KR0171399B1 - 배기증기로부터 주석 화합물을 제거하는 방법 - Google Patents

Abstract

유리를 증기상의 피복물질로 처리하여 생성된 유출 스트림은 금속 성분을 함유한다. 이 유출 스트림을 스크러버 베드 및 유동 조절 및 유동 재순환 수단을 갖는 장치에서 제한된 농도의 금속 성분을 갖는 산성 용액으로 세척하여, 후-피복 처리의 회수 효율을 개선시키고, 공정시의 방출을 감소시킨다.

Description

배기 증기로부터 주석 화합물을 제거하는 방법

제1도는 본 발명의 방법에 유용한 장치의 부분 개요도이다.

본 발명은 증기로부터 금속 성분을 제거하는 분야에 관한 것이다. 더욱 특히, 본 발명은 제조 과정 도중에 방출되는 배기 증기로부터 주석 화합물을 제거하는 방법에 관한 것이다.

수많은 산업 공정들에 의해 금속 증기가 대기로 방출되며; 환경을 보호하기 위하여, 방출될 수 있는 금속 양에 대한 규제가 확립되어 있으며 계속 수정되고 있다. 이러한 사실은 효율적이지 못하거나 제어가 좋지 못한 공정의 변형 또는 심지어 포기를 요구할 수 있다; 또는, 배기 가스로부터 금속 성분을 제거하기 위한 추가의 공정 단계가 공정을 존속시키는데 있어서 필수적일 수 있다. 이러한 익히 공지된 공정들은 물로 배기 가스를 세정(scrubbing)하고, 흡수성 고체(예 : 탄소)로된 필터를 사용하여, 배기 가스를 소각시키고 분진 필터 또는 전기 집진기를 통해 배기 가스를 통과시키는 것과 같은 방법을 사용한다.

미합중국 특허 제4,144,262호, 제4,130,673호 및 미합중국 특허 제4,530,857호에는 새로 형성된 스틸-핫(still-hot) 유리를 모노부틸주석 트리클로라이드(MBTC)로 처리하여 이들 개체 위에 보호용 주석-산화물 층을 형성시키고 이러한 공정의 배기 가스로부터 MBTC를 동시에 제거하는 것이 제시되어 있다. 전기 집진기 또는 기타 장치가 권장된다.

폐스트림 제거 문제를 해결하기 위한, 당해 분야에 공지된 다른 방법은 배기 가스를 수산화나트륨과 같은 염기의 수용액과 접촉시키는 것이다. 그러나, 공지된 배기 가스 처리 방법은 수많은 단점이 있는 것으로 밝혀졌다; 대부분의 방법은 세정된 배기 가스의 자유로운 방출을 허용하기 위해 요구되는 낮은 금속 수준을 성취하지 못한다. 예를 들면, 전기 집진기 또는 응축기를 사용하는 경우가 그러하다.

부식 용액을 사용하는 가스 세정은 수성 금속 산화물을 생성시키며, 이러한 산화물을 함유하는 찌꺼기(mud)는 여과 또는 원심분리에 의해 재처리해야 하며, 이에 따라 새로운 문제, 즉 폐수처리 문제가 생긴다. 이러한 방법은 또한 비용이 많이 들며, 비경제적인 노동력을 필요로 한다.

미합중국 특허 제4009241호에는, 수은 증기 오염된 가스를 제거하기 위해 2가 수은을 함유하는 산성 수용액을 사용하는 것이 기술되어 있다.

EP-A 제254,697호에는, 할라이드(HC1)가 수은과 착물을 형성하게 하는 수성 산 흡수 매질을 사용하여 수은 증기를 제거하는 것이 기술되어 있다.

EP-A 제278,537호에는, 수은 증기와 이산화황을 함유하는 가스 스트림을 클로라이드와 구리(Ⅱ) 이온을 함유하는 산성 용액과 접촉시킴으로써 당해 가스 스트림의 오염을 제거하는 것이 기술되어 있다.

JP-A 제52/023,506호에는, 중유 연소기로부터의 연료 가스를 탈황시키기 위해 산성 용액을 사용하는 것이 기술되어 있다.

DE-A 제3,403,737호에는, 금속 가공으로부터 배출된 가스를 세정하기 위해 비틀인 흡수로(a tortuous absorption path) 속에 묽은 염산을 분무하는 것이 기술되어 있다.

