JPS62220583A - 高圧スラリ−の減圧装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は摩耗性流体である高温高圧のスラリーを、常圧
近くまで一度に減圧可能な減圧装置に関するものである
。

［従来の技術］ 石炭液化設備の連続運転およびコスト低減の点から、摩
耗性流体である高温高圧の液化生成油を長期間安定して
後き出すことが極めてｆ！要である。

しかし石炭液化設備では、反応生成物から気体を分離す
る高温分離槽等の高圧処理槽と、次の固液分離系等の低
圧処理系との圧力差は約２５０？（ｙ／ｃｄＧ程度以上
と極めて大きく、かつ、気体が分離された液化油は約２
００℃と高温度であるため、この減圧負荷およびサーマ
ルショックに耐える効果的な減圧方法がまだ開発されて
いない。したがって、上記条件下でも長１１間安定して
作動可能な減圧装置の開発が石炭液化設備実用化に向け
ての大きな課題の１つである。

このような高圧処理槽内から高温高圧のスラリーを常圧
近くまで減圧して次の処理系に送る従来技術としては、
この高温高圧処理槽の排出側管路に、前後に遮断弁を配
設した扱き出し槽を設け、この前後の遮断弁を交互に・
開閉して扱き出し槽にスラリーをバッチ的あるいは段階
的に抜き出して減圧するいわゆる断続式減圧方式と称す
る方法が知られている。

しかし、この断続式減圧方式によれば、圧力２５０に９
／ｃＩＩｉＧ、　温度２００℃で、数−の粒子を固形分
として約１０％以上含有する石炭液化生成油等の高温高
圧スラリーを高圧処理槽から抜き出す場合には、扱き出
し槽の前侵に配設された遮断弁の要部に耐摩耗性に最も
勝れたタングステンカーバイド（以下ＷＣ材と称する）
を用いても、この遮断弁の寿命は１０００時間程度と極
めて短い。

また、バッチ的に広き出すために、高圧処理槽内のスラ
リーに対する抜き出し聞が多いと、高圧系に圧力変動を
生じ、一方、−回当りの抜き出し伍を少なくして回数を
多くするには、抜き出し系列数を多くする必要があり、
設備費が高くかつ保守が困難となる。

更に、高温高圧スラリーを抜き出す方法として、減圧弁
を用いる方法および減圧弁の下流側にＷＣ材の制限オリ
フィスを組合せる方法が知られている。

この減圧弁を中独で用いる方法によれば、上記圧力２５
０Ｋｙ／ｃａｆＧ１温度２００℃、固形分約１０％程度
以上の高温高圧スラリーに対し、弁要部にＷＣ材を用い
かつ耐摩耗構造とした口径１Ｂの減圧弁で１００時間程
度、口径４Ｂ程度の減圧弁でも３０００程度であり、減
圧弁の寿命が極めて短い。

また、減圧弁と制限オリフィスを組合せる方法によれば
、この制限オリフィスにより減圧弁の負荷がある程度軽
減されるが、減圧弁の寿命は多少長くなる程度であり、
上記の高温高圧スラリーに対しては実用に耐えることが
できない。

このため、本発明者は減圧弁の寿命を長くするため、材
質上および構造上の改善を試みた。

まず、減圧弁の要部に現在採用し得る最も耐摩耗性のあ
るＷＣ材を使用したが、現在までの使用実績等では上記
のような結果となり、減圧弁の摩耗を防ぐことは困］で
あった。また、表面をセラミック材等の耐摩耗性非金属
材料でコーティングして試験を行ったが、この場合にも
その効果はほとんどなく、減圧弁の寿命を延ばすことは
できなかった。

次に、現在までの材質では摩耗が避けられないため、摩
耗をある程度均一に生じさせ、摩耗しても減圧弁の制御
特性を維持する耐摩耗構造とした。

しかし、この場合にも瑛段階の技術では、偏摩耗が避け
られず、長時間の使用は不可能である。

［発明が解決しようとする問題点１ 本発明は以上の問題を解決するためになされたもので、
例えば石炭液化設備の高圧液化生成油等の摩耗性高温高
圧スラリーを常圧あるいは常圧近くまで長期間安定して
抜き出すことのできる減圧ｉｉ賃をｉ！ｉ９ｔすること
を目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明によると、高圧処理槽内の高圧スラリーを減圧し
て、低圧のスラリー処理系に排出する減圧装置において
、前記＾圧処１！！！槽から低圧処理系への排出路中に
並列に設けられてこの高圧処理槽の液面高さで開閉を＄
す御される複数の遮断弁と、これらの各遮断弁の出口側
にそれぞれ設けられた複数の流動抵抗体とを具儀してな
り、これらの流動抵抗体を内孔内にスラリーが導通され
るセラミックチューブで形成した高圧スラリーの減圧装
置が提供される。

