JP4574782B2 - Ammonia abatement system - Google Patents
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- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンモニアプラント或いは貯蔵基地で、放出されるガス中のアンモニア成分を除去して大気放出するためのアンモニア除害装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
アンモニアプラント或いは貯蔵基地で、放出されたガスは集められて除害装置に導入され、アンモニア成分が除かれて無害化された後、大気に放出される。
【0003】
従来のアンモニア除害装置は、図3に示すように、水や硫酸水溶液51が満たされた貯槽50の上部に充填塔或いは吸収塔52を設け、その吸収塔52の上部に、貯槽51内の水や硫酸水溶液51を循環ライン53を介して供給すると共に適宜ライン54から補給水或いは硫酸水溶液を供給し、その吸収塔52の下部からアンモニアガスを含むガスをライン55から供給し、塔52内で気液接触させて、アンモニアを液に吸収させて、頂部から排気56するようにしている。
【0004】
吸収液に硫酸水溶液を用いた場合には、アンモニアは硫酸と反応して硫安となり、貯槽50に溜められ、その貯槽50内の液が適度な吸収能力のある間、循環ライン53で繰り返し循環されて使用される。
【0005】
また、他の方法としては、貯槽60に水又は硫酸水溶液等の吸収液61を溜めておき、吸収液61中にアンモニアを含むガスを吹き込みライン62から吹き込んで吸収させ、アンモニアが除去されたガスをベントノズル63から大気放出するようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの装置は以下の問題点がある。
【0007】
吸収塔のような充填式では、プラントからの排出アンモニアの多少にかかわらず、最大吸収量に対応した吸収液を流すことが必要となり、流すためのエネルギーが無駄になる。またアンモニアの流量を検知して吸収液の量を必要に応じてそれに対応した流量を流すことが考えられるが、システムが複雑になり、信頼性に欠けると共に装置が高価になる。
【0008】
この吸収塔方式では、吸収効率をよくするために、一定量以上の吸収液を流すが、アンモニアの排出量は一定でないため、吸収液は飽和しないため、貯槽50内に溜まった液51を繰り返し循環使用して、吸収液の有効利用を図るのが一般的であり、このため濃度の比較的高い吸収液が貯槽50内に常時溜められることとなり、仮に、大量にアンモニアが吸収塔52に供給された場合、アンモニアを溶解した吸収液は、溶解度が平衡に達した蒸気と接触することになる。
【0009】
このため、吸収塔52の頂部からアンモニアが大気に拡散してしまう問題がある。また、吸収液のアンモニア自体の気体拡散、昼夜の温度差による膨張拡散、気圧変化による膨張拡散もあり、貯槽50に大量に吸収液を循環するのは問題がある。
【0010】
また、同様に吸収液の貯槽60(図4)へのアンモニア吹き込み方式では貯槽60のベントノズル63から上述したガス拡散が避けられない。
【0011】
このアンモニア吹き込み方式では、吸収液面と吹き込みライン62に高低差がないと、ライン62中のアンモニアが吸収液中に徐々に溶け込み、吹き込みライン62内が減圧されて貯槽60内の吸収液61が吸引されてライン62を塞ぐおそれがある。ライン62が塞がると低圧でプラントからアンモニアが排出されているシステムでは、アンモニアが流れないといった不具合が発生する。
【0012】
さらに、吸収液として、硫酸水溶液を使用する場合には、吸収によって硫安となるため、濃度によっては硫安が析出し、この硫安が吹き込みライン62の分散孔を塞いでしまう恐れがある。
【0013】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、除去したアンモニアの拡散がなくまたガスラインが減圧されたときの不具合を解消できるアンモニア除害装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、硫酸水溶液からなる吸収液を貯留した貯槽の上部に、アンモニアガスをシールするための棚段式気液接触部からなるシール機構を有するベントスタックを設け、その貯槽の底部にアンモニアを含むガスを吹き込むアンモニアガス吹き込み管を設け、そのアンモニア吹き込み管にアンモニア設備から放出されたアンモニアを流すアンモニア放出ラインを接続し、上記貯槽に補給水ラインを接続し、上記貯槽に吸収液としての硫酸水溶液供給ラインを接続し、上記貯槽の底部に吸収液払出ラインを接続し、上記アンモニア放出ラインに、アンモニア放出ラインが減圧されたときに空気を呼び込むための逆止弁を有する呼び込みラインを接続し、貯槽の上部又はシール機構の下部のベントスタックに、貯槽内上部に空気を呼び込むための逆止弁を有する呼び込みラインを接続し、さらに上記棚段式気液接触部をバブルキャップが設けられた棚と棚の下部に設けられた液封槽と棚上の液位を保つと共に液をオーバーフローさせて上記液封槽に流すダウンカマーとで形成し、その棚段式気液接触部の液封槽に、補給水を供給すべく上記補給水ラインから分岐してラインを接続したアンモニア除害装置である。
【0016】
