JPH0746339Y2

JPH0746339Y2 - 脱じん・脱硫装置

Info

Publication number: JPH0746339Y2
Application number: JP1989054177U
Authority: JP
Inventors: 浩範田尻; 健三郎児玉
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1989-05-11
Filing date: 1989-05-11
Publication date: 1995-10-25
Anticipated expiration: 2004-05-11
Also published as: JPH02147218U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、粒状の脱硫剤をろ過剤を兼ねて使用し、集じ
んと脱硫とを同時に効率よく行わせる脱じん・脱硫装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

硫化水素およびダストを含有する高温ガス、例えば、石
炭ガス化によって生成したガスを、複合サイクル発電用
燃料、溶融炭酸塩型燃料電池用燃料などとして使用する
際には、ガス中のダストおよび硫化水素を大部分除去す
る必要がある。従来技術では、ガスを一旦冷却し、湿式
法で精製する方式が一般的である。しかしこの方式は、
ガスを冷却することにより熱効率が低下する。このた
め、脱じん・脱硫を400℃前後の高温下で行う乾式ガス
精製技術が、現在開発されつつある。

乾式ガス精製技術のうち、脱硫としては、金属酸化物系
（例えばFe₂O₃、Fe₃O₄、CaO）粒状脱硫剤を用いた固定
床、または流動床方式の脱硫装置や、ハニカムなどに金
属酸化物を担持させたタイプの脱硫装置の開発が進めら
れている。これらはいずれも脱硫剤を再生し、繰り返し
て使用することを特徴としている。また、脱じん装置と
しては、硅砂、セラミックボールなどの粒状ろ過材を用
いた移動床集じん（グラニュラベッドフィルター）や金
属またはセラミックスの多孔質体や織物を用いた高温フ
ィルターが開発されている。

従来、実開昭57−25732号公報には、平板状の充填層を
複数個直立状に並設し、充填層間にガス流路を形成し
て、ガスが充填層を蛇行通過するように仕切板を設けた
固気接触反応装置が開示されている。

また、特開昭63−104631号公報には、ろ材または吸着材
料を充填した移動床の下部分離段に、空気流またはガス
流を通した後、移動床の上部分離段に通すようにした浄
化装置が開示されている。

〔考案が解決しようとする課題〕

上記の従来の乾式ガス精製技術は、ろ過集じんと脱硫と
をそれぞれ別々に実施するものであり、装置建設費が嵩
むという不都合がある。

また、実開昭57−25732号公報に記載された装置は、固
気接触反応装置に関するもので、脱じんについては何ら
開示も示唆もされていない。

さらに、特開昭63−104631号公報記載の装置は、ろ材ま
たは吸着剤を用いる装置に関するもので、脱硫反応と脱
じんとを同時に行うことについては、何ら開示も示唆も
されていない。

そこで、本考案者は、第１図および第２図に示すよう
に、装置本体１内の縦方向の略中央部に、通気性支持体
２、２間に粒状脱硫剤３を充填して形成した充填層４を
設けて、装置本体１内を二つの部分５、６に仕切り、一
方の部分５の略中央部を略横方向に仕切板７で仕切ると
ともに、この仕切板７の下側の一方の部分に被処理ガス
入口８を設け、前記仕切板７の上側の一方の部分に清浄
ガス出口10を設け、さらに一方の部分５の下端および他
方の部分６の下端にダスト抜出口11、12を設け、充填層
４の下端に脱硫剤・ダスト抜出口13を設けた脱じん・脱
硫装置を開発している。

以下、本考案者が開発した脱じん・脱硫装置の一例を、
第１図および第２図に基づいて説明する。第１図はこの
脱じん・脱硫装置の縦断面を示し、第２図は第１図にお
けるＡ−Ａ線断面を示している。

