JP2004083342A - Apparatus for preparing artificial zeolite - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a quality of an artificial zeolite by effectively stirring a slurry moving inside a screw reaction tube while inhibiting its precipitation and coagulation onto an inner wall of the screw reaction tube. <P>SOLUTION: An apparatus has the screw reaction tube 3 equipped with a rotary screw 2 in its interior space wherein the slurry is charged from a supply port 7 established on one end and discharged from an exhaust port 8 established on the other end, an autoclaving means 4 for autoclaving treatment of the slurry moving inside the interior space of the screw reaction tube 3, a pendant scraper plate 5 located between adjacent screw parts 2a and 2a in the rotary screw 2 and a drive unit 6 for rotating the rotary screw 2. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人工ゼオライトの原料である石炭灰または焼却灰をスクリュー反応管を用いて人工ゼオライトに生成する人工ゼオライトの製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ゼオライトは、陽イオン交換機能、吸着機能、触媒機能などの特性を有し、排水処理、排ガス処理、天然ガス純化等に幅広く利用されている。ゼオライトは、天然資源としての天然ゼオライトと、特定の組成を有する液相から生成される合成ゼオライトと、産業廃棄物を原料として生成される人工ゼオライトに分類される。人工ゼオライトは、合成ゼオライトに比べて、組成、結晶構造、純度が落ちるものの安価であり、土壌改質材、脱臭剤などの大量消費用途に適している。
【0003】
人工ゼオライトは、原料とアルカリ水溶液とを混合して形成されるスラリーを予熱する混合予熱工程と、スラリーを反応糟で加圧加熱処理する反応工程と、加圧加熱処理したスラリーを洗浄脱水型変換する洗浄型変換工程と、生成される人工ゼオライトを乾燥造粒する製品加工工程とから製造される。
【0004】
石炭灰とアルカリ水溶液とを混合したスラリーを複数の撹拌円板を上下方向に配置した回転ディスク式反応管を用いて加熱加圧処理して人工ゼオライトを生成する人工ゼオライトの製造装置は、たとえば、特開2002−187715号公報に記載されている。
【0005】
焼却灰とアルカリ水溶液とを混合したスラリーを水平方向に延びる回転スクリューを備えたスクリュー式反応管を用いて加熱加圧処理して人工ゼオライトを生成する人工ゼオライトの製造装置は、たとえば、特開平11−236212号公報に記載されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
回転ディスク式反応管を用いた人工ゼオライトの製造装置は、スラリーを回転ディスク式反応管の仕切板により形成される上段セルに設けた撹拌円板で撹拌滞留させ、撹拌滞留させたスラリーを後から投入されたスラリーにより下側のセルに押し出すようにしながら加熱加圧処理して人工ゼオライトを生成するが、回転ディスク式反応管に投入されるスラリーの一部は、上下方向に配置したセルに設けた撹拌円板で撹拌滞留されることなく自重で下方に移動して回転ディスク式反応管の底部に沈殿してしまうことがあり、そのため、投入したスラリーが回転ディスク式反応管を順次下方に送られず、スラリーの加熱加圧処理にバラツキが生じ、生成される人工ゼオライトの品質が低下してしまうという問題がある。
【0007】
スクリュー式反応管を用いた人工ゼオライトの製造装置は、スクリュー式反応管に投入されるスラリーを回転するスクリューにより反応管内を順次移動させながら加熱加圧処理するようにしているが、回転するスクリューと反応管の内壁との間に空隙が形成されているため、スラリーの一部が反応管の内壁に沈殿凝固することがあり、そのため、投入したスラリーが均一に撹拌されずに反応管を順次送られることになり、スラリーの加熱加圧処理にバラツキが生じ、生成される人工ゼオライトの品質が低下してしまうという問題がある。
【0008】
本発明は、上記した点を考慮してなされたもので、投入されるスラリーをスクリュー式反応管内に沈殿凝固させることなく均一に撹拌され、順次移動させながら加熱加圧処理することで、生成される人工ゼオライトの品質を向上させることができる人工ゼオライトの製造装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の人工ゼオライトの製造装置は、内部空間に回転スクリューを備え一端側に設けた供給口から装入されるスラリーを他端側に設けた排出口から排出するスクリュー反応管と、スクリュー反応管の内部空間を移動するスラリーを加圧加熱処理するための加圧加熱手段と、回転スクリューの隣り合うスクリュー部の間に配置された吊り下げ形スクレーバ板と、回転スクリューを回転させる駆動装置とを有し、吊り下げ形スクレーバ板の回動によりスラリーのスクリュー反応管の内壁への沈殿凝固を防ぐとともにスラリーの撹拌を効果的に行なうことで、生成される人工ゼオライトの品質を向上させることができる。
