JPS61133124A - Method of removing gas impurity from mixed gas flow - Google Patents

Method of removing gas impurity from mixed gas flow

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JPS61133124A
JPS61133124A JP59253955A JP25395584A JPS61133124A JP S61133124 A JPS61133124 A JP S61133124A JP 59253955 A JP59253955 A JP 59253955A JP 25395584 A JP25395584 A JP 25395584A JP S61133124 A JPS61133124 A JP S61133124A
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Japan
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oxygen
hydrogen sulfide
temperature
gas stream
gas
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セオドア・エイ・ジエンス
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Messer LLC
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BOC Group Inc
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Publication date
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    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/20Capture or disposal of greenhouse gases of methane

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は硫化水素ガスの酸化、及び、硫化水素酸素、二
酸化炭素、−酸化炭素、硫黄、水素、水蒸気、メタ/そ
の他の炭化水素ガスのうち1つ又は2つを含有するガス
流から、硫化水素その他のガス(例えば二酸化炭素)を
除去するための酸化反応固体の使用法に関する。 高温酸化触媒の存在下又は不在下で、硫化水素のような
被酸化性不純物を、単独で又は他のガスの存在下で除去
することは、今まで広く研究の対象となってきた。すな
わち、環境上の理由及び他の、理由により、このような
混合ガス流の浄化が望ましいためである。 ガムン/とエルキ/ズ(Gamson and Elk
ins)ケミカル エンジニアリ/グ プログレス、4
9゜203−15 (b953))  が論じているよ
うに、ガス流から硫化水素を除去するために最も広く用
いられている産業的処理法は、クラウス法である。 このクラウス法は、いくつかの改変や改良を経て進歩し
てきたが、基本にある化学反応は変わっていない。クラ
ウス法の総括的結果は次のように硫化水素の硫黄への転
換である。 H2S+1/20□−H20+5ulfur(Vl (
b1ガムソ/他がケミカル エ/ジニアリング プログ
レス、49,203(b953)  中に述べているよ
うに、[硫黄Ml (以後単にrs(V)jとよぶ)と
いう用語は蒸気の状態にある硫黄の元素形態間に存在す
る複合的な平衡の意味である。 反応(b1を全体としてみれば実は2つの反応が組み合
わさったものである。第1の反応では、硫化水素の1が
触媒なしのガス相燃焼で酸化されて二酸化硫黄となる。 1/3 H2S + 1/20□−1/3 H2O+ 
1/3 So。(2)反応(2)の生成物を、硫化水素
の残りの旦と共に約200〜400℃で、ボーキサイト
又はアルミナの触媒床上で反応させる。 2/3 H2S + 1/3 So□ →2/3H20
+ミ■(3)該触媒床は硫黄の凝縮を防ぐのに充分な高
温に保たねばならない。すなわち、クラウス法では低温
では、触媒毒作用のような問題が生じるからである。そ
の1方では、この反応は、温度が低い方がよシ熱力学的
に有利になるため、反応(3)を出来るだけ低い温度で
行う方が望ましい。 反応(b1により硫化水素を硫黄へと直接酸化し、これ
により反応(3)により課される熱力学的制限をうけな
いようにする試みがなされてきた。この方法の1例をベ
アー(Baehr)他(米国特許第2200529号)
が開示している。この特許の趣旨は、化学量論的量の酸
素の存在下で外部の力を受けない火炎中で大量の硫化水
素を直接硫黄に転換する方法を開示することである。 ガムンン(米国特許第2594149号)は極めて高温
下では反応(b)が主要な反応になると述べている。こ
の特許には約1300℃以上の温度で約75%の収率で
硫化水素を直接硫黄に転化した後に、残留酸素と硫黄生
成物との反I;5による二酸化硫黄の形成を最少限にお
さえるため、生成ガスを急速冷却する方法が開示されて
いる。ガムソ/は更に硫化水素の酸化は触媒の不在下で
は約500℃以下の温度では、実用的な速度で進行しな
いとみられることを開示している。この特許は本発明の
開示する種類の触媒を用いた低温転換を開示するもので
はない。 グレーケルによる。オイル ア/l−#  ガス ジャ
ーナルVO1,57,76−79(b959)記載の論
文には、約200〜800℃の温度でボーキサイトの存
在下、硫化水素を直接酸化して硫黄を生成する方法が開
示されている。グレーケルは低い空間速度では、低温が
好ましいと述べ、反応(3)の進行を推論している。グ
レーケルは更に空間速度が高くなると1反応(3)はそ
れほど重要でなくなることを示唆している。 ト/プン/の特許(米国特許第1922872号)には
、約225〜275℃の温度下、ボーキサイト触媒上で
酸素の存在下、硫化水素を硫黄へと酸化する方法が開示
されている。トンプソンの触媒は約60%のアルミナと
少量の酸化第二鉄。 二酸化チタン、及びシリカを含有する。トンプソンの開
示する方法において、低温が好ましいということは、反
応(3)が支配的であることを示唆していると思われる
。しかし、彼の報告する温度下ではこの触媒は、硫黄蒸
気を集める傾向を有するため、触媒毒作用が生じる。 ハース(Haas) (米国特許第4171347号)
には、約120〜230℃の温度で、非アルカリ性キャ
リヤー上で酸素及び酸化バナジウム触媒の存在下で硫化
水素を硫黄へと直接転換する方法が開示されている。こ
の酸化バナジウム触媒は該硫化水素の一部を二酸化硫黄
に転換するものと思われる。この二酸化硫黄生成物は例
えば反応(3)により、同じ触媒床で未反応の硫化水素
と反応し、硫黄を生成するものと考えられる。 スコツ) (Scott)  の特許(米国特許第41
64544号)には、高温還元ガスを脱硫剤と接触させ
て脱硫し、使用ずみの脱硫剤を再生し、次に、この再生
脱硫剤を再使用する循環法が開示されている。スコツト
の開示する所では、酸化マンガンと酸化アルミニウムと
の反応生成物から成る焼結多孔質にレット床を脱硫剤と
して使用する。該脱硫剤の再生は、kレット床を酸化気
体雰囲気と接触させて行う。スコツト法はS02のみを
形成する結果におけると考えられるので、処理方法によ
り異なシはするが殆んど又は全くSC2が形成されない
本発明は対照的である。スコツトの特許においては、床
の温度を脱硫及び再生工法のいずれにおいても約500
〜1300℃に保つ。 スコツトは多孔質にレットを描写するのに「反応生成物
」という用語を用いているが、この用語は酸化マンガン
と酸化アルミニウムとの間の化学反応を指すわけではな
いとみられる。むしろ、この用語は酸化マンガンと酸化
アルミニウムとをよく混合しこの混合物をはレットに形
成し、これを加熱して焼結することにより作った生成物
を示していると考えられる。 ボアー(Goar)が、オイル アントゝ ガス ジャ
ーナル84.86(b971,)で論じているようK、
「海綿鉄」法では硫化水素が酸化第二鉄と反応して硫化
第二鉄を形成する。硫化第二鉄の床は空気酸化陀よυ酸
化第二鉄へと再転換されうるが、該床は最終的には硫黄
固体で飽和してしまうため、取シ替えなければならない
。「海綿鉄」法は通常、床の取り替えの経済面から、低
濃度の硫化水素を含有するガスの処理に限られる。更に
この方法により除去される硫黄は通常失なわれてしまう
。すなわち、酸化鉄の廃床を再生するのは困難なたぬ通
常この廃床を廃棄するからである。 酸化亜鉛はしばしば、低濃度の硫化水素を含有する混合
ガス流から、硫化水素を除去するために使用される。(
「アノモニア」第■部、 A、 V、スラツク及ヒG、
R0ジエームズ、マーセル デツカ−インコーポレーテ
イツト、ニューヨーク。 1974年 338頁)この出願は海綿鉄性に関する出
願に類似している。硫化亜鉛生成物は容易に再生できな
いため1通常、1回の使用で廃棄される。 「ウニイス(Welss)(米国特許第1971168
号)には一般式M (HMnO3) 2及びM (Mn
Oa )で表される酸化触媒の作成法が開示されている
。すなわち、前記一般式において、記号Mは7ノガンと
化合して該触媒を形成しうる様々な金属の1つを表す。 これらの酸亜マンガン酸塩と呼ばれる金属は。 −酸化炭素を酸化して二酸化炭素にするために有用であ
ることが示された。このウニイス特許には。 混合ガス流から一酸化炭素以外の不純物を除去すること
は一切開示していない。 ハーツケ(Haacke)の米国特許第3914389
号には、自動車の排気ガスシステムにおける一酸化炭素
から二酸化炭素への転換の酸化触媒として、一般式La
Gu o、s Mn o、503  を有する化合物が
開示されている。 レメイカ他(Remeika et am)の米国特許
第4001371号には、NOx汚染物質の、N20、
N2 及び酸素といった物質への転換を触媒する一般式
La o、s K o、2Mn03の触媒が開示されて
いる。この触媒もまた一酸化炭素の二酸化炭素への酸化
反応のような反応の促進に有用であると言われている。 レイメカ特許に開示された各触媒は少なくとも1つの希
土類元素、即ちLa%Pr及びNaの成分としての存在
を必要とする。 前記の記述又は開示のいずれも、混合ガスから硫化水素
及び二酸化炭素等の不純物を除去するために反応性固体
を用いる本発明の方法を開示してはいない。 本発明は硫化水素のようなガスを酸化し、硫化水素、酸
素、二酸化炭素、−酸化炭素、硫黄、水素、水蒸気、メ
タンその他の炭化水素ガスのうち1つ以上を含有するガ
ス流から硫化水素、二酸化炭素、硫黄その他のガスを除
去するために用いられうる酸化反応性固体の使用に関す
る。 後により詳しく論するように、本発明によれば混合ガス
流に含有される硫化水素を酸化し、主として硫黄と水と
を生成する酸化反応性固体を使用する。該固体はまた、
混合ガス流から二酸化炭素を除去するために用いてよい
。 この開示をなすために、該酸化反応性固体を一般に、l
”D−M−0」と呼ぶが、この式において、Dはカリウ
ム、ナトリウム、リチウム、カルシウム、及びマグネシ
ウムからなるアルカリ金属及びアルカリ土類金属から選
ばれる。Mはマンガン。 銅、鉄、チタン及び周期表のvB群(バナジウムから始
まる)、VIB群(クロムから始まる)、■B群(マン
ガンから始まる)、1群及び18群から成る群から選ば
れる。0は酸素を表す。 本発明において、該D−M−0反応性固体中の酸素の1
部が硫化水素ガスと容易に反応して生成物として硫黄及
び水のみを生成することがわかった。この酸素は以下に
「活性酸素」と呼ぶが、該D−M−0反応性固体中に容
易に導入されうる。 「本発明中に用いられる活性酸素を含有する酸化反応性
固体は、活性酸素を含有しない遷移金属酸化物とは異な
るメカニズムによって反応する。 これら遷移金属酸化物は硫化水素と反応して硫黄元素で
はなく硫黄化合物を形成する。本発明の酸化反応性固体
はその活性酸素含有量に応じた量の硫黄元素を生成する
。このような固体を該活性酸素成分がゼロとなった後に
硫化水素ガスと接触させた場合、硫黄元素ではなく硫黄
化合物が形成される。 本発明中に用いられる酸化反応性固体の有用かつ有利な
特性は、これらが酸素と容易に反応し、これにより該活
性酸素成分を補充することである。 本発明は触媒法で等温的に又は循環二段法で使用してよ
い。触媒法では、硫化水素、二酸化炭素、−酸化炭素、
その他を含有するガス流を、硫化水素を硫黄へと転換す
るのに必要なほぼ化学量論的量の酸素の存在下で、該酸
化反応性固体を含有する床上を1通す。床の温度は約5
00℃〜約700℃の間に保つ。下限温度は硫黄蒸気が
気体相のままを保つ最低温度により定まる。硫黄蒸気が
反応性固体又は反応帯内で凝結する場合、硫黄酸化物の
形成量が増えている可能性が高い。前記温度の範囲内で
、二酸化硫黄の形成は最少限でありかつ、約80%の硫
化水素から硫黄への転換を達成することができる。 すでに述べたように1本発明の方法は更に二段循環法で
行うこともできる。第一工程では、硫化水素、−酸化炭
素、二酸化炭素その他のガスを含有するガス流を、酸化
反応性固体を含有する床の上を通す。この工程では、該
固体はガス流中の硫化水素と直接に反応して、硫黄元素
を形成する。 第二工程では、酸化反応性固体を再生するが、この再生
に充分な時間と温度で該反応性固体上に大気圧以上の圧
力下で空気又は0□を流すことにより、活性酸素を再び
該固体中に含有させる。この二段法は操り返して行うこ
とができ、床はその反応性をほぼ失なうことなく何度で
も、再生1反応させることができる。 該D−M−0化合物は可逆反応により二酸化炭素を除去
する能力を示す。この性質は、前記のように二段循環法
に使用された場合、混合ガス流から二酸化炭素を部分的
に除去する原因となる。 よって、本発明の目的は、はぼ化学量論的量の酸素を用
いて、酸化反応性固体の存在下1次の反応により硫化水
素の硫黄への直接酸化反応を促進することである。 H2S+ 1/20□−HzO+5(V1本発明の更な
る目的は触媒反応又は直接化学反応のいずれかによプ、
前記の反応を促進することである。 本発明の更なる目的はガス流からCO2、H2S、及び
Sといったガスを除去することである。 本発明の更なる目的は、酸化反応性固体床を混合ガス流
と接触させた後、該酸化反応性固体を再生してなる方法
を用いて該ガス流から硫化水素を除去することである。 すなわちこの方法は、該反応性固体の反応性をほとんど
失うことなく、何度となく行うことができる。 本発明の更なる目的は、混合ガス流から二酸化炭素を除
去する方法において該反応性固体を使用することである
。 本発明の更なる目的はガス流の浄化、特に前記ガス流か
ら硫化水素と二酸化炭素とを除去するために、経済的に
使用することのできる方法を提供することである。 本発明の前記及び他の目的及び利点を1図面及び下記に
記載する本発明の詳細な説明を参照しつつ、明らかにす
る。 第1図は本発明の方法を試験するだめに用いた装置の略
図である。 第2図はH2Sの2つの異なる初圧下での純粋H2Sと
該に−Mn−0化合物との反応速度を示したグラフであ
る。 第3図は、典型的な熱サイクルのグラフであり、該熱サ
イクルの様々な特徴を示す。 第4図は二段循環法における。該に−Mn−0化合物に
よる。H2Sの転換率を示す図である。 第5図はに−Mn−0化合物の触媒的性質と反応性質と
を示すグラフである。 第6図は、様々な酸素−硫化水素の容量比率下、及び、
様々な温度下での該に−Mn−0化合物による硫化水素
の転換率及び、二酸化硫黄の形成率を示すグラフである
。 第7図は該触媒法で該に−Mn−〇化合物を用いて行っ
た3%のH2Sを含有する混合ガスからのH2S除去と
So2形成との温度依存率を示すグラフである。 第8図は触媒法で該に−Mn−0化合物を用いて様々な
温度下で行なった5%H2Sを含有する混合ガスからの
H2S転換率とS02形成率とを示すグラフである。 第9図は、触媒法で該に−Mn−0化合物を用いて行な
った様々な空間速度下におけるH2S転換率とS02形
成率とを示すグラフである。 第10図は触媒法において該に−Mn−0化合物を用い
てH2S圧を変えて行なったH2S除去率とSO□形成
率とを示すグラフである。 第11図は該に−Mn−0化合物による様々な圧力下で
の純粋CO□の除去率を示すグラフである。 第12図は暴露時間の関数として表した該に−Mn−〇
化合物による硫化水素の転換率を示すグラフである。 第13図は゛、酸素の圧力と該に−Mn−0化合物床の
酸化再生温度との関数としての硫化水素から二酸化硫黄
への転換率を示すグラフである。 本発明は通常石炭の燃焼のガス副産物中に見出される硫
化水素や二酸化炭素等のガス不純物の除去に有用なり−
M−0酸化反応注固体の使用を開示するものである。 該D−M−0固体形式においては、例えばMnのような
、M成分が高い正の原子価を有する該D−M−0固体の
先駆物質を、不活性雰囲気下で加熱して高温にする。こ
のような場合、該M成分は還元されてその正の原子価が
低下する。別法では、強アルカリ溶液中で該M成分の硝
酸塩を反応させて、該D−M−0のM成分を酸化するこ
とによりその正の原子価をよシ高くする。これらの方法
のいずれによっても酸化反応性固体を有効に生成できる
。 前記方法のいずれにおいても生成したD−M−0固体は
低密度である。これらの低密度固体は使用後、ガス流に
対する抵抗性を発展させる傾向がある。この傾向を軽減
するために、該反応性固体をRレット状に形成し、本発
明の方法を行なう際には、このにレット形状を用いるこ
とが好ましい。 別法として、以下に述べるように、該D −M−0固体
を、少量のアルミナと充分に混合した後ににレット状に
形成して作成してもよい。このようなはレットはアルミ
ナを用いずに作成したRレットと較べて、物理的強度に
すぐれ、しかも低いアルカリ度を示す。 該D−M−0固体の使用に関する本発明の方法は一般に
、石炭の燃焼時に形成される。ガス流を含むH2Sを含
有するガス流から硫化水素を除去する方法と言ってよい
。この方法では、硫化水素を硫黄に転換する。すなわち
、硫黄元素の段階で終止する酸化反応であるため、硫黄
酸化物は形成されない。 該D−M−0反応性固体はたやすく再酸化されるので、
