JPS6369522A - 排気ガスの精製方法 - 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】 本発明はダスト、二酸化硫黄及び／又は塩化水素及び／
又はふつ化水素を含有する熱排気ガスの精製方法に関す
るものである。

たとえば■焼プロセス又はスラッジの燃焼がら生じるも
ののような排気ガスはしばしば比較的多量のダスト、Ｓ
Ｏ２、ＨＣｌ　、ＨＦ及び水銀を含有する。このような
排気ガスを水又はアルカリ性洗浄液で洗浄するときは、
これらの物質は多くの場合に、単に排気ガスから流出液
に移されるが、又はゴミ捨て場に運ばれる。しかしなが
ら、排気ガス処理の目的は、その中の物質を再使用でき
る生成物に転化させることにある。

やはりこれらの不純物を含有する可能性がある煙道ガス
の精製のための方法はヨーロッパ特許１７７．８０６号
中に提案されている。その中に記されている方法におい
ては、湿った活性炭の存在における接触的酸化によって
ＳＯ２を３〜２０％硫酸に転化し、この硫酸を煙道ガス
と向流させて二段階で６０〜８５％Ｈ，Ｓｏ４の濃度ま
で蒸発させ、同時にＨＣｌとＨＦを除去する。しかしな
がら、排気ガス中の水蒸気の分圧が約１５％容量％より
も高くまで上がるときには、取得する硫酸の経済的な利
用のために必要とする少なくとも６０％の濃度は、単に
排気ガスからの熱を利用することによってはもはや達成
できないから、この方法は適用不可能である。

本発明の目的は１５容量％よりも高い水蒸気の分圧を有
する排気ガスから精製することができる方法を提供する
ことにある。

本発明は： ａ）　排気ガスを６０〜７５％硫酸で洗浄することによ
って１３５℃以下の温度に冷却し、ｂ〉　排気ガスを５
〜２０％硫酸との接触によって６０〜８０℃に冷却し、 Ｃ）　排気ガスを湿った活性炭との接触によって脱硫し
て硫酸を生成させ、 ｄ）　　ｃ）において生成した硫酸を熱排気ガスとの接
触によって５〜２０％Ｈ２ＳＯ４の濃度まで上げ、 ｅ）　　ｄ）において生成した５〜２０％硫酸をａ）の
排気ガスの冷却から取得した熱によって６０〜８０％Ｈ
２Ｓ　０４の濃度まで蒸発させ、且つ ｆ）　段階ｅ）の前にｄ）からの５〜２０％Ｈ２ＳＯ４
と６０〜８０％硫酸の混合物がらＨＣｌ及び／又はＨＦ
を除去する、 ことを特徴とする、ダスト、二酸化硫黄及び／又は塩化
水素及び／又はふつ化水素を含有し且つ少なくとも１５
容量％の水蒸気分圧を有する熱排気ガスのｖＩ製左方法
関するものである。

本発明の方法は１７０〜５００’Ｃの温度にある熱排気
ガスの精製に対して特に適している。

段＋（！’？ａ）において冷却した排気ガスから固体粒
子を含有する硫酸の液滴を、できる限り除去することが
特に有利である。これは公知のミスト除去装置中で行な
うことができる。本発明に従って、既に固体粒子が除い
である煙道ガスを段階ｂ）において記したようにして第
一の濃縮器中で冷却すると同時にＨＣｌ及び■（ト′を
実質的に洗い去る。

段階Ｃ）において、既に部分的に精製しである排気ガス
を湿った活性炭の層中に通じ、そこでＳＯ２を硫酸に転
化させる。次いで水を活性炭に噴霧し、残留するＨＣｌ
及びＨＦと共に硫酸を高くとも】５％の濃度を有する酸
溶液として活性炭がら洗い去る。

活性炭の層から排出した硫酸を次いで段階ｄ）において
記したように第一の濃縮器中で５〜２０％の硫酸含量に
濃縮することが有利である。なおＨＣｌとＨＦを含有し
ている硫酸を濃縮器から取り出して、５０〜７０％のＨ
２ＳＯ，を含有する混合物を生じさせるために十分な濃
縮器■がらの６０〜８０％［酸と混合し、それがらＨＣ
ｌと）（Ｆをストリッピングによって除去することがで
きる６　ストリッパーから排出した硫酸を次いでもう一
つの濃縮器中で６０〜８０％の硫酸濃度まで蒸発によっ
て具合良く濃縮することができる。