【0010】
本発明の人工ゼオライトの製造装置は、回転スクリューを複数の回転スクリューユニットを長手方向に連結することで構成し、吊り下げ形スクレーバ板を各回転スクリューユニットの隣り合うスクリュー部の周辺部分を橋絡する支持軸に回動自在に支持し、支持軸にスクリュー反応管の内壁面に接触するガイドローラを回転自在に配置することで、回転スクリューユニットのスクリュー部のスクリュー反応管の内壁面への接触を防ぐことができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明による人工ゼオライトの製造装置の概略図を示す。図1に示す人工ゼオライトの製造装置1は、回転スクリュー2を備えたスクリュー反応管3と、スクリュー反応管3の内部空間を移動するスラリーを加熱するための加熱手段4と、回転スクリュー2の隣り合うスクリュー部2a,2aの間の空間に配置された吊り下げ形スクレーバ板5と、スクリュー反応管3の内部空間に配置された回転スクリュー2を回転させる駆動装置6とを有する。
【0012】
図1に示す実施の形態では、スクリュー反応管3は、上下2段に配置されている。スクリュー反応管3は、処理条件によっては1段だけでよい場合もある。スクリュー反応管3の段数は、人工ゼオライトの製造条件、たとえば、処理すべきスラリーの容量、移動するスラリーの速度、スラリーの処理時間等により増減される。
【0013】
各スクリュー反応管3は、図1および図2に示すように、一端側上面に供給口7および他端側下面に排出口8と、両端壁に回転スクリュー2の軸部を受ける軸受手段9,9を有する。スクリュー反応管3の軸受手段9は、通常のボールベアリング形軸受である。スクリュー反応管3は、軸受手段9をメカニカルシール9aによって内部空間を加圧状態に維持するように封止されている。上下2段に配置されたスクリュー反応管3は、上段スクリュー反応管3の排出口8を下段スクリュー反応管3の供給口7に結合することで連結されている。
【0014】
回転スクリュー2は、図2および図3に示すように、隣接するスクリュー部2a,2aの周辺部を橋絡するように支持軸10(図2)が取り付けられている。図1に示す実施の形態では、支持軸10は、同一円上で90度間隔を置いて配置された4本であるが、等角度間隔であれば、120度間隔置いて配置された3本であっても72度間隔置いて配置された5本であってもよい。
【0015】
吊り下げ形スクレーバ板5は、矩形状金属板で成形されており、上端部に枢着部を有し、枢着部を支持軸10に回動自在に枢着されている。支持軸10に枢着された吊り下げ形スクレーバ板5は、下端をスクリュー反応管3の内壁面3aに当接して、スクリュー反応管3の内壁面に沈降しかけたスラリーをスクリュー反応管2の内面から剥ぎ取り、スクリュー反応管3の内壁面へのスラリー沈降凝固を防ぐ作用をする。図1に示す実施の形態では、図2および図3に示すように、4枚の吊り下げ形スクレーバ板5が、スクリュー部2a,2aの間に90度間隔を置いた配置された4本の支持軸10にそれぞれ枢着されている。
【0016】
すなわち、4枚の吊り下げ形スクレーバ板5は、回転スクリュー2に対して90度間隔を置いた配置されたており、第1のスクレーバ板5が回転スクリュー2に対して0度位置で垂直方向に位置し、第2のスクレーバ板5が回転スクリュー2に対して90度位置で下端がスクリュー反応管3の内壁面に接触するように垂直方向に位置し、第3のスクレーバ板5が回転スクリュー2に対して180度位置で下端がスクリュー反応管3の内壁面に接触するようによこ方向に位置し、第4のスクレーバ板5が回転スクリュー2に対して270度位置で反転した垂直方向に位置し上端がスクリュー反応管3の内壁面に接触する。
【0017】
加熱手段4は、スクリュー反応管3の外面を囲むように配置された加熱ジャケット11を有する。上段スクリュー反応管3の加熱ジャケット11と下段スクリュー反応管3の加熱ジャケット11は、図1に示すように、管路11aによって接続されている。上段スクリュー反応管3の加熱ジャケット11は、ポンプ装置12を介して熱媒体装置13に接続され、下段スクリュー反応管3の加熱ジャケット11は、熱媒体装置13に接続され、熱媒体循環路を形成している。したがって、熱媒体装置13の熱媒体は、ポンプ装置12により加圧され、上段スクリュー反応管3の加熱ジャケット11に導かれ、上段スクリュー反応管3の内部を移動するスラリーを加熱した後管路11aを通り下段スクリュー反応管3の加熱ジャケット11に導かれ、下段スクリュー反応管3の内部を移動するスラリーを加熱した後熱媒体装置13に戻される。
【0018】
駆動装置6は、インバータ制御減速機付電動モータまたはサーボモータと図示しない制御手段を備えてい。駆動装置6は、回転スクリュー2を制御手段により正回転または交番的に正逆回転させる。駆動装置6は、好ましくは、図示しない制御手段により、回転スクリュー2を正回転が逆回転より大きい回転角度、たとえば、正回転が360度で逆回転が320度回動するよう交番的に回転させる。そのため、回転スクリュー2は、1回の正逆回転で正回転と逆回転の差の角度、たとえば40度だけスラリーを軸方向に移動させる。このように、回転スクリュー2を正逆ステップ回転させることで軸方向に移動するスラリーの十分な撹拌が可能になる。
【0019】
また、上段スクリュー反応管3の供給口7に圧力安定化管14が接続されている。圧力安定化管14にスラリー供給装置15に連通した管路15aが接続されている。スラリー供給装置15は、図示しないプロペラタイプの撹拌ミキサーを有し、ゼオライト原料となる石炭灰あるいは焼却灰のフライアッシュとアルカリ水溶液とを混合してスラリーを形成する。スラリー供給装置15において形成されたスラリーは、ポンプ装置16により加圧され、管路15aを通り圧力安定化管14を介して上段スクリュー反応管3の供給口7に供給される。
