JPH10314536A - 高温乾式脱硫装置 - Google Patents

高温乾式脱硫装置

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JPH10314536A
JPH10314536A JP9130638A JP13063897A JPH10314536A JP H10314536 A JPH10314536 A JP H10314536A JP 9130638 A JP9130638 A JP 9130638A JP 13063897 A JP13063897 A JP 13063897A JP H10314536 A JPH10314536 A JP H10314536A
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JP
Japan
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desulfurization
tower
regeneration
desulfurizing agent
gas
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Pending
Application number
JP9130638A
Other languages
English (en)
Inventor
Fumihiko Tamamushi
文彦 玉蟲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 再生ガス加熱器に必要な燃料消費を低減す
ることができ、併せてガスタービンが要求する低濃度
まで硫黄濃度を低減することができる高温乾式脱硫装置
を提供する。 【解決手段】 カーボンを含む粗製ガスから荒いダスト
のみを分離し、微細なカーボンをそのまま通す分離装置
18(サイクロン)を備え、微細カーボンを脱硫塔12
内で脱硫剤により捕獲し、再生塔14内で酸化するよう
になっている。粉末脱硫剤は亜鉛系脱硫剤であり、サイ
クロンは脱硫塔の分散板を通る大きさの粒子のみを通過
させるようになっている。分離装置18により、粗製ガ
ス中の微細カーボンをそのまま脱硫塔に送り、脱硫塔内
の脱硫剤により捕獲し、再生塔14内で酸化させ、この
酸化反応による発熱により再生塔内の脱硫剤を加熱す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、化石燃料をガス化
した粗製ガス中に含まれる硫黄化合物を高温で除去する
高温乾式脱硫装置に関する。
【0002】
【従来の技術】石炭や重質油をガス化した粗製ガス(ガ
ス化ガス)中には、1000〜10000ppmの硫黄
化合物(主としてH2 S)が含まれており、複合発電設
備のガスタービン入口に供給するためにこれを50pp
m以下まで低減することが要求される。この要求を満た
すために、高温において粗製ガス中の硫黄化合物を固形
脱硫剤に吸収させて除去する高温乾式脱硫装置が開発さ
れている。
【0003】図2は、従来の乾式脱硫装置の構成図であ
り、脱硫塔1、再生塔2、粒子循環系3、圧縮機4、エ
キスパンダ5、排ガス処理装置6、等からなる。脱硫塔
1と再生塔2は、脱硫剤を流動媒体とする流動層反応炉
であり、脱硫剤が粒子循環系3により脱硫塔1と再生塔
2の間を循環し、脱硫塔1で脱硫剤により粗製ガス中の
硫黄化合物を脱硫し、再生塔2で脱硫剤を再生してSO
2 を含むオフガスを発生させ、オフガスを圧縮機4によ
り再生塔2や粒子循環系3に再循環し、その一部を排ガ
ス処理装置6に供給して処理するようになっている。
【0004】上述した従来の技術では、脱硫剤として鉄
系脱硫剤を用いる限りでは、粗製ガス中の硫黄濃度が比
較的低い(例えば約1000ppm)場合でも、脱硫塔
出口硫黄濃度を50〜100ppm程度までしか下げる
ことができず、入口硫黄濃度が高い場合には、更に高い
硫黄濃度までしか脱硫できない問題点があった。このた
め、ガスタービンが要求する50ppm以下(好ましく
は40ppm以下)まで硫黄濃度を低減するには、別の
脱硫装置(例えば湿式脱硫装置)等と組み合わせる必要
が生じ、熱効率が大幅に低下してしまう問題点があっ
た。
【0005】この問題点を解決するために、脱硫剤を亜
鉛系脱硫剤に変更することが研究されている。亜鉛系脱
硫剤を用いた場合の主な反応は以下の通りである。 脱硫反応:ZnO+H2 S→ZnS+H2 O ..(硫黄の吸収) 再生反応:ZnS+1.5O2 →ZnO+SO2 ..(脱硫剤の再生)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】亜鉛系脱硫剤を使用す
