(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉ガス中の被酸化物を吸収液で吸収除去する吸収塔と、
前記吸収塔から供給された前記吸収液中に含まれる被酸化物を酸化し、前記吸収液を再生させて排出する酸化塔と、
を備える液相酸化湿式脱硫装置であって、
前記酸化塔では、
前記吸収液の供給から排出に至る前記吸収液の流動経路上に、前記酸化塔の底部から立設され前記吸収液中に含まれる気泡を浮上させる堰板と、下端が前記底部から離隔するように設けられ前記吸収液中に含まれる気泡を浮上させる仕切板とが、少なくとも１枚ずつ交互に設けられ、
前記酸化塔の内部は、
前記酸化塔よりも高さが低く上端が開口部となっており、前記吸収塔から前記吸収液が供給される内塔と、
前記内塔の外側に位置し、前記開口部から溢れ出た前記吸収液が流入する外塔と、
から構成される二重殻構造であり、
前記堰板および前記仕切板は、前記外塔における前記吸収液の流動経路上に設けられる
ことを特徴とする、液相酸化湿式脱硫装置。
【請求項２】
前記開口部から溢れ出た前記吸収液は、落差を有して前記外塔へと流入することを特徴とする、請求項１に記載の液相酸化湿式脱硫装置。
【請求項３】
前記堰板および前記仕切板は、前記酸化塔の中心軸から放射状に配置されることを特徴とする、請求項１または２に記載の液相酸化湿式脱硫装置。
【請求項４】
前記酸化塔は、前記吸収液を酸化する酸化用空気を噴出する気液混合装置を更に備えることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の液相酸化湿式脱硫装置。
【請求項５】
前記酸化塔は、再生された前記吸収液を吸引して前記吸収塔へと循環させる循環ポンプを更に備えることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の液相酸化湿式脱硫装置。
【請求項６】
前記吸収塔と前記酸化塔とは、一体に形成されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の液相酸化湿式脱硫装置。
【請求項７】
前記堰板の上端は、前記仕切板の下端よりも上に位置することを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の液相酸化湿式脱硫装置。
【請求項８】
前記堰板の上端は、前記仕切板の下端よりも下に位置することを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の液相酸化湿式脱硫装置。
【請求項９】
前記堰板の上端は、前記仕切板の下端と同じ高さに位置することを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の液相酸化湿式脱硫装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液相酸化湿式脱硫装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭を乾留してコークスを製造する際に生成するコークス炉ガスを脱硫するために用いられる脱硫装置は、主に、コークス炉ガス中の被酸化物を吸収液で吸収除去する吸収塔と、吸収塔から送出された被酸化物を吸収した吸収液に空気を吹き込んで被酸化物を酸化する酸化塔という２つの塔を備える。酸化塔から吸収液を抜き出して循環させるために、酸化塔に直結された循環ポンプが用いられるが、被酸化物の酸化のために吹き込まれる空気の気泡が吸収液中に残存していると、気泡が循環ポンプに巻き込まれ、循環ポンプのキャビテーションが発生する可能性がある。この循環ポンプのキャビテーションを防止するために、酸化塔内で発生する気泡の脱気が重要となる。
【０００３】
この酸化塔での気泡の脱気処理に関して、酸化塔に循環ポンプを直結させるのではなく、酸化塔と循環ポンプの間に脱気を専らとする脱気槽を設けて、循環ポンプへの気泡の巻き込みを防止する方法（例えば、特許文献１参照。）や、酸化塔内の構造を変更することにより脱気性能を向上させる方法（例えば、特許文献２参照。）等が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平３−４２０１１号公報
【特許文献２】特公昭５８−４９５９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の特許文献１に記載の方法では、脱気槽を設置するスペースが新たに必要となるという問題があり、上記の特許文献２に記載の方法では、複数のポンプを必要とするために、経済的ではないという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的は、新たな設備や複数のポンプの設置が不要であり、優れた脱気機能を実現することが可能な、新規かつ改良された液相酸化湿式脱硫装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を行なった結果、合泡を促進させ浮上しやすくするための部材を酸化塔内に設置することで、優れた脱気機能を実現することが可能であることに想到した。
【０００８】
