JP3576306B2 - CaSO4 production equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石炭をガス化した後に脱硫して生じたCaSを含有する石灰石を酸化してCaSO4 を製造するCaSO4 製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
石炭をガス化した後に脱硫して生じたCaSを含有する石灰石を酸化してCaSO4 を製造する従来のCaSO4 製造装置の概略構成を図2に示す。
【0003】
図2中、31は石炭をガス化するガス化炉、32はガス化炉31で生成した石炭ガス51を脱硫する脱硫炉である。ガス化炉31は、石炭をガス化し、生成した石炭ガス51を脱硫炉32へ送給する一方、生成したチャー52を移送器21へ送給する。脱硫炉32は、ガス化炉31から送給された石炭ガス51を脱硫し、脱硫石炭ガス53を他の設備へ送給する一方、上記脱硫に伴って生成したCaSを含有する石灰石54を上記移送器21へ送給する。
【0004】
前記移送器21に送給されたチャー52及びCaS含有石灰石54は、当該移送器21により、搬送ガス41と共に燃焼反応器22のノズル22aから当該燃焼反応器22の内部の分散板22b上の流動層55に送給される。流動層55の粒子は、燃焼反応器22のノズル22c及び風箱部22dを介して熱ガス送給炉23から送給される酸素と水蒸気と窒素との混合ガスからなる熱ガス42により、上記分散板22b上で激しく混合されながら加熱されることにより、下記に示す反応を生じる。
【0005】
【化1】
CaS+2O2 → CaSO4 …(1)
CaS+3/2 O2 → CaO+SO2 …(2)
CaO+SO2 +1/2 O2 → CaSO4 …(3)
流動層55内では全体としてCaSからCaSO4 へ転換する割合が大きく、CaOの割合が小さく、また、粒子の内部にはCaSが存在する。
【0006】
上述した加熱処理後の排ガス56は、ノズル22eから燃焼反応器22の外部のサイクロン24へ送給され、粒子58が除去される。粒子58の除去された脱塵排ガス57は、前記ガス化炉31へ送給される。一方、粒子58は、粒子分配器25に送給されて分配され、微小な粒子59は、燃焼反応器22のノズル22fから前記流動層55へ再び供給され、残りの粒子60は、外部へ抜き出される。また、チャー52に含まれる灰分の中で、流動層55内で粉化が起こらずに大きなままで流動層55内に存在する粗大な粒子61は、ノズル22gから燃焼反応器22の外部へ抜き出される。
【0007】
つまり、ガス化炉31で生成したチャー52は、燃焼反応器22で燃焼され、脱硫炉32で生成したCaSを含有する石灰石54は、燃焼反応器22でCaSO4 やCaOに酸化されて系外へ抜き出されるようになっているのである。
なお、図2中、26は熱交換器、27は熱媒体であり、熱交換器26は、熱媒体27により、流動層55の熱を回収するようになっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
前述したような従来のCaSO4 製造装置では、系外へ抜き出される粒子60,61にCaSが比較的多く存在してしまっていた。粒子60,61に存在するCaSが高濃度であると、空気中の水分による加水分解でH2 Sを発生させて、環境に対して悪影響を与える恐れがあった。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決するための、本発明によるCaSO4製造装置は、石炭をガス化した後に脱硫して生じたCaSを含有する石灰石が供給される酸化反応器と、0.03atm以下の酸素分圧で900℃以上の温度を有している第一加熱ガスを前記酸化反応器内に送給してCaSを酸化させる第一加熱ガス送給手段と、前記酸化反応器内での上記酸化処理後の前記石灰石及び生成物を当該酸化反応器から送り出す送出手段と、石炭をガス化して生じたチャーが供給されると共に前記送出手段からの前記石灰石及び前記生成物が供給される燃焼反応器と、所定量以上の酸素を含有する第二加熱ガスを前記燃焼反応器内に送給してCaOをCaSO4に転換させる第二加熱ガス送給手段とを備えてなることを特徴とする。
【0011】
つまり、CaSを含有する石灰石を酸化反応器に供給し、第一加熱ガス送給手段で酸化反応器内に所定の大きさよりも小さい酸素分圧、即ち、0.03atm 以下の酸素分圧の第一加熱ガス(900℃以上)を送給し、CaSをCaSO4 やCaOに高効率で転換した後に、上記石灰石及びSO2 を含む上記生成物などを送出手段で燃焼反応器に供給し、当該燃焼反応器内に所定量以上の酸素を含有する第二加熱ガスを第二加熱ガス送給手段で送給し、当該燃焼反応器内に供給されたチャーと燃焼させることにより、CaOをCaSO4 に高効率で転換させることができるのである。この理由を以下に説明する。
【0012】
