JPH0593513A

JPH0593513A - 燃焼装置

Info

Publication number: JPH0593513A
Application number: JP4041269A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Fujioka; 祐一藤岡; Kimiyo Tokuda; 君代徳田; Toshimitsu Ichinose; 利光一ノ瀬; Fumiya Nakajima; 文也中島
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1991-06-11
Filing date: 1992-02-27
Publication date: 1993-04-16

Abstract

(57)【要約】【目的】石炭、重質油等の粗悪燃料から熱転換率よく
ガスタービン等の作動流体として用いられるクリーンな
燃焼排ガスを得るようにする。【構成】燃料のガス化炉１、脱硫剤でガス化可燃ガス
を脱硫する脱硫塔２、脱硫塔２からの可燃ガス中のダス
トを除去する第一の脱塵装置５ａ、ガス化炉の残渣と第
一の脱塵装置５ａからのダストを酸素を含むガスにより
８５０〜９５０℃で燃焼させ脱硫塔２からの脱硫剤中の
ＣａＳをＣａＳＯ₄に転換させる燃焼炉３、燃焼炉３か
らの燃焼ガス中のダストを除去する第二の脱塵装置５
ｂ、第一、第二の脱塵装置５ａ、５ｂからダストの除去
された可燃ガスと燃焼ガスが供給され燃焼ガス中の酸素
と酸素を含むガスにより可燃ガスを燃焼させる二次燃焼
器６を備えた。またガス化炉１を流動床ガス化炉とし、
その上方の部分に空気１２ｅを導入して可燃ガスの一部
を燃焼させて昇温するようにした。また、更に第一の脱
塵装置と二次燃焼器との間に、可燃ガス中の窒素化合物
を分解する金属ニッケルを主成分とする触媒層を備えた
触媒反応塔を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明は、重質油、石炭等の粗悪
燃料からガスタービンの作動流体等となる燃焼排ガスを
製造するための燃焼装置に関する。

【従来の技術】重質油や石炭等の粗悪燃料を用いてガス
タービンの作動燃料等としての燃焼ガスを得る技術につ
いては、本出願人が特願平２−１９３０３４号及び特願
平２−２３２３７８号をもって特許出願を行なってい
る。図５によって、前記本出願人の特許出願に係る技術
の概要を説明する。まず、石炭１０、酸素を含んだガス
１２ａ、および炭酸カルシウムを含む脱硫剤１１が流動
床ガス化炉１下部へ供給される。この流動床ガス化炉１
では、石炭１０がガス化され、石炭中の硫黄分は脱硫剤
１１により硫化カルシウム（ＣａＳ）として固定され
る。石炭１０のガス化によって生じた可燃ガス１４ｂ
は、脱塵装置５ａで脱塵される。脱塵後の可燃ガス１４
ｃは二次燃焼器６へ導入される。一方、流動床ガス化炉
１でガス化されずに石炭から生じたチャーと脱硫剤の混
合物１７ａおよび脱塵装置５ａで回収されたチャーと脱
硫剤の混合物１７ｂは、流動床燃焼炉３へ供給される。
この流動床燃焼炉３には空気１２ｂも供給され、チャー
の燃焼反応と硫化カルシウムが酸化されて石膏（ＣａＳ
Ｏ₄）に転換する反応が起きる。流動床燃焼床３で発生
した燃焼ガス１５ａは、脱塵装置５ｂにより脱塵され
る。脱塵後の燃焼ガス１５ｂは、前記二次燃焼器６へ導
入される。二次燃焼器６では、前記流動床ガス化炉１か
らの脱塵後の可燃ガス１４ｃが、前記流動床燃焼炉３か
らの脱塵後の燃焼ガス１５ｂ中の含有酸素と別途供給さ
れた空気１２ｄにより燃焼し、その燃焼排ガス２０は作
動流体として、例えばガスタービン（図示せず）へ送ら
れる。石炭１０中の灰分および脱硫後の脱硫剤１１は流
動床燃焼炉３の炉底から抜き出し灰１６ａとして、また
脱硫装置５ｂで捕集された灰は排出灰１６ｂとして、そ
れぞれ系外へ除去される。

