JPS5846336B2 - コタイアクセプタ−ニヨルエンドウガスリユウカラノ ニサンカイオウノジヨキヨホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は二酸化イオウを受入れる固体アクセプターによ
る煙道ガス流からの二酸化イオウの除去に関する。

この二酸化イオウはその後負荷アクセプターの再生期間
中に還元ガスで回収する。

このような方法では、二酸化イオウを含有する煙道ガス
の全供給物を常に一つまたはそれ以上の反応器で処理し
、大気中に未処理煙道ガスが排出されないようにするも
のである。

更に、煙道ガス流を処理するために実質的に同数の反応
器が常に利用できることが確実にされるべきである。

それ故反応器は交互に再生処理にかげられるべきである
。

再生用の還元ガスを使用して煙道ガスを脱流するとき、
負荷アクセプターを含む反応器の再生に必要な時間はそ
のアクセプターの負荷中に経過する時間よりも短い。

それ故、全部で二つの反応器を使用する場合、このこと
は各々の反応器の再生処理の間に何時間か経過すること
を意味するだけである。

一回の処理当りただ一つの反応器を再生させて三つの反
応器を使用する場合、少なくとも二つの反応器を連続的
に煙道ガス流に接続させ、そして再生時間が受入れ時間
の半分以下である場合、これはまたその後の反応器の再
生処理の間に相当の期間が経過する原因となるであろう
。

例えば特公昭４６−２５８４３号には、三つの反応器を
使用し、１７．５時間毎に切換えを行い、従って各反応
器には３５時間の被処理ガス導通と１７，５時間の再生
サイクルが交互する方法が記載されているが、１７，５
時間の再生サイクルのうち、再生自体にかかる時間は１
３時間であり、あとの４．５時間は冷却期間であり、従
って次の反応器の再生処理との間に相当の時間（４，５
時間）が経過することになる。

煙道ガスを出す装置の操作を考慮すると、（負荷アクセ
プターを含む反応器への煙道ガスラインのバルブの閉鎖
と同時に）アクセプターがちょうど再生された反応器へ
の煙道ガスラインでバルブを開くべきであるのがさらに
好ましい。

これらのバルブの開閉にはしばらくの時間がかかるので
、その後の種々の反応器の再生処理の間常に短い間隔が
ある。

再生は通常、不活性ガスでのパージング期間、そしてそ
の後に続く還元ガスを反応器に通しく回収された二酸化
イオウは該ガスにより連行される：しかる後反応器を不
活性ガスでさらにパージする期間からなっている。

還元ガスの通過の前後のパージングもまた二酸化イオウ
含有ガスが再生中に利用できるようになるその後の期間
の間に何時間か経過する原因となる。

ある方法では二酸化イオウは還元ガスでアクセプターか
ら回収できるだけであるが、この二酸化イオウを不活性
ガスで取除くことができパージングを必要としない別の
方法が考えられる。

しかしながら、後者の場合でも、この再生の特徴はバル
ブの開閉による中断という問題点を残す。

再生を中断するという特徴は二つの理由、すなわち還元
ガスまたはストリッピングガスの需要が不連続であるた
めおよび高い二酸化イオウ含有量の再生オフ−ガスの生
成もまた不連続であるため、不利である。

このことは一方では必要とする還元ガスまたはストリッ
ピングガスの製造用装置および他方では二酸化イオウ含
有再生オフ−ガスをさらに処理するための装置に特に無
理な要求をする。

本発明の目的は上記の不利な点を除くことおよび還元ガ
スまたはストリッピングガスの需要および煙道ガスの脱
硫処理用の再生オフ−ガスの生成の不連続特性を解消す
る方法を提供するものである。

従って本発明は、固体アクセプターを含む二つまたは三
つの同じような大きさの主要反応帯域で行ない、該帯域
の少なくとも一つ多くとも二つはいかなる時点において
も煙道ガス流につながっておりかつ該主要反応帯域は還
元ガスでの再生処理を交互に行なうことを包含する、二
酸化イオウな受入れかつその後還元ガスでの負荷アクセ
プターの再生により二酸化イオウを回収され斯して再生
オフガスを生成する固体アクセプターによって煙道ガス
流から二酸化イオウを除去する方法において、還元ガス
の需要および再生オフガスの生成を連続的にするために
、アクセプターを有する補助反応帯域を設け、該補助反
応帯域は該主要反応帯域よりも長さが短いものであり、
かつ該補助反応帯域は受入れ期間中は主要反応帯域の前
に接続されそして主要反応帯域の順次行なわれる再生処
理の間の短い間隔に還元ガスでの再生処理を行ない、こ
の補助反応帯域の再生処理は次の主要反応帯域の再生処
理の初めの短い期間の間続けるように行なうことを特徴
とする上記の方法に関するものである。

この点について、補助反応帯域の受入れ時間はより短く
、該帯域の長さはより短いので、補助反応帯域を再生す
る回数は主要反応帯域を再生する回数よりも多いことに
注意されたい。

本発明による設備は全帯域を連続的に再生処理せしめる
一つの反応帯域となる。

還元ガスまたはストリッピングガスの需要、並びに二酸
化イオウ含有再生オフ−ガスの製造はこのようにして連
続的に行なうことができる。

補助反応帯域の必要な長さはその後の主要反応帯域の再
生処理の間をつなぐ間隔の期間によることに注意された
い。

実際問題として、再生および受入れの回数は通常脱硫を
行なう煙道ガスの量によるので、安全な長さを選ばなけ
ればならない。

多くの場合、補助反応帯域の長さは主要反応帯域の長さ
の１０〜９０％である。

好ましくは、本発明によると（補助反応帯域がその受入
れ期間にあるとき）煙道ガス流は常にまず初めにこの補
助反応帯域を通り、次に主要反応帯域を通る。

補助反応帯域はこのようにして短く保たれるので、利用
できる時間の間、該補助帯域に存在するアクセプターの
量はできるだけ完全に負荷される。

この場合、補助反応帯域およびその後に配置する主要反
応帯域は一つの装置として考えるべきである。

補助反応帯域を通り過ぎた二酸化イオウは主要反応帯域
で受取られる。

補助反応帯域の比較的短い受入れ期間の終りでは煙道ガ
ス流はもはやこれを通らず補助反応帯域の後に配置しで
ある主要反応帯域へ直接通過することは明らであろう。

本発明によると、主要反応帯域の煙道ガス流への接続は
常に煙道ガス流の他の主要反応帯域への断絶と同時に行
なうのが好ましい。

主要反応帯域はこの場合煙道ガス輸送管の支流ラインと
接続させる。

これらの後者のラインにはバルブがあり、煙道ガス流へ
接続させる主要反応帯域へのバルブの開放と同時に煙道
ガスの供給を断たなければならない帯域へのバルブを閉
じる。

このようにして煙道ガスの全量は自由に流れるように保
たれており、圧力降下における付加的減少または増加は
最小限であり、そのため煙道ガスを出す装置は他の主要
反応帯域への切換えによる影響を全く受けない。

本発明の好ましい具体例では、再処理の前および後に蒸
気または他の不活性ガスでパージングを行なう。

このパージングの間、二酸化イオウはアクセプターから
除去されず、そして反応帯域のパージングは受入れ（酸
化条件下）から還元ガス下での再生への転換中爆発性の
ガス混合物が形成されるのを妨げる働きをする。

パージングは安全性のために行ない、またこれはその後
の主要反応帯域がその後受入れ期間であるとすると、還
元ガスがこれらの主要反応帯域を通過する期間の間伺時
間か経過することに寄与することも明らかである。

上記の具体例では、補助反応帯域の再生を、その直前に
再生した主要反応帯域のパージング中にすでに開始し、
その直後再生する主要反応帯域のパージング中しばらく
続けるのが好ましい。

このようにして、還元ガスの需要および二酸化イオウ含
有再生オフ−ガスの供給を連続することは主要反応帯域
のパージングにもかかわらず保証される６本発明では補
助反応帯域におけるアクセプターの再生は主要反応帯域
中に存在するアクセプターの再生の初期の短期間の間続
けるのが好ましい。

受入れ期間の終りにおいて補助反応帯域の全長にわたっ
て二酸化イオウを負荷した該帯域のアクセプターと違っ
て、主要反応帯域のアクセプターは受入れ期間の終りに
おいて帯域の長さの一部だけ実質的に十分に負荷してお
り、あとは負荷程度が流れの方向に減少している。

主要反応帯域の受入れ期間の終りにおいてこの主要帯域
におけるアクセプターが前記のように十分に負荷されな
いような主要反応帯域の受入れ期間の長さを選択すると
、あまりにも多くの二酸化イオウが主要反応帯域を通り
ぬけるのを防止できる。

しかしながら、前記のことは、そのような主要反応帯域
におけるアクセプターの再生の初めにおいて、再生オフ
−ガスの二酸化イオウ含有量が低いことを意味する。

再受入れとして知られているこの現象は、再生の間アク
セプター床の初めの部分で回収された二酸化イオウがこ
の床の他の部分で再び受入れられるということから説明
される。