【0020】
さらに、下段スクリュー反応管2の排出口8に連結管17を介してスクリュー冷却管装置18が連結されている。スクリュー冷却管装置18は、回転スクリュー19を備えたスクリュー冷却管20と、スクリュー冷却管20の内部を冷却する冷却手段21とを有し、下段スクリュー反応管2の排出口8から排出される人工ゼオライトを冷却して図示しないバッファタンクに送り出す。
【0021】
つぎに、作用を説明する。
人工ゼオライトの原料となるフライアッシュと所定濃度の水酸化ナトリウム水溶液は、それぞれ計量された後、通常の送り手段によりりスラリー供給装置15に送られる。スラリー供給装置15に送られたフライアッシュと水酸化ナトリウム水溶液は、撹拌ミキサーにより撹拌されてスラリーとなる。スラリー供給装置15において生成されたスラリーは、ポンプ装置16により加圧され、連結管17の内部に配置された熱交換部22で加熱されて圧力安定化管14および供給口7を通って上段スクリュー反応管3に送られる。
【0022】
上段スクリュー反応管3に送られたスラリーは、上段スクリュー反応管3が加熱手段4により所定温度、たとえば150℃に加熱されているので、加圧加熱された条件の下で上段スクリュー反応管3の内部に配置された回転スクリュー2の回転により、上段スクリュー反応管3の内部を供給口7から排出口8の方向に移動する。上段スクリュー反応管3の内部を移動するスラリーは、加圧加熱処理されて人工ゼオライト化される。上段スクリュー反応管3を移動するスラリーは、回転スクリュー2の隣り合うスクリュー部2a,2aの間に配置された吊り下げ形スクレーバ板5により、スクリュー反応管3の内壁面に沈降凝固することなく撹拌される。
【0023】
各吊り下げ形スクレーバ板5は、図4に示すように、回転スクリュー2が0度から90度まで回動する間垂直位置にありスラリーを軸方向に移動させ、回転スクリュー2が90度から240度まで回動する間下端がスクリュー反応管3の内壁面に摺接して沈降しかけたスラリーをスクリュー反応管2の内面から剥ぎ取り、回転スクリュー2が240度を越えると反転してスラリーの撹拌を増加させ、回転スクリュー2が240度から360度まで回動する間垂直位置にありスラリーを軸方向に移動させる。
【0024】
また、上段スクリュー反応管3の回転スクリュー2は、正回転が逆回転より回転角度が大きくなるように交番的に回転することで、1回の正逆回転で正回転と逆回転の差の角度だけスラリーを軸方向に移動させるとともに、軸方向に移動するスラリーを吊り下げ形スクレーバ板5との協同作用で効果的に撹拌させる。
【0025】
上段スクリュー反応管3の排出口8から下段スクリュー反応管3の供給口7に送られるスラリーは、上段スクリュー反応管3と同様に、加圧加熱された条件の下で下段スクリュー反応管3の内部に配置された回転スクリュー2の回転に伴って下段スクリュー反応管3の内部を排出口8の方向に移動する。下段スクリュー反応管3を移動するスラリーは、回転スクリュー2の隣り合うスクリュー部2a,2aの間に配置された吊り下げ形スクレーバ板5によりスクリュー反応管3の内壁面に沈降凝固することなく撹拌される。
【0026】
上段スクリュー反応管3および下段スクリュー反応管3において加圧加熱条件の下で所定時間滞留されて生成された人工ゼオライトは、冷却装置18に送られ、ここで冷却された後、バッファタンク、脱液装置、乾燥装置および粉末化装置を介して粉末人工ゼオライトとなる。
【0027】
図5は、本発明による人工ゼオライトの製造装置の他の実施の形態を示し、図5に示す実施の形態においては、スクリュー反応管30が、複数のスクリュー反応管ユニット30aから構成されている。各スクリュー反応管ユニット30aは、それぞれ回転スクリューユニット31を有する。複数のスクリュー反応管ユニット30aは、中間に位置するスクリュー反応管ユニット30aは同一構造であるが、一端に位置するスクリュー反応管ユニット30aには供給口7が設けられ、他端に位置するスクリュー反応管ユニット30aには図示しない排出口が設けられている。
【0028】
複数のスクリュー反応管ユニット30aは、同一線上に位置するように整列され、隣り合うスクリュー反応管ユニット30aは、連結具32により互いに連結され、隣り合う回転スクリューユニット31は、軸部33を連結具34により連結され、スクリュー反応管30を構成する。
【0029】
各回転スクリューユニット31は、隣り合うスクリュー部31a,31aの周辺部分を橋絡する支持軸10を有する。支持軸10は、同一円上で90度間隔を置いて配置された4本であるが、等角度間隔であれば、120度間隔置いて配置された3本であっても72度間隔置いて配置された5本であってもよい。各支持軸10に、吊り下げ形スクレーバ板5とガイドローラ35が配置されている。ガイドローラ35は、支持軸10に回転自在に装着された時、回転スクリューユニット31のスクリュー部31aより半径方向外側に位置してスクリュー反応管ユニット30aの内壁面に接触する外径を有する。
【0030】
図5に示す実施の形態では、スクリュー反応管ユニット30aに設けられたガイドローラ35は、中間に位置するスクリュー反応管ユニット30aでは、支持軸10に設けた吊り下げ形スクレーバ板5の一側に配置されているが、端側に位置するスクリュー反応管ユニット30aでは、吊り下げ形スクレーバ板5の両側に配置されている。
【0031】
しかして、スクリュー反応管ユニット30aの回転スクリューユニット31は、軸部33を連結具34により連結されているので、回転スクリューユニット31の回転時に、回転スクリューユニット31が半径方向に動くことがあっても、回転スクリューユニット31の支持軸10に設けられたガイドローラ35がスクリュー反応管ユニット30aの内壁面に接触して回転するので、回転スクリューユニット31のスクリュー部31aがスクリュー反応管ユニット30aの内壁面にに接触することがない。そのため、スクリュー反応管30の回転スクリュー31の駆動装置と反対側の軸受を省略することが可能となる。