본 발명자들은, 주석 화합물(들) 함유 배기 가스를, 흡수 매질이 약 5중량% 이상의 주석을 함유할 때까지, 배기 가스로부터 주석 화합물(들)을 흡수시키기 위한 pH 6 이하의 수성 산성 액체 흡수 매질과 접촉시킴을 특징으로하여, 주석 화합물(들) 함유 배기 가스를 처리하여 주석 화합물(들)을 제거하는 방법을 제안한다.

본 발명은 주석-오염된 증기를, 주석 화합물이 흡수되는 방식으로, pH 6 이하, 바람직하게는 3 이하, 보다 바람직하게는 2.5 이하, 가장 바람직하게는 2 이하인 산성 액체와 접촉시킴으로써 선행 기술의 문제점들중 몇가지를 제거하고자 한다.

상기한 산도( 및, 경우에 따라, 온도 및 기타 변수)를 적절히 선택함으로써, 침전물이 흡수 매질에 실질적으로 형성되지 않도록 조정할 수 있다. 이러한 사실은 취급상의 큰 이점을 제공한다.

또한, 흡수 액체 매질은 주석-오염된 증기로부터 제거될 성분들 또는 이와 거의 유사한 성분들중 몇몇을 이미 함유한다.

본 발명자들은 이러한 사항이 흡수도를 예기치 못한 정도로 향상시킬 수 있음을 발견했다.

따라서, 본 발명의 바람직한 방법은 (a) 주석 화합물(들)을 함유하는 증기를 pH가 약 6 이하, 바람직하게는 약 2 이하인 산성 수성 매질(여기서, 산성 매질은 흡수될 주석 화합물(들)을 최소량으로 이미 함유한다)과 접촉시켜, 주석 화합물(들)을 함유하는 증기의 대기로의 누출이 허용되도록 하는 수준까지 주석 화합물(들)을 상당량 흡수시키고, 실질적으로 침전물이 존재하지 않도록 산성 매질을 유지시키고, (b) 용액중의 주석 농도를 증가시키기 위해 임의로 산성 수성 매질을 순환시키고, (c) 임의로 주석 함유 용액을 사용하여 주석, 주석 산화물 또는 유기 주석 화합물로서 축적된 주석을 회수하고, (d) 임의로 주석 함유 용액의 일부 또는 전부를 주석-ℓ 함유 증기를 발생시키는 공정에 재순환시켜 사용된 주석 화합물의 적어도 일부를 대체시킴을 특징으로 한다.

본 발명은 기술한 방법에 의해 형성된 생성물과 이를 제조하기 위한 장치를 추가로 포함한다.

본 발명은, 예를 들면, 주석 산화물 층을 사용하여 유리 물질을 피복시키는 방법에서 사용된 설비의 배기 가스로부터 방출되는 증기로부터 주석 함유 성분을 제거하는 방법에 관한 것이다.

이 방법은 주석 화합물로 유리를 피복함으로써 배기가스를 비교적 간단히 세정할 수 있도록 한다. 또한, 이 방법은 고체 폐기물의 발생을 배제하며, 예를 들면, 유리공장에서의 주석 함유 폐수 형성을 방지시킨다. 본 발명자들은, 예를 들면, 독일연방공화국이 요구하는 바와 같은 기체의 1 표준 ㎥(SCM)당 약 5mg 미만의 주석 금속 농도에 이르기까지 배기 가스를 세정할 수 있음을 발견했다.

주석 화합물을 사용하는 공정에 수성 매질을 재순환 시키는 것이 편리하다. 이러한 재순환을 수행할 때, 유리 제조업자는 수성 매질에 의한 폐기물을 생성하지 않는다. 이러한 재순환은 높은 주석 농도를 성취할 수 있으며, 이는 산성 수성 매질이 주석 함유 증기와 접촉하여 생성된 가스 세정액의 저장과 이송을 용이하게 하기 때문에 경제적으로 가능하다.

또한, 가스 세정액 전부 또는 일부를 주석 함유 증기를 생성시키는 공정으로 다시 재순환시켜 필요한 원래의 주석 화합물 일부를 대체시킬 수도 있게 된다. 대부분의 경우에서, 총체적인 후자의 공정으로의 재순환에 의해 가스 세정액 중의 산 함량이 더욱 더 커지게 되기 때문에, 적어도 일부의 가스 세정액을 주석 화합물 제조공정으로 재순환시키는 것이 경제적으로 유리할 수 있다.

