JPH07116455B2 - Desulfurization method in gasification furnace - Google Patents
Desulfurization method in gasification furnaceInfo
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- JPH07116455B2 JPH07116455B2 JP61104526A JP10452686A JPH07116455B2 JP H07116455 B2 JPH07116455 B2 JP H07116455B2 JP 61104526 A JP61104526 A JP 61104526A JP 10452686 A JP10452686 A JP 10452686A JP H07116455 B2 JPH07116455 B2 JP H07116455B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は石炭をガス化して生成したガスを脱硫する方法
に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for desulfurizing gas produced by gasifying coal.
近年エネルギ源としての石炭利用が急速に進んでおり、
石炭をそのまま燃料として燃焼させる方法、或いは石炭
をガス化、液化して無公害な流体燃料として利用する技
術も拡大しつつある。この中で我国では石炭をガス化す
る技術開発として原料ガス或いは燃料ガスを得る高カロ
リーガス化プロセス及び発電用を目的とした低カロリー
ガス化プロセスの開発が主に進められている。In recent years, the use of coal as an energy source has advanced rapidly,
A method of burning coal as a fuel as it is or a technique of using coal as a pollution-free fluid fuel by gasifying and liquefying coal is also expanding. Among them, in Japan, as a technology development for gasifying coal, development of a high-calorie gasification process for obtaining a raw material gas or a fuel gas and a low-calorie gasification process for the purpose of power generation are mainly advanced.
最近では、石炭を酸素或いは空気とスチームを用いて噴
流層でスラグガス化してこの灰をスラグとして排出する
プロセスの開発が進められている。Recently, development of a process in which coal is slag gasified in a spouted bed using oxygen or air and steam and this ash is discharged as slag is under development.
このスラグガス化プロセスでは、炉内の温度を1,500℃
以上にすることにより石炭中の灰を溶融して炉底から排
出するため、石炭中のカーボンのガス化反応速度が非常
に速く、カーボンの利用率はほぼ100%に近い。スラグ
ガス化の場合、石炭を高温、高圧でガス化するために生
成ガスは一酸化炭素と水素に富んでいる。ガス化発電と
の組合せを考えた場合、この生成粗ガスを高温の状態の
ままで処理することが重要となる。石炭をガス化した場
合、石炭中の硫黄は主にH2Sとなるため、高温の状態で
脱硫することが大きな課題となる。In this slag gasification process, the temperature inside the furnace is 1,500 ° C.
Since the ash in the coal is melted and discharged from the furnace bottom by the above, the gasification reaction rate of the carbon in the coal is very fast, and the carbon utilization rate is close to 100%. In the case of slag gasification, the gas produced is rich in carbon monoxide and hydrogen in order to gasify coal at high temperature and high pressure. Considering the combination with gasification power generation, it is important to process the produced crude gas in a high temperature state. When coal is gasified, sulfur in the coal is mainly H 2 S, so desulfurization at high temperature is a major issue.
従来のガス化発電フローの第1の例を第5図に示す。ガ
ス化炉1の出口の生成ガス中にはダストとH2S及びCOSの
硫黄化合物が有害成分として含まれている。ガス化炉1
を出た高温ガスは最初に高温脱塵器8に入ってダストが
除去された後、脱硫塔9に入る。脱硫塔9でH2S等の有
害成分が高温の状態で除去され、精製ガスがコンバスタ
10を介してガスタービン11に供給される。このような方
法を取れば、ガスタービン11に入るガス温度が高いため
ガスタービン11の発電効率が高くなる。脱硫剤としては
通常、石灰石、ドロマイト、酸化亜鉛及び酸化鉄等の脱
硫剤が用いられており、脱硫塔9の形式としては固定
層、流動層或いは噴流層が一般に用いられているが、脱
硫剤の利用率を向上するため微粉脱硫剤を用いた噴流層
が望ましい。A first example of the conventional gasification power generation flow is shown in FIG. The produced gas at the outlet of the gasification furnace 1 contains dust and sulfur compounds such as H 2 S and COS as harmful components. Gasification furnace 1
The high-temperature gas exiting from the above first enters the high-temperature dust remover 8 to remove dust, and then enters the desulfurization tower 9. In the desulfurization tower 9, harmful components such as H 2 S are removed at high temperature, and the purified gas is combustor.
