JPH11314021A - 硫化水素の燃焼方法 - Google Patents

硫化水素の燃焼方法

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JPH11314021A
JPH11314021A JP10124580A JP12458098A JPH11314021A JP H11314021 A JPH11314021 A JP H11314021A JP 10124580 A JP10124580 A JP 10124580A JP 12458098 A JP12458098 A JP 12458098A JP H11314021 A JPH11314021 A JP H11314021A
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JP
Japan
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hydrogen sulfide
combustion
air
gas
oxygen
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JP10124580A
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English (en)
Inventor
Akio Ueda
昭雄 植田
Rikuo Yamada
陸雄 山田
Toshiyuki Ueda
俊之 上田
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Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高濃度の硫化水素を完全燃焼させ、無水硫酸
の生成を防止する。 【解決手段】 高濃度の硫化水素を燃焼させる硫化水素
燃焼炉11において、空気比を1.0〜1.2として過
剰な酸素による無水硫酸の生成を抑制し、酸素濃度を2
5Vol%以上として硫化水素を完全に酸化し硫化水素
の残留を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、硫化水素の燃焼方
法に係り、特に石炭ガス化装置からの高濃度硫化水素を
燃焼させ亜硫酸ガスとする硫化水素の燃焼方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、石炭をガス化するガス化炉には、
固定層、流動層、気流層の各方式が提案されている。こ
れらの方式のうち気流層は、石炭を微粉にしたものを酸
化剤と共に石炭灰の融点以上の温度(1300〜160
0℃)のガス化炉に供給してガス化させるため、他の方
式よりガス化効率が高い。また、利用出来る炭種が多
く、環境適合性に優れているという特徴を有し、合成ガ
ス、複合発電、燃料電池の燃料及び原料に適しているの
で開発が進められている。石炭中には硫黄分が含まれ、
この硫黄分はガス化炉で硫化水素、硫化カルボニルに変
換される。その濃度は石炭中の硫黄含有量により支配さ
れるが、数100〜数1000ppmの範囲に有る。ガ
ス化により生成したガスを合成ガス、複合発電、燃料電
池の燃料及び原料に用いる場合、生成したガス中の硫化
水素、硫化カルボニルを除去する必要が有り、その脱硫
方式には乾式法と湿式法が知られている。乾式法は脱硫
剤の鉄、ニッケル酸化物に硫化水素を反応させた後、酸
素を含むガスで酸化させると硫黄を遊離すると共に脱硫
剤を再生するが、脱硫剤が粉化し損失となる欠点が有
る。一方、湿式法はアルカノールアミン吸収液を用いて
硫化水素を吸収させた後、吸収液から硫化水素を脱離さ
せクラウス反応により単体硫黄を回収する。しかし、回
収した硫黄の需要が低迷し、可燃性の危険物であること
により問題が多い。従って石灰石膏脱硫方法により石炭
中の硫黄分を石膏として回収すれば、需要が有り安定し
た性状であるから石炭ガス化複合発電のように大量の石
炭を消費するプラントに適している。石炭ガス化に石灰
石膏脱硫方法を適用するには、好ましくないクラウス法
に代わり湿式法からの高濃度硫化水素を酸化して亜硫酸
ガスとし、石灰石膏脱硫方法で処理すれば良い。硫化水
素の燃焼方法としてはクラウス法の最初の工程で硫化水
素を部分酸化して、モル比で硫化水素の二分の一の亜硫
酸ガスを得ている。 2H2S+3O2→2SO2+2H2O…………(1) 2H2S+SO2→3S+2H2O ……………(2)
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、高濃度硫化
水素を燃焼させて亜硫酸ガスとし、石灰石膏脱硫方法で