【0032】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、スクリュー反応管の回転スクリューの隣り合うスクリュー部の間に吊り下げ形スクレーバを配置したことで、スクリュー反応管内部を移動するスラリーは、スクリュー反応管の下部に沈殿凝固することなく撹拌された状態で加圧加熱処理され、生成される人工ゼオライトの品質を向上させることができる。
また、本発明によれば、スクリュー反応管の下部にスラリーが沈殿凝固することがないので、大量の人工ゼオライトの連続製造に対応できる。
さらに、本発明によれば、スクリュー反応管を複数のユニットで構成することで、製作時の共通部品化ができ、装置のコストダウンが可能になり、また、メンテナンススペースが小さく、小容量から大容量の装置に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による人工ゼオライトの製造装置の概略図。
【図2】本発明による人工ゼオライトの製造装置のスクリュー反応管の長手方向拡大断面図。
【図3】本発明による人工ゼオライトの製造装置のスクリュー反応管の横断方向拡大断面図。
【図4】本発明による人工ゼオライトの製造装置の吊り下げ形スクレーバの作用を示す図。
【図5】本発明による人工ゼオライトの製造装置の他の実施の形態を示す図。
【図6】本発明による人工ゼオライトの製造装置の他の実施の形態のスクリュー反応管の横断方向拡大断面図。
【符号の説明】
1 人工ゼオライトの製造装置
2 回転スクリュー
2a スクリュー部
3 スクリュー反応管
5 吊り下げ形スクレーバ板
10 支持軸
30 スクリュー反応管
30a スクリュー反応管ユニット
31 回転スクリューユニット
35 ガイドローラ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for producing artificial zeolite, in which coal ash or incinerated ash, which is a raw material of artificial zeolite, is formed into artificial zeolite using a screw reaction tube.
[0002]
[Prior art]
Zeolite has properties such as a cation exchange function, an adsorption function, and a catalyst function, and is widely used for wastewater treatment, exhaust gas treatment, natural gas purification, and the like. Zeolites are classified into natural zeolites as natural resources, synthetic zeolites produced from a liquid phase having a specific composition, and artificial zeolites produced from industrial waste. Artificial zeolites have lower composition, crystal structure and purity than synthetic zeolites, but are inexpensive and are suitable for mass consumption applications such as soil modifiers and deodorants.
[0003]
Artificial zeolite has a mixing preheating step of preheating a slurry formed by mixing a raw material and an aqueous alkali solution, a reaction step of heating a slurry under pressure in a reaction vessel, and a washing and dehydration conversion of the slurry subjected to the heating under pressure. It is produced from a washing-type conversion step to be performed and a product processing step to dry-granulate the produced artificial zeolite.
[0004]
An apparatus for producing an artificial zeolite in which a slurry in which coal ash and an alkaline aqueous solution are mixed is heated and pressurized using a rotating disk type reaction tube in which a plurality of stirring disks are vertically arranged to produce an artificial zeolite, for example, It is described in JP-A-2002-187715.
