JPS60202715A - ホスフエート吸収剤中へのso↓2吸収の改良方法 - Google Patents

ホスフエート吸収剤中へのso↓2吸収の改良方法

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JPS60202715A
JPS60202715A JP60034690A JP3469085A JPS60202715A JP S60202715 A JPS60202715 A JP S60202715A JP 60034690 A JP60034690 A JP 60034690A JP 3469085 A JP3469085 A JP 3469085A JP S60202715 A JPS60202715 A JP S60202715A
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JP
Japan
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phosphate
absorption
absorbent
molar concentration
value
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JP60034690A
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English (en)
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ローレンス アーノルド スマイルヘイサー
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Stauffer Chemical Co
Original Assignee
Stauffer Chemical Co
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/48Sulfur compounds
    • B01D53/50Sulfur oxides
    • B01D53/501Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound

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  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

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】 〔発明の背景〕 エフ、ジー、シェリフ(F、G、5herif )等に
よる米′国特許第3,911,093号には、水性ホス
フェート吸収剤中でS02とH2Sとを反応させて元素
状硫黄を生成せしめる方法が記載されている。ホスフェ
ート(リン酸塩)緩衝液のモル濃度(molarity
)は0.5〜2.0の範囲であると言われており、例え
ば最大1.5モル濃度である。声範囲は2.5〜5、好
ましくは2.8〜4.5として与えられている。
〔発明の概要〕
意外にも、ホスフェート吸収剤のモル濃度及び声値を、
適切に調整した場合には、約4.5以上の好ましくは4
.5を超えるPl(値において、期待していたよシ高い
SO2を吸収することができることを見い出した。一般
にモル濃度を高くすることによシ、4.5に近いμ値に
おいてSO□吸収作用の増大が見られるが、低モル濃度
では高声値とすることが必要とされる。実際に得られる
SO□吸収量は前記条件に対する計算値より高い。
〔本発明の詳細な説明〕
本発明に係る改良ホスフェート吸収剤プロセスは、S0
2ガスに対してアルカリ金属ホスフェート吸収剤を利用
する。ホスフェート吸収剤は、好ましくは、シェリフ等
の特許に示されているように、Na2HPO4とNaH
2PO4との混合物から成る。吸収温度は約り0℃〜約
95℃の範囲とすることができる。
本発明に従えば、吸収剤の−は約4.5以上、好ましく
は約4.5〜約7.0に保持し、そしてホスフェート吸
収剤+7) モに濃度(molarlty)は、S02
吸収の予期せぬ増大が達成されるように選択する。
たとえば約1.0の低いモル濃度において、PHは高モ
ル濃度(たとえは3.0以上)を用いる場合より幾分高
くする(7’Cとえは約5.5)ことが必要である。前
記高モル濃度値においては幾分低いμ値(たとえば約4
.5付近まで低下せしめた値)においても同様に吸収効
果の増大が認められる。一般に802吸収の最大の増大
は吸収剤のモル濃度が増大し、かつ−が増大した場合に
見られる。更に、SO□吸収剤の最大パーセント増はよ
り稀薄なS02含有ストリームに対して認められる。
S02の吸収液中への吸収によって生じるSO2リッチ
な吸収液は次いでH2Sで処理することによシ硫黄を生
成する。この硫黄は溶液から分離し、そしてS02を含
まない吸収剤液は、米国特許等3.911,093号に
記載されているようにS02吸収ヘリサイクルさせる。
〔実施例〕
以下の実施例によυ本発明を更に詳細に説明するが、本
発明の技術的範囲式れらの実施例に限定するものでない
ことはいうまでもない。
例1 この例は以下の例におけるデータを得るのに用いた一般
的操作について説明する。
用い次装置は、本発明の一部を構成する第1図に示した
通シである。空気及びSO2は流量計にょシ計量し、最
短長管レイボン(TYGON )ブランド〕で接続した
ガスラインを通して供給した。ストップコックはガス流
路を制御するのに用いた。ガスはベント管を通って流し
、ベント管では、側流をライヒ(Reich)テストに
よるS02濃度測定用に採取した。このライヒ(Rei
