JPH03154611A - ガス洗浄法 - 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】 本発明は除去すべき成分に対する可逆収着剤の微粒化さ
れた小滴と接触させることによるガス流から該成分を除
去する方法に関する。

発明の背景 液化、吸着、吸収、モーメンタム分離などを包含するガ
ス流から成分を除去する種々の方法が提案されて来た。

一つの普通の手順は液状の収着剤と接触させて、分離し
ようとする成分を優先的に収着させる手順である。収着
には、成分が液状の収着剤に可溶性である物理的な収着
と、化学反応が収着剤と起る化学収着とがあシ得る０例
えば、二酸化硫黄の水中への収着は、ここでは物理的収
着と定義し、そして二酸化硫黄が水酸化カルシウムによ
って亜硫酸カルシウムを生成する収着をここでは化学収
着と定義する。化学収着は本質的には不可逆である０例
えば水酸化カルシウムと二酸化硫黄が反応して亜硫酸カ
ルシウムを生成することは、本質的には不可逆であり、
或は可逆的なものには例えばアルカノールアミンによる
硫化水素収着がある。従来報告されたガス・液接触メカ
ニズムには、皿式塔、バック式塔、噴霧式塔などが包含
される。

収着方法は、広範に変動するガス流から、広範に変動す
る成分を除去するために提案された０例えば、二酸化炭
素及び（又は）硫化水素及び（又は）二酸化硫黄を、天
然ガス、空気、煙道ガス、石油化学品の流れなどから除
去する場合が掲げられる。収着方法は、プロセス流れか
ら、揮発触媒を回収することができる。これら収着方法
の多くの場合、工業的な実施可能性は、一部、液状収着
剤の効率及び容量（能力）、再生されるべき液状収着剤
の能力及び収着方法のエネルギー消耗に応じて変る０例
えば収着方法は被処理ガス、殊に煙道ガスのような多容
量のガスへの不当な圧力降下にならないようにすべきで
あり、また液状収着剤を再生する際に、不当に大量のエ
ネルギーが消耗されないようにすべきでおる。

不当な圧力低下を来たさない装置の一つの型は、「ワー
テルロー」スクラバーとして知られており、５ｐｉｎｋ
著の「ミストおよびダストの操作Ｊ（Ｃｈｅｍ−ｔｅｃ
ｈ、　１９８８年６月、３６４〜３６８ページ）に記載
されている。米国特許第４．０６７．７０３号明細書に
は、粒子除去用のワーテルロー・スクラバーが開示され
ている。上記の記事によれば、ワーテルロー・スクラバ
ーの化学反応器としての使用に関する米国特許出願第２
０９６３号が提出されている。

このワーテルロー・スクラバーは、スクラブを施すべき
ガスを流すダクトと、通過するガス流中に液をスプレー
するための噴霧ノズルより構成される０次にガスは乱混
合ゾーン（遠心ファンをゆっくりと動かす）に送り込ま
れる。このゾーンでは、液が凝集して、システムから容
易に分離できる大きな滴となる。乱混合ゾーンの後に連
行分離ゾーンを設けて、液をさらに回収することもでき
る。

液の多くの部分が乱混合ゾーンにおいて除去されるため
、連行分離ゾーンによって生ずる圧力降下は、連行分離
ゾーンにおいて実質上全部の液を除去しなくてはならな
い場合と比較して、はるかに小さい、上記の記事におい
てＳｐ　ｉ　ｎｋは、「ワーテルローＳＯ，スクラバー
を用いると、同一のスクラビング媒質を使用した他のス
クラバーと比べて、はるかに低いＬ　Ｇ　（Ｌｉｑｕｉ
ｄ　−ｔｏ　−Ｇａｓ　）比においてより多量のＳＯｌ
を除去することができるＪ　（３６６ベージンと述べて
いる。

Ｓｐ　ｉ　ｎｋは二酸化硫黄除去剤として、アンモニア
、Ｍｇ０−含有石灰、亜硫酸すｔｌｌラム液および酸化
鉄スラリーの使用を報告している。

したがって、液状の収着剤の能力を有効に使用し、しか
もなお、噴霧塔のよう表低圧降下スクツパー及びワーテ
ルロー・スクラバーの利点を得る収着方法が探求されて
いる。

発明の要約 本発明により小さな圧力低下と共に液体収着剤の効果的
便用を伴った、ガス流から成分を除去するための収着方
法が提供される０本発明方法においては、ガス入口と遠
隔のガス出口とを有する接触帯域において、微粒化され
た小滴の形態の液体収着剤と、液体収着剤によって可逆
的に収着されることのできる少なくとも１種の成分を含
有するは該小滴はガスの流れの方向に平行及び垂直な速
度成分を有するものとする。小滴の接触は、小滴の一部
が、ガス出口におけるガスの条件下において算出（放出
、ｐｒｏｊｅｃｔｅｄ　）された気液平衡濃度よりも大
きい数少なくとも１種の成分の濃度を有するように、数
少なくとも１種の成分が収着されるのに十分な時間にわ
たる、小滴がガス出口におけるガスの条件下において算
出され几気液平衡濃度よりも大きな数少なくとも１糧の
成分の濃度を有する間に一該小滴の一部が接触帯域にお
いて凝集し、次いでこれらの凝集されｔ小滴は、小滴中
の少なくとも１種の成分の濃度よりも低い数少なくとも
１種の成分の気液平衡濃度を有するガスと接触し、該接
触帯域から、それらが前記ガスと平衡する以前に除去さ
れる。

