JP2023016753A - コークス炉ガスの精製方法 - Google Patents
コークス炉ガスの精製方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023016753A JP2023016753A JP2022115887A JP2022115887A JP2023016753A JP 2023016753 A JP2023016753 A JP 2023016753A JP 2022115887 A JP2022115887 A JP 2022115887A JP 2022115887 A JP2022115887 A JP 2022115887A JP 2023016753 A JP2023016753 A JP 2023016753A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ammonium sulfate
- coke oven
- oven gas
- gas
- mother liquor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000571 coke Substances 0.000 title claims abstract description 53
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 238000007670 refining Methods 0.000 title claims abstract description 12
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 176
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 176
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 claims abstract description 176
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 105
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 66
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 61
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 claims abstract description 52
- 238000006298 dechlorination reaction Methods 0.000 claims abstract description 51
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 39
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 39
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 37
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 26
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims abstract description 11
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 44
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 33
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 21
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims description 16
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims description 16
- 230000000382 dechlorinating effect Effects 0.000 claims description 16
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 10
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims description 8
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical group [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 abstract description 31
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 38
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 38
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 16
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 9
- 238000009279 wet oxidation reaction Methods 0.000 description 8
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 6
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 5
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 5
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 4
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 4
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N Cyanide Chemical compound N#[C-] XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Industrial Gases (AREA)
Abstract
【課題】工業用水の使用量を削減できるコークス炉ガスの精製方法を提案する。【解決手段】硫化水素を含むコークス炉ガス１を処理して酸化液８とした後、該酸化液８に含まれる塩素を脱塩素樹脂に吸収させて除去し、得られた硫安母液１０から結晶硫酸アンモニウムを晶析させて回収するコークス炉ガスの精製方法において、結晶硫酸アンモニウムを晶析させる際に生じる硫酸アンモニウム含有硫安凝縮水１３の少なくとも一部を、脱塩素樹脂の再生液として供給することを特徴とする。【選択図】図６
Description
本発明はコークス炉ガス精製に関し、特に工業用水の使用量を削減できるコークス炉ガスの精製方法に関するものである。
従来、コークス炉の炭化室に石炭を挿入して乾留する際に発生するガス（以下、「Ｃガス」と称する）は、水素やメタン、一酸化炭素等の燃料成分を多く含み、２００００ｋＪ／ｍ３を超える高い熱量を有しているため、回収して高炉や、コークス炉、加熱炉、ボイラー用の燃料ガスとして再利用されている。
その際、コークス炉から排出された状態のＣガスにはタール分や水分、アンモニアや硫化水素、シアン等の様々な物質が混入しており、燃料として使用するためには、これらの燃焼を阻害する物質や有害物質を除去する必要がある。そのため、これらの燃焼阻害物質及び有害物質を除去する精製を経て燃料ガスとするのが通例である（例えば、特許文献１参照）。
また、上記Ｃガスの精製工程では、石炭由来の水分が排水として大量に発生する。この排水は多量のアンモニアおよび有機物を含んでいるため、排水処理設備にてアンモニアおよび有機物等を除去した後に、海に放流されている。
図１は、一般的なＣガスの精製フローを示す図である。Ｃガスの燃料ガスへの精製は、具体的には以下のように行われる。すなわち、まず、コークス炉（図示せず）から排出されたＣガスを冷却した後に設備閉塞の原因となるナフタレンを回収したＣガス１を、脱硫設備２に導入して硫化水素を除去する（脱硫工程）。次いで、硫化水素を除去したＣガス３を脱アンモニア設備４に導入して、Ｃガス３から窒素酸化物（ＮＯｘ）の原因となるアンモニア分を除去する（脱アンモニア工程）。その後、アンモニアが除去されたＣガス５を冷却し、Ｃガス５中の軽油分を回収してコークス炉から排出されたＣガスを燃料ガスに精製する。
上記脱硫工程における脱硫方法としては、アルカリ性水溶液等の吸収液をＣガスと接触させて、Ｃガスに含まれる硫化水素を吸収液に吸収させるタカハックス法やフマックス法等の湿式の脱硫方法が知られている。また、これら湿式脱硫方法として、充填層を有する吸収塔内に吸収液を噴霧し、この吸収塔内にＣガスを通過させて噴霧されたアルカリ水溶液にＣガス中の硫化水素を吸収させることにより脱硫する方法が知られている。
図２は、こうした湿式脱硫法に基づく脱硫設備の一例を示す図である。この図に示した脱硫設備２は、Ｃガス１に含まれる硫化水素を吸収液Ｌ１に吸収させる吸収塔２１と、硫化水素を吸収して活性を失った吸収液Ｌ１から硫化水素をストリッピング（除去）して再生させる再生塔２２とを有する。
この脱硫設備２におけるＣガス１の脱硫処理は以下のように行う。すなわち、まず、アンモニア水等のアルカリ性の吸収液Ｌ１を吸収塔２１の上部に導いてスプレーにより噴霧し、吸収塔２１内に導入されたＣガス１と吸収液Ｌ１とを向流に接触させる。すると、アルカリ性を有する吸収液Ｌ１は硫化水素を吸収する能力を有するため、Ｃガス１に含まれる硫化水素を吸収して、吸収塔２１の下部に滞留する吸収液Ｌ１中に落下する。こうして、吸収液Ｌ１を吸収塔２１内で循環させ、Ｃガス１に含まれる硫化水素を噴霧された吸収液Ｌ１に吸収させて、硫化水素が除去されたＣガス３を吸収塔２１の頂部から排出する。
