JPH10316978A - 石炭ガス化脱硫装置及び石炭ガスの脱硫方法 - Google Patents
石炭ガス化脱硫装置及び石炭ガスの脱硫方法Info
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Abstract
等の設備を追設することなく高効率の脱硫を可能とする
石炭ガス化脱硫装置を提供することにある。 【解決手段】 石炭ガス化炉7と、該石炭ガス化炉7で
生成される可燃性燃料ガスの洗浄を行う水洗装置9と、
該水洗装置9を通過した可燃性燃料ガス中のCOSをH
2Sに転化するCOS転化装置11を有する石炭ガス化
脱硫装置において、前記水洗装置9内の水洗水を加熱
し、該水洗水を前記水洗装置9内の可燃性燃料ガスに供
給することにより、該可燃性燃料ガスを前記COS転化
装置11での転化反応可能な湿度と温度にすることによ
り達成される。
Description
炭をガス化し、この可燃性燃料ガスにより発電を行う石
炭ガス化発電プラントにおいて、特に発電効率を低下さ
せることなく高効率の脱硫を可能とする石炭ガス脱硫装
置及び石炭ガスの脱硫方法に関するものである。
では、一般に、バーナから供給された石炭と酸化剤が反
応し、その反応により発生した熱で高温状態となり、石
炭のガス化反応が起こり、一酸化炭素、水素及びメタン
等で構成される可燃性燃料ガスが発生する。しかし、こ
の生成したガス中にはH2S、COS(硫化カルボニ
ル)等の硫黄化合物、HCl等のハロゲン化合物、NH
3等の窒素化合物、粉塵等が含まれている。そこで、こ
の可燃性燃料ガスを用いて発電を行う場合、環境対策上
はもとよりガスタービン等発電システムの保護の面から
事前に除去する必要がある。
(H2S、COS等)であり、これらの除去について
は、通常、ガス精製設備として、水洗装置と湿式脱硫装
置を組み合わせた方式等が用いられている。また、生成
ガス中のCOS濃度が高いので、H2Sに比べCOSの
除去性能が低い湿式脱硫装置の負荷を低減するため、こ
の湿式脱硫装置の上流側にCOS転化器を設置し、ここ
でCOSをH2Sに加水分解させている。
であり、脱硫装置1の入口で生成ガスの温度を下げるこ
とによる顕熱ロスを防ぐため、熱交換器3、5を設置
し、熱回収を行っている。また、石炭ガス化炉7で生成
された生成ガス中の微細チャー、塩素等のハロゲン類、
アルカリ金属、アンモニア等の除去のため、脱硫装置1
の上流に水洗装置9を設置している。ハロゲン類は、C
OS転化触媒に対して触媒毒になるため、事前に水洗装
置9においてこのハロゲン類を除去する必要がある。そ
して、このハロゲン類の除去のため、COS転化装置1
1は水洗装置9の後流に設置することになる。しかしな
がら、一般に、水洗装置9出口の生成ガスの温度は、C
OS転化反応に必要な温度より低いため、加熱器13に
より、生成ガスの温度をCOS転化反応に適した温度に
まで昇温し、さらに、水洗装置9での冷却減湿作用によ
り、H2O濃度が低下するため、COS転化装置11入
口でスチーム15を新たに供給し、COS転化装置11
入口の生成ガス中のH2O濃度がCOS転化反応に必要
なH2O濃度になるように調整した後、COS転化装置
11に供給している。
転化反応が比較的高温で、かつ高いH2O濃度を必要と
することから、水洗装置9で一旦減温、減湿した生成ガ
スを再度昇温し、さらに水洗装置9で冷却減湿除去され
た分も含めて加湿する必要がある。このため、新たに加
熱器13を設置し、さらに加湿のためのスチーム供給ラ
イン15を設置する必要がある一方、これらの追設に伴
い、スチームが多量に必要となり発電効率が低下する問
題が生じている。
に加熱器、スチーム供給系統等の設備を追設することな
く高効率の脱硫を可能とする石炭ガス化脱硫装置及び石
炭ガスの脱硫方法を提供することにある。
と、該石炭ガス化炉で生成される可燃性燃料ガスの洗浄
を行う水洗装置と、該水洗装置を通過した可燃性燃料ガ
ス中のCOSをH2Sに転化するCOS転化装置を有す
る石炭ガス化脱硫装置において、前記水洗装置内の水洗
水を加熱し、該水洗水を前記水洗装置内の可燃性燃料ガ
スに供給することにより、該可燃性燃料ガスを前記CO
S転化装置での転化反応可能な湿度と温度にする構成と
したものである。このように構成したことにより、水洗
装置を通過した可燃性燃料ガスは、新たに加熱器及びス
チーム供給器を介することなく、そのままCOS転化装
置に供給することができる。この結果、スチーム供給器
による発電効率を低下させることなく、高効率脱硫が可
能となる。
は、熱交換器を介して昇温された後、COS転化装置に
供給するように構成にしたものである。このように構成
したことにより、COS転化反応に必要なH2O濃度に
なるように水洗装置内の運転温度を調整し、その後、こ
の可燃性燃料ガスを熱交換器に介することにより、CO
S転化反応に必要な温度に昇温調整することができる。
この結果、水洗装置での過剰加湿による熱損失を最小限
に押さえることができる。
水洗水をスプレー方式により水洗装置内の可燃性燃料ガ
スに供給するように構成したものである。これにより、
スプレー方式にすると、水洗水と可燃性燃料ガスとの接
触面積が大きくなり、水洗装置内の可燃性燃料ガスを効
率良く、十分に加湿及び加熱することができる。
石炭ガス化脱硫装置を詳細に説明する。図1は、本発明
を適用した石炭ガス化脱硫装置の一実施形態である。図
1に示すように石炭ガス化脱硫装置は、主として、石炭
ガス化炉7と、水洗装置9と、COS転化装置11と、
湿式脱硫装置1とこれらを接続する多数の管路から構成
されている。すなわち、石炭ガス化炉7は、熱回収ボイ
ラ17と管路19により接続されており、熱回収ボイラ
17は、脱塵装置21と管路23で接続されている。ま
た、脱塵装置21は、途中にガス/ガス熱交換器3を介
して水洗装置9と管路25により接続されている。水洗
装置9は、COS転化装置11と管路27で接続されて
おり、COS転化装置11は、途中に熱交換器5を介し
て管路29により湿式脱硫装置1と接続されている。湿
式脱硫装置1は、一方は管路31で熱交換器3、5を介
して系外と接続され、他方はそのまま管路33で系外に
接続されている。
炭ガス化炉7内に微粉砕された石炭と酸化剤が供給さ
れ、石炭がガス化されて一酸化炭素、水素及びメタン等
を成分とする生成ガス(可燃性燃料ガス)が発生する。
この生成ガスは、石炭ガス化炉7の熱回収部(図示せ
ず)及び熱回収ボイラ17により顕熱を回収され、更に
サイクロン、ダストフィルタ等の脱塵装置21により、
未反応のチャー及びダストが除去される。このように脱
塵された生成ガスは、顕熱回収のため熱交換器3を介し
て冷却された後、水洗装置9に供給される。この水洗装
置9では脱塵装置21で除去できなかった微細ダスト、
COS転化触媒の触媒毒となる塩素等のハロゲン類、ア
ルカリ金属、アンモニア等を水洗により除去するととも
に、加熱器31で加熱した水洗水をスプレー方式により
生成ガスに供給することによる加湿操作が行われ、同時
にCOS転化反応に適した温度にまで昇温される。ここ
で、COS転化反応に必要なH2O濃度として10〜1
5%、COS転化反応に適した温度として150〜30
0℃としている。すなわち、石炭ガス化炉7からCOS
転化装置11までのラインで冷却減湿される工程がない
ため、不足分のみを水洗装置9での加湿操作により補う
だけでよい。
転化反応に必要なH2O濃度に調整され、かつCOS転
化反応に適した温度に調整されているため、そのままC
OS転化装置11に供給される。COS転化装置11に
供給された生成ガスは、ガス中のCOSがH2Sに転化
された後、熱交換器5を経て後流の湿式脱硫装置1に供
給される。この湿式脱硫装置1で硫黄化合物(H2S)
を除去された精製ガスは、再度、熱交換器5、3で昇温
され、燃料ガスとして系外の発電設備へ供給される。
に基づいて説明する。脱塵装置21を通過した生成ガス
は、顕熱回収のため熱交換器35、3により冷却された
後、水洗装置9に供給される。水洗装置9では、脱塵装
置21で除去できなかった微細ダスト、COS転化触媒
の触媒毒となる塩素等のハロゲン類、アルカリ金属、ア
ンモニア等を水洗により除去するとともに、スプレー方
式による高温の水洗により、まずCOS転化反応に必要
なH2O濃度まで生成ガスの加湿操作が行われる。次
に、水洗装置9を通過した生成ガスは、熱交換器35に
よりCOS転化反応に適した温度にまで昇温される。こ
の2段階の操作により、最初から水洗装置9の運転温度
をCOS転化反応に適した温度に調整したときに、CO
S転化装置11入口の生成ガス中のH2O濃度がCOS
転化反応に必要な温度以上に過剰に加湿され、後流側で
の熱損失が大きくなるときでも、まず、水洗装置9の運
転温度を調整し、生成ガスを必要なH2O濃度に加湿
し、次の段階で熱交換器35により、COS転化反応に
必要な温度に昇温調整することができ、水洗装置9での
過剰加湿による熱損失を最小限に押さえることができ
る。熱交換器35を通過した生成ガスは、COS転化反
応に必要なH2O濃度に調整され、かつCOS転化反応
に適した温度に調整されているため、そのままCOS転
化装置11に供給される。COS転化装置11に供給さ
れた生成ガスは、ガス中のCOSがH2Sに転化された
後、熱交換器5を経て後流の湿式脱硫装置1に供給され
る。脱硫装置1で硫黄化合物(H2S)を除去された精
製ガスは、再度熱交換器5、3で昇温され、燃料ガスと
して発電設備へ供給される。
ム供給系統等の設備を追設することなく、高効率の脱硫
を行うことができる。
を示す構成図である。
施形態を示す構成図である。
ある。
Claims (5)
- 【請求項1】 石炭ガス化炉と、該石炭ガス化炉で生成
される可燃性燃料ガスの洗浄を行う水洗装置と、該水洗
装置を通過した可燃性燃料ガス中のCOSをH2Sに転
化するCOS転化装置を有する石炭ガス化脱硫装置にお
いて、前記水洗装置内の水洗水を加熱し、該水洗水を前
記水洗装置内の可燃性燃料ガスに供給することにより、
該可燃性燃料ガスを前記COS転化装置での転化反応可
能な湿度と温度にするものであることを特徴とする石炭
ガス化脱硫装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の石炭ガス化脱硫装置にお
いて、前記水洗装置を通過した可燃性燃料ガスは、熱交
換器を介して昇温され、前記COS転化装置に供給する
ものであることを特徴とする石炭ガス化脱硫装置。 - 【請求項3】 請求項1又は2記載の石炭ガス化脱硫装
置において、前記水洗水の前記可燃性燃料ガスへの供給
はスプレー方式により行われるものであることを特徴と
する石炭ガス化脱硫装置。 - 【請求項4】 石炭ガス化炉で生成される可燃性燃料ガ
スを取り入れ、該可燃性燃料ガスに含まれるハロゲン化
合物を水洗水により除去する水洗装置において、前記水
洗装置内の水洗水を加熱し、該水洗水を前記水洗装置内
の可燃性燃料ガスに供給することにより、該可燃性燃料
ガスをCOS転化装置での転化反応可能な湿度と温度に
するものであることを特徴とする水洗装置。 - 【請求項5】 石炭ガス化炉で生成される可燃性燃料ガ
スを水洗装置に通流させ、該水洗装置内で該可燃性燃料
ガスの洗浄を行い、COS転化装置で該可燃性燃料ガス
に含まれるCOSをH2Sに転化させた後、脱硫装置で
前記可燃性燃料ガスの脱硫を行う石炭ガスの脱硫方法に
おいて、前記水洗装置内の水洗水を加熱し、該水洗水を
前記水洗装置内の可燃性燃料ガスに供給することによ
り、該可燃性燃料ガスを前記COS転化装置での転化反
応可能な湿度と温度にすることを特徴とする石炭ガスの
脱硫方法。
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JP13092897A JP3700072B2 (ja) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | 石炭ガス化脱硫装置及び石炭ガスの脱硫方法 |
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- 1997-05-21 JP JP13092897A patent/JP3700072B2/ja not_active Expired - Fee Related
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