JP5147233B2 - Gas desulfurization method and desulfurization equipment - Google Patents
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Description
請求項に係る発明は、ガス中の硫化水素を吸収液によって吸収し、その吸収液の再生を真空下で行う方式の脱硫方法および脱硫設備に関するものである。 The present invention relates to a desulfurization method and a desulfurization facility in which hydrogen sulfide in a gas is absorbed by an absorption liquid, and the absorption liquid is regenerated under vacuum.
ガスの脱硫方法の一つにバキュームカーボネート法がある。この方法は、炭酸ソーダ水溶液などのアルカリ水溶液を吸収液としてガス中の硫化水素を吸収させ、真空（低圧）下でその吸収液を加熱することにより、硫化水素等の酸性ガスを放散させるとともに吸収液を再生させるものである。 One of the gas desulfurization methods is a vacuum carbonate method. This method absorbs hydrogen sulfide in the gas using an aqueous alkali solution such as sodium carbonate aqueous solution as the absorbing liquid, and heats the absorbing liquid under vacuum (low pressure) to dissipate and absorb acidic gases such as hydrogen sulfide. The liquid is regenerated.
図３には、そうしたバキュームカーボネート法を実施する脱硫設備について系統図を示している。吸収液を有する吸収塔１に粗ガスを通すことにより、当該ガス中の硫化水素等を吸収液に吸収させて精製ガスを得る。吸収液はポンプ６によって再生塔４に送り、ここで硫化水素等を放散させて吸収液を再生する。再生塔４には熱交換器２やリボイラー５が付設されていて吸収液を加熱できるほか、再生塔４内を真空に近く減圧する真空ポンプ８とともに、シアン化水素の分解装置１０’および硫酸製造装置（または硫黄回収装置）９が接続されている。
FIG. 3 shows a system diagram of a desulfurization facility for carrying out such a vacuum carbonate method. By passing the crude gas through the absorption tower 1 having the absorbing liquid, hydrogen sulfide or the like in the gas is absorbed by the absorbing liquid to obtain a purified gas. The absorption liquid is sent to the regeneration tower 4 by a pump 6 where hydrogen sulfide and the like are diffused to regenerate the absorption liquid. The regenerator 4 is provided with a heat exchanger 2 and a
製鉄所やコークス工場などのコークス炉から発生するコークス炉ガス（ＣＯＧ）の脱硫についても、上記したバキュームカーボネート法が広く採用されている。製鉄所等では、吸収液の加熱・再生に適する比較的低温（７０〜８０℃）の廃熱が低コストで利用できるため有利である。コークス炉ガスのそのような脱硫に関しては、下記の特許文献１および非特許文献１に記載がある。
図３のような脱硫設備で上記のようにガスの脱硫を行う場合、シアン化水素の重合物が真空ポンプ等に付着するという課題がともなう。硫化水素とシアン化水素はともに酸性ガスであって、上記のような脱硫方法で処理する場合、双方が同時に吸収液に吸収されるため、再生塔で吸収液から放散される酸性ガス中にシアン化水素がかなりの濃度で共存することとなる。シアン化水素は、大気圧以上の加圧下では、凝縮した水分に溶解し、重合して高分子状の物質となる。しかも、重合の過程で生成するアンモニアが重合反応の触媒となるため、反応が加速されて大量の重合物が生じがちである。 When gas is desulfurized as described above in a desulfurization facility as shown in FIG. 3, there is a problem that a polymer of hydrogen cyanide adheres to a vacuum pump or the like. Both hydrogen sulfide and hydrogen cyanide are acidic gases, and when treated by the desulfurization method as described above, both are simultaneously absorbed by the absorbing solution, so that hydrogen cyanide is considerably contained in the acidic gas released from the absorbing solution in the regeneration tower. Coexist at a concentration of. Hydrogen cyanide dissolves in condensed water and is polymerized into a high-molecular substance under a pressure higher than atmospheric pressure. Moreover, since ammonia generated in the course of the polymerization serves as a catalyst for the polymerization reaction, the reaction is accelerated and a large amount of polymer tends to be produced.
