JPH11349964A - 硫酸アンモニウム製造型ガス化発電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】硫酸アンモニウムを製造する発電装置を提供す
る。 【解決手段】炭素，水素，硫黄，窒素を含む石炭などの
被ガス化剤１を酸素などの酸化剤１０２によりガス化炉
４内でガス化し、可燃性の生成ガス１０３を得、該生成
ガス中の煤塵を脱塵装置６で除去し、該生成ガス中に混
入するアンモニアおよび硫化水素をアンモニア除去装置
７と硫化水素除去装置８で回収する。該アンモニアと硫
化水素は硫酸アンモニウム製造装置１７に供給されて硫
酸アンモニウム112を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体または液体の
被ガス化剤を酸化剤によりガス化して可燃性の生成ガス
を得、該ガスをガスタービンに供給して発電するガス化
発電装置において、被ガス化剤中に含まれる硫黄分と窒
素分から発生する硫化水素とアンモニアを上記生成ガス
から回収し、該硫化水素と該アンモニアから硫酸アンモ
ニウムを製造する硫酸アンモニウム製造型ガス化発電装
置に関わる。

【０００２】

【従来の技術】従来、固体または液体の被ガス化剤を酸
化剤によりガス化して可燃性の生成ガスを得、該生成ガ
スをガスタービンに供給して発電するガス化発電装置に
おいて、上記可燃性ガス中に混入するアンモニアおよび
硫化水素を除去した後、該アンモニアおよび硫化水素を
処理する方法としては、以下のようなものがある。

【０００３】アンモニアの処理方法としては、例えば、
特開平9−276700号公報や特開平9−313940号公報に示さ
れる触媒を用いて、アンモニアを分解する方法がある。

【０００４】硫化水素の処理装置および方法としては、
例えば特開平6−293888 号公報や特開平9−268904 号公
報に示されるように、回収した硫化水素を焼却炉で燃焼
し、得られたガスを石灰石と反応させることにより、石
膏を得る装置がある。また、特開平9−183618 号公報の
ように硫化水素を触媒反応器に通じ、二酸化硫黄を得、
該二酸化硫黄を石灰石と反応させることにより石膏を得
る方法がある。

【０００５】しかし、アンモニアと硫化水素から硫酸ア
ンモニウムを得る装置を上記発電装置に付加した例は見
あたらない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来のアンモニ
アおよび硫化水素の処理方法および装置をガス化発電装
置に用いた場合、アンモニアは分解されて窒素となり、
硫化水素は石灰石と反応して石膏となるが、特に硫化水
素の処理では、石灰石といった第三成分が必要となる。

【０００７】本発明によれば、固体または液体の被ガス
化剤を酸化剤によりガス化して可燃性の生成ガスを得、
該ガスをガスタービンに供給して発電するガス化発電装
置において、被ガス化剤中に含まれる硫黄分と窒素分か
ら発生する硫化水素とアンモニアを上記生成ガスから回
収し、該硫化水素と該アンモニアから付加価値の高い硫
酸アンモニウムを製造する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の要旨は次の通りである。

【０００９】（１）石炭や重質油等の炭素分，水素分，
硫黄分，窒素分を含有する被ガス化剤と酸化剤とをガス
化炉に供給して可燃性の生成ガスを得、該ガスを冷却
し、また、該ガス中に含まれる煤塵を除去した後、該ガ
スをアンモニア除去装置に供給して被ガス化剤中の窒素
分から発生したアンモニアを除去し、更に、アンモニア
除去後の該ガスを硫化水素除去装置に供給して、被ガス
化剤中の硫黄分から発生する硫化水素を除去した後に、
ガスタービンに供給して発電する固体または液体燃料の
ガス化発電装置において、アンモニア除去装置でアンモ
ニアを吸収したアンモニア吸収液をアンモニア放散装置
に供給してアンモニアを回収し、かつ、硫化水素除去装
置で硫化水素を吸収した硫化水素吸収液を硫化水素放散
装置に供給して硫化水素を回収し、該アンモニアと該硫
化水素を硫酸アンモニウム製造装置に供給して硫酸アン
モニウムを製造する硫酸アンモニウム製造型ガス化発電
装置。 （２）上記（１）において、上記可燃性の生成ガスから
アンモニアを除去するアンモニア除去装置は、アンモニ
ア吸収液と該可燃性の生成ガスを直接接触させるエジェ
クタ，バブリング水層，充填層，棚段が含まれる装置で
あることを特徴とする、硫酸アンモニウム製造型ガス化
発電装置。

