(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセス容器から出たガスの一部を高圧化してプロセス容器内に噴射することで、プロセス容器内に付着した固体分を除去する高圧プロセスにおける固体分の除去装置において、
前記プロセス容器内にガスを噴射するためのガスライン上に、
前記プロセス容器から出たガスの一部を冷却して密度を高めた状態で閉空間内に保持するガス冷却保持手段と、
前記閉空間内に保持したガスを加熱して圧力を高める高圧化手段と、
前記閉空間内にて高圧化されたガスをプロセス容器内に噴射するために閉空間から放出するバルブ手段とを備えたことを特徴とする高圧プロセスにおける固体分の除去装置。
【請求項２】
前記プロセス容器にガスを噴射するためのガスラインを複数備えると共に、各ガスラインを個別に動作可能としたことを特徴とする請求項１に記載の高圧プロセスにおける固体分の除去装置。
【請求項３】
前記プロセス容器にガスを噴射するためのガスラインが、主ガスラインから分岐した分岐ラインとして構成されると共に、
該分岐ライン上に、主ガスラインより分岐したガスを冷却して密度を高める冷却手段と、冷却したガスを保持すると共に保持したガスを加熱するヒータを有するガス保持タンクと、該ガス保持タンクの両側に配された２つの開閉バルブとが設けられており、
前記冷却手段とガス保持タンクと前記両開閉バルブとが前記ガス冷却保持手段としての機能を果たし、
前記ヒータが前記高圧化手段としての機能を果たし、
前記２つの開閉バルブのうちプロセス容器側の開閉バルブが前記バルブ手段としての機能を果たすことを特徴とする請求項１または２に記載の高圧プロセスにおける固体分の除去装置。
【請求項４】
前記プロセス容器が、フィルタを通過したガスを主ガスライン上に取り出すフィルタ式固気分離器であり、前記分岐ラインが、フィルタに逆洗ガスを導く逆洗ラインであることを特徴とする請求項３に記載の高圧プロセスにおける固体分の除去装置。
【請求項５】
前記プロセス容器が反応器であり、前記分岐ラインが、反応器内に付着した固体分を吹き飛ばすノズルに接続された噴射ラインであることを特徴とする請求項３に記載の高圧プロセスにおける固体分の除去装置。
【請求項６】
前記ヒータを、熱媒及び冷媒を導入可能な熱交換器で構成したことを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の高圧プロセスにおける固体分の除去装置。
【請求項７】
前記ガス保持タンクの圧力を検出する圧力計と、該圧力計の出力を監視しながら所定のタイミングで前記冷却手段、開閉バルブ、ヒータを駆動する制御手段とを備えていることを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の高圧プロセスにおける固体分の除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルタ式固気分離器のフィルタに付着した固体分を除去する逆洗装置、あるいは、反応器内に付着した固体分を噴射除去する装置として有用な高圧プロセスにおける固体分の除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の装置の例として、図３にフィルタ式固気分離器の逆洗装置を示す。図において、１はサイクロン式の分離器（プロセス容器）、２はその上部中央に配されたバグフィルタ、３は分離器内に固体分を伴ったガスＧ１を導入するガス導入口、４はフィルタを通過した濾過ガスＧ２を外部に導出するガス導出口、５は分離された固体分Ｋを取り出す固体分取出口、６は逆洗ガスをフィルタの内部空間に導入する逆洗ガス導入口である。ガス導入口３には導入ライン１１、ガス導出口４には主ガスライン１２、固体分取出口５には固体分導出ライン１３、逆洗ガス導入口６には外部から高圧ガスを導入する逆洗ガスライン１４が接続されている。逆洗ガスライン１４には逆洗バルブ１５が設けられており、この逆洗バルブ１５を逆洗用の駆動信号１６で瞬間開閉駆動することによりフィルタ２の逆洗を行う。
【０００３】
一般の集塵機などのフィルタ式固気分離器では逆洗ガスとして空気を用いることができるが、プロセスガスが可燃性である場合には空気を用いることはできないため、不活性ガスなどを系外から導入している。しかし、系外からガスを導入すると、そのガスがプロセスガスに混じるため、濾過したプロセスガスの純度が低下する等の問題がある。そこで、プロセスガスの一部を分岐して逆洗ガスとして用いる方法が開発されている。
【０００４】
