JP2000227205A - 同時脱硝脱硫システムおよび石炭ガス化複合発電システム - Google Patents
同時脱硝脱硫システムおよび石炭ガス化複合発電システムInfo
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- JP2000227205A JP2000227205A JP11028150A JP2815099A JP2000227205A JP 2000227205 A JP2000227205 A JP 2000227205A JP 11028150 A JP11028150 A JP 11028150A JP 2815099 A JP2815099 A JP 2815099A JP 2000227205 A JP2000227205 A JP 2000227205A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複雑な装置の追設なしに脱硫炉における脱硫
率を向上させ、ＮＨ3を分解し、脱硝装置の負荷低減又
は脱硝装置自身を不要にするシステムを提供する。 【解決手段】 ガス化炉, 脱硫炉および酸化炉を有する
システムにおいて、該脱硫炉に、石灰石とＮｉＯを主成
分とする触媒とを投入することを特徴とする同時脱硝脱
硫システム、または該脱硫炉に投入した触媒を該酸化炉
にて酸化再生し、該触媒分離回収装置にてＮｉ系触媒粒
子だけを分離回収して脱硫炉に再投入することを特徴と
する同時脱硝脱硫システム、さらに該脱硫炉の下流側
に、ＮｉＯを主成分とするＮｉ系触媒を用いた固定床反
応器または移動床反応器等を設置した同時脱硝脱硫シス
テム、並びに、該同時脱硝脱硫システムを備えたことを
特徴とする石炭ガス化複合発電システム。
率を向上させ、ＮＨ3を分解し、脱硝装置の負荷低減又
は脱硝装置自身を不要にするシステムを提供する。 【解決手段】 ガス化炉, 脱硫炉および酸化炉を有する
システムにおいて、該脱硫炉に、石灰石とＮｉＯを主成
分とする触媒とを投入することを特徴とする同時脱硝脱
硫システム、または該脱硫炉に投入した触媒を該酸化炉
にて酸化再生し、該触媒分離回収装置にてＮｉ系触媒粒
子だけを分離回収して脱硫炉に再投入することを特徴と
する同時脱硝脱硫システム、さらに該脱硫炉の下流側
に、ＮｉＯを主成分とするＮｉ系触媒を用いた固定床反
応器または移動床反応器等を設置した同時脱硝脱硫シス
テム、並びに、該同時脱硝脱硫システムを備えたことを
特徴とする石炭ガス化複合発電システム。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、同時脱硝脱硫シス
テムおよび石炭ガス化複合発電システムに関し、さらに
詳しくは、石炭ガス化炉から排出される石炭ガス化ガス
の浄化にあたり、生成ガスを同時に脱硝・脱硫する同時
脱硝脱硫システムおよび石炭ガス化複合発電システムに
関する。
テムおよび石炭ガス化複合発電システムに関し、さらに
詳しくは、石炭ガス化炉から排出される石炭ガス化ガス
の浄化にあたり、生成ガスを同時に脱硝・脱硫する同時
脱硝脱硫システムおよび石炭ガス化複合発電システムに
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から石炭火力プラントの発電効率向
上のために、石炭ガス化複合発電システムの開発が進め
られている。そのシステムの一例を、図２に示す。図２
では、石炭ガス化炉１，脱硫炉２，酸化炉３，脱塵装置
６，ガスタービン８，蒸気タービン１３，脱硝装置１１
などからシステムが構成される。
上のために、石炭ガス化複合発電システムの開発が進め
られている。そのシステムの一例を、図２に示す。図２
では、石炭ガス化炉１，脱硫炉２，酸化炉３，脱塵装置
６，ガスタービン８，蒸気タービン１３，脱硝装置１１
などからシステムが構成される。
【０００３】石炭中の炭素，水素分を、一酸化炭素，二
酸化炭素，水素あるいは水蒸気としてガス化する際に、
石炭中に含まれる硫黄分が主として硫化水素（Ｈ2Ｓ）
や少量の硫化カルボニル（ＣＯＳ）として、窒素分が主
としてアンモニア（ＮＨ3）や少量のシアン化水素（Ｈ
ＣＮ）などとして、ガス化ガス中に混入する。Ｈ2Ｓな
どの混入は、金属配管の腐食を促進させるとともに、ガ
スタービン燃焼器７でガス化ガスを燃焼させる際に、硫
黄酸化物（ＳＯｘ）の発生源となる。また、ＮＨ3など
の窒素分の混入は窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生源とな
る。そのため、石炭ガス化ガス中のＨ2Ｓ，ＣＯＳある
いはＮＨ3などは、ガス中から除去あるいは無害化する
必要がある。
酸化炭素，水素あるいは水蒸気としてガス化する際に、
石炭中に含まれる硫黄分が主として硫化水素（Ｈ2Ｓ）
や少量の硫化カルボニル（ＣＯＳ）として、窒素分が主
としてアンモニア（ＮＨ3）や少量のシアン化水素（Ｈ
ＣＮ）などとして、ガス化ガス中に混入する。Ｈ2Ｓな
どの混入は、金属配管の腐食を促進させるとともに、ガ
スタービン燃焼器７でガス化ガスを燃焼させる際に、硫
黄酸化物（ＳＯｘ）の発生源となる。また、ＮＨ3など
の窒素分の混入は窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生源とな
る。そのため、石炭ガス化ガス中のＨ2Ｓ，ＣＯＳある
いはＮＨ3などは、ガス中から除去あるいは無害化する
必要がある。
【０００４】図２に示した従来のシステム例では、石炭
ガス化炉１の下流に脱硫炉を設置し、石灰石脱硫を行い
硫黄分の除去を行う。窒素分はガスタービン出口に脱硝
装置を取り付け、発生したＮＯｘを触媒によって選択還
元し、無害化するシステムとなっている。石灰石による
脱硫は、下記反応式Ｉ及びII 反応式I CaC03 → CaO + C02 反応式II CaO + H2S → CaS + H2O , Ca0 + COS → CaS + CO2 の反応により、石炭ガス化の際に発生するＨ2Ｓ，ＣＯ
Ｓを約100ppm程度まで脱硫することができる。脱硫後の
ＣａＳは、脱硫炉２から排出され酸化炉３に供給され
る。
ガス化炉１の下流に脱硫炉を設置し、石灰石脱硫を行い
硫黄分の除去を行う。窒素分はガスタービン出口に脱硝
装置を取り付け、発生したＮＯｘを触媒によって選択還
元し、無害化するシステムとなっている。石灰石による
脱硫は、下記反応式Ｉ及びII 反応式I CaC03 → CaO + C02 反応式II CaO + H2S → CaS + H2O , Ca0 + COS → CaS + CO2 の反応により、石炭ガス化の際に発生するＨ2Ｓ，ＣＯ
Ｓを約100ppm程度まで脱硫することができる。脱硫後の
ＣａＳは、脱硫炉２から排出され酸化炉３に供給され
る。
【０００５】酸化炉３には、脱硫炉２からの脱硫済みの
脱硫材，ガス化炉１からの未燃分を含む排出灰などが供
給され、通常900〜950℃の温度範囲、酸素濃度４％程度
で運転される。酸化炉３においては、未燃分の完全燃焼
とともに、脱硫材中のＣａＳを下記反応式III及びIVの
