JPH11226350A

JPH11226350A - 乾式脱硫塔内の脱硫剤を再生塔に導入して再生空気で再生する方法

Info

Publication number: JPH11226350A
Application number: JP10031575A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Hori; 哲哉堀
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1998-02-13
Filing date: 1998-02-13
Publication date: 1999-08-24

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の課題は、乾式脱硫における脱硫剤再
生反応を簡便かつ低コストで促進できる方法を提供する
ことである。【解決手段】乾式脱硫塔１内の脱硫剤を再生塔４に導
入して再生空気で再生する方法において、脱硫後の脱硫
剤に、その再生温度より低い温度で燃焼する再生反応補
助剤を混ぜて再生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、乾式脱硫塔内の脱
硫剤を再生塔に導入して再生空気で再生する方法に係
り、特に、脱硫剤を再生する再生反応を促進する再生反
応補助剤を再生塔に投入することにより再生反応を促進
する乾式脱硫塔内の脱硫剤を再生塔に導入して再生空気
で再生する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】石炭等の燃料を燃焼した場合に発生する
高濃度の硫黄分を含んだガス（石炭ガス化ガス等）から
硫黄分（主にＨ₂Ｓ）を乾式脱硫剤の流動床によって除
去する流動床乾式脱硫装置は、高濃度の硫黄分を含んだ
ガスを導入して乾式脱硫剤で脱硫する脱硫塔と、脱硫性
能の落ちた乾式脱硫剤を再生する脱硫剤再生塔とから主
に構成される。脱硫剤としてＦｅ₂Ｏ₃を用いてガス化
ガスを脱硫する場合、脱硫塔における脱硫反応は下式の
通りである。

【０００３】３Ｆｅ₂Ｏ₃＋Ｈ₂→２Ｆｅ₃Ｏ₄＋Ｈ₂Ｏ（１）Ｆｅ₃Ｏ₄＋３Ｈ₂Ｓ＋Ｈ₂→３ＦｅＳ＋４Ｈ₂Ｏ（２）また、この場合、再生塔における脱硫剤の再生反応は下
式の通りである。

【０００４】４ＦｅＳ＋７Ｏ₂→２Ｆｅ₂Ｏ₃＋４ＳＯ₂ （３）４Ｆｅ₃Ｏ₄＋Ｏ₂→６Ｆｅ₂Ｏ₃ （４）上記の再生反応において排出されるガス中の高濃度のＳ
Ｏ₂は、このガスに無煙炭を投入することにより硫黄の
単体（Ｓ）に還元して回収し、あるいはアルカリ性の吸
収剤（石灰石等）スラリ液に吸収させて石膏（ＣａＳＯ
₄）として回収する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に乾式脱硫剤を再生塔で再生する場合、使用する脱硫剤
によっては、再生塔全体で再生反応がスムーズに開始さ
れるための温度すなわち再生反応開始温度が比較的高い
（つまり再生塔内の温度が比較的高温にならないと再生
塔全体で再生反応が開始されない）場合がある。

【０００６】また、上記のような再生反応においては、
再生反応を開始した一部の脱硫剤からの反応熱（反応式
（３）は発熱反応である）で再生塔内の温度が再生反応
開始温度まで上がることにより、再生塔全体でスムーズ
に再生反応が進行する。ところが、脱硫条件によって
は、再生塔内に導入された乾式脱硫剤に含まれる硫化物
（上記の例ではＦｅＳ）の割合が比較的少ないことがあ
り、このような場合、再生塔全体で再生反応をスムーズ
に開始するのに充分な発熱量が得られないことがある。

【０００７】つまり、従来の乾式脱硫装置においては、
硫化して脱硫能力の落ちた乾式脱硫剤を再生塔で再生さ
せる場合、使用される脱硫剤の性質及び再生塔に導入さ
れた脱硫剤の硫化率等の要因により、再生塔内での再生
反応が速やかに進行しないことがあった。

【０００８】よって、従来においては、再生塔での再生
反応が確実かつ速やかに進行するように、再生塔全体で
再生反応が開始されるのに充分な又はそうした再生反応
を維持できるだけの熱量を、ヒータによって再生塔に供
給することが行われていた。

【０００９】ところが、このように再生反応の進行に必
要な熱量をヒータによって得ようとすると、再生塔が大
型になった場合に加熱ヒータも大きなものが必要にな
り、加熱のために大量のエネルギーが必要になるという
問題があった。

【００１０】そこで、本発明の目的は、乾式脱硫におけ
る脱硫剤再生反応を簡便かつ低コストで促進できる方法
を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明は、乾式脱硫塔内の脱硫剤を再生塔に
導入して再生空気で再生する方法において、脱硫後の脱
硫剤に、その再生温度より低い温度で燃焼する再生反応
補助剤を混ぜて再生することを特徴とする。