一方、吸収塔２１の下部に滞留する、硫化水素を吸収して不活性となった吸収液Ｌ１の一部を再生塔２２に導き、再生空気ＧＡを再生塔２２内に導入し、吸収液Ｌ１に吸収された硫化水素を除去することにより吸収液Ｌ１を再生する。除去された硫化水素は廃空気ＧＢとして塔外に排出され、再生された活性な吸収液Ｌ１は吸収塔２１の上部に導かれて再度硫化水素の吸収に使用される。こうして、吸収液Ｌ１を吸収塔２１と再生塔２２との間で循環させることにより、Ｃガス１を連続的に脱硫することができる。
上記した脱硫設備２においては、吸収液Ｌ１に含まれる不純物等を抜き出して吸収液Ｌ１の性状を一定に保つために、吸収塔２１から排出された吸収液Ｌ１の所定量が脱硫設備２の外に抜き出される。そして、この抜き出された吸収液Ｌ１を補給するために、吸収塔２１に工業用水が添加されている。また、吸収液Ｌ１の硫化水素の吸収効率を高めるために、アンモニア水も別途添加されている。
脱硫設備２から抜き出された吸収液Ｌ１は、脱硫廃液６と呼ばれ、湿式酸化設備７に補給されて脱硫廃液６に含まれる硫黄分が硫酸塩または硫酸へと酸化される。硫黄分が酸化された脱硫廃液６（以下、「酸化液」８と称する）は、その後、脱塩素設備９にて塩素分が除去される（脱塩素工程）。
図３は、脱塩素設備９の一例を示す図である。この図に示した脱塩素設備９は、酸化液８に含まれる塩素を樹脂に吸収させる脱塩素樹脂塔４３と、塩素を吸収して吸収力を失った脱塩素樹脂に再生液として供給する工業用水を貯蔵する硫安凝縮水タンク４１と、硫安凝縮水タンク４１に貯蔵された工業用水を脱塩素樹脂塔４３に供給する硫安凝縮水ポンプ４２とを有する。
湿式酸化設備７から排出された酸化液８は、脱塩素設備９の脱塩素樹脂塔４３に導入され、酸化液８に含まれる塩素を脱塩素樹脂に吸収させる。塩素が除去された酸化液８は、硫安母液（第１の硫安母液）１０として脱塩素樹脂塔４３から排出され、後述する硫安晶析装置１１に導入される。
また、脱塩素樹脂塔４３に収容された脱塩素樹脂は、酸化液８に含まれる塩素の吸収を繰り返すにつれて、その吸収力を失う。そのため、必要に応じて、硫安凝縮水ポンプ４２により硫安凝縮水タンク４１に貯蔵されている工業用水を脱塩素樹脂塔４３に導入して脱塩素樹脂に供給して脱塩素樹脂を再生させる。脱塩素樹脂の再生に使用した工業用水は、後述する排水処理設備１５に送られる。
図１に戻ると、脱硫工程を経たＣガス３は、脱アンモニア設備４に導入されてＣガス３に含まれるアンモニアが除去される。このアンモニアの除去は、Ｃガスと希硫酸とを反応させて硫酸アンモニウム（以下、「硫安」と称する）として回収することにより行うことができる。図４は、脱アンモニア設備の一例を示す図である。この図に示した脱アンモニア設備４は、硫安飽和塔５１と、母液循環槽５２と、ポンプ５３とを有する。
この脱アンモニア設備４において、脱硫工程を経て硫化水素が除去されたＣガス３を硫安飽和塔５１に導入し、スプレーにより希硫酸を噴霧して、硫安飽和塔５１内に導入されたＣガス３と向流に接触させる。すると、Ｃガス３に含まれるアンモニアを吸収して、硫安飽和塔５１の下部に硫安母液Ｌ２として落下して滞留する。
ここで、硫安飽和塔５１の下部に滞留する硫安母液Ｌ２の一部は、母液循環槽５２に回収され、該母液循環槽５２にて濃硫酸Ｓが添加された後、ポンプ５３により硫安飽和塔５１の上部に導かれて再度噴霧される。こうして、硫安母液Ｌ２を硫安飽和塔５１と母液循環槽５２との間を循環させてＣガス３中のアンモニア分を連続的に除去し、アンモニアが除去されたＣガス５を硫安飽和塔５１から排出する。
一方、硫安飽和塔５１の下部に滞留する硫安母液Ｌ２の残りは硫安飽和塔５１から硫安母液（第２の硫安母液）１０として排出される。排出された硫安母液１０は、脱塩素設備９から排出された硫安母液（第１の硫安母液）１０とともに硫安晶析装置１１に導入されて、硫安母液１０に含まれる硫安が晶出されて結晶硫安として回収される。図５は、硫安母液１０に含まれる硫安を晶出させる硫安晶析装置の一例を示している。この図に示した硫安晶析装置１１は、硫安晶析槽７１と、加熱器７２と、蒸発槽７３と、凝縮器７４とを有する。
このような硫安晶析装置１１の硫安晶析槽７１に、脱塩素設備９及び硫安飽和塔５１から排出された硫安母液１０を導入する。導入された硫安母液１０は、加熱器７２により加熱されて蒸発槽７３に供給され、硫安母液１０に含まれる水分を蒸発させて濃縮する。濃縮された硫安母液１０は硫安晶析槽７１に戻され、再度加熱器７２により加熱されて蒸発槽７３に供給される。こうして、硫安母液１０を硫安晶析槽７１と蒸発槽７３との間を循環させることにより、硫安を結晶化させて析出させる。析出した結晶硫安を含むスラリーを硫安晶析槽７１の下部から排出し、硫安乾燥設備（図示せず）に搬送して、遠心分離器および乾燥機等を用いて乾燥させる。こうして、乾燥した結晶硫安を回収することができる。
一方、蒸発槽７３の頂部から、硫安を含有する蒸気１２が排出される。排出された硫安含有蒸気１２は凝縮器７４により凝縮され、得られた硫安凝縮水１３は、排水処理設備１５に送られて硫安凝縮水１３に含まれるアンモニアを分解した後、放流水１６として海に放流される。
