JPH11241076A - ガス精製方法 - Google Patents
ガス精製方法Info
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- JPH11241076A JPH11241076A JP4485698A JP4485698A JPH11241076A JP H11241076 A JPH11241076 A JP H11241076A JP 4485698 A JP4485698 A JP 4485698A JP 4485698 A JP4485698 A JP 4485698A JP H11241076 A JPH11241076 A JP H11241076A
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- gas
- temperature
- carbonyl sulfide
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Abstract
(57)【要約】
【課題】炭化水素燃料のガス化ガスを精製する方法にお
いて、硫化カルボニルの転化を低温で行えるようにす
る。 【解決手段】炭化水素燃料のガス化ガスを水洗浄塔で洗
浄し、硫化カルボニル転化器へ導入して加水分解して硫
化水素に転化するガス精製方法において、水洗浄塔出口
のガス温度を１３０℃以下にし、硫化カルボニル転換器
の入口ガス温度を１２０〜１８０℃にする。低い反応温
度で高いＣＯＳ転化率が得られる。
いて、硫化カルボニルの転化を低温で行えるようにす
る。 【解決手段】炭化水素燃料のガス化ガスを水洗浄塔で洗
浄し、硫化カルボニル転化器へ導入して加水分解して硫
化水素に転化するガス精製方法において、水洗浄塔出口
のガス温度を１３０℃以下にし、硫化カルボニル転換器
の入口ガス温度を１２０〜１８０℃にする。低い反応温
度で高いＣＯＳ転化率が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、石炭や重質油等の
炭化水素燃料をガス化することによって発生した可燃性
ガスを精製する方法に係り、特に可燃性ガス中に含まれ
る硫化カルボニルを硫化カルボニル分解触媒の存在下で
水蒸気と接触させて加水分解して硫化水素に転化する方
法に関する。本発明のガス精製方法は、たとえば石炭ガ
ス化複合発電システムにおけるガス精製工程に用いるこ
とができる。
炭化水素燃料をガス化することによって発生した可燃性
ガスを精製する方法に係り、特に可燃性ガス中に含まれ
る硫化カルボニルを硫化カルボニル分解触媒の存在下で
水蒸気と接触させて加水分解して硫化水素に転化する方
法に関する。本発明のガス精製方法は、たとえば石炭ガ
ス化複合発電システムにおけるガス精製工程に用いるこ
とができる。
【０００２】
【従来の技術】石炭や重質油等の炭化水素燃料を燃焼し
ガス化することによって発生した可燃性ガスには、水
素，一酸化炭素，炭化水素などの可燃性ガスの他に、塩
化水素（ＨＣｌ），アンモニア(ＮＨ3)，硫化カルボニ
ル（ＣＯＳ），硫化水素(Ｈ2Ｓ)などの有害ガスが含ま
れている。未燃チャーも混入している。
ガス化することによって発生した可燃性ガスには、水
素，一酸化炭素，炭化水素などの可燃性ガスの他に、塩
化水素（ＨＣｌ），アンモニア(ＮＨ3)，硫化カルボニ
ル（ＣＯＳ），硫化水素(Ｈ2Ｓ)などの有害ガスが含ま
れている。未燃チャーも混入している。
【０００３】このため、従来、炭化水素燃料をガス化し
たあとで水洗浄塔に導入してＨＣｌ，ＮＨ3 ，未燃チャ
ーなどを除去した後に、硫化カルボニル転化器に導入し
て硫化カルボニルを硫化水素に転化し、その後、硫化水
素を吸収液に吸収させて除去する方法が採られてきた。
この種のガス精製方法は、特開平1−223197 号公報，特
開平2−276891 号公報，特開平2−245094号公報及び特
開平5−239475号公報等に記載されている。
たあとで水洗浄塔に導入してＨＣｌ，ＮＨ3 ，未燃チャ
ーなどを除去した後に、硫化カルボニル転化器に導入し
て硫化カルボニルを硫化水素に転化し、その後、硫化水
素を吸収液に吸収させて除去する方法が採られてきた。
この種のガス精製方法は、特開平1−223197 号公報，特
開平2−276891 号公報，特開平2−245094号公報及び特
開平5−239475号公報等に記載されている。
【０００４】硫化カルボニルは、触媒の存在下で水蒸気
と接触することにより加水分解して硫化水素に転化す
る。硫化カルボニルの加水分解反応式は、下記（１）式
に示すとおりである。従来は、通常、反応温度を２００
℃を超える温度にし、水蒸気濃度を１５％あるいはそれ
以上にして（１）式に示す加水分解反応を行ってきた。
と接触することにより加水分解して硫化水素に転化す
