JPH0270794A - 石炭ガス化ガスの浄化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、石炭を部分酸化させるための石炭ガス化炉か
ら発生する石炭ガス化ガス中の硫黄化合物、ダストなど
を効率よく除去する方法に関するものである。

〔従来の技術〕

石炭ガス化ガス中には、ダストや硫化水素（Ｈ，Ｓ）、
硫化カルボニル（ＣＯ８）、二硫化炭素（Ｃ５ｔ）など
の硫黄化合物など不純物が含まれており、ガスタービン
などの燃料として用いるためには、これらを除去し、浄
化する必要がある。

硫黄化合物の中では、硫化カルボニル（ＣＯ３）や二硫
化炭素（Ｃ３ｇ）などの有機化合物は除去しにくい。し
たがって、脱硫効率を高めるためには、これら有機化合
物を除去しやすい硫化水素０１ｔＳ）に転化する必要が
ある。

従来、特開昭５７−１４７５９２号公報には、石炭ガス
化ガスを熱交換して２５０〜４５０℃とした後、硫化カ
ルボニル転化触媒と接触させて、硫化カルボニルを硫化
水素に変換し、さらに該ガスを熱交換して１００−１５
０℃とした後、乾式集じん器に４いてダストを除去し、
その後、該ガスをアルカリ水溶液と接触させて硫化水素
を除去した後、ガスを湿式電気集じん装置に導いてダス
トを除去する方法が開示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記の特開昭５７−１４７５９２号公報記載の方法は、
つぎのような不都合点を有している。

＋１１　２５０〜４５０℃の高温で、硫化カルボニルの
転化反応を行わせるため、前もってダストを除去するこ
とが困難である（高温でのダスト除去には、高価な設備
が必要である）、またダストによる触媒の目づまり、摩
耗などによる劣化のおそれがある。

（２）硫化カルボニルの硫化水素への転化は、第５図に
示すように、反応平衡の観点から低温程望ましい。

＋３１　２５０〜４５０℃において転化反応を行わせる
場合、シフト反応（Ｃｏ　＋　ＬＯ−Ｃｏｔ　＋　Ｈｚ
）やメタン化反応（ＣＯ＋３１（ｚ−４ＣＨ４＋）１２
０）が起こる場合があり、浄化ガスの組成や発熱量が変
わる。

とくにシフト反応が起こると、硫化カルボニルの硫化水
素への転化率が、第６図に示すように、大幅に低下する
。

（４）　　ガス冷却を３段階で行う必要があり、設備が
複雑となる。

本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので、硫化力ルホ
ニルの硫化水素への転化を１００〜２５０℃の比較的低
温で行わせることにより、前もってダストを容易に除去
することができ、ダストによる閉塞、目づまり、摩耗な
どによる劣化を防止し、高い転化率で硫化カルボニルを
硫化水素に変換することができ、さらにガス冷却を２段
階で行うため、設備の簡素化を図ることができる石炭ガ
ス化ガスの浄化方法を提供することを目的とするもので
ある。

〔問題点を解決するための手段および作用〕上記の目的
を達成するために、本発明の石炭ガス化ガスの浄化方法
は、石炭を゛部分酸化させるためのガス化炉から発生す
る石炭ガス化ガスを熱交換して１００〜２５０℃に冷却
する第１の工程と、該ガス中に含有されるダストを除去
する第２の工程と、該ガス中に含有される硫化カルボニ
ル、二硫化炭素などの有機硫黄化合物を触媒の存在下で
硫化水素に転化する第３の工程と、該ガスを冷−却装置
および脱ＶＡ装置に導びき吸収液と接触させて硫化水素
を除去する第４の工程とを包含したものである。

本発明の方法において、第２の工程で捕集されるダスト
を、ガス化炉に供給するのが望ましく、また脱硫装置に
おける吸収液として、アンモニア水溶液を用いるのが望
ましい。

さらに脱硫装置から排出されるガス中に含まれるアンモ
ニアを、水または／および酸性水溶液にて洗浄・除去し
、回収されたアンモニアを蒸留またはストリッピングに
よって濃縮した後、脱硫装置に循環して再使用するのが
望ましい。

なお本発明の方法における第４の工程は、冷却装置と脱
硫装置とを別々に設置して、冷却工程の後に脱硫工程を
行う方法、および冷却装置と脱硫装置とを一体に連結し
て設置して、冷却工程と脱硫工程との両方を同時に行う
方法を包含するものである。

本発明の第１の工程おいて、ガス温度がｔｏｏ’ｃ未満
の場合は、硫化カルボニルの硫化水素への転化反応が遅
いため、反応器が大型となり、ガス中の水分が凝縮して
触媒に悪影響を及ぼすおそれがある。また、ガス中の水
分が凝縮することによって、第２の工程で除去されるダ
ストが湿り、バグフィルタの目づまりの原因ともなると
いう不都合があり、一方、ガス温度が２５０℃を越える
場合は、ダスト除去工程に高価な装置を必要とすること
、シフト反応やメタン化反応の併発によってガス組成が
変わるおそれがあること、これらの副反応は発熱反応で
あるため、ガスとしての総発熱量が減少すること、全体
の熱効率を高めるためには、さらに熱回収を必要とし、
設備が複雑になることなどの不都合がある。

以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。

第１図は本発明の方法を実施する装置の一例を示してい
る。ガス化炉１において、石炭を空気、酸素または酸素
富化空気により部分酸化させてガス化された約１０００
℃のガスは、熱回収用ボイラおよび／または空気予熱器
などの熱回収装置２に導入されて１００〜２５０℃、望
ましくは１５０〜２５０℃まで冷却される。

冷却されたガスは、バグフィルタなどのダスト除去装置
３によって、ダスト含有量が１０■／Ｎｒｒｒ以下とさ
れる９回収されたダストは未燃カーボンを多く含んでい
るので、ガス化炉１へ循環・供給される。ダスト除去さ
れたガスはＣＯ５転化器４へ送られ、触媒の存在下で、
ＣＯ３、Ｃ３＊は１（ｔＳに転化される。この場合の反
応は下記の通りである。

ＣＯ３＋Ｈ，Ｏ→　Ｈ，Ｓ＋ＣＯ。

ｃｓｔ＋ｓ’ｎｔｏ→２Ｈ，Ｓ＋ＣＯ。

触媒としては、主にＣｒｓ　Ｃｏ　　ＭＯ，、Ｐｔなど
の活性金属をアルミナ、シリカ−アルミナ、チタニアな
どに担持させたものが用いられる。　　ＣＯＳ転化器４
出口では、ｃｏｓ、　ｃｓ、の殆ど全量がＨ，Ｓに転化
され、ｃｏｓ、　ｃｓ、合計の濃度は数ｐｐｍ程度とな
っている。

ＣＯ８転化器４を出たガスは、ガス冷却装置５に導入さ
れて常温まで冷却された後、脱硫装置６にて吸収液と接
触してガス中のＨ，Ｓが除去される。

ガス冷却は、水またはアンモニア水をガス中にスプレー
してガスと直接接触させる湿式法、または間接冷却法と
湿式法との組合せ方式が採用される。

脱硫法としては、炭酸ソーダ、アンモニアなどのアルカ
リの水溶液を吸収液として用いる方法が、数多く実用化
されているが、アンモニア水溶液を用いる方式が、脱硫
性能面、副反応生成物の処理の容易さなどの点で好まし
い。

一方、石炭ガス化ガスは、−Ｃに、アンモニアを殆ど含
まないため、アンモニア水溶液を用いる方式では、アン
モニアのガス中への蒸発ロスが大きい、この欠点を改善
するため、脱硫袋Ｍ６の後流に、水洗浄装置または／お
よび酸洗浄装置などのアンモニア回収装置７を設置する
６回収されたアンモニア水溶液は、ストリッピング装置
または／および蒸留装置などの濃縮装置８により濃縮さ
れ、濃縮アンモニア水は脱硫装置６に循環され、再使用
される。脱硫袋ＷＬ６には補給アンモニアが供給される
。９は廃液処理装置で、ガス冷却装置５および脱硫装置
乙の廃液を処理するためのものである。

なお第２図に示すように、濃縮装置８を設けない場合も
ある。

また第３図に示すように、アンモニア回収装置７を設け
ない場合もある。

さらに第４図に示すように、アンモニア回収装置７から
のアンモニア水溶液を、ガス冷却装置５に供給してガス
を冷却するように構成する場合もある。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を挙げて説明する０石炭ガス化ガ
スを第１図に示すフローに沿って浄化処理した。ガス化
炉１から発生した約１０００℃のガス（ガス組成は第１
表の通り）は、熱回収装置２でスチーム発生および空気
予熱によって２００℃まで冷却された後、ダスト除去筒
！３に導入された。

ダスト除去筒Ｗ３としては、通常のバグフィルタを用い
、ダストは１０■／Ｎｒｄの濃度となった。

ＣＯ８転化器４としては、アルミナに白金を担持させた
４〜５■■φの触媒を充てんしたものを用い、ＳＶ　＝
　２５００ｈｒ−−にてガスを通じた。その結果、ガス
中のＣＯ８のＨｔＳへの転化率は９８％であった。

ｃｏｓ転化Ｈ４を出たガスは、ガス冷却装置５で水洗冷
却により常温まで冷却された後、脱硫装置６に供給され
た。吸収液として、アンモニア水溶液に酸化触媒（ピク
リン酸）を溶解した液を用いた。　　ＨｌＳの除去率は
９９．５％であった。

脱硫装置６から出たガスは、約４ｇ／Ｎｎｆのアンモニ
アを含んでおり、アンモニア回収装置７で、水洗・脱ア
ンモニアによりＯ，Ｉｇ／Ｎ　ｒｄまでアンモニアを回
収した０回収されたアンモニア水を濃縮装置８でスチー
ムストリッピングし、約２ｗｔ％のアンモニア水に濃縮
した後、脱硫装置６へ循環し再（史用した。

第　　　１　　　表 〔発明の効果〕 本発明は上記のように構成されてしするので、つぎのよ
うな効果を奏する。

（１）硫化カルボニル転化を１００〜２５０℃の比較的
低温で行わせるため、予めダスト除去することが容易で
ある。このため通常の形状（ペレット、粒状など）の触
媒を使用しても、ダストによる閉塞、目づまり、摩耗な
どによる劣化のおそれがなくなる。

！２１　１００〜２５０℃の比較的低温で硫化カルボニ
ル転化を行わせるので、反応平衡上、高い転化率が期待
できる。

（３）ガス冷却を２段階で行うため、設備が簡単になる
。

（４）脱硫装置のアルカリ源として、アンモニアを使用
する場合は、必要となる廃液処理が比較的容易になる。

（５）　　またアンモニアを回収して循環使用する場合
は、外部からのアンモニア供給量を最少とすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の石炭ガス化ガスの浄化方法を実施する
装置の一例を示すフローシート、第２図〜第４図は本発
明の方法を実施する装置の他の例を示すフローシート、
第５図はシフト反応が起こらない場合の反応温度とＣＯ
Ｓ平衡濃度との関係を示すグラフ、第６図はシフト反応
が起こる場合の反応温度とＣＯＳ平衡濃度との関係を示
すグラフである。 １・・・ガス化炉、２・・・熱回収装置、３・・・ダス
ト除去装置、４・・・ＣＯＳ転化器、５・・・ガス冷却
装置、６・・・脱硫装置、７・・・アンモニア回収装置
、８・・・濃縮装置、９・・・廃液処理装置 第 図 噂 支 （＃Ｃ） 第 す 図 滉 夏 （°０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　石炭を部分酸化させるためのガス化炉から発生する
   石炭ガス化ガスを熱交換して１００〜２５０℃に冷却す
   る第１の工程と、該ガス中に含有されるダストを除去す
   る第２の工程と、該ガス中に含有される硫化カルボニル
   、二硫化炭素などの有機硫黄化合物を触媒の存在下で硫
   化水素に転化する第３の工程と、該ガスを冷却装置およ
   び脱硫装置に導びき吸収液と接触させて硫化水素を除去
   する第４の工程とを包含することを特徴とする石炭ガス
   化ガスの浄化方法。 ２　第２の工程で捕集されるダストを、ガス化炉に供給
   する請求項１記載の石炭ガス化ガスの浄化方法。 ３　脱硫装置における吸収液として、アンモニア水溶液
   を用いる請求項１記載の石炭ガス化ガスの浄化方法。 ４　脱硫装置から排出されるガス中に含まれるアンモニ
   アを、水または／および酸性水溶液にて洗浄・除去し、
   回収されたアンモニアを蒸留またはストリッピングによ
   って濃縮した後、脱硫装置に循環して再使用する請求項
   ３記載の石炭ガス化ガスの浄化方法。