JPH07508459A - 酸化硫黄吸収剤の新しい混合物とその使用方法 - 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】 酸化硫黄吸収剤の新しい混合物とその使用方法利用分野 本発明は特に高い硫黄成分を使用する発熱装置に使用するのが好ましい、再生可 能な酸化硫黄吸収剤混合物に関する。

本発明による吸収剤混合物は例えば蒸気や高温の流体を生成する発熱装置の中で 目的を達成することができる。

また、例えばＦＣＣ発熱装置の下流に設備されるような処理熱回生ボイラーの中 で使うこともできる。

発明の背景 発熱装置はそれが大気中に放出する排出流体が、当初そごに含まれていた有害物 質の大部分を純化される場合のみ運転することを許される。

事実多くの工業先進諸国では酸化硫黄の排出が厳密な規則で制限されている。

発熱装置からの酸化硫黄の排出を減らすための種々の方法が既に提案されている 。

従来の方法は一般に石灰質の成分を含む吸収剤を、直接燃焼室に噴射することか ら成っている。この他の方法として、吸収剤を燃焼室の下流に位置する特定の場 所に噴射することを、奨めるものもある。更に熱交換表面から下流に位置する他 の特定の装置の中で、低温で硫黄分を捕捉する方法も周知である。

発交換表面から下流において排出物を処理することは、良好な結果を得易いが、 直接ボイラーの中で行う従来の他の処理方法よりも一般に高価になる。その上、 この技術は多量の付属物を必要とし、コンパクトでなくなる。

特許Ｆ　Ｒ−Ａ−２，３６３，７２０号も、発熱装置の中に設けられた特定の室 の中における、脱硫処理をどのように行うかを述べている。この技術は硫黄分捕 捉の能率と、投資及び運転費用に関する限り、興味ある結果に導いている。

この型のボイラーで使われる吸収剤は主として石灰質の物質から成り、使用後、 排出される。結果として、この使用済吸収剤は、１つにはその排出量の多さのた めに、また１つには、その中に燃焼から生じる重金属のような環境に有害な成分 を含むことのために、貯蔵及び／又は廃棄の問題を生じる。

貯蔵すべき量に関わる問題をなくするために、本出願者により提出されたフラン ス特許申請ＦＲ−２，６７１゜８５５号は、低温で使用し、酸化硫黄を捕捉した 後、初めの状態に復帰させることのできる、即ち再生可能な吸収剤を使用するこ とを提案している。それ故使用する吸収剤はドロマイト、酸化マグネシウム、又 は炭化マグネシウム、・・・・等のようなマグネシア系の粉末状吸収剤を主に用 いる。

このような吸収剤を使用するために必要な設備としては、ボイラーの中の、マグ ネシア系吸収剤の使用に適した温度の所にとりつける脱硫室が含まれる。さらに 使用済みの吸収剤を再生するための特定の手段と、吸収剤及び／又は再生用のガ スを取扱うための手段とが含まれる。

本発明の目的はこの型の設備において使用する吸収剤を改善することである。特 に使用する吸収剤の量を減少すること、脱硫効率を向上させること、及び、吸収 剤としての混合物の接触する表面の機械的破損を少（することが改善点である。

本発明を具体化する発熱装置によって消費される吸収剤の量は、従来の方法に比 べｌＯから１０００の間の率で、最も多いケースで５０から２００の間の率で減 少させることができる。

硫黄分を含む重油の触媒分留の分野ではトランスファマス（転移用の刑場の意） として知られるマスが、触媒上に沈積されたコークスが燃焼の間に放散する硫黄 分を再生材の中に捕捉するために使用される。このトランスファ　マスは触媒リ アクトルやストリッパの中に戻されると、再生材の中に捕捉されていた硫黄分を 、主として硫化水素の形で解放する。

トランスファ　マスを使わずに、或はそれを補う形で、触媒分留から生じた再生 流体をそこから硫黄分をとり出すために、適当な装置で処理することもできる。

特許申請ＦＲ−２，６７４，７６６号はこの型の技術を開示するもので、連結床 の中で吸収剤マスを使用することによって、大気中に有害な酸化硫黄の放出され ることを防ぐことができる。

同じ分野において、特許ＵＳ−４，９６３，５２０号はＭｇＡＬ２０４尖晶石を ベースとするトランスファ　マスの形成について述べている。該尖晶石に第３の 金属を加えて、ＳＯ２をＳＯｌに酸化度をあげ、更に第４の金属を加えて、これ によってマスの還元を促す。触媒分留器で使うことができるように、マスの幾何 学的性質は分留用触媒そのものと同一でなければならないし、破損を避けるため に非常に高い機械的強度を持たなければならない。

これらのマスの平均の直径は一般的に５０マイクロメータより大きい。このよう な条件を強制されるので、マスは複雑になり、従って高価な製品となる。

発明の詳細な説明 本発明の目的は低い製造費用の吸収剤を提案することによって、脱硫の効率を向 上させることである。

上述の目的は酸化硫黄を吸収し、後で再生可能な、通常マグネシア系の粉末状吸 収剤を含む混合物を使用する本発明によって達成できる。

本発明によれば、周知の粉末状のマグネシア吸収剤に対して、少くとも１つの金 属酸化物を含む微細な粒状の第２の粉末を加える。

第２の粉末は、只１つの金属酸化物から成るものでもよい。

この粉末は５０マイクロメータ以下の直径の粒子から成ることが好ましい。

金属酸化物の金属としては、次の金属からなにるグループの中から選べばよい。

即ち”　Ｆ　ｅｅ　Ｃｕ、Ｐ　Ｌ　Ｐ　ｄ。

Ｖ、Ｃｒ、Ｃｅ、Ｒｈ、Ｗである。

この金属酸化物はアルミナ、シリカ、ジルコニアによって形成されるグループの 中から選ばれる金属をベースとするサポート（以下担体と訳す。）の上に沈積さ れることが好ましい。

そのような担体は金属酸化物に高い焼結抵抗力を与え、長い使用時間に対しても 、その性質のすべてを保持することを可能とする。

本発明による混合物は、発熱装置においても、又始めのところで説明したような 触媒分留処理の中で使われる熱再生ボイラーの中でも使用することができるもの である。

テストの結果によれば、上述のような第２の粉末を加えることは、Ｓ０２からＳ ０３への酸化を促進することによって、脱硫段階で、積極的な役割を演じるもの であって、また、このように一方においてよく反応すると共に、他方において吸 収剤の還元の段階においても、即ち硫黄分を放出して、処理チェーンの中に供給 する間においても、その再生過程を加速する役割を演じて、反応を助ける。

第２の粉末は、全質量の５から７０％に、より好ましくは■０から５０％になる ような混合物が生成されるように第１の粉末と混合される。Ｓ０２をＳ０３に酸 化する時反応することに加えて、第２の粉末は燃焼流出物の中の酸化硫黄の捕捉 にも関与する。

本発明の目的である処方は４００から９００℃の温度範囲内の脱硫リアクトルの 中で用いるべきもので、６００〜８００℃の範囲がより好ましい。６００℃以下 では脱硫の割合と効率が低いし、８００℃以上では、焼結現象が始まり、処方物 の活動要素を破壊し出すので、発熱装置中で、吸収剤をより速くとりかえなけれ ばならな（なる。

本発明の実施例の１つは、連結床つきりアクドルに２５００ｐｐｍのＳＯ２を含 む煙霧を供給する場合である。リアクトルの中でのガスの滞留時間は約０．５８ であり、温度は約７５０℃に保たれている。この煙霧を脱硫するために本発明に よる吸収用混合物を粉末状で導入する。この粉末は噴射器で、対象となるガス流 の中央に噴射されるので、粒子が速く離散する。この吸収剤は２つの粉末の混合 物よりなる。即ちＭ　ｇ　Ｏマグネシアと、アルミナ担体の上に沈積されたセリ ウム　ベースの活性剤とである。マグネシアと、活性剤担体の平均の粒子サイズ は、それぞれ３及び２０ミクロンである。吸収剤中の活性剤担体含有量は１１％ である。

吸収剤の流量レートはＭｇ／Ｓ分子量比が約９となるように調整される。　（こ こにＭｇ／Ｓ分子量比とは吸収剤の流量レート／煙霧により供給される硫黄分の 流量レートをいう。）このような条件下では、煙霧の脱硫効率は８１％のオーダ ーとなる。

更に、マグネシア吸収剤と、１又は複数の金属酸化物を含む粉末とから成る混合 物は１乃至数回の脱硫−再生サイクルを、脱硫効率の顕著な低下を来さずに繰返 すことができる。

本発明による混合物を使用すると、使用済の吸収剤に種々の処理を加えることが できる。即ち、この吸収剤の質的向上や、再生を妥当な費用で行うことができる が、このようなことは石灰質系の吸収剤では不可能なことである。

本発明による混合物の使用にはその他の利点もある。

粒子の大きさが極めて小さいので、使用する場所に向けての酸化硫黄の内部の転 送に対する抵抗が殆どなく、従って、もっと大きい粒子を使うシステムに比べて 脱硫の性能が改善される。粒子の大きさが小さいことは更に、吸収剤がつき当た る表面の機械的破損の危険を大きな粒子の吸収剤の場合よりかなり減殺する要因 でもある。

粒子の機械的強度についての制約がないことは、製造過程を簡単化し、またこれ らの混合物を石灰質系の破砕器の中で普通に使用されるトランスファ　マスより も低費用のものとする。

活性要素の量、即ち吸収剤の全質量に対するマグネシウムと酸化金属の質量が、 本発明によるものは、従来のものより大きいので、本発明による粉末の混合の設 備としては連結床で充分であり、またボイラーの出口での回収が最終のダスト集 収器のレベルでできる。それ故、本発明はより大きな粒子の吸収剤の場合のよう に脱硫リアクトルの中に濃密な相を形成するために一回転ベッドを使用したり、 サイクロンや弾道分離器のようなもので、前もってダスト除去しておくための設 備が不要である。結果として、運転費用だけでなく、設備費用も顕著に低くなる 。

特に有利な寸法をもつ混合物は例えば（１０マイクロメータより小さい粒子の大 きさの）微細なマグネシア吸収剤と、２０から５０マイクロメータの間の大きさ の粒子を担体とする１又は複数の金属酸化物とから成るものである。この場合吸 収剤が横断するボイラーの交換表面上で観察される衝突レベルは顕著に低い。

本出願の目的は、同業者によって、その範囲を逸脱しないで修正、追加すること が可能である。

国際調査報告 ＝　ＰＣＴ／ＦＲ９３１００６２辱

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．酸化硫黄を吸収する混合物において、該混合物が、再生可能であり、多燃料 発熱装置の中で使用できるものであること、マグネシア系の粉末吸収剤を含むこ と、及び少くとも１つの金属酸化物を含む、５０マイクロメータよりも小さい大 きさの粉末を含むことを特徴とする混合物。
2. ２．請求項（１）に記載の混合物において、金属酸化物の金属がＦｅ，Ｃｕ，Ｐ ｔ，Ｐｄ，Ｖ，Ｃｒ，Ｃｅ，Ｒｈ，Ｗの金属群の中から選ばれたものであること を特徴とする混合物。
3. ３．前記請求項の何れかに記載の混合物において、金属酸化物が、アルミナ、シ リカ、ジルコニアの中から選ばれた材料を基本とする担体の上に沈積されている ことを特徴とする混合物。
4. ４．４００℃から９００℃の間、好ましくは６００℃と８００℃との間の温度範 囲で、前記請求項の何れかに記載の混合物を使用することを特徴とする使用方法 。
5. ５．請求項（１）から（３）までに記載の混合物を触媒分留装置の中で使用する ことを特徴とする使用方法。