［作用１ 上記本発明における減圧装置によると、高圧スラリーは
並列に配設された複数のセラミックチューブめ内孔内を
流通する間の粘性および流動抵抗により、にれらの耐摩
耗性に勝れたセラミックチューブで大半が減圧される。

また、流山変動に対する１１１６１１はこのセラミック
チューブの上流側の遮断弁を開閉することにより、スラ
リーの流通するセラミックチューブの本数で調節するこ
とができる。各遮断弁は開閉制御されるだけで、この摩
耗の原因となる減圧作用は行わない。

［実施例］ 第１図は石炭液化設備における石炭液化生成油の汰き出
し減圧Ｖ４１ｔとして用いた実施例である。

この石炭液化設備では、高圧処理槽すなわち気液分離槽
１に反応器からの反応生成物が供給路２を介して送り込
まれる。この高温分離槽１では水素ガス等の気体成分と
高圧スラリーである液化油とが分離されるものである。

この高温分離槽１で分離された水素ガス等の気体成分は
循環ガスとしてガス路３を介して図示しない加熱炉ある
いは反応器に戻され、再使用される。そして、この高温
分離１！１における高圧スラリーは圧力約２５０Ｋｇ／
ｉＧ、温度約２００℃で、数−の粒子を固形分として約
１０％程度含有しており、この高圧スラリーは排出路５
を介して排出された後、減圧装置１０により約５１＜ｇ
／ｃＩｉＧ程度に減圧されて移送路８から次の低圧処理
系である固液分離系に送られるものである。

第１図の実施例では、高圧スラリーの排出路５には、互
いに並列に配設された４個のａ新井６と、これらの各遮
断弁６の出口側に直列に配設された４個の流動抵抗体７
が配設されており、これらの′ａＶＩＩ弁６と流動抵抗
体７とが本実施例における減　゛圧装置１０を形成する
。

減圧装置１０の各遮断弁６は信号路９を介し、高温分離
槽１に装着された液面制御Ｉ装置４により液面高さに応
じて弁の開閉を制御される。この制御方法は従来と同様
のものでよい。

第２図および第３図に示すように、減圧装置１０の流動
抵抗体７は流動抵抗部１２と緩衝部１３とを備えたセラ
ミックチューブ１１で形成されている。

この実施例におけるセラミックチューブ１１の流動抵抗
部１２はそれぞれ同軸線上に整合する小径の内孔１８を
形成した？！数のセラミックコア１７、、、、で構成さ
れ、ｍ術部１３は管状部材１５に内包された複数の球状
のｍ衝部材１９．、、、で構成されている。更に、ｍｗ
部１３の出口側には一端に３個の整流孔１６を設けた円
筒状の整流部材１４が配設されている。

この実施例におけるセラミックチューブ１１の流動抵抗
部１２．１ｌｌｉ部１３および整流部材１４はステンレ
スｔｌｌｌｊＪの耐圧ホルダー２３内に耐圧セメント２
２で固定され、この両端からはスペーサ２０を介して耐
圧ホルダ２３内に螺合されるセット金具２１で押圧固定
されて、全体として流動抵抗体７に形成されている。そ
して、排出路５に配設するため、耐圧ホルダー２３の両
端にはグレイロツタ継手２４が接合しである。

第３図に示すように、各セラミックコア１７は一端に凸
部１７ａを形成し、他端に凹部１７ｂを形成した円柱状
とされ、隣接する各セラミックコアの凸部１７ａと凹部
１７ｂとを互いに嵌合さゼて複数個連結され、所定長さ
の流動抵抗部１２を形成するものである。これらの各セ
ラミックコア１７の中心部には小径の内孔１８が形成さ
れて市り、複数個のセラミックコア１７が互いに連結さ
れたときに、各内孔１８は互いに整合して一連の連続し
た内孔を形成する。また、複数の球状に形成された緩衝
部材１９を収容する管状部材１５は、セラミックコア１
７の凸部１７ａと同一の内径を有し、整流部材１４側の
端部に凹設部１５ａが形成しである。この円筒状の整流
部材１４は管状部材１５側に、！ｓＷＪ部材１９の軸線
方向移動を阻止する正肉の壁部を有し、この壁部に３個
の整流孔１６が形成されている。更に、この整流部材１
４の端Ｈには凹設部１５ａに嵌合する凸縁部１４ａが形
成されている。したがって、各セラミックコア１７、管
状部材１５および整流部材１４は互いに緊密に嵌合され
てセラミックチューブ１１を形成し、各接合面間からス
ラリーが漏洩することがない。なおＩＩＰｉｌを確実に
防止するために、各接合面間に接着剤を塗布することも
可能である。

これらのセラミックコア１７、管状部材１５および整流
部材１４は耐圧ホルダー２３内に収容されかつ耐圧セメ
ント２２で固定されるため、耐圧性を備える必要性はな
く、耐摩耗性に最も勝れた任意のセラミック材を用いる
ことができる。本実１１例ではセラミックコア１７、管
状部材１５、整流部材１４および緩衝部材１９をそれぞ
れをジルコニアで形成した。また、セラミックコア１７
の内孔１８の径を１ｍ５Ｒ動抵抗部１２の長ざを２０４
ｍＩＲとした。

なお、セラミックコア１７は流量に応じて内孔１８の径
およびセラミックコア１７の連結数を適宜に調節して流
動抵抗８１１１２の長さを調整すること、あるいは、こ
れら内孔１８の本数を適宜に形成することにより、任意
の流動抵抗を形成することができる。また、内孔１８の
径をある程度大きくかつ流動抵抗部１２の長さを長くす
ると、セラミックコア１７が多少摩耗しても、流動抵抗
特性は変わらない。

次に、本実施例の減圧ａｍｉｏの作用について説明する
。

先ず、気液分離ｌ！１の液面が上昇すると、各遮断弁６
が順次開放され、逆に液面が低下すると順次遮断弁６が
閉じられ、減圧袋！１０を流通するスラリーの流量が制
御される。

そして、遮断弁６からセラミックチューブ１１で形成し
た流動抵抗体７に高圧スラリーが流入すると、流動抵抗
部１２を形成するセラミックコア１７の内孔１８内で流
動抵抗および粘性抵抗を受け、噴流となって緩衝部１３
に流入する。ａｍ部１３に流入したスラリーは球状のＦ
Ｍ＃１部材１つにより衝突分散される。この流動抵抗部
１２と緩衝部１３だけで所要の減圧作用をなすこともで
きる。

この減圧されたスラリーは整流部材１４の整流孔１６を
介してセラミックチューブ１１から流出する。この流動
抵抗部１２および緩衝部１３は耐摩耗性に最も勝れたセ
ラミックで形成されているため、上記の摩耗性流体に対
してもほとんど摩耗することがない。

また、遮断弁６はセラミックチューブ１１で形成された
流動抵抗体７の上流側に配置されて液面制御ｌ装Ｗ４に
より開閉制御されるだけであり、摩耗の原因となる高圧
スラリー減圧作用をなすものではない。更に、＾圧側に
配設されているため、フラッシングによる影響をほとん
ど受けることがない。本出願人による第１図に記載の設
備での実験によれば１年以上の連続使用が可能となり、
従来のものに比して著しく寿命が改善された。

なお、本発明における減圧装置は上記石炭液化設備の他
、石油ｇＩ製等の水添改質、水添ｌ１５２Ｖｌｉ１１１
水添処理および石炭液化溶剤、の水添処理等の摩耗性流
体を取り扱う設備にも使用できる。

［効果］ 以上より明らかなように、本発明によれば耐摩耗性に勝
れたセラミックチューブで形成された流動抵抗特性いに
並列に配設し、各入口側の遮断弁を開閉して流量制御を
行うため、摩耗性流体である高温高圧スラリーを長期間
安定して減圧扱き出しを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に減圧装置を用いたスラリー取
り扱い設備の図式的な図、第２図は第１図の減圧装置に
おける流動抵抗体の断面図、第３図は同じく流動抵抗体
の一部の分解斜視図である。 １・・・高温分離槽、２・・・供給路、３・・・ガス路
、４・・・液面制御装置、５・・・排出路、６・・・遮
断弁、７・・・流動抵抗体、８・・・移送路、９・・・
信号路、１０・・・減圧１ｆｆ！！、１１・・・セラミ
ックチューブ、１２・・・流動抵抗部、１３・・・ＭＨ
ＨＰＺ、、１４・・・整流部材、１５・・・管状部材、
１７・・・セラミックコア、１８・・・内孔、２ｏ・・
・スペーサ、２１・・・セット金具、２２・・・耐圧セ
メント、２３・・・耐圧ホルダ、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高圧処理槽内の高圧スラリーを減圧して、低圧のスラリ
   ー処理系に排出する減圧装置において、前記高圧処理槽
   から低圧処理系への排出路中に並列に設けられてこの高
   圧処理槽の液面高さで開閉を制御される複数の遮断弁と
   、この各遮断弁の出口側にそれぞれ設けられた複数の流
   動抵抗体とを具備してなり、これれらの流動抵抗体を内
   孔内にスラリーが導通されるセラミックチューブで形成
   したことを特徴とする高圧スラリーの減圧装置。