It is supplied to the gas turbine 11 via 10. If such a method is adopted, the gas temperature entering the gas turbine 11 is high, so that the power generation efficiency of the gas turbine 11 is increased. As the desulfurizing agent, a desulfurizing agent such as limestone, dolomite, zinc oxide and iron oxide is usually used, and as the form of the desulfurizing tower 9, a fixed bed, a fluidized bed or a spouted bed is generally used. A spouted bed using a fine powder desulfurizing agent is desirable to improve the utilization rate of
次に、第2の例を第10図に示す。スラグガス化炉1で
は、生成ガスの温度が1,500℃以上となるためガス化炉
1内の空塔部には伝熱管12が配置してあり、高温ガスの
熱回収を行っている。ガス化炉1を出た高温ガスは更に
熱交換器14に入って熱回収が行なわれ、サイクロン15で
飛散粒子が除去される。ダストを除去された生成ガスは
脱硫塔9に入りH2S塔の硫黄化合物が除去され、精製ガ
スをコンバスタ10に送り、ガスタービン11に供給され
る。16は排ガス管である。Next, a second example is shown in FIG. In the slag gasification furnace 1, since the temperature of the produced gas is 1,500 ° C. or higher, the heat transfer tube 12 is arranged in the empty column part in the gasification furnace 1 to recover the heat of the high temperature gas. The high temperature gas discharged from the gasification furnace 1 further enters the heat exchanger 14 to recover heat, and the cyclone 15 removes scattered particles. The produced gas from which the dust has been removed enters the desulfurization tower 9 where the sulfur compounds in the H 2 S tower are removed, and the purified gas is sent to the combustor 10 and supplied to the gas turbine 11. 16 is an exhaust gas pipe.
しかし、第5図及び第10図に示したように、ガス化炉1
の外に脱硫塔9が従来プロセスでは必要であり、プロセ
スを単純化して装置コストを低減することが必要であ
る。However, as shown in FIGS. 5 and 10, the gasifier 1
In addition to the above, the desulfurization tower 9 is necessary in the conventional process, and it is necessary to simplify the process and reduce the apparatus cost.
しかしながら、第5図に示した例では単純にガス化炉1
に脱硫剤を供給しても、脱硫に必要な反応条件になら
ず、又、脱硫剤はガス流に同伴されるため脱硫剤の反応
率もあまり良くない。又、もう一つの硫黄化合物である
COSは脱硫剤と反応しないため、ガス側の脱硫率を向上
するためには是非COSを反応させて除去する必要があ
る。However, in the example shown in FIG.
Even if the desulfurizing agent is supplied to the reactor, the reaction conditions necessary for desulfurization are not satisfied, and the desulfurizing agent is entrained in the gas flow, so that the reaction rate of the desulfurizing agent is not so good. It is also another sulfur compound
Since COS does not react with the desulfurizing agent, in order to improve the desulfurization rate on the gas side, it is absolutely necessary to react and remove COS.
又、第10図の例によれば、高温のガスを冷却するためガ
ス化炉1の空塔部に伝熱管12を配置した複雑なガス化炉
となり、又、ガス化炉以外に高温脱硫塔9が必要とな
る。そのため微粉の石灰石をガス化炉空塔部に吹込むエ
ントレイン脱硫が考えられるが、以下のような問題点が
ある。Further, according to the example of FIG. 10, a complicated gasification furnace is provided in which a heat transfer tube 12 is arranged in the empty column portion of the gasification furnace 1 for cooling the high temperature gas, and a high temperature desulfurization tower other than the gasification furnace. 9 is required. Therefore, entrain desulfurization in which fine powder of limestone is blown into the gasification tower is considered, but there are the following problems.
(1) 微粉の石灰石のエントレイン脱硫では、脱硫剤
表面に硫化物が形成されると脱硫反応は固相内拡散が律
速となり、脱硫剤の反応率が低下する。(1) In the entrain desulfurization of fine limestone, when a sulfide is formed on the surface of the desulfurizing agent, the desulfurization reaction is rate-determined by diffusion in the solid phase, and the reaction rate of the desulfurizing agent decreases.
(2) エントレイン型反応器では脱硫剤である微粉の
石灰石が、生成ガスに同伴された状態で脱硫反応が進む
ためガス境膜抵抗が大きく、脱硫剤とガスの接触効率を
良くしないと脱硫率が低くなる。(2) In the entrain type reactor, the desulfurizing agent, which is a fine powder of limestone, undergoes a desulfurization reaction in the state of being entrained in the produced gas, so that the gas film membrane resistance is large, and the desulfurization is required unless the contact efficiency between the desulfurizing agent and the gas is improved. The rate is low.
