KR100301755B1

KR100301755B1 - 저온 가성황화물 습식산화방법

Info

Publication number: KR100301755B1
Application number: KR1019940008662A
Authority: KR
Inventors: 조셉에이.모몬트; 데이비드에이.뷸라; 윌리암엠.코파
Original assignee: 다니엔 죠르지노; 유나이티드 스테이츠 필터 코오퍼레이션
Priority date: 1993-05-07
Filing date: 1994-04-23
Publication date: 2002-03-21
Also published as: EP0624555A1; CA2119202A1; ES2127889T3; EP0624555B1; CA2119202C; CN1064025C; DE69416614D1; US5298174A; JPH07979A; AU665301B2; ATE176895T1; DE69416614T2; CN1097717A; AU5779794A

Abstract

약175℃미만의 온도에서 철기제합금시스템안에서 습식산화에 의한 가성황화물액체의 처리방법이 기술되어 있다.

액체를 먼저 알칼리도 소모종과 비황화물함유 알칼리도에 대해 분석한다.

만일 비황화물함유 알칼리도와 비교하여 과잉의 알칼리도 소모종이 존재한다면 추가의 비황화물함유 알칼리도를 원료액에 첨가하여 습식산화처리동안 과잉의 알칼리도가 존재하여 따라서 철기제 합금시스템에 대한 과도한 부식이 방지되도록 한다.

Description

저온 가성황화물 습식산화방법

발명의 분야

본 발명은 습식산화에 의한 가성황화물액체를 처리하기 위한 방법에 관한 것이며, 특히 철기제합금(ferrous-based alloy) 습식산화시스템에서 액체의 처리에 관한 것이다.

관련분야의 설명

가성황화물액체는 다수의 공업적 원천으로부터 여러가지 공정에서 발생된다. 이 가성액체들은 세척(scrubbing) 에 의한 여러가지 가스흐름으로부터 또는 추출에 의한 액체흐름으로부터 산성분을 제거하기 위해 통상적으로 사용된다.

가스흐름은 석유화학공업, 석유정제, 펄프 및 제지제조, 그리고 여러가지 화학제조공정에서 발생한다. 산성분으로 황화수소, H₂S, 메르캅탄, RSH 및 가능하게는 유기산이 포함된다. 산성분에 대한 가성황화물액체, 게다가 금속탄산염/ 중탄산염및 가성소오다의 분석은 맥코이(J.W. McCoy, Chemical Analysis of Industrial Water, Chemical Publishing Co., New York, 1969, 특히 125-l53페이지 참조) 에 의해 기술되어 있다.

오염된 가성액체는 이것들의 가성함량 및 그안에 포획된 산성분에 기인한 해결곤란한 처리문제를 나타낸다. 산부가에 의한 가성액체의 중화는 산성분의 배출을 초래할 수 있다. 그러므로 환경에 배출시키기에 적당한 형태로 포획된 산성분을 전환시키는 것이 필수적이다. 게다가, 액체의 화학적 산소요구량(COD)을 증가시키는 가성액체안에 존재하는 추가의 성분들이 있을수 있다.

이 성분들은 페놀, 유기산 및 오일을 포함하는 여러가지 탄소질 물질을 포함한다.

습신산화는 산화생성물이 무기황산염, 이산화탄소 및 물이기 때문에 바람직한 가성황화물 액체 처리방법이다. 또한, 산화는 대기에 오염물질의 전달을 방지하는 폐쇄시스템내에서 행해진다. 이런 가성액체의 강한 알칼리성질은 이것들의 처리에 사용되는 습식산화시스템을 위한 특별한 구조물질을 필요로 한다. Inconel 600 같은 니켈기제합금은 가성액체처리를 위한 습식산화공정에 사용되는 고온 및 고압에 견디기에 아주 적합하다. 탄소강, 스테인레스강 또는 수퍼스테인레스강 같은 철기제합금이 가성폐수의 습식산화처리를 위해 생각될 수 있다. 그러나, 습식산화조건하에서, 부식은 이 합금들의 경우 심각한 문제이다. 철기제합금은 대부분 철, 적어도 50%를 함유하는 것들로 정의된다.

