JP4658350B2 - Method and apparatus for reducing sulfur compounds - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and an apparatus for reducing a sulfur compound by efficiently burning the sulfur compound in a high concentration without forming an unburned component and other reaction products. SOLUTION: The sulfur compound gas in the high concentration is removed from sulfur compounds included in the gas generated when gasifying a carbonaceous raw material by a desulfurizing apparatus 19. The sulfur compound gas in the high concentration is burned in a hydrogen sulfide-burning apparatus 33 at a prescribed air ratio. The burned gas burned in the hydrogen sulfide- burning apparatus 33 is cooled by a heat-exchange boiler 35 as a cooling means. As a result, the generation of an unnecessary gas is suppressed because the burned gas can pass a temperature region within which the unnecessary gas is generated in a short time by rapidly cooling the burned gas to a prescribed temperature by the heat exchange boiler 35.

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石炭に代表される固定炭素質原料をガス化する際に発生する硫黄化合物を低減する硫黄化合物の低減方法及びその装置に係り、特に、固体炭素質原料をガス化して得られるガス中に含まれる硫黄化合物を処理した後に脱離することにより得られる高濃度硫黄化合物ガスを所定の空気比で燃焼させた後に硫黄化合物を除去する硫黄化合物の低減方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、石炭をガス化するガス化炉としては、固定層、流動層、気流層等の各種の燃焼方式のものが提案されている。これらの方式の中において気流層を採用したガス化炉は、上記原料を微粉にし、酸素や空気等の酸化剤とともに原料灰の融点以上の温度（例えば、約１３００〜１６００℃）となっている炉内に供給してガス化させるため、(i) 他の方式に比較しガス化効率が高い、 (ii) 適用炭種が広い、(iii) 環境適合性が優れている等の特徴を有している。したがって、この気流層を採用したガス化炉による石炭ガス化法は、合成ガス、複合発電、燃料電池等の燃焼及び原料製造に適しているため、国内外で開発が進められている。
【０００３】
ところで、石炭等の原料中には、周知のとおり、硫黄（化学記号「Ｓ」）が含まれている。この原料中に含まれる硫黄は、ガス化にすることによって、そのほとんどが硫化水素（Ｈ２Ｓ）となり、さらに一部は硫化カルボニル（ＣＯＳ）に変換される。これらの硫黄化合物の濃度は、当然、原料の石炭中の硫黄の含有量で支配される。ガス化された生成ガスの中における前記硫黄化合物の濃度は、一般に、数１００から数１０００〔ppm〕である。したがって、石炭等の原料のガス化によって生成したガスを、合成ガス、複合発電、燃焼電池等の燃料及び原料として用いるときは、環境保全の観点により、生成ガスから上記硫黄化合物を除去する必要がある。
【０００４】
この硫黄化合物の除去方法には、従前により、乾式法と、湿式法が提案されている。
前者の乾式法は、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）などの金属酸化物に、硫化水素（Ｈ２Ｓ）を反応させた後、酸素含有ガスで硫化水素（Ｈ２Ｓ）を酸化させるとともに金属酸化物として再生するようにした方法である。しかしながら、この乾式法は、吸収剤が粉化する欠点があり実用化には至っていない。
一方、後者の湿式法は、従来、石油化学プロセスで開発されたものであって、アルカノールアミン吸収液などを用いて硫化水素（Ｈ２Ｓ）を吸収させた後、この液を別の処理装置に導いて減圧、加熱して硫化水素（Ｈ２Ｓ）を脱離させ、しかる後、クラウス反応により単体の硫黄（Ｓ）として回収するようにした方法である。
【０００５】
さて、石炭ガス化により発生した硫黄化合物の処理方法としては、上述したような実績のある湿式法を採用するほうが信頼性が高くなることは、容易に想像がつく。
【０００６】
ところが、クラウス法によって回収される単体の硫黄は、市場が低迷していることと、危険物であることなどの理由により、石炭ガス化法により発生する硫黄化合物を除去する処理方法としては適切ではない。
【０００７】
そこで、考えられるのは、石炭ガス化により発生する硫黄化合物を、最終的に、石膏（ＣａＳＯ４）の形にして回収すれば、市場性も高く、危険物ではないため、特に石炭ガス化複合発電のように多量に石炭を処理するプラントでは好ましいといえる。
【０００８】
従来、石膏として回収する方法としては、脱離した数１０％の高濃度の硫化水素（Ｈ２Ｓ）含有ガスを酸化し亜硫酸ガス（ＳＯ２）にして、この亜硫酸ガス（ＳＯ２）を石灰石石膏法脱硫装置に代表される脱硫装置に導き処理する方法が提案されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の石膏を回収する方法では、次のような問題点があった。
上記従来の方法において各処理工程における反応式を挙げることにする。
まず、硫化水素（Ｈ２Ｓ）を燃焼させたときの反応式は次の数式１に示すようになる。
Ｈ２Ｓ ＋（3/2)Ｏ２ → ＳＯ２ ＋ Ｈ２Ｏ ………〔数１〕
【００１０】
また、燃焼空気が不足した場合、すなわち硫化水素（Ｈ２Ｓ）が燃焼して酸素（Ｏ２）がなくなると、残存した硫化水素（Ｈ２Ｓ）と新たに生成した二酸化硫黄ガス（ＳＯ２）とが反応して固体の硫黄（Ｓ）を生成する様子を次の数式２に示す。
２Ｈ２Ｓ ＋ ＳＯ２ → ３Ｓ ＋ ２Ｈ２Ｏ ………〔数２〕
【００１１】
さらに、過剰酸素（Ｏ２）の状態下で二酸化硫黄ガス（ＳＯ２）が燃焼すると、三酸化硫黄（ＳＯ ３ ）が生成されることを数式３に示す。
ＳＯ２ ＋ (1/2)Ｏ２ → ＳＯ３ ………〔数３〕
【００１２】
また、このようにして生成された三酸化硫黄（ＳＯ３）が、約３００〔℃〕以下では水と急激な熱反応により微細な硫酸ミスト（Ｈ２ＳＯ４）になってしまうことを次の数式４に示す。
ＳＯ３ ＋ Ｈ２Ｏ → Ｈ２ＳＯ４ ………〔数４〕
【００１３】
上述した反応式を参照しながら説明すると、石膏として回収するためには、硫化水素（Ｈ２Ｓ）を二酸化硫黄ガス（ＳＯ２）へ酸化させることが必要である（数式１参照）。
【００１４】
しかしながら、燃焼空気が不足した場合には、残存した硫化水素（Ｈ２Ｓ）と新たに生成した二酸化硫黄ガス（ＳＯ２）とが反応して固体の硫黄（Ｓ）を生成することになる（数式２参照）。なお、数式１の反応は速く、数式２の反応は遅い。
【００１５】
上述した数式１や数式２の反応式で示すような反応によって得られた二酸化硫黄ガス（ＳＯ２）や単体の硫黄（Ｓ）、さらに未反応の硫化硫黄（Ｈ２Ｓ）からなるガスが、本燃焼炉の下流に設置されている石灰石石膏脱硫装置で用いる吸収液の石灰石スラリに触れた場合、二酸化硫黄ガス（ＳＯ２）は石灰石スラリに反応して吸収されるものの、硫化硫黄（Ｈ２Ｓ）や硫黄（Ｓ）とは反応しないことになり、これらは石灰石石膏脱硫装置から排出されることになり、環境上好ましくない。
【００１６】
また、数式３に示す反応式による反応で生成された三酸化硫黄（ＳＯ３）は、約３００〔℃〕以下では水と急激な熱反応により、微細な硫酸ミスト（Ｈ２ＳＯ４）になるため（数式４参照）、排ガスの気流に乗って石灰石石膏法では十分に回収されずに大気に放出されることになり、上述同様に、環境上好ましくない。特に、この硫酸（Ｈ２ＳＯ４）ミストは、強酸であって材料を腐食するため、格別の配慮をする必要がある。
【００１７】
本発明は、上述した従来の問題点を解消し、高濃度の硫黄化合物を効率よく燃焼させ、未燃分や他の反応物を生成しない硫黄化合物の低減装置及びその装置を提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、１以上の空気比でかつ低い残酸素濃度で硫化水素を高温で燃焼させた後に、ごく短時間に急激に該燃焼ガスを不要ガスが発生することがない所定温度まで冷却し、このガスを好ましくは酸素濃度を増加させて所定の温度よりさらに低い温度以下に冷却することにより達成される。
【００１９】
このような目的を達成できる理由について、図６及び図７を参照して説明する。図６は二酸化硫黄ガスから三酸化硫黄の生成量の関係を示す特性図であり、横軸には燃焼温度〔℃〕が、縦軸には三酸化硫黄の発生量〔ppm〕がそれぞれ示されている。また、図７は、硫化硫黄（Ｈ２Ｓ）を炉で燃焼させたときに、ガス温度が３００〔℃〕以下になる炉の出口において三酸化硫黄（ＳＯ３）の濃度を測定した結果を示す特性図であり、横軸には燃焼温度〔℃〕が、縦軸には三酸化硫黄の発生量〔ppm〕がそれぞれ示されている。
【００２０】
図６において、電気炉内温度を一定にした電気炉に二酸化硫黄ガス（ＳＯ２）と酸素（Ｏ２）を供給し、さらに反応後の三酸化硫黄（ＳＯ３）の濃度を測定した結果、８００〔℃〕付近における三酸化硫黄（ＳＯ３）の生成量が最も高く、酸素（Ｏ２）濃度を高くするほどその生成量が高くなることがわかる。また、１２００〔℃〕以上では三酸化硫黄（ＳＯ３）の生成量が少なく、４００〔℃〕以下でも三酸化硫黄（ＳＯ３）の生成量はほぼ皆無となることがわかる。
【００２１】
したがって、本発明では硫化水素（Ｈ２Ｓ）を三酸化硫黄（ＳＯ３）の発生がほとんどない１２００〔℃〕以上の高温で空気比を１以上で燃焼させ、次に該燃焼ガスを熱交換もしくはガスの注入によって三酸化硫黄（ＳＯ３）の発生量が多い温度域（１２００〔℃〕〜４００〔℃〕）を極短時間で冷却し、好ましくは４００〔℃〕以下まで冷却させることにより、三酸化硫黄（ＳＯ３）の発生を抑制させている。
【００２２】
