JP4365392B2 - Treatment of residual gas in ammonia tank - Google Patents

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Description

本発明は、アンモニアタンク内残留ガスの処理方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、液体アンモニア貯留タンクを開放点検する際などに、タンク内に残留するアンモニアガスを効率的に無害化処理することができるアンモニアタンク内残留ガスの処理方法に関する。   The present invention relates to a method for treating residual gas in an ammonia tank. More specifically, the present invention relates to a method for treating residual gas in an ammonia tank that can efficiently detoxify ammonia gas remaining in the tank when the liquid ammonia storage tank is opened and inspected.

アンモニア製造プラントや火力ボイラプラントなどの液体アンモニアを貯留するタンクにおいては、定期的にタンクを開放して内部の点検や補修を行うことが義務づけられている。このような点検や補修を行うに際しては、まずタンク内に貯留されている液体アンモニアを別の貯留容器に移送するが、その状態ではタンク内にアンモニアガスが充満しており、タンク内に入って点検や補修の作業を行うことができない。
そのために、従来は、液体アンモニアを移送したのちタンク内に水を張り込み、アンモニアガスを吸収してアンモニア水として回収する操作を繰り返し、タンクの開放を行っていた。しかし、この方法では、操作が煩雑で時間を要するのみならず、多量のアンモニア水が産業廃棄物として発生する上に、アンモニアガスが周辺に揮散して環境汚染を引き起こすという問題があった。
廃液として発生したアンモニア水の処分方法としては、排出基準に則って希釈放流する方法もあるが、特に閉鎖水域ではアンモニア性窒素の総量規制を遵守する観点から制約がある。また、アンモニア水の処理方法として、塩素系薬剤による酸化分解処理やストリッピング処理などの既存の処理方法があるが、いずれも処理に時間と費用がかかり、液体アンモニア貯留タンク内の残留ガスを処理する一連の技術として、実用性に乏しいものである。
また、従来技術として、特許文献1には、液化アンモニア貯蔵容器のアンモニアを排出に、不活性ガスを圧入する方法が開示されている。そして、特許文献2及び特許文献3には、液化ガスタンクの残留可燃性ガスを不活性ガスで追い出す方法が開示されている。
これらの文献には、アンモニアガス又は前記流出混合ガスの前記触媒燃焼装置への流量を調節することによって、触媒の種類によって決定される所定の触媒塔内温度を維持して触媒燃焼装置の反応の暴走を抑制する構成は開示されていない。
特開昭47−7208号公報 特開昭49−51617号公報 特開平10−160098号公報
In a tank that stores liquid ammonia, such as an ammonia production plant or a thermal power boiler plant, it is obliged to periodically open the tank for inspection and repair. When performing such inspections and repairs, the liquid ammonia stored in the tank is first transferred to another storage container. In this state, the tank is full of ammonia gas and enters the tank. The inspection and repair work cannot be performed.
Therefore, conventionally, after transferring liquid ammonia, the operation of filling the tank with water, absorbing the ammonia gas and recovering it as ammonia water was repeated to open the tank. However, this method has a problem that not only is the operation complicated and time-consuming, but also a large amount of ammonia water is generated as industrial waste, and ammonia gas is volatilized around and causes environmental pollution.
As a method for disposing of ammonia water generated as a waste liquid, there is a method of diluting and discharging in accordance with discharge standards, but there are restrictions from the viewpoint of complying with the total amount of ammonia nitrogen in a closed water area. In addition, there are existing treatment methods such as oxidative decomposition treatment and stripping treatment with chlorinated chemicals as treatment methods for ammonia water, both of which take time and expense and treat residual gas in the liquid ammonia storage tank. As a series of techniques, it is not practical.
As a conventional technique, Patent Document 1 discloses a method of injecting an inert gas to discharge ammonia in a liquefied ammonia storage container. Patent Document 2 and Patent Document 3 disclose a method of driving off residual flammable gas in a liquefied gas tank with an inert gas.
In these documents, by adjusting the flow rate of the ammonia gas or the effluent gas mixture to the catalytic combustion apparatus, a predetermined temperature in the catalyst tower determined by the type of catalyst is maintained, and the reaction of the catalytic combustion apparatus is controlled. A configuration for suppressing runaway is not disclosed.
JP-A-47-7208 JP-A-49-51617 Japanese Patent Laid-Open No. 10-160098

本発明は、これらの従来技術の問題点を解決し、液体アンモニア貯留タンク内に残留するアンモニアガスを、簡易な設備を用いて簡便な操作で安全に処理することができるアンモニアタンク内残留ガスの処理方法を提供することを目的としてなされたものである。   The present invention solves these problems of the prior art, and the ammonia gas remaining in the liquid ammonia storage tank can be safely processed by simple operation using simple equipment. The purpose is to provide a processing method.

