JP2019151698A - ハイドロカーボン回収設備 - Google Patents

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Abstract

【課題】低コストで連続的にガス中のハイドロカーボンを回収できるハイドロカーボン回収設備を提供する。【解決手段】ハイドロカーボン回収設備は、ガスと水とを接触させて、ガスに含まれるハイドロカーボンを水中に析出させる水洗塔と、ハイドロカーボンが混入した水から水の一部と共にハイドロカーボンを連続的に除去するオートストレーナと、オートストレーナによって除去されたハイドロカーボン及び水と有機溶媒とが混合されて油水混合液を調製する油水混合器と、油水混合器で調製された油水混合液を油相と水相とに分離する油水分離器とを備える。【選択図】図１

Description

本開示は、ハイドロカーボン回収設備に関する。
特許文献１には、石炭をガス化して得られる生成ガスに含まれるハイドロカーボンを処理するために、水洗塔でハイドロカーボンを析出させて、析出したハイドロカーボンをストレーナで除去することが記載されている。ストレーナで除去されたハイドロカーボンは、約５ｍｍ〜卵大の大きさの固形物であるため、粉砕し、粉砕後に有機溶媒に溶解させて、ガス化炉やオフガス燃焼炉で燃焼処理される。
特許第４１０７８６９号公報
しかしながら、特許文献１のシステムでは、ハイドロカーボンの固形物を粉砕する設備が必要となり、ハイドロカーボンの処理設備のコストが高くなるといった問題点があった。また、ハイドロカーボンの固形物のハンドリングが難しいといった問題点もあった。
上述の事情に鑑みて、本開示の少なくとも１つの実施形態は、低コストで連続的にガス中のハイドロカーボンを回収できるハイドロカーボン回収設備を提供することを目的とする。
本発明の少なくとも１つの実施形態に係るハイドロカーボン回収設備は、ガスと水とを接触させて、ガスに含まれるハイドロカーボンを水中に析出させる水洗塔と、ハイドロカーボンが混入した水から水の一部と共にハイドロカーボンを連続的に除去するオートストレーナと、オートストレーナによって除去されたハイドロカーボン及び水と有機溶媒とが混合されて油水混合液を調製する油水混合器と、油水混合器で調製された油水混合液を油相と水相とに分離する油水分離器とを備える。
この構成によると、ハイドロカーボンを含む水をオートストレーナによって連続的に除去し、除去したハイドロカーボン及び水が油水混合器及び油水分離器によって、ハイドロカーボンを含む油相と水相とに分離されるので、低コストで連続的にガス中のハイドロカーボンを回収することができる。
いくつかの実施形態では、油水混合器は撹拌機を含んでもよい。この構成によると、油水混合器において撹拌機によって有機溶媒中へのハイドロカーボンの溶解が促進されるので、ハイドロカーボンの回収が効率的になる。
いくつかの実施形態では、有機溶媒は可燃性であってもよい。この場合、有機溶媒は、灯油、軽油、アセトン、アントラセン油、又はクレオソート油であってもよい。この構成によると、油水分離器に供給される有機溶媒が可燃性であることにより、ハイドロカーボンが溶解した有機溶媒を燃料として使用することができる。
いくつかの実施形態では、ガスは、石炭をガス化して得られる生成ガスであってもよい。この構成によれば、石炭ガス化複合発電プラントにおいて、低コストで連続的に生成ガス中のハイドロカーボンを回収することができる。
本開示の少なくとも１つの実施形態によれば、ハイドロカーボンを含む水をオートストレーナによって連続的に除去し、除去したハイドロカーボン及び水が油水混合器及び油水分離器によって、ハイドロカーボンを含む油相と水相とに分離されるので、低コストで連続的にガス中のハイドロカーボンを回収することができる。
本開示の実施形態１に係るハイドロカーボン回収設備の構成模式図である。 本開示の実施形態２に係るハイドロカーボン回収設備の構成模式図である。
以下、図面を参照して本発明のいくつかの実施形態について説明する。ただし、本発明の範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、本発明の範囲をそれにのみ限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
（実施形態１）
図１は、本開示の実施形態１に係るハイドロカーボン回収設備１を示している。ハイドロカーボン回収設備１は、石炭ガス化複合発電プラントにおいて石炭をガス化して得られる生成ガスを冷却するための水洗塔２と、水洗塔２の塔底に連通する配管６に設けられたオートストレーナ３と、配管６を介してオートストレーナ３に連通する油水混合器４と、配管７を介して油水混合器４に連通する油水分離器５とを備えている。
水洗塔２には、水洗塔２に生成ガスを供給するための供給管１３と、塔頂から水を供給するための給水管１１と、水洗塔２で冷却済みの生成ガスが塔頂から流出するための流出管１２と、水洗塔２を水が循環するための循環配管１４とが設けられている。循環配管１４の一端はオートストレーナ３に連通し、他端が水洗塔２に連通している。循環配管１４には、水を循環させるためのポンプ１５が設けられている。
オートストレーナ３には例えば、掻取方式のオートストレーナを用いることができる。掻取方式のオートストレーナは、固定エレメントで捕捉した捕捉物をブラシスクレーパーで掻き取り、底部に蓄積させて外部に排出させる構成のオートストレーナである。しかし、オートストレーナ３は、この構成に限定されず、任意の構成のオートストレーナであってもよい。掻取方式のオートストレーナとして、例えば、大同工機株式会社のＤＮＡ−Ｂを用いることができる。
