(57)【要約】【課題】ガスホルダー内のガスの漏洩防止に使用されるシール油の引火点の低下を防止する。【解決手段】内部に昇降動可能に配設されたピストン５２で、ガス室５０ａの容量を可変とし、シール油でガス室５０ａの壁面とピストン５２とを気密にした構造のガスホルダー５０に使用されるシール油を、芳香属炭化水素除去装置１０内に導入し、芳香属炭化水素除去装置１０内に滞留するシール油に、気体供給管３から気体を吹き込むことにより、シール油をバブリングし、シール油に含有する副生ガス由来の芳香族炭化水素を、気体に移行させて除去すること特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に昇降動可能に配設されたピストンで、ガス室の容量を可変とし、シール油で前記ガス室の壁面と前記ピストンとをシールした構造のガスホルダーに使用される前記シール油に、気体を吹き込むことにより、前記シール油に含有する副生ガス由来の芳香族炭化水素を、気体に移行させて除去すること特徴とするシール油劣化防止方法。
【請求項２】
内部に昇降動可能に配設されたピストンで、ガス室の容量を可変とし、シール油で前記ガス室の壁面と前記ピストンとをシールした構造の副生ガス用のガスホルダーと、
前記シール油を循環させる循環ポンプと、
前記シール油が流入する筐体と、この筐体内に配設された、筐体内に気体を供給する気体供給部とを有し、前記筐体内に前記シール油を流入させ、前記シール油に前記気体供給部で気体を吹き込んで、前記シール油に含有する副生ガス由来の芳香族炭化水素を、気体に移行させて除去する芳香属炭化水素除去装置とを有することを特徴とするガスホルダー装置。
【請求項３】
筐体に、筐体内に連通する流入口と流出口を設け、前記流入口から筐体内に流入したシール油が、筐体内に所定時間滞留し、前記流出口から排出されるように芳香属炭化水素除去装置を構成し、
前記流出口から排出されるシール油を、循環ポンプで、ガスホルダーのシール箇所に供給することを特徴とする請求項２に記載のガスホルダー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスホルダー内のガスの漏洩防止に使用されるシール油の劣化を防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鉄所においては、高炉ガス、転炉ガス、コークス炉ガス等の副生ガスを回収し、これを、熱源や自家発電用の燃料として用いることが一般的である。副生ガスの需要量と供給量を調整するために、製鉄所内には、余剰分の副生ガスを一時的に貯留し、供給量が不足した場合には、不足分の副生ガスを供給しながら、配管内の圧力を一定に調整する特許文献１に示されるようなガスホルダーが設置されているのが一般的である。
【０００３】
このようなガスホルダーは、図４に示されるように、主に、略円筒形状の密封容器であるガスホルダー本体５１と、ガスホルダー本体５１内を、下部のガス室５０ａと上部の大気室５０ｂに上下に仕切るピストン５２とから構成されている。ピストン５２は、ガスホルダー本体５１内に、昇降動可能に配設され、ガス室５０ａと大気室５０ｂとの容量を調整することができるようになっている。ガスホルダー本体５１の底部には、ガス出入口管６０が接続している。このガスホルダー出入口管６０から、余剰分の副生ガスがガス室５０ａ内に流入し、或いは、ガス室５０ａ内に貯留された副生ガスが不足箇所に流出して供給されるようになっている。
【０００４】
ガス室５０ａに貯留された副生ガスが、大気室５０ｂ側に漏洩することを防止するために、ピストン５２の周囲には、特許文献２に示されるようなシール機構５３が設けられている。このシール機構５３の構造については、特許文献２に詳細に説明されているので、ここでは詳細に説明しないが、図５を用いて簡単に説明をする。
【０００５】
図５に示されるように、シール機構５３は、押し付け機構５３ｂによりゴム等で構成されたシール部材５３ａを、ガスホルダー本体５１の内壁面に押し付ける構造のものである。更に、シール性を高めるために、シール部材５３ａの上方に、ガスホルダー本体５１の内周面に開放し、シール油５５が満たされる油槽５３ｃを設けている。このように構成することにより、シール油５５が、ガスホルダー本体５１の内周面に全周に渡って接触してシールし、ガス室５０ａと大気室５０ｂとの気密性が保たれるようになっている。また、このシール油５５は、シール部材５３ａの摩耗を防止する役割も持っている。なお、ガス室５０ａ側から副生ガスが噴き出さないように、油槽５３ｃ内のシール油の水頭圧を、ガス室５０ａのガス圧よりも高くしている。
【０００６】