【発明が解決しようとする課題】前記の燃焼技術におい
ては、次の問題点がある。（１）ガス化炉において発生した硫化水素に対して石灰
石と反応して硫化カルシウムに転換する硫化水素の割合
をガス化脱硫率と定義する。前記の燃焼技術における流
動床ガス化炉では、燃料のガス化と脱硫が同一炉内で行
われるためガス化脱硫率が低いという問題点がある。（２）流動床ガス化炉での燃料のガスへの転換率がある
値よりも小さくなると二次燃焼器での必要空気量が多く
なるため、二次燃焼器の燃焼温度をガスタービン入口温
度まで高くすることができなくなる。燃料の種類によっ
ては、燃料のガスへの転換率を所定の値よりも大きくす
るためには、ガス化反応温度を、石灰石が硫化水素と反
応して硫化カルシウムを形成する脱硫反応の最適な温度
である８５０℃〜１１００℃より高温でガス化する方が
望ましい燃料がある。それらの燃料では、脱硫反応の最
適な温度で流動床ガス化炉を運転することができずガス
化脱硫率が低くなるという問題点がある。（３）流動床ガス化炉において発生した可燃ガス中にア
ンモニア、シアン化合物等の窒素化合物が含まれるため
に、それらが二次燃焼器で窒素酸化物に転換し、二次燃
焼器の燃焼灰ガス中に窒素酸化物が高濃度に含まれると
いう問題点がある。本発明は、以上の問題点を解決する
ことができる燃料の燃焼装置を提供しようとするもので
ある。

【課題を解決するための手段】本発明の燃焼装置は、次
の手段を講じた。１．燃料と酸素を含むガスが供給され、燃料をガス化し
可燃ガスを発生させるガス化炉と；前記ガス化炉で発生
した可燃ガス及び炭酸カルシウムを含有する脱硫剤が供
給され、可燃ガスと脱硫剤中の炭酸カルシウムの接触反
応により可燃ガス中に含まれる硫化水素を硫化カルシウ
ムとして除去する脱硫塔と；前記脱硫塔からの可燃ガス
が導入され、可燃ガス中のダストを除去する第一の脱硫
装置と；前記ガス化炉から排出されたガス化残渣、脱硫
塔から排出された脱硫剤、及び酸素を含むガスが供給さ
れ、酸素を含みガスによりガス化残渣を８５０〜９５０
℃で燃焼させると共に脱硫剤中の硫化カルシウムを酸素
との反応により硫酸カルシウムを転換させる燃焼炉と；
前記燃焼炉から排出された燃焼ガスが導入され、燃焼ガ
ス中のダストを除去する第二の脱塵装置と；前記第一の
脱塵装置から排出された可燃ガス、前記第二の脱塵装置
から排出された燃焼ガス、及び酸素を含むガスが供給さ
れ、酸素を含むガスと燃焼ガス中の酸素によって可燃ガ
スを燃焼させて燃焼排ガスを発生させる二次燃焼器；を
組合わせたことを特徴とする。２．前記１の本発明において、ガス化炉は流動床ガス化
炉であり、ガス化炉の上方の部分に同ガス化炉で発生し
た可燃ガスの一部を燃焼させる空気を供給する手段を設
けたことを特徴とする。３．前記１又は２の本発明において、脱硫塔中に可燃ガ
スと脱硫剤である炭酸カルシウムの反応温度を８５０〜
１１００℃に調整する温度制御手段を備えたことを特徴
とする。４．前記１ないし３のいずれかの本発明において、第一
の脱塵装置から排出された可燃ガスと、酸素を含むガス
が供給させると共に、内部に金属ニッケルを主成分とす
る触媒層を備え、可燃ガス中のアンモニアおよびシアン
化合物等の窒素化合物を分解する触媒反応を備えたこと
を特徴とする。５．前記１ないし４のいずれかの本発明において、ガス
化炉および脱硫塔を一体化して、下部で可燃ガスを発生
させ、下部と区分された上部で脱硫反応を行わせるガス
化と脱硫一体型のガス化脱硫塔を備えたことを特徴とす
る。