また、本発明者らの実験によると、酸素（Ｏ２）過剰で硫化水素（Ｈ２Ｓ）を高温で燃焼させると、硫化水素（Ｈ２Ｓ）の酸化を促進されるものの、図７に示すように、三酸化硫黄（ＳＯ３）の生成量を増加することがわかっている。生成された三酸化硫黄（ＳＯ３）含有ガスは、水スプレイで冷却すると、含有ガス中の水蒸気分圧が増加する。したがって、当該ガスが露点以下の温度に急激に冷却されると、水蒸気分圧が高いため、数式４による急激な発熱反応が抑制されて、硫酸ミストの粒径が大きくなる。
【００２３】
したがって、上述した図６及び図７の説明から本発明では、硫化水素を三酸化硫黄が発生しない１２００〔℃〕以上の高温度で空気比を１以上で燃焼させ、当該燃焼ガスを冷却して三酸化硫黄が発生する領域（図６参照、１２００〔℃〕〜４００〔℃〕の範囲）を極短時間に通過させている。また、硫酸ミストが発生しても、これを有効に除去することが可能になる。
【００２４】
このような処理方法を実現する手段を以下に説明する。
上記目的を達成するために、本発明に係る硫黄化合物の低減方法は、炭素質原料をガス化するときに発生するガスに含有する硫黄化合物を脱硫後に高濃度硫黄化合物ガスを脱離させるガス分離工程と、前記ガス分離工程で得た高濃度硫黄化合物ガスをさらに所定の空気比で燃焼させる燃焼工程と、前記燃焼工程で得た燃焼ガスを冷却する冷却工程とを備え、当該燃焼ガスの冷却により硫黄化合物を低減させることを特徴とする。
【００２５】
上記硫黄化合物の低減方法では、ガス分離工程で得た高濃度硫黄化合物ガスをさらに所定の空気比で燃焼させることにより燃焼時に不要ガスを発生させないようにし、かつ、その燃焼ガスを所定の温度まで急速に冷却し不要ガスの発生する温度領域を短時間で通過させることにより、不要ガスの発生を抑制している。
【００２６】
上記硫黄化合物の低減方法を採用するに際しては、以下の要素を付加することができる。
（１）前記冷却工程は、熱回収手段により前記燃焼ガスを冷却する。
（２）前記冷却工程は、前記燃焼工程により発生した燃焼ガスから熱を回収しないで当該燃焼ガスを単に冷却する第１の冷却工程と、この第１の工程の後に熱回収することにより前記燃焼ガスを冷却する第２の冷却工程とを併用する。
（３）前記第１の冷却工程は、燃焼処理ガス中の酸素分圧を低下させるガスを用いる。
（４）前記燃焼処理ガス中の酸素分圧を低下させるガスは、窒素、二酸化炭素等の不活性ガスあるいは空気より酸素濃度が低い処理ガスを用いる。
（５）前記冷却工程でガスを冷却した後に、さらに当該ガスを冷却する。
（６）前記冷却工程でガスを冷却した後に、さらに当該ガスを冷却するために冷却用ガスまたは液体を用いる。
【００２７】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る硫黄化合物の低減装置は、炭素質原料をガス化するときに発生するガスに含有する硫黄化合物を脱硫後に高濃度硫黄化合物ガスを脱離させるガス分離手段と、前記ガス分離手段で得た高濃度硫黄化合物ガスをさらに所定の空気比で燃焼させる燃焼手段と、前記燃焼手段で得た燃焼ガスを冷却する冷却手段とを備え、当該燃焼ガスの冷却により硫黄化合物を低減させることを特徴とする。
【００２８】
上記構成の硫黄化合物の低減装置では、ガス分離手段で得た高濃度硫黄化合物ガスをさらに硫化水素燃焼装置で所定の温度でかつ所定の空気比で燃焼させることにより燃焼時に不要ガスを発生させないようにし、かつ、その燃焼ガスを冷却手段で所定の温度まで急速に冷却することにより不要ガスの発生する温度領域を短時間で通過させることにより、不要ガスの発生を抑制している。
【００２９】
上記硫黄化合物の低減装置を構成するに際しては、以下の要素を付加することができる。
（１）前記冷却手段は、熱回収ボイラにより前記燃焼ガスを冷却するよう構成されている。
（２）前記冷却手段は、前記燃焼工程により発生した燃焼ガスから熱を回収しないで当該燃焼ガスを単に冷却する冷却手段と、この冷却手段の後に熱回収して前記燃焼ガスを冷却する廃熱回収ボイラとを備えている。
（３）前記冷却手段は、燃焼処理ガス中の酸素分圧を低下させるガスを供給できるガス供給手段からなる。
（４）前記ガス供給手段は、窒素、二酸化炭素等の不活性ガスあるいは空気より酸素濃度が低い処理ガスを供給できるよう構成されている。
（５）前記燃焼手段で得た燃焼ガスを冷却する冷却手段と、この冷却手段のあとにさらに当該ガスを冷却する第２の冷却手段が設けられている。
（６）前記第２の冷却手段は、燃焼ガスを冷却するために冷却用ガスまたは液体を供給できる手段を備えている。
【００３０】
さらに、上記目的を達成するために、本発明に係る硫黄化合物の低減装置は、炭素質原料をガス化するときに発生するガスに含有する硫黄化合物を脱硫後に高濃度硫黄化合物ガスを脱離させるガス分離手段と、前記ガス分離手段で得た高濃度硫黄化合物ガスをさらに所定の空気比で燃焼させる燃焼手段と、前記燃焼手段で得た燃焼ガスを冷却する冷却手段と、前記冷却手段からの燃焼ガスから硫酸ミスト除去する硫酸処理装置と、前記硫酸処理装置で硫酸ミストを除去した燃焼ガスから石膏を得る石灰石−石膏法脱硫装置とを備えたことを特徴とする。
【００３１】
上記構成の硫黄化合物の低減装置では、ガス分離手段で得た高濃度硫黄化合物ガスをさらに硫化水素燃焼装置で所定の温度でかつ所定の空気比で燃焼させることにより燃焼時に不要ガスを発生させないようにし、かつ、その燃焼ガスを冷却手段で所定の温度まで急速に冷却することにより不要ガスの発生する温度領域を短時間で通過させることにより、不要ガスの発生を抑制し、さらに、硫酸処理装置によって当該燃焼ガスから硫酸を除去し、その除去した燃焼ガスを石灰石−石膏法脱硫装置によって処理することにより石膏を得るようにしている。
【００３２】
上記硫黄化合物の低減装置を構成するに際しては、以下の要素を付加することができる。
（１）前記硫酸処理装置は、前記燃焼手段からの燃焼ガスを取込み当該燃焼ガスに水をスプレして冷却する第１のスプレ装置と、前記燃焼ガスに水スプレして生成される硫酸ミストを捕捉するミストセパレータと、前記ミストセパレータに捕捉されたミストを洗い流す第２のスプレ装置とを備えている。
（２）前記硫酸処理装置と石灰石−石膏法脱硫装置との間に反応槽を設け、前記反応槽は、前記硫酸処理装置で燃焼ガスから硫酸ミスト除去した液を取込み、当該液にアルカリ金属またはアルカリ土類金属の化合物に添加して反応させた後に、石灰石−石膏法脱硫装置に送り込むよう構成されている。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明の実施の形態に係る硫黄化合物の低減装置が適用された複合発電プラントを示す装置系統図である。
この図１において、本発明の第１の実施の形態に係る硫黄化合物の低減装置が適用された複合発電プラント１１は、大別すると、ガス化炉１３と、脱塵装置１５と、熱交換器１７と、脱硫化硫黄装置１９と、ガスタービン２１と、廃熱回収ボイラ２３と、図示しない蒸気タービンと、図示しない発電機とから構成されている。
【００３４】
また、同第１の実施の形態に係る硫黄化合物の低減装置３１は、硫化水素燃焼装置３３と、ガス冷却手段としての熱交換ボイラ３５と、石灰石−石膏法脱硫装置３７とから構成されている。
【００３５】
さらに説明すると、微粉炭１は酸化剤３とともにガス化炉１３に供給されて反応させられる。ガス炉３において、生成した一酸化炭素ガス（ＣＯ）および水素（Ｈ２）に富むガスは、ライン１４を通って脱塵装置１５に至る。この脱塵装置１５はサイクロンあるいはフィルタで構成されており、飛散したチャーを捕集する目的で設置されている。この脱塵装置１５において捕集したチャーは、チャーライン１２を介して再度ガス化炉１３に供給される。
【００３６】
この脱塵装置１５においてチャーを取り除かれた当該ガスは、ライン１６を経て熱交換器１７に入り、脱硫化硫黄装置１９からライン２０ａを介して熱交換器１７に供給されているガスを加熱する。
【００３７】
熱交換器１７で熱交換したガスは、ライン１８を経由して脱硫化硫黄装置１９に入る。脱硫化硫黄装置１９では、当該ガスの中から硫化水素（Ｈ２Ｓ）を除去し、その硫化水素（Ｈ２Ｓ）を除去したガスをライン２０ａを介して熱交換器１７に送り込む。
【００３８】
熱交換器１７で加熱されたガスはライン２０ｂを通ってガスタービン２１に供給される。このガスは、ガスタービン２１を駆動した後に、ライン２２を介して廃熱回収ボイラ２３に供給される。廃熱回収ボイラ２３では、当該ガスから熱を蒸気の形態で回収し、当該蒸気によって図示していない蒸気タービンを駆動する。
【００３９】
蒸気タービンは、ガスタービン２１とともに、図示しない発電機に接続されており、複合発電を行うようになっている。
脱硫化硫黄装置１９で分離した高濃度硫化水素（Ｈ２Ｓ）含有ガスは、ライン２４を介して硫化水素燃焼装置３３に供給される。このガスは、空気３２とともに硫化水素燃焼装置３３において燃焼する。このときに、硫化水素燃焼装置３３では、空気比を１以上の酸化雰囲気で高濃度硫化水素（Ｈ２Ｓ）含有ガスを１０００〔℃〕以上、好ましくは１２００〔℃〕以上であって三酸化硫黄（ＳＯ３）が発生しない温度雰囲気で燃焼させている。
【００４０】
このようにして硫化水素燃焼装置３３で燃焼したガスは、ライン３４を経て熱交換ボイラ３５に供給される。この熱交換ボイラ３５では、ライン３４を介して供給されてきたガスを６００〔℃〕以下、好ましくは４００〔℃〕以下に急冷させている。
【００４１】
このようにする理由は既に説明しているが、さらに説明すると、三酸化硫黄（ＳＯ３）の発生量は、図６に示すように、約８００〔℃〕で最大になり、この温度域（１２００〔℃〕〜４００〔℃〕）を極短時間で通過するように当該ガスを冷却させることにより、三酸化硫黄（ＳＯ３）の発生を皆無とすることが可能となるからである。
【００４２】
そして、熱交換ボイラ３５で十分に冷却されたガスは、三酸化硫黄（ＳＯ３）がなく、二酸化硫黄（ＳＯ２）の成分だけになるため、石灰石−石膏法脱硫装置３７によって石膏になり、ライン３８からは浄化されたガスが排出されることになる。
【００４３】
このように上述した第１の実施の形態によれば、高濃度の硫黄化合物を確実にかつ効率よく燃焼させることができ、しかも、未燃分や他の反応物を生成しないようにすることができる。
【００４４】
＜第２の実施の形態＞
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る硫黄化合物の低減装置を示す装置系統図である。
この第２の実施の形態に係る硫黄化合物の低減装置３１ａは、第１の実施の形態における熱交換ボイラ３５（ガス冷却手段）に加えて、ライン３４に冷却用ガス３９を供給して硫化水素燃焼装置３３からのガスを冷却し、また、熱交換ボイラ３５を出たライン３６のガスにさらに冷却ガス４１及び水ライン４３から冷却水４５を供給してライン３６のガスをさらに冷却するようにしたものである。
【００４５】
すなわち、硫化水素燃焼装置３３で燃焼させたガスは、ライン３４に排出されることになる。このライン３４を通っているガスは、冷却ガス３９と熱交換ボイラ３５を用いて６００〔℃〕以下、好ましくは４００〔℃〕以下に急冷させている。
【００４６】
これは、図６に示すように、三酸化硫黄（ＳＯ３）の発生量が約８００〔℃〕で最大となり、この温度域(１２００〔℃〕〜４００〔℃〕）を極短時間で通過できるように冷却用ガス３９を供給して冷却し、これによって三酸化硫黄（ＳＯ３）の発生を無くしている。