洗浄段階における排気ガスの冷却は、洗浄器ａ）中でガ
スからの熱を６０〜７５％の硫酸に移し次いでこの６０
〜７５％硫酸からの熱を熱交換器中で６０〜８０％硫酸
に移転することによって行なうことが好ましいが、該６
０〜８０％硫酸はｅ）中で蒸発による濃縮によって取得
したものである。

本発明の方法の段階ａ）において、排気ガスを１００〜
１３０℃の範囲の温度に冷却することが好ましい。排気
ガスの洗浄の工程において分離した固体物質は循環する
硫酸の部分流から除去することができる。スＩ・リッパ
−を出る気体からのＨＣｌとＨＦは吸収器中で塩酸とぶ
つ化水素酸の冷却混合物を用いて洗い出すことができる
。

本発明の方法の各段階の遂行のためには、現在の技術に
おいて種々の可能性が存在する。ダストを含有するガス
の洗浄のために用いる装置は、固体物質の堆積の問題が
生じないことによって、ベンチュリスクラツバー、ジェ
ットスクラツバー又はノズル格子を備えた洗浄塔である
ことが好ましい。固体粒子を含有する酸液滴の効率的な
分離のためには薄層分離器が好適である。

第一の濃縮器としては上記の気体洗浄器又は充填塔を用
いることができる。ＳＯ２の接触的な除去は、現在の技
術（ヨーロッパ特許第１７７．８０６号）に従って行な
われる。６０〜８０％の濃度までの硫酸の蒸発は強制循
環真空蒸発器中で行なることが好ましい、これらは単段
蒸発器であることが好ましく且つ８０〜１２０℃で３０
〜１００ミリバールにおいて操作し且つ蒸気の凝縮は直
接又は間接冷却によって行なうことができる。

本発明の方法のもう一つの好適具体化においては、蒸発
による硫酸の濃縮を蒸発冷却器中で行なう。これらの装
置においては、蒸発させるべき水を、空気と共に循環す
る熱酸との接触によって追い出すことが好ましい。使用
する濃縮装置は、やはりベンチュリ又はジェットスクラ
ツバー又は洗浄塔とすることができる。これらの装置中
で８０〜１２０℃に加熱する比較的多量の空気は、排気
ガスを生じさせる燃焼装置中に、予熱した燃焼のための
空気として、もどすことができる。

それ故、本発明の方法の好適実施形態は、蒸発冷却器中
で加熱した空気を、排気ガスが生じる燃焼のプロセスに
対して使用する。

かくして、本発明の方法による排気ガスの精製からの副
生物として以下の物質を取得する：湿った形態で捨てる
か又は燃焼のプロセスにもどすことができるダスト；そ
の純度のために多くの異なる目的に使用することができ
る６０〜８０％硫酸；た゛とえば、ステンレス鋼のため
の腐食溶液としてのような用途を有している、約２０％
の塩酸とぶつ化水素酸の混合物。

排気ガス中の水銀濃度が比較的高い場合には、それを硫
酸から除去することが必要なこともある。

それに対しては公知の方法を用いることができる。

次いで本発明の方法を第１図及び第２図を参照して、さ
らに詳細に説明する。

第１図において、１７０〜５００℃の温度にあり且つ１
５容量％よりも高いＨ２Ｏを含有する熱排気ガス（１）
を、洗浄器（２）中で、固体物質及び溶解した硫酸塩を
含有している６０〜７５％硫酸を用いて洗浄して、ダス
トを除去する。硫酸（１４）は１００〜１４０℃の温度
で洗浄器（２）を離れて、一つ以上の熱交換器（２０）
中で、冷却媒体としての６０〜８０％ｆｉｌ酸（２２）
によって冷却される。

冷却した硫酸（１７）を次いで一つ以上の熱交換器く１
６）に移し、そこで冷却した循環する硫酸が洗浄器（２
）中の排気ガスを１００〜１３０℃の範囲の温度に冷却
することを可能とするために十分な熱エネルギーを、冷
却水（１８，１９）によって硫酸から除去する。冷却し
且つダスＩ・を洗い去っである排気ガス流（３）をミス
ト除去器（４）に送り、そこで排気ガスから酸液滴を除
去する。液滴を除去した酸（５）を洗浄器（２）中に流
しもどす。

