アンモニア回収装置及び回収方法
【課題】ガス化炉のアンモニア含有排水から、Ｈ２Ｓとともにアンモニアを回収し、浄化した排水を工業用水として活用可能とする、アンモニア回収装置及び回収方法を提供する。
【解決手段】大気圧よりも高圧としたＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０により、アンモニア含有排水から、ＣＯ２、Ｈ２Ｓを水分濃度の低いガスとして塔頂部１５から排出するとともに塔底部１７からアンモニアを含む溶液を排出する第１工程と、第１工程を経たアンモニアを含む溶液を上記ストリッパーよりも低圧としたアンモニアストリッパー２０に導入し、アンモニアリッチのガスを塔頂部２６から排出するとともに工業用水として利用可能な水を塔底部２４から排出する第２工程と、第２工程を経たアンモニアリッチのガスを、低圧に保持された洗浄塔３０に導入し、塔底部３４から排水を排出すると共に、塔頂部４１からアンモニアリッチのガスを排出する第３工程とを備える。
【解決手段】大気圧よりも高圧としたＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０により、アンモニア含有排水から、ＣＯ２、Ｈ２Ｓを水分濃度の低いガスとして塔頂部１５から排出するとともに塔底部１７からアンモニアを含む溶液を排出する第１工程と、第１工程を経たアンモニアを含む溶液を上記ストリッパーよりも低圧としたアンモニアストリッパー２０に導入し、アンモニアリッチのガスを塔頂部２６から排出するとともに工業用水として利用可能な水を塔底部２４から排出する第２工程と、第２工程を経たアンモニアリッチのガスを、低圧に保持された洗浄塔３０に導入し、塔底部３４から排水を排出すると共に、塔頂部４１からアンモニアリッチのガスを排出する第３工程とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭ガス化炉等の化石燃料を原料とするガス化炉のアンモニア含有排水から、ＣＯ２、Ｈ２Ｓとともにアンモニアを回収し、浄化した排水を工業用水として活用可能とする、アンモニア回収装置及び回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭ガス化炉等の化石燃料を原料とするガス化炉からの排水には、アンモニア（ＮＨ３）、並びにＣＯ２、Ｈ２Ｓ等が含まれるため、通常は、常圧（大気圧）で運転されるアンモニアストリッパーによって、排水に含まれるＮＨ３、並びにＣＯ２、Ｈ２Ｓを放散させ、該アンモニアストリッパーの塔底部から工業用水として再利用可能な水を回収していた。
【０００３】
ここで、図３に上記排水からのアンモニア回収装置の従来の一形態を示す。図３において、アンモニアストリッパー３０１は常圧（大気圧）で運転され、ここには、排水供給管３０２からアンモニア含有排水（ＣＯ２、Ｈ２Ｓも含有する）が導入される。
アンモニアストリッパー３０１は、圧力計３０３による計測圧が常圧（大気圧）、温度計３０４による計測温度が９０°Ｃ程度の状態に維持される。ここでは、アンモニア含有排水からＮＨ３、並びにＣＯ２、Ｈ２Ｓ及び水（Ｈ２Ｏ）を放散させて、塔頂部３０５からＮＨ３、Ｈ２Ｓ、ＣＯ２ガスを排出する。この、ＮＨ３、Ｈ２Ｓ、ＣＯ２ガスは燃焼に供される。また、アンモニアストリッパー３０１の塔底部３０６からの排水は工業用水に使用される。
なお、ＮＨ３、Ｈ２Ｓガスは次のように、変化する。
ＮＨ３→Ｎ２＋Ｈ２Ｏ
Ｈ２Ｓ→ＳＯ２＋Ｈ２Ｏ
【０００４】
また、図４に、排水からのアンモニア回収装置の従来の他の形態を示す。なお、この形態は、特許文献１（特開２００４−６７８４９号公報）の段落０００３で示唆されているものである。
図４において、アンモニアストリッパー４０１は、通常常圧（大気圧）で運転され、排水供給管４０２からアンモニア含有排水（ＣＯ２、Ｈ２Ｓも含有する）が導入される。この際、排水供給管４０２にはＮａＯＨ供給管４０７よりＮａＯＨが供給され、このＮａＯＨがアンモニア含有排水に投入される。
【０００５】
アンモニアストリッパー４０１は、圧力計４０３による計測圧が常圧（大気圧）、温度計４０４による計測温度が９０°Ｃ程度の状態に維持される。ここでは、ＮａＯＨを含むアンモニア含有排水からＮＨ３及び水（Ｈ２Ｏ）を放散させて、塔頂部４０５からこのＮＨ３及び水（Ｈ２Ｏ）を、製品アンモニア蒸気として排出する。
ＮａＯＨが供給されることにより、以下の反応が起こる。
ＮａＯＨ＋Ｈ２Ｓ→ＮａＳＨ＋Ｈ２Ｏ
２ＮａＯＨ＋ＣＯ２→Ｎａ２ＣＯ３＋Ｈ２Ｏ
この結果、塔底部４０６からは、ＮａＯＨ、Ｎａ２ＣＯ３、ＮａＳＨ、水（Ｈ２Ｏ）が排出され、排水処理に移行される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−６７８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記各技術には、次のような問題点がある。
図３に示される排水からのアンモニア回収装置においては、以下のとおりである。
（１）アンモニアストリッパー３０１の塔頂部３０５から排出されるＮＨ３、並びにＣＯ２、Ｈ２Ｓ及び水（Ｈ２Ｏ）等は、焼却炉で焼却した後に、排煙脱硫を行うため、アンモニア（ＮＨ３）を回収できない。
（２）また、アンモニアの放散を効果的に行う目的と、炭酸アンモニウムの析出防止のために、アンモニアストリッパー３０１の出口温度（温度計３０４）を９０°Ｃ程度に保つ必要がある。このため、ガス中の水分量が多くなり、これにより排煙脱硫によって硫黄を石膏として回収できるものの、高濃度の硫酸（９８ｗｔ％）用の原料ガスとしては、水の分離が不可欠のため（コスト高となったり）、薄い硫酸しか回収できない、という不具合があった。
【０００８】
また、図４に示されるような、排水からのアンモニア回収装置の形態では、以下の問題がある。
（１）アンモニアを回収すべく、ＮａＯＨ供給管４０７よりＮａＯＨを供給し、アンモニア含有排水に混入し、ＮａＯＨによりＣＯ２、Ｈ２Ｓを固定化して、塔頂部４０５からこのＮＨ３リッチのガスを回収することは可能ではある。しかし、かかる場合にはＮａＯＨの使用量（例えば表１のラボベースを１０００倍とした商業規模では日量３５トン程度）が膨大になる。
（２）また、ＮａＯＨを加えなければ、工業用水程度の品質を持つ水が、アンモニアストリッパー４０１の塔底部４０６から得られる。しかし、これにＮａＯＨを添加すると、このような工業用水程度の品質を維持できないため、得られた水を排水処理設備に送って処理し、工業用水程度の品質を回復する必要があった。
