JP4918465B2 - 硫化水素ガスの分解除去方法 - Google Patents
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
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Description
(1)本発明の技術により、人々の生活に起因する各種の廃棄物から、或いはメタン発酵工程等で発生する悪臭や腐食の原因物質である硫化水素ガスを、簡易な小型の装置で、安全な状態に分解して除去することが可能となる。
(2)これまでにない低い温度で硫化水素ガスを分解できるので、省エネルギーで経済的な処理が可能である。
(3)加熱温度や触媒量を変えることで、分解成分の比率を適宜に変えることができる。条件によっては、一つの触媒層で分解成分の50%以上を固体硫黄として回収することも可能である。
(4)加熱手段にマイクロ波加熱を採用すれば、分解効率をより向上させることができ、しかも装置のさらなる小型化を達成できる。
(5)本発明で使用する酸化鉄系触媒は、その原料資源が豊富であり、安価で入手しやすいものである。また、本発明で使用する酸化鉄系触媒によれば、白金等の貴金属触媒を使用して硫化水素ガスを酸化分解するよりも、さらに低い温度で硫化水素ガスを完全分解することができる。このため、高価な貴金属触媒を使うことなく、硫化水素ガスの分解を効率よく経済的に行うことができる。
(6)本発明の方法及び装置は、硫化水素ガスだけでなく、硫化メチルやメチルメルカプタン等の他の含硫黄ガスの分解除去にも有効に利用できる。従って、悪臭除去対策として極めて有効な方法である。
[実施例1]
ヘマタイト粉末をφ2mmの球状に造粒した触媒を作成し、乾燥後、内径φ25mmの石英管カラムに8ml入れた。このカラムを電気炉にセットし、触媒の温度を熱電対で測温しながら表1に示した所定温度に加熱した。カラム内の温度を昇温後、空気で400ppmに希釈した硫化水素ガスを、カラム内に流速800ml/分でそれぞれ導入しながら分解処理試験を行った。そして、この状態で3時間経過後の出口ガスをサンプリングし、硫化水素ガスと亜硫酸ガスの濃度をガス検知管で測定した。また、カラム出口を冷却して、分解生成した硫黄を固体として析出させた。3時間で析出した固体硫黄は回収し、重量を化学天秤で測定した。測定値と導入した硫化水素ガスの分解率、硫黄の生成率を表1にまとめて示した。
ヘマタイト粉末をマグへマイト粉末に代えてφ2mmの球状に造粒した触媒を作成し、触媒の加熱温度を表2に示した以外は実施例1と同様にして硫化水素ガスの分解処理試験を行った。そして、実施例1と同様の方法で評価を行い、その結果を表2にまとめて示した。
実施例2で使用したマグへマイト粉末のφ2mm造粒品を入れた石英管カラムをマイクロ波炉にセットし、触媒を2.45GHzのマルチモードによるマイクロ波加熱によって表3に示した各温度に加熱した以外は、実施例1と同様の方法で、硫化水素ガスの分解処理試験を行った。その評価結果を表3にまとめて示した。
触媒温度を100℃とした以外は実施例3と同様の方法で硫化水素ガスの処理を行い、実施例3と同様に評価した。その結果、硫化水素の分解率は92%であり、処理は完全とは言い難かった。
実施例1のヘマタイト粉末を、触媒用酸化チタン粉末(石原産業製)に代えてφ2mmの造粒触媒を作成し、カラムに入れた触媒の加熱温度を表4に示した以外は実施例1と同様にして硫化水素ガスの分解処理試験を行った。その評価結果を表4にまとめて示した。
市販のφ2mmのγ−Al2O3−Pt触媒(田中貴金属製)を使用し、触媒の加熱温度を200℃にした以外は実施例1と同様にして硫化水素ガスの分解処理試験を行った。その結果、硫化水素の分解率は48%であり、200℃と高温にしても完全分解には至らないことを確認した。
(1)表1及び2に示したように、触媒としてヘマタイト又はマグヘマイトを用い、電気炉加熱した実施例1又は2では、ヘマタイトで120℃、マグヘマイトで140℃の処理温度から硫化水素ガスが完全分解した。
(2)また、この時の分解生成物は、触媒としてヘマタイト又はマグヘマイトを使用したいずれの場合も、亜硫酸ガスと硫黄であった。
(3)比較例2で使用した触媒用酸化チタンの場合は、表4に示したように、硫化水素の完全分解温度は330℃であった。
(4)比較例3で使用したγ−Al2O3−Ptの白金触媒は酸化分解力の強い触媒として一般的に知られているが、白金触媒を使った場合でも、200℃に温度を上げても硫化水素は半分しか分解されなかった。
(5)実施例3では、触媒にマグヘマイトを使い、加熱源に2.45GHzのマイクロ波を使用した。表3に示したように、この場合の硫化水素ガスの完全分解温度は110℃であった。また、同じ触媒を使って電気炉で完全分解できた温度は、実施例2の結果より、140℃であった。このことから、加熱方法にマイクロ波を用いると、電気炉加熱よりさらに低い温度で、硫化水素ガスの分解が可能であることが確認された。
Claims (4)
- 発生した硫化水素ガスを400ppm以下の濃度で含むガスを、140〜210℃に加熱保持されている酸化鉄系触媒であるヘマタイト又はマグヘマイト又はこれらの混合物と接触させることにより加熱分解させ、少なくとも亜硫酸ガスと硫黄とを生成させて、硫化水素ガスを0.1ppm以下にまで分解する工程を有することを特徴とする硫化水素ガスの分解除去方法。
- 前記酸化鉄系触媒がヘマタイトであり、且つ、その加熱保持温度が140〜210℃である請求項1に記載の硫化水素ガスの分解除去方法。
- 前記酸化鉄系触媒がマグヘマイトであり、且つ、その加熱保持温度が140〜180℃である請求項1に記載の硫化水素ガスの分解除去方法。
- 発生した硫化水素ガスを400ppm以下の濃度で含むガスを、マイクロ波加熱によって110〜140℃に加熱保持されている酸化鉄系触媒である、マグヘマイト又はマグヘマイトとヘマタイトとの混合物と接触させることにより加熱分解させ、少なくとも亜硫酸ガスと硫黄とを生成させて、硫化水素ガスを0.1ppm以下にまで分解する工程を有することを特徴とする硫化水素ガスの分解除去方法。
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