(57)【要約】      （修正有）【課題】コークス炉からの悪臭の発生を検出して、これにより適切な消臭対策を可能とする、コークス炉の臭気管理方法を提供する。【解決手段】コークス炉１ａ、１ｂから水平距離で２００〜５００ｍ離れた地点を代表地点３ａ〜３ｄとして硫化水素（Ｈ2Ｓ）濃度、風向、風速、日射量及び放射収支量を測定し、該測定値から硫化水素の拡散パターンを求め、該拡散パターンから臭気漏洩の程度を判断し、該漏洩の程度に応じて消臭対策を行うコークス炉１ａ、１ｂの臭気管理方法を用いる。代表地点３ａ〜３ｄにおける硫化水素濃度を測定するための大気サンプリング位置を地表面から１０〜２０ｍの高さとすること、消臭対策が、判断した漏洩の程度に応じて噴霧量を決定した消臭剤のコークス炉１ａ、１ｂへの散布であること、代表地点３ａ〜３ｄを水平方向に異なる複数ヵ所設定することが好ましい。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉からの臭気を管理する区域内の代表地点にて、風向、風速、日射量及び放射収支量を測定し、前記風向、風速、日射量及び放射収支量、コークス炉と臭気観測地点との位置関係とから拡散による希釈度を求め、
コークス炉から水平距離で２００〜５００ｍ離れた臭気観測地点にて、硫化水素（Ｈ2Ｓ）濃度を測定し、
前記拡散による希釈度と前記臭気測定地点の硫化水素濃度とからコークス炉からの臭気漏洩の程度を推定するコークス炉の臭気管理方法。
【請求項２】
代表地点がコークス炉から２０００ｍ以内である請求項１に記載のコークス炉の臭気管理方法。
【請求項３】
前記臭気観測地点における硫化水素（Ｈ2Ｓ）濃度を測定するための大気サンプリング位置を地表面から１０〜２０ｍの高さとする請求項１または請求項２に記載のコークス炉の臭気管理方法。
【請求項４】
消臭対策として、前記コークス炉からの臭気漏洩の程度に応じてコークス炉へ散布する消臭剤の噴霧量を決定する、請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のコークス炉の臭気管理方法。
【請求項５】
前記臭気観測地点を水平方向に異なる複数ヵ所設定する請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載のコークス炉の臭気管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス工場から漏れて大気中に拡散する臭気を検知し、消臭対策を行う、コークス炉の臭気管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コークスを乾留する際に発生するコークス炉ガスには、硫化水素（Ｈ2Ｓ）、アンモニア（ＮＨ3）や芳香族化合物等の悪臭を有する成分が含まれる。コークス炉ガスは従来から、密閉系で除塵されると共に、これらの有害成分を吸収、吸着等で除去し燃料ガスとして利用されてきた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献２には、コークス湿式消火設備で発生する排ガスが除塵充填層を通過する際に、除塵充填層にアルカリ剤を含むＨ2Ｓ中和剤を含有する洗浄冷却水を散布して処理する方法が記載されている。
【０００４】
また特許文献３には、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が記載されている。
【０００５】
また特許文献４には、コークス炉炭化室窯口のドアとドアフレームとのシール部分の隙間から漏れるガス及びダストを、簡便な設備で且つ可動部の領域に侵入することなく効率よく回収することのできる集塵方法が記載されている。
【０００６】
さらに特許文献５には、製鉄工場における臭気発生源や臭気原因の特定などの精度を向上させる方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５２−８５２０２号公報
【特許文献２】特開平０１−１５５９３１号公報
【特許文献３】特開２００６−３３４４５１号公報
【特許文献４】特開２００８−１７４５７５号公報
【特許文献５】特開２００６−１７４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
