(57)【要約】【課題】石炭装入時に、コークス炉の装入口から流出する排ガスに含まれるベンゼン等の芳香族化合物が大気中に放散されるのを防止することができるコークス炉の排ガス処理方法を提供すること。【解決手段】コークス炉に石炭を装入する際に炭化室の装入口から流出する排ガスを捕集して該排ガス中の粉塵を除去し、次いで前記排ガス中に活性炭を吹き込むことで該活性炭に芳香族化合物を吸着させた後、前記排ガスと前記活性炭とを分離して前記排ガスを放散することを特徴とするコークス炉の排ガス処理方法を用いる。排ガス中に吹き込まれた活性炭を捕集して回収し、前記排ガス中に吹き込むことで再利用すること、回収した活性炭の少なくとも一部をコークス炉炭化室に装入して、コークス原料として用いることが望ましい。【選択図】図１
2007007556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉に石炭を装入する際に炭化室の装入口から流出する排ガスを捕集して該排ガス中の粉塵を除去し、次いで前記排ガス中に活性炭を吹き込むことで該活性炭に芳香族化合物を吸着させた後、前記排ガスと前記活性炭とを分離して前記排ガスを放散することを特徴とするコークス炉の排ガス処理方法。
【請求項２】
コークス炉の装入口から流出する排ガスを捕集して該排ガス中の粉塵を除去し、次いで、前記排ガスがコークス炉に石炭を装入する際に炭化室の装入口から流出する排ガスである場合には前記排ガス中に活性炭を吹き込むことで該活性炭に芳香族化合物を吸着させた後、前記排ガスと前記活性炭とを分離して前記排ガスを放散し、前記排ガスがコークス炉に石炭を装入していない時に炭化室の装入口から流出する排ガスである場合にはそのまま放散することを特徴とするコークス炉の排ガス処理方法。
【請求項３】
排ガス中に吹き込まれた活性炭を捕集して回収し、前記排ガス中に吹き込むことで再利用することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコークス炉の排ガス処理方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかの方法において排ガス中に吹き込まれた活性炭を前記排ガス中から回収し、該活性炭の少なくとも一部をコークス炉炭化室に装入して、コークス原料として用いることを特徴とするコークスの製造方法。
【請求項５】
コークス炉の炭化室の装入口から流出する排ガスを捕集するコークス炉ガス捕集手段と、該コークス炉ガス捕集手段で捕集された排ガスが供給される乾式集塵機と、該乾式集塵機の下流側排ガス通路の途中に設けられ、排ガス中に活性炭を吹き込む吹込み装置と、該吹込み装置の下流側排ガス通路に設けられ、吹き込まれた活性炭を分離するフィルターとを備えたことを特徴とするコークス炉の排ガス処理設備。
【請求項６】
乾式集塵機と吹込み装置との間に排ガス切替え装置を設け、該排ガス切替え装置から煙突へのガス流路を設けたことを特徴とする請求項５に記載のコークス炉の排ガス処理設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉から流出する排ガスに含まれるベンゼン等の芳香族化合物が大気中に放散されるのを防止することができるコークス炉の集塵排ガス処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コークス炉内で発生するコークス炉ガスは炉内に設置された上昇管を通って排ガス処理設備に送給され、粉塵を除去された後、脱硫処理を経て種々の用途に再利用される。このコークス炉ガス中には、芳香族成分が５〜１０ｍｇ／Ｎｍ3含まれており、例えばコークス炉ガス中に含有されるベンゼン（ＢＴＸ）は、化成工程により製品として回収され、各種の用途向けに販売されている。
【０００３】
この芳香族成分が大気中に放散されることは、臭気発生の原因となるとともに、環境に悪影響を与える懸念がある。したがってコークス炉の炉蓋、装入口、煙突、集塵機等にはガス漏れ防止対策が行なわれている。これらの対策に加えて、さらに、脱硫処理の際の湿式脱硫処理設備の酸化装置から排出される排ガスに含まれる芳香族成分の分解および無害化も行なわれている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
特許文献１には、コークス炉から発生するコークス炉ガスを集塵して脱硫設備等で浄化する際に、芳香族成分である芳香族化合物（たとえばベンゼン等）を除去することができるコークス炉ガス処理における廃ガス浄化方法及び装置が開示されている。特許文献１に記載の技術は、コークス炉ガスの脱硫装置から排出する排ガスを触媒と反応させることで、芳香族化合物を分解除去するものである。
【０００５】
上記のようにコークス炉においては芳香族化合物が炉蓋や装入口から漏れないように対策が採られ、脱硫処理時の排出ガスについても芳香族化合物が含有されないように配慮されているが、石炭装入時に開放された装入口からのコークス炉ガスの流出の問題が残されている。すなわち、装炭車を用いて装入口から炭化室内に石炭を装入する際に、装入口から流出する排ガスは上昇管に導入されず、大気中に放散されてしまう。
【０００６】
このような芳香族成分が大気中に放散される問題を解決するために、装入口の周りを囲むように集塵フードを設置し、流出ガスを捕捉して処理するコークス炉装入車集塵装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００３−１０６４１号公報
【特許文献２】特開平４−３４６８１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献２に記載の技術は、流出ガスを集塵して浄化した後は大気中に放散するものであり、放散されるガス中にも芳香族化合物がわずかながら含まれる結果となるものである。石炭装入時に開放された装入口からの排ガスの流出は間欠的に発生するものであり、かつ発生量も多いため、特許文献１等に記載のような従来の排ガス処理方式で芳香族化合物を除去することは困難である。
【０００８】
したがって本発明の目的は、このような従来技術の課題を解決し、石炭装入時に、コークス炉の装入口から流出する排ガスに含まれるベンゼン等の芳香族化合物が大気中に放散されるのを防止することができるコークス炉の排ガス処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
（１）、コークス炉に石炭を装入する際に炭化室の装入口から流出する排ガスを捕集して該排ガス中の粉塵を除去し、次いで前記排ガス中に活性炭を吹き込むことで該活性炭に芳香族化合物を吸着させた後、前記排ガスと前記活性炭とを分離して前記排ガスを放散することを特徴とするコークス炉の排ガス処理方法。
（２）、コークス炉の装入口から流出する排ガスを捕集して該排ガス中の粉塵を除去し、次いで、前記排ガスがコークス炉に石炭を装入する際に炭化室の装入口から流出する排ガスである場合には前記排ガス中に活性炭を吹き込むことで該活性炭に芳香族化合物を吸着させた後、前記排ガスと前記活性炭とを分離して前記排ガスを放散し、前記排ガスがコークス炉に石炭を装入していない時に炭化室の装入口から流出する排ガスである場合にはそのまま放散することを特徴とするコークス炉の排ガス処理方法。
（３）、排ガス中に吹き込まれた活性炭を捕集して回収し、前記排ガス中に吹き込むことで再利用することを特徴とする（１）または（２）に記載のコークス炉の排ガス処理方法。
（４）、（１）ないし（３）のいずれかの方法において排ガス中に吹き込まれた活性炭を前記排ガス中から回収し、該活性炭の少なくとも一部をコークス炉炭化室に装入して、コークス原料として用いることを特徴とするコークスの製造方法。
