JPH06501190A - 燃焼ガスから二酸化イオウを除去するための亜塩素酸の使用方法 - 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】 燃焼ガスから二酸化イオウを除去するための亜塩素酸の使用方法 本発明は概して、種々の工業的工程の酸化剤として使用するのに適した濃度の二 酸化塩素を製造するための、亜塩素酸の使用方法に関し、更に詳しくは、石炭及 び油の、燃焼炉又は燃焼工程からの二酸化イオウを除去するための、亜塩素酸の 使用方法に関する。二酸化塩素を酸化剤として使用する、他の具体的な工業的方 法には、製紙業における漂白剤としての使用方法、油回収業における化学的水処 理剤としての使用方法、並びに給水及び／又は排水を処理するための処理剤及び 殺菌剤としての使用方法が含まれる。

背景技術 燃焼ガスから二酸化イ才つを除去する方法及び／又は装置は、従来技術に記載さ れている。ラプソン（Ｒａｐｓｏｎ）等の米国特許第２，４８１，２４１号明細 書には、二酸化塩素及び塩素を含む混合物から塩素を除去する方法が記述されて いる。シャヘーン（Ｓｈａｈｅｅｎ　）の米国特許第３．９６２，１１２号明細 書には、燃焼ガスから二酸化イオウを除去するための組成物及び方法か記述され ている。リヒター（Ｒｉｃｈｔｅｒ　）の米国特許第１，６８５．７５４号明細 書には、燃焼ガスから二酸化イオウを回収する方法が記述されている。チェンジ （Ｃｈｅｎｇ　）の米国特許第４，３１２，６４３号明細書には、燃焼生成物の 排気ガスからイ才つ酸化物を除去する方法が記述されている。フレプツチ（Ｆｒ ｅｄｅｔ　ｔｅ）の米国特許第４．３９３゜０３５号明細書には、二酸化塩素の 製造方法、並びに塩酸及び硫酸の供給原料の混合物が記述されている。フレプツ チの米国特許第４，３９３，０３６号明細書には、塩酸及び硫酸の供給原料の混 合物の製造方法、並びに二酸化塩素の生成か記述されている。ベルゲストロム（ Ｂｅｒｇｓｔｒｏｍ　）の米国特許第４，５０８．５９３号明細書には、二酸化 イオウを回収する方法、及びリグノセルロース材の化学バルブ化における二酸化 イオウの遊離が記述されている。バニッシュ（Ｈａｎｉｓｃｈ　）の米国特許第 ３７６．８８３号明細書には、炉頂ガスからの亜硫酸、又は類似組成のガス混合 物を得る方法が記述されている。

しかし、上記に引用の従来技術は、本発明の開示するような、燃焼ガスから二酸 化イ才つを除去するために使用する亜塩素酸から二酸化塩素を製造する、ユニー クな方法について全く開示していない。

発明の開示 本発明の主要な目的及び利点の一つは、本発明にょうて、多量の反応物を使用し ながら水溶液中に亜塩素酸を生成することでき、しかも該反応物を使用して、興 味のある特殊工業設備の、オン・サイト（ｏｎ　５ｉｔｅ　）よりもむしろオフ ・サイト（ｏｆｆ−ｓｉｔｅ）において、二酸化塩素の供給源を生成させること かできる点にある。オフ・サイトでは非常に安全に二酸化塩素を製造することが 可能であり、火事及び爆発の危険性か最小限となるため、オフ・サイトでの製造 は重要である。二酸化塩素はプラント・サイトまで、タンク車又は鉄道タンク車 によって運ばれる。更に、本発明により、多量で、しかも非常に単純で基本的な 混合比の水溶液中て、二酸化塩素を混合すること及び生成することが可能である 。従って、一般的にあまり訓練されていない作業者でも二酸化塩素を製造するこ とが可能である。この方法によると、例えば、タンク車手段又は同等手段により 、水溶液を移動するだけで、二酸化塩素の供給源をプラント・サイトへ配送する ことができる。二酸化塩素を安全に移動することは不可能であり、従って、通常 はオン・サイトで発生させるために、タンク車手段又は同等手段は現在実施され ていな本発明によると、乳酸又はクエン酸と次亜塩素酸ナトリウムとの反応によ り、水溶液中で二酸化塩素を生成し、乳酸又はクエン酸の塩及び亜塩素酸塩を生 成する方法が提供される。この反応は、ｐＨ＜７、温度＜８０’Ｆ、約６０°Ｆ 〜８０°Ｆの範囲で行う。前記の反応によって生成した亜塩素酸の水溶液は安定 であり、通常の運搬車、例えばタンク車又は鉄道タンク車を用いてプラント・サ イトまで安全に運ぶことが可能である。

前記反応は、二酸化塩素の製造となる反応の連鎖の第１歩である。二酸化塩素は 最終的に燃焼ガスから二酸化イオウを除去するために使用される。これらの更な る反応には、亜塩素酸、塩素酸、二酸化塩素若しくは塩素ガス、又はこれらの化 学組成物の混合物による、種々の有機化合物及び（又は）無機化合物の酸化が通 常、含まれる。こめ反応については、本明細書の後段で化学反応式を用いて更に 詳細に説明する。

本明細書で言及する亜塩素酸ナトリウムの代わりに、他のアルカリ金属又はアル カリ土類金属の亜塩素酸塩を使用することができることに注目すべきである。更 に、先に本明細書に記述した乳酸の代わりに、有機ヒドロキシ酸を使用すること かできることにも注目すべきである。

代用することのできる酸には、クエン酸、マロン酸、グリコール酸、シュウ酸及 び酒石酸か含まれる。

図面の簡単な説明 図１は本発明を使用する典型的な方法を示す概略図である。

発明を実施するための最良の態様 本発明の更なる詳細は、化学方程式及び実例の形て説明される。

本発明の方法で利用される諸反応は次の通りである。

１、ＣＨｓＣＨ（ＯＨ）ＣＯＯＨ＋　ＮａＣｌ０ｔ（乳酸）　（次亜塩素酸ソー ダ） →　ＣＨ２Ｃｌ（ＯＨ）Ｃ００ＮＡ　＋　ＨＣｌ０□（乳酸塩）　（亜塩素酸） 乳酸は、クエン酸ｌ０Ｃ（ＣＨ２ＣＯＯＨ）ＩＣＯＯＨと置き換えても良い。ま た、乳酸は、シュウ酸及びマンデル酸の他、リンゴ酸、酒石酸及びグリコール酸 と置き換えても良い。

２、ａ、ＨＣｌ０□　十　十分酸化されていない有機物又は無機物 （亜塩素酸） →　ＨＣｌ０　＋　酸化された有機物又は無機物（次亜塩素酸） ２、　ｂ、　２Ｈｃｌｏ＊　→　ＨＣ１０＋　ＨＣ１０゜（亜塩素酸）　（次亜 塩素酸）　（塩素酸）（この反応は塩素イオンの不存在下で起こる。）この反応 （２，ｂ、　）は望ましくないが、反応（３，）と同時に起こる。しかし、必ず しも同一反応速度ではない。

３、ＨＣｌ０　＋　２ＨＣ１０□ →　２Ｃ１０□　＋　Ｈ２Ｏ＋　ＨＣＩ（この反応は塩素イオンの不存在下で起 こる。）４、ＣｌＯ２＋　十分酸化されていない有機物又は無機物 →　ＨＣｌ０□＋　酸化された有機物又は無機物反応３により、塩素イオンが供 給され、従って次の反応か起こる。

５、ＨＣｌ０＋ＣＩ−＋Ｈ’″：　Ｃ１２＋Ｈ２Ｏ一般的に、有機物又は無機物 との塩素反応は、主として次のような酸化であると考えられる。

６、ＣＩ２＋有機物又は無機物　→　酸化された有機物又は無機物 ７、ＨｔＯ＋　Ｓｏ□　→　Ｈ２ＳＯ□８．４　Ｈ２Ｓ　Ｏｘ　＋　２　ＣＩ　 Ｏ□→４Ｈ２ＳＯ４＋ＣＩ２９、　Ｃ１ｚ　＋　ＨｚＯ→　ＨＣＩ　＋　ＨＣｌ ０上記の諸反応はｐＨ７未満で行う。

燃焼排ガスからの二酸化イオウの酸化及び（又は）別の方法による除去は、亜塩 素酸、塩素酸、二酸化塩素若しくは塩素ガス、又はこれらの化学組成物の混合物 が存在するために行われるものと考えられる。実際面では、反応物及び反応は、 多量の亜塩素酸ナトリウムと乳酸とを混合することによって生じる。実際面では 、２６体積％の濃度の亜塩素酸ナトリウムの３部と、食用級乳酸である８８体積 ％の濃度の乳酸の１部とを混合する。２６体積％の亜塩素酸ナトリウム及び８８ 体積％の乳酸は、通常、市販されており、これらの化合物の多量のものは、通常 、商業的にドラム・ロット又は多量に、例えば、タンク車（ｔａｎｋ　ｃａｒｓ 　ｏｒ　ｔａｎｋ　ｔｒｕｃｋｓ）で産業界に供給される。更に、上記反応番号 １．においては、乳酸の代わりにクエン酸ＨＯＣＣＣＨ２Ｃ００Ｈ）２　Ｃ０Ｏ Ｈを用いて、水溶液中にクエン酸の塩及び亜塩素酸か生成されることに注目すべ きである。