本発明は、このような知見に基づき完成されたものであり、本発明がその要旨とするところは、以下の通りである。
【０００９】
（１）コークス炉ガス中の被酸化物を吸収液で吸収除去する吸収塔と、前記吸収塔から供給された前記吸収液中に含まれる被酸化物を酸化し、前記吸収液を再生させて排出する酸化塔と、を備える液相酸化湿式脱硫装置であって、前記酸化塔では、前記吸収液の供給から排出に至る前記吸収液の流動経路上に、前記酸化塔の底部から立設され前記吸収液中に含まれる気泡を浮上させる堰板と、下端が前記底部から離隔するように設けられ前記吸収液中に含まれる気泡を浮上させる仕切板とが、少なくとも１枚ずつ交互に設けられ、前記酸化塔の内部は、前記酸化塔よりも高さが低く上端が開口部となっており、前記吸収塔から前記吸収液が供給される内塔と、前記内塔の外側に位置し、前記開口部から溢れ出た前記吸収液が流入する外塔と、から構成される二重殻構造であり、前記堰板および前記仕切板は、前記外塔における前記吸収液の流動経路上に設けられることを特徴とする、液相酸化湿式脱硫装置。
（２）前記開口部から溢れ出た前記吸収液は、落差を有して前記外塔へと流入することを特徴とする、（１）に記載の液相酸化湿式脱硫装置。
（３）前記堰板および前記仕切板は、前記酸化塔の中心軸から放射状に配置されることを特徴とする、（１）または（２）に記載の液相酸化湿式脱硫装置。
（４）前記酸化塔は、前記吸収液を酸化する酸化用空気を噴出する気液混合装置を更に備えることを特徴とする、（１）〜（３）のいずれかに記載の液相酸化湿式脱硫装置。
（５）前記酸化塔は、再生された前記吸収液を吸引して前記吸収塔へと循環させる循環ポンプを更に備えることを特徴とする、（１）〜（４）のいずれかに記載の液相酸化湿式脱硫装置。
（６）前記吸収塔と前記酸化塔とは、一体に形成されることを特徴とする、（１）〜（５）のいずれかに記載の液相酸化湿式脱硫装置。
（７）前記堰板の上端は、前記仕切板の下端よりも上に位置することを特徴とする、（１）〜（６）のいずれかに記載の液相酸化湿式脱硫装置。
（８）前記堰板の上端は、前記仕切板の下端よりも下に位置することを特徴とする、（１）〜（６）のいずれかに記載の液相酸化湿式脱硫装置。
（９）前記堰板の上端は、前記仕切板の下端と同じ高さに位置することを特徴とする、（１）〜（６）のいずれかに記載の液相酸化湿式脱硫装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、新たな設備や複数のポンプの設置が不要であり、優れた脱気機能を実現することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１２】
（第１の実施形態）
以下に、図１〜図４を参照しながら、本発明の第１の実施形態に係る液相酸化湿式脱硫装置１０を詳細に説明する。
【００１３】
（液相酸化湿式脱硫装置１０の構成）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る液相酸化湿式脱硫装置を説明するための説明図である。図１に示したように、本実施形態に係る液相酸化湿式脱硫装置１０は、例えば、吸収塔１０２と、酸化塔１０４と、吸収塔１０２および酸化塔１０４を連通する連通管１０６と、を備える。
【００１４】
吸収塔１０２は、被処理ガスである原料コークス炉ガス１０８中の被酸化物を吸収液（酸化後吸収液１１２）により吸収除去する。被酸化物を吸収した吸収液（未酸化吸収液１１０）は、吸収塔１０２の下部から後述する酸化塔１０４に自然流入する。ここで、原料コークス炉ガス１０８中の被酸化物は、例えば、硫化水素やシアン化水素等であり、吸収液とは、硫化水素やシアン化水素等の被酸化物と接触して、これらの被酸化物を吸収するものである。また、上記の未酸化吸収液とは、上記の吸収液に吸収された被酸化物が未だ酸化されていない状態にある吸収液をいう。
【００１５】
吸収塔１０２には、その塔上部に吸収液の散布ノズルが設けられ、塔下部には、散布ノズルから散布されて被酸化物を吸収した吸収液が一時的に溜まる吸収塔下部液溜が形成されている。また、散布ノズルと吸収塔下部液溜との間には、適当な充填材が充填され、ガス導入口から導入された原料コークス炉ガス１０８と向流接触させるための接触部が設けられている。さらに、吸収塔１０２の塔頂部には、原料コークス炉ガス１０８から被酸化物が除去されることで生成される精製コークス炉ガス１２６を排出する排出口が設置されている。
【００１６】
酸化塔１０４は、吸収塔１０２から供給された被酸化物を吸収した吸収液（未酸化吸収液１１０）に空気を吹き込んで、硫化水素やシアン化水素といった被酸化物を酸化することで酸化後吸収液１１２として吸収液を再生させるとともに、未反応の空気による気泡を吸収液から除去する。酸化塔１０４の下部には、複数の空気吹き込みノズル等からなる気液混合装置１１４が設けられる。本実施形態に係る酸化塔１０４に設けられる気液混合装置１１４は、特に規定されるものではないが、例えば、特開昭６２−１９２４９０号公報等に記載の気液混合装置を使用することが可能である。なお、図１では、気液混合装置１１４は１つだけ記載されているが、図示の例に規制されるわけではなく、酸化塔１０４に複数の気液混合装置１１４を設けても良い。ここで、上記の酸化後吸収液とは、吸収液に吸収されている被酸化物が、気液混合装置１１４から吹き込まれた空気により酸化された状態にある吸収液をいう。
