JP2000282067A - Decomposition of carbon-based raw material - Google Patents
Decomposition of carbon-based raw materialInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、コークス、重油等
の炭素系原料を分解して種々の化学原料又は燃料等に使
用される一酸化炭素ガス（ＣＯ）、水素ガス等の有用な
ガスを製造する炭素系原料の分解方法に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for decomposing a carbon-based material such as coke and heavy oil to produce useful gas such as carbon monoxide gas (CO) and hydrogen gas used for various chemical raw materials or fuels. The present invention relates to a method for decomposing a carbon-based raw material to be produced.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一酸化炭素、水素等の有用な化学原料と
なるガスの製造方法としては、炭素系原料の不完全燃
焼を行う方法、炭素系原料を鉄浴等の金属浴中で分解
する方法、炭素系原料を触媒を用いて分解する方法等
が知られている。2. Description of the Related Art As a method for producing a gas serving as a useful chemical raw material such as carbon monoxide and hydrogen, a method of incomplete combustion of a carbon-based raw material and a method of decomposing a carbon-based raw material in a metal bath such as an iron bath are known. Methods and methods for decomposing a carbon-based material using a catalyst are known.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし上記の炭素系
原料を不完全燃焼させる方法では付随的に発生する窒素
酸化物、硫黄酸化物を有用ガスから分離、除去するため
の設備と処理に余分な費用が必要となる問題がある。上
記の金属浴中で分解する方法では上記の問題は改善
される。しかし金属浴に炭素をできるだけ多く吸収させ
るために金属浴の炭素溶解度が大きいことが望まれる
が、その炭素溶解度にも限度があり、金属浴と炭素との
反応の制御には極めて高度な技術が必要である問題点が
ある。また上記の触媒で分解する方法では触媒の保守
管理が煩雑であり、工業用としての触媒の利用が困難で
ある問題がある。本発明の目的は、亜硫酸ガス等の有害
な廃ガスを容易に分離、除去することができ、かつ一酸
化炭素を含む有用なガスを簡単な操作で高収率で製造す
ることができる炭素系原料の分解方法を提供することに
ある。However, in the above-mentioned method of incompletely burning a carbon-based raw material, equipment and processing for separating and removing incidentally generated nitrogen oxides and sulfur oxides from useful gas are unnecessary. There is a problem that costs money. The above-mentioned problem is improved by the method of decomposing in the above-mentioned metal bath. However, it is desirable that the metal bath has high carbon solubility in order to absorb as much carbon as possible in the metal bath. However, the carbon solubility is also limited, and very advanced technology is required to control the reaction between the metal bath and carbon. There are issues that are needed. Further, in the above-mentioned method of decomposing with a catalyst, maintenance of the catalyst is complicated, and there is a problem that it is difficult to use the catalyst for industrial use. An object of the present invention is to provide a carbon-based system that can easily separate and remove harmful waste gases such as sulfur dioxide gas, and can produce useful gas containing carbon monoxide in a high yield with a simple operation. An object of the present invention is to provide a raw material decomposition method.
【０００４】本発明の別の目的は、金属硫化物を構成す
る金属を金属酸化物にして溶融スラグの原料として再利
用できる炭素系原料の分解方法を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a method for decomposing a carbon-based raw material that can be reused as a raw material for molten slag by converting a metal constituting metal sulfide into a metal oxide.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図１に示すように溶融炉１０内に溶融金属層１８とこの
金属層１８上に溶融スラグ層１９を形成する工程と、溶
融スラグ層１９中に硫黄を含有する炭素系原料を供給し
て一酸化炭素を含むガスを生成する工程と、溶融金属層
１８中に酸化性ガスを供給して亜硫酸ガスを生成すると
同時に金属酸化物を生成する工程と、上記生成した金属
酸化物を溶融スラグ層１９の原料として再利用する工程
とを含む炭素系原料の分解方法である。The invention according to claim 1 is
As shown in FIG. 1, a step of forming a molten metal layer 18 and a molten slag layer 19 on the metal layer 18 in a melting furnace 10, and a step of supplying a carbon-based raw material containing sulfur into the molten slag layer 19 A step of generating a gas containing carbon oxide, a step of supplying an oxidizing gas into the molten metal layer 18 to generate a sulfurous acid gas and simultaneously generating a metal oxide, and a step of converting the generated metal oxide to a molten slag layer 19. And a step of reusing the raw material as a raw material.
