反応槽への窒素ラインの接続位置と目的

工場配管

NEONEEETです。 

窒素ラインを接続しましょう

場所が大事ですけど・・・

この記事では、反応槽への窒素ラインの接続位置と目的を紹介をします。

反応槽への窒素ラインの接続位置と目的

バッチ系化学工場の反応槽には窒素を接続します。

主な目的は静電気着火に対する対策です。

危険物の静電気着火を防ぐ手段として窒素を使いますが、その目的はいろいろあります。

反応槽への窒素の接続先で目的が変わりますので、個別に確認していきましょう。

窒素接続フロー

まずはフローを確認しましょう。

典型的なバッチプラントの反応槽のフローです。

窒素のラインはいろいろな場所に接続できます。

反応槽の常時置換

まずは反応槽に直接入る窒素ラインです。

反応槽の天板から窒素を流します。

反応槽内の酸素濃度を下げるために窒素で希釈するという化学的な本来の目的に沿ったものです。

とはいえ、このラインの目的は「常時運転している時」に使用するものです。

反応槽内に危険物の液体があって、上部気相部に溶媒が蒸発していくのを確実に希釈するという狙いです。

反応槽システム全体の常時置換

①の反応槽の窒素置換に対して、反応槽システム全体を置換するという方法が②として考えられます。

ガスラインの出口に窒素を繋ぎます。

①が反応槽内の溶媒濃度を対象にしているのに対して、②は熱交換器・ガスラインなどの溶媒濃度も対象にしています。

①で確実に希釈できている場合は、②は不要と思うでしょう。

バッチプラントでよくターゲットになるのは、真空ブレーク

真空下で運転していて常圧に戻すときに、この②のラインは大活躍。

②のラインがないと、常圧に戻すときに空気が混入してきて、ガスラインや熱交換器の酸素濃度が上がるリスクがあります。

①だけだと②のように真空ブレークに対する対策ができないし、②だけだと①のように反応槽内の希釈はできません。

両方とも欲しいところです。

反応槽の初期置換・ブロー

反応槽内の液体を別の反応槽に送る場合に、窒素を使うのが③です。

ポンプでできる限り送りますが、ポンプで送れないところまで液量が下がったときに、

配管内のたまりを無くすためにブローします。

ブローでも配管の底部は完全には除去できませんが、相当量を除去することができます。

ブロー用以外にも、反応槽内の初期窒素置換としても使えます。

運転開始前の空気で満たされた反応槽を窒素で置換して、危険物を投入します。

ここで①の反応槽天板から窒素を入れても置換は十分にはできません。

というのも空気の方が窒素よりも重たいから。

反応槽の底から軽い窒素で重たい空気を押し出すというのが、確実な方法です。

粉体閉塞解除

粉体の閉塞解除の方法として使うのが④です。

危険物だけをターゲットにしていると見落としがちです。

粉体は詰まります。

いつ詰まるか分かりません。

ここで閉塞を解除するために窒素を使います。

気体の圧力で粉体の閉塞を解除するのが狙い。

空気だと反応槽内に混入して酸素濃度が上がるため、リスクを抑えるために窒素を使います。

大気開放部での空気混入防止

最後は大気開放部での溶媒希釈です。

粉体仕込ラインに付けることが多いです。

これは粉体仕込ラインを通じて反応槽からの溶媒が上がってきて、大気に開放されるのを緩和するという④の目的もあるのは確かですが・・・

粉体を投入したときに、大気中から空気が一緒に混入されて、反応槽内に空気が入る

というのを防止する目的もあります。

④でその機能を果たせるかというと、微妙です。

粉体投入時に④から窒素を流すと、粉体の投入を妨げる方向に動くので、使わないことが多いです。

そうすると、大気からの空気混入防止を別に設置しないといけませんね。

最後に

反応槽への窒素ラインの接続位置と目的を紹介しました。

反応槽の常時置換・反応槽システム全体の常時置換・反応槽の初期置換ブロー・粉体閉塞解除・大気開放部での空気混入防止

場所によっていろいろな使い方がありますね。

この記事が皆さんのお役に立てれば嬉しいです。

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