JPH07102298B2 - 高温還元性ガスの精製方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高温還元性ガスの精製方法に関し、たとえば
石炭ガス化プロセスの生成ガスのような高温の還元性ガ
ス混合物中に含まれる硫化水素を合理的に除去する方法
に関する。

〔従来の技術およびその問題点〕

近年、石油資源の枯渇、価格の高騰から、燃料（又は原
料）の多様化が叫ばれ、石炭や重質油（タールサンド
油、オイルシエール油、大慶重油、マヤ原油、或いは減
圧残油など）の利用技術の開発が進められている。石炭
や重質油をガス化して発電や燃料及び合成原料とする方
法はその代表的な一例である。

しかし、このガス化生成ガスには原料の石炭や重質油に
よつて違うが数100〜数1000ppmの硫化水素、硫化カルボ
ニル等のイオウ化合物を含み、これは公害防止上、或い
は後流機器の腐食や触媒の被毒防止のため、是非、除去
が必要である。

この除去方法としては湿式法と乾式法があるが、湿式法
は処理ガスを冷却しなければならず熱経済上不利であ
り、かつ共存成分（タール、ナフタリン、ハロゲン、NH
₃、HCN、COS、煤塵など）の除去あるいは吸収液の汚
染、劣化防止のための前処理や廃水処理のための設備が
必要となり、プロセスが複雑になる。

一方、乾式法は熱経済的にも有利で、プロセス構成も簡
素なことから、金属酸化物を主成分とする吸収剤を高温
で硫化物として吸収除去する方法が一般的になつてい
る。吸収剤としてはFe、Zn、Mo、Mn、Cu、Ｗなどの金属
酸化物が使用され、250〜500℃でH₂S,COS等と反応させ
るが、H₂SとFe₂O₃の場合を例に採つて説明すると、吸収
反応は（１）〜（７）式に示すように進むとされてい
る。

Fe₂O₃＋H₂→2FeO＋H₂O ……（１） 3Fe₂O₃＋H₂→2Fe₃O₄＋H₂O ……（２） Fe₂O₃＋CO→2FeO＋CO₂ ……（３） 3Fe₂O₃＋CO→2Fe₃O₄＋CO₂ ……（４） FeO＋H₂S→FeS＋H₂O ……（５） Fe₃O₄＋H₂＋3H₂S→3FeS＋4H₂O ……（６） Fe₃O₄＋CO＋3H₂S→3FeS＋3H₂O＋CO₂……（７） 次いで、吸収反応後の吸収剤は酸素含有ガスで（８）式
に示すように金属酸化物に再生され、この吸収、再生反
応の繰返しで高温還元ガス中のイオウ化合物は亜硫酸ガ
スとして回収除去される。

4FeS＋7O₂→2Fe₂O₃＋4SO₂ ……（８） このプロセスで使用される吸収剤は、前述の金属酸化物
を単独あるいは耐熱性の多孔質物質に担持したものを、
移動床方式の場合は球状あるいは円柱状に成形したもの
が、固定床方式の場合は、ハニカム状に成形したものが
通常使用される。

石炭ガス化ガスの如き還元ガスからイオウ化合物を除去
して精製されたガスはエネルギー源として利用されるの
で、CO、H₂濃度を安定して製造するプロセスにするのが
好ましく、（１）〜（４）式の反応を極力抑制しなけれ
ばならない。移動床方式では吸収工程と再生工程が連続
的に繰返されるので、上記の技術的課題は克服しやすい
が、固定床方式では吸収工程と再生工程を断続的に繰返
すので、該吸収剤再生後の吸収反応開始時に、精製ガス
中のCO、H₂濃度が吸収反応開始時低下するので、高温還
元性ガスの精製方法としては実用上好ましくない。

そこで、本発明者等は固定床反応器を三塔順次切替え
て、高温還元性ガス中に含まれるイオウ化合物を、金属
酸化物を主成分とする吸収剤で吸着除去する方法におい
て、該イオウ化合物を吸収した吸収剤を酸素含有ガスで
再生する工程、次いで再生された吸収剤を高温還元性ガ
スで該吸収剤前後の精製の対象となる還元性ガス濃度が
同一になるまで還元する工程、次いで該高温還元性ガス
を通気して該吸収剤で該イオウ化合物を吸収除去する工
程を連続的に繰り返すことにより、精製ガス中の還元性
ガス濃度を安定化させる高温還元性ガスの精製法を提案
した（特願昭60−85412号（特開昭61−245819号公報参
照））。

