JP2012214787A - 流動接触分解装置用再生塔のプレナムチャンバ修復方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 流動接触分解装置用再生塔の変形したプレナムチャンバの修復方法を提供する。
【解決手段】 プレナムチャンバ２の内壁面４から耐摩耗性被覆層５を除去する。その後プレナムチャンバ２の変形部６を矯正する。そしてプレナムチャンバ２の内壁面４上に複数の補強用リブ１２Ａ乃至１３Ｈを溶接する。または、プレナムチャンバの外壁面１２１上に複数の補強用リブ１２５Ａ乃至１２７Ｈを溶接する。その後複数の補強用リブをプレナムチャンバの内壁面に溶接する場合には、複数の補強用リブ１２Ａ乃至１３Ｈを含めてプレナムチャンバ２の内壁面４を新たな耐摩耗性被覆層で被覆する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、流動接触分解装置に用いられる再生塔のプレナムチャンバを修復する方法に関するものである。

特開平１１−１０２２０４号公報「流動接触分解装置の圧力制御方法」（特許文献１）の図１及び特開平８−１１３７８８号公報「重油流動接触分解装置排ガスの燃焼装置」（特許文献２）の図５等には、流動接触分解装置において再生塔が使用されることが示されている。流動接触分解装置では、原料との接触によって流動接触分解触媒にコークが付着し、触媒が不活性化するため、流動床反応器内から抜き出された触媒を再生塔に移送し、該再生塔内にて触媒に付着したコークを外部から供給された空気の存在下に燃焼させて触媒を再生した後、再生された触媒を流動床反応器に移送することが行われる。

触媒は、硬質摩耗性、例えばゼオライト系の粒子である。そのため金属製の部材であっても、その部材に触媒が衝突し続けると、その部材は短期間に摩耗される。そこで再生塔のプレナムチャンバの内面は、耐摩耗性被覆層で被覆されている。

また、耐摩耗性キャスタブル被覆層は、被付着面との間の付着力が弱いので、被付着面にアンカーを溶接等で取り付け、アンカーに耐摩耗性被覆層を保持させるようにしている。逆に言えば、アンカーを取り付けないで、耐摩耗性被覆層を施工しても、非常に短時間で耐摩耗性被覆層が脱落する。

特開平１１−１０２２０４号公報 特開平８−１１３７８８号公報

流動接触分解装置では、再生塔内にて触媒に付着したコークを燃焼させるための空気を、エアブロアによって多量に、かつ安定的に再生塔に供給する。そして流動床反応器内の圧力は高いため、再生塔を含めた反応系全体を高圧下にする必要がある。

使用開始から１０年、２０年と経過した再生塔の中には、使用条件によって、再生塔のプレナムチャンバが変形しているものがあることが最近報告されている。その原因は、完全に特定されてはいないが、プレナムチャンバの変形が大きくなると、内壁を覆う耐摩耗性キャスタブル被覆層が破壊されるおそれがある。

本発明の目的は、流動接触分解装置用再生塔の変形したプレナムチャンバの修復方法を提供することにある。

本発明は、内壁面が耐摩耗性被覆層によって被覆されている流動接触分解装置用再生塔のプレナムチャンバの変形を修復する方法を次の順番で実施する。

まずプレナムチャンバの内壁面から耐摩耗性被覆層を除去する。その後プレナムチャンバの変形部を矯正する。その後プレナムチャンバの内壁面上に複数の補強用リブを溶接する。その後複数の補強用リブを含めてプレナムチャンバの内壁面を新たな耐摩耗性被覆層で被覆する。このようにすると複数の補強用リブによって、プレナムチャンバの機械的強度を全体的に高めることができる。そして複数の補強用リブを含めて再度耐摩耗性被覆層でプレナムチャンバの内壁面を被覆すると、複数の補強用リブの摩耗を防止できる。よって修復後のプレナムチャンバの再変形を確実に防止することができる。

変形部の矯正は、種々の方法で行うことができる。例えば、プレナムチャンバの変形部の変形前の正常な内壁面形状に合致した矯正面を有する治具を用意し、治具の矯正面を変形部に押し付けて変形部の内壁面を矯正面に沿わせることにより変形部を元の形状に矯正することができる。このように矯正面を備えた治具を用いると、変形部の形状をより正確に正常な形状に戻すことができる。