る。硫化カルボニルの加水分解反応式は、下記（１）式
に示すとおりである。従来は、通常、反応温度を２００
℃を超える温度にし、水蒸気濃度を１５％あるいはそれ
以上にして（１）式に示す加水分解反応を行ってきた。
【０００５】
【化１】 ＣＯＳ＋Ｈ2Ｏ → Ｈ2Ｓ＋ＣＯ2 …（１） 反応温度，水蒸気濃度をこのように高くしたのは、反応
温度２００℃以上では、ＣＯＳ転化性能は水蒸気濃度に
依存せず、平衡論的に水蒸気が多く存在すれば（１）式
の反応は進行しやすいことによる。
温度２００℃以上では、ＣＯＳ転化性能は水蒸気濃度に
依存せず、平衡論的に水蒸気が多く存在すれば（１）式
の反応は進行しやすいことによる。
【０００６】可燃性ガス中の水蒸気濃度を１５％以上に
するには、水洗浄塔の出口ガス温度を１３５℃以上に設
定する必要がある。このような高温にすると、可燃性ガ
ス中のＮＨ3 が除去されなくなるので、ＮＨ3 除去のた
めにこれよりも低温で作動する水洗浄塔を別個に設置す
る必要がでてくる。従来のガス精製システムは、水洗浄
塔を２基設置することがコスト高の原因の１つになって
いた。また、可燃性ガス中の水蒸気濃度を１５％以上に
すると、転化器の運転停止時に触媒上に水分が露結し、
触媒中の活性金属が流出して触媒活性を低下させるおそ
れがある。また、反応温度を２００℃以上にすると、触
媒加熱用の水蒸気も多く必要になり、石炭ガス化複合発
電システムに適用する場合に蒸気タービン効率の低下を
招くおそれがある。
するには、水洗浄塔の出口ガス温度を１３５℃以上に設
定する必要がある。このような高温にすると、可燃性ガ
ス中のＮＨ3 が除去されなくなるので、ＮＨ3 除去のた
めにこれよりも低温で作動する水洗浄塔を別個に設置す
る必要がでてくる。従来のガス精製システムは、水洗浄
塔を２基設置することがコスト高の原因の１つになって
いた。また、可燃性ガス中の水蒸気濃度を１５％以上に
すると、転化器の運転停止時に触媒上に水分が露結し、
触媒中の活性金属が流出して触媒活性を低下させるおそ
れがある。また、反応温度を２００℃以上にすると、触
媒加熱用の水蒸気も多く必要になり、石炭ガス化複合発
電システムに適用する場合に蒸気タービン効率の低下を
招くおそれがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、硫化
カルボニルの加水分解を２００℃よりも低い温度で行っ
ても高い転化率が得られるようにしたガス精製方法を提
供することにある。
カルボニルの加水分解を２００℃よりも低い温度で行っ
ても高い転化率が得られるようにしたガス精製方法を提
供することにある。
【０００８】本発明の他の目的は、水蒸気濃度を１０％
以下にしても高い転化率が得られるようにしたガス精製
方法を提供することにある。
以下にしても高い転化率が得られるようにしたガス精製
方法を提供することにある。
【０００９】本発明の他の目的は、水洗浄塔の出口温度
をＮＨ3 の除去ができるように低くしてもなお高い硫化
カルボニル転化率が得られるようにしたガス精製方法を
提供することにある。
をＮＨ3 の除去ができるように低くしてもなお高い硫化
カルボニル転化率が得られるようにしたガス精製方法を
提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、炭化水素燃料
をガス化することにより得られた可燃性ガスを水洗浄塔
に導入して洗浄し、その後、硫化カルボニル分解触媒を
有する硫化カルボニル転化器へ導入して該ガス中に含ま
れる硫化カルボニルを加水分解して硫化水素に転化する
ようにしたガス精製方法において、前記水洗浄塔の出口
ガス温度を130℃以下にし、前記硫化カルボニル転化器
の入口ガス温度を１２０〜１８０℃にしたことを特徴と
するガス精製方法にある。
をガス化することにより得られた可燃性ガスを水洗浄塔
に導入して洗浄し、その後、硫化カルボニル分解触媒を
有する硫化カルボニル転化器へ導入して該ガス中に含ま
れる硫化カルボニルを加水分解して硫化水素に転化する
ようにしたガス精製方法において、前記水洗浄塔の出口
ガス温度を130℃以下にし、前記硫化カルボニル転化器
の入口ガス温度を１２０〜１８０℃にしたことを特徴と
するガス精製方法にある。
【００１１】また、炭化水素燃料をガス化することによ
り得られた可燃性ガスを水洗浄塔に導入して洗浄し、そ
の後、硫化カルボニル分解触媒を有する硫化カルボニル
転化器へ導入して該ガス中に含まれる硫化カルボニルを
加水分解して硫化水素に転化するようにしたガス精製方
法において、前記水洗浄塔の出口ガス温度を制御するこ
とにより該可燃性ガス中に水蒸気を１０％を超えない濃
度で含有し、その後、該可燃性ガスを１２０〜１８０℃
の温度で前記硫化カルボニル転化器へ導入するようにし
たことを特徴とするガス精製方法にある。
り得られた可燃性ガスを水洗浄塔に導入して洗浄し、そ
