JP4766395B2 - 硫黄系ガス除去材及びその製造方法 - Google Patents
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酸素含有雰囲気下、前記ヨウ化アンモニウム担持活性炭を105〜115℃で5時間以上加熱して、前記活性炭を触媒としてヨウ化アンモニウムを触媒熱分解させてヨウ素を生成し、前記活性炭に前記ヨウ素を担持せしめて硫黄系ガス除去材を得る工程と、
を含むことを特徴とする方法である。
I2+SO2+2H2O→H2SO4+2HI (1)
2HI+1/2O2→I2+H2O (2)
で示される反応が交互に起こる循環系が構成される。そのため、本発明においては、硫黄系ガスが酸化されて生成された反応物(上記例ではH2SO4)が過度に蓄積されない限り、十分に高い除去性能を維持、発揮することが可能である。
酸素含有雰囲気下、前記ヨウ化アンモニウム担持活性炭を80〜115℃で5時間以上加熱して、前記活性炭を触媒としてヨウ化アンモニウムを触媒熱分解させてヨウ素を生成し、前記活性炭に前記ヨウ素を担持せしめて硫黄系ガス除去材を得る工程と、
を含むことを特徴とする方法である。以下、各工程に分けて、本発明の硫黄系ガス除去材の製造方法を説明する。
先ず、ヨウ化アンモニウム40質量部を水70質量部に溶かしてヨウ化アンモニウム水溶液を調製した。次に、前記ヨウ化アンモニウム水溶液を、粒径2.8〜4.7mmのヤシガラ活性炭(キャタラー社製商品名「GA−5」:比表面積1000m2/g)100質量部に含浸させて、ヨウ化アンモニウム担持活性炭を得た。次いで、前記ヨウ化アンモニウム担持活性炭を、強制換気機能を有する熱風乾燥機(容量0.22m3)中に入れ、加熱時のガス雰囲気中の酸素濃度が20容量%以上となるように換気風量を1.5m3/minとして空気を流入しながら、105℃の温度条件で48時間加熱して、本発明の硫黄系ガス除去材(ヨウ素担持活性炭)を得た。
ヤシガラ活性炭の代わりにシリカゲル(比表面積700m2/g)を用いた以外は実施例1と同様にして、比較のための硫黄系ガス除去材(ヨウ素担持シリカゲル)を得た。
ヨウ化アンモニウム40質量部を、換気機能を有する熱風乾燥機中に入れ、105℃で48時間加熱乾燥し、ヨウ化アンモニウムが熱分解される過程をモニタリングした。
加熱時間を3時間とした以外は実施例1と同様の方法で調製を行い、比較のための硫黄系ガス除去材(ヨウ化アンモニウム担持活性炭)を得た。
乾燥機として真空乾燥機を用い、真空下、50℃の温度条件で136時間加熱した以外は実施例1と同様にして、比較のための硫黄系ガス除去材(ヨウ化アンモニウム担持活性炭)を得た。
強制換気機能を持たない通常の乾燥機(容量0.077m3)を用いて加熱を行い、加熱時間を21時間とした以外は実施例1と同様にして、比較のための硫黄系ガス除去材を得た。なお、加熱時に換気が行われないため、本比較例の製造工程においては、加熱後4時間程度で雰囲気中の酸素濃度が16容量%未満となった。
先ず、炭酸カリウム40質量部を水70質量部に溶かして炭酸カリウム水溶液を調製した。次に、前記炭酸カリウム水溶液を粒径2.8〜4.7mmのヤシガラ活性炭(キャタラー社製商品名「GA−5」:比表面積1000m2/g)100質量部に含浸させて炭酸カリウム担持活性炭を得た。次いで、前記炭酸カリウム担持活性炭を、強制換気機能を持たない通常の乾燥機(容量0.077m3)中に入れ、105℃の温度条件で17時間加熱して比較のための硫黄系ガス除去材(炭酸カリウム担持活性炭)を得た。
先ず、ヨウ化アンモニウム40質量部を水70質量部に溶かしてヨウ化アンモニウム水溶液を調製した。次に、前記ヨウ化アンモニウム水溶液を粒径2.8〜4.7mmのヤシガラ活性炭(キャタラー社製商品名「GA−5」:比表面積1000m2/g)に含浸させ、50℃の温度条件で136時間加熱して乾燥させた後、更に200℃の温度条件で48時間焼成することによって比較のための硫黄系ガス除去材を得た。
ヨウ化アンモニウムの代わりにヨウ化カリウムを用いた以外は実施例1と同様にして、比較のための硫黄系ガス除去材(ヨウ化カリウム担持活性炭)を得た。
ヨウ化アンモニウムの代わりにヨウ化ナトリウムを用いた以外は実施例1と同様にして、比較のための硫黄系ガス除去材(ヨウ化ナトリウム担持活性炭)を得た。
実施例1、比較例1〜5及び比較例7で得られた硫黄系ガス除去材の製造工程中の加熱工程において、所定時間ごとに試料(加熱の対象物)を取り出し、天秤で加熱減量を測定し、ヨウ化アンモニウムが触媒熱分解される過程をモニタリングして、熱分解率及び加熱減量の時間変化を測定した。熱分解率の測定結果並びに活性炭100質量部に対するI2の担持量を表1に示す。また、実施例1及び比較例1〜2で採用された加熱工程中の各試料の加熱減量の時間変化を示すグラフを図1に示し、実施例1及び比較例5で採用された加熱工程中の各試料の加熱減量の時間変化を示すグラフを図2に示す。なお、各実施例及び比較例においては、全ての担持成分が熱分解されて活性炭に保持されたと仮定したときのヨウ素担持量の理論値は活性炭100質量部に対して35.0質量部である。
実施例1、比較例3〜4、比較例6及び比較例8〜9で得られたで得られた硫黄系ガス除去材を用いて、硫黄系ガスの除去性能を試験した。すなわち、先ず、各硫黄系ガス除去材をそれぞれ40g秤り取り、試料とした。次に、反応管中に前記試料を配置(内径60mm、充填長30mm)し、その反応管の一方の開口部から濃度5ppmのSO2を含む空気(23℃、相対湿度50%RH)を流速1.5m/sで流し、もう一方の開口部からの出口ガス中のSO2の濃度を測定し、破過曲線を求めた。また、実施例1及び比較例6で得られた硫黄系ガス除去材については、濃度5ppmのSO2を含む空気の代わりに濃度5ppmのH2Sを含む空気を流す以外は上述の硫黄系ガス除去試験と同様の方法を採用した試験も行い、破過曲線を求めた。なお、このような試験の概略を模式的に図3に示す。
Claims (3)
- ヨウ素の担持量が活性炭100質量部に対して10〜35質量部となるようにして、ヨウ化アンモニウムと溶媒とを含有する溶液を、活性炭に含浸、担持してヨウ化アンモニウム担持活性炭を得る工程と、
酸素含有雰囲気下、前記ヨウ化アンモニウム担持活性炭を105〜115℃で5時間以上加熱して、前記活性炭を触媒としてヨウ化アンモニウムを触媒熱分解させてヨウ素を生成し、前記活性炭に前記ヨウ素を担持せしめて硫黄系ガス除去材を得る工程と、
を含むことを特徴とする硫黄系ガス除去材の製造方法。 - 前記硫黄系ガス除去材を得る工程において、空気を流通しながら前記ヨウ化アンモニウム担持活性炭を加熱することを特徴とする請求項1に記載の硫黄系ガス除去材の製造方法。
- 前記溶媒が、水、メタノール、エタノール及びアセトンからなる群から選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項1又は2に記載の硫黄系ガス除去材の製造方法。
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