連続的な循環法で基生することができる。 本発明の方法においてD−M−0固体を用いる場合に起
こる一般的化学反応は次のように表すことができる。D
−M−0反応回置体は還元され、硫化水素は酸化されて
次のように、硫黄蒸気を形成する。 D−M−ox+7 ” YH2S→D−M−Ox+ Y
H20+ YS(Vl (4)続いて、還元されたD−
M−0固体を酸素と接触させることによfiD−M−0
反応性固体を再生させる。 D−M−Ox+Y/20□−D−M−OX+y(51酸
素は該反応性固体中にと9入れられると、次の所望の反
応において活性となる。
The present invention relates to the oxidation of hydrogen sulfide gas and the oxidation of sulfide gas from a gas stream containing one or two of hydrogen sulfide oxygen, carbon dioxide, carbon oxide, sulfur, hydrogen, water vapor, meta/other hydrocarbon gases. The present invention relates to the use of oxidizing reaction solids to remove hydrogen and other gases, such as carbon dioxide. The removal of oxidizable impurities, such as hydrogen sulfide, alone or in the presence of other gases, in the presence or absence of high temperature oxidation catalysts has been the subject of extensive research. This is because purification of such mixed gas streams is desirable for environmental and other reasons. Gamson and Elk
ins) Chemical Engineering/G Progress, 4
9°203-15 (b953)), the most widely used industrial process for removing hydrogen sulfide from gas streams is the Claus process. The Claus method has evolved through several modifications and improvements, but the underlying chemical reaction remains the same. The overall result of the Claus process is the conversion of hydrogen sulfide to sulfur as follows. H2S+1/20□-H20+5ulfur(Vl (
As stated by B1 Gamso/et al. in Chemical Engineering/Gineering Progress, 49, 203 (b953), the term sulfur Ml (hereinafter simply referred to as rs(V)j) refers to sulfur in the vapor state. It refers to the complex equilibrium that exists between elemental forms. If we look at the reaction (b1) as a whole, it is actually a combination of two reactions. In the first reaction, hydrogen sulfide 1 is oxidized to sulfur dioxide by gas-phase combustion without a catalyst. 1/3 H2S + 1/20□-1/3 H2O+
1/3 So. (2) The product of reaction (2) is reacted with the remaining hydrogen sulfide at about 200-400°C over a bauxite or alumina catalyst bed. 2/3 H2S + 1/3 So□ →2/3H20
(3) The catalyst bed must be kept at a high enough temperature to prevent sulfur condensation. That is, in the Claus method, problems such as catalyst poisoning occur at low temperatures. On the one hand, since this reaction is thermodynamically more advantageous at lower temperatures, it is desirable to carry out reaction (3) at as low a temperature as possible. Attempts have been made to oxidize hydrogen sulfide directly to sulfur by reaction (b1), thereby avoiding the thermodynamic limitations imposed by reaction (3). An example of this method is given by Baehr. Others (US Patent No. 2200529)
has disclosed. The gist of this patent is to disclose a method for converting large quantities of hydrogen sulfide directly to sulfur in the presence of stoichiometric amounts of oxygen and in a flame without external forces. Gammun (US Pat. No. 2,594,149) states that at extremely high temperatures reaction (b) becomes the dominant reaction. This patent describes the direct conversion of hydrogen sulfide to sulfur in a yield of about 75% at temperatures above about 1300°C, followed by minimizing the formation of sulfur dioxide due to the reaction between residual oxygen and sulfur products. Therefore, a method for rapidly cooling the generated gas has been disclosed. Gamso/ further discloses that oxidation of hydrogen sulfide does not appear to proceed at a practical rate at temperatures below about 500° C. in the absence of a catalyst. This patent does not disclose low temperature conversion using catalysts of the type disclosed in this invention. by Grekel. The paper published in Oil A/L-# Gas Journal VO1, 57, 76-79 (b959) describes a method of directly oxidizing hydrogen sulfide to produce sulfur in the presence of bauxite at a temperature of about 200 to 800°C. Disclosed. Grekel states that at low space velocities, low temperatures are preferred and infers the progress of reaction (3). Grekel further suggests that reaction 1 (3) becomes less important as the space velocity increases. The To/Pun/ patent (US Pat. No. 1,922,872) discloses a method for oxidizing hydrogen sulfide to sulfur in the presence of oxygen over a bauxite catalyst at temperatures of about 225-275°C. Thompson's catalyst is about 60% alumina and a small amount of ferric oxide. Contains titanium dioxide and silica. In the method disclosed by Thompson, the preference for low temperatures seems to suggest that reaction (3) is dominant. However, at the temperatures he reports, this catalyst has a tendency to collect sulfur vapors, resulting in catalyst poisoning. Haas (U.S. Patent No. 4,171,347)
discloses a process for the direct conversion of hydrogen sulfide to sulfur in the presence of oxygen and a vanadium oxide catalyst on a non-alkaline carrier at temperatures of about 120-230°C. The vanadium oxide catalyst is believed to convert some of the hydrogen sulfide to sulfur dioxide. It is believed that this sulfur dioxide product reacts with unreacted hydrogen sulfide in the same catalyst bed, for example by reaction (3), to produce sulfur. Scott's patent (U.S. Patent No. 41)
No. 64544) discloses a circulation method in which a high-temperature reducing gas is brought into contact with a desulfurization agent to desulfurize it, the used desulfurization agent is regenerated, and then the regenerated desulfurization agent is reused. Scott discloses the use of a sintered porous let bed consisting of the reaction product of manganese oxide and aluminum oxide as a desulfurization agent. The desulfurization agent is regenerated by contacting the k-let bed with an oxidizing gas atmosphere. The SCOTT method is considered to result in the formation of only S02, which is in contrast to the present invention, in which little or no SC2 is formed, although this may vary depending on the processing method. Scottoto's patent states that the bed temperature is approximately 500% for both desulfurization and regeneration methods.
Keep at ~1300°C. Scott uses the term ``reaction product'' to describe the porous rhet, but this term does not appear to refer to the chemical reaction between manganese oxide and aluminum oxide. Rather, the term is believed to refer to a product made by thoroughly mixing manganese oxide and aluminum oxide, forming the mixture into pellets, and heating and sintering the mixture. K, as discussed by Goar in Oil Ant Gas Journal 84.86 (b971,).
In the "sponge iron" process, hydrogen sulfide reacts with ferric oxide to form ferric sulfide. Beds of ferric sulfide can be reconverted to ferric oxide via air oxidation, but the beds eventually become saturated with sulfur solids and must be replaced. The "sponge iron" process is usually limited to the treatment of gases containing low concentrations of hydrogen sulfide due to the economics of bed replacement. Furthermore, the sulfur removed by this method is usually lost. That is, it is difficult to regenerate a waste iron oxide bed because the waste bed is normally discarded. Zinc oxide is often used to remove hydrogen sulfide from mixed gas streams containing low concentrations of hydrogen sulfide. (
"Anomonia" Part ■, A, V, Slack and Hi G,
R0 James, Marcel Detzker Incorporated, New York. (1974, p. 338) This application is similar to the sponge iron application. Zinc sulfide products are not easily recyclable and are typically discarded after one use. “Welss (U.S. Patent No. 1971168)
) has the general formula M (HMnO3) 2 and M (Mn
A method for making an oxidation catalyst represented by Oa) is disclosed. That is, in the above general formula, the symbol M represents one of various metals that can be combined with bustard to form the catalyst. These metal acids are called manganites. - Shown to be useful for oxidizing carbon oxide to carbon dioxide. In this Uniis patent. There is no disclosure of removing impurities other than carbon monoxide from a mixed gas stream. Haacke US Pat. No. 3,914,389
The issue describes the use of the general formula La as an oxidation catalyst for the conversion of carbon monoxide to carbon dioxide in automobile exhaust gas systems.
