JPH10128023A - ガス移送配管 - Google Patents

ガス移送配管

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JPH10128023A
JPH10128023A JP9209817A JP20981797A JPH10128023A JP H10128023 A JPH10128023 A JP H10128023A JP 9209817 A JP9209817 A JP 9209817A JP 20981797 A JP20981797 A JP 20981797A JP H10128023 A JPH10128023 A JP H10128023A
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剛 岡田
Yasuo Suzuki
康夫 鈴木
Shiyouichi Yamada
詳一 山田
Kenji Tamura
健二 田村
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス移送配管内で液滴を含むガスから液滴を
分離することにより、プラント全体の小型化とコストの
低減を図ること。 【解決手段】 配管２００に、慣性衝突式分離部材をな
すメッシュ体３１を軸方向に水平に設け、このメッシュ
体３１の直ぐ下流側に多孔板３３を設けて液滴分離手段
３を構成する。液滴を含むガスは、メッシュ体３１の下
方側から上方側に向けて、メッシュ体３１を通過すると
きのガスの向きが軸方向に対して垂直になるように通流
していく。この際ガス成分はメッシュ体３１を通過して
いくが、液滴はメッシュ体３１の表面に衝突して、次第
に大きくなり、やがて重力により落下して、排出管５１
を介して配管２００の外に排出される。メッシュ体３１
を通過してしまった液滴は、そのまま配管の内壁に衝突
し、内壁を伝わって下流側に通流し、液捕集部材４によ
り捕集され、排出管５２を介して排出される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば化学プラン
トにおいて、粒径８μｍ以上の液滴粒子を含むガスを流
速６ｍ／秒以上で流すガスの移送配管に関する。
【０００２】
【従来の技術】石油精製、石油化学工業等における多く
のプラントにおいては、プロセス中にガス流に液滴を伴
うことがあり、このガス流を移送するにあたり、移送先
の工程の都合上ガス流に含まれる液滴を除去する必要が
ある場合がある。例えばＬＮＧやエチレンプラントにお
けるコンプレッサ−の入口では、ガスの性状として８μ
ｍ以上の液滴を９９．９％以上除去することが要求さ
れ、またある種の反応系においてはガス流に含まれる液
滴を極力抑える必要がある。このため、従来ではこれら
の工程の前の移送系において、互いに隣接する配管の間
にノックアウトドラムやコンプレッササクションドラム
などと呼ばれている液滴分離機能を備えた特別の設備を
介在させ、ガス流中の液滴を除去するようにしている。
これらドラムは配管とは別個の機器であり、フランジ同
士をボルト締めすることによって配管に対して着脱自在
に設けられている。
【０００３】このような液滴分離器としては、液滴を重
力沈降させて分離する重力型や、ガスを通過させる充填
物に液滴を衝突させて分離する衝突型や、慣性力を利用
しガスと液滴との比重の違いにより液滴を分離する慣性
力型や、ガス流中の液滴に遠心力を与え、ガスと液滴と
の比重の違いにより分離する遠心力型等がある。
【０００４】例えば図１３は衝突型の例であり、この例
では分離容器１１の上方側にメッシュ体１２が設けられ
ている。この液滴分離器では、液滴を含むガスは、分離
容器１１の側壁のほぼ中央部に設けられたガス供給口１
３ａから分離容器１１の頂部に設けられたガス排出口１
３ｂに向けて、分離容器１１内を下方側から上方側に向
けてメッシュ体１２を介して流れていく。この際液滴は
メッシュ体１２の表面に衝突し、やがて膜状に合一され
て重力作用により下方側へ落下し、こうしてガス流から
分離され、分離容器１１の底部に設けられた液排出口１
４から排出される。
【０００５】また図１４は慣性力型の例であり、この例
では分離容器１６の内部にベ−ン１６と呼ばれる例えば
断面形状が波型の垂直な衝突板を、ガスの流路に対して
平行に、かつ隣接する衝突板との間に隙間を開けて配列
して構成されている。分離容器の流路の上流側と下流側
には夫々三角柱状の流路部材１８ａ，１８ｂが設けられ
ており、この流路部材の端部には夫々ガス供給口１７ａ
とガス排出口１７ｂが設けられている。この液滴分離器
では、液滴を含むガスは各衝突板の間を蛇行して流れる
が、この際比重の大きい液に慣性力が働いて液滴はガス
