特表-18083792IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ 中国電力株式会社の特許一覧
<>
  • 再表WO2018083792-配管閉塞防止方法 図000003
  • 再表WO2018083792-配管閉塞防止方法 図000004
  • 再表WO2018083792-配管閉塞防止方法 図000005
  • 再表WO2018083792-配管閉塞防止方法 図000006
  • 再表WO2018083792-配管閉塞防止方法 図000007
  • 再表WO2018083792-配管閉塞防止方法 図000008
  • 再表WO2018083792-配管閉塞防止方法 図000009
  • 再表WO2018083792-配管閉塞防止方法 図000010
  • 再表WO2018083792-配管閉塞防止方法 図000011
  • 再表WO2018083792-配管閉塞防止方法 図000012
  • 再表WO2018083792-配管閉塞防止方法 図000013
  • 再表WO2018083792-配管閉塞防止方法 図000014
  • 再表WO2018083792-配管閉塞防止方法 図000015
  • 再表WO2018083792-配管閉塞防止方法 図000016
  • 再表WO2018083792-配管閉塞防止方法 図000017
  • 再表WO2018083792-配管閉塞防止方法 図000018
  • 再表WO2018083792-配管閉塞防止方法 図000019
  • 再表WO2018083792-配管閉塞防止方法 図000020
  • 再表WO2018083792-配管閉塞防止方法 図000021
  • 再表WO2018083792-配管閉塞防止方法 図000022
  • 再表WO2018083792-配管閉塞防止方法 図000023
  • 再表WO2018083792-配管閉塞防止方法 図000024
< >
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
【公報種別】再公表特許(A1)
(11)【国際公開番号】WO/0
(43)【国際公開日】2018年5月11日
【発行日】2018年11月1日
(54)【発明の名称】配管閉塞防止方法
(51)【国際特許分類】
   B08B 9/032 20060101AFI20181005BHJP
   B08B 3/02 20060101ALI20181005BHJP
   F28G 1/16 20060101ALI20181005BHJP
   F23K 3/00 20060101ALN20181005BHJP
【FI】
   B08B9/032 321
   B08B3/02 Z
   B08B9/032 325
   F28G1/16 A
   F23K3/00 303
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
【全頁数】29
【出願番号】特願2017-520557(P2017-520557)
(21)【国際出願番号】PCT/0/0
(22)【国際出願日】2016年11月7日
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA
(71)【出願人】
【識別番号】000211307
【氏名又は名称】中国電力株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】504136568
【氏名又は名称】国立大学法人広島大学
(71)【出願人】
【識別番号】596133119
【氏名又は名称】中電プラント株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】592148878
【氏名又は名称】株式会社東洋高圧
(74)【代理人】
【識別番号】110000176
【氏名又は名称】一色国際特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】和田 泰孝
(72)【発明者】
【氏名】中村 昭史
(72)【発明者】
【氏名】松村 幸彦
(72)【発明者】
【氏名】川井 良文
(72)【発明者】
【氏名】野口 琢史
【テーマコード(参考)】
3B116
3B201
【Fターム(参考)】
3B116AA12
3B116BB01
3B116BB62
3B201AA12
3B201BB01
3B201BB62
3B201BB91
(57)【要約】
本発明の目的は、配管の閉塞を確実に防ぐことにある。
本発明は、その内壁面における流れ方向の所定範囲に、加圧状態で流れる流体37に由来する粘性体又は固化物が付着物65として付着する配管において、所定範囲の上流側の圧力である第1圧力が所定の許容値以上となっている場合に、所定範囲の近傍に付設されたバルブ61を開放することにより付着物65を配管から排出することを特徴とする。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
その内壁面における流れ方向の所定範囲に、加圧状態で流れる流体に由来する粘性体又は固化物が付着物として付着する配管において、
前記所定範囲の上流側の圧力である第1圧力が所定の許容値以上となっている場合に、前記所定範囲の近傍に付設されたバルブを開放することにより前記付着物を前記配管から排出することを特徴とする配管閉塞防止方法。
【請求項2】
前記バルブを開放し、一定時間経過後に前記バルブを閉止することを特徴とする、請求項1に記載の配管閉塞防止方法。
【請求項3】
前記バルブを開放した後、前記第1圧力が所定値より低くなった場合に前記バルブを閉止することを特徴とする、請求項2に記載の配管閉塞防止方法。
【請求項4】
その内壁面における流れ方向の所定範囲に、加圧状態で流れる流体に由来する粘性体又は固化物が付着物として付着する配管において、
前記所定範囲の上流側の圧力である第1圧力が、前記所定範囲の下流側の圧力である第2圧力よりも所定の許容値以上高くなっている場合に、前記所定範囲の近傍に付設されたバルブを開放することにより前記付着物を前記配管から排出することを特徴とする配管閉塞防止方法。
【請求項5】
前記所定範囲において生じた前記流体の圧力損失を、前記流体の物性値に基づき算出し、
前記第1圧力が、前記第2圧力よりも、前記算出した圧力損失に基づき設定した前記許容値以上高くなっている場合に、前記バルブを開放することを特徴とする、請求項4に記載の配管閉塞防止方法。
【請求項6】
前記所定範囲において生じた前記流体の圧力損失を、前記流体の流速及び密度に基づき算出することを特徴とする、請求項5に記載の配管閉塞防止方法。
【請求項7】
前記所定範囲を流れる流体の流体抵抗を、前記流体の流速に基づき算出し、
前記第1圧力が、前記第2圧力よりも、前記算出した流体抵抗に基づき設定した前記許容値以上高くなっている場合に、前記バルブを開放することを特徴とする、請求項4に記載の配管閉塞防止方法。
【請求項8】
前記流体としてバイオマスのスラリー体が流れる前記配管を内管として備え、前記スラリー体と熱交換される高温流体が流れる配管を外管として備える熱交換器と、
前記熱交換器から送られてきた前記スラリー体を加熱して前記スラリー体をガス化すると共に、前記ガス化を行った後の前記スラリー体を前記高温流体として前記外管に送出するガス化反応器とを備えるガス化システムにおいて、
前記第1圧力が前記第2圧力よりも前記所定の許容値以上高くなっている場合に、前記所定範囲の近傍に付設された前記バルブを開放することにより、前記付着物を前記内管から排出することを特徴とする、請求項4乃至7のいずれか一項に記載の配管閉塞防止方法。
【請求項9】
前記第1圧力が前記第2圧力よりも前記所定の許容値以上高くなっている場合に、前記所定範囲の近傍に付設された前記バルブを開放することにより前記付着物を前記内管から排出すると共に、前記外管を流れる前記高温流体を外部に排出する
