KR790000959B1

KR790000959B1 - Method for compressing mixed gas consisting of combustible gas and air

Info

Publication number: KR790000959B1
Application number: KR7601357A
Authority: KR
Inventors: 가즈미 우다; 모도히고 다무라; 이찌로오 니시우라; 히로시 후지이께
Original assignee: 미쓰이 도시마사; 미쯔비시 쥬고오교오 가부시기가이샤
Priority date: 1976-06-02
Filing date: 1976-06-02
Publication date: 1979-08-14

Abstract

A mixture of combustible gas and air was directly compressed with water without pretreatment such as saturation of combustibe gas or dilution with inert gas. The compressing process protected against explosion caused by static electricity charged in the mixture or by elevation of temperature caused by adiabatic compression.

Description

Compression method of combustible gas and air mixture gas

도면은 본 발명 방법을 실시하는 장치의 플로우시이트Shows a flow sheet of an apparatus for implementing the method of the invention.

종래의 가연성 개스와 공기와의 혼합기체를 압축하고저 할때 하기와 같은 전(前)처리를 실시한 후 왕복식 또는 로우터리식의 압축기를 사용하여 실시하였다. 이것은 전기한 혼합기체가 폭발한계내의 농도로 되어 있을 경우 후술과 같은 전처리를 실시하지 않으면 동 기체 자신에 대전되어 있는 정전기의 방전에 의한 스파크 또는 압축기내에서의 기기자체의 마찰에 의한 발열, 이상원인에 의한 타격발화 또는 단열 압축에 의한 개스 자신의 온도 상승등에 따라 폭발을 일으킬 가능성이 높기 때문이다. 이 때문에 압축기 개스 입구 앞에 새츄레터(포화기)를 설치하여 유입혼합기체의 가연성 개스 농도를 폭발한계의 상한이상(上限以上)의 농도로 올리든지 또는 질소 개스등의 불연성 개스로 희석하고 폭발한계의 하한이하의 농도로 희석시키는 등의 전처리를 실시한 후 압축하는 방법을 취하여 왔었다. 그렇지만 전기한 것 같은 전처리를 실시한 경우에 전자의 방법을 택할 경우에는 새츄레터가 필요함과 동시에 용제 회수 장치등의 공기와 가연성 개스와의 혼합기체에서 가연성 개스의 회수를 목적으로 하는 장치에 있어서는 회수와는 반대로 쓸데없는 일을 하고 있다는 것으로 되어 불경제적이었다. 또 후자의 방법을 택할 경우에는 희석 조작이 필요하고 또 희석에 필요한 불연성 개스량만 처리되어야 할 개스 용량이 커지고 장치 전체가 지극히 커서 비경제적으로 되는 결점이 있었다. 또 회수를 목적으로 한 장치의 경우에는 희석으로 인하여 회수가 곤난하였다. 또 유입되어 오는 혼합기체중의 가연성 개스 농도가 변동될 경우 그 희석 비율을 일정하게 보유하는 것은 농도 검지 장치를 복잡하게 하는 결점이 있었다.When the mixed gas of the conventional combustible gas and air is compressed and reduced, the following pretreatment is performed and then it is performed using a reciprocating or rotary compressor. This is because if the above-mentioned mixed gas has a concentration within the explosion limit, unless the pretreatment is performed as described below, sparks may be generated by the discharge of static electricity charged on the gas itself, or heat may be generated due to friction of the device itself in the compressor. This is because there is a high possibility of causing an explosion due to a blow ignition caused by or an increase in the temperature of the gas itself due to adiabatic compression. For this reason, install a saturator in front of the compressor gas inlet to increase the flammable gas concentration of the inlet mixed gas to a concentration above the upper limit of the explosion limit, or dilute it with a nonflammable gas such as nitrogen gas, After pretreatment such as dilution to the concentration below the lower limit, compression has been taken. However, when the former method is used in the case of the pretreatment as described above, a sactuator is required, and in a device for recovering a combustible gas from a mixture gas of air and a combustible gas such as a solvent recovery device, the recovery and Conversely, it was uneconomic because it was doing useless work. In addition, the latter method requires a dilution operation and has a disadvantage in that the amount of gas to be treated only for the amount of incombustible gas necessary for dilution is increased and the entire apparatus is extremely large, which is uneconomical. In the case of recovery equipment, the recovery was difficult due to dilution. In addition, having a constant dilution ratio when the flammable gas concentration in the mixed gas flowing in is complicated, has a drawback that complicates the concentration detection device.

