[发明专利]气体精制方法及气体精制设备

说明书

本发明是关于从煤气化工艺等生成气体中去除硫化物，将该硫化物转化成二氧化硫气体后以石膏回收的气体精制方法，更详细讲，是关于将去除的硫化物转化成二氧化硫气体的燃烧工程实现了低成本，可实际应用的气体精制方法。

近年来，由于石油资源的枯竭和价格的高涨，对燃料多样化的呼声越来越高，对煤和重质油的利用技术进行了大量的开发研究，其中之一所关注的技术，是将煤和重质油进行气化制成发电燃料和合成原料。由于利用气化气发电，效率优越于以前利用煤和石油的火力发电，所以关注焦点集中在有效利用有限资源上。

然而，该气化生成气中含有几百至几千个ppm的硫化物(主要是硫化氢)，为防止引起公害，或防止腐蚀后面流过的机器(例如，汽轮机)，所以必须去除。

例如，已知的方法如特开平6-293888号公报或特开平7-48584号公报中公开的，使气体进行气液接触，由液体吸收硫化物，以去除气体中的硫化物，同时对吸收了硫化物的吸收液进行加热，排除掉所含的硫化物，使气体再生，使吸收液依次再生循环使用的湿式气体精制方法。

同样，作为这种气体精制方法中产生的上述再生气体中的硫化物处理方法，如上述公报中所示，有将这种再生气体进行燃烧转变成含二氧化硫气体的排烟，再利用湿式石灰石膏法，吸收该排烟中的二氧化硫气体，得到副产物石膏的方法。

根据上述过去的气体精制方法，比干式气体精制方法更可能达到净化，同时，优点是得到了有用的石膏。然而，根据发明者们的研究可知，为了更经济地实施上述气体精制方法。还存在如下进一步改善的地方。

(1)再生气体的燃烧手段，一般要使用燃烧炉，必须使用辅助燃料，不仅燃料费增高，而且排烟量也大大膨胀，导致燃烧工序后的装置容量极大地大型化，大大增加了运行成本。

即，再生气体中的硫化氢浓度，虽根据气化原料的种类有所差异。例如为20Vol％，使用一般的燃烧炉，如果不连续投入辅助燃料，也就不能继续稳定地燃烧。为此，向燃烧炉内添加燃烧再生气体和其中所含硫化氢的空气，必须投入辅助燃料和燃烧辅助燃料的空气，燃烧工序中产生的排烟流量必定很大。这样，当排烟流量增加时，构成燃烧工序以后的排烟流路通道和吸收二氧化硫气体的吸收塔等所有的设备会更加大型化，同时，送气扇和鼓风机等的运行成本也大大增加。

(2)当低温下燃烧再生气时，排烟中的SO₃浓度增高，所以必须采取特别措施以提高燃烧工序以后的设备装置的耐腐蚀性，从而带来设备成本的增加。即，当燃烧硫化氢时，根据如下反应式(1)进行反应，主要产生SO₂(二氧化硫气)，除此之外，按反应式(2)也产生SO₃。

              (1)

                (2)

其中反应式(2)的SO₃生成反应比率，如后述图8所示，燃烧温度越低，燃烧排气中的SO₃浓度越增加。在通常的排烟温度的低温下，由于形成腐蚀性很强的硫酸烟雾，所以燃烧工序以后的通气管道和脱硫塔的构成部件必须用耐酸雾的昂贵耐腐蚀性材料制成，或者，将整个通气管道等保持在高温下，使其不产生硫酸烟雾，或者向排烟中注入大量的氨气进行中和，等等需要特殊处理措施。因此，最重要的是将SO₃的产生量控制在最低限度。

另外，若硫化氢的浓度很高的话，即使是没有辅助燃料或使用一般的燃烧炉，例如，在600～700℃的低温下，虽然可以燃烧，但这种情况下，如上所述，由于SO₃的产生量增多，就上述(2)的问题从经济方面考虑是不利的，另一方面，为了解决这类问题，若提高燃烧温度，为此必须提供辅助燃料，就上述(1)的问题，经济实用性很差。

本发明的目的是从经济方面考虑提供更实用的气体精制方法和气体精制设备，以消除有关燃烧工序中的上述问题，是从煤气化加工生成气中去除硫化物，燃烧该硫化物转化成二氧化硫气后，以石膏回收的气体精制方法和气体精制设备。