ch)テストは、既知量の標準沃素溶液を通してスター
チの終点までガスを吸引することから成るものである。
吸収サイクルの間、ガスは、所望のテスト温度に湯浴中
で恒温制御された2個の吸収フラスコを通して流した。
最初のフラスコにはリン酸が含まれ、そして二番目のフ
ラスコには所望の当初PHまで中和されたリン酸が含ま
れていた。両方のフラスコ中の溶液のホスンエートモル
濃度は等しくした。最初のフラスコ(未中和リン酸)の
目的はガス混合物を水和させて、緩衝溶液含有フラスコ
から水(蒸気として)が除去されないようにすることで
ある。ガスビーズを充填した加熱スクラバー(高さ20
.32cm、@径2.546n)はガス流中に同伴され
るおそれのあるリン酸を除去した。両方のフラスコには
開放管スノや一ジャー(gparger )を設けた。
緩衝液中にS02が吸収されて声が徐々に下がるので、
PH変化を監視する為に緩衝溶液中に結合−電極をそう
人した。声が30分間安定な場合には、緩衝液のSO2
による飽和が完了したと推測した。
分析の為のサンプリングの間、so2’の損失ヲ避ける
為に、sO2飽和緩衝液を宮むフラスコを迅速に栓し、
そして室温まで冷却した。そしてピペットを用いてテス
ト用試料をサンプリングした。
ガスストリーム中のS02の分析はライヒテストで実施
した。試験下のガス流のスリップストリームf沃素−r
ンプン溶液(即ち、マグネチックスターラーを備えた1
リツトル容の三角フラスコに入れた水約400〜600
−中の0.IN沃素溶液1〜10−)中にバブリングし
た。沃素−デンプン液の色の消失時点において、沃素−
デンノン溶゛液中を通過したガスの体積を液体を充たし
たビユレット及び水準測定球(試行開始時に予め零にセ
ット)により測定した。以下の式を用いてs02濃度を
計算した。
ビユレット中の空気←/)−(0,0268X!2慎転
V十N IX(m11X12.123) 式中 N、=沃素溶液の規定度 一1=沃素溶液のミリリットル 空気−表示温度22.5℃において脱色の為に沃素溶液
を通過したガスの体積を 示すビユレット中の空気 沃素溶液の適当な体積は以下の通シである。
0、I NI 2 f ガスの体積(ml 、) 80
2(ppm)1.0 400 3000 1.0 150 8000 5.0 120 50,000 10.0 170 70,000 10.0 135 85,000 例2 この例は以下の例で報告するSO□の溶解度の計算値を
いかにして測定したか示す。
S02及び緩衝剤の溶液中の濃度、声、及び亜硫酸及び
緩衝剤酸の解離定数に関する式は式Iとして与える。水
、亜硫酸及びリン酸の解離定数は式[a〜lcとして与
える。溶液中及びガス中のSO□濃度間の関係をヘンリ
ーの定数(式n1.a)と共に弐■とじて与える。
式■ 式中 K、に2= H2SO,の解離定数に、に4に5
== H3PO4の解離定数Kw=水の解離定数 〔〕−モル濃度 弐u a (H2Oの解離定数) 温度範囲:0〜50℃ 参考文献: W’、Stumn、JeJ、Morgan
、AquatIcChsmiatry、P、76 式I[b(亜硫酸の解離定数) In K1 =122.53 3768 20 In 
T’KT’に 1nK2”’1333.4 21.274T’に 温度範囲:O〜ioo℃ 参考文献: S、A、Newman、Thermody
namicsof Aqueous Systema 
withIndustrial AppHcation
s 。
1−979.pp139〜172(AC8Sympos
ium 5eries A 133 )式■c(リン酸
の解離定数) l og K5 =4.8 X 10−”温度範囲二〇
〜60℃ 参考文献: Mellor、Inorganic an
d TheoreticalChemistry、Vo
l 、■、 SupplemsntIII、P、697 弐■ 式11a Kn =−5578,88,76152(1n T ’
 K) + 68−418T’に 温度範囲:0〜ioo℃ 参考文献二弐nbと同じ 例3 65.6℃において1,2及び3モル濃度のホスフェー
ト緩衝液中の802の溶解度を種々の供給ガスについて
測定した。
1 2 3 4 ホスフェートモル濃度 1.0 1.0 1.0 3.
0添加Szos=(gm−) 00 15 0添加SO
4=(gm、) 0 65 65 0空気中ノS02%
 6.91 8.64 7.88 0.87SO2溶解
度(grrVl、) 実測値 10.412.212.0 6.35計算値 
13.315.Oi4.3 7.44実測値/計算値じ
) 78.2 81.3 83.9 85.4終点pH
2,962,902,893,80試行番号 (678 ホスフェートモル濃度 3.0 2.0 2.0 2.
0添、加S2o3−(gm−) 15 0 15 0添
加S04″″(gm、) 65 0. 65 0空気中
の802% −8,105,065,024,9880
2溶解度(gm/1.) 実測値 23.914.815.514.8計算値 2
4.215.615.615.6実測値/計算値(イ)
98.8 94.9 99.4 94.9終点−3,2
23,193,153,16S205−及びF2O3−
I:)添加はsoZ &)??解度に実質的な影響を及
ぼさなかった。S02の実測値と計算値との間の関係は
良好であった。すべての場合に初期−は約4.5であっ
た。
例4 65.6℃におけるS02溶解度に及はすホスフェート
モル濃度の影響を計算し、以下の結果を得た。
空気中の 緩衝剤 S02溶解度 1モル瀬度増大に対
1.0 1.0 4.8 −− 2.0 6.6 38 3.0 8.0 67 5.0 1.0 11.2 −− 2.0 15.5 38 3.0 18.8 68 8.0 1,0 14.3 2.0 19.9 39 3.0 24.1 68 例5 初期PH4,6〜4.73及び温度65.6℃において
