JPH0816229B2 - ガス中のタールおよびアンモニアの分解装置 - Google Patents

ガス中のタールおよびアンモニアの分解装置

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JPH0816229B2
JPH0816229B2 JP63260539A JP26053988A JPH0816229B2 JP H0816229 B2 JPH0816229 B2 JP H0816229B2 JP 63260539 A JP63260539 A JP 63260539A JP 26053988 A JP26053988 A JP 26053988A JP H0816229 B2 JPH0816229 B2 JP H0816229B2
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正康 坂井
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    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、石炭ガス化ガス等のガス中に含まれるター
ルおよびアンモニアを分解してガスを精製する装置に関
する。
〔従来の技術〕
石炭ガス化ガス中に含まれるタールの石炭ガスからの
分離は、従来次のようにして行なわれていた。即ち、タ
ールの沸点以上の温度にある石炭ガス化ガスを大量の油
または水と接触させ急激に冷却して、タールを油または
水中に溶解および固形物として懸濁させて除去してい
た。また、石炭ガス化ガス中に含まれるアンモニアは、
大量の水と石炭ガス化ガスを接触させてアンモニアを水
中に溶解させることにより除去していた。
〔発明が解決しようとする課題〕
石炭ガス化ガス等のガス中のタールは、石炭ガス化ガ
スの温度を低下させていくと、ガス中に気体として存在
するタールが液体から固体に変化する。ガスの熱回収を
熱交換器で行なわせようとすると、熱交換器の伝熱面に
タールが析出し、付着してスケールとなる。伝熱面に付
着したスケールにより熱交換器の熱貫流率の低下や、通
気ガスの抵抗増加のため、短時間でガスの熱回収が不可
能となるという問題点があつた。
また、石炭ガスをそのまま燃料として使用する場合に
は、石炭ガス化ガス中のアンモニアは燃焼時に発生する
NOxの生成原因物質となるという問題点があつた。更に
また、石炭ガスを炭化水素の合成用原料として使用する
場合は、石炭ガス化ガス中のアンモニアは不純物となる
という問題点があつた。
本発明は、上記に鑑み、石炭ガス化ガス等のガス中の
タールとアンモニアを効果的に分解させる装置を提供し
ようとするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明のガス中のタール及びアンモニアの分解装置
は、耐火断熱材によつて取囲まれた室にガス供給口、ガ
ス排出口、及び酸化剤供給口がそれぞれ開孔し、上記開
孔部と上記室との間には棒状の輻射変換体を設け、かつ
上記室内にニツケル及びクロムの少くとも1種を含んだ
金属触媒を配置した。
〔作用〕
本発明では、ガスはガス供給口から複数の棒状の輻射
変換体の間を通つて室内へ導入されて、同室内に供給さ
れた酸化剤によつてガス中の可燃物が燃焼し、複数の棒
状の輻射変換体の間を通つて排出口から室外に排出され
る。同室とその開孔部との間には、棒状の輻射変換体が
設けられているために、同輻射変換体は熱を室内に閉じ
込め室内を高温に、例えば800℃〜1,300℃に保持する。
この高温の雰囲気中では、ガス中のタールおよびアンモ
ニアはニツケルとクロムの少なくとも1種以上を含む金
属触媒の作用により次のように分解する。
タールをCmHnの構造をもつとすると、タールとガス中
に含まれるH2Oが金属触媒表面上で反応し、次の反応でC
OとH2に分解される。
CmHn+mH2O→mCO+(m+n/2)H2 また、タールと上記のように発生した水素とが反応し
て、次のようにタール中の不飽和結合に金属触媒表面上
で水素添加反応が起り、タールがH2Oと反応しやすくな
る。
CmHn+aH2→CmHn+2a 一方、アンモニアは金属触媒表面上で次の反応により
水素と窒素に分解される。
2NH3→N2+3H2 このように、本発明では、室の開孔部に設けた複数の
棒状の輻射変換体によつて室内を高温に保ち、同室内で
ニツケルとクロムの少くとも1種を含んだ金属触媒によ
つて、ガス中のタール及びアンモニアが分解された上、
室外に排出される。
〔実施例〕
本発明の一実施例を第1図及び第2図によつて説明す
る。11はガス供給口、13はガス排出口であつて、その間
に室Aが形成される。室Aは、V字形となす上下の鉄板
3,3と同鉄板3,3の両側に設けられた水平の鉄板4,4に取
付けられた耐火断熱材5によつて取囲まれて形成され、
供給口11の下流側に酸化剤供給口12及び室AのV字形の
部分の最下位にダスト排出口14が開孔している。また、
上記ガス供給口11、ガス排出口13、酸化剤供給口12及び
ダスト排出口14と室Aとの間には、例えば第2図に示す
ように開孔を横切つて延びる多数の輻射変換体としての
セラミツク棒1a、1c、1b、1dの群がそれぞれ設けられ、
これらは耐火断熱材を貫いて鉄板3、4に取付けられて
いる。また、室A内のV字形の部分には、ニツケルとク
ロムの少くとも1種を含む多数の棒状の金属触媒2が設
けられ、同触媒2は耐火断熱材5を貫いて上方の鉄板4
に取付けられている。
本実施例においては、タール、アンモニア及び水蒸気
を含んだ石炭ガス化ガス101は、ガス供給口11からセラ
