專(zhuān)利名稱(chēng)：氣體精制方法及氣體精制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤的氣化工藝等當(dāng)中生成氣體的精制技術(shù)，特別是涉及能夠容易地對(duì)生成氣體中的氯化氫及氨進(jìn)行除去處理的氣體精制方法及設(shè)備。
近年來(lái)，由于石油資源枯竭和價(jià)格飛漲，所以呼喚燃料的多樣化，進(jìn)行了煤和重質(zhì)油利用技術(shù)的開(kāi)發(fā)，其中之一就是注目于將煤和重質(zhì)油氣化作為發(fā)電燃料或合成原料的技術(shù)。而且由于利用氣化氣體發(fā)電與過(guò)去利用煤或石油的火力發(fā)電比較效率高，因此由有效利用有限資源這一點(diǎn)出發(fā)，更是受到注目。
但是，在這種由氣化生成的氣體中，含有數(shù)百～數(shù)千ppm的硫化合物(硫化氫等)，為防止公害，或者為防止下游機(jī)器(例如燃?xì)廨啓C(jī)等)的腐蝕等，有必要將其除去。作為其除去方法，已知的有例如象特開(kāi)平7-48584號(hào)公報(bào)中所敘述的使氣體與硫化合物的吸收液氣液接觸的濕式氣體精制方法，和例如象特開(kāi)平2-75320號(hào)公報(bào)中所敘述的將氣體中的硫化合物用吸附材料以硫化物形式吸附除去的干式氣體精制方法。
可是，在上述過(guò)去的氣體精制方法中，沒(méi)有對(duì)含在生成氣體中的其它有害物，即氯化氫(HCl)或氨(NH3)加以特別的考慮，因此希望進(jìn)行改進(jìn)。
即，一般在煤的氣化工藝等的生成氣體中，含有例如1000ppm程度的NH3，和例如100ppm程度的HCl，因此為了更加潔凈化，有必要將它們除去。
而且氯化氫是強(qiáng)酸，對(duì)不銹鋼材料有腐蝕性，由保護(hù)設(shè)備材料的觀點(diǎn)出發(fā)，特別有必要盡可能在上游側(cè)除去，同時(shí)為了減低以含在生成氣體在燃?xì)廨啓C(jī)等中燃燒生成的排煙中的方式排出到大氣中的氯化合物的量，也必須將其除去。
另外，氨在燃?xì)廨啓C(jī)等中燃燒，生成有害的氮氧化物，使得一般設(shè)在燃?xì)廨啓C(jī)等下游側(cè)的脫硝裝置負(fù)荷增大。
但是，在上述現(xiàn)有的氣體精制方法中，無(wú)論是濕式的場(chǎng)合還是干式的場(chǎng)合，都沒(méi)有在脫硫塔的上游特別設(shè)置為除去氯化氫和氨的設(shè)備。
而且在過(guò)去的濕式氣體精制的脫硫塔中，一般使用由胺化合物構(gòu)成的吸收液(堿性)，因此至少是幾乎不除氨，使送到下游側(cè)機(jī)器(燃?xì)廨啓C(jī)等)的氣體中殘留多量的氨。
另外，在過(guò)去的干式氣體精制的脫硫塔中，主要僅進(jìn)行硫化合物的吸附除去，因此無(wú)論是氨還是氯化氫都幾乎不予除去，而直接排出到下游側(cè)。
本申請(qǐng)人曾提出了在濕式氣體精制方法中，在脫硫塔上游使生成氣體與洗滌水氣液接觸，將上述氯化氫和氨等雜質(zhì)吸收到洗滌水中加以除去的精制方法。可是，雖然設(shè)置這樣的洗滌工序能夠高效地除去氯化氫和氨，但還存在必須進(jìn)行洗滌液排水處理這樣的缺點(diǎn)。
因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠容易地對(duì)氣體中的氯化氫和氨進(jìn)行除去處理的氣體精制方法及氣體精制設(shè)備。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的氣體精制方法是一種由煤或石油氣化得到的生成氣體中除去氯化氫及氨的氣體精制方法，其特征在于，該方法由以下工序構(gòu)成冷卻上述生成氣體、使上述生成氣體中的氯化氫及氨以氯化銨的形式析出的冷卻工序，和在該冷卻工序之后捕集上述生成氣體中的氯化銨的捕集工序。
