JP2006234095A - フレアガス用ガスホルダ - Google Patents

Abstract

【課題】 フレアガスの漏洩を最小限に抑え、安全に長期間にわたってフレアガスを回収することを可能にしたフレアガス用ガスホルダを提供する。
【解決手段】 フレアガスを貯留するためのタンク１と、該タンク１内を昇降する可動蓋２と、タンク１と可動蓋２との間に介在する筒状のシール材４，５とを備えたガスホルダを構成する。シール材４，５をクロロプレン系ゴム、ブチル系ゴム及びエチレンプロピレン系ゴムよりなる群から選ばれた少なくとも１種のゴムで構成すると共に、シール材４，５の外側の表面にタンク深さ方向に延長する複数本の溝１４，１５を設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、フレアガスを貯留するためのガスホルダに関し、更に詳しくは、フレアガスの漏洩を最小限に抑え、安全に長期間にわたってフレアガスを回収することを可能にしたフレアガス用ガスホルダに関する。

石油精製設備で発生するガス（フレアガス）は一般に燃焼により消費されているが、大気汚染の原因になる等の問題を抱えている。そのため、フレアガスを回収し、資源として再利用することが検討されている。

ところで、ガスを回収して貯蔵する装置としてはウイギンスガスホルダ等が知られている。このようなガスホルダは、ガスを貯留するためのタンクと、該タンク内を昇降する可動蓋と、タンクと可動蓋との間に介在する筒状のシール材とを備えている。このシール材には可撓性と気密性とが要求され、例えば、製鉄所において発生する一酸化炭素や炭酸ガスを回収するためのガスホルダではゴム系のシール材が使用されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、フレアガスは、その成分構成が複雑であり、かつ硫化水素を含むことから、シール材に使用するゴム材質の選定が難しく、当該用途のガスホルダは実用化されていないのが現状である。また、フレアガス用ガスホルダの使用地域によっては砂等の異物がタンク内壁とシール材との間に入り込み、その異物の存在によりシール材が早期に摩耗してしまう可能性もある。
特開２００１−２７１９９４号公報

本発明の目的は、フレアガスの漏洩を最小限に抑え、安全に長期間にわたってフレアガスを回収することを可能にしたフレアガス用ガスホルダを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明のフレアガス用ガスホルダは、フレアガスを貯留するためのタンクと、該タンク内を昇降する可動蓋と、前記タンクと前記可動蓋との間に介在する筒状のシール材とを備えたガスホルダであって、前記シール材をクロロプレン系ゴム、ブチル系ゴム及びエチレンプロピレン系ゴムよりなる群から選ばれた少なくとも１種のゴムで構成すると共に、前記シール材の外側の表面にタンク深さ方向に延長する複数本の溝を設けたことを特徴とするものである。

本発明者は、硫化水素に富んだフレアガスを貯蔵するためのガスホルダーを実用化するために、シール材の構成材料について鋭意研究した結果、フレアガスを透過し難く、かつフレアガスとの接触による異常な膨潤や硬化等の劣化を起こさない材料を知見した。即ち、シール材の構成材料として、クロロプレン系ゴム、ブチル系ゴム又はエチレンプロピレン系ゴムを使用した場合、フレアガスを透過し難く、フレアガスとの接触による劣化を生じ難い。また、シール材の外側の表面にタンク深さ方向に延長する溝を設けることにより、砂等の異物がタンク内壁とシール材との間に入り込んだ場合、それら異物が溝内に取り込まれるので、異物によるシール材の早期摩耗を回避することができる。従って、フレアガスの漏洩を最小限に抑え、安全に長期間にわたってフレアガスを回収することが可能になる。

本発明において、シール材に設ける溝は、深さが０．５ｍｍ〜１．５ｍｍであり、幅が１．２５ｍｍ〜７．５ｍｍであり、間隔が５ｍｍ〜１５０ｍｍであることが好ましい。溝の寸法を上記の如く設定することにより、砂等の異物がより確実に溝内に取り込まれるようになり、シール材の早期摩耗を効果的に防止することができる。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１〜図４は本発明の実施形態からなるフレアガス用ガスホルダの要部を示し、図５はそのシール材を示すものである。図１〜図４に示すように、本実施形態のフレアガス用ガスホルダは、フレアガスを貯留するための円筒状のタンク１と、該タンク１内を昇降する平面視で円形の可動蓋２（ピストン）と、該可動蓋２と連動してタンク１内を昇降する円筒状の緩衝部材３（テレスコピングフェンダ）と、可動蓋２と緩衝部材３との間に連結された円筒状のシール材４と、緩衝部材３とタンク１との間に連結された円筒状のシール材５とを備えている。

