(57)【要約】本発明は、沸点差を用いた分留方法で原料から不純物を分離して、前記原料を改質する蒸留装置であって、投入された前記原料の熱処理及び分離された不純物の移動が可能な内部空間を有する反応器と、前記反応器内の下部に配設されて、前記反応器の内部に熱風を供給しながら回転するブレードを有するインペラーと、を備える。  したがって、本発明の実施形態によれば、インペラーを回転させながら熱風を供給することから、蒸留装置の内部に万遍なく熱源である熱風が行き渡る。これにより、処理の対象物である原料と熱源である熱風との接触が万遍なく行われ、その結果、不純物の分離効率を向上させることができる。したがって、不純物の含量が少ないことから、高品質の添加剤を製造することができる。
2020501876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
沸点差を用いた分留方法で原料から不純物を分離して、前記原料を改質する蒸留装置であって、
投入された前記原料の熱処理及び分離された不純物の移動が可能な内部空間を有する反応器と、
前記反応器内の下部に配設されて、前記反応器の内部に熱風を供給しながら回転するブレードを有するインペラーと、
を備える蒸留装置。
【請求項２】
それぞれが前記反応器の幅方向と対応するように延設されて、前記反応器内のブレードの上側において、上下方向に離れるように配設され、前記熱風と前記原料との反応により前記原料から分離されたガス状態の不純物が移動可能な複数の開口を有する複数のトレイを備える請求項１に記載の蒸留装置。
【請求項３】
前記ブレードは、同心をなしながら放射状に配置され、それぞれに熱風を噴射する複数のノズルが設けられた羽根を備える請求項１に記載の蒸留装置。
【請求項４】
前記インペラーは、前記ブレードと連結されて、前記ブレードの内部に熱風を供給しながら、前記ブレードを回転させるシャフトを備える請求項３に記載の蒸留装置。
【請求項５】
前記反応器は、
内部に前記複数のトレイが上下方向に一列に並ぶように配設される上ボディと、
前記上ボディの下部に位置し、内部に前記ブレードが配設される下ボディと、
を備える請求項２に記載の蒸留装置。
【請求項６】
前記下ボディの下端部に、前記下ボディに溜まった改質済みの原料を排出する排出管が連結された請求項５に記載の蒸留装置。
【請求項７】
前記下ボディは、下側に進むにつれて内径が狭くなる形状であり、幅方向の中心を基準として非対称形状である請求項６に記載の蒸留装置。
【請求項８】
前記ブレードは、その幅方向の中心が前記下ボディの幅方向の中心に位置するように配設され、
前記排出管は、前記下ボディの幅方向の中心から外れた位置に配設された請求項６に記載の蒸留装置。
【請求項９】
前記原料は、タールであり、
前記タールから分離される不純物は、ナフタレン及び粗軽油を含む請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の蒸留装置。
【請求項１０】
コークス炉から排出されたコークス炉ガスを用いて、コークスの製造の際に用いられる添加剤を製造する添加剤の製造設備であって、
前記 コークス炉ガスからタールを分離するデカンターと、
回転しながら熱風を噴射するブレードを有し、前記ブレードにより供給される熱風で前記タールを熱処理して、沸点差を用いた分留方法で、前記タールからナフタレン及び粗軽油を分離する蒸留装置と、
前記蒸留装置の下端部に連結されて、前記ナフタレン及び粗軽油が分離された改質タールである添加剤を外部に排出する添加剤排出管と、
を備える添加剤の製造設備。
【請求項１１】
前記ブレードは、同心をなしながら放射状に配置され、それぞれに熱風を噴射する複数のノズルが設けられた羽根を備え、
前記ブレードと連結されて、前記ブレードを回転させながら、内部に前記熱風の移動する通路が設けられて、前記羽根のノズルに熱風を供給するシャフトを備える請求項１０に記載の添加剤の製造設備。
【請求項１２】
前記蒸留装置は、投入された前記タールの熱処理及び、分離されたナフタレン及び粗軽油の移動が可能な内部空間を有する反応器を備え、
前記添加剤排出管の一方の端が前記反応器の一方の端に連結され、他方の端が蒸留装置に外部に配置された添加剤貯留部に連結された請求項１１に記載の添加剤の製造設備。
【請求項１３】
前記反応器の下部は、下側に進むにつれて内径が狭くなる形状であり、幅方向の中心を基準として非対称形状である請求項１２に記載の添加剤の製造設備。
【請求項１４】