【０００６】溶融スラグを構成する酸素が炭素系原料の
炭素と反応して一酸化炭素を生成する。また溶融スラグ
を構成する金属の酸化物が炭素系原料に含まれる硫黄等
と反応して金属の硫化物等を生じ、この硫化物等が溶融
金属と反応して金属硫化物等を生成する。酸化性ガスを
溶融金属層に吹き込むことにより、酸化性ガスと反応し
て亜硫酸ガス等を生成する。[0006] Oxygen constituting the molten slag reacts with carbon of the carbon-based raw material to form carbon monoxide. Further, the oxide of the metal constituting the molten slag reacts with sulfur or the like contained in the carbon-based raw material to generate a sulfide or the like of the metal, and the sulfide or the like reacts with the molten metal to generate a metal sulfide or the like. By blowing the oxidizing gas into the molten metal layer, the oxidizing gas reacts with the oxidizing gas to generate a sulfurous acid gas or the like.
【０００７】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明であって、炭素系原料が硫黄の他にヒ素又はアンチモ
ンを含み、亜硫酸ガス中に酸化ヒ素又は酸化アンチモン
が微粒子の形態で含まれる分解方法である。The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the carbon-based raw material contains arsenic or antimony in addition to sulfur, and arsenic oxide or antimony oxide is contained in the form of fine particles in the sulfur dioxide gas. This is the decomposition method.
【０００８】請求項３に係る発明は、請求項１又は２に
係る発明であって、溶融スラグ層１９を形成するスラグ
がＦｅＯ，ＭｎＯ，ＮｉＯ及びＣｒ2Ｏ3からなる群より
選ばれた１種又は２種以上の酸化物を１０〜８０重量％
含み、かつＡｌ2Ｏ3，ＳｉＯ2及びＣａＯからなる群よ
り選ばれた１種又は２種以上の酸化物を残部として含む
分解方法である。[0008] The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the slag forming the molten slag layer 19 is selected from the group consisting of FeO, MnO, NiO and Cr 2 O 3. 10 to 80% by weight of one or more oxides
This is a decomposition method including one or more oxides selected from the group consisting of Al 2 O 3 , SiO 2 and CaO as a balance.
【０００９】請求項４に係る発明は、請求項１ないし３
いずれかに係る発明であって、溶融金属層１８を形成す
る金属がＦｅ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｏ及びＳｎからなる群よ
り選ばれた１種又は２種以上の金属又はその合金である
分解方法である。The invention according to claim 4 is the invention according to claims 1 to 3
The invention according to any one of the above, wherein the metal forming the molten metal layer 18 is one or two or more metals selected from the group consisting of Fe, Cu, Ni, Co, and Sn or an alloy thereof. is there.
【００１０】請求項５に係る発明は、請求項１ないし４
いずれかに係る発明であって、炭素系原料が石炭コーク
ス、石油コークス、黒鉛、石墨、木炭、石炭、プラスチ
ック及び石油類からなる群より選ばれた１種又は２種以
上の炭素を主成分とする材料である分解方法である。[0010] The invention according to claim 5 is the invention according to claims 1 to 4.
The invention according to any one of the above, wherein the carbon-based raw material is mainly composed of one or more carbons selected from the group consisting of coal coke, petroleum coke, graphite, graphite, charcoal, coal, plastic, and petroleum. This is the decomposition method that is the material to be used.
【００１１】石炭コークス等は炭素の含有量が多く、高
い収率で一酸化炭素を含む有用なガスをを製造すること
ができる。Coal coke and the like have a high carbon content and can produce useful gas containing carbon monoxide in high yield.
【００１２】請求項６に係る発明は、請求項１ないし５
いずれかに係る発明であって、酸化性ガスが酸素又は空
気である分解方法である。The invention according to claim 6 is the invention according to claims 1 to 5
An invention according to any one of the above, wherein the oxidizing gas is oxygen or air.
【００１３】請求項７に係る発明は、請求項１ないし６
いずれかに係る発明であって、炭素系原料を供給すると
きの溶融スラグ層１９の温度が１２００〜１６００℃で
ある分解方法である。請求項８に係る発明は、請求項１
ないし７いずれかに係る発明であって、溶融金属層１８
と溶融スラグ層１９が溶融炉を電磁誘導加熱又は通電加
熱することにより形成される分解方法である。The invention according to claim 7 is the invention according to claims 1 to 6
An invention according to any one of the above, wherein the molten slag layer 19 has a temperature of 1200 to 1600 ° C. when the carbon-based raw material is supplied. The invention according to claim 8 is the invention according to claim 1.