上記反応番号１．は、大気圧下、６０°Ｆ〜８０°Ｆの範囲にある約６２°Ｆの 水温の水溶液中で、諸反応物を混合することによって行う。反応速度を高める必 要があれば、８０°Ｆ近辺の高い水温を使用することができる。

更に高い水温を使用することができる。

上記反応番号１．から得られる水溶液は、密度が約１゜００３９、沸点が約１０ １．６℃、凝固点が約−３°Ｃ１及びｐＨが約４．７である。その水溶液は水に 完全に混和し、塩素類似の刺激臭があり、澄みきったわずかなこはく色をしてい る。

理解できるように、本発明の結果は、望ましい反応が起きるように、通常入手で きる商業的な生成物を、通常入手できる商業的な量、容易に混合することによっ て達成することができ、る。粒状化亜塩素酸ナトリウムを水性亜塩素酸ナトリウ ムの代わりに用い、次いでこの水溶液を多量に製造するのに使用することもでき る。

亜塩素酸、二酸化塩素若しくはこれらの混合物及び（又は）先に記述した他の化 学成分を含有する水溶液は通常、これらのガスを大気へ放出する前に、燃焼排ガ スを含んだ、ある種のスタック（ｓｔａｃｋ　）　、ハウジング又は容器の中で 製造されるものと期待される。

上記の諸反応によって、通常、約５０００　ｐｐｍ〜約８０．０００ｐｐｍの範 囲の非常に高い濃度の二酸化塩素を最終的に含む水溶液が製造される。更に、本 発明によって製造される二酸化塩素には、他の方法によって製造される二酸化塩 素よりも、単位基準当りの酸化力か大きいよってある。

次に、例によって本発明を説明する。しかし、本例は実例として供するものであ って、当然ながら、添付の請求の範囲に列挙するような、本発明の範囲及び精神 に全く影響を及ぼさない、多くの変化を制限するために供するものではない。

例１ 図１に、本発明を使用して、燃焼ガスから二酸化イオウを除去するための典型的 な方法の概略図を示す。１３はスタック（ｓｔａｃｋ　）であり、スタックへの 燃焼排ガスの流入を１１に示す。混合容器１５は、亜塩素酸を含む水溶液を燃焼 排ガス中に添加し導入する地点である。燃焼排ガスの放出を１７に示す。通常、 亜塩素酸を含む水溶液を混合容器】５に注入する。

補正書の写しく翻訳文）提出書（特討帽８４船８）平成　５年　４月３０　日、 ユ」 １、　ＨＰＦ出拍ｃｌ）ｉｉ示ＰＣＴ／ＵＳ９０ノ０６３＆２請求の範囲 １、　燃焼排ガスを含む容器に水溶液を注入することを包含する、燃焼ガスから 二酸化イオウを除去する改善方法において、該燃焼排ガスを含む容器に注入する 該水溶液として、乳酸、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸、グリコール酸、シュウ酸 及びマンデル酸から成る群から選ばれる１種の有機酸の塩（１）と、亜塩素酸（ ２）との混合物を使用することから成る、上記除去方法。

２、　前記有機酸か乳酸である、請求項１の方法。

３、　前記有機酸がクエン酸である、請求項１の方法。

４、　前記有機酸がリンゴ酸である、請求項１の方法。

５、　前記有機酸が酒石酸である、請求項１の方法。

６、　前記有機酸がグリコール酸である、請求項１の方法。

７、　前記有機酸がシュウ酸である、請求項１の方法。

８、　前記有機酸がマンデル酸である、請求項１の方法。

国際調査報告 Ｉ呻−−１，６，１１Ａ−＝、１む−−ＮＯＰＣｒＡＩＳ９０１０６３８２

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．燃焼排ガスを含む容器に水溶液を注入することを包含する、燃焼ガスから二 酸化イオウを除去する方法において、該燃焼排ガスを含む容器に注入する該水溶 液として、乳酸塩（１）と亜塩素酸（２）との混合物を使用することから成る、 上記除去方法。
2. ２．前記乳酸塩の代わりにクエン酸塩を使用する、請求項１の方法。
3. ３．前記乳酸塩の代わりにリンゴ酸塩を使用する、請求項１の方法。
4. ４．前記乳酸塩の代わりに酒石酸塩を使用する、請求項１の方法。
5. ５．前記乳酸塩の代わりにグリコール酸塩を使用する、請求項１の方法。
6. ６．前記乳酸塩の代わりにシュウ酸塩を使用する、請求項１の方法。
7. ７．前記乳酸塩の代わりにマンデル酸塩を使用する、請求項１の方法。