シール部材５３ａを押し付ける力が強いと、ガスホルダー本体５１が変形し、ガス室５０ａと大気室５０ｂとの気密性を確保することが難しくなるため、押し付け機構５３ｂは、適当な荷重で、シール部材５３ａをガスホルダー本体５１に押し付けている。このため、油槽５３ｃ内のシール油５５が、シール部材５３ａから漏れ出し、ガス室５５ａ側のガスホルダー本体５１の内壁面を伝って流下し、底部油溝５１ａに溜まる。底部油溝５１ａのシール油は、循環ポンプ５７によって、再び油槽５３ｃに供給されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２８６２５５号公報
【特許文献２】特開２００８−２０８９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、コークス炉で石炭を乾留してコークスを製造する際に生成されるコークス炉ガス等の副生ガスには、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素が含まれている。コークス炉ガスをガス室５０ａ内に貯留すると、ガスホルダー本体５１の内周面の内周面を流下するシール油が、コークス炉ガスに含まれる芳香属炭化水素を吸収し、コークス炉ガスの貯留期間の経過とともに、シール油の引火点が低下する。このため、シール油の引火点が、安全面から第３石油類の下限である７０℃以上を維持されるように、シール油の引火点の管理基準を９０℃以上としている。なお、新品のシール油の引火点は、約２７０℃である。従来では、所定期間をおいて、シール油の引火点を検査し、シール油の引火点が管理基準値以下に低下した場合には、シール油を全部又は一部交換していた。しかしながら、ガスホルダー５０に使用されるシール油は大量なため（例えば１００〜１５０ｋリットル）、シール油の交換には、莫大な費用がかかり、省資源の観点からも問題があった。
【０００９】
本発明は、上記問題を解決し、シール油の引火点が低下することを防止する、シール油劣化防止方法及びこれを実現するガスホルダー装置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】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、内部に昇降動可能に配設されたピストンで、ガス室の容量を可変とし、シール油で前記ガス室の壁面と前記ピストンとをシールした構造のガスホルダーに使用される前記シール油に、気体を吹き込むことにより、前記シール油に含有する副生ガス由来の芳香族炭化水素を、気体に移行させて除去すること特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、内部に昇降動可能に配設されたピストンで、ガス室の容量を可変とし、シール油で前記ガス室の壁面と前記ピストンとをシールした構造の副生ガス用のガスホルダーと、
前記シール油を循環させる循環ポンプと、
前記シール油が流入する筐体と、この筐体内に配設された、筐体内に気体を供給する気体供給部とを有し、前記筐体内に前記シール油を流入させ、前記シール油に前記気体供給部で気体を吹き込んで、前記シール油に含有する副生ガス由来の芳香族炭化水素を、気体に移行させて除去する芳香属炭化水素除去装置とを有することを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、筐体に、筐体内に連通する流入口と流出口を設け、前記流入口から筐体内に流入したシール油が、筐体内に所定時間滞留し、前記流出口から排出されるように芳香属炭化水素除去装置を構成し、
前記流出口から排出されるシール油を、循環ポンプで、ガスホルダーのシール箇所に供給することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明は、シール油に、気体を吹き込むことにより、前記シール油に含有する副生ガス由来の芳香族炭化水素を、気体に移行させて除去することにしたので、シール油を交換することなく、引火点を低下させずに運転することが可能となる。このため、シール油の交換が不要となり、ランニングコストを低下させることが可能となるだけでなく、省資源に寄与することも可能となる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、内部に昇降動可能に配設されたピストンで、ガス室の容量を可変とし、シール油で前記ガス室の壁面と前記ピストンとをシールした構造の副生ガス用のガスホルダーと、前記シール油を循環させる循環ポンプと、前記シール油が流入する筐体と、この筐体内に配設された、筐体内に気体を供給する気体供給部とを有し、前記筐体内に前記シール油を流入させ、前記シール油に前記気体供給部で気体を吹き込んで、前記シール油に含有する副生ガス由来の芳香族炭化水素を、気体に移行させて除去する芳香属炭化水素除去装置とを有することを特徴とする。
