JP2005296706A

JP2005296706A - Spray nozzle closure monitoring method

Info

Publication number: JP2005296706A
Application number: JP2004112137A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Nanba; 美明難波; Hirobumi Iguchi; 博文井口; Takeshi Yamashita; 健山下
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2004-04-06
Filing date: 2004-04-06
Publication date: 2005-10-27

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for simply monitoring, from the outside, existence of closure of a spray nozzle provided on a tip end of branch pipes introduced from an annular pipe surrounding an outer periphery of a device such as a plant into the device. <P>SOLUTION: Existence of partial closure or the whole closure of the respective spray nozzles 4 is determined relative to the device 1 for jetting a liquid having temperature difference with external air into the device 1 by the spray nozzles 4 provided at the tip end of the plurality of branch pipes 3 introduced from the annular pipe 2 surrounding the outer periphery of the device 1 into the device by monitoring surface temperature of the annular pipe 2 and/or the branch pipes 3 from the outside. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、スプレーノズルを有する配管を持った装置における、ノズルの閉塞状況を監視する方法に関する。 The present invention relates to a method for monitoring a clogging state of a nozzle in an apparatus having a pipe having a spray nozzle.

プラント内の塔等の装置において、例えば、気液反応を起こさせる際に、液体をスプレーノズルから噴霧するということが行われている。このスプレーノズルは噴出孔が狭くなっているため、噴霧する液体によってはこのスプレーノズルが詰まってしまうことがある。しかし、どのスプレーノズルが閉塞しているかを検査するために、いちいち装置の中を見ることはあまりにも手間がかかり、非現実的である。 In an apparatus such as a tower in a plant, for example, when a gas-liquid reaction is caused, a liquid is sprayed from a spray nozzle. Since the spray nozzle has a narrow ejection hole, the spray nozzle may be clogged depending on the liquid to be sprayed. However, it is too much work and unrealistic to look inside the device to check which spray nozzle is blocked.

このため、スプレーノズルに繋がる各々の配管の液体流量を、超音波流量計により監視する方法が行われている。閉塞したスプレーノズルに繋がる枝配管はほとんど流れが生じないので、流れが悪化したり、又は停止したりした枝配管があると、その先にあるスプレーノズルが詰まったことがわかる。 For this reason, the method of monitoring the liquid flow rate of each piping connected to a spray nozzle with an ultrasonic flowmeter is performed. Since there is almost no flow in the branch pipe connected to the blocked spray nozzle, if there is a branch pipe whose flow has deteriorated or stopped, it can be seen that the spray nozzle at the end is clogged.

しかしながら、超音波流量計は大きなものが多く、取り付けて作業するにしても作業性が悪かった。また、精密機械であるため、取り付ける装置によっては扱いが難しく、さらに、高価であるため簡単に導入することも難しかった。 However, many ultrasonic flowmeters are large, and workability is poor even when they are attached and operated. Further, since it is a precision machine, it is difficult to handle depending on the device to be attached, and furthermore, it is expensive and difficult to easily introduce.

そこでこの発明は、装置の外周を取り巻く環状配管を有する装置において、上記装置内へ導入される枝配管の先に設けたスプレーノズルの閉塞の有無を、外部から簡便に監視することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to easily monitor from the outside whether or not a spray nozzle provided at the end of a branch pipe introduced into the apparatus is blocked in an apparatus having an annular pipe surrounding the outer periphery of the apparatus. .

この発明は、装置の外周を取り巻く環状配管から装置内へ導入される複数の枝配管の先に設けたスプレーノズルにより、外気との間に温度差を有する液体を上記装置内へ噴出させる装置に対して、上記環状配管及び／又は枝配管の表面温度を外部から監視することにより、上記各スプレーノズルの一部閉塞又は全閉塞の有無を判断する閉塞状況監視方法により、上記の課題を解決したのである。 The present invention provides an apparatus for ejecting a liquid having a temperature difference from the outside air into the apparatus by a spray nozzle provided at the end of a plurality of branch pipes introduced into the apparatus from an annular pipe surrounding the outer periphery of the apparatus. On the other hand, the above problem was solved by a blocking state monitoring method for determining the presence or absence of partial blockage or total blockage of each spray nozzle by monitoring the surface temperature of the annular pipe and / or branch pipe from the outside. It is.