上記凝縮器７４により得られた硫安凝縮水１３には、硫安母液１０由来の遊離アンモニアが多く含まれているが、このような硫安凝縮水１３を排水処理設備１５にて処理すると、排水処理設備１５の負荷が増加する。また、特に工業地区においては、工業用水の不足が顕在化しており、工業用水の使用量削減も工場の課題となっていた。
そこで、本出願人は、特許文献２において、硫安凝縮水１３を脱硫設備２における硫化水素の吸収液Ｌ１として使用することによって、排水処理設備１５の負荷を低減するとともに、工業用水の使用量を削減する方法を提案した。
上記特許文献２に記載された方法によって、排水処理設備１５の負荷を低減するとともに、工業用水の使用量を削減することができる。しかし、工業用水の使用量削減に対する要求は年々厳しさを増しており、工業用水の使用量削減について改善の余地を残していた。
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、工業用水の使用量を削減できるコークス炉ガスの精製方法を提案することにある。
発明者らは、上記課題を解決する方途について鋭意検討した。その結果、従来、排水処理設備および脱硫工程における硫化水素の吸収液として補給していた硫安凝縮水の少なくとも一部を、脱塩素工程に用いる脱塩素樹脂の再生液として供給することが極めて有効であることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明の要旨構成は以下の通りである。
（１）硫化水素を含むコークス炉ガスを処理して酸化液とした後、該酸化液に含まれる塩素を脱塩素樹脂に吸収させて除去し、得られた硫安母液から結晶硫酸アンモニウムを晶析させて回収するコークス炉ガスの精製方法において、
前記結晶硫酸アンモニウムを晶析させる際に生じる硫酸アンモニウム含有硫安凝縮水の少なくとも一部を、前記脱塩素樹脂の再生液として供給することを特徴とするコークス炉ガスの精製方法。
（１）硫化水素を含むコークス炉ガスを処理して酸化液とした後、該酸化液に含まれる塩素を脱塩素樹脂に吸収させて除去し、得られた硫安母液から結晶硫酸アンモニウムを晶析させて回収するコークス炉ガスの精製方法において、
前記結晶硫酸アンモニウムを晶析させる際に生じる硫酸アンモニウム含有硫安凝縮水の少なくとも一部を、前記脱塩素樹脂の再生液として供給することを特徴とするコークス炉ガスの精製方法。
（２）コークス炉から排出されるコークス炉ガスを吸収液に接触させて前記コークス炉ガスに含まれる硫化水素を前記吸収液に吸収させて除去し、次いで、前記硫化水素を除去したコークス炉ガスに希硫酸を噴霧して前記コークス炉ガスに含まれるアンモニアを前記希硫酸に吸収させて除去して、前記コークス炉ガスを燃料ガスへと精製する一方、前記硫化水素を吸収した前記吸収液の一部を酸化して酸化液とした後、該酸化液に含まれる塩素を脱塩素樹脂に吸収させて除去して得られた第１の硫安母液、および前記アンモニアを吸収した前記希硫酸である第２の硫安母液から結晶硫酸アンモニウムを晶析させて回収するコークス炉ガスの精製方法において、
前記結晶硫酸アンモニウムを晶析させる際に生じる硫酸アンモニウム含有硫安凝縮水の少なくとも一部を、前記脱塩素樹脂の再生液として供給することを特徴とするコークス炉ガスの精製方法。
前記結晶硫酸アンモニウムを晶析させる際に生じる硫酸アンモニウム含有硫安凝縮水の少なくとも一部を、前記脱塩素樹脂の再生液として供給することを特徴とするコークス炉ガスの精製方法。
（３）前記硫酸アンモニウム含有硫安凝縮水の少なくとも一部のｐＨを４以上７以下に調整した後、前記脱塩素樹脂の再生液として供給する、前記（１）または（２）に記載のコークス炉ガスの精製方法。
（４）前記結晶硫酸アンモニウムを晶析させる際に生じる硫酸アンモニウム含有硫安凝縮水の一部を、前記コークス炉ガスから硫化水素を回収する際の吸収液の補給水として供給する、前記（１）～（３）のいずれか一項に記載のコークス炉ガスの精製方法。
（５）前記吸収液はアンモニア水である、前記（２）～（４）のいずれか一項に記載のコークス炉ガスの精製方法。
（６）前記結晶硫酸アンモニウムを晶析させる際に生じる硫酸アンモニウム含有硫安凝縮水の一部を、前記硫化水素を吸収した前記吸収液の一部を酸化して酸化液とする際の補給水として供給する、前記（２）～（５）のいずれか一項に記載のコークス炉ガスの精製方法。
本発明によれば、従来、排水処理設備に供給していた硫安凝縮水を、脱塩素設備における脱塩素樹脂の再生液として供給するようにしたため、工業用水の使用量を削減できる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図６は、本発明に係るＣガスの精製方法のフロー図を示している。なお、図１に示された構成と同一の構成には同一の符号が付されている。この図に示すように、本発明に係るＣガスの精製方法は、硫安母液から硫安を晶出させる際に生じる硫安凝縮水１３の少なくとも一部を、脱塩素工程において塩素を吸収した脱塩素樹脂を再生する際の工業用水の代替として補給することに特徴を有している。