The invention according to any one of claims 7 to 7, wherein the molten metal layer 18
And a molten slag layer 19 formed by heating the melting furnace by electromagnetic induction heating or electric current heating.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】本発明では溶融スラグ層中に硫黄
等を含有する炭素系原料を供給することにより一酸化炭
素を含む有用ガスと金属硫化物等が生成し、次いで溶融
金属層中に酸化性ガスを供給することにより亜硫酸ガス
等を生成する。硫黄等を含有する炭素系原料が石炭、重
質油等の炭化水素系原料のように炭素及び硫黄の他に水
素原子を構成要素として更に含む場合には、一酸化炭素
の他に水素ガスが生成する。例えば、硫黄を含む炭素系
原料を（ＣｘＨｙＯｚ＋Ｓ）として示し、溶融スラグを
ＦｅＯとして示した場合、上記有用ガスの生成反応は次
の式（１）で表される。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, a useful gas containing carbon monoxide and a metal sulfide are produced by supplying a carbon-based material containing sulfur and the like into a molten slag layer. By supplying an oxidizing gas, a sulfurous acid gas or the like is generated. When the carbon-based raw material containing sulfur or the like further contains a hydrogen atom as a constituent element in addition to carbon and sulfur, such as a hydrocarbon-based raw material such as coal and heavy oil, hydrogen gas is contained in addition to carbon monoxide. Generate. For example, when the carbon-based raw material containing sulfur is represented as (CxHyOz + S) and the molten slag is represented as FeO, the reaction for producing the useful gas is represented by the following equation (1).
【００１５】 ＦｅＯ＋（ＣxＨyＯz＋Ｓ）→xＣＯ＋１／２yＨ2＋ＦｅＳ＋……（１） 式（１）から明らかなように一酸化炭素（ＣＯ）及び水
素（Ｈ2）を含む有用ガスの他に固体の硫化鉄（Ｆｅ
Ｓ）を生じる。このＦｅＳは比重が溶融スラグよりも大
きいため、溶融スラグ層中を沈降して下層の溶融金属層
と接触し溶融金属と反応して鉄（Ｆｅ）を生成する。例
えば溶融金属が銅（Ｃｕ）の場合には、Ｆｅの生成反応
は次の式（２）で表される。FeO + (CxHyOz + S) → xCO + 1 / 2yH 2 + FeS + (1) As is apparent from the formula (1), solid iron sulfide other than a useful gas containing carbon monoxide (CO) and hydrogen (H 2 ) (Fe
S). Since the specific gravity of FeS is greater than that of the molten slag, the FeS sinks in the molten slag layer, comes into contact with the lower molten metal layer, and reacts with the molten metal to generate iron (Fe). For example, when the molten metal is copper (Cu), the reaction for producing Fe is represented by the following equation (2).
【００１６】 ＦｅＳ ＋ ２Ｃｕ → Ｃｕ2Ｓ ＋ Ｆｅ （２） 式（２）でＦｅの他に副生したＣｕ2Ｓは次の式（３）
で示すように溶融金属層中に供給される酸化性ガスの酸
素と反応して亜硫酸ガス（ＳＯ2）を生成する。 Ｃｕ2Ｓ ＋ Ｏ2 → ２Ｃｕ ＋ ＳＯ2 （３） 式（２）で生成したＦｅは次の式（４）で示すように溶
融金属層中に供給される酸素と反応してＦｅＯを生成す
る。 ２Ｆｅ ＋ Ｏ2 → ２ＦｅＯ （４） 式（４）で生成したＦｅＯは式（１）で炭素系原料（Ｃ
ｘＨｙＯｚ＋Ｓ）と反応する溶融スラグのＦｅＯとして
再使用される。FeS + 2Cu → Cu 2 S + Fe (2) Cu 2 S by-produced in addition to Fe in the formula (2) is represented by the following formula (3)
Reacts with the oxygen of the oxidizing gas supplied into the molten metal layer to generate sulfur dioxide (SO 2 ). Cu 2 S + O 2 → 2Cu + SO 2 (3) As shown in the following equation (4), Fe generated by the equation (2) reacts with oxygen supplied into the molten metal layer to generate FeO. . 2Fe + O 2 → 2FeO (4) The FeO produced by the formula (4) is obtained from the carbon-based material (C
xHyOz + S) and reused as FeO in the molten slag.