またプレナムチャンバの変形部の中心部に可動部材の一端を固定し、その後可動部材の他端に力を加えて可動部材を変位させることにより変形部を矯正し、その後変形部から可動部材の一端を分離することにより、矯正を行ってもよい。この方法で矯正すると、専用の治具を用いることなく変形部の矯正を行える利点がある。

また複数の補強用リブにより構成する補強構造は任意である。例えば、プレナムチャンバの中心点を中心とする複数の環状補強用リブと、中心点を中心として放射状に延びる複数の放射状補強用リブとから補強構造を構成してもよい。このような補強構造であれば、単純な構造で、必要な機械的強度を得ることができる。

また複数の環状補強用リブ及び複数の放射状補強用リブには、耐摩耗性被覆層に対してアンカーとなる複数のアンカー部材を固定するのが好ましい。アンカー部材を補強用リブに設けると、耐摩耗性被覆層が補強用リブから分離するのを確実に防止できる。

プレナムチャンバの内壁面上に複数の補強用リブを溶接して必要な機械的強度を得ることはできるが、依頼人の希望により、さらに高い機械的強度を達成することが要求される場合がある。この場合には、プレナムチャンバの外壁面上に複数の補強用リブをさらに溶接する。プレナムチャンバの外壁面上にも複数の補強リブを設ければ、内壁面側及び外壁面側の両方からプレナムチャンバの機械的強度を全体的に高めることができる。

外壁面上への複数の補強用リブにより構成する補強構造は任意である。例えば、内壁面状の複数の補強用リブと同様に、プレナムチャンバの中心点を中心とする複数の環状補強用リブと、中心点を中心として放射状に延びる複数の放射状補強用リブとから補強構造を構成してもよい。

外壁面に溶接する複数の補強用リブの複数の放射状補強用リブは、内壁面に溶接する複数の補強用リブの複数の放射状補強用リブと対向しない位置に溶接することが好ましい。このように構成すると、外壁面に溶接された複数の放射状補強用リブ及び内壁面に溶接された複数の放射状補強用リブは、プレナムチャンバの外壁面または内壁面に互い違いに分散して溶接されることになる。そのため、プレナムチャンバを更に強固に補強することができる。

なお、外壁面に溶接する複数の補強用リブの複数の環状補強用リブを、内壁面に溶接する複数の補強用リブの複数の環状補強用リブと対向しない位置に溶接してもよい。このようにすれば、外壁面に溶接された複数の環状補強用リブ及び内壁面に溶接された複数の環状補強用リブは、プレナムチャンバの外壁面または内壁面に互い違いに分散して溶接される。そのため、プレナムチャンバを更に強固に補強することができる。

プレナムチャンバの外壁面に複数の補強用リブを溶接するには、再生塔の内部に足場を組む必要がある。また、プレナムチャンバは、足場の頭上に位置することになるため、溶接作業は上を向いた状態で行う必要がある。そのため、プレナムチャンバの内壁面及び外壁面の一方のみに複数の補強用リブを溶接する場合には、溶接作業が容易で足場を組む必要のない内壁面に複数の補強用リブを溶接することが一般的である。

しかしながら、複数の補強用リブを内壁面上にのみ溶接したプレナムチャンバと、複数の補強用リブを外壁面上にのみ溶接したプレナムチャンバとについて応力解析をすると、外壁面上に補強用リブを溶接した方が良好な解析結果が得られ易いことがわかった。

また、複数の補強用リブを内壁面に溶接する場合には、リブの高さがライニングの厚みよりも高いと施工が難しくなるので、リブの高さをライニングの厚みよりも低くする必要がある。そのため、ライニングの厚みが薄い場合には，リブを高くすることができないため、プレナムチャンバを充分に補強できない場合がある。そこで、複数の補強用リブをプレナムチャンバの内壁面上に溶接せずに、プレナムチャンバの外壁面上のみに溶接するようにしてもよい。プレナムチャンバの外壁面には、ライニングがないので、リブの高さを高くしても施工が難しくなることがない。そのため、プレナムチャンバの内壁面に複数の補強用リブを溶接する場合に比べて、溶接作業の難度は高くなるものの、プレナムチャンバを十分に補強することができる。この場合には、複数の補強用リブの溶接の前または後に、複数の補強用リブが溶接されていないプレナムチャンバの内壁面を新たな耐摩耗性被覆層で被覆すればよい。

