JPS6248527B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は石炭の乾溜あるいはガス化設備で発生
する可燃性ガス、および、可燃性ガス並びに場合
によつてはコークスを使用する発電所設備の煙道
ガスから、塩素、弗素、硫黄ならびにそれらの化
合物を分離する方法に係る。

石炭の乾溜およびガス化によつてガス状燃料を
つくり、公共用、化学工業における天然ガスの代
替用、あるいは発電所の発電用に供給するのは周
知である。

排出物規制、設備部品の融蝕の危険および中毒
の危険に基づき、石炭の乾溜およびガス化によつ
て発生する可燃性ガスは、例えばこれを公共ネツ
トに供給する前に、環境を破壊するすべての有害
な物質を除去しなければならない。石炭の性質に
基づく有害成分は塵としてか又は硫黄、塩素、弗
素およびそれらの化合物としてガス状で存在す
る。ガス化の際にはさらにHCN、NH₃などのガ
ス成分が生成し、これらのものも同様に除去しな
ければならない。ガスを化学工業における合成の
目的に供する時は、十分精製して有害物質化合物
の残存値を非常に小さくすることが必要である。

このように可燃性ガスを公共ネツトあるいは化
学工業での代替物質として使用する時は、すべて
の随伴物質を完全に除去することが必要である
が、排出物規制に留意して発電所工程に利用する
場合は、塵の除去は別として、多くの随伴成分が
後に煙道ガス精製の際除去される限りその完全除
去は必らずしも必要ではない。

ガスタービンを用いる発電所に可燃性ガスを用
いることは特に有利である。いわゆるコンビネー
シヨン法において、蒸気タービン法と結合してこ
の種のガスタービンを用いる時は、ガスタービン
法が蒸気タービン法よりはるかに高温で作用する
ものであるから、熱力学的効率を少なからず向上
できる。

本発明は、燃料事情が益々窮屈になり高価にな
りつつあることに鑑み、発電所設備の全効率を出
来るだけ高めることが必要であるとの認識の上に
立つている。この意味において、燃料の精選から
燃焼ガスおよび廃ガスの精製に至るまでの各工程
を、排出物規制法、発電所操業に伴つて生ずる廃
棄物及び廃水の懸念ならびに個々の設備部品の耐
用寿命もしくはその補修等を考慮して最適のもの
にする必要がある。本発明の課題は、冒頭に述べ
た方法において、装置技術的にも、エネルギーバ
ランスの点においても、出来るだけ少ない費用で
作業し、エネルギー損失を減少せしめ、可燃性ガ
スに含まれる腐蝕性物質によるガスタービンおよ
びその他の設備部品の損傷を避け、さらに随伴物
質の分離に有効な吸収剤を最適に利用することに
よつて随伴物質から工業的に利用しうる化合物を
つくれるようにすることにある。

この課題を本発明は次のようにして解決した。
すなわち、塩素及び弗素ならびにこれらの化合物
を可燃性ガスが発電所工程で用いられる前に、好
ましくは乾式で分離し、また硫黄及びその化合物
ならびに場合によつては再生塩素、弗素及びこれ
らの化合物を発電所工程後にはじめて煙道ガスか
ら分離するのである。このような方法によると、
ガスタービンの羽根を侵し、従つてその寿命を低
下させる塩素および弗素の化合物が比較的少ない
費用で可燃性ガスから除去され、一方で発電所設
備部品の寿命にほとんど、または全く影響のない
硫黄およびその化合物は発電所工程終了後にはじ
めて通例の煙道ガス脱硫設備によつて分離され
る。

この場合２つのガス精製工程、即ち可燃性ガス
から塩化物および弗化物を選択的に除去すること
と、煙道ガスからの硫黄および硫黄化合物の除去
とを必要とするが、可燃性ガスを発電所工程に利
用する前にすべての随伴物質を除くのにくらべ
て、全経費は少なくてすみ、また損失も少ない。
そもそも可燃性ガスを一度に精製することは極め
て高価となる。というのは、石炭の乾溜あるいは
ガス化に当つてはすでに述べたガス成分の他に
HCNやNH₃などの窒素化合物をも発生し、これ
らの窒素化合物も除去しなければならないからで
ある。何故なら窒素化合物はガス精製過程で用い
る普通の吸収剤を汚染するからである。これに対
して、塩化物および弗化物を乾式分離する場合
は、これらの窒素化合物はガスタービンの燃焼室
で無害の化合物に酸化されるから、ガス中に残つ
ていてもよい。可燃性ガスの一括精製は、さら
に、装置全体の負荷に決定的に影響し、これによ
つて発電所設備の所要エネルギーへの弾力性およ
び適応性が低下する。