スプレーノズルのいずれかが一部閉塞又は全閉塞を起こしていた場合、閉塞したスプレーノズルに繋がる枝配管内では流れが悪くなるか、又はほとんど流れを生じないため、その枝配管内の、外気と温度差があった液体は、外気により冷却または加熱されて、温度が外気に近くなる。その温度の低下又は上昇を、温度センサやサーモグラフィなどによって外部から監視し検出することにより、各スプレーノズルの閉塞の有無を外部から調べることができる。 If any of the spray nozzles is partially or completely blocked, the flow in the branch pipe connected to the blocked spray nozzle is poor or hardly flows. The liquid having the temperature difference is cooled or heated by the outside air, and the temperature becomes close to the outside air. By monitoring and detecting the decrease or increase in temperature from the outside using a temperature sensor, thermography, or the like, the presence or absence of blockage of each spray nozzle can be examined from the outside.

以下、この発明について詳細に説明する。
この発明は、装置の外周を環状に取り巻く環状配管から装置内へ導入される複数の枝配管の先に設けたスプレーノズルにより、外気温と温度差を有する液体を上記装置内へ噴出させる装置に対して、上記環状配管及び／又は枝配管の表面温度を外部から監視することにより、上記各スプレーノズルの一部閉塞又は全閉塞の有無を判断する閉塞状況監視方法である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The present invention provides an apparatus for ejecting a liquid having a temperature difference from an outside temperature into the apparatus by a spray nozzle provided at the end of a plurality of branch pipes introduced into the apparatus from an annular pipe surrounding the outer periphery of the apparatus in an annular shape. On the other hand, it is a blockage state monitoring method for judging whether or not each spray nozzle is partially blocked or fully blocked by monitoring the surface temperature of the annular pipe and / or branch pipe from the outside.

上記装置１としては、スプレーノズルを有していればよく、例えば、図１に示すような、下方から気体を供給しつつ上方から液体を噴霧して反応を起こさせる気液反応塔や、各種スプレー塔、スクラバーなどが挙げられる。上記スプレーノズル４は、これらの装置内に導入する上記液体を霧状又は飛沫状にして拡散させ、効率的に反応や処理を起こさせるためのものである。なお、図中５は上記液体を供給する液供給管である。 The apparatus 1 only needs to have a spray nozzle. For example, as shown in FIG. 1, a gas-liquid reaction tower that causes a reaction by spraying a liquid from above while supplying a gas from below, Examples include spray towers and scrubbers. The spray nozzle 4 is for causing the liquid to be introduced into these apparatuses to be diffused in the form of a mist or droplets to efficiently react and process. In the figure, reference numeral 5 denotes a liquid supply pipe for supplying the liquid.

上記環状配管２は、上記装置１の外周を取り巻いており、上記装置１に導入する液体を運ぶためのものである。ここで環状配管２は、必ずしも完全な環状である必要はなく、上記装置１に斑なく液体を供給できるように上記装置１を一周、又は一周に近い円周角を取り巻くものであればよい。ただし、上記環状配管２が一周していたり、真円に近い環状であったりすると、上記液体の供給の際に斑が少なくなるのでより望ましい。 The annular pipe 2 surrounds the outer periphery of the device 1 and is for carrying a liquid introduced into the device 1. Here, the annular pipe 2 is not necessarily a complete annular shape, and may be any one that surrounds the device 1 once or around a circumference angle so that the liquid can be supplied to the device 1 without any spots. However, it is more preferable that the annular pipe 2 makes a round or is an annular shape close to a perfect circle because spots are reduced when the liquid is supplied.

