JPH1142421A - Desulfurizer and electric power plant using the same - Google Patents

Desulfurizer and electric power plant using the same

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JPH1142421A
JPH1142421A JP10124370A JP12437098A JPH1142421A JP H1142421 A JPH1142421 A JP H1142421A JP 10124370 A JP10124370 A JP 10124370A JP 12437098 A JP12437098 A JP 12437098A JP H1142421 A JPH1142421 A JP H1142421A
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JP
Japan
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sulfur compound
sulfide
sulfide ion
sulfur
gas
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JP10124370A
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Japanese (ja)
Inventor
Keijiro Yamashita
慶次郎 山下
Keiji Murata
圭治 村田
Michio Hori
美知郎 堀
Hakaru Ogawa
斗 小川
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • Y02E20/18Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a miniaturized low cost desulfurizer free from the lowering of the temp. of a gas to be treated and to unnecessitate the circulation or the generation of a desulfurizing agent and to obtain an electric power plant using the same. SOLUTION: A desulfurizer is provided with a sulfide ion forming part 54 for forming a sulfide ion by the reaction with a sulfur compound, a sulfur compound supply part 52 for supplying a gas containing the sulfur compound to the sulfide ion forming part 54 and a sulfide compound discharge part 53 for discharging the sulfur compound produced by the reaction of the sulfide ion from the sulfide ion forming part 54. By this constitution, a sulfur portion in the gas supplied from the sulfur compound supply part 52 is concentrated and transferred to the gas passing through the sulfur compound discharge part 53 to be removed and to be efficiently recovered.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、石炭ガス化ガスな
どの硫黄分を含んだ粗製ガスを、高温で脱硫処理する脱
硫装置およびそれを用いた発電プラントに関する。
The present invention relates to a desulfurization apparatus for desulfurizing a crude gas containing sulfur, such as coal gasification gas, at a high temperature, and a power plant using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】化石燃料の中でも石炭は、石油、天然ガ
スに比較して世界に広く分布し、その埋蔵量も多く、将
来の発電用燃料として期待されている。石炭を燃料とす
る発電方法には、石炭を微粉炭として燃焼させる微粉炭
火力が知られている。
2. Description of the Related Art Among fossil fuels, coal is widely distributed in the world as compared with oil and natural gas, and has a large reserve, and is expected as a fuel for power generation in the future. As a power generation method using coal as fuel, pulverized coal-fired power for burning coal as pulverized coal is known.

【0003】しかし、熱効率、環境適合性の観点から、
現在、石炭をガス化して、ガス化された石炭を脱硫し、
燃焼して、その燃焼ガスをガスタービン、蒸気タービン
に送って発電する石炭ガス化複合発電プラントの開発が
進められている。
However, from the viewpoint of thermal efficiency and environmental compatibility,
At present, gasification of coal, desulfurization of gasified coal,
The development of an integrated coal gasification combined cycle power plant that burns and sends the combustion gas to a gas turbine and a steam turbine to generate power is under way.

【0004】図6は、脱硫装置を用いた石炭ガス化複合
発電プラントのブロック図である。石炭ガス化複合発電
プラント21は、石炭ガス化設備22と、ガス精製設備
41と、複合発電設備24とを有する。更にガス精製設
備41は、乾式脱硫装置1と脱塵装置23とを有する。
図6において、乾式脱硫装置1内には、脱硫塔2しか図
示していないが、再生塔、還元塔、硫黄凝縮器、循環コ
ンプレッサ、加熱器を有する。
FIG. 6 is a block diagram of an integrated coal gasification combined cycle power plant using a desulfurizer. The integrated coal gasification combined cycle power plant 21 includes a coal gasification facility 22, a gas purification facility 41, and a combined cycle power generation facility 24. Further, the gas purification equipment 41 has a dry desulfurization device 1 and a dust removal device 23.
In FIG. 6, only the desulfurization tower 2 is shown in the dry desulfurization apparatus 1, but it has a regeneration tower, a reduction tower, a sulfur condenser, a circulation compressor, and a heater.

【0005】石炭ガス化設備22は、微粉化された石炭
25とガス化剤26( 通常、酸素を使用) とを混合し、
所定の条件下でガス化するガス化炉27a、27bと、
ガス化炉27bから排出されたガス化ガス11を冷却す
るガス冷却器28とからなる。
[0005] The coal gasification facility 22 mixes the pulverized coal 25 with a gasifying agent 26 (usually using oxygen),
Gasification furnaces 27a and 27b for gasification under predetermined conditions;
A gas cooler 28 for cooling the gasified gas 11 discharged from the gasification furnace 27b.

【0006】ガス冷却器28から排出されたガス化ガス
11は、乾式脱硫装置1内の脱硫塔2を通り、その後脱
塵装置23内に設けられたフィルタ29を通過し、複合
発電設備24に供給される。
[0006] The gasified gas 11 discharged from the gas cooler 28 passes through the desulfurization tower 2 in the dry desulfurization unit 1 and then passes through a filter 29 provided in the dust removal unit 23, and is sent to the combined power generation facility 24. Supplied.

【0007】ガス化ガス11は、複合発電設備24内に
設けられた燃焼器30で燃焼され、ガスタービン31を
通って、排熱回収ボイラ33に供給される。排熱回収ボ
イラ33には、復水器36と蒸気タービン35とが設け
られる。
The gasified gas 11 is burned in a combustor 30 provided in the combined cycle power plant 24, and is supplied to a waste heat recovery boiler 33 through a gas turbine 31. The exhaust heat recovery boiler 33 is provided with a condenser 36 and a steam turbine 35.

【0008】この様な構成をなす石炭ガス化複合発電プ
ラント21の動作について説明する。微粉化された石炭
25とガス化剤26とが混合され、高温のガス化炉27
aに供給される。ガス化炉27aでは、主に炭素が酸化
反応されることによって二酸化炭素を生成する反応がお
こる。ガス化炉27b内は高圧下にあり、主に二酸化炭
素と炭素とにより還元反応がおこり、一酸化炭素が生成
される。つまりガス化炉27a、27bは高温高圧下
(ガス化方式によって異なるが、1400[ ℃]程度、
2[MPa] 程度)で、石炭をガス化しガス化ガス11を生
成する。生成されたガス化ガス11の成分は、一酸化炭
素、水素、二酸化炭素、水蒸気等である。
The operation of the integrated coal gasification combined cycle power plant 21 having such a configuration will be described. The pulverized coal 25 and the gasifying agent 26 are mixed to form a high-temperature gasification furnace 27.
a. In the gasification furnace 27a, a reaction of generating carbon dioxide occurs mainly by an oxidation reaction of carbon. The inside of the gasification furnace 27b is under high pressure, and a reduction reaction occurs mainly by carbon dioxide and carbon, and carbon monoxide is generated. That is, the gasification furnaces 27a and 27b are operated under high temperature and high pressure (depending on the gasification method, but about 1400 [° C.]
At about 2 [MPa], the coal is gasified to produce a gasified gas 11. The components of the generated gasification gas 11 are carbon monoxide, hydrogen, carbon dioxide, water vapor, and the like.

【0009】ガス化ガス11は、ガス冷却器28で適当
な温度(500[ ℃] 程度)に冷却される。冷却された
ガス化ガス11は、ガス精製設備41内の脱硫塔2に送
られる。脱硫塔2では、ガス化ガス11に含まれるH2
Sを除去する。脱硫塔2から排出されたガス化ガス11
は、その後フィルタ29を通過する。フィルタ29は、
ガス化ガス11が通過する際に、ガス化ガス11に含ま
れる粉塵を取り除く。つまり、脱硫塔2及びフィルタ2
9ではガス化ガス11が通過することで、ガスタービン
の腐食や磨耗の原因となる硫黄分と微小粒子とを除去し
ている。
The gasified gas 11 is cooled by a gas cooler 28 to an appropriate temperature (about 500 ° C.). The cooled gasified gas 11 is sent to the desulfurization tower 2 in the gas purification facility 41. In the desulfurization tower 2, H2 contained in the gasification gas 11
S is removed. Gasification gas 11 discharged from desulfurization tower 2
Then pass through the filter 29. Filter 29 is
When the gasification gas 11 passes, dust contained in the gasification gas 11 is removed. That is, the desulfurization tower 2 and the filter 2
In 9, the passing of the gasified gas 11 removes sulfur and fine particles that cause corrosion and wear of the gas turbine.

