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【発明の名称】 反応塔内使用済み触媒の抜出し方法
【発明者】 【氏名】川上 勝彦
【住所又は居所】東京都新宿区高田馬場２−１−２ ソフタード工業株式会社内

【氏名】澤村 信義
【住所又は居所】東京都新宿区高田馬場２−１−２ ソフタード工業株式会社内
【要約】 【課題】作業効率の向上およびコスト低減を図れ、触媒の回収の歩留まりを向上させることができる反応塔内触媒の抜出し方法を提供する。

【解決手段】反応塔１内の使用済みの触媒１００に、その上端から反応塔１下部の触媒抜き出し口１３に連通する貫通穴１５をあけた後、触媒１００を、貫通穴１５内を通過可能な大きさに破砕するとともに、破砕された触媒１００Ａを貫通穴１５内に投入し、かつ、触媒抜き出し口１３から抜き出す反応塔内使用済み触媒の抜出し方法とする。そのため、破砕した触媒を貫通穴に投入すれば、その触媒は、自然落下により触媒抜き出し口から抜き出されるので、作業効率を向上させることができ、また、反応塔上部から破砕した触媒を真空装置により吸引しなくてもよくなるので、真空装置が不要となり、コスト低減を図れる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 使用済みの触媒を反応塔内部から抜出す反応塔内使用済み触媒の抜出し方法であって、前記反応塔内の前記使用済みの触媒に、その上端から前記反応塔下部の触媒抜き出し口に連通する貫通穴をあけた後、前記触媒を、前記貫通穴の上端近傍の触媒から前記貫通穴内を通過可能な大きさに破砕するとともに、破砕された触媒を順次前記貫通穴内に投入し、かつ、前記触媒抜き出し口から抜き出すことを特徴とする反応塔内使用済み触媒の抜出し方法。
【請求項２】 請求項１に記載の反応塔内使用済み触媒の抜出し方法において、前記貫通穴は、前記触媒の上端から前記反応塔の長さ方向中心を通ってあけられる鉛直穴と、この鉛直穴の端部に連続するとともに前記触媒抜き出し口とにわたりかつ前記長さ方向中心に対して斜めにあけられる斜め穴とで形成され、前記鉛直穴は、前記触媒中を当該触媒の上端から前記斜め穴の一端との交点に向けて直進可能なボーリングヘッドによりあけられ、このボーリングヘッドは、パイプ部材と、このパイプ部材の先端かつ外周に設けられる掘削部材とで構成され、この掘削部材は、穴あけ方向前側が先細り状とされるとともに掘削部とされかつ先端がドリル部を形成し、かつ、回転したとき前記パイプ部材の外径より大径穴加工が可能とされ、前記掘削部材により前記鉛直穴をあける際に生じる触媒の掘削粒は、前記パイプ部材の内部から真空吸引されることを特徴とする反応塔内使用済み触媒の抜出し方法。
【請求項３】 請求項２に記載の反応塔内使用済み触媒の抜出し方法において、前記ボーリングヘッドの前記パイプ部材には、当該パイプ部材とほぼ同じ外径を有し、かつ、連結可能な複数本の連結パイプが連結可能とされ、前記鉛直穴の穴あけは、前記ボーリングヘッドの前記パイプ部材に前記連結パイプを順次継ぎ足しながら行うことを特徴とする反応塔内使用済み触媒の抜出し方法。
【請求項４】 請求項２または請求項３に記載の反応塔内使用済み触媒の抜出し方法において、前記斜め穴は、前記鉛直穴をあける前にあけられることを特徴とする反応塔内使用済み触媒の抜出し方法。
【請求項５】 請求項１に記載の反応塔内使用済み触媒の抜出し方法において、前記貫通穴は、前記触媒の上端から前記触媒抜き出し口まで連通する鉛直穴で形成され、この貫通穴は、前記触媒抜き出し口に着脱可能に設けられ前記触媒中を下端から上端に向けて直進可能なボーリングヘッドによりあけられ、このボーリングヘッドは、パイプ部材と、このパイプ部材の先端かつ外周に設けられる掘削部材とで構成され、この掘削部材は、上端側が先細り状とされるとともに先端がドリル部を形成し、かつ、回転したとき前記パイプ部材の外径より大径穴加工が可能とされていることを特徴とする反応塔内使用済み触媒の抜出し方法。
【請求項６】 請求項５に記載の反応塔内使用済み触媒の抜出し方法において、前記ボーリングヘッドの前記パイプ部材には、当該パイプ部材とほぼ同じ外径を有し、かつ、連結可能な複数本の連結パイプが連結可能とされ、前記貫通穴の穴あけは、前記ボーリングヘッドの前記パイプ部材に前記連結パイプを順次継ぎ足しながら行うことを特徴とする反応塔内使用済み触媒の抜出し方法。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、石油精製プラントや化学プラント等の反応塔等内に融着固化した使用済みの触媒を抜出す反応塔内使用済み触媒の抜出し方法に関する。
【０００２】
【背景技術】石油精製プラントや化学プラント等では、化学反応を促進させるために、各種の触媒が利用されている。この触媒は、原料流体を流通させる反応塔の内部に充填することにより使用される。このような触媒は、炭化物、金属等の堆積に基づく被毒による活性の低下、機械的強度の低下による破砕、および機器の修繕あるいは検査等のため、反応塔から抜出す必要がある。この触媒の抜出し作業は、プラント稼働停止期間を最小に抑える必要から工期を短縮するように行われなければならない。
