JP5591158B2 - 生成ガス中のcos処理装置及びcos処理方法 - Google Patents
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COS+H2O→H2S+CO2 …(1)
ここで、未分分解COSが発生した場合、その原因が生成ガス中のCOSの過渡的な濃度増大であるか、COS変換装置自身の変換能力が不十分なのかが、把握できないという問題がある。
図1に示すように、本実施例に係る生成ガス中のCOS処理装置10Aは、硫化カルボニル(COS)を含む生成ガス12を処理するCOS触媒を有する第1のCOS変換器13Aと、該第1のCOS変換器13Aの前流側に設けられ、生成ガス12中のCOS濃度を計測するレーザ分析装置15Aと、前記レーザ分析装置15Aの計測の結果、COS濃度が閾値を超えている際、生成ガスの流路を主流路L1からバイパス流路L2へ切り替える流路切替手段19と、バイパス流路L2に介装され、硫化カルボニル(COS)を含む生成ガス12を処理するCOS触媒を有する第2のCOS変換器13Bと、前記求めたCOS濃度(X)が、閾値濃度(Y)を超える場合には、流路切替手段19をバイパス流路L2側へ切替え、第2のCOS変換器13Bで未変換のCOS(硫化カルボニル)を処理する制御を行う制御装置20と、生成ガス12中の硫黄酸化物を除去する脱硫装置21とを具備するものである。
この取り出された生成ガス12は、公知の集塵装置を用いて煤塵を除去することが望ましい。この煤塵が除去された生成ガス12に含まれるCOSを第1のCOS変換器13Aを用いてCOS変換処理している。
本実施例では、第1のCOS変換器13Aの前流側に、生成ガス12中のCOS濃度を計測するレーザ分析装置15Aが設けられている。
なお、参照レーザ吸収光(I0)は、第2の検出器18Bで検出し、半導体レーザの波長のずれによる生じる計測誤差を校正している。
半導体レーザの波長は、例えば1.0〜6.0μmとし、より好適には計測波長は1.65μmとしている。
そして、所定の閾値を設定し、許容範囲でないと判断した際には、制御装置20により流路切替手段19を操作して、生成ガス12の流路を第1のCOS変換器13Aが介装されている主流路L1からバイパス流路L2へ切り替え、バイパス流路L2に介装された第2のCOS変換器13Bにより、未処理であった硫化カルボニル(COS)を触媒処理するようにしている。
また、COSの濃度が多量である場合には、ガス化炉11の運転操作の対応により、COS濃度を低減する対策を講じることもできる。
図2に示すように、本実施例に係る生成ガス中のCOS処理装置10Bは、実施例1の生成ガス中のCOS処理装置10Aにおいて、第1のCOS変換器13Aの後流側に設けられ、COS変換処理ガス12中のCOS濃度を計測するレーザ分析装置15Bを具備するものである。
レーザ分析装置15Bは、第1のCOS変換器13Aの後流側において、第2の計測部17Bに半導体レーザ装置16から半導体レーザ光14を照射し、レーザ吸収分光法により燃料ガス中のCOS濃度を計測する第2の検出器18Bと、を具備して、COS変換後の生成ガス12中のCOS濃度を計測するようにしている。
この後流側でCOS濃度を計測することで、COS触媒の処理能力が正常であるか否かを判断することができる。
そして、生成ガス12中のCOSを連続して処理するに際し、第1系統の第1のCOS変換器13A−1でCOS変換処理しつつ、第1のCOS変換器13A−1の後流側のCOS濃度をレーザ分析装置15B−1で計測し、COS変換漏れが発生した場合、第1系統の第1のCOS変換器13A−1の後流側から第2系統の第1のCOS変換器13A−2の上流側に戻す戻しラインL11を介して、未処理のCOSを含むCOS変換処理された生成ガス12を第2系統の第1のCOS変換器13A−2に導入し、該第1のCOS変換器13A−2でCOS変換処理するようにしている。
図3中、符号L1-1、L1-2は主流路、L2-2はバイパス流路、L12は戻しライン、19−1、19−2は流路切替手段、15B−2はレーザ分析装置を各々図示する。
これにより、第2のCOS変換器13B−1に何等かの不具合等が生じた場合でも、後流側へのCOSの漏れを解消することができる。
図5は、実施例3に係る他の生成ガス中のCOS処理装置の概略図である。
図4−1に示すように、本実施例に係る生成ガス中のCOS処理装置10C−1は、実施例2のCOS処理装置10Bにおいて、さらに第1のCOS変換器13Aの内部の温度を計測するレーザ分析装置15Cを具備するものである。
半導体レーザ光14は半導体レーザ装置16からのレーザ光を共用している。
よって、後流側のCOS濃度の増加があった場合、触媒の劣化によるものか、または触媒反応温度が低いかを確認することができる。
触媒反応温度が低い場合には図示しない加熱手段により適切な触媒反応温度(例えば200〜300℃)となるように増熱する制御を図示しない制御手段により行うことができる。
このチャートは電子状態における基底状態から第一振動励起状態の振動−回転スペクトルである。
Nj/Nj=0=(2J+1)exp(−[(kcBJ)・(J+1)]/(kT))…(1)
ここで、
Nj:回転量子数Jにおける分子数(数密度)
Nj=0:全分子数
J:回転量子数
k:ボルツマン定数
c:光速度
B:回転定数
T:温度(回転温度)
である。
この結果、従来においては、例えば熱電対等における内部の温度計測は、スポット的な温度計測であったものが、計測場全体(レーザ光の光路長全体)の平均温度を非接触で求めることができる。これにより、COS触媒全体の温度が把握できる。
これは、生成ガス12中のCOS濃度は、その計測値が数百ppmV程度の存在であるのに対し、CO濃度は、その計測値が10000ppmV以上と高濃度であるので、測定信号の取得が容易となるからである。
そして、第1のCOS変換器13Aの内部の入口温度側と出口温度側とを計測して、平均の触媒温度を求めるようにしてもよい。なお、この際中央の温度計測は除くようにしてもよい。
これにより、第1のCOS変換器13Aの触媒内部の温度を監視することができるので、適切な触媒温度条件に保持することができ、COS触媒変換を適切に行うことができる。
12 生成ガス
13A 第1のCOS変換器
13B 第2のCOS変換器
15A〜15C レーザ分析装置
19 流路切替手段
20 制御装置
Claims (6)
- 硫化カルボニル(COS)を含む生成ガスを処理するCOS触媒を有する第1のCOS変換器と、
該第1のCOS変換器の前流側に設けられ、生成ガス中のCOS濃度を計測するレーザ分析装置と、
前記レーザ分析装置の計測の結果、COS濃度が閾値を超えている際、生成ガスの流路を主流路からバイパス流路へ切り替える流路切替手段と、
バイパス流路に介装され、硫化カルボニル(COS)を含む生成ガスを処理するCOS触媒を有する第2のCOS変換器と、
前記求めたCOS濃度が、閾値濃度を超える場合には、流路切替手段をバイパス流路側へ切替え、第2のCOS変換器で未変換のCOS(硫化カルボニル)を処理する制御を行う制御装置と、を具備することを特徴とする生成ガス中のCOS処理装置。 - 請求項1において、
前記第1のCOS変換器の後流側に設けられ、COS変換処理された生成ガス中のCOS濃度を計測するレーザ分析装置を具備することを特徴とする生成ガス中のCOS処理装置。 - 請求項1において、
前記第1のCOS変換器の内部ガスの温度を、生成ガス成分の吸光度の相対強度より計測することを特徴とする生成ガス中のCOS処理装置。 - 請求項3において、
温度計測の結果、前記第1のCOS変換器の内部ガスが低い場合には増熱する制御を行うことを特徴とする生成ガス中のCOS処理装置。 - 請求項1において、
レーザ分析装置が、
生成ガス中にレーザ光を導入する第1の計測部と、
第1の計測部に半導体レーザ装置から半導体レーザ光を照射し、レーザ吸収分光法により燃料ガス中のCOS濃度を計測する第1の検出器と、を具備することを特徴とする生成ガス中のCOS処理装置。 - 請求項2の生成ガス中のCOS処理装置を、2系統(第1系統、第2系統)並列に設け、
この2系統のCOS処理装置を交互に用いて、生成ガス中のCOSを処理するに際し、
第1系統の第1のCOS変換器でCOS変換処理しつつ、第1のCOS変換器の後流側のCOS濃度を計測し、COS変換漏れが発生した場合、
第1系統の第1のCOS変換器の後流側から第2系統の第1のCOS変換器の上流側に戻す戻しラインを介して、未処理のCOSを含むCOS変換処理された生成ガスを第2系統の第1のCOS変換器に導入し、該第1のCOS変換器でCOS変換処理することを特徴とするCOS処理方法。
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