ことを特徴とする、請求項8に記載の配管閉塞防止方法。
【請求項10】
前記第1圧力が前記第2圧力よりも前記所定の許容値以上高くなっている場合に、前記所定範囲の近傍の外管における前記高温流体の圧力差が所定値以上高くなっていれば、前記所定範囲の近傍に付設された前記バルブを開放することにより前記付着物を前記内管から排出すると共に、前記外管を流れる前記高温流体を外部に排出する
ことを特徴とする、請求項9に記載の配管閉塞防止方法。
【請求項11】
前記所定範囲は、前記流体が流れる配管の曲部であることを特徴とする、請求項1乃至10のいずれか一項に記載の配管閉塞防止方法。
【請求項12】
その内壁面における流れ方向の所定範囲に、加圧状態で流れるバイオマスのスラリー体に由来する粘性体又は固化物が付着物として付着する内管と、前記スラリー体と熱交換される高温流体が流れる配管である外管とを備える熱交換器と、
前記熱交換器から送られてきた前記スラリー体を加熱して前記スラリー体をガス化すると共に、前記ガス化を行った後の前記スラリー体を前記高温流体として前記外管に送出するガス化反応器とを備えるガス化システムにおける配管閉塞防止システムであって、
前記所定範囲の上流側の圧力である第1圧力が前記所定範囲の下流側の圧力である第2圧力よりも所定の許容値以上高くなっている場合に、前記所定範囲の近傍に付設された前記バルブを開放することにより、前記付着物を前記内管から排出すると共に、前記外管を流れる前記高温流体を外部に排出する機能を有する情報処理装置を備える
ことを特徴とする配管閉塞防止システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、配管に付着した粘性体又は固化物を除去して配管の閉塞を確実に防止するための配管閉塞防止方法、及び配管閉塞防止システムに関する。
【背景技術】
【0002】
所定の原料を高温高圧で処理してエネルギーを得るシステムが開発されている。例えば特許文献1には、非金属系触媒を含んだバイオマスのスラリー体を温度374℃以上、圧力22.1MPa以上の条件下で所定の反応器で水熱処理し、生成された生成ガスを利用して発電装置で発電し、発電装置からの排熱を利用してスラリー体を加熱するバイオマスガス化システムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2008−246343号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
このようなガス化システムにおいては熱交換器で高温高圧の処理水をスラリー体と熱交換しているが、この熱交換器の配管においては、原料(上記ではバイオマス)に由来するタールやチャー等の粘性体ないし固化物が付着する。粘性体や固化物は、配管の直管部や曲部に付着する。特に曲部では、屈曲が始まる部分(上流側)における外周側内面や、屈曲が終了する部分(下流側)の内周側内面に粘性体や固化物が付着しやすいことが知られている。スラリー体が外周側内面に衝突して付着すること、また、曲管下流側の内周側内面においてはよどみが生じやすく流速が低下して滞留しやすくなることが付着の原因と考えられる。
【0005】
このようにスラリー体が滞留する場所では、粘性体や固化物が蓄積し、配管内のスラリー体の流通が妨げられ、ガスの収率が低下するおそれがある。さらに粘性体や固化物が蓄積して配管が閉塞すると、ガス化設備の破損につながるおそれもある。
【0006】
本発明はこのような現状に鑑みてなされたものであり、その目的は、配管に付着した粘性体又は固化物を除去して配管の閉塞を確実に防止するための配管閉塞防止方法、及び配管閉塞防止システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前述の目的を達成するための本発明の一つは、その内壁面における流れ方向の所定範囲に、加圧状態で流れる流体に由来する粘性体又は固化物が付着物として付着する配管において、前記所定範囲の上流側の圧力である第1圧力が所定の許容値以上となっている場合に、前記所定範囲の近傍に付設されたバルブを開放することにより前記付着物を前記配管から排出することを特徴とする。
【0008】
配管の内壁面に、配管を流れる流体に由来する粘性体や固化物の付着物が付着している場合、その付着範囲の上流側の圧力は上昇していると考えられる。そこで本発明のように、付着物の付着範囲の上流側の圧力である第1圧力が所定の許容値以上となっている場合に、付着範囲の近傍に付設されたバルブを開放することで、付着物により配管が閉塞する前のタイミングで、付着物を効果的に配管から排出することができる。これにより、配管の閉塞を確実に防止することができる。
【0009】
なお、本発明においては、前記バルブを開放し、一定時間経過後に前記バルブを閉止するようにしてもよい。また、前記バルブを開放した後、前記第1圧力が所定値より低くなった場合に前記バルブを閉止するようにしても良い。これらより、配管を流れる流体の不要の流出を防ぐことができる。
【0010】
また、本発明の他の一つは、その内壁面における流れ方向の所定範囲に、加圧状態で流れる流体に由来する粘性体又は固化物が付着物として付着する配管において、前記所定範囲の上流側の圧力である第1圧力が、前記所定範囲の下流側の圧力である第2圧力よりも所定の許容値以上高くなっている場合に、前記所定範囲の近傍に付設されたバルブを開放することにより前記付着物を前記配管から排出することを特徴とする。
【0011】
配管の内壁面に、当該配管を流れる流体に由来する粘性体や固化物の付着物が付着している場合、その付着範囲の上流側と下流側における流体の圧力の間には、付着物のために圧力差が生じている。そこで本発明のように、第1圧力が、付着範囲の下流側の圧力である第2圧力よりも所定の許容値以上高くなっている場合に、付着範囲の近傍に付設されたバルブを開放することで、付着物により配管が閉塞する前のタイミングで確実に、付着物を配管から排出することができる。これにより、配管の閉塞を確実に防止することができる。
【0012】
また、上記発明においては、前記所定範囲において生じた前記流体の圧力損失を、前記流体の物性値に基づき算出し、前記第1圧力が、前記第2圧力よりも、前記算出した圧力損失に基づき設定した前記許容値以上高くなっている場合に、前記バルブを開放するようにしてもよい。例えば、前記所定範囲において生じた前記流体の圧力損失を、前記流体の流速及び密度に基づき算出する。このように、流体の流速及び密度といった物性値に基づき圧力損失を算出して第1圧力と第2圧力の差の許容値を設定することで、配管が閉塞する前の適切なタイミングでバルブを開放することができる。
【0013】
また、上記発明においては、前記所定範囲を流れる流体の流体抵抗を、前記流体の流速に基づき算出し、前記第1圧力が、前記第2圧力よりも、前記算出した流体抵抗に基づき設定した前記許容値以上高くなっている場合に、前記バルブを開放するようにしてもよい。このように、付着物の付着範囲を流れる流体の流体抵抗を算出して第1圧力と第2圧力の差の許容値を設定することで、配管が閉塞する前の適切なタイミングでバルブを開放することができる。
【0014】
また、上記発明においては、前記流体としてバイオマスのスラリー体が流れる前記配管を内管として備え、前記スラリー体と熱交換される高温流体が流れる配管を外管として備える熱交換器と、前記熱交換器から送られてきた前記スラリー体を加熱して前記スラリー体をガス化すると共に、前記ガス化を行った後の前記スラリー体を前記高温流体として前記外管に送出するガス化反応器とを備えるガス化システムにおいて、前記第1圧力が前記第2圧力よりも前記所定の許容値以上高くなっている場合に、前記所定範囲の近傍に付設された前記バルブを開放することにより、前記付着物を前記内管から排出するようにしてもよい。
【0015】
