JPH0841467A - 石炭ガス化プラント生成ガスの精製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】噴流層石炭ガス化プラントの脱塵，脱硫に関係
するガス精製システムを提供する。 【構成】噴流層石炭ガス反応器で生成するガスの精製法
において、反応器の下部からガラス化した固形物を回収
し、的確な粒径分布をもつ固形物を充填する充填塔ある
いは移動層と噴流層反応器の間にサイクロンを設置させ
る脱塵システムを構成させ、反応器から充填層，移動層
の適宜温度域に微粒化した脱硫剤を噴霧させるようにし
た脱塵と脱硫を行わせることを特徴とする。 【効果】本発明は、従来のセラミックフィルタによる場
合に比べ安価であり、除塵性能を調整することが可能で
ある。また、脱硫反応時間を調整できるので高い脱硫性
能が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】石炭をガス化し生成するガスのガ
ス精製法及び装置に関し、特に石炭中に含む灰分を溶融
状態で抜き出す噴流層石炭ガス化プラントに好適な生成
ガスのガス精製法を提供する。

【０００２】

【従来の技術】現状、火力発電ボイラは石炭を燃焼させ
高温ガスを熱交換させスチームタービンにより電力にエ
ネルギ転換する方法が主流である。エネルギ転換効率を
高める目的から石炭をガス化し燃料ガスとする複合発電
プラントが開発されようとしている。このプラントで石
炭をガス化して得られる生成ガスには、固体微粒子とし
てのダストや硫黄化合物，ハロゲン化合物等が含まれて
いる。生成ガスの複合発電プラント以外の多目的な用途
開発からも高効率ガス精製技術が要求されている。

【０００３】この石炭ガス化反応器は噴流層や流動層方
式が開発されているが、本発明では前者の噴流層石炭ガ
ス化反応器の生成ガスのガス精製法に関する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】石炭のガス化により生
成するガスを多目的に使用するには、生成ガスを目的に
応じたガス精製が必要になる。本発明では石炭ガス化に
より生成する産業用あるいは複合発電用の燃料ガスを対
象とするガス精製法であり、特に、高効率脱塵と脱硫を
同時に行わせるガス精製が達成できるシステム構成にあ
る。高効率脱塵を目的にするために集塵性能が高い前述
のセラミックフィルタが主流となりつつあるが、高温高
圧下での使用するために、セラミックフィルタの亀裂，
破損の恐れがあり長期間運転に際しての信頼性に問題が
あり改良が急がれている。複合発電プラントに適用した
セラミックフィルタの一部が破損する等の自体になる
と、タービンブレードを摩耗させ多大な損傷を与え、発
電を中止させる緊急事態を招く恐れもある。

【０００５】小口径マルチサイクロンのサイクロン個々
の脱塵性能は、タービンブレードの摩耗に影響を及ぼす
３〜５μｍ以上の大きなばいじんを効率良く除去するこ
とが確認されている。このサイクロンを多数並列に設置
して使用する場合、サイクロン個々に僅かな圧力差が生
じて、サイクロンにより分離されたばいじんが他のサイ
クロン下部より流入する現象があり、これにより集塵性
能が低下しタービンブレードの摩耗の問題を引き起こす
ことが懸念される。また、マルチサイクロンの個々につ
いてのサイクロンは筒径が小さいために、ばいじんを分
離する部分において目詰まりを生じて本来のサイクロン
自体の機能を果たさなくなるという問題も発生する。

【０００６】噴流層石炭ガス化反応器ではばいじんの大
部分は反応器下部から灰分を溶融状態で抜き出すので、
生成ガスに同伴するばいじん量は流動層反応器に比べれ
ば少なくできるが、生成ガスに同伴するばいじんは捕集
が難しい３μｍ以下の粒径が多い。このサブミクロン粒
子を従来の電気集塵方式で捕集するには、ばいじんの粒
子自体に受ける電荷量が小さく、電界による粒子の移動
速度が遅いので、装置容積が大きくなる欠点につなが
る。また、脱硫剤として添加する微粒石灰石は電気抵抗
が高いために逆電離現象が起こり集塵性能が低下するな
どの問題がある。また、バグフィルタ方式はばいじん粒
径が細かい場合、フィルタの目詰まりが早くなり頻繁に
払い落しを行う必要がり、フィルタの寿命が短くなる問
題点がある。