(3) 通常ガス化炉の圧力は20〜30atmと高いため、
ガスによる輸送方式を採用した場合、微粉の石灰石の供
給量のコントロールが難しい。(3) Since the pressure of the gasification furnace is high at 20 to 30 atm,
When the gas transportation method is adopted, it is difficult to control the supply amount of fine limestone.
以上述べたように石炭のスラグガス化プロセスを発電に
応用した場合、高温で効率良く生成ガス中の硫黄化合物
を除去しガスタービンの発電効率を上げると同時に、プ
ロセスをできるだけシンプルにして装置コストを低減す
ることが解決すべき課題となる。As mentioned above, when the coal slag gasification process is applied to power generation, the sulfur compounds in the produced gas are efficiently removed at high temperature to increase the power generation efficiency of the gas turbine, while at the same time simplifying the process and reducing the equipment cost. This is a problem to be solved.
本発明は、石炭のスラグガス化プロセスにおいて、効率
的、且つ、経済的に生成ガス中の硫黄化合物を高温で除
去しうるガス化炉における脱硫方法を提供することを目
的とする。An object of the present invention is to provide a desulfurization method in a gasification furnace capable of efficiently and economically removing sulfur compounds in a produced gas at a high temperature in a coal slag gasification process.
上記問題点を解決するために、本発明は、石炭微粉を酸
素又は空気により気流搬送してスラグガス化するガス化
炉における脱硫方法において、前記石炭微粉と酸素又は
空気は、前記ガス化炉の下部に供給されると共に、微粉
の脱硫剤及び水蒸気は、前記ガス化炉の上部の空塔部に
同時に供給され、且つ前記微粉の脱硫剤は、前記ガス化
炉の周面に対して接線方向に又は前記ガス化炉の水平方
向に対して下向きに供給されることを特徴とするもので
ある。In order to solve the above problems, the present invention is a desulfurization method in a gasification furnace in which coal fine powder is carried by slag gasification by carrying air stream with oxygen or air, wherein the coal fine powder and oxygen or air are lower parts of the gasification furnace. And the fine powder desulfurizing agent and water vapor are simultaneously supplied to the empty tower section of the upper part of the gasification furnace, and the fine powder desulfurizing agent is tangential to the peripheral surface of the gasification furnace. Alternatively, the gas is supplied downward from the horizontal direction of the gasification furnace.
上記本発明の構成によれば、石炭のスラグガス化炉の空
塔部に微粉の脱硫剤と水蒸気を同時に供給することによ
り、最適な反応温度に保つと同時にH2S及びCOSを同時に
除去する。According to the above configuration of the present invention, by simultaneously supplying the fine powder desulfurizing agent and steam to the empty column portion of the coal slag gasification furnace, the optimum reaction temperature is maintained and at the same time H 2 S and COS are removed.
微粉の脱硫剤は、ガス化炉の周面に対して接線方向に供
給することにより脱硫粒子は旋回運動しガスと向流接触
する。或いは、微粉の脱硫剤は、ガス化炉の水平方向に
対して下向きに供給されることによりガスと向流接触す
る。これによって固気接触効率が向上し、微粉の脱硫剤
の利用率が向上する。The desulfurizing agent in the form of fine powder is supplied tangentially to the peripheral surface of the gasification furnace, whereby the desulfurized particles swirl and come into countercurrent contact with the gas. Alternatively, the finely divided desulfurizing agent is brought into countercurrent contact with the gas by being supplied downward with respect to the horizontal direction of the gasification furnace. This improves solid-gas contact efficiency and improves the utilization rate of the fine powder desulfurizing agent.
次に、本発明に係る実施例を図面に基づいて説明する。 Next, an embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.
第1実施例 本発明の第1の実施例を第1図に示す。本プロセスは石
炭をスラグガス化するガス化炉1及びそれに付属する装
置から成っている。ガス化すべき微粉石炭を石炭供給管
4よりガス化炉1の下部のスラグ部に供給し、同時にガ
ス化剤である酸素或いは空気をO2供給管5から供給す
る。そこで石炭はガス化されて生成ガスと有害成分であ
るH2S及びCOSを発生する。又、石炭中の灰は溶融し、ス
ラグとしてスラグ抜出管6から系外に排出される。First Embodiment A first embodiment of the present invention is shown in FIG. The process consists of a gasifier 1 for slag gasifying coal and its associated equipment. The pulverized coal to be gasified is supplied from the coal supply pipe 4 to the lower slag portion of the gasification furnace 1, and at the same time, oxygen or air as a gasifying agent is supplied from the O 2 supply pipe 5. There, the coal is gasified to generate product gas and H 2 S and COS which are harmful components. Also, the ash in the coal is melted and discharged as slag from the slag extraction pipe 6 to the outside of the system.