ミツク棒群1a間を通過して、耐火断熱材5に囲われた室
A内に導入される。また、空気、空気に酸素を富化した
ガス、または純酸素のいずれかである酸化剤102が、酸
化剤供給口12からセラミツク棒群1b間を通過して室A内
に導入させる。室A内において、石炭ガス化ガス101中
の可燃ガスが酸化剤102中の酸素と反応して燃焼し、混
合ガス105の温度が上昇し、800℃〜1,300℃の範囲とな
る。混合ガス105の温度は、ガス中のH2S、タールおよび
NH3濃度により決まるが、その温度は酸化剤102の供給量
により調整される。混合ガス105は、ニツケルまたはク
ロムを少なくとも1種以上含む金属触媒2が設置された
室A内の部分Bにおいて同金属触媒2と接触し、タール
はガス中のH2Oと反応してCO、H2に、アンモニアはN2とH
2に分解される。タールとアンモニアが分解したガスは
セラミツク棒群1c間を通過して、ガス排出口13より精製
ガス103として系外へ排出される。石炭ガス化ガス101中
にダストが含まれている場合は、室A内において重力分
級作用により混合ガス105と分離される。金属表面がガ
ス中のH2SやH2と反応して腐食して表面から剥離したも
の、および石炭ガス化ガス101中のダストのうち重力分
級されたものは、セラミツク棒群1d間を通過してダスト
104としてダスト排出口14から排出される。
また、本実施例では、室Aの開孔部が輻射変換体とし
ての多数のセラミツク棒1a、1b、1c、1dの群によつて構
成されているために、室A内で発生した熱が閉じ込めら
れ、これによつて同室A内を高温に保ち、タール及びア
ンモニアは金属触媒2によつて確実に分解される。
なお、セラミツク棒1a、1b、1c、1dと金属触媒2は、
本実施例では鉄板に取り付けられているが、鉄板3、耐
火断熱材5と共に、金属触媒2を鉄板4よりとり外すこ
とが可能な構造とすれば、保守点検等に便利である。
また、石炭ガス中のH2Sは、金属上のニツケルとクロ
ムを硫化し、タールおよびアンモニアの分解能力を低下
させるので、石炭ガス中のH2Sは低い方が望ましい。H2S
によるタールおよびアンモニアの分解能力の低下を防止
するためには、混合ガス105の温度を高くすることが効
果がある。
本発明の他の実施例を第3図に示す。本実施例は、金
属触媒と混合ガス105の接触面積を広くするために、金
属触媒2を板状とし、これに突起をつけることにより強
度を確保して板状に設置したものである。第3図におい
て、混合ガス105は、矢印に示すように、紙面前方から
混合ガス105が供給され紙面後方へ送り出される。
上記両実施例においては、金属触媒2と混合ガス105
の接触を良好にすることにより、タール濃度を数mg/Nm3
以下に、アンモニアを10ppm以下まで低減することが可
能となつた。
また、ガス中のタールを分解してその濃度を著しく下
げることによつて、石炭ガス化ガスの熱回収を100℃〜1
50℃の低温域まで容易に行いうるようになつた。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明は、開孔部に設けられた
複数の棒状輻射変換体によつて室内の温度は高温に維持
され、この室内で、ガス中のタール分とアンモニア分を
ニツケル及びクロムの少くとも1種を含んだ触媒によつ
て効果的に分解し、ガス中のタール及びアンモニア濃度
を著しく低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例としてのタールおよびアン
モニア分解装置の縦断面図、第2図は第1図のI−I断
面図、第3図は本発明の他の実施例としてのタールおよ
びアンモニア分解装置の金属触媒説明図である。 1a、1b、1c、1d……セラミツク棒、 2……ニツケルおよびクロムを少なくとも1種以上含む
金属触媒、3、4……鉄板、 5……耐火断熱材、11……ガス供給口、 12……酸化剤供給口、13……ガス排出口、 14……ダスト排出口、 101……石炭ガス化ガス、102……酸化剤、 103……精製ガス、 104……ダストおよび金属片、 105……混合ガス。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂井 正康 長崎県長崎市飽の浦町1番1号 三菱重工 業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 石原 崇夫 東京都千代田区丸の内2丁目5番1号 三 菱重工業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】耐火断熱材によつて取囲まれた室にガス供
    給口、ガス排出口、及び酸化剤供給口がそれぞれ開孔
    し、上記開孔部と上記室との間には複数の棒状の輻射変
    換体を設け、かつ上記室内にニツケル及びクロムの少く
    とも1種を含んだ金属触媒を配置したことを特徴とする
    ガス中のタール及びアンモニアの分解装置。
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JP2012506483A (ja) * 2008-10-22 2012-03-15 サザン リサーチ インスティチュート 合成ガスを浄化するためのプロセス
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JP5974363B2 (ja) * 2012-06-15 2016-08-23 株式会社Ihi ガス化ガス生成装置、および、タール改質装置
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