JPH06509497A - 廃ガスからの硫化水素及び／又は二硫化炭素の除去法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 廃ガスからの硫化水素及び／又は 二硫化炭素の除去法 本発明は、廃ガスから硫化水素及び／又は二硫化炭素を除去する方法に係る。こ れら両化合物は、単独で又は組合せの形で、化学技術的方法、たとえばレーヨン の製造の間に廃ガスとして生ずる。これらは非常に有毒な物質である。二硫化炭 素（ＣＳ２）は、患者が濃度３０〜１２（ｂｇ／ｍ’にさらされる場合、心理学 的及び行動的変化を伴う急性及び慢性の中毒を来す。このため、作業環境に関す る二硫化炭素の最大許容濃度はわずか３０真ｇ／冨３である。

同様に、硫化水素（Ｈ２Ｓ）も有毒性である。濃度的５０００ｐｐｍでは急速な 昏睡を生ずる危険がある。硫化水素に関する現在の許容最大値は約１５ｍ９／　 ｇ”である。

Ｈ２Ｓ及びＣ８ｚの除去に関する公知の方法は、主に活性炭の吸収に基づくもの である。硫化水素単独の除去に関しては、通常スクラッピング剤として力性ソー ダ溶液を使用するスクラッピング法が存在する。これらの方法はいずれも高価で あり、これら自体かなりの廃水を生ずる。

このように、本発明の目的は、上述の種類の方法であって、高価なスクラッピン グ剤を使用せず、汚染性の廃水を生成しない方法を提供することにある。

この問題は、本発明に従い、廃ガスを水及び臭素と接触させて、水溶液中で硫酸 及び臭化水素酸及び可及的に二酸化炭素を生成し、前記臭化水素酸から電解槽に おいて臭素及び水を再生成するとの事実によって解決される。

続いて硫酸を濃縮すること及び被浄化廃ガスを初めに硫酸濃縮器（前記接触によ って生成された水溶液が供給される）を通過させることが有利であり、これによ り該濃縮器から臭化水素酸が蒸気状態で廃ガスと共に排出される。廃ガスが高温 度レベルで存在する場合には、その熱は単独で又は外部熱源と組合せて硫酸濃縮 器の作動に使用される。

臭素がイオウ化合物から元素状イオウを生成しうろこと自体は公知である。かか る方法の例は米国特許第２、８０９．９３０号及び同第３．４０１．１０１号に 開示されている。

驚くべきことには、この発明による方法では硫酸が生成され、該硫酸は濃縮され 、販売される。

次に、本発明を図面を参照して好適な具体例によって詳述する。図面は本発明に よる方法の実施のための設備を概略して示す図である。

硫化水素及び二硫酸炭素が臭素及び水と接触すると、たとえば下記の反応式に従 って硫酸及び臭化水素酸が得られる。

Ｈ２Ｓ　＋　４Ｂｒ２　＋　４ＥｘＯ→Ｈ２ＳＯ４＋８ＦＪＢｒｃｓ２＋　８Ｂ ｒ２＋　１０Ｈ２０→　２　ｎ２ｓｏ４＋　ｃｏ２＋　１６＋１Ｂｒ反応速度は ガス状成分のガス／液境界層への拡散率に左右され、交換塔での適切な構造的処 置によって促進される。

汚染物の濃度が非常に低い（１０００ｐｐ１１以下）場合でも、充分な反応率及 びほぼ完全な汚染物の変換が得られることが示された。残る溶液中における各種 化合物の濃度の好適な限度は次のとおりである。

硫酸　５０重量％ 臭化水素酸　最小値５％、最大値４０％臭素　最大値１０重量％ 廃ガス中のＨ２Ｓ及び／又はＣ８２の変換に必要な臭素は、反応生成物である臭 化水素ｔｌＢｒの次式による電解によって回収される。

２ＨＢｒ　−＋　Ｈ２＋Ｂｒ２ この反応では水素が生成するが、水素は高価でかつ市販可能な副生物でる。

電解は電解槽内で行われ、１ｌＢｒの分解を行うためには低い電圧（１，０〜１ ．６Ｖ）のみ必要である。水素がガス相で得られ、微量の臭素及び水蒸気からも 容易に精製される。生成した臭素は循環液中に溶解したままである。

図面を参照して、本発明の１具体例について述べる。

廃ガスを、液フィードバックを包含する硫酸濃縮器２（たとえばスプレー塔又は 液滴接触器）に入口管１を介して供給する。この濃縮器には、管３を介して２０ 重量％硫酸及び１５重量％臭化水素酸０ＴＢｒ）の水溶液も供給する。廃ガスは 、たとえば二酸化イオウ（Ｓｏｌ）３．０９／Ｎ１１３及び硫化水素（Ｈａｓ） 　０．３９／　Ｎ冨３を含有し、その温度は１８５℃である。熱い廃ガスと水溶 液との間の効果的な熱交換により、ＨＢｒの全量及び水の大部分が気化し、蒸気 状成分用の濃縮器出口５では、廃ガス及びこれら気化成分が存在し、一方、濃縮 器自体では、高沸点のため硫酸が濃縮され、一定期間後、濃度６５〜７５重量％ を有する市販可能な生成物として排出される。

該設備（上述の成分でなる廃ガスが５０ｍ３／時間の量で処理される）では、硫 酸が１４０９／時間の量で生成される。

廃ガスは濃縮器で１３０℃に冷却され、ついで主反応器６（たとえば接触充填物 を有する下向き流動基）に至る。この反応器において、蒸気及び廃ガス混合物は 、電解槽３から管７を介して供給され、臭素０．５重量％を含有する溶液と接触 する。廃ガスと共に蒸気状で供給された臭化水素酸は反応器６の液に吸収され、 一方、上述の汚染物は上述の反応式に従って反応器６において臭素及び水と反応 し、臭化水素酸（ＨＢｒ）、硫酸（ｉｌ、５Ｏ４）及び可及的に二酸化炭素（Ｃ Ｏ２）を生成する。

先の２つの生成物は一定量液相に残留し、一方、最後の生成物は残りの廃ガスと 共に連絡管９を介して洗浄塔１１に至り、この塔において口Ｂｒ蒸気の残部（液 相と平衡状態にある）が水との接触によって排除される。

洗浄水は洗浄塔を介して連続的に再循環される。この灰浄水の少量部分は、該設 備内にＢＢｒの全量を保持するため反応器６に再供給される。浄化された廃ガス は管１２を介して設備から煙突（図示していない）に排出される。

これらの廃ガスは実質的に硫化水素を含有しない。

反応器６では考慮される汚染物との反応の化学量論量的平衡に必要なものよりも 少ない量の臭素を使用することが有利である。この場合、反応器における浄化効 果はわずかに低下するが、臭素の可及的な損失が回避される。

入って来る廃ガスから水を除去するためには、反応器６の温度は出口管９内のガ スが充分な湿度を有するように監視されなければならない。通常では特殊な温度 制御は必要ではなく、反応器は断熱的に作動される。

必要な反応温度は５５〜６５℃である。液相の大部分は管１０（電解槽８に導く ）を介して反応器６から排出される。この管における流量は、Ｂｒ２０．５重量 ％の水溶液が生成される場合、少なくとも３２Ｊ１９／時間である。実際には、 さらに多い流量（たとえば２５０１／時間）が選択され、この場合、管７におけ る臭素の量が０．０５重量％に低下する。管１０内で送給される硫酸及び臭化水 素酸のこの水溶液の一部（約５００９／時間）は管３を介し器６及び電解槽８で なる回路から硫酸が排除される。

電解槽８は隔膜のない電解槽であり、電極はグラファイト製又は金属製電極であ る。電極の表面積は約５００ｃｍ２である。総電摺電流は７５Ａであり、電流密 度は約１．５ＫＡ／　、２である。電槽電圧は１．４〜１．５ｖである。

かかる電槽のエネルギー効率は一般に約８５％である。

上述の設備の規模では、水素の生産量３０１／時間が期待され、その間に臭素２ ００ｇ／時間が管７を通過する。

反応には固状粒子又はマッドが全く使用されないことに注目しなければならない 。反応速度は高く、連続して管理され、小型の反応器が使用される。

本発明は詳細について上述の具体例に限定されない。

廃ガスから放出される熱が硫酸の濃縮に充分でない場合には、もちろん外部の熱 源を追加し、反応器６への供給前に水及びＨＢｒを気化させることもできる。よ り高い硫酸濃度が要求されない場合には、濃縮器は省略される。廃ガスは、Ｅ１ ２Ｓの代わりに又はこれに加えて二硫化炭素（ＣＳ２）を含有していてもよく、 上述の反応式に従って排除される。

本発明による方法の副次的効果は、この方法により、廃ガス中の二酸化イオウの 割合が劇的に低減されることである。テストでは、廃ガス中の二酸化イオウの量 ３、　ＱＮｍ３が、煙突に中では１／１０に低下されたことが示された。

補正書の写しく翻訳文）提出書 （特許法第１８４条の８） 平成５年り０月！Ｄ日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　廃ガスから硫化水素（Ｈ２Ｓ）及び／又は二硫化炭素（ＣＳ２）を除去する 方法において、前記廃ガスを水及び臭素と接触させて、水溶液中で硫酸（Ｈ２Ｓ Ｏ４）及び臭化水素酸（ＨＢｒ）及び可及的に二酸化炭素（ＣＯ２）を生成し、 前記臭化水素酸から電解槽において臭素及び水素を生成することを特徴とする、 廃ガスからの硫化水素及び／又は二硫化炭素の除去法。 ２　請求項１記載の方法において、前記廃ガスを初めに硫酸濃縮器を通過させる と共に、該硫酸濃縮器に臭化水素酸（ＨＢｒ）及び硫酸（Ｈ２ＳＯ４）の水溶液 を供給して、該硫酸濃縮器から臭化水素酸蒸気を前記廃ガスと共に排出する、廃 ガスからの硫化水素及び／又は二硫化炭素の除去法。 ３　請求項２記載の方法において、硫酸濃縮器での臭化水素酸及び水の気化に必 要な熱量が、少なくとも部分的に前記廃ガスから放出されるものである、廃ガス からの硫化水素及び／又は二硫化炭素の除去法。 ４　請求項１〜３のいずれか１項記載の方法において、前記廃ガスと水及び臭素 との反応の間に生成するガス状生成物をつづいて水で浄化する、廃ガスからの硫 化水素及び／又は二硫化炭素の除去法。