【００１７】本発明では炭素系原料を供給するときの溶
融スラグ層の温度が１２００〜１６００℃であることが
好ましい。温度が１２００℃に満たない場合には炭素の
酸化により生じる二酸化炭素の発生を防止できないた
め、また１６００℃を超える場合には溶融炉の寿命が短
くなるためそれぞれ好ましくない。また本発明では溶融
スラグ層を形成するスラグがＦｅＯ，ＭｎＯ，ＮｉＯ及
びＣｒ2Ｏ3からなる群より選ばれた１種又は２種以上の
酸化物を１０〜８０重量％含み、かつＡｌ2Ｏ3，ＳｉＯ
2及びＣａＯからなる群より選ばれた１種又は２種以上
の酸化物を残部として含むことが好ましい。ＦｅＯ，Ｍ
ｎＯ，ＮｉＯ又はＣｒ2Ｏ3の酸化物の含有量が１０重量
％に満たないと、炭素の酸化反応にスラグの酸化力を使
用できなくなるため、また含有量が８０重量％を超える
と溶融スラグ層の融点が１６００℃を超えるためそれぞ
れ好ましくない。図１に本発明の一実施形態である炭素
系原料の分解装置を示す。装置本体を構成する電磁誘導
炉１０は耐火材の外壁を有する概略円筒状の密閉容器で
あり、この密閉容器の側壁下方には電磁誘導コイル１１
が埋込まれる。電磁誘導炉１０の頂部には生成ガスの導
出路１２が、また一方の肩部には炭素系原料の供給管１
３及び水蒸気の供給管１４が、更に他方の肩部には酸化
性ガスの供給管１６がそれぞれ設けられる。また電磁誘
導炉１０の図示しない別の肩部には溶融金属の原料であ
る金属と溶融スラグの原料であるスラグとを炉内に供給
する供給口が設けられる。生成ガスの導出路１２は２本
の導出路、即ち亜硫酸ガス（ＳＯ2）を含む有害な廃ガ
スの導出路１２ａと一酸化炭素（ＣＯ）を含む有用ガス
の導出路１２ｂに分岐する。導出路１２ａ、１２ｂの分
岐点には可動の開閉板１７が取付けられる。開閉板１７
が実線の位置と破線の位置の間を移動することにより、
導出路１２ａ、１２ｂの開閉が行われる。In the present invention, the temperature of the molten slag layer when supplying the carbon-based raw material is preferably 1200 to 1600 ° C. If the temperature is lower than 1200 ° C., generation of carbon dioxide generated by oxidation of carbon cannot be prevented, and if it exceeds 1600 ° C., the life of the melting furnace is shortened, which is not preferable. Also includes 10 to 80 wt% slag FeO, MnO, 1 kind selected from the group consisting of NiO and Cr 2 O 3 or more oxides to form a molten slag layer in the present invention, and Al 2 O 3 , SiO
It is preferable to include one or more oxides selected from the group consisting of 2 and CaO as the balance. FeO, M
If the content of the oxide of nO, NiO or Cr 2 O 3 is less than 10% by weight, the oxidizing power of the slag cannot be used in the carbon oxidation reaction. Each of the layers has a melting point exceeding 1600 ° C., which is not preferable. FIG. 1 shows an apparatus for decomposing a carbon-based raw material according to an embodiment of the present invention. An electromagnetic induction furnace 10 constituting an apparatus main body is a substantially cylindrical hermetic container having an outer wall of a refractory material, and an electromagnetic induction coil 11 is provided below a side wall of the hermetic container.
Is embedded. At the top of the electromagnetic induction furnace 10, a product gas outlet 12 is provided, and at one shoulder, a supply pipe 1 for carbon-based material is provided.
3 and a supply pipe 14 for water vapor, and a supply pipe 16 for oxidizing gas is provided on the other shoulder. On another shoulder (not shown) of the electromagnetic induction furnace 10, a supply port is provided for supplying metal, which is a raw material of molten metal, and slag, which is a raw material of molten slag, into the furnace. The output path 12 for the generated gas branches into two output paths, that is, an output path 12a for harmful waste gas containing sulfur dioxide (SO 2 ) and an output path 12b for useful gas containing carbon monoxide (CO). A movable opening / closing plate 17 is attached to a branch point between the lead-out paths 12a and 12b. Opening / closing plate 17
Moves between the position of the solid line and the position of the dashed line,
The outlet paths 12a and 12b are opened and closed.
【００１８】このように構成された分解装置では、先ず
溶融金属の原料である金属と溶融スラグの原料であるス
ラグを図示しない供給口から電磁誘導炉１０内に投入
し、電磁誘導コイル１１に交流電流を流すと金属及びス
ラグは誘導加熱により溶融して溶融物を生成する。この
溶融物は比重の差に基づいて、下層に比重の大きい溶融
金属層１８が形成され、上層に比重が小さい溶融スラグ
層１９が形成される。溶融金属層１８は電磁誘導効果に
よって炉内で循環撹拌される。In the decomposer thus constructed, first, a metal as a raw material of a molten metal and a slag as a raw material of a molten slag are charged into an electromagnetic induction furnace 10 through a supply port (not shown), When an electric current is applied, the metal and the slag are melted by induction heating to form a melt. Based on the difference in specific gravity, a molten metal layer 18 having a large specific gravity is formed in the lower layer, and a molten slag layer 19 having a small specific gravity is formed in the upper layer. The molten metal layer 18 is circulated and stirred in the furnace by the electromagnetic induction effect.
