JP2020044462A - 高圧装置からの圧力調整排出機構 - Google Patents

Abstract

【課題】高圧装置から液体を系外に排出する際に、高圧ガスを用いることなく、高圧装置内の圧力を安定に保持しつつ、高圧装置内の液体を確実に系外に排出することが可能な高圧装置からの圧力調整排出機構を提供する。【解決手段】高圧装置Ｂから排出される液体を受け入れるための複数の受入タンク８（８ａ、８ｂ）を備え、複数の受入タンクのそれぞれは、内部に高圧装置内の液体と同種で同等の圧力を有する液体を充満状態で収容できるように構成され、一の受入タンクと、他の受入タンクとを切り換えつつ、所定の受入タンクに高圧装置から排出される液体を受け入れるとともに、受け入れた液体と同じ量の液体を、液体排出ライン２５（２５ａ、２５ｂ）を経て受入タンクから排出し、かつ、受入タンクの圧力を検出する圧力検出装置１３（１３ａ、１３ｂ）と、液体排出ラインに配設された圧力調整弁により、受入タンク内の圧力が一定に保持されるようにする。【選択図】図２

Description

本発明は、圧力調整排出機構に関し、詳しくは、高圧装置から液体を系外に排出する際に、系内の圧力を安定に保持しつつ液体を系外に排出できるようにするための高圧装置からの圧力調整排出機構に関する。

高圧系内にあるスラリーを、系内の圧力を保持しつつ、系外に排出するための機構として、特許文献１には、スラリーを出し入れする入口弁および出口弁をそれぞれ有する複数の受入槽を、入口弁および出口弁の外側において１対の並設管により並列接続し、該１対の並設管の一方をスラリーを収容する高圧系に接続し、その他方をスラリーを解放すべき低圧系に接続したスラリーの解放装置において、一方の受入槽に不活性ガスを供給する回路と、スラリーを受入れている際に一方の受入槽内の不活性ガスを他方の受入槽へ圧力調整弁を介して給送する回路と、スラリーの受入れを終わった一方の受入槽内の不活性ガスの一部を放出する回路とを有するスラリーの開放装置が開示されている。

この特許文献１のスラリーの開放装置によれば、複数の受入槽を、高圧系と低圧系の間に並列接続し、一方の受入槽に不活性ガスを供給する回路と、スラリーを受入れている際に一方の受入槽内の不活性ガスを他方の受入槽へ圧力調整弁を介して給送する回路と、スラリーの受入れを終わった一方の受入槽内の不活性ガスの一部を放出する回路とを有する構成を備えていることから、レッドダウンバルブを用いることなくスラリーを高圧系から低圧系に円滑に開放することができ、また不活性ガスの消費量も僅かで経済的であるとされている。

特開平５−１１１６９６号公報

しかしながら、上記特許文献１のスラリーの開放装置の場合、高圧系の装置の運転条件が高圧であるほど、使用するガスも高圧のものを使用する必要があり、運転条件よりもガスの圧力が低くなると、そのガスは使用できなくなるため、コストの増大を招くという問題点がある。

また、高圧ガス保安法などの法規制による制約が生じ、高圧ガスの取扱いによる危険が生じる場合もある。

さらに、処理するスラリーが多い場合、受入槽（加圧タンク）の容量を大きくする必要があるため、使用するガス量も多くなり、コストが増大するという問題点がある。これに対し、小容量の受入槽（加圧タンク）の台数を増やして対応する方法も考えられるが、機器台数や制御系統が増えるといった問題点がある。

また、不活性ガスの使用など、スラリーの種類によりガスの種類を選定する必要があり、操作が煩雑になるおそれがある。

さらに、受入槽（加圧タンク）内の圧力制御に加え、受入槽（加圧タンク）に受け入れたスラリー量を検出するための液面計が必要となるが、液面計を用いた場合、スラリーによる液面計の動作不良を引き起こす可能性があり、信頼性が低いという問題点がある。