図４の逆洗装置では、主ガスライン１２から分岐する分岐ライン２４を設け、分岐ライン２４上に分岐点２０側から順に、分岐したガスを高圧に圧縮するポンプ２５と、第１の開閉バルブ２６と、圧縮したガスを保持するガス保持タンク２７と、第２の開閉バルブ２８とを設け、分岐ライン２４の先端を逆洗ガス導入口６に接続して、ガス保持タンク２７の圧力を圧力計２９で監視しながら第２の開閉バルブ２８を制御してフィルタ２の逆洗を行うようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図４の逆洗装置の場合、プロセスガスが可燃性であっても問題ないし、外部から不活性ガスを導入する必要がないので純度低下を来すこともないが、高圧プロセスの場合にはそれ以上の高圧をポンプ２５で作り出す必要があるため、高価なポンプを使用せざるを得ずコスト高になる問題というがある。
【０００６】
本発明は、上記事情を考慮し、高価なポンプを使用せずに噴射用の高圧ガスを作り出すことができる、高圧プロセスにおける固体分の除去装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、プロセス容器から出たガスの一部を高圧化してプロセス容器内に噴射することで、プロセス容器内に付着した固体分を除去する高圧プロセスにおける固体分の除去装置において、前記プロセス容器内にガスを噴射するためのガスライン上に、前記プロセス容器から出たガスの一部を冷却して密度を高めた状態で閉空間内に保持するガス冷却保持手段と、前記閉空間内に保持したガスを加熱して圧力を高める高圧化手段と、前記閉空間内にて高圧化されたガスをプロセス容器内に噴射するために閉空間から放出するバルブ手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項１の発明では、プロセス容器から出たガスの一部を一旦冷やして密度を高めた状態で閉空間内に貯めておき、閉空間内に閉じ込めておいたガスを加熱することで高圧ガスを作り出すようにしている。従って、系内に高圧ポンプを装備しないでも、ガス密度の高い威力のある高圧ガスを作り出してプロセス容器内に噴射することができ、プロセス容器内に付着した固体分を安価に効率良く除去することができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１において、前記プロセス容器にガスを噴射するためのガスラインを複数備えると共に、各ガスラインを個別に動作可能としたことを特徴とする。
【００１０】
固体分を除去する箇所が複数ある場合、あるいは、固体分を除去するためにガス噴射する頻度が高い場合には、噴射すべき高圧ガスが不足するおそれが出てくるが、請求項２の発明のように、複数のガスラインを個別に動作可能に装備すると、それぞれのガスラインで高圧ガスを準備することができるので、高圧ガスが不足するおそれがなくなる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または２において、前記プロセス容器にガスを噴射するためのガスラインが、主ガスラインから分岐した分岐ラインとして構成されると共に、該分岐ライン上に、主ガスラインより分岐したガスを冷却して密度を高める冷却手段と、冷却したガスを保持すると共に保持したガスを加熱するヒータを有するガス保持タンクと、該ガス保持タンクの両側に配された２つの開閉バルブとが設けられており、前記冷却手段とガス保持タンクと前記両開閉バルブとが前記ガス冷却保持手段としての機能を果たし、前記ヒータが前記高圧化手段としての機能を果たし、前記２つの開閉バルブのうちプロセス容器側の開閉バルブが前記バルブ手段としての機能を果たすことを特徴とする。
【００１２】
前述した請求項１の発明は、必ずしもガスラインを分岐ラインとしない場合も含んでいる。つまりプロセス容器から取り出したガスを冷却して保持できさえすれば、行き止まりのガスラインであってもよいとしてる。また、ガスの冷却は、ガスを高密度化できればよいので、ガスを保持する閉空間自体の中も含めて、どの位置で行ってもよいとしている。この点、請求項３の発明では、ガスラインを主ガスラインから分岐した分岐ラインとし、その分岐ライン上に、冷却手段、ヒータ付きのガス保持タンク、及び開閉バルブを装備している。従って、一方向にガスが巡るガスラインが構成されることになり、ガスの冷却、ガスの保持、加熱による高圧化の機能分担が明確化され制御しやすくなる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項３において、前記プロセス容器が、フィルタを通過したガスを主ガスライン上に取り出すフィルタ式固気分離器であり、前記分岐ラインが、フィルタに逆洗ガスを導く逆洗ラインであることを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明では、固体分の除去装置をフィルタ式固気分離器の逆洗装置に限定しており、ポンプを使用せずに有効な逆洗効果を期待できる。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項３において、前記プロセス容器が反応器であり、前記分岐ラインが、反応器内に付着した固体分を吹き飛ばすノズルに接続された噴射ラインであることを特徴とする。
