JP2005213436A - 余剰安水の処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】遊離アンモニアおよび固定アンモニアの除去を行うことができる経済的な余剰安水の処理方法を提供する。
【解決手段】コークス炉ガス精製時に発生する余剰安水を減圧安水ストリッパー１に導入し、循環熱安水の保有する熱量を利用して減圧下でストリッピングして余剰安水中のアンモニアと酸性ガスを除去し、次いで、減圧安水ストリッパー１から排出される蒸気をコンデンサー１７で凝縮させる前に酸洗浄塔２３において酸性水溶液で洗浄する。
【選択図】 図３
【解決手段】コークス炉ガス精製時に発生する余剰安水を減圧安水ストリッパー１に導入し、循環熱安水の保有する熱量を利用して減圧下でストリッピングして余剰安水中のアンモニアと酸性ガスを除去し、次いで、減圧安水ストリッパー１から排出される蒸気をコンデンサー１７で凝縮させる前に酸洗浄塔２３において酸性水溶液で洗浄する。
【選択図】 図３
Description
本発明は、コークス炉ガス精製時に発生する余剰安水の処理方法に関するものである。
コークス工場には、コークス炉のドライメーンとタールデカンターを循環する７０〜８０℃のアンモニア、硫化水素、シアン化水素、二酸化炭素などの有害成分を含む熱安水が存在し、余剰安水は常圧蒸留法または減圧蒸留法により処理されている。
常圧蒸留法は、図５に示すような方式であって、５０℃程度の余剰安水を熱交換器４１にて加熱した後、経路４２を経て常圧安水ストリッパー４３に導き、経路４４を経てスチームをストリッパー４３の底部に直接吹き込むか、または経路４５より排出したストリッパー４３のボトム液をリボイラー４６に供給されるスチームにて間接的に加熱することによって、常圧でアンモニアなどを分離し、ストリッパー４３の頂部から経路４７を経て排出されるアンモニア含有蒸気はコンデンサー４８において凝縮冷却され、アンモニアが濃縮される。この濃縮されたアンモニアを含有する蒸気は硫安回収設備などのアンモニア回収工程へ送られて処理される。
減圧蒸留法は、図６に示すような方式であって、７０〜８０℃程度の熱安水を経路５１を経てリボイラー５２に供給してリボイラー５２の熱源として利用するため、減圧安水ストリッパー５３の平均操作温度は６０℃程度である（なお、常圧安水ストリッパー４３の操作温度は１００℃またはそれ以上である）。経路５４を経て減圧安水ストリッパー５３に導入された余剰安水は、約６０℃程度のアンモニア含有蒸気となってストリッパー５３から経路５５を経て排出され、さらにコンデンサー５６において凝縮冷却され、アンモニアが濃縮される。この濃縮されたアンモニアを含有する蒸気は硫安回収設備などのアンモニア回収工程へ送られる。５７は真空ポンプである。なお、熱安水の排熱量が十分でない場合には、ストリッパー５３に補助スチームが供給される。
ところが、図５に示す常圧蒸留法は、余剰安水１ｍ3 当たり１５０〜２００kgもの大量 のスチームを必要とし、エネルギーコストが極めて高く、不経済である。また、図６に示す減圧蒸留法も還流操作を行っているので塔内のアンモニア負荷が増大するため、熱安水の熱量だけではアンモニアを十分に分離できないことがあり、そのため補助スチームの消費量が多くなるだけでなく、アンモニア蒸気の全量を真空ポンプで吸引するため、真空ポンプの動力が大きくなり、この場合も、エネルギーコストが極めて高くなる。
そこで、コークス炉ガス精製時に発生する余剰安水を処理する場合において、省エネルギーを図ることができる方法が提案されている。（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
すなわち、特許文献１には、図７に示すように、コークス炉ガス精製時に発生する余剰安水を経路６１を経て減圧安水ストリッパー６２に導入し、経路６３を経てリボイラー６４に供給される熱安水の保有する熱量を利用して減圧下でストリッピングして余剰安水中のアンモニアや酸性ガスを除去し、次いで、減圧安水ストリッパー６２から排出される蒸気をコンデンサー６５とコンデンセートタンク６６を経て全量または大部分凝縮させた後、この凝縮液を常圧安水ストリッパー６７に導入し、常圧下でスチームを利用してストリッピングして凝縮液中のアンモニアや酸性ガスを除去する方式が記載されている。６８は熱交換器、６９は真空ポンプ、７０はコンデンサー、７１はクーラーである。
また、特許文献２には、図８に示すように、コークス炉ガス精製時に発生する余剰安水を経路８１を経て減圧安水ストリッパー８２に導入し、リボイラー８３に供給される循環熱安水の保有する熱量を利用して減圧下でストリッピングして余剰安水中のアンモニアや酸性ガスを除去し、次いで、減圧安水ストリッパー８２から排出される蒸気をコンデンサー８４とコンデンセートタンク８５を経て全量または大部分凝縮させた後、この凝縮液をコークス炉のドライメーン８６に導入することにより凝縮液中のアンモニアや酸性ガスを除去する方式が記載されている。８７はコークス炉、８８はタールデカンター、８９は真空ポンプ、９０はクーラーである。この場合は、真空ポンプで吸引するのはコンデンサーで凝縮しなかったガスだけであり、真空ポンプの動力は極めて小さいものである。
特公平２−５１９５５号公報
特公平２−５１９５６号公報
ところで、コークス炉ガス精製時に発生する余剰安水は、Ｈ2Ｓ、ＨＣＮ、ＣＯ2などの弱酸性成分と結合した遊離アンモニアと、Ｈ2ＳＯ4、ＨＣｌなどの強酸性成分と結合した固定アンモニアを含んでいる。遊離アンモニアは熱を加えることによって分離するが、固定アンモニアは熱を加えるだけでは分離せず、苛性ソーダや消石灰などの強アルカリを加えて反応させることにより、一旦遊離アンモニアとした上で、熱を加えて分離する必要がある。
