JP2004313978A

JP2004313978A - Apparatus for mixing powder and liquid

Info

Publication number: JP2004313978A
Application number: JP2003113212A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Ito; 晋一郎伊藤; Makoto Onouchi; 誠小野内; Mitsuo Sugitani; 光夫杉谷; Masahiko Horie; 雅彦堀江; Chikashi Kino; 千香志城野
Original assignee: Noritake Co Ltd; Heishin Ltd
Current assignee: Noritake Co Ltd; Heishin Ltd
Priority date: 2003-04-17
Filing date: 2003-04-17
Publication date: 2004-11-11

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a suspending/dissolving apparatus which is not operated batch-wisely, in which powder is not scattered when powder is mixed with a liquid by agitation, which is not complicated, in a pipe of which pressure is hardly fluctuated, in which the flow rates of the liquid and the powder are controlled easily, a solid-liquid contacting pipe of which is hardly clogged and with which the mixed suspension or solution can be prepared to has a high powder concentration. <P>SOLUTION: The subject mixing apparatus is used for preparing the solution or slurry 9 continuously by mixing the powder with the liquid 2 like an in-line mixer. This mixing apparatus is provided with the solid-liquid contacting pipe 5 composed of a cylindrical header to be used as a flow passage of the liquid 2 and the solution or slurry 9 and a cylindrical branched pipe which is connected to the outer periphery of the header perpendicularly or obliquely to the header and is used as a flow passage of the powder. A vertical uniaxial eccentric screw pump 7 is arranged on the upstream side of the branched pipe for transferring the powder quantitatively to the pipe 5. A metering pump 6 is arranged on the downstream side of the pipe 5 for making the internal pressure of the pipe 5 negative and transferring the liquid 2 qualitatively to the pipe 5. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉体及び液体をインラインで混合（溶解又は懸濁）し、連続して溶液又はスラリーを製造するための粉体及び液体の混合装置、並びに溶液又はスラリーを連続して製造する製造方法等に関する。
【０００２】
本発明により、粉体及び液体をインラインで混合することができ、更に、目的とする濃度の溶液又はスラリーを、配管、特に粉体の流路となる管（分岐管）を極めて高い確率で閉塞させることなく、連続的に製造することができる。また、必要により配管、特に液体の流路となる管、粉体の流路となる管、及び溶液又はスラリーの流路となる管をインラインで洗浄することができる。
【０００３】
【従来の技術】
粉体及び液体を混合して溶液又はスラリーを調製する際には、粉体を混合（懸濁又は溶解）させる液体を貯留した貯留槽まで粉体を移送し、その液体に注入し、混合させる。しかしながら、粉体を定流量で連続的に移送することが難しいために、回分（バッチ）式操作が一般的で、先ず、所定量計量した粉体を搬送（移送）し、次いで、混合槽で所定量の液体と混合して溶液又はスラリーを調製せざるを得ないこと、回分式装置のために溶液又はスラリーの調製量に比べて、装置が大型化すること、回分式装置においては粉体が攪拌、混合中に液面から舞い上がって周囲に飛散し易いこと等、種々の問題点があった。
【０００４】
一方、上記問題点を解決すべく、多くの提案がされている（例えば、特許文献１等参照）。
【０００５】