の後、硫化カルボニル分解触媒を有する硫化カルボニル
転化器へ導入して該ガス中に含まれる硫化カルボニルを
加水分解して硫化水素に転化するようにしたガス精製方
法において、前記水洗浄塔の出口ガス温度を制御するこ
とにより該可燃性ガス中に水蒸気を１０％を超えない濃
度で含有し、その後、該可燃性ガスを１２０〜１８０℃
の温度で前記硫化カルボニル転化器へ導入するようにし
たことを特徴とするガス精製方法にある。
【００１２】また、炭化水素燃料をガス化することによ
り得られた可燃性ガスを水洗浄塔に導入して洗浄し、そ
の後、硫化カルボニル分解触媒を有する硫化カルボニル
転化器へ導入して該ガス中に含まれる硫化カルボニルを
加水分解して硫化水素に転化するようにしたガス精製方
法において、前記水洗浄塔の出口における可燃性ガスの
温度を１３０℃以下に制御して該可燃性ガス中に水蒸気
を１０％以下の濃度で含有し、その後、該可燃性ガスを
１２０〜１８０℃の温度で前記硫化カルボニル転化器へ
導入するようにしたことを特徴とするガス精製方法にあ
る。
り得られた可燃性ガスを水洗浄塔に導入して洗浄し、そ
の後、硫化カルボニル分解触媒を有する硫化カルボニル
転化器へ導入して該ガス中に含まれる硫化カルボニルを
加水分解して硫化水素に転化するようにしたガス精製方
法において、前記水洗浄塔の出口における可燃性ガスの
温度を１３０℃以下に制御して該可燃性ガス中に水蒸気
を１０％以下の濃度で含有し、その後、該可燃性ガスを
１２０〜１８０℃の温度で前記硫化カルボニル転化器へ
導入するようにしたことを特徴とするガス精製方法にあ
る。
【００１３】また、前記のいずれか１つの方法におい
て、前記水洗浄塔の出口ガス温度を６０℃以上にして少
なくとも１％の濃度の水蒸気を含有させたことを特徴と
するガス精製方法にある。
て、前記水洗浄塔の出口ガス温度を６０℃以上にして少
なくとも１％の濃度の水蒸気を含有させたことを特徴と
するガス精製方法にある。
【００１４】また、炭化水素燃料をガス化することによ
り得られた可燃性ガスを水洗浄塔に導入して洗浄し、そ
の後、硫化カルボニル分解触媒を有する硫化カルボニル
転化器へ導入して該ガス中に含まれる硫化カルボニルを
加水分解して硫化水素に転化するようにしたガス精製方
法において、前記水洗浄塔の出口ガス温度を４０℃以下
にし、該可燃性ガスが前記硫化カルボニル転化器へ導入
される前にガス温度を１２０〜１８０℃に昇温し、更に
ガス中に水蒸気を添加して水蒸気濃度を１〜１０％に
し、その後、前記硫化カルボニル転化器へ導入するよう
にしたことを特徴とするガス精製方法にある。
り得られた可燃性ガスを水洗浄塔に導入して洗浄し、そ
の後、硫化カルボニル分解触媒を有する硫化カルボニル
転化器へ導入して該ガス中に含まれる硫化カルボニルを
加水分解して硫化水素に転化するようにしたガス精製方
法において、前記水洗浄塔の出口ガス温度を４０℃以下
にし、該可燃性ガスが前記硫化カルボニル転化器へ導入
される前にガス温度を１２０〜１８０℃に昇温し、更に
ガス中に水蒸気を添加して水蒸気濃度を１〜１０％に
し、その後、前記硫化カルボニル転化器へ導入するよう
にしたことを特徴とするガス精製方法にある。
【００１５】本発明は、硫化カルボニルの加水分解にお
ける反応温度を低くしても水蒸気濃度を低くすれば高い
ＣＯＳ転化性能が得られることを明らかにしたことに基
づく。そして、反応温度が１２０〜１８０℃であれば、
水蒸気濃度を１０％以下にすることで、高いＣＯＳ転化
性能が得られることを見い出したことにある。本発明に
おいては、反応温度を低くするにつれて、水蒸気濃度を
低くすることが望ましい。
ける反応温度を低くしても水蒸気濃度を低くすれば高い
ＣＯＳ転化性能が得られることを明らかにしたことに基
づく。そして、反応温度が１２０〜１８０℃であれば、
水蒸気濃度を１０％以下にすることで、高いＣＯＳ転化
性能が得られることを見い出したことにある。本発明に
おいては、反応温度を低くするにつれて、水蒸気濃度を
低くすることが望ましい。
【００１６】可燃性ガス中に水蒸気を１０％以下の濃度
で含ませるために、水洗浄塔の出口ガス温度は１３０℃
以下に制御することが望ましい。
で含ませるために、水洗浄塔の出口ガス温度は１３０℃
以下に制御することが望ましい。
【００１７】反応温度１２０〜１８０℃で高い硫化カル
ボニル分解活性を示す触媒には、たとえばチタニア（Ｔ
ｉＯ2 ）系の触媒，炭酸カリウムあるいは炭酸ナトリウ
ムをアルミナに担持した触媒等がある。このうちチタニ
ア（（ＴｉＯ2 ）系の触媒は、耐ハロゲン性がすぐれる
ため、チタニア系触媒を用いた場合には、硫化カルボニ
ル転化器の前に、触媒被毒成分となるハロゲン化合物を
除去するためのハロゲン吸着剤を設置しなくてもよいと
いう効果がある。
ボニル分解活性を示す触媒には、たとえばチタニア（Ｔ
ｉＯ2 ）系の触媒，炭酸カリウムあるいは炭酸ナトリウ