第１図および第２図において、ダストおよび硫化水素を
含む高温の被処理ガスは、被処理ガス入口８から装置本
体１内に供給され、大粒径のダストは沈降してダスト抜
出口11から排出される。被処理ガスは脱じんに適したガ
ス速度で充填層４の下部を通過し、主として脱じんされ
る。なお、僅かではあるが脱硫もされる。ついで、被処
理ガスは上昇し、脱硫に適したガス速度で充填層４の上
部を通過し、主として脱硫されると同時に精密集じんも
され、清浄ガス出口10から清浄ガスとして排出される。
なお、装置本体内の他方の部分６でも、一部の大粒径ダ
ストが沈降し、ダスト抜出口12から排出される。

脱硫剤・ダスト抜出口13から排出された脱硫剤・ダスト
の一部は充填層４の上部に循環されて再使用され、残部
はダスト分離機14に導入されて使用済脱硫剤とダストと
に分離される。分離された使用済脱硫剤は再生器15に導
入されて、酵素含有気体と接触されることにより再生さ
れ、充填層４の上部に供給される。

充填層４は、連続的な移動層または間欠的な移動層のい
ずれでもよい。また第１図では、ガスの上流側の通気性
支持体をルーバ、下流側の通気性支持体を金網またはパ
ンチングメタルとする場合をを示しているが、これらに
限ることなく、ルーバ、金網、パンチングメタルを単独
に、または組み合わせて使用することもできる。16、17
は仕切板であるが、仕切板16を設けない場合もある。ま
た、仕切板17の高さを、ガスがショートパスしないよう
に、充填層４の厚みよりも大きくしなければならない。

しかし、第１図および第２図に示す脱じん・脱硫装置で
は、後段パスにおいて、ガス中に残存するダストが沈殿
しても、これを効果的に回収することができず、後段充
填層のダスト負荷が増大するという問題がある。

本考案は上記の諸点に鑑みなされたもので、移動床下部
で集じんを主として行い、移動床上部で脱硫を主として
行うようにし、さらに、後段パスにおいて、ガス中に残
存するダストを効果的に回収できるようにした脱じん・
脱硫装置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、本考案の脱じん・脱硫装
置は、第３図〜第５図に示すように、下部にホッパ状部
20を有する円筒状の装置本体21内に、通気性支持体22、
22間に粒状脱硫剤23を充填して形成した中空円筒状の充
填層24を縦方向に設けて、装置本体21と充填層24との間
に外側空間25が形成されるように仕切り、この外側空間
25の略ｆ央部を略横方向に仕切り板26で仕切るととも
に、この仕切板26の下側の装置本体ん被処理ガス入口27
を設け、さらにこの仕切板26の上側で充填層24の間の内
側空間28を１個以上の奇数個の仕切板30で略横方向に仕
切って沈降ダスト回収ゾーン50を形成するとともに、こ
の沈降ダスト回収ゾーン50にダスト抜出しパイプ35を接
続し、前記仕切板30の上側の外側空間にそれぞれ略横方
向の仕切板31を設け、最上位の仕切板の上側の装置本体
に清浄ガス出口32を設け、装置本体21の下端に脱硫剤・
ダスト抜出口33を設けたことを特徴とするものである。

粒状脱硫剤としては、酸化鉄、鉄鉱石などが用いられ、
通気性支持体としては、ルーバ、金網、パンチングメタ
ルなどが用いられる。

〔作用〕

装置本体内に導入されたダストおよび硫化水素を含む高
温の被処理ガスは、大粒径ダストが沈降または慣性によ
り分離された後、充填層の下部を通過し粒状脱硫剤と接
触して脱じんされる。なお、この時、僅かではあるが脱
硫もされる。ついではガスは反転して充填層の上部を通
過し粒状脱硫剤と接触して脱硫される。このとき、精密
集じんも同時に行われる。

また、本考案では、後段パスにおいて、沈降ダストを回
収するための空間が設けてあり、後段充填層へのダスト
負荷を軽減し、全体として集じん効率を上昇させ、さら
に、充填材の移動速度を広範囲にコントロールすること
を可能にしている。