例えば、気固混相流で粉体を移送する粉体用一軸偏心ポンプと、粉体を懸濁及び／又は溶解する液体を駆動流体とし、粉体用一軸偏心ポンプから移送管を経由して移送された気固混相流を吸引するエゼクターと、エゼクターの下流に設けられた混合手段と、混合手段の下流に設けられた分離手段とを備えた粉体の懸濁・溶解装置により連続的かつ定量的に粉体を液体に懸濁・溶解させることができるという報告がある（特許文献１参照）。しかしながら、報告されている懸濁・溶解装置では、粉体及び液体の攪拌、混合中において粉体が飛散することや、粉体及び液体の混合において回分（バッチ）式操作としなければならなかったこと、溶液又はスラリーの調製量に比べて、装置が大型化することといった問題点は改善されているものの、エゼクターを使用することにより生ずる問題、即ち、気体と粉体とを分離することなく混相流として液体と混合し、その混合過程で粉体と液体とを接触させる（粉体とエアーを一緒に巻き込む）ため、気体（エアー）分離手段を設ける必要があり、装置がやや煩雑になること、エゼクター内の圧力が変動し易く、流量のコントロールが難しいこと、エゼクター内の圧力バランスが壊れると直ぐに配管等の閉塞が起こること、及びエゼクターの粉体吸引部のノズルがつまり易いことという問題があった。また、エゼクターを使用する場合には、例えば、普通ポルトランドセメント粉体と水を混合する場合において、水流量を１０００ｋｇ／Ｈとした場合の普通ポルトランドセメント粉体の流量は最大２００ｋｇ／Ｈ（混合後のスラリーの濃度：最大１７ｗｔ％）と、液体の流量に対する粉体の流量を高くすることができないため、混合後の懸濁液又は溶液の濃度を高い濃度に調製することができないという問題もあった。
【０００６】
このような情況下に、回分式装置でなく、装置が煩雑とならず、管内の圧力の変動がし難く、液体及び粉体の流量のコントロールが容易で、液体及び粉体が接触する（混合される）管がつまり難く、更に、高い濃度の懸濁液又は溶液を調製したい場合であっても、混合後の懸濁液又は溶液の濃度を高い濃度となるように調製することができる懸濁・溶解装置を開発することが望まれている。
【０００７】
【特許文献１】
特許第３３５６９５７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、回分式装置でなく、従来技術に比較して、装置が煩雑とならず、管内の圧力の変動がし難く、液体及び粉体の流量のコントロールが容易で、液体及び粉体が接触する（混合される）管がつまり難く、更に、高い濃度の懸濁液又は溶液を調製したい場合であっても、混合後の懸濁液又は溶液の濃度を高い濃度となるように調製することができる懸濁・溶解装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、粉体及び液体をインラインで混合し、連続して溶液又はスラリーを製造するための粉体及び液体の混合装置であって、
前記液体及び、前記溶液又はスラリーの流路となる円筒状の母管と、当該母管の外周にこれと直交するように接続された前記粉体の流路となる円筒状の分岐管とからなる固液接触管を備え、
前記分岐管の上流側に、前記固液接触管に前記粉体を定量移送する粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプを備え、
前記固液接触管の下流側に、前記固液接触管の内部を負圧にすると共に、前記固液接触管に前記液体を定量移送する液体移送用の定量ポンプ
を備えることを特徴とする粉体及び液体の混合装置を使用して粉体及び液体が混合される場合には、装置が回分式装置とならず、装置が煩雑とならず、管内の圧力の変動がし難く、液体及び粉体の流量のコントロールが容易で、液体及び粉体が接触する（混合される）管である固液接触管がつまり難く、更に、後述するように、高い濃度の懸濁液又は溶液を調製したい場合であっても、混合後の懸濁液又は溶液を高い濃度に調製することができることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに到った。
【００１０】
即ち、本発明の第一の視点において、粉体及び液体をインラインで混合し、連続して溶液又はスラリーを製造するための粉体及び液体の混合装置であって、
前記液体及び、前記溶液又はスラリーの流路となる円筒状の母管と、当該母管の外周にこれと直交又は斜交するように接続された前記粉体の流路となる円筒状の分岐管とからなる固液接触管を備え、
前記分岐管の上流側に、前記固液接触管に前記粉体を定量移送する粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプを備え、
前記固液接触管の下流側に、前記固液接触管の内部を負圧にすると共に、前記固液接触管に前記液体を定量移送する液体移送用の定量ポンプ
を備えることに特徴を有する粉体及び液体の混合装置（以下、「本発明の粉体及び液体の混合装置」とも称する。）を提供することができる。
【００１１】
また、本発明の粉体及び液体の混合装置では、前記固液接触管の下流側、かつ前記液体移送用の定量ポンプの上流及び／又は下流側に、前記粉体及び前記液体を均一に混合する混合手段を設けることにより、前記粉体と前記液体とを均一に混合することができる。
【００１２】
配管、特に前記液体の流路となる管、前記粉体の流路となる円筒状の分岐管、及び前記溶液又はスラリーの流路となる管を洗浄するための洗浄手段を設けることにより、配管、特に前記液体の流路となる管、前記粉体の流路となる円筒状の分岐管、及び前記溶液又はスラリーの流路となる管における付着した粉体及びスラリーをインラインで完全に取り除くことができる。
【００１３】
更に、前記母管の上流側の端部には、前記液体の流入を制御するためのガスケットであって、その下端部においてガスケット全体の面積の１／４の面積開口しているガスケットを配設することができ、この場合には、前記粉体が前記固液接触管内で沈降することをより高い確率で防止することができる。
【００１４】
なお、高濃度の溶液又はスラリーを製造する場合、即ち、粉体を多量に前記固液接触管に移送する場合には、前記固液接触管の代わりに、前記液体及び、前記溶液又はスラリーの流路となる円筒状の母管の長手方向の両端部に、これよりも口径の小さい円筒状の管が、前記母管と前記口径の小さい円筒状の管とを接続すべく長手方向に傾斜した外周を有する管を介在して接続され、
前記母管の外周にこれと直交又は斜交するように前記粉体の流路となる円筒状の分岐管が接続され、
更に、中心に前記分岐管の口径よりも小さい径の穴が空けられているフランジが、前記分岐管の前記母管と接続されていない一方の端部に配設されている固液接触管を使用することにより、前記液体が前記粉体の流路となる円筒状の分岐管へ付着することをより高い確率で防止することができる。
【００１５】