（５）、コークス炉の炭化室の装入口から流出する排ガスを捕集するコークス炉ガス捕集手段と、該コークス炉ガス捕集手段で捕集された排ガスが供給される乾式集塵機と、該乾式集塵機の下流側排ガス通路の途中に設けられ、排ガス中に活性炭を吹き込む吹込み装置と、該吹込み装置の下流側排ガス通路に設けられ、吹き込まれた活性炭を分離するフィルターとを備えたことを特徴とするコークス炉の排ガス処理設備。
（６）、乾式集塵機と吹込み装置との間に排ガス切替え装置を設け、該排ガス切替え装置から煙突へのガス流路を設けたことを特徴とする（５）に記載のコークス炉の排ガス処理設備。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、活性炭を使用することによりコークス炉から流出する排ガスに含まれるベンゼン等の芳香族化合物が大気中に放散されるのをほぼ完全に防止することができ、また、安価に排ガス処理を行なうことができる。さらに、排ガス処理に使用した、使用済後の活性炭をコークス炉に装入することにより、活性炭のＣ成分、活性炭に吸着させたベンゼン等の芳香族化合物を回収することができ資源の有効利用を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明者は石炭を装入する際に、装入口から流出する排ガス中の芳香族化合物を除去する方法として下記（ａ）、（ｂ）について検討した。
【００１２】
（ａ）炭化室に石炭を装入する作業は必要に応じて適宜行なわれる、いわゆるバッチ処理であるので、装入口からの排ガスの流出も間欠的に発生する。通常の操業では、石炭の装入頻度は1時間あたり５〜６回であり、排ガスの流出量は平均１０００ｍ3／ｍｉｎ程度である。
【００１３】
したがってコークス炉団を５炉有する製鉄所規模の場合について、排ガスの1分あたりの流出量は５０００ｍ3程度となり、例えば活性炭充填槽を使用する排ガス処理方式を用いることを考えると、莫大な設備規模となり実際上、設備化困難である。また、活性炭充填槽を使用する排ガス処理設備では、安定した排ガス量を通過させなければ安定した吸着効率が維持できず、これも間欠的に発生するタイプの排ガスである、石炭を装入する際に流出するコークス炉の排ガス処理には不適当である。
【００１４】
（ｂ）ガスタンクを設け、間欠的に発生するコークス炉排ガスを一旦貯めることで、活性炭充填槽を通過させる排ガス速度を一定にする排ガス処理方式も考えることができるが、（ａ）に加えさらにコスト増加となり、非現実的である。
【００１５】
したがって、（ａ）、（ｂ）の方法はあまり適切な方法ではない。本発明者は、これに対して装入口からの排ガスの流出が発生した時に間欠的に活性炭を排ガス中に吹き込む活性炭吹き込み方式は、（ａ）、（ｂ）の問題が発生することがないことに加えて、さらに、活性炭を排ガス気流中へ吹込むことで、芳香族化合物との接触効率を高めることができ芳香族化合物を効率よく除去することができるので、信頼性に富み、しかも低コストである利点があることを見出した。また、活性炭吹き込み方式で芳香族化合物を十分に除去するためには、装入口からの排ガスをあらかじめ集塵機に送給して、排ガス中の粉塵を除去した後に活性炭吹き込み方式で排ガス処理を行なうことが効果的であることを見出し、本発明を完成した。
【００１６】
上記の知見から得られた本発明は、コークス炉に石炭を装入する際に炭化室の装入口から流出する排ガスを捕集して集塵機等に送給して前記排ガス中の粉塵を除去し、次いで前記排ガス中に活性炭を吹き込むことで該活性炭に芳香族化合物を吸着させた後、前記排ガスと前記活性炭とを分離して前記排ガスを放散することを特徴とするものである。すなわち、装炭車を用いて装入口から炭化室内に石炭を装入する際に、装入口から流出する排ガスは、まず集塵機に送給され、排ガス中の粉塵が除去される。ここで使用する集塵機は、従来から知られている集塵機を用いればよく、湿式集塵機（たとえばベンチュリースクラバー等）あるいは乾式集塵機（たとえばバグフィルター、サイクロン集塵機等）を使用することが好ましい。ただし、湿式集塵機では、排ガス中の芳香族化合物（たとえばベンゼン等）が粉塵に付着して残留する恐れがあるので、乾式集塵機を使用するのがより好ましい。次に、集塵機で粉塵を除去した後の排ガス中に活性炭を吹き込むことで、芳香族化合物を活性炭に吸着させて排ガスから除去するものである。
【００１７】
本発明は、コークス炉に石炭を装入する際に炭化室の装入口から流出する排ガスを捕集して活性炭吹込みを行なうものであるが、炭化室の装入口から流出する排ガスの捕集作業は、石炭装入のために装入口の蓋を取る前から開始して、排ガスの流出を防止することが望ましい。また同様に、コークス炉に石炭を装入した後しばらくの間は炭化室の装入口付近の排ガスの捕集作業を継続して排ガスの流出を防止することが望ましい。排ガスの捕集作業中に、石炭が高温の炭化室へ装入されるとベンゼン等の方向族化合物を含有する煙が多量に発生し、装入口から排ガスとして流出する。したがって、コークス炉に石炭を装入するとき以外の排ガス捕集時には排ガスには芳香族化合物はほとんど含まれていないため石炭の吹込み処理を行なう必要はなく、排ガスはそのまま放散することができる。すなわち、コークス炉の装入口から流出する排ガスを捕集して該排ガス中の粉塵を除去し、次いで、前記排ガスがコークス炉に石炭を装入する際に炭化室の装入口から流出する排ガスである場合には前記排ガス中に活性炭を吹き込むことで該活性炭に芳香族化合物を吸着させた後、前記排ガスと前記活性炭とを分離して前記排ガスを放散し、前記排ガスがコークス炉に石炭を装入していない時に炭化室の装入口から流出する排ガスである場合にはそのまま放散することが好ましい。
【００１８】
排ガス中に吹き込まれた活性炭は再利用することが望ましい。すなわち、排ガス中に吹き込まれた活性炭を捕集して回収し、活性炭が芳香族化合物吸着能力を有する場合には前記排ガス中に吹き込むことで再利用することができる。活性炭の捕集は、フィルター機能を有する集塵機等を用いて行なうことができる。
【００１９】
排ガス中に吹き込まれた活性炭を繰り返し吹込み処理に利用すると、次第に反応効率が低下する。このような反応効率の低下した、芳香族化合物の吸着した活性炭は、コークス炉炭化室に装入して、コークス原料として用いることが望ましい。すなわち、排ガス中に吹き込まれた活性炭を排ガス中から回収し、活性炭の少なくとも一部をコークス炉炭化室に装入して、コークス原料として用いることが望ましい。活性炭のＣ成分をコークス原料として利用することができ、また芳香族化合物はコークス炉ガスの成分となるため、化成工程等を経て芳香族化合物を製品として回収することができるので、非常に効果的である。
【００２０】
本発明を図面を用いてより具体的に説明する。
【００２１】
図1は本発明の一実施形態の概略を示す説明図である。コークス炉１において、石炭を装入する炭化室上部に装炭車が移動してくると、まず集塵フード等のコークス炉ガス捕集手段２により装入口付近の排気を開始し、排ガス中の粉塵を除去する。この段階では活性炭の吹き込みは行なわないことが望ましい。引き続いて装炭車を用いて装入口から石炭を炭化室に装入する。石炭装入の際に、開放された装入口から芳香族化合物を含有するコークス炉ガスが流出するのでこの排ガスもコークス炉ガス捕集手段２により大気中に放散する前に吸引し、粉塵除去機能を有する集塵機３に送給して排ガス中の粉塵を除去する。粉塵が除去された排ガスには活性炭吹込み装置８により活性炭が吹き込まれる。活性炭の吹き込みはブラスター等を用いる等、任意の方法で行なうことができる排ガス及び排ガスに随伴されて排ガス通路７を移動する活性炭はフィルター９を通過して、活性炭と、活性炭により芳香族化合物（たとえばベンゼン等）が除去された排ガスとに分離される。芳香族化合物（たとえばベンゼン等）が除去された排ガスは、大気中に放散され、フィルター９で回収された活性炭は、反応効率を考慮した中で、再度、排ガス通路７への吹き込み用活性炭として使用される。反応効率の低下した活性炭は、コークス炉の炭化室に石炭と共に装入することができる。活性炭中のＣ成分はコークスとして回収され、活性炭に吸着された排ガス中の芳香族化合物は、石炭から発生するコークス炉ガスとともに回収され、化成工程において製品として回収され有効に利用することができる。コークス炉１への石炭の装入終了後は装入口が閉じられて芳香族化合物が流出しなくなるため、集塵機２から送給される排ガスは粉塵を除去した後に活性炭の吹き込みは行なわずに煙突等から放散させることが望ましい。
