JPH0790141B2

JPH0790141B2 - 乾式脱硫・脱じん方法

Info

Publication number: JPH0790141B2
Application number: JP1124943A
Authority: JP
Inventors: 幸輔吉田; 勝也石川; 憲明和泉
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1989-05-18
Filing date: 1989-05-18
Publication date: 1995-10-04
Anticipated expiration: 2010-10-04
Also published as: JPH02303515A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業状の利用分野〕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とともに、多孔質媒体の
再生（脱硫と脱じんの双方の機能の回復）を同時に行う
ことができ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、H₂S、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
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℃）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、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、系外への取り出しが可能
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
ウ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塔使用し、還元、吸収、SO₂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、何ら記載がない。

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℃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と
ともに、多孔質媒体の再生（脱硫と脱じんの双方の機能
の回復）を同時に行うことができ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
方法は、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、
ダストをろ過捕集し、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、H₂S、COS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通過する際、
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。多孔質媒体が劣化すると、酸素
含有気体を逆洗ガスとして、同時または順次に流して、
多孔質媒体を再生する。

〔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部材の
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
成等により空隙を有した多孔質媒体を作る場合を示して
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、担持させた
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、複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、パルス状等と逆洗により、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、補修ダストの払落しを行う。

再生反応は強発熱反応であり、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。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。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が再生およびダス
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に酸素含有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。

（１）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・脱じんを同
時に行うとともに、多孔質媒体の再生（脱硫と脱じんの
双方の機能の回復）を同時に行うことができるので、装
置がシンプル、かつ、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）し、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）酸素含有ガスによる逆洗により、700℃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
目詰まりの原因となる）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。１……活性成分、２……無機成分、３……無機成分層、
４……活性成分被膜、５……活性成分層、6a、6b、6c…
…反応器、7a、7b、7c……多孔質媒体

フロントページの続き (56)参考文献特開昭63−134028（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−15117（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−11625（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−291986（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項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、ダストをろ過捕集し、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
特徴とする乾式脱硫・脱じん方法。