JPS599207B2 - イミドジスルホン酸イオン含有液の無害化処理法 - Google Patents

イミドジスルホン酸イオン含有液の無害化処理法

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JPS599207B2
JPS599207B2 JP50152832A JP15283275A JPS599207B2 JP S599207 B2 JPS599207 B2 JP S599207B2 JP 50152832 A JP50152832 A JP 50152832A JP 15283275 A JP15283275 A JP 15283275A JP S599207 B2 JPS599207 B2 JP S599207B2
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JP
Japan
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calcium
absorption liquid
imidodisulfonate
gypsum
sox
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邦夫 沖浦
巌 秋山
康常 勝田
昭雄 植田
雅夫 大田
慎太郎 有田
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  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は排煙中の硫黄酸化物(SOx)および窒素酸化
物(NOx)の湿式同時処理において吸収液中に生成さ
れた窒素化合物の無害化処理方法および装置に関するも
ので、更に詳細には、NOxをイミドジスルホン酸イオ
ン(NH(SO3)1)ノ形ニして吸収する方法におい
て、その吸収NOx分を無害な窒素に分解する処理方法
および装置に関するものである。
近年火力発電所、各種の化学工場、製鉄所あるいは自動
車から排出される排気ガス中に含捷れるSOxおよびN
Oxによる大気汚染を防止するためこれらの有害ガスの
除去方法が各方面で、種々提案されている。
これらの内、湿式脱硫脱硝同時処理方法の一つとして、
イミドジスルホン酸イオンの形で吸収液中に吸収させる
方法がある。
この方法は、現在知られているもので、″石灰石一石膏
法、ソーダー石膏法、酢酸ソーダー石膏法等のいわゆる
ダブルアルカリ脱硫法の脱硫液に、同時に脱硝処理を行
うだめの金属イオン丑たは金属錯体を触媒として添加し
ているものである。
これらの吸収液はいずれも強環元性であり、NOxが吸
収されて生成される窒素化合物は、NH(SO3)2−
の形態のイオンとなって溶解していることが判明した。
また、この窒素化合物は、通常では溶解性が強く、吸収
液中に蓄積してSOxの吸収分を石膏とする際に、その
品質を低下さす、装置内析出などのトラブルの原因とな
るため、このような吸収NOx相当分の窒素化合物を副
生品もしくは窒素ガスの形にして無害化するなどの後処
理を必要とするものである。
本発明者等はこの点について検討し、研究実験の結果、
NOxを吸収した前記のような吸収液を消石灰(Ca(
OH)2)または生石灰(Cab)等のカルシウム化合
物によりアルカリ処理することにより、N−Na−イミ
ドジスルホン酸カルシウム( N Na ( SO3
)2 Ca )なる固形物にして液から分離すること
ができ、更に、この固形物は酸化性寸たは還元性のいず
れの雰囲気中においても300゜C以上に加熱すれば、
分解して窒素分は窒素ガスとなり、それにより無害化で
きることを見出した。
そとで本発明の目的は、以上の現象を利用して湿式脱硫
脱硝同時処理によって生成されるイミドジスルホン酸イ
オン含有液の無害化処理方法および装置を提供せんとす
るものである。
以上の目的を達成するための本発明の第1の特徴は、S
Ox ,NOxを吸収してSOxは石膏として回収した
後の遷移金属錯体とナトリウム化合物を有する吸収液に
、カルシウム化合物を添加し、必要に応じてアルカリ物
質を加えることにより、吸収液をpH7以上として、固
型物を取り出し、その固形物を300〜500℃に加熱
分解して窒素と芒硝と石膏にすることであり、第2の特
徴は第1の特徴に加えて、芒硝と石膏との混合固形物を
水処理して石膏を固形物なして取り出すことにあり、第
3の特徴は第2の特徴に加えて、石膏を1050℃以上
に加熱して亜硫酸ガスと生石灰に分離して、亜硫酸ガス
はSOx,NOx同時処理用吸収液に戻し、生石灰は第
