JP6000402B1 - 触媒吸引装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸引ブロアまで到達する触媒の量を最小限に抑え、酸性度の高い触媒を吸引する際でも、吸引ブロアのシャフト部及び羽根状部の腐食を抑制する触媒吸引装置を提供する。【解決手段】筒状タンク２５内の第１貯溜室１１の底部に水が貯められ、端末吸引ホース１５の流通口部１６の下部が水中に浸かっているので、端末吸引ホース１５の流通口部１６からの触媒の大部分を水中に浸漬させることができ、第１貯溜室１１内の水面から上方への触媒の粉塵の拡散を抑制でき、吸引ブロア１０まで到達する触媒の量を最小限に抑えることができる。これにより、酸性度の高い触媒を吸引する際でも、吸引ブロア１０のシャフト部３６及び羽根状部３７の腐食を抑制することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、石油精製プラント等において使用される反応器内から触媒を吸引する触媒吸引装置に関するものである。

一般に、石油精製プラントや化学プラントでは、触媒が充填された反応器が使用され、原料流体を反応器内に流入させることにより、化学反応を促進させている。そこで、反応器内に充填された触媒は、活性が劣化したり、機器の修繕又は検査のため等に反応器から抜き出す必要がある。

図１に示すように、触媒を反応器１００から抜き取るための触媒抜取装置５０は、反応器１００内の触媒を吸引すべく、該反応器１００内に連通する複数の吸引ホース５１〜５３と、該各吸引ホース５１〜５３に連通される触媒吸引車両５５とが備えられている。そして、触媒吸引車両５５内の吸引ブロアを駆動させることにより、容積の大きい触媒は、各吸引ホース５１、５２を経由して中間捕集機５４に落下して捕集される。一方、エア内に混入した容積の小さい触媒の粉塵は、各吸引ホース５１〜５３からエアと共に触媒吸引車両５５内に導かれて、触媒吸引車両５５内に捕集される（特許文献１参照）。

また、触媒吸引車両内には、吸引ブロアと、吸引ブロアからの吸引により触媒を貯溜する複数の貯溜室とが備えられており、最初に触媒が貯溜される貯溜室の天井には弾性部材からなる緩衝板材が設けられ、該緩衝板材に吸引ホースの先端を対向させている。そして、吸引ホースからの触媒の粉塵を含むエアを貯溜室の天井に設けた緩衝板材に衝突させることで、触媒の大部分をその貯溜室の底部に落下させて貯溜している。

特開２００７−９０２１５号公報

しかしながら、従来技術では、吸引ホースからの触媒の粉塵を含むエアを貯溜室の緩衝板材に衝突させて、粉塵を落下させて捕集しようとしているが、多くの触媒が粉塵として舞い上がり、当該貯溜室にて十分に貯溜することが困難であった。そのために、吸引ブロアまで到達する（吸引される）触媒の量が多く、特に、酸性度の高い触媒を吸引する場合、吸引ブロアのシャフト部や羽根状部（金属製）が、触媒により腐食して使用不可能になり、問題となっていた。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、吸引ブロアまで到達する触媒の量を最小限に抑え、酸性度の高い触媒を吸引する場合であっても、吸引ブロアのシャフト部及び羽根状部の腐食を抑制する触媒吸引装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明は、反応器から触媒を吸引する触媒吸引装置であって、該触媒吸引装置は、該触媒吸引装置内へ触媒を含むエアを吸引する吸引ブロアと、該吸引ブロアにより吸引した触媒を貯溜させ、互いに吸引経路により連通する複数の貯溜室と、前記各貯溜室のうち最初に触媒が貯溜される第１貯溜室に、先端の流通口部が配置される吸引ホースと、を備え、前記第１貯溜室の底部には水が貯められ、前記吸引ホースにより吸引される、エアに含まれる触媒を水中に浸漬させるように、前記吸引ホースは、その前記流通口部の下部が水中に浸かった状態に設置されることを特徴とするものである。
請求項１の発明では、吸引ブロアが駆動されると、反応器から触媒を含むエアが吸引ホースの流通口部を経て第１貯溜室内に吸引されるが、吸引ホースの流通口部の下部が水中に浸かっているので、吸引ホースの流通口部からの触媒の大部分が水中に浸漬して、第１貯溜室内の水面から上方への触媒の粉塵の拡散（舞い上がり）を抑制でき、吸引ブロアまで到達する（吸引される）触媒を最小限に抑えることができる。

請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した発明において、前記第１貯溜室は、筒状タンク内に形成されており、前記流通口部は、前記吸引ホースに接続される主流通口部と、該主流通口部と一体的に連通して、該主流通口部の先端から径方向にそれぞれ延びる二つの分岐流通口部とから構成され、前記各分岐流通口部は、水面に対して略平行で、且つ前記筒状タンクの軸方向と直交する方向に延びて、前記筒状タンクの内周面に向かってそれぞれ配置されることを特徴とするものである。
請求項２の発明では、吸引ホースの流通口部の各分岐流通口部からの触媒が水中に浸漬する量を増加させることができる。

請求項３に記載した発明は、請求項２に記載した発明において、前記筒状タンクの周壁には、前記吸引経路に連通する吸引口が形成され、前記吸引口は、前記筒状タンクの長手方向一端側に配置され、前記吸引ホースの流通口部は、前記筒状タンク内の長手方向他端側に配置されることを特徴とするものである。
請求項３の発明では、第１貯溜室を形成する筒状タンクの周壁に設けた吸引口と、吸引ホースの流通口部とが、筒状タンクの軸方向両端に配置され、互いの間の距離（筒状タンクの軸方向の距離）を大きく設定しているので、流通口部からの触媒の粉塵が短時間で直接的に吸引口に吸引されるのを抑制することができる。言い換えれば、触媒の粉塵を、吸引ホースの流通口部から筒状タンクの周壁に設けた吸引口に向かって短時間で吸引させるのではなく、時間をかけて浮遊させながら吸引することができるので、その間、触媒の粉塵の水中内への落下を促進することができる。

請求項４に記載した発明は、請求項３に記載した発明において、前記吸引口は、前記筒状タンクの上部に形成されることを特徴とするものである。
請求項４の発明では、筒状タンクの上部に設けた吸引口と、吸引ホースの流通口部との間の距離（筒状タンクの軸方向及び上下方向の距離相当）を最大限大きくなるように設定しているので、筒状タンクの底部に配置された吸引ホースの流通口部からの触媒の粉塵が、短時間で直接的に吸引口に吸引されるのをさらに抑制することができる。

請求項５に記載した発明は、請求項４に記載した発明において、前記水面の高さは、前記筒状タンクの底面と前記吸引口との間の距離に対して、２０〜２５％に設定されることを特徴とするものである。
請求項５の発明では、筒状タンク（第１貯溜室）内で、最適な、水領域及び水面から上方の空間領域の大きさを得ることができ、吸引ホースの流通口部からの触媒の大部分を水中に浸漬させることができ、加えて、水面から上方へ拡散した触媒の粉塵が短時間で直接的に吸引口に吸引されるのを抑制することができる。

本発明の触媒吸引装置によれば、吸引ブロアまで到達する（吸引される）触媒の量を最小限に抑制できるので、吸引対象の触媒が酸性度の高いものであっても、吸引ブロアのシャフト部及び羽根状部の腐食を抑制することができる。

図１は、本触媒吸引装置が採用された触媒抜取装置全体を示す概略図である。 図２は、本触媒吸引装置を示す概略図である。 図３は、本触媒吸引装置に採用した筒状タンク（第１貯溜室）内を後方から見た斜視図である。 図４は、筒状タンク（第１貯溜室）内の端末吸引ホースの状態を示す図である。