ように酸化する。 反応式III CaS + 202 → CaSO4 反応式IV CaS + 3/202 → CaO + S02 上記反応式IVによって放出されたＳ０2は、下記反応に
より再び石膏(CaS04)として固定化される。 反応式V CaO + S02 + 1/202 → CaS04 以上のＣａＳ０4として安定化された脱硫材,石炭由来の
灰は、システム系外に排出される。
脱硫材，ガス化炉１からの未燃分を含む排出灰などが供
給され、通常900〜950℃の温度範囲、酸素濃度４％程度
で運転される。酸化炉３においては、未燃分の完全燃焼
とともに、脱硫材中のＣａＳを下記反応式III及びIVの
ように酸化する。 反応式III CaS + 202 → CaSO4 反応式IV CaS + 3/202 → CaO + S02 上記反応式IVによって放出されたＳ０2は、下記反応に
より再び石膏(CaS04)として固定化される。 反応式V CaO + S02 + 1/202 → CaS04 以上のＣａＳ０4として安定化された脱硫材,石炭由来の
灰は、システム系外に排出される。
【０００６】このような従来技術の特徴としては、(1)
石灰石により950℃付近にて脱硫できるので、石炭ガス
化ガスの温度を冷却する必要がなく発電システムとして
効率が高い点、(2)安価な石灰石による脱硫であり、低
コストな点、などが挙げられる。しかしながら、上記従
来のシステムでは、(3)石灰石脱硫であるため、脱硫炉
が運転される約950℃では脱硫炉出口のＨ2Ｓ＋ＣＯＳ濃
度は100ppm程度までが限界であり、ガスタービン下流で
のＳＯｘ濃度は５０ppm程度までが限界となる。将来の
日本国内都市部近郊の発電プラントとして使用する場
合、さらに低濃度のＳＯｘ濃度値が要求されることが考
えられ、その際には別途脱硫装置が必要となる。また、
(4)ガス化炉で発生するＮＨ3は、石灰石を充填した脱硫
炉にてほとんど分解されることなくガスタービン燃焼器
に供給され、ＮＯｘに転換される。このＮＯｘ除去のた
め、別途脱硝装置が必要となり、コストアップとなる問
題点がある。したがって、石炭ガス化複合発電システム
においては、上記(1)，(2)の従来システムの特長を活か
しつつ、上記(3),(4)の問題点を解決する必要があっ
た。
石灰石により950℃付近にて脱硫できるので、石炭ガス
化ガスの温度を冷却する必要がなく発電システムとして
効率が高い点、(2)安価な石灰石による脱硫であり、低
コストな点、などが挙げられる。しかしながら、上記従
来のシステムでは、(3)石灰石脱硫であるため、脱硫炉
が運転される約950℃では脱硫炉出口のＨ2Ｓ＋ＣＯＳ濃
度は100ppm程度までが限界であり、ガスタービン下流で
のＳＯｘ濃度は５０ppm程度までが限界となる。将来の
日本国内都市部近郊の発電プラントとして使用する場
合、さらに低濃度のＳＯｘ濃度値が要求されることが考
えられ、その際には別途脱硫装置が必要となる。また、
(4)ガス化炉で発生するＮＨ3は、石灰石を充填した脱硫
炉にてほとんど分解されることなくガスタービン燃焼器
に供給され、ＮＯｘに転換される。このＮＯｘ除去のた
め、別途脱硝装置が必要となり、コストアップとなる問
題点がある。したがって、石炭ガス化複合発電システム
においては、上記(1)，(2)の従来システムの特長を活か
しつつ、上記(3),(4)の問題点を解決する必要があっ
た。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記問
題点に鑑み、複雑な装置の追設なしに脱硫炉における脱
硫率を向上させ、ＮＨ3を分解し、脱硝装置の負荷を低
減あるいは脱硝装置自身を不要にするシステムを開発す
べく、鋭意検討した。その結果、本発明者らは、石炭ガ
ス化複合発電システムにおいて、脱硫炉に、石灰石とＮ
ｉＯとを主成分とする触媒を投入する同時脱硝脱硫シス
テムを備えること、あるいは、脱硫炉の下流側に、Ｎｉ
Ｏを主成分とするＮｉ系触媒からなる反応器を設置した
同時脱硝脱硫システムを備えること等によって、かかる
問題点が解決されることを見い出した。本発明は、かか
る見地より完成されたものである。
題点に鑑み、複雑な装置の追設なしに脱硫炉における脱
硫率を向上させ、ＮＨ3を分解し、脱硝装置の負荷を低
減あるいは脱硝装置自身を不要にするシステムを開発す
べく、鋭意検討した。その結果、本発明者らは、石炭ガ
ス化複合発電システムにおいて、脱硫炉に、石灰石とＮ
ｉＯとを主成分とする触媒を投入する同時脱硝脱硫シス
テムを備えること、あるいは、脱硫炉の下流側に、Ｎｉ
Ｏを主成分とするＮｉ系触媒からなる反応器を設置した
同時脱硝脱硫システムを備えること等によって、かかる
問題点が解決されることを見い出した。本発明は、かか
る見地より完成されたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、ガ
ス化炉, 脱硫炉および酸化炉を有するシステムにおい
て、該脱硫炉に、ＮｉＯを主成分とするＮｉ系触媒と石
灰石とを投入することを特徴とする同時脱硝脱硫システ
ム、並びに、該同時脱硝脱硫システムを備えた石炭ガス
化複合発電システムを提供するものである。ここで、上
記脱硫炉に投入した触媒を上記酸化炉にて酸化再生し、
酸化炉からの灰処理系に触媒分離回収装置を設けて、該
触媒分離回収装置にてＮｉ系触媒粒子だけを分離回収し
て脱硫炉に再投入する脱硝脱硫システムであることが好
ましい。また、上記触媒分離回収装置として常圧の流動
床を用い、流動化開始速度近傍の緩やかな流動層によ
り、比重の大きいＮｉ系触媒粒子だけを炉底から抜き出
すことが好ましい。そして、上記Ｎｉ系触媒としては、
例えば、ＮｉＯを主成分とした担持触媒であり、該担持
触媒の担体がＳｉ０2，Ａ１2０3およびＭｇＯからなる
群より選ばれる少なくとも1以上の酸化物（複合酸化
物）またはそれらを主成分とする天然鉱物からなるもの
が挙げられる。助触媒としては、Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｚ
ｎ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｒｕ，Ｒｈ，ＰｄおよびＰｔからなる
群より選ばれる１以上の化合物を含んでいてもよい。
ス化炉, 脱硫炉および酸化炉を有するシステムにおい
て、該脱硫炉に、ＮｉＯを主成分とするＮｉ系触媒と石
灰石とを投入することを特徴とする同時脱硝脱硫システ
ム、並びに、該同時脱硝脱硫システムを備えた石炭ガス
化複合発電システムを提供するものである。ここで、上
記脱硫炉に投入した触媒を上記酸化炉にて酸化再生し、
酸化炉からの灰処理系に触媒分離回収装置を設けて、該
触媒分離回収装置にてＮｉ系触媒粒子だけを分離回収し
て脱硫炉に再投入する脱硝脱硫システムであることが好
ましい。また、上記触媒分離回収装置として常圧の流動
床を用い、流動化開始速度近傍の緩やかな流動層によ
り、比重の大きいＮｉ系触媒粒子だけを炉底から抜き出
すことが好ましい。そして、上記Ｎｉ系触媒としては、
例えば、ＮｉＯを主成分とした担持触媒であり、該担持
触媒の担体がＳｉ０2，Ａ１2０3およびＭｇＯからなる
群より選ばれる少なくとも1以上の酸化物（複合酸化
