JP5856471B2 - Depressurization system with wear reduction function and reactor equipped with the same - Google Patents
Depressurization system with wear reduction function and reactor equipped with the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP5856471B2 JP5856471B2 JP2011280233A JP2011280233A JP5856471B2 JP 5856471 B2 JP5856471 B2 JP 5856471B2 JP 2011280233 A JP2011280233 A JP 2011280233A JP 2011280233 A JP2011280233 A JP 2011280233A JP 5856471 B2 JP5856471 B2 JP 5856471B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- liquid
- pressure reducing
- reducing valve
- valve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 172
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 56
- 230000006837 decompression Effects 0.000 claims description 35
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 26
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 claims description 22
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 21
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 11
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 6
- 238000010335 hydrothermal treatment Methods 0.000 claims description 5
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 46
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 20
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 14
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 11
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 8
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 5
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 5
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 3
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000609240 Ambelania acida Species 0.000 description 1
- 241000219310 Beta vulgaris subsp. vulgaris Species 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- 235000021536 Sugar beet Nutrition 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000007171 acid catalysis Methods 0.000 description 1
- 239000010905 bagasse Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 150000002772 monosaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids
Description
本発明は、例えば摩耗性粉粒状物を含む超臨界状態又は亜臨界状態の液体を減圧弁でフラッシュ減圧して、少なくとも気体及び摩耗性粉粒状物を含むものとして排出することができる摩耗低減機能付き減圧システム及びそれを備える反応装置に関する。なお、フラッシュ減圧とは、液体を減圧して、少なくともその一部を気化させることを言う。 The present invention is, for example, a wear reducing function capable of discharging a liquid in a supercritical state or a subcritical state containing an abrasive powder by a pressure reducing valve to discharge at least a gas and an abrasive powder. The present invention relates to a pressure-reducing system with a pressure sensor and a reaction apparatus including the same. Note that flash depressurization refers to depressurizing a liquid to vaporize at least a part thereof.
例えば摩耗性粉粒状物を含む超臨界状態又は亜臨界状態の液体を減圧弁でフラッシュ減圧して、少なくとも気体及び摩耗性粉粒状物を含むものとして排出することができる減圧システムとして、図5に示すものを本願発明者は考えている。この減圧システム1は、減圧弁2を備えており、この減圧弁2の入口に入口側配管3が接続され、減圧弁2の出口に出口側配管4が接続されている。そして、入口側配管3には、第1温度検出器T1及び第1圧力検出器P1が設けられ、出口側配管4には、第3温度検出器T3及び第3圧力検出器P3が設けられている。
For example, FIG. 5 shows a decompression system that can discharge a liquid in a supercritical state or subcritical state containing abradable particulates by using a pressure reducing valve to discharge at least a gas and abradable particulates. The present inventors consider what is shown. The
第1温度検出器T1は、減圧弁2の入口に流入する液体の温度を検出して第1測定温度信号t1を生成するものであり、第1圧力検出器P1は、当該液体の圧力を検出して第1測定圧力信号p1を生成するものである。
The first temperature detector T1 detects the temperature of the liquid flowing into the inlet of the
第3温度検出器T3は、減圧弁2の出口から排出される気体の温度を検出して第3測定温度信号t3を生成するものであり、第3圧力検出器P3は、当該気体の圧力を検出して第3測定圧力信号p3を生成するものである。
The third temperature detector T3 detects the temperature of the gas discharged from the outlet of the
そして、この減圧システム1によると、減圧弁2の入口に流入する液体の圧力(第1測定圧力信号p1)が、その液体の温度(第1測定温度信号t1)における飽和圧力(第1飽和圧力p1s)よりも高くなるように、減圧弁2の開度(減圧弁2の入口側圧力)が調整されるようになっている。これによって、減圧弁2の入口側の液体がフラッシュ(気化)しないようにすることができる。例えば減圧弁2の設定圧力をp1tとすると、p1t>p1s+α(MPa)の関係が成立するようにこのp1tが設定されている。
According to the
また、減圧弁2を通る液体は、減圧弁2の弁体と弁座との間の狭い隙間を通るときに、減圧、減温されてフラッシュする。このとき、減圧弁2の出口から排出される液体と気体の圧力(第3測定圧力信号p3)は、この液体と気体の温度(第3測定温度信号t3)における飽和圧力(第3飽和圧力p3s)に略等しい値となる。
Further, when the liquid passing through the
このような減圧システム1に近い従来例が、特開2008−264763号公報に開示されている。
A conventional example close to such a
しかし、図5に示す減圧システム1では、例えば摩耗性粉粒状物を含む超臨界状態又は亜臨界状態の液体を減圧弁2でフラッシュ減圧して、少なくとも気体及び摩耗性粉粒状物を含むものとして排出する用途で使用すると、この減圧弁2の弁体、弁座、及び弁本体内面の摩耗や損傷が短時間で進み、減圧弁2の交換や修理の回数が多くなり、この減圧システム1の寿命が短くなる。その結果、この減圧システム1に掛るコストが嵩むことになる。
However, in the
因みに、減圧弁2の減圧比は、例えば18.4(=4.6MPa:0.25MPa)である。
Incidentally, the pressure reduction ratio of the
そして、このように減圧弁2の弁体、弁座、及び弁本体内面の摩耗や損傷が短時間で進むのは、減圧弁2で液体をフラッシュ減圧したときの減圧比(=18.4)が比較的大きいために、減圧弁2から排出される気体の体積膨張率及び流速、並びに、液体に含まれていた摩耗性粉粒状物の流速が非常に大きくなるからである。
The wear and damage of the valve body, the valve seat, and the valve body inner surface of the
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、液体、気体及び摩耗性粉粒状物による減圧弁の弁体、弁座、及び弁本体内面の摩耗や損傷の低減を図ることによって、減圧弁の寿命を長引かせることができる摩耗低減機能付き減圧システム及びそれを備える反応装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and reduces the wear and damage of the valve body, the valve seat, and the valve body inner surface of the pressure reducing valve by liquid, gas, and wearable particulate matter. Accordingly, an object of the present invention is to provide a pressure reducing system with a wear reducing function capable of extending the life of the pressure reducing valve and a reaction apparatus including the pressure reducing system.
本発明に係る摩耗低減機能付き減圧システムは、入口から流入する摩耗性粉粒状物を含む超臨界状態又は亜臨界状態の液体の圧力を減圧して出口から液体として排出する第1減圧弁と、前記第1減圧弁の出口から排出される液体を冷却して液体として排出する冷却器と、前記冷却器から排出される液体の圧力をフラッシュ減圧して少なくとも気体及び摩耗性粉粒状物を含むものとして排出する第2減圧弁とを備えることを特徴とするものである。 The pressure reducing system with wear reducing function according to the present invention includes a first pressure reducing valve for reducing the pressure of a liquid in a supercritical state or a subcritical state containing an abrasive powder flowing in from an inlet and discharging the liquid as a liquid from the outlet, A cooler that cools and discharges the liquid discharged from the outlet of the first pressure reducing valve as a liquid, and includes at least gas and abradable particulate matter by flash-reducing the pressure of the liquid discharged from the cooler And a second pressure-reducing valve that discharges as described above.
