JPH01189325A - 高温還元性ガスの精製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、高温還元性ガスの精製方法に関する。

更に詳述すると、本発明は、例えば石炭ガス化プロセス
の生成ガスのような、高温の還元性ガスに含まれるＨ２
　ＳやＣＯ８などの硫黄化合物とダストを除去して精製
する方法に関する。

近年、石油資源の枯渇や輸入原油の重質化などに対処す
るため、燃料の多様化に伴う石炭や劣質残渣などの利用
技術の開発が進められている０例えば、これらを原料と
するガス化ガスを発電の燃料源としたり、化学合成原料
にする方法は代表的な例である。

しかし、このガス化生成ガスにはガス化反応で発生する
Ｈ２　Ｓ、ＣＯ３等の硫黄化合物や、チャー、灰分等の
ダストが多量含まれている。これら不純物は公害防止上
あるいは後流機器の腐食や損耗防止上、除去する必要が
ある６通常、硫黄化合物やダストの発生量は原料の石炭
や重質油の種類、ガス化炉形式等で異なるが、硫黄化合
物は数１００〜数１０００ｐｐｎ、ダストは１〜１００
ｇ　／Ｎｒｇ９あり、しかもガス化炉生成状態を変える
ことなく除去することが経済的に有利であることから、
高温（４００〜８００°ＣＬ高圧（５〜２５ａｔａ）下
での脱硫、集塵技術の開発が進められている。

脱硫技術としては、酸化鉄を主成分とする脱硫剤とガス
化生成ガスを４００〜６００℃の高温で接触させて、酸
化鉄と硫黄化合物の反応によりガス化生成ガス中の硫黄
化合物を硫化鉄として固定化して吸収除去する一方、硫
黄化合物を固定化した脱硫剤は４５０〜８５０°Ｃの高
温で酸素の作用により酸化鉄に再生して繰返し使用する
方法が一般的であり、流動床、移動床、固定床等の反応
器形式の適用が検討されている。

また、Ｍ塵技術としては高温、高圧下で数十ｌ（Ｊ／Ｎ
ｒｇ３以下まで捕集できることが前提であり、バグフィ
ルタ−１移動層フィルターなどの適用が検討されている
が、長期間安定した集塵性能を維持するものは未だ実現
されていない。

（発明が解決しようとする課題） 斯様に、従来の高温還元性ガスの精製技術の開発は、ガ
ス中のダストを除去する集塵装置と硫黄化合物を除去す
る脱硫装置を別々に設置することで進められているので
、乾式ガス精製装置全体は還元ガス発生部（ガス化炉）
と同程度の大きさになることが予想され、装置建設費用
が嵩み経済的に好ましくない、また、集塵装置と脱硫装
置とを別々に操作するため操作が煩雑となる等の問題が
ある。

そこで、本発明は、高温還元性ガスの集塵と脱硫を同時
に行なう精製方法、即ち精製装置のコンパクト化（例え
ば従来装置の１７２〜１／３）を実現し、かつ装置建設
費用の削減と運転操作の単純化を可能とする高温還元性
ガスの精製方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） かかる目的を達成するなめ、本発明の高温還元性ガスの
精製方法は、硫黄化合物を含有する高温還元性ガスの流
れの中に脱硫剤を粉末あるいはスラリー状にして噴霧注
入し、ガス気流中で脱硫反応を行なわせる一方、集塵装
置において塵埃と脱硫剤とを捕捉回収し、集塵と脱硫を
合わせて行うようにしている。

（作用） したがって、高温還元性ガス中の硫黄化合物はガス流中
に噴霧注入された脱硫機能を有する物質と反応して該脱
硫剤に固定化され、ダスト分と共に集塵装置にて捕集さ
れる。

（実施例） 以下、本発明の構成を図面に示す実施例に基づいて詳細
に説明する。

第１図に本発明方法を実施する精製装置の一例を概略図
で示す。鎖国において、符号１１は集塵装置、１２はフ
ィルター、１３はホッパー、１４は分離槽、１５は沈澱
槽、１６は分解槽である。