物）またはそれらを主成分とする天然鉱物からなるもの
が挙げられる。助触媒としては、Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｚ
ｎ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｒｕ，Ｒｈ，ＰｄおよびＰｔからなる
群より選ばれる１以上の化合物を含んでいてもよい。
【０００９】また、本発明は、ガス化炉，脱硫炉および
酸化炉を有するシステムにおいて、該脱硫炉の下流側
に、ＮｉＯを主成分とするＮｉ系触媒を用いた固定床反
応器を設置した同時脱硝脱硫システム、並びに、該同時
脱硝脱硫システムを備えた石炭ガス化複合発電システム
を提供するものである。この脱硝脱硫システムおよび石
炭ガス化複合発電システムにおいては、Ｎｉ系触媒が、
ＮｉＯを主成分とした担持触媒であり、その形状につい
ては特に限定されることなく用いることができ、例えば
粒状触媒あるいはハニカム状の触媒も使用できる。ここ
で、石灰石に比べ高価なＮｉ系触媒材料の使用量を低限
するため、上記固定床反応器を２以上並列に接続し、そ
れぞれの反応器に石炭ガス化ガスと再生ガスとを別々に
供給し、石炭ガス化ガスを供給した反応器の脱硝脱硫性
能が低下する段階で、それぞれの反応器に供給するガス
を切り替え、それぞれの反応器で順に脱硝脱硫および再
生を繰り返しながら連続的に脱硝脱硫を行うこともでき
る。例えば、２つの固定床反応器を並列に接続し、一方
の反応器に石炭ガス化ガス，他方の反応器に再生ガスを
供給し、一方の反応器の脱硝脱硫性能が低下する段階で
供給するガスを切り替えて、他方の反応器に石炭ガス化
ガス、一方の反応器に再生ガスを供給し、２つの反応器
を用いて順に脱硝脱硫および再生を繰り返しながら、連
続的に同時脱硝脱硫を行う態様が挙げられる。
酸化炉を有するシステムにおいて、該脱硫炉の下流側
に、ＮｉＯを主成分とするＮｉ系触媒を用いた固定床反
応器を設置した同時脱硝脱硫システム、並びに、該同時
脱硝脱硫システムを備えた石炭ガス化複合発電システム
を提供するものである。この脱硝脱硫システムおよび石
炭ガス化複合発電システムにおいては、Ｎｉ系触媒が、
ＮｉＯを主成分とした担持触媒であり、その形状につい
ては特に限定されることなく用いることができ、例えば
粒状触媒あるいはハニカム状の触媒も使用できる。ここ
で、石灰石に比べ高価なＮｉ系触媒材料の使用量を低限
するため、上記固定床反応器を２以上並列に接続し、そ
れぞれの反応器に石炭ガス化ガスと再生ガスとを別々に
供給し、石炭ガス化ガスを供給した反応器の脱硝脱硫性
能が低下する段階で、それぞれの反応器に供給するガス
を切り替え、それぞれの反応器で順に脱硝脱硫および再
生を繰り返しながら連続的に脱硝脱硫を行うこともでき
る。例えば、２つの固定床反応器を並列に接続し、一方
の反応器に石炭ガス化ガス，他方の反応器に再生ガスを
供給し、一方の反応器の脱硝脱硫性能が低下する段階で
供給するガスを切り替えて、他方の反応器に石炭ガス化
ガス、一方の反応器に再生ガスを供給し、２つの反応器
を用いて順に脱硝脱硫および再生を繰り返しながら、連
続的に同時脱硝脱硫を行う態様が挙げられる。
【００１０】さらに、本発明は、ガス化炉，脱硫炉およ
び酸化炉を有するシステムにおいて、該脱硫炉の下流側
に、ＮｉＯを主成分とするＮｉ系触媒を用いた移動床反
応器および移動床再生装置を設置した同時脱硝脱硫シス
テム、並びに、該同時脱硝脱硫システムを備えた石炭ガ
ス化複合発電システムを提供するものである。この脱硝
脱硫システムおよび石炭ガス化複合発電システムにおい
ては、Ｎｉ系触媒が、ＮｉＯを主成分とした担持触媒で
あり、その形状については特に限定されることなく用い
ることができ、例えば粒状触媒が好適に用いられる。
び酸化炉を有するシステムにおいて、該脱硫炉の下流側
に、ＮｉＯを主成分とするＮｉ系触媒を用いた移動床反
応器および移動床再生装置を設置した同時脱硝脱硫シス
テム、並びに、該同時脱硝脱硫システムを備えた石炭ガ
ス化複合発電システムを提供するものである。この脱硝
脱硫システムおよび石炭ガス化複合発電システムにおい
ては、Ｎｉ系触媒が、ＮｉＯを主成分とした担持触媒で
あり、その形状については特に限定されることなく用い
ることができ、例えば粒状触媒が好適に用いられる。
【００１１】本発明によれば、複雑な装置の追設なしに
脱硫炉における脱硫率を向上させ、ＮＨ3を分解し、脱
硝装置の負荷を低減あるいは脱硝装置自身を不要にする
ことができる。すなわち、本発明のシステムによれば、
石灰石と同時にＮｉＯを主成分としたＮｉ系触媒を脱硫
炉に投入することによって、従来の石灰石のみの脱硫で
は到達できないＨ2Ｓ濃度が達成可能となり、ガスター
ビン出口のＳＯｘ濃度を低減することができる。
脱硫炉における脱硫率を向上させ、ＮＨ3を分解し、脱
硝装置の負荷を低減あるいは脱硝装置自身を不要にする
ことができる。すなわち、本発明のシステムによれば、
石灰石と同時にＮｉＯを主成分としたＮｉ系触媒を脱硫
炉に投入することによって、従来の石灰石のみの脱硫で
は到達できないＨ2Ｓ濃度が達成可能となり、ガスター
ビン出口のＳＯｘ濃度を低減することができる。
【００１２】また、本発明によれば、Ｎｉ系触媒による
ＮＨ3分解により、ガス化炉で発生するＮＨ3が転換した
ＮＯｘ除去のために、別途脱硝装置を設ける必要がなく
なり、低コストで脱硝を行うことができる。さらに、本
発明では、石灰石により950℃付近にて脱硫できるの
で、石炭ガス化ガスの温度を冷却する必要がなく発電シ
ステムとして利用した場合には効率が高く、安価な石灰
石と再生利用Ｎｉ系触媒による脱硫であり、低コストで
ある。以下、本発明について、詳細に説明する。
ＮＨ3分解により、ガス化炉で発生するＮＨ3が転換した
ＮＯｘ除去のために、別途脱硝装置を設ける必要がなく
なり、低コストで脱硝を行うことができる。さらに、本
発明では、石灰石により950℃付近にて脱硫できるの
で、石炭ガス化ガスの温度を冷却する必要がなく発電シ
ステムとして利用した場合には効率が高く、安価な石灰
石と再生利用Ｎｉ系触媒による脱硫であり、低コストで
ある。以下、本発明について、詳細に説明する。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１，図６および図７に、本発明
の好ましい実施の形態であるシステムの概略図を示す。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態を
説明する。実施の形態（その１） 図１に、本実施の形態（その１）に係る石炭ガス化複合
発電システムの概略構成図を示す。本複合発電システム
が従来の複合発電システムと主に異なる点は、Ｎｉ系触
媒を投入・回収するための触媒投入管２５，それに付随
するホッパー類２４，および触媒分離回収装置２３を含
む同時脱硝脱硫システムを設けた点である。
の好ましい実施の形態であるシステムの概略図を示す。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態を