請求項2の発明は、アンモニア吹き込み管の吹き込み口に対向して超音波振動子が配置される請求項1記載のアンモニア除害装置である。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【0018】
図1において、10は、硫酸水溶液からなる吸収液11を貯留する貯槽で、その貯槽10に、吸収液11の液面より1m以下に配置したアンモニア吹き込み管12が設けられる。
【0019】
このアンモニア吹き込み管12には、アンモニア放出ライン13が接続される。アンモニア放出ライン13は、アンモニア設備14から排出ノズルライン15や安全弁16が接続されてアンモニアに集められるようになっている。
【0020】
アンモニア放出ライン13には、空気等の置換ガス呼び込みライン17が接続され、そのライン17に逆止弁18が接続される。
【0021】
貯槽10上には、シール機構20を持ったベントスタック21が設けられる。
【0022】
このベントスタック21のシール機構20は、棚段式の気液接触部を1段にしたもので、一例として、バブルキャップ22が1個以上設けられた棚23と、その棚23の下部に設けられた液封槽24と、棚23上の液位を保つと共に液をオーバフローさせて液封槽24に流すダウンカマー25とから構成される。
【0023】
貯槽10には、補給水ライン26が接続され、そのライン26から分岐したライン27が棚段式のシール機構20の上部ベントスタック21に接続される。
【0024】
また、貯槽10には、吸収液11としての硫酸水溶液供給ライン28が接続され、底部には、吸収液払出ライン29が接続されると共にそのライン29に吸収液循環ポンプ30が接続され、その吐出側のライン29と硫酸水溶液供給ライン28とが接続ライン31にて接続されて、吸収液11を循環ポンプ30で貯槽10内を循環できるようになっている。この循環により貯槽10の溶液濃度を均一にする。
【0025】
アンモニア吹き込み管12は、その吹込口12aが例えば下向きにアンモニアを吹き出すように設けられ、その吹込口12aに対向し、吹込口12aに析出する硫安を間欠的に除去するための超音波振動子32が設けられる。
【0026】
なお、33は、水の充填時に過充填防止用のオーバフロー管、34は、循環ポンプ30の吸い込み側の払出ライン29に接続した開閉弁、35はその吐出側の払出ライン29に接続した開閉弁、36は接続ライン31に接続した開閉弁、37は硫酸水溶液供給ライン28に接続した開閉弁、38は、ライン27に接続した開閉弁である。
【0027】
次に本発明の作用を述べる。
【0028】
アンモニア設備14からアンモニアを含むガスが放出され、そのガスがアンモニア放出ライン13に集められる。この場合にガス圧が1300mmAq以上程度あれば、アンモニア吹き込み管12の吹込口12aから、動力なしでもそのガス圧で、貯槽10内の吸収液11内に吹き込むことができる。吸収液11中に吹き込まれたアンモニアは、下記の反応にて吸収液に吸収除去される。
【0029】
NH3 +H2 O →NH4 OH
2NH4 OH+H2 SO4 →(NH4 )SO4 +2H2 O
上記の反応は、式では一方向のみ示したが共に可逆反応であり、硫安濃度やアンモニア水濃度が平衡に達するとアンモニアが発生する。
【0030】
アンモニアが吸収除去されたガスは、ベントスタック21のシール機構20であるバブルキャップ22を通り、その棚23上の補給水を通って未反応分があればさらに吸収されて大気放出される。
【0031】
このアンモニア吸収中、循環ポンプ30は、貯槽10内の底部の吸収液11を吸い込んで、ライン31より硫酸水溶液供給ライン28から適宜供給される硫酸水溶液と共に吸収液11の上面に循環することで、吸収液11内のアンモニア水や硫安の濃度が均一となる。
【0032】
このようなアンモニア放出ライン13からアンモニアが放出され、その後、放出が停止されると、吸収液11の濃度が高くて平衡状態となると、アンモニアが蒸発するが、ベントスタック21にはシール機構20が設けられているため、そこで吸収除去され、大気中に拡散することを防止できる。
【0033】
従って、吸収液11の濃度が高くても支障がなく、また従来の吸収塔方式のように常時吸収液を循環する必要もないためランニングコストを低減できる。
【0034】
また、停止中、アンモニア吹き込み管12内に吸収液11が入り込み、その吸収液がアンモニア放出ライン13のアンモニアと接しているためアンモニアが徐々に吸収され、アンモニア放出ライン13が真空になり、その減圧分だけ、貯槽10から吸収液11を吸い上げることになる。この吸い上げた吸収液11が、安全弁16内やライン13のポケット部(図示せず)に溜まり、冬期には凍結し、安全弁16が機能しなくなり、また低温プラントでは、アンモニアを含むガス自体が低温であるために、流体の低温が伝わっている場所では、凍結しやすくなる。
【0035】
本発明においては、このアンモニア放出ライン13に逆止弁18を介して置換ガス呼び込みライン17を接続することで、アンモニア放出ライン13に空気を呼び込み、上記の不具合を解消することが可能となる。
【0036】
また、この空気呼び込みライン17は逆止弁18が接続されるため、アンモニアを含むガスがライン17から放出されることはない。
【0037】
また、この呼び込みライン17は、アンモニア放出ライン13に接続する他に、貯槽10の上部やベントスタック21のシール機構20の下部に、逆止弁18aを有する呼び込みライン17aを接続し、払い出しライン29による吸収液11の払い出しの際に、貯槽10内上部に空気を呼び込み、貯槽10の減圧を防止する。
