JPH11157811A - Production of sulfur dioxide and device therefor - Google Patents

Production of sulfur dioxide and device therefor

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JPH11157811A
JPH11157811A JP31820897A JP31820897A JPH11157811A JP H11157811 A JPH11157811 A JP H11157811A JP 31820897 A JP31820897 A JP 31820897A JP 31820897 A JP31820897 A JP 31820897A JP H11157811 A JPH11157811 A JP H11157811A
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JP
Japan
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sulfur
oxygen
oxygen gas
sulfur dioxide
liquid
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JP31820897A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Onoe
明 尾上
Yoshiaki Inada
義明 稲田
Manabu Enomoto
学 榎本
Kenji Hamada
健児 濱田
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Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd
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  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To economically, favorably and stably supply the sulfur dioxide substantially free from impurity, especially nitrogen oxides (NOx ), and having >=99.9% purity with a convenient device. SOLUTION: In the production method of the sulfur dioxide, sulfur is allowed to react with oxygen by blowing a gaseous oxygen having >=95 vol.% oxygen concn. into a liq. sulfur bath kept at the temp. within a range of auto-ignition temp. The oxygen obtained by a pressure swing adsorption method by using an oxygen-containing mixed gas as a starting material and air is used as the mixed gas.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、酸素ガスと硫黄と
の反応によって、二酸化硫黄を製造する方法およびその
方法を実施するための装置に関する。さらに詳しくは、
加熱によって液状に保たれている硫黄中に酸素ガスを吹
き込み、液中で硫黄を燃焼させるいわゆる液中燃焼法に
より二酸化硫黄を製造する方法および装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing sulfur dioxide by a reaction between oxygen gas and sulfur, and an apparatus for carrying out the method. For more information,
The present invention relates to a method and an apparatus for producing sulfur dioxide by a so-called submerged combustion method in which oxygen gas is blown into sulfur kept in a liquid state by heating to burn sulfur in the liquid.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、二酸化硫黄の製造方法としては、
硫黄を燃焼させることにより二酸化硫黄を含有するガス
を製造し、それから二酸化硫黄を分離する方法が知られ
ている。例えば、米国特許第2726933号、特公昭
52−48597号等には自然発火温度範囲内に加熱さ
れた溶融硫黄中に酸素を含有するガス、例えば、空気を
吹き込み、液相中において硫黄の燃焼を行わせる方法が
示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, methods for producing sulfur dioxide include:
It is known to produce a gas containing sulfur dioxide by burning sulfur and to separate sulfur dioxide therefrom. For example, U.S. Pat. No. 2,726,933, Japanese Patent Publication No. 52-48597, and the like disclose a method in which oxygen-containing gas, for example, air is blown into molten sulfur heated within a spontaneous ignition temperature range to burn sulfur in a liquid phase. How to do this is shown.

【0003】特公昭52−48597号には、硫黄の燃
焼反応の際に発生する熱量を硫黄の蒸発潜熱で除去し、
生成した二酸化硫黄に同伴されるガス状硫黄はコンデン
サーにより冷却されて液状硫黄となり溶融硫黄中に戻し
て二酸化硫黄を製造する方法が示されている。
In Japanese Patent Publication No. 52-48597, the amount of heat generated during the combustion reaction of sulfur is removed by the latent heat of vaporization of sulfur.
A method is disclosed in which gaseous sulfur entrained in generated sulfur dioxide is cooled by a condenser to form liquid sulfur and returned to molten sulfur to produce sulfur dioxide.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記したような方法に
おいては、硫黄の燃焼反応の際、空気に代えて酸素ガス
を用いるとブロワー、バーナー等、設備面での簡略化が
図れ、経済的に有利であるといった利点が得られる。と
ころが、酸素ガス中の不純物の濃度が大きい場合には、
不純物に起因する副生物が多量に生成して反応生成ガス
中の二酸化硫黄の純度が低下するといった問題が生じ
る。
In the above-described method, when oxygen gas is used instead of air during the sulfur combustion reaction, equipment such as a blower and a burner can be simplified, and the cost can be reduced. An advantage is obtained that is advantageous. However, when the concentration of impurities in oxygen gas is high,
There is a problem that a large amount of by-products resulting from impurities is generated and the purity of sulfur dioxide in the reaction product gas is reduced.

【0005】本発明の目的は、不純物、特に窒素酸化物
(NOX )を実質的に含まない二酸化硫黄を提供するこ
とにあり、純度99.9%以上の純度の二酸化硫黄を簡
便な装置で経済的に有利に、安定して供給することにあ
る。
An object of the present invention is to provide sulfur dioxide substantially free of impurities, particularly nitrogen oxides (NO x ). Thus, sulfur dioxide having a purity of 99.9% or more can be obtained by a simple apparatus. It is to provide a stable supply economically.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するため、鋭意検討した結果、硫黄の燃焼の際に
用いる酸素ガス中の窒素の濃度を5容量%より低い値に
保つことによって、上記課題を解決できることを見出
し、本発明に到達した。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies in order to solve the above-mentioned problems, and as a result, have maintained the concentration of nitrogen in the oxygen gas used in the combustion of sulfur at a value lower than 5% by volume. As a result, they have found that the above problem can be solved, and have reached the present invention.

