JPH06263433A - 炭酸ナトリウム水溶液の製造法 - Google Patents
炭酸ナトリウム水溶液の製造法Info
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- JPH06263433A JPH06263433A JP5078922A JP7892293A JPH06263433A JP H06263433 A JPH06263433 A JP H06263433A JP 5078922 A JP5078922 A JP 5078922A JP 7892293 A JP7892293 A JP 7892293A JP H06263433 A JPH06263433 A JP H06263433A
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- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
- C01D7/00—Carbonates of sodium, potassium or alkali metals in general
- C01D7/07—Preparation from the hydroxides
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＣＯ2 を含む燃焼排ガスと水酸化ナトリウム
水溶液とを反応させて高純度炭酸ナトリウム水溶液を工
業的、且つ経済的に得ることができる方法を提供する。 【構成】 ＣＯ2 を含む燃焼排ガスを湿式集塵機に導入
して該集塵機内を循環しているｐＨ値が６〜８の範囲に
制御した水で洗浄することにより該排ガス中のＳＯx が
１ｐｐｍ以下でダストが１０ｍｇ／Ｎｍ3 以下の洗浄排
ガスとし、次いで、この洗浄排ガスを気液向流接触装置
に導入して該装置内を循環している５．３〜６．０Ｎの
水酸化ナトリウム水溶液と反応させることによって炭酸
ナトリウムを生成させ、この水溶液のｐＨ値が１１．５
〜１２．３の範囲となった時に該水溶液を当該装置の系
外に抜き取ることにより高純度炭酸ナトリウム水溶液を
得る。
水溶液とを反応させて高純度炭酸ナトリウム水溶液を工
業的、且つ経済的に得ることができる方法を提供する。 【構成】 ＣＯ2 を含む燃焼排ガスを湿式集塵機に導入
して該集塵機内を循環しているｐＨ値が６〜８の範囲に
制御した水で洗浄することにより該排ガス中のＳＯx が
１ｐｐｍ以下でダストが１０ｍｇ／Ｎｍ3 以下の洗浄排
ガスとし、次いで、この洗浄排ガスを気液向流接触装置
に導入して該装置内を循環している５．３〜６．０Ｎの
水酸化ナトリウム水溶液と反応させることによって炭酸
ナトリウムを生成させ、この水溶液のｐＨ値が１１．５
〜１２．３の範囲となった時に該水溶液を当該装置の系
外に抜き取ることにより高純度炭酸ナトリウム水溶液を
得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＣＯ2 を含む燃焼排ガ
スと水酸化ナトリウム水溶液とを反応させて高純度の炭
酸ナトリウム水溶液を得る製造法に関し、繊維用漂白
剤、台所用洗剤、排水管洗剤等各種工業用薬品として有
用であり、殊に、磁気記録用材料粉末、塗料用顔料粉末
及び磁性トナー用材料粉末であるゲータイト粒子粉末や
マグネタイト粒子粉末製造時のアルカリ源として好適な
炭酸ナトリウム水溶液が工業的、且つ経済的に得られる
新規製造法を提供するものである。
スと水酸化ナトリウム水溶液とを反応させて高純度の炭
酸ナトリウム水溶液を得る製造法に関し、繊維用漂白
剤、台所用洗剤、排水管洗剤等各種工業用薬品として有
用であり、殊に、磁気記録用材料粉末、塗料用顔料粉末
及び磁性トナー用材料粉末であるゲータイト粒子粉末や
マグネタイト粒子粉末製造時のアルカリ源として好適な
炭酸ナトリウム水溶液が工業的、且つ経済的に得られる
新規製造法を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】各種燃焼排ガス中に含まれるＳＯx やＮ
Ｏx を除去する方法、例えば、（株）化学工業社発行
「増補・化学装置百科辞典」（昭和５１年）第４６１頁
の「‥‥水またはアルカリ溶液と排煙とを接触させてＳ
Ｏ2 を除去する方法があり、非常に多くのプロセスが発
表されている。‥‥」なる記載及び、例えば、特開昭５
０−１０７７８号公報の「‥‥排ガス中に含まれる硫黄
酸化物及び窒素酸化物の脱硫脱硝方法において、先づ該
排ガスを水酸化ナトリウム水溶液を用いて、洗滌し、‥
‥少なくとも一段の漏れ棚を含んで成る漏れ棚塔を用い
て、‥‥」なる記載の通り、排ガスに水酸化ナトリウム
等のアルカリ水溶液を用いてＳＯx やＮＯx等を除去す