本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、液体アンモニア貯留タンクに残留するアンモニアガスを、タンクの内圧を利用して抜き出し、アンモニア処理装置に導いて処理したのち、タンク内に不活性ガスを圧入して残存するアンモニアガスを希釈して流出させ、該流出混合ガスをアンモニア処理装置に導いて処理することにより、多量のアンモニア水を発生させることなく、液体アンモニア貯留タンクに残留するアンモニアガスを効率的に処理し得ることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
(1)液体アンモニア貯留タンクに残留するアンモニアガスを、タンク外に抜き出して分解処理する方法において、タンクの内圧を利用して抜き出したアンモニアガスを、触媒塔を有する触媒燃焼装置に導いて処理したのち、タンク内に不活性ガスを圧入して残存するアンモニアガスを希釈して流出させ、該流出混合ガスを触媒塔を有する触媒燃焼装置に導いて処理し、アンモニアガス又は前記流出混合ガスの前記触媒燃焼装置への流量を触媒塔内温度によって調整することを特徴とするアンモニアタンク内残留ガスの処理方法、
(2)触媒燃焼装置の入り口でアンモニアガス又は流出混合ガスを空気と混合する第1項記載のアンモニアタンク内残留ガスの処理方法、
(3)不活性ガスが窒素ガスである第1項記載のアンモニアタンク内残留ガスの処理方法、及び、
(4)タンク内に不活性ガスを圧入して残存するアンモニアガスを希釈して流出させたのち、タンク内に水を張り込み、わずかに残存するアンモニアガスをアンモニア水として回収する第1項記載のアンモニアタンク内残留ガスの処理方法、
を提供するものである。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the inventors of the present invention extracted ammonia gas remaining in the liquid ammonia storage tank using the internal pressure of the tank, and led it to an ammonia treatment device for treatment. By injecting an inert gas into the tank and diluting and flowing out the remaining ammonia gas, the effluent gas mixture is led to an ammonia treatment device and processed, so that liquid ammonia can be stored without generating a large amount of ammonia water. It has been found that ammonia gas remaining in the tank can be efficiently treated, and the present invention has been completed based on this finding.
That is, the present invention
(1) In the method of extracting and decomposing ammonia gas remaining in the liquid ammonia storage tank out of the tank, the ammonia gas extracted using the internal pressure of the tank is led to a catalytic combustion apparatus having a catalyst tower and processed. Then, an inert gas is injected into the tank to dilute and flow out the remaining ammonia gas, and the effluent gas mixture is led to a catalytic combustion apparatus having a catalyst tower for treatment, and the ammonia gas or the effluent gas mixture A method for treating residual gas in an ammonia tank, wherein the flow rate to the catalytic combustion device is adjusted by the temperature in the catalyst tower;
(2) A method for treating residual gas in an ammonia tank as described in item 1, wherein ammonia gas or effluent gas mixture is mixed with air at the inlet of the catalytic combustion device;
(3) The method for treating residual gas in an ammonia tank as described in item 1, wherein the inert gas is nitrogen gas, and
(4) The inert gas is injected into the tank to dilute and flow out the remaining ammonia gas, and then water is poured into the tank to recover the slightly remaining ammonia gas as ammonia water. Treatment method of residual gas in ammonia tank,
Is to provide.

本発明のアンモニアタンク内残留ガスの処理方法によれば、アンモニアタンク及び付随する設備系統内に残留するアンモニアを効率的に処理することができ、排水処理の必要なアンモニア含有水が発生しない上に、外部にアンモニアの臭気が漏れず、工期の短縮及び廃棄物低減により、環境負荷を大幅に改善することができる。   According to the method for treating residual gas in an ammonia tank of the present invention, ammonia remaining in the ammonia tank and the accompanying equipment system can be efficiently treated, and ammonia-containing water required for wastewater treatment is not generated. The odor of ammonia does not leak to the outside, and the environmental load can be greatly improved by shortening the construction period and reducing waste.

