JP2000042348A - Desulfurizing method - Google Patents

Desulfurizing method

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JP2000042348A
JP2000042348A JP10276435A JP27643598A JP2000042348A JP 2000042348 A JP2000042348 A JP 2000042348A JP 10276435 A JP10276435 A JP 10276435A JP 27643598 A JP27643598 A JP 27643598A JP 2000042348 A JP2000042348 A JP 2000042348A
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Japan
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plasma
catalyst
radical
gas
ion
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JP10276435A
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Japanese (ja)
Inventor
Kishun Kin
▲煕▼濬 金
Masaki Sadakata
正毅 定方
Akira Mizuno
彰 水野
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Japan Science and Technology Agency
Original Assignee
Japan Science and Technology Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently desulfurize by an easy method with a simple device event at a rather low temp. by introducing gas to be treated containing sulfur compds. into plasma to bring the gas into contact with a catalyst. SOLUTION: A reactor 1 consists of a plasma producing part 11 and a catalyst contact part 12 formed in a cylindrical quartz tube of specified dimension. In a process to introducing gas into the plasma, the reactivity of sulfur compds. such as H2S, SO2 and SO3 present in the gas to be treated is increased by imparting energy by the plasma. Further, these compds. are efficiently oxidized by various kinds of radicals, ions or the like having high activity in the plasma. In a catalyst contact process, the activation energy is decreased by a catalyst and the oxidation of the sulfur compds. is caused even at a low temp. Therefore, by combining the two processes above described, the sulfur compds. can be efficiently oxidized at a low temp. and easily desulfurized.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、脱硫方法に関す
る。更に詳しくは、簡易な装置で、低温において、短時
間のうちに、効率よく被処理ガスに含まれる硫黄化合
物、特に、SO2をより処理しやすいSO3に酸化させる
ことのできる脱硫方法に関する。
[0001] The present invention relates to a desulfurization method. More specifically, the present invention relates to a desulfurization method capable of efficiently oxidizing a sulfur compound contained in a gas to be treated, in particular, SO 2 into SO 3 which can be more easily treated at a low temperature in a short time with a simple apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、深刻化する酸性雨問題等を少しで
も改善するために、化石燃料燃焼ガス中のSOx、特
に、SO2を回収する多くの方法が開発されてきたが、
それらの多くは、大がかりな装置、高熱に耐える装置及
び大量の水等を必要とするもであった。また、高コスト
であること、運転が煩雑であること等の問題も抱えてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, many methods for recovering SO x , particularly SO 2 , from fossil fuel combustion gas have been developed in order to alleviate the serious problem of acid rain.
Many of them required large-scale equipment, equipment capable of withstanding high heat, large amounts of water, and the like. There are also problems such as high cost and complicated operation.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、大がかりな
装置を必要とせず簡便な方法及び簡易な装置で、比較的
低温においても効率よく脱硫できる脱硫方法を提供する
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a desulfurization method which does not require a large-scale apparatus, is simple, and can efficiently desulfurize even at a relatively low temperature with a simple apparatus.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】第1発明の脱硫方法は、
硫黄化合物を含む被処理ガスを、プラズマ中に導入する
工程と、触媒に接触させる工程とを備えることを特徴と
する。
The desulfurization method of the first invention comprises:
The method is characterized by comprising a step of introducing a gas to be treated containing a sulfur compound into plasma and a step of bringing the gas into contact with a catalyst.

【0005】硫黄化合物を含む、上記「被処理ガス」と
は、石炭、石油、天然ガス等の化石燃料を燃焼させた時
に生じる排気ガス及び化学合成の際に排出される廃ガス
等であり、H2S、SO2及びSO3等の硫黄化合物を含
む気体である。これらの硫黄化合物のうち、酸性雨を引
き起こす原因物質の1種であるSO2はこのままでは回
収が難しい。このため、SO2はSO3へ酸化させ、更
に、このSO3を硫酸又は硫酸アンモニウム等の化合物
に変化させることで回収が可能となる。上記「プラズ
マ」は、高温に加熱すること、光によりエネルギーを供
給すること及び電気放電させること等のうちのいずれか
ら生じるプラズマでもよいが、簡易な装置にできること
から電気放電により生成させるプラズマを使用すること
が好ましい。上記「触媒」としては、TiO2、V
25、Mn23等の他、これらの触媒を混合した多元素
触媒等も使用することができる。また、これらの触媒は
どのような形状でもよいが、接触面積が広くなるため、
より小さなペレット状、凹凸を有する形状及び多孔質な
形状等であることが好ましい。
The above-mentioned "gas to be treated" containing a sulfur compound is an exhaust gas generated when fossil fuels such as coal, petroleum and natural gas are burned, and a waste gas discharged during chemical synthesis. It is a gas containing sulfur compounds such as H 2 S, SO 2 and SO 3 . Of these sulfur compounds, SO 2 , one of the causative substances causing acid rain, is difficult to recover as it is. Thus, SO 2 is oxidized to SO 3, further this SO 3 becomes possible to recover by changing the compound such as sulfuric acid or ammonium sulfate. The above-mentioned "plasma" may be plasma generated from any of heating to a high temperature, supplying energy by light, and performing electric discharge, but plasma generated by electric discharge is used because a simple device can be used. Is preferred. As the above “catalyst”, TiO 2 , V
In addition to 2 O 5 , Mn 2 O 3 and the like, a multi-element catalyst obtained by mixing these catalysts can be used. In addition, these catalysts may have any shape, but because the contact area is large,
It is preferable to have a smaller pellet shape, a shape having irregularities, a porous shape, or the like.

【0006】上記「被処理ガスをプラズマ中に導入する
工程」(以下、単に「プラズマ導入工程」ともいう。)
では、被処理ガス中に存在するH2S、SO2及びSO3
等の硫黄化合物は、プラズマによりエネルギーを付与さ
れることで、反応性が高まる。また、プラズマ中に存在
する、活性の高い各種のラジカル及びイオン等により効
率的に酸化される。特に、電気放電によるプラズマを使
用する場合は、常温であっても容易に反応させることが
できる。同様に、上記「被処理ガスを触媒に接触させる
工程」(以下、単に「触媒接触工程」ともいう。)で
は、触媒により活性化エネルギーが低減され、硫黄化合
物の酸化反応が低温においても起こる。従って、これら
2つの工程を組み合わせることにより、低温において、
より効率的に硫黄化合物を酸化させ、容易に脱硫するこ
とができる。
The above-mentioned "step of introducing a gas to be treated into plasma" (hereinafter, also simply referred to as "plasma introducing step").
Then, H 2 S, SO 2 and SO 3 present in the gas to be treated
And the like, the reactivity of the sulfur compound is increased by the application of energy by the plasma. Further, it is efficiently oxidized by various highly active radicals and ions existing in the plasma. In particular, when using plasma by electric discharge, the reaction can be easily performed even at room temperature. Similarly, in the "step of bringing the gas to be treated into contact with the catalyst" (hereinafter, also simply referred to as "catalyst contact step"), the activation energy is reduced by the catalyst, and the oxidation reaction of the sulfur compound occurs even at a low temperature. Therefore, by combining these two steps, at low temperature,
The sulfur compound can be more efficiently oxidized and desulfurized easily.

【0007】このプラズマ導入工程及び触媒接触工程は
どちらの工程を先に行ってもよいが、プラズマ導入工程
を先に行うか、第2発明のように、プラズマ導入工程と
触媒接触工程とを同時に行うことが好ましい。即ち、プ
ラズマ中で触媒接触工程を行なうことによって、より効
率よく脱硫を行うことができる。また、反応器を小さく
でき、反応装置自体も小さくできる。反応器は小さい方
がよいことは後述のとおりである。
Either of the plasma introducing step and the catalyst contacting step may be performed first. However, as in the second invention, the plasma introducing step and the catalyst contacting step are performed simultaneously. It is preferred to do so. That is, desulfurization can be performed more efficiently by performing the catalyst contacting step in plasma. In addition, the reactor can be made smaller, and the reactor itself can be made smaller. As described later, the smaller the reactor, the better.

【0008】また、第3発明のように、プラズマ中に
は、Hラジカル、OHラジカル、Oラジカル、Nラジカ
ル、H+イオン、OH-イオン及びO-2イオン(以下、単
に「プラズマ中成分」ともいう。)のうちの少なくとも
1種が含まれていることが好ましい。更に、触媒には、
第3発明のように、H2O、H22、Hラジカル、OH
ラジカル、Oラジカル、Nラジカル、H+イオン、OH-
イオン及びO-2イオン(以下、単に、「触媒中成分」と
もいう。)のうちの少なくとも1種が吸着されているこ
とが好ましい。
Further, as in the third invention, H radicals, OH radicals, O radicals, N radicals, H + ions, OH - ions and O -2 ions (hereinafter simply referred to as "components in the plasma") are contained in the plasma. ) Is preferably contained. In addition, the catalyst
As in the third invention, H 2 O, H 2 O 2 , H radical, OH
Radical, O radical, N radical, H + ion, OH
It is preferable that at least one of an ion and an O -2 ion (hereinafter, also simply referred to as a "component in a catalyst") is adsorbed.

【0009】前記のように硫黄化合物を硫酸又は硫酸ア
ンモニウム等として回収するため、各種の反応を効率的
に起こさせることのできる上記各種のプラズマ中成分及
び触媒中成分が存在することが好ましい。このうち、特
にOHラジカル及びOラジカルが存在することがより好
ましい。これらOHラジカル及びOラジカルは効果的に
連鎖反応を起こすことができることに加え、OHラジカ
ルはその寿命が比較的長いため、この他のラジカル及び
イオン等よりも酸化反応を特に促進することができる。
このうちOHラジカルはその傾向が大きいため、第8発
明のように、触媒には少なくともOHラジカルが吸着さ
れていることがより好ましい。
As described above, in order to recover the sulfur compound as sulfuric acid or ammonium sulfate, it is preferable that the above-mentioned various components in the plasma and the components in the catalyst which can efficiently cause various reactions are present. Among them, it is particularly preferable that OH radicals and O radicals are present. In addition to these OH radicals and O radicals being able to effectively cause a chain reaction, OH radicals have a relatively long life, so that they can particularly promote the oxidation reaction more than other radicals and ions.
Of these, OH radicals have a large tendency, and therefore it is more preferable that at least OH radicals be adsorbed on the catalyst as in the eighth invention.