SO2溶解度を以下のごとく測定した。
試行番号 ホスフェートモル濃度 5.9 5.0 7.5空気中
のS02チ 0.84 7.24 7.88SO□溶解
度(g+v/l・) 実測値 17.2 35.1 47〜50計算値 9.
2 29.0 37.7 実測値/計算値(至) 187 121 130最終声 実測値 4.13 3.58 3.98計算値 3.8
3 3.38 3.46中リン酸ナトリウムの結晶の存
在は正確な分析を阻害した。
計算値からの正の偏差は初期声値約4.5、即ちモル濃
度5.0及び7.5に対して認められた。最も希釈され
たS02ガス流の場合(試行1)に最大の正の偏差が認
められた。
ム工 初期−約4.5及び温度23.9℃における3000p
pmガス流からのSO□の吸収をモル濃度約1〜5にお
いて以下のごとく測定した。
試行番号 123456 ホスフェートモル濃度 1 2 3 3.5 4 5S
O2溶解度(irq/1.) 実測値 2.55.210.810.918.317.
6計算値 3.54.95.96.46.87.5最終
声 実測値 3.233.563.993.904.064
.21計算値 3.493.643.723.753.
783.82これらのデータは、゛2モル濃度を超える
緩衝剤を用い、そして比較的希釈したガス流を用いた時
(例3で用いたものよp更に希釈したもの)のS02吸
収の計算値からの正の偏差を示す。
例7 約7.78 % so2含有空気供給流について、温度
65.6℃において3モル濃度のホスフェート吸収剤に
関する溶解度データをめた。
初 期 声 ゛吸収so2 (grV/l)試行 室 
温 65.6℃ 実測値 計算値A 6.00 5.8
4 88.0 29.5B 5.50 5.56 64
.8 26.2C5,005,1044,024,7 D 4.50 4.69 23.9 24.2これらの
データは3モル濃度のホスフェート緩衝溶液に関する4
、5を超える2値におけるS02吸収の計算値からの正
の偏差を示す。S02高吸収は高−値において認められ
た。
例8 この例は、3000 ppm 802ガス流を、温度4
8゜8℃及び初期pH6,0において3モル濃度のホス
フェート吸収剤で処理した時得られた結果を示す。計算
及び実際の802吸収量は以下の通りであった。
802 (gm/1 、) 計算値 14.46 実測値 61.5 とれは、初期pH6,0で3モル濃度のホスフェートに
よる比較的希釈されたS02ガス流に関する本発明の使
用例を示す。
例9 この例は種々の条件下における温度約65.6℃におけ
るホスフェート緩衝液中のS02の溶解度を示す。結果
は以下の通シである。
S02吸収 (grrVt、) 1.0 75,000 5.0 12.7 14.25
.5 18.4 14.7 6.0 26.6 16.2 2.0 74,000 5.0 25.3 19.75
.5 35.8. 20.7 6.0 51.2 23.7 3.0 78,000 5.0 44.0 24.75
.5 64.8 26.2 6.0 88.0 29.2 上のデータは数多くの試行から得られりS02吸収の計
算値からの正の偏差を示す。低モル濃度のホスフェート
溶液(たとえば1.0モル濃度)の使用は、高ホスフェ
ートモル濃度を用いる場合に必要である幾分高い声(た
とえば5.5)の使用を示唆する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に従ったホスフェート吸収剤中へのS0
2の吸収工程装置の一態様を示す図でおる。 特許出願人 ストウファー ケミカル カンパニー 特許出願代理人 弁理士青水 朗 弁理士西舘和之 弁理士 石 1) 敬 弁理士 山 口 昭 之 第1 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、アルカリ金属ホスフェートの水溶液を含む吸収液中
    に二酸化硫黄を吸収させる方法において、吸収液の声を
    約4.5以上とし、そしてホスフェート吸収剤のモル濃
    度を、吸収液中の二酸化硫黄の吸収を増大せしめるよう
    な値とすることを特徴とする二酸化硫黄の吸収方法。 2、P)lの範囲が約4.5〜約7.0である特許請求
    の範囲第1項記載の方法。 3、ホスフェートのモル濃度が約1.0又はそれ以上で
    ある特許請求の範囲第1項記載の方法。 4、ホスフェートのモル濃度が約3.0又はそれ以上で
    ある特許請求の範囲−第1項記載の方法。 5、−範囲が約4.5又はそれ以上であシ、そしてホス
    フェートのモル濃度が約3.0又はそれ以上である特許
    請求の範囲第1項記載の方法。 6、FH範囲が約5.5又はそれ以上であシ、そしてホ
    スフェートのモル濃度が約1.0又はそれ以上である特
    許請求の範囲第1項記載の方法。
JP60034690A 1984-02-27 1985-02-25 ホスフエート吸収剤中へのso↓2吸収の改良方法 Pending JPS60202715A (ja)

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US06/584,223 US4519994A (en) 1984-02-27 1984-02-27 Process for absorption of SO2 into phosphate absorbent
US584223 1990-09-18

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NO850773L (no) 1985-08-28
NO160904B (no) 1989-03-06
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