以下に、本発明の実施の形態に係る触媒吸引装置１を図１〜図４に基づいて説明する。
上述したように、反応器１００から触媒を抜き取る際には、触媒抜取装置５０が採用される。図１に示すように、該触媒抜取装置５０は、先端の吸引口部５１ａが反応器１００内に配置される屈曲自在の第１吸引ホース５１と、該第１吸引ホース５１と接続され、上下方向に延びる第２吸引ホース５２と、該第２吸引ホース５２に接続される中間捕集機５４（サイクロンホッパー）と、第２吸引ホース５２から分岐される第３吸引ホース５３と、第３吸引ホース５３に接続される触媒吸引車両５５とを備えている。そして、図２も参照して、触媒吸引車両５５（触媒吸引装置１）内の吸引ブロア１０を駆動させることにより、反応器１００内の触媒が、第１吸引ホース５１から第２吸引ホース５２に導かれ、容積の大きい触媒は第２吸引ホース５２からそのまま中間捕集機５４に落下して捕集される。一方、触媒の粉塵を含むエアが第３吸引ホース５３から触媒吸引車両５５内に吸引される。

当該触媒吸引車両５５に本触媒吸引装置１が搭載されている。図２に示すように、本触媒吸引装置１は、本触媒吸引装置１内に配置され、触媒を吸引する吸引ブロア１０と、該吸引ブロア１０により吸引した触媒を貯溜して、第１〜第４吸引経路２１〜２４により互いに連通する第１〜第４貯溜室１１〜１４と、吸引された触媒が最初に貯溜される第１貯溜室１１に、先端の流通口部１６が配置される端末吸引ホース１５と、を備えている。なお、以下に、本触媒吸引装置１を詳しく説明するが、説明の便宜上、図２の左方を前方として、右方を後方として説明する。

図３及び図４に示すように、端末吸引ホース１５は屈曲自在に構成される。端末吸引ホース１５の基端に第３吸引ホース５３が接続される。一方、端末吸引ホース１５の先端に流通口部１６が接続される。流通口部１６は、端末吸引ホース１５に接続される円筒状の主流通口部１７と、該主流通口部１７と一体的に連通して、該主流通口部１７の先端から径方向にそれぞれ延びる円筒状の二つの分岐流通口部１８、１８とからなるＴ字状に形成される。なお、端末吸引ホース１５が特許請求の範囲に記載した吸引ホースに相当する。

図２に示すように、第１貯溜室１１は、前端面及び後端面が閉塞される筒状タンク２５内に形成される。本実施形態では、第１貯溜室１１は、内径１７００ｍｍの円筒状タンク２５内に形成される。筒状タンク２５（第１貯溜室１１）は、最も後側に位置して、その内部に、吸引された触媒が最初に貯溜される。筒状タンク２５の前部の上壁部には、吸引筒状体２６が垂設される。吸引筒状体２６の内部に吸引口２７が形成される。吸引筒状体２６の底部は多数の流通孔（図示略）を有する板状部２８により閉塞される。吸引筒状体２６内で吸引口２７から上方の部位に第１吸引経路２１が連通される。筒状タンク２５の底部には、所定の水面高さで水が貯溜される（水領域４１）。筒状タンク２５内の水面より上方が空間領域４０となる。なお、本実施形態では、吸引口２７と筒状タンク２５の底面との間の距離Ｈ１は１３００ｍｍ〜１４００ｍｍに設定される。水面の高さＨ２は、筒状タンク２５の底面から３００ｍｍとなる。要するに、水面の高さＨ２は、吸引口２７と筒状タンク２５の底面との間の距離Ｈ１に対して、２０％〜２５％の範囲の適宜値に設定される。

吸引筒状体２６の吸引口２７と板状部２８との間に、吸引口２７を開閉可能なボール状バルブ２９が上下動自在に配置される。ボール状バルブ２９は、通常の吸引動作の際には板状部２８上に乗っており、吸引口２７を塞ぐことはない。このボール状バルブ２９は、触媒抜取装置５０が中間捕集機５４を備えていない場合に作動する。すなわち、中間捕集機５４が備えられていないと、第１貯溜室１１内に貯溜される触媒が増加することになり、第１貯溜室１１内に蓄積した触媒が直接ボール状バルブ２９を押し上げることで、ボール状バルブ２９が吸引口２７を塞ぎ、その時点で吸引作業が終了することになる。しかしながら、本実施形態に係る本触媒吸引装置１は、中間捕集機５４を備えた触媒抜取装置５０に採用されているために、このボール状バルブ２９が作動することはない。

