JP2010023035A - 燃焼設備を清掃するための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ブラスチング技術によって、いわゆる稼働中に、容器および燃焼設備内の汚れによる汚染、またはケーキングまたはスラグの堆積を清掃することができる方法および装置を提供する。
【解決手段】 爆発性気体混合物が、汚れによる汚染部分、またはケーキングまたはスラグの堆積の付近で爆轟するようにされる。
【選択図】図1
【解決手段】 爆発性気体混合物が、汚れによる汚染部分、またはケーキングまたはスラグの堆積の付近で爆轟するようにされる。
【選択図】図1
Description
この発明は、汚れ(dirt)またはスラグもしくは灰に汚染された容器を清掃するための方法および装置に関する。特に、それは、独立請求項の前提部分の記載に従った、いわゆる、燃焼設備の稼働中のブラストクリーニングのための方法および装置に関する。
たとえば、廃棄物焼却場または石炭火力ボイラーの加熱面は、一般に、汚れにひどく汚染されやすい。これらの種類の汚れは、通常、無機組成を有し、通例、壁上での灰粒子の堆積によって生成される。高い煙道ガス温度のゾーン内の領域は、たいていの場合、非常に硬い。なぜならば、それらは、融解または溶融された形で壁に貼りついたままとどまるか、または、これらがより冷たいボイラー壁上で凝固するとき、より低い温度で溶融または凝縮する物質によって、壁上に貼り付けられるためである。公知の清掃方法では、この種の被覆は、困難を伴いながら不十分にしか除去され得ない。これは、ボイラーが定期的にオフにされ、冷却され、手作業またはサンドブラスチングのいずれかによって清掃されなければならないという結果につながる。この種のボイラーは、多くの場合、非常に大きな寸法を有するため、この目的のためには、炉内に足場を設置することが頻繁に必要とされる。これにより、数日または数週間続く作業の中断が追加的に必要とされ、これ以外にも、かなりの粉塵および汚れが出るため、清掃員にとっては、非常に不快であり、有害である。設備作業の中断という、通例避けがたい付随の現象は、大きな温度変化の結果として、容器の材料自体にダメージを与える。清掃および修繕費に加えて、生産または収入の損失による非活動状態での設備コストが、重要な全コスト要因を示す。
従来の清掃方法は、たとえば、ボイラービーティング(boiler beating)であり、スチームジェットクリーナ、水噴射ブロアー/煤吹き、およびショットピーニングを用いることである。
冷却されたボイラーおよび依然として動作中の熱いボイラーが、爆破装置の導入および点火によって清掃される、清掃方法が公知である。文書EP 1 067 349に記載される方法では、冷却された爆破装置が、冷却されたランスによって、汚れのついた加熱面付近にまで導かれ、爆破装置が点火される。加熱面上のケーキング(caking)は、爆轟の力によって、および衝撃波によって生成される壁の振動によって、除去される。この方法を用いることにより、清掃時間が、従来の清掃方法と比較して、大幅に減じられ得る。必要な安全策をとると、稼働中に、つまり、燃焼炉の動作中に、または、容器が依然として熱い状態にあるときに、清掃が行なわれ得る。この方法では、数時間のうちにボイラーを清掃できるが、従来の清掃方法では、このために何日も必要とされるであろう。
EP 1 067 349に記載される方法の不利な点は、爆発物が必要とされることである。爆発性材料の高いコストのほかに、たとえば、爆発性材料の保管中の事故を防止するために、複雑な安全策がとられなければならない。加えて、爆発性材料の予定よりも早い爆轟を防ぐために、熱い容器への爆発性材料の導入は、絶対的に信頼性があり、かつ効率的な冷却システムを必要とする。
この発明の目的は、汚れまたはスラグに汚染された燃焼設備または容器を清掃するための方法および装置であって、これにより、清掃作業中に設備を停止しなくてもよくなり、設備が短時間で再び清潔な状態になり、特に、清掃プロセス中に設備の構成要素および作業員が危険にさらされることが最小限になる、方法および装置を作ることである。
この目的は、請求項内で規定されるような、この発明によって達成される。
ここに開示される清掃方法は、個別でも爆発性があるか、または、好ましくは、混合物としてのみ爆発性をもつ、気体、液体、および/または粉状の材料または成分を、清掃されるべき物体の付近にまで導いて、その後、爆轟する少なくとも部分的に気体の爆発性混合物を得ることに基づく。
人々の保護のため、早すぎる爆発の危険性を可能な限り取除くことができるように、材料は、別々に保管され、取扱われるべきである。これは、この発明に従った清掃方法を用いることによって可能となる。なぜならば、爆発性材料または爆発性混合物は、それが用いられるべき容器の場所で、または容器の場所付近で、生成可能であるためである。これによって、人間および物体の安全性が高められる。この発明に従った清掃装置では、装置の導入および位置決めプロセス中には、爆発性材料または成分は、存在せず、したがって、行き渡った熱にさらされることはない。
この発明に従った清掃プロセスは、特に、石炭、廃棄物、下水汚泥、または有害な廃棄材料の燃焼によって生成される、ケーキングの傾向がある粘着性のフライアッシュを備えた燃焼設備に特に好適である。これは、特に、燃焼設備の蒸気発生器の分野に適用可能である。しかしながら、この清掃プロセスは、たとえば、セメント業界のサイロ、製紙工場、および煙道ガス清掃設備内等の、硬い汚れの堆積がある他の設備内での汚れの除去に適用されてもよい。ブラストクリーニングは、設備の操業中、つまり、稼働中に、または容器が依然として熱いときに、実行可能であり、非常に意図されたようにかつ正確に適用され得る。結果として、設備の休止時間のコストが減じられ、容器部分または設備の構成要素が、いずれかの負担を不必要に受けることがなくなる。設備の作業員に対する危険性も最小限にされる。これは、特に、熱い環境内での混合物または少なくとも部分的に気体の爆発性成分の非常に短い滞留時間の結果による。