説明する。実施の形態（その１） 図１に、本実施の形態（その１）に係る石炭ガス化複合
発電システムの概略構成図を示す。本複合発電システム
が従来の複合発電システムと主に異なる点は、Ｎｉ系触
媒を投入・回収するための触媒投入管２５，それに付随
するホッパー類２４，および触媒分離回収装置２３を含
む同時脱硝脱硫システムを設けた点である。
【００１４】酸化ニッケル(NiO)を主たる活性成分とす
るＮｉ系触媒（以下Ｎｉ系触媒と略称する)は、投入ホ
ッパー２４より粒子供給装置を用いて触媒投入管２５よ
り脱硫炉２に供給される。Ｎｉ系触媒を石灰石供給管１
４に供給して、石灰石とともに脱硫炉２に供給すること
も可能である。供給するＮｉ系触媒は、運転当初はフレ
ッシュなＮｉ系触媒であるが、その後は使用済みＮｉ系
触媒を再生した分と、メイクアップとしてフレッシュな
Ｎｉ系触媒とを混合したものである。脱硫炉２において
は、石灰石とＮｉ系触媒中のＮｉＯとの作用により、石
炭ガス化ガス中のＨ2Ｓ濃度が１０ppm以下に脱硫され、
同時に触媒作用によりＮＨ3が、窒素(Ｎ2)と水素(Ｈ2)
とに分解される。
るＮｉ系触媒（以下Ｎｉ系触媒と略称する)は、投入ホ
ッパー２４より粒子供給装置を用いて触媒投入管２５よ
り脱硫炉２に供給される。Ｎｉ系触媒を石灰石供給管１
４に供給して、石灰石とともに脱硫炉２に供給すること
も可能である。供給するＮｉ系触媒は、運転当初はフレ
ッシュなＮｉ系触媒であるが、その後は使用済みＮｉ系
触媒を再生した分と、メイクアップとしてフレッシュな
Ｎｉ系触媒とを混合したものである。脱硫炉２において
は、石灰石とＮｉ系触媒中のＮｉＯとの作用により、石
炭ガス化ガス中のＨ2Ｓ濃度が１０ppm以下に脱硫され、
同時に触媒作用によりＮＨ3が、窒素(Ｎ2)と水素(Ｈ2)
とに分解される。
【００１５】酸化炉3には、使用済みの石灰石とともに
Ｎｉ系触媒も供給される。この段階のＮｉ系触媒は、活
性成分であるニッケルが脱硫作用により硫化ニッケル
（ＮｉＳ）になっている。酸化炉３では、このＮｉＳが
酸化されてＮｉＯとなり、脱硫能力が再生されることに
なる。酸化炉３で再生されたＮｉ系触媒は、石膏，石炭
由来の灰分と混合された状態であるため、排出灰処理系
に常圧の流動層でＮｉ系触媒分離回収装置２３を設け
て、流動層内で比重の大きいＮｉ系触媒粒子を流動層下
部に偏析させ、炉底からＮｉ系触媒粒子を回収し、その
他の粒子は炉の上部から抜き出す。回収したＮｉ系触媒
粒子は触媒再供給管２７を経由して投入ホッパー２４に
戻し、再び脱硫炉２に供給して再利用する。
Ｎｉ系触媒も供給される。この段階のＮｉ系触媒は、活
性成分であるニッケルが脱硫作用により硫化ニッケル
（ＮｉＳ）になっている。酸化炉３では、このＮｉＳが
酸化されてＮｉＯとなり、脱硫能力が再生されることに
なる。酸化炉３で再生されたＮｉ系触媒は、石膏，石炭
由来の灰分と混合された状態であるため、排出灰処理系
に常圧の流動層でＮｉ系触媒分離回収装置２３を設け
て、流動層内で比重の大きいＮｉ系触媒粒子を流動層下
部に偏析させ、炉底からＮｉ系触媒粒子を回収し、その
他の粒子は炉の上部から抜き出す。回収したＮｉ系触媒
粒子は触媒再供給管２７を経由して投入ホッパー２４に
戻し、再び脱硫炉２に供給して再利用する。
【００１６】脱硫炉２でＮｉ系触媒の作用により脱硝・
脱硫された石炭ガスは、ガスタービン燃焼器７にて燃焼
され、必要に応じてガスタービン下流において脱硝装置
１１でＮＯｘをＮ2に選択還元された後、煙突１２から
排出される。本実施の形態のシステムでは、Ｎｉ系触媒
の作用によりＮＨ3が低減されているため、脱硝装置１
１が不用になるか、あるいは従来のシステムに比べて負
荷が１５％以下に低減される。
脱硫された石炭ガスは、ガスタービン燃焼器７にて燃焼
され、必要に応じてガスタービン下流において脱硝装置
１１でＮＯｘをＮ2に選択還元された後、煙突１２から
排出される。本実施の形態のシステムでは、Ｎｉ系触媒
の作用によりＮＨ3が低減されているため、脱硝装置１
１が不用になるか、あるいは従来のシステムに比べて負
荷が１５％以下に低減される。
【００１７】本実施の形態におけるシステムについて、
図１に示す構成による作用,効果を具体的に説明する。
図２に基づき説明した従来システムにおいて、脱硫炉２
に供給された石灰石は、 反応式I CaC03 → CaO + C02 反応式II CaO + H2S → CaS + H2O , CaO + COS → CaO + CO2 の反応により石炭ガス化の際に発生するＨ2Ｓ，ＣＯＳ
を約100ppm程度まで脱硫することができる。しかし、図
３に示すように熱力学的平衡計算からは、脱硫炉が運転
される温度，水蒸気分圧においては、Ｈ2Ｓ＝６０ｐｐ
ｍが脱硫できる限度である。
図１に示す構成による作用,効果を具体的に説明する。
図２に基づき説明した従来システムにおいて、脱硫炉２
に供給された石灰石は、 反応式I CaC03 → CaO + C02 反応式II CaO + H2S → CaS + H2O , CaO + COS → CaO + CO2 の反応により石炭ガス化の際に発生するＨ2Ｓ，ＣＯＳ
を約100ppm程度まで脱硫することができる。しかし、図
３に示すように熱力学的平衡計算からは、脱硫炉が運転
される温度，水蒸気分圧においては、Ｈ2Ｓ＝６０ｐｐ
ｍが脱硫できる限度である。
【００１８】一方、図１に基づき説明した本発明で考案
したシステムにおいては、石灰石と同時にＮｉＯを主成
分としたＮｉ系触媒を脱硫炉に投入することによって、 反応VI NiO + H2S → NiS + H20 という脱硫反応が進行する。図３に示すように、脱硫炉
が運転される温度,水蒸気分圧におけるＮｉＯの平衡Ｈ2
Ｓ濃度は０．００３ｐｐｍであり、従来の石灰石のみの
脱硫では到達できない脱硫炉出口Ｈ2Ｓ濃度１０ｐｐｍ
以下が達成可能となる。仮に、Ｈ2Ｓ＋ＣＯＳ＝１０ｐ
ｐｍまで脱硫した場合、本システムではガスタービン出
口のＳＯｘ濃度は約２ｐｐｍとすることが可能となる。
また、本システムでは、Ｎｉ系触媒と石灰石を併用し
て、例えば１００ｐｐｍ程度までの粗脱硫を石灰石で行
い、１００ｐｐｍから１０ｐｐｍ程度までの精密脱硫を
Ｎｉ系触媒で行うこともできる。このような方式によれ
ば、Ｎｉ系触媒の使用量をＮｉ系触媒のみで脱硫するよ
りも低減できる利点がある。
したシステムにおいては、石灰石と同時にＮｉＯを主成
分としたＮｉ系触媒を脱硫炉に投入することによって、 反応VI NiO + H2S → NiS + H20 という脱硫反応が進行する。図３に示すように、脱硫炉
が運転される温度,水蒸気分圧におけるＮｉＯの平衡Ｈ2
Ｓ濃度は０．００３ｐｐｍであり、従来の石灰石のみの
脱硫では到達できない脱硫炉出口Ｈ2Ｓ濃度１０ｐｐｍ
以下が達成可能となる。仮に、Ｈ2Ｓ＋ＣＯＳ＝１０ｐ
ｐｍまで脱硫した場合、本システムではガスタービン出
口のＳＯｘ濃度は約２ｐｐｍとすることが可能となる。
また、本システムでは、Ｎｉ系触媒と石灰石を併用し
て、例えば１００ｐｐｍ程度までの粗脱硫を石灰石で行
い、１００ｐｐｍから１０ｐｐｍ程度までの精密脱硫を
Ｎｉ系触媒で行うこともできる。このような方式によれ