処理しようとすると様々な問題が予測される。 1)従来の硫化水素燃焼技術は部分酸化であるから燃焼
排ガス中に未燃の硫化水素を残さないという配慮が無
く、排ガス中の有毒な硫化水素が石灰石膏脱硫方法の吸
収塔で吸収されず排ガスと共に環境に放出される。 2)燃焼排ガス中に未燃の硫化水素を残留させないため
には、(1)式において硫化水素に対して過剰の酸素を
供給すればよい。例えば空気比1.5で硫化水素を燃焼
させれば未燃分の問題は解消するが、過剰の酸素は
(3)式のように硫化水素を燃焼させて生成した亜硫酸
ガスを更に酸化して無水硫酸とし、(4) 式のように
無水硫酸は水と反応して微細な硫酸ミストになり石灰石
膏脱硫方法 の吸収塔で吸収されず排ガスと共に環境に
放出される。また、脱硫装置の煙道 を腐食させる原因
となる。 2SO2+O2→2SO3 ……………………(3) SO3+H2O→H2SO4……………………(4) 本発明の目的は、高濃度の硫化水素を完全燃焼させ、無
水硫酸の生成を防止することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的は、硫化水素を
燃焼用空気により燃焼させて亜硫酸ガスを生成する硫化
水素の燃焼方法において、燃焼用空気の酸素濃度を25
Vol%以上とし、空気比を1.0〜1.2とすること
により達成される。上記目的は、石炭をガス化して得た
石炭ガスから分離した硫化水素を燃焼用空気により燃焼
させて亜硫酸ガスとする硫化水素燃焼工程と、亜硫酸ガ
スを石灰石スラリにより吸収する脱硫工程とを有する石
炭ガス化方法において、燃焼用空気の酸素濃度を25V
ol%以上とし、空気比を1.0〜1.2とすることに
より達成される。燃焼用空気の酸素濃度を空気分離によ
り得た酸素を用いて25Vol%以上とすることが望ま
しい。燃焼用空気の酸素濃度を酸化剤の酸素を用いて2
5Vol%以上とすることが望ましい。上記構成によれ
ば、酸素分圧を高めることにより硫化水素を完全に酸化
し、残留硫化水素を無くすことができる。また、酸素分
圧を高めることにより反応温度が上昇し酸化反応が促進
される。そして、硫化水素の酸化後に残留する酸素を最
小限にすることにより、無水硫酸の生成を防止すること
ができる。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
より説明する。図1は本発明の実施の形態の構成を示す
フローチャートである。1は図示せざる石炭ガス化炉3
0で発生した硫化水素を含む石炭ガスを導く石炭ガスラ
イン、2はアルカノールアミン吸収液を用いて石炭ガス
中の硫化水素を吸収する硫化水素吸収塔、3は脱硫した
石炭ガスを図示せざるガスタービン90へ導く精製ガス
ライン、4は吸収液8から硫化水素を脱離させる脱離
塔、11は吸収液8から脱離した高濃度の硫化水素を燃
焼させる硫化水素燃焼炉、15は燃焼により生成した亜
硫酸ガスを図示せざる吸収塔70へ導く燃焼排ガスライ
ン、16はファン14から燃焼用空気を硫化水素燃焼炉
11へ導く燃焼用空気ライン、12は燃焼用空気ライン
16へ酸素源から高濃度の酸素を注入する酸素ラインで
ある。本実施の形態ではこのようにして燃焼用空気の酸
素濃度を25Vol%以上とし、空気比を1.0〜1.
2としている。本実施の形態の燃焼方法により硫化水素
燃焼炉11で未燃の硫化水素、無水硫酸を発生すること
無く高濃度の硫化水素を亜硫酸ガスに変換する。硫化水
素燃焼炉11の制御は燃焼用空気ライン16中の燃焼用
空気の酸素濃度を検出し、酸素ライン12から注入する
酸素量を調節し酸素濃度が25Vol%以上となるよう
にする。あるいはファン14から硫化水素燃焼炉11へ
供給する燃焼用空気を調節する弁の開度に対応して酸素
ライン12から注入する酸素量を調節する弁の開度を連
動させてもよい。また、硫化水素供給量に応じて酸素ラ
イン12から注入する酸素量を調節してもよい。要する
に、燃焼用空気の酸素濃度25Vol%以上とし、空気
比を1.0〜1.2とする条件が満足できれば手段は問
わない。
【0006】次に本発明の根拠となるデータを説明す
る。図2は本発明の実施の形態のデータを示す図表であ
る。本図は燃焼試験の結果を図表にしたもので、横軸は
供給する燃焼用空気の酸素濃度を示し、縦軸は燃焼ガス
中の残留硫化水素及び生成無水硫酸の濃度を示す。燃焼
試験は50Vol%濃度の硫化水素に対し、空気比が
1.1から2.0までの4ケースにつきそれぞれ燃焼用
空気の酸素濃度を変化させ、燃焼ガス中の残留硫化水素
及び生成無水硫酸の濃度を分析した。酸素濃度21Vo
l%以上は空気に酸素ボンベから酸素を注入した。試験
の結果、空気比の如何に拘らず酸素濃度を25Vol%
以上とすれば残留硫化水素は検出限界以下となり、空気
比を1.0〜1.2とすれば酸素濃度の如何に拘らず生
成無水硫酸は検出限界以下となった。従って、空気比を
1.0〜1.2として過剰な酸素による無水硫酸の生成
を抑制し、酸素濃度を25Vol%以上として硫化水素
を完全に酸化し硫化水素の残留を抑制できる。
【0007】次に本発明の他の実施の形態を説明する。
図3は本発明の他の実施の形態の構成を示すフローチャ
ートである。本図に示す基本的な構成は図1と同じであ
るが、大気を空気分離装置20へ供給して窒素を分離し
酸素濃度を25Vol%以上に高めて硫化水素燃焼炉1
1の燃焼用空気としている。空気分離装置20には酸素
濃度を25Vol%に高める場合、モレキュラシーブを
用いた吸着式が設備費、運転費共に安くなる。
【0008】図4は本発明の他の実施の形態の構成を示
すフローチャートである。本図は石炭ガス化装置に図1
に示す実施の形態を適用した例を示す。石炭ガス化装置
の酸化剤の酸素を空気分離装置50から酸素ライン53
により導き酸素ライン12から燃焼用空気ライン16内
へ注入して酸素濃度を25Vol%以上に高める例であ
る。本図では燃焼用空気を供給するファン14を示して
いるが、空気圧縮機80による圧縮空気を供給しても良
い。また、燃焼用空気に代わり深冷式の空気分離装置5
0で分離した酸素のみを硫化水素燃焼炉11へ供給して
も良い。
【0009】
【発明の効果】本発明によれば、酸素分圧を高めること
により硫化水素を完全に酸化して残留硫化水素を無く
し、硫化水素の酸化後に残留する酸素を最小限にするこ
とにより、無水硫酸の生成を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の構成を示すフローチャー
トである。
【図2】本発明の実施の形態のデータを示す図表であ
る。
【図3】本発明の他の実施の形態の構成を示すフローチ
ャートである。
【図4】本発明の他の実施の形態の構成を示すフローチ
ャートである。
【符号の説明】
1 石炭ガスライン 2 硫化水素吸収塔 3 精製ガスライン 4 脱離塔 8 吸収液 10 硫化水素ライン 11 硫化水素燃焼炉 12 酸素ライン 13 空気ライン 14 ファン 15 燃焼排ガスライン 16 燃焼用空気ライン 20 空気分離装置 21 窒素ライン 30 石炭ガス化炉 40 石炭 50 空気分離装置 53 酸素ライン 60 脱塵装置 62 脱硫装置 70 吸収塔 71 排ガスライン 80 空気圧縮機 81 圧縮空気ライン 82 圧縮空気ライン 90 ガスタービン 100 廃熱回収ボイラ 110 煙突

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 硫化水素を燃焼用空気により燃焼させて
    亜硫酸ガスを生成する硫化水素の燃焼方法において、前
    記燃焼用空気の酸素濃度を25Vol%以上とし、空気
    比を1.0〜1.2とすることを特徴とする硫化水素の
    燃焼方法。
  2. 【請求項2】 石炭をガス化して得た石炭ガスから分離
    した硫化水素を燃焼用空気により燃焼させて亜硫酸ガス
    とする硫化水素燃焼工程と、該亜硫酸ガスを石灰石スラ
    リにより吸収する脱硫工程とを有する石炭ガス化方法に
    おいて、 前記燃焼用空気の酸素濃度を25Vol%以上とし、空
    気比を1.0〜1.2とすることを特徴とする石炭ガス
    化方法。
  3. 【請求項3】 前記燃焼用空気の酸素濃度を空気分離に
    より得た酸素を用いて25Vol%以上とすることを特
    徴とする請求項2に記載の石炭ガス化方法。
  4. 【請求項4】 前記燃焼用空気の酸素濃度を酸化剤の酸
    素を用いて25Vol%以上とすることを特徴とする請
    求項2に記載の石炭ガス化方法。
JP10124580A 1998-05-07 1998-05-07 硫化水素の燃焼方法 Pending JPH11314021A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109060590A (zh) * 2018-10-19 2018-12-21 河南理工大学 煤层硫化氢气体含量测定系统及测定方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109060590A (zh) * 2018-10-19 2018-12-21 河南理工大学 煤层硫化氢气体含量测定系统及测定方法
CN109060590B (zh) * 2018-10-19 2021-02-05 河南理工大学 煤层硫化氢气体含量测定系统及测定方法

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