(57)【要約】【課題】比重の異なる二種類の液体が上下に重なった二層液体の液面レベルが変動するプロセスにおいて、その界面レベルを連続的に検出することができる二層液体の界面検出方法および検出装置を提供する。【解決手段】比重γ１の第１液体２１と比重γ２の第２液体２２からなる二層液体が収納された槽１０において、槽１０の上部に液面２３のレベルを測定する液面レベル計３１を設置し、槽１０の下部に水頭圧力を測定する水頭圧力計３２を設置し、液面レベル計３１が測定した液面レベルｈ１と、水頭圧力計３２が測定した水頭圧力ΔＰに基づいて、界面レベル演算装置３３が下式により界面レベルｈ２を算出する。      ｈ２＝（ΔＰ−ｈ１×γ１）／（γ２−γ１）【選択図】図１
2009229333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
比重γ１の第１液体と比重γ２の第２液体が上下に重なった二層液体について、第１液体と第２液体との界面のレベルを検出する二層液体の界面レベル検出方法であって、二層液体の液面のレベルを測定する液面レベル測定手段と、二層液体の水頭圧力を測定する水頭圧力測定手段を設置し、液面レベル測定手段により測定した二層液体の液面レベルｈ１と、水頭圧力測定手段により測定した二層液体の水頭圧力ΔＰとから、下式に基づいて界面レベルｈ２を算出することを特徴とする二層液体の界面レベル検出方法。
ｈ２＝（ΔＰ−ｈ１×γ１）／（γ２−γ１）
【請求項２】
比重γ１の第１液体と比重γ２の第２液体が上下に重なった二層液体について、第１液体と第２液体との界面のレベルを検出する二層液体の界面レベル検出装置であって、二層液体の液面のレベルを測定する液面レベル測定手段と、二層液体の水頭圧力を測定する水頭圧力測定手段と、液面レベル測定手段と水頭圧力測定手段の測定結果から界面レベルを算出する界面レベル演算手段とを備えたことを特徴とする二層液体の界面レベル検出装置。
【請求項３】
界面レベル演算手段は、液面レベル測定手段が測定した二層液体の液面レベルｈ１と、水頭圧力測定手段が測定した二層液体の水頭圧力ΔＰとから、下式に基づいて界面レベルｈ２を算出することを特徴とする請求項２に記載の二層液体の界面レベル検出装置。
ｈ２＝（ΔＰ−ｈ１×γ１）／（γ２−γ１）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、比重の異なる二種類の液体が上下に重なった二層液体の界面レベルの検出方法および検出装置に関し、特に、液面レベル変動プロセスにおける二層液体の界面レベルの検出方法および検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
比重の異なる二種類の液体が上下に重なった二層液体を取り扱う場合には、二種類の液体が接する境界面（界面）の高さ位置（レベル）を検出することが必要となることがある。
【０００３】
二層液体の界面レベルを検出する方法として、液面レベルが一定の二層液体については、例えば非特許文献１に記載されているように、二層液体の水頭圧力（二層液体の液面と底面の差圧）を測定して、その測定値と各液体の比重から界面レベルを検出する方法が知られている。
【０００４】
しかし、例えば、バイオマス発電プラントにおいて、軽質タールと重質タールが混在した混在タールを比重分離槽で分離して、重質タールを排出するプロセスのように、液体の流入・排出によって二層液体の液面レベルが変動するプロセスに対しては、液面レベルが一定であることを前提にしている非特許文献１の方法は適用することができない。
【０００５】
従来、このような液面レベル変動プロセスに対しては、複数の静電容量式レベル計を設置し、界面レベルを離散的に測定する方式が用いられていた。
【０００６】
しかし、この方法は、界面レベルを連続的に測定するものではないので、プロセス制御を行う上で種々の問題を生じていた。
【０００７】
例えば、上記のような、混在タールを軽質タールと重質タールに比重分離して、重質タールを排出するプロセスにおいては、重質タール排出のタイミングを図るのが難しいとか、排出レベルの変更が難しいといった問題が生じていた。
【非特許文献１】プロセス計装制御技術協会編  「ＩＰＣ計算ハンドブック」、１９９７年３月３１日発行、２．２−８頁〜２．２−９頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、比重の異なる二種類の液体が上下に重なった二層液体の液面レベルが変動するプロセスにおいて、その界面レベルを連続的に検出することができる二層液体の界面検出方法および検出装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。
【００１０】
［１］比重γ１の第１液体と比重γ２の第２液体が上下に重なった二層液体について、第１液体と第２液体との界面のレベルを検出する二層液体の界面レベル検出方法であって、二層液体の液面のレベルを測定する液面レベル測定手段と、二層液体の水頭圧力を測定する水頭圧力測定手段を設置し、液面レベル測定手段により測定した二層液体の液面レベルｈ１と、水頭圧力測定手段により測定した二層液体の水頭圧力ΔＰとから、下式に基づいて界面レベルｈ２を算出することを特徴とする二層液体の界面レベル検出方法。
ｈ２＝（ΔＰ−ｈ１×γ１）／（γ２−γ１）
【００１１】
［２］比重γ１の第１液体と比重γ２の第２液体が上下に重なった二層液体について、第１液体と第２液体との界面のレベルを検出する二層液体の界面レベル検出装置であって、二層液体の液面のレベルを測定する液面レベル測定手段と、二層液体の水頭圧力を測定する水頭圧力測定手段と、液面レベル測定手段と水頭圧力測定手段の測定結果から界面レベルを算出する界面レベル演算手段とを備えたことを特徴とする二層液体の界面レベル検出装置。
【００１２】
［３］界面レベル演算手段は、液面レベル測定手段が測定した二層液体の液面レベルｈ１と、水頭圧力測定手段が測定した二層液体の水頭圧力ΔＰとから、下式に基づいて界面レベルｈ２を算出することを特徴とする前記［１］に記載の二層液体の界面レベル検出装置。
ｈ２＝（ΔＰ−ｈ１×γ１）／（γ２−γ１）
【発明の効果】
【００１３】
本発明によって、二種類の液体が上下に重なった二層液体の液面レベルが変動するプロセスにおいて、その界面レベルを連続的に検出することが可能になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１に示すように、本発明の一実施形態においては、槽１０内に、上層の第１液体２１と下層の第２液体２２からなる二層液体が収納されており、第１液体２１と第２液体２２の界面２４のレベルを検出するために、槽１０の上部に二層液体の液面２３のレベルを測定する液面レベル計（例えば、超音波レベル計）３１を設置し、槽１０の下部に二層液体の水頭圧力を測定する水頭圧力計（例えば、差圧計）３２を設置している。
【００１６】
そして、液面レベル計３１が測定した二層液体の液面レベルｈ１と、水頭圧力計３２が測定した二層液体の水頭圧力ΔＰとに基づいて、界面レベル演算装置３３が以下のロジックにより界面レベルｈ２を算出する。
【００１７】
いま、第１液体２１の比重をγ１、第２液体２２の比重をγ２とすると、
ΔＰ＝（ｈ１−ｈ２）×γ１＋ｈ２×γ２
の関係が成り立つので、
ΔＰ＝ｈ１×γ１＋ｈ２×（γ２−γ１）
ｈ２＝（ΔＰ−ｈ１×γ１）／（γ２−γ１）      ・・・（１）
となり、界面レベルｈ２を（１）式より求めることができる。
【００１８】
ここで、液面レベルが変動する場合でも、液面レベルｈ１と水頭圧力ΔＰは、液面レベル計３１と水頭圧力計３２によって連続的に測定することが可能であるので、界面レベルｈ２を連続的に検出することができる。
【００１９】
以下に、前述したような、バイオマス発電プラントにおいて、軽質タールと重質タールが混在した混在タールを比重分離槽で比重分離して重質タールを排出するという液面変動プロセスに対して、この実施形態を適用した場合について述べる。
【００２０】
図２に示すように、この重質タール分離・排出プロセスでは、軽質タールと重質タールが混在した混在タール５０が混在タール槽３９に投入され、混在タール槽３９から混在タール５０が混在タール移送ポンプ４３によって比重分離槽４０に送られ、比重分離槽４０内で軽質タール５１と重質タール５２に比重分離される。そして、比重分離された軽質タール５１は軽質タール移送ポンプ４４によって軽質タール槽４１に移送され、比重分離された重質タール５２は重質タール排出ポンプ４５によって重質タール槽４２に排出されるようになっている。なお、混在タール槽３９から比重分離槽４０への混在タール５０の移送は間欠的に行なわれており、混在タール移送ポンプ４３は、混在タール槽３９の液面レベルがＭＨで運転を開始し、液面レベルがＭＬになったら停止するようになっている（ＭＨ＞ＭＬ）。
【００２１】
その上で、ここでは、上記の実施形態に基づいて、比重分離槽４０の上部に液面５３のレベルを測定する液面レベル計６１を設置し、比重分離槽４０の下部に水頭圧力を測定する水頭圧力計６２を設置し、それらの測定値と前述（１）式により検出された液面レベルｈ１と界面レベルｈ２によって、軽質タール移送ポンプ４４と重質タール排出ポンプ４５の運転を制御するようにしている。
【００２２】
例えば、軽質タール移送ポンプ４４は、ｈ１−ｈ２＞１０００ｍｍとなれば運転を開始し、ｈ１−ｈ２＜５００ｍｍとなったら停止する。また、重質タール移送ポンプ４５は、ｈ２＞１５００ｍｍとなれば運転を開始し、ｈ２＜２００ｍｍとなったら停止する。
【００２３】
このようにして、バイオマス発電プラントにおける重質タール分離・排出プロセスを適切に制御できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態の説明図である。
【図２】本発明の一実施形態を重質タール分離・排出プロセスに適用した場合の説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０  槽
２１  第１液体
２２  第２液体
２３  液面
２４  界面
３１  液面レベル計
３２  水頭圧力計
３３  界面レベル演算装置
３９  混在タール槽
４０  比重分離槽
４１  軽質タール槽
４２  重質タール槽
４３  混在タール移送ポンプ
４４  軽質タール移送ポンプ
４５  重質タール排出ポンプ
５０  混在タール
５１  軽質タール
５２  重質タール
５３  液面
５４  界面
６１  液面レベル計
６２  水頭圧力計
【図１】
2009229333.tif 000003
【図２】
2009229333.tif 000004