JPS646124B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、硫黄の製造方法に関するものであ
る。詳しく述べると、SO₂含有ガスからの硫黄の
製造方法に関するものである。

SO₂含有ガス、特に５容量％および95容量％の
SO₂含量を有するSO₂含有ガスは化学工業ならび
に石油化学工業において得られる。これらはまた
発電所の煙道ガス脱硫装置の運転中および焼結装
置においても見出される。これらのガスの他の成
分は、通常CO₂、N₂および水蒸気である。一般
に、これらのガスは処理されてそのSO₂分を硫黄
として回収される。

この目的のためには、H₂SおよびSO₂が２：１
の比率で存在するガス混合物が得られるように
900〜1150℃の温度範囲で、還元作用を有する他
のガスとSO₂含有ガスとを接触させることは公知
である。ついで、このようにして得られるガス混
合物を、クラウス法により転化させて硫黄を得
る。三段階クラウス法を使用すると、硫黄の形で
94％までのSO₂を回収することができる。しかし
ながら、この方法はしばしば利用できないかある
いは直ちには利用できない還元ガスを多量使用す
ることを要する。

他の公知方法は、無煙炭を使用してSO₂含有ガ
スを硫黄に還元することである。これは還元ガス
の使用量を減小させるが、SO₂を約75％までしか
硫黄に還元するにすぎないという欠点を有してい
る。

したがつて、本発明の目的は先行技術の諸欠点
を解消することにある。本発明の他の目的は、前
記先行技術の諸欠点のないSO₂含有ガスからの硫
黄の改良された製造方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、還元剤として炭素含
有物質を使用してSO₂含有ガスから硫黄を得る方
法を提供することにあり、該方法は改良されてい
るのでSO₂の硫黄への還元率は90％以上に達す
る。

本発明によれば、これらの目的および以下の記
載から明らかになる他の目的は、SO₂含有ガスを
炭素含有物質と接触させてその還元を行なつて硫
黄と２：１の容積比でH₂SおよびSO₂とを含有す
るガス混合物を得、該ガス混合物から凝縮によつ
て硫黄を除去し、かつH₂SおよびSO₂を含有する
残余のガス混合物をクラウス法処理に供してこれ
からさらに硫黄を得る工程よりなる方法により達
成される。

本発明によれば、還元剤として炭素含有物質を
使用してガス中のSO₂含量を90％またはそれ以上
還元して硫黄にすることができる。このような高
い効率を示す理由は、第一段階において炭素含有
物質を使用するSO₂の還元がある還元温度を注意
深く維持することにより制御され得るので硫黄の
他にクラウス法用に望まれる２：１の比率のH₂S
対SO₂を有するガスが得られるという事実から生
じるのである。

本発明によれば、炭素含有物質上でのSO₂還元
は、850〜950℃の温度で行なわれて約20〜約50％
のSO₂が硫黄に還元される。この操作の間一定の
温度にセツトしかつ維持することにより、２：１
の上記所望の容積比が、硫黄への還元の進行と同
時に生成する。すなわち、850〜950℃の範囲内で
この温度が高ければ高いほど、このガス混合物中
のH₂Sの割合が大きくなり、逆の関係も成立す
る。このガスは、好ましくは反応器を通過して約
0.05〜約１ｍ／秒の流速で炭素含有物質に対して
下方より向流で流通される。反応帯域におけるガ
スの滞留時間は約0.01〜約0.5秒にすべきである。

炭素含有物質に曝される間の供給ガスの還元温
度は、ある程度、供給ガス中の初期SO₂濃度、存
在する水蒸気の量および使用される特別の炭素含
有物質に影響される。ある種の炭素含有物質（例
えば木炭）は他のもの（例えばある種のコーク
ス）より急速に反応し、急速に反応する物質の場
合には反応温度は他の場合より幾分低いものから
選ばれる。無煙炭は、本発明の目的に特に有用で
あることが見出された。

本発明によれば、850〜950℃の温度を有する反
応帯域は、供給ガスの点の下流で炭素含有物質に
制御された量の空気を導入することにより炭素含
有物質中でつくり出される。これは、一般に約10
〜30cmの長さ（高さ）を有し、かつ物質が850〜
950℃の温度を有する帯域（炭素含有物質内でか
つ供給ガス導入点の上流から出発して）の開発を
生じるということが本発明の特徴である。特定の
所望温度は、供給ガス容積の約1/6〜1/10、好ま
しくは1/8の量である導入空気を適当に計測する
ことにより選ばれる。

