JP2004511534A - コークス炉原ガスからナフタレンを抽出する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

コークス炉原ガスからナフタレンを抽出する方法において、コークス炉原ガスが散水用水によって直接的に冷却され、引き続く冷却と処理によってナフタレンが抽出される。この場合、コークス炉原ガスは直接的なコークス炉原ガス冷却後に電気集じん器を通して案内され、次いで冷却され、これによりコークス炉ガス内に含まれるナフタレンがガス相から分離され、かつ別の処理をせずに純ナフタレンが抽出される。

Description

【０００１】
本発明は請求項１の上位概念部による、コークス炉原ガスからナフタレンを抽出する方法及びこの方法に適宜な装置に関する。
【０００２】
コークス炉において空気遮断下で石炭を熱処理する際に、コークス炉原ガスが発生する。このコークス炉原ガスは散水用水によって原ガス受容器内で約８０℃に冷却され、水蒸気によって飽和される。この場合コークス炉原ガス内で連行された液相のナフタレンの約２０％はタールと結合される。残りの８０％のナフタレンは、次いで間接的な原ガス冷却においてタール状及び水性の要素と共に前置冷却器で凝縮される。この凝縮液はまず原ガス受容器へ搬送され、そこで約８０℃に加熱され、タール分離器に供給される。このタール分離器では、原タール及び石炭水への分離が行われる。原タールに含まれているナフタレンは、原タールから方法技術的に非常に費用のかかるプロセスで抽出される。まず、タール蒸留器でナフタレン油が製造される。このナフタレン油は次いで晶出器に供給され、この晶出器で粗ナフタレンが分離される。純ナフタレンを抽出するためには、化学的な（例えば炭酸ナトリウム水溶液と硫酸とによる）反応のような、さらに別の方法が必要となるか、若しくは粗ナフタレンが新たに蒸留される。
【０００３】
そこで本発明の課題は、コークス炉原ガスからナフタレンを抽出する方法及びこの方法に適宜な装置を提供し、純度の高いナフタレンをわずかな費用で、単純な形で抽出できるようにすることである。
【０００４】
本発明の課題は請求項１に記載の特徴によって解決される。
【０００５】
さらに別の構成が従属請求項の特徴部に記載されている。
【０００６】
本発明によれば、コークス炉に由来する原ガスは、通常のように散水用水によって、原ガス受容器で直接的に約８０℃に冷却される。このとき液相とガス相とが生じる。液相はタール分離器へ案内され、そこでタールと石炭水とへの分離が行われる。石炭水の一部は直接的な原ガス冷却のための散水用水として再び使用される。ガス相は電気集じん器（Ｅｌｅｋｔｒｏｆｉｌｔｅｒ）を通して案内され、この電気集じん器でコークス炉原ガスの固形含量及びタール含量が、約８０℃の温度で９９．９９％低減される。
【０００７】
電気集じん器での分離は約８０℃の温度で行われるため、（ガス状に存在する）ナフタレンは電気集じん器通過時にコークス炉原ガス内に残留する。コークス炉原ガスは約８０℃から約２０℃まで冷却され、このとき、原ガスに含まれているナフタレンが分離される。固形物質もタールもすでに電気集じん器で分離されているので、このナフタレンの場合、販売可能な製品として消費材に直接供給されてよい非常に純度の高いナフタレンである。
【０００８】
ナフタレンが電気集じん器で分離されないように、電気集じん器は断熱若しくは加熱され、これにより電気集じん器内に約８０℃の等温条件が設定される。本発明による方法では、分離されたタールが電気集じん器の内側表面を腐食から保護するので、電気集じん器は単純な構造用鋼（例えばＳＴ３７−３）から成っていてよい。
【０００９】
電気集じん器で分離されたタールは特にナフタレンに乏しい。なぜなら、既に説明したように、ナフタレンはコークス炉原ガス内に残留するからである。このナフタレンに乏しいタールはタール分離器へ搬送される。ナフタレン含量が少ない（約２％の残留ナフタレン含量）ことに基づいて、タール−水−分離におけるエマルジョン形成が低減され、それ故タール分離が改良される。さらにタール−水−分離に必要な滞留時間が減じられる。タール−水−分離は、エマルジョン形成が低減されるので、幾らか低い温度でも実施され得る。
