JPS63256504A - 高濃度ｈ↓２ｓ、ｃｏ↓２含有ガスからｈ↓２ｓを濃縮する方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はＨ，ＢおよびＣＯ，を高濃度で含有するガスか
らＨ，８ｆ：選択的に濃縮し、Ｃｏ、含有率の低い高濃
度Ｈ！８含有ガスを得るための改良されたＴｌ！Ｂ含有
ガスの濃縮方法に関する。

〔従来の技術〕

コークス炉ガスや石油精製ガス等の硫黄化合物含有ガス
の脱硫精製工程から得られる１１，１３含有ガスあるい
は乾式脱硫プロセスにおける吸着剤の加熱再生時に発生
する高濃度ｓｏｌ含有ガスを還元処理して得られるＨ１
日含有ガスなど高濃度でＨ，１３ｆ：含有するガスは、
Ｔ１１ｇガス、硫黄、硫酸、硫化すｌｌｌラムよび硫化
水素ナトリウムなどの製造原料として有用である。

これらのＩ！、８含有ガスは通常４５〜７５容積憾のＨ
，Ｓを含んでおり、さらにコークス炉ガスからのＨ！８
含有ガスには１５〜４５容積係の００、が含まれている
。これらのガスを各種硫黄化合物製造用原料とするには
さらに濃縮してＥＬＳの濃度を高めた形で使用するのが
有利である。

また、特に８１Ｂガス、硫化ナトリウムおよび硫化水素
すｌ−ＩＪウムを製造する場合には、００！含有量の少
ない、好ましくはＣ０１ｔ−含有しない原料ガスから製
造することが必要である。すなわち硫化水素ナトリウム
のｎｔ−あげると、硫化水素ナトリウムは力性ソーダ水
溶液にＨＩＢを吸収させて製造する。この際、原料ガス
中に多量のＣｏ鵞が含まれていると、００．との副反応
によシカセイソーダが消費され、カセイソーダの使用量
が多くなるとともに目的物質の純度、品質の低下の原因
となる。

Ｕ、Ｓ含有ガスからさらにＨ，８ｆ：濃縮する方法とし
ては、Ｈ１含有ガスを炭酸ナトリウム等のアルカリ水溶
液と接触させてＨＩＳ　’ｉ吸収させ、Ｈ！８ｔ−吸収
した液から減圧処理等により再度ｎｌｓをガスとして再
生させる方法が知られている。しかしながらこの方法で
はＣｏ１もＨ，Ｓと同様にアルカリ液に吸収され、再生
されるのでＨ，Ｂのみを選択的に濃縮することはできず
、高濃度のＨＩ３．００寓含有ガスからＨＩＢを選択的
に濃縮する方法としては適切な方法は知られていなかっ
た。従って高純度のＮａ１Ｂ　＋Ｎａ１１８　　％を製
造する場合には００鵞の含有量が少ない石油精製設備か
らの回収ガスが使用され、コークス炉ガスからのＨ，８
含有ガスは用いられていなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は前記問題点を解決し、高濃度のｌｌ１１Ｂ。

Ｃｏ、を含有するガスからｎ！ｓ　ｅ選択的に吸収、濃
縮し、各種硫黄化合物の製造用原料として有用な、００
！の含有率の低い高濃度Ｈ，Ｓ含有ガスを得るための改
良された方法を提供するものである。

〔問題を解決するための手段および作用〕本発明はＨ，
＋３および００濡ガスをアルカリ液に接触させた場合の
吸収速度特に接触初期の吸収速度に差があることに着目
し、吸収捕集工程における各要因を詳細に検討した結果
に基づくものである。すなわち本発明の方法はＢ！８お
よびＣｏ、を高濃度で含有するガスを、１０〜５０℃に
調整された３〜８重量係の炭酸ナトリウムまたは炭酸カ
リウム水溶液を吸収液とする吸収塔に気液接触時間２〜
１２秒で通過させることによりＨ，Ｂｔ−選択的に吸収
させることからなシ、必要に応じて吸収塔を出たｎ、ｓ
を吸収し九吸収液から再度Ｔｌ！Ｂをガスとして発生さ
せて回収することによる高濃度Ｈ１ｓ％Ｃｏ、含有ガス
から■鵞８′Ｉｆｔ濃縮する方法である。