一方、近年の排水水質の規制強化に対して、余剰安水の処理によって発生する排水中の窒素濃度を一定以下に抑えるためには、遊離アンモニアだけでなく、固定アンモニアも除去することが必要になってきた。また、使用する原料炭によっては窒素分の高いものがあり、この場合は余剰安水中のアンモニア濃度が極めて高くなる。このような場合には、特許文献１や特許文献２に記載された方式では、ストリッピングされたアンモニア蒸気中のアンモニア含有量が非常に多くなるため、コンデンサーで充分な凝縮を行わせることが難しく、必然的に真空ポンプの容量が異常に大きくなって現実的な設備とならないという問題がある。
ストリッピングされたアンモニア含有蒸気には、アンモニアと水分の他にＨ2Ｓ、ＨＣＮ、ＣＯ2などの酸性ガス成分が含まれており、アンモニアと酸性ガス成分のモル比が適正である場合にはアンモニアと酸性ガスが良好に反応してアンモニア成分をコンデンサーでほとんど凝縮させることができる。しかし、そのモル比が適正な範囲から外れ、アンモニア濃度が低く、酸性ガス成分の濃度が高い場合には、酸性ガス成分過剰により凝縮装置で凝縮しない蒸気量が多くなるので、アンモニア含有蒸気を排出する真空ポンプ等の排気設備の容量を大きくする必要がある。一方、アンモニア濃度が高く、酸性ガス成分の濃度が低い場合には、大量の水分でアンモニアの濃度を下げない限り、アンモニア成分を凝縮装置で凝縮させることができないので、アンモニア含有蒸気を排出する真空ポンプ等の排気設備の容量を非常に大きくする必要がある。大量の水で薄める場合には、図７に示すシステムでは、常圧安水ストリッパー６７のスチーム使用量が増加し、図８に示すシステムでは、大量の凝縮安水がドライメーン８６経由で減圧安水ストリッパー８２に戻ってくることになり、ストリッピングのための減圧安水ストリッパー８２でのスチーム使用量が増加する。このように、アンモニア含有蒸気を大量の水で薄める場合には、図７に示すシステムおよび図８に示すシステムのいずれにおいても、大量のスチームを使用する必要があり、省エネルギーを図ることができない。
さらに、余剰安水には分離しきれなかったタール油などの油分が含まれており、これらを分離するためには特別の設備が必要となるので、一般的には油分を含んだまま処理されているが、油分に含まれるナフタリンがコンデンサーで析出してコンデンサー内のガス流路を閉塞させるトラブルが起こることがある。
本発明は従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、遊離アンモニアと固定アンモニアの除去を行うことができる経済的な余剰安水の処理方法を提供することにある。また、本発明の目的は、余剰安水に含まれる物質の析出により凝縮装置内のガス流路が閉塞することがない余剰安水の処理方法を提供することにある。
上記目的を達成するために本発明は、減圧下でストリッピングして余剰安水中のアンモニアと酸性ガスを除去した蒸気を凝縮装置で凝縮させる前に酸洗浄装置において酸性水溶液で洗浄するか、または、減圧下でストリッピングして余剰安水中のアンモニアと酸性ガスを除去した蒸気を凝縮装置で凝縮させた後、その蒸気を真空排気設備に導入する前に酸洗浄装置において酸性水溶液で洗浄することにより、真空排気設備の排気量を大幅に減少することが可能であり、真空排気設備の動力消費量を低減することができる。
また、減圧下でストリッピングして余剰安水中のアンモニアと酸性ガスを除去し、次いで、減圧安水ストリッパーから排出される蒸気を凝縮装置で凝縮させる前に油洗浄装置においてナフタリン吸収用油で洗浄するか、または、減圧下でストリッピングして余剰安水中のアンモニアと酸性ガスを除去した蒸気を凝縮装置に導入し、その凝縮装置に導入した蒸気にナフタリン吸収用油を散布することにより、凝縮装置内のガス流路がナフタリンで閉塞されることはない。
本発明は上記のとおり構成されているので、次のような効果を奏する。
（１）請求項１〜３記載の発明によれば、真空排気設備の排気量を大幅に減少することが可能であり、動力消費量の少ない経済的な余剰安水の処理方法を提供することができる。
（２）請求項４〜７記載の発明によれば、ナフタリンの析出による凝縮装置内のガス流路の閉塞がなく、安定して長期間連続運転しうる余剰安水の処理方法を提供することができる。特に、請求項７記載の発明によれば、ナフタリン吸収用油の消費量の節減を図ることができる。一般的に、余剰安水中の油分を除去するためには、そのためのデカンター、遠心分離機、吸着塔、濾過機などの大規模な設備が必要となるが、請求項４〜７記載の発明によれば、これらの設備は不要である。
（３）請求項８〜１０記載の発明によれば、動力消費量の少ない経済的な余剰安水の処理方法を提供しうるとともに、ナフタリンの析出による凝縮装置内のガス流路の閉塞のない余剰安水の処理方法を提供することができる。
（１）請求項１〜３記載の発明によれば、真空排気設備の排気量を大幅に減少することが可能であり、動力消費量の少ない経済的な余剰安水の処理方法を提供することができる。
（２）請求項４〜７記載の発明によれば、ナフタリンの析出による凝縮装置内のガス流路の閉塞がなく、安定して長期間連続運転しうる余剰安水の処理方法を提供することができる。特に、請求項７記載の発明によれば、ナフタリン吸収用油の消費量の節減を図ることができる。一般的に、余剰安水中の油分を除去するためには、そのためのデカンター、遠心分離機、吸着塔、濾過機などの大規模な設備が必要となるが、請求項４〜７記載の発明によれば、これらの設備は不要である。
（３）請求項８〜１０記載の発明によれば、動力消費量の少ない経済的な余剰安水の処理方法を提供しうるとともに、ナフタリンの析出による凝縮装置内のガス流路の閉塞のない余剰安水の処理方法を提供することができる。
