JP2019166421A - 吸着塔の切替装置 - Google Patents
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Abstract
Description
ガスが送入される送入部(L1、31)と、ガスが送出される送出部(L6、32)と、を少なくとも有するガスヘッダモジュール(11)と、
前記ガスヘッダモジュール(11)を挟んで両側にそれぞれ配置される、第一切替モジュール(12)と第二切替モジュール(13)と、を備える。
前記ガスヘッダモジュール(11)の送入部の主配管(L1)から分岐し、前記第一切替モジュール(12)へ向かう第一分岐送入配管(L1a)と前記第二切替モジュール(13)へ向かう第二分岐送入配管(L1b)と、
前記第一切替モジュール(12)から来る配管(第一送出側分岐配管(L5a))に対応した第一分岐送出配管(L6a)と前記第二切替モジュール(13)から来る配管(第三送出側分岐配管(L10a))に対応した第二分岐送出配管(L6b)と、
前記第一切替モジュール(12)から来る配管(第二送出側分岐配管(L5b))と、前記第二切替モジュール(13)から来る配管(第四送出側分岐配管(L10b))とを接続する連結配管(L12)と、を有する配管レイアウトであってもよい。
前記第一分岐送出配管(L6a)と第二分岐送出配管(L6b)とは合流し、前記ガスヘッダモジュールの送出部の主配管(L6)に接続される構成であってもよい。
配管同士の「連結」は、フランジによる接続であってもよい。
配管同士の「連結」は、フランジによる接続であってもよい。
前記第一送出側分岐配管(L5a)は、弁(123)が設置されていてもよい。弁(123)は仕切り弁(isolation valve)の機能を有する。
前記第三送出側分岐配管(L10a)は、弁(133)が設置されていてもよい。弁(133)は仕切り弁の機能を有する。
前記第一送出側分岐配管(L5a)の弁(123)と前記第三送出側分岐配管(L10a)の弁(133)に代替しであるいは加えて、前記第一分岐送出配管(L6a)および前記第二分岐送出配管(L6b)の少なくとも一方あるいは両方に仕切弁が設置されていてもよい。
前記第一切替モジュールの配管レイアウトと、前記第二切替モジュールの配管レイアウトとは、前記ガスヘッダモジュールを基準にして非対称に構成されていてもよい。
前記第二送入側配管(L7)に、減圧弁(132)が設けられていてもよい。
連結配管(L12)の高さは、特に制限されないが、最下部から最上部までのモジュール高さの20〜80%の高さが例示される。
連結配管(L12)は、分割されたガスヘッダモジュール(11)の上部側または下部側のいずれに配置されてもよい。
連結配管(L12)と連結される、第二送出側分岐配管(L5b)および第四送出側分岐配管(L10b)も同様に、分割されたモジュールの上部または下部のいずれに配置されてもよい。
前記ガスヘッダモジュール(11)、第一切替モジュール(12)、第二切替モジュール(13)のそれぞれが、さらに分離可能に構成されることで、より小型のモジュールとして予め組みたて、現地での簡易設置を行える。
直方体内に収納される各モジュールのサイズ(長さa、幅b,高さc)は、要求される原料空気量に対応して設定されるメイン配管(L1,L1a,L1b,L6,L6a,L6b、L2、L5、L7、L10など)の配管径と、輸送制限サイズとに基づいて設定されてもよい。
これによれば、原料空気量によって設定される配管径と輸送制限サイズによって、モジュールサイズを決定できるため、モジュール設計をより簡単に行える。
実施形態1の切替装置1について図1を用いて説明する。本実施形態1の切替装置1は、3つのモジュールに分割している。切換装置1は、ガスが送入される送入部(L1、31)と、ガスが送出される送出部(L6、32)とを有するガスヘッダモジュール11と、ガスヘッダモジュール11を挟んで両側にそれぞれ配置される、第一切替モジュール12と第二切替モジュール13と、を備える。本実施形態では、第一切替モジュール12の配管レイアウトと、第二切替モジュール13の配管レイアウトとは、ガスヘッダモジュール11を基準にして対称に構成されている。