冷却し且つダストを洗浄除去した排気ガス（６）を濃縮
器■（７）中で５〜２０％硫酸（４４）と接触させ、そ
こで排気ガスを硫酸からの水の蒸発により６０〜８０℃
に冷却する。同時に排気ガス中に存在するＨＣｌとＨＦ
の大部分が硫酸中に溶解する。かくて部分的に精製され
て排気ガス（８）を固定床反応器（９）中に導入し、そ
こでそれを湿った活性炭の層を通過させることによりＳ
０２を硫酸に転化させる。Ｎ製した排気ガス（１０）は
大気中に排出させるか又は再加熱するための装置に送る
。活性炭の層中で生成した硫酸を、活性炭の層に水を噴
霧することによって最高で１５％の濃度を有し且つ少量
のＨＣｌ及びＨＦを含有する硫酸として、活性体から洗
い去り、その酸を濃縮器■（７〉中に導入（１２）して
、そこで５〜２０％のＨ，Ｓｏ、含量に濃縮する。ＭＣ
ＩとＨＦを含有する５〜２０％硫酸（１５）を濃縮器Ｉ
（７）から、（１２）においてその中に供給する硫酸に
依存する速度と濃度において、排出させる。

硫酸（１５）を、５０〜７０％Ｈ２Ｓ　０４を含有する
混合物（２７）を生じさせるために必要な量の濃縮器ｎ
　（２４）の循環系からの６０〜８０％硫酸（２６）と
混合する。この混合物をストリッパー（２８）中に送り
、そこでＨＣｌとＨＦをガス（３２）によって酸から吹
き飛ばす。ガス（３２）は空気であってもよいが、部分
的に精製した排気ガスの部分流であることが好ましい。

ＨＣｌとＨＦを除去した硫酸（３３）はストリッパー（
２８）から濃縮器Ｕ　（２４）へと流出する。濃縮器Ｉ
Ｉ　（２４）は強制循環真空蒸発器である。循環を保っ
ているＦＲ′ｔｉを、洗浄器（２）からの循環する酸（
１４）が加熱媒体として用いられている熱交換器（２０
）中で、８０〜１２０℃く２２）から９０〜１２５℃（
２１）に加熱する。

次いで３０〜１００ミリバールの真空蒸発器（２４）中
で硫酸を６０〜８０％Ｈ２ＳＯ，に濃縮する。脱硫の工
程において生じたすべての硫酸は、この濃度において純
酸（２５）として系から排出する。蒸発器から生じる蒸
気（２３）は、射出凝縮器中で又は間接的に冷却した凝
縮器中で通常のようにして凝縮させる。

ＨＣｌとＨＦを含有するガス（２９）を、ストリッパー
（２８）から吸収器（３０）中に送り、そこで大部分の
ＨＣｌとＨＦを、塩酸とぶつ化水素酸の冷混合物による
洗浄によって、ガスから除去したのち、ガス（３１）を
排気ガス流中に、好ましくは濃縮器■（７）の前に、導
入する。

吸収器（３０）から排出した酸（３４）を熱交換器（３
６）中で冷却水（３８，３９）によって冷却する。約２
０％のＨＣｌを含有する酸を副生物（３７）として取り
出す。この酸のＨＦ含量は排気ガス（１）の組成に依存
する。

洗浄器（２）中を循環する酸から部分流（４２）を連続
的に又は間欠的に取り出し且つ洗浄器（２）中で排気ガ
スから分離した固体物質（４３）を適当な装置、たとえ
ば、濾過器（４０）中で、部分流（４２）から除去する
。いまや固体不純物を含有していない酸を洗浄器（２）
にもどす。

第２図に示す変化させたプロセスは、硫酸を６０〜８０
％のＨ２ＳＯ，含量に濃縮するために用いる方法の点で
、第１図のものとは異なっている。

強制循環真空蒸発器（２４）の代りに、蒸発冷却器（４
５）を用いる一蒸発冷却器は冷却塔、充填塔、ベンチュ
リスクラツバー、ジェットスクラツバー又は空気（４６
）との接触によって加熱した硫＃（２１）から水を蒸発
させることができるその他の装置から成ることができる
。次いで９０〜１２０℃の範囲の温度に加熱された排気
ガス（４７）は燃焼のための予熱空気として有利に使用
することができる。