コークス炉からの悪臭の発生源は、炉蓋、装入口蓋からのガス漏れ、安水使用箇所など多岐および広範囲にわたり、またコークス炉からの臭気が複数の微量成分からなる複合臭であることにより、現実には、臭気を採取分析することにより発生源を特定することは難しい。
【０００９】
また、季節や天候が変化し、周囲の気象条件の変化により、コークス炉の各設備近辺における悪臭成分の濃度が低くても、５００ｍ〜２０００ｍ離れた地域で相対的に高濃度の悪臭成分が検出される場合があり、従来の悪臭を測定する方法では、発生源での漏洩量の把握、発生源の特定が十分ではなく、中和剤等の消臭剤を過剰に散布する必要があった。
【００１０】
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、コークス炉からの悪臭の発生を検出して、これにより適切な消臭対策を可能とする、コークス炉の臭気管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】
【００１１】
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）コークス炉からの臭気を管理する区域内の代表地点にて、風向、風速、日射量及び放射収支量を測定し、前記風向、風速、日射量及び放射収支量、コークス炉と臭気観測地点との位置関係とから拡散による希釈度を求め、
コークス炉から水平距離で２００〜５００ｍ離れた臭気観測地点にて、硫化水素（Ｈ2Ｓ）濃度を測定し、
前記拡散による希釈度と前記臭気測定地点の硫化水素濃度とからコークス炉からの臭気漏洩の程度を推定するコークス炉の臭気管理方法。
（２）代表地点がコークス炉から２０００ｍ以内である（１）に記載のコークス炉の臭気管理方法。
（３）前記臭気観測地点における硫化水素（Ｈ2Ｓ）濃度を測定するための大気サンプリング位置を地表面から１０〜２０ｍの高さとする（１）または（２）に記載のコークス炉の臭気管理方法。
（４）消臭対策として、前記コークス炉からの臭気漏洩の程度に応じてコークス炉へ散布する消臭剤の噴霧量を決定する、（１）〜（３）のいずれか１つに記載のコークス炉の臭気管理方法。
（５）前記臭気観測地点を水平方向に異なる複数ヵ所設定する（１）〜（４）のいずれか１つに記載のコークス炉の臭気管理方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、風向、風速、日射量・放射収支量等の環境の変化に影響されること無く、コークス炉における悪臭漏洩の発生を検出して悪臭漏洩の程度を把握可能とし、これにより、中和剤等の消臭剤を必要以上に散布することなく悪臭を防止し、消臭剤のコストを削減し、悪臭のレベルを低位に管理することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】分離カラムによるＨ2Ｓの分離例。
【図２】地上１ｍ地点でのＨ2Ｓ濃度計算例のグラフ。
【図３】臭気発生源から２５０ｍ地点でのＨ2Ｓの高さ方向濃度分布を示すグラフ。
【図４】本発明の一実施形態を示す概略図。
【図５】測定設備の一実施形態を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の第一のポイントは、コークス炉の悪臭の漏洩をＨ2Ｓ濃度を測定することで高感度に検出可能とすることである。
【００１５】
コークス炉は、一般に１炉団の長さが３００ｍ前後にもなる巨大な石炭の乾留炉の集合体である。このように設備が巨大なため、コークス炉の数１０ｍ程度の近傍で悪臭の漏洩を検知しようとすると、１炉団あたり数１０点の分析計が必要となり効率的ではない。従って、コークス炉からある程度はなれた地点で漏洩ガスを検知することが好ましく、特にコークス炉から水平距離で２００〜５００ｍ離れた地点を臭気観測地点として漏洩ガスを検知することで、臭気観測地点が１点であってもコークス炉全体からの悪臭漏洩を検知可能であるので好ましい。臭気観測地点がコークス炉からの水平距離で５００ｍよりも遠くなると、漏洩の検知が困難となるので好ましくない。
【００１６】
