(57)【要約】      （修正有）【課題】高炉、コークス炉、転炉等から発生する可燃性ガスを再利用する際に用いられる、排ガス配管の湾曲部に水封用水を貯留してガス流を遮断する水封装置において、水封用水を循環使用することによって、工業用水の使用量の減少および剰余水の水処理負荷の軽減を達成し、ランニングコストを削減できる水封装置および水封方法を提供する。【解決手段】水封用水９がオーバーフローした剰余水１１を貯水タンク６に貯留し、貯水タンクから循環ポンプ７により湾曲部２へ剰余水を循環させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスが流通する配管の湾曲部に水封用水を貯留してガス流を遮断する水封装置であって、前記水封用水がオーバーフローした剰余水を貯留する貯水タンクと、前記貯水タンクから前記湾曲部へ前記剰余水を送給する循環ポンプとを有することを特徴とする水封装置。
【請求項２】
ガスが流通する配管の湾曲部に水封用水を貯留してガス流を遮断する水封方法において、前記水封用水がオーバーフローした剰余水を貯水タンクに貯留し、前記貯水タンクから前記湾曲部へ前記剰余水を循環させることを特徴とする水封方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスが流通する配管（以下、ガス輸送配管という）に取り付けられて、ガス流を遮断する水封装置および水封方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種のプラントやガスホルダーには、多数のガス輸送配管が配設されている。たとえば製鉄所では、高炉，コークス炉，転炉等から発生する可燃性ガス（たとえばＣＯガス等）を燃料ガスとして再利用するために、大口径のガス輸送配管を使用している。これらのガス輸送配管は、必要に応じてガス流を遮断しなければならないので、水封装置が取り付けられている。従来から知られている水封装置の例を模式的に図２に示す。
【０００３】
水封装置は、図３に示すように、ガス輸送配管１の一部をＵ字型あるいはＶ字型に湾曲させ、その湾曲部２に水封用水９を貯留することによってガス10の流れを遮断するものである。
水封装置を取り付けたガス輸送配管１内にガス10を流通させるときは、水封用水排水管３のバルブを開いて、水封用水９を排出する。
【０００４】
ガス10を遮断するときは、水封用水排水管３のバルブを閉じ、さらに水封用水給水管５のバルブを開いて、湾曲部２に水封用水９を供給する。水封装置でガス10を遮断するためには、ガス10の圧力以上の水頭を確保する必要があるので、水封用水９は絶えず供給される。ところが水封用水９を供給し続けると、湾曲部２における水封用水９の水面が上昇し、ガス輸送配管１内に流入して様々なトラブルを引き起こす。
【０００５】
そこで湾曲部２の水面を一定の高さに保持するために、水封用水９をオーバーフローさせて、余剰の水封用水（以下、剰余水11という）を排出する。つまり、剰余水排水管４から剰余水11を排出することによって、湾曲部２の水封用水９の水面を剰余水排水管４の先端の位置に保つ。
水封用水９は工業用水12を使用するので、湾曲部２に水封用水９を供給し続けることによって、工業用水12の消費量の増加を招く。しかも使用した工業用水12と同量の剰余水11が発生するので、水処理の負荷が増大する。つまり、従来の水封装置ではランニングコスト削減の観点から改善の余地が残されていた。
【０００６】
また、通常の水封装置では水封用水給水管５を１系統しか設けないので、プラント内で不測の事態（たとえば工業用水本管の圧力低下等）が発生すると、ガス10が遮断されず漏出するという問題が生じる。
【特許文献１】特開平3-188209号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記のような問題を解消し、水封用水を循環使用することによって、工業用水の使用量の減少および剰余水の水処理負荷の軽減を達成し、ランニングコストを削減できる水封装置および水封方法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】
【０００８】
本発明は、ガスが流通する配管の湾曲部に水封用水を貯留してガス流を遮断する水封装置であって、水封用水がオーバーフローした剰余水を貯留する貯水タンクと、貯水タンクから湾曲部へ剰余水を送給する循環ポンプとを有する水封装置である。
また本発明は、ガスが流通する配管の湾曲部に水封用水を貯留してガス流を遮断する水封方法において、水封用水がオーバーフローした剰余水を貯水タンクに貯留し、貯水タンクから湾曲部へ剰余水を循環させる水封方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、水封用水を循環使用することによって、工業用水の使用量の減少および剰余水の水処理負荷の軽減を達成し、水封装置のランニングコストを削減できる。しかも、工業用水が十分に供給されない事態（たとえば圧力低下等）が発生しても、剰余水を使用できるので、水封用水の必要量を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の水封装置は、図１に示すように、ガス輸送配管１の一部をＵ字型あるいはＶ字型に湾曲させ、その湾曲部２に水封用水９を貯留することによってガス10の流れを遮断するものである。
水封装置を取り付けたガス輸送配管１内にガス10を流通させるときは、水封用水排水管３のバルブを開いて、水封用水９を排出する。
【００１１】
ガス10を遮断するときは、水封用水排水管３のバルブを閉じ、さらに水封用水給水管５のバルブを開いて、湾曲部２に水封用水９を供給する。水封装置でガス10を遮断するためには、ガス10の圧力以上の水頭を確保する必要があるので、水封用水９を湾曲部２に絶えず供給する。
本発明では剰余水排水管４を用いて水封用水９をオーバーフローさせ、剰余水11を湾曲部２から排出する。つまり、剰余水排水管４から剰余水11を排出することによって、湾曲部２の水封用水９の水面を剰余水排水管４の先端の位置に保つ。
【００１２】
湾曲部２から排出された剰余水11は貯水タンク６に貯留される。その剰余水11は、循環ポンプ７から剰余水給水管８を経て、また湾曲部２へ供給される。
本発明の循環ポンプ７による給水で水封を行なう場合、工業用水12は不要である。工業用水12を停止するため、ガス輸送配管１内のガス圧変動によって剰余水11が帰ってこない場合があるので、貯水タンク６を使用する。
【００１３】
図２はガス輸送配管１内の湾曲部の水封状態とガス圧の変動を示したもので、図２(a)はガス圧変動時、ガス圧が高い場合を示し、図２(b)はガス圧変動時、ガス圧が低い場合を示す。図２(a)においては、ガス圧が高い場合（たとえば400mmAq）、水封用水９は剰余水11となって剰余水配管４から排出されるため、剰余水11を循環ポンプ７によって湾曲部２の水封用水９として循環させることができる。一方、図２(b)の大気圧より低くなるガス圧変動では、水封用水９の水位が矢印で示すように剰余水排水管４側では剰余水排水管４開口位置より低くなるため、剰余水排水管４からの剰余水11の循環ポンプ７への供給が停止される。したがって、本発明の循環ポンプ７による給水で水封を行なう場合は、貯水タンク６を備えるのである。
【００１４】
貯水タンク６の容量は、水封するガス輸送配管１内径とガス圧変動量をもとに定めれば良く、たとえば内径3500mmのガス輸送配管で50mmAqの圧力上昇変動で450リットルの剰余水11が発生するため、変動圧50mmAqと想定するとき、貯水タンク６の容量は少なくとも450リットルとするのである。好ましくは剰余分を見越して500〜1000リットルとして使用することが好ましい。
【００１５】
また本発明の水封装置は、水封の必要となったガス輸送配管１の部位に対して行なうものであるから、可搬型として、水封遮断用として移送し使用するので、貯水タンク６は樹脂製のポリタンク、循環ポンプ７は汎用可搬型のポンプを使用することが好ましい。
以上に説明した通り、水封用水を循環使用することによって、工業用水の使用量の減少および剰余水の水処理負荷の軽減を達成し、水封装置のランニングコストを削減できる。しかも、工業用水が十分に供給されない事態（たとえば圧力低下等）が発生しても、剰余水を使用できるので、水封用水の必要量を確保できる。
【実施例】
【００１６】
コークス炉で発生した燃料ガス（いわゆるコークス炉ガス、成分はＨ2：60％，ＣＯ：７％，ＣＨ4：25％，その他：８％）を加熱炉へ送給するガス輸送配管１（内径1500mm）に図１の水封装置を取り付けた。ガス10を遮断するときは、ガス輸送配管１に設けてある湾曲部２に水封用水９として12ｍ3を初期充填水として供給した。貯水タンク６は樹脂製のポリタンク（容量500リットル）を使用し、水封の必要な２ケ月間にわたって水封用水９を循環使用した。２ケ月間にわたる使用において、必要な水封用水は、初期充填水12ｍ3と蒸発による水封用水の減少を見越した補填水500リットルであった。これを発明例とする。
【００１７】
一方、従来は図３に示す水封装置を使用していた。まず、ガス輸送配管１に設けてある湾曲部２に水封用水９として12ｍ3を初期充填水として供給し、湾曲部２に工業用水12を１ｍ3／ｈの量で供給していた。必要な水封用水は初期充填水12ｍ3と２ケ月間にわたる工業用水12の供給量1440ｍ3であった。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の水封装置の例を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の水封装置の水封状態を模式的に示す断面図であり、(a)はガス圧が高い例を示し、(b)はガス圧が低い例を示す。
【図３】従来の水封装置の例を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  ガス輸送配管
２  湾曲部
３  水封用水排水管
４  剰余水排水管
５  水封用水給水管
６  貯水タンク
７  循環ポンプ
８  剰余水給水管
９  水封用水
10  ガス
11  剰余水
12  工業用水
【図１】
2007263435.tif 000003
【図２】
2007263435.tif 000004
【図３】
2007263435.tif 000005