図６は、本発明に係るＣガスの精製方法のフロー図を示している。なお、図１に示された構成と同一の構成には同一の符号が付されている。この図に示すように、本発明に係るＣガスの精製方法は、硫安母液から硫安を晶出させる際に生じる硫安凝縮水１３の少なくとも一部を、脱塩素工程において塩素を吸収した脱塩素樹脂を再生する際の工業用水の代替として補給することに特徴を有している。
本発明者は、製鉄所などの工場で使用される工業用水の使用量を削減する方途について鋭意検討する過程で、脱塩素設備９において使用される工業用水に着目した。上述のように、脱塩素設備９の脱塩素樹脂塔４３に収容された脱塩素樹脂は、塩素の吸収を継続することにより塩素の吸収力を失うため、工業用水を用いて脱塩素樹脂の吸収力を再生させている。その際に使用した工業用水は、排水処理設備１５に導入されて処理された後に海に放流されている。
一方、硫安晶析装置１１の凝縮器７４により得られた硫安凝縮水１３についても、排水処理設備１５に導入されて、硫安凝縮水１３に含まれるアンモニアを分解処理した後に海に放流されている。
そこで、発明者らは、排水処理設備１５に送られていた硫安凝縮水１３の少なくとも一部を、脱塩素樹脂の再生に従来使用されていた工業用水の代替として補給することに想到し、本発明を完成させたのである。以下、本発明のＣガスの精製方法の各工程について説明する。
まず、コークス炉から排出されたコークス炉ガスは１０００℃程度の高温であるため、ドライメインでアンモニア水（安水）を接触させて直接冷却した後に、直接式および／または間接式プライマリークーラー等により３５℃程度まで冷却する。
次に、上記冷却されたＣガスをナフタレン回収設備に導入し、冷却されたＣガスから設備閉塞の原因となるナフタレンを回収する。ナフタレンの回収方法としては、吸収油による除去方法が広く知られており、本発明においても使用することができる。
続いて、ナフタレンが除去されたＣガス１を脱硫設備２に導入し、Ｃガス１に含まれる硫化水素を除去する。図２に示した脱硫設備２を用いた具体的な脱硫方法は上述の通りであり、説明を省略する。
その後、硫化水素が除去されたＣガス３を脱アンモニア設備４に導入し、Ｃガス３に含まれるアンモニアを除去する。図４に示した脱アンモニア設備４を用いた具体的な脱アンモニア方法は上述の通りであり、説明を省略する。図１に示した従来の方法において、凝縮器７４により得られた硫安凝縮水１３の全てを排水処理設備１５に供給して処理していたところ、本発明においては、図６に示したように、硫安凝縮水１３の少なくとも一部を、脱塩素工程における脱塩素樹脂の再生液として脱塩素設備９に供給する。これにより、工業用水の使用量を削減することができる。
その後、硫安飽和塔５１の頂部から排出された、アンモニアが除去されたＣガス５を軽油回収設備（図示せず）に導入し、Ｃガス５に含まれる軽油分を回収する。軽油分の回収方法としては、吸収油による吸収法により行うのが一般的であり、Ｃガス５と吸収油とを向流接触させてＣガス５に含まれる軽油分を吸収油に物理的に吸収させる。
なお、硫安凝縮水１３は、上述のように、脱硫工程においてＣガス１に含まれる硫化水素を吸収する遊離アンモニアを多く含んでおり、アルカリ溶液となっている。そのため、硫安凝縮水１３をそのまま脱塩素設備９に供給すると、酸化液８に含まれるカルシウム分が析出して脱塩素設備９を閉塞させるおそれがある。そこで、図６に示すように、脱塩素設備９の上段にｐＨ調整槽１４を設け、硫安凝縮水１３のｐＨを４以上７以下に調整した後に、脱塩素樹脂の再生液として供給することが好ましい。これにより、脱塩素設備９において酸化液８に含まれるカルシウム分が析出するのを防止して、脱塩素設備９の閉塞を防止することができる。
こうして、従来、排水処理設備１５に供給していた硫安凝縮水１３の少なくとも一部を、脱塩素工程に用いる脱塩素樹脂の再生液として補給するようにしたため、工業用水の使用量を削減してコークス炉ガスを精製することができる。
なお、上述の本発明の方法に加えて、特許文献３に記載された、硫安凝縮水１３の一部を脱硫設備２においてＣガス１から硫化水素を回収する際の吸収液Ｌ１の補給水として供給することが好ましい。これにより、工業用水の使用量をさらに削減することができる。
また、硫安凝縮水１３の一部を、湿式酸化設備７において硫化水素を吸収した吸収液Ｌ１の一部（脱硫廃液６）を酸化して酸化液８とする際の補給水として供給することが好ましい。供給された硫安凝縮水１３は、ポンプのシール水や脱硫廃液６の希釈用の補給水として使用することができる。これにより、工業用水の使用量をさらに削減することができる。
以上の説明においては、硫安晶析装置１１において結晶硫安を晶析する際に、脱塩素設備９において塩素が除去された酸化液８である硫安母液（第１の硫安母液）１０、および硫安飽和塔５１から排出された硫安母液（第２の硫安母液）１０の双方を硫安晶析装置１１に導入しているが、本発明者がさらに検討を進めた結果、脱塩素設備９から排出された硫安母液（第１の硫安母液）１０のみを硫安晶析装置１１に導入して結晶硫安を晶析してもよいことを見出した。この場合にも、工業用水の使用量を削減することができる。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は実施例に限定されない。