る場合には、亜鉛系脱硫剤の脱硫性能が高く、ガスター
ビンが要求する低濃度まで硫黄濃度を低減することがで
きる。しかし、亜鉛系脱硫剤は、再生時の発熱量が少な
く、再生塔内を再生に適した温度(例えば650〜70
0℃)に保持するには、別に再生ガス加熱器を設置して
リサイクルガスを高温に加熱する必要があった。
【0007】すなわち、従来の鉄系脱硫剤を用いる場合
には、酸化鉄(Fe2 3 )の大部分が還元塔でFe3
4 となり、次いで再生塔でFe2 3 になるため、こ
の再生反応による発熱で脱硫剤自体を高温(例えば65
0〜700℃)に保持できるが、亜鉛系脱硫剤を用いる
場合には、式に示すように、再生塔で吸収したZn
Sの酸化反応のみによる発熱であるため、発熱量が少な
く、再生塔内を再生に適した温度に保持できない問題点
があった。そのため、再生ガス加熱器で大量の燃料を消
費する必要が生じ、全体の効率が大幅に低下する問題点
があった。
【0008】本発明はかかる問題点を解決するために創
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、再
生ガス加熱器に必要な燃料消費を大幅に低減することが
でき、併せてガスタービンが要求する低濃度まで硫黄
濃度を低減することができる高温乾式脱硫装置を提供す
ることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、粉末脱
硫剤を流動媒体とする脱硫塔及び再生塔と、脱硫塔と再
生塔との間を粉末脱硫剤を循環させる粒子循環系とから
なる高温乾式脱硫装置において、カーボンを含む粗製ガ
スから荒いダストのみを分離し、微細なカーボンをその
まま通す分離装置を備え、微細カーボンを脱硫塔内で脱
硫剤により捕獲し、再生塔内で酸化するようになってい
る、ことを特徴とする高温乾式脱硫装置が提供される。
【0010】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
粉末脱硫剤は亜鉛系脱硫剤であり、前記分離装置はサイ
クロンであり、かつ該サイクロンは脱硫塔の分散板を通
る大きさの粒子のみを通過させるようになっている。
【0011】上記本発明の構成によれば、分離装置(サ
イクロン)により、カーボンを含む粗製ガスから荒いダ
ストのみを分離し、微細なカーボンをそのまま通すこと
により、微細カーボンを脱硫塔内で脱硫剤により捕獲
し、再生塔内で酸化させることができ、この酸化反応に
よる発熱により、再生ガス加熱器に必要な燃料消費を大
幅に低減することができる。また、粉末脱硫剤に亜鉛系
脱硫剤を用いることにより、ガスタービンが要求する低
濃度まで硫黄濃度を低減することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。なお、各図において共通す
る部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略す
る。図1は、本発明による高温乾式脱硫装置の構成図で
ある。この図において、本発明の高温乾式脱硫装置10
は、粉末脱硫剤を流動媒体とする脱硫塔12及び再生塔
14と、脱硫塔12と再生塔14との間を粉末脱硫剤を
循環させる粒子循環系16とを備えている。またこの図
において、7は循環ガス冷却器、8は循環ガス圧縮機、
9は空気圧縮機である。
【0013】粒子循環系16は、第1溢流ライン16
a、第2溢流ライン16b、下部移送ポット16c、ラ
イザー管16d、上部移送ポット16e及び第3溢流ラ
イン16fからなり、循環ガスにより粉末脱硫剤を16
a→16b→16c→16d→16e→16f→16a
の順で脱硫塔12と再生塔14との間を循環させるよう
になっている。
【0014】本発明の高温乾式脱硫装置10に適用する
粉末脱硫剤は亜鉛系脱硫剤であるのがよい。亜鉛系脱硫
剤を用いることにより、ガスタービンが要求する低濃度
まで硫黄濃度を低減することができる。すなわち、図1
において、粗製ガス中のH2 Sは、脱硫塔12(流動
層)で脱硫され、硫黄を吸収した脱硫剤は再生塔14
(流動層)へ移送され、空気により酸化再生される。再
生オフガスは硫黄回収設備へ送る他、脱硫剤移送と流動
層形成用に循環して使用する。なお、この図では、脱硫
塔1と再生塔2が単段流動層として示されているが、図
2と同様に2段流動層であってもよい。
【0015】本発明の高温乾式脱硫装置10は、更に、
ガス化ガス(粗製ガス)中のダストを除去する分離装置
18と、再生塔14に供給するガスを加熱する再生ガス