本発明の方法により修復した流動接触分解装置用再生塔のプレナムチャンバの斜視図である。 本実施の形態のプレナムチャンバの修復方法の概念を説明するための模式図である。 変形部の矯正を行う別の方法を説明するために用いる図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の方法により修復した流動接触分解装置用再生塔のプレナムチャンバの他の実施の形態の斜視図である。

以下図面を参照して本発明の流動接触分解装置用再生塔のプレナムチャンバ修復方法の実施の形態の一例を詳細に説明する。図１は、本発明の方法により修復した流動接触分解装置用再生塔のプレナムチャンバの斜視図を示している。そして図２は、本実施の形態のプレナムチャンバの修復方法の概念を説明するための模式図である。図２に示すように、使用開始から１０年、２０年と経過した再生塔１の中には、使用条件によって、プレナムチャンバ２の底壁部３が内部に向かって窪むように変形しているものがあることが報告されている。この変形は、プレナムチャンバ２に繰り返しの熱負荷がかかることによって生じるものと推測する。この変形を放置すると、プレナムチャンバ２の底壁部３の内壁面４を覆う耐摩耗性被覆層５（図２では破線で存在を示してある）が破壊されるおそれがある。そこで本実施の形態では、ステンレス鋼製のプレナムチャンバ２の底壁部の変形の修復を次の順番で実施する。

まずプレナムチャンバ２の内壁面４から耐摩耗性被覆層５を除去する。一般的にプレナムチャンバ２の直径寸法は、５ｍ近くあり、また上下方向の寸法は２ｍ近くある。したがって耐摩耗性被覆層５の除去は、プレナムチャンバ２の内部に作業員が入って手作業で行うことになる。

その後プレナムチャンバ２の底壁部３の変形部６を矯正する。本実施の形態では、プレナムチャンバ２の変形部６の変形前の正常な内壁面形状に合致した矯正面７を有する治具８を用意する。そして治具８を油圧ジャッキ９の一端に固定する。次に、治具８の矯正面７を変形部６の内壁面に当てるようにして、油圧ジャッキ９の他端を設置用治具１０を介してプレナムチャンバ２の上にある再生塔１の鏡板１１に固定する。その後油圧ジャッキ９を作動させて、治具８の矯正面７を変形部６に押し付け、変形部６の内壁面を矯正面７に沿わせることにより変形部６を元の形状に戻す。このように矯正面７を備えた治具８を用いると、変形部６の形状をより正確に正常な形状に戻すことができる。矯正の完了は、プレナムチャンバ２の外壁面を、外側からの目視及び正常な形状の型板を当てて、変形部６が元の形状に戻ったか否かにより判断する。矯正を完了した後は、治具８、油圧ジャッキ９及び設置用治具１０をプレナムチャンバ２内から排出する。治具８、油圧ジャッキ９及び設置用治具１０のプレナムチャンバ２内の搬入及び排出は、鏡板１１に設けた図示しない作業用扉を開けて行う。

その後、図１に示すように、プレナムチャンバ２の内壁面４上に複数の補強用リブ（１２Ａ乃至１３Ｈ）を溶接する。複数の補強用リブにより構成する補強構造は任意である。本実施の形態では、プレナムチャンバ２の底壁部３の中心点を中心とする５本の環状補強用リブ１２Ａ乃至１２Ｅと、中心点を中心として放射状に延びる８本の放射状補強用リブ１３Ａ乃至１３Ｈとから補強構造１４が構成されている。これらの補強用リブ（１２Ａ乃至１３Ｈ）は、プレナムチャンバ２と同じステンレス鋼製であり、プレナムチャンバ２の底壁部３に溶接により固定されている。本実施の形態のような補強構造１４であれば、単純な構造で、必要な機械的強度を得ることができる。

