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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-10
(45)【発行日】2024-10-21
(54)【発明の名称】フレアガス燃焼処理システム
(51)【国際特許分類】
F23G 7/08 20060101AFI20241011BHJP
F23G 5/02 20060101ALI20241011BHJP
B01D 53/58 20060101ALI20241011BHJP
B01D 53/78 20060101ALI20241011BHJP
B01D 53/72 20060101ALI20241011BHJP
B01D 53/76 20060101ALI20241011BHJP
【ＦＩ】
F23G7/08 Z
F23G5/02 A
B01D53/58 ZAB
B01D53/78
B01D53/72
B01D53/76
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2022204396
(22)【出願日】2022-12-21
(65)【公開番号】P2024089190
(43)【公開日】2024-07-03
【審査請求日】2023-01-20
(73)【特許権者】
【識別番号】521284750
【氏名又は名称】株式会社アプリコット
(74)【代理人】
【識別番号】100075410
【弁理士】
【氏名又は名称】藤沢 則昭
(74)【代理人】
【識別番号】100135541
【弁理士】
【氏名又は名称】藤沢 昭太郎
(72)【発明者】
【氏名】森田 侑
(72)【発明者】
【氏名】福島 寛
【審査官】小川 悟史
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１９／０３１４７５５（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２００７／０２２０８５０（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１２－２４５４４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０１５６４６２４（ＣＮ，Ａ）
【文献】特公昭５１－０２７８９１（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】実公昭５３－００４０５２（ＪＰ，Ｙ２）
【文献】中国特許出願公開第１０１６３４４５４（ＣＮ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２０３９３３（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２３Ｇ ７／０８
Ｆ２３Ｇ ５／０２
Ｂ０１Ｄ ５３／５８
Ｂ０１Ｄ ５３／７８
Ｂ０１Ｄ ５３／７２
Ｂ０１Ｄ ５３／７６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
フレアガスを燃焼処理するフレアガス燃焼処理システムであって、当該システムは、水封の構成を有し、当該水封の構成を用いて前記フレアガス中の水溶性ガスを除去するガス吸収塔、ＶＤＵ及びＥＧＦと、当該システムの全体を制御する情報処理装置を備え、
前記ガス吸収塔は、フレアガスを供給するフレアガスラインの途中に設けられ、
前記ＶＤＵ及び前記ＥＧＦには、前記フレアガスラインの一端が夫々接続され、
前記ＶＤＵに向かうフレアガスラインの途中及び前記ＥＧＦに向かうフレアガスラインの途中には、フレアガスの流れを開放、遮断、及び流量を制御する供給遮断装置が夫々設けられ、
前記ガス吸収塔は、前記フレアガスラインから供給されたフレアガス中の水溶性ガスを除去処理し、除去処理後のフレアガスを前記ＶＤＵ又は前記ＥＧＦに向けて排出し、
フレアガス中の可燃分濃度が低く、自燃できない前記処理後のフレアガスについては、前記ＶＤＵで燃焼処理し、
前記ＶＤＵで前記除去処理後のフレアガスの燃焼処理を行う際には、前記情報処理装置は、前記ＥＧＦに係る前記供給遮断装置を操作し、前記ＥＧＦに向かう前記フレアガスラインを閉鎖させ、
前記ＥＧＦで前記除去処理後のフレアガスの燃焼処理を行う際には、前記情報処理装置は、前記ＶＤＵに係る前記供給遮断装置を操作し、前記ＶＤＵに向かう前記フレアガスラインを閉鎖または流量を制御させることを特徴とする、フレアガス燃焼処理システム。
【請求項2】
フレアガスを燃焼処理するフレアガス燃焼処理システムであって、
当該システムは、水封の構成を有し、当該水封の構成を用いて前記フレアガス中の水溶性ガスを除去するガス吸収塔、ＶＤＵ及びＥＧＦと、当該システムの全体を制御する情報処理装置を備え、
前記ガス吸収塔は、フレアガスを供給するフレアガスラインの途中に設けられ、
前記ＶＤＵ及び前記ＥＧＦには、前記フレアガスラインの一端が夫々接続され、
前記ＶＤＵに向かうフレアガスラインの途中及び前記ＥＧＦに向かうフレアガスラインの途中には、フレアガスの流れを開放、遮断、及び流量を制御する供給遮断装置が夫々設けられ、
前記ガス吸収塔は、前記フレアガスラインから供給されたフレアガス中の水溶性ガスを除去処理し、除去処理後のフレアガスを前記ＶＤＵ又は前記ＥＧＦに向けて排出し、
前記ＶＤＵで前記除去処理後のフレアガスの燃焼処理を行う際には、前記情報処理装置は、前記ＥＧＦに係る前記供給遮断装置を操作し、前記ＥＧＦに向かう前記フレアガスラインを閉鎖させ、
前記ＥＧＦで前記除去処理後のフレアガスの燃焼処理を行う際には、前記情報処理装置は、前記ＶＤＵに係る前記供給遮断装置を操作し、前記ＶＤＵに向かう前記フレアガスラインを閉鎖または流量を制御させ、
前記情報処理装置は、ＶＤＵ内の温度が予め設定された温度以上の際には、前記ＶＤＵに係る前記供給遮断装置を操作し、前記ＶＤＵに向かう前記フレアガスラインを閉鎖または流量を制御させると共に、前記ＥＧＦに係る前記供給遮断装置を操作して、前記ＥＧＦに向かうフレアガスラインを開放させることを特徴とする、フレアガス燃焼処理システム。
【請求項3】
フレアガスを燃焼処理するフレアガス燃焼処理システムであって、
当該システムは、水封の構成を有し、当該水封の構成を用いて前記フレアガス中の水溶性ガスを除去するガス吸収塔、ＶＤＵ及びＥＧＦと、当該システムの全体を制御する情報処理装置を備え、
前記ガス吸収塔は、フレアガスを供給するフレアガスラインの途中に設けられ、
前記ＶＤＵ及び前記ＥＧＦには、前記フレアガスラインの一端が夫々接続され、
前記ＶＤＵに向かうフレアガスラインの途中及び前記ＥＧＦに向かうフレアガスラインの途中には、フレアガスの流れを開放、遮断、及び流量を制御する供給遮断装置が夫々設けられ、
前記ガス吸収塔は、前記フレアガスラインから供給されたフレアガス中の水溶性ガスを除去処理し、除去処理後のフレアガスを前記ＶＤＵ又は前記ＥＧＦに向けて排出し、
前記ＶＤＵで前記除去処理後のフレアガスの燃焼処理を行う際には、前記情報処理装置は、前記ＥＧＦに係る前記供給遮断装置を操作し、前記ＥＧＦに向かう前記フレアガスラインを閉鎖させ、
前記ＥＧＦで前記除去処理後のフレアガスの燃焼処理を行う際には、前記情報処理装置は、前記ＶＤＵに係る前記供給遮断装置を操作し、前記ＶＤＵに向かう前記フレアガスラインを閉鎖または流量を制御させ、
フレアガスの流量低下に伴い、予め設定されたフレアガス圧力の値以下になった際には、前記情報処理装置は、前記ＥＧＦに係る前記供給遮断装置を操作し、前記ＥＧＦに向かう前記フレアガスラインを閉鎖させると共に、前記ＶＤＵに係る前記供給遮断装置を操作して、前記ＶＤＵに向かうフレアガスラインを開放または流量を制御させることを特徴とする、フレアガス燃焼処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、製油所・製鉄プラント・化学プラント・ガス貯蔵施設から発生する、フレアガス（「炭化水素ガス」、「ハイドロカーボン」とも言う）を燃焼処理するフレアガス燃焼処理システムに関する。
