(57)【要約】【課題】  簡便かつ安価な手段でトレイ上にタールが堆積するのを防止し、またトレイ上に堆積したタールを取り除くことによって、アンモニアストリッパーを円滑に操業する方法を提供する。【解決手段】  コークス炉ガスの精製工程にて安水からアンモニアを除去するアンモニアストリッパーの操業方法において、安水に消泡剤を添加してアンモニアストリッパーに導入し、安水に含まれるアンモニアを気化して除去する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉ガスの精製工程にて安水からアンモニアを除去するアンモニアストリッパーの操業方法において、前記安水に消泡剤を添加して前記アンモニアストリッパーに導入し、前記安水に含まれるアンモニアを気化して除去することを特徴とするアンモニアストリッパーの操業方法。
【請求項２】
前記消泡剤として、シリコーン系消泡剤、高級アルコール系消泡剤および脂肪酸エステル系消泡剤のうちの１種または２種以上を使用することを特徴とする請求項１に記載のアンモニアストリッパーの操業方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉ガスの精製工程にて、安水からアンモニアを除去するアンモニアストリッパーの操業方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コークス炉の炭化室に石炭を装入して乾留する際に発生するガス（以下、コークス炉ガスという）は、石炭の乾留によって発生するＣＯを多量に含むので、炭化室から上昇管を介して回収され、燃料等の種々の用途に再利用される。コークス炉ガスにはＣＯの他に、石炭の乾留によって発生するアンモニアやシアン，その他の有機不純物、および石炭中に存在していたタール等が不可避的に混入する。コークス炉ガスを燃料として再利用する場合には、コークス炉ガスを安定して燃焼させるとともに環境汚染を防止するために、回収したコークス炉ガスを冷却した後、精製工程へ送給してアンモニア，シアン，タール，有機不純物等を除去する必要がある。
【０００３】
コークス炉ガスの精製工程は複雑であり、種々の有害物質を除去する処理が錯綜している。ここではアンモニアの除去について以下に説明する。
炭化室から排出されるコークス炉ガスは高温であるから、上昇管内で冷却水を噴霧してコークス炉ガスを冷却する。そのとき、噴霧される冷却水に、コークス炉ガス中のアンモニアが溶解する。このようにしてアンモニアが溶解してアンモニア水溶液となった冷却水（以下、安水という）は繰り返し使用されるので、安水の温度が徐々に高くなるばかりでなく、アンモニア濃度も増加していく。
【０００４】
温度が過剰に高くなった安水を、上昇管内でコークス炉ガスに噴霧しても冷却効果は得られない。また、安水中のアンモニア濃度が増加すれば、噴霧装置が腐食してコークス炉の操業に支障をきたす。そのため高温の安水を定期的に冷却し、かつアンモニアを除去した後、安水を水処理設備へ送給する。
安水からアンモニアを除去する装置は、アンモニアストリッパーと呼ばれており、従来から図２に示すような構成のものが知られている。ここで、図２に示すアンモニアストリッパー５の操業方法を説明する。
【０００５】
図２に示す通り、アンモニアを含有する安水1aをアンモニアストリッパー５の上部から、アンモニアストリッパー５内へ導入する。さらにアンモニアストリッパー５の下部から高温の水蒸気４を、アンモニアストリッパー５内へ供給する。アンモニアストリッパー５内には複数のトレイ６が交互に配設されており、安水1aはトレイ６に沿って、順次、下方へ流下する。このとき安水1aは水蒸気４で加熱され、安水1a中のアンモニアが気化する。こうしてアンモニアストリッパー５内で発生したアンモニア蒸気３は、アンモニアストリッパー５の頂部から回収され、種々の用途に使用される。
【０００６】
一方、アンモニアを除去された安水1bは、アンモニアストリッパー５の下部から排出され、水処理設備（図示せず）へ送給される。
以上に説明したアンモニアストリッパー５を用いれば、アンモニアのみならずシアンも除去することが可能である。ただしアンモニアストリッパー５では有機不純物を除去できないので、安水1bを水処理設備に送給してバクテリアによる有機不純物の分解が行なわれている。
【０００７】
ところがアンモニアストリッパー５の上部から導入される安水1aには、タールが混入している。安水1aがトレイ６に沿って下方へ流下するにつれて、安水1a中のタールが加熱されて変質（すなわち重質化，粘質化）してピッチ状のタールとなる。その結果、ピッチ化したタールがトレイ６上に徐々に堆積していき、アンモニアストリッパー５の操業に支障をきたす。さらに操業を長時間継続すると安水1aの流路が閉塞し、設備故障の原因になる。
【０００８】
アンモニアストリッパー５の円滑な操業を達成するためには、安水1aに混入したタールを予め除去した後、アンモニアストリッパー５に導入する必要がある。安水からタールを除去する技術は種々検討されており、たとえば、フィルターを用いた濾過器や加圧浮上型のタール除去装置を用いる技術が知られている。また、ピッチ化したタールがトレイ６上に堆積するのを抑制するために、アンモニアストリッパー５内を減圧する技術も検討されている。