の流線から離れ、前記板面に衝突して液膜となりガス流
から分離される。そしてガスはガス排出口１７ｂから排
出され、液はベ−ン１６の下方側に設けられた液排出口
１９から排出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述のタ
イプの液滴分離器は、いずれもガス流速の適用範囲が配
管内のガス流速よりも遅い場合が多く、液滴除去を確実
に実施する場合にはガス流速を減速させる必要があり、
このため配管よりもかなり大きな口径の分離容器を必要
とし、ＬＮＧやエチレンプラントでは、配管の内径が例
えば数十ｃｍ〜１ｍ程度と大きいため、これに対応して
液滴分離器を構成すると、液滴分離器がかなり大型化し
てしまう。
【０００７】このため液滴分離器自体のコストが増大す
ると共に、広い設置スペ−スも必要となり、また配管の
引回しも複雑となるため、結果的にコストの増大を招く
こととなる。さらにまた液滴分離器が大型化すると液滴
分離器で分離された液滴を捕集する機器も大型化するた
め、保守点検や回収に多大の手間と時間を要するという
問題もある。
【０００８】本発明はこのような事情の下になされたも
のであり、その目的はガス移送配管内で気液分離を行な
うことにより、液滴分離器を不要とし、プラント全体の
小型化及びコストの低減を図ることのできるガス移送配
管を提供することにある。
【０００９】
【発明を解決するための手段】本発明は、液滴粒子を含
むガス流の移送配管をガス流の移送という本質的な使用
目的の他に、液滴分離器として機能させることに着目し
てなされたものである。このため本発明は、粒径８μｍ
以上の主成分が炭素数４以上８以下の炭化水素からなる
液滴粒子を含む主成分が炭素数１以上８以下の炭化水素
からなるガスを流速６ｍ／秒以上で流すガス移送配管に
おいて、前記ガスから液滴粒子を分離する液滴分離手段
と、この液滴分離手段の下流側に位置し、前記液滴分離
手段により分離された液滴粒子の集合よりなる液を排出
する液排出手段と、を配管内に設けたことを特徴とす
る。この場合、液滴分離手段が設けられている配管は、
例えばこの配管に隣接する他の配管と溶接されていて一
体化となっている。
【００１０】前記液滴分離手段は、例えば液滴粒子と気
体との慣性力の差により液滴粒子をガスから分離する板
状の慣性衝突式分離部材を、配管の軸方向に対して平行
又は斜めになるように配設される。ここで慣性衝突式分
離部材を、配管の軸方向に対して平行又は斜めになるよ
うにすると、慣性衝突式分離部材を通過するガス速度が
小さくなり、配管内のガス速度を確保しながら、慣性衝
突式分離部材を通過するときには、この慣性衝突式分離
部材のガス速度の適用範囲の流速にすることができる。
なお本発明は、配管の一部の管径を他の部位よりも大き
くし、この管径の大きい領域に慣性衝突式分離部材を設
けるようにしてもよい。
【００１１】また液滴分離手段は、前面側のガス速度が
大きい領域ほどガスの通気抵抗が大きくなるように構成
し、例えば慣性衝突式分離部材の前面または背面に例え
ば多孔板からなる流速調整部材を設け、この流速調整部
材は、慣性衝突式分離部材の前面側のガス速度が大きい
領域程、開口率が小さくなるように構成するようにして
もよい。このように流速調整部材を設けると、慣性衝突
式分離部材の軸方向におけるガス速度の均一化を図るこ
とができる。さらに慣性衝突式分離部材の配管の軸方向
の上流側に、液滴粒子を含むガスの通気をガイドするた
めのガイド部材を設けるようにしてもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態について
説明する。先ず本発明は、エチレンプラントやＬＮＧプ
ラント等で代表される化学プラント内のガス移送配管を
対象にしている。そして、これらのプラントにおけるガ
ス移送配管内のガス流速が通常６ｍ／秒以上であり、ま
た、これらのガス移送配管では粒径８μｍ以上の液滴粒
子（以下液滴という。）の除去が要請されていることか
ら、本発明では６ｍ／秒以上のガス流から粒径８μｍ以
上の液滴を分離する場合を対象としている。
【００１３】図１は例えば石油精製プラントにおいて、
例えば粒径が８μｍ以上の液滴を含むガスを例えば６ｍ
／秒以上の流速でコンプレッサ−に送る例えば金属製の
配管系２を示し、これら配管系２は例えば内径Ｄが１ｍ
の大口径の配管を接続してなる。図１にて２００で示す
配管は、本発明の実施の形態に係るガス移送配管に相当
するものであり、隣接する配管２０１、２０２とは溶接
されていて一体化している。
【００１４】この配管２００について図２、３に基づい
て詳述すると、図２は、図１において点線で示した配管
２００の一部分の断面図である。図中３は液滴分離手段
であり、３１は慣性衝突式分離部材をなす板状のメッシ