本發(fā)明的氣體精制方法，在其優(yōu)選的方式中，在上述冷卻工序或其上游，設(shè)置朝著使上述生成氣體中的氯化氫和氨的摩爾濃度成為相等的方向向上述生成氣體中注入氯化氫或氨的注入工序。
本發(fā)明的氣體精制設(shè)備是一種由煤或石油氣化得到的生成氣體中除去氯化氫及氨的氣體精制設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備具備以下裝置將上述生成氣體冷卻到使上述生成氣體中的氯化氫及氨以氯化銨的形式析出的溫度的冷卻裝置，和由經(jīng)過(guò)該冷卻裝置的上述生成氣體中捕集上述氯化銨的捕集裝置。
本發(fā)明的氣體精制設(shè)備，在其優(yōu)選的方式中，在上述冷卻裝置或其上游，設(shè)置朝著使上述生成氣體中的氯化氫和氨的摩爾濃度成為相等的方向向上述生成氣體中注入氯化氫或氨的注入裝置。


圖1是顯示本發(fā)明實(shí)施例1的氣體精制設(shè)備的前處理部的圖。
圖2是顯示同一設(shè)備的脫硫部及石膏回收部的圖。
圖3是顯示氯化銨的分解壓特性的圖。
圖4是顯示本發(fā)明實(shí)施例2的氣體精制設(shè)備的前處理部的圖。
圖5是顯示本發(fā)明實(shí)施例3的氣體精制設(shè)備的前處理部及脫硫部的圖。
以下以附圖為基礎(chǔ)說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式的各實(shí)施例。
實(shí)施例1首先，說(shuō)明在濕式氣體精制技術(shù)中使用本發(fā)明的實(shí)施例1。圖1是顯示本實(shí)施例的氣體精制設(shè)備中的前處理部結(jié)構(gòu)的圖，圖2是顯示同一設(shè)備中的脫硫部及石膏回收部結(jié)構(gòu)的圖。
首先對(duì)前處理部的結(jié)構(gòu)及基本動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。在圖中省略的氣化爐中，例如煤以空氣作為氣化劑而氣化，產(chǎn)生以一氧化碳及氫作為主成分的生成氣體A。
在這樣以煤作為原料以空氣作為氣化劑而得到的生成氣體A中，通常含有1000～1500ppm程度的H2S(硫化合物)，和100ppm程度的COS(硫化合物)，還含有100～1500ppm程度的NH3(氮化合物)，和100ppm程度的HCl(氯化合物)。
另外，生成氣體A在爐出口之后通常為1000℃～2000℃，但通常由設(shè)置在爐出口側(cè)的熱交換器(圖中省略)進(jìn)行熱回收，冷卻到例如350℃的程度，其壓力例如為26ata的程度。
該生成氣體A如圖1所示，首先導(dǎo)入旋風(fēng)除塵器或多孔過(guò)濾器構(gòu)成的除塵裝置1，使粉塵分離并除去，在除塵裝置1的下游，設(shè)置熱交換器2(冷卻裝置)，用由除塵裝置1導(dǎo)出的氣體A1的熱加熱精制后的氣體A4。
氣體A1在該熱交換器2中被反相地奪走熱，使之冷卻到例如250℃的程度。
然后，在熱交換器2的下游，依次設(shè)置將氣體A1冷卻到氯化銨充分析出溫度的熱交換器5(冷卻裝置)，和將析出的氯化銨(煙塵狀的固體)的捕集除去的多孔過(guò)濾器6(捕集裝置)。