可動蓋２の周縁部にはタンク上側に向けて突出する突起２ａが設けられている。一方、円筒状の緩衝部材３の上端部にはタンク中心側に向けて突出するフランジ３ａが設けられている。可動蓋２の突起２ａは、可動蓋２が上昇する際に緩衝部材３のフランジ３ａと当接するようになっている。

円筒状のシール材４は、軸方向の一端が可動蓋２の周縁部に装着され、その他端が緩衝部材３の下端部に装着されている。一方、円筒状のシール材５は、軸方向の一端が緩衝部材３の下端部に装着され、その他端がタンク１の内壁に装着されている。これらシール材４，５は、可動蓋２及び緩衝部材３の挙動に追従するように可撓性を有すると共に、タンク１と可動蓋２とで囲まれるガス貯留空間６を気密的に封止するものである。

シール材４，５は、繊維素材からなる基布をゴム材料で被覆した構造になっている。このゴム材料には、クロロプレン系ゴム、ブチル系ゴム又はエチレンプロピレン系ゴムが使用されている。クロロプレン系ゴムとしては、クロロプレンゴム（ＣＲ）を挙げることができる。ブチル系ゴムとしては、汎用ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｃｌ−ＩＩＲ，Ｂｒ−ＩＩＲ）、変性ブチルゴムを挙げることができる。エチレンプロピレン系ゴムとしては、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ，ＥＰＭ）を挙げることができる。勿論、上記ゴム成分には通常ゴム業界で使用される加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、充填剤等を適宜配合することができる。

図５に示すように、シール材４，５の外側の表面、即ち、ガス貯留空間６に露出する表面とは反対側の表面には、それぞれタンク深さ方向に延長する複数本の溝１４，１５が形成されている。これら溝１４，１５はタンク深さ方向に対して傾斜していても構わない。溝１４，１５は、深さが０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ、幅が１．２５ｍｍ〜７．５ｍｍ、間隔が５ｍｍ〜１５０ｍｍに設定されている。ここで、溝の間隔とは任意の溝の縁から隣の溝の縁までの距離であって、言い換えれば、溝間に形成される陸部の幅である。溝１４，１５の寸法が上記範囲から外れていると、シール材４，５に砂等の異物が飛散した際に、その異物を溝内に取り込み難くなる。

次に、上述したフレアガス用ホルダの動作について説明する。先ず、ガス貯留空間６内にフレアガスが全く充填されていない状態では、図１に示すように、可動蓋２及び緩衝部材３がタンク１の底部に位置している。フレアガスが回収されてガス貯留空間６内に送り込まれると、図２に示すように、可動蓋２がタンク１内で上昇し、可動蓋２の突起２ａが緩衝部材３のフランジ３ａに当接する。図３に示すように、ガス貯留空間６内に更にフレアガスが送り込まれると、緩衝部材３が可動蓋２と共にタンク１内で上昇する。そして、図４に示すように、緩衝部材３がタンク１の上部に当接すると、可動蓋２の上昇が規制され、ガス貯留空間６が最大容量となる。また、回収されたフレアガスを外部に放出する場合は、上記動作とは全く逆の動作となる。そのため、シール材４，５は可動蓋２や緩衝部材３の昇降に伴ってタンク１の内壁や緩衝部材３の内壁に対して擦れることになる。

上述したフレアガス用ガスホルダでは、シール材４，５の構成材料として、クロロプレン系ゴム、ブチル系ゴム又はエチレンプロピレン系ゴムを使用している。そのため、シール材４，５は、フレアガスを透過し難く、フレアガスとの接触による劣化を生じ難い。また、シール材４，５の外側の表面には、タンク深さ方向に延長する溝１４，１５が設けられているので、シール材４，５の外側に砂等の異物が飛散した場合、その異物が溝１４，１５内に落ち込み、或いは、取り込まれるので、異物によるシール材の早期摩耗を回避することができる。従って、フレアガスの漏洩を最小限に抑え、安全に長期間にわたってフレアガスを回収することが可能になる。

なお、上述した実施形態では可動蓋を円筒状の緩衝部材と共にタンク内に配設したガスホルダについて説明したが、本発明におけるガスホルダの構造は上記実施形態に限定されるものではなく、タンクと可動蓋との間に筒状のシール材を介在させたガスホルダであれば良い。

ガスホルダ用のシール材として、表１に示すように構成材料を種々異ならせた８種類のシール材Ａ〜Ｈを製作した。これらシール材Ａ〜Ｈを５０℃の条件でフレアガスに対して２１６０時間曝し、その試験前と試験後において破断伸び（％）及び硬さ(JIS-A) をそれぞれ測定し、試験前後の破断伸び保持率及び硬さ変化を求めた。その結果を表１に併せて示す。破断伸び保持率は、試験前の破断伸びに対する試験後の破断伸びの百分率（％）である。硬さ変化は、試験前の硬さに対する試験後の硬さの差であり、プラス値は試験後に硬くなったことを意味し、マイナス値は試験後に柔らかくなったことを意味する。破断伸び保持率が５０％以上、かつ、硬さ変化が±１０以内である場合、実用上問題なく使用できるレベルである。

この表１から判るように、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、塩素化ブチルゴム（Ｃｌ−ＩＩＲ）、臭素化ブチルゴム（Ｂｒ−ＩＩＲ）を構成材料とするシール材Ｄ〜Ｈは、フレアガスに対する耐性に優れたものである。

次に、シール材の構成材料をクロロプレンゴム（ＣＲ）とし、シール材の表面構造を種々異ならせた比較例１及び実施例１〜４のガスホルダをそれぞれ製作した。比較例１では、シール材の外側の表面を溝なしの平滑面とした。実施例１〜４では、シール材の外側の表面にタンク深さ方向に延長する複数本の溝を設け、溝の深さ、溝の幅及び溝の間隔を種々異ならせた。

これら比較例１及び実施例１〜４のガスホルダについて、フレアガスの充填と放出を繰り返し行った後、シール材の摩耗状況を目視により判定し、その結果を表２に示した。耐摩耗性の判定基準は以下の通りである。
◎：摩耗パターンが殆ど見られない。
○：摩耗パターンが若干見られる。
△：摩耗パターンがはっきりと確認できる。
×：摩耗パターンがはっきりと確認でき、摩耗量も多い。

この表２に示すように、実施例１〜４のガスホルダは、いずれも比較例１に比べて耐摩耗性が優れていた。特に、シール材に設ける溝の寸法を適正化した実施例４のガスホルダでは摩耗パターンが殆ど見られなかった。

本発明の実施形態からなるフレアガス用ガスホルダ（ガスを充填していない状態）の要部を示す縦断面図である。 本発明の実施形態からなるフレアガス用ガスホルダ（ガスを最大容量の約１／３まで充填した状態）の要部を示す縦断面図である。 本発明の実施形態からなるフレアガス用ガスホルダ（ガスを最大容量の約２／３まで充填した状態）の要部を示す縦断面図である。 本発明の実施形態からなるフレアガス用ガスホルダ（ガスを最大容量まで充填した状態）の要部を示す縦断面図である。 本発明の実施形態からなるフレアガス用ガスホルダに使用されるシール材を示す斜視図である。

符号の説明

１ タンク
２ 可動蓋
３ 緩衝部材
４，５ シール材
６ ガス貯留空間
１４，１５ 溝

Claims (2)

1. フレアガスを貯留するためのタンクと、該タンク内を昇降する可動蓋と、前記タンクと前記可動蓋との間に介在する筒状のシール材とを備えたガスホルダであって、前記シール材をクロロプレン系ゴム、ブチル系ゴム及びエチレンプロピレン系ゴムよりなる群から選ばれた少なくとも１種のゴムで構成すると共に、前記シール材の外側の表面にタンク深さ方向に延長する複数本の溝を設けたフレアガス用ガスホルダ。
2. 前記溝の深さが０．５ｍｍ〜１．５ｍｍであり、前記溝の幅が１．２５ｍｍ〜７．５ｍｍであり、前記溝の間隔が５ｍｍ〜１５０ｍｍである請求項１に記載のフレアガス用ガスホルダ。
   

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