一方、ガス化炉1の上部の空塔部には、硫黄化合物であ
るH2S及びCOSを除去するため脱硫剤供給管2を設け、微
粉の脱硫剤、例えばCaO、ZnO、ドロマイト、FeO等を供
給する。この脱硫剤のノズル供給方向は、第2図に矢印
で示したように、ガス化炉1の周面に対して接線方向で
あり、脱硫粒子は旋回運動によりガスと向流接触する。
これによって、固気接触効率が向上し、脱硫剤の利用率
は大幅に向上する。脱硫剤にCaOを用いた時の反応式は
以下の通りである。On the other hand, a desulfurizing agent supply pipe 2 for removing H 2 S and COS, which are sulfur compounds, is provided in the empty column section in the upper part of the gasification furnace 1, and a desulfurizing agent of fine powder such as CaO, ZnO, dolomite, FeO, etc. To supply. The nozzle supply direction of the desulfurizing agent is tangential to the peripheral surface of the gasification furnace 1 as shown by the arrow in FIG. 2, and the desulfurizing particles come into countercurrent contact with the gas by the swirling motion.
Thereby, the solid-gas contact efficiency is improved, and the utilization rate of the desulfurizing agent is significantly improved. The reaction formula when CaO is used as the desulfurizing agent is as follows.
CaO+H2S→CaS+H2O 又、ガス化炉1の空塔部には脱硫剤供給管2とほぼ同様
の位置にスチーム供給管3を設け、水蒸気であるスチー
ムも同時に供給する。このスチームにより空塔部を脱硫
反応に最適な温度範囲にコントロールすると同時に、脱
硫剤と反応しない硫黄化合物であるCOSを分解してH2Sと
する重要な役割をはたす。この反応式は以下の通りであ
る。CaO + H 2 S → CaS + H 2 O Further, a steam supply pipe 3 is provided in the empty column portion of the gasification furnace 1 at a position almost similar to the desulfurizing agent supply pipe 2, and steam which is steam is also supplied at the same time. This steam controls the empty space in the optimum temperature range for the desulfurization reaction, and at the same time, plays an important role of decomposing COS, which is a sulfur compound that does not react with the desulfurization agent, into H 2 S. This reaction formula is as follows.
COS+H2O→H2S+CO2 以上のような方法により、生成ガス中の硫黄化合物はほ
ぼ完全に除去され、精製したガスは生成ガス出口管7か
ら高温のままでガスタービン11(第5図参照)に送るこ
とができる。COS + H 2 O → H 2 S + CO 2 By the above method, the sulfur compounds in the product gas are almost completely removed, and the purified gas remains at high temperature through the product gas outlet pipe 7 and the gas turbine 11 (see FIG. 5). ) Can be sent to.
第3図にCaO脱硫剤の反応温度と反応率の関係を示す。C
aOの反応率は反応温度が930℃前後で最大となり、これ
より温度を高くしても低くしても、反応率は下る傾向と
なっている。Fig. 3 shows the relationship between the reaction temperature and the reaction rate of the CaO desulfurizing agent. C
The reaction rate of aO reaches its maximum when the reaction temperature is around 930 ° C, and the reaction rate tends to decrease regardless of whether the temperature is raised or lowered.
第4図には反応温度とCOS分解率の関係を示す。COSから
H2Sへの反応率を示しており、820℃以上にすればCOSの
分解率は一定となり、99%以上H2Sに分解することが分
る。Figure 4 shows the relationship between reaction temperature and COS decomposition rate. From COS
The reaction rate to H 2 S is shown, and it can be seen that the decomposition rate of COS becomes constant at 820 ° C. or higher, and it decomposes to H 2 S of 99% or more.
以上述べたように本発明を用いることにより、高温で効
率良く硫黄化合物を除去することが可能となる。又、空
塔部ではスチームを供給することにより未反応チャーの
ガス化も同時に行うことができる。As described above, the use of the present invention makes it possible to remove sulfur compounds efficiently at high temperatures. Further, in the empty column part, by supplying steam, the unreacted char can be gasified at the same time.