ュ体である。このメッシュ体３１は例えば線径０．１２
０ｍｍのワイヤを用いて形成された厚さｔが１００〜１
５０ｍｍ、空間率が９８％の直方体状をなしており、配
管２００の上下方向のほぼ中央の位置に、配管２００内
を上下に分割するように水平に設けられている。
【００１５】このメッシュ体３１の上流側の端部には上
方に延び、軸方向から見た形状が半円形状の板状の保持
部材３２ａが設けられ、同じく下流側の端部には下方に
延びる半円形板状の保持部材３２ｂが設けられている。
これら保持部材３２ａ，３２ｂは夫々配管２００の上部
内壁と下部内壁の内周面に溶接により固定されており、
これら保持部材３２ａ，３２ｂにより囲まれた領域に、
後述するガス流の通流路が形成される。
【００１６】またメッシュ体３１の直ぐ背面側（下流
側）には、多数の孔３３ａが穿設された多孔板３３がメ
ッシュ体３１の上面のほぼ全面と対向するように設けら
れている。前記多孔板３３は、メッシュ体３１を通過す
るガス速度をガスの通気面全体に亘ってほぼ均一に調整
するための流速調整部材（整流部材）をなすものであ
り、この調整は例えば多孔板３３の開口率（多孔板３３
の面積に対する孔３３ａの面積の割合）をメッシュ体３
１の前面側（上流側）のガス速度が大きい領域程小さく
することにより行われる。
【００１７】具体的には、メッシュ体３１の前面（上流
側の面）に吸い込まれるガス速度は、配管の後方に向う
程（保持部材３２ｂに近づく程）大きくなるので、例え
ば多孔板３３を軸方向にａ１〜ａ５の区画に５つに分割
し、配管の下流側に位置する領域程開口率が小さくなる
ように、即ちａ５，ａ４，ａ３，ａ２，ａ１の順に徐々
に開口率が小さくなるように構成されている。
【００１８】このようなメッシュ体３１の下流側には、
例えば図２及び図３に示すように、配管２００の内周に
沿って環状に形成された液捕集部材４が設けられてい
る。この液捕集部材４は、例えば配管２００の内周囲に
溶接固定された環状の固定部４１と、上流側に向かって
配管の軸方向に延びる筒状部４２とからなり、例えば筒
状部４２と管壁との間隔が１０〜２０ｍｍ、長さＬ１が
２００ｍｍ程度になるように構成されている。
【００１９】前記メッシュ体３１の下流側端部の保持部
材３２ｂのすぐ上流側の配管２００の下端部には、液を
配管２００の外に排出するための排出管５１が接続さ
れ、また前記液捕集部材４の直ぐ上流側の配管２００の
下端部には、液捕集部材４により捕集された液を配管２
００の外に排出するための排出部材である排出管５２が
接続されており、これら排出管５１、５２の他端側は夫
々バルブＶ５３ａ，５３ｂを介してトラップ５４ａ、５
４ｂに接続されている。
【００２０】このような配管２００では、液滴を含むガ
スの通流は保持部材３２ａ，３２ｂにより妨げられるた
め、液滴を含むガスは図２中点線Ａで示すように、メッ
シュ体３１の下方側から上方側に向けて、メッシュ体３
１及び多孔板３３を通過しながら通流していくようにな
る。即ち液滴を含むガスの内ガス成分は、点線Ｂで示す
ようにメッシュ体３１内を、ガスの通過方向が配管の軸
方向に対して垂直になるように通過していき、通過した
後ではまた軸方向に戻って通流していく。
【００２１】一方液滴はガスとの慣性力の差によりメッ
シュ体３１を通過できずにその下方側表面に衝突して付
着する。そしてメッシュ体３１表面への液滴の衝突が多
くなると液滴は次第に凝集し大きな液滴となり、やがて
実線Ｃで示すように重力により下方側に落下し、保持部
材３２ｂの手前側の排出管５１を介して配管２００の外
に排出され、トラップ５４ａに捕集される。こうして液
滴を含むガスから液滴が分離される。
【００２２】またメッシュ体３１を通過してしまった液
滴は慣性力によりそのまま直進し、配管２００の内壁面
に衝突して次第に凝集して大きな液滴となり、実線Ｃ’
で示すように内壁に沿って下流側へ向けて流れていく。
そして図３に示すように液捕集部材４の筒状部４２を伝
わって下流側へ流れていき、固定部４１に当たって下方
側に流れ、排出管５２を介して配管２００の外へ排出さ
れてトラップ５４ｂに捕集される。このように液滴は液
捕集部材４により下流側への通流が阻止されて捕集され
るが、ガスは点線Ｂで示すように液捕集部材４の開口部
分を通過してさらに下流側へ通流していき、これにより
液滴を含むガスから液滴が分離される。
【００２３】既述のようにメッシュ体３１を配管２００
の軸方向に水平に設けると、ガスは配管２００の軸方向
に対して垂直な向きでメッシュ体３１を通過していく。
従ってメッシュ体３１の断面積（ガスの通過面積）を配
管の断面積よりも大きくすることができるため、これを
通過する際のガス速度を小さくすることができる。例え
ばメッシュ体３１はガス速度が３ｍ／秒以下の場合に適