【０００７】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、噴流層石炭ガス化反応器から生成するガスから
高効率で固体微粒子を除去することと、同時に脱硫を行
う噴流層ガス化発電プラント用のガス精製法を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、高温，高圧，
還元雰囲気の石炭ガス化反応器から生成するガスの精製
法において、石灰石，消石灰，生石灰，酸化バリウム，
水酸化バリウム，炭酸バリウム，酸化マグネシウム，水
酸化マグネシウム，セメントクリンカ，セメントの化合
物から選択するかあるいはその混合物のいずれかを脱硫
剤としてガス温度が１０００℃近傍の生成ガス系に噴霧
させた後、その後流に設置するサイクロンに導入するよ
うにし、さらに該サイクロンの後流に設置する噴流層石
炭ガス化反応器の下部から抜き出したスラグを充填した
スラグ充填層を構成させ、該サイクロン出口ガスを該ス
ラグ充填層に導き脱塵と脱硫を行うことを特徴とする。

【０００９】また、前記のスラグ充填層を生成ガスの流
れに並列に複数層を設置させ、生成ガスを流通している
スラグ充填部の通風損失あるいは固体微粒子の積層厚さ
が設定の値を検知したら生成ガスを導入しているスラグ
充填層を新たなスラグを充填した充填層の構成部に生成
ガスの流路を切り替えるようにして行う脱塵と脱硫を行
うことを特徴とする。

【００１０】また、前記サイクロンの後流に噴流層石炭
ガス化反応器から抜き出したスラグの移動層を形成させ
生成ガス中の脱塵と脱硫を行うようにしたことを特徴と
する。

【００１１】また、前記スラグ充填層，スラグ移動層か
ら抜き出したスラグと固体微粒子を分級しスラグの一部
を再循環させ脱塵と脱硫を行うことを特徴とする。

【００１２】また、前記固体微粒子を酸素過剰条件で燃
焼させることで固体微粒子中の硫黄化合物を酸化し二酸
化硫黄ガスとして発生させ、この二酸化硫黄を含む石灰
石スラリと接触させ硫酸カルシウムに硫黄酸化物を酸化
させ、再生した固体微粒子の一部を前記適宜ガス温度域
のガス流路に噴霧させるようにし脱塵と脱硫を行うこと
を特徴とする。

【００１３】また、前記固体微粒子を酸素過剰条件で燃
焼させることで固体微粒子中の硫黄化合物を酸化し二酸
化硫黄ガスとして発生させ、二酸化硫黄ガスを除去した
固体微粒子を水に懸濁させたスラリにより該硫黄酸化物
を吸収させるようにしたことを特徴とする。

【００１４】本願発明は、高効率脱塵と脱硫を同時に達
成させるために、噴流層石炭ガス化反応器から抜き出す
スラグを高効率脱塵のフィルト剤とするスラグ充填層を
構成させ、Ｃａ，Ｍｇ系の微粒吸収剤の脱硫反応を１０
００℃近傍の温度領域に噴霧させスラグ充填層で脱硫剤
を含む固体微粒子を捕集するシステム構成により、脱
硫反応に必要な滞留時間を長くでき脱硫性能を高める、
本発明のスラグ積層高さと固体微粒子の積層高さを調
整することによりフィルト機能を変化させることができ
るので脱塵性能を所定の値に維持することができる。

