(57)【要約】【課題】ダイヤモックス法に基づく脱硫処理を、該脱硫処理の後処理設備の運転が停止している時にも停止することなく継続できるコークス炉ガスの脱硫方法を提案する。【解決手段】第１のコークス炉ガスＧ１に含まれる硫化水素ガスを第１の吸収液Ｌ１に吸収させた後、該第１の吸収液Ｌ１を加圧ストリッピングすることにより第１の吸収液Ｌ１に含まれる硫化水素ガスＧＢを回収するとともに第１の吸収液Ｌ１を再生するコークス炉ガスの脱硫方法であって、回収した硫化水素ガスＧＢを、第２のコークス炉ガスＧ５に含まれる硫化水素ガスを第２の吸収液Ｌ２に吸収させた後、該第２の吸収液Ｌ２に含まれる硫化水素ガスを酸化して固定化することにより第２の吸収液Ｌ２を再生する第２の脱硫設備３に第２のコークス炉ガスＧ５とともに導いて、該第２の脱硫設備３から排出される廃液２６として液状態で固定化することを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のコークス炉ガスに含まれる硫化水素ガスを第１の吸収液に吸収させた後、該第１の吸収液を加圧ストリッピングすることにより前記第１の吸収液に含まれる硫化水素ガスを回収するとともに前記第１の吸収液を再生するコークス炉ガスの脱硫方法であって、
回収した前記硫化水素ガスを、第２のコークス炉ガスに含まれる硫化水素ガスを第２の吸収液に吸収させた後、該第２の吸収液に含まれる硫化水素ガスを酸化して固定化することにより前記第２の吸収液を再生する第２の脱硫設備に前記第２のコークス炉ガスとともに導いて、該第２の脱硫設備から排出される廃液として液状態で固定化することを特徴とするコークス炉ガスの脱硫方法。
【請求項２】
前記廃液に対して燃焼処理を施して前記廃液に含まれる硫化水素を硫酸として回収する、請求項１に記載のコークス炉ガスの脱硫方法。
【請求項３】
前記第１の吸収液および前記第２の吸収液はアンモニア水である、請求項１または２に記載のコークス炉ガスの脱硫方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉ガスの脱硫方法に関し、特に、ダイヤモックス法に基づく脱硫処理を、該脱硫処理の後処理設備の運転が停止している時にも停止することなく継続できるコークス炉ガスの脱硫方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、コークス炉の炭化室に石炭を挿入して乾留する際に発生するガス（以下、「Ｃガス」と称する）は、石炭の乾留によって発生する水素やメタン、一酸化炭素等の燃料成分を多量に含むため、炭化室から上昇管を介して回収され、燃料等の種々の用途に再利用される。
【０００３】
その際、石炭の乾留によって発生する硫化水素（Ｈ２Ｓ）、アンモニア（ＮＨ３）、シアン（ＨＣＮ）、および石炭中に存在していたコールタール等が不可避的に混入しており、燃料として再利用するためには、Ｃガスを安定して燃焼させるとともに環境汚染を防止する必要がある。そこで、回収したコークス炉ガスを冷却し、精製工程へ送給してＨ２Ｓ、ＮＨ３、ＨＣＮ、コールタールを除去・回収した後で燃料として使用するのが通例である（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図１は、一般的なＣガスの精製フローを示す図である。Ｃガスの燃料ガスへの精製は、具体的には以下のように行われる。すなわち、まず、コークス炉１１から排出されたＣガスＧ０をガス冷却設備１２により冷却し（ガス冷却工程）、次いで、ナフタレン回収設備１３により、冷却されたガスＧ０から設備閉塞の原因となるナフタレンを回収する（ナフタレン回収工程）。
【０００５】