また、再生工程は処理ガス量低減の為に、循環系で
（８）式の再生反応を逐次的に進め、生成SO₂ガス濃度
を濃縮後イオウ回収する方法があるが、この方法では、
SO₂4〜12％程度含有する再生ガスと吸収剤が400〜900℃
の高温雰囲気で接触し、かつ副生SO₃の増加をきたすの
で、該吸収剤が極めて苛酷な状態になつていることか
ら、吸収剤の長期耐久性については解決すべき問題が残
つていた。

一方、従来の高温還元性ガスの精製法においては、再生
SO₂ガスからのイオウ回収は、その還元剤として、石
炭、コークス等を使用するか或は還元ガス（CO、H₂等）
と還元触媒（Co−Mo系等）、クラウス触媒等を使用して
おり、システムが複雑となる為、運転保守が容易ではな
い。

また、吸収、再生時の処理ガス温度は、通常夫々300〜5
00℃、500〜900℃で大きな差異があるので、従来の固定
床方式の場合、吸収→再生の工程切替開始時、処理温度
まで立上る間は、再生温度が不十分となる。これは結果
として、吸収性能及び吸収剤に悪影響を及ぼし、長期的
には吸収剤の劣化につながる。

更に、吸収→再生の工程切替毎に、脱圧ステツプ及び再
生後の反応器からのSO₂の混入防止が必要である。従つ
て、再生→還元の工程切替開始前に、再生系のSO₂をパ
ージする為に、減圧運転を一定時間行わねばならず、綿
密な運転制御が必須であり、運転がかなり面倒になつて
いた。

そこで本発明者等は、 （１） 高温還元性ガス中に含まれる硫化水素、硫化カ
ルボニル等のイオウ化合物を吸収除去する方法で、再生
された吸収剤を高温還元性ガスで該吸収剤前後の対象と
なる還元性ガス濃度が一定となるまで還元後、イオウ化
合物を吸収除去する工程を連続的に繰り返す高温還元性
ガスの精製方法において、吸収剤を充填した反応器を少
なくとも三塔使用し、還元、吸収、SO₂還元、再生の四
工程により構成し、該SO₂還元工程に再生工程からの循
環ガスを供給し、該SO₂還元工程において、自らの工程
で生成するSO₂と再生工程で生成するSO₂を単体イオウに
転化させて液体イオウとして回収除去後、その一部を還
元工程に導入し、残部を再生工程に戻すことを特徴とす
る高温還元性ガスの精製方法と、 （２） 上記のSO₂還元工程に供給される上記の再生工
程からの循環ガスに、上記の高温還元性ガスを添加し、
その循環ガス中の酸素との燃焼反応で、該SO₂還元工程
に必要な温度に昇温させると共に、該SO₂還元工程のガ
スの一部を上記の還元工程に導入し、残部を上記の再生
工程に戻すことを特徴とする高温還元性ガスの精製方
法、 とを提案した（昭和61年４月24日出願の特願昭61−9327
5号，同62年３月13日出願の特願昭62−56776号（特開昭
63−51920号公報参照））。

〔発明の目的〕

本発明は、上記先願方法より更に経済性を向上させるた
めに、再生工程での性能向上、すなわち単体イオウの効
率的な回収を行なうことのできる高温還元性ガスの精製
方法を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、高温還元性ガス中に含まれる硫化水素、硫化
カルボニル等のイオウ化合物を吸収剤で吸収除去する方
法で、再生された吸収剤を用いてイオウ化合物を吸収除
去する工程を連続的に繰り返す高温還元性ガスの精製方
法において、吸収剤を充填した少なくとも三塔の反応器
とクラウス触媒（例えば、ボーキサイト，アルミナ系触
媒，チタニア系触媒等）を充填した少なくとも一塔の反
応器を使用し、吸収、予備再生。再生及びイオウ回収の
四工程により構成し、該再生工程の循環ガス中に上記還
元性ガス及び回収イオウの一部を添加し、酸素の存在下
で該還元性ガス及び回収イオウを燃焼又は反応させ、必
要再生温度とSO₂濃度を確保することによつて、再生工
程で単体イオウ、硫化水素及び硫化カルボニル等のイオ
ウ化合物を生成させ、再生用反応器出口循環ガス中の単
体イオウを液体イオウとして回収分離後、該循環ガスを
上記クラウム触媒を充填した反応器（以下、クラウス反
応器）に通して、該循環ガス中の硫化水素及び硫化カル
ボニル等を単体イオウに転化させ、液体イオウとして回
収除去すると共に、単体イオウ除去後の該循環ガスの一
部を吸収工程に導入し、残部を再生工程に戻すことを特
徴とする高温還元性ガスの精製方法に関する。