この発明に従った清掃方法の好ましい実施例では、液体または気体の形の燃料、たとえば、アセチレン、エチレン、メタン、エタン、プロパン、ペトロール(ガソリン)、油等、および酸化剤、たとえば、酸素が、清掃されるべき表面の付近に導かれる。そこで、成分が混合され、後に、点火される。爆轟力と、衝撃波によって振動させられる面、たとえば、容器またはパイプの壁とによって、壁上のケーキングが破壊され、これにより、表面が清掃される。成分は、この発明に従った装置内で混合され得る。
清掃に必要な爆発力および、これとともに用いられる材料の量は、汚れによる汚染の種類および汚れた容器のサイズに左右される。適用量および爆発力は、設備に対するダメージが生じない様態で、選択可能であり、選択される。たとえば、効果的な清掃に必要な、アセチレンおよび酸素の混合気体量は、1爆発当たり5リットルから30リットルの間にある。気体の最適混合比は、気体の化学量論から計算され得、アセチレンおよび酸素の場合には、それは、1:3となる。酸素およびアセチレンの爆発性気体混合物の場合には、たとえば、約100リットルの全気体体積では、比率は、3.5:1である。用いられる成分の最適適用量の可能性によって、一方では、清掃コストが減じられ、他方では、設備および人間に対する危険およびダメージリスクも減じられる。
好ましくは、パイプ状の装置、たとえば、ランス(lance)が、設備または容器に導入さ
れ、清掃されるべき場所の付近に導かれる。この装置によって、装置の位置決め後に、成分が、設備または容器内に導入され得る。稼働中の清掃作業の場合、清掃されるべき容器、たとえば、煙道ガスは、最大1000℃の熱さであり得る。このことは、早すぎる爆発を防止するためには、清掃に用いられる材料、たとえば、気体および燃料は、たとえば、熱放射によって加熱され得るよりも迅速に所望の場所に運ばれるべきであることを示す。パイプは、好ましくは、断熱され、および/または、冷却される。これは、断熱材から構成されるパイプによって、または、パイプに取付けられているか、またはパイプに通される冷却システムによって、達成され得る。清掃のために用いられる材料および/またはパイプのための冷却部は、外部から、それぞれ清掃装置または成分もしくは爆発性気体混合物に冷却材を連続的に供給しなくても機能できるように、好ましくは設計される。したがって、パイプまたはランスには、たとえば、気体成分のための接続部が設けられていればよく、したがって、それらは、より簡潔に設計され得る。この種の清掃装置は、たとえば、清掃されるべき物体付近の給水コネクションにも左右されない。冷却のために、たとえば、水等の冷却材がランス用の断熱材として用いられる場合、この目的のために、コネクションがランスに取付けられなければならない。清掃作業のためにランスを実際に用いる前に、所望であれば、必要とされたいずれかのホースを除去することもできる。冷却材を流すことによって、位置決めされた状態でのランスを冷却する必要があるならば、これは、好ましくは、熱い容器へと直接流れるように冷却材をランスに通すことによって、実行される。しかしながら、冷却装置は、冷却材が再び装置内に戻ってくるようにも設計され得る。
れ、清掃されるべき場所の付近に導かれる。この装置によって、装置の位置決め後に、成分が、設備または容器内に導入され得る。稼働中の清掃作業の場合、清掃されるべき容器、たとえば、煙道ガスは、最大1000℃の熱さであり得る。このことは、早すぎる爆発を防止するためには、清掃に用いられる材料、たとえば、気体および燃料は、たとえば、熱放射によって加熱され得るよりも迅速に所望の場所に運ばれるべきであることを示す。パイプは、好ましくは、断熱され、および/または、冷却される。これは、断熱材から構成されるパイプによって、または、パイプに取付けられているか、またはパイプに通される冷却システムによって、達成され得る。清掃のために用いられる材料および/またはパイプのための冷却部は、外部から、それぞれ清掃装置または成分もしくは爆発性気体混合物に冷却材を連続的に供給しなくても機能できるように、好ましくは設計される。したがって、パイプまたはランスには、たとえば、気体成分のための接続部が設けられていればよく、したがって、それらは、より簡潔に設計され得る。この種の清掃装置は、たとえば、清掃されるべき物体付近の給水コネクションにも左右されない。冷却のために、たとえば、水等の冷却材がランス用の断熱材として用いられる場合、この目的のために、コネクションがランスに取付けられなければならない。清掃作業のためにランスを実際に用いる前に、所望であれば、必要とされたいずれかのホースを除去することもできる。冷却材を流すことによって、位置決めされた状態でのランスを冷却する必要があるならば、これは、好ましくは、熱い容器へと直接流れるように冷却材をランスに通すことによって、実行される。しかしながら、冷却装置は、冷却材が再び装置内に戻ってくるようにも設計され得る。
予定よりも早い爆発の可能性を完全に排除するために、爆発物、少なくとも部分的に気体の混合物は、好ましくは、爆発が起こるべき場所でしか生成されない。これは、たとえば、清掃されるべき容器自体の中で可燃性ガスおよび酸化剤を混合することによって、実現される。しかしながら、供給ラインの一部、たとえば、ランス内で、個別の成分を既にまとめておくこともできる。この結果として、個別の成分の完全な混合が、清掃されるべき場所のすぐ前で既に開始される。必要な安全策をとると、爆発性の気体または気体混合物を直接、設備または容器に導入することもできる。この変形例でも、爆発性材料または混合物の早すぎる爆発の危険性が最小になる。なぜならば、装置の導入、および、場合によって必要とされるその位置決めも、予め、したがって、いずれの爆発性材料も存在しない状態で、実行可能であるためである。気体材料の代わりに、液体または粉末の形の1つ以上の材料、たとえば、燃料を用いる場合、これらは、好適なポンプ装置によって、たとえば、パイプ状の装置を通して、清掃されるべき場所にまで送られ、液体または粉末の形の材料は、好ましくは、霧状にされるか、または霧化される。これは、たとえば、圧力または気体霧化によって、たとえば、清掃作業で用いられる気体を使用することによって、実現され得る。