【作用】

１．前記の本発明１は次の作用を奏することができる。
石灰石１モルに対して硫化カルシウムを生成量が何モル
となるかを示す割合を、脱硫反応の石灰石利用率と定義
する。脱硫反応は、石灰石が分解した酸化カルシウム
（ＣａＯ）が関与する次式で表される。ＣａＯ＋Ｈ₂Ｓ＝ＣａＳ＋Ｈ₂Ｏ石灰石利用率の向上には、１個の石灰石粒子の硫化カル
シウムへの反応終了に要する時間以上に、石灰石の炉内
滞留時間を設定することが必要である。例えば、燃料と
して石灰を使用した場合、ガス化炉に石炭と脱硫剤を供
給すると、石炭を９５０℃でガス化するのに、一般的に
１０〜２０分を要するのに対して、石灰石が脱硫反応を
終了するために、３０〜６０分を要する。燃料のガス化
と脱硫を同一の炉で実現しようとすると、どちらかの反
応の最適点を犠牲にしなければならない。本発明１で
は、ガス化炉と脱硫塔に分割することにより、それぞれ
の反応の最適点で操作することができるようになり、ガ
ス化脱硫率が向上する。同一のガス化炉内で燃料のガス
化と脱硫を行なう場合には、石炭のガス化残渣であるチ
ャーと脱硫剤の重量割合が１０：１から１００：１程度
の割合となり脱硫剤のガス化炉内に占める割合が小さ
く、硫化水素と脱硫剤の接触効率が悪かった。本発明１
では、ガス化炉と脱硫炉とを分けたことにより、発生ガ
ス中の硫化水素と脱硫剤の接触時間を従来よりも長く設
定できるようになり、脱硫率が向上する。また、脱硫工
程中に酸素が存在すると、次の反応により、脱硫反応の
生成物である硫化カルシウムが分解され脱硫率が低下す
る。２Ｃａｓ＋３０₂＝２ＣａＯ＋２ＳＯ₂ 本発明１では、ガス化炉と脱硫塔とを分けたことによ
り、脱硫塔には酸素が存在しなくなったので、前記の反
応が生じなくなり、ガスの脱硫率が向上する。また、本
発明１では、ガス化炉から排出されたガス化残渣が燃焼
炉において供給される酸素を含むガスで８５０〜９５０
℃で燃焼され、この温度において脱硫剤中の硫化カルシ
ウムが酸素と反応して完全に硫酸カルシウム（ＣａＳＯ
₄）に変換される。また更に、本発明１では、ガス化炉
からの可燃ガスは、第一の脱塵装置でダストが除外され
た上、第二の集塵装置でダストが除外された燃焼炉から
の燃焼ガス中の酸素と供給される酸素を含むガスによっ
て、二次燃焼器において燃焼され、高温の低硫化水素、
低ダストの燃焼ガスが得られ、これが例えばガスタービ
ンの作動流体として利用される。２．流動床ガス化炉において、流動床に供給される空気
量を増加させてガス化炉の温度を上げると、燃料中のチ
ャー分が溶融して流動床が流動しにくくなる。本発明２
においては、流動床ガス化炉の上方の部分に空気を供給
し発生した可燃ガスの一部を燃焼させることによって、
可燃ガスの温度が脱硫塔における最適な脱硫温度に昇温
する。これによって、前記本発明１の作用に加えて、流
動床ガス化炉の流動床の流動性を損うことなく脱硫塔に
おける脱硫率を向上させることができる。３．前記の本発明３は前記本発明１に加えて、次の作用
を奏することができる。石炭、重質油は含まれる炭化水
素の種類が異なると、同一温度でもガス化反応速度が異
なる。前記本出願人の先願に係る技術では、ガス化反応
速度の差が異なる場合は燃料のガスへの転換率を、ガス
化炉内の燃料の滞留時間で調整していた。しかし、非常
に炭化した燃料では、ガス化温度を上昇した方がガス化
しやすいものがある。本発明３では脱硫炉に熱交換器等
の温度制御手段を設置することにより、ガス化炉と脱硫
塔がそれぞれ別々に温度調整が可能となり、最適なガス
化温度と最適な脱硫反応温度で運転することが可能とな
る。これにより、ガス化しにくい燃料でもガス化温度を