本発明の方法のこれらの利点を実施例によって例証する
が、これらの実施例は本発明を制限するものとみなすべ
きではない。

Ｋ１匠Ｌ スラッジの燃焼から２５０℃の温度において１００．０
００ｍ３／ｈの排気ガスを得る。この排気ガスは下記の
組成を有する： ２５．５容量％のＨ２Ｏ；７．４容量％のＯ２；７．７
容量％のＣｏ２　；５９．’２容容量のＮ２．２２００
　ｍ　ｇのＳｏ２／ｌｎ”　、１５０ｍｇのＨＣｌ／ｍ
　コ　、１２５ｒｎｇ　のＨＦ　／　ｍ　’　　、６０
０　ｎｉ　ｇのダスト／　ｒｎ　３゜（上記の容量はす
べて標準条件下の湿ったガスに基づく） この排気ガスを第１図に示す装置中で精製する。

排気ガス（１）をベンチュリスフラッパー（２）中で２
４５ｔ、／ｈの７０％硫酸（１３）によって洗浄する。

この硫酸は重量で約１％の固体含量を有し且つ９０℃の
温度にある。スクラツバー（２）を離れる排気ガス（３
）は２５．５容量％の水分を有し且つ１２５℃の温度に
あり、ダストを含まず、固体粒子を含有する７０％硫酸
の液滴を含有する。薄層分離器（４）中の排気ガスの通
過によって液滴を分離する１分離した不純な硫酸（５）
をスクラツバー（２）にもどす。

固体粒子を含有する硫酸を１２５℃の温度でスクラツバ
ー（２）から取り出しく１４）　、一連の熱交換器中で
、先ず純７０％硫酸により１１２℃（１７）に、次いで
冷却水（１８，１９）によって９０℃に冷却する。熱交
換器（１６）中で最大で１８０ｍ’／ｈの冷却水が２５
℃（１８）から４０℃（１つ）に加熱される。

固体粒子を含有する６、２ｔ／ｈの冷却した硫酸（４２
）を濾過しく４０）、固体を含まない酸（４１〉として
酸の循環にもどす、６０Ａｇ／ｈの覧燥物質を含有する
濾過ケーキ（４３）をｒ過器（４０）から取り出して、
スラッジの燃焼のために装置にもどすことが有利である
。固体を含有しない冷却した排気ガス（６）を濃縮器Ｉ
（７）中で１０．４５％の硫酸（４４）と接触させる。

それによって排気ガスを１２５℃（６）から６９℃（８
）に冷却し、且つ同時に、硫酸からの水の蒸発のために
、その蒸気含量が２８．５容量％に増大する。その上、
ＨＣｌとＨＦの大部分が排気ガスから洗い出されて硫酸
中に溶解する。

部分的にＭＷした排気ガス（８）を活性炭含有固体床反
応器（９）中に通じる。湿った活性炭と接触したＳＯ２
は硫酸に転化する。ＨＣｌとＨＦが希［酸中に溶解する
。精製した排気ガス（１０）は６９℃において水蒸気で
飽和し且つ６　］、　ｍ　ｇのＳｏｗ　／ｍ’　、４ｍ
ｇのＨＣｌ／ｍ’及び５１ＴＩ　ｇのＨＦ　／　ｍコを
含有している。

反応器（９）中において生成した酸を、６．３ｔ／ｈの
Ｈ２Ｏで活性炭を噴霧することによって、希硫酸（１２
＞（６，５２ｔ／ｈ）として溶出する。重量で５％のＨ
２ＳＯ，に加えて少量のＨＣｌとＨＦをなお含有してい
るこの硫酸を、濃縮器■（７）に送り、そこで１０．４
５％のＨｔ　Ｓ　Ｏ４含量に濃縮する。１０．４５％の
Ｈ２Ｓ　Ｏｓ　、０　。

４％のＨＣｌ及び０．４０％のＨＦを含有する酸（１５
）を濃縮器Ｉ（７）中で３．１２ｔ／ｈの速度で循環環
から取り出す。この酸混合物を１１０℃にの温度にある
□　ｔ、　／　ｈの７０％硫酸（２６）と混合する。か
くして得た酸混合物（２７）を、ストリッパーガスとし
て３００ｍ３／ｈの精製排気ガス（１０）を用いるスト
リッパー（２８）中に導入する。ストリッパー（２８）
中でＭＣＩとＨＦを受は収ったガス（２９）を洗浄塔（
３０）中で４０℃において＃（３５）によって洗浄し、
且つ水を８０＆ｙ／ｈの速度で凝縮させる。５０℃の温
度で洗浄塔（３０）を離れる酸（３４）を熱交換器（３
６）中でで冷却水（３８，３９）により４０℃に冷却す
る。１３．７％ＨＣｌと１１゜３％のＨＦを含有する１
０６．６Ａｙ／ｈの酸（３７）を循環から取り出す。