【００１７】
また、酸化塔１０４には、被酸化物が酸化された吸収液を循環させるための循環ポンプ１２０が設けられている。循環ポンプ１２０は、酸化塔１０４から気泡の取り除かれた酸化後吸収液１１２を吸引し、吸収塔１０２の塔上部の散布ノズルへと循環させるとともに、酸化後吸収液１１２の一部を気液混合用吸収液１２２として気液混合装置１１４へと供給する。
【００１８】
気液混合装置１１４では、ブロワー１１６から供給される酸化用空気１１８と、循環ポンプ１２０から供給される気液混合用吸収液１２２とが混合され、酸化塔１０４中に噴出される。噴出された酸化用空気１１８は、吸収塔１０２から自然流入した未酸化吸収液１１０中の被酸化物を酸化して、未酸化吸収液１１０を酸化後吸収液１１２とする。
【００１９】
酸化塔１０４の底部付近には、気液混合装置１１４から噴出された酸化用空気１１８により生じる気泡を取り除くための堰板１３６と仕切板１３８とが設けられる。これらの堰板１３６および仕切板１３８については、以下で詳細に説明する。
【００２０】
酸化後吸収液１１２から分離された気泡は、酸化塔廃ガス１２４となり、酸化塔１０４の塔頂部より排出され、廃棄ガス処理へと送られる。
【００２１】
連通管１０６は、吸収塔１０２の塔底部と酸化塔１０４の塔底部とを連通する配管であり、吸収塔１０２において硫化水素等の被酸化物を吸収した未酸化吸収液１１０が、酸化塔１０４へと自然流入するための流路となる。
【００２２】
続いて、図２および図３を参照しながら、本実施形態に係る酸化塔１０４に設けられた堰板１３６および仕切板１３８について、詳細に説明する。なお、図２では、本実施形態に係る酸化塔１０４が略円柱形状を有している場合について説明するが、本実施形態に係る酸化塔１０４の形状は略円柱形状に限定されるわけではない。
【００２３】
酸化塔１０４内で空気を投入し吸収液に吸収された被酸化物の酸化反応を行う場合、気液混合装置１１４の形状によらず、未反応の空気（空気中の酸素）による気泡の除去は不可避となる。酸化塔１０４の水深が低いほど、気泡が上昇しなければならない浮上高さは低くなるため、理論上は無限大の表面積を有する酸化塔で酸化反応を実施すれば、即時に脱気（気泡の除去）も可能となる。しかしながら、このような無限大の表面積を有する酸化塔は、設置不可能であることから、脱気処理について何らかの対策を講じる必要がある。
【００２４】
吸収液の流れ向きと気泡の流れ向きとは同じ向きであるため、連続的に吸収液を処理する場合においては、注意を要する。すなわち、間欠的に処理するのであれば、適度な静置時間を確保することで、自然に脱気することが可能であるが、本実施形態に係る液相酸化湿式脱硫装置１０のように、連続的に吸収液を処理しなければならず、経済性を含め物理的に許容される設置面積が存在する場合には、脱気のメカニズムを考慮した構造を検討する必要がある。そこで、本実施形態に係る酸化塔では、以下に説明するような堰板１３６および仕切板１３８を設け、吸収液の脱気を行う。
【００２５】
図２は、本実施形態に係る酸化塔１０４の塔底部を上面から見た場合の説明図であり、本実施形態に係る堰板１３６および仕切板１３８を説明するための説明図である。図３は、図２における吸収液流入口１３０から吸収液流出口１３２に至る流路を展開して示した説明図であり、本実施形態に係る堰板１３６および仕切板１３８を説明するための説明図である。
【００２６】
図２に示したように、本実施形態に係る酸化塔１０４は例えば略円柱形状を有しており、酸化塔１０４の塔底部付近には、吸収塔１０４塔底と連通管１０６を介して接続されている吸収液流入口１３０と、循環ポンプ１２０と接続されている吸収液流出口１３２とが形成されている。また、酸化塔１０４の塔底部には、酸化塔１０４の中心軸から酸化塔１０４の外周に向かって放射状に（すなわち、酸化塔１０４の径方向に）、隔壁１３４と、２枚の堰板１３６と、２枚の仕切板１３８とが設けられており、堰板１３６と仕切板１３８とは、交互に並んでいる。また、酸化塔１０４には、被酸化物を酸化するための酸化用空気を噴出する気液混合装置１１４（図示せず。）が、酸化塔１０４の接線方向に対して所定の角度を有するように、１つまたは複数配置されている。
【００２７】
吸収塔１０２から連通管１０６を介して流入してきた未酸化吸収液１１０は、吸収液流入口１３０から酸化塔１０４に流入し、図２に（１）〜（７）で示した流路を経由して吸収液流出口１３２から循環ポンプ１２０へと流出する。図２に示したように、上面から見た酸化塔１０４における吸収液の流れは、吸収液の流入方向や気液混合装置１１４により噴出される気液混合用吸収液の流れによって、酸化塔１０４の円周に沿った流れとなっており、堰板１３６および仕切板１３８は、吸収液の流れにほぼ直交するように、酸化塔１０４の塔底部に設けられる。
【００２８】
本実施形態に係る酸化塔１０４に設けられる堰板１３６は、図３に示したように、酸化塔１０４の底部から塔頂部に向かって立設されており、堰板１３６の高さは、隔壁１３４の高さＣよりも低くなっている。また、互いに隣接する堰板１３６の間には、複数の仕切板１３８が、当該仕切板１３８の下端が酸化塔１０４の底部と離隔するように設けられている。このように堰板１３６および仕切板１３８を設けることにより、堰板１３６の上部および仕切板１３８の下部に、流路開口部１４０が生じることとなる。
【００２９】
なお、堰板１３６の上端は、仕切板１３８の下端よりも高い位置にあってもよく、仕切板１３８の下端よりも更に低い位置にあってもよい。また、堰板１３６の上端は、仕切板１３８の下端と同じ高さに位置していてもよい。
【００３０】
堰板１３６は、酸化塔１０４における吸収液の流れおよび気泡の流れを、積極的に上向きにして合泡させるための板である。図３において例えばａで表した区間では、堰板１３６を設けることで、気泡浮上距離は、酸化塔１０４の底部からの液面高さＣではなく、流路開口部１４０の高さであるＢとなる。つまり、高さＢとは、堰板１３６の上端から液面までの距離である。堰板１３６を設けることで、気泡浮上距離を短くすることが可能となり、気泡を効率よく除くことが可能となる。
【００３１】
仕切板１３８は、堰板１３６によって浮上した気泡をさらに合泡させ、より確実に分離するための板である。仕切板１３８によって吸収液の流れは下向きとなるため、吸収液の流れが気泡の流れに及ぼす影響を小さくすることが可能となるだけでなく、仕切板１３８に気泡が接触することで、更に仕切板１３８に沿って気泡がそのまま上昇し易くする効果がある。
【００３２】
このように、堰板１３６および仕切板１３８を吸収液の流動経路上に交互に設置することで、吸収液流入口１３０から酸化塔１０４に流入した吸収液は、上下方向に蛇行しながら吸収液流出口１３２へと流れることとなる。
【００３３】
続いて、図４を参照しながら、本実施形態に係る酸化塔１０４での吸収液の流れおよび気泡の流れについて、詳細に説明する。図４は、本実施形態に係る酸化塔に設けられた堰板および仕切板を説明するための説明図である。
【００３４】
仕切板１３８の下部に位置する流路開口部１４０を流れる吸収液および気泡は、図４のａの区間において、堰板１３６により、上向きの流れとなる。上向きの流れとなった吸収液は、区間ｂに設けられた仕切板１３８によって、下向きの流れとなるが、気泡の流れは、仕切板１３８によって、上述のように更に上昇することとなる。これにより、気泡が効果的に除去される。また、上昇しきらなかった気泡は、吸収液と共に、仕切板１３８の下部に位置する流路開口部１４０により、区間ａへと流れていくが、堰板１３６により、吸収液と気泡とは、再び上向きの流れとなる。上向きの流れとなった気泡は、仕切板１３８により、上記と同様にして、仕切板１３８に沿って上昇し、効果的に除去されることとなる。
【００３５】
このように、堰板１３６と仕切板１３８とを組み合わせて酸化塔１０４の塔底部に設置することにより、気泡の大きさが大きくなるだけでなく気泡が上昇する必要のある距離も短くなり、より多くの気泡を効果的に脱気することが可能となる。
【００３６】
なお、上記の説明においては、３枚の堰板１３６および２枚の仕切板１３８が設置された場合について説明したが、本実施形態に係る堰板１３６および仕切板１３８の枚数は上記の枚数に限定されるわけではなく、酸化塔１０４の大きさや処理する吸収液の量等に応じて、酸化塔１０４の塔底部付近にそれぞれ少なくとも１枚ずつ設けられればよい。
【００３７】
（液相酸化湿式脱硫装置１０の動作）
以上、本実施形態に係る液相酸化湿式脱硫装置１０の構成について説明したが、続いて、本実施形態に係る液相酸化湿式脱硫装置１０の動作について、詳細に説明する。
【００３８】
吸収塔１０２に導入された原料コークス炉ガス１０８は、酸化塔１０４から循環ポンプ１２０により循環された酸化後吸収液１１２と向流接触することで、ガス中の硫化水素やシアン化水素といった被酸化物が吸収除去され、吸収塔１０２の塔頂部から、精製コークス炉ガス１２６として系外に排出される。
【００３９】
被酸化物を吸収した未酸化吸収液１１０は、吸収塔１０２の塔底部に接続された連通管１０６を通って、酸化塔１０４に自然流入する。酸化塔１０４に自然流入した未酸化吸収液１１０中の被酸化物は、気液混合装置１１４から噴出された酸化用空気１１８によって酸化され、酸化後吸収液１１２となる。また、被酸化物の酸化に用いられなかった酸化用空気１１８は、気泡となって、吸収液中に存在することとなる。
【００４０】
吸収液中に存在する気泡は、酸化塔１０４の塔底部付近に設けられた堰板１３６により上向きの流れとなり、近傍の気泡と合泡しながら吸収液の液面付近へと移動する。更に、気泡は、仕切板１３８に沿って上昇することにより吸収液の液面近傍へと移動し、吸収液中から取り除かれることとなる。
【００４１】
気泡の除去された（脱気された）酸化後吸収液１１２は、循環ポンプ１２０により吸引され、吸収塔１０２の塔頂部に設けられた散布ノズルにより、吸収塔１０２内に散布される。また、吸収液から除去された気泡は、酸化塔廃ガス１２４として、廃棄ガス処理へと送られる。
【００４２】
（第２の実施形態）
続いて、図５〜図８を参照しながら、本発明の第２の実施形態に係る液相酸化湿式脱硫装置２０を詳細に説明する。
【００４３】
（液相酸化湿式脱硫装置２０の構成）