送入部の主配管L1は入口連結部31と接続される。送出部の主配管L6は出口連結部32と接続される。入口連結部、出口連絡部は、それぞれ、他の外部配管とフランジで接続可能に構成される。
各モジュール同士の連結部(23、24、25、26、27、28)はフランジで接続可能に構成される。
ガスヘッダモジュール11は、第一吸着塔201と第二吸着塔202とで、吸着処理と再生処理とを交互に行うように、第一切替モジュール12、第二切替モジュール13へのガスの送り込み、それらから送出されるガスの受入れを実行するように機能する。
第一分岐送出配管L6aと第二分岐送出配管L6bは合流し、送出部の主配管L6に接続される。
原料空気量を30000 Nm3/h、50000Nm3/h、90000Nm3/hの場合に、配管径はそれぞれ18、24、32inchと設定した。この条件で切替装置全体サイズを計算した。
輸送制限サイズとして切替装置の直方体の直交する3辺の内一辺を3.5m以内、他の一辺を5m以内となるように分割する。
(1)原料空気量が30000Nm3/hの場合
長さa:2.7m(8mを3分割にしている)
幅b:4m(5m以内)
高さc:5m(5m以内)
(2)原料空気量が50000Nm3/hの場合
長さa:3.4m(10mを3分割にしている)
幅b:6m
高さc:3.5m(7mを2分割している)
(3)原料空気量が90000Nm3/hの場合
長さa:3.2m(22mを7分割にしている)
幅b:5m(10mを2分割している)
高さc:11m
原料空気量が30000Nm3/hの場合は、実施形態1(図1)のモジュール分割で対応できる。
なお、原料空気量に応じた配管径は、一例であり、特に図2の数値に限定されるものではない。
モジュールの分割は、長さ方向に対する分割に限定されず、幅方向、高さ方向であってもよい。
実施形態2の切替装置1について図3を用いて説明する。
実施形態1と異なる構成について説明し、符号が同じ構成は実施形態1と同様の機能を有する。
図3において、ガスヘッダモジュールは上下に分割可能に構成され、下部ガスヘッダモジュール11a、上部ガスヘッダモジュール11bを有する。
本実施形態では送出配管L6、第一分岐送出配管L6a、第二分岐送出配管L6b、連結配管12は、上部ガスヘッダモジュール11bに配置される。
第一切替モジュールは、ガスヘッダモジュールと同様に上下に分割可能に構成され、下部第一切替モジュール12a、上部第一切替モジュール12bを有する。
本実施形態では、第一送出側主配管L5、第二送出側分岐配管L5a、第二送出側分岐配管L5bは、上部第一切替モジュール12bに配置される。
第二切替モジュールは、ガスヘッダモジュールと同様に上下に分割可能に構成され、下部第二切替モジュール13a、上部第二切替モジュール13bを有する。
本実施形態では、第二送出側主配管L10、第三送出側分岐配管L10a、第四送出側分岐配管L10bは、上部第二切替モジュール13bに配置される。
実施形態3の切替装置1について図4を用いて説明する。
吸着塔の再生には乾燥空気(即ち吸着塔出口ガス)ではなく、空気分離装置のコールドボックスから出てくる廃ガスを吸着塔の再生に使用する構成において、切替装置1には、空気分離装置から廃ガスが配管L400を通じて、切替装置1のガスヘッダモジュール11内の配管L401に通じる。配管L401は、第一切替モジュール12の配管L402と連結部411を介して接続される。配管L402には仕切弁401が設置されている。本実施形態において配管L402は、配管L5bに接続されるが、配管L5または配管L5aに接続されてもよい。また、配管L401は、第二切替モジュール13の配管L403と連結部412を介して接続される。配管L403には仕切弁402が設置されている。本実施形態において配管L403は、配管L10bに接続されるが、配管L10または配管L10aに接続されてもよい。また、減圧弁122、減圧弁132から、使用済みの廃ガスが排出される。
実施形態1、2、3において、配管レイアウトは、図1、2に制限されず、直線、曲線を有していてもよく、例えば、直管、L字管、U字管を有して構成され、分岐箇所はT字管でそれぞれがフランジで接続されていてもよい。
実施形態1、2、3において、吸着塔が2つであったが、2つに限定されず、3つ以上でもよい。例えば、吸着塔がn(n=3、4、・・)塔の場合に、ガスヘッダモジュール、第一、第二、第n切替モジュールを有していてもよい。ガスヘッダモジュールを中心にしてその周囲に第一、第二、第n切替モジュールが配置されていても良い。吸着塔の数と切替モジュールの数が一致することが好ましい。切替モジュールの配管レイアウトは同じ構成であり、ガスヘッダモジュールが、吸着処理と再生処理を行う吸着塔へのガスの送り込み制御を行う。
また、切替装置は、図2Bでて例示したように、ガスヘッダモジュールを2以上に分割でき、第一切替モジュールを2以上に分割でき、第二に切替モジュールを2以上に分割してもよい。また図2Bのような分割方法に限定されない。
11 ガスヘッダモジュール
12 第一切替モジュール
13 第二切替モジュール
L1 送入部
L6 送出部
Claims (7)
- ガスが送入れる送入部と、ガスが送出される送出部と、を少なくとも有するガスヘッダモジュールと、
前記ガスヘッダモジュールを挟んで両側にそれぞれ配置される、第一切替モジュールと第二切替モジュールと、を備える切替装置。 - 前記ガスヘッダモジュールは、
前記ガスヘッダモジュールの送入部の主配管から分岐し、前記第一切替モジュールへ向かう第一分岐送入配管と前記第二切替モジュールへ向かう第二分岐送入配管と、
前記第一切替モジュールから来る配管に対応した第一分岐送出配管と前記第二切替モジュールから来る配管に対応した第二分岐送出配管と、
前記第一切替モジュールから来る配管と、前記第二切替モジュールから来る配管とを接続する連結配管と、を有する、請求項1に記載の切替装置。 - 前記第一切替モジュールは、
第一分岐送入配管と連結され、かつ第一吸着塔の入口配管へ連結される第一送入側配管と、前記第一吸着塔の出口配管と連結される第一送出側主配管と、
第一送出側主配管から分岐して第一分岐送出配管に連結される第一送出側分岐配管と、
第一送出側主配管から分岐して連結配管に連結される第二送出側分岐配管とを有する、請求項1または2に記載の切替装置。 - 前記第二切替モジュールは、
第二分岐送入配管と連結され、かつ第二吸着塔の入口配管へ連結される第二送入側配管と、前記第二吸着塔の出口配管と連結される第二送出側主配管と、
第二送出側主配管から分岐して第二分岐送出配管に連結される第三送出側分岐配管と、
第二送出側主配管から分岐して連結配管に連結される第四送出側分岐配管とを有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の切替装置。 - 前記第一切替モジュールの配管レイアウトと、前記第二切替モジュールの配管レイアウトとは、前記ガスヘッダモジュールを基準にして対称に構成されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の切替装置。
- 前記ガスヘッダモジュール、前記第一切替モジュール、前記第二切替モジュールのそれぞれが、前記ガスヘッダモジュールの前記連結配管の高さ位置を基準にして、上下でさらに分離可能に構成されている、請求項1〜5のいずれか1項に記載の切替装置。
- 直方体内に収納される各モジュールのサイズは、要求される原料空気量に対応して設定される配管の配管径と、輸送制限サイズとに基づいて設定される、請求項1〜6のいずれか1項に記載の切替装置。
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