上昇させることで、燃料のガスへの転換率を高い値とす
ることが可能となり、また同時にガス化により発生した
可燃ガスの温度を脱硫塔の温度制御手段により、脱硫反
応に最適な温度に調整することができる。また、脱硫反
応の次のような特性から脱硫塔の温度を微調整したい場
合にも、本発明３では脱硫塔の温度制御手段を利用する
ことによって、これが可能になる。ＣａＣＯ₃＝ＣａＯ
＋ＣＯ₂の反応式で表わされるカルシネーション反応が
石灰石と硫化水素の反応に次のような影響を与える。す
なわち、石灰石が二酸化炭素を発生する際に、硫化水素
が存在しないと、酸化カルシウムの結晶が成長し、その
後硫化水素と酸化カルシウムが接触しても成長した結晶
の表面のみが硫化カルシウムに転換し、その表面の硫化
カルシウムが結晶内部への硫化水素の拡散を阻害し、結
晶内部の酸化カルシウムと硫化水素が反応する機会を失
ってしまう。その結果脱硫反応の石灰石利用率は小さな
値となる。脱硫剤の内部に石灰石（ＣａＣＯ₃）がある
と、その石灰石が分解して酸化カルシウム（ＣａＯ）と
二酸化炭素（ＣＯ₂）を発生する際に、二酸化炭素が表
面に形成した硫化カルシウム層に孔を開けて脱硫剤外部
へ出ていく。その孔から硫化水素が酸化カルシウムへ拡
散できるので酸化カルシウムと硫化水素が逐一反応して
硫化カルシウムが形成され、脱硫反応の石灰石利用率が
大きな値となる。したがって、カルシネーション反応速
度が脱硫反応速度よりも遅くなるような条件に設定する
ことが、脱硫反応の石灰石利用率を大きくする条件のひ
とつである。前記のカルシネーション反応の反応速度
は、温度および、ガス中の水素分圧と二酸化炭素分圧に
影響される。したがって、硫化水素を石灰石と反応させ
て硫化カルシウムとする脱硫反応は、温度、二酸化炭素
分圧、水素分圧に応じた最適な条件が存在することにな
る。例えば、カルシネーション反応は、常圧で二酸化炭
素濃度が１５％程度では、８００℃程度から生じ、圧力
が１６ａｔａ、二酸化炭素濃度が１５％程度では、９０
０℃程度から生じる。二酸化炭素分圧が高いとカルシネ
ーション速度が遅くなるので、二酸化炭素分圧に応じて
反応温度を上げることになる。水素分圧が高いとカルシ
ネーション反応速度が速くなるので、水素分圧に応じ
て、反応温度を下げることになる。また一方、石灰石と
硫化水素等の反応である脱硫を効率よく行なうために
は、温度を１１００℃以下にする必要がある。本発明３
においては、脱硫塔に温度制御手段を設け、同脱硫塔内
の炭酸カルシウムの反応速度を８５０〜１１００℃に調
整することによって、以上の理由によって、効果的な脱
硫が行なわれることになる。４．前記の本発明４は、以上に加えて次の作用を奏する
ことができる。ガス中のアンモニア、シアン化合物等の
窒素化合物は、９００℃以上の温度で金属ニッケルを主
成分とする触媒と接触させると水蒸気、水素と反応して
分解する。本発明４では、ガス化炉で発生した高温の可
燃ガス中のアンモニア、シアン化合物等の窒素化合物
は、触媒反応塔内の金属ニッケルを主成分とする触媒層
によて分解された上、二次燃焼器へ供給されることによ
って、二次燃焼器における窒素化合物のＮＯ_xへの転換
量が減少し、二次燃焼器出口における燃焼排ガス中のＮ
Ｏ_xが低濃度に維持される。また、触媒反応塔内には可
燃ガスと共に酸素を含むガスが供給され、可燃ガスの一
部が燃焼して触媒反応塔内の温度を上昇させて金属ニッ
ケルを主成分とする触媒の硫黄被毒を避けることができ
る。５．前記の本発明５は、以上に加えて、ガス化炉と
脱硫塔を一体化して、下部で可燃ガスを発生させ、上部
で脱硫反応を行なわせるようにしたために、設置スペー
スを小さくし、また装置のコストが低廉となる。

