JP2000273473A - Method for treating waste generated in coke oven - Google Patents
Method for treating waste generated in coke ovenInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、コークス炉から発
生するガス、タール、軽油等の処理方法に関する。The present invention relates to a method for treating gas, tar, light oil and the like generated from a coke oven.
【０００２】[0002]
【従来の技術】コークス炉から発生する副産物には、ガ
スの他にタール、軽油が含まれる。タールは、ガスを燃
料として使用する常温では、液化しガス配管が閉塞する
ことから、ガスを冷却して分離して回収している。軽油
は、主としてベンゼン、トルエン、キシレンで、分離し
なくてもガス状態で存在するが、ガス中に残ったタール
中のナフタリンが燃焼機器で閉塞するので、軽油捕集設
備でナフタリンと同時に分離している。さらに、ガス中
には、可燃ガスの他に、アンモニア、シアン化水素、硫
化水素等の有害物質が含まれることから、コークス炉か
ら発生するガスは、タール、軽油を分離する設備の他
に、ガス中の有害物を分離するガス精製設備でこれらを
分離して燃料ガスに使用している。2. Description of the Related Art By-products generated from a coke oven include tar and light oil in addition to gas. Tar is liquefied and blocked at normal temperatures where gas is used as fuel, so the gas is cooled, separated and collected. Diesel oil is mainly benzene, toluene, and xylene, and exists in gaseous form without being separated.However, naphthalene in the tar remaining in the gas is clogged by combustion equipment. ing. Furthermore, since the gas contains harmful substances such as ammonia, hydrogen cyanide, and hydrogen sulfide in addition to combustible gas, the gas generated from the coke oven must be separated from tar and light oil by equipment. These are separated and used as fuel gas by gas purification equipment that separates harmful substances.
【０００３】図１にコークス炉ガス処理設備の一例を示
す。コークス炉１から発生したガス、夕一ル、軽油は、
上昇管２を通ってドライメイン３に入る。ドライメイン
３に入る接続管には、水を噴霧して高温のガスを冷却し
てタールを液化させる。ガスと接触した水は、ガス中の
アンモニアを吸収してアンモニアを含んだ水になること
から安水と呼ばれている。ドライメイン３は、安水、タ
ール、ガスの気液混合状態で輸送され、途中でガスと液
を分離して、液はタールデカンター４に入り、タールと
安水を分離して、タールはタンクに貯蔵して化学原料に
使用し、安水はドライメイン３に循環してコークス炉で
発生するガスの冷却に循環使用する。ガスは、プライマ
リークーラー５で冷却して、ガス中の水分と気体で存在
するタールの一部を凝縮させて分離する。プライマリー
クーラー５で凝縮した安水とタールは、タールデカンタ
ーに送られてタールと水分を分離している。FIG. 1 shows an example of a coke oven gas processing facility. The gas, evening oil and light oil generated from coke oven 1
Enter dry main 3 through riser 2. Water is sprayed on the connecting pipe entering the dry main 3 to cool the hot gas and liquefy the tar. Water that has come into contact with the gas absorbs the ammonia in the gas and becomes ammonia-containing water. The dry main 3 is transported in a gas-liquid mixed state of low-water, tar, and gas, and separates gas and liquid on the way, the liquid enters the tar decanter 4, separates tar and low-water, and the tar And used as a chemical raw material, and the circulating water is circulated to the dry main 3 to circulate and use the gas generated in the coke oven. The gas is cooled by the primary cooler 5, and the moisture in the gas and a part of the tar existing in the gas are condensed and separated. The low-water and tar condensed in the primary cooler 5 are sent to a tar decanter to separate tar and moisture.
【０００４】石炭中に含まれる水分とコークス化反応で
生成する水分は、余剰になるのでタールデカンター４か
ら抜き出して余剰安水として処理するが、安水中にはガ
ス中のアンモニアを吸収し、さらにタール中のタール酸
成分が溶解するので、そのまま排出すると多量のアンモ
ニアとＣＯＤを含むことから、処理をして放流してい
る。処理方法は、安水蒸留設備でアンモニアを除去し、
さらに活性汚泥で安水中の有機物を分解している。ガス
は、ブロワー１２で昇圧後、電気集塵機６でタールミス
トを除去してから脱硫設備７で、ガス中の硫化水素、シ
アン化水素を除去する。脱硫したガスは、硫安設備８で
硫酸と反応させてアンモニアを吸収し、軽油捕集設備９
でガス中の軽油とガス中に残留しているナフタリンを除
去して、燃料ガスとして使用される。[0004] The water contained in the coal and the water generated by the coking reaction become excessive, so that it is extracted from the tar decanter 4 and treated as excess low-water. The tar acid component in the tar dissolves, and if discharged as it contains a large amount of ammonia and COD, it is treated and discharged. The treatment method is to remove ammonia with a cheap water distillation facility,
In addition, activated sludge decomposes organic matter in the water. After the gas is pressurized by the blower 12, the tar mist is removed by the electric dust collector 6, and then the hydrogen sulfide and hydrogen cyanide in the gas are removed by the desulfurization equipment 7. The desulfurized gas is reacted with sulfuric acid in an ammonium sulfate facility 8 to absorb ammonia, and the gas oil collecting facility 9
And removes light oil in the gas and naphthalene remaining in the gas to be used as fuel gas.
