(57)【要約】【課題】従来のタールデカンター装置と比較してサイズがコンパクトでありながら、安水とタールを十分に分離できるタールデカンター装置を提供すること。【解決手段】本発明に係るタールデカンター装置は、コークス炉ガスの冷却及び洗浄によって生じた廃水を、安水、タール及びスラッジに分離するためのものであり、廃水供給口が設けられた上流側から安水及びタールの排出口が設けられた下流側に延在する分離槽と、分離槽内において分離槽の長手方向と一致するように延在する邪魔板と、分離槽の底部に沈殿したスラッジを排出するためのスラッジ排出機構とを備え、廃水供給口は分離槽の上流側に向けて開口していることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉ガスの冷却及び洗浄によって生じた廃水を、安水、タール及びスラッジに分離するためのタールデカンター装置であって、
廃水供給口が設けられた上流側から安水及びタールの排出口が設けられた下流側に延在する分離槽と、
前記分離槽内において前記分離槽の長手方向と一致するように延在する邪魔板と、
前記分離槽の底部に沈殿したスラッジを排出するためのスラッジ排出機構と、
を備え、
前記廃水供給口は前記分離槽の上流側に向けて開口していることを特徴とするタールデカンター装置。
【請求項２】
前記邪魔板は、下端が互いに離隔して前記分離槽の長手方向に延びるスリットをなすととともに、上方に向かうにしたがって互いに更に遠ざかる方向に傾斜する一対又は複数対の傾斜面を有することを特徴とする請求項１に記載のタールデカンター装置。
【請求項３】
前記邪魔板は、下端が互いに離隔して前記分離槽の長手方向に延びるスリットをなすととともに、上方に向かうにしたがって互いに更に遠ざかる方向に傾斜する複数対の傾斜面を有し、前記複数対の傾斜面は上下方向に並行していることを特徴とする請求項１に記載のタールデカンター装置。
【請求項４】
前記邪魔板は、下端が互いに離隔して前記分離槽の長手方向に延びるスリットをなすととともに、上方に向かうにしたがって互いに更に遠ざかる方向に傾斜する複数対の傾斜面を有し、当該複数対の傾斜面は横方向に並行していることを特徴とする請求項１又は３に記載のタールデカンター装置。
【請求項５】
前記邪魔板は、下流側の端部から上方に立設した堰を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のタールデカンター装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉ガス（以下、「ＣＯＧ」という。）の冷却及び洗浄によって生じた廃水からタール及びスラッジを分離除去するためのタールデカンター装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＯＧは水素やメタンを含むガスであり、ＣＯＧを精製して有効利用するための取り組みがなされている。コークス炉から排出されるＣＯＧは温度が１０００℃に及ぶ場合もあり、アンモニアを含む水（以下、「安水」という。）をＣＯＧに降りかけることによって、ＣＯＧを８０℃程度に急冷するとともに、ＣＯＧから揮発分や油分、スラッジなどを取り除く。
【０００３】
ＣＯＧの冷却及び洗浄によって生じた廃水は、安水に油分やスラッジが混じり合った状態のものであり、タールデカンター装置へと移送される。タールデカンター装置は、廃水からタール及びスラッジを比重差によって分離除去し、高温のＣＯＧに降りかけるための安水を再度得るためのものである。タールデカンター装置は種々のタイプがあり、例えば、下記特許文献１，２には舟形と称されるタイプが開示されている。廃水はタールデカンター装置の上方から舟形の突端側に導入され、安水及びタールは舟形の他方の端部からそれぞれ排出されるようになっている。他方、スラッジはタールデカンターの底面に設けられた排出機構によって突端側から排出されるようになっている（特許文献１の図１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２０９１５９号公報
【特許文献２】特開平７−１９０８３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のとおり、タールデカンター装置は廃水を、安水（水分）、タール（油分）及びスラッジ（固形分）の三相に分離するための装置である。通常、安水とタールは比重差が小さいため、これらを十分に静置分離するにはタールデカンター装置の内容積を大きくして長い滞留時間を確保する必要がある。例えば、舟形のタールデカンター装置として、長さ２５ｍ、幅５ｍ程度のタンクが複数台並べられたものが知られている。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、従来のタールデカンター装置と比較してサイズがコンパクトでありながら、安水とタールを十分に分離できるタールデカンター装置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】
【０００７】
本発明に係るタールデカンター装置は、コークス炉ガスの冷却及び洗浄によって生じた廃水を、安水、タール及びスラッジに分離するためのものであり、廃水供給口が設けられた上流側から安水及びタールの排出口が設けられた下流側に延在する分離槽と、分離槽内において分離槽の長手方向と一致するように延在する邪魔板と、分離槽の底部に沈殿したスラッジを排出するためのスラッジ排出機構とを備え、廃水供給口は分離槽の上流側に向けて開口していることを特徴とする。