この発明に係る摩耗低減機能付き減圧システムによると、まず、第1減圧弁は、その入口から流入する摩耗性粉粒状物を含む超臨界状態又は亜臨界状態の液体の圧力を減圧して出口から液体として排出することができ、次に、第1減圧弁の出口から排出される液体を、冷却器で冷却して液体として排出することができる。そして、冷却器から排出される液体を、第2減圧弁でフラッシュ減圧(液体を減圧して気化させる)して少なくとも気体及び摩耗性粉粒状物を含むものとして排出することができる。 According to the pressure reducing system with wear reducing function according to the present invention, first, the first pressure reducing valve reduces the pressure of the liquid in the supercritical state or subcritical state containing the wearable particulate matter flowing in from the inlet and from the outlet. The liquid discharged from the outlet of the first pressure reducing valve can then be cooled by a cooler and discharged as a liquid. And the liquid discharged | emitted from a cooler can be discharged | emitted as what contains at least gas and a wearable granular material by carrying out flash pressure reduction (a liquid is pressure-reduced and vaporized) with a 2nd pressure-reduction valve.
このように、液体の圧力を減圧して気体及び摩耗性粉粒状物を含むものとして排出するときに(又は取出すときに)、まず、液体の圧力を第1減圧弁で減圧することによって、第2減圧弁での減圧比を小さくすることができるので、この第2減圧弁で液体をフラッシュ減圧したときに、第2減圧弁から排出される気体の体積膨張率及び流速、並びに、液体及び液体に含まれている摩耗性粉粒状物の流速を小さくすることができる。その結果、この気体及び摩耗性粉粒状物による第2減圧弁の例えば弁体、弁座、及び弁本体内面の摩耗や損傷の低減を図ることができる。 Thus, when the pressure of the liquid is reduced and discharged as containing gas and wearable particulate matter (or when taking out), first, the pressure of the liquid is reduced by the first pressure reducing valve. Since the pressure reducing ratio of the two pressure reducing valves can be reduced, the volume expansion rate and the flow rate of the gas discharged from the second pressure reducing valve and the liquid and liquid when the liquid is flash depressurized by the second pressure reducing valve. The flow rate of the abrasive particles contained in can be reduced. As a result, it is possible to reduce wear and damage of, for example, the valve body, the valve seat, and the inner surface of the valve main body of the second pressure reducing valve due to the gas and the abrasive particles.
そして、第1減圧弁は、その入口から流入する液体の圧力を減圧して出口から液体として排出するので、第1減圧弁から排出される液体の体積膨張率及び流速を、気体の場合と比較して低く抑えることができる。よって、気体及び摩耗性粉粒状物による第1減圧弁の例えば弁体、弁座、及び弁本体内面の摩耗や損傷を抑制することができる。 Since the first pressure reducing valve reduces the pressure of the liquid flowing in from the inlet and discharges it as liquid from the outlet, the volume expansion rate and flow velocity of the liquid discharged from the first pressure reducing valve are compared with the case of gas. And can be kept low. Therefore, wear and damage of, for example, the valve body, the valve seat, and the inner surface of the valve main body of the first pressure reducing valve due to the gas and the abrasive particles can be suppressed.
また、第1減圧弁で減圧されて排出された液体を冷却器で冷却した後で、この冷却された液体を第2減圧弁でフラッシュ減圧しているので、この第2減圧弁から排出される液体のフラッシュ(気化)が開始される圧力を低い圧力に抑えることができる。これによって、第2減圧弁から排出される気体の体積膨張率及び流速、並びに、液体及び液体に含まれている摩耗性粉粒状物の流速を小さくすることができる。 In addition, after the liquid decompressed and discharged by the first pressure reducing valve is cooled by the cooler, the cooled liquid is flash depressurized by the second pressure reducing valve, so that it is discharged from the second pressure reducing valve. The pressure at which the liquid flush (vaporization) is started can be suppressed to a low pressure. As a result, the volume expansion rate and flow rate of the gas discharged from the second pressure reducing valve, and the flow rate of the wearable particulate matter contained in the liquid and the liquid can be reduced.
この発明に係る摩耗低減機能付き減圧システムにおいて、前記第1減圧弁の入口に設けられ、前記第1減圧弁の入口から流入する液体の温度を検出して第1測定温度信号を生成する第1温度検出器、及び当該液体の圧力を検出して第1測定圧力信号を生成する第1圧力検出器と、前記第1減圧弁の入口の液体の圧力が、前記第1測定温度信号における第1飽和圧力よりも高くなるように、前記第1測定温度信号及び前記第1測定圧力信号に基づいて、前記第1減圧弁の開度を制御する第1制御手段とを備えるものとするとよい。 In the pressure reducing system with wear reducing function according to the present invention, a first measurement temperature signal is generated by detecting the temperature of the liquid that is provided at the inlet of the first pressure reducing valve and flows from the inlet of the first pressure reducing valve. A temperature detector, a first pressure detector for detecting a pressure of the liquid and generating a first measurement pressure signal, and a pressure of the liquid at the inlet of the first pressure reducing valve is a first pressure in the first measurement temperature signal. It is preferable to include first control means for controlling the opening of the first pressure reducing valve based on the first measured temperature signal and the first measured pressure signal so as to be higher than the saturation pressure.
このようにすると、第1温度検出器は、第1減圧弁の入口から流入する液体の温度を検出して第1測定温度信号を生成することができ、そして、第1圧力検出器は、当該液体の圧力を検出して第1測定圧力信号を生成することができる。また、第1制御手段は、第1減圧弁の入口から流入する液体の圧力(第1測定圧力信号)が、第1測定温度信号における第1飽和圧力よりも高くなるように、前記第1測定温度信号及び第1測定圧力信号に基づいて、第1減圧弁の開度を制御することができる。これによって、第1減圧弁で液体の圧力を減圧するときに、第1減圧弁の入口側で液体がフラッシュ(気化)することを防止することができ、液体、気体及び摩耗性粉粒状物による第1減圧弁の例えば弁体、弁座、及び弁本体内面の摩耗や損傷を確実に抑制することができる。 In this way, the first temperature detector can detect the temperature of the liquid flowing in from the inlet of the first pressure reducing valve to generate the first measurement temperature signal, and the first pressure detector The pressure of the liquid can be detected to generate a first measurement pressure signal. In addition, the first control means may be configured so that the pressure of the liquid flowing from the inlet of the first pressure reducing valve (first measurement pressure signal) is higher than the first saturation pressure in the first measurement temperature signal. The opening degree of the first pressure reducing valve can be controlled based on the temperature signal and the first measured pressure signal. As a result, when the pressure of the liquid is reduced by the first pressure reducing valve, it is possible to prevent the liquid from being flushed (vaporized) on the inlet side of the first pressure reducing valve. For example, wear and damage of the first pressure reducing valve, for example, the valve body, the valve seat, and the inner surface of the valve main body can be reliably suppressed.
この発明に係る摩耗低減機能付き減圧システムにおいて、前記冷却器の出口から前記第2減圧弁の入口までの間に設けられ、前記冷却器の出口から流出する液体の温度を検出して第2測定温度信号を生成する第2温度検出器と、前記冷却器に使用される冷却媒体の流量を調節するための流量調節弁と、前記冷却器の出口の液体の温度が所定の設定温度となるように、前記第2測定温度信号に基づいて、前記流量調節弁の開度を制御する第2制御手段とを備えるものとするとよい。 In the pressure reducing system with wear reducing function according to the present invention, the second measurement is performed by detecting the temperature of the liquid provided between the outlet of the cooler and the inlet of the second pressure reducing valve and flowing out from the outlet of the cooler. A second temperature detector for generating a temperature signal; a flow rate adjusting valve for adjusting a flow rate of a cooling medium used in the cooler; and a temperature of a liquid at an outlet of the cooler to be a predetermined set temperature. And a second control means for controlling the opening degree of the flow control valve based on the second measured temperature signal.