ば、Ｎｉ系触媒の使用量をＮｉ系触媒のみで脱硫するよ
りも低減できる利点がある。
【００１９】一方、Ｎｉ系触媒が本来有するＮＨ3分解
活性により、石炭ガス化の際に発生するＮＨ3は下記反
応により分解される。 反応VII 2NH3 → N2 + 3H2 図４には、Ｎｉ系触媒のＮＨ3分解能を調査するために
行った試験の結果を示す。この図から、運用温度９５０
℃付近ではＮＨ3分解率８５％以上であることがわか
る。ＮＨ3分解によるＮＨ3濃度の低下は、ガスタービン
出口でのＮＯｘ濃度を低下させるため、脱硝装置の負荷
を従来の１５％以下に低減させることができる。すなわ
ち、脱硝装置に供給するＮＯｘの還元剤である例えばア
ンモニア（ＮＨ 3）の供給量を低減できる。また、脱硝
装置の処理ガス量を小さくして装置サイズを小さくする
ためには、処理ガス量の一部だけを脱硝して、脱硝しな
かった分と混合して出口ＮＯｘ目標値に合わせる方法も
考えられる。
活性により、石炭ガス化の際に発生するＮＨ3は下記反
応により分解される。 反応VII 2NH3 → N2 + 3H2 図４には、Ｎｉ系触媒のＮＨ3分解能を調査するために
行った試験の結果を示す。この図から、運用温度９５０
℃付近ではＮＨ3分解率８５％以上であることがわか
る。ＮＨ3分解によるＮＨ3濃度の低下は、ガスタービン
出口でのＮＯｘ濃度を低下させるため、脱硝装置の負荷
を従来の１５％以下に低減させることができる。すなわ
ち、脱硝装置に供給するＮＯｘの還元剤である例えばア
ンモニア（ＮＨ 3）の供給量を低減できる。また、脱硝
装置の処理ガス量を小さくして装置サイズを小さくする
ためには、処理ガス量の一部だけを脱硝して、脱硝しな
かった分と混合して出口ＮＯｘ目標値に合わせる方法も
考えられる。
【００２０】脱硫作用によりＮｉＳとなったＮｉ系触媒
中の活性成分は、それ以上硫黄分Ｓを吸収できないの
で、同じく脱硫後のＣａＳとともに脱硫炉から排出さ
れ、酸化炉に供給される。上述の従来の酸化炉と同じ90
0〜950℃の温度範囲、酸素濃度４％程度で運用した場
合、ＮｉＳはＮｉＳ０4が８４０℃以上では分解してＳ
０2を放出するため、下記の酸化反応だけが進行する。 反応VIII NiS + 3/202 → NiO + S02 放出されるＳ０2はＣａＯにより吸収され、ＣａＳ０
4（石膏）として固定化される。すなわち、脱硫炉でＮ
ｉＳとなり脱硫能力を失ったＮｉ系触媒は酸化炉におい
てＮｉＯに再生され、再び脱硫能力を回復することにな
る。
中の活性成分は、それ以上硫黄分Ｓを吸収できないの
で、同じく脱硫後のＣａＳとともに脱硫炉から排出さ
れ、酸化炉に供給される。上述の従来の酸化炉と同じ90
0〜950℃の温度範囲、酸素濃度４％程度で運用した場
合、ＮｉＳはＮｉＳ０4が８４０℃以上では分解してＳ
０2を放出するため、下記の酸化反応だけが進行する。 反応VIII NiS + 3/202 → NiO + S02 放出されるＳ０2はＣａＯにより吸収され、ＣａＳ０
4（石膏）として固定化される。すなわち、脱硫炉でＮ
ｉＳとなり脱硫能力を失ったＮｉ系触媒は酸化炉におい
てＮｉＯに再生され、再び脱硫能力を回復することにな
る。
【００２１】酸化炉で再生されたＮｉ系触媒は、石膏,
石炭由来の灰分と混合された状態であり、Ｎｉ系触媒だ
けを再び脱硫炉に供給するため、分離回収する必要があ
る。そこで、本実施の形態においては、排出灰の処理系
の第一段として、図５に示すような常圧の流動層を有す
る触媒分離回収装置２３を設置する。この装置の流動層
内において、比重の大きいＮｉ系触媒粒子を流動口下部
に偏析させ、炉底からＮｉ系触媒粒子を回収、その他の
粒子は炉の上部から抜き出す。酸化炉３からの排出灰
は、排出管２２を通って触媒分離回収装置２３に供給さ
れる。供給粒子は流動化用空気２９により流動化され、
比重の大きいＮｉ系触媒粒子31は炉底へ、比重の小さい
その他の灰は炉の上部に偏析させる。Ｎｉ系触媒粒子
は、Ｎｉ系触媒抜き出し管(触媒再供給管)２７から抜き
出し、その他のＣａＯ，ＣａＣ０3，ＣａＳ０4石炭由来
灰等の混合物は、灰排出管２８から排出される。
石炭由来の灰分と混合された状態であり、Ｎｉ系触媒だ
けを再び脱硫炉に供給するため、分離回収する必要があ
る。そこで、本実施の形態においては、排出灰の処理系
の第一段として、図５に示すような常圧の流動層を有す
る触媒分離回収装置２３を設置する。この装置の流動層
内において、比重の大きいＮｉ系触媒粒子を流動口下部
に偏析させ、炉底からＮｉ系触媒粒子を回収、その他の
粒子は炉の上部から抜き出す。酸化炉３からの排出灰
は、排出管２２を通って触媒分離回収装置２３に供給さ
れる。供給粒子は流動化用空気２９により流動化され、
比重の大きいＮｉ系触媒粒子31は炉底へ、比重の小さい
その他の灰は炉の上部に偏析させる。Ｎｉ系触媒粒子
は、Ｎｉ系触媒抜き出し管(触媒再供給管)２７から抜き
出し、その他のＣａＯ，ＣａＣ０3，ＣａＳ０4石炭由来
灰等の混合物は、灰排出管２８から排出される。
【００２２】実施の形態（その２） 図６に、本実施の形態における石炭ガス化複合発電シス
テムの一例を概略図で示す。従来のシステムと異なり、
石灰石による脱硫炉2下流のサイクロン4の後ろに、Ｎｉ
系触媒を充填した固定床反応器１０１を有する同時脱硝
脱硫システムを設置してある。この反応器１０１で、ガ
ス中のＮＨ3を分解するとともに１０ｐｐｍ程度まで深
度脱硫する。また、脱硫性能を回復させるために、再生
ガスを流すことができる構成となっている。以下、これ
らの構成について説明する。
テムの一例を概略図で示す。従来のシステムと異なり、
石灰石による脱硫炉2下流のサイクロン4の後ろに、Ｎｉ
系触媒を充填した固定床反応器１０１を有する同時脱硝
脱硫システムを設置してある。この反応器１０１で、ガ
ス中のＮＨ3を分解するとともに１０ｐｐｍ程度まで深
度脱硫する。また、脱硫性能を回復させるために、再生
ガスを流すことができる構成となっている。以下、これ
らの構成について説明する。
【００２３】石炭ガス化炉1で生成したガス化ガスは、
脱硫炉2において石灰石により脱硫され、石炭ガス化ガ
ス中のＨ2Ｓ＋ＣＯＳ＝１００ｐｐｍ程度まで脱硫され
る。脱硫炉2で脱硫されたガスは、サイクロン４にてガ
ス中の煤塵を粗く除去した後に、Ｎｉ系触媒固定床反応
器１０１に供給される。反応器１０１内のＮｉ系触媒
は、その触媒作用により石炭ガス化ガス中のＮＨ 3を分
解するとともに、活性成分である酸化ニッケル(NiO)が
脱硫作用により硫化ニッケル(NiS)に反応することで、
Ｈ2Ｓ＋ＣＯＳ＝１０ｐｐｍ程度まで脱硫する。そのた
め、Ｎｉ系触媒による脱硫の脱硫容量は、触媒中のニッ
ケルの存在量で規定される。但し、硫化ニッケルは酸化
することで酸化ニッケルに再生し、再び脱硫活性を有す
るようになるため、繰り返し利用できる。
脱硫炉2において石灰石により脱硫され、石炭ガス化ガ
ス中のＨ2Ｓ＋ＣＯＳ＝１００ｐｐｍ程度まで脱硫され
る。脱硫炉2で脱硫されたガスは、サイクロン４にてガ
ス中の煤塵を粗く除去した後に、Ｎｉ系触媒固定床反応
器１０１に供給される。反応器１０１内のＮｉ系触媒
は、その触媒作用により石炭ガス化ガス中のＮＨ 3を分