개시하는데 적합한 매질은 고체 침전을 방지하거나 감소시키는 산성화제를 함유하며, 주로 물로 이루어진다. 상술한 순환으로 인하여, 금속 성분의 농도를 목적하는 수준으로 용이하게 상승시킬 수 있다.

본 방법은 특히, 주석 산화물을 유리 또는 유사한 기판에 피복하고, 피복 설비에서 방출되는 배기 가스로부터 잔류하는 주석을 제거하는 조작에 사용하기에 적합하다.

접촉 용액중의 주석 농도를 pH를 약 6 이하, 바람직하게는 약 2.5 이하, 가장 바람직하게는 약 2 이하로 유지하면서 주석 금속을 약 5중량% 이상으로 되게 하는 농도이다. 사용할 수 있는 바람직한 주석 금속 농도는 약 10중량%이며, 약 20중량% 이상 사용하는 것이 가장 바람직하다.

배기 가스 증기는 고에너지 가스 세정기(scrubber) 속에서 액체 매질과 접촉시킬 수 있다. 그러나, 본 발명의 바람직한 실시양태에 따라, 증기를 저에너지 가스 세정기 속에서 또는 연무(mist)의 형성을 방지하는 조건하 분무탑 속에서 액체 매질과 접촉시킨다.

항상 증기를 주석 성분의 포화 온도보다 높은 온도로 유지시키는 것이 중요하다. 이는 추가의 열을 가함으로써 주석 함유 성분을 갖는 증기의 분리 조건들의 국부적 형성을 방지함으로써 이루어질 수 있다. 한 실시양태에 따르면, 스팀을 배기 가스에 가하여 가스 세정기 속의 세정액의 국부적 냉각을 방지할 수 있다. 증기를 주석 성분의 포화 온도보다 높은 온도로 유지시키는 것이 바람직하다. 다른 바람직한 실시양태에서, 세정액을 열교환을 통해 순환시킴으로써 가열한다. 본 발명의 방법은 사염화주석, 알킬주석 할라이드 또는 MBTC와 함께 사용하는 경우에 특히 적합하다.

묽은 MBTC 수용액은 거품을 형성하는 경향이 강하며 가스 세정 시스템 속에서의 증기 처리를 방해한다는 사실은 공지되어 있다. 그러나, 놀랍게도 본 발명의 방법은 상당량의 거품 형성없이, 가스 세정액중의 고농도의 주석을 사용할 수 있다는 사실을 밝혀내었다.

공정 경제 또는 환경에 대한 고려로 인해 추가의 처리가 요구될 경우, 주석 함유 증기중의 주석 함량을 추가로 감소시키기 위한 제2단계에서 보다 묽은 주석 화합물 수용액을 함유하는 제2장치를 사용할 수 있다.

진한 용액을 배기 증기가 최초로 방출되는 제조공정, 또는 주석 화합물의 제조공정에 사용할 수 있다는 사실이 명백해질 것이다. 그러나, 함유된 주석을 회수하기 위해서 진한 용액을 반대쪽 설비로 이송시킬 수도 있다. 최종적으로 방출되는 증기내의 주석 농도가 매우 낮기 때문에, 본 발명의 방법은 대기에 유해한 물질의 방출과 관련된 엄격한 법규가 적용되는 지리학적 지역에 있어서 특히 유용하다. 당해 방법은 약 5mg/SCM 미만의 주석 함량이 되기까지 배기 가스를 세정할 수 있다. 이러한 결과는 당해 분야에 공지된 방법으로는 성취할 수 없으며; 응축기, 필터 또는 전기 집진기를 사용하는 위의 방법은 배기 가스의 금속 농도를 충분히 낮추지 못한다. 알칼리 수성 매질을 사용하는 방법으로 이러한 목적을 성취할 수는 있지만, 아주 복잡하고 노동력이 많이 든다.