このように、本実施例は、石炭のスラグガス化炉の空塔
部に微粉の脱硫剤と水蒸気であるスチームを炉に対して
接線方向に供給することにより、最適な反応温度に保つ
と同時にH2S及びCOSを同時に除去し、しかも固気接触を
良くして脱硫剤の利用率を向上するようにしたものであ
る。As described above, in the present example, by supplying pulverized desulfurizing agent and steam, which is steam, to the superficial part of the coal slag gasification furnace in a tangential direction with respect to the furnace, the reaction temperature is maintained at an optimum H level. simultaneously removing 2 S and COS, moreover with good solid-gas contact is obtained so as to improve the utilization ratio of the desulfurizing agent.
尚、従来400〜900℃で流動層或いは固定層で高温脱硫す
るプロセスは種々実施されているが、エントレイン方式
でしかもガス化炉に脱硫剤を供給してガス化と脱硫を同
時にスラグガス化する方法は他にみられない。Conventionally, various processes for high-temperature desulfurization in a fluidized bed or fixed bed at 400 to 900 ° C have been carried out, but an entrain system is also used to supply a desulfurizing agent to a gasification furnace to simultaneously gasify and desulfurize slag gas. There is no other way.
第2実施例 次に、第2の実施例を第6図〜第9図に示す。この第2
の実施例は、供給する微粉の石灰石の粒径を30μm以
下にして、固相内拡散抵抗をできるだけ小さくし、ガ
ス化炉空塔部に供給する微粉の石灰石のノズルを水平方
向より下向きにしてガスと粒子の境膜抵抗を小さくする
ことにより、脱硫率を向上させるとともに、微粉の石
灰石を水スラリとして供給することにより、微粉の石灰
石の供給量コントロールを容易としたものである。Second Embodiment Next, a second embodiment is shown in FIGS. 6 to 9. This second
In the embodiment, the particle size of the finely powdered limestone to be supplied is set to 30 μm or less, the diffusion resistance in the solid phase is made as small as possible, and the nozzle of the finely powdered limestone to be supplied to the empty column of the gasification furnace is set downward from the horizontal direction. By reducing the film resistance between gas and particles, the desulfurization rate is improved, and by supplying fine limestone as water slurry, it is possible to easily control the supply amount of fine limestone.
上記のようにしたのは、次の理由による。The reason for doing the above is as follows.
ガス化炉空塔部に供給する微粉の石灰石の粒径を30μm
以下にすると、粒子側の脱硫反応は固相内での反応が律
速となり理論的な反応率は95%以上になる。因みに、通
常、硫化物の反応厚さは10μmといわれており、粒子を
30μmとすると、理論反応率は、 [1−(1/3)3]×100=96.3% となる。即ち、脱硫剤の表面に反応の抵抗となる硫化物
が形成しても粒径が小さいためほとんど粒子の中心まで
反応が進み、反応率は高くなる。The particle size of fine limestone supplied to the gasification furnace empty column is 30 μm.
Below, the desulfurization reaction on the particle side is rate-controlled in the solid phase, and the theoretical reaction rate is 95% or more. By the way, it is said that the reaction thickness of sulfide is usually 10 μm.
If the thickness is 30 μm, the theoretical reaction rate is [1- (1/3) 3 ] × 100 = 96.3%. That is, even if a sulfide that forms a resistance to the reaction is formed on the surface of the desulfurizing agent, since the particle size is small, the reaction proceeds almost to the center of the particle and the reaction rate increases.
又、ガス化炉に供給する微粉の石灰石のノズルを下向き
にすることにより、石灰石は慣性力により下側に進む動
きをする。これに対して生成ガスはガス化炉の下から上
の方向に向かうため、石灰石と向流接触するので粒子と
の相対速度が大きくなる。これによりガス境膜抵抗が小
さくなり、ガス側のH2S反応率は増大する。Further, by pointing the nozzle of the fine powder limestone supplied to the gasification furnace downward, the limestone moves downward due to inertial force. On the other hand, since the produced gas goes from the bottom to the top of the gasification furnace, it makes countercurrent contact with limestone, so that the relative velocity with the particles increases. This reduces the gas film resistance and increases the H 2 S reaction rate on the gas side.
