JPS5858390B2 - ガス液の処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガス液の処理方法に関するものである。

詳しく述べると、石炭を乾留してコークスを製造するに
際して、石炭に含まれていた水分および付着水が凝縮し
て副生ずるコークス工場の排水（一般にガス液または安
水と称されている。

）を処理する方法に関するものである。

すなわち、ガス液のアンモニアストリッピングの際、ガ
ス液中に微量含有されている成分が析出して配管、特に
冷却管あるいは塔、凝縮器などを閉塞する現象を防止す
ることを目的とするものである。

一般にガス液中には、シアン化水素、硫化水素などのよ
うな有害成分の他に２．０００〜５．０００重量ｐｐｍ
のアンモニアが含有され、しかもガス液を含有する排水
はＣＯＤおよびＢＯＤが高いので、これを活性汚泥処理
してＣＯＤおよびＢＯＤを低下させることが必要である
。

しかしながら、排水中のアンモニア濃度が高いと活性汚
泥が有効に働くことができず、その処理効率を低下させ
るだけでなく、処理能力を不安定にする。

そして、アンモニア自身は活性汚泥処理によってもほと
んど除去されないので、多量のアンモニアを含有する排
水を海に放流すると海の富栄養化をもたらし、いわゆる
赤潮発生の原因となっている。

したがつて、ガス液は活性汚泥処理する前にアンモニア
を分離除去する必要がある。

このようなアンモニア含有排水からアンモニアおよびそ
の他の低沸点成分を除去する方法としては、スチームス
トリッピング法が知られ、広く行なわれている。

この方法は最も簡便な方法であり、アンモニアの他にシ
アン化水素、硫化水素などの低沸点共存成分も同時に除
去でき、除去されたアンモニアは直接に硫安の原料とし
て利用でき、あるいは熱分解して窒素として無害化する
ことができる。

そういうわけで、多くの場合ストリッピング塔から留出
するアンモニア含有蒸気は、はとんど冷却せずに利用ま
たは処理されてきた。

しかしながら、回収条件または回収アンモニアの用途に
よっては特定の温度以下に冷却する必要がある。

例えば、回収した高濃度アンモニアを脱硝用のアンモニ
アとして利用する場合、あるいは多重効用蒸留塔により
アンモニアをストリッピングする場合の減圧基から留出
するアンモニア含有蒸気を凝集する場合などである。

このような場合、ガス液中に微量溶解していた成分が、
冷却管の管壁に析出して冷却管を閉塞する現象が起る。

析出温度はガス液中の含有成分量によって異なるが、一
般に７０℃以下の温度に冷却するとナフタリン分の多い
有機物が析出する。

したがって、本発明の目的は、ガス液の新規な処理方法
を提供することにあり、本発明の他の目的は、ガス液か
ら低沸点成分を分離する際にナフタリン類等析出物の析
出するのを防止したガス液の処理する方法を提供するこ
とにある。

上記諸目的は、ガス液を蒸留またはストリッピングして
低沸点物を分離するに当り、供給されるガス液中または
留出ガス中または留出ガスの凝縮系内に疎水性溶媒を、
処理されるべきガス液に対し２〜２０００重量ｐｐｍの
割合で添加することを特徴とガス液の処理方法により達
成される。

本発明方法においてガス液から低沸点物を分離する装置
は、従来用いられてきたいずれの形式のストリッパーな
いし蒸留塔でもよい。

また、特願昭５１−６５４５０号（特開昭５２−１４８
９６２号）に記載されているような多重効用蒸留塔でも
よい。

つぎに、図面を参照しながら本発明方法をさらに詳細に
説明する。

すなわち、図面は通常のストリッパー形式の場合の例で
あって、タール除去あるいは油分除去処理などを受けた
コークス炉からのガス液は、導管１より熱交換器２で予
熱されたのちストリッパー３に供給される。

ストリッパー３は必要により軽度に減圧され、塔底付近
より常圧または加圧水蒸気が導管４により吹込まれ、ア
ンモニアなどの低沸点物は水とともに塔頂より留出する
。

水蒸気の吹込量はガス液中の遊離アンモニアの必要量を
除去するに充分な量が適当である。

しかし、遊離アンモニアを除去しただけでは、つぎの活
性汚泥処理などになお不都合である場合にはガス液に予
め水酸化ナトリウムなどのアルカリを添加して固定アン
モニアをも除去する。

