JPS59169907A - 硫黄含有化合物の燃焼によつて得られる二酸化硫黄の一段精製法 - 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】 本発明は硫黄含有化合物の燃焼から生ずる二酸化硫黄含
有プロセスガス流の精製法に関するものである。さらに
具体的には、本発明は精製を単一段階で実施するこの種
の方法に関す″るものである。

従来法 硫酸製造用に多くの方法が開発されてきたが、これらは
すべである触媒の存在下で二酸化硫黄な三酸化硫黄へ接
触酸化し三酸化硫黄を濃硫酸中に吸収させて硫酸をさら
に形成させることを含む。

この接触酸化において用いる二酸化硫黄は硫黄含有供給
原料流の燃焼によって通常形成される。硫黄含有供給原
料流は廃硫酸、元素状硫黄、硫化水素、パイライトある
いはその他の硫化物、あるいは石油精製から誘導される
スラッジ酸、あるいはいずれかの他の相容性硫黄含有物
質、であることができる。二酸化硫黄、水蒸気および酸
素の他に、燃焼プロセス流は二酸化炭素および少世の固
体物質を含む。プロセスガス流を接ブ独的酸化反応にお
いて使用する前には、この流れは冷却せねばならず、そ
して、固形物質と水の両者を除去せねばならない。

熱燃焼プロセスガスを冷却しかつ水と固形汚染物とを除
去するためのいくつかの方法が提唱されてきた。これら
の方法の大部分は多段工程を用いる。例えば、硫酸法に
おける二酸化硫黄含有プロセスガス流を濃硫酸で以て洗
滌して二酸化硫黄を三酸化硫黄へ接触酸化する前に水蒸
気を除去する方法は、米国特許第９４０，５９５　；　
２，０１９，８９３；　２，０２８，７３３　；　２，
０３８，４２９　；および２．１７４，７３９号の各号
に記載されている。もう一つの従来法特許、米国特許第
３，４７５，１２０号はガスを熱交換ｄ中を通過させる
ことによってまず冷却し、次いで水で以て洗滌して随伴
固体粒子を除きかつまたガスを冷却する方法を記載して
いる。硫酸のエアロゾルミストをここにおいて含む冷却
され／洗滌されたガスはある種類の静電的沈澱器あるい
は他の種類のミスト除去器の中に通して酸性のエアロゾ
ルミストを除去する。随伴する液滴をここで含まなくな
ったプロセスガス流は水蒸気を含み、これは二酸化硫黄
成分を三酸化硫黄へ接触的に酸化する前に除かねばなら
ない。水蒸気を除くために、プロセスガス流を重量で７
８％から］００チの硫酸含量の強度をもつ濃硫酸で以て
洗滌する。この濃硫酸は脱水剤として働きプロセスガス
流から水蒸気のすべてを容易に吸収する。

これらの多段階式の従来法精製法は数多くの固有の欠点
をもっている。例えば、これらの方法は時間がかかり、
大きい投資を必要とし大きい人力と維持費を必要とする
。

発明の総括 本発明の方法によれば、一つまたは一つより多くの硫黄
含有物質の燃焼から生成する二酸化硫黄、水および随伴
固形物質から成るプロセスガス流から固体物質と水を除
去するための、改良された一段階法が提供され、この方
法は、 上記プロセスガス流を組成物合計取量を基準にして少く
とも約８５重最多の硫酸から成る硫酸組成物で以て洗滌
し、そして ＩＡ酸ミストと残留固形物質のすへてを上記ガスから除
去する、 ことから成る。

本発明は添付図面によってさらに解説されるが第１図は
本発明の好ましい具体化の模型的線図である。

好ましい具体化の記述 ここで第１図を参照すると、硫黄含有供給原料流１を燃
焼炉２の中へ送る。流れ１は限定するわけでぼないがス
ラッジ酸、パイライト、その他の種類の硫化物鉱、廃硫
酸、あるいは硫化水素のような任意の適当な硫黄含有物
質から成り立っていてよい。温度要請を満たすために追
加の燃料を必要とするかもしれない。燃焼および酸化の
酸素流３をブロワ−４と流れ５を経て比較的上昇した圧
力において炉２の中へ入り、主体のプロセスガス流をプ
ロセスの装置単位を通して循環させる所要の圧力駆動力
を提供する。系は流れ２６中に位置するブロワ−で以て
マイナス条件下で操作してよい。燃焼反応は昇温下にお
いて流れ１と流れ５との間で炉２の中でおこり、二酸化
硫黄と過剰遊離酸素並びに窒素および水蒸気を含む高温
プロセスガス流６０発生をもたらす。流れ６は通常はま
た流れ１から誘導される随伴固体粒子も含み、流れ６は
また、流れ１が石油精製から誘導されるスラッジ酸のよ
うな炭素質物質を含む場合の二酸化炭素、および廃硫酸
も含む。石油精製からのスラッジ酸を流れ１として利用
するときにはたいていの場合に、混合されたスランジ酸
供給原料は７０チから９５係の硫酸、３チから２１チの
水、および２係から２０係の炭化水素を含む。パイライ
トを硫黄含有供給原料流１として用いる場合には、装置
２はトレーあるいは流動床の装置のような慣用タイプの
パイライト燃焼装置から成り、固体のパイライト燃焼灰
を除去する補助的手段を備えられている。

