JP2989876B2 - 脱硫剤の再生方法 - Google Patents

脱硫剤の再生方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は石炭ガス化ガス精製装置等から排出される硫
黄化合物を含有したガスの脱硫を行う、粒子状脱硫剤を
使用した移動床方式の脱硫装置において、使用されて活
性の低下した脱硫剤を酸化して活性を回復させる、脱硫
剤の再生方法に関するものである。
〔従来の技術〕
酸化鉄系脱硫剤を用いて石炭ガス化ガス等の還元性ガ
スの脱硫を行う際、細孔を有する粒状等の担体に担持さ
れた酸化鉄成分は硫化されて活性を失うが、空気中の酸
素などと接触することにより酸化されて活性を回復す
る。脱硫剤中に捕集された硫黄は脱硫剤の酸化による再
生工程時に亜硫酸ガス(SO2)となって脱離し、排出さ
れる。排出された亜硫酸ガスは硫黄回収工程に送られ、
硫黄、硫酸、石膏などとして回収される。
第2図は従来技術の例を示すもので、特開昭62−1435
号公報に記載された乾式移動床ガス処理法の系統図であ
る。第2図において、71は脱硫塔、72はふるい、73は脱
硫剤抜出しライン、74は脱硫剤輸送ライン、75はサイク
ロン、76は再生塔、77は循環ガスライン、78は石炭ガス
化ガス入口配管、79は熱交換器、80は混合器、81は昇圧
機、82は石炭ガス化ガス出口配管、83は再生ガスライン
である。
脱硫塔71内に送入された石炭ガス化ガス中のH2Sは、
脱硫塔71内を緩い速度で流下する粒状の担体等に担持さ
れたFe2O3、Fe3O4等の脱硫剤によって除去され、精製さ
れたガスは石炭ガス化ガス出口配管82からプロセス側に
排出される。一方、H2Sを吸着してFeSに変化させた脱硫
剤は、脱硫塔71内を降下し、ふるい72でダストを分離し
た後、脱硫剤抜出しライン73を通じて混合器80内に流入
する。脱硫剤輸送ライン74中に配設された昇圧機81は石
炭ガス化ガス出口配管82内を流れる精製ガスの一部を吸
引して昇圧し、混合機80内において流入して来る脱硫剤
をガス中に浮遊させて脱硫剤輸送ライン74を通じてサイ
クロン75に送入する。サイクロン75に送入された脱硫剤
を浮遊させた精製ガスは脱硫剤と精製ガスとに分離し、
脱硫剤は再生塔76に送出され、精製ガスは脱硫塔71に流
入する石炭ガス化ガス内に送入される。
再生塔76内に送入された脱硫剤は、再生ガスライン83
から供給される空気等の酸化剤と接触して酸化され、再
び活性化された後バケットコンベア等による機械的方法
あるいは気流搬送等によって脱硫塔71内に再投入され
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
このように上記従来の技術においても、硫化物を含有
した還元性のガス等に対して脱硫を行い、精製したガス
をプロセス側に排出させることが可能であったほか、脱
硫剤を酸素等によって酸化して再生させ、再生塔に送入
することによって繰り返し循環使用することが可能であ
った。
しかしながら上記従来の技術においては、還元性ガス
等の脱硫を行う際に、再生塔〜脱硫塔間の脱硫剤の搬送
装置が必要になり、特に脱硫剤の搬送手段として気流搬
送を用いる場合、独立した再生塔に付随して本来の処理
対象ガス以外に、再生ガスと搬送ガスの2つのガス系統
が必要となる。それに伴ってそれぞれの系統に循環用ブ
ロワや集塵装置が必要になるほど、装置構造が複雑化し
て設備費が上昇するとともに操作も煩雑になる等の不具
合を有していた。
本発明はこのような不具合を解消し、簡潔な構成に基
づく低い建設費と運転費によって、活性の低下した脱硫
剤の再生を行わしめる方法を提供することを目的として
いる。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的は前記特許請求の範囲に記載した脱硫剤の
再生方法によって達成される。すなわち、 気流搬送用ガスによって循環される粒子状の脱硫剤を
用いて還元性ガス等の脱硫を行い、移動床下部から移動
床上部に至る脱硫剤の気流搬送経路上に、脱硫剤再生用
酸化剤を送入する手段を具備して、脱硫剤搬送ガス中に
酸化剤を送入する移動床方式の脱硫装置において、 脱硫剤の気流搬送経路を閉ループとし、強制循環手段
によって上記閉ループ内の脱硫剤搬送ガス全量を循環さ
せ、酸化剤の送入量を制御する手段を有して、脱硫剤搬
送ガス中に脱硫剤の反応当量とバランスさせたO2濃度を
保持させて、脱硫剤搬送ガス中のSO2濃度を高めるよう
に調節する脱硫剤の再生方法。
である。
以下本発明の作用等について、実施例に基づいて説明
する。
〔実施例〕
第1図は本発明に基づく脱硫剤の再生方法の系統図で
ある。第1図において、1は脱硫器、2は移動床、3は
排出機、4はリフタ兼再生器、5はブロワ、6は脱硫剤
分離器、7はフィルタ、8は搬送管、9はSO2リッチガ
ス、10は酸化剤、11は粗製ガス、12は精製ガス、13はダ
スト、14はルーバである。
脱硫器1に送入された硫化水素(H2S)等を含有した
還元性の粗製ガス11は容器内にて拡散し、ルーバ14を通
じて連続的に緩い速度で流下する脱硫剤の充填層に入
る。脱硫剤はシリカ、アルミナなどの不活性セラミック
製で細孔を有する粒状の担体に、反応成分である酸化鉄
等を担持させたものなどの、移動床での循環使用に必要
な強度を有するものを用いる。粗製ガス11が脱硫剤と接
触した際、脱硫剤中の酸化鉄(ヘマタイトFe2O3)はま
ず還元性ガスによってマグネタイト(Fe3O4)に還元さ
れ、次にガス中の硫化水素と反応してFeSとなる。すな
わち、 3Fe2O3+H2→2Fe3O4+H2O Fe3O4+3H2S+H2→3FeS+4H2O の反応を行って硫黄分を除去し、使用されて活性を失っ
た脱硫剤は排出機3の回転によって脱硫器1の下部ホッ
パからダクトを通じてリフタ兼再生器4内に流入する。
リフタ兼再生器4下部にはブロワ5によって昇圧された
気流搬送用ガスが連続的に送入されており、前期脱硫剤
は該気流搬送用ガス中に浮遊した状態で搬送管8内を流
れ脱硫剤分離機6に到る。ブロワ5から送入される気流
搬送用ガス内に空気等の酸化剤10を、搬送する脱硫剤を
酸化再生するのに必要な量だけ連続的に注入する。それ
によってリフタ兼再生器4内に送入された脱硫剤は、前
記リフタ兼再生器4内で浮遊され搬送管8を通じて脱硫
剤分離機6に搬送される間に酸化剤と接触してヘマタイ
トに戻る。すなわち、 4FeS+7O2 →2Fe2O3+4SO2 2Fe3O4+1/2O2→3Fe2O3 となる。
脱硫剤分離機6で気流搬送用ガスから分離された活性
を得た脱硫剤は再び脱硫器1内に送入され、粗製ガス11
の脱硫を行う。一方、脱硫剤分離機6で分離された気流
搬送用ガスは、注入された酸化剤10を脱硫剤の酸化に消
費し盡され、SO2リッチな状態でフィルタ7に流入す
る。フィルタ7内で粗製ガス11に含有されて飛来したダ
ストや、脱硫器1内で破損した脱硫剤の細片等からなる
ダスト13を分離して排出させ、清浄なガスの状態で、再
びブロワ5に吸引される。フィルタ7から排出される気
流搬送用ガスは、上記のように酸化剤10やダスト13を含
有しない清浄で高濃度のSO2ガスであるため硫酸回収法
など比較的高いSO2供給濃度を必要とする硫黄回収プロ
セスへ送出することも可能である。
脱硫剤の再生反応は、再生ガス中の酸化剤濃度が高い
程迅速に進行するが、再生反応は発熱反応であるために
酸化剤濃度が高過ぎる場合には脱硫剤の温度が過度に上
昇し、脱硫剤の劣化あるいは損傷等を招く。そのため酸
素を酸化剤として使用する場合には、再生ガス中の酸素
分圧を0.5〜5atmの範囲内に保持することが望ましい
が、本発明によれば循環気流搬送用ガス中に適量の酸化
剤を供給することによって、酸素濃度を上記の範囲内に
維持することが可能になる。
〔発明の効果〕
このように本発明によれば、上記実施例において明ら
かなように、下記に示す効果を奏する。
循環する脱硫剤の気流搬送用ガス中に供給する酸素
量を脱硫剤の再生に必要な反応当量とバランスさせ、リ
フタ兼再生器および搬送管内での酸素を消費し尽くすこ
とにより、反応発熱ゾーンの拡大や、未反応酸素の還元
ゾーンへの洩れ込みなどを防止することが可能になる。
FeSの酸化によってSO2はO2 1モル当たり4/7モル生
成する。再生ガス中の酸素の濃度は再生反応によって脱
硫剤の温度が適度に上昇しないように一定の範囲内に保
持されるために、従来のように再生ガスが貫流型である
場合には生成SO2濃度も制限されて高い値を得ることが
困難であったが、本発明においては再生ガスを循環さ
せ、該循環ガス中に脱硫剤の反応当量とバランスさせた
O2濃度を保持させることにより、SO2は循環系内で濃縮
され、高濃度で排出させ得る。従って硫酸回収法など比
較的高いSO2供給濃度を必要とする硫黄回収プロセスに
も適用することが可能となる。
独立した再生器を具備することなく、従来のリフタ
と搬送装置を利用して脱硫剤の再生を行うことにより、
再生器および再生器〜脱硫器間の機械的搬送手段等を省
略して設備費および稼働費を低減し得る。
脱硫剤の気流搬送用ガスを循環使用することによ
り、従来の処理対象ガスの一部を連続的に吸引して気流
搬送用ガスとして使用していた際に生じた、ブロワの高
温高圧ガスによる磨耗および腐食の進行を抑止させ、吸
引ガスの除塵、冷却等に係る設備を低減することが可能
になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に基づく脱硫剤の再生方法の系統図、第
2図は従来技術の例である。 1……脱硫器、2……移動床、3……排出機、4……リ
フタ兼再生器、5……ブロワ、6……脱硫剤分離機、7
……フィルタ、8……搬送管、9……SO2リッチガス、1
0……酸化剤、11……粗製ガス、12……精製ガス、13…
…ダスト、14……ルーバ、71……脱硫塔、72……ふる
い、73……脱硫剤抜出しライン、74……脱硫剤輸送ライ
ン、75……サイクロン、76……再生塔、77……循環ガス
ライン、78……石炭ガス化ガス入口配管、79……熱交換
器、80……混合器、81……昇圧機、82……石炭ガス化ガ
ス出口配管、83……再生ガスライン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B01D 53/08,53/34

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】気流搬送用ガスによって循環される粒子状
    の脱硫剤を用いて還元性ガス等の脱硫を行い、移動床下
    部から移動床上部に至る脱硫剤の気流搬送経路上に、脱
    硫剤再生用酸化剤を送入する手段を具備して、脱硫剤搬
    送ガス中に酸化剤を送入する移動床方式の脱硫装置にお
    いて、 脱硫剤の気流搬送経路を閉ループとし、強制循環手段に
    よって上記閉ループ内の脱硫剤搬送ガス全量を循環さ
    せ、酸化剤の送入量を制御する手段を有して、脱硫剤搬
    送ガス中に脱硫剤の反応当量とバランスさせたO2濃度を
    保持させて、脱硫剤搬送ガス中のSO2濃度を高めるよう
    に調節する ことを特徴とする脱硫剤の再生方法。
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