前記ブレードは、その幅方向の中心が前記反応器の幅方向の中心に位置するように配設され、
前記添加剤排出管は、前記反応器の幅方向の中心から外れた位置に配設された請求項１３に記載の添加剤の製造設備。
【請求項１５】
前記シャフト及びブレードを介して前記反応器の内部に供給される熱風として、コークス炉の加熱時に生じる廃ガスを用い、
前記シャフトと連結されて、前記廃ガスを前記シャフトに供給する熱風送り管を備える請求項１２に記載の添加剤の製造設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸留装置及びこれを備える添加剤の製造設備に係り、さらに詳しくは、製造された添加剤を排出し易い蒸留装置及びこれを備える添加剤の製造設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
コークスを製造するためには、複数種の石炭が配合された配合炭に粘結剤を添加して混合し、これをコークス炉に装入して乾留する。ここで、粘結剤は、配合炭がオーブン内に装入されるとき、配合炭の装入密度を向上させることにより、コークスの強度を向上させる役割を果たす。粘結剤としてはタール（ｔａｒ）を用いるか、あるいは、石炭から粘結成分を抽出して用いる方法が利用される。
【０００３】
ところが、タール（ｔａｒ）を粘結剤として用いるとき、悪臭の発生及び後工程に負荷を与えてしまうという問題を生じさせて、正常なコークスの製造操業に難点がある。このような問題は、主としてタールに含まれている低沸点の物質である粗軽油とナフタレン（Ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）に起因する。したがって、一般に、蒸留塔においてタールを熱処理して、ナフタレン及び粗軽油をタールから分離して取り除くタールの改質工程が伴われる。
【０００４】
ナフタレンの沸点は約１８０℃〜２３０℃であり、粗軽油の沸点はそれ以下であるため、ナフタレンの沸点以上の温度にタールを加熱すれば、粗軽油が先にガス化されて蒸留塔の上端に排出され、次に、ナフタレンがガス化されて蒸留塔から排出される。そして、ナフタレン及び粗軽油の取り除かれたタールを蒸留塔の下端を介して排出する。
【０００５】
ところが、タールから密度の低いナフタレン及び粗軽油が取り除かれれば、密度の高い成分しか残らないため、改質されたタールの粘度が高くなり、高い粘度は、改質タールが蒸留塔の下部に排出されることを妨げる要因となる。したがって、従来は、タールの粘度を下げて排出し易くするために、ナフタレンの沸点に比べて高過ぎる３００℃の温度にタールを加熱して、ナフタレン及び粗軽油を分離して取り除いていた。すなわち、ナフタレンの分離のための温度に比べて余計に高い温度にタールを加熱させねばならないため、これによる蒸留工程の負荷が生じ、その分だけエネルギー消耗が大きいという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】韓国登録特許第１０−０５１６５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、改質された原料を排出し易い蒸留装置及びこれを備える添加剤の製造設備を提供する。
【０００８】
本発明は、原料の改質処理コスト及び時間を低減することのできる蒸留装置及びこれを備える添加剤の製造設備を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、沸点差を用いた分留（分別蒸留）方法で原料から不純物を分離して、前記原料を改質する蒸留装置であって、投入された前記原料の熱処理及び分離された不純物の移動が可能な内部空間を有する反応器と、前記反応器内の下部に配設されて、前記反応器の内部に熱風を供給しながら回転するブレードを有するインペラーと、を備える。
【００１０】
前記蒸留装置は、それぞれが前記反応器の幅方向と対応するように延設されて、前記反応器内のブレードの上側において、上下方向に離れるように配設され、前記熱風と前記原料との反応により前記原料から分離されたガス状態の不純物が移動可能な複数の開口を有する複数のトレイを備える。
【００１１】
前記ブレードは、同心をなしながら放射状に配置され、それぞれに熱風を噴射する複数のノズルが設けられた羽根を備える。
【００１２】
前記インペラーは、前記ブレードと連結されて、前記ブレードの内部に熱風を供給しながら、前記ブレードを回転させるシャフトを備える。
【００１３】