예를 들면, 배기 가스와 알칼리 용액을 접촉시키는 선행 기술의 공정 도중에 형성된 침전물은 계속 제거되어야 하며, 주석 화합물의 침전물은 여과하기가 어렵기 때문에 조작을 성취하기가 어렵다. 여과 및 원심분리 자체는 관련 산업과는 맞지 않는 조작이며, 이러한 공정은 추가의 처리 없이는 하수도 또는 다른 설비에 버리는 것이 허용되지 않는 정도의 질을 갖는 페수를 생성시키며, 새로이 공급되는 물과의 단순한 접촉은 다량의 폐수를 생성시키며, 이 또한 추가로 처리되어야 한다.

놀랍게도, 관련된 주석 화합물의 증기압에 대한 계산을 근거로 한 예상치와는 반대로, 배기 가스를 세정하기 위한 접촉 매질로서, 상당량의 주석 함유 성분 및 임의로 염산 또는 기타의 산을 함유하는 용액을 사용할 수 있음이 밝혀졌다.

적합한 설비를 사용함으로써, 주석 금속으로서 계산하여 5중량% 이상, 바람직하게는 10중량% 이상, 가장 바람직하게는 20중량% 이상의 주석 함유 성분을 함유하면서, 공정 매질의 pH를 약 6 이하로 유지시키는 접촉 용액을 사용할 수 있음이 예상외로 밝혀졌다.

액상과 기상 사이의 접촉은 정적 및 동적 교반 둘 다를 포함하는 각종 방법에 의해 수행될 수 있지만, 두 상의 동적 혼합에 의해 수행되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 단순히 증기를 저장기 속에 저장된 수성 매질을 통해 버블링시킬 수 있거나, 증기가 액체 위의 대기로 들어갈 때 수성 매질을 교반할 수 있다.

바람직한 과정으로서, 액체 매질을 저에너지 가스 세정 설비 또는 분무탑 속에서 증기를 주석 함유 성분으로 포화시키는 조건하에서 증기와 접촉시킨다. 증기가 주석 함유 성분으로 과포화되는 것을 방지할 경우, 고에너지 가스 세정기와 보다 간단하고 비용이 저렴한 저에너지 가스 세정기를 사용하는 것을 피할 수 있다. 증기를 관련된 성분의 포화점 이상의 온도에서 유지시키는 경우, 주석 함유 성분을 증기로부터 비교적 쉽게, 그리고 세정액중의 이들의 농도와 관련하여 계산된 이들 화합물들의 부분압으로부터 예상되는 수준 이하로 제거할 수 있음이 밝혀졌다.

증기를 이의 포화점 이하로 냉각시킬 수 있는 경우, 주석 화합물을 함유하는 액체의 미분된 연무 또는 졸을 증기로부터 분리하기가 매우 어렵다. 후자의 경우, 증기로부터 연무 또는 졸을 분리하기 위하여 더 많은 장비와 에너지 집약적 방법을 사용해야 한다.

세정액 중 비교적 고농도의 주석 화합물을 수득하기 위하여 산성 수용액을 사용할 수 있다. 침전과 거품 형성을 방지하기 위해 필요한 세정액의 산도는 일정량의 염산 또는 기타 적합한 무기 또는 유기산으로 산성화한 물로 공정을 개시하여 성취할 수 있다.

필요한 산도 수준에 기여하는 주석 또는 유기 주석 할라이드(예 : MBTC)를 목적량 가한 물로 수성 처리단계를 개시할 수 있다. 이러한 방법에서, 배기 증기가 산(예 : 할로겐화수소)을 함유하는 경우, 추가의 산 또는 주석 화합물을 가할 필요가 없다. 이 경우, 본 방법은 요구되는 산도 수준을 자동적으로 유지할 것이다.

당해 방법을 일정 온도 범위에 걸쳐서 수행할 수 있다; 일반적으로, 간단함과 경제적인 이유로 주위온도를 사용하는 것이 바람직하다. 제에너지 가스 세정기를 사용하는 경우, 주석 성분(예 : 할로겐화주석 및 유기 주석 할라이드) 및 실란 등을 함유하는 액체에 의한 증기의 과포화 조건들의 국부적 형성을 방지하는데 있어 추가의 가열수단이 유리할 수 있다.

또한, 낮은 주위습도 조건하에서 물의 과도한 증발에 기인하는 세정액의 국부적 냉각을 방지하기 위해, 스팀을 배기 가스에 가할 수 있다.