1の特徴で述べた添加カルシウム化合物として利用する
ことにある。
例えば、酢酸ソーダ石膏法における脱硫脱硝の反応は、
酢酸ソーダ(CH3COONa)により亜硫酸ガスを吸
収して、亜硫酸ソーダ(Na2S03)と酢酸とが生成
され、さらに遷移金属錯体のもとてイミドジスルホン酸
イオン(NH(SO3)2−)カ生成される。
このようにして吸収液中に生成されたNH(SO3 )
2は、その吸収液の一部捷たは全部を消石灰捷たは生石
灰のようなカルシウム化合物に直接接触させて、pH7
以上、好ましくはpH8〜9のアルカリ性において反応
させるととによりN−Naイミドジスルホン酸カルシウ
ム(N−Na(SO3)2Ca)が固形物として析出せ
しめられる。
この混合液から液のみを分離して、元の脱硫脱硝同時処
理用吸収液中に戻して循環して使用する。
以上のことは、石灰石スラリー捷たは亜硫酸ソーダ液に
、遷移金属錯体、例えば鉄錯体を添加した脱硫脱硝同時
処理用吸収液を使用する場合も全く同様である。
このようにして、N−Naイミドジスルホン酸カルシウ
ムを析出せしめた液から液体分を除いて分離された固形
分たるN−Na(SOs)2Ca は、次いで、酸化性
捷たは還元性雰囲気中において、300゜C以上、好捷
しくは350〜500゜Cの温度で加熱処理することに
より分解し、窒素ガス、芒硝、石膏(CaS04)とす
る。
斯くして、吸収液に吸収されたNOx分は無害化される
ここで得られる芒硝と石膏の混合物は水で溶解処理する
ことによって、芒硝だけが溶解し石膏は不溶の寸ま残る
これを固液分離して、液は脱硫脱硝同時処理装置に戻す
以上の芒硝回収のだめの溶解工程における不溶解の分離
された固形物は、大部分焼殺石膏と呼ばれるもので、こ
のものの用途は、無水石膏プラスターの原料として用い
ることが出来る。
このものはまた、1050℃以上、好ましくは1100
〜1250℃の湿度で加熱することにより、SO2とC
aOに分解することができて、SO2は脱硫脱硝同時処
理装置の吸収塔へ送入し、CaOの方ぱ上述のアルカリ
処理用カルシウム化合として使用することができる。
以上が本発明による工程である。
以下6こ系統図を用いて本発明の工程の一実施例につき
具体的に説明する。
系統図において、脱硫脱硝同時処理装置の吸収一石膏化
装置10からのSOxを石膏として回収した後の残液で
あるイミドジスルホン酸イオン含有液の無害化処理は、
NOx分固形化用アルカリ反応槽20、固液分離機30
,60、加熱分解炉40,70、溶解槽50等により行
なわれる。
吸収一石膏化装置10において、脱硫脱硝同時処理用吸
収液として、鉄錯体含有石灰石スラリーを用いることに
よる、SOx ,NOx含有排煙を処理後の、イミドジ
スルホン酸イオン含有スラリーの固形分を固液分離機で
分離除去したものを、ライン11により、N分固形化用
アルカリ反応槽20内へ送入する。
このアルカリ反応槽2 0 内へはライン21より供給
されるカルシウム化合物たる消石灰、後述する加熱分解
炉70で生成された生石灰が送入され、これらのアルカ
リ剤でpHを8〜9に維持して、N−Na(SO3)2
Caを反応生成させる。
反応液スラリーはライン22で示すように固液分離機3
0に送られる。
固液分離機30によって分離された液体はライン31に
よって脱硫脱硝同時吸収処理装置の吸収液に戻される。
窒素分を含む固形化されたN−Na ( SO 3)
2 CFLぱライン32を経て加熱分解炉40へ供給さ
れる。
この加熱分解炉はたとえばロータリーキルンのような一
般に固形物を焼成するに適したものであればよい。
ここで300〜500°Cの温度で加熱して分解し、窒
素分は窒素ガスにし7て無害化する。
ここで生成した芒硝と石膏の混合固形物はライン41に
よって溶解槽50へ供給し、ライン51より供給される
水によって芒硝を溶解させ、石膏混合溶解液はライン5
2により固液分離機60に送られ、固液分離されて、沖
液はライン61により、脱硫脱硝同時吸収処理装置10
の吸収液に戻される。
固形物たる石膏はライン62により取り出される。
これをさらに加熱分解炉70により、1100〜125
0°Cで加熱分解して、SO2とCaOとにすることが
できる。
S02はライン72により脱硫脱硝同時吸収処理装置1
0の吸収塔へ戻すことにより石膏として回収することが
できる。
CaOの方は、ライン71によってアルカリ反応槽20
へ戻して、固形化窒素化合物生成用のカルシウム化合物
として使用できる。
以下に本発明の実施例について述べる。
実施例 1 第1図の脱硫脱硝同時処理装置10の吸収液の組成(初