【００１２】請求項２の発明は、脱硫後の脱硫剤が乾式
脱硫塔から上記再生塔に移送される際に上記再生反応補
助剤を混ぜることを特徴とする。

【００１３】請求項３の発明は、上記脱硫剤が酸化金属
であり、上記再生反応補助剤が炭素を主成分としたもの
であることを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施の形態を
添付図面を用いて説明する。

【００１５】図１に、本発明の乾式脱硫剤の再生におい
て再生反応補助剤を使用する方法を取り入れた乾式脱硫
装置２０が示されている。図示されるように、乾式脱硫
装置２０は、硫黄分を含んだ石炭ガス化ガス等のガスを
乾式ベースで脱硫する（流動床）乾式脱硫塔１（以下、
脱硫塔１と称する）と、脱硫塔１の後段に設けられ硫化
して脱硫性能の落ちた乾式脱硫剤（Ｆｅ₂Ｏ₃等）が落
下する脱硫剤移送ポット２と、脱硫剤移送ポット２から
移送された脱硫剤がガス成分から分離される脱硫剤分離
ポット３と、脱硫剤分離ポット３でガス成分から分離さ
れた脱硫剤を再生空気で再生する（脱硫剤）再生塔４
と、再生塔４から排出されるガスからＳＯ₂をフィルタ
５を介して吸収除去するＳＯ₂吸収装置６とを順に接続
して構成される。

【００１６】脱硫剤移送ポット２には、脱硫剤の再生反
応を補助する再生反応補助剤（炭素を主成分とした物
質）を供給する再生反応補助剤容器（再生反応補助剤供
給手段）７がバルブ等の流量制御装置（図示されず）を
介して接続される。

【００１７】なお、上記の構成を簡略化して示したもの
が、図２である。

【００１８】脱硫塔１の底部には、高濃度の硫黄酸化物
を含んだガスを脱硫塔１の流動床下部へ導入するガス導
入手段１０が接続される。また、脱硫塔１の頂部には、
脱硫されたガス（脱硫ガス）を排出する脱硫ガス排出手
段１１が接続される。

【００１９】脱硫剤分離ポット３の頂部からは、脱硫剤
分離ポット３で脱硫剤から分離されたガス（循環ガス）
を移送するガス移送ライン１２が延び、ガス移送ライン
１２は、ガス導入手段１０にフィルタ９及び循環ガス圧
縮機８を介して接続される。ガス移送ライン１２は、ま
た、脱硫剤移送ポット２の底部及び脱硫剤再生塔４の底
部に接続される。なお、ＳＯ₂吸収装置６をガス移送ラ
イン１２に接続し、ＳＯ₂を除去されたガスがガス移送
ライン１２に導入されるように構成してもよい。

【００２０】循環ガスは基本的に空気と同様の成分を有
するが、これに例えば図２に示されるように窒素ガス，
空気等を適宜加えて、その成分（特にＯ₂の割合）が脱
硫剤の再生空気として適当となるように調整してよいの
は勿論である。

【００２１】高濃度の硫黄分を含んだガスがガス導入手
段１０を介して脱硫塔１の底部に導入され、ガスは脱硫
塔１内を上昇しながら、脱硫塔１内の流動床を流動する
脱硫剤（Ｆｅ₂Ｏ₃等）によって乾式ベースで脱硫され
る（反応式（１）及び（２）参照）。硫黄分を除去され
た脱硫ガスは、脱硫塔１の頂部から脱硫ガス排出手段１
１を介して排出され、図示されない諸装置において発電
等に利用された後、大気放出される。

【００２２】上記の脱硫反応によって硫化して脱硫効率
の落ちた脱硫剤は、脱硫塔１の流動床下部から脱硫剤移
送ポット２に落下した後、ガス移送ライン１２からの循
環ガス（循環ガス圧縮機８によって既に昇圧されてい
る）によって吹き上げられ、脱硫剤分離ポット３に送ら
れる。脱硫剤分離ポット３では脱硫剤とガスとの分離が
行われ、分離された脱硫剤は脱硫剤再生塔４の流動床上
部に導入される。

【００２３】脱硫剤再生塔４には、ガス移送ライン１２
からの循環ガス（循環ガス圧縮機８によって昇圧済み）
が導入されて脱硫剤再生塔４内に充分なガス流がもたら
され、この結果、脱硫剤再生塔４において上記の反応式
（３）及び（４）に基づいて脱硫剤の再生が行われる。
そして、元のフレッシュな状態に再生された脱硫剤は、
脱硫剤再生塔４の流動床下部から脱硫塔１の流動床上部
に戻される。