【背景技術】
【0002】
製油所・製鉄プラント・化学プラント・ガス貯蔵施設では、メタン等のフレアガスが発生する。フレアガスは、可燃性で毒性があり、臭気もあるため、そのまま大気中に排出するのではなく、燃焼させ、ある程度無害化された状態で排出する必要がある。
【0003】
ところで、近年、環境汚染を防止するという風潮のもと、水溶性ガス（例えば、ＮＨ３ガス）を大気に放出する際には、厳しい基準（ppmオーダ）が設けられており、その基準に合致しない水溶性ガスを大気に放出することができない。
【0004】
この厳しい排出基準に合致させるため、排気ガスを大気に放出する際にも、排気ガスに含まれる数％以下の水溶性ガスを除去するガス吸収塔の構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２００３－３２６２４６号公報
【0006】
例えば、特許文献１では、水銀、酸化セレン、酸化砒素が含まれている排ガスを洗浄塔に導いて水洗し、吸収塔でこれらの水溶性ガスを水に吸収させて分離する水スクラバ工程が開示されている。
【0007】
このようなガス吸収塔では、水溶性ガスを吸収する吸収液として、Ｈ２Ｏ液のみならず、酸性の吸収液も使用することができる。水溶性ガスを吸収済みの吸収液は、排出基準に合わせた排水として、河川あるいは海に排水処理される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
一方、製油所等から発生するフレアガスにも、水溶性ガスが含まれているため、水溶性ガスを除去する必要がある。しかしながら、フレアガス中に含まれる水溶性ガスを除去した上で、フレアガスを燃焼処理する技術は存在しなかった。
【0009】
そこで、本発明は、上記問題点に対処するため、フレアガス中の水溶性ガスを除去することができ、水溶性ガスの含有割合が０～１００％のフレアガスに対応可能なフレアガス燃焼処理システム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】
前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、
フレアガスを燃焼処理するフレアガス燃焼処理システムであって、
当該システムは、水封の構成を有し、当該水封の構成を用いて前記フレアガス中の水溶性ガスを除去するガス吸収塔、ＶＤＵ及びＥＧＦと、当該システムの全体を制御する情報処理装置を備え、
前記ガス吸収塔は、フレアガスを供給するフレアガスラインの途中に設けられ、
前記ＶＤＵ及び前記ＥＧＦには、前記フレアガスラインの一端が夫々接続され、
前記ＶＤＵに向かうフレアガスラインの途中及び前記ＥＧＦに向かうフレアガスラインの途中には、フレアガスの流れを開放、遮断、及び流量を制御する供給遮断装置が夫々設けられ、
前記ガス吸収塔は、前記フレアガスラインから供給されたフレアガス中の水溶性ガスを除去処理し、除去処理後のフレアガスを前記ＶＤＵ又は前記ＥＧＦに向けて排出し、
フレアガス中の可燃分濃度が低く、自燃できない前記処理後のフレアガスについては、前記ＶＤＵで燃焼処理し、
前記ＶＤＵで前記除去処理後のフレアガスの燃焼処理を行う際には、前記情報処理装置は、前記ＥＧＦに係る前記供給遮断装置を操作し、前記ＥＧＦに向かう前記フレアガスラインを閉鎖させ、
前記ＥＧＦで前記除去処理後のフレアガスの燃焼処理を行う際には、前記情報処理装置は、前記ＶＤＵに係る前記供給遮断装置を操作し、前記ＶＤＵに向かう前記フレアガスラインを閉鎖または流量を制御させる、フレアガス燃焼処理システムとした。
フレアガスを燃焼処理するフレアガス燃焼処理システムであって、
当該システムは、水封の構成を有し、当該水封の構成を用いて前記フレアガス中の水溶性ガスを除去するガス吸収塔、ＶＤＵ及びＥＧＦと、当該システムの全体を制御する情報処理装置を備え、
前記ガス吸収塔は、フレアガスを供給するフレアガスラインの途中に設けられ、
前記ＶＤＵ及び前記ＥＧＦには、前記フレアガスラインの一端が夫々接続され、
前記ＶＤＵに向かうフレアガスラインの途中及び前記ＥＧＦに向かうフレアガスラインの途中には、フレアガスの流れを開放、遮断、及び流量を制御する供給遮断装置が夫々設けられ、
前記ガス吸収塔は、前記フレアガスラインから供給されたフレアガス中の水溶性ガスを除去処理し、除去処理後のフレアガスを前記ＶＤＵ又は前記ＥＧＦに向けて排出し、
フレアガス中の可燃分濃度が低く、自燃できない前記処理後のフレアガスについては、前記ＶＤＵで燃焼処理し、
前記ＶＤＵで前記除去処理後のフレアガスの燃焼処理を行う際には、前記情報処理装置は、前記ＥＧＦに係る前記供給遮断装置を操作し、前記ＥＧＦに向かう前記フレアガスラインを閉鎖させ、
前記ＥＧＦで前記除去処理後のフレアガスの燃焼処理を行う際には、前記情報処理装置は、前記ＶＤＵに係る前記供給遮断装置を操作し、前記ＶＤＵに向かう前記フレアガスラインを閉鎖または流量を制御させる、フレアガス燃焼処理システムとした。
【0011】
また、請求項２に係る発明は、
フレアガスを燃焼処理するフレアガス燃焼処理システムであって、
当該システムは、水封の構成を有し、当該水封の構成を用いて前記フレアガス中の水溶性ガスを除去するガス吸収塔、ＶＤＵ及びＥＧＦと、当該システムの全体を制御する情報処理装置を備え、
前記ガス吸収塔は、フレアガスを供給するフレアガスラインの途中に設けられ、
前記ＶＤＵ及び前記ＥＧＦには、前記フレアガスラインの一端が夫々接続され、
前記ＶＤＵに向かうフレアガスラインの途中及び前記ＥＧＦに向かうフレアガスラインの途中には、フレアガスの流れを開放、遮断、及び流量を制御する供給遮断装置が夫々設けられ、
前記ガス吸収塔は、前記フレアガスラインから供給されたフレアガス中の水溶性ガスを除去処理し、除去処理後のフレアガスを前記ＶＤＵ又は前記ＥＧＦに向けて排出し、
前記ＶＤＵで前記除去処理後のフレアガスの燃焼処理を行う際には、前記情報処理装置は、前記ＥＧＦに係る前記供給遮断装置を操作し、前記ＥＧＦに向かう前記フレアガスラインを閉鎖させ、
前記ＥＧＦで前記除去処理後のフレアガスの燃焼処理を行う際には、前記情報処理装置は、前記ＶＤＵに係る前記供給遮断装置を操作し、前記ＶＤＵに向かう前記フレアガスラインを閉鎖または流量を制御させ、
前記情報処理装置は、ＶＤＵ内の温度が予め設定された温度以上の際には、前記ＶＤＵに係る前記供給遮断装置を操作し、前記ＶＤＵに向かう前記フレアガスラインを閉鎖または流量を制御させると共に、前記ＥＧＦに係る前記供給遮断装置を操作して、前記ＥＧＦに向かうフレアガスラインを開放させる、フレアガス燃焼処理システムとした。
フレアガスを燃焼処理するフレアガス燃焼処理システムであって、
当該システムは、水封の構成を有し、当該水封の構成を用いて前記フレアガス中の水溶性ガスを除去するガス吸収塔、ＶＤＵ及びＥＧＦと、当該システムの全体を制御する情報処理装置を備え、
前記ガス吸収塔は、フレアガスを供給するフレアガスラインの途中に設けられ、
前記ＶＤＵ及び前記ＥＧＦには、前記フレアガスラインの一端が夫々接続され、
前記ＶＤＵに向かうフレアガスラインの途中及び前記ＥＧＦに向かうフレアガスラインの途中には、フレアガスの流れを開放、遮断、及び流量を制御する供給遮断装置が夫々設けられ、
前記ガス吸収塔は、前記フレアガスラインから供給されたフレアガス中の水溶性ガスを除去処理し、除去処理後のフレアガスを前記ＶＤＵ又は前記ＥＧＦに向けて排出し、
前記ＶＤＵで前記除去処理後のフレアガスの燃焼処理を行う際には、前記情報処理装置は、前記ＥＧＦに係る前記供給遮断装置を操作し、前記ＥＧＦに向かう前記フレアガスラインを閉鎖させ、
前記ＥＧＦで前記除去処理後のフレアガスの燃焼処理を行う際には、前記情報処理装置は、前記ＶＤＵに係る前記供給遮断装置を操作し、前記ＶＤＵに向かう前記フレアガスラインを閉鎖または流量を制御させ、
前記情報処理装置は、ＶＤＵ内の温度が予め設定された温度以上の際には、前記ＶＤＵに係る前記供給遮断装置を操作し、前記ＶＤＵに向かう前記フレアガスラインを閉鎖または流量を制御させると共に、前記ＥＧＦに係る前記供給遮断装置を操作して、前記ＥＧＦに向かうフレアガスラインを開放させる、フレアガス燃焼処理システムとした。
【0012】
また、請求項３に係る発明は、
フレアガスを燃焼処理するフレアガス燃焼処理システムであって、
当該システムは、水封の構成を有し、当該水封の構成を用いて前記フレアガス中の水溶性ガスを除去するガス吸収塔、ＶＤＵ及びＥＧＦと、当該システムの全体を制御する情報処理装置を備え、
前記ガス吸収塔は、フレアガスを供給するフレアガスラインの途中に設けられ、
前記ＶＤＵ及び前記ＥＧＦには、前記フレアガスラインの一端が夫々接続され、
前記ＶＤＵに向かうフレアガスラインの途中及び前記ＥＧＦに向かうフレアガスラインの途中には、フレアガスの流れを開放、遮断、及び流量を制御する供給遮断装置が夫々設けられ、
前記ガス吸収塔は、前記フレアガスラインから供給されたフレアガス中の水溶性ガスを除去処理し、除去処理後のフレアガスを前記ＶＤＵ又は前記ＥＧＦに向けて排出し、
前記ＶＤＵで前記除去処理後のフレアガスの燃焼処理を行う際には、前記情報処理装置は、前記ＥＧＦに係る前記供給遮断装置を操作し、前記ＥＧＦに向かう前記フレアガスラインを閉鎖させ、
前記ＥＧＦで前記除去処理後のフレアガスの燃焼処理を行う際には、前記情報処理装置は、前記ＶＤＵに係る前記供給遮断装置を操作し、前記ＶＤＵに向かう前記フレアガスラインを閉鎖または流量を制御させ、
フレアガスの流量低下に伴い、予め設定されたフレアガス圧力の値以下になった際には、前記情報処理装置は、前記ＥＧＦに係る前記供給遮断装置を操作し、前記ＥＧＦに向かう前記フレアガスラインを閉鎖させると共に、前記ＶＤＵに係る前記供給遮断装置を操作して、前記ＶＤＵに向かうフレアガスラインを開放または流量を制御させる、フレアガス燃焼処理システムとした。
フレアガスを燃焼処理するフレアガス燃焼処理システムであって、
当該システムは、水封の構成を有し、当該水封の構成を用いて前記フレアガス中の水溶性ガスを除去するガス吸収塔、ＶＤＵ及びＥＧＦと、当該システムの全体を制御する情報処理装置を備え、
前記ガス吸収塔は、フレアガスを供給するフレアガスラインの途中に設けられ、
前記ＶＤＵ及び前記ＥＧＦには、前記フレアガスラインの一端が夫々接続され、
前記ＶＤＵに向かうフレアガスラインの途中及び前記ＥＧＦに向かうフレアガスラインの途中には、フレアガスの流れを開放、遮断、及び流量を制御する供給遮断装置が夫々設けられ、
前記ガス吸収塔は、前記フレアガスラインから供給されたフレアガス中の水溶性ガスを除去処理し、除去処理後のフレアガスを前記ＶＤＵ又は前記ＥＧＦに向けて排出し、
前記ＶＤＵで前記除去処理後のフレアガスの燃焼処理を行う際には、前記情報処理装置は、前記ＥＧＦに係る前記供給遮断装置を操作し、前記ＥＧＦに向かう前記フレアガスラインを閉鎖させ、
前記ＥＧＦで前記除去処理後のフレアガスの燃焼処理を行う際には、前記情報処理装置は、前記ＶＤＵに係る前記供給遮断装置を操作し、前記ＶＤＵに向かう前記フレアガスラインを閉鎖または流量を制御させ、
フレアガスの流量低下に伴い、予め設定されたフレアガス圧力の値以下になった際には、前記情報処理装置は、前記ＥＧＦに係る前記供給遮断装置を操作し、前記ＥＧＦに向かう前記フレアガスラインを閉鎖させると共に、前記ＶＤＵに係る前記供給遮断装置を操作して、前記ＶＤＵに向かうフレアガスラインを開放または流量を制御させる、フレアガス燃焼処理システムとした。
【発明の効果】
【0016】
本発明によると、フレアガスの燃焼処理を行う前に、フレアガス中の水溶性ガス分を除去することにより、ＶＤＵ等を用いて行うフレアガスの燃焼量を削減することができる。また、水溶性ガスを燃焼した際に生成される。環境汚染物質を削減することができる。
【0017】
更に、本発明のように、ＶＤＵ等を用いてフレアガスの燃焼処理を行う前に、フレアガスから水溶性ガスを除去するようにガス吸収塔が設けられている構成の場合、運転操作、あるいは保守作業ミス等により、フレアガスラインの配管中に火災が発生した際に、火災がプラント側へ遡上しようとしても、水封されているガス吸収塔によって、プラントまで遡上することができず、火災を遮断することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の実施の形態例１のフレアガス燃焼処理システムの概略構成図である。
【図2】本発明の実施の形態例１のフレアガス燃焼処理システムに用いるガス吸収塔の説明図である。
【図3】本発明の実施の形態例１のフレアガス燃焼処理システムに用いるガス吸収塔の概略構成図である。
【図4】本発明の実施の形態例１のフレアガス燃焼処理システムに用いるガス吸収塔の概略構成図である。
【図5】本発明の実施の形態例１のフレアガス燃焼処理システムにおいて、ＶＤＵを使用した場合の燃料の流れ及びフレアガスの流れを示す説明図である。
【図6】本発明の実施の形態例１のフレアガス燃焼処理システムにおいてＥＧＦを使用した場合であって、第２段階の状態のフレアガスの流れならびに燃料の流れを示す説明図である。
【図7】本発明の実施の形態例１のフレアガス燃焼処理システムにおいてＥＧＦを使用した場合であって、第３段階の状態のフレアガスの流れならびに燃料の流れを示す説明図である。
【図8】本発明の実施の形態例１のフレアガス燃焼処理システムのフレアガス増加時の処理の流れを示す流れ図である。
【図9】本発明の実施の形態例１のフレアガス燃焼処理システムのフレアガス減少時の処理の流れを示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
（実施の形態例１）
以下、添付図面を参照して本発明に係る実施の形態例１を詳細に説明する。ただし、本実施の形態例に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
以下、添付図面を参照して本発明に係る実施の形態例１を詳細に説明する。ただし、本実施の形態例に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【0020】
＜フレアガス燃焼処理システムの構成＞
図１は、本実施の形態例１に係るフレアガス燃焼処理システムの概略構成図である。フレアガス燃焼処理システムは、ガス吸収塔９とＶＤＵ１とＥＧＦ３を有している。ガス吸収塔９は、筒体９０を有しており、円柱形状である。また、ＶＤＵ１は、筒体２０を有しており、円柱形状である。また、ＥＧＦ３は、筒体３０を有しており、円柱形状である。なお、本実施の形態例１では、ガス吸収塔９、ＶＤＵ１及びＥＧＦ３について円柱形状の構成を示したが、これは例示であり、例えば、角柱形状でも良く、形状が限定されるわけではない。ＶＤＵ１及びＥＧＦ３は、供給されたフレアガスを燃焼させる炉（≒燃焼室）の役割を果たす。そのため、以下では、「ＶＤＵ１」は、燃焼処理方法としてＶＤＵを実行する炉を指し、「ＥＧＦ３」は、燃焼処理方法としてＥＧＦを実行する炉を指す。なお、ＶＤＵ１及びＥＧＦ３は、フレアスタックとも呼ばれる。
図１は、本実施の形態例１に係るフレアガス燃焼処理システムの概略構成図である。フレアガス燃焼処理システムは、ガス吸収塔９とＶＤＵ１とＥＧＦ３を有している。ガス吸収塔９は、筒体９０を有しており、円柱形状である。また、ＶＤＵ１は、筒体２０を有しており、円柱形状である。また、ＥＧＦ３は、筒体３０を有しており、円柱形状である。なお、本実施の形態例１では、ガス吸収塔９、ＶＤＵ１及びＥＧＦ３について円柱形状の構成を示したが、これは例示であり、例えば、角柱形状でも良く、形状が限定されるわけではない。ＶＤＵ１及びＥＧＦ３は、供給されたフレアガスを燃焼させる炉（≒燃焼室）の役割を果たす。そのため、以下では、「ＶＤＵ１」は、燃焼処理方法としてＶＤＵを実行する炉を指し、「ＥＧＦ３」は、燃焼処理方法としてＥＧＦを実行する炉を指す。なお、ＶＤＵ１及びＥＧＦ３は、フレアスタックとも呼ばれる。
【0021】
＜ガス吸収塔９の構成＞
フレアガスライン４０は、可燃ガス貯留装置８０から伸びて、ガス吸収塔９を経由し、ＶＤＵ１、あるいはＥＧＦ３に到達する構成となっている。ガス吸収塔９は、水封ドラムの構成を有し、この水封ドラムの構成を用いて、フレアガス中の水溶性ガス分を吸収し除去する。そして、水溶性ガス分が除去されたフレアガスを、ＶＤＵ１、あるいはＥＧＦ３に向けて、排出する。即ち、ガス吸収塔９は、ＶＤＵ１、あるいはＥＧＦ３でフレアガスを燃焼させる前に、当該フレアガス中から水溶性ガス分を吸収し除去するという燃焼処理前の処理を行う役割を果たす。なお、ガス吸収塔９は、水溶性ガスの含有割合が０～１００％のフレアガスに対応可能である。
フレアガスライン４０は、可燃ガス貯留装置８０から伸びて、ガス吸収塔９を経由し、ＶＤＵ１、あるいはＥＧＦ３に到達する構成となっている。ガス吸収塔９は、水封ドラムの構成を有し、この水封ドラムの構成を用いて、フレアガス中の水溶性ガス分を吸収し除去する。そして、水溶性ガス分が除去されたフレアガスを、ＶＤＵ１、あるいはＥＧＦ３に向けて、排出する。即ち、ガス吸収塔９は、ＶＤＵ１、あるいはＥＧＦ３でフレアガスを燃焼させる前に、当該フレアガス中から水溶性ガス分を吸収し除去するという燃焼処理前の処理を行う役割を果たす。なお、ガス吸収塔９は、水溶性ガスの含有割合が０～１００％のフレアガスに対応可能である。
【0022】
このように、フレアガスの燃焼処理を行う前に、フレアガス中の水溶性ガス分を除去することにより、ＶＤＵ１等でフレアガスを燃焼する量を削減することができる。また、水溶性ガスを燃焼した際に生成される。環境汚染物質を削減することができる。
【0023】
更に、ＶＤＵ１等を用いてフレアガスの燃焼処理を行う前に、フレアガスから水溶性ガス分を除去するようにガス吸収塔９が設けられている構成の場合、運転操作、あるいは保守作業ミス等により、フレアガスラインの配管中に火災が発生した際に、火災がプラント側へ遡上しようとしても、水封されているガス吸収塔９によって、プラントまで遡上することができず、火災を遮断することができる。
【0024】
次に、ガス吸収塔９について、図２を用いて、詳しく説明する。ガス吸収塔９の構成は、水封の構成を有するものであれば良いが、具体的な方式は、例えば、棚段式、あるいはラシヒリング充填式である。そして、処理ガス（＝フレアガス）の流入方式は、水溶性ガスを吸収する吸収液の流れに対し、対抗する形で流入させる方式、あるいは、吸収液の流れに対し、クロスフローを構成する（＝横切る）形で流入させる方式である。吸収液の流れは、全量をガス吸収塔９から排出する非循環流の方式か、あるいは、一部を連続して排出すると共に、排出量と同量を連続して給水する循環流の方式である。また、吸収液と処理ガスの比（＝液ガス比）は、「２～１０ｋｇ吸収液（Ｈ２Ｏ）／ｋｇ水溶性ガス」である。更に、フレアガス中に含まれる水溶性ガスの除去効率は、５０～９０％である。なお、吸収液は、例えば、Ｈ２Ｏ液、あるいは酸性の吸収液である。
【0025】
以上の各方式、液ガス比の組み合わせは、フレアガスの個々の処理計画に合わせて随意に選択、組み合わせ可能である。
【0026】
＜棚段式のガス吸収塔９の構成＞
次に、棚段式のガス吸収塔９の構成について、図３を用いて説明する。円柱形のガス吸収塔９内に略水平に設置された複数の棚段９１が設けられている。各棚段９１は、ガス吸収塔９の上部側面に設けられた吸収液の入口９２から流入した吸収液の流路となる。棚段９１は、流れる吸収液の深さを一定に（２５ｍｍ～１００ｍｍ）保ち、かつ、一定量の吸収液しか保持できない。そのため、保持できる吸収液の量を超えると、吸収液は当該棚段９１から溢れて、下段の棚段９１に流下する。ガス吸収塔９の底部９３には、棚段９１から流下した一定量の吸収液が溜まっている。そして、溜まっている吸収液が一定量を超えると、吸収液の出口９４から排出される。
次に、棚段式のガス吸収塔９の構成について、図３を用いて説明する。円柱形のガス吸収塔９内に略水平に設置された複数の棚段９１が設けられている。各棚段９１は、ガス吸収塔９の上部側面に設けられた吸収液の入口９２から流入した吸収液の流路となる。棚段９１は、流れる吸収液の深さを一定に（２５ｍｍ～１００ｍｍ）保ち、かつ、一定量の吸収液しか保持できない。そのため、保持できる吸収液の量を超えると、吸収液は当該棚段９１から溢れて、下段の棚段９１に流下する。ガス吸収塔９の底部９３には、棚段９１から流下した一定量の吸収液が溜まっている。そして、溜まっている吸収液が一定量を超えると、吸収液の出口９４から排出される。
【0027】
また、各棚段９１の底部には、吸収液は流下しないが（少しは、吸収液は流下しても良い）、ガスは通過できる大きさの孔が多数設けられている（図示省略）。即ち、各棚段９１の底部は、気体であるフレアガスを、液体である吸収液に吸収させるバブリングエリアになっている。そのため、ガス吸収塔９の下部側面に設けられたフレアガスの入口９５から流入し、ガス吸収塔９を上昇するフレアガスは、各棚段９１の孔から棚段９１を通り抜ける。上述したように、各棚段９１には、吸収液が流れているため、フレアガスが各棚段９１を通り抜ける際に、吸収液を通り抜けることとなる。そして、吸収液を通り抜ける際には、フレアガス中の水溶性ガスは、吸収液に吸収されて、分離・除去される。その結果、ガス吸収塔９の天井に設けられたフレアガスの出口９６から排出されるフレアガスからは、当該フレアガスに含まれていた水溶性ガスの一部、あるいは全部が除去されている。なお、上述したように、各棚段９１には、吸収液が連続的に流れ、一定の深さの水の膜がはられていることになるため、万が一、フレアガスの火炎が下方から上昇した場合であっても、各棚段９１にはられている水の膜によって、火炎は遮断（消炎）される。
【0028】
また、棚段式のガス吸収塔９の場合は、フレアガスの個々の処理計画に合わせて、棚段の断面積、棚段数、棚段の間隔、吸収液流路の断面積が決定される。
【0029】
＜ラシヒリング式のガス吸収塔９の構成＞
次に、ラシヒリング充填式のガス吸収塔９の構成について、図４を用いて説明する。円柱形のガス吸収塔９内の略中心の位置で垂直に、ラシヒリング（充填物）９７が設けられている。ラシヒリング９７は、上昇する気体と降下する液体との接触を大きくするために設けられ、充填物が密に充填され構成されているため、降下する液体がラシヒリング９７で、一定時間保持され、降下する液体で構成された「水柱」のようになる。ガス吸収塔９の上部側面には、吸収液の入口９８が設けられており、その先端部は、ラシヒリング９７の真上に配置されている。そのため、吸収液の入口９８から流入された吸収液は、吸収液の入口９８内を通って、ラシヒリング９７の真上に注がれる。ラシヒリング９７は、上昇する気体であるフレアガスと降下する液体である吸収液との接触を大きくするため、注がれた吸収液を一定時間保持しながら、下降させる。ラシヒリング９７を通過した吸収液は、ガス吸収塔９の底部９３に溜まる。そして、溜まっている吸収液が一定量を超えると、吸収液の出口９４から排出される。
次に、ラシヒリング充填式のガス吸収塔９の構成について、図４を用いて説明する。円柱形のガス吸収塔９内の略中心の位置で垂直に、ラシヒリング（充填物）９７が設けられている。ラシヒリング９７は、上昇する気体と降下する液体との接触を大きくするために設けられ、充填物が密に充填され構成されているため、降下する液体がラシヒリング９７で、一定時間保持され、降下する液体で構成された「水柱」のようになる。ガス吸収塔９の上部側面には、吸収液の入口９８が設けられており、その先端部は、ラシヒリング９７の真上に配置されている。そのため、吸収液の入口９８から流入された吸収液は、吸収液の入口９８内を通って、ラシヒリング９７の真上に注がれる。ラシヒリング９７は、上昇する気体であるフレアガスと降下する液体である吸収液との接触を大きくするため、注がれた吸収液を一定時間保持しながら、下降させる。ラシヒリング９７を通過した吸収液は、ガス吸収塔９の底部９３に溜まる。そして、溜まっている吸収液が一定量を超えると、吸収液の出口９４から排出される。
【0030】