すなわち、本発明の余剰安水の処理方法は、コークス炉ガス精製時に発生する余剰安水を減圧安水ストリッパーに導入し、循環熱安水の保有する熱量を利用して減圧下でストリッピングして余剰安水中のアンモニアと酸性ガスを除去し、次いで、減圧安水ストリッパーから排出される蒸気を凝縮装置で凝縮させる前に酸洗浄装置において酸性水溶液で洗浄することを特徴としている。
減圧安水ストリッパーから排出される蒸気はアンモニアと酸性ガス成分を含んでいるが、通常アンモニアの方が相当多く含まれているので、このアンモニア含有量が過多の蒸気を酸性水溶液で洗浄することにより、凝縮装置へ導入する蒸気量を減少し、必然的に凝縮装置の後方にある真空排気設備への蒸気導入量を低減することができ、真空排気設備の動力消費量を低下させることができる。
また、本発明の余剰安水の処理方法は、コークス炉ガス精製時に発生する余剰安水を減圧安水ストリッパーに導入し、循環熱安水の保有する熱量を利用して減圧下でストリッピングして余剰安水中のアンモニアと酸性ガスを除去し、次いで、減圧安水ストリッパーから排出される蒸気を凝縮装置で凝縮させた後、その蒸気を真空排気設備に導入する前に酸洗浄装置において酸性水溶液で洗浄することを特徴としている。
減圧安水ストリッパーから排出されるアンモニア含有量が過多の蒸気を真空排気設備に導入する前に酸洗浄装置において酸性水溶液で洗浄することにより、真空排気設備への蒸気導入量を低減することができ、真空排気設備の動力消費量を低下させることができる。
酸性水溶液としては、コークス炉ガス精製設備の脱アンモニア設備（図４参照）で使用されている硫酸または燐酸や、硫安回収設備で得られる硫安などを使用することができる。
酸性水溶液で洗浄に使用された後の洗浄液は、コークス炉ガス精製設備の脱アンモニア設備に送って処理することができる。このようにすれば、洗浄廃液の処理設備を設置する必要がなくなる。
酸性水溶液による洗浄において、蒸気中の酸性ガス成分合計に対するアンモニアガスのモル比を０．１〜１０または蒸気中のアンモニアガスの濃度を０．０５〜１０容積％に調整することが好ましい。上記モル比が０．１未満では、洗浄後の蒸気に過剰の酸性ガス成分が含まれるという不都合があり、０．０５容積％未満では、ドライメーン経由で大量の凝縮水が戻ってくることになる。また、モル比が１０超または濃度が１０容積％を超えると、洗浄後の蒸気に多量のアンモニアが残留するという不都合がある。この点で、上記モル比は０．５〜２．０、上記濃度は０．５〜５容積％とするのがより好ましい。
また、本発明の余剰安水の処理方法は、コークス炉ガス精製時に発生する余剰安水を減圧安水ストリッパーに導入し、循環熱安水の保有する熱量を利用して減圧下でストリッピングして余剰安水中のアンモニアと酸性ガスを除去し、次いで、減圧安水ストリッパーから排出される蒸気を凝縮装置で凝縮させる前に油洗浄装置においてナフタリン吸収用油で洗浄することを特徴としている。
減圧安水ストリッパーから排出される蒸気には、ナフタリンを含有する油分が含まれており、ナフタリン吸収用油で洗浄することにより凝縮装置内のガス流路がナフタリンで閉塞されることはない。
また、本発明の余剰安水の処理方法は、コークス炉ガス精製時に発生する余剰安水を減圧安水ストリッパーに導入し、循環熱安水の保有する熱量を利用して減圧下でストリッピングして余剰安水中のアンモニアと酸性ガスを除去し、次いで、減圧安水ストリッパーから排出される蒸気を凝縮装置に導入し、その凝縮装置に導入した蒸気にナフタリン吸収用油を散布することを特徴としている。
凝縮装置に導入した蒸気にナフタリン吸収用油を散布することにより、凝縮装置内のガス流路がナフタリンで閉塞されることはない。
ナフタリン吸収用油としては、コークス炉ガス精製設備のタール蒸留設備（図４参照）で得られるものを使用するのが好ましく、例えば、粗軽油、洗浄油などを使用することができる。
ナフタリンを吸収したナフタリン吸収用油は凝縮液とともにコークス炉ガス精製設備のドライメーン（図４参照）に送って、ガス中に蒸発させたり、タールデカンター（図４参照）にてタールとともに回収することができる。このようにすれば、洗浄廃油の処理に特別な設備を設置する必要がなくなる。
ナフタリン吸収用油の散布量は、余剰安水に含まれる油分の容積に対して０．１〜１０倍であることが好ましい。０．１倍未満では、十分にナフタリンを吸収できないという不都合があり、１０倍を超えて散布量が多すぎると、油洗浄後の蒸気または凝縮液中に多量の油分が含まれるという不都合がある。この点で、ナフタリン吸収用油の散布量は、余剰安水に含まれる油分の容積に対して０．２〜０．６倍とすることがより好ましい。
凝縮装置で凝縮された凝縮液を凝縮タンクに導入し、その凝縮タンクにおいてナフタリン吸収用油とそれ以外の成分とを比重差によって分離し、ナフタリン吸収用油を循環使用することが好ましい。少ない新油供給量で高いナフタリン除去効果を得ることができるという効果が期待できるからである。
さらに、本発明の余剰安水の処理方法は、コークス炉ガス精製時に発生する余剰安水を減圧安水ストリッパーに導入し、循環熱安水の保有する熱量を利用して減圧下でストリッピングして余剰安水中のアンモニアと酸性ガスを除去し、次いで、減圧安水ストリッパーから排出される蒸気を凝縮装置で凝縮させる前に油洗浄装置においてナフタリン吸収用油で洗浄し、ナフタリン吸収用油で洗浄された蒸気を凝縮装置で凝縮させた後、その蒸気を真空排気設備に導入する前に酸洗浄装置において酸性水溶液で洗浄することを特徴としている。
また、本発明の余剰安水の処理方法は、コークス炉ガス精製時に発生する余剰安水を減圧安水ストリッパーに導入し、循環熱安水の保有する熱量を利用して減圧下でストリッピングして余剰安水中のアンモニアと酸性ガスを除去し、次いで、減圧安水ストリッパーから排出される蒸気を凝縮装置で凝縮させる前に酸洗浄装置において酸性水溶液で洗浄し、酸性水溶液で洗浄された蒸気を凝縮装置に導入し、その凝縮装置に導入した蒸気にナフタリン吸収用油を散布することを特徴としている。
