(57)【要約】【課題】  ナフタリンによる吸引不良をより確実に防止可能な減圧型余剰安水蒸留設備の操業方法を提供すること。【解決手段】  液封式真空ポンプで吸引されるアンモニア含有蒸気に含まれるナフタリンの濃度と液封式真空ポンプ内でナフタリンが析出する液封式真空ポンプの封液の温度との対応関係を参照して、現在のナフタリンの濃度に対応する封液の温度よりも高い温度を目標温度として設定し、設定した目標温度となるように液封式真空ポンプ内の封液の温度を制御する。【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時に発生する余剰安水を減圧蒸留塔に導入して減圧蒸留し、前記減圧蒸留塔から留出するアンモニア含有蒸気を凝縮器に導入して冷却し凝縮させると共に、前記凝縮器から液封式真空ポンプでアンモニア含有蒸気を吸引する工程を含み、
予め定められた前記液封式真空ポンプで吸引されるアンモニア含有蒸気に含まれるナフタリンの濃度と前記液封式真空ポンプ内で前記ナフタリンが析出する前記液封式真空ポンプの封液の温度との対応関係を参照して、現在の前記ナフタリンの濃度に対応する封液の温度よりも高い温度を目標温度として設定し、設定した目標温度となるように前記液封式真空ポンプ内の封液の温度を制御することを特徴とする減圧型余剰安水蒸留設備の操業方法。
【請求項２】
コークス炉ガスの精製時に発生する余剰安水を減圧蒸留塔に導入して減圧蒸留し、前記減圧蒸留塔から留出するアンモニア含有蒸気を凝縮器に導入して冷却し凝縮させると共に、前記凝縮器から液封式真空ポンプでアンモニア含有蒸気を吸引する減圧型余剰安水蒸留設備の、前記液封式真空ポンプ内の封液の温度を制御する封液温度制御装置であって、
前記液封式真空ポンプで吸引されるアンモニア含有蒸気に含まれるナフタリンの濃度と前記液封式真空ポンプ内で前記ナフタリンが析出する前記液封式真空ポンプの封液の温度との対応関係を記憶している記憶部と、
前記記憶部が記憶している対応関係を参照して、現在の前記ナフタリンの濃度に対応する封液の温度よりも高い温度を目標温度として設定し、前記液封式真空ポンプ内の封液の温度が、設定した目標温度となるように、前記液封式真空ポンプ内の封液の温度を制御する封液温度制御部とを備えることを特徴とする封液温度制御装置。
【請求項３】
前記液封式真空ポンプの封液供給管内の封液の温度を計測する計測部と、
前記封液供給管内の封液を加熱する加熱用ヒータとを更に備え、
前記封液温度制御部は、前記計測部で計測される封液の温度が前記目標温度となるように、前記加熱用ヒータに前記封液供給管内の封液を加熱させることを特徴とする請求項２に記載の封液温度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減圧型余剰安水蒸留設備の操業方法及び封液温度制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、減圧型余剰安水蒸留設備の操業方法としては、例えば、特許文献１、２に記載の技術がある。特許文献１、２に記載の技術では、減圧式安水蒸留設備に余剰安水が導入される前に、余剰安水に含まれるナフタリンをフィルターで除去することで、減圧式安水蒸留設備内における、ナフタリンによる吸引不良を防止することが開示されている。
しかしながら、上記特許文献１、２に記載の技術は、フィルターが必要であるため、設備が高価となる可能性があり、また実際に適切な効果を得られるのか不確実であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−８３２９０号公報
【特許文献２】特開昭６１−８３２９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記のような点に着目し、ナフタリンによる吸引不良をより確実に防止可能な減圧型余剰安水蒸留設備の操業方法及び封液温度制御装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、（ａ）コークス炉ガスの精製時に発生する余剰安水を減圧蒸留塔に導入して減圧蒸留し、減圧蒸留塔から留出するアンモニア含有蒸気を凝縮器に導入して冷却し凝縮させると共に、凝縮器から液封式真空ポンプでアンモニア含有蒸気を吸引する工程を含み、（ｂ）予め定められた液封式真空ポンプで吸引されるアンモニア含有蒸気に含まれるナフタリンの濃度と液封式真空ポンプ内でナフタリンが析出する液封式真空ポンプの封液の温度との対応関係を参照して、現在のナフタリンの濃度に対応する封液の温度よりも高い温度を目標温度として設定し、（ｃ）設定した目標温度となるように液封式真空ポンプ内の封液の温度を制御する減圧型余剰安水蒸留設備の操業方法であることを要旨とする。
【０００６】
本発明の他の態様は、（ａ）コークス炉ガスの精製時に発生する余剰安水を減圧蒸留塔に導入して減圧蒸留し、減圧蒸留塔から留出するアンモニア含有蒸気を凝縮器に導入して冷却し凝縮させると共に、凝縮器から液封式真空ポンプでアンモニア含有蒸気を吸引する減圧型余剰安水蒸留設備の、液封式真空ポンプ内の封液の温度を制御する封液温度制御装置であって、（ｂ）液封式真空ポンプで吸引されるアンモニア含有蒸気に含まれるナフタリンの濃度と液封式真空ポンプ内でナフタリンが析出する液封式真空ポンプの封液の温度との対応関係を記憶している記憶部と、（ｃ）記憶部が記憶しているナフタリンの濃度と封液の温度との対応関係を参照して、現在のナフタリンの濃度に対応する封液の温度よりも高い温度を目標温度として設定し、設定した目標温度となるように液封式真空ポンプ内の封液の温度を制御する封液温度制御部とを備える封液温度制御装置であることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、液封式真空ポンプ内におけるナフタリンの析出が抑制されるため、ナフタリンによる吸引不良をより確実に防止可能な減圧型余剰安水蒸留設備の操業方法及び封液温度制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る減圧型余剰安水蒸留設備の構成を表す構成図である。
【図２】液封式真空ポンプの構成を表す図であり、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面で破断した断面を示す断面図である。
【図３】液封式真空ポンプで吸引されるアンモニア含有蒸気に含まれるナフタリンの濃度と、液封式真空ポンプ内でナフタリンが析出する液封式真空ポンプの封液の温度との対応関係を表すグラフである。
【図４】ＣＰＵが実行する封液温度制御処理を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
なお、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の形状、構造、及び配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【００１０】
コークス工場では、コークス炉のドライメーンとタールデカンターとの間を循環するアンモニア水でコークス炉ガスを精製しているため、アンモニア等の有害物質を含有する７０℃〜８０℃のアンモニア水（以下、「熱安水」とも呼ぶ）が発生する。そして、発生した熱安水のうち余剰安水は、減圧蒸留設備によって処理され、アンモニアが除去される。
【００１１】
本実施形態の減圧型余剰安水蒸留設備の操業方法では、コークス炉ガスの精製時に発生した余剰安水を減圧型余剰安水蒸留設備の減圧蒸留塔に導入し、減圧蒸留によって、導入した余剰安水からアンモニアを除去する。そして、減圧蒸留塔から留出したアンモニア含有蒸気を、減圧型余剰安水蒸留設備の凝縮器に導入して冷却することで、凝縮させる。その際、凝縮器から、凝縮後のアンモニア含有蒸気を液封式真空ポンプで吸引する。このとき、液封式真空ポンプの封液とアンモニア含有蒸気とが接触するため、アンモニア含有蒸気に含まれるナフタリンが液封式真空ポンプ内で析出して、液封式真空ポンプの羽根車が固着され、吸引不良、つまり、減圧蒸留塔内における真空異常が生じるおそれがある。
【００１２】
しかしながら、本実施形態の減圧型余剰安水蒸留設備の操業方法では、封液式真空ポンプで吸引されるアンモニア含有蒸気に含まれるナフタリンの濃度と液封式真空ポンプ内でナフタリンが析出する液封式真空ポンプの封液の温度との対応関係を求めておき、その対応関係を参照して、現在のナフタリンの濃度に対応する封液の温度よりも高い温度を目標温度として設定し、設定した目標温度となるように封液式真空ポンプ内の封液の温度が制御される。ここで、目標温度としては、例えば、封液の温度が変動する可能性等を考慮して、現在のナフタリンの濃度に対応する封液の温度よりも２〜３℃高い温度を設定するのが好ましい。それゆえ、液封式真空ポンプの封液とアンモニア含有蒸気との接触による、アンモニア含有蒸気に含まれるナフタリンの液封式真空ポンプ内での析出が抑制される。よって、析出したナフタリンによる液封式真空ポンプの羽根車の固着を抑制し、減圧蒸留塔内の真空異常が抑制されるため、ナフタリンによる吸引不良がより確実に防止される。
【００１３】
このような、本実施形態の減圧型余剰安水蒸留設備の操業方法では、例えば、減圧式安水蒸留設備に余剰安水が導入される前に、余剰安水に含まれるナフタリンをフィルターで除去する方法に比べ、設備が安価となる。さらに、減圧蒸留で余剰安水を処理するので、減圧蒸留塔内の余剰安水を高温にする必要がなく、エネルギーコストを低減できる。
次に、本実施形態の減圧型余剰安水蒸留設備の操業方法について、さらに具体的な例（図１〜図３を参照）を示して説明する。
【００１４】
図１に示すように、コークス炉ガスの精製時に発生した余剰安水を、経路２を介して減圧蒸留設備の減圧蒸留塔１（以下、「省エネ型（減圧式）余剰安水処理蒸留塔１」とも呼ぶ）に導入する。減圧式余剰安水処理蒸留塔１の内部は、後述する凝縮器１１から後述する液封式真空ポンプ１６がアンモニア含有蒸気を吸引することで、減圧がされている。
減圧式余剰安水処理蒸留塔１に導入された余剰安水は、循環ポンプ５、経路６を介して塔底部からリボイラ３に送られ、熱交換により加熱された後に減圧式余剰安水処理蒸留塔１の塔底部に戻される。これにより、加熱された余剰安水は、減圧下で蒸気となり、アンモニア及び酸性ガスを高濃度で含有するアンモニア含有蒸気が減圧式余剰安水処理蒸留塔１の塔頂部にいたる。その結果、余剰安水は、ストリッピングされ、アンモニア及び酸性ガスが除去される。アンモニア及び酸性ガスが除去された余剰安水は、減圧式余剰安水処理蒸留塔１の塔底部から脱安水ポンプ８により抜き出され、経路９を介して送液される。
【００１５】
リボイラ３の熱源は、特に限定されるものではないが、コークス炉のドライメーンとタールデカンターとの間を循環する熱安水を利用してもよい。すなわち、循環する熱安水を、経路４を介してリボイラ３に導入することにより、熱源としてもよい。
余剰安水から除去されたアンモニア含有蒸気は、減圧式余剰安水処理蒸留塔１の塔頂部から液封式真空ポンプ１６で吸引され、経路１０を介して減圧式余剰安水処理蒸留塔１の凝縮器１１に導入される。凝縮器１１内には、図示しない多数の管体が鉛直方向に沿って配置されており、これらの管体の内部にアンモニア含有蒸気が導入される。そして、管体の外部を流れる冷却水によって冷却されることにより、アンモニア含有蒸気が凝縮する。
【００１６】
アンモニア含有蒸気が凝縮されて得られたアンモニア水は、凝縮器１１の底部からポンプ１７により抜き出され、経路１８を介して送液される。このアンモニア水は、循環する熱安水として利用することができるし、あるいは蒸留して純度の高いアンモニアを得ることができる。また、凝縮しなかったアンモニア含有蒸気は、凝縮器１１の底部から液封式真空ポンプ１６により経路１５を介して排出され、脱アンモニア設備で処理される。また、凝縮器１１から、凝縮後のアンモニア含有蒸気が液封式真空ポンプ１６で吸引される。
【００１７】
ここで、液封式真空ポンプ１６は、図２に示すように、円筒状の内部空間１６ａ、吸気口１６ｂ及び排気口１６ｃを有するケーシング１６ｄと、内部空間１６ａに偏心して設けられ、複数の翼１６ｅを有する羽根車１６ｆと、羽根車１６ｆを回転させる回転電動機１６ｇと、ケーシング１６ｄ内に封液１６ｈを供給する封液供給管１６ｉとを備えている。そして、封液供給管１６ｉからケーシング１６ｄの内部空間１６ａに封液１６ｈを供給し、回転電動機１６ｇで羽根車１６ｆを回転させることで、遠心力によってケーシング１６ｄの内部空間１６ａに液環を形成する。また、隣り合う翼１６ｅ及び液環によって形成される気室に吸気口１６ｂから取り込んだアンモニア含有蒸気を、羽根車１６ｆの回転に伴う気室の容積の減少によって圧縮し、羽根車１６ｆの回転によって気室が排気口１６ｃに達することで、気室内で圧縮されたアンモニア含有蒸気を排気口１６ｃから排気する。
【００１８】
また、図１に戻り、減圧蒸留設備は、計測部１９と、加熱用ヒータ２０と、封液温度制御装置２１とを更に備えている。封液温度制御装置２１は、記憶部２１ａと、情報入力部２１ｂと、封液温度制御部２１ｃとを有している。
計測部１９は、封液供給管１６ｉに設けられ、封液供給管１６ｉ内の封液１６ｈ、つまり、液封式真空ポンプ１６に供給される封液１６ｈの温度を計測する。計測部１９としては、例えば、熱電対温度計が用いられる。そして、計測部１９は、計測結果を封液温度制御部２１ｃに出力する。
【００１９】
加熱用ヒータ２０は、封液供給管１６ｉに設けられ、封液温度制御部２１ｃからの指令に従って、封液供給管１６ｉ内の封液１６ｈ、つまり、液封式真空ポンプ１６に供給される封液１６ｈを加熱する。加熱用ヒータ２０としては、例えば、インラインヒータ、フランジヒータが用いられる。
記憶部２１ａは、図３に示すように、予め定められた液封式真空ポンプ１６で吸引されるアンモニア含有蒸気に含まれるナフタリンの濃度と、液封式真空ポンプ１６内でナフタリンが析出する封液１６ｈの温度との対応関係を記憶している。これらナフタリンの濃度と封液１６ｈの温度との対応関係は、事前の実験等で実際の減圧型夜用安水蒸留設備を用いて調べておく。記憶部２１ａとしては、例えば、ハードディスクが用いられる。
【００２０】
情報入力部２１ｂは、オペレータからの、液封式真空ポンプ１６で吸引されるアンモニア含有蒸気に含まれるナフタリンの濃度の入力を受け付ける。そして、入力結果を封液温度制御部２１ｃに出力する。情報入力部２１ｂとしては、例えば、キーボードやタッチパネルが用いられる。液封式真空ポンプ１６で吸引されるアンモニア含有蒸気に含まれるナフタリンの濃度は、経路１５内のアンモニア含有蒸気を手作業で採取・分析して得られる。また、手分析でなく濃度計により連続測定することも可能である。
【００２１】
封液温度制御部２１ｃは、Ａ/Ｄ(Analog to Digital)変換回路、Ｄ/Ａ(Digital to Analog)変換回路、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、及びＲＡＭ(Random Access Memory)等から構成した集積回路を備える。ＲＯＭは、各種処理を実現するプログラムを記憶している。ＣＰＵは、情報入力部２１ｂが入力結果を出力すると、ＲＯＭが記憶しているプログラムに従って、封液１６ｈの温度を制御するための封液温度制御処理を実行する。
【００２２】
封液温度制御処理が実行されると、図４に示すように、まず、そのステップＳ１で、ＣＰＵは、情報入力部２１ｂが出力した入力結果（現在のナフタリンの濃度）を取得する。
続いてステップＳ２に移行して、ＣＰＵは、記憶部２１ａの記憶内容を参照し、ステップＳ１で取得した入力結果が表すナフタリンの濃度、つまり、現在のナフタリンの濃度に対応する液封式真空ポンプ１６の封液１６ｈの温度よりも高い温度を目標温度として設定する。目標温度の設定方法としては、例えば、現在のナフタリンの濃度に対応する封液１６ｈの温度よりも予め定められた所定温度高い温度を目標温度として設定する方法を採用できる。例えば、封液１６ｈの温度が変動する可能性等を考慮すると、現在のナフタリンの濃度に対応する封液１６ｈの温度よりも２〜３℃高い温度を設定するのが好ましい。
【００２３】
続いてステップＳ３に移行して、ＣＰＵは、計測部１９が出力した封液１６ｈの温度の計測結果を取得する。
続いてステップＳ４に移行して、ＣＰＵは、ステップＳ３で取得した封液１６ｈの温度が、ステップＳ２で設定した目標温度となるように、封液供給管１６ｉ内の封液１６ｈを加熱させる指令を加熱用ヒータ２０に出力した後、ステップＳ３に戻る。これにより、加熱用ヒータ２０で加熱して、封液１６ｈの温度を制御する。
【００２４】
このような、本実施形態の封液温度制御装置２１では、オペレータがアンモニア含有蒸気に含まれるナフタリンの濃度を計測し、計測結果を入力するだけで、現在のナフタリンの濃度に対応する封液１６ｈの温度よりも高い温度（目標温度）となるように封液１６ｈの温度の制御が行われる。それゆえ、封液１６ｈの温度の制御にかかる手間を低減できる。
【００２５】
また、本実施形態の封液温度制御装置２１では、温度制御を行うための装置構成を簡単化することができるため、減圧型余剰安水蒸留設備を安価なものとすることができる。
なお、本実施形態では、目標温度を封液温度制御部２１ｃで設定する例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、アンモニア含有蒸気に含まれるナフタリンの濃度と液封式真空ポンプ１６内でナフタリンが析出する封液１６ｈの温度との対応関係を表すグラフを用意しておき、オペレータが、そのグラフを参照し、現在のアンモニア含有蒸気に含まれるナフタリンの濃度に基づき目標速度を手作業で設定する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１…減圧式余剰安水処理蒸留塔、２…経路、３…リボイラ、４…経路、５…循環ポンプ、６…経路、８…脱安水ポンプ、９，１０…経路、１１…凝縮器、１５…経路、１６…液封式真空ポンプ、１６ａ…内部空間、１６ｂ…吸気口、１６ｃ…排気口、１６ｄ…ケーシング、１６ｅ…翼、１６ｆ…羽根車、１６ｇ…回転電動機、１６ｈ…封液、１６ｉ…封液供給管、１７…ポンプ、１８…経路、１９…計測部、２０…加熱用ヒータ、２１…封液温度制御装置、２１ａ…記憶部、２１ｂ…情報入力部、２１ｃ…封液温度制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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