【０００５】次に、コークス炉発生物の処理に用いる装
置を説明する。タールデカンター４は、滞留時間数時間
の容量をもったタンクで構成しタールと安水を分離する
他に、スクレバーでタールスラッジを掻き出すようにな
っている。プライマリークーラー５は、間接冷却式の熱
交換器で、海水でガスを冷却している。コークス炉から
発生するガスは、５００〜８００℃の高温のガスである
が、ドライメイン３の手前で安水をスプレーして水の蒸
発熱で冷却して、蒸発した水分をプライマリークーラー
５で凝縮して冷却していることになり、有効な熱回収が
行われていない。Next, an apparatus used for treating coke oven products will be described. The tar decanter 4 is constituted by a tank having a capacity of several hours of residence time, and separates tar and cheap water, and also scrapes out tar sludge with a screver. The primary cooler 5 is an indirect cooling type heat exchanger that cools gas with seawater. The gas generated from the coke oven is a high-temperature gas of 500 to 800 ° C., but is sprayed with low-temperature water before the dry main 3 and cooled by the heat of evaporation of water, and the evaporated water is condensed by the primary cooler 5. Cooling, and effective heat recovery is not performed.
【０００６】安水蒸留設備１０は、蒸留塔で蒸気を熱源
に沸点の低いアンモニアを蒸留で分離する。活性汚泥排
水処理装置１１は、空気を使用する好気性微生物処理で
安水中の有機物を酸化分解するが、一部は活性汚泥に転
化し、余剰を抜き出している。脱硫設備７は、吸収塔と
酸化塔からなり、吸収液はガス中のアンモニア、または
苛性ソーダの水溶液を使用する方法が一般的で、苛性ソ
ーダを使用する場合は、硫安設備８の後段に設置する。
吸収塔で吸収された硫化水素は、酸化塔で空気酸化され
てＳまたはＳＯ2 になる。シアン化水素は、Ｓと反応し
てＳＣＮ塩になり、濃縮すると脱硫率が低下するので、
抜き出して高温、高圧下での湿式酸化、又は燃焼して分
解処理している。[0006] The low-water distillation equipment 10 separates ammonia having a low boiling point by distillation in a distillation column using steam as a heat source. The activated sludge wastewater treatment apparatus 11 oxidizes and decomposes organic matter in the sewage water by aerobic microbial treatment using air. However, a part of the activated sludge is converted into activated sludge and surplus is extracted. The desulfurization equipment 7 is composed of an absorption tower and an oxidation tower, and the absorption liquid generally uses ammonia in a gas or an aqueous solution of caustic soda. When caustic soda is used, it is installed downstream of the ammonium sulfate equipment 8.
The hydrogen sulfide absorbed in the absorption tower is air-oxidized in the oxidation tower to become S or SO 2 . Hydrogen cyanide reacts with S to form an SCN salt, and when concentrated, the desulfurization rate decreases.
They are extracted and subjected to decomposition by wet oxidation under high temperature and high pressure or by combustion.
【０００７】硫安設備８は、硫酸を含む水溶液にガスを
通過させてアンモニアを吸収し、吸収した液は、循環し
て硫安を結晶にして分離している。軽油捕集設備９は、
吸収効率を上げるためガスを冷却して、吸収塔で吸収油
で軽油とナフタリンを吸収し、吸収油は、加熱して蒸留
塔で吸収した軽油、ナフタリンを分離して循環使用す
る。軽油捕集設備９は、最近では軽油の捕集よりも、ガ
スの使用設備で温度が低下してガス配管または燃焼機器
でナフタリンが析出して閉塞するのを防止する役割が大
きい。The ammonium sulfate equipment 8 absorbs ammonia by passing a gas through an aqueous solution containing sulfuric acid, and the absorbed liquid is circulated to separate ammonium sulfate into crystals. Diesel oil collection equipment 9
The gas is cooled to increase the absorption efficiency, and the light oil and naphthalene are absorbed by the absorption tower in the absorption tower, and the absorption oil is heated and separated in the distillation tower to separate the light oil and naphthalene for use in circulation. In recent years, the gas oil collecting equipment 9 has a larger role than gas oil collecting in preventing naphthalene from being deposited and clogging in gas piping or combustion equipment due to a decrease in temperature in equipment using gas.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】現状のコークス炉発生
物処理方法の課題は、前項で述べたように設備が多く設
備費が高価になり、運転に要する要員も多数になる点が
ある。さらに、海水、電力、蒸気の使用量が多く、コー
クス炉から発生する高温のガスも熱回収せず、海水に捨
てていることである。環境面では、発生する安水は、ア
ンモニア、有機物の除去は行っているが、完全に除去す
ることは困難で、一部は海水に放出している。さらに、
コークス炉ガス処理設備は、アンモニア、シアン、硫化
水素等の他に、タール中の酸性、塩基性成分が腐食を起
こし、耐食性の材料を使用点も課題であり、例えばコー
クス炉ガスを昇圧するブロワーは、腐食トラブルのため
にチタンを使用することが一般的になっている。ガスお
よび安水中のタール分は極力分離するようにしている
が、混入するタールで設備の閉塞が発生し、整備頻度が
増えるのも課題である。As described in the previous section, the problems with the current method for treating coke oven products are that the equipment is large, the equipment cost is high, and the number of personnel required for operation is large. In addition, large amounts of seawater, electricity and steam are used, and high-temperature gas generated from a coke oven is not recovered and discarded in seawater. In terms of the environment, the generated low-temperature water removes ammonia and organic matter, but it is difficult to completely remove it, and part of the water is released into seawater. further,
The coke oven gas treatment equipment is also problematic in that, in addition to ammonia, cyanide, hydrogen sulfide, etc., acid and basic components in the tar cause corrosion and corrosion resistant materials are used.For example, a blower that pressurizes coke oven gas It has become common to use titanium for corrosion problems. Tar and gas content are separated as much as possible. However, it is also an issue that the contamination of tar causes clogging of equipment and increases maintenance frequency.
【０００９】従って、本発明の目的は、簡単な設備でコ
ークス炉発生物を処理し、有害成分を発生させず、かつ
運転費を低下させ、コークス炉ガスの熱回収も可能な方
法を提供することにある。Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for treating coke oven products with a simple facility, generating no harmful components, reducing operating costs, and enabling heat recovery of coke oven gas. It is in.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の、本発明の手段は以下の通りである。 （１）コークス炉から発生するガスをそのまま熱分解炉
へ導入し、該熱分解炉で前記ガスを酸素または酸素と水
蒸気で部分燃焼して、前記ガス中のタールおよび軽油成
分を主としてＣＯ、Ｈ2 ガスに分解することを特徴とす
るコース炉発生物処理方法。 （２）前記熱分解炉の温度を１１００〜１３００℃に保
持し、前記ガスの前記熱分解炉の滞留時間を２秒間以上
とすることを特徴とする（１）記載のコークス炉発生物
処理方法。 （３）前記熱分解炉で発生したガスを集塵機で集塵する
とともに、該集塵機で捕集したダストを、前記熱分解炉
に設けたバーナーから酸素とともに、前記熱分解炉内へ
吹き込んでガス化することを特徴とする（１）または
（２）に記載のコークス炉発生物処理方法。 （４）前記熱分解炉とコークス炉を接続する配管に、コ
ークス炉からの発生ガスを大気に解放する弁と水封装置
を設けるとともに、コークス炉の乾留末期にコークス炉
と前記熱分解炉を遮断することで、前記熱分解炉に空気
が侵入するのを防止することを特徴とする（１）〜
（３）のいずれか１項に記載のコークス炉発生物処理方
法。Means of the present invention for solving the above problems are as follows. (1) A gas generated from a coke oven is directly introduced into a pyrolysis furnace, and the gas is partially burned with oxygen or oxygen and steam in the pyrolysis furnace, and tar and light oil components in the gas are mainly CO and H2. A method of treating a course furnace product, which is decomposed into two gases. (2) The method according to (1), wherein the temperature of the pyrolysis furnace is maintained at 1100 to 1300 ° C., and the residence time of the gas in the pyrolysis furnace is 2 seconds or more. . (3) The gas generated in the pyrolysis furnace is collected by a dust collector, and the dust collected by the dust collector is blown into the pyrolysis furnace together with oxygen from a burner provided in the pyrolysis furnace to gasify the gas. The method for treating a coke oven product according to (1) or (2), wherein (4) A pipe connecting the pyrolysis furnace and the coke oven is provided with a valve and a water seal device for releasing gas generated from the coke oven to the atmosphere, and the coke oven and the pyrolysis furnace are connected at the end of the dry distillation of the coke oven. The shutoff prevents air from entering the pyrolysis furnace (1) to (1).
The method for treating a coke oven product according to any one of (3).
【００１１】コークス炉から発生するガス、タール、軽
油は、冷却しないで酸素と水蒸気で１１００〜１３００
℃、２秒間以上酸化分解することで、ＣＯとＨ2 を主成
分とするガスに分解出来る。タールは一部が、すす状の
固形物になるが、集塵後再度ガス化することでガスにな
る。コークス炉から発生するガスの顕熱は、酸化分解後
に熱回収することで、有効に回収することが可能にな
る。ガス中の有害物は、アンモニアは、窒素と水素に分
解し、シアン化水素も分解出来るので、硫黄分を除去す
れば清浄なガスになる。硫黄分は主としてＨ2 Ｓ、ＣＯ
Ｓで存在するので、脱硫設備で処理可能で、シアン化水
素がほとんどないので、従来のコークス炉では、脱硫液
に難分解性のＳＣＮが生成し、別途分解設備で処理して
いるのを処理しなくても済む点も有利である。The gas, tar, and light oil generated from the coke oven are separated from oxygen and steam without cooling by 1100 to 1300.
By oxidizing and decomposing at 2 ° C. for 2 seconds or more, it can be decomposed into a gas mainly composed of CO and H 2 . Part of the tar becomes a soot-like solid matter, but becomes gas by gasification again after dust collection. The sensible heat of the gas generated from the coke oven can be effectively recovered by heat recovery after oxidative decomposition. As a harmful substance in the gas, ammonia is decomposed into nitrogen and hydrogen, and hydrogen cyanide can also be decomposed, so that if sulfur is removed, a clean gas is obtained. The sulfur content is mainly H 2 S, CO
Since it is present in S, it can be processed in a desulfurization facility, and there is almost no hydrogen cyanide, so in a conventional coke oven, hardly decomposable SCN is generated in the desulfurization solution, and it is not necessary to process it separately in a decomposition facility. It is also advantageous that it can be done.
【００１２】石炭装入時には、ガスが多量に発生してガ
スの吸引能力不足で発塵するが、装炭時に上昇管と集合
管の間に設けたスチームエジェクターを使用すること
で、急激に発生するガスの吸引が可能になる。また、乾
留末期のガス発生がなくなる時は、上昇管の上部の弁を
大気に解放し、上昇管と集合管との接続管を水封構造に
することで、コークス炉からガス発生が少なくあるいは
無くなった段階で、熱分解炉に空気を吸引することが防
止でき、熱分解炉へ導入する配管でのガス爆発を防止で
きる。[0012] When charging coal, a large amount of gas is generated and dust is generated due to insufficient gas suction capacity. However, the use of a steam ejector provided between the riser and the collecting pipe during coal charging causes rapid generation of dust. Gas to be sucked. Also, when gas generation at the end of dry distillation disappears, open the valve at the top of the riser to the atmosphere and make the connecting pipe between the riser and the collecting pipe a water seal structure, so that gas generation from the coke oven is reduced or At the stage where the pyrolysis furnace is lost, it is possible to prevent air from being sucked into the pyrolysis furnace, and to prevent gas explosion in piping introduced into the pyrolysis furnace.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下添付図によって本発明の実施
の形態を説明する。図２は、本発明のコークス炉ガス処
理設備の構成を示すもので、コークス炉１、上昇管２、
水封装置１４、集合管１３、熱分解炉１５、廃熱回収装
置１６、集塵機１７、ガスクーラー１８、ブロワー１
２、脱硫設備９によって構成される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 2 shows a configuration of a coke oven gas treatment facility of the present invention, in which a coke oven 1, a riser 2,
Water sealing device 14, collecting pipe 13, pyrolysis furnace 15, waste heat recovery device 16, dust collector 17, gas cooler 18, blower 1
2. It is constituted by a desulfurization facility 9.
【００１４】上昇管２は、従来の装置と同じで、耐火物
で内部をライニングして断熱している。水封装置１４の
構造は、作用と合めて後述する。コークス炉発生物は、
上昇管２、水封装置１４及び集合管１３を通って、複数
の窯から発生したガスを混合して、熱分解炉１５に入
る。熱分解炉１５は、内部をライニングした空塔でガス
の入口に複数の酸素、蒸気ノズル１９とダストを燃焼す
るバーナー２０が配置される。熱分解炉１５で分解した
ガスは、廃熱回収装置１６で熱回収し、集塵機１７でコ
ークス炉から飛散した石炭粉とタール分解残渣を捕集す
る。廃熱回収装置１６は、廃熱ボイラーを使用して高
温、高圧の蒸気を回収して電力に回収することも可能で
ある。The riser 2 is insulated by lining the inside with a refractory, similarly to the conventional apparatus. The structure of the water sealing device 14 will be described later together with the operation. The coke oven products are
Gases generated from a plurality of kilns are mixed through the riser pipe 2, the water seal device 14 and the collecting pipe 13, and then enter the pyrolysis furnace 15. The pyrolysis furnace 15 is an empty tower lining the inside, and a plurality of oxygen and steam nozzles 19 and a burner 20 for burning dust are arranged at a gas inlet. The gas decomposed in the pyrolysis furnace 15 is recovered by a waste heat recovery device 16 and the dust collector 17 collects coal powder and tar decomposition residues scattered from the coke oven. The waste heat recovery device 16 can also recover high-temperature and high-pressure steam using a waste heat boiler and recover it as electric power.
