JPS60186592A - 還元ガスの脱硫法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 る還元ガス、とくに鉄泉浴反応炉で発生される還元ガス
の塩基性固体による脱硫のだめの方法に関する。

硫黄含有化石燃料から、たとえば種々の石炭ガス化法に
より得られた還元性ガスの脱硫のための公知法は、低い
温度で行われる。還元プロセスのためにこの脱硫した還
元ガスを用いる際に、ガスは従って再び還元温度にされ
なければならず、このことは著しいエネルギー損失をも
たらす。

還元ガスが鉄泉浴反応炉で得られ、微細な炭と酸素が鉄
泉浴に供給される別の公知法においては、炭に伴う硫黄
の大部分は鉄泉浴から取出されて、鉄車浴上に構成され
る塩基性スラグ中に移行する。消耗したスラグの搬出に
よって硫黄は同様に除かれる。しかし燃料と共に持込ま
れた硫黄の一部は、生成した還元ガス中に入り込む。こ
れは、主に微細な鉄粒子から成りかつ少量のスラグを含
むプロセス中で発生する塵に沈積する。還元ガスの温度
が低ければ低い程、沈積は犬牲い。６００℃よシ下では
この沈積はほぼ十分である。この際、著しく微細なこの
塵の分離が極めて困難であることが欠点である。

さらにそのような場合、還元プロ化２，でガスを用いる
ために還元温度につまり約９００℃に再び加熱すること
が必要である。中間冷却が行われないなら、硫黄化合物
の小部分のみが席上に沈積し、大部分は還元ガス中に留
って、これと共に後接の還元プロセスに移行する。

本発明は、上述の技術分野の方法において中間冷却なし
で硫黄不含の還元ガスを得るという課題に基礎を置く。

この課題は、特許請求の範囲第１項の後段に示した特徴
を持つ方法により解決される。

すなわち本発明はプロセスガスとして直接用いられる還
元ガスを塩基性固体により脱硫する方法において、微小
粒状の塩基性固体物質を還元，ガスと反応しない搬送ガ
スによシ移送し、反応装置として構成された搬送路の始
まりで熱い還元ガスに混合し、そして搬送路の通過後に
硫□　黄を負った状態で再び分離することを特徴とする
方法であろう この新しい方法は、化石燃料から還元ガスを作る公知の
方法、いわゆる石炭ガス化法のために用いることができ
、特に得られた還元ガスが極めて少しの酸素能力を持つ
場合に用いることができる。鉄泉浴反応炉に前接する直
接還元プロセスにおいて用いられる、鉄泉浴反応炉で発
生した還元ガスに対して用いるのが特に有利である，こ
のやり方で製鋼プロセスは連続的にかつ閉サイクルで運
転できる。

本発明の有利な実施態様は、特許請求の範囲第２〜１１
項に記載され、また以下で説明される。

塩基性固体物質として公知の脱硫剤、たとえばドロマイ
ト、ソーダ、マグネシアが考慮される。焼成カルクを用
いることが好ましい。搬送ガスとして、還元ガスと反応
しない総てのガスが考慮されるが、しかしコストの点で
窒素及び一酸化炭素がまず考慮される。

塩基性固体物質は、反応装置として構造された搬送路の
始めにおいて、そこに配置された複数のノズル（これは
搬送路の周辺に分布され、また場合により複数の直径平
面内に配置される）を通して搬送ガスにより、添加され
た物質が還元ガスと渦動下に良好に混合されるように吹
き込まれる。搬送路の長さ及び直径は、８〜２０ｍｌＢ
の還元ガスの流速において搬送路中のガスの滞在時間が
５〜２０秒となるように調節される。熱い還元ガス中に
存在する硫黄化合物たとえばＨ２Ｓ及びＣＯＳの二酸化
硫黄への結合除去明細篇の作出（内容に変更なし１ （Ａｂｂｉｎ４ｕｎｇ　）は約７００℃で最も完全に起
る。

しかし１４００℃までのよシ高い温度で、それは少しだ
け低減し、従って直接還元法のために必要なような高い
温度においても硫黄結合除去のためのほぼ最適の挙動が
達成される。

塩基性物質のだめの吹き込み流は、還元ガスの流れ方向
に対していく分傾斜しておシ、その際好ましくは流れ方
向に対して少し角度がついている。角度は６０〜１２０
°、好ましくは１００〜１２０°であることができる。