用できるため、上述のように配管内のガス速度が６ｍ／
秒程度である場合にはこの適用範囲を越えてしまうが、
メッシュ体３１を配管の軸方向に対して水平に設けて断
面積を２倍とすると、ガス速度を約３ｍ／秒程度にまで
遅くすることができ、前記適用範囲内に収めることがで
きる。
【００２４】また多孔板３３により、メッシュ体３１を
通過する方向においてほぼ均一に調整される。即ちメッ
シュ体３１を通過するガスの流量は、前記軸方向の上流
側ではガスの通流方向の変化が急激であって、軸方向に
対して垂直な方向に流れにくいため、上流側では少な
く、下流側に向けて徐々に多くなっていく。ここでガス
速度はガス流量に比例するため、このままではガス速度
は配管における上流側では遅く、配管における下流側に
向けて徐々に速くなってしまう。
【００２５】一方多孔板３３の開口率は配管における上
流側では大きく、下流側に向けて徐々に小さくなるよう
に形成されているため、メッシュ体３１体及び多孔板３
３を組み合わせた構造体についてみれば、上流側ではガ
スの通過抵抗が小さく（ガスが通過しやすく）、下流側
に向けて徐々にガスの通過抵抗が大きくなっていく（ガ
スが通過しにくくなっていく）。このためメッシュ体３
１を通過するガス速度は通過面全体に亘ってほぼ均一に
調整される。
【００２６】このようにするとメッシュ体３１のいずれ
の通過領域においてもガスの通過速度をメッシュ体３１
の適用範囲に収めるように調整することができる。また
メッシュ体３１を配管の軸方向に沿って配置することに
より、メッシュ体３１の前面側に流速分布が生じるが、
メッシュ体３１の通過速度の均一化を図るようにすれ
ば、メッシュ体３１の通過速度の適用範囲が狭くても、
確実に液滴とガスとを分離することができる。
【００２７】本実施の形態では、上述のようにガス移送
配管内にメッシュ体３１を軸方向に対して水平に設け、
配管の断面積よりも通過面積の大きいメッシュ体３１を
用いることにより、メッシュ体３１内のガスの通過速度
を遅くしてメッシュ体３１の許容範囲内に収め、そして
メッシュ体３１の前面側におけるガス速度分布に対し
て、多孔板３３によりガスの通過速度の均一化を図って
いるので、配管内のガス速度が例えば６ｍ／秒程度と高
速度であっても、メッシュ体３１により液滴分離を確実
に行うことができる。
【００２８】また前記多孔板３３は、メッシュ体３１の
前面側（上流側）に設けてもよいが、上述の例の如くメ
ッシュ体３１の背面側（下流側）の近傍に設けることが
好ましい。その理由について述べると、メッシュ体３１
の前面側に多孔板３３を設ける場合には、多孔板３３か
ら少し下流側に離れた所で流速分布の均一性が高くな
り、しかもその位置が流速によって左右されることを経
験的に把握している。このため流速の経時変化などを見
込んで、多孔板３３をメッシュ体３１からどのくらい離
れた所に設置するかという点が難しいと考えられるが、
これに対してメッシュ体３１の背面の近傍に多孔板３３
を設ければ、前からくるガスを多孔板３３が押えるとい
う格好になって、その直前のメッシュ体３１の領域の流
速分布の均一性が高く、設計が容易であるという利点が
ある。多孔板３３をメッシュ体３１の背面側に設ける場
合には、両者の離間距離は３００ｍｍ以内であることが
好ましい。
【００２９】またこのようにガス移送配管内において、
つまり互に溶接されて一体化された配管内においてガス
と液滴の分離を行なっているので、配管と配管との間に
特別に用意した大口径の液滴分離器を取付ける必要がな
い。このため液滴分離用のノックアウトドラムやコンプ
レッサ−サクションドラム等を特別に用意する必要がな
くなるため、これらの設置に必要なスペ−スや周辺機器
類も不要となり、従来に比べてプラント全体を小形化す
ることができると共に、建設コストも含めた設備全体の
コストダウンを図ることができる。さらに配管の液滴分
離手段の近傍に、例えばマンホ−ルを設置することによ
り、保守点検を容易に行うことができる。さらに本実施
の形態では、後述の実施例で示すように、８μｍ以上の
液滴を１００％除去可能な速度範囲は液滴分離手段の面
積を大きくする設計条件の変更に応じて任意に設定でき
る。
【００３０】以上において本実施の形態では、例えば図
４に示すように、メッシュ体３１の配管の軸方向の上流
側に、配管２００の上部内壁面からメッシュ体３１の上
流側の下端部に向けて下方側に湾曲しながら傾斜するガ
イド部材３４を設けるようにしてもよい。このようにす
ると液滴を含むガス（Ａ）はガイド部材３４に沿って下
方側に向けて流れていくので、ガス流の抵抗が小さくな
る。これにより液滴を含むガスはスム−ズにメッシュ体
３１の下方側に回り込むようになり、メッシュ体３１の
軸方向におけるガス流量の変化量が小さくなる。従って