【0010】このプラズマ導入工程と触媒接触工程と
は、第1発明のように、両工程を行うことが好ましい
が、第4発明のように、被処理ガスをプラズマ中成分を
含むプラズマ中に導入する工程を行うのみであってもよ
い、また、第6発明のように、被処理ガスを触媒中成分
が吸着された触媒に接触させる工程を行うのみであって
も脱硫を行なうことができる。
It is preferable that both the plasma introducing step and the catalyst contacting step are performed as in the first invention. However, as in the fourth invention, the gas to be treated is introduced into the plasma containing the components in the plasma. The desulfurization can be performed only by performing the step of bringing the gas to be treated into contact with the catalyst on which the components in the catalyst are adsorbed, as in the sixth invention.

【0011】更に、触媒接触工程の場合、前記のよう
に、酸化反応を促進させることのできる触媒中成分は、
触媒に吸着されたH2O及びH22等から生成される。
しかし、この酸化反応をより促進させるには、触媒で生
成されるOHラジカル及びOラジカルとは別に、これら
のラジカル及びイオン等を外部から供給することが好ま
しい。即ち、これらを直接触媒上に別途供給し、触媒に
吸着させることで、より多くのラジカル及びイオン等を
触媒表面でSO2等に接触させることができる。
Further, in the case of the catalyst contacting step, as described above, the components in the catalyst capable of accelerating the oxidation reaction include:
It is formed from H 2 O and H 2 O 2 etc. adsorbed on the catalyst.
However, in order to further promote this oxidation reaction, it is preferable to supply these radicals and ions from the outside in addition to the OH radicals and O radicals generated by the catalyst. That is, these are separately supplied directly onto the catalyst and adsorbed on the catalyst, whereby more radicals and ions can be brought into contact with SO 2 or the like on the catalyst surface.

【0012】また、触媒に含まれる触媒中成分のうち、
ラジカル及びイオン等は、第7発明のように、プラズマ
生成器により生成され、供給されることが好ましい。こ
れらのラジカル及びイオンは前記のように酸化反応時に
は、触媒からも生成しその表面にも存在するが、特にラ
ジカルはその寿命が短いため、より短時間に、より多く
生成させることで存在する確率を上げることが好まし
い。従って、瞬時に多くのラジカル及びイオンを生成さ
せることのできるプラズマ生成器により、これらを生成
させ、触媒表面に供給することが好ましい。
Further, among the components in the catalyst contained in the catalyst,
It is preferable that the radicals and ions are generated and supplied by a plasma generator as in the seventh invention. As described above, during the oxidation reaction, these radicals and ions are also generated from the catalyst and are present on the surface. Is preferably raised. Therefore, it is preferable to generate these radicals and ions by a plasma generator capable of generating them instantaneously and supply them to the catalyst surface.

【0013】更に、第5発明のように、プラズマ導入工
程を経た後に、被処理ガスを触媒中成分が吸着された触
媒に、更に接触させることが好ましい。これにより、プ
ラズマ中で生成されたラジカル及びイオン等は、プラズ
マ導入工程において硫黄化合物の酸化反応が起こった
後、過剰なプラズマ中成分は触媒接触工程に触媒中成分
として供給することもでき、触媒表面にはより多くのラ
ジカル及びイオン等を存在させることができる。即ち、
プラズマ導入工程と触媒接触工程とを同時に行うこと、
及び、プラズマ導入工程を行った後に触媒接触工程を行
うことが特に好ましい。
Further, as in the fifth invention, it is preferable that the gas to be treated is further brought into contact with the catalyst on which the components in the catalyst have been adsorbed after the plasma introducing step. In this way, the radicals and ions generated in the plasma can be supplied to the catalyst contacting step as excess catalyst components after the oxidation reaction of the sulfur compound occurs in the plasma introduction step, More radicals and ions can be present on the surface. That is,
Simultaneously performing the plasma introduction step and the catalyst contacting step,
It is particularly preferable to perform the catalyst contacting step after the plasma introduction step.

【0014】上記プラズマ中成分に含まれるラジカル及
びイオン等、及び触媒中成分として吸着されるラジカル
及びイオン等は、空気中に存在する水蒸気、酸素、窒素
等から生成されたものでもよいが、より高密度に、特に
プラズマ中で生成させ、存在させるために、H2O、H2
2、アルコール類、酸素及び窒素等の他、ヒドロキシ
ル基、ヒドロペルオキシル基、メトキシル基、エトキシ
ル基、カルボニル基、カルボキシラト基、メトキシカル
ボニル基及びアシル基を有する化合物をプラズマ中に別
途供給することが好ましい。この供給する量は、プラズ
マの状態及び供給する物質にもよるが、特に好ましい物
質であるH22を供給する場合、全硫黄化合物をSO2
に換算して、SO2のモル量の0.1〜5倍であること
が好ましく、0.5〜2倍であることがより好ましい。
尚、プラズマを電気放電により生成する場合は、高電圧
にすることが好ましい。これにより、高濃度のラジカル
及びイオン等を含むプラズマを生成することができ、酸
化反応の起こる確率も増すこととなる。
The radicals and ions contained in the above-mentioned components in the plasma and the radicals and ions etc. adsorbed as the components in the catalyst may be those generated from water vapor, oxygen, nitrogen, etc. existing in the air. H 2 O, H 2 for high density generation, especially in plasma
A compound having a hydroxyl group, a hydroperoxyl group, a methoxyl group, an ethoxyl group, a carbonyl group, a carboxylate group, a methoxycarbonyl group, and an acyl group in addition to O 2 , alcohols, oxygen and nitrogen, is separately supplied into the plasma. Is preferred. The supply amount depends on the state of the plasma and the substance to be supplied, but when supplying H 2 O 2 , which is a particularly preferable substance, all the sulfur compounds are converted to SO 2.
In terms of, preferably from 0.1 to 5 times the molar amount of SO 2, and more preferably 0.5 to 2 times.
In addition, when plasma is generated by electric discharge, it is preferable to use a high voltage. As a result, plasma containing a high concentration of radicals and ions can be generated, and the probability of occurrence of an oxidation reaction also increases.

