JPS61234982A - アンモニア、硫化水素などを含む廃水の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アンモニア、硫化水素、シアン化水素、二酸
化炭素などの有害成分を含む廃水の処理方法の改良、詳
しくはストリッピング塔の塔頂蒸気の保有する潜熱をト
１］用して低圧スチームを発生させ、発生スチームを圧
縮してストリッピングスチームとしてストリッピング塔
に導入する廃水の処理方法に関するものでるる。

〔従来の技術〕

従来、アンモニア、硫化水素などを含む廃水、たとえば
コークス工場で石炭乾留時に発生する余剰安水は、常圧
蒸留法または真空蒸留法により処理されている。一般に
余剰安水中には、２０００〜　　　′５０００ｐＩｌ［
ｎの揮発性のアンモニア（フリーアンモニア）、および
硫化水素、シアン化水素、二酸化炭素などの有害成分が
微量台まれている。これらの有害成分を常圧蒸留法で除
去する場合は、第３図に示すように、６０’Ｃ程度の余
剰安水を熱交換器１によって加熱後、ストリッピング塔
２に導き、スチームをストリッピング塔２のボトムに直
接吹き込むか、またはスチームによってストリッピング
塔２の塔底液をリボイラー３にて間接的に加熱し、常圧
でアンモニアなどを分離し、アンモニアなどが除去され
た廃水として活性汚泥設備などの次工程へ排出する方法
が使用されている。この場合、常圧下ではストリッピン
グ塔２の温度は平均約１００°Ｃ１またはそれ以上の温
度になるのが普通であり、ストリッピング塔２全体の温
度は高い。ストリッピング塔２内に吹き込まれたスチー
ムは、塔頂において原液を沸点まで加熱するだめの加熱
スチームとしての役割と、さらに塔頂よシ留出するアン
モニアなどに同伴されるキャリヤースチームとしての役
割を果たす。ストリッピング塔２の塔頂よシ留出するア
ンモニア含有蒸気は、コンデンサー４によって９０°Ｃ
程度まで冷却・凝縮され、アンモニアが濃縮される。こ
の濃縮されたアンモニア含有蒸気は硫安設備などのアン
モニア回収工程へ送られる。またスチームでストリッピ
ング塔２のボトム液を間接加熱する場合は、ストリッピ
ング塔２の塔底液中の水分が蒸発し、蒸発したスチーム
は上記の直接吹込みの場合と同様の役割を果たす。廃水
量は塔内で蒸発した水分量だけ少なくなるが、必要なス
チーム量は両者とも大差ない。したがって、従来の常圧
蒸留法においては、ストリッピング塔におけるスチーム
消費量は、通常、余剰安水１トン当り０，１５〜０．２
トン程度となり非常に非経済的である。

一方、常圧蒸留法の莫大なスチーム消費量を削減するた
めに多重効用法や熱安水の廃熱を利用する方法が提案さ
れている。これらの方法はその一部にあるいは全面的に
真空蒸留法を採用している。

真空蒸留法の一例として、熱安水の廃熱を杓用する方法
を例にとってその問題点を説明する。コークス工場には
、コークス炉のドライメーンとタールデカンタ−を循環
する７５〜８０′ｃの熱安水が存在する。この方法は、
この循環熱安水の一部を余剰安水のストリッピングの熱
源として利用する方法である。この方法のフローを第４
図に示す。この方法は、７５〜８０℃の熱安水をリボイ
ラー３の熱源として利用するため、ストリッピング塔２
を真空蒸留としてストリッピング塔の平均操作温度を６
０°Ｃ程度としている。したがって、常圧蒸留法に比べ
て操作温度が低いのでストリッピング性能が悪い。また
ストリッピング塔２の塔頂から留出する蒸気温度は６０
°Ｃ以下となり、コンデンサー４内で蒸気はさらに冷却
される。この塔頂蒸気はナフタリンやその他の不純物を
含んでおシ、過度に冷却されるとナフタリン分の多い有
機物がコンデンサー４の冷却管などで析出し、コンデン
サー４の性能が低下しプラントの長期連続運転が困難と
なる。一般に、塔頂蒸気を８０°Ｃ以下に冷却するとナ
フタリン留分が析出しやすくなる。したがって、真空蒸
留法を採用する場合はこの問題を解決しなければならな
い。またこの真空蒸留法は、熱安水が存在するコークス
工場では可能であるが、他に適当な熱源のない工場では
利用できない。なお第４図において、５は真空ポンプで
ある。