【００１９】次に開閉板１７を図の実線の位置に切替え
た状態にしておき、コークス等の炭素系原料を供給管１
３から炉１０内の溶融スラグ層１９に供給すると、炭素
系原料とスラグは反応して一酸化炭素を含む有用ガスと
不純物を含む固体を生成する。炭素系原料が炭素の他に
水素原子を構成要素として含む場合には、一酸化炭素の
他に水素ガスが生成する。生成した一酸化炭素を含む有
用ガスは生成ガスの導出路１２及びこれに連続する導出
路１２ｂを通って回収された後、図示しない貯蔵容器に
貯蔵される。また生成した不純物を含む固体は溶融金属
層１８に移行して溶融金属に吸収される。Next, the opening / closing plate 17 is switched to the position indicated by the solid line in FIG.
When supplied from 3 to the molten slag layer 19 in the furnace 10, the carbon-based raw material and the slag react to form a useful gas containing carbon monoxide and a solid containing impurities. When the carbon-based material contains hydrogen atoms as constituent elements in addition to carbon, hydrogen gas is generated in addition to carbon monoxide. The generated useful gas containing carbon monoxide is recovered through the outlet path 12 for the generated gas and the outlet path 12b connected thereto, and then stored in a storage container (not shown). The generated solid containing impurities moves to the molten metal layer 18 and is absorbed by the molten metal.
【００２０】炭素系原料とスラグの反応が終了した後
に、開閉板１７を図の破線の位置に切替え、この状態で
溶融金属層１８中に酸素等の酸化性ガスを供給管１６か
ら供給する。その結果、金属の酸化反応が生じて金属の
酸化物が生成し、同時に亜硫酸ガスが生成する。生成し
た亜硫酸ガスを含む有害ガスは生成ガスの導出路１２及
びこれに連続する導出路１２ａを通って回収される。回
収された亜硫酸ガスは例えば硫酸の原料として使用され
る。また溶融金属層１８中で生成した金属の酸化物は比
重が金属より軽いため、上昇して溶融スラグ層１９に移
行し、炭素系原料と反応するスラグとして再度使用され
る。溶融金属層１８及び溶融スラグ層１９中の反応は発
熱反応であるため、過熱する場合があり、その際に供給
管１４から水蒸気を炉１０内に供給して反応温度を制御
することも可能である。上記実施の形態では炉１０とし
て加熱効率及び反応効率に優れた電磁誘導炉を説明した
が、これ以外に直接通電加熱炉などの他の加熱炉を用い
てもよい。After the reaction between the carbon-based raw material and the slag is completed, the opening / closing plate 17 is switched to the position indicated by the broken line in the figure, and an oxidizing gas such as oxygen is supplied from the supply pipe 16 into the molten metal layer 18 in this state. As a result, a metal oxidation reaction occurs to generate a metal oxide, and at the same time, sulfur dioxide gas is generated. The harmful gas containing the generated sulfurous acid gas is recovered through the output path 12 for the generated gas and the output path 12a connected thereto. The recovered sulfurous acid gas is used, for example, as a raw material for sulfuric acid. Further, the metal oxide generated in the molten metal layer 18 has a specific gravity lower than that of the metal, so that it rises and moves to the molten slag layer 19 and is used again as slag reacting with the carbon-based material. Since the reaction in the molten metal layer 18 and the molten slag layer 19 is an exothermic reaction, the reaction may be overheated. In this case, the reaction temperature can be controlled by supplying steam from the supply pipe 14 into the furnace 10. is there. In the above embodiment, an electromagnetic induction furnace having excellent heating efficiency and reaction efficiency was described as the furnace 10, but other heating furnaces such as a direct current heating furnace may be used.
【００２１】また炭素系原料が硫黄の他にヒ素やアンチ
モンを含む場合には、ヒ素やアンチモンはそれぞれ上記
式（１）〜（３）の反応を経て、酸化ヒ素（Ａｓ2Ｏ3）
又は酸化アンチモン（Ｓｂ2Ｏ3）の微粒子となる。これ
らの微粒子は亜硫酸ガスとともに導出路１２ａに導か
れ、図示しないバグフィルタ等により回収される。When the carbon-based material contains arsenic and antimony in addition to sulfur, arsenic and antimony undergo arsenic oxide (As 2 O 3 ) through the reactions of the above formulas (1) to (3), respectively.
Alternatively, it becomes fine particles of antimony oxide (Sb 2 O 3 ). These fine particles are led to the lead-out path 12a together with the sulfurous acid gas, and are collected by a bag filter (not shown) or the like.