このようにすると、第2温度検出器は、冷却器の出口から流出する液体の温度を検出して第2測定温度信号を生成することができる。そして、流量調節弁は、冷却器に使用される冷却媒体の流量を調節することができ、これによって、冷却器の入口から流入する液体を冷却することができる冷却能力を変更することができる。また、第2制御手段は、冷却器の出口から流出する液体の温度(第2測定温度信号)が、所定の冷却設定温度となるように、流量調節弁の開度を制御することができる。これによって、第2減圧弁から排出される液体のフラッシュ(気化)が開始される圧力が所望の圧力となるように制御することができる。よって、第2減圧弁から排出される液体、気体の体積膨張率及び流速、並びに、摩耗性粉粒状物の流速を、予め定めた範囲内に収めるように制御することが可能となる。 If it does in this way, the 2nd temperature detector can detect the temperature of the liquid which flows out from the exit of a cooler, and can generate the 2nd measured temperature signal. The flow rate adjusting valve can adjust the flow rate of the cooling medium used in the cooler, thereby changing the cooling capacity capable of cooling the liquid flowing from the inlet of the cooler. The second control means can control the opening degree of the flow control valve so that the temperature of the liquid flowing out from the outlet of the cooler (second measurement temperature signal) becomes a predetermined cooling set temperature. Accordingly, it is possible to control the pressure at which the liquid discharged from the second pressure reducing valve starts to be a desired pressure. Therefore, it is possible to control the liquid discharged from the second pressure reducing valve, the volume expansion rate and flow rate of the gas, and the flow rate of the abrasive particles within a predetermined range.
この発明に係る摩耗低減機能付き減圧システムにおいて、前記冷却器の出口から前記第2減圧弁の入口までの間に設けられ、前記冷却器の出口から流出する液体の圧力を検出して第2測定圧力信号を生成する第2圧力検出器と、前記冷却器の出口から排出される液体の圧力が、前記第2測定温度信号における第2飽和圧力よりも高くなるように、前記第2測定温度信号及び前記第2測定圧力信号に基づいて、前記第2減圧弁の開度を制御する第3制御手段とを備えるものとするとよい。 In the pressure reducing system with a wear reducing function according to the present invention, a second measurement is performed by detecting a pressure of a liquid provided between the outlet of the cooler and the inlet of the second pressure reducing valve and flowing out from the outlet of the cooler. A second pressure detector for generating a pressure signal; and the second measured temperature signal such that the pressure of the liquid discharged from the outlet of the cooler is higher than the second saturated pressure in the second measured temperature signal. And third control means for controlling the opening of the second pressure reducing valve based on the second measured pressure signal.
このようにすると、第2圧力検出器は、冷却器の出口から流出する液体の圧力を検出して第2測定圧力信号を生成することができる。そして、第3制御手段は、冷却器の出口から流出する液体の圧力が、第2測定温度信号における第2飽和圧力よりも高くなるように、前記第2測定温度信号及び第2測定圧力信号に基づいて第2減圧弁の開度を制御することができる。これによって、第2減圧弁の入口から流入する液体をフラッシュ減圧して、その出口から液体、気体及び摩耗性粉粒状物を排出する際に、第2減圧弁の入口側の液体がフラッシュ(気化)しないように制御することができる。よって、液体、気体及び摩耗性粉粒状物による第2減圧弁の例えば弁体、弁座、及び弁本体内面の摩耗や損傷を確実に抑制することができる。 In this way, the second pressure detector can detect the pressure of the liquid flowing out from the outlet of the cooler and generate a second measurement pressure signal. The third control means applies the second measurement temperature signal and the second measurement pressure signal so that the pressure of the liquid flowing out from the outlet of the cooler is higher than the second saturation pressure in the second measurement temperature signal. Based on this, the opening degree of the second pressure reducing valve can be controlled. As a result, when the liquid flowing in from the inlet of the second pressure reducing valve is subjected to flash pressure reduction, and the liquid, gas, and abrasive particles are discharged from the outlet, the liquid on the inlet side of the second pressure reducing valve is flushed (vaporized). ) Can be controlled not to. Therefore, wear and damage of the inner surface of the second pressure reducing valve such as the valve body, the valve seat, and the valve main body due to the liquid, gas, and abrasive particles can be reliably suppressed.
この発明に係る摩耗低減機能付き減圧システムにおいて、前記第3制御手段は、前記冷却器の出口から排出される液体の圧力が、前記第2測定温度信号における第2飽和圧力よりも高くなるように、前記第2測定温度信号及び前記第2測定圧力信号に基づいて、前記第1減圧弁の開度を制御するものとするとよい。 In the decompression system with a wear reduction function according to the present invention, the third control means is configured so that the pressure of the liquid discharged from the outlet of the cooler is higher than the second saturation pressure in the second measured temperature signal. The opening degree of the first pressure reducing valve may be controlled based on the second measured temperature signal and the second measured pressure signal.
このようにすると、第3制御手段は、冷却器の出口から流出する液体の圧力が、第2測定温度信号における第2飽和圧力よりも高くなるように、第2測定温度信号及び第2測定圧力信号に基づいて、第2減圧弁に加えて第1減圧弁の開度を制御することができる。これによって、第1減圧弁で液体の圧力を減圧するときに、第2減圧弁の入口側の液体がフラッシュ(気化)しないように、第1減圧弁で制御することができる。よって、気体及び摩耗性粉粒状物による第2減圧弁の例えば弁体、弁座、及び弁本体内面の摩耗や損傷を確実に抑制することができる。 If it does in this way, the 3rd control means will be the 2nd measurement temperature signal and the 2nd measurement pressure so that the pressure of the liquid which flows out from the exit of a cooler may become higher than the 2nd saturation pressure in the 2nd measurement temperature signal. Based on the signal, the opening of the first pressure reducing valve can be controlled in addition to the second pressure reducing valve. Accordingly, when the pressure of the liquid is reduced by the first pressure reducing valve, the first pressure reducing valve can be controlled so that the liquid on the inlet side of the second pressure reducing valve does not flush (vaporize). Therefore, for example, the valve body, the valve seat, and the inner surface of the valve main body of the second pressure reducing valve due to the gas and the abrasive powder can be reliably prevented from being worn or damaged.
この発明に係る反応装置は、超臨界状態又は亜臨界状態において被処理物を熱水処理するための反応槽と、前記反応槽に設けられ、前記反応槽で被処理物を熱水処理して得られた摩耗性粉粒状物を含む液体を、液体、気体及び摩耗性粉粒状物として取り出すための取出し部とを備え、前記取出し部に本発明に係る摩耗低減機能付き減圧システムが設けられていることを特徴とするものである。 A reaction apparatus according to the present invention includes a reaction tank for hydrothermally treating an object to be treated in a supercritical state or a subcritical state, and a hydrothermal treatment of the object to be treated in the reaction tank. An extraction part for taking out the liquid containing the obtained wearable particulate matter as liquid, gas and wearable particulate matter, and the decompression system with wear reduction function according to the present invention is provided in the removal part It is characterized by being.