メッシュ体３１の軸方向においてガス速度を均一にする
ための調整をより容易に行うことができる。
【００３１】また液滴分離手段３は、例えば図５に示す
ように、メッシュ体３１の上流側の端部には下方に延び
る保持部材３５ａを設け、同じく下流側の端部には上方
に延びる保持部材３５ｂを設けて、液滴を含むガスがメ
ッシュ体３１を上方側から下方側に向けて通過していく
ように構成してもよい。この例においても、多孔板３３
はメッシュ体３１のすぐ下流側に設けられていて、開口
率は下流側に向けて徐々に小さくなるように構成されて
いる。
【００３２】このような液滴分離手段３では、液滴はメ
ッシュ体３１を通過できずにメッシュ体３１の表面に付
着するが、メッシュ体３１への液滴の衝突が多くなると
液滴は次第に凝集して大きくなり、やがて実線Ｃで示す
ように重力により下方側にメッシュ体３１を介して落下
する。そして液捕集部材４で捕集されて排出管５２によ
り配管２００の外に排出され、これにより液滴を含むガ
スから液滴が分離される。従ってこのような液滴分離手
段３では、メッシュ体３１の下流側端部の保持部材３５
ｂ近傍に排出管を設ける必要がないという利点が得られ
る。
【００３３】さらに液滴分離手段３は、例えば図６に示
すように配管２００内に傾斜するように設けるようにし
てもよい。即ち軸方向の長さＬ２が４０４０ｍｍ、幅方
向の長さＬ３が配管の内径Ｄの０．７倍、厚さｔが１０
０〜１５０ｍｍの大きさのメッシュ体３１を、下流側に
向けて下方側に例えば傾斜角θ＝８．５°で傾斜するよ
うに設けるようにしてもよい。ここで前記メッシュ体３
１の断面積（通過面積）は、配管内のガス速度及び配管
の断面積に応じて適宜設定される。この例においても、
多孔板３３はメッシュ体３１のすぐ下流側に設けられて
いて、開口率は配管における下流側に向けて徐々に小さ
くなるように構成されている。
【００３４】このような液滴分離手段３では、メッシュ
体３１を配管の軸方向に対して傾斜して設けているの
で、ガスはメッシュ体３１の下方側から上方側に向けて
軸方向に対して斜めの向きでメッシュ体３１を通過して
いく。従って配管の断面積よりもメッシュ体３１の断面
積を大きくすることができる。またメッシュ体３１が傾
斜しているため、メッシュ体３１の下方側に回り込む際
のガスの向きの変化量が小さく、このためメッシュ体３
１の軸方向のガス流量の変化が小さいので、メッシュ体
３１の軸方向のガス速度を均一にするための調整が容易
になる。
【００３５】ここで液滴分離手段３などが設置されてい
る配管は、他の配管と管径が同じであることに限られる
ものではなく、管径が大きくてもよい。図７はこのよう
な例を示すものであり、配管２００の一部の管径を他の
部位よりも大きくして拡径部３０を形成し、この拡径部
３０内に既述の板状のメッシュ体３１を配管２００の軸
方向に対して下流側が下がるように傾斜させて設けてい
る。図８はメッシュ体３１を上からみた平面図である。
【００３６】この実施の形態の各部の寸法の一例を挙げ
ると、拡径部３０の管径が１２００ｍｍ、拡径部３０以
外の部位の管径が６００ｍｍ、メッシュ体３１の厚さｔ
が１００ｍｍ、メッシュ体３１の配管２００の軸方向に
おける長さＬ０が７０００ｍｍ、メッシュ体３１の配管
２００の軸に対する傾きθが８．５度、多孔板３３とメ
ッシュ体３１との、管径方向の離間距離Ｔが３００ｍｍ
である。
【００３７】このようにメッシュ体３１が設置される配
管部分を拡径部３０として構成すれば、この部分よりも
管径の小さい他の部分にメッシュ体３１を設ける場合に
比べて、メッシュ体３１の長さを同じとすればメッシュ
体３１におけるガスの通流面積が大きくなるので、メッ
シュ体３１の長さをそれ程大きくとらずに、十分なガス
流速の適用範囲を確保することができる。図７に示す構
成で得られるガス流速の適用範囲と同じ適用範囲を拡径
部以外の個所で得ようとすると、メッシュ体３１の配管
２００の軸方向の長さＬ０がおよそ２０ｍにもなるた
め、図７に示す構成の方が施工が容易である。
【００３８】また本発明では図９に示すように板状のメ
ッシュ体３１を配管２００の軸方向と平行に設けた場合
にも、配管２００に拡径部３０を形成してこの中にメッ
シュ体３１を配置するようにしてもよい。
【００３９】さらにまた液滴分離手段３は複数段設ける
ようにしてもよく、このようにするとガス速度が速い場
合においても１つの分離手段を通過する度に速度が遅く
なっていくので、先ず初めの液滴分離手段で粒径の大き
い液滴を除去し、次の液滴分離手段、その次の液滴分離
手段と進むにつれて徐々に粒径の小さい液滴を除去する
ことができる。
【００４０】続いて本発明の他の実施の形態について図
１０に基づいて説明する。液滴分離手段６は、慣性衝突
式分離部材をなすベ−ン６１を備えている。このベ−ン
６１は、高さＨが２００ｍｍの直方体状をなしており、
配管２００の上下方向のほぼ中央の位置に、配管２００
内を上下に分割するように水平に設けられている。
【００４１】前記ベ−ン６１は、例えば厚さ方向に延び
る多数の波型の衝突板６２を軸方向に間隙を介して互い
に平行に配列して構成されており、各衝突板６２の側部
は支持枠６３で支持されている。このベ−ン６１の上流
側の端部には上方に延び、軸方向から見た形状が半円形
状の板状の保持部材６４ａが設けられ、同じく下流側の
端部には下方に延びる半円形板状の保持部材６４ｂが設
けられている。これら保持部材６４ａ，６４ｂは夫々配
管２００の上部内壁と下部内壁の内周面に溶接により固
定されている。
【００４２】またベ−ン６１の直ぐ背面側（下流側）に
は、多数の孔６５ａが穿設された調整部材をなす多孔板
６５が設けられており、この多孔板６５は、軸方向に分
割されたｂ１〜ｂ５の区画において、例えば下流側に向
かうにつれて、ｂ５，ｂ４，ｂ３，ｂ２，ｂ１の順に徐
々に開孔率が小さくなるように構成されている。この他
の構成は、第１の実施の形態と同様である。
【００４３】このような配管２００では、液滴を含むガ
スは点線Ａで示すように、ベ−ン６１の下方側から上方
側に向けて、ベ−ン６１及び多孔板６５を通過しながら
通流していくようになる。即ちベ−ン６１を通過する際
のガスの向きは配管２００の軸方向に対して垂直にな
る。そして液滴を含むガスは各衝突板６２の間隙を蛇行
しながら通流し、この際比重の軽いガス成分は前記間隙
を通過して下流側へ通流していく。
【００４４】一方比重の大きい液滴には慣性力が働い
て、液滴はガス流から離れて衝突板６２に衝突し液膜と
なり、これにより前記ガス流から液滴が分離される。そ
してこの液膜は重力により実線Ｃで示すように、下方側
へ落下し、保持部材６４ｂの手前側の排出管５１を介し
て配管２００の外に排出され、トラップに捕集される。
またベ−ン６１を通過してしまった液滴は慣性力により
直進し、配管２００の内壁面に衝突して次第に凝集して
大きな液滴となり、実線Ｃで示すように内壁に沿って下
流側へ向けて流れていく。そして液捕集部材４により捕
集され、排出管５２を介して配管２００の外へ排出され
る。
【００４５】本実施の形態においても、ベ−ン６１を軸
方向に対して水平に設けているため、ベ−ン６１の通過
面積を大きくすることができ、配管内のガス速度が６ｍ
／秒と高速度であっても、ベ−ン６１を用いて液滴を含
むガスから液滴を分離することができる。また第１の実
施の形態と同様に、多孔板６５によりガス速度をベ−ン
６１の通過面全体に亘ってほぼ均一に調整することがで
き、これにより液滴分離を確実に行うことができる。
【００４６】以上において本発明のガス移送配管は、例
えば炭素数が４以上８以下の炭化水素からなる液滴を含
む、例えば炭素数が１以上８以下の炭化水素からなるガ
スを移送する配管に適用することが望ましい。また本発
明の液滴分離手段は、多孔板３３はメッシュ体３１やベ
−ン６１の前面側（上流側）に設けるようにしてもよい
し、メッシュ体３１やベ−ン６１等の慣性衝突式分離部
材の厚さｔ（高さＨ）を変えることにより、慣性衝突式
分離部材の通過抵抗を調整してここを通過するガスの通
過速度の均一化を図るようにしてもよい。
【００４７】さらに本発明の液滴分離手段は、耐蝕性や
耐熱性を有し、かつ軽量な材質で構成することが望まし
いが、これらの性質を有する材質であれば用途に応じて
例えばスチ−ルや硬質樹脂等の各種の素材を用いること
ができる。さらにまた本発明の液滴分離手段は、用途に
応じて複数の液滴分離手段を組み合わせて用いるように
してもよいし、この際方式の異なる液滴分離手段を組み
合わせるようにしてもよい。これにより、適用できるガ
スの流速範囲をさらに拡大することができる。さらにま
た本発明の液滴分離手段はガス移送配管の内壁に固定し
てもよいし、脱着可能に取り付けるようにしてもよく、
ある配管に液滴分離手段を配設した後に、この配管と他
の配管とを溶接やその他の方法により接続すればよい。
【００４８】
【実施例】以下に本発明の実施条件を決定するために行
った実施例を比較例と共に記載する。 （実施例１）図１１に示すように、幅１００ｍｍ、高さ
７００ｍｍ、長さ３．５ｍの塩化ビニル製二次元モデル
の断面矩形の配管７００を用意し、その内部にメッシュ
体を備えた液滴分離手段を配設した（メッシュ型）。こ
こでメッシュ体は、図８の二次元モデル配管において、
線径：０．１２０ｍｍ、軸方向の長さＬ４：２０００ｍ
ｍ、幅方向の長さＬ５：１００ｍｍ、厚さｔ：１００ｍ
ｍ、表面積：３１０ｍ2 ／ｍ3 、空間率：９８％とし、
保持部材は長さＬ６：５５０ｍｍとし、液捕集部材は筒