補強構造１４を設置した後、複数の補強用リブ（１２Ａ乃至１３Ｈ）を含めてプレナムチャンバ２の内壁面４を新たな耐摩耗性被覆層で被覆する。耐摩耗性被覆には、主として、耐摩耗性キャスタブル被覆と硬化肉盛による被覆とがあるが、耐摩耗性キャスタブルによる被覆が一般的である。耐摩耗性キャスタブル被覆層は、触媒の硬度に匹敵する硬度を備えた材料、例えば焼結アルミナ、電融アルミナ等の特殊な成分を有する粒状の混合材料をハンドパックで塗布し、その後叩き込みを行って施工されている。複数の補強用リブ（１２Ａ乃至１３Ｈ）を含めて再度耐摩耗性被覆層でプレナムチャンバの内壁面を被覆すると、複数の補強用リブの摩耗を防止できる。

また環状補強用リブ１２Ａ乃至１２Ｅ及び放射状補強用リブ１３Ａ乃至１３Ｈには、耐摩耗性被覆層に対してアンカーとなる複数のアンカー部材を固定するのが好ましい。アンカー部材については、出願人が取得した特許第３２７４７４４号公報等に記載されている種々の形状のアンカー部材を用いることができる。アンカー部材を補強用リブに設けると、耐摩耗性キャスタブル被覆層が補強用リブから分離するのを確実に防止できる。

図３は、変形部６の矯正を行う別の方法を説明するために用いる図である。この方法では、プレナムチャンバ２の底壁部３に現れた変形部６の中心部に鉄製の可動部材１５の一端を溶接により固定する。可動部材１５の他端には、フレーム１６が固定されている。そしてフレーム１６の両端と変形部６の両側に位置する底壁部３の外壁部分との間には、油圧ジャッキ１７及び１９が配置されている。油圧ジャッキ１７及び１９の基部は設置用治具１８及び２０を介して底壁部３の外壁部分に支持されており、油圧ジャッキ１７及び１９の先端は、フレーム１６に当たっている。変形部６の矯正をする際には、油圧ジャッキ１７及び１９を徐々に駆動して可動部材１５の他端に力を加えて可動部材を変位させ、変形部６をフレーム１６側に引き出す。変形部６が元の状態になった後、変形部６から可動部材１５の一端を分離する。この方法で矯正すると、専用の治具を用いることなく変形部６の矯正を行える利点がある。

図４（Ａ）は、本発明の第２の実施の形態の方法により修復した流動接触分解装置用再生塔のプレナムチャンバの外壁面の斜視図を示しており、（Ｂ）は内壁面の斜視図を示している。なお、第２の実施の形態においては、第１の実施の形態と同様の部材に、図１乃至図３に付した符号に１００の符号を加えた符号を付して説明を省略する。第２の実施の形態では図４（Ｂ）に示すように、プレナムチャンバの内壁面１０４に補強構造１１４として複数の補強用リブ（１１２Ａ乃至１１３Ｈ）が溶接されている。具体的には、プレナムチャンバ１０２の底壁部１０３の中心点を中心として６本の環状補強用リブ１１２Ａ乃至１１２Ｆと、中心点を中心として放射状に延びる８本の放射状補強用リブ１１３Ａ乃至１１３Ｈとから補強構造１１４が構成されている。

また、図４（Ａ）に示すように、プレナムチャンバの外壁面１２１に補強構造１２３として複数の補強用リブ（１２５Ａ乃至１２７Ｈ）が溶接されている。具体的には、プレナムチャンバ１０２の底壁部１０３の外壁面１２１の中心点を中心として６本の環状補強用リブ１２５Ａ乃至１２５Ｆと、中心点を中心として放射状に延びる８本の放射状補強用リブ１２７Ａ乃至１２７Ｈとから補強構造１２３が構成されている。外壁面１２１の６本の環状補強用リブ１２５Ａ乃至１２５Ｆは、内壁面１０４の６本の環状補強用リブ１１２Ａ乃至１１２Ｆとそれぞれ対向する位置に溶接されている。外壁面１２１の８本の放射状補強用リブ１２７Ａ乃至１２７Ｈはそれぞれ、内壁面１０４の８本の放射状補強用リブ１１３Ａ乃至１１３Ｈの隣接する２本の放射状補強用リブの間に位置する外壁面部分に溶接されている。図４（Ｂ）には、外壁面１２１の８本の放射状補強用リブ１２７Ａ乃至１２７Ｈの一部が破線で示されている。８本の放射状補強用リブ１２７Ａ乃至１２７Ｈをこのように溶接すると、プレナムチャンバの内壁面１０４及び外壁面１２１に、１６本の放射状補強用リブ１１３Ａ乃至１１３Ｈ並びに１２７Ａ乃至１２７Ｈが均等に溶接されているので、プレナムチャンバ１０２を内壁面１０４側及び外壁面１２１側からも更に補強することができる。また、放射状補強用リブの間隔を狭くすることができるので、プレナムチャンバ１０２の周方向の補強を更に強固なものとすることができる。

なお、本実施の形態では、外壁面１２１の８本の放射状補強用リブ１２７Ａ乃至１２７Ｈはそれぞれ、内壁面１０４の８本の放射状補強用リブ１１３Ａ乃至１１３Ｈの隣接する２本の放射状補強用リブの間に位置する外壁面部分に溶接されているが、外壁面１２１の８本の放射状補強用リブ１２７Ａ乃至１２７Ｈをそれぞれ、内壁面１０４の８本の放射状補強用リブ１１３Ａ乃至１１３Ｈと対向するように、外壁面１２１に溶接してもよい。また本実施の形態では、外壁面１２１の６本の環状補強用リブ１２５Ａ乃至１２５Ｆを、内壁面１０４の６本の環状補強用リブ１１２Ａ乃至１１２Ｆとそれぞれ対向する位置に溶接しているが、外壁面１２１の環状補強用リブを、内壁面１０４の環状補強用リブと対向しない位置に溶接してもよい。この場合には例えば、内壁面１０４の６本の環状補強用リブ１１２Ａ乃至１１２Ｆの隣接する２本の環状補強用リブの間に位置する外壁面部分に、５本の環状補強用リブをそれぞれ溶接することができる。このようにすると、環状補強用リブの間隔を狭くすることができるので、プレナムチャンバ１０２の底壁部１０３の中心点から離れる方向の補強を更に強固なものとすることができる。

なお、プレナムチャンバの内壁面に複数の補強用リブを溶接せずに、外壁面のみに複数の補強用リブを溶接するようにしてもよいのは勿論である。この場合には、図４（Ａ）に示した複数の補強用リブ（１２５Ａ乃至１２７Ｈ）と同様の補強用リブを、プレナムチャンバの外壁面部分に溶接すればよい。プレナムチャンバの外壁面には、ライニングがないので、本実施例によれば、リブの高さを高くしても施工が難しくなることがない。そのため、プレナムチャンバの内壁面に複数の補強用リブを溶接する第１の実施例と比べて、溶接作業の難度は高くなるものの、プレナムチャンバを十分に補強することができる。なお本実施例では、複数の補強用リブの溶接の前または後に、複数の補強用リブが溶接されていないプレナムチャンバの内壁面を新たな耐摩耗性被覆層で被覆すればよい。

本発明によれば、複数の補強用リブによって、プレナムチャンバの機械的強度を全体的に高めることができる。また複数の補強用リブをプレナムチャンバの内壁面に溶接する場合には、複数の補強用リブを含めて再度耐摩耗性被覆層でプレナムチャンバの内壁面を被覆するため、複数の補強用リブの摩耗を防止でき、修復後のプレナムチャンバの再変形を確実に防止することができる。また補強用リブをプレナムチャンバの外壁面に溶接してもよい。

１ 再生塔
２ プレナムチャンバ
３ 底壁部
４ 内壁面
５ 耐摩耗性被覆層
６ 変形部
７ 矯正面
８ 治具
９ 油圧ジャッキ
１０ 設置用治具
１１ 鏡板
１２Ａ乃至１２Ｅ，１１２Ａ乃至１１２Ｆ，１２５Ａ乃至１２５Ｆ 環状補強用リブ
１３Ａ乃至１３Ｈ，１１３Ａ乃至１１３Ｈ，１２７Ａ乃至１２７Ｈ 放射状補強用リブ
１４ 補強構造
１５ 可動部材
１６ フレーム
１７ 油圧ジャッキ
１８ 設置用治具

Claims (10)

1. 内壁面が耐摩耗性被覆層によって被覆されている流動接触分解装置用再生塔のプレナムチャンバの変形を修復する方法であって、
   前記プレナムチャンバの前記内壁面から前記耐摩耗性被覆層を除去し、
   その後前記プレナムチャンバの変形部を矯正し、
   その後前記プレナムチャンバの前記内壁面上に複数の補強用リブを溶接し、
   その後前記複数の補強用リブを含めて前記プレナムチャンバの前記内壁面を新たな耐摩耗性被覆層で被覆することを特徴とする流動接触分解装置用再生塔のプレナムチャンバ修復方法。
2. 前記プレナムチャンバの前記変形部の変形前の正常な内壁面形状に合致した矯正面を有する治具を用意し、
   前記治具の前記矯正面を前記変形部に押し付けて前記変形部の内壁面を前記矯正面に沿わせることにより前記変形部を元の形状に矯正することを特徴とする請求項１に記載の流動接触分解装置用再生塔のプレナムチャンバ修復方法。
3. 前記プレナムチャンバの前記変形部の中心部に可動部材の一端を固定し、
   その後前記可動部材の他端に力を加えて前記可動部材を変位させることにより前記変形部を矯正し、
   その後前記変形部から前記可動部材の一端を分離することを特徴とする請求項１に記載の流動接触分解装置用再生塔のプレナムチャンバ修復方法。
4. 前記複数の補強用リブは、前記プレナムチャンバの中心点を中心とする複数の環状補強用リブと、前記中心点を中心として放射状に延びる複数の放射状補強用リブとからなる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の流動接触分解装置用再生塔のプレナムチャンバ修復方法。
5. 前記複数の環状補強用リブ及び前記複数の放射状補強用リブには、前記耐摩耗性被覆層に対してアンカーとなる複数のアンカー部材が固定されている請求項４に記載の流動接触分解装置用再生塔のプレナムチャンバ修復方法。
6. 更に前記プレナムチャンバの外壁面上に複数の補強用リブを溶接することを特徴とする請求項１に記載の流動接触分解装置用再生塔のプレナムチャンバ修復方法。
7. 前記外壁面に溶接する前記複数の補強用リブは、前記プレナムチャンバの前記外壁面の中心点を中心とする複数の環状補強用リブと、前記中心点を中心として放射状に延びる複数の放射状補強用リブとからなる請求項６に記載の流動接触分解装置用再生塔のプレナムチャンバ修復方法。
8. 前記外壁面に溶接する前記複数の補強用リブの前記複数の放射状補強用リブは、前記内壁面に溶接する前記複数の補強用リブの前記複数の放射状補強用リブと対向しない位置に溶接されていることを特徴とする請求項７に記載の流動接触分解装置用再生塔のプレナムチャンバ修復方法。
9. 前記外壁面に溶接する前記複数の補強用リブの前記複数の環状補強用リブは、前記内壁面に溶接する前記複数の補強用リブの前記複数の複数の環状補強用リブと対向しない位置に溶接されていることを特徴とする請求項７または８に記載の流動接触分解装置用再生塔のプレナムチャンバ修復方法。
10. 内壁面が耐摩耗性被覆層によって被覆されている流動接触分解装置用再生塔のプレナムチャンバの変形を修復する方法であって、
    前記プレナムチャンバの前記内壁面から前記耐摩耗性被覆層を除去し、
    その後前記プレナムチャンバの変形部を矯正し、
    前記プレナムチャンバの外壁面上に複数の補強用リブを溶接し、
    前記複数の補強用リブの溶接の前または後に、前記プレナムチャンバの前記内壁面を新たな耐摩耗性被覆層で被覆することを特徴とする流動接触分解装置用再生塔のプレナムチャンバ修復方法。