JPH06229628A - 加熱炉とその運転方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 運転条件が異なる多様な原料や運転目的が異
なる加熱炉でも同一の炉で切り替えて運転することがで
きる加熱炉とその運転方法を提供する。 【構成】 加熱炉本体１を通過する複数の加熱管４，５
を配設し、加熱炉本体の中間部に被加熱流体の流れ方向
を変更せずに管路数を変更するための管路および切り替
え手段を設けた。 【効果】 被加熱流体の物性、流量等に最適の加熱状態
を選択し、同一の加熱炉を使用目的の異なる複数の加熱
炉として使用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は加熱炉とその運転方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば石油精製や化学工業においては、
原料加熱用加熱炉あるいは再沸器用加熱炉を用いて被加
熱流体を加熱し、その一部または全量を蒸発させて蒸溜
塔に供給し、塔内で揮発度の差を利用して蒸発、凝縮等
の操作を行い、所定の製品を得ている。そして従来は、
加熱炉の使用目的が異なる場合には、その目的に応じた
加熱炉を個々に設置していた。

【０００３】通常、加熱炉の使用目的が異なると、被加
熱流体の比重、粘度、熱伝導度、分子量、蒸発潜熱、蒸
発の割合等の熱伝達に関与する物性、流量、加熱炉の許
容圧力損失、加熱炉負荷、加熱炉入口と出口の温度等が
各々の使用条件によって異なり、これによって加熱管内
の適性流速、適性管路数、圧力損失等が異なるので、同
一加熱炉内で同一加熱管を用いる異なる使用目的のため
に運転することは困難であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】加熱炉の運転可能範囲
を広くする方策の一つとして、特公平２−６４２８号お
よび特公平２−６４２９号公報記載の加熱炉が提案され
ている。しかしながら、これら特公平に開示された従来
技術は、被過熱流体であるスラリーが加熱炉本体内を通
過する複数の加熱管を加熱炉本体入り口部に設けられた
選択手段を用いて選択し、該選択にともない被加熱流体
の供給が停止する加熱管の空だき防止のため加熱炉本体
出口部と加熱管の加熱炉本体入り口部とを切り替え手段
を経て連絡させる被加熱流体流路を配設するとともに、
加熱炉本体出口部に切り替え手段を設置する方法が取ら
れていた。このため本発明が単独の加熱炉で達成すると
ころを、従来の技術では上記特公平に開示された従来技
術を用いない加熱炉と上記特公平に記載された従来技術
を用いた加熱炉を直列に並べることにより達成しなけれ
ばならない。このため加熱炉を複数設置するための建設
費及び用地、加熱炉の管理維持の手間 (費用) 等を余分
に必要とする。

【０００５】本発明はかかる従来の欠点を解消し、加熱
炉の安全性及び安定した運転を損なうことなく、加熱炉
本体内を通過する複数の加熱管の流路及び管路数を、従
来行われなかった加熱炉中間部で変更することにより、
多様な原料を異なる運転目的と方法に即した加熱をする
ことができる加熱炉とその運転方法を提供することを目
的とするものである。

【０００６】これにより、多様な原料を扱うため設計条
件が異なり同一の加熱炉で対処しにくい場合や、運転目
的の異なる加熱炉を同一の加熱炉で同一の加熱炉管を用
いて運転を行う方法が可能となる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、加熱炉本体に、被加熱流体供給管から分岐して加
熱炉本体を通過し、合流して被加熱流体排出管に到る複
数の加熱管を配設し、前記複数の該加熱管の加熱炉中間
部に (以後該加熱管の上流を２、それ以後を３と呼
ぶ。) 被加熱流体の下流部３への管路数を変更する為に
選択手段を設け、該選択手段による選択で被加熱流体が
下流部３の加熱管に加熱炉本体内の被加熱流体の流れ方
向を変更せずに流路を変更し、下流部３の加熱管を全て
通過する為に下流部３の加熱管を被加熱流体管路により
切り替え手段を経て連結すると共に、該被加熱流体が供
給される下流部３における該加熱管の出口側と前記被加
熱流体排出管との間に更に選択手段を設けたことを特徴
とするものである。

【０００８】なお、本発明の目的とする効果を得るのに
適した加熱炉の例として対流部と輻射部とからなる加熱
炉が挙げられる。この場合上流部２を対流部、下流部３
を輻射部とみなす。またこの加熱炉の運転方法は、加熱
炉本体の上流部２と下流部３を通過する加熱管イおよび
ロに被加熱流体を供給して該被加熱流体を加熱する方法
と、前記上流部２を通過する加熱管イおよびロにより加
熱された該被加熱流体を合流して前記下流部３を通過す
る加熱管イに供給して加熱し、該加熱された被加熱流体
を前記下流部３を通過する加熱管ロの入り口に供給して
該加熱された被加熱流体を更に加熱する方法を選択可能
にしたことを特徴とするものである。