アンモニアの除去効率は、９０饅程度以上遊離アンモニ
アを除去するにはガス液１トン当り水蒸気１５０ｋｙ程
度が必要である。

蒸留塔形式とした場合は、段数を多くすればアンモニア
の除去効率は向上するが、設備費が上昇する。

アンモニアを除去されたガス液は塔底から導管１４によ
り除去され、熱交換器２により冷却されて活性汚泥処理
装置へ送られる。

ストリッパー３の塔頂より留出するアンモニアなどの低
沸点物は導管５により凝縮器６に送られてアンモニアの
大部分は凝縮してアンモニア水として導管７により後述
するアンモニア濃縮塔８′へ送られる。

前記塔頂留出ガスは凝縮器６で８０℃以下に冷却される
。

凝縮器６を出たガスはアンモニアの他に析出成分などを
なお含んでいるので、導管８により洗浄塔９に送られ、
循環水により洗浄される。

すなわち、導管１０からの洗浄水は、冷却器１１により
液温を一定範囲に保ちながら洗浄塔９の塔頂より供給さ
れて気液接触による物質移動を行なわせ、清浄化された
排ガスは、必要により減圧装置へ送られる。

洗浄塔９の塔底からえられるアンモニア水はアンモニア
濃縮塔へ送られる。

導管７よりえらるアンモニア水は、多くの場合数饅程度
と薄くてこのままでは利用あるいは処理が困難であるの
で、濃縮することが望ましい。

例えば、導管７からのアンモニア水は、熱交換器１２で
加熱してアンモニア濃縮塔８′へ送って蒸留してアンモ
ニアヲ濃縮する。

この蒸留により塔底から抜出される水はアンモニア分が
除去されて浄化されているので、熱交換器１２を経て除
去される。

しかして、本発明方法によれば、ストリッパー３に供給
されるガス液中に、疎水性有機溶媒を所定量混入してお
くと（Ａ点）、冷却系（凝縮器６または洗浄塔９）にお
けるナフタリン類を主体とする固形物の析出を防止する
ことができる。

この場合、ガス液中に混入される疎水有機溶媒は沸点が
１００℃以下であることが望ましいが、沸点が１００’
Ｃ以上のものでも適度の蒸気圧さえあれば、充分その効
果を発揮する。

また、予めガス液中に混入しておくことが好ましくない
場合には、ストリッパー３から出た蒸気に所定の有機溶
媒を混入して（Ｂ点）、冷却系へ導く方法、あるいは冷
却装置６に混入する（Ｃ点）こともできる。

さらに洗浄塔９の導管１０による循環水中に所定の有機
溶媒を混入して（Ｄ点）、ガス液の洗浄を行なっても、
この洗浄塔９内におけるナフタリン類を主体とする固形
物の析出を防止することができる。

これらの場合、前記溶媒は沸点が１００’Ｃ以上である
ことが望ましい。

供給されるガス液中に予め混入しておくと、析出温度に
ならない部分にまで前記溶媒を供給することになるが析
出しやすい部分に集中的に混入するようにすると、混入
量を少なくすることができるという利点がある。

以上は通常のアンモニアストリッピング方法を例に挙げ
て説明したが、特願昭５１−６５４５０号（特開昭５２
−１４８９６２号）に記載されているような多量効用蒸
留塔を使用する場合でも同様である。

本発明方法において使用される疎水性有機溶媒トシては
、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、プソイ
ドキュメン、デュレン、テトラリン、ジメチルナフタリ
ン、アセナフテン、ジフェニル、タール軽油、タール系
洗滌油などの芳香族化合物が、ナフタリン類を主体とす
る固形物に対する溶解度が高いので望ましい。

また、ｎ−ヘキサン、ｎ−へブタン、ｎ−オクタン、ｎ
−デカン、ｎ−パラフィン、シクロヘキサン、シクロド
デカンなどの脂肪族化合物も利用できる。

さらに脂肪酸のグリセライドである常温で液体である動
植物油も使用できる。

動植物油は、排水中に混入しても、ついで行なわれる活
性汚泥処理で活性汚泥の負荷を増大させるよりはむしろ
栄養源となると考えられ、これを有効に働かせる。

これに対して親水性の有機溶媒は本発明の目的には使用
できない。

親水性溶媒の分配係数は、ナフタリン類に対するよりも
水に対する割合が太きく、多量の溶媒を使用しなければ
、アルコール類やピリジン類は析出温度の低減効果が少
ない。