ることは周知である。
Ｏx を除去する方法、例えば、（株）化学工業社発行
「増補・化学装置百科辞典」（昭和５１年）第４６１頁
の「‥‥水またはアルカリ溶液と排煙とを接触させてＳ
Ｏ2 を除去する方法があり、非常に多くのプロセスが発
表されている。‥‥」なる記載及び、例えば、特開昭５
０−１０７７８号公報の「‥‥排ガス中に含まれる硫黄
酸化物及び窒素酸化物の脱硫脱硝方法において、先づ該
排ガスを水酸化ナトリウム水溶液を用いて、洗滌し、‥
‥少なくとも一段の漏れ棚を含んで成る漏れ棚塔を用い
て、‥‥」なる記載の通り、排ガスに水酸化ナトリウム
等のアルカリ水溶液を用いてＳＯx やＮＯx等を除去す
ることは周知である。
【０００３】従って、燃焼排ガス中に含まれるＣＯ2 と
水酸化ナトリウムとが反応して炭酸ナトリウムが生成す
ることも、例えば、特開昭５２−９４８６２号公報、特
開昭５２−１５０７７８号公報及び特開昭５３−９４２
７１号公報等に開示されている。
水酸化ナトリウムとが反応して炭酸ナトリウムが生成す
ることも、例えば、特開昭５２−９４８６２号公報、特
開昭５２−１５０７７８号公報及び特開昭５３−９４２
７１号公報等に開示されている。
【０００４】一方、炭酸ナトリウムは非常に高価であ
り、不安定な化学物質である。殊に、炭酸ナトリウム水
溶液は加水分解して水酸化ナトリウムと炭酸水素ナトリ
ウムとなり強いアルカリ性を示すので、高純度の炭酸ナ
トリウム水溶液を安定して製造することはかなり困難と
されており、各種燃焼排ガス中に含まれるＣＯ2 を利用
して高純度の炭酸ナトリウムを安定して製造する技術は
いまだ提案されていない。
り、不安定な化学物質である。殊に、炭酸ナトリウム水
溶液は加水分解して水酸化ナトリウムと炭酸水素ナトリ
ウムとなり強いアルカリ性を示すので、高純度の炭酸ナ
トリウム水溶液を安定して製造することはかなり困難と
されており、各種燃焼排ガス中に含まれるＣＯ2 を利用
して高純度の炭酸ナトリウムを安定して製造する技術は
いまだ提案されていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前掲特開昭５２−９４
８６２号公報、特開昭５２−１５０７７８号公報及び特
開昭５３−９４２７１号公報に開示されている技術手段
においては、燃焼排ガス中の主としてＳＯx やＮＯx 等
の有害ガスを水酸化ナトリウム水溶液に吸収して除去す
ることを目的としているのであって、ＣＯ2 については
副次的に処理されて炭酸ナトリウムが生成されることは
知られているが、高純度の炭酸ナトリウム水溶液として
得ることは意図されていない。
８６２号公報、特開昭５２−１５０７７８号公報及び特
開昭５３−９４２７１号公報に開示されている技術手段
においては、燃焼排ガス中の主としてＳＯx やＮＯx 等
の有害ガスを水酸化ナトリウム水溶液に吸収して除去す
ることを目的としているのであって、ＣＯ2 については
副次的に処理されて炭酸ナトリウムが生成されることは
知られているが、高純度の炭酸ナトリウム水溶液として
得ることは意図されていない。
【０００６】また、例えば、特開昭５０−１５５４６９
号公報には「‥‥密閉サイクル機関装置からの排気ガス
と、水酸化ナトリウム水溶液‥‥とを接触させて、‥‥
燃焼生成炭酸ガスを吸収する‥‥炭酸ガス除去方法。‥
‥」なる記載の通り、排気ガスと水酸化ナトリウム水溶
液とによって炭酸ナトリウムが生成することが開示され
ているが、同方法は、密閉サイクル機関装置において、
排気ガス中の炭酸ガスと水酸化ナトリウム水溶液との反
応により炭酸ガス量を減少させて排気ガスを循環動作ガ
スとして、これに酸素を加えて内燃機関に再利用できる
ようにしたものであるから、生成する炭酸ナトリウムの
純度はごく低いものである。
号公報には「‥‥密閉サイクル機関装置からの排気ガス
と、水酸化ナトリウム水溶液‥‥とを接触させて、‥‥
燃焼生成炭酸ガスを吸収する‥‥炭酸ガス除去方法。‥
‥」なる記載の通り、排気ガスと水酸化ナトリウム水溶
液とによって炭酸ナトリウムが生成することが開示され
ているが、同方法は、密閉サイクル機関装置において、
排気ガス中の炭酸ガスと水酸化ナトリウム水溶液との反
応により炭酸ガス量を減少させて排気ガスを循環動作ガ
スとして、これに酸素を加えて内燃機関に再利用できる
ようにしたものであるから、生成する炭酸ナトリウムの
純度はごく低いものである。
【０００７】また、例えば、特開昭６１−４８４２８号
公報には「‥‥水酸化ナトリウムと炭酸ガスとを反応さ
せて、‥‥高純度炭酸ナトリウム水溶液を得る‥‥」な
る記載の通り、水酸化ナトリウムと炭酸ガスとを反応さ
せて、高純度炭酸ナトリウム水溶液を得ることが開示さ
れているが、同方法において用いている炭酸ガスは純粋