本発明者らは、コークス炉ガスに含まれる、Ｈ2Ｓ、ＮＨ3や芳香族化合物等の悪臭成分のうち、Ｈ2Ｓの濃度を測定することで市販の半導体センサーでもっとも高感度にコークス炉からのガス漏洩を検知可能であることを見出した。表１に有害成分を分離除去する前のコークス炉ガスの臭気成分組成例を示す。悪臭成分のうちＮＨ3は大気に対して軽いガスであり、ＳＯ2、芳香族化合物は重い成分である。Ｈ2Ｓは大気の平均分子量２８．８に近いので風にのり遠くまで運ばれ易い。従って、コークス炉から漏洩したガスが大気で希釈された後のコークス炉から２００〜５００ｍの臭気観測地点にて、漏洩ガスを効率良く検知するには、Ｈ2Ｓ濃度を測定することが最適である。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
Ｈ2Ｓの検出は、市販の半導体センサーを使用して行うことができるが、他の検出手段を適用することも可能である。検出感度は、２０〜１０００ｐｐｂのＨ2Ｓを測定できれば良く、１０ｐｐｂ以上のＨ2Ｓを測定できることがより好ましい。
【００１９】
また、Ｈ2Ｓの検出の際に、図１に示す様に分離カラムを通した後のガスを測定することにより、Ｈ2Ｓを他の臭気成分と分離して選択的に検出することができるのでより好ましい。
【００２０】
次に、本発明の第二のポイントは、コークス炉からの臭気を管理する区域内に代表地点を設け、代表地点で測定した風向、風速、日射量及び放射収支量から大気安定度を求め、さらに、大気安定度と、コークス炉と臭気観測地点との位置関係とから拡散による希釈度を求めることである。なお、風向、風速、日射量及び放射収支量を測定する代表地点は、硫化水素濃度を測定する臭気観測地点と同じ地点であっても良いが、異なる場所、例えば臭気の発生が問題となる地点の近傍で測定した値を用いることもできる。
【００２１】
コークス炉からのガス漏洩ヵ所は、地上付近よりも、地上５〜１０ｍの炭化室窯口や、石炭装入口である場合が少なくない。このような高所で臭気源となるガスが発生した場合、地上付近でのガス分析結果は、ガスの拡散パターンの影響を受ける。ガスの拡散パターンは以下に示す大気安定度で分類可能である。
【００２２】
大気安定度は、風速と、日射量及び放射収支量から、例えば、表２に示す７段階の大気状態（安定度Ａ〜Ｇ）に分類できる。日射量（ＳＲ）、放射収支量（ＲＡＤ）は、通常日射計、放射収支計により、別々に測定されるが、地表が太陽光から受ける熱流束がプラスの場合が日射量であり、日射が少なく、地表が受ける熱流束がマイナス（地表から放散される熱流束がプラス）の場合が放射収支量である。
【００２３】
【表２】
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【００２４】
表２において、Ａが最も大気が不安定で、Ｇが最も安定な状態に分類される。日射量が大きい場合は、地表付近の大気が暖められ上昇気流が発生するので大気が不安定となる。逆に地表の大気温度が、上層に比べて低い場合は上昇気流が発生しないので安定側となる。また、風速が強いと上昇気流の有無によらず大気が攪拌されるので中程度の大気安定度となる。
【００２５】
図２は、安定度Ｂ、Ｄ、Ｆの拡散パターンを示し、地上１ｍ地点でのＨ2Ｓ濃度が発生源からの水平距離でどのように変るか計算による推定で比較した結果である。臭気観測地点を臭気の発生源からの距離２５０ｍ地点とした場合、比較的大気安定度の低いＢ、Ｄの場合、Ｈ2Ｓ濃度は、１０ｐｐｂ以上測定されるが、大気安定度の高いＦの場合では５ｐｐｂ以下となるため検出困難な一方で、より離れた発生源からの距離７００ｍ地点付近では２０ｐｐｂとより高濃度となることがわかる。
【００２６】
そこで、臭気の発生源から２５０ｍ地点でのＨ2Ｓの高さ方向濃度分布を実測した。結果を図３に示す。１０〜２０ｍの高さであれば大気安定度によらず、Ｈ2Ｓを十分に検知可能であり、臭気観測地点におけるＨ2Ｓ濃度を測定するための大気サンプリング位置を地表面から１０〜２０ｍの高さとすることが好ましいことが分かる。
【００２７】
Ｈ2Ｓの測定高さは、発生源から２５０ｍの比較的近い代表地点であれば１０〜２０ｍが好ましいが、発生源から５００ｍを臭気観測地点とする場合は、図２に示すように地上１ｍであっても安定度Ｄ、Ｆの両方で検出可能である。安定度Ｂの場合は、拡散が激しく５００ｍ地点での検出は困難であるが、より遠い地点で高濃度となることは無いので、臭気対策としては許容できる。コークス炉からの臭気漏洩検知の点では、臭気観測地点が５００ｍより遠くなると、漏洩の検知が困難となるので好ましくない。漏洩検知感度の点では、臭気観測地点はコークス炉から近いほうが、拡散による希釈度が低くより高濃度で検知できるが、臭気の隣接地への拡散防止の点では、200ｍ以上離れれば1ヶ所の臭気観測地点で管理可能なので好ましい。200ｍ未満では、2点以上の臭気観測地点が必要となる。