本発明の好ましい面においては、少なくとも３０容量％
の液体小滴が接触帯域内圧凝集し、該凝集し比液体は、
接触帯域から退出する際のガスの条件下における気液平
衡において算出されたものよりも平均で少なくとも約１
０モル％大きな濃度の数少なくとも１種の成分を含有す
る０本発明のもう一つの面においては、該小滴は数少な
くとも１種の成分に対する少なくとも１種の物理的収着
剤と数少なくとも１種の成分に対する少なくとも１種の
化学収着剤とより成り、ここに該化学収着剤は物理的収
着剤に溶解できるものである。数少なくとも１種の成分
は化学収着されるに先立って物理的収着剤によって収着
されることが有利である。

本発明のもう一つの好ましい面において二酸化硫黄を含
有するガス流が微粒化された液体小滴の形態の吸収媒体
と接触する。該吸収媒体は（ｉ）水及び（ＩＩ）遊離形
態において約４．５〜７．３、好ましくは４．５〜６．
７のｐＫａ（２５℃における水性媒体中に２いて測定）
を有する基である少なくとも１＠のアミン基を有するア
ミン吸収剤（アミン収着剤）を含有する＊　ｐＫａは塩
基の共役酸の電離定数の負の対数値である。このアミン
基を本明細書において「収着量ＸＪという・ 発明の一般的な記載 本発明方法においては、微粒化された小滴の形態におけ
る液体収着剤を、該液体収着剤に収着されるべき少なく
とも１種の成分を含有するガス流と接触させる。微粒化
された液体収着剤により、所定容量のガスと液体収着剤
との気液接触に有効な、より大きな表面積の点において
、及び接触帯域を通過するガスに対する、小滴によりも
たらされる、より低い圧力低下の点において利点が得ら
れる。屡々には該小満の直径は約２００ミクロン以下、
例えば約５ミクロンと８０ミクロンとの間であり、成る
場合には２０ミクロンと１００ミクロンとの間である。

該小滴は、スプレーノズル、ガス補助スプレーノズル、
スビニ／グジスクアトマイサーなどを包含するけれどそ
れらには限定されない任意の適当な噴霧又はスプレー装
置によって形成することができる。屡々にはこれらの装
置は小滴寸法の分布を生ずる１通常には粒度分布は、小
滴の少なくとも約５０容量％が平均小滴寸法２０ミクロ
ン内にあるようなものである。

上方へ流れるガス中における不当な同伴を回避するため
に十分に大きな小滴を使用する慣用の向流スプレー塔と
異なり、本発明方法に使用される微粒化され友小滴は容
易に流動化され、又は比較的に低速度のガスによってさ
えも同伴される０本発明方法において、該微粒化された
小滴と接触するガスの速度は臨界沈降速度以上、又は臨
界流動速度以上であることが好ましい、臨界沈降速度又
は臨界流動速度とは、接触帯域の同一の断面形状及び寸
法を有する逆流垂直容器中において平均粒度の小滴が浮
遊するガス速度である。勿論、臨界流動速度は接触帯域
の断面形状及び寸法、小滴の大きさならびに小滴の密度
と共に変動する。

屡々には、該除去されるべき少なくとも１穏の成分を含
有するガスの平均線速度は毎秒少なくとも約１．５メー
トル、例えば毎秒約１．５メートル又は３メートルない
し１５メートル又はそれ以上であり、そして流れは非層
流である。

接触帯域は、液体収着剤の小滴が断面を越えて十分に分
布されて、求められる収着が行われ得ることを条件にし
て任意の適当な断面形状を有することができる。シ友が
って断面は円形、長円形、正方形、長方形、６角形、８
角形などであることができる。屡々には接触帯域の断面
形状のアスペクト比（最大寸法対最小寸法）は約３＝１
と℃１との間、好ましくは１．５：１と℃１との間であ
る。

部分的には断面積もまた、液体収着剤の適当な小滴を断
面全体にわたって分布する能力に基づいて選択する。後
記において詳細に説明するように、もう一つの考慮事項
は大きな液塊に凝集する、微粒化された小滴の能力であ
る。接触帯域の壁面は凝集を促進する役目をすることが
できるので断面積り通常には、小滴の有意部分が、少な
くとも１種の成分の所望量を収着した際に該壁面に容易
に接触するような断面積である。接触帯域の断面積は屡
々には約１００−ないし１５−又はそれ以上、いわば約
０．０２ないし１ｏｌＫ”の範囲にわ友る。

接触帯域は任意の適当な方向に向けることができる。該
帯域は逆ｆＬ（ｕＰ　−ｆ１０ｗ　）ガス又は順流（ｄ
ｏｗｎ−ｆ１０ｗ　）ガスによる垂直又は非垂直である
ことができる。好ましくは該帯域は実質的に水平、すな
わち水平に対して約１５度以内、いわば約１０度以内で
ある。多くの場合、実質的に水平な配向により、小滴に
対する重力の効果についての利点が得られ、かつ小滴が
接触帯域の下部壁に接触するのを容易にする。