解するとともに、活性成分である酸化ニッケル(NiO)が
脱硫作用により硫化ニッケル(NiS)に反応することで、
Ｈ2Ｓ＋ＣＯＳ＝１０ｐｐｍ程度まで脱硫する。そのた
め、Ｎｉ系触媒による脱硫の脱硫容量は、触媒中のニッ
ケルの存在量で規定される。但し、硫化ニッケルは酸化
することで酸化ニッケルに再生し、再び脱硫活性を有す
るようになるため、繰り返し利用できる。
【００２４】したがって、石灰石に比べ高価なＮｉ系触
媒材料の使用量を低限するため、例えば図６のように２
つの反応器を設け、第1の反応器で石炭ガス化ガス(還元
性ガス)を処理する間に、第２の反応器でＮｉ系触媒に
酸化性ガス(例えば空気)を流通させ再生することができ
る。第２の反応器での再生が終わった段階で、ガスを切
り替えて第2の反応器で石炭ガス化ガスを処理し、第1の
反応器を酸化性ガスで再生する。この繰り返しにより、
連続的に石炭ガス化ガスを処理することが可能となる。
ガスの切り替えの際に、酸化性ガスと還元性ガスとが混
じり合い爆発する危険があるため、再生の前後に不活性
ガス(Ｎ2など）でパージすることが有効である。ＳＯｘ
を含む再生ガス１０３は、酸化炉に供給し、石灰石と反
応させて石膏として固定化するか、あるいは別途Ｓ製造
設備,硫酸製造設備などのＳＯｘ処理設備などに供給す
る。本実施の形態では、図６のような２つの反応器の場
合に限らず、それ以上の数の反応器を用いて、順に脱硝
脱硫,再生を繰り返しながら連続的に同時脱硝脱硫を行
うこともできる。
媒材料の使用量を低限するため、例えば図６のように２
つの反応器を設け、第1の反応器で石炭ガス化ガス(還元
性ガス)を処理する間に、第２の反応器でＮｉ系触媒に
酸化性ガス(例えば空気)を流通させ再生することができ
る。第２の反応器での再生が終わった段階で、ガスを切
り替えて第2の反応器で石炭ガス化ガスを処理し、第1の
反応器を酸化性ガスで再生する。この繰り返しにより、
連続的に石炭ガス化ガスを処理することが可能となる。
ガスの切り替えの際に、酸化性ガスと還元性ガスとが混
じり合い爆発する危険があるため、再生の前後に不活性
ガス(Ｎ2など）でパージすることが有効である。ＳＯｘ
を含む再生ガス１０３は、酸化炉に供給し、石灰石と反
応させて石膏として固定化するか、あるいは別途Ｓ製造
設備,硫酸製造設備などのＳＯｘ処理設備などに供給す
る。本実施の形態では、図６のような２つの反応器の場
合に限らず、それ以上の数の反応器を用いて、順に脱硝
脱硫,再生を繰り返しながら連続的に同時脱硝脱硫を行
うこともできる。
【００２５】実施の形態（その３） 図７に、本実施の形態におけるシステムの概略図を示
す。本実施の形態では、上記実施の形態（その２）にお
いて、Ｎｉ系触媒を充填した固定床反応器の代わりに、
図７に示すように反応器を移動床反応器２０１とする。
この移動床反応器２０１上部より連続的にＮｉ系触媒を
投入し、脱硫，脱硝後、下部より排出する。本実施の形
態では、排出したＮｉ系触媒は移動床再生装置２０２に
投入し、再生ガス２０５を供給して、酸化再生する。再
生後のＳＯｘを含むガスは、再生ガス出口２０６を通っ
て排出される。再生により脱硫活性を回復したＮｉ系触
媒は、循環ライン２０４を通って再び反応器２０１に投
入される。再投入する際には、未再生，摩耗などにより
不足する分だけ、フレッシュなＮｉ系触媒をメイクアッ
プ２０３して投入する。
す。本実施の形態では、上記実施の形態（その２）にお
いて、Ｎｉ系触媒を充填した固定床反応器の代わりに、
図７に示すように反応器を移動床反応器２０１とする。
この移動床反応器２０１上部より連続的にＮｉ系触媒を
投入し、脱硫，脱硝後、下部より排出する。本実施の形
態では、排出したＮｉ系触媒は移動床再生装置２０２に
投入し、再生ガス２０５を供給して、酸化再生する。再
生後のＳＯｘを含むガスは、再生ガス出口２０６を通っ
て排出される。再生により脱硫活性を回復したＮｉ系触
媒は、循環ライン２０４を通って再び反応器２０１に投
入される。再投入する際には、未再生，摩耗などにより
不足する分だけ、フレッシュなＮｉ系触媒をメイクアッ
プ２０３して投入する。
【００２６】上記実施の形態（その２）（その３）にお
けるシステムについて、図６に基づいて作用,効果を具
体的に説明する。図２に示す従来システムにおいて、脱
硫炉２に供給された石灰石は、 反応式I CaC03 → CaO + C02 反応式II CaO + H2S → CaS + H2O , CaO + COS → CaO + CO2 の反応I,IIに示される一連の反応によって、石炭ガス化
の際に発生するＨ2Ｓ，ＣＯＳを約１００ｐｐｍ程度ま
でに脱硫することができる。
けるシステムについて、図６に基づいて作用,効果を具
体的に説明する。図２に示す従来システムにおいて、脱
硫炉２に供給された石灰石は、 反応式I CaC03 → CaO + C02 反応式II CaO + H2S → CaS + H2O , CaO + COS → CaO + CO2 の反応I,IIに示される一連の反応によって、石炭ガス化
の際に発生するＨ2Ｓ，ＣＯＳを約１００ｐｐｍ程度ま
でに脱硫することができる。
【００２７】一方、図６に示す本発明のシステムにおい
ては、石灰石脱硫の下流においてＮｉＯを主成分とした
Ｎｉ系触媒による固定床反応器において、 反応VI NiO + H2S → NiS + H20 反応VIに示す脱硫反応が進行する。図３に示すように、
脱硫炉が運転される温度,水蒸気分圧におけるＮｉＯの
平衡Ｈ2Ｓ濃度は０．００３ｐｐｍであり、従来の石灰
石のみの脱硫では到達できない脱硫炉出口Ｈ2Ｓ濃度１
０ｐｐｍ以下が達成可能となる。仮に、Ｈ2Ｓ＋ＣＯＳ
＝１０ｐｐｍまで脱硫した場合、本システムではガスタ
ービン出口のＳＯｘ濃度は約２ｐｐｍとすることが可能
となる。また、本実施の形態においても、Ｎｉ系触媒と
石灰石を併用して、例えば１００ｐｐｍ程度までの粗脱
硫を石灰石で行い、１００ｐｐｍから１０ｐｐｍ程度ま
での精密脱硫をＮｉ系触媒で行うこともできる。このよ
うな方式によれば、Ｎｉ系触媒の使用量をＮｉ系触媒の
みで脱硫するよりも低減できる利点がある。
ては、石灰石脱硫の下流においてＮｉＯを主成分とした
Ｎｉ系触媒による固定床反応器において、 反応VI NiO + H2S → NiS + H20 反応VIに示す脱硫反応が進行する。図３に示すように、
脱硫炉が運転される温度,水蒸気分圧におけるＮｉＯの
平衡Ｈ2Ｓ濃度は０．００３ｐｐｍであり、従来の石灰
石のみの脱硫では到達できない脱硫炉出口Ｈ2Ｓ濃度１
０ｐｐｍ以下が達成可能となる。仮に、Ｈ2Ｓ＋ＣＯＳ
＝１０ｐｐｍまで脱硫した場合、本システムではガスタ
ービン出口のＳＯｘ濃度は約２ｐｐｍとすることが可能
となる。また、本実施の形態においても、Ｎｉ系触媒と
石灰石を併用して、例えば１００ｐｐｍ程度までの粗脱
硫を石灰石で行い、１００ｐｐｍから１０ｐｐｍ程度ま
での精密脱硫をＮｉ系触媒で行うこともできる。このよ
うな方式によれば、Ｎｉ系触媒の使用量をＮｉ系触媒の
みで脱硫するよりも低減できる利点がある。
【００２８】一方、実施の形態（その１）の場合と同様
に、Ｎｉ系触媒が本来有するＮＨ3分解活性により、石
