トーチガスの煙除去蒸気の原理についての検討
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初めてグラウンドトーチに触れたので、煙を消すための蒸気の作用原理について、いくつかポイントをまとめてみました。皆様のご指導をお願いします！ 1. 水素化反応：蒸気中の水が黒煙（つまり完全に燃焼しなかった炭素）と反応して一酸化炭素と水素を生成し、さらにこれらが燃焼することで煙を除去する； 2. ファン効果とは、蒸気がノズルから噴出する際に周囲の空気を燃焼領域に取り込み、トーチバーナー内の酸素量を高めて完全燃焼させ、煙を除去することである； 3. 火炎バーナーに噴射される蒸気が炎を支える； 4. 炎の剛性を高める； 5. 蒸気が持つ水蒸気は、ノズルの冷却に役立つ。 どなたか、これらの点についてアドバイスをお願いします。特に5番目の点について、そういう効果はあるのでしょうか？その原理は何でしょうか？また、第三点と第四点は同じ意味でしょうか？
フォーラムを見ていると、多くの人が消煙スチームの役割の一つとして水素化炭化水素反応を挙げているようですが、実際にはその効果はごくわずかです。 あなたが言うように、水素化炭素反応が起きて、COとH2ができますが、O2がなければどうやって燃焼を続けられるでしょうか？ 黒煙はどのようにしてできるのか？軽い成分の物質は、一般的に黒煙を発生させません。しかし、再合成炭化水素が大量にトーチから排出されると、特に不飽和炭化水素の場合、大量の黒煙が発生する。なぜなら、燃焼に必要な酸素（空気）の量が異常に多く、通常の空気供給では足りなくなるからだ。この時に消煙用の蒸気を開くと、外側に大量の蒸気が発生します。私たちのトーチの先端には合計60個の消煙用スチームノズルがあり、これらが作動すると高速で流れることでトーチの中心部に負圧を生み出し、外部の空気を大量に取り込みます。そうすることでより多くの酸素が供給され、各成分が十分に燃焼して消煙が実現されるのです。 もし水素化炭化水素反応が主な煙除去手段だと主張するのであれば、次に黒煙が発生した際には、煙除去用の蒸気を使わず、昇圧用蒸気（インジェクション蒸気）のみを使用してみることをお勧めします。同じく大量の蒸気が噴出しますが、それでも煙除去の効果が得られるかどうか試してみてください。 ですから、投稿者さんが挙げた第2点が主な原因で、他の要因も影響を与える可能性があるとするなら、次回は昇圧用の蒸気だけを使ってみましょう。 PS：トーチポストに7ヶ月いるので、黒煙を消す方法にはかなり慣れています。
アドバイスありがとうございます！私も、十分な空気を取り込んで完全燃焼させることが主な煙除去の原理だと考えています。効果を列挙する際に（考慮が不十分で）、順序を区別しなかった点、ご理解いただければ幸いです。蒸気が炎を支え、炎の剛性や蒸気に冷却効果はあるのか、説明していただけませんか？備考：私たちは地上のトーチで、5段階に分かれて燃焼し、合計80個のノズルがあり、各ノズルには1つの消煙用蒸気が対応しています。
地上用トーチと高圧トーチの煙除去の原理は同じであり、蒸気ノズルの構造図や、その周辺にある分子ふるい、乾燥ガスシール（もしあれば）を見てみるとよい。煙除去の原理は、ソファに座っている人が言った通りなのだ。また、冷却効果も非常に大きく、トーチヘッドを保護する役割も果たす。