液体収着剤の微粒化された小滴は接触帯域の断面におけ
る任意の適当な手段により供給することができる。−膜
内に液体収着剤の微粒化され几小滴は断面の中心部から
扇状スプレー形態又は円錐スプレー形態で導入され、該
スプレーは除去されるべき少なくとも１８ｉの成分を含
有するガスの流れに対して向流又は並流である。したが
って、微粒化された小滴は半径方向の速度成分を有して
いる。（ここにおいてはガスの流れの方向は軸方向であ
ると定義する）。屡々には、スプレー形態はＦｉ５〜９
０度、いわば１０〜４０度の間の角度を包含する。スプ
レー形態の角度、特にスプレー形態の外側部分の角度は
、小滴が接触帯域の壁に接触するに先立っての該小満と
ガスと接触時間を定める。有利なことには本発明方法に
使用される液体収着剤の微粒化された小滴は、収着剤の
単位容ｆｊｋ尚りの高表面積に起因する収着の概略速度
金高める。したがって、該微粒化された小滴の発生と表
面への接触との間の、該微粒化された小滴の比較的に短
い滞留時間においてさえも数少なくとも１種の成分の実
質量が収着されることができる。

−膜内に好ましい向流スプレーについては、微粒化され
几小滴の軸方向速度はガスにより減少され、例えば小滴
が表面に接触しない限り小滴の軸方向速度が逆になる。

並流スプレーについては、小滴はガスの流れに同伴され
て来て、−膜内にガスの軸方向速度と同一の軸方向速度
となる傾向がある。多くの場合に、上記スプレー形態の
いずれを使用するかに無関係に小滴の実質的部分が、該
除去すべき少なくとも１株の成分に富むガスと接触し、
次いで該除去されるべき少なくとも１種の成分の、よシ
少ない濃度を有するガスと接触する。

液体収着剤が可逆収着剤であるので液体収着剤中、及び
ガス中における数少なくとも１種の成分の濃度は平衡す
なわち気液平衡に向う傾向がある。平衡において、該除
去されるべき少くともｌａ！の成分の液体収着剤中、及
びガス中における濃度は系に対する気液平衡曲線によっ
て定められる。

本発明方法によれば、液体収着剤の微粒化された小滴は
該除去されるべき少なくとも１１１［の成分に富むガス
と接触し、次いで該除去されるべき少なくとも１種の成
分のより小さい濃度を有するガスと接触する。リッチガ
スと接解した液体収着剤の微粒化された小滴の一部は凝
集して、低い面積対容量比を有する液体収着剤の大きな
物体（例えば小滴又はフィルム）を形成する。この低い
面積対容量比は収着速度及び該液状物体からの脱着の概
略速度を遅らせる。有利には該凝集した液体は、もしも
小滴の形態であるならば、微粒化された小滴の平均直径
よりも少なくとも約５倍、いわば１０〜５０倍又はそれ
以上大きい平均直径を有する。

好ましくは凝集した小滴の少なくとも一部は連続したフ
ィルム又は流れを形成し、該フィルム又は流れは接触帯
域から流出口へ進む。

小滴の凝集は任意の適当な手段によることができる。も
しも圧力低下についての考慮事項が重要であるならば凝
集を促進する任意の手段はガスの流れに対し最小の抵抗
を示すべきである。好都合には、接触帯域の壁面を、該
微粒化された小滴を凝集するための手段の少なくとも一
部として使用する。壁面の使用はガスに対するいかなる
圧力低下をも最小化する。凝集を高めるその他の手段は
接触帯域の横断面内に接触表面を提供することを包含す
る。−膜内に固体表面が好ましい、なぜならば液体は液
体収着剤を希釈し、回収及び／又は再生をより一層困難
にする傾向があることがあるからである。

屡々には、液体収着剤の少なくとも３０容量％−いわば
３０〜７０容景％が接触帯域の出口に至る前に凝集する
。好ましくは、微粒化された小滴の有意部分は、液体収
着剤中の数少なくとも１種の成分の濃度が、ガスが接触
帯域から退出する際におけるガスの条件下において算出
されｔ気液平衡濃度よりも少なくとも約１０Ｘ大きい場
合に凝集される０本明細書にいう算出されｆｔ　（ｐｒ
ｏｊｅｃｔｅｄ）気液平衡濃度とはガス中の数少なくと
も１種の成分の濃度と平衡している液体収着剤中の数少
なくとも１種の成分の濃度である。ガスが接触帯域を退
出する際における該ガスの温度及び圧力を気液平衡関係
の確認に使用する。接触帯域の出口は、残留する非、凝
集液体収着剤の実質的にすべてをガスから除去するか、
又はガスがなおも液体収着剤を含有する場合に該ガスを
例えばもう一つの収着段階、化学反応、熱交換などのよ
うな別の単位操作に供するかのいずれかの領域である。

成る例においては、微粒化された小滴が接触帯域出口の
条件下における算出された気液平衡濃度よりも少なくと
も約１ＯＮ大きい数少なくとも１梅の成分の濃度を有す
る場合に、該微粒化された小滴の少なくとも約３０％が
凝集する。

