(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱硫酸化塔排空気を、燃焼処理および／またはＣＯＧ本管へ戻すに当たり、不活性ガスを用いて希釈することにより爆発性を外し、安全に取り扱うことができるようにするものであって、
爆発性を回避する為の不活性ガスの吹込量を排空気中の酸素濃度および可燃成分濃度を監視することにより制御する、および／または酸化用空気吹込量と排空気組成の関係を事前に測定・分析し、酸化用空気吹込量に応じて該不活性ガスの吹込量を制御することを特徴とする湿式ＣＯＧ脱硫酸化塔排空気の処理方法。
【請求項２】
ＣＯＧ本管サイズに応じた本数および口径を有する排空気導入管を備えてなるガス分散混合器を用い、ＣＯＧ本管内部でＣＯＧと請求項１で不活性ガスを用いて希釈することにより得られた希釈排空気を混合することにより、混合した後に爆発する危険を短距離で回避できるようにすることを特徴とする請求項１に記載の湿式ＣＯＧ脱硫酸化塔排空気の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石炭ガス化学分野、コークス炉ガス（本明細書中、単にＣＯＧとも略記する）脱硫技術分野に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来公知のタカハックス、フマックス、ストレットフォードなどの湿式ＣＯＧ脱硫設備において、吸収塔（脱硫塔）でのＣＯＧと脱硫液との向流接触によりＣＯＧ中の硫化水素、シアン化水素などの酸性成分を吸収した脱硫液の再生は、通常、酸化塔（再生塔）で空気酸化により行われる。しかしながら、吸収塔内部においてＣＯＧと接触した吸収液は、若干量（処理ＣＯＧ量の約１ｖｏｌ％程度）のＣＯＧを同伴しながら滴下し、酸化塔に送液される。同伴された若干量のＣＯＧは、酸化塔内部において酸化空気に同伴され、排空気として頂部より塔外に排出される。したがって、排空気中には可燃成分が０．１〜８ｖｏｌ％程度含まれている。
【０００３】
そのため、例えば、▲１▼排空気ブロアにて同じ敷地内の製鉄プラントなどの加熱炉や専用焼却炉などの炉設備に送り、燃焼する方法、▲２▼酸化塔内での酸素消費効率を高め、排空気中の酸素濃度を低下させるための専用空気吹き込みノズルを用い、排空気を非爆発性となるようにし、酸化塔頂の自圧を利用してＣＯＧ本管へ戻す方法などがとられている。かかる専用ノズルの用い方としては、吸収塔から送られてくる吸収液は、酸化塔底に入るときには１０〜１５本くらいに分岐され、それぞれに専用ノズルで酸化用空気を吹き込み、空気と吸収液とを混合させながら、酸化塔底の塔の真下から送り込むというものである。したがって、酸化塔自体は、設置基盤＋２０００ｍｍくらいのところに浮いた状態で設置する必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の湿式ＣＯＧ脱硫酸化塔から排出される排空気の処理方法では、例えば、上記▲１▼の方法においては、排空気は可燃成分と酸素とが共存しているため、爆発性を有する恐れがある。このような性質を持つ排空気を扱う上でブロアを用いることは安全上好ましくない。また、専用の処理燃焼炉や焼却炉で処理する場合、助燃剤として燃料が必要であることや、排空気中の可燃成分を回収できないことから、不経済である。
【０００５】
また、上記▲２▼の方法においては、排空気をＣＯＧ本管に戻して回収するため経済的であり、さらに排空気中の酸素濃度を低めているため爆発の危険性も極めて小さいが、専用の空気吹き込みノズルや吸収液吹き込み装置を設置するための設備費用が膨大である。さらに、必要があれば、新たに専用の酸化塔を購入、設置しなければならない場合もある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、このような問題を解決し、脱硫酸化塔排空気を、燃焼処理および／またはＣＯＧ本管へ戻すに当たり、爆発性を外し、安全に取り扱うことができる湿式ＣＯＧ脱硫酸化塔排空気の処理方法を提供するものである。
【０００７】
また、本発明の目的は、既設の湿式ＣＯＧ脱硫酸化塔を利用して簡便かつ安価に、さらには自動的にまたは手動で制御しながら実施することのできる湿式ＣＯＧ脱硫酸化塔排空気の処理方法を提供するものである。
【０００８】
また、本発明者は、湿式ＣＯＧ脱硫酸化塔排空気を不活性ガスで希釈し非爆発性とした希釈排空気をＣＯＧ本管に戻す場合であっても、ＣＯＧ本管内部でＣＯＧ（可燃性成分含有ガス）と希釈排空気（酸素成分含有ガス）を混合した際に、短距離では均一に混合されずに混合箇所から下流側下部に混合が進んでいない部分が長距離残ることがあることを解明した。さらに、こうした不均一な混合状態では、酸素濃度の高い領域から水素濃度の高い領域まで広範囲の混合ガス組成を持つことになるため、こうした不均一な混合ガス領域には、ガス組成が爆発範囲に入る得ることがある一方、均一に混合された後のガス組成では爆発範囲から外れることを見出したものである。
【０００９】
そこで、本発明の他の目的は、希釈化された非爆発性の希釈排空気をＣＯＧ本管へ戻すに当たり、ＣＯＧ本管内部でＣＯＧと該排空気を混合した後に爆発する危険を短距離で回避し得る湿式ＣＯＧ脱硫酸化塔排空気の処理方法を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者は、上記目的を達成すべく、湿式ＣＯＧ脱硫酸化塔排空気の処理方法につき鋭意検討した結果、触媒および吸収液で満たされている酸化塔の塔内部から塔頂部に出てきた排空気（以下、単に酸化塔排空気ともいう）に対して、不活性ガスを用いて希釈するのが、装置構成上簡便であり既存の設備を活用でき、また、従来の酸化塔底部から吹き込む方式では、酸化塔内部をこうした不活性ガスを通過する際に触媒表面に不活性ガスの気泡が接触し付着することで触媒の活性点を減少させるが、塔頂部の空間部に吹き込む場合にはこうした問題もなく、さらに、不活性ガスの吹込量と排空気組成または酸化用空気吹き込み量との間に爆発範囲を回避する上で密接な関係が成立することを知得し、これらの組成や空気吹込量に応じて不活性ガス吹込量を自動的にまたは手動であっても予め求められた必要量に従って吹込む、つまりは不活性ガスの量を必要最小限に制御するシステムを構築することができることをも見出し、かかる知見に基づき本発明を完成するに至ったものである。