【0015】また、このプラズマ導入工程と触媒接触工
程の両工程は、閉鎖せれた反応器、大気に開放状態の反
応器、パイプ等で繋がった別々の反応器及びお互いに繋
がっていない別々の反応器等で行うことができる。しか
し、より反応の効率を上げるため、即ち、硫黄化合物を
プラズマ中成分及び触媒中成分とより多く接触をさせる
ために、閉鎖された反応器、且つ、内容積の小さい反応
器であり、更に、より高圧の状態をつくることができる
反応器等で行うことが好ましい。これにより、寿命の短
いラジカル等であっても、より高確率で硫黄化合物と接
触させることができ、それだけ酸化反応も起こりやすく
なる。この反応器内の容積は10〜106cm3であるこ
とが好ましく、102〜5×105cm3であることがよ
り好ましい。また、圧力は103〜2×106Paである
ことが好ましく、104〜105Paであるとより好まし
い。
Further, both the plasma introducing step and the catalyst contacting step include a closed reactor, a reactor open to the atmosphere, a separate reactor connected by a pipe or the like, and a separate reaction not connected to each other. It can be performed with a vessel or the like. However, in order to further increase the efficiency of the reaction, that is, to make the sulfur compound more contact with the components in the plasma and the components in the catalyst, the reactor is a closed reactor and a reactor having a small internal volume. It is preferable to carry out the reaction in a reactor or the like capable of producing a higher pressure state. Thus, even a short-lived radical or the like can be brought into contact with the sulfur compound with a higher probability, and the oxidation reaction is more likely to occur. The volume inside the reactor is preferably 10 to 10 6 cm 3 , more preferably 10 2 to 5 × 10 5 cm 3 . Further, the pressure is preferably 10 3 to 2 × 10 6 Pa, and more preferably 10 4 to 10 5 Pa.

【0016】更に、温度は両工程の各種の条件により異
なるが、プラズマ中成分を含むプラズマ導入工程のみで
脱硫を行う場合は20〜800℃であることが好まし
く、200〜400℃であることがより好ましい。外部
からH2Oを供給し、触媒中成分が吸着された触媒接触
工程のみで脱硫を行うときは25〜800℃であること
が好ましく、100〜400℃であることがより好まし
い。外部からH22を供給し、触媒中成分が吸着された
触媒接触工程のみで脱硫を行うときは20〜900℃で
あることが好ましく、400〜800℃であることがよ
り好ましい。外部からH2Oを供給し、プラズマ中成分
を含むプラズマ導入工程と触媒中成分が吸着された触媒
接触工程の両工程を行って脱硫するときは20〜800
℃であることが好ましく、100〜500℃であること
がより好ましい。外部からH22を供給し、プラズマ中
成分を含むプラズマ導入工程と触媒中成分を含む触媒接
触工程の両工程を行って脱硫するときは20〜900℃
であることが好ましく、200〜600℃であることが
より好ましい。
Further, the temperature varies depending on various conditions of both processes, but when desulfurization is carried out only by the plasma introduction process containing the components in the plasma, the temperature is preferably from 20 to 800 ° C, more preferably from 200 to 400 ° C. More preferred. Supplies of H 2 O from the outside, is preferably twenty-five to eight hundred ° C. When catalyst component performs desulfurization only the catalyst contacting step adsorbed, and more preferably 100 to 400 ° C.. Supplying H 2 O 2 from the outside, it is preferable that catalyst component is twenty to nine hundred ° C. When performing desulfurization only the catalyst contacting step adsorbed, and more preferably 400 to 800 ° C.. 20 to 800 when desulfurization is performed by supplying H 2 O from the outside and performing both of the plasma introduction step including the plasma component and the catalyst contacting step in which the catalyst component is adsorbed.
C., more preferably 100 to 500C. 20 to 900 ° C. when desulfurization is performed by supplying H 2 O 2 from the outside and performing both the plasma introduction step including the components in the plasma and the catalyst contacting step including the components in the catalyst
And more preferably 200 to 600 ° C.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、実施例によって本発明を詳
しく説明する。 (1)実施例に使用する反応装置 反応装置 図1に示すように、反応器1、SO2が充填されている
ボンベ2、空気が充填されているボンベ3、窒素が充填
されているボンベ4、液体のH2O又は液体のH22
入れた容器5、硫黄化合物回収器6(H2O、H22
も同時に回収できる)、検出器7からなる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. (1) Reactor used in Examples Reactor As shown in FIG. 1, a reactor 1, a cylinder 2 filled with SO 2 , a cylinder 3 filled with air, and a cylinder 4 filled with nitrogen. , A container 5 containing liquid H 2 O or liquid H 2 O 2 , a sulfur compound recovery device 6 (H 2 O, H 2 O 2, etc. can be recovered at the same time), and a detector 7.