本発明のアンモニアタンク内残留ガスの処理方法においては、液体アンモニア貯留タンクに残留するアンモニアガスを、タンク外に抜き出して処理する方法において、タンクの内圧を利用して抜き出したアンモニアガスを、アンモニア処理装置に導いて処理したのち、タンク内に不活性ガスを圧入して残存するアンモニアガスを希釈して流出させ、該流出混合ガスをアンモニア処理装置に導いて処理する。
図1は、本発明方法の実施の一態様の工程系統図である。通常の運転時には、液体アンモニア貯留タンク1は、1,000〜1,500kPa程度の圧力に保持され、貯留された液体アンモニアは蒸発器2において数十℃に加温してガス化され、アキュムレーター3にいったん貯留されたのち、本設備払い出し配管4を経由して連続的に又は必要に応じて断続的に本設備へ供給される。液体アンモニア貯留タンクの点検や補修に際しては、タンク内にアンモニアガスが全く存在しない状態とする必要がある。まずタンク内に貯留されている液体アンモニアをバルブ10及びバルブ11を経由して、別の貯留容器に移送する。この状態ではタンク内にアンモニアガスが充満しており、タンク内圧は数百kPa程度である場合が多い。この残留するアンモニアガスを、本発明方法により処理することができる。
In the method for treating the residual gas in the ammonia tank of the present invention, the ammonia gas remaining in the liquid ammonia storage tank is taken out of the tank for treatment, and the ammonia gas drawn out using the internal pressure of the tank is treated with ammonia. After being guided to the apparatus and processed, an inert gas is injected into the tank to dilute and flow out the remaining ammonia gas, and the effluent gas mixture is guided to the ammonia processing apparatus for processing.
FIG. 1 is a process flow diagram of one embodiment of the method of the present invention. During normal operation, the liquid ammonia storage tank 1 is maintained at a pressure of about 1,000 to 1,500 kPa, and the stored liquid ammonia is heated to several tens of degrees Celsius in the evaporator 2 to be gasified, and the accumulator 3 and then supplied to the equipment continuously or intermittently as needed via the equipment delivery pipe 4. When inspecting or repairing the liquid ammonia storage tank, it is necessary that no ammonia gas exist in the tank. First, liquid ammonia stored in the tank is transferred to another storage container via the valve 10 and the valve 11. In this state, the tank is filled with ammonia gas, and the tank internal pressure is often about several hundred kPa. This remaining ammonia gas can be treated by the method of the present invention.

本発明方法に用いるアンモニア処理装置に特に制限はなく、例えば、アンモニア分解装置、アンモニア吸収装置などを挙げることができる。アンモニア分解装置としては、例えば、酸化剤を用いる酸化分解装置、触媒燃焼装置などを挙げることができる。アンモニア分解装置は、アンモニアガスを直接分解する装置であることが好ましく、中でも触媒燃焼装置を特に好適に用いることができる。アンモニア吸収装置としては、例えば、吸収液として水を用いる装置、吸収液として酸性水を用いる装置などを挙げることができる。吸収液として酸性水を用いると、吸収速度を速めることができる。
図1に示す態様においては、アンモニア処理装置として触媒燃焼装置を使用している。本設備払い出し配管4から、バルブ17で仮配管を取り合い、アンモニア処理用配管5、バルブ18、流量計6及びガス混合器7を経由して、触媒燃焼装置8に接続している。本発明方法の実施に際しては、触媒燃焼装置を起動して昇温したのち、タンクの内圧を利用してアンモニアガスを送り出し、流量計6で管理しながらバルブ18を使用してアンモニアガス流量を調整し、ガス混合器7で空気と混合し、触媒燃焼装置8に送り込む。触媒燃焼装置において、アンモニアガスは次式によって空気中の酸素ガスと反応し、窒素ガスと水が生成する。
4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2
There is no restriction | limiting in particular in the ammonia processing apparatus used for this invention method, For example, an ammonia decomposition apparatus, an ammonia absorption apparatus, etc. can be mentioned. Examples of the ammonia decomposing apparatus include an oxidative decomposing apparatus using an oxidizing agent and a catalytic combustion apparatus. The ammonia decomposition apparatus is preferably an apparatus that directly decomposes ammonia gas, and among them, a catalytic combustion apparatus can be used particularly suitably. Examples of the ammonia absorber include a device that uses water as an absorbing solution and a device that uses acidic water as an absorbing solution. When acidic water is used as the absorbing solution, the absorption rate can be increased.
In the embodiment shown in FIG. 1, a catalytic combustion apparatus is used as the ammonia processing apparatus. A temporary pipe is connected by a valve 17 from the equipment discharge pipe 4 and connected to the catalytic combustion device 8 via the ammonia processing pipe 5, the valve 18, the flow meter 6 and the gas mixer 7. In carrying out the method of the present invention, after starting the catalytic combustion device and raising the temperature, the ammonia gas is sent out using the internal pressure of the tank, and the ammonia gas flow rate is adjusted using the valve 18 while being controlled by the flow meter 6. Then, it is mixed with air by the gas mixer 7 and sent to the catalytic combustion device 8. In the catalytic combustion apparatus, ammonia gas reacts with oxygen gas in the air according to the following formula to generate nitrogen gas and water.
4NH 3 + 3O 2 → 2N 2 + 6H 2 O