熱交換器5例如是通過(guò)工業(yè)用水等冷卻用熱介質(zhì)B1的管殼式結(jié)構(gòu)的熱交換器，調(diào)節(jié)熱介質(zhì)B1流量的流量調(diào)整閥7的開(kāi)度由溫度控制器8控制，以調(diào)節(jié)其冷卻能力。
其中，溫度控制器8將檢測(cè)熱交換器5出口側(cè)氣體溫度的溫度傳感器9的檢測(cè)輸出作為反饋值，通過(guò)上述流量調(diào)節(jié)閥7調(diào)節(jié)上述熱介質(zhì)B1的流量，將熱交換器5出口側(cè)的氣體溫度控制在規(guī)定的控制目標(biāo)值。
另外，該溫度控制器8的控制目標(biāo)值可以在后述的氯化銨的分解壓特性(圖3示出)的基礎(chǔ)上，預(yù)先設(shè)定為氣體中所含的氯化氫及氨大部分以氯化銨形式析出的充分低的溫度(例如120～130℃)。
而且，該溫度控制器8的控制目標(biāo)值，也可以在例如多孔過(guò)濾器6的出口側(cè)的氣體A3中氯化氫濃度或氨濃度實(shí)測(cè)值的基礎(chǔ)上，變更為適宜必要的最低限值，以便將該氣體A3中的氯化氫濃度或氨濃度維持在目標(biāo)值以下。
另外，多孔過(guò)濾器6例如由陶瓷制的元件構(gòu)成，能夠捕集亞微米的固態(tài)粒子，因此在此時(shí)，將經(jīng)由熱交換器5的氣體A1中存在的固態(tài)粒子(主要是氯化銨的煙塵)捕集除去，除去該固態(tài)粒子的氣體A2由上部排出。而捕集的固態(tài)粒子C，通過(guò)使元件適宜振動(dòng)、或者定期逆方面吹入清除氣體的方法，由元件上振落，再由下部漏斗排出。
然后在多孔過(guò)濾器6的下游，設(shè)置熱交換器10，它通過(guò)熱介質(zhì)12，將由多孔過(guò)濾器6出來(lái)的氣體A2加熱到例如230℃的程度。在該熱交換器10中加熱用的熱介質(zhì)B2，例如可以利用前述熱交換器5中被加熱后的熱介質(zhì)B1。
在該熱交換器的下游，設(shè)置將含在被加熱到例如230℃程度的氣體A2中的COS(硫化羰)變換成H2S的裝填有催化劑的轉(zhuǎn)換器3，生成氣體A2中COS的大部分在其中轉(zhuǎn)換成H2S，成為幾乎不含COS的氣體A3，然后被導(dǎo)出。
再在該變換器3的下游設(shè)置熱交換器4，其構(gòu)成是利用由變換器3導(dǎo)出的氣體A3的熱加熱精制后的氣體A4。
氣體A3在該熱交換器4中反而被奪去熱量，冷卻到例如100℃的程度。
其次，按照?qǐng)D2說(shuō)明脫硫部的結(jié)構(gòu)及動(dòng)作。脫硫部主要由脫硫塔21和再生塔22構(gòu)成。
脫硫塔21是順流式的氣液接觸塔，它的構(gòu)成如下，貯留在再生塔22塔底部的硫化氫的吸收液F由循環(huán)泵23吸上，由吸收液熱交換器24冷卻后，由塔上部的噴霧管?chē)娚洌贿吪c氣體A3氣液接觸，一邊經(jīng)由填充材料26流下。
與吸收液F氣液接觸除去H2S的精制后的氣體A4，由除霧器27除去伴隨的水霧，然后由該脫硫塔21的塔頂部排出，由圖1所示的前述熱交換器4及熱交換器2加熱，成為精制氣體A5。
精制氣體A5例如被送到氣化復(fù)合發(fā)電的燃?xì)廨啓C(jī)，作為氣輪機(jī)燃料利用。另外，精制氣體A5的壓力例如為25ata的程度，其溫度為270℃的程度，而其硫分(H2S及COS的濃度)為10ppm以下。
另一方面，再生塔22的構(gòu)成如下，貯留在脫硫塔21塔底部的吸收液F由循環(huán)泵吸上，由吸收液熱交換器24加熱，然后由塔上部的噴霧管?chē)娚洌贿吪c在塔內(nèi)上升的吸收液F的蒸汽和吸收成分(廢氣)接觸，一邊經(jīng)由充填材料30流下。
該再生塔22塔底部的吸收液F，在再沸器中由水蒸汽G加熱，借此將吸收成分的H2S在該再生塔22內(nèi)釋放到氣體一側(cè)。
然后，該含有H2S的廢氣H，在除霧器32中除去水霧后，經(jīng)過(guò)設(shè)在再生塔22頂部的回流部，成為含更高濃度H2S的廢氣H1(主成分CO2)，送到后述的石膏回收部。
其中，在再生塔22頂部的回流部，由冷卻器33冷卻廢氣H生成的、貯留在罐34內(nèi)的廢氣H的冷凝液I，通過(guò)泵35由噴霧管26噴射，由此使廢氣H中的蒸汽更多地液化，液體中的吸收成分H2S更多地放散，得到例如體積百分比20％程度的高濃度的含H2S的廢氣H1。
以下對(duì)石膏回收部的構(gòu)成及動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
本例的石膏回收部，是將以下兩部分相組合使廢氣H1與空氣J反應(yīng)、使含有的H2S燃燒的燃燒爐41，和由在該燃燒爐41中燃燒廢氣H1產(chǎn)生的燃燒氣體H2中吸收除去SO2(二氧化硫氣體)等硫氧化物后作為無(wú)害的尾氣H3排出的濕式石灰石膏法的脫硫裝置。
脫硫裝置具備使含有H2S燃燒產(chǎn)生的高濃度的SO2的燃燒氣體H2與供應(yīng)于其內(nèi)部的含有鈣化合物的漿液K氣液接觸然后排出的反應(yīng)器42，將氧化用空氣L以大量微細(xì)氣泡吹入該反應(yīng)器42內(nèi)的漿液中的空氣供給裝置(圖中略)，和將由反應(yīng)器42引出的漿液M(石膏漿液)進(jìn)行固液分離的離心分離機(jī)等固液分離裝置44。另外也可再具備將由該固液分離裝置44得到的固態(tài)組分M1(二水合石膏的石膏塊)加熱到120℃～150℃程度制成半水合石膏的燃燒爐等石膏加熱裝置。
圖2中符號(hào)46表示的是由燃燒氣體H2進(jìn)行熱回收、同時(shí)將燃燒氣體H2冷卻到適于吸收SO2等的溫度的冷卻器。
另外，經(jīng)固液分離裝置44中的固液分離生成的分離水M3，作為構(gòu)成反應(yīng)器42內(nèi)漿液的水分，此時(shí)直接返回反應(yīng)器42內(nèi)。
其中，反應(yīng)器42的具體構(gòu)成具有例如在塔底部具有吹入氧化用空氣L的漿液罐、在燃燒氣體H2流通的塔上部具備噴射漿液罐內(nèi)漿液的充填式、噴霧式、或液柱式等氣液接觸部的漿液循環(huán)式的所謂吸收塔。該反應(yīng)器42也可以是將氧化用空氣L和燃燒氣體H2兩者吹入罐內(nèi)的漿液中、SO2等的吸收和氧化全在罐內(nèi)進(jìn)行的所謂冒泡方式的。而且經(jīng)過(guò)對(duì)反應(yīng)器42內(nèi)的溫度等進(jìn)行控制，可以使得在反應(yīng)器42內(nèi)生成半水合石膏。
總之，在包括反應(yīng)器42的脫硫裝置中，主要是吸收SO2、生成二水合石膏或半水合石膏。
其次，對(duì)于在以上構(gòu)成的氣體精制設(shè)備中所實(shí)施的本發(fā)明的氣體精制方法的要點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。
在本實(shí)施例中，作為本發(fā)明特征的冷卻工序通過(guò)前述的熱交換器2、熱交換器5實(shí)行。即，由這些熱交換器依次冷卻生成氣體，此時(shí)經(jīng)溫度控制器8的控制，最終將生成氣體的溫度冷卻到氣體中的氯化氫及氨以氯化銨(NH4Cl)形式充分析出的溫度。
另外，本發(fā)明的捕集工序由多孔過(guò)濾器6實(shí)行。即，經(jīng)過(guò)用多孔過(guò)濾器6對(duì)在上述冷卻工序中冷卻后的生成氣體A1進(jìn)行過(guò)濾處理，捕集生成氣體A1中析出的氯化銨粒子。因此，僅有以氯化銨形式析出的成分、即使生成氣體A1中的氯化氫及氨被除去，作為這些雜質(zhì)的濃度特別低的氣體A2排出。