【００１５】

【作用】本発明の噴流層石炭ガス化発電プラントの高効
率脱塵と脱硫作用について以下に説明する。噴流層ガス
化反応器は微粒石炭と酸素（酸素ガス或いは空気）を同
時に供給し石炭の一部を燃焼させると同時に他の石炭を
熱分解し燃料ガスの生成と灰分を溶融させる機能であ
る。通常の石炭中には８〜１５％の灰分が含まれてお
り、噴流層石炭ガス化反応器ではこの灰分を１４５０〜
１６００℃温度で溶融して噴流層石炭ガス化反応器から
抜き出す。石炭灰自体の主成分はシリカ，アルミナであ
り溶融するとガラス状の安定な固形物が回収できる。こ
の固形物をスラグと呼び、灰分より減容されているので
取扱いも容易で通常は投棄することが対象である。本発
明はこの灰分のガラス状化したスラグを１〜５mm程度の
適宜な粒径分布に粉砕したものを脱塵を行うフィルト剤
にすることで使い捨て可能な高性能脱塵システムを構成
させることにある。即ち、このスラグをフィルト剤とし
たスラグ充填層あるいはスラグ移動層により生成ガスに
含まれる固体微粒子を捕集するガス精製法である。集塵
機能は図１の充填層３９の点線で囲った部分を拡大し示
した状態を図４に示す。固体微粒子，脱硫剤，スラグ粒
子の積層状態を示す。従って、スラグ充填層にダストあ
るいは脱硫剤粒子が捕集されそれぞれの積層高さが高く
なると通風損失に対応して集塵性能を高めることができ
る。構造的にスラグ（ガラス状固形物となっていること
もある）６はメッシュ金網や孔のあいた多孔板１０２で
支えられており、ダスト１０１や脱硫剤粒子１００が積
層し、積層高さが高くなるに従い集塵性能が徐々に高ま
る。集塵効率はフィルト剤の粒径，積層厚さ，ガス流
速，運転経過時間による固体微粒子の積層厚さの変化す
ることにより影響する。

【００１６】高脱塵機能以外に本発明のもう一つの機能
は、脱硫用の吸収剤を反応器或いはガス流路に噴霧させ
脱硫を行わせスラグ充填層で滞留時間を長くして脱硫反
応を高める点である。それぞれ吸収剤は最適な反応温度
条件と滞留時間が必要である。代表的な石灰石の場合は
８００℃近傍から活発にＣaＯ化反応が起こる。ＣaＯの
反応活性について多くの実験結果から判断すると１００
０〜１１００℃近傍が最も高くなる。従って、石灰石を
脱硫剤に使う場合、反応器からガス流路で最適な温度条
件を選定し噴霧することである。同じＣａ系吸収剤でも
消石灰の場合はＣａＯの生成反応は４００℃近傍から起
こる。脱硫反応はＣａＯと石炭の熱分解により生成する
硫化水素との反応であり、反応生成物はＣａＳが主成分
である。この時のＣａＯとの反応は表面反応でありＣａ
Ｏの粒径，滞留時間で決まる。噴流層ガス化反応器から
ガスタービンにいたるガス流路での滞留時間は数秒であ
り、脱硫反応には充分な時間である。本発明ではスラグ
を充填した充填層で未反応ＣａＯ，反応生成物ＣａＯ，
ダスト等の固体微粒子を捕集することにより、未反応Ｃ
ａＯの反応率を高めること、さらに充填層に積層する固
体微粒子の厚さを調整することにより前述した高効率脱
塵を行う機能を達成させることができ、噴流層石炭ガス
化発電プラント用の燃料ガスとしてさらには多目的の生
成ガスのガス精製法を提供できる。

【００１７】図２は本発明を使用することができる噴流
層石炭ガス化反応器とガス精製系の一例を示す。噴流層
石炭ガス化反応器１は、微粉砕した石炭４を空気あるい
は酸素ガス５を同時に反応器内に送り石炭の一部を燃焼
させ石炭の熱分解と灰分を溶融させる熱源とするシステ
ムが特徴である。この時、噴流層石炭ガス化器１の下部
では石炭に含まれる灰分を１５００から１６００℃の温
度で溶融させ灰分の容積を減容させる機能があり、溶融
した灰分（ガラス状固形物）６は噴流層石炭ガス化反応
器１から固形物（スラグ）抜き出す。この噴流層石炭ガ
ス化反応器１から抜き出す溶融灰分６は抜き出した時点
で冷却しガラス化した安定なスラグとして回収される。
通常、このスラグは安定な物質であり投棄が対象であ
る。

【００１８】噴流層石炭ガス化反応器１からの生成ガス
１７は、温度が８００〜１０００℃近傍でありこれを熱
交換器（例えば冷却器となることができる）７に送り４
００℃に冷却して脱塵器９に送る。ここで石炭ガス化残
留物と脱硫剤２を同時に捕集する。捕集した固体微粒子
は脱硫装置１１に送り、精製された生成ガスは燃料電池
用の燃料ガス１３，本発明が対象である複合発電プラン
トの燃料ガス１４さらには合成ガスや水素製造プラント
１５の原料ガスとして多目的に使用される。

【００１９】詳しくは生成ガス中には固体微粒子として
灰分や未燃カーボン，有害ガスとして硫黄化合物，ハロ
ゲン化合物が含まれており、これを除去するためのガス
精製法については種々報告されている。生成ガスには灰
分，未燃カーボンの固体微粒子が含まれる。これを分離
除去するには、高温バグフィルタ，セラミックキヤンド
ルフィルタ，マルチサイクロン，グラニュラベッド，電
気集塵器等が報告されている。脱塵性能は脱塵法により
異なるが処理後のダスト濃度は単位立方メートル当たり
５〜３０ミリグラム程度に低減することができる。

【００２０】生成ガスにはダスト以外に硫黄化合物，ハ
ロゲン化合物が含まれる。これらを除去する吸収剤ある
いは吸着剤としては、Ｆｅ₂Ｏ₃，Ｆe₂Ｏ₃−ＴiＯ₂，Ｆe
₂Ｏ₃−アルミナ，Ｚｎ−Ｆｅ，Ｚｎ−Ｔｉ，Ｃｏ−Ｔｉ
Ｏ₂ などが報告されている。また、反応器内脱硫法とし
てＣａ，Ｍｇ系の微粒化した物を反応器内に噴霧する方
法が検討されている。また、脱硫剤と並行してハロゲン
化合物を除去するためにＮａＨＣＯ₃ を投入し、ＮａＣ
ｌＮａＦの化合物として除去する方法が報告されてい
る。また、生成ガスをガスタービン複合発電用燃料ガス
とする場合、生成ガス中のＮＨ₃ ガスはガスタービンで
窒素酸化物に酸化されるのでＮｉ系触媒やゼオライト吸
着剤による除去法が検討されている。

【００２１】

【実施例】

（実施例１）本発明の噴流層石炭ガス化プラントの代表
的なガス精製法の実施例を図１に示す。噴流層石炭ガス
化反応器１には石炭（微粒石炭）４と酸素ガスあるいは
空気５が供給される。供給した石炭４の一部が燃焼し石
炭の熱分解熱源と灰分の溶融熱源に供与される。溶融し
た灰分６は石炭ガス化反応器１外に抜き出される。溶融
した灰分は冷却後にスラグとして回収される。石炭の熱
分解によって生成する生成ガス３は流路１７を通り、図
２に示す従来法のガス冷却器７を経て適宜温度に冷却後
にサイクロン３０に導き生成ガス中の固体微粒子の部分
的な固体微粒子を５０〜７０％の割合で粗取りし、捕集
された固体微粒子３８は系外に抜き出す。生成ガス３１
は、ガラス状の固形物３７を充填した充填層３９に導入
する。生成ガス中の固体微粒子３６は充填層３９中のガ
ラス状の固形物３７に捕集される。充填層ａは通風損失
あるいは固体微粒子３６の層厚を検知し所定の値以上に
なったら充填層ａに流通している生成ガス３１を切り替
え弁３２により充填層ｂに流通させる。固体微粒子を除
去した生成ガスは流れ３５からガスタービンに供給す
る。充填層ａは固体微粒子とガラス状の固形物を抜き出
し新たにガラス状の固形物を充填する。

【００２２】本発明では集塵性能及び脱硫性能を高める
ために、噴流層石炭ガス化反応器から充填層群（点線部
分）のガス流路間で、ガス温度が１０００℃近傍から石
灰石を噴霧させることで脱硫が起こる。（１）式の生石
灰化反応は温度８００℃以上で活発に進行し、その最適
な温度は１０００〜１１００℃にあり、あまり高温にな
るとＣａＯの表面がシンタリングを起こし（２）式の脱
硫反応が低下する。