図５は、本実施形態に係る液相酸化湿式脱硫装置を説明するための説明図である。図５に示したように、本実施形態に係る液相酸化湿式脱硫装置２０は、例えば、吸収塔２０２と、酸化塔２０４と、吸収塔２０２および酸化塔２０４を連通する連通管２０６と、を備える。
【００４４】
吸収塔２０２は、被処理ガスである原料コークス炉ガス２１２中の被酸化物を吸収液（酸化後吸収液２１６）により吸収除去する。被酸化物を吸収した吸収液（未酸化吸収液２１４）は、吸収塔２０２の下部から後述する酸化塔２０４に自然流入する。
【００４５】
吸収塔２０２には、その塔上部に吸収液の散布ノズルが設けられ、塔下部には、散布ノズルから散布されて被酸化物を吸収した吸収液が一時的に溜まる吸収塔下部液溜が形成されている。また、散布ノズルと吸収塔下部液溜との間には、適当な充填材が充填され、ガス導入口から導入された原料コークス炉ガス２１２と向流接触させるための接触部が設けられている。さらに、吸収塔２０２の塔頂部には、原料コークス炉ガス２１２から被酸化物が除去されることで生成される精製コークス炉ガス２３２を排出する排出口が設置されている。
【００４６】
酸化塔２０４は、吸収塔２０２から供給された被酸化物を吸収した吸収液（未酸化吸収液２１４）に空気を吹き込んで、硫化水素やシアン化水素といった被酸化物を酸化することで吸収液を再生させるとともに、未反応の空気に起因する気泡を吸収液から除去する。本実施形態に係る酸化塔２０４は、二重殻構造となっており、吸収塔２０２から自然流入した吸収液を酸化する酸化部である内塔２０８と、気泡を浮上分離させる浮上分離部である外塔２１０との二重構造となっている。
【００４７】
内塔２０８は、吸収塔２０２から自然流入した未酸化吸収液２１４に含まれる被酸化物を、後述する気液混合装置２１８から吹き込まれる空気により酸化し、酸化後吸収液２１６とする。酸化後吸収液２１６は吸収塔２０２の塔頂部に設けられた散布ノズルにより吸収塔２０２内に散布するために再利用される。内塔２０８には、連通管２０６が直接接続されており、吸収塔２０２の塔底部から自然流出した未酸化吸収液２１４は、直接酸化塔２０４の内塔２０８へと自然流入する。
【００４８】
内塔２０８の高さは、酸化塔２０４の高さよりも低くなっており、内塔２０８の上端は、開口部となっている。また、この開口部の一角には切欠き部（図示せず。）が形成されている。吸収塔２０２から自然流入した未酸化吸収液２１４は、酸化されながら内塔２０８に溜まっていき、流入した未酸化吸収液２１４の容量が内塔２０８の容積よりも大きくなったとき、内塔２０８の上端に形成された開口部から溢れ出し、滝のように落下して外塔２１０へと流入することとなる。
【００４９】
内塔２０８の下部には、１つまたは複数の空気吹き込みノズル等からなる気液混合装置２１８が設けられる。本実施形態に係る内塔２０８に設けられる気液混合装置２１８は、特に規定されるものではないが、例えば、特開昭６２−１９２４９０号公報等に記載の気液混合装置を使用することが可能である。なお、図５では、気液混合装置２１８は１つだけ記載されているが、図示の例に規制されるわけではなく、内塔２０８に複数の気液混合装置２１８を設けても良い。
【００５０】
気液混合装置２１８では、ブロワー２２０から供給される酸化用空気２２２と、循環ポンプ２２６から供給される気液混合用吸収液２２８とが混合され、内塔２０８中に噴出される。噴出された空気は、吸収塔２０２から自然流入した未酸化吸収液２１４中の被酸化物を酸化して、未酸化吸収液２１４を酸化後吸収液２１６とする。気液混合装置２１８から噴出された空気の一部は、未酸化吸収液２１４の酸化に用いられずに、気泡として酸化後吸収液２１６中に残存することとなる。気泡の一部は、酸化塔廃ガス２３０として、内塔２０８の上端から放散される。
【００５１】
気泡を含む酸化後吸収液２１６は、内塔２０８の上端から溢れ出て、内塔２０８の外周に位置する外塔２１０へと流れ出す。外塔２１０は、内塔２０８から流入する酸化後吸収液２１６中に含まれる気泡を、浮上分離させる。
【００５２】
酸化後吸収液２１６の流入の際、内塔２０８の上端と外塔２１０の液面との間には落差があるため、外塔２１０に溜まっている酸化後吸収液２１６中には、内塔２０８からの酸化後吸収液２１６の流入に伴う対流が生じることとなる。この対流により、酸化後吸収液２１６中に存在する気泡が液面まで浮上することとなり、酸化後吸収液２１６から効率良く気泡を除去することが可能となる。
【００５３】
また、外塔２１０には、被酸化物が酸化された吸収液を循環させるための循環ポンプ２２６が設けられている。循環ポンプ２２６は、外塔２１０から気泡の取り除かれた酸化後吸収液２１６を吸引し、吸収塔２０２の塔上部の散布ノズルへと循環させるとともに、酸化後吸収液２１６の一部を気液混合用吸収液２２８として気液混合装置２１８へと供給する。循環ポンプ２２６は、外塔２１０の酸化後吸収液２１６の液面の高さが、内塔２０８の上端の高さよりも低くなるように、外塔２１０から酸化後吸収液２１６を吸引する。
【００５４】
外塔２１０の底部近傍には、気液混合装置２１８から噴出された空気により生じる気泡を取り除くための堰板２４０と仕切板２４２とが設けられる。これらの堰板２４０および仕切板２４２については、以下で詳細に説明する。
【００５５】