本発明の第二の視点において、粉体及び液体をインラインで混合し、連続して溶液又はスラリーを製造する溶液又はスラリーの製造方法であって、下記工程を含むことに特徴を有する溶液又はスラリーの製造方法（以下、「本発明の溶液又はスラリーの製造方法」とも称する。）を提供することができる：
ａ．前記液体及び、前記溶液又はスラリーの流路となる円筒状の母管と、当該母管の外周にこれと直交又は斜交するように接続された前記粉体の流路となる円筒状の分岐管とからなる固液接触管の分岐管の上流側に備えられた粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプにより、前記粉体の貯留槽から、前記固液接触管に前記粉体を定量移送する工程、及び
ｂ．前記固液接触管の下流側に備えられた液体移送用の定量ポンプにより前記固液接触管の内部を負圧にすると共に、前記液体の貯留槽から、前記固液接触管に前記液体を定量移送する工程。
【００１６】
また、本発明の溶液又はスラリーの製造方法では、更に、下記工程を付加することによって、前記粉体と前記液体とを均一に混合することができる：
ｃ．前記粉体及び前記液体を均一に混合する混合手段に、前記粉体と前記液体との混合物を、前記固液接触管から定量移送する工程、及び
ｄ．前記混合物を、前記混合手段により混合する工程。
【００１７】
更に、配管、特に前記液体の流路となる管、前記粉体の流路となる円筒状の分岐管、及び前記溶液又はスラリーの流路となる管を洗浄する工程を付加することによって、配管、特に前記液体の流路となる管、前記粉体の流路となる円筒状の分岐管、及び前記溶液又はスラリーの流路となる管における付着した粉体及びスラリーをインラインで完全に取り除くことができる。
【００１８】
前記母管の上流側の端部には、前記液体の流入を制御するためのガスケットであって、その下端部においてガスケット全体の面積の１／４の面積開口しているガスケットを配設することができ、この場合には、前記粉体が前記固液接触管内で沈降することをより高い確率で防止することができる。
【００１９】
高濃度の溶液又はスラリーを製造する場合、即ち、粉体を多量に前記固液接触管に移送する場合には、前記固液接触管の代わりに、前記液体及び、前記溶液又はスラリーの流路となる円筒状の母管の長手方向の両端部に、これよりも口径の小さい円筒状の管が、前記母管と前記口径の小さい円筒状の管とを接続すべく長手方向に傾斜した外周を有する管を介在して接続され、
前記母管の外周にこれと直交又は斜交するように前記粉体の流路となる円筒状の分岐管が接続され、
更に、中心に前記分岐管の口径よりも小さい径の穴が空けられているフランジが、前記分岐管の前記母管と接続されていない一方の端部に配設されている固液接触管を使用することにより、前記液体が前記粉体の流路となる円筒状の分岐管へ付着することをより高い確率で防止することができる。
【００２０】
なお、本発明によれば、例えば、普通ポルトランドセメント粉体と水を混合する場合において、水流量を１０００ｋｇ／Ｈとした場合の普通ポルトランドセメント粉体の流量が、最大１０００ｋｇ／Ｈ（混合後のスラリーの濃度：最大５０ｗｔ％）とすることができるので、特にエゼクターを使用する場合（例えば、普通ポルトランドセメント粉体と水を混合する場合において、水流量を１０００ｋｇ／Ｈとした場合の普通ポルトランドセメント粉体の流量は、最大２００ｋｇ／Ｈ（混合後のスラリーの濃度：最大１７ｗｔ％））に比べて、混合後の懸濁液又は溶液の濃度を高い濃度となるように調製することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明には、幾つかの形態、即ち、粉体及び液体をインラインで混合（溶解又は懸濁）し、連続して溶液又はスラリーを製造するための粉体及び液体の混合装置、並びに溶液又はスラリーを連続して製造する製造方法等が含まれる。尚、本発明の粉体及び液体の混合装置を中心に図１〜図１０を用いて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２２】
（本発明の粉体及び液体の混合装置）
本発明の一つの実施形態に係る粉体及び液体の混合装置として、例えば、図１を参照すると、先ず、貯留槽１から液体２が、固液接触管５の分岐管の上流側に備えられている液体移送用の定量ポンプ６により固液接触管５へ移送、供給される。このとき、第１バルブ１０の開閉により固液接触管５の内部の負圧の加減を調節することができる。なお、このときには、第３バルブ１２も開栓されている。一方、前記液体２の移送に同期して、第２バルブ１１が開栓され、貯留槽３から粉体４が、固液接触管５の上流側に備えられている粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプ７により固液接触管５へ移送、供給される。次に、前記固液接触管５に供給された前記液体２及び前記粉体４が、前記固液接触管５において接触、混合され、溶液又はスラリー９として、開栓された第３バルブ１２を通過して、液体移送用の定量ポンプ６により貯留槽８へ移送される。
【００２３】
本発明において使用する貯留槽については、特に制限は無く、粉体、液体、及び溶液又はスラリーを貯留するために一般的に使用されるものが選択される。
【００２４】
本発明において使用する粉体については、特に制限は無く、目的に応じて選択され、例えば、セメント粉体、小麦粉、活性炭、石膏、高分子粉体等を使用することができる。なお、粉体については、一種又は二種以上の粉体を使用することができる。具体的には、例えば、普通ポルトランドセメント粉体を使用する場合において高炉スラグ、フライアッシュ、膨張材、急硬材等の添加剤等を混入させる必要がある場合に、予めこのような添加剤等を適量混入させておくことができる。
【００２５】
本発明において使用する液体については、特に制限は無く、目的に応じて選択され、例えば、水、油等の低粘性流体、高粘性流体、薬剤等を使用することができる。
【００２６】
本発明の一つの実施形態に係る粉体及び液体の混合装置における前記粉体及び前記液体が注入される固液接触管として、例えば、図２を参照すると、前記液体、及び前記溶液又はスラリーの流路となる円筒状の母管１３と、当該母管１３の外周にこれと直交するように接続された前記粉体の流路となる円筒状の分岐管１４とからなる管（容器）が、前記粉体及び前記液体が、それぞれ分岐管１４及び母管１３の上流側の端部を通過して、固液接触管内で混合されるべく互いに接触することができるように備えられている。また、このときの前記母管１３及び分岐管１４のそれぞれの太さ及び長さについては、特に制限は無い。なお、本発明においては、前記分岐管を、前記記載のように前記母管１３の外周にこれと直交するように接続することができる一方、図示はしないが、本発明の目的を阻害（管内で閉塞が発生する等）しない範囲内で、これを前記母管１３の外周にこれと斜交するように接続することもできる。また、前記分岐管は、本発明の目的を阻害しない範囲内で、前記母管の外周上の適当な位置に接続されてもよいが、前記母管の両端部の中間に位置するよう接続されることが好ましい。前記母管については、本発明の目的を阻害（管内で閉塞が発生する等）しない範囲内で、前記液体の流路となる管と、前記溶液又はスラリーの流路となる管とを適当に接続して母管としたものを使用することもできる。
【００２７】
本発明において、前記固液接触管に前記粉体を定量移送するための粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプは、前記固液接触管の分岐管の上流側に備えられていればよい。本発明の一つの実施形態に係る粉体及び液体の混合装置として、例えば、図１を参照すると、前記固液接触管の分岐管の上流側に、前記粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプが備えられている。ここで、本発明において使用する粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプは、ポンプケーシングの上端に備えた駆動装置の駆動軸のコネクティングロッドを介して、雌ねじ形ステータ内に挿入した雄ねじ形ロータを回転する形式の一軸偏心ねじポンプにおいて、前記ロータの下端にプロペラシャフトを突設して該シャフトを前記ステータ下端の粉体吸込口より下方へ突出させ、該シャフトに粉体の吸込羽根を取着し、前記ステータ上端の吐出口に近接させてポンプケーシングに粉体搬出口を開設させることによって粉体移送を可能としたものである（特許２６６０７２０号公報参照）。このような粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプを使用した場合には、粉体の移送を定量的に行うことができ、また、粉体の移送の際のエアー（空気）の導入が微量、又はほとんど必要がないため、気体（エアー）分離手段を設ける必要がなくなる。なお、このような粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプは、商品名「粉体用ヘイシンモーノポンプ」で市販されている。
【００２８】
また、前記粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプにおいて、粉体移送の際の設定流量については、選択される粉体、及びその移送量に応じて適宜選択される。
【００２９】
本発明において、前記固液接触管に前記液体を定量移送するための液体移送用の定量ポンプは、前記固液接触管の下流側に備えられていればよい。本発明の一つの実施形態に係る粉体及び液体の混合装置として、例えば、図１を参照すると、前記固液接触管の下流側に、前記液体移送用の定量ポンプが設けられている。この位置に前記液体移送用の定量ポンプを設けることにより、前記固液接触管の内部を負圧にすることができるため、前記固液接触管において液体が粉体の流路となる円筒状の分岐管へ付着することを防止できる。ここで、本発明において使用する液体移送用の定量ポンプについては、特に制限は無く、公知の又は将来開発され得る定量ポンプを適宜選択して使用することができる。例えば、雄ねじ形ロータを、駆動装置の駆動軸に連結してコネクティングロッドを介し偏心センターを中心に回転させ、ステータの横断面長円形孔内をその長軸方向に回転する横断面円形のロータによるポンピング作用によって、被移送物（液体）をステータ内に吸い込み、ステータを通して吐出させる液体移送用の一軸偏心ねじポンプを使用することができる。このような液体移送用の一軸偏心ねじポンプを選択した場合には、液体の移送を簡便かつ定量的に行うことができる。具体的に、このような液体移送用の一軸偏心ねじポンプとして、商品名「ヘイシンモーノポンプ」が市販されている。
【００３０】
また、前記液体移送用の定量ポンプにおいて、液体移送の際の設定流量については、選択される液体及びその移送量、並びに混合してできる溶液又はスラリー及びその移送量に応じて適宜選択される。
【００３１】
本発明において使用するバルブ（第１、第２及び第３バルブ）については、特に制限は無い。例えば、ニードルバルブ、ボールバルブ、ピンチバルブ、ナイフゲートバルブ、Ｖポートバルブ等のバルブが使用される。なお、第１バルブについては、前記固液接触管の内部の負圧の加減を調節するため、ニードルバルブ等の、手動により開閉を調節することができるバルブを使用することが好ましい。
【００３２】
本発明においては、第１バルブにより前記固液接触管の内部の負圧の加減を調節する、即ち、前記固液接触管の内部の圧力を調節することができる。このように前記固液接触管の内部を負圧にすることにより、前記液体が、配管、特に前記粉体の流路となる円筒状の分岐管に付着することを防止することができる。このときの圧力の値については、前記液体の流量や、前記粉体の流量、前記溶液又はスラリーの流量等に応じて適宜選択される。例えば、普通ポルトランドセメントスラリーを製造する場合には、−５００〜−１００ｍｍＨ_２Ｏ程度となるように調節される。
【００３３】
本発明の一つの実施形態に係る粉体及び液体の混合装置として、例えば、図３及び４を参照すると、前記固液接触管１９及び３２の下流側、かつ前記液体移送用の定量ポンプ２０及び３３の上流及び／又は下流側に、一又は複数の、前記粉体及び前記液体を均一に混合することができる混合手段２２及び３５を設けることにより、前記粉体と前記液体とを均一に混合することができる。前記混合手段については特に制限は無く、公知の又は将来開発され得る混合手段を適当に選択して使用することができる。特にスタティックミキサーを使用することが好ましい。
【００３４】
