[发明专利]CO转化催化剂、CO转化反应装置及气化气的精制方法

说明书

技术领域

本发明涉及将气化气中的CO转化为CO₂的CO转化催化剂、CO转化反应装置及气化气的精制方法。

背景技术

煤的有效利用作为在近年来的能源问题上的强有力的手段之一受到关注。

另一方面，为了将煤转换为附加值高的能量媒质，需要煤气化技术、气体精制技术等尖端技术。

已提出了使用该气化气进行发电的煤气化复合发电系统(专利文献1)。

该煤气化复合发电(Integrated coal.Gasification Combined Cycle:IGCC)是指将煤在高温高压的气化炉内转换成可燃性气体并以其气化气为燃料利用燃气涡轮和蒸汽涡轮进行复合发电的系统。

例如存在于煤气化气(生成气体)中的烃化合物大部分是一氧化碳(CO)，二氧化碳(CO₂)、烃(CH₄、C_nH_m)仅为几个百分点。其结果是，为了回收CO₂，需要将生成气体中存在的CO转换为CO₂，提出了添加水蒸气(H₂O)并且使用转化催化剂，通过下述反应转换为CO₂(专利文献2)。

迄今为止，根据对于化工领域中的转化反应的认识，通过充分提高CO转化反应器入口的水蒸气添加比例(H₂O/CO)，促进上述(1)的反应的基础上，能够得到希望的CO→CO₂转换率。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004－331701号公报

专利文献2：日本特开2011－157486号公报

发明内容

发明所要解决的课题

例如作为CO转化催化剂，通常使用Co－Mo/Al₂O₃系催化剂，由于在高温域(例如350℃以上)发挥活性，因此担心C析出。

因此，作为对C析出的应对措施，需要添加过剩的水蒸气量(水蒸气(H₂O)/CO≥3)。

另一方面，具备CO₂回收设备的IGCC成套设备是发电成套设备，需要在顾及环境(CO₂排出量的降低)的同时，把重点放在成套设备发电效率上。

换言之，作为供给至转化反应器并用于水蒸气添加比例(H₂O/CO)的水蒸气添加源，例如使用来自于HRSG(废热回收锅炉)的抽气中压蒸气，然而，降低抽气水蒸气量在实现成套设备效率提高方面是重要的要素，因此，从提高发电效率的观点出发，要求尽可能减少来自于HRSG(废热回收锅炉)的抽气水蒸气量。

因此，迫切期望即使将水蒸气的供给量从水蒸气(H₂O)/CO＝3大幅降低至水蒸气(H₂O)/CO＝1左右时仍能够实现对C析出的耐久性的提高、并且能够长期而稳定地进行CO转化的CO转化催化剂的出现。

本发明鉴于上述问题，课题在于提供即使水蒸气量少时催化剂劣化的程度也不激烈并能够稳定且高效地进行CO转化反应的CO转化催化剂、CO转化反应装置及气化气的精制方法。

用于解决课题的方法

用于解决上述课题的本发明的第一发明的CO转化催化剂的特征在于，其是对气体中的一氧化碳(CO)进行改质的CO转化催化剂，作为活性成分，以钼(Mo)或铁(Fe)中的任意一种为主成分、且以镍(Ni)或钌(Ru)的任意一种为副成分，将担载所述活性成分的包含钛(Ti)、锆(Zr)和铈(Ce)中的任意一种或两种以上的氧化物作为载体，且所述载体的平均细孔径为以上。

第二发明的CO转化催化剂的特征在于，在第一发明中，所述活性成分的主成分的担载量为0.1～25重量％，并且副成分的担载量为0.01～10重量％。

第三发明的CO转化反应装置的特征在于，将第一或第二发明的CO转化催化剂填充于反应塔内而成。

第四发明的气化气的精制方法的特征在于，利用过滤器除去由气化炉得到的气化气中的煤尘后，利用湿式洗气装置进一步净化CO转化反应后的气化气，接着，除去气化气中的二氧化碳及硫化氢，使用第一或第二发明的CO转化催化剂，进行将气化气中的CO转化为CO₂的CO转化反应，从而得到精制气体。

发明效果