JPH1082515A - CaS酸化・チャー燃焼装置 - Google Patents

CaS酸化・チャー燃焼装置

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JPH1082515A
JPH1082515A JP23772796A JP23772796A JPH1082515A JP H1082515 A JPH1082515 A JP H1082515A JP 23772796 A JP23772796 A JP 23772796A JP 23772796 A JP23772796 A JP 23772796A JP H1082515 A JPH1082515 A JP H1082515A
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Yoshihiko Tsuchiyama
佳彦 土山
Yuichi Fujioka
祐一 藤岡
Satoshi Uchida
聡 内田
Katsuhiko Shinoda
克彦 篠田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 CaSを含む石灰石中のCaSを高効率に経
済的にCaSO4 へ転換する装置を提供する。 【解決手段】 CaS酸化・チャー燃焼反応器1は底部
にガス分散板11を有し、このガス分散板11に脱硫炉
13から排出されるCaSを含む石灰石120とガス化
炉12から排出されるチャー123が供給される。Ca
Sを含む石灰石120は、CaS酸化前処理装置14を
介して水や水蒸気によって送られ、ノズル4の手前で空
気109が添加されCaS酸化・チャー燃焼反応器1へ
Ca(OH)2 とSO2 に転換されて供給され容易にC
aOに熱分解され、これがSO2 と反応してCaSO4
となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はCaSを含有する石
灰石を高温で酸化し、CaSからCaSO4 を製造する
と共に、チャーを燃焼するための装置に関する。
【0002】
【従来の技術】石炭ガス化炉からはチャーが排出され、
また、ガス化ガスの脱硫炉からはCaSを含む石灰石が
排出される。これらのCaSを含む石灰石及びチャー
は、CaS酸化・チャー流動層燃焼反応器へ送ってCa
SO4 を生成させる。
【0003】このようなCaS酸化・チャー燃焼装置の
従来の例を図2に示してある。図2において、1はCa
S酸化・チャー流動層燃焼反応器、9はサイクロン、1
2はガス化炉、13は脱硫炉を示している。また、1
4’はCaS酸化装置、15は熱ガス発生炉を示してい
る。
【0004】この図2の装置において、脱硫炉13から
排出されたCaSを含む石灰石120を、供給装置18
を介してCaS酸化装置14’へ供給する。脱硫炉13
から排出されたCaSを含む石灰石120はCaS酸化
装置14’内の移動層114の上に滞積していく。
【0005】熱ガス発生炉15へは燃料108’と空気
109を供給し、高温の燃焼ガス110を発生させる。
その燃焼ガス110は移動層114を上から下へ貫通し
ていく。移動層114の下部は、粒子排出管16に連接
している。移動層114と粒子排出管16の境界にノズ
ル17から供給されるガス124で、粒子排出管16内
は流動化されている。
【0006】このようにして、燃焼ガス110とガス1
24で、移動層の下部の粒子はノズル4’から逐次、C
aS酸化・チャー流動層燃焼反応器1へ移送される。脱
硫炉13から出たCaSを含む石灰石120は、CaS
酸化装置14’内の移動層114を下降していきながら
CaS+3/2O2 →CaO+SO2 ,CaS+2O2
→CaSO4 の反応によりCaSからCaOとSO2
あるいはCaSO4 へ転換していく。
【0007】CaS酸化・チャー流動層燃焼反応器1に
設けられたチャー供給ノズル2はガス分散板11を貫通
し、CaS酸化・チャー流動層燃焼反応器1内と連通し
ている。CaS酸化・チャー流動層燃焼反応器1内の底
部のガス分散板11上には流動層111が形成されてい
る。ガス化炉12からのチャー123は、粒子供給装置
19(スクリューフィーダ方式、またはLバルブ方式)
から搬送ガス117によりチャー供給ノズル2より流動
層111へ供給される。
【0008】酸素と水蒸気と窒素の混合ガス101がノ
ズル3より風箱1D内に供給される。混合ガス101は
ガス分散板11を介して流動層111へ供給され流動層
111内の粒子を激しく混合する。流動層111内のC
aOは、チャーの燃焼によって発生するSO2 及びCa
S酸化装置14’にて発生したSO2 とCaO+SO 2
+1/2O2 →CaSO4 のように反応してCaSO4
を形成する。
【0009】ノズル5を経てCaS酸化・チャー流動層
燃焼反応器1を出た燃焼ガス102はサイクロン9に入
り、脱塵された燃焼ガス103と回収された微小粒子1
21となる。回収された微小粒子121は、粒子分配器
10で分配され、系外に抜き出される微粉回収粒子11
2と、流動層111へ戻される微小粒子122となる。
微小粒子122はノズル6を介して、流動層111へ供
給する。
【0010】チャーに含まれる灰分の中で、流動層内で
粉化が起こらずに特に大きなままで流動層111内に存
在していてガス102に随伴されないような粗大粒子1
13は、ガス分散板11に付設されたノズル7’を介し
て系外へ抜き出す。なお、図2において、104は石炭
ガス化ガス、105は脱硫後の石炭ガス化ガスを示す。
また、8は熱交換器で熱媒流体107が流される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】図2に示した従来の装
置では高温・低酸素濃度の燃焼排ガスを供給する装置と
して熱ガス発生炉15を別途用いる必要があるため、別
燃料の補給によるプラント効率および経済性のロスを生
じていた。
【0012】また、CaS酸化装置14’からCaS酸
化・チャー流動層燃焼反応器1のノズル4’へ導かれる
脱硫剤およびガス116の温度が950〜1100℃と
高温で高温配管を用いる必要がありその構造に問題を有
していた。
【0013】本発明は、従来の装置に見られたこれらの
問題点を解消し、CaSを含む石灰石中のCaSを高効
率に経済的にCaSO4 へ転換すると共に、高温配管を
少くしたCaS酸化・チャー燃焼装置を提供することを
課題としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、燃焼反応器の底部に配設されたガス分散板
と、同ガス分散板にCaSを含有する石灰石を水蒸気及
び水の少くともいづれか一方と酸素を含有するガスによ
り供給するCaS供給ノズルと、前記ガス分散板の上部
にチャーを酸素含有ガスにより供給するチャー供給ノズ
ルとを有するCaS酸化・チャー燃焼装置を提供する。
なお、ガス分散板の上方には、従来と同様、熱交換器を
配設する。
【0015】本発明によるCaS酸化・チャー燃焼装置
において、CaS供給ノズルからガス分散板に対して、
CaSを含有する石灰石を水蒸気及び水の少くともいづ
れか一方と酸素を含有するガスにより供給するには、C
aS供給ノズルの前流に、CaSを含有する石灰石を水
蒸気及び水の少くともいづれか一方で噴霧・搬送する装
置を設けると共に、同装置の後流に酸素含有ガスを導入
するよう構成するのが好ましい。
【0016】以上のように構成した本発明の装置によれ
ば、CaSを含んだ石灰石をCaS酸化・チャー流動層
燃焼反応器に供給する前に、次の1),2)の2段階の
前処理が行われる。 1)CaSを含んだ石灰石に水蒸気または水を噴霧する
ことでCaSをCa(OH)2 とH2 Sにする。 2)前記1)で発生したH2 Sを酸素含有ガスでSO2
転換する。
【0017】すなわち、本発明による装置において、C
aS供給ノズルに供給されるCaSを含んだ石灰石には
水蒸気または水が噴霧されるので、CaS+2H2 O→
Ca(OH)2 +H2 Sの反応によりCaSはCa(O
H)2 とH2 Sになる。発生したH2 Sは後流において
酸素を含有するガスと反応し、H2 S+3/2O 2 →S
2 +H2 Oの反応でSO2 になる。発生したCa(O
H)2 とSO2 はCaS酸化・チャー流動層燃焼反応器
に供給される。
【0018】CaS酸化・チャー流動層燃焼反応器で
は、チャーの燃焼と熱交換器内スチーム量により温度が
870〜950℃に設定される。CaS酸化・チャー流
動層燃焼反応器に送られたCa(OH)2 は870〜9
50℃で容易に分解し、Ca(OH)2 →CaO+H2
OのようにCaOとH2 Oになる。
【0019】CaS酸化・チャー流動層燃焼反応器に送
られたガス中のSO2 はCa(OH)2 の熱分解で生じ
たCaOとCaO+SO2 +1/2O2 →CaSO4
ように反応し、CaSO4 になる。前記の過程で固体粒
子は温度変化および反応による体積変化を履歴すること
により粉化が起こり反応が促進する。このようにして、
CaSを含む石灰石中のCaSは高効率に経済的にCa
SO4へ転換される。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明によるCaS酸化・
チャー燃焼装置について図1に示した実施の一形態に基
づいて具体的に説明する。なお、以下の実施の形態にお
いて、図2に示した従来の装置と同じ構成の部分には説
明を簡単にするため同じ符号を付してあり、それらにつ
いての重複する説明は省略する。
【0021】図1において、14はCaS酸化前処理装
置で、脱硫炉13から排出されるCaSを含む石灰石を
水及び水蒸気の少くともいづれか一方108で送るLバ
ルブ方式の装置である。もちろん、図2のCaS酸化装
置14’のような移動層構造のものであってもよい。4
はCaS供給ノズル、7は粗大粒子113を抜き出すノ
ズルである。その他の構成は図2に示した従来の装置と
実質同じである。
【0022】以上の構成をもつ図1の装置において、脱
硫炉13から排出されたCaSを含む石灰石120はC
aS酸化前処理装置14へ供給される。脱硫炉13から
排出されたCaSを含む石灰石120はCaS酸化前処
理装置14内に堆積していき、堆積したCaSを含む石
灰石は水蒸気及び水の少くともいづれか一方108で逐
次、CaS供給ノズル4からCaS酸化・チャー流動層
燃焼反応器1へ移送される。
【0023】CaSを含む石灰石120はCaS酸化・
チャー流動層燃焼反応器1へ移送される間に水蒸気や水
と反応し、CaSからCa(OH)2 とH2 Sへと転換
する。ノズル4の手前で空気109を導入することで、
発生したガス中のH2 SはSO2 に転換する。ノズル4