油水混合器４には、有機溶媒を供給するための供給管１６が設けられている。用いられる有機溶媒としては、油水分離器５での油相と水相との分離のために、水の比重との差ができるだけ大きい有機溶媒であることが必要である。また、用いられる有機溶媒は可燃性であることが好ましい。用いられる有機溶媒の具体例は、灯油、軽油、アセトン、アントラセン油、又はクレオソート油であるが、これらに限定するものではなく、少なくとも水との比重差がある有機溶媒であれば用いることができる。
油水分離器５は、比重差で油相と水相とを分離するものである。このような分離を行えるものであれば、どのような構成の分離器を用いてもよい。油水分離器５には、排水処理設備に連通する排水管１７と、燃焼炉に連通する送油管１８とが設けられている。尚、油水混合器４に供給される有機溶媒が非可燃性の場合には、送油管１８は、油水分離器５において分離された油相を処理するための廃油設備に連通される。
次に、実施形態１に係るハイドロカーボン回収設備１の動作について説明する。
供給管１３を介して水洗塔２に供給された生成ガスが水洗塔２内を上昇する際に、給水管１１を介して塔頂から水洗塔２に供給された水及び循環配管１４を流通した水と接触することにより、生成ガスが冷却される。冷却された生成ガスは、塔頂から水洗塔２を流出して流出管１２を流通し、後続の設備に流入する。
一方、水洗塔２において生成ガスと水とが接触して生成ガスを冷却する際に、生成ガスに含まれるハイドロカーボンが水中に析出するので、生成ガスを冷却した水にはハイドロカーボンが混入している。この水は、塔底から水洗塔２を流出し、配管６を流通してオートストレーナ３に流入する。オートストレーナ３は、ハイドロカーボンが混入した水から水の一部と共にハイドロカーボンを連続的に除去する。ハイドロカーボンを除去された水は、ポンプ１５によって循環配管１４を流通して水洗塔２に戻される。
オートストレーナ３から流出したハイドロカーボン及び水は、配管６を流通して油水混合器４に流入する。油水混合器４には、供給管１６を介して有機溶媒も供給される。油水混合器４内では、水に混入したハイドロカーボンが有機溶媒中に溶解し、ハイドロカーボンが溶解した油相と水相とが混合した状態の油水混合液が生成する。
油水混合液は、油水混合器４から流出すると、配管７を流通して油水分離器５に流入する。油水分離器５内で油水混合液を静置することによって、比重差で油相と水相とが分離する。分離した水相を油水分離器５から排水管１７を介して流出させるとともに、分離した油相を油水分離器５から送油管１８を介して流出させる。有機溶媒が可燃性の場合には、油相は送油管１８を流通して燃焼炉に供給されて、燃焼炉の燃料として使用される。
このように、ハイドロカーボンを含む水をオートストレーナ３によって連続的に除去し、除去したハイドロカーボン及び水が油水混合器４及び油水分離器５によって、ハイドロカーボンを含む油相と水相とに分離されるので、低コストで連続的にガス中のハイドロカーボンを回収することができる。
（実施形態２）
次に、実施形態２に係るハイドロカーボン回収設備について説明する。実施形態２に係るハイドロカーボン回収設備は、実施形態１に対して、油水混合器４において油水混合液の生成を促進させるための構成を付加したものである。尚、実施形態２において、実施形態１の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図２に示されるように、油水混合器４には、内部を攪拌するための撹拌機２０が設けられている。撹拌機２０として例えば、任意の形状の攪拌翼を用いることができる。その他の構成は実施形態１と同じである。
実施形態２に係るハイドロカーボン回収設備１の動作は、基本的に実施形態１で説明した動作と同じである。実施形態２では、油水混合器４において撹拌機２０が油水混合器４の内容物を攪拌することにより、有機溶媒中へのハイドロカーボンの溶解が促進されるので、ハイドロカーボンの回収が効率的になる。
実施形態１及び２のそれぞれでは、水洗塔２は石炭ガス化複合発電プラントの設備であり、水洗塔２に流入する生成ガスは、石炭をガス化して得られる生成ガスであったが、この形態に限定するものではない。本開示のハイドロカーボン回収設備は、任意の設備において、水に混入したハイドロカーボンを回収するために使用することができる。
１ ハイドロカーボン回収設備
２ 水洗塔
３ オートストレーナ
４ 油水混合器
５ 油水分離器
６ 配管
７ 配管
１１ 給水管
１２ 流出管
１３ 供給管
１４ 循環配管
１５ ポンプ
２０ 撹拌機

Claims (5)

  1. ガスと水とを接触させて、前記ガスに含まれるハイドロカーボンを前記水中に析出させる水洗塔と、
    前記ハイドロカーボンが混入した水から該水の一部と共に前記ハイドロカーボンを連続的に除去するオートストレーナと、
    前記オートストレーナによって除去された前記ハイドロカーボン及び前記水と有機溶媒とが混合されて油水混合液を調製する油水混合器と、
    前記油水混合器で調製された前記油水混合液を油相と水相とに分離する油水分離器と
    を備えるハイドロカーボン回収設備。
  2. 前記油水混合器は撹拌機を含む、請求項１に記載のハイドロカーボン回収設備。
  3. 前記有機溶媒は可燃性である、請求項１または２に記載のハイドロカーボン回収設備。
  4. 前記有機溶媒は、灯油、軽油、アセトン、アントラセン油、又はクレオソート油である、請求項３に記載のハイドロカーボン回収設備。
  5. 前記ガスは、石炭をガス化して得られる生成ガスである、請求項１〜４のいずれか一項に記載のハイドロカーボン回収設備。
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