(57)【要約】  本発明は、脱歴装置内（１）で、バナジウム含有燃料（２）を精製するための方法及び装置に関する。その際、脱歴装置（１）内では、バナジウム含有燃料（２）は、供給管（３）を通じて脱歴ユニット（４）に供給され、脱歴ユニット（４）に供給されたバナジウム含有燃料（２）は、第１の質量流（５）を形成しており、概ね脱歴された燃料（６）は、排出管（７）を通じて脱歴ユニット（４）から排出される。本発明によると、供給管（３）には、バイパス導管（８）が接続されており、バイパス導管（８）を通じて、バナジウム含有燃料（２）の第２の質量流（９）は、第１の質量流（５）に対して平行に、脱歴ユニット（４）の側を通るように誘導され、排出管（７）に供給され、排出管内には、合流した質量流（１０）が生じる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱歴装置内（１）で、バナジウム含有燃料（２）を精製するための方法であって、前記バナジウム含有燃料（２）は、供給管（３）を通じて脱歴ユニット（４）に供給され、前記脱歴ユニット（４）に供給されたバナジウム含有燃料（２）は、第１の質量流（５）を形成しており、概ね脱歴された燃料（６）は、排出管（７）を通じて前記脱歴ユニット（４）から排出され、前記供給管（３）には、バイパス導管（８）が接続されており、前記バイパス導管（８）を通じて、前記バナジウム含有燃料（２）の第２の質量流（９）は、前記第１の質量流（５）に対して平行に、前記脱歴ユニット（４）の側を通るように誘導され、前記排出管（７）に供給され、前記排出管内には、合流した質量流（１０）が生じる方法。
【請求項２】
制御弁（１１）が前記供給管（３）に接続されており、前記バイパス導管（８）は、前記制御弁（１１）に接続されており、前記合流した質量流（１０）において、燃料中のバナジウム出力濃度（１４）が、前記排出管（７）に接続された測定装置（１２）によって測定され、測定された前記合流した質量流（１０）におけるバナジウム出力濃度（１４）に基づいて、前記制御弁（１１）によって、前記第１の質量流（５）と前記第２の質量流（９）との比が制御される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の質量流（５）と前記第２の質量流（９）との比が、前もって設定された目標値を基に、前記合流した質量流（１０）における、概ね一定の燃料中のバナジウム出力濃度（１４）が得られるように制御される、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
付加的に、前記バナジウム含有燃料（２）におけるバナジウム入力濃度（１３）が、前記制御弁（１１）の上流で、さらなる測定装置（１５）によって測定され、前記合流した質量流（１０）におけるバナジウム出力濃度（１４）と共に、前記制御弁（１１）によって、前記第１の質量流（５）と前記第２の質量流（９）との比が制御される、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
燃料中の前記バナジウム入力濃度（１３）及び／又は前記バナジウム出力濃度（１４）が測定される、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の質量流（５）が、前記バナジウム含有燃料（２）の約３分の２に、前記第２の質量流（９）が、約３分の１に設定され、さらに、有利には、前記第１の質量流（５）及び前記第２の質量流（９）が、前記バナジウム含有燃料（２）のそれぞれ約半分に設定される、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
脱歴ユニット（４）を含む、バナジウム含有燃料（２）を精製するための脱歴装置（１）であって、前記脱歴ユニット（４）には、供給管（３）を通じて、第１の質量流（５）を形成するバナジウム含有燃料（２）が供給可能であり、排出管（７）からは、概ね脱歴された燃料（６）が排出され得、
前記脱歴装置（１）は、バイパス導管（８）をさらに含んでおり、前記バイパス導管（８）は、前記供給管（３）を前記排出管（７）と接続し、これにより、第２の質量流（９）における前記バナジウム含有燃料（２）は、前記脱歴ユニット（４）の側を通るように誘導され、前記概ね脱歴された燃料（６）に供給されることが可能であり、合流した質量流（１０）が生じることを特徴とする脱歴装置（１）。
【請求項８】
測定装置（１２）と、前記供給管（３）に接続された制御弁（１１）とが含まれており、前記バイパス導管（８）は、前記制御弁（１１）を、前記排出管内の接続部（１６）に接続し、前記測定装置（１２）は、前記排出管（７）において、前記バイパス導管（８）の前記接続部（１６）の下流に配置されているので、前記合流した質量流（１０）におけるバナジウム濃度が測定可能であり、前記制御弁（１１）によって、測定された前記合流した質量流（１０）におけるバナジウム濃度に基づいて、前記第１の質量流（５）と前記第２の質量流（９）との比が制御可能である、請求項７に記載の脱歴装置（１）。
【請求項９】
前記第１の質量流（５）と前記第２の質量流（９）との比が、前もって設定された目標値を基に、前記合流した質量流（１０）における、バナジウム出力濃度（１４）が概ね一定であるように制御され得ることを特徴とする、請求項７又は８に記載の脱歴装置（１）。
【請求項１０】
さらなる測定装置（１５）が、前記制御弁（１１）の上流で前記供給管（３）に接続されており、前記測定装置（１５）を通じて、前記バナジウム含有燃料（２）におけるバナジウム入力濃度（１３）が付加的に測定可能であり、前記第１の質量流（５）と前記第２の質量流（９）との比が、燃料中の前記バナジウム入力濃度（１３）及びバナジウム出力濃度（１４）を用いて制御可能であることを特徴とする、請求項６から９のいずれか一項に記載の脱歴装置（１）。
【請求項１１】
燃料中の前記バナジウム入力濃度（１３）及び／又は前記バナジウム出力濃度（１４）が測定可能であることを特徴とする、請求項６から１０のいずれか一項に記載の脱歴装置（１）。
【請求項１２】
前記第１の質量流（５）が、前記バナジウム含有燃料（２）の約３分の２に、前記第２の質量流（９）が、約３分の１に相当し、さらに、有利には、前記第１の質量流（５）及び前記第２の質量流（９）が、前記バナジウム含有燃料（２）のそれぞれ約半分に相当することを特徴とする、請求項６から１１のいずれか一項に記載の脱歴装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気エネルギーを発生させるために、ガスタービン内に設けられている液体燃料（原油及び重油）の浄化方法に関する。この浄化の主な目的は、燃焼中に生じる排ガスに含まれることで、ガスタービン内の腐食につながり得るような、バナジウム及びニッケル等の重金属を除去することにある。
【背景技術】
【０００２】
液体燃料から重金属を除去（脱歴）するための方法は、すでに先行技術から知られている。原油及び重油の効率的な脱金属は、特に、脱歴が、短鎖アルカンから成る逆溶剤（脱歴剤）を用いて行われ得る場合に可能である。当該逆溶剤は、脱歴が行われた後、混合生成物から分離され、プロセスに再び戻される。
【０００３】
記載された脱歴（重金属の除去）が、必要にならざるを得ないのは、特に１００ｐｐｍを超えるバナジウム濃度を有する重油が、ガスタービンにおいて、電気エネルギーを発生させるために用いられる場合である。対照的に、バナジウムの割合が比較的小さい原油のバナジウム濃度を減少させることは、必ずしも必要ではないが、経済的な理由から有利であることが多い。
【０００４】
バナジウムの割合が比較的小さい原油は、典型的には、１０ｐｐｍから２０ｐｐｍのバナジウム濃度を有しているので、当該原油を、頑強な標準的なガスタービンにおいて、前精製を行わずに燃焼させてもよい。しかしながら、保守費用は非常に高く、燃焼効率は、前もって脱金属された原油を用いる場合よりも明らかに低い。重金属含有量の削減は、ガスタービン保守費用の領域における大きな節約につながる。
【０００５】
その際、挑戦は、脱歴の費用と便益との間に経済最適を見つけることにある。この挑戦が生じるのは、重金属の除去率の（技術的に可能な）上昇によって、ガスタービン保守費用の領域における節約を増大させることが可能ではあるが、他方、脱歴に関連する分離費用は、特定の除去率を超えて、過度に増大する（分離費用には、オイル浄化ユニットのための投資費用及び運転費用が含まれる）からである。保守費用は、原油のバナジウム含有量に関連することが一般的である。なぜなら、バナジウムは、ガスタービンの高温ガス流路（Ｈｏｔ−Ｇａｓ−Ｐａｔｈ）における腐食に対して、主な責任を有しているからである。
【０００６】
記載したバナジウム除去技術を用いて、その減少が努められるバナジウムに依存するガスタービン保守費用を、脱歴によるバナジウム除去の費用に対比させる場合、経済最適を求めるのであれば、除去によって求められるバナジウム濃度は、典型的には８ｐｐｍの範囲内にあると良いということが認識可能となる。この目標値を下回る値にまでバナジウムを除去すると、上で示唆したように、付加的な保守費用の節約は可能になるかも知れないが、脱歴の費用は過度に増大するので、全体として、経済状況の悪化が生じるであろう。
【０００７】
バナジウム濃度を、経済的に有意義であるよりも大きく低下させることができるという、技術的な理由から与えられた可能性を、どのようにして有効に利用し得るかという問題が生じる。実現可能な除去率は、６０％から８０％の範囲である。控えめに、３分の２という例示的な除去率を仮定すると、そのバナジウム初期濃度が２４ｐｐｍを下回るあらゆるオイルに関しては、８ｐｐｍの目標値を下回る濃度にまでバナジウムを除去し得るであろうが、記載したように、これは、経済的な理由から、目的にかなったものではない。
【０００８】
これまで、脱歴は、製油所の領域においてのみ用いられていたが、ガスタービンで使用するための原油及び重油の前精製のためには用いられていなかった。典型的な発電所の環境に合わせられたプロセスは知られていない。その代わりに、発電所領域では、特に保守費用に関して、非常に多くの費用を要する回り道がなされる。そのために、発電所領域では、脱歴プロセスを発電所プロセスに統合し、発電所からの余剰のエネルギーを、脱歴プロセスの加熱ステップに用いることが可能であるので、脱歴のための運転費用は、発電所領域において、無料の余剰エネルギーを利用できない製油所領域におけるよりもはるかに低い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、経済最適の領域において、バナジウムを除去するために脱歴を行うための方法及び装置を記載することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
方法に関する本発明の課題は、脱歴装置内で、バナジウム含有燃料を精製するための方法によって解決されており、バナジウム含有燃料は、供給管を通じて脱歴ユニットに供給され、脱歴ユニットに供給されたバナジウム含有燃料は、第１の質量流を形成しており、概ね脱歴された燃料は、排出管を通じて脱歴ユニットから排出される。本発明によると、当該供給管には、バイパス導管が接続されており、バイパス導管を通じて、バナジウム含有燃料の第２の質量流は、第１の質量流に対して平行に、脱歴ユニットの側を通るように誘導され、排出管に供給され、排出管内には、合流した質量流が生じる。
【００１１】
その際、本発明は、バイパス回路と当該バイパス回路に属する制御とを導入することによって、経済最適の範囲内でバナジウムの除去を行うための脱歴プロセスを実施する装置を創出することを目指している。当該装置は、脱歴が、技術的な理由から、経済最適のために必要であるよりも多く、バナジウムの除去を可能にする場合に有益である。この場合は、典型的な原油において、定期的に生じる。なぜなら、経済最適は、大抵は、約８ｐｐｍのバナジウムの範囲内にあるが、バナジウムを少なくとも３分の２減少させることができるような脱歴は、バナジウムの初期濃度が例えば２４ｐｐｍよりも低いあらゆるオイルに関して、必要な約８ｐｐｍよりも低い最終濃度を有するように、バナジウムを除去するからである。
【００１２】
その際、本発明は、原油供給流の第１の質量流（部分流）のみが、供給管を通じて脱歴ユニットに供給され、脱歴ユニットにおいて浄化される一方で、第２の質量流（部分流）は、バイパス導管を通じて、脱歴ユニットの側を通るように誘導されるという認識から出発している。この２つの流れへの分離は、分割とも呼ばれる。このバイパス流は、次に、脱歴ユニットからの浄化された流れと混合される。バイパス回路の利点は、特に、供給流の一部のみを脱歴すればよいという点にある。それに応じて、脱歴ユニットを、供給流全体を処理する場合よりも小さく設計することが可能である。対応して、オイル浄化のための投資費用及び運転費用が明らかに減少し、それによって、本発明の実施が、経済最適の範囲内での運転を可能にすることが認識可能になる。
【００１３】
混合によって生じた最終生成物流は、混合ゆえに、脱歴によって浄化された流れの濃度とバイパス流の濃度との間にあるバナジウム濃度を有している（バイパス濃度は、バイパス内で処理が行われないので、原油の供給濃度に相当する）。
【００１４】
当該方法の有利なさらなる発展形態では、制御弁が供給管に接続されており、バイパス導管は、当該制御弁に接続されており、合流した質量流において、燃料中のバナジウム出力濃度が、排出管に接続された測定装置によって測定され、測定された燃料中のバナジウム出力濃度に基づいて、制御弁によって、第１の質量流と第２の質量流との比が制御される。
【００１５】
分割比の適切な制御を通じて、混合によって得られた出力濃度が経済最適に一致するように努められる。
【００１６】
その際、分割比を調整するための閉ループ制御は、三方制御弁、又は、第１及び第２の質量流を調整するための２つの制御弁の組み合わせ等の制御装置を含んでいる。
【００１７】
当該方法の有利なさらなる発展形態において、第１の質量流と第２の質量流との比は、前もって設定された目標値を基に、合流した質量流における、燃料中の概ね一定のバナジウム出力濃度が得られるように制御される。
【００１８】
その際、分割比は、目標値と与えられた現在値との比較に基づいて設定される。その際、目標値は所定のバナジウム濃度の目標値に、現在値はバナジウム濃度の現在値に相当する。バナジウム濃度は、分析的手法を用いて決定される。好ましくは、バナジウム濃度の迅速な決定と、分割比の迅速な制御とを可能にするオンライン手法が用いられる。オンライン手法が使用不可能である場合、バナジウム濃度をオフライン手法によって決定し、引き続き、分割制御に、測定値を供給することが可能である。