そして、本発明の余剰安水の処理方法は、コークス炉ガス精製時に発生する余剰安水を減圧安水ストリッパーに導入し、循環熱安水の保有する熱量を利用して減圧下でストリッピングして余剰安水中のアンモニアと酸性ガスを除去し、次いで、減圧安水ストリッパーから排出される蒸気を凝縮装置に導入し、その凝縮装置に導入した蒸気にナフタリン吸収用油を散布し、ナフタリン吸収用油を散布された蒸気を真空排気設備に導入する前に酸洗浄装置において酸性水溶液で洗浄することを特徴としている。
このように、アンモニア含有蒸気を真空排気設備に導入する前に酸洗浄装置において酸性水溶液で洗浄することにより、アンモニアと酸性水溶液が反応して、真空排気設備に導入される蒸気量（すなわち、真空排気設備の排気量）を低減することができ、真空排気設備の動力消費量が少なくなる。
また、アンモニア含有蒸気を凝縮装置で凝縮させる前に油洗浄装置においてナフタリン吸収用油で洗浄するか、または凝縮装置に導入したアンモニア含有蒸気にナフタリン吸収用油を散布することにより、アンモニア含有蒸気からナフタリンを確実に除去し、凝縮装置内のガス流路がナフタリンで閉塞されることはない。
以下に、本発明の実施例を図面を参照しながら説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものでなく、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲において適宜変更と修正が可能である。
（１）凝縮装置で凝縮させる前にナフタリン吸収用油でアンモニア含有蒸気を洗浄し、凝縮装置で凝縮させた後にアンモニア含有蒸気を酸性水溶液で洗浄する場合
図１は、本発明の余剰安水の処理方法の一例を示すフロー図である。図１において、１は減圧安水ストリッパーであり、この減圧安水ストリッパー１に対して、余剰安水が経路２から供給され、加熱スチームが経路３から必要に応じて供給される。４はリボイラーであり、コークス炉ガス精製設備（図４参照）から供給される熱安水（約８０℃）が経路５を循環している。減圧安水ストリッパー１の塔底液（約６０℃）はポンプ６により経路７を循環しており、約６０℃の塔底液が約８０℃の熱安水とリボイラー４にて熱交換した後、減圧下の減圧安水ストリッパー１に返送されて蒸気となり、この蒸気が経路２を経て供給される余剰安水からアンモニアを分離し、このアンモニアを含んだ蒸気（約５８℃）が塔頂部から経路８を経て排出される。従って、必ずしも経路３から減圧安水ストリッパー１に対して加熱スチームを供給する必要はなく、経路３の加熱スチームは必要に応じて補助的に供給される。なお、経路９より必要に応じて引き抜かれた処理安水は、図４に示す排水処理設備で処理される。
（１）凝縮装置で凝縮させる前にナフタリン吸収用油でアンモニア含有蒸気を洗浄し、凝縮装置で凝縮させた後にアンモニア含有蒸気を酸性水溶液で洗浄する場合
図１は、本発明の余剰安水の処理方法の一例を示すフロー図である。図１において、１は減圧安水ストリッパーであり、この減圧安水ストリッパー１に対して、余剰安水が経路２から供給され、加熱スチームが経路３から必要に応じて供給される。４はリボイラーであり、コークス炉ガス精製設備（図４参照）から供給される熱安水（約８０℃）が経路５を循環している。減圧安水ストリッパー１の塔底液（約６０℃）はポンプ６により経路７を循環しており、約６０℃の塔底液が約８０℃の熱安水とリボイラー４にて熱交換した後、減圧下の減圧安水ストリッパー１に返送されて蒸気となり、この蒸気が経路２を経て供給される余剰安水からアンモニアを分離し、このアンモニアを含んだ蒸気（約５８℃）が塔頂部から経路８を経て排出される。従って、必ずしも経路３から減圧安水ストリッパー１に対して加熱スチームを供給する必要はなく、経路３の加熱スチームは必要に応じて補助的に供給される。なお、経路９より必要に応じて引き抜かれた処理安水は、図４に示す排水処理設備で処理される。
１０は油洗浄塔であり、図４に示すコークス炉ガス精製設備のタール蒸留設備で得られる粗軽油や洗浄油などのナフタリン吸収用油が経路１１を経て油洗浄塔１０の塔頂部に供給されて、塔内底部に向けてスプレーされている。このナフタリン吸収用油が経路８を経て油洗浄塔１０に導入されるアンモニア含有蒸気の洗浄を行って、アンモニア含有蒸気中のナフタリンを吸収する。油洗浄塔１０の底部から引き抜かれた塔底液は、ポンプ１２により、経路１３と１１を経て油洗浄塔１０に返送される経路を循環するとともに、一部の塔底液は経路１４を経て上記経路５に供給され、また、他の一部の塔底液は、経路１５より引き抜かれて図４に示すコークス炉ガス精製設備の脱ナフタリン塔で処理される。
油洗浄塔１０の塔頂部から経路１６を経て排出されるアンモニア含有蒸気はコンデンサー１７に導入される。コンデンサー１７には多数の管体が鉛直方向に配置されており、この管体内にアンモニア含有蒸気が導入され、管体と管体との間の間隙に冷却水が通入されて、管体内を流通するアンモニア含有蒸気が凝縮される。１８と１９は冷却水の経路である。コンデンサー１７の底部の凝縮液はポンプ２０により経路２１を経て上記経路５に供給されている。
コンデンサー１７の底部から経路２２を経て排出されるアンモニア含有蒸気は、酸洗浄塔２３に導入される。図４に示すコークス炉ガス精製設備の硫酸製造設備で製造される硫酸または硫安回収設備で得られる硫安などの酸性水溶液が経路２４から酸洗浄塔２３の塔頂部に供給されて、塔内底部に向けてスプレーされている。この酸性水溶液が経路２２を経て酸洗浄塔２３に導入されるアンモニア含有蒸気の洗浄を行っている。酸洗浄塔２３の底部から引き抜かれた塔底液は、ポンプ２５により、経路２６と２４を経て酸洗浄塔２３に返送される経路を循環する。一部の塔底液は、経路２７より引き抜かれて図４に示すコークス炉ガス精製設備の脱アンモニア設備で処理される。
