JPS5922818A - 固形物粒子含有液の輸送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は固形物粒子含有液の輸送装置、特に、シリンダ
室内を往復動可能な可動部材を備え、シリンダ室に給液
弁を介して固形物粒子含有液を供給させると共に、シリ
ンダ室から排液弁を介してその固形物粒子含有液を減圧
または昇圧して排出圧する工程を含む化学プラントとし
ては、従来より種々のものが知られているが、ここでは
、近年、石油事情の悪化に伴ない再認識されてきた石炭
液化プラントを例にして説明する。この石炭液化プラン
トにおいては、石炭を粉砕、脱水した後、溶剤を加えて
スラリー化し、これを昇圧、予熱、した後、水素添加反
応により液化させ、生じた石炭液化生成物溶液を気液分
離した後、減圧し、次いで生成物たる重軽質油を分別蒸
留する操作が行なわれる。従来、この石炭液化生成物溶
液の減圧は流量調節弁の絞り効果を利用して行なわれて
いたが、灰分その他の鉱物質粒子による摩耗により弁寿
命が鎧かいことおよび石炭液化生成物溶液の持つ圧力エ
ネルギが熱エネルギとして浪費されていることに鑑み、
近年その圧力エネルギを回収する装置が提案されている
。この種の装置は、通常、複数のシリンダをクランク機
構で連結する一方、流体に関しては給排液弁を介して並
列接続し、各シリンダ室に石炭液化生成物溶液を供給し
、その圧力エネルギをピストンやプランジャ等に連結さ
れたクランク機構で回転エネルギとして回収する一方、
シリンダ室から減圧された石炭液化生成物溶液を排液弁
を介して排出するようにしたものであるが、その減圧行
程中に高圧の石炭液化生成物溶液中に溶解したガスがフ
ラッシュし、そのフラッシュガス発生量は温度、圧力な
どプラントの運転条件の変化により変動し、弁の最適な
開閉タイミングも変動する。そのため、一定の開閉タイ
ミングで給排液弁を開閉すると、シリンダ室内は過膨張
または不足膨張となったり、昇圧行程時に過圧縮または
不足圧縮となつ−たりしてサージ圧を発生するなど配管
系、給液弁およびフランク機構などの破損の原因となる
。しかも、弁の前後に差圧があると、弁の開閉時に液体
が加速され乱流状態となって一層弁を摩耗させることに
なる。そのため、プランジャの内圧を検出し、最適なタ
イミングで弁を開閉させる装置が、例えば、特願昭５６
−２１４４２３号明細書により提案された。この動力回
収装置の動弁装置は、動力回収装置のシリンダ内の圧力
を検出する圧力検出器と、前記シリンダ内を往復動する
プランジャのストロークに対応するクランク軸若しくは
カム軸の回転角を検出する回転角検出器と、前記圧力検
出器からの出力信号を前記回転角検出器の出力信号に対
応する設定圧力信号と比較演算する演算器からの出力信
号により給排液弁の弁体を駆動するカムの回転角を調整
するカム調整機構とからなる制御装置を有することを特
徴とするものであるが、クランク機構およびそれに同期
させた動弁機構を前提としたもので、装置が複雑で運動
変換部分が大きくなり、重量も過大となるなど大容量化
することが困難であった。

他方、高圧液体からエネルギを回収して液体を輸送する
装置として、特公昭３１−３８０２号公報に記載の動力
回収式圧力液体給送装置がある。

この装置は、送液ピストンの前面及び背面にそれぞれ回
収液及び供給液を作用させるようにした一対の往復動型
送液ポンプに対し、′一方の送液ポンプの一方向行程の
比較的初期及び比較的終期に於て他方の送液ポンプの回
収液側をそれぞれ高圧器及び低圧器とに切換え連通せし
めるようにすると共に、その供給液側にはピストン復帰
用昇圧ポンプを経由して給液するようにしたことを特徴
きするもので、クランク機構・を使用することなく動力
回収している。しかし、この装置は、高圧回収液側に機
械弁を、また低圧供給液側に逆止弁を採用しているため
、高圧回収液側の弁の開閉が液流のある状態で行なわれ
ることになり、石炭液化プラントにおける減圧工程での
動力回収装置として使用した場合、石炭液化生成物中の
灰分や触媒などの固形物粒子によって弁の接液部利が摩
耗し、弁の補修、交換等を頻繁に行なわなければならず
、また、逆止弁は設定値に達すると急激に開閉するため
、配管系統に液体の急速な流れによる衝撃を生じさせる
という問題があった。