炭ガス化の際に発生するＮＨ3は下記反応VIIにより分解
される。 反応VII NH3 → N2 + 3H2 脱硫の際に生成するＮｉＳは、再生段階で酸化されてＮ
ｉＯとなり、再び脱硫能力を回復できる。酸化反応とし
ては、下記反応VII,IXが考えられるが、ＮｉＳ０4が８
４０℃以上では分解してＳ０2を放出するため、反応VII
IのＮｉＯへの酸化反応だけが進行する。 反応VIII NiS + 3/202 → NiO + S02 反応IX NiS + 202 → NiS04
に、Ｎｉ系触媒が本来有するＮＨ3分解活性により、石
炭ガス化の際に発生するＮＨ3は下記反応VIIにより分解
される。 反応VII NH3 → N2 + 3H2 脱硫の際に生成するＮｉＳは、再生段階で酸化されてＮ
ｉＯとなり、再び脱硫能力を回復できる。酸化反応とし
ては、下記反応VII,IXが考えられるが、ＮｉＳ０4が８
４０℃以上では分解してＳ０2を放出するため、反応VII
IのＮｉＯへの酸化反応だけが進行する。 反応VIII NiS + 3/202 → NiO + S02 反応IX NiS + 202 → NiS04
【００２９】すなわち、脱硫反応によりＮｉＳとなって
脱硫能力を失ったＮｉ系触媒は、ガスを切り替えて０2
を含む酸化性の再生ガスを流通させることでＮｉＯに再
生され、再び脱硫能力を回復することになる。再生の際
に放出されるＳ０2を含むガスは酸化炉に投入し、Ｃａ
Ｏに吸収させてＣａＳ０4（石膏）として固定化する方
法が考えられる。本発明のシステムにおける硫黄成分の
固定化方法として、この方法に限定されるものではな
く、その他に還元して硫黄として回収する方法、あるい
は硫酸として回収する方法などが考えられる。
脱硫能力を失ったＮｉ系触媒は、ガスを切り替えて０2
を含む酸化性の再生ガスを流通させることでＮｉＯに再
生され、再び脱硫能力を回復することになる。再生の際
に放出されるＳ０2を含むガスは酸化炉に投入し、Ｃａ
Ｏに吸収させてＣａＳ０4（石膏）として固定化する方
法が考えられる。本発明のシステムにおける硫黄成分の
固定化方法として、この方法に限定されるものではな
く、その他に還元して硫黄として回収する方法、あるい
は硫酸として回収する方法などが考えられる。
【００３０】
【発明の効果】本発明の脱硝脱硫システムでは、複雑な
装置の追設なしに脱硫炉における脱硫率を向上させ、Ｎ
Ｈ3を分解し、脱硝装置の負荷を低減あるいは脱硝装置
自身を不要にすることができる。すなわち、本発明のシ
ステムによれば、石灰石と同時にＮｉＯを主成分とした
Ｎｉ系触媒を脱硫炉に投入することによって、脱硫反応
が進行するので、従来の石灰石のみの脱硫では到達でき
ないＨ2Ｓ濃度１０ｐｐｍ以下が達成可能となり、ガス
タービン出口のＳＯｘ濃度としては、約２ｐｐｍとする
ことができる。そして、本発明のシステムでは、Ｎｉ系
触媒と石灰石を併用して、粗脱硫を石灰石で行い、精密
脱硫をＮｉ系触媒で行うこともでき、これにより経済的
かつ効率的に脱硫を実施できる。
装置の追設なしに脱硫炉における脱硫率を向上させ、Ｎ
Ｈ3を分解し、脱硝装置の負荷を低減あるいは脱硝装置
自身を不要にすることができる。すなわち、本発明のシ
ステムによれば、石灰石と同時にＮｉＯを主成分とした
Ｎｉ系触媒を脱硫炉に投入することによって、脱硫反応
が進行するので、従来の石灰石のみの脱硫では到達でき
ないＨ2Ｓ濃度１０ｐｐｍ以下が達成可能となり、ガス
タービン出口のＳＯｘ濃度としては、約２ｐｐｍとする
ことができる。そして、本発明のシステムでは、Ｎｉ系
触媒と石灰石を併用して、粗脱硫を石灰石で行い、精密
脱硫をＮｉ系触媒で行うこともでき、これにより経済的
かつ効率的に脱硫を実施できる。
【００３１】また、本発明によれば、Ｎｉ系触媒による
ＮＨ3分解により、ガス化炉で発生するＮＨ3が転換した
ＮＯｘ除去のために、別途脱硝装置を設ける必要がなく
なり、低コストで脱硝を行うことができる。さらに、本
発明では、石灰石により950℃付近にて脱硫できるの
で、石炭ガス化ガスの温度を冷却する必要がなく発電シ
ステムとして利用した場合には効率が高く、安価な石灰
石および再生利用Ｎｉ系触媒による脱硫であり、低コス
トである。そして、本発明は、将来のＳＯｘ濃度の低濃
度要求値にも十分対応可能なシステムであり、例えば、
日本国内都市部近郊の発電プラントとしても好適に用い
られることが期待される。
ＮＨ3分解により、ガス化炉で発生するＮＨ3が転換した
ＮＯｘ除去のために、別途脱硝装置を設ける必要がなく
なり、低コストで脱硝を行うことができる。さらに、本
発明では、石灰石により950℃付近にて脱硫できるの
で、石炭ガス化ガスの温度を冷却する必要がなく発電シ
ステムとして利用した場合には効率が高く、安価な石灰
石および再生利用Ｎｉ系触媒による脱硫であり、低コス
トである。そして、本発明は、将来のＳＯｘ濃度の低濃
度要求値にも十分対応可能なシステムであり、例えば、
日本国内都市部近郊の発電プラントとしても好適に用い
られることが期待される。
【図１】図１は、本発明の実施の形態（その１）に係わ
るシステムの概略を示す構成図である。
るシステムの概略を示す構成図である。
【図２】図２は、従来のシステムの概略を示す構成図で
ある。
ある。
【図３】図３は、脱硫材の脱硫能力を表す平衡Ｈ2Ｓ濃
度の温度依存性を示す図である。
度の温度依存性を示す図である。
【図４】図４は、Ｎｉ系触媒のアンモニア分解率の温度
依存性を示す図である。
依存性を示す図である。
【図５】図５は、Ｎｉ系触媒分離回収装置の一例を示す
構成図である。
構成図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態（その２）に係わ
る固定床反応器を含むシステムの概略を示す構成図であ
る。
る固定床反応器を含むシステムの概略を示す構成図であ
る。
【図７】図７は、本発明の実施の形態（その３）に係わ
る移動床反応器を含むシステムの概略を示す構成図であ
る。
る移動床反応器を含むシステムの概略を示す構成図であ
る。
１ 石炭ガス化炉 ２ 脱硫炉 ３ 酸化炉 ４ サイクロン ５ ガス冷却器 ６ 脱塵装置 ７ ガスタービン燃焼器 ８ ガスタービン ９ 空気圧縮機 １０ 排ガスボイラ １１ 脱硝装置 １２ 煙突 １３ 蒸気タービン １４ 石灰石供給管 １５ ガス化炉用石炭供給管 １６ ガス化炉用空気供給管 １７ 酸化炉用石炭供給管 １８ 酸化炉用空気供給管 １９ チャー排出管（石炭ガス化残査） ２０ 脱硫材排出管（Ｎｉ系触媒，ＣａＳ，ＣａＯ，Ｃ
ａＣ０3，ＣａＳＯ4，チャーの混合物） ２１ サイクロン回収灰輸送管（ＣａＳ，ＣａＯ，Ｃａ
Ｃ０3，ＣａＳＯ4，チャーの混合物） ２２ 酸化炉排出灰の排出管（Ｎｉ系触媒，ＣａＯ，Ｃ
ａＣ０3，ＣａＳ０4，その他石炭由来灰の混合物） ２３ Ｎｉ系触媒分離回収装置 ２４ Ｎｉ系触媒投入ホッパー ２５ Ｎｉ系触媒投入管 ２６ Ｎｉ系触媒メイクアップ管 ２７ Ｎｉ系触媒抜き出し管（Ｎｉ系触媒再供給管） ２８ 灰排出管（ＣａＯ，ＣａＣ０3，ＣａＳ０4，その
他石炭由来灰の混合物） ２９ 分離回収装置流動化用空気 ３０ ＣａＯ，ＣａＣ０3，ＣａＳ０4，その他石炭由来