본 발명은 전기한 종래의 결점을 해소하기 위하여 제안된 것으로 가연성 개스와 공기와의 혼합기체를 물등과 공존 상태로 압축함에 따라서 가연성 개스의 농도를 높게 하던지 희석된 농도를 얕게 하는 등의 조작을 필요로 하지 않고 가연성 개스와 공기와의 혼합기체를 안전하게 압축할 수 있는 방법을 제공하려고 하는 것이다.The present invention has been proposed to solve the above-mentioned drawbacks, and the operation of compressing the mixed gas of combustible gas and air into a state of coexistence with water, etc., requires the operation of increasing the concentration of the combustible gas or making the diluted concentration shallow. It is to provide a way to safely compress the gas mixture of combustible gas and air without the use of.

이하 도면의 실시예에 따라 본 발명을 설명하면 가연성 개스와 공기(또는 산소)와의 혼합기체(이하 다만 혼합기체라고 함)는 배관(1), 스트레이너(2) 및 배관(3)을 통과하여 수봉식 압축기(4)(예를 들면 낫쉬펌프)로 들어간다. 스트레이너(2)는 이물 흡입에 의하여 압축기내에서 생기는 기계적 사고 방지를 위하여 설치한 것이다. 여기서 수봉식 압축기를 낫쉬펌프를 예로 들어 설명하면 이 펌프는 나권(螺卷)펌프와는 반대로 전방을 향하고 있는 날개를 다수 가진 로우터와 상하로 신장할 수 있도록 타원형으로 만들어진 케이싱으로 되어 회전운동에 의하여 액체에 피스톤 작용을 시키는 것이고, 우선 운전하기 전에 물, 기타의 액체를 케이싱내로 대략 반쯤만 넣어둔다.When explaining the present invention according to the embodiment of the drawings below, the mixed gas of the combustible gas and air (or oxygen) (hereinafter referred to as the mixed gas) is sealed through the pipe (1), strainer (2) and pipe (3) It enters the compressor 4 (for example, a natsch pump). The strainer 2 is installed in order to prevent mechanical accidents occurring in the compressor due to foreign material suction. Here, the water-sealed compressor is explained using a nash pump as an example, and this pump is a rotor having a large number of wings facing forward as opposed to a spiral winding pump, and a casing made of an elliptical shape so as to extend up and down. Piston action is to put water and other liquids into the casing halfway before driving.