【0038】
さらに、アンモニア吹き込み管12の吹込口12a近傍に、硫安が析出した場合、その吹込口12aを閉塞する恐れがあるが、超音波振動子32により間欠的に超音波振動を与えることで、その吹込口12aの閉塞を防止することができる。
【0039】
図2は、本発明の他の実施の形態を示したものである。
【0040】
この実施の形態は、図1の貯槽10とその周りの配管をより具体的に示したもので、基本的には図1の構成と同じであり、構成が同じものは同じ符号を付した。 この貯槽10は、地表Gの下にその大部分が埋め込まれるように設けられ、その貯槽10の上部に棚段式のシール機構20を有するベントスタック21が設けられる。
【0041】
この貯槽10の底部には、アンモニア吹き込み管12がその吹込口12aが上向きとなるように設けられ、その吹込口12aの上部に超音波振動子32を配置する。
【0042】
貯槽10の上部には、図1で説明した各種ライン26、28、29が接続され、そのライン26、28、29の各先端部26a,28a、29aが、吸収液11に浸るように設けられる。
【0043】
また、硫酸水溶液供給ライン28には開閉弁40が接続され、そのライン28が循環ポンプ(図示せず)の接続ライン31と合流され、混合器41を介して先端部31aから硫酸水溶液などの吸収液11を供給・循環できるようになっている。
【0044】
アンモニア吹き込み管12には、ガスライン13が接続されるが、この放出ライン13は、複数接続し、そのライン13のうち吸収液11の液面に対して低いライン13aに、逆止弁18を備えた呼び込みライン17を接続する。また、貯槽10からの液の払い出し時に貯槽10の減圧を防止するために空気等の呼び込みライン17aが設けられている。
【0045】
なお、42はマンホールである。
【0046】
この図2の形態においても、一度に大量のアンモニアを含むガスを吸収除去した後は、貯槽10内が減圧されて、アンモニア吹き込み管12から、放出ライン13、13aに吸収液11が吸引されることとなるが、呼び込みライン17から空気を貯槽10内に呼び込むことで、吸収液11がライン13aを上昇して流れ込むことを防止できる。
【0047】
また、図では、ライン13側に呼び込みライン17を接続していない例で示しているが、このライン13は、図1の排出ノズルライン15に接続され、常時アンモニアを含むガスが供給される場合であり、安全弁16側のアンモニア放出ライン13aと同様に呼び込みライン17を接続してもよい。
【0048】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、アンモニアを含むガス中のアンモニアを除去して大気放出できると共に、そのガスを一度に処理した後にガス停止した場合でもアンモニアが大気放出したり、アンモニア放出ラインに吸収液が浸入するといった不具合を解消できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示す概略図である。
【図2】本発明の他の実施の形態を示す断面図である。
【図3】従来の吸収塔式の除害装置を示す図である。
【図4】従来のアンモニア吹き込み式の除害装置を示す図である。
【符号の説明】
10 貯槽
12 アンモニアガス吹き込み管12
13 アンモニア放出ライン
14 アンモニア設備
17 呼び込みライン
18 逆止弁
20 シール機構
21 ベントスタック[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ammonia detoxifying device for removing ammonia components in a released gas and releasing them to the atmosphere at an ammonia plant or storage base.
[0002]
[Prior art]
At the ammonia plant or storage base, the released gas is collected and introduced into a detoxification device, detoxified by removing the ammonia component, and then released to the atmosphere.
[0003]
As shown in FIG. 3, a conventional ammonia abatement apparatus is provided with a packed tower or
[0004]
When an aqueous sulfuric acid solution is used as the absorption liquid, ammonia reacts with the sulfuric acid to become ammonium sulfate and is stored in the
[0005]
As another method, an absorption liquid 61 such as water or a sulfuric acid aqueous solution is stored in the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, these devices have the following problems.