本発明に係る反応装置によると、反応槽で超臨界状態又は亜臨界状態において被処理物を熱水処理することができ、この反応槽で被処理物を熱水処理して得られた摩耗性粉粒状物を含む液体を、本発明の摩耗低減機能付き減圧システムによって、上記と同様にフラッシュ減圧して、少なくとも気体及び摩耗性粉粒状物を含むものとして取出し部から取り出すことができる。 According to the reaction apparatus of the present invention, the object to be treated can be hydrothermally treated in a supercritical state or a subcritical state in a reaction tank, and the wear property obtained by hydrothermally treating the object to be treated in this reaction tank. The liquid containing the particulate matter can be taken out from the take-out portion as containing at least gas and the wearable particulate matter by flash decompression in the same manner as described above by the decompression system with wear reducing function of the present invention.
この発明に係る摩耗低減機能付き減圧システム、及びそれを備える反応装置によると、液体、気体及び摩耗性粉粒状物による第1及び第2減圧弁の例えば弁体、弁座、及び弁本体内面の摩耗や損傷の低減を図ることができる構成としたので、第1及び第2減圧弁の交換や修理の回数を少なくすることができ、ひいては、この摩耗低減機能付き減圧システムの寿命を長引かせることができる。その結果、摩耗低減機能付き減圧システムに掛るコストの低減を図ることができる。 According to the pressure reducing system with wear reducing function and the reaction apparatus including the same according to the present invention, for example, the valve body, the valve seat, and the inner surface of the valve main body of the first and second pressure reducing valves made of liquid, gas, and wearable particulate matter. Since it is configured to reduce wear and damage, the number of replacements and repairs of the first and second pressure reducing valves can be reduced, and the life of the pressure reducing system with wear reducing function can be extended. Can do. As a result, it is possible to reduce the cost of the decompression system with a wear reduction function.
以下、本発明に係る摩耗低減機能付き減圧システム及びそれを備える反応装置の一実施形態を、図1〜図4を参照して説明する。この摩耗低減機能付き減圧システム11は、図1に示すものであり、例えば摩耗性粉粒状物を含む超臨界状態又は亜臨界状態の液体を第1減圧弁12で減圧し(第1減圧工程)、次に、この減圧された液体を冷却器13で冷却して(冷却工程)、しかる後に、この冷却された液体を第2減圧弁14でフラッシュ減圧して、少なくとも気体及び摩耗性粉粒状物を含むもの(例えば液体、気体、及び固体を含むスラリー)として排出する(第2減圧工程)ことができるものである。
Hereinafter, an embodiment of a decompression system with a wear reduction function and a reaction apparatus including the same according to the present invention will be described with reference to FIGS. This
この摩耗低減機能付き減圧システム11は、図1に示すように、第1減圧弁12の入口に第1配管15が接続されている。そして、第1減圧弁12の出口と、冷却管19の入口とが第2配管16で接続されている。この冷却管19は、冷却器13が備えているものである。そして、この冷却管19には、冷却媒体管20が設けられ、この冷却媒体管20を流れる冷却媒体によって、冷却管19を流れる液体を冷却して液体として排出できるようになっている。
As shown in FIG. 1, the
また、この冷却媒体管20の出口側配管20aの途中に流量調節弁21が設けられ、この流量調節弁21は、冷却媒体管20を流れる冷却媒体の流量を調節することができるものである。更に、図1に示すように、冷却管19の出口と、第2減圧弁14の入口とが第3配管17で接続され、第2減圧弁14の出口に第4配管18が接続されている。
Further, a flow
第1減圧弁12は、入口から流入する例えば摩耗性粉粒状物を含む超臨界状態又は亜臨界状態の液体の圧力を減圧して出口から液体として排出することができるものである。 The first pressure reducing valve 12 is capable of reducing the pressure of a supercritical state or subcritical state liquid containing, for example, abradable particulate matter flowing in from the inlet and discharging it as a liquid from the outlet.
冷却器13は、第1減圧弁12の出口から排出される液体を冷却して液体として排出することができるものである。 The cooler 13 can cool the liquid discharged from the outlet of the first pressure reducing valve 12 and discharge it as a liquid.
第2減圧弁14は、冷却器13から排出される液体の圧力をフラッシュ減圧して少なくとも気体及び摩耗性粉粒状物を含むものを排出するものである。
The second
更に、この第1及び第2減圧弁12、14は、それぞれの一次圧の設定圧力を調節できるものであり、この一次圧の設定圧力は、後述する制御部22から出力される第1及び第2設定圧力制御信号p1ts、p2tsによって調節されるようになっている。また、流量調節弁21は、制御部22から出力される設定流量制御信号Qtsによって設定流量が調節されるようになっている。
Further, each of the first and second
そして、第1配管15の第1減圧弁12の入口付近には、第1温度検出器T1及び第1圧力検出器P1が設けられている。そして、冷却管19の入口には、第4温度検出器T4及び第4圧力検出器P4が設けられ、冷却管19の出口には、第2温度検出器T2及び第2圧力検出器P2が設けられている。また、第4配管18の第2減圧弁14の出口付近には、第3温度検出器T3及び第3圧力検出器P3が設けられている。
A first temperature detector T1 and a first pressure detector P1 are provided near the inlet of the first pressure reducing valve 12 of the first pipe 15. A fourth temperature detector T4 and a fourth pressure detector P4 are provided at the inlet of the cooling pipe 19, and a second temperature detector T2 and a second pressure detector P2 are provided at the outlet of the cooling pipe 19. It has been. Further, a third temperature detector T3 and a third pressure detector P3 are provided in the vicinity of the outlet of the second
第1温度検出器T1は、第1減圧弁12の入口に流入する液体の温度を検出して第1測定温度信号t1を生成するものであり、第1圧力検出器P1は、当該液体の圧力を検出して第1測定圧力信号p1を生成するものである。 The first temperature detector T1 detects the temperature of the liquid flowing into the inlet of the first pressure reducing valve 12 and generates the first measurement temperature signal t1, and the first pressure detector P1 is the pressure of the liquid. Is detected and a first measurement pressure signal p1 is generated.
第4温度検出器T4は、冷却管19の入口に流入する液体の温度を検出して第4測定温度信号t4を生成するものであり、第4圧力検出器P4は、当該液体の圧力を検出して第4測定圧力信号p4を生成するものである。 The fourth temperature detector T4 detects the temperature of the liquid flowing into the inlet of the cooling pipe 19 and generates a fourth measured temperature signal t4. The fourth pressure detector P4 detects the pressure of the liquid. Thus, the fourth measurement pressure signal p4 is generated.
第2温度検出器T2は、冷却管19の出口から排出される液体の温度を検出して第2測定温度信号t2を生成するものであり、第2圧力検出器P2は、当該液体の圧力を検出して第2測定圧力信号p2を生成するものである。 The second temperature detector T2 detects the temperature of the liquid discharged from the outlet of the cooling pipe 19 and generates a second measured temperature signal t2. The second pressure detector P2 detects the pressure of the liquid. It detects and produces | generates the 2nd measurement pressure signal p2.