このため、シール油を交換することなく、引火点を低下させずに運転することが可能な、ガスホルダー装置を提供することが可能となった。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、筐体に、筐体内に連通する流入口と流出口を設け、前記流入口から筐体内に流入したシール油が、筐体内に所定時間滞留し、前記流出口から排出されるように芳香属炭化水素除去装置を構成し、前記流出口から排出されるシール油を、循環ポンプで、ガスホルダーのシール箇所に供給することを特徴とする。
このため、シール油に含まれる、芳香性化合物の除去を連続的に行うことが可能となり、循環するシール油の芳香属炭化水素の濃度が高まることを防止し、シール油の引火点の低下を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ガスホルダー装置の説明図である。
【図２】芳香属炭化水素除去装置の断面図である。
【図３】バブリング期間とシール油の引火点の変化を表したグラフである。
【図４】従来のガスホルダーの説明図である。
【図５】シール機構の詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。図１はガスホルダー装置１００の説明図である。ガスホルダー装置１００は、ガスホルダー５０、芳香属炭化水素除去装置１０、循環ポンプ５７とから構成されている。
【００１８】
ガスホルダー５０の容量は、例えば５〜５０万ｍ３である。ガスホルダー５０の内部には、ガスホルダー５０内を、下部のガス室５０ａと上部の大気室５０ｂに上下に仕切るピストン５２が昇降動可能に配設されていて、ガス室５０ａと大気室５０ｂの容量を可変としている。ピストン５２の周囲には前述したシール機構５３が設けられ、当該シール機構５３の油槽５３ｃ（図５に示す）内に蓄えられたシール油でガス室５０ａの壁面と前記ピストン５２とをシールして気密にしている。ガスホルダー５０の底部には、コークス炉ガス等の副生ガスが流入又は流出するガスホルダー出入口管６０が接続している。
【００１９】
ガスホルダー５０の近傍には、芳香属炭化水素除去装置１０が配設されている。図２に芳香属炭化水素除去装置１０の断面図を示して、芳香属炭化水素除去装置１０の構造について説明する。図２の（Ａ）は芳香属炭化水素除去装置１０の横断面図であり、図２の（Ｂ）は芳香属炭化水素除去装置１０の縦断面図である。芳香属炭化水素除去装置１０は、筐体１と、この筐体１の内部に配設された気体供給部３とから構成されている。
【００２０】
図２に示される実施形態では、筐体１は、有底筒状の本体１ａと、この本体１ａの開口部を、被覆する蓋体１ｂとから構成されている。筐体１の容量は、例えば約１０リットルである。蓋体１ｂの外縁には、側板１ｄが垂下して取り付けられている。側板１ｄは、本体１ａ上部よりも外側に位置し、離間している。本体１ａの上端は、蓋体１ｂと密接していないため、筐体１内部の気体が、本体１ａ上部と側板１ｄとの間を流通して、外部に排出される構造となっている。本体１ａ上部と側板１ｄとの間は、芳香性炭化物排出部１ｄとなっている。本体１ａの開口は、蓋体１ｂで被覆されているので、筐体１の内部に、雨水や異物が侵入しないようになっている。
【００２１】
筐体１の底部には、筐体１内に気体を供給する気体供給部３が配設されている。図２に示される実施形態では、気体供給部３は、多孔３ａを有する散気管である。多孔３ａの穴径は、例えば１ｍｍである。図２に示される実施形態では、散気管は、十字状に構成されている。なお、気体供給部３を、散気板で構成しても差し支えない。気体供給部３には、工場用圧縮空気が供給されるようになっている。なお、工場用圧縮空気の圧力は例えば０．４〜０．５Ｍｐａである。
【００２２】
筐体１の上部には、筐体１内に連通する流入口４が設けられている。図２に示される実施形態では、流入口４は、蓋体１ｂに設けられている。筐体１の下部には、筐体１内に連通する流出口５が設けられている。図２に示される実施形態では、流出口５は、本体１ａの底部に設けられている。
【００２３】
芳香属炭化水素除去装置１０の近傍には、シール油を循環させる循環ポンプ５７が配設されている。
【００２４】
油槽５３ｃから漏れ出し、ガス室５５ａ側のガスホルダー本体５１の内壁面を伝って流下し、底部油溝５１ａに溜まったシール油は、芳香属炭化水素除去装置１０の流入口４から、筐体１内に流入するようになっている。筐体１内に流入したシール油は、所定時間、筐体１内に滞留するようになっている。筐体１内に滞留中のシール油に、気体供給部３から、圧縮空気が吹き込まれて、バブリングされる（撹拌される）。この際に、シール油に含まれる芳香属炭化水素が、圧縮空気に移行し、除去される。除去された芳香属炭化水素は、芳香性炭化物排出部１ｄから、筐体１外に排出される。図２に示されるように、気体供給部３である散気管を十字状に構成すると、筐体１内に滞留中のシール油が、均一にバブリングされ、芳香属炭化水素の除去を効率良く行うことが可能となる。
【００２５】
なお、気体供給部３に、工場用圧縮空気を供給する前に、水分除去装置１５（図１に示す）で、工場用圧縮空気中に含まれる水分を除去することが、シール油への水分の混入を防止する点で好ましい。
【００２６】
芳香属炭化水素が除去されたシール油は、徐々に流出口５から、筐体１外に排出され、循環ポンプ５７によって、シール機構５３の油槽５３ｃ（図５に示す）（シール箇所）に供給される。
【００２７】
このように、本発明では、シール油に含まれる芳香属炭化水素を、芳香属炭化水素除去装置１０で除去することにしたので、シール油を一部又は全部交換することなく、シール油の引火点が低下することを防止することが可能となる。
【００２８】
図３にバブリング期間とシール油の引火点の変化を表したグラフを示す。なお、図３のグラフは、筐体１内に注入した芳香族炭化水素を含むシール油を、流出口５から外部に排出することなく、気体供給部３から圧縮空気を吹き込んでバブリングを行った結果を示している。図３の例では、約７リットルのシール油に、前記圧力の工場用圧縮空気を減圧した圧力０．００２ＭＰａの圧縮空気を、１時間当たり０．５ｍ３吹き込んだ。なお、散気管の多孔３ａの穴径は１ｍｍである。図３に示されるように、芳香属炭化水素を含むシール油に、空気を吹き込んでバブリングを行うと、シール油から芳香性化合物が除去されて、シール油の引火点が回復していることが確認できる。使用する工場用圧縮空気の元圧は、０．４ＭＰａ〜０．５ＭＰａであり、必要に応じて０．５〜０．００２ＭＰａに減圧した圧縮空気を気体供給部３に吹き込むんでいる。このように設定したのは、気体供給部３に吹き込む圧縮空気の圧力が０．００２ＭＰａより低いと、シール油からの芳香性化合物の除去に時間がかかり過ぎて効率的でなく、気体供給部３に吹き込む圧縮空気の圧力が０．５ＭＰａを超えると、新たに昇圧のための設備が必要となることから現実的でないからである。
【００２９】
図１に示される実施形態では、シール油を連続的に、流入口４から筐体１内に注入し、筐体１内に滞留中のシール油をバブリングし、芳香性化合物が除去されたシール油を、流出口５から排出することにしたので、芳香性化合物の除去を連続的に行うことが可能となり、循環するシール油の芳香属炭化水素の濃度が高まることを防止し、シール油の引火点の低下を防止することが可能となっている。
【００３０】
なお、循環するシール油を一部抜き出して、当該抜き出したシール油に、所定時間、気体を吹き込んで、芳香属炭化水素が除去されたシール油を、シール油の循環経路に戻すことにしても差し支えない。
【００３１】
なお、以上説明した実施形態では、気体供給部３に工場用圧縮空気を供給しているが、空気の代わりに窒素や二酸化炭素等の気体を供給することにしても差し支えない。
【００３２】
本発明の発明者は、本発明を発明する過程で、シール油を加熱して、或いは、シール油を撹拌して、シール油に含まれる芳香属炭化水素を除去することを考えた。しかし、シール油を加熱した場合には、熱でシール油の組成が変化してしまい、シール油が劣化してしまった。また、シール油を撹拌した場合には、シール油に含まれる芳香属炭化水素は多少除去されるが、シール油に気体を吹き込む方法に比べて、芳香属炭化水素の除去能力が低かった。本発明では、シール油に気体を吹き込むことで、気体にシール油に含まれる芳香属炭化水素を移行させることにより、シール油を劣化させることなく、効果的にシール油に含まれる芳香属炭化水素を除去することが可能となった。
【００３３】
以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うシール油劣化防止方法及びガスホルダー装置もまた技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
【符号の説明】
【００３４】
１      筐体
１ａ    本体
１ｂ    蓋体
１ｃ    側板
１ｄ    芳香属炭化水素排出部
３      気体供給部
３ａ    多孔
４      流入口
５      流出口
１０    芳香属炭化水素除去装置
１５    水分除去装置
５０    ガスホルダー
５０ａ  ガス室
５０ｂ  大気室
５１    ガスホルダー本体
５１ａ  底部油溝
５２    ピストン
５３    シール機構
５３ａ  シール部材
５３ｂ  押し付け機構
５３ｃ  油槽
５５    シール油
５７    ポンプ
６０    ガスホルダー出入口管
１００  ガスホルダー装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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