ムをアルミナに担持した触媒等がある。このうちチタニ
ア（（ＴｉＯ2 ）系の触媒は、耐ハロゲン性がすぐれる
ため、チタニア系触媒を用いた場合には、硫化カルボニ
ル転化器の前に、触媒被毒成分となるハロゲン化合物を
除去するためのハロゲン吸着剤を設置しなくてもよいと
いう効果がある。
【００１８】反応温度を１２０〜１８０℃にした場合の
水蒸気濃度の下限値は、１％より望ましくは２％である
ことが望ましい。また、可燃性ガス中に１％以上の水蒸
気を含ませるために、水洗浄器の出口ガス温度を６０℃
以上にすることが望ましい。可燃性ガス中に水蒸気を２
％以上含ませるためには、水洗浄塔出口温度を８０℃以
上にすることが望ましい。
水蒸気濃度の下限値は、１％より望ましくは２％である
ことが望ましい。また、可燃性ガス中に１％以上の水蒸
気を含ませるために、水洗浄器の出口ガス温度を６０℃
以上にすることが望ましい。可燃性ガス中に水蒸気を２
％以上含ませるためには、水洗浄塔出口温度を８０℃以
上にすることが望ましい。
【００１９】本発明において、水洗浄塔の出口ガス温度
を４０℃以下にし、硫化カルボニル転化器へ導入する前
にガス温度を１２０〜１８０℃に高め、更にガス中に水
蒸気を添加して水蒸気濃度を１〜１０％にすることによ
り、１つの水洗浄塔でＮＨ3を除去できるという効果が
得られる。
を４０℃以下にし、硫化カルボニル転化器へ導入する前
にガス温度を１２０〜１８０℃に高め、更にガス中に水
蒸気を添加して水蒸気濃度を１〜１０％にすることによ
り、１つの水洗浄塔でＮＨ3を除去できるという効果が
得られる。
【００２０】本発明によれば、反応温度を従来よりも低
くすることができるので、硫化カルボニル転化器を加熱
するための水蒸気量が少なくてすみ、蒸気タービンの効
率の低下を抑制できるという効果がある。また、水洗浄
塔出口と硫化カルボニル転化器入口の可燃性ガスの温度
を同じにすることも可能であり、この場合には、水洗浄
塔を出たあとに可燃性ガスを更に加熱して温度を高くす
る必要がないという効果もある。
くすることができるので、硫化カルボニル転化器を加熱
するための水蒸気量が少なくてすみ、蒸気タービンの効
率の低下を抑制できるという効果がある。また、水洗浄
塔出口と硫化カルボニル転化器入口の可燃性ガスの温度
を同じにすることも可能であり、この場合には、水洗浄
塔を出たあとに可燃性ガスを更に加熱して温度を高くす
る必要がないという効果もある。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例による
ガス精製システムの構成を示す系統図である。図１にお
いて、ガス化炉１３と排熱回収ボイラ２８の後流にガス
／ガス熱交換器１２，冷却用の熱交換器６，水洗浄塔
３，ガス／ガス熱交換器１４，加熱用の熱交換器１５，
ＣＯＳ転化器２，冷却用の熱交換器６，吸収塔８と再生
塔９よりなる湿式脱硫装置が設置してある。ＣＯＳ転化
器入口に設置した加熱用の熱交換器１５は、ガスの温度
が低いときにＣＯＳ転化器作動温度までガス温度を昇温
するのに用いる。ＣＯＳ転化器２では触媒１の存在下で
（１）式の加水分解反応によりＣＯＳをＨ2Ｓ へ転化す
る。ＣＯＳ転化器２の出口に設置した冷却用の熱交換器
６では、出口ガス温度が４０℃程度になるように冷却す
る。湿式脱硫装置は吸収塔８と再生塔９から構成され
る。吸収塔８ではガス中のＨ2Ｓ を吸収液中に化学吸収
する。ここで精製されたガスは液／液熱交換器１０を通
り、ガスタービン燃焼器２２で燃焼される。再生塔９で
は吸収液中のＨ2Ｓ を脱離させ、燃焼炉２０で燃焼し、
ＳＯ2 を石膏回収装置で回収する。
ガス精製システムの構成を示す系統図である。図１にお
いて、ガス化炉１３と排熱回収ボイラ２８の後流にガス
／ガス熱交換器１２，冷却用の熱交換器６，水洗浄塔
３，ガス／ガス熱交換器１４，加熱用の熱交換器１５，
ＣＯＳ転化器２，冷却用の熱交換器６，吸収塔８と再生
塔９よりなる湿式脱硫装置が設置してある。ＣＯＳ転化
器入口に設置した加熱用の熱交換器１５は、ガスの温度
が低いときにＣＯＳ転化器作動温度までガス温度を昇温
するのに用いる。ＣＯＳ転化器２では触媒１の存在下で
（１）式の加水分解反応によりＣＯＳをＨ2Ｓ へ転化す
る。ＣＯＳ転化器２の出口に設置した冷却用の熱交換器
６では、出口ガス温度が４０℃程度になるように冷却す
る。湿式脱硫装置は吸収塔８と再生塔９から構成され
る。吸収塔８ではガス中のＨ2Ｓ を吸収液中に化学吸収
する。ここで精製されたガスは液／液熱交換器１０を通
り、ガスタービン燃焼器２２で燃焼される。再生塔９で
は吸収液中のＨ2Ｓ を脱離させ、燃焼炉２０で燃焼し、
ＳＯ2 を石膏回収装置で回収する。
【００２２】ガス化炉で生成した可燃性ガスは、ＣＯＳ
転化器へ入口温度１２０〜１８０℃で供給される。一般
にはＣＯＳ転化器入口のガス温度が高い方がＣＯＳ転化