本発明の好ましい一面において、液体収着剤は、該除去
されるべき少なくとも１種の成分に対する物理的収着剤
と化学的収着剤との両方より成る。

理論に拘束されることを欲するのではないけれど２種の
収着剤の使用は数少なくとも１棟の成分をガスから回収
することに対する液体収着剤の能力を高めると思われる
。収着は最初に数少なくとも１種の成分を物理的溶剤中
に収着することによって生ずる。物理的溶剤中の数少な
くとも１種の成分は化学的収着剤に結合した数少なくと
も１種の成分と平衡に向う傾向がある。したがって平衡
要件に起因して数少なくとも１種の成分の若干が周囲ガ
スに脱着される場合、化学的収着剤に結合する数少なく
とも１種の成分の平衡濃度は変化し、反応が進行して数
少（とも１種の成分の若干を化学的収着剤から脱化学収
着する。それ故、化学収着を物理的収着工程に加えるこ
とにより凝集を行うための追加の時間が与えられ、一方
において小滴は接触帯域の出口の条件下における算出さ
れた気液平衡濃度以上の数少なくとも１種の成分の濃度
を有することができる。

すべての液体収着剤が接触帯域において凝集するのでは
ない、一般的に凝集手段が接触帯域からの出口に設けら
れてガスからの実質的にすべての残留同伴液体収着剤を
除去する。適尚な凝集手段はデミスタ−１遠心送風機、
山形（ｃｈｅｖｒｏｎ　）などを包含する。微粒化され
た小滴の接触帯域における滞留時間は該小滴の軸方向及
び半径方向の速度成分と接触帯域内の移動の長さとによ
って変動する。一般的に平均接触時間は約２秒以下であ
シ、例えば約０．００１ないし１秒、いわば約０．０１
ないし０．５秒である。典型的には若干の微粒化された
小滴は他の微粒化された小満よりも非常に短かい、例え
ば約６０％又はそれ以下の平均滞留時間を有し、そして
他のものは約１５０％又はそれ以上の滞留時間を有する
。

液体対数少なくとも１種の成分を包含するガスの比は太
き（変動することができる。考慮されるファクターは該
除去しようとする少なくとも１種の成分の量、処理すべ
きガス中における数少なくとも１極の成分の濃度、該除
去すべき少なくとも１種の成分に対する液体収着剤の能
力、収着速度及び断面寸法を含めて接触帯域の形状を包
含する。

屡々には液体収着剤対ガスの比は１立方メートル当り約
０．００１ないし５リツトル、例えば約０．０１ないし
１リツトルである。

広範なガスｔ／１．ｆｔ処理して広範な成分を除去する
ために本発明方法を使用することができる。可逆収着剤
を使用する実質的に任意の液体収着剤法を本発明方法に
使用することができる。処理のための典型的なガス流は
天然ガス流（例えば二酸化炭素又は硫化水素を除去する
ため）、石油化学ガスｉ（例えば蒸発した触媒、−酸化
炭素、二酸化炭素、極性有機物、非極性有機物、硫化水
素、二酸化硫黄、酸化窒素などを除去するため）、燃焼
ガスＲ，（例えば酸化窒素、二酸化炭素、二酸化硫黄な
どを除去するため）、及び空気（例えば、トリクロロエ
チレンのようなハロゲン化炭化水素；アセトン、ケトン
、グリコールエーテルなどのような酸素化溶剤を包含す
る溶剤；酸化窒素；−酸化炭素；二酸化炭素；硫化水素
；メルカプタン；及び二酸化硫黄を除去する几め）を包
含するけれどそれらに限定されない、物理的溶剤は水、
炭化水素（％にペンタン、ヘキサン、シクロペンタン、
シクロヘキサ／、ペン′ゼン、トルエン及ヒキシレ／）
、エーテル（例えばジエチルエーテル、クリプタンド、
ポリエチレングリコール、グライム、テトラグライムな
ど）、アルコール（例えばメタノール１、エタノール、
グロパノール、イングロパノール、ｔ−フタノール、エ
チレングリコール及びジエチレングリコール）、及び窒
素化合物（例えばアニリン、ピリジン、ピリミジン、ピ
ロリドン、など）を包含する。化学収着剤はアミン、ジ
ェタノールアミン及びトリエタノールアミンのようなア
ルカノールアミン類、メチルジェタノールのようなアル
キルアルカノールアミン類、弱カルボン酸、Ｆｅ　　％
Ｍｏ、　Ｃｕ、　Ａｇ、Ｃｒ、及びＣＯのような遷移金
属イオン類、ベンズアルデヒドのようなアルデヒド類、
炭酸カリウムのような炭酸塩、ハロゲン化炭化水素、尿
素などを包含する。有利には該化学収着剤はへ／リーの
法則（Ｈｅｎｒｙ’　ｓｌａｗ）にし几がわない、すな
わち、ガス中における該除去すべき少なくとも１種の成
分の濃度と、液体収着剤中における該除去すべき少なく
とも１種の成分の濃度との間の気液平衡関係は非直線的
である１Ｍ々には、気液平衡曲線は少なくとも部分的に
はへ／リーの法則に対する直線関係の下方である。

本発明方法の特に好ましい用途は燃焼工程及び製錬業者
からの流出ガスから二酸化硫黄を除去することである。

有利に使用されるアミン収着剤は約４．５と６．７との
間のｐＫａ値を示す少なくとも１個のアミン基（収着窒
素）を有する。アミンのｐＫａ値は温度と共に変化する
ので画一性の九めに、すべてのｐＫａ測定は水性媒体中
、２５℃において行った。