【００１０】
１方法形態によれば、電気集じん器からのナフタレンに乏しいタールはほとんど水分を含まないため、これをタール分離器へ案内するのではなく、タール貯蔵容器へ直接的に案内することも可能である。これによりタール分離が省略される。ナフタレンに乏しいタールは、隔離されたタール貯蔵容器に貯蔵されてもよく、別の方法、例えば前置冷却器浄化のために使用されてよい。
【００１１】
ナフタレンは原ガスから、電気集じん後に、直接的若しくは間接的な冷却によって抽出され得る。
【００１２】
直接的な冷却では、コークス炉原ガスは電気集じん後に、水によって直接的に冷却される。このときナフタレンは分離され、次いで水から分けられる。この水はほとんど汚染物質を含まないため、循環に対応した再冷却に用いられてよい。循環水の再冷却は直接的若しくは間接的に行われてよい。余剰水は受容器に案内される。
【００１３】
間接的な冷却ではナフタレンは冷却面で晶出される。
【００１４】
晶出されたナフタレンは、次のような種々様々な形式で抽出されてよい。
【００１５】
１つの可能性はナフタレンを加熱によって抽出することである。この場合、加熱は直接的若しくは間接的に行われる。冷却面は熱い媒体によって「ナフタレン側」でも、もう一方の側でも温められる。このようにしてナフタレンが抽出され、加熱された管路を介して積載器へ搬送される。
【００１６】
加熱は、装置の適宜な場所に挿入された加熱ロッドによって行われてもよい。
【００１７】
別の可能性は、ナフタレンを既に加熱された液状のナフタレンによって「洗浄する」ことである。液状のナフタレンは間接的な加熱のために使用されてもよい。
【００１８】
晶出されたナフタレンを溶媒によって冷却表面から剥離し、次いで抽出することも可能である。
【００１９】
晶出されたナフタレンの抽出は、例えばスクレーパによって機械的に行うこともできる。この場合、スクレーパ又は冷却面のいずれかをナフタレンを抽出するために運動させてよい。
【００２０】
晶出されたナフタレンを、打撃体、振動器、若しくはアンバランスモータによって発生させることのできるような機械的な振動によって抽出することも可能である。既に説明した方法では、ナフタレンの抽出は断続的に行われる。すなわち、第１の方法ステップでナフタレンが晶出され、第２のステップで晶出されたナフタレンが抽出される。
【００２１】
しかし、ナフタレンの抽出を連続的若しくはほぼ連続的に実施することも可能である。このような運転では、装置は冷却運転若しくはナフタレン抽出運転において部分的に運転されてよい。連続的な運転は、スクレーパ若しくは振動発生器の使用時にも可能である。
【００２２】
本発明による方法を実施するためには、電気集じん器、及び分離されたナフタレンを抽出することのできる、ナフタレンの分離に適宜な装置のみが設けられていればよい。
【００２３】
現存するコークス工場に増備するためには、付加的に電気集じん器を設けるだけでよく、既にある前置冷却器を使用することが可能である。前置冷却器の後に電気集じん器がある場合、この電気集じん器は前置冷却器の前の原ガス通路内に嵌め込まれてよい。前冷却後の電気集じんは、本発明による方法では不要である。
【００２４】
現存するコークス工場では、通常では複数の前置冷却器が設置されているため、本発明の方法は設置されている前置冷却器によって、次のように実施され得る。
【００２５】
例えば２つの前置冷却器のグループが、ナフタレンを晶出するために使用される。残りの前置冷却器は、通常の前冷却器運転でタール洗浄を行う。ほぼ連続的な運転では、例えば晶出のための前置冷却器とナフタレン抽出のための前置冷却器とが使用される。ナフタレン抽出のための前置冷却器内で圧力喪失が増加した場合、若しくは原ガス排気温度が最高で２℃上昇した場合には、原ガスはもはやこの前置冷却器内を通してではなく、ナフタレン抽出後に待機システム内に存在する前置冷却器を通して案内される。
