JPH07237920A - 元素硫黄からの半水石膏の製造方法 - Google Patents
元素硫黄からの半水石膏の製造方法Info
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- JPH07237920A JPH07237920A JP6028369A JP2836994A JPH07237920A JP H07237920 A JPH07237920 A JP H07237920A JP 6028369 A JP6028369 A JP 6028369A JP 2836994 A JP2836994 A JP 2836994A JP H07237920 A JPH07237920 A JP H07237920A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B11/00—Calcium sulfate cements
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- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 元素硫黄を出発原料とし、建材用石膏ボード
などに使用される半水石膏を製造する方法に関する。 【構成】 元素硫黄を燃焼させて得られる高濃度ＳＯ2
含有ガスをリアクターに導入して水スラリーに接触させ
ると共に石灰石粉（ＣａＣＯ3 ）及び空気を供給してＳ
Ｏ2 の吸収、酸化及び中和を行わせて石膏スラリーと
し、固液分離して得られる石膏ケーキを前記燃焼工程で
発生する熱を熱源として加熱することによって半水石膏
とする元素硫黄からの半水石膏の製造方法。 【効果】 同一プロセス内で発生する熱を有効に利用し
た効率のよい半水石膏の製造方法である。
などに使用される半水石膏を製造する方法に関する。 【構成】 元素硫黄を燃焼させて得られる高濃度ＳＯ2
含有ガスをリアクターに導入して水スラリーに接触させ
ると共に石灰石粉（ＣａＣＯ3 ）及び空気を供給してＳ
Ｏ2 の吸収、酸化及び中和を行わせて石膏スラリーと
し、固液分離して得られる石膏ケーキを前記燃焼工程で
発生する熱を熱源として加熱することによって半水石膏
とする元素硫黄からの半水石膏の製造方法。 【効果】 同一プロセス内で発生する熱を有効に利用し
た効率のよい半水石膏の製造方法である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は元素硫黄を出発原料と
し、建材用石膏ボードなどに使用される半水石膏を製造
する方法に関する。
し、建材用石膏ボードなどに使用される半水石膏を製造
する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】我国で使用される重油や軽油の脱硫に伴
って回収される元素硫黄の量は年々増加し、１９９３年
度は１６２万トン／年に達すると推定され、元素硫黄の
余剰問題が深刻化している。元素硫黄の我国における用
途は硫酸製造用が最も多くその他は二硫化炭素、合成繊
維、加工硫黄、無機薬品、洗剤、化成品、紙パルプに使
用れているが需要量は９１万トン／年（１９９２年実
績）程度である。余剰の元素硫黄は海外への輸出に向け
られているものの、輸出量には限度があり、国内での余
剰対策が必要である。元素硫黄は、前記のように硫酸を
製造するための原料として多量に使用されているほか、
種々の用途に用いられているが、元素硫黄から半水石膏
を製造する効率的なプロセスは知られていない。
って回収される元素硫黄の量は年々増加し、１９９３年
度は１６２万トン／年に達すると推定され、元素硫黄の
余剰問題が深刻化している。元素硫黄の我国における用
途は硫酸製造用が最も多くその他は二硫化炭素、合成繊
維、加工硫黄、無機薬品、洗剤、化成品、紙パルプに使
