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公開番号2025140908
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024040556
出願日2024-03-14
発明の名称ガス精製システム
出願人一般財団法人電力中央研究所
代理人個人,個人
主分類C10K 1/32 20060101AFI20250919BHJP(石油,ガスまたはコークス工業;一酸化炭素を含有する工業ガス;燃料;潤滑剤;でい炭)
要約【課題】種々の炭素含有物質(石炭、炭素系廃棄物、バイオマス)を原料として生成されるガス化ガスの不純物を精密に除去する。
【解決手段】ガス化ガスをハロゲン化物除去手段11に流通させ、ハロゲン化物を乾式で除去し、ハロゲンが除去されたガス化ガスを、硫黄化合物除去手段12に流通させ、硫黄化合物および窒素化合物であるシアン化水素を乾式で除去し、硫黄化合物および窒素化合物であるシアン化水素が除去されたガス化ガスを、重金属除去13に流通させ、重金属を乾式で除去し、アンモニア除去手段14でガス化ガスを水洗いしてアンモニアを湿式で除去する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ガス化ガス生成により生成されたガス化ガスの不純物を除去するガス精製システムであって、
露点温度を越えるガス温度であり、生成された状態の温度前後の温度のガス化ガスを流通させ、ハロゲン化物を除去するハロゲン化物除去手段と、
前記ハロゲン化物除去手段でハロゲン化物が除去されたガス化ガスを、露点温度を越えるガス温度で流通させ、硫黄化合物および窒素化合物であるシアン化水素を除去する硫黄化合物除去手段と、
前記硫黄化合物除去手段で硫黄化合物および窒素化合物であるシアン化水素が除去されたガス化ガスを、露点温度を越えるガス温度で流通させ、重金属を除去する重金属除去手段と、
前記重金属除去手段で重金属が除去されたガス化ガスを水洗いしてアンモニアを除去するアンモニア除去手段とを備えた
ことを特徴とするガス精製システム。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
ガス化ガス生成により生成されたガス化ガスの不純物を除去するガス精製システムであって、
露点温度を越えるガス温度であり、生成された状態の温度前後の温度のガス化ガスを流通させ、ハロゲン化物を除去するハロゲン化物除去手段と、
前記ハロゲン化物除去手段でハロゲン化物が除去されたガス化ガスを、露点温度を越えるガス温度で流通させ、硫黄化合物および窒素化合物であるシアン化水素を除去する硫黄化合物除去手段と、
前記硫黄化合物除去手段で硫黄化合物および窒素化合物であるシアン化水素が除去されたガス化ガスを、露点以下のガス温度で流通させ、重金属を除去する重金属除去手段とを備えた
ことを特徴とするガス精製システム。
【請求項３】
請求項２に記載のガス精製システムにおいて、
前記重金属除去手段で重金属が除去されたガス化ガスを水洗いしてアンモニアを除去するアンモニア除去手段を備えた
ことを特徴とするガス精製システム。
【請求項４】
請求項３に記載のガス精製システムにおいて、
前記硫黄化合物除去手段で硫黄化合物および窒素化合物であるシアン化水素が除去されて露点以下の温度にされたガス化ガスを除湿する除湿手段を備えた
ことを特徴とするガス精製システム。
【請求項５】
請求項１に記載のガス精製システムにおいて、
前記重金属除去手段で重金属が除去されたガス化ガスを二つの経路に分岐して、前記アンモニア除去手段、及び、外部の利用手段に振り分ける分岐振分け手段を備えた
ことを特徴とするガス精製システム。
【請求項６】
請求項１もしくは請求項３のいずれかに記載のガス精製システムにおいて、
前記アンモニア除去手段でアンモニアが除去されて生成したアンモニウムイオン（ＮＨ
４
＋
）をアンモニアもしくはアンモニウム塩、または、アンモニア及びアンモニウム塩に変換して回収する変換手段を備えた
ことを特徴とするガス精製システム。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のガス精製システムにおいて、
前記ハロゲン化物除去手段で除去されるハロゲン化物は、
塩化水素、フッ化水素、臭化水素のうち少なくとも一つを含み、
前記ハロゲン化物除去手段は、
第１温度の雰囲気でカルシウムを含む吸収剤を用いてハロゲンを荒取り除去する第１除去手段と、
前記第１温度と異なる温度の第２温度の雰囲気でナトリウムを含む吸収剤を用いてハロゲンを精密除去する第２除去手段とを有している
ことを特徴とするガス精製システム。
【請求項８】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のガス精製システムにおいて、
前記硫黄化合物除去手段で除去される不純物は、
硫黄化合物である硫化水素、硫化カルボニルのうち少なくとも一つ、および窒素化合物であるシアン化水素を含み、
前記硫黄化合物除去手段は、
亜鉛を含む吸収剤である
ことを特徴とするガス精製システム。
【請求項９】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のガス精製システムにおいて、
前記重金属除去手段で除去される重金属は、セレン化水素、水素化ヒ素のうち少なくとも一つ、および金属水銀蒸気を含み、
前記重金属除去手段は、
活性炭を用いて、セレン、ヒ素を除去する第１処理装置、および、銅を主体として水銀を吸収する銅系吸収剤、もしくは、水銀との化学反応により生成した塩を吸着することで水銀を除去する添着活性炭を用いて水銀を除去する第２処理装置を有している
ことを特徴とするガス精製システム。
【請求項１０】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のガス精製システムにおいて、
前記ハロゲン化物除去手段に送られるガス化ガスを生成するガス化炉を備え、
前記ガス化炉には、原料として少なくとも炭素系廃棄物が投入され、
前記ガス化炉では、ガス化剤としてＯ
2
、Ｈ
2
Ｏ、ＣＯ
2
の一部もしくは全部が供給され、ガス化反応によりＨ
2
とＣＯを主体とする合成ガスが生成される
ことを特徴とするガス精製システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス化ガスの不純物を精密に除去することができるガス精製システムに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
石炭は世界の広い地域に存在し、可採埋蔵量が多く、価格が安定しているため、供給安定性が高く発熱量あたりの価格が低廉である。石炭を燃料とする火力発電では、例えば、石炭ガス化炉で発生させた石炭ガス化ガスを燃料としてガスタービンを駆動して電力を得ると共に、ガスタービンの排気熱を回収して蒸気を発生させ、発生した蒸気により蒸気タービンを駆動して電力を得る設備が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
石炭ガス化炉で発生する石炭ガス化ガスにはハロゲン化合物、硫黄化合物等の後続機器に対して影響を与える不純物や、水銀、ヒ素等の重金属である不純物が含まれるため、ガス精製システムにより石炭ガス化ガスの不純物を除去して燃料ガスとしている。
【０００４】
近年、燃料（ガス化ガス）を生成する原料として、石炭に加え、炭素系廃棄物やバイオマスが用いられることが多くなってきている。そして、ガス化炉で生成されるガス化ガスは、ガスエンジン、ガスタービン、燃料電池等の発電用燃料に用いられると共に、化学合成の原料に用いられるため、ガス精製システムで精製されるガス化ガスは、不純物をより精密に除去する要望が高くなってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００５-１７１１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、種々の炭素含有物質（石炭、炭素系廃棄物、バイオマス）を原料として生成されるガス化ガスの不純物を精密に除去することができるガス精製システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための請求項１に係る本発明のガス精製システムは、ガス化ガス生成により生成されたガス化ガスの不純物を除去するガス精製システムであって、露点温度を越えるガス温度であり、生成された状態の温度前後の温度のガス化ガスを流通させ、ハロゲン化物を除去するハロゲン化物除去手段と、前記ハロゲン化物除去手段でハロゲン化物が除去されたガス化ガスを、露点温度を越えるガス温度で流通させ、硫黄化合物および窒素化合物であるシアン化水素を除去する硫黄化合物除去手段と、前記硫黄化合物除去手段で硫黄化合物および窒素化合物であるシアン化水素が除去されたガス化ガスを、露点温度を越えるガス温度で流通させ、重金属を除去する重金属除去手段と、前記重金属除去手段で重金属が除去されたガス化ガスを水洗いしてアンモニアを除去するアンモニア除去手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項１に係る本発明では、露点温度を越えるガス温度のガス化ガスをハロゲン化物除去手段に流通させ、ハロゲン化物を乾式で除去し、ハロゲンが除去されたガス化ガスを、露点温度を越えるガス温度で硫黄化合物除去手段に流通させ、硫黄化合物および窒素化合物であるシアン化水素を乾式で除去し、硫黄化合物および窒素化合物であるシアン化水素が除去されたガス化ガスを、露点温度を越えるガス温度で重金属除去手段に流通させ、重金属を乾式で除去する。そして、重金属除去手段で重金属が除去されたガス化ガスがアンモニア除去手段で水洗いされてアンモニアが湿式で除去される。
【０００９】
このため、ハロゲン化物、硫黄化合物、窒素化合物であるシアン化水素、重金属が乾式で除去された後に、アンモニアが水洗いされて除去され、水に溶ける不純物を下流側で除去することができる。そして、ハロゲン化物、硫黄化合物、窒素化合物であるシアン化水素、重金属が除去された後に水洗いが行われるため、水洗い後の排水に含まれる不純物がほぼアンモニアの溶解により生成したアンモニウムイオンのみとなり、排水処理の負担が高まることがなく、排水処理の負担を大幅に抑制してガス化ガスの不純物を精密に除去することができる。
【００１０】
上記目的を達成するための請求項２に係る本発明のガス精製システムは、ガス化ガス生成により生成されたガス化ガスの不純物を除去するガス精製システムであって、露点温度を越えるガス温度であり、生成された状態の温度前後の温度のガス化ガスを流通させ、ハロゲン化物を除去するハロゲン化物除去手段と、前記ハロゲン化物除去手段でハロゲン化物が除去されたガス化ガスを、露点温度を越えるガス温度で流通させ、硫黄化合物および窒素化合物であるシアン化水素を除去する硫黄化合物除去手段と、前記硫黄化合物除去手段で硫黄化合物が除去されたガス化ガスを、露点以下のガス温度で流通させ、重金属を除去する重金属除去手段とを備えたことを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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