図３において真空ポンプと硫酸製造装置（または硫黄回収装置）との間にシアン化水素の分解装置が設けられているのは、そのように重合しやすいシアン化水素を分解するためである。しかし、当該分解装置として大気圧以上の圧力下でシアン化水素を分解するものが使用され、圧力が大気圧以上となる真空ポンプの下流側部分にそれが設けられていることから、真空ポンプから当該分解装置までの間でシアン化水素の重合物が付着・蓄積することは避けられない。重合物が付着・蓄積すると、定期的な洗浄が必要になるほか、シアン化水素分解装置の触媒が汚染されてその活性が低下するという不都合が発生する。 The reason why a hydrogen cyanide decomposition device is provided between the vacuum pump and the sulfuric acid production device (or sulfur recovery device) in FIG. 3 is to decompose hydrogen cyanide that is easily polymerized. However, as the decomposition apparatus, one that decomposes hydrogen cyanide under a pressure higher than atmospheric pressure is used, and it is provided in the downstream portion of the vacuum pump where the pressure is higher than atmospheric pressure. It is inevitable that the hydrogen cyanide polymer will adhere and accumulate between the devices. If the polymer adheres and accumulates, regular cleaning is required, and the catalyst of the hydrogen cyanide decomposition apparatus is contaminated and its activity is reduced.
請求項に係る発明は、このような課題を解決し、バキュームカーボネート法を採用しながらシアン化水素の重合物の発生を効果的に低減させることのできるガスの脱硫方法および脱硫設備を提供するものである。 The invention according to the claims provides a gas desulfurization method and a desulfurization facility capable of solving such problems and effectively reducing the generation of a hydrogen cyanide polymer while employing a vacuum carbonate method. .
請求項に係るガスの脱硫方法は、ガス中の硫化水素およびシアン化水素を吸収液によって吸収し、その吸収液の再生を真空（真空に近い低圧であることをさす。以下同様）下で行って硫化水素を主成分とする酸性ガスを回収するものであり、上記の真空をもたらすための真空ポンプの上流側（つまり真空になる側）で、シアン化水素を分解させることを特徴とする。
つまり、たとえば図１のように、真空ポンプの上流側にシアン化水素の分解装置を設けて機能させる。分解装置としては、シアン化水素の分解を真空下で行うことのできるものを使用する。
真空ポンプの上流側でシアン化水素の分解を行うなら、真空ポンプおよびそれより下流側にある装置・配管等へのシアン化水素の重合物の付着・蓄積は大幅に減少する。また、真空下においてはシアン化水素の分圧が低いため、凝縮水分が発生してもシアン化水素の濃度が低く重合がほとんど起こらないことから、真空ポンプよりも上流側の装置・配管等においても、上記重合物の付着・蓄積はほとんど発生しない。そのため、重合物を除去・洗浄等する必要頻度が顕著に低下し、メンテナンスコストが大幅に低減される。
In the gas desulfurization method according to the claims, hydrogen sulfide and hydrogen cyanide in the gas are absorbed by the absorbing liquid, and the absorbing liquid is regenerated under a vacuum (which indicates a low pressure close to vacuum, the same applies hereinafter). An acidic gas mainly containing hydrogen is recovered, and hydrogen cyanide is decomposed on the upstream side (that is, the vacuum side) of the vacuum pump for producing the vacuum.
That is, for example, as shown in FIG. 1, a hydrogen cyanide decomposition apparatus is provided on the upstream side of the vacuum pump to function. As the decomposing apparatus, an apparatus capable of decomposing hydrogen cyanide under vacuum is used.
If hydrogen cyanide is decomposed on the upstream side of the vacuum pump, the adhesion / accumulation of the hydrogen cyanide polymer to the vacuum pump and devices / pipings on the downstream side thereof will be greatly reduced. In addition, since the partial pressure of hydrogen cyanide is low under vacuum, even if condensed water is generated, the concentration of hydrogen cyanide is low and polymerization hardly occurs. There is almost no adhesion or accumulation of objects. Therefore, the frequency required for removing and washing the polymer is significantly reduced, and the maintenance cost is greatly reduced.
上記したシアン化水素の分解は、活性成分としてCo、Mo、Niのうち少なくとも１以上を含む触媒によって行うのがよい。
そのような触媒を使用するなら、上記のように真空下においてシアン化水素の分解を行うことができるからである。その分解は、主に下記の反応式によって進行する。
HCN＋H2O → NH3＋CO
CO＋H2O → CO2＋H2
2NH3＋1.5O2 → N2＋3H2O
2HCN＋2.5O2 → H2O＋2CO2＋N2
The above-mentioned decomposition of hydrogen cyanide is preferably carried out with a catalyst containing at least one of Co, Mo and Ni as active components.