続いて、ブロワー１４により、ナフタレンが回収されたＣガスＧ１を脱硫設備１５に導入してＨ２Ｓを除去した後（脱硫工程）、脱アンモニア設備１６により、Ｈ２Ｓが除去されたＣガスＧ２から窒素酸化物（ＮＯｘ）の原因となるアンモニア分を除去する（脱アンモニア工程）。その後、ガス冷却設備１７により、アンモニアが除去されたＣガスＧ３を冷却し、最後に、軽油回収設備１８により、冷却されたＣガスＧ３中の軽油分を回収する（粗軽油回収工程）。こうして、コークス炉１１から排出されたＣガスＧ０を燃料ガスＧ４に精製することができる。
【０００６】
上記脱硫工程における脱硫方法としては、アルカリ性水溶液等の吸収液をＣガスと接触させて、Ｃガスに含まれるＨ２Ｓを吸収液に吸収させる湿式法、およびＣガスに含まれるＨ２Ｓを金属鉄と反応させて固定する乾式法が挙げられるが、大量のＣガスを処理する場合には湿式法を用いるのが一般的である。
【０００７】
湿式法としては、ダイヤモックス法やタカハックス法、フマックス法等が用いられている。図２は、上記した湿式法のうち、ダイヤモックス法に基づく脱硫設備の一例を示す図である。この図に示した脱硫設備２は、ＣガスＧ１に含まれるＨ２Ｓガスを吸収液Ｌ１に吸収させる吸収塔２１と、Ｈ２Ｓガスを吸収して活性を失った吸収液Ｌ１からＨ２Ｓガスをストリッピング（除去）して再生させる再生塔２２とを有する。
【０００８】
この脱硫設備２におけるＣガスＧ１の脱硫処理は以下のように行う。すなわち、まず、アンモニア水等の吸収液Ｌ１を吸収塔２１の上部に導いて、スプレー（図示せず）により噴霧し、吸収塔２１内に導入されたＣガスＧ１と吸収液Ｌ１とを向流に接触させる。すると、アルカリ性を有する吸収液Ｌ１はＨ２Ｓガスを吸収する能力を有するため、ＣガスＧ１に含まれるＨ２Ｓガスを吸収して、吸収塔２１の下部に滞留する吸収液Ｌ１中に落下する。こうして、吸収液Ｌ１を吸収塔２１内で循環させ、ＣガスＧ１に含まれるＨ２Ｓガスを噴霧された吸収液Ｌ１に吸収させて、Ｈ２Ｓガスが除去されたＣガスＧ２を吸収塔２１の頂部から排出する。
【０００９】
一方、吸収塔２１の下部に滞留する、Ｈ２Ｓガスを吸収して不活性となった吸収液Ｌ１を再生塔２２に導き、ストリッピング蒸気Ｇｓを再生塔２２内に導入して塔内を加圧し、吸収液Ｌ１に吸収されたＨ２Ｓガスを除去することにより吸収液Ｌ１を再生する。除去されたＨ２Ｓガスは廃気ＧＢとして塔外に排出され、クラウス法により溶融硫黄へ酸化して回収するか、燃焼、触媒酸化を経て硫酸として回収する後処理工程を行う。こうして、吸収液Ｌ１を吸収塔２１と再生塔２２との間で循環させることにより、ＣガスＧ１を連続的に脱硫することができる。
【００１０】
上記した脱硫設備２においては、吸収液Ｌ１に含まれる不純物等を抜き出して吸収液Ｌ１の性状を一定に保つために、再生塔２１から排出された吸収液Ｌ１の所定量を脱硫設備２の外に抜き出す抜き液操作（排出操作）を行う。ここで設備外に排出された吸収液はアンモニアを含有しているため、このアンモニア含有排水２３は、活性汚泥処理設備（図示せず）に導入して無害化する。
【００１１】
図３は、タカハックス法またはフマックス法に基づく脱硫設備の一例を示す図である。この図に示した脱硫設備３は、ダイヤモックス法に基づく脱硫設備２の場合と同様に、吸収塔２４と、再生塔２５とを有し、吸収塔２４で行われる処理はダイヤモックス法の場合と同じである。すなわち、吸収塔２４の上部から吸収液Ｌ２を噴霧し、吸収塔２４内に導入されたＣガスＧ５と吸収液Ｌ２をと向流に接触させて、ＣガスＧ５に含まれるＨ２Ｓガスを噴霧された吸収液Ｌ２に吸収させ、吸収塔２４の下部に滞留する吸収液Ｌ２中に落下させるとともに、Ｈ２Ｓガスが除去されたＣガスＧ６を吸収塔２４の頂部から排出する。
【００１２】