前記疎水性有機溶媒は、ナフタリン１重量部に対して０
．１〜１００重量部、好ましくは１〜１０重量部である
。

この添加量のガス液に対する添加率は極めて僅かな量で
あり、通常２〜２，０００重量ｐｐｍ１好ましくは２０
〜２００重量ｐｐｍである。

従来、冷却塔などにおける有機化合物の析出防止法とし
ては、多量の有機溶媒を循環して洗浄する方法がとられ
ていた。

そのため、装置が大型化するだけでなく、有機溶媒が水
に溶解混入するので、公害防止上その排水を処理する諸
設備を必要としていた。

これに対し、本発明の効果は、有機溶媒の添加量を僅少
にして顕著な効果を発揮させた点にある。

すなわち、（１）使用溶媒量が極めて少ない。

（２）溶媒循環などの設備をほとんど必要としない、（
３）公害防止上の大型設備を必要としないなどである。

つぎに、実施例および比較例を挙げて本発明方法をさら
に詳細に説明する。

実施例 １〜６ ナフタリン類１５重量ｐｐｍおよび遊離アンモニア２，
２００重量ｐｐｍを含有するガス液に、第１表に記載の
疎水性有機溶媒を添加して導管によりスチームを吹込ん
でスチームストリッピングを行なった。

塔頂から留出する低沸点物を冷却塔に連続的に供給した
。

冷却塔に供給される冷媒である水の温度を調整し、冷却
塔内の冷却板にナフタリン類が析出すると微の温度を測
定した。

その結果は、第１表に示すとおりである。

このことにより溶媒をガス液に対して２０〜３０重量ｐ
ｐｍ混入してアンモニアストリッピングを行なえば、冷
却塔の閉塞の恐れはなくなることが明らかとなった。

＊軽油 沸点８０〜２１０℃のタール軽油＊＊洗滌油沸
点２０５〜２９２℃のタール留出物比較例 １ 実施例１の方法において、アンモニアストリッパー３の
塔頂からの留出物を冷却塔で５３℃まで冷却しながら操
業を行ない、１２時間抜ストリッピングを中止し、冷却
塔を分解したところ、冷却板に黄色のナフタリン類（ナ
フタリン７０％およびメチルナフタリン類３０％）が析
出していることを認めた。

この析出物の凝固点は６５．５℃であった。

比較例 ２〜３ 実施例１と同一の方法で、疎水性有機溶媒の代りに親水
性有機溶媒を用いて検討したところ、第２表の結果かえ
られた。

これより親水性溶媒は効果が小さいことが判る。

第２表 親水性混 合 比ガス液に対ナフタリン 比較例 溶媒−ｍｌ／する添加率類の凝固点溶 媒
ナフタリンーｇ鍾量ｐｐｍ） （’Ｃ）２ エタ
ノール １０ １１９ ５３〜５４３
ピリジン １０ １４７ ５１〜５５

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の一実施例を表わすフローシートである
。 １．４，５，７，８，１０，１４・・・・・・導管、２
゜１２・・・・・・熱交換器、３・・・・・・ストリッ
パー、６・・・・・・凝縮器、８′・・・・・・アンモ
ニア濃縮塔、９・・・・・・洗浄塔、１１・・・・・・
冷却器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ガス液を蒸留またはストリッピングして低沸点物を
   分離するに当り、供給されるガス液中または留出ガス中
   または留出ガスの凝縮系内に疎水性の有機溶媒を、処理
   されるべきガス液に対し２〜２０００重量ｐｐｍの割合
   で添加することを特徴とするガス液の処理方法。 ２ 低沸点物はアンモニアである特許請求の範囲第１項
   に記載の方法。 ３ 疎水性有機溶媒は芳香族炭化水素である特許請求の
   範囲第１項または第２項に記載の方法。 ４ 疎水性有機溶媒は沸点が１００℃以上であり、これ
   を留出ガス中または留出ガスの凝縮系内に添加する特許
   請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか一つに記載の
   方法。 ５ 疎水性有機溶媒は、処理されるべきガス液に対し２
   ０〜２００重量ｐｐｍの割合で添加されてなる特許請求
   の範囲第１項ないし第４項のいずれか一つに記載の方法
   。 ６ 留出ガスは８０℃以下の温度に保持される特許請求
   の範囲第１項ないし第５項のいずれか−っに記載の方法
   。 ７ 沸点が１００℃以下の疎水性有機溶媒を、供給され
   るべきガス液中に添加してなる特許請求の範囲第１項な
   いし第３項または第５項ないし第６項のいずれか一つに
   記載の方法。