気体または気体混合物、場合によっては液体材料の供給は、好ましくは、圧力容器によって行なわれる。予め、正確に供給された量の気体または液体が、たとえば、商業的に入手可能な気体シリンダからの制御された充填によって、これらの圧力容器に導入され得る。別々の圧力容器を用いることによって、量、および、これとともにこれらの容器内の充填圧力が、非常に簡素な様態で所望の爆発力に適合され得るという利点が提供される。加えて、圧力下で気体または液体を導入することによって、熱い環境内での成分の滞留時間が、非常に短く維持され得る。
たとえば、周囲空気または煙道ガスによる、気体、気体混合物、および、粉末または液体の形の材料の希釈を防止するために、材料は、好ましくは、たとえば、好適な薄い壁のコンテナによって、清掃されるべき場所の付近で保持される。これは、たとえば、個々の
気体または燃料をパイプ状の装置またはランスに別々に通すことによって、清掃されるべき表面付近でのみ爆発性混合物が生成される場合に、特に有利である。この種の容器は、とりわけ、特に、完全な混合の前の気体の希釈を防止するために働き、必要であれば、それらの冷却のためにも働く。好適な薄い壁のコンテナの例は、膨張する薄い壁の風船状のコンテナ、または、たとえば、袋状の覆いまたは袋等の、可撓性があり、弾性の薄い壁のコンテナである。薄い壁のコンテナは、好ましくは、パイプの一端、たとえば、ランスの前端に取付けられ、気体自体によって膨張させられる。薄い壁のコンテナが予定よりも早く爆発することを防止するために、それは、対流または放射の結果として加熱されるよりも迅速に膨張されるべきであり、および/または、それは、冷却されるべきである。好ましくは、薄い壁のコンテナは、それらに導入される成分の全体積よりも大きな体積を有する。一方では、これは、たとえば、弾性の風船状のコンテナの破裂による薄い壁のコンテナの時期尚早な破壊を防止する。他方で、たとえば、袋状のプラスチックまたは紙の覆い等の非膨張性材料から構成されるコンテナの場合には、コンテナ内に環境に対する超過圧力が存在することがなくなる。これにより、透過性材料の場合の気体の流出、または、たとえば、火花または鋭利な物体によって薄い壁のコンテナに穿孔がつくられ得る場合の気体の流出が防止または最小限にされる。
気体または燃料をパイプ状の装置またはランスに別々に通すことによって、清掃されるべき表面付近でのみ爆発性混合物が生成される場合に、特に有利である。この種の容器は、とりわけ、特に、完全な混合の前の気体の希釈を防止するために働き、必要であれば、それらの冷却のためにも働く。好適な薄い壁のコンテナの例は、膨張する薄い壁の風船状のコンテナ、または、たとえば、袋状の覆いまたは袋等の、可撓性があり、弾性の薄い壁のコンテナである。薄い壁のコンテナは、好ましくは、パイプの一端、たとえば、ランスの前端に取付けられ、気体自体によって膨張させられる。薄い壁のコンテナが予定よりも早く爆発することを防止するために、それは、対流または放射の結果として加熱されるよりも迅速に膨張されるべきであり、および/または、それは、冷却されるべきである。好ましくは、薄い壁のコンテナは、それらに導入される成分の全体積よりも大きな体積を有する。一方では、これは、たとえば、弾性の風船状のコンテナの破裂による薄い壁のコンテナの時期尚早な破壊を防止する。他方で、たとえば、袋状のプラスチックまたは紙の覆い等の非膨張性材料から構成されるコンテナの場合には、コンテナ内に環境に対する超過圧力が存在することがなくなる。これにより、透過性材料の場合の気体の流出、または、たとえば、火花または鋭利な物体によって薄い壁のコンテナに穿孔がつくられ得る場合の気体の流出が防止または最小限にされる。
ランスの前端の冷却または薄い壁のコンテナの冷却は、好ましくは、受動的な冷却方法によって実現される。爆発性気体混合物の受動的な冷却の事例では、清掃装置の導入状態では、追加的な冷却手段が外部から爆発性混合物へともたらされることはない。清掃装置の一般的な構造的簡素化に加えて、これは、爆発に必要な材料のための供給ラインが、比較的容易に、存在し得るランス冷却システムから離されたままにされ得るという利点も有する。受動的なランス冷却システムと組合せられる場合、完全な清掃プロセスは、その場で利用可能なインフラストラクチャから本質的に独立したままにされ得る。
薄い壁のコンテナ、したがって、そこに含まれる材料は、断熱性の保護性覆いによって、または、既に冷却材を含んでいる保護性の覆いによって、望ましくないほど高く加熱されることから保護され得る。後者の種類の保護性の覆いの例は、非常に簡素な様態で設計され得、熱い設備に導入される前に、冷却材、好ましくは、水に浸される、たとえば、可能な限り吸収性のある材料、たとえば、クレープまたはスポンジ状の材料を含み得る。しかしながら、冷却材を吸収または保持する材料から薄い壁のコンテナ自体を製造することもできる。
好適な冷却材によって、たとえば、水、空気、または両方の媒質の混合物を薄い壁のコンテナに吹き付けることによって、薄い壁のコンテナを冷却することもできることは言うまでもない。その膨張中に、薄い壁のコンテナに水滴または異なる冷却材を注入することも可能であって、その表面は、内側から冷却される。これは、たとえば、清掃作業のために用いられる液体または気体成分の導入と組合され得る。