【００１０】（３）上記（２）において、上記アンモニ
ア吸収液には、硫酸等の酸性の物質を水に溶解したもの
使用することを特徴とする硫酸アンモニウム製造型ガス
化発電装置。

【００１１】（４）上記（１）において、上記硫酸アン
モニウム製造装置は、上記の回収した硫化水素を燃焼し
て二酸化硫黄を発生させる燃焼炉、該二酸化硫黄を触媒
燃焼して、三酸化硫黄を発生させる触媒燃焼器、および
該三酸化硫黄と上記の回収したアンモニアとを混合して
反応させる反応器から構成されることを特徴とする硫酸
アンモニウム製造型ガス化発電装置。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の硫酸アンモニウム製造型
ガス化発電装置の実施例を図１，図２および図３を用い
て説明する。

【００１３】（実施例１）図１は本発明の硫酸アンモニ
ウム製造型ガス化発電装置において、被ガス化剤に石炭
を用いた場合の実施の形態の一例である。

【００１４】全体は粉砕機２，石炭ホッパ３，ガス化炉
４，溶融灰回収ホッパ１３，生成ガス冷却器５，脱塵装
置６，煤塵回収ホッパ１４，アンモニア除去装置７，ア
ンモニア放散装置１６，硫化水素除去装置８，硫化水素
放散装置１５，硫酸アンモニウム製造装置１７，燃焼器
９，圧縮機１０，ガスタービン１１，発電機１２から構
成される。

【００１５】被ガス化剤である石炭１は、粉砕機２で細
かく粉砕されて微粉炭１０１として石炭ホッパ３に一時
的に充填された後、ガス化炉４に供給される。また、ガ
ス化炉４には酸素または空気、或いは酸素付加空気など
の酸化剤１０２も供給され、上記微粉炭１０１は酸化剤
１０２によって部分的に燃焼し、該微粉炭１０１中に含
まれる炭素分および水素分から、一酸化炭素および水素
といった可燃性の生成ガス１０３を生じる。

【００１６】このとき、微粉炭１０１中に含まれる硫黄
分および窒素分からは硫化水素およびアンモニアが発生
し、生成ガス１０３中に混入する。該硫化水素およびア
ンモニアは、生成ガスを燃料として燃焼した場合に、硫
黄酸化物および窒素酸化物といった有害物質となるため
に、生成ガス中から取り除く必要がある。

【００１７】一方、微粉炭１０１中に含まれる灰分は、
ガス化炉４内の高温にさらされて溶融し、溶融灰回収ホ
ッパ１３に回収される。生成ガス１０３は高温であるた
め、生成ガス冷却器５で冷却される。冷却後の生成ガス
１０４はガス化炉でガス化できなかった炭素分と溶融で
きなかった灰分を煤塵として同伴しているため、該冷却
後の生成ガス１０４を脱塵装置６に供給して煤塵を除去
する。

【００１８】取り除かれた煤塵１０６は一時的に煤塵回
収ホッパ１４に充填されたのち、炭素分をガス化し、灰
分を溶融するため、ガス化炉４に再度供給される。脱塵
後のガス１０５は、混入するアンモニアを除去するた
め、アンモニア除去装置７に供給されたのち、アンモニ
ア除去後の生成ガス１１４は混入する硫化水素を除去す
るために硫化水素除去装置８に供給される。