[0005]
An apparatus for producing artificial zeolite, which produces an artificial zeolite by subjecting a slurry obtained by mixing incinerated ash and an aqueous alkali solution to heat and pressure using a screw-type reaction tube equipped with a rotary screw extending in the horizontal direction, is disclosed in, for example, -236212.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The apparatus for producing an artificial zeolite using a rotating disk type reaction tube stirs and holds the slurry on a stirring disk provided in an upper cell formed by a partition plate of the rotating disk type reaction tube, and the slurry that has been stirred and held later is The artificial zeolite is generated by heating and pressurizing while extruding the slurry into the lower cell with the input slurry, but a part of the slurry input to the rotating disk type reaction tube is provided in cells arranged vertically. May be moved downward by its own weight without being retained by the stirring disk, and settle at the bottom of the rotating disk-type reaction tube. Therefore, the supplied slurry is sequentially sent down the rotating disk-type reaction tube. However, there is a problem that the heating and pressurizing treatment of the slurry varies, and the quality of the artificial zeolite produced is reduced.
[0007]
The apparatus for producing an artificial zeolite using a screw-type reaction tube is configured to perform heating and pressurizing treatment while sequentially moving the inside of the reaction tube by a rotating screw that is supplied to the screw-type reaction tube. Since a void is formed between the inner wall of the reaction tube and a part of the slurry, the slurry may precipitate and solidify on the inner wall of the reaction tube. Therefore, there is a problem that the heating and pressurizing treatment of the slurry varies, and the quality of the produced artificial zeolite is reduced.
[0008]
The present invention has been made in consideration of the above points, and is uniformly generated without causing the slurry to be charged to precipitate and coagulate in a screw-type reaction tube, and is heated and pressurized while being sequentially moved. It is an object of the present invention to provide an apparatus for producing an artificial zeolite capable of improving the quality of an artificial zeolite.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The apparatus for producing an artificial zeolite of the present invention includes a screw reaction tube that has a rotating screw in the internal space and discharges a slurry charged from a supply port provided on one end side through a discharge port provided on the other end side, and a screw reaction tube. Pressurizing and heating means for pressurizing and heating the slurry moving in the internal space, a suspended scraper plate disposed between adjacent screw portions of the rotary screw, and a driving device for rotating the rotary screw. The rotation of the suspended scraper plate prevents the slurry from solidifying on the inner wall of the screw reaction tube, and effectively stirs the slurry, thereby improving the quality of the generated artificial zeolite. .
[0010]
The apparatus for producing an artificial zeolite of the present invention is configured by connecting a plurality of rotary screw units in the longitudinal direction to a rotary screw, and bridging a suspended type scraper plate around a screw portion adjacent to each rotary screw unit. The screw shaft of the rotary screw unit comes into contact with the inner wall surface of the screw reaction tube by rotatably supporting the supporting shaft to rotate and the guide roller contacting the inner wall surface of the screw reaction tube on the supporting shaft. Can be prevented.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic diagram of an apparatus for producing an artificial zeolite according to the present invention. An artificial zeolite manufacturing apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a screw reaction tube 3 provided with a rotating screw 2, a heating means 4 for heating slurry moving in an internal space of the screw reaction tube 3, and a heating device 4 adjacent to the rotating screw 2. It has a hanging-type scraper plate 5 arranged in a space between the matching screw portions 2a, 2a, and a driving device 6 for rotating the rotary screw 2 arranged in the internal space of the screw reaction tube 3.
[0012]
In the embodiment shown in FIG. 1, the screw reaction tubes 3 are arranged in two upper and lower stages. The screw reaction tube 3 may have only one stage depending on the processing conditions. The number of stages of the screw reaction tube 3 is increased or decreased depending on the production conditions of the artificial zeolite, for example, the volume of the slurry to be treated, the speed of the moving slurry, the treatment time of the slurry, and the like.
[0013]
As shown in FIGS. 1 and 2, each screw reaction tube 3 has a supply port 7 on one end upper surface, a discharge port 8 on the other end lower surface, and bearing means 9 for receiving the shaft of the rotary screw 2 on both end walls. 9 The bearing means 9 of the screw reaction tube 3 is a normal ball bearing type bearing. The screw reaction tube 3 is sealed by a mechanical seal 9 a so that the internal space of the screw reaction tube 3 is maintained in a pressurized state. The screw reaction tubes 3 arranged in the upper and lower stages are connected by connecting an outlet 8 of the upper screw reaction tube 3 to a supply port 7 of the lower screw reaction tube 3.
[0014]
As shown in FIGS. 2 and 3, the rotary screw 2 is provided with a support shaft 10 (FIG. 2) so as to bridge adjacent screw portions 2a, 2a. In the embodiment shown in FIG. 1, four support shafts 10 are arranged at 90-degree intervals on the same circle, but three equi-angular intervals are provided at 120-degree intervals. However, the number may be five arranged at intervals of 72 degrees.