【００２２】[0022]
【実施例】次に本発明の実施例を説明する。 ＜実施例１＞図１に示した電磁誘導炉１０を使用して炉
内に溶融金属層１８と溶融スラグ層１９を形成した。こ
の溶融金属の原料として２０ｋｇの銅を用い、溶融スラ
グの原料としてＦｅＯ４０％−Ａｌ2Ｏ3１０％−ＳｉＯ
2３５％−ＣａＯ１５％の組成を有する１０ｋｇのスラ
グを用いた。次いで炭素系原料として硫黄（Ｓ）を１０
％含有する１ｋｇのコークスを１３５０℃の温度の溶融
スラグ層１９に添加してコークスを分解した。その結
果、２．１ｋｇの一酸化炭素を回収した。その後１．３
ｋｇの酸素を酸化性ガスとして溶融金属層１８に添加し
て反応させた。その結果、０．２ｋｇの亜硫酸ガス（Ｓ
Ｏ2）を回収した。Next, embodiments of the present invention will be described. <Example 1> A molten metal layer 18 and a molten slag layer 19 were formed in a furnace using the electromagnetic induction furnace 10 shown in FIG. As a raw material of the molten metal, 20 kg of copper is used, and as a raw material of the molten slag, FeO 40% -Al 2 O 3 10% -SiO
Using slag 10kg having a composition of 2 35% -CaO15%. Next, sulfur (S) was added as 10
% Of coke was added to the molten slag layer 19 at a temperature of 1350 ° C. to decompose the coke. As a result, 2.1 kg of carbon monoxide was recovered. Then 1.3
kg of oxygen was added to the molten metal layer 18 as an oxidizing gas to cause a reaction. As a result, 0.2 kg of sulfurous acid gas (S
O 2 ) was recovered.
【００２３】＜実施例２＞図１に示した電磁誘導炉１０
を使用して炉内に溶融金属層１８と溶融スラグ層１９を
形成した。この溶融金属の原料として２０ｋｇの鋳鉄を
用い、溶融スラグの原料としてＦｅＯ７０％−Ａｌ2Ｏ3
５％−ＳｉＯ2１５％−ＣａＯ１０％の組成を有する１
０ｋｇのスラグを用いた。次いで炭素系原料としてヒ素
（Ａｓ）を１％含有する１ｋｇの低硫黄重油を１４５０
℃の温度の溶融スラグ層１９に添加して重油を分解し
た。その結果、１．９８ｋｇの一酸化炭素と０．１１ｋ
ｇの水素を回収した。その後１ｋｇの酸素を酸化性ガス
として溶融金属層１８に添加して反応させた。その結
果、５ｇの亜硫酸ガス（ＳＯ2）と１５ｇのＡｓ2Ｏ3を
回収した。<Embodiment 2> The electromagnetic induction furnace 10 shown in FIG.
Was used to form a molten metal layer 18 and a molten slag layer 19 in the furnace. 20 kg of cast iron was used as a raw material for the molten metal, and 70% FeO-Al 2 O 3 was used as a raw material for the molten slag.
5% -SiO 2 1 having a composition of 15% -CaO10%
0 kg of slag was used. Then, 1450 kg of low-sulfur heavy oil containing 1% of arsenic (As) was used as a carbon-based material.
It was added to the molten slag layer 19 at a temperature of ° C. to decompose heavy oil. As a result, 1.98 kg of carbon monoxide and 0.11 k
g of hydrogen was recovered. Thereafter, 1 kg of oxygen was added as an oxidizing gas to the molten metal layer 18 to cause a reaction. As a result, 5 g of sulfur dioxide (SO 2 ) and 15 g of As 2 O 3 were recovered.
【００２４】＜実施例３＞図１に示した電磁誘導炉１０
を使用して炉内に溶融金属層１８と溶融スラグ層１９を
形成した。この溶融金属の原料として２０ｋｇのＦｅ２
０％−Ｎｉ２０％−Ｃｏ２０％−Ｃｕ１０％−Ｓｎ１０
％の組成を有する合金を用い、溶融スラグの原料として
ＦｅＯ８０％−Ａｌ2Ｏ3５％−ＳｉＯ2１０％−ＣａＯ
５％の組成を有する１０ｋｇのスラグを用いた。次いで
炭素系原料として硫黄（Ｓ）を１０％含有する１ｋｇの
コークスを１６００℃の温度の溶融スラグ層１９に添加
してコークスを分解した。その結果、２．１ｋｇの一酸
化炭素を回収した。その後１．３ｋｇの酸素を酸化性ガ
スとして溶融金属層１８に添加して反応させた。その結
果、０．２ｋｇの亜硫酸ガス（ＳＯ2）を回収した。<Embodiment 3> The electromagnetic induction furnace 10 shown in FIG.
Was used to form a molten metal layer 18 and a molten slag layer 19 in the furnace. As a raw material of the molten metal, 20 kg of Fe2
0% -Ni20% -Co20% -Cu10% -Sn10
% Composition using an alloy having the, FeO80% -Al 2 O 3 5 % -SiO 2 10% as a raw material for molten slag -CaO
10 kg of slag having a composition of 5% was used. Next, 1 kg of coke containing 10% sulfur (S) as a carbon-based material was added to the molten slag layer 19 at a temperature of 1600 ° C. to decompose the coke. As a result, 2.1 kg of carbon monoxide was recovered. Thereafter, 1.3 kg of oxygen was added as an oxidizing gas to the molten metal layer 18 to cause a reaction. As a result, 0.2 kg of sulfur dioxide (SO 2 ) was recovered.