【００２４】一方、脱硫剤分離ポット３で脱硫剤から分
離されたガスは、循環ガスとしてガス移送ライン１２内
をフィルタ９を介して移送され、循環ガス圧縮機８で昇
圧される。その後、循環ガスの一部は上述のように脱硫
剤移送ポット２及び脱硫剤再生塔４に導入され、脱硫剤
移送ポット２においては硫化した脱硫剤の移送を行うと
共に、脱硫剤再生塔４においては再生反応に必要なガス
流を発生させる。循環ガスのうち脱硫剤移送ポット２又
は脱硫剤再生塔４に導入されなかったものは、ガス化ガ
ス導入手段１０に送られてガス化ガスに合流する。以上
の過程が繰り返され、脱硫及び硫化した脱硫剤の再生が
連続して行われる。

【００２５】また、上述のように脱硫剤を再生する結
果、脱硫剤再生塔４の頂部から高濃度のＳＯ₂を含むガ
ス（反応式（３）参照）が排出され、この高濃度ＳＯ₂
含有ガスは、フィルタ５を介してＳＯ₂吸収装置６に送
られる。ＳＯ₂吸収装置６に送られた高濃度ＳＯ₂含有
ガスは、ＳＯ₂吸収装置６内でＳＯ₂吸収剤（ＣａＯ
等）と接触し、これによりＳＯ₂が石膏等として吸収除
去される。ＳＯ₂を除去された後のガスを、図示される
ように再びガス移送ライン１２に戻してもよい。

【００２６】さて、本実施の形態において、硫化した脱
硫剤の再生を行う際に再生塔４内で再生反応が起こりに
くい場合（脱硫剤の再生開始温度が高い場合、あるいは
スタートアップ時など脱硫剤中の硫黄分が少ない場合を
含む）は、再生反応補助剤容器７内の再生反応補助剤
（炭素を主成分とした物質）を、図示されないバルブ等
の流量制御装置を介して脱硫剤移送ポット２に適宜供給
する。脱硫剤移送ポット２に供給された再生反応補助剤
は、脱硫剤分離ポット３を介して再生塔４に送られる。

【００２７】再生塔４に送り込まれた再生反応補助剤
は、循環ガス中のＯ₂と下式のように反応する。

【００２８】Ｃ＋Ｏ₂→ＣＯ₂ （５）このとき発生する反応熱により、たとえ脱硫剤の再生開
始温度として比較的高い温度が要求される場合であって
も再生塔４内の温度がその再生開始温度まで確実に上昇
し、再生塔４全体で脱硫剤の再生反応（上記の反応式
（３）及び（４）参照）が速やかに開始されると共に再
生反応が安定して維持される。また、スタートアップ時
など脱硫剤中の硫黄分が少ない場合でも、再生塔４内の
温度がやはり再生開始温度まで確実に上昇して再生反応
が促進されると共に、再生反応が安定して維持される。

【００２９】なお、本発明の再生反応補助剤を用いて脱
硫剤の再生反応を促進する方法は、本実施の形態におい
て流動床を有する乾式脱硫装置と共に用いられている
が、これに限定されないのは勿論であり、流動床を有さ
ないタイプの乾式脱硫装置にも適用できる。

【００３０】以上要するに本発明によれば、炭素を主成
分とする再生反応補助剤を乾式脱硫装置の再生塔に投入
し、この補助剤の発熱反応により得られる熱量で脱硫剤
の再生反応を促進するので、再生開始温度の高い脱硫剤
を使用する場合や、運転開始当初など再生塔内の温度が
上がりにくい場合でも、再生反応が確実に開始・促進さ
れると共に安定して維持される。

【００３１】

【発明の効果】以上、本発明の乾式脱硫塔内の脱硫剤を
再生塔に導入して再生空気で再生する方法によれば、炭
素を主成分とする再生反応補助剤を乾式脱硫装置の再生
塔に投入し、この補助剤の発熱反応により得られる熱量
で脱硫剤の再生反応を促進するので、再生開始温度の高
い脱硫剤を使用する場合や、運転開始当初など再生塔内
の温度が上がりにくい場合でも、再生反応が確実に開始
・促進されると共に安定して維持される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の乾式脱硫塔内の脱硫剤を再生塔に導入
して再生空気で再生する方法に基づく装置を示す概略図
である。

【図２】図１の主要部分を示す概略図である。

【符号の説明】

１乾式脱硫塔４再生塔７再生反応補助剤供給手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】乾式脱硫塔内の脱硫剤を再生塔に導入し
て再生空気で再生する方法において、脱硫後の脱硫剤
に、その再生温度より低い温度で燃焼する再生反応補助
剤を混ぜて再生することを特徴とする乾式脱硫塔内の脱
硫剤を再生塔に導入して再生空気で再生する方法。
【請求項２】脱硫後の脱硫剤が乾式脱硫塔から上記再
生塔に移送される際に上記再生反応補助剤を混ぜる請求
項１記載の乾式脱硫塔内の脱硫剤を再生塔に導入して再
生空気で再生する方法。
【請求項３】上記脱硫剤が酸化金属であり、上記再生
反応補助剤が炭素を主成分としたものである請求項１記
載の乾式脱硫塔内の脱硫剤を再生塔に導入して再生空気
で再生する方法。