【００４７】
また、熱交換ボイラ３５から排出されたガスは、ライン３６において、冷却用ガス４１によって２００〔℃〕以下に冷却した後に、石灰石−石膏法脱硫装置３７に送るようにしている。
【００４８】
これは次のような理由からである。すなわち、二酸化硫黄（ＳＯ２）を除去する石灰石−石膏法脱硫装置３７では、吸収液の温度を６０〔℃〕以下に保つ必要があるため、約２００〔℃〕以上の高温のガスが流入すると、機器が破損したり、あるいは、耐熱性に優れた材料を用いざるを得ない。また、石灰石−石膏法脱硫装置３７において二酸化硫黄（ＳＯ２）を吸収した液の亜硫酸イオン（ＳＯ３ ２−）を硫酸イオン（ＳＯ４ ２−）に酸化させる必要がある。
【００４９】
このような理由から、上述したように熱交換ボイラ３５から排出されたガスを、ライン３６において、冷却用ガス４１によって２００〔℃〕以下に冷却している。また、水ライン４３から水を供給している。
【００５０】
この第２の実施の形態は、上述したような構成にしたことにより、石灰石−石膏法脱硫装置３７が破損することなく、かつ、亜硫酸イオンの酸化も促進されるのである。これによって、石灰石−石膏法脱硫装置３７の能力を最大限に発揮させるとともに、高温による石灰石スラリの劣化を防止することができる。
【００５１】
なお、三酸化硫黄（ＳＯ３）の発生は、図６に示すように、酸素（Ｏ２）濃度が低いほど低い。したがって、冷却用ガス３９は、ライン３４を通過しているガスの酸素濃度を低下させる窒素や二酸化炭素などのガスが好ましい。また、窒素ガスは、微粉炭１を搬送する搬送ガスとして、複合発電プラントに使用されていることから、容易に使用することが可能である。
【００５２】
＜第３の実施の形態＞
図３は、図２の硫黄化合物の低減装置の制御系統を示す系統図である。この図３に示す第３の実施の形態に係る硫黄化合物の低減装置３１ｂは次のように構成されている。この図３において、硫化水素燃焼装置３３は、ライン２４を介して高濃度硫化硫黄ガスが供給されている。この硫化水素燃焼装置３３には、ブロワ１００によって加圧された空気３２が供給されるようになっている。
【００５３】
硫化水素燃焼装置３３の出口部には、冷却用ガス３９のライン４０が接続されている。また、この硫化水素燃焼装置３３の出口部は、ライン３４を介して熱交換ボイラ３５に連通している。この熱交換ボイラ３５の下流は、ライン３６を介して石灰石−石膏法脱硫装置３７に連通している。
【００５４】
熱交換ボイラ３５の下流であってライン３６には、硫化水素燃焼装置３３に供給される空気と同じ空気が冷却ガス４１としてライン４２を介して供給されるようになっている。
【００５５】
また、硫化水素燃焼装置３３の入口部と、石灰石−石膏法脱硫装置３７の入口部とには、それぞれガス温度を検出する温度センサ１０１及び１０２が設置されている。これらの温度センサ１０１，１０２の測定値は、冷却用ガス流量制御機器１０３，１０４に入力されるようになっている。冷却用ガス流量制御機器１０３，１０４は、温度センサ１０１，１０２からの検出値を基に、アクチュエータ１０５，１０６を駆動制御し、アクチュエータ１０５，１０６を通過する冷却用ガスの流量を調整できるようになっている。
【００５６】
そして、冷却用ガス流量制御機器１０３，１０４は、温度センサ１０１，１０２からの検出値を基にアクチュエータ１０５，１０６の開度を調整し、各温度センサ１０１，１０２の部分がそれぞれ１１００〔℃〕，２００〔℃〕になるように冷却用ガスの流量を制御する。
【００５７】
このように冷却ガス流量を制御することによって、例えばガス化炉１３における負荷変化などによって硫化水素燃焼装置３３に流入するライン２４の硫化水素（Ｈ２Ｓ）ガス量が変化しても、三酸化硫黄（ＳＯ３）の発生を皆無にすることができる。
【００５８】
なお、硫化水素燃焼装置３３に流入するライン２４の硫化水素（Ｈ２Ｓ）ガス量を検出して冷却用ガス量を制御しても同様の効果が得られるのは明白である。
【００５９】
＜第４の実施の形態＞
図４は、同第４の実施の形態に係る硫黄化合物の低減装置を示す系統図である。この図４において、第４の実施の形態に係る硫黄化合物の低減装置３１ｃが第２の実施の形態の装置３１ａと異なるところは、ライン３４を通過しているガスの酸素濃度を低下させるために使用する窒素や二酸化炭素などの冷却ガスに代えて、石灰石−石膏法脱硫装置３７の出口から排出されるガスを冷却ガス３９として用いる点にある。
【００６０】
さらに詳細に説明すると、この第４の実施の形態では、上述した石灰石−石膏法脱硫装置３７の出口部から排出されたガスは、石灰石スラリにより、水分が飽和状態となっている。そこで、当該石灰石−石膏法脱硫装置３７から排出される低濃度の二酸化硫黄（ＳＯ２）による低温腐食を防止するために、ガス／ガス熱交換器４６を設置し、硫化水素燃焼装置３３からから排出するガスをライン３４において急冷している。
【００６１】
この第４の実施の形態では、石灰石−石膏法脱硫装置３７の出口部のガスをガス／ガス熱交換器４６を介してブロワ４７に取込み、ブロワ４７によって加圧された冷却ガスをライン３４に供給するようにしている。
【００６２】
これにより、石灰石−石膏法脱硫装置３７に送るガスは、ガス／ガス熱交換器４６と冷却ガス４１である空気によって、２００〔℃〕以下に急冷することになる。
【００６３】
また、この第４の実施の形態では、ガスとして石灰石−石膏法脱硫装置３７の排出ガスを利用していることから、特別なガスを用意する必要がなくなる。
【００６４】
＜第５の実施の形態＞
図５は本発明の第５の実施の形態を示す装置系統図である。この図５に示す第５の実施の形態に係る硫黄化合物の低減装置３１ｄは、硫化水素燃焼装置３３、熱交換ボイラ３５、石灰石−石膏法脱硫装置３７、及び硫酸処理装置５１を備え次のように構成されている。すなわち、硫化水素燃焼装置３３の出口から下流に熱交換ボイラ３５が設けられている。この熱交換ボイラ３５の下流には、硫酸処理装置５１が設けられている。この硫酸処理装置５１の下流に石灰石−石膏法脱硫装置３７が設けられている。
【００６５】
また、硫酸処理装置５１の上部には、スプレ装置５３が設けられている。また、また、硫酸処理装置５１の出口にはミストセパレータ５５が設けられている。このミストセパレータ５５の中央部付近には、スプレ装置５７が設けられている。このスプレ装置５７は、循環ポンプ５９の吐出部に接続されている。スプレ装置５７及び硫酸処理装置５１の下部には、水６０が供給されるようになっている。また、硫酸処理装置５１の下部には、洗浄液６１が滞留している。この洗浄液６１は循環ポンプ５９で吸い上げられて、スプレ装置５３に供給されるようになっている。なお、符号７５は炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）のスラリであり、この炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）のスラリ７５は当該硫黄化合物の低減装置３１ｄが運転中は継続して供給されるようになっている。
【００６６】
また、循環ポンプ５９の吐出部は、バルブ６３を介して反応槽６５に連通している。また、反応槽６５は、ポンプ６７を介して石灰石−石膏法脱硫装置３７の下部に連通している。反応槽６５の下部には吸収液６６が、石灰石−石膏法脱硫装置３７の下部には吸収液６８が滞留している。
【００６７】
石灰石−石膏法脱硫装置３７の上部には、スプレ装置７１が設けられている。このスプレ装置７１には循環ポンプ７３によって吸収液６８が供給されるようになっている。
【００６８】
このような硫黄化合物の低減装置３１ｄによれば、硫化水素燃焼装置３３において高濃度の硫化化水素（Ｈ２Ｓ）は空気３２を供給することにより燃焼させる。この硫化水素燃焼装置３３からの排ガスは、熱交換ボイラ３５を通って、硫酸処理装置５１に供給される。硫酸処理装置５１では、スプレ装置５３より水スプレがなされ、冷却されながら硫酸（Ｈ２ＳＯ４）ミストが生成される。
【００６９】
なお、冷却が不十分の場合には、熱交換ボイラ３５と硫酸処理装置５１との間のライン３６においてスプレ装置７９によって水スプレを行い、熱交換ボイラ３５を通過したガスをさらに冷却するようにしてもよい。
【００７０】
このとき、このように硫化水素燃焼装置で燃焼させたガスを急冷させることによって三酸化硫黄はほとんど発生しないが、微量の三酸化硫黄が発生した場合、硫酸処理装置５１では、水蒸気分圧が高いため、急激な発熱反応が起こらないので、硫酸ミストの液滴径は大きくなる。排ガスとともに流れる硫酸ミストは、フィルタ状のミストセパレータ５５に導く。このミストセパレータ５５で捕捉された硫酸ミストは、スプレ装置５７からの水によって洗浄されて、洗浄液６１の中に落ちる。
【００７１】
洗浄液５９は循環ポンプ６１で水スプレ５３に送られる。洗浄液５９は、循環ポンプ６１の先に分岐して配設されているバルブ６３を開けることにより、反応槽６５に流れ込む。反応槽６５ではアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の化合物、例えば炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を添加して、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）と炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）とを反応させて、ペーハー（ｐＨ）調整した後に、石灰石−石膏法脱硫装置３７に送られる。
石灰石−石膏法脱硫装置３７は、通常火力発電所等で用いられているものと同様にして、二酸化硫黄（ＳＯ２）を硫酸カルシウム（ＣａＳＯ３）と反応させて石膏を得る。
【００７２】
このような第５の実施の形態によれば、硫化水素（Ｈ２Ｓ）の燃焼時に生成した三酸化硫黄（ＳＯ３）は、スプレ装置５３で冷却することにより液滴の大きい硫酸（Ｈ２ＳＯ４）となり、ミストセパレータ５５で捕集し、その大部分は洗浄液６１の中に捕捉される。その後に、反応槽６５での炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を添加することによりペーハー（ｐＨ）を調整し、石灰石−石膏法脱硫装置３７において、完全に石膏として処理される。
【００７３】
なお、捕捉されない硫酸（Ｈ２ＳＯ４）ミストは、スプレ装置５３からの水スプレによりサイズが大きくなっているので、容易にメッシュ状のフィルタ型のミストセパレータ５５で完全捕捉される。
【００７４】
この第５の実施の形態では、ミストセパレータ５５にはメッシュ状のフィルタを用いたが、液滴の大きなミストを捕捉するものであれば、何でもよい。
【００７５】
