JPS582515A - 水封装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガスの流通径路における水封装置の　−改良
に関する。　本発、明、の装置は、とくにフレア□ζに
貞 装置の逆火防止のだめの設備として有用である０ガスの
流通径路において水封を施す場合、水封　１、・□装置
をガスが通過すや過程に計い、て、ガスの液中への分散
が不均一または大気泡になると、これに起因して液面に
大きな波動を生じ、さらにガス流蓋が一増大す、ると、
太き５な吹き上げ波動にまで達する。　そ９結保、水封
装置か、らの排出管におけるガスの流れは−大きな脈動
流となる。　このような現象は極力防ぎ象い。　たとえ
ば−、フレア装置に送るガスの流路には、逆火、防止の
ため水封ドラムをおくが、その作用が適切でないと、バ
ーナーの一燃焼焔が大きくなったシ小さくなったシする
息付き現象が起ったシ、不連続々騒音を発生したりして
、地域の住、民に不安感を与え、るといった社会環＊　
ｌ　Ｏｒ、’＋□８あ、ｏ　　　′一般に水封装置・は
、基本的な構成として、水封液を収、容する槽、槽内の
上方から下方に向ってのび下端が液面下に開口するガス
導入管および槽上部のガス排出管からな、っておシ、ガ
ス導入管の下、端は鋸歯状の切シ欠き゛にしたシ、たて
方向のスリットを多数設けたシして、そこからガスが液
中に吹酋出すようにな゛つている０ その水封作用を詳細に観察したところ、次のような現象
がみられた。　すなわち、＝、ガスの流速が比較的低い
場合には気泡が大きくなり断続的に上昇するため、ガス
導入管のある檜の中心部付近で液面が上下動しやす“・
　”７の竺速力”中程度になる−と、液面が傾斜し、左
右に振動をはじめる。

さらにガス流速が高ま・る件１．液滴の部分的な吹き上
げが断続的に起る０　このときガ″ス排出管内の、ガス
流は脈動流となるため、フレア装置の燃焼、炎が大きく
なったり小さくなったりする息付き現象が生じたり：不
連続的ガ騒音を発生したちする。

吹き上げがはなはだしくカると、大量の水封液が排出管
中を上昇しては落下するという繰り返しによる振動現象
にまで発展する。　したがって、水封装置においては、
このような現象は避けなけれ、ばな、らな“・ 水封装置におけるこのような欠点をなくすには、ガスを
できる。、りは小さな気泡として均一に水中に吹き出さ
せ、液面の波動を最少、、限、に止めるべきことがわか
った。　そこで、これまでも種々の改良の、努力がなさ
９ており・１．たとえば−ガフ導入管の液面下の部分に
！′数の孔をうがったシ、下−に半径方向にひろがる多
孔板をとシつけてその、下方からガスを竺き出御せる構
、造をとったものなどが提案されている？　しかし、い
ずれも十分効果的とはいえなかった。

一本発明はこのような事情にかんがみ、前記したガスの
小気泡を均一に吹き出させる方策を考え、ガス流速の広
い範囲にわたって液面の波動が起らないような水封、を
研究した成果として生まれたもので−ある。

本発明のガスの水封装置を、その代表的な態様を示す第
１図について説明すれば、水封液２を収容する槽３′に
、槽内の上方から下方に向ってのび下端４１が液面下に
開口するガス導入管４を設けるとともに槽３の上方にガ
ス排出管５をそなえてなる水封装置１において、ガス導
入管４の下端４１よシは上方であって液面ＷＬよシは下
の位置に、ガス導入管４の周囲に同心の中空円盤状であ
って上部に多数のガス吹き出し口を有するガス分散箱６
をとシつけたことを特徴とする。゛ ガス分散箱６の詳細は、、７第２図ないし第４図に　。

゛　示すとおシであ、つて、中空円盤状の箱の下方およ
び側方は！鎖されておシ、上方にだけガスの吹き出し口
６１．６１、・・・・・・が多数設けである。　そして
、ガス導入管４とガス分散箱６とは、スリット７．７、
・・・・・・により連絡している。　　６２は、箱内を
等分（甲では８等分）する放射状の仕切り板であって、
スリット７と対応して設けてあり、各区画間のガ、ス吹
き出し量を均等にする上で役立つ。　ステー６３は補強
−目的としたものであって、下方に設けてもよいが、上
方にあれ−ハ呆封液２の液面付近の横方向、の波動を妨
げる作用を、いく分か期待できる。

