(57)【要約】【課題】防爆エリアであっても適切にガスを処理することができるガス処理ユニット及びガス処理システムを提供する。【解決手段】ガス処理ユニット１０（２０）は、防爆エリアに設置されるものである。ガス処理ユニット１０（２０）は、脱臭スクラバー１１（脱臭槽２１）及びエアーエジェクター１２（２２）を備える。脱臭スクラバー１１（脱臭槽２１）は、処理対象のガスから除去対象成分を除去するための処理空間１１ａ（２１ａ）を内部に画成するとともに、導入口及び排気口を有する。エアーエジェクター１２（２２）は、脱臭スクラバー１１（脱臭槽２１）の導入口に接続され、圧縮空気を用いて処理対象のガスを処理空間へ導入する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
防爆エリアで用いられるガス処理ユニットであって、
処理対象のガスから除去対象成分を除去するための処理空間を内部に画成し、前記処理空間へ処理対象のガスを導入する導入口及び前記処理空間からガスを排気する排気口を有する処理本体部と、
前記導入口に接続され、圧縮空気を用いて処理対象のガスを前記処理空間へ導入する送風部と、
を備えるガス処理ユニット。
【請求項２】
前記送風部は、圧縮空気の供給口、処理対象のガスの吸引口及び排出口を有する本体部を備え、前記本体部に導入された圧縮空気によって前記本体部内部の圧力を低減させて前記吸引口から処理対象のガスを吸引し、前記排出口から処理対象のガスを排出する請求項１に記載のガス処理ユニット。
【請求項３】
前記処理空間へ処理溶液を散布する散布部と、
圧縮空気を用いて前記散布部へ前記処理溶液を供給するダイヤフラムポンプと、
をさらに備える請求項１又は２に記載のガス処理ユニット。
【請求項４】
ガス処理ユニットを複数有し、防爆エリアで用いられるガス処理システムであって、
前記ガス処理ユニットは、
処理対象のガスから除去対象成分を除去するための処理空間を内部に画成し、前記処理空間へ処理対象のガスを導入する導入口及び前記処理空間からガスを排気する排気口を有する処理本体部と、
前記導入口に接続され、圧縮空気を用いて処理対象のガスを前記処理空間へ導入する送風部と、
を備え、
一方の前記ガス処理ユニットの前記排気口と、他方の前記ガス処理ユニットの前記導入口とが連結管によって接続されているガス処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の種々の側面及び実施形態は、ガス処理ユニット及びガス処理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、一種のガス処理システムが記載されている。特許文献１に記載されたガス処理システムは、湿式ガス処理装置及び乾式ガス処理装置を備えており、プラントから排出される排ガス中に含まれる除去対象成分を除去するものである。ガス処理システムの吸排気系には、ブロア及びファンが用いられる。また、湿式ガス処理装置の水循環系にはポンプが利用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３６５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１記載のガス処理システムにあっては、吸排気及び水循環に電力駆動する機器を利用する必要がある。このため、可燃性ガスを処理するという用途には適さない。当技術分野においては、防爆エリアであっても適切にガスを処理することができるガス処理ユニット及びガス処理システムが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一側面に係るガス処理ユニットは、防爆エリアで用いられるものである。ガス処理ユニットは、処理本体部及び送風部を備える。処理本体部は、処理対象のガスから除去対象成分を除去するための処理空間を内部に画成する。処理本体部は、処理空間へ処理対象のガスを導入する導入口及び処理空間からガスを排気する排気口を有する。送風部は、処理本体部の導入口に接続され、圧縮空気を用いて処理対象のガスを処理空間へ導入する。