If such a catalyst is used, hydrogen cyanide can be decomposed under vacuum as described above. The decomposition proceeds mainly by the following reaction formula.
HCN + H 2 O → NH 3 + CO
CO + H 2 O → CO 2 + H 2
2NH 3 + 1.5O 2 → N 2 + 3H 2 O
2HCN + 2.5O 2 → H 2 O + 2CO 2 + N 2
上記したシアン化水素の分解は、150〜400℃（さらに好ましくは300〜350℃）、−0.098〜−0.07MPa(さらに好ましくは−0.08〜−0.07MPa）で行うこととし、分解されるべきガスは、水分とシアン化水素とのモル比を1.0〜15.0(さらに好ましくは3.0〜6.0)、酸素濃度を0.5〜5.0vol.％（さらに好ましくは0.5〜3.0％）に調整したうえ上記触媒と接触させるのがよい。
上記触媒によるシアン化水素の分解反応は、そのような条件においてとくに効率的に進行するからである。
The above-described decomposition of hydrogen cyanide is performed at 150 to 400 ° C. (more preferably 300 to 350 ° C.) and −0.098 to −0.07 MPa (more preferably −0.08 to −0.07 MPa), and the gas to be decomposed is The molar ratio of water to hydrogen cyanide is adjusted to 1.0 to 15.0 (more preferably 3.0 to 6.0) and the oxygen concentration is adjusted to 0.5 to 5.0 vol.% (More preferably 0.5 to 3.0%), and the catalyst is brought into contact with the catalyst. .
This is because the decomposition reaction of hydrogen cyanide by the catalyst proceeds particularly efficiently under such conditions.
シアン化水素の分解を行わないときの上記触媒を、水分を10〜50vol.％（さらに好ましくは10〜20vol.％）含む空気と、150〜400℃（さらに好ましくは300〜350℃）、0〜0.1MPa（さらに好ましくは0〜0.01MPa）の条件下で接触させる（もってその触媒を再生させる）こととすると、さらに好ましい。
上記のとおり真空下ではシアン化水素の重合が起こりにくいため、シアン化水素の分解のための触媒にも当該重合物が付着・蓄積することはほとんどない。しかし、カーボン状の物質が触媒に付着することがあり、その量が多くなると触媒活性が低下することも避けられない。上記のように水分を含む空気と接触させるなら、そうして付着したカーボン状の物質を分解することができ、触媒を再生させてさらに長期間シアン化水素の分解を行わせることが可能である。なお、その場合のカーボン状物質の分解は、以下の反応式によって行われる。
C＋H2O → CO＋H2
C＋O2 → CO2
When the hydrogen cyanide is not decomposed, the catalyst contains air containing 10 to 50 vol.% (More preferably 10 to 20 vol.%) Of water, 150 to 400 ° C (more preferably 300 to 350 ° C), 0 to 0.1 More preferably, the contact is performed under the condition of MPa (more preferably 0 to 0.01 MPa) (the catalyst is regenerated).
As described above, since polymerization of hydrogen cyanide hardly occurs in a vacuum, the polymer hardly adheres to and accumulates on the catalyst for decomposition of hydrogen cyanide. However, a carbon-like substance may adhere to the catalyst, and it is inevitable that the catalyst activity decreases when the amount increases. If it is brought into contact with moisture-containing air as described above, it is possible to decompose the adhering carbon-like substance, and to regenerate the catalyst so that hydrogen cyanide is decomposed for a longer period of time. In this case, the carbon-like substance is decomposed by the following reaction formula.
C + H 2 O → CO + H 2
C + O 2 → CO 2
上記した吸収液から回収する硫化水素を主成分とする酸性ガスは、図１または図３のように硫酸製造装置に送られたとき、そこで燃焼させられて硫酸の製造原料となる。その場合、上のようにシアン化水素の量が減っておれば、燃焼にともなうNOXの発生量が少なくなり、硫酸の品質低下に直結するニトロシル硫酸の生成量が減少する。
また、酸性ガスをクラウス法による硫黄回収装置に供給する場合には、燃焼炉において不完全燃焼（酸性ガスの1/3を燃焼）させるため、未燃のシアン化水素により装置の腐食や閉塞トラブルが起こる可能性があるが、シアン化水素の量が減っておればこのような課題は大幅に軽減される。
When the acidic gas mainly composed of hydrogen sulfide recovered from the absorbing liquid is sent to the sulfuric acid production apparatus as shown in FIG. 1 or FIG. 3, it is burned there to become a sulfuric acid production raw material. In this case, if the amount of hydrogen cyanide is reduced as described above, the amount of NOX generated due to combustion is reduced, and the amount of nitrosylsulfuric acid generated that directly leads to a decrease in sulfuric acid quality is reduced.