率は高くなる傾向にあるが、従来技術の項で述べたよう
にさまざまな問題がある。ＣＯＳ転化器の入口ガス温度
を１２０〜１８０℃と低くしても、水蒸気濃度を１０％
以下に抑えれば、ＣＯＳ転化率の低下は少なくできるこ
とがわかった。
転化器へ入口温度１２０〜１８０℃で供給される。一般
にはＣＯＳ転化器入口のガス温度が高い方がＣＯＳ転化
率は高くなる傾向にあるが、従来技術の項で述べたよう
にさまざまな問題がある。ＣＯＳ転化器の入口ガス温度
を１２０〜１８０℃と低くしても、水蒸気濃度を１０％
以下に抑えれば、ＣＯＳ転化率の低下は少なくできるこ
とがわかった。
【００２３】図２は、本発明者らが実験によって明らか
にしたＣＯＳ転化率と反応温度との関係を示している。
これによれば、反応温度が１２０〜１８０℃のときでも
水蒸気濃度がおよそ１０％以下であれば、８５％以上の
高いＣＯＳ転化率を得ることができる。
にしたＣＯＳ転化率と反応温度との関係を示している。
これによれば、反応温度が１２０〜１８０℃のときでも
水蒸気濃度がおよそ１０％以下であれば、８５％以上の
高いＣＯＳ転化率を得ることができる。
【００２４】図３は、可燃性ガス中の水蒸気濃度と水洗
浄塔出口ガス温度との関係を示している。可燃性ガスの
水洗浄塔出口温度が１３０℃以下であれば、水蒸気濃度
を１０％以下にできる。また水洗浄塔出口温度を６０℃
又は８０℃とすることで、それぞれ水蒸気濃度を１％又
は２％にできる。
浄塔出口ガス温度との関係を示している。可燃性ガスの
水洗浄塔出口温度が１３０℃以下であれば、水蒸気濃度
を１０％以下にできる。また水洗浄塔出口温度を６０℃
又は８０℃とすることで、それぞれ水蒸気濃度を１％又
は２％にできる。
【００２５】ＣＯＳ転化器入口ガス温度を１８０℃にす
る場合、水洗浄塔出口ガス温度は最高でも１３０℃であ
るので、水洗浄塔の後段にてガスを加熱する必要があ
り、加熱用の熱交換器１５でガスを加熱する。水洗浄塔
出口のガス温度は、温度計４の計測値に基づいて水循環
用ポンプ７をコントロールすることにより容易に行うこ
とが出来る。また、ＣＯＳ転化器入口ガス温度の制御
は、温度計５の計測値に基づいて加熱用蒸気１６の量を
コントロールすることにより容易に行うことができる。
可燃性ガスを加熱することにより温度が低下した蒸気は
凝縮器１７に送る。図１において他の符号は、それぞれ
１１は吸収液循環ポンプ、１８はＨ2Ｓ 濃度計、１９は
ＣＯＳ濃度計、２１はガスタービン、２４は排熱回収ボ
イラ、２５は蒸気タービン、２３，２６は発電機、２７
は煙突を示している。
る場合、水洗浄塔出口ガス温度は最高でも１３０℃であ
るので、水洗浄塔の後段にてガスを加熱する必要があ
り、加熱用の熱交換器１５でガスを加熱する。水洗浄塔
出口のガス温度は、温度計４の計測値に基づいて水循環
用ポンプ７をコントロールすることにより容易に行うこ
とが出来る。また、ＣＯＳ転化器入口ガス温度の制御
は、温度計５の計測値に基づいて加熱用蒸気１６の量を
コントロールすることにより容易に行うことができる。
可燃性ガスを加熱することにより温度が低下した蒸気は
凝縮器１７に送る。図１において他の符号は、それぞれ
１１は吸収液循環ポンプ、１８はＨ2Ｓ 濃度計、１９は
ＣＯＳ濃度計、２１はガスタービン、２４は排熱回収ボ
イラ、２５は蒸気タービン、２３，２６は発電機、２７
は煙突を示している。
【００２６】図４は、本発明によるガス精製システムの
制御手順の一例を示すフローチャート図である。初期は
できるだけ低い反応温度で効率をあげるためにＣＯＳ転
化器を１２０℃で運転する。図２によれば反応温度１２
０℃で触媒性能を向上するためには、反応に必要な水蒸
気濃度を２％程度にすることが好ましい。ＣＯＳ転化器
入口の水蒸気濃度は水洗浄塔出口ガス温度を変化するこ
とで制御し、ここでは図３より水洗浄塔出口温度を８０
℃程度に設定する。もし何等かの理由で触媒性能が低下
し、ＣＯＳ転化器出口のＣＯＳ濃度が増大した場合に
は、反応温度を初期設定よりも増大することで性能を向
上させる。目安としてはＣＯＳ転化器入口の熱交換器の
高温側の蒸気量を増大することで、１０℃刻みで増大す
る。反応温度の増大とともに水洗浄塔出口ガス温度も増
大させて、水蒸気濃度を高めて触媒性能を向上させる。
ＣＯＳ濃度が目標値以下となれば、その時点での反応温
度，水蒸気濃度でＣＯＳ転化器を運転する。
制御手順の一例を示すフローチャート図である。初期は
できるだけ低い反応温度で効率をあげるためにＣＯＳ転
化器を１２０℃で運転する。図２によれば反応温度１２
０℃で触媒性能を向上するためには、反応に必要な水蒸
気濃度を２％程度にすることが好ましい。ＣＯＳ転化器
入口の水蒸気濃度は水洗浄塔出口ガス温度を変化するこ
とで制御し、ここでは図３より水洗浄塔出口温度を８０
℃程度に設定する。もし何等かの理由で触媒性能が低下
し、ＣＯＳ転化器出口のＣＯＳ濃度が増大した場合に
は、反応温度を初期設定よりも増大することで性能を向
上させる。目安としてはＣＯＳ転化器入口の熱交換器の
高温側の蒸気量を増大することで、１０℃刻みで増大す
る。反応温度の増大とともに水洗浄塔出口ガス温度も増
大させて、水蒸気濃度を高めて触媒性能を向上させる。
ＣＯＳ濃度が目標値以下となれば、その時点での反応温
度，水蒸気濃度でＣＯＳ転化器を運転する。
【００２７】図５は、本発明によるガス精製システムの
他の実施例の構成を示す系統図である。図５のシステム
では、ＣＯＳ転化器２の入口に、可燃性ガス中に水蒸気
を供給するための水蒸気供給ノズル２９が設置してあ
る。水洗浄塔３ではガス温度を４０℃程度まで冷却し、
ガス中のＮＨ3 を完全に除去する。この水洗浄では、ガ
ス中の石炭灰を水で洗浄して脱塵する効果もある。ガス
／ガス熱交換器１４及び加熱用の熱交換器１５では、Ｃ
ＯＳ転化器２において（１）式の反応が進行するように
１２０〜１８０℃の反応温度までガス温度を昇温する。
また水蒸気供給ノズル２９によりガス中に水蒸気を補給
する。ＣＯＳ転化器２では（１）式の加水分解反応によ
りＣＯＳをＨ2Ｓ へ転化する。
他の実施例の構成を示す系統図である。図５のシステム
では、ＣＯＳ転化器２の入口に、可燃性ガス中に水蒸気
を供給するための水蒸気供給ノズル２９が設置してあ
る。水洗浄塔３ではガス温度を４０℃程度まで冷却し、
ガス中のＮＨ3 を完全に除去する。この水洗浄では、ガ
ス中の石炭灰を水で洗浄して脱塵する効果もある。ガス
／ガス熱交換器１４及び加熱用の熱交換器１５では、Ｃ
ＯＳ転化器２において（１）式の反応が進行するように
１２０〜１８０℃の反応温度までガス温度を昇温する。
また水蒸気供給ノズル２９によりガス中に水蒸気を補給
する。ＣＯＳ転化器２では（１）式の加水分解反応によ
りＣＯＳをＨ2Ｓ へ転化する。
【００２８】本実施例では、水洗浄塔３の出口ガス温度
を４０℃近辺まで冷却し、排ガス中に含まれるＮＨ3 等
をできるだけ多く水中に吸収できるようにする。この条
件では水洗浄塔３出口のガス中の飽和水蒸気濃度は約
０.３０％ と低くなるため、触媒性能が低下し、ＣＯＳ
転化率８５％以上好ましくは９０％以上を達成できない
おそれがある。このため、ＣＯＳ転化器入口に設置した
水蒸気供給ノズル２９から水蒸気を供給して水蒸気濃度
が５％程度になるようにし、目標値を達成できるように
する。
を４０℃近辺まで冷却し、排ガス中に含まれるＮＨ3 等
をできるだけ多く水中に吸収できるようにする。この条
件では水洗浄塔３出口のガス中の飽和水蒸気濃度は約
０.３０％ と低くなるため、触媒性能が低下し、ＣＯＳ
転化率８５％以上好ましくは９０％以上を達成できない
おそれがある。このため、ＣＯＳ転化器入口に設置した
水蒸気供給ノズル２９から水蒸気を供給して水蒸気濃度
が５％程度になるようにし、目標値を達成できるように
する。
【００２９】
【発明の効果】本発明により、２００℃以下の低温、特
に１２０〜１８０℃の温度でＣＯＳを加水分解して高い
転化率を得るガス精製方法を確立できた。本発明によ
り、ガスの昇温に要するエネルギーを従来よりも低減
し、蒸気タービンの効率低下を抑制することが可能とな
った。又、水蒸気濃度を低くすることで、ＣＯＳ分解触
媒の活性低下を抑制することができた。
に１２０〜１８０℃の温度でＣＯＳを加水分解して高い
転化率を得るガス精製方法を確立できた。本発明によ
り、ガスの昇温に要するエネルギーを従来よりも低減
し、蒸気タービンの効率低下を抑制することが可能とな
った。又、水蒸気濃度を低くすることで、ＣＯＳ分解触
媒の活性低下を抑制することができた。
【００３０】更に水洗浄塔の出口ガス温度を４０℃以下
にし、硫化カルボニル転化器へ導入する前にガスを加熱
して１２０〜１８０℃に高め、更にガス中に水蒸気を添
加して水蒸気濃度を１〜１０％にしたのちＣＯＳ転化器
に導入する発明によれば、１つの水洗浄塔でＮＨ3 を除
去できるという効果も得られる。
にし、硫化カルボニル転化器へ導入する前にガスを加熱
して１２０〜１８０℃に高め、更にガス中に水蒸気を添
加して水蒸気濃度を１〜１０％にしたのちＣＯＳ転化器
に導入する発明によれば、１つの水洗浄塔でＮＨ3 を除
去できるという効果も得られる。
【図１】本発明の一実施例によるガス精製システムの構
成を示す系統図。
成を示す系統図。
【図２】ＣＯＳの加水分解における反応温度とＣＯＳ転
化率との関係を示す図。
化率との関係を示す図。
【図３】水洗浄塔の出口ガス温度とガス中の水蒸気濃度
との関係を示す図。
との関係を示す図。
【図４】本発明のガス精製システムにおける制御手順の
一例を示すフローチャート図。
一例を示すフローチャート図。
【図５】本発明の他の実施例によるガス精製システムの
構成を示す系統図。
構成を示す系統図。
１…触媒，２…ＣＯＳ転化器、３…水洗浄塔、４，５…
温度計、６…冷却用の熱交換器、７…水循環用ポンプ、
８…吸収塔、９…再生塔、１０…液／液熱交換器、１１
…吸収液循環ポンプ、１３…ガス化炉、１４…ガス／ガ
ス熱交換器、１５…加熱用の熱交換器、１６…加熱用蒸
気、１７…凝縮器、１８…Ｈ2Ｓ 濃度計、１９…ＣＯＳ
濃度計、２０…燃焼炉、２１…ガスタービン、２２…ガ
スタービン燃焼器、２３…発電機、２４…排熱回収ボイ
ラ、２５…蒸気タービン、２７…煙突、２８…排熱回収
ボイラ、２９…水蒸気供給ノズル。
温度計、６…冷却用の熱交換器、７…水循環用ポンプ、
８…吸収塔、９…再生塔、１０…液／液熱交換器、１１
…吸収液循環ポンプ、１３…ガス化炉、１４…ガス／ガ
ス熱交換器、１５…加熱用の熱交換器、１６…加熱用蒸
気、１７…凝縮器、１８…Ｈ2Ｓ 濃度計、１９…ＣＯＳ
濃度計、２０…燃焼炉、２１…ガスタービン、２２…ガ
スタービン燃焼器、２３…発電機、２４…排熱回収ボイ
ラ、２５…蒸気タービン、２７…煙突、２８…排熱回収
ボイラ、２９…水蒸気供給ノズル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 穐山 徹 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 (72)発明者 細井 紀舟 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内
Claims (5)
- 【請求項１】炭化水素燃料をガス化することにより得ら
れた可燃性ガスを水洗浄塔に導入して洗浄し、その後、
硫化カルボニル分解触媒を有する硫化カルボニル転化器
へ導入して該ガス中に含まれる硫化カルボニルを加水分
解して硫化水素に転化するようにしたガス精製方法にお
いて、前記水洗浄塔の出口ガス温度を１３０℃以下に
し、前記硫化カルボニル転換器の入口ガス温度を１２０
〜１８０℃にしたことを特徴とするガス精製方法。 - 【請求項２】炭化水素燃料をガス化することにより得ら
れた可燃性ガスを水洗浄塔に導入して洗浄し、その後、
硫化カルボニル分解触媒を有する硫化カルボニル転化器
へ導入して該ガス中に含まれる硫化カルボニルを加水分
解して硫化水素に転化するようにしたガス精製方法にお
いて、前記水洗浄塔の出口ガス温度を制御することによ
り該可燃性ガス中に水蒸気を１０％を超えない範囲で含
有し、その後、該可燃性ガスを１２０〜１８０℃の温度
で前記硫化カルボニル転化器へ導入することを特徴とす
るガス精製方法。 - 【請求項３】炭化水素燃料をガス化することにより得ら
れた可燃性ガスを水洗浄塔に導入して洗浄し、その後、
硫化カルボニル分解触媒を有する硫化カルボニル転化器
へ導入して該ガス中に含まれる硫化カルボニルを加水分
解して硫化水素に転化するようにしたガス精製方法にお
いて、前記水洗浄塔の出口ガス温度を１３０℃以下に制
御して該可燃性ガス中に水蒸気を１０％以下の濃度で含
有し、その後、該可燃性ガスを１２０〜１８０℃の温度
で前記硫化カルボニル転化器へ導入するようにしたこと
を特徴とするガス精製方法。 - 【請求項４】請求項１ないし３のいずれか１つに記載の
方法において、前記水洗浄塔から出るときの前記可燃性
ガスの温度を６０℃以上にして少なくとも１％の水蒸気
を含ませることを特徴とするガス精製方法。 - 【請求項５】炭化水素燃料をガス化することにより得ら
れた可燃性ガスを水洗浄塔に導入して洗浄し、その後、
硫化カルボニル分解触媒を有する硫化カルボニル転化器
へ導入して該ガス中に含まれる硫化カルボニルを加水分
解して硫化水素に転化するようにしたガス精製方法にお
いて、前記水洗浄塔の出口ガス温度を４０℃以下にし、
該可燃性ガスが前記硫化カルボニル転化器へ導入される
前にガス温度を１２０〜１８０℃に昇温し、更にガス中
に水蒸気を添加して水蒸気濃度を１〜１０％にし、その
後、前記硫化カルボニル転化器へ導入するようにしたこ
とを特徴とするガス精製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4485698A JPH11241076A (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | ガス精製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4485698A JPH11241076A (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | ガス精製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11241076A true JPH11241076A (ja) | 1999-09-07 |
Family
