(57)【要約】【課題】コークス炉発生ガスからダスト、タール、ナフタリン等の不純物を分析に支障ない程度まで除去して分析計へ送出するとともに、供給経路の閉塞を防止する。【解決手段】コークス炉から発生したガスの供給経路内に、洗浄油を貯留した第１洗浄槽３と、第１洗浄槽３に貯留した洗浄油よりも低温の洗浄油を貯留した第２洗浄槽４と、第２洗浄槽４に貯留した洗浄油よりも低温の洗浄油を貯留した第３洗浄槽５とを配設する。コークス炉発生ガスを各洗浄槽３，４，５に貯留した洗浄油中を通過させて、第１洗浄槽３および第２洗浄槽４により主として重質油を除去し、第３洗浄槽５により主として軽質油を除去する。【選択図】　　　　　図１
2004101305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉から発生したガス中の不純物を除去して分析計へ供給するためのサンプリング装置において、
前記コークス炉発生ガスの供給経路内に、洗浄油を貯留した第１洗浄槽と、前記第１洗浄槽に貯留した洗浄油よりも低温の洗浄油を貯留した第２洗浄槽と、前記第２洗浄槽に貯留した洗浄油よりも低温の洗浄油を貯留した第３洗浄槽とを配設し、
前記コークス炉発生ガスを前記各洗浄槽に貯留した洗浄油中を通過させて、前記第１洗浄槽および前記第２洗浄槽により主として重質油を除去し、前記第３洗浄槽により主として軽質油を除去することを特徴とするコークス炉発生ガスのサンプリング装置。
【請求項２】
前記第１洗浄槽は、前記第２洗浄槽で使用後の洗浄油を使用し、前記第２洗浄槽は、前記第３洗浄槽で使用後の洗浄油を使用することを特徴とする請求項１記載のコークス炉発生ガスのサンプリング装置。
【請求項３】
前記第３洗浄槽と分析計との間に、洗浄水を貯留した第４洗浄槽を設け、
該第４洗浄槽により、前記第３洗浄槽を通過したコークス炉発生ガスに含まれる前記洗浄油のミストを除去することを特徴とする請求項１または２記載のコークス炉発生ガスのサンプリング装置。
【請求項４】
前記各洗浄槽は、前記洗浄油中または洗浄水中へ前記コークス炉発生ガスを吹き込むことにより、前記洗浄油または前記洗浄水と前記コークス炉発生ガスを向流接触させて不純物を除去することを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載のコークス炉発生ガスのサンプリング装置。
【請求項５】
前記第１洗浄槽は、一対の洗浄槽を備え、各洗浄槽を交互に切り換えて使用することを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項記載のコークス炉発生ガスのサンプリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コークス炉から発生したガスをサンプリングするための装置に関し、特にダスト、タール、ナフタリン等の不純物を確実に除去することが可能なコークス炉発生ガスのサンプリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コークス炉の操業に際しては、コークス炉発生ガスを分析して適切な操業管理を行う必要がある。コークス炉発生ガスには、ダスト、タール、ナフタリン等の不純物が含まれており、これらの不純物を除去しなければ正確な分析を行うことができない。
このため、従来、コークス炉発生ガスから不純物を除去したり、不純物の析出を防止するための装置が種々提案されている。
例えば、分析計へ供給するコークス炉発生ガス中にアンモニア水等を降り注ぐことにより、タール分やミストを除去する装置が提案されている（特許文献１参照）。
また、フィルタを備えた容器を多段に設けるとともに、各容器中に氷塊を充填し、分析計へ供給するコークス炉発生ガスを各容器を通過させることにより、タール分およびナフタリンを除去する装置が提案されている（特許文献２参照）。また、分析計へ供給するコークス炉発生ガスを保温することにより、ナフタリン等の析出を防止する装置が提案されている（非特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】実公昭６０―４９９１号公報
【特許文献２】特開平０２−２４８４９４号公報
【非特許文献１】Ｖ．Ｉ．Ｅｋｇａｕｓ，ｅｔ．ａｌ，”　Ａ　Ｄｅｖｉｃｅ　ｆｏｒ　Ｓａｍｐｌｉｎｇ　ｏｆ　Ｃｏｋｅ−Ｏｖｅｎ　Ｇａｓ　ｆｏｒｔｈｅ　Ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ　Ｍａｔｔｅｒ”，　ｋｏｋｓ　ｉ　ｋｈｉｍｉｙａ，Ｎｏ．１１，ｐｐ．２１，１９９９　Ｒｕｓ．ｒｅｐｂ．
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の技術には種々の問題点があった。
すなわち、コークス炉発生ガス中にアンモニア水等を降り注ぐ装置では、タール分やミストを除去することはできるが、ナフタリン等の軽質油を除去することはできず、分析計へ供給するコークス炉発生ガス中に不純物が残留することとなる。
また、容器中に氷塊を充填して不純物を除去する装置では、容器中にナフタリン等の軽質油が析出してコークス炉発生ガスの供給通路が閉塞するおそれがある。さらに、フィルタにタール等が付着して目詰まりを起こすため、計測毎にフィルタを交換する必要がある。
また、コークス炉発生ガスを保温する装置では、ナフタリン等の析出を防止することはできるが、分析ガス中に不純物が残留してしまう。
本発明は、上述した問題点を解決するために提案されたもので、ダスト、タール、ナフタリン等の不純物を分析に支障ない程度まで除去するとともに供給経路の閉塞を防止することが可能なコークス炉発生ガスのサンプリング装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
＜特徴点＞
本発明に係るコークス炉発生ガスのサンプリング装置は、上述した目的を達成するため以下の特徴点を備えている。
すなわち、本発明に係るコークス炉発生ガスのサンプリング装置は、コークス炉から発生したガス中の不純物を除去して分析計へ供給するためのサンプリング装置において、
前記コークス炉発生ガスの供給経路内に、洗浄油を貯留した第１洗浄槽と、前記第１洗浄槽に貯留した洗浄油よりも低温の洗浄油を貯留した第２洗浄槽と、前記第２洗浄槽に貯留した洗浄油よりも低温の洗浄油を貯留した第３洗浄槽とを配設し、
前記コークス炉発生ガスを前記各洗浄槽に貯留した洗浄油中を通過させて、前記第１洗浄槽および前記第２洗浄槽により主として重質油を除去し、前記第３洗浄槽により主として軽質油を除去することを特徴とするものである。
また、前記コークス炉発生ガスのサンプリング装置において、前記第１洗浄槽は、前記第２洗浄槽で使用後の洗浄油を使用し、前記第２洗浄槽は、前記第３洗浄槽で使用後の洗浄油を使用することが好ましい。
なお、発生ガス中の不純物濃度が小さい場合、前述第１洗浄槽と第２洗浄槽を１槽とすることも可能である。
【０００６】
また、前記コークス炉発生ガスのサンプリング装置において、前記第３洗浄槽と分析計との間に、洗浄水を貯留した第４洗浄槽を設け、
該第４洗浄槽により、前記第３洗浄槽を通過したコークス炉発生ガスに含まれる前記洗浄油のミストを除去することが好ましい。