本発明のように、熱交換器によるガス化を行うガス化システムにおいて、熱交換器の内管の第1圧力が第2圧力よりも所定の許容値以上高くなっている場合に、付着物の付着範囲の近傍のバルブを開放することで、内管内の付着物を効果的に内管から排出することができる。これにより、熱交換器における内管の閉塞を防止することができる。
【0016】
なお、上記発明においては、前記第1圧力が前記第2圧力よりも前記所定の許容値以上高くなっている場合に、前記所定範囲の近傍に付設された前記バルブを開放することにより前記付着物を前記内管から排出すると共に、前記外管を流れる前記高温流体を外部に排出するようにしてもよい。
【0017】
熱交換器の内管の付着物を排出するとスラリー体も同時に排出されるため、スラリー体が流れる内管が、外管を流れる高温流体の圧力を受け、その結果、熱交換器が破損する可能性がある。そこで、本発明のように、内管から付着物を排出すると共に、外管を流れる高温流体を外部に排出することにより、内管と外管の圧力差を小さくし、熱交換器の破損を防ぐことができる。
【0018】
なお、上記発明においては、前記第1圧力が前記第2圧力よりも前記所定の許容値以上高くなっている場合に、前記所定範囲の近傍の外管における前記高温流体の圧力差が所定値以上高くなっていれば、前記所定範囲の近傍に付設された前記バルブを開放することにより前記付着物を前記内管から排出すると共に、前記外管を流れる前記高温流体を外部に排出するようにしてもよい。
【0019】
本発明のように、外管における高温流体の圧力差が所定値以上である場合に内管のバルブを開放し、外管から高温流体を排出することで、内管の流体と高温流体との圧力差が大きくなって熱交換器が破損することを防ぐと共に、保守員等の保守管理の負担も軽減される。
【0020】
なお、上記の各発明において前記所定範囲は、例えば、前記所定範囲は、前記流体が流れる配管の曲部である。配管の曲部には付着物が付着しやすいので、本発明によれば、配管の閉塞をより効果的に防止することができる。
【0021】
また、本発明の他の一つは、その内壁面における流れ方向の所定範囲に、加圧状態で流れるバイオマスのスラリー体に由来する粘性体又は固化物が付着物として付着する内管と、前記スラリー体と熱交換される高温流体が流れる配管である外管とを備える熱交換器と、前記熱交換器から送られてきた前記スラリー体を加熱して前記スラリー体をガス化すると共に、前記ガス化を行った後の前記スラリー体を前記高温流体として前記外管に送出するガス化反応器とを備えるガス化システムにおける配管閉塞防止システムであって、前記所定範囲の上流側の圧力である第1圧力が前記所定範囲の下流側の圧力である第2圧力よりも所定の許容値以上高くなっている場合に、前記所定範囲の近傍に付設された前記バルブを開放することにより、前記付着物を前記内管から排出すると共に、前記外管を流れる前記高温流体を外部に排出する機能を有する情報処理装置を備えることを特徴とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【0022】
本発明によれば、配管閉塞防止方法、及び配管閉塞防止システムにおいて、配管に付着した粘性体又は固化物を除去して配管の閉塞を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
図1】第1実施形態に係るガス化システムの構成を説明する図である。
図2】二重管34の構造を示す図である。
図3】熱交換器31の詳細な構成を示す図である。
図4】スラリー体送出管52及びその周辺の構造を模式的に表した図である。
図5】スラリー体送出管52の内壁面に付着する付着物65(タールやチャー)の例である。
図6】付着物65の除去方法について説明するフローチャートである。
図7】第1バルブ61を開いた場合の第1バルブ61を開いた場合のスラリー体送出管52及びその周辺の様子を示した図である。
図8】熱交換器31の詳細な構成を示す図である。
図9】スラリー体送出管52及びその周辺の構造を模式的に表した図である。
図10】付着物65の除去方法について説明するフローチャートである。
図11】スラリー体送出管52及びその周辺の構造を模式的に表した図である。
図12】付着物65の除去方法について説明するフローチャートである。
図13】熱交換器31の構成を模式的に示した図である。
図14】付着物65の除去方法について説明するフローチャートである。
図15】スラリー体送出管52及びその周辺の構造を模式的に表した図である。
図16】パラメータAcを説明するための、スラリー体送出管52の曲部64を示した図である。
図17】A2/A1、Cc、及びζの間の関係を示した図である。
図18】ζ、Cc、及びA2/A1の間の関係を示した図である。
図19】熱交換器31における内管35及び外管36の構成を説明する図である。
図20】熱交換器31の詳細な構成を示す図である。
図21】圧力測定やバルブ開閉を自動化して行うように構成したガス化システム10を説明する図である。
図22】圧力計とバルブの位置関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
<第1実施形態>
図1は、第1実施形態に係るガス化システム10の構成を説明する図である。このガス化システム10は、焼酎残渣、採卵鶏糞、汚泥等のバイオマスからスラリー体を調製し、調製したスラリー体を加熱加圧することにより燃焼ガスを生成するシステムである。
【0025】
同図に示すように、ガス化システム10は、原料調製部20、熱処理部30、及びガス処理部40を有し、これらの間は各種の配管によって接続されている。
【0026】
このうち原料調製部20は、バイオマスからスラリー体を調製する部分である。原料調製部は、調製タンク21、粉砕機22、供給ポンプ23、及び熱交換器導入ポンプ24を備える。
【0027】
調製タンク21は、バイオマスと、水と、触媒(本実施形態では活性炭とする)とを混合し、これにより混合液を調製するタンクである。活性炭は、例えば平均粒径200μm以下の多孔質の粒子を用いる。なお、上記液分、水、及び活性炭の混合割合は、バイオマスの種類、量、含水率などに応じて調節される。
【0028】
粉砕機22は、調製タンク21で得られた混合液の固形分を破砕し、均一な大きさ(好ましくは平均粒径が500μm以下、より好ましくは平均粒径が300μm以下)にするための装置である。この粉砕機22で処理されることにより、混合液はスラリー体となる。
【0029】
供給ポンプ23は、粉砕機22から排出されたスラリー体を熱交換器導入ポンプ24に供給する。また、熱交換器導入ポンプ24は、供給ポンプから送られてきたスラリー体を加圧し、スラリー体導入管51を通じて熱処理部30に供給する。
【0030】
熱処理部30は、原料調製部20から送られてきたスラリー体を加熱しガス化する部分である。熱処理部30は、熱交換器31、加熱器32、及びガス化反応器33を備える。このうち熱交換器31は二重管34を備え、スラリー体導入管51から送られてきたスラリー体を当該二重管34において加圧状態で加熱し、加熱したスラリー体をスラリー体送出管52に送出する。また、熱交換器31においては、スラリー体と熱交換される高温流体である処理後流体38(後述)が処理後流体導入管53を通じて二重管34に流入してくる。二重管34においてスラリー体37と熱交換された処理後流体38は、処理後流体排出管54に排出される。
【0031】
図2は二重管34の構造を示す図である。同図に示すように、二重管34は内管35、及び外管36を備える。内管35の厚みは約1mm程度、外管36の厚みは約1mm程度である。内管35には、スラリー体37が流通する。外管36には、ガス化反応器33から処理後流体導入管53を経由して超臨界状態で流入してきた処理後流体38が流通する。二重管34において、スラリー体37は処理後流体38と熱交換されることによって加熱される。加熱されたスラリー体37はスラリー体送出管52に送出され、一方、スラリー体37と熱交換された処理後流体38は、処理後流体排出管54に排出される。
【0032】
なお、スラリー体37が熱交換器31に導入されるときの温度は、例えば約25℃である。また、スラリー体37が熱交換器31から送出されるときの温度は例えば約450℃である。一方、処理後流体38が熱交換器31に導入されるときの温度は例えば600℃程度であり、処理後流体38が熱交換器31から排出されるときの温度は例えば120℃程度である。
【0033】
図1に示すように、加熱器32は、熱交換器31から送られてきたスラリー体37を加熱する装置である。加熱器32は燃焼装置32aを備え、液化石油ガスLPG(Liquefied Petroleum Gas)や空気と共に、ガス処理部40から送られてくる燃焼ガス(後述)を当該燃焼装置32aにより燃焼させて、スラリー体37を加熱する。これにより、加熱器32に導入されたスラリー体37は例えば約600℃程度までに昇温される。昇温されたスラリー体37は、ガス化反応器33に送られる。
【0034】
ガス化反応器33は、加熱器32から送られてきたスラリー体37を加熱し、スラリー体37に含まれる有機物を水熱処理してガス化する装置である。ガス化反応器33は燃焼装置33aを備えており、液化石油ガスLPGや空気等と共に、ガス処理部40から送られてくる燃焼ガスを燃焼装置33aにより燃焼させて、スラリー体37の水熱処理を行う。ガス化反応器33においてスラリー体37は、例えば600℃、25MPaの条件下で、1〜2分間にわたって保持される。水熱処理によりガス化された後のスラリー体37は高温流体となっており、前述した処理後流体38として、熱交換器31に送出される。
【0035】
ガス処理部40は、減圧機構41、気液分離器42、及び触媒回収器43、ガスタンク44を備える。
【0036】
このうち減圧機構41は、処理後流体送出管54を介して熱交換器31から排出された処理後流体38を減圧する。気液分離器42は、減圧機構41から送られてきた処理後流体38を、液体(活性炭や灰分を含む液体)と、気体(水素やメタン等のガス)とに分離する。このうち液体は排液として処理され、触媒回収器43に送られ、一方、気体はガスタンク44に送られる。ガスタンク44は、気液分離器42から送られてきた気体を貯留する。ガスタンク44における気体の温度は30℃程度である。ガスタンク44に貯留されたガスは、前述した燃料ガスとして、加熱器32、及びガス化反応器33に供給される。
【0037】
次に、熱交換器31の詳細について説明する。
図3は、熱交換器31の詳細な構成を示す図である。同図に示すように、熱交換器31は、スラリー体導入管51が接続されている下方側から、スラリー体送出管52が接続されている上方側に向かって螺旋状に伸びる、二重管34を備える。なお、同図では、二重管34の螺旋が形成する各層の外周は長方形状となっているが、係る形状に限るものではない。
【0038】
スラリー体導入管51は、分岐部材55を介して二重管34の内管35と接続され、両者が連通されている。また、この分岐部材55は、二重管34の外管36の下端と処理後流体送出管54とを接続して両者を連通させている。これにより、スラリー体導入管51からのスラリー体37は二重管34の内管35に送られ、また、二重管34の外管36から排出された処理後流体38は、処理後流体送出管54を介して減圧機構41に送られるようになっている。
【0039】
一方、スラリー体送出管52は、分岐部材56を介して二重管34の内管35と接続され、両者が連通されている。また、この分岐部材56は、二重管34の外管36の上端と処理後流体導入管53の一端とを接続して両者を連通させている。これにより、内管35から排出されたスラリー体37はスラリー体送出管52を介して加熱器32に送られ、また、処理後流体38は、処理後流体導入管53を介して二重管34の外管36に送られるようになっている。なお、スラリー体送出管52の他端は接続部材62を介して加熱器32と接続しており、処理後流体導入管53の他端は接続部材63を介してガス化反応器33と接続している(不図示)。
【0040】
ここで、図3に示すように、スラリー体送出管52には、上流側から順に、第1圧力計58、及び第1バルブ61が設けられている。
【0041】
図4は、スラリー体送出管52及びその周辺の構造を模式的に表した図である。スラリー体送出管52の内壁面の各所には、スラリー体送出管52を流れるスラリー体37に由来する粘性体や固化物(例えば、図5に示すようなタールやチャー等。以下、付着物という。)が付着する。特に、同図に示すように、スラリー体送出管52の曲部64の背側内壁面64aには、付着物65が付着しやすい。同様に、曲部64の下流側の腹側内壁面64bにおいても付着物65が付着しやすい。
【0042】
ここで、スラリー体送出管52の曲部64の上流側には、第1圧力計58が設けられている。また、スラリー体送出管52における曲部64の下流側には、分岐管(以下、付着物排出管66という)が設けられている。付着物排出管66の途中には、付着物65を排出するための、開閉可能な第1バルブ61が設けられている。第1バルブ61は通常、閉じた状態(C)とされている。
【0043】
図6は、第1圧力計58、及び第1バルブ61を用いた付着物65の除去方法を説明するフローチャートである。同図に示すように、ガス化システム10の保守員等は、ガス化システム10を起動した後(S0:YES)、所定の又は任意のタイミングで、第1圧力計58の圧力(以下、第1圧力という。図面ではP1と表記。)を測定する(S1)。そして、測定した第1圧力が所定の圧力Pmax以上になっている場合には(S2:YES)、第1バルブ61を開く(S3)。
【0044】
なお、Pmaxは、例えば、曲部64が付着物65によって閉塞される直前の第1圧力(又はそれよりもやや小さい圧力)であり、経験的に定められる。
【0045】
図7は第1バルブ61を開いた場合のスラリー体送出管52及びその周辺の様子を示した図である。同図に示すように、第1バルブ61を開くと(図面ではOと表記)、スラリー体送出管52の曲部64の内壁に付着している付着物65が、曲部64の内圧と大気圧との差圧により内壁から剥がれ落ち、剥がれ落ちた付着物65が付着物排出管66から外部に排出される。
【0046】
第1バルブ61を開いて一定時間待機した後(図6のS4)、第1バルブ61を閉じ(S45)、第1圧力計58により第1圧力を測定する(S5)。そして、測定した第1圧力が上記の圧力Pmax以上になっている場合には(S6:YES)、第1バルブ61を開く作業(S3)を繰り返す。一方、第1圧力が圧力Pmax以上になっていない場合は(S6:NO)、第1圧力を測定する作業を繰り返す(S1)。このように、第1バルブ61を開放した後待機し、第1圧力が所定値より低くなった場合に第1バルブ61を閉止することにより、スラリー体37の不要の流出を防ぐことができる。
【0047】
このように、配管(スラリー体送出管52)の内壁面に、当該配管を流れる流体(スラリー体37)に由来する粘性体や固化物の付着物65が付着している場合、その付着範囲(曲部64)の上流側の圧力は、付着物65のために上昇していると考えられる。そこで本実施形態のように、付着物65の付着範囲の上流側の圧力である第1圧力が所定の許容値(Pmax)以上となっている場合に、付着範囲の近傍に付設されたバルブ(第1バルブ61)を開放することで、付着物65により配管が閉塞する前のタイミングで、付着物65を効果的に配管から排出することができる。これにより、配管の閉塞を確実に防止することができる。
【0048】
また、第1バルブ61の開放により、スラリー体37に含まれる無機成分(カルシウム、ナトリウム、カリウム等)由来の無機塩類等も同時に除去できる。
【0049】
なお、本実施形態では、第1バルブ61や第1圧力計58をスラリー体送出管52の近傍に設けたが、付着物65が付着する可能性のある配管であればスラリー体送出管52に限らず、例えばスラリー体導入管51やそれ以外の各種配管に、第1バルブ61や第1圧力計58を設けてもよい。また、付着物65は、曲部64だけでなく配管の直管部にも付着する可能性があるため、直管部に第1バルブ61や第1圧力計58を付設してもよい。
【0050】
<第2実施形態>
図8は、第2実施形態に係る、熱交換器31の詳細な構成を示す図である。同図に示すように、第2実施形態と第1実施形態との違いは、スラリー体送出管52に第2圧力計59が付設されていることである。
【0051】
図9は、スラリー体送出管52及びその周辺の構造を模式的に表した図である。同図に示すように、スラリー体送出管52の曲部64の上流側には第1圧力計58が付設され、さらに、曲部64の下流側には第2圧力計59が付設されている。そして、第2圧力計59の下流側には、スラリー体送出管52からの分岐管である付着物排出管66が設けられている。そして、付着物排出管66の途中には開閉可能な第1バルブ61が設けられている。第1バルブ61は通常、閉じた状態(C)とされている。
【0052】
図10は、第2実施形態に係る付着物65の除去方法について説明するフローチャートである。同図に示すように、ガス化システム10の保守員等は、ガス化システム10を起動した後(S10:YES)、所定の又は任意のタイミングで、第1圧力計58の圧力(第1圧力)と、第2圧力計59の圧力(第2圧力)とを測定する(S11)。そして、測定した第1圧力が第2圧力よりも所定の値ΔP以上高い値でない場合には(S12:NO)、第1圧力計58の圧力(第1圧力)及び第2圧力計59の圧力(第2圧力)を測定する作業を繰り返すが(S11)、測定した第1圧力が第2圧力よりも所定の値ΔP以上高くなっている場合には(S12:YES)、第1バルブ61を開く(S13)。第1バルブ61を開くと、第1実施形態と同様に、スラリー体送出管52の曲部64の内壁に付着している付着物65が、曲部64の内圧と大気圧との差圧により内壁から剥がれ落ち、剥がれ落ちた付着物65が付着物排出管66から外部に排出される。
【0053】
なお、ΔPは、例えば、曲部64が付着物65によって閉塞される直前の第1圧力と第2圧力の差圧(又はそれよりもやや小さい圧力値)であり、経験的に定められる。
【0054】
第1バルブ61を開いたら、再び第1バルブ61を閉じる(S14)。そして、第1圧力計58、及び第2圧力計59により第1圧力、及び第2圧力をそれぞれ測定する(S15)。そして、測定した第1圧力が第2圧力よりもΔP以上高くなっている場合には(S16:YES)、第1バルブ61を開く作業(S13)を繰り返す。一方、第1圧力が、第2圧力よりΔP以上高くなっていない場合は(S16:NO)、第1圧力及び第2圧力を測定する作業(S11)を繰り返す。
【0055】
本実施形態においては、配管(スラリー体送出管52)の内壁面に当該配管を流れる流体(スラリー体37)に由来する粘性体や固化物の付着物65が付着している場合、その付着範囲(曲部64)の上流側と下流側における流体の圧力の間には、付着物65のために圧力差が生じている。そこで、第1圧力が、付着範囲の下流側の圧力である第2圧力よりも所定の許容値以上高くなっている場合に、付着範囲の近傍に付設されたバルブ(第1バルブ61)を開放することで、付着物65により配管が閉塞する前のタイミングで確実に、付着物65を配管から排出することができる。これにより、配管の閉塞を確実に防止することができる。
【0056】
なお、本実施形態では、第1バルブ61や第1圧力計58、第2圧力計59をスラリー体送出管52の近傍に設けたが、付着物65が付着する可能性のある配管であればスラリー体送出管52に限らず、スラリー体導入管51やその他の各種配管に第1バルブ61、第1圧力計58、第2圧力計59を設けてもよい。また、付着物65は、本実施形態のように曲部64だけでなく配管の直管部にも付着する可能性があるため、そのような直管部に第1バルブ61、第1圧力計58、第2圧力計59を設けてもよい。
【0057】
<第3実施形態>
図11は、第3実施形態に係る、スラリー体送出管52及びその周辺の構造を模式的に表した図である。同図に示すように、本実施形態では、処理後流体38が流れる処理後流体導入管53の途中位置に、処理後流体38を排出するための分岐管(以下、処理後流体排出管69という)が設けられている。処理後流体排出管69の途中には第2バルブ67が付設されている。第2バルブ67は通常、閉じた状態(C)とされている。なお、第1バルブ61、第1圧力計58、及び第2圧力計59は第2実施形態と同様である。
【0058】
図12は、本実施形態に係る付着物65の除去方法について説明するフローチャートである。同図に示すように、ガス化システム10の保守員等は、ガス化システム10を起動した後(S20:YES)、所定の又は任意のタイミングで、第1圧力計58の第1圧力と、第2圧力計59の第2圧力とを測定する(S21)。そして、測定した第1圧力が第2圧力よりもΔP以上高くなっていない場合には(S22:NO)、第1圧力計58の第1圧力及び第2圧力計59の第2圧力を測定する作業(S21)を繰り返すが、測定した第1圧力が第2圧力よりもΔP以上高くなっている場合には(S22:YES)、第1バルブ61を開放すると共に、第2バルブ67も開く(S23)。
【0059】
第1バルブ61を開くと、スラリー体送出管52の曲部64の内壁に付着していた付着物65と共に、スラリー体送出管52を流れるスラリー体37も排出されてしまう。すると、スラリー体送出管52と連通している内管35の圧力が低下することになる。これにより、内管35が、外管36の処理後流体38の圧力を受けて破損する可能性がある。
【0060】
しかし、本実施形態では処理後流体38の第2バルブ67も開いている。第2バルブ67を開くと、処理後流体導入管53内の処理後流体38が処理後流体排出管69から排出される。これに伴い、処理後流体導入管53に連通する、近傍の外管36の圧力も低下する。これにより、二重管34における内管35と外管36の圧力差が小さくなり、熱交換器31の破損を防ぐことができる。
【0061】
第1バルブ61、及び第2バルブ67を開いた後、一定時間待機し(S27)、再び第1バルブ、及び第2バルブを閉じる(S24)。そして、第1圧力計58、及び第2圧力計59により、再び第1圧力、及び第2圧力を測定する(S25)。測定した第1圧力が第2圧力よりΔP以上高くなっている場合には(S26:YES)、第1バルブ61及び第2バルブ67を開く作業(S23)を繰り返す。一方、第1圧力が第2圧力よりΔP以上高くなっていない場合は(S26:NO)、第1圧力計58の第1圧力及び第2圧力計59の第2圧力を測定する作業(S21)を繰り返す。
【0062】
このように、付着物65の付着範囲の近傍に付設されたバルブ(第1バルブ61)を開放して内管35から付着物65を排出すると共に、第2バルブ67を開放して高温流体(処理後流体38)を外管36から排出することにより、内管35と外管36の圧力差を小さくし、熱交換器31の破損を防ぐことができる。
【0063】
<第4実施形態>
図13は、第4実施形態に係る熱交換器31の構成を模式的に示した図である。同図に示すように、本実施形態では、スラリー体送出管52に第1バルブ61、第1圧力計58、及び第2圧力計59が設けられている他、処理後流体導入管53に第2バルブ67、及び第3圧力計68が設けられている。
【0064】
図14は、本実施形態に係る付着物65の除去方法について説明するフローチャートである。同図に示すように、保守員等は、ガス化システム10を起動後(S30:YES)、所定のまたは任意のタイミングで、第1圧力計58の第1圧力と、第2圧力計59の第2圧力とを測定する(S31)。そして、測定した第1圧力が第2圧力よりもΔP以上高くなっている場合には(S32:YES)、第1バルブ61を開放する(S33)。これにより、スラリー体送出管52の曲部64の内壁に付着していた付着物65を外部に排出する。
【0065】