〔作用〕

再生工程において、循環ガス中でガス化ガス（H₂,CO等
を含有した可燃ガス）及び回収イオウの一部を燃焼させ
て、温度を600〜1000℃,SO₂濃度を0.1〜5vol％に維持
し、再生用反応器内を酸素の存在しない状態とすると、
再生循環ガス中のSO₂,H₂O及びCO₂ガス等は、（９）〜
（15）式に示す如く、吸収剤（FeS）と反応し、或はガ
ス相互間で反応して、夫々単体イオウ、硫化水素、硫化
カルボニル、水素及び一酸化炭素等を生成する。

4FeS＋2SO₂→4FeO＋3S₂ ……（９） 6FeS＋4SO₂→2Fe₃O₄＋5S₂ ……（10） 8FeS＋6SO₂→4Fe₂O₃＋7S₂ ……（11） FeS＋H₂O→FeO＋H₂S ……（12） 3FeS＋4H₂O→Fe₃O₄＋3H₂S＋H₂ ……（13） 3FeS＋4CO₂→Fe₃O₄＋3COS＋CO ……（14） 2H₂S＋SO₂→3/xSx＋2H₂O（但し、ｘ＝２〜８） ……（1
5） COS＋H₂O→H₂S＋CO₂ ……（16） 該生成イオウを回収除去後、更にクラウス反応器で、
（15），（16）式によつて該循環ガス中のSO₂,H₂S,COS
及びH₂O等を反応させて単体イオウを生成させ、該イオ
ウを液体イオウとして回収できるので、該ガス化ガスの
燃焼は、再生工程の補熱のみならず、再生工程での単体
イオウ生成の性能向上に寄与する。

また回収イオウの一部を燃焼することによつて、再生循
環ガス中のSO₂ガスを所定濃度に維持するのみならず、
再生工程の補熱にも役立つ。

更に、再生用反応器で副生するH₂S,COS等（クラウス反
応器で未反応のもの）、ガス状イオウ（イオウ分離器出
口ガス中に残存する）、H₂,及びCO等は、該再生用反応
器入口循環ガス中で燃焼されるので、これらも再生工程
の補熱に役立つ。

従つて、回収イオウの一部及び副生ガスを燃焼させるこ
とによつて、再生用のガス化ガス使用量を削減し得るメ
リツトがある。

予備再生工程は、吸収工程終了後の系内のガス温度を再
生反応に必要な温度まで上げるためのものであり、この
予備再生工程を設けることによつて、固定床方式におけ
る吸収→再生及び再生→吸収の工程切替時のガス流れの
断続性が緩衝され、その連続性が維持できるので、吸収
剤の吸収性能及び再生性能が安定化される。

〔実施例〕

以下本発明方法の実施態様を添付図面により詳細に説明
する。

第１図において、石炭１は、少量の空気又は酸素２で、
ガス化炉３において部分燃焼、ガス化され、H₂及びCOを
主成分とするガス化粗ガス（還元性ガス）４が得られ
る。この粗ガス４は集塵装置５でガス中のダストを10mg
/Nm³程度まで充分除去後、脱塵ガス化ガス６となつてラ
イン７及び流路切替バルブ９を介して吸収工程中にある
例えば反応器16に供給される。

この脱塵ガス化ガス（以下、ガス化ガス）６は石炭の種
類やガス化条件によつて異なるが、ダスト以外に、数10
〜数1000ppmのH₂S,COS,NH₃及び極く微量のHF,HCl等を含
み、ガス温度は、ガス化炉３出口のスチームヒータなど
で熱回収され、250〜500℃、圧力はガス化炉３の形式に
より異なるが、常圧〜25Kg/cm²Gである。

第１図では、吸収剤19が充填された同一構造の反応器1
6,17,18を（１）〜（７）式による吸収工程、（９）〜
（14）式による再生工程と順次切替えていく固定床式の
実施態様を示しているが、本発明は固定床式に限定され
るものではなく、還元性ガス中のH₂S,COS等のイオウ化
合物を吸収剤で吸収除去後、（９）〜（14）式による再
生を繰り返すプロセスなら、流動床式、移動床式を問わ
ず適用できる。また、ガス流路切替の固定床式三塔切替
以外の多塔固定床式にも適用できるのはいうまでもな
い。更に、吸収剤の組成、形状に何ら限定されるもので
はない。