既述のように、炭素含有物質中のある特定還元
温度の正確な選定および維持は所望温度に極めて
重要である。この理由のために、反応温度の規制
および調整が助長されるように、予熱された条件
で反応器に供給ガスを導入することが望まれる。
供給ガスの350〜600℃への予熱は特に有利であ
り、またいかなるシステムにおいても使用される
熱交換器により、または供給ガス中へ熱燃焼ガス
を直接導入することにより行なうことができる。

本発明の特徴と考えられる新規な特徴は、前記
特許請求の範囲に記載されているとおりである。
しかしながら、本発明自身はその構成およびその
操作方法の両者について追加目的およびその利点
とともに、添付図面について読む場合に特定具体
例の以下の記載からよく理解できるであろう。

図面は、以下、説明された構成ならびに本発明
方法を実施するための実施例についてともに記載
されている。

本発明方法を行なうための装置は、例えば1.5
ｍの直径および３ｍの合計高さを有する流動床反
応器１からなつていた。この反応器１には、３〜
10mmの範囲の粒径を有する無煙炭粒子が充填され
ていた。この反応器１には、秤量弁２および供給
管３を通過して150Kg／hrの無煙炭（anthracite）
が供給され、また管４および秤量弁５を経て130
Kg／hrの消費無煙炭が除去される。反応器１内に
含有されている無煙炭供給の温度は弁２における
常温から還元帯域６における約900℃へ増大され、
この還元帯域６の下部から弁５における約150℃
のレベルまで減少された。還元帯域の垂直長さは
35cmであつた。

煙道ガスは、ライン８および弁７を経て反応器
下部に導入され、同時に空気は、ライン１０およ
び弁９を経て反応器のほぼ中段に導入された。

ガスは、反応器１からライン１１を経て除去さ
れ、ついで冷却器１２に流通されて約130〜200℃
に冷却された。冷却器１２で凝縮された硫黄は、
液状でライン１３を経て図示されてない受器内に
集められる。ついで、ライン１４を経て冷却器１
２を離れたガスは、触媒（通常、ポーキサイト第
一鉄）が350℃に加熱されたクラウス炉１５（１
個だけが図示されているが２個以上使用できる。）
に流通された。

前記処理の結果として生成するガス混合物は、
クラウス炉１５から冷却器１７に流通されて冷却
され、硫黄を凝縮させ、この液状硫黄はライン１
８を経て図示されてない受器へ送られた。残余の
ガスは、冷却器１８よりライン１９を経て排出さ
れた。

実施例の実際の操作パラメータは、つぎのとお
りであつた。

650m³／hrの煙道ガスは450℃に予熱され、つい
でライン８を経て反応器１へ導入された。この予
熱された供給ガスのSO₂濃度は、184Kgの硫黄に
相当する約28容量％であつた。還元帯域は、秤量
された空気の導入により最大限910℃の温度に設
定された。供給ガスは、0.2秒の滞留温間で還元
帯域を通過し、かつ650℃温度でライン１１を経
て反応器１から離れ、冷却器１２内で160℃に冷
却され、36.8Kg／hrの硫黄が回収された。

つづいて、２：１の容積比のH₂SおよびSO₂を
含有する残余のガスは、350℃で運転される２個
のクラウス炉に送られた。二番目のクラウス炉か
ら排出されたガスは、ライン１６を経て冷却器１
７へ送られて120℃の温度に冷却され、ライン１
８を経て排出された凝縮物は140Kg／hrであつた。
冷却器１７からライン１９を経て分離された廃ガ
スは分析したところ、硫黄含有有化合物の形で、
特にCOSの形で約7.3Kg／hrの硫黄を含有してい
ることが判明した。

さらに分析を行なうことなく、前記は本発明の
範囲を完全に明確にするものであり、他は先行技
術の点から本発明の一般的ならびに特定の面の本
質的特性を明らかに構成する特徴を省くことなく
最近の知識を適用することにより直ちに採用する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明方法を行なうための装置の概略
図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高温でのSO₂の還元により、水蒸気及びSO₂
   を含有するガスから硫黄を製造する方法であつ
   て、 固体炭素含有物質を含んだ反応帯域中に、水蒸
   気及びSO₂含有ガスを導入し、水蒸気及びSO₂含
   有ガス導入位置より下流において炭素含有物質中
   に空気を導入し、導入される空気の量は炭素含有
   物質帯域の温度を約850〜950℃とするために十分
   な量であり、上記炭素含有物質から上記ガスを、
   上記帯域の下流にて除去し、除去したガスから凝
   縮により硫黄を除去して、H₂SとSO₂とを２：１
   の容量比で含有する残留ガス混合物を残し、H₂S
   及びSO₂とを含有する残留ガス混合物にクラウス
   法処理を施して、ガス混合物から、更に硫黄を得
   ることを特徴とする方法。