【００１９】
当該方法の有利なさらなる発展形態では、付加的に、バナジウム含有燃料におけるバナジウム入力濃度が、制御弁の上流で、さらなる測定装置によって測定され、燃料中のバナジウム出力濃度と共に、制御弁を通じて、第１の質量流と第２の質量流との比が制御される。
【００２０】
バナジウム入力濃度及びバナジウム出力濃度という両方の信号を、分割比の有利な制御のために組み合わせることができる。脱歴ユニットがしばらくの間稼働すると、分割弁位置と、合流した質量流において典型的に得られるバナジウム濃度との間の関係に関する経験値が得られるであろう。バナジウム入力濃度に関する入力信号は、バナジウム出力濃度が、目標値周辺の許容範囲を離れない限りにおいて、分割比の制御に使用され得る。
【００２１】
この制御の利点は、入力濃度の変化に対する、明らかにより迅速な反応が可能になるという点にある。分割比は、入力濃度の測定の後、原油が制御弁（分割弁）を通過する前に、即座に再調整され得る。それとは対照的に、出力濃度に基づく制御に際して、分割比を調整することは、原油が、脱歴装置全体を通って、出口における出力濃度の測定箇所まで流れている場合（滞留時間は約１時間の範囲内である）に、初めて可能である。目標値周辺の許容範囲を離れる場合には、出力濃度は、出力濃度が再び範囲内に入るまで、制御に用いられねばならない。
【００２２】
バナジウムの入力濃度及び出力濃度の測定は、オンラインで、すなわち運転中にも続けて行われ得るか、又は、オフラインに、すなわち例えば試料を抽出することによって行われ得る。
【００２３】
当該方法のさらなる有利な態様では、第１の質量流は、バナジウム含有燃料の約３分の２に、第２の質量流は、約３分の１に設定される。さらに、第１の質量流及び第２の質量流を、バナジウム含有燃料のそれぞれ約半分に設定すると有利である。
【００２４】
装置に関する本発明の課題は、バナジウム含有燃料を精製するための脱歴装置によって解決され、当該脱歴装置は脱歴ユニットを含んでおり、脱歴ユニットには、供給管を通じて、第１の質量流を形成するバナジウム含有燃料が供給可能であり、排出管からは、概ね脱歴された燃料が排出され得る。本発明によると、さらに、バイパス導管が含まれており、バイパス導管は、供給管を排出管と接続するので、第２の質量流におけるバナジウム含有燃料は、脱歴ユニットの側を通るように誘導され、概ね脱歴された燃料に供給されることが可能であり、合流した質量流が生じる。
【００２５】
本発明に係る脱歴装置及び対応する従属請求項の利点は、本発明に係る方法に類似する。
【００２６】
脱歴装置の有利な実施形態には、さらに、測定装置と、供給管に接続された制御弁とが含まれており、バイパス導管は、制御弁を、排出管内の接続部に接続し、測定装置は、排出管において、バイパス導管の接続部の下流に配置されているので、合流した質量流における燃料中のバナジウム濃度が測定可能であり、制御弁によって、測定された燃料中のバナジウム濃度に基づいて、第１の質量流と第２の質量流との比が制御可能である。
【００２７】
脱歴装置のさらなる有利な態様では、第１の質量流と第２の質量流との比が、前もって設定された目標値に基づいて、合流した質量流における燃料中のバナジウム出力濃度が概ね一定であるように制御可能である。
【００２８】
脱歴装置の特に有利な実施形態においては、さらなる測定装置が、制御弁の上流で供給管に接続されており、当該測定装置を通じて、バナジウム含有燃料におけるバナジウム入力濃度が付加的に測定可能であり、第１の質量流と第２の質量流との比が、燃料中のバナジウム入力濃度及びバナジウム出力濃度に基づいて制御可能である。
【００２９】
好ましくは、脱歴装置において、バナジウムの入力濃度及び／又は出力濃度が測定可能である。それゆえ、測定装置は、バナジウムの濃度を、原油流において（オンライン測定）、又は、抽出した試料において（オフライン測定）、測定するように設計されている。
【００３０】
脱歴装置の有利な実施形態においては、第１の質量流は、バナジウム含有燃料の約３分の２に、第２の質量流は、約３分の１に相当し、さらに、第１の質量流及び第２の質量流がそれぞれ、バナジウム含有燃料の約半分であると有利である。
【００３１】
以下において、本発明の実施例を、図面を用いて詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】バイパス導管を備えた脱歴装置の概略図である。
【図２】バイパス導管、制御弁及び測定装置を備えた脱歴装置の概略図である。
【図３】バイパス導管、制御弁、制御弁上流の測定装置、及び、排出管内の接続部下流のさらなる測定装置を備えた脱歴装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１は、本発明に係る、バナジウム含有燃料を精製するための脱歴装置１を示している。脱歴装置１は、供給管３を通じて、第１の質量流５を形成するバナジウム含有燃料２が供給され得る脱歴ユニット４を含んでいる。脱歴ユニット４からは、排出管７を通じて、概ね脱歴された燃料６が排出可能である。
【００３４】
脱歴装置１は、さらに、供給管３を排出管７に接続するバイパス導管８を含んでいるので、第２の質量流９におけるバナジウム含有燃料２は、脱歴ユニット４の側を通るように誘導され得る。バイパス導管８を通じて、バナジウム含有燃料２は、脱歴ユニット４からの概ね脱歴された燃料６に供給され、混合され、合流した質量流１０が形成される。
【００３５】
排出管７における混合点では、以下の質量平衡が成り立っている：
【００３６】
【数１】
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【００３７】
ここで、
ｍＰ＝合流した質量流１０
ｃＰ＝合流した質量流１０におけるバナジウム濃度
ｍＤ，ｏｕｔ＝概ね脱歴された燃料６を有する第１の質量流５（バナジウム流ｍＡは差し引く）
ｃＤ，ｏｕｔ＝概ね脱歴された燃料６のバナジウム濃度
ｍＢＰ＝バナジウム含有燃料２を有する第２の質量流９
ｃＦ＝バナジウム含有燃料２におけるバナジウム濃度
【００３８】
概ね脱歴された燃料６（ｍＤ，ｏｕｔ）とバナジウム含有燃料２（ｍＢＰ）とを混合し、合流した質量流１０（ｍＰ）を形成することに基づいて、以下が有効である：バナジウム含有燃料２のバナジウム濃度（ｃＦ）が、合流した質量流１０におけるバナジウム濃度（ｃＰ）よりも高いので、概ね脱歴された燃料のバナジウム濃度（ｃＤ，ｏｕｔ）は、合流した質量流１０におけるバナジウム濃度（ｃＰ）よりも低くなくてはならない。目標値ｃＰは、典型的には８ｐｐｍの範囲内にあるので、ｃＤ，ｏｕｔは８ｐｐｍより小さくなくてはならないが、これは、２４ｐｐｍより少ないバナジウムを含む典型的な石油に関して、良好に得られる３分の２という除去率ゆえに、技術的に実現可能である。
【００３９】
その際、一般的に、バナジウム含有燃料中のバナジウム濃度（ｃＦ）が高ければ高いほど、目標値（ｃＰ，ｓｏｌｌ）に達するためには、脱歴されるべき第１の質量流５（ｍＤ，ｉｎ）が高くなければならない。
【００４０】
本発明は、バナジウム含有燃料２（原油供給流ｍＦ、供給出力濃度ｃＦ）の第１の質量流５（ｍＤ，ｉｎ）のみが、供給流として脱歴ユニット４に供給され、脱歴ユニット４内で浄化される一方で、第２の質量流９（ｍＢＰ）は、バイパス導管８内を、脱歴ユニット４の側を通るように誘導されることに基づいている。バイパス導管８の利点は、特に、供給流（ｍＦ）の一部のみを脱歴すれば良いという点にある。従って、脱歴ユニット４を、バナジウム含有燃料２の質量流全体（ｍＦ）を処理する場合よりも小さく設計することができる。対応して、オイルの浄化に関して発生する投資費用及び運転費用は、明らかに少なくなり、それによって、本発明の実施が、経済最適の範囲での運転を可能にすることが認識され得る。
【００４１】
例えば、バナジウム含有燃料２（ｃＦ）内のバナジウム濃度が１２ｐｐｍである場合、約３分の２という典型的な除去率においては、バナジウムは４ｐｐｍ（ｃＤ，ｏｕｔ）まで除去される。合流した質量流１０における所望の目標濃度（ｃＰ，ｓｏｌｌ）が８ｐｐｍである場合、第２の質量流９（ｍＢＰ）と第１の質量流５（ｍＤ，ｉｎ）との比は、４ｐｐｍと１２ｐｐｍとから、平均して、所望の８ｐｐｍが生じるように、前もって１：１に決定される（現実には、ｍＤ，ｉｎはわずかに高くなければならない。なぜなら、この流れの少ない部分が、バナジウムの副生成物として除去され、もはや製品オイル内で利用できないからである）。
【００４２】
バナジウム含有燃料２の半分のみを脱歴すれば良い場合は、脱歴ユニット４の大きさを半分にすることが可能であり、同様に、脱歴のための運転費用を半分にすることが考えられる。当該方法の経済性は、著しく改善される。
【００４３】
明確化するために、当該方法の、バイパスが接続されていない場合の変型例を対比すべきであろう：その場合、全てのバナジウム含有燃料が脱歴ユニット４に供給される（ｍＤ，ｉｎ＝ｍＦ）ことになり、それによって、オイル浄化に関する投資費用及び運転費用が明らかに高くなることが考慮されるべきであろう。唯一の利点は、最終生成物流におけるバナジウム濃度（ｃＰ＝ｃＤ，ｏｕｔ）が低下し、４ｐｐｍになることにある。しかしながら、このように、バイパス導管８を用いて調整された８ｐｐｍと比較して大幅にバナジウム濃度を低下させたとしても、ガスタービンの保守費用のわずかな付加的な節約を可能にするのみであろう。こうして節約される費用は、より大きく寸法設計されるべき脱歴ユニット４のための追加費用よりも明らかに少ないので、バイパス導管８を有さない変型例は、経済最適に適合しないことが明らかになる。
【００４４】
本発明によると、第２の質量流９（ｍＢＰ）と第１の質量流５（ｍＤ，ｉｎ）との間における分割比は、バナジウムの目標濃度（ｃＰ，ｓｏｌｌ）と、与えられた現在濃度（ｃＰ）との比較に基づいて、固定的に設定される。
【００４５】
図２は、図１に示された脱歴装置１を示しているが、さらに、測定装置１２と、供給管３に接続された制御弁１１とが含まれている。バイパス導管８は、制御弁１１を、排出管内の接続部１６に接続している。測定装置１２は、排出管７において、バイパス導管８の接続部１６の下流に配置されているので、合流した質量流１０におけるバナジウム濃度を測定することが可能である。合流した質量流１０における測定されたバナジウム濃度に基づいて、制御弁１１によって、第１の質量流５と第２の質量流９との比が制御可能である。
【００４６】
そのために、バナジウム濃度が、測定装置内で分析的手法を用いて決定される。好ましくは、迅速なバナジウムの決定と、それによる分割比の迅速な制御とを可能にするオンライン手法が用いられる。オンライン手法を用いることができない場合は、バナジウム濃度をオフライン手法で決定し、引き続いて、その測定値（ｃＰ）を制御弁１１に供給することが可能である。
【００４７】
本発明によると、分割比を調整するための閉ループ制御は、三方制御弁等の制御弁１１、又は、第１の質量流５及び第２の質量流９（ｍＤ，ｉｎ及びｍＢＰ）を調整するための２つの制御弁の組み合わせを含んでいる。
【００４８】
図３は、制御弁１１の上流において供給管３に接続された、さらなる測定装置１５を有する脱歴装置１を示している。このさらなる測定装置は、測定を通じて、バナジウム含有燃料２におけるバナジウム入力濃度１３を決定する。従って、第１の質量流５と第２の質量流９との比は、燃料中のバナジウム入力濃度１３とバナジウム出力濃度１４とに基づいて制御され得る。
【００４９】
従って、合流した質量１０におけるバナジウム濃度１４（ｃＰ）に加えて、バナジウム含有燃料２（ｍＦ）におけるバナジウム入力濃度１３（ｃＦ）も測定される。両方の信号を、分割比の有利な制御のために組み合わせることが可能である。制御弁１１の分割弁位置と、合流した質量流１０（ｍＰ）における典型的に得られるバナジウム濃度（ｃＰ）との間の関係に関する経験値が存在する場合、入力濃度１３（ｃＦ）を、制御弁１１において、分割比の制御のために用いることができるが、それは、バナジウムの出力濃度１４（ｃＰ）が、目標値（ｃＰ，ｓｏｌｌ）周辺の許容範囲を離れない限りにおいてである。この制御の利点は、入力濃度１３の変化に、明らかにより迅速に反応することができるという点にある。
【００５０】
両方の測定装置１２及び１５は、好ましくは同じ分析機器を用いて、濃度（ｃＦ及びｃＰ）を測定する。オンライン分析手法を実施するために、当該測定機器に向かって、２つの試料導管が設けられている。
【００５１】
従って、本発明によって、高い除去率を実現する技術的可能性を、いかにして有効に活用できるかが示されている。
【符号の説明】
【００５２】
１  脱歴装置
２  バナジウム含有燃料
３  供給管
４  脱歴ユニット
５  第１の質量流
６  概ね脱歴された燃料
７  排出管
８  バイパス導管
９  第２の質量流
１０  合流した質量流
１１  制御弁
１２  測定装置
１３  バナジウム入力濃度
１４  バナジウム出力濃度
１５  さらなる測定装置
１６  接続部
【図１】
2019528340.tif 000004
【図２】
2019528340.tif 000005
【図３】
2019528340.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成30年6月18日(2018.6.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱歴装置内（１）で、ガスタービンでの燃焼のために備えられたバナジウム含有燃料（２）を精製するための方法であって、前記バナジウム含有燃料（２）は、供給管（３）を通じて脱歴ユニット（４）に供給され、前記脱歴ユニット（４）に供給されたバナジウム含有燃料（２）は、第１の質量流（５）を形成しており、概ね脱歴された燃料（６）は、排出管（７）を通じて前記脱歴ユニット（４）から排出され、前記供給管（３）には、バイパス導管（８）が接続されており、前記バイパス導管（８）を通じて、前記バナジウム含有燃料（２）の第２の質量流（９）は、前記第１の質量流（５）に対して平行に、前記脱歴ユニット（４）の側を通るように誘導され、前記排出管（７）に供給され、前記排出管内には、合流した質量流（１０）が生じる方法において、
制御弁（１１）が前記供給管（３）に接続されており、前記バイパス導管（８）は、前記制御弁（１１）に接続されており、前記合流した質量流（１０）において、燃料中のバナジウム出力濃度（１４）が、前記排出管（７）に接続された測定装置（１２）によって測定され、測定された前記合流した質量流（１０）におけるバナジウム出力濃度（１４）に基づいて、前記制御弁（１１）によって、前記第１の質量流（５）と前記第２の質量流（９）との比が制御され、
前記第１の質量流（５）と前記第２の質量流（９）との比が、バナジウムに依存するガスタービンの保守費用と、前記脱歴装置（１）に関する費用との間で経済最適が得られるように制御されることを特徴とする方法。
【請求項２】
付加的に、前記バナジウム含有燃料（２）におけるバナジウム入力濃度（１３）が、前記制御弁（１１）の上流で、さらなる測定装置（１５）によって測定され、前記合流した質量流（１０）におけるバナジウム出力濃度（１４）と共に、前記制御弁（１１）によって、前記第１の質量流（５）と前記第２の質量流（９）との比が制御される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
燃料中の前記バナジウム入力濃度（１３）及び／又は前記バナジウム出力濃度（１４）が測定される、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の質量流（５）が、前記バナジウム含有燃料（２）の約３分の２に、前記第２の質量流（９）が、約３分の１に設定され、さらに、有利には、前記第１の質量流（５）及び前記第２の質量流（９）が、前記バナジウム含有燃料（２）のそれぞれ約半分に設定される、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
脱歴ユニット（４）を含む、ガスタービンでの燃焼のために備えられたバナジウム含有燃料（２）を精製するための脱歴装置（１）であって、前記脱歴ユニット（４）には、供給管（３）を通じて、第１の質量流（５）を形成するバナジウム含有燃料（２）が供給可能であり、排出管（７）からは、概ね脱歴された燃料（６）が排出され得、
前記脱歴装置（１）は、バイパス導管（８）をさらに含んでおり、前記バイパス導管（８）は、前記供給管（３）を前記排出管（７）と接続し、これにより、第２の質量流（９）における前記バナジウム含有燃料（２）は、前記脱歴ユニット（４）の側を通るように誘導され、前記概ね脱歴された燃料（６）に供給されることが可能であり、合流した質量流（１０）が生じ、
前記脱歴装置（１）は、測定装置（１２）と、前記供給管（３）に接続された制御弁（１１）と、をさらに含み、前記バイパス導管（８）は、前記制御弁（１１）を、前記排出管内の接続部（１６）に接続し、前記測定装置（１２）は、前記排出管（７）において、前記バイパス導管（８）の前記接続部（１６）の下流に配置されているので、前記合流した質量流（１０）におけるバナジウム濃度が測定可能であり、前記制御弁（１１）によって、測定された前記合流した質量流（１０）におけるバナジウム濃度に基づいて、前記第１の質量流（５）と前記第２の質量流（９）との比が制御可能であり、
前記第１の質量流（５）と前記第２の質量流（９）との比が、バナジウムに依存するガスタービンの保守費用と、前記脱歴装置（１）に関する費用との間で経済最適が得られるように制御され得ることを特徴とする脱歴装置（１）。
【請求項６】
さらなる測定装置（１５）が、前記制御弁（１１）の上流で前記供給管（３）に接続されており、前記測定装置（１５）を通じて、前記バナジウム含有燃料（２）におけるバナジウム入力濃度（１３）が付加的に測定可能であり、前記第１の質量流（５）と前記第２の質量流（９）との比が、燃料中の前記バナジウム入力濃度（１３）及びバナジウム出力濃度（１４）を用いて制御可能であることを特徴とする、請求項５に記載の脱歴装置（１）。
【請求項７】
燃料中の前記バナジウム入力濃度（１３）及び／又は前記バナジウム出力濃度（１４）が測定可能であることを特徴とする、請求項５又は６に記載の脱歴装置（１）。
【請求項８】
前記第１の質量流（５）が、前記バナジウム含有燃料（２）の約３分の２に、前記第２の質量流（９）が、約３分の１に相当し、さらに、有利には、前記第１の質量流（５）及び前記第２の質量流（９）が、前記バナジウム含有燃料（２）のそれぞれ約半分に相当することを特徴とする、請求項５から７のいずれか一項に記載の脱歴装置（１）。
【手続補正書】
【提出日】令和1年5月16日(2019.5.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱歴装置内（１）で、ガスタービンでの燃焼のために備えられたバナジウム含有燃料（２）を精製するための方法であって、前記バナジウム含有燃料（２）は、供給管（３）を通じて脱歴ユニット（４）に供給され、前記脱歴ユニット（４）に供給されたバナジウム含有燃料（２）は、第１の質量流（５）を形成しており、概ね脱歴された燃料（６）は、排出管（７）を通じて前記脱歴ユニット（４）から排出され、前記供給管（３）には、バイパス導管（８）が接続されており、前記バイパス導管（８）を通じて、前記バナジウム含有燃料（２）の第２の質量流（９）は、前記第１の質量流（５）に対して平行に、前記脱歴ユニット（４）の側を通るように誘導され、前記排出管（７）に供給され、前記排出管内には、合流した質量流（１０）が生じる方法において、
制御弁（１１）が前記供給管（３）に接続されており、前記バイパス導管（８）は、前記制御弁（１１）に接続されており、前記合流した質量流（１０）において、燃料中のバナジウム出力濃度（１４）が、前記排出管（７）に接続された測定装置（１２）によって測定され、測定された前記合流した質量流（１０）におけるバナジウム出力濃度（１４）に基づいて、前記制御弁（１１）によって、前記第１の質量流（５）と前記第２の質量流（９）との比が制御され、
前記第１の質量流（５）と前記第２の質量流（９）との比が、バナジウムに依存するガスタービンの保守費用と、前記脱歴装置（１）に関する費用との間で経済最適が得られるように制御されることを特徴とする方法。
【請求項２】
付加的に、前記バナジウム含有燃料（２）におけるバナジウム入力濃度（１３）が、前記制御弁（１１）の上流で、さらなる測定装置（１５）によって測定され、前記合流した質量流（１０）におけるバナジウム出力濃度（１４）と共に、前記制御弁（１１）によって、前記第１の質量流（５）と前記第２の質量流（９）との比が制御される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
燃料中のバナジウム入力濃度（１３）及び／又はバナジウム出力濃度（１４）が測定される、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の質量流（５）が、前記バナジウム含有燃料（２）の３分の２に、前記第２の質量流（９）が、前記バナジウム含有燃料（２）の３分の１に設定される、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の質量流（５）が、前記バナジウム含有燃料（２）の半分に、前記第２の質量流（９）が、前記バナジウム含有燃料（２）の半分に設定される、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
脱歴ユニット（４）を含む、ガスタービンでの燃焼のために備えられたバナジウム含有燃料（２）を精製するための脱歴装置（１）であって、前記脱歴ユニット（４）には、供給管（３）を通じて、第１の質量流（５）を形成するバナジウム含有燃料（２）が供給可能であり、排出管（７）からは、概ね脱歴された燃料（６）が排出され得、
前記脱歴装置（１）は、バイパス導管（８）をさらに含んでおり、前記バイパス導管（８）は、前記供給管（３）を前記排出管（７）と接続し、これにより、第２の質量流（９）における前記バナジウム含有燃料（２）は、前記脱歴ユニット（４）の側を通るように誘導され、前記概ね脱歴された燃料（６）に供給されることが可能であり、合流した質量流（１０）が生じ、
前記脱歴装置（１）は、測定装置（１２）と、前記供給管（３）に接続された制御弁（１１）と、をさらに含み、前記バイパス導管（８）は、前記制御弁（１１）を、前記排出管内の接続部（１６）に接続し、前記測定装置（１２）は、前記排出管（７）において、前記バイパス導管（８）の前記接続部（１６）の下流に配置されているので、前記合流した質量流（１０）におけるバナジウム濃度が測定可能であり、前記制御弁（１１）によって、測定された前記合流した質量流（１０）におけるバナジウム濃度に基づいて、前記第１の質量流（５）と前記第２の質量流（９）との比が制御可能であり、
前記第１の質量流（５）と前記第２の質量流（９）との比が、バナジウムに依存するガスタービンの保守費用と、前記脱歴装置（１）に関する費用との間で経済最適が得られるように制御され得ることを特徴とする脱歴装置（１）。
【請求項７】
さらなる測定装置（１５）が、前記制御弁（１１）の上流で前記供給管（３）に接続されており、前記測定装置（１５）を通じて、前記バナジウム含有燃料（２）におけるバナジウム入力濃度（１３）が付加的に測定可能であり、前記第１の質量流（５）と前記第２の質量流（９）との比が、燃料中の前記バナジウム入力濃度（１３）及びバナジウム出力濃度（１４）を用いて制御可能であることを特徴とする、請求項６に記載の脱歴装置（１）。
【請求項８】
燃料中のバナジウム入力濃度（１３）及び／又はバナジウム出力濃度（１４）が測定可能であることを特徴とする、請求項６又は７に記載の脱歴装置（１）。
【請求項９】
前記第１の質量流（５）が、前記バナジウム含有燃料（２）の３分の２に、前記第２の質量流（９）が、前記バナジウム含有燃料（２）の３分の１に相当することを特徴とする、請求項６から８のいずれか一項に記載の脱歴装置（１）。
【請求項１０】
前記第１の質量流（５）が、前記バナジウム含有燃料（２）の半分に、前記第２の質量流（９）が、前記バナジウム含有燃料（２）の半分に相当することを特徴とする、請求項６から８のいずれか一項に記載の脱歴装置（１）。
【国際調査報告】
2019528340.tif 000007
2019528340.tif 000008
2019528340.tif 000009
2019528340.tif 000010