特開 2024-172606 液体アンモニアの蒸発拡散抑止方法及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024172606

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】液体アンモニアの蒸発拡散抑止方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   A62D 5/00 20060101AFI20241205BHJP

【ＦＩ】

A62D5/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023090439

(22)【出願日】2023-05-31

(71)【出願人】

【識別番号】000233826

【氏名又は名称】能美防災株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000383

【氏名又は名称】弁理士法人エビス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】坂本 光明

(72)【発明者】

【氏名】村田 眞志

(72)【発明者】

【氏名】加藤 慎二

(72)【発明者】

【氏名】中山 学

(57)【要約】

【課題】漏洩した液体アンモニアの蒸発拡散抑止を行うに際して、煩雑な調整を行うことなく迅速な緊急時対応を可能とし、即効性の高い対処を可能とし、液体アンモニアの蒸発拡散抑止効果を所定期間持続させる。
【解決手段】貯蔵施設又はその付帯設備から漏洩した液体アンモニアの蒸発拡散を抑止する方法であって、大気圧下に滞留している液体アンモニアに対して、高粘度液体と泡薬剤を混合した混合液にて泡を発生させた高粘度泡を放出し、液体アンモニアの表面を高粘度泡の堆積層で覆う。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

貯蔵施設又はその付帯設備から漏洩した液体アンモニアの蒸発拡散を抑止する方法であって、
大気圧下に滞留している液体アンモニアに対して、高粘度液体と泡薬剤を混合した混合液にて泡を発生させた高粘度泡を放出し、前記液体アンモニアの表面を前記高粘度泡の堆積層で覆うことを特徴とする液体アンモニアの蒸発拡散抑止方法。

【請求項2】

大気圧下に滞留している液体アンモニアに対して、囲壁を形成し、前記囲壁の内側に前記堆積層を形成することを特徴とする請求項１に記載された液体アンモニアの蒸発拡散抑止方法。

【請求項3】

前記高粘度泡は、泡倍率が７倍以上であることを特徴とする請求項１に記載された液体アンモニアの蒸発拡散抑止方法。

【請求項4】

貯蔵施設又はその付帯設備から漏洩した液体アンモニアの蒸発拡散を抑止する装置であって、
高粘度液体が貯留された高粘度液体貯留部と、
泡薬剤が貯留された泡薬剤貯留部と、
前記高粘度液体と前記泡薬剤を混合させる混合器と、
前記混合器にて混合された混合液にて泡を発生させる泡発生器を備え、
前記泡発生器にて発生した高粘度泡を、大気圧下に滞留している液体アンモニアに対して、放出することを特徴とする液体アンモニアの蒸発拡散抑止装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、漏洩した液体アンモニアの蒸発拡散抑止を図る方法及び装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、液体アンモニア貯蔵タンク又はそれに附設された配管などが不測の事態で破損し、液体アンモニアが漏洩した場合に、漏洩した液体アンモニアの表面にアンモニアガスを含有する気泡を形成せしめて、液体アンモニアの大気への蒸発拡散を抑制する方法が知られている（下記特許文献１参照）。

【0003】

この従来技術は、地表面等に滞留している液体アンモニアの液面に、水溶性泡形成剤の水溶液を散布する。これにより、前述の水溶液中の水が液体アンモニアを希釈する際の発熱で、アンモニアガスを内包する気泡が液体アンモニアの表面に形成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開昭５３－３５７００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

このような従来技術によると、散布する水溶液中の水の量を調整して、適正な発熱量から、適正な気泡発生を促す必要がある。しかしながら、不測の事態で発生する液体アンモニアの漏洩現場では、現場の状況が様々であると共に緊急時の即応性が求められるので、このような煩雑な調整を行う必要がある従来技術は、現実的には採用し難い問題があった。

【0006】

また、前述した従来技術は、水溶性泡形成剤の水溶液を液体アンモニアの液面に散布した後、発熱によって液体アンモニア自体が発泡することでアンモニアガスを内包する気泡が形成される。これによると、水溶液を散布してから気泡が液体アンモニアの液面全域に形成されるまでには、相当の時間を要することになり、その間に、液体アンモニアの蒸発拡散が進行してしまう問題がある。すなわち、前述した従来技術は、漏洩した液体アンモニアに対して即効性の高い対処を行うことができない問題があった。