【０００９】

【実施例】 以下、本発明の加熱炉を図面にもとづき説明
する。図１に示すように、本発明の加熱炉においては、
加熱炉本体１を通過する複数、例えば２本の加熱管イお
よびロ（図１では４および５で示す）が配設されてい
る。加熱管４および５は加熱炉本体１の入口前において
被熱流体供給管６から分岐し、一方、加熱管４は加熱炉
本体１を出た後に切り換え手段、例えば仕切り弁７を介
して加熱管５と合流して被加熱流体排出管８となってい
る。

【００１０】更に本発明の加熱炉においては、加熱炉本
体１内の上流部２とそれ以降の下流部３の中間部に被加
熱流体の下流部３への供給を選択する選択手段、例えば
仕切り弁１０及び加熱管４と加熱管５との連絡管路１１
及び仕切り弁１３を設けると共に、加熱炉本体１を出た
加熱管４を切り換え手段、例えば仕切り弁１２を介して
下流部３における加熱管５の入口側と被加熱流体管路１
４により連結している。これにより下流部３での被加熱
流体の管路数は１又は２に切り替えることが可能であ
る。

【００１１】なお、上流部２と下流部３の加熱管は必ず
しも同一の径である必要はなく、例えば下流部３の加熱
管が上流部２の加熱管よりも大径であっても良い。この
ようにすれば、被加熱流体の物性、流量等に適した加熱
状態を保つことができる。また加熱炉の安全性を考慮し
て、仕切り弁の計装用空気を制御する電磁弁の計装用電
気が止まる異常事態においても、仕切り弁がそのままの
状態を長く保つように、仕切り弁の計装用空気配管に、
複数の電磁弁を直列に設置して計装用空気を仕切り弁の
アクチュエーター内に留まるようにすることもできる。

【００１２】このようにすれば、計装用電気が止まる異
常事態においても加熱管内で被加熱流体が逆流する事態
を回避することができる。次に本発明の加熱炉の運転方
法を、まず再沸器用加熱炉運転の場合として図１に述べ
る。被加熱流体供給管６により供給された被加熱流体
は、加熱管イ (加熱管４) および加熱管ロ (加熱管５)
に分岐された後に、それぞれ加熱炉本体１内の上流部２
および下流部３内を流れ、加熱され、加熱炉本体１を出
た後に合流し、被加熱流体排出管８を経て目的とする装
置、例えば蒸溜塔に供給される。このとき、仕切り弁７
および１０を開き、１２および１３は閉じられている。

【００１３】次に本発明の加熱炉を原料加熱用加熱炉運
転に切り換えた場合の運転方法を図２により述べる。ま
ず、仕切り弁１０を閉め、仕切り弁１２および１３を開
き、仕切り弁７および１０を閉める。すると被加熱流体
供給管６により供給され、加熱管４および５に分岐して
流れる被加熱流体は、上流部２で加熱され、次いで、上
流部２における加熱管５で加熱された被加熱流体は仕切
り弁１０が閉められているので連絡管路１１を流れ、上
流部２を出た加熱管４の被加熱流体と合流した後に下流
部３における加熱管４を流れる。

【００１４】この加熱管４における合流した被加熱流体
の流れは、仕切り弁１２が開き、仕切り弁７が閉められ
ているので被加熱流体管路１４を流れ、仕切り弁１０が
閉められているので下流部３における加熱管５の入口に
おいて再び加熱管５によって下流部３内に導かれ、再び
加熱された後に加熱炉本体１を出る。すなわち、仕切り
弁７が閉められているので、被加熱流体排出管８を経て
排出され、次の操作のための装置に導かれる。

【００１５】なお、この切り替え作業を行うに際して
は、加熱炉の安全性を考慮して被加熱流体供給量はポン
プ等の許す範囲で最少とし、加熱炉の主バーナーは消化
しパイロットバーナーのみ点火しておくのが好ましい。

【００１６】

【実施例】蒸溜塔に再沸器用加熱炉を設置して蒸溜を行
う場合および蒸溜塔に原料加熱用加熱炉を設置した場合
の工程図を図３および図４にそれぞれ示す。従来はこの
ようにその使用目的が異なる場合には各々加熱炉を設置
して蒸溜塔の運転を行ってきた。

【００１７】従来の方法では各々の運転時に他の加熱炉
が休止される場合に、本発明を採用すると同一の蒸溜塔
を使用してその原料油を切り替えて運転を行なうことに
より、その原料油の性状の差や製品性状の仕様に大きな
差があっても、同一の加熱炉で他の運転も可能ならしめ
る運転方法を示したものである。通常、加熱炉の使用目
的が異なると被加熱流体の物性 (比重、粘度、熱伝導
度、分子量、蒸発潜熱、蒸発の割合等の熱伝達に関与す
る物性等) 、流量、加熱炉の許容圧力損失、加熱炉負
荷、加熱炉入り口と出口の温度等が各々の使用条件で異
なりそれにより加熱管内の適正流速、適正管路数、圧力
損失等が異なることにより同一加熱炉内で同一加熱管を
用いて設計し運転を行うことは無かった。それぞれに適
した加熱炉を設置し運転を行っている。

【００１８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の加熱炉およ
びその運転方法によれば、運転条件が異なる多様な原料
を加熱するために同一の加熱炉内の加熱管に被加熱流体
の流れ方向を変更せずに、すなわち被加熱流体を逆流さ
せることなしに、加熱炉中間部に管路数を変更するため
の管路および仕切り弁を設けたので、被加熱流体の物
性、流量等に最適の加熱状態を選択することができる。

【００１９】従って、被加熱流体の不適切な加熱による
被加熱流体の劣化を防止することができ、圧力損失、加
熱管内のコーキング問題等を減少させることができる。
また、同一の加熱炉を使用目的の異なる複数の加熱炉と
して、例えば原料加熱用加熱炉と再沸器用加熱炉として
切り替えて使用することができるので、従来、複数設置
していた加熱炉の数を削減することができ、本来必要な
加熱炉の用地、建設資金、維持管理費を著しく節約する
ことができ、更に本来必要な加熱炉の運転休止および運
転開始の危険を伴う煩雑な手間を省くことができる。

【００２０】このように本発明は多岐にわたる製品の製
造装置に適用することが考えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の加熱炉の構造の概要を示す説明図であ
る。

【図２】仕切り弁を作動させて流体の流れを変えた場合
の被加熱流体の流れを示す説明図である。

【図３】蒸溜塔に再沸器用加熱炉を設置して蒸溜を行う
従来の工程図である。

【図４】蒸溜塔に原料加熱用加熱炉を設置した従来の工
程図である。

【符号の説明】

１ 加熱炉本体 １０ 仕切り弁 ２ 上流部 １２ 仕切り弁 ３ 下流部 １３ 仕切り弁 ４ 加熱管 ５ 加熱管 ６ 被加熱流体供給管 ７ 仕切り弁 ８ 被加熱流体排出管

フロントページの続き (72)発明者 小岩井 義 神奈川県横浜市泉区新橋町1035―１―２― 302 (72)発明者 田中 純一郎 神奈川県横浜市保土ケ谷区岩間町１―１― ５―519 (72)発明者 桂島 康 神奈川県川崎市宮前区けやき平１番 １― 405 (72)発明者 田中 馨 神奈川県茅ケ崎市香川97

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱炉本体に、被加熱流体供給管から分
   岐して該加熱炉本体を通過し、合流して被加熱流体排出
   管に到る複数の加熱管を配設し、該複数の加熱管の加熱
   炉中間部に、被加熱管の下流部への管路数を変更する選
   択手段を設け、該選択手段による選択で被加熱流体が前
   記下流部の加熱管に加熱炉本体内の被加熱流体の流れ方
   向を変更せずに流路を変更し、下流部の加熱管を全て通
   過する為に下流部の加熱管を被加熱流体管路により切り
   替え手段を経て連結すると共に、該被加熱流体が供給さ
   れる下流部における該加熱管の出口側と前記被加熱流体
   排出管との間に更に選択手段を設けたことを特徴とする
   加熱炉。
2. 【請求項２】 加熱炉本体の上流部と下流部を通過する
   加熱管イおよびロに被加熱流体を供給して該被加熱流体
   を加熱する方法と、前記上流部を通過する加熱管イおよ
   びロにより加熱された該被加熱流体を合流して前記下流
   部を通過する加熱管イに供給して加熱し、該加熱された
   被加熱流体を前記下流部を通過する加熱管ロの入り口に
   供給して該加熱された被加熱流体を更に加熱する方法を
   選択可能にしたことを特徴とする加熱炉の運転方法。