この環状配管２は、上記装置の外周面に密着していても、外周面から離れて取り巻いていてもよいが、図１に示すように、上記装置１の外周面との間に空間が存在すると、上記装置から直接の温度の影響を受けにくく、かつ外気の影響を受けやすくなり、温度差が検出しやすくなるので、外周面から離れて取り巻いているとより望ましい。 The annular pipe 2 may be in close contact with the outer peripheral surface of the device or may be surrounded away from the outer peripheral surface, but there is a space between the outer peripheral surface of the device 1 as shown in FIG. Then, it is less susceptible to the influence of the temperature directly from the above-mentioned device, and is easily affected by the outside air, and the temperature difference can be easily detected. Therefore, it is more desirable to surround the outer peripheral surface.

上記枝配管３とは、上記環状配管２から分かれて、上記装置１内に上記液体を噴出させる上記スプレーノズルまで繋がる配管をいう。この枝配管３は、少なくとも一部が外気に曝されていることが望ましく、外気に曝されている割合が高いほど望ましい。上記スプレーノズルが閉塞した際に、外気による温度変化を受けやすくなるからである。 The branch pipe 3 is a pipe that is separated from the annular pipe 2 and leads to the spray nozzle that ejects the liquid into the apparatus 1. It is desirable that at least a part of the branch pipe 3 is exposed to the outside air, and it is more desirable that the proportion of the branch pipe 3 exposed to the outside air is higher. This is because when the spray nozzle is blocked, it is easy to receive a temperature change due to the outside air.

上記の一部閉塞とは、上記各スプレーノズル４内に障害物が生じたりすることで、噴出量が減少したり、流速が遅くなるなどして流れが悪くなった状態をいう。また上記の全閉塞とは、上記各スプレーノズル４内の管が完全に詰まり、そのスプレーノズル４から上記液体をまったく噴出できなくなった状態をいう。以下、単に閉塞と記述する場合は、上記の一部閉塞と全閉塞の両方を指す。 The partial blockage mentioned above refers to a state where the flow has deteriorated due to the occurrence of an obstacle in each of the spray nozzles 4 resulting in a decrease in the ejection amount or a slow flow rate. Moreover, said total obstruction | occlusion means the state which the pipe | tube in each said spray nozzle 4 was completely clogged, and it became impossible to eject the said liquid from the spray nozzle 4 at all. Hereinafter, when simply described as occlusion, it refers to both partial occlusion and total occlusion.

この発明を用いる液体は、外気との間に温度差を有することが必要である。外気との間に温度差を有する液体を用いると、閉塞していない上記スプレーノズル４に繋がる上記枝配管３と、閉塞した上記スプレーノズル４に繋がる上記枝配管３との間に温度差が生じる。そのため、上記枝配管３の表面温度を監視することにより、この温度差の有無によって、それぞれのスプレーノズル４の一部閉塞又は全閉塞の有無を判断することができる。 The liquid using this invention needs to have a temperature difference from the outside air. When a liquid having a temperature difference with the outside air is used, a temperature difference is generated between the branch pipe 3 connected to the spray nozzle 4 that is not blocked and the branch pipe 3 connected to the blocked spray nozzle 4. . Therefore, by monitoring the surface temperature of the branch pipe 3, whether or not each spray nozzle 4 is partially or completely blocked can be determined based on the presence or absence of this temperature difference.