【００１１】
さらに、本発明者は、上述したように、たとえ不活性ガスで希釈し非爆発性とした希釈排空気であっても、これをＣＯＧ本管に戻すに当たり、ＣＯＧ本管内部でＣＯＧと該排空気を混合した後の混合状態によっては新たに爆発の危険があることを知得し、これを回避する上で均一で安全な状態に素早くもっていく処理が重要であることを見出し、そのためにはＣＯＧ配管サイスに応じて該ＣＯＧ本管内に均等に希釈排空気を分散させて導入させることが必要であるとの知見に基づき、本発明を完成するに至ったものである。
【００１２】
すなわち、本発明の目的は、下記（ｉ）〜（ｉｉ）に記載の湿式ＣＯＧ脱硫酸化塔排空気の処理方法により達成されるものである。
【００１３】
（ｉ）  脱硫酸化塔排空気を、燃焼処理および／またはＣＯＧ本管へ戻すに当たり、不活性ガスを用いて希釈することにより爆発性を外し、安全に取り扱うことができるようにするものであって、
爆発性を回避する為の不活性ガスの吹込量を排空気中の酸素濃度および可燃成分濃度を監視することにより制御する、および／または酸化用空気吹込量と排空気組成の関係を事前に測定・分析し、酸化用空気吹込量に応じて該不活性ガスの吹込量を制御することを特徴とする湿式ＣＯＧ脱硫酸化塔排空気の処理方法。
【００１４】
（ｉｉ）  ＣＯＧ本管サイズに応じた本数および口径を有する排空気導入管を備えてなるガス分散混合器を用い、ＣＯＧ本管内部でＣＯＧと上記（ｉ）で得られた希釈排空気を混合することにより、混合した後に爆発する危険を短距離で回避できるようにすることを特徴とする上記（ｉ）に記載の湿式ＣＯＧ脱硫酸化塔排空気の処理方法。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の湿式ＣＯＧ脱硫酸化塔排空気の処理方法は、脱硫酸化塔排空気を、燃焼処理および／またはＣＯＧ本管へ戻すに当たり、不活性ガスを用いて希釈することにより爆発性を外し、安全に取り扱うことができるようにするものであって、爆発性を回避する為の不活性ガスの吹込量を排空気中の酸素濃度および可燃成分濃度を監視することにより制御する、または酸化用空気吹込量と排空気組成の関係を事前に測定・分析し、酸化用空気吹込量に応じて該不活性ガスの吹込量を制御することを特徴とするものである。これにより、不活性ガスの量を自動的または手動であっても予め求められた必要量に従って吹込むことができ、つまりは不活性ガスの量を必要最小限に制御するシステムとすることができるものである。また、排空気の可燃成分を安全に有効利用することができる。さらに、酸化塔の塔頂部に希釈用の不活性ガスを適量吹き込むことによって排空気を非爆発性とし、排空気を安全にハンドリングすることができる。さらにまた、酸化塔の塔頂部（空間部）に出てくる排空気に希釈用の不活性ガスを導入するための設備を付設するだけでよいため、既設の酸化塔を流用することが可能であり、経済的であるとする利点を有するものである。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態につき、図面を用いて詳細に説明する。
【００１７】
図１は、従来公知の一般的な湿式ＣＯＧ脱硫装置において、本発明に係る湿式ＣＯＧ脱硫酸化塔排空気の処理方法を適用するのに必要な装置構成である（１）希釈用不活性ガス吹き込み装置（機構）、（２）脱硫酸化塔排空気を、燃焼処理および／またはＣＯＧ本管へ戻すための配管経路、さらには（３）脱硫酸化塔排空気をＣＯＧ本管へ戻し、かつ希釈後の非爆発性排空気をＣＯＧ本管に戻す際のガス分散混合器をそれぞれ設けてなる湿式ＣＯＧ脱硫装置の概略図である。
【００１８】
図１に示す従来公知の一般的な湿式ＣＯＧ脱硫装置としては、まずＣＯＧ中の酸性成分を脱硫液で吸収除去するための吸収塔101、および該吸収塔101からの脱硫液（吸収液）を酸化するための酸化塔103が設けられている。
【００１９】
このうち、吸収塔101の底部にはＣＯＧ導入用の配管105が連結されており、また吸収塔101の塔頂部には酸性成分除去後（脱硫後）のＣＯＧ取出用の配管（本明細書では、ＣＯＧ本管ともいう）107が連結されている。
【００２０】
また、吸収塔101の底部と酸化塔103の底部とが脱硫液送液用の配管109で連結されており、配管経路上に送液ポンプ111が設けられている。
【００２１】
酸化塔103の塔内に酸化用空気を吹き出す（バブリンブする）ための空気吹出ノズル113が酸化塔103の塔底部に内設されており、これらのノズル113は酸化用空気吹込用の配管115に連結されている。また、再生されたアンモニアや炭酸ソーダなどの吸収液（脱硫液）を吸収塔101の上部に導入することができるように、酸化塔103の塔頂部と、吸収塔101の上部とが、吸収液（脱硫液）循環用の配管117で連結されている。
【００２２】
そして、本発明では、従来公知の一般的な湿式ＣＯＧ脱硫装置において、本発明に係る湿式ＣＯＧ脱硫酸化塔排空気の処理方法を適用するのに必要な装置構成である上記（１）の希釈用不活性ガス吹き込み装置（機構）として、酸化塔103の塔頂部の排空気を、不活性ガスを用いて希釈することにより爆発性を外し、安全に取り扱うことができるように、酸化塔103の塔頂部に不活性ガス導入用の配管119が連結されている。さらに、酸化用空気吹込量に応じて希釈用の不活性ガスを自動的に制御する機構などとして、図２に示すように、不活性ガス導入用の配管119の経路上には、ガス流量センサ（検出部）205および流量調整弁（操作部）120が設けられており、これらはＤＣＳ（データ制御システム；調節部）203に電気的に接続されている。また、酸化用空気吹込用の配管115の経路上にも、ガス流量センサ（検出部）201および流量調整弁（操作部）207が設けられており、これらもＤＣＳ（データ制御システム；調節部）203に電気的に接続されている。なお、電気的配線については、破線で示し、一部については省略した。なお、図２では、酸化用空気吹込量に応じて希釈用の不活性ガスを自動的に制御する機構を示したが、本発明では、自動的でも、手動でもよいが、好ましくは自動的に制御するのが好ましいことから、自動的に制御する具体的な実施形態を示したものであり、これに制限されるべきものではない。
【００２３】