（発明例１）
図６に示したＣガスの精製フローに従って、コークス炉ガスを精製した。すなわち、まず、コークス炉から排出され、冷却してナフタレンを除去したＣガス１を脱硫設備２に導入して硫化水素を除去した。
次いで、硫化水素を除去したＣガス３を脱アンモニア設備４に導入して、硫化水素が除去されたＣガス３から窒素酸化物の原因となるアンモニア分を除去した。
一方、脱硫設備２の脱硫塔２１から排出された脱硫廃液６は、湿式酸化設備７に導入されて硫黄分が酸化され、得られた酸化液８は脱塩素設備９に導入されて、酸化液８に含まれる塩素を除去した。得られた硫安母液（第１の硫安母液）１０は硫安晶析装置１１に導入された。
また、脱アンモニア設備４の硫安飽和塔５１から排出された硫安母液（第２の硫安母液）１０は、脱塩素設備９から得られた硫安母液１０とともに硫安晶析装置１１に導入され、硫安母液１０に含まれる硫安を晶析させて結晶硫安を得た。その際、蒸発槽７３から排出された硫安含有蒸気１２は凝縮器７４により凝縮されて硫安凝縮水１３が得られた。１日当たり得られた硫安凝縮水１３（４３２トン）のうち、１５１トンを脱硫設備２の吸収液Ｌ１の補給水として供給し、１２０トンを湿式酸化設備７の補給水として供給し、１４４トンを脱塩素設備９の脱塩素樹脂の再生液として供給し、残りの１７トン及び工場排水を排水処理設備１５に導入して、硫安凝縮水１３に含まれるアンモニアを分解した後、放流水１６として海に放流した。なお、脱塩素設備９の上段にｐＨ調整槽１４を設け、硫安凝縮水１３のｐＨを６～８に調整した後に、脱塩素設備９の凝縮水タンク４１に供給した。
一方、脱アンモニア設備４の硫安飽和塔から排出された、アンモニアが除去されたＣガス５は、冷却された後にＣガス５に含まれる軽油分を除去した。こうしてコークス炉から排出されたＣガスを燃料ガスへと精製した。Ｃガス精製における各条件を表１に示す。
図６に示したＣガスの精製フローに従って、コークス炉ガスを精製した。すなわち、まず、コークス炉から排出され、冷却してナフタレンを除去したＣガス１を脱硫設備２に導入して硫化水素を除去した。
次いで、硫化水素を除去したＣガス３を脱アンモニア設備４に導入して、硫化水素が除去されたＣガス３から窒素酸化物の原因となるアンモニア分を除去した。
一方、脱硫設備２の脱硫塔２１から排出された脱硫廃液６は、湿式酸化設備７に導入されて硫黄分が酸化され、得られた酸化液８は脱塩素設備９に導入されて、酸化液８に含まれる塩素を除去した。得られた硫安母液（第１の硫安母液）１０は硫安晶析装置１１に導入された。
また、脱アンモニア設備４の硫安飽和塔５１から排出された硫安母液（第２の硫安母液）１０は、脱塩素設備９から得られた硫安母液１０とともに硫安晶析装置１１に導入され、硫安母液１０に含まれる硫安を晶析させて結晶硫安を得た。その際、蒸発槽７３から排出された硫安含有蒸気１２は凝縮器７４により凝縮されて硫安凝縮水１３が得られた。１日当たり得られた硫安凝縮水１３（４３２トン）のうち、１５１トンを脱硫設備２の吸収液Ｌ１の補給水として供給し、１２０トンを湿式酸化設備７の補給水として供給し、１４４トンを脱塩素設備９の脱塩素樹脂の再生液として供給し、残りの１７トン及び工場排水を排水処理設備１５に導入して、硫安凝縮水１３に含まれるアンモニアを分解した後、放流水１６として海に放流した。なお、脱塩素設備９の上段にｐＨ調整槽１４を設け、硫安凝縮水１３のｐＨを６～８に調整した後に、脱塩素設備９の凝縮水タンク４１に供給した。
一方、脱アンモニア設備４の硫安飽和塔から排出された、アンモニアが除去されたＣガス５は、冷却された後にＣガス５に含まれる軽油分を除去した。こうしてコークス炉から排出されたＣガスを燃料ガスへと精製した。Ｃガス精製における各条件を表１に示す。
（比較例）
図１に示したＣガスの精製フローに従って、コークス炉から排出されたＣガスの精製を行った。すなわち、発明例において得られた硫安凝縮水１３の全てを排水処理設備１５に供給した。また、脱硫設備２には、工業用水を１日当たり１５１トン、湿式酸化設備７には、工業用水を１日当たり１２０トン、脱塩素設備９には、工業用水を１日当たり１４４トン供給した。その他の条件は発明例と全て同じである。Ｃガス精製における各条件を表１に示す。
図１に示したＣガスの精製フローに従って、コークス炉から排出されたＣガスの精製を行った。すなわち、発明例において得られた硫安凝縮水１３の全てを排水処理設備１５に供給した。また、脱硫設備２には、工業用水を１日当たり１５１トン、湿式酸化設備７には、工業用水を１日当たり１２０トン、脱塩素設備９には、工業用水を１日当たり１４４トン供給した。その他の条件は発明例と全て同じである。Ｃガス精製における各条件を表１に示す。
（発明例２）