また、円柱形のガス吸収塔９内の一側面の内周と、当該内周に対応するラシヒリング９７の一側面の間には、バッフル（仕切り板、邪魔板）９９が段違いに設けられている。なお、図４では、ラシヒリング９７の上部の一側面にバッフル９９１、下部の一側面にバッフル９９２、中部の他側面にバッフル９９３及び上部の他側面に９９４と、合計４枚のバッフル９９が設けられている。これらのバッフル９９が設けられていることにより、ガス吸収塔９内は複数の部屋１００～１０５に区分けされ、上昇する気体の流路や上昇する気体の反転回数が決定される。即ち、ガス吸収塔９の下部側面に設けられたフレアガスの入口９５から流入し、ガス吸収塔９内の部屋１０１に入ったガフレアガスは、バッフル９９２に阻まれて反転し、ラシヒリング９７の吸収液を横切る（クロスする）形で接触し、通過し、部屋１０２に入る。部屋１０２に入ったフレアガスは、バッフル９９３に阻まれて反転し、ラシヒリング９７の吸収液を横切る（クロスする）形で接触し、通過し、部屋１０３に入る。部屋１０３に入ったフレアガスは、バッフル９９１に阻まれて反転し、ラシヒリング９７の吸収液を横切る（クロスする）形で接触し、通過し、部屋１０４に入る。部屋１０４に入ったフレアガスは、バッフル９９４に阻まれて反転し、ラシヒリング９７の吸収液を横切る（クロスする）形で接触し、通過し、部屋１０５に入る。部屋１０５に入ったフレアガスは、ガス吸収塔９の天井に設けられたフレアガスの出口９６から排出される。なお、フレアガスが吸収液を横切る形で通過する際には、フレアガス中の水溶性ガスは、吸収液に吸収されて、分離・除去される。その結果、ガス吸収塔９の天井に設けられたフレアガスの出口９６から排出されるフレアガスからは、当該フレアガスに含まれていた水溶性ガスの一部、あるいは全部が除去されている。
【0031】
また、ラシヒリング充填式のガス吸収塔９の場合は、フレアガスの個々の処理計画に合わせて、ラシヒリング９７の断面積と高さが決定される。また、本実施例で示したように、処理ガス（＝フレアガス）の流入方式が、吸収液の流れに対し、クロスフローを構成する（＝横切る）形で流入させる方式の場合には、フレアガスの個々の処理計画に合わせて、バッフル９９数とバッフル９９の間隔が決定される。
【0032】
＜ＶＤＵ１の構成＞
ＶＤＵ１には、下方部に空気取入れ孔（図示省略）が複数設けられており、各孔を、空気取入れダンパー２１が覆っている。なお、本実施の形態例１では、空気取入れ孔を複数設け、それらの孔を覆うため複数の空気取入れダンパー２１を設ける構成を示したが、この構成に限定されるものではない。単数の外気取入れ孔を設け、その孔を空気取入れダンパー２１で覆う構成としても良い。
ＶＤＵ１には、下方部に空気取入れ孔（図示省略）が複数設けられており、各孔を、空気取入れダンパー２１が覆っている。なお、本実施の形態例１では、空気取入れ孔を複数設け、それらの孔を覆うため複数の空気取入れダンパー２１を設ける構成を示したが、この構成に限定されるものではない。単数の外気取入れ孔を設け、その孔を空気取入れダンパー２１で覆う構成としても良い。
【0033】
また、ＶＤＵ１には、炉内を高温雰囲気に保つための助燃バーナー２３、炉内に供給されたフレアガスを燃焼させるフレアバーナーＡ－１及びパイロットバーナー１４が設けられている。更に、ＶＤＵ１の上部には、ＶＤＵ１内の温度を検出する熱電対等の温度検出装置５０が設けられている。
【0034】
＜ＥＧＦ３の構成＞
ＥＧＦ３は、筒体３０を複数の柱脚３２で支える構造である。そのため、柱脚３２間の空間を通って、筒体３０の下側の空気取入れゾーン３１から外気（空気）が、ＥＧＦ３内に流入する。なお、本実施の形態例１では筒体３０を柱脚３２によって支持する構造を示したが、筒体３０を支持する構造は、この構成に限定されるものではない。筒体３０に空気取入れゾーン３１が設けられており、当該空気取入れゾーン３１から外気（空気）を、ＥＧＦ３内に流入可能な構成であれば良い。そのため例えば、筒体３０は、自身を支える脚部を含めて一体成型されており、筒体３０に空気取入れゾーン３１として、孔が複数設けられている構成としても良い。
ＥＧＦ３は、筒体３０を複数の柱脚３２で支える構造である。そのため、柱脚３２間の空間を通って、筒体３０の下側の空気取入れゾーン３１から外気（空気）が、ＥＧＦ３内に流入する。なお、本実施の形態例１では筒体３０を柱脚３２によって支持する構造を示したが、筒体３０を支持する構造は、この構成に限定されるものではない。筒体３０に空気取入れゾーン３１が設けられており、当該空気取入れゾーン３１から外気（空気）を、ＥＧＦ３内に流入可能な構成であれば良い。そのため例えば、筒体３０は、自身を支える脚部を含めて一体成型されており、筒体３０に空気取入れゾーン３１として、孔が複数設けられている構成としても良い。
【0035】
また、ＥＧＦ３には、炉内に供給されたフレアガスを燃焼させるフレアバーナーＢ－１、Ｃ－１、Ｄ－１、・・・、Ｎ－１及びパイロットバーナー１５が設けられている。なお、ＶＤＵ１に係るパイロットバーナー１４及びＥＧＦ３に係るパイロットバーナー１５は、供給されたフレアガスを瞬時に着火させるため、常時燃料が供給され、燃焼している。
【0036】
ＶＤＵ１には、燃料を供給するために、燃料ライン１０の一端が接続されている。詳しくは、ＥＧＦ３のパイロットバーナー１５に燃料を供給する燃料ライン１１から分岐した、ＶＤＵ１のパイロットバーナー１４に燃料を供給する燃料ライン１２と、助燃バーナー２３に助燃料を供給するＶＤＵ用助燃バーナー用燃料ライン１３の２つの燃料ラインがＶＤＵ１に接続されている。ＶＤＵ用助燃バーナー用燃料ライン１３の途中には、燃料ライン１３を流れる助燃料の量を、調節可能な助燃料流量調節装置２２が設けられている。
【0037】
また、ＥＧＦ３にも、燃料を供給するために、燃料ライン１０の一端が接続されている。詳しくは、フレアバーナーＢ－１、Ｃ－１、Ｄ－１・・・、Ｎ－１といった各フレアバーナーに対応して設置された各ＥＧＦ用パイロットバーナー１５にそれぞれ燃料を供給するため、分岐された燃料ライン１１がＥＧＦ３に接続されている。
【0038】
また、ＶＤＵ１及びＥＧＦ３には、フレアガスの供給を受けるために、フレアガスライン４０の一端が夫々接続されている。詳しくは、フレアガスライン４０は途中で、ＶＤＵ１に向かうＶＤＵ向フレアガスライン４２と、ＥＧＦ３に向かう複数本のＥＧＦ向フレアガスライン４３、４４、４５・・・４×に分岐して、ＶＤＵ１、あるいはＥＧＦ３に接続されている。ＶＤＵ１に向うフレアガスライン４２の途中には、ＶＤＵ１に向かうフレアガスの流れを開放／遮断、流量を調整（制御）できるＶＤＵ／ＥＧＦフレアガス切替装置Ａが設けられている。なお、ＶＤＵ／ＥＧＦフレアガス切替装置Ａは、例えば、供給／遮断弁である。
【0039】
なお、フレアガスライン４０の他端は、可燃ガス貯留装置８０に接続されている。この可燃ガス貯留装置８０には、燃焼処理対象のフレアガスが貯留されており、燃焼処理を行う際に、貯留されているフレアガスを流出させる。また、可燃ガス貯留装置８０は、安全確保のため、ＶＤＵ１及びＥＧＦ３等のフレアガス処理設備から、十分離間した位置に設けられている。従って、フレアガスライン４０の一端と他端は、例えば、１００ｍ以上である。そのため、可燃ガス貯留装置８０から流出したフレアガスがＶＤＵ１、あるいはＥＧＦ３に到達するには、数秒（≒２、３秒）以上かかる。
【0040】
上述したように、ＥＧＦ３内には、複数のフレアバーナーＢ－１～Ｎ―１が設けられている。そのため、各フレアバーナーに対し、フレアガスを供給するため、フレアガスライン４０は、ＥＧＦ向フレアガスライン４３、４４、４５・・・４×と、ＥＧＦ３内に設けられた、フレアバーナーのライン数に合わせて、分岐している。分岐した各フレアガスラインの途中には、ＥＧＦ３に向かうフレアガスの流れを開放／遮断、流量を調整（制御）できるＥＧＦフレアガス供給／遮断装置Ｂ、Ｃ、Ｄ・・・、Ｎが夫々設けられている。なお、ＥＧＦフレアガス供給／遮断装置Ｂ～Ｎは、ＥＧＦ３に向かうフレアガスの流れを開放／遮断、流量を調整（制御）できる構成であれば良く、例えば、供給／遮断弁である。
【0041】