期)は、 EDTA(1−チレンジアミ :0.IMン四酢酸)・
2 Na FeS04 : 0.IMNa2SO
4 : 0.5MCaC03
:pH6保持のためIMずつ添加 とし、一方SOx,NOx含有ガスの組成としては、N
o : 1500ppm SO2 : 3000ppm O2 : 5% Ar 二 残 をボンベにて合成した。
吸収塔(6φXH300のガラス製反応管)に前記吸収
液(液量400771/)を入れてSOx , NOx
含有ガスを接触させ、SOxはCaSO3にして取り出
してCaSO4とし、取り出した後の残液にCa(OH
)2を添加してpH8.5とした。
この条件下で反応させた後、ろ過し、固形物(N−Na
一イミドジスルホン酸カルシウム)を得た。
この固形物を300℃以上に加熱すると、窒素が分解さ
れるとともに、固形の分解生成物が得られた。
この固型分解生成物をX線回折で分析すると、CaSO
4およびNa2SO4であることが確認できた。
なお、第2図(空気雰囲気、加熱時間120分)で示す
ように、500℃以上としても、窒素除去率はほとんど
変わらないため、300〜500℃の加熱条件で分解す
るのが適当である。
なお、本実施例でぱCa(OH)2を加えることにより
吸収液のpHを8.5としたが、N − Na −イミ
ドジスルホン酸カルシウムの固形物として取り出すため
には、吸収液のpHが7以上とする必要があることを第
3図に示す。
好捷しくはpH7〜9.5とすれば、Feを沈澱させず
に、Ca固形物を取り出すことができる。
従って、吸収液のpHを7以上とすることが、カルシウ
ム化合物の添加のみで不十分の場合は、他にアルカリ物
質を加えることが必要である。
実施例 2 実施例1で得た固形の分解生成物( CaS04および
Na 2 SO4 )を水洗処理して、Na2SO4
を溶解させて、固形物CaS04を得た。
実施例 3 実施例2で得たCaS04は、無水石膏となっているた
めに、溶解しがたく、水和物にならなかった。
従って、第1図の脱硫脱硝同時処理装置10で副生され
る石膏(CaSO4・2H20)に混入することは好ま
しくないため、プロパンガスト空気の予混合ガスを供給
して、1100℃の条件で電気炉で加熱することにより
、CaOとSO2に分解した。
無水石膏の分解反応は、の還元反応が知られている。
工業的には、加熱方法としてキルン又はトンネル炉を用
いて、一度、空気不足の状態で加熱分解し、出口近くで
空気を追加投入することにより、容易にCaO ,SO
2に分解できる。
以上に説明したように、本発明方法及び装置によれば、
以下のような効果がある。
すなわち、第1の発明の効果としてはSOx,NOx含
有排煙吸収処理後のイミドジスルホン酸イオン含有液を
窒素と固形物(石膏と芒硝)にして無害化処理すること
ができる。
第2の発明の効果としては第1の発明の効果に加えて前
記固形物を水処理することにより石膏として取り出すこ
とができる一方、溶解した芒硝は脱硫脱硝同時処理用吸
収液に戻してナトリウム化合物の添加に利用することが
できる。
第3の発明の効果は、第1、第2の発明の効果に加えて
石膏を加熱分解して生石灰と亜硫酸ガスとし、生石灰は
イミドジスルホン酸イオン含有残液の添加カルシウム化
合物として利用し、亜硫酸ガスは脱硫脱硝同時処理用吸
収液に戻して、石膏として回収できるため完全クローズ
ドシステムにすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法及び装置の配置を説明するだめの処
理系統図、第2図は加熱温度と窒素除去率との関係を示
すグラフ、第3図は吸収液のpHとCa ,Fe濃度と
の関係を示すグラフである。 10・・・・・・脱硫脱硝同時処理装置、20・・・・
・・アルカリ反応槽、30,60・・・・・・固液分離
機、40,70・・・・・・加熱分解炉、50・・・・
・・溶解槽。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 苛性ソーダ、酢酸ソーダ等のナトリウム系脱硫剤と
    遷移金属錯体とを含有する吸収液、あるいは石灰石等の
    カルシウム系脱硫剤にナトリウム化合物を添加した遷移
    金属錯体を含有する吸収液を用いて、排ガス中のSOx
    及びNQxを吸収除去し、該吸収液中のSOx分を、必
    要に応じてカルシウム化合物を添加して石膏として回収
    した後のイミドジスルホン酸イオン含有残液に、 (イ)カルシウム化合物およびアルカリ物質のうち少な
    くともカルシウム化合物を添加することにより、pH7
    以上とし、N−Na−イミドジスルホン酸カルシウムを