第1バルブ61を開放後(S33)、第1圧力計58、及び第3圧力計68により第1圧力、及び第3圧力(図面ではP3と表記)をそれぞれ測定する(S35)。そして、測定した第3圧力が第1圧力よりも所定値α以上高くなっている場合には(S36:YES)、第2バルブ67を開き(S37)、一方、第3圧力が第1圧力よりα以上高くなっていない場合には(S36:NO)、S35に戻る。
【0066】
第2バルブ67を開き(S37)、しばらく待機した後は、再び第1圧力、及び第3圧力を測定する(S38、S39)。そして、測定した第3圧力が第1圧力よりもα以上高くなっている場合には(S40:YES)、S38に戻り、一方、第3圧力が、第1圧力よりα以上高くなっていない場合は(S40:NO)、第2バルブ67を閉じ(S41)、後述するS43に進む。
【0067】
なお、前述の定数αは、例えば、二重管34を破損させない内管35と外管36の圧力差の上限値またはそれよりやや低い値であり、経験的に定められる。
【0068】
S43では、第1圧力、及び第2圧力を測定する。そして、測定した第1圧力が、第2圧力よりΔP以上高くなっている場合には(S44:YES)、第1圧力及び第3圧力をそれぞれ測定する作業を繰り返す(S35)。一方、第1圧力が第2圧力よりΔP以上高くなっていない場合は(S44:NO)、第1バルブ61を閉じ(S46)、第1圧力計58の第1圧力、及び第2圧力計59の第2圧力を測定する作業(S31)を繰り返す。
【0069】
以上のように、内管35における流体(スラリー体37)と外管36における高温流体(処理後流体38)との圧力差が所定値以上である場合に、第1バルブ61及び第2バルブ67を開放することで、内管35の流体(スラリー体37)と外管36の高温流体との圧力差が大きくなって熱交換器31が破損することを防ぐと共に、保守員等の保守管理の負担も軽減される。
【0070】
<第5実施形態>
第2乃至第4実施形態では、第1バルブ61を開放するタイミングを決定するパラメータとして、第1圧力と第2圧力の差圧であるΔPを用いた。このΔPは、前述のように経験的に定めることができる。しかしながら、ΔPを経験的に定めることが困難な場合は、以下のようにして理論的にΔPを求め、これを使用することができる。本実施形態では、このΔPを求める方法を、第2実施形態のガス化システム10に基づき説明する。
【0071】
図15は、スラリー体送出管52及びその周辺の構造を模式的に表した図である。同図に示すように、まず、スラリー体送出管52の曲部64の長さL、及びその断面積A1を測定する。また、曲部64を流れるスラリー体37の流速u、及び密度ρを求める。なお、流速uを求める方法としては、例えば、曲部64の下流側に流速計を設置する方法や、熱交換器導入ポンプ24の1ストロークの容積や動作時間等から推定する方法がある。また、密度ρは、例えば、熱交換器導入ポンプ24から送られてくるスラリー体37の体積とその重量から算出する。
【0072】
次に、付着物65を排出する必要があるときの曲部64の断面積A2が、付着物65がないときの断面積A1の1/10であると仮定して、A2を求める(すなわちA2=A1/10)。これらに基づき、ΔPを、圧力損失と流体の関係を示す下記の式(1)(2)に基づき求める。
【0073】
ΔP=4f×((ρ(u2))/2)×(L/d) ・・・(1)
【0074】
f=0.0791Re(-1/4) ・・・(2)
【0075】
ここで、式(2)のReはレイノルズ数であり、例えば3000とする。上記で求めたL、u、ρを式(1)に代入することで、ΔPが求まる。
【0076】
以上とは別に、ΔPは流体抵抗に関する以下の式(3)(4)に基づき求めることもできる。
【0077】
ΔP=((u2)/2g)×(1−A2/A1)2=ζ((u2)/2g) ・・・(3)
【0078】
ζ=(A2/Ac−1)2=(1/Cc−1)2 ・・・(4)
【0079】
ここで、A2/A1=0.1とする。また、gは重力加速度、ζは損失係数、Cc=Ac/A2は収縮係数である。なお、Acは図16に示すように、スラリー体送出管52の曲部64において付着物65による閉塞が始まった部分における極小の断面積である。また、Ccとζの関係は、図17に示したA2/A1、Cc、及びζの間の関係を表した表や、ζ、Cc、及びA2/A1の間の関係図(図18)を用いて求めることができる。
【0080】
なお、以上に説明ではA2/A1=0.1としたが、A2/A1を1未満の所定値に設定してもよい。
【0081】
このように、圧力損失の所定値ΔPを温度や圧力で変化する流体の物性値に基づき理論的に算出することで、第1バルブ61を、スラリー体送出管52の曲部64が閉塞する前の適切なタイミングで開放することができる。なお、このようにしてバルブを開放するタイミングを決定する差圧を求める方法は、第1バルブ61だけでなく、第2バルブ67にも適用できる。
【0082】
<第6実施形態>
以上の実施形態では、主に、熱交換器31の外部の配管における付着物の65の排出方法に係るものであったが、熱交換器31内部の配管(例えば二重管34)における付着物65の排出も同様に行うことができる。
【0083】
図19は、その一例として示す、熱交換器31の二重管34に係る、内管35及び外管36の構成を説明する図である。二重管34の一部(例えば、二重管34の長方形状の各螺旋層における長手方向端部)は、同図に示すように、2つの二重管34a、34bに分断されており、このうち二重管34aの内管35aと、二重管34bの内管35bとは、分岐部材75aを介してエルボ管76(曲管)で接続されている。また、二重管34aの外管36aと、二重管34bの外管36bとは、分岐部材75bを介して直管77で接続されている。
【0084】
分岐部材75aは、二重管34aの内管35aをエルボ管76に、外管36aを直管77に分岐させている。また、分岐部材75bは、二重管34bの内管35bをエルボ管76に、外管36bを直管77に分岐させている。これにより、内管35aをその上流から流れてきたスラリー体37はエルボ管76を通って内管35bに送出され、一方、外管36bをその上流から流れてきた処理後流体38は直管77を通って外管36aに送出される。
【0085】
ここで、エルボ管76の曲部の上流側には、第4圧力計78が設けられ、エルボ管76の曲部の下流側には、第5圧力計79が設けられている。また、第5圧力計79の下流側には、エルボ管76の分岐管である付着物排出管84が設けられている。付着物排出管84の途中には、第3バルブ81が設けられている。第3バルブ81は通常、閉じた状態(C)とされている。
【0086】
一方、直管77の上流側である二重管34bには、第6圧力計85が設けられている。また、直管77の途中には、第7圧力計86が設けられている。また、第7圧力計86の下流側には、直管77の分岐管である処理後流体排出管87が設けられている。処理後流体排出管87の途中には、第4バルブ83が設けられている。第4バルブ83は通常、閉じた状態(C)とされている。
【0087】
以上の配管構成において、スラリー体37に由来するタールやチャー等の付着物65は、二重管34の内管35及び外管36の他、エルボ管76の内壁にも付着しやすくなっている。
【0088】
そこで、スラリー体37の圧力を、上流側の第4圧力計78と下流側の第5圧力計79とで測定し、上流側の圧力(第4圧力)が下流側の圧力(第5圧力)よりもΔP以上高くなっている場合に、第3バルブ81を開放することにより付着物65を外部に排出するようにする。
【0089】
さらに、処理後流体38の圧力を、上流側の第6圧力計85と下流側の第7圧力計86で測定し、上流側の圧力(第6圧力)が下流側の圧力(第7圧力)よりも所定値β以上高くなっている場合に、第4バルブ83を開放することにより処理後流体38を排出する。
【0090】
このように、付着物65の付着範囲(エルボ管76)に付設されたバルブ(第3バルブ81)を開放すると共に、外管36bに付設されたバルブ(第4バルブ83)を開放して高温流体(処理後流体38)を外部に排出することにより、内管35と外管36の圧力差を小さくし、熱交換器31の破損を防ぐことができる。
