JP2005319369A

JP2005319369A - アンモニア分解除去装置

Info

Publication number: JP2005319369A
Application number: JP2004138155A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kawazoe; 博川添; Masahiro Kawamoto; 昌弘河本; Hiroshi Ichiyanagi; 宏一柳; Toshifumi Mukai; 利文向井; Hirobumi Yoshikawa; 博文吉川
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2004-05-07
Filing date: 2004-05-07
Publication date: 2005-11-17
Anticipated expiration: 2024-05-07
Also published as: JP4391879B2

Abstract

【課題】複数の排出先からの性状の異なるＮＨ₃含有排水を一つの装置で効率よくかつ連続的に処理できるＮＨ₃分解除去装置を提供する。
【解決手段】(1) ＮＨ₃含有排水中のＮＨ₃成分をストリッピング法により気相中に分離させる放散塔7 と、該放散塔7 で分離されたＮＨ₃を分解する触媒分解塔24とを備えたＮＨ₃分解除去装置において、前記放散塔7 の前段に、性状の異なるＮＨ₃含有排水を別々に貯留する複数の調整タンク3A,3B と、各調整タンクに貯留されたＮＨ₃含有排水量をそれぞれ検知する排水量検知手段9A,9B と、前記一の貯留タンク内のＮＨ₃含有排水量が所定値以下となったときに該貯留タンク内の排水の放散塔への供給を停止して他の貯留タンクに貯留されたＮＨ₃含有排水を該放散塔に供給する排水切替手段5A,5B とを設け、性状の異なるＮＨ₃含有排水を別々にかつ連続的に処理するようにしたＮＨ₃分解除去装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の排出先から供給される性状の異なるアンモニア含有排水を一つの除去装置で効率よくかつ連続的に処理するのに好適なアンモニア分解除去装置に関する。

各種設備から排出される高濃度のアンモニア成分を含む排水は、アンモニアストリッピング法により効率的に分解・除去することができる（例えば、特許文献１）。
図３は、従来のアンモニアストリッピング法によるアンモニア分解除去装置の説明図である。この装置は、処理対象のアンモニア含有排水のｐＨを調整する調整タンク３と、ｐＨが調整された排水中のアンモニアを遊離させる放散塔７と、該放散塔７で遊離したアンモニアを触媒に接触させて無害なＮ₂とＨ₂Ｏに分解する触媒分解塔２４とを備える。
このような装置において、アンモニア含有排水１は、一旦、調整タンク３に供給され、アルカリ供給ライン２により供給されるアルカリによりｐＨが調整された後、排水加熱器５により７０〜８０℃に加熱されて放散塔７の上部に供給される。供給されるアンモニア含有排水１の流量は、排水流量発信器１０からの信号に基づいて排水流量指示調節計９により排水流量調節弁１１の開度を調節することにより行われる。放散塔７の内部には充填材８が充填され、また放散塔７の底部からは蒸気１４と空気１５がそれぞれのラインから吹き込まれ、該放散塔を落下するアンモニア含有排水１は、充填材８を落下する途中で上昇する蒸気１４および空気１５と効率よく接触してアンモニアを遊離させる。アンモニア含有ガスは、放散塔７上部から抜き出され、触媒分解塔２４に供給される。なお、放散塔７の底部に供給する蒸気１４と空気１５はいずれか一を供給してもよい。