【0018】反応器 反応器1は内径15mm、長さ100cmの円筒形の石
英管内に形成されるプラズマ生成部11及び触媒接触部
12により構成される。プラズマ生成部11は、反応器
1の一端から20〜30cmの部位に形成され、また、
触媒接触部12はプラズマ生成部11から3〜10cm
離れた部位に形成される。触媒接触工程を実施する場合
には、この触媒接触部12に直径3.1mmの球形のT
iO2のペレット121を10g封入する。尚、このペ
レットは10gで総表面積が112cm2である。ま
た、このペレットは各実験例ごとに入れ替え、更に、予
め300℃で2時間加熱することにより、含まれていた
2O等を除いた後、使用した。この反応器1を通過し
た被処理ガスにH2O及びNH3を加えることで、硫黄化
合物回収器6において硫酸及び硫酸アンモニウム等とし
て回収される。
Reactor The reactor 1 comprises a plasma generating part 11 and a catalyst contact part 12 formed in a cylindrical quartz tube having an inner diameter of 15 mm and a length of 100 cm. The plasma generation unit 11 is formed at a position 20 to 30 cm from one end of the reactor 1.
The catalyst contact part 12 is 3 to 10 cm from the plasma generation part 11.
It is formed at a remote site. When the catalyst contact step is performed, a spherical T
10 g of iO 2 pellet 121 is sealed. This pellet has a total surface area of 112 cm 2 with a weight of 10 g. The pellets were replaced for each experimental example, and were further heated in advance at 300 ° C. for 2 hours to remove the contained H 2 O and the like, and then used. By adding H 2 O and NH 3 to the gas to be treated that has passed through the reactor 1, it is recovered as sulfuric acid and ammonium sulfate in the sulfur compound recovery device 6.

【0019】プラズマ生成器 プラズマ生成器は、図2に示す回路を有し、図1のよう
に放電側電極111及び受電側電極112を備える。金
属(ニッケル及びステインレス鋼)製の外径3mmの長
さ10cmの円筒からなる放電側電極111は、石英管
の断面の中心から、石英管の中央部に向かって挿入され
ている。一方、厚さ0.2mmの銅箔からなる受電側電
極112は、放電側電極と対峙するように、長さ10c
mにわたって反応器1の外周面に張着されている。 検出器 検出器7はSOxメータ(株式会社島津製作所製「SO
A−7000」)であり、SO2の濃度を検出する。
尚、プラズマ導入工程と触媒接触工程を同時に行う場合
は図7のような反応装置により実施することができる。
Plasma Generator The plasma generator has the circuit shown in FIG. 2, and has a discharge side electrode 111 and a power receiving side electrode 112 as shown in FIG. A discharge-side electrode 111 made of a metal (nickel and stainless steel) and formed of a cylinder having an outer diameter of 3 mm and a length of 10 cm is inserted from the center of the cross section of the quartz tube toward the center of the quartz tube. On the other hand, the power-receiving-side electrode 112 made of a copper foil having a thickness of 0.2 mm has a length of 10 c so as to face the discharge-side electrode.
m and is attached to the outer peripheral surface of the reactor 1. Detector Detector 7 is an SO x meter (“SO
A-7000 ”), and the concentration of SO 2 is detected.
When the plasma introducing step and the catalyst contacting step are performed at the same time, they can be performed by a reactor as shown in FIG.

【0020】(2)実施例1〜5及び比較例1〜3の実
施方法及び実施条件 反応器1内の温度を15、100、200、300、4
00、500、600、700、800℃のそれぞれの
温度に各1〜6時間保持し、更に、空気が充填されてい
るボンベ3から、空気を0.1リットル/分、SO2
充填されているボンベ2から、SO2を0.9リットル
/分、N2が充填されているボンベ4から、N2を所要の
供給速度でそれぞれ供給した。これにより、反応器1内
に供給される気体は、供給される全気体体積に対してS
2は906ppm(窒素基準)、O2は2.1体積%と
なる。
(2) Method and conditions for Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 The temperature in the reactor 1 was set to 15, 100, 200, 300, 4
The temperature is kept at 00, 500, 600, 700 and 800 ° C. for 1 to 6 hours, respectively. Further, from the cylinder 3 filled with air, 0.1 liter / minute of air is filled with SO 2. SO 2 was supplied at 0.9 L / min from the cylinder 2 and N 2 was supplied at a required supply rate from the cylinder 4 filled with N 2 . As a result, the gas supplied into the reactor 1 becomes S with respect to the total gas volume supplied.
O 2 is 906 ppm (based on nitrogen), and O 2 is 2.1% by volume.

