JPH0668109B2 - 一酸化炭素を主成分とするガスの精製方法 - Google Patents
一酸化炭素を主成分とするガスの精製方法Info
- Publication number
- JPH0668109B2 JPH0668109B2 JP62086120A JP8612087A JPH0668109B2 JP H0668109 B2 JPH0668109 B2 JP H0668109B2 JP 62086120 A JP62086120 A JP 62086120A JP 8612087 A JP8612087 A JP 8612087A JP H0668109 B2 JPH0668109 B2 JP H0668109B2
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- Japan
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- carbon monoxide
- gas
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/40—Carbon monoxide
Description
【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は一酸化炭素を主成分とするガスから微量の酸
素、塩素および塩素化合物、硫黄化合物等を除去する方
法に関し、特に特定の成分を添着した活性炭を触媒に用
いたガス精製方法に関する。
素、塩素および塩素化合物、硫黄化合物等を除去する方
法に関し、特に特定の成分を添着した活性炭を触媒に用
いたガス精製方法に関する。
<従来技術とその問題点> 製鉄所の転炉、高炉、電気炉等から副生するガスは、一
酸化炭素を多く含むため、そのガスから一酸化炭素を濃
縮し、有機合成原料等に利用することが重要視されてい
る。この濃縮方法としては、共存する二酸化炭素、窒
素、酸素等を吸着や吸収によって除くのであるが、酸素
や塩素および塩素化合物、硫黄化合物等を完全には除く
ことができない。
酸化炭素を多く含むため、そのガスから一酸化炭素を濃
縮し、有機合成原料等に利用することが重要視されてい
る。この濃縮方法としては、共存する二酸化炭素、窒
素、酸素等を吸着や吸収によって除くのであるが、酸素
や塩素および塩素化合物、硫黄化合物等を完全には除く
ことができない。
微量の酸素や塩素および塩素化合物、硫黄化合物等をそ
のまま含んだ一酸化炭素を合成反応の原料とすると、触
媒の劣化等、反応に悪影響を及ぼすので、これらの不純
物を予め除去しておく必要がある。
のまま含んだ一酸化炭素を合成反応の原料とすると、触
媒の劣化等、反応に悪影響を及ぼすので、これらの不純
物を予め除去しておく必要がある。
一酸化炭素中の少量の酸素を除去するには、該ガスを銅
触媒や銅−亜鉛触媒(例えば特開昭60−161317号)と接
触させる方法が知られているが、これらは脱酸素のみを
目的としたものであって、脱酸素、脱塩素、脱硫黄化合
物等を同一の触媒で同時に行うものではない。
触媒や銅−亜鉛触媒(例えば特開昭60−161317号)と接
触させる方法が知られているが、これらは脱酸素のみを
目的としたものであって、脱酸素、脱塩素、脱硫黄化合
物等を同一の触媒で同時に行うものではない。
また、このような表面積の小さい触媒で脱塩素等を兼ね
させようとすると脱酸素活性の寿命が短くなってしまう
欠点があるため、脱酸素反応温度も150℃以上の比較的
高い温度で行う必要があった。
させようとすると脱酸素活性の寿命が短くなってしまう
欠点があるため、脱酸素反応温度も150℃以上の比較的
高い温度で行う必要があった。
<発明の目的> 本発明の目的は、一酸化炭素を主成分とするガス中の微
量酸素、塩素および塩素化合物、硫黄化合物などの不純
物を同時に、また、大幅なエネルギーコストの上昇なし
にほぼ完全に除去する方法を提供しようとするものであ
る。
量酸素、塩素および塩素化合物、硫黄化合物などの不純
物を同時に、また、大幅なエネルギーコストの上昇なし
にほぼ完全に除去する方法を提供しようとするものであ
る。
<発明の構成> 本発明は、一酸化炭素を主成分とする転炉ガスを圧力ス
イング法によって一酸化炭素を濃縮し、一酸化炭素濃度
96vol%以上で、酸素/塩素および塩素化合物(容量
比)が10以上、酸素/硫黄化合物(容量比)が10以上の
酸素を含有するガスとした後、該ガスを銅または銅およ
びクロムを添着させた活性炭と反応温度50〜80℃で接触
させることにより、前記ガス中の塩素、塩素化合物およ
び硫黄化合物のうち少なくとも一種以上と酸素とを同時
に除去することを特徴とする一酸化炭素を主成分とする
ガスの精製方法を提供する。
イング法によって一酸化炭素を濃縮し、一酸化炭素濃度
96vol%以上で、酸素/塩素および塩素化合物(容量
比)が10以上、酸素/硫黄化合物(容量比)が10以上の
酸素を含有するガスとした後、該ガスを銅または銅およ
びクロムを添着させた活性炭と反応温度50〜80℃で接触
させることにより、前記ガス中の塩素、塩素化合物およ