【０００９】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、９０ｗｔ％以上の濃度をもつＨ２Ｓフリーのアンモニア・スチーム混合ガスを得るとともに、工業用水として再利用可能な水を得るようにし、さらには硫酸製造にも適するＣＯ２・Ｈ２Ｓリッチのガスを得ることができるようにした、排水からのアンモニア回収装置及び回収方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、ガス化炉のアンモニア含有排水からアンモニアを回収する、アンモニア回収方法であって、大気圧よりも高圧に維持されたＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパーにより、アンモニア含有排水から、ＣＯ２、Ｈ２Ｓを水分濃度の低いガスとして塔頂部から排出するとともに塔底部からアンモニアを含む溶液を排出する第１の工程と、上記第１の工程を経た上記アンモニアを含む溶液を上記ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパーよりも低圧に維持されたアンモニアストリッパーに導入し、アンモニアリッチのガスを塔頂部から排出するとともに工業用水として利用可能な水を塔底部から排出する第２の工程と、上記第２の工程を経た上記アンモニアリッチのガスを、上記アンモニアストリッパーよりも低圧に保持された洗浄塔に導入し、塔底部からＮａ化合物を含む排水を排出すると共に、塔頂部からアンモニアリッチのガスを排出する第３の工程とを備えることを特徴とする。
【００１１】
ここで、上記洗浄塔を、上部の水洗塔と下部のＮａＯＨ洗浄塔とを連設した洗浄塔として構成し、上記第２の工程を経た上記アンモニアリッチのガスを、上記ＮａＯＨ洗浄塔に導入し、該ＮａＯＨ洗浄塔でＮａＯＨを含む循環水中のＮａＯＨでＨ２ＳとＣＯ２を吸収して上記水洗塔に送り出すとともに、上記ＮａＯＨ洗浄塔の塔底部からＮａ化合物を含む排水を排出するＮａＯＨ洗浄工程と、上記アンモニアストリッパーよりも低圧に保持された上記水洗塔において上記ＮａＯＨ洗浄工程で洗浄を施されたアンモニアリッチのガスに補給水を供給して該補給水で飛沫攪拌してくるＮａＯＨを洗浄する水洗洗浄工程とを、上記第３の工程で行うようにすることができる。
さらにここで、上記ＮａＯＨ洗浄塔の塔底部からのＮａ化合物を含む排水を、中和用としてガス化炉後流のスクラバーの排水路に合流することもできる。
【００１２】
さらに、本発明は、別の側面で、ガス化炉のアンモニア含有排水からアンモニアを回収する、アンモニア回収装置であり、該アンモニア回収装置は、内部圧力を大気圧よりも高圧に維持されたＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパーと、内部圧力を上記ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパーよりも低圧に維持されたアンモニアストリッパーと、内部圧力を上記アンモニアストリッパーよりも低圧に保持された洗浄塔とを備え、上記ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパーは、アンモニア含有排水から、ＣＯ２、Ｈ２Ｓを水分濃度の低いガスとして排出する塔頂部とアンモニアを含む溶液を排出する塔底部とを有し、上記アンモニアストリッパーは、上記ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパーからの上記アンモニアを含む溶液から、アンモニアリッチのガスを排出する塔頂部と工業用水として利用可能な水を排出する塔底部とを有し、上記洗浄塔は、Ｎａ化合物を含む排水を排出する塔底部と、Ｈ２Ｓフリーのアンモニアリッチのガスを排出する塔頂部を有することを特徴とする。
【００１３】
ここで、上記洗浄塔は、上部の水洗塔と下部のＮａＯＨ洗浄塔とを連設した洗浄塔として構成することができ、上記ＮａＯＨ洗浄塔は、上記アンモニアストリッパーからの上記アンモニアリッチのガスを、ＮａＯＨを含む循環水中のＮａＯＨでＨ２ＳとＣＯ２を吸収して該ＮａＯＨ洗浄塔の上部に位置する水洗塔に送り出す連結部とＮａ化合物を含む排水を排出する塔底部とを有し、上記水洗塔は、上記ＮａＯＨ洗浄塔の連結部からのＨ２Ｓフリーのアンモニアリッチのガスに補給水を供給して該補給水で飛沫攪拌してくるＮａＯＨを洗浄し、その後、Ｈ２Ｓフリーのアンモニアリッチのガスを排出する塔頂部を有するものとして構成することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、９０ｗｔ％以上の濃度をもつＨ２Ｓフリーのアンモニア・スチーム混合ガスを得るとともに、工業用水として再利用可能な水を得るようにし、さらには硫酸製造にも適するＣＯ２・Ｈ２Ｓリッチのガスを得ることができるようにした、アンモニア含有排水からのアンモニア回収装置及び回収方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態に係るアンモニア含有排水からのアンモニア回収装置を説明するシステム図である。
【図２】本発明に係るアンモニア含有排水からのアンモニア回収装置を適用する対象となるシステムの一実施の形態を説明するシステム図である。
【図３】従来技術にかかるアンモニア回収装置の要部系統図である。
【図４】他の従来技術にかかるアンモニア回収装置の要部系統図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係るアンモニア回収装置及び回収方法を、添付図面示した実施の形態を参照しながら詳細に説明する。
図１に、本発明に係るアンモニア回収装置の一実施の形態を示す。
【００１７】
図１に示す実施の形態において、排水からのアンモニア回収装置は、主要な構成要素として、ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０と、アンモニアストリッパー２０と、ＮａＯＨ洗浄塔３１と水洗塔３２とを上下に連設した洗浄塔３０とを備える。
【００１８】
ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０は、内部圧力を大気圧よりも高圧に維持している。すなわち、ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０は、内部圧力を２〜４ｋｇ／ｃｍ２Ｇの範囲で維持している。
また、アンモニアストリッパー２０は、内部圧力をＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０よりも低圧に維持している。すなわち、アンモニアストリッパー２０は、内部圧力をＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０よりも低圧かつ０．５〜２ｋｇ／ｃｍ２Ｇの範囲に維持している。
さらに、洗浄塔３０は、内部圧力をアンモニアストリッパー２０よりも低圧に保持している。すなわち、洗浄塔３０は、内部圧力をアンモニアストリッパー２０よりも低圧かつ０〜１．５ｋｇ／ｃｍ２Ｇの範囲に維持している。
【００１９】
ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０には、アンモニア含有排水管１１によりアンモニア（ＮＨ３）を含有したアンモニア含有排水Ｓｔ・１が導入される。アンモニア含有排水Ｓｔ・１は、入口排水加熱用のスチーム加熱器１２を経由して導入される。
ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０の上部には、ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０の内部圧力を計測する圧力計１３及び内部温度を計測する温度計１４が設置されている。
【００２０】
ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０の塔頂部１５から排出されたＣＯ２・Ｈ２ＳリッチガスＳｔ・２は、燃焼炉等に排出される（詳細は後述する。）。
また、ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０は、内部の液体の循環用のポンプ１６を備える。ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０内の液体は、該ポンプ１６によりＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０内を上部側及び下部側に循環する。
さらに、ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０は、ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１の塔底部１７の液体を加熱するためのスチーム加熱器１８を備える。該スチーム加熱器１８で加熱された液体は、加熱の後、ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０に戻される。
なお、ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０の中段には、液貯め用の堰１９が設けられている。
【００２１】
アンモニアストリッパー２０には、ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０の塔底部１７からの溶液Ｓｔ・３が導入される。アンモニアストリッパー２０の上部には、ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０と同様な圧力計２１及び温度２２が設置されている。
また、アンモニアストリッパー２０には、内部の液体を循環するためのポンプ２３が設置されている。アンモニアストリッパー２０内の流体は、該ポンプ２３によりアンモニアストリッパー２０内を上部側及び下部側に循環する。
さらに、アンモニアストリッパー２０は、ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０の塔底部２４の液体を加熱するためのスチーム加熱器２５を備える。該スチーム加熱器２５で加熱された液体は、加熱の後、アンモニアストリッパー２０に戻される。
なお、アンモニアストリッパー２０の中段には、液貯め用の堰２７が設けられている。
【００２２】
アンモニアストリッパー２０の塔頂部２６からのガス、つまりＣＯ２とＨ２Ｓを若干含むアンモニアリッチガスＳｔ・４は、洗浄塔３０のＮａＯＨ洗浄塔３１に導入される。
そして、アンモニアストリッパー２０の塔底部２４からの水Ｓｔ・５は、スチーム加熱器２８及びポンプ２９を介して工業用水として外部に排出される。
【００２３】
洗浄塔３０は、前述したように、上下に連設された下部のＮａＯＨ洗浄塔３１及び上部の水洗塔３２により一体に構成されている。ＮａＯＨ洗浄塔３１の上部は水洗塔３２に連通口３３にて連通されている。なお、この連通口３３は、堰状に形成され、連結部を構成する。
洗浄塔３０のＮａＯＨ洗浄塔３１の下部には、アンモニアストリッパー２０の塔頂部２６からのＣＯ２とＨ２Ｓを若干含む、アンモニアリッチのガスＳｔ・４が導入される。
【００２４】
洗浄塔３０のＮａＯＨ洗浄塔３１には、塔底部３４からの溶液が、ポンプ３５により、循環管３６を通し、循環、流入している。循環管３６の途中には、ＮａＯＨ（水酸化ナトリウム）Ｓｔ・８の投入管３７が連結され、この投入管３７を介し、ＮａＯＨがＮａＯＨ洗浄塔３１に投入される。
また、ＮａＯＨ洗浄塔３１の塔底部３４は、ポンプ３５を介して、排水Ｓｔ・７を排水処理設備にも排出している。
【００２５】
また、上記洗浄塔３０の水洗塔３２には、水洗塔３２の下部と上部とを連結しポンプ３８により、液体を循環するための循環管３９が設けられている。循環管３９に必要に応じて補給水を供給する補給水管４０が、補給水Ｓｔ・９を水洗塔３２に供給するようになっている。
洗浄塔３０の塔頂部４１からの、製品であるＨ２Ｓフリーのアンモニア蒸気Ｓｔ・６は、所要の使用先に供給される。
【００２６】
なお、上記各ポンプ１６、２３、２９、３５、及び３８の後流に設けられた冷却器４５は、空気式の冷却器（エアクーラー）であり、冷却水方式の熱交換器も使用できる。
ここで、図１に係る実施の形態を実施した際の、Ｓｔ・１〜Ｓｔ・９で示した各流体についての組成の例を表１に示す。なお、Ｓｔ・１のように指称した各流体は、表１では、Ｓｔｒｅａｍ Ｎｏ．１のように表記されている。
【００２７】
【表１】
【００２８】
次に、図１について説明したアンモニア回収装置の作用を説明する。
【００２９】
図１において、上記のように、ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０には、アンモニア含有排水管１１によりアンモニア（ＮＨ３）を含有したアンモニア含有排水Ｓｔ・１が導入される。
ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０は、圧力計１３による内部圧力が、例えば３ｋｇ／ｃｍ２Ｇ程度の、大気圧よりも高圧に維持され、温度計１４で計測される内部温度が、例えば５５°Ｃ程度と低い状態で運転される。
【００３０】
このため、上記の内部圧力及び内部温度の状態で、ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０の塔頂部１５からの、アンモニア（ＮＨ３）の飛散が防止されて、ＣＯ２・Ｈ２ＳリッチガスＳｔ・２が、双方の合計で９０％ｗｔ以上の濃度を持ち（表１）、水分濃度が低く（表１、Ｈ２Ｏが５ｇ／ｈ以下）、維持され、アンモニアやスチームの含有量の少ないＣＯ２・Ｈ２Ｓリッチのガスを取り出すことができる。
【００３１】
したがって、このように水分濃度の低い塔頂ガスを、燃焼炉の石膏回収、又は硫黄回収、あるいは硫酸製造用の原料ガスとしても広範囲に適用できる。
【００３２】
また、ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０の塔底部１７からの、塔底液Ｓｔ・３は、Ｈ２Ｏ及びＮＨ３（アンモニア）がリッチであり（表１）、このＨ２Ｏ・ＮＨ３リッチのガスＳｔ・３が、アンモニアストリッパー２０の中央部に導入される。
【００３３】
アンモニアストリッパー２０は、圧力計２１での内部圧力をＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０の圧力よりも低圧（常圧）に維持し、温度計２２で計測される内部温度を高く（例えば、９０°Ｃ程度）保持している。
したがって、アンモニアストリッパー２０の塔頂部２６から排出される塔頂ガスＳｔ・４は、若干のＣＯ２とＨ２Ｓを含むアンモニアリッチガス（表１、ＮＨ３・Ｈ２Ｏ・ Ｈ２Ｓガス）となって、洗浄塔３０のＮａＯＨ洗浄塔３１に送り込まれる。
また、アンモニアストリッパー２０の塔底部２４からは、清浄な工業用水として再利用可能な水Ｓｔ・５（表１）が得られる。
【００３４】