外塔２１０において酸化後吸収液２１６から分離された気泡は、酸化塔廃ガス２３０となり、酸化塔２０４の塔頂部より排出され、廃棄ガス処理へと送られる。
【００５６】
連通管２０６は、吸収塔２０２の塔底部と酸化塔２０４の内塔２０８の塔底部とを連通する配管であり、吸収塔２０２において硫化水素等の被酸化物を吸収した未酸化吸収液２１４が、内塔２０８へと自然流入するための流路となる。
【００５７】
続いて、図６を参照しながら、本実施形態に係る酸化塔２０４における吸収液の流れと気泡の流れとを、詳細に説明する。図６は、本実施形態に係る酸化塔２０４における吸収液および気泡の流れを説明するための説明図である。
【００５８】
原料コークス炉ガス２１２に含まれる被酸化物を吸収した未酸化吸収液２１４は、吸収塔２０２から連通管２０６を通って酸化塔２０４中の内塔２０８へと自然流入する。自然流入した未酸化吸収液２１４は、内塔２０８の上端に向かって流れながら、気液混合装置２１８から噴出される空気により酸化され、酸化後吸収液２１６となる。未酸化吸収液２１４中の被酸化物の酸化に用いられなかった空気は、気泡となって、内塔２０８の上端に向かって浮上する。
【００５９】
内塔２０８の上端まで達した酸化後吸収液２１６は、上端の一角に設けられた切欠き部（図示せず。）から溢れ出し、外塔２１０へと落下する。酸化後吸収液２１６中に含まれる気泡の一部は、酸化塔廃ガスとして、酸化塔２０４の塔頂部から排出されるとともに、気泡の一部は、酸化後吸収液２１６と共に外塔２１０へと流入する。
【００６０】
内塔２０８の切欠き部より溢れ出し外塔２１０に流入した酸化後吸収液２１６は、外塔２１０の外周に沿って流れながら、外塔２１０の塔底部付近に設けられた吸収液排出口２３４より排出される。また、酸化後吸収液２１６中の気泡は、後述する堰板２４０および仕切板２４２により液面近傍まで浮上し、酸化後吸収液２１６から除去されて酸化塔廃ガス２３０として系外に排出される。
【００６１】
続いて、図７および図８を参照しながら、本実施形態に係る外塔２１０に設けられる堰板２４０および仕切板２４２について、詳細に説明する。なお、図７では、本実施形態に係る酸化塔２０４が略円柱形状を有している場合について説明するが、本実施形態に係る酸化塔２０４の形状は略円柱形状に限定されるわけではない。
【００６２】
図７は、本実施形態に係る酸化塔２０４の塔底部を上面から見た場合の説明図であり、本実施形態に係る堰板２４０および仕切板２４２を説明するための説明図である。図８は、図７における内塔２０８から吸収液流出口２３４に至る流路を展開して示した説明図であり、本実施形態に係る堰板２４０および仕切板２４２を説明するための説明図である。
【００６３】
図７に示したように、本実施形態に係る酸化塔２０４は、略円柱形状を有しており、二重殻構造となっている。酸化塔２０４の内側（中心軸寄り）には、内塔２０８が位置しており、酸化塔２０４の外壁側には、外塔２１０が位置している。内塔２０８には、連通管２０６が接続されており、内塔２０８の内部には、内塔２０８の接線方向に対して所定の角度を有するように１つまたは複数の気液混合装置２１８が設けられている。
【００６４】
外塔２１０には、隔壁２３８と、３枚の堰板２４０と、２枚の仕切板２４２とが、酸化塔２０４の中心軸から酸化塔２０４の外周に向かって放射状に（酸化塔２０４の径方向に）設けられており、堰板２４０と仕切板２４２とは、外塔２１０における吸収液の流動経路上に交互に並んでいる。
【００６５】
吸収塔２０２から連通管２０６を介して流入してきた未酸化吸収液２１４は、内塔２０８に流入し、図７に（１）〜（７）で示した流路を経由して吸収液流出口２３４から循環ポンプ２２６へと流出する。連通管２０６から内塔２０８に供給された吸収液は、内塔２０８への流入方向、流入速度や、気液混合装置２１８により噴出される気液混合用吸収液の流れによって、内塔２０８内で内塔２０８の円周に沿った流れとなっており、吸収液中に存在する気泡２１９も、吸収液と共に内塔２０８の円周に沿って流れることとなる。内塔２０８の切欠き部（図示せず。）から溢れ出て外塔２１０に流入した吸収液（１）は、外塔２１０においても、外塔２１０の円周に沿った流れ（２）〜（７）となる。本実施形態に係る堰板２４０および仕切板２４２は、吸収液の流れにほぼ直交するように、外塔２１０の塔底部付近に設けられる。
【００６６】
本実施形態に係る外塔２１０に設けられる堰板２４０は、図８に示したように、外塔２１０の底部から塔頂部に向かって立設されており、堰板２４０の高さは、隔壁２３８の高さＣよりも低くなっている。また、互いに隣接する堰板２４０の間には、複数の仕切板２４２が、当該仕切板２４２の下端が外塔２１０の底部と離隔するように設けられている。このように堰板２４０および仕切板２４２を設けることにより、堰板２４０の上部および仕切板２４２の下部に、流路開口部２４４が生じることとなる。
【００６７】
なお、堰板２４０の上端は、仕切板２４２の下端よりも高い位置にあってもよく、仕切板２４２の下端よりも更に低い位置にあってもよい。また、堰板２４０の上端は、仕切板２４２の下端と同じ高さに位置してもよい。
【００６８】
