| 研究概要 |
亜硫酸ガスおよび石膏の炭化水素ガスによる還元反応について熱力学データベースF^*A^*C^*Tを用いた熱力学的シミュレーション計算を深耕し、最適条件を探索を行った。また小型の実験装置を用いてポリエチレンを還元剤とした亜硫酸ガスからの元素硫黄回収を行った。本研究結果は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,以下のことをあきらかにした。
・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,適当な温度で凝縮させることにより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となるように初期組成制御すれば,低温域でガス中の硫黄90%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。
プラスチックの一例として低密度ポリエチレンを用いたが,ポリエチレンやポリプロピレンからはC/H=1/2,ポリスチレンからはC/H=1/1のガスが発生する。SO2とCH2の混合では初期組成SO2/CH2=1.5/1のときに発生するSO2とH2Sの比が1/2となり,CHとSO2の場合は初期組成1.2/1のときSO2とH2Sの比が1/2である。プラスチック中のC/Hが上昇したときは製錬排ガスの混合比を高めることによって硫黄回収を最適化可能である。
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