【０００３】また、使用中の触媒は還元性雰囲気にあるものが多く、これを触媒交換のために大気に開放すると、触媒の使用中に付着した炭化物、硫黄等が触媒の酸化のため発熱する可能性があり、それに伴い発生する種々の悪条件の人体への影響、さらには、触媒の粉塵による人体への影響等を防止しながら適切な抜出し作業をしなければならない。また、大型の反応塔においては、触媒の酸化による発火等を防止するために反応機内に窒素ガスを供給し、窒素ガス雰囲気下で作業を行うこともある。
【０００４】従来、反応塔内の使用済み触媒を抜出す形式として、まず、反応塔の触媒抜出し口を開放し、内部の触媒を抜出せるか否か検査し、反応塔の下部に設けられている触媒抜出し口から抜出せるときはそこから抜出すが、触媒が固結していて、触媒抜出し口から抜出せないような場合に、反応塔のトップのマンホール外部からのバキューム抜出しを行う形式が知られている。このバキューム抜出し形式では、バキューム抜出し作業に先立ち、重油等の被反応原料を抜き取った後、固結している触媒をスコップ等により、また、特に固い場合は、エア、油圧等で駆動されるピック等を用いて破砕している。そして、破砕して細かくなった触媒を、例えばバキューム吸引ホースにてマンホール外部より吸い込み、ホッパ等に排出するような構成となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、反応塔内の触媒は固結した状態とはいえ、大気に開放すると、触媒に付着した炭化物等が酸化、発熱するおそれもあり、反応塔内の温度が高く作業が困難となる。また、窒素ガス雰囲気下での作業のこともあるため、反応塔内での作業が困難となる。そのため、反応塔内の触媒の抜出し作業に多くの時間がかかり、作業効率が悪く、ひいては、プラントの停止時間を長引かせる原因となっている。
【０００６】また、従来のバキューム吸引による触媒抜出し形式では、破砕しながらバキューム吸引ホースで吸引しているが、吸引ホースで吸引できるように、ある程度細かく破砕する必要があり、その上、破砕した場所までバキューム吸引ホースを常に引っ張って移動させなくてはならない。そのため、複数人の作業者が必要となり、また、作業効率も悪いという問題がある。さらに、特殊なバキューム装置が必要となるので、その分の経費が余分にかかるものとなっている。また、触媒が猛烈なスピードで吸引されるため、吸引中に触媒同士が衝突しあってさらに細かく破砕されて粉末状となることが多く、これにより、おおよそ２０％の触媒のロスが生じており、触媒の再使用に際しての、回収の歩留まりが悪いという問題もある。
【０００７】本発明の目的は、作業効率の向上およびコスト低減を図れ、触媒の回収の歩留まりを向上させることができる反応塔内触媒の抜出し方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、反応塔内から使用済みの触媒を抜出すために、破砕した触媒を、重力を利用して、つまり自然落下させて抜出すものである。具体的には、請求項１に記載の発明は、使用済みの触媒を反応塔内部から抜出す反応塔内使用済み触媒の抜出し方法であって、前記反応塔内の前記使用済みの触媒に、その上端から前記反応塔下部の触媒抜き出し口に連通する貫通穴をあけた後、前記触媒を、前記貫通穴の上端近傍の触媒から順次前記貫通穴内を通過可能な大きさに破砕するとともに、破砕された触媒を前記貫通穴内に投入し、かつ、前記触媒抜き出し口から抜き出すことを特徴とする反応塔内使用済み触媒の抜出し方法である。
【０００９】このような本発明によれば、触媒に貫通穴をあけ、貫通穴の上端近傍の触媒から順次破砕した後、破砕した触媒を貫通穴に投入すれば、その触媒は、自然落下により触媒抜き出し口から抜き出される。その結果、破砕した触媒を貫通穴内に投入するだけで抜出すことができるので、作業効率を向上させることができ、また、従来のように、反応塔上部から破砕した触媒を真空装置により吸引しなくてもよくなるので、真空装置が不要となり、コスト低減を図ることができる。また、破砕された触媒は貫通穴内に投入され、落下して抜出されるので、従来のように、猛烈なバキューム吸引スピードのために生じる触媒同士が衝突しあい、さらに細かく破砕されることを防止できる。従って、触媒のロスを少なくすることができ、再利用できる触媒の回収の歩留まりを向上させることができる。
【００１０】以上において、貫通穴の大きさ（穴径）は限定されないが、作業者が、固結した使用済みの触媒を大まかに破砕し、かつ、その破砕した触媒を、容易に投入し、落下させることができる程度の大きさ、例えば、２００φ〜５００φ程度の大きさにあけられていることが好ましい。また、貫通穴はどのような方法であけてもよく、例えば、先端に掘削刃を有するボーリング装置、あるいは、スクリュー状のボーリング装置を使用してあけてもよい。さらに、貫通穴は、反応塔が多段層からなるものであるとき、例えば全段にわたって同じ穴径であけてもよく、あるいは上段を大径にあけ、その他を小径にあけてもよい。