【００１９】これで、生成ガスは精製されて燃料ガス１
０７となり、燃焼器９に供給されて、圧縮機１０から供
給される空気により燃焼し、ガスタービン１１を駆動す
ることによって、発電機１２で発電する。アンモニア除
去装置７では、アンモニア吸収液１０８が循環してお
り、該アンモニア吸収液１０８が脱塵後の生成ガス105
と直接接触することにより、該生成ガス中のアンモニア
を該アンモニア吸収液１０８に吸収させる。

【００２０】アンモニアを吸収したアンモニア吸収液１
０８は、アンモニア放散装置１６に供給され、吸収した
アンモニア１１１を放出する。硫化水素除去装置８で
は、硫化水素吸収液１０９が循環しており、該硫化水素
吸収液１０９がアンモニア除去後の生成ガス１１４と直
接接触することにより、該生成ガス中の硫化水素を硫化
水素吸収液１０９に吸収させる。硫化水素を吸収した硫
化水素吸収液１０９は、硫化水素放散装置１５に供給さ
れ、吸収した硫化水素１１０を放出する。上記アンモニ
ア１１１および硫化水素１１０は硫酸アンモニウム製造
装置１７に供給されて、硫酸アンモニウム１１２を生成
する。

【００２１】（実施例２）図２は本発明の硫酸アンモニ
ウム製造型ガス化発電装置に用いるアンモニア除去装置
の一例の詳細である。

【００２２】全体は、エジェクタ１９，アンモニア吸収
塔２３，アンモニア吸収液循環ポンプ１８から構成され
る。アンモニア吸収塔２３内には、バブリング水層２
０，充填層２１，棚段２２が設置され、脱塵後の生成ガ
ス１０５とアンモニア吸収液１０８の接触効率を高める
ように構成されている。

【００２３】アンモニア吸収塔２３内のアンモニア吸収
液１０８は塔下部から抜き出され、アンモニア吸収液循
環ポンプ１８によってエジェクタ１９に供給されるが、
該アンモニア吸収液１０８の一部はアンモニア放散装置
に供給されるべく、アンモニア吸収装置から出る。ま
た、アンモニア放散装置から戻ってくるアンモニア吸収
液１０８′は、アンモニア吸収塔２３の塔頂部から供給
される。

【００２４】脱塵後の生成ガス１０５は、まずエジェク
タ１９に供給され、アンモニア吸収液１０８と接触し、
更に、アンモニア吸収塔２３内に供給され、バブリング
水層２０、充填層２１および棚段２２を通って、アンモ
ニア吸収液と接触し、アンモニア除去後の生成ガス１１
４としてアンモニア吸収塔２３を出る。アンモニア吸収
液は例えば、硫酸を水に溶解した酸性の液が良い。

【００２５】（実施例３）図３は本発明の硫酸アンモニ
ウム製造型発電装置に用いる硫酸アンモニウム製造装置
の一例である。

【００２６】全体は燃焼炉２４，触媒燃焼器２５，反応
器２６から構成される。

【００２７】硫化水素１１０は、まず、燃焼炉２４に供
給され、同時に酸素または空気118も該燃焼炉２４に供
給され、該硫化水素１１０は燃焼して二酸化硫黄１１５
となる。該二酸化硫黄１１５は、触媒燃焼器２５に供給
され、同時に酸素または空気１１８′も該触媒燃焼器２
５に供給され、該二酸化硫黄１１５は燃焼して、三酸化
硫黄１１６となる。該三酸化硫黄１１６は、アンモニア
１１１とともに約300℃に加熱された反応器２６に供給
され、該反応器２６内で接触することにより硫酸アンモ
ニウム１１２を生成する。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、炭素分，水素分，窒素
分，硫黄分を含有する被ガス化剤をガス化する発電装置
において、被ガス化剤をガス化した際に得る可燃性のガ
ス中に混入する、アンモニアおよび硫化水素から硫酸ア
ンモニウムを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関わる硫酸アンモニウム製造型ガス化
発電装置の実施の形態の一例を示す系統図。