本発明で使用するＴｉＩ４および００．を高濃度で含有
するガスとしてはコークス炉ガスの脱硫精製工程から得
られるＴ１！８含有ガスあるいは乾式脱硫プロセスにお
ける吸着剤の加熱再生時に発生する高濃度日Ｏ２含有ガ
スを還元処理して得られるＨ、８含有ガスなどがあげら
れる。これらの１１＝８含有ガスには通常４５〜７５容
積係のＨＩＢおよび１５〜４５容積憾の００．が含まれ
ており、　′該ガス中におけるＥＬＳ　／　ｃｏ、の比
（容積）は７以下となっている。

本発明の方法で使用する吸収液としては、本工程の条件
下において充分なｎ！［１吸収能力を有し、しかも減圧
処理等の簡単な操作で再度Ｈ，Ｂをガスとして再生し得
るものが好ましく、取扱あるいは入手の容易さ等も配慮
すると炭酸ナトリウムまたは炭酸カリウム水溶液が最適
である。

吸収液として用−る炭酸ナトリウムまたは炭酸カリウム
水溶液の濃度は３〜８重量係とし、液温１０〜５０℃の
範囲が好ましい。炭酸ナトリウムまたは炭酸カリウムの
濃度が８重量係を超えてもＩＩＩ、８の吸収率はあまシ
上らず、００．の吸収率の増加割合が大きくなるので好
ましくなく、３重量係未満ではＥＬＳの吸収能力が低下
し、多量の吸収液を必要とするので好ましくない。また
液温か５０℃を超えるとＨＩＢに比較し００．の吸収率
が急増しＨＩＢの選択吸収性が悪くなり、液温１０℃未
満ではＨ，８の吸収が不充分となるので好ましくない。

本発明の方法においてはＨ，８とＣＯ雪のアルカリ液へ
の吸収速度の差を利用している。Ｈ！８およびＣｏ、ガ
スを炭酸ナトリウム水溶液に接触させた場合の接触時間
と吸収率との関係は第６図のようになっている。すなわ
ちＨ，８の吸収は接触初期段階において比較的速やかに
進行し、その後ゆるやかに進行するのに対しＣｏ、の吸
収は初期段階においてはかなり遅く、接触時間が長くな
るにつれて吸収が速くなる傾向にある。従って接触時間
が長くなるとＩｆ、８と００．の吸収率の比が徐々に小
さくな、６　Ｈ，ｓの選択性が悪くなる。本発明の方法
においてはこの性質を利用し、１１１、日およびＣｏ！
を高濃度で含有するガスを２〜１２秒、好ましくは２〜
１０秒という比較的短い接触時間で接触させることによ
りＴｌ、Ｂを選択的に゛吸収させる。実用的には■雪Ｓ
とｃｏ！の吸収率の比が１５以上となる条件が好ましい
。接触時間が１２秒を超えるとＣｏｇの吸収率も上昇し
、吸収されるＨ、８　／　ｃｏ、の比が原料ガスのそれ
に近くなってしまうので好ましくなく、また２秒未満で
はＨ，Ｓの吸収量も少なく不充分である。

また−回の接触だけでも最終的に得られる再生ガスのＨ
，８／　ａｏ、の比が著しく大きくなるので充分効果が
得られるが、さらに吸収効率を高めるため、複数個の吸
収塔を設置し、くり返して気液接触を行なうようにすれ
ばより効果的である。

吸収塔においてＨ！ｓおよび微量のＣ０ｔｔ−吸収した
吸収液から減圧処理等により再度Ｈ，８ｊｉガスとして
発生させて回収することにより００ｔの含有量の極めて
少ない高濃度Ｔｉ、Ｂ含有ガスを得ることができる。を
念、Ｈ！日を回収したあとの吸収液は再生吸収液として
吸収塔に循環使用する。