【実施例】本発明の第一の実施例を、図１によって説明
する。石炭が燃料１０として炉底付近に供給されるガス
化炉１と同ガス化炉１の上部に連設され石灰石１１が脱
硫剤として供給される脱硫塔２は一体化されており、ガ
ス化炉１と脱硫塔２との間には目皿ａが設けられてい
る。前記ガス化炉１の底部には空気１２ａが供給され同
炉内に供給された石炭を流動化させるようになってい
る。ガス化炉１の上方の部分には空気１２ｅが供給され
るようになっており、この空気１２ｅによって、ガス化
炉１で発生する可燃ガス１４ａの一部を燃焼させること
により、可燃ガス１４ａの温度より高い温度の可燃ガス
１４ａ′とする。これによって可燃ガス１４ａ′は、脱
硫塔２における最適な脱硫温度となる温度（９５０℃程
度）に昇温される。脱硫塔２の上部からの可燃ガス１４
ｂは第一の脱塵装置５ａへ導入されてダストが除去され
た可燃ガス１４ｃとなり、この可燃ガス１４ｃは空気１
２ｄが供給される二次燃焼器６へ導入されるようになっ
ている。一方、ガス化炉１の炉底付近には、石炭のガス
化残渣であるチャー１７の抜出し部１ｂが設けられ、同
チャー１７は、脱硫塔２から抜き出された脱硫剤１８及
び第一の集塵装置５ａが可燃ガスから分離されたダスト
１９と共に、空気１２ｂが炉底付近に供給される流動層
燃焼部３へ供給され、８５０〜９５０℃で前記チャーと
ダストの残留炭素分の燃焼が行なわれるようになってい
る。流動層燃焼炉３の燃焼ガス１５ａは第二の脱塵装置
５ｂへ導入されてダストの除去された燃焼ガス１５ｂと
なり、この燃焼ガス１５ｂは二次燃焼器６へ導入される
ようになっている。なお、１６ａは流動層燃焼炉３の下
部から排出される排出粒子、１６ｂは第二の集塵装置５
ｂで燃焼ガス１５ａから分離されたダスト、２０は二次
燃焼器で発生した燃焼排ガスである。本実施例では、石
炭１０は、ガス化炉１炉底付近に供給され、空気１２ａ
により流動化されている。ガス化炉１のガス化温度は、
９７０℃、圧力１６ａｔａに設定されている。ガス化炉
１から発生した可燃ガス１４ａは、空気１２ｅによって
その一部が燃焼して加熱された可燃ガス１４ａ′とな
り、この可燃ガス１４ａ′はガス化炉１上部の目皿ａを
通って脱硫塔２に導入される。脱硫塔２には、脱硫剤と
して石灰石１１が供給されており、可燃ガス１４ａ′に
よる石灰石１１が流動化されている。脱硫塔２では、可
燃ガス１４ａ′中の硫化水素が石灰石１１と反応し、硫
化カルシウムとして固定される。脱硫塔２の温度は、可
燃ガス１４ａ′によって９５０℃に保持される。硫化水
素が除去された可燃ガス１４ｂは、第一の脱塵装置５ａ
に導入され、可燃ガス１４ｂ中のダストが除去される。
ダストが除去された可燃ガス１４ｃは、二次燃焼器６に
導入される。本実施例では、脱硫塔２はガス化炉１の上
部に連設されて一体化されているために、所要スペース
を減小させることができる。また、石炭のガス化はガス
化炉１で、また石炭のガス化による可燃ガス１４ａ′の
脱硫は脱硫塔２で、それぞれ独立に行なわれるために、
「作用」欄で詳述したように、ガス化脱硫率を向上させ
ることができる。また、流動床ガス化炉１において底部
への空気１２ａの供給量を増加させてガス化炉の温度を
上げると、石炭のチャー分が溶融して流動床が流動しに
くくなる。本実施例では、流動床ガス化炉１の上方の部
分に空気１４ａ′を供給することによって、流動床の流
動性を損うことなく脱硫塔２へ供給される可燃ガス１４
ａ′の温度を上げて脱硫塔２における最適な脱硫温度と
し、脱硫率を向上させることができる。第一の脱塵装置
５ａで回収されたダスト１９と、脱硫塔２から抜き出さ
れた脱硫剤１８と、ガス化炉１から抜き出された石炭の
ガス化残渣であるチャー１７は、流動層燃焼炉３に導入
される。流動層燃焼炉３では、空気１２ｂにより流動化
されながら、チャー１７とダスト１９の残留炭素分が、
温度８５０〜９５０℃で燃焼される。この燃焼熱によっ
て、脱硫剤中の硫化カルシウムが、効率良く硫酸カルシ
ウムに転換される。燃料の石炭に含まれていた灰分と脱
硫剤のうち粗粒のものは、流動層燃焼炉３の下部から排
出粒子１６ａとして排出される。流動層燃焼炉３から発