In addition, when supplying acid gas to a sulfur recovery system using the Claus method, incomplete combustion (combustion of 1/3 of the acid gas) occurs in the combustion furnace, causing unburned hydrogen cyanide to cause corrosion and clogging problems. There is a possibility, but if the amount of hydrogen cyanide is reduced, such a problem will be greatly reduced.
請求項に係るガスの脱硫設備は、吸収液を用いる硫化水素およびシアン化水素の吸収塔がガスの流路に設置され、当該吸収液から硫化水素を主成分とする酸性ガスを発生させる再生塔が真空ポンプに接続されて上記吸収塔に併設されたもので、シアン化水素を分解させる分解装置が、上記再生塔と真空ポンプとの間に接続されていることを特徴とする。
すなわち、発明の設備は、たとえば図１のようにシアン化水素の分解装置が配置された設備であって、当該分解装置として、シアン化水素の分解を真空下で行えるものを使用する。
こうした脱硫設備によれば、上記した請求項に係る脱硫方法を円滑に実施することができ、上述の作用効果を得ることができる。
In the gas desulfurization facility according to the claims, an absorption tower of hydrogen sulfide and hydrogen cyanide using an absorption liquid is installed in a gas flow path, and a regeneration tower for generating an acid gas mainly composed of hydrogen sulfide from the absorption liquid is a vacuum. A decomposition apparatus for decomposing hydrogen cyanide, which is connected to the pump and attached to the absorption tower, is connected between the regeneration tower and a vacuum pump.
That is, the facility of the invention is a facility in which a hydrogen cyanide decomposition apparatus is arranged as shown in FIG. 1, for example, and an apparatus capable of decomposing hydrogen cyanide under vacuum is used as the decomposition apparatus.
According to such a desulfurization facility, the desulfurization method according to the above-described claims can be carried out smoothly, and the above-described effects can be obtained.
上記分解装置は、活性成分としてCo、Mo、Niのうち少なくとも１以上を含む触媒によりシアン化水素の分解を行うものであるのが好ましい。そのような装置なら、真空下においてシアン化水素の分解を行うことができるからである。 It is preferable that the above-described decomposition apparatus is an apparatus that decomposes hydrogen cyanide with a catalyst containing at least one of Co, Mo, and Ni as active components. This is because such an apparatus can decompose hydrogen cyanide under vacuum.
上記分解装置の反応器に、スチームを含む高温（150〜400℃程度）の空気を供給する管路が接続されておればさらに好ましい。
その場合、分解装置がシアン化水素の分解を行わないとき、上記の触媒にスチームを含む高温空気を流すことができる。そうすると、触媒表面に付着したカーボン状物質が分解されて触媒の活性が再び高められる。
It is further preferable that a pipe for supplying high-temperature air (about 150 to 400 ° C.) containing steam is connected to the reactor of the decomposition apparatus.
In that case, when the decomposition apparatus does not decompose hydrogen cyanide, high-temperature air containing steam can be flowed through the catalyst. If it does so, the carbonaceous substance adhering to the catalyst surface will be decomposed | disassembled and the activity of a catalyst will be heightened again.
上記分解装置の反応器が複数基並列に接続され、スチームを含む高温空気を供給する管路がそれぞれの反応器に接続されているよう構成するのも好ましい。
そのように構成すると、分解装置では、複数基の反応器のうちいずれかについてスチームを含む高温空気を供給することにより触媒活性の再生を行いながら、他の反応器を用いてシアン化水素の分解を行うことができる。つまり、分解装置を連続的に運転しながら触媒を再生することが可能になる。
It is also preferable that a plurality of reactors of the decomposition apparatus are connected in parallel, and a pipeline for supplying high-temperature air containing steam is connected to each reactor.
With such a configuration, in the cracking apparatus, hydrogen cyanide is decomposed using another reactor while regenerating the catalytic activity by supplying hot air containing steam to any one of the plurality of reactors. be able to. That is, the catalyst can be regenerated while continuously operating the decomposition apparatus.