また、分岐前のフレアガスライン４０には、流れるフレアガスの圧力を検出するフレアガス圧力検出装置６０が設けられている。フレアガス圧力検出装置６０によって検出されたフレアガスの圧力値が、設定値を超えていると、Ｂ～Ｎフレアガス供給／切替操作演算装置６１が認識した場合は、ＥＧＦフレアガス供給／遮断装置Ｂ等を操作して、フレアガスライン４３等を開放し、ＥＧＦ３にフレアガスを供給する。同時に、総合情報処理装置（図示省略、後述）は、Ｂ～Ｎフレアガス供給／切替操作演算装置６１のＥＧＦフレアガス供給／遮断装置Ｂ等に対する操作を認識すると、ＶＤＵ／ＥＧＦフレアガス切替操作演算装置７１を通じて、ＶＤＵ／ＥＧＦフレアガス切替装置Ａを操作し、ＶＤＵ１に向かうフレアガスライン４２を遮断する。
【0042】
また、分岐前のフレアガスライン４０の途中には、安全弁検知装置７０が設けられている。安全弁検知装置７０は、可燃ガス貯留装置８０内圧力が過圧状態になり安全弁が作動する（開く）と、当該作動を検知し、その旨の信号をＶＤＵ／ＥＧＦフレアガス切替操作演算装置７１に出力する。ＶＤＵ／ＥＧＦフレアガス切替操作演算装置７１は、当該信号を受信すると、ＶＤＵ／ＥＧＦフレアガス切替装置Ａを操作して、ＶＤＵ１に向かうフレアガスライン４２を閉鎖し、フレアガスの流れを遮断する。また同時に、総合情報処理装置は、ＶＤＵ／ＥＧＦフレアガス切替操作演算装置７１のＶＤＵ／ＥＧＦフレアガス切替装置Ａに対する操作を認識すると、Ｂ～Ｎフレアガス供給／切替操作演算装置６１を通じて、ＥＧＦフレアガス供給／遮断装置Ｂ等を操作して、フレアガスライン４３等を開放し、ＥＧＦ３にフレアガスを供給する。
【0043】
なお、安全弁検知装置７０が設けられているフレアガスライン４０上の位置は、分岐前で、可燃ガス貯留装置８０近傍（通常、安全確保のため、フレアガス処理設備と十分離れている）である為、安全弁が作動すると、可燃ガス貯留装置８０から流出したフレアガスが、フレアガスラインヘッダー４１に到達した時点で（あるいは、到達する前に）、ＶＤＵ／ＥＧＦフレアガス切替操作演算装置７１を介してＶＤＵ／ＥＧＦフレアガス切替装置Ａを操作し、ＶＤＵ１に向かうフレアガスライン４２を閉鎖できる。同時に、総合情報処理装置及びＢ～Ｎフレアガス供給／切替操作演算装置６１を介してＥＧＦフレアガス供給／遮断装置Ｂ等を操作してフレアガスライン４３等を開放しＥＧＦ３にフレアガスを供給できる。以上により、安全弁検知装置７０によって安全弁が開いたことを検知した場合等の非常時に、フレアガスがＶＤＵ１に到達する前に、フレアガスの供給先を切り替えて、ＥＧＦ３に流すことができ、便宜である。
【0044】
本フレアガス燃焼処理システムは、サーバ等の情報処理装置を用いて、全体制御される。以下、詳しく説明する。
【0045】
ＶＤＵ１には、情報処理装置として、助燃料調節演算装置５１及び空気取入れダンパー開度調節装置５２が設けられている。助燃料調節演算装置５１、空気取入れダンパー開度調節装置５２及び温度検出装置５０は、相互に通信可能に接続されている。また、助燃料調節演算装置５１は、助燃料流量調節装置２２と相互に通信可能に接続されている。更に、空気取入れダンパー開度調節装置５２は、各空気取入れダンパー２１と相互に通信可能に接続されている。
【0046】
助燃料調節演算装置５１は、温度検出装置５０を通じて、ＶＤＵ１内の温度を検出させ、当該温度に基づき、助燃料流量調節装置２２を操作して、助燃バーナー２３に供給する助燃料の量を調節する。また、空気取入れダンパー開度調節装置５２は、温度検出装置５０を通じて、ＶＤＵ１内の温度を検出させ、当該温度に基づき、各空気取入れダンパー２１の開度を調節する。
【0047】
ＥＧＦ３には、情報処理装置として、Ｂ～Ｎフレアガス供給／切替操作演算装置６１及びＶＤＵ／ＥＧＦフレアガス切替操作演算装置７１が設けられている。また、Ｂ～Ｎフレアガス供給／切替操作演算装置６１は、ＥＧＦフレアガス供給／遮断装置Ｂ、Ｃ、Ｄ・・・、Ｎと、相互に通信可能に接続されている。更に、ＶＤＵ／ＥＧＦフレアガス切替操作演算装置７１は、ＶＤＵ／ＥＧＦフレアガス切替装置Ａと、相互に通信可能に接続されている。
【0048】
Ｂ～Ｎフレアガス供給／切替操作演算装置６１は、フレアガス圧力検出装置６０を通じて、フレアガスラインヘッダー４１に流入する前の（＝分岐前の）フレアガスライン４０を流れるフレアガスの圧力を検出させ、当該圧力に基づき、ＥＧＦフレアガス供給／遮断装置Ｂ、Ｃ、Ｄ・・・、Ｎを操作し、フレアガスライン４３等を開放、あるいは遮断、フレアガスライン４３等を流れるフレアガスの流量を調整（制御）する。また、ＶＤＵ／ＥＧＦフレアガス切替操作演算装置７１は、総合情報処理装置からの命令に応じて、ＶＤＵ／ＥＧＦフレアガス切替装置Ａを操作し、フレアガスライン４２を開放、遮断、フレアガスライン４２を流れるフレアガスの流量を制御する。
【0049】
助燃料調節演算装置５１、空気取入れダンパー開度調節装置５２、Ｂ～Ｎフレアガス供給／切替操作演算装置６１及びＶＤＵ／ＥＧＦフレアガス切替操作演算装置７１は夫々、総合情報処理装置（図示省略）と、相互に通信可能に接続されている。総合情報処理装置は、助燃料調節演算装置５１、空気取入れダンパー開度調節装置５２、Ｂ～Ｎフレアガス供給／切替操作演算装置６１及びＶＤＵ／ＥＧＦフレアガス切替操作演算装置７１より上位で、本実施の形態例１に係るフレアガス燃焼処理システムを統括して制御する役割を果たすものである。そのため、総合情報処理装置は、助燃料調節演算装置５１、空気取入れダンパー開度調節装置５２、Ｂ～Ｎフレアガス供給／切替操作演算装置６１及びＶＤＵ／ＥＧＦフレアガス切替操作演算装置７１から情報や命令を受信し、また、助燃料調節演算装置５１、空気取入れダンパー開度調節装置５２、Ｂ～Ｎフレアガス供給／切替操作演算装置６１及びＶＤＵ／ＥＧＦフレアガス切替操作演算装置７１に対し、情報や命令を出力する。
【0050】
＜フレアガス燃焼処理システムの処理の流れ＞
次に、図５～図９を用いて、本実施の形態例１に係るフレアガス燃焼処理システムの処理の流れについて説明する。まずは、フレアガス増加時の処理の流れを示す。図５及び図８に示すように、助燃料調節演算装置５１は、助燃料流量調節装置２２を操作し、燃料ライン１０及び１３を通じて、ＶＤＵ１に設けられている助燃バーナー２３に助燃料を供給させて、点火・燃焼させる。また、助燃料調節演算装置５１は、温度検出装置５０を通じて、ＶＤＵ１内の温度を継続的に検出させて、ＶＤＵ１を常温から設定温度１まで昇温させるように、助燃料を供給させる（ステップＳ８０１）。なお、ここで、「設定温度１」とは、フレアガス中の可燃分が着火する温度（例えば、約４００～６００℃）を指している。総合情報処理装置は、助燃料調節演算装置５１から受信した情報によって、ＶＤＵ１が設定温度１に達したことを認識すると、ＶＤＵ／ＥＧＦフレアガス切替操作演算装置７１を介して、図５に示すように、フレアガスライン４０、フレアガスラインヘッダー４１及びフレアガスライン４２を通じて、ＶＤＵ１内にフレアガスを供給させ、フレアバーナーＡ－１に流入したフレアガスをＶＤＵ１用のパイロットバーナー１４で点火・燃焼させる。これが第１段階（≒１st stage）である。なお、可燃ガス貯留装置８０から供給されるフレアガスは、ＶＤＵ１、あるいはＥＧＦ３に到達する前に、ガス吸収塔９を経由し、水溶性ガスの除去処理がなされる。そのため、ＶＤＵ１、あるいはＥＧＦ３に供給されるフレアガスは、水溶性ガスの除去処理がなされたものである。
次に、図５～図９を用いて、本実施の形態例１に係るフレアガス燃焼処理システムの処理の流れについて説明する。まずは、フレアガス増加時の処理の流れを示す。図５及び図８に示すように、助燃料調節演算装置５１は、助燃料流量調節装置２２を操作し、燃料ライン１０及び１３を通じて、ＶＤＵ１に設けられている助燃バーナー２３に助燃料を供給させて、点火・燃焼させる。また、助燃料調節演算装置５１は、温度検出装置５０を通じて、ＶＤＵ１内の温度を継続的に検出させて、ＶＤＵ１を常温から設定温度１まで昇温させるように、助燃料を供給させる（ステップＳ８０１）。なお、ここで、「設定温度１」とは、フレアガス中の可燃分が着火する温度（例えば、約４００～６００℃）を指している。総合情報処理装置は、助燃料調節演算装置５１から受信した情報によって、ＶＤＵ１が設定温度１に達したことを認識すると、ＶＤＵ／ＥＧＦフレアガス切替操作演算装置７１を介して、図５に示すように、フレアガスライン４０、フレアガスラインヘッダー４１及びフレアガスライン４２を通じて、ＶＤＵ１内にフレアガスを供給させ、フレアバーナーＡ－１に流入したフレアガスをＶＤＵ１用のパイロットバーナー１４で点火・燃焼させる。これが第１段階（≒１st stage）である。なお、可燃ガス貯留装置８０から供給されるフレアガスは、ＶＤＵ１、あるいはＥＧＦ３に到達する前に、ガス吸収塔９を経由し、水溶性ガスの除去処理がなされる。そのため、ＶＤＵ１、あるいはＥＧＦ３に供給されるフレアガスは、水溶性ガスの除去処理がなされたものである。