[0015]
The hanging-type scraper plate 5 is formed of a rectangular metal plate, has a pivot at its upper end, and is pivotally attached to the support shaft 10. The suspended scraper plate 5 pivotally attached to the support shaft 10 has its lower end in contact with the inner wall surface 3 a of the screw reaction tube 3, and the slurry settled on the inner wall surface of the screw reaction tube 3 is subjected to the inner surface of the screw reaction tube 2. And prevents the slurry from settling and coagulating on the inner wall surface of the screw reaction tube 3. In the embodiment shown in FIG. 1, as shown in FIGS. 2 and 3, four hanging-type scraper plates 5 are arranged at 90-degree intervals between the screw portions 2a, 2a. Each is pivotally attached to the support shaft 10.
[0016]
That is, the four hanging-type scraper plates 5 are arranged at intervals of 90 degrees with respect to the rotary screw 2, and the first scraper plate 5 is positioned at 0 degrees with respect to the rotary screw 2 in the vertical direction. , The second scraper plate 5 is vertically positioned so that the lower end contacts the inner wall surface of the screw reaction tube 3 at a position of 90 degrees with respect to the rotary screw 2, and the third scraper plate 5 is At 180 degrees to the inner wall surface of the screw reaction tube 3 at the 180 ° position, and the fourth scraper plate 5 is inverted at 270 degrees to the rotary screw 2 in the vertical direction. The upper end is in contact with the inner wall surface of the screw reaction tube 3.
[0017]
The heating means 4 has a heating jacket 11 arranged so as to surround the outer surface of the screw reaction tube 3. The heating jacket 11 of the upper screw reaction tube 3 and the heating jacket 11 of the lower screw reaction tube 3 are connected by a pipe 11a as shown in FIG. The heating jacket 11 of the upper screw reaction tube 3 is connected to a heating medium device 13 via a pump device 12, and the heating jacket 11 of the lower screw reaction tube 3 is connected to the heating medium device 13 to form a heating medium circulation path. are doing. Therefore, the heat medium of the heat medium device 13 is pressurized by the pump device 12, is guided to the heating jacket 11 of the upper screw reaction tube 3, and heats the slurry moving inside the upper screw reaction tube 3, and then heats the slurry 11 a. Is passed through the heating jacket 11 of the lower screw reaction tube 3, and the slurry moving inside the lower screw reaction tube 3 is heated and then returned to the heat medium device 13.
[0018]
The driving device 6 includes an electric motor or a servomotor with an inverter control speed reducer and control means (not shown). The driving device 6 rotates the rotary screw 2 forward or alternately forward and reverse by the control means. Preferably, the driving device 6 alternately rotates the rotary screw 2 by a control means (not shown) so that the forward rotation is larger than the reverse rotation, for example, the normal rotation is 360 degrees and the reverse rotation is 320 degrees. . Therefore, the rotary screw 2 moves the slurry in the axial direction by an angle of a difference between the forward rotation and the reverse rotation, for example, 40 degrees, in one forward and reverse rotation. In this way, by rotating the rotary screw 2 in the forward and reverse steps, the slurry moving in the axial direction can be sufficiently stirred.
[0019]
Further, a pressure stabilizing pipe 14 is connected to the supply port 7 of the upper screw reaction pipe 3. A pipeline 15 a communicating with the slurry supply device 15 is connected to the pressure stabilizing pipe 14. The slurry supply device 15 has a propeller-type stirring mixer (not shown), and forms a slurry by mixing fly ash of coal ash or incineration ash, which is a zeolite raw material, with an alkaline aqueous solution. The slurry formed in the slurry supply device 15 is pressurized by the pump device 16 and supplied to the supply port 7 of the upper screw reaction tube 3 through the pressure line 14 through the line 15a.
[0020]
Further, a screw cooling pipe device 18 is connected to the outlet 8 of the lower screw reaction tube 2 via a connection pipe 17. The screw cooling pipe device 18 has a screw cooling pipe 20 provided with a rotary screw 19 and a cooling means 21 for cooling the inside of the screw cooling pipe 20, and the artificial cooling water discharged from the outlet 8 of the lower screw reaction pipe 2. The zeolite is cooled and sent to a buffer tank (not shown).
[0021]
Next, the operation will be described.
The fly ash and the aqueous solution of sodium hydroxide having a predetermined concentration, which are the raw materials of the artificial zeolite, are respectively weighed and then sent to the slurry supply device 15 by ordinary feeding means. The fly ash and the aqueous sodium hydroxide solution sent to the slurry supply device 15 are stirred by a stirring mixer to form a slurry. The slurry generated in the slurry supply device 15 is pressurized by the pump device 16, heated by the heat exchange section 22 disposed inside the connection pipe 17, and passed through the pressure stabilization pipe 14 and the supply port 7 to form the upper screw. It is sent to the reaction tube 3.