脱硫剤として酸化鉄を用い、被処理ガスとして石炭ガス
化ガスを用いる場合の反応式は、つぎの通りである。

3Fe₂O₃＋H₂→2Fe₃O₄＋H₂O Fe₃O₄＋H₂＋3H₂Ｓ→3FeS＋4H₂O 脱じんに適したガス速度は、ダストの性状や要求性能に
よって異なるが、およそ0.05〜0.5m/s程度に選択する。
これは、出口側に近づく程遅くとることにより、再飛散
が抑えられ性能は向上する。

脱硫については、粒子とガスが接触している部分での脱
硫剤の硫化率、ガスの関与成分分圧、脱硫剤の寸法形状
により反応速度が決まる。また、脱硫剤の製造方法によ
り、反応速度に対する硫化度の影響が大きく異なる。

ガス速度を速くとることで、反応速度はやや上がるが、
反応速度のための固気接触時間と上記のダスト再飛散、
圧損を考慮して選定する必要がある。

これらを考慮して、そのシステムにおいて最も適切なパ
ス数、流速となるように装置を設計する。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本考案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部材の
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、本考案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。

実施例１第３図は本例の脱じん・脱硫装置の縦断面を示し、第４
図は第１図におけるＢ−Ｂ線断面を示している。

ダストおよび硫化水素を含む高温の被処理ガスは、被処
理ガス入口27から接線方向に装置本体21内に供給され、
慣性力により大粒径ダストは分離・沈降して粒状脱硫剤
中に混入する。すなわち、ホッパ状部20でまず一次集じ
んされる。

ついで、被処理ガスは脱じんに適したガス速度で充填層
４の下部を通過し、主として脱じんされもる（二次集じ
ん）。この時、僅かではあるが脱硫もされる（一次脱
硫）。ついで、被処理ガスは内側空間28内を上昇して充
填層24の略中央部を通過し、外側空間25を上昇して充填
層24を通過した後、内側空間28を上昇して充填層24の上
部を通過して、脱硫と脱じんとが行われる（二次脱硫お
よび三次脱じん）。清浄ガスは清浄ガス出口32から排出
される。34は粒状脱硫剤供給口である。

内側空間28の仕切板30は、漏斗状に傾斜しており、この
仕切板30の上部に、沈降ダスト回収ゾーン50が形成され
ており、この仕切板30の中央部に、下端がホッパ状部20
の底部に位置するダスト抜出し用のパイプ35が連通され
ている。このため、仕切板30上に落下したダストは、パ
イプ35内を落下してホッパ状部20内の底部の粒状脱硫剤
中に混入する。

脱硫剤・ダスト抜出口33から排出された脱硫剤・ダスト
の一部は充填層24の上部に循環されて再使用され、残部
は、第３図では図示していないが第１図に示したのと同
様に、ダスト分離機に導入されて使用済脱硫剤とダスト
とに分離される。分離された使用済脱硫剤は再生器に導
入されて、酸素含有気体とを接触させることにより再生
され、充填層24の上部に供給される。

充填層24は、連続的は移動層または間欠的な移動層のい
ずれでもよい。また第３図では、ガスの上流側の通気性
支持体をルーバ、下流側の通気性支持体を金網またはパ
ンチングメタルとする場合を示しているが、これらに限
ることなく、ルーバ、金網、パンチングメタルを単独、
または組み合わせて使用することができる。各仕切板2
6、30、31の側部および充填層24の下端には、ガスがシ
ョートパスしないように仕切板36が設けられているが、
これらの仕切板36の高さを、充填層24の厚みよりも大き
くする必要がある。

なお、第３図では、内側空間28内に仕切板30を１個用い
る場合を示しているが、これを３個以上の奇数個とする
ことも可能である。

実施例２本例の脱じん・脱硫装置は、第５図に示すように、下部
のホッパ状部20aの充填層24の下端よりやや上側の底面
を開口部37とし、さらに、ホッパ状部20aと開口部37と
を間隙38を有して被覆するようにホッパ状部40を設け、
このホッパ状部40に大粒径ダスト抜出口41を接続したも
のである。したがって、ホッパ状部40で慣性力により一
次集じんされた大粒径ダストのみを抜き出すことがで
き、ダスト分離機の負荷を軽減することができる。他の
構成、作用は、実施例１の場合と同様である。

〔考案の効果〕

本考案の脱じん・脱硫装置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。

（１）粒状脱硫剤の移動床下部で、集じんを主体とした
処理を行い、移動床上部で脱硫を主体とした処理を行う
ことができるので、装置のコンパクト化および低コスト
化を図ることができる。

（２）一つの装置内で、ガスを充填層内を複数回通過さ
せて脱じんと脱硫とを行うことができ、また、プレ集じ
んとして大粒径ダストを予め除じんすることができる。

（３）後段パスにおいて、沈降ダストを回収するための
空間が設けてあり、沈降ダスト回収ゾーンからダスト抜
出しパイプの中を通ってダストが沈降するので、後段充
填層へのダスト負荷が軽減され、全体として集じん効率
が上昇、さらに、充填材の移動速度を広範囲にコントロ
ールすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案者が開発した脱じん・脱硫装置の一例を
示す概略構成図、第２図は第１図におけるＡ−Ａ線断面
説明図、第３図は本考案の脱じん・脱硫装置の一実施例
を示す概略構成図、第４図は第３図におけるＢ−Ｂ線断
面説明図、第５図は本考案の脱じん・脱硫装置の他の実
施例を示す概略構成図である。１……装置本体、２……通気性支持体、３……粒状脱硫
剤、４……充填層、５……一方の部分、６……他方の部
分、７……仕切板、８……被処理ガス入口、10……清浄
ガス出口、11,12……ダスト抜出口、13……脱硫剤・ダ
スト抜出口、14……ダスト分離機、15……再生器、16,1
7……仕切板、20,20a……パッパ状部、21……装置本
体、22……通気性支持体、23……粒状脱硫剤、24……充
填層、25……外側空間、26……仕切板、27……被処理ガ
ス入口、28……内側空間、30……仕切板、31……仕切
板、32……清浄ガス出口、33……脱硫剤・ダスト抜出
口、34……粒状脱硫剤供給口、35……パイプ、36……仕
切板、37……開口部、38……間隙、40……ホッパ状部、
41……大粒径ダスト抜出口、50……沈降ダスト回収ゾー
ン

───────────────────────────────────────────────────── 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Ｃ１０Ｋ 1/22

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】下部にホッパ状部（20）を有する円筒状の
装置本体（21）内に、通気性支持体（22、22）間に粒状
脱硫剤（23）を充填して形成した中空円筒状の充填層
（24）を縦方向に設けて、装置本体（21）と充填層（2
4）との間に外側空間（25）が形成されるように仕切
り、この外側空間（25）の略中央部を略横方向に仕切板
（26）で仕切るとともに、この仕切板（26）の下側の装
置本体に被処理ガス入口（27）を設け、さらにこの仕切
板（26）の上側で充填層（24）の間の内側空間（28）を
１個以上の奇数個の仕切板（30）で略横方向に仕切って
沈降ダスト回収ゾーン（50）を形成するとともに、この
沈降ダスト回収ゾーン（50）にダスト抜出しパイプ（3
5）を接続し、前記仕切板（30）の上側の外側空間にそ
れぞれ略横方向の仕切板（31）を設け、最上位の仕切板
の上側の装置本体に清浄ガス出口（32）を設け、装置本
体（21）の下端に脱硫剤・ダスト抜出口（33）を設けた
ことを特徴とする脱じん・脱硫装置。