JPS63224729A - 中絞りを入れた移動床式の気固接触装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は産業上広く利用されている移動床式気固反応装
置や充填層式集塵装置に関するものであって、排出装置
の小型化及びより安価な材質を用い得る構造であるため
に低コスト化が可能となった移動床式の気固接触装置に
関する。

〔従来の技術〕

移動床式気固装置の利用分野は広く、吸着剤として炭素
質吸着剤を使用して煙道ガス中のＥＩＯＸ　ｒｔ吸着除
去する乾式脱硫装置、高濃度Ｅ３０゜含有ガス中のｓｏ
、ｆｔ炭素質材等でＨ，Ｆ３等に還元するための還元反
応器や石炭のガス化炉等様々な分野で使われている。

例えば、高濃度Ｓｏ、含有ガスを炭素質材等で還元を行
なうための移動床式気固還元反応器についても、様々な
構造のものが使用されている。

本発明者らは特願昭５８−２２３２５４号明細書におい
て、第６図に示すよりなＳｏｌ還元器を提案している。

同図において、１はＳＯ！還元反応器、２は多段式回転
火格子、３は炭素質移動調整用傾斜板、４は原料ガス入
口、５は原料ガス吹き出し口、６は炭素質材入口、７は
灰及び未燃焼炭素質出口、８は回転軸、９は還元ガス出
口を示す。原料ガス人口４より導入された５Ｏ３ｉ含有
するガスは、回転軸８ｆｔ通って多段式回転火格子２の
原料ガス吹き出し口５より、回転しつつ炭素質材充填層
に導入され、還元反応を受ける。炭素質材は炭素質材人
口６より反応器１ＶＣ充填され、流下しつつ原料ガス及
び原料ガスにあらかじめ添加されている酸素性と反応し
、反応後の灰及゛び未燃焼炭素質材は、炭素質移動調整
用傾斜板３と多段式回転火格子２とのすき間から下方部
に落下し、出ロアより排出される。反応後のガスは反応
器１の上部に設けられた還元ガス出口９から排出する。

この反応器は運転の安全性を達成できるという利点を有
していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、第６図に示したような方式の反応器は、大型
化しようとすると、問題点があることが判明した。通常
、高濃度Ｓｏ、含有ガスの還元反応装置の多段式回転火
格子として、汎用セラミック製のものが使用されている
。これは、層内で約７００〜１４００℃の高温反応を行
っているので、通常の金属を使用できないためである。

反応装置を大型化する場合この排出用の多段式回転火格
子も大型化しなけれはならない。

しかし、この火格子は前記のようにセラミック製である
ため、大型化は製造技術上困難な点もあるに加えコスト
も高価になる。

そこで、本発明者らは第７図に示すような構造の装置を
考案した。この装置は第７図から明らかなように、充填
層の下部ケコーン方式とすることにより、排出装置が充
填層に比して小型でも運転できるようにしである。また
、ガスは第６図の装置と同様に回転火格子２から吹き出
させて、炭素質材と反応させる。しかし、この反応器で
はガスの吹き出し部５が中央にあることと、充填層の直
径が大きいことから、ガスが層全体に広がらずに中央部
にがたより、充分な反応を行ない得ない場合があった。

本発明はこのような従来法の現状に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、上記の問題点を解決して、移動
床式の気固接触装置の大型化を行なう上で、装置のコス
トダウンを計ることが可能であり、反応器として使用す
る場合に充分な反応率を達成できる改良された移動床式
の気固接触装置を提供することＫある。

〔問題点を解決するための手段、作用〕本発明は、装置
上部には固体導入部、下部には排出装置を有する、重力
を利用した移動床式気固接触装置において、該装置内面
ｌＣ１ケ所または上下間に複数ケ所の絞り部分が設けら
れており、該絞りの下部に形成される空間部を気体及び
／又は固体の通路としてあることを特徴とする気固接触
装置である。