미국특허번호 3,761,409에서 맥코이 등은 공급수가 약 6과 13사이의 pH로 조절되고 산화가 황화물의 황산염으로의 화학양론적 전환을 기준으로 500% 까지 과잉의 산소로 250 ℉내지 520℉에서 75 내지 800psig에서 일어나는 황화물함유 암모니아수의 공기산화를 위한 연속공정을 개시하고 있다.

미국특허번호 4,350,599에서 챠우드허리(chowdhury) 는 산화에 의해 발생된 이산화탄소가 가성공급액체의 pH 를 11이하로 감소시키는데 사용되는 가성액체의 습식산화를 개시하고 있다. pH11.0이하 7.0이상으로 공급물을 유지하는 것은 덜 비싼 스테인레스강 습식산화시스템의 부식을 방지한다.

미국특허번호 5,082,57l에서 본 출원인은 가성액체에 존재하는 종들을 습식산화처리동안 액체안에서 과잉의 알칼리도를 유지하는 데 요구되는 가성물질의 양에 관련시키는 공정을 고안하였다. 이 공정은 시스템의 구조물질에 과도한 부식없이 가성황화물액체를 안전하게 처리하는 니켈기제합금 습식산화시스템을 허용한다. 이 공정은 원료공급액의 광범위한 분석을 필요로 하며 일정한 조성의 공급물로 최상의 결과를 가져온다.

상기 언급된 것처럼, 니켈기제합금은 액체의 pH 가 알칼리성쪽, 즉 pH7이상을 유지한다면 습신산화조건하에서 가성황화물액체에 의한 부식에 견딘다. 마찬가지로, 철기제 합금은 중성이거나 적당히 알칼리성인 pH에서 가장 좋은 부식저항성을 제공한다. 황화물액체의 습식산화는 알칼리도를 소모하는 산성종을 발생시킨다. 존재성분들, 이것들의 농도 및 가성황화물액체의 pH에 따라, 습식산화는 pH가 산성이고, 즉 모든 알칼리도가 소모되고 철기제합금 습식산화시스템에 크게 부식성인 산화된 액체를 생성할 수도 있다. 이런 난점을 극복하기 위해 본 발명자는 가성 액체에 존재하는 종들을 습식산화처리동안 액체안에서 과잉의 알칼리도를 유지하기 위해 요구되는 가성물질의 양에 관련시키는 공정을 고안하였다. 이 공정은 처리온도가 약 175℃미만이라면 시스템의 구조물질에 과도한 부식없이 가성 황화물액체를 안전하게 처리하는 철기제합금 습식산화시스템을 허용한다. 부식문제는 가압습식산화시스템의 일체성이 안전성 및 경제적 이유때문에 중요하다는 세심한 고려를 필요로 한다는 것을 인정해야 한다.

발명의 개요

본 발명은 시스템의 과도한 부식을 방지하는 철기제합금 시스템에서 습식산화에 의한 가성황화물액체 처리방법이다.

이 방법은 다음 단계들로 이루어진다 :

a) 습식산화처리시 액체에 의해서 소모되는 비황화물함유 알칼리도의 양을 결정하기 위해 총 알칼리도, 총 황화물, 메르캅탄, COD, 티오황산염, 총 탄산염 및 pH 의 초기 농도에 대해 가성황화물액체를 분석하는 단계 ;

b) 초기 비황화물함유 알칼리도 농도 더하기 추가의 비황화물함유 알칼리도 농도가 단계 a) 에서 결정된 습식산화처리시 소모된 비황화물함유 알칼리도를 초과하도록 가성황화물액체에 충분한 추가의 비황화물함유 알칼리도를 첨가하는 단계 ; 그리고

c) 약 175℃미만의 온도에서 상기 철- 기제합금시스템내의 상기 가성황화물액에서 습식 산화의 상기 처리공정을 수행하여 황화물과 메르캅탄을 파괴하고 과잉의 비황화물 함유 알칼리도 농도를 갖는 처리된 액체를 생성하여 이로써 상기 철-기제합금 습식 산화시스템에의 과도한 부식을 방지하는 단계.