第3温度検出器T3は、第2減圧弁14の出口から排出される液体と気体の温度を検出して第3測定温度信号t3を生成するものであり、第3圧力検出器P3は、当該液体と気体の圧力を検出して第3測定圧力信号p3を生成するものである。
The third temperature detector T3 detects the temperature of the liquid and gas discharged from the outlet of the second
図2は、図1に示す摩耗低減機能付き減圧システム11の制御ブロック図である。第1〜第4温度検出器T1〜T4、第1〜第4圧力検出器P1〜P4、第1及び第2減圧弁12、14、並びに、流量調節弁21が制御部22に電気的に接続している。
FIG. 2 is a control block diagram of the
この制御部22は、中央演算処理装置で構成され、予め記憶部(図示せず)に記憶されている所定のプログラムに従って各種演算及び処理等を行うことができるものである。この制御部22は、第1、第2、及び第3制御手段を備えている。
The
第1制御手段は、第1減圧弁12の入口の液体の圧力p1が、当該液体の第1測定温度信号t1における第1飽和圧力p1sよりも高くなるように(液体がフラッシュしないように)、第1測定温度信号t1及び第1測定圧力信号p1に基づいて、第1減圧弁12の開度K1(第1減圧弁12の入口側の液体の圧力)を制御するものである。 The first control means is configured so that the pressure p1 of the liquid at the inlet of the first pressure reducing valve 12 is higher than the first saturation pressure p1s in the first measured temperature signal t1 of the liquid (so that the liquid does not flush). Based on the first measurement temperature signal t1 and the first measurement pressure signal p1, the opening K1 of the first pressure reducing valve 12 (the pressure of the liquid on the inlet side of the first pressure reducing valve 12) is controlled.
第2制御手段は、冷却器13の出口の液体の温度t2が所定の設定温度tseとなるように、第2測定温度信号t2に基づいて、流量調節弁21の開度K3を制御するものである。
The second control means controls the opening K3 of the
第3制御手段は、冷却器13の出口から排出される液体の圧力p2が、当該液体の第2測定温度信号t2における第2飽和圧力p2sよりも高くなるように(液体がフラッシュしないように)、第2測定温度信号t2及び第2測定圧力信号p2に基づいて、第1及び第2減圧弁12、14の開度K1,K2(第2減圧弁14の入口側の液体の圧力)を制御するものである。 The third control means is configured so that the pressure p2 of the liquid discharged from the outlet of the cooler 13 is higher than the second saturation pressure p2s in the second measured temperature signal t2 of the liquid (so that the liquid does not flush). Based on the second measured temperature signal t2 and the second measured pressure signal p2, the openings K1 and K2 of the first and second pressure reducing valves 12 and 14 (the pressure of the liquid on the inlet side of the second pressure reducing valve 14) are controlled. To do.
次に、上記のように構成された摩耗低減機能付き減圧システム11の作用を説明する。例えばまず、第1減圧弁12は、その入口から流入する摩耗性粉粒状物を含む超臨界状態又は亜臨界状態の液体の圧力を減圧して出口から液体として排出することができ、次に、第1減圧弁12の出口から排出される液体を、冷却器13で冷却して液体として排出することができる。そして、冷却器13から排出される液体を、第2減圧弁14でフラッシュ減圧(液体を減圧して少なくともその一部を気化させる)して,少なくとも気体及び摩耗性粉粒状物を含むもの、例えば気体、液体、及び摩耗性粉粒状物を排出することができる。
Next, the operation of the
このように、液体の圧力を減圧して少なくとも気体及び摩耗性粉粒状物を含むものとして排出するときに(又は取出すときに)、まず、液体の圧力を第1減圧弁12で減圧することによって、第2減圧弁14での減圧比を小さくすることができるので、この第2減圧弁14で液体をフラッシュ減圧したときに、第2減圧弁14から排出される気体の体積膨張率及び流速、並びに、液体及び液体に含まれている摩耗性粉粒状物の流速を小さくすることができる。その結果、この気体及び摩耗性粉粒状物による第2減圧弁14の例えば弁体、弁座、及び弁本体内面の摩耗や損傷の低減を図ることができる。
Thus, when the pressure of the liquid is reduced and discharged (or taken out) as containing at least gas and abrasive particles, first, the pressure of the liquid is reduced by the first pressure reducing valve 12. Since the pressure reduction ratio in the second
そして、第1減圧弁12は、その入口から流入する液体の圧力を減圧して出口から液体として排出するので、第1減圧弁12から排出される液体の体積膨張率及び流速を、気体の場合と比較して低く抑えることができる。よって、気体及び摩耗性粉粒状物による第1減圧弁12の例えば弁体、弁座、及び弁本体内面の摩耗や損傷を抑制することができる。 The first pressure reducing valve 12 reduces the pressure of the liquid flowing in from the inlet and discharges the liquid as the liquid from the outlet. Therefore, the volume expansion rate and the flow rate of the liquid discharged from the first pressure reducing valve 12 are set in the case of gas. Compared to, it can be kept low. Therefore, the wear and damage of, for example, the valve body, the valve seat, and the inner surface of the valve main body of the first pressure reducing valve 12 due to the gas and the abrasive particles can be suppressed.
また、第1減圧弁12で減圧されて排出された液体を冷却器13で冷却した後で、この冷却された液体を第2減圧弁14でフラッシュ減圧しているので、この第2減圧弁14から排出される液体のフラッシュ(気化)が開始される圧力を低い圧力に抑えることができる。これによって、第2減圧弁14から排出される気体の体積膨張率及び流速、並びに、液体及び液体に含まれている摩耗性粉粒状物の流速を小さくすることができる。
Further, after the liquid decompressed and discharged by the first pressure reducing valve 12 is cooled by the cooler 13, the cooled liquid is flash depressurized by the second
従って、この摩耗低減機能付き減圧システム11によると、第1及び第2減圧弁12、14の交換や修理の回数を少なくすることができ、ひいては、この減圧システム11の寿命を長引かせることができる。その結果、摩耗低減機能付き減圧システム11に掛るコストの低減を図ることができる。
Therefore, according to the
図3は、p−h線図である。この図3は、図1に示す減圧システム11を使用して、上記のように、例えば摩耗性粉粒状物を含む超臨界状態又は亜臨界状態の液体を第1減圧弁12で減圧し(第1減圧工程)、次に、この減圧された液体を冷却器13で冷却して(冷却工程)、しかる後に、この冷却された液体を第2減圧弁14でフラッシュ減圧して気体及び摩耗性粉粒状物を含むものとして排出する(第2減圧工程)各工程を示している。
FIG. 3 is a ph diagram. FIG. 3 shows a
図3に示す温度t及び圧力pの一例として、t1は、第1測定温度(信号)であり約230℃、p1は、第1測定圧力(信号)であり約4.6MPa、t4は、第4測定温度(信号)であり約165℃、p4は、第4測定圧力(信号)であり約0.8MPaである。 As an example of the temperature t and the pressure p shown in FIG. 3, t1 is a first measurement temperature (signal) of about 230 ° C., p1 is a first measurement pressure (signal) of about 4.6 MPa, and t4 is a first measurement temperature (signal). 4 measurement temperature (signal) and about 165 ° C., p4 is the fourth measurement pressure (signal) and about 0.8 MPa.
そして、t2は、第2測定温度(信号)であり約150℃、p2は、第2測定圧力(信号)であり約0.8MPa、t3は、第3測定温度(信号)であり約127℃、p3は、第3測定圧力(信号)であり約0.25MPaである。 T2 is a second measured temperature (signal) of about 150 ° C., p2 is a second measured pressure (signal) of about 0.8 MPa, and t3 is a third measured temperature (signal) of about 127 ° C. , P3 is the third measurement pressure (signal) and is about 0.25 MPa.