薄い壁のコンテナを保護するためのさらに好ましい可能性は、好適な保護装置内で薄い壁のコンテナを清掃されるべき容器内に導入することを含む。これは、たとえば、清掃装置に取付けられる保護装置、たとえば、ランスおよびランスのまわりに取付けられる保護性の鐘状部分または漏斗によって、実現される。薄い壁のコンテナは、膨張していない状態で保護装置内に保管され得る。保護装置は、薄い壁のコンテナに対して、それが膨張されるとすぐに実質的に自由に膨張できる可能性を提供する様態で、設計される。これは、たとえば、開口された保護装置によって、または、力または圧力によって開口するものによって、実現され得る。コンテナ側、つまり、ランスの前端部に構成される保護装置の開口部には、カバーが設けられ得る。この種のカバーは、好ましくは、薄い壁を有し、容易に開かれ、または取外され、それは、膨張する薄い壁のコンテナによって、保護装置から分離され得る。カバーは、好ましくは、冷却材に浸され得る材料、たとえば、1枚の紙、
ジュート等から構成される。カバーの構造次第では、完全な保護装置は、それによって囲まれる場合もある。これにより、薄い壁のコンテナおよび保護装置は、同時に保護、たとえば、冷却される。
ジュート等から構成される。カバーの構造次第では、完全な保護装置は、それによって囲まれる場合もある。これにより、薄い壁のコンテナおよび保護装置は、同時に保護、たとえば、冷却される。
好ましい実施例では、間接的で受動的な冷却システムが、薄い壁のコンテナとランスとの両方のために用いられ、これは、上で既に述べられた理由のためである。爆発性混合物およびランスのための受動的な冷却は、清掃プロセス自体の最中に、つまり、ランスが導入された状態にあるときに能動的に外部から導入される冷却材からは独立している。受動的なランス冷却は、好ましくは、気体および/または液体を伝えるパイプのまわりに好適な材料を適用することによって、好適な材料からパイプまたは供給ラインを製造することによって、行なわれる。これらは、たとえば、断熱性で、実質的に耐熱性の材料または材料構成、および/または、冷却材を吸収できる材料である。後者の種類の例は、用いられる前に水または他の冷却材に浸される、紙、脱脂綿、または布地等の吸収性のある材料である。冷却層に対する損傷から保護するために、外側の保護層が取付けられてもよい。吸収性のある紙の事例では、これは、布地によるシンプルな包帯であり得る。しかしながら、たとえば、第2の金属パイプまたはウェブもしくはメタルスクリーンから構成されるより永久的な保護層を適用することもできる。冷却材を吸収する材料は、必要なときに、それらを再び放出でき、行われる蒸発冷却の結果として、パイプまたは薄い壁のコンテナを冷却できる。受動的な冷却システムは、中空スペースまたは孔内の冷却材を吸収することのできる、たとえば、密度の高い金属箔またはセラミクスであり得る。受動的な冷却システムを熱吸収材料から構成することも考えられ得る。この種の材料は、熱を先に伝える代わりに、熱を吸収し、それを蓄える。この例は、好適に選ばれた温度範囲内で、通例、固体から液体へと相変化する材料(いわゆる、「相変化材料」(PCM))である。断熱ランス冷却システムのさらなる例は、断熱材料で充填され得る二重パイプである。
必要であれば、最も多様な冷却方法および保護装置が、組合されてもよく、それらなしで済まされてもよく、または補われてもよい。
薄い壁のコンテナまたは保護性の覆いが存在する場合または存在しない場合での、爆発性気体混合物または液体/気体混合物の点火は、先行技術で公知の手段によって実行される。好ましくは、これは、対応して取付けられる点火手段および点火装置の助けを用いての花火点火、補助的な炎、または電気的に生じさせられる火花点火によって、実現される。点火手段は、好ましくは、ランスの端部のうちの一方の領域に、パイプ自体に、または薄い壁のコンテナに取付けられる。点火装置の作動、ガスの流入シーケンス、および/または液体成分の導入は、好ましくは、制御システムによって行なわれる。
好ましい実施例における熱い容器内でのブラスト動作シーケンスは、以下のように行なわれる。
− 対応する弁の作動により、気体圧力容器は、圧力気体シリンダからの、必要とされる気体量および圧力、対応する気体、たとえば、アセチレンまたはエタンおよび酸素で充填される。
− パイプの一端では、(たとえば、プラスチック材料、風船または袋状の覆い、またはバッグ/袋から構成される)薄い壁のコンテナが、取付けられ、たとえば、差し込まれ、留められ、または粘着テープで接着され、および/または、折り畳まれた状態で保護装置内に収容される。
− 必要ならば、ヘッド冷却が開始され、たとえば、保護性の覆い(断熱および/または冷却)が、取付けられ、または、冷却材で浸され、および/または冷却が気体とともに
開始される。
開始される。
− ランスが、たとえば、アクセス開口部を通して、清掃されるべき容器に外側から導入されて、薄い壁のコンテナを含むパイプの端部が、清掃されるべき表面の前に置かれる。
− 気体圧力容器の弁が開くことによって、薄い壁のコンテナが気体混合物で充填される。
− 点火装置が作動し、爆発が起こる。
この発明に従った、ブラストクリーニングプロセスの上述のシーケンスの個々のステップは、中間ステップで補われてもよく、および/または、自動化されてもよい。たとえば、爆発プロセスの開始は、安全メカニズムと結び付けられ得る。好ましくは、これらは、圧力容器から薄い壁のコンテナへの、または、一般に、清掃されるべき容器への気体の供給を開始し、たとえば、点火手段の作動によって実際の爆発が起こる前に、この接続を中断する。これによって、たとえば、供給ラインへのブローバックまたは制御されない爆轟が防止される。加えて、清掃プロセスは、装置の清掃ステップも含み得る。これは、たとえば、爆発後にランスまたは個々のパイプに圧縮空気を吹込むことによって、実現される。
この発明に従った、ブラストクリーニングプロセスの上述のシーケンスの個々のステップは、中間ステップで補われてもよく、および/または、自動化されてもよい。たとえば、爆発プロセスの開始は、安全メカニズムと結び付けられ得る。好ましくは、これらは、圧力容器から薄い壁のコンテナへの、または、一般に、清掃されるべき容器への気体の供給を開始し、たとえば、点火手段の作動によって実際の爆発が起こる前に、この接続を中断する。これによって、たとえば、供給ラインへのブローバックまたは制御されない爆轟が防止される。加えて、清掃プロセスは、装置の清掃ステップも含み得る。これは、たとえば、爆発後にランスまたは個々のパイプに圧縮空気を吹込むことによって、実現される。