また、本発明に係る湿式ＣＯＧ脱硫酸化塔排空気の処理方法を適用するのに必要な装置構成である（２）燃焼処理および／またはＣＯＧ本管へ戻すための配管経路として、図１に示すように、酸化塔103の塔頂部とＣＯＧ本管107との間が排空気配管121により連結されている。なお、図１では、排空気配管121がＣＯＧ本管107にガス分散混合器123を介して連結されてなる実施形態を示すが、該排空気配管が他の燃焼処理装置（設備）との間に連結されていてもよいなど、かかる実施形態に制限されるべきものではない。
【００２４】
また、本発明に係る湿式ＣＯＧ脱硫酸化塔排空気の処理方法を適用するのに必要な装置構成である（３）脱硫酸化塔排空気をＣＯＧ本管へ戻し、かつ希釈後の非爆発性排空気をＣＯＧ本管に戻す際のガス分散混合器については、本発明の方法と合わせて後で詳しく説明する。
【００２５】
なお、従来同様、非定常状態（不測の事態、例えば、停電や天災など）にあっても、常に爆発の危険を回避することができるように、こうした装置では、２重、３重の安全装置（機構）が設けられていることが好ましく、例えば、酸化塔103の塔頂部には、排空気放散弁125、ラプチュアディスク127等の非常事態（緊急時）に作動する安全弁が設けられていてもよい。また、排空気配管121の経路上には、排空気遮断弁129、逆止弁131等の安全装置が設けられているのが好ましい。
【００２６】
以上の装置構成を有する湿式ＣＯＧ脱硫装置による本発明の湿式ＣＯＧ脱硫酸化塔排空気の処理方法につき説明する。
【００２７】
従来技術において説明したように、従来公知の湿式ＣＯＧ脱硫装置により、吸収塔101では、ＣＯＧ導入用の配管105から送られてくるＣＯＧ中の酸性成分（例えば、硫化水素、シアン化水素など）を脱硫液（例えば、アンモニア水や炭酸ソーダなど）との向流接触により吸収除去する。このとき、吸収塔内部においてＣＯＧと接触した脱硫液（吸収液）は、若干量（処理ＣＯＧ量の約１％程度）のＣＯＧを同伴しながら塔底まで滴下され、送液ポンプ111により配管109を通じて酸化塔103に送液される。酸化塔103内部においては、塔底部から導入された脱硫液（吸収液）と、配管115を通じて酸化塔103の底部ノズル113から導入（バブリング）された酸化用空気との気液の並流接触により、酸化反応（再生反応）が行われ、触媒作用ないし酸化用空気により酸化再生された脱硫液は、塔頂部からオーバーフローされ、配管117を通じて再び吸収塔101の塔頂部に戻される。一方、酸化用空気は、酸化反応（再生反応）に供された後、排空気として酸化塔103の塔頂部（空間部）に出てくる。この際、脱硫液（吸収液）に同伴されたＣＯＧは、酸化塔103内部において酸化用空気に同伴され、排空気と共に酸化塔103の塔頂部（空間部）に出てくる。
【００２８】
ここで、本発明の処理方法においては、塔頂部に出てくる排空気に対して、爆発性を外し、安全にハンドリングすることができるようにするものであって、かつ、爆発性を回避する為の不活性ガスの吹込量を排空気中の酸素濃度および可燃成分濃度を監視することにより制御する、または酸化用空気吹込量と排空気組成の関係を事前に測定・分析し、酸化用空気吹込量に応じて該不活性ガスの吹込量を制御するように、上記（１）の希釈用不活性ガス吹き込み装置（機構）により、配管119を通じてＮ2などの不活性ガスを最適量導入し希釈する。これにより、爆発性を回避する為の不活性ガスの量を自動的に（または手動であっても）予め求められた必要量に従って吹込む、つまりは爆発性を回避する為の不活性ガスの量を必要最小限に制御するシステムにより導入し希釈し得るものである。
【００２９】
ここで、希釈用不活性ガスとしては、特に制限されるべきものではなく、例えば、窒素ガス、アルゴンガスなどを用いることができるが、経済性の観点から窒素ガスを用いるのが望ましい。
【００３０】
また、酸化用空気としては、空気のほか、製鉄プラント内、例えば、コークス製造過程で生じる酸素富化ガス、酸素ガス、あるいはこれらのうちの２種以上からなる混合ガスなどを使用することができる。さらに、これら空気以外の酸素含有ガスを空気に一部混合するなど適宜利用することができるが、経済性の観点から空気単独が好ましい。
【００３１】
また、希釈用不活性ガスの吹込み方法としては、特に制限されるべきものではなく、配管119を通じて単に酸化塔の塔頂部空間部分に吹き込むようにすればよいが、素早く希釈が行えるように塔頂部空間部分にファンなどを設けてもよいし、吹込口を複数設けて希釈分散化を促進するようにしてもよし、また吹出口のノズル形状、ノズルの数、ノズルの吹出角度等に関してもガス拡散が行えるように適宜選択すればよいなど、従来公知の各種吹込方法（技術）を適用することができる。
【００３２】
また、不活性ガスの最適な吹込量については、自動的でも、手動でもよいが、好ましくは自動的に制御するのが望ましい。かかる自動的な制御の方法としては、例えば、（ａ）酸化用空気吹込量と排空気組成の関係を事前に測定・分析し、酸化用空気吹込量に応じて上記不活性ガスの吹込量を自動的に制御するようにしてもよいし、（ｂ）上記不活性ガスの吹込量を排空気中の酸素濃度および可燃成分濃度を監視することにより自動的に制御するようにしてもよいし、これらを組み合わせてもよい。希釈用不活性ガス量の自動制御方法については、これらの要件を満足するものであればよく、それ以外は特に制限されるべきものではなく、さらに従来公知の各種制御技術を適当に組み合わせてもよい。
【００３３】
上記（ａ）の制御方法の場合には、酸化用空気吹込量に応じて、希釈用不活性ガスの吹込量を自動的に制御するようにする。これは、排空気中の酸素濃度および水素濃度は、酸化用空気吹込量と密接な関係、例えば、酸化用空気量が増えれば酸素濃度が上昇し、水素濃度が低下するなどの関係があるためである。そのため、例えば、表１〜３（測定・分析データ）及び図３（分析図）に示すように、酸化用空気吹込量と排空気組成中の可燃ガス濃度との関係を事前に測定・分析する。
【００３４】
例えば、酸化用空気吹込量に応じて（増減させて）排空気をそれぞれサンプリングし、各々の排空気中の成分ごとの濃度を適当なガス分析方法（例えば、熱伝導率式ガス分析計など）を用いて測定し、可燃ガス濃度を算出すると共に、それぞれの酸化用空気吹込量に対する爆発上限および爆発下限の可燃ガス濃度を算出する。かかる算出結果に基づき、排空気（実ガス）中の可燃ガス濃度の爆発性の有無を調べ、爆発性がある場合（従来技術に説明したように、通常、爆発範囲、すなわち爆発上限と爆発下限の間に入っている）、これに希釈用不活性ガスをいくら加えれば爆発範囲を外れるかを算出する。ここで、留意しなければならないのは、不活性ガスを加えることで爆発範囲も変動するため、あわせて爆発上限及び下限も再度算出する必要があることである。こうして算出された希釈用不活性ガス量は、０．５％程度は変動することから、かかる希釈用不活性ガス量に対して、一定の安全係数（マージン）、通常１．２〜１．５を掛け合わせて、必要最少量の希釈用不活性ガス吹込量を設定する。