本発明は、上記課題を解決するものであり、高圧装置から液体を系外に排出する際に、高圧ガスを用いて圧力調整を行うことを必要とせずに、高圧装置内の圧力を安定に保持しつつ、高圧装置から排出される液体を確実に系外に排出することが可能な高圧装置からの圧力調整排出機構を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の高圧装置からの圧力調整排出機構は、
高圧で操作される高圧装置から排出される液体を、系内の圧力を保持しつつ、系外に排出するための圧力調整排出機構であって、
（ａ）前記高圧装置から排出される液体を受け入れるための、一の受入タンクと、他の受入タンクとを含む複数の受入タンクであって、
前記受入タンクのそれぞれは、内部に前記高圧装置から排出される液体と同種で同等の圧力を有する液体を充満状態で収容することができるように構成されており、
前記一の受入タンクと、前記他の受入タンクとを切り換えつつ、所定の受入タンクに前記高圧装置から排出される液体を受け入れることで、前記高圧装置内の圧力を保持しつつ、前記高圧装置から排出される液体を連続的に受け入れることができるように構成された複数の受入タンクと、
（ｂ）前記高圧装置から排出される液体の、前記受入タンクへの通路となる液体受入ラインと、
（ｃ）前記高圧装置からの液体の受け入れ先となる前記受入タンクを切り替えるための受入タンク切替弁と、
（ｄ）前記受入タンクのそれぞれに配設され、前記高圧装置から排出される液体が前記受入タンクに受け入れられるのにともなって、前記受入タンクが受け入れた前記高圧装置からの液体に相当する量の液体を前記受入タンクから系外に排出する液体排出ラインと、
（ｅ）前記受入タンク内の液体と同種の液体であって固形分を含まない充填液を、前記受入タンクに圧入することにより、前記受入タンク内の圧力を前記高圧装置内の圧力と同等以上の圧力にまで昇圧する機能を備えた加圧ポンプと、
（ｆ）複数の前記受入タンクのそれぞれの圧力を制御するための圧力制御機構であって、複数の前記受入タンクのそれぞれに設けられ、各受入タンクの圧力を検出する圧力検出装置と、前記液体排出ラインのそれぞれに配設され、前記圧力検出装置による圧力検出結果に基づいて、前記受入タンク内の圧力が所定の圧力となるように開度の調整が行われる圧力調整弁とを備えた圧力制御機構と、
（ｇ）前記加圧ポンプにより前記所定の受入タンクに圧入される前記充填液を貯留するための充填液タンクと
を具備することを特徴としている。

本発明の高圧装置からの圧力調整排出機構においては、前記受入タンクのそれぞれは、所定時間にわたって前記高圧装置からの液体を受け入れた後に、内部の液体のすべてを系外に抜き出すための抜き出し機構を、前記液体排出ラインとは別に備えていることが好ましい。

また、前記加圧ポンプとは別に、複数の前記受入タンクのうちの所定の受入タンクに、前記充填液を充填するための充填ポンプを備えていることが好ましい。

また、前記高圧装置から排出される液体が固形分を含むスラリー液であってもよい。

また、前記高圧装置から排出される液体が、固形分である、金属成分を含む粒子と、水とを含むスラリー液であってもよい。

また、前記受入タンクの、前記高圧装置からの液体を受け入れるための前記液体受入ラインが接続される前記受入タンクの接続部には、前記受入タンクに流入した液体が平均よりも短い滞留時間で前記受入タンクから前記液体排出ラインを経て系外に排出されてしまうことで固形分の液体からの分離が不十分になることを抑制するための、受け入れた液体の前記受入タンク内における流動方向を規制する流動方向規制部が配設されていることが好ましい。

また、前記流動方向規制部は、前記受入タンクの内部に配設され、前記受入タンクに流入した液体の流動方向を規制する挿入管であってもよい。

また、前記流動方向規制部は、前記受入タンクの内部に配設され、前記受入タンクに流入した液体の流動方向を規制する堰であってもよい。

前記堰は、平板状の部材であって、前記高圧装置からの液体を受け入れる領域である受入領域と他の領域とを仕切るように、前記受入タンク内に略垂直に配設され、平面視で、前記受入タンク内を前記受入領域と前記他の領域とに区画するが、堰の上端および下端と前記受入タンクの内周面との間には間隙があり、前記受入領域と前記他の領域とが連通するように構成されていることが好ましい。

本発明の高圧装置からの圧力調整排出機構は、上述のように、（ａ）内部に高圧装置から排出される液体と同種で同等の圧力を有する液体を充満状態で収容することができるように構成され、一の受入タンクと、他の受入タンクとを切り替えつつ、所定の受入タンクに高圧装置から排出される液体を受け入れることで、高圧装置内の圧力を保持しながら、高圧装置から排出される液体を連続的に受け入れることができるように構成された複数の受入タンクと、（ｂ）高圧装置から排出される液体の、受入タンクへの通路となる液体受入ラインと、（ｃ）受入タンクを切り替えるための受入タンク切替弁と、（ｄ）受入タンクが受け入れた高圧装置からの液体に相当する量の液体を受入タンクから系外に排出する液体排出ラインと、（ｅ）受入タンク内の液体と同種の液体であって固形分を含まない充填液を、受入タンクに圧入することにより、受入タンク内の圧力を高圧装置内の圧力と同等以上の圧力にまで昇圧する機能を備えた加圧ポンプと、（ｆ）複数の受入タンクのそれぞれに設けられ、各受入タンクの圧力を検出する圧力検出装置と、液体排出ラインのそれぞれに配設され、圧力検出装置による圧力検出結果に基づいて、受入タンク内の圧力が所定の圧力となるように開度の調整が行われる圧力調整弁とを備えた圧力制御機構と、（ｇ）加圧ポンプにより所定の受入タンクに圧入される充填液を貯留するための充填液タンクとを具備しているので、上述の特許文献１に記載されたスラリーの開放装置のように、高圧ガスを用いて圧力調整を行うことを必要とせずに、高圧装置内の圧力を安定に保持しつつ、高圧装置から排出される液体を確実に系外に排出することが可能で、かつ、特許文献１に記載されたスラリーの開放装置における上述のような問題点のない、高圧装置からの圧力調整排出機構を提供することが可能になる。