本発明の方法によれば４５〜７５容積係のＨ，８と１５
〜４５容積係のＣＯ鵞を含有し、Ｈ！Ｂ／ＣＯ，の比が
７以下である原料ガスから、炭酸ナトリウムまたは炭酸
カリウム水溶液による吸収とストリッピングという簡単
な操作によシ８５容積係以上のＨ，１３を含有し、ＣＯ
，含有率が１０容積係以下というＣＯ，含有率の少ない
高濃度Ｈ，日金含有ガス得ることができる。本発明の方
法は特にＩＩ、８および００雪を高濃度で含有するガス
から硫化ナトリウム、硫化水素ナトリウムおよび硫化水
素ガスを製造する際の前段処理として有効である。

以下に本発明に係る方法を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明を硫化ナトリウム及び硫化水素ナトリ
ウム製造設備等の前段処理に使用した工程図である。第
１図において高濃度Ｈ！Ｂ、ＣＯ，含有ガスは、本発明
による方法のガス濃縮設備２で濃厚ＨＩＩ３ガスに精製
されて、硫黄化合物製造設備４で各種製品となる。排出
ガスライン３から排出されるガス濃縮設備２のガス吸収
設備からの排出ガス（未吸収のＨ！ｓ及び高濃度の００
茸を含有するガス）は、必要によシフラウス法による硫
黄回収設備や硫酸製造設備に送つて処理される。

第２図〜第３図に本発明の方法の実施態様を工程図で示
す。第２図は、高濃度Ｈ１Ｂ、ａＯ１含有ガスを１段吸
収させる工程図、第３，４図はガスｆｔ２段吸収させる
工程図であり、第３図はガスｆｔ３段吸収させる工程図
である。第３図は、縦型の３段吸収塔であるが、吸収塔
の高さに制限があるような場合には横型としても同じ性
能を発揮できる。

第２図において、高濃度Ｈ，Ｂ％００．含有ガスはガス
供給ライン１によシ吸収塔５に導入されて、吸収液供給
ライン８より供給される吸収液と吸収塔５内で接触し１
１．８の吸収が行なわれる。

未吸収のＥｌ、１３およびＣｏ、は排出ガスライン３に
より既設のクラウス設備等へ送られ処理される。

塔内でＨ宏日を吸収した吸収液は、吸収液排出ライン７
からポンプ６によって再生塔へ送られ再生ガスとして高
濃度Ｈ，８，スを得る。再生塔で再生された吸収液は熱
交換器９で５０℃以下に冷却され、再び吸収塔５に送ら
れる。

以下実施例によシ本発明の方法を具体的に説明する。

実施例１ 第２，３および５図に示した工程図に従い高濃度Ｈ！Ｂ
、００鵞含有ガス中のＨ，８の選択吸収処理を行なった
。

原料ガス（高ａ度Ｈ雪８、ＣＯ，含有ガス）の組成はｎ
ｊｓ　６ｓ容積係、Ｃｏ！２０容積係、Ｈ，０１０容積
係、ｍｌ、＋０．５容積鳴であり、吸収液としては５重
量係炭酸ナトリウム水溶液を使用し、各段において次の
操作条件に従って処理した。

原料ガス温度　４６℃、吸収液温度　４０℃液／ガス比
　３５１７ｍ”、接触時間　９１１６０再生温度　５０
〜５５℃、再生圧力１００−１４０Ｔｏｒｒ吸収再生処
理の結果は次のとおりであった（１〜３段は１８夫々第
２．３および５図の工程に相当する）。

注）ａ）再生ガス／＠料ガス比率（ドライガス比）ｂ）
ドライペース 実施例２ 原料ガスとして１！！１３４６容積憾、ｃｏ！４０容積
係、１１，０１０容積係、Ｎ、−１−０，４容積係の高
濃度Ｈ，８，００２含有ガスを用いた他は実施例１と同
様に操作し、次に示す結果を得た。