【００３５】
より具体的に表１および図３を用いて説明するならば、酸化用空気吹込量が７６０〜１５３０ｍ3／Ｈの範囲（実際には７６０、１０５０及び１５３０ｍ3／Ｈの３点）では、表１および図３に示すように、排空気中の可燃ガス濃度による爆発上限（図中の□印）と爆発下限（図中の△印）の範囲に、実際の排空気の可燃ガス濃度（図中の網掛の□印）が入るのに対し、一方、酸化用空気吹込量がおよそ１７８０ｍ3／Ｈ以上（実際には、１７８０、２５５０ｍ3／Ｈの２点）では、爆発上限と爆発下限の範囲内に実際の排空気の可燃ガス濃度が入らない、というように密接な関係があることがわかる。
【００３６】
【表１】
0003759443.tif 000002
【００３７】
【表２】
0003759443.tif 000003
【００３８】
【表３】
0003759443.tif 000004
【００３９】
また、上記表２は、表１中の丸数字１１の酸化用空気１０５０ｍ3／Ｈを例にとって、排空気中の可燃成分濃度および爆発上限、下限の計算結果を示すものであり、不活性ガスを吹き込まない場合の例であり、表３は、表２と同じ排空気に不活性ガスであるＮ2ガスを吹き込み、爆発範囲を外れるようにした場合の例である。ここで、２種以上のガスを含む混合ガスについての爆発限界（爆発上限および爆発下限）は、公知の算出式であるル・シャトリエ（Ｌｅ  ｃｈａｔｅｌｉｅｒ）の式を用いて算出出来る。このル・シャトリエの式は、混合ガスの爆発限界（爆発上限または爆発下限）をＬとすると、
Ｌ＝１００／｛（Ｐ１／Ｍ１）＋（Ｐ２／Ｍ２）＋（Ｐ３／Ｍ３）＋・・・｝
で与えられる。ここでＭ１、Ｍ２、Ｍ３・・・は、各可燃ガス成分の爆発限界（爆発上限または爆発下限）、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３・・・は、混合ガス中の各可燃ガス成分の体積（％）である。
【００４０】
また、爆発範囲にある排空気を爆発範囲から外れるようにするための希釈用不活性ガスの吹込量は、以下により求めることができる。まず、表３に示すように、希釈用不活性ガスであるＮ2ガスを吹き込んだ場合、排空気中の可燃ガス濃度は、表３中の項目（６）／（（３）＋（８））で求めれる。ここで、項目（８）が不活性ガス吹込量に当たるため、この値を変動させることで、各不活性ガス吹込量に対応する爆発上限および爆発下限を算出し、排空気中の可燃ガス濃度がこの爆発範囲から外れるようにすればよい。これにより爆発範囲を外すことができる希釈用不活性ガスの吹込量を計算により求めることができる。
【００４１】
なお、表１の丸数字の１２の酸化用空気吹込量が８００ｍ3／Ｈの場合、排空気組成から計算した結果では可燃ガス濃度が爆発下限よりも小さかった為、爆発性なしとしているが、実際の実験では爆発性があることが確認された（表１参照のこと）。このことと、他の７６０、１０５０及び１５３０ｍ3／Ｈの計算及び実験結果から、サンプリングした排空気濃度にバラツキがあり、実際の排空気の可燃成分の平均濃度よりも高い濃度部分をサンプリングしたために、他のサンプリングデータから類推される値から外れたものと考えられる。以上の結果から、事前に測定・分析を行う場合には、当然のことながら一定の信頼性が確認できるだけのサンプリングを行い、信頼できるデータに基づき、不活性ガス吹込量を算出する。この際、爆発範囲（上限値または下限値）に対して一定のマージンを有するように設定することが望ましいといえる。
【００４２】
上述した通り、排空気中の酸素濃度および水素濃度と、酸化用空気吹込量との関係から事前に得られる測定・分析したデータや図表等を利用して、爆発性を有する酸化用空気吹込量の範囲では、実際の排空気の可燃ガス濃度が爆発上限と爆発下限の範囲から外れるだけの希釈用不活性ガス量を吹き込めばよく、酸化用空気吹込量に応じた不活性ガス流量を設定することができる。そのため、酸化用空気吹込量を測定することで、希釈用不活性ガス吹込量を自動的に制御することができるものである。かかる制御方法では、常にガス組成の監視を行う必要がなくなり、設備の簡素化が測れる点で有利である。
【００４３】
なお、酸化用空気吹込量に応じて希釈用不活性ガス吹込量を自動的に制御するには、例えば、図２に示す流量センサ（検出部）201により酸化用空気流量を測定する。かかる測定データに基づきＤＣＳ（調節部）203にて演算、判断して当該酸化用空気流量に応じた不活性ガス流量を決定する。ＤＣＳ203からの出力データに基づき不活性ガス配管119上に設けられた流量調整バルブ（操作部）120を作動させて、排空気の爆発範囲を外すことができる設定（最適）量の不活性ガスを酸化塔103の塔頂部より吹き込むようにする。この際、不活性ガス流量の調節には、上記配管119上に設けられた流量センサ205で不活性ガス流量を測定し、ＤＣＳ203にて酸化用空気流量に応じた不活性ガス流量（設定値）と該測定データ（実測値）に基づき演算、判断して、流量調整バルブ（操作部）120の動作（開閉度）を調節するようにしてもよい。なお、酸化用空気の吹込量についても、酸化塔での酸化反応（再生反応）に必要な量を供給することができるように、例えば、ＣＯＧの供給量または吸収液の送液量を配管105または配管109上に設けられた流量センサ（検出部；図示せず）にて測定し、該測定データに基づいてＤＣＳ（調節部）203にて演算、判断し、ＤＣＳ203からの出力データに基づき流量調整バルブ（操作部）207を動作することで、ＣＯＧ供給量または吸収液量に応じた酸化用空気の吹込量を自動的に制御するようにしてもよい。
【００４４】
次に、上記（ｂ）の制御方法の場合には、排空気組成に応じて、希釈用の不活性ガスの吹込量を自動的に制御するようにする。この場合、一対一で対応できるため制御が容易である点で有利である。具体的には、排空気中の酸素濃度および水素濃度を常に酸素ガス濃度検出センサおよび水素ガス濃度センサなどの機器により測定する。監視用コンピュータは、かかる測定データに基づき、常に排空気の爆発性の有無を演算・判断する。排空気が爆発性ありと判断されたならば、必要最少量の不活性ガス量をコンピュータが演算し、希釈用不活性ガスの吹込量を決定する。以後は、上記（ａ）と同様にして、監視用コンピュータからの出力データに基づき不活性ガス配管119上に設けられた流量調整バルブ（操作部）120を作動させて、排空気の爆発範囲を外すことができる不活性ガス量を酸化塔103の塔頂部より吹き込むようにする。なお、排空気の爆発性の有無を演算・判断するには、例えば、図４に示すような、一般に知られている排空気中の酸素濃度と水素濃度との関係における爆発範囲（爆発限界曲線）に基づいて、演算・判断することができる。この場合にも、実際に酸化塔の塔頂部に吹き込むのに必要な最少量の不活性ガス量については、上記（ａ）と同様に、爆発限界曲線上の値に対して一定のマージンを持たせることが必要である。
【００４５】
次に、本発明の方法では、燃焼処理および／またはＣＯＧ本管へ戻される。具体的には、酸化塔103の塔頂部にて、不活性ガスにより希釈され非爆発性となった排空気とは言え、可燃ガス成分を含むため、例えば、図１に示すように、酸化塔103の塔頂部の自圧を利用して、上記（２）の燃焼処理および／またはＣＯＧ本管へ戻すための配管経路であるところの排空気配管121から混合性に優れたガス分散混合器123を用いてＣＯＧ本管107に戻すのが望ましい。この際、自圧を利用するためブロアなどの設置が不要であり、経済的である。あるいは、この排空気配管121を通じて製鉄プラントなどの加熱炉や焼却炉などの燃焼処理装置（設備）に燃焼用燃料の一部として供給してもよい。この場合には、取り扱い上、ブロアを用いても希釈された排空気が何ら爆発性を有することがないため安全にハンドリングすることができる点で有利である。特に本発明では、製鉄プラント全体の操業状態に応じて、排空気の一部を燃焼処理設備に用いるようにしてもよいし、またＣＯＧ本管に戻して自家消費ないし燃料ガスとして外販してもよいし、さらにガス改質による高純度水素（高付加価値製品）の製造に利用してもよいなど、特に制限されるべきものではない。
【００４６】
次に、本発明の方法では、脱硫酸化塔排空気をＣＯＧ本管へ戻すに当たり、ＣＯＧ本管サイズに応じた本数および口径を有する排空気導入管を備えてなるガス分散混合器を用い、ＣＯＧ本管内部でＣＯＧと希釈排空気を混合することにより、混合した後に爆発する危険を短距離で回避できるようにすることを特徴とするものである。
【００４７】
具体的には、非爆発性となった希釈排空気をＣＯＧ本管107に戻す際に、ＣＯＧ本管内部のＣＯＧに該希釈排空気を分散させて得られる混合ガスが、ＣＯＧ本管内部において新たに爆発性を有する危険を極力回避するために、ＣＯＧ本管107にＣＯＧへの希釈排空気の分散混合性に優れた上記（３）のガス分散混合器として、図５に示すようなＣＯＧ本管サイズに応じた本数および口径を有する排空気導入管を備えてなるガス分散混合器を設置するものである。すなわち、本発明者は、非爆発性となった希釈排空気であっても、これをＣＯＧ本管107に戻す際に、ＣＯＧ本管内部のＣＯＧへの希釈排空気の分散性が悪く双方の混合状態が悪い場合には、混合した後にＣＯＧ本管内部において新たに爆発する危険性のある不均一な混合状態のガス組成となり得る領域が長い距離存在することがあることを見出したものであり、その後の研究で、ＣＯＧ本管内部でのＣＯＧと希釈排空気の混合後に、爆発する危険性のある不均一な混合状態のガス組成の距離を短くすることで、爆発する危険性を極力回避して安全に操業できることが可能であることを知得し、かかる知見に基づき、希釈排空気をＣＯＧ本管に戻すために新たに混合性に優れたガス分散混合器を設置することが有用であることを見出したものである。
【００４８】
図５は、本発明のＣＯＧ本管サイズに応じた本数および口径を有する排空気導入管を備えてなるガス分散混合器の好適な実施形態を表すＣＯＧ本管の軸方向に垂直な横断面概略図である。図５に示すような、ＣＯＧ本管内部のＣＯＧへの希釈排空気の分散混合性に優れたガス分散混合器123は、ＣＯＧ本管107の外側に円周状に設けたリング管501およびＣＯＧ本管サイズに応じた口径（ＣＯＧ本管サイズの１／１０〜１／３０倍）および本数（１２本）の排空気導入管503よりなっている。そして、希釈排空気は、排空気配管121からリング管501に導入され、各排空気導入管503に均等に分配された後、該排空気導入管503より均等にＣＯＧ本管107内部に均等に分散されて送られるため、ＣＯＧ本管107内を流れるＣＯＧと素早く均一な混合状態に混合される。なお、リング管501から各排空気導入管503に均等に分配するためには、排空気配管121からリング管501への導入箇所を複数設けるようにしてもよい。さらにリング管501内部を適当に仕切って、区画されたそれぞれのリング管に排空気配管121の導入口を設けてより均等に各排空気導入管503に分配できるように工夫されていてもよいなど、従来公知の技術を適宜利用することができる。
【００４９】
ここで、非爆発性となった希釈排空気をＣＯＧ本管107に戻す際に、ＣＯＧ本管内部のＣＯＧに該希釈排空気を分散させて得られる混合ガスが、ＣＯＧ本管内部において新たに爆発性を有する危険を短距離で回避するための、ＣＯＧ本管サイズに応じた排空気導入管503の口径および本数は、熱流動解析ソフトを用いた流動解析により、混合した後に極力短距離、好ましくは、少なくとも排空気導入管のノズル先端部より２００ｍｍ以上離れた地点でＣＯＧと希釈排空気とが均一な混合状態となるところの、適切な範囲を求めることができる。
【００５０】
このうち、排空気導入管503の口径については、ＣＯＧ本管サイズに比例してそのサイズを変えればよく、通常、ＣＯＧ本管サイズの１／５〜１／５０倍、好ましくは１／１０〜１／３０倍である。ＣＯＧ本管サイズの１／５０倍未満の場合には、排空気導入管503を通じてＣＯＧ本管内部に導入する排空気量は決まっているため、おのずと排空気導入管503の本数を多くする必要があるため、装置部品点数が増加することになる。あるいは排空気導入管503の本数を抑えれば、排空気流速が速くなるため、ＣＯＧ流量に対して速くなりすぎ短距離での均一混合が難しい場合もある。一方、ＣＯＧ本管サイズの１／５倍を超える場合には、逆に、排空気導入管503の本数を制限することとなり、ＣＯＧ本管内部に排空気導入管503を均等に配置することが難しくなり、ＣＯＧ本管内部に排空気を均等に分散させて送り込むのが困難になる。あるいは排空気導入管503の本数を制限しないと、排空気流速が極端に遅くなるため、自圧を利用してＣＯＧ本管内部に送り込むことが困難となるほか、ＣＯＧ流量に対して遅くなりすぎ短距離での均一混合が難しい場合もある。