これに対して、再生塔２５において行われる処理はダイヤモックス法の場合と異なる。すなわち、吸収塔２４の下部に滞留する不活性な吸収液Ｌ２を酸化空気Ｇａとともに再生塔２５に導き、酸化空気Ｇａ中の酸素と、吸収液Ｌ２中に予め添加されて吸収液Ｌ２中に常在する酸化触媒とを接触させる。これにより、吸収液Ｌ２中のアンモニアに化学吸収されたＨ２Ｓが酸化され、固体硫黄や硫酸塩、亜硫酸塩等に酸化されて固定化され、吸収液Ｌ２が再生されるのである。再生された活性な吸収液Ｌ２は吸収塔２４の上部に導かれて再度Ｈ２Ｓガスの吸収に使用される。こうして、吸収液Ｌ２を吸収塔２４と再生塔２５との間で循環させることにより、ＣガスＧ５を連続的に脱硫することができる。
【００１３】
タカハックス法またはフマックス法に基づく脱硫設備３においては、吸収液Ｌ２の再生処理により吸収液Ｌ２中には固定化された硫黄分が蓄積することから、吸収液Ｌ２の内の一定量を常時抜き出す操作を行う。抜き出された廃液２６は、廃液燃焼・硫酸製造設備（図示せず）等での後処理工程に送られ、燃焼処理や触媒酸化処理等を施して、吸収液Ｌ２中の硫黄分を硫酸として回収する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００１−８１４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記ダイヤモックス法に基づく脱硫設備により回収したＨ２Ｓガスは、後処理工程の硫黄もしくは硫酸回収設備が定期修理やその他の理由により停止している場合には、処理することができない。これは、Ｈ２Ｓガスの形態ではタンク等での中間貯蔵が難しく、仮にガスホルダー等による貯蔵設備を有したとしても、Ｈ２Ｓガスの回収量とのバランスから、長時間貯蔵可能な設備を保有することは現実的ではないためである。
【００１６】
しかし、ダイヤモックス法に基づく脱硫処理では、後処理工程を行うことができなければ、Ｃガスの脱硫処理自体が直ちに不可能となってしまう。
そこで、本発明の目的は、ダイヤモックス法に基づく脱硫処理を、該脱硫処理の後処理設備の運転が停止している時にも停止することなく継続できるコークス炉ガスの脱硫方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
発明者は、上記課題を解決する方途について鋭意検討した。上述のように、ダイヤモックス法に基づく脱硫処理により回収したＨ２Ｓガスは、後処理工程の硫黄もしくは硫酸回収設備が定期修理やその他の理由により停止している場合には、Ｃガスの脱硫処理自体が直ちに不可能となってしまう。
【００１８】
発明者は、ダイヤモックス法で回収したＨ２Ｓガスを、後処理工程の硫黄もしくは硫酸回収設備が、定期修理やその他の理由により停止している場合にも脱硫処理を継続できる方途について鋭意検討した。その結果、ダイヤモックス法に基づく脱硫設備２の再生塔２２から排出された廃気（Ｈ２Ｓガス）ＧＢを、タカハックス法またはフマックス法に基づく脱硫設備３にＣガスＧ５とともに導いて、該脱硫設備３から排出される廃液２６として液状態で固定化することが極めて有効であることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１９】
すなわち、本発明の要旨構成は以下の通りである。
（１）第１のコークス炉ガスに含まれる硫化水素ガスを第１の吸収液に吸収させた後、該第１の吸収液を加圧ストリッピングすることにより前記第１の吸収液に含まれる硫化水素ガスを回収するとともに前記第１の吸収液を再生するコークス炉ガスの脱硫方法であって、回収した前記硫化水素ガスを、第２のコークス炉ガスに含まれる硫化水素ガスを第２の吸収液に吸収させた後、該第２の吸収液に含まれる硫化水素ガスを酸化して固定化することにより前記第２の吸収液を再生する第２の脱硫設備に前記第２のコークス炉ガスとともに導いて、該第２の脱硫設備から排出される廃液として液状態で固定化することを特徴とするコークス炉ガスの脱硫方法。
【００２０】