酸洗浄塔２３の塔頂部からは真空ポンプ２８により経路２９を経てアンモニア含有蒸気が引き抜かれ、このアンモニア含有蒸気は図４に示すコークス炉ガス精製設備の脱アンモニア設備で処理される。
（２）凝縮装置内の上部にナフタリン吸収用油を散布してアンモニア含有蒸気を洗浄し、凝縮装置で凝縮させた後にアンモニア含有蒸気を酸性水溶液で洗浄する場合
図２は、本発明の余剰安水の処理方法の他の一例を示すフロー図である。図１と共通する構成部分には同じ参照番号を付して説明を省略する。
（２）凝縮装置内の上部にナフタリン吸収用油を散布してアンモニア含有蒸気を洗浄し、凝縮装置で凝縮させた後にアンモニア含有蒸気を酸性水溶液で洗浄する場合
図２は、本発明の余剰安水の処理方法の他の一例を示すフロー図である。図１と共通する構成部分には同じ参照番号を付して説明を省略する。
減圧安水ストリッパー１の塔頂部から経路３０を経て排出されるアンモニア含有蒸気はコンデンサー１７に導入されるが、コンデンサー１７の塔頂部には、経路３１を経て図４に示すコークス炉ガス精製設備のタール蒸留設備で得られる粗軽油や洗浄油などのナフタリン吸収用油がミスト状に散布されている。このミスト状ナフタリン吸収用油がコンデンサー１７に導入されるアンモニア含有蒸気の洗浄を行って、アンモニア含有蒸気中のナフタリンを吸収する。この油洗浄後のアンモニア含有蒸気は、酸洗浄塔２３で上記と同じように酸洗浄される。
３２はコンデンセートタンクであり、このコンデンセートタンク３２においてナフタリン吸収用油とそれ以外の成分とを比重差によって分離し、ナフタリン吸収用油の大部分が経路３３を経て経路３１に戻されて循環使用され、一部のナフタリン吸収用油と凝縮液は経路３４を経て経路５に供給されている。
（３）凝縮装置で凝縮させる前にアンモニア含有蒸気を酸性水溶液で洗浄し、凝縮装置内の上部にナフタリン吸収用油を散布してアンモニア含有蒸気を洗浄する場合
図３は、本発明の余剰安水の処理方法のさらに他の一例を示すフロー図である。図１、図２と共通する構成部分には同じ参照番号を付して説明を省略する。
（３）凝縮装置で凝縮させる前にアンモニア含有蒸気を酸性水溶液で洗浄し、凝縮装置内の上部にナフタリン吸収用油を散布してアンモニア含有蒸気を洗浄する場合
図３は、本発明の余剰安水の処理方法のさらに他の一例を示すフロー図である。図１、図２と共通する構成部分には同じ参照番号を付して説明を省略する。
減圧安水ストリッパー１の塔頂部から経路８を経て排出されるアンモニア含有蒸気は、酸洗浄塔２３で上記と同じように酸洗浄された後、コンデンサー１７に導入され、コンデンサー１７の塔頂部においてミスト状に散布されるナフタリン吸収用油により洗浄される。
（４）コークス炉ガス精製設備のフロー
一般的なコークス炉ガス精製設備のフローの一例を図４に示す。
（５）余剰安水の具体的な処理例
以下に、余剰安水の具体的な処理例を説明する。
ａ．余剰安水の性状
処理量 ７０トン／hr
組成 遊離アンモニア ３２００ppm
固定アンモニア ３０００ppm
ＣＯ2 １２００ppm
Ｈ2Ｓ １５０ppm
ＨＣＮ １１０ppm
油分 ２００ppm
ｂ．従来の処理方法で処理した場合
(1) 従来の処理方法１
図６に示す処理システムにおいて、上記性状の余剰安水に苛性ソーダ水溶液を加えて固定アンモニアを分解した後、減圧安水ストリッパー５３に供給した。また、約８０℃の熱安水を熱源としてリボイラー５２に供給して、４００００００kcal／hrの熱を供給した。
（４）コークス炉ガス精製設備のフロー
一般的なコークス炉ガス精製設備のフローの一例を図４に示す。
（５）余剰安水の具体的な処理例
以下に、余剰安水の具体的な処理例を説明する。
ａ．余剰安水の性状
処理量 ７０トン／hr
組成 遊離アンモニア ３２００ppm
固定アンモニア ３０００ppm
ＣＯ2 １２００ppm
Ｈ2Ｓ １５０ppm
ＨＣＮ １１０ppm
油分 ２００ppm
ｂ．従来の処理方法で処理した場合
(1) 従来の処理方法１
図６に示す処理システムにおいて、上記性状の余剰安水に苛性ソーダ水溶液を加えて固定アンモニアを分解した後、減圧安水ストリッパー５３に供給した。また、約８０℃の熱安水を熱源としてリボイラー５２に供給して、４００００００kcal／hrの熱を供給した。
減圧安水ストリッパー５３の運転条件は、下記のとおりである。
塔底圧力 １５０Torr
塔底温度 ６０℃
塔頂圧力 １２０Torr
塔頂温度 ５８℃
また、コンデンサー５６の運転条件は、下記のとおりである。
塔底温度 ６０℃
塔頂圧力 １２０Torr
塔頂温度 ５８℃
また、コンデンサー５６の運転条件は、下記のとおりである。
内部圧力 １１０Torr
冷却温度 ４５℃
その結果、約１ヶ月、上記条件で運転することにより、経路５８を経て排出される処理安水のアンモニア濃度は５５０ppm となったが、真空ポンプ５７の排気量は、１１０ｍ3／minと非常に多く、真空ポンプ５７の動力は２５０ｋＷと極めて大きなものとなった。なお、コンデンサー５６の冷却温度が４５℃であったため、コンデンサー５６内でナフタリンが析出することはなく、コンデンサー５６内のガス流路がナフタリンで閉塞されることはなかった。
(2) 従来の処理方法２
図６に示す処理システムにおいて、コンデンサー５６の冷却温度を３５℃とした以外は、上記性状の余剰安水を従来の処理方法１と同じ条件で処理した。コンデンサー５６の冷却温度を３５℃と低くしたため、コンデンサー５６で凝縮するガス量が増え、真空ポンプ５７の排気量と動力は、それぞれ６ｍ3／min 、１５ｋＷと低くなった。しかし、コンデンサー５６の冷却温度が３５℃と低かったため、コンデンサー５６内でナフタリンが析出し、コンデンサー５６内のガス流路がナフタリンで閉塞されたので、約５時間しか連続運転できなかった。