운전을 개시하면 로우터는 액을 긁는 것처럼 회전하고 그 때문에 케이싱내의 액체는 원심력에 의하여 케이싱 내면에 따라서 타원형의 수막을 만든다. 로우터에 인접시킨 2장의 날개는 양측판과 같이 하나의 방을 이루고 회전에 따라서 수막은 이 방을 출입하게 된다. 이리하여 수막은 날개에 대하여 마치 왕복운동 펌프의 피스톤과 같은 작용을 하는 셈이다. 일반적으로 진공펌프를 사용할 경우에는 흡기중에 액체가 그것도 운무상으로 되어서 함유되어 있는 일이 대단히 많고 증기로서 함유될 때에도 압축중에 액화될 때도 있고 이와 같은 흡기를 보통의 왕복식 진공펌프로서 취급하는 것은 좋지 못하다. 이것은 액체가 피스톤과 시린더 카버의 사이에 협지하게 되고 밸브 또는 기타의 통로를 액체에 의하여 너무 좁히면 기체의 저항이 많아지고 동력의 손실이 되기 때문이다. 낫쉬 펌프는 원래 액체를 피스톤으로 사용하는 것이므로 흡기중에 액체가 함유되는 것은 전혀 지장이 없다. 이것은 낫쉬펌프의 가장 큰 특징이다. 전기한 수봉식 압축기(4)에는 구조적 및 재질적으로 하기와 같은 안전 대책이 강구되어 왔다. 즉 로우터와 케이싱 및 로우터와 로우터 가이드의 사이에는 적당한 크리어랜스를 가지게 하고, 접촉되는 일이 없도록 하여 마찰 스파크의 발생방지, 소부방지 및 마찰열 발생방지등 착화원의 발생 방지를 하게 되어 있다. 또 로우터와 로우터 가이드 및 케이싱과 로우터가 어떠한 원인으로 접촉한 경우라도 스파크 또는 소부가 잘 안생기도록 재질의 조합, 예를 들면 스텐레스 스틸 로우터 동합금 로우터 가이드 주강 케이싱 등과 같이 조합이 고려되어 있고 또 유체의 부식성등에 따라서도 재질의 조합을 고려할 필요가 있다. 또 전기한 것처럼 수봉식 압축기(4)로 들어간 혼합기체는 압축되고 봉수(봉수는 통상수를 사용하지만 기타의 불연성 액체를 사용할 수 있다)와 같이 배관(5)을 지나서 기액분리기(6)으로 들어간다. 기액분리기(6)내에서 봉수는 아래로 떨어지고 혼합기체는 상의 배관(7)에 분리된다. 이 혼합기체는 배관(7)에서 다음의 장치(도시생략)로 보내진다. 한편 봉수는 배관(8)을 통과하고 봉수탱크(9)에 호울드되고 또 배관(10)을 지나서 펌프(11)로 들어간다. 이 펌프(11)는 봉수를 순환 송액하기 위한 것이고 동 펌프(11)에서 가압된 봉수는 배관(12)를 지나 봉수 쿨러(13)로 들어가 소정의 온도로 냉각된다. 또 쿨러(13)을 나온 봉수는 스트레이너(14)에서 이물이 제거된 후 유량계(15), 배관(16)(17)(18)(19)를 지나서 압축기(4)로 주입된다. 다음에 플로우 시스템(flow system) 및 콘트로울 시스템 및 강도상의 안전 대책에 대하여 설명하면 수봉식 압축기(4)에서 혼합기체를 압축하기 위하여 봉입된 봉수는 배관(18)에서 케이싱내로 들어간다. 또 기계적 밀봉부에서의 발열을 방지하기 위하여 기계적 밀봉부에 봉수의 일부를 배관(17)에서 수입한다. 또 봉수가 압축기내의 전면으로 고루 가게 하기 위하여 특히 로우터, 케이싱, 로우터 가이드간의 크리어랜스가 작은 부분에도 수막이 끊기지 않게 하기 위하여 흡인라인에 배관(19)에서 봉수의 일부를 주입한다. 이와 같이 배관(19)에서 혼합기체중에 봉수를 주입함에 따라 압축기(4)로 들어가기 전에 혼합기체를 습윤 상태로 하여 정전기의 제거를 유효하게 하고, 또 만일 압축기내에서 어떠한 원인에 의하여 착화하여도 봉수가 소염하고 흡입배관(1)에의 화염 전파(傳播)를 저지한다. 다음에 콘트로울 시스템상의 안전대책을 설명하면 수봉식 압압기(4)와 봉수펌프(11)의 작동은 연동(連動)에 의하여 봉수 펌프(11)이 작동안하면 압축기(4)가 작동안하도록 되어 있다. 또 봉수 순환 라인의 관내의 봉수 흐름을 유량계(15)로 검출하여 소정 유량 이상이 아니면 수봉식 압축기(4)가 작동안하도록 연동되어 있다. 또 운전중에 유량이 저하된 경우에도 압축기를 멈추도록 연동되어 있다. 또 봉수식 압축기의 토출측 유체 온도를 온도계(20)로 검출하고 이상 승온이 있으면 압축기가 멈추도록 연동해 놓고 또 압축기의 토출측 유체의 압력을 압력계(21)로 검출하여 이상 승압이 있으면 압축기를 정지하도록 연동시켜 놓는다. 또 압축기의 모우터 전류치를 검출하고 이상한 부하가 걸리던지 전류가 이상으로 오버되면 압축기를 정지하도록 되어 있다.At the start of the operation, the rotor rotates as if it scrapes the liquid, whereby the liquid in the casing creates an elliptical water film along the inner surface of the casing by centrifugal force. The two wings adjacent to the rotor form a room like the two side plates, and the water film enters and exits the room as it rotates. Thus, the water film acts as a piston of the reciprocating pump on the wing. In general, in the case of using a vacuum pump, the liquid is also in the form of a cloud during intake, and is often contained, and even when it is contained as a vapor, it may be liquefied during compression. Such intake may be treated as a normal reciprocating vacuum pump. Can not do it. This is because the liquid is pinched between the piston and the cylinder carver and if the valve or other passage is too narrow by the liquid, the resistance of the gas is increased and power is lost. Since Nash pumps originally use liquid as a piston, there is no problem in that liquid is contained during intake. This is the biggest feature of the Nash Pump. In the above water-sealed compressor 4, the following safety measures have been taken structurally and materially. In other words, the rotor and the casing and between the rotor and the rotor guide have an appropriate level of clearance and prevent contact with the ignition source such as preventing occurrence of friction sparks, prevention of ignition and generation of friction heat by preventing contact. Combinations of materials are also considered, such as stainless steel rotor copper alloy rotor guide cast steel casing, to prevent sparks or burns even when the rotor and rotor guide and casing and rotor are in contact with any cause. Depending on the corrosiveness, it is also necessary to consider the combination of materials. As described above, the mixed gas that enters the water seal compressor 4 is compressed and enters the gas-liquid separator 6 through the pipe 5 such as water seal (the water can use ordinary water but other non-combustible liquids). In the gas-liquid separator 6, the water drops down and the mixed gas is separated into the upper pipe 7. This mixed gas is sent from the piping 7 to the next apparatus (not shown). On the other hand, the water is passed through the pipe (8) and is rebounded to the water seal tank (9) and passes through the pipe (10) to enter the pump (11). The pump 11 is for circulating and feeding the water, and the water pressurized by the pump 11 passes through the pipe 12 and enters the water cooler 13 to cool down to a predetermined temperature. In addition, the water from the cooler 13 is injected into the compressor 4 through the flowmeter 15, the pipes 16, 17, 18, and 19 after the foreign matter is removed from the strainer 14. Next, the flow system, the control system, and the safety measures in strength will be described. The sealed water sealed to compress the mixed gas in the water-sealed compressor 4 enters the casing in the pipe 18. In order to prevent heat generation in the mechanical seal, a part of the sealant is imported from the pipe 17 to the mechanical seal. In addition, a portion of the water is injected from the pipe 19 into the suction line so that the water film does not break even in a small portion of the crank between the rotor, the casing, and the rotor guide so that the water is evenly distributed to the front surface of the compressor. In this way, by injecting the water into the mixed gas in the pipe 19, the mixed gas is made wet before entering the compressor 4 so that the static electricity is effectively removed, and if the water is ignited by any cause in the compressor, Is extinguished and the flame propagation to the suction pipe 1 is prevented. Next, the safety measures on the control system will be described. The operation of the water seal presser 4 and the water seal pump 11 is interlocked so that the compressor 4 does not operate if the water seal pump 11 does not operate. . In addition, the water seal flow in the pipe of the water seal circulation line is detected by the flow meter 15, and the water seal compressor 4 is interlocked so that the water seal compressor 4 is not operated. In addition, even when the flow rate decreases during operation, it is linked to stop the compressor. In addition, the temperature of the discharge side fluid of the seal type compressor is detected by the thermometer 20, and if the temperature rises abnormally, the compressor stops. If the pressure of the discharge side fluid of the compressor is detected by the pressure gauge 21, the compressor is stopped. Keep it in sync. When the motor current value of the compressor is detected and an abnormal load is applied or the current is abnormally exceeded, the compressor is stopped.

이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 가연성 개스와 공기와의 혼합기체를 압축시킬 때 그 혼합기체를 물등과 공존상태로 압축하기 때문에 지극히 안전성이 높고 혼합기체에 대전되어 있는 정전기에 의한 방전발화를 확실하게 방지할 수가 있다. 또 본 발명에 의하면 압축할 때의 마찰에 따르는 발열, 이상원인에 따르는 타격 불꽃 및 단열 압압등에 따르는 개스 온도의 상승이 혼합개스와 물등과의 직접 냉각 효과에 의하여 방지되고 또 혼합기체가 물등에 둘러싸인 상태에서 물등에 의한 피스톤 작용으로 압축되기 때문에 물등의 봉액 양 및 온도를 콘트로울 함에 따라 장치의 조직을 안전하게 관리할 수가 있다. 또 본 발명 방법은 용제 회수 장치 개소린 증기 회수장치등으로 응용할 수가 있다.As described in detail above, the present invention compresses the mixed gas in a state of coexistence with water and the like when compressing the mixed gas of the combustible gas and air, which is extremely safe and reliably prevents discharge ignition by static electricity charged in the mixed gas. I can prevent it. In addition, according to the present invention, a rise in gas temperature due to heat generated by friction during compression, blow flame caused by abnormal causes, and adiabatic pressure, etc. is prevented by the direct cooling effect between the mixed gas and water, and the mixed gas is surrounded by water. Since it is compressed by the action of piston by water in the state, it is possible to safely manage the organization of the device by controlling the amount and temperature of sealing liquid such as water. Moreover, the method of the present invention can be applied to a solvent recovery device, a gasoline vapor recovery device, or the like.

Claims

A method of compressing a mixed gas of combustible gas and air, characterized by compressing the mixed gas in a state of coexistence with water or the like when compressing the mixed gas of combustible gas and air.