本発明装置の実施態様としては、上記排出装置が、その
取付孔の直径ｄと絞り上部の装置内径りの比ａ　／　Ｄ
が、絞り１ケ所当り捧〜兎であつて、多段式回転火格子
及び移動調整用傾斜板を有してなり、本体装置と最大ｙ
２Ｄ偏心しているものが特に好ましい。

さらに多段式回転火格子の回転軸内１１−を気体を通さ
ないで、絞りの下部に形成される空間部を気体の流入・
分散の通路とし、気体の流入は装置外周の接線方向とす
ることも本発明の特に好ましい実施態様である。

本発明は、その使用温度が常温〜１４００℃であり、固
体が通気性粉粒体であるものも特に好ましい実施態様で
ある。

以上のような特に好ましい実施態様を満足し、絞りの上
面傾斜角が４５〜７０°、下面傾斜角が１０〜３０°、
絞り比がＩＡ−髄、先端部厚さが５０〜５００−である
本発明装置を高濃度Ｓｏ、含有ガスの還元反応器として
用いると大型であっても充分な反応率が達成できて、し
かも装置コストは安価であり、非常に有利である。

以下図面を参照して本発明装置の構成と作用を具体的に
説明する。

第１図は本発明の気固接触装置の一実施例の概略断面図
である。本発明装置は第１図のように、縦型の移動床式
気固接触装置１の内部に中絞ｊＤ１０を、設け、該中絞
り１０の下側の空間をガス通路とし、また装置１の下部
の反応停止部１３をコーン構造としてあり、該コーン構
造の下部に炭素質移動調整用傾斜板３と多段式回転火格
子２倉有する小型の排出装置を設けである。

例えば高濃度Ｓｏ、含有ガスを炭素質材にて還元を行な
うだめの移動床式気固還元反応器として用いる場合に、
原料ガスは、絞り１０の下側に設けた原料ガス人口１１
より反応器１内に導入され還元反応を受け、還元ガス出
口９から排出される。炭素質材は炭素質材人口６より反
応器１に充填され、絞り１０上部の反応部１２でガスと
反応し、反応後の灰及び未燃焼炭素質材は、反応停止部
１３を通って炭素質移動調整用傾斜板３と多段式回転火
格子２とのすき間から下方部に落下し、出ロアより排出
される。

このように本発明の装置は中絞りの下側全コーン構造と
して下部に小型排出装置を用いることで、装置を大型化
しても比較的小型の排出装置を使用できること、すなわ
ち従来装置より、排出装置の小型化を可能とすると共に
、絞９部分の下側にできる空間を気体及び又は固体の通
路として使用する。さらに詳しくは、絞りの下側の空間
部を気体の流入・分散の通路、気体の排出の通路、例え
ば粉粒体の流入の通路、粉粒体と気体の混合流体の流入
・分散の通路、微細化粉粒体と気体の混合流体の排出の
通路として用いる。このように反応器の外周側から気体
等を導入・排出するので、従来の中心部から、ガスを拡
散する場合よシも均一な分散ができる。

ガス等の流入方向は容器外周の接線方向とすることが好
ましい。

本装置において用いる固体、粉粒体としては、通気性の
ある各種粉粒体が好ましい。移動床式気固反応器の大型
化において、回転火格子をさほど大型化することなく、
ガスの均一分散が可能となり、大型化に伴なうコストダ
ウン等ができるようにしたものである。

さらに本発明の作用として、本発明を高温反応を行なう
ための反応器として使用する場合、反応ガスが絞りの下
側から供給されるため、高温反応部がこの絞りの上側と
なるので、例えば高温反応部の温度が７００〜１０００
℃あったとしても、絞りの下部の反応停止部では、おお
むね４５０℃以下になり、用途によっては、製造・取扱
・経済性等で優利な金属材料製の排出装置も、従来のセ
ラミック使用のものと合わせて使用できる。