【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の反応塔内使用済み触媒の抜出し方法において、前記貫通穴は、前記触媒の上端から前記反応塔の長さ方向中心を通ってあけられる鉛直穴と、この鉛直穴の端部に連続するとともに前記触媒抜き出し口とにわたりかつ前記長さ方向中心に対して斜めにあけられる斜め穴とで形成され、前記鉛直穴は、前記触媒中を当該触媒の上端から前記斜め穴の一端との交点に向けて直進可能なボーリングヘッドによりあけられ、このボーリングヘッドは、パイプ部材と、このパイプ部材の先端かつ外周に設けられる掘削部材とで構成され、この掘削部材は、穴あけ方向前側が先細り状とされるとともに掘削部とされかつ先端がドリル部を形成し、かつ、回転したとき前記パイプ部材の外径より大径穴加工が可能とされ、前記掘削部材により前記鉛直穴をあける際に生じる触媒の掘削粒は、前記パイプ部材の内部から真空吸引されることを特徴とするものである。
【００１２】このような本発明によれば、ドリル部で先端穴をあけた後、掘削部材の掘削部で穴あけが行われ、掘削部材により鉛直穴があけられる際に生じる掘削粒は、パイプ部材の内部から真空吸引されるので、掘削粒のからみつき等による掘削部材への悪影響が出ず、鉛直穴の穴あけ作業が容易となる。
【００１３】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の反応塔内使用済み触媒の抜出し方法において、前記ボーリングヘッドの前記パイプ部材には、当該パイプ部材とほぼ同じ外径を有し、かつ、連結可能な複数本の連結パイプが連結可能とされ、前記鉛直穴の穴あけは、前記ボーリングヘッドの前記パイプ部材に前記連結パイプを順次継ぎ足しながら行うことを特徴とするものである。このような本発明によれば、反応塔の高さに応じて、連結パイプを順次継ぎ足しながら穴あけを行えるので、連結パイプ自体の長さを必要以上に長くせずにすみ、その結果、連結パイプの取り扱いが容易となる。
【００１４】請求項４に記載の発明は、請求項２または請求項３に記載の反応塔内使用済み触媒の抜出し方法において、前記斜め穴は、前記鉛直穴をあける前にあけられることを特徴とするものである。このような本発明によれば、鉛直穴をあけるに際して、斜め穴に突き当たるまでボーリングヘッドの掘削部を進めればよいので、鉛直穴の穴あけ終了を容易に確認することができる。
【００１５】請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の反応塔内使用済み触媒の抜出し方法において、前記貫通穴は、前記触媒の上端から前記触媒抜き出し口まで連通する鉛直穴で形成され、この貫通穴は、前記触媒抜き出し口に着脱可能に設けられ前記触媒中を下端から上端に向けて直進可能なボーリングヘッドによりあけられ、このボーリングヘッドは、パイプ部材と、このパイプ部材の先端かつ外周に設けられる掘削部材とで構成され、この掘削部材は、上端側が先細り状とされるとともに先端がドリル部を形成し、かつ、回転したとき前記パイプ部材の外径より大径穴加工が可能とされていることを特徴とするものである。
【００１６】このような本発明によれば、触媒中の貫通穴が、ボーリングヘッドを触媒の下端から上端に向けて直進させてあけられるので、ボーリングヘッドによる掘削粒は自然落下する。その結果、掘削粒をパイプ部材内部から真空吸引する必要がなくなり、コスト低減を図ることができる。
【００１７】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の反応塔内使用済み触媒の抜出し方法において、前記ボーリングヘッドの前記パイプ部材には、当該パイプ部材とほぼ同じ外径を有し、かつ、連結可能な複数本の連結パイプが連結可能とされ、前記貫通穴の穴あけは、前記ボーリングヘッドの前記パイプ部材に前記連結パイプを順次継ぎ足しながら行うことを特徴とするものである。このような本発明によれば、反応塔の高さに応じて、連結パイプを順次継ぎ足しながら穴あけを行えるので、連結パイプ自体の長さを必要以上に長くせずにすみ、その結果、連結パイプの取り扱いが容易となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、第１実施形態の触媒抜き出し方法が適用される反応塔１は、２種以上の物質を定められた温度、圧力条件で反応させるものであり、ヘッド側に設けられる第１のトレー２、この第１のトレー２の下方に所定間隔をあけて設けられる第１の仕切板５、この第１の仕切板５の下方に所定間隔をあけて設けられる第２の仕切板６を備えている。また、第１の仕切板５および第２の仕切板６の直下には、それぞれ第２、第３のトレー３，４が設けられている。