用れているが需要量は９１万トン／年（１９９２年実
績）程度である。余剰の元素硫黄は海外への輸出に向け
られているものの、輸出量には限度があり、国内での余
剰対策が必要である。元素硫黄は、前記のように硫酸を
製造するための原料として多量に使用されているほか、
種々の用途に用いられているが、元素硫黄から半水石膏
を製造する効率的なプロセスは知られていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、過剰
に存在する元素硫黄を出発原料として、今後も石膏ボー
ド建材用として需要が伸びると予想されている半水石膏
の優れた製造方法を提供することにある。
に存在する元素硫黄を出発原料として、今後も石膏ボー
ド建材用として需要が伸びると予想されている半水石膏
の優れた製造方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、元素硫黄の用
途開発の一環としてなされたものであって、次の（ａ）
乃至（ｄ）の工程よりなることを特徴とする元素硫黄か
らの半水石膏の製造方法である。 （ａ）元素硫黄を燃焼させて高濃度ＳＯ2 含有ガスを得
る燃焼工程。 （ｂ）前記燃焼工程から排出される高濃度ＳＯ2 含有ガ
スをリアクターに導入してリアクター内の水スラリーに
接触させると共に該リアクター内の水スラリーに石灰石
粉（ＣａＣＯ3 ）及び空気を供給してＳＯ2 の吸収、酸
化及び中和を行わせて石膏スラリーとする反応工程。 （ｃ）前記反応工程から抜き出される石膏スラリーを固
液分離して石膏ケーキを得る石膏分離工程。 （ｄ）前記石膏分離工程からの石膏ケーキを加熱器に導
入し、前記燃焼工程で発生する熱を熱源として石膏ケー
キを加熱することによって半水石膏とする石膏加熱工
程。
途開発の一環としてなされたものであって、次の（ａ）
乃至（ｄ）の工程よりなることを特徴とする元素硫黄か
らの半水石膏の製造方法である。 （ａ）元素硫黄を燃焼させて高濃度ＳＯ2 含有ガスを得
る燃焼工程。 （ｂ）前記燃焼工程から排出される高濃度ＳＯ2 含有ガ
スをリアクターに導入してリアクター内の水スラリーに
接触させると共に該リアクター内の水スラリーに石灰石
粉（ＣａＣＯ3 ）及び空気を供給してＳＯ2 の吸収、酸
化及び中和を行わせて石膏スラリーとする反応工程。 （ｃ）前記反応工程から抜き出される石膏スラリーを固
液分離して石膏ケーキを得る石膏分離工程。 （ｄ）前記石膏分離工程からの石膏ケーキを加熱器に導
入し、前記燃焼工程で発生する熱を熱源として石膏ケー
キを加熱することによって半水石膏とする石膏加熱工
程。
【０００５】本発明の方法は、石油精製プロセスにおけ
る脱硫工程あるいは化石燃料の燃焼ボイラからの排ガス
を処理する排煙脱硫工程から大量に製造されている元素
硫黄を出発原料として、石膏ボード建材用などに需要の
伸びが予想されている半水石膏を製造するものであっ
て、反応により生成した二水石膏のケーキを乾燥し、さ
らに焼成して半水石膏とするための熱源として同一プロ
セス内の他の工程から得られる熱を利用することを特徴
とする効率のよい半水石膏の製造方法である。
る脱硫工程あるいは化石燃料の燃焼ボイラからの排ガス
を処理する排煙脱硫工程から大量に製造されている元素
硫黄を出発原料として、石膏ボード建材用などに需要の
伸びが予想されている半水石膏を製造するものであっ
て、反応により生成した二水石膏のケーキを乾燥し、さ
らに焼成して半水石膏とするための熱源として同一プロ
セス内の他の工程から得られる熱を利用することを特徴
とする効率のよい半水石膏の製造方法である。
【０００６】
【作用】以下、本発明の方法を図面を参照して工程順に
従って説明する。図１は本発明の１実施態様を示す概略
フロー図である。先ず燃焼工程では、元素硫黄１と空気
２を燃焼炉３に供給して次の反応を行わせて、ＳＯ2 含
