| 研究概要 |
石膏と炭化水素ガスの反応により石膏中の硫黄成分の還元回収シミュレーション計算と実証実験を平行しておこなった。当初、石膏中の硫黄成分の85%以上を還元しその95%を元素硫黄として回収することを目標としたが、石膏からの硫黄系ガスの分離および硫黄系ガスからの元素硫黄回収が可能であった。
プラスチックと石膏および製錬排ガスの反応を平衡計算によりシミュレーションを行った。熱力学的には炭化水素ガスを用いた石膏起源の硫黄系ガスおよび製錬排ガスの還元はほぼ完全に進行することが判る。一方、実験には小型の電気抵抗炉とガス供給ユニットを用いてポリエチレンを還元剤とした石膏および模擬硫酸工場排ガスからの元素硫黄回収を行った。本研究結果は廃石膏、製錬排ガスから硫酸ではなく元素硫黄を経済的に回収・固定できる可能性を示し,以下のことを明らかにした。
・プラスチックを還元剤として石膏を分解できる。
・プラスチックから発生したガスをSO_2ないしはSO_2と空気の混合ガスとを反応させ,473K〜523K程度の温度で凝縮させることにより高純度の元素硫黄を回収することが出来る。
・973K程度の高温における平衡状態でSO_2とH_2Sの比が1/2となるように導入する廃プラスチックと硫黄系ガスの初期混合比を制御すれば,低温域でガス中の硫黄95%以上がクラウス反応等により元素硫黄として凝集し回収出来る。
・生成ガスがH_2S過剰となる還元性の場合は硫黄凝縮炉の温度を制御することで熱力学的平衡計算により生成する硫黄よりも多くの固体硫黄を回収できる。
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