灰の混合物 ３１ Ｎｉ系触媒粒子 １０１ Ｎｉ系触媒固定床反応装置 １０２ 再生ガス入口 １０３ 再生ガス出口 ２０１ Ｎｉ系触媒移動床反応装置 ２０２ 移動床再生装置 ２０３ フレッシュＮｉ系触媒投入口 ２０４ Ｎｉ系触媒循環ライン ２０５ 再生ガス入口 ２０６ 再生ガス出口
ａＣ０3，ＣａＳＯ4，チャーの混合物） ２１ サイクロン回収灰輸送管（ＣａＳ，ＣａＯ，Ｃａ
Ｃ０3，ＣａＳＯ4，チャーの混合物） ２２ 酸化炉排出灰の排出管（Ｎｉ系触媒，ＣａＯ，Ｃ
ａＣ０3，ＣａＳ０4，その他石炭由来灰の混合物） ２３ Ｎｉ系触媒分離回収装置 ２４ Ｎｉ系触媒投入ホッパー ２５ Ｎｉ系触媒投入管 ２６ Ｎｉ系触媒メイクアップ管 ２７ Ｎｉ系触媒抜き出し管（Ｎｉ系触媒再供給管） ２８ 灰排出管（ＣａＯ，ＣａＣ０3，ＣａＳ０4，その
他石炭由来灰の混合物） ２９ 分離回収装置流動化用空気 ３０ ＣａＯ，ＣａＣ０3，ＣａＳ０4，その他石炭由来
灰の混合物 ３１ Ｎｉ系触媒粒子 １０１ Ｎｉ系触媒固定床反応装置 １０２ 再生ガス入口 １０３ 再生ガス出口 ２０１ Ｎｉ系触媒移動床反応装置 ２０２ 移動床再生装置 ２０３ フレッシュＮｉ系触媒投入口 ２０４ Ｎｉ系触媒循環ライン ２０５ 再生ガス入口 ２０６ 再生ガス出口
フロントページの続き (72)発明者 土山 佳彦 長崎県長崎市深堀町五丁目717番１号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 Ｆターム(参考） 3K065 TA01 TA02 TB02 TB18 TB19 TC01 TC10 TD06 TF10 TG08 TK01 TK05
Claims (9)
- 【請求項１】 ガス化炉, 脱硫炉および酸化炉を有する
システムにおいて、該脱硫炉に、ＮｉＯを主成分とする
Ｎｉ系触媒と石灰石とを投入することを特徴とする同時
脱硝脱硫システム。 - 【請求項２】 上記脱硫炉に投入した触媒を上記酸化炉
にて酸化再生し、酸化炉からの灰処理系に触媒分離回収
装置を設けて、該触媒分離回収装置にてＮｉ系触媒粒子
だけを分離回収して脱硫炉に再投入することを特徴とす
る請求項１記載の同時脱硝脱硫システム。 - 【請求項３】 上記触媒分離回収装置として常圧の流動
床を用い、流動化開始速度近傍の緩やかな流動層によ
り、比重の大きいＮｉ系触媒粒子だけを炉底から抜き出
すことを特徴とする請求項２記載の同時脱硝脱硫システ
ム。 - 【請求項４】 上記Ｎｉ系触媒がＮｉＯを主成分とした
担持触媒であり、該担持触媒の担体がＳｉ０2，Ａ１2０
3およびＭｇＯからなる群より選ばれる少なくとも1以上
の酸化物またはそれらを主成分とする天然鉱物からなる
ことを特徴とする請求項１記載の同時脱硝脱硫システ
ム。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の同時脱
硝脱硫システムを備えたことを特徴とする石炭ガス化複
合発電システム。 - 【請求項６】 ガス化炉，脱硫炉および酸化炉を有する
システムにおいて、該脱硫炉の下流側に、ＮｉＯを主成
分とするＮｉ系触媒を用いた固定床反応器を設置した同
時脱硝脱硫システム。 - 【請求項７】 上記固定床反応器を２以上並列に接続
し、それぞれの反応器に石炭ガス化ガスと再生ガスとを
別々に供給し、石炭ガス化ガスを供給した反応器の脱硝
脱硫性能が低下する段階で、それぞれの反応器に供給す
るガスを切り替え、それぞれの反応器で順に脱硝脱硫お
よび再生を繰り返しながら連続的に脱硝脱硫を行う請求
項６記載の同時脱硝脱硫システム。 - 【請求項８】 ガス化炉，脱硫炉および酸化炉を有する
システムにおいて、該脱硫炉の下流側に、ＮｉＯを主成
分とするＮｉ系触媒を用いた移動床反応器および移動床
再生装置を設置した同時脱硝脱硫システム。 - 【請求項９】 請求項６〜８のいずれかに記載の同時脱
硝脱硫システムを備えたことを特徴とする石炭ガス化複
合発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11028150A JP2000227205A (ja) | 1999-02-05 | 1999-02-05 | 同時脱硝脱硫システムおよび石炭ガス化複合発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11028150A JP2000227205A (ja) | 1999-02-05 | 1999-02-05 | 同時脱硝脱硫システムおよび石炭ガス化複合発電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000227205A true JP2000227205A (ja) | 2000-08-15 |
Family
ID=12240746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11028150A Pending JP2000227205A (ja) | 1999-02-05 | 1999-02-05 | 同時脱硝脱硫システムおよび石炭ガス化複合発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000227205A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007091787A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Chubu Electric Power Co Inc | 流動床ガス化装置の運転方法及び流動床ガス化装置、石炭ガス化複合発電システム |
| JP2008163257A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Sekitan Energy Center | 流動床ガス化装置の運転方法及び流動床ガス化装置並びに石炭ガス化複合発電システム |
-
1999
- 1999-02-05 JP JP11028150A patent/JP2000227205A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007091787A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Chubu Electric Power Co Inc | 流動床ガス化装置の運転方法及び流動床ガス化装置、石炭ガス化複合発電システム |
| JP2008163257A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Sekitan Energy Center | 流動床ガス化装置の運転方法及び流動床ガス化装置並びに石炭ガス化複合発電システム |
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|---|---|---|---|
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