【0007】すなわち、本発明の二酸化硫黄の製造方法
は、自然発火温度範囲内の温度に保たれている液状硫黄
の浴中に、酸素濃度が95容量%以上の酸素ガスを吹き
込んで酸素と硫黄とを反応させることを特徴としてい
る。
That is, according to the method for producing sulfur dioxide of the present invention, oxygen gas having an oxygen concentration of 95% by volume or more is blown into a bath of liquid sulfur maintained at a temperature within a spontaneous ignition temperature range. And reacting with.

【0008】本発明においては、液状硫黄の浴中に吹き
込まれる酸素ガスとして、酸素濃度が95容量%以上の
もの、すなわち窒素濃度が低いものが使用されているの
で、二酸化硫黄を得るべく液状硫黄と酸素ガスとを反応
させた場合にも、窒素に起因するNOX が多量に副生す
るという問題が生じにくい。このようにして製造された
二酸化硫黄は、NOX を実質的に含有しておらず、農業
用燻蒸剤、殺虫剤、果物や野菜の防腐用保存剤、食品加
工用の殺菌剤などの高純度を要求される分野において非
常に有用である。
In the present invention, oxygen gas having an oxygen concentration of 95% by volume or more, that is, a nitrogen gas having a low nitrogen concentration is used as the oxygen gas blown into the liquid sulfur bath. and even when the oxygen gas were reacted, NO X is less likely to occur a problem that a by-product in a large amount due to the nitrogen. Thus sulfur dioxide which is produced is not substantially free of NO X, agricultural fumigants, high purity, such as pesticides, preservatives preservative fruits and vegetables, fungicide for food processing It is very useful in the field where is required.

【0009】本発明において用いられる酸素ガスとして
は、液体酸素、ボンベ詰酸素、圧力振動式吸着法(PS
A法)により得られた酸素ガス等が挙げられ、これらの
ものに限定されるものではないが、PSA法により得ら
れた酸素ガスが好適に使用される。例示したいずれの酸
素ガスにおいても、窒素以外の微量ガス、たとえば、二
酸化炭素、アルゴン、ネオン等が不純物として含まれて
いる場合があるが、窒素以外の成分は二酸化硫黄生成反
応には実質的に影響がないため、酸素ガスとみなすもの
とする。
As the oxygen gas used in the present invention, liquid oxygen, cylinder-filled oxygen, pressure oscillation type adsorption method (PS
A) The oxygen gas obtained by the PSA method is preferably used, but is not limited thereto. In any of the exemplified oxygen gases, a trace gas other than nitrogen, for example, carbon dioxide, argon, neon, or the like may be contained as an impurity, but components other than nitrogen are substantially included in the sulfur dioxide generation reaction. Since it has no influence, it shall be regarded as oxygen gas.

【0010】ここにPSA法とは、ゼオライトモレキュ
ラーシーブのような充填剤(吸着剤)を充填した吸着槽
に酸素を含む混合ガスを大気圧よりも大きい圧力で圧入
し、混合ガス中の窒素を吸着除去し、非吸着ガスとして
純度の高くなった酸素を得る一方、大気圧以下に減圧し
て窒素を脱着して吸着剤を再生する方法である。このP
SA法には、いわゆる低圧法と高圧法とがある。低圧法
は、空気などの混合ガスを大気圧以上2kg/cm2
(1.96×105 Pa)未満の圧力で吸着層に導入
し、100mmHg以上400mmHg以下の圧力で窒
素を減圧脱着して吸着剤を再生する方法である。一方、
高圧法は、空気などの混合ガスを2kg/cm2
(1.96×105 Pa)以上8kg/cm2 G(7.
85×105 Pa)以下の圧力で吸着層に導入し、大気
圧程度の圧力で窒素を減圧脱着して吸着剤を再生するす
る方法である。通常、PSA法においては、2基以上の
吸着槽を用いて各々の操作を位相をずらせて繰り返して
行うため、連続的に高純度の酸素ガス(酸素濃度が95
容量%以上の酸素ガス)を容易に得ることができる。
Here, the PSA method means that a mixed gas containing oxygen is injected into an adsorption tank filled with a filler (adsorbent) such as a zeolite molecular sieve at a pressure higher than the atmospheric pressure, and nitrogen in the mixed gas is removed. In this method, oxygen with high purity is obtained as a non-adsorbed gas by adsorption and removal, and the pressure is reduced to below atmospheric pressure to desorb nitrogen to regenerate the adsorbent. This P
The SA method includes a so-called low-pressure method and a high-pressure method. In the low-pressure method, a mixed gas such as air is supplied at a pressure higher than atmospheric pressure to 2 kg / cm 2 G
In this method, the adsorbent is introduced into the adsorption layer at a pressure of less than (1.96 × 10 5 Pa), and nitrogen is desorbed under reduced pressure at a pressure of 100 mmHg to 400 mmHg to regenerate the adsorbent. on the other hand,
The high-pressure method uses a mixed gas such as air at 2 kg / cm 2 G
(1.96 × 10 5 Pa) or more and 8 kg / cm 2 G (7.
In this method, the adsorbent is introduced into the adsorbent layer at a pressure of 85 × 10 5 Pa or less, and the adsorbent is regenerated by desorbing nitrogen under reduced pressure at a pressure of about atmospheric pressure. Usually, in the PSA method, since each operation is repeatedly performed with a phase shift using two or more adsorption tanks, high-purity oxygen gas (having an oxygen concentration of 95%) is continuously obtained.
% By volume or more of oxygen gas) can be easily obtained.