【００５１】
排空気導入管503の本数については、ＣＯＧ本管サイズに比例してその本数を変えればよく、通常、数本から数十本である。好ましくは、排空気導入管503の先端吹出口の位置は、ＣＯＧ本管内部に排空気を均等に分散させて送り込むことで、より短い距離でＣＯＧと均一に混合する観点から、ＣＯＧ本管の半径方向および円周方向のいずれに対しても略均等に配置されるように、例えば、ＣＯＧ本管の軸線を中心に２以上の同心円上に等間隔で配置することが望ましく、例えば、図５に示すように、内周円側が３本（１２０°ごとに均等に配置）で外周円側が６本（６０°ごとに均等に配置）の計９本、内周円側が４本（９０°ごとに均等に配置）で外周円側が８本（４５°ごとに均等に配置）の計１２本、内周円側が５本（７２°ごとに均等に配置）で外周円側が１０本（３６°ごとに均等に配置）の計１５本、内周円側が６本（６０°ごとに均等に配置）で外周円側が１２本（３０°ごとに均等に配置）の計１８本などのように配置することもできるし、さらに、内周円側が１本（ＣＯＧ本管軸線上）、中間円周側が３本（１２０°ごとに均等に配置）、外周円側が６本（６０°ごとに均等に配置）の計１０本とするなど半径方向についても３段階以上に分割して配置してもよいなど、排空気導入管503の先端吹出口をＣＯＧ本管内部に均等に配置する方法としては、特に制限されるべきものではない。
【００５２】
また、上記熱流動解析ソフトとしては、ある程度高機能な流体解析ソフトであれば、各解析ソフトによる差異は殆ど生じないため、いずれを用いてもよく、例えば、（１）FLUENT：アメリカのFLUENT社の開発で、日本国内ではフルーエント・アジアパシフィック株式会社が販売権を持っている解析ソフト、（２）PHENICS：CHAM社開発などが挙げられる。
【００５３】
熱流動解析ソフトの解析時の設定条件は、熱流動解析ソフトとしてFLUENTソフトを例にとれば、以下のとおりである。
【００５４】
▲１▼計算に使用するガス種の設定（Ｏ2、ＣＯ2、など）を行う。
【００５５】
▲２▼各ガスの物性値（密度、粘性係数）の設定を行う。温度変化を考慮する場合は、熱伝導率と比熱の設定を追加する。また、その際の物性値は温度毎に何点か設定する。
【００５６】
▲３▼各入口の流速（本発明では、ガス分散混合器の排空気導入管内の排空気流速およびＣＯＧ本管内のＣＯＧ流速）、ガス種の質量割合の設定を行う。温度変化を考慮する場合はガス温度の設定を追加する。また、管壁の熱伝達率と放射率の設定を追加する。
【００５７】
以上が解析時の主な設定条件であるが、その他に乱流モデルか層流モデルかの選択などFLUENTソフトの細かい設定があり、これらは、実際に適用するＣＯＧ本管やガス分散混合器の形状等に応じて適宜決定されるものであるなど、FLUENTソフトの他の細かい設定条件については、既に公知であるためここでの説明は省略する。
【００５８】
これらの熱流動解析ソフトを用いた流動解析では、本発明のガス分散混合器を用いた際のＣＯＧ本管内でのＣＯＧと希釈排空気を混合した後の混合ガスの流動解析を行う。この流動解析結果から、混合ガスの爆発性が高いポイントである酸素濃度が高くなるポイントの濃度分布の算出を行い、混合ガスの酸素濃度が混合した後、短距離ですぐに均一化し低濃度化する条件、すなわち、ＣＯＧ本管内部でＣＯＧと希釈排空気を混合した後に爆発する危険を短距離で回避できる条件を求めることになる。具体的には、混合ガスの酸素濃度が、混合後に短距離ですぐに均一化し低濃度化するのに適した、上記▲３▼の設計条件であるガス分散混合器の排空気導入管内の排空気流速およびＣＯＧ本管内のＣＯＧ流速を求め、かかる流速を達成できるＣＯＧ本管サイズに応じたガス分散混合器の排空気導入管の本数および口径を求めるものである。
【００５９】
また、図６は、図５のガス分散混合器の任意の排空気導入管を例にとり、ＣＯＧ本管への設置の様子を模式的に表した概略図である。図６に示すように、排空気導入管503をＣＯＧ本管107の軸線方向に対して垂直にＣＯＧ本管107内部に挿入し、さらにＣＯＧ中のタール、ナフタリン等の閉塞性物質の付着、成長による排空気導入管503の先端吹出口の閉塞を防ぐため、排空気導入管503の先端吹出口（ノズル）は、ＣＯＧ本管107内部ではエルボ部601を用いてＣＯＧの流れと同一方向に流れるように曲げられているのが好ましい実施形態の1つであるといえる。こうすることで、上述したように先端吹出口の閉塞を防止することができるほか、ＣＯＧと素早く短距離で均一に混合することができ、不均一な混合ガスによる爆発する危険性のあるガス組成をより短距離に留めることができる点からも有利である。また、それぞれの排空気導入管503には、安全装置として逆止弁505が設けられているのが好ましい。
【００６０】
また、図６に示すように、排空気配管121および／またはガス分散混合器には、ＣＯＧ本管107内部の排空気導入管503の外表面部や先端吹出口へのナフタリン等の閉塞物質の付着、成長による排空気導入管503の先端吹出口閉塞やＣＯＧ本管107のＣＯＧ流速の減速、ひいては閉塞を防止する為、系外から蒸気配管603を通じて蒸気を吹き込むことができるように、必要箇所に蒸気パージ口605を設けるのが好ましい。これにより、定期的に又は異常があった場合に排空気配管121および／またはガス分散混合器に蒸気を通じることで、ＣＯＧ本管107内部の排空気導入管503の外表面部や先端吹出口に付着、成長したナフタリン等の閉塞物質をガス化させて除去することができるものである。
【００６１】
なお、コークス製造過程で生み出されるＣＯＧ量に応じて、湿式ＣＯＧ脱硫装置の吸収塔で十分な脱硫処理がなされるように、吸収塔の大きさや吸収塔内を通過するＣＯＧ流速が決められており、ＣＯＧ本管107サイズ（管径）についても、当該ＣＯＧ流速を保持できるように設定されている。したがって、本発明の方法では、ＣＯＧ本管107サイズに応じて、排空気導入管の本数および口径を熱流動解析ソフトを用いた流動解析により決定する際に、かかるＣＯＧ流速、さらには各排空気導入管からの排空気流量を設定する必要があるが、本発明者等が鋭意研究を重ねた結果、下記条件下でＣＯＧ本管内部の少なくとも排空気導入管のノズル先端部より２００ｍｍ以上離れた地点では、ＣＯＧ本管内部でのＣＯＧと希釈排空気の混合ガスは、爆発範囲を外れることを見出したものである。すなわち、ＣＯＧ本管内のＣＯＧ流速は、２．５〜１２ｍ／ｓｅｃであり、この際にガス分散混合器の排空気導入管内の排空気流速が５〜１８．５ｍ／ｓｅｃとなるように、排空気導入管の本数および口径を熱流動解析ソフトを用いた流動解析により決定すればよいといえる。
