[发明专利]煤或重油气化气体的精制方法

说明书

本发明涉及煤或重油气化气体精制方法，其中将煤或重油气化气体等生成气中含有的一氧化碳转化成二氧化碳而除去，同时从气体中除去硫化合物。

在将重油、煤、天然气等气化而制造甲烷、甲醇、氨等的现有多功能煤气化设备中，考虑了除去二氧化碳(下称CO₂)，硫化氢(下称H₂S)等，但均为湿法气体纯化方法，未见发表与干法气体纯化方法结合应用的文献。

现有煤气化复合发电设备如图3所示流程进行发电。

如图所示，煤a细粉碎后，与气化剂q(空气或氧气)一起送入气化炉b，生成以一氧化碳(下称CO)，氢(下称H₂)作为主要成分的可燃性气c。

生成气c中含有煤尘，硫化氢(下称H₂S)，氧硫化物(下称COS)等硫化物，可送入除尘装置d中除尘而得除尘气e，然后再送入脱硫装置f中脱硫而得精制气g。被除去的硫化物作为元素硫回收，而纯化气则作为燃料而送入燃气轮机i。

经燃气轮机i作功后的排气再经热回收锅炉l进行热回收，然后从烟筒n排出。另一方面，气化炉b和热回收锅炉l等产生的蒸汽送入汽轮机p而进行发电(气化炉b的蒸汽管线未示出)。

而且，j₁、j₂分别为燃气轮机i和汽轮机p驱动的发电机，o为汽轮机的冷凝水器。

这种煤气化复合发电设备可让煤在气化炉中气化而得煤或重油气化气体，但不能用其进行高效率发电，而且热回收锅炉排出气为低SOx，低NOx洁净气，CO₂可就这样排入大气中，因此无需特别考虑CO₂的除去。

近来，提出了地球变暖的问题。这方面，CO₂的贡献最大，降低其排放量也就成了世界性课题。

图4更详细地说明了现有煤气化复合发电设备，其中举例说明了用空气作气化剂的吹空气气化设备。

如图所示，21为煤气化炉，将煤送入此煤气化炉21之中。煤在高温高压下经空气气化，转换成以CO、H₂、N₂为主的燃料生成气。将该生成气送入由多个热交换器构成的气体冷却器22，气体保有的显热加热水，从而产生蒸汽。

从煤气化炉21出来的生成气送入除尘装置，脱硫装置等构成的气体精制装置23中，得以从气体中除去煤尘，H₂S，COS等硫化合物杂质。

这样净化后的气体送入燃烧器24进行燃烧。这样燃烧产生的气体送入燃气轮机25，而燃气轮机25又分别驱动发电机26和空气压缩机27，经空气压缩机27压缩的空气分别作为燃烧用空气和气化用空气送入燃烧器24和煤气化炉21。

从上述燃气轮机25出来的高温燃气轮机排气送入废热回收锅炉28，加热水而产生蒸汽，然后从烟筒放入大气中。

废热回收锅炉28中产生的蒸汽与煤气化炉21内的气体冷却器22中产生的蒸汽一起送入属于汽轮发电设备的汽轮机29，汽轮机29即可驱动发电机30。31为冷凝水器。

从该现有技术例子中可以看出，在现有煤气化复合发电设备情形下，主要目的是达到设备高效率，而没有特别考虑到气体生成气中CO₂的除去。在重油气化发电设备中也是这样。

如图4所示，现有空气氧化气化设备情形下，在煤气化炉21中用空气进行气化。生成以CO，H₂，N₂为主的生成气，其组成可如同第1表中A点所示，这种生成气作为燃气轮机燃烧器燃料时粉尘浓度过高，从对环境影响角度看，SOx(这里为H₂S)含量也太高，因此要送入气体精制装置23中除尘，脱硫。

作为气体精制装置23，可在常温附近(最高100℃下)将在永久洗涤器中进行的除尘与用化学吸收液进行的脱硫装置组合成所谓湿法。但是，从提高热效率的观点看，要采取特别有利于发电的干法。干法不在中高温区域(300-800℃)的气氛下使用吸收液，而进行固状除尘，脱硫。就脱硫方式而言，可采用氧化铁类吸收材料形成固定床。因此干法进行的气体精制装置23出来的净化气体的组成如第1表B点所示。

这样一来，从废热回收锅炉28出来而流向烟筒的气体组成就如第1表C点所示。第1表注：上述A点-C点在图4中标为A-C。

注：上述A点-C点在图4中标为A-C。

因此，在现有空气氧化设备的情形下，仅限于CO₂的除去、回收，而未作任何其它考虑。不过，现有技术中就设置这种CO₂除去设备而言，会产生以下问题。