冷却温度 ４５℃
その結果、約１ヶ月、上記条件で運転することにより、経路５８を経て排出される処理安水のアンモニア濃度は５５０ppm となったが、真空ポンプ５７の排気量は、１１０ｍ3／minと非常に多く、真空ポンプ５７の動力は２５０ｋＷと極めて大きなものとなった。なお、コンデンサー５６の冷却温度が４５℃であったため、コンデンサー５６内でナフタリンが析出することはなく、コンデンサー５６内のガス流路がナフタリンで閉塞されることはなかった。
(2) 従来の処理方法２
図６に示す処理システムにおいて、コンデンサー５６の冷却温度を３５℃とした以外は、上記性状の余剰安水を従来の処理方法１と同じ条件で処理した。コンデンサー５６の冷却温度を３５℃と低くしたため、コンデンサー５６で凝縮するガス量が増え、真空ポンプ５７の排気量と動力は、それぞれ６ｍ3／min 、１５ｋＷと低くなった。しかし、コンデンサー５６の冷却温度が３５℃と低かったため、コンデンサー５６内でナフタリンが析出し、コンデンサー５６内のガス流路がナフタリンで閉塞されたので、約５時間しか連続運転できなかった。
なお、経路５８を経て排出される処理安水のアンモニア濃度は５５０ppm であった。
ｃ．本発明の処理方法で処理した場合
(1) 本発明の処理方法１
図３に示す処理システムにおいて、上記性状の余剰安水に対して減圧ストリッパーとコンデンサーを従来の処理方法１と同じ条件で運転し、酸洗浄塔２３の塔頂部に経路２４を経て図４に示すコークス炉ガス精製設備の硫安回収設備で得られる４０重量％の硫安水溶液（ｐＨ＝２〜３）を供給し、酸洗浄塔２３内のアンモニア含有蒸気中のアンモニアのモル数の酸性ガス成分合計（Ｈ2ＳとＨＣＮとＣＯ2）のモル数に対する比率を３．５に調整した。その結果、アンモニアと酸性ガス成分との反応が良好に行われ、酸洗浄塔２３の塔頂部から経路３５を経て排出される蒸気量を低減することができ、真空ポンプ２９の排気量は４．５ｍ3／min 、真空ポンプ２９の動力は１１ｋＷとなり、真空ポンプ２９の動力は従来の処理方法２よりさらに低くなった。
ｃ．本発明の処理方法で処理した場合
(1) 本発明の処理方法１
図３に示す処理システムにおいて、上記性状の余剰安水に対して減圧ストリッパーとコンデンサーを従来の処理方法１と同じ条件で運転し、酸洗浄塔２３の塔頂部に経路２４を経て図４に示すコークス炉ガス精製設備の硫安回収設備で得られる４０重量％の硫安水溶液（ｐＨ＝２〜３）を供給し、酸洗浄塔２３内のアンモニア含有蒸気中のアンモニアのモル数の酸性ガス成分合計（Ｈ2ＳとＨＣＮとＣＯ2）のモル数に対する比率を３．５に調整した。その結果、アンモニアと酸性ガス成分との反応が良好に行われ、酸洗浄塔２３の塔頂部から経路３５を経て排出される蒸気量を低減することができ、真空ポンプ２９の排気量は４．５ｍ3／min 、真空ポンプ２９の動力は１１ｋＷとなり、真空ポンプ２９の動力は従来の処理方法２よりさらに低くなった。
なお、経路９を経て排出される処理安水のアンモニア濃度は５５０ppm であった。この場合、コンデンサー１７の塔頂部にはナフタリン吸収用油を散布しなかったが、コンデンサー１７内の蒸気流通管体内がナフタリンで閉塞されるというトラブルはなかった。
洗浄に使用された硫安水溶液は、経路２７から図４に示すコークス炉ガス精製設備の硫安回収設備に送って処理した。
(2) 本発明の処理方法２
図２に示す処理システムにおいて、上記性状の余剰安水に対して減圧ストリッパーとコンデンサーを従来の処理方法１と同じ条件で運転し、酸洗浄塔２３の塔頂部に経路２４を経て図４に示すコークス炉ガス精製設備の硫安回収設備で得られる４０重量％の硫安水溶液（ｐＨ＝２〜３）を供給し、酸洗浄塔２３内のアンモニア含有蒸気中のアンモニアのモル数の酸性ガス成分合計（Ｈ2ＳとＨＣＮとＣＯ2）のモル数に対する比率を３．５に調整した。その結果、アンモニアと酸性ガス成分との反応が良好に行われ、酸洗浄塔２３の塔頂部から経路２８を経て排出される蒸気量を低減することができ、真空ポンプ２９の排気量は３．６ｍ3／min 、真空ポンプ２９の動力は９ｋＷとなり、真空ポンプ２９の動力は本発明の処理方法１よりさらに低くなった。
(2) 本発明の処理方法２
図２に示す処理システムにおいて、上記性状の余剰安水に対して減圧ストリッパーとコンデンサーを従来の処理方法１と同じ条件で運転し、酸洗浄塔２３の塔頂部に経路２４を経て図４に示すコークス炉ガス精製設備の硫安回収設備で得られる４０重量％の硫安水溶液（ｐＨ＝２〜３）を供給し、酸洗浄塔２３内のアンモニア含有蒸気中のアンモニアのモル数の酸性ガス成分合計（Ｈ2ＳとＨＣＮとＣＯ2）のモル数に対する比率を３．５に調整した。その結果、アンモニアと酸性ガス成分との反応が良好に行われ、酸洗浄塔２３の塔頂部から経路２８を経て排出される蒸気量を低減することができ、真空ポンプ２９の排気量は３．６ｍ3／min 、真空ポンプ２９の動力は９ｋＷとなり、真空ポンプ２９の動力は本発明の処理方法１よりさらに低くなった。
なお、経路９を経て排出される処理安水のアンモニア濃度は５５０ppm であった。この場合、コンデンサー１７の塔頂部にはナフタリン吸収用油を散布しなかったが、コンデンサー１７内の蒸気流通管体内がナフタリンで閉塞されるというトラブルはなかった。
洗浄に使用された硫安水溶液は、経路２７から図４に示すコークス炉ガス精製設備の硫安回収設備に送って処理した。
(3) 本発明の処理方法３