【００６２】
なお、本発明の方法を適用できる湿式ＣＯＧ脱硫法および設備としては、特に制限されるべきものではなく、例えば、タカハックス、フマックス、ストレットフォードなどの従来公知の各種湿式ＣＯＧ脱硫法および設備が適用可能である。特に、本発明の方法に必要な装置は、現在稼動中の湿式ＣＯＧ脱硫設備であっても、コークス製造設備全体の操業を休止させることなく設置することができる点で有利である。
【００６３】
【実施例】
以下、本発明の実施例により具体的に説明する。
【００６４】
実施例１
図１および図２に示す装置を用いて湿式ＣＯＧ脱硫を行った。すなわち、本発明の湿式ＣＯＧ脱硫酸化塔排空気の処理方法において、酸化用空気吹込量と排空気組成の関係を事前に測定・分析し、酸化用空気吹込量に応じて上記不活性ガスの吹込量を自動的に制御するようにしたものである。
【００６５】
まず、上記表１に示すように、事前に酸化空気吹込量に対する実際の排空気の可燃ガス濃度の爆発性の有無および爆発範囲（爆発上限および下限）を測定・分析した。かかる実験中は、実際に爆発の危険性があるため、酸化塔の塔頂部より排空気を排空気放散弁を通じて抜き出した。
【００６６】
次に、実際の排空気の可燃ガス濃度が爆発性を有する、表１中の丸数字１１の酸化用空気１０５０ｍ3／Ｈを例にとって、酸化用空気吹込量に応じた不活性ガスであるＮ2ガスの吹込量を計算し、表３に示すようなＮ2ガスの吹込量にて希釈することにより爆発性を外し、安全に取り扱うことができることを計算上、確認した上で、続いて、図１及び図２に示す装置を用いて、実際に当該酸化用空気吹込量に応じた当該Ｎ2ガスの吹込量を自動的に制御するようにして、当該排空気を排空気配管を通じて以下の実施例２のガス分散混合器を用いてＣＯＧ本管へ戻すまでの実験を行ったが、排空気は常に爆発性を外れており、安全に取り扱うことができることも確認できた。
【００６７】
比較例１
一方、表１に示す、酸化用空気量の異なるものにつき、酸化用空気吹込量に応じた不活性ガスであるＮ2ガスを吹き込むことなく、図１（図２の不活性ガス吹込装置は作動させなかった）に示す装置を用いて、実際に当該酸化用空気吹込量を吹き込んで、当該排空気を排空気配管を通じて以下の実施例２のガス分散混合器を用いてＣＯＧ本管へ戻すまでの実験を行った。
【００６８】
かかる爆発性の実験の結果を表1に示す。表1の結果から、既に発明の詳細な説明において、述べたとおり、丸数字の１〜１１までの排空気は、計算上、爆発性を有するガス組成ではあるが、実際の実験では爆発性はなかった。一方、丸数字の１２の排空気は、計算上、爆発性のないガス組成ではあるが、実際の実験において、爆発性があった。このことから、爆発性の危険があっても、普段の操業下では容易に爆発する恐れはないが、不活性ガスによる希釈化により非爆発性としない場合には、排空気濃度に局所的なバラツキが生じるなどした場合に爆発の危険性があるため、本発明の処理方法は、安全上必要不可欠かつ重要であるといえることが再確認できた。
【００６９】
実施例２
図５及び図６に示すガス分散混合器を用いて湿式ＣＯＧ脱硫を行った。
【００７０】
まず、ガス分散混合器を用いて湿式ＣＯＧ脱硫を行うべく、熱流動解析ソフトとして、ＦＬＵＥＮＴを用いた流動解析により、ＣＯＧ本管サイズに対して、排空気導入管の本数および口径を変えて短距離で混合できるものを決定した。その結果、図５及び図６に示す排空気導入管の本数および口径、さらにはＣＯＧ本管107内部ではエルボ601を用いてＣＯＧの流れと同一方向に流れるように曲げることに決定した。
【００７１】
図５及び図６に示すガス分散混合器を用いた場合の熱流動解析ソフトとしてＦＬＵＥＮＴを用いた流動解析結果を図７に示す。図７では、ＣＯＧ本管内の白黒の濃淡が均一なほど混合ガスが均一に混合されていることを表す。
【００７２】
また、この際、排空気導入管ノズル先端から１００ｍｍ離れた場所での混合ガスの組成及び爆発範囲（爆発上限及び下限）についての計算結果を表４に、また排空気導入管ノズル先端から２００ｍｍのところの混合ガスの組成及び爆発範囲（爆発上限及び下限）についての計算結果を表５に示す。なお、表４、５の混合ガスのガス組成は、排空気導入管ノズル先端から１００ｍｍあるいは２００ｍｍの距離におけるＣＯＧ本管の断面を見たとき、ＣＯＧと酸化塔希釈該空気との混合ガスが一番爆発性の高いポイント（この場合は酸素濃度が一番高いポイント）でのガス組成を熱流動解析ソフトとしてＦＬＵＥＮＴを用いた流動解析結果から算出したものである。これは、通常ガスであれば、酸素濃度が高いほど空気に近づくので爆発性は低くなるが、この場合は可燃ガスと排空気との混合ガスなので酸素濃度が高いほど爆発性も高くなるためである。また、表４、５の爆発範囲（爆発上限及び下限）についての計算の仕方は、上記表２、３において説明したのと同様にして算出することができるため、ここでの説明は省略する。
【００７３】
上記表４および表５の結果から、かかる装置構成を有するガス分散混合器を用いて湿式ＣＯＧ脱硫を行う場合には、排空気導入管ノズル先端から少なくとも２００ｍｍ離れた場所では、すでに均一に混合されており、爆発範囲を外れることがわかった。かかる計算結果に基づき、実施例１のＮ2ガスによる希釈された非爆発性の排空気を図５および図６に示すガス分散混合器を用いてＣＯＧ本管に戻す実験を行ったが、短距離で爆発範囲を外れるため、実際の操業においても安全に行うことができることが確認できた。
【００７４】
【表４】
0003759443.tif 000005
【００７５】
【表５】
0003759443.tif 000006
【００７６】
【発明の効果】