「（ａ）内部に高圧装置から排出される液体と同種で同等の圧力を有する液体」とは、高圧装置から排出される液体と同種の成分を同等の濃度で含み、圧力が同等である液体をいう。

また、「（ｅ）受入タンク内の液体と同種の液体であって固形分を含まない充填液」とは、例えば、高圧装置から受入タンクに排出される液体が固形分を含まない液体である場合には、当該液体そのもの、あるいは、当該液体と同種の成分を同等の濃度で含む液体を意味し、高圧装置から受入タンクに排出される液体が固形分を含むスラリー液である場合には、実質的に固形分が除去された状態の液体を意味する概念である。

したがって、受入タンク内に受け入れられた液体が、受け入れられた時点で固形分を含まない場合にはその液体そのもの、受入タンク内に受け入れられた液体が、受入タンク内に受け入れられた時点で固形分を含むものである場合には、その固形分が除かれた液体が、通常、本発明における充填液として用いられる。ただし、場合によっては、組成や濃度が同等の液体を調合して用いることも可能である。

また、高圧装置から排出される液体が、水と固形分を含むスラリー液である場合には、別途用意した水を充填液として用いることも可能である。

また、受入タンクのそれぞれが、所定時間にわたって高圧装置からの液体を受け入れた後に、内部の液体のすべてを系外に抜き出すための抜き出し機構を、液体排出ラインとは別に備えている場合、必要なだけの液体を受入タンクに受け入れた後、内部のすべて液体を系外に確実に抜き出すことが可能になり、例えば洗浄を行って、次の受け入れ工程に備えることができる。

また、加圧ポンプとは別に、複数の受入タンクのうちの所定の受入タンクに、上述の充填液を充填するための充填ポンプを備えるようにした場合、例えば、洗浄後の空の受入タンクに液体を張るような場合に、効率よく液体を受入タンクに供給して、受入タンクを液体で満たすことが可能になり、作業性を向上させることができる。また、充填ポンプとしては、汎用の遠心ポンプなどの、加圧ポンプに比べて安価な送液ポンプを用いることができるため、コストの増大を抑制することができる。

また、充填ポンプ（汎用のポンプ）と、加圧ポンプとを組み合わせて用いることにより、加圧ポンプとして小容量のポンプを選定することが可能になり、この点でもコストの削減を図ることができる。

なお、本発明において、高圧装置から排出される液体の種類に特別の制約はなく、液体が固形分を含むスラリー液である場合にも、好適に本発明を適用することができる。

また、本発明においては、高圧装置から排出される液体が、固形分である、金属成分を含む粒子と、水とを含むスラリー液である場合にも、好適に本発明を適用することができる。
なお、高圧装置から排出される液体は、金属成分を含む粒子と水だけでなく、酸やアルカリなどの第３成分を含んでいてもよい。

また、受入タンクの、高圧装置からの液体を受け入れるための液体受入ラインが接続される受入タンクの接続部に、受け入れた液体の受入タンク内における流動方向を規制する流動方向規制部が配設された構成とすることにより、受入タンクに流入した液体が平均よりも短い滞留時間で受入タンクから液体排出ラインを経て系外に排出されてしまうことで固形分の液体からの分離が不十分になることを抑制することが可能になり、高圧装置において処理された固形分をより効率よく回収することが可能になる。

なお、「受入タンクに流入した液体が平均よりも短い滞留時間で受入タンクから液体排出ラインを経て系外に排出されてしまう」における『平均』とは、受入タンクの容量と、受入タンクへの液体の流入量との関係から求められる滞留時間の平均を意味するものである。

また、流動方向規制部としては種々の構成のものを採用することが可能であり、受入タンクの内部に配設された堰であってもよく、また、受入タンクの内部に配設された挿入管であってもよい。

また、堰は、平板状の部材であって、高圧装置からの液体を受け入れる領域である受入領域と他の領域とを仕切るように、受入タンク内に略垂直に配設され、平面視で、受入タンク内を受入領域と他の領域とに区画するが、堰の上端および下端と受入タンクの内周面との間には間隙があり、受入領域と他の領域とが連通しているような構成とされていてもよい。

堰がこのように構成されている場合、気泡が堰と受入タンクの内周面との間の領域の上部に溜まることを防止することが可能になるとともに、受け入れた液体がショートパスすることで、液体に含まれる固形分が、液体排出ラインから系外に排出されてしまうことを抑制して、高圧装置において処理された固形分をより効率よく回収することが可能になる。

また、堰の下端と受入タンクの内周面との間にも間隙が設けられているため、固形分が、堰と受入タンクの内周面との間に形成される領域の下部に沈降して溜まることを防止して、安定した運転を継続して行うことが可能になる。