Compounds having Gu o, s Mno, 503 are disclosed. Remeika et al., U.S. Pat. No. 4,001,371, discloses that NOx pollutants,
Catalysts of the general formula La o, s K o, 2Mn03 are disclosed that catalyze the conversion of substances such as N2 and oxygen. This catalyst is also said to be useful in promoting reactions such as the oxidation of carbon monoxide to carbon dioxide. Each of the catalysts disclosed in the Raymeca patent requires the presence as a component of at least one rare earth element, namely La%Pr and Na. None of the foregoing descriptions or disclosures disclose the present method of using reactive solids to remove impurities such as hydrogen sulfide and carbon dioxide from a gas mixture. The present invention oxidizes a gas such as hydrogen sulfide and extracts hydrogen sulfide from a gas stream containing one or more of hydrogen sulfide, oxygen, carbon dioxide, carbon oxide, sulfur, hydrogen, water vapor, methane, and other hydrocarbon gases. , relates to the use of oxidizing reactive solids that can be used to remove carbon dioxide, sulfur and other gases. As discussed in more detail below, the present invention utilizes an oxidizing reactive solid that oxidizes hydrogen sulfide contained in a mixed gas stream to produce primarily sulfur and water. The solid also has
It may be used to remove carbon dioxide from a mixed gas stream. To make this disclosure, the oxidation-reactive solid is generally l
In this formula, D is selected from alkali metals and alkaline earth metals consisting of potassium, sodium, lithium, calcium, and magnesium. M is manganese. Copper, iron, titanium, and selected from the group consisting of group vB (starting with vanadium), group VIB (starting with chromium), group ■B (starting with manganese), group 1, and group 18 of the periodic table. 0 represents oxygen. In the present invention, 1 of the oxygen in the D-M-0 reactive solid
was found to react easily with hydrogen sulfide gas to produce only sulfur and water as products. This oxygen, hereinafter referred to as "active oxygen", can be easily introduced into the DM-0 reactive solid. "The oxidation-reactive solids containing active oxygen used in the present invention react by a different mechanism than transition metal oxides that do not contain active oxygen. These transition metal oxides react with hydrogen sulfide and react with elemental sulfur. The oxidation-reactive solid of the present invention produces elemental sulfur in an amount corresponding to its active oxygen content.After the active oxygen component has been reduced to zero, such a solid is mixed with hydrogen sulfide gas. When contacted, sulfur compounds rather than elemental sulfur are formed. A useful and advantageous property of the oxidation-reactive solids used in the present invention is that they readily react with oxygen, thereby depleting the active oxygen component. The invention may be used in a catalytic process isothermally or in a cyclic two-stage process. In a catalytic process, hydrogen sulfide, carbon dioxide, carbon oxide,
A gas stream containing the other is passed over the bed containing the oxidation-reactive solids in the presence of approximately stoichiometric amounts of oxygen necessary to convert hydrogen sulfide to sulfur. The temperature of the floor is about 5
Maintain between 00°C and about 700°C. The lower temperature limit is determined by the lowest temperature at which sulfur vapor remains in the gas phase. If sulfur vapor condenses within the reactive solids or reaction zone, there is likely to be increased formation of sulfur oxides. Within said temperature range, the formation of sulfur dioxide is minimal and a conversion of about 80% hydrogen sulfide to sulfur can be achieved. As already mentioned, the process according to the invention can also be carried out in a two-stage circulation process. In the first step, a gas stream containing hydrogen sulfide, carbon oxide, carbon dioxide, and other gases is passed over a bed containing oxidation-reactive solids. In this step, the solid reacts directly with hydrogen sulfide in the gas stream to form elemental sulfur. In the second step, the oxidation-reactive solid is regenerated, and the active oxygen is regenerated by flowing air or 0□ over the reactive solid at a pressure higher than atmospheric pressure for a time and temperature sufficient for this regeneration. Contain in a solid. This two-step process can be repeated and the bed can be regenerated many times without losing much of its reactivity. The D-M-0 compound exhibits the ability to remove carbon dioxide through a reversible reaction. This property causes partial removal of carbon dioxide from the mixed gas stream when used in a double circulation process as described above. It is therefore an object of the present invention to promote the direct oxidation reaction of hydrogen sulfide to sulfur in a first order reaction using nearly stoichiometric amounts of oxygen in the presence of an oxidation-reactive solid. H2S+ 1/20□-HzO+5 (V1 A further object of the present invention is to
The purpose is to promote the above reaction. A further object of the invention is to remove gases such as CO2, H2S, and S from a gas stream. It is a further object of the present invention to remove hydrogen sulfide from a gas stream using a method comprising contacting a bed of oxidation-reactive solids with a mixed gas stream and then regenerating the oxidation-reactive solids. That is, this method can be carried out many times without substantially losing the reactivity of the reactive solid. A further object of the invention is the use of said reactive solid in a method for removing carbon dioxide from a mixed gas stream. A further object of the invention is to provide a process that can be used economically for purifying gas streams, in particular for removing hydrogen sulphide and carbon dioxide from said gas streams. These and other objects and advantages of the present invention will become apparent with reference to the drawings and detailed description of the invention provided below. FIG. 1 is a schematic diagram of the apparatus used to test the method of the invention. FIG. 2 is a graph showing the reaction rate of pure H2S and the --Mn-0 compound under two different initial pressures of H2S. FIG. 3 is a graph of a typical thermal cycle showing various characteristics of the thermal cycle. Figure 4 shows the two-stage circulation method. Particularly by -Mn-0 compounds. It is a figure showing the conversion rate of H2S. FIG. 5 is a graph showing the catalytic properties and reaction properties of the Ni-Mn-0 compound. FIG. 6 shows various oxygen-hydrogen sulfide volume ratios and
1 is a graph showing the conversion rate of hydrogen sulfide and the rate of formation of sulfur dioxide by the -Mn-0 compound under various temperatures. FIG. 7 is a graph showing the temperature dependence of H2S removal from a mixed gas containing 3% H2S and So2 formation carried out using the -Mn-0 compound in the catalytic method. FIG. 8 is a graph showing the H2S conversion rate and the S02 formation rate from a mixed gas containing 5% H2S conducted in a catalytic method using a -Mn-0 compound at various temperatures. FIG. 9 is a graph showing the H2S conversion rate and the S02 formation rate under various space velocities performed using the -Mn-0 compound in a catalytic method. FIG. 10 is a graph showing the H2S removal rate and SO□ formation rate in a catalytic method using a -Mn-0 compound and varying the H2S pressure. FIG. 11 is a graph showing the removal rate of pure CO□ under various pressures by the -Mn-0 compound. FIG. 12 is a graph showing the conversion of hydrogen sulfide by the -Mn-0 compound as a function of exposure time. FIG. 13 is a graph showing the conversion of hydrogen sulfide to sulfur dioxide as a function of oxygen pressure and oxidative regeneration temperature of the -Mn-0 compound bed. The present invention is useful for removing gaseous impurities such as hydrogen sulfide and carbon dioxide commonly found in the gaseous by-products of coal combustion.
This disclosure discloses the use of M-0 oxidation reaction mixture. In the D-M-0 solid form, a precursor of the D-M-0 solid in which the M component has a high positive valence, such as Mn, is heated to an elevated temperature under an inert atmosphere. . In such a case, the M component is reduced and its positive valence is reduced. Alternatively, the M component of the DM-0 is oxidized to a higher positive valence by reacting the M component nitrate in a strongly alkaline solution. Oxidation-reactive solids can be effectively produced by any of these methods. The D-M-0 solid produced by any of the above methods has a low density. These low density solids tend to develop resistance to gas flow after use. In order to reduce this tendency, it is preferable to form the reactive solid into an R-let shape and use this R-let shape when carrying out the method of the present invention. Alternatively, the D-M-0 solid may be formed into pellets after thorough mixing with a small amount of alumina, as described below. Such a ret has superior physical strength and exhibits lower alkalinity than an R-ret prepared without using alumina. The methods of the present invention relating to the use of the D-M-0 solids are generally formed during the combustion of coal. It may be referred to as a method for removing hydrogen sulfide from a gas stream containing H2S, including a gas stream. In this method, hydrogen sulfide is converted to sulfur. That is, since the oxidation reaction ends at the stage of elemental sulfur, no sulfur oxide is formed. Since the D-M-0 reactive solid is easily reoxidized,
It can be grown in a continuous circulation manner. The general chemical reaction that occurs when using D-M-0 solids in the method of the invention can be expressed as follows. D
The -M-0 reaction mass is reduced and the hydrogen sulfide is oxidized to form sulfur vapor as follows. D-M-ox+7 ” YH2S→DM-Ox+ Y
H20+ YS(Vl (4) followed by reduced D-
fiD-M-0 by contacting the M-0 solid with oxygen
Regenerate reactive solids. D-M-Ox+Y/20□-D-M-OX+y (51 Once oxygen is introduced into the reactive solid, it becomes active in the next desired reaction.

〔0〕+H2S−+H20+5(v)(6)式中(0)
は反応(5)により該反応性固体中に固定された活性酸
素を示す。よって反応(6)は反応(4)と反応(5)
とに続く最終反応である。 本発明を実施する2つの方法は、第1図を参照すると最
もよく理解できる。触媒法では、供給ガス(例えば、H
2,CO及びCO□の入ったタック10と、H2Sの入
ったタック12とから供給される)をガス マニホール
)”14内で混合する。更に供給ガスは硫化水素、酸素
、窒素又はヘリウム或いはアルボ/のような不活性ガス
から成ってもよい。硫化水素の酸素に対する比率はほぼ
反応(b)の化学量論を満足させるに必要な量に調節す
る。 次に該混合物を反応器16中に通し、この反応器を約3
00〜700℃の温度に加熱する。反応器内に流入する
ガスの空間速度は約100〜10000hr−’の範囲
とする。反応器16内でガスは本発明の、好ましぐはに
レット状の該D−M−0反応性固体の1つからなる床(
図示せず)と接触する。 D−M−0反応曲固体は、下記に更に詳しく述べるが、
二酸化硫黄の形成は最少限でありながら。 硫化水素と酸素との該混合物を急激に硫黄へと転換する
。硫黄蒸気を含有する流出ガスは反応器16から流出し
て硫黄トラップ18内で凝縮する。 次に残りのガスを含有する流出ガスはガスコレクター2
2内に収集され、ガスクロマトグラフ24による分析を
受ける。次に過剰ガスは換気孔28を通って放出されて
よい。これらの条件下で凝縮しやすい、水蒸気などのガ
スは凝縮液コレクター20内で除去される。 本発明の二段法では、供給ガスはヘリウム又はアルゴン
のような担体ガス中に又は、二酸化炭素。 窒素、水素、水蒸気及び−酸化炭素のうち1つ以上を含
有する混合ガス中に存在する硫化水素からナル。この供
給ガスをガスマニホールド14に流入させ、ここで混合
した後、反応器16へと移す。 硫化水素が反応性D−M−〇固体と反応した後。 第1工程で形成された硫黄蒸気を全て反応器16から排
出するために充分な時間1反応器を不活性ガスでフラッ
シュし、該排出した蒸気は気化させ硫黄トラップ18内
で捕捉する。続いて、約280〜600℃の温度下で、
夕7り26から反応器16へと酸素又は空気を流して1
本発明の反応性固体を再活性化する。 本発明を完全に理解するために、一連の実施例を示す。 しかし、これらの実施例及び本発明の方法で、D−M−
0固体の示す有利な性質を理解するために、まずD−M
−0固体を用いる場合におこると考えられる化学反応メ
カニズムをまとめる必要がある。このために、カリウム
、マノガ/及び酸素を含有する反Z!固体(以下「K−
Mn−OJとよぶ)を特に参照する。実験データに基〈
と、次のメカニズムがおこると考えられるのである。 よって、これらのメカニズムは、制限的な意味で示すの
ではない。 K−Mn−0化合物とH2Sとの反応では、K−Mn−
0化合物が還元され、硫化水素は酸化されて次のように
硫黄元素を形成する。 KMnOx+7+YH2S−4KMnOx+YH20+
YS(7)次にに−Mn−0化合物は1次の化合物を含
有する床の上で02 を含有する空気流又は純粋02に
より酸化され、再生される。 KMnO+ Y/20 □−+KMnOx+、   (
8)最終反応は次の通シである。 Y H2S + Y (す→Y H2O+ YS M 
   (91この反応順序は、酸素
[0]+H2S-+H20+5(v)(6) (0)
represents active oxygen fixed in the reactive solid by reaction (5). Therefore, reaction (6) is reaction (4) and reaction (5)
This is the final reaction following. Two ways of implementing the invention are best understood with reference to FIG. In catalytic methods, a feed gas (e.g. H
2, CO and CO□ (supplied from tack 10 and H2S from tack 12) are mixed in a gas manifold (14).Furthermore, the supplied gas is hydrogen sulfide, oxygen, nitrogen, helium, or arbor. The ratio of hydrogen sulfide to oxygen is adjusted approximately to the amount necessary to satisfy the stoichiometry of reaction (b). The mixture is then placed in the reactor 16. The reactor was heated to approx.
Heat to a temperature of 00-700°C. The space velocity of the gas entering the reactor is in the range of about 100 to 10,000 hr-'. In the reactor 16 the gas is supplied with a bed (
(not shown). The D-M-0 reaction bent solid is described in more detail below, but
While the formation of sulfur dioxide is minimal. The mixture of hydrogen sulfide and oxygen is rapidly converted to sulfur. Effluent gas containing sulfur vapor exits reactor 16 and condenses in sulfur trap 18 . Next, the effluent gas containing the remaining gas is collected at the gas collector 2.