【００１９】このような第１のトレー２と第１の仕切板５との間が上段ベッド７とされ、第２のトレー３と第２の仕切板６との間が中間ベッド８とされ、第３のトレー４の下方が下段ベッド９とされており、これにより、反応塔１は、三層構造となっている。そして、上段ベッド７、中間ベッド８および下段ベッド９には、それぞれ、所定の触媒１００が充填されている。また、上段ベッド７と中間ベッド８との間、および中間ベッド８と下段ベッド９との間において、第１の仕切板５および第２の仕切板６にはトランスファパイプ１０，１１がそれぞれ設けられ、これらのトランスファパイプ１０，１１は、それぞれ、第２、第３のトレー３，４を越えて中間ベッド８側、下段ベッド９側に延びている。なお、トランスファパイプ１０，１１のサイズは、内径が例えば３００ｍｍ程度となっている。
【００２０】この反応塔１の上部にはマンホール１Ａが設けられ、下部には触媒抜出し口である触媒抜き出しノズル１３が、反応塔１の中心に対して斜めに向いて設けられている。また、反応塔１内の触媒抜出し作業において、内部の触媒が固結しているときは、その触媒に酸化防止の皮膜を形成するために、マンホール１Ａから油またはケミカルが注入され、その後、固結した触媒を破砕するために、例えばエアピックを使用する際は、マンホール１Ａから導圧ホースが差し入れられるようになっている。
【００２１】第１実施形態の触媒抜き出し方法は、反応塔１の内部の使用済み触媒１００に同一径の貫通穴１５をあけ、その後、貫通穴１５上端近傍の触媒１００から順に破砕し、破砕した触媒を貫通穴１５に投入して触媒抜き出しノズル１３から抜き出すものである。貫通穴１５は、反応塔１の中心を通り、上段ベッド７の上端から下段ベッド９の下部まで達する鉛直穴１６と、この鉛直穴１６に連通するとともに、触媒抜き出しノズル１３とにわたってあけられた斜め穴１７とにより形成されている。
【００２２】触媒１００に、貫通穴１５の鉛直穴１６をあけるための触媒穴あけ装置２０は、ボーリングヘッド２１と、このボーリングヘッド２１を回転かつ押圧可能に駆動させる駆動手段３０と、ボーリングヘッド２１により貫通穴１５の鉛直穴１６をあける際に生じる触媒の掘削粒を、ボーリングヘッド２１を構成するパイプ部材２２の内部から真空吸引する真空吸引手段４０とを備えて構成され、さらに、ボーリングヘッド２１には、複数本の連結パイプ２８が順次連結されるようになっている。この連結パイプ２８は、パイプ部材２２と同じサイズのものが使用され、例えば、１．５ｍ〜２．０ｍの長さに形成されている。
【００２３】ボーリングヘッド２１は、図２に示すように、前記パイプ部材２２と、このパイプ部材２２の外周、かつ、穴あけ方向先端に設けられ触媒１００に穴をあける掘削部材２３とを含み形成されている。パイプ部材２２は、例えば５Ｂ（１３９．８ｍｍ）サイズのものを使用し、所定長さに形成されており、穴あけ方向先端は、全周にわたって鋸刃状に形成されている。
【００２４】掘削部材２３は、それぞれ両端に傾斜部を有する４枚のプレート部材２３Ａ〜２３Ｄを、パイプ部材２２の外周に十文字状に設けて形成され、穴あけ方向前側には、それぞれ、反応塔１の中心線に向かって傾斜する傾斜部２４が形成されている。この傾斜部２４には、傾斜方向とほぼ直交する方向に鋸刃状の切り込み部が形成され、この切り込み部に図示しない所定のカッターが取り付けられ、これにより掘削部２４Ａが形成されている。そして、掘削部２４Ａによりあけられる穴の外径は、例えば２２０φとなっている。また、傾斜部２４の先端側端部は平坦となっており、この平坦部にドリル部としてのドリル２５が溶接等により固着されている。従って、ボーリングヘッド２１を押圧しながら回転させると、ドリル２５が触媒１００に細穴をあけ、掘削部２４Ａがその細穴を拡げながら２２０φの鉛直穴１６があけられていくことになる。
【００２５】また、掘削部材２３の後端側（穴あけ方向と反対側；図２において上側）には、各プレート部材２３Ａ〜２３Ｄの先端の傾斜部２４とほぼ同じ傾斜が後端側に延びて形成され、この傾斜部２６は、ボーリングヘッド２１を鉛直穴１５から抜くとき、各プレート部材２３Ａ〜２３Ｄの後端側端部が、既にあけられた鉛直穴１６の周壁に干渉して抜きにくくなることを防止するガイド部となっている。
【００２６】ボーリングヘッド２１と連結パイプ２８との連結は、例えばねじ結合により連結されている。すなわち、ボーリングヘッド２１のパイプ部材２２の一端部に例えば雌ねじ２２Ａが切られており、接続する連結パイプ２８の他端部に雄ねじ２８Ａが切られ、これらの雄ねじ２８Ａおよび雌ねじ２２Ａを螺合させることで、ボーリングヘッド２１と連結パイプ２８とが連結されるようになっている。また、順次継ぎ足しされる連結パイプ２８同士も、上記ボーリングヘッド２１と連結パイプ２８との連結と同じように、ねじ結合により連結されている。
【００２７】前記鉛直穴１６は、触媒１００の上端から鉛直方向に下部所定位置まであけられるため、鉛直穴１６の下端と、触媒抜き出しノズル１３との間には依然として触媒が残っている状態である。そこで、前述のように斜め穴１７があけられるようになっている。この斜め穴１７の穴あけは、図示しないが、例えば、スクリューオーガヘッドを用いて行われるようになっている。この斜め穴１７は、前記鉛直穴１６をあける前にあけておくことが好ましいが、鉛直穴１６をあけた後にあけてもよいし、あるいは、両者を併行してあけてもよい。