CaSをCaSO4 やCaOに高効率で転換するには、温度を900℃以上にするとよく、特に、1200℃以上にすると数分で完全に転換することができる。また、雰囲気中の酸素分圧を0.03atm 以下にすると、転換率を促進させることができる。しかしながら、燃焼反応器で上述のような酸素分圧の低い高温状態を所定時間維持することは難しい。そこで、酸素分圧の低い高温状態を所定時間維持できる手段を別途用意して高効率で転換させるようにしたのである。なお、燃焼反応器は、CaOとSO2 とをCaSO4 に容易に反応させる条件となっているので、CaSからCaSO4 への転換は、高効率で行うことができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明によるCaSO4 製造装置の実施の形態を図1を用いて説明する。なお、図1は、その概略構成図である。
【0014】
図1中、31は石炭をガス化するガス化炉、32はガス化炉31で生成した石炭ガス51を脱硫する脱硫炉である。ガス化炉31は、石炭をガス化し、生成した石炭ガス51を脱硫炉32へ送給する一方、生成したチャー52を移送器21へ送給するようになっている。脱硫炉32は、ガス化炉31から送給された石炭ガス51を脱硫し、脱硫石炭ガス53を他の設備へ送給する一方、上記脱硫に伴って生成したCaSを含有する石灰石54を供給装置11の入口部へ送り出すようになっている。
【0015】
前記供給装置11の出口部は、酸化反応器12の上方に連結されている。酸化反応器12の上方には、第一加熱ガス送給手段である熱ガス送給炉13が連結されており、当該熱ガス送給炉13は、外部から送給された空気43及び燃料44を燃焼させて、酸素分圧が0.03atm 以下で温度が900℃以上の第一加熱ガスである熱ガス45を上記酸化反応器12に送給できるようになっている。酸化反応器12の下部には、粒子送出管14の一端が連結されている。この粒子送出管14には、当該粒子送出管14の一端側から他端側へ向けて当該送出管14内に搬送ガス46を流通させるノズル15が連結されている。
【0016】
つまり、供給装置11に送給されたCaS含有石灰石54は、供給装置11により酸化反応器12の内部へ送給されて酸化反応器12内の移動層65上に堆積し、熱ガス送給炉13からの熱ガス45及びノズル15からの搬送ガス46により、移動層65を下降して粒子送出管14の一端から他端へ移動しながらまんべんなく加熱され、CaSがCaO、SO2、CaSO4に完全に転換されるのである。この反応は、前述した式(1),(2)の通りである。なお、本実施の形態では、粒子送出管14、ノズル15、搬送ガス46などにより送出手段を構成している。
【0017】
一方、前記移送器21は、前記脱硫炉32から送給されたチャー52を搬送ガス41と共に燃焼反応器22のノズル22aの一端に送給するようになっている。燃焼反応器22の内部には、分散板22bが設けられており、前記ノズル22aの他端は、当該分散板22bの上面側と連通している。燃焼反応器22の下部には、酸素と水蒸気と窒素との混合ガスからなる第二加熱ガスである熱ガス42を送給する第二加熱ガス送給手段である熱ガス送給炉23がノズル22cを介して連結されている。当該ノズル22cと上記分散板22bとの間の燃焼反応器22内には、風箱部22dが形成されている。燃焼反応器22には、一端を前記ノズル15の他端と連通されたノズル22hが設けられており、当該ノズル22hの他端は、前記分散板22b上に位置するようになっている。
【0018】
つまり、ノズル22aからチャー52が分散板22b上の流動層55に供給され、ノズル22hからCaO、SO2 、CaSO4 が供給され、前記熱ガス送給炉23からノズル22c、風箱部22d、分散板22bを介して前記熱ガス42が送給されることにより、流動層55の粒子が激しく混合されながら加熱され、チャー52の燃焼で発生するSO2 及び前記ノズル22hからのSO2 と流動層55内のCaOが反応してCaSO4 に転換されるのである。この反応は、前述した式(3)の通りである。
【0019】
また、燃焼反応器22の上方には、加熱処理後の排ガス56を送り出すノズル22eが設けられている。ノズル22eには、排ガス56を脱塵するサイクロン24が連結されている。サイクロン24には、脱塵した粒子58を分配する粒子分配器25が連結されており、当該粒子分配器25は、燃焼反応器22内の前記分散板22b上に連通するノズル22fに微小な粒子59を送給する一方、残りの粒子60を系外へ抜き出すようになっている。上記サイクロン24は、前記ガス化炉31と接続されており、脱塵排ガス57を上記ガス化炉31へ送給できるようになっている。
【0020】
つまり、排ガス56は、サイクロン24で粒子58が除去された後、脱塵排ガス57がガス化炉31へ送給される一方、除去された粒子58が粒子分配器25で分配され、微小な粒子59が流動層55へ再び供給され、残りの粒子60が系外へ抜き出されるのである。
【0021】
前記分散板22bには、ノズル22gの一端が連結され、ノズル22gの他端は、燃焼反応器22の下部を貫通して外部と連通している。これにより、チャー52に含まれる灰分の中で、流動層55内で粉化が起こらずに大きなままで流動層55内に存在している粗大な粒子61は、上記ノズル22gから燃焼反応器22の外部へ抜き出されるのである。
なお、図1中、26は熱交換器、27は熱媒体であり、熱交換器26は、熱媒体27により、流動層55の熱を回収するようになっている。
【0022】