    析出させ、該固形N−Na−イミドジスルホン酸カルシ
    ウムを分離し、液体分は前記脱硫脱硝同時処理用吸収液
    に戻すように循環させる工程と、 (口)該分離された固形N−Na−イミドジスルホン酸
    カルシウムを、300〜500’Cの温度で加熱分解し
    て、窒素と芒硝と石膏とにする工程と、を含むことを特
    徴とするイミドジスルホン酸イオン含有液の無害化処理
    法。 2 苛性ソーダ、酢酸ソーダ等のナトリウム系脱硫剤と
    遷移金属錯体とを含有する吸収液、あるいは石灰石等の
    カルシウム系脱硫剤にナトリウム化合物を添加した遷移
    金属錯体を含有する吸収液を用いて、排ガス中のSOx
    及びNOxを吸収除去し、該吸収液中のSOx分を、必
    要に応じてカルシウム化合物を添加して石膏として回収
    した後のイミドジスルホン酸イオン含有残液に、 (イ)カルシウム化合物およびアルカリ物質のうち少な
    くともカルシウム化合物を添加することにヨリ、pH7
    以上とし、N−Na−イミドジスルホン酸カルシウムを
    析出させ、該固形N−Na−イミドジスルホン酸カルシ
    ウムを分離し、液体分は前記脱硫脱硝同時処理用吸収液
    に戻すように循環させる工程と、 仲)該分離された固形N−Na−イミドジスルホン酸カ
    ルシウムを、300〜500℃の温度で加熱分解して、
    窒素と芒硝と石舎とにする工程と、 0う 該加熱分解工程で生成された芒硝と石膏との混合
    固形物を水処理して芒硝を溶解させ、固形物石膏を分離
    する工程と、 を含むことを特徴とするイミドジスルホン酸イオン含有
    液の無害化処理法。 3 苛性ソーダ、酢酸ソーダ等のナトリウム系脱硫剤と
    遷移金属錯体とを含有する吸収液、あるいは石灰石等の
    カルシウム系脱硫剤にナトリウム化合物を添加した遷移
    金属錯体を含有する吸収液を用いて、排ガス中のSOx
    及びNOxを吸収除去し、該吸収液中のSOx分を、必
    要に応じてカルシウム化合物を添加して石膏として回収
    した後のイミドジスルホン酸イオン含有残液に、 (イ)カルシウム化合物およびアルカリ物質のうち少な
    くともカルシウム化合物を添加することにより、pH7
    以」二とし、N−Na−イミドジスルホン酸カルシウム
    を析出させ、該固形N−Na−イミドジスルホン酸カル
    シウムヲ分離し、液体分は前記脱硫脱硝同時処理用吸収
    液に戻すように循環させる工程と、 (C])該分離された固形N−Na−イミドジスルホン
    酸カルシウムを、300〜500°Cの温度で加熱分解
    して、窒素と芒硝と石膏とにする工程と、 (ハ)該加熱分解工程で生成された芒硝と石膏との混合
    固形物を水処理して芒硝を溶解させ、固形物石膏を分離
    する工程と、 (ニ)該分離された石膏を10500C以上の温度で加
    熱して、亜硫酸ガスと生石灰とに分解し、亜硫酸ガスは
    前記脱硫脱硝同時処理用吸収液に戻し、生石灰は上記の
    工程(イ)に用いるカルシウム化合物として再使用する
    工程払 を含むことを特徴とするイミドジスルホン酸イオン含有
    液の無害化処理法。
JP50152832A 1975-12-23 1975-12-23 イミドジスルホン酸イオン含有液の無害化処理法 Expired JPS599207B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61202032A (ja) * 1985-03-05 1986-09-06 Takayuki Kuboyama 調理用排気装置
JPH01102224A (ja) * 1987-10-16 1989-04-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 下引排気装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61202032A (ja) * 1985-03-05 1986-09-06 Takayuki Kuboyama 調理用排気装置
JPH01102224A (ja) * 1987-10-16 1989-04-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 下引排気装置

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