なものである。
公報には「‥‥水酸化ナトリウムと炭酸ガスとを反応さ
せて、‥‥高純度炭酸ナトリウム水溶液を得る‥‥」な
る記載の通り、水酸化ナトリウムと炭酸ガスとを反応さ
せて、高純度炭酸ナトリウム水溶液を得ることが開示さ
れているが、同方法において用いている炭酸ガスは純粋
なものである。
【０００８】そこで、本発明は、燃焼排ガス中に含まれ
るＣＯ2 と水酸化ナトリウム水溶液とを反応させて高純
度の炭酸ナトリウム水溶液を安定、且つ効率よく得るこ
とができる技術手段を提供することを技術的課題とす
る。
るＣＯ2 と水酸化ナトリウム水溶液とを反応させて高純
度の炭酸ナトリウム水溶液を安定、且つ効率よく得るこ
とができる技術手段を提供することを技術的課題とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記技術的課題は、次の
通りの本発明方法によって達成できる。
通りの本発明方法によって達成できる。
【００１０】即ち、本発明は、ＣＯ2 を含む燃焼排ガス
を湿式集塵機に導入して該集塵機内を循環しているｐＨ
値が６〜８の範囲に制御した水で洗浄することにより該
排ガス中のＳＯx が１ｐｐｍ以下でダストが１０ｍｇ／
Ｎｍ3 以下の洗浄排ガスとし、次いで、この洗浄排ガス
を気液向流接触装置に導入して該装置内を循環している
５．３〜６．０Ｎの水酸化ナトリウム水溶液と反応させ
ることによって炭酸ナトリウムを生成させ、この水溶液
のｐＨ値が１１．５〜１２．３の範囲となった時に該水
溶液を当該装置の系外に抜き取ることからなる高純度炭
酸ナトリウム水溶液の製造法である。
を湿式集塵機に導入して該集塵機内を循環しているｐＨ
値が６〜８の範囲に制御した水で洗浄することにより該
排ガス中のＳＯx が１ｐｐｍ以下でダストが１０ｍｇ／
Ｎｍ3 以下の洗浄排ガスとし、次いで、この洗浄排ガス
を気液向流接触装置に導入して該装置内を循環している
５．３〜６．０Ｎの水酸化ナトリウム水溶液と反応させ
ることによって炭酸ナトリウムを生成させ、この水溶液
のｐＨ値が１１．５〜１２．３の範囲となった時に該水
溶液を当該装置の系外に抜き取ることからなる高純度炭
酸ナトリウム水溶液の製造法である。
【００１１】次に、本発明方法実施にあたっての諸条件
について述べる。
について述べる。
【００１２】本発明において使用するＣＯ2 を含む燃焼
排ガスは、石炭、石油系燃料、天然ガス、都市ガス、発
生炉ガス、高炉ガス等の燃焼によって発生する各種燃焼
排ガスである。
排ガスは、石炭、石油系燃料、天然ガス、都市ガス、発
生炉ガス、高炉ガス等の燃焼によって発生する各種燃焼
排ガスである。
【００１３】本発明において使用する燃焼排ガスのＣＯ
2 の濃度は、かなり広い範囲のものを使用することがで
きるが、重油燃焼型ボイラーの排ガスを使用する場合に
は、湿りガス基準で１０〜１４ｖｏｌ％の範囲である。
ＣＯ2 濃度が高い程、反応も早くなるが重油燃焼型ボイ
ラーの場合のＣＯ2 の上限濃度は１４ｖｏｌ％程度であ
る。また、１０ｖｏｌ％未満の場合にも使用することは
できるが反応が遅くなるため、１０ｖｏｌ％以上が好ま
しい。
2 の濃度は、かなり広い範囲のものを使用することがで
きるが、重油燃焼型ボイラーの排ガスを使用する場合に
は、湿りガス基準で１０〜１４ｖｏｌ％の範囲である。
ＣＯ2 濃度が高い程、反応も早くなるが重油燃焼型ボイ
ラーの場合のＣＯ2 の上限濃度は１４ｖｏｌ％程度であ
る。また、１０ｖｏｌ％未満の場合にも使用することは
できるが反応が遅くなるため、１０ｖｏｌ％以上が好ま
しい。
【００１４】本発明において使用するＣＯ2 を含む燃焼
排ガスの温度は、ほぼ１２０〜２００℃の範囲である。
当該温度の排ガスを湿式集塵機で洗浄した場合には、２
０〜１００℃程度となる。２０℃未満及び１００℃を越
える温度の排ガスを気液向流接触装置内に炭酸ナトリウ
ムの結晶が生起することがあるので好ましくない。
排ガスの温度は、ほぼ１２０〜２００℃の範囲である。
当該温度の排ガスを湿式集塵機で洗浄した場合には、２
０〜１００℃程度となる。２０℃未満及び１００℃を越
える温度の排ガスを気液向流接触装置内に炭酸ナトリウ
ムの結晶が生起することがあるので好ましくない。
【００１５】本発明において使用するＣＯ2 を含む燃焼
排ガスの通気流量は、空塔速度として０．２〜２．０ｍ
／ｓｅｃの範囲である。０．２ｍ／ｓｅｃ未満の場合に
は、反応速度が著しく遅くなるで経済的でない。２．０
ｍ／ｓｅｃを越える場合には、ガス流れの圧力損失が膨
大となり送風機動力が大幅に大きくなるので好ましくな
く、また、アルカリミストが発生することもあるので装
置に弊害が起こることがある。
排ガスの通気流量は、空塔速度として０．２〜２．０ｍ