第２図は本発明の装置を大型の高濃度Ｓｏｔ含有ガス還
元反応器として用いた実施例を示すもので、本実施例で
は絞りの材質は、セラミック、耐熱Ｖンガ、耐熱不定形
耐火物等の耐熱材料であるが、運転温度が低い場合には
、金属も使用できる。排出装置２の取付孔の直径ｄと絞
り１０の上部の装置内径りの比は、Ａ−兎であり、絞り
の上面傾斜角ａは４５〜７０°、下面傾斜角すは１０〜
３０°、絞υ比θ／Ｄはμ〜％、先端部属ａ　ｎ　５０
〜５００■である。

第３図は、本発明の別の実施態様を示し、例えば高濃度
Ｓｏ、含有ガス還元反応器の胴部に絞り１０ａ、１０ｂ
を二段に取付た例である。同図において高濃度８０２含
有ガスは原料ガス人口１１より反応器１に導入され、反
応後に還元ガス出口９から排出される。二段の絞９のう
ち下段の絞り１０ａの下部には、原料ガスを導入する原
料ガス人口１１を、上段の絞り１０ｂの下部には反応途
中のガスを抜き出すための中間反応ガス出口１４ｆｔ暇
り付けた還元反応器の一例である。この中間反応ガス出
口１４からの抜き出しガスは、還元ガス出口９からの還
元ガスと混合することで、クラウス反応のための最適ガ
ス組成（Ｈ！Ｓ　：　ＳＯ，＝２　：　１　）に組成調
整するために使うことができ、さらにまた単独に別工程
へ送シ処理することもできる。

第４図も本発明装置の実施態様を示し、例えば高濃度Ｓ
ｏｔ含有ガス還元反応器１のコーン部にも絞勺を取っ付
けた例である。同図において、高濃度Ｓｏ、含有ガスは
、絞り１０Ｑ下部の高濃度ＳＯ，含有ガス人口１５から
導入されて反応停止部１３を通って反応部１２へ送られ
る。この時、高濃度Ｓｏ！含有ガスは反応停止部１３の
未反応コークス及び灰の冷却を行なうと同時に、自身は
予熱されて、反応部１２に導入される。

また第４図において、１６はコークスを燃焼させるだめ
の燃焼用の空気等の酸素含有ガス人口１６で、この部分
から空気を導入することにより、上段の絞り１０ｄから
上の部分が高温の反応部１２となる。

第５図は例えば高濃度ＳＯ２含有ガス還元反応器１にお
いて絞シ１Ωを取り付け、さらに未反応コークス及び灰
の排出装置２を偏心して取り付けた本発明装置の実施態
様を示す概略断面図でおる。

〔実施例〕

以下に、本発明装置を使用した具体的実施例を示す。

実施例１ 第１図に示した構造の内径φ２６００．、全高１１１１
１．０００■の反応器内に、上面傾斜角５００、下面傾
斜角１５°、絞カ比８／１３、先端部属１００ｍの耐熱
レンガ性絞りを有する反応器を使用して、高濃度１３０
．含有ガスの還元を行なった。還元剤としてはコークス
を使用し、排出装置取付孔の直径ｄと絞り上部の装置内
径りの比ｄ　／　Ｄ　ｉ　１　／　５とし、ステンＶス
製の多段式回転火格子タイプの排出装置にて運転を行な
った。

原料ガス組成は、Ｈ，０４５〜５５９６、ｓｏ。

２０〜２５％、Ｎ２１５〜２５％、Ｃｏ、２０〜３０％
で、還元反応部温度分布７００〜９５０℃の条件で操作
し、硫黄化合物出口ガス組成Ｓｏ、　　　ｔ　５　〜３
　％　　、　　Ｅ［、Ｅ＋３　〜６　　％　、　　００
日　　１〜２　壬　、Ｂｘ　　２〜３優のクラウス反応
に有効な組成のガスが得られた。

比較例１ 上記実施例１で示した装置と同形状ではあるが絞りのな
い第７図に示すような還元反応器にて、上記と同組成の
高濃度ｓｏ！含有ガスの処理を行なった。

還元反応部温度分布は、半径方向に４００〜１０００℃
の分布があり、出口ガスの硫黄化合物組成もＳＯ，３〜
４憾％Ｈ！Ｓ２〜３優、００８１〜２憾、Ｓｘ　　４〜
５％であり、充分な還元ができなかった。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように、本発明の移動床式気固接
触装置は次のような効果を発揮する。

■　移動床式の気固接触装置内に気体を流入させる場合
、絞り下部に形成される空間を経由して、容器の外周部
から気体ＷＥ人、排出できるので、特に大型の装置Ｖこ
おいても層内に均一にガスの分散ができる。

■　気固接触装置を大型化する場合にも、コーン構造と
小型排出器の組合せで排出装置の大型化が低く押えられ
、装置のコストダウンが計れる。

■　移動床式の気固接触装置が高温反応装置でめる場合
も、絞Ｑ下側の空間から反応ガスを供給するので、反応
停止部の温度はかなり低く保てるので排出装置に金属を
使えるので取扱が容易となり、又装置のコストダウンが
計れる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図はいずれも本発明の気固接触装置の
種々の実施態様を説明する概略断面図である。 第１図：絞りを１ケ所設けた例？示す図、第２図：絞シ
取り付は孔の径と絞シ上部の装置内径の比ａ　／　Ｄ、
絞り比ｅ　／　ｅＬ、絞シ傾斜角ａ及びす、絞り先端厚
ａｆ説明 する図、 第３図：絞りを２ケ所設けた例を示す図、第４図：絞り
２ケ所のうち１ケ所を装置下部のコーン部に設けた例を
示す図、 第５図：排出装置を装置本体とは偏心させて設けた例を
示す図。 第６図および第７図は従来装置を説明する概略断面図で
あって、第６図は排出装置の多段式回転火格子の回転軸
ヶ経て気体を導入する気固接触装置、第７図は装置下部
を排出装置に向かってコーン構造とした装置を示す図で
ある。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）装置上部には固体導入部、下部には排出装置を有
   する、重力を利用した移動床式気固接触装置において、
   該装置内面に１ケ所または上下間に複数ケ所の絞り部分
   が設けられており、該絞りの下部に形成される空間部を
   気体及び／又は固体の通路としてあることを特徴とする
   気固接触装置。
2. （２）排出装置の取付孔の直径ｄと絞り上部の装置内径
   Ｄの比ｄ／Ｄが、絞り１ケ所当り１／２〜１／８である
   特許請求の範囲第１項に記載される気固接触装置。
3. （３）排出装置が多段式回転火格子及び移動調整用傾斜
   板を有してなる特許請求の範囲第２項に記載される気固
   接触装置。
4. （４）排出装置が本体装置と最大１／２Ｄ偏心している
   特許請求の範囲第３項に記載される気固接触装置。
5. （５）多段式回転火格子の回転軸内には気体を通さない
   で、絞りの下部に形成される空間部を気体の流入・分散
   の通路とする特許請求の範囲第３項に記載される気固接
   触装置。
6. （６）気体の流入方向が装置外周の接線方向である特許
   請求の範囲第５項に記載される気固接触装置。
7. （７）使用温度が常温〜１４００℃であり、かつ固体が
   通気性粉粒体である特許請求の範囲第１項ないし第６項
   のいずれかに記載される気固接触装置。
8. （８）絞りの上面傾斜角が４５〜７０°、下面傾斜角が
   １０〜３０°、絞り比が１／８〜４／５、先端部厚さが
   ５０〜５００ｍｍである特許請求の範囲第１項ないし第
   ７項のいずれかに記載される気固接触装置。
9. （９）気固接触装置が高濃度ＳＯ＿２含有ガスの還元反
   応器である特許請求の範囲第８項に記載される気固接触
   装置。