図２に示す処理システムにおいて、コンデンサー１７の冷却温度を３５℃とした以外は、上記性状の余剰安水に対して減圧ストリッパーとコンデンサーを従来の処理方法１と同じ条件で運転し、且つ、コンデンサー１７の塔頂部に経路３１を経て図４に示すコークス炉ガス精製設備のタール蒸留設備で得られる洗浄油を５リットル／hrの流量（ナフタリン吸収用油＝余剰安水に含まれる油分の容積の０．３５倍）でミスト状に散布した。また、酸洗浄塔２３の塔頂部に経路２４を経て図４に示すコークス炉ガス精製設備の硫安回収設備で得られる４０重量％の硫安水溶液（ｐＨ＝２〜３）を供給し、酸洗浄塔２３内のアンモニア含有蒸気中のアンモニアのモル数の酸性ガス成分合計（Ｈ2ＳとＨＣＮとＣＯ2）のモル数に対する比率を３．５に調整した。
(3) 本発明の処理方法３
図２に示す処理システムにおいて、コンデンサー１７の冷却温度を３５℃とした以外は、上記性状の余剰安水に対して減圧ストリッパーとコンデンサーを従来の処理方法１と同じ条件で運転し、且つ、コンデンサー１７の塔頂部に経路３１を経て図４に示すコークス炉ガス精製設備のタール蒸留設備で得られる洗浄油を５リットル／hrの流量（ナフタリン吸収用油＝余剰安水に含まれる油分の容積の０．３５倍）でミスト状に散布した。また、酸洗浄塔２３の塔頂部に経路２４を経て図４に示すコークス炉ガス精製設備の硫安回収設備で得られる４０重量％の硫安水溶液（ｐＨ＝２〜３）を供給し、酸洗浄塔２３内のアンモニア含有蒸気中のアンモニアのモル数の酸性ガス成分合計（Ｈ2ＳとＨＣＮとＣＯ2）のモル数に対する比率を３．５に調整した。
コンデンサー１７の冷却温度を低くしたことによるアンモニア含有蒸気の凝縮率の向上と酸洗浄との相乗効果により、酸洗浄塔２３の塔頂部から経路２８を経て排出される蒸気量を大きく低減することができ、真空ポンプ２９の排気量は１．８ｍ3／min 、真空ポンプ２９の動力は４．５ｋＷとなり、真空ポンプ２９の動力は本発明の処理方法２よりさらに低くなった。
なお、経路９を経て排出される処理安水のアンモニア濃度は５５０ppm であった。この場合、コンデンサー１７の蒸気流通管体内がナフタリンで閉塞されるというトラブルは全くなく、安定した連続運転が可能であった。
また、コンデンサー１７の塔頂部に散布された洗浄油をコンデンセートタンク３２を経て回収して循環使用するのではなく、コンデンサー１７の凝縮液とともに熱安水に混入して経路３６より図４に示すコークス炉ガス精製設備のドライメーンに送って処理することにより、洗浄油をタールとして回収し、タール蒸留設備で洗浄油として回収することもできる。
１ 減圧安水ストリッパー
２ 経路
３ 経路
４ リボイラー
５ 経路
６ ポンプ
７ 経路
８ 経路
９ 経路
１０ 油洗浄塔
１１ 経路
１２ ポンプ
１３ 経路
１４ 経路
１５ 経路
１６ 経路
１７ コンデンサー
１８ 冷却水の経路
１９ 冷却水の経路
２０ ポンプ
２１ 経路
２２ 経路
２３ 酸洗浄塔
２４ 経路
２５ ポンプ
２６ 経路
２７ 経路
２８ 真空ポンプ
２９ 経路
３０ 経路
３１ 経路
３２ コンデンセートタンク
３３ 経路
３４ 経路
３５ 経路
３６ 経路
４１ 熱交換器
４２ 経路
４３ 常圧安水ストリッパー
４４ 経路
４５ 経路
４６ リボイラー
４７ 経路
４８ コンデンサー
５１ 経路
５２ リボイラー
５３ 減圧安水ストリッパー
５４ 経路
５５ 経路
５６ コンデンサー
５７ 真空ポンプ
６１ 経路
６２ 減圧安水ストリッパー
６３ 経路
６４ リボイラー
６５ コンデンサー
６６ コンデンセートタンク
６７ 常圧安水ストリッパー
６８ 熱交換器
６９ 真空ポンプ
７０ コンデンサー
７１ クーラー
８１ 経路
８２ 減圧安水ストリッパー
８３ リボイラー
８４ コンデンサー
８５ コンデンセートタンク
８６ ドライメーン
８７ コークス炉
８８ タールデカンター
８９ 真空ポンプ
９０ クーラー
２ 経路
３ 経路
４ リボイラー
５ 経路
６ ポンプ
７ 経路
８ 経路
９ 経路
１０ 油洗浄塔
１１ 経路
１２ ポンプ
１３ 経路
１４ 経路
１５ 経路
１６ 経路
１７ コンデンサー
１８ 冷却水の経路
１９ 冷却水の経路
２０ ポンプ
２１ 経路
２２ 経路
２３ 酸洗浄塔
２４ 経路
２５ ポンプ
２６ 経路
２７ 経路
２８ 真空ポンプ
２９ 経路
３０ 経路
３１ 経路
３２ コンデンセートタンク
３３ 経路
３４ 経路
３５ 経路
３６ 経路
４１ 熱交換器
４２ 経路
４３ 常圧安水ストリッパー
４４ 経路
４５ 経路
４６ リボイラー
４７ 経路
４８ コンデンサー
５１ 経路
５２ リボイラー
５３ 減圧安水ストリッパー
５４ 経路
５５ 経路
５６ コンデンサー
５７ 真空ポンプ
６１ 経路
６２ 減圧安水ストリッパー
６３ 経路
６４ リボイラー
６５ コンデンサー
６６ コンデンセートタンク
６７ 常圧安水ストリッパー
６８ 熱交換器
６９ 真空ポンプ
７０ コンデンサー
７１ クーラー
８１ 経路
８２ 減圧安水ストリッパー
８３ リボイラー
８４ コンデンサー
８５ コンデンセートタンク
８６ ドライメーン
８７ コークス炉
８８ タールデカンター
８９ 真空ポンプ
９０ クーラー
Claims (10)
- コークス炉ガス精製時に発生する余剰安水を減圧安水ストリッパーに導入し、循環熱安水の保有する熱量を利用して減圧下でストリッピングして余剰安水中のアンモニアと酸性ガスを除去し、次いで、減圧安水ストリッパーから排出される蒸気を凝縮装置で凝縮させる前に酸洗浄装置において酸性水溶液で洗浄することを特徴とする余剰安水の処理方法。
- コークス炉ガス精製時に発生する余剰安水を減圧安水ストリッパーに導入し、循環熱安水の保有する熱量を利用して減圧下でストリッピングして余剰安水中のアンモニアと酸性ガスを除去し、次いで、減圧安水ストリッパーから排出される蒸気を凝縮装置で凝縮させた後、その蒸気を真空排気設備に導入する前に酸洗浄装置において酸性水溶液で洗浄することを特徴とする余剰安水の処理方法。