【0051】
助燃料調節演算装置５１は、フレアガスの供給・燃焼を継続させながら、助燃料流量調節装置２２を操作し、フレアバーナーＡ－１に供給する燃料の量を調節させると共に、温度検出装置５０を通じて、ＶＤＵ１内の温度を継続的に検出させて、ＶＤＵ１の温度を設定温度１以上に維持する（ステップＳ８０２）。例えば、６００～８００℃に維持する。これを、「設定温度２」とする。この「設定温度２」は、フレアガスが分解燃焼する温度（＝未燃分の発生を極小にでき、燃焼筒である筒体２０の劣化が生じない最適な燃焼条件となる温度）である。
【0052】
供給されるフレアガス中の可燃分の濃度（＝フレアガス中の可燃ガスの量）が増加し、温度検出装置５０を通じて、ＶＤＵ１の温度が設定温度２から上昇したことを認識すると、助燃料調節演算装置５１は、助燃料流量調節装置２２を操作し、助燃バーナー２３に供給する助燃料の量を削減させ、ＶＤＵ１内の温度を、設定温度２まで低下させる（ステップＳ８０３）。
【0053】
助燃料を、助燃バーナー２３が燃焼可能な最低限の量まで削減させた状態（＝最少流量）で、ＶＤＵ１の温度が設定温度２から上昇したことを認識すると、空気取入れダンパー開度調節装置５２は、各空気取入れダンパー２１の開度を調節させ、外部からＶＤＵ１内に空気を取り入れ、ＶＤＵ１内の温度を、設定温度２まで低下させる（ステップＳ８０４）。なお、バーナーの特性として、最大流量（最大燃焼量）に対して、何％が最少流量であるというように、通常は、各バーナーによって決まっている。
【0054】
供給されるフレアガス中の可燃分の濃度（＝フレアガス中の可燃ガスの量）が増加し、総合情報処理装置は、助燃料調節演算装置５１から受信した情報によって、ＶＤＵ１の温度が設定温度３まで上昇したことを認識すると（例えば、１０００℃）、ＶＤＵ／ＥＧＦフレアガス切替操作演算装置７１を通じて、ＶＤＵ／ＥＧＦフレアガス切替装置Ａを操作し、完全にフレアガスライン４２を閉鎖させ、フレアガスの流れをＥＧＦ３へ切り替える（ステップＳ８０５）。また、助燃料調節演算装置５１は、温度検出装置５０を介して、ＶＤＵ１の温度が設定温度３まで上昇したことを認識すると、ＶＤＵ用助燃バーナー用燃料ライン１３を通じて、助燃バーナー２３に供給される助燃料の量を、ＶＤＵ１の温度上昇に対応して調節する。設定温度３のときには助燃料が最少流量になるように調節し、設定温度１まで低下させる。なお、「設定温度３」は、長期間の運転で燃焼筒である筒体２０の劣化が生じない最高温度である。
【0055】
このように、本実施の形態例１に係るフレアガス燃料処理システムは、フレアガス中の可燃分の濃度が低く、自燃できないフレアガスの燃焼処理は、ＶＤＵ１で行い、助燃料を使用して、ＶＤＵ１内に高温雰囲気を形成する構成である。それにより、フレアガス中の可燃分濃度の変動を、ＶＤＵ１内の温度変化として把握することができる。そのため、ＶＤＵ１内の温度上昇を、フレアガス中の可燃分濃度の上昇とみなして、供給する助燃料の量を減少させることで対応することができる。その結果、ＶＤＵ１内の温度が過剰に高くなることを防止すると同時に、供給する助燃料の量を常に必要最低限に抑えることができる。
【0056】
そして、供給されるフレアガス中の可燃分の濃度（＝フレアガス中の可燃ガスの量）が増加し、助燃料を助燃バーナー２３が燃焼可能な最低限の量まで削減させた状態（＝最少流量）で、ＶＤＵ１内の温度が予め設定されている設定温度２まで上昇すると、空気取入れダンパー２１を開かせ、ＶＤＵ１内に外部から空気を取り入れる構成である。このように、ＶＤＵ１が、炉内の冷却に自然通風（＝外部から空気を取り込む、「自然吸引」ともいう）を活用する構成であることも、助燃料の量を必要最低限に抑えることができる要因である。
【0057】
また、本実施の形態例１に係るフレアガス燃焼処理システムにおけるＶＤＵ１の主要な役割は、不燃分が１００％のフレアガスを含む、自燃できない可燃分濃度のフレアガスの燃焼処理であり、そのために、ＶＤＵ１は、助燃料を使用して、炉内に高温雰囲気を形成し、フレアガス中の可燃分濃度の変動を、炉内の温度変化として把握できる構成となっており、炉内の冷却は自然通風で行うシステムとなっている。従って、ＶＤＵ１の大きさは、上述した主要な役割を果たすことができる容量であれば良く、最大フレアガス流量に対応する必要がない。仮に、ＥＧＦが設けられていないＶＤＵのみからなるフレアガス燃焼処理システムの場合、「フレアガスの最大流量×最大発熱量」に対応するため、ＶＤＵ１は、ＶＤＵ＋ＥＧＦの大きさが必要となる。
【0058】
ここで、フレアガス燃焼処理システムの処理の流れに話を戻す。総合情報処理装置は、助燃料調節演算装置５１から受信した情報によって、ＶＤＵ１の温度が設定温度３まで上昇したことを認識すると（例えば、１０００℃）、ＶＤＵ／ＥＧＦフレアガス切替操作演算装置７１を通じて、ＶＤＵ／ＥＧＦフレアガス切替装置Ａを操作して、完全にフレアガスライン４２を閉鎖させる（ステップＳ８０５）。同時に、総合情報処理装置は、図６に示すように、Ｂ～Ｎフレアガス供給／切替操作演算装置６１を通じて、ＥＧＦ３に向かうフレアガスライン４３の途中に設けられているＥＧＦフレアガス供給／遮断装置Ｂを操作してフレアガスライン４３を開放し（ステップＳ８０６）、フレアガスライン４３を通じて、フレアガスをフレアバーナーＢ－１へ流し、燃焼処理させる。これが第２段階（≒２nd stage）である。このように、ステップＳ８０５及びステップＳ８０６を、同時に行うことで、ＶＤＵ１からＥＧＦ３への切替時間が短縮する。
【0059】
次に、Ｂ～Ｎフレアガス供給／切替操作演算装置６１は、フレアガス圧力検出装置６０を通じて、フレアガス中の可燃分の増加と、フレアガスの流量増加に伴うフレアガス圧力の上昇（＝予め設定されたフレアガス圧力の値以上になった）を認識すると、図７に示すように、フレアガスライン４３だけでなく、ＥＧＦフレアガス供給／遮断装置Ｃを操作してフレアガスライン４４も開放し（ステップＳ８０７）、フレアガスライン４４を通じて、フレアガスをフレアバーナーＣ－１へ流し、燃焼処理する。これが第３段階（≒３rd stage）である。
【0060】
同様に、Ｂ～Ｎフレアガス供給／切替操作演算装置６１は、フレアガス圧力検出装置６０を通じて、フレアガス中の可燃分の更なる増加と、更なるフレアガスの流量増加に伴うフレアガス圧力の更なる上昇を認識すると、フレアガスライン４３及び４４だけでなく、順次、ＥＧＦフレアガス供給／遮断装置Ｄを操作してフレアガスライン４５（第４段階、４th stage、ステップＳ８０８）、ＥＧＦフレアガス供給／遮断装置Ｎを操作してフレアガスライン４×も開放していく（第Ｎ段階、Ｎth stage、ステップＳ８０９）。
【0061】
次に、フレアガス減少時の処理の流れを示す。Ｂ～Ｎフレアガス供給／切替操作演算装置６１は、フレアガス圧力検出装置６０を通じて、フレアガスの流量低下に伴うフレアガス圧力の低下（＝予め設定されたフレアガス圧力の値以下になった）を認識すると、図９に示すように、ＥＧＦフレアガス供給／遮断装置Ｎ（第Ｎ段階、Ｎth stage）から順次処理段階（ステージ数）を下げる。つまり、順次、ＥＧＦフレアガス供給／遮断装置Ｎを操作してフレアガスライン４×を閉鎖して、フレアガスの流れを遮断し（第Ｎ段階、Ｎth stage、ステップＳ９０１）、ＥＧＦフレアガス供給／遮断装置Ｄを操作してフレアガスライン４５を閉鎖して、フレアガスの流れを遮断し（第４段階、４th stage、ステップＳ９０２）、ＥＧＦフレアガス供給／遮断装置Ｃを操作してフレアガスライン４４を閉鎖して、フレアガスの流れを遮断していく（第３段階、３rd stage、ステップＳ９０３）。
【0062】
Ｂ～Ｎフレアガス供給／切替操作演算装置６１は、フレアガス圧力検出装置６０を通じて、更なるフレアガスの流量低下に伴うフレアガス圧力が更に低下したこと（＝予め設定されたフレアガス圧力の値以下になった）を認識すると、ＥＧＦフレアガス供給／遮断装置Ｂを操作しフレアガスライン４３を閉鎖して、フレアガスの流れを遮断し（第２段階、２nd stage、ステップＳ９０４）、ＥＧＦ３へのフレアガスの供給を中止させる。
【0063】
同時に、総合情報処理装置は、Ｂ～Ｎフレアガス供給／切替操作演算装置６１から受信した情報によって、ＥＧＦ３へのフレアガスの供給が中止されたことを認識すると、ＶＤＵ／ＥＧＦフレアガス切替操作演算装置７１を通じて、ＶＤＵ／ＥＧＦフレアガス切替装置Ａを操作してフレアガスライン４２を開放し（ステップＳ９０５）、フレアガスをＶＤＵ１に供給する。このように、ステップＳ９０４及びステップＳ９０５を、同時に行うことで、ＥＧＦ３からＶＤＵ１への切替時間が短縮する。
【0064】
ＶＤＵ１には、所定量の助燃料が助燃バーナー２３に常時供給され、ＶＤＵ１内の温度は、上記設定温度１に維持されているため、フレアガスがフレアバーナーＡ－１に供給されると、燃焼処理される（ステップＳ９０６）。
【0065】
このように、本実施の形態例１に係るフレアガス燃焼処理システムでは、ＶＤＵ１とＥＧＦ３を組み合わせることにより、フレアガス中の可燃分濃度が低い場合には、当該フレアガスをＶＤＵ１により燃焼処理し、フレアガス中の可燃分濃度が高い場合には、当該フレアガスをＥＧＦ３により燃焼処理するため、可燃分濃度に関わらず、フレアガスを経済効率的に燃焼処理することができる。また、ＶＤＵ１とＥＧＦ３間の切り替えは、ＶＤＵ／ＥＧＦフレアガス切替操作演算装置７１等の情報処理装置の命令に基づき、瞬時に行われる。詳しくは、ＶＤＵ／ＥＧＦフレアガス切替装置Ａ及びＥＧＦフレアガス供給／遮断装置Ｂ等のフレアガスラインの開放／遮断にかかる時間は、数秒であり、かつ、ＶＤＵ／ＥＧＦフレアガス切替操作演算装置７１等は各装置の動作を同時に開始させる。そのため、異常発生時等に、多量の可燃分を含むフレアガスが突然供給された場合でも、瞬時に、ＥＧＦ３に切り替えて、安全に燃焼処理を行うことができる。一方、フレアガス中の可燃分濃度が低く、自燃できない場合等には、ＶＤＵ１に切り替えて、燃焼処理を行うことで、常に必要最低限の助燃料の量で、燃焼処理を行うことができ、便宜である。一般的に、ＥＧＦ３のみで、フレアガスを燃焼処理した場合、助燃料の費用が年間数億円かかることもあるが、ＶＤＵ１とＥＧＦ３を組み合わせることで、年間数百万円と１割以下の費用に圧縮することができる。
【0066】
また、本実施の形態例１に係るフレアガス燃焼処理システムでは、フレアガスの燃焼処理を行う前に、ガス吸収塔９を経由させ、フレアガス中の水溶性ガス分を除去することにより、ＶＤＵ１等を用いて行うフレアガスの燃焼量を削減することができる。また、水溶性ガスを燃焼した際に生成される。環境汚染物質を削減することができる。
【0067】
更に、本実施の形態例１のように、ＶＤＵ１等を用いてフレアガスの燃焼処理を行う前に、フレアガスから水溶性ガスを除去する処理を行うガス吸収塔９が設けられている構成の場合、運転操作、あるいは保守作業ミス等により、フレアガスラインの配管中に火災が発生した際に、火災がプラント側（可燃ガス貯留装置８０側）へ遡上しようとしても、水封されているガス吸収塔９によって、プラントまで遡上することができず、火災を遮断することができる。
【0068】
なお、本実施の形態例１に係るフレアガス燃焼処理システムでは、フレアガスライン４３、４４、４５・・・４×と、ＥＧＦ３に向かうフレアガスラインが複数本設けられている構成を示したが、ＥＧＦ３に向かうフレアガスラインの数は、ＥＧＦ３の有する処理段階（ステージ数）と合っていれば良い。同様に、ＥＧＦ３内に設けられているフレアバーナーの数及びＥＧＦフレアガス供給／遮断装置の数も、ＥＧＦ３の有する処理段階（ステージ数）と合っていれば、良い。
【0069】
なお、本実施の形態例１に係るフレアガス燃焼システムでは、総合情報処理装置、助燃料調節演算装置５１、空気取入れダンパー開度調節装置５２、Ｂ～Ｎフレアガス供給／切替操作演算装置６１及びＶＤＵ／ＥＧＦフレアガス切替操作演算装置７１といった５つの情報処理装置を夫々独立して設ける構成を示したが、この構成に限定されるものではない。例えば、助燃料調節演算装置５１及び空気取入れダンパー開度調節装置５２の機能を有する単一の情報処理装置を用いる構成としても良いし、Ｂ～Ｎフレアガス供給／切替操作演算装置６１及びＶＤＵ／ＥＧＦフレアガス切替操作演算装置７１の機能を有する単一の情報処理装置を用いる構成としても良い。または、総合情報処理装置、助燃料調節演算装置５１、空気取入れダンパー開度調節装置５２、Ｂ～Ｎフレアガス供給／切替操作演算装置６１及びＶＤＵ／ＥＧＦフレアガス切替操作演算装置７１の機能を有する単一の情報処理装置を用いる構成としても良い。
【符号の説明】
【0070】
Ａ：ＶＤＵ／ＥＧＦフレアガス切替装置、Ａ－１：ＶＤＵフレアバーナー、Ｂ：ＥＧＦフレアガス供給遮断装置、Ｃ：ＥＧＦフレアガス供給遮断装置、Ｄ：ＥＧＦフレアガス供給遮断装置、Ｎ：ＥＧＦフレアガス供給遮断装置、
１：ＶＤＵ、１０：燃料ライン、１１：ＥＧＦ用パイロットバーナー用燃料ライン、１２：ＶＤＵ用パイロットバーナー燃料ライン、１３：ＶＤＵ用助燃バーナー用燃料ライン、１４：パイロットバーナー、１５：パイロットバーナー、２０：ＶＤＵ筒体、２１：空気取入れダンパー、２２：助燃料流量調節装置、２３：助燃バーナー、
３：ＥＧＦ、３０：ＥＧＦ筒体、３１：ＥＧＦ空気取入れゾーン、
４０：フレアガスライン、４１：フレアガスラインヘッダー、４２：ＶＤＵ向フレアガスライン、４３：ＥＧＦ向フレアガスライン、４４：ＥＧＦ向フレアガスライン、４５：ＥＧＦ向フレアガスライン、４×：ＥＧＦ向フレアガスライン、
５０：温度検出装置、５１：助燃料調節演算装置、５２：空気取入れダンパー開度調節装置、６０：フレアガス圧力検出装置、６１：Ｂ～Ｎフレアガス供給／切替操作演算装置、７０：安全弁作動検知装置、７１：ＶＤＵ／ＥＧＦフレアガス切替操作演算装置、８０：可燃ガス貯留装置 、
９：ガス吸収塔、９１：棚段、９２：吸収液の入口、９３：底部、９４：吸収液の出口、９５：フレアガスの入口、９６：フレアガスの出口、９７：ラシヒリング、９８：吸収液の入口、９９（９９１～９９４）：バッフル、１０１～１０５：部屋
１：ＶＤＵ、１０：燃料ライン、１１：ＥＧＦ用パイロットバーナー用燃料ライン、１２：ＶＤＵ用パイロットバーナー燃料ライン、１３：ＶＤＵ用助燃バーナー用燃料ライン、１４：パイロットバーナー、１５：パイロットバーナー、２０：ＶＤＵ筒体、２１：空気取入れダンパー、２２：助燃料流量調節装置、２３：助燃バーナー、
３：ＥＧＦ、３０：ＥＧＦ筒体、３１：ＥＧＦ空気取入れゾーン、
４０：フレアガスライン、４１：フレアガスラインヘッダー、４２：ＶＤＵ向フレアガスライン、４３：ＥＧＦ向フレアガスライン、４４：ＥＧＦ向フレアガスライン、４５：ＥＧＦ向フレアガスライン、４×：ＥＧＦ向フレアガスライン、
５０：温度検出装置、５１：助燃料調節演算装置、５２：空気取入れダンパー開度調節装置、６０：フレアガス圧力検出装置、６１：Ｂ～Ｎフレアガス供給／切替操作演算装置、７０：安全弁作動検知装置、７１：ＶＤＵ／ＥＧＦフレアガス切替操作演算装置、８０：可燃ガス貯留装置 、
９：ガス吸収塔、９１：棚段、９２：吸収液の入口、９３：底部、９４：吸収液の出口、９５：フレアガスの入口、９６：フレアガスの出口、９７：ラシヒリング、９８：吸収液の入口、９９（９９１～９９４）：バッフル、１０１～１０５：部屋
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】