また、前記コークス炉発生ガスのサンプリング装置において、前記各洗浄槽は、前記洗浄油中または洗浄水中へ前記コークス炉発生ガスを吹き込むことにより、前記洗浄油または前記洗浄水と前記コークス炉発生ガスを向流接触させて不純物を除去することが好ましい。
また、前記コークス炉発生ガスのサンプリング装置において、前記第１洗浄槽は、一対の洗浄槽を備え、各洗浄槽を交互に切り換えて使用することが好ましい。
【０００７】
＜作用＞
本発明に係るコークス炉発生ガスのサンプリング装置では、第１洗浄槽によりダストおよびタール等の重質油を除去し、第２洗浄槽により残留したダストおよびタール等の重質油を確実に除去する。さらに、第３洗浄槽によりナフタリン等の軽質油を除去する。このため、分析計には不純物が殆ど含まれないコークス炉発生ガスが供給されるので、正確な分析を行うことができる。また、コークス炉発生ガス中のダストは洗浄油により洗い流され、重質油および軽質油は洗浄油中に溶解して除去されるため、コークス炉発生ガスの供給経路が不純物により閉塞することがない。
また、第３洗浄槽に使用した洗浄油は、第２洗浄槽および第１洗浄槽に順次循環させて使用される。このため、洗浄油を効率的に使用することができ、コストを低減することが可能となる。
また、第４洗浄槽では、洗浄水により、第３洗浄槽を通過したコークス炉発生ガスに含まれる洗浄油のミストが除去される。このため、分析計に供給されるコークス炉発生ガス中に洗浄油ミストが含まれていないので、さらに正確な分析を行うことができる。
【０００８】
また、各洗浄槽では、洗浄油中または洗浄水中へコークス炉発生ガスを吹き込んでバブリングを行う。このため、コークス炉発生ガスと洗浄油または洗浄水との接触が十分に行われるので、不純物の除去をより確実に行うことができる。
また、第１洗浄槽を一対の洗浄槽として、各洗浄槽を交互に切り換えて使用し、一の洗浄槽を使用中に他の洗浄槽のタール、ダスト等を除去する。このため、タール、ダスト等による汚染、閉塞のおそれがある第１洗浄槽において、このような不都合の発生を未然に防止することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明に係るコークス炉発生ガスのサンプリング装置の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るコークス炉発生ガスのサンプリング装置を示す概略構成図である。
本発明の一実施形態に係るコークス炉発生ガスのサンプリング装置１は、図１に示すように、コークス炉発生ガスを分析計２へ供給するための供給経路において、上流側から順に、洗浄油を貯留した第１洗浄槽３、第２洗浄槽４、および第３洗浄槽５と、洗浄水を貯留した第４洗浄槽６とを配設してある。
第１洗浄槽３および第２洗浄槽４には、洗浄油を循環させるための循環パイプ７ａ，７ｂおよび循環ポンプ８ａ，８ｂを設けてある。この循環ポンプ８ａ，８ｂにより各洗浄槽３，４の底部から洗浄油を汲み上げ、循環パイプ７ａ，７ｂを介して各洗浄槽３，４の上部から再び各洗浄槽３，４内に洗浄油を供給することにより、洗浄油を循環させる。
【００１０】
第１洗浄槽３と第２洗浄槽４は、洗浄油供給パイプ９ａにより連通接続されており、第２洗浄槽４に貯留された洗浄油が第１洗浄槽３に供給される。同様に、第２洗浄槽４と第３洗浄槽５は、洗浄油供給パイプ９ｂにより連通接続されており、第３洗浄槽５に貯留された洗浄油が第２洗浄槽４に供給される。また、第３洗浄槽５には、洗浄油タンク１０から洗浄油供給パイプ９ｃを介して洗浄油が供給される。第４洗浄槽６には、洗浄水供給パイプ１１を介して洗浄水（冷却用淡水）が供給される。