ＣＯ２及びＨ２Ｓが放散されたアンモニアを含む塔頂ガスＳｔ・４は、前述のように、若干のＣＯ２とＨ２Ｓを含むアンモニアリッチガス（ＮＨ３・Ｈ２Ｏ・ Ｈ２Ｓ）ガスとなっている。
ＮａＯＨ洗浄塔３１では、このアンモニアリッチガス中にＮａＯＨを、すなわち循環路３１中にＮａＯＨを含む循環水Ｓｔ・８（表１）投入する。投入する循環水Ｓｔ・８の温度及び圧力は、３０℃で０．６ｋｇ／ｃｍ２Ｇ程度である。
この結果、循環水中のＮａＯＨでＣＯ２及びＨ２Ｓの残量を吸収することとなり、ＮａＯＨの使用量を大幅に減少できる。例えば、図４の従来装置で日糧３５トンであったものを、本発明では日糧５トンに減少することができる。
【００３５】
ＮａＯＨ洗浄塔３１でＮａＯＨによるＣＯ２及びＨ２Ｓの残量の吸収を施されたガスは、若干のスチームを含むアンモニア蒸気であり、このガスをＮａＯＨ洗浄塔３１の直上の水洗塔３２に流入させ、補給水管２５からの補給水Ｓｔ・９を水洗塔３２内に供給し飛沫攪拌してくるＮａＯＨを洗い落とす水洗洗浄工程を行う。投入する補給水Ｓｔ・９の温度及び圧力は、３０℃で０．５ｋｇ／ｃｍ２Ｇ程度である。
また、洗浄塔３０の塔底部３４は、ポンプ３５を介して排水処理設備に連結されている。排水Ｓｔ・７（表１）は、Ｎａ２ＣＯ３、ＮａＳＨ等のナトリウム化合物を含む水である。
【００３６】
このようにして、洗浄塔３０の塔頂部３０から排出されるガスＳｔ・６（表１）は、Ｈ２Ｓフリーの高濃度のアンモニアリッチのガスとなり、製品アンモニア蒸気として好適に利用することができる。
【００３７】
図２に、本発明に係るアンモニア回収装置で処理される対象となるアンモニア含有排水を生じる先行するシステムについて、その一形態を示す。
図２に示すように、石炭のガス化装置５７で生成されたガス化ガスは、熱回収装置５８、５９で熱回収される。これらの間には、スクラバー５５が介在する。熱回収されたガス（ＣＯ２、ＣＯ 、Ｈ２、Ｎ２、ＮＨ３、Ｈ２Ｓ等から成る）は、ガス冷却塔５１に導入される。
ガス冷却塔５１で冷却処理されたガスはガス洗浄塔５２に導入されて洗浄処理され、Ｈ２Ｓ吸収塔６０を通って、ガスタービンに導入される。
一方、上記ガス冷却塔５１及びガス洗浄ガス洗浄塔５２塔の塔底部からの排水は、ポンプ５３、５４によって循環される。そして、一定量がアンモニア含有排水として、図１について説明したＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０に送り込まれる。
【００３８】
ここで、スクラバー５５の排水路５６に、洗浄塔３０の塔底部３４からの排水Ｓｔ・７を供給することができる。これによって、スクラバー５５中に含まれる有害酸性成分（塩素、Ｆ等）を排水Ｓｔ・７中に残存する上記したＮａ化合物によって中和することが可能である。
【００３９】
以上、本発明の実施形態について述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変更及び変形が可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１０ ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー
１１ アンモニア含有排水管
１２、１８、２５ スチーム加熱器
１３、２１ 圧力計
１４、２２ 温度計
１５ 塔頂部
１６、２３、２９、３５、３８ ポンプ
１７ 塔底部
２０ アンモニアストリッパー
２６ 塔頂部
２４ 塔底部
３０ 洗浄塔
３１ ＮａＯＨ洗浄塔
３２ 水洗塔
３４ 塔底部
３６、３９ 循環管
３７ ＮａＯＨ（水酸化ナトリウム）投入管
４０ 補給水管
４１ 塔頂部
４５ 空気冷却式クーラー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭ガス化炉等の化石燃料を原料とするガス化炉のアンモニア含有排水から、ＣＯ２、Ｈ２Ｓとともにアンモニアを回収し、浄化した排水を工業用水として活用可能とする、アンモニア回収装置及び回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭ガス化炉等の化石燃料を原料とするガス化炉からの排水には、アンモニア（ＮＨ３）、並びにＣＯ２、Ｈ２Ｓ等が含まれるため、通常は、常圧（大気圧）で運転されるアンモニアストリッパーによって、排水に含まれるＮＨ３、並びにＣＯ２、Ｈ２Ｓを放散させ、該アンモニアストリッパーの塔底部から工業用水として再利用可能な水を回収していた。
【０００３】
ここで、図３に上記排水からのアンモニア回収装置の従来の一形態を示す。図３において、アンモニアストリッパー３０１は常圧（大気圧）で運転され、ここには、排水供給管３０２からアンモニア含有排水（ＣＯ２、Ｈ２Ｓも含有する）が導入される。
アンモニアストリッパー３０１は、圧力計３０３による計測圧が常圧（大気圧）、温度計３０４による計測温度が９０°Ｃ程度の状態に維持される。ここでは、アンモニア含有排水からＮＨ３、並びにＣＯ２、Ｈ２Ｓ及び水（Ｈ２Ｏ）を放散させて、塔頂部３０５からＮＨ３、Ｈ２Ｓ、ＣＯ２ガスを排出する。この、ＮＨ３、Ｈ２Ｓ、ＣＯ２ガスは燃焼に供される。また、アンモニアストリッパー３０１の塔底部３０６からの排水は工業用水に使用される。
なお、ＮＨ３、Ｈ２Ｓガスは次のように、変化する。
ＮＨ３→Ｎ２＋Ｈ２Ｏ
Ｈ２Ｓ→ＳＯ２＋Ｈ２Ｏ
【０００４】
また、図４に、排水からのアンモニア回収装置の従来の他の形態を示す。なお、この形態は、特許文献１（特開２００４−６７８４９号公報）の段落０００３で示唆されているものである。
図４において、アンモニアストリッパー４０１は、通常常圧（大気圧）で運転され、排水供給管４０２からアンモニア含有排水（ＣＯ２、Ｈ２Ｓも含有する）が導入される。この際、排水供給管４０２にはＮａＯＨ供給管４０７よりＮａＯＨが供給され、このＮａＯＨがアンモニア含有排水に投入される。
【０００５】
アンモニアストリッパー４０１は、圧力計４０３による計測圧が常圧（大気圧）、温度計４０４による計測温度が９０°Ｃ程度の状態に維持される。ここでは、ＮａＯＨを含むアンモニア含有排水からＮＨ３及び水（Ｈ２Ｏ）を放散させて、塔頂部４０５からこのＮＨ３及び水（Ｈ２Ｏ）を、製品アンモニア蒸気として排出する。
ＮａＯＨが供給されることにより、以下の反応が起こる。
ＮａＯＨ＋Ｈ２Ｓ→ＮａＳＨ＋Ｈ２Ｏ
２ＮａＯＨ＋ＣＯ２→Ｎａ２ＣＯ３＋Ｈ２Ｏ
この結果、塔底部４０６からは、ＮａＯＨ、Ｎａ２ＣＯ３、ＮａＳＨ、水（Ｈ２Ｏ）が排出され、排水処理に移行される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−６７８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記各技術には、次のような問題点がある。
図３に示される排水からのアンモニア回収装置においては、以下のとおりである。
（１）アンモニアストリッパー３０１の塔頂部３０５から排出されるＮＨ３、並びにＣＯ２、Ｈ２Ｓ及び水（Ｈ２Ｏ）等は、焼却炉で焼却した後に、排煙脱硫を行うため、アンモニア（ＮＨ３）を回収できない。