（２）前記廃液に対して燃焼処理を施して前記廃液に含まれる硫化水素を硫酸として回収する、前記（１）に記載のコークス炉ガスの脱硫方法。
【００２１】
（３）前記第１の吸収液および前記第２の吸収液はアンモニア水である、前記（１）または（２）に記載のコークス炉ガスの脱硫方法。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ダイヤモックス法に基づく脱硫設備から排出された廃気（Ｈ２Ｓガス）をタカハックス法またはフマックス法に基づく脱硫設備にＣガスとともに導いて、該脱硫設備から排出される廃液として液状態で固定するため、回収硫黄分を一定時間にわたり中間貯蔵が可能となり、ダイヤモックス法に基づく脱硫処理を、該脱硫処理の後処理設備の運転が停止している時にも停止することなく継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】一般的なＣガスの精製フローを示す図である。
【図２】ダイヤモックス法に基づく脱硫設備の一例を示す図である。
【図３】タカハックス法またはフマックス法に基づく脱硫設備の一例を示す図である。
【図４】本発明によるＣガスの脱硫方法において用いる脱硫設備の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。本発明によるＣガスの脱硫方法は、図２に示したダイヤモックス法に基づく脱硫設備２の再生塔２２から排出された廃気（Ｈ２Ｓガス）ＧＢを、図３に示したタカハックス法またはフマックス法に基づく脱硫設備３の吸収塔２４にＣガスＧ５とともに導いて、該脱硫設備３から排出される廃液２６として液状態で固定化し、その廃液２６を燃焼法によって無害化処理する。
【００２５】
タカハックス法ならびにフマックス法は、Ｈ２Ｓを固体硫黄、硫酸塩、亜硫酸塩、チオシアン塩の形態で液状態で固定化する。よって、ダイヤモックス法に基づく脱硫設備２から排出される廃気（Ｈ２Ｓガス）ＧＢを、タカハックス法またはフマックス法に基づく脱硫設備３にＣガスＧ５とともに導くことによって、脱硫設備２から排出される廃気（Ｈ２Ｓガス）ＧＢは脱硫設備３から排出される廃液２６として液状態で固定化され、タンク等を用いて回収硫黄分を一定時間にわたり中間貯蔵することが可能となる。その結果、ダイヤモックス法に基づく脱硫設備の後処理設備の運転が停止している時にも、ダイヤモックス法による脱硫処理を継続することができるのである。
【００２６】
図４は、本発明によるＣガスの脱硫方法において用いる脱硫設備の一例を示している。この図に示した脱硫設備１は、図２に示したダイヤモックス法に基づく脱硫設備２と、図３に示したタカハックス法またはフマックス法に基づく脱硫設備３とを組み合わせた構成を有しており、脱硫設備２の再生塔２２から排出された廃気（Ｈ２Ｓガス）ＧＢが、脱硫設備３の吸収塔２４にＣガスＧ５とともに導入されるように配管されている。製鉄所においては、Ｃガスの精製設備を複数備えており、同時に稼働しているのが一般的である。そのため、図４に示した脱硫設備１を構成することは可能である。
【００２７】
図４に示した脱硫設備１において、ダイヤモックス法に基づく脱硫設備２における具体的な脱硫処理は既述の通りである。すなわち、ナフタレンが除去されたＣガスＧ１を吸収塔２１に導入し、ＣガスＧ１に含まれるＨ２Ｓガスを、例えばアンモニア水等のアルカリ性の吸収液Ｌ１に吸収させる。一方、吸収塔２１内の不活性な吸収液Ｌ１を再生塔２２に導いて、ストリッピング蒸気Ｇｓを導入して再生塔２２内を加圧し、吸収液Ｌ１に吸収されたＨ２Ｓガスを除去することにより吸収液Ｌ１を再生する。
【００２８】
