JPH0423566B2 - - Google Patents
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Description
産業上の利用分野
本発明は、石炭ガス化装置が前に接続された、
ガス−／蒸気タービン結合作用を有する発電装置
で石炭を消費する際に生じる有害物質の放出を減
少させる場合、粗燃焼ガスが浄化されかつ浄化ガ
スがガスタービン燃焼室で燃焼されることから成
る方法に関する。 従来の技術 トランスアクシヨンズ・オブ・ジ・ASME
（Transactions of the ASME）、Vol.107、1985
年10月、856〜860頁およびフエルフアーレンステ
ヒニツク（Verfahren technik）１−２（1985）、
s.18〜21から、ガス化工程後の粗燃焼ガスから、
湿式洗浄装置で有害物質、すなわち硫黄化合物、
特に硫化水素ならびに塩化−および弗化水素が除
去され、他方ダストが電気収塵装置で分離される
ことから成る方法が公知である。湿式洗浄法の場
合には、粗燃焼ガスが冷却されかつ環境汚染の点
で難点の多い廃水が生じることが欠点である。 また高温での浄化は組合わされた方法の経済性
の改善をもたらすので、熱ガス浄化法もすでに提
案されている。しかし不十分な燃焼ガスの冷却
は、ガス化工程で蒸発されたアルカリ類がガスタ
ービンで諸困難を惹起するという結果をもたらす
〔パウダー・テヒノロギー（Powder
Technologie）40（1984）、s.81〜111〕。なるほど
高温でナトリウムおよびカリウムを分離する方法
の提案はすでになされているが、これらの方法段
階は全工程を悪化させる。 また極めて高い温度での浄化は、収着剤
（Sorbentien）、特に石灰による硫化水素の分離を
前提としている。これに関連した再生問題は、リ
ポート・ナンバー（Report number）ICTIS／
TRO3、IEAコール・リサーチ（Coal
Research）、ロンドン1979、Kapitel2から明らか
なように、解決されていない。これらの生成物の
堆積は新たな環境汚染をもたらすであろう。 発明が解決しようとする問題点 本発明は、湿式洗浄法および公知の熱ガス法の
欠点を回避し、かつ燃焼ガス中に含有された種々
の有害物質と共に種々の難点が回避されるまで燃
焼ガスの温度を下げ、しかも水蒸気の露点以上で
操作されて蒸発熱の損失が起らず、また有害な廃
水も生じないような方法を提供するという課題を
基礎にしている。 問題点を解決するための手段 前記課題は、石炭ガス化装置からの熱粗燃焼ガ
スが、 ａ） 熱交換器で露点以上の約200〜400℃の温度
に冷却され、かつダスト粒子上でアルカリ類が
凝縮され、 ｂ） 塩化−および弗化水素を化学的に結合する
炭酸カルシウム含有鉱物、例えば石灰石または
ドロマイトの充填された吸収反応器中を導通さ
れ、 ｃ） フイルターによつて除塵され、この際上部
に形成される濾過層で再脱ハロゲン化が行わ
れ、 ｄ） 炭素含有吸着剤の充填された吸着反応器中
を導通され、硫化水素中に含有された硫黄が酸
素供給下にその元素の形に変えられかつ吸着剤
剤の孔中に保留され、 ｅ） 浄化された燃焼ガスがガスタービン燃焼室
で空気供給下に燃焼され、かつ ｆ） 生じる排気から、触媒としての炭素含有吸
着剤の充填された他の吸着反応器でアンモニア
供給下にNOXおよび場合により硫黄酸化物が
除去される ことを特徴とする数個の方法段階の組合せによつ
て解決される。 約80℃〜400℃の温度範囲で有害物質を分離す
る前記の一連の工程は、燃焼ガス中に含有された
有害物質、ダスト、アルカリ類、ハロゲン、硫黄
化合物および窒素酸化物の最適な除去を保証する
が、提案せる個々の手段は新しい環境問題を生じ
ない。個々の方法段階の順番を相互に適合させか
つその都度有利な温度範囲を指定することによつ
て、自体公知の個々の手段はそれらの個々の効果
の点で強化されかつこれらの手段から固有な欠点
が回避される。 浄化ガスのガスタービンでの使用後に、残存す
る残余熱から蒸気が形成され、この蒸気から再び
蒸気タービンユニツトを介して電気エネルギーが
回収され、その結果この方法の場合には放出の著
しい減少のみならず、発電コストの低廉化も達成
される。 ガス化装置から約800℃の温度をもつて入つて
くる、場合により予め除塵された燃焼ガスは、先
づ、浄化された燃焼ガスまたはガスタービンの燃