上述冷卻工序的目標(biāo)溫度(此時(shí)為溫度控制器8的控制目標(biāo)值)，可由處理后生成氣體A2中的氯化氫及氨的目標(biāo)濃度，在氯化銨分解壓特性的基礎(chǔ)上設(shè)定。例如，氣體壓力為25ata時(shí)，氯化銨的分解壓特性如圖3所示。因此，例如如果將氣體的溫度冷卻到120～130℃的程度，氣體中的氯化氫及氨的濃度，以平方根(根)計(jì)為非常小的5ppm的程度。
因而，按照本實(shí)施例的氣體精制方法或氣體精制設(shè)備，作為最終得到的氣體A4、A5，獲得了以高的除去率除去硫化合物(H2S及COS的濃度)和氯化氫和氨的潔凈氣體。而且由于除去氯化氫和氨不使用洗滌水，所以完全不需要為此而造成的麻煩的排水處理。
另外，通常在氣體A1中與氯化氫相比含有更多量的氨，因此在本實(shí)施例的場(chǎng)合，雖然氯化氫濃度能夠減低到大致為0，但氨濃度的減低通常是有限度的。
即，氨1摩爾相對(duì)于氯化氫1摩爾結(jié)合成氯化銨析出。因此，例如在氯化氫濃度為100ppm氨濃度為1000ppm時(shí)，如果無(wú)視因其它因素(氨氣的冷凝等)除去氨氣的部分，則即使冷卻工序的溫度充分降低，在理論上講氨濃度也不會(huì)下降到900ppm以下。
因此，在要求極端降低氯化氫濃度同時(shí)極端降低氨濃度的場(chǎng)合，為使氯化氫和氨的摩爾濃度之比接近于1對(duì)1的關(guān)系，如后述的實(shí)施例2那樣，例如也可以將氯化氫的不足部分注入生成氣體中。
實(shí)施例2以下說(shuō)明在濕式氣體精制技術(shù)中使用本發(fā)明的實(shí)施例2。圖4是顯示本實(shí)施例的氣體精制設(shè)備中前處理部構(gòu)成的圖。與實(shí)施例1同樣的部件標(biāo)以同一符號(hào)，省略重復(fù)的說(shuō)明。
本實(shí)施例是在實(shí)施例1的熱交換器5(冷卻裝置)的上游，設(shè)置將氯化氫注入生成氣體A1中的注入裝置。即如圖4所示，其構(gòu)成為設(shè)置以可向生成氣體A1中注入的高壓狀態(tài)貯留氯化氫的罐51，該罐51內(nèi)的氯化氫D通過(guò)流量調(diào)節(jié)閥52注入熱交換器5的氣體入口側(cè)。
此時(shí)，氯化氫D的注入量，憑借在流量控制器53的自動(dòng)控制下調(diào)整流量調(diào)節(jié)閥52的開(kāi)度，維持最佳值。即采用如下構(gòu)成生成氣體A2中的氯化氫及氨各濃度的實(shí)測(cè)值，由濃度傳感器54適宜輸入到流量控制器53，在這兩個(gè)濃度的實(shí)測(cè)值之差的基礎(chǔ)上，算出氯化氫D的最佳注入量，按照該最佳注入量調(diào)節(jié)流量調(diào)整閥52的開(kāi)度。
例如，氯化氫濃度為100ppm，氨濃度為1000ppm時(shí)，具有900ppm的差值，因此按照與該900ppm相當(dāng)?shù)穆然瘹涞牧髁浚{(diào)節(jié)流量調(diào)整閥52。
在本實(shí)施例中，使用由上述的罐51及流量調(diào)節(jié)閥52等構(gòu)成的注入裝置實(shí)行本發(fā)明的注入工序，將相對(duì)于氨不足部分的氯化氫注入生成氣體A2中。
因此，只要按照生成氣體A1中的氯化氫和氨量的平衡進(jìn)行修正，并用熱交換器5充分降低氣體溫度，就能使幾乎全部的氯化氫和氨以氯化銨的形式析出，然后用多孔過(guò)濾器6捕集除去。因而，與生成氣體的性狀無(wú)關(guān)，無(wú)論氯化氫的濃度還是氨濃度都能夠顯著降低。