（２）また、アンモニアの放散を効果的に行う目的と、炭酸アンモニウムの析出防止のために、アンモニアストリッパー３０１の出口温度（温度計３０４）を９０°Ｃ程度に保つ必要がある。このため、ガス中の水分量が多くなり、これにより排煙脱硫によって硫黄を石膏として回収できるものの、高濃度の硫酸（９８ｗｔ％）用の原料ガスとしては、水の分離が不可欠のため（コスト高となったり）、薄い硫酸しか回収できない、という不具合があった。
【０００８】
また、図４に示されるような、排水からのアンモニア回収装置の形態では、以下の問題がある。
（１）アンモニアを回収すべく、ＮａＯＨ供給管４０７よりＮａＯＨを供給し、アンモニア含有排水に混入し、ＮａＯＨによりＣＯ２、Ｈ２Ｓを固定化して、塔頂部４０５からこのＮＨ３リッチのガスを回収することは可能ではある。しかし、かかる場合にはＮａＯＨの使用量（例えば表１のラボベースを１０００倍とした商業規模では日量３５トン程度）が膨大になる。
（２）また、ＮａＯＨを加えなければ、工業用水程度の品質を持つ水が、アンモニアストリッパー４０１の塔底部４０６から得られる。しかし、これにＮａＯＨを添加すると、このような工業用水程度の品質を維持できないため、得られた水を排水処理設備に送って処理し、工業用水程度の品質を回復する必要があった。
【０００９】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、９０ｗｔ％以上の濃度をもつＨ２Ｓフリーのアンモニア・スチーム混合ガスを得るとともに、工業用水として再利用可能な水を得るようにし、さらには硫酸製造にも適するＣＯ２・Ｈ２Ｓリッチのガスを得ることができるようにした、排水からのアンモニア回収装置及び回収方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、ガス化炉のアンモニア含有排水からアンモニアを回収する、アンモニア回収方法であって、大気圧よりも高圧に維持されたＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパーにより、アンモニア含有排水から、ＣＯ２、Ｈ２Ｓを水分濃度の低いガスとして塔頂部から排出するとともに塔底部からアンモニアを含む溶液を排出する第１の工程と、上記第１の工程を経た上記アンモニアを含む溶液を上記ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパーよりも低圧に維持されたアンモニアストリッパーに導入し、アンモニアリッチのガスを塔頂部から排出するとともに工業用水として利用可能な水を塔底部から排出する第２の工程と、上記第２の工程を経た上記アンモニアリッチのガスを、上記アンモニアストリッパーよりも低圧に保持された洗浄塔に導入し、塔底部からＮａ化合物を含む排水を排出すると共に、塔頂部からアンモニアリッチのガスを排出する第３の工程とを備えることを特徴とする。
【００１１】
ここで、上記洗浄塔を、上部の水洗塔と下部のＮａＯＨ洗浄塔とを連設した洗浄塔として構成し、上記第２の工程を経た上記アンモニアリッチのガスを、上記ＮａＯＨ洗浄塔に導入し、該ＮａＯＨ洗浄塔でＮａＯＨを含む循環水中のＮａＯＨでＨ２ＳとＣＯ２を吸収して上記水洗塔に送り出すとともに、上記ＮａＯＨ洗浄塔の塔底部からＮａ化合物を含む排水を排出するＮａＯＨ洗浄工程と、上記アンモニアストリッパーよりも低圧に保持された上記水洗塔において上記ＮａＯＨ洗浄工程で洗浄を施されたアンモニアリッチのガスに補給水を供給して該補給水で飛沫攪拌してくるＮａＯＨを洗浄する水洗洗浄工程とを、上記第３の工程で行うようにすることができる。
さらにここで、上記ＮａＯＨ洗浄塔の塔底部からのＮａ化合物を含む排水を、中和用としてガス化炉後流のスクラバーの排水路に合流することもできる。
【００１２】
さらに、本発明は、別の側面で、ガス化炉のアンモニア含有排水からアンモニアを回収する、アンモニア回収装置であり、該アンモニア回収装置は、内部圧力を大気圧よりも高圧に維持されたＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパーと、内部圧力を上記ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパーよりも低圧に維持されたアンモニアストリッパーと、内部圧力を上記アンモニアストリッパーよりも低圧に保持された洗浄塔とを備え、上記ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパーは、アンモニア含有排水から、ＣＯ２、Ｈ２Ｓを水分濃度の低いガスとして排出する塔頂部とアンモニアを含む溶液を排出する塔底部とを有し、上記アンモニアストリッパーは、上記ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパーからの上記アンモニアを含む溶液から、アンモニアリッチのガスを排出する塔頂部と工業用水として利用可能な水を排出する塔底部とを有し、上記洗浄塔は、Ｎａ化合物を含む排水を排出する塔底部と、Ｈ２Ｓフリーのアンモニアリッチのガスを排出する塔頂部を有することを特徴とする。
【００１３】
ここで、上記洗浄塔は、上部の水洗塔と下部のＮａＯＨ洗浄塔とを連設した洗浄塔として構成することができ、上記ＮａＯＨ洗浄塔は、上記アンモニアストリッパーからの上記アンモニアリッチのガスを、ＮａＯＨを含む循環水中のＮａＯＨでＨ２ＳとＣＯ２を吸収して該ＮａＯＨ洗浄塔の上部に位置する水洗塔に送り出す連結部とＮａ化合物を含む排水を排出する塔底部とを有し、上記水洗塔は、上記ＮａＯＨ洗浄塔の連結部からのＨ２Ｓフリーのアンモニアリッチのガスに補給水を供給して該補給水で飛沫攪拌してくるＮａＯＨを洗浄し、その後、Ｈ２Ｓフリーのアンモニアリッチのガスを排出する塔頂部を有するものとして構成することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、９０ｗｔ％以上の濃度をもつＨ２Ｓフリーのアンモニア・スチーム混合ガスを得るとともに、工業用水として再利用可能な水を得るようにし、さらには硫酸製造にも適するＣＯ２・Ｈ２Ｓリッチのガスを得ることができるようにした、アンモニア含有排水からのアンモニア回収装置及び回収方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態に係るアンモニア含有排水からのアンモニア回収装置を説明するシステム図である。
【図２】本発明に係るアンモニア含有排水からのアンモニア回収装置を適用する対象となるシステムの一実施の形態を説明するシステム図である。
【図３】従来技術にかかるアンモニア回収装置の要部系統図である。
【図４】他の従来技術にかかるアンモニア回収装置の要部系統図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係るアンモニア回収装置及び回収方法を、添付図面示した実施の形態を参照しながら詳細に説明する。
図１に、本発明に係るアンモニア回収装置の一実施の形態を示す。
【００１７】
図１に示す実施の形態において、排水からのアンモニア回収装置は、主要な構成要素として、ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０と、アンモニアストリッパー２０と、ＮａＯＨ洗浄塔３１と水洗塔３２とを上下に連設した洗浄塔３０とを備える。