[0007]
In a packed type like an absorption tower, it is necessary to flow an absorption liquid corresponding to the maximum absorption amount regardless of the amount of ammonia discharged from the plant, and energy for flowing is wasted. In addition, it is conceivable to detect the flow rate of ammonia and flow the corresponding flow rate of the absorption liquid as necessary, but the system becomes complicated, lacks reliability, and the apparatus becomes expensive.
[0008]
In this absorption tower method, in order to improve the absorption efficiency, an absorption liquid of a certain amount or more is allowed to flow. However, since the ammonia discharge amount is not constant, the absorption liquid is not saturated, and thus the
[0009]
For this reason, there is a problem that ammonia diffuses into the atmosphere from the top of the
[0010]
Similarly, the above-described gas diffusion from the
[0011]
In this ammonia blowing method, if there is no difference in level between the absorbing liquid level and the
[0012]
Further, when an aqueous sulfuric acid solution is used as the absorbing solution, it becomes ammonium sulfate by absorption, so that ammonium sulfate may be deposited depending on the concentration, and this ammonium sulfate may block the dispersion holes of the blowing
[0013]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an ammonia abatement apparatus that solves the above-described problems and that can eliminate the trouble when the removed ammonia does not diffuse and the gas line is depressurized.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a vent having a sealing mechanism comprising a shelf-type gas-liquid contact portion for sealing ammonia gas at an upper portion of a storage tank storing an absorbing solution comprising a sulfuric acid aqueous solution. A stack is provided, an ammonia gas injection pipe for injecting ammonia-containing gas is provided at the bottom of the storage tank, an ammonia discharge line for flowing ammonia released from the ammonia facility is connected to the ammonia injection pipe, and a makeup water line is connected to the storage tank. To connect, connect a sulfuric acid aqueous solution supply line as an absorbent to the storage tank, connect an absorbent discharge line to the bottom of the storage tank, and draw air into the ammonia release line when the ammonia release line is decompressed To the vent stack at the top of the storage tank or the bottom of the sealing mechanism. Connect a suction line having a check valve for sucking air into the upper part of the storage tank, and further connect the shelf-type gas-liquid contact part to a shelf provided with bubble caps, a liquid-sealed tank and a shelf provided at the lower part of the shelf It is formed with a downcomer that keeps the upper liquid level and overflows the liquid to flow into the liquid sealing tank, and from the replenishing water line to supply makeup water to the liquid sealing tank of the shelf type gas-liquid contact part It is an ammonia abatement device that branches and connects the lines.
[0016]
A second aspect of the present invention is the ammonia abatement apparatus according to the first aspect, wherein the ultrasonic vibrator is disposed so as to face the blowing port of the ammonia blowing tube.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0018]
1, 10 is a storage tank for savings distillate liquid absorbent 11 consisting of aqueous sulfuric acid solution, to the
[0019]
An
[0020]
A replacement
[0021]
A
[0022]
The
[0023]
A
[0024]
The
[0025]
The
[0026]
In addition, 33 is an overflow pipe for preventing overfilling when filling water, 34 is an on-off valve connected to the
[0027]
Next, the operation of the present invention will be described.
[0028]
A gas containing ammonia is discharged from the
[0029]
NH 3 + H 2 O → NH 4 OH
2NH 4 OH + H 2 SO 4 → (NH 4 ) SO 4 + 2H 2 O
The above reactions are shown in only one direction in the equation, but both are reversible reactions, and ammonia is generated when the ammonium sulfate concentration or the ammonia water concentration reaches equilibrium.
[0030]
The gas from which ammonia has been absorbed and removed passes through the
[0031]
During the ammonia absorption, the
[0032]
When ammonia is released from the
[0033]
Therefore, there is no problem even if the concentration of the
[0034]
Further, during the stop, the absorbing
[0035]
In the present invention, the replacement
[0036]
In addition, since the
[0037]
In addition to connecting to the
[0038]
Furthermore, when ammonium sulfate is deposited in the vicinity of the inlet 12a of the
[0039]
FIG. 2 shows another embodiment of the present invention.
[0040]
This embodiment more specifically shows the
[0041]
An
[0042]
[0043]
Further, an on-off valve 40 is connected to the sulfuric acid aqueous
[0044]
A
[0045]
Reference numeral 42 denotes a manhole.
[0046]
Also in the form of FIG. 2, after absorbing and removing a gas containing a large amount of ammonia at once, the inside of the
[0047]
Further, in the figure, an example in which the calling
[0048]
【The invention's effect】
In short, according to the present invention, ammonia in a gas containing ammonia can be removed and released into the atmosphere, and even if the gas is stopped after treating the gas at once, the ammonia can be released into the atmosphere, Can solve the problem of intrusion.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing a conventional absorption tower type abatement apparatus.
FIG. 4 is a view showing a conventional ammonia blowing type abatement apparatus.
[Explanation of symbols]
10
13
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