アミン収着剤はモノアミンでもよく、あるいは２個又は
それ以上のアミンを有してもよい。好ましい実施態様に
おいてアミンは収着条件下及び再生条件下に実質的に非
再生性である塩基（ｓａｌｔｇｒｏｕｐ　）を有する。

塩はアミン収着剤の蒸気圧を減少させる傾向を有する。

最も好都合にはアミン収着剤上の少なくとも１個の他の
アミン基により塩機能が与えられる。

一般的に収着剤媒体においてアミン塩吸収剤は二酸化硫
黄を吸収し得る全アミンの少なくとも約５０モル％、好
ましくは少なくとも７０モル％、例えば７５モル％ない
し実質的に１００モル％を構成する。

入手可能性と低分子量との故にアミン塩吸収剤としては
ジアミンが好ましい。ジアミンはそれらの商業的入手可
能性と一般的に低粘度の゛故に屡々使用されしかも約３
００以下、好ましくは約２５０以下の分子量を有する。

アミン、例えばジアミンはそれらの安定性の見地から第
三級アミンであることが好ましい。しかしながら温和な
酸化条件又は熱的条件が存在して溶剤の化学反応を最小
化するならば、１個又は両刀の窒素が第−級又は第二級
であり、しかも下記に論する臨界パラメーターを他の態
様で満足させる他のアミンを使用することができる。屡
々には好ましいアミン塩吸収剤はアミン基上の置換基と
してヒドロキシアルキル基を有する。成る場合において
は該ヒドロキシ置換基は亜硫酸塩又は重亜硫酸塩の硫酸
塩への酸化を遅らせると思われる０％に好ましい化合物
はＮ、Ｎ’。

Ｎ’−（）ジメチル）−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）
−エチレンジアミ７　（ｐＫａ　＝５．７　）　；　Ｎ
、Ｎｓ　Ｎ’＋　Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン
（ｐＫａ＝６．１　）　；Ｎ、　Ｎ、　Ｎ’、Ｎ’−テ
トラキス（２−ヒドロキシエチル）エチレンジアミン（
ｐム＝４．９）；Ｎ−（２−ヒドロキクエチル）エチレ
ンジ７　ミｙ　（ｐＫａ＝６Ｊ　）　；　Ｎ、　Ｎ’−
シメチルビヘラジン（ｐＫａ＝４．８　）　；　Ｎｅ　
Ｎｓ　Ｎ’＊　Ｎ’　−テトラキス（２−ヒドロキシエ
チル）　−１，ａ−ジアミノプロパン；及びＮ’　、　
Ｎ’−ジメチル−Ｎ、Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル
）エチレンシアミンである。また有用なジアミンの中に
包含されるものはピペラジン（ｐＫａ　＝　５．８　）
のような複素環化合物である。　ｐＫａ値は収着窒素に
対するものである。

吸収媒体は、ガス流から除去すべき二酸化硫黄の各モル
に対し、少なくとも１モル、通常にはそれ以上の水を含
有する。水はアミンに対する溶媒として、及び二酸化硫
黄に対する吸収剤として両方の作用をする。存在する水
の割合は吸収媒体の約８０重量Ｓ、好ましくは吸収媒体
の約２５ないし約５０重量％である。

アミン収着剤及び水が本方法の任意の条件下に混和性で
あることは必須要件ではなく、ま友アミン収着剤が本方
法のすべての条件下において液体であることも必須要件
ではない、屡々にはアミン収着剤の水における溶解度は
２５℃において水１リットル当り少なくとも約０．０１
モル、屡々には約０、１モルである。好ましくはアミン
収着剤は本方法の条件下に水と混和性である。

アミン収着剤（遊離アミンとして計算される）は屡々に
は吸収媒体の少なくとも約２０重量％、例えば約２θ〜
９０′Ｍ量％、いわば約２５〜７５重量Ｘを構成する。

アミン収着剤の量は好ましくは、吸収媒体１神当り少な
くとも約１０ｏｆの二酸化硫黄を含有する廃吸収媒体を
提供するのに十分な量である。しかしながらアミン収着
剤の量は吸収媒作の粘度を不当に増加させて適当なスプ
レー小滴寸法が適当に得られないように大きくあるべき
でない、好ましくは吸収媒体の粘度は２５℃において約
１２００センチポアズ以下、例えば２５℃において約１
センチポアズと約５０θセンチポアズとの間である。

吸収媒体はアミン収着剤の混合物を含有することができ
る１例えば亜硫酸塩又は重亜硫酸塩の酸化を遅らせるた
め、ｐＨｔ−維持する友め及び共溶媒として作用させる
ためにアルカリ塩のよ５な他の化合物を添加剤として存
在させることができる。

吸収媒体と二酸化硫黄含有ガス流との接触は約６０℃ま
で、屡々には約１０〜約６０℃、好ましくは約１０〜約
５０℃の温度範囲内において行べかつ吸収媒体１ｋｆ当
り二酸化硫黄少なくとも１０１゜好ましくは約２００〜
４００２の二酸化硫黄の負荷が得られるよ５に行う。