實(shí)施例3以下說(shuō)明在干式氣體精制技術(shù)中使用本發(fā)明的實(shí)施例3。圖5是顯示本實(shí)施例的氣體精制設(shè)備中前處理部及脫硫部構(gòu)成的圖。與實(shí)施例1同樣的部件標(biāo)以同一符號(hào)，省略重復(fù)的說(shuō)明。另外，圖中省略了石膏回收部。
首先，對(duì)于本實(shí)施例的前處理部的構(gòu)成及動(dòng)作用圖5進(jìn)行說(shuō)明。
在圖中省略的氣化爐中生成、然后經(jīng)熱交換器(圖中省略)等熱回收、再由圖中省略的旋風(fēng)除塵器或多孔過(guò)濾器除塵的生成氣體A1，此時(shí)由后述的熱交換器132(冷卻裝置)冷卻，然后作為生成氣體A2導(dǎo)入熱交換器5(冷卻裝置)，與實(shí)施例1同樣，冷卻到氯化銨充分析出的溫度(冷卻工序)。
這以后生成氣體A2與實(shí)施例1同樣被導(dǎo)入多孔過(guò)濾器6(捕集裝置)，將析出的氯化銨捕集除去(捕集工序)，作為氯化氫及氨濃度大大降低的生成氣體A3被排出，送到后述的脫硫部。
生成氣體A3在導(dǎo)入脫硫部之前也可按必要進(jìn)行再加熱。在這種再加熱中，如果使用熱交換器5回收的熱，則效率更佳。
另外，作為生成氣體A3中的硫化合物，與實(shí)施例1不同，除硫化氫之外還含有硫化羰，但在后述的脫硫部中可將其與硫化氫同時(shí)吸附除去。
以下對(duì)本實(shí)施例的脫硫部進(jìn)行說(shuō)明。
如圖5所示，脫硫部有三座以上的固定床式脫硫塔101，此處示出三塔的情況。在各脫硫塔的內(nèi)部，裝填由Fe、Zn、Mo、Mn、Cu、W等的金屬氧化物構(gòu)成的蜂窩狀的吸附劑102，依次實(shí)施后述的吸收工序、再生工序及還原工序。另外在圖5中，左側(cè)的脫硫塔101、中央的脫硫塔101、右側(cè)的脫硫塔101分別顯示進(jìn)行吸收工序、還原工序、再生工序的狀態(tài)。
在該脫硫部中，作為氣體管線，設(shè)置為了后述的吸收工序?qū)氪摿虻纳蓺怏wA3的第1氣體導(dǎo)入管線111、為了后述的還原工序?qū)肷蓺怏wA3的第2氣體導(dǎo)入管線112、導(dǎo)出脫硫后的生成氣體A4的管線113、為導(dǎo)出后述再生工序中由脫硫塔101排出的再生氣體E的再生氣體導(dǎo)出管線114、為導(dǎo)入后述再生工序中供給脫硫塔101的再生循環(huán)氣體E1的再生循環(huán)氣體導(dǎo)入管線115、和為將由進(jìn)行還原工序的脫硫塔101出來(lái)的還原氣體導(dǎo)入進(jìn)行吸收工序的脫硫塔101的還原氣體返回管線116。
而且，分別設(shè)置閥121、122、123，作為獨(dú)立地開(kāi)閉連接各脫硫塔101的氣體入口和上述第1氣體導(dǎo)入管線111、第2氣體導(dǎo)入管線112或再生氣體導(dǎo)出氣體管線114的閥，另外，每個(gè)脫硫塔分別設(shè)置閥124、125、126，作為獨(dú)立地開(kāi)閉連接各脫硫塔101的氣體出口和氣體導(dǎo)出管線113、再生循環(huán)氣體導(dǎo)入管線115或還原氣體返回管線116的閥。
這些閥用圖中省略的控制裝置控制其動(dòng)作，其構(gòu)成使得能按各脫硫塔中進(jìn)行的工序的種類(lèi)進(jìn)行切換。另外，在圖5中，涂黑的圖示閥表示呈關(guān)閉狀態(tài)，未涂黑的閥表示處于開(kāi)啟狀態(tài)。另外在此場(chǎng)合，脫硫部中采用以下構(gòu)成設(shè)置2臺(tái)熱交換器131、132，在熱交換器131中，用再生氣體E加熱再生循環(huán)氣體E1，在熱交換器132中，用生成氣體A1加熱再生循環(huán)氣體E1。