【００１６】
請求項５の発明では、固体分の除去装置を反応器内に付着した固体分を吹き飛ばす装置に限定しており、ポンプを使用せずに有効な固体分除去効果を期待できる。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項３〜５のいずれかにおいて、前記ヒータを、熱媒及び冷媒を導入可能な熱交換器で構成したことを特徴とする。
【００１８】
請求項６の発明では、ガス保持タンクに設けたヒータを熱交換器で構成したので、熱媒の代わりに冷媒を入れることで、ガス保持タンクの熱容量が高い場合にも、ガス保持タンクを早く冷やすことででき、次の冷却ガスをすぐに受け入れやすくすることができる。
【００１９】
請求項７の発明は、請求項３〜６のいずれかにおいて、前記ガス保持タンクの圧力を検出する圧力計と、該圧力計の出力を監視しながら所定のタイミングで前記冷却手段、開閉バルブ、ヒータを駆動する制御手段とを備えていることを特徴とする。
【００２０】
請求項７の発明では、ガス保持タンクの圧力を監視しながら、各要素を制御するので、自動運転が可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は第１実施形態の固体分除去装置として示すフィルタ式固気分離器の逆洗装置の構成図である。この図において、図３、図４に示した従来装置と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００２２】
この逆洗装置では、主ガスライン１２から分岐した逆洗ライン３４を設け、逆洗ライン３４上に分岐点３０側から順に、分岐したガスを冷却して密度を高める冷却手段３５と、第１の開閉バルブ３６と、冷却したガスを保持すると共に保持したガスを加熱する熱交換器（ヒータ）４０を有したガス保持タンク３７と、第２の開閉バルブ３８とを設け、分岐ライン３４の先端を逆洗ガス導入口６に接続して、ガス保持タンク３７の圧力を圧力計３９で監視しながら、制御手段５０により冷却手段３５、第１、第２の開閉バルブ３６、３８、熱交換器４０を制御してフィルタ２の逆洗を行うようになっている。
【００２３】
ここでは、冷却手段３５とガス保持タンク３７と前記両開閉バルブ３６、３８とが、分岐したガスの一部を冷却して密度を高めた状態で閉空間内に保持するガス冷却保持手段としての機能を果たし、熱交換器４０が閉空間内に保持したガスを加熱して圧力を高める高圧化手段としての機能を果たし、２つの開閉バルブ３６、３８のうち逆洗ガス導入口６側の開閉バルブ３８が、閉空間内にて高圧化されたガスをプロセス容器内に噴射するために閉空間から放出するバルブ手段としての機能を果たす。
【００２４】
次に作用を説明する。
一連の動作の最初には、第２の開閉バルブ３８を閉じると共に第１の開閉バルブ３６を開いて、主ガスライン１２から分岐したガスを、冷却手段３５により冷却して密度を高めた上でガス保持タンク３７に導入する。冷却されて密度が高くなった状態でガス保持タンク３７に保持されたガスは、第１の開閉バルブ３６を閉めて熱交換器４０に熱媒を流すことにより閉空間内で加熱されて高圧になる。所定の圧力となったことを圧力計３９の出力により制御手段５０が確認すると、制御手段５０は逆洗用の第２の開閉バルブ３８を開放（パルス状に開放）して、高圧ガスをフィルタ２内に噴射させフィルタ２の逆洗を行う。また、ガスの放出によりガス保持タンク３７内の圧力が低下してきたことを圧力計３９の出力により制御手段５０が確認すると、再び第２の開閉バルブ３８を閉じると共に第１の開閉バルブＡを開放して冷却ガスを保持タンク３７に導入する。以上の操作を繰り返すことで逆洗を継続的に行う。
【００２５】
このように、分岐ガスの一部を一旦冷やして密度を高めた状態でガス保持タンク３７内に貯めておき、ガス保持タンク３７に閉じ込めておいたガスを加熱することで高圧ガスを作り出すようにしているので、系内に高圧ポンプを装備しないでも、ガス密度の高い威力のある高圧ガスを逆洗に利用することができ、フィルタ２に付着した固体分を効率良く除去することができる。また、この装置では、逆洗用のガスが逆洗ライン３４を一方向に巡るので、ガスの冷却、ガスの保持、加熱によるガスの高圧化の機能分担が明確になり制御しやすい利点がある。
【００２６】
なお、ガス保持タンク３７の熱容量が大きく、一旦温度が上がると冷めにくい場合には、そのまま冷却したガスを導入すると非効率であるから、予め熱交換器４０に熱媒に代えて冷媒を送り込むことでガス保持タンク３７を冷却する操作を行い、その後で冷却したガスを導入するようにする。こうすることで、冷却効率のアップが図れる。
【００２７】
なお、フィルタ２が複数あったり逆洗する頻度が高かったりする場合には、逆洗ガスが不足するおそれが出てくるが、そのような場合には、複数の逆洗ライン３４を個別に動作できるように装備する。そうすると、それぞれの逆洗ライン３４のガス保持タンク３７に高圧ガスを準備することができるので、逆洗ガスが不足するおそれがなくなる。
【００２８】
図２は別の実施形態の逆洗装置を示している。
この装置では、複数のフィルタ２に対応させて複数の逆洗ライン５７を装備している。主ガスライン１２上の分岐点５０で分岐したガスは、分岐ライン５４を通ってガス溜めタンク５６に導入される。ガス溜めタンク５６内に蓄えられたガスは、第１の開閉バルブ５８を開くことでガス保持タンク６０に導入される。ガス保持タンク６０には熱交換器（冷却手段、ヒータ）６１が装備されており、熱交換器６１に冷媒を流すことで、ガス保持タンク６０に導入されたガスは冷却されて密度が高められた状態で保持される。逆洗を行う場合は、この状態から第１の開閉バルブ３８を閉じて熱交換器６１に熱媒を流す。そうすると、保持されたガスが加熱されることでその圧力が高まる。所定の圧力になったら、第２の開閉バルブ３９を開くことで、フィルタ２の逆洗を行うことができる。
【００２９】
以上においては、フィルタの逆洗装置に本発明を適用した場合を示したが、本発明は他に、反応器などのプロセス容器内の所定部分に付着した固体分をガス噴射により除去する装置にも利用することができる。その場合は、例えば、図１の分岐ライン（図１では逆洗ラインとして示したもの）を噴射ラインとして、噴射ノズルに接続し、噴射ノズルを固体分の付着箇所に向けて設置すればよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、系内に高圧ポンプを装備しないでも、ガス密度の高い威力のある高圧ガスを作り出してプロセス容器内に噴射することができ、プロセス容器内に付着した固体分を安価に効率良く除去することができる。
【００３１】
請求項２の発明によれば、複数のガスラインを個別に動作可能に装備することにより、それぞれのガスラインで余裕を持って高圧ガスを準備することができ、噴射ガスの不足のおそれを解消できる。
【００３２】
請求項３の発明によれば、主ガスラインから分岐した分岐ライン上に、冷却手段、ヒータ付きのガス保持タンク、開閉バルブを装備しているので、一方向にガスを巡らせることができ、冷却、保持、高圧化の機能分担を明確化することができ、制御しやすくなる。
【００３３】
請求項４の発明によれば、高圧ポンプを使用せずに安価に有効な逆洗効果を期待することができる。
【００３４】
請求項５の発明によれば、高圧ポンプを使用せずに安価に有効な固体分除去効果を期待することができる。
【００３５】
請求項６の発明によれば、ガス保持タンクに設けたヒータを熱交換器で構成したので、熱媒の代わりに冷媒を入れることで、ガス保持タンクの熱容量が高い場合にも、ガス保持タンクを早く冷やすことででき、次の冷却ガスをすぐに受け入れやすくすることができ、噴射ガスを準備する時間を短くすることができる。
【００３６】
請求項７の発明によれば、ガス保持タンクの圧力を監視しながら、各要素を制御するので、自動運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態として示す逆洗装置の構成図である。
【図２】本発明の別の実施形態として示す逆洗装置の構成図である。
【図３】従来の逆洗装置の構成図である。
【図４】別の従来の逆洗装置の構成図である。
【符号の説明】
１  フィルタ式固気分離器（プロセス容器）
２  フィルタ
１２  主ガスライン
３０  分岐点
３４  逆洗ライン（分岐ライン）
３５  冷却手段
３６  第１の開閉バルブ
３７  ガス保持タンク
３８  第２の開閉バルブ
３９  圧力計
４０  熱交換器（ヒータ）
５０  制御手段
５５  分岐点
５６  ガス溜めタンク
５７  逆洗ライン
５８  第１の開閉バルブ
５９  第１の開閉バルブ
６０  ガス保持タンク
６１  熱交換器（冷却手段、ヒータ）
【図１】
0003649176.tif 000002
【図２】
0003649176.tif 000003
【図３】
0003649176.tif 000004
【図４】
0003649176.tif 000005