本発明の一つの実施形態に係る粉体及び液体の混合装置において、高濃度の溶液又はスラリーを製造する場合、即ち、粉体を多量に前記固液接触管に移送する場合には、例えば、図５を参照すると、前記固液接触管の代わりに、特殊な形状を有する固液接触管４５を使用することができる。前記特殊な形状を有する固液接触管については、例えば、図６及び７に示されるものを使用することができる。図６及び７を参照すると、前記液体及び、前記溶液又はスラリーの流路となる円筒状の母管５３及び５９の長手方向の両端部に、これよりも口径の小さい円筒状の管５４及び６０が、前記母管５３及び５９と前記口径の小さい円筒状の管５４及び６０とを接続すべく長手方向に傾斜した外周を有する管５５及び６１を介在して接続され、前記母管５３及び５９の外周にこれと直交するように前記粉体の流路となる円筒状の分岐管５６及び６２が接続され、更に、中心に前記分岐管５６及び６２の口径よりも小さい径の穴５８及び６４が空けられているフランジ５７及び６３が、前記分岐管５６及び６２の前記母管５３及び５９と接続されていない一方の端部に配設されている。このときの前記母管５３及び５９並びに分岐管５６及び６２のそれぞれの太さ及び長さについては、特に制限は無いが、前記母管及び前記分岐管の太さについては共に、好ましくはφ６０〜φ１００（内径６０〜１００ｍｍ）、より好ましくはφ７０〜φ９０が選択される。また、前記母管よりも口径の小さい円筒状の管の太さ及び長さについても、特に制限は無いが、その太さについては、好ましくはφ２０〜φ４０、より好ましくはφ２５〜φ３５が選択される。なお、前記長手方向に傾斜した外周を有する管について、その太さについては前記母管及びこれよりも口径の小さい円筒状の管の太さに応じて適宜選択すればよく、また、その長さについては、特に制限は無い。このように特殊な形状を有する固液接触管を使用することにより、前記液体が前記粉体の流路となる円筒状の分岐管へ付着することをより高い確率で防止することができる。なお、前記分岐管を、前記記載のように前記母管５３及び５９の外周にこれと直交するように接続することができる一方、図示はしないが、前記同様、本発明の目的を阻害しない範囲内で、これを前記母管５３及び５９の外周にこれと斜交するように接続することもできる。また、前記分岐管は、本発明の目的を阻害しない範囲内で、前記母管の外周上の適当な位置に接続されてもよいが、前記母管の両端部の中間に位置するよう接続されることが好ましい。前記母管については、本発明の目的を阻害しない範囲内で、前記液体の流路となる管と、前記溶液又はスラリーの流路となる管とを適当に接続して母管としたものを使用することもできる。一方、前記口径の小さい円筒状の管は、その下部外縁と前記母管の外縁とが一直線上にあるように、前記傾斜した外周を有する管を介在して接続されることが好ましいが、本発明の目的を阻害しない範囲内で、適当な位置において前記母管と前記傾斜した外周を有する管を介在して接続されていればよい。前記傾斜した外周を有する管において、その傾斜の程度については、特に制限は無く、前記母管及び前記口径の小さい円筒状の管（詳しくはこれらの形状、大きさ、位置等）に応じて適宜選択される。
【００３５】
前記フランジについて、その形状及び大きさは、配設される固液接触管に応じて適宜選択される。なお、前記フランジに設けられる前記分岐管の口径よりも小さい径の穴の径については、特に制限はないが、好ましくはφ２０〜φ４０、より好ましくはφ２５〜φ３５が選択される。
【００３６】
本発明の一つの実施形態に係る粉体及び液体の混合装置として、図示はしないが、本発明において使用する配管、特に前記液体の流路となる管、前記粉体の流路となる円筒状の分岐管、及び前記溶液又はスラリーの流路となる管を洗浄するための洗浄手段を、適当な位置に設けることができる。本発明の一つの実施形態に係る粉体及び液体の混合装置として、例えば、図８を参照すると、前記液体の流路となる管及び閉塞が特に発生しやすい固液接触管６９の前記粉体の流路となる円筒状の分岐管等を洗浄するために、洗浄手段が設けられている。即ち、第４バルブ７５が開栓されると共に、洗浄用の液体がライン７４より導入（注入）され、前記洗浄用の液体が固液接触管６９の前記粉体の流路となる円筒状の分岐管を通過、洗浄する。このとき、第５バルブ７７及び第６バルブ７９は開栓されている。更に、前記洗浄用の液体が溶液又はスラリーの流路となる管（固液接触管の母管、及び前記固液接触管の下流側かつ前記液体移送用の定量ポンプの上流側に前記混合手段を設けた場合には、混合手段（図示せず）等）を通過、洗浄する。その後、液体（洗浄後の液体）は、ライン７６及び７８より排出される。このとき、第３バルブ８２の下流には、適当な方法により、洗浄後の液体が溶液又はスラリーの貯留槽７２に入り込まないようにしてある。なお、この方法として、例えば、切換バルブ（洗浄後の液体と原料との切換バルブ）を配設する等の方法を挙げることができる。また、前記洗浄手段により配管を洗浄する場合には、第１バルブ８０及び第２バルブ８１は閉じられると共に、粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプ７１は停止され、粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプ側への液体の流入が防止される。したがって、配管、特に前記液体の流路となる管、前記粉体の流路となる円筒状の分岐管、及び前記溶液又はスラリーの流路となる管における付着した粉体及びスラリーをインラインで完全に取り除くことができる。このとき、前記粉体の流路となる円筒状の分岐管等を洗浄するために使用する液体については特に制限は無いが、一般には混合すべき液体と同一の液体が選択される。
【００３７】
前記洗浄手段において使用するバルブ（第４、第５及び第６バルブ）については、特に制限は無い。例えば、ボールバルブ、バタフライバルブ等のバルブが使用される。
【００３８】
なお、本発明の一つの実施形態に係る粉体及び液体の混合装置として、図示はしないが、配管、特に粉体の流路となる円筒状の分岐管において、万が一閉塞が発生したときには、粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプ側にある第２バルブが閉じられると共に、当該粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプが停止され、その後、液体移送用の定量ポンプが停止される装置とすることができ、このような装置とすることが好ましい。このような場合にも、前記洗浄手段により配管、特に前記粉体の流路となる円筒状の分岐管における閉塞を取り除くことができる。