また、この第５の実施の形態は、上記のように構成したが、これに限定されるものではなく、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）を液滴の大きい水滴もしくはミストにするスプレ装置５３と、それを捕集するミストセパレータ５５と、洗浄した液をペーハー（ｐＨ）調整する反応槽６５と、石灰石−石膏法脱硫装置３７とがあればよい。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の硫黄化合物の低減方法よれば、石炭ガス化ガスに含まれる硫黄化合物を除去、脱離した高濃度硫化水素含有ガスを、三酸化硫黄、硫黄単体さらには硫化水素を発生させることなく、二酸化硫黄含有ガスを後続の石灰石石膏法脱硫装置に供給することができるため、三酸化硫黄による配管などの腐食トラブルが皆無となり、該脱硫装置において、高効率に脱硫できる。
【００７７】
また、本発明の硫黄化合物の低減装置よれば、石炭ガス化ガスに含まれる硫黄化合物を除去、脱離した高濃度硫化水素含有ガスを、三酸化硫黄、硫黄単体さらには硫化水素を発生させることなく、二酸化硫黄含有ガスを後続の石灰石石膏法脱硫装置に供給することができるため、三酸化硫黄による配管などの腐食トラブルが皆無となり、該脱硫装置において、高効率に脱硫できる。
【００７８】
さらに、本発明の硫黄化合物の低減装置よれば、石炭のガス化により生成したガス中に含まれる硫化水素を吸収した後に脱離した高濃度硫化水素含有ガスを燃焼し、発生した三酸化硫黄を硫酸水溶液の形で回収し、水素イオン濃度を調整した上で、石灰石−石膏法脱硫装置に供給することができるため、三酸化硫黄による配管などの腐食トラブルが皆無となり、かつ、三酸化硫黄が排出されないため、環境上非常に好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る硫黄化合物の低減装置が適用された複合発電プラントを示す装置系統図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る硫黄化合物の低減装置を示す装置系統図である。
【図３】図２の硫黄化合物の低減装置の制御系統を示す系統図である。
【図４】同第４の実施の形態に係る硫黄化合物の低減装置を示す系統図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態を示す装置系統図である。
【図６】二酸化硫黄ガスから三酸化硫黄の発生量の関係を示す特性図である。
【図７】 硫化水素を炉で燃焼させたときに、所定の温度以下のガスになる炉の出口において三酸化硫黄の温度を測定した結果を示す特性図である。
【符号の説明】
１１ 複合発電プラント
１３ ガス化炉
１５ 脱塵装置
１７ 熱交換器
１９ 脱硫化硫黄装置
２１ ガスタービン
２３ 廃熱回収ボイラ
３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ 硫黄化合物の低減装置
３３ 硫化水素燃焼装置
３５ 熱交換ボイラ（冷却手段）
３７ 石灰石−石膏法脱硫装置
３９，４１ 冷却用ガス
４３ 水ライン
４６ ガス／ガス熱交換器
５１ 硫酸処理装置
５３，５７，７９ スプレ装置
５５ ミストセパレータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sulfur compound reduction method and apparatus for reducing sulfur compounds generated when gasifying a fixed carbonaceous raw material represented by coal, and in particular, a gas obtained by gasifying a solid carbonaceous raw material. The present invention relates to a sulfur compound reduction method and apparatus for removing sulfur compounds after burning a high concentration sulfur compound gas obtained by treating and desorbing sulfur compounds contained therein at a predetermined air ratio.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a gasification furnace for gasifying coal, various combustion methods such as a fixed bed, a fluidized bed, and an airflow bed have been proposed. Among these systems, the gasification furnace employing the airflow layer makes the above raw material fine powder, and has a temperature higher than the melting point of the raw material ash (for example, about 1300 to 1600 ° C.) together with an oxidizing agent such as oxygen or air. Since it is supplied into the furnace for gasification, it has features such as (i) higher gasification efficiency compared to other methods, (ii) wide range of applicable coal types, and (iii) excellent environmental compatibility. is doing. Therefore, the coal gasification method using a gasification furnace employing this air flow layer is suitable for combustion and raw material production of synthesis gas, combined power generation, fuel cells, and the like, and is being developed both in Japan and overseas.
[0003]
Incidentally, sulfur (chemical symbol “S”) is contained in raw materials such as coal, as is well known. Most of the sulfur contained in the raw material is gasified to form hydrogen sulfide (H2S), and a part thereof is converted to carbonyl sulfide (COS). The concentration of these sulfur compounds is naturally governed by the sulfur content in the raw coal. The concentration of the sulfur compound in the gasified product gas is generally several hundred to several thousand [ppm]. Therefore, when the gas generated by gasification of raw materials such as coal is used as fuel and raw materials for synthesis gas, combined power generation, combustion cells, etc., it is necessary to remove the sulfur compounds from the generated gas from the viewpoint of environmental conservation. is there.
[0004]
As a method for removing this sulfur compound, a dry method and a wet method have been proposed.
The former dry method uses a metal oxide such as iron (Fe) or nickel (Ni) with hydrogen sulfide (H2After reacting S), hydrogen sulfide (H2In this method, S) is oxidized and regenerated as a metal oxide. However, this dry method has not been put into practical use due to the disadvantage that the absorbent powders.
On the other hand, the latter wet method has been conventionally developed in a petrochemical process, and uses hydrogen sulfide (H2After absorbing S), this solution is led to another processing apparatus and reduced in pressure and heated to produce hydrogen sulfide (H2In this method, S) is desorbed and then recovered as single sulfur (S) by the Claus reaction.
[0005]
It can be easily imagined that as a method for treating the sulfur compound generated by coal gasification, the reliability is higher when the wet method with the above-mentioned results is adopted.
[0006]
However, single sulfur recovered by the Claus method is not suitable as a treatment method for removing sulfur compounds generated by the coal gasification method due to the fact that the market is sluggish and that it is a hazardous material. Absent.
