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AWS CORPORATION(イタリア)について

AWS社は2005年、Koch社(taly)の技術担当重役であったMr.Claudio BonzanniとAlstom社のプラントエンジニアリングマネージャーであったMr.Stefano Spreaficoが創立した、環境技術を得意とするエンジニアリング会社です。
Mr.BonzanniはKoch社にて25年間、技術担当重役として主に硫酸プラント及び脱硫関連のプロセスエンジニアリングから装置の設計、制作までを取り纏めてきたのですが、会社創立と共に、Lurgiプロセス向けミストセパレーター類を製作していたBegg Cousland社(英国)の製造設備をItalyのBergamoの工場に移設し、その技術をも引き継ぐことになりました。
また、硫酸プラント関連機器のエンジニアリングについては、Lurgiの技術協力を得ると共に、LurgiのプロセスマネージャーでSO2の技術を得意としていたエンジニアもAWSに参加することになりました。
更にKoch Glitsch社でのWiremesh及びVene SeparatorのInternational sales managerも加わり、石油/ガス化学向けエンジニアリング業界にも力を入れることになりました。
このためAWS社はLurgi、Koch及びAlstomの技術の長所を採用し環境改善に役立てているのです。また、AWS社は日本製のDOP TEST装置を設置しており、多種多様な流体条件を分析し、今迄のMist Separationの概念を超えた分離効率の良いセパレーターメディアを開発し、多くの顧客に喜ばれております。

ミストエリミネータータイプの比較表

過去30年に亘る採用経験に基づいた、一般的ミストセパレーター メディアの特徴を、下記の如く整理致します。

NEP AWS FIBER WINDミストエリミネーター

原水や排水及び工業用の液体を浄化するためのシステムの主要構成部として、ミストエリミネーター、液-液分離装置、コアレッサー、固液分離装置およびスタティックミキサーなどがあります。

NEP AWS FIBER WINDミストエリミネーター

NEP AWS FIBER WINDミストエリミネーターは主として気体中に含まれる1μ未満の微粒子(液体、固体)を除去するために用います。
これは、メッシュパッドタイプのミストエリミネーターと類似しますが、繊維径が更に細かく、またランダムな編目構造ながら、一層密度が高く製作されています。
このミストエリミネーターは円筒形のキャンドルフィルターの形状をし、2つの同心円筒間に特殊な繊維を高い密度で充填したり、間に巻き付けてあります。
NEP AWS FIBER WINDミストエリミネーターは座を設け、垂直に取付けます。繊維ベッドに捕捉されたミストは凝集しながら気体の通過により水平方向に移動し、徐々に重力によりファイバーベッドの下部に集中し、まとめてプロセスラインに戻すか破棄します。
SUS316 Lフレームと特殊ファイバーグラスを使用したNEP AWS FIBER WIND

ミストと噴霧の違い

空中に浮遊している固体あるいは液体の煙霧は1μ未満から10~20μ程度の微粒子で、重力で沈降させるには長い時間を要します。

ミストとは

通常は空中で凝集しながら分散して、0.1μ以上のものを定義しています。

噴霧とは

随伴液のうちで比較的微粒のものを表わし、噴霧のプロセス(例えば吸収塔など)から随伴されます。粒径は小さいものでも10μ位から上は同伴ガスの流速に等しい落下速度をもたらすサイズまでで、比較的大きな物です(適当な容器で、下方から気体が吹き上げられたときに、その上向流と等しく逆向きの落下速度を持つ粒子径。それより大きな粒子は落下してしまうので随伴されない)。




発生源によるミスト径と分布
(例;クーリングタワー=5~35μ)




発生源によるミスト径と分布


NEP AWS FIBER WINDによるミスト除去メカニズム

プロセスのガス中に随伴されたミストを除去する装置の第一の目的は、個々の粒滴をメディア表面に付着させて連続的な膜に生長させ、これを排出することになります。
この働きには数種があり、ミストの性状によって単独あるいは複合的に作用し、内部衝突、直接遮断、ブラウン運動、静電誘導作用などががあります。
3μ以上の粒子は比較的重く、慣性力で衝突し捕捉するのが容易です。ガス流が繊維でできた障害物に衝突すると、ガスの流路は障害物を迂回して曲がりますが、3μ以上の粒子は慣性により直行しようとして、繊維に衝突し、捕捉されるのです。

内部衝突

直接遮断
粒子径が1-3μでは直接遮断効果により捕捉されます。このサイズの粒子はガス流とともに流路が曲げられますが、繊維の直近を通過するとき、繊維表面との間で弱い相互作用が働き、この力を受けるには充分軽いと言えます。こうして繊維表面に付着して除去されるのです。1μの粒子径の場合、繊維表面から0.5μ以下の至近距離を通過する場合はこの原理で吸着されるのです。
極端に小さなミストあるいは固形物(直径1μ未満)ではブラウン運動というランダムな挙動が発生します。これはガスが分子運動で粒子に衝突して引き起こされます。この運動の結果、ガス流路に直交する面でみると見掛の専有面積が増えたことになり、繊維に衝突する確率が極めて大きくなります。また、ブラウン運動は粒子径が小さいほど大きくなり、例えば、0.1μの粒子径は1μのものより5倍もブラウン運動が大きくなりますので、粒子径が小さくなっても、それほど捕捉効率は低下しないのです。