／ｓｅｃの範囲である。０．２ｍ／ｓｅｃ未満の場合に
は、反応速度が著しく遅くなるで経済的でない。２．０
ｍ／ｓｅｃを越える場合には、ガス流れの圧力損失が膨
大となり送風機動力が大幅に大きくなるので好ましくな
く、また、アルカリミストが発生することもあるので装
置に弊害が起こることがある。
【００１６】本発明において使用する湿式集塵機として
は、丸善（株）発行「改訂二版化学装置便覧」（平成元
年）第４２５〜４３８頁の「‥‥スクラバー‥‥噴霧洗
浄塔‥‥水ジェットスクラバー‥‥サイクロンスクラバ
ー‥‥ベンチュリースクラバー‥‥ドイルスクラバー‥
‥」及び同第７６７〜７７１頁の「‥‥洗浄集じん機
（スクラバー）‥‥電気集じん機‥‥」に記載されてい
る一般化学工業に用いられている周知のスプレー塔、充
填塔、湿式電気集塵機等が挙げられる。
は、丸善（株）発行「改訂二版化学装置便覧」（平成元
年）第４２５〜４３８頁の「‥‥スクラバー‥‥噴霧洗
浄塔‥‥水ジェットスクラバー‥‥サイクロンスクラバ
ー‥‥ベンチュリースクラバー‥‥ドイルスクラバー‥
‥」及び同第７６７〜７７１頁の「‥‥洗浄集じん機
（スクラバー）‥‥電気集じん機‥‥」に記載されてい
る一般化学工業に用いられている周知のスプレー塔、充
填塔、湿式電気集塵機等が挙げられる。
【００１７】湿式集塵機内を循環させる洗浄水は、ｐＨ
値が６〜８の範囲に制御しながら用いる。ｐＨ値が６未
満の場合には、洗浄排ガス中のＳＯx が１ｐｐｍ以下と
ならないため、得られる炭酸ナトリウム水溶液の純度が
低下する。ｐＨ値が８を越える場合には、燃焼排ガス中
のＣＯ2 が吸収されるようになるので好ましくない。
値が６〜８の範囲に制御しながら用いる。ｐＨ値が６未
満の場合には、洗浄排ガス中のＳＯx が１ｐｐｍ以下と
ならないため、得られる炭酸ナトリウム水溶液の純度が
低下する。ｐＨ値が８を越える場合には、燃焼排ガス中
のＣＯ2 が吸収されるようになるので好ましくない。
【００１８】尚、洗浄水は、燃焼排ガス中のＳＯx を吸
収してｐＨ値が低下するから水酸化ナトリウム等が含ま
れている廃アルカリ水溶液を適宜用いてｐＨ値を所定範
囲に調整する。
収してｐＨ値が低下するから水酸化ナトリウム等が含ま
れている廃アルカリ水溶液を適宜用いてｐＨ値を所定範
囲に調整する。
【００１９】洗浄水の循環量の範囲は、特に限定する必
要はないが、洗浄排ガス中のＳＯxが１ｐｐｍ以下及び
１０ｍｇ／Ｎｍ3 以下となるように循環量及び燃焼排ガ
スの通気量を適宜調整することが好ましい。
要はないが、洗浄排ガス中のＳＯxが１ｐｐｍ以下及び
１０ｍｇ／Ｎｍ3 以下となるように循環量及び燃焼排ガ
スの通気量を適宜調整することが好ましい。
【００２０】洗浄水の温度の範囲も、特に限定する必要
はないが、前記燃焼排ガスの１２０〜２００℃の温度が
当該装置により洗浄した洗浄排ガスの温度が２０〜１０
０℃となるように該洗浄水の循環量と温度及び燃焼排ガ
スの通気量を適宜調整することが好ましい。
はないが、前記燃焼排ガスの１２０〜２００℃の温度が
当該装置により洗浄した洗浄排ガスの温度が２０〜１０
０℃となるように該洗浄水の循環量と温度及び燃焼排ガ
スの通気量を適宜調整することが好ましい。
【００２１】洗浄排ガス中のＳＯx 量は、１ｐｐｍ以下
である。１ｐｐｍを越える場合には、炭酸ナトリウム水
溶液中に硫酸ナトリウムが３０ｐｐｍを越えて混在する
ようになるため、得られる炭酸ナトリウム水溶液の純度
が低下する。
である。１ｐｐｍを越える場合には、炭酸ナトリウム水
溶液中に硫酸ナトリウムが３０ｐｐｍを越えて混在する
ようになるため、得られる炭酸ナトリウム水溶液の純度
が低下する。
【００２２】洗浄排ガス中のダストは、１０ｍｇ／Ｎｍ
3 以下である。１０ｍｇ／Ｎｍ3 を越える場合には、排
ガス中のダストの一部が炭酸ナトリウム水溶液中に混在
するようになるため、得られる炭酸ナトリウム水溶液の
純度が低下する。１０ｍｇ／Ｎｍ3 以下の場合には、得
られる炭酸ナトリウム水溶液中にほとんど混在すること
なく装置外に排出される。
3 以下である。１０ｍｇ／Ｎｍ3 を越える場合には、排
ガス中のダストの一部が炭酸ナトリウム水溶液中に混在
するようになるため、得られる炭酸ナトリウム水溶液の
純度が低下する。１０ｍｇ／Ｎｍ3 以下の場合には、得
られる炭酸ナトリウム水溶液中にほとんど混在すること
なく装置外に排出される。
【００２３】尚、前記排ガス中に含まれる不純物として
は、ＳＯx 、ダスト以外にも、Ｏ2、ＮＯx 等がある
が、それらの不純物が含まれていたとしても、本発明に
おいてはほとんど吸収されることなく装置外に排出され
るので支障とはならない。
は、ＳＯx 、ダスト以外にも、Ｏ2、ＮＯx 等がある
が、それらの不純物が含まれていたとしても、本発明に
おいてはほとんど吸収されることなく装置外に排出され
るので支障とはならない。
【００２４】本発明において使用する気液向流接触装置
としては、前出「改訂二版化学装置便覧」（平成元年）
第４２５〜４３８頁の「‥‥蒸留塔‥‥吸収塔‥‥吸着
塔‥‥」に記載されている一般化学工業に用いられてい
る周知の充填塔や段塔等が挙げられる。
としては、前出「改訂二版化学装置便覧」（平成元年）
第４２５〜４３８頁の「‥‥蒸留塔‥‥吸収塔‥‥吸着
塔‥‥」に記載されている一般化学工業に用いられてい
る周知の充填塔や段塔等が挙げられる。
【００２５】本発明において使用する水酸化ナトリウム
水溶液の濃度は、５．３〜６．０Ｎの範囲である。６．
０Ｎを越える場合には、炭酸ナトリウムの溶解度から当
該水溶液中に炭酸ナトリウムの結晶が生起することがあ
る。５．３Ｎ未満の場合にも使用することはできるが、
反応効率や得られる炭酸ナトリウム水溶液の純度を考慮
すると５．３Ｎ以上である。
水溶液の濃度は、５．３〜６．０Ｎの範囲である。６．
０Ｎを越える場合には、炭酸ナトリウムの溶解度から当
該水溶液中に炭酸ナトリウムの結晶が生起することがあ
る。５．３Ｎ未満の場合にも使用することはできるが、
反応効率や得られる炭酸ナトリウム水溶液の純度を考慮
すると５．３Ｎ以上である。
【００２６】水酸化ナトリウム水溶液の温度は、３０〜
１００℃の温度範囲である。３０℃未満及び１００℃を
越える場合には、炭酸ナトリウムの溶解度から当該水溶
液中に炭酸ナトリウムの結晶が生起することがあり、好
ましくは４０〜８０℃の温度である。
１００℃の温度範囲である。３０℃未満及び１００℃を
越える場合には、炭酸ナトリウムの溶解度から当該水溶
液中に炭酸ナトリウムの結晶が生起することがあり、好
ましくは４０〜８０℃の温度である。
【００２７】水酸化ナトリウム水溶液の循環量の範囲
は、特に限定する必要はないが、使用する洗浄排ガス中
の未反応のＣＯ2 が当該装置の系外に多く排出されるこ
とがないように該水溶液の循環量及び洗浄排ガスの通気
量を適宜調整することが好ましい。
は、特に限定する必要はないが、使用する洗浄排ガス中
の未反応のＣＯ2 が当該装置の系外に多く排出されるこ
とがないように該水溶液の循環量及び洗浄排ガスの通気
量を適宜調整することが好ましい。
【００２８】本発明において、気液向流接触装置内を循
環している水酸化ナトリウム水溶液のｐＨ値が１１．５
〜１２．３の範囲となった時に該水溶液を当該装置の系
外に抜き取るとることにより目的とする高純度炭酸ナト
リウム水溶液が得られる。ｐＨ値が１１．５未満の場合
には、Ｎａ2 ＣＯ3 にＮａＨＣＯ3 が混在する等により
不安定となり、得られる炭酸ナトリウム水溶液の純度が
低下する。ｐＨ値が１２．３を越える場合には、ＮａＯ
Ｈが残留するために不安定となり、得られる炭酸ナトリ
ウム水溶液の純度が低下する。
環している水酸化ナトリウム水溶液のｐＨ値が１１．５
〜１２．３の範囲となった時に該水溶液を当該装置の系
外に抜き取るとることにより目的とする高純度炭酸ナト
リウム水溶液が得られる。ｐＨ値が１１．５未満の場合
には、Ｎａ2 ＣＯ3 にＮａＨＣＯ3 が混在する等により
不安定となり、得られる炭酸ナトリウム水溶液の純度が
低下する。ｐＨ値が１２．３を越える場合には、ＮａＯ
Ｈが残留するために不安定となり、得られる炭酸ナトリ
ウム水溶液の純度が低下する。
【００２９】本発明において得られる炭酸ナトリウム水
溶液の純度は、次式により求めた値で９９〜１００％で
ある。 式、（Ｎａ2 ＣＯ3 ×１００）／（ＮａＯＨ＋Ｎａ2 Ｃ
Ｏ3 ＋ＮａＨＣＯ3 ＋不純物）＝純度（％） また、得られる炭酸ナトリウム水溶液の濃度は、５．０
〜５．７Ｎの範囲である。
溶液の純度は、次式により求めた値で９９〜１００％で
ある。 式、（Ｎａ2 ＣＯ3 ×１００）／（ＮａＯＨ＋Ｎａ2 Ｃ
Ｏ3 ＋ＮａＨＣＯ3 ＋不純物）＝純度（％） また、得られる炭酸ナトリウム水溶液の濃度は、５．０
〜５．７Ｎの範囲である。
【００３０】
【作用】以下に、本発明の作用を説明する。
【００３１】一般に、燃焼排ガス中に含まれるＳＯx 、
ＮＯx 、ＣＯ2 等と水酸化ナトリウム水溶液との反応は
（１）〜（４）式によるとされている。 ２ＮａＯＨ＋ＣＯ2 →Ｎａ2 ＣＯ3 ＋Ｈ2 Ｏ‥‥‥‥（１） ２ＮａＯＨ＋ＳＯ2 →Ｎａ2 ＳＯ3 ＋Ｈ2 Ｏ‥‥‥‥（２） Ｎａ2 ＣＯ3 ＋ＳＯ2 →Ｎａ2 ＳＯ3 ＋ＣＯ2 ↑‥‥（３） ２ＮａＯＨ＋ＮＯ→２ＮａＮＯ2 ＋Ｈ2 Ｏ‥‥‥‥‥（４） そして、反応速度は（２）＞（３）＞（１）＞（４）の
順であり、（１）式のＮａ2 ＣＯ3 が生成する以前に
（２）式のＮａ2 ＳＯ3 が生成するため、高純度の炭酸