有量が１０〜２０容量％の高濃度ＳＯ2 含有ガス４を得
る。 （イ） Ｓ＋Ｏ2 →ＳＯ2 上記反応は硫黄の単位ｋｇ当りの反応熱が２３７５ｋｃ
ａｌの発熱反応である。この燃焼工程で得られる高濃度
ＳＯ2 含有ガスの組成代表例は容量％で、ＳＯ 2 ：１
０．５％、Ｏ2 ：１０．５％、Ｎ2 ：７９％である。
従って説明する。図１は本発明の１実施態様を示す概略
フロー図である。先ず燃焼工程では、元素硫黄１と空気
２を燃焼炉３に供給して次の反応を行わせて、ＳＯ2 含
有量が１０〜２０容量％の高濃度ＳＯ2 含有ガス４を得
る。 （イ） Ｓ＋Ｏ2 →ＳＯ2 上記反応は硫黄の単位ｋｇ当りの反応熱が２３７５ｋｃ
ａｌの発熱反応である。この燃焼工程で得られる高濃度
ＳＯ2 含有ガスの組成代表例は容量％で、ＳＯ 2 ：１
０．５％、Ｏ2 ：１０．５％、Ｎ2 ：７９％である。
【０００７】燃焼工程で得られた高濃度ＳＯ2 含有ガス
４を反応工程の反応器５（リアクター）へ供給し、水と
接触させ次の反応を行わせる。 （ロ） ＳＯ2 ＋Ｈ2 Ｏ→Ｈ2 ＳＯ3 ガスは水面下に開口したガス吹き込み管６を介して供給
し水中に分散させるが、固定式スパージャー、アーム回
転式スパージャーあるいはロータリーアトマイザーな
ど、微細な気泡を発生させる機能を有したリアクターを
使用する。ＳＯ2ガスの吸収をよくし、石灰石粉との反
応を完全に行わせるためにはガスの吐出口は深い位置に
あるのが好ましく、液深は１ｍ以上となるようにする。
水中に生成したＨ2 ＳＯ3 は瞬時に酸化してＨ2 ＳＯ4
と成すことによって（ロ）の反応が逆行してＳＯ2 吸収
が不良にならぬようにする。酸化反応は次式のとおりで
ある。 （ハ） Ｈ2 ＳＯ3 ＋１／２Ｏ2 →Ｈ2 ＳＯ4 この反応はガス中に含まれる酸素（Ｏ2 ）が水中へ溶解
することによって進行するが、酸素の溶解度が小さいの
で、過剰の酸素含有ガスを微細気泡として水中に分散さ
せ、吸収したＳＯ2 の全部が完全に酸化されてＨ2 ＳＯ
4 になるようにするのが好ましい。通常は酸素含有ガス
として空気７を使用し、燃焼工程からの高濃度ＳＯ2 含
有ガス４に加えてリアクター５に導入して水中に分散さ
せればよい。
４を反応工程の反応器５（リアクター）へ供給し、水と
接触させ次の反応を行わせる。 （ロ） ＳＯ2 ＋Ｈ2 Ｏ→Ｈ2 ＳＯ3 ガスは水面下に開口したガス吹き込み管６を介して供給
し水中に分散させるが、固定式スパージャー、アーム回
転式スパージャーあるいはロータリーアトマイザーな
ど、微細な気泡を発生させる機能を有したリアクターを
使用する。ＳＯ2ガスの吸収をよくし、石灰石粉との反
応を完全に行わせるためにはガスの吐出口は深い位置に
あるのが好ましく、液深は１ｍ以上となるようにする。
水中に生成したＨ2 ＳＯ3 は瞬時に酸化してＨ2 ＳＯ4
と成すことによって（ロ）の反応が逆行してＳＯ2 吸収
が不良にならぬようにする。酸化反応は次式のとおりで
ある。 （ハ） Ｈ2 ＳＯ3 ＋１／２Ｏ2 →Ｈ2 ＳＯ4 この反応はガス中に含まれる酸素（Ｏ2 ）が水中へ溶解
することによって進行するが、酸素の溶解度が小さいの
で、過剰の酸素含有ガスを微細気泡として水中に分散さ
せ、吸収したＳＯ2 の全部が完全に酸化されてＨ2 ＳＯ
4 になるようにするのが好ましい。通常は酸素含有ガス
として空気７を使用し、燃焼工程からの高濃度ＳＯ2 含
有ガス４に加えてリアクター５に導入して水中に分散さ
せればよい。
【０００８】リアクター５内の水は、生成したＨ2 ＳＯ
4 によって強い酸性となるが、強酸性水はＳＯ2 吸収の
妨げとなるので、アルカリ性物質を添加して中和する必
要がある。本発明ではＨ2 ＳＯ4 と反応して石膏を生成
させるため、アルカリ性物質としてはカルシウム化合物
を選ぶ必要がある。カルシウム化合物としては資源が豊
富で安価な石灰石（ＣａＣＯ3 ）が好ましい。石灰石は