状部の長さＬ１：２００ｍｍ、筒状部と管壁との間隔を
１０〜２０ｍｍとした。また多孔板の開孔率は、ａ１＝
８．６％、ａ２＝１０．０％，ａ３＝１１．４％、ａ４
＝１２．８％，ａ５＝１４．３％に設定した。
【００４９】そして平均粒径が１０〜２０μｍ、粒径分
布が２．４〜１６５μｍの液滴（水）を含むガス（空
気）をスプレ−ノズルにより生成して速度を変えながら
供給し、粒径８μｍ以上の液滴を１００％捕集できるガ
ス速度、ガス流れのエネルギ−、配管内のガス速度を７
ｍ／秒としたときの圧力損失を求めた。
【００５０】また液滴分離手段として、メッシュ体を傾
斜して設けた場合（傾斜型）と、ベ−ンを備えた液滴分
離手段を用いた場合（ベ−ン型）についても同様の実験
を行った。この際、図８において、メッシュ体は、配管
の軸方向の長さ：２０２０ｍｍ、幅方向の長さ：１００
ｍｍ、傾斜角：８．５°とし、その他の条件は上述と同
様に構成した。
【００５１】またベ−ン型については、ベ−ンの配管の
軸方向の長さ：１０００ｍｍ、配管の幅方向の長さ１０
０ｍｍ、厚さ：２００ｍｍ、衝突板の厚さ：０．６ｍ
ｍ、衝突板の間隔：２２ｍｍとし、保持部材は長さ１５
０ｍｍとし、液捕集部材は筒状部の長さ：２００ｍｍ、
筒状部と管壁との間隔：１０〜２０ｍｍとした。また多
孔板の開孔率は、ｂ１＝８．６％、ｂ２＝１０．０％，
ｂ３＝１１．４％、ｂ４＝１２．８％，ｂ５＝１４．３
％に設定した。
【００５２】さらに比較例として、メッシュ体を備えた
液滴分離器（図９参照）、ベ−ンを備えた液滴分離器
（図１０参照）からなる従来の液滴分離器を用意して、
上述の液滴分離手段とほぼ同じ位置に配設し、同様の実
験を行なった。前記メッシュ体を備えた液滴分離器とし
ては、分離容器１１の長さｘ１が３０００ｍｍ、内径ｘ
２が８００ｍｍ、メッシュ体１２の厚さｘ３が１５０ｍ
ｍであるものを用いた。またベ−ンを備えた液滴分離器
としては、分離容器１５の大きさが１０００ｍｍ×１０
００ｍｍ×４００ｍｍ程度あり、流路部材１８ａ，１８
ｂの高さｙが５００ｍｍであるものを用いた。この結果
を表１に示す。
【００５３】
【表１】 表１より、本発明の液滴分離手段では、従来の液滴分離
器に比べて、粒径８μｍ以上の液滴を１００％捕集でき
るときのガス速度の適用範囲を２８ｍ／ｓと大きくした
場合においても確実に除去できることが確認された。ま
たこれに合わせてガス流れのエネルギ−の適用範囲も従
来の液滴分離器に比べて大きく、特に上限が従来では１
０〜１２０ｋｇ／ｍ・ｓ2 程度であるのに対し、本発明
では９７０ｋｇ／ｍ・ｓ2 程度と格段に大きいことが確
認された。 （実施例２）またメッシュ体を配管の軸に対して斜めに
配置し、拡径部を形成しない場合と形成した場合との夫
々において、粒径８μｍ以上の液滴を１００％補集でき
るガス速度、ガス流れのエネルギー、配管内のガス速度
を７ｍ／秒としたときのガス速度をコンピュータでシミ
ュレーションをして求めたところ、表２に示す結果が得
られた。
【表２】
【００５４】拡径部を形成しないシミュレーションの条
件については、管径が６１０ｍｍの配管の中に、実施例
１で用いたと同様のメッシュ体を図１２（イ）に示す寸
法に従って設置した。斜線部分はメッシュ体、データ点
線部分は多孔板であり、メッシュ体は配管の軸に対して
０．７度の角度で傾斜している。また多孔板については
長さ方向に５個の領域に区画し、各区画領域の開孔率
を、下流側から夫々８．６％、１０．０％、１１．４
％、１２．８％、１４．３％に設定した。
【００５５】拡径部を形成したシミュレーションの条件
については、管径が６１０ｍｍの配管の中に管径が２０
００ｍｍの拡大部を形成し、実施例１で用いたと同様の
メッシュ体を図１１（ロ）に示す寸法に従って設置し
た。メッシュ体は配管の軸に対して８．５度の角度で傾
斜している。また多孔板については長さ方向に５個の領
域に区画し、各区画領域の開孔率を、下流側から夫々
０．５％、１０．０％、１１．４％、１２．８％、１
４．３％に設定した。このようにシミュレーションの結
果においてもガス速度の適用範囲が大きく、実施例１の
モデル実験よりもガス速度の上限側が大きいことが分か
る。またメッシュ体を傾けて配管内に設置する場合に
は、拡径部を設ければ、拡径部を設けない場合と比較し
てメッシュ体の設置領域が短くて済むことが分かる。な
お表２においてガス速度の適用範囲の上限値は５０ｍ／
ｓを越えており、この値は実ガス配管においてほぼ上限
に近く、従って実質的にガス速度の上限値はないという
ことがいえる。
【００５６】従って本発明では、配管内のガス速度が高
速である場合においても、確実に液滴とガスとを分離す
ることができることが認められた。またこのようにガス
流れのエネルギ−の許容範囲が大きいことから、需要量
の変化に伴い、プラントでの処理量が変化し、配管中の
ガス流れのエネルギ−が変化しても、その変化量に十分
に対応することができることが確認された。
【００５７】
【発明の効果】本発明によれば、特別な液滴分離器を用
意しなくても、ガス移送配管内で液滴を含むガスから液
滴の分離を行なうことができるため、プラント全体が小
型化し、プラント全体のコストの低減を図ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるガス移送配管を示す図であ
る。
【図２】本発明の実施の形態に係るガス移送配管を示す
断面図である。
【図３】本発明の液滴分離手段と液捕集部材を示す斜視
図である。
【図４】液滴分離手段の他の例を示す断面図である。
【図５】液滴分離手段のさらに他の例を示す断面図であ
る。
【図６】液滴分離手段のさらに他の例を示す断面図であ
る。
【図７】配管の拡径部内に液滴分離手段を設けた例を示
す断面図である。
【図８】図７の例における液滴分離手段を示す平面図で
ある。
【図９】配管の拡径部内に液滴分離手段を設けた他の例
を示す断面図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態に係るガス移送配管
を示す断面図である。
【図１１】実施例で用いた二次元モデルの矩形配管を示
す断面図である。
【図１２】実施例で設定したシミュレーションの条件を
示す説明図である。
【図１３】従来の液滴分離器を示す側面図である。
【図１４】従来の液滴分離器を示す側面図である。
【符号の説明】
２、２００ 配管 ３、６ 液滴分離手段 ３１ メッシュ体 ３３、６５ 多孔板 ４ 液捕集部材 ５１、５２ 排出管 ５４ トラップ ６１ ベ−ン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田村 健二 神奈川県横浜市南区別所１−14−１ 日揮 株式会社横浜事業所内

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 粒径８μｍ以上の液滴粒子を含むガスを
    流速６ｍ／秒以上で流すガス移送配管において、 前記ガスから液滴粒子を分離する液滴分離手段と、 この液滴分離手段の下流側に位置し、前記液滴分離手段
    により分離された液滴粒子の集合よりなる液を捕集する
    液捕集手段と、 前記液捕集手段で捕集した液を配管外に排出する液排出
    手段と、を備えたことを特徴とするガス移送配管。
  2. 【請求項２】 液滴分離手段が設けられている配管は、
    この配管に隣接する他の配管と溶接されていて一体化さ
    れていることを特徴とする請求項１記載のガス移送配
    管。
  3. 【請求項３】 液滴分離手段は、液滴粒子と気体との慣
    性力の差により液滴粒子をガスから分離する板状の慣性
    衝突式分離部材を備え、 この慣性衝突式分離部材を、配管の軸方向に対して平行
    又は斜めになるように配設して、慣性衝突式分離部材を
    通過するガス速度が、慣性衝突式分離部材のガス速度の
    適用範囲の最大値以下となるようにしたことを特徴とす
    る請求項１又は２記載のガス移送配管。
  4. 【請求項４】 配管の一部の管径を他の部位よりも大き
    くし、この管径の大きい領域に慣性衝突式分離部材を設
    けたことを特徴とする請求項３記載のガス移送配管。
  5. 【請求項５】 慣性衝突式分離部材は、前面側のガス速
    度が大きい領域ほどガスの通気抵抗が大きくなるように
    構成されていることを特徴とする請求項３又は４記載の
    ガス移送配管。
  6. 【請求項６】 慣性衝突式分離部材の前面及び／又は背
    面に流速調整部材を設け、この流速調整部材は、慣性衝
    突式分離部材の前面側のガス速度が大きい領域程、開口
    率が小さくなるように構成されていることを特徴とする
    請求項３、４又は５記載のガス移送配管。
  7. 【請求項７】 前記流量調整部材は多孔板であることを
    特徴とする請求項６記載のガス移送配管。
  8. 【請求項８】 慣性衝突式分離部材の配管の軸方向の上
    流側に、液滴粒子を含むガスの通気をガイドするための
    ガイド部材を設けたことを特徴とする請求項３、４、
    ５、６又は７記載のガス移送配管。
  9. 【請求項９】 液滴粒子は主成分が炭素数４以上８以下
    の炭化水素であり、ガスは主成分が炭素数１以上８以下
    の炭化水素であることを特徴とする請求項１、２、３、
    ４、５、６、７又は８記載のガス移送配管。
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