【００２８】
さらに、本発明の第三のポイントは、拡散による希釈度からコークス炉からの臭気漏洩の程度を判断することである。
【００２９】
図４に、２炉団のコークス炉１ａ、１ｂを持つコークス工場において臭気管理のために大気をサンプリングする臭気観測地点を複数個所設定する例を示す。
【００３０】
この例では、コークス炉１ａ、１ｂの周辺のコークス工場２敷地内の４方４ヵ所の臭気観測地点３ａ〜３ｄに、大気をサンプリングしてＨ2Ｓ濃度を測定する測定設備を設けた。コークス炉団１ａから各々２５０ｍの位置に、臭気観測地点３ｂ、３ｃを、コークス炉団１ｂから各々２５０ｍの位置に、臭気観測地点３ａ、３ｄを設けている。また、臭気観測地点３ｃには、風向風速計８、日射計・放射収支計１０を併設し、代表地点を兼ねることとした。臭気観測地点を複数ヵ所設け、測定したＨ2Ｓ濃度を風向を勘案して比較することにより、１ａ、１ｂのどちらのコークス炉団からの漏洩か判定できる。コークス炉団が複数ある場合に、漏洩があるコークス炉団を特定するには２ヵ所以上の臭気観測地点が必要であるが、４ヵ所以上設けることがより好ましい。臭気の隣接地への拡散防止の点では、コークス炉団の隣接地との境界側に１ヵ所臭気観測地点を設けることでも、隣接地での臭気の管理は可能である。臭気観測地点および代表地点３ａ〜３ｄで測定したデータは、サーバー４と、ＰＣ端末５とを備えた監視室６に送られる。Ｈ2Ｓの拡散による希釈度を求め、該拡散による希釈度からコークス炉からの臭気漏洩の程度を判断し、漏洩の程度に応じて消臭対策を行う。
【００３１】
図５に臭気観測地点が代表地点を兼ねた場合の測定設備の設置例を示す。
【００３２】
測定設備３は、地上約１５ｍ位置に大気サンプリング口７および風向風速計８を有し、地上の計器室９に分離カラムおよび半導体センサーを有するＨ2Ｓ分析装置を有している。日射計・放射収支計１０は、計器室９よりも高い、地上約４ｍの高さに設置した。風向風速計８、日射計・放射収支計１０は、近傍の建築物の影響を受けない高さに設置すれば良い。風向、風速、日射量及び／又は放射収支量は、風向風速計、日射計・放射収支計１０を用いて、少なくとも１ヵ所の代表地点で測定すれば良い。
【００３３】
必ずしも上記のようにＨ2Ｓ濃度と同じ場所で同時に測定する必要は無く、臭気を管理する区域内であって、コークス炉から２０００ｍ以内に風向風速計、日射計、放射収支計が設置されていれば、その地点を代表地点とし、その測定値を使用しても良い。その理由は、風向風速計、日射計、放射収支計の測定値は半径２０００ｍ以内であれば、どこで測っても測定値に大きな違いが無いことが経験的に、わかっているからである。
【００３４】
測定した、Ｈ2Ｓ濃度、風向、風速、日射量及び／又は放射収支量はサーバー４に集められ、監視室６のＰＣ端末５で解析を行い、ＰＣ端末５の画面に解析結果が表示される。より具体的には、コークス炉と臭気観測地点との位置関係と、風向風速計の測定値とから拡散の方向を求め、臭気発生源であるコークス炉団を特定し、コークス炉と臭気観測地点との位置関係と、風向風速計、日射計及び放射収支計の測定値からＨ2Ｓ（臭気）の拡散による希釈度を推定することで、Ｈ2Ｓ分析計の測定値と、拡散による希釈度とから、発生源のＨ2Ｓ濃度、すなわちコークス炉からの臭気漏洩の程度を推定する。
【００３５】
さらに、臭気の漏洩の程度の推定値から、コークス炉に設置した、消臭剤噴霧器に直接、噴霧量の指示を送ることも可能である。
【００３６】
推定したコークス炉からの臭気の漏洩の程度を元に、消臭対策（例えば消臭剤の噴霧量）を決定することが好ましい。漏洩の程度に応じて、必要最低限の消臭剤の噴霧で済むので、消臭剤の使用量を節約できる。また、拡散パターンを考慮することにより、住宅地、商業地でのＨ2Ｓ濃度と臭気観測地点でのＨ2Ｓ濃度との比率も予測できるので、コークス工場の近隣の住宅地、商業地での臭気指数を高精度に予測することが可能であり、近隣の住宅地、商業地での臭気指数が管理値を超えるような事態の発生を防止することができる。
【実施例１】
【００３７】