また、図２〜図４に示すように、第３吸引ホース５３の先端が筒状タンク２５の後端面の上部から内部に挿入され、第３吸引ホース５３の先端と端末吸引ホース１５の基端とが接続される。端末吸引ホース１５は、第３吸引ホース５３と筒状タンク２５の後端で接続され、その接続部位から下方に延びて、筒状タンク２５の底部に沿って前部に向かって延び、さらに吸引筒状体２６の下方の位置で平面視Ｕ字状に（折り返すように）屈曲して後部に向かって延び、その先端の流通口部１６が筒状タンク２５の後部に位置する。この時、端末吸引ホース１５先端の流通口部１６に設けた各分岐流通口部１８、１８は、水面に対して略平行で、且つ筒状タンク２５の軸方向と直交する方向に延びて、筒状タンク２５の内周面に向かって配置される。端末吸引ホース１５の流通口部１６の下部が水に浸かっている。詳しくは、端末吸引ホース１５の流通口部１６は、その上下方向の略中間部位まで水に浸かっている。また、端末吸引ホース１５の流通口部１６は、筒状タンク２５内を上下方向に延びる高さ調整シャフト３０に接続される。これにより、第１貯溜室１１内の水面の高さに応じて、流通口部１６の、筒状タンク２５の底面からの高さを高さ調整シャフト３０に沿って変更することが可能になる。

図２に示すように、第１貯溜室１１（筒状タンク２５）の前側に第２貯溜室１２が備えられる。第２貯溜室１２は第１吸引経路２１を介して第１貯溜室１１と連通する。第２貯溜室１２の上方には、該第２貯溜室１２と連通する円筒状集塵体３２が形成される。該円筒状集塵体３２の周壁には、触媒の粉塵を含むエアを円筒状集塵体３２内において周方向に向かって流動させる（周方向に沿って渦巻き状に流動させる）サイクロン用吸引口３３が形成される。該サイクロン用吸引口３３は第１吸引経路２１と連通する。そして、第１貯溜室１１からの触媒の粉塵を含むエアが第１吸引経路２１から円筒状集塵体３２のサイクロン用吸引口３３に吸引されると、触媒の粉塵を含むエアは円筒状集塵体３２の内周面に沿って渦巻き状に流れて、触媒の粉塵が円筒状集塵体３２の内壁面に衝突してエアから分離し、第２貯溜室１２の底部に落下して貯溜されるようになる。ここでは、いわゆるサイクロン方式にて、エアから触媒の粉塵を分離させて、その粉塵を第２貯溜室１２の底部に落下させて貯溜させるようにしている。なお、本実施形態では、円筒状集塵体３２を含む第２貯溜室１２が１箇所備えられているが、円筒状集塵体３２を含む第２貯溜室１２を互いに連通させるように複数備えてもよい。

第２貯溜室１２の前側に第３貯溜室１３が備えられる。第３貯溜室１３は第２吸引経路２２を介して第２貯溜室１２と連通する。第３貯溜室１３には所定の水面高さで水が貯溜されている。第３貯溜室１３の前側に吸引ブロア用のハウジング３４が配置される。吸引ブロア用のハウジング３４は第３吸引経路２３を介して第３貯溜室１３と連通している。ハウジング３４内に吸引ブロア１０が配置される。吸引ブロア１０は、回転駆動するシャフト部３６と、該回転シャフト部３６に連結される複数の羽根状部３７とからなるブロア本体が一対備えられるルーツブロアにて構成される。本実施形態では、吸引ブロア１０の吸引量は７０ｍ^３／ｍｉｎである。この吸引量は、触媒の種類等により適宜変更可能である。なお、本実施形態では、吸引ブロア１０が１箇所備えられているが、吸引ブロア１０を、経路を介して連続させるように複数備えてもよい。