この温度差を検出しやすくするため、上記枝配管３は熱伝導率が高い材質であることが望ましく、具体的には１０ｋ〜８０ｋｃａｌ／ｍ・ｈｒ・℃であるとより望ましい。上記枝配管３の内部の液体が、速やかに外気による影響を受ける方が、閉塞した上記枝配管３と閉塞していない上記枝配管３との間の温度差が生じやすくなるからである。また、生じた温度差を検知する方法は、外からの監視であるため、表面である上記枝配管３が熱伝導率の低いものであると、検出が困難となるからでもある。なお、上記環状配管２の表面温度を検出する場合は、上記環状配管２の材質も、同様の熱伝導率であると望ましく、また、互いに連結している構造上、上記枝配管３と同じ材質であるとより望ましい。 In order to easily detect this temperature difference, the branch pipe 3 is preferably made of a material having a high thermal conductivity, and more specifically 10 to 80 kcal / m · hr · ° C. This is because a temperature difference between the closed branch pipe 3 and the non-blocked branch pipe 3 is likely to occur when the liquid in the branch pipe 3 is quickly affected by the outside air. Moreover, since the method of detecting the generated temperature difference is monitoring from the outside, detection is difficult when the branch pipe 3 as a surface has a low thermal conductivity. When detecting the surface temperature of the annular pipe 2, the material of the annular pipe 2 is preferably the same thermal conductivity, and the same material as that of the branch pipe 3 is connected to each other. It is more desirable.

各々の上記枝配管３の間で温度差が生じるのは、閉塞していない上記スプレーノズル４に繋がる上記枝配管３は、恒常的に上記液体が流れているために、ほぼ上記液体の温度と同一の温度を維持できるが、一方で、閉塞した上記スプレーノズル４に繋がる上記枝配管では、流れが悪化又は停止しているために、徐々に外気によって加熱又は冷却されて、外気温に温度が近づいていくためである。なお、一部閉塞よりも全閉塞の方が、流れがほぼ停止するため、上記枝配管３の温度が外気温に近づきやすく、検出しやすい。 The temperature difference between the branch pipes 3 occurs because the liquid is constantly flowing in the branch pipes 3 connected to the spray nozzles 4 that are not blocked. Although the same temperature can be maintained, on the other hand, in the branch pipe connected to the blocked spray nozzle 4, since the flow is deteriorated or stopped, it is gradually heated or cooled by the outside air, and the temperature is increased to the outside temperature. This is to get closer. In addition, since the flow almost stops in the case of full blockage rather than partial blockage, the temperature of the branch pipe 3 tends to approach the outside air temperature and is easy to detect.

上記枝配管３の温度と外気温との温度差は、サーモグラフィが検出できる限界の温度差以上であればよいが、温度差がある程度あった方が上記枝配管３の温度変化を検出しやすい。通常、０．０５℃以上の温度差があればよく、好ましくは０．１℃以上、より好ましくは１℃以上、特に好ましくは５℃以上であり、通常、１５００℃以下、好ましくは３００℃以下、より好ましくは１００℃以下である。温度差が小さすぎると、閉塞した上記スプレーノズル４に繋がる上記枝配管３と外気との間の熱移動が小さく、閉塞していない上記スプレーノズルに繋がる別の上記枝配管との間の温度差も小さくなり、温度差を検出することが難しくなり、結果として閉塞を検出することが難しくなるためである。一方、１５００℃を越える温度差は現実的ではない。 The temperature difference between the temperature of the branch pipe 3 and the outside air temperature may be equal to or greater than the limit temperature difference that can be detected by the thermography, but the temperature change of the branch pipe 3 is easier to detect when there is a certain temperature difference. Usually, there should be a temperature difference of 0.05 ° C. or more, preferably 0.1 ° C. or more, more preferably 1 ° C. or more, particularly preferably 5 ° C. or more, and usually 1500 ° C. or less, preferably 300 ° C. or less. More preferably, it is 100 ° C. or lower. If the temperature difference is too small, the heat transfer between the branch pipe 3 connected to the blocked spray nozzle 4 and the outside air is small, and the temperature difference between the other branch pipe connected to the spray nozzle not blocked. This is because it becomes difficult to detect the temperature difference, and as a result, it becomes difficult to detect the blockage. On the other hand, a temperature difference exceeding 1500 ° C. is not realistic.

なお、上記枝配管３の表面温度だけでなく、上記環状配管２の表面温度を監視することによっても、上記スプレーノズル４の閉塞の有無を判断できる場合がある。閉塞した上記スプレーノズル４に繋がる上記枝配管３に連結する上記環状配管２も、その連結する部分の表面温度が間接的に外気温に近づく場合があるからである。この上記環状配管２の部分ごとの温度差は、上記枝配管３を介して間接的に生じるものであり検出しにくいが、上記枝配管３の大半又は全体が隔壁や断熱材に覆われていたりして外から視認しにくい場合や、上記液体の温度と外気温との温度差が大きい場合には効果的であることがある。また、上記枝配管３の温度と上記環状配管２の温度とを、両方監視して総合的に判断してもよい。 It may be possible to determine whether or not the spray nozzle 4 is blocked by monitoring not only the surface temperature of the branch pipe 3 but also the surface temperature of the annular pipe 2. This is because the annular pipe 2 connected to the branch pipe 3 connected to the blocked spray nozzle 4 also has a case where the surface temperature of the connected portion indirectly approaches the outside air temperature. The temperature difference of each part of the annular pipe 2 is indirectly generated through the branch pipe 3 and is difficult to detect. However, most or all of the branch pipe 3 is covered with a partition wall or a heat insulating material. It may be effective when it is difficult to visually recognize from the outside or when the temperature difference between the liquid temperature and the outside air temperature is large. Further, both the temperature of the branch pipe 3 and the temperature of the annular pipe 2 may be monitored and comprehensively judged.

上記の表面温度を測定する方法としては、例えば、上記枝配管３や上記環状配管２に直接温度センサを取り付けて測定する方法や、サーモグラフィによって外部から測定する方法などが挙げられる。 Examples of the method for measuring the surface temperature include a method in which a temperature sensor is directly attached to the branch pipe 3 and the annular pipe 2 and a method in which measurement is performed from the outside by thermography.

上記装置１や上記枝配管３、上記環状配管２などが、平常時には断熱材や隔壁などに覆われていたり、周辺の配管が入り組んでいたりして視認することが難しい場合、上記の温度センサを取り付けて測定する方法が有効である。例えば、予めそれぞれの上記枝配管３に上記温度センサを取り付けてケーブルを延ばしておくと、視認できなくてもケーブル越しに測定するだけでそれぞれの上記枝配管３の先にある上記スプレーノズル４の閉塞を検出できる。 If the device 1, the branch pipe 3, the annular pipe 2 or the like is normally covered with a heat insulating material or a partition wall, or surrounding pipes are difficult to see, the temperature sensor described above is used. A method of mounting and measuring is effective. For example, if the temperature sensor is attached to each branch pipe 3 in advance and the cable is extended, the measurement of the spray nozzle 4 at the tip of each branch pipe 3 can be performed only by measuring through the cable even if it is not visible. Blockage can be detected.

また、上記枝配管３や上記環状配管２が剥き出しになっており、それぞれが視認しやすい場合には、サーモグラフィによって外部から測定する方法が特に有効である。 Further, when the branch pipe 3 and the annular pipe 2 are exposed and are easily visible, a method of measuring from the outside by thermography is particularly effective.

これらの方法により、他の上記枝配管３に比べてより外気温に近い温度となっている上記枝配管３が存在すると、その先にあるスプレーノズル４が一部閉塞又は全閉塞を起こしていることがわかる。また、測定を重ねることで、検出される温度差から閉塞の度合いを推定することも可能である。 By these methods, when the branch pipe 3 having a temperature closer to the outside air temperature than the other branch pipes 3 is present, the spray nozzle 4 located beyond the branch pipe 3 is partially or completely blocked. I understand that. In addition, it is possible to estimate the degree of blockage from the detected temperature difference by repeating measurement.

以下、実施例によりこの発明を具体的に説明する。
外気温が１６℃の環境において、図２のような、スプレーノズル１４に繋がる環状配管１２を三段有する装置であるスプレー塔１１に、下段から３０℃の原料ガスを送り込み、各段のスプレーノズル１４から３１℃の液体を噴出させる工程を行った。 Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples.
In an environment where the outside air temperature is 16 ° C., a raw material gas of 30 ° C. is fed from the lower stage to the spray tower 11 which is an apparatus having three stages of annular pipes 12 connected to the spray nozzle 14 as shown in FIG. A step of ejecting a liquid at 14 to 31 ° C. was performed.