ここでは、反応器16で吸収工程を、反応器17で予備再生
工程を、反応器18で再生工程を、そして反応器55でイオ
ウ回収工程を行つている状態で説明する。

ガス化ガス６は流路切替バルブ９を介して、反応器16に
導入することで、そのイオウ化合物は通常、反応温度30
0〜500℃で、（１）〜（７）式によつて、吸収剤19に吸
収除去され、流路切替バルブ43を介して、精製ガス50と
して、後流のガスタービンに供給される。

予備再生工程は、吸収工程終了後の系内のガス温度を再
生反応に必要な温度まで上げるためのものであ、基本的
には再生工程と同じ循環系となつている。

すなわち、予備再生工程においては、反応器17に再生循
環ガスの一部を導入し、そのガス中にガス化ガス６の一
部をライン８を経て、熱交換器12で加熱後のガス化ガス
65、及び空気又は酸素含有ガス30を熱交換器31で加熱後
のガス66の必要量を、夫々流路切替バルブ14,33を介し
て供給し、該循環ガス中でガス化ガス65を燃焼させて該
反応器17の予熱を行う。該反応器17の出口ガス36は、熱
交換器39で冷却後、流路切替バルブ44を介して再生工程
出口循環ガス51と合流して、イオウ回収工程（クラウス
反応器55）に導入される。予備再生工程及び再生工程を
出た循環ガス51から、イオウ回収工程で単体イオウを回
収した後の処理ガスは、ブロア58で昇圧し、一部を吸収
工程へ供給し、残りを流路切替バルブ48を介して熱交換
器40で加熱後、ライン64を経て、反応器18及び反応器17
に、夫々導入して循環させる。

このようにして、反応器17が所定温度まで昇温された
ら、流路切替バルブ45を開にして、再生循環ガスの一部
を導入する。このような方法をとることにより、反応器
18が再生工程を終了する前に、該反応器17の内部温度を
再生必要温度迄上げることができる。該反応器17が必要
温度に到達したら、再生を一部行いながら再生工程待機
状態にしておく。

この予備再生工程を設けることによつて、固定床方式に
おける吸収→再生及び再生→吸収の工程切替時のガス流
れの断続性が緩衝され、その連続性が維持できるので、
吸収剤の吸収性能及び再生性能が安定化される。

再生工程においては、ガス化ガス65、回収イオウ26及び
空気又は酸素含有ガス66を、夫々流路切替バルブ15,29
及び34を介して、再生循環ガス64ラインに供給し、該ガ
ス化ガス65、回収イオウ26並びに該循環ガス64中の残存
（副生）H₂S,COS,H₂,CO及びガス状イオウ等を、反応器1
8入口で燃焼（或は反応）させることによつて、所定の
再生温度及び該循環ガス64中のSO₂濃度を維持し、該反
応器18で該吸収剤19が（９）〜（14）式によつて再生さ
れる。上記可燃分がガス温度が低いために、万一燃焼し
にくい場合には、例えば吸収剤19のような助燃剤又は触
媒等を使用し、十分な燃焼を行なわせることができる。

また再生は、圧力常圧〜40Kg/cm²G,反応温度600〜1000
℃,SV値（ガス流量Nm³/h/吸収剤容量m³）100〜20001/h
及び循環ガス中SO₂濃度0.1〜5vol％で（９）〜（14）式
によつて行われ、吸収剤19が再生される。上記条件にお
いて、経済性の観点から、圧力15〜30Kg/cm²,反応温度7
00〜850℃,SV値200〜8001/h及び循環ガス中SO₂濃度１〜
4vol％にすることが好ましい。

更に、再生循環ガス量（反応器18出口基準）は吸収工程
への受入ガス化ガス６の量の５〜60％、再生工程への回
収イオウ26の注入量は全回収イオウ量の０〜50％にす
る。予備再生工程及び再生工程へのガス化ガス65の供給
量については、以下の関係式により算出される。