（１）本発明の湿式ＣＯＧ脱硫酸化塔排空気の処理方法では、燃焼処理またはＣＯＧ本管へ戻すに当たり、不活性ガスを用いて希釈することにより爆発性を外し、安全に取り扱うことができるようにすることにより、排空気中の可燃成分を有効利用することができる。すなわち、脱硫塔（吸収塔）で処理しているＣＯＧ量の約０．１％相当のＣＯＧを有効に回収することができる。そのため、こうした可燃ガス（酸素及び水素ガス）を回収したＣＯＧでは、その後にガス改質などにより高付加価値を有する水素ガスを精製できるほか、副生するＣＯガスを製鉄プラント内で燃料として有効に活用することができる。
【００７７】
（２）本発明の方法では、さらに、爆発性を回避する為の不活性ガスの吹込量を排空気中の酸素濃度および可燃成分濃度を監視することにより制御する、および／または酸化用空気吹込量と排空気組成の関係を事前に測定・分析し、酸化用空気吹込量に応じて該不活性ガスの吹込量を制御することにより、不活性ガスの量を自動的または手動であっても予め求められた必要量に従って吹込む、つまりは不活性ガスの量を必要最小限に制御するシステムにより排空気に必要最少量の不活性ガスを吹き込むことにより、極めて有効かつ効果的に排空気の爆発性を外し安全にハンドリングすることができる。そのため本発明の方法を適用することで、専用の空気吹き込みノズルを用いて排空気中の酸素濃度を低減させるやり方に比べ、設備費は１／１０〜１／１００と非常に安価である。
【００７８】
（３）排空気組成、または酸化用空気の吹き込み量に応じて希釈用不活性ガスの吹込量を制御することによって、不活性ガスの消費量を最小限に留めることが可能であり、経済的である。また、排空気を戻す先のＣＯＧ発熱量の低下を最小限に留めることが可能であり、既設設備への影響を最小限に抑えることができる。
【００７９】
（４）希釈された非爆発性の希釈排空気のＣＯＧ本管内への均等な分散混合性に優れる、ＣＯＧ本管サイズに応じた本数および口径を有する排空気導入管を備えてなるガス分散混合器を使用することにより、ＣＯＧ本管内部でＣＯＧと該希釈排空気とが混合した後に爆発する危険を短距離で回避できる。熱流動解析ソフトを用いた流動解析により、該ガス分散混合器の排空気導入管内の排空気流速が５〜１８．５ｍ／ｓｅｃ、ＣＯＧ本管内のＣＯＧ流速が２．５〜１２ｍ／ｓｅｃとなる条件下で、少なくとも排空気導入管ノズル先端部より２００ｍｍ以上離れた地点では、ＣＯＧと該排空気の混合ガスは、爆発範囲を外れるものである。
【００８０】
したがって、本発明では、こうした各々の流速と密接に関係するＣＯＧ本管サイズと、これに応じた本数および口径を有する排空気導入管を備えてなるガス分散混合器と用いて、ＣＯＧと排空気を混合することで、混合した後に爆発する危険を短距離で回避できるようにするものであるが、かかる発明は、ＣＯＧ流速が２．５〜１２ｍ／ｓｅｃとなるＣＯＧ本管サイズに応じて、ガス分散混合器の各排空気導入管内の排空気流速が５〜１８．５ｍ／ｓｅｃの範囲となるように熱流動解析ソフトを用いた流動解析の際に設定すればよく、当業者が本発明に基づき容易に実施することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来公知の一般的な湿式ＣＯＧ脱硫装置において、本発明に係る湿式ＣＯＧ脱硫酸化塔排空気の処理方法を適用するのに必要な装置構成である（１）希釈用不活性ガス吹き込み装置（機構）、（２）脱硫酸化塔排空気を、燃焼処理および／またはＣＯＧ本管へ戻すための配管経路、さらには（３）脱硫酸化塔排空気をＣＯＧ本管へ戻し、かつ希釈後の非爆発性排空気をＣＯＧ本管に戻す際のガス分散混合器をそれぞれ設けてなる湿式ＣＯＧ脱硫装置の概略図である。
【図２】  図１の湿式ＣＯＧ脱硫装置において、（１）希釈用不活性ガス吹き込み装置（機構）として、酸化用空気吹込量に応じて希釈用の不活性ガスを自動的に制御する装置（機構）を設けてなる湿式ＣＯＧ脱硫装置の部分概略図である。
【図３】  酸化用空気吹込量に応じて、希釈用不活性ガスの吹込量を自動的に制御するために、酸化用空気吹込量と排空気組成中の可燃ガス濃度との関係を事前に測定・分析した結果を表す解析図である。
【図４】  不活性ガスの吹込量を排空気中の酸素濃度および可燃成分濃度を監視することにより自動的に制御する際に用いる、排空気中の酸素濃度と水素濃度との関係における爆発範囲（爆発限界曲線）を表した図面である。
【図５】  本発明の処理方法に用いることのできるガス分散混合器の一実施形態として、ＣＯＧ本管サイズに応じた本数および口径を有する排空気導入管を備えてなるガス分散混合器を模式的に表した断面概略図である。
【図６】  図５のガス分散混合器の任意の排空気導入管を例にとり、ＣＯＧ本管への設置の様子を模式的に表した概略図である。
【図７】  図５及び図６に示すガス分散混合器を用いた場合の熱流動解析ソフトとしてＦＬＵＥＮＴを用いた流動解析結果を示す解析図である。
【符号の説明】
101…吸収塔、                          103…酸化塔、
105…ＣＯＧ導入用の配管、              107…ＣＧＯ本管、
109…脱硫液送液用の配管、              111…送液ポンプ、
113…空気吹出ノズル、                  115…酸化用空気吹込用の配管、
117…吸収液（脱硫液）循環用の配管、    119…不活性ガス導入用の配管、
120…流量調整弁、                      121…排空気配管、
123…ガス分散混合器、                  125…排空気放散弁、
127…ラプチュアディスク、              129…排空気遮断弁、
131…逆止弁、                          201…ガス流量センサ、
203…ＤＣＳ（データ制御システム）、    205…ガス流量センサ、
207…流量調整弁、                      501…リング管、
503…排空気導入管、                    505…逆止弁、
601…エルボ部、                        603…蒸気配管、
605…蒸気パージ口。
【図１】
0003759443.tif 000007
【図２】
0003759443.tif 000008
【図３】
0003759443.tif 000009
【図４】
0003759443.tif 000010
【図５】
0003759443.tif 000011
【図６】
0003759443.tif 000012
【図７】
0003759443.tif 000013