ブラウン運動

NEP FIBER・BEDミストエリミネーターの除去効率

BMタイプ(ブラウン運動タイプ)
このタイプのミストエリミネーターは、プロセスにもよりますが、通常0.10~0.15 m/secの流速でろ材を通過させます。
捕捉効率は3μ以上の粒径でほぼ100%、3μ未満のものは99.5%を捕捉できます。
NEP AWS FIBER WIND BMタイプのミストエリミネーターは、グラフ上の折れ曲がり特性部が無く、特に1μ未満の粒子に対してはろ床の通過速度を下げれば除去性能が上がります。






圧力損失はろ床の通過速度に比例して大きくなります。通常はエレメントが完全に濡れた状態(但し未解溶の固形物の付着がない場合)50-300 mm水柱程度です。






IMタイプ(衝突タイプ)
このタイプのミストエリミネーターは通常1.0~1.5 m/secのろ床流速で使用します。
捕捉効率は3μ以上はほぼ100%、1-3μのものは90-97%となります。



このタイプは、エレメントが完全に濡れた状態(但し未解溶の固形物の付着がない場合)では圧力損失は100-250 mm水柱程度です。


SUS 316L製ろ床カゴ


NEP AWS FIBER WIND
BMタイプろ床


DOP可塑剤除去装置


NEP AWS FIBER WINDミストエリミネーターの材質

エレメントをセットするカゴは、通常次の素材で作成可能です。
・カーボンスチール
・ステンレススチール
・特殊合金

・PVDF (ポリフッ化ビニリデン)
・ポリプロピレン
・FRP

ろ材繊維の材料としては
・特殊ガラス繊維
・特殊ポリプロ繊維
・特殊ポリエステル繊維
・特殊な「とも編み」繊維
・特殊炭素繊維


モネル400製ろ床カゴ



特殊炭素繊維製ろ床


NEP AWS FIBER WINDミストエリミネーターの主な用途

・硫酸プラント
・化学肥料プラント
・塩素プラント
・硝安プラント
・硝酸プラント
・合成洗剤プラント(スルフオン化)
・樹脂製造プラント
・製紙工場(アンモニアベースの亜硫酸塩回収)
・燐酸プラント
・圧搾空気、ガス
・潤滑油排気システム
・アンモニアスクラバー
・アスファルト製造
・壁材PVCコーティング
・人口皮革製造


NEP-AWS FIBERWINDTM GX 高性能ミストセパレーター

GXエレメント

従来のブリンクフィルターエレメントに比べて圧損が30%小さく、取付エレメント数を少なくし、ミスト分離装置のコンパクト化を達成!!
FIBERWINDTM GXは数種類のフィルターメディアを組み込むことにより、ミストの効率化を達成し、セパレーター装置全体のコストダウンを可能にしております。
即ち、特性の異なるレイヤーを編みこむことで、ミスト捕集効率を格段に良くしているのです。これは、既存の装置であれば新しいGXエレメントに取り替えることで30%以上の性能向上が可能であり、新設で同条件のミスト分離が求められる場合は、タワーサイズのコンパクト化で大幅なコスト削減や取付場所の節約に繋がることを意味しております。
GXエレメントを採用した場合に得られる効果
・ミスト/液滴のリエントレインメントの低減
・流体の圧力損失の大幅な低減
・処理量の増加
・既存エレメントから取替えが簡単
(特にH2SO4関連設備や塩素設備に有効)

下記従来のブリンクフィルターの取替えが容易です。
HE-24120 , HE-24121 , HE-1542 , HV-(18.5×53) , CSⅡ-2540 , CSⅡ-2640, CSⅡP-1928 , ES-210 , HE-1543 , HE-1584 , HE-1896 etc.
フレーム素材に関係なくエレメント材はGX FIBERWINDをご利用頂けます。


硫酸プラント向け

硫酸プラント用SXワイヤーメッシュミストエリミネーター

寿命が長いのが特徴です。2009年に濃硫酸吸収塔に取付けたSXワイヤーメッシュは現在も正常な状態で作動しております。
その後AT、DTにかなりの数量が使われていますが、全て順調です。

熱濃硫酸用のミストエリミネーター

今まで濃硫酸で、温度が高いシステムにおいて、ミストエリミネーターのパッドは細いワイヤーを編み組みされており、気体より大きなミストが慣性により細線に対して衝突や遮断効果により捕捉されます。
捕捉効率を上げるためには積層厚を増して衝突/遮断の確率を上げる必要があります。