堰板２４０は、外塔２１０における吸収液の流れおよび気泡の流れを、積極的に上向きにして合泡させるための板である。図８において例えばａで表した区間では、堰板２４０を設けることで、気泡浮上距離は、外塔２１０の底部からの液面高さＣではなく、流路開口部２４４の高さであるＢとなる。つまり、高さＢとは、堰板２４０の上端から液面までの距離である。堰板２４０を設けることで、気泡浮上距離を短くすることが可能となり、気泡を効率よく脱気することが可能となる。
【００６９】
仕切板２４２は、堰板２４０によって浮上した気泡を更に合泡させ、より確実に分離するための板である。仕切板２４２によって吸収液の流れは下向きとなるため、吸収液の流れが気泡の流れに及ぼす影響を小さくすることが可能となるだけでなく、仕切板２４２に気泡が接触することで、更に仕切板２４２に沿って気泡がそのまま上昇し易くする効果がある。
【００７０】
このように、堰板２４０および仕切板２４２を交互に設置することで、内塔２０８から外塔２１０へ落下しながら流入した吸収液は、上下方向に蛇行しながら吸収液流出口２３４へと流れることとなり、吸収液中から気泡が除去される。また、堰板２４０と仕切板２４２とを組み合わせて外塔２１０の塔底部に設置することにより、気泡の大きさが大きくなるだけでなく気泡が上昇する必要のある距離も短くなり、より多くの気泡を効果的に脱気することが可能となる。
【００７１】
なお、上記の説明においては、３枚の堰板２４０および２枚の仕切板２４２が設置された場合について説明したが、本実施形態に係る堰板２４０および仕切板２４２の枚数は上記の枚数に限定されるわけではなく、酸化塔２０４の大きさや処理する吸収液の量等に応じて、外塔２１０の塔底部近傍にそれぞれ少なくとも１枚ずつ設けられればよい。また、堰板２４０および仕切板２４２は、放射状（すなわち、酸化塔２０４の径方向）以外の取り付け方法であっても良い。
【００７２】
（液相酸化湿式脱硫装置２０の動作）
以上、本実施形態に係る液相酸化湿式脱硫装置２０の構成について説明したが、続いて、本実施形態に係る液相酸化湿式脱硫装置２０の動作について、詳細に説明する。
【００７３】
吸収塔２０２に導入された原料コークス炉ガス２１２は、酸化塔２０４から循環ポンプ２２６により循環された酸化後吸収液２１６と向流接触することで、ガス中の硫化水素やシアン化水素といった被酸化物が吸収除去され、吸収塔２０２の塔頂部から、精製コークス炉ガス２３２として系外に排出される。
【００７４】
被酸化物を吸収した未酸化吸収液２１４は、吸収塔２０２の塔底部に接続された連通管２０６を通って、酸化塔２０４内の内塔２０８に自然流入する。自然流入した未酸化吸収液２１４中の被酸化物は、気液混合装置２１８から噴出された酸化用空気２２２によって酸化され、酸化後吸収液２１６となる。また、被酸化物の酸化に用いられなかった酸化用空気２２２は、気泡となって、吸収液中に存在することとなる。
【００７５】
吸収塔２０２からの未酸化吸収液２１４の流入に伴い、内塔２０８中の吸収液の液面は上昇していき、内塔２０８の上端に設けられた切欠き部から外塔２１０へと溢れ出ることとなる。内塔２０８の上端と外塔２１０における液面の高さとの落差により、外塔２１０に溜まった酸化後吸収液２１６中には、対流が生じることとなる。この落差に起因する対流により、酸化後吸収液２１６中の気泡は、液面へと浮上することとなる。
【００７６】
さらに、吸収液中に存在する気泡は、外塔２１０の塔底部付近に設けられた堰板２４０により上向きの流れとなり、吸収液の液面付近へと移動する。更に、気泡は、仕切板２４２に沿って上昇することにより吸収液の液面近傍へと移動し、吸収液中から取り除かれることとなる。
【００７７】
気泡の除去された酸化後吸収液２１６は、循環ポンプ２２６により吸引され、吸収塔２０２の塔頂部に設けられた散布ノズルにより、吸収塔２０２内に散布される。また、吸収液から除去された気泡は、酸化塔廃ガス２３０として、廃棄ガス処理へと送られる。
【００７８】
（液相酸化湿式脱硫装置２０の第１変形例）
続いて、図９を参照しながら、本発明の第２の実施形態に係る液相酸化湿式脱硫装置の第１変形例を詳細に説明する。図９は、第２の実施形態に係る液相酸化湿式脱硫装置の第１変形例を説明するための説明図である。
【００７９】
図５に示した本発明の第２の実施形態に係る液相酸化湿式脱硫装置２０は、吸収塔２０２と酸化塔２０４とが別体に構成されていたが、例えば図９に示したように、吸収塔と酸化塔とは一体形成されていてもよい。
【００８０】
本変形例に係る液相酸化湿式脱硫装置３０は、図９に示したように、例えば、吸収塔３０２と、酸化塔３０４と、吸収塔３０２と酸化塔３０４とを連通連結する連通管３０６と、を備える。
【００８１】
吸収塔３０２は、原料コークス炉ガス３１２中に含まれる被酸化物を酸化後吸収液３１６により吸収して、精製コークス炉ガス３３２を生成する。吸収塔３０２の下部には、酸化塔３０４が一体形成されている。
【００８２】
酸化塔３０４は、第２の実施形態に係る酸化塔２０４と同様に、内塔３０８および外塔３１０からなる二重殻構造となっており、吸収塔３０２の底部から酸化塔３０４の内塔３０８に向かって、略鉛直方向に連通管３０６が設けられる。
【００８３】
気液混合装置３１８、ブロワー３２０および循環ポンプ３２６については、本発明の第２の実施形態に係る液相酸化湿式脱硫装置２０における気液混合装置２１８、ブロワー２２０および循環ポンプ２２６と、それぞれほぼ同一の構成を有し、同様の効果を奏するため、詳細な説明は省略する。
