a first desulfurization agent, a second desulfurization section disposed downstream of the first desulfurization section in the gas flow direction, and comprising a second desulfurization agent, and the second desulfurization section. A third desulfurization section that is disposed downstream of the gas flow direction and includes a third desulfurization agent,
The first desulfurizing agent and the third desulfurizing agent include activated carbon and a metal attached to the activated carbon,
The metal contained in the first desulfurizing agent includes copper,
The metal contained in the third desulfurizing agent includes at least one selected from the group consisting of nickel, tungsten, and molybdenum,
The second desulfurizing agent is a fuel gas desulfurizer including silver-supported zeolite.
前記第1の脱硫剤及び前記第3の脱硫剤に含まれる前記金属は、それぞれ独立に、銅と、ニッケル、タングステン、及びモリブデンからなる群より選ばれる少なくとも1種と、を含む請求項1に記載の燃料ガス用脱硫器。   The metal contained in the first desulfurizing agent and the third desulfurizing agent each independently includes copper and at least one selected from the group consisting of nickel, tungsten, and molybdenum. The desulfurizer for fuel gas as described. 前記第1の脱硫剤及び前記第3の脱硫剤は、前記金属として、銅とニッケルとを含み、
前記銅の添着量に対する前記ニッケルの添着量の割合が、それぞれ独立に、質量基準で0.20〜2.70の範囲である請求項2に記載の燃料ガス用脱硫器。
The first desulfurizing agent and the third desulfurizing agent include copper and nickel as the metal,
3. The fuel gas desulfurizer according to claim 2, wherein a ratio of the nickel deposition amount to the copper deposition amount is independently in a range of 0.20 to 2.70 on a mass basis.
前記第1の脱硫剤及び前記第3の脱硫剤は、前記金属として、銅とタングステンとを含み、
前記銅の添着量に対する前記タングステンの添着量の割合が、それぞれ独立に、質量基準で0.10〜0.60の範囲である請求項2に記載の燃料ガス用脱硫器。
The first desulfurizing agent and the third desulfurizing agent include copper and tungsten as the metal,
3. The fuel gas desulfurizer according to claim 2, wherein a ratio of the tungsten deposition amount to the copper deposition amount is independently in a range of 0.10 to 0.60 on a mass basis.
前記第1の脱硫剤及び前記第3の脱硫剤は、前記金属として、銅とモリブデンとを含み、
前記銅の添着量に対する前記モリブデンの添着量の割合が、それぞれ独立に、質量基準で0.15〜2.00の範囲である請求項2に記載の燃料ガス用脱硫器。
The first desulfurizing agent and the third desulfurizing agent include copper and molybdenum as the metal,
3. The fuel gas desulfurizer according to claim 2, wherein a ratio of the molybdenum deposition amount to the copper deposition amount is independently in a range of 0.15 to 2.00 on a mass basis.
第1の脱硫剤を備える第1の脱硫部と、前記第1の脱硫部のガス流通方向下流に配置され、第2の脱硫剤を備える第2の脱硫部と、前記第2の脱硫部のガス流通方向下流に配置され、第3の脱硫剤を備える第3の脱硫部と、を備え、
前記第1の脱硫剤は、活性炭と、前記活性炭に添着された金属と、を含み、
前記金属は、銅を含み、
前記第2の脱硫剤は、銀が担持されたゼオライトを含み、
前記第3の脱硫剤は、前記銀が担持されたゼオライトよりも硫化カルボニルの吸着性が高い燃料ガス用脱硫器。
A first desulfurization section comprising a first desulfurization agent, a second desulfurization section disposed downstream of the first desulfurization section in the gas flow direction, and comprising a second desulfurization agent, and the second desulfurization section. A third desulfurization section that is disposed downstream of the gas flow direction and includes a third desulfurization agent,
The first desulfurizing agent includes activated carbon and a metal attached to the activated carbon,
The metal includes copper;
The second desulfurizing agent includes a zeolite on which silver is supported,
The third desulfurizing agent is a fuel gas desulfurizer having higher carbonyl sulfide adsorption than the zeolite on which the silver is supported.
前記金属は、銅と、ニッケル、タングステン、及びモリブデンからなる群より選ばれる少なくとも1種と、を含む請求項6に記載の燃料ガス用脱硫器。   The desulfurizer for fuel gas according to claim 6, wherein the metal includes copper and at least one selected from the group consisting of nickel, tungsten, and molybdenum. 請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の燃料ガス用脱硫器と、
燃料ガスを前記燃料ガス用脱硫器に供給する燃料ガス供給源と、
を備える燃料ガス脱硫システム。
A desulfurizer for fuel gas according to any one of claims 1 to 7,
A fuel gas supply source for supplying fuel gas to the fuel gas desulfurizer;
A fuel gas desulfurization system.
前記燃料ガスは、都市ガス、液化石油ガス、天然ガス、消化ガス又は排ガスである請求項8に記載の燃料ガス脱硫システム。   The fuel gas desulfurization system according to claim 8, wherein the fuel gas is city gas, liquefied petroleum gas, natural gas, digestion gas, or exhaust gas. 前記燃料ガス用脱硫器にて脱硫された前記燃料ガスを用いて発電を行う燃料電池、及び前記燃料ガス用脱硫器にて脱硫された前記燃料ガスを用いて水素を製造する水素製造装置の少なくとも一方を更に備える請求項8又は請求項9に記載の燃料ガス脱硫システム。   At least a fuel cell that generates power using the fuel gas desulfurized by the fuel gas desulfurizer, and a hydrogen production apparatus that produces hydrogen using the fuel gas desulfurized by the fuel gas desulfurizer The fuel gas desulfurization system according to claim 8 or 9, further comprising one. 請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の燃料ガス用脱硫器に燃料ガスを供給して脱硫を行う燃料ガスの脱硫方法。   A fuel gas desulfurization method for supplying a fuel gas to the fuel gas desulfurizer according to any one of claims 1 to 7 and performing desulfurization.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003020489A (en) * 2001-07-05 2003-01-24 Tokyo Gas Co Ltd Desulfurizer for fuel gas and method for desulfurization
JP2004099826A (en) * 2002-09-12 2004-04-02 Tokyo Gas Co Ltd Apparatus and method for eliminating sulfur compound in fuel gas at ordinary temperature
JP2015135789A (en) * 2014-01-20 2015-07-27 パナソニックIpマネジメント株式会社 Desulfurization equipment and method of using desulfurization equipment
JP2017051928A (en) * 2015-09-11 2017-03-16 東京瓦斯株式会社 Desulfurizing agent for fuel gas
JP2017192911A (en) * 2016-04-22 2017-10-26 東京瓦斯株式会社 Desulfurizing agent for fuel cells

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003020489A (en) * 2001-07-05 2003-01-24 Tokyo Gas Co Ltd Desulfurizer for fuel gas and method for desulfurization
JP2004099826A (en) * 2002-09-12 2004-04-02 Tokyo Gas Co Ltd Apparatus and method for eliminating sulfur compound in fuel gas at ordinary temperature
JP2015135789A (en) * 2014-01-20 2015-07-27 パナソニックIpマネジメント株式会社 Desulfurization equipment and method of using desulfurization equipment
JP2017051928A (en) * 2015-09-11 2017-03-16 東京瓦斯株式会社 Desulfurizing agent for fuel gas
JP2017192911A (en) * 2016-04-22 2017-10-26 東京瓦斯株式会社 Desulfurizing agent for fuel cells

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