一方熱濃硫酸は腐蝕性が極めて高く、SUS 316やAlloy20は短期間に腐蝕してしまいます。特に細い線材は腐れ代がないため、わずか0.1mm/yearの腐蝕でも1年間の耐用はできません。
問題は突発的に温度が上昇したり、温度が変動する等、短期間でもシステム異常を経験すると、特に細い線材では大きなダメージを受けることになります。

その後、寿命を延ばした材料が開発されましたが、グラフから分る通り、SX材の耐腐蝕性能は突出しております。

以上の理由から、ミストエリミネーターのように出来る限り細い素材を用いる必要がある場合には、材料の選定はより慎重でなければなりません。
特注 ワイヤーメッシュミストエリミネーター

SX材のラボ腐蝕テスト(Static) SX材のラボ腐蝕テスト(Dynamic)
各種材料の93% H2SO4における腐蝕率 各種材料の98% H2SO4における腐蝕率
SX材の0.1mm/year等価腐蝕(Static)

NEP-AWSメッシュパッド

なぜNEP-AWSメッシュパッドを採用するのでしょうか?

NEP-AWS社は25年に亘り最新のDOPテスト技術を駆使し、ミストエリミネーターの改良研究に取組んできました。
メッシュパッドの簡単な原理はミストを含んだ気体がメッシュを通過する時、ミストはメッシュに引っかかり留まる性質があります。メッシュ密度が同じであっても、線径、レイヤー数、織り込み状態及び材質によってミスト捕集の性能は変化します。それを如何に効率良く捕集するかが研究課題になっていました。
適切なプロセス条件ではメッシュパッド ミストエリミネーターは、気体中の99.9 wt %のミスト除去が可能です。
従来のメッシュパッドとの比較は下記の通りです。

NEP-AWSワイヤーメッシュの採用例;
・ノックアウトドラムおよびセパレーター:容器サイズの小型化によるコストダウンと共に目詰まりも防止できるので圧縮機の維持費を低減。
・アブソーバー:ガス乾燥機でのグライコール損失量を天然ガス1,000,000m³当り0.0013m³以下に低減し、吸着剤であるOilやAmineの損失を防ぐ。
・スクラバー:製紙装置での、乾燥パルプton当たり薬品損失量0.11kg以下に低減。即ち、随伴された粒子を効率良く捕獲し回収効率を上げる。
・石油化学・有機化学・薬品工業などで製品純度の向上・生産量のアップ。
・蒸発器:随伴損失の防止、コンデンセートを10ppm以下に保持。
・高圧蒸気ボイラー:コンデンセートの随伴量を10ppm以下に低減し、タービンブレードの損耗を減少。
・製油塔類:流量の増加・触媒保護。低質原油精製における液体随伴による下流機器のカーボンや重金属付着による触媒性能低下を予防。

NEP-AWS SUPER DEMISTER設置場所例

デミスターとミスト(流速1~3m/秒)の衝突作用(インパクション)の際に、気体だけ分子運動により、デミスターを自由に通過することができます。しかし、同伴されたミストは広範な線条表面に慣性衝突し、ミストの合体を促進する構造によって、それはしだいに大きな液滴となって落下します。
この結果ミストをまったく含まない純粋な気体のみがデミスターを通過していきます。
デミスター分離作用参考図:

設置場所参考図:設備から排出される気体の出口にはミスト除去、及び不純物除去の目的でデミスターを設置することが環境上、安全上において重要とされております。

主に化学工業向け(石油/石油化学/ガス化学)の塔槽や装置に設置されているデミスターですが以下の通りの設備においても使用されています。
・ABSORVER 吸収装置
・CRYSTALLIZER 結晶装置
・COOLING TOWER 冷却塔
・DUST COLLECTOR 集塵装置
・DEHYDRATERS 脱水装置
・DEODORIZER 脱臭装置
・EVAPORATOR 蒸発器
・FRACTIONATING COLUM分留塔
・GAS ABSORVER ガス吸収装置
・GAS CLEANER ガス洗浄塔
・PACKED TOWER 充填塔
・PISTILLATION COLUMM 蒸留塔
・REACTOR 反応塔
・STEAM GENERATOR 蒸気発生器
・SPRAY TOWER スプレー塔
・VACUUM PIPE STILLS真空蒸留塔
・VACUUM TRAP 真空トラップ
・WET SCRUBBER 湿式ガス清浄器

ベーンタイプミストエリミネーター


ベーンでの補足
図1で示す通り、ミストを含んだ気体は曲がりくねった比較的狭い通路を通過します。混同気体が蛇行するときサイズの大きなミストは慣性で直進しようとしてベーンの壁に衝突します。こうして次々に衝突したミストは結合して液滴に凝集し、気体は蛇行しながらミストを含まない状態で通り抜けて行きます。
凝集した液滴はベーンの下部から重力で滴り落ちます。図2のように横向きに気体を流す場合も原理は同じで、凝集した液滴はベーン下部から重力で滴り落ちます。

図1. 上向流タイプベーン 図2. 側流タイプのベーン

 日本エンジニアリングプロダクツ株式会社