JP2009120204A - 低引火点燃料の貯蔵システム - Google Patents

Abstract

【課題】低引火点燃料を貯蔵する際に、爆発の危険性を確実に回避するとともに、不活性ガスの消費量を低減する。
【解決手段】廃溶剤（低引火点燃料）を貯蔵するタンク２と、廃溶剤をローリ車１１から受け入れ、タンク２内に投入する受入管路３と、タンク２内の廃溶剤を抜き出し、燃料の一部としてセメントキルンバーナ２５に供給する燃料供給管路４と、窒素ガスをタンク２に供給する窒素供給管路５と、窒素供給管路５上に配置され、タンク２の内圧が第１の設定値ＴＰ１以上になったときに、窒素供給管路５を閉鎖し、タンク２の内圧が第１の設定値ＴＰ１より小さく大気圧より大きい第２の設定値ＴＰ２以下になったときに、窒素供給管路５を開放する供給制御弁３３とを備えた廃溶剤の貯蔵システム１。窒素を用いてタンクの内圧を大気圧より大きい一定値以上に保つため、リークによる酸素の混入を防止し、廃溶剤の揮発を抑制し、窒素消費量を低減する。
【選択図】図１

Description

本発明は、廃溶剤等の低引火点燃料を貯蔵する低引火点燃料の貯蔵システムに関し、特に、低引火点燃料を貯蔵するタンクの爆発を防止するために、タンクに不活性ガスを供給する貯蔵システムに関する。

従来、廃プラスチック等の各種廃棄物を、セメント製造工程における燃料の代替として用い、廃棄物の処理に資するとともに、セメント製造における高価な化石燃料の原単位を低減する試みがなされている。また、近年では、アセトン、ガソリン、アルコール類、灯油、軽油等を含有する廃溶剤についても、燃料の代替として使用する試みがなされており、燃料コストの更なる低減や、廃棄物処理のより一層の推進を実現する方法として期待されている。

廃溶剤を燃料として使用する場合には、搬入された廃溶剤を一時的に貯蔵する必要があるが、廃溶剤等の低引火点液体は、揮発性・引火性が高く、大規模な爆発事故を招く虞があるため、その取り扱いに際しては、防爆対策を確実に行うなど十分な注意が要求される。例えば、特許文献１には、低引火点液体を使用する設備内の酸素濃度を監視し、一定の濃度以上になったときに、不活性ガスとしての窒素ガスを上記設備内に供給する防爆方法が提案されており、この方法では、設備内の空気を窒素ガスに置換することにより酸素濃度を低下させ、それによって、爆発の危険性を回避している。

特開平５−２４５４５２号公報

上記の防爆方法によれば、設備内の酸素濃度を安全な濃度に保つことができるため、防爆対策としては有効であるが、例えば、リーク等により設備内に酸素が流入すると、その都度、酸素濃度を低下させるべく大量の不活性ガスを供給する必要があるため、不活性ガスの消費量が増大し、維持コストが嵩むという問題があった。

そこで、本発明は、低引火点燃料を貯蔵するに際して、爆発の危険性を確実に回避することができるとともに、不活性ガスの消費量を低減することが可能な低引火点燃料の貯蔵システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、低引火点燃料の貯蔵システムであって、低引火点燃料を貯蔵するタンクと、低引火点燃料を受け入れ、該タンク内に投入する受入管路と、前記タンクに貯蔵された低引火点燃料を抜き出す抜出管路と、不活性ガスを前記タンクに供給する不活性ガス供給管路と、該不活性ガス供給管路上に配置され、前記タンクの内圧が第１の設定値以上になったときに、該不活性ガス供給管路を閉鎖し、前記タンクの内圧が該第１の設定値より小さく大気圧より大きい第２の設定値以下になったときに、該不活性ガス供給管路を開放する供給制御弁とを備えたことを特徴とする。

そして、本発明によれば、タンク内の酸素濃度に応じて不活性ガスの供給量を調整するのではなく、不活性ガスを用いてタンクの内圧を大気圧より大きい一定値以上に保つため、リークによる酸素の混入を防止するとともに、低引火点燃料の揮発を抑制することができ、不活性ガスの消費量を低減することが可能になる。加えて、供給制御弁によって、第１及び第２の２つの設定値を用いて不活性ガス供給管路を開閉するため、低引火点燃料の受け入れ時や抜き出し時のようにタンクの内圧が変動し易い場合でも、不活性ガス供給管路の開閉が頻繁に切り替えられるのを防止することができるため、不活性ガスが無駄に消費されるのを抑制しながら、タンクの内圧を所定の圧力値以上に保つことができ、従って、タンク内への大気の侵入等を防止して爆発の危険性を確実に回避しつつ、不活性ガスの消費量を低減することが可能になる。