[0007]
Therefore, it is considered that the sulfur compound generated by coal gasification is finally converted into gypsum (CaSO4If it is collected in the form of), it is highly marketable and is not a dangerous substance, so it can be said that it is preferable particularly for a plant that treats a large amount of coal, such as coal gasification combined power generation.
[0008]
Conventionally, as a method of recovering as gypsum, a high concentration of hydrogen sulfide (H2S) Oxidize the gas containing sulfur dioxide gas (SO2) And sulfurous acid gas (SO2) Is introduced into a desulfurization apparatus represented by a limestone gypsum desulfurization apparatus.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional method for recovering gypsum described above has the following problems.
The reaction formula in each processing step in the conventional method will be listed.
First, hydrogen sulfide (H2The reaction formula when S) is burned is as shown in the following formula 1.
H2S + (3/2) O2 → SO2 + H2O ......... [Equation 1]
[0010]
Further, when combustion air is insufficient, that is, hydrogen sulfide (H2S) burns and oxygen (O2) Disappears, the remaining hydrogen sulfide (H2S) and newly generated sulfur dioxide gas (SO)2The following formula 2 shows how solid sulfur (S) reacts with).
2H2S + SO2 → 3S + 2H2O ......... [Equation 2]
[0011]
  In addition, excess oxygen (O2) Sulfur dioxide gas (SO2) Burns, sulfur trioxide (SO 3 ) Is generated in Equation 3.
    SO2 + (1/2) O2 → SO3                         ......... [Equation 3]
[0012]
In addition, the sulfur trioxide (SO3), But below about 300 [° C], fine sulfuric acid mist (H2SO4) Is shown in the following Expression 4.
SO3 + H2O → H2SO4                       ......... [Equation 4]
[0013]
Describing with reference to the above reaction formula, in order to recover gypsum, hydrogen sulfide (H2S) for sulfur dioxide gas (SO2It is necessary to oxidize (see Formula 1).
[0014]
However, if there is a shortage of combustion air, the remaining hydrogen sulfide (H2S) and newly generated sulfur dioxide gas (SO)2) To produce solid sulfur (S) (see Formula 2). In addition, the reaction of Formula 1 is fast, and the response of Formula 2 is slow.
[0015]
Sulfur dioxide gas (SO2) obtained by the reaction shown in the reaction formulas of the above-mentioned formulas 1 and 22), Simple sulfur (S), and unreacted sulfur sulfide (H2When the gas comprising S) touches the limestone slurry of the absorbent used in the limestone gypsum desulfurization device installed downstream of the combustion furnace, sulfur dioxide gas (SO2) Is absorbed in response to limestone slurry, but sulfur sulfide (H2S) and sulfur (S) will not react, and these will be discharged from the limestone gypsum desulfurization apparatus, which is not environmentally preferable.
[0016]
In addition, sulfur trioxide (SO3) Is a fine sulfuric acid mist (H) due to rapid thermal reaction with water below about 300 [° C].2SO4(See Formula 4), the limestone-gypsum method rides on the exhaust gas flow and is not sufficiently recovered and released into the atmosphere, which is not preferable in the environment as described above. In particular, this sulfuric acid (H2SO4) Mist is a strong acid and corrodes the material, so special consideration is required.
[0017]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, to provide a sulfur compound reducing device that efficiently burns high-concentration sulfur compounds and does not generate unburned components or other reactants, and an apparatus therefor. It is said.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
The purpose is to cool the combustion gas to a predetermined temperature at which no unnecessary gas is generated abruptly in a very short time after burning hydrogen sulfide at a high temperature with an air ratio of 1 or more and a low residual oxygen concentration, This gas is preferably achieved by increasing the oxygen concentration to cool it below a predetermined temperature.
[0019]
The reason why such an object can be achieved will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the amount of sulfur trioxide produced from sulfur dioxide gas, with the horizontal axis indicating the combustion temperature [° C.] and the vertical axis indicating the amount of sulfur trioxide generated [ppm]. ing. FIG. 7 shows sulfur sulfide (H2When S) is burned in the furnace, sulfur trioxide (SO3), And the horizontal axis represents the combustion temperature [° C.] and the vertical axis represents the amount of sulfur trioxide generated [ppm].
[0020]
In FIG. 6, sulfur dioxide gas (SO2) And oxygen (O2), And after the reaction, sulfur trioxide (SO3As a result of measuring the concentration of sulfur trioxide (SO3) Is the most produced, and oxygen (O2) It can be seen that the higher the concentration, the higher the generation amount. Also, sulfur trioxide (SO3) Is low, and sulfur trioxide (SO3) Is almost zero.
[0021]
Therefore, in the present invention, hydrogen sulfide (H2S) for sulfur trioxide (SO3) Is burned at an air ratio of 1 or higher at a high temperature of 1200 [° C.] or higher, and the combustion gas is then subjected to heat exchange or gas injection to form sulfur trioxide (SO3) Is cooled in a very short time, preferably to 400 [° C.] or less, so that sulfur trioxide (SO3) Is suppressed.
[0022]
In addition, according to experiments by the present inventors, oxygen (O2) Excess hydrogen sulfide (H2When S is burned at high temperature, hydrogen sulfide (H2Although the oxidation of S) is promoted, as shown in FIG. 7, sulfur trioxide (SO3) Is known to increase. Sulfur trioxide produced (SO3) When the contained gas is cooled with a water spray, the partial pressure of water vapor in the contained gas increases. Therefore, when the gas is rapidly cooled to a temperature lower than the dew point, the water vapor partial pressure is high, so that the rapid exothermic reaction according to Equation 4 is suppressed and the particle size of the sulfuric acid mist increases.
[0023]
Therefore, from the description of FIGS. 6 and 7 described above, in the present invention, hydrogen sulfide is burned at a high temperature of 1200 [° C.] or higher where sulfur trioxide is not generated at an air ratio of 1 or higher, and the combustion gas is cooled. A region where sulfur trioxide is generated (see FIG. 6, a range of 1200 [° C.] to 400 [° C.]) is passed in a very short time. Further, even if sulfuric acid mist is generated, it can be effectively removed.
[0024]
Means for realizing such a processing method will be described below.
In order to achieve the above object, the sulfur compound reduction method according to the present invention is a gas separation in which a sulfur compound contained in a gas generated when gasifying a carbonaceous raw material is desulfurized and then a high concentration sulfur compound gas is desorbed. A combustion process for further burning the high-concentration sulfur compound gas obtained in the gas separation process at a predetermined air ratio, and a cooling process for cooling the combustion gas obtained in the combustion process. To reduce sulfur compounds.
[0025]
In the above sulfur compound reduction method, the high concentration sulfur compound gas obtained in the gas separation step is further burned at a predetermined air ratio so that no unnecessary gas is generated during combustion, and the combustion gas is reduced to a predetermined temperature. By rapidly cooling and passing through a temperature region where unnecessary gas is generated, generation of unnecessary gas is suppressed.
[0026]
In adopting the method for reducing the sulfur compound, the following elements can be added.
(1) In the cooling step, the combustion gas is cooled by heat recovery means.
(2) The cooling step includes a first cooling step in which heat is not recovered from the combustion gas generated in the combustion step and the combustion gas is simply cooled, and the combustion is performed by recovering heat after the first step. It uses together with the 2nd cooling process which cools gas.
(3) The first cooling step uses a gas that lowers the oxygen partial pressure in the combustion processing gas.
(4) As the gas for reducing the oxygen partial pressure in the combustion processing gas, an inert gas such as nitrogen or carbon dioxide or a processing gas having a lower oxygen concentration than air is used.
(5) After the gas is cooled in the cooling step, the gas is further cooled.
(6) After cooling the gas in the cooling step, a cooling gas or liquid is used to further cool the gas.
[0027]
In order to achieve the above object, the sulfur compound reducing apparatus according to the present invention desorbs a high concentration sulfur compound gas after desulfurizing a sulfur compound contained in a gas generated when gasifying a carbonaceous raw material. A gas separation means; a combustion means for further burning the high-concentration sulfur compound gas obtained by the gas separation means at a predetermined air ratio; and a cooling means for cooling the combustion gas obtained by the combustion means. This is characterized in that the sulfur compound is reduced by cooling the liquid.
[0028]
In the sulfur compound reducing device having the above-described structure, the high-concentration sulfur compound gas obtained by the gas separation means is further burned at a predetermined temperature and a predetermined air ratio by the hydrogen sulfide combustion device so that unnecessary gas is not generated during combustion. Further, by rapidly cooling the combustion gas to a predetermined temperature by the cooling means, the generation of unnecessary gas is suppressed by passing through a temperature region where unnecessary gas is generated in a short time.
[0029]
In configuring the sulfur compound reducing device, the following elements can be added.
(1) The cooling means is configured to cool the combustion gas by a heat recovery boiler.
(2) The cooling means includes a cooling means for simply cooling the combustion gas without recovering heat from the combustion gas generated in the combustion process, and waste heat for recovering heat after the cooling means to cool the combustion gas. And a recovery boiler.
(3) The cooling means includes a gas supply means capable of supplying a gas for reducing the oxygen partial pressure in the combustion processing gas.
(4) The gas supply means is configured to be able to supply an inert gas such as nitrogen or carbon dioxide or a processing gas having a lower oxygen concentration than air.
(5) A cooling means for cooling the combustion gas obtained by the combustion means, and a second cooling means for further cooling the gas are provided after the cooling means.
(6) The second cooling means includes means capable of supplying a cooling gas or liquid to cool the combustion gas.
[0030]
Furthermore, in order to achieve the above object, the sulfur compound reducing device according to the present invention desorbs a high-concentration sulfur compound gas after desulfurizing the sulfur compound contained in the gas generated when the carbonaceous raw material is gasified. Gas separation means, combustion means for further burning the high concentration sulfur compound gas obtained by the gas separation means at a predetermined air ratio, cooling means for cooling the combustion gas obtained by the combustion means, and from the cooling means A sulfuric acid treatment device for removing sulfuric acid mist from the combustion gas, and a limestone-gypsum desulfurization device for obtaining gypsum from the combustion gas from which the sulfuric acid mist has been removed by the sulfuric acid treatment device are provided.
