JPH05111614A - 排ガスの処理方法 - Google Patents
排ガスの処理方法Info
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- JPH05111614A JPH05111614A JP3273872A JP27387291A JPH05111614A JP H05111614 A JPH05111614 A JP H05111614A JP 3273872 A JP3273872 A JP 3273872A JP 27387291 A JP27387291 A JP 27387291A JP H05111614 A JPH05111614 A JP H05111614A
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- Japan
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- absorption
- potassium
- carbon dioxide
- absorbent
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- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ボイラなどの排ガスから硫黄酸化物と二酸化
炭素を同時に除去する方法に関する。 【構成】 硫黄酸化物と二酸化炭素を含む排ガスを炭酸
カリウムを含有する吸収液で処理する方法において、排
ガスより硫黄酸化物と二酸化炭素を除去する吸収工程、
吸収工程より抜き出した吸収液を加熱して二酸化炭素を
放散する放散工程、放散工程より抜き出した吸収液から
固体化した硫酸カリウムを分離する分離工程及び分離工
程で得られた硫酸カリウムを電気分解し、水酸化カリウ
ムと硫酸を得る電解工程を備え電解工程で得られる水酸
化カリウム水溶液を吸収工程で再利用するようにした排
ガスの処理方法。
炭素を同時に除去する方法に関する。 【構成】 硫黄酸化物と二酸化炭素を含む排ガスを炭酸
カリウムを含有する吸収液で処理する方法において、排
ガスより硫黄酸化物と二酸化炭素を除去する吸収工程、
吸収工程より抜き出した吸収液を加熱して二酸化炭素を
放散する放散工程、放散工程より抜き出した吸収液から
固体化した硫酸カリウムを分離する分離工程及び分離工
程で得られた硫酸カリウムを電気分解し、水酸化カリウ
ムと硫酸を得る電解工程を備え電解工程で得られる水酸
化カリウム水溶液を吸収工程で再利用するようにした排
ガスの処理方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はボイラなどの排ガスから
硫黄酸化物と二酸化炭素を同時に除去する方法に関す
る。
硫黄酸化物と二酸化炭素を同時に除去する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、急激に二酸化炭素の大量排出によ
る地球温暖化問題と硫黄酸化物による酸性雨問題がクロ
ーズアップしてきている。これまでは、二酸化炭素は従
来無害であるとされ、それゆえ排ガスからあえて除去す
るという技術は少なく、ましてや硫黄酸化物と同時に除
去する技術については産業上利用できる段階には至って
いないのが現状である。
る地球温暖化問題と硫黄酸化物による酸性雨問題がクロ
ーズアップしてきている。これまでは、二酸化炭素は従
来無害であるとされ、それゆえ排ガスからあえて除去す
るという技術は少なく、ましてや硫黄酸化物と同時に除
去する技術については産業上利用できる段階には至って
いないのが現状である。
【０００３】従って、ここでは二酸化炭素と硫黄酸化物
を別々に処理する技術について簡単に述べる。排ガスか
ら二酸化炭素を除去する技術としては、現在アミンなど
の有機物吸収剤を利用した湿式の化学吸収法や吸着剤を
利用した乾式の吸着法などがある。一方、排ガスから硫
黄酸化物を除去する技術としては炭酸カルシウムを吸収
剤とする湿式の石灰石膏法が主流となっている。
を別々に処理する技術について簡単に述べる。排ガスか
ら二酸化炭素を除去する技術としては、現在アミンなど
の有機物吸収剤を利用した湿式の化学吸収法や吸着剤を
利用した乾式の吸着法などがある。一方、排ガスから硫
黄酸化物を除去する技術としては炭酸カルシウムを吸収
剤とする湿式の石灰石膏法が主流となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記のアミンなどの有
機物吸収剤を利用した湿式の化学吸収法でも原理的には
二酸化炭素と硫黄酸化物の同時処理が可能であると考え