理論に拘束されることを欲する訳ではないが二隈化硫黄
が水に浴解した場合、重亜硫酸イオンが生成されると思
われる。次いで該重亜硫酸イオンはアミン収着剤の収着
窒素とイオン的に会合する。

二酸化硫黄の高度除去とエネルギー効率的再生とを行う
ために、屍吸収媒体中における重亜硫醒／亜硫酸塩平衡
が重亜硫酸塩側に傾くように吸収媒体のｐＨを維持すべ
きである。有意な程度において、約４．５〜７．３０範
囲のｐＫａを有するアミン収着剤は廃吸収媒体を重亜硫
酸塩の存在に有利である、例えばｐＨ約４〜６の範囲に
緩衝する傾向がある。

吸収媒体のｐＨは一般的に吸収工程中において約４〜約
７．５の範囲である０通常には吸収媒体は、この範囲の
上端に近いｐＨ１好ましくは約６．５〜約７．５のｐＨ
ｔ−有し、二酸化硫黄が吸収され、溶液がより一層酸性
になるにつｎてｐＨは上記範囲の下端に向って移動する
。

もしも吸収媒体が高ｐＨを有するならば二酸化硫黄は亜
硫酸イオンとして吸収され、それにより吸収された二酸
化硫黄の有意割合のストリッピングが達成困難となる。

もしもｐＨが余りにも低いと通常の大気圧条件下に通常
に遭遇する希二酸化硫黄ガス流から二酸化？を黄があま
９吸収されない。

第１図において、本発明方法により操作することのでき
る接触帯域を概略的に示す、除去すべき少なくとも１種
の成分を含有する、矢印の方向に通過する流入ガスを受
は入れるのに適した入口を有する導管１０が設けられる
。

パイプ１２は液体収着剤をスプレーヘッド１４に輸送す
るのに適応されており、スプレーヘッド１４は微粒化さ
れた液体収着剤の円錐形態１６をガスの流れに向流に散
布する方向に向けられている０点線１８は小滴の行程の
通路を示す０図面に示されるように小滴はその前方への
運動を減速つつ、ガスの流れに逆流する軸方向に進み、
ついには該粒子は軸方向の動きが逆転してガスの流れの
方向に移動する。該通路はこの小滴に対する重力の影響
をも示す０図示されるように該小滴は点Ａにおける該除
去すべき少なくとも１．ｔｉの成分に富むガスから、ガ
スが該除去すべき少なくとも１種の成分に乏しい領域に
進む、スプレーノズル１４の下流に、ガス中に同伴され
た残留小滴ｔ−凝集させるためのデミスタ−２０がある
。

導管１０の壁面からの液体収着剤はデミスタ−２０の下
方に配置された受器２２に排出される。

受器２２は壁面及びデミスタ−の両方からの液体収着剤
を集める。管路２４は凝集した液体収着剤を系から除去
するのに適応している。

第２図においては第１図と同様な部分には第１図と同一
の参照番号が付されている。第２図においてはスプレー
はガスの流れと並流でおる。小滴の通路２６及び２８が
示され、小滴に対する重力の影響が示されている。

次の実施例は本発明を更に説明する几めに示すものであ
って、本発明の限定のためのものではない、別設記載し
ない限シ、固体の部及び％は総て重量によるものであり
、そして液体の部及び％は容量によるものである。

実施例１ 合成再生吸収媒質を、Ｎ、Ｎ′、Ｎ′−トリメチル−Ｎ
−（２−ヒドロキシエチル）エチレンジアミン３６０ボ
ンド（ｉ６４１＃）、９８Ｘ硫酸１２３ボンド（５６ｋ
ｐ）及び水蒸気凝縮液１０８０ボンド（４９１ｋｆ）を
混合することによって製造した。

この混合物はｐＨ値約７．７６を示す。

合成二酸化硫黄含有流れが通過しているダクト中に、上
記の混合物を噴霧する。このダクトは直径が約１２イン
チ（３０，５α）であって、約５０ボンド／　ｉｎ”　
（ゲージ圧）（３，４気圧）の噴霧空気を使用する並列
の３個の噴霧ノズル（ノズル１はダクトの出口に最も接
近している）を収容している。

１個以上のノズルを使用する場合には、リーンソルベン
トをノズル１に通過させ、次にノズルｌからの回収溶媒
（フルベント）をノズル２に通過させ、次いでノズル２
からノズル３（使用する場合）に通過させて、溶媒の最
大負荷を達成させる。噴霧化した小滴は、直径が約２０
ないし３５ミクロンであると思われる。ダクトの出口端
には、大きさが約３０インチ（７６ｍ）の放射状の送風
機がある。廃溶媒を送風機ケーシング及び下流除ｎ装置
から回収する。二酸化硫黄を、２２℃及び相対湿度４０
９６の空気庇中に混合させ、この流れをダクトに通す６
表Ｉはテスト実験、条件及び結果を総括するものである
。除霜装［はノズル３及びノズル２の各々の後方に存在
し、そして表Ｉに述べた溶媒ＳＯ２負荷は、下流除１ｓ
装置から回収した液体に基づ（ものでおる。