本発明は、このような８題に鑑みてなされたものであっ
て、固形物粒子あるいはそれに加えて溶解ガスをも含有
する液体を減圧または昇圧して輸送する際、弁の摩耗お
よびサージ圧の発生を防止すると共に、脈動なく連続的
に輸送しうる固形物粒子含有液の輸送装置を提供するこ
とを目的とすンダを複数本並列接続し、各シリンダ室に
前記給液弁を介して固形物粒子含有液を供給し、該固形
物粒子含有液を減圧または昇圧して前記排液弁を介して
７リンぞ゛室外へ排出、輸送するようにして　□なる輸
送装置において、前記シリンダ室を往復動する可動部拐
によって容積変化する第２シリンダ室を配設し、該第２
シリンダ室に第２給液弁およ△ たけ第２排液弁のいずれか一方に並列接続された固定オ
リアイスおよび連通弁を介して高圧の固形物粒子含有液
または第２液体を前記シリンダ室または第２シリンダ室
に供給することにより両シリンダ内の液体の昇圧作用を
行なわせることを特徴とするものである。

本発明の一実施態様においては、前記排液弁または第２
給液弁のいずれか一方に並列に流量制御弁および連通弁
を接続し、該流量制御弁および連通弁を接続し、該流量
制御弁および連通弁を介して前記シリンダ室または第２
シリンダ室内の液体を排出させることにより両シリンダ
内の液体の減圧作用を行なわせるように構成される゛。

本発明の輸送装置により、石炭スラリの昇圧輸送　□　
゛−−′および石炭液化生 成物溶液の減圧輸送を同時に行なうようにした実施例に
ついて、以下説明する。

本発明の輸送装置を石炭液化プラントに適用した例を示
す第１図において、１は６羨スラリータンク、２．１４
は可変吐出形ポンプ、３は予熱機、４は石炭液化反応塔
、５は高圧側気液分離塔、６は低圧側気液分離塔、７ａ
〜７Ｃは輸送装置を構成する片ロントビストン形複動シ
リンダ、８ａ〜８Ｃはピストン、９は緊急用減圧弁、１
０３〜ＩＯＣは高圧の石炭液化生成物溶液をシリンダ室
Ｘに供給する給液弁、１１ａ〜ＩＩＣは減圧された石炭
液化生成物溶液をシリンダ室Ｘから排出する排液弁、１
２２〜１２Ｃは石炭液化生成物溶液よりも弁などの接液
部材を摩耗させる作用の少ない石炭スラリ（第２液体）
をン°リンダ室Ｙｉこ供給する第２給液弁、１３ａ〜１
３Ｃは昇圧された石炭スラリをシリンダ室Ｙから排出す
る第２排液弁で、各第２排液弁１３２〜１３Ｃとそれぞ
れ並列番どなるように固定オリフィス２１および連通弁
２２ａ〜２２Ｃが接続される一方、第２給液弁１２　ａ
−１２Ｃとそれぞれ並列になるように連通弁２３ａ〜２
３Ｃおよび絞り弁２４が接続されている。１５は連通弁
、１６は逆止弁、１７は昇圧石炭スラリ輸送ライン、１
８はガス排出ライン、１９は石炭液化生成物溶液供給ラ
イン、２０は減圧石炭液化生成物溶液輸送ライン、２６
は液面検出器である。

シリンダ７３〜７Ｃの各シリンダ室Ｘは給液弁１０　ａ
　〜ｌ　Ｏｃおよび排液弁１１ａ〜１１Ｃを介して高圧
側気液分離塔５および低圧側気液分離塔６に対し並列に
接続され、他方のシリンダ室Ｙは第２給液弁１２ａ〜１
２Ｃおよび第２排液弁１３１〜１３Ｃを介して、ポンプ
１４およびライン１７に対し並列に接続されている。な
お、この実施例では複動シリンダを採用しているが２筒
のプランジャ形シリンダを対向させて配設し、これらの
シリンダ室を一対とし、複数対使用するようにしてもよ
い。

前記構成の石炭液化プラントにおいては、タンク１内の
石炭スラリは、ポンプ２および輸送装置により通常、２
００〜３００　ｋｇ　／　ａｄ程度に昇圧され、ライン
１７を介し予熱器３に輸送され、そこで約３００〜４０
０℃に予熱された後、反応塔４に供給され、触媒および
水素添加作用により液化反応を受け、該反応塔４から石
炭液化生成物溶液として高圧側気液分離塔５へ移送され
る。この気液分離塔５で気液分離されたガスは塔頂から
ライン１８を介して系外に排出され、石炭液化生成物溶
液はライン１９を介して本発明の輸送装置に供給され、
該輸送装置により約５０〜１００ｋｙ／ｒ、ａ程度に減
圧された後、ライン２０を介して低圧側気液分離塔６へ
輸送される。

第１図の輸送装置は、シリンダ７ａ〜７Ｃからなり、シ
リンダ内を往復動するピストン８３〜８Ｃにより２分さ
れる一方のシリンダ室Ｘに石炭液化生成物溶液を供給す
る一方、それに対向して他方のシリンダ室Ｙに石炭スラ
リを供給するようにしている。なお、この実施例では石
炭スラリを第２液体として使用しているが、これは石炭
スラ、り製造用溶剤、作動油など任意の液体を用いるこ
とができ、要は固形物粒子含有液としての石炭液化生成
物溶液よりも弁等の接掩ＩＳ材を摩耗させる作用が少な
い液体であればよい。

この輸送装置は、第２図に示すように、高圧の石炭液化
生成物溶液をシリンダ室Ｘに供給する給液行程（Ａ→１
３）、高圧の石炭液化生成物溶液を所定圧まで減圧する
減圧行程（Ｂ→Ｃ）、減圧された石炭液化生成物溶液を
シリンダ室Ｘ外へ排出して輸送する排液行程（Ｃ−＋１
）　）　、排液行程後、シリンダ室Ｘ内に残留する石炭
液化生成物溶液を所定圧まで昇圧する昇圧行程（１）→
Ａ）の四行程からなる動作サイクルを有し、次のような
操作により運転される。すなわち、第１図において、今
ンリンダ７ｂのシリンダ室Ｘ、Ｙ内の液圧がライン１９
内の液圧と同圧に昇圧されており、弁１０ｂ。

１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、２２ｂ、２３１）が全て閉状
態にあるとすると、まず、給液弁１ｏ１〕が開けられ、
次いで第２排液弁１３１）が開けられると、高圧側気液
分離塔５から高圧の石炭液化生成物溶液をシリンダ室Ｘ
に供給する給液行程が開始され、それと同時にシリンダ
室Ｙからの石炭スラリの排圧され、第２排液弁１３ｂか
ら逆止弁１６を経てラインｌ゛７に供給され、ポンプ２
からの石炭スラリと共に予熱器３へ輸送される。このラ
イン１７内の液面は高圧側気液分離塔５の液面検出器２
６からの信号によりポンプ２の吐出量を制御することに
より一定に維持される。このようにしてピストン８１〕
がストロークエンド近傍に達すると第２排液弁１３ｂ、
給液弁１０ｂの順で閉じられ給液行程を終る。次いで連
通弁２３ｂを開放することにより減圧行程が開始され、
シリンダ室Ｙ内の石炭スラリの一部が連通弁２３ｂおよ
び絞り弁２４を通り排出されるため、シリンダ室Ｘ内の
石炭液化生成物溶液が減圧される。ピストン８ｂが上昇
し、両液体が所定圧まで減圧されると連通弁２３１）が
閉じられて減圧行程が終了した後、排液弁１１ｂが開か
れ、次いで第２給液弁１２１）を開けることにより排液
行程が開始される。この排液行程では、液面検出器２６
からの信号により吐出量を変化するポンプ１４から一定
の圧力で吐出される石炭スラリかシリンダ室Ｙに供給さ
れるため、減圧された石炭液化生成物溶液がシリンダ室
Ｘから排液弁１１、、ｂを介して排出され、低圧側気液
分離塔６へ輸送される。その後、ピストン８ｂが反対側
のストロークエンド近傍に達すると第２給液弁１２ｂが
閉じられ、続いて排液弁１１ｂを閉じることにより排液
行程を終る。次に、連通弁２２１）を開けると、給液行
程にある他のシリンダ、例えは、７ａから排出される高
圧の石炭スラリか、オリフィス２１を介してライン２５
からシリンダ７ｂに供給されるため、シリンダ室Ｙ内の
石炭スラリ、従ってシリンダ室Ｘ内に残留する石炭液化
生成物溶液を昇圧する行程が行なわれ、ピストン７１）
が下降し、両液体が所定圧まで昇圧されると、連通弁２
２ｂが閉じられて、初めの状態に戻り、次のサイクルの
給液行程に移るという動作を繰り返す。