焼空気との熱交換によつて約200℃〜400℃に冷却
される。この際ガス中に蒸気状で存在するアルカ
リ類がダスト粒子上で凝縮し、同粒子と一緒に分
離される。 温度の下限は、燃焼ガスの全圧および燃焼ガス
中の水蒸気の分圧に依存する。以下の表１に詳し
く記載した、ガス化装置からの燃焼ガスの場
合、水蒸気分圧は全圧25バールの際例えば4.325
バールであり、この分圧には約150℃の飽和温度
が対応する。ガス化装置（表１）からの燃焼ガ
スの場合には、水蒸気分圧は、全圧26バールの際
81℃の飽和温度に対応する0.5バールである。従
つてこれらの温度まではその都度の燃焼ガスは露
点を下回ることなく冷却されうる。 次に、石灰石または他のCa含有鉱物、例えば
ドロマイトを含む吸収反応器で塩化−および弗化
水素が選択的に除去される。この場合好ましく
は、良好な物質交換および十分大きい接触時間に
よつて、良好な浄化効果および吸着剤の高負荷が
保証されている反応器、例えば流動層反応器、移
動層反応器（Wanderschichtreaktor）または浮
動流反応器（Flugstromreaktor）が使用される。
これによつて処理コストが減少される。 ハロゲン化水素と石灰石との間の反応速度は温
度と共に増大するので、最適な方法操作のために
は、低すぎない温度を選択する必要がある。この
場合もちろん、高温で初めて顕著に進行する硫化
水素と石灰石との反応を避けるために、温度の上
限は約400℃を越えないように考慮しなければな
らない。 この工程から流出するガスは、ガス化から生じ
る残りの石炭灰の他にさらに連行された石灰石含
有粒子を含み、これらの粒子はフイルター、好ま
しくは金属細隙多管フイルター（Spaltkerzen
filter）によつて分離される。さらに、上部に形
成される石灰含有濾過層で追加的な再ハロゲン化
も起る。 金属細隙多管フイルターは熱ガス操作の特別な
条件に適合している。同フイルターは層濾過の原
理により作業する、つまり分離された物質が同時
に濾過層を形成するのである。フイルターは、最
大残余ダスト量５〜10mg／m3までの高い分離度を
有する。金属細隙多管フイルターは、布フイルタ
ーよりも作業安全的でかつ良好に浄化することが
できる。浄化状態においては、細隙の閉塞による
作業時間の延長を伴う圧力損失の増大は起らな
い。さらに該フイルターは高い耐用年数を有す
る。 場合により、中間に接続された方法工程で燃焼
ガス中に存在する有機硫黄化合物、すなわち
COS、CS2およびCH3SHが、自体公知の方法
〔例えばH.ゾンメルス（Sommers）、W.ラスト
（Last）、エールドエール・ウント・コーレ
（Erdo¨l und Kohle）、24（1971）、443頁以下、525
頁以下、578頁以下〕により、一つの反応器で触
媒としての遷移金属酸化物の使用下に、燃焼ガス
中に含有された水蒸気と、反応方程式、例えば COS＋H2OCO2＋H2S または CS2＋2H2OCO2＋2H2S により接触反応されて硫化水素が生成されうる。 ダスト分離および場合により有機硫黄化合物の
変化後に、前浄化されたガスは場合によりもう１
個の熱交換器で脱硫黄段階の十分に低い温度に冷
却されてもよい。この場合水の露点を下回らない
ように注意すべきである。 次の方法段階で前浄化された燃焼ガスはH2Sの
分離のために活性炭の充填された吸着反応器に導
入される。ガス流に、反応の化学量論（例１参
照）に相応する酸素量が添加されることにより、
活性炭の孔中で、元素硫黄が分離され、再生段階
で再び蒸発されうる〔例えばVDI−フオルシウン
グスヘフト（Forschungsheft）Nr.615、デユツ
セルドルフ在VDI−フエルラーグ（Verlag）、
1983、16頁以下から公知である〕。 元素硫黄の形成は、石灰および鉄を使用する方
法の場合の残留物と比べて就中より環境親和的で
あり、しかもより安価でもある。 ガスタービン羽根をダストによる浸食から保護
するためには、多くの場合もう一つのガス浄化段
階が有利であることもある。この場合には金属細
隙多管フイルターが好適である、それというのも
同フイルターによつてまた比較的大きい、特に浸
食性粒子も確実に濾過されるからである。 燃焼ガス中に含有された、石炭ガス化から来る
アンモニアは、ガスタービン燃焼室で部分的に窒
素酸化物に変えられ、燃焼時に空気中窒素から熱
的に生成される窒素酸化物と一緒にもう一つの浄
化段階で除去される。この方法自体は、グリユツ