【００２３】 ＣａＣＯ₃→ＣａＯ＋ＣＯ₂ …（１） ＣａＯ＋Ｈ₂Ｓ→ＣａＳ＋Ｈ₂Ｏ …（２） また、吸収剤にＣａ(ＯＨ)₂ を用いる場合、（３）式の
ように生石灰化反応は４００℃近傍から起こるので噴流
層反応器の系外となるガス流通系に噴霧することもでき
る。

【００２４】 Ｃａ(ＯＨ)₂→ＣａＯ＋Ｈ₂Ｏ …（３） （実施例２）本発明の噴流層石炭ガス化プラントのガス
精製法の実施例を図３に示す。図３の実施例は図１の流
れ３１までは基本的に同じであり、図１の充填層３９に
代わる移動層４３の適用例である。移動層４５には噴流
層石炭ガス化反応器１の下部から抜き出したガラス状固
形物（溶融灰分）６を冷却したガラス状固形物をホッパ
４１に供給する。ホッパ４１内のガラス状固形物６は流
れ４２から移動層４３に供給する。ガラス状の移動層４
３は自重でゆっくり下部に移動させ流れ４６からホッパ
ー４７に貯め、それを分級器４８に送り、捕集した灰
分，未燃カーボン，脱硫剤とガラス状の固形物４９を分
離する。ガラス状の固形物４９の一部はホッパー４１に
使用できるが大部分は投棄が対象である。一方、分級さ
れた灰分，未燃カーボン，脱硫剤には硫黄化合物が大部
分はＣａＳの形で含まれているのでこれを処理する。処
理法の代表例はＣａＳを酸素過剰状態で燃焼させると硫
黄酸化物が発生するのでこれを石灰石の懸濁液と接触さ
せることで安定な石膏として回収できる。ＣａＳの燃
焼，石灰石の懸濁液との吸収反応は以下のように起こ
る。

【００２５】 ＣａＳ＋３／２Ｏ₂→ＣａＯ＋ＳＯ₂ …（４） Ｃ＋Ｏ₂→ＣＯ₂ …（５） ＣａＣＯ₃→ＣａＯ＋ＣＯ₂ …（６） ＣａＯ＋１／２Ｏ₂＋ＳＯ₂→ＣａＳＯ₄ …（７） 固体微粒子の酸素過剰状態での燃焼は主に（４），
(５），(６）の反応が起こる。（５）式の反応は固体微
粒子として捕集された未燃カーボンであり、（６）式の
反応は石灰石を脱硫剤としたとき、熱分解で生成したＣ
ａＯが生成ガス中のＣＯ₂ と反応したＣａＣＯ₃が燃焼
過程で再度ＣａＯになる反応である。（４）で生成する
ＳＯ₂ ガスは空気を同伴させ石灰石の懸濁液と接触させ
ると（７）式の反応が起こり石膏が回収できる。従っ
て、（４）式で生成するＣａＯは高温雰囲気に吹き込む
ことにより脱硫剤として、また、水に懸濁させると消化
反応により消石灰（Ｃａ(ＯＨ)₂）となる。この消石灰
（Ｃａ(ＯＨ)₂）は水に懸濁した液を(４）式のガスと接
触させると、一旦、ＣａＳＯ₃として固定されるが、こ
れを液相で酸化させるとＣａＳＯ₄として回収できる。
ＣａＳＯ₄は液相酸化反応では二水塩の石膏として回収
される。

【００２６】（実施例３）脱硫剤は石灰石，消石灰，生
石灰，酸化バリウム，水酸化バリウム，炭酸バリウム，
酸化マグネシウム，水酸化マグネシウム，セメントクリ
ンカ，セメント等が使用できる。それぞれの脱硫剤はそ
れぞれ熱分解しＣａＯ，ＢａＯ，ＭｇＯとなり生成ガス
中のＨ₂Ｓ と反応しＣａＳ，ＢａＳ，ＭｇＳの硫黄化合
物を生成する。セメントクリンカ，セメントの主成分が
ＣａＯ，ＳｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃ でありＨ₂Ｓ との脱硫反応
は前述の酸化物と同様である。

【００２７】このうちで安価な石灰石、消灰石が用いら
れる場合が多く、図５に生成ガス中のＣＯ₂，Ｈ₂Ｏ分圧
と分解温度の関係を自由エネルギ関係から推定すると、
生成ガス中のＣＯ₂ 濃度が１０％の場合の石灰石分解温
度は７７０℃近傍から活発に分解し始め、生成ガス中の
水分が１０％の場合には３９８℃近傍から消石灰の分解
反応が進行する。ＣＯ₂，Ｈ₂Ｏの濃度が少ないときはそ
れぞれの分解開始温度は低くできる。従って、微粒石灰
石を脱硫剤にするには噴流層石炭ガス化反応器のガス温
度が１０００〜１１００℃領域に微粒石灰石を噴霧する
ことでＣａＯと脱硫反応が進行する。また、脱硫剤に消
石灰を使う場合には生成ガスの温度が５００〜６００℃
に噴霧することができる。

【００２８】（実施例４）平均粒径１０μｍの石灰石を
脱硫剤とし硫化水素７００ppm を含む模擬ガスによる温
度１０００℃での脱硫実験結果、平均粒径１０μｍの飛
行滞留時間とCaO化とＣａＳ生成の同時反応を調べた結
果、Ｃａ／Ｓ＝２の場合、滞留時間１.２秒で７８％，
２.２秒で９２％，滞留時間が３秒では９４.５％であっ
た。Ｃａ／Ｓを２.５ に高めると脱硫率は飛躍的に高ま
り、滞留時間２.２ 秒で９５％であった。また、脱硫率
は脱硫剤の噴霧速度に大きく影響し、排ガスと脱硫剤の
噴霧速度の差が大きくなるほど脱硫率が高くなる。

【００２９】（実施例５）石灰石，消石灰，生石灰，酸
化バリウム，水酸化バリウム，炭酸バリウム，酸化マグ
ネシウム，水酸化マグネシウム，セメントクリンカ，セ
メントそれぞれについて硫化水素７００ppm を含む模擬
ガスによる温度１０００℃、Ｃａ／Ｓが２の場合につい
ての脱硫率を調べた。石灰石のＣａＯとＳＯ₂ の反応率
を１とした場合、消石灰，生石灰，酸化バリウム，水酸
化バリウム，炭酸バリウム，酸化マグネシウム，水酸化
マグネシウム，セメントクリンカ，セメントはそれぞれ
1.4,１.３，１.２，１.３５，１.１，１.２，１.２５，
１.３５及び１.１２であった。なお、セメント，セメン
トクリンカは元素分析からＣａＯの含有量から評価し
た。

【００３０】（実施例６）また、充填層及び移動層の集
塵性能は本発明のガラス状の固形物粒径，層厚，排ガス
流速，ダストの積層厚さに比例する。充填層及び移動層
に充填するガラス状の固形物の平均粒径を２５００μｍ
の場合、０.１ｍ に積層したときの通風損失は充填塔，
移動層で大差なく４７０から５５０mmａｑである。これ
にダストの固体微粒子が１２mm積層したときの通風損失
は２５０mm上昇した。このときの集塵性能は入り口ダス
ト濃度が立方メータ当たり１.１ ｇのとき、９７％であ
った。移動層の除塵率は充填層より低くなり９４.５ ％
であった。除塵率はガラス状の固形物の粒径分布が同じ
であれば、ダスト積層高さと排ガス流速に影響し、積層
厚さが５mmのとき充填層の場合９１.４ ％で、２０mmに
増加したとこの除塵率は９７.４ ％であった。

【００３１】以上の本発明法によるガス精製法におい
て、噴流層石炭ガス化反応器，サイクロン，充填層或い
は移動層の組合せたガス精製法システムで、適宜温度域
に脱硫用の吸収剤を微粒化状態で噴霧させることにより
脱硫と共に脱塵性能を高めることができる。

【００３２】

【発明の効果】本発明は、従来のようなセラミックフィ
ルタによる場合に比べ安価であり、また、除塵性能を調
整することが可能である。また、脱硫反応時間を調整で
きるので高い脱硫性能が得られる。充填塔，移動層で捕
集される固体微粒子は本発明のガラス状固形物と分離さ
せ噴流層反応器とは関係なく安定化処理することがで
き、硫黄酸化物を除去した固体微粒子はＳＯ₂ 吸収剤と
して循環使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の代表的な噴流層石炭ガス化プラントの
ガス精製システム。

【図２】本発明を使用することができる噴流層石炭ガス
化プラントのガス精製システムの一例。

【図３】本発明の移動層とサイクロンを組み合わせたガ
ス精製システム。

【図４】ガラス状固形物のダスト，脱硫剤のフイルト作
用原理図。

【図５】代表的脱硫剤の分解温度。

【符号の説明】

１…噴流層石炭ガス化反応器、２…脱硫剤、４…石炭、
５…空気あるいは酸素ガス、６…ガラス状固形物、７…
冷却器、９…除塵器、１０，３５，４４…生成ガス、３
０…サイクロン、３２…切り替え弁、３８…固体微粒
子、３９…充填層、４３…移動層、４７…ホッパー、４
８…分級器。

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｃ１０Ｊ 3/54 Ｊ 3/72 Ｆ Ｃ１０Ｋ 1/28 1/30 (72)発明者 宮寺 博 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高温，高圧，還元雰囲気の石炭ガス化反応
   器から生成するガスの精製法において、石灰石，消石
   灰，生石灰，酸化バリウム，水酸化バリウム，炭酸バリ
   ウム，酸化マグネシウム，水酸化マグネシウム，セメン
   トクリンカ，セメントの化合物から選択するかあるいは
   その混合物のいずれかを脱硫剤としてガス温度が1000℃
   近傍の生成ガス系に噴霧させた後、その後流に設置する
   サイクロンに導入するようにし、さらに該サイクロンの
   後流に設置する噴流層石炭ガス化反応器の下部から抜き
   出したスラグを充填したスラグ充填層を構成させ、該サ
   イクロン出口ガスを該スラグ充填層に導き脱塵と脱硫を
   行うことを特徴とする石炭ガス化プラント生成ガスの精
   製法。
2. 【請求項２】請求項１に記述のスラグ充填層を生成ガス
   の流れに並列に複数層を設置させ、生成ガスを流通して
   いるスラグ充填部の通風損失あるいは固体微粒子の積層
   厚さが設定の値を検知したら生成ガスを導入しているス
   ラグ充填層を新たなスラグを充填した充填層の構成部に
   生成ガスの流路を切り替えるようにして行う脱塵と脱硫
   を行うことを特徴とする石炭ガス化プラント生成ガスの
   精製法。
3. 【請求項３】請求項１に記載するサイクロンの後流に噴
   流層石炭ガス化反応器から抜き出したスラグの移動層を
   形成させ生成ガス中の脱塵と脱硫を行うようにしたこと
   を特徴とする石炭ガス化プラント生成ガスの精製法。
4. 【請求項４】請求項１，２，３に記載するスラグ充填
   層，スラグ移動層から抜き出したスラグと固体微粒子を
   分級しスラグの一部を再循環させ脱塵と脱硫を行うこと
   を特徴とする石炭ガス化プラント生成ガスの精製法。
5. 【請求項５】請求項４に記述する固体微粒子を酸素過剰
   条件で燃焼させることで固体微粒子中の硫黄化合物を酸
   化し二酸化硫黄ガスとして発生させ、この二酸化硫黄を
   含む石灰石スラリと接触させ硫酸カルシウムに硫黄酸化
   物を酸化させ、再生した固体微粒子の一部を請求項１に
   記述する適宜ガス温度域のガス流路に噴霧させるように
   し脱塵と脱硫を行うことを特徴とする石炭ガス化プラン
   ト生成ガスの精製法。
6. 【請求項６】請求項４に記述する固体微粒子を酸素過剰
   条件で燃焼させることで固体微粒子中の硫黄化合物を酸
   化し二酸化硫黄ガスとして発生させ、二酸化硫黄ガスを
   除去した固体微粒子を水に懸濁させたスラリにより該硫
   黄酸化物を吸収させるようにしたことを特徴とする石炭
   ガス化プラント生成ガスの精製法。