몇가지 유리 피복공정에서 발생할 수 있듯이, 배기 가스가 매우 고온인 경우, 순환 액체 또는 배기 가스의 냉각이 필요할 수 있다. 가스, 액체 또는 장치의 가열 또는 냉각은 본 기술 분야에 익히 공지된 표준 공학 방법으로 수행할 수 있으며, 이 방법은 그 자체로 본 발명의 일부를 형성하지는 않는다.

배기 가스와 세정액 사이의 접촉시간은 본 발명의 공정에 의한 처리 후에 대기 속으로 방출될 최종 배기 가스중에서 발견되는 주석 화합물의 농도에 의존한다. 폐수 기준이 충족될 때까지 공정을 필요에 따라 계속한다. 하나의 비교적 큰 가스 세정 컬럼 또는 유사한 장치를 사용하거나 다수의 더 작은 장치들을 연속적으로 사용하는 것이 본 목적에 유리할 수 있다.

이 후자의 선택은 회수를 위한 장치로부터 방출되는 용액중 주석 화합물의 농도를 또한 추가로 증가시킨다; 액체중 주석 성분의 농도의 배기 가스의 유효한 세정을 가능하게 할 수 있는 수준을 초과할 때까지 세정액을 장치로 재순환시킨다. 이 수준은 장치의 온도 또는 디자인 변수의 함수로서 변화할 수 있으며, 주어진 상황에 대해 결정되어야 한다.

전구체로서 MBTC를 사용하는 주석 산화물로 유리를 피복하는 공정으로부터의 배기 가스를 세정함에 있어서, 주석 금속으로서 계산한 최대 농도가 세정액중 5중량% 이상, 바람직하게는 약 10중량% 이상일 수 있다. 하나 이상의 일련의 세정장치들의 경우, 하나의 장치의 세정액을 사용하여 선행 장치에 공급하는 경우, 제1장치중의 주석 금 속의 농도는 20% 이상일 수 있다. 장치의 성능은 세정액의 농도를 조절하기 위한 밀도와 같은 물리적 매개변수를 측정함으로써 쉽게 모니터링할 수 있다. 하나의 장치를 연속적으로 사용하는 경우, 액체의 일부를 세정장치의 하부 스트림으로부터의 물 또는 세정액으로 대체시킴으로써 일정 농도를 유지시킬 수 있다.

본 발명의 하나의 바람직한 실시양태로서, 공정 스트림 증기로부터 금속 성분을 제거하기 위한 장치를 연결시켜 주석 산화물로 유리 물체를 피복하기 위한 설비로부터의 배기 증기를 수거한다. 다양한 주석 화합물이 이러한 목적에 유용한 것으로 공지되어 있다; 이러한 화합물은, 예를 들면, MBTC, 사염화주석, 디메틸주석 디클로라이드, 디부틸주석 디아세테이트, 모노메틸주석 트리클로라이드 등을 포함하나, 이로써 제한되지는 않는다. 특히 바람직한 화합물은 사염화주석 및 MBTC 같은 알킬주석 트리클로라이드이다. 이러한 주석 피복공정은, 예를 들면, 미합중국 특허 제4,530,857호, 제4,144,362호 및 제4,130,673호에 기술되어 있다. 본 발명의 공정은 이러한 공정의 배기 가스로부터 주석 화합물을 제거하는데 유용하다. 당해 공정은 배기 가스로부터, 피복공정 도중에 형성될 수 있는 거의 모든 염산 또는 기타의 산을 동시에 제거할 수 있다.

그러므로, (a) 약 350 내지 약 650℃의 유리 기판을 당해 조건하에서 유리 기판의 표면에 주석 산화물 층을 형성할 수 있는 하나 이상의 주석 화합물의 증기 또는 미분 스프레이와 접촉시키는 단계, (b) 주석 화합물의 반응 생성물 또는 미반응 분획을 함유할 수 있는 당해 공정의 배기 가스를 pH 6 이하의 수성 산성 세정액과 접촉시켜 배기 가스중의 주석 함량을 감소시키는 단계, (c) 원래의 주석 화합물 또는 이의 반응물 또는 분해 생성물 형태의 주석 금속을 약 5중량% 이상, 바람직하게는 약 10중량% 이상으로 함유할 때까지 세정액을 재순환시키는 단계 및 (d) 세정액을 주석 화합물 또는 주석 금 속의 회수를 위해 사용하는 단계를 포함하여, 주석 화합물 침착시 발생하는 배기 가스로부터 과량의 주석 성분과 반응 생성물을 제거함을 포함하는 공정이 있을 수 있다.