ID=12703136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4485698A Pending JPH11241076A (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | ガス精製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11241076A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005226028A (ja) * | 2004-02-16 | 2005-08-25 | Jfe Engineering Kk | ガス中の硫化カルボニルの除去方法 |
| WO2014136632A1 (ja) * | 2013-03-05 | 2014-09-12 | 三菱重工業株式会社 | ガス精製装置およびガス精製方法 |
| WO2017006724A1 (ja) * | 2015-07-03 | 2017-01-12 | 三菱重工業株式会社 | 原料ガスの精製装置、及び精製方法 |
| JP2017160441A (ja) * | 2017-03-31 | 2017-09-14 | 三菱重工業株式会社 | ガス精製装置およびガス精製方法 |
| WO2019177012A1 (ja) * | 2018-03-14 | 2019-09-19 | 三菱重工エンジニアリング株式会社 | ガス精製装置 |
-
1998
- 1998-02-26 JP JP4485698A patent/JPH11241076A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005226028A (ja) * | 2004-02-16 | 2005-08-25 | Jfe Engineering Kk | ガス中の硫化カルボニルの除去方法 |
| WO2014136632A1 (ja) * | 2013-03-05 | 2014-09-12 | 三菱重工業株式会社 | ガス精製装置およびガス精製方法 |
| JP2014169413A (ja) * | 2013-03-05 | 2014-09-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガス精製装置およびガス精製方法 |
| AU2014227165B2 (en) * | 2013-03-05 | 2016-06-09 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Gas purification device and gas purification method |
| US9845438B2 (en) | 2013-03-05 | 2017-12-19 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Gas purification apparatus and gas purification method |
| WO2017006724A1 (ja) * | 2015-07-03 | 2017-01-12 | 三菱重工業株式会社 | 原料ガスの精製装置、及び精製方法 |
| JP2017160441A (ja) * | 2017-03-31 | 2017-09-14 | 三菱重工業株式会社 | ガス精製装置およびガス精製方法 |
| WO2019177012A1 (ja) * | 2018-03-14 | 2019-09-19 | 三菱重工エンジニアリング株式会社 | ガス精製装置 |
| JP2019156984A (ja) * | 2018-03-14 | 2019-09-19 | 三菱重工エンジニアリング株式会社 | ガス精製装置 |
| EP3750975A4 (en) * | 2018-03-14 | 2021-04-21 | Mitsubishi Heavy Industries Engineering, Ltd. | GAS PURIFIER |
| US11760950B2 (en) | 2018-03-14 | 2023-09-19 | Mitsubishi Heavy Industries Engineering, Ltd. | Gas purification device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050527 |
|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050607 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20051018 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |