專利名稱：高溫還原性氣精制方法及煤氣化復合發電設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及高溫還原氣精制方法，其中將高溫還原性氣，例如煤氣化氣等生成氣中含有的一氧化碳轉化成二氧化碳而除去，同時從氣體中除去硫化合物。
本發明上述精制方法適用于邊發電邊制造甲醇等化工原料的多功能煤氣化設備，也適用于重油氣化復合發電設備。
也就是說，本發明還涉及應用上述高溫還原性氣精制方法的煤氣化復合發電設備。
在將重油、煤、天然氣等氣化而制造甲烷，甲醇、氨等的現有多功能煤氣化設備中，考慮了除去二氧化碳(下稱CO2)，硫化氫(下稱H2S)，但均為濕法氣化精制方法，未見發表干法氣化精制方法結合應用的文獻。
現有煤氣化復合發電設備如圖3所示流程進行發電。
如圖所示，煤a細粉碎后，與氣化劑q(空氣或氧氣)一起送入氣化爐b，生成一氧化碳(下稱CO)，氫(下稱H2)作為主要成分的可燃性氣C。
生成氣C中含有煤塵，硫化氫(下稱H2S)，硫羰化物(下稱COS)等硫化物，可送入除塵裝置d中除塵而得除塵氣e，然后再送入脫硫裝置f中脫硫而得精制氣g。除去的硫化物作為元素硫回收，而精制氣則作為燃料而送入燃氣輪機i。
經然氣輪機i作功后的排氣再經熱回收鍋爐l進行熱回收，然后從煙筒n排出。另一方面，氣化爐b和熱回收鍋爐等產生的蒸汽送入汽輪機p而進行發電(氣化爐b的蒸汽管線末示出)。
而且，j1，j2分別為燃氣輪機i和汽輪機p驅動的發電機，o為汽輪機的冷凝水器。
這種煤氣化復合發電設備可讓煤在氣化爐中氣化而得高溫還原性氣，但不能用其進行高效率發電，而且熱回收鍋爐排出氣為低SOx，低NOx潔凈氣，CO2可就這樣排入大氣中，因此無需特別考慮CO2的排除。
近來，提出了地球變暖的問題。這方面，CO2的貢獻最大，降低其排放量也就成了世界性課題。
圖4更詳細地說明了現有煤氣化復合發電設備，其中舉例說明了用空氣作氣化劑的吹空氣氣化設備。
如圖所示，21為煤氣化爐，將煤送入此煤氣化爐21之中。煤在高溫高壓下經空氣氣化，轉換成以CO、H2、N2為主的燃料生成氣。將該生成氣送入由多個換熱器構成的氣體冷卻器22，氣體保有的顯熱加熱水，從而產生蒸汽。
從煤氣化爐21出來的生成氣送入除塵裝置，脫硫裝置等構成的氣體精制裝置23中，得以從氣體中除去煤塵，H2S，COS等硫化合物雜質。
這樣凈化后的氣體送入燃燒器24進行燃燒。這樣燃燒產生的氣體送入燃氣輪機25，而燃氣輪機25又分別驅動發電機26和空氣壓縮機27，經空氣壓縮機壓縮的空氣送入燃燒器24和煤氣化爐21而分別作為燃燒用空氣和氣化用空氣。
從上述燃氣輪機25出來的高溫燃氣輪機排氣送入熱回收鍋爐28，加熱水而產生蒸汽，然后從煙筒放入大氣中。
余熱鍋爐28中產生蒸汽與煤氣化爐21內的氣體冷卻器22中產生的蒸汽一起送入連有汽輪發電設備的汽輪機29，汽輪機29即可驅動發電機30，31為冷凝水器。
從該現有技術例子中可以看出，在現有煤氣化復合發電設備情形下，主要目的是達到設備高效率，而沒有特別考慮到氣體生成氣中CO2的除去。在重油氣化發電設備中也是這樣。
如圖4所示，現有空氣氧化氣化設備情形下，在煤氣化爐21中用空氣進行氣化，生成以CO，H2，N2為主的生成氣，其組成可如同第1表中A點所示，這種生成氣作為燃氣輪機燃燒器燃料時煤塵濃度過高，從對環境影響角度看，SOx(這里為H2S)含量也太高，因此要送入氣體精制裝置23中除塵，脫硫。
作為氣體精制裝置23，可在常溫左右(最高100℃下)將在永久洗滌器中進行的除塵與用化學吸收液進行的脫硫裝置組合成所謂濕法。但是，從提高熱效率的觀點看，要采取特別有利于發電的干法。干法中并不在中高溫溫度(300-800℃)的氣氛下用吸收液，而進行固狀除塵，脫硫。就脫硫方式而言，可采用氧化鐵類吸收材料形成固定床。因此干法進行的氣體精制裝置23出來的凈化氣組成如第1表B點所示。
這樣一來，從熱回收鍋爐28出來而流向煙筒的氣體組成就如第1表C點所示。
第1表
注上述A點-C點在圖4中標為A-C。
因此，在現有空氣氧化設備情形下，僅限于CO2的除去，回收，而未作任何其它考慮。不過，現有技術中就設置這種CO2除去設備而言，會產生以下問題。
一般來說，在熱回收鍋爐28出口處設置CO2除去裝置，燃氣輪機燃燒用空氣，與鍋爐排氣相比，則接近約2倍排氣量，不管CO2除去裝置形式如何，都會使CO2除去裝置大形化，費用增加。而且，在燃氣輪機排氣中設置其它設施會使燃氣輪機出口排氣壓高，燃氣輪機25的輸出功率降低，性能因此而下降。
此外，在煤氣化爐21和燃氣輪機25之間設置CO2除去裝置，若與燃氣輪機排氣量相比，則氣體量為約1/4，但要用20-40atm高壓氣才能達到良好的CO2除去效率。另一方面，在吹空氣情形下，就氣體組成而言，CO2不會超過全部炭化物的約20-25%，因此不能指望提高全部CO2除去效率。而且，對應于CO2除去的比例，還會出現燃氣輪機25的輸出功率稍微下降的問題。
采用氧氣或富氧空氣作為氣化劑的氧氣氧化氣化設備流程如圖2所示，將氧氣或富氧空氣導入煤氣化爐21，代替氣體用空氣。結果是使煤氣化爐出口(或氣體精制裝置出口)氣的發熱量上升(約2500Kcal/Nm3)，因此，與空氣氣化相比，生成氣量達到約2/1左右。而且，從該生成氣除去CO2可能變得容易起來，但與吹空氣惰形一樣，本質的問題仍然沒有解決。
此外，就使用氧氣情形而言，當然是有必要使用氧氣設備的，但另一方面，從設備效率，經濟性方面來看，與吹空氣情形比起來，也有不利的一面。
如前所示，在現有煤氣化復合發電設備情形下，除去CO2進行的氣體精制，要將熱回收鍋爐出口氣進行的情形為用氣化爐出口氣進行的情形一起考慮。由于后者處理氣量僅為前者的1/2以下，裝置緊湊，能量消耗也少，可較為經濟地進行處理。但是，如前所述氣化爐出口氣中的含碳成分氣(CO，CO2氣)幾乎均為CO，CO2通常很少，為5%以下。因此，水分(下稱H2O)會與CO進行反應，生成CO2和H2，從而可考慮將含碳成分氣大致均作為CO2而除去。
就這種方法而言，可考慮采用下式(1)所示現有CO轉化反應方法。但是，從工藝角度看，與CO反應的H2O量在氣體中相當少，會出現反應熱致使溫度大量上升，對催化活性的影響等必須加以克服的問題。
因此，目前一方面就在前述多功能氣體設備中進行單乙胺等濕法吸收法。但是，這種方法應用時，由于氣體溫度低，致使煤氣化復合發電設備中燃氣輪機發電效率降低。
另一方面，干法除去二氧化碳的方法作為將H2S等硫化合物與CO2一起同時被吸收的方法，實際上是用分子篩進行的壓差吸附法(Pressure Swing Adsorption下稱PSA)等吸附方法。這種吸附方法中，一般來說，溫度越低，吸附效率就越高，而在煤氣化復合發電設備情形下，由于溫度越高，設備自身的效率就越好，所以有必要在盡可能高的溫度下進行操作。
而且，PSA吸附氣中含有CO2和H2S，這兩種成分分離后有必要分別進行處理。分離出的H2S例如要轉化成元素硫回收，而CO2得用放入海中或土壤中等各種辦法才可能使其固定化。
本發明第1目的是提出在解決前述問題時達到盡可能經濟性的高溫還原性氣精制方法。
為達到上述第1目的本發明第1方面，是提出一種高溫還原性氣精制法，其中向高溫還原性氣注入蒸汽，該氣體在設有氣體溫控用熱回收裝置的CO轉化反應器內處理，將高溫還原氣中的CO轉換成CO2，前述CO轉化反應器放出的氣體溫度用熱回收裝置控制，上述氣體中CO2和硫化合物除去而得精制氣，除去的CO2和硫化合物相互分離。
本發明第2方面，是提出一種高溫還原氣精制方法，其中在第一方面基礎上，將分出CO2的硫化合物中的H2S經Claus法硫回收裝置轉化成元素硫后而回收，剩余氣中含有的硫和硫化合物經同一氣體中的H2還原而以H2S形式分離后，循環送入Claus法硫回收裝置，轉化成元素硫后一并回收，剩余排氣進行燃燒。
從本發明第1和第2方面可得到以下效果。
1)將供入的高溫還原氣中的CO轉化成CO2再將CO2與硫化合物一起除去，其中可在低能耗條件下將CO2與硫化合物同時除去。
2)CO轉化反應中，將達到CO轉化率的必要量蒸汽注入高溫還原性氣中，CO轉化反應后，由于氣體中H2S量達到最少，所以H2S對后續裝置的影響就大為降低。
3)CO轉化反應器中設有溫控用熱回收裝置，在可達到高CO2轉換率的同時，又可將反應器出口氣溫度降到一定值以下，如500℃以下，并可延長催化劑壽命。
4)分離而得的硫化合物可以高轉換離轉化成元素硫，分離而得的CO2又可作為高純度氣體回收。
5)由于CO2以及同時的硫化合物可以高脫除率除去，所以精制后的高溫還原性氣在不用作燃氣輪機的燃料時，又可作化工原料等用途。
本發明第2目的是提出煤氣化復合發電設備，其中可高效率除去CO2并且能量損失最少。
為達到此第2目的的本發明第3方面是提出煤氣化復合發電設備，其中在設有煤氣化爐，從該煤氣化爐生成的氣體中除去雜質的氣體精制裝置，設有將該氣體精制裝置精制后的氣體燃燒的燃燒器的燃氣輪機發電設備，回收來自該燃氣輪機發電設備中燃氣輪機排氣熱而產生蒸汽的余熱鍋爐，以該余熱鍋爐產生的蒸汽作為動力的汽輪機發電設備的煤氣化復合發電設備中，在前述氣體精制裝置和燃氣輪機發電設備的燃燒器之間，設置將經氣體精制裝置精制后的氣體中的CO轉化成CO2的反應器，將該反應器生成的CO2從氣體中除去的CO2除去器。
按照本發明第3方面，在氣體精制裝置出口處設置的反應器中，將蒸汽混入從氣體精制裝置排出的氣體中，將CO氣體轉化成CO2氣體，然后在CO2除去裝置中從主流氣中分出CO2，主流氣送到燃氣輪機發電設備，而CO2在其回收裝置得以回收，因此可達到以下效果。
(a)在煤氣化復合發電設備中，一方面可以高脫除效率任意除去CO2氣，另一方面又可達到低所內動力。
(b)同樣，在除去CO2時，還可在高溫高壓(350-500℃，20-400atm)條件下，將碳化合物轉化成CO2并分離，其中操作易于進行，而且所需能耗非常少。
(c)分出CO2的精制氣中H2含量增加，因此可提高燃氣輪機的燃燒穩定性。
(d)除去的CO2通入氣體漲管器而進行動力回收。
(e)由于與CO2合流的氣體中殘存H2S，COS等硫化合物也可分離和除去，所以選取吸附材料進行處理后的煤氣也可供燃料電池用。
(f)可使用硫化合物分離器作為上流側氣體精制裝置之脫硫機能不協調時的補充措施。
第1圖為本發明高溫還原性氣精制方法流程的框圖。
第2圖為本發明煤氣化復合發電設備流程的框圖。
第3圖為現有本發明煤氣化復合發電設備流程的框圖。
第4圖為現有另一煤氣化復合發電設備流程的框圖。
根據本發明第一方面，在CO轉化反應器中，用催化劑進行前述式(1)所示CO轉化反應，從而將煤氣化氣等高溫還原性氣中所含CO轉化成CO2。同時轉化反應器帶有熱回收裝置，用以外理供入的高溫還原性氣。因而，裝置緊湊，此外能耗低。
(1)式反應為發熱反應，從化學平衡上看，溫度越低越有利，但如前所述，由于在煤氣化復合發電設備等之中，溫度越高越好，所以在低溫下進行反應是不經濟的。一方面，本反應所用催化劑采用的是Fe-Cr體系，Cu-Zn體系，Cu-Cr體系，由于催化劑床層易在高溫下引起熱劣化，所以從保護催化劑壽命方面看，出口溫度易保持在500℃以下。但是，在CO轉化器內，又希望在盡可能高溫下進行反應。因該反應為發熱反應，所以會伴隨著溫度上升。因此，如果出口溫度一旦越過一定值，例如500℃，那就要用CO轉化反應器的熱回收裝置，來控制反應器內的氣體溫度。也就是說，如果用熱回收裝置來控制反應器內的氣體溫度，就可將反應器出口氣體溫度抑制在一定值。例如500℃以下。
此外，在CO轉化反應器中，與CO反應的H2O以蒸汽態注入氣體中，根據這樣注入的蒸汽量，即可容易地控制CO轉化率。因而，可注入可達到必要CO轉化率的蒸汽量，使CO轉化反應器出口氣中H2O量達到最小，從而可能排除H2O對后流側裝置的影響。
就除去CO2和硫化合物而言，在采用干法，如PSA法之類的吸附裝置時，一般來說，與CO2相比，H2S對吸附劑的吸附力要大些。按照本發明的第1方面，由于氣體中CO2濃度，與硫化合物濃度相比，通常要達到50-500倍，因此吸附劑必要量要根據CO2濃度來決定。此外，作為吸附劑，可充填對CO2和硫化合物能同時吸附的物質，或根據各成分而選取至少2種有強吸附力的物質。
在CO轉化反應器出口氣溫度高時，CO2，H2S吸附容量低，吸附劑充填量增大。因此根據本發明第1方面，在CO2，硫化合物除去工藝上游設置熱回收裝置，氣體顯熱回收后，溫度下降，入口氣體溫度可控制在例如250-300℃低溫，因而可高效率地除去CO2和硫化合物。
除去CO2和硫化合物后，可得到高濃度H2的潔凈精制氣。這種氣體例如可用作為燃氣輪機燃料，由于碳化合物減少，還可降低CO2向大氣中排放。
如下所述，從還原性氣中分離，除去的CO2和硫化合物，在例如PSA方式等吸附方法的應用場合，可根據CO2和H2S對吸附劑吸附力差而進行分離。
根據本發明第1方面，在CO2和硫化合物進行分離的過程中，在應用PSA等吸附方式時，對一般吸附劑的相對吸附力大小順序為H2S＞CO2，因此H2S先吸附在吸附劑上，待達到吸附平衡后才開始CO2吸附。因此，除了選擇可積極吸附H2S的吸附劑而外，重要的是還要控制僅僅吸附H2S的吸附劑充填量。在按本發明第1方面進行吸附的情形下，被吸附的H2S及其它硫化合物減壓達到所定壓力，就很容易以脫附濃縮狀態與CO2分離。另一方面，分離后的CO2以高純度氣回收。
如上所述，按照本發明第1方面，在CO轉化反應器中將高溫還原性氣中的CO轉化成CO2，其中通過調節向高溫還原性氣中注入的蒸汽量，可控制CO轉化率，而且還可使CO轉化反應器出口氣中的H2O量減至最小。此外，CO向CO2的轉換反應在高溫還原性氣供給側進行，處理氣量少，裝置緊湊，而且所需能耗少。
另一方面，CO轉化反應器內的氣體溫度可用熱回收裝置控制，因此可使CO轉化反應效率高，并且可在所希望的溫度下進行。
更具體地講，CO轉化反應器排氣的溫度用熱回收裝置調節到所要求溫度下，CO2和硫化合物就可高效率地除去，并相互分離。
因此，若按照本發明第1方面，通過高溫還原性氣體的精制，CO2可與硫化合物一樣除去，而且所需能耗少。
根據本發明第2方面，如上所述分離后的H2S及其它硫化合物送入Claus法硫回收裝置，H2S用氧氣部分氧化后，在Claus催化劑存在下生成元素硫后加以回收。
在此Claus硫回收裝置出口氣中，除了元素硫的生成物SO2而外，還有未反應的H2S等，出口氣冷卻至130-180℃，氣中元素硫成為液體，大部分以液態硫回收。殘留氣中。除H2S、SO2以外，還存在微量氣態硫，霧末狀硫煙霧。氣中殘存的這種硫和硫化合物與氣中H2進行以下式(2)、(3)式還原反應，完全轉化成H2S。
這些反應采用例如Co-Mo系，Ni-Mo系還原催化劑，若在200-400℃下，則很容易進行。生成與氣中S組分對應的H2S，因此還原后的氣中僅存在H2S形態硫化合物。
在后續H2S分離工藝中，從N2，CO2等氣中分出H2S，其中可采用例如PSA方法。
分離后的H2S回送到Claus法硫回收裝置入口處，作為元素硫回收。此外除去H2S的排氣燃燒后放入大氣。排氣中微量可燃性硫組分(例如H2S)可通過燃燒，轉化成SO2而放入大氣中。
如上所述，按本發明第2方面，即在本發明第1方面基礎上增加從硫化合物中回收元素硫，殘余排氣燒掉，然后以實用上無害的狀態放入大氣中。
實施例
圖1說明了與本發明第1、第2方面相對應的實施例。
未圖示煤氣化爐中產生的含H2S，COS等硫氣合物的除塵前高溫還原性氣1在例如セラミツク制可在高溫下工作的多孔過濾器類干法除塵裝置2中進行除塵。在管線3中從蒸汽管線向除塵后的氣體中注入CO轉化反應所需的蒸汽。經過管線4將高溫還原性氣送入CO轉化反應裝置5之中。
CO轉化裝置5中分別充填有可將CO轉化成CO2的Fe-Cr系Cu-Zn系或Cu-Cr系催化劑。且將下流側的反應部分5b與分開的上流側反應部5a連起來。反應部5a出來的氣體送入熱回收鍋爐6中，在其中進行熱回收后再送入反應部5b。因此可使反應裝置5出口氣溫度不致超過500℃。通過這種方式，不僅可防止催化劑高溫熱劣化，而且可使反應平穩進行。
經過CO轉化反應，CO可轉化成CO2，而且管線7從從反應裝置5出來的高H2濃度氣在熱回收鍋爐8中降溫至250-300℃后經管線9而送入CO2，硫化合物除去裝置10中。
除去裝置10中充填有CO2和H2S硫化合物吸附劑，可進行干法PSA類吸附操作。降溫至250-300℃的氣中的CO2和硫化合物可用上述吸附劑高效率地吸附并除去。在管線11中已除去CO2和硫化合物而得以凈化的精制氣，可用作燃氣輪機燃料。同時，精制氣中C化合物因如上述減少而可使燃氣輪機排氣中CO2濃度降低。
另一方面含有從CO2，硫化合物除去裝置內的吸附劑脫附，并經濃縮的CO2，H2S的氣體經管線12送入CO2分離器13，其中充填有例如可吸附H2S及其它硫化合物的吸附劑，可按PSA方式操作。其中H2S及其它硫化合物被吸附，而高純度CO2氣經管線30送入外部加以回收。
從CO2分離器13出來并含有濃縮H2S的氣體經管線14供入Claus法硫回收裝置15中，在其中轉換成元素硫，以液態硫從管線31排出后得以回收。
從Claus法硫回收裝置15出來的氣體經管線16送入依次充填有Co-Mo系，Ni-Mo系還原催化劑的尾氣還原反應器17中。在其中硫化合物與氣中H2反應，生成H2S后，管線18內的氣體在采用例如PSA方式操作的H2S分離器19中分成含H2S的氣體20和其它氣體42。含H2S的氣體20只壓縮機41增壓后返送到Claus法硫回收裝置15入口，進行元素硫回收操作。H2S除去后的排氣42在燃燒爐43中可燃成分燃燒生成氧化物后，經管線44排放入大氣之中。
前述熱回收鍋爐6，在進行2步CO轉化反應時，還用來調節后流側反應部5b內的催化劑層溫度，其中設有鍋爐給水管線46和產生的蒸汽管線47。
此外，前述向高溫還原性氣體管線3中注入蒸汽的管線45還設有用9標出的分管，將蒸汽注入由熱回收鍋爐46排出后送入反應部5b的氣體中，連入熱回收鍋爐6的給水管線46設有用b標出的分管，連入熱回收鍋爐8。在其中產生的蒸汽用C標出，送去與蒸汽管線47合流。
如上所述，在本實施例1中，將高溫還原氣中的CO轉化成CO2，然后與硫化合物分開，使凈化氣11中的C化合物減少，從而降低燃氣輪機排氣中的CO2濃度。
然而，從煤氣化爐出來的氣量，與現有燒細粉炭的鍋爐排氣量比較。由于煤氣化爐中吹空氣時僅為約1/2，吹氧化時僅為1/4，所以極有利于除去CO2。
再者，CO轉化反應裝置5中，在不降低設備熱效率的范圍內，可在低溫下進行轉化反應，不僅可防止催化劑的高溫劣化，而且可高效率地進行CO→CO2轉化反應。
此外，從氣體中分出的H2S等硫化合物與CO2相互分離，其中H2S轉換成元素硫回收，其尾氣中殘存的硫化合物還原成H2S后也以元素硫回收。
然后，從H2S分離器19出來且幾乎不含H2S的殘余排氣在燃燒爐43中燃燒，之后以實質上無故障狀態排入大氣中。
為得到用干進料并吹空氣的煤氣化爐的復合發電設備用燃料氣，適宜的前述實施例所得結果列于第2表。
第2表
如第2表所示，管線11內的精制氣中CO，CO2，粉塵和S化合物量顯著減少。H2O量也降低不少，而H2量增加。
但是，本發明并不僅限于煤氣化爐，當然是廣泛適用于其它含CO和硫化合物的高溫還原性氣體的。
實施例2以下說明如圖2所示本發明上述第3方面的實施例2。圖2中，與圖4相同的部分用相同符號表示，也省略了對其詳細說明。
如圖2所示，煤氣化爐21(特別是吹壓縮空氣的煤氣化爐)中生成的氣體送入氣體精制裝置23中，精制后再送入轉化反應器26中。在轉化反應器26中，送入例如汽輪機抽出蒸汽，而在轉化反應器36的后流側設有CO2除去裝置37。
氣體精制裝置23出口氣是以CO，H2，N2為主要成分的可燃性氣體(參照后續第3頁的B點)，在吹空氣氣化爐21中，其大致組成為CO＝25%，H2＝10%。
這種氣體與汽輪機抽出蒸汽混合后送入轉化反應器36中，按以下反應將CO氣轉化成CO2氣。
從CO到CO2的轉化反應為放熱反應，從化學平衡上看，在低溫下進行有利，實際上在300-500℃下操作比較好。
然而，上述式中，左邊和右邊的氣體放熱量之差在僅僅將CO轉化為H2時不會有大的危害，而且從燃氣輪機燃燒角度看，僅僅是H2增加部分就能提高燃燒的穩定性。