2 and subjected to analysis by gas chromatograph 24. Excess gas may then be vented through ventilation holes 28. Gases such as water vapor that tend to condense under these conditions are removed in the condensate collector 20. In the two-stage process of the invention, the feed gas is in a carrier gas such as helium or argon, or carbon dioxide. Hydrogen sulfide present in a gas mixture containing one or more of nitrogen, hydrogen, water vapor and -carbon oxides. The feed gas flows into gas manifold 14 where it is mixed before being transferred to reactor 16. After the hydrogen sulfide reacts with the reactive D-M-〇 solids. One reactor is flushed with an inert gas for a sufficient period of time to vent all sulfur vapors formed in the first step from reactor 16, which vaporizes and is captured in sulfur trap 18. Subsequently, at a temperature of about 280 to 600°C,
Oxygen or air is flowed into the reactor 16 from 26 in the evening.
Reactivate the reactive solids of the invention. In order to provide a thorough understanding of the invention, a series of examples is presented. However, in these examples and the method of the present invention, D-M-
In order to understand the advantageous properties exhibited by 0 solids, first D-M
It is necessary to summarize the chemical reaction mechanisms that are thought to occur when -0 solids are used. For this purpose, anti-Z! containing potassium, manoga/and oxygen is used. Solid (hereinafter referred to as “K-
Mn-OJ). Based on experimental data〈
The following mechanism is thought to occur. Therefore, these mechanisms are not meant in a limiting sense. In the reaction between K-Mn-0 compound and H2S, K-Mn-
0 compound is reduced and hydrogen sulfide is oxidized to form elemental sulfur as follows. KMnOx+7+YH2S-4KMnOx+YH20+
YS(7) The -Mn-0 compound is then oxidized and regenerated with an air stream containing 02 or pure 02 over the bed containing the primary compound. KMnO+ Y/20 □-+KMnOx+, (
8) The final reaction is as follows. Y H2S + Y (S→Y H2O+ YS M
(91 This reaction order is

〔0〕の存在下で、
該反応性固体が、H2Sと触媒反応して、硫黄元素と水
とを形成することを示唆する。 本発明の方法における。カリウム、マンガン及び酸素を
含有する反応性固体の生成法及び、このようにして生成
した固体の使用法は次の実施例に記載する。 〔実施例1〕 K−Mn−0反芯性固体は次のように生成する。丁なわ
ち、KMnO41グラムモル(b58Ji’)を水平環
状炉内の管の中央に置いた大きなボート内に置く。 アルゴン流をゆつくシと管内を通過させる。約30分後
、管内の温度は600℃である。この時点で、管をアル
ボッ雰囲気下で室温に冷却する。 131.8gの重さの大量の生成物(嵩容量180CC
)が得られる。重量の損失は全て酸素によるものとして
、生成物の組成はKMnO2,4と計算される。 本明細書に記載した方法で生成したに−Mn−0化合物
は、約0.6J/CCという低い嵩密度を有するぼろぼ
ろした粉体であり、長期にわたり使用すると、焼結し、
ガス流に対する抵抗を有するようになる傾向がある。 この粉体形状を変えて、密度を増し、焼結を防ぐことが
できる。この粉体生成物(31)を直径1インチ(2,
54cWL)の円筒形ダイの中に装填し。 厚さが0.1インチ(0,25an)以下のディスクに
圧縮する(使用圧力約1ooo〜2000°ボンド(4
54ゆ〜9oskl?))圧縮した物質の密度は約31
1/CCに近い。このディスクを150℃で30分間空
気中でベーキングして脆化し、不規則な形状の小片にす
る。第1図に示す反応器16内の、これらのはレット床
の嵩密度は約0.9.li’/CCでちる。 〔実施例■〕 アルミナを含有するに−Mn−0化合物生成の別法は次
の通りである。すなわち、1モル(b58,9)のKM
nO4を、1.5Jの温湯に尋解する。硝酸アルミニウ
ム溶液(0,11の温湯に0.03七ル)を第1の溶液
に加える。この混合溶液を乾燥し、固体のケークを形成
し、アルボ/雰囲気下で30分間600℃に加熱する。 アルミナ成分は約2重量%と計算される。この生成物を
粉砕して微細な粉体とし、3/16インチ×1イノテ(
約0.48cWLX2.54crn)のディスクに圧縮
する。このディスクを150℃で30分間空気中でベー
キングして脆化し、小片北側る。K−Mn−0化合物は
このようにして生成することにより、こわれたシ焼結し
にくくなり、アルカリ度が増す。 〔実施例■〕 K−Mn−0化合物のH2Sに対する酸化能力を立証す
るために、次のような実験を行なった。実施例1に示す
ように生成し、実施例■に示すように約80サイクル二
酸化炭素と反応させたに−Mn−0化合物を第1図の反
応器16に装入する。 第1図に示す反応器を300℃に加熱し、−気圧下でア
ルゴンでフラッシュし、H2Sで3.7気圧に加圧する
。第2図の曲線Aに示すように、H2Sの圧力は急激に
減少するが、これは、 I(2Sがガス流から除去され
ていることを示す。流出ガス中には硫黄と水蒸気とが観
察される。 次に約300℃でに−Mn−0化合物を再酸化するに必
要な時間、床を空気と接触させる。床温度が約20℃急
激に上昇することで、再酸化がなされていることが示さ
れる。 再酸化ののち、床を再び、初fE4.3気圧で。 H2Sと接触させる。再びH2Sの圧力は第2図の曲線
Bに示すように急激に下降するが、これにより更に、ガ
ス流からH2Sが除外されていることが立証される。こ
の反応の間約1=厚さの均一な緑色化合物が圧縮したに
−Mn−0ベレットの表面に形成されるが、これは二価
のマンガ/−硫黄物質を示す。K−Mn−0化合物が、
その活性酸素成分を超過する量のH2Sに暴露された場
合、K−Mn−0化合物は還元され緑色のマ/ガン−硫
黄物質を形成するとみられる。 〔実施例■〕 本発明の方法では混合ガス流から稀釈されたH2Sを除
去する二段循環法でに−Mn−0化合物が用いられるが
、この方法を第3図を参照しつつ説明する。第3図に示
すサイクルは比較的低温(約280〜300℃)でH2
Sを除去する部分(第3図、a−b)と、比較的高温(
500〜600℃)で床を再酸化−再生する部分(第3
図c−d)とから成る。H2Sを含有するガスを床と接
触させる前後に、アルゴンを装置に通すことにより、硫
化水素ガス又は硫黄蒸気生成物が床の再酸化に用いる空
気流と混合するのを防ぐ。空気流はサイクルの加熱部分
及び冷却部分の間中通してもよく、ピーク温度(第3図
、p)の附近で短時間だけ導入してもよい。酸化速度は
約500℃以上でのみ。 速くなるため、ピーク酸化温度が重要な要素となる。 第3図の点a−cにおける全流出ガスをガスコレクター
22内に収集しガスクロマトグラフ24(第1図)によ
り分析した。この収集法によりガス容量の正確な測定が
できると共に、ガスを十分に混合することで、分析用の
均一な試料を得ることができる。未酸化工程(第3図、
c−d)からの流出ガスは反応器を出た時点で硫黄又は
硫黄化合物を一切含有しない。 第3図のサイクルに従って使用するに−Mn−0化合物
による。約24容量%CO□、約73容量チN2.及び
約3容量%H2Sを含有する混合ガス流からのH2S除
去率をティクル数の関数として第4図に示す。蒸気は全
体の約10容量チまで添加した実施例1の方法により生
成したばかりのに−Mn−〇はレットのH2S除去に対
する高活性は、第4図の最初の40サイクルにおける硫
化水素から硫黄への約90〜100%の転換率に反映す
る。(実験中、SO2は全くみられない)。実験の進行
につれて(40−80サイクル)、H2Sの除去率が低
下する(導入したH2Sの約50チ)。これは545℃
というピーク酸化温度で床がたやすく再酸化する能力を
失ったことの反映である。82?イクルテ流入カスカ、
約24%Co2.10910.63%H2及び約3 %
 H2Sを含有する混合ガスと入れかわる時も同じよう
な除去率である。流出ガス中にH2Sを検知する能力の
限度内で、H2Sは第4図のサイクル120−185で
40℃ピーク温度を上昇させて585℃にすることで定
量的に除去される。 最初の120サイクルでは、約20〜40%のCO2が
除去される。しかし、サイクルが進むにつれて、除去さ
れるCO2の量は連続的に減少し、遂には、実験の総わ
シ(サイクル185)には、除去量は流出Co2の約5
%以下である。 同じように流入ガス流がCOを含有するガス流に変わっ
てまもなく(サイクル82 ) GoからCO2への酸
化が若干起きた。再ひ、実験の総わシ(サイクル185
)までには、COの酸化量は流入COの5%以下に減少
していた。 〔実施例Vン 実施例1に示すように生成されたに−Mn−0反応性化
合物は、硫化水素から硫黄への転換における、試薬及び
触媒として作用する。この活性は第5図に示すが、次に
説明する通シである。 反応器16内に置いたに−Mn−0化合物床(65、L
o、5グラムモル)で50サイクルの実験を行なった。 各サイクルは50 psigの02 中でに−Mn−0
固体を610℃に加熱した後、0□圧を1気圧に減圧し
て該に−Mn−0固体を300’Cに冷却してなる。こ
の酸化処理はに−Mn−0の「活性」酸素成分を増加さ
せると考えられる。 H2S (3,4%)、0□(b%)及びHe (95
,6% )を混合し、300℃で反応性酸化固体と接触
させ。 流出ガスクロマトグラフィーで分析する。流出ガス中に
は02は発見されない。 第5図の曲線Cに示すように、実験の最初の5分間は、
H2Sは全て除去される(流出ガスの分析により確めら
れた)が、実験が進むにつれて、流出ガス中のH2S量
が増える。150分では、流出ガス中のH2Sは約1,
5容量チで横ばいになる。この横ばい状態は、に−Mn
−0化合物が主として触媒として反応している、はぼ定
常状態の反応を示すものである。定常状態では、H2S
の約1.9容量チがH2Sと0゜とのに−Mn−0触媒
反応により転換されている。よって、第5図に示すよう
に、H2Sの転換は「活性」酸素(領域A、第5図)と
の反応及び触媒反応(領域B、第5図)によりおころ。 実験中、流出ガス中のSO□は0.09〜0.17容量
チ、の範囲で変化したが、平均は約0.12容量チであ
った。この数値は、流入02はH2S転換により生成す
る硫黄と反応するよシも急激に、K−Mn−〇化合物と
反応するという結論を支える。よってこの床と酸素との
反応は、更に硫化水素から硫黄へ転換するための活性酸
素を再び取り入れて。 K−Mn−0反応性固体を再生するとみられる。酸素ガ
スかに−Mn−0化合物及び硫黄と反応する比率は実施
例■に説明するように、通常供給ガス中の0□対H2S
が約0.3:1の比率である。 〔実施例■〕 K−Mn −0化合物解媒による、硫化水素転換率及び
二酸化硫黄形成率の変化は次に示す通りである。 K−Mn−0化合物(401)を300’Cで160C
C/分ノ流量テ0□対H23カ0.35〜0.65 :
 1の容量比で02 を含有する不活性ヘリウム担体中
<7) 3 % H2Sと接触させる。流出ガスをガス
クロマトグラフィーにより分析する。流出ガス中には0
2は検知されなかった。第6図に示すように、0□対H
2Sの比率が前記の比率以上に増大するにつれ。 流出ガス中に検知されたH2Sの量は約1.2%から約
0.35%へと減少する。言い換えればガス流から除去
されたH2Sの量は約1.8%から約2.65%へと増
加した。加えて、02対H2Sの比率が前記比率以上に
増大するにつれ、流出ガス中に検知されるS02の量は
、約0.1%から約0.6%へと増大する。第6図に示
すように、温度を上げることで転換されるH2Sの量の
増加を引きおこす。H2S転換率又はS02形成率は6
5〜650CC/分の流量範囲では、変化がみられない
。 0.50:1の0□対H2S  の比率を、300〜6
00℃の温度下の、一連の実験における比較点として選
ぶ。各温度で、流量は最低65CC/分から最高約65
0CC/分まで変化するが、H2S転換率又はSO□形
成率の変化はみられない。第7図に示すように、H2S
の約80チは300℃で転換される。反応温度を約30
0℃から約600℃に上昇させることで、転換されるH
2Sの転換量は僅かに増加し、SO□の形成量は僅かに
減少する。いずれの場合もS○の濃度は未転換のH2S
濃度の半分に極めて近い。 この温度依存はクラウス反応(反応3)が太きなかかわ
シをもちえないことを示す。なぜならば、反応3の熱力
学は、300℃では極めて有利だが、温度が約600℃
に上昇すると極めて不利になるからである。この結果は
、流入0゜の反応分配が都合よくなされているためと説
明した方が良い。 すなわち、0゜が硫黄蒸気生成物とよりも、K−Mn−
0−<レット床との方がより急激に反応するためである
。K−Mn−0<レットと反応する02 は活性法酸素
を形成し、この酸素は後に反応(b1中に加わる。 〔実施例■〕 K−Mn−0を約400〜550℃の温度及び約400
0〜4200hr−’の空間速度でヘリウム担体中の5
%H2Sと接触させ、0□対H2Sの比率が0.5:1
で0□ と混合する。流出ガスをガスクロマトグラフィ
ーで分析する。 第8図に示すように、H2Sの約2.5チは400℃で
転換され、H2Sの約3.25%は約550℃で転換さ
れる。よって、前記温度の範囲で、H2S転換効率は約
40チから60%以上に上昇する。前記温度範囲を通じ
て、流出ガス中の$02!1度は未転換H2S#度のほ
ぼ半分である。 第9図に示すように、流入ガス(ヘリウム担体中5%H
2S、0□対H2S比率0.5:1)の空間速度が、約
500〜550℃で、約4000hr−’から1000
0 hr””’にまで上昇すると、H2S転換はほんの
少し減少する。500℃では、H2S転換は前記空間速
度では、約60チから約50%に減少する。約5000
 hr”−’以上では、SO2濃度は未転換H2S 9
度の半分よシも多少下であり、流出ガス中に0゜が検知
される。いずれの場合も、0□とSO□ との和は未転
換H2Sのほぼ半分に極めて近い。よって、高い流量で
のH2S転換率の低下は、に−Mn−0−!レット床を
9□が迂回する結果であるとみられる。 同様な実験を、装置の圧力を4〜20p日1gの範囲で
変化させて、400〜500℃の温度下。 約4000 hr−’の空間速度で行なった。第10図
に示すように、H2Sと02との混合流入ガスの圧力を
増すことにより、硫化水素の転換量が僅かに増加し、二
酸化硫黄の形成量が僅かに減少する。 〔実施例■) 純粋Coを含有するガス流からCO2を除去する、に−
Mn−0反応性固体の能力は1次のように示される。実
施例1に示すように生成したに−Mn−0化合物のはレ
ット(’61L 0.4口グラムモル)を第1図に示す
反応器16に装入し、次のサイクルをとシ行なう。28
0℃で加圧した二酸化炭素を2分間導入する。次に4レ
ツト床を、1気圧の空気流下で約500℃に加熱する。 約200℃に冷却した後、サイクルを繰りかえす。流出
空気のCO2成分を、標準水酸化ナトリウム溶液で洗浄
して分析する。 第11図に示すように、CO□除去量はCO2の圧力が
約2気圧まで上昇するにつれて、増加するが、これ以上
CO□圧が上昇しても、増加しない。床の能力は約2気