以下で、ケークになった、およびスラグで汚染された容器のための、この発明に従った清掃方法のための装置の実施例が、例示的で、かつ概略的に示された図を基にして、より詳細に説明される。
図1では、この発明に従った清掃プロセスを実行するための装置10が例示される。装置10は、パイプ状の供給ライン1および2を含み、これらを通して、好ましくは、これらの位置決め後、異なる気体、たとえば、酸素3およびエタン4、また、液体燃料または酸化剤が、清掃されるべき壁5の付近に導かれる。汚れ6による壁の汚染区域における気体3および4および/または液体によって、爆発性混合物7が形成される。清掃されるべき容器または設備の外側から制御および作動可能な点火装置8によって、爆発性混合物7は、たとえば、点火火花9の生成により点火される。爆発は、気体混合物7の領域にある、たとえば、供給ライン1および2上の点火装置によっても開始され得る。供給ライン1および2と点火装置8とは、清掃装置10のブローバックまたは供給ライン1および2への逆火を防止するために、点火火花9が供給ライン1および2の端部の前に直接位置づけられない様態で、ここでは設計される。これは、異なる長さの供給ライン1および2の端部間の領域内に点火火花9が位置付けられることによって、実現され得る。
供給ライン1および2、および点火装置8、またはその一部は、さらに、パイプ状の覆い、たとえば、パイプ内で共に収容され得る。装置10には、好ましくは、冷却システムも設けられる。冷却は、好ましくは、冷却材の蒸発によって起こり、これが、供給ライン1および2または場合によっては存在する共通の覆いを冷却する。能動的な冷却は、たとえば、外側から、供給ライン1および2内へと、および/または、供給ライン1および2を通して、空気および/または水を供給することによって、行なわれる。
気体を希釈から保護するために場合によっては装置10上に存在する薄い壁のコンテナの事例では、ランス用のヘッド冷却システムは、好ましくは、冷却材に浸される保護性の覆いとして構成される。ヘッド冷却システムは、コンテナに伝えられる冷却材供給部としても設計され得る。この様態で、薄い壁のコンテナ、または、コンテナに含まれる気体または気体/液体混合物が、冷却される。加えて、供給ライン1および2、および/または共通のパイプのために用いられる材料は、その中に含まれる気体3および4または液体を、たとえば、煙道ガスによる外部の熱的な影響から保護するために、好ましくは、断熱特性を有する。
図2では、この発明に従った清掃プロセスの実現のためのさらなる例示的な装置が示される。覆い21および内側パイプ22を含む冷却可能な、または断熱されたランス20が、その端部のうちの一方において、気体供給用接続部23を含む。ランス20のこの端部ゾーンには、好適な点火手段、たとえば、火花プラグ19も配置され、これを用いることにより、爆発性気体混合物が、好ましくは、電気的に、点火可能である。覆い21は、ランス20およびその中に存在する気体または気体混合物を加熱から保護する。好ましくは、それは、吸収性のある材料、たとえば、紙を含み、加えて、それには、吸収性のある材料を囲む保護層、たとえば、好ましくは、開口部に設けられる熱反射フォイル状覆いまたは吸収性のある布地が設けられ得る。考えられる保護層は、ここではより詳細には例示されていないが、冷却材のための保管装置または吸収材として働く覆い21の材料が外部の機械的な影響により剥離されることまたは損傷することを防ぎ、または減じるように実質的に働く。保護層には、追加的な吸収材または断熱特性が提供されてもよい。
ランス20の他端には、ここでは既に膨張されている薄い壁のコンテナ25と保護性の鐘状部分27とが取付けられる。薄い壁のコンテナ25は、それが内側パイプを通して流れる気体または気体混合物によって膨張される様態で、内側パイプ22に取付けられる。薄い壁のコンテナは、実質的に気密性のプラスチックの覆い25a、たとえば、ポリエチレンから構成されるプラスチックの袋と、プラスチックの覆い25aを囲む保護性の覆い25bとを含む。保護性の覆い25bは、好ましくは、吸収性のある紙から構成される覆いであり、これは、プラスチックの覆い25aに接続され、好ましくは、それに接着される。ランス20の使用前に、つまり、ランス20を清掃されるべき設備内に導入する前に、ランス20の被覆21および紙の覆いが、冷却材で覆われる、たとえば、水に浸される。薄い壁のコンテナ25は、折り畳まれた状態で保護性の鐘状部分27内に収容される。好ましくは、保護性の鐘状部分の上部には、(詳細には例示されない)冷却材に浸された追加的なカバーが存在して、薄い壁のコンテナを内側でさらに冷却し、必要であれば、それを機械的な影響から保護する。清掃されるべき容器内にランスを導入し、位置づけた後、薄い壁のコンテナ25は、膨張時に、保護性の鐘状部分27から離れる。そうすることにより、それは、水に浸された紙の覆い、および被覆21の中を通る内側パイプ22により、煙道ガスの熱から保護される。保護性の鐘状部分27は、膨張された覆いまたは風船状のコンテナに十分なスペースを与えるために、ビーカのような、僅かに円錐形状の開口を外側に向かって有する。保護装置は、たとえば、中空の円錐または中空の円筒もしくは他にボウルの形状を有する。好ましくは、それは、一方側では供給ラインの通路のために配置される開口部と、他方側では薄い壁のコンテナのための開口部とを含む。保護装置は、二重の壁を備えて構成されてもよく、存在し得る内側のスペースは、断熱材料または冷却材で充填されるか、または充填可能である。保護性の鐘状部分27、被覆21、または他の保護装置は、永久的にランスに取付けられる。しかしながら、これらは、ランス上を滑らされ得るように、またはそのまわりに配置され得るように、さらには異なる様態で位置づけられ得るように、構成され得る。これによって、必要であれば、清掃プロセス後に保護装置を容易に交換することが可能となる。しかしながら、技術的および経済的な配慮から、保護装置には、可能な限り、耐熱材料が用いられる。
気体供給用接続部23は、内側パイプ22に付けられ、2つの気体供給ライン29および30をランス20に接続する。気体供給ラインのうちの1つ30は、電磁弁32を通して第1の圧力容器34に接続され、この容器自体は、第4の弁38を通して、商業的に入手可能な第1の気体シリンダ36、たとえば、酸素シリンダに接続される。第2の気体供給ライン29は、本質的に同じ様態で構成され、つまり、それは、第2の電磁弁31を通して第2の圧力容器33に接続される。この容器は、次に、第3の弁37を通して第2の商業的に入手可能な気体シリンダ35に接続される。第2の気体シリンダ35は、たとえば、アセチレン、エチレン、またはエタン等の可燃性ガスを相応に含む。
第3の弁37および第4の弁38を開いた後、圧力容器33および34は、対応する気体で充填される。試験によって既に実証されている充填圧力は、最大15バールであり、圧力容器の体積は、たとえば、エタンについては1.5リットルの値を有し、酸素については5リットルの値を有し、通例、全気体体積100リットル−200リットルが、通常の容器の清掃のために用いられる。両方の圧力容器の体積比は、好ましくは、完全燃焼のための2つの気体の化学量論比に対応する。圧力容器内の気体の圧力は、爆発パワーを決定し、気体シリンダ35および36上の弁を絞ることによって調整可能である。これらの圧力は、好ましくは、同じである。
ランス20上の火花プラグ19に接続される外部圧力スイッチ39によって、爆轟プロセスが開始される。シーケンスは、好ましくは、制御システム40、たとえば、リレー制御システムによって制御される。制御経路は、図では破線で示され、信号の方向が、矢印で示される。まず、一時的に、たとえば、数秒間、電磁弁が開かれる。この期間中に、圧力容器33および34の気体の中身が、別個の気体供給ライン29および30を通してランス20へと流れる。そこで、成分が、混合され、内側パイプ22を通して薄い壁のコンテナ25に伝えられ、それらが、これを膨張させる。清掃装置の好ましい実施例では、気体供給ライン29および30は、ランスの内側パイプ22内で別々に保持されて、気体は、薄い壁のコンテナ25内でのみ混合され、そこで、爆発性気体混合物を形成する。
電磁弁31および32を閉じた後、好ましくは、たとえば、0.5秒という選択された時間遅延の後、点火装置が作動させられ、爆発が起こる。選択される気体供給構造に応じて、火花プラグ19または点火装置は、それに対応するようにランス上に位置づけられる。薄い壁のコンテナ25の膨張プロセスは、数秒、通例、1秒から3秒、たとえば、2秒になる。
気体混合物の点火に続いて、好ましくは、内側パイプから爆発残留物、たとえば、スラグが除去されて清掃される。これは、たとえば、内側パイプ22を通して送られる圧縮空気によって、行なわれる。この目的のために、気体供給ラインのうちの1つ30には、圧縮空気溜め42、たとえば、圧縮空気コンプレッサ、または圧縮空気シリンダに接続される追加的な弁41が設けられる。ここで電磁弁として示される、この追加的な弁41も、好ましくは、自動的に駆動および作動可能である。
清掃のために、気体材料だけでなく、液体材料のみが用いられる場合、薄い壁のコンテナ25の体積は、それに応じて小さく保たれ得る。この場合、それは、それに応じて好適な材料、たとえば、実質的に液密のプラスチックの覆いから構成される。
図3は、この発明に従った装置の第3の実施例を例示する。それは、冷却可能なランス50の例示的な構造を含む。大部分の参照符号が、図2と同じである。したがって、これらは、同じ例示的な特性および要素を指し、これらのすべてが、ここで説明されるわけではない。外側パイプ51および内側パイプ52を含む冷却可能なランス50には、その端部において、気体供給および冷却用の接続部23および24が設けられる。冷却材、たと
えば、空気−水混合物が、外側パイプ51と内側パイプ52との間に通される。それは、ランス50の端部から出るが、これは、矢印によって示される。ランス50のこの第2の端部には、再び、薄い壁のコンテナ25のための保護性の鐘状部分27が取付けられる。流れ速度、または、保護性の鐘状部分27からランス50の冷却材出口開口部までの距離によっては、ランス50を通る冷却材は、保護性の鐘状部分27も冷却することができる。
えば、空気−水混合物が、外側パイプ51と内側パイプ52との間に通される。それは、ランス50の端部から出るが、これは、矢印によって示される。ランス50のこの第2の端部には、再び、薄い壁のコンテナ25のための保護性の鐘状部分27が取付けられる。流れ速度、または、保護性の鐘状部分27からランス50の冷却材出口開口部までの距離によっては、ランス50を通る冷却材は、保護性の鐘状部分27も冷却することができる。
冷却システムの接続部24には、冷却接続弁28、たとえば、手動操作される弁が設けられる。それを動かすことによって、必要に応じて、冷却システムがオンとオフに切換えられることが可能になる。好ましくはまた、ある特定の混合比の異なる冷却材の生成が、それぞれ2つの接続ラインまたはホース24aおよび24bによって、ここに示されるように、可能となる。
この様態で設計されるランス冷却システムは、好ましくは、ランス50を熱い容器内に導入する前に作動される。通例、それは、ランスが熱にさらされている期間中ずっと、オンに切換えられたままである。この種の能動的なランス冷却システムは、制御システム40内にも含まれ得る。当然のことながら、ランス50の一端の冷却材接続部を通して冷却材を導入し、それを再び同じ端部に戻すこともできる。これは、たとえば、実質的にU形状または同心の冷却材供給システムを備えた、一端が閉じられた外側パイプ51の場合に、可能であり得る。
図3に示される装置を用いる、この発明に従った清掃方法は、図2のそれと同様の様態で行われる。薄い壁のコンテナ25が冷却材に浸され、ランス冷却システムが作動させられ、ランスが導入され、位置づけられ、圧力容器33および34が、必要とされる気体量で充填され、圧力スイッチ39の作動によって、点火プロセスが実行される。気体は、ランス50を通って流れ、薄い壁のコンテナ25を膨張させる。このコンテナは、保護性の鐘状部分27によって、実質的には、浸された保護性の覆い25bによって、加熱から当初は保護される。必要とされる気体体積が薄い壁のコンテナ25に到達すると、爆発性気体混合物は、好適な点火手段19によって点火される。好ましくは、清掃プロセスを行なった後に、内側パイプ52が、場合によっては、外側パイプ51も、清掃ステップにおいて、たとえば、圧縮空気によって清掃され、そこからスラグおよび水がなくなる。
ここに示されるこの発明に従った薄い壁のコンテナを用いることによって、製造が非常に安価であるという利点が提供される。紙で覆われたプラスチックの袋から構成される薄い壁のコンテナに関する追加的な利点は、いずれかの生じ得る火花がプラスチックの袋に孔をあけるおそれはあるが、覆いが爆発性気体または気体混合物を保護し続けるという事実である。吸水性のある材料から構成される保護性の覆いは、いくつかの層で構成されてもよい。たとえば、単一層の保護性の覆いをいくつか提供することによって、コンテナは、熱さの異なる容器内の温度に適応され得る。好適な冷却材の蒸発冷却を利用することによって、実際の清掃プロセス中に、ランスへ冷却材を供給することは、必要ではなくなる。
本発明の実施例は以下のものであってもよい。
(実施例1) ブラスチング技術によって、容器および設備内の汚れによる汚染、またはケーキングまたはスラグの堆積(6)を清掃するための方法であって、部分的に気体である爆発性混合物(7)が、汚れによる汚染部分、またはケーキングまたはスラグの堆積(6)の付近にまで導かれ、前記爆発性混合物(7)は、その上で爆轟させられる、方法。
(実施例1) ブラスチング技術によって、容器および設備内の汚れによる汚染、またはケーキングまたはスラグの堆積(6)を清掃するための方法であって、部分的に気体である爆発性混合物(7)が、汚れによる汚染部分、またはケーキングまたはスラグの堆積(6)の付近にまで導かれ、前記爆発性混合物(7)は、その上で爆轟させられる、方法。
(実施例2) 設備の稼働中に、または、容器が熱いときに、ブラスチング技術によっ
て、容器および設備内の汚れによる汚染、またはケーキングまたはスラグの堆積を清掃するための方法であって、薄い壁のコンテナ(25)が、パイプ状の装置またはランス(20)によって、汚れによる汚染部分、またはケーキングまたはスラグの堆積(6)の付近にまで導かれ、部分的に気体の爆発性混合物(7)、または、爆発性混合物を形成する液体または気体成分が、前記薄い壁のコンテナ(25)内に導入され、前記部分的に気体の爆発性混合物(7)が爆轟させられることを特徴とする、方法。
て、容器および設備内の汚れによる汚染、またはケーキングまたはスラグの堆積を清掃するための方法であって、薄い壁のコンテナ(25)が、パイプ状の装置またはランス(20)によって、汚れによる汚染部分、またはケーキングまたはスラグの堆積(6)の付近にまで導かれ、部分的に気体の爆発性混合物(7)、または、爆発性混合物を形成する液体または気体成分が、前記薄い壁のコンテナ(25)内に導入され、前記部分的に気体の爆発性混合物(7)が爆轟させられることを特徴とする、方法。
(実施例3) 薄い壁のコンテナ(25)は、気体(3,4)または前記爆発性混合物(7)によって膨張させられることを特徴とする、実施例1または2に記載の、汚れによる汚染またはケーキングを清掃するための方法。
(実施例4) 前記部分的に気体の爆発性混合物(7)は、清掃されるべき面(5)の付近で、または薄い壁のコンテナ(25)内で混合されることを特徴とする、実施例1から3のいずれかに記載の、汚れによる汚染またはケーキングを清掃するための方法。
(実施例5) 気体(3、4)または前記爆発性混合物(7)は、少なくとも1つの圧力容器(33、34)からパイプ状の装置またはランス(20)へと流れることを特徴とする、実施例1から4のいずれかに記載の、汚れによる汚染またはケーキングを清掃するための方法。
(実施例6) 前記爆発性混合物(7)は、気体燃料(4)と気体酸化剤(3)とを混合することによって生成されることを特徴とする、実施例1から5のいずれかに記載の、汚れによる汚染またはケーキングを清掃するための方法。
(実施例7) 薄い壁のコンテナ(25)として、たとえば、弾性の風船状のコンテナまたは可撓性のあるプラスチックの覆い(25a)等の膨張可能な覆いが用いられることを特徴とする、実施例2から6のいずれかに記載の、汚れによる汚染またはケーキングを清掃するための方法。
(実施例8) 前記薄い壁のコンテナ(25)および/または前記パイプ状の装置、または前記ランス(20)は、冷却されることを特徴とする、実施例2から7のいずれかに記載の、汚れによる汚染またはケーキングを清掃するための方法。
(実施例9) 前記薄い壁のコンテナ(25)は、冷却材に浸される保護性の覆い(25b)によって冷却されることを特徴とする、実施例8に記載の、汚れによる汚染またはケーキングを清掃するための方法。
(実施例10) 前記パイプ状の装置またはランス(20)の導入中、および前記パイプ状の装置またはランス(20)の位置決めされる状態においては、前記パイプ状の装置または前記ランス(20)へと、または前記薄い壁のコンテナ(25)へと、冷却材は流れないことを特徴とする、請求項2、5から9のいずれかに記載の、汚れによる汚染またはケーキングを清掃するための方法。
(実施例11) 実施例1に記載の方法を用いるための、容器および設備内の汚れによる汚染またはケーキングを清掃するための装置であって、それは、パイプの様態で設計されたランスであり、液体または気体の成分、または爆発物、部分的に爆発性の混合物(7)を、汚れまたはケーキング(6)で汚染された容器の壁区域の領域(5)に導くための供給手段(1,2)を含むことを特徴とする、装置。
(実施例12) 実施例2から10のいずれかに記載の方法を用いるための、容器およ
び設備内の汚れによる汚染またはケーキングを清掃するための装置であって、それは、パイプの様態で設計されたランスであり、爆発性で部分的に気体の混合物(7)、または爆発性混合物を形成する液体または気体成分を汚れまたはケーキングによって汚染された容器の壁区域の領域に導くために、供給手段を含み、それは、少なくとも部分的に気体の成分および/または前記爆発性混合物(7)の希釈を防止するための手段(25)を含み、希釈防止のための前記手段(25)は、容器に入るパイプの様態で設計される前記ランスの端部に位置づけられることを特徴とする、装置。
び設備内の汚れによる汚染またはケーキングを清掃するための装置であって、それは、パイプの様態で設計されたランスであり、爆発性で部分的に気体の混合物(7)、または爆発性混合物を形成する液体または気体成分を汚れまたはケーキングによって汚染された容器の壁区域の領域に導くために、供給手段を含み、それは、少なくとも部分的に気体の成分および/または前記爆発性混合物(7)の希釈を防止するための手段(25)を含み、希釈防止のための前記手段(25)は、容器に入るパイプの様態で設計される前記ランスの端部に位置づけられることを特徴とする、装置。
(実施例13)爆発性混合物(7)を形成する成分または前記爆発性混合物の点火のための点火手段(8)を含むことを特徴とする、実施例11または12に記載の装置。
(実施例14) 少なくとも部分的に気体の成分および/または前記爆発性混合物(7)の希釈を防止するための前記手段は、薄い壁のコンテナ(25)であることを特徴とする、実施例12または13に記載の装置。
(実施例15) ヘッド冷却システムおよび/または前記ランスのシャフトを冷却するための手段を含むことを特徴とする、実施例12から14のいずれかに記載の装置。
1,2 供給ライン、3 酸素、4 エタン、5 壁、6 汚れ、7 爆発性混合物、8 点火装置、9 点火火花。
Claims (14)
- 容器内の表面から堆積を清掃するための方法であって、
膨張可能なコンテナ(25)をランス(20)に取り付ける工程と、
前記ランス(20)を前記容器内に導入し、かつ前記ランス(20)の開口部が前記堆積(6)の付近に位置付けられるように前記ランス(20)を前記容器内に配置し、それにより、前記コンテナ(25)を前記堆積(6)付近に位置付ける工程と、
流動性のある爆発性混合物(7)または混合されたときに爆発性混合物を形成する流動性のある成分が前記ランス(20)を通じて導かれ、それによって前記流動性のある爆発性混合物または前記流動性のある成分が前記コンテナ(25)の中に導かれて前記堆積(6)付近に配置される工程と、
前記堆積を前記容器から除去するために、前記爆発性混合物または前記流動性のある成分の混合物が前記コンテナ(25)の中で点火によって爆轟され、それによって前記コンテナが破壊される工程とを備えた、方法。 - 前記流動性のある爆発性混合物または前記流動性のある成分は、少なくとも部分的に気体、液体、または粉末の形であることを特徴とする、請求項1に記載の堆積を清掃するための方法。
- 前記堆積が清掃されるべき面(5)の付近に前記コンテナがあるときに、前記流動性のある爆発性混合物(7)が前記コンテナ(25)内で混合されることを特徴とする、請求項1に記載の堆積を清掃するための方法。
- 前記コンテナ(25)は膨張可能な覆いであり、前記膨張可能な覆いは可撓性のあるプラスチックの覆い(25a)または弾性の風船状のコンテナであることを特徴とする、請求項1に記載の堆積を清掃するための方法。
- 前記コンテナ(25)は、冷却材が浸された保護性の覆い(25b)によって冷却される、請求項1に記載の堆積を清掃するための方法。
- 前記流動性のある成分の気体(3,4)または前記流動性のある爆発性混合物(7)は
、少なくとも1つの圧力容器から前記ランス(20)へと流れる、請求項1に記載の堆積を清掃するための方法。 - 前記流動性のある爆発性混合物(7)は気体燃料(4)と気体酸化剤(3)とを混合することによって生成される、請求項1に記載の堆積を清掃するための方法。
- 容器から堆積を清掃するための装置であって、
ランスと、前記ランスの一端に配置された供給手段(1,2)とを備え、
前記供給手段は流動性のある爆発性混合物(7)または混合されたときに爆発性混合物を形成する流動性のある成分を前記ランス内へ導くように適合され、前記ランスの他端は前記容器内へ導入され、かつ膨張可能なコンテナを含み、
前記コンテナは前記流動性のある爆発性混合物または前記流動性のある成分を受け取るように配置される、装置。 - 前記供給手段は、前記流動性のある成分を別々に前記ランスを通じて導くように適合される、請求項8に記載の装置。
- 前記ランス(20)に設けられ、かつ前記爆発性混合物(7)または前記流動性のある成分の混合物に点火するための点火装置(8)をさらに備える、請求項8に記載の装置。
- 前記ランスまたは前記コンテナに設けられ、かつ前記ランスおよび前記コンテナのうち少なくとも1つを冷却するための手段をさらに備える、請求項8に記載の装置。
- 前記コンテナに設けられたヘッド冷却システムをさらに備え、前記ヘッド冷却システムは冷却材が浸されることのできる保護性の覆い(25b)を含む、請求項8に記載の装置。
- 前記容器内へ導入された前記ランスの他端は保護装置(27)を含み、前記保護装置内に膨張していないコンテナ(25)が収納される、請求項8に記載の装置。
- 前記コンテナ(25)は、可撓性のあるプラスチックの覆い(25a)および弾性の風船状のコンテナよりなる群から選ばれるものである、請求項8に記載の装置。
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