【００２８】以上のようなボーリングヘッド２１は、前述のように、駆動手段３０により駆動されるようになっている。すなわち、駆動手段３０は、反応塔１の上部マンホール１Ａに着脱可能に取り付けられ、ガイド柱３１に沿って上下動する加圧部本体３２を備えている。この加圧部本体３２は、モータ３３の駆動による加圧機構および回転駆動機構により、上下動と加圧が可能となっている。なお、加圧部本体３２の上下動は、例えばラックとピニオンとの噛合により行われるようになっている。
【００２９】加圧部本体３２には、連結パイプ２８の一端が、図示しないスイベルジョイント等を介して連結される固定パイプ３４が設けられており、この固定パイプ３４の他端はベンド状とされ、その先端に吸引用ホース４１が接続され、この吸引用ホース４１は真空装置に接続され、これらにより前記真空吸引手段４０が構成される。従って、このような固定パイプ３４に順次連結パイプ２８を継ぎ足して行く際は、加圧部本体３２を、ストロークの最上限位置まで上昇させておいて、マンホール１Ａの上面に現れている連結パイプ２８の他端のねじ部に、新しく継ぎ足す連結パイプ２８の一端をねじ込んで連結し、新しく継ぎ足す連結パイプ２８の他端を、固定パイプ３４の一端にねじ込んで連結することにより行われる。
【００３０】反応塔１の第１のトレー２の上面には、ボーリングヘッド２１による穴あけ作業時の、ボーリングヘッド２１の心ぶれを防止する心ぶれ防止手段４５が設けられている。心ぶれ防止手段４５は、連結パイプ２８に対して径方向に均等配置された支持具を介して設けられた、例えば、３個のローラ部材で構成され、それぞれのローラ部材は連結パイプ２８の外周に当接し、かつ、回転しながら連結パイプ２８を中心側に押圧して連結パイプ２８、つまりボーリングヘッド２１の心ぶれを防止できるようになっている。
【００３１】次に、図３を参照して、反応塔１内の使用済み触媒の抜き出し方法を説明する。まず、触媒抜き出し作業に先だって、作業者は、反応器の運転停止後、完全に冷却した反応器１から重油等の被反応原料を抜き取った後、トップのマンホール１Ａから油またはケミカル、あるいは油およびケミカルを注入し、反応器１内の触媒に酸化防止の皮膜を形成する（不動態化処理）。あるいは、反応器１の運転を停止する過程において不動態化処理を行っておく。その後、固結した触媒を破砕するために、例えばエアピックを使用する際は、マンホール１Ａから導圧ホースを差し入れておく。
【００３２】マンホール１Ａのフランジに駆動手段３０を設置し、この駆動手段３０の加圧部本体３２をストロークの最大限上方に位置させておく。その位置で固定パイプ３４に、ボーリングヘッド２１の掘削部２４Ａのドリル２５が触媒１００の上端部に接近するまで、適宜連結パイプ２８を連結し、かつ、その連結パイプ２８にパイプ部材２２を連結する。その後、加圧部本体３２を下降させ、ボーリングヘッド２１のドリル２５により、触媒１００の上端部に細穴をあける。この際、ボーリングヘッド２１のパイプ部材２２または連結パイプ２８を、心ぶれ防止手段４５の３個のローラ部材に内接させ、ボーリングヘッド２１をガイドさせる。
【００３３】引き続き駆動手段３０の加圧部本体３２を下降させて、ドリル２５であけた細穴を掘削部２４Ａで拡げながら、触媒１００に徐々に穴をあけていく。加圧部本体３２がストロークの最下限位置まで下降したら、加圧部本体３２の固定パイプ３４と連結パイプ２８との連結を外し、次いで、加圧部本体３２を最上限位置まで上昇させた後、マンホール１Ａの上方位置に現れている連結パイプ２８に、所定長さの継ぎ足し用連結パイプ２８の一端をねじ込んで連結するとともに、その連結パイプ２８を加圧部本体３２の固定パイプ３４に連結する。
【００３４】その後、前記と同じように、加圧部本体３２をストロークの最下限位置まで下降させ、継ぎ足した連結パイプ２８の長さの分だけ、触媒１００に穴を掘り進む。以下、順次連結パイプ２８を継ぎ足し、上段ベッド７から下段ベッド９の斜め穴１７の一端に通じる位置まで穴あけを行い、鉛直穴１６をあける。一方、反応塔１の下部においては、触媒抜き出しノズル１３の蓋を開いて、スクリューオーガ式の穴あけ機により、反応塔１のほぼ中心線位置まで達する斜め穴１７をあけておく。触媒１００中に、その上端から下端の触媒抜き出しノズル１３に至る貫通穴１５があけられたら、上記と逆の動作で、連結パイプ２８等を順次外し、ボーリングヘッド２１をマンホール１Ａの外に引き出すとともに、固定パイプ３４との連結を外す。
【００３５】その後、第１のトレー２の中央部の一部を取り外し、作業者は、上段ベッド７の触媒１００の上で、エアピック等を使用して、触媒１００を、貫通穴１５内を落下できる大きさに破砕するとともに、破砕した触媒１００Ａを順次貫通穴１５内に投入する。上段ベッド７の触媒１００を全て破砕し、かつ、貫通穴１５内に投入して、触媒抜き出しノズル１３から抜き出したら、第１の仕切板５および第２のトレー３の中央部の一部を取り外し、次いで、前述と同じように、中段ベッド８の触媒１００を破砕し、破砕したその触媒１００Ａを貫通穴１５内に投入して抜き出す。引き続き、下段ベッド９の触媒１００を抜き出し、反応塔１内の触媒抜き出しをすべて終了する。
【００３６】このような本実施形態によれば、次のような効果がある。
(1) 反応塔１内の触媒１００をエアピック等で破砕した後、破砕したその触媒１００Ａ（図３参照）を、触媒１００にあけられ、かつ、触媒抜き出しノズル１３に連通する鉛直穴１６内に投入するだけで抜出すことができる。従って、従来のように、破砕したものをバキューム吸引により反応塔１の外部に抜き出す場合と比べて、吸引作業を行わなくてもよいので、手間が少なくてすみ、作業効率を向上させることができるとともに、人手も少なくてすむことから、人件費を軽減でき、コスト低減を図ることもできる。
【００３７】(2) 反応塔１内の触媒１００に触媒抜き出しノズル１３に連通する鉛直穴１６をあけ、そこに破砕した触媒１００Ａを投入するだけで抜出すことができるので、従来のバキューム吸引による抜き出しに比べ、バキューム装置のような特殊な装置が不要となり、その分の経費がかからないことから、コスト低減を図ることができる。
(3) ボーリングヘッド２１の掘削部２４Ａにより、触媒１００に穴あけを行う際に生じる掘削粒は、連結パイプ２８およびパイプ部材２２の外径と、ボーリングヘッド２１における掘削部材２３の外径との隙間から得られる空気を利用して、パイプ部材２２の内部からバキューム吸引されるので、掘削粒が掘削部材２３等に絡まって隙間に詰まることがなく、穴あけ作業が容易となる。
【００３８】(4) 反応塔１内の触媒１００に斜め穴１７に達する深い鉛直穴１６をあける際、ボーリングヘッド２１に連結パイプ２８を順次継ぎ足して行っており、連結パイプ２８は、例えば１．５ｍ〜２ｍ程度の長さに形成されているので、連結パイプ２８の取り扱いが容易であり、その結果、連結パイプ２８の連結作業、取り外し作業が容易となる。
(5) 破砕された触媒１００Ａは、貫通穴１５内を落下できる大きさになっているので、その大きさで抜き出すことができ、回収の歩留まりが１００％近くなり、これにより、触媒の再利用を効率よく行える。
【００３９】次に、図４に基づいて、本発明の第２実施形態を説明する。この実施形態を含み、以下の実施形態において、第１実施形態と同じ構造、同一部材には、同一符号を付すとともに、それらの詳細な説明は省略または簡略化する。本実施形態は、上段ベッド７内の触媒１００にあける穴を前記第１実施形態より大きくした点が異なるのみである。
【００４０】上段ベッド７内の触媒１００にあける大径穴５６は、図５に示すような、例えば、５００φの外径を有するオーガヘッド５７であけられるようになっている。このオーガヘッド５７は、所定の外径のパイプ部材２２の先端にヘッド部材５８を取り付けて形成されており、ヘッド部材５８は、例えば４枚の羽根部材５８Ａ〜５８Ｄを十文字状に配置して形成されている。ヘッド部材５８の先端側には、鋸刃状の切り込み部に所定のカッターを取り付けて形成された掘削部５４Ａが設けられ、掘削部５４Ａの先端にはドリル５５が設けられた構成となっている。また、オーガヘッド５７も前記駆動手段３０により駆動されるようになっている。そして、第１のトレー２は、例えば中央部の一部を取り外すことで、オーガヘッド５７を通過させることができるようになっている。また、中段ベッド８および下段ベッド９の触媒１００には、前記鉛直穴１６と斜め穴１７からなる貫通穴１５があけられている。
【００４１】このような第２実施形態において使用済み触媒の抜き取りを行うには、まず、第１のトレー２の中央部の一部を取り外して、オーガヘッド５７を通した後、駆動手段３０によりオーガヘッド５７を下降させて５００φの大径穴５６をあける。次いで、前記ボーリングヘッド２１を、大径穴５６でガイドさせながら挿通させて、前記第１実施形態と同じような手順により、中段ベッド８、下段ベッド８の触媒１００中に、鉛直穴１６と斜め穴１７でなる貫通穴１５をあける。そして、貫通穴１５をあけた後、破砕した触媒１００Ａを順次貫通穴１５に投入して、触媒抜き出しノズル１３から抜き出す。
【００４２】このような第２実施形態によれば、前記(1) 〜(5) と同様の効果の他、次のような効果がある。
(6) 上段ベッド７内の触媒１００に、オーガヘッド５７により前記鉛直穴１６より大きな穴、例えば、５００φの大径穴５６があけられているので、ボーリングヘッド２１をその大径穴５６からトランスファパイプ１０に挿入しやすく、中間ベッド８の触媒１００に対して、正確に鉛直方向の位置決めができる。
(7) 上段ベッド７内の触媒１００に大径穴５６があけられているので、上段ベッド７から下段ベッド９まで、大径穴５６より小径の鉛直穴１６があけられている前記第１実施形態に比べて、大径穴５６をあけた時点で、大径穴５６と鉛直穴１６とにおける径の差の分だけ、触媒１００を抜き出したことになり、結果的に少しだけでも抜き出し作業を早めることができる。
【００４３】次に、図６に基づいて、本発明の第３実施形態を説明する。本実施形態は、上段ベッド７内の触媒１００をエアピック等で破砕するとともに、反応塔１の上部マンホール１Ａから、従来のようにバキュームホースで抜き出した後、中段ベッド８内の触媒１００に、前記第２実施形態の上段ベッド７と同じように５００φのオーガヘッド５７で大径穴５６をあけ、下段ベッド９の触媒１００に前記ボーリングヘッド２１により２２０φの鉛直穴１６をあけたものである。なお、第２のトレー３は、例えば中央部の一部を取り外すことで、オーガヘッド５７を通過させることができるようになっている。
【００４４】このような第３実施形態において使用済み触媒の抜き取りを行うには、まず、上段ベッド７内の触媒１００をエアピック等で破砕するとともに、反応塔１の上部マンホール１Ａからバキュームホースで抜き出した後、第２のトレー３の中央部の一部を取り外すことによりオーガヘッド５７を通した後、前記駆動手段３０によりオーガヘッド５７を下降させて５００φの大径穴５６をあける。
【００４５】次いで、前記ボーリングヘッド２１を空間となった上段ベッド７から５００φの大径穴５６に挿通させて、前記第１実施形態と同じような手順により、下段ベッド９の触媒１００中に鉛直穴１６をあける。そして、中段ベッド８および下段ベッド９の破砕した触媒１００Ａを、順次５００φの大径穴５６から貫通穴１５に投入して、触媒抜き出しノズル１３から抜き出す。
【００４６】このような第３実施形態によれば、前記(3) 〜(4) と同様の効果の他、次のような効果がある。
(8) 上段ベッド７を除き、下段ベッド９の部位においては、前記(1) 、(2) と同様の効果を得ることができ、中段ベッド８の部位においては、前記(6) と同様の効果を得ることができる。
【００４７】次に、図７に基づいて、本発明の第４実施形態を説明する。本実施形態は、上段ベッド７、中段ベッド８内の触媒１００をエアピック等で破砕するとともに、反応塔１の上部マンホール１Ａから、従来のようにバキュームホースで抜き出した後、下段ベッド９内の触媒１００に、前記第２実施形態の上段ベッド７および第３実施形態の中段ベッド８と同じように５００φのオーガヘッド５７で穴あけしたものである。
【００４８】このような第４実施形態において使用済み触媒の抜き取りを行うには、まず、上段ベッド７、中段ベッド８内の触媒１００をエアピック等で破砕するとともに、反応塔１の上部マンホール１Ａから、順次バキュームホースで抜き出した後、第３のトレー４の中央部の一部を取り外してオーガヘッド５７を通した後、前記駆動手段３０によりオーガヘッド５７を下降させて下段ベッド９中に５００φの大径穴５６をあける。次いで、下段ベッド９内の触媒１００を破砕するとともに、５００φの大径穴５６に投入して、触媒抜き出しノズル１３から抜き出す。このような第４実施形態によれば、前記(6) と同様の効果を得ることができる。
【００４９】次に、図８に基づいて、第５実施形態を説明する。本実施形態は、反応塔７１の下部から鉛直な貫通穴７５をあけ、その貫通穴７５に、破砕した触媒１００Ａ（図３参照）を順次投入して落下させ、下部の触媒抜き出しノズル７３から抜き出す方法である。
【００５０】本実施形態では、触媒抜き出し口を構成する前記触媒抜き出しノズル７３が反応塔１の下部の、反応塔１の中心から所定寸法離れた位置に、反応塔１の中心に沿って設けられている。そして、触媒穴あけ装置８０は、このような触媒抜き出しノズル７３に着脱可能に設けられている。すなわち、触媒穴あけ装置８０は、前記ボーリングヘッド２１および複数本の連結パイプ２８と、これらのボーリングヘッド２１および連結パイプ２８を回転、かつ、上方に押圧する駆動手段８５と、を備えて構成されている。
【００５１】駆動手段８５は、支持台８６に支持されるモータ８７を備え、モータ８７には、複数の連結パイプ２８のうちの１本が回転可能に連結されている。１本の連結パイプ２８には、ボーリングヘッド２１のパイプ部材が連結されるようになっており、反応塔１の高さに応じて連結パイプ２８が順次継ぎ足しされて使用されるようになっている。
【００５２】支持台８６には、連結パイプ２８およびボーリングヘッド２１の掘削部材２３を載置して上下動させる水平台８９が設けられ、この水平台８９の下方に、前記モータ８７が固定されている。水平台８９には、チェーン９０の一端が係止され、このチェーン９０は支持台８６の上部に設けられたスプロケットに掛け回され、チェーン９０の他端は、上昇用モータ９２側のスプロケットと係合し、上昇用モータ９２の駆動によりチェーン９０を移動させれば、水平台８９が上昇し、これにより、連結パイプ２８およびボーリングヘッド２１の掘削部材２３が上昇して触媒１００に穴あけを行うようになっている。ただし、本実施形態では、下方から穴をあけていくため、ボーリングヘッド２１により生じる掘削粒は、掘削部外径とパイプ部材外径との隙間を通って自然落下する。従って、掘削粒のバキューム吸引を行う必要はないので、吸引用のバキューム装置は設けられていない。