られるが、この場合には次の問題点を有する。 （１）有機物吸収剤は一般に硫黄酸化物の共存により分
解し、吸収剤の損失が大きい。 （２）一般に湿式の吸収法は多くの排水をもらたすが、
有機物吸収剤を使用すると吸収剤もしくは吸収剤の分解
生成物に起因するＣＯＤ（化学的酸素要求量）成分が排
水中に含まれ、排水の性状を悪化させる。
機物吸収剤を利用した湿式の化学吸収法でも原理的には
二酸化炭素と硫黄酸化物の同時処理が可能であると考え
られるが、この場合には次の問題点を有する。 （１）有機物吸収剤は一般に硫黄酸化物の共存により分
解し、吸収剤の損失が大きい。 （２）一般に湿式の吸収法は多くの排水をもらたすが、
有機物吸収剤を使用すると吸収剤もしくは吸収剤の分解
生成物に起因するＣＯＤ（化学的酸素要求量）成分が排
水中に含まれ、排水の性状を悪化させる。
【０００５】さらに、炭酸カリウムでも有機物吸収剤と
同様に原理的には二酸化炭素と硫黄酸化物の同時吸収は
可能であるが、吸収された硫黄酸化物が吸収剤であるカ
リウムとカリウム塩を生成し、吸収剤としての能力を低
下させ、カリウムの損失を大きくする。
同様に原理的には二酸化炭素と硫黄酸化物の同時吸収は
可能であるが、吸収された硫黄酸化物が吸収剤であるカ
リウムとカリウム塩を生成し、吸収剤としての能力を低
下させ、カリウムの損失を大きくする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記のような状況におい
て、本発明者らは硫黄酸化物が共存しても安定であり、
かつ排水中にもＣＯＤ成分をもたらさない二酸化炭素吸
収剤である炭酸カリウムに着目し、さらにカリウムの損
失を抑制するため、硫黄酸化物のカリウム塩を分離し、
このカリウム塩を電解により分解し、水酸化カリウムと
硫酸を回収する方法を見いだし、この知見に基づいて本
発明を完成するに至った。
て、本発明者らは硫黄酸化物が共存しても安定であり、
かつ排水中にもＣＯＤ成分をもたらさない二酸化炭素吸
収剤である炭酸カリウムに着目し、さらにカリウムの損
失を抑制するため、硫黄酸化物のカリウム塩を分離し、
このカリウム塩を電解により分解し、水酸化カリウムと
硫酸を回収する方法を見いだし、この知見に基づいて本
発明を完成するに至った。
【０００７】すなわち、本発明は硫黄酸化物と二酸化炭
素を含む排ガスを炭酸カリウムを含有する吸収液で処理
する方法において、排ガスより硫黄酸化物と二酸化炭素
を除去する吸収工程、吸収工程より抜き出した吸収液を
加熱して二酸化炭素を放散する放散工程、放散工程より
抜き出した吸収液から固体化した硫酸カリウムを分離す
る分離工程及び分離工程で得られた硫酸カリウムを電気
分解し、水酸化カリウムと硫酸を得る電解工程を備え電
解工程で得られる水酸化カリウム水溶液を吸収工程で再
利用することを特徴とする排ガスの処理方法である。
素を含む排ガスを炭酸カリウムを含有する吸収液で処理
する方法において、排ガスより硫黄酸化物と二酸化炭素
を除去する吸収工程、吸収工程より抜き出した吸収液を
加熱して二酸化炭素を放散する放散工程、放散工程より
抜き出した吸収液から固体化した硫酸カリウムを分離す
る分離工程及び分離工程で得られた硫酸カリウムを電気
分解し、水酸化カリウムと硫酸を得る電解工程を備え電
解工程で得られる水酸化カリウム水溶液を吸収工程で再
利用することを特徴とする排ガスの処理方法である。
【０００８】以下、本発明の具体的な実施例をあげ、本
発明の作用・効果を併せて説明する。
発明の作用・効果を併せて説明する。
【０００９】
【実施例】図１に本発明の一実施例を示す。本発明によ
れば入口ダクト１より導かれた排ガス中の二酸化炭素と
硫黄酸化物は吸収塔２で炭酸カリウムを含有する吸収液
３と接触し、以下の反応式で吸収される。 （二酸化炭素） ＣＯ2 ＋Ｋ2 ＣＯ3 ＋Ｈ2 Ｏ → ２ＫＨＣＯ3 （硫黄酸化物） ＳＯ2 ＋２Ｋ2 ＣＯ3 ＋Ｈ2 Ｏ →Ｋ2 ＳＯ3 ＋２ＫＨ
ＣＯ3 Ｋ2 ＳＯ3 ＋ 1/2Ｏ2 → Ｋ2ＳＯ4
れば入口ダクト１より導かれた排ガス中の二酸化炭素と
硫黄酸化物は吸収塔２で炭酸カリウムを含有する吸収液
３と接触し、以下の反応式で吸収される。 （二酸化炭素） ＣＯ2 ＋Ｋ2 ＣＯ3 ＋Ｈ2 Ｏ → ２ＫＨＣＯ3 （硫黄酸化物） ＳＯ2 ＋２Ｋ2 ＣＯ3 ＋Ｈ2 Ｏ →Ｋ2 ＳＯ3 ＋２ＫＨ
ＣＯ3 Ｋ2 ＳＯ3 ＋ 1/2Ｏ2 → Ｋ2ＳＯ4
【００１０】硫黄酸化物は炭酸カリウムに吸収されると
亜硫酸カリウムを生成し、さらに排ガス中の酸素と反応
して硫酸カリウムを生成する。もし、排ガス中の酸素濃
度が低いあるいは硫黄酸化物の濃度が高いなどの理由に
より、亜硫酸カリウムが十分に酸化されない場合には吸
収液中に系外より空気あるいは酸素などを添加して、亜
硫酸カリウムを酸化することもある。吸収処理された排
ガスは出口ダクト４より排出される。
亜硫酸カリウムを生成し、さらに排ガス中の酸素と反応
して硫酸カリウムを生成する。もし、排ガス中の酸素濃
度が低いあるいは硫黄酸化物の濃度が高いなどの理由に
より、亜硫酸カリウムが十分に酸化されない場合には吸
収液中に系外より空気あるいは酸素などを添加して、亜
硫酸カリウムを酸化することもある。吸収処理された排
ガスは出口ダクト４より排出される。
【００１１】二酸化炭素と硫黄酸化物を吸収した吸収液
は放散塔５に送られ、蒸気などの加熱媒体６により加熱
される。加熱された吸収液からは以下の反応式で二酸化
炭素が放散され、放散ダクト７を介して排出される。し
かし、硫酸カリウムは分圧をもたないので放散されな
い。 ２ＫＨＣＯ3 → ＣＯ2 ＋Ｋ2 ＳＯ3 ＋Ｈ2 Ｏ
は放散塔５に送られ、蒸気などの加熱媒体６により加熱
される。加熱された吸収液からは以下の反応式で二酸化
炭素が放散され、放散ダクト７を介して排出される。し
かし、硫酸カリウムは分圧をもたないので放散されな
い。 ２ＫＨＣＯ3 → ＣＯ2 ＋Ｋ2 ＳＯ3 ＋Ｈ2 Ｏ
【００１２】一方、この時、吸収液の硫酸カリウムはそ
の溶解度以上の濃度に保たれるように運転され、吸収液
中には硫酸カリウムの結晶が存在する。これは図２に示
すように硫酸カリウムの溶解度が炭酸カリウムあるいは
重炭酸カリウムに比較して、溶解度が小さいことを巧み
に利用したものである。
の溶解度以上の濃度に保たれるように運転され、吸収液
中には硫酸カリウムの結晶が存在する。これは図２に示
すように硫酸カリウムの溶解度が炭酸カリウムあるいは
重炭酸カリウムに比較して、溶解度が小さいことを巧み
に利用したものである。
【００１３】硫酸カリウムの結晶を含有した吸収液の一
部は固液分離器８に導かれ、固体の硫酸カリウムが分離
される。母液９は放散塔５へ戻される。分離された硫酸
カリウムは溶解槽１０で水１１により再溶解され、電気
分解槽１２の中間室へ供給される。電気分解槽１２は中
間室、陽極室および陰極室からなり、中間室と陽極室は
陰イオン交換膜で、中間室と陰極室は陽イオン交換膜で
区切られている。電気分解のための陽極および陰極は各
々陽極室および陰極室に設置され、直流電流が流れてい
る。電気分解槽１２では以下の電気化学反応により水酸
化カリウムと硫酸が生成する。
部は固液分離器８に導かれ、固体の硫酸カリウムが分離
される。母液９は放散塔５へ戻される。分離された硫酸
カリウムは溶解槽１０で水１１により再溶解され、電気
分解槽１２の中間室へ供給される。電気分解槽１２は中
間室、陽極室および陰極室からなり、中間室と陽極室は
陰イオン交換膜で、中間室と陰極室は陽イオン交換膜で
区切られている。電気分解のための陽極および陰極は各
々陽極室および陰極室に設置され、直流電流が流れてい
る。電気分解槽１２では以下の電気化学反応により水酸
化カリウムと硫酸が生成する。
【００１４】（陽極） Ｈ2 Ｏ → ２Ｈ+ ＋ 1/2Ｏ2 ＋２ｅ- 中間室よりカリウムイオンが陽極室へ透過し、水酸化カ
リウムとなる。
リウムとなる。
【００１５】（陰極） ２Ｈ2 Ｏ＋２ｅ- → ２ＯＨ- ＋Ｈ2 中間室より硫酸イオンが透過し、硫酸となる。
【００１６】陽極室で生成した水酸化カリウム１３は吸
収塔２へ戻される。一方、陰極室からは硫酸１４が回収
される。
収塔２へ戻される。一方、陰極室からは硫酸１４が回収
される。
【００１７】以下に一実施例の装置の諸元を示す。 （１）吸収塔 内径０．１３ｍ×高さ８．０ｍ
（有効接触部６．０ｍ） （２）放散塔 内径０．１３ｍ×高さ８．０ｍ
（加圧蒸気加熱） （３）固液分離器 遠心分離方式：処理量２０リット
ル／ｈ （４）電気分解槽 交換膜面積：陽イオン、陰イオン
共０．２ｍ2
（有効接触部６．０ｍ） （２）放散塔 内径０．１３ｍ×高さ８．０ｍ
（加圧蒸気加熱） （３）固液分離器 遠心分離方式：処理量２０リット
ル／ｈ （４）電気分解槽 交換膜面積：陽イオン、陰イオン
共０．２ｍ2
【００１８】以下に一実施例の運転状態の一例を示す。 （１）排ガス性状 流量：２００ｍ3 Ｎ／ｈ（ｄｒ
ｙ） 組成：ＣＯ2 １４．５ｖｏｌ％（ｄｒｙ） ＳＯ2 ８００ｐｐｍ（ｄｒｙ） Ｏ2 ４．５ｖｏｌ％（ｄｒｙ） （２）吸収塔 循環流量 ３．５ ｍ3 ／ｈ 温度 ５５ ℃ 圧力 大気圧 カリウム濃度 ２．３ｋｇｍｏｌ／ｍ3 （３）放散塔 供給流量 ３．５ ｍ3 ／ｈ 温度 １００ ℃ 圧力 大気圧 （４）電気分解槽 供給流量 ３０ リットル／
ｈ 電流密度 １８００ Ａ／ｍ2 過電圧 ８ Ｖ
ｙ） 組成：ＣＯ2 １４．５ｖｏｌ％（ｄｒｙ） ＳＯ2 ８００ｐｐｍ（ｄｒｙ） Ｏ2 ４．５ｖｏｌ％（ｄｒｙ） （２）吸収塔 循環流量 ３．５ ｍ3 ／ｈ 温度 ５５ ℃ 圧力 大気圧 カリウム濃度 ２．３ｋｇｍｏｌ／ｍ3 （３）放散塔 供給流量 ３．５ ｍ3 ／ｈ 温度 １００ ℃ 圧力 大気圧 （４）電気分解槽 供給流量 ３０ リットル／
ｈ 電流密度 １８００ Ａ／ｍ2 過電圧 ８ Ｖ
【００１９】上記の装置および運転状態において、排ガ
スからの二酸化炭素の除去率は３５％以上であり、かつ
硫黄酸化物の除去率は９９％以上であった。
スからの二酸化炭素の除去率は３５％以上であり、かつ
硫黄酸化物の除去率は９９％以上であった。
【００２０】また、電気分解槽より１．０ｍｏｌ／リッ
トルの水酸化カリウムが１５リットル／ｈ、０．５ｍｏ
ｌ／リットルの硫酸が１５リットル／ｈで回収できた。
ここで回収された水酸化カリウムおよび硫酸の純度は９
９％以上であり、水酸化カリウムは吸収塔あるいは放散
塔へ供給し、吸収剤として再利用できた。また、硫酸は
炭酸カルシウムで中和し、石膏として回収した。しか
し、ここで回収される硫酸は純度が高いため、場合によ
っては排水処理のｐＨ調整などにも使用可能である。
トルの水酸化カリウムが１５リットル／ｈ、０．５ｍｏ
ｌ／リットルの硫酸が１５リットル／ｈで回収できた。
ここで回収された水酸化カリウムおよび硫酸の純度は９
９％以上であり、水酸化カリウムは吸収塔あるいは放散
塔へ供給し、吸収剤として再利用できた。また、硫酸は
炭酸カルシウムで中和し、石膏として回収した。しか
し、ここで回収される硫酸は純度が高いため、場合によ
っては排水処理のｐＨ調整などにも使用可能である。
【００２１】
【発明の効果】以上、実施例でも述べたように、本発明
は硫黄酸化物が共存しても安定であり、かつ排水中にも
ＣＯＤ成分をもたらさない二酸化炭素吸収剤である炭酸
カリウムに着目し、さらにカリウムの損失を抑制するた
め、硫黄酸化物のカリウム塩を分離し、このカリウム塩
を電解により分解し、水酸化カリウムと硫酸を回収する
方法であり、産業上実用化されていなかった排ガスから
の二酸化炭素と硫黄酸化物の同時除去を可能とした。
は硫黄酸化物が共存しても安定であり、かつ排水中にも
ＣＯＤ成分をもたらさない二酸化炭素吸収剤である炭酸
カリウムに着目し、さらにカリウムの損失を抑制するた
め、硫黄酸化物のカリウム塩を分離し、このカリウム塩
を電解により分解し、水酸化カリウムと硫酸を回収する
方法であり、産業上実用化されていなかった排ガスから
の二酸化炭素と硫黄酸化物の同時除去を可能とした。
【図１】本発明の実施例の系統図
【図２】本発明における塩の溶解度を示す図表
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成３年１１月１２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】（陽極） Ｈ2 Ｏ → ２Ｈ+ ＋ 1/2Ｏ2 ＋２ｅ- 中間室より硫酸イオンが陽極室へ透過し、硫酸となる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】（陰極） ２Ｈ2 Ｏ＋２ｅ- → ２ＯＨ- ＋Ｈ2 中間室よりカリウムイオンが透過し、水酸化カリウムと
なる。
なる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】陰極室で生成した水酸化カリウム１３は吸
収塔２へ戻される。一方、陽極室からは硫酸１４が回収
される。
収塔２へ戻される。一方、陽極室からは硫酸１４が回収
される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鬼塚 雅和 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 井上 健治 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 硫黄酸化物と二酸化炭素を含む排ガスを
炭酸カリウムを含有する吸収液で処理する方法におい
て、排ガスより硫黄酸化物と二酸化炭素を除去する吸収
工程、吸収工程より抜き出した吸収液を加熱して二酸化
炭素を放散する放散工程、放散工程より抜き出した吸収
液から固体化した硫酸カリウムを分離する分離工程及び
分離工程で得られた硫酸カリウムを電気分解し、水酸化
カリウムと硫酸を得る電解工程を備え電解工程で得られ
る水酸化カリウム水溶液を吸収工程で再利用することを
特徴とする排ガスの処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3273872A JPH05111614A (ja) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | 排ガスの処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3273872A JPH05111614A (ja) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | 排ガスの処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05111614A true JPH05111614A (ja) | 1993-05-07 |
Family
ID=17533743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3273872A Pending JPH05111614A (ja) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | 排ガスの処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05111614A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004113226A1 (ja) * | 2003-06-18 | 2004-12-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | 排ガス中の二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収方法 |
| EP1733782A1 (en) * | 2005-06-15 | 2006-12-20 | Kvaerner Power Oy | A method and an apparatus for removing carbon dioxide from sulphur dioxide containing flue gases |
| JP2013193653A (ja) * | 2012-03-22 | 2013-09-30 | Fukushima Seisakusho:Kk | イナートガス供給システム |
| CN105112110A (zh) * | 2015-08-19 | 2015-12-02 | 攀钢集团西昌钢钒有限公司 | 煤气真空碳酸钾脱硫碱洗装置及方法 |
-
1991
- 1991-10-22 JP JP3273872A patent/JPH05111614A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004113226A1 (ja) * | 2003-06-18 | 2004-12-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | 排ガス中の二酸化炭素回収システムおよび二酸化炭素回収方法 |
| EP1733782A1 (en) * | 2005-06-15 | 2006-12-20 | Kvaerner Power Oy | A method and an apparatus for removing carbon dioxide from sulphur dioxide containing flue gases |
| US7910079B2 (en) | 2005-06-15 | 2011-03-22 | Metso Power Oy | Method and an apparatus for removing carbon dioxide from sulphur dioxide containing flue gases |
| JP2013193653A (ja) * | 2012-03-22 | 2013-09-30 | Fukushima Seisakusho:Kk | イナートガス供給システム |
| CN105112110A (zh) * | 2015-08-19 | 2015-12-02 | 攀钢集团西昌钢钒有限公司 | 煤气真空碳酸钾脱硫碱洗装置及方法 |
| CN105112110B (zh) * | 2015-08-19 | 2019-03-22 | 攀钢集团西昌钢钒有限公司 | 煤气真空碳酸钾脱硫碱洗装置及方法 |
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| A02 | Decision of refusal |
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