生する燃焼ガス１５ａは、第二の脱塵装置５ｂに導入さ
れ、燃焼ガス１５ａ中のダスト１６ｂが除去される。ダ
スト１６ｂを除去された燃焼ガス１５ｂは、二次燃焼器
６へ導入される。二次燃焼器では、前記のように硫化水
素１とダストが除かれた可燃ガス１４ｄを空気１２ｄと
ダストが除かれた燃焼ガス１５ｂ中の酸素により燃焼さ
せ、１５００℃の低硫化水素、低ダストの燃焼排ガス２
０を作る。燃焼排ガス２０は、作動流体としてガスター
ビン（図示せず）に導入される。本発明の第二の実施例
を、図２によって説明する。本実施例では燃料として重
質油を使用している。ガス化炉１には、燃料１０として
重質油が供給され、空気１２ａによりアトマイズされな
がらガス化される。本実施例では、ガス化炉１のガス化
温度は、１３００℃、圧力１６ａｔａに設定される。ま
た、本実施例では、前記第一の実施例において、脱硫塔
２に可燃ガス冷却用の熱交換器７が設けられている。以
上の点以外については、本実施例は前記第一の実施例と
異るところがない。本実施例において、ガス化炉１から
発生した可燃ガス１４ａは、ガス化炉１上部に設置した
脱硫塔２に導入される。脱硫塔２には、脱硫剤として石
灰石１１が供給されており、可燃ガス１４ａにより流動
化されている。脱硫塔２には、熱交換器７が設置されて
おり可燃ガス１４ａを９５０℃に冷却し、硫化水素が石
灰石１１と効率良く反応し、硫化カルシウムとして固定
される。本発明の第三の実施例を図３によって説明す
る。本実施例は第一の実施例の第一の脱塵装置５ａと二
次燃焼器６の間に、金属ニッケルを主成分とする触媒層
が充填された触媒塔４が付加されていると共に、同触媒
塔４の上流側の部分に可燃ガス１４ｃの一部を燃焼させ
る空気１２ｃが供給されるようになっている。本実施例
においては、第一の脱塵装置５ａからの発生ガス１４ａ
は、触媒塔４に導入されて金属ニッケル触媒と接触し、
可燃ガス１４ｃ中のアンモニア、シアン化合物の窒素化
合物が水蒸気、水素と反応して分解される。金属ニッケ
ル触媒と窒素化合物の分解を促進し、かつ、金属ニッケ
ルの硫黄被毒を避ける目的で、触媒塔４の温度を１１０
０℃に維持するために、空気１２ｃにより可燃ガス１４
ｃの一部を燃焼させる。このようにして、アンモニア、
シアン化合物等の窒素化合物が分解された可燃ガス１４
ｄが、二次燃焼器６に導入される。これによって、二次
燃焼器６で発生する燃焼排ガス中のＮＯ_xの量を低減さ
せることができる。本発明の第四の実施例を、図４によ
って説明する。本実施例は、前記第二の実施例におい
て、第一の脱塵装置５ａと二次燃焼器６との間に、前記
第三の実施例と同様な温度を１１００℃に維持するため
に可燃ガス１４ｃの一部を燃焼させる触媒塔４が付加さ
れ、同触媒塔４において、アンモニア、シアン化合物等
の窒素化合物を分解させるようにしている。本第四の実
施例においては、図５に示す従来の装置と比較して、二
次燃焼器出口の窒素化合物ＮＯ_xを１／１０以下にする
ことができ、またエネルギー転換率を７〜８％向上させ
ることができることが確認されている。なお、ステンレ
スのＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１０Ｓ、ハステロイＸ等の
金属をハニカム状に形成したもの又は炭化水素分解用の
アルミナに担持したニッケル触媒、ニッケルの微粒子を
シリカ微粒子と混合して焼成したもの等、担持体の種類
にかかわらず金属ニッケルを含んでいるものであれば、
アンモニア、シアン化合物等の窒素化合物を分解する能
力があり、前記第三及び第四の実施例における触媒塔に
使用される触媒としては、これらのものを用いることが
できる。また、触媒塔における反応温度が低いと、ニッ
ケルが硫黄被毒されるためにアンモニア、シアン化合物
等の窒素化合物分解能力が低下する。可燃ガス中の硫化
水素濃度に応じて触媒塔における反応温度を上昇させる
ことにより、ニッケルの硫黄被毒を防ぐことが可能であ
る。また、ニッケルの硫黄被毒は一時被毒であり、可燃
ガス中の硫化水素を除くと被毒ニッケルは再生する。従
って、前記触媒塔における反応温度は、触媒の耐温度
性、耐硫黄被毒性を考慮して決められることになる。

