JP4001554B2 - コークス炉ガスの浄化法 - Google Patents

Description

本発明は、洗浄液循環系に洗浄液が供給されそして脱着装置で不純物が洗浄液から除去される、コークス炉ガスをガス洗浄によって浄化する方法に関する。

かゝる方法は、Chemie-Ingenieur-Technik (1974) 15、第 628頁から公知である。この公知の方法の場合にはガス洗浄を、ガス洗浄装置と脱着装置との間の洗浄液循環系においてアンモニアがリッチになるアンモニア含有洗浄液でガス洗浄を行っている。追い出しできないアンモニウム塩をアンモニアとＮａＣｌに分解するために、脱着装置の前で苛性ソーダ溶液が洗浄液循環系に添加される。脱着は二段階で行われる。負荷された洗浄液から第一脱着段階で酸性ガス成分が除去される。脱着装置から引き出される液体流の一部を第二の脱着装置に供給し、そこにおいて水蒸気でアンモニアが追い出される。ここで除かれたアンモニアは洗浄液循環系に再び供給される。第二段階の脱着は、一方においては酸性ガス成分の完全分離が目的とされそして同時にアンモニアの増加量を洗浄液循環系に残さなければならないので、方法的におよび制御技術的に多大な費用がかかる。

本発明の課題は、コークス炉ガスを制御技術的に容易に管理できるガス洗浄によって浄化する方法を提供することである。

冒頭に記載の方法から出発して、この課題はコークス炉ガスを苛性ソーダで向流状態で洗浄しそして苛性ソーダを脱着装置において酸性ガス成分並びにアンモニアを追い出すことによって再生することによって解決される。本発明によれば脱着装置は総合的脱着装置として働く。ここでは全ての酸性ガス成分並びにアンモニアが除去されるので、苛性ソーダだけが液相中に止まっている。吸収剤損失はＮａＯＨ、好ましくはガス洗浄の前に再生苛性ソーダ溶液を添加することによって相殺される。洗浄液循環系からナトリウム含有排水が引き出される。液体損失量は好ましくは、アンモニア成分を含有していてもよい、コウクス炉運転中に生じる炭素水(Kohlewasser) によって補充される。

本発明の方法のいろいろな別の実施態様も可能である。特に有利な実施態様によればガス洗浄を二段階で実施し、これらは酸性ガス成分のための第一のアルカリ洗浄段階並びに中性から酸性のｐＨ域で実施されるアンモニア吸収のための第二の洗浄段階である。苛性ソーダ溶液は第一の洗浄段階の頂部に供給し、一方、精製すべきコークスガスは、第二の洗浄段階の脚部に供給され、これら両方の洗浄段階を相前後して貫流しそして第一の洗浄段階の頂部で引き出される。第一洗浄段階を流れ去る洗浄液は第二の洗浄段階の上部区域に供給される。本発明の実施態様の場合には苛性ソーダは最初に酸性ガス成分、特にＨ₂ Ｓを吸収するための洗浄液として利用される。酸性成分の吸収によって洗浄液のｐＨ値は低下し、その結果この洗浄液はアンモニアを吸収するための第二の洗浄段階で利用することができる。第二の洗浄段階から流出する液体は脱着装置に供給されそしてそこで酸性成分の全て並びにアンモニアを除去することによって再生される。両方の洗浄段階は別々の吸収装置として構成されていてもよいしまたは一つの装置中に統合されていてもよい。

本発明の方法の別の実施態様は、精製すべきコークス炉ガスを第一の吸収装置において苛性ソーダで洗浄しそして次に第二の吸収装置に供給し、そこにおいてガス流からアンモニアを分離除去するように構成されている。第一の吸収装置からの洗浄液だけを脱着装置に供給し、そこにおいて苛性ソーダ溶液が再生されそして酸性ガス並びにアンモニアが追い出される。再生された苛性ソーダ溶液は分離段階において第一の吸収装置に戻される濃厚溶液流および実質的にＮａＯＨ不含の液流に分離される。ＮａＯＨ不含の液流は洗浄液として第二の吸収装置に供給されそしてアンモニアの吸収に利用される。第二の吸収装置から引き出される洗浄液は第一の吸収装置に戻される。分離段階は好ましくは逆浸透として実施するのが有利であり、その際にＮａＯＨに対して高い保持能力を有する逆浸透膜が使用される。保持能力は膜の種類によって約９９〜９９．５％である。逆浸透装置を二段階で運転する場合には、ＮａＯＨに対して小さい保持能力の膜も使用できる。

脱着装置は上述の両方の変法の場合には好ましくは減圧蒸留として運転される。別の実施態様において本発明は、脱着装置から離れる再生された苛性ソーダ溶液から部分流を流し出しそしてコークス炉運転段階からの炭素水と一緒に蒸発器に供給し、そこにおいて液体を濃縮しそして脱着装置に供給される水蒸気流を発生させることを教示する。蒸発器で濃縮された液体流は廃水として取り出される。