여러 가지 실시태양에서, 유리 기판은 병 또는 기타 유리 용기, 평평한 유리, 관상 유리 장치 등이다. 주석 화합물은 사염화주석, MBTC 또는 기타 유리 처리 화합물일 수 있으며, 그 자체로서 또는 기타 유기 또는 무기 성분을 함유하는 제형으로 사용할 수도 있다.

하기 실시예는 가스 세정기로부터 배출시의 증기중의 잔류 금속 성분의 농도에 대한 가스 세정액중 금 속의 농도, 가스 세정될 증기의 온도 및 상대 습도의 효과를 예시하여 기술한다.

[실시예 1]

본 실시예에서는, 20℃ 및 1기압하 무수 공기 7㎥를 20℃하에서의 예정된 상대 습도로 습하게 만든다. 이어서, 이러한 공기 0.7㎥을 가열하고, MBTC 2.66g을 충전시키고, 550℃로 가열된 유리 튜브를 통하여 통과시킨 다음, 나머지 공기 6.3㎥과 다시 합한다. 이러한 순서를 이용하면, 이후 사용된 MBTC의 약 30%가 주석 산화물 형태로 유리 튜브 속에 잔존하게 되고 MBTC 증기 처리에 의해 주석 산화물 층으로 유리 용기를 피복하는 공정으로 인한 배기 가스와 거의 유사한 증기가 생성된다.

증기를 일정한 온도로 유지시키고 직경 80mm 및 높이 300mm의 제1유리 컬럼(유리 환으로 충전되어 있다)에 통과시키고 이 컬럼을 통해 3% 염산 수용액을 순환시킨다. 제1컬럼에서 방출된 후, 증기는 직경 80mm, 높이 300mm의 제2컬럼(유리환으로 충전되어 있다)을 통과한다. 수도물을 제2컬럼에 순환시키고 이 컬럼으로부터의 용액을 사용하여 제1컬럼내의 액체를 보충해줌으로서 제1컬럼 내의 MBTC의 목적하는 농도를 유지한다. 제2컬럼의 배출구에 있는 증기중의 주석 농도를 측정한다. 하기의 표에 증기 ㎥당 주석 금속 mg으로 그 결과를 기재하였다.

예상과 달리, 가스 세정액중 20중량% 이상의 주석이 허용될 수 있고, 사실 이 농도는 가스 세정공정의 효율에 대해 이점을 제공한다. 이 결과는 또한 주석 화합물의 흡수도가 상대습도 및 가스의 도입 온도가 높아질수록 상승함을 나타낸다.

진보된 이론과 결부시키고자 하는 것은 아니나, 본원에서 기술된 실시예의 조건은, 예상과는 반대로, 제거되는 생성물의 미분 연무의 형성을 방지하도록 도울 수 있음이 가능함을 예시할 수 있다. 증기로부터 이러한 연무를 가스 세정 또는 당해 분야에 공지된 다른 수단에 의해 제거하는 것은 매우 어려운 것으로 알려져 왔다.

증기로부터 제거되어야 할 생성물을 이미 상당량 함유하는 액체를 사용하는 가스 세정이 이러한 가스 세정과 관련된 많은 심각한 문제점들을 해소시키고, 가성 용액(caustic solution)으로 가스를 세정하고, 여과물을 제2폐수 세정 시스템으로 통과시키는 동안 생성된 침전물을 원심분리 또는 여과제거하는 어려운 공정들을 사용할 필요가 없게 만든다는 예상치 못했던 중요한 개선점이 발견되었다. 또한, 고에너지 가스 세정기 또는 전기집진기를 사용할 필요가 없으며, 생성되는 용액의 용적이 상당히 감소되어 잠재적으로 유해한 폐수 공정 스트림 처리에서의 추가의 경제적 이점을 제공한다.

[가스 세정 후의 주석 농도]

(주석 mg/m³)

[실시예 2]

하기 실시예는 가스 세정액의 거품 형성에 대한 MBTC 및 이의 분해 생성물, 즉 염산의 농도의 효과를 예시한 것이다.

질소를 20℃ 및 1기압에서 70ℓ/시간으로 계량하여 내부 직경이 3mm인 폴리테트라플루오로에틸렌 튜브를 사용하여 길이가 200mm이고 폭이 24mm인 시험관중의 액체 20ml에 통과시킨다. 액체는 하기 표에 명시된 조성으로 구성되어 있다. 발생한 거품을 안정한 높이에 도달시킨 후, 이를 측정하고 거품 높이를 표에 mm 단위로 기록한다.

결과는 MBTC가 비교적 고농도일 때, 거품의 양이 매우 허용가능한 정도로 감소된다는 사실을 예시하고 있다. 또한, 분해 생성물, 즉 염산의 증가된 농도의 놀랍게도 이로운 효과가 나타난다. 거품 형성의 정도는 또한 가스 세정수의 성질에 따른다. 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 극히 소량의 MBTC는 가스 세정장치 속에서 별도의 처리되지 않은 물을 사용할 수 없게 하면서, 상당한 양의 거품을 발생시키기에 충분하다.

도면은 본 발명의 방법을 수행할 수 있는 장치를 설명한다. 배기관(102)은 주석 산화물 층을 유리 또는 기타 물질에 피복하기 위한 설비 또는 금속 성분을 함유하는 배기 가스를 생성하는 다른 설비에 연결될 수 있다. 도시된 장치는 본 발명의 범위를 이러한 특별한 양태로 제한하는 것은 아니며, 본원의 교시를 고려하면 당해 기술분야의 숙련가들에게는 본 발명 공정을 실시할 수 있는 다른 방법들이 있음이 자명할 것이다.

주석 또는 티탄과 같은 금속 성분을 세정하기 위해 배기 증기를, 송풍기(104)의 작동에 의해 야기된 라인(10) 속의 압력 저하의 결과로서 도입 공정 라인(102)과 배출 공정 라인(103)을 통해, 대기압 또는 도시되지 않은 제조 또는 적용 유니트로부터의 공정 압력에 의해 몰아낸다. 가스 유동을 송풍기(104)의 배출 라인(107)의 유동 지시계(106)에 의해 측정한다.

외부 공급원(108)으로부터의 스팀을 라인(105)과 밸브(109)를 통해 제1가스 세정 베드(112)의 순환 파이프(110) 속으로 도입하여 항상 배기 가스의 이슬점 이상의 순환 액체(124) 온도를 유지시킨다. 이러한 예에서, 이중 가스 세정 베드[)112) 및 (116)]를 사용하며, 본 분야의 숙련가들은 단일 또는 다중 장치를 사용할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 도시된 장치는 제1가스 세정 베드(112)중 주석 농도를 주석 금속으로서 계산하여 약 15중량%로 유지할 수 있게 한다. 순환 액체(124)의 농도는 제2가스 세정 베드(116)로부터 라인(113) 및 밸브(111)를 통해 제1베드(112) 속으로 보다 묽은 처리 액체 매질(118)을 도입하는 제1 특이-매스 조절기(114)에 의해 실질적으로 일정하게 유지된다. 제1가스 세정 베드(112)중 순환 액체(124)의 수준이 너무 높을 경우, 수준조절기(120)가 하부 밸브(122)를 열어 라인(141)을 통해 약간의 순환 액체(124)를 저장 탱크(142)로 적하시킨다.

제1가스 세정 베드(112)로부터, 기체는 배플(115)을 거쳐 처리 액체 매질(118)의 적절한 접촉을 제공한다. 처리 액체 매질(118)의 수준이 감소하면, 수준 조절기(128)가 물-도입 밸브(130)를 열어 적합한 조작을 위한 액체 수준을 유지시킨다. 임의로는 제2가스 세정 베드(116)중 주석 농도가 약 1중량% 이하로 저하되는 경우, 제2특이-매스 조절기(132)가 필수 산도를 유지하고, 침전과 거품 형성을 방지하기 위해 순환 액체(124)를 제1가스 세정 베드(112)로부터 라인(117)과 밸브(133)를 통해 제2가스 세정 베드(116) 속으로 공급할 수 있다. 그러나, 놀랍게도 배기 성분이 MBTC인 경우, 이러한 추가의 단계는 불필요한 것으로 밝혀졌다. 따라서, 본 발명의 실시양태에 있어서, 라인(117)과 제2특이-매스 조절기(132)는 사용하지 않는다. 개시시 소량의 염산을 2개의 액체 저장기에 가한다; 이후, 산도는 배기 가스에 존재하는 염화수소에 의해 유지된다. 펌프[(134) 및 (136)]는 세정액[(124) 및 (118)]을 적절한 충전물, 즉, 유리 헬릭스, 자기 또는 중합체 새들등으로 충전된 가스 세정 베드[(112) 및 (116)]로 순환시킨다. 펌프(138)는 밸브[(152) 및 (153)]에 의해 조절되는 비 충전 저장 탱크를 라인[(143) 및 (144)]을 통해 도시되지 않았으며 본 발명의 일부를 형성하지 않는 탱크 트럭 또는 기타 운반수단 또는 재순환 및 회수장치 속으로 이동 시킨다.

