JP4021276B2 - 脱安水の処理方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コークス炉から副生する脱安水の廃水処理に基づくトラブルを回避すると共に、その熱量を有効利用する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
製鉄所などに併設されているコークス工場においては、コークス炉より発生するガスの精製と副産品回収のための装置が多数設けられている。当然のことながら、発生するガスから付加価値の高い商品を生産すると共に、装置運転に関わるコストを最小限に抑えることが重要な課題になっている。
【０００３】
コークス炉より大量に発生する硫化水素やアンモニアについては、多くの場合、硫化水素は硫黄、硫酸、硫安（硫酸アンモニウム）などの製造に、またアンモニアは硫安の製造に、それぞれ使用されている。コークス炉ガス処理の各工程において、アンモニア化合物を含有する排水は、安水として回収され処理されている。これら余剰安水の処理は、これをスチームストリッピングしてアンモニアをガス成分として除き、燃焼炉において焼却処分している。一方アンモニアをストリッピングすることにより得られる脱安水は、活性汚泥処理して工場外に排出されている。
【０００４】
アンモニアストリッパーから得られる脱安水は、１００℃近辺の温度を有していることから、活性汚泥処理に際し、汚泥中のバクテリアを死滅させないためにも４０℃以下程度に冷却しなければならない。そのため例えば脱安水の冷却と熱源としての有効利用とを兼ねて、脱安水を低圧領域下にフラッシュさせて、蒸気を発生させると共に８０℃程度まで冷却し、発生した蒸気を加温、加圧してスチームストリッピングに使用する一方、冷却された脱安水をさらに４０℃以下程度まで外部冷却によって冷却し、活性汚泥処理に供するという処理方法が採られていた。ところがこの処理方法によれば、脱安水中に含まれるスラッジが、外部冷却用の熱交換器を汚染し、詰りを生じさせため、熱交換器の定期的な清掃が必要であるという欠点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の目的は、このようなトラブルを回避すると共に、脱安水の有する熱量を有効に活用できるような脱安水の処理方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち第一の発明は、コークス炉より副生する余剰安水をスチームストリッピングしてアンモニアを除去し、脱安水を得る工程、脱安水を一次減圧領域にフラッシュして８０〜９０℃に一次冷却し、発生した蒸気を利用する工程、一次冷却した脱安水を二次減圧領域にフラッシュして５５〜６５℃に二次冷却し、発生した蒸気を利用する工程、二次冷却した脱安水を三次減圧領域にフラッシュして冷却するか又は他排水と混合することにより４０℃以下として活性汚泥処理する工程からなる脱安水の処理方法である。
【０００７】
第二の発明は、上記脱安水の処理方法において、二次冷却によって発生した蒸気を、バルクブレンド用硫安製造用の３５〜４５℃の結晶槽内硫安液の濃縮用加熱源として利用するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明をさらに詳細に説明する。図１は、脱安水の処理方法と、その排熱をバルクブレンド用硫安製造の結晶槽内硫安液の濃縮用熱源として利用した例を示す図面である。
【０００９】
図１において、コークス炉より副生する余剰安水を、アンモニアストリッパー１に管４１から供給する一方、温度１００〜１１０℃程度、圧力０．１０〜０．１５ＭＰａ程度のスチームを管４３から供給して余剰安水中のアンモニア塔の揮発成分を気化させる。気化したアンモニア等の揮発成分をストリッパー１の頂部から管４４を通って排出させ、焼却炉（図示しない）に送り、焼却処分する。
【００１０】
ストリッパー１の底部からポンプ２により脱安水を抜き出し、管４５を経由してサーモコンプレッサー３に供給する。サーモコンプレッサー３の上部はベンチュリー管４に連結されており、管４２からの高圧蒸気（温度１７０〜１８０℃程度、圧力０．８〜１．０ＭＰａ程度）をベンチュリー管４に通すことによって温度８０〜９０℃程度、圧力０．０５〜０．０７ＭＰａ程度の減圧状態となっている。したがって管４５からの脱安水はサーモコンプレッサー３でフラッシュされ、蒸気を発生するが、その蒸気は管４６及びベンチュリー管４を経由して高圧蒸気に同伴され、ストリッパー１におけるスチームの一部として使用される。
【００１１】