クアウフ（Glu¨ckauf）121（1985）、S.1561〜1566
から公知である。この際進行する反応は次下の例
１に記載してある。 本発明による方法を図面のフローシートにより
略示する。 フローシートによると、場合によつては粗く除
塵された、石炭ガス化装置からの燃焼ガスが、熱
交換器１に供給され、ここで100〜400℃に冷却さ
れる。この際露点を下回らないよう注意しなけれ
ばならない。熱交換器１の後に吸収反応器２が接
続されていて、ここでハロゲンたる塩素および弗
素が、石灰含有鉱物に化学的に結合することによ
つて分離される。次に該燃焼ガスはフイルター３
に入り好ましくは金属細隙多管フイルターによつ
てダストが分離され、この際さらに脱ハロゲン化
も行なわれる。 触媒（遷移金属酸化物）の充填された反応器４
で有機硫黄化合物が硫化水素に変えられる。 もう１個の熱交換器５で燃焼ガスの再冷却が行
われてもよく、この際にもまた水蒸気の露点を下
回らないように注意しなければならない。活性炭
の充填された、次の吸着反応器６で酸素供給下に
元素硫黄が分離され、再生段階（図示してない）
で自体公知のように蒸留によつて純粋な形で製出
される。 好ましくは同様に金属細隙多管フイルターとし
て形成されているもう１個の除塵フイルター７で
残りのダストが十分に除去される。次に燃焼ガス
はガスタービン８に供給され、そこで空気供給下
に燃焼される。 ガスタービンからの燃焼排気は、活性炭の充填
された吸着反応器９に供給され、そこでNH3の
供給下に窒素酸化物の接触除去が行われる。この
際同時にさらに残りの二酸化硫黄が分離される。
吸着反応器９の次には、公知のようにして活性炭
再生のための再生反応器が接続されていてもよ
い。 大気に放出された排気からは、十分に有害物質
が除去されている。 実施例 例 １ 予め粗く除塵された、石炭加圧ガス化装置（ガ
ス化装置）からの燃焼ガスは、800℃の温度お
よび25バールの圧力を有していて、表１に記載し
た組成を有していた。同ガスは310mg／m3（i.N.）
のダスト負荷量を有していた。
ガス−／蒸気タービン結合作用を有する発電装置
で石炭を消費する際に生じる有害物質の放出を減
少させる場合、粗燃焼ガスが浄化されかつ浄化ガ
スがガスタービン燃焼室で燃焼されることから成
る方法に関する。 従来の技術 トランスアクシヨンズ・オブ・ジ・ASME
（Transactions of the ASME）、Vol.107、1985
年10月、856〜860頁およびフエルフアーレンステ
ヒニツク（Verfahren technik）１−２（1985）、
s.18〜21から、ガス化工程後の粗燃焼ガスから、
湿式洗浄装置で有害物質、すなわち硫黄化合物、
特に硫化水素ならびに塩化−および弗化水素が除
去され、他方ダストが電気収塵装置で分離される
ことから成る方法が公知である。湿式洗浄法の場
合には、粗燃焼ガスが冷却されかつ環境汚染の点
で難点の多い廃水が生じることが欠点である。 また高温での浄化は組合わされた方法の経済性
の改善をもたらすので、熱ガス浄化法もすでに提
案されている。しかし不十分な燃焼ガスの冷却
は、ガス化工程で蒸発されたアルカリ類がガスタ
ービンで諸困難を惹起するという結果をもたらす
〔パウダー・テヒノロギー（Powder
Technologie）40（1984）、s.81〜111〕。なるほど
高温でナトリウムおよびカリウムを分離する方法
の提案はすでになされているが、これらの方法段
階は全工程を悪化させる。 また極めて高い温度での浄化は、収着剤
（Sorbentien）、特に石灰による硫化水素の分離を
前提としている。これに関連した再生問題は、リ
ポート・ナンバー（Report number）ICTIS／
TRO3、IEAコール・リサーチ（Coal
Research）、ロンドン1979、Kapitel2から明らか
なように、解決されていない。これらの生成物の
堆積は新たな環境汚染をもたらすであろう。 発明が解決しようとする問題点 本発明は、湿式洗浄法および公知の熱ガス法の
欠点を回避し、かつ燃焼ガス中に含有された種々
の有害物質と共に種々の難点が回避されるまで燃
焼ガスの温度を下げ、しかも水蒸気の露点以上で
操作されて蒸発熱の損失が起らず、また有害な廃
水も生じないような方法を提供するという課題を
基礎にしている。 問題点を解決するための手段 前記課題は、石炭ガス化装置からの熱粗燃焼ガ
スが、 ａ） 熱交換器で露点以上の約200〜400℃の温度
に冷却され、かつダスト粒子上でアルカリ類が
凝縮され、 ｂ） 塩化−および弗化水素を化学的に結合する
炭酸カルシウム含有鉱物、例えば石灰石または
ドロマイトの充填された吸収反応器中を導通さ
れ、 ｃ） フイルターによつて除塵され、この際上部
に形成される濾過層で再脱ハロゲン化が行わ
れ、 ｄ） 炭素含有吸着剤の充填された吸着反応器中
を導通され、硫化水素中に含有された硫黄が酸
素供給下にその元素の形に変えられかつ吸着剤
剤の孔中に保留され、 ｅ） 浄化された燃焼ガスがガスタービン燃焼室
で空気供給下に燃焼され、かつ ｆ） 生じる排気から、触媒としての炭素含有吸
着剤の充填された他の吸着反応器でアンモニア
供給下にNOXおよび場合により硫黄酸化物が
除去される ことを特徴とする数個の方法段階の組合せによつ
て解決される。 約80℃〜400℃の温度範囲で有害物質を分離す
る前記の一連の工程は、燃焼ガス中に含有された
有害物質、ダスト、アルカリ類、ハロゲン、硫黄
化合物および窒素酸化物の最適な除去を保証する
が、提案せる個々の手段は新しい環境問題を生じ
ない。個々の方法段階の順番を相互に適合させか
つその都度有利な温度範囲を指定することによつ
て、自体公知の個々の手段はそれらの個々の効果
の点で強化されかつこれらの手段から固有な欠点
が回避される。 浄化ガスのガスタービンでの使用後に、残存す
る残余熱から蒸気が形成され、この蒸気から再び
蒸気タービンユニツトを介して電気エネルギーが
回収され、その結果この方法の場合には放出の著
しい減少のみならず、発電コストの低廉化も達成
される。 ガス化装置から約800℃の温度をもつて入つて
くる、場合により予め除塵された燃焼ガスは、先
づ、浄化された燃焼ガスまたはガスタービンの燃
焼空気との熱交換によつて約200℃〜400℃に冷却
される。この際ガス中に蒸気状で存在するアルカ
リ類がダスト粒子上で凝縮し、同粒子と一緒に分
離される。 温度の下限は、燃焼ガスの全圧および燃焼ガス
中の水蒸気の分圧に依存する。以下の表１に詳し
く記載した、ガス化装置からの燃焼ガスの場
合、水蒸気分圧は全圧25バールの際例えば4.325
バールであり、この分圧には約150℃の飽和温度
が対応する。ガス化装置（表１）からの燃焼ガ
スの場合には、水蒸気分圧は、全圧26バールの際
81℃の飽和温度に対応する0.5バールである。従
つてこれらの温度まではその都度の燃焼ガスは露
点を下回ることなく冷却されうる。 次に、石灰石または他のCa含有鉱物、例えば
ドロマイトを含む吸収反応器で塩化−および弗化
水素が選択的に除去される。この場合好ましく
は、良好な物質交換および十分大きい接触時間に
よつて、良好な浄化効果および吸着剤の高負荷が
保証されている反応器、例えば流動層反応器、移
動層反応器（Wanderschichtreaktor）または浮
動流反応器（Flugstromreaktor）が使用される。
これによつて処理コストが減少される。 ハロゲン化水素と石灰石との間の反応速度は温
度と共に増大するので、最適な方法操作のために
は、低すぎない温度を選択する必要がある。この
場合もちろん、高温で初めて顕著に進行する硫化
水素と石灰石との反応を避けるために、温度の上
限は約400℃を越えないように考慮しなければな
らない。 この工程から流出するガスは、ガス化から生じ
る残りの石炭灰の他にさらに連行された石灰石含
有粒子を含み、これらの粒子はフイルター、好ま
しくは金属細隙多管フイルター（Spaltkerzen
filter）によつて分離される。さらに、上部に形
成される石灰含有濾過層で追加的な再ハロゲン化
も起る。 金属細隙多管フイルターは熱ガス操作の特別な
条件に適合している。同フイルターは層濾過の原
理により作業する、つまり分離された物質が同時
に濾過層を形成するのである。フイルターは、最
大残余ダスト量５〜10mg／m3までの高い分離度を
有する。金属細隙多管フイルターは、布フイルタ
ーよりも作業安全的でかつ良好に浄化することが
できる。浄化状態においては、細隙の閉塞による
作業時間の延長を伴う圧力損失の増大は起らな
い。さらに該フイルターは高い耐用年数を有す
る。 場合により、中間に接続された方法工程で燃焼
ガス中に存在する有機硫黄化合物、すなわち
COS、CS2およびCH3SHが、自体公知の方法
〔例えばH.ゾンメルス（Sommers）、W.ラスト
（Last）、エールドエール・ウント・コーレ
（Erdo¨l und Kohle）、24（1971）、443頁以下、525
頁以下、578頁以下〕により、一つの反応器で触
媒としての遷移金属酸化物の使用下に、燃焼ガス
中に含有された水蒸気と、反応方程式、例えば COS＋H2OCO2＋H2S または CS2＋2H2OCO2＋2H2S により接触反応されて硫化水素が生成されうる。 ダスト分離および場合により有機硫黄化合物の
変化後に、前浄化されたガスは場合によりもう１
個の熱交換器で脱硫黄段階の十分に低い温度に冷
却されてもよい。この場合水の露点を下回らない
ように注意すべきである。 次の方法段階で前浄化された燃焼ガスはH2Sの
分離のために活性炭の充填された吸着反応器に導
入される。ガス流に、反応の化学量論（例１参
照）に相応する酸素量が添加されることにより、
活性炭の孔中で、元素硫黄が分離され、再生段階
で再び蒸発されうる〔例えばVDI−フオルシウン
グスヘフト（Forschungsheft）Nr.615、デユツ
セルドルフ在VDI−フエルラーグ（Verlag）、
1983、16頁以下から公知である〕。 元素硫黄の形成は、石灰および鉄を使用する方
法の場合の残留物と比べて就中より環境親和的で
あり、しかもより安価でもある。 ガスタービン羽根をダストによる浸食から保護
するためには、多くの場合もう一つのガス浄化段
階が有利であることもある。この場合には金属細
隙多管フイルターが好適である、それというのも
同フイルターによつてまた比較的大きい、特に浸
食性粒子も確実に濾過されるからである。 燃焼ガス中に含有された、石炭ガス化から来る
アンモニアは、ガスタービン燃焼室で部分的に窒
素酸化物に変えられ、燃焼時に空気中窒素から熱
的に生成される窒素酸化物と一緒にもう一つの浄
化段階で除去される。この方法自体は、グリユツ
クアウフ（Glu¨ckauf）121（1985）、S.1561〜1566
から公知である。この際進行する反応は次下の例
１に記載してある。 本発明による方法を図面のフローシートにより
略示する。 フローシートによると、場合によつては粗く除
塵された、石炭ガス化装置からの燃焼ガスが、熱
交換器１に供給され、ここで100〜400℃に冷却さ
れる。この際露点を下回らないよう注意しなけれ
ばならない。熱交換器１の後に吸収反応器２が接
続されていて、ここでハロゲンたる塩素および弗
素が、石灰含有鉱物に化学的に結合することによ
つて分離される。次に該燃焼ガスはフイルター３
に入り好ましくは金属細隙多管フイルターによつ
てダストが分離され、この際さらに脱ハロゲン化
も行なわれる。 触媒（遷移金属酸化物）の充填された反応器４
で有機硫黄化合物が硫化水素に変えられる。 もう１個の熱交換器５で燃焼ガスの再冷却が行
われてもよく、この際にもまた水蒸気の露点を下
回らないように注意しなければならない。活性炭
の充填された、次の吸着反応器６で酸素供給下に
元素硫黄が分離され、再生段階（図示してない）
で自体公知のように蒸留によつて純粋な形で製出
される。 好ましくは同様に金属細隙多管フイルターとし
て形成されているもう１個の除塵フイルター７で
残りのダストが十分に除去される。次に燃焼ガス
はガスタービン８に供給され、そこで空気供給下
に燃焼される。 ガスタービンからの燃焼排気は、活性炭の充填
された吸着反応器９に供給され、そこでNH3の
供給下に窒素酸化物の接触除去が行われる。この
際同時にさらに残りの二酸化硫黄が分離される。
吸着反応器９の次には、公知のようにして活性炭
再生のための再生反応器が接続されていてもよ
い。 大気に放出された排気からは、十分に有害物質
が除去されている。 実施例 例 １ 予め粗く除塵された、石炭加圧ガス化装置（ガ
ス化装置）からの燃焼ガスは、800℃の温度お
よび25バールの圧力を有していて、表１に記載し
た組成を有していた。同ガスは310mg／m3（i.N.）
のダスト負荷量を有していた。
【表】
ガスは熱交換器１を導通されるが、ここではガ
スタービン燃焼室の燃焼空気の一部が加熱され
た。この場合該燃焼ガスは350℃まで冷却され、
他方燃焼空気は380℃に予熱された。冷却時に微
量に存在するアルカリ類が、連行されるダスト粒
子の表面上で凝縮する。 次に燃焼ガスは、弗化−および塩化水素を分離
するために微粒状石灰石を含有する流動層反応器
２に導入される。この際次の反応方程式： CaCO32HFCaF2＋H2O＋CO2 CaCO3＋2HClCaCl2＋H2O＋CO2 により、弗化水素は検出限界まで除去され、塩化
水素は約90ppmの残余分まで除去された。流動層
は微粒石灰石の循環される膨張状態で動作され
た。循環から取出された物質（新しい石灰石によ
つて補充された）は70％がハロゲン化物と反応さ
れていた。 流動層反応器２から流出するガスは次に、ガス
化装置から由来しかつ脱ハロゲン化工程から連行
されたダストを分離するために、フイルター３を
導通された。本例ではこのために金属細隙多管フ
イルターを使用した。同フイルターは層濾過の原
理に従つて作業する。分離されたダストは一部分
脱ハロゲン化工程からの石灰石を含有しているの
で、濾過層ではさらに後反応が起こり、これによ
つて塩化水素分が80ppmの値にまで低下した。 ダスト分離後に該燃焼ガスはなお300℃の温度
を有していた。この温度をもつて同ガスは触媒の
充填された反応器４に入つて、CS2および燃焼ガ
ス中に含有された他の有機硫黄化合物をH2Sに変
えた。 次に燃焼ガスは、H2Sの分離のために第２熱交
換器で160℃に冷却された。この際水蒸気の露点
を下回らなかつた。ガスの冷却のために再び燃焼
空気の一部が対流で250℃に予熱された。 H2Sの除去は、反応方程式： 2H2S＋O2活性炭 ――――――→ １／４S8＋2H2O により酸素0.2容量％の添加後に、粒状炭素含有
物質（活性炭）の充填された固定床反応器６にお
ける元素硫黄の形成下に行われた。この際硫化水
素は95％分離された。吸着剤が完全に負荷されて
しまうとガス流は同様な２番目の反応器６に切換
えられ、１番目の反応器６からは分離された硫黄
が蒸留され、再生された。 浄化された燃焼ガスは次に、ガスタービン羽根
をダスト粒子による浸食から保護するためにガス
タービン燃焼室８での燃焼前に別の金属細隙多管
フイルター７を導通され、そこで特に＞10μmの
粒子が完全に分離された。ガスタービン燃焼室に
供給される燃焼ガスのダスト分は10mg／m3であ
る。 該燃焼ガスは、ガスタービン燃焼室８で燃焼空
気の供給下に燃焼された。排気はガスタービンお
よび廃熱ボイラに供給された。燃焼室８の次に接
続された排気浄化装置で、燃焼ガスのアンモニア
分および空気酸素から形成された窒素酸化物が、
次の反応方程式： 6NOX＋4XNH3→（３＋2X）N2＋6XH2O（Ｘ＝
1.2） により粒状炭素含有物質を含む固定床反応器９で
120℃で相当量のアンモニアの添加後に分解され
た。 大気中に放出された排気は、まだ次の有害物質
分を含有していた： 表 ２ SO2 125mg／m3 NOX 110mg／m3 HCl 45mg／m3 ダスト ３mg／m3 例 ２ 浮動流原理により作業する、乾燥石炭損失を伴
う他の石炭加圧ガス化装置から、350℃の温度、
26バールの圧力および280mg／m3のダスト負荷量
を有する予め除塵された燃焼ガスが流出した。同
ガスは、熱交換器１で120℃に冷却され、次に弗
化−および塩化水素の分離のために微粒状石灰石
を含有する流動層反応器２を貫流した。この場合
には燃焼ガスは、表１の第３欄（ガス化装置）
に記載された組成を有していた。微量に存在する
アルカリ類は冷却の間にダスト粒子上で凝縮し、
ダスト粒子と共に分離された。 例１で記載したように固形物が循環される膨張
流動層の状態で動作される石灰石吸収反応器２
で、弗化水素は検出限界まで、塩化水素は約
30ppmの残余分まで分離されることができた。本
例の場合には、ガス化装置の燃焼ガス中では水
蒸気および二酸化炭素の分圧が、ガス化装置か
らの燃焼ガスの場合よりも著しく低いために、こ
のような小さい残余分が得られるのである。ハロ
ゲン化物による石灰石変換率は75％であつた。 例１で記載したように金属細隙多管フイルター
３で行われる燃焼ガスの除塵後に、再冷却を要す
ることなく、本例ではH2Sの他に好ましくはまた
有機硫黄化合物も吸着する活性炭を含有している
活性炭吸着反応器５で、硫化水素が99％分離さ
れ、残りの有機硫黄化合物が60％分離された。 ガス浄化の残りの部分工程は、例１で記載した
部分工程と同様に進行した。 大気中に放出される排気はなお次の有害物質分
を含有していた： 表 ３ SO2 250mg／m3 NOX 90mg／m3 HCl 10mg／m3 ダスト ５mg／m3
スタービン燃焼室の燃焼空気の一部が加熱され
た。この場合該燃焼ガスは350℃まで冷却され、
他方燃焼空気は380℃に予熱された。冷却時に微
量に存在するアルカリ類が、連行されるダスト粒
子の表面上で凝縮する。 次に燃焼ガスは、弗化−および塩化水素を分離
するために微粒状石灰石を含有する流動層反応器
２に導入される。この際次の反応方程式： CaCO32HFCaF2＋H2O＋CO2 CaCO3＋2HClCaCl2＋H2O＋CO2 により、弗化水素は検出限界まで除去され、塩化
水素は約90ppmの残余分まで除去された。流動層
は微粒石灰石の循環される膨張状態で動作され
た。循環から取出された物質（新しい石灰石によ
つて補充された）は70％がハロゲン化物と反応さ
れていた。 流動層反応器２から流出するガスは次に、ガス
化装置から由来しかつ脱ハロゲン化工程から連行
されたダストを分離するために、フイルター３を
導通された。本例ではこのために金属細隙多管フ
イルターを使用した。同フイルターは層濾過の原
理に従つて作業する。分離されたダストは一部分
脱ハロゲン化工程からの石灰石を含有しているの
で、濾過層ではさらに後反応が起こり、これによ
つて塩化水素分が80ppmの値にまで低下した。 ダスト分離後に該燃焼ガスはなお300℃の温度
を有していた。この温度をもつて同ガスは触媒の
充填された反応器４に入つて、CS2および燃焼ガ
ス中に含有された他の有機硫黄化合物をH2Sに変
えた。 次に燃焼ガスは、H2Sの分離のために第２熱交
換器で160℃に冷却された。この際水蒸気の露点
を下回らなかつた。ガスの冷却のために再び燃焼
空気の一部が対流で250℃に予熱された。 H2Sの除去は、反応方程式： 2H2S＋O2活性炭 ――――――→ １／４S8＋2H2O により酸素0.2容量％の添加後に、粒状炭素含有
物質（活性炭）の充填された固定床反応器６にお
ける元素硫黄の形成下に行われた。この際硫化水
素は95％分離された。吸着剤が完全に負荷されて
しまうとガス流は同様な２番目の反応器６に切換
えられ、１番目の反応器６からは分離された硫黄
が蒸留され、再生された。 浄化された燃焼ガスは次に、ガスタービン羽根
をダスト粒子による浸食から保護するためにガス
タービン燃焼室８での燃焼前に別の金属細隙多管
フイルター７を導通され、そこで特に＞10μmの
粒子が完全に分離された。ガスタービン燃焼室に
供給される燃焼ガスのダスト分は10mg／m3であ
る。 該燃焼ガスは、ガスタービン燃焼室８で燃焼空
気の供給下に燃焼された。排気はガスタービンお
よび廃熱ボイラに供給された。燃焼室８の次に接
続された排気浄化装置で、燃焼ガスのアンモニア
分および空気酸素から形成された窒素酸化物が、
次の反応方程式： 6NOX＋4XNH3→（３＋2X）N2＋6XH2O（Ｘ＝
1.2） により粒状炭素含有物質を含む固定床反応器９で
120℃で相当量のアンモニアの添加後に分解され
た。 大気中に放出された排気は、まだ次の有害物質
分を含有していた： 表 ２ SO2 125mg／m3 NOX 110mg／m3 HCl 45mg／m3 ダスト ３mg／m3 例 ２ 浮動流原理により作業する、乾燥石炭損失を伴
う他の石炭加圧ガス化装置から、350℃の温度、
26バールの圧力および280mg／m3のダスト負荷量
を有する予め除塵された燃焼ガスが流出した。同
ガスは、熱交換器１で120℃に冷却され、次に弗
化−および塩化水素の分離のために微粒状石灰石
を含有する流動層反応器２を貫流した。この場合
には燃焼ガスは、表１の第３欄（ガス化装置）
に記載された組成を有していた。微量に存在する
アルカリ類は冷却の間にダスト粒子上で凝縮し、
ダスト粒子と共に分離された。 例１で記載したように固形物が循環される膨張
流動層の状態で動作される石灰石吸収反応器２
で、弗化水素は検出限界まで、塩化水素は約
30ppmの残余分まで分離されることができた。本
例の場合には、ガス化装置の燃焼ガス中では水
蒸気および二酸化炭素の分圧が、ガス化装置か
らの燃焼ガスの場合よりも著しく低いために、こ
のような小さい残余分が得られるのである。ハロ
ゲン化物による石灰石変換率は75％であつた。 例１で記載したように金属細隙多管フイルター
３で行われる燃焼ガスの除塵後に、再冷却を要す
ることなく、本例ではH2Sの他に好ましくはまた
有機硫黄化合物も吸着する活性炭を含有している
活性炭吸着反応器５で、硫化水素が99％分離さ
れ、残りの有機硫黄化合物が60％分離された。 ガス浄化の残りの部分工程は、例１で記載した
部分工程と同様に進行した。 大気中に放出される排気はなお次の有害物質分
を含有していた： 表 ３ SO2 250mg／m3 NOX 90mg／m3 HCl 10mg／m3 ダスト ５mg／m3
図面は本発明による方法を実施するためのフロ
ーシートである： １…熱交換器、２…吸収反応器、３…フイルタ
ー、４…吸着反応器、５…熱交換器、６…吸着反
応器、７…ダストフイルター、８…ガスタービ
ン、９…吸着反応器。
ーシートである： １…熱交換器、２…吸収反応器、３…フイルタ
ー、４…吸着反応器、５…熱交換器、６…吸着反
応器、７…ダストフイルター、８…ガスタービ
ン、９…吸着反応器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 石炭ガス化装置が前に接続された、ガス−／
蒸気タービン結合作用を有する発電装置で石炭を
消費する際に生じる有害物質の放出を減少させる
場合、粗燃焼ガスが浄化されかつ浄化ガスがガス
タービン燃焼室で燃焼されることから成る方法に
おいて、石炭ガス化装置からの熱粗燃焼ガスが、 ａ） 熱交換器で露点以上の温度約200〜400℃に
冷却されて、アルカリ類がダスト粒子上で凝縮
され、 ｂ） 塩化−および弗化水素を化学的に結合する
炭酸カルシウム含有鉱物、例えば石灰石または
ドロマイトの充填された吸収反応器中を導通さ
れ、 ｃ） フイルターによつて除塵され、この際上部
に形成される濾過層で再脱ハロゲン化が行わ
れ、 ｄ） 炭素含有吸着剤の充填された吸着反応器中
を導通され、硫化水素中に含有された硫黄が酸
素供給下にその元素の形に変えられかつ吸着剤
の孔中に保留され、 ｅ） 浄化された燃焼ガスがガスタービン燃焼室
で空気供給下に燃焼され、かつ ｆ） 生じる排気から、触媒としての炭素含有吸
着剤の充填された他の吸着反応器でアンモニア
供給下にNOXおよび場合により硫黄酸化物が
除去される ことを特徴とする前記発電装置で石炭を消費する
際に生じる有害物質の放出を減少させる方法。 ２ 粗燃焼ガスが冷却（ａ工程）前に予め除塵さ
れる特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 濾過（ｃ工程）のために金属細隙多管フイル
ターが使用される特許請求の範囲第１項または第
２項記載の方法。 ４ 燃焼ガス中に含有された有機硫黄化合物、す
なわちCOS、CS2およびCH3SHが、触媒として
の遷移金属酸化物の充填された反応器で接触反応
されて硫化水素を生成する特許請求の範囲第１項
から第３項までのいづれか１項記載の方法。 ５ 燃焼ガスが脱硫化（ｄ工程）前の二番目の熱
交換器で、水蒸気の露点を下回ることなく、さら
に冷却される特許請求の範囲第１項から第４項ま
でのいづれか１項記載の方法。 ６ 燃焼ガスが脱硫化（ｄ工程）後に金属細隙多
管フイルターに供給され、ダストが残余ダスト量
５〜10mg／m3にまで分離される特許請求の範囲第
１項から第５項までのいづれか１項記載の方法。 ７ １個以上の反応器が固定床反応器として形成
されている特許請求の範囲第１項から第６項まで
のいづれか１項記載の方法。 ８ １個以上の反応器が移動層反応器として形成
されている特許請求の範囲第１項から第６項まで
のいづれか１項記載の方法。 ９ １個以上の反応器が固定または膨張流動層を
有する流動層反応器として形成されている特許請
求の範囲第１項から第６項までのいづれか１項記
載の方法。 １０ １個以上の反応器が浮動流反応器として形
成されている特許請求の範囲第１項から第６項ま
でのいづれか１項記載の方法。 １１ 反応器から排出された物質が再循環される
特許請求の範囲第９項または第１０項記載の方
法。 １２ 再生工程が吸着反応器に配置されている特
許請求の範囲第１項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3629817.4 | 1986-09-02 | ||
| DE19863629817 DE3629817A1 (de) | 1986-09-02 | 1986-09-02 | Verfahren zur verringerung der schadstoffemisionen von kraftwerken mit kombinierten gas-/dampfturbinenprozessen mit vorgeschalteter kohlevergasung |
Publications (2)
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