【００５３】このような本実施形態の触媒抜き出し方法を説明する。まず、触媒抜き出しノズル７３の蓋を取り外し、その状態で自然落下して抜き出せるものは、そのまま抜き出し、反応塔７１内の触媒１００が固結している場合、ボーリングヘッド２１の支持台８６を触媒抜き出しノズル７３のフランジに取り付け、モータ８７に、例えば１本の連結パイプ２８を連結するとともに、この連結パイプ２８にボーリングヘッド２１のパイプ部材２２を連結する。
【００５４】上昇用モータ９２を駆動させ、ボーリングヘッド２１を上昇させて、先端ドリル２５で下段ベッド９の触媒抜き出しノズル７３に面した部分の触媒１００に細穴をあけ、掘削部２４Ａで穴を拡げながら掘削部２４Ａの径の大きさの穴をあけていく。ボーリングヘッド２１が所定位置まで上昇して１本の連結パイプ２８の長さ分の穴をあけ終えたら、上昇した位置で、モータ８７と連結パイプ２８との連次を外した後、ボーリングヘッド２１を所定の支持具で支持しておく。次いで、モータ８７を初期位置に下げ、その位置で、次の連結パイプ２８を、一端はモータ８７に連結し、他端はボーリングヘッド２１のパイプ部材２２と連結する。
【００５５】再び、上昇用モータ９２駆動させて、新しく継ぎ足した連結パイプ２８分の穴あけを行い、以下、順に上段ベッド７の触媒の上端に達するまで、連結パイプ２８を継ぎ足し、穴あけを行う。下段ベッド９から上段ベッド７まで穴あけが終了したら、前述とは逆の手順により、連結パイプ２８を順に取り外し、ボーリングヘッド２１を触媒中から抜き出し、最後に、支持台８６を触媒抜き出しノズル７３から取り外す。その後、反応塔１内に作業者が入り、上段ベッド７の触媒１００を上端から破砕し、その破砕した触媒１００Ａを貫通穴７５内に順に投入し、下段ベッド９までの触媒１００の抜き出し作業を行う。
【００５６】このような第５実施形態によれば、前記(1) ，(2) ，(4) ，(5) と同様の効果の他、次のような効果がある。
(9) 反応塔７１の下方から貫通穴７５をあけていくため、ボーリングヘッド２１により生じる掘削粒は、掘削部２３外径とパイプ部材２２外径との隙間を通って自然落下する。従って、掘削粒のバキューム吸引を行う必要はないので、吸引用バキューム装置が不要となり、コスト低減を図ることができる。
【００５７】なお、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できるものであれば、次に示すような実施形態でもよい。例えば、前記第１、第２、第５実施形態では、ボーリングヘッド２１の掘削部外径は、２２０φとされ、パイプ部材２２は５Ｂサイズのものが使用されているが、これに限らない。各段毎に設けられているトランスファパイプの大きさに応じて、ボーリングヘッド２１の掘削部外径を２２０φ以上としてもよく、また、２２０φ以下としてもよい。そして、それに応じてパイプ部材２２のサイズも適宜変えてもよい。ただし、パイプ部材２２は必ず掘削部外径より小さく、かつ、両者の間に所定の隙間がなければならない。
【００５８】また、前記第２〜第４実施形態で使用されるオーガヘッド５７は、外径が５００φとされているが、この大きさは限定されない。格段毎に設けられているトランスファパイプの大きさに応じて、例えば、６００φ等、トランスファパイプより大きくなっていればよい。
【００５９】さらに、前記第１第３実施形態および第５実施形態では、反応等１は、上段ベッド７、中段ベッド６および下段ベッド９からなる三層構造となっているが、本発明の反応塔内触媒の抜出し装置１０は、二層以上の多層構造の反応塔に利用できるものである。
【００６０】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の反応塔内触媒の抜出し方法によれば、触媒に貫通穴をあけ、貫通穴の上端近傍の触媒から順次破砕した後、破砕した触媒を貫通穴に投入すれば、その触媒は、自然落下により触媒抜き出し口から抜き出される。その結果、破砕した触媒を貫通穴内に投入するだけで抜出すことができるので、作業効率を向上させることができ、また、従来のように、反応塔上部から破砕した触媒を真空装置により吸引しなくてもよくなるので、真空装置が不要となり、コスト低減を図ることができる。また、破砕された触媒は貫通穴内に投入され、落下して抜出されるので、従来のように、猛烈なバキューム吸引スピードのために生じる触媒同士が衝突しあい、さらに細かく破砕されることを防止できる。従って、触媒のロスを少なくすることができ、再利用できる触媒の回収の歩留まりを向上させることができる。
【出願人】 【識別番号】３９１０１９３５９
【氏名又は名称】ソフタード工業株式会社
【住所又は居所】東京都小平市学園東町３０番地７５
【出願日】 平成１３年１２月３日（２００１．１２．３）
【代理人】 【識別番号】１０００７９０８３
【弁理士】
【氏名又は名称】木下 實三 （外２名）
【公開番号】 特開２００３−１６４７５２（Ｐ２００３−１６４７５２Ａ）
【公開日】 平成１５年６月１０日（２００３．６．１０）
【出願番号】 特願２００１−３６８６８６（Ｐ２００１−３６８６８６）