【００１１】
第１洗浄槽３には、廃油パイプ１２が接続されており、この廃油パイプ１２を介して使用済みの洗浄油がデカンタ１４へ回収される。同様に、第４洗浄槽６には、廃水パイプ１３が接続されており、この廃水パイプ１３を介して使用済みの洗浄水がデカンタ１４へ回収される。
【００１２】
第１洗浄槽３と第２洗浄槽４、第２洗浄槽４と第３洗浄槽５、第３洗浄槽５と第４洗浄槽６、および第４洗浄槽６と分析計２は、それぞれガス供給パイプ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄにより連通接続されている。また、第４洗浄槽６と分析計２を連通接続するガス供給パイプ１５ｄには、排送ファン１６が設けられており、この排送ファン１６により第４洗浄槽６から分析計２に向かって不純物を除去したコークス炉発生ガスを送出する。
また、第１洗浄槽３にコークス炉発生ガスを供給するためのガス供給パイプ１５ｅには、保温装置１７が設けられている。この保温装置１７によりコークス炉発生ガスが一定温度に保温され、第１洗浄槽３より上流側で不純物が析出することを防止している。
【００１３】
【実施例】
次に、具体的な実施例を用いて、本発明に係るコークス炉発生ガスのサンプリング装置１をさらに詳しく説明する。
本実施例に係るコークス炉発生ガスのサンプリング装置１は、コークス炉発生ガスの成分を分析するための分析計２において、分析結果に支障が生じないレベルにまでコークス炉発生ガス中の不純物であるダスト、タール、およびナフタリンを主体に除去することを前提として設計されている。
すなわち、最終的に分析計２へ供給されるコークス炉発生ガスの目標値として、タール濃度を約０．０８ｇ／Ｎｍ３以下とし、ナフタリン濃度を約０．２ｇ／Ｎｍ３以下とする。これらは、いずれも精製ガスとほぼ同等の濃度である。なお、ダストについては定量的な算定は困難であるが、第１洗浄槽３および第２洗浄槽４において、ほぼ痕跡（Ｔｒａｃｅ）程度まで低減することを目標とする。
ここで、ナフタリン濃度を約０．２ｇ／Ｎｍ３以下に設定したのは、コークス炉発生ガスを０℃まで冷却した際に、ナフタリンを結晶として析出させないためである。
すなわち、０℃におけるナフタリンの蒸気圧は約０．０２７ｍｍＨｇであり、常圧として０℃におけるナフタリンの飽和水蒸気濃度は、（０．０２７×１２８）／（７６０×０．０２２４）＝０．２０ｇ／Ｎｍ３となる。ここで、第３洗浄槽５におけるナフタリンの除去効率を５０％とすると、第３洗浄槽５における洗浄油の温度を約２６℃に設定すればよいが、安全を見込んで、第３洗浄槽５における洗浄油による吸収を１５℃程度まで強化し、ナフタリン濃度を約０．０８ｇ／Ｎｍ３以下に設定することが好ましい。
【００１４】
例えば、洗浄油中のナフタリン濃度を５ｍｏｌ％とし、除去効率を５０％とした場合には、
０．０００１３６×０．０５×（１５０＋１．３）／０．５
＝０．００２０ＮＬ／Ｈ
０．００２０×１２８／２２．４＝１．０１１ｇ／Ｈ
０．０１１／０．１５＝０．０８ｇ／Ｎｍ３
となる。
なお、１５℃におけるナフタリン蒸気圧は、
０．０１０３ｍｍＨｇ／７６０＝０．０００１３６ａｔｍである。
図２に、コークス炉発生ガス中のナフタリン濃度と温度との関係を示す。図２から明らかなように、ナフタリンの除去効率を５０％とし、第３洗浄槽５における洗浄油の温度を１５℃に設定すると、外気温が０℃まで低下したとしても、０℃におけるナフタリンの析出濃度が０．２ｇ／Ｎｍ３であるため、第３洗浄槽５においてナフタリンが結晶として析出するおそれはない。