液体アンモニア貯留タンクの内圧が常圧近くまで低下したとき、バルブ10を閉じ、バルブ9を開いてタンク内に不活性ガスを圧入し、タンク内に残存するアンモニアガスを希釈する。次いで、バルブ10を開いてアンモニアガスと不活性ガスの混合ガスを流出させ、蒸発器2とアキュムレーター3を経由して、蒸発器とアキュムレーター内に残存するアンモニアガスも流出させながら、同様にガス混合器で空気を注入して混合し、触媒燃焼装置でアンモニアガスを酸化分解することができる。液体アンモニア貯留タンクの内圧が常圧近くまで低下したとき、タンクへの不活性ガスの圧入による残存するアンモニアガスの希釈と、混合ガスの流出を繰り返すことが好ましい。さらにその後、不活性ガス供給配管をバルブ11又はバルブ14に接続して不活性ガスを連続式又はバッチ式で供給し、蒸発器及びアキュームレーターになお残留するアンモニアガスを確実に追い出して、触媒燃焼装置に導くことが好ましい。   When the internal pressure of the liquid ammonia storage tank drops to near normal pressure, the valve 10 is closed, the valve 9 is opened, an inert gas is injected into the tank, and the ammonia gas remaining in the tank is diluted. Next, the valve 10 is opened to let out a mixed gas of ammonia gas and inert gas, and the ammonia gas remaining in the evaporator and the accumulator 3 is made to flow out through the evaporator 2 and the accumulator 3 in the same manner. Air can be injected and mixed with a gas mixer, and ammonia gas can be oxidatively decomposed with a catalytic combustion apparatus. When the internal pressure of the liquid ammonia storage tank drops to near normal pressure, it is preferable to repeatedly dilute the remaining ammonia gas by injecting the inert gas into the tank and to flow out the mixed gas. Further, after that, the inert gas supply pipe is connected to the valve 11 or the valve 14 to supply the inert gas in a continuous or batch manner, and the ammonia gas still remaining in the evaporator and the accumulator is surely expelled to perform catalytic combustion. Preferably it leads to the device.

また、液体アンモニア貯留タンク1に残留するアンモニアの処理時には、アンモニア処理用配管5をバルブ17ではなく、バルブ11に接続しておき、液体アンモニア貯留タンクに残留するアンモニアガスのみを処理し、次いで、不活性ガス供給管をバルブ11に、アンモニア処理用配管をバルブ14に接続して蒸発器2中のアンモニアガスを処理し、さらに、不活性ガス供給管をバルブ14に、アンモニア処理用配管をバルブ17に接続してアキュムレーター3中のアンモニアガスを処理することもできる。
本発明方法において、不活性ガスは、不活性ガス供給配管を工場の不活性ガス供給ラインに接続して供給することができ、あるいは、不活性ガスボンベに接続して供給することもできる。図1に示す態様においては、不活性ガス供給配管は液体アンモニア貯留タンク1に接続されているが、バルブ11を有する取り合い配管や、バルブ14を有する取り合い配管にも接続可能としておくことが好ましい。また、アンモニア処理用配管の一端は触媒燃焼装置に連結し、他端はバルブ17を有する取り合い配管に接続しているが、他端をバルブ11を有する配管や、バルブ14を有する配管にも接続可能とすることが好ましい。
Further, when the ammonia remaining in the liquid ammonia storage tank 1 is processed, the ammonia processing pipe 5 is connected to the valve 11 instead of the valve 17 to process only the ammonia gas remaining in the liquid ammonia storage tank, The inert gas supply pipe is connected to the valve 11 and the ammonia treatment pipe is connected to the valve 14 to treat the ammonia gas in the evaporator 2, and the inert gas supply pipe is connected to the valve 14 and the ammonia treatment pipe is connected to the valve 14. It is also possible to treat the ammonia gas in the accumulator 3 by connecting to 17.
In the method of the present invention, the inert gas can be supplied by connecting an inert gas supply pipe to an inert gas supply line of a factory, or can be supplied by connecting to an inert gas cylinder. In the embodiment shown in FIG. 1, the inert gas supply pipe is connected to the liquid ammonia storage tank 1, but it is preferable that the inert gas supply pipe can be connected to a joint pipe having a valve 11 and a joint pipe having a valve 14. One end of the ammonia treatment pipe is connected to the catalytic combustion apparatus, and the other end is connected to the joint pipe having the valve 17, but the other end is also connected to the pipe having the valve 11 and the pipe having the valve 14. Preferably it is possible.

本発明方法においては、液体アンモニア貯留タンクに残留するアンモニアガスをタンクの内圧を利用して抜き出したのち、タンク内に不活性ガスを圧入して残存するアンモニアガスを希釈して流出させるので、液体アンモニア貯留タンクに空気が流入するおそれがなく、空気との混合による爆発性混合ガスが生成するおそれがない。本発明方法に用いる不活性ガスに特に制限はなく、例えば、窒素ガス、二酸化炭素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドンなどを挙げることができる。これらの中で、窒素ガスは、入手が容易なので特に好適に用いることができる。
本発明方法においては、液体アンモニア貯留タンク内に残留するアンモニアガスをガス状態のまま流出させるので、産業廃棄物としての処理が必要なアンモニア水が多量に発生することがない。また、アンモニア処理装置として触媒燃焼装置を用いることにより、アンモニアガスは酸化分解されて窒素ガスと水になり、窒素酸化物などが発生しないので、環境を汚染するおそれがない。
In the method of the present invention, after the ammonia gas remaining in the liquid ammonia storage tank is extracted using the internal pressure of the tank, the inert gas is injected into the tank to dilute and flow out the remaining ammonia gas. There is no risk of air flowing into the ammonia storage tank, and there is no risk of generating an explosive gas mixture by mixing with air. There is no restriction | limiting in particular in the inert gas used for this invention method, For example, nitrogen gas, a carbon dioxide, helium, neon, argon, krypton, xenon, radon etc. can be mentioned. Of these, nitrogen gas is particularly suitable because it is readily available.
In the method of the present invention, the ammonia gas remaining in the liquid ammonia storage tank is allowed to flow out in a gas state, so that a large amount of ammonia water that needs to be treated as industrial waste is not generated. Further, by using a catalytic combustion apparatus as an ammonia treatment apparatus, ammonia gas is oxidized and decomposed into nitrogen gas and water, and nitrogen oxides are not generated, so there is no possibility of polluting the environment.

図2は、本発明方法に用いるガス混合器の一態様の説明図である。エの字形の混合配管19に、ダンパー20から空気が送り込まれ、ダンパー21からアンモニアガス又はアンモニアガスと不活性ガスとの流出混合ガスが送り込まれる。本図において、右上の配管は閉止され、アンモニアガスは空気と混合されて右下の配管から触媒燃焼装置へ送り出される。空気の代わりに、酸素ガス濃度を高めた気体を送り込むこともできる。
図3は、本発明方法に用いる触媒燃焼装置の一態様の説明図である。アンモニアガスと空気との混合ガスが、ブロアー22により熱交換器23に送られて予熱されたのちに、電気ヒーター24により所定の温度まで加熱され、触媒塔25に送られる。触媒塔でアンモニアと酸素ガスが反応し、アンモニアが酸化分解されて無害な窒素ガスと水になる。触媒塔から流出するガスは、熱交換器23に送られ、廃熱が回収されたのち大気中に放出される。
FIG. 2 is an explanatory diagram of an embodiment of a gas mixer used in the method of the present invention. Air is sent from the damper 20 to the square-shaped mixing pipe 19, and ammonia gas or an outflow mixed gas of ammonia gas and inert gas is sent from the damper 21. In the figure, the upper right pipe is closed, and ammonia gas is mixed with air and sent out from the lower right pipe to the catalytic combustion apparatus. Instead of air, a gas having a high oxygen gas concentration can be sent.
FIG. 3 is an explanatory view of one embodiment of the catalytic combustion apparatus used in the method of the present invention. A mixed gas of ammonia gas and air is sent to the heat exchanger 23 by the blower 22 and preheated, and then heated to a predetermined temperature by the electric heater 24 and sent to the catalyst tower 25. Ammonia and oxygen gas react in the catalyst tower, and ammonia is oxidized and decomposed into harmless nitrogen gas and water. The gas flowing out from the catalyst tower is sent to the heat exchanger 23, where waste heat is recovered and then released into the atmosphere.

本発明方法に用いる触媒としては、例えば、金属又はその化合物を任意形状に成形した成形触媒、担体に担持させた金属担持触媒などを挙げることができる。金属としては、例えば、鉄、マンガンなどの卑金属、金、銀、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金などの貴金属、これらの金属の酸化物、合金などを挙げることができる。これらの中で、鉄及びマンガン系触媒は、比較的低温でアンモニアを分解できるので、特に好適に用いることができる。金属を担持させる担体としては、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、ゼオライト、シリコンカーバイドなどを挙げることができる。これらの中で、チタニア、ジルコニア及びシリコンカーバイドを好適に用いることができる。触媒塔の温度は、例えば、150〜350℃がよく、180〜280℃であることが好ましい。   Examples of the catalyst used in the method of the present invention include a shaped catalyst obtained by shaping a metal or a compound thereof into an arbitrary shape, a metal supported catalyst supported on a carrier, and the like. Examples of the metal include base metals such as iron and manganese, noble metals such as gold, silver, ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium and platinum, and oxides and alloys of these metals. Among these, iron and manganese-based catalysts can be used particularly preferably because they can decompose ammonia at a relatively low temperature. Examples of the carrier on which the metal is supported include alumina, silica, titania, zirconia, zeolite, silicon carbide and the like. Among these, titania, zirconia and silicon carbide can be preferably used. The temperature of the catalyst tower is, for example, preferably 150 to 350 ° C, and preferably 180 to 280 ° C.

本発明方法においては、液体アンモニア貯留タンクに不活性ガスを圧入して残存するアンモニアガスを希釈して流出させたのち、タンク内に満水するまで水を張り込み、わずかに残存するアンモニアガスをアンモニア水として回収することが好ましい。タンクに水を張り込むことにより、内部のアンモニアガスを完全に排出して除去することができる。タンクに水を張り込む際に、タンクから押し出されるガスも、アンモニア処理装置に送って同様に処理することが好ましい。タンクには作業者の出入りが可能なマンホールが設けられているので、マンホールを介してタンク内に水を供給することができる。また、排水も、水中ポンプを利用してマンホールから行うことができる。タンク底部に配管があれば、その配管を利用して排水することもできる。液体アンモニア貯留タンクに不活性ガスを圧入して残存するアンモニアガスを希釈する操作を繰り返すことにより、張り水に吸収されたアンモニア濃度は十分低くなり、回収されたアンモニア水は、定常排水として公共水域などに排出することが可能である。
本発明方法によれば、液体アンモニア貯留タンク内に残留するアンモニアガスをガス状のまま処理するので、有害な廃棄物を一切排出することなく、短時間で安価に残留ガスを処理することができる。
In the method of the present invention, after injecting an inert gas into a liquid ammonia storage tank to dilute and flow out the remaining ammonia gas, water is filled until the tank is filled with water, and a slight amount of remaining ammonia gas is added to the ammonia water. It is preferable to collect as. By filling the tank with water, the internal ammonia gas can be completely discharged and removed. When water is filled in the tank, it is preferable that the gas pushed out of the tank is also sent to the ammonia treatment apparatus and treated in the same manner. Since the tank is provided with a manhole that allows workers to enter and exit, water can be supplied into the tank through the manhole. Also, drainage can be performed from a manhole using a submersible pump. If there is a pipe at the bottom of the tank, the pipe can be used to drain water. By repeating the operation of injecting an inert gas into the liquid ammonia storage tank and diluting the remaining ammonia gas, the ammonia concentration absorbed in the tension water becomes sufficiently low, and the recovered ammonia water is used as a regular drainage in the public water area. Can be discharged.
According to the method of the present invention, the ammonia gas remaining in the liquid ammonia storage tank is processed in a gaseous state, so that the residual gas can be processed at a low cost in a short time without discharging any harmful waste. .