【０００８】
上記タールデカンター装置は、分離槽内を複数の領域に区切るように邪魔板を設けたことで、タールが接触して捕集されるタール層を、タールデカンターの底部のみならず邪魔板の表面にも形成できる。これにより、廃水中に浮遊しているタールの粒子が捕集されやすくなり、従来と比較して滞留時間が短くてもタールと安水を十分に分離できる。
【０００９】
また、上記タールデカンター装置において、廃水供給口を分離槽の上流側に向けて開口させたのは以下の理由によるものである。従来、タールデカンター装置に廃水を供給する際、分離槽の底面近傍に設けられた廃水供給口から、廃水の流れに乱れが生じないように供給すべきとされていた。本発明者らは、このように廃水を供給した場合、分離槽の底面に近い領域の流速が高く、これよりも上側の領域の流速が遅くなりやすいことをシミュレーションによる解析によって見出した。この場合、廃水の流れに乗じたタール粒子が安水と分離されずに安水排出口から排出されやすい（図４参照）。本発明者らは上記邪魔板の性能を最大限引き出すべく、分離槽内における邪魔板の上側及び下側の領域において廃水の流れがなるべく均一となるように、廃水供給口を分離槽の上流側に向けて開口させて上流側において廃水の流れを敢えて乱すようにした。こうすることにより、分離槽内に導入された廃水は分離槽の上流側に一旦流れ、その後、下流側に向けて流れることとなり、廃水の下流方向への初速をなくすことができる。廃水の下流方向への初速をなくすことで分離槽がコンパクトなサイズであってもタールと安水を効率的に分離でき、安水排出口から排出されるタールを十分に低減できる（図５参照）。
【００１０】
上記邪魔板は、下端が互いに離隔して分離槽の長手方向に延びるスリットをなすとともに、上方に向かうにしたがって互いに更に遠ざかる方向に傾斜する一対又は複数対の傾斜面を有するものとすることができる。かかる構成を採用することにより、傾斜面に捕集されたタールを上記スリットを介して分離槽の底部へと至らせることができる。
【００１１】
上記邪魔板が複数対の傾斜面を有する場合、当該複数対の傾斜面は上下方向及び／又は横方向に並行していることが好ましい。かかる構成を採用することにより、分離槽内を複数の領域に区分けすることができ、タールと安水をより一層効率的に分離できる。
【００１２】
上記邪魔板は、下流側の端部から上方に立設した堰を有したものであってもよい。かかる構成を採用することにより、邪魔板の表面のタールが邪魔板の端部から落下して安水とともに安水排出口に至ることを十分に防止できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、従来のタールデカンター装置と比較してサイズがコンパクトでありながら、安水とタールを十分に分離できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るタールデカンター装置の一実施形態を模式的に示す断面図である。
【図２】図１に示すタールデカンター装置の内部の構成を模式的に示す斜視図である。
【図３】邪魔板の下流側端部の構成を模式的に示す斜視図である。
【図４】上流側に向けて開口している廃水供給口から分離槽に廃水を供給した場合のタール粒子の挙動を示すシミュレーション結果である。
【図５】下流側に向けて開口している廃水供給口から分離槽に廃水を供給した場合のタール粒子の挙動を示すシミュレーション結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１６】
図１に示すタールデカンター装置５０は、コークス炉ガスの冷却及び洗浄によって生じた廃水を、安水、タール及びスラッジに分離するためのものである。タールデカンター装置５０は、舟形タイプに分類されるものであり、分離槽１０と、分離槽１０内に設けられた邪魔板２０と、スラッジ排出機構３０とを備える。
【００１７】
分離槽１０は、上流側（突端側）に廃水供給口１１及びスラッジ排出口１２を有し、下流側の端部に安水排出口１３及びタール排出口１４を有する。廃水は移送管１１ａを通じて上方から供給され、分離槽１０の底面１０ａの近傍に設けられた廃水供給口１１から分離槽１０内に導入されるようになっている。廃水供給口１１は、分離槽１０の上流側に向けて開口している。これにより、分離槽１０に導入された廃水の下流方向への初速をなくすことができ、この初速に乗じてタール粒子が安水と分離されずに安水排出口１３から排出されることを十分に防止できる。
【００１８】
スラッジ排出口１２は分離槽１０の突端側に設けられている。分離槽１０の底面１０ａ及びこれと連続するスロープ１０ｂの上に沈殿したスラッジは、スラッジ排出機構３０によってスラッジ排出口１２に移送される。なお、スラッジ排出機構３０としては、例えば複数のプレートが所定の間隔て固定されたチェーンを駆動する機構を有し、プレートによってスラッジを掻き寄せることが可能なものを用いることができる。
【００１９】