上記再生塔と上記分解装置の反応器との間に、カーボン質の重合物を除去するためのガードベッド（たとえば容器中に活性炭を取り替え可能に充填したもの等）が接続されていると、さらに好ましい。
そうしたガードベッドが、若干生成する可能性のあるカーボン質の重合物を除去するので、これによって触媒の寿命がさらに長く保たれる。
When a guard bed (for example, a container in which activated carbon is filled in a replaceable manner) for removing carbonaceous polymer is connected between the regeneration tower and the reactor of the decomposition apparatus, preferable.
Such a guard bed removes some carbonaceous polymer that may form slightly, thereby further maintaining the life of the catalyst.
請求項に係るガスの脱硫方法によれば、バキュームカーボネート法を採用しながら、シアン化水素の重合物の発生を顕著に低減させることが可能である。真空ポンプやそれより下流側および上流側の各装置・配管等にシアン化水素の重合物が付着・蓄積することがほとんどないので、重合物を除去・洗浄等する必要性が減少し、シアン化水素の分解装置自身の機能低下も生じがたくなる。
これに関し、水分を含む空気を使用して、カーボン状の物質の付着による触媒活性の低下を避けることもできる。
According to the gas desulfurization method according to the claims, it is possible to remarkably reduce the generation of a hydrogen cyanide polymer while employing the vacuum carbonate method. Hydrogen cyanide polymer hardly adheres to and accumulates in the vacuum pump and downstream and upstream devices and pipes, reducing the need to remove and wash the polymer, and hydrogen cyanide decomposition equipment It is difficult for the function to be reduced.
In this regard, air containing moisture can be used to avoid a decrease in catalytic activity due to adhesion of carbonaceous substances.
請求項に係るガスの脱硫設備によれば、上記の脱硫方法を円滑に実施することができ、上述の作用効果を得ることができる。スチームを含む高温空気を供給する管路をシアン化水素の分解装置に接続して、カーボン状の物質の付着による触媒活性の低下を避けることも可能である。分解装置の反応器を複数基並列に接続する等により、分解装置を連続的に運転しながら触媒を再生することもできる。 According to the gas desulfurization facility according to the claims, the above-described desulfurization method can be carried out smoothly, and the above-described effects can be obtained. It is also possible to connect a line for supplying high-temperature air containing steam to a hydrogen cyanide decomposition apparatus to avoid a decrease in catalytic activity due to adhesion of carbonaceous substances. The catalyst can be regenerated while continuously operating the cracking apparatus, for example, by connecting a plurality of reactors of the cracking apparatus in parallel.
図１および図２に発明の実施形態を紹介する。図１は、コークス炉等で発生するガスを粗ガスとして、その脱硫を行う脱硫設備の系統図である。また図２は、当該脱硫設備のうちシアン化水素の分解装置１０等の詳細を示す系統図である。
Embodiments of the invention are introduced in FIGS. FIG. 1 is a system diagram of a desulfurization facility for desulfurizing a gas generated in a coke oven or the like as a crude gas. FIG. 2 is a system diagram showing details of the hydrogen
図１の脱硫設備は、図３に示した設備と同じく、バキュームカーボネート法によって粗ガス中の硫化水素等を除去するもので、吸収塔１と再生塔４とを備えている。
硫化水素を含む粗ガスは吸収塔１に送られ、ここで、吸収液である４〜８％の炭酸ソーダ水溶液と向流接触させられる。それによって硫化水素等が吸収液中に吸収され、粗ガスは精製ガスとなって後続の設備に送られる。
吸収液は、液−液間の熱交換器２で昇温されたのち再生塔４に送られて、70Torr程度の真空下、70〜80℃で硫化水素等を放散することにより再生させられる。再生させる吸収液の昇温のためにリボイラー５を配置し、吸収液の一部を適宜このリボイラー５に通す。また、上記した真空状態を実現するために、再生塔４には真空ポンプ８を接続している。なお、図中の符号６Ａ・６Ｂ・６Ｃはポンプであり、符号３は、吸収塔１に送る再生ずみ吸収液を所定温度にまで下げるためのクーラーである。
The desulfurization facility of FIG. 1 removes hydrogen sulfide and the like in the crude gas by the vacuum carbonate method, as with the facility shown in FIG. 3, and includes an absorption tower 1 and a regeneration tower 4.
The crude gas containing hydrogen sulfide is sent to the absorption tower 1, where it is brought into countercurrent contact with a 4-8% sodium carbonate aqueous solution, which is an absorbent. As a result, hydrogen sulfide and the like are absorbed in the absorption liquid, and the crude gas is converted into purified gas and sent to the subsequent equipment.
The absorption liquid is heated in the liquid-liquid heat exchanger 2 and then sent to the regeneration tower 4 to be regenerated by releasing hydrogen sulfide or the like at 70 to 80 ° C. under a vacuum of about 70 Torr. A
吸収塔１における反応は、
Na2CO3＋H2S → NaHCO3＋NaHS
Na2CO3＋HCN → NaHCO3＋NaCN
Na2CO3＋H2O＋CO2 → 2NaHCO3
であり、再生塔４での反応は、
NaHCO3＋NaHS → Na2CO3＋H2S
NaHCO3＋NaCN → Na2CO3＋HCN
2NaHCO3 → Na2CO3＋H2O＋CO2
である。
The reaction in the absorption tower 1 is
Na 2 CO 3 + H 2 S → NaHCO 3 + NaHS
Na 2 CO 3 + HCN → NaHCO 3 + NaCN
Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 → 2NaHCO 3
And the reaction in the regeneration tower 4 is
NaHCO 3 + NaHS → Na 2 CO 3 + H 2 S
NaHCO 3 + NaCN → Na 2 CO 3 + HCN
2NaHCO 3 → Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2
It is.
再生塔４からは、上記の反応によって硫化水素（H2S）、シアン化水素（HCN）、炭酸ガス（CO2）および水蒸気を含む酸性ガスが発生する。図示の脱硫設備では、この酸性ガスを、コンデンサー７、シアン化水素の分解装置１０、真空ポンプ８をこの順に経由させたうえ、硫酸製造装置９（硫化水素を含む酸性ガスを燃焼させて硫酸を製造する）に送ることとしている。コンデンサー７は水蒸気を凝縮分離するためのもの、分解装置１０は、シアン化水素を分解してその量を減らすためのものである。この分解装置１０として、真空下で機能するものを真空ポンプ８の上流側（真空部分）に設置したことにより、当該分解装置１０よりも下流にある真空ポンプ８や配管・バルブ等にシアン化水素の重合物が付着等することが防止される。真空下ではシアン化水素の重合がほとんど起こらないため、分解装置１０自身やその付近の配管・バルブ等にも上記重合物が付着等することはほとんどない。
From the regeneration tower 4, acidic gas containing hydrogen sulfide (H 2 S), hydrogen cyanide (HCN), carbon dioxide (CO 2 ) and water vapor is generated by the above reaction. In the desulfurization facility shown in the figure, this acidic gas is passed through a condenser 7, a hydrogen
分解装置１０の構成は図２に示すとおりである。シアン化水素を分解するための反応器１３として、CoおよびMoを主成分とする触媒を充填したものを２基（１３Ａ・１３Ｂ）配置して、上記酸性ガスの流路に並列に接続している。各反応器１３Ａ・１３Ｂの上流側および下流側には開閉バルブを設け、それらの開閉によって、運転する反応器と休止する反応器とを切り替えられるようにしている。図中、白く図示したバルブは開かれたものを示し、黒塗りのバルブは閉じたものを示している。また、運転中のガスの経路は太線で示している。
The structure of the
この分解装置１０（反応器１３）におけるシアン化水素の分解は、反応器１３内を、温度300〜350℃、圧力−0.098〜−0.07MPa、水分とシアン化水素とのモル比3.0〜6.0、酸素濃度0.5〜3.0％とするとき最も活発になり、主に下記の反応式によって進行する。
HCN＋H2O → NH3＋CO
CO＋H2O → CO2＋H2
2NH3＋1.5O2 → N2＋3H2O
2HCN＋2.5O2 → H2O＋2CO2＋N2
In the decomposition apparatus 10 (reactor 13), hydrogen cyanide is decomposed in the reactor 13 at a temperature of 300 to 350 ° C., a pressure of −0.098 to −0.07 MPa, a molar ratio of water to hydrogen cyanide of 3.0 to 6.0, and an oxygen concentration of 0.5 to When it is 3.0%, it becomes most active and proceeds mainly by the following reaction formula.