以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
実施例1
図1に示す液体アンモニア貯留タンク系について、アンモニアタンク内残留ガスの処理を行った。液体アンモニア貯留タンクの容量は135m3であり、タンクの液体アンモニアを系外に移送したのちアンモニアタンク及び付随する設備系統内に残留するアンモニアの量は約300kgであった。
鉄、マンガンの成形触媒1,200Lを充填した触媒塔を有する触媒燃焼装置8を起動し、触媒塔内温度を180℃に昇温した。次に、バルブ17を開き、バルブ18を調整することにより、系の内圧320kPaでアンモニアガスを押し出し、これをブロアーにより1,800m3(Normal)/hの流量で空気が吸引されているガス混合器内に注入し混合した。アンモニアガスの流量は触媒塔内温度で管理し、塔内温度が280℃を超えないように、アンモニアガスの流量を調整した。
22時間後、液体アンモニア貯留タンクの内圧が50kPaまで低下したので、バルブ10を閉じ、タンクに窒素ガスを470kPaまで圧入した。次に、バルブ17を開き、バルブ18を調整することにより、系の内圧でアンモニアガスと窒素ガスの混合ガスを押し出し、これをブロアーにより1,800m3(Normal)/hの流量で空気が吸引されているガス混合器内に注入し混合した。アンモニアガスと窒素ガスの混合ガスの流量は触媒塔内温度で管理し、塔内温度が280℃を超えないように、混合ガス流量を調整した。タンクの内圧が50kPaに低下するまでに、11時間を要した。
同様にして、液体アンモニア貯留タンクへの窒素ガスの圧入と、混合ガスの触媒燃焼装置への通気によるアンモニアガスの処理をさらに2回繰り返した。3回目の処理には5時間を要し、4回目の処理には4時間を要した。
引き続いて、液体アンモニア貯留タンクに、工業用水を満水の135m3まで張り込んだ。なお、工業用水を満たす時に押し出される気体も、同様にして触媒燃焼装置へ通気した。張り水中の全窒素濃度は10.6mg/Lであり、アンモニア濃度が20mg/L未満であることが確認されたので、張り水を放流した。工業用水の張り込みと、張り水中の全窒素の分析と、張り水の放流に合計28時間を要した。
さらに、バルブ11から窒素ガスを蒸発器2に送り込み、流出するアンモニアガスと窒素ガスの混合ガスを、バルブ14を経由して触媒燃焼装置へ通気し、アンモニアを酸化分解した。約6時間後に蒸発器から流出する混合ガス中のアンモニア濃度が20ppm(容量比)未満となったので、蒸発器への窒素ガスの供給を停止した。続いて、バルブ14から窒素ガスをアキュムレーター3に送り込み、流出するアンモニアガスと窒素ガスの混合ガスを、バルブ17を経由して触媒燃焼装置へ通気し、アンモニアを酸化分解した。約6時間後にアキュムレーターから流出する混合ガス中のアンモニア濃度が20ppm(容量比)未満となったので、アキュムレーターへの窒素ガスの供給を停止した。
この液体アンモニア貯留タンク系に残留するアンモニアガスの処理に、合計42時間を要した。全作業時間を通じて、作業環境においてアンモニアの臭気は感じられず、作業環境におけるアンモニア濃度は20ppm(容量比)未満であった。
実施例1の結果を、第1表に示す。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
Example 1
For the liquid ammonia storage tank system shown in FIG. 1, the residual gas in the ammonia tank was treated. The capacity of the liquid ammonia storage tank was 135 m 3 , and after transferring the liquid ammonia in the tank out of the system, the amount of ammonia remaining in the ammonia tank and the accompanying equipment system was about 300 kg.
The catalytic combustion apparatus 8 having a catalyst tower filled with 1,200 L of iron and manganese forming catalyst was started, and the temperature in the catalyst tower was raised to 180 ° C. Next, by opening the valve 17 and adjusting the valve 18, ammonia gas is pushed out at an internal pressure of 320 kPa of the system, and this is mixed with a gas in which air is sucked at a flow rate of 1,800 m 3 (Normal) / h. It was poured into the vessel and mixed. The flow rate of ammonia gas was controlled by the temperature in the catalyst tower, and the flow rate of ammonia gas was adjusted so that the temperature in the tower did not exceed 280 ° C.
After 22 hours, since the internal pressure of the liquid ammonia storage tank dropped to 50 kPa, the valve 10 was closed and nitrogen gas was press-fitted into the tank to 470 kPa. Next, by opening the valve 17 and adjusting the valve 18, the mixed gas of ammonia gas and nitrogen gas is pushed out by the internal pressure of the system, and air is sucked by the blower at a flow rate of 1,800 m 3 (Normal) / h. The mixture was injected into the gas mixer. The flow rate of the mixed gas of ammonia gas and nitrogen gas was controlled at the catalyst tower temperature, and the mixed gas flow rate was adjusted so that the tower temperature did not exceed 280 ° C. It took 11 hours for the internal pressure of the tank to drop to 50 kPa.
Similarly, the injection of nitrogen gas into the liquid ammonia storage tank and the treatment of ammonia gas by aeration of the mixed gas to the catalytic combustion apparatus were repeated twice more. The third treatment took 5 hours and the fourth treatment took 4 hours.
Subsequently, industrial water was filled up to 135 m 3 of full water in a liquid ammonia storage tank. In addition, the gas pushed out when filling industrial water was similarly ventilated to the catalytic combustion apparatus. Since the total nitrogen concentration in the tension water was 10.6 mg / L and the ammonia concentration was confirmed to be less than 20 mg / L, the tension water was discharged. It took a total of 28 hours to put industrial water, analyze the total nitrogen in the tension water, and discharge the tension water.
Further, nitrogen gas was sent from the valve 11 to the evaporator 2, and a flowing mixed gas of ammonia gas and nitrogen gas was vented to the catalytic combustion device via the valve 14 to oxidize and decompose ammonia. Since the ammonia concentration in the mixed gas flowing out from the evaporator after about 6 hours became less than 20 ppm (volume ratio), the supply of nitrogen gas to the evaporator was stopped. Subsequently, nitrogen gas was sent from the valve 14 to the accumulator 3, and a mixed gas of ammonia gas and nitrogen gas flowing out was vented to the catalytic combustion device via the valve 17 to oxidize and decompose ammonia. Since the ammonia concentration in the mixed gas flowing out from the accumulator after about 6 hours became less than 20 ppm (volume ratio), the supply of nitrogen gas to the accumulator was stopped.
A total of 42 hours were required for the treatment of the ammonia gas remaining in the liquid ammonia storage tank system. Throughout the entire working time, no odor of ammonia was felt in the working environment, and the ammonia concentration in the working environment was less than 20 ppm (volume ratio).
The results of Example 1 are shown in Table 1.

Figure 0004365392
Figure 0004365392

液体アンモニア貯留タンクに残留するアンモニアガスを、タンクの内圧を利用して抜き出したのち、直ちにタンクに工業用水を張り込み、抜き取る従来の処理方法では、作業者がタンクの中に入り得る状態とするまでに、工業用水の張り込みと抜き取りを2回繰り返す必要があり、工業用水270m3を消費し、同量の排水処理の必要なアンモニア含有水が発生していた。また、発生するアンモニア含有水を希釈放流する際に、約12,500m3の希釈水と、それに相当する時間を要していた。
本発明方法によれば、上記の従来の方法に比べて、全処理時間を短縮し、工業用水の使用量を大幅に減少し、排水処理の必要なアンモニア含有水が発生せず、アンモニアガスをすべて無害な窒素ガスと水に変換することができる。
In the conventional treatment method in which the ammonia gas remaining in the liquid ammonia storage tank is extracted using the internal pressure of the tank, and then industrial water is immediately put into the tank and extracted, until the worker can enter the tank. In addition, it was necessary to repeat the insertion and extraction of industrial water twice, 270 m 3 of industrial water was consumed, and the same amount of ammonia-containing water required for wastewater treatment was generated. Further, when diluting and discharging the generated ammonia-containing water, about 12,500 m 3 of diluted water and a corresponding time were required.
According to the method of the present invention, compared to the conventional method described above, the total treatment time is shortened, the amount of industrial water used is greatly reduced, ammonia-containing water required for wastewater treatment is not generated, and ammonia gas is reduced. All can be converted into harmless nitrogen gas and water.

本発明方法によれば、液体アンモニア貯留タンクの点検や補修に際して、液体アンモニア貯留タンク系に残留するアンモニアガスを効率的に処理し、工期を短縮し、産業廃棄物の発生を抑制することができる。   According to the method of the present invention, when checking or repairing a liquid ammonia storage tank, it is possible to efficiently treat the ammonia gas remaining in the liquid ammonia storage tank system, shorten the construction period, and suppress the generation of industrial waste. .

本発明方法の実施の一態様の工程系統図である。It is a process flow diagram of one mode of implementation of a method of the present invention. 本発明方法に用いるガス混合器の一態様の説明図である。It is explanatory drawing of the one aspect | mode of the gas mixer used for the method of this invention. 本発明方法に用いる触媒燃焼装置の一態様の説明図である。It is explanatory drawing of the one aspect | mode of the catalytic combustion apparatus used for this invention method.

符号の説明Explanation of symbols

1 液体アンモニア貯留タンク
2 蒸発器
3 アキュムレーター
4 本設備払い出し配管
5 アンモニア処理用配管
6 流量計
7 ガス混合器
8 触媒燃焼装置
9〜18 バルブ
19 混合配管
20 ダンパー
21 ダンパー
22 ブロアー
23 熱交換器
24 電気ヒーター
25 触媒塔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid ammonia storage tank 2 Evaporator 3 Accumulator 4 This equipment discharge piping 5 Ammonia processing piping 6 Flowmeter 7 Gas mixer 8 Catalytic combustion apparatus 9-18 Valve 19 Mixing piping 20 Damper 21 Damper 22 Blower 23 Heat exchanger 24 Electric heater 25 Catalyst tower

Claims (4)

液体アンモニア貯留タンクに残留するアンモニアガスを、タンク外に抜き出して分解処理する方法において、タンクの内圧を利用して抜き出したアンモニアガスを、触媒塔を有する触媒燃焼装置に導いて処理したのち、タンク内に不活性ガスを圧入して残存するアンモニアガスを希釈して流出させ、該流出混合ガスを触媒塔を有する触媒燃焼装置に導いて処理し、アンモニアガス又は前記流出混合ガスの前記触媒燃焼装置への流量を触媒塔内温度によって調整することを特徴とするアンモニアタンク内残留ガスの処理方法。   In the method of extracting and decomposing ammonia gas remaining in the liquid ammonia storage tank out of the tank, the ammonia gas extracted using the internal pressure of the tank is guided to a catalytic combustion apparatus having a catalyst tower and processed. An inert gas is injected into the reactor to dilute and flow out the remaining ammonia gas, and the effluent mixed gas is guided to a catalytic combustion apparatus having a catalyst tower for treatment, and the catalytic combustion apparatus for ammonia gas or the effluent mixed gas A method for treating residual gas in an ammonia tank, characterized in that the flow rate to the tank is adjusted by the temperature in the catalyst tower. 触媒燃焼装置の入り口でアンモニアガス又は流出混合ガスを空気と混合する請求項1記載のアンモニアタンク内残留ガスの処理方法。   The method for treating residual gas in an ammonia tank according to claim 1, wherein ammonia gas or effluent gas mixture is mixed with air at the inlet of the catalytic combustion apparatus. 不活性ガスが窒素ガスである請求項1記載のアンモニアタンク内残留ガスの処理方法。   The method for treating residual gas in an ammonia tank according to claim 1, wherein the inert gas is nitrogen gas. タンク内に不活性ガスを圧入して残存するアンモニアガスを希釈して流出させたのち、タンク内に水を張り込み、わずかに残存するアンモニアガスをアンモニア水として回収する請求項1記載のアンモニアタンク内残留ガスの処理方法。   2. An ammonia tank according to claim 1, wherein an inert gas is injected into the tank to dilute and flow out the remaining ammonia gas, and then water is poured into the tank to recover the slightly remaining ammonia gas as ammonia water. Residual gas treatment method.
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