前記反応器は、内部に前記複数のトレイが上下方向に一列に並ぶように配設される上ボディと、前記上ボディの下部に位置し、内部に前記ブレードが配設される下ボディと、を備える。
【００１４】
前記下ボディの下端部に、前記下ボディに溜まった改質済みの原料を排出する排出管が連結される。
【００１５】
前記下ボディは、下側に進むにつれて内径が次第に狭くなる形状であり、幅方向の中心を基準として非対称形状である。
【００１６】
前記ブレードは、その幅方向の中心が前記下ボディの幅方向の中心に位置するように配設され、前記排出管は、前記下ボディの幅方向の中心から外れた位置に配設される。
【００１７】
前記原料は、タールであり、前記タールから分離される不純物は、ナフタレン及び粗軽油を含む。
【００１８】
本発明は、 コークス炉から排出されたコークス炉ガスを用いて、コークスの製造の際に用いられる添加剤を製造する添加剤の製造設備であって、前記コークス炉ガスからタールを分離するデカンターと、回転しながら熱風を噴射するブレードを有し、前記ブレードにより供給される熱風で前記タールを熱処理して、沸点差を用いた分留方法で、前記タールからナフタレン及び粗軽油を分離する蒸留装置と、前記蒸留装置の下端部に連結されて、前記ナフタレン及び粗軽油が分離された改質タールである添加剤を外部に排出する添加剤排出管と、を備える。
【００１９】
前記ブレードは、同心をなしながら放射状に配置され、それぞれに熱風を噴射する複数のノズルが設けられた羽根を備え、前記添加剤の製造設備は、前記ブレードと連結されて、前記ブレードを回転させながら、前記内部に前記熱風の移動する通路が設けられて、前記羽根のノズルに熱風を供給するシャフトを備える。
【００２０】
前記蒸留装置は、投入された前記タールの熱処理及び、分離されたナフタレン及び粗軽油の移動が可能な内部空間を有する反応器を備え、前記添加剤排出管の一方の端が前記反応器の一方の端に連結され、他方の端が蒸留装置に外部に配置された添加剤貯留部に連結される。
【００２１】
前記反応器の下部は、下側に進むにつれて内径が次第に狭くなる形状であり、幅方向の中心を基準として非対称形状である。
【００２２】
前記ブレードは、その幅方向の中心が前記反応器の幅方向の中心に位置するように配設され、前記添加剤排出管は、前記反応器の幅方向の中心から外れた位置に配設される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の実施形態によれば、インペラーを回転させながら熱風を供給することから、蒸留装置の内部に万遍なく熱源である熱風が行き渡る。これにより、処理の対象物である原料と熱源である熱風との接触が万遍なく行われ、その結果、不純物の分離効率を向上させることができる。したがって、不純物の含量が少ないことから、高品質の添加剤を製造することができる。
【００２４】
そして、改質処理の施された原料が一時的に貯留される空間において、インペラーが熱風を供給しながら回転することから、改質処理の施された原料の粘度が上がることを極力抑えたり防止したりすることができて、従来に比べて排出・移動が容易である。
【００２５】
これにより、従来のように、粘度の上昇を防止するために、高過ぎる温度で分留を行わなくても済むことから、従来に比べて低い温度の熱風を熱源として用いることができる。したがって、蒸留装置の外部において熱風の温度を昇温させる別途の工程を追加しなくても済むことから、熱風の温度を調節するための電力及び時間を従来に比べて低減することができる。
【００２６】
また、従来に比べて低い温度の熱風が熱源として使用可能であることから、コークス炉の加熱の際に生じた廃ガスを蒸留装置の熱風として用いることができる。したがって、別途に熱風を製造するための時間、コスト及び電力を削減することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る蒸留装置を備える添加剤の製造設備を概念的に示す図。
【図２】本発明の実施形態に係る蒸留装置を示す図。
【図３】本発明の実施形態に係る蒸留装置における、ドレードによる液状のタール及びガスの移動経路を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態をより詳しく説明する。しかしながら、本発明は以下に開示される実施形態に何ら限定されるものではなく、異なる様々な形態に具体化され、単にこれらの実施形態は本発明の開示を完全たるものにし、通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものである。図中、同じ符号は、同じ構成要素を指し示す。
【００２９】
本発明は、コークスの製造の際に添加する添加剤、より具体的には、粘結剤として用いる添加剤を製造する蒸留装置及びこれを備える添加剤の製造設備に関する。製造された添加剤（粘結剤）は、コークスの製造のための原料、すなわち、配合炭に添加する。例えば、粘結性の低い微粘炭を全体の５０ｗｔ％以上混合した配合炭に添加剤を粘結剤として添加して用い、添加剤は、配合炭の全体に対して１〜３ｗｔ％含有するように添加されてもよい。
【００３０】
本発明は、 コークス炉においてコークスを製造するときに副生されるコークス炉ガス（Ｃｏｋｅ  Ｏｖｅｎ  Ｇａｓ；以下、ＣＯＧと称する。）から分離されたタール（Ｔａｒ）を改質して添加剤として製造する添加剤の製造設備に関する。
【００３１】
タールには、約４ｗｔ％の水分、１ｗｔ％〜２ｗｔ％のタール酸、５ｗｔ％の吸収油（ｗａｓｈ  ｏｉｌ）、１１ｗｔ％〜１３ｗｔ％のナフタレン、３５ｗｔ％〜４０ｗｔ％のクレオソート（ｃｒｅｏｓｏｔｅ）及び３５ｗｔ％〜４０ｗｔ％のピッチ（ｐｉｔｃｈ）が含有されている。タールに含有されている成分を元素成分として説明すれば、９２．６ｗｔ％のＣ、５．１５ｗｔ％のＨ、０．７５ｗｔ％のＳ及び不可避的な不純物からなる成分系を含有する。
【００３２】
ここで、タールに含有されている芳香族炭化水素のＨは、原料炭の軟化開始温度を下げ、原料炭の粘結性を向上させる。一方、タールに含有されているタール酸、吸収油、ナフタレン、クレオソート（ｃｒｅｏｓｏｔｅ）、ピッチ（ｐｉｔｃｈ）のそれぞれの沸点が異なり、沸点の低い順から並べると、タール酸、吸収油、ナフタレン、クレオソート（ｃｒｅｏｓｏｔｅ）、ピッチ（ｐｉｔｃｈ）である。
【００３３】
本発明の実施形態に係る添加剤の製造設備においては、特に、蒸留装置においてナフタレン及び粗軽油を分離して生産された改質タールを排出し易くし、熱風の供給にかかる時間及びコストを低減することを目的とする。
【００３４】
図１は、本発明の実施形態に係る蒸留装置を備える添加剤の製造設備を概念的に示す図である。図２は、本発明の実施形態に係る蒸留装置を示す図である。図３は、本発明の実施形態に係る蒸留装置における、トレードによる液状のタール及びガスの移動経路を説明するための図である。
【００３５】
図１を参照すると、添加剤の製造設備は、コークス炉１０から排気または排出されるコークス炉ガス（Ｃｏｋｅ  Ｏｖｅｎ  Ｇａｓ；以下、ＣＯＧと称する。）からアンモニア水を分離するアンモニア水分離器（図示せず）、アンモニア水からタールを分離するデカンター２０、デカンター２０から与えられたタールからナフタレン及び粗軽油を分留方法で分離する蒸留装置３００、ナフタレン及び粗軽油が分離された改質タール、すなわち、添加剤が貯留される添加剤貯留部８０及び一方の端が蒸留装置３００の下部に連結され、他方の端が添加剤貯留部８０に連結されて、蒸留装置３００の下部に排出される添加剤を伝搬する添加剤排出管３１を備える。また、添加剤の製造設備は、蒸留装置３００から分離されたナフタレンを捕集するナフタレン捕集塔４０、ナフタレン捕集塔４０において捕集されたナフタレンを貯留するナフタレン貯留部５０、蒸留装置３００において分離された粗軽油を捕集する粗軽油捕集塔６０、粗軽油捕集塔６０と連結されて捕集された粗軽油を回収する粗軽油スクラバー７０を備える。
【００３６】
実施形態に係るデカンター２０は、当該技術分野に適用される通常のデカンターであって、スクレーパー（ｓｃｒａｐｅｒ）と調節弁により構成され、デカンターの引込み口を介して流れ込んだ凝縮液、例えば、アンモニア水、タール、スラッジ（汚泥）及び浮遊物質は、それぞれ比重が異なるため、比重差により分離される。具体的には、比重の最も大きなスラッジは、下部スクレーパーにより系外に排出されて除去され、次に比重の大きなタールは調節弁を介して排出口を経た後に工程蒸留装置に送られ、比重の最も小さなアンモニア水（比重：１．０）は、アンモニア水排出口を介してアンモニア水槽に送られ、ＣＯＧを冷却させるためにアンモニア水ポンプによりコークスに再び供給される。
【００３７】
ナフタレン捕集塔５においては、吸収液、例えば、吸収油（Ａｂｓｏｒｂｉｎｇ  Ｏｉｌ；Ａ／Ｏ）に蒸留装置から排出されたナフタレンを吸収させることにより、ナフタレンを捕集する。そして、捕集されたナフタレンは、ナフタレン貯留部６に貯留される。
【００３８】
粗軽油捕集塔６０は、蒸留装置３００からガスの状態で排出された粗軽油（ＢＴＸ）を吸収液、例えば、吸収油（Ａｂｓｏｒｂｉｎｇ  Ｏｉｌ；Ａ／Ｏ）に吸収させることにより、前記粗軽油を捕集する。
【００３９】
粗軽油スクラバー７０は、粗軽油捕集塔６０から与えられ、粗軽油の捕集された吸収油（または、リッチオイル（Ｒｉｃｈ  Ｏｉｌ））を蒸留させて、前記吸収油から粗軽油（ＢＴＸ）を分離し、前記粗軽油を上部に抜き出して粗軽油（ＢＴＸ）を生産する。粗軽油スクラバー７０において分離された粗軽油（ＢＴＸ）は、粗軽油スクラバー７０の上部に抜き出されて、粗軽油貯留部に送られ、貯留された粗軽油は、他の操業工程に用いられたり販売されたりする。
【００４０】
蒸留装置３００は、デカンター２０からアンモニア水が除去されたタールを受け取って、分留方法でナフタレンと粗軽油を分離する。実施形態に係る蒸留装置３００は、上下方向に延設された内部空間を有する反応器３１０、それぞれが反応器３１０の幅方向に延設されて、反応器３１０の内部において上下方向に離れるように配設され、それぞれに複数の開口３２１が設けられた複数のトレイ３２０、上下方向に延設されて、それぞれのトレイ３２０の両終端に連結されたガイド部材３４０、反応器３１０の内部の下部に配設されて、回転しながら熱風を供給するインペラー３３０、反応器３１０の下部に連結されて、ナフタレン及び粗軽油の分離された改質タール、すなわち、添加剤が排出される添加剤排出管３１を備える。
【００４１】
反応器３１０は、タールの反応及びタールから分離されたナフタレンと粗軽油が移動可能なようにする処理空間と、移動経路を提供する。実施形態に係る反応器は、上ボディ３１１と下ボディ３１２とに画成され、上ボディ３１１の内部空間は、タールから分離されたナフタレン及び粗軽油が移動する経路を提供し、下ボディ３１２には、ほとんど、ナフタレン及び粗軽油の分離された改質タール、すなわち、添加剤が排出される前に一時的に収容または貯留される。
【００４２】
上ボディ３１１は、タールから分離されたガス状態のナフタレン及び粗軽油が十分に上昇移動してタールから分離できるように、上下方向に延びるように形成される。実施形態に係る上ボディ３１１は、横断面の形状が円形である円筒状であってもよく、その上部は、例えば、上側に向かってこんもりと丸く盛り上がった形状、すなわち、ドーム形状であってもよい。いうまでもなく、上ボディ３１１の形状は、上述した形状に何ら限定されるものではなく、上下方向に延びた内部空間を有する種々の筒状に製造可能である。
【００４３】
そして、上ボディ３１１の上端には、ガスの状態で分離された粗軽油を排出する粗軽油排出管３２が連結されている。すなわち、粗軽油排出管３２の一方の端は、上ボディ３１１の上端に連結され、他方の端は、粗軽油捕集塔６０に連結される。
【００４４】
また、上ボディ３１１の側壁のうち、上端部と下端部との間に相当する領域、例えば、上ボディ３１１の上下方向の中心部には、ガスの状態で分離されたナフタレンを排出するナフタレン排出管３３が連結される。すなわち、ナフタレン排出管３３の一方の端は、反応器３１０の上下方向の中心に連結され、他方の端は、ナフタレン捕集塔４０に連結される。
【００４５】
下ボディ３１２は、上ボディ３１１の下部に連結され、上ボディ３１１の内部空間と連通され、改質されたタール（以下、添加剤）が一時的に収容される内部空間を有する。実施形態に係る下ボディ３１２は、添加剤排出管３１が位置している下側に進むにつれてその内径が次第に狭くなる形状、または下側に進むにつれて内側壁の距離が次第に近づくように傾斜した形状である。換言すれば、下ボディ３１２は、その正断面の形状が、下側に進むにつれて次第に幅狭になる逆三角形の形状であってもよい。
【００４６】
下ボディ３１２のうち、その内径が最も小さい最下端には、添加剤排出管３１が連結される。また、三角形の形状を有する下ボディ３１２は、左右の幅方向の中心を基準として非対称形状であることが好ましい。これは、下ボディ３１２に溜まる添加剤（改質タール）が添加剤排出管３１を介して排出されるにあたって、添加剤の移動の渋滞を低減するためである。換言すれば、下ボディ３１２が左右の幅方向の中心を基準として対称であることに比べて、非対称である場合、添加剤排出管３１が連結された下ボディ３１２の最下端部を介して排出されるときにその渋滞が低減されて、排出し易くなるという効果がある。
【００４７】
図２及び図３を参照すると、複数のトレイ３２０は、上ボディ３１１の内部において上下方向に離れるように配設される。そして、複数のトレイ３２０が上下方向に並ぶように配設されるにあたって、幅方向の位置がずれるように、または千鳥状に配設されて、デカンター２０から蒸留装置３００の上側へと投入された液状のタールが下側に移動可能な移動経路を設ける。すなわち、複数のトレイ３２０が上下方向に一列に並ぶように配設されるとき、上ボディ３１１内の一方の側壁と連結され、他方の側壁から離れるように配設されるトレイ３２０と、逆に、上ボディ３１１内の他方の側壁と連結され、一方の側壁から離れるように配設されるトレイ３２０と、が上下に交互に配設される。このとき、ある一つのトレイ３２０と上ボディ３１１の一方の側壁との間の離間空間と、他の一つのトレイ３２０と上ボディ３１１の他方の側壁との間の離間空間とが、液状のタールが移動する経路である。これらの複数のトレイ３２０のそれぞれには、複数の開口３２１が互いに離れるように形成されており、複数の開口３２１を介してタールから気化されたガス、すなわち、ナフタレンガス及び粗軽油ガスが通過する。
【００４８】
また、トレイ３２０のそれぞれの一方の端及び他方の端のそれぞれには、下側に延びたガイド部材３４０が連結され、下側に位置しているトレイ３２０からは離れるように配設される。すなわち、トレイ３２０の一方の端に第１のガイド部材３４０が連結され、他方の端に第２のガイド部材３４０が連結されるとしたとき、第１及び第２のガイド部材３４０のそれぞれの一方の端は、トレイ３２０の一方の端及び他方の端のそれぞれに連結され、第１及び第２のガイド部材３４０のそれぞれの他方の端は、その下側に位置している他のトレイ３２０から離れるように配設される。このようなガイド部材３４０は、トレイ３２０に沿って左右方向に流れる液状のタールがその下側に安定的に流れるようにガイドする役割を果たす。すなわち、液状のタールは、トレイ３２０、ガイド部材３４０、トレイ３２０、ガイド部材３４０に沿って流れながら、次第に下側に移動する。
【００４９】
このように、実施形態に係る蒸留装置３００は、複数のトレイ３２０がずれるように配置された構造により設けられた空間であって、液状のタールが上側から下側へと下降移動し、このとき、タールから分離されたガスが複数の開口３２１を通過する。このため、まるで液状のタールにバブル（ｂｕｂｂｌｅ）が形成されるような形状に似ていることから、このような蒸留装置３００を、通常、バブルタイプの蒸留機と呼ぶ。
【００５０】
インペラー３３０は、蒸留装置３００の内部にナフタレン及び粗軽油を分留するための熱風を供給しながら、下ボディ３１２の内部に収容された添加剤を回転させる。このようなインペラー３３０は、複数の羽根３３１ａ、３３１ｂが同心をなすように放射状に一列に並ぶように配置されたブレード３３１、ブレード３３１を回転させるシャフト３３２、シャフト３３２に回転動力を印加する駆動部（図示せず）を備える。
【００５１】
ブレード３３１は、下ボディ３１２の内部に位置するように配設されて、回転しながら、下ボディ３１２の内部に熱風を噴出する。このようなブレード３３１は、上述したように、複数の羽根３３１ａ、３３１ｂを備えるが、各羽根の内部には、熱風が流れ込む空間が設けられており、複数の羽根３３１ａ、３３１ｂのそれぞれには、内部に流れ込んだ熱風を噴出または噴射する複数のノズル３３１ｃが設けられる。実施形態に係る複数のノズル３３１ｃは、羽根３３１ａ、３３１ｂの上において等間隔にて設けられるが、これに何ら限定されるものではなく、必要に応じて、不規則的な間隔を空けて形成されてもよい。このようなブレード３３１は、その中心が下ボディ３１２の幅方向の中心に位置するように配設されることが好ましい。
【００５２】
シャフト３３２は、ブレード３３１の下部に連結されて、ブレード３３１に熱風を供給しながら、ブレード３３１を回転させる。このために、シャフト３３２の内部には、熱風が移動可能な内部空間が設けられており、シャフト３３２の内部空間は、複数の羽根３３１ａ、３３１ｂの内部空間と連通される。このようなシャフト３３２は、下ボディ３１２の幅方向の中心に位置することが好ましい。実施形態に係るシャフト３３２の一部は、下ボディ３１２の内部に嵌入してブレード３３１と連結され、残りの一部は、下ボディ３１２の外部に位置して熱風送り管３５と連結される。
【００５３】
シャフト３３２の配設は、上述した配設構造に何ら限定されるわけではなく、シャフト３３２の全体が下ボディ３１２の内部に位置するように配設され、熱風送り管３５の先端が下ボディ３１２の内部に嵌入したシャフト３３２に連結されるように配設されてもよい。
【００５４】
本発明の実施形態においては、蒸留装置３００において、タールからナフタレン及び粗軽油を分離するとき、蒸留装置３００内の下部に配設されたインペラー３３０を回転させながら、前記インペラー３３０を介して熱風を供給する。このため、インペラー３３０の回転及び複数のノズル３３１ｃにより熱風が蒸留装置３００の内部に満遍なく行き渡り、万遍なく行き渡った熱によりナフタレン及び粗軽油の分離効率が向上し、これにより、ナフタレン及び粗軽油成分の含量を従来に比べて減らすことができて、品質の向上した添加剤が製造される。
【００５５】
また、本発明の実施形態においては、添加剤が溜まる下ボディ３１２の内部においてブレード３３１を回転させるので、下ボディ３１２の内部において添加剤を攪拌し続けることができる。これにより、下ボディ３１２内の添加剤が凝結し、且つ、これにより粘度が上昇することを防止することができ、低い粘度によって下ボディ３１２の下部に連結された添加剤排出管３１への排出が容易になるという効果がある。
【００５６】
そして、従来には、添加剤の粘度が高くなることを防止するために、蒸留装置において、ナフタレンの沸点に比べて高過ぎる３００℃の温度を有する熱風でタールを分留していた。この場合、熱風を３００℃に調節するための電力がさらに消費され、しかも、その時間もさらに長引いてしまうという問題があった。しかしながら、本発明においては、インペラー３３０の回転により添加剤の粘度が上がることを防止することができるので、従来に比べて低い温度、例えば、１８０℃〜２３０℃の熱風でタールを改質することができる。したがって、蒸留装置３００に供給される熱風の温度を調節するための電力及び時間を従来に比べて低減することができる。
【００５７】
さらに、コークスの製造のために、コークス炉１０の加熱の際に生じて煙道を通過した廃ガスは、通常、１８０℃〜２３０℃の熱を有するので、廃ガスの温度を別途に調節する必要がなく、蒸留装置３００に供給して熱風として使用可能である。したがって、熱風の製造または熱風の温度の調節のための時間を短縮させてコストを削減することができ、これにより、蒸留装置３００におけるタールの改質のための時間及びコストを削減することができる。
【００５８】
添加剤排出管３１は、反応器３１０の下部、より具体的には、下ボディ３１２の下端部に連結されて、添加剤を外部に排出する。このような添加剤排出管３１は、一方の端が下ボディ３１２の下端部に連結され、他方の端が添加剤貯留部８０に連結され、添加剤排出管３１には、添加剤の移動力を与えるポンピング手段３１ａが連結されてもよい。
【００５９】
添加剤排出管３１は、上述したように、下ボディ３１２の下端部に連結されるが、下ボディ３１２が下側に進むにつれてその内径が次第に狭くなる形状であるとき、下ボディ３１２の最下端部に添加剤排出管３１が連結されることが好ましい。そして、下ボディ３１２は、上述したように、非対称形状であるため、最下端部は、下ボディ３１２の幅方向の中心から外れた位置にある。このため、最下端部に連結される添加剤排出管３１は、下ボディ３１２の幅方向の中心から外れた位置に連結される。換言すれば、実施形態に係る添加剤排出管３１は、下ボディ３１２の幅方向の中心から外れた下ボディ３１２の下端部に連結される。これは、下ボディ３１２に溜まる添加剤（改質タール）が添加剤排出管を介して排出されるにあたって、添加剤の移動の渋滞を低減するという効果がある。別の言い方をすれば、添加剤排出管３１が左右の幅方向の中心に連結されることに比べて、中心を外れるように位置する場合、添加剤の移動に伴う渋滞が低減されて、排出し易くなるという効果がある。
【００６０】
そして、下ボディ３１２の幅方向の中心にブレード３３１の幅方向の中心が位置するように配設されるため、添加剤排出管が幅方向の中心に位置する場合、ブレードによる回転力と、添加剤排出管に添加剤が排出されるときに生じるスクリューの回転力とが重なり合ったり衝突したりして、添加剤排出管に添加剤が排出されるときに遅延が起こる虞がある。
【００６１】
しかしながら、本発明においては、ブレード３３１の幅方向の中心が下ボディ３１２の幅方向の中心に位置するように配設し、添加剤排出管３１が下ボディ３１２の幅方向の中心から外れた位置に連結されることにより、ブレード３３１の回転に伴う渋滞現象が極力抑えられたり防止されたりする。
【００６２】
以上、ナフタレン及び粗軽油を分離する蒸留装置を例にとって説明した。しかしながら、分離される物質に制限はなく、本発明の実施形態に係る蒸留装置は、熱風を供給して、沸点差を用いた分留方法を利用する種々の蒸留装置に適用可能である。
【００６３】
以下、図１から図３に基づいて、本発明の実施形態に係る添加剤の製造設備を用いた添加剤の製造方法について説明する。
【００６４】
コークス炉１０の上昇管を介して排出されたコークス炉ガスは、デカンター２０においてタール（改質前のタール）を分離し、デカンター２０において分離された液状のタールは、蒸留装置の上側に供給される。
【００６５】
タールが蒸留装置３００の反応器の上側に投入されれば、タールは、最上側に位置しているトレイ３２０から下側に一列に並ぶように配置された複数のトレイ３２０及びガイド部材３４０に沿って移動する。このとき、複数のトレイ３２０が千鳥状にまたは幅方向にずれるように偏って配置されているため、各トレイ３２０と、上ボディの一方の側壁及び他方の側壁のそれぞれとの間の離間空間を通路として、タールが千鳥状に流れながら下ボディ３１２に向かって下側に移動する。
【００６６】
そして、このように、タールが装入されて下側に流れて移動する間に、蒸留装置３００の内部に熱風を供給する。すなわち、下ボディ３１２の内部に配設されたブレード３３１に熱風を供給し、ブレード３３１に設けられた複数のノズル３３１ｃを介して熱風を噴射し、実施形態においては、ブレード３３１を回転させながら熱風を供給する。
【００６７】
蒸留装置３００の内部に供給される熱風は、１８０℃〜２３０℃の温度を有し、熱風の熱によりタールから沸点の低い粗軽油が先にガスの状態で分離されて蒸留装置３００の上端まで移動した後、粗軽油排出管３２を介して粗軽油捕集塔に排出される。次いで、粗軽油に比べて沸点の高いナフタレンがガスの状態で分離されて上側に移動するが、反応器３１０の上端部と下端部との間の側壁であって、例えば、上下方向の中央部に連結されたナフタレン排出管３３を介して排出される。
【００６８】
このように、本発明においては、蒸留装置の内部に熱源を供給するにあたって、ブレード３３１を回転させながら複数のノズル３３１ｃを介して噴射して供給するので、反応器３１０の内部に万遍なく熱源である熱風が行き渡る。これにより、タールと熱源である熱風との接触が万遍なく行われ、その結果、ナフタレン及び粗軽油の分離効率を向上させることができる。したがって、ナフタレン及び粗軽油の含量が少ないことから、常温において、悪臭がなく、高品質の添加剤を製造することができ、ナフタレンによる冷却設備の差圧の上昇及び配管の閉塞の問題を低減したり極力抑えたりすることができる。
【００６９】
さらに、上側に投入されたタールが、下ボディ３１２の位置している下側に移動しながら、ナフタレン及び粗軽油が分離された改質タールは下ボディ３１２の内部に溜まり、下ボディの内部においては、インペラー３３０が熱風を噴射しながら回転している。このため、ブレード３３１の回転力及び噴射される熱風による熱により、製造された添加剤が凝結され、且つ、それにより粘度が上がってしまうことを防止することができる。したがって、下ボディ３１２に溜まった添加剤が添加剤排出管を介して排出され易い。
【００７０】
このように、本発明においては、従来に比べて低い温度の熱風を用いても、添加剤の粘度の上昇を防止しながらナフタレン及び粗軽油を分離することができる。このため、蒸留装置に供給される熱風の温度を調節するための電力及び時間を従来に比べて低減することができる。
【００７１】
さらにまた、実施形態においては、蒸留装置３００は、従来に比べて低い温度である１８０℃〜２３０℃においてタールの改質処理を施すことができるので、反応器に供給される熱風として、コークス炉１０から排出されて煙道を通過したＣＯＧを用いることができる。したがって、熱風の製造または熱風の温度の調節のための時間を短縮させ、コストを削減することができ、これにより、蒸留装置におけるタールの改質のための時間及びコストを低減することができる
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明の実施形態に係る蒸留装置によれば、インペラーを回転させながら熱風を供給することから、蒸留装置の内部に万遍なく熱源である熱風が行き渡る。これにより、処理の対象物である原料と熱源である熱風との接触が万遍なく行われ、その結果、不純物の分離効率を向上させることができる。したがって、不純物の含量が少ないことから、高品質の添加剤を製造することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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