サーモコンプレッサー３における８０〜９０℃の脱安水を、サーモコンプレッサーの底部からポンプ５により抜き出し、管４７よりフラッシュタンク６に導入する。フラッシュタンク６の頂部は管４８及び管４９を経由して真空ポンプ７に連結されており、０．０１７〜０．０２０ＭＰａ程度の減圧状態に保たれている。したがって管４７よりの脱安水はフラッシュタンク６内で減圧状態となって蒸気を発生する一方、５５〜６５℃程度の温度に冷却される。発生した蒸気は加熱器２７の加熱源として使用される。
【００１２】
フラッシュタンク６中の脱安水を、管５０を通って二次フラッシュタンク８に導入する。二次フラッシュタンク８の頂部は管５１を通って凝縮器９と真空装置２５に連結されており、０．００７０ＭＰａ以下の圧力に保たれているので、脱安水は４０℃以下に冷却され、管５２を経由してそのまま活性汚泥装置（図示しない）に導かれる。この方法によれば、脱安水を熱交換器により外部冷却する必要が無く、したがって熱交換器の詰りトラブルから開放される。
【００１３】
冬季などにおいて、他の排水の温度が充分低く、フラッシュタンク６からの脱安水と混合して４０℃以下にできる場合には、二次フラッシュタンクでの減圧冷却を省略することができる。
【００１４】
一方、コークス工場においてはまた、すでに述べたようにコークス炉ガス中のアンモニアで硫安を生産することが多い。硫安としては、その粒径に応じ、化成用（粒径２ｍｍ以下）、配合用（粒径２〜４ｍｍ）及びバルクブレンド（ＢＢ）用（粒径約４ｍｍ）に分けられている。この内ＢＢ用硫安は、近年その需要が急増している。ＢＢ用硫安を増加させるために、一般に化成用又は配合用の硫安を水に溶解して再結晶する方法が採用されており、上記実施例では、フラッシュタンク６で発生した蒸気を、ＢＢ用硫安の濃縮用熱源として利用した例である。
【００１５】
図１において、溶解槽２１において化成用硫安あるいは配合用硫安を水に溶解して、約４０％濃度の水溶液を調製する。次いでこの水溶液を、ポンプ２２により管６１を通して結晶槽２３に供給する。結晶槽２３には蒸発缶２４が設けられており、その頂部は管６４により凝縮器２６と真空装置２５に連結され、０．００４５〜０．００６０ＭＰａの圧力に保たれている。結晶槽内の水溶液を管６２より抜き出し、循環ポンプ２８により加熱器２７に導入して加熱した後、管６３を通って結晶槽２３の蒸発管２４の部分に循環する。加熱器において、フラッシュタンク６から管４８を通って導入した５５〜６５℃のフラッシュ蒸気によって水溶液を加熱し、発生した３５〜４５℃の蒸気を、凝縮器２６で凝縮し、系外に排出する。この操作により、結晶器内の水溶液は濃縮され、徐々に結晶が発生し、成長する。
【００１６】
結晶の粒径が４ｍｍ程度となった段階で結晶槽から抜き出し、ポンプ２９により管６５を通って遠心分離機３０に導入し、そこで結晶を分離した後、管６６を通って乾燥器３１に入れ、乾燥する。乾燥結晶は次いでスクリーン３２により所定の粒径のＢＢ硫安を分離し、管６８を通り、製品とされる。その他の乾燥結晶は管６０を通って溶解槽２１に供給し再使用する。遠心分離機３０における濾液は濾液槽（図示しない）に入り、ポンプ（図示しない）により結晶槽に供給して再使用する。蒸発缶内の圧力を上記のような範囲に設定することにより、水が３５〜４５℃で蒸発するので、上記フラッシュ蒸気が適当な加熱源として利用できる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、余剰安水のスチームストリッピングで得られる脱安水の保有熱量が有効利用できると共に、脱安水の処理に伴う熱交換器の詰りトラブルを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 脱安水の処理とバルクブレンド用硫安の製造を組合せたフローシートを示す図面である。
【符号の説明】
１ アンモニアストリッパー
３ サーモコンプレッサー
４ ベンチュリー管
６ フラッシュタンク
８ 二次フラッシュタンク
２１ 溶解槽
２３ 結晶槽
２４ 蒸発缶
２７ 加熱器
３０ 遠心分離機
３１ 乾燥器
３２ スクリーン

Claims (2)

1. コークス炉より副生する余剰安水をスチームストリッピングしてアンモニアを除去し、脱安水を得る工程、脱安水を一次減圧領域にフラッシュして８０〜９０℃に一次冷却し、発生した蒸気を利用する工程、一次冷却した脱安水を二次減圧領域にフラッシュして５５〜６５℃に二次冷却し、発生した蒸気を利用する工程、二次冷却した脱安水を三次減圧領域にフラッシュして冷却するか又は他排水と混合することにより４０℃以下として活性汚泥処理する工程からなる脱安水の処理方法。
2. 二次冷却によって発生した蒸気を、バルクブレンド用硫安製造用の３５〜４５℃の結晶槽内硫安液の濃縮用加熱源として利用することを特徴とする請求項１記載の脱安水の処理方法。

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