(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エマルジョンタンクより排出したエマルジョンを予熱器で予熱した後、蒸発器で水分を蒸発させ、気液分離器で蒸発した蒸気と脱水エマルジョンを分離し、蒸気が分離された脱水エマルジョンを脱水エマルジョンタンクに貯留するエマルジョン脱水システムにおいて、上記気液分離器と脱水エマルジョンタンクの間に接続され側壁を一端が貫通して水平に配設された筒状の消泡装置が内部に設けられた塔状の減圧脱水装置を備え、上記消泡装置が、他端に液体入口を設けた筒状のケース、同ケースの一端部の側壁下側に設けられたメッシュ部、および同メッシュ部とともに上記ケース内を複数系統に分割する分割板により形成されたことを特徴とするエマルジョン脱水システム。
【請求項２】
請求項１に記載のエマルジョン脱水システムにおいて、上記気液分離器と脱水エマルジョンタンクの間に接続された減圧脱水装置は、側壁下部に接続された脱水エマルジョン取出管と、側壁上部に接続された脱水エマルジョン再入管と、同再入管と上記脱水エマルジョン取出管の間に接続されたポンプと、内部上部に水平に配設され一端が上記脱水エマルジョン再入管に接続され下側に複数の放出孔が設けられた筒状のシャワー状放出管とを備えたものとしたことを特徴とするエマルジョン脱水システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エマルジョン焚ボイラにおけるエマルジョン脱水システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエマルジョン焚ボイラのエマルジョン脱水システムについて、図３により説明する。なお、従来のエマルジョン脱水システムの場合には、図３における減圧脱水装置６に替えて、図６に図示する如く消泡装置０７が設けられている。
【０００３】
エマルジョンタンク１よりポンプによって供給されたエマルジョンは、ＮＯ．１及びＮＯ．２予熱器２，３で予熱された後、蒸発器４で蒸気により水の飽和温度まで加熱されて水分を蒸発させ、気液分離器５へ導かれる。
【０００４】
この気液分離器５においては、蒸気と脱水エマルジョンが重力により分離し、蒸気と分離された脱水エマルジョンは消泡装置０７へ導かれて気泡が除去され、脱水エマルジョンタンク７に蓄えられる。なお、上記気液分離器５及び消泡装置０７で分離された分離蒸気は、それぞれ凝縮器８，９で冷却され、復水として系外へ放出される。予熱器２，３で加熱源として用いられた蒸気は、凝縮器１０で冷却され、復水として系外へ放出される。
【０００５】
次に、従来のエマルジョン脱水システムにおいて用いられていた消泡装置（商品名「クイックトロン」；三菱石油株式会社製）０７について、図６により説明する。なお、上記エマルジョン脱水システム中に消泡装置０７を設ける理由は、気液分離器５より排出された脱水エマルジョンには、界面活性剤等の影響により大量の気泡を含んでいるためである。
【０００６】
この消泡装置０７は、液体中に分散した気泡を除去するためのものであり、インレット孔０１より流入した気泡含有液体は、予備旋回流室０２で接線方向の旋回流に変わり、その後、サイクロン室０３へ導かれる。
【０００７】
サイクロン室０３にて遠心分離の原理によって気泡と分離した液体は、多数の小孔を通って円筒形ケース０４内へと押し出された後、円筒形ケース０４の上部のアウトレット孔０５より流出する。一方、少量の液体を伴った気泡は、サイクロン室０３の中央に集まり、小孔を通って気泡除去管０６内に入り、外部へ排出される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の消泡装置を用いたエマルジョン脱水システムにおいては、次の課題があった。
【０００９】
消泡装置からは気泡と共に１０％程の液体が流出するが、発電所等でエマルジョンを燃料として用いる場合、単位時間当たりの流量は非常に大きいため、これを廃棄することは大変不経済であった。
【００１０】
また、この装置の後流に戻りラインを設置して液を回収する場合、一旦装置を通過した気泡は大粒径化しており、これを破泡するためには大容量の装置が必要であった。
本発明は上記の課題を解決しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
（１）請求項１の発明に係るエマルジョン脱水システムは、エマルジョンタンクより排出したエマルジョンを予熱器で予熱した後、蒸発器で水分を蒸発させ、気液分離器で蒸発した蒸気と脱水エマルジョンを分離し、蒸気が分離された脱水エマルジョンを脱水エマルジョンタンクに貯留するエマルジョン脱水システムにおいて、上記気液分離器と脱水エマルジョンタンクの間に接続され側壁を一端が貫通して水平に配設された筒状の消泡装置が内部に設けられた塔状の減圧脱水装置を備え、上記消泡装置が、他端に液体入口を設けた筒状のケース、同ケースの一端部の側壁下側に設けられたメッシュ部、および同メッシュ部とともに上記ケース内を複数系統に分割する分割板により形成されたことを特徴としている。