【０００６】
このガス処理ユニットでは、送風部の駆動源を圧縮空気とすることにより、電気を利用しないで送風を行うことができる。従って、火花等が発生することを回避することが可能となる。よって、防爆エリアであっても適切にガスを処理することができる。
【０００７】
一実施形態においては、送風部は、圧縮空気の供給口、処理対象のガスの吸引口及び排出口を有する本体部を備えてもよい。本体部に導入された圧縮空気によって本体部内部の圧力を低減させて吸引口から処理対象のガスを吸引し、排出口から処理対象のガスを排出してもよい。このように構成することで、圧縮空気を駆動源とすることができる。
【０００８】
一実施形態においては、処理空間へ処理溶液を散布する散布部と、圧縮空気を用いて前記散布部へ前記処理溶液を供給するダイヤフラムポンプとをさらに備えてもよい。このように、湿式のガス処理装置であってもよい。また、ダイヤフラムポンプを用いることで、電気を利用しないで水を供給することができる。従って、火花等が発生することを回避することが可能となる。よって、防爆エリアであっても適切にガスを処理することができる。
【０００９】
また、本発明の別の側面に係るガス処理システムは、ガス処理ユニットを複数有し、防爆エリアで用いられるものである。ガス処理ユニットは、処理本体部及び送風部を備える。処理本体部は、処理対象のガスから除去対象成分を除去するための処理空間を内部に画成する。処理本体部は、処理空間へ処理対象のガスを導入する導入口及び処理空間からガスを排気する排気口を有する。送風部は、処理本体部の導入口に接続され、圧縮空気を用いて処理対象のガスを処理空間へ導入する。さらに、一方のガス処理ユニットの排気口と、他方のガス処理ユニットの導入口とが連結管によって接続されている。
【００１０】
このガス処理システムでは、送風部の駆動源を圧縮空気とすることにより、電気を利用しないで送風を行うことができる。従って、火花等が発生することを回避することが可能となる。よって、防爆エリアであっても適切にガスを処理することができる。さらに、ガス処理ユニット同士を連結することができるので、ガス処理ユニットを用途に応じて用意して組み合わせることが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明の種々の側面及び実施形態によれば、防爆エリアであっても適切にガスを処理することができるガス処理ユニット及びガス処理システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態に係るガス処理システムの概要図である。
【図２】一実施形態に係る湿式ガス処理ユニットの正面図である。
【図３】図２に示す湿式ガス処理ユニットの右側面図である。
【図４】図２に示す湿式ガス処理ユニットの左側面図である。
【図５】図２に示す湿式ガス処理ユニットの平面図である。
【図６】一実施形態に係る乾式ガス処理ユニットの側面図である。
【図７】図６に示す乾式ガス処理ユニットの平面図である。
【図８】一実施形態に係る他の乾式ガス処理ユニットの側面図である。
【図９】図８に示す乾式ガス処理ユニットの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００１４】
図１は、一実施形態に係るガス処理システムの一例を示す構成図である。本実施形態に係るガス処理システムは、精油所等のプラントにおける防爆エリアで好適に採用される。精油所における防爆エリアとは、可燃性ガスを取り扱うエリアである。
【００１５】
図１に示すように、ガス処理システムは、２つのガス処理ユニット１０，２０を備えている。ガス処理ユニット１０，２０は、処理対象のガスに対して脱臭処理を行う。ここで、脱臭処理とは、ガスに含まれる臭気成分（除去対象成分）を取り除く処理である。なお、以下では、タンク３０をガス発生源として説明する。また、ここではタンク３０がベンゼンを貯留するタンクであるとする。ガス処理ユニット１０は、タンク３０にフレキシブルダクト４０を介して接続されている。また、ガス処理ユニット２０は、ガス処理ユニット１０にフレキシブルダクト（連結管）４１を介して接続されている。すなわち、タンク３０の下流側に、ガス処理ユニット１０，２０が順に連結された状態で配置されている。このため、タンク３０で発生したガスは、ガス処理ユニット１０へ供給されて処理された後、ガス処理ユニット２０で処理され、系外へ放出される。
【００１６】
また、ガス処理ユニット１０，２０は、圧縮空気が導入可能に構成されている。例えば、ガス処理ユニット１０は、エア配管５２を介してコンプレッサ３９に接続されている。コンプレッサ３９は、圧縮空気を発生させる機能を有する。なお、コンプレッサ３９は、防爆エリア外に配置されるものであるが、説明の便宜上、同一の図面上に図示している。また、ガス処理ユニット２０は、エア配管５２，５３を介してコンプレッサ３９に接続されている。ガス処理ユニット１０，２０は、コンプレッサ３９から供給される圧縮空気を駆動源として駆動する。
【００１７】
ガス処理ユニット１０の詳細構成を説明する。図２は、ガス処理ユニット１０の正面図である。図３は、ガス処理ユニット１０の右側面図である。図４は、ガス処理ユニット１０の左側面図である。図５は、ガス処理ユニット１０の平面図である。
【００１８】
図１〜５に示すように、ガス処理ユニット１０は、ベース盤１０ａ上に脱臭スクラバー（処理本体部）１１及びエアーエジェクター（送風部）１２を備えている。脱臭スクラバー１１は、円柱状を呈し、例えばステンレスで構成されている。脱臭スクラバー１１は、処理対象のガスから臭気成分を除去するための処理空間１１ａを内部に画成している。脱臭スクラバー１１の下部側には、処理空間１１ａへガスを導入する導入口１１ｂが設けられている。また、脱臭スクラバー１１の上部側には、処理空間１１ａからガスを排気する排気口１１ｃを有する。すなわち、脱臭スクラバー１１へ導入されたガスは、下から上に向けて処理空間１１ａ内を移動する。
【００１９】
エアーエジェクター１２は、脱臭スクラバー１１とフレキシブルダクト４０との間に配置される。エアーエジェクター１２は、吸引口１２ｂ及び排出口１２ｃを有する筒状の本体部を備えている。吸引口１２ｂは、フレキシブルダクト４０に接続され、排出口１２ｃは、脱臭スクラバー１１の導入口１１ｂに接続される。本体部には、圧縮空気の供給口１２ａが設けられており、エア配管５４が接続されている。これにより、圧縮空気がエア配管５２，５４を介して本体部へ供給され、本体部内部の圧力を低減させ、吸引口１２ｂから処理対象のガスを吸引し、排出口１２ｃから処理対象のガスを排出する。このように、エアーエジェクター１２は、圧縮空気を利用して、処理空間１１ａへガスを導入する。なお、供給口１２ａ側には、圧縮空気を調整するバルブ１０４がエア配管５４に設けられており、当該バルブ１０４の上流側に元圧力を測定する圧力計１０６、当該バルブ１０４の下流側に供給圧力を測定する圧力計１０２が設けられている。圧力計１０２の指示値に基づいて、エアーエジェクター１２の駆動用圧縮空気の流量制御を行なってもよい。
【００２０】
また、脱臭スクラバー１１は、スプレーノズル（散布部）６０，６１を備えている。スプレーノズル６０，６１は、処理空間１１ａに配置される。例えば、導入口１１ｂより上方で、かつ、排気口１１ｃより下方に配置される。スプレーノズル６０，６１は、微細孔を有する管状部材であり、処理溶液を霧状にして処理空間１１ａ内に散布する。処理溶液は、臭気成分を吸着する成分を含む溶液である。例えば、炭化水素油である灯油、軽油等の吸着材が溶解された水である。スプレーノズル６０，６１から散布された処理溶液は、処理空間１１ａの下部に貯留される。なお、貯留された処理溶液は、液面計１４により液面が監視される。液面計１４の測定結果に基づいて、不要な処理溶液は配管１５から排出される。
【００２１】
スプレーノズル６０，６１には、水配管６３を介してダイヤフラムポンプ１３が接続されている。ダイヤフラムポンプ１３は、脱臭スクラバー１１の下部に貯留された処理溶液を、水配管６４を介して吸引し、スプレーノズル６０，６１へ供給する。すなわち、ダイヤフラムポンプ１３は、循環させた処理溶液をスプレーノズル６０，６１へ供給する。
【００２２】
ダイヤフラムポンプ１３には、エア配管５５を介して圧縮空気が供給される。圧縮空気がダイヤフラムポンプ１３の空気室へ供給されるとダイヤフラムが移動して、液室に圧力変動をもたらす。これにより、処理溶液の吸引と吐出とが行われ、スプレーノズル６０，６１へ処理溶液が供給される。なお、ダイヤフラムポンプ１３の吐出側には、流量計及び脈動防止用のアキュムレータが配置されてもよい。また、エア配管５５には、フィルター、レギュレータ及びルブリケータが配置されてもよい。
【００２３】
また、処理空間１１ａにおいて、スプレーノズル６０，６１よりも上方側には、デミスター６２が配置されており、上昇気流に伴って上昇した霧状の液滴が回収される。また、脱臭スクラバー１１の上端側には、配管１１ｄとボール弁とが設けられており、この配管１１ｄに設けられたボール弁を開とすることにより、脱臭スクラバー１１から系外へガスを放出可能に構成されている。配管１１ｄを備えることにより、後述するように脱臭スクラバー１１の単独運転が実現する。
【００２４】
また、ガス処理ユニット１０には、静電気対策としてアース１００が設置されている。接地抵抗としては、例えば１００Ω以下で使用される。このように構成することで、例えば、静電気を発生しやすい炭化水素油を処理溶液として利用することができる。また、フレキシブルダクト４０は、静電気対策としてアース付きダクトを採用してもよい。
【００２５】
以上、ガス処理ユニット１０は、圧縮空気を利用したエアーエジェクター１２を用いて脱臭スクラバー１１へガスが供給されるとともに、圧縮空気を利用したダイヤフラムポンプ１３によって脱臭スクラバー１１へ処理溶液が供給されて、脱臭処理がなされる。すなわち、電気を利用しないで送風及び給水を行うことができる。従って、火花等が発生することを回避することが可能となる。よって、防爆エリアであっても適切にガスを処理することができる。さらに、ガス処理ユニット１０の電源を確保するための仮設電源工事も不要となる。ガス処理ユニット１０によって脱臭されたガスは、フレキシブルダクト４１を介してガス処理ユニット２０へ供給される。なお、脱臭スクラバー１１は、処理溶液を噴霧するスプレータイプのスクラバーを例に説明したが、特に限定されるものではない。例えば、処理溶液を放出する多孔が形成されたトレイを内部に複数段配置したトレイタイプのスクラバー、又は、吸着材等を内部に充填した充填物タイプのスクラバーを使用してもよい。
【００２６】
次に、ガス処理ユニット２０の詳細構成を説明する。図６は、ガス処理ユニット２０の側面図である。図７は、ガス処理ユニット１０の平面図である。図１，６，７に示すように、ガス処理ユニット２０は、ベース盤２０ａ上に脱臭槽（処理本体部）２１及びエアーエジェクター（送風部）２２を備えている。脱臭槽２１は、円柱状を呈し、例えばステンレスで構成されている。脱臭槽２１は、処理対象のガスから臭気成分を除去するための処理空間２１ａを内部に画成している。脱臭槽２１の下部側には、処理空間２１ａへガスを導入する導入口２１ｂが設けられている。また、脱臭槽２１の上部側には、処理空間２１ａからガスを排気する排気口２１ｃを有する。ガス処理ユニット１０における脱臭スクラバー１１の排気口１１ｃと、ガス処理ユニット２０における脱臭槽２１の導入口２１ｂとがフレキシブルダクト４１を介して接続されている。すなわち、ガス処理ユニット１０から脱臭槽２１へ導入されたガスは、下から上に向けて処理空間２１ａ内を移動する。
【００２７】
エアーエジェクター２２は、脱臭槽２１とフレキシブルダクト４１との間に配置される。エアーエジェクター２２は、吸引口２２ｂ及び排出口２２ｃを有する筒状の本体部を備えている。吸引口２２ｂは、フレキシブルダクト４１に接続され、排出口２２ｃは、脱臭槽２１の導入口２１ｂに接続される。本体部には、圧縮空気の導入口２２ａが設けられており、エア配管５３が接続されている。これにより、圧縮空気がエア配管５２，５３を介して本体部へ供給され、本体部内部の圧力を低減させ、吸引口２２ｂから処理対象のガスを吸引し、排出口２２ｃから処理対象のガスを排出する。このように、エアーエジェクター２２は、圧縮空気を利用して、処理空間２１ａへガスを導入する。供給口２２ａ側には、圧縮空気を調整するバルブ１０５がエア配管５３に設けられており、当該バルブ１０５の下流側に供給圧力を測定する圧力計１０３が設けられている。圧力計１０３の指示値に基づいて、エアーエジェクター２２の駆動用圧縮空気の流量制御を行なってもよい。
【００２８】
脱臭槽２１の内部には、供給されたガスを攪拌させるための略円錐状の分散板２１ｄが設けられている。また、分散板２１ｄの上方には、臭気成分を吸着させる吸着材２１ｅが充填されている。ここではベンゼンを吸着させるためのシリカゲルが充填されている。また、脱臭槽２１の排気口２１ｃには、配管４２が接続されており、配管４２の端部には金属等からなる網状のアレスターが配置されている。
【００２９】
以上、ガス処理ユニット２０は、圧縮空気を利用したエアーエジェクター２２を用いて脱臭槽２１へガスが供給されて、脱臭処理がなされる。脱臭されたガスは、配管４２を介して系外へ放出される。すなわち、電気を利用しないで送風を行うことができる。従って、火花等が発生することを回避することが可能となる。よって、防爆エリアであっても適切にガスを処理することができる。さらに、ガス処理ユニット２０の電源を確保するための仮設電源工事も不要となる。
【００３０】
また、ガス処理ユニット２０には、静電気対策としてアース１０１が設置されている。接地抵抗としては、例えば１００Ω以下で使用される。また、フレキシブルダクト４１は、静電気対策としてアース付きダクトを採用してもよい。
【００３１】
上述した構成を有するガス処理システム１によって脱臭処理が適切に行われる。例えば、ベンゼンを貯留させたタンク３０を開放する際に、タンク３０にガス処理ユニット１０，２０を連結して運転することにより、ベンゼンを除去した空気を系外へ放出することができる。なお、脱臭槽２１の配管４２にベンゼン濃度を計測するセンサを備え、当該センサ値によってベンゼン濃度が所定値以下で一定となった場合には、脱臭作業を終了としてもよい。
【００３２】
上記実施形態では、ベンゼンを貯留したタンク３０を開放する際の脱臭処理を説明したが、他の原料が貯留されたタンクを開放する際の脱臭処理に用いられてもよい。例えば、原油が貯留されていた別のタンクを開放する際には、フレキシブルダクト４０をタンク３０から取り外して、当該タンクに接続し、ガス処理システム１を動作させればよい。この場合、脱臭スクラバー１１の配管１１ｄに設けられたボール弁を開とすることにより、脱臭スクラバー１１で処理した空気が系外へ排出される。このように、原油タンクを開放する際には、ボール弁を開とすることにより、ガス処理ユニット１０のみを単独で動作させて脱臭処理を行うことができる。また、脱臭成分によっては、ダイヤフラムポンプ１３へ圧縮空気を供給するエア配管５５の弁を閉とすることで、ガス処理ユニット２０のみを単独で動作させて脱臭処理を行うことも可能である。このように、ガス処理システム１では、脱臭スクラバー１１と脱臭層２１とを分離して構成し、連結運転及び単独運転可能に構成されている。さらに、脱臭スクラバー１１を分割可能に構成したり、図６に示すように脱臭槽２１の配管４２に吊り治具４２ｄを設けたりすることで、可搬性を向上させてもよい。
【００３３】
さらに、ガス処理システム１は、ガス処理ユニット同士を連結することができるので、３以上のガス処理ユニットを連結してもよいし、ガス処理ユニットを使用目的や用途に応じて用意して組み合わせてもよい。例えば、硫化水素等を脱臭するための酸化亜鉛や活性炭を充填材として有するガス処理ユニットを含んでガス処理システム１を構成してもよい。図８，９は、臭気成分を吸着させる吸着材９１ｅとして酸化亜鉛が充填されたガス処理ユニット９０を説明する概要図である。図８は、ガス処理ユニット９０の側面図である。図９は、ガス処理ユニット９０の平面図である。図８，９に示すように、ガス処理ユニット９０は、ベース盤９０ａ上に脱臭槽（処理本体部）９１及びエアーエジェクター（送風部）９２を備えている。脱臭槽９１は、円柱状を呈し、例えばステンレスで構成されている。脱臭槽９１は、処理対象のガスから臭気成分を除去するための処理空間９１ａを内部に画成している。脱臭槽９１の下部側には、処理空間９１ａへガスを導入する導入口９１ｂが設けられている。また、脱臭槽９１の上部側には、処理空間９１ａからガスを排気する排気口９１ｃを有する。すなわち、脱臭槽９１へ導入されたガスは、下から上に向けて処理空間９１ａ内を移動する。
【００３４】
エアーエジェクター９２は、吸引口９２ｂ及び排出口９２ｃを有する筒状の本体部を備えている。排出口９２ｃは、脱臭槽９１の導入口９１ｂに接続される。本体部には、圧縮空気の供給口が設けられており、エア配管が接続される。これにより、圧縮空気がエア配管を介して本体部へ供給され、本体部内部の圧力を低減させ、吸引口９２ｂから処理対象のガスを吸引し、排出口９２ｃから処理対象のガスを排出する。このように、エアーエジェクター９２は、圧縮空気を利用して、処理空間２１ａへガスを導入する。
【００３５】
脱臭槽９１の内部には、供給されたガスを攪拌させるための略円錐状の分散板９１ｄが設けられている。また、分散板９１ｄの上方には、臭気成分を吸着させる吸着材９１ｅが充填されている。ここでは硫化水素を吸着させるための酸化亜鉛が充填されている。また、脱臭槽９１の排気口９１ｃには、配管７２が接続されている。配管７２の端部に、金属等からなる網状のアレスターを配置してもよい。可搬性を向上させるべく吊り治具７２ｄを設けてもよい。
【００３６】
以上、ガス処理ユニット９０は、圧縮空気を利用したエアーエジェクター９２を用いて脱臭槽９１へガスが供給されて、脱臭処理がなされる。脱臭されたガスは、配管７２を介して系外へ放出される。上述したガス処理ユニット９０は、ガス処理ユニット１０の下流側へ連結してもよいし、単独でタンク等に連結してもよい。
【００３７】
また、上述したタンクの解放時以外においても、脱臭処理が必要な場合がある。例えば、製油所のシャットダウン作業時においては、タンクや装置内の可燃性流体を系外（例えばオイルキャッチャー等）へ排出してスチーミング作業を行う。この作業時に硫化水素が排出される。この場合、ガス処理ユニット１０，２０を連結したガス処理システム１を採用し、ガス処理ユニット２０のみを単独運転させて硫化水素を吸着させてもよいし、ガス処理ユニット２０のみを連結して運転することで硫化水素を吸着させてもよい。また、硫化水素の吸着には、活性炭を用いることも可能であり、好ましくは酸化亜鉛が用いられる。このため、酸化亜鉛が充填されたガス処理ユニット９０をガス処理システム１に含ませて単独運転させることで硫化水素を適切に吸着させてもよいし、ガス処理ユニット９０のみを連結して運転することで硫化水素を吸着させてもよい。
【００３８】
さらに、上述したガス処理システム１の弁、センサ類その他構成機器を制御部に接続し、制御部がセンサ類の出力値（指示値）に基づいてガス処理システム１の動作を制御してもよい。なお、制御部は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を備える通常のコンピュータとして構成される。
【符号の説明】
【００３９】
１…ガス処理システム、１０，２０，９０…ガス処理ユニット、１１…脱臭スクラバー（本体処理部）、１１ａ，２１ａ，９１ａ…処理空間、１１ｂ…導入口、１１ｃ…排気口、１２，２２，９２…エアーエジェクター（送風部）、１３…ダイヤフラムポンプ、６０，６１…スプレーノズル（散布部）。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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