【００２６】
冷却管で晶出されたナフタレンは加熱によって抽出される。この場合、冷却管は内部若しくは外部から加熱されてよい。内部加熱及び外部加熱のコンビネーションも同様に可能である。ナフタレンが前置冷却器から抽出された後、切換が行われ、冷却装置は再びナフタレンを晶出するために使用され、ナフタレンは別の前置冷却器から抽出される。
【００２７】
このような方法形態では、問題なく、より少ないナフタレン抽出に切り換えることができ、部分的に若しくは完全に古典的な前置冷却器運転に切り換えることができる。このような前置冷却器運転では、ナフタレンが前置冷却器を閉塞させないように、前置冷却器を電気集じん器からのナフタレンに乏しいタールで洗浄することが望ましい。
【００２８】
コークス炉ガスからナフタレンを抽出するための本発明による方法では、従って、ナフタレンの抽出のために適宜な装置として、通常の前置冷却器が使用される。冷却ステップでは、まずナフタレンは冷却管でガス相から晶出され、次いでナフタレンは既に述べた方法で抽出される。ナフタレン抽出時に、コークス炉原ガスは待機システム内にある別の前置冷却器を通して案内される。
【００２９】
前置冷却器はほぼ連続的なナフタレン抽出のためにも切り換えられてよい。さらに、前置冷却器は制御可能な弁を部分的に備えていなければならない。このような形で前置冷却器において、ナフタレンの晶出のための冷却運転と、ナフタレンの加熱によるナフタレン抽出運転とを同時に実施することが可能である。
【００３０】
ナフタレンを抽出するために別の装置を用いることも可能である。冷却面だけが設けられていればよく、この冷却面から、既に述べた方法によってナフタレンを抽出することができる。冷却面としては、例えばドラム若しくはディスクが使用されてよい。このようなドラム若しくはディスクは少なくとも１つのスクレーパを備えており、これによりナフタレン抽出は連続的にも行うことができる。
【００３１】
ナフタレンを、管の外壁が冷却される管冷却器で晶出することも可能である。ナフタレンはこの場合、管内壁で分離され、既に述べた方法で抽出できる。
【００３２】
請求項及び実施例に記載の、本発明により使用される前出の構成部材は、サイズ、型形成、材料選択、及び技術的なコンセプトにおいて、特別な例外条件の支配下にはなく、従って、使用分野において公知の選択基準で無制限に使用できる。
【００３３】
本発明の対象の別の詳細、特徴、利点が従属請求項、並びに対応する図面に基づく次の説明から明らかであり、図面には例として本発明による方法の有利な実施形態が示されている。
【００３４】
図１から判るように、コークス炉１に由来する原ガスが原ガス受容器２内で、管路１０を介して供給される散水用水によって約８００℃から約８０℃に冷却される。コークス炉原ガスは電気集じん器３に案内され、この電気集じん器３では、コークス炉原ガスの固形含量及びタール含量が９９．９９％低減される。分離されたタールは、管路７を介してタール分離器若しくはタール受容器へ搬送される。コークス炉原ガスは、ナフタレンを分離させるための装置４に案内される。この装置４では、ナフタレンが水による直接的な冷却によって分離させられ、水から分けられる。ナフタレンは管路８を介して図示していない分離装置へ案内され、この分離装置でナフタレンは付着している残留水から分けられる。この残留水は冷却水に供給されてよい。冷却水は管路１１と冷却器１２と管路１３とを介して循環して流れる。余剰水は管路９を介して原ガス受容器２へ案内される。コークス炉原ガスはガス浄化器５へ搬送され、ここで硫化水素、アンモニア、及び場合によってはベンゼンを除去されてから、コークス炉ガス消費材に届けられる。
【００３５】