本実施例で使用する洗浄油は、１アルキル置換ナフタリンを主成分とするものを用いることが好ましいが、閉塞ガス成分の性状、濃度等によってはクレオソート油等を用いることもできる。
【００１５】
以下、各洗浄槽における洗浄油の温度等について、具体的な数値を挙げて説明する。
第１洗浄槽３および第２洗浄槽４では、ダスト濃度や粘度などの変動要因を考慮して、コークス炉発生ガスと洗浄油とを高液ガス比（Ｌ／Ｇ）１〜２で気液接触させて、ダストおよびタールを除去する。なお、通常のガス吸収系における液ガス比は０．１〜０．４である。この際、夏場の外気温との関係を考慮して、第１洗浄槽３における洗浄油の温度を約５０℃に設定し、第２洗浄槽４における洗浄油の温度を約３５℃に設定する。
また、図示しないが、第１洗浄槽３を一対の洗浄槽として、各洗浄槽を交互に切り換えて使用し、一の洗浄槽を使用中に他の洗浄槽のタール、ダスト等を除去することが好ましい。
【００１６】
第３洗浄槽５では、ナフタリン除去を目的とするため、低液ガス比とすることも可能であるが、本実施例では、第３洗浄槽５が第１洗浄槽３および第２洗浄槽４と直列配置されているため、第１洗浄槽３および第２洗浄槽４と同様に、コークス炉発生ガスと洗浄油とを高液ガス比（Ｌ／Ｇ）１〜２で気液接触させて、ナフタリンを除去する。ここでは、ナフタリンを確実に低減させるため、洗浄油の設定温度を約１５℃に設定する。
第４洗浄槽６では、洗浄油ミストを除去するため、洗浄水の温度を３５℃に設定する。
【００１７】
本実施例に係るコークス炉発生ガスのサンプリング装置１では、ガス供給パイプ１５ｅより第１洗浄槽３に対してコークス炉発生ガスが供給される。このコークス炉発生ガスは、ガス成分１５０Ｌ／Ｈ，ナフタリン７．５ｇ／Ｈ，タール１０．５ｇ／Ｈ，ダスト３．７５ｇ／Ｈ，水１６０ｇ／Ｈとなっている。
第１洗浄槽３には、第２洗浄槽４から洗浄油が供給され、約５０℃に保たれる。この洗浄油は、第２洗浄槽４において洗浄に用いられたもので、洗浄油３００ｇ／Ｈ，ナフタリン０．１９ｇ／Ｈ，タール０．１９ｇ／Ｈ，水１４．５ｇ／Ｈとなっている。第１洗浄槽３で洗浄されたコークス炉発生ガスは、ガス成分１５０Ｌ／Ｈ，ナフタリン０．２ｇ／Ｈ，タール０．２ｇ／Ｈ，ダストＴｒａｃｅ（痕跡），水１６．６ｇ／Ｈとなる。また、第１洗浄槽３では、循環ポンプ８ａにより洗浄油が循環させられている。洗浄油の循環量は、３００ｋｇ／Ｈである。
【００１８】
第２洗浄槽４には、第３洗浄槽５より洗浄油が供給され、約３５℃に保たれる。この洗浄油は、第３洗浄槽５において洗浄に用いられたもので、洗浄油３００ｇ／Ｈ，ナフタリン０．０４ｇ／Ｈ，タール０．０４ｇ／Ｈ，水５．４ｇ／Ｈとなっている。第２洗浄槽４で洗浄されたコークス炉発生ガスは、ガス成分１５０Ｌ／Ｈ，ナフタリン０．０５ｇ／Ｈ，タール０．０５ｇ／Ｈ，水７．５ｇ／Ｈとなる。また、第２洗浄槽４では、循環ポンプ８ｂにより洗浄油が循環させられている。洗浄油の循環量は、３００ｋｇ／Ｈである。
【００１９】
第３洗浄槽５には、洗浄油タンク１０より洗浄油が供給され、約１５℃に保たれる。洗浄油の供給量は、３００ｋｇ／Ｈである。第３洗浄槽５で洗浄されたコークス炉発生ガスは、ガス成分１５０Ｌ／Ｈ，ナフタリン０．０１ｇ／Ｈ，タール０．０１ｇ／Ｈ以下，水２．１ｇ／Ｈとなる。
【００２０】
第４洗浄槽６には、プロセス水の供給路である洗浄水供給パイプ１１から洗浄水が供給され、約３５℃に保たれる。洗浄水の供給量は、５０００ｇ／Ｈである。第４洗浄槽６で洗浄されたコークス炉発生ガスは、ガス成分１５０Ｌ／Ｈ，ナフタリン０．０１ｇ／Ｈ（０．００８ｇ／Ｎｍ３），タール０．０１ｇ／Ｈ以下，水７．５ｇ／Ｈとなり、排送ファン１６により分析計２へ送出される。
第１洗浄槽３で使用した洗浄油および第４洗浄槽６で使用した洗浄水は、デカンタ１４へ回収される。第１洗浄槽３からデカンタ１４へ回収される洗浄油は、洗浄油３００ｇ／Ｈ，ナフタリン７．４９ｇ／Ｈ，タール１０．４９ｇ／Ｈ，ダスト３．７５ｇ／Ｈ，水１５７．８ｇ／Ｈとなっている。
【００２１】
【発明の効果】
本発明に係るコークス炉発生ガスのサンプリング装置によれば、第１洗浄槽および第２洗浄槽により主としてダストおよびタール等の重質油を除去し、第３洗浄槽により主としてナフタリン等の軽質油を除去することができる。
したがって、分析計には不純物が殆ど含まれないコークス炉発生ガスが供給されるので、正確な分析を行うことが可能となる。
また、コークス炉発生ガス中のダストは洗浄油により洗い流され、重質油および軽質油は洗浄油中に溶解して除去されるため、コークス炉発生ガスの供給経路が不純物により閉塞することがない。このため、配管清掃作業やバイパス管への切り換え作業を行う必要がなく、コークス炉発生ガスを連続的にサンプリングして分析を行うことが可能となる。すなわち、配管のメンテナンスおよび更新周期を延長することができるとともに、ダストおよびナフタリンの付着成長がほとんどないため、バイパス管自体の設置が不要となり、配管系統を単純化することが可能となる。さらに、配管系統が単純化することにより、ダストおよびナフタリンの付着成長を一層抑制することが可能となる。
【００２２】
また、第３洗浄槽に使用した洗浄油は、第２洗浄槽および第１洗浄槽に順次循環させて使用することができる。
したがって、洗浄油を効率的に使用することができ、操業コストを低減することが可能となる。
また、第４洗浄槽では、洗浄水により、第３洗浄槽を通過したコークス炉発生ガスに含まれる洗浄油のミストが除去される。
したがって、分析計に供給されるコークス炉発生ガス中に洗浄油ミストが含まれていないので、さらに正確な分析を行うことが可能となる。
【００２３】
また、各洗浄槽では、洗浄油中または洗浄水中へコークス炉発生ガスを吹き込んで向流接触させることができる。
したがって、コークス炉発生ガスと洗浄油または洗浄水との接触が十分に行われるので、不純物の除去をより確実に行うことが可能となる。
また、第１洗浄槽を一対の洗浄槽として、各洗浄槽を交互に切り換えて使用し、一の洗浄槽を使用中に他の洗浄槽のタール、ダスト等を除去することができる。
したがって、タール、ダスト等による汚染、閉塞のおそれがある第１洗浄槽において、このような不都合の発生を未然に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るコークス炉発生ガスのサンプリング装置を示す概略構成図。
【図２】コークス炉発生ガス中のナフタリン濃度と温度との関係を示す説明図。
【符号の説明】
１　サンプリング装置
２　分析計
３　第１洗浄槽
４　第２洗浄槽
５　第３洗浄槽
６　第４洗浄槽
７ａ，７ｂ　循環パイプ
８ａ，８ｂ　循環ポンプ
９ａ，９ｂ，９ｃ　洗浄油供給パイプ
１０　洗浄油タンク
１１　洗浄水供給パイプ
１２　廃油パイプ
１３　廃水パイプ
１４　デカンタ
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ　ガス供給パイプ
１６　排送ファン
１７　保温装置
【図１】
2004101305.tif 000003
【図２】
2004101305.tif 000004