[0031]
In the sulfur compound reducing device having the above-described structure, the high-concentration sulfur compound gas obtained by the gas separation means is further burned at a predetermined temperature and a predetermined air ratio by the hydrogen sulfide combustion device so that unnecessary gas is not generated during combustion. In addition, by rapidly cooling the combustion gas to a predetermined temperature by the cooling means, the generation of unnecessary gas is suppressed in a short time by passing through a temperature region where unnecessary gas is generated. Then, sulfuric acid is removed from the combustion gas, and the removed combustion gas is processed by a limestone-gypsum method desulfurization apparatus to obtain gypsum.
[0032]
In configuring the sulfur compound reducing device, the following elements can be added.
(1) The sulfuric acid treatment device includes a first spray device that takes in the combustion gas from the combustion means and sprays and cools the combustion gas with water, and sulfuric acid mist generated by water spraying the combustion gas. A mist separator to be captured and a second spray device for washing away the mist captured by the mist separator are provided.
(2) A reaction tank is provided between the sulfuric acid treatment apparatus and the limestone-gypsum desulfurization apparatus, and the reaction tank takes in the liquid obtained by removing sulfuric acid mist from the combustion gas in the sulfuric acid treatment apparatus, and alkali metal or After adding and reacting with an alkaline earth metal compound, it is configured to be fed into a limestone-gypsum desulfurization apparatus.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<First Embodiment>
FIG. 1 is an apparatus system diagram showing a combined power plant to which a sulfur compound reducing apparatus according to an embodiment of the present invention is applied.
In FIG. 1, the combined power plant 11 to which the sulfur compound reducing device according to the first embodiment of the present invention is applied is roughly divided into a gasification furnace 13, a dust removing device 15, and a heat exchanger. 17, a desulfurization sulfur device 19, a gas turbine 21, a waste heat recovery boiler 23, a steam turbine (not shown), and a generator (not shown).
[0034]
The sulfur compound reduction device 31 according to the first embodiment includes a hydrogen sulfide combustion device 33, a heat exchange boiler 35 as a gas cooling means, and a limestone-gypsum desulfurization device 37. .
[0035]
More specifically, the pulverized coal 1 is supplied to the gasifier 13 together with the oxidizer 3 to be reacted. In the gas furnace 3, the generated carbon monoxide gas (CO) and hydrogen (H2) Rich gas reaches the dedusting device 15 through the line 14. The dust removing device 15 is composed of a cyclone or a filter, and is installed for the purpose of collecting scattered char. The char collected in the dust removing device 15 is supplied again to the gasification furnace 13 through the char line 12.
[0036]
The gas from which the char has been removed in the dedusting device 15 enters the heat exchanger 17 via the line 16 and heats the gas supplied from the desulfurization sulfur device 19 to the heat exchanger 17 via the line 20a. .
[0037]
The gas exchanged by the heat exchanger 17 enters the desulfurization sulfur device 19 via the line 18. In the desulfurization sulfur device 19, hydrogen sulfide (H2S) and the hydrogen sulfide (H2The gas from which S) has been removed is fed into the heat exchanger 17 via the line 20a.
[0038]
The gas heated by the heat exchanger 17 is supplied to the gas turbine 21 through the line 20b. This gas is supplied to the waste heat recovery boiler 23 via the line 22 after driving the gas turbine 21. In the waste heat recovery boiler 23, heat is recovered from the gas in the form of steam, and a steam turbine (not shown) is driven by the steam.
[0039]
The steam turbine is connected to a generator (not shown) together with the gas turbine 21, and performs combined power generation.
High concentration hydrogen sulfide (H2S) The contained gas is supplied to the hydrogen sulfide combustion apparatus 33 via the line 24. This gas burns in the hydrogen sulfide combustion device 33 together with the air 32. At this time, in the hydrogen sulfide combustion apparatus 33, high concentration hydrogen sulfide (H2S) The gas content is 1000 [° C.] or higher, preferably 1200 [° C.] or higher, and sulfur trioxide (SO3) Is burned in a temperature atmosphere that does not generate.
[0040]
The gas burned in the hydrogen sulfide combustion device 33 in this way is supplied to the heat exchange boiler 35 via the line 34. In the heat exchange boiler 35, the gas supplied via the line 34 is rapidly cooled to 600 [° C.] or less, preferably 400 [° C.] or less.
[0041]
  The reason for this is already explained, but further explained is sulfur trioxide (SO3As shown in FIG. 6, the generation amount of) becomes a maximum at about 800 [° C.], and the gas is cooled so that it passes through this temperature range (1200 [° C.] to 400 [° C.]) in an extremely short time. By making sulfur trioxide (SO3)DoBecause it becomes possible.
[0042]
The gas sufficiently cooled by the heat exchange boiler 35 is sulfur trioxide (SO3), Sulfur dioxide (SO2), It becomes gypsum by the limestone-gypsum desulfurization device 37, and the purified gas is discharged from the line 38.
[0043]
As described above, according to the first embodiment described above, it is possible to reliably and efficiently burn a high-concentration sulfur compound, and to prevent generation of unburned components and other reactants. it can.
[0044]
<Second Embodiment>
FIG. 2 is an apparatus system diagram showing a sulfur compound reducing apparatus according to the second embodiment of the present invention.
The sulfur compound reduction device 31a according to the second embodiment supplies a cooling gas 39 to the line 34 in addition to the heat exchange boiler 35 (gas cooling means) in the first embodiment to provide hydrogen sulfide. The gas from the combustion device 33 is cooled, and the cooling water 45 is supplied from the cooling gas 41 and the water line 43 to the gas in the line 36 exiting the heat exchange boiler 35 to further cool the gas in the line 36. It is a thing.
[0045]
That is, the gas burned by the hydrogen sulfide combustion device 33 is discharged to the line 34. The gas passing through the line 34 is rapidly cooled to 600 [° C.] or less, preferably 400 [° C.] or less, using the cooling gas 39 and the heat exchange boiler 35.
[0046]
This is because, as shown in FIG. 6, sulfur trioxide (SO3) Is maximized at about 800 [° C.], and is cooled by supplying a cooling gas 39 so that it can pass through this temperature range (1200 [° C.] to 400 [° C.]) in an extremely short time. Sulfur trioxide (SO3) Has been eliminated.
[0047]
The gas discharged from the heat exchange boiler 35 is cooled to 200 [° C.] or less by a cooling gas 41 in a line 36 and then sent to the limestone-gypsum desulfurization apparatus 37.
[0048]
This is for the following reason. That is, sulfur dioxide (SO2In the limestone-gypsum desulfurization device 37, the temperature of the absorbing liquid needs to be kept at 60 [deg.] C. or lower, and when a gas having a high temperature of about 200 [deg.] C. or higher flows, Alternatively, a material having excellent heat resistance must be used. In the limestone-gypsum desulfurization apparatus 37, sulfur dioxide (SO2) Sulfite ions (SO3 2-) Sulfate ions (SO4 2-) Need to be oxidized.
[0049]
For this reason, as described above, the gas discharged from the heat exchange boiler 35 is cooled to 200 [° C.] or less by the cooling gas 41 in the line 36. Further, water is supplied from the water line 43.
[0050]
In the second embodiment, the limestone-gypsum desulfurization apparatus 37 is not damaged and the oxidation of sulfite ions is promoted by adopting the configuration as described above. As a result, the capacity of the limestone-gypsum desulfurization device 37 can be maximized, and deterioration of the limestone slurry due to high temperature can be prevented.
[0051]
In addition, sulfur trioxide (SO3) Is generated as shown in FIG.2) The lower the concentration, the lower. Therefore, the cooling gas 39 is preferably a gas such as nitrogen or carbon dioxide that reduces the oxygen concentration of the gas passing through the line 34. Moreover, since nitrogen gas is used in the combined power plant as a carrier gas for conveying the pulverized coal 1, it can be easily used.
[0052]
<Third Embodiment>
FIG. 3 is a system diagram showing a control system of the sulfur compound reducing device of FIG. The sulfur compound reducing device 31b according to the third embodiment shown in FIG. 3 is configured as follows. In FIG. 3, the hydrogen sulfide combustion apparatus 33 is supplied with high-concentration sulfur sulfide gas via a line 24. The hydrogen sulfide combustion device 33 is supplied with air 32 pressurized by the blower 100.
[0053]
A line 40 of a cooling gas 39 is connected to the outlet of the hydrogen sulfide combustion device 33. The outlet portion of the hydrogen sulfide combustion device 33 communicates with the heat exchange boiler 35 via a line 34. The downstream side of the heat exchange boiler 35 communicates with a limestone-gypsum desulfurization device 37 via a line 36.
[0054]
The same air as the air supplied to the hydrogen sulfide combustion apparatus 33 is supplied to the line 36 downstream of the heat exchange boiler 35 via the line 42 as the cooling gas 41.
[0055]
Further, temperature sensors 101 and 102 for detecting gas temperatures are respectively installed at the inlet portion of the hydrogen sulfide combustion device 33 and the inlet portion of the limestone-gypsum desulfurization device 37. The measured values of these temperature sensors 101 and 102 are input to the cooling gas flow rate control devices 103 and 104. The cooling gas flow rate control devices 103 and 104 drive and control the actuators 105 and 106 based on the detection values from the temperature sensors 101 and 102 so that the flow rate of the cooling gas passing through the actuators 105 and 106 can be adjusted. It has become.
[0056]
Then, the cooling gas flow rate control devices 103 and 104 adjust the opening degree of the actuators 105 and 106 based on the detection values from the temperature sensors 101 and 102, and the portions of the temperature sensors 101 and 102 are 1100 [° C.], respectively. , 200 [° C.] to control the flow rate of the cooling gas.