【0021】この供給する空気には、図2に示すよう
に、液体のH2O又は液体のH22を入れた容器5中を
通過させること、又は直接反応器1中に吹き込むこと
で、反応器1に供給する気体の全体積に対して、H2
を0.1体積%又はH22を0.055体積%含有させ
ることができる。尚、H2O又はH22を入れた容器5
は温度の調節ができる。また、脱硫の効果を示す値は脱
硫率として算出した、この脱硫率は以下の式により算出
した。 脱硫率(%)={(反応器1内に供給したSO2のモル
量)−(検出器7にて検出されたSO2のモル量)}/
(反応器1内に供給したSO2のモル量)×100
As shown in FIG. 2, the supplied air is passed through a container 5 containing liquid H 2 O or liquid H 2 O 2 , or is directly blown into the reactor 1. , With respect to the total volume of gas supplied to the reactor 1, H 2 O
0.1% by volume or 0.055% by volume of H 2 O 2 . The container 5 containing H 2 O or H 2 O 2
Can control the temperature. The value indicating the effect of desulfurization was calculated as a desulfurization rate. The desulfurization rate was calculated by the following equation. Desulfurization rate (%) = {(molar amount of SO 2 was fed into the reactor 1) - (molar amount of SO 2 which is detected by the detector 7)} /
(Molar amount of SO 2 supplied into reactor 1) × 100

【0022】実施例1 H2O及びH22を入れた容器5を通過させない空気を
供給しながら、プラズマ導入工程と触媒接触工程の両工
程により脱硫した。SO2の脱硫率を表1に示し、グラ
フを図4に示す。
Example 1 Desulfurization was carried out in both the plasma introduction step and the catalyst contact step while supplying air that did not pass through the vessel 5 containing H 2 O and H 2 O 2 . The desulfurization rate of SO 2 is shown in Table 1, and the graph is shown in FIG.

【0023】実施例2 プラズマ生成器においてプラズマを生成させずに、H2
Oを0.1体積%有する空気を供給しながら、触媒接触
工程のみにより脱硫した。尚、この実施例では300℃
までの温度で試験した。SO2の脱硫率を表1に示し、
グラフを図5に示す。
Example 2 Without generating plasma in a plasma generator, H 2
Desulfurization was performed only by the catalyst contacting step while supplying air having 0.1% by volume of O. In this example, 300 ° C.
Tested at temperatures up to Table 1 shows the desulfurization rate of SO 2 ,
The graph is shown in FIG.

【0024】実施例3 プラズマ生成器においてプラズマを生成させずに、H2
2を0.055体積%有する空気を供給しながら、触
媒接触工程のみにより脱硫した。尚、温度800℃にお
ける試験は行っていない。SO2の脱硫率を表1に示
し、グラフを図6に示す。
Example 3 Without generating plasma in a plasma generator, H 2
Desulfurization was performed only by the catalyst contacting step while supplying air having 0.055% by volume of O 2 . The test at a temperature of 800 ° C. was not performed. The desulfurization rate of SO 2 is shown in Table 1, and the graph is shown in FIG.

【0025】実施例4 H2Oを0.1体積%有する空気を供給しながら、プラ
ズマ導入工程と触媒接触工程の両工程により脱硫した。
尚、この実施例では300℃までの温度で試験した。S
2の脱硫率を表1に示し、グラフを図5に示す。
Example 4 While supplying air containing 0.1% by volume of H 2 O, desulfurization was performed by both the plasma introduction step and the catalyst contact step.
In this example, the test was performed at temperatures up to 300 ° C. S
The desulfurization rate of O 2 is shown in Table 1, and the graph is shown in FIG.

【0026】実施例5 H22を0.055体積%有する空気を供給しながら、
プラズマ導入工程と触媒接触工程の両工程により脱硫し
た。尚、温度800℃における試験は行っていない。S
2の脱硫率を表1に示し、グラフを図6に示す。
Example 5 While supplying air having 0.055% by volume of H 2 O 2 ,
Desulfurization was performed in both the plasma introduction step and the catalyst contact step. The test at a temperature of 800 ° C. was not performed. S
The desulfurization rate of O 2 is shown in Table 1, and the graph is shown in FIG.

【0027】比較例1 プラズマ生成器においてプラズマを生成させず、且つ、
触媒を反応器入れず、上記の条件と同じ反応器内の温
度、気体供給量及び反応器に供給する混合気体の濃度に
したときの脱硫の効果を評価した。SO2の脱硫率を表
1に示し、グラフを図3に示す。
Comparative Example 1 A plasma was not generated in a plasma generator, and
The effect of desulfurization was evaluated when the catalyst was not put in the reactor and the temperature and gas supply amount and the concentration of the mixed gas supplied to the reactor were the same as those described above. The desulfurization rate of SO 2 is shown in Table 1, and the graph is shown in FIG.

【0028】比較例2 H2O及びH22を入れた容器5を通過させない空気を
供給しながら、プラズマ導入工程のみを行い脱硫した。
SO2の脱硫率を表1に示し、グラフを図3に示す。
Comparative Example 2 While supplying air that does not pass through the container 5 containing H 2 O and H 2 O 2 , only the plasma introducing step was performed to desulfurize.
The desulfurization rate of SO 2 is shown in Table 1, and the graph is shown in FIG.

【0029】比較例3 H2O及びH22を入れた容器5を通過させない空気を
供給しながら、触媒接触工程のみを行い脱硫した。SO
2の脱硫率を表1に示し、グラフを図4に示す。
Comparative Example 3 While supplying air that does not pass through the container 5 containing H 2 O and H 2 O 2 , only the catalyst contacting step was performed to desulfurize. SO
Table 2 shows the desulfurization rate of No. 2 , and the graph is shown in FIG.