본 발명의 유용성을 측정함에 있어서, 배기 공기는 10개의 바틀-송풍기의 하부 스트림 끝에 장치된 유리 피복기로부터 위에서 설명한 유니트 속으로 취입한다. 배기 공기는 주석 금속으로서 계산하여 평균 약 130mg의 주석과 HCl로서 게산하여 SCM당 약 140mg의 염산을 함유하여 총 90㎥ 배기 가스/min이다. 배기 가스의 도입 온도는 유리 제조 플랜트의 조건에 따라, 50 내지 75℃이다. 배출 라인(107)의 폐수 분석은 주석 금속으로서 계산되는 주석 농도가 항상 배기 가스중 SCM당 5mg 이하임을 보여준다. 장치는 주석 금속으로서 계산하여 1일 약 16kg의 주석을 함유하는 용액을 105kg 생성한다.

당해 기술분야의 숙련가에게는 본원에 기술된 발명의 바람직한 실시양태에 대한 수정 및 개선이 가능할 것이다.

Claims (16)

1. 배기 가스를 pH 6 이하의 수성 산성액체 흡수매질과 접촉시켜, 흡수매질이 주석을 5중량% 이상 함유할 때까지 배기 가스로부터 주석 화합물(들)을 흡수시킴을 특징으로하여, 주석 화합물(들)을 함유하는 배기 가스를 처리하여 주석 화합물(들)을 제거하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 흡수매질이 침전물이 존재하지 않도록 유지되는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 흡수 매질의 pH가 3 이하인 방법.
4. 제3항에 있어서, 흡수 매질의 pH가 2 이하인 방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 흡수 매질의 공정으로의 재순환 또는 흡수매질 사용 전의 주석 화합물의 혼입 또는 이들 둘 다에 의해, 흡수매질이 배기가스와 접촉되기 전에 이미, 흡수되어야 할 주석 화합물 또는 이와 유사한 화합물을 소량 함유하는 방법.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 흡수매질의 주석을 10중량% 이상 함유할 때까지 계속 접촉시키는 방법.
7. 제6항에 있어서, 흡수 매질이 주석을 20중량% 이상 함유할 때까지 계속 접촉시키는 방법.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 배기 가스와 흡수 매질을 저에너지 가스 세정기(low-enengy scrubber) 속에서 접촉시키는 방법.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 배기 가스가 주석 화합물(들)로 포화되지 않고 연무(mist)가 형성되지 않도록 하면서, 배기 가스와 흡수매질을 접촉시키는 방법.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 사용된 흡수 매질로부터, 축적된 주석을 주석 또는 주석 화합물(들)로서 회수하는 방법.
11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 배기 가스중의 주석의 함량이 5mg/표준㎥(SCM) 이하로 감소되는 방법.
12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 주석 화합물(들)이 사염화주석 또는 알킬주석할라이드를 포함하는 방법.
13. 제12항에 있어서, 주석 화합물(들)이 모노부틸 주석 클로라이드를 포함하는 방법.
14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 사용된 주석 함유 흡수 매질이 공정으로부터 제거된 후에 저장되는 방법.
15. 제1항 또는 제2항에 있어서, 사용된 흡수 매질을 때때로 제거하고 보다 묽은 흡수 매질 또는 물로 대체시키는 방법.
16. 제1항 또는 제2항에 있어서, 배기 가스를 2단계 이상으로 흡수 매질과 접촉시키는 방법.

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