触媒分解塔２４に供給するアンモニア含有ガスは、ガスガスヒータ１８を経て加熱された希釈空気によりアンモニア濃度約１０，０００ｐｐｍ（乾燥ベース）程度に調整された後、電気ヒータ２０により必要な温度（３５０℃）にまで昇温される。触媒分解塔２４には、アンモニア分解触媒２１が設置されており、アンモニアは該触媒を通過することにより無害なＮ₂とＨ₂Ｏに分解除去される。触媒分解塔２４を通過して分解除去された浄化ガス１９は、再度、ガスガスヒータ１８を通過して４０〜５０℃に冷却された後、大気に放出される。
アンモニア分解触媒２１は、アンモニアの酸化作用とＮＯｘの脱硝作用とを合わせ持ち、下記の反応により、アンモニア酸化触媒上でアンモニアを酸化してＮＯが発生させ、さらに該ＮＯをその近傍に存在するＮＨ₃と反応させてＮ₂とＨ₂Ｏを生成させるため、ＮＯ生成率を低く抑えることが可能となる。
＜アンモニア酸化触媒成分＞
ＮＨ₂＋5/4 Ｏ₂→ＮＯ＋3/2 Ｈ₂Ｏ
＜脱硝触媒成分＞
ＮＨ₃＋ＮＯ＋1/4 Ｏ₂→Ｎ₂＋3/2 Ｈ₂Ｏ

放散塔７でアンモニアが除去された処理水１６は、放散塔７底部から抜き出されて排水加熱器５を通過して冷却された後、系外に排出される。放散塔７からの処理水１７の抜出し量は、放散塔レベル発信器２６により放散塔７の底部に貯留した処理水量が測定され、その測定信号に基づいて放散塔レベル指示調節計２７によりその抜出し量が算出され、これに基づいて処理水流量調節弁２５の調整により調節される。
特開２００２−５２３７９号公報

上記従来のアンモニアストリッピング法に基づくアンモニア分解除去装置においては、複数の排出先からの性状の異なるアンモニア含有排水を一括して処理する場合、効率的な処理ができないという問題があった。
例えば、半導体製造設備から排出されるアンモニア含有排水には、アンモニアとともに過酸化水素が多く含まれている。この過酸化水素を含むアンモニア含有排水が、放散塔上部に供給されると、発泡して水酸化ナトリウムを含んだミストを発生させる。このミスト中の水酸化ナトリウムは、空気中のＣＯ₂と反応してＮａ₂ＣＯ₃となって固体粒子を形成し、触媒上に堆積するため、調整タンクにおける水酸化ナトリム添加量を最小に抑えることが必要となる。

一方、アンモニア含有排水の一種であるスクラバー排水は、前段のスクラバーにおいて硫酸を用いてアンモニア分の捕集を行っているために、排水のｐＨが２〜３と強酸性を示すため、調整タンクでは、水酸化ナトリム（１〜４ｇ／Ｌ）を多量に添加して排水のｐＨを１１前後に調整する必要がある。
このような性状の異なるアンモニア含有排水を一括して処理した場合、ｐＨ調整のために多量の水酸化ナトリウムを添加する必要があるが、同時に過酸化水素の発泡により生じるミスト成分によってアンモニア含有ガス中に多量のＮａ₂ＣＯ₃を生じ、これが後流のアンモニア分解触媒上に堆積して触媒性能を低下させ、連続運転ができなくなるという問題を発生させる。

本発明の課題は、上記技術の問題点を解決し、複数の排出先からの性状の異なるアンモニア含有排水を一つのアンモニア分解除去装置で効率よくかつ連続的に処理することができるアンモニア分解除去装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本願で特許請求される発明は以下の通りである。
（１）アンモニア含有排水中のアンモニア成分をストリッピング法により気相中に分離する放散塔と、該放散塔で分離されたアンモニアを分解する触媒分解塔とを備えたアンモニア分解除去装置において、前記放散塔の前段に、性状の異なるアンモニア含有排水を別々に貯留する複数の調整タンクと、各調整タンクに貯留されたアンモニア含有排水量をそれぞれ検知する排水量検知手段と、前記一の貯留タンク内のアンモニア含有排水量が所定値以下となったときに該貯留タンク内の排水の放散塔への供給を停止して他の貯留タンクに貯留されたアンモニア含有排水を該放散塔に供給する排水切替手段とを設け、性状の異なるアンモニア含有排水を別々にかつ連続的に処理するようにしたことを特徴とするアンモニア分解除去装置。

（２）前記性状の異なるアンモニア含有排水が、硫酸アンモニウムを含む排水および過酸化水素を含む排水であることを特徴とする（１）に記載の装置。
（３）前記放散塔底部から排出する処理水に過酸化水素を分解する薬剤を添加して該処理水中の過酸化水素濃度を低減させる手段を設けたことを特徴とする（１）または（２）に記載の装置。
（４）前記過酸化水素を分解する薬剤が、水酸化ナトリウム、過酸化水素分解酵素および活性炭のいずれか一つであることを特徴とする（３）に記載の装置。

本発明によれば、複数の排出先から供給された性状の異なるアンモニア含有排水を別々の調整タンクに貯留して調整し、これらの各排水を排水切替手段を介して別々にかつ連続的に処理することができるため、安定した排水処理を長期に渡り行うことができる。

以下、本発明を図面により説明する。
図１は、本発明の一実施例を示すアンモニア分解除去装置の説明図である。
図１において、図３の従来装置と異なる点は、過酸化水素を含むアンモニア含有排水１Ａと、硫安（硫酸アンモニウム）を含むアンモニア含有排水１Ｂをそれぞれ貯留する貯留タンク３Ａ、３Ｂと、貯留タンク３Ａ、３Ｂにアルカリをそれぞれ供給するアルカリ供給ライン２Ａ、２Ｂと、貯留タンク３Ａ、３Ｂに貯留された排水のｐＨをそれぞれ測定するｐＨ計１２Ａ、１２Ｂと、該ｐＨ値に基づいてアルカリ供給量をそれぞれ調整するｐＨ指示調節計１３Ａ、１３Ｂと、貯留タンク３Ａ、３Ｂに貯留された排水量をそれぞれ検知する調整タンクレベル発信器４Ａ、４Ｂと、該発信器の信号に基づいて放散塔７へのアンモニア含有排水１Ａ、１Ｂの供給をそれぞれ停止または開始する遮断弁５Ａ、５Ｂと、アンモニア含有排水１Ａ、１Ｂを放散塔７に供給する配管内を洗浄水により洗浄する洗浄水供給ライン１６とを設けた点である。

このような構成において、過酸化水素を含むアンモニア含有排水１Ａは貯留タンク３Ａに、硫安を含むアンモニア含有排水１Ｂは３Ｂに貯留され、それぞれの排水１Ａ、１ＢのｐＨがｐＨ計１２Ａ、１２Ｂにより測定され、該測定値に基づいてｐＨ指示調節計１３Ａ、１３Ｂにより算出されたそれぞれの量のアルカリ（５％ＮａＯＨ）が供給され、排水のｐＨが１１程度になるように調整される。その後、遮断弁５Ｂを遮断した状態で遮断弁５Ａを開き、貯留タンク３Ａに貯留されたアンモニア含有排水１Ａのみを放散塔７に供給して排水処理を図３の装置の場合と同様に開始する。該貯留タンク３Ａに貯留されたアンモニア含有排水１Ａの排水量が調整タンクレベル発信器４Ａにより測定され、該測定値が所定値以下となった時点で、遮断弁５Ａを遮断してアンモニア含有排水１Ａの放散塔７への供給を停止し、洗浄水供給ライン１６を介して洗浄水を配管内に供給し、配管内に残留するアンモニア含有排水１Ａの洗浄を一定時間行った後、遮断弁５Ｂを開き、貯留タンク３Ｂに貯留されたアンモニア含有排水１Ｂを放散塔７に供給し、放散塔７での排水処理と、触媒分解塔２４でのアンモニア分解処理を同様に連続して行う。

このような装置を用いてアンモニア含有排水の処理を行うことにより、性状の異なったアンモニア含有排水を別々にかつ連続して処理することができるため、それぞれの排水に含まれる成分に阻害されることなく、安定した排水の処理を長期に渡り行うことができる。なお、貯留タンク、排水量検知手段、排水切替手段等は、アンモニア含有排水の性状の種類に応じて２以上設置することができる。

図２は、本発明の他の実施例を示すアンモニア分解除去装置の説明図である。この装置において、図１の装置と異なる点は、放散塔７の底部にアルカリ供給ライン２２を設け、過酸化水素を含むアンモニア含有排水１Ａの処理に際し、放散塔７の底部に貯留された処理水にアルカリ分を供給して処理水中の過酸化水素を分解してその濃度を低減させるようにした点である。
この装置によれば、過酸化水素を含む排水の処理を行う際に、貯留タンクに供給するアルカリ量を最小限に抑えてアンモニア含有排水のｐＨを調整することができるため、放散塔上部で発生するミストに同伴して移動するアルカリ成分量を低減することができ、アンモニア分解触媒へのＮａ₂ＣＯ₃の堆積を防止することができる。放散塔底部に供給するアルカリとしては一般的には水酸化ナトリウムが用いられるが、過酸化水素を分解する薬剤、例えば過酸化分解酵素や活性炭を用いることができ、これらを単独でまたは併用して用いることもできる。

本発明のアンモニア分解除去装置によれば、複数の排出先から供給される性状の異なるアンモニア含有排水を一つの除去装置で効率よくかつ連続的に処理することができ、環境対策に貢献できる。

本発明の一実施例を示すアンモニア分解除去装置の説明図。本発明の他の実施例を示すアンモニア分解除去装置の説明図。従来技術によるアンモニア分解除去装置の説明図。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ…アンモニア含有排水、２，２Ａ，２Ｂ…アルカリ供給ライン、３，３Ａ，３Ｂ…調整タンク、４Ａ，４Ｂ…調整タンクレベル発信器、５Ａ，５Ｂ…遮断弁、６…排水加熱器、７…放散塔、８…充填剤、９，９Ａ，９Ｂ…排水流量指示調節計、１０，１０Ａ，１０Ｂ…排水流量発信器、１１，１１Ａ，１１Ｂ…排水流量調節弁、１２Ａ，１２Ｂ…ｐＨ計、１３Ａ，１３Ｂ…ｐＨ指示調節計、１４…蒸気、１５…空気、１６…洗浄水供給ライン、１７…処理水、１８…ガスガスヒータ、１９…浄化ガス、２０…電気ヒータ、２１…アンモニア分解触媒、２２…アルカリ供給ライン、２４…触媒分解塔、２６…放散塔レベル発信器、２７…放散塔レベル指示調節計、２８…処理水流量調節弁。

Claims

アンモニア含有排水中のアンモニア成分をストリッピング法により気相中に分離する放散塔と、該放散塔で分離されたアンモニアを分解する触媒分解塔とを備えたアンモニア分解除去装置において、前記放散塔の前段に、性状の異なるアンモニア含有排水を別々に貯留する複数の調整タンクと、各調整タンクに貯留されたアンモニア含有排水量をそれぞれ検知する排水量検知手段と、前記一の貯留タンク内のアンモニア含有排水量が所定値以下となったときに該貯留タンク内の排水の放散塔への供給を停止して他の貯留タンクに貯留されたアンモニア含有排水を該放散塔に供給する排水切替手段とを設け、性状の異なるアンモニア含有排水を別々にかつ連続的に処理するようにしたことを特徴とするアンモニア分解除去装置。
前記性状の異なるアンモニア含有排水が、硫酸アンモニウムを含む排水および過酸化水素を含む排水であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
前記放散塔底部から排出する処理水に過酸化水素を分解する薬剤を添加して該処理水中の過酸化水素濃度を低減させる手段を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
前記過酸化水素を分解する薬剤が、水酸化ナトリウム、過酸化水素分解酵素および活性炭のいずれか一つであることを特徴とする請求項３に記載の装置。