微粉の石灰石の供給方法を水スラリで行うことにより供
給法が容易でコストもスラリーポンプが使えるため安く
なる。又、水スラリで供給すると水はガス化炉内で急激
に蒸発して、粒子が飛散し乱流状態となるため接触効率
が向上し、反応率は増大することになる。更に、水の蒸
発潜熱により高温の生成ガスが冷却され、炉内に伝熱管
を設置する必要がないので、ガス化炉の構造がシンプル
になる。By supplying water slurries as the method for supplying the fine limestone, the supplying method is easy and the cost is low because the slurry pump can be used. Further, when supplied by water slurry, water is rapidly evaporated in the gasification furnace and particles are scattered to be in a turbulent state, so that the contact efficiency is improved and the reaction rate is increased. Further, the high-temperature product gas is cooled by the latent heat of vaporization of water, and it is not necessary to install a heat transfer tube in the furnace, so that the structure of the gasification furnace is simplified.
以上の第2の実施例の詳細を第6図に示す。本プロセス
は石炭をスラグガス化するガス化炉1及びそれに付属す
る装置から成っている。ガス化すべき微粉石炭を石炭供
給管4よりガス化炉1の下部のスラグガス化部Bに供給
し、同時にガス化剤である酸素或いは空気を酸素供給管
5から供給する。そこで石炭はガス化されて生成ガスと
有害成分であるH2Sを発生する。又、石炭中の灰は溶融
しスラグとしてスラグ排出管6から系外に排出する。The details of the second embodiment described above are shown in FIG. The process consists of a gasifier 1 for slag gasifying coal and its associated equipment. The pulverized coal to be gasified is supplied from the coal supply pipe 4 to the slag gasification section B in the lower part of the gasification furnace 1, and at the same time oxygen or air as a gasifying agent is supplied from the oxygen supply pipe 5. There, the coal is gasified to generate product gas and H 2 S which is a harmful component. The ash in the coal is melted and discharged as slag from the slag discharge pipe 6 to the outside of the system.
一方、ガス化炉1の空塔部Aには、硫黄化合物であるH2
Sを除去するため脱硫剤供給管2を設け、微粉の脱硫
剤、例えば石灰石、ZnO、ドロマイト、酸化鉄等を供給
する。これらの脱硫反応は以下に示す通りである。On the other hand, in the empty column part A of the gasification furnace 1, H 2 which is a sulfur compound is
In order to remove S, a desulfurizing agent supply pipe 2 is provided to supply a fine desulfurizing agent such as limestone, ZnO, dolomite and iron oxide. These desulfurization reactions are as shown below.
CaCO3+H2S→CaS+H2O+CO2 …(1) CaO+H2S →Cas+H2O …(2) ZnO+H2S →ZnS+H2O …(3) FeO+H2S →FeS+H2O …(4) 空塔部Aに供給する脱硫剤の粒径は30μm以下であり、
又、供給ノズルの向きは水平より下向きとしている点、
更に、脱硫剤を水スラリで供給することが本実施例であ
る。CaCO 3 + H 2 S → CaS + H 2 O + CO 2 (1) CaO + H 2 S → Cas + H 2 O ... (2) ZnO + H 2 S → ZnS + H 2 O ... (3) FeO + H 2 S → FeS + H 2 O ... (4) Empty tower section The particle size of the desulfurizing agent supplied to A is 30 μm or less,
Also, the direction of the supply nozzle is downward from the horizontal,
Further, in this embodiment, the desulfurizing agent is supplied by water slurry.
第7図は、小型実験装置を用いた石灰石粒径と粒子側の
脱硫率の実験結果を示す。石灰石粒径が30μmより小さ
い範囲では、粒子側の脱硫反応は固相内での反応が律速
となり、脱硫率は90%以上が得られている。しかし、こ
れにより粒径が大きくなると脱硫剤の表面に反応の抵抗
となる硫化物が形成される結果、脱硫率は低下する。従
って粒子径としては30μm以下にすることが重要であ
る。FIG. 7 shows the experimental results of limestone particle size and particle-side desulfurization rate using a small-scale experimental apparatus. When the particle size of limestone is smaller than 30 μm, the desulfurization reaction on the particle side is rate-controlled in the solid phase, and the desulfurization rate is 90% or more. However, when the particle size is increased due to this, a sulfide that forms a reaction resistance is formed on the surface of the desulfurization agent, and as a result, the desulfurization rate is reduced. Therefore, it is important that the particle size is 30 μm or less.