【００３９】
本発明の一つの実施形態に係る粉体及び液体の混合装置として、例えば、図９を参照すると、固液接触管８７、詳しくは固液接触管８７における母管の上流側の端部に、前記液体の流入を制御するため、特定の形状のガスケット９０が配設されている。このガスケットについては、例えば図１０のように、その下端部において当該ガスケット全体の面積の１／１０〜１／２程度、好ましくは１／５〜１／３程度、より好ましくは１／４程度の面積開口させることができ、これを配設することにより、前記液体の流路となる前記母管の中部を乱流にすることができ、前記粉体の固液接触管内での沈降をより高い確率で防止することができる。なお、前記ガスケットの形状及び大きさは、本発明において使用する配管の形状及び大きさ、並びに前記固液接触管の母管の形状及び大きさに応じて選択される。また、前記開口部の形状については特に制限はない。
【００４０】
本発明において使用する配管の材質については特に制限はない。例えば、耐腐食性の観点からＳＵＳ３０４を使用することができる。
【００４１】
なお、本発明において、必要により流量計、圧力計等の測定器（計器類）を設けることができ、この際の測定器については、公知又は将来開発され得る測定器を選択して使用することができる。
【００４２】
（本発明の溶液又はスラリーの製造方法）
本発明の溶液又はスラリーの製造方法は、粉体及び液体をインラインで混合し、連続して溶液又はスラリーを製造する溶液又はスラリーの製造方法であって、下記工程を含むことに特徴を有する溶液又はスラリーの製造方法であり：
ａ．前記液体及び、前記溶液又はスラリーの流路となる円筒状の母管と、当該母管の外周にこれと直交又は斜交するように接続された前記粉体の流路となる円筒状の分岐管とからなる固液接触管の分岐管の上流側に備えられた粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプにより、前記粉体の貯留槽から、前記固液接触管に前記粉体を定量移送する工程、及び
ｂ．前記固液接触管の下流側に備えられた液体移送用の定量ポンプにより前記固液接触管の内部を負圧にすると共に、前記液体の貯留槽から、前記固液接触管に前記液体を定量移送する工程、
必要により、下記工程を含めることができ：
ｃ．前記粉体及び前記液体を均一に混合する混合手段に、前記粉体と前記液体との混合物を、前記固液接触管から定量移送する工程、及び
ｄ．前記混合物を、前記混合手段により混合する工程、
更に、必要により、前記液体の流路となる管、前記粉体の流路となる円筒状の分岐管、及び前記溶液又はスラリーの流路となる管を洗浄する工程を含めることができる。なお、本発明については、前記本発明の粉体及び液体の混合装置における記載に基づいて容易に実施することができる。
【００４３】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、この実施例により本発明は何等制限されるものではない。
【００４４】
［実施例１］スラリーの製造例−１
図１１は、本発明の一実施例に係る粉体及び液体の混合装置を模式的に示した断面図である。普通ポルトランドセメント１０１と水９９が混合されて、所定の濃度の普通ポルトランドセメントスラリー１０８が製造され、貯留槽１０７に移送される。なお、定量ポンプとして、液体移送用の一軸偏心ねじポンプを使用した。
【００４５】
（スラリーの製造）
（１）貯留槽９８に液体として、水９９を、また、貯留槽１００に粉体として、普通ポルトランドセメント１０１を、それぞれ導入した。
（２）液体移送用の一軸偏心ねじポンプ１０３により、固液接触管１０２の内部の負圧が−３００ｍｍＨ_２Ｏとなるように、第１バルブ１１５を調節すると共に、貯留槽９８から固液接触管１０２へ水９９を、水の流量が５００ｋｇ／Ｈとなるように（液体移送用の一軸偏心ねじポンプの流量を１０００ｋｇ／Ｈに設定して）移送、供給した。なお、このときに、第３バルブ１１７も開栓した。
（３）（２）と同期するように（前記水の移送に同期させて）、第２バルブ１１６を開栓し、貯留槽１００から固液接触管１０２へ普通ポルトランドセメント１０１を、粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプ１０４により流量５００ｋｇ／Ｈで移送、供給した。なお、このとき、エアー（空気）は、ほとんど導入しなかった。
（４）固液接触管１０２に供給された水及び普通ポルトランドセメントを固液接触管１０２において接触させた後、生じた水及び普通ポルトランドセメントの混合物を第一スタティックミキサー１０５へ、液体移送用の一軸偏心ねじポンプにより移送、供給し、均一に混合した。
（５）第一スタティックミキサー１０５を通過した水及び普通ポルトランドセメントの混合物を、第二スタティックミキサー１０６へ、液体移送用の一軸偏心ねじポンプにより移送、供給し、更に均一に混合し、普通ポルトランドセメントスラリーとした。
（６）上記混合された普通ポルトランドセメントスラリーを液体移送用の一軸偏心ねじポンプにより貯留槽１０７へ移送、供給した。
（７）なお、以上の普通ポルトランドセメントスラリーの製造、即ち（１）〜（６）の操作（運転）を約２時間行った後は、下記操作（運転）による配管の洗浄を約５分間行った。
【００４６】
（配管の洗浄）
（１）第１バルブ１１５及び第２バルブ１１６を閉じると共に、粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプ１０４を停止した。なお、このとき液体移送用の一軸偏心ねじポンプは停止させないで運転した状態のままにした。
（２）第４バルブ１１０を開栓すると共に、洗浄用の水をライン１０９より導入（注入）し、固液接触管１０２の普通ポルトランドセメントの流路となる円筒状の分岐管、及び第一スタティックミキサーの下流部の普通ポルトランドセメントスラリーの流路となる管を洗浄した。なお、この洗浄の際には、第５バルブ１１２及び第６バルブ１１４を開栓した。