尚、フィルター１２としては、多孔質セラミックス若し
くはグラニュラ−充填材の使用が好ましい。

本装置において、ダスト分・硫黄化合物を含有するガス
化生成ガス■中には、図示していないガス化炉等から集
塵装置１１に導かれる途中、硫黄化合物を吸着除去する
機能を有する脱硫剤の粉末、または同粉末を水に加えて
スラリー状にしたもの■が注入管２０から噴霧注入され
る。集塵装置１１内には、多孔質セラミックスフィルタ
ー１２が装填されており、該フィルター１２においてガ
ス化生成ガス■中に含まれているダスト分と脱硫剤の粉
末■が捕捉され、ガスだけがセラミックスフィルター１
２を貫通して、ダスト分、脱硫剤を含有しない生成ガス
■となって後流機器側に排出される。尚、ガス化生成ガ
ス■に含まれる硫黄化合物は、脱硫剤粉末とのガス気流
中における反応および多孔質セラミックスフィルター１
１に捕集された脱硫剤粉末を通過する際の反応により除
去される。ガス化生成ガス■中のダスト粒子径が大きい
か、あるいはダスト濃度が高く、多孔質セラミックフィ
ルター１２による捕集可能時間が短い場合には、図示し
ていないが前もってサイクロンなどで粗集塵しておくこ
とが好ましい。

多孔質セラミックフィルター１２にダストと脱硫剤が付
着して集塵装置１１の圧力損失が上昇すると、多孔質セ
ラミックフィルター１２からダストと脱硫剤■の除去が
必要となる。この場合、ガス化生成ガス■の供給を停止
して、逆洗ガス■を生成ガス出口部１７から供給して、
脱硫剤とダスト分を集塵装置１１の下部に払い落とす。

この逆洗操作は、集塵装置１１内で数字に分けられた多
孔質セラミックフィルター群ごとに１室ずつ逐次行なわ
れる。逆洗ガス■は集塵装置１１内の別の室の多孔質セ
ラミックフィルター１２群を通って生成ガス出口部１７
から排出される。硫黄化合物を吸着固定した脱硫剤即ち
脱硫剤反応生成物を湿式再生する場合、捕集ダスト取出
し部１８よりホッパ１３内に排出された捕集物（脱硫剤
反応生成物とダスト）■に注水管２１から水■が加えら
れた後、ホッパ下部２４よりロックホッパーバルブを通
って常圧に戻され、分離槽１４に送られる。

分離槽１４では、注水口２３より少量の重油■が添加さ
れて、ダスト分■が重油のと共に団子状に集合され、排
出口２２より排出される。分離槽１４でダストから分離
された脱硫剤反応生成物■′は、分離槽下部２５より排
出されて沈澱槽１５に送られる。沈澱槽１５では、未反
応および再生された脱硫剤■が下部２７より排出される
。また、硫黄化合物を含んだ脱硫剤■′液はタクト２６
より分離槽１６へ送られ、注気管３０から注入される水
蒸気により再生される。再生された脱硫剤■は、出口２
８から排出される。再生によって発生する硫化水素ガス
■は排気管２９より排出され、クラウス法によって硫黄
として回収される０回収ロ２７．２８より回収された脱
硫剤■は再度注入管２０よりガス化生成ガス■中に注入
される。尚、脱硫剤■としては、石炭ガス化ガスのよう
な高温還元性ガス中の硫黄化合物を除去するのに有効な
水酸化マグネシウムや水酸化鉄などの金属水酸化物の粉
末またはスラリーが使用される。また、多孔質セラミッ
クのフィルター１２としてはムライト、コージエライト
などの１０００℃以上の高温で焼成された緻密な細孔を
有する無機材が通′Ｍ適用される。

本発明では、脱硫剤■を集塵装置１１前で噴霧注入し、
集塵装２１１の多孔質セラミックフィルター１２で捕集
させることにより、脱硫・集塵の両性能を合せた役割を
果している。その適用条件は、従来のフィルターあるい
は脱硫剤と同じであり、ガス化生成ガス精製時の通常の
使用条件はカス温度３００〜７００℃、圧力　常圧〜３
０ａｔａである。