【0030】[0030]

【表1】 [Table 1]

【0031】実施例の効果 比較例1〜3より、反応温度を600℃以上にしてもS
2の脱硫率は5%程度しか得られないのに対して、実
施例1では、プラズマ導入工程と触媒接触工程の両工程
を、H2O及びH22を別途供給せずに、実施するのみ
であっても、加熱を必要としない15℃の温度で既に
6.2%の脱硫率とすることができる。更に、実施例2
及び4より、H2Oを別途供給した触媒接触工程を実施
することで、温度200℃で22.4%の脱硫率が得ら
れ、これにプラズマ導入工程を加えることで、温度30
0℃で34.3%の脱硫率が得られることが分かる。ま
た、実施例3及び5より、H22を別途供給した触媒接
触工程を実施することで、温度600℃で67.2%の
脱硫率が得られ、これにプラズマ導入工程を加えること
で、温度600℃で92.6%の脱硫率が得られる。こ
れらの脱硫率は温度、圧力、供給する成分等を調整する
ことで、更に、大きな効果を上げることができると考え
られる。
Effects of Examples From Comparative Examples 1 to 3, even when the reaction temperature was set to 600 ° C. or higher, S
While the desulfurization rate of O 2 is only about 5%, in Example 1, both steps of the plasma introduction step and the catalyst contacting step are performed without separately supplying H 2 O and H 2 O 2 . Even if only performed, a desulfurization rate of 6.2% can already be achieved at a temperature of 15 ° C. which does not require heating. Further, Example 2
From Tables 4 and 4, by performing the catalyst contacting step in which H 2 O was separately supplied, a desulfurization rate of 22.4% was obtained at a temperature of 200 ° C.
It can be seen that a desulfurization rate of 34.3% is obtained at 0 ° C. Further, from Examples 3 and 5, by performing the catalyst contacting step in which H 2 O 2 was separately supplied, a desulfurization rate of 67.2% was obtained at a temperature of 600 ° C., and by adding a plasma introduction step to this. At a temperature of 600 ° C. and a desulfurization rate of 92.6%. It is considered that these effects can be further improved by adjusting the temperature, pressure, components to be supplied, and the like.

【0032】尚、本発明においては、上記の具体的実施
例に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の
範囲内で種々変更した実施例とすることができる。即
ち、反応器内に供給する成分の供給量、反応温度及び圧
力等は適宜、調整することができる。更に、反応装置、
反応器等も適宜のものを用いることができる。また、特
に、本発明のプラズマ導入工程及び/又は触媒接触工程
をNOxに対して行うことにより優れた脱硝方法とする
ことができる。更に、脱硫と脱硝を同時に行う方法とす
ることもできる。
The present invention is not limited to the specific embodiments described above, but may be variously modified within the scope of the present invention according to the purpose and application. That is, the supply amount of the components to be supplied into the reactor, the reaction temperature, the pressure, and the like can be appropriately adjusted. In addition, a reactor,
Appropriate reactors and the like can be used. In particular, it can be an excellent denitration method by performing plasma doping process and / or catalyst contacting step of the present invention with respect to NO x. Further, a method of simultaneously performing desulfurization and denitration may be adopted.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明の脱硫方法では、各種のラジカル
及びイオン等を含むプラズマ中に被処理ガスを導入する
工程と、H2O、H22、各種のラジカル及びイオン等
が吸着された触媒に接触させる工程とを行うことで、温
度400℃以下の比較的低温であっても飛躍的な脱硫効
果を得ることができる。また、高圧、高温及び大きな反
応器等の条件を必要としないため簡易且つ小型の装置で
脱硫することができる。
According to the desulfurization method of the present invention, the step of introducing the gas to be treated into the plasma containing various radicals and ions, and the step of adsorbing H 2 O, H 2 O 2 , various radicals and ions, etc. By performing the step of contacting with a catalyst, a remarkable desulfurization effect can be obtained even at a relatively low temperature of 400 ° C. or lower. In addition, since conditions such as high pressure, high temperature, and a large reactor are not required, desulfurization can be performed with a simple and small apparatus.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例に使用した反応装置の模式図である。FIG. 1 is a schematic view of a reaction apparatus used in Examples.

【図2】実施例に使用したプラズマ発生器の有する電気
回路図である。
FIG. 2 is an electric circuit diagram of the plasma generator used in the embodiment.

【図3】比較例1及び2の各温度におけるSO2の脱硫
率を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the SO 2 desulfurization rate at each temperature of Comparative Examples 1 and 2.

【図4】比較例3及び実施例1の各温度におけるSO2
の脱硫率を示すグラフである。
FIG. 4 shows SO 2 at each temperature of Comparative Example 3 and Example 1.
3 is a graph showing the desulfurization rate of the steel.

【図5】実施例2及び4の各温度におけるSO2の脱硫
率を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing the SO 2 desulfurization rate at each temperature in Examples 2 and 4.

【図6】実施例3及び5の各温度におけるSO2の脱硫
率を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the SO 2 desulfurization rate at each temperature in Examples 3 and 5.

【図7】プラズマ導入工程と触媒接触工程を同時に行う
場合の反応装置の1形態を示す模式図である。
FIG. 7 is a schematic view showing one embodiment of a reaction apparatus when a plasma introducing step and a catalyst contacting step are performed simultaneously.