【0011】また、本発明の二酸化硫黄の製造装置は、
酸素を含む混合ガスを処理して酸素ガスを生成するため
の圧力振動式吸着装置と、この圧力振動式吸着装置によ
って得られた酸素ガスをその内部に収容された液状硫黄
と反応させて二酸化硫黄を生成するための反応器と、を
含むことを特徴としている。
Further, the apparatus for producing sulfur dioxide of the present invention comprises:
A pressure-oscillating adsorption device for processing a mixed gas containing oxygen to produce oxygen gas, and reacting oxygen gas obtained by the pressure-oscillation adsorption device with liquid sulfur contained therein to obtain sulfur dioxide And a reactor for producing

【0012】上述したように、上記圧力振動式吸着装置
では、空気などの混合ガスから窒素濃度の低い高純度な
酸素ガスを容易に得ることができる。このため、上記構
成の製造装置では、高純度な酸素ガスと液状硫黄とを反
応させることができ、NOX濃度の低い反応生成物を得
ることができる。
As described above, in the pressure vibration type adsorption apparatus, high-purity oxygen gas having a low nitrogen concentration can be easily obtained from a mixed gas such as air. Therefore, in the manufacturing apparatus having the above structure can be reacted with high purity oxygen gas and liquid sulfur, it is possible to obtain a low reaction product of NO X concentration.

【0013】なお、上記製造装置においては、圧力振動
式吸着装置によって得られた酸素ガスを液状硫黄中に吹
き込むように構成するのが好ましい。酸素ガスを液状硫
黄中に吹き込むように構成すれば、酸素ガスと液状硫黄
の接触時間が大きくなり、供給された酸素ガスの大部分
を液状硫黄と反応させることができるからである。
In the above-mentioned production apparatus, it is preferable that oxygen gas obtained by the pressure vibration type adsorption apparatus is blown into liquid sulfur. If the oxygen gas is blown into the liquid sulfur, the contact time between the oxygen gas and the liquid sulfur increases, and most of the supplied oxygen gas can be reacted with the liquid sulfur.

【0014】また、上記反応器への液状硫黄の供給は、
連続的であっても回分的であってもよいが、反応によっ
て消費された硫黄に相当する量の硫黄を、液状硫黄供給
手段によって反応器に逐次補給するように構成するのが
二酸化硫黄を連続的かつ大量に生産する場合には好まし
い。
Further, the supply of liquid sulfur to the reactor is as follows:
Although it may be continuous or batchwise, the sulfur dioxide is continuously supplied to the reactor by liquid sulfur supply means in an amount corresponding to the sulfur consumed by the reaction. It is preferable when the target is mass-produced in large quantities.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の二酸化硫黄の製造
方法、およびこれに使用される製造装置の好ましい実施
の形態を図1を参照しつつ具体的に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of the method for producing sulfur dioxide of the present invention and a production apparatus used for the method will be specifically described below with reference to FIG.

【0016】上記製造装置は、PSA酸素ガス発生装置
Xと、反応器14と、冷却器21と、液状硫黄供給装置
18Aとを備えて大略構成されている。すなわち、上記
製造装置では、上記PSA酸素ガス発生装置Xによって
生成された酸素ガスが上記反応器14に供給され、反応
器14において酸素ガスと液状硫黄とが反応させられ、
冷却器21によって未反応硫黄ガス取り除かれて、実質
的にNOX を含まない二酸化硫黄が得られるように構成
されている。一方、反応によって減少した硫黄量は、上
記液状硫黄供給装置18Aから反応器14に補給され、
連続的に二酸化硫黄が製造できるように構成されてい
る。なお、図1に示されたPSA酸素ガス発生装置X
は、いわゆる高圧法によって酸素を製造するのに適する
装置である。
The above-described production apparatus is generally constituted by including a PSA oxygen gas generator X, a reactor 14, a cooler 21, and a liquid sulfur supply unit 18A. That is, in the manufacturing apparatus, the oxygen gas generated by the PSA oxygen gas generator X is supplied to the reactor 14, where the oxygen gas and the liquid sulfur are reacted,
Is removed unreacted sulfur gas by the cooler 21, the sulfur dioxide is configured so as to obtain substantially free of NO X. On the other hand, the amount of sulfur reduced by the reaction is supplied to the reactor 14 from the liquid sulfur supply device 18A,
It is configured so that sulfur dioxide can be produced continuously. The PSA oxygen gas generator X shown in FIG.
Is an apparatus suitable for producing oxygen by a so-called high-pressure method.