V_Re/（V_Cg×C_S）＝0.5〜10 ……（17） ここで、 V_Re:予備再生工程及び再生工程への供給ガス化ガス量
（Nm³/h） V_Cg:吸収工程への受入ガス化ガス量（Nm³/h） C_S :受入ガス化ガス中の（H₂S＋COS）のmol分率（−） 上記ガス化ガス65の供給量は、（17）式で求めた数値を
越えると効果的でなくなる。

なお、本発明では、吸収工程終了後の吸収剤19、すなわ
ち硫化された吸収剤19（主としてFeSになつている）
は、予備再生及び再生時に殆んど四三酸化鉄（Fe₃O₄）
になるので、例えば先に提案した特願昭61−093275号
（昭和61年４月24日出願）、特願昭62−56776号（昭和6
2年３月13日出願）に記載の再生済み吸収剤の還元工程
（Fe₂O₃をガス化ガスでFe₃O₄に還元する）は不要であ
り、再生後、該反応器内の冷却及びSO₂ガス等をパージ
して直ちに吸収工程に切替えることができる。

さて、再生工程中の反応器18出口の循環ガス37は、熱交
換器40,52にて冷却後、イオウ回収工程に導入される。
先ずイオウ凝縮器53で、130〜250℃に冷却され、循環ガ
ス中単体イオウは液体イオウ81として回収され、イオウ
分離器57に貯蔵される。該イオウ凝縮器53を出た該循環
ガスは、熱交換器52によつて、200〜300℃に昇温されク
ラウス反応器55に導入される。クラウス反応器内で（1
5），（16）式の反応によつて、単体イオウが生成され
る。

該反応器55出口の循環ガスは、イオウ凝縮器56で130〜2
50℃に冷却され、該循環ガス中の単体イオウは液体イオ
ウ82として回収され、イオウ分離器57に貯蔵されて、全
ての回収イオウは液体イオウ83ラインを通して抜き出さ
れる。

単体イオウが除去された循環ガスは、イオウ分離器57を
経て、ブロア58によつて昇圧され、そのガスの中、再生
工程におけるガス化ガス65、回収イオウ26及び空気又は
酸素含有ガス66の注入に見合う分が、流路切替バルブ20
を介して、吸収工程中にある反応器16の入口に供給され
る。

すなわち、第１図で分るとおり、再生工程及びイオウ回
収工程においては、取扱うガスが循環系になつているの
で、系外から再生工程へガス化ガス65、回収イオウ26及
び空気又は酸素含有ガス66を注入すると、その中でガス
化ガス65、回収イオウ26並びに循環ガス59中の残存H₂S,
COS,H₂,CO,及びガス状イオウ（S₂）等の燃焼反応に消費
されたO₂ガス以外のN₂,H₂O,CO₂等は、この循環系に蓄積
されるので、循環系のガス量バランスをとるために、ガ
ス化ガス65、回収イオウ26及び空気又は酸素含有ガス66
の注入に見合う分だけ、この循環系外（吸収工程）に抜
き出してやる必要がある。

また、残りの循環ガス61（イオウ回収工程で単体イオウ
を除去後の循環ガス59から一部吸収工程へ供給したガス
60を差引いた残りの循環ガス）は、流路切替バルブ48を
介して、熱交換器40にて加熱後、夫々反応器18及び反応
器17に供給され、循環される。ここで、吸収工程へ供給
されるガス60は、ライン７からのガス化ガス６と混合さ
れるので、そのガス中の残余SO₂及びガス状イオウ等
は、吸収工程中の反応器16内の前部で、吸収剤19の下に
おいて、以下に示す（18）〜（20）式によつてH₂Sガス
に転化される。

SO₂＋3H₂→H₂S＋2H₂O ……（18） SO₂＋3CO＋H₂O→H₂S＋3CO₂ ……（19） 1/xSx＋H₂→H₂S（但し、ｘ＝２〜８） ……（20） この生成H₂Sと該ガス中の残余H₂S,COS等は、SV値500〜4
0001/hの下で、反応器16を通過する間に、ライン７から
のガス化ガス６中のイオウ化合物と共に吸収除去され
る。