【符号の説明】 1;反応器、11;プラズマ生成部、111;放電側電
極、112;受電側電極、12;触媒接触部、121;
TiO2ペレット、2;SO2が充填されているボンベ、
3;空気が充填されているボンベ、4;窒素が充填され
ているボンベ、5;H2O又はH22を入れた容器、
6;硫黄化合物回収器、7;検出器。
[Description of Signs] 1; reactor, 11; plasma generation unit, 111; discharge side electrode, 112; power receiving side electrode, 12; catalyst contact unit, 121;
TiO 2 pellets, 2; a cylinder filled with SO 2 ,
3; a cylinder filled with air, 4; a cylinder filled with nitrogen, 5; a container containing H 2 O or H 2 O 2 ,
6; sulfur compound recovery device, 7; detector.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4D002 AA01 AA02 AA03 BA02 BA05 BA07 BA20 DA07 DA11 DA19 DA21 DA24 DA31 DA35 DA52 EA02 EA03 FA08 4D048 AA02 AB01 BA07Y BA13Y BA23Y BA28Y BA41Y BB01 BB04 EA03  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4D002 AA01 AA02 AA03 BA02 BA05 BA07 BA20 DA07 DA11 DA19 DA21 DA24 DA31 DA35 DA52 EA02 EA03 FA08 4D048 AA02 AB01 BA07Y BA13Y BA23Y BA28Y BA41Y BB01 BB04 EA03

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 硫黄化合物を含む被処理ガスを、プラズ
マ中に導入する工程と、触媒に接触させる工程とを備え
ることを特徴とする脱硫方法。
1. A desulfurization method comprising: a step of introducing a gas to be treated containing a sulfur compound into plasma; and a step of bringing the gas into contact with a catalyst.
【請求項2】 上記プラズマ中に導入する工程及び上記
触媒に接触させる工程が同時に行われる請求項1記載の
脱硫方法。
2. The desulfurization method according to claim 1, wherein the step of introducing into the plasma and the step of contacting with the catalyst are performed simultaneously.
【請求項3】 上記プラズマ中には、Hラジカル、OH
ラジカル、Oラジカル、Nラジカル、H+イオン、OH-
イオン及びO-2イオンのうちの少なくとも1種が含まれ
ている、及び上記触媒には、H2O、H22、Hラジカ
ル、OHラジカル、Oラジカル、Nラジカル、H+イオ
ン、OH-イオン及びO-2イオンのうちの少なくとも1
種が吸着されている、のうちの少なくとも一方である請
求項1又は2記載の脱硫方法。
3. The plasma contains H radicals, OH
Radical, O radical, N radical, H + ion, OH
And at least one of O 2 ions and H 2 O, H 2 O 2 , H radical, OH radical, O radical, N radical, H + ion, OH At least one of-ions and O -2 ions
The desulfurization method according to claim 1 or 2, wherein the seed is adsorbed.
【請求項4】 硫黄化合物を含む被処理ガスを、Hラジ
カル、OHラジカル、Oラジカル、Nラジカル、H+
オン、OH-イオン及びO-2イオンのうちの少なくとも
1種を含むプラズマ中に導入する工程を備えることを特
徴とする脱硫方法。
4. A gas to be treated containing a sulfur compound is introduced into a plasma containing at least one of H radical, OH radical, O radical, N radical, H + ion, OH - ion and O -2 ion. A desulfurization method, comprising the step of:
【請求項5】 上記被処理ガスを、更に、H2O、H2
2、Hラジカル、OHラジカル、Oラジカル、Nラジカ
ル、H+イオン、OH-イオン及びO-2イオンのうちの少
なくとも1種が吸着された触媒に接触させる請求項4記
載の脱硫方法。
5. The method according to claim 5, wherein the gas to be treated is further mixed with H 2 O, H 2 O
The desulfurization method according to claim 4, wherein at least one of 2 , 2 , H radical, OH radical, O radical, N radical, H + ion, OH - ion and O -2 ion is brought into contact with the adsorbed catalyst.
【請求項6】 硫黄化合物を含む被処理ガスを、H
2O、H22、Hラジカル、OHラジカル、Oラジカ
ル、Nラジカル、H+イオン、OH-イオン及びO-2イオ
ンのうちの少なくとも1種が吸着された触媒に接触させ
る工程を備えることを特徴とする脱硫方法。
6. The process gas containing a sulfur compound is converted to H
A step of bringing at least one of 2 O, H 2 O 2 , H radical, OH radical, O radical, N radical, H + ion, OH - ion and O -2 ion into contact with the adsorbed catalyst; A desulfurization method characterized by the following.
【請求項7】 上記触媒に吸着されている、上記Hラジ
カル、上記OHラジカル、上記Oラジカル、上記Nラジ
カル、上記H+イオン、上記OH-イオン及び上記O-2
オンがプラズマ生成器により生成され、供給される請求
項3、5及び6のうちの少なくとも1項に記載の脱硫方
法。
7. The plasma generator generates the H radical, the OH radical, the O radical, the N radical, the H + ion, the OH ion, and the O −2 ion adsorbed on the catalyst. The desulfurization method according to at least one of claims 3, 5 and 6, wherein the method is supplied and supplied.
【請求項8】 上記触媒には少なくともOHラジカルが
吸着されている請求項1、3、5及び6のうちの少なく
とも1項に記載の脱硫方法。
8. The desulfurization method according to claim 1, wherein at least OH radicals are adsorbed on the catalyst.
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