また、第1減圧弁12の減圧比は、5.75(=4.6MPa:0.8MPa)であり、第2減圧弁14の減圧比は、3.2(=0.8MPa:0.25MPa)である。
The pressure reduction ratio of the first pressure reducing valve 12 is 5.75 (= 4.6 MPa: 0.8 MPa), and the pressure reduction ratio of the second
また、図1に示す減圧システム11によると、制御部22の第1制御手段は、第1減圧弁12の入口から流入する液体の圧力(第1測定圧力信号p1)が、当該液体の第1測定温度信号t1における第1飽和圧力p1sよりも高くなるように、第1測定温度信号t1及び第1測定圧力信号p1に基づいて、第1減圧弁12の開度K1(入口側の液体の圧力)を制御することができる。これによって、第1減圧弁12で液体の圧力を減圧するときに、第1減圧弁12の入口側で液体がフラッシュ(気化)することを防止でき、液体、気体及び摩耗性粉粒状物による第1減圧弁12の例えば弁体、弁座、及び弁本体内面の摩耗や損傷を確実に抑制することができる。
Further, according to the
例えば第1減圧弁12の設定圧力をp1tとすると、p1t>p1s+α(α=0.1〜0.5MPa)の関係が成立するようにこのp1tが設定される。 For example, when the set pressure of the first pressure reducing valve 12 is p1t, this p1t is set so that the relationship of p1t> p1s + α (α = 0.1 to 0.5 MPa) is established.
この第1制御手段は、第1測定圧力(信号)p1が、設定圧力p1tよりも低くなれば、第1減圧弁12の開度K1を小さくするように制御する。そして、第1制御手段は、第1測定圧力(信号)p1が、設定圧力p1tよりも高くなれば、第1減圧弁12の開度K1を大きくするように制御する。 The first control means controls the opening K1 of the first pressure reducing valve 12 to be reduced when the first measured pressure (signal) p1 becomes lower than the set pressure p1t. Then, the first control means controls the opening K1 of the first pressure reducing valve 12 to be increased when the first measured pressure (signal) p1 becomes higher than the set pressure p1t.
つまり、図2に示すように、制御部22は、第1減圧弁12に第1設定圧力制御信号p1tsを出力することによって、第1減圧弁12の開度K1を調節して第1減圧弁12の設定圧力p1tを制御するようになっている。
That is, as shown in FIG. 2, the
更に、図1に示すように、第2温度検出器T2は、冷却器13の出口から流出する液体の温度を検出して第2測定温度信号t2を生成することができる。そして、流量調節弁21は、冷却器13に使用される冷却媒体の流量を調節することができ、これによって、冷却器13の入口から流入する液体を冷却することができる冷却能力を変更することができる。
Further, as shown in FIG. 1, the second temperature detector T2 can detect the temperature of the liquid flowing out from the outlet of the cooler 13 and generate the second measured temperature signal t2. The flow
また、制御部22の第2制御手段は、冷却器13の出口から流出する液体の温度(第2測定温度信号t2)が、所定の冷却設定温度となるように、流量調節弁21の開度K3を制御することができる。
Further, the second control means of the
この第2制御手段は、冷却器13の出口から流出する液体の温度(第2測定温度信号t2)が、冷却設定温度よりも低下すると、流量調節弁21の開度K3が小さくなるように制御する。そして、第2制御手段は、冷却器13の出口から流出する液体の温度(第2測定温度信号t2)が、冷却設定温度よりも上がると、流量調節弁21の開度K3が大きくなるように制御する。
This second control means controls the opening degree K3 of the flow
これによって、第2減圧弁14から排出される液体のフラッシュ(気化)が開始される圧力が所望の圧力となるように制御することができる。よって、第2減圧弁14から排出される液体、気体の体積膨張率及び流速、並びに、摩耗性粉粒状物の流速を、予め定めた範囲内に収めるように制御することが可能となる。
Thereby, it is possible to control the pressure at which the flushing (vaporization) of the liquid discharged from the second
そして、図1に示す第2圧力検出器P2は、冷却器13の出口から流出する液体の圧力を検出して第2測定圧力信号p2を生成することができる。そして、制御部22の第3制御手段は、冷却器13の出口から流出する液体の圧力が、当該液体の第2測定温度信号t2における第2飽和圧力p2sよりも高くなるように、第2測定温度信号t2及び第2測定圧力信号p2に基づいて第2減圧弁14の開度K2を制御することができる。これによって、第2減圧弁14の入口から流入する液体をフラッシュ減圧して、その出口から液体、気体及び摩耗性粉粒状物(スラリー等)を排出する際に、第2減圧弁14の入口側の液体がフラッシュ(気化)しないように制御することができる。よって、液体、気体及び摩耗性粉粒状物による第2減圧弁14の例えば弁体、弁座、及び弁本体内面の摩耗や損傷を確実に抑制することができる。
And the 2nd pressure detector P2 shown in FIG. 1 can detect the pressure of the liquid which flows out from the exit of the cooler 13, and can produce | generate the 2nd measurement pressure signal p2. Then, the third control unit of the
なお、例えば第2減圧弁14の設定圧力をp2tとすると、p2t>p2s+α(α=0.1〜0.5MPa)の関係が成立するようにこのp2tが設定される。
For example, when the set pressure of the second
また、第2減圧弁14を通る液体は、第2減圧弁14の弁体と弁座との間の狭い隙間を通るときに、減圧、減温されてフラッシュする。このとき、第2減圧弁14の出口から排出される液体と気体の圧力(第3測定圧力信号p3)は、この液体と気体の温度(第3測定温度信号t3)における第3飽和圧力p3sに略等しい値となる。
Further, the liquid passing through the second
更に、制御部22の第3制御手段は、上記の制御において、第2減圧弁14に加えて第1減圧弁12の開度K1(入口側の液体の圧力)を制御することができるようにもなっており、第2減圧弁14の入口側で液体がフラッシュ(気化)することを確実に防止できる。
Furthermore, the third control means of the
例えば、この第3制御手段は、第2測定圧力(信号)p2が低くなれば(又は高くなれば)、第2減圧弁14の開度K2を小さく(又は大きく)すると共に、第1減圧弁12の開度K1を大きく(又は小さく)するように制御する。
For example, the third control means reduces (or increases) the opening K2 of the second
つまり、図2に示すように、制御部22は、第2減圧弁14に第2設定圧力制御信号p2tsを出力することによって、第2減圧弁14の開度K2を調節して第2減圧弁14の設定圧力p2tを制御するようになっている。
That is, as shown in FIG. 2, the
更に、制御部22は、第1減圧弁12に第1設定圧力制御信号p1tsを出力することによって、第1減圧弁14の開度K1を調節して第1減圧弁12の設定圧力p1tを制御するようにもなっている。
Further, the
次に、図4を参照して、図1に示す摩耗低減機能付き減圧システム11が適用された反応装置を説明する。この図4は、図1に示す摩耗低減機能付き減圧システム11を備える2つの第1及び第2反応装置24、25を含むバイオエタノール製造設備26の概念図である。
Next, with reference to FIG. 4, the reaction apparatus to which the
この第1及び第2の各反応装置24、25は、超臨界状態又は亜臨界状態において被処理物を熱水処理するための反応槽27、28と、反応槽27、28に設けられ、反応槽27、28で被処理物を熱水処理して得られた摩耗性粉粒状物を含む液体を、少なくとも気体及び摩耗性粉粒状物を含むものとして取り出すための取出し部29、30とを備えている。そして、この取出し部29、30に摩耗低減機能付き減圧システム11、11が設けられている。
The first and
この図4に示す第1及び第2反応装置24、25によると、反応槽27、28で超臨界状態又は亜臨界状態において被処理物を熱水処理することができ、この反応槽27、28で被処理物を熱水処理して得られた摩耗性粉粒状物を含む液体を、摩耗低減機能付き減圧システム11、11によって、上記と同様にフラッシュ減圧して、少なくとも気体及び摩耗性粉粒状物を含むものとして取出し部29、30から取り出すことができる。
According to the first and
次に、図4に示す第1及び第2反応装置24、25を含むエタノール製造設備26の全体を説明する。このエタノール製造設備26は、セルロース系バイオマスに対して分解処理等を行い、生成した糖を発酵してエタノールを製造することができる設備である。