反応器18の再生工程が終了すると、反応器17は予備再生
→再生工程に切替えられる。一方、反応器18は、その後
器内の冷却が行われる。すなわち、流路切替バルブ15,2
5,29及び34を閉にして、130〜250℃の再生循環ガス61の
一部を、流路切替バルブ48を介して該反応器18に導入す
ることによつて、該反応器18内をライン７からのガス化
ガス６の温度に合わせるべく300〜500℃に冷却する。そ
の冷却後、該反応器18前後の流路切替バルブ11,69を開
にし、かつ流路切替バルブ47,48を閉にし、ライン７か
らのガス化ガス６の一部を、流路切替バルブ11を介して
該反応器18に導入し、該反応器18内のガスパージを行
う。すなわち、再生工程終了直後は、反応器18内にSO₂
ガス、ガス状イオウ等が残存しているため、該反応器出
口ガス37は、流路切替バルブ69を介して、循環ガス63ラ
インに導入される。

反応器18内のSO₂ガス、ガス状イオウ等がパージされた
後、流路切替バルブ22,49を開及び流路切替バルブ69を
閉にして、本来の吸収工程を開始する。なお、反応器18
及び反応器17の工程切替については、その工程切替時の
ガス流れの連続性を持たせるために、同時に夫々再生→
吸収及び予備再生→再生の工程切替がなされる。その
後、反応器16が吸収→予備再生工程に切替えられる。

また、再生工程においては、吸収剤19の空気又は酸素含
有ガス66による通常の直接酸化の再生は行わず、（９）
〜（14）式の反応による該吸収剤19の再生を行うため、
該吸収剤19の再生用空気又は酸素含有ガス66の流量は大
巾に低減できる。通常の再生工程で吸収剤19を処理（再
生）する場合と比較して、空気量として３〜６割程度低
減できるので、高温還元性ガス精製装置の電力消費量低
減に大きく寄与する。

また、燃焼用ガス化ガス65及び回収イオウ26等の注入量
は、理論燃焼酸素（O₂）量よりやゝ多目に供給するこ
と、及び吸収剤19の直接酸化による再生を行わないこと
により、再生工程内でのSO₃生成を抑制し得るので、吸
収剤19の活性劣化の原因となるFeSO₄,Fe₂（SO₄）_３等の
硫酸塩の副生を防止できる。

更に、再生工程中の反応器内での（H₂S＋COS）の生成
は、循環ガス中のH₂O及びCO₂濃度及び温度に左右される
が、本発明の再生条件下では該反応器出口循環ガス中の
濃度として、100〜5000ppmになる。

一方、イオウ回収工程においては、再生循環ガス中のSO
₂濃度は、再生工程中の反応器内での生成（H₂S＋COS）
濃度と比較して、１〜4vol％と極めて高くとれるので、
（15）式のH₂SのSO₂との反応は有利に進行し、（H₂S＋C
OS）基準での単体イオウへの反応率は、クラウス反応器
一段で50〜95％になる。従つて、クラウス反応器55は大
抵の場合、一段で十分である。なお、（15），（16）式
による回収イオウの量は、全回収イオウ量の10〜80％に
なる。

本発明方法における再生の計算例を以下に記述する。

計算条件： （１） ガス化ガス６の条件（吸収工程入口条件） ガス化ガス 流量＝800,000Nm³/h（100％負荷） ガス化ガス組成（vol％） ガス化ガス圧力＝20Kg/cm²G ガス化ガス温度＝400℃ （２） 吸収工程出口ガス化ガス中H₂S濃度＝30ppm （H₂S吸収率＝98％,100％負荷時） 計算例−１ 再生圧力＝20Kg/cm²G,再生循環ガス64量（熱交換器40出
口）＝160,000Nm³/hとして、０〜100％運転負荷時の、
再生に必要なガス化ガス量、再生空気量、再生用反応器
出口ガス温度及び再生循環ガス中SO₂濃度の計算結果を
第２図に示す。

第２図より、本発明では、再生に必要なガス化ガス又は
それに相当する燃料源さえ確保できれば、全運転負荷範
囲において、再生運転できる。

すなわち、本発明の高温還元性ガス精製方法では、上流
のガス化炉３の実用的なあらゆる運転負荷範囲におい
て、100％運転負荷と変らず安定して運転できる。

また、低負荷においては、再生循環ガス量一定の下で、
再生用反応器温度及び再生循環ガス中SO₂濃度の調節を
行うことにより対応できるので、再生運転が非常に容易
である。

計算例−２ ガス化ガス６は100％運転負荷条件で、再生圧力＝20Kg/
cm²G、再生循環ガス64温度（熱交換器40出口）＝650
℃、再生循環ガス中SO₂濃度＝3vol％として、再生用反
応器出口ガス温度を700〜1000℃迄変化させた時の、再
生循環ガス64量、再生に必要なガス化ガス量、再生用空
気量及び再生循環ガスからの吸収用反応器への抜出しガ
ス量60の計算結果を第３図に示す。