本発明の一実施形態にかかる高圧装置からの圧力調整排出機構、および、高圧装置の概略構成を示す図である。 本発明の一実施形態にかかる高圧装置からの圧力調整排出機構を構成する受入タンク内に配設された流動方向規制部としての堰の構成を示す平面図である。 本発明の一実施形態にかかる高圧装置からの圧力調整排出機構を構成する受入タンク内に配設された流動方向規制部としての挿入管を示す概略図である。

以下に、図１および図２を参照しつつ、本発明の実施形態を示して、本発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。

本実施形態にかかる高圧装置Ｂは、固形分として石炭灰（本実施形態では、平均粒径が約３０μｍ、粒度分布１０μｍ〜２００μｍ）をアルカリ水（本実施形態では水酸化ナトリウム水溶液（ただし水酸化カリウム水溶液を用いることも可能である））に分散させたスラリーを高温高圧で熱処理して、ゼオライトのような多孔質物質を合成するために用いられる装置である。

そして、圧力調整排出機構Ａは、上述の高圧装置Ｂから高圧の液体（多孔物質を固形分として含有するスラリー）を、高圧装置Ｂ内の圧力を一定に保持したまま、連続的に抜き出すための機構である。

図１に示すように、高圧装置Ｂは、石炭灰をアルカリ水に分散させたスラリー液（原料液）を収容する、撹拌機２を備えた供給タンク１と、スラリー液（原料液）を供給するための供給ポンプ３と、スラリー液（原料液）を所定の温度に加熱する加熱部４を備えている。

本実施形態おいて、スラリー液（原料液）は、加熱部４において２５０℃、５．５ＭＰａとなるように加熱される。

さらに、高圧装置Ｂは、加熱部４で加熱されたスラリー液（原料液）を反応させるための反応部５を備えている。

本実施形態では、加熱部４において２５０℃、５．５ＭＰａに加熱されたスラリー液（原料液）が、反応部５に送られるように構成されている。

反応部５においては、２５０℃、５．５ＭＰａに加熱されたスラリー液（原料液）が、滞留時間が６０ｍｉｎとなるような条件で、反応処理が行われ、固形分である石炭灰の多孔質物質への合成が行われる。

さらに、高圧装置Ｂは、反応部５で反応処理が行われた液体（スラリー液）を冷却するための冷却部６を備えている。

この実施形態では、２５０℃、５．５ＭＰａで反応処理が行われたスラリー液（反応処理済み液体）が、冷却部６において、５０℃、５．５ＭＰａにまで冷却されるように構成されている。

本実施形態では、この冷却部６で冷却された５０℃、５．５ＭＰａの液体（スラリー液）が、圧力調整排出機構Ａを経て系外に排出されるように構成されている。

次に、本実施形態にかかる圧力調整排出機構Ａについて説明する。

図１に示すように、圧力調整排出機構Ａは、第１の受入タンク（一の受入タンク）８ａと、第２の受入タンク（他の受入タンク）８ｂの複数の受入タンク８を備えている。

なお、本実施形態では、受入タンク８として、第１の受入タンク（一の受入タンク）８ａと、第２の受入タンク（他の受入タンク）８ｂの２つの受入タンクを備えている場合について説明するが、３つ以上の受入タンクを備えた構成とすることも可能である。

また、圧力調整排出機構Ａは、高圧装置Ｂから排出される液体の、受入タンク８（８ａ、８ｂ）への通路となる液体受入ライン２０（２０ａ、２０ｂ）を備えている。

さらに、圧力調整排出機構Ａは、複数の受入タンク８（８ａ、８ｂ）のうち、高圧装置Ｂからの液体（スラリー液）の受け入れ先となる受入タンク８を切り替える受入タンク切替弁７（７ａ、７ｂ）を備えている。なお、受入タンク切替弁７（７ａ、７ｂ）は、液体受入ライン２０ａおよび２０ｂに配設されている。

さらに、圧力調整排出機構Ａは、受入タンク８（８ａ、８ｂ）のそれぞれに配設され、高圧装置Ｂから排出される液体が受入タンク８（８ａ、８ｂ）に受け入れられるのにともなって、受入タンク８（８ａ、８ｂ）が受け入れた高圧装置Ｂからの液体に相当する量の液体を受入タンク８（８ａ、８ｂ）から系外に排出する液体排出ライン２５（２５ａ、２５ｂ）を備えている。

なお、受入タンク８（８ａ、８ｂ）から、液体排出ライン２５（２５ａ、２５ｂ）を経て系外に排出される液体は、受入タンク８（８ａ、８ｂ）において、固形分が分離された液体である。

また、圧力調整排出機構Ａは、受入タンク８（８ａ、８ｂ）内の液体と同種の液体であって固形分を含まない充填液（本実施形態では、受入タンク８（８ａ、８ｂ）において、固形分が分離された後、受入タンク８（８ａ、８ｂ）から排出される実質的に固形分を含まない液体）を、受入タンク８（８ａ、８ｂ）に圧入することにより、受入タンク８（８ａ、８ｂ）内の圧力を高圧装置Ｂ内の圧力と同等以上の圧力にまで昇圧する機能を備えた加圧ポンプ１６を備えている。
加圧ポンプとしては、例えば、ダイヤフラムポンプ、プランジャーポンプなどを用いることが可能であり、その種類の特別の制約はない。