[0057]
By controlling the cooling gas flow rate in this way, for example, hydrogen sulfide (H in the line 24 flowing into the hydrogen sulfide combustion device 33 due to a load change in the gasifier 13 or the like.2S) Even if the amount of gas changes, sulfur trioxide (SO3) Can be eliminated.
[0058]
In addition, hydrogen sulfide (H2S) It is obvious that the same effect can be obtained by detecting the gas amount and controlling the cooling gas amount.
[0059]
<Fourth embodiment>
FIG. 4 is a system diagram showing a sulfur compound reducing device according to the fourth embodiment. In FIG. 4, the sulfur compound reducing device 31c according to the fourth embodiment is different from the device 31a according to the second embodiment in order to reduce the oxygen concentration of the gas passing through the line 34. Instead of a cooling gas such as nitrogen or carbon dioxide to be used, a gas discharged from the outlet of the limestone-gypsum desulfurization apparatus 37 is used as the cooling gas 39.
[0060]
More specifically, in the fourth embodiment, the gas discharged from the outlet portion of the limestone-gypsum desulfurization device 37 described above is saturated with limestone slurry. Therefore, low-concentration sulfur dioxide (SO 2) discharged from the limestone-gypsum desulfurization apparatus 37.2In order to prevent low-temperature corrosion due to), a gas / gas heat exchanger 46 is installed, and the gas discharged from the hydrogen sulfide combustion device 33 is rapidly cooled in the line 34.
[0061]
In the fourth embodiment, the gas at the outlet of the limestone-gypsum desulfurization device 37 is taken into the blower 47 via the gas / gas heat exchanger 46, and the cooling gas pressurized by the blower 47 is supplied to the line 34. I am trying to supply.
[0062]
Thereby, the gas sent to the limestone-gypsum desulfurization apparatus 37 is rapidly cooled to 200 ° C. or less by the gas / gas heat exchanger 46 and the air that is the cooling gas 41.
[0063]
Moreover, in this 4th Embodiment, since the exhaust gas of the limestone-gypsum method desulfurization apparatus 37 is utilized as gas, it becomes unnecessary to prepare special gas.
[0064]
<Fifth embodiment>
FIG. 5 is an apparatus system diagram showing a fifth embodiment of the present invention. The sulfur compound reducing device 31d according to the fifth embodiment shown in FIG. 5 includes a hydrogen sulfide combustion device 33, a heat exchange boiler 35, a limestone-gypsum desulfurization device 37, and a sulfuric acid treatment device 51 as follows. It is configured. That is, the heat exchange boiler 35 is provided downstream from the outlet of the hydrogen sulfide combustion device 33. A sulfuric acid treatment device 51 is provided downstream of the heat exchange boiler 35. A limestone-gypsum desulfurization device 37 is provided downstream of the sulfuric acid treatment device 51.
[0065]
In addition, a spray device 53 is provided on the sulfuric acid treatment device 51. Further, a mist separator 55 is provided at the outlet of the sulfuric acid treatment apparatus 51. A spray device 57 is provided near the center of the mist separator 55. The spray device 57 is connected to the discharge part of the circulation pump 59. Water 60 is supplied to the lower part of the spray device 57 and the sulfuric acid treatment device 51. Further, the cleaning liquid 61 stays in the lower part of the sulfuric acid treatment apparatus 51. The cleaning liquid 61 is sucked up by a circulation pump 59 and supplied to the spray device 53. Reference numeral 75 denotes calcium carbonate (CaCO3) And this calcium carbonate (CaCO3) Is continuously supplied while the sulfur compound reducing device 31d is in operation.
[0066]
Further, the discharge part of the circulation pump 59 communicates with the reaction tank 65 through a valve 63. The reaction tank 65 communicates with the lower part of the limestone-gypsum desulfurization apparatus 37 via a pump 67. Absorbing liquid 66 stays in the lower part of reaction tank 65, and absorbing liquid 68 stays in the lower part of limestone-gypsum desulfurization apparatus 37.
[0067]
A spray device 71 is provided above the limestone-gypsum desulfurization device 37. The spray device 71 is supplied with an absorption liquid 68 by a circulation pump 73.
[0068]
According to the sulfur compound reducing device 31d, a high concentration of hydrogen sulfide (H2S) is combusted by supplying air 32. The exhaust gas from the hydrogen sulfide combustion device 33 is supplied to the sulfuric acid treatment device 51 through the heat exchange boiler 35. In the sulfuric acid treatment device 51, water spray is made from the spray device 53, and sulfuric acid (H2SO4) A mist is generated.
[0069]
If the cooling is insufficient, water spray is performed by the spray device 79 in the line 36 between the heat exchange boiler 35 and the sulfuric acid treatment device 51 so that the gas that has passed through the heat exchange boiler 35 is further cooled. May be.
[0070]
At this time, sulfur trioxide is hardly generated by quenching the gas burned by the hydrogen sulfide combustion device in this way. However, when a small amount of sulfur trioxide is generated, the sulfuric acid treatment device 51 has a high water vapor partial pressure. Therefore, since a rapid exothermic reaction does not occur, the droplet diameter of sulfuric acid mist increases. The sulfuric acid mist flowing along with the exhaust gas is guided to the filter-like mist separator 55. The sulfuric acid mist captured by the mist separator 55 is washed with water from the spray device 57 and falls into the washing liquid 61.
[0071]
The cleaning liquid 59 is sent to the water spray 53 by the circulation pump 61. The cleaning liquid 59 flows into the reaction tank 65 by opening a valve 63 that is branched from the circulation pump 61. In the reaction vessel 65, an alkali metal or alkaline earth metal compound such as calcium carbonate (CaCO3) And sulfuric acid (H2SO4) And calcium carbonate (CaCO)3) Is reacted to adjust pH (pH), and then sent to the limestone-gypsum desulfurization apparatus 37.
The limestone-gypsum desulfurization apparatus 37 is similar to that used in a normal thermal power plant or the like, and sulfur dioxide (SO2) Calcium sulfate (CaSO)3) To obtain gypsum.
[0072]
According to such a fifth embodiment, hydrogen sulfide (H2S) Sulfur trioxide (SO) produced during combustion3), Sulfuric acid (H2SO4) And collected by the mist separator 55, most of which is captured in the cleaning liquid 61. Thereafter, calcium carbonate (CaCO3) Is added to adjust the pH (pH), and in the limestone-gypsum desulfurization apparatus 37, it is completely treated as gypsum.
[0073]
In addition, uncaptured sulfuric acid (H2SO4) Since the size of the mist is increased by the water spray from the spray device 53, it is easily captured completely by the mesh filter type mist separator 55.
[0074]
In the fifth embodiment, a mesh filter is used as the mist separator 55, but any filter may be used as long as it captures a large mist of droplets.
[0075]
Further, the fifth embodiment is configured as described above, but is not limited to this, and sulfuric acid (H2SO4) Into a large water droplet or mist, a mist separator 55 for collecting it, a reaction tank 65 for adjusting the pH of the washed liquid, and a limestone-gypsum desulfurization device 37. I just need it.
[0076]
【The invention's effect】
As described above, according to the method for reducing sulfur compounds of the present invention, a high-concentration hydrogen sulfide-containing gas from which sulfur compounds contained in coal gasification gas have been removed and desorbed is converted into sulfur trioxide, sulfur alone, or hydrogen sulfide. Since the sulfur dioxide-containing gas can be supplied to the subsequent limestone-gypsum desulfurization apparatus without generating oxidization, there is no corrosion trouble such as piping caused by sulfur trioxide, and the desulfurization apparatus can perform desulfurization with high efficiency.
[0077]
Moreover, according to the sulfur compound reducing device of the present invention, the sulfur compound contained in the coal gasification gas is removed and the high-concentration hydrogen sulfide-containing gas is generated from sulfur trioxide, sulfur alone, or hydrogen sulfide. Since the sulfur dioxide-containing gas can be supplied to the subsequent limestone-gypsum desulfurization apparatus, there is no corrosion trouble such as piping caused by sulfur trioxide, and the desulfurization apparatus can perform desulfurization with high efficiency.
[0078]
Furthermore, according to the sulfur compound reducing device of the present invention, the high-concentration hydrogen sulfide-containing gas released after absorbing hydrogen sulfide contained in the gas generated by coal gasification is burned, and the generated sulfur trioxide is removed. Since it can be recovered in the form of an aqueous sulfuric acid solution and adjusted to a hydrogen ion concentration, it can be supplied to the limestone-gypsum desulfurization equipment, so there is no corrosion trouble such as piping caused by sulfur trioxide, and sulfur trioxide Since it is not discharged, it is very environmentally preferable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an apparatus system diagram showing a combined power plant to which a sulfur compound reducing apparatus according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a system diagram showing an apparatus for reducing sulfur compounds according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a system diagram showing a control system of the sulfur compound reducing device of FIG. 2;
FIG. 4 is a system diagram showing a sulfur compound reducing device according to the fourth embodiment;
FIG. 5 is an apparatus system diagram showing a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the amount of sulfur trioxide generated from sulfur dioxide gas.
[Fig. 7]Hydrogen sulfideIt is a characteristic view which shows the result of having measured the temperature of sulfur trioxide in the exit of the furnace which becomes a gas below a predetermined temperature when burning in a furnace.