Next, the entire
(スラリーの調製)
図4に示すように、まず、セルロース系バイオマス(例えば、バガス、甜菜かす、又はわらのような草木系バイオマス)を、前処理として数mm以下に粉砕する。粉砕後のセルロース系バイオマスは、混合槽31に供給され、水及び酸を加えて攪拌され、スラリー化される。
(Preparation of slurry)
As shown in FIG. 4, first, cellulosic biomass (eg, plant biomass such as bagasse, sugar beet lees, or straw) is pulverized to several mm or less as a pretreatment. The pulverized cellulosic biomass is supplied to the
(第一糖化分解工程)
次に、スラリーは、必要に応じて予熱された後、ヘミセルロース糖化反応器(反応槽)27へと供給される。ヘミセルロース糖化反応器27内で、スラリーは、圧力1MPa以上5MPa以下で熱水処理される。この熱水処理によって、セルロース系バイオマス中のヘミセルロースは、酸の触媒作用によってC5単糖に効率よく糖化分解(加水分解)される。
(First saccharification and decomposition process)
Next, the slurry is preheated as necessary, and then supplied to the hemicellulose saccharification reactor (reaction tank) 27. In the
一定時間の熱水処理が行われた後、スラリー(液体と摩耗性粉粒状物とが混合したもの)は、ヘミセルロース糖化反応器27から、本発明に係る摩耗低減機能付き減圧システム11でフラッシュ減圧されてフラッシュタンク32へと供給される。フラッシュ蒸発によって、スラリーは、亜臨界状態以下の温度に急冷され、ヘミセルロースの糖化分解反応(加水分解反応)が終了する。
After the hydrothermal treatment for a certain period of time, the slurry (a mixture of the liquid and the abrasive powder) is flash-depressurized from the
(第一固液分離工程)
次に、摩耗性粉粒状物を含むスラリーは、フラッシュタンク32から固液分離装置33へと供給され、C5糖化液と脱水ケーキ1とに分離される。C5糖化液は、後続するアルコール発酵工程へと供給される。一方、脱水ケーキ(脱水ケーキ1)は、加圧式反応器(反応槽)28の反応室へと供給される。
(First solid-liquid separation process)
Next, the slurry containing the abrasive particles is supplied from the
(第二糖化分解工程)
脱水ケーキ1が供給された後、加圧式反応器28の反応室には、外部の蒸気発生装置(図示せず)から蒸気が供給される。その後、反応室は、所定の圧力範囲内となるまで加圧される。
(Second saccharification and decomposition process)
After the
一定時間の加熱及び加圧処理(糖化分解処理)が行われた後、処理後のスラリーは、本発明に係る摩耗低減機能付き減圧システム11でフラッシュ減圧されてフラッシュタンク34へと供給される。このとき、スラリーには、C6糖化液が含有されている。フラッシュ蒸発によって、スラリーは、亜臨界状態以下の温度に急冷され、セルロースの加水分解反応が終了する。
After heating and pressurizing treatment (saccharification / decomposition treatment) for a predetermined time, the treated slurry is subjected to flash decompression by the
(第二固液分離工程)
次に、摩耗性粉粒状物を含むスラリーは、フラッシュタンク34から固液分離装置35へと供給され、C6糖化液と脱水ケーキ2とに分離される。C6糖化液は、後続するアルコール発酵工程へと供給される。一方、脱水ケーキ2は、適宜系外に取り出される。
(Second solid-liquid separation process)
Next, the slurry containing the abrasive particles is supplied from the
(発酵工程)
次に、C5糖化液及びC6糖化液は、発酵工程において、酵母を利用してエタノールへと変換される。発酵工程は、公知の発酵方法を採用することができる。
(Fermentation process)
Next, the C5 saccharified solution and the C6 saccharified solution are converted into ethanol using yeast in the fermentation process. A well-known fermentation method can be employ | adopted for a fermentation process.
(蒸留工程)
次に、発酵工程によって得られたアルコール発酵液は、蒸留され、エタノールが濃縮される。
(Distillation process)
Next, the alcohol fermentation liquid obtained by the fermentation process is distilled to concentrate ethanol.
ただし、上記実施形態では、図4に示すエタノール製造設備26が備える第1及び第2の各反応装置24、25に摩耗低減機能付き減圧システム11、11を適用したが、このようなエタノール製造設備26、並びに、第1及び第2反応装置24、25以外の設備や装置に、摩耗低減機能付き減圧システム11を適用してもよい。
However, in the said embodiment, although the
以上のように、本発明に係る摩耗低減機能付き減圧システム及びそれを備える反応装置は、第1及び第2減圧弁の弁体、弁座、及び内面の摩耗や損傷の低減を図ることによって、第1及び第2減圧弁の寿命を長引かせることができる優れた効果を有し、摩耗性粉粒状物を含む高温高圧のスラリー等の減圧システム及びそのようなシステムを必要とする反応装置に適用するのに適している。 As described above, the pressure reducing system with wear reducing function and the reaction apparatus including the same according to the present invention are intended to reduce wear and damage of the valve bodies, the valve seats, and the inner surface of the first and second pressure reducing valves, It has an excellent effect of prolonging the life of the first and second pressure reducing valves, and is applied to a pressure reducing system such as a high-temperature and high-pressure slurry containing an abrasive powder and a reactor that requires such a system. Suitable for doing.
11 摩耗低減機能付き減圧システム
12 第1減圧弁
13 冷却器
14 第2減圧弁
15、16、17、18 第1配管、第2配管、第3配管、第4配管
19 冷却管
20 冷却媒体管
20a 出口側配管
21 流量調節弁
22 制御部
24、25 第1及び第2反応装置
26 エタノール製造設備
27 反応器(反応槽)
28 加圧式反応器(反応槽)
29、30 取出し部
31 混合槽
32、34 フラッシュタンク
33、35 固液分離装置
T1〜T4 第1〜第4温度検出器
P1〜P4 第1〜第4圧力検出器
t1〜t4 第1〜第4測定温度信号
p1〜p4 第1〜第4測定圧力信号
p1ts、p2ts 第1及び第2減圧弁の設定圧力制御信号
Qts 設定流量制御信号
p1t、p2t 第1及び第2減圧弁の設定圧力
tse 冷却器の設定温度
K1 第1減圧弁の開度
K2 第2減圧弁の開度
K3 流量調節弁の開度
p1s、p2s 飽和圧力
DESCRIPTION OF
28 Pressurized reactor (reaction tank)
29, 30
Claims (6)
前記第1減圧弁の出口から排出される液体を冷却して液体として排出する冷却器と、
前記冷却器から排出される液体の圧力をフラッシュ減圧して少なくとも気体及び摩耗性粉粒状物を含むものとして排出する第2減圧弁とを備えることを特徴とする摩耗低減機能付き減圧システム。 A first pressure reducing valve for reducing the pressure of the supercritical or subcritical liquid containing the abrasive particles flowing from the inlet and discharging it as a liquid from the outlet;
A cooler that cools and discharges the liquid discharged from the outlet of the first pressure reducing valve as a liquid;
A pressure reducing system with a wear reducing function, comprising: a second pressure reducing valve that discharges the pressure of the liquid discharged from the cooler by flushing and discharging at least a gas and a wearable particulate matter.