圧以上の圧力下でId、に−Mn−0化合物の1グラム
モル当たり約0.03グラムモルCO□である。CO2
の圧力が1気圧では、K−Mn−0化合物1モル当たり
約0.017モルのCO2が除去される。この能力はこ
のサイクルを79サイクル繰り返しても変化しない。 〔実施例■〕 実施例■で生成したアルミナ含有に−Mn−0反応性固
体は1次のように、二酸化炭素と窒素とを含有する混合
ガス流から二酸化炭素を除去する。第1図に示す反応器
16にアルミナを含有するに−Mn−0化合物Rレット
59#を装入し、次のサイクル実験を行なう。反応器を
アルゴンで7ラツシユし、に−Mn−0化合物を50 
psig、約290℃及び約1000 hr”−’の空
間速度でN2 中の25%′CO□と接触させる。反応
器を5 Q psigでアルゴンでフラッシュする。次
に反応器を50p61gの空気流下、585℃に加熱す
る。空気流をとおしながら反応器を約300℃に冷却し
、サイクルを繰シ返す。 25%CO□−N2流及びこれに続くアルゴンフラッシ
ュからの流出ガスを収集し、2つのガス試料の容量を別
個に測定し、該2つの試料をよくよく混合する。得られ
た混合ガス中のCO2をガスクロマトグラフィーで分析
する。分析結果から、流入ガス及び流出ガス中のCO2
量を計算する。 アルミナを含有するに−Mn−0化合物59Fは第1サ
イクルで約130CCのCO□を除去する(標準温度及
び圧力下で測定)。この除去率は%18サイクルまでに
は、約20CC以下へと急激に下降する。この時点で、
5サイクルはど、続けてずつと蒸気を添加するが、目に
つくほどの効果はない。 蒸気を添加せずに更に15サイクル実験を続けるとCO
□の除去率はl0CC以下である。 更に実験を、H2S  流に加える蒸気量のみを変えな
がら、行なうと導入する蒸気量が25 % Go□−N
2 流の量の約2倍である時に、25%C02−N2流
からの最適CO2除去率、すなわち140CCのCO2
除去がなされる。 前記のに−Mn−0化合物に加えて、下記に詳述するカ
リウム、鉄及び酸素を含有する反応性化合物(以下限−
Fe−0化合物」とする)は、に−Mn−0化合物と類
似の反応をなす。実験結果に基いて、次の反応によりに
−Fe−0化合物が還元され硫化水素が酸化されて硫黄
元素と水とが形成される。 KFeOK+ア+YH2S→KF′eOx+YH20+
YS(v)  ααに−Fe−0反応回置体は次の反応
に示すように、還元されたに−Fe−0固体上に酸素又
は空気を流すことKAり再生されうる。 KF′eOX+Y/20□→KFeOK+7     
αυ反応0ωとαDとの最終結果は次の通りである。 YH2S + Y (0:]→YH20+ Y S (
V )      (b3式中、
In the presence of [0],
It is suggested that the reactive solid reacts catalytically with H2S to form elemental sulfur and water. In the method of the invention. A method for producing a reactive solid containing potassium, manganese and oxygen and a method for using the solid thus produced is described in the following example. [Example 1] K-Mn-0 anti-core solid is produced as follows. One gram mole of KMnO4 (b58Ji') is placed in a large boat placed in the center of a tube in a horizontal tube furnace. A slow flow of argon is passed through the tube. After about 30 minutes, the temperature inside the tube is 600°C. At this point, the tube is cooled to room temperature under an Albod atmosphere. Bulk product weighing 131.8g (bulk volume 180CC
) is obtained. Assuming that all weight loss is due to oxygen, the composition of the product is calculated to be KMnO2,4. The di-Mn-0 compound produced by the method described herein is a crumbly powder with a low bulk density of about 0.6 J/CC, and with long-term use, it sinters and
They tend to have resistance to gas flow. The powder shape can be changed to increase density and prevent sintering. This powdered product (31) was mixed with a diameter of 1 inch (2,
54cWL) into a cylindrical die. Compress into discs less than 0.1 inch (0.25 an) thick (working pressure approximately 1ooo to 2000° bond (4
54yu~9oskl? )) The density of a compressed substance is approximately 31
Close to 1/CC. The disks are baked in air at 150° C. for 30 minutes to embrittle them into irregularly shaped pieces. The bulk density of these pellet beds in the reactor 16 shown in FIG. 1 is approximately 0.9. Chill with li'/CC. [Example 2] Another method for producing an alumina-containing Ni-Mn-0 compound is as follows. That is, 1 mole (b58,9) of KM
Dissolve nO4 in 1.5 J of hot water. Add aluminum nitrate solution (0.037 l in 0.11 l hot water) to the first solution. The mixed solution is dried to form a solid cake and heated to 600° C. for 30 minutes under arbo/atmosphere. The alumina component is calculated to be approximately 2% by weight. This product was ground into a fine powder, 3/16 inch x 1 innote (
Compress to a disk of approximately 0.48cWLX2.54crn). The disk is baked in air at 150° C. for 30 minutes to embrittle it and break it into small pieces. By forming the K-Mn-0 compound in this way, it becomes difficult to cause broken sintering, and the alkalinity increases. [Example 2] In order to prove the ability of the K-Mn-0 compound to oxidize H2S, the following experiment was conducted. A di-Mn-0 compound produced as shown in Example 1 and reacted with carbon dioxide for about 80 cycles as shown in Example 2 is charged to reactor 16 of FIG. The reactor shown in Figure 1 is heated to 300 DEG C., flushed with argon under -atmosphere and pressurized to 3.7 atm with H2S. As shown in curve A of Figure 2, the pressure of H2S decreases rapidly, indicating that I(2S) is being removed from the gas stream. Sulfur and water vapor are observed in the effluent gas. The bed is then brought into contact with air at about 300°C for the time necessary to reoxidize the -Mn-0 compound.Reoxidation takes place as the bed temperature rapidly increases by about 20°C. After reoxidation, the bed is again brought into contact with H2S at an initial fE of 4.3 atm. Again, the pressure of H2S drops rapidly, as shown in curve B of Figure 2, which causes further , it is established that H2S is excluded from the gas stream. During this reaction, a homogeneous green compound of approximately 1=thickness is formed on the surface of the compressed -Mn-0 pellet; The K-Mn-0 compound is
When exposed to an amount of H2S in excess of its active oxygen component, the K-Mn-0 compound appears to be reduced to form a green magenta/ganese-sulfur material. [Example 2] The method of the present invention, in which a --Mn-0 compound is used in a two-stage circulation method for removing diluted H2S from a mixed gas stream, will be described with reference to FIG. The cycle shown in Figure 3 is a relatively low temperature (about 280-300°C)
The part where S is removed (Fig. 3, a-b) and the relatively high temperature part (Fig. 3, a-b)
500-600°C) to reoxidize and regenerate the bed (third
Figure c-d). Argon is passed through the apparatus before and after contacting the H2S-containing gas with the bed to prevent hydrogen sulfide gas or sulfur vapor products from mixing with the air stream used to reoxidize the bed. The air flow may be passed through the heating and cooling portions of the cycle, or may be introduced only briefly near peak temperature (Figure 3, p). The oxidation rate is only above about 500°C. The peak oxidation temperature is an important factor. The total effluent gas at points a-c in Figure 3 was collected in gas collector 22 and analyzed by gas chromatograph 24 (Figure 1). This collection method provides accurate measurements of gas volume and allows sufficient mixing of the gases to obtain a homogeneous sample for analysis. Non-oxidation process (Fig. 3,
The effluent gas from c-d) does not contain any sulfur or sulfur compounds on leaving the reactor. -Mn-0 compound used according to the cycle of Figure 3. Approximately 24% CO□ by volume, approximately 73% by volume N2. The H2S removal rate from a mixed gas stream containing about 3% by volume H2S is shown in FIG. 4 as a function of tickle number. Although the steam was just generated by the method of Example 1 in which the steam was added to about 10 volumes of the total volume, the high activity of -Mn- 〇 for H2S removal was demonstrated by the conversion of hydrogen sulfide to sulfur in the first 40 cycles in Figure 4. This reflects a conversion rate of approximately 90-100%. (No SO2 was observed during the experiment). As the experiment progresses (40-80 cycles), the H2S removal rate decreases (approximately 50 hours of H2S introduced). This is 545℃
This is a reflection of the bed's loss of ability to readily reoxidize at peak oxidation temperatures. 82? Ikurte inflow casca,
Approximately 24%Co2.10910.63%H2 and approximately 3%
The removal rate is similar when replacing the gas mixture containing H2S. Within the limits of the ability to detect H2S in the effluent gas, H2S is quantitatively removed by increasing the peak temperature by 40 DEG C. to 585 DEG C. in cycles 120-185 of FIG. Approximately 20-40% of CO2 is removed during the first 120 cycles. However, as the cycles progress, the amount of CO2 removed decreases continuously until, at the end of the experiment (cycle 185), the amount removed is about 50% of the effluent Co2.
% or less. Similarly, shortly after the incoming gas stream changed to a CO-containing gas stream (cycle 82), some oxidation of Go to CO2 occurred. Once again, the whole experiment (cycle 185)
), the amount of CO oxidized had decreased to less than 5% of the inflow CO. EXAMPLE V The di-Mn-0 reactive compound produced as shown in Example 1 acts as a reagent and catalyst in the conversion of hydrogen sulfide to sulfur. This activity is shown in FIG. 5 and is explained below. A bed of Ni-Mn-0 compound (65, L
5 gmol) for 50 cycles. Each cycle is 50 psig in 02-Mn-0
After heating the solid to 610°C, the pressure was reduced from 0□ to 1 atm, and the -Mn-0 solid was then cooled to 300'C. This oxidation treatment is believed to increase the "active" oxygen content of -Mn-0. H2S (3,4%), 0□ (b%) and He (95
, 6%) and contacted with the reactive oxidizing solid at 300°C. Analyze by effluent gas chromatography. No 02 is found in the effluent gas. As shown in curve C in Figure 5, during the first 5 minutes of the experiment,
All H2S is removed (as confirmed by analysis of the effluent gas), but as the experiment progresses, the amount of H2S in the effluent gas increases. At 150 minutes, H2S in the effluent gas is approximately 1,
Levels off at 5 capacity. This leveling off is due to −Mn
This indicates a nearly steady-state reaction in which the -0 compound primarily acts as a catalyst. In steady state, H2S
Approximately 1.9 volumes of H2S and 0° were converted by the -Mn-0 catalytic reaction. Thus, as shown in Figure 5, the conversion of H2S takes place by reaction with "active" oxygen (area A, Figure 5) and catalytic reaction (area B, Figure 5). During the experiment, the SO□ in the effluent gas varied from 0.09 to 0.17 volume H, with an average of about 0.12 volume H. This value supports the conclusion that inlet 02 reacts rapidly with the K--Mn-- compounds as well as with the sulfur produced by H2S conversion. Therefore, the reaction between this bed and oxygen reintroduces active oxygen to further convert hydrogen sulfide to sulfur. It appears to regenerate the K-Mn-0 reactive solids. The ratio of oxygen gas reacting with the Crab-Mn-0 compound and sulfur is usually 0□ to H2S in the feed gas, as explained in Example ■.
is a ratio of approximately 0.3:1. [Example 2] Changes in hydrogen sulfide conversion rate and sulfur dioxide formation rate due to K-Mn-0 compound decomposition are as shown below. K-Mn-0 compound (401) at 300'C and 160C
C/min flow rate Te0□ vs. H23 0.35 to 0.65:
<7) 3% H2S in an inert helium carrier containing 02% by volume of 1% H2S. The effluent gas is analyzed by gas chromatography. 0 in the effluent gas
2 was not detected. As shown in Figure 6, 0□ vs. H
As the ratio of 2S increases above the above ratio. The amount of H2S detected in the effluent gas decreases from about 1.2% to about 0.35%. In other words, the amount of H2S removed from the gas stream increased from about 1.8% to about 2.65%. Additionally, as the ratio of 02 to H2S increases above the above ratio, the amount of S02 detected in the effluent gas increases from about 0.1% to about 0.6%. As shown in Figure 6, increasing the temperature causes an increase in the amount of H2S converted. H2S conversion rate or S02 formation rate is 6
No change is observed in the flow rate range of 5-650 CC/min. The ratio of 0□ to H2S of 0.50:1 is 300-6
It is chosen as a comparison point in a series of experiments at a temperature of 0.000C. At each temperature, the flow rate is from a minimum of 65 CC/min to a maximum of approximately 65 CC/min.
0 CC/min, but no change in H2S conversion rate or SO□ formation rate is observed. As shown in Figure 7, H2S
Approximately 80 inches of the water is converted at 300°C. The reaction temperature is about 30
By increasing the temperature from 0°C to approximately 600°C, H converted
The amount of 2S conversion increases slightly and the amount of SO□ formed decreases slightly. In both cases, the concentration of S○ is unconverted H2S
Very close to half the concentration. This temperature dependence indicates that the Claus reaction (reaction 3) cannot have a thick line. This is because the thermodynamics of reaction 3 is extremely favorable at 300°C, but the temperature is about 600°C.
This is because it would be extremely disadvantageous if it rose to . It is better to explain that this result is due to convenient reaction distribution at 0° inflow. That is, K-Mn-
This is because the reaction occurs more rapidly with a 0-<let bed. 02 reacting with K-Mn-0 < let forms active oxygen, which is later added to the reaction (b1). 400
5 in a helium carrier at a space velocity of 0 to 4200 hr-'
%H2S, the ratio of 0□ to H2S is 0.5:1
Mix with 0□. Analyze the effluent gas by gas chromatography. As shown in Figure 8, about 2.5% of the H2S is converted at 400°C and about 3.25% of the H2S is converted at about 550°C. Therefore, in the above temperature range, the H2S conversion efficiency increases from about 40% to more than 60%. Throughout the temperature range, $02!1 degree in the effluent gas is approximately half of the unconverted H2S# degree. As shown in Figure 9, the inflow gas (5% H in helium carrier)
2S, 0□ to H2S ratio 0.5:1), the space velocity is about 4000 hr-' to 1000 hr-' at about 500 to 550°C.
When increasing to 0 hr""', H2S conversion decreases only slightly. At 500° C., H2S conversion decreases from about 60 inches to about 50% at that space velocity. Approximately 5000
Above hr''-' the SO2 concentration is unconverted H2S 9
It is slightly below half the degree, and 0° can be detected in the outflow gas. In both cases, the sum of 0□ and SO□ is very close to approximately half of the unconverted H2S. Therefore, the decrease in H2S conversion at high flow rates is due to -Mn-0-! This appears to be the result of 9□ bypassing the let floor. Similar experiments were carried out at temperatures between 400 and 500 °C, varying the pressure of the apparatus in the range of 1 g per day from 4 to 20 p. It was carried out at a space velocity of approximately 4000 hr-'. As shown in FIG. 10, increasing the pressure of the H2S and 02 mixed inlet gas slightly increases the amount of hydrogen sulfide conversion and slightly decreases the amount of sulfur dioxide formation. [Example ■] To remove CO2 from a gas stream containing pure Co.
The capacity of Mn-0 reactive solids is expressed as first order. A pellet of di-Mn-0 compound produced as shown in Example 1 ('61L 0.4 gmole) is charged to the reactor 16 shown in FIG. 1 and the next cycle is carried out. 28
Pressurized carbon dioxide at 0° C. is introduced for 2 minutes. The 4-let bed is then heated to approximately 500° C. under an air flow of 1 atmosphere. After cooling to about 200°C, the cycle is repeated. The CO2 content of the effluent air is analyzed by washing with standard sodium hydroxide solution. As shown in FIG. 11, the amount of CO□ removed increases as the CO2 pressure rises to about 2 atmospheres, but does not increase even if the CO□ pressure rises beyond this point. The capacity of the bed is about 0.03 gmole CO□ per gmole of Id, -Mn-0 compound at a pressure of about 2 atmospheres or more. CO2
At a pressure of 1 atm, about 0.017 moles of CO2 are removed per mole of K-Mn-0 compound. This ability does not change even after repeating this cycle 79 times. Example ■ The alumina-containing -Mn-0 reactive solid produced in Example ■ removes carbon dioxide from a mixed gas stream containing carbon dioxide and nitrogen in a first order manner. The reactor 16 shown in FIG. 1 was charged with alumina-containing -Mn-0 compound Rlet 59#, and the next cycle experiment was conducted. The reactor was flushed with argon for 7 hours, and the -Mn-0 compound was added to the reactor for 50 minutes.
psig, about 290°C and a space velocity of about 1000 hr"-' with 25%'CO□ in N2. The reactor is flushed with argon at 5 Q psig. The reactor is then flushed with argon at 5 Q psig. Heat to 585° C. Cool the reactor to approximately 300° C. with a stream of air and repeat the cycle. Collect the effluent gas from the 25% CO□-N2 stream and subsequent argon flush and The volume of the gas sample is measured separately, and the two samples are thoroughly mixed. The CO2 in the resulting mixed gas is analyzed by gas chromatography. From the analysis results, the CO2 in the inflow gas and the outflow gas.
Calculate quantity. The alumina-containing -Mn-0 compound 59F removes approximately 130 CC of CO□ in the first cycle (measured under standard temperature and pressure). This removal rate drops sharply to below about 20 CC by %18 cycles. at this point
Steam is added one after another for five cycles, but there is no noticeable effect. If the experiment continues for another 15 cycles without adding steam, CO
The removal rate of □ is less than 10CC. Further experiments were carried out by changing only the amount of steam added to the H2S stream, and the amount of steam introduced was 25% Go□-N.
The optimum CO2 removal rate from a 25% C02-N2 stream, i.e. 140 CC of CO2, is approximately twice the amount of the 2 stream.
The removal is done. In addition to the above-mentioned -Mn-0 compounds, reactive compounds containing potassium, iron and oxygen (hereinafter limited to -
The Fe-0 compound) reacts similarly to the -Mn-0 compound. Based on experimental results, the following reaction reduces the -Fe-0 compound and oxidizes hydrogen sulfide to form elemental sulfur and water. KFeOK+A+YH2S→KF'eOx+YH20+
YS(v) αα -Fe-0 reaction mixture can be regenerated by flowing oxygen or air over the reduced -Fe-0 solid, as shown in the following reaction. KF'eOX+Y/20□→KFeOK+7
The final result of the αυ reaction 0ω and αD is as follows. YH2S + Y (0:] → YH20+ Y S (
V ) (b3 in formula,

〔0〕はに−Fe−0
化合物により提供される活性酸素を示す。 〔実施例X) カリウム、鉄及び酸素を含有する反応性固体の生成は次
のように進める。すなわち、硝酸第二鉄水和物、Fe(
NO3)3−9820 (b72,9,0,43グラム
モル)を溶融KOH300,9に、かきまぜながら加え
る。得られた混合物を360℃よシ僅か高温に加熱する
。緑色の溶融体を冷却し、粉砕し、水酸化カリウムの5
0%冷却溶液500m1t中にかきまぜながら加える。 不溶比の茶色の沈澱物を濾過により回収する。この沈澱
物を冷たい、1モルKOH溶液中でもう1度再スラリ化
し、再び濾過する。炉塊を窒素雰囲気中で100℃で乾
燥する。 回収した乾燥生成物の重量は100グラムである。 〔実施例℃〕 実施例Xで示すように生成されたに7Fe−0化合物を
二段循環法で用いる本発明の方法を本実施例に説明する
。重さ37Nのにレットを、第1図の反応器16内に置
き、He流中で約620℃に加熱した後、約80 ps
igの酸素下で約650℃で1時間酸化し、1気圧の酸
素下、室温に冷却してサイクル6回の実験を行なった。 約650℃に加熱する過程で約40CC(標準温度及び
圧力下で測定)の酸素が放出されるが、そのうち大部分
は400℃以上で放出された。K−Fe−0化合物を8
0 psigの酸素下、約15時間酸化する場合、0□
の全放出量は約60CCに増加した。 K−Fe−0<レット床をヘリウム担体で稀釈された1
、1%H2S流と接触させた後、酸化と再生とを行なう
4サイクル実験を行なった。このサイクル実験の5回目
のサイクルの結果を第12図に示す。K−Fe−0をま
ず20分間、288℃で1気圧の02下で再酸化した。 再酸化の最初の1分間で床温度は14℃上昇する。続く
15時間1気圧0□下、500℃で再酸化が完了し、反
応器を約290℃に冷却する。He中の1.1%H2S
流を1200 hr   の空間速度で床と接触させる
。最初の2分間流出ガス中にH2S  は検知されない
。 しかし、45分間にわたる実験の終わりには、流出ガス
はほぼ0.5容量チのH2Sを含有する。言い換えると
、実験の初めには、ガス流中の全H2SがSに転換され
ていた。45分後には、約0.6容量チのH2SがSに
転換された。H2S  の全転換量は約220CC(標
準温度及び圧力下で測定)である。 実験後288℃、1気圧の02下での再酸化により、1
0℃の温度上昇が生じる。0.03容i%で一定の少量
のSO2が実験中ずつと検知されるが、これは、強力に
酸化した床は混合ガス流中へ少量の0□を放出し、この
02 が硫黄生成物のガス相酸化反応に加わることを示
す。この他に、これらの条件下で形成されうる床の硫化
物の酸化により、SO□ が生成することもあシうる。 〔実施例xn ) 実施例X中に記載する方法で生成したに−Fe−0は0
2の存在下%H2Sを硫黄に転換する触媒として反応す
る。K−Fe−0□にレット床(37g)を290℃で
1200 hr”””の空間速度でヘリウム担体中に約
2.4〜2.6容量%H2S  と1.9容量チ0□ 
とを含有する混合ガス流に接触させる。生成ガスの組成
により判断される定常状態に達するまで実験を続ける。 流出ガスをガスクロマトグラフィーで分析する。同様な
方法で追加実験を行ない。 表1にまとめる。表1の結果に示される。SO□に関す
る硫黄の大きな数値から1反応(b1が主な反応である
ことがわかる。これに加えて、0□対H2Sの容量比が
減少するにつれて、SO2の形成量とH2Sの反応量と
はいずれも減少する。 表1 容量比   H2S5O□   0□   s (v)
斧0.77 0.120.70 0.05 1.60.
73 0.130.66 0.09 1.80.64 
0.300.51 0.03 1.80.57 0.4
80.28 0.09 1.8% S (v)は流入H
2Sの容量チから流出H2S容量チと流出SO2O2容
量差し引いて求める。 前記衣1はに−Fe−0化合物はH2Sを硫黄へ転換す
る触媒活性を有することを明白に立証する。 K−Mn−0化合物とに−Fθ−〇化合物とに加えて、
カリウム、銅及び酸素を含有する反応性固体(以下1”
K −Cu −0化合物」とよぶ)を調べた。この化合
物はに−Mn−0化合物とに−Fe−0化合物とに類似
の反応を行なうと考えられる。実験結果に基いて、次の
反応に示すようにに−Cu−0化合物は還元され、硫化
水素は酸化されて硫黄元素と水とを形成するとも考えら
れる。 (bり に−Cu−0反応性固体は反応α4に示すように、空気
又は酸素を該固体の上に流すことにより再生する。 KCuOX+Y/2 o□−+ KCuOX+y   
   (b4よって反応0とIとの最終結果は次の通り
である。 Y H2S+Y(0)−Y H20+Y S     
 tJ5式中(0)はに−Cu−0反応性固体中に固定
された活性酸素を示す。 K−Cu−0固体の生成法と、こうして生成される固体
の使用法とを次の実施例に示す。 〔実施例■〕 K−Cu−0反応性固体は次のように作成する。すなわ
ち、硝酸銅水和物(b50J、0.645モル)を20
011E/の水に溶解する。水280dに2801の水
酸化カリウムを溶かした水溶液をかきませながら加える
。ゼラチン状の水酸化銅生成物の脱水化を防ぐために得
られた溶液中に、氷片を入れる。上澄み液をデカントし
、ゼラチン状生成物を濾過して空気乾燥する。湿ったゲ
ルを約2000peigで厚さ約0.2インチ(約0.
51c1rL)直径1インチ(2,54m)のペレット
に圧縮する。Rレットを150℃で1時間乾燥させた後
、小片に割る。ペレットを二酸化炭素雰囲気で1時間、
500℃でベーキングし、残留硝酸塩を分解し、遊離し
た水酸化カリウムを炭酸塩に転換する。回収生成物の重
量は6511で、70CCの嵩容量を有する。 〔実施例更〕 実施例xm記載の方法で生成したに−Cu−0化合動床
(351を283℃で1分間He中の3%H2S  の
850CC/分の流れに当てた後、第3図に示すと同様
の繰り返しサイクルで加圧された02の存在下、酸化及
び再生するために%360〜500℃に加熱する。加圧
した02はピーク酸化温度を含む3分間導入する。 第13図に示すように、いずれの実験においても、 H
2S  は全て硫黄又はS02の混合物に完全に転換さ
れる。硫黄又はSO□のいずれかに転換されるH2S 
 の量は酸化温度及び酸素正によって決まる。酸化温度
が約360℃で0□の圧力が5 psigの場合、S0
2のみ流出ガス流中に検知され、硫黄は検知されない。 再生温度が500℃に上昇し、0□の圧力が22 ps
igの時、H2Sの2%のみがS02  に転換され、
98チは硫黄に転換される。 約500℃以上の温度はに−Cu−0反応性化合物の再
生に使用できない。なぜならば、このような高温ではベ
レット床がガス流に対する抵抗性を発展させる傾向があ
るためである。 K−Cu−0化合物はすでに論じたに−Mn−0化金物
とに−Fe−0化合物とに類似であり、そのH2Sを硫
黄に転換する能力は再生工程で得た活性酸素をどの程度
含有するかによる。K−Cu−0化合物かに−Fe−0
化合物及びに−Mn−0化合物と異なる点は、に−Cu
−0化合物はその活性酸素成分がゼロとなった後も、 
H2Sと急激に反応を続けるということである。但しこ
の場合、生成物としては硫黄でなくSO3を形成する。 反11i5fllによる硫化水素から硫黄への一工程形
成の熱力学は極めて有利であるため、この反応による。 アルカリ金属酸化物を用いたH2Sの定量的転換を予想
できる。反応(b)はクラウス法で大規模に行なわれる
。クラウス法では1反応(b)は前記反応(2)と(3
)との組み合わせである。反応(3)の熱力学は反応(
2)又は反EJIの熱力学はど有利でない。このため、
反応(3)のstb有利でない熱力学により。 クラウス法の効率が決定される。 本発明において、D−M−0化合物の使用によるH2S
  から硫黄への転換には中間反応(2)及び(3)は
関係しないため、反応(3)のあまり有利でない熱力学
による影響を受けない。例えば実施例■にみるような検
知限度内でのH2Sの定量的転換は、クラウス法では、
同じ圧力及び温度条件下では達成できない。クラウスも
また固体触媒を使用するが、そのメカニズムは反応(b
1の触媒反応中のD−M−0化合物に作用するメカニズ
ムとは異なる。このメカニズムの相違は、D−M−0化
合物の硫化水素に対する反応性がその酸素との反応能力
に依存するが、この反応能力はクラウス法の触媒には存
在しないことを考えると、予想できるものである。 H2Sと02  とを直接に硫黄に転換する触媒として
のD−M−0化合物の高い活性により1石炭燃焼におけ
る流出ガスの転換の他にも、現在大規模に使用されてい
る関連技術においても、実用化の可能性が開ける。例え
ば、流入ガス流中の02対H2S  の比率が0.5:
1である場合、生成ガス流はSO2と未反1fi)(2
Sとを0.5:1の比率で含有する。これはクラウス法
(反応(2)と(3))に必要な比率である。よって本
発明の方法に基いた装置の下流に設置したクラクス触媒
室を用いれば、未反応ガス(全装入量の少部分)から硫
黄へのほぼ完全な転換がおきるはずである。 以上の!うに、本発明の方法を酸化反応性固体を使用す
るいくつかの方法に関して説明し、特定の酸化度5a固
体の使用について実施例を示したが、本発明はこれらに
よって限定されるものではない。当業者であれはわかる
ように、本発明の範囲と精神とから逸脱せずに様々な改
良及び変更を施すことが可能である。よってそのような
改良及び変更は全て本発明の範囲内にあるとみなす。
[0] Hani-Fe-0
Shows the active oxygen provided by the compound. Example X The production of a reactive solid containing potassium, iron and oxygen proceeds as follows. That is, ferric nitrate hydrate, Fe(
NO3)3-9820 (b72,9,0,43 gmol) is added to the molten KOH300,9 with stirring. The resulting mixture is heated to slightly elevated temperatures above 360°C. The green melt is cooled, ground and dissolved in 50% of potassium hydroxide.
Add to 500 ml of 0% cold solution with stirring. An insoluble brown precipitate is collected by filtration. The precipitate is reslurried once more in cold, 1 molar KOH solution and filtered again. The furnace mass is dried at 100° C. in a nitrogen atmosphere. The weight of the dried product recovered is 100 grams. EXAMPLE DEG C. This example illustrates the process of the present invention using the 7Fe-0 compound produced as shown in Example X in a two-stage circulation process. A pellet weighing 37 N was placed in the reactor 16 of FIG. 1 and heated to about 620° C. in a He flow, followed by about 80 ps
Six cycles of oxidation at about 650° C. for 1 hour under ig of oxygen and cooling to room temperature under 1 atm of oxygen were performed. During heating to about 650°C, about 40 CC of oxygen (measured under standard temperature and pressure) was released, most of which was released above 400°C. K-Fe-0 compound 8
When oxidized for approximately 15 hours under 0 psig oxygen, 0□
The total release amount increased to about 60 CC. K-Fe-0<1 diluted bed with helium carrier
, 1% H2S flow followed by oxidation and regeneration in a four-cycle experiment. The results of the fifth cycle of this cycle experiment are shown in FIG. K-Fe-0 was first reoxidized for 20 minutes at 288° C. under 1 atmosphere of O2. During the first minute of reoxidation, the bed temperature increases by 14°C. Reoxidation is completed at 500°C under 1 atm 0□ for the next 15 hours, and the reactor is cooled to about 290°C. 1.1% H2S in He
The stream is brought into contact with the bed at a space velocity of 1200 hr. No H2S is detected in the effluent gas for the first 2 minutes. However, at the end of the 45 minute run, the effluent gas contains approximately 0.5 volumes of H2S. In other words, at the beginning of the experiment, all the H2S in the gas stream had been converted to S. After 45 minutes, approximately 0.6 volumes of H2S had been converted to S. The total conversion of H2S is approximately 220 CC (measured under standard temperature and pressure). After the experiment, 1
A temperature increase of 0°C occurs. A small amount of SO2, constant at 0.03 volume i%, is detected throughout the experiment, because the strongly oxidized bed releases a small amount of SO2 into the mixed gas stream, and this SO2 is the sulfur product. indicates that it participates in the gas phase oxidation reaction. In addition, SO□ may also be formed due to the oxidation of the bed sulfides that may form under these conditions. [Example xn] Ni-Fe-0 produced by the method described in Example
In the presence of 2% H2S reacts as a catalyst to convert to sulfur. A let bed (37 g) of K-Fe-0□ was injected with about 2.4-2.6 vol.% H2S and 1.9 vol.
and a mixed gas stream containing. The experiment continues until steady state is reached as determined by the composition of the produced gas. Analyze the effluent gas by gas chromatography. Additional experiments were conducted in the same manner. The details are summarized in Table 1. The results are shown in Table 1. From the large value of sulfur with respect to SO□, it can be seen that 1 reaction (b1 is the main reaction. In addition, as the volume ratio of 0□ to H2S decreases, the amount of SO2 formed and the amount of H2S reacted are Both decrease. Table 1 Capacity ratio H2S5O□ 0□ s (v)
Ax 0.77 0.120.70 0.05 1.60.
73 0.130.66 0.09 1.80.64
0.300.51 0.03 1.80.57 0.4
80.28 0.09 1.8% S (v) is the inflow H
It is determined by subtracting the outflow H2S capacity and outflow SO2O2 capacity from the 2S capacity. It is clearly demonstrated that the compound 1-Fe-0 has catalytic activity to convert H2S to sulfur. In addition to the K-Mn-0 compound and the -Fθ-〇 compound,
Reactive solids containing potassium, copper and oxygen (hereinafter referred to as 1”
K-Cu-0 compound) was investigated. It is believed that this compound undergoes a reaction similar to that of the -Mn-0 and -Fe-0 compounds. Based on the experimental results, it is also believed that the -Cu-0 compound is reduced and the hydrogen sulfide is oxidized to form elemental sulfur and water, as shown in the following reaction. (The -Cu-0 reactive solid is regenerated by flowing air or oxygen over the solid, as shown in reaction α4.)
(According to b4, the final result of reactions 0 and I is as follows: Y H2S+Y(0)-Y H20+Y S
In the tJ5 formula, (0) represents active oxygen fixed in the Ni-Cu-0 reactive solid. A method for producing K-Cu-0 solids and the use of the solids thus produced is illustrated in the following example. [Example 2] K-Cu-0 reactive solid is prepared as follows. That is, 20% of copper nitrate hydrate (b50J, 0.645 mol)
011E/ dissolved in water. Add an aqueous solution of 2801 potassium hydroxide in 280d of water while stirring. Ice chips are placed in the resulting solution to prevent dehydration of the gelatinous copper hydroxide product. Decant the supernatant and filter the gelatinous product and air dry. Pour the wet gel at about 2000 peig to a thickness of about 0.2 inches (approx.
51c1rL) into 1 inch (2.54 m) diameter pellets. After drying the R-let at 150° C. for 1 hour, break it into small pieces. Pellets were placed in a carbon dioxide atmosphere for 1 hour.
Baking at 500°C decomposes residual nitrates and converts liberated potassium hydroxide to carbonate. The weight of the recovered product is 6511 and has a bulk capacity of 70 CC. [Example Further] A Ni-Cu-0 compound moving bed (351) produced by the method described in Example Heat to 360-500°C for oxidation and regeneration in the presence of pressurized 02 in a similar repeated cycle as shown in Figure 13. Pressurized 02 is introduced for 3 minutes including the peak oxidation temperature. As shown in , in both experiments, H
All 2S is completely converted to sulfur or a mixture of S02. H2S converted to either sulfur or SO□
The amount of is determined by the oxidation temperature and oxygen positivity. If the oxidation temperature is about 360°C and the pressure at 0□ is 5 psig, then S0
2 is detected in the effluent gas stream and no sulfur is detected. The regeneration temperature increases to 500℃ and the pressure of 0□ is 22 ps
When ig, only 2% of H2S is converted to S02,
98% is converted to sulfur. Temperatures above about 500°C cannot be used to regenerate the Ni-Cu-0 reactive compounds. This is because at such high temperatures the pellet bed tends to develop resistance to gas flow. The K-Cu-0 compound is similar to the -Mn-0 metal compound and the -Fe-0 compound discussed above, and its ability to convert H2S to sulfur depends on how much active oxygen it contains obtained in the regeneration process. Depends on what you do. K-Cu-0 compound Crab-Fe-0
The difference from the compound and the -Mn-0 compound is that -Cu
-0 compounds, even after their active oxygen components become zero,
This means that it continues to rapidly react with H2S. However, in this case, SO3 is formed instead of sulfur as a product. The thermodynamics of the one-step formation of hydrogen sulfide to sulfur by anti-11i5fl is extremely favorable for this reaction. Quantitative conversion of H2S with alkali metal oxides can be expected. Reaction (b) is carried out on a large scale using the Claus method. In the Claus method, one reaction (b) is the reaction (2) and (3)
). The thermodynamics of reaction (3) is the reaction (
2) Or the thermodynamics of anti-EJI is not favorable. For this reason,
Due to the stb unfavorable thermodynamics of reaction (3). The efficiency of the Claus method is determined. In the present invention, H2S by using D-M-0 compound
The conversion from to sulfur does not involve intermediate reactions (2) and (3) and is therefore not influenced by the less favorable thermodynamics of reaction (3). For example, the quantitative conversion of H2S within the detection limit as seen in Example ① is achieved using the Claus method.
cannot be achieved under the same pressure and temperature conditions. Krauss also uses a solid catalyst, but the mechanism is a reaction (b
The mechanism that acts on the D-M-0 compound during the catalytic reaction of No. 1 is different. This difference in mechanism is expected given that the reactivity of the D-M-0 compound toward hydrogen sulfide depends on its ability to react with oxygen, which is not present in the Claus process catalyst. It is. Due to the high activity of the D-M-0 compound as a catalyst for directly converting H2S and 02 into sulfur, it is possible to convert effluent gas in coal combustion as well as in related technologies currently used on a large scale. This opens the possibility of practical application. For example, the ratio of 02 to H2S in the incoming gas stream is 0.5:
1, the product gas flow is unreacted with SO2 (1fi) (2
Contains S in a ratio of 0.5:1. This is the ratio required for the Claus method (reactions (2) and (3)). Using a Kraks catalyst chamber downstream of a device based on the process of the invention, an almost complete conversion of unreacted gas (a small portion of the total charge) to sulfur should therefore occur. More than! Although the method of the present invention has been described in terms of several methods of using oxidation-reactive solids and examples have been provided for the use of specific oxidation level 5a solids, the invention is not so limited. Those skilled in the art will appreciate that various modifications and changes can be made without departing from the scope and spirit of the invention. All such modifications and variations are therefore considered to be within the scope of this invention.

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

第1図は本発明の方法を試験するために用いた装置の略
図である。 第2図はH2Sの2つの異なる初圧下での純粋H2Sと
該に−Mn−0化合物との反応速度を示したグラフであ
る。 第3図は、典型的な熱サイクルのグラフであり、該熱サ
イクルの様々な特徴を示す。 第4図は二段循環法における。該に−Mn−0化合物に
よる。H2S  の転換率を示す図である。 第5図はに−Mn−0化合物の触媒的性質と反応性質と
を示すグラフである。 第6図は、様々な酸素−硫化水素の容量比率下、及び、
様々な温度下での該に−Mn−0化合物による硫化水素
の転換率及び、二酸化硫黄の形成率を示すグラフである
。 第7図は該触媒法で該に−Mn−0化合物を用いて行っ
た3%のH2Sを含有する混合ガスからのH2S除去と
SO2形成との温度依存率を示すグラフである。 第8図は触媒法で該に−Mn−0化合物を用いて様々な
温度下で行なった5チH2Sを含有する混合ガスからの
H2S転換率とSO□形成率とを示すグラフである。 第9図は、触媒法で該に−Mn−0化合物を用いて行な
った様々な空間速度下におけるH2S転換率とSO□形
成率とを示すグラフである。 第10図は触媒法において該に−Mn−0化合物を用い
てH2S圧を変えて行なったH2S除去率とS02形成
率とを示すグラフである。 第11図は該に−Mn−0化合物による様々な圧力下で
の純粋CO2の除去率を示すグラフである。 第12図は暴露時間の関数として表した。該に−Mn−
0化合物による硫化水素の転換率を示すグラフである。 第13図は、酸素の圧力と該に−Mn−0化合物床の酸
化再生温度との関数としての硫化水素から二酸化硫黄へ
の転換率を示すグラフである。
FIG. 1 is a schematic diagram of the apparatus used to test the method of the invention. FIG. 2 is a graph showing the reaction rate of pure H2S and the --Mn-0 compound under two different initial pressures of H2S. FIG. 3 is a graph of a typical thermal cycle showing various characteristics of the thermal cycle. Figure 4 shows the two-stage circulation method. Particularly by -Mn-0 compounds. FIG. 3 is a diagram showing the conversion rate of H2S. FIG. 5 is a graph showing the catalytic properties and reaction properties of the Ni-Mn-0 compound. FIG. 6 shows various oxygen-hydrogen sulfide volume ratios and
1 is a graph showing the conversion rate of hydrogen sulfide and the rate of formation of sulfur dioxide by the -Mn-0 compound under various temperatures. FIG. 7 is a graph showing the temperature dependence of H2S removal from a gas mixture containing 3% H2S and SO2 formation in the catalytic method using -Mn-0 compounds. FIG. 8 is a graph showing the H2S conversion rate and SO□ formation rate from a mixed gas containing 5 H2S in a catalytic method using a -Mn-0 compound at various temperatures. FIG. 9 is a graph showing the H2S conversion rate and the SO□ formation rate under various space velocities performed using the -Mn-0 compound in a catalytic method. FIG. 10 is a graph showing the H2S removal rate and the S02 formation rate in a catalytic method using a -Mn-0 compound and varying the H2S pressure. FIG. 11 is a graph showing the removal rate of pure CO2 under various pressures by the -Mn-0 compound. Figure 12 is plotted as a function of exposure time. -Mn-
1 is a graph showing the conversion rate of hydrogen sulfide by a compound of FIG. 13 is a graph showing the conversion of hydrogen sulfide to sulfur dioxide as a function of oxygen pressure and oxidative regeneration temperature of the -Mn-0 compound bed.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、硫化水素を硫黄元素蒸気へ直接酸化することによる
、ガス流中の硫化水素転換法であり;前記ガス流を硫化
水素の硫黄元素蒸気への直接転換のためのほぼ化学量論
的量で存在する酸素ガスと混合し; 約300℃以上の温度で、前記混合ガス流をD−M−O
の一般式で表される反応性固体と接触させる工法からな
り; 前記一般式中、Dはアルカリ金属又はアルカリ土類金属
とから選ばれ; Mはマンガン、銅、鉄及び周期表のVB、VIB、VIIB
、VIII及び I B群からなる群から選ばれた遷移金属を
表し; Oは直接酸化により前記硫化水素を硫黄元素蒸気に転換
する酸素を表す; 硫化水素から硫黄元素蒸気への直接酸化による、ガス流
中の硫化水素の転換法。 2、前記混合ガス流を約700℃以下の温度で、前記反
応性固体と接触させることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の方法。 3、Dがカリウム、Mがマンガン、及びOが酸素である
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 4、硫化水素を硫黄元素蒸気へと直接酸化することによ
り、ガス流中の硫化水素を転換する法であり; (a)前記ガス流を約300℃以上の温度で一般式D−
M−O(式中Dはアルカリ金属又はアルカリ土類金属か
ら選ばれ;Mはマンガン、銅、及び鉄及び周期表の I
B、VB、VIB、VIIB、VIII群から成る群から選ばれ
た遷移金属を表し;Oは前記硫化水素を直接酸化により
硫黄元素蒸気に転換する酸素を示す)で表される反応性
固体と接触させ;(b)工程(a)の終了後、前記反応
性固体を再酸化するに充分な時間及び温度でほぼ大気圧
下、該反応性固体の上に酸素を含有するガス流を流すこ
とにより、前記反応性固体を再酸化する工程からなる; 硫化水素から硫黄元素蒸気への直接酸化によりガス流中
の硫化水素を転換する方法。 5、前記ガス流を約700℃以下の温度で前記反応性固
体と接触させることを特徴とする特許請求の範囲第4項
記載の方法。 6、Dがカリウム、Mがマンガン、及びOが酸素である
ことを特徴とする特許請求の範囲第4項記載の方法。 7、前記酸素を含有するガス流が空気であることを特徴
とする特許請求の範囲第4項記載の方法。 8、前記酸素を含有するガス流が酸素であることを特徴
とする特許請求の範囲第4項記載の方法。 9、Dがカリウム、Mがマンガン、及びOが酸素であり
、前記反応性固体を、不活性ガスの存在下、約500℃
〜約900℃の温度に過マンガン酸カリウムを加熱して
生成することを特徴とする特許請求の範囲第1項若しく
は第4項記載の方法。 10、Dがカリウム、Mがマンガン、及びOが酸素であ
り、前記反応性固体を(a)過マンガン酸カリウムを水
に溶解し、(b)過マンガン酸カリウム1モル当たり約
0.01モル〜約0.20モルの硝酸アルミニウムを該
過マンガン酸カリウム溶液に加え、(c)得られた溶液
を乾燥して固体とし、(d)得られた固体を不活性雰囲
気下で約600℃〜約900℃の温度に加熱して生成す
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項若しくは第4
項記載の方法。 11、Dがカリウム、Mが鉄、及びOが酸素であり、前
記反応性固体を(a)過剰の水酸化カリウムに硝酸第二
鉄水和物を加え、(b)得られた混合物を約360℃に
加熱し、(c)該混合物を冷却し、(d)該冷却した混
合物を過剰の濃縮水酸化カリウム冷溶液に加え、(e)
得られた生成物である不溶性の茶色の沈澱物を濾過し、
(f)該濾過物を冷たい希水酸化カリウム中で洗浄し、
(g)該茶色の沈澱物を再濾過し(h)得られた固体を
乾燥して生成することを特徴とする特許請求の範囲第1
項若しくは第4項記載の方法。 12、Dがカリウム、Mが銅、及びOが酸素であり、前
記反応性固体を(a)水に硝酸銅水和物を溶解し、(b
)濃水酸化カリウム溶液を、かきまぜ冷却しながら加え
、(c)上澄液をデカントし、(d)得られた生成物を
濾過し、(e)該固体を乾燥させて生成することを特徴
とする特許請求の範囲第1項若しくは第4項記載の方法
[Claims] 1. A method for converting hydrogen sulfide in a gas stream by directly oxidizing hydrogen sulfide to elemental sulfur vapor; mixing with oxygen gas present in a stoichiometric amount; and at a temperature of about 300° C. or above, converting said mixed gas stream into a D-M-O
In the general formula, D is selected from alkali metals or alkaline earth metals; M is manganese, copper, iron, and VB and VIB of the periodic table. , VIIB
, VIII and I represent a transition metal selected from the group consisting of B groups; O represents oxygen which converts said hydrogen sulfide into elemental sulfur vapor by direct oxidation; Method for converting hydrogen sulfide in streams. 2. The method of claim 1, wherein said mixed gas stream is contacted with said reactive solid at a temperature of less than about 700°C. 3. The method according to claim 1, wherein D is potassium, M is manganese, and O is oxygen. 4. A process for converting hydrogen sulfide in a gas stream by directly oxidizing the hydrogen sulfide to elemental sulfur vapor; (a) converting said gas stream to a temperature of about 300° C. or higher to form a compound of the general formula D-
M-O (where D is selected from alkali metals or alkaline earth metals; M is manganese, copper, and iron and I of the periodic table)
a transition metal selected from the group consisting of groups B, VB, VIB, VIIB and VIII; O represents oxygen which converts said hydrogen sulfide into elemental sulfur vapor by direct oxidation. (b) after completion of step (a), by passing a stream of oxygen-containing gas over said reactive solid at about atmospheric pressure for a time and at a temperature sufficient to re-oxidize said reactive solid; a process for converting hydrogen sulfide in a gas stream by direct oxidation of the hydrogen sulfide to elemental sulfur vapor. 5. The method of claim 4, wherein said gas stream is contacted with said reactive solid at a temperature of less than about 700°C. 6. The method according to claim 4, wherein D is potassium, M is manganese, and O is oxygen. 7. The method of claim 4, wherein the oxygen-containing gas stream is air. 8. The method of claim 4, wherein the oxygen-containing gas stream is oxygen. 9, D is potassium, M is manganese, and O is oxygen, and the reactive solid is heated at about 500° C. in the presence of an inert gas.
5. A process according to claim 1 or claim 4, characterized in that it is produced by heating potassium permanganate to a temperature of ~900<0>C. 10, D is potassium, M is manganese, and O is oxygen, and the reactive solid is prepared by dissolving (a) potassium permanganate in water, and (b) about 0.01 mole per mole of potassium permanganate. ~0.20 mole of aluminum nitrate is added to the potassium permanganate solution, (c) the resulting solution is dried to a solid, and (d) the resulting solid is heated under an inert atmosphere at ~600°C. Claim 1 or 4, characterized in that it is produced by heating to a temperature of about 900°C.
The method described in section. 11, where D is potassium, M is iron, and O is oxygen, and the reactive solid is dissolved by (a) adding hydrated ferric nitrate to excess potassium hydroxide; (c) cooling the mixture; (d) adding the cooled mixture to excess concentrated cold potassium hydroxide solution; (e)
The resulting product, an insoluble brown precipitate, is filtered and
(f) washing the filtrate in cold dilute potassium hydroxide;
(g) refiltering the brown precipitate; and (h) drying the resulting solid.
The method described in Section 4 or Section 4. 12, D is potassium, M is copper, and O is oxygen, and the reactive solid is prepared by (a) dissolving copper nitrate hydrate in water, and (b
) adding a concentrated potassium hydroxide solution with stirring and cooling; (c) decanting the supernatant; (d) filtering the resulting product; and (e) drying the solid. The method according to claim 1 or 4.
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KR20100114835A (en) * 2009-04-16 2010-10-26 아이에프피 Process for desulphurization of a gaseous effluent comprising a device for on-line analysis and control

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008240733A (en) * 2008-04-21 2008-10-09 Uchiyama Mfg Corp Water pump bearing
KR20100114835A (en) * 2009-04-16 2010-10-26 아이에프피 Process for desulphurization of a gaseous effluent comprising a device for on-line analysis and control
JP2010248068A (en) * 2009-04-16 2010-11-04 IFP Energies Nouvelles Method for desulfurizing gaseous effluent by using device for on-line analysis and control

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