【0017】上記PSA酸素ガス発生装置Xは、吸着剤
としてのゼオライトモレキュラーシーブを充填した2基
の吸着槽A,Bを備えており、吸着槽Aには圧縮機1に
より4kg/cm2 G(3.92×105 Pa)まで昇
圧された空気が弁3を介して導入される(昇圧工程)。
この空気は、吸着剤によって窒素ガスが吸着除去されて
酸素濃度の高められたガス(濃縮酸素ガス)とされ、弁
9を介して濃縮酸素ガス溜め槽Cに蓄えられる(吸着工
程)。なお、実際には、上記昇圧工程においても空気中
の窒素ガスが吸着剤によって若干吸着除去されている
が、本実施形態においては吸着槽Aの圧力が一定値とな
り、窒素の吸着除去が定常的に行なわれるようになった
状態を吸着工程としている。さらに、吸着層Aでの吸着
が終わった場合には、弁4を介して大気圧まで減圧脱着
し吸着剤を再生する(再生工程)。この再生工程の末期
の約10〜20秒間は、ガス溜め槽Cより濃縮酸素ガス
の一部を、弁10,13を通じて逆流させ吸着槽Aを洗
浄する(洗浄工程)。
The PSA oxygen gas generator X has two adsorption tanks A and B filled with a zeolite molecular sieve as an adsorbent, and the adsorption tank A is compressed by a compressor 1 to 4 kg / cm 2 G ( Air pressurized to 3.92 × 10 5 Pa) is introduced via the valve 3 (pressurizing step).
The air is converted into a gas (enriched oxygen gas) having an increased oxygen concentration by adsorbing and removing nitrogen gas by the adsorbent, and is stored in the enriched oxygen gas storage tank C via the valve 9 (adsorption step). Note that, in practice, even in the pressure increasing step, the nitrogen gas in the air is slightly adsorbed and removed by the adsorbent. However, in the present embodiment, the pressure of the adsorption tank A becomes a constant value, and the adsorption and removal of nitrogen is constantly performed. The state in which the process is performed is referred to as an adsorption process. Further, when the adsorption in the adsorption layer A has been completed, the adsorbent is regenerated by depressurizing and desorbing to atmospheric pressure via the valve 4 (regeneration step). For about 10 to 20 seconds at the end of this regeneration step, a part of the concentrated oxygen gas flows back from the gas storage tank C through the valves 10 and 13 to wash the adsorption tank A (washing step).

【0018】以上の4工程が吸着層Aについての1サイ
クルであり、この1サイクルは約50秒〜70秒で行な
われ、このサイクルが繰り返し行なわれる。
The above four steps are one cycle for the adsorption layer A, and this one cycle is performed in about 50 to 70 seconds, and this cycle is repeated.

【0019】一方、吸着槽Bにおいても吸着層Aと同様
に、昇圧工程、吸着工程、再生工程、洗浄工程の4工程
を1サイクルとしてこのサイクルを繰り返し行うことに
より酸素ガスの製造が行なわれる。ただし、PSA酸素
ガス発生装置X全体として連続的に酸素の製造が行なえ
るように吸着層Aでの各工程と吸着層Bでの各工程とは
位相をずらして行なわれる。すなわち、吸着層Aにおい
て昇圧工程、吸着工程が行なわれている段階において
は、吸着層Bにおいては再生工程、洗浄工程が行なわれ
ており、逆に吸着層Aにおいて再生工程、洗浄工程が行
なわれている段階においては、吸着層Bにおいては昇圧
工程、吸着工程が行なわれている。このように、PSA
酸素ガス発生装置Xでは、吸着層Aと吸着層Bとによっ
て交互に酸素ガスを製造することによって、装置X全体
として連続的に酸素ガスを製造することができ、これに
より、反応器14に連続的に酸素ガスを供給することが
できる。なお、効率良く酸素ガスを製造するために、吸
着層を2基備えたPSA酸素ガス発生装置Xでは、昇圧
工程および吸着工程の合計時間と、再生工程および洗浄
工程の合計時間とを略同一時間とすることが好ましい。
On the other hand, in the adsorption tank B, as in the case of the adsorption layer A, the production of oxygen gas is carried out by repeating this cycle with four steps of a pressure increasing step, an adsorption step, a regeneration step and a washing step as one cycle. However, the steps in the adsorption layer A and the steps in the adsorption layer B are performed out of phase so that oxygen can be continuously produced in the entire PSA oxygen gas generator X. That is, in the stage where the pressure increasing step and the adsorption step are performed in the adsorption layer A, the regeneration step and the cleaning step are performed in the adsorption layer B, and conversely, the regeneration step and the cleaning step are performed in the adsorption layer A. At this stage, in the adsorption layer B, the pressure increasing step and the adsorption step are performed. Thus, PSA
In the oxygen gas generator X, by alternately producing oxygen gas by the adsorption layer A and the adsorption layer B, oxygen gas can be continuously produced as a whole of the apparatus X. Oxygen gas can be supplied as desired. In order to efficiently produce oxygen gas, in the PSA oxygen gas generator X having two adsorption layers, the total time of the pressure increasing step and the adsorption step and the total time of the regeneration step and the cleaning step are substantially the same time. It is preferable that