【００２２】
次に、本発明のコークス炉の排ガス処理設備を説明する。
【００２３】
コークス炉の排ガス処理設備は、コークス炉の炭化室の装入口から流出する排ガスを捕集するコークス炉ガス捕集手段と、コークス炉ガス捕集手段で捕集された排ガスが供給される乾式集塵機と、該乾式集塵機の下流側排ガス通路の途中に設けられ、排ガス中に活性炭を吹き込む吹込み装置と、該吹込み装置の下流側排ガス通路に設けられ、吹き込まれた活性炭を分離するフィルターとを備えたものであり、乾式集塵機と吹込み装置との間に排ガス切替え装置を設け、排ガス切替え装置から煙突へのガス流路を設けることが望ましい。このような本発明のコークス炉の排ガス処理設備を図１を用いて説明する。
【００２４】
図1において、２はコークス炉１の炭化室の装入口から流出する排ガスを捕集するコークス炉ガス捕集手段である。地上にはコークス炉ガス捕集手段２から排ガスが供給される乾式集塵機３が設置されている。乾式集塵機３の下流側排ガス通路７の途中に設けられ、排ガス中に活性炭を吹き込む吹込み装置８と、吹込み装置８の下流側排ガス通路に設けられ、吹き込まれた活性炭を分離するフィルター９を備えている。
【００２５】
コークス炉の排ガス処理設備はさらに、乾式集塵機３と吹込み装置８との間に排ガス切替え装置６を設け、排ガス切替え装置６から煙突５へのガス流路を設けることが望ましい。このような設備を設ければ、コークス炉１の炭化室の装入口から流出する排ガスが石炭装入時の排ガスでない場合には、排ガスを乾式集塵機３の下流側排ガス通路４を通過後排ガス切替え装置６から、排ガスを放散する煙突５へと供給することが可能である。
【００２６】
本発明によれば、活性炭を使用することによりコークス炉から流出する排ガスに含まれるベンゼン等の芳香族化合物が大気中に放散されるのをほぼ完全に防止することができる。また、安価に排ガス処理を行なうことができる。さらに、吹込み処理に使用した活性炭を使用済後コークス炉に装入することにより、活性炭のＣ成分、活性炭に吸着させたベンゼン等の芳香族化合物を回収することができ資源の有効利用を図ることができる。
【実施例１】
【００２７】
図１に示すものと同様の装置を用いてコークス炉の炭化室の装入口から流出する排ガスの処理を行なった。装入口が閉じている時には排ガスは集塵後に煙突５から放出し、石炭装入時には排ガス切替え装置６を切り替えて排ガス処理設備に排ガスを送り活性炭吹込み処理を行なった。ブラスターによる活性炭の吹込み量を１．５、３．０、６．０ｇ／ｍｉｎと変化させた場合の排ガス中のベンゼンの除去率を測定した。ベンゼンの除去率は、乾式集塵機３で粉塵を除去した後のベンゼン濃度（活性炭吹込み処理前のベンゼン濃度）に対する、フィルター９通過後のベンゼン濃度（活性炭吹込み処理後のベンゼン濃度）の割合とした。結果を図２に示す。
【００２８】
図２に示すように、活性炭吹込みにより排ガス中のベンゼンは除去され、特に活性炭の吹込み量を３．０ｇ／ｍｉｎ以上とした場合にベンゼンの除去率９０％以上を達成することができた。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態の概略を示す説明図。
【図２】活性炭吹込み量によるベンゼン除去率の変化を示すグラフ。
【符号の説明】
【００３０】
１    コークス炉
２    コークス炉ガス捕集手段
３    乾式集塵機
４    排ガス通路
５    煙突
６    排ガス切替え装置
７    排ガス通路
８    活性炭吹込み装置
９    フィルター
【図１】
2007007556.tif 000003
【図２】
2007007556.tif 000004