再生中の再受入れの期間に補助反応帯域から再生オフ−
ガスをさらに供給することによって、解放された全量の
再生オフガスの二酸化イオウ含有量はまだできるだけ一
定である。

従って、本発明の受入れおよび再生期間は、主要反応帯
域のアクセプターの再生のときに、還元ガス中に初めに
回収された二酸化イオウが主要反応帯域のまだ再生され
ていない部分でさらに再受入れされるように、受入れ期
間の終りにおいて、補助反応帯域のアクセプターは該帯
域の全長にわたってできるだけ十分に二酸化イオウを負
荷し、一方主要反応帯域のアクセプターは該反応帯域の
全長にわたってまだ十分に負荷していないように選択す
るのが好ましい。

補助反応帯域の受入れ期間は各主要反応帯域の受入れ期
間以外の他の時点で終らせることはさらに明らかである
。

このような条件の下で本発明による補助反応帯域を使用
すると最高の効果を示す。

本発明の好ましい具体例では、アクセプターは銅を含む
一種またはそれ以上の金属を沈積させたセラミック担体
よりなり、受入れおよび再生は２００〜６００℃の温度
で行なう。

再生期間は受入れ期間よりも著しく短いのでこのような
条件下で本発明は特に有利である。

特に、煙道ガスが２容量％以下の二酸化イオウおよび少
なくとも回部の酸素を含み、還元ガスが少なくとも５０
容量％の蒸気および／または他の不活性ガスおよび多く
とも５０容量％の水素、酸化炭素および／または炭化水
素を含む場合、本発明を有利に利用しうる。

一般に、イオウを含有する炭化水素をベースとした燃料
または石炭の完全燃焼から生じる煙道ガスは上記パーセ
ントの二酸化イオウと酸素を含んでいる。

炉中で燃焼させるとき空気として通常供給する酸素は確
実にススを出す炎のない完全燃焼とするために少し過剰
量で普通供給する。

二酸化イオウは硫酸塩として受入れられるので、銅を含
むアクセプターを使用するとき、煙道ガス中の酸素の存
在は重要である。

さらに、アクセプターを再生後別の工程で酸化すること
ももちろん可能である。

上記の条件下そして特に上記の組成の還元ガスで、熱安
定性の点で許容できない値にまでアクセプターの温度を
上げることなく再生時間を妥当に短くすることが可能で
ある。

本発明に従い、三つの主要反応帯域を使用する場合、主
要反応帯域の再生時間は好ましくは受入れ時間の半分以
下である。

特にこの場合その後の主要反応帯域の再生処理の間何時
間か経過する。

そのため補助反応帯域を使用することは非常に有用であ
る。

もちろんこれは、三つの主要反応帯域を使用する場合に
、主要反応帯域のパージング、再生および再パージング
に要する時間を受入れ時間の半分以下にするときにも用
いる。

過剰の水蒸気を除去した後、二酸化イオウを含む再生オ
フ−ガスを元素イオウを製造するためにクラウス型のイ
オウ回収プラントへ直接送る。

供給ガス中のイオウ化合物の濃度ができるだけ一定であ
ることがクラウスプラントに必須なので、上記の条件下
本発明による設備は特に重要なものである。

これに関連して、元素イオウの製造を原則としてクラウ
ス反応： によって行なうこと、および煙道ガスの生成から生じる
二酸化イオウは従って伺らかの方法で反応させるかある
いは化学量論的に必要な量の硫化水素へ部分的に変換さ
せるかしなげればならないことに留意すべきである。

本発明を添付の図面でさらに説明する。

第１図は煙道ガス脱硫用の二つの主要反応器および一つ
の補助反応帯を煙道ガスおよび再生ガスの供給および排
出ラインへ接続する方法の図であり、 第２図は第１図の三つの反応器を操作しうる順序を示す
図であり、そして 第３図は三つの主要反応器と一つの補助反応器を本発明
による煙道ガス脱硫装置で操作しうる順序を示す図であ
る。

第１図は同じ長さで同じ設計の二つの長い反応帯域■お
よび■、すなわち”主要反応器１１とかなり短い長さの
短い反応帯域■、１１補助反応器１１を示す。

各反応器はアクセプター物質、たとえばアルミナ担体上
に銅を沈積させたものの床を含み、護床は二酸化イオウ
を酸化条件下結合させかつ還元条件下放出するのに適し
ている。

三つの反応器は特別の方法で脱硫を行なう煙道ガスの供
給ライン１、脱硫した煙道ガスの排出ライン２、負荷ア
クセプターの再生用還元ガスおよび反応器のパージング
用パージガスの供給ライン３および１９、および負荷ア
クセプターの還元ガスでの再生により生じる再生オフ−
ガスの排出ライン４に接続する。

パージガスはまた還元ガス用のライン系を通って供給お
よび排出する。

煙道ガス供給ライン１は補助反応器■へのバルブ６を有
するライン５および補助反応器■の側管と考えられかつ
補助反応器■のバルブ１０を有する煙道ガス排出ライン
９へつながるバルブ８を有するライン７の二つに分れる
。

バルブ１０、ライン１の流れはライン９へ流出する。

ライン９は主要反応器■および■へ煙道ガスを供給する
バルブ１３および１４を有するライン１１および１２の
二つに分れる。

脱硫した煙道ガスの排出ライン２は各々バルブ１７およ
び１８を有するライン１５および１６を通して主要反応
器■および■へつながる。

還元ガスおよびパージングガスの供給ライン１９はバル
ブ２０を有し、補助反応器■へ到る。

還元ガスおよびパージングガスの供給ライン３はバルブ
２４および２５を有する主要反応器■および■へ続くラ
イン２２および２３に分れる。

再生オフ−ガスの排出ライン４は各々バルブ２９．３０
および３１を有するライン２６，２７および２８を通し
て反応器■、■および■につながる。

第１図に示した系の操作は以下の通りである：いつでも
煙道ガスは二つの主要反応器■または■のうちの一つを
通る。

このことを考えると、反応器■のある時点では反応器■
の煙道ガスライン１１および１５のバルブ１３および１
７は開き、反応器Ｈの煙道ガスラインのバルブ１４およ
び１８は閉じている。

次に反応器■の再生ガスライン２２および２６のバルブ
２４および２９が閉じ反応器■の再生ガスライン２３お
よび２７のバルブ２５および３０が開く。

この時点で煙道ガスが流れない反応器■はライン２３お
よび２７を通して再生ガスまたはパージングガスを供給
および排出することによって再生およびパージすること
ができる。

反応器■の受入れ期間の終りでこの反応器Ｉへの煙道ガ
スラインのバルブ１３および１７は閉じ、同時に再生し
た反応器■への煙道ガスラインのバルブ１４および１８
は開く。

煙道ガスライン中のバルブの開閉はバルブの大きさによ
り一般に何分かかかる。

第２図の時間表は第１図の装置の操作の順序を約３時間
の間時間順に左から右へ示すものである。

上のバンドは主要反応器■、中間のバンドは主要反応器
■そして下のバンドは補助反応器■に関するものである
。

斜線の部分は再生期間を、長い空白部分は受入れ期間を
そして短い空白の連結部分はパージング期間を示す。

煙道ガスライン中のバルブの開閉は受入れ期間の中に加
えた。

従って、反応器■の受入れ期間３２の後にパージング期
間３３が続き、その後再生期間３４、次にパージング期
間３５そしてその後に受入れ期間３６等と続く。

第２図で示すように、反応器Ｈの再生期間３７は反応器
■の受入れ期間３２の前に終る。

これはパージング期間３８の終り（これは期間３γの後
に続く）で受入れ期間３９が都合のよい時間に開始でき
るのを、すなわち期間３２と３９が、反応器■の煙道ガ
スラインのバルブ１４および１８の同時開放と反応器■
の煙道ガスラインのバルブ１３および１７の同時閉鎖の
間、互いにかさなり合うのを確実にするのに必要である
。

これは煙道ガス供給物が常に処理されうろことを確実に
する。

第２図は主要反応器■と■の再生期間がつながっていな
いことを示している。

それにもかかわらず還元ガスの連続的な需要と二酸化イ
オウ含有再生オフ−ガスの連続的供給を確実なものとす
るために、本発明では補助反応器■を使用する。

第２図から明らかたように、この反応器■の操作回数は
反応器■および■の二倍である。

補助反応器■の長さはより短いので、受入れ期間と再生
期間もまた短い。

再生期間４０は主要反応器の再生期間３１の終りとつな
がるが、次の反応器の再生期間３４の初めとかさなるよ
うに選ぶ。

すでに述べたように、再生期間の初めにおける主要反応
器の再生オフ−ガスの二酸化イオウ含有量は再受入れの
ため少ない。

従って、この含有量は再生期間の終りに至るまでほぼ一
定の比較的高いレベルに留まる。

他方、受入れ期間の終りでできるだけ完全に負荷したア
クセプターを含む補助反応器■を再生するとき、この再
生オフ−ガス中の二酸化イオウ含有量は実質的に全再生
期間中高い。

このように第１図の装置のライン４を通る二酸化イオウ
の供給は時間中実質的に一定である。

上記のように、補助反応器■は受入れ期間中宮に主要反
応器の前につながっており、そして従ってこの主要反応
器の前の部分として働くので、補助反応器■のアクセプ
ター床の全長にわたって負荷の程度は実質的に一定であ
る。

それ故、受入れ期間中多少の二酸化イオウは補助反応器
■からその後に接続している主要反応器へ通り過ぎる。

第２図の左側部分で補助反応器■は受入れ期間４１にあ
り、これは主要反応器■の受入れ期間３２と同時である
。

第１図において、これは煙道ガス供給ライン５および９
のバルブ６および１０が開き、側流ライン７のバルブ８
が閉じていることを意味する。

受入れ期間４１の終りで（第２図参照）バルブ８は開き
、同時にバルブ６および１０は閉じる。

再生ガスの供給および排出ラインのバルブ２０および３
０は受入れ期間の間（第２図参照）閉じてこの期間の終
りで開き、その後パージング期間４２０間（第２図参照
）ライン１９を通してパージガスを供給する。

第２図は、反応器■の再生期間４０の始まりは主要反応
器■の再生期間３７の終りと同時であり、この期間４０
は主要反応器■の再生期間３４の始まりの後に終ること
を明らかに示している。

再生期間４０の後はパージング期間４３であり、ここで
パージガスを第１図に示すようにライン１９を通して再
び供給する。

期間４３の終りでバルブ２０および３１を閉じ、その後
バルブ６および１０をバルブ８の閉鎖と同時に閉き、こ
のようにして受入れ期間４４を開始する。

第３図は、三つの主要反応器Ａ、ＢおよびＣと一つの補
助反応器りからなる装置での投入れ、パージングおよび
再生の過程を示す、第２図に従う時間表である。

二つのパージング期間４６および４７と共に再生期間４
５は受入れ期間４８の半分以下であるので、三つの主要
反応器Ａ、ＢおよびＣのその後の再生期間４５．４９お
よび５０の間に多少の時間が経過する。

一つの反応器の受入れ期間４８は二つの他の反応器のう
ちの一つの受入れ期間５１の終りのしばらく前に開始す
る。

周知のように、この時間は煙道ガスラインのバルブの同
時開閉に使う。

第３図に示すように、常に二つの反応器が煙道ガスから
二酸化イオウを同時に受入れている。

三つの反応器は交互に再生される。

その後の主要反応器の再生の間の時間の経過中に補助反
応器りを再生する。

第２図におけるように、補助反応器の再生は主要反応器
の再生の終りの時点で開始し、次の主要反応器の再生開
始後に停止させる。

補助反応器りの受入れ期間５２０間、煙道ガスを常に通
し、この煙道ガスは補助反応器りの先の再生期間５３０
間に受入れ期間４８が開始する長い主要反応器Ａにその
後通す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従って煙道ガス脱硫用の二つの主要反
応器および一つの補助反応器を煙道ガスおよび再生ガス
の供給および排出ラインへ接続する方法を示す図であり
、第２図は第１図の三つの反応器を操作する順序を示す
図であり、第３図は三つの主要反応器と一つの補助反応
器を本発明に従う煙道ガス脱硫装置で操作する順序を示
す。 ■および■・・・・・・主要反応器、■・・・・・・補
助反応器、１・−・・・・煙道ガス供給ライン、２・・
・・・・脱硫した煙道ガスの排出ライン、３および１９
・・・・・・還元ガスおよびパージガスの供給ライン、
４・・・・・・再生オフ−ガスの排出ライン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 固体アクセプターを含む二つまたは三つの同じよう
   な大きさの主要反応帯域で行ない、該帯域の少なくとも
   一つ多くとも二つはいかなる時点においても煙道ガス流
   につながっておりかつ該主要反応帯域は還元ガスでの再
   生処理を交互に行なうことを包含する、二酸化イオウを
   受入れかつその移還元ガスでの負荷アクセプターの再生
   により二酸化イオウを回収され斯して再生オフガスを生
   成する固体アクセプターによって煙道ガス流から二酸化
   イオウを除去する方法において、還元ガスの需要および
   再生オフガスの生成を連続的にするために、アクセプタ
   ーを有する補助反応帯域を設け、該補助反応帯域は該主
   要反応帯域よりも長さが短いものであり、かつ該補助反
   応帯域は受入れ期間中は主要反応帯域の前に接続されそ
   して主要反応帯域の順次行なわれる再生処理の間の短い
   間隔に還元ガスでの再生処理を行ない、この補助反応帯
   域の再生処理は次の主要反応帯域の再生処理の初めの短
   い期間の間続けるように行なうことを特徴とする上記の
   方法。