（３）洗浄後の水をライン１１１及び１１３より排出した。このとき、洗浄後の水が普通ポルトランドセメントスラリーの貯留槽１０７に入り込まないように、第３バルブ１１７の下流に洗浄後の水（洗浄排液）のみを所定の場所に排出する切換バルブを設置した。
【００４７】
【表１】粉体、液体、及びこれらの混合物の成分と移送条件

【００４８】
この結果、本発明の粉体及び液体の混合装置を用いることにより、インラインで５０ｗｔ％の安定した濃度の普通ポルトランドセメントスラリーを簡便に製造することができた。
【００４９】
［実施例２］スラリーの製造例−２
図１２は、本発明の一実施例に係る粉体及び液体の混合装置を模式的に示した断面図である。活性炭１２１と水１１９が混合されて、所定の濃度の活性炭スラリー１２８が製造され、貯留槽１２７に移送される。なお、定量ポンプとして、液体移送用の一軸偏心ねじポンプを使用した。
【００５０】
（スラリーの製造）
（１）貯留槽１１８に液体として、水１１９を、また、貯留槽１２０に粉体として、活性炭１２１を、それぞれ導入した。
（２）液体移送用の一軸偏心ねじポンプ１２３により、固液接触管１２２の内部の負圧が−３００ｍｍＨ_２Ｏとなるように、第１バルブ１２９を調節すると共に、貯留槽１１８から固液接触管１２２へ水１１９を、水の流量が９００ｋｇ／Ｈとなるように（液体移送用の一軸偏心ねじポンプの流量を１０００ｋｇ／Ｈに設定して）移送、供給した。なお、このときに、第３バルブ１３１も開栓した。
（３）（２）と同期するように（前記水の移送に同期させて）、第２バルブ１３０を開栓し、貯留槽１２０から固液接触管１２２へ活性炭１２１を、粉体移送用の縦型一軸偏心ねじポンプ１２４により流量１００ｋｇ／Ｈで移送、供給した。このとき、エアー（空気）は、ほとんど導入しなかった。
（４）固液接触管１２２に供給された水及び活性炭を固液接触管１２２において接触させた後、生じた水及び活性炭の混合物を第一スタティックミキサー１２５へ、液体移送用の一軸偏心ねじポンプにより移送、供給し、均一に混合した。
（５）第一スタティックミキサー１２５を通過した水及び活性炭の混合物を、第二スタティックミキサー１２６へ、液体移送用の一軸偏心ねじポンプにより移送、供給し、更に均一に混合し、活性炭スラリーとした。
（６）上記混合された活性炭スラリーを液体移送用の一軸偏心ねじポンプにより貯留槽１２７へ移送、供給した。
【００５１】
【表２】粉体、液体、及びこれらの混合物の成分と移送条件

【００５２】
この結果、本発明の粉体及び液体の混合装置を用いることにより、インラインで１０ｗｔ％の安定した濃度の活性炭スラリーを簡便に製造することができた。
【００５３】
以上から、本発明によれば、所定の安定した濃度の溶液又はスラリーを、インラインで簡便に製造することができる。
【００５４】
【発明の効果】
本発明により、連続して安定した濃度の溶液又はスラリーを製造することができる。また、本発明の粉体及び液体の混合装置においては、液体が配管、特に粉体の流路となる円筒状の分岐管に付着することを極めて高い確率で防止することができるため、極めて高い確率で配管における閉塞の発生を防止し、容易に溶液又はスラリーを製造することができる。更に、必要により洗浄手段を設けることにより、インラインで配管、特に液体の流路となる管、粉体の流路となる管、及び前記溶液又はスラリーの流路となる管を洗浄することができ、これらの管における付着した粉体及びスラリーを取り除くことができる。したがって、本発明は工業的に極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施形態に係る粉体及び液体の混合装置を模式的に示した断面図である。
【図２】本発明の粉体及び液体の混合装置において、固液接触管の一例を示した斜視図である。
【図３】本発明の一つの実施形態に係る粉体及び液体の混合装置を模式的に示した断面図である。固液接触管の下流側、かつ液体移送用の定量ポンプの上流側に混合手段が備えられている。
【図４】本発明の一つの実施形態に係る粉体及び液体の混合装置を模式的に示した断面図である。液体移送用の定量ポンプの下流側に混合手段が備えられている。
【図５】本発明の一つの実施形態に係る粉体及び液体の混合装置を模式的に示した断面図である。
【図６】本発明の粉体及び液体の混合装置において、固液接触管の一例を示した斜視図である。
【図７】本発明の粉体及び液体の混合装置において、固液接触管の一例を示した断面図である。
【図８】本発明の一つの実施形態に係る粉体及び液体の混合装置を模式的に示した断面図である。洗浄手段が備えられている。
【図９】本発明の一つの実施形態に係る粉体及び液体の混合装置を模式的に示した断面図である。液体移送用の定量ポンプの上流側に特定のガスケットが配設されている。
【図１０】本発明の粉体及び液体の混合装置において、液体移送用の定量ポンプの上流側に配設される特定のガスケットの一例を示した断面図である。
【図１１】本発明の一実施例に係る粉体及び液体の混合装置を模式的に示した断面図である。
【図１２】本発明の一実施例に係る粉体及び液体の混合装置を模式的に示した断面図である。
【符号の説明】
１、１５、２８、４１、６５、８３．液体の貯留槽
２、１６、２９、４２、６６、８４．液体
３、１７、３０、４３、６７、８５．粉体の貯留槽
４、１８、３１、４４、６８、８６．粉体
５、１９、３２、６９、８７．固液接触管
６、２０、３３、４６、７０、８８．液体移送用の定量ポンプ
７、２１、３４、４７、７１、８９．粉体移送用の一軸偏心ねじポンプ
８、２３、３６、４８、７２、９１．溶液又はスラリーの貯留槽
９、２４、３７、４９、７３、９２．溶液又はスラリー
１０、２５、３８、５０、８０、９３．第１バルブ
１１、２６、３９、５１、８１、９４．第２バルブ
１２、２７、４０、５２、８２、９５．第３バルブ
１３．円筒状の母管
１４．円筒状の分岐管
２２、３５．混合手段
４５．特殊な形状を有する固液接触管
５３、５９．円筒状の母管
５４、６０．円筒状の母管よりも口径の小さい円筒状の管
５５、６１．一定の傾斜をもった外周を有する管
５６、６２．円筒状の分岐管
５７、６３．フランジ
５８、６４．穴
７４．洗浄用液体の注入方向（ライン）
７５．第４バルブ
７６、７８．洗浄後の液体の排出方向（ライン）
７７．第５バルブ
７９．第６バルブ
９０、９６．ガスケット
９７．開口部（液体流入口）
９８．水の貯留槽
９９．水