からCaS酸化・チャー流動層燃焼反応器1へ移送され
たCa(OH)2 はすぐに熱分解しCaOになる。
【0024】ノズル2はガス分散板11を貫通し、Ca
S酸化・チャー流動層燃焼反応器1内と連通している。
CaS酸化・チャー流動層燃焼反応器1内の底部のガス
分散板11上には流動層111が形成されている。ガス
化炉12からのチャー123は、搬送ガス117によ
り、チャーと搬送ガスとしてノズル2より流動層111
へ供給される。酸素と水蒸気と窒素の混合ガス101が
ノズル3より風箱1D内に供給される。
【0025】この混合ガス101はガス分散板11を介
して流動層111へ供給され流動層111内の粒子を激
しく混合する。流動層111内のCaOは、チャーの燃
焼によって発生するSO2 及びCaS酸化前処理装置1
4にて発生したSO2 と反応してCaSO4 を形成す
る。
【0026】ノズル5を経てCaS酸化・チャー流動層
燃焼反応器1を出た燃焼ガス102はサイクロン9に入
り、脱塵された燃焼ガス103と回収された微小粒子1
21となる。回収された微小粒子121は、粒子分配器
10で分配され、系外に抜き出される小粒径の灰、Ca
SO4 、CaO等からなる微粉回収粒子112と、流動
層111へ戻される微小粒子122となる。微小粒子1
22はノズル6を介して、流動層111へ供給する。
【0027】チャーに含まれる灰分の中で、流動層内で
粉化が起こらずに特に大きなままで流動層111内に存
在していて、ガス102に随伴されないような粗大粒子
113は、ノズル7を介して系外へ抜き出す。
【0028】図1の装置において、CaS酸化前処理装
置14からCaS供給ノズル4に供給されるガスの温度
は高くても800℃以下であり従来のような高温配管を
用いる必要はなく、通常の配管で可能となる。
【0029】
【発明の効果】本発明によるCaS酸化・チャー燃焼装
置では、燃焼反応器のガス分散板にCaSを含有する石
灰石を供給するのに水蒸気及び水の少くともいづれか一
方と酸素を含有するガスを用いるので、CaSを含んだ
石灰石はCa(OH)2 とSO 2 になってCaS酸化・
チャー燃焼反応器へ供給される。
【0030】CaS酸化・チャー燃焼反応器に送られた
Ca(OH)2 は870〜950℃で容易に分解しCa
OとH2 Oになる。従って、本発明の装置によればCa
Sを含む石灰石を経済的に高効率にCaSO4 へ転換す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態によるCaS酸化・チャ
ー燃焼装置の構成を示す系統図。
【図2】従来のCaS酸化・チャー燃焼装置の構成を示
す系統図。
【符号の説明】
1 CaS酸化・チャー流動層燃焼反応器 2 チャー供給ノズル 3 ノズル 4 CaS供給ノズル 5 ノズル 6 ノズル 7 ノズル 8 熱交換器 9 サイクロン 10 粒子分配器 11 ガス分散板 12 ガス化炉 13 脱硫炉 14 CaS酸化前処理装置 19 粒子供給装置(スクリューフィーダ方式又
はLバルブ方式) 101 酸素と水蒸気と窒素の混合ガス 102 燃焼ガス 103 燃焼ガス 104 石炭ガス化ガス 105 脱硫後の石炭ガス化ガス 107 熱媒流体 108 水または水蒸気 109 空気 111 流動層 112 微粉回収粒子 113 粗大粒子 117 搬送ガス 120 CaSを含む石灰石 121 サイクロンで回収された微小粒子 122 流動層への微小粒子 123 チャー 1D 風箱
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 篠田 克彦 東京都千代田区丸の内二丁目5番1号 三 菱重工業株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 底部に配設されたガス分散板と、同ガス
    分散板にCaSを含有する石灰石を水蒸気及び水の少く
    ともいづれか一方と酸素を含有するガスにより供給する
    CaS供給ノズルと、前記ガス分散板の上部にチャーを
    酸素含有ガスにより供給するチャー供給ノズルと、前記
    ガス分散板の上方に配設された熱交換器とからなること
    を特徴とするCaS酸化・チャー燃焼装置。
  2. 【請求項2】 前記CaS供給ノズルの前流に、CaS
    を含有する石灰石を水蒸気及び水の少くともいづれか一
    方で噴霧・搬送する装置を設けると共に、同装置の後流
    に酸素含有ガスを導入するよう構成してなる請求項1記
    載のCaS酸化・チャー燃焼装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009057254A (ja) * 2007-08-31 2009-03-19 Sekitan Energy Center 粒子状のCa(OH)2の製造方法及びそれを用いたガス吸収方法又はガス回収方法

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JP2009057254A (ja) * 2007-08-31 2009-03-19 Sekitan Energy Center 粒子状のCa(OH)2の製造方法及びそれを用いたガス吸収方法又はガス回収方法

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