以下對(duì)上述脫硫部的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
導(dǎo)入脫硫部的生成氣體A3，主要由第1氣體導(dǎo)入管線111通過(guò)閥121導(dǎo)入處于吸收工序狀態(tài)的反應(yīng)塔101(圖5中左側(cè)的反應(yīng)塔)，與蜂窩狀的吸附劑(例如Fe3O4)有效地接觸，將硫化氫(H2S)及硫化羰(COS)以硫化物(FeS)的形式吸收除去，經(jīng)由閥124及氣體導(dǎo)出管線113作為精制后的氣體A4排出，送到發(fā)電系統(tǒng)等中的下游機(jī)器(燃?xì)廨啓C(jī)等)。另外，生成氣體A3的一部分通過(guò)第2氣體導(dǎo)入管線112及閥122作為還原用氣體導(dǎo)入處于還原工序狀態(tài)的反應(yīng)塔101(圖5中中央的反應(yīng)塔)，與再生后的吸收劑(例如Fe2O3)有效地接觸，經(jīng)過(guò)還原反應(yīng)使吸附劑變成具有吸收能力的狀態(tài)(例如Fe3O4)。另外，該生成氣體A3的一部分，由處于還原工序狀態(tài)的反應(yīng)塔101出來(lái)，通過(guò)例如閥126及還原氣體返回管線116，導(dǎo)入處于吸收工序狀態(tài)的反應(yīng)塔101的例如中間部，經(jīng)過(guò)上述吸收反應(yīng)使硫化氫(H2S)及硫化羰(COS)等吸收去除，經(jīng)由閥124及氣體導(dǎo)出管線113，作為精制后的生成氣體A4的一部分被排出。
另外，與上述吸收工序和還原工序同時(shí)，在剩下的反應(yīng)塔101(圖5中右側(cè)的反應(yīng)塔)中，進(jìn)行焙燒呈硫化物的吸附劑的再生工序。即，將再生循環(huán)氣體E1通過(guò)再生循環(huán)氣體導(dǎo)入管線115及閥125導(dǎo)入剩下的反應(yīng)塔101內(nèi)，該再生循環(huán)氣體E1中的氧和吸附劑發(fā)生焙燒反應(yīng)，使吸附劑再生。
在該再生工序中產(chǎn)生的再生氣體E，是含有高濃度的由被吸收硫分組成的二氧化硫氣(SO2)的氣體，通過(guò)閥123及再生氣體導(dǎo)出管線114送入圖中省略的石膏回收部，使用例如與實(shí)施例1同樣的濕式石灰石膏法的脫硫裝置吸收除去二氧化硫氣后成為排氣，根據(jù)需要補(bǔ)充氧，作為再生循環(huán)氣體返回脫硫部。
在以上所說(shuō)明的上述氣體精制設(shè)備中，在脫硫部?jī)?nèi)照過(guò)去那樣吸附除去硫化合物，同時(shí)采用此時(shí)設(shè)置在脫硫部上游的熱交換器5等冷卻裝置、和由多孔過(guò)濾器6構(gòu)成的捕集裝置，與實(shí)施例1同樣實(shí)行本發(fā)明的冷卻工序及捕集工序，也將生成氣體中的氯化氫及氨除去。
因而，作為最終得到的精制后的氣體A4，獲得了以高的除去率除去硫化合物(H2S及COS)和氯化氫和氨的潔凈氣體。而且為除去氯化氫和氨不使用洗滌水，另外此時(shí)為除去硫化合物也不使用吸收液，因此完全不需要為了這些目的設(shè)置麻煩的排水處理。
本發(fā)明不限于上述形態(tài)的實(shí)施例，而是可以有各種形態(tài)。例如，冷卻工序中的溫度調(diào)節(jié)，不必一定由使用控制器的自動(dòng)控制來(lái)進(jìn)行，也可以手動(dòng)調(diào)整。另外，在氣體的性狀(氯化氫和氨的濃度)不變化的場(chǎng)合，也可采用固定為一定的目標(biāo)溫度不進(jìn)行調(diào)整的構(gòu)成。另外在實(shí)施例2中，示例的是將氯化氫注入生成氣體中的情況，但在氯化氫的量比氨多的場(chǎng)合，當(dāng)然應(yīng)注入氨。另外，作為捕集氯化銨的捕集裝置，也可使用例如濕式的電除塵器。但是，由完全省去排水處理這一點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選采用多孔過(guò)濾器等干式除塵裝置。
由上述的說(shuō)明可知，在本發(fā)明中，使冷卻工序(冷卻裝置)的生成氣體冷卻，氣體中的氯化氫及氨以氯化銨形式析出。然后，由捕集工序(捕集裝置)捕集冷卻工序后的生成氣體中的氯化銨。因此，僅有作為氯化銨析出的成分即可將生成氣體中的氯化氫及氨除去。
因而就容易地得到了以高的除云率除去氯化氫和氨的潔凈的氣化氣體。而且，為除去氯化氫和氨不進(jìn)行氣體和洗滌水的氣液接觸處理，因此不需要為此設(shè)置麻煩的排水處理。
在所設(shè)置的氯化氫或氨的注入工序(注入裝置)的方式中，在上述冷卻工序或其上游，朝著使生成氣體中的氯化氫和氨的摩爾濃度成為相等的方向向生成氣體中注入氯化氫或氨。
因此，按照使生成氣體中的氯化氫和氨的量達(dá)到平衡的方式進(jìn)行修正，在冷卻工序中充分降低氣體溫度，使幾乎全部的氯化氫和氨以氯化銨形式析出，再在捕集工序中捕集除去。
因而，不管生成氣體的性狀如何，無(wú)論氯化氫濃度還是氨濃度都能夠顯著降低。
權(quán)利要求
1.氣體精制方法，是從煤或石油氣化得到的生成氣體中除去氯化氫及氨的氣體精制方法，其特征在于，該氣體精制方法由以下工序構(gòu)成將上述生成氣體冷卻、使上述生成氣體中的氯化氫及氨以氯化銨形式析出的冷卻工序，和該冷卻工序之后捕集上述生成氣體中的氯化銨的捕集工序。
2.權(quán)利要求1所述的氣體精制方法，其特征在于，在上述冷卻工序或其上游，設(shè)置有使上述生成氣體中的氯化氫和氨的摩爾濃度成為相等的方向而向上述生成氣體中注入氯化氫或氨的注入工序。
3.氣體精制設(shè)備，是由煤或石油氣化得到的生成氣體中除去氯化氫及銨的氣體精制設(shè)備，其特征在于，該氣體精制設(shè)備具備將上述生成氣體冷卻到使上述生成氣體中的氯化氫及氨以氯化銨形式析出的溫度的冷卻裝置，和由經(jīng)過(guò)該冷卻裝置的上述生成氣體捕集上述氯化銨的捕集裝置。
4.權(quán)利要求3所述的氣體精制設(shè)備，其特征在于，在上述冷卻裝置或其上游，設(shè)置有使上述生成氣體中的氯化氫和氨的濃度成為相等的方向而向上述生成氣體中注入氯化氫或氨的注入裝置。
全文摘要
在煤或石油的氣化氣體的氣體精制方法或氣體精制設(shè)備中,設(shè)置將生成氣體A1冷卻到使生成氣體A1中的氯化氫及氨以氯化銨形式析出的溫度的熱交換器2、5(冷卻裝置),和由經(jīng)過(guò)該冷卻裝置的生成氣體A1中捕集上述氯化銨的多孔過(guò)濾器6(捕集裝置)。
文檔編號(hào)B01D53/50GK1213690SQ9811790
公開(kāi)日1999年4月14日 申請(qǐng)日期1998年8月12日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月13日
發(fā)明者洲崎誠(chéng), 香川晴治, 沖野進(jìn), 本城新太郎 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社