このようなCaSO4 製造装置によれば、CaS含有石灰石54を酸素濃度の低い高温状態で予め所定時間保持した後にチャー52と共に燃焼させることができるので、CaSをCaO、SO2 、CaSO4 に完全に転換してからCaSO4 を製造することができ、CaSを粒子60,61内に存在させてしまうことがない。
従って、粒子60,61からH2 Sが発生することを防止できるので、環境に対して悪影響を与えることを防止することができる。
【0023】
【発明の効果】
本発明によるCaSO4 製造装置では、CaSを含有する石灰石を酸素濃度の低い高温状態で予め保持してCaSを完全に酸化させてからチャーと共に燃焼させてCaSO4 を製造することができるので、CaSが残存することはなくなり、H2 Sの発生を防止することができ、環境に対して悪影響を与えることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるCaSO4 製造装置の実施の形態の概略構成図である。
【図2】従来のCaSO4 製造装置の概略構成図である。
【符号の説明】
11 供給装置
12 酸化反応器
13 熱ガス送給炉
14 粒子送出管
15 ノズル
21 移送器
22 燃焼反応器
23 熱ガス送給炉
24 サイクロン
25 粒子分配器
41 搬送ガス
42 熱ガス
43 空気
44 燃料
45 熱ガス
46 搬送ガス
52 チャー
54 CaS含有石灰石
55 流動層
58〜61 粒子
62 移動層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a CaSO 4 manufacturing apparatus that manufactures CaSO 4 by oxidizing limestone containing CaS generated by desulfurization after gasifying coal.
[0002]
[Prior art]
FIG. 2 shows a schematic configuration of a conventional CaSO 4 producing apparatus for producing CaSO 4 by oxidizing CaS-containing limestone produced by desulfurization after gasifying coal.
[0003]
In FIG. 2,
[0004]
The
[0005]
Embedded image
CaS + 2O 2 → CaSO 4 (1)
CaS + 3/2 O 2 → CaO + SO 2 (2)
CaO + SO 2 +1/2 O 2 → CaSO 4 (3)
In the fluidized
[0006]
The
[0007]
That is, the
In FIG. 2, 26 is a heat exchanger, 27 is a heat medium, and the
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional CaSO 4 manufacturing apparatus as described above, the
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, a CaSO 4 production apparatus according to the present invention comprises: an oxidation reactor to which limestone containing CaS generated by desulfurization after gasifying coal is supplied; and an oxygen content of 0.03 atm or less. First heating gas supply means for oxidizing CaS by supplying a first heating gas having a temperature of 900 ° C. or more to the oxidation reactor, and the oxidizing treatment in the oxidation reactor Sending means for sending out the limestone and the product from the oxidation reactor, and a combustion reactor to which the char produced by gasifying coal is supplied and the limestone and the product from the sending means are supplied. And a second heating gas feeding means for feeding a second heating gas containing a predetermined amount or more of oxygen into the combustion reactor to convert CaO into CaSO 4 .
[0011]
That is, limestone containing CaS is supplied to the oxidation reactor, and the first heating gas supply means supplies an oxygen partial pressure smaller than a predetermined value into the oxidation reactor, that is, an oxygen partial pressure of 0.03 atm or less. One heating gas (900 ° C. or higher) is sent to convert CaS to CaSO 4 or CaO with high efficiency, and then the above-mentioned products including limestone and SO 2 are supplied to a combustion reactor by a delivery means. The second heating gas containing a predetermined amount or more of oxygen is supplied into the combustion reactor by the second heating gas supply means, and is burned with the char supplied into the combustion reactor to convert CaO into CaSO 4. Can be converted with high efficiency. The reason will be described below.
[0012]
In order to convert CaS to CaSO 4 or CaO with high efficiency, the temperature is preferably set to 900 ° C. or higher, and particularly when the temperature is set to 1200 ° C. or higher, complete conversion can be performed in several minutes. Further, when the oxygen partial pressure in the atmosphere is 0.03 atm or less, the conversion ratio can be promoted. However, it is difficult to maintain the high-temperature state with a low oxygen partial pressure in the combustion reactor for a predetermined time. Therefore, means for maintaining a high-temperature state with a low oxygen partial pressure for a predetermined time is separately prepared to convert the oxygen with high efficiency. Incidentally, the combustion reactor, so that a condition for easily reacting CaO and SO 2 in CaSO 4, the conversion of CaS to CaSO 4 can be performed with high efficiency.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of a CaSO 4 manufacturing apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram.
[0014]
In FIG. 1,
[0015]
The outlet of the
[0016]
That, CaS-containing
[0017]
On the other hand, the
[0018]
That is, the
[0019]
Further, a
[0020]
That is, after the
[0021]
One end of a
In FIG. 1,
[0022]
According to such a CaSO 4 manufacturing apparatus, the CaS-containing
Therefore, generation of H 2 S from the
[0023]
【The invention's effect】
In CaSO 4 manufacturing apparatus according to the present invention, it is possible to produce CaSO 4 is burned together with the char from previously held by complete oxidation of CaS in the limestone containing CaS at low oxygen concentrations high temperature state, CaS Will not remain, and the generation of H 2 S can be prevented, and adverse effects on the environment can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of a CaSO 4 production apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a conventional CaSO 4 manufacturing apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
0.03atm以下の酸素分圧で900℃以上の温度を有している第一加熱ガスを前記酸化反応器内に送給してCaSを酸化させる第一加熱ガス送給手段と、
前記酸化反応器内での上記酸化処理後の前記石灰石及び生成物を当該酸化反応器から送り出す送出手段と、
石炭をガス化して生じたチャーが供給されると共に前記送出手段からの前記石灰石及び前記生成物が供給される燃焼反応器と、
所定量以上の酸素を含有する第二加熱ガスを前記燃焼反応器内に送給してCaOをCaSO4に転換させる第二加熱ガス送給手段と
を備えてなることを特徴とするCaSO4製造装置。An oxidation reactor to which limestone containing CaS produced by desulfurization after gasifying coal is supplied;
A first heating gas supply means for supplying a first heating gas having a temperature of 900 ° C. or more at an oxygen partial pressure of 0.03 atm or less into the oxidation reactor to oxidize CaS;
Sending means for sending out the limestone and the product after the oxidation treatment in the oxidation reactor from the oxidation reactor,
A combustion reactor in which char produced by gasifying coal is supplied and the limestone and the product from the delivery means are supplied;
CaSO 4 production, characterized by comprising a second heating gas feed means for converting the CaO and feeding a second heating gas containing a predetermined amount or more of oxygen into the combustion reactor to the CaSO 4 apparatus.
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JPH09241022A JPH09241022A (en) | 1997-09-16 |
JP3576306B2 true JP3576306B2 (en) | 2004-10-13 |
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1996
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