前記第1減圧弁の入口の液体の圧力が、前記第1測定温度信号における第1飽和圧力よりも高くなるように、前記第1測定温度信号及び前記第1測定圧力信号に基づいて、前記第1減圧弁の開度を制御する第1制御手段とを備えることを特徴とする請求項1記載の摩耗低減機能付き減圧システム。 A first temperature detector provided at an inlet of the first pressure reducing valve to detect a temperature of the liquid flowing in from the inlet of the first pressure reducing valve to generate a first measurement temperature signal; and detecting a pressure of the liquid. A first pressure detector for generating a first measured pressure signal;
Based on the first measured temperature signal and the first measured pressure signal, the first pressure is adjusted so that the pressure of the liquid at the inlet of the first pressure reducing valve is higher than the first saturated pressure in the first measured temperature signal. The pressure reducing system with a wear reducing function according to claim 1, further comprising: a first control unit that controls an opening of one pressure reducing valve.
前記冷却器に使用される冷却媒体の流量を調節するための流量調節弁と、
前記冷却器の出口の液体の温度が所定の設定温度となるように、前記第2測定温度信号に基づいて、前記流量調節弁の開度を制御する第2制御手段とを備えることを特徴とする請求項1又は2記載の摩耗低減機能付き減圧システム。 A second temperature detector provided between the outlet of the cooler and the inlet of the second pressure reducing valve to detect the temperature of the liquid flowing out from the outlet of the cooler and generate a second measured temperature signal;
A flow control valve for adjusting the flow rate of the cooling medium used in the cooler;
And a second control means for controlling the opening of the flow rate control valve based on the second measured temperature signal so that the temperature of the liquid at the outlet of the cooler becomes a predetermined set temperature. The decompression system with a wear reduction function according to claim 1 or 2.
前記冷却器の出口から排出される液体の圧力が、前記第2測定温度信号における第2飽和圧力よりも高くなるように、前記第2測定温度信号及び前記第2測定圧力信号に基づいて、前記第2減圧弁の開度を制御する第3制御手段とを備えることを特徴とする請求項3記載の摩耗低減機能付き減圧システム。 A second pressure detector provided between the outlet of the cooler and the inlet of the second pressure reducing valve to detect the pressure of the liquid flowing out from the outlet of the cooler and generate a second measurement pressure signal;
Based on the second measurement temperature signal and the second measurement pressure signal, the pressure of the liquid discharged from the outlet of the cooler is higher than the second saturation pressure in the second measurement temperature signal. The decompression system with a wear reduction function according to claim 3, further comprising third control means for controlling an opening degree of the second decompression valve.
前記反応槽に設けられ、前記反応槽で被処理物を熱水処理して得られた摩耗性粉粒状物を含む液体を、液体、気体及び摩耗性粉粒状物として取り出すための取出し部とを備え、
前記取出し部に請求項1乃至5のいずれかに記載の摩耗低減機能付き減圧システムが設けられていることを特徴とする反応装置。 A reaction vessel for hydrothermally treating the object to be treated in a supercritical state or a subcritical state;
A take-out unit provided in the reaction vessel for taking out liquid containing abrasive particles obtained by hydrothermal treatment of an object to be treated in the reaction vessel as liquid, gas, and abrasive particles; Prepared,
A reactor having the pressure reducing system with a wear reduction function according to any one of claims 1 to 5 provided in the take-out part.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011280233A JP5856471B2 (en) | 2011-12-21 | 2011-12-21 | Depressurization system with wear reduction function and reactor equipped with the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011280233A JP5856471B2 (en) | 2011-12-21 | 2011-12-21 | Depressurization system with wear reduction function and reactor equipped with the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013128885A JP2013128885A (en) | 2013-07-04 |
JP5856471B2 true JP5856471B2 (en) | 2016-02-09 |
Family
ID=48906928
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011280233A Active JP5856471B2 (en) | 2011-12-21 | 2011-12-21 | Depressurization system with wear reduction function and reactor equipped with the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5856471B2 (en) |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3297680B2 (en) * | 1997-04-23 | 2002-07-02 | 株式会社荏原製作所 | Supercritical reactor and method |
JP3486522B2 (en) * | 1997-05-21 | 2004-01-13 | オルガノ株式会社 | Supercritical water reactor and method of operating supercritical water reactor |
JPH11316612A (en) * | 1998-05-07 | 1999-11-16 | Japan Organo Co Ltd | Pressure reduction system for fluid |
JP4062791B2 (en) * | 1998-10-19 | 2008-03-19 | 株式会社Ihi | Detoxification equipment for refractory bricks or mortar containing dioxins |
JP4583530B2 (en) * | 1999-03-19 | 2010-11-17 | オルガノ株式会社 | Heat exchange water and its supply device |
JP2000276238A (en) * | 1999-03-24 | 2000-10-06 | Japan Organo Co Ltd | Pressure reduction system for fluid |
JP5110054B2 (en) * | 2009-08-07 | 2012-12-26 | パナソニック株式会社 | Disassembly device and discharge method of decomposition liquid |
-
2011
- 2011-12-21 JP JP2011280233A patent/JP5856471B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013128885A (en) | 2013-07-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9199212B2 (en) | Digestion units configured for high yield biomass processing | |
JPWO2011111189A1 (en) | Biomass hydrothermal decomposition apparatus and temperature control method thereof, organic raw material production system using biomass raw material | |
CN104829079A (en) | A novel supercritical water oxidation sludge treatment system and a method | |
JP6573261B2 (en) | Supercritical water gasification system | |
JP6070906B1 (en) | Supercritical water gasification system and gasification method | |
JP2009149773A (en) | Biomass gasification method and biomass gasification system | |
JP5856471B2 (en) | Depressurization system with wear reduction function and reactor equipped with the same | |
JP4997546B2 (en) | Supercritical water biomass gasifier and system including the same | |
WO2015132922A1 (en) | Apparatus for gasification with supercritical fluid | |
JP6004313B2 (en) | Method for producing resin raw material from lignocellulosic biomass and method for avoiding blockage of solid line in reactor outlet line in the apparatus | |
US20160223087A1 (en) | Control valve system for controlling fluid flow | |
CN109999731B (en) | Online catalyst filling method and device for biomass pyrolysis liquid fluidized bed reactor | |
JP2013163796A5 (en) | ||
US11434933B2 (en) | Pressure reduction in high pressure processing system | |
US11829165B2 (en) | Pressurization system for high pressure processing system | |
US9938478B2 (en) | Devolatilization system and methods thereof | |
JP5761682B2 (en) | Method for producing raw material for enzymatic saccharification, method for producing sugar and method for producing ethanol | |
JPWO2016139720A1 (en) | Biomass processing system | |
CN109999730B (en) | Online catalyst filling method and device for biomass pyrolysis liquid fluidized bed reactor | |
JP2012232275A (en) | Solid-liquid separation device, and hydrothermal degradation apparatus | |
CA2876108A1 (en) | Biomass hydrothermal decomposition system, saccharide solution production method using biomass raw material, and alcohol production method using biomass raw material | |
WO2023038061A1 (en) | Hydrogen production system | |
CN107057741A (en) | A kind of marine alga-rice husk is classified the devices and methods therefor of hydrothermal liquefaction preparing bio-oil | |
JP2007046027A (en) | Supercritical water gasifying apparatus | |
CA3163690A1 (en) | Pretreatment arrangement comprising a sluice vessel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20141219 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20151023 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151117 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151211 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5856471 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |