JPS6161861B2 - - Google Patents
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/14—Production of inert gas mixtures; Use of inert gases in general
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- Treating Waste Gases (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、流動性燃料の燃焼とそれに続く燃焼
ガスの冷却により、イナートガス（inertgas）を
製造する方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing inert gas by combustion of a fluid fuel and subsequent cooling of the combustion gases.
イナートガスの製造に際しては、しばしば、そ
の冷却に必要とする水の量が地理的条件により充
分に得られない場合に、色々と問題が発生する。
例えば、抗内火災の消防などの場合、１時間当り
4000m3程度のイナートガスを必要とするという様
な事は決して異常とはいえない。仮に、通常の方
法により、これだけの量のガスを水で冷却しよう
とすれば、１時間当り250m3の水量が必要とされ
る。これだけの水量を都合することは困難なこと
であり、わけてもイナートガスを好都合な場所か
ら、竪抗なり、横抗なりに送り込むことができる
様にするために、屋外でそのガス設備を運転させ
ねばならぬ場合には、一層に困難となる。燃焼ガ
スを空気で冷却する方法は満足に行かない。何故
ならば、高価な材料を用いねばならぬ高温ガスの
導管と高熱負荷の熱交換装置とを必要とし、且つ
大きな熱ひずみをもたらし、又高い表面温度の故
に竪牢性の諸問題を伴なうからである。高温燃焼
ガスの蒸発乃至発散冷却装置による冷却も同じく
欠点を免れない。というのは、冷却塔を通じて吸
引される空気により冷却された冷却用水は不純と
なり、それが前記蒸発と燃焼ガスから取り込んだ
成分とによつて不純度が濃化されることとなり、
その結果絶えず冷却用水の浄化が要求されるから
である。その冷却用水は水分の蒸発によつて冷却
されることになるので、絶えず該用水の消費が起
る。そのために、冬期においてはそこに発生する
水蒸気の霧があたりに凝縮して煩わしいこととな
る。 In the production of inert gas, various problems often occur when the amount of water required for cooling the inert gas is not available due to geographical conditions.
For example, in the case of firefighting for internal fires, etc., per hour
It is by no means unusual that approximately 4000m3 of inert gas is required. If this amount of gas were to be cooled with water using conventional methods, 250 m 3 of water would be required per hour. It is difficult to accommodate this amount of water, and in particular, in order to be able to send inert gas from a convenient location vertically or sideways, the gas equipment must be operated outdoors. If not, it will be even more difficult. The method of cooling combustion gas with air is not satisfactory. This is because it requires a high-temperature gas conduit made of expensive materials and a heat exchange device with a high thermal load, causes large thermal distortions, and has problems with verticality due to the high surface temperature. It's your body. Cooling of high-temperature combustion gases by means of evaporative or divergent cooling devices is also subject to drawbacks. This is because the cooling water cooled by the air sucked through the cooling tower becomes impure, and the impurity becomes concentrated due to the evaporation and components taken in from the combustion gas.
This is because, as a result, the cooling water is constantly required to be purified. Since the cooling water is cooled by evaporation of water, the water is constantly consumed. Therefore, in winter, the water vapor mist generated there condenses and becomes a nuisance.
その問題は天然ガスの搬送と貯蔵に役立てるた
めに不活性化する可動式イナートガス装置の導入
にも矢張り発生する。 The problem also arises with the introduction of mobile inert gas equipment that inerts natural gas to aid in its transportation and storage.
本発明の目的は、イナートガスの製造方法の提
供にあり、水の消費が皆無か、または極めて少な
く、従つて水の供給に全く依存しないか、仮にし
ても極めて少なくて済む様な方法である。 An object of the present invention is to provide a method for producing inert gas, which consumes no or very little water, and therefore does not depend on the supply of water at all or requires very little water. .
この目的とする課題は、特許請求の範囲第１項
に述べる如き特徴を有する本発明の構成により、
解決されるものである。 This objective problem can be solved by the configuration of the present invention having the features described in claim 1.
It will be resolved.
本発明の方法によれば、燃焼熱の略96％がその
水の気化に導入せられ、僅か４％程度が知覚可能
の暖気として残留する事に成功している。湿気を
帯びた蒸気流からの放散は、結果として凝縮をも
たらし、比較的小さな冷却器でそれを行なうこと
が出来る。本方法は比較的に低温で操作が許され
るので、高価な材料を使用する必要がなくなる。
本発明による方法の適用される装置には高温部が
存在しないので、該方法の実施は爆発危険の存す
る範囲内といえども、それが可能となるのであ
る。密閉式冷却水回路を採用しているので、本発
明による方法においては、用水の損失は皆無であ
る。湿気を帯びた蒸気流が、燃焼技術的露点（50
〜60℃）下で冷却装置内において冷却されるとい
う事情から、燃焼ガス中に含まれた水分の一部
（加熱油１Kgにつき水１Kg、天然ガス１Kgにつき
水1.6Kg）が同様に凝結する。それ故に、用水の
損失が皆無であるのみならず、余剰の水が発生し
て外部へ排出されねばならぬ次第である。 According to the method of the invention, approximately 96% of the heat of combustion is introduced into the vaporization of the water, with only about 4% remaining as perceptible warm air. Dissipation from the humid vapor stream results in condensation, which can be accomplished with relatively small coolers. The method allows operation at relatively low temperatures, thus eliminating the need for expensive materials.
Since there are no high-temperature parts in the apparatus to which the method according to the invention is applied, the method can be carried out even within the range where there is a danger of explosion. Since a closed cooling water circuit is employed, there is no loss of water in the method according to the invention. The humid vapor stream reaches the combustion technical dew point (50
Due to the fact that the combustion gas is cooled in the cooling device at a temperature of ~60° C.), a portion of the moisture contained in the combustion gas (1 kg of water per 1 kg of heated oil, 1.6 kg of water per 1 kg of natural gas) is similarly condensed. Therefore, not only is there no loss of water, but surplus water is generated and must be discharged to the outside.
湿気を帯びた蒸気流は、例えば(a)回路に導入せ
られた用水の高温燃焼ガス中への注水口（ノズ
ル）を通じて、(b)高温燃焼ガスの水中への導入、
例えば潜凾式バーナの原理或いは濾過塔を通じ
て、或いは(c)高温燃焼ガスを、充填物を装入した
カラム中で水に接触させることにより、造り出す
ことができる。自由に入手できる燃料類は常に、
不純物、わけても硫黄分とどうしても関係を持つ
て来る。そして、冷却用水が次第に酸化されて来
るという現象が起こる。この酸化を極限に押さえ
ておくためには、絶えず該用水の一部を新鮮なも
ので置換することが一番合目的的といえる。そし
て、この新鮮用水の補充割合は大体に於いて、該
用水の総量の0.5〜0.3％の範囲で動いている。新
鮮用水のこうした補充は、蒸気流の冷却の後で行
なわれることが好都合である。ということは、蒸
気流のより以上の乾燥を達成するために、冷却装
置の下流に於いてするのがよいということであ
る。それ故に乾燥排ガスが望ましく、そうでない
場合には、搬送中に露点が低下した時水分が落下
するからである。該新鮮用水に補充的に或いはそ
れに代えてアルカリ溶液が中和の目的で冷却用水
に追加されるという事は公知となつており、新鮮
用水の需要を回避するか、可及的に少量に押さえ
るために行なわれるのである。 The humid steam stream is produced, for example, through (a) a water injection port (nozzle) through which water is introduced into the circuit into the hot combustion gas, (b) the hot combustion gas is introduced into the water,
It can be produced, for example, by the submerged burner principle or through a filter column, or (c) by contacting the hot combustion gases with water in a packed column. Freely available fuels are always
Impurities, especially sulfur content, are closely related. Then, a phenomenon occurs in which the cooling water gradually becomes oxidized. In order to keep this oxidation to a minimum, it is most convenient to constantly replace a portion of the water with fresh water. The replenishment rate of this fresh water generally varies between 0.5 and 0.3% of the total amount of water. Conveniently, such replenishment with fresh water takes place after cooling of the steam stream. This means that it is better to do this downstream of the cooling device in order to achieve further drying of the vapor stream. A dry exhaust gas is therefore desirable, since otherwise moisture will fall out when the dew point falls during transport. It is well known that an alkaline solution is added to cooling water for the purpose of neutralization, either as a supplement to or in place of the fresh water, and the demand for fresh water can be avoided or kept as small as possible. It is done for this purpose.
以下に、本発明に従う方法を実施する設備につ
いて、図面を参照しつつ詳細に説明する。 In the following, equipment for carrying out the method according to the invention will be explained in detail with reference to the drawings.
番号１は、加熱油を用いて稼動されるバーナー
であつて、そこには導管２を通じて加熱油が、導
管３を通じて燃焼用空気が供給される。バーナー
１には、筒状の燃焼室４が接続せられ、そして該
燃焼室４は同心的に延長されたハウジング５にて
取り囲まれている。該ウジング５は上部を蓋６で
閉鎖せられ、その蓋６を通じ燃焼室４を取り巻く
ように並べられた複数個の水ノズル７が配設せら
れている。また、ハウジング５の下端から戻り通
路８が延びている。そして、その途中にはポンプ
９が設けられていて、それにより水はノズル７に
還流される。ハウジング５の上部領域に排気ガス
通路１０が接続せられ、その排気ガス通路１０は
通路１１を経て空気冷却装置１２と連結せられて
いる。該冷却装置１２は通路１３を経て濾過塔
（スクラバ）１４に接続されている。また、該濾
過塔１４の一方から冷いイナートガスを導き出す
通路１５が、又他方から別の通路１６がそれぞれ
伸び出て、後者は前記の戻り通路８に接続され、
結局水ノズル７に通じることとなつている。 Number 1 is a burner operated with heated oil, to which it is supplied with heated oil through conduit 2 and with combustion air through conduit 3. A cylindrical combustion chamber 4 is connected to the burner 1, and the combustion chamber 4 is surrounded by a concentrically extending housing 5. The upper part of the housing 5 is closed with a lid 6, and a plurality of water nozzles 7 are arranged so as to surround the combustion chamber 4 through the lid 6. Further, a return passage 8 extends from the lower end of the housing 5 . A pump 9 is provided in the middle of the nozzle 7, and the water is returned to the nozzle 7. An exhaust gas duct 10 is connected to the upper region of the housing 5 and is connected via a duct 11 to an air cooling device 12 . The cooling device 12 is connected to a filter tower (scrubber) 14 via a passage 13. Further, a passage 15 leading out cold inert gas extends from one side of the filter tower 14, and another passage 16 extends from the other side, the latter being connected to the return passage 8,
Eventually, it will lead to water nozzle 7.
燃焼室４内のバーナー１によつて発生した燃焼
ガスは用水の導入口７（ノズル）を通じて噴射さ
れる水によつて露点約88℃の湿気を帯びた蒸気流
に変換せられ、そしてそれにより該燃焼（排気）
ガス温度の約96％が水の気化に利用される。蒸気
態ガスは約2/3が水蒸気、約1/3が排気ガス（廃ガ
ス）という構成を持つている。前記湿気を帯びた
蒸気流は排気ガス通路１０と通路１１を通つて空
気冷却装置１２に導かれ、その中で環境温度に近
づきつつ、結局のところ環境温度の５〜10℃上の
ところあたりまで冷却される。その際に、噴射さ
れ燃焼ガス中に気化されて入つていつた水分のみ
ならず、一部には燃焼ガス中に含まれていた水分
も凝縮することとなる。そして、空気冷却装置１
２内の温度は燃焼ガスの燃焼技術的（燃焼工学
的）露点より相当下となり、加熱油或いは天然ガ
ス等の通例の燃料の場合では、50〜60℃程度のと
ころにある。凝縮した水は通路１６によりポンプ
９の力で水ノズル７に再び供給される。 The combustion gases generated by the burner 1 in the combustion chamber 4 are converted by water injected through the water inlet 7 (nozzle) into a humid steam stream with a dew point of about 88°C, and thereby The combustion (exhaust)
Approximately 96% of the gas temperature is used to vaporize water. Vapor gas has a composition of about 2/3 water vapor and about 1/3 exhaust gas (waste gas). Said humid vapor stream is led through exhaust gas passages 10 and 11 to an air cooling device 12, in which it approaches ambient temperature, eventually reaching around 5-10°C above ambient temperature. cooled down. At this time, not only the moisture that has vaporized and entered the injected combustion gas but also some of the moisture contained in the combustion gas will condense. And air cooling device 1
The temperature within 2 is well below the combustion engineering dew point of the combustion gas, which in the case of customary fuels such as heating oil or natural gas is around 50-60°C. The condensed water is again supplied to the water nozzle 7 by the power of the pump 9 through the passage 16.
上記したように、燃焼時に発生する水分の一部
も矢張り凝縮するので、余剰分の排出が必要とな
る。それは、上記実施例では、ハウジング５に接
続せられ且つフロート弁１８の制御下にある導管
１７を通じて行なわれる。 As mentioned above, a portion of the moisture generated during combustion also condenses, so the excess must be discharged. In the example described, this takes place through a conduit 17 connected to the housing 5 and under the control of a float valve 18.
また、使用される燃料類は概して硫黄或いは他
の物質によつて不純化され、通例の場合冷却水の
酸化、例えばSO2なり、SO3による酸化が徐々に
起こる。この酸化を許容限度内に維持するために
は、循環する冷却水に絶えず、又は定期的に少量
の新鮮な水を補充し、それに見合う分量だけ冷却
水を放出する。これも又、フロート弁１８により
導管１７を通じて行なうことができる。該新鮮水
の追加は、量にして冷却水の0.5〜３％程度のオ
ーダーでよいから、濾過塔１４に連通している別
の導管１９を通じて行なわれる。この空気冷却装
置１２の下流における新鮮水の補給は、結果的に
イナートガスを更に一層乾燥させることになる。
何故ならば、該補給水は一般的に空気冷却装置１
２において冷却に使用される空気よりも冷たいか
らである。 Additionally, the fuels used are generally contaminated with sulfur or other substances, and oxidation of the cooling water, such as SO 2 and SO 3 , typically occurs gradually. In order to maintain this oxidation within acceptable limits, the circulating cooling water is constantly or periodically replenished with small amounts of fresh water and the cooling water is discharged in proportionate amounts. This can also be done through conduit 17 by means of float valve 18. The addition of fresh water, which may be on the order of 0.5 to 3% of the amount of cooling water, is carried out through a separate conduit 19 communicating with the filter tower 14. This replenishment of fresh water downstream of the air cooling device 12 results in further drying of the inert gas.
This is because the make-up water is generally supplied to the air cooling device 1.
This is because it is colder than the air used for cooling in step 2.
上記の濃度を希釈化するための新鮮水の補給
は、酸化の程度に対応するだけのアルカリ溶液を
冷却用水の回路中に流入させることによつて、減
少させたり、或いは又、回避することも可能であ
る。その為にソーダタンク２０がポンプ２１と共
に備え付けられる。それによつてアルカリ溶液は
通路１６に移送されることとなつている。 The supplementation of fresh water to dilute the above concentrations can be reduced or alternatively avoided by introducing into the cooling water circuit an alkaline solution corresponding to the degree of oxidation. It is possible. For this purpose, a soda tank 20 is provided together with a pump 21. The alkaline solution is thereby transferred to the channel 16.
上記に開示された装置は殆んど用水の喪失なし
に稼動することができるので、用水の補給が極め
て難かしい様な場所にこれを組込むことが許され
る。このことから、これを例えばトラツクの上に
搭載される如き可動タイプの装置として用いるこ
とが可能となる。時間当たり1000m3のイナートガ
スを用いる装置に要する一回の用水補給量は略
300であるから、この程度のものは装置と一緒
に補給を行なう場所まで、運搬することが充分に
できる。 The device disclosed above can be operated with almost no loss of water, allowing it to be installed in locations where water replenishment is extremely difficult. This makes it possible to use it as a mobile type device, for example mounted on a truck. The amount of water required for one time replenishment of a device that uses 1000 m 3 of inert gas per hour is approximately
300, it is quite possible to transport something like this along with the equipment to the replenishment location.
添付の図面は、本発明の一実施例を示す系統図
である。
１：バーナー、４：燃焼室、５：ハウジング、
７：水ノズル、８：戻り通路、９，２１：ポン
プ、１０：排気ガス通路、１２：空気冷却装置、
１４：濾過塔、１５：通路、１８：フロート弁、
２０：ソーダタンク。
The accompanying drawings are system diagrams illustrating one embodiment of the present invention. 1: burner, 4: combustion chamber, 5: housing,
7: water nozzle, 8: return passage, 9, 21: pump, 10: exhaust gas passage, 12: air cooling device,
14: Filter tower, 15: Passage, 18: Float valve,
20: Soda tank.
Claims (1)
スを引き続き冷却するイナートガスの製造方法に
おいて、 熱い燃焼ガスを水と直接接触させて該燃焼ガス
の露点より高い状態の湿りガスとし、次いでこの
湿りガスを燃焼ガスの露点以下に冷却せしめ、更
にその際凝縮した水を熱い燃焼ガス中に戻すこと
を特徴とするイナートガスの製造方法。 ２ 循環する水を熱い燃焼ガス中に噴射して、湿
りガスを作ることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の方法。 ３ PH調整のために、前記水にアルカリ液を加え
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第
２項のいずれかに記載の方法。[Claims] 1. A method for producing inert gas in which a fluid fuel is combusted and the combustion gas is subsequently cooled, the hot combustion gas being brought into direct contact with water to form a wet gas with a higher dew point than the dew point of the combustion gas. and then cooling the wet gas to a temperature below the dew point of the combustion gas, and furthermore, returning the water condensed at that time to the hot combustion gas. 2. A method as claimed in claim 1, characterized in that circulating water is injected into the hot combustion gases to produce wet gases. 3. The method according to any one of claims 1 to 2, characterized in that an alkaline solution is added to the water for pH adjustment.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19803041382 DE3041382A1 (en) | 1980-11-03 | 1980-11-03 | Cold inert gas produced esp. for mines and quarries - from combustion gases sprinkled with water then cooled to condense water |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5778942A JPS5778942A (en) | 1982-05-17 |
| JPS6161861B2 true JPS6161861B2 (en) | 1986-12-27 |
Family
ID=6115855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13392081A Granted JPS5778942A (en) | 1980-11-03 | 1981-08-26 | Manufacture of inert gas |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5778942A (en) |
| DE (1) | DE3041382A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02156583A (en) * | 1988-12-09 | 1990-06-15 | Asahi Glass Co Ltd | Laser diode excitation solid-state laser |
| JPH02161786A (en) * | 1988-12-15 | 1990-06-21 | Hamamatsu Photonics Kk | Semiconductor laser excitation solid laser device |
-
1980
- 1980-11-03 DE DE19803041382 patent/DE3041382A1/en not_active Ceased
-
1981
- 1981-08-26 JP JP13392081A patent/JPS5778942A/en active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02156583A (en) * | 1988-12-09 | 1990-06-15 | Asahi Glass Co Ltd | Laser diode excitation solid-state laser |
| JPH02161786A (en) * | 1988-12-15 | 1990-06-21 | Hamamatsu Photonics Kk | Semiconductor laser excitation solid laser device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5778942A (en) | 1982-05-17 |
| DE3041382A1 (en) | 1982-05-13 |
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