図２には、ナフタレンを抽出するための、間接的な冷却による方法形態が示されている。符号は図１の場合と同じ意味を有している。コークス炉原ガスは電気集じん器３から、ナフタレンを晶出する装置４に案内される。この装置４の冷却面でナフタレンは分離させられ、凝縮された水蒸気は管路９を介して原ガス受容器２へ案内される。冷却面で晶出されたナフタレンは、冷却面の加熱によって液状のナフタレンとして装置４から取り出され、加熱された管路８を介して図示していない積載器へ搬送される。
【００３６】
図３には、２つの前置冷却器４及び４′をナフタレンの晶出のために使用できる方法概略図が示されている。装置４はナフタレン抽出のために使用される。すなわち、管路８を介して純ナフタレンは積載器へ搬送される。装置４′は前冷却運転で作動させられる。この場合、ナフタレンに乏しいタールは管路７を介して、前置冷却器４′を洗浄するために使用され、これによりナフタレンによる閉塞が防止される。その他の符号は図１の場合と同じ意味を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】
直接的な冷却によってコークス炉原ガスからナフタレンを抽出する方法の概略図である。
【図２】
間接的な冷却によってコークス炉原ガスからナフタレンを抽出する方法の概略図である。
【図３】
ナフタレンの抽出と共に通常の原ガス冷却を行うことのできる、本発明による方法の形態の概略図である。

Claims (19)

1. コークス炉原ガスからナフタレンを抽出する方法であって、コークス炉原ガスを散水用水によって直接的に冷却し、引き続く冷却と処理によってナフタレンを抽出する形式のものにおいて、
   コークス炉原ガスを直接的なコークス炉原ガス冷却後に電気集じん器を通して案内し、次いで冷却し、これによってコークス炉原ガス内に含まれるナフタレンをガス相から分離し、かつ別の処理を施さずに純ナフタレンとして抽出することを特徴とする、コークス炉原ガスからナフタレンを抽出する方法。
2. 電気集じん器を断熱若しくは加熱し、これにより該電気集じん器を等温で作動させる、請求項１記載の方法。
3. コークス炉原ガスの冷却を電気集じん後に直接的に行う、請求項１又は２記載の方法。
4. コークス炉原ガスの冷却を電気集じん後に間接的に行う、請求項１又は２記載の方法。
5. 分離されたナフタレンを加熱によって抽出する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 加熱を間接的に行う、請求項５記載の方法。
7. 加熱を直接的に行う、請求項５記載の方法。
8. 加熱を既に加熱された液状のナフタレンによって行う、請求項６又は７記載の方法。
9. 分離されたナフタレンを溶媒によって溶解し、次いで溶媒を除去する、請求項１又は２記載の方法。
10. 分離されたナフタレンを機械的に抽出する、請求項１又は２記載の方法。
11. 分離されたナフタレンを連続的に抽出する、請求項１又は２記載の方法。
12. 通常の前置冷却器を、ナフタレンを分離するための装置として使用する、請求項１記載の方法を実施するための装置。
13. 前置冷却器に加熱ロッドが設けられている、請求項１２記載の装置。
14. 制御可能な弁を部分的に備えた前置冷却器が設けられている、請求項１記載の方法を実施するための装置。
15. 少なくとも１つのスクレーパを備えた冷却面が設けられている、請求項１記載の方法を実施するための装置。
16. スクレーパを備えた、冷却されたドラムが設けられている、請求項１記載の方法を実施するための装置。
17. スクレーパを備えた、冷却されたディスクが設けられている、請求項１記載の方法を実施するための装置。
18. 管の外壁が冷却される管冷却器が設けられている、請求項１記載の方法を実施するための装置。
19. 冷却面に少なくとも１つの振動発生器が設けられている、請求項１記載の方法を実施するための装置。

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