【図２】本発明の硫酸アンモニウム製造型ガス化発電装
置に用いるアンモニア除去装置の実施の形態の一例を示
す図。

【図３】本発明の硫酸アンモニウム製造型ガス化発電装
置に用いる硫酸アンモニウム製造装置の実施の形態の一
例を示す図。

【符号の説明】

１…石炭、２…粉砕機、３…石炭ホッパ、４…ガス化
炉、５…生成ガス冷却器、６…脱塵装置、７…アンモニ
ア除去装置、８…硫化水素除去装置、９…燃焼器、１０
…圧縮機、１１…ガスタービン、１２…発電機、１３…
溶融灰回収ホッパ、１４…煤塵回収ホッパ、１５…硫化
水素放散装置、１６…アンモニア放散装置、１７…硫酸
アンモニウム製造装置、１８…アンモニア吸収液循環ポ
ンプ、１９…エジェクタ、２０…バブリング水層、２１
…充填層、２２…棚段、２３…アンモニア吸収塔、２４
…燃焼炉、２５…触媒燃焼器、２６…反応器、１０１…
微粉炭、１０２…酸化剤、１０３…生成ガス、１０４…
冷却後の生成ガス、１０５…脱塵後の生成ガス、１０６
…煤塵、１０７…燃料ガス、１０８…アンモニア吸収
液、１０９…硫化水素吸収液、１１０…硫化水素、１１
１…アンモニア、１１２…硫酸アンモニウム、１１３…
排ガス、１１４…アンモニア除去後の生成ガス、１１５
…二酸化硫黄、１１６…三酸化硫黄、１１８…酸素また
は空気。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木曽 文彦 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】石炭や重質油等の炭素分，水素分，硫黄
   分，窒素分を含有する被ガス化剤と酸化剤とをガス化炉
   に供給して可燃性の生成ガスを得、該ガスを冷却し、ま
   た、該ガス中に含まれる煤塵を除去した後、該ガスをア
   ンモニア除去装置に供給して被ガス化剤中の窒素分から
   発生したアンモニアを除去し、更に、アンモニア除去後
   の該ガスを硫化水素除去装置に供給して、被ガス化剤中
   の硫黄分から発生する硫化水素を除去した後に、ガスタ
   ービンに供給して発電する固体または液体燃料のガス化
   発電装置において、アンモニア除去装置でアンモニアを
   吸収したアンモニア吸収液をアンモニア放散装置に供給
   してアンモニアを回収し、かつ、硫化水素除去装置で硫
   化水素を吸収した硫化水素吸収液を硫化水素放散装置に
   供給して硫化水素を回収し、該アンモニアと該硫化水素
   を硫酸アンモニウム製造装置に供給して硫酸アンモニウ
   ムを製造する硫酸アンモニウム製造型ガス化発電装置。
2. 【請求項２】請求項１において、上記可燃性の生成ガス
   からアンモニアを除去するアンモニア除去装置は、アン
   モニア吸収液と該可燃性の生成ガスを直接接触させるエ
   ジェクタ，バブリング水層，充填層，棚段が含まれる装
   置であることを特徴とする硫酸アンモニウム製造型ガス
   化発電装置。
3. 【請求項３】請求項２において、上記アンモニア吸収液
   には、硫酸等の酸性の物質を水に溶解したもの使用する
   ことを特徴とする硫酸アンモニウム製造型ガス化発電装
   置。
4. 【請求項４】請求項１において、上記硫酸アンモニウム
   製造装置は、上記の回収した硫化水素を燃焼して二酸化
   硫黄を発生させる燃焼炉、該二酸化硫黄を触媒燃焼し
   て、三酸化硫黄を発生させる触媒燃焼器、および該三酸
   化硫黄と上記の回収したアンモニアとを混合して反応さ
   せる反応器から構成されることを特徴とする硫酸アンモ
   ニウム製造型ガス化発電装置。