上記低引火点燃料の貯蔵システムにおいて、前記タンク内のガスを大気に開放する大気開放管路と、該大気開放管路内を流れるガスを脱臭する脱臭手段と、該大気開放管路上に配置され、前記タンクの内圧が該タンクの耐圧より小さく前記第１の設定値より大きい第３の設定値以上になったときに、該大気開放管路を開放する大気開放弁とを備えることができる。この構成によれば、脱臭手段の使用頻度を低下させることができるため、脱臭手段の寿命を長期化して、交換作業の手間や維持管理コストの低減を図ることが可能になる。

上記低引火点燃料の貯蔵システムにおいて、前記タンク内の酸素濃度を計測する酸素濃度計測手段を備え、該酸素濃度計測手段で計測される濃度値が所定値以上になったときに、警報の発出、前記タンクへの低引火点燃料の受け入れの停止、及び前記タンクからの低引火点燃料の抜き出しの停止から選択される一以上を行うことができる。この構成によれば、設備管理者等に注意を喚起したり、事故の発生前に設備運転を停止することができるため、より一層の安全性を確保することが可能になる。

上記低引火点燃料の貯蔵システムにおいて、前記低引火点燃料の受け入れ時に、前記タンク内のガスの一部を、低引火点燃料を搬入する搬入手段に帰還させる帰還管路を備えることができる。この構成によれば、タンクの内圧が急激に上昇するのを回避することができ、より安全性を高めることが可能になる。

上記低引火点燃料の貯蔵システムにおいて、前記搬入手段をタンクローリ車とすることができる。

上記低引火点燃料の貯蔵システムにおいて、前記抜出管路をセメント焼成設備に連結し、前記タンクに貯蔵された低引火点燃料をセメント焼成用燃料として供給することができ、低引火点燃料をセメント製造における化石燃料の代替として用いることができる。

以上のように、本発明によれば、低引火点燃料を貯蔵するに際して、爆発の危険性を確実に回避することができるとともに、不活性ガスの消費量を低減することが可能となる。

次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明にかかる低引火点燃料の貯蔵システムの一実施の形態を示し、この貯蔵システム１は、大別して、アセトン、ガソリン等を含む廃溶剤等の低引火点燃料を貯蔵するタンク２と、廃溶剤をタンクローリ車（以下、「ローリ車」という）１１から受け入れる受入管路３と、タンク２内の廃溶剤をセメントキルンバーナ２５に供給する燃料供給管路４と、不活性ガスとしての窒素をタンク２に供給する窒素供給管路５と、タンク２内のガスを大気中に放出する大気開放管路６と、タンク２内のガスをローリ車１１に帰還させるガス帰還管路７とから構成される。

タンク２は、例えば、２０ｋＰａの耐圧を有する密閉容器であり、低引火点燃料を一時的に貯蔵するために備えられる。ここで、低引火点燃料とは、引火点７０℃未満の物質を含有するものであり、引火点が２１℃未満の消防法で規定する第１石油類に分類される可燃性液体を含有するものを含むものとする。また、低引火点燃料には、液体状の廃溶剤等に限らず、エマルジョン、スラリー等の状態のものも含まれるものとする。以後、低引火点燃料として廃溶剤を貯蔵するものとして説明する。

タンク２の上部には、タンク２内のガスの酸素濃度を計測する酸素濃度計８と、酸素濃度計８の濃度値が所定値（例えば、５％）以上となったときに警報を発生する警報器（不図示）とが接続される。また、タンク２の下部には、タンク２内の廃溶剤が析出、固化等により取り扱いが困難となるのを避けるため、廃溶剤を循環撹拌する循環管路９及び撹拌ポンプ１０が接続される。

受入管路３は、ローリ車１１を通じて外部から持ち込まれた廃溶剤をタンク２に投入するための管路であり、該受入管路３上には、ローリ車１１から廃溶剤をタンク２に供給する受入ポンプ１２と、廃溶剤に含まれる異物を除去するストレーナ１３とが配置される。