【００８４】
液相酸化湿式脱硫装置３０をかかる構成としても、酸化塔３０４の外塔３１０において、効率良く酸化後吸収液３１６から気泡を除去することが可能となる。また、吸収塔３０２と酸化塔３０４とを一体形成することで、コークス炉ガスの精製設備全体の設置に要する敷地面積を少なくでき、かつ、設備全体の流路構成を簡略化できるといった利点がある。
【００８５】
［試験例］
続いて、本発明に係る液相酸化湿式脱硫装置の実機試験例を示しながら、本発明に係る液相酸化湿式脱硫装置について説明する。なお、以下に示す試験例は、本発明に係る脱硫装置を説明するための一例であって、本発明が以下の例に限定されるわけではない。
【００８６】
上記の図５に示した液相酸化湿式脱硫装置について、実機運転試験を行なった。試験条件は、内径６．２ｍ、高さ３９ｍの実機吸収塔の下部から、硫化水素６ｇ／Ｎｍ３を含有するコークス炉ガスを、原料コークス炉ガスとして８００００Ｎｍ３／ｈで導入した。また、実機吸収塔の頂部より酸化後吸収液を１７５０ｍ３／ｈで散布し、コークス炉ガスと向流接触させ、コークス炉ガス中の硫化水素を吸収させた。
【００８７】
硫化水素が吸収され、硫化水素の含有量が０．１５〜０．２ｇ／Ｎｍ３となったコークス炉ガスを次工程に排送し、実機吸収塔の塔底から連通管で吸収液を実機内塔に自然流出させた。
【００８８】
直径７．４ｍ、高さ７．５ｍの実機内塔では、底部からブロワーによって１８００Ｎｍ３／ｈの空気を気液混合装置により液中に吹き込んで吸収液を酸化再生させ、内塔より外塔に連続的にオーバーフローさせた。また、外塔には、堰板および仕切板を合計６枚設置し、吸収液の脱気を行なった。
【００８９】
この実機試験では、外塔に接続された循環ポンプにおけるキャビテーションは認められず、脱気が有効に行なわれていたことが判明した。
【００９０】
このように、本発明に係る液相酸化湿式脱硫装置では、コークス炉ガス中の被酸化物を吸収する吸収液中に含まれる気泡を効果的に除去することが可能であり、また、吸収塔および酸化塔以外の新たな設備を設けることなく、１つのポンプにより吸収液を循環させることができる。
【００９１】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００９２】
例えば、上記の本発明の第１の実施形態において、吸収塔１０２と酸化塔１０４とが別体に設けられる場合について説明したが、吸収塔１０２および酸化塔１０４は、一体形成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る液相酸化湿式脱硫装置を説明するための説明図である。
【図２】同実施形態に係る酸化塔を説明するための説明図である。
【図３】同実施形態に係る酸化塔に設けられた堰板および仕切板を説明するための説明図である。
【図４】同実施形態に係る酸化塔に設けられた堰板および仕切板を説明するための説明図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る液相酸化湿式脱硫装置を説明するための説明図である。
【図６】同実施形態に係る酸化塔における吸収液および気泡の流れを説明するための説明図である。
【図７】同実施形態に係る酸化塔を説明するための説明図である。
【図８】同実施形態に係る酸化塔に設けられた堰板および仕切板を説明するための説明図である。
【図９】同実施形態に係る液相酸化湿式脱硫装置の第１変形例を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００９４】
１０，２０，３０    液相酸化湿式脱硫装置
１０２，２０２，３０２    吸収塔
１０４，２０４，３０４    酸化塔
１０６，２０６，３１０    連通管
１０８，２１２，３１２    原料コークス炉ガス
１１０，２１４，３１４    未酸化吸収液
１１２，２１６，３１６    酸化後吸収液
１１４，２１８，３１８    気液混合装置
１１６，２２０，３２０    ブロワー
１１８，２２２，３２２    酸化用空気
１２０，２２６，３２６    循環ポンプ
１２２，２２８，３２８    気液混合用吸収液
１２４，２３０，３３０    酸化塔廃ガス
１２６，２３２，３３２    精製コークス炉ガス
１３０    吸収液流入口
１３２，２３４    吸収液流出口
１３４，２３８    隔壁
１３６，２４０    堰板
１３８，２４２    仕切板
１４０，２４４    流路開口部
２０８，３０６    内塔
２１０，３０８    外塔
２１９    気泡
【図１】
0005175077.tif 000002
【図２】
0005175077.tif 000003
【図３】
0005175077.tif 000004
【図４】
0005175077.tif 000005
【図５】
0005175077.tif 000006
【図６】
0005175077.tif 000007
【図７】
0005175077.tif 000008
【図８】
0005175077.tif 000009
【図９】
0005175077.tif 000010