第8図に、脱硫剤の供給方法を、水平方向と下向きにN2
ガスで輸送した場合の結果を示す。水平方向に入れた場
合には、脱硫剤粒子はすぐにガス流れに同伴されて反応
管の中を上昇するためガス側の脱硫率は低い。これに対
してノズルを下向きにした場合には、脱硫剤は慣性力に
より下側に進む動きとなる。生成ガスはガス化炉の下か
ら上の方向に向かうため、脱硫剤と向流接触するので粒
子との相対速度が大きくなる。これによりガス境膜抵抗
が小さくなり、ガス側のH2S脱硫率は向上し900℃では90
%以上が得られる。In FIG. 8, a method of supplying the desulfurizing agent, in a downward and horizontal N 2
The results when transported by gas are shown. When placed in the horizontal direction, the desulfurization agent particles are immediately entrained in the gas flow and rise in the reaction tube, so that the desulfurization rate on the gas side is low. On the other hand, when the nozzle is directed downward, the desulfurizing agent moves downward due to inertial force. Since the produced gas is directed from the bottom to the top of the gasification furnace, it makes countercurrent contact with the desulfurizing agent, so that the relative velocity with the particles becomes large. As a result, the gas membrane resistance is reduced, the H 2 S desulfurization rate on the gas side is improved, and at 900 ° C,
% Or more is obtained.
第9図には、石灰石を30%の水スラリとN2ガス輸送した
場合の実験結果を示す。水スラリで供給すると水はガス
化炉内で急激に蒸発して、いわゆるポップコーン現象に
より粒子が飛散し乱流状態となるため接触効率が向上
し、脱硫率はN2ガス輸送に比べて増大する。一方、供給
法はN2ガス輸送に比べて水スラリで行った方がスラリー
ポンプが使えるため容易であり、コストも安く、供給量
のコントロールも容易である。Fig. 9 shows the experimental results when limestone was transported with 30% water slurry and N 2 gas. When supplied by water slurry, water rapidly evaporates in the gasification furnace, particles are scattered due to the so-called popcorn phenomenon and a turbulent state occurs, so contact efficiency improves and desulfurization rate increases compared to N 2 gas transportation. . On the other hand, compared to N 2 gas transportation, water slurry is easier to use because it can use a slurry pump, the cost is lower, and the supply rate is easier to control.
更に、ガス化炉空塔部Aでは水の蒸発潜熱により高温の
生成ガスが冷却され、水スラリの供給量をコントロール
することにより出口生成ガス温度を抑制できる。本方法
を採用するとガス化炉空塔部に伝熱管(第10図参照)を
設置する必要がなくなるため、ガス化炉の構造がシンプ
ルとなり建設コストは低減できる。Further, in the gasification furnace empty column section A, the high-temperature generated gas is cooled by the latent heat of vaporization of water, and the outlet generated gas temperature can be suppressed by controlling the supply amount of water slurry. When this method is adopted, it is not necessary to install a heat transfer tube (see Fig. 10) in the empty column of the gasification furnace, so the structure of the gasification furnace is simple and the construction cost can be reduced.
以上述べたように、本実施例を用いることにより、効率
良く硫黄化合物を除去することが可能となる。微粉の脱
硫剤としては、石灰石以外にZnO、ドロマイト、酸化鉄
等も同等の効果があり、更に、水スラリで供給した場
合、蒸発したスチームにより未反応チャーのガス化も同
時に行うことが可能となる。As described above, by using this embodiment, the sulfur compound can be efficiently removed. Besides limestone, ZnO, dolomite, iron oxide, etc. have the same effect as a fine-powder desulfurizing agent.In addition, when supplied by water slurry, it is possible to simultaneously gasify unreacted char by vaporized steam. Become.
従来400〜900℃で流動層或いは固定層で高温脱硫するプ
ロセスは種々実施されているが、エントレイン方式でし
かもガス化炉に脱硫剤を供給してガス化と脱硫を同時に
スラグガス化する方法は他にみられない。Conventionally, various processes for high-temperature desulfurization in a fluidized bed or fixed bed at 400 to 900 ° C have been carried out.However, the method of entraining and supplying a desulfurizing agent to a gasification furnace to simultaneously gasify and desulfurize slag gas is I can't find anything else.
以上述べたように、本発明によれば、石炭のスラグガス
化プロセスにおいて、効率的、且つ、経済的に生成ガス
中の硫黄化合物を高温で除去しうるガス化炉における脱
硫方法を提供することができる。As described above, according to the present invention, in the slag gasification process of coal, it is possible to provide a desulfurization method in a gasification furnace capable of efficiently and economically removing a sulfur compound in a produced gas at a high temperature. it can.