本発明の方法に従って浄化されたコークス炉ガスは０．５ｇ／Ｎｍ³ より少ないＨ₂ Ｓ含有量を有している。この場合、本発明に従って使用される苛性ソーダ溶液の大きな洗浄活性のために０．１ｇ／Ｎｍ³ 以下の値も達成できる。あるいは存在する僅かな残量の酸性ガス成分は後続の精密洗浄装置(Feinwaescher)で洗去することができる。本発明の特に有利な実施態様によれば精密洗浄装置は蒸発器から引き出される洗浄液を用いて少なくとも部分的に運転される。その際に精密洗浄装置から引き出される液体は蒸発器に戻される。

以下に本発明を実施例を図示する図面によって更に詳細に説明する。
図１はコークス炉ガスを浄化する本発明の方法の装置の概略図であり、
図２は本発明の方法の別の実施態様を図示している。

図面に記載の方法の場合には、Ｈ₂ ＳおよびＮＨ₃ を不純物として含有するコークス炉ガス（ＣＯＧ）はガス洗浄によって浄化される。この場合には特に硫黄化合物およびアンモニアをガス流からほぼ完全に除かなければならない。

本発明の方法の場合にはコークス炉ガス（ＣＯＧ）が苛性ソーダ溶液（ＮａＯＨ）と向流状態で洗浄される。次いで脱着装置（１）においては、全ての酸性ガス成分Ｈ₂ Ｓが除去されそしてアンモニアＮＨ₃ が除去されることによって苛性ソーダ溶液が再生される。この苛性ソーダ溶液は洗浄液循環系（２）に供給されそして再びガス洗浄のために使用される。吸収による消費はＮａＯＨの添加によって相殺される。更に洗浄液循環系（２）からナトリウム塩含有廃水が引き出される。液体損失量は、コークス炉中で生じる、アンモニウム塩を含有していてもよい炭素水に取り替えられる。

図１に記載の本発明の方法の実施態様の場合には、ガス洗浄を二段階で実施する。ガス洗浄は、酸性ガス成分、特にＨ₂ Ｓのための最初のアルカリ洗浄段階（３）並びにアンモニウムを吸収するために中性から酸性ｐＨ域までの範囲内で運転される洗浄段階（４）を包含する。苛性ソーダ溶液は第一の洗浄段階の頂部に供給される。浄化すべきコークス炉ガスは第二の洗浄段階の脚部に供給され、両方の洗浄段階を相前後して貫流しそして第一の洗浄段階の頂部から浄化されたガス流（５）として引き出される。第一の洗浄段階（３）から流出する洗浄液（６）は第二の洗浄段階（４）の上部区域に供給される。この実施例において、洗浄段階（３, ４）は蒸気用および液体用導管によって互いに連結されている別々のガス洗浄装置として構成されている。ガス洗浄装置（３，４）は物質交換を改善するための通例の構成要素を有している。本発明の範囲においては、両方のガス洗浄装置が一つの装置に合体されていてもよい。

脱着装置（１）は減圧蒸留として運転される。脱着装置を離れる再生された苛性ソーダ溶液は部分流（７）として流し出されそしてコークス炉運転段階からの炭素水と一緒に蒸発器（８）に供給され、そこにおいて液体が濃縮されそして脱着装置（１）に供給される水蒸気流（９）を生ずる。濃縮された液体は廃水として引き出される。

図１に図示した実施例の場合には、あるいは存在する僅かな残量の酸性ガス成分が浄化されたガスから洗去される精密洗浄装置（１０）が設けられている。精密洗浄装置（１０）は最初に蒸発器（８）から引き出される液体（１１）を用いて少なくとも部分的に運転される。精密洗浄装置（１０）から引き出される液体（１２）は蒸発器に戻される。

図２には本発明の方法の変法が図示されている。図２に図示した方法の場合には、浄化すべきコークス炉ガス（ＣＯＧ）が第一の吸収装置（１３）中で苛性ソーダ溶液（ＮａＯＨ）で洗浄され、次いで第二の吸収装置（１４）に供給され、そこにおいてアンモニアがガス流から分離除去される。第一の吸収装置（１３）からの洗浄液（１５）だけを脱着装置（１）に供給し、そこにおいて苛性ソーダ溶液（ＮａＯＨ）が再生されそしてＨ₂ Ｓ並びにアンモニア（ＮＨ₃ ）が追い出される。再生された苛性ソーダ溶液（ＮａＯＨ）は分離段階（１６）において第一の吸収装置（１３）に戻される濃厚流（１７）と実質的にＮａＯＨ不含の液体流（１８）とに分離される。これらは液体として第二の吸収装置（１４）に供給されそしてアンモニアの吸収のために利用される。分離段階（１６）は好ましくはＮａＯＨに対して高い保持能力を有する逆浸透膜を有する逆浸透装置で構成されている。ＮａＯＨに対しての保持能力は好ましくは少なくとも９９％である。第二の吸収装置（１４）から引き出される洗浄液（１９）は第一の吸収装置（１３）中に戻される。最後に図２からは、脱着装置（１）への入口に熱交換機（２０）が配置され、そこにおいて逆浸透装置の透過流（１８）と脱着装置（１）への入口との間で熱交換が行われることがわかる。

脱着装置（１）には、炭素水、再生された苛性ソーダ溶液から引き出される第二の部分流並びに水蒸気が供給される蒸発器（８）が連結されている。苛性ソーダ溶液の添加によって除去できないアンモニウム塩がアンモニアとＮａＣｌに分解される。遊離のアンモニアは脱着装置（１）において除去される。蒸発器（８）の下側からは、濃縮された廃水流が引き出される。

図１はコークス炉ガスを浄化する本発明の一実施態様を実施するための装置の概略図を図示している。 図２は本発明の方法の別の実施態様を実施するための装置の概略図を図示している。

符号の説明

１・・・脱着装置
２・・・洗浄液循環系
３・・・第一洗浄段階
４・・・第二洗浄段階
５・・・ガス流
６・・・流出洗浄液
７・・・部分流
８・・・蒸発器
９・・・水蒸気流
１０・・・精密洗浄装置
１１・・・廃水
１３・・・第一吸収装置
１４・・・第二吸収装置
１５・・・洗浄液
１６・・・分離段階
１７・・・濃厚流
１８・・・液体流

Claims (6)

1. 洗浄液循環系に洗浄液として苛性ソーダが供給されそして苛性ソーダを再生するための脱着装置で不純物が洗浄液から除去されそしてコークス炉ガスが洗浄液で向流状態で洗浄される、コークス炉ガスをガス洗浄によって浄化する方法において、ガス洗浄を二段階で実施し、即ち第一のアルカリ洗浄段階は酸性ガス成分のために並びに中性から酸性のｐＨ域で実施される第二の洗浄段階はアンモニア吸収のために実施し、
   浄化すべきコークス炉ガスは、第二の洗浄段階の脚部に供給され、これら両方の洗浄段階を相前後して貫流しそして第一の洗浄段階の頂部で引き出され、
   苛性ソーダ溶液は第一の洗浄段階の頂部に供給され、
   第一の洗浄段階からの流出する洗浄液は第二の洗浄段階の上部領域に供給され、
   酸性ガス成分を吸収することによって洗浄液のｐＨ値は、第二の洗浄段階の洗浄液をアンモニアの吸収のために利用できるような程度に下げる
   ことを特徴とする、上記方法。
2. 洗浄液循環系に洗浄液として苛性ソーダが供給されそして苛性ソーダを再生するための脱着装置で不純物が洗浄液から除去されそしてコークス炉ガスが洗浄液で向流状態で洗浄される、コークス炉ガスをガス洗浄によって浄化する方法において、
   洗浄すべきコークス炉ガスが第一の吸収装置において苛性ソーダで洗浄され、次いで第二の吸収装置に供給され、そこにおいてガス流からアンモニアが分離除去され、
   第一の吸収装置からの洗浄液が脱着装置に供給され、そこにおいて苛性ソーダ溶液が再生されそして酸性ガスおよびアンモニアが除去され、
   再生された苛性ソーダ溶液が分離段階において第一の吸収装置に戻される濃厚液流および第二の吸収装置のための実質的にＮａＯＨ不含の洗浄液流に分離され
   第二の吸収装置から引き出される洗浄液が第一の吸収装置に戻される
   ことを特徴とする、上記方法。
3. 分離段階を逆浸透法として実施しそしてＮａＯＨに対して高い保持能力を有する逆浸透膜を使用する、請求項２に記載の方法。
4. 洗浄循環系からナトリウム塩を含有する廃水を引き出し、その結果として流体損失が生じ、その流体損失を補うために、コークス炉運転段階で生ずる炭素水を洗浄循環系に補充する、請求項１〜３のいずれか一つに記載の方法。
5. 脱着装置が減圧蒸留として運転される、請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法。
6. 脱着装置から離れる再生された苛性ソーダ溶液から部分流を流し出し、そしてコークス炉運転段階からの炭素水と一緒に蒸発器に供給し、そこにおいて、液体を濃縮しそして脱着装置に供給される水蒸気流を発生させ、
   浄化されたガスを下流に連結された精密洗浄装置に供給し、そこにおいて、存在する僅かな残量の酸性ガス成分を洗去し、
   精密洗浄装置を蒸発器から引き出される液体を用いて少なくとも部分的に運転し、そして、精密洗浄装置から引き出される液体を蒸発器に戻す、請求項１〜５のいずれか一つに記載の方法。

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