粉砕された粉粒体を使用し、水中で次の反応を行わせ
る。 （ハ） ＣａＣＯ3 ＋Ｈ2 ＳＯ4 ＋Ｈ2 ０→ＣａＳＯ4
・２Ｈ2 Ｏ＋ＣＯ2 石灰石粉８は溶解しながら、Ｈ2 ＳＯ4 と反応し、二水
石膏ＣａＳＯ4 ・２Ｈ 2 Ｏの結晶となって析出する。Ｃ
ａＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏの結晶の大きさは約１００μｍの板
柱状であり、これによってリアクター内の水は、石膏結
晶粒子が水に懸濁した石膏スラリーになる。石灰石粉８
の供給量はＳＯ2 吸収量に見合って決定されるが、通常
はリアクター５内のｐＨを検知し、ｐＨが２〜７の弱酸
性領域に保たれるように供給量を制御する。このように
して水中に分散されたガス中のＳＯ2 は吸収されＳＯ2
を含まない排ガス９がリアクター５から放散される。一
方、リアクター５内の石膏の量はＳＯ2 の吸収量の増加
に伴って増大し、石膏のスラリー濃度が増大する。懸濁
している石膏の濃度が３０ｗｔ％を越えるようになる
と、流動性が不良となり、攪拌が難しくなるので、石膏
スラリーの一部を抜き出し石膏分離工程へ送る。リアク
ター５内の液量の減少分は適宜補給水を添加して調整す
る。リアクター５から抜き出された石膏スラリー１０は
石膏分離工程へポンプ輸送され、遠心分離機などの固液
分離装置１１により石膏ケーキ１２とろ過液１３に分離
される。ろ過液１３は反応工程への補給水の一部として
リアクター５に返送され循環使用される。
4 によって強い酸性となるが、強酸性水はＳＯ2 吸収の
妨げとなるので、アルカリ性物質を添加して中和する必
要がある。本発明ではＨ2 ＳＯ4 と反応して石膏を生成
させるため、アルカリ性物質としてはカルシウム化合物
を選ぶ必要がある。カルシウム化合物としては資源が豊
富で安価な石灰石（ＣａＣＯ3 ）が好ましい。石灰石は
粉砕された粉粒体を使用し、水中で次の反応を行わせ
る。 （ハ） ＣａＣＯ3 ＋Ｈ2 ＳＯ4 ＋Ｈ2 ０→ＣａＳＯ4
・２Ｈ2 Ｏ＋ＣＯ2 石灰石粉８は溶解しながら、Ｈ2 ＳＯ4 と反応し、二水
石膏ＣａＳＯ4 ・２Ｈ 2 Ｏの結晶となって析出する。Ｃ
ａＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏの結晶の大きさは約１００μｍの板
柱状であり、これによってリアクター内の水は、石膏結
晶粒子が水に懸濁した石膏スラリーになる。石灰石粉８
の供給量はＳＯ2 吸収量に見合って決定されるが、通常
はリアクター５内のｐＨを検知し、ｐＨが２〜７の弱酸
性領域に保たれるように供給量を制御する。このように
して水中に分散されたガス中のＳＯ2 は吸収されＳＯ2
を含まない排ガス９がリアクター５から放散される。一
方、リアクター５内の石膏の量はＳＯ2 の吸収量の増加
に伴って増大し、石膏のスラリー濃度が増大する。懸濁
している石膏の濃度が３０ｗｔ％を越えるようになる
と、流動性が不良となり、攪拌が難しくなるので、石膏
スラリーの一部を抜き出し石膏分離工程へ送る。リアク
ター５内の液量の減少分は適宜補給水を添加して調整す
る。リアクター５から抜き出された石膏スラリー１０は
石膏分離工程へポンプ輸送され、遠心分離機などの固液
分離装置１１により石膏ケーキ１２とろ過液１３に分離
される。ろ過液１３は反応工程への補給水の一部として
リアクター５に返送され循環使用される。
【０００９】一方、分離された石膏ケーキ１２は通常７
重量％前後の付着水を有しているが、ベルトコンベアで
石膏加熱工程へ送られる。石膏加熱工程では、乾燥炉や
焼成炉などの石膏加熱装置１４により石膏ケーキ１２の
付着水を蒸発乾燥させ、二水石膏結晶の粉体を得るとと
もに次の反応により半水石膏１５を生成させる。 （ニ） ＣａＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏ→ＣａＳＯ4 ・１／２Ｈ