本発明例として、製鉄所のコークス工場において、隣接地との境界側（コークス工場の北東(NE)側）に、コークス炉団から２５０ｍの距離の代表地点を兼ねた臭気観測地点を１ヵ所選定して、硫化水素（Ｈ2Ｓ）濃度を測定する測定設備を設置し、地上１５ｍ位置の大気を６分毎に採取し、分離カラムを通した大気中のＨ2Ｓ濃度を分析した結果を監視室のサーバーに転送し、蓄積した。一方で、コークス炉団から１０００ｍの距離の、隣接地との境界側の地点で３０分毎に風向、風速、日射量、放射収支量を測定し、前記サーバーに転送し、蓄積した。
【００３８】
蓄積したデータを使って監視室のＰＣ端末に、臭気観測地点（代表地点）のＨ2Ｓ濃度、風向および風速のトレンドグラフおよび大気安定度、Ｈ2Ｓの拡散による希釈度を表示し、さらに代表地点のＨ2Ｓ濃度が２０ｐｐｂ以上の場合に、コークス炉に噴霧する消臭剤の噴霧量のガイダンスを表示した。
【００３９】
Ｈ2Ｓの拡散による希釈度は、大気安定度、代表地点からコークス炉を見た方向と風向きのずれから決定した。
【００４０】
ガイダンスの例を表３に示す。
【００４１】
【表３】
2013035948.tif 000005
【００４２】
監視室のオペレータはＰＣ端末の表示情報を元に、コークス炉への消臭剤の噴霧量を設定する操業を実施した。
【００４３】
上記の操業を行う前の従来の操業を、比較例として以下に示す。コークス炉団から２５０ｍの距離の、隣接地との境界側の臭気観測地点１ヵ所において、地上１ｍでのＨ2Ｓ濃度を連続測定した結果をサーバーに転送し、蓄積した。一方で、コークス炉団から１０００ｍ離れた地点で３０分毎に測定した、風向風速データも前記サーバーに転送し、蓄積した。蓄積したデータを使って監視室の端末に、臭気観測地点のＨ2Ｓ濃度、コークス炉団から１０００ｍ離れた地点の風向および風速のトレンドグラフを表示し、さらに臭気観測地点のＨ2Ｓ濃度が２０ｐｐｂ以上の場合に、Ｈ2Ｓガス漏洩の警告表示をした。監視室のオペレータは端末の表示情報とオペレータ個人の経験を元に、コークス炉の状況を確認した上で、コークス炉への消臭剤の噴霧量を設定する操業を実施した。
【００４４】
また、コークス炉から５００ｍ、７００ｍ、１０００ｍの距離の、近隣の住宅地、商業地に３ヵ所の臨時のＨ2Ｓ濃度測定点を決め、上記の本発明のコークス炉の臭気管理方法の実施前後で、Ｈ2Ｓ濃度を８時間毎に２ヶ月間測定し、近隣の住宅地、商業地での臭気抑制効果を検証した。
【００４５】
本発明の実施前後に近隣の住宅地、商業地の３ヵ所の臨時のＨ2Ｓ濃度測定点でオフラインで測定した、各々５４９回（３ヶ所×３回／日×６１日）のＨ2Ｓ濃度の測定結果および使用した消臭剤原単位を表４に比較して示す。
【００４６】
【表４】
2013035948.tif 000006
【００４７】
表４によれば、本発明の適用後の本発明例において、コークス炉から５００ｍ、７００ｍ、１０００ｍ離れた近隣の住宅地、商業地の臨時のＨ2Ｓ濃度測定点でのＨ2Ｓ濃度が２０ｐｐｂ以上となった場合は評価した２ヶ月で皆無であった。一方、本発明の適用前の比較例においては近隣の住宅地、商業地の臨時のＨ2Ｓ濃度測定点で、Ｈ2Ｓ濃度が２０ｐｐｂ以上の測定回数は２ヶ月間に４回であった。４回の内３回は同じ日の同じ時間帯の５００ｍ、７００ｍ、１０００ｍ地点での測定値で、残りの１回は、別の日の５００ｍ地点の測定結果であった。住宅地、商業地で２０ｐｐｂ以上が観測されたうちの２回は、コークス炉から２５０ｍ離れた臭気観測地点（代表地点）でのＨ2Ｓ濃度測定値は２０ｐｐｂ未満であった。本発明方法を用いない場合は、臭気観測地点での測定結果では、住宅地、商業地での臭気の発生を必ずしも防止できないことが分かる。
【００４８】
さらに、本発明の適用前後で、コークス炉に噴霧する消臭剤の原単位は１．８ｃｍ3／ｔから１．３ｃｍ3／ｔに２８％削減できた。
【００４９】
以上のことから、本発明方法を用いることで、消臭剤の使用量が削減でき、コークス炉の近隣地域におけるＨ2Ｓ起因の悪臭レベルを低位に管理することが可能となることが明らかとなった。
【符号の説明】
【００５０】
１（１ａ、１ｂ）    コークス炉
２    コークス工場
３  測定設備
（３ａ〜３ｄ）  臭気観測地点（代表地点）  
４    サーバー
５    端末
６    監視室
７    大気サンプリング口
８    風向風速計
９    計器室
１０    日射計・放射収支計
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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