び硫黄化合物のうち少なくとも一種以上と酸素とを同時
に除去することを特徴とする一酸化炭素を主成分とする
ガスの精製方法を提供する。
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明方法は、活性炭に特定の成分を添着させた添着活
性炭を触媒に用いて、転炉ガスを圧力スイング法を用い
ることにより得られた特定組成の原料ガス中の多種類の
不純物を同時に除去することに特徴がある。
性炭を触媒に用いて、転炉ガスを圧力スイング法を用い
ることにより得られた特定組成の原料ガス中の多種類の
不純物を同時に除去することに特徴がある。
また、銅−活性炭触媒は、第1表に示すように、通常の
銅−シリカ等の触媒よりは脱酸素活性がかなり高く、本
発明はこの特徴をも利用したものである。
銅−シリカ等の触媒よりは脱酸素活性がかなり高く、本
発明はこの特徴をも利用したものである。
本発明に用いる触媒は、活性炭に銅または銅に加えて酸
素保持能力のある金属であるCrを添着させた触媒であ
る。ここで、酸素保持能力のあるCrは、酸化還元能力が
あり、酸素をCO2とする反応に寄与する。
素保持能力のある金属であるCrを添着させた触媒であ
る。ここで、酸素保持能力のあるCrは、酸化還元能力が
あり、酸素をCO2とする反応に寄与する。
活性炭は表面積が200m2/g以上、好ましくは500m2/g
以上のものを用いる。
以上のものを用いる。
添着される金属は、酸化物として触媒全重量に対して1
〜30wt%、好ましくは5〜10wt%用いる。
〜30wt%、好ましくは5〜10wt%用いる。
1wt%未満であると、脱酸素効率が低く、30wt%超であ
ると、活性炭本来の細孔構造と大きい比表面積をそこな
い、酸素以外の不純物の除去効率が低くなる傾向となる
からである。
ると、活性炭本来の細孔構造と大きい比表面積をそこな
い、酸素以外の不純物の除去効率が低くなる傾向となる
からである。
上記の触媒は、公知の担持方法によって調製される。例
えば硝酸塩等の水溶液に固型活性炭を懸濁させ、水を蒸
発させた後、乾燥、さらに不活性ガス中で熱分解する。
この触媒をH2またはCOガス中で部分還元した後に使用す
るが、目的実ガス(本発明方法における精製される前CO
ガス)を、100℃程度で流して前還元しても充分に触媒
能力が発揮される。
えば硝酸塩等の水溶液に固型活性炭を懸濁させ、水を蒸
発させた後、乾燥、さらに不活性ガス中で熱分解する。
この触媒をH2またはCOガス中で部分還元した後に使用す
るが、目的実ガス(本発明方法における精製される前CO
ガス)を、100℃程度で流して前還元しても充分に触媒
能力が発揮される。
添着活性炭が一度部分還元されると、反応温度を室温か
ら60℃程度まで下げても充分に触媒反応が進行する。本
発明法の添着活性炭を原料ガスと接触させる温度は室温
〜150℃、より好ましくは50〜80℃である。
ら60℃程度まで下げても充分に触媒反応が進行する。本
発明法の添着活性炭を原料ガスと接触させる温度は室温
〜150℃、より好ましくは50〜80℃である。
本発明法は、主成分の一酸化炭素と微量含まれる酸素と
の間で、上記触媒により二酸化炭素を生ぜしめ、あわせ
て微量の塩素等を吸着除去するものであるが、生成した
二酸化炭素はほとんどの場合、合成反応には無害であ
り、少量でもあるので特に除去する必要はない。
の間で、上記触媒により二酸化炭素を生ぜしめ、あわせ
て微量の塩素等を吸着除去するものであるが、生成した
二酸化炭素はほとんどの場合、合成反応には無害であ
り、少量でもあるので特に除去する必要はない。
本発明方法に用いられる添着活性炭を用いる上記触媒
は、従来公知の銅系触媒に比べて、より低い反応温度で
も安定に高い脱酸素活性を示し、かつ同時に脱塩素、脱
硫黄化合物の機能を長期間示すという特徴がある。これ
は本触媒の表面積が非常に大きいため、塩素等は活性炭
表面に主として吸着し、脱酸素に重要な銅と化合しにく
いことによるものであろう。
は、従来公知の銅系触媒に比べて、より低い反応温度で
も安定に高い脱酸素活性を示し、かつ同時に脱塩素、脱
硫黄化合物の機能を長期間示すという特徴がある。これ
は本触媒の表面積が非常に大きいため、塩素等は活性炭
表面に主として吸着し、脱酸素に重要な銅と化合しにく
いことによるものであろう。
本発明方法に用いられる一酸化炭素を主成分とする原料
ガスは、一酸化炭素濃度90vol%以上のものが好まし
く、転炉ガス、高炉ガス等を圧力スイング法(PSA法)
によって濃縮した一酸化炭素濃度96vol%以上のガスが
好適に用いられる。
ガスは、一酸化炭素濃度90vol%以上のものが好まし
く、転炉ガス、高炉ガス等を圧力スイング法(PSA法)
によって濃縮した一酸化炭素濃度96vol%以上のガスが
好適に用いられる。
また本発明は、酸素と他不純物成分との比率(容量比)
が、酸素/塩素および塩素化合物が10以上、より好まし
くは100以上、酸素/硫黄化合物が10以上、より好まし
くは100以上の場合に有効である。これは塩素、塩素化
合物、硫黄化合物の濃度が酸素濃度より大であると、経
時的な触媒劣化を生じ、酸素と一酸化炭素との反応が阻
害されるためである。原料ガスと触媒との接触は通常用
いられる方法でよく、空間速度100hr-1〜50,000hr-1が
好ましい。
が、酸素/塩素および塩素化合物が10以上、より好まし
くは100以上、酸素/硫黄化合物が10以上、より好まし
くは100以上の場合に有効である。これは塩素、塩素化
合物、硫黄化合物の濃度が酸素濃度より大であると、経
時的な触媒劣化を生じ、酸素と一酸化炭素との反応が阻
害されるためである。原料ガスと触媒との接触は通常用
いられる方法でよく、空間速度100hr-1〜50,000hr-1が
好ましい。
<実施例> 以下に実施例により本発明を更に具体的に説明する。
本発明は、その要旨を越えない限り以下の実施例に限定
されるものではない。
されるものではない。
(実施例1) 転炉ガスを圧力スイング法(PSA法)によって濃縮した
一酸化炭素濃度約98%、酸素濃度400〜500ppm、塩素約
0.2ppm、SO2約0.1ppm、有機硫黄化合物約0.1ppmの原料
ガスを60℃、9気圧にて銅を酸化物として約5wt%、ク
ロムを酸化物として約2.8wt%、活性炭に通常の担持法
により添着した触媒上にSV600hr-1で通し精製した。
一酸化炭素濃度約98%、酸素濃度400〜500ppm、塩素約
0.2ppm、SO2約0.1ppm、有機硫黄化合物約0.1ppmの原料
ガスを60℃、9気圧にて銅を酸化物として約5wt%、ク
ロムを酸化物として約2.8wt%、活性炭に通常の担持法
により添着した触媒上にSV600hr-1で通し精製した。
精製ガスの酸素濃度をハーシエ型酸素濃度計で測定した
ところ、酸素は完全に除去され、塩素、硫黄化合物も湿
式ガス分析法において検出限界以下までに除去された。
ところ、酸素は完全に除去され、塩素、硫黄化合物も湿
式ガス分析法において検出限界以下までに除去された。
この触媒を約10ヶ月間連続使用したが、精製ガス中の酸
素に完全に除去されており塩素、硫黄化合物も検出限界
以下であった。
素に完全に除去されており塩素、硫黄化合物も検出限界
以下であった。
(実施例2) 実施例1と同様の原料ガスを同様の触媒を用いてSV11
300hr-1、60℃の条件下で約1ヶ月間の連続ガス精製試
験を行ったが、この間酸素は完全に除去され、塩素、硫
黄化合物も検出限界以下に除去されていた。
300hr-1、60℃の条件下で約1ヶ月間の連続ガス精製試
験を行ったが、この間酸素は完全に除去され、塩素、硫
黄化合物も検出限界以下に除去されていた。
(実施例3) 第2表に示す組成を有する触媒を調製し、一酸化炭素を
主成分とするガスに酸素、塩素、硫化水素を添加した下
記のモデルガスにより精製実験を行った。この実験にお
いて不純物は何れも分析計の検出限界以下に除去され
た。
主成分とするガスに酸素、塩素、硫化水素を添加した下
記のモデルガスにより精製実験を行った。この実験にお
いて不純物は何れも分析計の検出限界以下に除去され
た。
(1)触媒の調製 活性炭への添着量が所定の濃度になるように調製した硝
酸銅の水溶液中に表面積約800m2/gを有する4メッシ
ュから6メッシュの破砕ヤシガラ活性炭を投入し、撹拌
した後、約10時間静置した。
酸銅の水溶液中に表面積約800m2/gを有する4メッシ
ュから6メッシュの破砕ヤシガラ活性炭を投入し、撹拌
した後、約10時間静置した。
次に水分を蒸発後、固型分を取り出し、110℃で乾燥処
理した。さらに不活性ガス中で120から300℃で焼成し
た。
理した。さらに不活性ガス中で120から300℃で焼成し
た。
触媒の成分量は金属最終酸化物としての量を示す。
(2)モデルガステスト 第2表に示すそれぞれの触媒を内径28mmのステンレス製
の反応塔に高さ130mmまで充填した。この反応塔にCO約9
8vol%、その他N2およびCO2ガスを含み、相対湿度約50
%(30℃)のガスにH2S,Cl2が各1ppm、O2約400ppmにな
るように調製したモデルガスをSV5000hr-1、温度70
℃、圧力約1Kg/cm2Gで通し、反応塔出口ガス中のH2S,C
l2,O2を分析したところ、約10000時間経過後もこれらの
不純物は分析検出限界以下に除去されていた。
の反応塔に高さ130mmまで充填した。この反応塔にCO約9
8vol%、その他N2およびCO2ガスを含み、相対湿度約50
%(30℃)のガスにH2S,Cl2が各1ppm、O2約400ppmにな
るように調製したモデルガスをSV5000hr-1、温度70
℃、圧力約1Kg/cm2Gで通し、反応塔出口ガス中のH2S,C
l2,O2を分析したところ、約10000時間経過後もこれらの
不純物は分析検出限界以下に除去されていた。
<発明の効果> 本発明においては、以上のように活性炭に銅等を添着さ
せた触媒を用いて、一酸化炭素を主たる成分とするガス
中の微量の酸素、塩素等を温和な反応条件下において充
分に除去することができ、触媒の寿命も長く、その工業
的利用価値は極めて大である。
せた触媒を用いて、一酸化炭素を主たる成分とするガス
中の微量の酸素、塩素等を温和な反応条件下において充
分に除去することができ、触媒の寿命も長く、その工業
的利用価値は極めて大である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 虫明 光徳 岡山県倉敷市水島川崎通1丁目(番地な し) 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 仲原 喜行 大阪府大阪市西成区千本北2丁目19番16号 (72)発明者 阪中 隆 兵庫県西宮市枝川町11番74―201号 (72)発明者 西薗 光隆 大阪府大阪市西淀川区花川2丁目19番8号 花川アーバンライフ403号 (72)発明者 谷 甚次 大阪府豊中市緑丘3丁目3番3号 (56)参考文献 特開 昭58−132085(JP,A) 特開 昭58−132518(JP,A) 特開 昭58−153519(JP,A) 特開 昭58−153520(JP,A)
Claims (1)
- 【請求項1】一酸化炭素を主成分とする転炉ガスを圧力
スイング法によって一酸化炭素を濃縮し、一酸化炭素濃
度96vol%以上で、酸素/塩素および塩素化合物(容量
比)が10以上、酸素/硫黄化合物(容量比)が10以上の
酸素を含有するガスとした後、該ガスを銅または銅およ
びクロムを添着させた活性炭と反応温度50〜80℃で接触
させることにより、前記ガス中の塩素、塩素化合物およ
び硫黄化合物のうち少なくとも一種以上と酸素とを同時
に除去することを特徴とする一酸化炭素を主成分とする
ガスの精製方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62086120A JPH0668109B2 (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | 一酸化炭素を主成分とするガスの精製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62086120A JPH0668109B2 (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | 一酸化炭素を主成分とするガスの精製方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63251497A JPS63251497A (ja) | 1988-10-18 |
JPH0668109B2 true JPH0668109B2 (ja) | 1994-08-31 |
Family
ID=13877839
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62086120A Expired - Fee Related JPH0668109B2 (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | 一酸化炭素を主成分とするガスの精製方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0668109B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5320421B2 (ja) * | 2006-04-07 | 2013-10-23 | 新日鐵住金株式会社 | ガス化ガスの浄化方法及び浄化装置 |
CN100395022C (zh) * | 2006-07-04 | 2008-06-18 | 北京交通大学 | 一种活性炭载氧化铜催化剂及其制备方法 |
JP7119064B2 (ja) * | 2018-03-06 | 2022-08-16 | 住友精化株式会社 | 粗一酸化炭素ガスから酸素を除去する方法、および一酸化炭素ガスの精製方法 |
CN113604255A (zh) * | 2021-08-12 | 2021-11-05 | 上海展恒环保科技有限公司 | 一种高炉煤气硫资源利用装置 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58132085A (ja) * | 1982-02-01 | 1983-08-06 | Takeda Chem Ind Ltd | ガスの処理方法 |
JPS58153519A (ja) * | 1982-03-09 | 1983-09-12 | Takeda Chem Ind Ltd | ガスの処理方法 |
JPS58132518A (ja) * | 1982-02-01 | 1983-08-06 | Toyo Linoleum Mfg Co Ltd:The | 装飾材の製造方法 |
JPS58153520A (ja) * | 1982-03-09 | 1983-09-12 | Takeda Chem Ind Ltd | ガスの処理方法 |
-
1987
- 1987-04-08 JP JP62086120A patent/JPH0668109B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63251497A (ja) | 1988-10-18 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |