(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンモニアを含むガス化ガスに塩化水素を含むガスを供給し混合する供給混合器と、前記混合ガスをアンモニアと塩化水素が反応する温度まで冷却する冷却器と、前記反応により生成した固形分を乾式分離する乾式分離器と、を備えたことを特徴とするアンモニア乾式除去装置。
【請求項２】
前記供給混合器は、アンモニアと等量の塩化水素を供給し、前記冷却器は、混合ガスを１００℃以上，１８０℃以下まで冷却するようになっている、ことを特徴とする請求項１に記載のアンモニア乾式除去装置。
【請求項３】
更に、乾式分離器の下流に、残留するアンモニア又は塩化水素を除去するためにスクラバ装置を備える、ことを特徴とする請求項１に記載のアンモニア乾式除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、化石燃料をガス化した粗製ガス中に含まれるアンモニアを乾式で除去するアンモニア乾式除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
石炭や重質油をガス化した粗製ガス（ガス化ガス）中には、硫黄化合物（主としてＨ2 Ｓ）の他にアンモニア（ＮＨ3 ）、塩化水素（ＨＣｌ）が含まれている。
アンモニアは、脱硫装置の性能低下要因及びガスタービンにおけるＮＯｘの発生源となるため、これを十分低い値まで除去する必要がある。また、塩化水素（ＨＣｌ）も、ガスタービン前に設置される触媒装置の被毒要因となるため完全に除去する必要がある。
【０００３】
かかるアンモニア、塩化水素、及びその他のアルカリ成分を除去するために、従来は、ガス化ガスを水洗塔（スクラバー装置）に導き、ここでガスを水に直接接触させてこれらの成分を溶解除去していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、かかるアンモニアの湿式除去手段では、以下の問題点があった。
▲１▼ガス化ガス中のアンモニアを除去するために水洗塔で大量のボイラ水を使用する必要がある。
▲２▼塩素による応力腐食割れ防止のため、ＨＣｌを吸収した水は大量に捨てる必要がある。すなわち、スクラバー装置を構成する金属（例えばＳＵＳ３１６）の腐食を防止するためには循環水の塩化濃度を十分低く（例えば１５００ｐｐｍ以下に）保持する必要があり、スクラバー装置における補給水量が大量に必要となる。
【０００５】
本発明はかかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、ガス化ガス中のアンモニアを乾式で除去することができ、これにより、水洗塔における補給水量を大幅に低減することができるアンモニア乾式除去装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、アンモニアを含むガス化ガスに塩化水素を含むガスを供給し混合する供給混合器と、前記混合ガスをアンモニアと塩化水素が反応する温度まで冷却する冷却器と、前記反応により生成した固形分を乾式分離する乾式分離器と、を備えたことを特徴とするアンモニア乾式除去装置が提供される。
【０００７】
上記本発明の構成によれば、供給混合器によりアンモニアを含むガス化ガスに塩化水素を含むガスを供給・混合し、冷却器によりこの混合ガスをアンモニアと塩化水素が反応する温度まで冷却することにより、アンモニアと塩化水素を反応させて、固形分である塩化アンモニウムとすることができる。従って、乾式分離器（例えばセラミックフィルタ）によりこの固形分を乾式で分離することにより、ガス化ガス中のアンモニアを乾式で除去することができる。
【０００８】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記供給混合器は、アンモニアと等量の塩化水素を供給し、前記冷却器は、混合ガスを１００℃以上，１８０℃以下まで冷却するようになっている。前記アンモニアと塩化水素の反応は、１８０℃以下において、１：１で激しく反応し、ほとんど全量が固形分である塩化アンモニウムとなる。また、１００℃以下では水蒸気の凝縮により乾式分離が困難になる。従って、供給混合器により等量を供給・混合し、冷却器により１００℃以上，１８０℃以下まで冷却することにより、アンモニアと塩化水素を残存させることなく、固形分の塩化アンモニウムを生成し、乾式で分離除去することができる。
【０００９】
更に、乾式分離器の下流に、残留するアンモニア又は塩化水素を除去するためにスクラバ装置を備えることが好ましい。かかるスクラバ装置を備えることにより、少量の循環水により残留するアンモニア又は塩化水素をほぼ完全に除去することができ、触媒の被毒、ＮＯｘの発生等を大幅に低減することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明によるアンモニア乾式除去装置の全体構成図である。この図において、本発明のアンモニア乾式除去装置１０は、ダスト分離器１１、供給混合器１２、冷却器１４、乾式分離器１６、及びスクラバ装置１８から構成される。
【００１１】
ガス化装置１は、石炭や重質油をガス化するガス化装置であり、その粗製ガス２（ガス化ガス）は、ダスト分離器１１に供給される。ガス化ガス２には、前述のように、硫黄化合物（主としてＨ2 Ｓ）の他にアンモニア（ＮＨ3 ）、塩化水素（ＨＣｌ）が含まれている。
【００１２】
ダスト分離器１１は、例えばサイクロンであり、ガス化ガス２中のダストを分離除去する。ダストを分離したガス化ガス２は、供給混合器１２に供給される。
【００１３】
供給混合器１２は、アンモニアを含むガス化ガス２と塩化水素を含むガス３を混合する混合器１３ａと、混合器１３ａにアンモニアと等量の塩化水素を供給する塩化水素供給器１３ｂとからなる。混合器１３ａは、内部が中空の単なるチャンバーでもよく、或いは混合を促進する混合促進材（例えばセラミックボール）を充填したチャンバーでもよい。塩化水素を含むガス３は、例えば窒素ガスで塩化水素が希釈されている。塩化水素供給器１３ｂは、配管ライン、流量調節弁等からなり、ガス化ガス２の流量とアンモニア濃度からアンモニアの絶対量を算出し、これと等量（等モル量）の塩化水素を供給するようになっているのがよい。或いは、冷却器１４に流入するガス中のアンモニア濃度を検出し、これを最小又はゼロにするように、塩化水素を供給するフィードバック制御を行ってもよい。
【００１４】
図２は、アンモニアと塩化水素の反応割合を示す図である。この図において、横軸は反応温度であり、縦軸は反応により塩化アンモニウム（固形分）が生成される割合を示している。この図から明らかなように、アンモニアと塩化水素の反応は、１８０℃以下（好ましくは約１５０℃以下）において、１：１で激しく反応し、ほとんど全量が固形分である塩化アンモニウムとなる。アンモニアと塩化水素の反応式は、（式１）で示すことができる。
【００１５】
ＮＨ3 ＋ＨＣｌ→ＮＨ4 Ｃｌ（固形分）．．．（式１）
【００１６】
図１において、冷却器１４は、混合ガスをアンモニアと塩化水素が反応する温度（好ましくは、１００℃以上，１８０℃以下）まで冷却するようになっている。１００℃以下では水分の凝縮により乾式分離が困難になり、１８０℃以上では、図２に示したように反応率が若干低下し、アンモニアと塩化水素の残存が問題となる。
【００１７】
乾式分離器１６は、例えばセラミックフィルタであり、前記反応により生成した固形分（塩化アンモニウム）を乾式分離するようになっている。
スクラバ装置１８は、乾式分離器１６の更に下流に設けられ、残留するアンモニア又は塩化水素を除去するようになっている。このスクラバ装置１８を設けることにより、少量の循環水により残留するアンモニア又は塩化水素をほぼ完全に除去することができ、触媒の被毒、ＮＯｘの発生等を大幅に低減することができる。
【００１８】
上述したように、ガス化ガス２に塩化水素を混合し、冷却することで、アンモニアは塩化アンモニウム（固形分）として除去・回収できる。これにより、大量に使用していた水を低減することができる。また回収した塩化アンモニウムは肥料の原料として有効利用が可能である。
【００１９】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【００２０】
【発明の効果】
上述したように、本発明により、▲１▼ガス化ガス中のＮＨ3 とＨＣｌを水を取り込むことなく除去でき、▲２▼ガス洗浄に使用するボイラ水を大幅に低減でき、▲３▼スクラバ洗浄水を循環使用でき、▲４▼回収したＮＨ4 Ｃｌを、肥料等の原料として利用可能となる。
【００２１】
従って、本発明のアンモニア乾式除去装置は、ガス化ガス中のアンモニアを乾式で除去することができ、これにより、水洗塔における補給水量を大幅に低減することができる、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアンモニア乾式除去装置の全体構成図である。
【図２】アンモニアと塩化水素の反応割合を示す図である。
【符号の説明】
１  ガス化装置
２  ガス化ガス（粗製ガス）
３  塩化水素を含むガス
１０  アンモニア乾式除去装置
１１  ダスト分離器
１２  供給混合器
１３ａ  混合器
１３ｂ  塩化水素供給器
１４  冷却器
１６  乾式分離器
１８  スクラバ装置
【図１】
0003843442.tif 000002
【図２】
0003843442.tif 000003