上記の工程を９０日間行った後の工程進行時に、サーモグラフィ（ＮＥＣ三栄（株）製：ＴＨ５１０２）で各スプレーノズル１４に繋がる枝配管１３の温度を測定した。測定後、超音波流量計（日本パナメトリクス（株）製：ＴＲＡＮＳＰＯＲＴＰＴ８７８）を用いて流量を確認し、閉塞しているか否かを確認した。それらの結果を表１に示す。なお、各段には六つのスプレーノズル１４とそれに繋がる枝配管１３が存在し、それぞれについての結果を示す。開放時に測定した流量と閉塞度合いを確認した結果、相関のあることが確認された。 The temperature of the branch pipe 13 connected to each spray nozzle 14 was measured by thermography (manufactured by NEC Sanei Co., Ltd .: TH5102) during the process after 90 days of the above process. After the measurement, the flow rate was confirmed using an ultrasonic flowmeter (manufactured by Nippon Panametrix Co., Ltd .: TRANSPORT PT878), and it was confirmed whether or not it was occluded. The results are shown in Table 1. Each stage has six spray nozzles 14 and branch pipes 13 connected to the spray nozzles 14, and the results for each are shown. As a result of confirming the flow rate measured at the time of opening and the degree of blockage, it was confirmed that there was a correlation.

（結果）
表面温度が２０℃未満になっている枝配管１３に繋がるスプレーノズル１４はどれも流量が０になっており、取り出して確認したところ、全閉塞を起こしていた。 (result)
All of the spray nozzles 14 connected to the branch pipes 13 having a surface temperature of less than 20 ° C. had a flow rate of 0. When they were taken out and confirmed, they were completely blocked.

この発明を用いる装置と配管の配置例の模式図Schematic diagram of device and piping arrangement example using this invention 実施例におけるスプレー塔の一部断面図Partial sectional view of spray tower in embodiment

符号の説明Explanation of symbols

１装置
１１スプレー塔
２，１２環状配管
３，１３枝配管
４，１４スプレーノズル
５，１５液供給管
１６ポンプ
１７，１８ガス
１９，２０水 1 Apparatus 11 Spray tower 2, 12 Annular piping 3, 13 Branch piping 4, 14 Spray nozzle 5, 15 Liquid supply pipe 16 Pump 17, 18 Gas 19, 20 Water

Claims

装置の外周を取り巻く環状配管から装置内へ導入される複数の枝配管の先に設けたスプレーノズルにより、外気との間に温度差を有する液体を上記装置内へ噴出させる装置に対して、上記環状配管及び／又は枝配管の表面温度を外部から監視することにより、上記各スプレーノズルの一部閉塞又は全閉塞の有無を判断する閉塞状況監視方法。 For a device that ejects a liquid having a temperature difference from the outside air into the device by a spray nozzle provided at the tip of a plurality of branch pipes introduced into the device from an annular pipe that surrounds the outer periphery of the device. A blockage monitoring method for determining whether or not each spray nozzle is partially blocked or fully blocked by monitoring the surface temperature of the annular pipe and / or branch pipe from the outside.

上記枝配管の表面温度を、サーモグラフィによって外部から監視する、請求項１に記載の閉塞状況監視方法。 The blocking condition monitoring method according to claim 1, wherein the surface temperature of the branch pipe is monitored from outside by thermography.

上記液体の温度と外気温との温度差が０．０５℃以上、１５００℃以下である、請求項１又は２に記載の閉塞状況監視方法。 The blocking condition monitoring method according to claim 1 or 2, wherein a temperature difference between the temperature of the liquid and the outside air temperature is 0.05 ° C or more and 1500 ° C or less.