実施例２〜に れらの実施例では、内径約２９．２ｃｍを有する断面が
円形の導管を、水平面から入口端が上昇して約２の傾斜
に配備する＄１　Ｋｉｍｒｅ　（商標）ミスト・エリミ
ネイター・モデル１６／９６（アメリカ合衆国、フロリ
ダ州、ベリンのＫｉｍｒｅ　Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ
から入手）を、導管の他端に配備する。ＣＡＬＤＹＮ　
（商標）空気補助スプレーノズルＣ２ｍｔｆｔ）（***
、エトリンゲン、Ｃａ１ｄ７１　Ａｐｐａｒａｔｅｂｎ
　ＧｍｂＨから入手）を導管内に軸方向に位置付けし、
液状収着管路と空気管路とをノズルに通す。

これらの実施例では、空気を二酸化硫黄の計量と混合し
、はぼ外気圧で１７℃の導管に通す、ノズルへの空気は
約６０ポンド／ｉｎ”（ゲージ）〔約５気圧（絶対）〕
に保持して、実施例１に記載し次のと同様な合成媒質を
含有する液状収着溶液を噴霧する。この液体を螺旋状の
ギヤーポンプを使用して計量し、このものは約１７℃の
温度にある。

噴霧円錐体は約１２〜１５であって、小滴の平均的大き
さは、約５０ミクロンであって、小滴分布は約２０〜１
００ミクロンの範囲にある。

向流の実施例（実施例１．２．３．４及び６）では、ノ
ズルの面は曇シ除去器（ミス）−エリミネイターンから
約７〜８ｃｍのところにおシ、噴霧の水柱はノズルの面
から約８５〜９０国に拡がっている。

並流の実施例（実施例５）においては、ノズルの面はミ
スト・エリミネイターから約１３０〜１３５ａ＊のとこ
ろにあシ、噴霧の水柱はミスト・エリミネイターのとこ
ろまで拡がる。吸収媒質の二酸化硫黄濃度はｐＨの測定
によって決め、空気中の二酸化硫黄はオン・ライン赤外
スペクトロスコピーによって決める。