[0022]
The slurry sent to the upper screw reaction tube 3 is heated to a predetermined temperature, for example, 150 ° C. by the heating means 4, so that the slurry in the upper screw reaction tube 3 is heated under pressure and heated. The rotation of the rotary screw 2 disposed inside moves the inside of the upper screw reaction tube 3 from the supply port 7 to the discharge port 8. The slurry moving inside the upper screw reaction tube 3 is subjected to pressure and heat treatment to be converted into an artificial zeolite. The slurry moving through the upper screw reaction tube 3 is stirred without being settled and solidified on the inner wall surface of the screw reaction tube 3 by the hanging-type scraper plate 5 disposed between the adjacent screw portions 2 a of the rotary screw 2. Is done.
[0023]
As shown in FIG. 4, each suspended scraper plate 5 is in a vertical position while the rotating screw 2 rotates from 0 to 90 degrees, and moves the slurry in the axial direction. While rotating to the degree, the lower end slides on the inner wall surface of the screw reaction tube 3 to peel the sedimented slurry from the inner surface of the screw reaction tube 2, and when the rotating screw 2 exceeds 240 degrees, the slurry is reversed to agitate the slurry. Increase and rotate the screw in the vertical position while rotating from 240 degrees to 360 degrees to move the slurry axially.
[0024]
Further, the rotary screw 2 of the upper screw reaction tube 3 is rotated alternately so that the rotation angle of the forward rotation is larger than that of the reverse rotation, so that the angle of the difference between the forward rotation and the reverse rotation in one forward / reverse rotation is obtained. Only the slurry is moved in the axial direction, and the slurry moving in the axial direction is effectively agitated in cooperation with the suspended scraper plate 5.
[0025]
The slurry sent from the outlet 8 of the upper screw reaction tube 3 to the supply port 7 of the lower screw reaction tube 3 is supplied to the inside of the lower screw reaction tube 3 under pressure and heating conditions, similarly to the upper screw reaction tube 3. Is moved in the direction of the discharge port 8 in the lower screw reaction tube 3 with the rotation of the rotary screw 2 arranged in the lower stage. The slurry moving through the lower screw reaction tube 3 is stirred without being settled and solidified on the inner wall surface of the screw reaction tube 3 by the hanging-type scraper plate 5 disposed between the adjacent screw portions 2a, 2a of the rotary screw 2. You.
[0026]
The artificial zeolite produced by staying in the upper screw reaction tube 3 and the lower screw reaction tube 3 under a pressurized heating condition for a predetermined time is sent to a cooling device 18, where it is cooled, and then cooled in a buffer tank, a dewatering operation. It becomes an artificial zeolite powder through a device, a drying device and a powdering device.
[0027]
FIG. 5 shows another embodiment of the apparatus for producing an artificial zeolite according to the present invention. In the embodiment shown in FIG. 5, the screw reaction tube 30 is composed of a plurality of screw reaction tube units 30a. Each screw reaction tube unit 30a has a rotary screw unit 31. The plurality of screw reaction tube units 30a have the same structure as the screw reaction tube unit 30a located at the middle, but the screw reaction tube unit 30a located at one end is provided with a supply port 7 and the screw reaction tube unit 30a located at the other end. The pipe unit 30a is provided with a discharge port (not shown).
[0028]
The plurality of screw reaction tube units 30a are arranged so as to be located on the same line, adjacent screw reaction tube units 30a are connected to each other by a connection tool 32, and adjacent rotary screw units 31 are connected to the shaft 33 by a connection tool. 34, and constitute a screw reaction tube 30.
[0029]
Each rotary screw unit 31 has a support shaft 10 that bridges adjacent screw portions 31a, 31a. The four support shafts 10 are arranged at 90-degree intervals on the same circle. However, if the support shafts 10 are equiangular, even if they are three at 120-degree intervals, they are arranged at 72-degree intervals. The number may be five arranged. The hanging type scraper plate 5 and the guide roller 35 are arranged on each support shaft 10. When the guide roller 35 is rotatably mounted on the support shaft 10, the guide roller 35 has an outer diameter that is located radially outward from the screw portion 31 a of the rotary screw unit 31 and contacts the inner wall surface of the screw reaction tube unit 30 a.
[0030]
In the embodiment shown in FIG. 5, the guide roller 35 provided on the screw reaction tube unit 30a is provided on one side of the hanging type scraper plate 5 provided on the support shaft 10 in the screw reaction tube unit 30a located in the middle. In the screw reaction tube unit 30a located on the end side, it is arranged on both sides of the suspended scraper plate 5.