燃料供給管路４は、タンク２の底部から抜き出した廃溶剤を燃料の一部としてセメントキルンバーナ２５に供給するための管路であり、該燃料供給管路４上には、燃料供給管路４を開閉する弁１４と、タンク２からの廃溶剤をセメントキルンバーナ２５に吹き込む吹込ポンプ１５と、燃料供給管路４内を流れる廃溶剤の流量を計測する流量計１６と、流量計１６の流量値に応じて吹込ポンプ１５の回転数を制御する回転数制御部１７と、吹込ポンプ１５とセメントキルンバーナ２５との間の流路１８を開閉する弁１９と、流路１８の内圧を計測する圧力計２０とが配置される。また、燃料供給管路４には、吹込ポンプ１５から吐出される廃溶剤の一部をタンク２に帰還させる燃料帰還管路２６と、燃料供給管路４内を清掃するための蒸気を供給する蒸気供給管路２７とが連設される。

窒素供給管路５は、窒素発生装置２８で生成した窒素ガスをタンク２に供給するための管路であり、該窒素供給管路５上には、窒素発生装置２８で生成した窒素ガスを一時的に貯蔵する窒素タンク２９と、窒素タンク２９の内圧を計測する圧力計３０と、窒素発生装置２８と窒素タンク２９との間を開閉する弁３１と、タンク２の上部のガス圧を計測する圧力計３２と、窒素供給管路５を開閉する供給制御弁３３とが配置される。

供給制御弁３３は、タンク２の内圧を正圧に保ち、タンク２内への酸素の侵入や廃溶剤の揮発を抑制するために備えられる。該供給制御弁３３は、タンク２内の内圧が第１の設定値ＴＰ１（例えば、１８ｋＰａ）以上のときに、窒素供給管路５を閉鎖し、第１の設定値ＴＰ１（１８ｋＰａ）より小さく、大気圧より大きい第２の設定値ＴＰ２（例えば、１３ｋＰａ）以下となったときに、窒素供給管路５を開放するように構成される。

大気開放管路６は、タンク２内のガスの一部を大気中に放出するための管路であり、該大気開放管路６上には、大気開放管路６内を流れるガスから臭気成分を除去する脱臭機３４と、大気開放管路６を開閉する呼吸弁（ブリーザー弁）３５とが配置される。呼吸弁３５は、タンク２の内圧がタンク２の耐圧より大きくなるのを防止するために備えられ、タンク２の内圧が第３の設定値ＴＰ３（例えば、１８ｋＰａ）以上となったときに、大気開放管路６を開放するように構成される。尚、第３の設定値ＴＰ３（１８ｋＰａ）は、タンク２の耐圧より小さく、供給制御弁３３の第１の設定値ＴＰ１（１８ｋＰａ）以上の値に設定される。

ガス帰還管路７は、廃溶剤の受け入れ時に、タンク２内のガスの一部をローリ車１１に帰還させるための管路であり、該ガス帰還管路７上には、ガス帰還管路７の内圧を計測する圧力計３６と、ガス帰還管路７を開閉する弁３７とが配置される。尚、図１においては、ガス帰還管路７が大気開放管路６に連設されているが、タンク２の上部に直接ガス帰還管路７を接続してもよい。

次に、上記構成を有する貯蔵システム１の動作について、図１を参照しながら説明する。

ローリ車１１により廃溶剤が持ち込まれると、ローリ車１１に受入管路３及びガス帰還管路７を接続するとともに、受入ポンプ１２を駆動し、タンク２への廃溶剤の投入を開始する。このとき、タンク２の内圧が第２の設定値ＴＰ２（１３ｋＰａ）以下であれば、供給制御弁３３が開駆動して窒素供給管路５を開放し、タンク２に窒素ガスを供給してタンク２内を加圧する。

これと併行して、弁３７が開駆動し、ガス帰還管路７を通じてタンク２内のガスの一部をローリ車１１に帰還させ、タンク２の内圧が急激に上昇するのを回避する。但し、ローリ車１１の内圧がローリ車１１の耐圧近くまで上昇したときには、弁３７が閉駆動してガス帰還管路７を閉鎖し、ローリ車１１の破損等を回避する。尚、タンク２内のガスを帰還させる際、タンク２には窒素供給管路５を通じて窒素ガスが供給されているため、ローリ車１１への帰還ガスの主成分は窒素となる。このため、ローリ車１１内の酸素濃度が上昇するのを回避することができ、安全性を確保することが可能になる。

その後、廃溶剤の貯蔵量が増大するのに伴ってタンク２の内圧が上昇し、第１の設定値ＴＰ１（１８ｋＰａ）以上になると、供給制御弁３３が閉駆動して窒素供給管路５を閉鎖し、窒素ガスの供給を停止する。尚、供給制御弁３３は、一旦閉駆動すると、タンク２の内圧が第２の設定値ＴＰ２（１３ｋＰａ）以下となるまで、その状態を維持する。

そして、タンク２の内圧がさらに上昇し、第３の設定値ＴＰ３（１８ｋＰａ）以上になると、呼吸弁３５が開駆動して大気開放管路６を開放し、タンク２内のガスを排出させてタンク２を減圧する。タンク２から排出されたガスは、脱臭機３４により脱臭された後に、大気中に放出される。

以後は、タンク２の内圧が第３の設定値ＴＰ３（１８ｋＰａ）以上になるか否かに応じて、呼吸弁３５の開閉が切り替えられ、それによって、タンク２の内圧が所定の圧力値以上に維持される。これにより、大気がタンク２に流入してタンク２内の酸素濃度が上昇するのを防止するとともに、廃溶剤が揮発するのを抑制し、タンク２の防爆対策を図ることができる。

尚、廃溶剤の受け入れ中等に、酸素濃度計８の濃度値が所定値（５％）以上になったときには、警報を発し、設備管理者等に対して注意を喚起する。また、このとき、より安全性を高めるため、警報の発出のみならず、受入ポンプ１２の運転を停止し、タンク２への廃溶剤の受け入れを中断してもよい。

一方、タンク２に貯蔵した廃溶剤をセメントキルンバーナ２５に供給する場合には、先ず、弁１４を開駆動して燃料供給管路４を開放するとともに、吹込ポンプ１５を駆動し、タンク２の下部から廃溶剤を抜き出して、セメントキルンバーナ２５への供給を開始する。

その後、タンク２内の廃溶剤の貯蔵量が減少するのに伴ってタンク２の内圧が低下し、第２の設定値ＴＰ２（１３ｋＰａ）以下になると、供給制御弁３３が開駆動して窒素供給管路５を開放し、窒素ガスをタンク２に供給してタンク２内を加圧する。それ以後は、タンク２の内圧が第１の設定値ＴＰ１（１８ｋＰａ）以上になるまで、窒素ガスの供給を継続し、それによって、タンク２の内圧を設定値ＴＰ２（１３ｋＰａ）以上に保ち、大気の流入や廃溶剤の揮発を防止する。

尚、廃溶剤の供給時においても、酸素濃度計８の濃度値が所定値（５％）以上になったときには、警報を発し、設備管理者等に対して注意を喚起する。また、このときも、より安全性を高めるため、警報の発出のみならず、吹込ポンプ１５の運転を停止し、タンク２からの廃溶剤の抜き出しを中断してもよい。

以上のように、本実施の形態によれば、タンク２内の酸素濃度に応じて窒素ガスの供給量を調整するのではなく、窒素ガスを用いてタンク２の内圧を一定値以上に保つため、窒素ガスの消費量を低減することが可能になる。

加えて、タンク２内の内圧が第１の設定値ＴＰ１（１８ｋＰａ）以上のときに、窒素供給管路５を閉鎖し、第１の設定値ＴＰ１（１８ｋＰａ）より小さく、大気圧より大きい第２の設定値ＴＰ２（１３ｋＰａ）以下となったときに、窒素供給管路５を開放する供給制御弁３３を備えるため、窒素供給管路５が閉鎖された後は、タンク２の内圧が第２の設定値ＴＰ２（１３ｋＰａ）以下となるまで、その状態が維持され、逆に、窒素供給管路５が開放された場合でも、タンク２の内圧が第１の設定値ＴＰ１（１８ｋＰａ）以上となるまでは、その状態が維持される。これにより、廃溶剤の受け入れ時や供給時のようにタンク２の内圧が変動し易い場合でも、窒素供給管路５の開閉が頻繁に切り替えられるのを防止することができ、窒素ガスが無駄に消費されるのを抑制しながら、タンク２の内圧を所定の圧力値以上に保つことができる。従って、爆発の危険性を確実に回避しながら、窒素ガスの消費量を低減することが可能になる。

また、タンク２の内圧が第１の設定値ＴＰ１（１８ｋＰａ）以上の第３の設定値ＴＰ３（１８ｋＰａ）以上になったときに、大気開放管路６を開放する呼吸弁３５を備えるため、大気開放管路６は、廃溶剤の受け入れ時等のようにタンク２の内圧が大幅に上昇し易い場合にのみ、開放される。通常、脱臭機３４は、使用頻度が高くなるほど、脱臭機能が低下するが、本実施の形態によれば、大気開放管路６の開放頻度が低くなるため、脱臭機３４の使用頻度を低下させることができる。これにより、脱臭機３４の寿命を長期化することができ、交換作業の手間や維持管理コストの低減を図ることが可能になる。

尚、上記実施の形態においては、燃料供給管路４をセメントキルンバーナ２５に連結し、廃溶剤をセメント焼成用燃料として用いる場合を例示したが、本発明は、廃溶剤をセメント焼成用燃料として用いる場合に限らず、廃溶剤をタンクに一時的に貯蔵し、その後、燃料の一部として供給するシステムであれば、広く適用することが可能である。

また、上記実施の形態においては、タンク２の耐圧が２０ｋＰａであるものとして説明したが、タンク２の耐圧は２０ｋＰａに限定されず、種々の値をとることができ、タンク２の耐圧に応じて、第１乃至第３の設定値ＴＰ１〜ＴＰ３の値を適宜変更することができる。さらに、警報を発する際等の基準となる酸素濃度についても、５％に限定されることなく、貯蔵システム１の設置場所、低引火点燃料の性状、危険度に応じて適宜変更することができる。

本発明にかかる低引火点燃料の貯蔵システムの一実施の形態を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 低引火点燃料の貯蔵システム
２ タンク
３ 受入管路
４ 燃料供給管路
５ 窒素供給管路
６ 大気開放管路
７ ガス帰還管路
８ 酸素濃度計
９ 循環管路
１０ 撹拌ポンプ
１１ ローリ車
１２ 受入ポンプ
１３ ストレーナ
１４ 弁
１５ 吹込ポンプ
１６ 流量計
１７ 回転数制御部
１８ 流路
１９ 弁
２０ 圧力計
２５ セメントキルンバーナ
２６ 燃料帰還管路
２７ 蒸気供給管路
２８ 窒素発生装置
２９ 窒素タンク
３０ 圧力計
３１ 弁
３２ 圧力計
３３ 供給制御弁
３４ 脱臭機
３５ 呼吸弁
３６ 圧力計
３７ 弁

Claims (6)

1. 低引火点燃料を貯蔵するタンクと、
   低引火点燃料を受け入れ、該タンク内に投入する受入管路と、
   前記タンクに貯蔵された低引火点燃料を抜き出す抜出管路と、
   不活性ガスを前記タンクに供給する不活性ガス供給管路と、
   該不活性ガス供給管路上に配置され、前記タンクの内圧が第１の設定値以上になったときに、該不活性ガス供給管路を閉鎖し、前記タンクの内圧が該第１の設定値より小さく大気圧より大きい第２の設定値以下になったときに、該不活性ガス供給管路を開放する供給制御弁とを備えたことを特徴とする低引火点燃料の貯蔵システム。
2. 前記タンク内のガスを大気に開放する大気開放管路と、
   該大気開放管路内を流れるガスを脱臭する脱臭手段と、
   該大気開放管路上に配置され、前記タンクの内圧が該タンクの耐圧より小さく前記第１の設定値より大きい第３の設定値以上になったときに、該大気開放管路を開放する大気開放弁とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の低引火点燃料の貯蔵システム。
3. 前記タンク内の酸素濃度を計測する酸素濃度計測手段を備え、
   該酸素濃度計測手段で計測される濃度値が所定値以上になったときに、警報の発出、前記タンクへの低引火点燃料の受け入れの停止、及び前記タンクからの低引火点燃料の抜き出しの停止から選択される一以上を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の低引火点燃料の貯蔵システム。
4. 前記低引火点燃料の受け入れ時に、前記タンク内のガスの一部を、低引火点燃料を搬入する搬入手段に帰還させる帰還管路を備えたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の低引火点燃料の貯蔵システム。
5. 前記搬入手段がタンクローリ車であることを特徴とする請求項４に記載の低引火点燃料の貯蔵システム。
6. 前記抜出管路がセメント焼成設備に連結され、前記タンクに貯蔵された低引火点燃料がセメント焼成用燃料として供給されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の低引火点燃料の貯蔵システム。

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