【0010】硫黄分や微小粒子が取り除かれたクリーン
なガス化ガス11が、複合発電設備24に供給される。
ガス精製設備41で精製されたクリーンなガス化ガス1
1は、燃焼器30で燃焼され、その燃焼ガスによってガ
スタービン31を回転させて発電を行う。ガスタービン
31から排出された排ガス32は排熱回収ボイラ33へ
送られる。排熱回収ボイラ33では、排ガス32から熱
を奪って蒸気34を生成し、その蒸気34により蒸気タ
ービン35を回転させて発電を行う。蒸気タービン35
から排出された蒸気34は、復水器36で凝縮され、一
部は排熱回収ボイラ33に送られ、残りはガス冷却器2
8に送られる。
The clean gasified gas 11 from which sulfur and fine particles have been removed is supplied to the combined cycle power plant 24.
Clean gasified gas 1 purified by gas purification equipment 41
1 is burned in the combustor 30 and the combustion gas rotates the gas turbine 31 to generate power. The exhaust gas 32 discharged from the gas turbine 31 is sent to an exhaust heat recovery boiler 33. In the heat recovery steam generator 33, heat is taken from the exhaust gas 32 to generate steam 34, and the steam 34 rotates a steam turbine 35 to generate power. Steam turbine 35
Is discharged in a condenser 36, a part of the steam 34 is sent to a waste heat recovery boiler 33, and the rest is discharged from a gas cooler 2
8

【0011】また、ガス冷却器28でガス化ガス11か
ら回収された熱は、復水器36から送られる凝縮された
蒸気34に与えられ、排熱回収ボイラ33からの蒸気3
4と共に蒸気タービン35に送られる。その後、蒸気3
4は、再び蒸気タービン35から排出され復水器36を
通ってガス冷却器28に戻る。
The heat recovered from the gasified gas 11 by the gas cooler 28 is given to the condensed steam 34 sent from the condenser 36, and the steam 3 from the exhaust heat recovery boiler 33
4 and is sent to the steam turbine 35. Then steam 3
4 is again discharged from the steam turbine 35 and returns to the gas cooler 28 through the condenser 36.

【0012】この様な構成をなす石炭ガス化複合発電プ
ラント21の原料となる石炭をガス化すると、石炭中の
硫黄分は、大部分が硫化水素となってガス化ガス11中
に混入する。この硫化水素を高温で除去する脱硫装置と
して、酸化鉄を脱硫剤に用いた乾式脱硫装置1が用いら
れる。乾式脱硫装置1は、ガス化炉27a、27bで生
成された硫化水素を含有するガス化ガス11の温度をで
きる限り下げることなく高温に保ったままで脱硫し、複
合発電設備24に供給するよう動作する。又、熱効率の
点からも乾式脱硫方法が優れている。
When coal as a raw material of the integrated coal gasification combined cycle power plant 21 having such a structure is gasified, the sulfur content in the coal becomes mostly hydrogen sulfide and is mixed into the gasification gas 11. As a desulfurizer for removing hydrogen sulfide at a high temperature, a dry desulfurizer 1 using iron oxide as a desulfurizing agent is used. The dry desulfurization apparatus 1 operates to desulfurize the gasified gas 11 containing hydrogen sulfide generated in the gasification furnaces 27a and 27b at a high temperature without lowering the temperature as much as possible and supply the gas to the combined cycle power plant 24. I do. The dry desulfurization method is also excellent in terms of thermal efficiency.

【0013】以下、乾式脱硫装置1の構成について、図
7を参照しながら説明する。図7は、従来の乾式脱硫装
置のブロック図である。乾式脱硫装置1は、脱硫塔2
と、再生塔3と、還元塔37と、硫黄凝縮器8と、循環
ガスコンプレッサ9と、加熱器10とからなる。
Hereinafter, the configuration of the dry desulfurization apparatus 1 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a block diagram of a conventional dry desulfurization apparatus. The dry desulfurization apparatus 1 includes a desulfurization tower 2
, A regeneration tower 3, a reduction tower 37, a sulfur condenser 8, a circulating gas compressor 9, and a heater 10.

【0014】ガス化ガス11は、脱硫塔2の一端(図中
下方)から流入して、脱硫塔2内に設けられた脱硫剤3
8と接触する。ガス化ガス11と脱硫剤38との化学反
応は、以下の式( 1) の通りである。
The gasification gas 11 flows in from one end of the desulfurization tower 2 (the lower part in the figure), and the desulfurizing agent 3 provided in the desulfurization tower 2 is used.
Contact 8 The chemical reaction between the gasification gas 11 and the desulfurizing agent 38 is represented by the following equation (1).

【0015】[0015]

【化1】 Embedded image

【0016】その後、硫黄分が除去されたガス化ガス1
1は、脱硫塔2の他端( 図中上方)から流出する。ガス
化ガス11中の硫黄分を吸収し硫化物となった脱硫剤3
8は、再生塔3の一端( 図中上方) に送られる。再生塔
3の他端( 図中下方) からは空気39が供給される。再
生塔3内では、硫化物と空気とが以下の式( 2) に示す
化学反応をおこし、硫化物を酸化する。この酸化反応に
より硫化物は、再生可能となる。
Thereafter, the gasified gas 1 from which the sulfur content has been removed
1 flows out from the other end (upper side in the figure) of the desulfurization tower 2. Desulfurizing agent 3 which has become a sulfide by absorbing sulfur in gasification gas 11
8 is sent to one end (upper side in the figure) of the regeneration tower 3. Air 39 is supplied from the other end (lower side in the figure) of the regeneration tower 3. In the regeneration tower 3, the sulfide and air undergo a chemical reaction represented by the following formula (2) to oxidize the sulfide. The sulfide can be regenerated by this oxidation reaction.

【0017】[0017]

【化2】 Embedded image

【0018】再生された脱硫剤38は、再び脱硫塔2に
送られ、再使用される。脱硫剤38の脱硫塔2と再生塔
3との間の移動は気流搬送によって行われる。再生塔3
では脱硫剤38から脱離した硫黄分が、亜硫酸ガスとな
って再生塔出口ガス14として、還元塔37に送られ
る。還元塔37の一端( 図中下方) から供給された再生
塔出口ガス14は、還元塔37の他端( 図中上方) より
供給された無煙炭40と以下に示す式( 3) の化学反応
をおこす。
The regenerated desulfurizing agent 38 is sent to the desulfurization tower 2 again and reused. The movement of the desulfurizing agent 38 between the desulfurization tower 2 and the regeneration tower 3 is performed by airflow conveyance. Regeneration tower 3
In this case, the sulfur desorbed from the desulfurizing agent 38 is converted into sulfurous acid gas and sent to the reduction tower 37 as the regeneration tower outlet gas 14. The regeneration tower outlet gas 14 supplied from one end of the reduction tower 37 (lower in the figure) reacts with the anthracite 40 supplied from the other end of the reduction tower 37 (upper in the figure) by a chemical reaction represented by the following formula (3). Awaken.

【0019】[0019]

【化3】 Embedded image

【0020】化学反応によって生成された硫黄蒸気は、
硫黄凝縮器8の一端( 図中上方) から流入する。流入し
た硫黄蒸気は、硫黄凝縮器8内で冷却される。冷却によ
って凝縮された硫黄蒸気は、元素硫黄16として乾式脱
硫装置1外部に排出される。
The sulfur vapor generated by the chemical reaction is
It flows in from one end (upper side in the figure) of the sulfur condenser 8. The inflowing sulfur vapor is cooled in the sulfur condenser 8. The sulfur vapor condensed by the cooling is discharged outside the dry desulfurization device 1 as elemental sulfur 16.

【0021】硫黄凝縮器8の他端( 図中下方) から流出
されたテールガス17は、循環コンプレッサ9に送られ
昇圧される。循環コンプレッサ9から排出されたテール
ガス17は、加熱器10に供給され、昇温される。加熱
されたテールガス17の一部は、脱硫塔2に供給される
ガス化ガス11と混入され脱硫塔2へ、残りは再生用空
気39と混合されて再生塔3にそれぞれ送られる。
The tail gas 17 flowing out from the other end (lower side in the figure) of the sulfur condenser 8 is sent to the circulating compressor 9 and is pressurized. The tail gas 17 discharged from the circulation compressor 9 is supplied to the heater 10 and is heated. A part of the heated tail gas 17 is mixed with the gasification gas 11 supplied to the desulfurization tower 2 and is sent to the desulfurization tower 2 while the rest is mixed with the regeneration air 39 and sent to the regeneration tower 3.

【0022】[0022]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た様な従来の脱硫装置およびそれを用いた発電プラント
では、以下の様な問題点が生じていた。脱硫塔2あるい
は再生塔3における脱硫反応や再生反応は固気反応であ
るため、湿式脱硫装置に比べて反応速度が小さい。さら
に、各化学反応の反応率も小さい。したがって、脱硫塔
2や再生塔3における脱硫剤38の充填量が大きくな
り、脱硫塔2や再生塔3は湿式脱硫装置に比べて大型化
し、その結果、コスト高となる。
However, the conventional desulfurization apparatus as described above and the power plant using the same have the following problems. Since the desulfurization reaction or the regeneration reaction in the desulfurization tower 2 or the regeneration tower 3 is a solid-gas reaction, the reaction rate is lower than that of a wet desulfurization apparatus. Further, the reaction rate of each chemical reaction is small. Therefore, the filling amount of the desulfurizing agent 38 in the desulfurization tower 2 and the regeneration tower 3 increases, and the desulfurization tower 2 and the regeneration tower 3 become larger than the wet desulfurization apparatus, and as a result, the cost increases.

【0023】また、脱硫剤38の循環量は増大し、脱硫
剤38の気流搬送設備や所内動力が大きくなる。結果と
して、従来の乾式脱硫装置を用いた複合発電プラント全
体として大型化し、所内動力が大きくなるという問題点
を有していた。
Further, the amount of circulation of the desulfurizing agent 38 is increased, so that the power of the desulfurizing agent 38 in the airflow conveying equipment and in the office is increased. As a result, there has been a problem that the entire combined cycle power plant using the conventional dry desulfurization apparatus is increased in size and the power in the plant is increased.

【0024】そこで、本発明は上記従来の問題点に鑑み
てなされたもので、被処理ガス温度を低下させることな
く、脱硫剤の循環や再生を不要とし、小型で、安価な脱
硫装置およびそれを用いた発電プラントの提供を目的と
する。
Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and a small and inexpensive desulfurization apparatus which does not need to reduce the temperature of a gas to be treated and does not require circulation or regeneration of a desulfurizing agent. The purpose of the present invention is to provide a power plant that uses a power plant.

【0025】[0025]

【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、本発明による脱硫装置は、硫黄化合物と反応して
硫化物イオンを生成する硫化物イオン生成部と、前記硫
化物イオン生成部の一方に設けられ、硫黄化合物を前記
硫化物イオン生成部に供給する硫黄化合物供給部と、前
記硫化物イオン生成部の他方に設けられ、硫化物イオン
と反応して生成された硫黄化合物を前記硫化物イオン生
成部から排出する硫黄化合物排出部とを有し、前記硫化
物イオン生成部の動作温度において、前記硫化物イオン
生成部内の硫化物イオンと反応して、気相となる硫黄化
合物を生成する成分を含む流体を、前記硫黄化合物排出
部に流通するとを有する。
In order to achieve the above object, a desulfurization apparatus according to the present invention comprises a sulfide ion generator for reacting with a sulfur compound to generate sulfide ions, and a sulfide ion generator. And a sulfur compound supply unit that supplies a sulfur compound to the sulfide ion generation unit, and a sulfur compound that is provided on the other of the sulfide ion generation unit and reacts with sulfide ions to generate a sulfur compound. And a sulfur compound discharge section that discharges from the sulfide ion generation section, and at the operating temperature of the sulfide ion generation section, reacts with sulfide ions in the sulfide ion generation section to form a sulfur compound that forms a gas phase. Flowing a fluid containing a component to be generated to the sulfur compound discharge portion.

【0026】また、本発明による脱硫装置は、硫黄化合
物と反応して硫化物イオンを生成する硫化物イオン生成
部と、前記硫化物イオン生成部の一方に設けられ、硫黄
化合物を前記硫化物イオン生成部に供給する硫黄化合物
供給部と、前記硫化物イオン生成部の他方に設けられ、
硫化物イオンと反応して生成された硫黄化合物を前記硫
化物イオン生成部から排出する硫黄化合物排出部とを有
し、前記硫化物イオン生成部を介して、前記硫黄化合物
供給部と、前記硫黄化合物排出部とが、交互に複数配置
され、前記硫黄化合物供給部中の流体の流れ方向と、前
記硫黄化合物排出部中の流体の流れ方向とが異なること
を特徴とする。
Further, the desulfurization apparatus according to the present invention is provided in one of the sulfide ion generation section and the sulfide ion generation section which reacts with a sulfur compound to generate sulfide ion, and converts the sulfur compound into the sulfide ion. A sulfur compound supply unit to be supplied to the generation unit, and a sulfur compound supply unit provided in the other of the sulfide ion generation unit,
A sulfur compound discharge unit configured to discharge a sulfur compound generated by reacting with the sulfide ion from the sulfide ion generation unit, and through the sulfide ion generation unit, the sulfur compound supply unit; A plurality of compound discharge portions are alternately arranged, and a flow direction of the fluid in the sulfur compound supply portion is different from a flow direction of the fluid in the sulfur compound discharge portion.

【0027】また、本発明による発電プラントは、硫黄
化合物と反応して硫化物イオンを生成する中空円筒状の
硫化物イオン生成部と、前記硫化物イオン生成部の円筒
内側あるいは円筒外側に設けられ、硫黄化合物を前記硫
化物イオン生成部に供給する硫黄化合物供給部と、前記
硫化物イオン生成部の円筒外側あるいは円筒内側に設け
られ、硫化物イオンと反応して生成された硫黄化合物を
前記硫化物イオン生成部から排出する硫黄化合物排出部
とを有し、前記硫化物イオン生成部が複数設けられ、前
記硫化物イオン生成部の内側と、外側とに流通する流体
の流れ方向が、異なるような構成がなされる。
Further, the power plant according to the present invention is provided with a hollow cylindrical sulfide ion generating section for generating sulfide ions by reacting with a sulfur compound, and inside or outside the cylinder of the sulfide ion generating section. A sulfur compound supply unit that supplies a sulfur compound to the sulfide ion generation unit, and a sulfur compound supply unit that is provided outside or inside the cylinder of the sulfide ion generation unit and reacts with a sulfide ion to produce a sulfur compound. And a plurality of the sulfide ion generators are provided, and a flow direction of a fluid flowing inside and outside the sulfide ion generator is different. Configuration is made.

【0028】また、本発明による発電プラントは、硫黄
化合物と反応して硫化物イオンを生成する硫化物イオン
生成部と、前記硫化物イオン生成部の一方に設けられ、
硫黄化合物を前記硫化物イオン生成部に供給する硫黄化
合物供給部と、前記硫化物イオン生成部の他方に設けら
れ、硫化物イオンと反応して生成された硫黄化合物を前
記硫化物イオン生成部から排出する硫黄化合物排出部と
を有し、前記硫化物イオン生成部を介して、前記硫黄化
合物供給部と、前記硫黄化合物排出部とが、交互に隣接
して複数配置され、前記硫黄化合物供給部中の流体の流
れ方向と、前記硫黄化合物排出部中の流体の流れ方向と
が、異なる脱硫装置と、前記硫黄化合物供給部から排出
される流体を用いて発電を行う発電装置とから構成され
る。
[0028] The power plant according to the present invention is provided in one of the sulfide ion generation section that reacts with a sulfur compound to generate sulfide ions, and one of the sulfide ion generation section,
A sulfur compound supply unit that supplies a sulfur compound to the sulfide ion generation unit, and a sulfur compound that is provided on the other of the sulfide ion generation unit and reacts with a sulfide ion to generate a sulfur compound from the sulfide ion generation unit A sulfur compound discharge section to be discharged, and a plurality of the sulfur compound supply sections and the sulfur compound discharge sections are arranged alternately and adjacently via the sulfide ion generation section, and the sulfur compound supply section The flow direction of the fluid inside and the flow direction of the fluid in the sulfur compound discharge unit are different from each other, and include a desulfurization device and a power generation device that performs power generation using the fluid discharged from the sulfur compound supply unit. .

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例を図面を
参照しながら説明する。図1は、本発明の脱硫装置の斜
視図であり、図2は、本発明の脱硫装置を用いた発電シ
ステムである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a desulfurization device of the present invention, and FIG. 2 is a power generation system using the desulfurization device of the present invention.

【0030】脱硫装置51は、平板状の硫黄分移動体5
4(硫化物イオン生成部)の一方に、被処理ガス流通路
52(硫黄化合物供給部)が、他方に硫黄分搬出ガス流
通路53(硫黄化合物排出部)が設けられる。
The desulfurization unit 51 includes a flat sulfur-containing moving body 5.
4 (sulfide ion generation unit), a gas flow passage 52 (sulfur compound supply unit) is provided on one side, and a sulfur delivery gas flow passage 53 (sulfur compound discharge unit) is provided on the other.

【0031】また、脱硫装置51を用いた石炭ガス化複
合発電プラント61(発電システム)は、主に石炭ガス
化設備22と脱硫装置51と脱塵装置23と複合発電設
備24(発電装置)とを有する。
The integrated coal gasification combined cycle power plant 61 (power generation system) using the desulfurization unit 51 mainly includes a coal gasification unit 22, a desulfurization unit 51, a dust removal unit 23, and a combined power generation unit 24 (power generation unit). Having.

【0032】石炭ガス化設備22では、石炭25をガス
化剤(酸素)26とともに高温のガス化炉27aに混合
して供給し、高温高圧下(ガス化方式によって異なる
が、内部温度約1400℃、内部圧力約2MPa )でガス
化する。
In the coal gasification facility 22, the coal 25 is mixed with a gasifying agent (oxygen) 26 and supplied to a high-temperature gasification furnace 27a under high temperature and high pressure (depending on the gasification method, but the internal temperature is about 1400 ° C.). At an internal pressure of about 2 MPa).

【0033】発生したガス化ガス11の主成分は、一酸
化炭素、水素、二酸化炭素、水蒸気等であり、通常1%
未満の硫化水素が含まれる。ガス化ガス11は、ガス冷
却器28で適当な温度(約700℃)まで冷却される。
The main components of the gasified gas 11 generated are carbon monoxide, hydrogen, carbon dioxide, water vapor, etc.
Less than hydrogen sulfide. The gasification gas 11 is cooled by a gas cooler 28 to an appropriate temperature (about 700 ° C.).

【0034】冷却されたガス化ガス55は、フィルタ6
2で固形物が除去された後、脱硫装置51の被処理ガス
流通路52に導入される。脱硫装置51の硫黄分移動体
54は、厚さが約1.5〜0.1mm、好ましくは0.
6〜0.3mmの平板状である。具体的には、リチウム
アルミネート等のセラミックを焼結させた多孔質体に、
硫黄分溶存媒質として溶融炭酸塩を、含浸させたもので
ある。炭酸塩には、Li、Na、K 等のアルカリ金属の炭酸
塩を単独又はそれらを混合させた混合物や、アルカリ金
属炭酸塩にMg、Ca、Sr、Ba等のアルカリ土類の炭酸塩を
混合したものが用いられる。アルカリ土類の添加は、炭
酸塩中への硫化物イオンの溶解度を向上させるが、一方
で炭酸塩の融点の上昇を招くため、通常10〜30%程
度の割合が選択される。
The cooled gasified gas 55 is supplied to the filter 6
After the solids are removed in 2, the solids are introduced into the gas flow passage 52 of the desulfurization device 51. The sulfur content moving body 54 of the desulfurization device 51 has a thickness of about 1.5 to 0.1 mm, preferably 0.1 to 0.1 mm.
It is a flat plate of 6 to 0.3 mm. Specifically, a porous body obtained by sintering a ceramic such as lithium aluminate,
It is impregnated with a molten carbonate as a sulfur-dissolving medium. As the carbonate, a mixture of an alkali metal carbonate such as Li, Na and K alone or a mixture thereof, or a mixture of an alkali metal carbonate and an alkaline earth carbonate such as Mg, Ca, Sr, or Ba. Is used. The addition of the alkaline earth improves the solubility of sulfide ions in the carbonate, but on the other hand increases the melting point of the carbonate, so that a ratio of usually about 10 to 30% is selected.

【0035】炭酸塩が所定の温度(400℃から850
℃までの温度範囲)で溶融すると、その液中に炭酸イオ
ンCO32−が多量に存在する。被処理ガス流通路52を
流れるガス化ガス55中の硫化水素H 2S は、溶融炭酸
塩に溶け込んだ後、炭酸イオンと以下の式(4)に示す
化学反応を生じる。
The carbonate is heated at a predetermined temperature (400 ° C. to 850 ° C.).
(Temperature range up to ° C), a large amount of carbonate ions CO32- is present in the liquid. Hydrogen sulfide H 2S in the gasification gas 55 flowing through the gas flow passage 52 to be treated dissolves in the molten carbonate, and then undergoes a chemical reaction represented by the following formula (4) with carbonate ions.

【0036】[0036]

【化4】 Embedded image

【0037】式(4)の化学反応により生成された硫化
物イオンは、溶融炭酸塩中を硫黄分移動体54の厚さ方
向に拡散して、背面の硫黄分搬出ガス通路53を流れる
硫黄分搬出ガス56との界面に到達する。
The sulfide ions generated by the chemical reaction of the formula (4) diffuse in the molten carbonate in the thickness direction of the sulfur moving body 54, and the sulfur content flowing through the sulfur carrying gas passage 53 on the back surface. It reaches the interface with the carry-out gas 56.

【0038】硫黄分搬出ガス56は、H 2O とCO2とを
主成分とするガスであり、硫黄分搬出ガス56の流れ
は、ガス化ガス55の流れと対向する。そのため、溶融
炭酸塩と硫黄分搬出ガス56との界面においては、式
(4)とは逆方向に反応する、以下に示す式(5)の化
学反応が生じる。
The sulfur discharge gas 56 is mainly composed of H 2 O and CO 2, and the flow of the sulfur discharge gas 56 is opposite to the flow of the gasification gas 55. Therefore, at the interface between the molten carbonate and the sulfur discharge gas 56, a chemical reaction expressed by the following equation (5) occurs, which reacts in the opposite direction to the equation (4).

【0039】[0039]

【化5】 Embedded image

【0040】生成された硫化水素(気相)は、硫黄分搬
出ガス56中に混入される。この時、硫黄分搬出ガス5
6中に占めるH 2O の分圧とCO2の分圧との積が、ガス
化ガス55中に占めるH 2O の分圧とCO2の分圧との積
よりも大きければ式(5)の化学反応が促進される。
The generated hydrogen sulfide (gas phase) is mixed in the sulfur-conveying gas 56. At this time, the sulfur discharge gas 5
If the product of the partial pressure of H 2 O and the partial pressure of CO 2 occupying in the gasification gas 6 is larger than the product of the partial pressure of H 2 O and the partial pressure of CO 2 occupying in the gasification gas 55, the chemical reaction of the formula (5) is performed. Is promoted.

【0041】また、脱硫装置51で硫黄分を除去された
ガス化ガス55は、脱塵装置23を介して脱塵され、複
合発電設備24へ供給される。複合発電設備24内で
は、燃焼器30に供給されたガス化ガス55を燃焼さ
せ、ガスタービン31中で膨張しながらガスタービン3
1を回転させて発電する。
The gasified gas 55 from which the sulfur content has been removed by the desulfurization device 51 is dedusted via the dedusting device 23 and supplied to the combined power generation facility 24. In the combined cycle power plant 24, the gasified gas 55 supplied to the combustor 30 is burned, and expanded while expanding in the gas turbine 31.
Rotate 1 to generate electricity.

【0042】ガスタービン31の燃焼器30で燃焼し、
ガスタービン31によって発電を行った後のガス化ガス
55は、ガスタービン31からの排ガス32として排出
される。排ガス32の一部は、排熱回収ボイラ33によ
って、蒸気34を発生させる熱源となり、残りは硫黄分
搬出ガス56として、脱硫装置51へ供給される。排熱
回収ボイラ33によって熱回収された排ガス32は、外
部に排出される。排熱回収ボイラ33で、熱交換され生
成された蒸気34は蒸気タービン35に送られ発電を行
う。蒸気タービン35から排出された蒸気34の一部
は、復水器36で凝縮され、再び排熱回収ボイラ33に
供給され、残りはガス冷却器28に供給される。
The fuel is burned in the combustor 30 of the gas turbine 31,
The gasified gas 55 after power generation by the gas turbine 31 is discharged as the exhaust gas 32 from the gas turbine 31. A part of the exhaust gas 32 serves as a heat source for generating steam 34 by the exhaust heat recovery boiler 33, and the rest is supplied to the desulfurization device 51 as a sulfur-conveyed gas 56. The exhaust gas 32 heat recovered by the exhaust heat recovery boiler 33 is discharged to the outside. The steam 34 generated by heat exchange in the exhaust heat recovery boiler 33 is sent to a steam turbine 35 to generate power. Part of the steam 34 discharged from the steam turbine 35 is condensed in the condenser 36, supplied again to the exhaust heat recovery boiler 33, and the rest is supplied to the gas cooler 28.

【0043】ガス冷却器28でガス化ガス11より回収
された熱から生成された蒸気34は、蒸気タービン34
に送られる。この様にして濃縮されたH2S を含む硫黄分
搬出ガス56は、クラウス反応器あるいは石灰石膏法を
有する硫黄分回収設備63で硫黄分を除去し、クリーン
なガス68(テールガス)として大気に放出する。除去
された硫黄分は、回収される。
The steam 34 generated from the heat recovered from the gasification gas 11 by the gas cooler 28 is
Sent to The sulfur content discharge gas 56 containing H2S thus concentrated is removed by a Claus reactor or a sulfur recovery device 63 having a lime-gypsum method, and released to the atmosphere as a clean gas 68 (tail gas). . The removed sulfur is recovered.

【0044】以上述べた様な脱硫装置およびそれを用い
た発電プラントでは、硫黄分移動体54の被処理ガス流
通路52側では式(4)の化学反応が、硫黄分移動体5
4の硫黄分搬出ガス流通路53側では式(5)の化学反
応が、それぞれ生じる。そのため、硫化水素が被処理ガ
ス流通路52を流れるガス化ガス55から硫黄分搬出ガ
ス56へ連続的に移動することにより、ガス化ガス55
中の硫化水素濃度よりも硫黄分搬出ガス56中の硫化水
素濃度の方が高くなり、効率良く硫化水素を濃縮するこ
とができる。
In the desulfurization apparatus as described above and the power plant using the same, the chemical reaction of the formula (4) is carried out on the side of the to-be-processed gas flow passage 52 of the sulfur content moving body 54 by the sulfur content moving body 5.
The chemical reaction of the formula (5) occurs on the side of the sulfur-conveying gas flow passage 53 of No. 4 respectively. Therefore, the hydrogen sulfide continuously moves from the gasification gas 55 flowing through the gas flow passage 52 to the sulfur-conveying gas 56, so that the gasification gas 55
The concentration of hydrogen sulfide in the sulfur delivery gas 56 is higher than the concentration of hydrogen sulfide therein, so that hydrogen sulfide can be efficiently concentrated.

【0045】また、硫黄分搬出ガス56は、ガスタービ
ン31を出た燃焼排ガス32を用いており、H 2O とCO
2との分圧は、いずれもガス化ガス55のH 2O とCO2
との分圧よりも高くなっている。そのため、硫黄分搬出
ガス流通路53側では、式(5)に示される化学反応が
起こり、反応は大きく左方向に進む。そのため、ガス化
ガス55中の硫化水素濃度よりも硫黄分搬出ガス56中
の硫化水素濃度の方が高くなり、効率良く硫化水素を濃
縮することができる。
As the sulfur-conveyed gas 56, the combustion exhaust gas 32 exiting the gas turbine 31 is used, and H 2 O and CO 2
2 are H 2 O and CO 2 of the gasification gas 55
And the partial pressure is higher. Therefore, the chemical reaction represented by the equation (5) occurs on the sulfur-conveying gas flow passage 53 side, and the reaction largely proceeds to the left. Therefore, the concentration of hydrogen sulfide in the sulfur delivery gas 56 is higher than the concentration of hydrogen sulfide in the gasification gas 55, and hydrogen sulfide can be efficiently concentrated.

【0046】また、硫黄分搬出ガス56の温度と、ガス
化ガス55の温度との差が大きければ、好ましくは硫黄
分搬出ガス56の温度がガス化ガス55の温度よりも低
温であれば、化学反応が促進されて、硫黄分の回収効率
が向上する。
If the difference between the temperature of the sulfur discharge gas 56 and the temperature of the gasification gas 55 is large, preferably if the temperature of the sulfur discharge gas 56 is lower than the temperature of the gasification gas 55, The chemical reaction is promoted, and the efficiency of sulfur recovery is improved.

【0047】また、硫黄分移動体54が溶融炭酸塩を含
有する多孔質体からなることより、炭酸塩が動作温度で
は液体であり、固体である場合よりもイオンの移動速度
が速くなるため、反応効率が向上する。
Further, since the sulfur content moving body 54 is made of a porous body containing a molten carbonate, the carbonate is liquid at the operating temperature, and the moving speed of ions is higher than that in the case of a solid. The reaction efficiency is improved.

【0048】また、ガス化ガス55と硫黄分搬出ガス5
6との流れる方向が、互いに異なる、対向する方向に流
れているため、硫黄分搬出ガス56中の硫化水素濃度は
下流に行くに従って増加し、最終的に高濃度の硫化水素
を含んだ硫黄分搬出ガス56を得ることができる。
Further, the gasification gas 55 and the sulfur discharge gas 5
6 flows in opposite directions, and the concentration of hydrogen sulfide in the sulfur-containing carry-out gas 56 increases toward the downstream, and finally the sulfur content including high-concentration hydrogen sulfide is increased. The carry-out gas 56 can be obtained.

【0049】次に、本発明の第2実施例の構成、動作に
ついて、図3を参照して説明する。尚、以下の各実施例
において、第1実施例と同一構成要素は同一符号を付
し、重複する説明は省略する。
Next, the configuration and operation of the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In each of the following embodiments, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and overlapping description will be omitted.

【0050】第2実施例の特徴は、硫黄分移動体54を
積層して、その間に被処理ガス流通路52と硫黄分搬出
ガス53とを交互に挿入して脱硫装置51を構成するこ
とを特徴とし、ガス化ガス55から多量の硫黄化合物を
回収できることである。
The feature of the second embodiment is that a desulfurization unit 51 is constructed by stacking sulfur content moving bodies 54 and alternately inserting a gas flow passage 52 to be treated and a sulfur content carrying gas 53 therebetween. A feature is that a large amount of sulfur compounds can be recovered from the gasification gas 55.

【0051】図3は、本発明の脱硫装置の第2実施例の
断面図である。厚さ1.5〜0.1mm、望ましくは
0.6〜0.3mmの平板状の硫黄分移動体54を介し
て、高さ1mm〜2mmの被処理ガス流通路52と、高
さ1m〜2mの硫黄分搬出ガス流通路53とを交互に数
層〜数千層にわたり積層し、脱硫装置51を構成する。
FIG. 3 is a sectional view of a second embodiment of the desulfurizer according to the present invention. A gas flow passage 52 having a height of 1 mm to 2 mm and a gas flow passage 52 having a height of 1 m to 1 mm are provided via a sulfur-containing moving member 54 having a thickness of 1.5 to 0.1 mm, preferably 0.6 to 0.3 mm. The desulfurization device 51 is configured by alternately stacking several to several thousand layers of 2 m sulfur-containing discharge gas flow passages 53.

【0052】ガス化ガス55と、硫黄分搬出ガス56と
の流れは、例えば互いに対向するように流す。以上述べ
た様な脱硫装置の第2実施例では、硫黄分移動体54に
供給される硫黄化合物から硫化物イオンを生成する反応
面積を増加させることによって、多量のガス化ガス55
に脱硫処理を施し、硫黄化合物を回収することができ
る。また、硫黄分移動体54を積層させることによって
脱硫装置51を小型化できる。また、多量のガス化ガス
55を処理する場合、ユニット化された脱硫装置51を
複数用いることにより、低コストの脱硫を行うことがで
きる。
The gasified gas 55 and the sulfur-conveying gas 56 flow, for example, so as to face each other. In the second embodiment of the desulfurization apparatus as described above, a large amount of gasified gas 55 is produced by increasing the reaction area for generating sulfide ions from the sulfur compound supplied to the sulfur content moving body 54.
Is subjected to a desulfurization treatment to recover a sulfur compound. In addition, the desulfurization device 51 can be miniaturized by stacking the sulfur content moving bodies 54. When a large amount of gasified gas 55 is processed, low-cost desulfurization can be performed by using a plurality of unitized desulfurization devices 51.

【0053】次に、本発明の第3実施例の構成、動作に
ついて図4を参照して説明する。第3実施例の特徴は、
硫黄分移動体54をハニカム状に配置して脱硫装置51
を構成することを特徴とし、ガス化ガス55から多量の
硫黄化合物を回収できることである。
Next, the configuration and operation of the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The features of the third embodiment are as follows.
The sulfur moving body 54 is arranged in a honeycomb shape and the desulfurization device 51
And that a large amount of sulfur compounds can be recovered from the gasification gas 55.

【0054】図4(a)は、本発明の脱硫装置の第3実
施例の正面図であり、図4(b)は、図4(a)のA−
A線で切り取った断面図である。内部断面が一辺1mm
〜4mm程度の正方形、または長方形の筒状の硫黄分移
動体54をハニカム状に配置する。厚さ1.5mm〜
0.1mm、望ましくは0.6mm〜0.3mmの硫黄
分移動体54の長手方向の一端は、筒状の硫黄分移動体
54の内部断面積よりも小さい面積を持つ開口部61を
持つ仕切り板64が設けられる。硫黄分54を流通した
ガス化ガスは、他方の同様な開口部61から排出され
る。開口部61から硫黄分移動体54にガス化ガス55
を供給する供給マニホールド62と、開口部61から硫
黄分搬出ガス56を回収する回収マニホールド63と
が、硫黄分移動体54の開口部61側に設けられる。
FIG. 4A is a front view of a third embodiment of the desulfurization apparatus according to the present invention, and FIG.
It is sectional drawing cut | disconnected by the A line. Internal cross section is 1mm on each side
A square or rectangular tubular sulfur-containing moving body 54 of about 4 mm is arranged in a honeycomb shape. Thickness 1.5mm ~
A partition having an opening 61 having an area smaller than the internal cross-sectional area of the cylindrical sulfur content moving body 54 at one longitudinal end of the sulfur content moving body 54 of 0.1 mm, preferably 0.6 mm to 0.3 mm. A plate 64 is provided. The gasified gas having passed through the sulfur content 54 is discharged from the other similar opening 61. The gasification gas 55 is supplied from the opening 61 to the sulfur-containing moving body 54.
And a recovery manifold 63 for recovering the sulfur-conveying gas 56 from the opening 61 are provided on the opening 61 side of the sulfur-moving body 54.

【0055】ガス化ガス55が供給される1つの開口部
61に隣接する4つの開口部61からは、硫黄分搬出ガ
ス56が排出される。供給マニホールド62から供給さ
れたガス化ガス55は、開口部61より筒状の硫黄分移
動体54に達する。硫黄分移動体54にて硫化物イオン
が生成され、硫化物イオンより硫黄化合物が生成され硫
黄分搬出ガス56によって、開口部61を通って排出マ
ニホールド63から排出される。
From the four openings 61 adjacent to the one opening 61 to which the gasified gas 55 is supplied, the sulfur-conveying gas 56 is discharged. The gasified gas 55 supplied from the supply manifold 62 reaches the tubular sulfur-containing moving body 54 from the opening 61. Sulfide ions are generated in the sulfur moving body 54, a sulfur compound is generated from the sulfide ions, and is discharged from the discharge manifold 63 through the opening 61 by the sulfur discharge gas 56.

【0056】以上述べた様な脱硫装置の第3実施例で
は、硫黄分移動体54に供給される硫黄化合物から硫化
物イオンを生成する反応面積を増加させることによっ
て、多量のガス化ガス55の脱硫処理を行うことがで
き、硫黄化合物を回収することができる。また、硫黄分
移動体54を積層させることによって脱硫装置51を小
型化できる。
In the above-described third embodiment of the desulfurization apparatus, the reaction area for generating sulfide ions from the sulfur compound supplied to the sulfur moving body 54 is increased, so that a large amount of the gasified gas 55 is produced. A desulfurization treatment can be performed, and a sulfur compound can be recovered. In addition, the desulfurization device 51 can be miniaturized by stacking the sulfur content moving bodies 54.

【0057】次に、本発明の第4実施例の構成、動作に
ついて図5を参照して説明する。第4実施例の特徴は、
硫黄分移動体54をシェルチューブ型に配置して脱硫装
置51を構成することである。ガス化ガス55から多量
の硫黄化合物を高効率で回収できる。
Next, the configuration and operation of the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The features of the fourth embodiment are as follows.
That is, the desulfurization device 51 is configured by disposing the sulfur content moving body 54 in a shell tube type. A large amount of sulfur compounds can be recovered from the gasification gas 55 with high efficiency.

【0058】図5は、本発明の脱硫装置の第4実施例の
斜視図である。中空円筒状の硫黄分移動体54を複数配
置する。硫黄分移動体54の中空部は、硫黄分移動体5
4にガス化ガス55を供給する供給マニホールド62と
なる。また、複数の内径1mm〜10mm程度、厚さ
1.5mm〜0.1mm、望ましくは0.6mm〜0.
3mmの硫黄分移動体54を内部に収納する、内径1c
m〜100cm程度の中空円筒状の回収マニホールド6
3が設けられる。回収マニホールド63は、硫黄分移動
体54から排出される硫黄分搬出ガス56を回収するも
のである。
FIG. 5 is a perspective view of a fourth embodiment of the desulfurization apparatus of the present invention. A plurality of hollow cylindrical sulfur moving bodies 54 are arranged. The hollow portion of the sulfur content moving body 54 is
The supply manifold 62 supplies the gasified gas 55 to the gas supply 4. Also, a plurality of inner diameters are about 1 mm to 10 mm, and the thickness is 1.5 mm to 0.1 mm, preferably 0.6 mm to 0.1 mm.
3 mm sulfur moving body 54 is housed inside, 1 c inside diameter
Hollow cylindrical recovery manifold 6 of about m to 100 cm
3 are provided. The recovery manifold 63 is for recovering the sulfur discharge gas 56 discharged from the sulfur transfer body 54.

【0059】複数の硫黄分移動体54と、複数の供給マ
ニホールド62と、回収マニホールド63とを、シェル
チューブ型に配置する。供給マニホールド62から供給
されたガス化ガス55は、筒状の硫黄分移動体54に達
する。硫黄分移動体54にて硫化物イオンが生成され
る。生成された硫化物イオンによって、硫黄化合物が生
成される。生成された硫黄化合物は、硫黄分搬出ガス5
6によって、回収マニホールド63から排出される。
[0059] A plurality of sulfur content moving bodies 54, a plurality of supply manifolds 62, and a recovery manifold 63 are arranged in a shell tube type. The gasification gas 55 supplied from the supply manifold 62 reaches the tubular sulfur-containing moving body 54. Sulfide ions are generated in the sulfur moving body 54. Sulfur compounds are produced by the produced sulfide ions. The generated sulfur compound is a sulfur-emitted gas 5
6 discharges from the collection manifold 63.

【0060】ここで、供給マニホールド62中の流れ方
向と、回収マニホールド63中の流れ方向は、対向して
いる。また、供給マニホールド62の直径を小さくすれ
ば、ガス化ガス55と硫黄分移動体54との平均接触時
間が長くなり、硫黄分移動体54の長さを短くすること
ができる。
Here, the flow direction in the supply manifold 62 and the flow direction in the recovery manifold 63 are opposite to each other. Also, if the diameter of the supply manifold 62 is reduced, the average contact time between the gasified gas 55 and the sulfur content moving body 54 becomes longer, and the length of the sulfur content moving body 54 can be shortened.

【0061】また、この様な構成の脱硫装置51を発電
プラントに用いる場合には、供給マニホールド62内の
圧力が、回収マニホールド63内の圧力よりも大きいた
め、硫黄分移動体54内に、回収マニホールド63を配
置し、硫黄分移動体54の外側に供給マニホールド62
を配置すればよい。この様な構成にすれば、硫黄分移動
体54の肉厚が薄く曲率が大きくとも外部からの圧力に
十分耐える。
When the desulfurization apparatus 51 having such a configuration is used in a power plant, the pressure in the supply manifold 62 is higher than the pressure in the recovery manifold 63. A manifold 63 is provided, and the supply manifold 62 is provided outside the sulfur content moving body 54.
Should be arranged. With such a configuration, even if the thickness of the sulfur content moving body 54 is small and the curvature is large, it can sufficiently withstand external pressure.

【0062】以上述べた様な脱硫装置の第4実施例で
は、硫黄分移動体54に供給される硫黄化合物から硫化
物イオンを生成する反応面積を増加させることによっ
て、多量のガス化ガス55の脱硫処理を行うことができ
る。よって、硫黄化合物を効率良く回収することができ
る。また、硫黄分移動体54を複数配置することでシェ
ルチューブ型を構成することによって脱硫装置51を小
型化できる。また、製作も容易にすることができる。ま
た、脱硫装置51の製造コスト低減に寄与する。
In the above-described fourth embodiment of the desulfurization apparatus, the reaction area for generating sulfide ions from the sulfur compound supplied to the sulfur content moving body 54 is increased, so that a large amount of the gasified gas 55 is produced. A desulfurization treatment can be performed. Therefore, the sulfur compound can be efficiently recovered. In addition, the desulfurization device 51 can be miniaturized by forming a shell tube type by arranging a plurality of sulfur content moving bodies 54. Also, the production can be facilitated. Further, this contributes to a reduction in the manufacturing cost of the desulfurization device 51.

【0063】なお、本発明は上記実施例には限定され
ず、その主旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施でき
ることは言うまでもない。例えば、硫黄分搬出ガスとし
てガスタービンからの排ガスを直接用いなくとも、脱硫
装置と硫黄分回収設備とを閉ループとして、硫黄分回収
設備で硫黄分が除去されたガスを、硫黄分搬出ガスとし
て用いても良い。
The present invention is not limited to the above embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, without directly using the exhaust gas from the gas turbine as the sulfur discharge gas, the desulfurization device and the sulfur recovery device are used as a closed loop, and the gas from which the sulfur is removed by the sulfur recovery device is used as the sulfur discharge gas. May be.

【0064】[0064]

【発明の効果】以上説明した様に本発明によれば、硫黄
分を効率的に濃縮することができる。
As described above, according to the present invention, the sulfur content can be efficiently concentrated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の脱硫装置の第1実施例の斜視図FIG. 1 is a perspective view of a first embodiment of a desulfurization apparatus of the present invention.

【図2】 本発明の脱硫装置を用いた発電プラントのブ
ロック図
FIG. 2 is a block diagram of a power plant using the desulfurization apparatus of the present invention.

【図3】 本発明の脱硫装置の第2実施例の斜視図FIG. 3 is a perspective view of a second embodiment of the desulfurization apparatus of the present invention.

【図4】 本発明の脱硫装置の第3実施例の正面図と断
面図
FIG. 4 is a front view and a sectional view of a third embodiment of the desulfurization apparatus of the present invention.

【図5】 本発明の脱硫装置の第4実施例の断面図FIG. 5 is a sectional view of a fourth embodiment of the desulfurization apparatus of the present invention.

【図6】 従来の脱硫装置を用いた発電プラントのブロ
ック図
FIG. 6 is a block diagram of a power plant using a conventional desulfurization device.

【図7】 従来の脱硫装置のブロック図FIG. 7 is a block diagram of a conventional desulfurization device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

24 複合発電設備(発電装置) 51 脱硫装置 52 被処理ガス流通路(硫黄化合物供給部) 53 硫黄分搬出ガス(硫黄化合物排出部) 54 硫黄分移動体(硫化物イオン生成部) 61 石炭ガス化複合発電プラント(発電システム) Reference Signs List 24 combined power generation equipment (power generation device) 51 desulfurization device 52 gas passage to be treated (sulfur compound supply unit) 53 sulfur discharge gas (sulfur compound discharge unit) 54 sulfur content moving body (sulfide ion generation unit) 61 coal gasification Combined cycle power plant (power generation system)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 斗 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Toshi Ogawa 1 Toshiba-cho, Komukai Toshiba-cho, Saisaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】硫黄化合物と反応して硫化物イオンを生成
する硫化物イオン生成部と、前記硫化物イオン生成部の
一方に設けられ、硫黄化合物を前記硫化物イオン生成部
に供給する硫黄化合物供給部と、前記硫化物イオン生成
部の他方に設けられ、硫化物イオンと反応して生成され
た硫黄化合物を前記硫化物イオン生成部から排出する硫
黄化合物排出部とを有し、前記硫化物イオン生成部の動
作温度において、前記硫化物イオン生成部内の硫化物イ
オンと反応して、気相となる硫黄化合物を生成する成分
を含む流体を、前記硫黄化合物排出部に流通することを
特徴とする脱硫装置。
1. A sulfide ion generator for reacting with a sulfur compound to generate sulfide ions, and a sulfur compound provided in one of the sulfide ion generators for supplying a sulfur compound to the sulfide ion generator. A supply unit and a sulfur compound discharge unit provided on the other of the sulfide ion generation unit and discharging a sulfur compound generated by reacting with sulfide ions from the sulfide ion generation unit; At the operating temperature of the ion generation unit, a fluid containing a component that generates a sulfur compound that becomes a gas phase by reacting with sulfide ions in the sulfide ion generation unit is passed through the sulfur compound discharge unit. Desulfurization equipment.
【請求項2】硫黄化合物と反応して硫化物イオンを生成
する硫化物イオン生成部と、前記硫化物イオン生成部の
一方に設けられ、硫黄化合物を前記硫化物イオン生成部
に供給する硫黄化合物供給部と、前記硫化物イオン生成
部の他方に設けられ、硫化物イオンと反応して生成され
た硫黄化合物を前記硫化物イオン生成部から排出する硫
黄化合物排出部とを有し、前記硫化物イオン生成部を介
して、前記硫黄化合物供給部と、前記硫黄化合物排出部
とが、交互に複数配置され、前記硫黄化合物供給部中の
流体の流れ方向と、前記硫黄化合物排出部中の流体の流
れ方向とが、異なることを特徴とする脱硫装置。
2. A sulfide ion generator for reacting with a sulfur compound to generate sulfide ions, and a sulfur compound provided in one of the sulfide ion generators for supplying a sulfur compound to the sulfide ion generator. A supply unit and a sulfur compound discharge unit provided on the other of the sulfide ion generation unit and discharging a sulfur compound generated by reacting with sulfide ions from the sulfide ion generation unit; Via an ion generation unit, the sulfur compound supply unit and the sulfur compound discharge unit are alternately arranged in a plurality, the flow direction of the fluid in the sulfur compound supply unit, and the flow direction of the fluid in the sulfur compound discharge unit. A desulfurization device characterized in that the flow direction is different.
【請求項3】前記硫化物イオン生成部の動作温度におい
て、前記硫化物イオン生成部内の硫化物イオンと反応し
て、気相となる硫黄化合物を生成する成分を含む流体
を、前記硫黄化合物排出部に流通させることを特徴とす
る請求項2記載の脱硫装置。
3. The method according to claim 1, wherein at the operating temperature of the sulfide ion generating section, a fluid containing a component that reacts with sulfide ions in the sulfide ion generating section to generate a sulfur compound to be in a gas phase is discharged to the sulfur compound discharging section. 3. The desulfurization device according to claim 2, wherein the desulfurization device is circulated through a section.
【請求項4】前記硫黄化合物供給部を流通する流体と、
前記硫黄化合物排出部を流通する流体とは、前記硫化物
イオン生成部を介してのみ、流通することを特徴とする
請求項2に記載の脱硫装置。
4. A fluid flowing through the sulfur compound supply section,
The desulfurization apparatus according to claim 2, wherein the fluid flowing through the sulfur compound discharge section flows only through the sulfide ion generation section.
【請求項5】前記硫化物イオン生成部は、少なくとも溶
融炭酸塩を含んでいることを特徴とする請求項2記載の
脱硫装置。
5. The desulfurization apparatus according to claim 2, wherein said sulfide ion generating section contains at least molten carbonate.
【請求項6】前記硫化物イオン生成部は、多孔質体から
なり、内部に溶融炭酸塩を含浸することを特徴とする請
求項2に記載の脱硫装置。
6. The desulfurization apparatus according to claim 2, wherein the sulfide ion generator is made of a porous material, and is impregnated with a molten carbonate.
【請求項7】前記硫黄化合物供給部を流通する流体の温
度が、前記硫黄化合物排出部を流通する流体の温度より
も低いことを特徴とする請求項2に記載の脱硫装置。
7. The desulfurization apparatus according to claim 2, wherein the temperature of the fluid flowing through the sulfur compound supply section is lower than the temperature of the fluid flowing through the sulfur compound discharge section.
【請求項8】硫黄化合物と反応して硫化物イオンを生成
する中空円筒状の硫化物イオン生成部と、前記硫化物イ
オン生成部の円筒内側あるいは円筒外側に設けられ、硫
黄化合物を前記硫化物イオン生成部に供給する硫黄化合
物供給部と、前記硫化物イオン生成部の円筒外側あるい
は円筒内側に設けられ、硫化物イオンと反応して生成さ
れた硫黄化合物を前記硫化物イオン生成部から排出する
硫黄化合物排出部とを有し、前記硫化物イオン生成部が
複数設けられ、前記硫化物イオン生成部の内側と、外側
とに流通する流体の流れ方向が、異なることを特徴とす
る脱硫装置。
8. A hollow cylindrical sulfide ion generator for reacting with a sulfur compound to generate sulfide ions, and a sulfide ion generator provided inside or outside the cylinder of the sulfide ion generator. A sulfur compound supply unit for supplying to the ion generation unit, and a sulfur compound which is provided outside or inside the cylinder of the sulfide ion generation unit and which is generated by reacting with the sulfide ion, is discharged from the sulfide ion generation unit. A desulfurization apparatus, comprising: a sulfur compound discharge section; a plurality of the sulfide ion generation sections provided; and a flow direction of a fluid flowing inside and outside the sulfide ion generation section is different.
【請求項9】前記硫化物イオン生成部の動作温度におい
て、前記硫化物イオン生成部内の硫化物イオンと反応し
て、気相となる硫黄化合物を生成する成分を含む流体
を、前記硫黄化合物排出部に流通させることを特徴とす
る請求項8記載の脱硫装置。
9. The method according to claim 9, wherein the fluid containing a component that reacts with sulfide ions in the sulfide ion generation unit to form a gaseous sulfur compound at the operating temperature of the sulfide ion generation unit is discharged to the sulfur compound discharge unit. 9. The desulfurization apparatus according to claim 8, wherein the desulfurization apparatus is circulated through a section.
【請求項10】前記硫黄化合物供給部を流通する流体
と、前記硫黄化合物排出部を流通する流体とは、前記硫
化物イオン生成部を介してのみ、流通することを特徴と
する請求項8に記載の脱硫装置。
10. The fluid flowing through the sulfur compound supply section and the fluid flowing through the sulfur compound discharge section flow only through the sulfide ion generation section. The desulfurization apparatus according to claim 1.
【請求項11】前記硫化物イオン生成部は、少なくとも
溶融炭酸塩を含んでいることを特徴とする請求項8記載
の脱硫装置。
11. The desulfurization apparatus according to claim 8, wherein said sulfide ion generating section contains at least molten carbonate.
【請求項12】前記硫化物イオン生成部は、多孔質体か
らなり、内部に溶融炭酸塩を含浸することを特徴とする
請求項8に記載の脱硫装置。
12. The desulfurization apparatus according to claim 8, wherein said sulfide ion generating section is made of a porous material, and has a molten carbonate impregnated therein.
【請求項13】前記硫黄化合物供給部を流通する流体の
温度が、前記硫黄化合物排出部を流通する流体の温度よ
りも低いことを特徴とする請求項8に記載の脱硫装置。
13. The desulfurization apparatus according to claim 8, wherein the temperature of the fluid flowing through the sulfur compound supply section is lower than the temperature of the fluid flowing through the sulfur compound discharge section.
【請求項14】硫黄化合物と反応して硫化物イオンを生
成する硫化物イオン生成部と、前記硫化物イオン生成部
の一方に設けられ、硫黄化合物を前記硫化物イオン生成
部に供給する硫黄化合物供給部と、前記硫化物イオン生
成部の他方に設けられ、硫化物イオンと反応して生成さ
れた硫黄化合物を前記硫化物イオン生成部から排出する
硫黄化合物排出部とを有し、前記硫化物イオン生成部を
介して、前記硫黄化合物供給部と、前記硫黄化合物排出
部とが、交互に隣接して複数配置され、前記硫黄化合物
供給部中の流体の流れ方向と、前記硫黄化合物排出部中
の流体の流れ方向とが、異なる脱硫装置と、前記硫黄化
合物供給部から排出される流体を用いて発電を行う発電
装置とから構成されることを特徴とする発電プラント。
14. A sulfide ion generator for reacting with a sulfur compound to generate sulfide ions, and a sulfur compound provided in one of the sulfide ion generators for supplying a sulfur compound to the sulfide ion generator. A supply unit and a sulfur compound discharge unit provided on the other of the sulfide ion generation unit and discharging a sulfur compound generated by reacting with sulfide ions from the sulfide ion generation unit; A plurality of the sulfur compound supply units and the sulfur compound discharge units are alternately arranged adjacent to each other via an ion generation unit, and a flow direction of a fluid in the sulfur compound supply unit, A power plant comprising: a desulfurization device having a different flow direction of the fluid; and a power generation device that performs power generation using the fluid discharged from the sulfur compound supply unit.
【請求項15】前記発電装置から排出される排ガスを、
前記硫黄化合物排出部に供給することを特徴とする請求
項14記載の発電プラント。
15. Exhaust gas discharged from the power generation device,
The power plant according to claim 14, wherein the power is supplied to the sulfur compound discharge part.
【請求項16】前記硫化物イオン生成部に供給される流
体を生成する、石炭ガス化装置が設けられることを特徴
とする請求項14記載の発電プラント。
16. The power plant according to claim 14, further comprising a coal gasifier for generating a fluid to be supplied to the sulfide ion generator.
【請求項17】前記発電装置は、ガスタービンまたは蒸
気タービンであることを特徴とする請求項14記載の発
電プラント。
17. The power plant according to claim 14, wherein said power generation device is a gas turbine or a steam turbine.
【請求項18】前記硫黄化合物排出部から排出された流
体を回収する回収部が設けられることを特徴とする請求
項14記載の発電プラント。
18. The power plant according to claim 14, further comprising a recovery section for recovering the fluid discharged from said sulfur compound discharge section.
【請求項19】前記脱硫装置に供給される流体は、フィ
ルタを通流した後で供給されることを特徴とする請求項
14記載の発電プラント。
19. The power plant according to claim 14, wherein the fluid supplied to the desulfurizer is supplied after flowing through a filter.
【請求項20】前記発電装置に供給される前に、流体か
ら硫黄化合物を回収する湿式脱硫装置を設けることを特
徴とする請求項14記載の発電プラント。
20. The power plant according to claim 14, further comprising a wet desulfurizer for recovering a sulfur compound from the fluid before being supplied to the power generator.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009098936A1 (en) * 2008-02-05 2009-08-13 Central Research Institute Of Electric Power Industry Fuel gas purification apparatus, power generation system, and fuel synthesis system

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CN101932678A (en) * 2008-02-05 2010-12-29 财团法人电力中央研究所 Fuel gas purification apparatus, power generation system, and fuel synthesis system
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US8636818B2 (en) 2008-02-05 2014-01-28 Central Research Institute Of Electric Power Industry Fuel gas purification apparatus, power generation system, and fuel synthesis system

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