【００１８】
ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０は、内部圧力を大気圧よりも高圧に維持している。すなわち、ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０は、内部圧力を２〜４ｋｇ／ｃｍ２Ｇの範囲で維持している。
また、アンモニアストリッパー２０は、内部圧力をＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０よりも低圧に維持している。すなわち、アンモニアストリッパー２０は、内部圧力をＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０よりも低圧かつ０．５〜２ｋｇ／ｃｍ２Ｇの範囲に維持している。
さらに、洗浄塔３０は、内部圧力をアンモニアストリッパー２０よりも低圧に保持している。すなわち、洗浄塔３０は、内部圧力をアンモニアストリッパー２０よりも低圧かつ０〜１．５ｋｇ／ｃｍ２Ｇの範囲に維持している。
【００１９】
ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０には、アンモニア含有排水管１１によりアンモニア（ＮＨ３）を含有したアンモニア含有排水Ｓｔ・１が導入される。アンモニア含有排水Ｓｔ・１は、入口排水加熱用のスチーム加熱器１２を経由して導入される。
ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０の上部には、ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０の内部圧力を計測する圧力計１３及び内部温度を計測する温度計１４が設置されている。
【００２０】
ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０の塔頂部１５から排出されたＣＯ２・Ｈ２ＳリッチガスＳｔ・２は、燃焼炉等に排出される（詳細は後述する。）。
また、ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０は、内部の液体の循環用のポンプ１６を備える。ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０内の液体は、該ポンプ１６によりＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０内を上部側及び下部側に循環する。
さらに、ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０は、ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１の塔底部１７の液体を加熱するためのスチーム加熱器１８を備える。該スチーム加熱器１８で加熱された液体は、加熱の後、ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０に戻される。
なお、ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０の中段には、液貯め用の堰１９が設けられている。
【００２１】
アンモニアストリッパー２０には、ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０の塔底部１７からの溶液Ｓｔ・３が導入される。アンモニアストリッパー２０の上部には、ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０と同様な圧力計２１及び温度２２が設置されている。
また、アンモニアストリッパー２０には、内部の液体を循環するためのポンプ２３が設置されている。アンモニアストリッパー２０内の流体は、該ポンプ２３によりアンモニアストリッパー２０内を上部側及び下部側に循環する。
さらに、アンモニアストリッパー２０は、ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０の塔底部２４の液体を加熱するためのスチーム加熱器２５を備える。該スチーム加熱器２５で加熱された液体は、加熱の後、アンモニアストリッパー２０に戻される。
なお、アンモニアストリッパー２０の中段には、液貯め用の堰２７が設けられている。
【００２２】
アンモニアストリッパー２０の塔頂部２６からのガス、つまりＣＯ２とＨ２Ｓを若干含むアンモニアリッチガスＳｔ・４は、洗浄塔３０のＮａＯＨ洗浄塔３１に導入される。
そして、アンモニアストリッパー２０の塔底部２４からの水Ｓｔ・５は、スチーム加熱器２８及びポンプ２９を介して工業用水として外部に排出される。
【００２３】
洗浄塔３０は、前述したように、上下に連設された下部のＮａＯＨ洗浄塔３１及び上部の水洗塔３２により一体に構成されている。ＮａＯＨ洗浄塔３１の上部は水洗塔３２に連通口３３にて連通されている。なお、この連通口３３は、堰状に形成され、連結部を構成する。
洗浄塔３０のＮａＯＨ洗浄塔３１の下部には、アンモニアストリッパー２０の塔頂部２６からのＣＯ２とＨ２Ｓを若干含む、アンモニアリッチのガスＳｔ・４が導入される。
【００２４】
洗浄塔３０のＮａＯＨ洗浄塔３１には、塔底部３４からの溶液が、ポンプ３５により、循環管３６を通し、循環、流入している。循環管３６の途中には、ＮａＯＨ（水酸化ナトリウム）Ｓｔ・８の投入管３７が連結され、この投入管３７を介し、ＮａＯＨがＮａＯＨ洗浄塔３１に投入される。
また、ＮａＯＨ洗浄塔３１の塔底部３４は、ポンプ３５を介して、排水Ｓｔ・７を排水処理設備にも排出している。
【００２５】
また、上記洗浄塔３０の水洗塔３２には、水洗塔３２の下部と上部とを連結しポンプ３８により、液体を循環するための循環管３９が設けられている。循環管３９に必要に応じて補給水を供給する補給水管４０が、補給水Ｓｔ・９を水洗塔３２に供給するようになっている。
洗浄塔３０の塔頂部４１からの、製品であるＨ２Ｓフリーのアンモニア蒸気Ｓｔ・６は、所要の使用先に供給される。
【００２６】
なお、上記各ポンプ１６、２３、２９、３５、及び３８の後流に設けられた冷却器４５は、空気式の冷却器（エアクーラー）であり、冷却水方式の熱交換器も使用できる。
ここで、図１に係る実施の形態を実施した際の、Ｓｔ・１〜Ｓｔ・９で示した各流体についての組成の例を表１に示す。なお、Ｓｔ・１のように指称した各流体は、表１では、Ｓｔｒｅａｍ Ｎｏ．１のように表記されている。
【００２７】
【表１】
【００２８】
次に、図１について説明したアンモニア回収装置の作用を説明する。
【００２９】
図１において、上記のように、ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０には、アンモニア含有排水管１１によりアンモニア（ＮＨ３）を含有したアンモニア含有排水Ｓｔ・１が導入される。
ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０は、圧力計１３による内部圧力が、例えば３ｋｇ／ｃｍ２Ｇ程度の、大気圧よりも高圧に維持され、温度計１４で計測される内部温度が、例えば５５°Ｃ程度と低い状態で運転される。