【００１５】集塵機１７は、乾式のバグフィルター、湿
式のベンチュリースクラバーが使用できるが、集塵粉を
分解炉１５でガス化するには、乾式のバグフィルターの
使用が好ましい。集塵したガスは、ガスクーラー１８で
常温まで温度を下げ、ブロワー１２で昇圧して、脱硫設
備９で硫黄分を除去して清浄なガスを得ることが出来
る。ガスクーラー１８は、廃熱回収装置１６で熱回収し
ているので、１５０〜２００℃からの冷却で済み、従来
の７００℃からガスを冷却するのに比較して、機器容
量、冷却水量とも従来のプライマリークーラー５に比較
して少量ですみ、ブロワー１２も腐食成分がないので通
常の材質が使用可能である。脱硫設備９は、タール、ダ
スト、シアン化水素を含まないガスを処理するので、純
度の高い硫黄を回収でき、ＳＣＮ塩を生成しないので廃
液処理が不要になり、タールによる閉塞もなくなる。As the dust collector 17, a dry bag filter or a wet venturi scrubber can be used. However, in order to gasify the dust in the decomposition furnace 15, a dry bag filter is preferably used. The temperature of the collected gas is reduced to a normal temperature by a gas cooler 18, the pressure is increased by a blower 12, and sulfur content is removed by a desulfurization facility 9 to obtain a clean gas. Since the gas cooler 18 recovers heat with the waste heat recovery device 16, it can be cooled from 150 to 200 ° C., and compared with the conventional method of cooling gas from 700 ° C., both the equipment capacity and the amount of cooling water are reduced. The primary cooler 5 requires only a small amount, and the blower 12 has no corrosive components, so that ordinary materials can be used. Since the desulfurization equipment 9 treats a gas that does not contain tar, dust, and hydrogen cyanide, high-purity sulfur can be recovered. Since no SCN salt is generated, waste liquid treatment is not required, and clogging with tar is eliminated.
【００１６】分解炉１５の反応について説明する。分解
炉１５では、添加した酸素と水蒸気がガス中の炭化水素
ガスとタール、軽油が以下の反応を行って分解する。水
蒸気は、添加した水蒸気の他にコークス炉から発生する
水蒸気も含まれる。 Ｃm Ｈn ＋（ｍ／２）Ｏ2 ＝ｍＣＯ＋（ｎ／２）Ｈ2 Ｃm Ｈn ＋（ｍ／２）Ｈ2 Ｏ＝（ｍ／２）ＣＯ＋（ｎ／
２＋ｍ／２）Ｈ2 ガス中の炭化水素、軽油は上記の反応で分解されるが、
タールは、ガス化されずに一部はすすになるが、下記の
反応でバーナー２０で分解できる。バーナー２０は、ダ
ストは、窒素または空気で気流搬送して、ダストノズル
から噴出させ、酸素はダストノズルの周りに複数個設け
た酸素ノズルを吐出させる構造のものである。 ｍＣ＋（ｍ／２）Ｏ2 ＝ｍＣＯThe reaction of the decomposition furnace 15 will be described. In the cracking furnace 15, the added oxygen and steam decompose the hydrocarbon gas in the gas, tar and light oil by performing the following reactions. The steam includes steam generated from the coke oven in addition to the added steam. C m H n + (m / 2) O 2 = mCO + (n / 2) H 2 C m H n + (m / 2) H 2 O = (m / 2) CO + (n /
2 + m / 2) Hydrocarbon and gas oil in H 2 gas are decomposed by the above reaction,
The tar is partially sooted without being gasified, but can be decomposed by the burner 20 by the following reaction. The burner 20 has a structure in which dust is carried by airflow with nitrogen or air, and is ejected from a dust nozzle, and oxygen is ejected from a plurality of oxygen nozzles provided around the dust nozzle. mC + (m / 2) O 2 = mCO
【００１７】コークス炉発生物の分解条件について検討
した結果、１１００℃以上の分解温度で２秒間以上の反
応条件で、ガス中のタール成分は分解できることを確認
した。分解温度１３００℃以上では、分解は問題ない
が、すすの発生が増加する点と酸素使用量が増加し、ガ
スの回収量が減少することから温度を高くすることは好
ましくない。As a result of examining the decomposition conditions of the coke oven product, it was confirmed that the tar component in the gas could be decomposed under the reaction conditions of 1100 ° C. or more for 2 seconds or more. At a decomposition temperature of 1300 ° C. or higher, decomposition is not a problem, but it is not preferable to increase the temperature because the generation of soot increases, the amount of oxygen used increases, and the amount of recovered gas decreases.
【００１８】ガス中の有害成分の挙動を調べた。アンモ
ニアは、１１００℃以上ではほとんどが窒素と水素に分
解し、アンモニア濃度は数１０ppm であった。シアン化
水素も分解して、１０ppm 以下である。これは、アンモ
ニア、シアン化水素は、高温では分解する平衡条件と一
致している。一方、硫化水素は、下記の反応で高温で
は、硫化水素からＣＯＳに転化してＣＯＳが約１０％含
まれた。 Ｈ2 Ｓ＋ＣＯ2 ＝ＣＯＳ＋Ｈ2 ＯThe behavior of harmful components in the gas was investigated. Most of the ammonia was decomposed into nitrogen and hydrogen at 1100 ° C. or higher, and the ammonia concentration was several tens of ppm. Hydrogen cyanide is also decomposed and is less than 10 ppm. This is consistent with the equilibrium condition in which ammonia and hydrogen cyanide decompose at high temperatures. On the other hand, hydrogen sulfide was converted from hydrogen sulfide to COS at a high temperature by the following reaction and contained about 10% of COS. H 2 S + CO 2 = COS + H 2 O
【００１９】コークス炉は、連続操業ではなく、バッチ
的に約２０時間をかけて装炭、乾留、排出を繰り返して
いる。従って、ガスの発生量、組成も時間毎に変化して
おり、装炭後は急激にガスが発生するが、その後減少し
て乾留末期ではほとんど発生しなくなる。従って、窯単
位ではガス発生量に対応した対策をとらないと、装炭時
はガス発生量が増加して発塵する問題が発生し、一方、
乾留末期ではガス発生がなくなって空気を吸引する問題
が生じる、しかし、コークス炉全体では５０窯以上を有
しているので、ガス発生は均質化されている。The coke oven is not operated continuously, but is repeatedly charged, carbonized, and discharged over about 20 hours in a batch. Accordingly, the amount and composition of gas generation change with time, and gas is generated rapidly after coal charging, but then decreases and hardly occurs at the end of dry distillation. Therefore, unless measures are taken in accordance with the amount of gas generated at the kiln unit, there is a problem that the amount of gas generated increases and dust is generated when coal is charged.
At the end of the dry distillation, there is no gas generation and a problem of sucking air occurs. However, since the coke oven has 50 or more kilns, the gas generation is homogenized.
【００２０】以下上記の問題を解決する方法として、上
昇管２と集合管１３との接続部の水封構造と作動方法に
ついて説明する。図３に、上昇管３と集合管１３の接合
部の水封構造を示す。上昇管２の上部には、耐火物をラ
イニングした開閉弁２１を設け、上昇管２から水封装置
１４へ入る配管には、スチームエジェクター２２を設置
する。水封装置１４は、下部に水位を調整する水バルブ
２３を設けて、水封の解除を行いガス流路の開閉を行
う。水バルブ２３は、水封装置１４から十分な距離をと
り、ガスの通過時に温度が上昇しないようにするのが好
ましい。また、水封装置は、ガス通過時は高温になるの
で、耐熱金属で構成する。作動方法は、コークス乾留末
期のガス発生が少なくなった時点で、水封装置１４に水
を導入してガスを遮断すると同時に、上昇管上部の開閉
弁２１を開く。乾留終了後、コークスの排出を行い、石
炭の装入を行う直前に、水封を解除して、開閉弁２１を
閉め石炭の装入を行い、スチームエジェクター２２を作
動させてガスの吸引を行って石炭の発塵を防止する。そ
の後、スチームエジェクター２２は、停止させコークス
の乾留を行う。ガスの遮断は、水封方式でなく、耐熱バ
ルブの開閉で行うことも可能であるが、バルブの変形、
石炭粉の詰まりによるリークを考えると水封方式が好ま
しい。As a method for solving the above-mentioned problem, a water sealing structure and an operation method of a connecting portion between the riser pipe 2 and the collecting pipe 13 will be described below. FIG. 3 shows a water seal structure at the junction between the riser pipe 3 and the collecting pipe 13. An opening / closing valve 21 lined with a refractory is provided at an upper portion of the riser 2, and a steam ejector 22 is provided at a pipe from the riser 2 to the water seal device 14. The water sealing device 14 is provided with a water valve 23 for adjusting the water level at the lower part, and releases the water sealing to open and close the gas flow path. Preferably, the water valve 23 is at a sufficient distance from the water sealing device 14 so that the temperature does not increase when gas passes. Further, the water sealing device is made of heat-resistant metal because the temperature becomes high when gas passes. The method of operation is such that when gas generation at the end of coke dry distillation is reduced, water is introduced into the water sealing device 14 to shut off gas and, at the same time, the on-off valve 21 at the top of the riser pipe is opened. After the dry distillation, the coke is discharged, and immediately before charging the coal, the water seal is released, the on-off valve 21 is closed, the charging of the coal is performed, and the steam ejector 22 is operated to suck the gas. To prevent coal dusting. Thereafter, the steam ejector 22 is stopped and the coke is carbonized. It is possible to shut off the gas by opening and closing a heat-resistant valve instead of using a water seal method.
Considering the leak due to the clogging of the coal powder, the water sealing method is preferable.
【００２１】[0021]
【実施例】以下、実施例を説明する。石炭を１２５Ｔ／
Ｈコークス炉に装入し、表１に示す組成のガス４０００
０Nm3 ／Ｈとタール５Ｔ／Ｈ、軽油１．２５Ｔ／Ｈ、水
蒸気１１０００Nm3 ／Ｈがコークス炉で発生した。これ
らの生成物に酸素１３５００Nm3 ／Ｈ、蒸気６８００Nm
3 ／Ｈを用いて、熱分解炉で１２００℃で分解した結
果、表２に示す組成のガス１００４００Nm3 ／Ｈを得、
廃熱回収ボイラーで蒸気４６Ｔ／Ｈを回収した。熱分解
炉は、タール、軽油、ガス中の炭化水素を分解するのに
必要な酸素と温度を調整するのに必要な水蒸気を供給し
た。水蒸気の一部は、分解にも使用されている。Embodiments will be described below. 125T /
H coke oven was charged, and gas 4000 having the composition shown in Table 1 was used.
0 Nm 3 / H, 5 T / H tar, 1.25 T / H light oil, and 11,000 Nm 3 / H steam were generated in the coke oven. 13500 Nm 3 / H, steam 6800 Nm
As a result of decomposition at 1200 ° C. in a pyrolysis furnace using 3 / H, a gas having a composition shown in Table 2 was obtained at 100400 Nm 3 / H.
46 T / H of steam was recovered by a waste heat recovery boiler. The pyrolysis furnace provided the oxygen needed to crack the hydrocarbons in the tar, light oil and gas and the steam needed to adjust the temperature. Some of the steam is also used for decomposition.
【００２２】回収量を従来法と比較すると、従来法で
は、ガス、タール、軽油の発熱量の合計は２４０．７Gc
al／Ｈに対し、本発明ではガスの発熱量は、２１３．４
Gcal／Ｈに低下するが、従来法では不可能であった廃熱
回収量３７．４Gcal／Ｈを加えると２５０．７Gcal／Ｈ
になり、従来法より多くのエネルギーを回収することが
可能になる。これは、従来方法では、コークス炉から発
生するガスの顕熱は海水に捨てていたのに対し、本発明
方法ではタールを分解したガスの熱回収が可能になるこ
とによる。Compared with the conventional method, the total amount of heat generated by gas, tar and light oil is 240.7 Gc in the conventional method.
In contrast to al / H, in the present invention, the calorific value of the gas is 213.4.
Gcal / H is reduced to 250.7 Gcal / H by adding 37.4 Gcal / H of waste heat recovery, which was impossible with the conventional method.
And more energy can be recovered than in the conventional method. This is because, in the conventional method, the sensible heat of the gas generated from the coke oven was discarded in seawater, whereas in the method of the present invention, the heat of the gas decomposed by tar can be recovered.
【００２３】ガス中のアンモニア、シアン化水素は、数
１０ppm で従来法の生成ガスの含有量より少なかった。
また、ガスクーラーで凝縮したドレン水中には、有機
物、アンモニア、シアン化水素の含有量は少なく、従来
の活性汚泥処理した排水より少なかった。The content of ammonia and hydrogen cyanide in the gas was several tens of ppm, which was lower than the content of the gas produced by the conventional method.
Also, the drain water condensed by the gas cooler contained little organic matter, ammonia, and hydrogen cyanide, and was less than the conventional activated sludge-treated wastewater.
【００２４】[0024]
【表１】 [Table 1]
【００２５】[0025]
【表２】 [Table 2]
【００２６】[0026]
【発明の効果】本発明によれば、従来方法より簡単な設
備でコークス炉発生物の処理が可能になり、コークス炉
発生物の処理に必要な設備費を大幅に削減することが可
能になる。さらに、熱回収が可能になることで、回収エ
ネルギー量も増加し、排水中に含まれる有害物の排出量
も低減できる。タールを液化させないで分解すること
で、タールを取り扱う作業がなくなり、作業環境の改善
が可能になる。According to the present invention, it is possible to treat coke oven products with equipment simpler than the conventional method, and it is possible to greatly reduce equipment costs required for treating coke oven products. . Further, by enabling heat recovery, the amount of recovered energy can be increased, and the amount of harmful substances contained in wastewater can be reduced. By decomposing the tar without liquefaction, the operation of handling the tar is eliminated, and the working environment can be improved.