流れ６は高い昇温下で生成されるが、この温度は流れ１
の特定の組成に依存する。なぜならば、装置２の中の最
適温度条件は流れ１の性質と燃焼特性に依存するからで
ある。たいていの場合には、流れ６は約２００℃から約
１２００℃の温度において生成される。廃硫酸が選択さ
れた硫黄含有物質である場合の本発明の好ましい具体化
においては、約９２７℃から約１２００℃の範囲の温度
が用いられる。その高温のために、流れ６は通常は装置
２を出るときにはじめに冷却され、その後、流れ６をス
チームボイラー６（ａ）のような補助的廃熱回収設備の
中に通過させることによってさらに処理される。

燃焼および冷却後、二酸化硫黄、窒素、水、二酸化炭素
、および少量の随伴固形物質の混合物である熱プロセス
ガスを配管γを経て洗気基８の中へ供給する。一般的に
は、塔８は例えば分溜基あるいは単純蒸留塔のような気
−液接触を可能にするいずれかの慣用的装置であること
ができる。

第１図から見ることができるように、塔８は基本的には
細長い構造体であり、その内的部分は硫酸と熱工程ガス
の間の接触を可能にするものである。

これらの内的部分はプロセス条件下で不活性である材料
で構成される。このような不活性材料の例はガラス、セ
ラミ、ツクス、フルオロカーボン、などである。塔８は
その下部にプロセスガス入口９を含み、これは配管７を
経てプロセスガス流６と熱交換装置６（ａ）とを流体的
に連ぐものであり、そして、塔はそれから洗滌されたガ
スを排出するためにその頂部においてガス出口１０を含
む。塔８はまた気−液接触促進装置を含む塔の中間部分
において気−液接触領域１１を含む。この種の接触促進
用の慣用的手段がどれでも使用できる。例えば、領域１
１は例えばファイバーガラス、ガラス棒、ピード、球、
環またはサドル、ステンレススチール削り屑、セラミッ
ク片、などのようなバンキングを含んでいてもよい。同
様′に、領域１１は格子、多孔板、バブルキャップ板、
あるいはこの種の接触促進用の他の適当装置を含んでも
よい。

塔８はまた硫酸流１４を領域１１の中へ装填するために
領域１１の上方の塔８０頂部で硫酸人口１２を含み、そ
して、ガスから除去される水および固体物質を含む酸を
排出するために底部に散出口１３を含む。

塔８の操作において、プロセスガス流を塔８の中へ配管
７とプロセスガス入口９によって導入する。一般には、
ガスの温度は約１５０℃から約４００℃である。本発明
の好ましい具体化においては、ガスの温度は約２００℃
から約３４０℃であり、特に好ましい具体化においては
、約２６０℃から約３２０°Ｃである。もし塔を比較的
低い温度、すなわち約１５０℃以下、で操作する場合に
は、塔８から排出される洗滌されたガスはより多くの硫
酸ミストな含み、そのミスト粒子の粒径は塔８をより高
温で操作するときよりも小さい。ミストが小さいほどそ
して多く含むほどミスト除去段階を複雑にする。第１図
に描く本発明の好ましい具体化においては、プロセスガ
スは領域１１中を上向きに通過して、配管１４と酸入口
１２によって塔８の中ヘスプレーされあるいは分散され
あるいは導入された濃硫酸と向流接触するに至る。

本発明の好ましい具体化においては、その誤硫酸は酸の
舎利重量を基準にして少くとも約８５係の硫酸含量をも
ち、そして特に好ましい具体化においては、硫酸含量は
同じ基準で少くとも約９０重最多である。これらの特に
好ましい具体化のなかで、最も好ましいのは硫酸の重量
嗟が少くとも約９５である具体化である。向流式接触は
効率向上の故に好ましいけれども、ガスと硫酸とのその
他の接触方式を用いることができることは認めるべきで
ある。上向きに流れるガスと下向きに流れる酸が接触す
るとき、酸はガス中の水蒸気を吸収しかつ随伴固体物質
のいくらかを除去する。酸はまたガスから熱のいくらか
を除去する。随伴固体物質と水を含む温まった稀釈砒酸
は塔８の底に集まり酸出口１３と流れ１５によって塔８
の底からとり出される。硫酸貯槽１６からの補給ａ硫酸
を流れ１５へ配管１７によって添加して塔８中での水吸
収に基づく流１５の稀釈された強度を補償する。

必要ならば、追加の補給用酸を配管１６（ａ）を経て貯
槽１６へ供給することができる。得られる組合わせた硫
酸流１８は流れ１５に比べて硫酸濃度が増し、酸稀釈に
基づく熱発生を補゛償するよう冷却した後には、塔８の
中でさらにガス洗滌するのに適している。流れ１８は冷
却用コイル１９中を通過させ、このコイルは冷却水流２
０またはその他の適尚な冷却媒体によって冷却され、こ
れらの媒体はコイル１９ヘスプレーされるかあるいはコ
イルの外で循環される。コイル１９中の酸の冷却はコイ
ル１９の外に周辺空気を循工裏させることによって達成
してもよく、この場合には、コイル１９は外部フィンを
とりつげられることが好まし゛い。

さらにまた、ガス流１８はランキン（Ｒａｎｋｉｎ　）
サイクルによって冷却されていてもよい。冷却後、硫酸
は配管１４とポンプ２１によって循環され、工程は繰返
され、・あるいは配管２１（ａ）たよって系から取出す
ごどができ〕る。コイル１９とポンプ２１はフローの中
で相互に交換することができる。：／’ｆ　ｅｌし、乾
燥し、洗滌したガスはガス出口によって塔８の上部から
排出される。このガスは随伴硫酸ミストを含んでもよぐ
、これはその後の工程の前に除かねばならない。このミ
ストはいくつかの工程、ζおいてきわめて５鷹なもので
あり、なぜならばプロセス設備の腐蝕をひきおこすから
であり、そしてさらに、′大気へ排出する場合には、こ
のミストは重大な空気汚染問題をもたらす′。ミスト除
去のために、ガスは配管２２によってミスト除去器２５
へ送られる。除去器２５はフィルター床またはメンシー
、°２３を含んでいる。ガス流が上向きに装置２５中を
流れるときに、液状ミストの滴はパッド２３にぶつかり
、その結果、ガス流から硫酸の随伴滴が除去される。集
められた酸は除去器２５から流２４によってとり出され
、ガス洗滌塔８の操作において使用するために貯槽１６
へ送られる。さらにはまた、ガス流は静電的沈降器中を
通過させて随伴する滴とミストを除き、あるいはいくつ
かの種類の凝集手段中に通過させてミストおよび固体粒
子の径を増大させベンチ−ＩＪ−スクラバーまたは同等
の設備で以てそれらを除去ずろ。

の物質はミスト除去装置の部品を汚染してミスト除去段
階の効率を妨げる。従って、本発明の好ましい具体化に
おいては、この伺着物質を除くいくつかの手段、例えば
消捌（系（ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ　　ｓｙｓｔｅｍ　）
が用いられる。

ミスト除去器２１の出１］２５かＩ−）す１出されろ、
プロセスガスは配管２Ｇを経て、慣用的方法によって二
酸化硫黄の三酸化硫黄への接触酸化、三酸化硫黄の硫酸
へのその後の転化、あるいはＳＯ２ガス流を必要とする
他のプロセス、のための装置へ送ることができる。この
ような方法の例は米国特許第３，４３２，２６３　、３
，４７５，１２０　；　４，２１３゜９５８　；４，０
８８，７４２号およびそれらの中に引用される文献の中
に記載されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好ましい具体化の模型的線図である。 １　：硫黄含有原料流 ２：燃焼炉 ３：酸素流 ６（ａ）：熱交換装置 ８：洗気基 １１：気液接触領域 １４：硫酸流 １６：硫酸貯槽 １９：　冷却用コイル ２１：　　ミスト除去器 ２３：パン　ド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （＋１　一種又はそれ以上の硫黄含有物質の燃焼によっ
   て得られる二酸化硫黄、水および随伴固体物質を含むプ
   ロセス流から固体物質と水を除去する一段階精製法であ
   って； このプロセスガス流を組成物合計重量を基準として少く
   とも約８５重量係の硫酸を含む硫酸組成物で洗滌し、引
   続き、 この洗滌した流を硫酸ミスト除去装置に供給する、 ことから成るＥ′ｎ製法。 （２）」−記紺成物が少くとも約９０重量係の硫酸な含
   む、ｌＩケ許請求の範囲第１項に記載の方法・（３）上
   記組成物が少くとも約９５重量係の硫酸を含む、特許請
   求の範囲第２項に記載の方法。 （４）上記組成物が少くとも約９８重蚤チの硫酸を含む
   、特許請求の範囲 （５）上記洗滌工程が上記硫酸組成物を上記プロセスガ
   ス流と自流式に接触させることから成る、特許請求の範
   囲第１項に記載の方法。 （６）上記接触を気一液接触促進用装置をもつ蒸溜塔の
   中で実施する、特許１清求の範囲第５項に記載の方法。 （力　上記の接触が、 上記プロセスガス流を上記塔の下部の中へ気一液接触促
   進用の上記装置の下方の点において導入し； 上記硫酸組成物を上記塔のＬ部の中へ気一欣接触促進用
   の上記装置の上方の点において導入し。 そして、 上記の流と上記組成物とを自流方式で、上記工程ガス流
   が上記装置中を上向きに流れかつ上記組成物が上記装置
   中を下向きに流れるときに、接触させる； ことから成る、特許請求の範囲第６項に記載の方法。 （８）上記のミスト除去装置が一つまたは一つより多く
   のミスト除去要素、並びに該要素に付着しているサブミ
   クロンの固体物質を除去する物質除去装置を含む、特許
   請求の範囲第１項に記載の方法。 （９）′　　上記の物質除去装置が上記要素に水または
   硫酸を注ぐ装置から成る、特許請求の範囲第８項に記載
   の方法。