注）ａ）再生ガス／原料ガス比率（ドライガス比）ｂ）
ドライペース 実施例３ 吸収液の温度を５０℃とし九個は実施例１と同様に操作
し、次に示す結果を得た。

注）　＆）再生ガス／原料ガス比率（ドライガス比）ｂ
）ドライペース 実施例４ 原料ガスと吸収液の接触時間を４　ｓｅｃとした他は実
施例１と同様に操作し次に示す結果を得た。

注）ａ）再生ガス／原料ガス比率（ドライガス比）１３
）ドライペース 比較例１ 実施例１と同じ原料ガスｔ−５型量係の炭酸ナトリウム
水溶液を吸収液とする１段の吸収塔で処理し、１段で吸
収効率を上げる目的で接触時間を長くし、さらに液量を
増加させ九結果を次に示す。いずれもａ！ＳとＣＯ，の
吸収率の差が小さく選択性が悪化していることがわかる
。なお、この例において原料ガスの温度は４６℃、吸収
液温度は４０℃とした。

Ｌ／ＧとＨＩ８．Ｃｏ意吸収率 接触時間とＨＩ３　、　ｃｏ！吸収率 比較￥１ｃＵ２ 吸収液として１０重量係の炭酸ナトリウム水溶液を使用
し、接触時間を１２秒とした他は実施例１と同様に処理
したが、１段目におけるａ、Ｓとｃｏ！の吸収率の比は
６であり、接触時間を変えまた５段処理としても吸収率
比は７以下であり選択性が悪かった。

〔発明の効果〕

本発明によれば次のような優れた効果を得ることができ
る。

■　ＨＩ３およびＣＯ，を高濃度で含有するガスから有
用成分であるＨ、８ｔ−選択的に濃縮することができ、
各種硫黄化合物製造用ガスの精製方法として広範囲に適
用可能である。

■　Ｃｏ、の含有率が極めて少ないＩＩＩ、８ガスを製
造できるので特に硫化ナトリウム、硫化水素すｌ−ＩＪ
ウム製造設備における前処理、とじて有用であり、製品
の品質向上、カセイソーダの消費量の低減あるいは副生
するＮ　ａ！　Ｃ０３の分離設備が不要となるなど大き
な効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による方法を硫黄化合物回収設備の前
段処理に使用した工程図である。また第２図〜第３図は
、本発明による吸収方法の工程図である。 第６図は［１１３および００雪ガスを炭酸ナトリウム水
溶液と接触させた場合の接触時間とそれぞれの吸収率の
関係を表すグラフである。 １：高濃度Ｈ１日、ＣＯ意金含有ガス供給ライン２本発
明のガス濃縮設備 ５：排出ガスライン ４：硫黄化合物製造設備 ５：吸収塔 ６：ポンプ ７：吸収液排出ライン ８：吸収液供給ライン

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｈ＿２ＳおよびＣＯ＿２を高濃度で含有するガス
   を、１０〜５０℃に調整された３〜８重量％の炭酸ナト
   リウムまたは炭酸カリウム水溶液を吸収液とする吸収塔
   に気液接触時間２〜１２秒で通過させることによりＨ＿
   ２Ｓを選択的に吸収させることを特徴とする高濃度Ｈ＿
   ２Ｓ、ＣＯ＿２含有ガスからＨ＿２Ｓを濃縮する方法。
2. （２）吸収塔を複数段組合せて設置し、各段における気
   液接触時間を２〜１２秒とする特許請求の範囲第１項に
   記載の方法。
3. （３）Ｈ＿２Ｓを吸収した吸収液からＨ＿２Ｓをガスと
   して発生させて回収する特許請求の範囲第１項または第
   ２項に記載の方法。
4. （４）Ｈ＿２Ｓを吸収した吸収液を減圧処理することに
   より、Ｈ＿２Ｓをガスとして発生させて回収する特許請
   求の範囲第３項に記載の方法。
5. （５）Ｈ＿２Ｓを回収したあとの吸収液を再度吸収塔へ
   循環させる特許請求の範囲第３項または第４項のいずれ
   かに記載の方法。