JPS5820302B2 - カツセイタンノサイセイホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は（１）硫黄又は硫黄化合物を吸着した活性炭を
弐Ｍ２ＳＸ（ただし、Ｍはナトリウムまたはカリウムを
示し、Ｘは１≦Ｘ≦２を満足する正数である。

）で表わされる硫化アルカリ（以下単に硫化アルカリと
いうこともある）の水溶液で洗浄抽出することを特徴と
する活性炭の再生方法、ならびに（２）硫黄又は硫黄化
合物を吸着した活性炭を硫化アルカリ水溶液で洗浄抽出
し、抽出液中の多硫化アルカリから硫化アルカリを回収
して上記の抽出に再利用することを特徴とする活性炭の
再生方法に関する。

石油精製、紙パルプ、ビスコースレーヨンなどの化学工
業、食品工業、医薬品工業、ガス化学工業、下水処理場
、尿尿処理場などの工程ガス又は排気ガス中には硫化水
素や有機硫黄化合物（たとえば低級アルキルメルカプタ
ンなど）を含むガスが多く、これらの脱硫に種々の方法
が提案されているがこれらの硫黄化合物は非常に低濃度
でも著しい悪臭を発するため、技術的に又は経済的に除
去困難なものが多い。

活性炭吸着処理は脱臭性能はすぐれているが、廃活性炭
の処理が困難であることから、あるいは経済的な理由か
ら使用済み活性炭の再生再使用をはからねば実用不可能
な場合が多い。

活性炭の再生方法として吸着保持されている硫黄を窒素
などの不活性ガス中で加熱脱離するか、苛性ソーダ水溶
液や二硫化炭素で抽出する方法がある。

しかし前者は４００〜５００℃以上の高温を必要とし、
又苛性ソーダ抽出では再生能力が不十分であり、二硫化
炭素抽出では後処理として二硫化炭素の脱離処理を必要
とするなどの操作が複雑で且つ防災に十分な配慮をはか
る必要があり、いずれも満足しつるものではない。

本発明者らはかへる情勢に鑑み、硫黄又は硫黄化合物を
吸着した活性炭の脱離再生法について種種検討した結果
、洗浄（抽出）液として、硫化アルカリ水溶液を用いる
ことにより、極めて簡単にかつ効率よく活性炭に吸着し
た硫黄又は硫黄化合物を脱離できることを発見し、この
方法が硫黄または硫黄と硫黄化合物を吸着した活性炭の
再生に特に有効であることを見出し、さらに検討を重ね
て本発明を完成した。

即ち本発明は硫化水素やメルカプト類（Ｈ８含有化合物
）などの硫黄化合物の吸着除去に使用した活性炭にはこ
れら硫黄化合物が主として硫黄（硫化水素に由来する）
又はジスルフィド類（メルカプト類に由来する）の形で
吸着保持されており、これらは硫化アルカリによく溶解
又は反応することに着目してなされたものであり、本発
明によれば従来再生困難とされているこれら硫黄又は硫
黄化合物吸着に使用済みの活性炭を極めて簡単な処理で
、水洗などで除去しにくい活性炭上の硫黄化合物を効率
よく除去することにより、再使用可能なまでに再生する
ことができる。

なお、単体硫黄を硫化ナトリウム水溶液に溶解せしめて
次式により多硫化ソーダを製することは公知であるが硫
黄の撥水性のために溶解速度が遅Ｎａ２Ｓ ＋（ｎ−１
） Ｓ−＋Ｎａ２５ｎ ・・””・（１）く、加熱、攪
拌などの接触条件を与える必要がある。

これに対し活性炭に吸着した硫黄は常温でも十分溶解速
度の大きいことが見出された。

また低級アルキルメルカプタンなどのメルカプタン類ノ
除去に使用した活性炭にはジスルフィドの形で吸着され
ており、これはたとえば次式の反応により脱離再生され
る。

Ｒ−８−８−Ｒ＋３Ｎａ ２Ｓ →２Ｒ−８Ｎａ＋Ｎａ
２Ｓ；・（２）この操作により、これらの硫黄又は硫
黄化合物は一般的にＮａ２５ｎ （式中、Ｘ＜ｎ＜６を
満足する正数。

ただしＸは後述。）で示される多硫化アルカリに変化す
る。

本発明方法に従えば、硫黄又は硫黄化合物を吸着した活
性炭と硫化アルカリ水溶液とを接触させて活性炭から硫
黄又は硫黄化合物を除去し、固−液分離することにより
行なわれる。

本発明で用いられる硫化アルカリとしてはたとえばに２
Ｓ２．に２Ｓ、Ｎａ２Ｓ２．Ｎａ２Ｓ などが例示さ
れる。

本発明により再生される活性炭は、粒状又は粉末状の倒
れでもよく、硫化水素の除去などに使用して吸着物が主
として単体硫黄の形で沈積しているものに対して特に有
効である。

これらの硫化アルカリ使用量は活性炭に吸着している硫
黄の量１にｇ当り８モル以上好ましくは約１０モル乃至
３０モル程度である。

通常、再生活性炭１にｇ当り１ないし２０モルを、０．
５ないし１５％（Ｖ／Ｗ）、好ましくは２ないし１０％
の水溶液として使用すればよい。

抽出温度は特に限定されないが、室温で十分である。

活性炭と硫化アルカリ水溶液との接触方法は、たとえば
バッチ式の浸漬法又は充填層流通法、あるいは連続式等
自体公知の何れの方式で行なうこともできる。

硫化アルカリ水溶液と接触し硫黄化合物を脱離した活性
炭は、ついでｐ過又は遠心分離など適当な方法で固−液
分離され、更に所望に応じて水洗、さらに乾燥して硫黄
又は硫黄化合物の除去に再使用される。

水洗は活性炭の細孔内に残存する硫化アルカリ、および
チオ硫酸塩や硫酸塩などの副成分を可及的に完全に溶出
し、以って再生活性炭の吸着性能の向上および着火点の
降下を抑制することを目的とする。

水洗方法は硫化アルカリ抽出と同様の方法で行いうる。

活性炭と分離された硫化アルカリ抽出液はたとえば（１
）式に示すように、多硫化アルカリを主成分とする水溶
液であり、そのま＼または濃縮して硫化染料の合成原料
などに使用することも考えられる。

しかし一般的には、抽出液中には多硫化アルカリの他に
チオ硫酸塩、硫酸塩、メルカプタン類のアルカリ金属塩
などを含有しているため多硫化アルカリとしての利用は
制限され、本発明はこの抽出液の処理方法についても提
案する。

すなわち、第１の提案はこの抽出液を酸化反応に付して
多硫化アルカリを硫酸アルカＩＪ （Ｍ２ＳＯ，）やチ
オ硫酸塩（Ｍ２Ｓ２０３）などと硫黄と水とに転換させ
ることにより行われる。

硫黄は固体硫黄として沈殿するから、これを炉別して種
々工業用材料として使用しうる。

Ｍ２Ｓ ｎ＋４Ｈ２０□→Ｍ２ ｓｏ４＋ （ｎ−１）
Ｓ↓＋４Ｈ２０Ｍ２Ｓｎ＋３Ｈ２０゜−％５２０３＋
（ｎ−２）Ｓ↓＋３Ｈ２０この場合の酸化は自体公知の
手段により行なってよく、酸化剤として具体的にたとえ
ば過酸化水素、空気、オゾン、ハロゲンなどが挙げられ
る。

反応温度は通常約１０°Ｃ〜７０°Ｃ程度であり、酸化
反応ははゾ理論量の硫黄が沈殿するまで行なうのがよい
。

第２の提案は該抽出液から硫化アルカリを回収して硫黄
又は硫黄化合物を吸着した活性炭から硫黄又は硫黄化合
物を除去する洗浄抽出工程に再利用することである。

この回収方法は、該抽出液に鉱酸を作用させて発生する
硫化水素ならびにメルカプタン（通常低級アルキルメル
カプタンで量は少量）をアルカリ金属水酸化物と接触さ
せることにより行なわれる。

Ｍ２Ｓｎ＋２Ｈ＋→２Ｍ＋＋Ｈ２Ｓ↑＋（ｎ−１）ｓ鉱
酸としては、具体的にはたとえば硫酸、塩酸、硝酸など
が挙げられる。

鉱酸を該抽出液に加えると中和反応が起り、鉱酸の量は
、中和反応後の液のｐＨが約５以下、好ましくは約２〜
５程度になるよう開票されるのが好ましい。

中和反応において、硫化水素、メルカプタン類の発生と
共に硫黄の析出が観察される。

析出した硫黄はｐ集などの手段により回収し、種々工業
用材料の原料として使用しうる。

発生する硫化水素（通常少量のメルカプタン類が混入し
ている）はアルカリ金属水酸化物と接触させて上記硫化
アルカリを生成させる。

アルカリ金属水酸化物のアルカリ金属としては上記した
硫化アルカリのアルカリ金属と同じものが好ましい。

アルカリ金属水酸化物は通常その水溶液の状態で使用す
るのが便利である。

アルカリ金属水酸化物の使用量は硫化水素に対して通常
約１モル〜２モル程度で十分であり、Ｎａ５Ｈが副生ず
る場合は、アルカリ金属水酸化物の量を増加させればよ
い。

反応成績体として得られる硫化アルカリの水溶液はその
ま＼、活性炭に吸着した硫黄また硫黄化合物の除去に再
利用される。

かくして、本発明方法に従えば、抽出液を鉱酸により中
和し、遊離する単体硫黄、アルカリの鉱酸塩および硫化
水素に分離してそれぞれを有利に再利用しうる。

本発明の実施の態様を図面に基づいて説明すると次の如
くである。

Ｈ２Ｓおよび硫黄化合物含有ガス１を活性炭吸着塔２に
流通吸着させ、破過に達した時点で吸着塔２′に切りか
える。

吸着後の活性炭塔２には、硫化アルカリ貯槽１８より硫
化アルカリ水溶液を流通し、吸着硫黄る゛よび硫黄化合
物を抽出し、抽出液は抽出液槽３に導かれる。

硫化アルカリ単位量あたりの抽出効率を上げるために抽
出液を吸着塔へ還流し、一定時間後に抽出液槽３に導い
てもよい。

硫化アルカリ抽出液は混合反応器６に導入され、所定濃
度の鉱酸槽７より導入される鉱酸と中和反応する。

硫化アルカリ抽出後の活性炭は４の水により水洗される
。

混合反応器で析出する単体硫黄はアルカリ金属鉱酸塩溶
液と共に沢過機９に送られ分離されるみ硫黄は更に水１
０により水洗し、１１で脱水回収し、泥液はアルカリを
加えて中和し１３より廃棄又は１２で濃縮回収する。

一方混合反応機で発生する硫化水素や少量のメルカプタ
ンなどのガスは８より空気、窒素などのキャリヤーガス
を吹き込み、液相よりスｌ−ＩＪツビングされ、吸収塔
１４に導入され苛性アルカリ水溶液貯槽１６に接触吸収
され、更に活性炭塔１５で完全脱臭され排出される。

吸収液は硫化アルカリ調製槽１７に導入され、更に苛性
アルカリを加えて吸収液中の水硫化アルカリを硫化アル
カリとし、硫化アルカリ貯槽１８に送られ、活性炭の再
生抽出液として使用される。

又所望の場合、５から廃水を排出し、１９から硫化アル
カリを添加する。

次に本発明を実施例により説明する。

実施例 １ し尿処理場のし尿貯留槽発生ガスの脱臭に使用した活性
炭（４〜６メツシユ）２０ｇを表−１に示す条件で硫化
アルカリ水溶液に浸漬し、Ｐ別後１００ｍ１の水で洗浄
、乾燥し、ＪＩＳ、Ｍ−８８１３、燃焼容量法により残
存８分を測定し表−１の結果を得た。

また再生後の試料１０ｍ１の充填層に１％Ｈ２Ｓ。

０．０５％ＮＨ３を含有する空気を温度２５℃、５１ｊ
／ｍ１ｙｉの流速で５時間流通せしめ、残存８分の増Ｕ
ｎ量を求め表−２の結果を得た。

実施例 ２ 実施例１実験番号１の抽出液および水洗液に１０％塩酸
を加えｐＨ４まで中和し、析出する硫黄を戸別１．１０
０ｍ１の水で水洗し、８０°Ｃで乾燥し、５．５２ｇの
硫黄を回収し、又、中和混合液を分析した結果、６．７
１ ｇの硫酸イオンがあった。

また塩酸中和時に発生する硫化水素ガスは、空気１００
ｍ１／―と共に１０％苛性ソーダ水溶液１００ｍ１に流
通吸収せしめた。

吸収液中の硫化ソーダ濃度は９．６８％となった。

実施例１と同じ活性炭１０ｇをこの吸収液５０ｍ１ に
２５℃で５時間浸漬後戸別、水洗、乾燥して、残存８分
を測定した結果、Ｓとして０．１７ｇで、実施例１実験
番号１と同等の抽出再生効果が得られた。

実施例 ３ 実施例１実験番号１の抽出液および水洗液に１２．５％
の過酸化水素水溶液を１４０ｍ１加え、析出する硫黄を
炉別、１００ｍ１の水で洗浄した後８０℃で乾燥し４．
５６ｇの硫黄を回収した。

またｐ液を蒸発乾固して２９．５ｇの硫酸ナトリウムを
回収した。

【図面の簡単な説明】 図面は本発明実施のフローシートの一例を示したもので
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 硫黄または硫黄化合物を吸着した活性炭を弐Ｍ２Ｓ
   Ｘ（ただしＭはナトリウムまたはカリウムを示し、Ｘは
   １≦Ｘ≦２を満足する正数である）で表わされる硫化ア
   ルカリの水溶液で洗浄抽出することを特徴とする活性炭
   の再生方法。 ２ 硫黄または硫黄化合物を吸着した活性炭を式Ｍ２Ｓ
   Ｘ （ただしＭはナトリウムまたはカリウムを示し、Ｘ
   は１≦Ｘ≦２を満足する正数である）で表わされる硫化
   アルカリの水溶液で洗浄抽出し、抽出液中の多硫化アル
   カリから硫化アルカリを回収して上記の洗浄抽出に再利
   用することを特徴とする活性炭の再生方法。