因此，從通過轉化反應器的氣體性質來看，是以H2，CO2，N2和若干CO、H2O為主要成分的可燃性氣(第3表中C點)。將這種氣體送入CO2除去裝置27，CO2與主流氣分開，主流氣送到燃氣輪機25，CO2在回收裝置等之中得以回收。因此，送入燃氣輪機25的氣體就成為以H2、N2氣體為主體的氣體，(在氧化氣化時，由于沒有N2，所以主要為H2)，在燃氣輪機25中燃燒時CO2的產生。如第3表D點所示，會大大下降，而且，由于生成氣中H2增加，因此可增加燃氣輪機25中的燃燒穩定性。
在這種CO2除去裝置37中，可采用與周圍氣氛相適應的氣體條件，如PSA法等物理吸附方式。
此外，從主流氣中分出的CO2，由于處于加壓狀態，設置了例如漲管器38的動力回收結構就可進一步降低所內動力。但是，CO2回收后的狀態(固體，液體等)及用途(甲醇等的原料等)，在排出條件下的系統中，CO2的壓力常常沒有必要下降至常壓。
而且，在用PSA類方法除去CO2時，可用氣體精制裝置23除去的H2S，COS等硫化合物(30-100ppm范圍)也可用硫化合物分離器39分離，除去。這種硫化合物分離器39可以從CO2除去裝置37中處理后的煤氣(D點)中分離除去硫化合物。從而得到高純度氣。圖2所示例子中，混入煤氣化爐21出口氣中。從硫化合物分離器中得到的氣體為高純度氣。可供燃料電池等，也可適用于要求高純度的場合。
此外，在轉化反應器26中設置了熱回收裝置32，33，向CO2轉化時產生的熱即可回收。
第3表
注上述A點～F點在圖2中標為A-F。
權利要求
1.高溫還原氣精制方法，其特征是用吸收劑經干法吸收，除去在高溫還原性氣中含有的硫化合物的高溫還原性氣精制方法中，向高溫還原性氣中注入蒸汽。該氣體在裝有氣體溫度控制用熱回收裝置的CO轉化反應器內進行處理，前述高溫還原性氣中CO轉換成CO2，而CO轉化反應器排氣的溫度用熱回收裝置控制，同時氣中CO2和硫化合物得以除去，精制成精制氣，上述除去的CO2和硫相互分開。
2.根據權利要求1所述的高溫還原性氣精制方法，其特征在于上述分出CO2的硫化合物中的H2S在Claus法硫回收裝置中轉換成元素硫得以回收。殘存氣中含有的硫和硫化合物用同一氣體中的氫氣還原成H2S并將其分離后，再循環到上述Claus法硫回收裝置中，轉換成元素硫后回收，殘余排氣然后進行燃燒。
3.煤氣化復合發電設備，其特征在于在設有煤氣化爐，從該煤氣化爐生成氣中除去雜質的氣體精制裝置，帶有將此氣體精制裝置中精制氣燃燒的燃燒器的燃氣輪機發電設備。從該燃氣輪機發電設備中回收燃氣輪機排氣熱而產生蒸汽的廢熱回收鍋爐。帶有用該廢熱回收鍋爐中產生的蒸汽作動力的汽輪機發電設備的煤氣化復合發電設備中，在上述氣體精制裝置和上述燃氣輪機發電設備的燃燒器之間，設有上述氣體精制裝置中精制氣中CO轉化成CO2的反應器，該反應器中生成的CO2從氣中除去的CO2除去器，從該處理器中處理后的煤氣中分離硫化合物的硫化合物分離器。
全文摘要
高溫還原性氣精制方法是注入蒸汽后在帶氣體 溫控用熱回收裝置的CO轉化反應器中處理而將 CO轉化成CO
文檔編號C10K3/02GK1053898SQ91100960
公開日1991年8月21日 申請日期1991年2月8日 優先權日1990年2月9日
發明者小川紀一郎, 末弘貢, 泉順, 瀨戶徹, 光岡薰明 申請人:三菱重工業株式會社