本発明の１つの有利な変化実施態様において
は、塩素化合物および弗素化合物を石炭の乾溜あ
るいはガス化にともなうコークス塵と共に可燃性
ガスから分離して、発電所設備のボイラの加熱用
に供給することができる。この場合には除塵器だ
けが必要である。塩化物および弗化物はボイラの
加熱に際して再び気相に移行し、煙道ガスの脱硫
過程で最終的に除去される。塩化物および弗化物
はこの場合もガスタービンの羽根を腐蝕すること
はなく、その結果ガス製造方式および添加物の如
何によつてガスに含まれることがあつて、塩化物
および弗化物の分離に際して吸収剤と反応するよ
うなある種の酸化性成分は、ボイラの加熱に際し
環境保護上、有利に酸化する。

塩素、弗素およびこれらの化合物を乾式法で除
去することは、設備の作業効率の増加につなが
る。即ち、石炭の乾溜あるいはガス化で発生する
顕熱をガス発生器直後の高温領域で利用するのに
続いて、比較的低温になつた熱をも熱源として利
用できる。というのは、可燃性ガスを比較的高温
レベルのガスタービンへ供給し得るからである。
塩化物および弗化物は高温で可燃性ガスをアルカ
リ金属および／またはアルカリ土類金属の酸化
物、水酸化物あるいは炭酸塩で処理することによ
つて乾式で有に除去できる。アルカリ金属あるい
はアルカリ土類金属は塩素および弗素と結合して
相応の塩化物あるいは弗化物をつくるが、添加物
の種類によつては水あるいは二酸化水素を分離す
る。乾いたアルカリ金属あるいはアルカリ土類金
属の塩化物および弗化物は過剰の吸収剤とともに
可燃性ガスから濾別される。この乾式法では廃水
の発生が避けられる。廃水は湿式法の例えばガス
洗浄において所要の低い温度によつて水蒸気の露
点以下になることによつて発生する。この凝縮物
は塩化物および弗化物の他になおアンモニウム化
合物およびシアニド化合物などの有害物質を含む
ことになる。

アルカリ金属あるいはアルカリ土類金属の塩化
物および弗化物を過剰の吸収剤とともに従来通り
処理すると濾別した混合物質のすべてを煙道ガス
脱硫部へ供給し、アルカリ金属またはアルカリ土
類金属の未反応部分は硫黄化合物の分離に利用す
ることができる。濾別した混合物質の中に含まれ
る塩化物および弗化物は煙道ガス脱硫部をただバ
ラスト物質として通過し、反応に影響を及ぼすも
のではない。即ちこれらの物質は少量の水で捕捉
でき、容易に且つ少量のエネルギー消費で蒸発乾
燥できる。同様にして煙道ガス脱硫を行う従来の
石炭発電所においてもまた、石炭からもたらされ
る塩化物および弗化物を煙道ガス脱硫系から除去
することができる。

可燃性ガスから塩化物および弗化物を選択的に
分離するには、吸収剤を完全に利用しつくす必要
はなく従つてこれを化学量論的に配量する必要が
ない。煙道ガスの脱硫における二酸化硫黄の分離
に要する吸収剤の化学量論的な量は塩化物および
弗化物の分離の場合とくらべると数倍になるか
ら、塩化物および弗化物分離の際の過剰の吸収剤
が煙道ガスの脱硫で完全に利用されることにな
る。従つて塩化物および弗化物の除去操作はほと
んど任意の吸収剤過剰量で行うことができる。

次に図面に示した２つの実施例に基づいて本発
明を詳細に説明する。

第１図に於て、石炭の乾溜設備あるいはガス化
設備１内で可燃性ガスを得るが、これは塩素、弗
素および硫黄化合物などの気体状の有害物質なら
びに塵や、場合によつてはコークス粉を伴つてい
る。可燃性ガスからまず塵を塵分離器２によつて
除去し、次いで可燃性ガスを設備３においてアル
カリ金属およびアルカリ土類金属の酸化物または
水酸化物および／または炭酸塩、好ましくは酸化
カルシウムと炭酸カルシウムで処理し、塩化物お
よび弗化物を選択的に分離する。生成した塩化カ
ルシウムおよび弗化カルシウムは過剰のアルカリ
金属またはアルカリ土類金属の酸化物あるいは炭
酸塩とともに設備３から直接煙道ガス脱硫設備６
に送る。しかし可燃性ガスにもし小量の塵が含ま
れている場合には、これを除去するために設備３
に濾過器４を後続し、ここで捕集した塵をやはり
直接煙道ガス脱硫設備６に送る。