搬送路を短かくするだめに、その中に塩基性固体物質及
び場合により塵から成る臨界点を越える（　ｕｂｅｒｋ
ｒｉｔｉｓｃｈｅ　）流動層を形成することが好ましい
。そのために流動漏斗状部が備えられ、個々の場合にお
けるその大きさは、シー（Ｒθｈ）ｏ論文、ダス　ビル
ベルン　ホン　ケルニゲム　ブト　イム　シュランケン
　ティツユゾール　アルス　グレンツッスタント　ツビ
ッシエン　ビルベルジヒト　ラント　ニューマテツシエ
ルフエルデルンク（Ｄａｅ　Ｗｉｒｋｅｌｎ　ｖａｎＧ
ｒｅｎｚｚｕｓｔａｎａ　ＺＷｉｓＣｈｅｎ　Ｗｉｒｂ
ｅｌｓｃｈｉｃｈｔ　ｕｎｄＰｎｅｕｍａｔｉｅｃｈｅ
ｒ　Ｆｏｒｄｅｒｕｎｇ）、テーバ−カールスル−へ（
ＴＨＫａｒ’１ｓｒｕｈｅ　）　、　１９６１年５月、
第５６頁の σＧ る。

十分な硫黄結合除去のために十分な量で加えられる塩基
性固体物質は、分級された物体として約２００〜約２０
００μの粒子大きさを持つ。

硫黄を負った塩基性物質の分離のために、搬送路の末端
に好ましくはサイクロンが備えられ、これは固体物質の
小さい方の粒子分画も支配的温度において分１１ｔされ
るように設計される。その際サイクロンの大きさは合理
的には、ムシエルクナラ７　（Ｍｕｅｃｈｅ’１ｋｎａ
ｕｔｚ）の論文、再論された報文アウスレグンク　ホン
　ツィクロンアブシエイデルン　イン　デル　テヒニシ
ェン　プラクシス（Ａ、ｕｓｌｅｇｕｎｇ　ＶＯｎ（工
業的実地におけるサイクロン分離の解説）スタツク（Ｓ
ｔａｕｂ　）　５０　（１９７０）’、　１８７〜１９
５頁、に従って計算される。

本発明に従う方法の別の有利な実施態様は、搬送路から
の分離の次に、硫黄を負った固体物質の篩分けを後接す
ることである。

／ ／ ／ ７／ ／ ダ、′。

７／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ 篩残渣、従って比較的大きな粒子の固体物質は、それが
一般Ｋまだ消耗していないので、新鮮な塩基性固体物質
と共にリサイクルするのが有利である。このやシ方で大
量の塩基性固体物質を節約できる。篩を通過した比較的
小さな粒子分画は、結合され沈積された硫黄（従って一
般にＣａＳとして存在する）と共にプロセスから除去さ
れる。篩分けして除かれる粒子分画とリサイクルされる
粒子分画の比は、篩の適当な調節又は適当な分離装置に
よって都度の望む値に調整できる。

図に示したフローシー）Ｋより本発明の実施態様を詳し
く説明する。ここで還元ガスは鉄泉浴反応器で得られる
。

鉄泉浴反応炉１中で、約１００ｔの、約１４００℃の温
度のかつ約５％の炭素含量の液状鉄浴２に約２６０　Ｎ
ｍ３／分の量の酸素と約４２ｏｋｇ１分の量の微粉炭を
自体公知のノズルを通して吹き込む。微粉炭は下記の組
成を持つ。

７．８　％　Ｃ ８．５％　揮発性成分 １６％灰 １．５％　Ｓ 灰は、はぼ下記の物を含む： ５３％　ＦｌｉＯ□ ６０％　Ａ１２０５ ５％　ａａＯ ７２％　Ｍ９０ ６％　Ｆｅ２０３ ２％　残部（アルカリなど）。

浴に更に、約７０＃Ｉ／分の量の過熱水蒸気を供給する
。これは鉄浴の温度を１４００℃の上述の温度に調節し
、同時に還元ガスの還元性成分として水素を得るために
役立つ。発生した還元ガス量は、約８００　Ｎｍ５７分
であった。

転炉として構成された鉄泉浴反応炉１の口３に捕集蓋部
４が取外し可能に接合され、これによシ還元ガスは、捕
集蓋４中に開口する搬送路としてのガス導管５中に進む
。ガス導管５の始まりに、導管の周辺に一様に分布され
た吹込みノズル６の項が配置され、これはガス導管５の
軸に対して斜めに置かれ、かつこの軸に対する角度を動
かしうる。ガス導管５に流動漏斗部７ならびにサイクロ
ン８が接続され、サイクロンの出口漏斗部に篩装置９が
結合される。ガス導管５は還元装置１０に接続され、こ
れからここで出来た海綿軟鉄は鉄泉浴反応炉１に溶融ま
で供給される。

ノズル６を通して、約１７０ＩＣ９７分１７）２００〜
１０００μの粒子を持つ分級した軟焼酸カルク及び約４
０ｋｆｌ１分の微粉炭を導管５中の熱い還元ガスに供給
する。この量の流れは、還元装置１０で過剰になった浄
化された遣元−リサイクルガスで搬送される。リサイク
ル量は合計的４８０１ｍ５／分であり、約２５０’Ｃに
予め加熱される。ノズル６に装備され７’ｃｉ鮮なカル
クのだめの供給導管１１は、別の導管１２と接続され、
これを通して浄化された還元−リサイクルガス中のカル
クが供給される。その際、部分的に硫黄化合物を負って
いるが、しかしまだ消耗されていない固体物質粒子が顧
慮され、これは篩装置９の篩残液を構成する。サイクロ
ン８から分離された固体物質のこの比較的大色な分画け
、貯留器１３に集められ、気体圧力供給装置１４によシ
導管１２に配量供給される。微粉炭の添加は、還元ガス
中に含まれる二酸化炭素と水蒸気成分を還元するために
役立つ。