上記ダイヤモックス法に基づく脱硫設備２と並行して、タカハックス法またはフマックス法に基づく脱硫設備３における具体的な脱硫処理も既述の通りである。すなわち、ナフタレンが除去されたＣガスＧ５を吸収塔２４に導入し、ＣガスＧ５に含まれるＨ２Ｓガスを、例えばアンモニア水塔のアルカリ性の吸収液Ｌ２に吸収させる。その際、ダイヤモックス法に基づく脱硫設備２から排出された廃気（Ｈ２Ｓガス）ＧＢもＣガスＧ５とともに吸収塔２４に導入する。
【００２９】
一方、吸収塔２４内の不活性な吸収液Ｌ２を酸化空気Ｇａとともに再生塔２５に導いて、酸化空気Ｇａ中の酸素と、吸収塔２４の下部に滞留する吸収液Ｌ２中に添加され吸収液Ｌ２中に常在する酸化触媒との接触により、吸収液Ｌ２中のアンモニアに化学吸収されたＨ２Ｓを酸化させ、固体硫黄や硫酸塩、亜硫酸塩等として固定化することにより吸収液Ｌ２を再生する。
【００３０】
そして、吸収液Ｌ２中には、固定化された硫黄分が蓄積することから、吸収液Ｌ２の内の一定量を常時抜き出し、廃液燃焼・硫酸製造設備（図示せず）において燃焼処理や触媒酸化処理等を施して、吸収液Ｌ２中の硫黄分を硫酸や固体硫黄等として回収するのも既述の通りである。こうして、ダイヤモックス法に基づく脱硫設備２の後処理設備の運転が停止している時にもダイヤモックス法による脱硫処理を停止することなく継続することができ、脱硫設備２の再生塔２２から排出された廃気（Ｈ２Ｓガス）ＧＢを無害化することができる。
【００３１】
脱硫設備２における再生塔２２から排出された廃気（Ｈ２Ｓガス）ＧＢの脱硫設備３における吸着塔２４への添加量は、ダイヤモックス法による脱硫処理における脱硫率を基準内に維持可能な範囲で任意で設定可能であるが、ダイヤモックス法に基づく脱硫を停止することなく継続する点では、全量を添加することが望ましい。
【００３２】
本発明は特に、ダイヤモックス法に基づく脱硫設備２を予備系列として間欠的に運転し、タカハックス法またはフマックス法に基づく脱硫設備３を並列で運転する場合において、顕著な効果を達成することができる。
【実施例】
【００３３】
図４に示した脱硫設備１を用いてＣガスＧ１を脱硫した。すなわち、Ｃガス処理量７００００Ｎｍ３／ｈのダイヤモックス法に基づく脱硫設備２の再生塔２２から排出されたＨ２ＳガスＧＢ約６００Ｎｍ３／ｈを、硫酸回収設備（図示せず）から、同時に運転中のＣガス処理量１２００００Ｎｍ３／ｈのタカハックス法に基づく脱硫設備３の吸収塔２４に切替えて装入した。これにより、脱硫設備２の再生塔２２から排出されたＨ２ＳガスＧＢを液状態で中間貯蔵することができ、ダイヤモックス法に基づく脱硫処理を停止することなく継続することができた。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明によれば、ダイヤモックス法に基づく脱硫設備から排出された廃気（Ｈ２Ｓガス）をタカハックス法またはフマックス法に基づく脱硫設備にＣガスとともに導いて、該脱硫設備から排出される廃液として液状態で固定して、回収硫黄分を一定時間にわたり中間貯蔵が可能となり、ダイヤモックス法に基づく脱硫処理を、該脱硫処理の後処理設備の運転が停止している時にも停止することなく継続することができるため、製鉄業において有用である。
【符号の説明】
【００３５】
１，２，３，１５  脱硫設備
１１  コークス炉
１２，１７  ガス冷却設備
１３  ナフタレン回収設備
１４  ブロワー
１６  脱アンモニア設備
１８  軽油回収設備
２１，２４  吸収塔
２２，２５  再生塔
２３  アンモニア含有排水
２６  廃液
Ｇ０、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ５、Ｇ６  Ｃガス
Ｇ４  燃料ガス
Ｇｓ  ストリッピング蒸気
ＧＢ  廃気（Ｈ２Ｓガス）
Ｇａ  酸化空気
ＧＤ  廃空気
Ｌ１，Ｌ２  吸収液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2016183295.tif 000006