発明例１と同様に、図６に示したＣガスの精製フローに従って、コークス炉ガスを精製した。ただし、脱アンモニア設備４の硫安飽和塔５１から排出された硫安母液（第２の硫安母液）１０を硫安晶析装置１１に導入せず、脱塩素設備９から得られた硫安母液（第１の硫安母液）１０のみを硫安晶析装置１１に導入して、硫安母液（第１の硫安母液）１０に含まれる硫安を晶析させて結晶硫安を得た。１日当たり得られた硫安凝縮水１３（３１２トン）のうち、１４４トンを脱硫設備２の吸収液Ｌ１の補給水として供給し、２４トンを湿式酸化設備７の補給水として供給し、１４４トンを脱塩素設備９の脱塩素樹脂の再生液として供給した。なお、脱塩素設備９の上段にｐＨ調整槽１４を設け、硫安凝縮水１３のｐＨを６～８に調整した後に、脱塩素設備９の凝縮水タンク４１に供給した。
一方、脱アンモニア設備４の硫安飽和塔から排出された、アンモニアが除去されたＣガス５は、冷却された後にＣガス５に含まれる軽油分を除去した。こうしてコークス炉から排出されたＣガスを燃料ガスへと精製した。その他の条件は、発明例１と全て同じである。Ｃガス精製における各条件を表１に示す。
発明例１と同様に、図６に示したＣガスの精製フローに従って、コークス炉ガスを精製した。ただし、脱アンモニア設備４の硫安飽和塔５１から排出された硫安母液（第２の硫安母液）１０を硫安晶析装置１１に導入せず、脱塩素設備９から得られた硫安母液（第１の硫安母液）１０のみを硫安晶析装置１１に導入して、硫安母液（第１の硫安母液）１０に含まれる硫安を晶析させて結晶硫安を得た。１日当たり得られた硫安凝縮水１３（３１２トン）のうち、１４４トンを脱硫設備２の吸収液Ｌ１の補給水として供給し、２４トンを湿式酸化設備７の補給水として供給し、１４４トンを脱塩素設備９の脱塩素樹脂の再生液として供給した。なお、脱塩素設備９の上段にｐＨ調整槽１４を設け、硫安凝縮水１３のｐＨを６～８に調整した後に、脱塩素設備９の凝縮水タンク４１に供給した。
一方、脱アンモニア設備４の硫安飽和塔から排出された、アンモニアが除去されたＣガス５は、冷却された後にＣガス５に含まれる軽油分を除去した。こうしてコークス炉から排出されたＣガスを燃料ガスへと精製した。その他の条件は、発明例１と全て同じである。Ｃガス精製における各条件を表１に示す。
表１から明らかなように、発明例１および２においては、脱塩素設備９に工業用水を供給せずに済み、比較例に比べて工業用水の使用量を削減できていることが分かる。
本発明によれば、従来、排水処理設備に供給していた硫安凝縮水の少なくとも一部を、脱塩素工程における脱塩素樹脂の再生液として補給するようにし、工業用水の使用量を削減できるため、製鉄業において有用である。
１，３，５ Ｃガス
２ 脱硫設備
４ 脱アンモニア設備
６ 脱硫廃液
７ 湿式酸化設備
８ 酸化液
９ 脱塩素設備
１０ 硫安母液
１１ 硫安晶析装置
１２ 硫安含有蒸気
１３ 硫安凝縮水
１４ ｐＨ調整槽
１５ 排水処理設備
１６ 放流水
２１ 吸収塔
２２ 再生塔
４１ 硫安凝縮水タンク
４２ 硫安凝縮水ポンプ
４３ 脱塩素樹脂塔
５１ 硫安飽和塔
５２ 母液循環槽
５３ ポンプ
７１ 硫安晶析槽
７２ 加熱器
７３ 蒸発槽
７４ 凝縮器
ＧＡ 再生空気
ＧＢ 廃空気
Ｌ１ 吸収液
Ｌ２ 硫安母液
２ 脱硫設備
４ 脱アンモニア設備
６ 脱硫廃液
７ 湿式酸化設備
８ 酸化液
９ 脱塩素設備
１０ 硫安母液
１１ 硫安晶析装置
１２ 硫安含有蒸気
１３ 硫安凝縮水
１４ ｐＨ調整槽
１５ 排水処理設備
１６ 放流水
２１ 吸収塔
２２ 再生塔
４１ 硫安凝縮水タンク
４２ 硫安凝縮水ポンプ
４３ 脱塩素樹脂塔
５１ 硫安飽和塔
５２ 母液循環槽
５３ ポンプ
７１ 硫安晶析槽
７２ 加熱器
７３ 蒸発槽
７４ 凝縮器
ＧＡ 再生空気
ＧＢ 廃空気
Ｌ１ 吸収液
Ｌ２ 硫安母液
Claims (6)
- 硫化水素を含むコークス炉ガスを処理して酸化液とした後、該酸化液に含まれる塩素を脱塩素樹脂に吸収させて除去し、得られた硫安母液から結晶硫酸アンモニウムを晶析させて回収するコークス炉ガスの精製方法において、
前記結晶硫酸アンモニウムを晶析させる際に生じる硫酸アンモニウム含有硫安凝縮水の少なくとも一部を、前記脱塩素樹脂の再生液として供給することを特徴とするコークス炉ガスの精製方法。 - コークス炉から排出されるコークス炉ガスを吸収液に接触させて前記コークス炉ガスに含まれる硫化水素を前記吸収液に吸収させて除去し、次いで、前記硫化水素を除去したコークス炉ガスに希硫酸を噴霧して前記コークス炉ガスに含まれるアンモニアを前記希硫酸に吸収させて除去して、前記コークス炉ガスを燃料ガスへと精製する一方、前記硫化水素を吸収した前記吸収液の一部を酸化して酸化液とした後、該酸化液に含まれる塩素を脱塩素樹脂に吸収させて除去して得られた第１の硫安母液、および前記アンモニアを吸収した前記希硫酸である第２の硫安母液から結晶硫酸アンモニウムを晶析させて回収するコークス炉ガスの精製方法において、
前記結晶硫酸アンモニウムを晶析させる際に生じる硫酸アンモニウム含有硫安凝縮水の少なくとも一部を、前記脱塩素樹脂の再生液として供給することを特徴とするコークス炉ガスの精製方法。 - 前記硫酸アンモニウム含有硫安凝縮水の少なくとも一部のｐＨを４以上７以下に調整した後、前記脱塩素樹脂の再生液として供給する、請求項１または２に記載のコークス炉ガスの精製方法。
- 前記結晶硫酸アンモニウムを晶析させる際に生じる硫酸アンモニウム含有硫安凝縮水の一部を、前記コークス炉ガスから硫化水素を回収する際の吸収液の補給水として供給する、請求項１または２に記載のコークス炉ガスの精製方法。