篩装置９を通過したカルク微粒分画は、導管１５を通っ
てミキ？−１６に送られ、そこで貯留器１７から供給さ
れる微粉炭と混合される。

この混合物は、気体圧力供給装置１Ｂにより鉄泉浴反応
炉１の底のノズルから導入される。このやシ方で行われ
るカルクの供給は、それが鉄車浴上での塩基性のスラグ
の形成のために十分てあり、そのＯａＯ／Ｓ　ｉ　Ｏ２
比が約２．５であるように調節される。消耗したスラグ
の搬出によ妙、同時に硫黄が本方法のリサイクル路から
取出される。

上述した定義に従い１〜３０間にあるスラグ上述の実施
態様においてこの調節は、篩通過が５００μ未満である
ように行われる。鉄泉浴に供給される微粉炭の灰分が少
い場合、篩通過分画及び従って鉄泉浴反応炉に供給され
るカルタ量を少なくできる。約８％の灰分の場合、約５
０に９７分のカルク添加とされ、これは５００μよシ小
さい篩通過の粒子分画に対応する。

ガス導管５中の還元ガスの流速は、鉄泉浴１中の超過圧
の制御によシ調節される。鉄泉浴が用いられない別の方
法では、速度は吸引又は加圧吹込みにより公知のやり方
で調節及び制御で趣る。

【図面の簡単な説明】

図は本方法を実施する装置の例のフローシートである。 図中の数字は下記を意味する＝１・・・鉄泉浴反応炉 ５・・・ガス導管（搬送路） ６・・・吹込みノズル ７・・・流動漏斗部 ９・・・篩装置 １０・・・還元装置 代理人江崎光好 代理人江崎光史 −チー３．蜂−無一監」＝、、＝−、ヵえ、昭和ｚ０＋
１　り　月１０］−１ 特許庁長官　志　賀　学　殿 １、’Ｊｌ’件の表示 昭和４７年特許願第２り７０ψ３シ」 ２、　発明の名４ｈ・ 釆（カ・夕、敵機免 ３、　補正をする者 小イ′１との関係　出願人 ４　代理人 １：　１ＪＩｉ　東）ｒＥ都港に虎ノ門二ｊ’１１８番
１す（１，εの１″純気ビル）〔小話０３　（５０２）
　１４７　Ｇ　（代）；）〕別紙の通り　万感　Ｃ夏）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　プロセスガスとして直接用いられる還元ガスを塩
   基性固体により脱硫する方法において、微小粒状の塩基
   性固体物質を還元ガスと反応しない搬送ガスにより移送
   し、反応装置として構成された搬送路の始まりで熱い還
   元ガスに混合し、そして搬送路の通過後に硫黄を負った
   状態で再び分離することを特徴とする方法う ２　塩基性固体物質が、ガスの流れ方向に対しである角
   度を持って、反応装置の周辺にわたって熱い還元ガス流
   中に吹き込まれる特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５　角度が６０〜１２０°である特許請求の範囲第２項
   記載の方法。 ４、　反応装置の大きさ及びガス速度の適当な設定によ
   り搬送路中の塩基性固体物質を浮遊状態に保ち、かつそ
   の末端でサイクロンにより分離する特許請求の範囲第１
   項〜第３項のいずれか一つに記載の方法。 ５、熱い還元ガスが塵を形成する不純物を含み、搬送路
   中において塩基性固体物質及びあるいは塵から成る臨界
   点を越えた流動層が形成されている特許請求の範囲第４
   項記載の方法。 ６　分離された塩基性固体物質を篩分けし、篩残渣をリ
   サイクルしかつ新しい塩基性固体物質をさらに添加混入
   する特許請求の範囲第１項〜第５項のいずれか一つに記
   載の方法。 ｌ　予熱した搬送ガスを用いる特許請求の範囲第１項〜
   第６項のいずれか一つに記載の方法う８、　還元ガスが
   鉄泉浴反応炉で得られかつこれに前接する直接還元プロ
   セスで用いられるものであり、搬送ガスとしてリサイク
   ル還元ガスが用いられる特許請求の範囲第１項〜第７項
   のいずれか一つに記載の方法。 ９　分離された硫黄を負った固体物質の少くとも一部を
   鉄泉浴反応炉に導入する特許請求の範囲第８項記載の方
   法。 １０　篩通過物が鉄泉浴反応炉における塩基性スラグの
   形成のために十分であるように篩分けを調節する特許請
   求の範囲第９項記載の方法。□１１、塩基性固体物質に
   微粉炭を特徴とする特許請求の範囲第８項〜１０項のい
   ずれか一つに記載の方法。