なお、前記説明ではシリンダ７ｂの動作について説明し
たが、他のシリンダ７ａ　、７ｃについても同様な操作
が行なわれ、とれらはライン１９を流れる石炭液化生成
物溶液およびライン２０を流れる石炭液化生成物溶液の
量がほぼ一定に維持できるように位相をずらして、運転
される。

また、前記実施例においては、第２排液弁ＩＣ〜１３Ｃ
に並列に固定オリフィス２１および連通弁２２ａ〜２２
Ｃを接続しているが、これらは給液弁１０１〜ＩＯＣに
並列に接続してもよい。また、絞り弁２４および連通弁
２３ａ〜２３Ｃば、第２゛給液弁１２ａ〜１２Ｃに並列
接続する代りに、排液弁１１１〜１１’Ｃに並列に接続
するＪ：うにしてもよい。さらに前記実施例においては
、本発明の輸送装置を動力回収装置として使用し、石炭
液化生成物溶液を減圧輸送する一方、石炭スラリを昇圧
輸送する場合について説明しているが、石炭スラリなど
を固形物粒子含有液として昇圧輸送する場合、第２ｒＬ
体としてはその溶剤、作動油など、より接液部利を摩耗
させる作用の少ない液体を使用すればよい。

以上の説明から明らかなように、本発明は固形物粒子含
有液を供給されるシリンダ室に可動部材を介在させて第
２のシリンダ室を配設し、固形物粒子含有液にそれより
も接液部材を摩耗させる作用の少ない第２液体を対向さ
せる一方、固形物粒子含有液の流れを第２液体側の弁で
制御するようにし、かつ、固定オリフィスまたは絞り弁
を介してシリンダ内の液圧を昇圧または減圧させ、固形
物粒子含有液側の弁の前後に差圧を少なくしてから核弁
を開閉できるように輸送装置を構成したので、固形物粒
子含有液側の給液弁および排液弁の開閉時、液流や高圧
液の流入、排出による衝撃などを生じることがなく、従
って、弁の摩耗や液体の脈動を防止できるなど優れた効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の輸送装置を適用した石炭液化プラント
の系統図、第２図は本発明の輸送装置の動作ザイクルを
示す指圧線図である。 ７ａ、７ｂ、７ｃ・−・ンリンダ、１０ａ、１０１３゜
１０　Ｃ・・・給液弁、Ｉｌａ、１１１）、ｌＩＣ−・
・排液弁、１２ａ　、１２ｂ　、、１２Ｃ・・・第２給
液弁、１３ａ。 １３ｔ）、１３（：・・・第２排液弁、２１・・・固定
オリフィス、２２’ａ、２２’ｌ）、２２（：、２３ａ
、２３１）。 ２３Ｃ・・・連通弁、２４・・・絞り弁。 特　許　出　願　人　　株式会社神戸製鋼所代　即　人
　弁理士　　青白　葆　ほか１名第１図 」 第２図 ′Ｅ−楯一

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリンダ室に給液弁および排液弁を接続してなる
   ンリンダを複数本並列接続し、各シリンダ室に前記給液
   弁を介して固形物粒子含有液を供給し、該固形物粒子含
   有液を減圧または昇圧して前記排液弁を介してシリンダ
   室外へ排出、輸送するようにしてなる輸、送装置におい
   て、前記シリンダ室を往復動する可動部材によって容積
   変化する第２シリンダ室を配設し、該第２シリンダ室に
   第２給液弁および第２排液弁を接続する一方、第２シリ
   ンダ室に前記固形物含有液よりも装置の接液部材を摩耗
   させる作用の少ない第２液体を導入して前記シリンダ室
   内の固形物含有液に対向させ、前記給液弁または第２排
   液弁のいずれか一方に並列接続された固定オリフィスお
   よび連通弁を介゛して高圧の固形物粒子含有液または第
   ２液体を前記シリンダ室または第２シリンダ室に供給す
   ることにより両シリンダ内の液体の昇圧作用を行なわせ
   ることを特徴とする固形物粒子含有液の輸送装置。
2. （２）前記排液弁または第２給液弁のいずれか一方に並
   列に流量制御弁および連通弁を接続し、該流量制御弁お
   よび連通弁を介して前記シリンダ室または第２シリンダ
   室内の液体を排出させることにより両シリンダ内の液体
   の減圧作用を行なわせるようにした特許請求の範囲第１
   項記載の輸送装置。