JPH02303515A

JPH02303515A - 乾式脱硫・脱じん方法

Info

Publication number: JPH02303515A
Application number: JP1124943A
Authority: JP
Inventors: Kosuke Yoshida; 吉田　幸輔; Katsuya Ishikawa; 勝也石川; Noriaki Izumi; 憲明和泉
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 1989-05-18
Filing date: 1989-05-18
Publication date: 1990-12-17
Anticipated expiration: 2010-10-04
Also published as: JPH0790141B2

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、乾式の脱硫・脱じん方法、詳しくは、高温・
高圧条件下において行われる重質油や石炭等のガス化に
よって生成する還元性ガス中から、硫化物およびばいじ
ん・ダスト等を同時に除去する方法に関するものである
。

〔従来の技術〕

石油危機以来、石油代替エネルギーとして、石炭の利用
技術研究が進められている。その中で、石炭のガス化は
比較的早期に実用化され、電力・化学工業等の分野にお
いて、利用が期待されている。しかし、石炭のガス化ガ
ス（還元性ガス）中には、石炭中の硫黄成分に起因する
硫化物、主として、Ｈ，Ｓ　、　ＣＯＳが数百ｐｐｍ〜
数％含有される。

また、この還元性ガス（石炭のガス化ガス）中には、こ
のほか、微細なばいじん・ダスト等も含まれている。

このため、石炭のガス化ガスを利用する際には、燃料と
して利用する場合、硫黄酸化物やばいじんが発生して大
気汚染源となったり、合成原料として利用する場合、触
媒被毒となるため、これらの除去が必要である。

また、石炭ガス化複合発電システムでは、石炭のガス化
ガスをガスタービン燃焼室で燃焼させて、ガスタービン
を作動させた後、その排熱でスチームタービンを作動さ
せている。そして、省エネルギー、省資源の要請から、
ガス化炉で発生したガスを高温のままでガスタービンの
燃焼室に送り込み、熱効率を向上させることが望まれて
いる。

このため、石炭のガス化ガス中の硫化物およびばいじん
・ダスト等（以下、単にダストという）の除去も、でき
るだけ高温（２５０〜１２００’ｃ）で行うことが要求
されている。

従来、還元性ガス中から硫化物を除去する方法には、湿
式法と乾式法がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

湿式法は、硫化物を溶液に化学吸収させて除去する方法
であり、ダストも同時に除去されるが、ガスが冷却され
てしまい、それに伴うエネルギー損失や吸収液の再生、
排水処理等を必要とすることなどの不都合点がある。

一方、乾式法としては、酸化カルシウム、酸化鉄、酸化
銅、酸化亜鉛、酸化モリブデン等の金属酸化物、または
複合金属酸化物を吸収剤とし、脱硫装置にて硫化物の脱
硫を行わせ、その吸収剤を系外に取り出し、別置の再生
装置にて酸素または空気または二酸化硫黄含有ガスによ
り、吸収した硫黄を硫黄化合物または硫黄として脱離さ
せ、吸収剤を再生し、繰り返し使用する方法が提案され
ている。

この方法には、吸収剤として、系外への取出しが可能な
ように、粒状または粉末状のものが使用される。また、
粉末状の吸収剤を使用する場合には、その支持・捕集材
として、多孔質セラミックスフィルターが使用され、そ
の場合、ダストの除去も同時に行うことが提案されてい
る。

しかし、これらの方式は、いずれも別置の再生装置を必
要とするという不都合点を有している。

別の乾式法としては、吸収剤として同様に金属酸化物を
使用するが、吸収剤の形状をパイプ状またはハニカム状
とし、同一装置を時間的に脱硫工程と再生工程とに分割
し、複数装置を切り換えながら使用する方式が提案され
ている。この場合、ダストは捕集されないので、ダスト
除去装置を別置しなければならないという不都合点を有
している。

なお、特開昭６３−１７１６１５号公報には、セラミッ
クス等の多孔性材料の表面に、溶射法によって０．１〜
３０ｍｍの厚さの酸化チタンの層を形成し、この層内に
触媒活性体を担持させた、窒素酸化物を含有する排ガス
を処理する触媒フィルターが開示されている。これは、
触媒であり、硫化物の吸収には適用できない。

また、特開昭６３−１３４０２８号公報には、還元性ガ
ス中に酸化鉄粉体を噴射し、その後、多孔質セラミック
スからなるフィルター表面に形成される酸化鉄の堆積層
に還元性ガスを通して硫化物を除去する乾式脱硫方法が
開示されている。これは、別置の再生装置を必要とする
という問題点を有している。

また、特開昭６３−５１９２０号公報には、吸収剤を充
填した反応器を少なくとも三基使用し、還元、吸収、Ｓ
Ｏ１還元、再生の四工程により構成した、還元性ガス中
に含まれる硫化水素、硫化カルボニル等を吸収除去する
方法が開示されている。これは、同時にダストを捕集す
ることについて、何ら記載かない。

さらに、特開昭５９−２３０６１８号公報には、硫化水
素含有ガスを鉄、亜鉛等の複合金属酸化物と反応させ、
生成した複合金属硫化物を系外に取り出して、二酸化硫
黄含有ガスと１０００〜１２００°Ｃにおいて反応させ
、複合金属酸化物を再生するとともに、ガス状硫黄を生
成させ、固体硫黄として回収する方法が開示されている
。これは、別置の再生装置を必要とするという問題点を
有している。

本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので、還元性ガス
から硫化物およびばいじん・ダストを同時に除去する方
法を提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明の乾式脱硫・脱じ
ん方法は、還元性ガス中の硫化物の吸収に一活性を有す
る金属酸化物、または同じ活性を有する金属酸化物と無
機成分からなる平板状または筒状の多孔質媒体に、還元
性ガスを通過・接触させて硫化物を吸収除去すると同時
に、ダストをろ過捕集することを特徴とするものである
。

また、本発明の乾式脱硫・脱じん方法は、上記の方法に
おいて、多孔質媒体の再生を、酸素含有気体を逆洗ガス
として、同時または順次に行うことを特徴とするもので
ある。

本発明の方法において、ＨｘＳ　、　ＣＱＳ等の硫化物
の吸収に活性を有する金属酸化物として、酸化カルシウ
ム、酸化鉄、酸化銅、酸化亜鉛、酸化モリブデン等を挙
げることができ、また、この金属酸化物と必要に応じ同
時に使用される無機成分として、シリカ、アルミナ、ム
ライト、コージェライト、炭化珪素、窒化珪素、ジルコ
ニア等を挙げることができる。

［作用］硫化物およびばいじん・ダストを含有する還元性ガスが
、平板状または筒状の多孔質媒体の層をＪ通する際、硫
化物は金属酸化物（活性成分）と接触して吸収除去され
ると同時に、ばいじん・ダストは多孔質媒体の層内の空
隙にろ過捕集される。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を詳細に説
明する。ただしこの実施例に記載されている構成機器の
寸法、材質、形状、その相対配置などは、とくに特定的
な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定
する趣旨のものではなく、単なる説明例にすぎない。

第１図〜第７図は、本発明における多孔質媒体の構造（
活性成分と無機成分との組合せ）の例を示している。

まず、第１図は、予め粒状に成形した活性成分１と、予
め粒状に成形した無機成分２とを一様に混合した後、焼
成等により空隙を存した多孔質媒体をつくる場合を示し
ている。

また、第２図〜第４図は、無機成分層３の表面に活性成
分被膜４を形成した場合で、第２図は平板の片面に被膜
４を形成した場合、第３図は円筒の外面に被膜４を形成
した場合、第４図は円筒の内面に被膜４を形成した場合
を示している。なお、逆に、活性成分を厚くし、この活
性成分層に無機成分の被覆を形成する場合もある。

さらに、第５図〜第７図は、無機成分層３と活性成分層
５との二重構造とする場合で、第５図は平板の片面に活
性成分層５を形成した場合、第６図は円筒の内面に活性
成分層５を形成した場合、第７図は円筒の外面に活性成
分層５を形成した場合を示している。第１１図は、活性
成分層５のみによって、多孔質媒体を形成した場合を示
している。

上記の多孔質媒体は、つぎの製造方法により適宜製造さ
れる。

（１）活性成分と無機成分とを混練した後、プレスし、
ついで焼成した後、切削加工する。

（２）無機成分層に活性成分溶液を全面含浸させた後、
焼成する。

（３）無機成分層に活性成分溶液を片面から毛管浸透さ
せた後、焼成する。

（４）無機成分層表面に活性成分溶液を塗布した後、焼
成する。

（５）無機成分層に微粉状活性成分を透過、担持さ雇た
後、焼成する。

（６）無機成分層表面に活性成分を溶射した後、焼成す
る。

（７）　２層の無機成分間に活性成分を充填した後、焼
成する。

第８図は、多孔質媒体の再生方法の一例を示している。

多孔質媒体の再生、すなわち、脱硫剤の再生と捕集ダス
トの払落しとを、酸素含有気体を逆洗ガスとして、同時
または順次行う。再生工程では、酸素含有気体による例
えば、パルス状等の逆洗により、捕集ダストの払落しお
よび脱硫剤の再生を行い、脱硫・脱じん工程では、オン
ライン状態でイナートガスによる例えば、パルス状等の
逆洗により、捕集ダストの払落しを行う。

再生反応は弾発熱反応であり、温度上昇による脱硫剤の
シンタリング、破損を防止するのに、例えば、パルス状
の逆洗を行うことは、流量が瞬間的に大きくなるので、
きわめて効果的である。

第９図は、本発明の方法を実施する乾式脱硫・脱じん装
置の一例を示している０本例の装置は、多孔質媒体をキ
ャンドル型（有底筒状型）とし、これを収納した反応器
を複数基（図面では一例として３基）設ける場合である
。なお、黒塗りの弁は、閉の状態を示している。

硫化物およびダストを含有する還元性ガスは、反応器６
ｂ、６Ｃに導入され、キャンドル型の多孔質媒体７ｂ、
７Ｃにより脱硫・脱じんされる。

反応器６ａには、酸素含有ガスが供給されて、多孔質媒
体７ａは再生およびダストの分離がなされる０次に反応
器６ａ、６Ｃに還元性ガスが導入され、脱硫・脱じんが
行われ、反応器６ｂは再生およびダスト分離がなされる
。この工程が順次繰り返される。

第１０図は、上記の工程を示したものである。

再生工程では、反応器６ａに酸素含をガスを流して脱硫
剤の再生を行う、なお、この操作は、弁の切換によって
還元性ガスの流れを止めた上で行われる。また、脱硫・
脱じん工程では、オンライン状態（弁の切換は行わず、
還元性ガスを流したままの状態）でイナートガスを供給
して、脱じんとしての再生（ダストの払落し）を定期的
に行う。

〔発明の効果〕

本発明は上記のように構成されているので、つぎのよう
な効果を奏する。

（］）従来技術では、再生用の別装置を必要とするか、
またはダスト除去装置を別途、必要としていたが、本発
明の方法によれば、１基の装置内で、脱硫・脱じん・再
生を全て行うことができるので、装置がコンパクトにな
る。なお、現実には、脱硫・脱じんを停止（ガス切換）
シ、再生を行うことになるので、２基以上の複数基を必
要とする。

（２）請求項２では、酸素含有ガスによる逆洗により、
７００°Ｃ前後の発熱があるため、多孔質媒体中に残留
するダスト　（これが目詰りの原因となる）が焼却除去
される。このため、長期的な目詰りが起こりにくくなる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の乾式脱硫・脱じん方法に用いる多孔質
媒体の構造の一例を示す断面説明図、第２図〜第７図は
本発明の方法において用いる多孔質媒体の構造の他の例
を示す説明図、第８図は多孔質媒体の再生方法の一例を
示す線図、第９図は本発明の方法を実施する装置の一例
を示す概略系統図、第１０図は第９図に示す装置の操作
方法を示す線図、第１１図は活性成分層のみによって、
多孔質媒体を形成した説明図である。

Claims

【特許請求の範囲】１　還元性ガス中の硫化物の吸収に活性を有する金属酸
化物、または同じ活性を有する金属酸化物と無機成分か
らなる平板状または筒状の多孔質媒体に、還元性ガスを
通過・接触させて硫化物を吸収除去すると同時に、ダス
トをろ過捕集することを特徴とする乾式脱硫・脱じん方
法。２　多孔質媒体の再生を、酸素含有気体を逆洗ガスとし
て、同時または順次に行うことを特徴とする請求項１記
載の乾式脱硫・脱じん方法。