【００３０】
このため、上記の内部圧力及び内部温度の状態で、ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０の塔頂部１５からの、アンモニア（ＮＨ３）の飛散が防止されて、ＣＯ２・Ｈ２ＳリッチガスＳｔ・２が、双方の合計で９０％ｗｔ以上の濃度を持ち（表１）、水分濃度が低く（表１、Ｈ２Ｏが５ｇ／ｈ以下）、維持され、アンモニアやスチームの含有量の少ないＣＯ２・Ｈ２Ｓリッチのガスを取り出すことができる。
【００３１】
したがって、このように水分濃度の低い塔頂ガスを、燃焼炉の石膏回収、又は硫黄回収、あるいは硫酸製造用の原料ガスとしても広範囲に適用できる。
【００３２】
また、ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０の塔底部１７からの、塔底液Ｓｔ・３は、Ｈ２Ｏ及びＮＨ３（アンモニア）がリッチであり（表１）、このＨ２Ｏ・ＮＨ３リッチのガスＳｔ・３が、アンモニアストリッパー２０の中央部に導入される。
【００３３】
アンモニアストリッパー２０は、圧力計２１での内部圧力をＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０の圧力よりも低圧（常圧）に維持し、温度計２２で計測される内部温度を高く（例えば、９０°Ｃ程度）保持している。
したがって、アンモニアストリッパー２０の塔頂部２６から排出される塔頂ガスＳｔ・４は、若干のＣＯ２とＨ２Ｓを含むアンモニアリッチガス（表１、ＮＨ３・Ｈ２Ｏ・ Ｈ２Ｓガス）となって、洗浄塔３０のＮａＯＨ洗浄塔３１に送り込まれる。
また、アンモニアストリッパー２０の塔底部２４からは、清浄な工業用水として再利用可能な水Ｓｔ・５（表１）が得られる。
【００３４】
ＣＯ２及びＨ２Ｓが放散されたアンモニアを含む塔頂ガスＳｔ・４は、前述のように、若干のＣＯ２とＨ２Ｓを含むアンモニアリッチガス（ＮＨ３・Ｈ２Ｏ・ Ｈ２Ｓ）ガスとなっている。
ＮａＯＨ洗浄塔３１では、このアンモニアリッチガス中にＮａＯＨを、すなわち循環路３１中にＮａＯＨを含む循環水Ｓｔ・８（表１）投入する。投入する循環水Ｓｔ・８の温度及び圧力は、３０℃で０．６ｋｇ／ｃｍ２Ｇ程度である。
この結果、循環水中のＮａＯＨでＣＯ２及びＨ２Ｓの残量を吸収することとなり、ＮａＯＨの使用量を大幅に減少できる。例えば、図４の従来装置で日糧３５トンであったものを、本発明では日糧５トンに減少することができる。
【００３５】
ＮａＯＨ洗浄塔３１でＮａＯＨによるＣＯ２及びＨ２Ｓの残量の吸収を施されたガスは、若干のスチームを含むアンモニア蒸気であり、このガスをＮａＯＨ洗浄塔３１の直上の水洗塔３２に流入させ、補給水管２５からの補給水Ｓｔ・９を水洗塔３２内に供給し飛沫攪拌してくるＮａＯＨを洗い落とす水洗洗浄工程を行う。投入する補給水Ｓｔ・９の温度及び圧力は、３０℃で０．５ｋｇ／ｃｍ２Ｇ程度である。
また、洗浄塔３０の塔底部３４は、ポンプ３５を介して排水処理設備に連結されている。排水Ｓｔ・７（表１）は、Ｎａ２ＣＯ３、ＮａＳＨ等のナトリウム化合物を含む水である。
【００３６】
このようにして、洗浄塔３０の塔頂部３０から排出されるガスＳｔ・６（表１）は、Ｈ２Ｓフリーの高濃度のアンモニアリッチのガスとなり、製品アンモニア蒸気として好適に利用することができる。
【００３７】
図２に、本発明に係るアンモニア回収装置で処理される対象となるアンモニア含有排水を生じる先行するシステムについて、その一形態を示す。
図２に示すように、石炭のガス化装置５７で生成されたガス化ガスは、熱回収装置５８、５９で熱回収される。これらの間には、スクラバー５５が介在する。熱回収されたガス（ＣＯ２、ＣＯ 、Ｈ２、Ｎ２、ＮＨ３、Ｈ２Ｓ等から成る）は、ガス冷却塔５１に導入される。
ガス冷却塔５１で冷却処理されたガスはガス洗浄塔５２に導入されて洗浄処理され、Ｈ２Ｓ吸収塔６０を通って、ガスタービンに導入される。
一方、上記ガス冷却塔５１及びガス洗浄ガス洗浄塔５２塔の塔底部からの排水は、ポンプ５３、５４によって循環される。そして、一定量がアンモニア含有排水として、図１について説明したＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー１０に送り込まれる。
【００３８】
ここで、スクラバー５５の排水路５６に、洗浄塔３０の塔底部３４からの排水Ｓｔ・７を供給することができる。これによって、スクラバー５５中に含まれる有害酸性成分（塩素、Ｆ等）を排水Ｓｔ・７中に残存する上記したＮａ化合物によって中和することが可能である。
【００３９】
以上、本発明の実施形態について述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変更及び変形が可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１０ ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパー
１１ アンモニア含有排水管
１２、１８、２５ スチーム加熱器
１３、２１ 圧力計
１４、２２ 温度計
１５ 塔頂部
１６、２３、２９、３５、３８ ポンプ
１７ 塔底部
２０ アンモニアストリッパー
２６ 塔頂部
２４ 塔底部
３０ 洗浄塔
３１ ＮａＯＨ洗浄塔
３２ 水洗塔
３４ 塔底部
３６、３９ 循環管
３７ ＮａＯＨ（水酸化ナトリウム）投入管
４０ 補給水管
４１ 塔頂部
４５ 空気冷却式クーラー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス化炉のアンモニア含有排水からアンモニアを回収する、アンモニア回収方法であって、大気圧よりも高圧に維持されたＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパーにより、アンモニア含有排水から、ＣＯ２、Ｈ２Ｓを水分濃度の低いガスとして塔頂部から排出するとともに塔底部からアンモニアを含む溶液を排出する第１の工程と、上記第１の工程を経た上記アンモニアを含む溶液を上記ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパーよりも低圧に維持されたアンモニアストリッパーに導入し、微量のＨ２ＳやＣＯ２を含むアンモニアリッチのガスを塔頂部から排出するとともに工業用水として利用可能な水を塔底部から排出する第２の工程と、上記第２の工程を経た上記アンモニアリッチのガスを、上記アンモニアストリッパーよりも低圧に保持された洗浄塔に導入し、塔底部からＮａ化合物を含む排水を排出すると共に、塔頂部からＨ２Ｓフリーのアンモニアリッチのガスを排出する第３の工程とを備えることを特徴とするアンモニア回収方法。
【請求項２】
上記洗浄塔を、上部の水洗塔と下部のＮａＯＨ洗浄塔とを連設した洗浄塔として構成し、上記第２の工程を経た上記アンモニアリッチのガスを、上記ＮａＯＨ洗浄塔に導入し、該ＮａＯＨ洗浄塔でＮａＯＨを含む循環水中のＮａＯＨでＨ２ＳとＣＯ２を吸収して上記水洗塔に送り出すとともに、上記ＮａＯＨ洗浄塔の塔底部からＮａ化合物を含む排水を排出するＮａＯＨ洗浄工程と、上記アンモニアストリッパーよりも低圧に保持された上記水洗塔において上記ＮａＯＨ洗浄工程で洗浄を施されたＨ２Ｓフリーのアンモニアリッチのガスに補給水を供給して該補給水で飛沫攪拌してくるＮａＯＨを洗浄する水洗洗浄工程とを、上記第３の工程で行うようにしたことを特徴とする請求項１のアンモニア回収方法。