第２図に他の実施例を示す、鎖国において、符号３１は
集塵装置、３２は上部ホッパ、３３は下部ホッパ、３４
はロータリフィーダ、３５はふるい分機、３６は循環ダ
クトであり、集塵用の充填材３７を上部ホッパ３２→集
塵装置３１→下部ホッパ３３→ふるい分１ａ３５→上部
ホッパ３２へと循環させる間にガス化生成ガス■中のダ
スト分及び脱硫剤■を捕捉回収するようにしている。尚
、第１図の実施例と同一符号のものは同一構成部材であ
るため説明は省略する。ダスト及び硫黄化合物等の不純
物を含有するガス化生成ガス■には、集塵装置３１に導
かれる途中で、ガス中に硫黄化合物を吸着除去する機能
を有する脱硫剤粉末またはそのスラリー■が噴震注入さ
れる。集血装置３１内には、充填材３７が装填されてお
り、ガス化生成ガス■と脱硫剤の粉末■は流路１９から
充填材３７の層を通過する間にガス■中の不純物（ダス
ト分と脱硫剤）■が除去され、ガスのみが精製ガス■と
なって後流機器側に流路１７を経て排出される。また、
ガス化生成ガス■に含まれる硫黄化合物は脱硫剤■粉末
とのガス気流中における反応および充填材３７の表面に
捕集された脱硫剤■粉末層との反応により除去される。

ガス化生成ガス■中のダスト粒子径が大きいか、あるい
はダスト濃度が高く充填材３７の移動、交換時間が短い
場合には、図示していないが前もってサイクロンなどで
粗集塵しておくことが好ましい。

充填材３７にダスト分と脱硫剤が付着すると集塵装置３
１の充填密度が上り圧力損失が上昇するため、ロータリ
フィーダ３４を用いて充填材３７を絶えず一定流量で下
部ホッパ３３側へ排出させておく、下部ホッパ３３から
排出された不純物■と充填材３７はふるい分機３５で分
離され、充填材３７は循環ダクト３６を介して上部ホッ
パ３２へ送られ再使用される。また、ダスト及び脱硫剤
の不純物■はふるい分１１１３５の底部排出口３８より
分離槽１４へ送られる０分離槽１４では、注油管２３よ
り少量の重油■が注入されて、ダスト分■が重油■とと
もに団子状に集合され、排出口２２より排出、される１
分離槽１４でダストから分離された脱硫剤■′は分離槽
下部の排出口２５より４／ｉ出されて、沈澱′ＭＩ１５
に送られる。沈澱槽１５では、未反応および再生された
脱硫剤■が下部２７より排出される。また、硫黄化合物
を含んだ脱硫剤■′の水溶液はダクト２６より分解槽１
６へ送られ、注気管３０から注入される水蒸気■によっ
て再生される。再生された脱硫剤■は排出口２８から排
出される。再生によって発生する硫化水素ガス［相］は
、排気管２つより排出されクラウス法によって硫黄とし
て回収される。尚、排出口２７゜２８より排出された脱
硫剤■は再度注入管２０より注入される。充填材３７と
しては、セラミックボール、ケイ砂などの無機材が通常
便用される。

脱硫剤■としては、石炭カス化ガスのような高温還元性
カス中の硫黄化合物を除去するのに有効な水酸化マグネ
シウムなどの金属水酸化物の粉末またはスラリーが使用
される。

従来のフィルターあるいは脱硫剤と同じであり、ガス化
生成ガス精製時の通常の使用条件はガス温度３００〜７
００°Ｃ１圧力　常圧〜３０ａｔａである。

第３図に更に他の実施例を示す、原図において、符号４
１は焼却炉であり、第１図の実施例と同一構成部材には
同一符号を付して説明を省略する。

本装置にあっては、ダスト分・硫黄化合物を含有するカ
ス化生成ガス■には、４Ａ塵装置１１に導かれる途中で
ガス中に硫黄化合物を吸着除去する機能を存する脱硫剤
粉末またはそのスラリー■が噴震注入される。集塵装置
１１内には、多孔質セラミックスフィルター１２が装填
されており、該フィルター１２をガス化生成ガス■が通
過する際に不純物（ダストと脱硫剤の粉末）■が捕捉さ
れ、ガスのみがフィルター１２を貫通して精製ガス■と
して後流機器側に排出される。ガス化生成ガス■に含ま
れる硫黄化合物は、脱硫剤■粉末とのカス気流中におけ
る反応および多孔質セラミックフィルターに捕集された
脱硫剤■粉末層を流通する間における反応により除去さ
れる。ガス化生成ガス■中のダスト粒子径が大きいか、
あるいはダスト濃度が高く、多孔質セラミックフィルタ
ーによる捕集可能時間が短い場合には、前もってサイク
ロンなどで粗集塵しておくことが好ましい。

多孔質セラミックフィルター１２にダスト部と脱硫剤か
付着して集塵脱硫反応層の圧力損失が上昇すると、多孔
質セラミックフィルター１２からダストと脱硫剤を除去
することが必要となる。この場合、第１図の実施例のも
のと同様に、ガス化生成ガス■の供給を停止して、逆洗
ガス■を生成ガス出口部１７から供給して、脱硫剤とダ
スト分をフィルター１２から払い落す。

硫黄化合物を吸着固定した脱硫剤即ち脱硫剤反応生成物
■′の乾式再生は、集塵装置１１の出口１８より排出さ
れた不純物（脱硫剤とダスト分）■′はホッパ１３を経
由して流路４２より焼却炉４１へ送られる。焼却炉４１
では流路４５より供給される酸素を含んだガス■によっ
てダスト分が焼却され、脱硫剤は再生される。再生され
た脱硫剤■は出口４４から排出される。再生によって発
生するＳ０２ガス■は排気口４３より排出され、通常の
排煙脱硫法によって石こう等として回収される。取出し
口４４より回収された脱硫剤■は再度注入管２０より注
入される。脱硫剤■としては石炭ガス化ガスのような高
温還元性カス中の硫黄化合物を除去するのに有効な酸化
鉄、酸化亜鉛などの金属酸化物が粉末状またはスラリー
状で使用される。

本装置の適用条件は、従来のフィルターあるいは脱硫剤
と同じであり、ガス化生成ガス精製時の通常の使用条件
はガス温度３００〜７００°Ｃ２圧力常圧〜３０ａｔａ
である。

（発明の効果） 以上の説明より明らかなように、本発明の高温還元性ガ
スの精製方法は、ガス化生成ガス中の硫黄化合物を吸着
除去する脱硫剤を集塵装置に導入される前にガス中に噴
霧注入させ、ガス気流中で脱硫剤反応を行なわせた後集
塵装置において塵埃と脱硫剤とを同時に捕集および除去
するようにしているので、集塵装置と脱硫装置を一体化
させることができ、ガス精製装置全体の大きさを従来１
７３〜１／２に縮小できる。したがって、装置建設費用
を大幅に削減できると共に設置場所をとらない、また、
ダスト分の捕集と硫黄化合物の除去を同時に行ない、か
つ使用する脱硫剤の再生が容易であるため、運転操作を
単純化できるし、ランニングコストの低減が可能である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の高温還元性ガスの精製方法を実施する
装置の一具体例を示す概略図、第２図は他の装置例を示
す概略図、第３図は更に他の装置例を示す概略図である
。 ■・・・ガス化生成ガス（高温還元性ガス）、■・・・
脱硫剤、 ■・・・精製ガス、 ■・・・不純物（ダスト分と硫黄化合物を吸着した脱硫
剤）、 １１．３１・・・集塵装置、１２・・・フィルター、３
７・・・集塵用充填材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 硫黄化合物を含有する高温還元性ガスの流れの中に脱硫
   剤を粉末状あるいはスラリー状にして噴霧注入し、ガス
   気流中で脱硫反応を行なわせる一方、集塵装置において
   塵埃、脱硫剤を捕捉回収することによって集塵、脱硫を
   同時に行ない精製することを特徴とする高温還元性ガス
   の精製方法。