加熱器20とを備えている。分離装置18は、カーボン
を含む粗製ガスから荒いダストのみを分離し、微細なカ
ーボンをそのまま通すようになっている。すなわちこの
分離装置18はサイクロンであり、かつサイクロンは脱
硫塔12の分散板(図示せず)を通る大きさの粒子のみ
を通過させるようになっている。この構成により、例え
ば、重質油をガス化した粗製ガス中には、大量の未燃カ
ーボンが含まれており、かかる未燃カーボンを本発明の
分離装置18は分離することなく脱硫塔12へそのまま
通すことができる。
【0016】再生ガス加熱器20はガスガス熱交換器、
例えばプレートフィン型熱交換器であり、燃料ガスの燃
焼又は過熱蒸気により、再生用空気と循環ガスの混合ガ
スをカーボンの酸化に適した温度(例えば500℃以
上)に加熱するようになっている。この構成により、粗
製ガスに含まれカーボンを脱硫塔12にそのまま通し、
微細カーボンを脱硫塔12内で脱硫剤により捕獲し、粒
子循環系16により再生塔16に供給し、再生塔内でこ
れを酸化させることができる。
【0017】上述した構成により、脱硫塔12と再生塔
14では、以下の反応が主に生じる。 脱硫塔主反応:ZnO+H2 S→ZnS+H2 O ... 再生塔主反応:ZnS+1.5O2 →ZnO+SO2 ... の最適温度は約400〜500℃であり、の最適温
度は約650〜700℃である。
【0018】上述した本発明の構成によれば、分離装置
18(サイクロン)により、カーボンを含む粗製ガスか
ら荒いダストのみを分離し、微細なカーボンをそのまま
通すことにより、微細カーボンを脱硫塔12内で脱硫剤
により捕獲し、再生塔14内で酸化させることができ、
この酸化反応による発熱により、再生ガス加熱器20に
必要な燃料消費を大幅に低減することができる。また、
粉末脱硫剤に亜鉛系脱硫剤を用いることにより、ガスタ
ービンが要求する低濃度まで硫黄濃度を低減することが
できる。
【0019】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できる
ことは勿論である。
【0020】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、従来
は廃棄物として処理されていたカーボンを有効利用して
再生反応を促進することが可能となる。また、このこと
によって再生ガス加熱器の容量を低減し、もしくは加熱
器自体をなくすことができる。なお、カーボンは燃焼し
ても水分を発生しないため硫化化合物が生成されるおそ
れもない。
【0021】従って、本発明の高温乾式脱硫装置は、
再生ガス加熱器に必要な燃料消費を大幅に低減すること
ができ、併せてガスタービンが要求する低濃度まで硫
黄濃度を低減することができる等の優れた効果を有す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による高温乾式脱硫装置の構成図であ
る。
【図2】従来の高温乾式脱硫装置の構成図である。
【符号の説明】
1 脱硫塔 2 再生塔 3 粒子循環系 4 圧縮機 5 エキスパンダ 6 排ガス処理装置 7 循環ガス冷却器 8 循環ガス圧縮機 9 空気圧縮機 10 高温乾式脱硫装置 12 脱硫塔 14 再生塔 16 粒子循環系 18 分離装置(サイクロン) 20 再生ガス加熱器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粉末脱硫剤を流動媒体とする脱硫塔及び
    再生塔と、脱硫塔と再生塔との間を粉末脱硫剤を循環さ
    せる粒子循環系とからなる高温乾式脱硫装置において、 カーボンを含む粗製ガスから荒いダストのみを分離し、
    微細なカーボンをそのまま通す分離装置を備え、微細カ
    ーボンを脱硫塔内で脱硫剤により捕獲し、再生塔内で酸
    化するようになっている、ことを特徴とする高温乾式脱
    硫装置。
  2. 【請求項2】 前記粉末脱硫剤は亜鉛系脱硫剤であり、
    前記分離装置はサイクロンであり、かつ該サイクロンは
    脱硫塔の分散板を通る大きさの粒子のみを通過させるよ
    うになっている、ことを特徴とする請求項1に記載の高
    温乾式脱硫装置。
JP9130638A 1997-05-21 1997-05-21 高温乾式脱硫装置 Pending JPH10314536A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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