【図１】従来のコークス炉発生物処理設備の構成を示す
図面。FIG. 1 is a drawing showing a configuration of a conventional coke oven product processing facility.
【図２】本発明のコークス炉発生物処理設備の構成を示
す図面。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a coke oven product treatment facility of the present invention.
【図３】本発明の水封装置の構成を示す図面。FIG. 3 is a drawing showing a configuration of a water sealing device of the present invention.
１ コークス炉 ２ 上昇管 ３ ドライメイン ４ タールデカンター ５ プライマリークーラー ６ 電気集塵機 ７ 脱硫設備 ８ 硫安設備 ９ 軽油捕集設備 １０ 安水蒸留設備 １１ 活性汚泥廃水処理装置 １２ ブロワー １３ 集合管 １４ 水封装置 １５ 分解炉 １６ 廃熱回収装置 １７ 集塵機 １８ ガスクーラー １９ 酸素、蒸気ノズル ２０ バーナー ２１ 開閉弁 ２２ スチームエジェクター ２３ 水バルブ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Coke oven 2 Rise pipe 3 Dry main 4 Tar decanter 5 Primary cooler 6 Electric precipitator 7 Desulfurization equipment 8 Ammonium sulphate equipment 9 Light oil collection equipment 10 Anhydrous distillation equipment 11 Activated sludge wastewater treatment equipment 12 Blower 13 Collecting pipe 14 Water seal equipment 15 Cracking furnace 16 Waste heat recovery device 17 Dust collector 18 Gas cooler 19 Oxygen / steam nozzle 20 Burner 21 Open / close valve 22 Steam ejector 23 Water valve
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片岡 征治 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 Ｆターム(参考） 4H060 AA01 BB02 BB07 BB08 BB25 CC03 DD24 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Seiji Kataoka 20-1 Shintomi, Futtsu-shi, Chiba F-term in the Technology Development Division of Nippon Steel Corporation (reference) 4H060 AA01 BB02 BB07 BB08 BB25 CC03 DD24
Claims (4)
熱分解炉へ導入し、該熱分解炉で前記ガスを酸素または
酸素と水蒸気で部分燃焼して、前記ガス中のタールおよ
び軽油成分を主としてＣＯ、Ｈ2 ガスに分解することを
特徴とするコース炉発生物処理方法。1. A gas generated from a coke oven is directly introduced into a pyrolysis furnace, and the gas is partially burned with oxygen or oxygen and steam in the pyrolysis furnace, and tar and light oil components in the gas are mainly converted into CO2. , courses furnace generant processing method characterized by decomposing the H 2 gas.
０℃に保持し、前記ガスの前記熱分解炉の滞留時間を２
秒間以上とすることを特徴とする請求項１記載のコーク
ス炉発生物処理方法。2. The temperature of the pyrolysis furnace is set to 1100 to 130.
0 ° C. and the residence time of the gas in the pyrolysis furnace was 2
2. The method for treating a coke oven product according to claim 1, wherein the treatment time is at least two seconds.
集塵するとともに、該集塵機で捕集したダストを、前記
熱分解炉に設けたバーナーから酸素とともに、前記熱分
解炉内へ吹き込んでガス化することを特徴とする請求項
１または請求項２に記載のコークス炉発生物処理方法。3. The gas generated in the pyrolysis furnace is collected by a dust collector, and the dust collected by the dust collector is blown into the pyrolysis furnace together with oxygen from a burner provided in the pyrolysis furnace. The method for treating a coke oven product according to claim 1 or 2, wherein gasification is performed.
管に、コークス炉からの発生ガスを大気に解放する弁と
水封装置を設けるとともに、コークス炉の乾留末期にコ
ークス炉と前記熱分解炉を遮断することで、前記熱分解
炉に空気が侵入するのを防止することを特徴とする請求
項１〜３のいずれか１項に記載のコークス炉発生物処理
方法。4. A pipe connecting the pyrolysis furnace and the coke oven is provided with a valve and a water seal device for releasing gas generated from the coke oven to the atmosphere, and the coke oven and the pyrolysis are provided at the end of dry distillation of the coke oven. The method of treating a coke oven product according to any one of claims 1 to 3, wherein shutting off the oven prevents air from entering the pyrolysis oven.
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| JP11077512A JP2000273473A (en) | 1999-03-23 | 1999-03-23 | Method for treating waste generated in coke oven |
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