- 酸性水溶液による洗浄において、蒸気中の酸性ガス成分合計に対するアンモニアガスのモル比を０．１〜１０または蒸気中のアンモニアガスの濃度を０．０５〜１０容積％に調整することを特徴とする請求項１または２記載の余剰安水の処理方法。
- コークス炉ガス精製時に発生する余剰安水を減圧安水ストリッパーに導入し、循環熱安水の保有する熱量を利用して減圧下でストリッピングして余剰安水中のアンモニアと酸性ガスを除去し、次いで、減圧安水ストリッパーから排出される蒸気を凝縮装置で凝縮させる前に油洗浄装置においてナフタリン吸収用油で洗浄することを特徴とする余剰安水の処理方法。
- コークス炉ガス精製時に発生する余剰安水を減圧安水ストリッパーに導入し、循環熱安水の保有する熱量を利用して減圧下でストリッピングして余剰安水中のアンモニアと酸性ガスを除去し、次いで、減圧安水ストリッパーから排出される蒸気を凝縮装置に導入し、その凝縮装置に導入した蒸気にナフタリン吸収用油を散布することを特徴とする余剰安水の処理方法。
- ナフタリン吸収用油の散布量が、余剰安水に含まれる油分の容積に対して０．１〜１０倍であることを特徴とする請求項５記載の余剰安水の処理方法。
- 凝縮装置で凝縮された凝縮液を凝縮タンクに導入し、その凝縮タンクにおいてナフタリン吸収用油とそれ以外の成分とを比重差によって分離し、ナフタリン吸収用油を循環使用することを特徴とする請求項５または６記載の余剰安水の処理方法。
- コークス炉ガス精製時に発生する余剰安水を減圧安水ストリッパーに導入し、循環熱安水の保有する熱量を利用して減圧下でストリッピングして余剰安水中のアンモニアと酸性ガスを除去し、次いで、減圧安水ストリッパーから排出される蒸気を凝縮装置で凝縮させる前に油洗浄装置においてナフタリン吸収用油で洗浄し、ナフタリン吸収用油で洗浄された蒸気を凝縮装置で凝縮させた後、その蒸気を真空排気設備に導入する前に酸洗浄装置において酸性水溶液で洗浄することを特徴とする余剰安水の処理方法。
- コークス炉ガス精製時に発生する余剰安水を減圧安水ストリッパーに導入し、循環熱安水の保有する熱量を利用して減圧下でストリッピングして余剰安水中のアンモニアと酸性ガスを除去し、次いで、減圧安水ストリッパーから排出される蒸気を凝縮装置で凝縮させる前に酸洗浄装置において酸性水溶液で洗浄し、酸性水溶液で洗浄された蒸気を凝縮装置に導入し、その凝縮装置に導入した蒸気にナフタリン吸収用油を散布することを特徴とする余剰安水の処理方法。
- コークス炉ガス精製時に発生する余剰安水を減圧安水ストリッパーに導入し、循環熱安水の保有する熱量を利用して減圧下でストリッピングして余剰安水中のアンモニアと酸性ガスを除去し、次いで、減圧安水ストリッパーから排出される蒸気を凝縮装置に導入し、その凝縮装置に導入した蒸気にナフタリン吸収用油を散布し、ナフタリン吸収用油を散布された蒸気を真空排気設備に導入する前に酸洗浄装置において酸性水溶液で洗浄することを特徴とする余剰安水の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004023665A JP2005213436A (ja) | 2004-01-30 | 2004-01-30 | 余剰安水の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004023665A JP2005213436A (ja) | 2004-01-30 | 2004-01-30 | 余剰安水の処理方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP2005213436A true JP2005213436A (ja) | 2005-08-11 |
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|---|---|
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009057415A (ja) * | 2007-08-30 | 2009-03-19 | Mitsubishi Chemicals Corp | ガスの精製方法 |
| JP2011078951A (ja) * | 2009-10-09 | 2011-04-21 | Kawasaki Engineering Co Ltd | 余剰安水の処理方法および処理設備 |
| CN105236609A (zh) * | 2015-09-11 | 2016-01-13 | 浙江南化防腐设备有限公司 | 一种高效氨氮吹脱与合成乌洛托品闭环处理系统 |
| JP2016112516A (ja) * | 2014-12-16 | 2016-06-23 | Ｊｆｅケミカル株式会社 | 余剰安水の処理方法 |
| CN109848123A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-06-07 | 国电泉州热电有限公司 | 一种氨站化学清洗方法 |
-
2004
- 2004-01-30 JP JP2004023665A patent/JP2005213436A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2011078951A (ja) * | 2009-10-09 | 2011-04-21 | Kawasaki Engineering Co Ltd | 余剰安水の処理方法および処理設備 |
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