可燃性ガスは濾過器４から特にいわゆるコンビ
ネーシヨン法に従つて作業する発電所設備５に到
達し、ここにおいて可燃性ガスあるいはその一部
分がまずガスタービンに送られ、大幅な過剰空気
のもとに燃焼される。ガスタービンからの廃ガス
は十分に酸素を含んでいるから、直接、ボイラ設
備の燃焼室に送ることができ、ここで可燃性ガス
の残りは、ガスタービン廃ガスと共に燃焼する。
ボイラには追加的に固体、液体あるいは気体状の
燃料を加えることができる。発電所設備５ででき
る煙道ガスを煙道ガス脱硫設備６に導き、ここで
煙道ガスは通例の形式で、ただし設備３および４
から導かれるアルカリ金属あるいはアルカリ土類
金属の塩化物および弗化物とアルカリ金属あるい
はアルカリ土類金属の酸化物あるいは炭酸塩から
の吸収剤過剰量並びに必要に応じて追加する吸収
剤とから成る混合物質を介して脱硫される。

第２図に示す実施態様に於ては、塩化物や弗化
物を伴つた乾式吸収剤も石炭の乾溜あるいはガス
化設備１からの塵とともに、分離装置３およびこ
れに続く濾過器４によつて可燃性ガスから分離す
る。この場合に生ずる混合物、即ちアルカリ金属
もしくはアルカリ土類金属の塩化物および弗化物
と、過剰の吸収剤と、同時に分離した塵、それを
一般にまだ相当量の未分解の炭素分をコークス塵
として含んでいる塵とから成る混合物が発電所設
備５のボイラの燃焼に供し、ここで混合物中の可
燃成分は反応し、また有害物質を含んだ吸収剤を
熱的に分解する。可燃性ガスから分離した塩化物
および弗化物は発電所設備５の煙道ガス中に含ま
れ、煙道ガス脱硫設備６によつて二酸化硫黄とと
もに除去される。この方法の長所は分離ユニツト
の節約ならびに吸収剤と可燃性ガス中の他の有害
物質との結合による酸化という点にある。この有
害物質は、石炭の乾溜もしくはガス化の方法如何
によつて可燃性ガスが多量のHCNやNH₃等の窒
素化合物又はその他吸収剤と結合して煙道ガス脱
硫装置の運転およびその際得られる最終精製品に
不利に働くような有害物質を含んでいる場合、特
に発生するものである。ボイラの燃焼部において
このような望ましくないガス附随物質を酸化させ
ることは環境保護上からも好ましい策である。

本発明はこのように、石炭の乾溜またはガス
化、塩化物および弗化物の分離、発電所工程、煙
道ガス脱硫の場合に、従来の技術並びに設備をも
つて、経費が少なくて全効率が高く、さらに廃物
を工業的に利用できる形で回収しうる最良の方法
を得た点に長所を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は個々の発電所部分及び処理工程を示す
フローシートであり、第２図は他の１つの発電所
設備の同様なフローシートである。 １……石炭の乾溜又はガス化設備、２……塵分
離器、３……塵粉除去設備（分離装置）、４……
濾過器、５……発電所設備、６……煙道ガス脱硫
設備。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 石炭の乾溜又はガス化設備で発生する可燃性
   ガス、及び、可燃性ガスおよび場合によりコーク
   スを使用する発電所の煙道ガスから塩素、弗素お
   よび硫黄ならびにそれらの化合物を分離する方法
   において、発電所工程に入れる前に可燃性ガスか
   ら塩素、弗素ならびにそれらの化合物を分離し、
   硫黄とその化合物および場合によつては再生した
   塩素、弗素ならびにそれらの化合物を発電所煙道
   ガスから分離することを特徴とする可燃性ガス及
   び煙道ガスから塩素、弗素および硫黄を分離する
   方法。 ２ 可燃性ガスから塩素化合物および弗素化合物
   を石炭の乾溜またはガス化の際のコークス塵とと
   もに分離し、発電所設備におけるボイラの加熱用
   に供することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の方法。 ３ 塩素、弗素およびそれらの化合物を乾式分離
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項又は
   第２項に記載の方法。 ４ 乾式分離をアルカリ金属および／又はアルカ
   リ土類金属の酸化物、又は水酸化物によつて行う
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の
   方法。 ５ 乾式分離をアルカリ金属および／又はアルカ
   リ土類金属の炭酸塩によつて行うことを特徴とす
   る特許請求の範囲第３項に記載の方法。 ６ 可燃性ガスの処理で生成するアルカリ金属又
   はアルカリ土類金属の塩化物および弗化物を過剰
   の吸収剤とともに煙道ガス脱硫過程に供給するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項、第３項、
   第４項または第５項に記載の方法。 ７ 過剰の吸収剤を煙道ガス脱硫の際アルカリ金
   属および／又はアルカリ土類金属の亜硫酸塩又は
   アルカリ金属および／又はアルカリ土類金属の硫
   酸塩に変換することを特徴とする特許請求の範囲
   第６項に記載の方法。