ナトリウム水溶液を得ることは困難である。
ＮＯx 、ＣＯ2 等と水酸化ナトリウム水溶液との反応は
（１）〜（４）式によるとされている。 ２ＮａＯＨ＋ＣＯ2 →Ｎａ2 ＣＯ3 ＋Ｈ2 Ｏ‥‥‥‥（１） ２ＮａＯＨ＋ＳＯ2 →Ｎａ2 ＳＯ3 ＋Ｈ2 Ｏ‥‥‥‥（２） Ｎａ2 ＣＯ3 ＋ＳＯ2 →Ｎａ2 ＳＯ3 ＋ＣＯ2 ↑‥‥（３） ２ＮａＯＨ＋ＮＯ→２ＮａＮＯ2 ＋Ｈ2 Ｏ‥‥‥‥‥（４） そして、反応速度は（２）＞（３）＞（１）＞（４）の
順であり、（１）式のＮａ2 ＣＯ3 が生成する以前に
（２）式のＮａ2 ＳＯ3 が生成するため、高純度の炭酸
ナトリウム水溶液を得ることは困難である。
【００３２】尚、（４）の反応は、本発明においては、
ほとんど生成することはないので、炭酸ナトリウム水溶
液の純度には影響しない。
ほとんど生成することはないので、炭酸ナトリウム水溶
液の純度には影響しない。
【００３３】そこで、本発明においては、上記各反応速
度に鑑み、まず、燃焼排ガス中のＳＯx を炭酸ナトリウ
ムが生成する以前に除去しておく必要があり、また、得
られる炭酸ナトリウム水溶液の純度を低下させるダスト
についても同様に除去しておく必要があるから、湿式集
塵機にｐＨ値が６〜８の範囲の洗浄水を循環させること
によりＳＯx とダストとを吸収除去して、洗浄排ガス中
のＳＯx 濃度を１ｐｐｍ以下及びダストを１０ｍｇ／Ｎ
ｍ3 以下としている。
度に鑑み、まず、燃焼排ガス中のＳＯx を炭酸ナトリウ
ムが生成する以前に除去しておく必要があり、また、得
られる炭酸ナトリウム水溶液の純度を低下させるダスト
についても同様に除去しておく必要があるから、湿式集
塵機にｐＨ値が６〜８の範囲の洗浄水を循環させること
によりＳＯx とダストとを吸収除去して、洗浄排ガス中
のＳＯx 濃度を１ｐｐｍ以下及びダストを１０ｍｇ／Ｎ
ｍ3 以下としている。
【００３４】前記洗浄排ガスを気液向流接触装置に導入
し、当該装置内の上部から下部へと循環している５．３
〜６．０Ｎの範囲に制御した水酸化ナトリウム水溶液と
反応させることによって炭酸ナトリウムを生成させ、こ
の水溶液のｐＨ値が１１．５〜１２．３の範囲となった
時に当該水溶液を当該装置の下部から系外に抜き取るこ
とにより、５．０〜５．７Ｎの濃度で９９〜１００％の
高純度の炭酸ナトリウム水溶液を得ることができたので
ある。
し、当該装置内の上部から下部へと循環している５．３
〜６．０Ｎの範囲に制御した水酸化ナトリウム水溶液と
反応させることによって炭酸ナトリウムを生成させ、こ
の水溶液のｐＨ値が１１．５〜１２．３の範囲となった
時に当該水溶液を当該装置の下部から系外に抜き取るこ
とにより、５．０〜５．７Ｎの濃度で９９〜１００％の
高純度の炭酸ナトリウム水溶液を得ることができたので
ある。
【００３５】また、抜き取る水溶液のｐＨ値を１１．５
〜１２．３の範囲としたことにより、Ｎａ2 ＣＯ3 にＮ
ａＨＣＯ3 やＮａＯＨが混在することもなく安定した炭
酸ナトリウム水溶液を得ることができたのである。
〜１２．３の範囲としたことにより、Ｎａ2 ＣＯ3 にＮ
ａＨＣＯ3 やＮａＯＨが混在することもなく安定した炭
酸ナトリウム水溶液を得ることができたのである。
【００３６】それは、次の（１）、（５）、（６）式の
反応によるためと考えている。 ２ＮａＯＨ＋ＣＯ2 →Ｎａ2 ＣＯ3 ＋Ｈ2 Ｏ‥‥‥‥（１） Ｎａ2 ＣＯ3 ＋Ｈ2 Ｏ＋ＣＯ2 →２ＮａＨＣＯ3 ‥‥（５） ＮａＯＨ＋ＮａＨＣＯ3 →Ｎａ2 ＣＯ3 ‥‥‥‥‥‥（６） 即ち、（５）の反応によりＮａＨＣＯ3 が生成されたと
しても、ｐＨ値を１１．５〜１２．３の範囲とすること
によりＮａＨＣＯ3 は（６）の反応によりＮａ2 ＣＯ3
となって、高純度の炭酸ナトリウム水溶液を得ることが
できるのである。
反応によるためと考えている。 ２ＮａＯＨ＋ＣＯ2 →Ｎａ2 ＣＯ3 ＋Ｈ2 Ｏ‥‥‥‥（１） Ｎａ2 ＣＯ3 ＋Ｈ2 Ｏ＋ＣＯ2 →２ＮａＨＣＯ3 ‥‥（５） ＮａＯＨ＋ＮａＨＣＯ3 →Ｎａ2 ＣＯ3 ‥‥‥‥‥‥（６） 即ち、（５）の反応によりＮａＨＣＯ3 が生成されたと
しても、ｐＨ値を１１．５〜１２．３の範囲とすること
によりＮａＨＣＯ3 は（６）の反応によりＮａ2 ＣＯ3
となって、高純度の炭酸ナトリウム水溶液を得ることが
できるのである。
【００３７】
【実施例】次に、実施例及び比較例により、本発明方法
を説明する。
を説明する。
【００３８】排ガス中の主な組成の測定は、ＣＯ2 につ
いてはガスクロマトグラフ（ＧＣ−１４Ａ：（株）島津
製作所製）、ＳＯx はＪＩＳ−Ｋ−０１０３（吸光光度
分析）、ＮＯx はＪＩＳ−Ｋ−０１０４（吸光光度分
析）、ダストはＪＩＳ−Ｚ−８８０８によりそれぞれ求
めた値で示した。
いてはガスクロマトグラフ（ＧＣ−１４Ａ：（株）島津
製作所製）、ＳＯx はＪＩＳ−Ｋ−０１０３（吸光光度
分析）、ＮＯx はＪＩＳ−Ｋ−０１０４（吸光光度分
析）、ダストはＪＩＳ−Ｚ−８８０８によりそれぞれ求
めた値で示した。
【００３９】また、炭酸ナトリウム水溶液の純度は、１
Ｎ−ＨＣｌで電位差滴定を行い、Ｎａ2 ＣＯ3 、ＮａＯ
Ｈ及びＮａＨＣＯ3 をそれぞれ求めて前出純度（％）の
式により計算した値である。
Ｎ−ＨＣｌで電位差滴定を行い、Ｎａ2 ＣＯ3 、ＮａＯ
Ｈ及びＮａＨＣＯ3 をそれぞれ求めて前出純度（％）の
式により計算した値である。
【００４０】尚、以下の実施例及び比較例において用い
た燃焼排ガスは、重油燃焼型ボイラー（川崎重工（株）
製：ＫＤ−２００Ｕ−６２Ｅ）においてＡ重油を燃焼さ
せた排ガスであり、排ガス中の組成は以下の通りであっ
た。 空気比 １．２０程度 廃ガス量 ９４５０〜１２９００Ｎｍ3 ／ｈ Ｏ2 ３．８〜３．９ ｖｏｌ％ ＣＯ2 １１．８〜１２．６ｖｏｌ％ ＳＯx １０〜８０ ｐｐｍ ＮＯx ４０〜８０ ｐｐｍ ダスト １〜２０ ｍｇ／Ｎｍ3
た燃焼排ガスは、重油燃焼型ボイラー（川崎重工（株）
製：ＫＤ−２００Ｕ−６２Ｅ）においてＡ重油を燃焼さ
せた排ガスであり、排ガス中の組成は以下の通りであっ
た。 空気比 １．２０程度 廃ガス量 ９４５０〜１２９００Ｎｍ3 ／ｈ Ｏ2 ３．８〜３．９ ｖｏｌ％ ＣＯ2 １１．８〜１２．６ｖｏｌ％ ＳＯx １０〜８０ ｐｐｍ ＮＯx ４０〜８０ ｐｐｍ ダスト １〜２０ ｍｇ／Ｎｍ3
【００４１】実施例１ 上記燃焼排ガスを５６ｍ3 ／ｈｒ（空塔速度０．５ｍ／
ｓｅｃ）のガス量で湿式集塵機（直径２００ｍｍ、高さ
６００ｍｍのスプレー塔：当社内作）に導入し、当該集
塵機内を流量１２０ｌ／ｈｒで循環している洗浄水（温
度５０℃でｐＨ値を６〜８の範囲に制御している。）で
洗浄して得られた洗浄排ガスの組成は以下の通りであっ
た。 ＣＯ2 １２．１ ｖｏｌ％ ＳＯx １ ｐｐｍ以下 ダスト １．５ ｍｇ／Ｎｍ3
ｓｅｃ）のガス量で湿式集塵機（直径２００ｍｍ、高さ
６００ｍｍのスプレー塔：当社内作）に導入し、当該集
塵機内を流量１２０ｌ／ｈｒで循環している洗浄水（温
度５０℃でｐＨ値を６〜８の範囲に制御している。）で
洗浄して得られた洗浄排ガスの組成は以下の通りであっ
た。 ＣＯ2 １２．１ ｖｏｌ％ ＳＯx １ ｐｐｍ以下 ダスト １．５ ｍｇ／Ｎｍ3
【００４２】次いで、得られた５０℃の洗浄排ガスを５
６ｍ3 ／ｈｒ（空塔速度０．５ｍ／ｓｅｃ）のガス量で
気液向流接触装置（直径２００ｍｍ、高さ６００ｍｍ、
６／８ラシヒリングを層高４００ｍｍに充填した充填
塔：当社内作）に導入し、当該装置内を流量２００ｌ／
ｈｒで循環している水酸化ナトリウム水溶液（濃度が
５．７Ｎ、温度が５５℃である。）と反応させた。
６ｍ3 ／ｈｒ（空塔速度０．５ｍ／ｓｅｃ）のガス量で
気液向流接触装置（直径２００ｍｍ、高さ６００ｍｍ、
６／８ラシヒリングを層高４００ｍｍに充填した充填
塔：当社内作）に導入し、当該装置内を流量２００ｌ／
ｈｒで循環している水酸化ナトリウム水溶液（濃度が
５．７Ｎ、温度が５５℃である。）と反応させた。
【００４３】当該装置内において８０分間反応させて当
該装置内の前記循環水溶液のｐＨ値が１１．７となった
時に系外に抜き取った。得られた前記循環水溶液は、濃
度が５．５Ｎであり、純度が９９．８％の炭酸ナトリウ
ム水溶液であった。
該装置内の前記循環水溶液のｐＨ値が１１．７となった
時に系外に抜き取った。得られた前記循環水溶液は、濃
度が５．５Ｎであり、純度が９９．８％の炭酸ナトリウ
ム水溶液であった。
【００４４】比較例１〜５ 燃焼排ガス中の組成が異なる排ガスを用いて湿式集塵機
における洗浄水の流量、ｐＨ値及び温度、気液向流接触
装置における抜き取りｐＨ値を種々変化させた外は実施
例１と同様にして炭酸ナトリウム水溶液を生成した。そ
の時の主要製造条件及び諸特性を表１及び表２に示す。
における洗浄水の流量、ｐＨ値及び温度、気液向流接触
装置における抜き取りｐＨ値を種々変化させた外は実施
例１と同様にして炭酸ナトリウム水溶液を生成した。そ
の時の主要製造条件及び諸特性を表１及び表２に示す。
【００４５】
【表１】
【００４６】
【表２】
【００４７】なお、比較例１においては洗浄排ガス中の
ＣＯ2 が減少した。
ＣＯ2 が減少した。
【００４８】
【発明の効果】本発明においては、ＣＯ2 を含む燃焼排
ガスと水酸化ナトリウム水溶液とを反応させることによ
り高純度炭酸ナトリウム水溶液を効率よく得ることがで
きるので経済的である。
ガスと水酸化ナトリウム水溶液とを反応させることによ
り高純度炭酸ナトリウム水溶液を効率よく得ることがで
きるので経済的である。
【００４８】また、本発明は、近時の地球温暖化に影響
があるとされているＣＯ2 を大気中に放出することなく
利用できるので公害対策上からも優れた方法といえる。
があるとされているＣＯ2 を大気中に放出することなく
利用できるので公害対策上からも優れた方法といえる。
Claims (1)
- 【請求項１】 ＣＯ2 を含む燃焼排ガスを湿式集塵機に
導入して該集塵機内を循環しているｐＨ値が６〜８の範
囲に制御した水で洗浄することにより該排ガス中のＳＯ
x が１ｐｐｍ以下でダストが１０ｍｇ／Ｎｍ3 以下の洗
浄排ガスとし、次いで、この洗浄排ガスを気液向流接触
装置に導入して該装置内を循環している５．３〜６．０
Ｎの水酸化ナトリウム水溶液と反応させることによって
炭酸ナトリウムを生成させ、この水溶液のｐＨ値が１
１．５〜１２．３の範囲となった時に該水溶液を当該装
置の系外に抜き取ることを特徴とする高純度炭酸ナトリ
ウム水溶液の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05078922A JP3114775B2 (ja) | 1993-03-13 | 1993-03-13 | 炭酸ナトリウム水溶液の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05078922A JP3114775B2 (ja) | 1993-03-13 | 1993-03-13 | 炭酸ナトリウム水溶液の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06263433A true JPH06263433A (ja) | 1994-09-20 |
| JP3114775B2 JP3114775B2 (ja) | 2000-12-04 |
Family
ID=13675357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05078922A Expired - Lifetime JP3114775B2 (ja) | 1993-03-13 | 1993-03-13 | 炭酸ナトリウム水溶液の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3114775B2 (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2009097507A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-05-07 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 炭酸アルカリ併産タービン設備及び炭酸アルカリ併産発電設備 |
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| WO2019225202A1 (ja) | 2018-05-19 | 2019-11-28 | 株式会社センテック | 燃焼排ガスの二酸化炭素排出量削減処理方法 |
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| JP6783436B1 (ja) * | 2019-08-29 | 2020-11-11 | 健司 反町 | 二酸化炭素の固定方法、固定化二酸化炭素の製造方法、および固定化二酸化炭素の製造装置 |
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| JP2021030229A (ja) * | 2020-09-30 | 2021-03-01 | 健司 反町 | 二酸化炭素の固定方法、固定化二酸化炭素の製造方法、および固定化二酸化炭素の製造装置 |
| WO2021100135A1 (ja) | 2019-11-20 | 2021-05-27 | 健司 反町 | 二酸化炭素の固定方法、固定化二酸化炭素の製造方法、および固定化二酸化炭素の製造装置 |
| WO2022230861A1 (ja) * | 2021-04-26 | 2022-11-03 | 株式会社アサカ理研 | 廃リチウムイオン電池の処理方法 |
| WO2024047761A1 (ja) * | 2022-08-30 | 2024-03-07 | 株式会社ジェイテクト | Ｃｏ２回収システム |
-
1993
- 1993-03-13 JP JP05078922A patent/JP3114775B2/ja not_active Expired - Lifetime
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