なお、本実施形態では、加圧ポンプ１６から送られる液体が加圧液供給ライン２１（２１ａ、２１ｂ）を経て受入タンク８（８ａ、８ｂ）に供給されるように構成されている。なお、本実施形態では、加圧液供給ライン２１ａ、２１ｂのそれぞれに加圧液供給ライン切替弁１７（１７ａ、１７ｂ）と、逆止弁１８（１８ａ、１８ｂ）が配設されており、加圧液供給ライン切替弁１７（１７ａ、１７ｂ）を切り替えることにより、１つの加圧ポンプ１６で、２つの受入タンク８（８ａ、８ｂ）の圧力を行うことができるように構成されている。
ただし、それぞれの受入タンク８（８ａ、８ｂ）が加圧ポンプを備えている構成とすることも可能である。

また、圧力調整排出機構Ａにおいて、複数の受入タンク８（８ａ、８ｂ）のそれぞれは、圧力を制御するための圧力制御機構２２（２２ａ、２２ｂ）を備えている。この圧力制御機構２２（２２ａ、２２ｂ）は、各受入タンク８（８ａ、８ｂ）の圧力を検出する圧力検出装置１３（１３ａ、１３ｂ）と、上記液体排出ライン２５（２５ａ、２５ｂ）のそれぞれに配設され、上記圧力検出装置１３（１３ａ、１３ｂ）による圧力検出結果に基づいて、受入タンク８（８ａ、８ｂ）内の圧力が所定の圧力となるように開度の調整が行われる圧力調整弁１２（１２ａ、１２ｂ）とを備えた構成とされている。本実施形態では、圧力調整弁１２（１２ａ、１２ｂ）として、いわゆる背圧弁が用いられている。背圧弁としては、いわゆるコントロール弁、手動背圧弁などを用いることができる。

また、本実施形態にかかる圧力調整排出機構Ａは、加圧ポンプ１６により所定の受入タンク８（８ａ、８ｂ）に圧入される充填液を貯留するための充填液タンク１４を備えている。

そして、本実施形態においては、この充填液タンク１４が、受入タンク８（８ａ、８ｂ）から、液体排出ライン２５（２５ａ、２５ｂ）を経て系外に排出される液体を受け入れて貯留する貯留部として機能するように構成されている。

また、本実施形態にかかる圧力調整排出機構Ａにおいて、受入タンク８（８ａ、８ｂ）のそれぞれは、所定時間にわたって高圧装置Ｂからの液体を受け入れた後に、内部に沈降した固形分、および、液体のすべてを系外に抜き出すための抜き出し機構３２（３２ａ、３２ｂ）を、上述の液体排出ライン２５（２５ａ、２５ｂ）とは別に備えている。

なお、抜き出し機構３２（３２ａ、３２ｂ）は、受入タンク８（８ａ、８ｂ）の下部に接続された排出ライン３１（３１ａ、３１ｂ）と、排出ライン３１（３１ａ、３１ｂ）に配設された排出バルブ３０（３０ａ、３０ｂ）とを備えた構成とされている。

また、排出バルブ３０（３０ａ、３０ｂ）としては、固形分を高い割合で含むスラリー円滑に排出することが可能な構成のものが用いられて織り、固形分による閉塞を生じたりすることがないように構成されている。

また、本実施形態にかかる圧力調整排出機構Ａにおいては、加圧ポンプ１６とは別に、複数の受入タンク８（８ａ、８ｂ）のうちの所定の受入タンクに、充填液タンク１４に貯留された充填液を充填するための充填ポンプ１５を備えている。充填ポンプ１５により受入タンク８（８ａ、８ｂ）に供給される充填液は、上述の加圧ポンプ１６により加圧された加圧液が送られる加圧液供給ライン２１（２１ａ、２１ｂ）を経て送られる。

ただし、充填ポンプ１５による充填液の、受入タンク８（８ａ、８ｂ）への供給は、運転開始前の、加圧ポンプ１６が作動せず、加圧液供給ライン２１（２１ａ、２１ｂ）および受入タンク８（８ａ、８ｂ）が加圧されていない状態（常圧の状態）で行われるので、加圧液供給ライン２１（２１ａ、２１ｂ）を経て受入タンク８（８ａ、８ｂ）に充填液を送液することに支障が生じることはない。

なお、充填ポンプ１５は、上述のように、常圧の受入タンク８（８ａ、８ｂ）内を充填液で満たす際などに用いられるものであることから、充填ポンプ１５として、特に液体を高圧にすることを目的としない汎用のポンプを用いることができる。本実施形態では、充填ポンプ１５として、遠心ポンプが用いられている。

本実施形態のように、加圧ポンプ１６とは別に、充填ポンプ１５を備えるようにした場合、効率よく充填液を受入タンクに供給して、容易に受入タンクを充填液で満たすことができる。また、汎用の送液ポンプを用いることができるため、コストの削減を図ることができる。

また、充填ポンプ（汎用のポンプ）１５と、加圧ポンプ１６とを組み合わせて用いることにより、加圧ポンプ１６として小容量のポンプを選定することが可能になり、コストの削減を図ることができる。

また、本実施形態にかかる圧力調整排出機構Ａにおいて、受入タンク８（８ａ、８ｂ）の、高圧装置Ｂからの液体を受け入れるための液体受入ライン２０（２０ａ、２０ｂ）が接続される受入タンク８（８ａ、８ｂ）の接続部２６（２６ａ、２６ｂ）には、受け入れた液体の受入タンク８（８ａ、８ｂ）内における液体の流動方向を規制する流動方向規制部として機能する堰９（９ａ、９ｂ）が配設されている。

この堰９（９ａ、９ｂ）は、受入タンク８（８ａ、８ｂ）に流入した液体が平均よりも短い滞留時間で、受入タンク８（８ａ、８ｂ）から液体受入ライン２０（２０ａ、２０ｂ）を経て系外に排出されてしまうことで固形分が受入タンク８（８ａ、８ｂ）から排出されること（すなわち、液体からの固形分の分離が不十分になること）を抑制する機能を果たすものである。

なお、本実施形態において、堰９（９ａ、９ｂ）は、平板状の部材であって、高圧装置Ｂからの液体を受け入れる領域である受入領域２８ａと他の領域２８ｂとを仕切るように、受入タンク８（８ａ、８ｂ）内に略垂直に配設され、平面視で、受入タンク内を受入領域２８ａと他の領域２８ｂとに区画する（図２参照）が、堰９（９ａ、９ｂ）の上端および下端と、受入タンク８（８ａ、８ｂ）の内周面との間には間隙Ｇ（図１参照）があり、この間隙Ｇにおいて受入領域２８ａと他の領域２８ｂとが連通するように構成されている。

次に、上述のように構成された高圧装置Ｂからの圧力調整排出機構Ａの動作について説明する。

高圧装置Ｂにおいて、撹拌機２を備えた供給タンク１に供給されたスラリー液（液体）は、供給ポンプ３により加熱部４に供給され、加熱部４で所定の温度に達するまで加熱される。

加熱部４で所定の温度に達するまで加熱されたスラリー液は、反応部５に滞留している所定時間の間、所定の温度を維持した状態で高熱高圧反応処理に供されることにより、石炭灰の多孔質物質への合成が行われる。

反応部５での反応後、スラリー液は冷却部６に送られ、冷却部６にて安全な温度にまで冷却される。

冷却部６で安全な温度になるまで冷却されたスラリー液は、複数の受入タンク８（８ａ、８ｂ）のうちの一の受入タンク８（８ａあるいは８ｂ）に排出される。

受入タンク８（８ａ、８ｂ）は、予め充填液タンク１４から充填ポンプ１５により、充填液が供給され、さらに加圧ポンプ１６による液の充填と圧力制御機構２２（２２ａ、２２ｂ）により、運転圧力、すなわち、高圧装置Ｂの冷却部６内の圧力と同じ圧力にまで加圧される。

その状態で、高圧装置Ｂの冷却部６から、スラリー液が液体受入ライン２０（２０ａ、２０ｂ）を経て受入タンク８（８ａ、８ｂ）に排出されると、排出されたスラリー液と同じ量の充填液（固形分を含まない、受入タンク８（８ａ、８ｂ）内の上澄み液（固形分を含まない液））が、圧力調整弁（背圧弁）１２（１２ａ、１２ｂ）を備えた液体排出ライン２５（２５ａ、２５ｂ）を経て、充填液タンク１４に排出される。

なお、圧力調整弁（背圧弁）１２（１２ａ、１２ｂ）は圧力検出装置１３（１３ａ、１３ｂ）と連動しており、系内の圧力が設定圧力に保持されるように、圧力調整弁（背圧弁）１２（１２ａ、１２ｂ）の開度が調整される。

また、圧力調整弁（背圧弁）１２（１２ａ、１２ｂ）を備えた液体排出ライン２５（２５ａ、２５ｂ）を経て、充填液タンク１４に排出される液（充填液）は、受入タンク８（８ａ、８ｂ）内の上澄み液（固形分を含まない液）であるため、圧力調整弁（背圧弁）１２（１２ａ、１２ｂ）は固形分の影響を受けることなく、安定して確実に動作する。

これにより、系内の圧力を保持しつつ、液体排出ライン２５（２５ａ、２５ｂ）から排出した充填液を充填ポンプ１５、加圧ポンプ１６を経て、充填液タンク１４に戻すことで、充填液のリサイクルを継続して行うことができる。

そして、高圧装置Ｂの冷却部６から処理済みのスラリー液が受入タンク８（８ａ、８ｂ）に、ある程度の時間継続して排出されると、受入タンク切替弁７（７ａ、７ｂ）により、それまでスラリー液を受け入れていた一の受入タンク８（例えば８ａ）への排出を止め、異なる受入タンク（他の受入タンク）８（８ｂ）にスラリー液を排出する。