スｌ〜リッパ−（２８）中でＨＣｌと）ＩＦを除いた＠
ｖａ　（３３）を強制循環真空蒸発器（２４）中に送る
。この濃縮系■中において、７００ｍ’／ｈの７６％硫
酸を、１０７℃から１１０℃にそれを加熱する、熱交換
器（２０）及び、５０ｍｂａｒにおいて２．７ｔ／ｈの
水を蒸発させ且つ酸を１１０℃から１０７℃に冷却させ
る、蒸発器（２４）を通じて循環させる。水蒸気及び漏
出空気（２３）を凝縮器中に収り出す、０．４２９ｔ／
ｈの純７６％硫酸（２５）を蒸発器（２４）から排出さ
せる。

幻１Ｊｌ！Ｌ２Ｌ この実施例は実施例１と同様であるが、この場合は濃縮
器■は蒸発冷却器（第２図に相当する）である。

この場合は、洗浄サイクルからの、なお固体を含有する
硫酸（１４）を熱交換器（２０）中で、冷却媒体として
用いる濃縮器■からの純７０％硫＃（２２）によって１
２５℃から９７℃に冷却する。この場合に第二の熱交換
器（１６）中におけるＭ（１７）の９０℃への一層の冷
却は、冷却水が２５℃（１８）から４０℃（１９）に加
熱される場合は、５４ｍ３／ｈの冷却水を必要とするの
みである。

熱交換器（２０）中で１１０℃に加熱した純７０％硫酸
（２１）を冷却塔（４５）に送り、その中で塔を流下す
る硫酸中に吹込む７４，０００ｍ’／ｈ（標準条件下に
）の空気（４６）によって、この酸から２．６５ｔ／ｈ
の水を蒸発させる。

スラッジの燃焼のための予熱した燃焼空気として、プロ
セス中で２５℃から１００℃に加熱する空気を使用する
ことができ、それによって８　Ｇ　Ｊ／ｈのエネルギー
の節約が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、濃縮器■として強制循環真空蒸発器を使用す
る、本発明の一実施形態の流れ図である。 第２図は、濃縮器■として蒸発冷却器を使用する、本発
明の別の実施形態の流れ図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ａ）熱排気ガスを６０〜７５％の硫酸で洗浄しなが
   ら約１３５℃以下の温度に冷却し、 ｂ）ａ）からの排気ガスを５〜２０％の硫酸との接触に
   より約６０〜８０℃に冷却し、 ｃ）ｂ）からの排気ガスを湿った活性炭との接触により
   硫酸の生成と共に脱硫し、 ｄ）ｃ）において生成した硫酸を熱排気ガスとの接触に
   より５〜２０％のＨ＿２ＳＯ＿４含量に濃縮し、 ｅ）ｄ）において生成した５〜２０％の硫酸をａ）にお
   いて排気ガスを冷却するときに除いた熱エネルギーを用
   いる蒸発によって６０〜８０％のＨ＿２ＳＯ＿４含量に
   濃縮し、且つ ｆ）階段ｅ）の前に階段ｄ）からの５〜２０％Ｈ＿２Ｓ
   Ｏ＿４と６０〜８０％硫酸の混合物からＨＣｌ及び／又
   はＨＦを除去する、 ことを特徴とする、ダスト、二酸化硫黄及び／又は塩化
   水素及び／又はふっ化水素を含有し且つ少なくとも１５
   容量％の水蒸気の分圧を有する熱排気ガスの精製方法。 ２、熱排気ガスは約１７０〜５００℃の温度にある、特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、ａ）における排気ガスの冷却は約１００〜１３０℃
   の温度まで行なう、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４、段階ａ）において除いた熱エネルギーを、熱交換器
   中で、洗浄器から到来する６０〜７５％の硫酸からｅ）
   のおける蒸発的な濃縮によって取得した６０〜８０％硫
   酸に対して移転する、特許請求の範囲第１項記載の方法
   。 ５、ｅ）における蒸発的な硫酸の濃縮は強制循環真空蒸
   発器中で行なう、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ６、ｅ）における蒸発的な硫酸の濃縮は蒸発冷却器中で
   行なう、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ７、蒸気の追い出しのために空気を用いる、特許請求の
   範囲第６項記載の方法。 ８、蒸発冷却器中で加熱した空気を排気ガスが生じる燃
   焼のために使用する、特許請求の範囲第７項記載の方法
   。