【請求項３】
上記洗浄塔の塔底部からのＮａ化合物を含む排水を、ガス化炉後流のスクラバーの排水路に合流することを特徴とする請求項１又は２のアンモニア回収方法。
【請求項４】
ガス化炉のアンモニア含有排水からアンモニアを回収する、アンモニア回収装置であって、内部圧力を大気圧よりも高圧に維持されたＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパーと、内部圧力を上記ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパーよりも低圧に維持されたアンモニアストリッパーと、内部圧力を上記アンモニアストリッパーよりも低圧に保持された洗浄塔とを備え、上記ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパーは、アンモニア含有排水から、ＣＯ２、Ｈ２Ｓを水分濃度の低いガスとして排出する塔頂部とアンモニアを含む溶液を排出する塔底部とを有し、上記アンモニアストリッパーは、上記ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパーからの上記アンモニアを含む溶液から、アンモニアリッチのガスを排出する塔頂部と工業用水として利用可能な水を排出する塔底部とを有し、上記洗浄塔は、Ｎａ化合物を含む排水を排出する塔底部と、Ｈ２Ｓフリーのアンモニアリッチのガスを排出する塔頂部を有することを特徴とするアンモニア回収装置。
【請求項５】
上記洗浄塔は、上部の水洗塔と下部のＮａＯＨ洗浄塔とを連設した洗浄塔として構成され、上記ＮａＯＨ洗浄塔は、上記アンモニアストリッパーからの上記アンモニアリッチのガスを、ＮａＯＨを含む循環水中のＮａＯＨでＨ２ＳとＣＯ２を吸収して該ＮａＯＨ洗浄塔の上部に位置する水洗塔に送り出す連結部とＮａ化合物を含む排水を排出する塔底部とを有し、上記水洗塔は、上記ＮａＯＨ洗浄塔の連結部からのアンモニアリッチのガスに補給水を供給して該補給水で飛沫攪拌してくるＮａＯＨを洗浄し、その後、アンモニアリッチのガスを排出する塔頂部を有するものとして構成したことを特徴とする請求項４のアンモニア回収装置。
【請求項１】
ガス化炉のアンモニア含有排水からアンモニアを回収する、アンモニア回収方法であって、大気圧よりも高圧に維持されたＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパーにより、アンモニア含有排水から、ＣＯ２、Ｈ２Ｓを水分濃度の低いガスとして塔頂部から排出するとともに塔底部からアンモニアを含む溶液を排出する第１の工程と、上記第１の工程を経た上記アンモニアを含む溶液を上記ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパーよりも低圧に維持されたアンモニアストリッパーに導入し、微量のＨ２ＳやＣＯ２を含むアンモニアリッチのガスを塔頂部から排出するとともに工業用水として利用可能な水を塔底部から排出する第２の工程と、上記第２の工程を経た上記アンモニアリッチのガスを、上記アンモニアストリッパーよりも低圧に保持された洗浄塔に導入し、塔底部からＮａ化合物を含む排水を排出すると共に、塔頂部からＨ２Ｓフリーのアンモニアリッチのガスを排出する第３の工程とを備えることを特徴とするアンモニア回収方法。
【請求項２】
上記洗浄塔を、上部の水洗塔と下部のＮａＯＨ洗浄塔とを連設した洗浄塔として構成し、上記第２の工程を経た上記アンモニアリッチのガスを、上記ＮａＯＨ洗浄塔に導入し、該ＮａＯＨ洗浄塔でＮａＯＨを含む循環水中のＮａＯＨでＨ２ＳとＣＯ２を吸収して上記水洗塔に送り出すとともに、上記ＮａＯＨ洗浄塔の塔底部からＮａ化合物を含む排水を排出するＮａＯＨ洗浄工程と、上記アンモニアストリッパーよりも低圧に保持された上記水洗塔において上記ＮａＯＨ洗浄工程で洗浄を施されたＨ２Ｓフリーのアンモニアリッチのガスに補給水を供給して該補給水で飛沫攪拌してくるＮａＯＨを洗浄する水洗洗浄工程とを、上記第３の工程で行うようにしたことを特徴とする請求項１のアンモニア回収方法。
【請求項３】
上記洗浄塔の塔底部からのＮａ化合物を含む排水を、ガス化炉後流のスクラバーの排水路に合流することを特徴とする請求項１又は２のアンモニア回収方法。
【請求項４】
ガス化炉のアンモニア含有排水からアンモニアを回収する、アンモニア回収装置であって、内部圧力を大気圧よりも高圧に維持されたＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパーと、内部圧力を上記ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパーよりも低圧に維持されたアンモニアストリッパーと、内部圧力を上記アンモニアストリッパーよりも低圧に保持された洗浄塔とを備え、上記ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパーは、アンモニア含有排水から、ＣＯ２、Ｈ２Ｓを水分濃度の低いガスとして排出する塔頂部とアンモニアを含む溶液を排出する塔底部とを有し、上記アンモニアストリッパーは、上記ＣＯ２・Ｈ２Ｓストリッパーからの上記アンモニアを含む溶液から、アンモニアリッチのガスを排出する塔頂部と工業用水として利用可能な水を排出する塔底部とを有し、上記洗浄塔は、Ｎａ化合物を含む排水を排出する塔底部と、Ｈ２Ｓフリーのアンモニアリッチのガスを排出する塔頂部を有することを特徴とするアンモニア回収装置。
【請求項５】
上記洗浄塔は、上部の水洗塔と下部のＮａＯＨ洗浄塔とを連設した洗浄塔として構成され、上記ＮａＯＨ洗浄塔は、上記アンモニアストリッパーからの上記アンモニアリッチのガスを、ＮａＯＨを含む循環水中のＮａＯＨでＨ２ＳとＣＯ２を吸収して該ＮａＯＨ洗浄塔の上部に位置する水洗塔に送り出す連結部とＮａ化合物を含む排水を排出する塔底部とを有し、上記水洗塔は、上記ＮａＯＨ洗浄塔の連結部からのアンモニアリッチのガスに補給水を供給して該補給水で飛沫攪拌してくるＮａＯＨを洗浄し、その後、アンモニアリッチのガスを排出する塔頂部を有するものとして構成したことを特徴とする請求項４のアンモニア回収装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−８８０６２（Ｐ２０１１−８８０６２Ａ）
【公開日】平成２３年５月６日（２０１１．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４３１６９（Ｐ２００９−２４３１６９）
【出願日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月６日（２０１１．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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