2 Ｏ＋３／２Ｈ2 Ｏ この反応は焼成と言われるもので、二水石膏の粉体を１
２０〜１５０℃に加熱することで進行する。本発明にお
いてはこの石膏加熱工程における石膏加熱装置１４の熱
源として、前記元素硫黄の燃焼工程で発生する反応熱を
利用する。元素硫黄単位ｋｇ当りの反応熱は２３７５ｋ
ｃａｌであり硫黄の単位モル当りの発熱量に換算すると
７６ｋｃａｌ／モルである。一方、（ニ）の反応は硫黄
単位モル当りの吸熱量で表すと、１９．５ｋｃａｌ／モ
ルであり、石膏ケーキ付着水７重量％の蒸発乾燥及び石
膏ケーキの２０℃から１２０℃への加熱による顕熱の補
給を加算すると４６ｋｃａｌ／モルとなるから、石膏加
熱工程で必要な熱量の全ては元素硫黄の燃焼による発熱
量で理論的に賄えることとなる。従って熱回収時の熱効
率を考慮しても、プロセス外からの熱の補給は全く不要
か、必要とする場合であっても極くわずかでよい。
重量％前後の付着水を有しているが、ベルトコンベアで
石膏加熱工程へ送られる。石膏加熱工程では、乾燥炉や
焼成炉などの石膏加熱装置１４により石膏ケーキ１２の
付着水を蒸発乾燥させ、二水石膏結晶の粉体を得るとと
もに次の反応により半水石膏１５を生成させる。 （ニ） ＣａＳＯ4 ・２Ｈ2 Ｏ→ＣａＳＯ4 ・１／２Ｈ
2 Ｏ＋３／２Ｈ2 Ｏ この反応は焼成と言われるもので、二水石膏の粉体を１
２０〜１５０℃に加熱することで進行する。本発明にお
いてはこの石膏加熱工程における石膏加熱装置１４の熱
源として、前記元素硫黄の燃焼工程で発生する反応熱を
利用する。元素硫黄単位ｋｇ当りの反応熱は２３７５ｋ
ｃａｌであり硫黄の単位モル当りの発熱量に換算すると
７６ｋｃａｌ／モルである。一方、（ニ）の反応は硫黄
単位モル当りの吸熱量で表すと、１９．５ｋｃａｌ／モ
ルであり、石膏ケーキ付着水７重量％の蒸発乾燥及び石
膏ケーキの２０℃から１２０℃への加熱による顕熱の補
給を加算すると４６ｋｃａｌ／モルとなるから、石膏加
熱工程で必要な熱量の全ては元素硫黄の燃焼による発熱
量で理論的に賄えることとなる。従って熱回収時の熱効
率を考慮しても、プロセス外からの熱の補給は全く不要
か、必要とする場合であっても極くわずかでよい。
【００１０】燃焼工程で発生する熱を石膏加熱工程に伝
導する手段としては図１の例のようにスチーム１６を介
する方法や石膏加熱装置１４を焼成ガマやキルンの形と
し、燃焼工程と合体させて燃焼工程の燃焼ガスで直接加
熱する方法がある。（ニ）の反応によって得られる半水
石膏は常圧下に１２０〜１５０℃で焼成して得られるβ
型半水石膏又は焼石膏と呼ばれるものである。本発明の
方法によって得られる半水石膏は、原料として元素硫黄
を燃焼させて得られる高濃度ＳＯ2 含有ガスを用いてい
るので純度９５重量％以上の高純度品であり、そのまま
石膏ボード製造工場へ送り、建材原料として利用するこ
とができる。
導する手段としては図１の例のようにスチーム１６を介
する方法や石膏加熱装置１４を焼成ガマやキルンの形と
し、燃焼工程と合体させて燃焼工程の燃焼ガスで直接加
熱する方法がある。（ニ）の反応によって得られる半水
石膏は常圧下に１２０〜１５０℃で焼成して得られるβ
型半水石膏又は焼石膏と呼ばれるものである。本発明の
方法によって得られる半水石膏は、原料として元素硫黄
を燃焼させて得られる高濃度ＳＯ2 含有ガスを用いてい
るので純度９５重量％以上の高純度品であり、そのまま
石膏ボード製造工場へ送り、建材原料として利用するこ
とができる。
【００１１】
【実施例】以下実施例により本発明の方法をさらに具体
的に説明する。図１に示したフローに従い元素硫黄１を
空気２と共に燃焼炉３へ送り燃焼させた。元素硫黄を１
３ｋｇ／ｈで供給し空気を８６ｍ3 Ｎ／ｈで送風した。
元素硫黄の燃焼熱は２３７５ｋｃａｌ／ｋｇであり、こ
の熱を利用して２００℃のスチーム１６を４２ｋｇ／ｈ
の割合で発生させた。燃焼炉３から出る高濃度ＳＯ2 含
有ガス４はＳＯ2 ：１０．５容量％、Ｎ2 ：７９容量％
から成り、ガス量は８６ｍ3 Ｎ／ｈであった。反応工程
はアーム回転式スパージャー（ＡＲＳ）を備えた槽型の
リアクター５で構成され、リアクター５には水が貯留し
てある。アーム回転式スパージャーはそのアームからガ
スが吐出されアームが水中に回転することによってガス
を水中で微細気泡として高分散させる。ＡＲＳから吹き
込まれたガスが水中で気泡となって上昇する間にＳＯ2
ガスは水に吸収され、水面からはＳＯ2 を含まないガス
として放出される。水に吸収されたＳＯ2 はＡＲＳを介
して送風される空気７により直ちに酸化されてＨ2 ＳＯ
4 になる。送風量は７７ｍ3 Ｎ／ｈとした。この空気の
微細気泡が水中を上昇する間にＯ2 ガス成分の一部が吸
収され、残りは燃焼工程からのガスと完全に混合されて
排ガス９として放出された。排ガス９は圧力１ａｔａ、
温度７２℃で２３７ｍ3 Ｎ／ｈとなり組成はＳＯ2 ：
０．０容量％、Ｏ2 ：８．７容量％、ＣＯ2 ：３．８容
量％であった。
的に説明する。図１に示したフローに従い元素硫黄１を
空気２と共に燃焼炉３へ送り燃焼させた。元素硫黄を１
３ｋｇ／ｈで供給し空気を８６ｍ3 Ｎ／ｈで送風した。
元素硫黄の燃焼熱は２３７５ｋｃａｌ／ｋｇであり、こ
の熱を利用して２００℃のスチーム１６を４２ｋｇ／ｈ
の割合で発生させた。燃焼炉３から出る高濃度ＳＯ2 含
有ガス４はＳＯ2 ：１０．５容量％、Ｎ2 ：７９容量％
から成り、ガス量は８６ｍ3 Ｎ／ｈであった。反応工程
はアーム回転式スパージャー（ＡＲＳ）を備えた槽型の
リアクター５で構成され、リアクター５には水が貯留し
てある。アーム回転式スパージャーはそのアームからガ
スが吐出されアームが水中に回転することによってガス
を水中で微細気泡として高分散させる。ＡＲＳから吹き
込まれたガスが水中で気泡となって上昇する間にＳＯ2
ガスは水に吸収され、水面からはＳＯ2 を含まないガス
として放出される。水に吸収されたＳＯ2 はＡＲＳを介
して送風される空気７により直ちに酸化されてＨ2 ＳＯ
4 になる。送風量は７７ｍ3 Ｎ／ｈとした。この空気の
微細気泡が水中を上昇する間にＯ2 ガス成分の一部が吸
収され、残りは燃焼工程からのガスと完全に混合されて
排ガス９として放出された。排ガス９は圧力１ａｔａ、
温度７２℃で２３７ｍ3 Ｎ／ｈとなり組成はＳＯ2 ：
０．０容量％、Ｏ2 ：８．７容量％、ＣＯ2 ：３．８容
量％であった。
【００１２】一方、リアクター５内には石灰石粉（Ｃａ
ＣＯ3 ）８を供給し、生成したＨ2ＳＯ4 を中和し、石
膏を析出させる。石灰石粉は平均粒径１５μｍ程度に微
粉化された工業製品を利用し、リアクター内の水のＰＨ
を検知し、ＰＨが２〜７の弱酸性領域に保たれるように
供給量を制御した。使用した石灰石の純度（ＣａＣＯ 3
含有率）は９５重量％、供給量は４６ｋｇ／ｈであり、
リアクターでの反応率は９５モル％であった。石灰石粉
はリアクター内でＨ2 ＳＯ4 と反応し、二水石膏ＣａＳ
Ｏ4 ・２Ｈ2Ｏの結晶となって析出する。リアクター内
の反応を総括式で表すと次のとおりである。 ＣａＣＯ3 ＋ＳＯ2 ＋１／２Ｏ2 ＋Ｈ2 Ｏ→ＣａＳＯ4
・２Ｈ2 Ｏ＋ＣＯ2 この反応は８２．５ｋｃａｌ／モルの発熱反応であり、
リアクター内を常圧に保ちながら反応させたところ、水
が蒸発して温度は７２℃に保たれた。蒸発水量は６３ｋ
ｇ／ｈになるので、スラリーの抜き出し分も含めてリア
クター内の液面一定制御弁を介して外部から補給水を入
れ水位を一定に保持した。
ＣＯ3 ）８を供給し、生成したＨ2ＳＯ4 を中和し、石
膏を析出させる。石灰石粉は平均粒径１５μｍ程度に微
粉化された工業製品を利用し、リアクター内の水のＰＨ
を検知し、ＰＨが２〜７の弱酸性領域に保たれるように
供給量を制御した。使用した石灰石の純度（ＣａＣＯ 3
含有率）は９５重量％、供給量は４６ｋｇ／ｈであり、
リアクターでの反応率は９５モル％であった。石灰石粉
はリアクター内でＨ2 ＳＯ4 と反応し、二水石膏ＣａＳ
Ｏ4 ・２Ｈ2Ｏの結晶となって析出する。リアクター内
の反応を総括式で表すと次のとおりである。 ＣａＣＯ3 ＋ＳＯ2 ＋１／２Ｏ2 ＋Ｈ2 Ｏ→ＣａＳＯ4
・２Ｈ2 Ｏ＋ＣＯ2 この反応は８２．５ｋｃａｌ／モルの発熱反応であり、
リアクター内を常圧に保ちながら反応させたところ、水
が蒸発して温度は７２℃に保たれた。蒸発水量は６３ｋ
ｇ／ｈになるので、スラリーの抜き出し分も含めてリア
クター内の液面一定制御弁を介して外部から補給水を入
れ水位を一定に保持した。
【００１３】リアクター内の水位はＳＯ2 ガスの吸収を
完全にするためにＡＲＳのガス吐出位置が液深１ｍ以上
となるようにした。更に石灰石粉の反応率９５モル％以
上とし、石膏中への未反応石灰石混入割合を少なくし石
膏の純度を９５ｗｔ％以上にするために、リアクター内
の水スラリー貯留量は５３００リットル程度とした。
完全にするためにＡＲＳのガス吐出位置が液深１ｍ以上
となるようにした。更に石灰石粉の反応率９５モル％以
上とし、石膏中への未反応石灰石混入割合を少なくし石
膏の純度を９５ｗｔ％以上にするために、リアクター内
の水スラリー貯留量は５３００リットル程度とした。
【００１４】次に、ＳＯ2 の吸収に伴って石膏が生成す
るのでリアクター内の石膏スラリー濃度が３０重量％に
保たれるように抜き出し量を加減調整しながら石膏スラ
リー９を抜き出し、固液分離装置１１へポンプ輸送し
た。抜き出し量は２４０ｋｇ／ｈで３０重量％が二水石
膏、７０重量％が水のスラリーであった。石膏分離工程
では一般に使われる遠心分離機によって石膏ケーキ１２
とろ過液１３に分離しろ過液１３は１６３ｋｇ／ｈの割
合で反応工程への補給水として循環使用した。
るのでリアクター内の石膏スラリー濃度が３０重量％に
保たれるように抜き出し量を加減調整しながら石膏スラ
リー９を抜き出し、固液分離装置１１へポンプ輸送し
た。抜き出し量は２４０ｋｇ／ｈで３０重量％が二水石
膏、７０重量％が水のスラリーであった。石膏分離工程
では一般に使われる遠心分離機によって石膏ケーキ１２
とろ過液１３に分離しろ過液１３は１６３ｋｇ／ｈの割
合で反応工程への補給水として循環使用した。
【００１５】石膏分離工程で分離された約７重量％の付
着水を保有した石膏ケーキ１２は７７ｋｇ／ｈであっ
た。この石膏ケーキを加熱工程に送り、スチーム１６に
よって加熱された加熱器内において常圧下１２０〜１５
０℃に加熱して熱処理し、付着水及び結晶水を気化させ
半水石膏（焼石膏）１５を得た。半水石膏の生成量は６
１ｋｇ／ｈで純度は９６重量％であった。付着水及び結
晶水を気化させるのに必要なスチーム量は４２ｋｇ／ｈ
であり、前記燃焼工程で得られたスチーム量で賄うこと
ができた。
着水を保有した石膏ケーキ１２は７７ｋｇ／ｈであっ
た。この石膏ケーキを加熱工程に送り、スチーム１６に
よって加熱された加熱器内において常圧下１２０〜１５
０℃に加熱して熱処理し、付着水及び結晶水を気化させ
半水石膏（焼石膏）１５を得た。半水石膏の生成量は６
１ｋｇ／ｈで純度は９６重量％であった。付着水及び結
晶水を気化させるのに必要なスチーム量は４２ｋｇ／ｈ
であり、前記燃焼工程で得られたスチーム量で賄うこと
ができた。
【００１６】
【発明の効果】硫黄酸化物による大気環境汚染を抑制す
るため、石油製品の低硫黄化や排煙脱硫処理が強化され
ており、これに伴って回収される元素硫黄の余剰問題が
クローズアップされている。本発明はこのような元素硫
黄から今後の需要が旺盛な建材用石膏ボードの製造に必
要な半水石膏を製造する新しい方法を提供するものであ
り、しかも本発明の方法は、同一プロセス内で発生する
熱を有効に利用した効率のよい半水石膏の製造方法であ
り、その工業的な意義は大きいものである。
るため、石油製品の低硫黄化や排煙脱硫処理が強化され
ており、これに伴って回収される元素硫黄の余剰問題が
クローズアップされている。本発明はこのような元素硫
黄から今後の需要が旺盛な建材用石膏ボードの製造に必
要な半水石膏を製造する新しい方法を提供するものであ
り、しかも本発明の方法は、同一プロセス内で発生する
熱を有効に利用した効率のよい半水石膏の製造方法であ
り、その工業的な意義は大きいものである。
【図１】本発明の１実施態様を示す概略フロー図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０１Ｂ 17/54 Ｚ Ｃ０４Ｂ 11/02
Claims (1)
- 【請求項１】 次の（ａ）乃至（ｄ）の工程よりなるこ
とを特徴とする元素硫黄からの半水石膏の製造方法。 （ａ）元素硫黄を燃焼させて高濃度ＳＯ2 含有ガスを得
る燃焼工程。 （ｂ）前記燃焼工程から排出される高濃度ＳＯ2 含有ガ
スをリアクターに導入してリアクター内の水スラリーに
接触させると共に該リアクター内の水スラリーに石灰石
粉（ＣａＣＯ3 ）及び空気を供給してＳＯ2 の吸収、酸
化及び中和を行わせて石膏スラリーとする反応工程。 （ｃ）前記反応工程から抜き出される石膏スラリーを固
液分離して石膏ケーキを得る石膏分離工程。 （ｄ）前記石膏分離工程からの石膏ケーキを加熱器に導
入し、前記燃焼工程で発生する熱を熱源として石膏ケー
キを加熱することによって半水石膏とする石膏加熱工
程。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6028369A JPH07237920A (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 元素硫黄からの半水石膏の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6028369A JPH07237920A (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 元素硫黄からの半水石膏の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07237920A true JPH07237920A (ja) | 1995-09-12 |
Family
ID=12246720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6028369A Withdrawn JPH07237920A (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 元素硫黄からの半水石膏の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07237920A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113912102A (zh) * | 2021-09-29 | 2022-01-11 | 福建工程学院 | 一种钛石膏高效提纯装置 |
-
1994
- 1994-02-25 JP JP6028369A patent/JPH07237920A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113912102A (zh) * | 2021-09-29 | 2022-01-11 | 福建工程学院 | 一种钛石膏高效提纯装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010508 |