- 前記吸収液はアンモニア水である、請求項２に記載のコークス炉ガスの精製方法。
- 前記結晶硫酸アンモニウムを晶析させる際に生じる硫酸アンモニウム含有硫安凝縮水の一部を、前記硫化水素を吸収した前記吸収液の一部を酸化して酸化液とする際の補給水として供給する、請求項２に記載のコークス炉ガスの精製方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021120916 | 2021-07-21 | ||
| JP2021120916 | 2021-07-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023016753A true JP2023016753A (ja) | 2023-02-02 |
Family
ID=85131376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022115887A Pending JP2023016753A (ja) | 2021-07-21 | 2022-07-20 | コークス炉ガスの精製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2023016753A (ja) |
-
2022
- 2022-07-20 JP JP2022115887A patent/JP2023016753A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2078054C1 (ru) | Способ обработки водных растворов, содержащих сероводород, цианистый водород и аммиак | |
| US7258848B1 (en) | Process for scrubbing ammonia from acid gases comprising ammonia and hydrogen sulfide | |
| KR101839225B1 (ko) | 코크스 오븐 가스 정제 방법 및 정제 장치 | |
| MXPA00005732A (es) | Sistema para recuperar dioxido de carbono de un suministro escaso | |
| JPH1060449A (ja) | コークス炉ガスの精製方法 | |
| JP2015218077A (ja) | 硫酸アンモニウムの製造方法及び製造設備、並びに余剰安水の処理方法 | |
| JP2016210855A (ja) | コークス炉ガスの精製方法 | |
| JP2003003177A (ja) | ガス化改質方式における廃棄物中の窒素分の処理方法 | |
| KR20020051011A (ko) | 코크스가스 정제장치 및 방법 | |
| KR101696048B1 (ko) | 탈황공정 발생가스로부터 성분별 분리회수 방법 | |
| US3927178A (en) | Sulfur dioxide removal from stack gases | |
| JP2023016753A (ja) | コークス炉ガスの精製方法 | |
| JP6149821B2 (ja) | コークス炉ガスの精製方法 | |
| CN100450945C (zh) | 焦炉气脱硫脱氰废水的处理方法 | |
| KR102230898B1 (ko) | 배가스 처리 방법 및 그로부터 탄산수소나트륨을 제조하는 방법 | |
| JP4386761B2 (ja) | 余剰安水の処理方法 | |
| KR100270088B1 (ko) | 소석회를 이용한 코크스가스 정제방법 | |
| JP2018162201A (ja) | 硫安製造方法および硫安製造設備 | |
| KR100276332B1 (ko) | 고압산소를 이용한 코크스가스 정제방법 | |
| CN104449881A (zh) | 真空碳酸盐法脱硫的焦炉煤气净化及回收硫氰酸钠的方法 | |
| KR100418986B1 (ko) | 코크스 가스 정제에 있어서 황화수소와 암모니아의 제거및 티오시안산 암모늄의 회수법 | |
| KR100516462B1 (ko) | 코크스 가스 정제공정의 티오시안 암모늄 회수방법 | |
| KR102398277B1 (ko) | 산성가스 함유 배가스로부터 산성가스를 제거하는 배가스 정제장치 및 방법 | |
| JP2007203265A (ja) | アンモニア含有排ガスの処理方法 | |
| JP2005213436A (ja) | 余剰安水の処理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230221 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240228 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240305 |