[0031]
Since the rotating screw unit 31 of the screw reaction tube unit 30a has the shaft portion 33 connected by the connecting member 34, the rotating screw unit 31 may move in the radial direction when the rotating screw unit 31 rotates. Also, since the guide roller 35 provided on the support shaft 10 of the rotary screw unit 31 contacts the inner wall surface of the screw reaction tube unit 30a and rotates, the screw portion 31a of the rotary screw unit 31 is rotated inside the screw reaction tube unit 30a. No contact with the wall. Therefore, it is possible to omit the bearing on the side opposite to the driving device of the rotary screw 31 of the screw reaction tube 30.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by disposing the hanging-type scraper between the adjacent screw portions of the rotary screw of the screw reaction tube, the slurry moving inside the screw reaction tube has It is possible to improve the quality of the generated artificial zeolite, which is subjected to a pressure and heat treatment in a stirred state without being precipitated and solidified in a lower portion, and thus produced.
Further, according to the present invention, since the slurry does not precipitate and solidify at the lower part of the screw reaction tube, it is possible to cope with continuous production of a large amount of artificial zeolite.
Further, according to the present invention, by configuring the screw reaction tube with a plurality of units, it is possible to use a common part at the time of production, to reduce the cost of the apparatus, and to reduce the maintenance space and reduce the capacity from small to large. Applicable to large capacity devices.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of an apparatus for producing an artificial zeolite according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional view of a screw reaction tube of the apparatus for producing an artificial zeolite according to the present invention.
FIG. 3 is an enlarged transverse cross-sectional view of a screw reaction tube of the apparatus for producing an artificial zeolite according to the present invention.
FIG. 4 is a view showing the operation of a hanging type scraper of the apparatus for producing an artificial zeolite according to the present invention.
FIG. 5 is a view showing another embodiment of an apparatus for producing an artificial zeolite according to the present invention.
FIG. 6 is an enlarged transverse cross-sectional view of a screw reaction tube of another embodiment of the apparatus for producing an artificial zeolite according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Manufacture apparatus of artificial zeolite 2 Rotating screw 2a Screw part 3 Screw reaction tube 5 Hanging type scraper plate 10 Support shaft 30 Screw reaction tube 30a Screw reaction tube unit 31 Rotation screw unit 35 Guide roller

Claims (7)

内部空間に回転スクリューを備え一端側に設けた供給口から装入されるスラリーを他端側に設けた排出口から排出するスクリュー反応管と、スクリュー反応管の内部空間を移動するスラリーを加圧加熱処理するための加圧加熱手段と、回転スクリューの隣り合うスクリュー部の間に配置された吊り下げ形スクレーバ板と、回転スクリューを回転させる駆動装置とを有することを特徴とする人工ゼオライトの製造装置。A screw reaction tube that has a rotary screw in the internal space and is discharged from a supply port provided on one end side through a discharge port provided on the other end side, and a slurry that moves through the internal space of the screw reaction tube is pressurized. Production of artificial zeolite, characterized by having pressurizing and heating means for heat treatment, a suspended scraper plate disposed between adjacent screw portions of a rotary screw, and a driving device for rotating the rotary screw. apparatus. 吊り下げ形スクレーバ板は、隣り合うスクリュー部の周辺部分を橋絡する支持軸に回動自在に支持されていることを特徴とする請求項1に記載の人工ゼオライトの製造装置。The apparatus for manufacturing an artificial zeolite according to claim 1, wherein the hanging-type scraper plate is rotatably supported by a support shaft that bridges a peripheral portion of an adjacent screw portion. 支持軸は4つであり、各支持軸は隣り合うスクリュー部の周辺部分に同一円上で90度間隔をおいて配置されていることを特徴とする請求項2に記載の人工ゼオライトの製造装置。3. The apparatus for producing an artificial zeolite according to claim 2, wherein the number of the support shafts is four, and each support shaft is arranged on a peripheral portion of an adjacent screw portion at an interval of 90 degrees on the same circle. . 駆動装置は、回転スクリューを正回転が逆回転より大きい回転角度で交番的に正逆回転させることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の人工ゼオライトの製造装置。4. The apparatus for producing an artificial zeolite according to claim 1, wherein the driving device alternately rotates the rotary screw forward and reverse at a rotation angle at which the forward rotation is larger than the reverse rotation. 回転スクリューは、複数の回転スクリューユニットを長手方向に連結して構成されることを特徴とする請求項1に記載の人工ゼオライトの製造装置。The apparatus for producing an artificial zeolite according to claim 1, wherein the rotating screw is configured by connecting a plurality of rotating screw units in a longitudinal direction. 吊り下げ形スクレーバ板は、各回転スクリューユニットの隣り合うスクリュー部の周辺部分を橋絡する支持軸に回動自在に支持されていることを特徴とする請求項5に記載の人工ゼオライトの製造装置。The apparatus for manufacturing an artificial zeolite according to claim 5, wherein the hanging-type scraper plate is rotatably supported by a support shaft that bridges a peripheral portion of an adjacent screw portion of each rotary screw unit. . 支持軸にスクリュー反応管の内壁面に接触するガイドローラを回転自在に配置したことを特徴とする請求項6に記載の人工ゼオライトの製造装置。The apparatus for producing an artificial zeolite according to claim 6, wherein a guide roller that contacts an inner wall surface of the screw reaction tube is rotatably disposed on the support shaft.
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