これらの実施例を天衣■に総括する。

これらの実施例の各々において、液状収着剤の約４０〜
５０％が接触し、そして導管の壁に融合する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法に使用する向流の液状収着噴霧の
場合の装置の筒路線図であり、第２図法並流の場合の装
置の簡略線図である。 約１汁出願人　　　ユニオン、カーノくイド、カナダ、
リミテッド図面の浄書 手 続 補 正 書 Ｆ　／　Ｇ。 平 或 ７年 ７２月 ７７日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも１種の成分を含有するガス流を接触帯域
   において、該少なくとも１種の成分を可逆的に収着する
   ことができ、かつ微粒化された小滴の形態における液体
   収着剤と接触させ、この場合ガス流の速度は接触帯域に
   おける該小滴の臨界沈降速度以上であり、しかも接触は
   該少なくとも１種の成分の一部を収着するに十分な時間
   にわたるものとし； 小滴の一部を接触帯域において凝集させ、ここに該小滴
   は、接触帯域を退出する際のガス流の条件下の気液平衡
   において算出（放出）された濃度よりも大きい該少なく
   とも１種の成分の濃度を有するものとし、 該凝集した小滴をガス流と接触させ、ここに該ガス流は
   該凝集した小滴の条件下の気液平衡において算出（放出
   ）された濃度以下の該少なくとも１種の成分の濃度を有
   するものとし；次いで該凝集した小滴中の該少なくとも
   １種の成分がガス流と平衡する以前に、該凝集した小滴
   を接触帯域から除去する、 ことを包含して成る、ガス流からその中に含有される少
   なくとも１種の成分を分離する方法。 ２、小滴の少なくとも約３０容量％が接触帯域において
   凝集し；しかも該凝集した小滴が、ガス流の、該ガス流
   が接触帯域を退出する際の条件下における気液平衡に対
   し算出（放出）された濃度よりも平均少なくとも約１０
   モル％大きい該少なくとも１種の成分の濃度を有する請
   求項１記載の方法。 ３、小滴の約３０〜７０容量％が接触帯域内で凝集する
   請求項２記載の方法。 ４、小滴の少なくとも一部が接触帯域内の表面と接触す
   ることにより凝集される請求項３記載の方法。 ５、小滴が軸流速度成分と半径方向速度成分とを有し、
   しかも小滴の一部が接触帯域を退出するに先立つて接触
   帯域の内部表面と接触する請求項４記載の方法。 ６、微粒化された小滴を最初にガス流の流れの方向に対
   して向流に放出する請求項１記載の方法。 ７、微粒化された小滴を最初にガス流の流れの方向に対
   して並流に放出する請求項１記載の方法。 ８、液体収着剤が少なくとも１種の成分に関して非直線
   状気液平衡関係を有する収着剤を包含し、しかも該気液
   平衡関係がヘンリー（Ｈｅｎｒｙ）の法則によつて予測
   したもの以下である請求項１記載の方法。 ９、液体収着剤が少なくとも１種の成分に対する少なく
   とも１種の物理的収着剤及び該少なくとも１種の成分に
   対する少なくとも１種の化学収着剤とより成る請求項８
   記載の方法。 １０、液体収着剤が少なくとも１種の成分に対する少な
   くとも１種の物理的収着剤及び該少なくとも１種の成分
   に対する少なくとも１種の化学収着剤とより成る請求項
   １記載の方法。 １１、小滴の平均直径が約５ないし１００ミクロンであ
   る請求項１記載の方法。 １２、接触帯域におけるガス流の線速度が毎秒約３ない
   し１５メートルである請求項１記載の方法。 １３、接触帯域が実質的に水平である請求項１記載の方
   法。 １４、小滴の少なくとも約３０容量％がガス流と共に接
   触帯域を退出する請求項１記載の方法。 １５、ガス流から、その中に含有する少なくとも１種の
   成分を分離する方法であつて、該少なくとも１種の成分
   を含有するガス流と、約５ミクロンと約１００ミクロン
   との間の平均直径を有する微粒化された小滴の形態にお
   ける液体収着剤とを、ガス入口及びガス出口を有する容
   器の内面によつて限定された実質的に水平な接触帯域に
   おいて接触させ、この場合前記液体収着剤は該少なくと
   も１種の成分が可逆的に収着されることのできる少なく
   とも１種の物理的収着剤と該少なくとも１種の成分が可
   逆的に収着されることのできる少なくとも１種の化学収
   着剤とを包含し、しかもこの場合該ガス流の速度は毎秒
   約１．５ないし１５メートルであり、前記接触は接触帯
   域の出口におけるガス流の条件下における気液平衡にお
   いて算出（放出）された濃度よりも少なくとも約１０モ
   ル％多量の該少なくとも１種の成分を含有する小滴を提
   供するのに十分な時間にわたるものであり；接触帯域に
   おいて約３０容量％と７０容量％との間の小滴を凝集さ
   せ、ここに該小滴は、接触帯域の出口におけるガス流の
   条件下における気液平衡において算出（放出）された濃
   度よりも大きい濃度の該少なくとも１種の成分を含有す
   るものとし；該凝集された小滴と、該凝集された小滴の
   条件下における気液平衡において算出（放出）された濃
   度以下の該少なくとも１種の成分の濃度を有するガス流
   とを接触させ；次いで該凝集された小滴中の該少なくと
   も１種の成分がガス流と平衡する以前に該凝集された小
   滴を接触帯域から除去する、ことを包含して成る前記方
   法。 １６、小滴の少なくとも一部を接触帯域の内面と接触さ
   せることによつて凝集させる請求項１５記載の方法。 １７、小滴が軸方向及び半径方向の速度成分を有し、し
   かも該小滴の一部を、接触帯域からの退出に先立つて接
   触帯域の内面と接触させる請求項１６記載の方法。 １８、微粒化された小滴を最初にガス流の流れの方向に
   向流に放出する請求項１７記載の方法。 １９、微粒化された小滴を最初にガス流の流れの方向に
   並流に放出する請求項１７記載の方法。 ２０、液体収着剤が少なくとも１種の成分に関して非直
   線状気液平衡関係を有する収着剤を包含し、しかも該気
   液平衡関係がヘンリーの法則によつて予測したもの以下
   である請求項１７記載の方法。 ２１、二酸化硫黄含有ガス流から二酸化硫黄を除去する
   方法であつて、実質的に水平な接触帯域において前記ガ
   ス流と、 （ｉ）吸収されるべき硫黄の各モルに対して少なくとも
   約１モルから吸収媒体の約８０重量％までの量の水、及
   び （ｉｉ）遊離形態である場合に約６０℃までの温度にお
   いて約４．５〜６．７の２５℃における水性媒体中のｐ
   Ｋａを有する基である少なくとも１個のアミン基を有す
   るアミン収着剤、 を包含する吸収媒体の微粒化された小滴とを接触させ、
   ここに該ガス流の速度は毎秒少なくとも約１．５メート
   ルであり、しかも該接触は、微粒化された小滴の一部が
   二酸化硫黄を収着して、ガス流が接触帯域から退出する
   際における該ガス流の条件下において算出（放出）され
   た気液平衡濃度よりも大きい、該液体小滴の一部中の二
   酸化硫黄の濃度を提供するのに十分な時間にわたるもの
   であり； ガス流が接触帯域を退出する際における該ガス流の条件
   下において算出（放出）された蒸気平衡濃度よりも大き
   い二酸化硫黄の濃度を有する小滴の一部を接触帯域中に
   おいて凝集させ； 凝集された小滴と、該凝集された小滴の条件下において
   算出（放出）された気液平衡濃度以下の二酸化硫黄の濃
   度を有するガス流とを接触させ；次いで 凝集された小滴中の二酸化硫黄がガス流と平衡する以前
   に該凝集された小滴を接触帯域から除去する、 ことを包含して成る前記方法。 ２２、アミン収着剤が、接触中に安定である塩の基を含
   有する請求項２１記載の方法。 ２３、アミン収着剤のアミン基が第二級アミン又は第三
   級アミンを包含する請求項２１記載の方法。 ２４、アミン吸収剤の少なくとも１個のアミン基が少な
   くとも１個のヒドロキシアルキル置換基を有する請求項
   ２３記載の方法 ２５、第三級ジアミンをＮ、Ｎ′、Ｎ′−（トリメチル
   ）−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−エチレンジアミン
   及びＮ、Ｎ、Ｎ′、Ｎ′−テトラメチルエチレンジアミ
   ンより成る群から選択する請求項２１記載の方法。 ２６、ジアミンがピペラジンである請求項２１記載の方
   法。