第３図より、例えば再生温度800℃の場合、ガス化ガス
量は約7300Nm³/h、再生空気量は約8400Nm³/h、吸収用反
応器への抜出しガス量は約14400Nm³/h、再生循環ガス量
は約125000Nm³/h（再生用反応器出口では、約139000Nm³
/hであることが分る。

以上から、ガス化ガス使用量は受入ガス化ガス６の約0.
9％と、さほど多くなく、再生空気量は従来の再生法（O
₂による吸収剤の直接酸化の場合、再生空気量は約15,00
0Nm³/h）より40％以上少ないことが分る。

なお、第１図において、説明されていない流路切替バル
ブ10,13,21,23,24,27,28,32,41,42,46,67,68は、反応器
16が吸収工程を、反応器17が予備再生工程を、そして反
応器18が再生工程を実行している時は、通常、閉の状態
になつている。

また、ガス化ガスライン８及び空気又は酸素含有ガス30
ラインの熱交換器12,31の高温ガス源71,72並びにイオウ
回収工程循環ガスラインのイオウ凝縮器53,56の冷却水9
1,92は、熱交換条件を満足するものなら何ら制限されな
い。

〔発明の効果〕

（１） 本発明の高温還元性ガスの精製方法は、ガス化
炉の実用的なあらゆる運転負荷範囲に対応できる。

（２） 再生工程において、再生用反応器に循環ガスを
導入する前に、該循環ガス中にガス化ガス、回収イオウ
の一部を供給し、それらを該循環ガス中の残存（副生）
H₂S,COS,H₂,CO及びガス状イオウ等と共に空気又は酸素
含有ガスで燃焼し、必要再生温度及びSO₂濃度を確保
し、かつ該吸収剤の酸素（O₂）による直接酸化を行わせ
ない方法で該吸収剤を再生することによつて、再生工程
で使用する再生空気量を、通常の再生工程（吸収剤のO₂
による直接酸化）で該吸収剤を処理（再生）する場合と
比較して、３〜６割程度低減し得るので、電力消費の大
巾な節減を計ることができる。

（３） 従来の再生済み吸収剤の還元工程（Fe₂O₃をガ
ス化ガスでFe₃O₄に還元する）が不要であり、反応工程
が一工程削減できるので、運転操作が簡素化される。

（４） 再生循環ガス中において、理論燃焼酸素不足域
でガス化ガス、回収イオウの一部等を燃焼させ、かつ吸
収剤の酸素による直接酸化を行わせない方法によつて該
吸収剤からのFeSO₄,Fe₂（SO₄）_３等の硫酸塩の副生率を
小さく抑えることができるので、該吸収剤の性能劣化防
止に対し寄与効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施態様例を説明するためのフロ
ー、第２〜３図は本発明方法の実施例における計算結果
を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｄ 53/52 53/77 Ｃ０１Ｂ 3/50 17/04 Ｎ 17/06 Ｚ Ｃ１０Ｋ 1/34

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高温還元性ガス中に含まれる硫化水素、硫
   化カルボニル等のイオウ化合物を吸収剤で吸収除去する
   方法で、再生された吸収剤を用いてイオウ化合物を吸収
   除去する工程を連続的に繰り返す高温還元性ガスの精製
   方法において、吸収剤を充填した少なくとも三塔の反応
   器とクラウス触媒を充填した少なくとも一塔の反応器を
   使用し、吸収、予備再生、再生及び硫黄回収の四工程に
   より構成し、該再生工程の循環ガス中に前記還元性ガス
   及び回収イオウの一部を添加し、酸素の存在下で、該還
   元性ガス及び回収イオウを燃焼又は反応させ、必要再生
   温度とSO₂濃度を確保することによつて、再生工程で単
   体イオウ及びイオウ化合物を生成させ、再生用反応器出
   口循環ガス中の単体イオウを液体イオウとして回収分離
   後、該循環ガスを前記クラウス触媒を充填した反応器に
   通して該循環ガス中のイオウ化合物を単体イオウに転化
   させ、液体イオウとして回収除去すると共に、単体イオ
   ウ除去後の該循環ガスの一部を吸収工程に導入し、残部
   を再生工程に戻すことを特徴とする高温還元性ガスの精
   製方法。