上記の問題点を解決するために、本発明者は既に第５図
に示すように、アンモ′ニア、硫化水素などを含む廃水
をスチームストリッピングしてアンモニア、硫化水素な
どを除去する方法において、ストリッピング塔を８０〜
９０°Ｃの減圧下で運転しストリッピング塔２の塔頂蒸
気を蒸気圧縮機６で圧縮比１．５〜４．０の範囲で圧縮
して、この塔頂蒸気の露点温度を上昇させた後、この塔
頂蒸気とストリッピング塔２の塔底液とをコンデンサー
７で熱交換させ、加熱された塔底液をストリッピング塔
２に戻して、塔頂蒸気の保有する潜熱をストリッピング
塔２の熱源として利用することによシ、スチーム消費量
を大幅に削減することができ、かつナフタリンの析出に
よるトラプルを防止することができるアンモニア、硫化
水素などを含む廃水の処理方法を開発し、特願昭５８−
２２０１６７号として特許出願している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら上記既出願の処理方法は次のような問題点
を残している。

（１）腐食性を有する塔頂蒸気を蒸気圧縮機６で圧縮し
なければならないので、蒸気圧縮機６のインペラー、ケ
ーシングなどの接ガス部をチタンなどの高級材質としな
ければならず、高価となる。

（２）蒸気圧縮機６から出るガスはスーパーヒートされ
ているので、このガスの保有熱量を熱交換器（コンデン
サー７）で効率的に回収するためには、コンデンサー７
の上流にガスの増湿装置を設は露点温度近くまで冷却す
るようにするか、またはデス−パーヒーター（間接式熱
交換器）を設けなければならない。これらの装置を設け
ない場合は、熱回収用の熱交換器（コンデンサー７）の
伝熱面積が大きくなり、その分だけコストが嵩むことに
なる。

（３）蒸気圧縮機６から出るガスと熱交換するために、
ストリッピング塔２の塔底液の大量循環が必要であり、
大型の循環ポンプが必要となる。

（４）ストリッピング塔２は減圧で運転され、その操作
温度は８０〜９０°Ｃとなるため、ＮＨ３、Ｈ２Ｓなど
のストリッピング性能は常圧方式（１００〜１１０°Ｃ
）に比べて若干劣る。つまりストリッピング塔（トレイ
塔または充てん塔）の高さが高くなシコストが嵩むこと
になる。

（５）ストリッピング塔は減圧運転であるので、既設常
圧基を改造する場合は、補強リングなどの補強が必要で
ある。

本発明は上記の蒸気圧縮法の問題点を解決するためにな
されたもので、低コストで安定した運転を行うことがで
きるアンモニア、硫化水素などを含む廃水の処理方法の
提供を目的とするものである。

〔問題点を解決するだめの手段および作用〕本発明の方
法は、第１図を参照して説明すれば、アンモニア、硫化
水素などを含む廃水をスチームストリッピングしてアン
モニア、硫化水素などを除去する方法において、ストリ
ッピング塔２の塔頂蒸気を水と間接的に熱交換させて冷
却・凝縮させるとともに、この塔頂蒸気の保有する潜熱
を利用して低圧スチームを発生させ、この低圧スチーム
を圧縮比１．５〜４．０の範囲で圧縮し、ストリッピン
グスチームとしてストリッピング塔２に導入することを
特徴としている。

アンモニア、硫化水素、シアン化水素、二酸化炭素など
の有害成分を含む廃水を熱交換器１に導入してストリッ
ピング塔の塔底液により加熱し、ストリッピング塔２の
塔頂へ供給する。ストリッピング塔２は常圧で運転され
る。アンモニア、硫化水素などを含んだ塔頂蒸気は水を
冷却媒体とするコンデンサー８にて冷却・凝縮される。

この冷却・凝縮過程で蒸気中のガス成分が濃縮され、濃
縮されたアンモニア含有蒸気はアンモニア回収工程へ排
出される。コンデンサー８において塔頂蒸気の大部分が
凝縮し、塔頂蒸気の保有する熱量が冷却媒体である水側
へ移行し、スチームドラム９にて低圧スチームを発生さ
せる。発生した低圧スチームはデミスタ−１０でミスト
分を充分除去した後、蒸気圧縮機６で圧縮比１．５〜４
．０の範囲に圧縮され過熱スチームとなる。この過熱ス
チームをストリッピング塔２に直接吹き込み、ストリッ
ピング塔の熱源として利用する。熱量の不足分は補助ス
チームで供給する。ストリッピング塔２の塔底液は熱交
換器１およびクーラー１１によって冷却され次工程へ排
出される。

圧縮比１．５未満の場合は、圧縮蒸気をストリッピング
塔の塔底に吹き込むことが圧力的に困難となり、一方、
圧縮比が４．０を越える場合は、圧縮後の蒸気の温度が
高くなり、また蒸気圧縮機が高価となるという不利な点
が生じる。このため本方法においては、圧縮比１．５〜
４．０の範囲が適正である。

コンデンサー８の冷却媒体としては、ボイラー水、純水
などの軟水を用いるのが望ましい。

また第１図では、コンデンサー８のシェル側に水を、チ
ューブ側に蒸気を通す場合を示しているが、シェル側に
蒸気を、チューブ側に水を通すように構成することも可
能である。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例をコークス工場で発生する余剰安
水を処理した場合について、第２図に基づいて詳細に説
明する。

フリーＮＨ３を約８０００ｐｐｍ、　Ｈ２Ｓを約１１０
０ｐ１）含んだ６０°Ｃの余剰安水８２ｔ／Ｈを熱交換
器ｌにてストリッピング塔２の塔底液により９５°Ｃま
で加熱してストリッピング塔２の塔頂ヘフィードした。

ストリッピング塔２は常圧で運転され、本実施例のスト
リッピング塔の操作圧力は１５００〜８０００ｍｍＡ（
１（ゲージ圧）であった。またストリッピング塔の操作
温度は１００〜１１０°Ｃであった。塔内でＮＨ３、Ｈ
２Ｓなどのガスがストリッピングされ、これらのガス成
分を含んだ塔頂蒸気はコンデンサー８にて９７°Ｃまで
冷却・凝縮された。この冷却・凝縮過程で蒸気中のガス
成分が濃縮され、濃縮されたアンモニア含有蒸気は１５
００ｍｍＡ（１の圧力で、コークス炉ガス精製ラインの
アンモニア回収工程へ排出された。コンデンサー８にお
いて塔頂蒸気４．７ｔ／Ｈのうち大部分が凝縮し、塔頂
蒸気の保有する熱量が冷却媒体であるボイラー水側へ移
行し、スチームドラム９にて９０’Ｃの低圧スチームが
約４ｔ／Ｈ発生した。・発生した５２６ｍｍＨｇａｂｓ
、の低圧スチームは蒸気圧縮機６で８５００ｍｍＡｑ程
度まで圧縮され、１７０°Ｃ程度の過熱スチームとなっ
た。この時の圧縮比は約２であった。この過熱スチーム
をストリッピング塔２に直接吹き込み、ストリッピング
塔の熱源として利用した。熱量の不足分として補助スチ
ーム１゜３ｔ／Ｈをストリッピング塔へ供給した。この
ことにより、系外から導入するスチーム量は５．８ｔ／
Ｈから１．８　ｔ／Ｈに減少し、従来の常圧法に比べて
スチーム量を約７５％節約することができた。ＮＨ３が
５０ｐｐｍ程度まで減少したストリッピング塔の塔底液
は熱交換器１とクーラー１１によって冷却され、次工程
へ排出された。

〔発明の効果〕

本発明は上記のように構成されているので、下記のよう
な効果を奏する。

（１）　　第３図に示す従来の常圧法に比べて、スチー
ム量を７０〜８０％節約８０％とができる。

（２）蒸気圧縮機は発生した低圧スチームを取り扱うの
で、チタンなどの高級材質を使用する必要はなくなり安
価となる。またインペラーに異物が付着することもない
ので、安定した運転を行うことができる。

（３）蒸気圧縮機から出るスチームはスーパーヒートさ
れているが、ストリッピング塔に導入され塔内で液と直
接接触するため、増湿操作あるいはデス−パーヒートは
不要である。

（４）既出願の特願昭５８−２２０１６７号におけるよ
うに、塔底液の大量循環は不要である。

（５）操作温度は従来の常圧法と同様であるので、ＮＵ
３、Ｈ２Ｓなどのストリッピング性能は変わらない。し
たがってストリッピング塔の塔高は従来の常圧法と同程
度である。

（６）第３図のような既設常圧設備を改造する場合でも
、ストリッピング塔は補強することなくそのまま利用可
能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のアンモニア、硫化水素などを含む廃水
の処理方法を実施する装置の一例を示すフローシート、
第２図は本発明の実施例における温度、圧力、流量など
を示すフローシート、第３図および第４図は従来例を示
すフローシート、第５図は本出願人が既に開発して特許
出願している方法を示すフローシートである。 １・・・熱交換器、２・・・ストリッピング塔、３・・
・リボイラー、４・・・コンデンサー、・５・・・真空
ポンプ、６・・・蒸気圧縮機、７．８・・・コンデンサ
ー、９・・・スチームドラム、ｌＯ・・・デミスタ−１
１１・・・クーヲ第３図 第４図 ｊＭＬ端肩木。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　アンモニア、硫化水素などを含む廃水をスチームス
   トリツピングしてアンモニア、硫化水素などを除去する
   方法において、ストリツピング塔の塔頂蒸気を水と間接
   的に熱交換させて冷却・凝縮させるとともに、この塔頂
   蒸気の保有する潜熱を利用して低圧スチームを発生させ
   、この低圧スチームを圧縮比１．５〜４．０の範囲で圧
   縮し、ストリツピングスチームとしてストリツピング塔
   に導入することを特徴とするアンモニア、硫化水素など
   を含む廃水の処理方法。