私たちにとっては、地上のトーチが触れていないだけで、あなた方は精製工場のようなもので、汚染源が比較的小さいのですか？私たちは大規模な製油所で、トーチを高く空中に排出するのは非常に危険です。 あなたの質問はよく理解できませんでした。私がトーチ担当としてどう考えているかだけお話しします。 大まかに蒸気は、昇圧蒸気と消煙蒸気の2つに分かれる。消煙スチームについては、先ほども説明しましたが、冷却効果はあるかもしれませんが、一般的には消煙スチームを使って冷却することはなく、あまり使用されません。うちの暗黙のルールは、「黒煙が出る場合のみ」運転していいというものです。消煙用の蒸気を流し始めると、蒸気の使用量が急激に増え、現場の蒸気配管がひどく振動し、かなり怖かったです。 ですから、一般的にトーチの温度はかなり高くなるので、蒸気を増やせば十分です。言ってみれば、蒸気を20％増やした方が、煙を除去するための蒸気を1％使うよりも振動が少ないのですが、冷却効果は煙を除去するための蒸気の方が優れています。それは炎をトーチの先端から遠くへ吹き飛ばすが、煙を消す蒸気とは原理が異なる。 それから、トーチヘッドの保護についてですが、私が勤務している現場で記録された最も高い温度は約900℃で、通常は700℃以下に抑えられています。実際、規格上ではトーチヘッドの設計温度は1200℃未満になってはならないと定められています。しかし一方で中国のメーカーが品質を落としている上、もう一つ重要なのは、トーチヘッド自体は耐熱性があるのに、その上にある温度計には耐熱性がないという点です。金属部の融点がどんなに高くても意味がありません。私たちの高低圧トーチには合計8つの温度計がありますが、既に4つが使えなくなってしまいました。
教えていただきたいのですが、スチームを上昇させるのはどんな目的でしょうか？それは、トーチガスの流量が小さすぎて逆火が起きて消えてしまうのを防ぐためですか？
それは絶対に違います。むしろ逆で、蒸気の圧力が上昇するのは、流量が多い場合や高発熱量のガスがある場合で、その結果としてトーチヘッドの温度が上がってしまいます。私たちはトーチヘッドを保護するため（実際には温度計を保護するためでもあります。規格ではトーチヘッドの設計温度を1200℃未満にしてはならないと定められているため、トーチヘッド自体に問題が生じることはほとんどありません）、炎を高く上げることでトーチヘッドの温度を下げる必要があるのです。 実験をしてみることができます。私も他の人に講義するときにこの実験を使ったことがあります。ライターを取り、火をつけてみてください。炎はちょうど点火口の真上にあるのがわかります。次に、ガスの量を非常に多くして再び火をつけると、炎が「飛び上がる」のが見えます。これは蒸気を使って押し上げるのと少し似ていますが、ただ蒸気で吹き上げているだけです。 焼き戻しが起こります。これは流量と少し関係があり、温度の急激な変化（例えば大量に排出した後、ウォーターシールタンクの温度が高くなり、さらに雨が降っている場合、排出が終わった後にウォーターシールタンクの温度が著しく下がる）によって、前方のウォーターシールタンクの圧力が急激に低下し、それによって焼き戻しが発生するのです。流量が低くなるのは一般的に起こり得、トーチヘッドがガスを上に押し上げ、ウォーターシールタンクを負圧状態にするためです。しかし、この負圧は自然に発生し、焼戻しを引き起こすことはないが、水封タンクの隙間腐食を加速させる。 焼き戻しを防ぐには2つの方法があります。1つ目は速度シール装置を設置すること、2つ目は窒素ガスを補充することです（燃料ガスによる補充も可能ですが、発熱量が非常に低く併焼が必要な場合を除き、あまり使われません）。水封タンクは逆火を防ぐ機能は持たない。本当の逆火が起きればやはり爆発するが、水封によって爆発は水封タンクの後ろで抑えられ、逆火後に混ざり合った爆発性ガスが装置エリアに漏れ出ることはない。
個人的には、消煙スチームとは主に空気の量を調整するもので、空気の量を増やすことによって黒煙を除去する目的を達成すると考えています
たぶん2、3、4、5が主でしょうね。水素ガス反応なんて聞いたことがないです、はは、私は知識が乏しいです。
国内のいくつかの大手トーチメーカーと技術交流を行ってきましたが、各社の回答はほぼ同じで、主な効果は2番目の点、つまり乱流を生じさせてより多くの空気を取り込むことだとのことです。