바람직한 구체예의 설명

도면은 가성황화물 세척액체의 처리를 위해 사용되는 습식산화시스템에 대한 개략적 흐름도를 나타낸다. 도면에 따라, 저장탱크(10)로부터 원료가성황화물액체는 도관(12)을 통해 액체를 가압하는 고압펌프(14)로 흐른다. 원료액체를 도관(18)내부에서 압축기(16)에 의해서 공급된 가압산소함유가스와 혼합한다. 이 혼합물은 산화를 일으키는 온도로 가열하는 열교환기(20)를 통해서 흐른다. 그리고나서 가열된 혼합물은 시스템의 운전개시를 위한 보조열(auxiliary heat)을 제공하는 제2 열교환기(22)를 통해 흐른다. 낮은 COD함량을 가지는 폐기물을 위해 보조열은 습식산화시스템을 위한 원하는 조작온도를 유지하도록 제2 열교환기(22)를 통해 계속적으로 사용되는 것이 필요할 수도 있다. 그리고나서 가열된 공급혼합물은 대부분의 산화반응이 일어나는 체류시간을 제공하는 반응용기(24)에 들어간다. 그리고나서 산화된 액체 및 산소고갈된 가스혼합물은 압력조절밸브(28)에 의해서 조절된 도관(26)을 통해서 반응기를 나간다. 고온산화된 유출액은 열교환기(20)를 가로질러 이동하며, 여기서 이것은 유입원료액체와 가스혼합물로 냉각된다. 냉각된 유출액 혼합물은 도관(30)을 통해 액체와 기체가 유리되는 분리용기(32)로 흐른다. 액체유출액은 기체가 상부도관(36)을 토해 배기되는 동안 하부도관(34)을 통해 분리용기(32)를 나간다.

가성황화물액체를 처리할 때 철기제합금 습식산화시스템전반에 걸쳐 과잉의 알칼리도를 유지하는 것은 필수적이다. 액체의 pH를 7이하로 떨어뜨리면 시스템의철기제 합금은 모든 온도에서 과도한 부식을 경험할 것이다. 과잉알칼리도가 유지되고, 그리고 액체가 pH7 이상일 때라도 철기제합금시스템에 대한 과도한 부식은 약 175℃이상 온도에서 발생한다. 따라서, 시스템의 산화온도를 조작시스템의 일체성을 유지하기 위해 약 175℃미만으로 유지한다. 이런 목적을 달성하기 위해, 원료 가성황화물액체의 일정성분의 정밀한 분석이 행해져야 한다.

이런 분석들을 근거로 하여, 적당량의 알칼리도를 습식산화시스템 전반에 걸쳐 과잉의 알칼리도를 유지하도록 원료가성황화물액체에 부가한다. 일반적으로 산화된 액체는 환경에 배출하기전에 중화되어야 하기 때문에 과잉알칼리도의 부가를 피하는게 중요하다. 조작중의 시스템으로 산화된 유출액의 알칼리도 또는 pH를 모니터하는 것은 유출액의 pH가 불충분한 알칼리도로부터 산성으로 밝혀졌을 때 산화시스템에 대한 부식손상은 이미 발생했기 때문에 부식제어를 위해 효과적이지 않다. 처리된 액체에 대한 pH범위는 8과 14사이이어야 한다.

원료액체에 대해 요구되는 특정분석으로 pH, 총 알칼리도, 총 황화물, 메르캅티드, 티오황산염, 탄산염 및 화학적 산소요구량(COD) 이 포함된다.

이 결과를 기초로 하여 습식산화처리시 액체에 의해 소모된 비황화물 함유알칼리도의 양을 계산하고 원료액체안에서 형성된 산을 중화하기 위해 유용한 비황화물함유 알칼리도와 비교한다.

유용한 비황화물함유 알칼리도의 어떤 부족액을 습식산화처리에 앞서 원료가성황화물 액체에 부가하여 처리동안 과잉의 알칼리도를 유지한다.

가성용액의 총 알칼리도는 존재하는 모든 적정가능한 염기의 합이다.

총 알칼리도는 가성용액의 주어진 부피를 pH 4.5로 중화하는데 요구되는 강산의 당량수를 결정함으로써 측정된다.

예를 들어, pH4.5 로 가성용액 100밀리리터의 적정에 0.5노르말염산(0.5당량/ 리터) 25밀리리터가 요구된다. 그러므로 가성용액의 총 알칼리도는 0.125당량/ 리터이다.

액체의 총 알칼리도는 여기서 비황화물함유 알칼리도라 칭한 금속수산화물(NaOH), 탄산염(Na₂CO₃) 및 중탄산염(NaHCO₃), 뿐만 아니라 여기서 황화물함유 알칼리도라 칭한 금속황화물(NaS) 및 2황화물(NaHS), 게다가 금속메르캅티드(NaSR)로부터의 결과이다.

가성용액의 총 알칼리도는 알칼리금속수산화물, 탄산염 또는 중탄산염같은 염기성물질을 용액에 첨가함으로써 증가시킬수 있다.

pH, 총 황화물, 메르캅티드, 티오황산염, 탄산염 및 COD에 대한 가성용액의 분석은 널리 공지된 분석방법에 의한다. 제이. 더블유. 맥콜(J.W. McCall, Chemical Analysis of Industrial Water pp.125-153)에 의해 기술된 방법이 특히 유용하다.

pH의 측정은 표준 감홍전극에 대한 유리전극에 의한다.

총 황화물과 메르캅티드농도는 표준화된 질산은 용액으로 전위차계 적정에 의해 구한다.

티오황산염은 요오드 적정법에 의해 분석된다.

탄산염은 탄산바륨 침전과 이어서 산화 및 표준화된 염기로 역적정에 의해서아니면 용해된 무기탄소방법에 의해 측정될 수 있다. COD 는 은촉매 중크롬산염 산화방법, 표준방법번호 5220에 의해 측정된다.

각각의 성분에 대해 요구되는 알칼리도를 고려하면 다음의 산화방정식을 쓸수 있다:

황화물함유성분

유기성분

이 방정식들은 가성황화물액체안에 존재하는 여러종에 대한 알칼리도 요구를 종합한 것이다.

황화나트륨으로서 존재할 때 황화물은 이것이 산화될 때 어떠한 알칼리도도 소모하지 않는다. 2 황화물, NaHS로서 존재할 때 황화물은 산화된 NaHS 의 각 몰에 대해 l당량의 알칼리도를 소모한다. 산화된 티오황산염의 각 몰은 2당량의 알칼리도를 소모한다. 나트륨 메르캅티드, NaSR로서 존재할 때 황은 산화된 NaSR- 황의 각 몰에 대해 2당량의 알칼리도를 소모한다.

화학적 산소요구량(COD) 의 유기부분은 유기종의 산화에 사용되는 산소의 각몰에 대해 l당량의 알칼리도를 소모한다. COD 의 유기부분은 가성폐기물의 총 COD를 측정하고 각 황화물성분에 대해 결정된 분석농도로 부터 계산된 황화물 COD를 뺌으로써 계산된다. 즉 :

COD (총) - COD (황화물) = COD (유기)

제거되는 COD(유기) 의 양은 산화조건에 의존하고, 110 ℃에서 약 5% 로부터 175℃에서 30% 까지 다양할 것이다. 따라서, 요구되는 알칼리도는 조작온도에 따라 총 COD(유기) 의 어떤 분율일 것이다.

COD (유기) × (5% 내지 30%) = COD (제거되는 유기)

습식산화처리시 액체에 의해서 소모되는 알칼리도의 양을 계산하는 데 있어서, 황화물 {S⁼}, 및 2황화물 {HS^-}의 농도를 결정하는 것이 중요한데 2황화물이 산화된 몰당 1 당량의 알칼리도를 소모하는 동안 황화물은 산화시 알칼리도를 소모하지 않기 때문이다.

마찬가지로, 용액 pH의 정확한 결정이 중요한데 pH가 황화수소, 2황화나트륨 및 황화나트륨의 해리에 영향을 주기 때문이다.

상기 언급된 것처럼, 가성액체의 pH는 포화된 감홍전극에 대한 11내지 14 범위의 pH의 측정을 위해서 특별한 유리전극으로 고정된 pH미터로 결정된다. 관찰된 pH는 유리전극이 공급된 노모그래프챠트를 사용함으로써 액체안의 나트륨이온농도에 대해 보정을 해야 한다.

액체의 총 황화물농도 Cs는 표준질산은 용액으로 전위차계 적정으로써 결정된다. 이 총 황화물농도 더하기 정확하게 결정된 pH 값은 다음처럼, 황화물농도,{S⁼} 와 2 황화물농도, {HS^-} 의 계산을 허용한다 :

황화수소(H₂S)에 대한 해리상수는 :

K₁= 5.7×10^-8및 K₂= 1.2×10^-15이고

{H⁺} = 10^-pH

산- 염기 평형원리에 따르면 다음과 같다 :

{HS^-} = C_S[K₁{H⁺}/{H⁺}²+ K₁{H⁺} + K₁K₂]

{S⁼} = C_S[K₁K₂{H⁺}/²+ K₁{H⁺} + K₁K₂]

이들 식을 사용하여 2황화물의 황화물에 대한 농도의 비율은 pH범위 9내지 14 에 걸쳐 계산될 수 있다.

상기 두식으로부터 이 비율은 {HS^-}/{S⁼} = K₁{H⁺}/ K₁K₂로 간단하게 되며 다음과 같이 주어진다.

결정된 총 황화물농도 C_S와 액체의 pH로 부터 결정된 2황화물 대 황화물비율로 각각의 황화물종 농도는 대수적으로 쉽게 결정된다.

이들 계산으로부터, pH14에서 조차 대부분의 황화물은 산화시 1당량의 알칼리도를 소모하는 2황화물, HS^-로서 존재함을 알 수 있다.

비황화물함유 알칼리성 성분

액체안에서 존재하고 황화물함유종에 의한 소모에 유용한 비황화물함유 알칼리도의 양도 또한 결정을 필요로 한다. 비황화물함유 알칼리성 성분에 대한 상기 나타낸 반응들은 탄산나트륨 각 몰이 2당량의 알칼리도를 제공하는 동안 수산화나트륨과 중탄산나트륨의 각 몰이 1당량의 알칼리도를 제공하는 것을 나타낸다.

액체의 pH도 또한 액체안에 존재하는 탄산염 대 중탄산염의 비율에 영향을 준다.

상기 언급된 것처럼, 액체의 총 탄산염농도는 탄산바륨 침전방법으로써 또는 용해된 무기 탄소방법으로써 측정될 수 있다. 선택된 분석으로 총 탄산염농도, C_탄산염이 제공된다. 이 값더하기 앞서 기술된 바와 같이 정확하게 결정된 pH값은 다음과 같이 탄산염농도, {CO₃ ⁼}와 중탄산염농도, {HCO₃ ^-}의 계산을 허용한다 :

탄산(H₂CO₃) 에 대한 해리상수는 :

K₁= 4.3×10^-7및 K₂= 5.6 ×1O^-11이고

{H⁺} = 10^-ph이다.

산- 염기 평형원리에 따르면 다음과 같다 .

{HCO₃ ^-} = C_탄산염[K₁{H⁺}/{H⁺}²+ K₁{H⁺} + K₁K₂]

{CO₃ ⁼} = C_탄산염[K₁K₂/{H⁺}²+ K₁{H⁺} + K₁K₂]

이들 식을 사용하여, 중탄산염 대 탄산염의 농도비율은 pH범위 8 내지 14 에 걸쳐 계산될 수 있다. 상기 두개의 식으로부터 이 비율은 {HCO₃ ^-}/ {CO₃ ⁼}= K₁{H⁺}/K₁K₂로 간단하게 되고 다음과 같이 주어진다.

총 탄산염농도 C_탄산염과 액체의 pH로부터 결정된 중탄산염 대 탄산염비로 각각의 탄산염 종의 농도는 대수적으로 쉽게 결정된다.

이것은 수산화나트륨의 농도를 결정되게 한다.

pH, 수산화물, 황화물, 메르캅탄 및 탄산염의 상호작용의 광범위한 조사는 제이. 더블유. 맥코이 참고문헌 138-l53페이지에 설명된다. 여러조건에 대한 수산화물 농도는 정확한 pH측정 및 앞서서 결정된 종으로부터 획득된다.

이들 조건은 다음과 같다 :

조건 Ⅰ. pH > 13.0

{NaOH} = 총 알칼리도 - [({C_S} + {RSNa} + {CO₃ ⁼}) - {HS^-}]

조건Ⅱ. pH 12.0-13.0

{NaOH} = {OH^-} = 10^-(14-pH)

조건Ⅲ. pH < 12.0

{NaOH} = 0

최종적으로, 탄산염, 중탄산염 및 수산화나트륨으로 부터 액체의 비황화물함유 알칼리도를 합하고, 황화물, 2 황화물, 티오황산염, 메르캅탄황 및 유기 COD의 요구알칼리도와 이합한 것을 비교하는 것은 습식산화시스템에 대해 과도한 부식을 방지하기에 적당한 조작 pH범위안에서 액체를 유지하기에 충분한 알칼리도가 존재하는지를 결정한다.

알칼리도 소모종의 요구를 만족시키기에 불충분한 비황화물함유 알칼리도가 있다면, 습식산화시스템의 부식을 방지하기 위해 추가의 알칼리도가 액에 첨가되어야 한다.

철- 기체합금 습식산화시스템에서 산화온도는 과잉의 알칼리도가 처리된 가성액체안에서 유지될 때에도 부식을 방지하기 위해 약 175℃미만으로 유지된다.

실시예

COD 13.5g/ ℓ 및 pH12.78인 가성황화물 세척액체를 60분동안 200℃에서 습식산화에 의해 과잉의 산소로 실험용 오토클레이브안에서 처리하였다. 산화된 액체는 COD 0.9g/ ℓ 및 pH1.5를 가졌다. 이 pH는 이 온도에서 또는 100℃만큼 낮은 온도에서도 철기제 합금 습식산화시스템의 과도한 부식을 일으킬 것이다.

게다가, 관심성분에 대한 원료액체의 분석은 다음 결과를 가져온다 :

6.8g/ ℓ 총 황화물에 대한 산소요구량은 13.6g/ ℓ인 것으로 계산되고, 따라서 본질적으로 모든 계산된 COD 의 13.5g/ ℓ는 황화물로부터이다.

메르캅탄황 또는 티오황산염은 검출되지 않았다.

pH12.78 에서 비율 {HS^-}/{S⁼}=138.3 이다. 따라서 본질적으로 모든 황은 산화시 몰당 1당량의 알칼리도를 소모하는 2황화물 형태이다. 6.8g/ ℓ 황화물은 0.2125당량/ ℓ인 7.013g/ ℓ 2황화물로 계산한다.

총 탄산염농도는 탄산나트륨으로서 2.3g/ ℓ 이었다. pH12.78 에서, 비율 {HCO₃ ^-}/{CO₃ ⁼}=0.0034 이다.

따라서, 본질적으로 모든 무기탄소는 탄산염 형태로 존재한다.

2.3g / ℓ 탄산나트륨은 0.0434당량 / ℓ 알칼리도를 제공한다.

액체가 pH12,78을 가지기 때문에 조건Ⅱ가 일어나고 {NaOH}={OH^-} 인데 이것은 10^-(14-12.78)=10^-1.22또는 0.0603몰 / ℓ 이다.

따라서, {NaOH}=0.0603 당량 / ℓ 이다. 유용한 비황화물함유 알칼리도는 탄산염과 수산화물의 합인데 이것은 0.1037당량 / ℓ로서 0.2125당량 / ℓ 알칼리도 소모 2황화물의 약 절반이다.

약 175℃미만온도에서 철기제합금 습식산화시스템의 안전한 조작을 허용하고, 과도한 부식을 방지하기 위해 적어도 0.1125당량 / ℓ의 알칼리도가 이 액체에 첨가되어야 한다.

또하나의 가성황화물 세척액체를 관심성분에 대해 분석하여 다음 결과를 가져왔다.

47.7g/ ℓ 총 황화물에 대한 산소요구량은 약 95g /ℓ로 계산되고, 따라서 모든 계산된 COD는 황화물에서이다. 메르캅탄 황 또는 티오황산염은 검출되지 않았다. pH13.79 에서 비율 {HS^-}/{S⁼}=13.52 인데 이것은 93% 2황화물과 7% 황화물의 분포를 가져온다. 47.7g/ ℓ 총 황화물을 44.36g/ ℓ 2황화물과 3.34g/ ℓ 황화물로 나뉘어진다. 2황화물 44.36g/ ℓ는 산화시 1.386당량 / ℓ의 알칼리도를 소모한다.

pH13.79 에서 비{HCO₃ ^-}/{CO₃ ⁼}=0.0003 인데 그래서 본질적으로 모든 무기탄소는 0.l25 당량 / ℓ인 탄산염 형태이다. 이 pH에서 수산화나트륨농도는 조건 Ⅰ에 대해서와 같이 계산된다 :

{NaOH}=총 알칼리도-[({C_S} + {RSNa} + {CO₃ ⁼}) - {HS^-}]

{NaOH}=2.28당량 / ℓ- [(1.49 +0 +0.125)-1.386]당량 /ℓ

{NaOH}=2.28-0.229 = 2.051당량 /ℓ

따라서 유용한 비황화물함유 알칼리도는 2.175당량 /ℓ인 한편, 2 황화물은 산화시 단지 1.386 당량 /ℓ를 소모한다. 이 결과들을 증명하기 위해 실험실 오트클레이브 안에서 60분동안 200℃에서 이 원료액체의 습식산화는 1.7g/ℓ의 COD 및 pH9.89 를 가지는 산화된 액체를 가져왔다. 따라서, 액체는 약175℃미만의 온도에서 철기제합금 습식산화시스템에서 안전한 처리를 위해 부가된 알칼리도를 요구하지 않는다.

도면은 가성황화물액을 처리하기 위해 사용되는 습식산화시스템에 대한 일반개략도이다.

Claims

a) 습식산화처리시 가성황화물 액체에 의하여 소모되는 비황화물함유 알칼리성물질의 양을 결정하기 위해 총 알칼리도, 총 황화물, 메르캅탄, COD, 티오황산염, 총 탄산염 및 pH의 초기농도에 대해 상기 가성황화물 액체를 분석하는 단계 ;

b) 초기 비황화물 함유 알칼리도 농도 더하기 추가의 비황화물함유 알칼리도 농도가 단계 a) 에서 결정된 습식산화처리시 소모된 비황화물함유 알칼리도를 초과하도록 상기 가성황화물액체에 충분한 추가의 비황화물함유 알칼리도를 부가하는 단계 ; 그리고

c) 약 175℃미만의 온도에서 상기 철- 기제합금시스템내의 상기 가성황화물액에서 습식산화의 처리공정을 수행하여 황화물과 메르캅탄을 파괴하고 과잉의 비황화물 함유 알칼리도 농도를 갖는 처리된 액체를 생성하여 이로써 상기 철- 기제합금 습식산화 시스템에의 과도한 부식을 방지하는 단계 :

로 이루어진 철기제 합금시스템안에서 습식산화에 의한 가성황화물 액체의 처리방법.
제 1항에 있어서, 상기 가성황화물 액체가 세척공정으로부터 생성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 가성황화물 액체가 추출공정으로 부터 생성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 추가의 비황화물함유 알칼리성 물질이 알칼리금속 수산화물의 형태로 상기 액체에 부가되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 추가의 비황화물함유 알칼리성물질이 알칼리금속탄산염 또는 중탄산염의 형태로 상기 액체에 부가되는 것을 특징으로 하는 방법
제 1항에 있어서, 상기 처리된 액체에 대한 pH범위가 8과 14사이인 것을 특징으로 하는 방법.