【0020】以上、高圧法によって酸素ガスを製造する
PSA酸素ガス発生装置Xについて説明したが、本発明
の二酸化硫黄の製造装置においては、いわゆる低圧法に
よって酸素ガスを製造するPSA酸素ガス発生装置Xを
採用してもよい。図2に示すように、低圧法によって酸
素ガスを製造するPSA酸素ガス発生装置Xの基本的な
構成は高圧法によるものと略同一である。ただし、低圧
法による再生工程においては、吸着層A,B内の圧力を
強制的に大気圧よりも小さくする必要があるため、再生
工程において吸着層A,B内を減圧する場合にはポンプ
2による動力が利用される。
Although the PSA oxygen gas generator X for producing oxygen gas by the high-pressure method has been described above, the PSA oxygen gas generator X for producing oxygen gas by the so-called low-pressure method in the sulfur dioxide producing apparatus of the present invention. May be adopted. As shown in FIG. 2, the basic configuration of the PSA oxygen gas generator X for producing oxygen gas by the low pressure method is substantially the same as that of the high pressure method. However, in the regeneration step by the low pressure method, it is necessary to forcibly make the pressure in the adsorption layers A and B lower than the atmospheric pressure. Is used.

【0021】ところで、酸素と硫黄とを反応させて二酸
化硫黄を生成する反応器14の中には、硫黄の自然発火
温度すなわち232℃から液状硫黄の沸点である440
℃の温度範囲、好ましくは345℃〜440℃、特に好
ましくは370℃〜430℃に保たれた液状硫黄が保有
されている。また、反応器14には、濃縮酸素ガス溜め
槽Cからの高濃度酸素ガスを液状硫黄中に吹き込むため
の吹込管15が取り付けられている。すなわち、上記吹
込管15は、先端部に複数の吹込孔16が形成されてお
り、基端部が上記濃縮酸素ガス溜め槽Cと接続されてお
り、PSA酸素ガス発生装置Xによって生成された高濃
度酸素ガスが上記反応器14に供給されるように構成さ
れている。
In the reactor 14, which reacts oxygen with sulfur to produce sulfur dioxide, the temperature at which the spontaneous ignition temperature of sulfur, that is, 232.degree.
Liquid sulfur is maintained which is kept in a temperature range of 0 ° C, preferably 345 ° C to 440 ° C, particularly preferably 370 ° C to 430 ° C. Further, a blow pipe 15 for blowing high-concentration oxygen gas from the concentrated oxygen gas storage tank C into liquid sulfur is attached to the reactor 14. That is, the blowing pipe 15 has a plurality of blowing holes 16 formed at a distal end thereof, a base end connected to the concentrated oxygen gas storage tank C, and a high pressure generated by the PSA oxygen gas generator X. Concentrated oxygen gas is configured to be supplied to the reactor 14.

【0022】なお、反応器14へ供給される高濃度酸素
ガスとしては、PSA法により得られたものには限定さ
れず、液体酸素、ボンベ詰酸素などであってもよく、適
宜設計変更可能である。
The high-concentration oxygen gas supplied to the reactor 14 is not limited to that obtained by the PSA method, but may be liquid oxygen, cylinder-filled oxygen, etc., and the design can be changed as appropriate. is there.

【0023】上記PSA酸素ガス発生装置Xから吹込管
15を介して送り込まれる高濃度酸素は、吹込孔16か
ら液状硫黄中に気泡状で吹き込まれ、硫黄と酸素との燃
焼反応によって二酸化硫黄が製造される。本実施形態に
おいては、液状硫黄中に酸素濃度が95容量%以上の高
濃度酸素ガスが供給されるので、NOX を実質的に含ま
ない二酸化硫黄を製造することができる。また、液状硫
黄内部に、しかも気泡状に酸素ガスを供給した場合に
は、供給された酸素ガスの大部分を液状硫黄と反応させ
ることができる。
The high-concentration oxygen fed from the PSA oxygen gas generator X through the blowing pipe 15 is blown into the liquid sulfur from the blowing hole 16 in a bubble form, and sulfur dioxide is produced by a combustion reaction between the sulfur and oxygen. Is done. In this embodiment, since the oxygen concentration in the liquid sulfur is supplied high concentration oxygen gas or 95 vol%, it is possible to produce a sulfur dioxide containing no NO X substantially. Further, when oxygen gas is supplied into the liquid sulfur and in a bubble state, most of the supplied oxygen gas can be reacted with the liquid sulfur.

【0024】また、反応によって消費された硫黄量に相
当する量の硫黄が、自然発火温度(232℃)以下に保
たれた液状硫黄槽17及びポンプ18を備えた液状硫黄
供給装置18Aから供給ノズル19を経由して反応器1
4に補給される。
Further, a supply nozzle corresponding to the amount of sulfur consumed by the reaction is supplied from a liquid sulfur supply device 18A equipped with a liquid sulfur tank 17 and a pump 18 in which a spontaneous ignition temperature (232 ° C.) or less is maintained. Reactor 1 via 19
4 resupplied.

【0025】生成した二酸化硫黄ガスは、反応器14の
上部空間20を通って冷却器21に入る。この冷却器2
1は、図示例ではタテ型多管式熱交換器が使用されてお
り、冷却管22と外套23とを備えている。反応器14
で生成した硫黄蒸気を含む二酸化硫黄ガスは、冷却管2
2に上向きの方向で流れ込み外套23に入っている冷却
媒体で冷却され、含有する硫黄蒸気を液状に凝縮分離し
た後に二酸化硫黄ガス出口24から製品として取り出さ
れる。
The generated sulfur dioxide gas enters the cooler 21 through the upper space 20 of the reactor 14. This cooler 2
In the example shown in FIG. 1, a vertical multi-tube heat exchanger is used, and includes a cooling pipe 22 and a jacket 23. Reactor 14
The sulfur dioxide gas containing sulfur vapor generated in
2 flows in an upward direction, is cooled by a cooling medium contained in a jacket 23, and is condensed and separated into a liquid state of sulfur vapor contained therein, and is then taken out as a product from a sulfur dioxide gas outlet 24.

【0026】一方、冷却器21において凝縮した液状硫
黄は、管壁を自然流下して反応器14の液状硫黄の浴中
に落下する。なお、冷却器21と二酸化硫黄ガス出口2
4間には、液滴の硫黄を分離するためのミスト分離器を
設けてもよい。反応器14にはジャケット25が取り付
けられており、この中を流れる伝熱媒体によって運転開
始時に反応器14の内壁に硫黄が固化して付着するのを
防いだり、補助的に二酸化硫黄の生成による発生熱量の
一部を除去することができるように加熱・冷却してもよ
い。もちろん、冷却器21の構成は、その他にも適宜設
計変更可能である。
On the other hand, the liquid sulfur condensed in the cooler 21 naturally flows down the pipe wall and falls into the liquid sulfur bath of the reactor 14. The cooler 21 and the sulfur dioxide gas outlet 2
Between the four, a mist separator for separating sulfur from the droplets may be provided. The reactor 14 is provided with a jacket 25, which prevents the solidification and adhesion of sulfur to the inner wall of the reactor 14 at the start of the operation by the heat transfer medium flowing through the jacket 25, and also assists the formation of sulfur dioxide. Heating and cooling may be performed so that a part of the generated heat can be removed. Of course, the design of the cooler 21 can be changed as appropriate.

【0027】かくして製造された二酸化硫黄はNOX
実質的に含有しておらず、農業用燻蒸剤、殺虫剤、果物
や野菜の防腐用保存剤、食品加工用の殺菌剤などの高純
度を要求される分野において非常に有用である。
The sulfur dioxide thus produced is substantially free of NO X and has high purity such as agricultural fumigants, insecticides, preservatives for preserving fruits and vegetables, and fungicides for food processing. Very useful in the required fields.

【0028】[0028]

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。しかしながら、本発明の範囲はこれら実施例に
限定されるものではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the scope of the present invention is not limited to these examples.

【0029】[0029]

【実施例1】酸素ガスとしてボンベ詰酸素(酸素濃度9
9.8%)を用い、反応温度をそれぞれ366℃、39
4℃、404℃に保たれた液状硫黄中に酸素ガスを吹込
み、酸素と硫黄の反応を行った。約2リッターの液状硫
黄中の吹込孔の液深が37cmとなるように設計された
容積5リッターの反応器へ1リッター/分の酸素ガスを
吹込み、冷却器の温度を130〜150℃に保って二酸
化硫黄の製造を行った。このようにして得られた二酸化
硫黄純度、生成NOX 濃度、および酸素基準反応率を調
べた結果を表1に示す。ここで、酸素基準反応率とは、
容量を基準として、反応器に供給された酸素のうち、硫
黄と反応した酸素の割合をいう。
Embodiment 1 As oxygen gas, oxygen in a cylinder (oxygen concentration 9
9.8%) and the reaction temperature was 366 ° C. and 39 ° C., respectively.
Oxygen gas was blown into liquid sulfur kept at 4 ° C. and 404 ° C. to cause a reaction between oxygen and sulfur. Oxygen gas is blown at 1 liter / min into a 5-liter reactor designed so that the liquid depth of the injection hole in about 2 liters of liquid sulfur is 37 cm, and the temperature of the cooler is raised to 130 to 150 ° C. The production of sulfur dioxide was carried out. The thus obtained sulfur dioxide purity, produced NO X concentration, and the results of examining the oxygen reference reaction rate shown in Table 1. Here, the oxygen-based reaction rate is
The ratio of oxygen that has reacted with sulfur in the oxygen supplied to the reactor on the basis of the capacity.

【0030】[0030]

【表1】 [Table 1]

【0031】[0031]

【実施例2】酸素ガスとして、PSA法によって得られ
た高濃度酸素を用いた。すなわち、直径80mm,高さ
1200mmの吸着槽2基に各々バイエル社製5A型ゼ
オライトモレキュラーシーブを充填し、吸着槽出口側に
吸着槽と同容量のガス溜め槽を設けた。4.0kg/c
2 G(3.92×105 Pa)の圧力にまで昇圧した
空気を導入し、昇圧工程10秒、吸着工程25秒、再生
工程25秒、洗浄工程10秒の4工程を各吸着槽におけ
る1サイクルとし、このサイクルをそれぞれの吸着槽に
ついて位相をずらせて繰り返し行った。吸着剤の再生は
吸着槽下部の弁を1ケ所開放し、窒素を主成分とする脱
着ガスを大気に放出することによって行った。洗浄工程
は、再生工程の終期に、放圧している吸着槽にガス溜め
槽より濃縮酸素ガスを10秒間逆流させることにより行
った。上記の操作の結果、酸素濃度97.0%の高濃度
酸素が100リッター/時間得られた。
Embodiment 2 As oxygen gas, high-concentration oxygen obtained by a PSA method was used. That is, two adsorption tanks each having a diameter of 80 mm and a height of 1200 mm were each filled with a 5A type zeolite molecular sieve manufactured by Bayer, and a gas storage tank having the same capacity as the adsorption tank was provided on the outlet side of the adsorption tank. 4.0kg / c
Air pressurized to a pressure of m 2 G (3.92 × 10 5 Pa) was introduced, and four steps of a pressurization step of 10 seconds, an adsorption step of 25 seconds, a regeneration step of 25 seconds, and a cleaning step of 10 seconds were performed in each adsorption tank. One cycle was performed, and this cycle was repeated with the phase of each adsorption tank shifted. The regeneration of the adsorbent was carried out by opening one valve at the bottom of the adsorption tank and discharging a desorption gas containing nitrogen as a main component to the atmosphere. The washing step was performed at the end of the regeneration step by causing the concentrated oxygen gas to flow backward from the gas storage tank to the released adsorption tank for 10 seconds. As a result of the above operation, high-concentration oxygen having an oxygen concentration of 97.0% was obtained at 100 liter / hour.

【0032】このようにして得られた酸素ガスを反応温
度が400℃に保たれた液状硫黄中に吹込み、酸素と硫
黄との反応を行った。具体的には、吹込孔の位置が液状
硫黄の液面からの距離(液深)で7cm,22cm,3
7cm,41cmとなるように4段階に変えて容積5リ
ッターの反応器に液状硫黄を充填し、それぞれの場合に
ついて反応器へ1リッター/分で酸素ガスを吹込み、冷
却器の温度を130〜150℃に保って二酸化硫黄の製
造を行った。このようにして得られた二酸化硫黄純度、
生成NOX 濃度、および酸素基準反応率を調べた結果を
表2に示す。
The oxygen gas thus obtained was blown into liquid sulfur maintained at a reaction temperature of 400 ° C. to react oxygen with sulfur. Specifically, the position of the blow hole is 7 cm, 22 cm, 3 cm from the liquid surface of the liquid sulfur (liquid depth).
The reactor was charged with liquid sulfur in a 5-liter capacity reactor in four stages so as to be 7 cm and 41 cm, and in each case, oxygen gas was blown into the reactor at 1 liter / minute, and the temperature of the cooler was set to 130 to The production of sulfur dioxide was carried out at 150 ° C. The sulfur dioxide purity thus obtained,
Table 2 shows the results of examining the generated NO X concentration and the oxygen-based reaction rate.

【0033】[0033]

【表2】 [Table 2]

【0034】[0034]

【比較例1】7%の窒素と93%の酸素を含む酸素ガス
を調製し実施例1において反応温度404℃において二
酸化硫黄の製造を行った。このようにして得られた二酸
化硫黄においては、二酸化硫黄純度、酸素基準反応率は
実施例1と同様であったが、NOX を150ppm含ん
でいた。
Comparative Example 1 An oxygen gas containing 7% of nitrogen and 93% of oxygen was prepared. In Example 1, sulfur dioxide was produced at a reaction temperature of 404 ° C. In the sulfur dioxide obtained in this way, sulfur dioxide purity, the oxygen reference reaction rate was the same as in Example 1, contained 150ppm of NO X.

【0035】[0035]

【発明の効果】自然発火温度範囲内の温度に保たれてい
る液状硫黄中に酸素ガスを吹込んで二酸化硫黄を製造す
る、いわゆる硫黄の液中燃焼法において、窒素を5容量
%より低い濃度で含む酸素ガスを用いた場合、二酸化硫
黄中の不純物であるNOX を実質的に含まない二酸化硫
黄を製造することができる。
According to the so-called submerged combustion method of sulfur, in which oxygen gas is blown into liquid sulfur maintained at a temperature within a spontaneous combustion temperature range, so-called sulfur in liquid combustion, nitrogen is added at a concentration lower than 5% by volume. when using oxygen gas containing, it is possible to produce a sulfur dioxide containing substantially no nO X is an impurity in the sulfur dioxide.

【0036】この場合、酸素ガスとしてPSA法によっ
て得られる酸素濃度95容量%以上の高濃度酸素を用い
ると、工業的に有利に二酸化硫黄を製造することができ
る。
In this case, if high-concentration oxygen having an oxygen concentration of 95% by volume or more obtained by the PSA method is used as oxygen gas, sulfur dioxide can be industrially advantageously produced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る二酸化硫黄の製造装置の一例を表
す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an apparatus for producing sulfur dioxide according to the present invention.

【図2】本発明に係る二酸化硫黄の製造装置のその他の
例を表す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating another example of the sulfur dioxide producing apparatus according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A,B 吸着槽 C 濃縮酸素ガス溜め槽 14 反応器 15 吹込管 17 液状硫黄槽 21 冷却器 A, B adsorption tank C concentrated oxygen gas storage tank 14 reactor 15 blowing pipe 17 liquid sulfur tank 21 cooler

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 濱田 健児 兵庫県加古郡播磨町宮西346番地の1 住 友精化株式会社技術室内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Kenji Hamada 346-1 Miyanishi, Harima-cho, Kako-gun, Hyogo Pref.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 自然発火温度範囲内の温度に保たれてい
る液状硫黄の浴中に、酸素濃度が95容量%以上の酸素
ガスを吹き込んで酸素と硫黄とを反応させることを特徴
とする、二酸化硫黄の製造方法。
1. An oxygen gas having an oxygen concentration of 95% by volume or more is blown into a bath of liquid sulfur maintained at a temperature within a spontaneous ignition temperature range to react oxygen and sulfur. Method for producing sulfur dioxide.
【請求項2】 酸素ガスとして、酸素を含む混合ガスを
原料として圧力振動式吸着法により得られた酸素ガスを
用いる、請求項1に記載の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein an oxygen gas obtained by a pressure vibration adsorption method using a mixed gas containing oxygen as a raw material is used as the oxygen gas.
【請求項3】 上記混合ガスとして、空気が用いられ
る、請求項2に記載の製造方法。
3. The method according to claim 2, wherein air is used as said mixed gas.
【請求項4】 酸素を含む混合ガスを処理して酸素ガス
を生成するための圧力振動式吸着装置と、この圧力振動
式吸着装置によって得られた酸素ガスをその内部に収容
された液状硫黄と反応させて二酸化硫黄を生成するため
の反応器と、を含むことを特徴とする、二酸化硫黄の製
造装置。
4. A pressure vibration type adsorption device for processing a mixed gas containing oxygen to generate oxygen gas, and a liquid sulfur contained in the pressure vibration type adsorption device which is obtained by the pressure vibration type adsorption device. An apparatus for producing sulfur dioxide by reacting the same.
【請求項5】 反応器に収容された液状硫黄中に、圧力
振動式吸着装置によって得られた酸素ガスを吹き込むよ
うに構成されている、請求項4に記載の二酸化硫黄の製
造装置。
5. The sulfur dioxide producing apparatus according to claim 4, wherein the oxygen gas obtained by the pressure vibration adsorption apparatus is blown into the liquid sulfur contained in the reactor.
【請求項6】 反応によって消費された硫黄に相当する
量の硫黄を、反応器に補給するための液状硫黄供給手段
をさらに備える、請求項4または5に記載の二酸化硫黄
の製造装置。
6. The apparatus for producing sulfur dioxide according to claim 4, further comprising a liquid sulfur supply means for replenishing the reactor with an amount of sulfur corresponding to the sulfur consumed by the reaction.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012066962A (en) * 2010-09-22 2012-04-05 Sumitomo Seika Chem Co Ltd Refining method and refining apparatus for sulfur dioxide gas
TWI756068B (en) * 2020-03-09 2022-02-21 日商昭和電工股份有限公司 Sulfur dioxide mixture, method for making the same, and filling container

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