なお、受入タンク８（８ａ、８ｂ）の切替はタイマー制御で行うように構成することも可能である。

そして、高圧装置Ｂの加熱部４、反応部５、冷却部６から切り離された上述の一の受入タンク８（８ａ）は、圧力調整弁（背圧弁）１２（１２ａ）により徐々に減圧された後、抜き出し機構３２（３２ａ）を構成する排出バルブ３０（３０ａ）開くことにより、受入タンク８（８ａ）内のスラリー液（すなわち、高い割合で固形分を含む充填液）を全量抜き出す。

なお、スラリー液の抜き出しの過程で、固形分濃度の高い部分のみを分離することにより、固形分リッチの処理済スラリー液を効率よく回収することも可能である。

また、一の受入タンク８（８ａ）から、スラリー液（すなわち、高い割合で固形分を含む充填液）を全量抜き出した後、充填液タンク１４から充填ポンプ１５で送液した充填液により一の受入タンク８（８ａ）の内部を洗浄することにより、一の受入タンク８（８ａ）を、次工程におけるスラリー液の受け入れが可能な状態とすることができる。

また、他の受入タンク８（８ｂ）への処理済みのスラリー液の受入量が所定量に達すると、一の受入タンク８（８ａ）を他の受入タンク８（８ｂ）に切り替えた場合と同様の工程を経て、他の受入タンク８（８ｂ）から一の受入タンク８（８ａ）への切り換えが行われる。

このようにして受入タンク８（８ａ、８ｂ）を交互に切り替えることにより、高圧装置Ｂの圧力を保持しつつ、連続して液体（スラリー液）の抜き出しを行うことができる。

上述のように、本発明によれば、上述の特許文献１のスラリーの開放装置のように、高圧ガスを用いて圧力調整を行うことを必要とせずに、高圧装置内の圧力を安定に保持しつつ、高圧装置内の液体を確実に系外に排出することが可能で、かつ、特許文献１に記載されたスラリーの開放装置における上述のような問題点のない、高圧装置からの圧力調整排出機構を実現することができる。

また、運転中、受入タンク８（８ａ、８ｂ）内は常に液体に満たされた満液状態であるため、液面計などの計装機器を設置する必要がなく、計器誤動作による不具合を起こすおそれもないことから、コストの低減や信頼性の向上をはかることができる。

また、運転中、受入タンク８（８ａ、８ｂ）内は常に満液状態で、液面が存在しないため、高圧装置Ｂから排出される液体が発泡性の液体であるような場合にも影響を受けることがなく、高圧装置Ｂから排出される液体が種々の性状のものである場合にも幅広く対応することができる。

なお、上記実施形態では、流動方向規制部が堰９（９ａ、９ｂ）である場合について説明したが、流動方向規制部として、図３に示すように、受入タンク８（８ａ、８ｂ）の内部に挿入管２９を配設して、受入タンク８（８ａ、８ｂ）に流入した液体の流動方向を規制するようにしてもよい。
なお、挿入管２９の形状には特別の制約はなく、種々の形状とすることが可能である。

また、上記実施形態においては、高圧装置Ｂで処理される液体、すなわち、冷却部６から排出されることになる液体が、アルカリ水に石炭灰を分散させたスラリー液であって、固形分が有価物である場合について説明したが、高圧装置Ｂで処理される液体が、ゼオライトのような多孔質物質などの沈降性のある固形分を含むスラリー液の場合、固形分が効果的に受入タンクにおいて分離されるので、高圧装置Ｂの圧力をより確実に保持しつつ、高圧装置Ｂで処理された液体を確実に系外に排出することができる。
ただし、高圧装置Ｂで処理される液体の種類に特別の制約はなく、固形分と分離される液体が有価物で、固形分が不要物となるような液体であってもよい。

また、高圧装置Ｂで処理される液体および冷却部６から排出される液体が、固形分を含まない液体であってもよい。その場合には、通常、堰９や挿入管２９などの流動方向規制部は不要になる。

なお、本発明は、さらにその他の点においても、上記実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲内において、種々の変形を加えることが可能である。

１ 供給タンク
２ 撹拌機
３ 供給ポンプ
４ 加熱部
５ 反応部
６ 冷却部
７（７ａ、７ｂ） 受入タンク切替弁
８（８ａ、８ｂ） 受入タンク
９（９ａ、９ｂ） 堰（流動方向規制部）
１１（１１ａ、１１ｂ） エア抜弁
１２（１２ａ、１２ｂ） 圧力調整弁（背圧弁）
１３（１３ａ、１３ｂ） 圧力検出装置
１４ 充填液タンク
１５ 充填ポンプ
１６ 加圧ポンプ
１７（１７ａ、１７ｂ） 加圧液供給ライン切替弁
１８（１８ａ、１８ｂ） 逆止弁
１９ 安全弁
２０（２０ａ、２０ｂ） 液体受入ライン
２１（２１ａ、２１ｂ） 加圧液供給ライン
２２（２２ａ、２２ｂ） 圧力制御機構
２５（２５ａ、２５ｂ） 液体排出ライン
２８ａ 受入タンクの受入領域
２８ｂ 受入タンクの他の領域
２９ 挿入管（流動方向規制部）
３０（３０ａ、３０ｂ） 排出バルブ
３１（３１ａ、３１ｂ） 排出ライン
３２（３２ａ、３２ｂ） 抜き出し機構
Ａ 圧力調整排出機構
Ｂ 高圧装置

Claims (9)

1. 高圧で操作される高圧装置内の液体を、系内の圧力を保持しつつ、系外に排出するための圧力調整排出機構であって、
   （ａ）前記高圧装置から排出される液体を受け入れるための、一の受入タンクと、他の受入タンクとを含む複数の受入タンクであって、
   前記受入タンクのそれぞれは、内部に前記高圧装置から排出される液体と同種で同等の圧力を有する液体を充満状態で収容することができるように構成されており、
   前記一の受入タンクと、前記他の受入タンクとを切り換えつつ、所定の受入タンクに前記高圧装置から排出される液体を受け入れることで、前記高圧装置内の圧力を保持しつつ、前記高圧装置から排出される液体を連続的に受け入れることができるように構成された複数の受入タンクと、
   （ｂ）前記高圧装置から排出される液体の、前記受入タンクへの通路となる液体受入ラインと、
   （ｃ）前記液体受入ラインに配設され、前記高圧装置からの液体の受け入れ先となる前記受入タンクを切り替えるための受入タンク切替弁と、
   （ｄ）前記受入タンクのそれぞれに配設され、前記高圧装置から排出される液体が前記受入タンクに受け入れられるのにともなって、前記受入タンクが受け入れた前記高圧装置からの液体に相当する量の液体を前記受入タンクから系外に排出する液体排出ラインと、
   （ｅ）前記受入タンク内の液体と同種の液体であって固形分を含まない充填液を、前記受入タンクに圧入することにより、前記受入タンク内の圧力を前記高圧装置内の圧力と同等以上の圧力にまで昇圧する機能を備えた加圧ポンプと、
   （ｆ）複数の前記受入タンクのそれぞれの圧力を制御するための圧力制御機構であって、複数の前記受入タンクのそれぞれに設けられ、各受入タンクの圧力を検出する圧力検出装置と、前記液体排出ラインのそれぞれに配設され、前記圧力検出装置による圧力検出結果に基づいて、前記受入タンク内の圧力が所定の圧力となるように開度の調整が行われる圧力調整弁とを備えた圧力制御機構と、
   （ｇ）前記加圧ポンプにより前記所定の受入タンクに圧入される前記充填液を貯留するための充填液タンクと
   を具備することを特徴とする高圧装置からの圧力調整排出機構。
2. 前記受入タンクのそれぞれは、所定時間にわたって前記高圧装置からの液体を受け入れた後に、内部の液体のすべてを系外に抜き出すための抜き出し機構を、前記液体排出ラインとは別に備えていることを特徴とする請求項１記載の高圧装置からの圧力調整排出機構。
3. 前記加圧ポンプとは別に、複数の前記受入タンクのうちの所定の受入タンクに、前記充填液を充填するための充填ポンプを備えていることを特徴とする請求項１または２記載の高圧装置からの圧力調整排出機構。
4. 前記高圧装置から排出される液体が固形分を含むスラリー液であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の高圧装置からの圧力調整排出機構。
5. 前記高圧装置から排出される液体が、固形分である、金属成分を含む粒子と、水とを含むスラリー液であることを特徴とする請求項４記載の高圧装置からの圧力調整排出機構。
6. 前記受入タンクの、前記高圧装置からの液体を受け入れるための前記液体受入ラインが接続される前記受入タンクの接続部には、前記受入タンクに流入した液体が平均よりも短い滞留時間で前記受入タンクから前記液体排出ラインを経て系外に排出されてしまうことで固形分の液体からの分離が不十分になることを抑制するための、受け入れた液体の前記受入タンク内における流動方向を規制する流動方向規制部が配設されていることを特徴とする請求項４または５記載の高圧装置からの圧力調整排出機構。
7. 前記流動方向規制部が、前記受入タンクの内部に配設され、前記受入タンクに流入した液体の流動方向を規制する挿入管であることを特徴とする請求項６記載の高圧装置からの圧力調整排出機構。
8. 前記流動方向規制部が、前記受入タンクの内部に配設され、前記受入タンクに流入した液体の流動方向を規制する堰であることを特徴とする請求項６記載の高圧装置からの圧力調整排出機構。
9. 前記堰は、平板状の部材であって、前記高圧装置からの液体を受け入れる領域である受入領域と他の領域とを仕切るように、前記受入タンク内に略垂直に配設され、平面視で、前記受入タンク内を前記受入領域と前記他の領域とに区画するが、堰の上端および下端と前記受入タンクの内周面との間には間隙があり、前記受入領域と前記他の領域とが連通するように構成されていることを特徴とする請求項８記載の高圧装置からの圧力調整排出機構。

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