第1図は本発明の脱硫方法を実施するための装置構成を
示す第1の実施例の概要図、第2図は第1図のA−A′
断面図、第3図はCaOの反応率を示す特性図、第4図はC
OSの分解率を示す特性図、第5図は従来の装置構成を示
すブロック図、第6図は本発明の第2の実施例を示す概
要図、第7図は石灰石粒径と脱硫率の関係を示す特性
図、第8図及び第9図は反応温度と脱硫率の関係を示す
特性図、第10図は従来のガス化発電プロセスの他の例を
示すブロック図である。 1……ガス化炉、 2……脱硫剤供給管、 3……スチーム供給管、 4……石灰供給管、 5……O2供給管、 6……スラグ抜出管、 7……生成ガス出口管。FIG. 1 is a schematic diagram of a first embodiment showing the apparatus configuration for carrying out the desulfurization method of the present invention, and FIG. 2 is an AA ′ of FIG.
Sectional view, Fig. 3 is a characteristic diagram showing the reaction rate of CaO, and Fig. 4 is C
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the decomposition rate of the OS, FIG. 5 is a block diagram showing a conventional apparatus configuration, FIG. 6 is a schematic diagram showing the second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a graph showing the limestone particle size and the desulfurization rate. FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship, FIG. 8 and FIG. 9 are characteristic diagrams showing the relationship between the reaction temperature and the desulfurization rate, and FIG. 10 is a block diagram showing another example of the conventional gasification power generation process. 1 ... Gasification furnace, 2 ... Desulfurizing agent supply pipe, 3 ... Steam supply pipe, 4 ... Lime supply pipe, 5 ... O 2 supply pipe, 6 ... Slag extraction pipe, 7 ... Product gas Outlet pipe.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01D 53/52 53/77 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location B01D 53/52 53/77
Claims (3)
てスラグガス化するガス化炉における脱硫方法におい
て、前記石炭微粉と酸素又は空気は、前記ガス化炉の下
部に供給されると共に、微粉の脱硫剤及び水蒸気は、前
記ガス化炉の上部の空塔部に同時に供給され、且つ前記
微粉の脱硫剤は、前記ガス化炉の周面に対して接線方向
に又は前記ガス化炉の水平方向に対して下向きに供給さ
れることを特徴とするガス化炉における脱硫方法。1. A desulfurization method in a gasification furnace in which a coal fine powder is carried by a stream of oxygen or air for slag gasification, wherein the coal fine powder and oxygen or air are supplied to a lower portion of the gasification furnace and at the same time, The desulfurizing agent and water vapor are simultaneously supplied to the empty tower section of the upper part of the gasification furnace, and the desulfurizing agent of the fine powder is tangential to the peripheral surface of the gasification furnace or in the horizontal direction of the gasification furnace. The method for desulfurization in a gasification furnace is characterized in that the gas is supplied downwardly to the gasification furnace.
の脱硫剤は30[μm]以下の微粉の石灰石であることを
特徴とするガス化炉における脱硫方法。2. The desulfurization method in a gasification furnace according to claim 1, wherein the desulfurizing agent for fine powder is fine limestone having a particle size of 30 [μm] or less.
て、前記微粉の石灰石は、水スラリとして供給されるこ
とを特徴とするガス化炉における脱硫方法。3. A desulfurization method in a gasification furnace according to claim 1 or 2, wherein the fine limestone is supplied as water slurry.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP61104526A JPH07116455B2 (en) | 1986-05-07 | 1986-05-07 | Desulfurization method in gasification furnace |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61104526A JPH07116455B2 (en) | 1986-05-07 | 1986-05-07 | Desulfurization method in gasification furnace |
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Publication Number | Publication Date |
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JPS62260889A JPS62260889A (en) | 1987-11-13 |
JPH07116455B2 true JPH07116455B2 (en) | 1995-12-13 |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP61104526A Expired - Fee Related JPH07116455B2 (en) | 1986-05-07 | 1986-05-07 | Desulfurization method in gasification furnace |
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Families Citing this family (2)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5438602B2 (en) * | 1974-04-26 | 1979-11-22 |
-
1986
- 1986-05-07 JP JP61104526A patent/JPH07116455B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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JPS62260889A (en) | 1987-11-13 |
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