【０００９】
しかしながら、これらの技術は、いずれもアンモニアストリッパー５を円滑に操業するために付帯設備（たとえば濾過器，タール除去装置，減圧装置等）を設置しなければならないので、操業コストが上昇するはがりでなく、メンテナンスの負荷が増大する。
そこでトレイ６上に堆積したピッチ状のタールを取り除く技術が検討されている。
たとえば特許文献１には、アンモニアストリッパー５の上部から洗浄液を供給して、タールを溶解して洗い流す技術が開示されている。この洗浄液は、親油性のタールと親水性の安水の混合液を使用する。
【００１０】
ところが特許文献１に開示された技術では、発泡しやすい安水を洗浄液としてアンモニアストリッパー５に供給するので、安水が発泡するのは避けられない。発明者の調査研究によれば、安水が発泡することによって、安水1a中のタールのピッチ化が促進される。つまり特許文献１に開示された技術では、タールのピッチ化を防止できず、その結果、ピッチ化したタールがトレイ６上に堆積するのを防止できない。
【特許文献１】特開平8-198619号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記のような問題を解消し、簡便かつ安価な手段で、トレイ上にタールが堆積するのを防止し、またトレイ上に堆積したタールを取り除くことによって、アンモニアストリッパーを円滑に操業する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
発明者は、タールが混入した安水をアンモニアストリッパーに導入しつつトレイ上にタールが堆積するのを防止できる技術について、調査研究を行なった。その結果、安水は発泡しやすい液体であり、アンモニアストリッパー内で安水が発泡した場合に、タールが変質して堆積することが判明した。つまり、アンモニアストリッパー内で安水が発泡するのを防止すれば、トレイ上にタールが堆積するのを防止でき、また既にトレイ上に堆積しているタールを除去できる。本発明は、これらの知見に基づいてなされたものである。
【００１３】
すなわち本発明は、コークス炉ガスの精製工程にて安水からアンモニアを除去するアンモニアストリッパーの操業方法において、安水に消泡剤を添加してアンモニアストリッパーに導入し、安水に含まれるアンモニアを気化して除去するアンモニアストリッパーの操業方法である。
本発明のアンモニアストリッパーの操業方法では、消泡剤として、シリコーン系消泡剤，高級アルコール系消泡剤および脂肪酸エステル系消泡剤のうちの１種または２種以上を使用することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、簡便かつ安価な手段で、トレイ上にタールが堆積するのを防止し、またトレイ上に堆積したタールを取り除くことができるので、アンモニアストリッパーを円滑に操業できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明を適用する装置の例を模式的に示す断面図である。アンモニアを含有する安水1aに消泡剤２を添加した後、その混合液をアンモニアストリッパー５の上部からアンモニアストリッパー５内へ導入する。さらにアンモニアストリッパー５の下部から高温の水蒸気４を、アンモニアストリッパー５内へ供給する。アンモニアストリッパー５内には複数のトレイ６が交互に配設されており、安水1aと消泡剤２の混合液はトレイ６に沿って、順次、下方へ流下する。このとき混合液は水蒸気４で加熱され、安水1aに含まれるアンモニアが気化する。こうしてアンモニアストリッパー５内で発生したアンモニア蒸気３は、アンモニアストリッパー５の頂部から回収され、種々の用途に使用される。
【００１６】
本発明では、アンモニアを含有する安水1aに、消泡剤２を添加してアンモニアストリッパー５内へ導入するので、安水1aと消泡剤２の混合液がトレイ６に沿って下方へ流下する際に、混合液の発泡が抑制される。発泡を抑制することによって、安水1aに混入したタールがピッチ化するのを防止できるので、タールはトレイ６上に堆積せず、混合液とともに下方へ流下する。つまり、消泡剤２を常に安水1aに添加してアンモニアストリッパー５内へ導入すれば、トレイ６上にタールが堆積するのを防止できる。
【００１７】
ただし本発明では、必ずしも常に消泡剤２を安水1aに添加する必要はない。消泡剤２の添加を一時停止して、アンモニアを含有する安水1aをアンモニアストリッパー５内へ導入し、トレイ６上にタールが堆積して安水1aの流路が閉塞する前に、消泡剤２を安水1aに添加してアンモニアストリッパー５内へ導入することによって、トレイ６上に堆積したタールを取り除くことができる。その理由は、トレイ６上に堆積するタールが増加するのを防止しつつ、トレイ６上に堆積したタールが水蒸気４によって加熱され、粘度が低下して流動しやすくなるからである。
【００１８】
このようにして安水1a中のタールは、アンモニアを除去された安水1bとともにアンモニアストリッパー５の下部から排出され、さらにタール回収装置（たとえば蒸留塔等）で安水1bから分離される。回収されたタールは種々の用途（たとえば舗装材等）に再利用される。
一方、安水1bは水処理設備（図示せず）へ送給され、有機不純物の分解等の処理が施される。
【００１９】
本発明で使用する消泡剤２の成分は特定の材質に限定しないが、下記の (a)〜(c) の消泡剤を使用するのが好ましい。
(a) シリコーン系消泡剤
(b) 高級アルコール系消泡剤
(c) 脂肪酸エステル系消泡剤
上記の (a)〜(c) の消泡剤は、それぞれ単独で使用しても良いし、あるいは２種以上を併用しても良い。
【００２０】
アンモニアを含有する安水1aに添加する消泡剤２の添加量は、使用する消泡剤２の材質や安水1a中のタール混入量に応じて、適宜設定する。ただし発明者が実験を行なった結果、消泡剤２の添加量を、安水1aの質量に対して２〜10ppm の範囲内とすれば、消泡剤２の材質や安水1a中のタール混入量に関係なく安定した効果が得られることが分かった。
その実験結果について説明する。
【００２１】
発明者は、図１に示すように、アンモニアを含有する安水1aに消泡剤２を添加した後、アンモニアストリッパー５内へ導入した。消泡剤２は、シリコーン系消泡剤を使用した。消泡剤２の添加量を、安水1aの質量に対して２〜10ppm の範囲で変更して、トレイ６上のタールの堆積状況を調査した。この実験においては、タールの堆積状況を示す指標として下記の式で算出される閉塞指数を用いて評価した。その結果は、図３に示す通りである。
【００２２】
閉塞指数＝アンモニアストリッパー底部圧力（mmH2O ）／安水装入量（m3／hr）
図３から明らかなように、消泡剤２の添加量が安水1aの質量に対して２〜10ppm の範囲内であれば、閉塞指数は一定に維持される。この実験で消泡剤２の添加量を変更して閉塞指数を調査する間に、コークス炉の上昇管から回収される安水1a中のタールの混入量は種々変化した。それにも関わらず、閉塞指数は一定に維持された。
【００２３】
また、高級アルコール系消泡剤や脂肪酸エステル系消泡剤についても同様の実験を行ない、消泡剤２の添加量が安水1aの質量に対して２〜10ppm の範囲内であれば、閉塞指数が一定に維持されることを確かめた。
つまり消泡剤２の添加量を、安水1aの質量に対して２〜10ppm の範囲内とすれば、消泡剤２の材質や安水1a中のタール混入量に関係なく閉塞指数を一定に維持することができる。
【００２４】
以上に説明した通り、本発明では、アンモニアを含有する安水1aに消泡剤２を添加することによって、トレイ６上にタールが堆積するのを防止し、またトレイ６上に堆積したタールを取り除くことができる。したがってアンモニアストリッパー５を円滑に操業するための付帯設備（たとえば濾過器，タール除去装置，減圧装置等）を設置する必要はなく、簡便な手段でアンモニアストリッパー５を円滑に操業できる。しかも、操業コストの削減，メンテナンス負荷の軽減を達成できる。
【実施例】
【００２５】
図１に示す装置を用いて安水中のアンモニアを除去した。図１に示すように、アンモニアを含有する安水1aに、消泡剤２を常に添加しつつアンモニアストリッパー５内に導入した。消泡剤２はシリコーン系消泡剤を使用し、その添加量は安水1aの質量に対して２〜10ppm の範囲内とした。さらにアンモニアストリッパー５の下部から高温の水蒸気４を供給して、安水1aに含まれるアンモニアを気化させるとともに、アンモニアを除去された安水1bをアンモニアストリッパー５の下部から排出した。このような操業を６ケ月継続して行なった。これを発明例とする。
【００２６】
一方、発明例の操業を実施する前は、図２に示す装置を用いて安水中のアンモニアを除去していた。すなわち図２に示すように、アンモニアを含有する安水1aをアンモニアストリッパー５内に導入しながら、アンモニアストリッパー５内に水蒸気４を供給して、安水1aに含まれるアンモニアを気化させるとともに、アンモニアを除去された安水1bをアンモニアストリッパー５の下部から排出する操業を行なっていた。これを従来例とする。
【００２７】
発明例と従来例について、閉塞指数の推移を図４に示す。従来例では、１回／３ケ月の頻度で操業停止し、トレイ６の清掃を行なっていた。しかし発明例では、閉塞指数は低い水準に維持されており、定期的に清掃を行なう必要はなくなった。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明を適用する装置の例を模式的に示す断面図である。
【図２】従来の装置の例を模式的に示す断面図である。
【図３】消泡剤の添加量と閉塞指数との関係を示すグラフである。
【図４】閉塞指数の推移を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２９】
1a  アンモニアを含有する安水
1b  アンモニアを除去された安水
２  消泡剤
３  アンモニア蒸気
４  水蒸気
５  アンモニアストリッパー
６  トレイ
【図１】
2006233159.tif 000003
【図２】
2006233159.tif 000004
【図３】
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【図４】
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