【００２５】＜実施例４＞図１に示した電磁誘導炉１０
を使用して炉内に溶融金属層１８と溶融スラグ層１９を
形成した。この溶融金属の原料として２０ｋｇのＣｕ５
０％−Ｓｎ５０％の組成を有する合金を用い、溶融スラ
グの原料としてＦｅＯ４０％−Ａｌ2Ｏ3１０％−ＳｉＯ
2３５％−ＣａＯ１５％の組成を有する１０ｋｇのスラ
グを用いた。次いで炭素系原料として硫黄（Ｓ）を１０
％含有する１ｋｇのコークスを１０００℃の温度の溶融
スラグ層１９に添加してコークスを分解した。その結
果、２．１ｋｇの一酸化炭素を回収した。その後１．３
ｋｇの酸素を酸化性ガスとして溶融金属層１８に添加し
て反応させた。その結果、０．２ｋｇの亜硫酸ガス（Ｓ
Ｏ2）を回収した。<Embodiment 4> The electromagnetic induction furnace 10 shown in FIG.
Was used to form a molten metal layer 18 and a molten slag layer 19 in the furnace. As a raw material of the molten metal, 20 kg of Cu5
With 0% -Sn50% of the alloy having a composition, FeO40% -Al 2 O 3 10 % -SiO as a raw material for molten slag
Using slag 10kg having a composition of 2 35% -CaO15%. Next, sulfur (S) was added as 10
% Of coke was added to the molten slag layer 19 at a temperature of 1000 ° C. to decompose the coke. As a result, 2.1 kg of carbon monoxide was recovered. Then 1.3
kg of oxygen was added to the molten metal layer 18 as an oxidizing gas to cause a reaction. As a result, 0.2 kg of sulfurous acid gas (S
O 2 ) was recovered.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、溶
融炉内に溶融金属層とこの金属層上に溶融スラグ層を形
成し、溶融スラグ層中に硫黄を含有する炭素系原料を供
給して一酸化炭素を含むガスを生成し、溶融金属層中に
酸化性ガスを供給して亜硫酸ガスを生成するようにした
ので、亜硫酸ガス等の有害な廃ガスを容易に分離、除去
することができ、かつ一酸化炭素を含む有用なガスを簡
単な操作で高収率で製造することができる。また溶融金
属層中に酸化性ガスを供給することにより金属酸化物が
生成されるので、この金属酸化物を溶融スラグの原料と
して溶融スラグ層で再度使用することができる。As described above, according to the present invention, a molten metal layer and a molten slag layer are formed on the metal layer in the melting furnace, and the carbon-containing raw material containing sulfur is contained in the molten slag layer. Supply gas to generate gas containing carbon monoxide, and supply oxidizing gas to the molten metal layer to generate sulfurous acid gas, so harmful waste gas such as sulfurous acid gas can be easily separated and removed. In addition, a useful gas containing carbon monoxide can be produced in a simple operation in a high yield. Further, since a metal oxide is generated by supplying an oxidizing gas into the molten metal layer, the metal oxide can be reused in the molten slag layer as a raw material of the molten slag.
【図１】本発明の炭素系原料の分解装置の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of a carbon-based raw material decomposition apparatus of the present invention.
１０ 電磁誘導炉 １１ 電磁誘導コイル １２ 生成ガスの導出路 １３ 炭素系原料の供給管 １４ 水蒸気の供給管 １６ 酸化性ガスの供給管 １７ 開閉板 １８ 溶融金属層 １９ 溶融スラグ層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electromagnetic induction furnace 11 Electromagnetic induction coil 12 Outgoing path of generated gas 13 Supply pipe of carbon-based material 14 Supply pipe of steam 16 Supply pipe of oxidizing gas 17 Opening / closing plate 18 Molten metal layer 19 Molten slag layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 櫻井 大八郎 東京都文京区小石川１丁目３番25号 株式 会社ラドテック内 (72)発明者 飯田 孝司 東京都文京区小石川１丁目３番25号 株式 会社ラドテック内 (72)発明者 進藤 秀明 東京都文京区小石川１丁目３番25号 株式 会社ラドテック内 Ｆターム(参考） 4G040 BA01 BA03 BB03 4G046 JA00 JA01 JA06 JB02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Daihachiro Sakurai 1-3-3, Koishikawa, Bunkyo-ku, Tokyo Inside Radotec Co., Ltd. (72) Inventor Takashi Iida 1-325 Koishikawa, Bunkyo-ku, Tokyo Co., Ltd. Radtech Co., Ltd. (72) Inventor Hideaki Shindo 1-35-2 Koishikawa, Bunkyo-ku, Tokyo F-term in Radotech Co., Ltd. (reference) 4G040 BA01 BA03 BB03 4G046 JA00 JA01 JA06 JB02
Claims (8)
属層(18)上に溶融スラグ層(19)を形成する工程と、 前記溶融スラグ層(19)中に硫黄を含有する炭素系原料を
供給して一酸化炭素を含むガスを生成する工程と、 前記溶融金属層(18)中に酸化性ガスを供給して亜硫酸ガ
スを生成すると同時に金属酸化物を生成する工程と、 前記生成した金属酸化物を前記溶融スラグ層の原料とし
て再利用する工程とを含む炭素系原料の分解方法。A step of forming a molten metal layer (18) in a melting furnace (10) and a molten slag layer (19) on the metal layer (18); and removing sulfur into the molten slag layer (19). Supplying a carbon-based raw material to generate a gas containing carbon monoxide; and supplying an oxidizing gas into the molten metal layer (18) to generate a sulfurous acid gas and simultaneously generate a metal oxide. And a step of reusing the generated metal oxide as a raw material of the molten slag layer.