邪魔板２０は、安水とタール粒子の分離を促進するためのものであり、分離槽１０内において分離槽１０の長手方向と一致するように設けられている。邪魔板２０は、図１，２に示すように、廃水供給口１１の下流側の近傍から分離槽１０の下流側の端部の手前まで延在し且つ分離槽１０内に廃水を収容した際、廃水に浸る高さに設けられている。邪魔板２０を設けることで、廃水中に浮遊しているタール粒子が邪魔板２０の表面上に捕集されやすくなり、従来と比較して滞留時間が短くてもタールと安水を十分に分離できる。
【００２０】
邪魔板２０は、図２，３に示すように、下端が互いに離隔して分離槽１０の長手方向に延びるスリットＳをなすととともに、上方に向かうにしたがって互いに更に遠ざかる方向に傾斜する対の傾斜面２１，２２を複数有する。かかる構成を採用することにより、傾斜面２１，２２に捕集されたタールをスリットＳを介して分離槽１０の底部へと至らせることができる。本実施形態においては、対をなす傾斜面２１，２２が横方向に二つ並行しており、当該構成が上下方向に二段設けられている。対をなす傾斜面２１，２２の横方向の数は、分離槽１０の幅に応じて決定すればよく、上下方向の段数は分離槽１０の深さに応じて決定すればよい。なお、対をなす傾斜面２１，２２の上下方向の段数は２〜３段が好ましく、４段以上とすると分離槽１０内において廃水の滞留が生じやすい。傾斜面２１，２２の水平面とのなす角度は、好ましくは３６°以上の範囲である。
【００２１】
邪魔板２０は、スリットＳをなす傾斜面２１，２２の縁部には下方に延びるガイドプレート２１ａ，２２ａを有することが好ましい（図２参照）。ガイドプレート２１ａ，２２ａは、スリットＳから下方に落下するタールが分離槽１０の横方向に拡散することを防止するためのものである。更に、邪魔板２０は、図３に示すとおり、下流側の端部において上方に立設した堰２５を有することが好ましい。堰２５は、邪魔板２０の表面のタールが傾斜面２１，２２の端部から落下して安水とともに安水排出口１３に至ることを防止するためのものである。堰２５の高さは分離槽１０のサイズや廃水のタール含有量などに応じて設定することができ、例えば、５〜１５ｃｍ程度とすればよい。なお、図２においては、堰２５の図示は省略した。
【００２２】
上記実施形態においては邪魔板２０によって分離槽１０内が複数の領域に区分けされる。ただし、これらの複数の領域をスリットＳ等を介して互いに連通している。分離槽１０内を複数の領域に区分けすることで、廃水中に浮遊しているタールの粒子が捕集されやすくなるという効果が奏される。また、廃水供給口１１を分離槽１０の上流側に向けて開口させて廃水の流れを敢えて乱すことで、邪魔板２０によって区分けされた各領域に十分に均一の速度で廃水が流れることとなり、特定の領域のみに高い速度でタールが流れ込むなどの状況がなくなり、各領域において安水とタールの効率的な分離が可能となる。
【００２３】
本発明者らは、本発明に係るタールデカンター装置の効果を確認するため、汎用熱流体解析ソフトウェア（アンシス・ジャパン株式会社製、ＡＮＳＹＳ  Ｆｌｕｅｎｔ１２（商品名））を使用し、分離槽１０内のタール粒子の挙動をシミュレーションした。
【００２４】
図４は、上流側に向けて開口している廃水供給口から分離槽に廃水を供給した場合のタール粒子の挙動を示すシミュレーション結果である。図４は分離槽の下流側（図４の左側）においてはタール粒子が安水中に浮遊しておらず、分離槽の下流側の端部よりもかなり手前で安水から分離されていることを示している。
【００２５】
これに対し、図５は、下流側に向けて開口している廃水供給口から分離槽に廃水を供給した場合のタール粒子の挙動を示すシミュレーション結果である。図５は分離槽の下流側（図５の左側）においてもタール粒子が安水中に浮遊しており、安水排出口から安水とともにタール粒子が排出されることを示している。
【００２６】
以上、上記実施形態に基づいて本発明を詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、スラッジを排出するためのスロープ１０ｂを有する分離槽１０を例示したが、分離槽１０からスラッジを排出可能であればスロープ１０ｂを設けなくてもよい。
【００２７】
なお、上記実施形態においては、分離槽１０に導入された廃水の下流方向への初速をなくすため、換言すると、上流側において廃水の流れを敢えて乱すため、廃水供給口１１が分離槽１０の上流側に向けて開口しているという構成を採用している。上記目的を達成するには、当該構成とともに、あるいは当該構成に代えて、邪魔板２０の上流側に金網等からなる分散板を配置したり、分離槽１０の上流側に攪拌装置を設置して廃水の流れを適度に乱すようにしてもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１０…分離槽、１０ａ…底面、１０ｂ…スロープ、１１…廃水供給口、１１ａ…移送管、１２…スラッジ排出口、１３…安水排出口、１４…タール排出口、２０…邪魔板、２１，２２…傾斜面、２１ａ，２２ａ…ガイドプレート、２５…堰、３０…スラッジ排出機構、５０…タールデカンター装置、Ｓ…スリット。
【図１】
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【図２】
2013231123.tif 000004
【図３】
2013231123.tif 000005
【図４】
2013231123.tif 000006
【図５】
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