【0007】

また、前述した従来技術は、アンモニアガスを内包する気泡で液体アンモニアの表面全体が覆われたとしても、時間経過に伴って気泡が消失すると、直ちに内包されたアンモニアガスが大気拡散されることになり、時間経過とともに拡散抑止効果が低下してしまう問題がある。すなわち、前述した従来技術は、液体アンモニアの蒸発拡散抑止効果を所定期間持続させることができない問題があった。

【0008】

そして、液体アンモニアやアンモニアガスは、水への溶解性が高いため、通常の泡ではアンモニアガスが泡に対して溶解してしまい、泡に拡散抑止効果を長時間持続させることが困難な問題があった。

【0009】

本発明は、漏洩した液体アンモニアの蒸発拡散抑止を行うに際して、前述した従来技術の問題点を解消することを課題としている。すなわち、煩雑な調整を行うことなく迅速な緊急時対応を可能とし、即効性の高い対処が可能であり、液体アンモニアの蒸発拡散抑止効果を所定期間持続させることができること、などが、本発明の課題である。

【課題を解決するための手段】

【0010】

このような課題を解決するために、本発明は、以下の構成を具備するものである。
一つには、貯蔵施設又はその付帯設備から漏洩した液体アンモニアの蒸発拡散を抑止する方法であって、大気圧下に滞留している液体アンモニアに対して、高粘度液体と泡薬剤を混合した混合液にて泡を発生させた高粘度泡を放出し、前記液体アンモニアの表面を前記高粘度泡の堆積層で覆うことを特徴とする。

【0011】

また一つには、貯蔵施設又はその付帯設備から漏洩した液体アンモニアの蒸発拡散を抑止する装置であって、高粘度液体が貯留された高粘度液体貯留部と、泡薬剤が貯留された泡薬剤貯留部と、前記高粘度液体と前記泡薬剤を混合させる混合器と、前記混合器にて混合された混合液にて泡を発生させる泡発生器を備え、前記泡発生器にて発生した高粘度泡を、大気圧下に滞留している液体アンモニアに対して、放出することを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

このような特徴を有する本発明によると、漏洩した液体アンモニアの蒸発拡散抑止を行うに際して、前述した従来技術の問題点を解消することができる。すなわち、煩雑な調整を行うことなく迅速な緊急時対応を可能とし、即効性の高い対処を可能とし、液体アンモニアの蒸発拡散抑止効果を所定期間持続させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態に係る液体アンモニアの蒸発拡散抑止方法及び抑止装置を示した説明図。

【図2】本発明の実施形態に係る液体アンモニアの蒸発拡散抑止方法の他の実施例を示した説明図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。

【0015】

本発明の実施形態に係る液体アンモニアの蒸発拡散抑止方法は、貯蔵施設又はその付帯設備等から漏洩した液体アンモニアを対象としている。ここでは、液化アンモニア（液安：ＮＨ_３）とアンモニア水（安水：ＮＨ_４ＯＨ）を総称して、液体アンモニアという。本発明の実施形態に係る方法によると、大気圧下に滞留している液体アンモニアに対して、高粘度液体と泡薬剤を混合した混合液にて泡を発生させた高粘度泡を放出し、液体アンモニアの表面を高粘度泡の堆積層で覆うことで、大気圧下に滞留している液体アンモニアを大気から遮蔽する。

【0016】

この方法によると、漏洩した液体アンモニアの表面と大気との間に高粘度泡の堆積層が介在することで、液体アンモニアから蒸発したアンモニアガスが大気に拡散するのを効果的に抑止することができる。そして、この方法によると、高粘度液体と泡薬剤を予め設定した混合割合で混合し、その混合液にて泡を発生させた高粘度泡を、大気圧下に滞留している液体アンモニアに対して放出することができるので、漏洩現場で煩雑な調整を行うことなく迅速な緊急時対応が可能になる。

【0017】

また、この方法によると、高粘度泡の泡倍率を高めて、例えば、泡倍率が７倍以上、好ましくは、４０倍以上の高倍率の泡にすると、放出される高粘度泡の体積流量を高めることができるので、短時間に滞留している液体アンモニアの表面を高粘度泡で覆うことができ、即効性の高い対処が可能である。なお、ここでの泡倍率とは、混合液の体積とそこから生成された泡の体積の体積比を示している。更に、高粘度泡は、消失し難い性質を有するので、必要な厚さに堆積させることで、液体アンモニアの蒸発拡散抑止効果を所定期間持続させることができる。

【0018】

この方法で使用する高粘度液体は、粘度を高める添加剤（工業的に一般に用いられる増粘剤）を水に添加して調整したものを用いることができる。添加剤としては、例えば、高分子吸水ポリマー等のゲル化剤を含むものを用いてもよいし、水にチキソトロピー性（掻き混ぜたり振り混ぜたりすることにより、ゲルが流動性のゾルに変化する性質）をもたらすコロイド性含水ケイ酸塩を含む鉱物（例えば、スメクタイトやベンナイト等）やそのケイ酸塩からなる化合物を含む添加剤を用いてもよい。

【0019】

そして、この方法で使用する泡薬剤は、泡消火器や洗剤などに使用される界面活性剤を用いることができ、炭化水素系界面活性剤やフッ素系界面活性剤などの界面活性剤を主成分とする水溶液を用いることができる。

【0020】

高粘度液体と泡薬剤の混合割合は、漏洩現場の状況に応じて適宜設定することができる。例えば、高粘度泡の堆積層で覆う範囲が比較的広い現場では、迅速な対応が可能なように、高粘度液体に対する泡薬剤の割合を高くして、高粘度泡の体積流量を大きくした対応を行うことが好ましい。また、高粘度泡の堆積層で覆う範囲が比較的狭く漏洩発生箇所に近い現場では、漏洩発生箇所の封じ込みを優先する目的で、泡薬剤に対する高粘度液体の割合を高くして、比較的粘度が高く耐久性のある高粘度泡を用いて、漏洩箇所を局所的に覆うように堆積層を形成することが好ましい。

【0021】

図１は、前述した液体アンモニアの蒸発拡散抑止方法を実行するための装置（液体アンモニアの蒸発拡散抑止装置）１の構成例を示している。ここでは、設置施設として液体アンモニアの貯蔵タンクＴを収容したタンク舎Ｔｓを例にして説明するが、設置施設の形態は特にこれに限らない。特に、設置施設としては、タンク舎Ｔｓの無い施設であっても構わない。

【0022】

図示の例では、液体アンモニアの貯蔵タンクＴは、プール状の囲壁Ｗの底面に台座Ｐを介して設置されている。ここでは、既設の囲壁Ｗが装備されている例を示しているが、囲壁Ｗの無い施設では、液体アンモニアの漏洩が発生した後に、漏洩した液体アンモニアを囲むように囲壁Ｗを仮設するようにしてもよい。

【0023】

図示の例は、貯蔵タンクＴやその周辺に設置される配管等の付帯設備（図示省略）から液体アンモニアが漏洩すると、プール状の囲壁Ｗの底面に液体アンモニアが滞留する。この滞留している液体アンモニアＳの表面を高粘度泡の堆積層Ｄで覆うために、液体アンモニアの蒸発拡散抑止装置１は、囲壁Ｗの周囲に、単数又は複数の泡発生器１０を備えている。

【0024】

泡発生器１０は、供給管１２にて供給された混合液（高粘度液と泡薬剤の混合液）に対してアスピレーター式に吸引される空気やブロアによって送風される空気を当てて、物理的処理で高粘度泡を形成するものであり、発生した高粘度泡を滞留している液体アンモニアＳに対して放出することで、滞留している液体アンモニアＳの表面に堆積層Ｄを形成する。

【0025】

混合液を生成する設備は、各種の形態での実施が可能である。図１に示した例では、混合器２０に、高粘度液体が貯留された高粘度液体貯留部２１と泡薬剤の原液が貯留された泡薬剤貯留部２２が接続されており、更に、混合器２０には、希釈水が貯留された貯水槽２３が接続されている例を示している。これに対して、希釈水を用いずに、高粘度液体と泡薬剤の２液混合で混合液を形成することもできる。

【0026】

高粘度液体貯留部２１に貯留された高粘度液体は、容積ポンプ２１Ｐによって、所定量が注入管３１を介して混合器２０に送られる。泡薬剤貯留部２２に貯留された泡薬剤は、容積ポンプ２２Ｐによって、所定量が注入管３２を介して混合器２０に送られる。また、貯水槽２３に貯留された希釈水は、容積ポンプ２３Ｐによって、所定量が注水管３３を介して混合器２０に送られる。混合器２０は、送られてきた高粘度液と泡薬剤（原液）と希釈水とを混合して混合液を生成する。生成された混合液は、流出管３０を介して、各供給管１２に送られる。供給管１２に送られる混合液の流量は、流出管３０に設けられた流量制御弁３０Ｖによって調整される。

