[發明專利]CO轉化催化劑、CO轉化反應裝置及氣化氣的精制方法

有效

• 申請號: 201280074930.0
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN104507570A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 米村將直;安武聰信;藤井秀治;東野耕次;洲崎誠;吉田香織
• 申請（專利權）人: 三菱重工業株式會社
• 主分類號: B01J23/88
• 分類號: B01J23/88;B01J35/10;C10K1/08;C10K3/04
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 雒運樸

技術領域

本發明涉及將氣化氣中的CO轉化為CO₂的CO轉化催化劑、CO轉化反應裝置及氣化氣的精制方法。

背景技術

煤的有效利用作為在近年來的能源問題上的強有力的手段之一受到關注。

另一方面，為了將煤轉換為附加值高的能量媒質，需要煤氣化技術、氣體精制技術等尖端技術。

已提出了使用該氣化氣進行發電的煤氣化復合發電系統(專利文獻1)。

該煤氣化復合發電(Integrated?coal.Gasification?Combined?Cycle:IGCC)是指將煤在高溫高壓的氣化爐內轉換成可燃性氣體并以其氣化氣為燃料利用燃氣渦輪和蒸汽渦輪進行復合發電的系統。

例如存在于煤氣化氣(生成氣體)中的烴化合物大部分是一氧化碳(CO)，二氧化碳(CO₂)、烴(CH₄、C_nH_m)僅為幾個百分點。其結果是，為了回收CO₂，需要將生成氣體中存在的CO轉換為CO₂，提出了添加水蒸氣(H₂O)并且使用轉化催化劑，通過下述反應轉換為CO₂(專利文獻2)。

迄今為止，根據對于化工領域中的轉化反應的認識，通過充分提高CO轉化反應器入口的水蒸氣添加比例(H₂O/CO)，促進上述(1)的反應的基礎上，能夠得到希望的CO→CO₂轉換率。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2004－331701號公報

專利文獻2：日本特開2011－157486號公報

發明內容

發明所要解決的課題

例如作為CO轉化催化劑，通常使用Co－Mo/Al₂O₃系催化劑，由于在高溫域(例如350℃以上)發揮活性，因此擔心C析出。

因此，作為對C析出的應對措施，需要添加過剩的水蒸氣量(水蒸氣(H₂O)/CO≥3)。

另一方面，具備CO₂回收設備的IGCC成套設備是發電成套設備，需要在顧及環境(CO₂排出量的降低)的同時，把重點放在成套設備發電效率上。

換言之，作為供給至轉化反應器并用于水蒸氣添加比例(H₂O/CO)的水蒸氣添加源，例如使用來自于HRSG(廢熱回收鍋爐)的抽氣中壓蒸氣，然而，降低抽氣水蒸氣量在實現成套設備效率提高方面是重要的要素，因此，從提高發電效率的觀點出發，要求盡可能減少來自于HRSG(廢熱回收鍋爐)的抽氣水蒸氣量。

因此，迫切期望即使將水蒸氣的供給量從水蒸氣(H₂O)/CO＝3大幅降低至水蒸氣(H₂O)/CO＝1左右時仍能夠實現對C析出的耐久性的提高、并且能夠長期而穩定地進行CO轉化的CO轉化催化劑的出現。

本發明鑒于上述問題，課題在于提供即使水蒸氣量少時催化劑劣化的程度也不激烈并能夠穩定且高效地進行CO轉化反應的CO轉化催化劑、CO轉化反應裝置及氣化氣的精制方法。

用于解決課題的方法

用于解決上述課題的本發明的第一發明的CO轉化催化劑的特征在于，其是對氣體中的一氧化碳(CO)進行改質的CO轉化催化劑，作為活性成分，以鉬(Mo)或鐵(Fe)中的任意一種為主成分、且以鎳(Ni)或釕(Ru)的任意一種為副成分，將擔載所述活性成分的包含鈦(Ti)、鋯(Zr)和鈰(Ce)中的任意一種或兩種以上的氧化物作為載體，且所述載體的平均細孔徑為以上。

第二發明的CO轉化催化劑的特征在于，在第一發明中，所述活性成分的主成分的擔載量為0.1～25重量％，并且副成分的擔載量為0.01～10重量％。

第三發明的CO轉化反應裝置的特征在于，將第一或第二發明的CO轉化催化劑填充于反應塔內而成。

第四發明的氣化氣的精制方法的特征在于，利用過濾器除去由氣化爐得到的氣化氣中的煤塵后，利用濕式洗氣裝置進一步凈化CO轉化反應后的氣化氣，接著，除去氣化氣中的二氧化碳及硫化氫，使用第一或第二發明的CO轉化催化劑，進行將氣化氣中的CO轉化為CO₂的CO轉化反應，從而得到精制氣體。

發明效果