【発明の効果】以上説明したように、本発明は請求項各
項に記載した構成を備えていることによって、石炭、重
質油等の粗悪燃料より、窒素酸化物、硫化水素、硫黄酸
化物、ダストの含有量が低い燃料排ガスを得ることがで
き、かつ、燃料の持つエネルギーを効率よく燃焼排ガス
の持つエネルギーに転換することができる装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例の構成図である。

【図２】本発明の第二の実施例の構成図である。

【図３】本発明の第三の実施例の構成図である。

【図４】本発明の第四の実施例の構成図である。

【図５】本出願人のさきに出願した燃焼装置の構成図で
ある。

【符号の説明】１ガス化炉２脱硫塔３流動層燃焼炉４触媒塔５ａ第一の脱塵装置５ｂ第二の脱塵装置６二次燃焼器７熱交換器１０燃料１１石灰石１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ空気１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ可燃ガス１５ａ，１５ｂ燃焼ガス１６ａ排出粒子１６ｂダスト１７チャー１８脱硫剤１９ダスト２０燃焼排ガス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ２３Ｃ 11/02 ３０４ 7815−3Ｋ３０５ 7815−3ＫＦ２３Ｇ 5/027 Ｂ 7815−3Ｋ (72)発明者中島文也東京都千代田区丸の内二丁目５番１号三菱重工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料と酸素を含むガスが供給され、燃料
をガス化し可燃ガスを発生させるガス化炉と；前記ガス
化炉で発生した可燃ガス及び炭酸カルシウムを含有する
脱硫剤が供給され、可燃ガスと脱硫剤中の炭酸カルシウ
ムの接触反応により可燃ガス中に含まれる硫化水素を硫
化カルシウムとして除去する脱硫塔と；前記脱硫塔から
の可燃ガスが導入され、可燃ガス中のダストを除去する
第一の脱塵装置と；前記ガス化炉から排出されたガス化
残渣、脱硫塔から排出された脱硫剤、及び酸素を含むガ
スとが供給され、酸素を含むガスによりガス化残渣を８
５０〜９５０℃で燃焼させると共に脱硫剤中の硫化カル
シウムを酸素との反応により硫酸カルシウムに転換させ
る燃焼炉と；前記燃焼炉から排出された燃焼ガスが導入
され、燃焼ガス中のダストを除去する第二の脱塵装置
と；前記第一の脱塵装置から排出された可燃ガス、前記
第二の脱塵装置から排出された燃焼ガス、及び酸素を含
むガスが供給され、酸素を含むガスと燃焼ガス中の酸素
によって可燃ガスを燃焼させて燃焼排ガスを発生させる
二次燃焼器；を組合せたことを特徴とする燃焼装置。
【請求項２】ガス化炉は流動床ガス化炉であり、同ガ
ス化炉の上方の部分に同ガス化炉で発生した可燃ガスの
一部を燃焼させる空気を供給する手段を設けたことを特
徴とする請求項１に記載の燃焼装置。
【請求項３】脱硫塔中に可燃ガスと脱硫剤である炭酸
カルシウムの反応温度を８５０〜１１００℃に調整する
温度制御手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２
に記載の燃焼装置。
【請求項４】第一の脱塵装置から排出された可燃ガス
及び酸素を含むガスが供給されると共に、内部に金属ニ
ッケルを主成分とする触媒層を備え、可燃ガス中の窒素
化合物を分解する触媒反応塔を備えたことを特徴とする
請求項１ないし３のいずれかに記載の燃焼装置。
【請求項５】ガス化炉および脱硫塔を一体化して、下
部で可燃ガスを発生させ、下部と区分された上部で脱硫
反応を行わせるガス化と脱硫一体型のガス化脱硫塔を備
えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記
載の燃焼装置。