モンを含み、亜硫酸ガス中に酸化ヒ素又は酸化アンチモ
ンが微粒子の形態で含まれる請求項１記載の分解方法。2. The decomposition method according to claim 1, wherein the carbon-based raw material contains arsenic or antimony in addition to sulfur, and arsenic oxide or antimony oxide is contained in the form of fine particles in the sulfur dioxide gas.
ｅＯ，ＭｎＯ，ＮｉＯ及びＣｒ2Ｏ3からなる群より選ば
れた１種又は２種以上の酸化物を１０〜８０重量％含
み、かつＡｌ2Ｏ3，ＳｉＯ2及びＣａＯからなる群より
選ばれた１種又は２種以上の酸化物を残部として含む請
求項１又は２記載の分解方法。3. The slag forming the molten slag layer (19) is F
eO, MnO, one or more oxides selected from the group consisting of NiO and Cr 2 O 3 containing 10 to 80 wt%, and selected from the group consisting of Al 2 O 3, SiO 2 and CaO 3. The decomposition method according to claim 1, wherein one or more oxides are contained as a balance.
Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｏ及びＳｎからなる群より選ばれた１種
又は２種以上の金属又はその合金である請求項１ないし
３いずれか記載の分解方法。4. The metal forming the molten metal layer (18) is Fe,
The decomposition method according to any one of claims 1 to 3, wherein the decomposition method is one or two or more metals selected from the group consisting of Cu, Ni, Co, and Sn or an alloy thereof.
ス、黒鉛、石墨、木炭、石炭、プラスチック及び石油類
からなる群より選ばれた１種又は２種以上の炭素を主成
分とする材料である請求項１ないし４いずれか記載の分
解方法。5. The carbon-based raw material is a material mainly containing one or more carbons selected from the group consisting of coal coke, petroleum coke, graphite, graphite, charcoal, coal, plastics and petroleum. A method according to any one of claims 1 to 4.
１ないし５いずれか記載の分解方法。6. The decomposition method according to claim 1, wherein the oxidizing gas is oxygen or air.
層(19)の温度が１２００〜１６００℃である請求項１な
いし６いずれか記載の分解方法。7. The decomposition method according to claim 1, wherein the temperature of the molten slag layer (19) when supplying the carbon-based raw material is 1200 to 1600 ° C.
融炉(10)を電磁誘導加熱又は通電加熱することにより形
成される請求項１ないし７いずれか記載の分解方法。8. The decomposition method according to claim 1, wherein the molten metal layer (18) and the molten slag layer (19) are formed by heating the melting furnace (10) by electromagnetic induction heating or electric heating.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11091504A JP2000282067A (en) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | Decomposition of carbon-based raw material |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11091504A JP2000282067A (en) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | Decomposition of carbon-based raw material |
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|---|---|
| JP2000282067A true JP2000282067A (en) | 2000-10-10 |
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| JP (1) | JP2000282067A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011516679A (en) * | 2008-04-09 | 2011-05-26 | サン−ゴバン グラス フランス | Gasification of combustible organic substances |
| CN108620409A (en) * | 2018-03-14 | 2018-10-09 | 中南大学 | A method of fixing arsenic-containing waste using high-temperature liquid furnace slag |
-
1999
- 1999-03-31 JP JP11091504A patent/JP2000282067A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011516679A (en) * | 2008-04-09 | 2011-05-26 | サン−ゴバン グラス フランス | Gasification of combustible organic substances |
| CN108620409A (en) * | 2018-03-14 | 2018-10-09 | 中南大学 | A method of fixing arsenic-containing waste using high-temperature liquid furnace slag |
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