[Explanation of symbols]
11 Combined power plant
13 Gasification furnace
15 Deduster
17 Heat exchanger
19 Desulfurization sulfur equipment
21 Gas turbine
23 Waste heat recovery boiler
31, 31a, 31b, 31c, 31d Sulfur compound reduction device
33 Hydrogen sulfide combustion equipment
35 Heat exchange boiler (cooling means)
37 Limestone-gypsum desulfurization equipment
39, 41 Cooling gas
43 Water line
46 Gas / gas heat exchanger
51 Sulfuric acid treatment equipment
53, 57, 79 spray equipment
55 Mist separator

Claims (18)

硫黄を含む炭素質原料をガス化して得られる生成ガスに含有する硫黄化合物ガスを前記生成ガスから分離する硫黄化合物ガス分離工程と、
前記ガス分離工程で分離された硫黄化合物ガスを、空気比を１以上、燃焼温度を１２００℃以上で燃焼させる燃焼工程と、
前記燃焼工程で得た燃焼ガスを４００℃以下に短時間で冷却する冷却工程とを備えてなる硫黄化合物の低減方法。And sulfur compound gas separation step of separating a sulfur compound gas containing carbonaceous material to product gas obtained by gasification from said product gas containing sulfur,
The gas separation process in the separation sulfur compound gas, the air-gas ratio of 1 or more, and a combustion step of burning the combustion temperature at 1200 ° C. or higher,
The method for reducing cooling step and becomes Bei Ete sulfur compounds to cool in a short time the combustion gases obtained in the combustion step 400 ° C. or less. 前記冷却工程は、熱回収手段により前記燃焼ガスを冷却することを特徴とする請求項１記載の硫黄化合物の低減方法。  The sulfur compound reducing method according to claim 1, wherein the cooling step cools the combustion gas by a heat recovery means. 前記冷却工程は、前記燃焼工程により発生した燃焼ガスに冷却用ガスを供給して冷却する第１の冷却工程と、
この第１の工程の後に前記燃焼ガスの熱を回収することにより前記燃焼ガスを冷却する第２の冷却工程とを併用することを特徴とする請求項１記載の硫黄化合物の低減方法。The cooling step includes a first cooling step of cooling the combustion gas generated by the combustion step by supplying a cooling gas ;
The method for reducing a sulfur compound according to claim 1, further comprising a second cooling step for cooling the combustion gas by recovering heat of the combustion gas after the first step. 前記第１の冷却工程は、燃焼処理ガス中の酸素分圧を低下させるガスを用いることを特徴とする請求項３記載の硫黄化合物の低減方法。  The sulfur compound reducing method according to claim 3, wherein the first cooling step uses a gas that lowers an oxygen partial pressure in the combustion processing gas. 前記燃焼処理ガス中の酸素分圧を低下させるガスは、窒素、二酸化炭素等の不活性ガスあるいは空気より酸素濃度が低い処理ガスを用いることを特徴とする請求項４記載の硫黄化合物の低減方法。  5. The sulfur compound reducing method according to claim 4, wherein the gas for reducing the oxygen partial pressure in the combustion processing gas is an inert gas such as nitrogen or carbon dioxide or a processing gas having a lower oxygen concentration than air. . 前記冷却工程でガスを冷却した後に、さらに当該ガスを冷却することを特徴とする請求項１記載の硫黄化合物の低減方法。  The method for reducing a sulfur compound according to claim 1, wherein the gas is further cooled after the gas is cooled in the cooling step. 前記冷却工程でガスを冷却した後に、さらに当該ガスを冷却するために冷却用ガスまたは液体を用いることを特徴とする請求項６記載の硫黄化合物の低減方法。  The method for reducing a sulfur compound according to claim 6, wherein after the gas is cooled in the cooling step, a cooling gas or liquid is used to further cool the gas. 硫黄を含む炭素質原料をガス化して得られる生成ガスに含有する硫黄化合物ガスを前記生成ガスから分離する硫黄化合物ガス分離手段と、前記硫黄化合物ガス分離手段で分離された硫黄化合物ガスを、空気比を１以上、燃焼温度を１２００℃以上で燃焼させる燃焼手段と、前記燃焼手段で得た燃焼ガスを４００℃以下に短時間で冷却する冷却手段とを備えてなる硫黄化合物の低減装置。And sulfur compound gas separating means for separating sulfur compound gas contained in the product gas obtained by gasification from said product gas to carbonaceous feedstock containing sulfur, the separated sulfur compound gas in said sulfur compound gas separation means, empty gas ratio of 1 or more, a combustion means for combusting the combustion temperature at 1200 ° C. or higher, reduction device of the made and a cooling means for cooling in a short time the combustion gases obtained in the combustion means 400 ° C. or less sulfur compounds . 前記冷却手段は、熱回収ボイラにより前記燃焼ガスを冷却することを特徴とする請求項８記載の硫黄化合物の低減装置。9. The sulfur compound reducing apparatus according to claim 8, wherein the cooling means cools the combustion gas with a heat recovery boiler. 前記冷却手段は、前記燃焼工程により発生した燃焼ガスに冷却用ガスを供給して冷却する冷却手段と、この冷却手段の後に前記燃焼ガスの熱を回収して前記燃焼ガスを冷却する廃熱回収ボイラとを備えたことを特徴とする請求項８記載の硫黄化合物の低減装置。The cooling means includes a cooling means for supplying a cooling gas to the combustion gas generated by the combustion process and cooling, and a waste heat recovery for recovering the heat of the combustion gas after the cooling means to cool the combustion gas. The sulfur compound reducing device according to claim 8, further comprising a boiler. 前記冷却手段は、燃焼処理ガス中の酸素分圧を低下させるガスを供給できるガス供給手段からなることを特徴とする請求項１０記載の硫黄化合物の低減装置。  11. The sulfur compound reducing device according to claim 10, wherein the cooling means comprises a gas supply means capable of supplying a gas for reducing the oxygen partial pressure in the combustion processing gas. 前記ガス供給手段は、窒素、二酸化炭素等の不活性ガスあるいは空気より酸素濃度が低い処理ガスを供給できるようにしたことを特徴とする請求項１１記載の硫黄化合物の低減装置。  12. The sulfur compound reducing apparatus according to claim 11, wherein the gas supply means can supply an inert gas such as nitrogen or carbon dioxide or a processing gas having a lower oxygen concentration than air. 前記燃焼手段で得た燃焼ガスを冷却する冷却手段と、この冷却手段のあとにさらに当該ガスを冷却する第２の冷却手段を設けたことを特徴とする請求項８記載の硫黄化合物の低減装置。  9. The sulfur compound reducing device according to claim 8, further comprising a cooling means for cooling the combustion gas obtained by the combustion means, and a second cooling means for cooling the gas after the cooling means. . 前記第２の冷却手段は、燃焼ガスを冷却するために冷却用ガスまたは液体を供給できる手段を備えたことを特徴とする請求項１３記載の硫黄化合物の低減装置。  14. The sulfur compound reducing device according to claim 13, wherein the second cooling means includes means capable of supplying a cooling gas or liquid to cool the combustion gas. 硫黄を含む炭素質原料をガス化して得られる生成ガスに含有する硫黄化合物ガスを前記生成ガスから分離する硫黄化合物ガス分離手段と、前記硫黄化合物ガス分離手段で分離された硫黄化合物ガスを、空気比を１以上、燃焼温度を１２００℃以上で燃焼させる燃焼手段と、前記燃焼手段で得た燃焼ガスを４００℃以下に短時間で冷却する冷却手段と、前記冷却手段で冷却した燃焼ガスから硫酸ミストを除去する硫酸処理装置と、前記硫酸処理装置で硫酸ミストを除去した燃焼ガスから石膏を得る石灰石−石膏法脱硫装置とを備えたことを特徴とする硫黄化合物の低減装置。And sulfur compound gas separating means for separating sulfur compound gas contained in the product gas obtained by gasification from said product gas to carbonaceous feedstock containing sulfur, the separated sulfur compound gas in said sulfur compound gas separation means, empty gas ratio of 1 or more, a combustion means for combusting the combustion temperature at 1200 ° C. or higher, and cooling means for cooling in a short time the combustion gases obtained by the combustion means 400 ° C. or less, combustion gas cooled by the cooling means reducing device of the sulfur compound, characterized in that a gypsum method desulfurization system - a sulfuric acid treatment apparatus for removing sulfuric acid mist, limestone to obtain gypsum from combustion gases in which the removal of sulfuric acid mist in sulfuric acid treatment apparatus from. 前記硫酸処理装置は、前記燃焼手段からの燃焼ガスを取込み当該燃焼ガスに水をスプレして冷却する第１のスプレ装置と、前記燃焼ガスに水スプレして生成される硫酸ミストを捕捉するミストセパレータと、前記ミストセパレータに捕捉されたミストを洗い流す第２のスプレ装置とを備えたことを特徴とする請求項１５記載の硫黄化合物の低減装置。  The sulfuric acid treatment device includes a first spray device that takes in the combustion gas from the combustion means and sprays and cools the combustion gas with water, and a mist that captures sulfuric acid mist generated by water spraying the combustion gas. The sulfur compound reducing device according to claim 15, further comprising a separator and a second spray device for washing away the mist captured by the mist separator. 前記硫酸処理装置と石灰石−石膏法脱硫装置との間に反応槽を設け、前記反応槽は、前記硫酸処理装置で燃焼ガスから硫酸ミスト除去した液を取込み、当該液にアルカリ金属またはアルカリ土類金属の化合物に添加して反応させた後に、石灰石−石膏法脱硫装置に送り込むことを特徴とする請求項１５記載の硫黄化合物の低減装置。  A reaction tank is provided between the sulfuric acid treatment apparatus and the limestone-gypsum desulfurization apparatus, and the reaction tank takes in the liquid obtained by removing sulfuric acid mist from the combustion gas in the sulfuric acid treatment apparatus, and alkali metal or alkaline earth is added to the liquid. 16. The sulfur compound reducing device according to claim 15, wherein the device is fed into a metal compound and reacted, and then fed into a limestone-gypsum desulfurization device. 前記冷却手段は、前記燃焼ガスに、窒素、二酸化炭素等の不活性ガスあるいは前記石灰石−石膏法脱硫装置から排出されるガスを冷却用ガスとして供給することを特徴とする請求項１５記載の硫黄化合物の低減装置。The sulfur according to claim 15, wherein the cooling means supplies the combustion gas with an inert gas such as nitrogen or carbon dioxide or a gas discharged from the limestone-gypsum desulfurization apparatus as a cooling gas. Compound reduction device.
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