ガス分散箱６の上面のガス吹き出し口６１．６１゜・・
・・・・の開口比は、ガスの量が少ない場合でも全面に
わたって均一な分散をさせるという見地からは、中心に
あるガス導入管４からの距離が遠ざかるにつれて、つま
り箱の周辺に近づくにつれて、次第に増大するようにす
るとよい。　それｙは、同一径の孔を外側に近づくほど
密に設ける方法と、孔数の密度は同じにするが外側はど
６孔の径を大きくする方法とがある。

タス吹き出し口の孔径は、気泡が大きいと水封液面の波
動が生じやすいことから、一般には小さい方が好ましい
といえる。　しかし孔径を小さくするほど多数の削孔を
要することになシ、加工の労力が過大、になるばかシで
なく、隣接する吹き出し口の間隔が小さくなって気泡の
合体が起るので、期待したほどの効果は得られなくなる
。　経験によれば、直径３〜２０ｍ、とくに５〜１０Ｗ
１程度が適当である。、なお、適当な孔径の範囲が限ら
れているということは、前記したクス分散箱の半径方向
に沿って変化する開口比を与える手段として、ガス吹き
出し口の孔径を変化させることに制約があることを意味
する。　また、上記した範囲の大きさの孔をもつ多孔板
は、種々の装置の部品としての需要が多いので、市場で
入手できる。

それを用いる場合には開口比の変化はもたせられないが
、既製品を利用して装置の製作コストを低減するのも賢
明である。

ガス分散箱６へのガスの供給量は１．ガス導入管４に設
けたスリット７の広さによシ決定することをあまシ小さ
くすると、蝉然に圧力損失は大きくなる。・従ってスリ
ットの開口度合は、圧力損失がどのくらい許容されるか
を配慮して定めるべきである。　圧力損失の許容度が非
常に小さいときには、スリットの開口度合を大きくする
ことになるが、過度に大きくしても圧力損失の低減には
役立たないし、逆にガス量が少−ないときに偏流が起っ
て、水封液面に波動を生じさせることになる。

経験によれば、スリット７の総面積が、ガス導入管の管
路断面積の”１．２　倍程度に止めておくのが適当であ
る。

ガス導入管の下端４１は、従来の水封装置におけるもの
、と同様に開放されているが、これは伺らかの原因で一
時的に大量のガスが流れて来た場合にも、圧力損失を増
大させることなく速やかに水封を通して送り出すための
もので”ある。　下端４１の形状は、図示した鋸歯状切
り欠きなどを採用して、ガスをなるべく細分化して水封
液中に分散放出させるようにする。′脚の長゛さＨは、
通常のガス流量範囲ではガスが分散箱６の吹出し口６１
を通って放出され導入管４の下端４１に達しないように
設計する。

本発明のガス水封装置についての以上の説明は、楢が立
型で円形の横断面をもつものの中心に１本のガス導入管
がある場合を対象にしたが、本発明にはもちろん、それ
以外の態様もあシ得る。　たとえば、第５図に示すよう
に、ガス導入管４を複数本に分け、それぞれにガス分散
箱６．６．６・・・・・・をとシつけて、大容量の装置
をつくることができる。・、　また、第６図ＡおよびＢ
に示すように、横型の水封槽〕を用い、やはりガス導入
管を、図では４２．４２．４２０３本として示したよう
に何本かに分−させてもよい。　この場合、各分散箱６
．６．６の間を仕切板８．８で仕切ることが推奨される
。　それにより、水封液２の横方向の流動を妨げ、液面
の波動とくに檜の長手方向の振動を防止できる。　　　
　　　″ 本発明のガス水封装置は、ガスが小さな気泡に分かれて
槽内に均一に分散放出されるので、液面の波動がほとん
ど問題にならず、通過ガスの流量が変動しても、水封装
置に脈動が起るという心配はな−い。　ガスの流量の変
動幅が大きくても、それに対するフレキシビリティ−が
大きく、常に安液面の波動が生じ難いから、水封液の液
深ＷＳＬをきわめて小さくできる。　従来の装置では１
０ｍ以上のＷＳＬ　を４要としていたが、本発明によれ
ば５備以下で十分である。　ＷＳＬ　は小さい方が波動
が小さくｋることか、本発明者らの実験によシ確認され
ている。　従って、小さいＷＳＬは通過ガスの圧力損失
を軽減するばかりでなく、安定な水封という本発明の目
的に向けて、さらに寄与している。

このほかの利点９としては、急激に多量のガスが装置に
達しても、その構造上、円滑に通過させ得ることが挙げ
られる。

本発明の装置は、その構造からみて製作が容易であシ、
建設費は低廉ですむ。　水封の対象となる任意のガスに
対して適用できるが、とくに石油精製、石油化学そのほ
か、工程の都合で変動する量の可燃性の余剰ガスが生じ
るプラントにおいて゛これを燃焼させて処理する、フレ
ア装置に至る流路の水封装置として最もよくその機能を
発揮する。

又、本発明の装置は、□微細な気泡層を均一に形成する
ので気液の接触効率が非常に良く、気液接触装置として
も機能する。

実施例 第２図ないし第４図に示す構造のガス分散箱をそ、なえ
た第１図のタイプの水封装置を組み立て、種々の流速で
空気を流通させて変動データを測定した０　データは、
波動状況を表現できると考えられる、水封装置の入口に
おける空気圧力の変動幅、出口における空気圧力の変動
幅および水封液圧の変動幅を、槽内における各ガス流速
との関係で整理してみた。（ガス吹き出し口の孔径は３
＋ｗで５■　ピッチ、ＷＳＬ　は１００■である。）゛
比較のため、ガス導入管の下部に径３■の孔を多数うが
って下端を鋸歯状に切っただけのもの（従来技術１）、
およびガス導入管の下端に半径方向にひろがる円板をと
りつけ、径３−の孔を多数うがつとともに円板の周縁に
下方にのびる短いスカートを与えたもの（従来技術２）
を用−い、いずれもＷＳＬ　ｉ　１００ｍ　　において
、同様な空気流通□実験を行なった。

データのプロットを、第７図Ａ、Ｂお↓びＣに示す。　
これらのグラフから、本発明゛によれば、広いガス流速
範囲にわたって安定な水封が行なえることが明らかであ
ゝる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のガスの水封装置の代表的な態様の概
要を示す断面図である。 第２図、第３図および第４図は、本発明の装置の特徴部
分をなすガス分散−箱の一例を示す図であって、第２図
は縦断面図、第３図は第２図のＩ−１方向の矢視図、第
４図は第２図のｎ　−ｎ、方向の横断面図である。 第５図は、本発明の装置において、複数のガス１分散箱
を有する態様を示す斜視図である。 第６図は、本発明の装置において、やはυ複数のガス分
散箱を有する別の態様を示す図であって、Ａは垂直方向
の、Ｂは水平方向の、いずれも断面図である〇 第７図は本発明のガスの水封装置の性能を従来技術によ
るものと比較して示したグラフであって、Ａは装−入口
のガスの圧力変動幅、Ｂは装置出口のガスの圧力変動幅
、そしてＣは水封液圧の変動幅を、いずれもガスの流速
の値で整理したものである。 ｌ・・・・・・水封装置 ２・・・・・・水封液 ３・・・・・・水封槽 ４・・・・・・　ガス導入管 ５・・・・・・　ガス排出管 特許出願人　日揮株式会社 代理人　弁理士　　　須　　賀　　総　　夫牙δ図 オ６図Ａ 才６図Ｂ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）水封液を収容する檜に、槽内の上方から下方に向
   ってのび下端が液面下に開口するガス導入管を設けると
   ともに、楢の上方にガス排出管をそなえてなるガスの水
   封装置において、ガス導入管に、その下端よシは上方で
   あって液面より１１、。装置よ□ッ）オ設け、２゜声、
   ッ）オ°゛かこんで、ガス導入管の周囲に、下方および
   側方が閉鎖され上方に多数のガス吹き出し口を有するガ
   ス分散箱をとりつけたことを特徴とする、装置。　　　
   　　　　　”　　　　　　　　　　−（２）　　ガス分
   散箱がガス導入管と同心の中空円盤状であって、その内
   部に放射状の仕切りを設けた特許請求の範囲第１項の装
   置。　　　。 （３）　　ガスの吹き出し口を、ガス導入管から遠ざか
   るにつれてその開口比が増大するように設けた特許請求
   の範囲第１項の装置。 （４）スリットがτガス導入管の管路断面積の１．２倍
   までの総開口面積を有する特許請求の範囲′第１項の装
   置。 （５）ガス吹き出し口の直径が３〜２ｏ■、好ましくは
   ５〜１゛０−の範囲内である特許請求の範囲第１項の装
   置。 （６）　　ガス−入管が複数本あシ、それぞれにガス分
   散箱がとシつけである特許請求の範囲第１項の装置。 （７）　フレア装置の逆火防止設備としてのガス水封装
   置である特許請求の範囲第１項の装置。