【0027】

図１に示した液体アンモニアの蒸発拡散抑止装置１は、制御部４０を備えている。制御部４０は、容積ポンプ２１Ｐ、２２Ｐ、２３Ｐの作動を制御する。また、制御部４０は、流出管３０に設けた流量制御弁３０Ｖの流量調整を行うと共に、供給管１２に設けられる開閉弁１２Ｖを開閉制御する。これによって制御部４０は、泡発生器１０が高粘度泡を放出するタイミング、高粘度泡の体積流量、高粘度泡の泡倍率などを制御することができる。

【0028】

制御部４０は、操作盤４１からのマニュアル信号によって、液体アンモニアの蒸発拡散抑止装置１の各種動作を制御することができる。また、タンク舎Ｔｓ内に監視カメラ４２やガスセンサ４３を設けて、監視カメラ４２の監視画像やガスセンサ４３の検出信号を受信することで、液体アンモニアの漏洩を検知して、液体アンモニアの蒸発拡散抑止装置１の動作を自動制御するようにしてもよい。

【0029】

制御部４０の制御例として、泡倍率の制御について、より具体的に説明する。泡発生器１０から放出される高粘度泡の泡倍率は、泡発生器１０への送風量と供給管１２を介して供給される混合液の供給量を調整することで制御することができる。制御部４０は、流量制御弁３０Ｖの流量調整などを適宜行うことで、泡倍率を制御する。

【0030】

泡倍率は、緊急性の高い状況に対応する際には、４０倍以上の高倍率の高粘度泡を形成することで、泡発生器１０が放出する高粘度泡の体制流量を高め、滞留している液体アンモニアの表面を迅速に高粘度泡の堆積層Ｄで覆うようにする。また、一旦、滞留している液体アンモニアの表面全体を堆積層Ｄで覆った後は、次の段階での高粘度泡の放出に際しては、泡倍率を低くして（例えば、２０倍以下）、緻密な高粘度泡を形成して、堆積層Ｄの耐久性や気密性を高めるようにする。このように、段階的に泡倍率の調整を行うことで、漏洩した液体アンモニアの蒸発拡散抑止を行うに際して、迅速かつ耐久性のある対処が可能になる。

【0031】

図２は、本発明の液体アンモニアの蒸発拡散抑止方法を実施するための別形態を示している。ここでは、小規模の漏洩で、滞留している液体アンモニアＳの滞留範囲が狭い場合の対処例を示している。このような場合は、携帯型泡発生器５０を作業者Ｍが手で持って、滞留している液体アンモニアＳに対して高粘度泡を放出して、滞留している液体アンモニアＳの表面に堆積層Ｄを形成する。この際、作業者Ｍは、当然ながら安全を確保するための装備（ガスマスク、保護衣やゴム手袋やゴム長靴などの保護具など）を身にまとうことが必要になる。

【0032】

携帯型泡発生器５０には、ホース５１を介して、混合液吐出装置５２が接続されている。混合液吐出装置５２は、タンク内部に高粘度液体の貯留部と泡薬剤の貯留部を備えており、圧力ガスの発生で、タンク内部の圧力を高めて、高粘度液体と泡薬剤を内部の混合器に導き、混合器で混合された混合液がホース５１を介して携帯型泡発生器５０に送られる。

【0033】

以上説明したように、本発明の実施形態に係る液体アンモニアの蒸発拡散抑止方法及び抑止装置によると、漏洩した液体アンモニアの蒸発拡散抑止を行うに際して、煩雑な調整を行うことなく迅速な緊急時対応を可能とし、即効性の高い対処を可能とし、液体アンモニアの蒸発拡散抑止効果を所定期間持続させることができる。

【0034】

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。

【符号の説明】

【0035】

１：液体アンモニアの蒸発拡散抑止装置，
１０：泡発生器，１２：供給管，１２Ｖ：開閉弁，
２０：混合器，２１：高粘度機体貯留部，２２：泡薬剤貯留部，２３：貯水槽，
２１Ｐ，２２Ｐ，２３Ｐ：容積ポンプ，
３０：流出管，３０Ｖ：流量調整弁，３１，３２：注入管，３３：注水管，
４０：制御部，４１：操作盤，４２：監視カメラ，４３：ガスセンサ，
Ｔ：貯蔵タンク，Ｔｓ：タンク舎，Ｗ：囲壁，Ｓ：滞留している液体アンモニア，
Ｄ：堆積層

【図1】

【図2】