【００１２】
上記において、気液分離器より排出された脱水エマルジョンは、減圧脱水装置内に供給される際に、複数系統に分かれて消泡装置内を通過し、消泡装置内に設けられたメッシュ部により脱水エマルジョン中に含まれる大量の気泡の消滅又はその粒径の微細化が行われる。
【００１３】
そのため、大量に気泡が混入している場合に生じる減圧脱水装置の液面の上昇に伴う気体中へのエマルジョンの混入を防止することが可能となる。
【００１４】
また、消泡装置の内部を複数系統としたため、その内部でのエマルジョンの流れの偏りを生じることがなく、局部的な流れの高速化によるメッシュ部における消泡効果の低下を防止することが可能となる。
【００１５】
（２）請求項２の発明は、上記発明（１）に記載のエマルジョン脱水システムにおいて、上記気液分離器と脱水エマルジョンタンクの間に接続された減圧脱水装置は、側壁下部に接続された脱水エマルジョン取出管と、側壁上部に接続された脱水エマルジョン再入管と、同再入管と上記脱水エマルジョン取出管の間に接続されたポンプと、内部上部に水平に配設され一端が上記脱水エマルジョン再入管に接続され下側に複数の放出孔が設けられた筒状のシャワー状放出管とを備えたものとしたことを特徴としている。
【００１６】
上記においては、気液分離器より排出された大量の気泡を含むエマルジョンが減圧脱水装置内に流入し、減圧脱水装置内の液面に気泡が堆積するが、この気泡には、減圧脱水装置の底部よりポンプにより汲み上げられた脱水エマルジョンがシャワー状放出管の放出孔より放出されて衝突する。
【００１７】
そのため、減圧脱水装置内の液面に堆積した気泡は、脱水エマルジョンとの衝突により破泡し、上記液面に大量に堆積することがなく、上記発明（１）の場合と同様に減圧脱水装置の液面の上昇により分離されるべき気体中へのエマルジョンの混入を防止することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態に係るエマルジョン脱水システムについて、図１乃至図３により説明する。
【００１９】
なお、本実施形態は、図３に示すようにエマルジョンタンク１と、ＮＯ．１及びＮＯ．２予熱器２，３と、蒸発器４と、気液分離器５と、脱水エマルジョンタンク７と、凝縮器８，９，１０を備えたエマルジョン脱水システムに関するものであり、この部分については、従来の装置と同様のため、その詳細な説明を省略する。
【００２０】
図１乃至図３に示す本実施形態は、上記エマルジョン脱水システムにおいて、気液分離器５と脱水エマルジョンタンク７の間に設けられ、図１に示すように側壁にエマルジョン流入管１１、下部に脱水エマルジョン流出管１２、上部に水蒸気流出管１３が接続され、内部に消泡装置１４が設けられた減圧脱水装置６を備えている。
【００２１】
上記消泡装置１４は、図２に示すように、一端が減圧脱水装置６の側壁を貫通してその内部に水平に配設され他端に上記エマルジョン流入管１１に接続される液体入口１５が設けられた円筒ケース１６、同円筒ケース１６の一端部分の側壁下側に設けられたメッシュ部１７、および同メッシュ部１７を二分割するとともに上記円筒ケース１６を上下に二分割する分割板１８を備えている。
【００２２】
上記において、気液分離器５より排出された脱水エマルジョンは、エマルジョン流入管１１を介して減圧脱水装置６内に設けられた消泡装置１４内に流入し、メッシュ部１７を通過して上記減圧脱水装置６内に流入する。
【００２３】
上記減圧脱水装置６は、減圧による飽和温度の低下により水分の蒸発を行うものであり、消泡装置１４を通過したエマルジョンを液体と気体に分離し、液体は装置底部の脱水エマルジョン流出管１２より、気体は装置上部の水蒸気流出管１３より排出する。
【００２４】
上記気液分離器５より排出されたエマルジョンは、界面活性剤等の影響により、大量の気泡を含んだものであり、この気泡が減圧脱水装置６に流入すると、装置６内での泡の相を含んだ液相の体積が増大し、水蒸気流出管１３側への液体の流出が生じ、水蒸気流出側でのエマルジョンによる汚染が問題となる。
【００２５】
本実施形態においては、減圧脱水装置６内に消泡装置１４が設けられ、大量の気泡を含んだエマルジョンが消泡装置１４に設けられたメッシュ部１７を通過する際に、気泡の消滅及びその粒径の微細化が行なわれるため、減圧脱水装置６の通過後の泡の相を含む液相の体積は減少し、液体の水蒸気流出管１３側への流出を防止することができる。
【００２６】
なお、本実施形態においては、メッシュ部１７に＃４０メッシュの網を用いているが、この粗さは気泡の微粒化及び液体中の異物による詰まり等を考慮して決定している。
【００２７】
また、消泡装置１４内におけるエマルジョンの流れは、上下２系統としているが、１系統の場合は、消泡装置１４内でエマルジョンの流れの偏りが生じ、局部的に流れが高流速になることが予想され、消泡装置１４内をエマルジョンが高流速で流れた場合、メッシュ部１７による消泡効果が減少するものと考えられ、この現象を緩和するために２系統としている。そのため、この系統数は更に増加させてもよい。
【００２８】
本発明の実施の他の形態に係るエマルジョン脱水システムについて、図４及び図５により説明する。図４及び図５に示す本実施形態は、図３に示す一実施形態において気液分離器５とエマルジョンタンク７の間に設けられた減圧脱水装置６に代えて、図４に示す減圧脱水装置２０が設けられている。
【００２９】
図４に示す本実施形態に係る減圧脱水装置２０は、側壁中央にエマルジョン流入管１１、下部に脱水エマルジョン流出管１２、上部に水蒸気流出管１３が接続され、更に、側壁の下部と上部にそれぞれ脱水エマルジョン取出管２１と脱水エマルジョン再入管２３が接続され、それぞれの管２１，２３の間にはポンプ２２が設けられ、内部上部には水平に配設され一端が上記エマルジョン再入管２３に接続された筒状のシャワー状放出管２４が配設されたものである。なお、このシャワー状放出管２４は、図５に示すように、下部に複数の放出孔２５が設けられ、一端にフランジ２６が配設されている。
【００３０】
本実施形態においては、気液分離器５より排出された大量の気泡を含むエマルジョンがエマルジョン流入管１１を介して減圧脱水装置２０内に流入し、減圧脱水装置２０内の液面には気泡が堆積する。
【００３１】
この堆積した気泡に対しては、減圧脱水装置２０の底部よりポンプ２２によって汲み上げられた脱水エマルジョンがシャワー状放出管２４の放出孔２５より放出されて衝突し、破泡する。
【００３２】
そのため、減圧脱水装置２０内の液面に堆積した気泡は、たちまち消泡し、上記液面に大量に堆積することがなく、上記一実施形態の場合と同様に、液体の水蒸気流出管１３側への流出を防止することができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は、エマルジョンタンクと、予熱器と、蒸発器と、気液分離器と、脱水エマルジョンタンクを備えたエマルジョン脱水システムにおいて、上記気液分離器と脱水エマルジョンタンク７の間に接続され内部に消泡装置が設けられた塔状の減圧脱水装置を備え、上記消泡装置が、同装置内に水平に配設され他端より脱水エマルジョンが供給される筒状のケースと、同ケースの一端部の側壁下側に設けられたメッシュ部と、上記ケース内を複数系統に分割する分割板により形成されたものとしたことによって、コンパクトかつ低コストの装置による気泡の除去が可能となり、燃料となるエマルジョンの確実かつ効果的な回収が可能となる。
【００３４】
また、上記減圧脱水装置が、側壁上部と側壁下部の間に接続されたポンプと、内部上部に水平に配設された筒状のシャワー状放出管とを備えたものとしたことによって、脱水エマルジョンの衝突による消泡が可能となり、上記と同様、エマルジョンの確実かつ効果的な回収が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係るエマルジョン脱水システムの減圧脱水装置の断面図である。
【図２】上記一実施形態に係る減圧脱水装置に設けられた消泡装置の説明図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ矢視図、（ｄ）は（ｃ）のＣ−Ｃ矢視図である。
【図３】上記一実施形態に係るエマルジョン脱水システムの系統図である。
【図４】本発明の実施の他の形態に係るエマルジョン脱水システムの減圧脱水装置の断面図である。
【図５】上記他の実施形態に係る減圧脱水装置に設けられたシャワー状放出管の斜視図である。
【図６】従来のエマルジョン脱水システムに用いられる消泡装置の説明図で、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ矢視図である。
【符号の説明】
１              エマルジョンタンク
２，３          予熱器
４              蒸発器
５              気液分離器
６              減圧脱水装置
７              脱水エマルジョンタンク
８，９，１０    凝縮器
１１            エマルジョン流入管
１２            脱水エマルジョン流出管
１３            水蒸気流出管
１４            消泡装置
１５            液体入口
１６            円筒ケース
１７            メッシュ部
１８            分割板
２０            減圧脱水装置
２１            脱水エマルジョン取出管
２２            ポンプ
２３            脱水エマルジョン再入管
２４            シャワー状放出管
２５            放出孔
２６            フランジ
【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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【図６】
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