吸引ブロア用のハウジング３４の前側に第４貯溜室１４が備えられる。第４貯溜室１４は第４吸引経路２４を介して吸引ブロア用のハウジング３４と連通する。第４貯溜室１４には、所定の水面高さで水が貯溜されている。第４貯溜室１４の上部には、エアを外部に開放する開放口部２０が形成される。なお、該第４貯溜室１４とハウジング３４との間は、第４吸引経路２４を含む循環経路に沿って水が循環しており、ハウジング３４内の水は吸引ブロア１０を冷却するための冷却水として作用する。

次に、本発明の実施の形態に係る触媒吸引装置１の作用を説明する。
吸引ブロア１０が駆動すると、反応器１００内の触媒がエアと共に端末吸引ホース１５を経由して第１貯溜室１１内に吸引される。この時、端末吸引ホース１５からの触媒を含むエアは、端末吸引ホース１５の各分岐流通口部１８、１８から第１貯溜室１１を形成する筒状タンク２５の後側の内周面に向かうようにそれぞれ吸引されて、触媒の大部分は第１貯溜室１１内の水中に浸漬する。そこで、このタイミングで水中（水領域４１）に浸漬しなかった触媒の粉塵は、端末吸引ホース１５の各分岐流通口部１８、１８から水面上の空間領域４０を筒状タンク２５の前端上部に設けた吸引口２７に向かって浮遊しながら吸引される。この間に、触媒の粉塵が降下して第１貯溜室１１の水中に浸漬するようになる。

続いて、触媒の粉塵を含むエアは、第１貯溜室１１から第１吸引経路２１を経て、第２貯溜室１２の上方に備えた円筒状集塵体３２のサイクロン用吸引口３３に吸引される。すると、触媒の粉塵を含むエアは、円筒状集塵体３２の内周面に沿って渦巻き状に流れて、触媒の粉塵が円筒状集塵体３２の内壁面に衝突することでエアから分離して、第２貯溜室１２の底部に落下して貯溜される。
続いて、触媒の粉塵を含むエアは第２吸引経路２２内に吸引された後、第３貯溜室１３の水面上を浮遊しつつ第３吸引経路２３に向かって吸引される。この浮遊している間も、触媒の粉塵が降下して第３貯溜室１３の水中に浸漬するようになる。この段階までに、エアに含まれる触媒の粉塵の略全ては、第１〜第３貯溜室１３内に貯溜される。そして、最終的に、吸引ブロア１０から下流側に流動するエアは、第４吸引経路２４及び第４貯溜室１４を経由して、その開放口部２０から外部に開放される。

以上説明したように、本発明の実施の形態に係る触媒吸引装置１では、筒状タンク２５内の第１貯溜室１１の底部に水が貯められ、端末吸引ホース１５の流通口部１６がその上下方向略中間部位まで水中に浸かっているので、端末吸引ホース１５の流通口部１６からの触媒の大部分を水中に浸漬させることができ、第１貯溜室１１内の水面から上方への触媒の粉塵の拡散（舞い上がり）を抑制することができる。

また、本発明の実施の形態に係る触媒吸引装置１では、端末吸引ホース１５の流通口部１６は、端末吸引ホース１５に接続される主流通口部１７と、該主流通口部１７と一体的に連通して、該主流通口部１７の先端から径方向にそれぞれ延びる二つの分岐流通口部１８、１８とから構成され、各分岐流通口部１８、１８は、水面に対して略平行で、且つ筒状タンク２５の軸方向と直交する方向に延びて、筒状タンク２５の内周面に向かってそれぞれ配置される。これにより、端末吸引ホース１５の各分岐流通口部１８、１８からの触媒が水中に浸漬する量を増加させることができる。

さらに、本発明の実施の形態に係る触媒吸引装置１では、筒状タンク２５の周壁に設けた吸引口２７と端末吸引ホース１５の流通口部１６とが筒状タンク２５の軸方向両端に配置され、しかも、吸引口２７を筒状タンク２５の上部に設けて、吸引口２７と各分岐流通口部１８、１８との間の距離を最大限大きく設定しているので、第１貯溜室１１内で水面から上方へ拡散した触媒の粉塵が、端末吸引ホース１５の各分岐流通口部１８、１８から筒状タンク２５の吸引口２７に向かって浮遊しつつ吸引される時間を長くとることができるので、その間、触媒の粉塵の水中内への落下を促進することができる。

さらにまた、第１貯溜室１１の水面の高さＨ２を、筒状タンク２５の底面と吸引口２７との間の距離Ｈ１の２０％〜２５％に設定しているので、第１貯溜室１１において、最適な大きさの、水領域４１及び水面から上方の空間領域４０を得ることができ、端末吸引ホース１５の流通口部１６からの触媒の大部分を水中に浸漬させることができ、その上で、水面から上方へ拡散した触媒の粉塵が短時間で直接的に吸引口２７に吸引されるのを抑制することができる。

これにより、本発明の実施の形態に係る触媒吸引装置１では、吸引された触媒の粉塵の略全てを第１〜第３貯溜室１１〜１３に貯溜させて、吸引ブロア１０に到達する（吸引される）触媒の量を最小限に抑制できるので、触媒が酸性度の高いものであっても、吸引ブロア１０のシャフト部３６及び羽根状部３７の腐食を抑制することができる。

１ 触媒吸引装置，１０ 吸引ブロア，１１ 第１貯溜室，１２ 第２貯溜室，１３ 第３貯溜室，１４ 第４貯溜室，１５ 端末吸引ホース（吸引ホース），１６ 流通口部，１７ 主流通口部，１８ 分岐流通口部，２１ 第１吸引経路，２２ 第２吸引経路，２３ 第３吸引経路，２４ 第４吸引経路，２５ 筒状タンク，２７ 吸引口，１００ 反応器

Claims (5)

1. 反応器から触媒を吸引する触媒吸引装置であって、
   該触媒吸引装置は、
   該触媒吸引装置内へ触媒を含むエアを吸引する吸引ブロアと、
   該吸引ブロアにより吸引した触媒を貯溜させ、互いに吸引経路により連通する複数の貯溜室と、
   前記各貯溜室のうち最初に触媒が貯溜される第１貯溜室に、先端の流通口部が配置される吸引ホースと、を備え、
   前記第１貯溜室の底部には水が貯められ、前記吸引ホースにより吸引される、エアに含まれる触媒を水中に浸漬させるように、前記吸引ホースは、その前記流通口部の下部が水中に浸かった状態に設置されることを特徴とする触媒吸引装置。
2. 前記第１貯溜室は、筒状タンク内に形成されており、
   前記流通口部は、前記吸引ホースに接続される主流通口部と、該主流通口部と一体的に連通して、該主流通口部の先端から径方向にそれぞれ延びる二つの分岐流通口部とから構成され、
   前記各分岐流通口部は、水面に対して略平行で、且つ前記筒状タンクの軸方向と直交する方向に延びて、前記筒状タンクの内周面に向かってそれぞれ配置されることを特徴とする請求項１に記載の触媒吸引装置。
3. 前記筒状タンクの周壁には、前記吸引経路に連通する吸引口が形成され、
   前記吸引口は、前記筒状タンクの長手方向一端側に配置され、
   前記吸引ホースの流通口部は、前記筒状タンク内の長手方向他端側に配置されることを特徴とする請求項２に記載の触媒吸引装置。
4. 前記吸引口は、前記筒状タンクの上部に形成されることを特徴とする請求項３に記載の触媒吸引装置。
5. 前記水面の高さは、前記筒状タンクの底面と前記吸引口との間の距離に対して、２０〜２５％に設定されることを特徴とする請求項４に記載の触媒吸引装置。

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