【0091】
また、高温流体(処理後流体38)の上流側の圧力と下流側の圧力との差が所定値以上である場合にバルブのそれぞれ(第3バルブ81、第4バルブ83)を開放することで、内管35の流体(スラリー体37)と高温流体(処理後流体38)との圧力差が大きくなって熱交換器31が破損することを防ぐと共に、保守員等の保守管理の負担も軽減される。
【0092】
<第7実施形態>
第1〜第5実施形態では熱交換器31の下流側に圧力計を配置し、第6実施形態では熱交換器31の内部に圧力計を配置したものであったが、熱交換器31を挟むようにして、上流側及び下流側のそれぞれに圧力計を配置するようにしてもよい。
【0093】
図20は、本実施形態に係る熱交換器31の詳細な構成を示す図である。同図に示すように、第1圧力計58が熱交換器31の外部の下方端、第2圧力計59が熱交換器31の外部の上方端に設けられている。具体的には、第1圧力計58が熱交換器31のスラリー体導入管51に設けられ、第2圧力計59がスラリー体送出管52に設けられている。
【0094】
このような圧力計の配置において、第1圧力計58の圧力(第1圧力)と、第2圧力計59の圧力(第2圧力)を測定し、第1圧力が第2圧力よりも所定の許容値以上高くなっている場合に、第1バルブ61を開放する。このようにすれば、熱交換器31の二重管34全体の広い範囲を対象に、二重管34への付着物65の付着と二重管34の閉塞を防止することができる。
【0095】
なお、この場合、付着物65の排出は、熱交換器31のスラリー体37の流れを逆流させることによっても行うことができる。
【0096】
<第8実施形態>
以上に説明してきた実施形態では、圧力の測定、確認やバルブの開閉を保守員等の作業により行うことを前提として説明してきたが、情報処理装置(コンピュータ)を用いて自動化して行うようにしても良い。
【0097】
図21はその一例として示す、圧力測定やバルブ開閉を自動化して行うように構成したガス化システム10を説明する図である。同図に示すように、ガス化システム10には、第4実施形態と同様、第1圧力計58、第2圧力計59、第3圧力計68、第1バルブ61、及び第2バルブ67が設けられている。そして、この配管閉塞防止システムは、第1圧力計58、第2圧力計59、第3圧力計68、第1バルブ61、及び第2バルブ67のそれぞれと通信ネットワーク91を介して接続された情報処理装置92を備える。情報処理装置92は、第1圧力計58、第2圧力計59、及び第3圧力計68が出力する現在の圧力の測定値を受信することができる。また、情報処理装置92は、第1バルブ61、及び第2バルブ67のそれぞれに対してバルブの開閉の指示信号を送信し、第1バルブ61、及び第2バルブ67はこれらの指示信号を受信してバルブの開閉制御を行うことができる。
【0098】
例えば、情報処理装置92は、第1圧力計58、第2圧力計59から現在の圧力値を受信し、受信した第1圧力が第2圧力よりもΔP以上高くなっている場合に、第1バルブ61に対してバルブ開放の指示信号を送信する。この指示信号を受信した第1バルブ61は、第1バルブ61の開放を行う。また、情報処理装置92は、第1圧力、及び第3圧力の圧力値を受信し、受信した第3圧力の値が第1圧力の値よりもα以上高くなっている場合には、第2バルブ67に対して開放の指示信号を送信する。この指示信号を受信した第2バルブ67は、第2バルブ67の開放を行う。
【0099】
このように、圧力値の取得やバルブの開閉をコンピュータやネットワークを用いて自動化して行うガス化システム10とすることで、保守員等の作業負担を軽減することができる。
【0100】
以上の実施形態の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれる。
【0101】
例えば、上記の実施形態の説明では、付着物が主に配管の曲部に付着することを前提としたが、直管部であっても付着物は付着する。したがって、圧力計やバルブを必ずしも配管の曲部又はその近傍に設ける必要はない。
【0102】
また、上記の実施形態では、バイオマスのガス化システムにおける配管を前提として配管の閉塞方法を説明したが、配管内に付着物が付着する配管一般に適用できる。
【0103】
また、上記の実施形態の説明では、圧力計とバルブの位置関係は、主に、図22の(a)に示すように、付着物が付着する範囲95を挟むようにしてその領域の上流側に圧力計96、下流側に圧力計97を設け、さらに、圧力計97のさらに下流側にバルブ98を設けるというものであったが、上流側の圧力計96、下流側の圧力計97、及びバルブ98の間の位置関係はこれに限らない。
【0104】
例えば、図22の(b)に示すように、上流側の圧力計96及び下流側の圧力計97の間にバルブ98を設けてもよいし、(c)に示すように、上流側の圧力計96よりもさらに上流側にバルブ98を設けてもよい。いずれの位置関係であっても、付着物を排出する効果に有意な差は無いと考えられる。
【符号の説明】
【0105】
10 ガス化システム、20 原料調製部、21 調製タンク、22 粉砕機、23 供給ポンプ、24 熱交換器導入ポンプ、30 熱処理部、31 熱交換器、32 加熱器、32a 燃焼装置、33 ガス化反応器、33a 燃焼装置、34 二重管、35 内管、36 外管、37 スラリー体、38 処理後流体、40 ガス処理部、41 減圧機構、42 気液分離器、43 触媒回収器、44 ガスタンク、51 スラリー体導入管、52 スラリー体送出管、53 処理後流体導入管、54 処理後流体送出管、55 分岐部材、56 分岐部材、58 第1圧力計、59 第2圧力計、61 第1バルブ、62 接続部材、63 接続部材、64 曲部、64a 背側内壁面、64b 腹側内壁面、65 付着物、66 付着物排出管、67 第2バルブ、68 第3圧力計、69 処理後流体排出管、75 分岐部材、76 エルボ管、76a エルボ管の一端、76b エルボ管の他端、77 直管、77a 直管の一端、77b 直管の他端、78 第4圧力計、79 第5圧力計、81 第3バルブ、82 第6圧力計、83 第4バルブ、84 付着物排出管、85 第6圧力計、86 第7圧力計、87 処理後流体排出管、91 通信ネットワーク、92 情報処理装置、95 付着物が付着する範囲、96 圧力計、97 圧力計、98 バルブ
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15
図16
図17
図18
図19
図20
図21
図22

【手続補正書】
【提出日】2017年7月6日
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項12
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項12】
その内壁面における流れ方向の所定範囲に、加圧状態で流れるバイオマスのスラリー体に由来する粘性体又は固化物が付着物として付着する内管と、前記スラリー体と熱交換される高温流体が流れる配管である外管とを備える熱交換器と、
前記熱交換器から送られてきた前記スラリー体を加熱して前記スラリー体をガス化すると共に、前記ガス化を行った後の前記スラリー体を前記高温流体として前記外管に送出するガス化反応器とを備えるガス化システムにおける配管閉塞防止システムであって、
前記所定範囲の上流側の圧力である第1圧力が前記所定範囲の下流側の圧力である第2圧力よりも所定の許容値以上高くなっている場合に、前記所定範囲の近傍に付設されたバルブを開放することにより、前記付着物を前記内管から排出すると共に、前記外管を流れる前記高温流体を外部に排出する機能を有する情報処理装置を備える
ことを特徴とする配管閉塞防止システム。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0021
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0021】
また、本発明の他の一つは、その内壁面における流れ方向の所定範囲に、加圧状態で流れるバイオマスのスラリー体に由来する粘性体又は固化物が付着物として付着する内管と、前記スラリー体と熱交換される高温流体が流れる配管である外管とを備える熱交換器と、前記熱交換器から送られてきた前記スラリー体を加熱して前記スラリー体をガス化すると共に、前記ガス化を行った後の前記スラリー体を前記高温流体として前記外管に送出するガス化反応器とを備えるガス化システムにおける配管閉塞防止システムであって、前記所定範囲の上流側の圧力である第1圧力が前記所定範囲の下流側の圧力である第2圧力よりも所定の許容値以上高くなっている場合に、前記所定範囲の近傍に付設されたバルブを開放することにより、前記付着物を前記内管から排出すると共に、前記外管を流れる前記高温流体を外部に排出する機能を有する情報処理装置を備えることを特徴とする

【手続補正書】
【提出日】2017年12月7日
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
その内壁面における流れ方向の、曲部となっている所定範囲に、加圧状態で流れる流体に由来する粘性体又は固化物が、前記曲部の背側の内壁面又は前記曲部における下流側の腹側の内壁面に付着物として付着する配管において、
前記所定範囲の上流側の圧力である第1圧力が所定の許容値以上となっている場合に、前記所定範囲の近傍に付設されたバルブを開放することにより当該バルブの外部の大気圧と前記曲部の内圧との間に圧力差を生じさせ、生じた圧力差により前記付着物を前記内壁面から剥離させて前記配管から排出することを特徴とする配管閉塞防止方法。
【請求項2】
前記バルブを開放し、一定時間経過後に前記バルブを閉止することを特徴とする、請求項1に記載の配管閉塞防止方法。
【請求項3】
前記バルブを開放した後、前記第1圧力が所定値より低くなった場合に前記バルブを閉止することを特徴とする、請求項2に記載の配管閉塞防止方法。
【請求項4】
その内壁面における流れ方向の、曲部となっている所定範囲に、加圧状態で流れる流体に由来する粘性体又は固化物が、前記曲部の背側の内壁面又は前記曲部における下流側の腹側の内壁面に付着物として付着する配管において、
前記所定範囲の上流側の圧力である第1圧力が、前記所定範囲の下流側の圧力である第2圧力よりも所定の許容値以上高くなっている場合に、前記所定範囲の近傍に付設されたバルブを開放することにより当該バルブの外部の大気圧と前記曲部の内圧との間に圧力差を生じさせ、生じた圧力差により前記付着物を前記内壁面から剥離させて前記配管から排出することを特徴とする配管閉塞防止方法。
【請求項5】
前記所定範囲において生じた前記流体の圧力損失を、前記流体の物性値に基づき算出し、
前記第1圧力が、前記第2圧力よりも、前記算出した圧力損失に基づき設定した前記許容値以上高くなっている場合に、前記バルブを開放することを特徴とする、請求項4に記載の配管閉塞防止方法。
【請求項6】
前記所定範囲において生じた前記流体の圧力損失を、前記流体の流速及び密度に基づき算出することを特徴とする、請求項5に記載の配管閉塞防止方法。
【請求項7】
前記所定範囲を流れる流体の流体抵抗を、前記流体の流速に基づき算出し、
前記第1圧力が、前記第2圧力よりも、前記算出した流体抵抗に基づき設定した前記許容値以上高くなっている場合に、前記バルブを開放することを特徴とする、請求項4に記載の配管閉塞防止方法。
【請求項8】
前記流体としてバイオマスのスラリー体が流れる前記配管を内管として備え、前記スラリー体と熱交換される高温流体が流れる配管を外管として備える熱交換器と、
前記熱交換器から送られてきた前記スラリー体を加熱して前記スラリー体をガス化すると共に、前記ガス化を行った後の前記スラリー体を前記高温流体として前記外管に送出するガス化反応器とを備えるガス化システムにおいて、
前記第1圧力が前記第2圧力よりも前記所定の許容値以上高くなっている場合に、前記所定範囲の近傍に付設された前記バルブを開放することにより、前記付着物を前記内管から排出することを特徴とする、請求項4乃至7のいずれか一項に記載の配管閉塞防止方法。
【請求項9】
前記第1圧力が前記第2圧力よりも前記所定の許容値以上高くなっている場合に、前記所定範囲の近傍に付設された前記バルブを開放することにより前記付着物を前記内管から排出すると共に、前記外管を流れる前記高温流体を外部に排出する
ことを特徴とする、請求項8に記載の配管閉塞防止方法。
【請求項10】
前記第1圧力が前記第2圧力よりも前記所定の許容値以上高くなっている場合に、前記所定範囲の近傍の外管における前記高温流体の圧力差が所定値以上高くなっていれば、前記所定範囲の近傍に付設された前記バルブを開放することにより前記付着物を前記内管から排出すると共に、前記外管を流れる前記高温流体を外部に排出する
ことを特徴とする、請求項9に記載の配管閉塞防止方法。
【請求項11】
その内壁面における流れ方向の、曲部となっている所定範囲に、加圧状態で流れるバイオマスのスラリー体に由来する粘性体又は固化物が、前記曲部の背側の内壁面又は前記曲部における下流側の腹側の内壁面に付着物として付着する内管と、前記スラリー体と熱交換される高温流体が流れる配管である外管とを備える熱交換器と、
前記熱交換器から送られてきた前記スラリー体を加熱して前記スラリー体をガス化すると共に、前記ガス化を行った後の前記スラリー体を前記高温流体として前記外管に送出するガス化反応器とを備えるガス化システムにおける配管閉塞防止システムであって、
前記所定範囲の上流側の圧力である第1圧力が前記所定範囲の下流側の圧力である第2圧力よりも所定の許容値以上高くなっている場合に、前記所定範囲の近傍に付設されたバルブを開放することにより当該バルブの外部の大気圧と前記曲部の内圧との間に圧力差を生じさせ、生じた圧力差により前記付着物を前記内壁面から剥離させて前記内管から排出すると共に、前記外管を流れる前記高温流体を外部に排出する機能を有する情報処理装置を備える
ことを特徴とする配管閉塞防止システム。

【手続補正書】
【提出日】2018年6月4日
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
その内壁面における流れ方向の、曲部となっている所定範囲に、加圧状態で流れる流体に由来する粘性体又は固化物が、前記曲部の背側の内壁面又は前記曲部における下流側の腹側の内壁面に付着物として付着する配管に関して
前記流体としてバイオマスのスラリー体が流れる前記配管を内管として備え、前記スラリー体と熱交換される高温流体が流れる配管を外管として備える熱交換器と、前記熱交換器から送られてきた前記スラリー体を加熱して前記スラリー体をガス化すると共に、前記ガス化を行った後の前記スラリー体を前記高温流体として前記外管に送出するガス化反応器とを備えるガス化システムにおいて、
前記内管における所定範囲の上流側の圧力である第1圧力が、前記内管における所定範囲の下流側の圧力である第2圧力よりも所定の許容値以上高くなっている場合に、前記内管の所定範囲の近傍に付設されたバルブを開放することにより当該バルブの外部の大気圧と前記内管の曲部の内圧との間に圧力差を生じさせ、生じた圧力差により前記付着物を前記内管の前記内壁面から剥離させて前記内管から排出すると共に、前記外管を流れる前記高温流体を外部に排出する、
ことを特徴とする、配管閉塞防止方法。
【請求項2】
前記第1圧力が前記第2圧力よりも前記所定の許容値以上高くなっている場合に、前記内管の所定範囲の近傍の外管における前記高温流体の圧力差が所定値以上高くなっていれば、前記内管の所定範囲の近傍に付設された前記バルブを開放することにより前記付着物を前記内管から排出すると共に、前記外管を流れる前記高温流体を外部に排出する
ことを特徴とする、請求項に記載の配管閉塞防止方法。
【国際調査報告】