HCN + H 2 O → NH 3 + CO
CO + H 2 O → CO 2 + H 2
2NH 3 + 1.5O 2 → N 2 + 3H 2 O
2HCN + 2.5O 2 → H 2 O + 2CO 2 + N 2
反応器１３の上流側には、ガスを昇温するためのヒーター１１と、並列配置した２つのガードベッド１２（１２Ａ・１２Ｂ）とを接続している。ガードベッド１２は、取り替え可能なように活性炭を充填したもので、再生塔４（図１）において若干生成する可能性のあるカーボン質の重合物を除去するものである。反応器１３の上流側にこれを設けることにより、反応器１３内の触媒の機能低下が効果的に防止され、触媒寿命が延長される。各ガードベッド１２Ａ・１２Ｂに対しても上流側および下流側に開閉バルブを設け、それらによって、運転する（ガスを通す）ものと休止する（活性炭の取り替え等をする）ものとをいつでも切り替えられるようにしている。
一方、反応器１３の下流側には、ガスを冷却するためのクーラー１４を設け、その先を真空ポンプ８（図３参照）に接続することとしている。
On the upstream side of the reactor 13, a
On the other hand, a cooler 14 for cooling the gas is provided on the downstream side of the reactor 13, and the tip is connected to the vacuum pump 8 (see FIG. 3).
反応器１３には、スチームを含む高温の空気の供給用管路をさらに接続している。すなわち、フィルター２１と送風機２２とを含む空気の供給源にスチームの供給源を接続し、両者の混合された気体をヒーター２３で加熱したうえ、各反応器１３Ａ・１３Ｂに供給できるようにしたのである。当該管路は、分岐させたうえ反応器１３Ａ・１３Ｂのそれぞれの下部に接続し、双方の接続部分にバルブを設けたので、いずれかの反応器に選択的にスチーム等を送ることができる。こうした管路を用い、反応器１３Ａ・１３Ｂのうち運転を休止しているものに対してスチーム等を送り、反応器の上部より排出させると、反応器内の触媒表面に付着したカーボン状物質が分解され、当該触媒の活性が再び高められる。図中、二重線で示した経路が、スチーム等を流しているものである。
The reactor 13 is further connected with a supply line for supplying high-temperature air containing steam. That is, the steam supply source is connected to the air supply source including the
スチーム等を反応器１３に送って行う触媒の再生は、下記の反応にてカーボン状物質を分解することにより行われる。
C＋H2O → CO＋H2
C＋O2 → CO2
この再生のためには、反応器１３内を、温度が300〜350℃、圧力が0〜0.01MPa、水分が10〜20vol.％になるようにするのが好ましい。
The regeneration of the catalyst performed by sending steam or the like to the reactor 13 is performed by decomposing the carbonaceous material by the following reaction.
C + H 2 O → CO + H 2
C + O 2 → CO 2
For this regeneration, it is preferable that the temperature in the reactor 13 is 300 to 350 ° C., the pressure is 0 to 0.01 MPa, and the moisture is 10 to 20 vol.
分解装置１０において、−0.095MPa、350℃の条件下で酸性ガスの処理を行ったときの結果を下記の表１に示す。分解装置１０への入口において、水分とシアン化水素のモル比は4.3であった。
１ 吸収塔
４ 再生塔
８ 真空ポンプ
９ 硫酸製造装置
１０ シアン化水素の分解装置
１２（１２Ａ・１２Ｂ） ガードベッド
１３（１３Ａ・１３Ｂ） 反応器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Absorption tower 4
Claims (9)
上記の真空をもたらすための真空ポンプの上流側で、シアン化水素を分解させることを特徴とするガスの脱硫方法。 In a gas desulfurization method in which hydrogen sulfide and hydrogen cyanide in a gas are absorbed by an absorbing liquid, and the absorbing liquid is regenerated under vacuum to recover an acidic gas mainly composed of hydrogen sulfide.
A gas desulfurization method comprising decomposing hydrogen cyanide upstream of a vacuum pump for producing the vacuum.
シアン化水素を分解させる分解装置が、上記再生塔と真空ポンプとの間に接続されていることを特徴とするガスの脱硫設備。 An absorption tower for hydrogen sulfide and hydrogen cyanide using an absorption liquid is installed in the gas flow path, and a regeneration tower for generating an acid gas mainly composed of hydrogen sulfide from the absorption liquid is connected to a vacuum pump and attached to the absorption tower. Gas desulfurization equipment,
A gas desulfurization facility, wherein a decomposition apparatus for decomposing hydrogen cyanide is connected between the regeneration tower and a vacuum pump.
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