１００．普通ポルトランドセメントの貯留槽
１０１．普通ポルトランドセメント
１０２．固液接触管
１０３．液体（水）移送用の一軸偏心ねじポンプ（液体（水）移送用の定量ポンプ）
１０４．粉体（普通ポルトランドセメント）移送用の一軸偏心ねじポンプ
１０５．第一スタティックミキサー（混合手段）
１０６．第二スタティックミキサー（混合手段）
１０７．普通ポルトランドセメントスラリーの貯留槽
１０８．普通ポルトランドセメントスラリー
１０９．洗浄水の注入方向（ライン）
１１０．第４バルブ
１１１、１１３．洗浄後の水の排出方向（ライン）
１１２．第５バルブ
１１４．第６バルブ
１１５．第１バルブ
１１６．第２バルブ
１１７．第３バルブ
１１８．水の貯留槽
１１９．水
１２０．活性炭の貯留槽
１２１．活性炭
１２２．固液接触管
１２３．液体（水）移送用の一軸偏心ねじポンプ（液体（水）移送用の定量ポンプ）
１２４．粉体（活性炭）移送用の一軸偏心ねじポンプ
１２５．第一スタティックミキサー（混合手段）
１２６．第二スタティックミキサー（混合手段）
１２７．活性炭スラリーの貯留槽
１２８．活性炭スラリー
１２９．第１バルブ
１３０．第２バルブ
１３１．第３バルブ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a powder and liquid mixing apparatus for mixing (dissolving or suspending) a powder and a liquid in-line and continuously producing a solution or a slurry, and a production for continuously producing a solution or a slurry. Method and so on.
[0002]
According to the present invention, a powder and a liquid can be mixed in-line, and a solution or slurry having a target concentration can be blocked with a very high probability of a pipe, particularly a pipe (branch pipe) serving as a flow path of the powder. It can be manufactured continuously without any need. Further, if necessary, pipes, particularly pipes serving as liquid flow paths, pipes serving as powder flow paths, and pipes serving as solution or slurry flow paths can be washed in-line.
[0003]
[Prior art]
When preparing a solution or slurry by mixing a powder and a liquid, the powder is transferred to a storage tank storing a liquid for mixing (suspending or dissolving) the powder, injected into the liquid, and mixed. . However, since it is difficult to continuously transfer the powder at a constant flow rate, a batch (batch) type operation is generally performed. First, a predetermined amount of powder is conveyed (transferred), and then the powder is transferred to a mixing tank. A solution or slurry must be prepared by mixing with a predetermined amount of liquid, the size of the device is larger than the amount of solution or slurry prepared for a batch device, and powder is used in a batch device. However, during stirring and mixing, there are various problems, such as the particles rising up from the liquid surface and easily scattering around.
[0004]
On the other hand, many proposals have been made to solve the above problems (for example, see Patent Document 1).
[0005]
For example, a uniaxial eccentric pump for powder that transfers powder in a gas-solid mixed phase flow, and a liquid that suspends and / or dissolves powder as a driving fluid, and is transferred from the uniaxial eccentric pump for powder via a transfer pipe. Continuous and quantified by a powder suspension and dissolution apparatus comprising an ejector for sucking the gas-solid mixed phase flow thus obtained, a mixing means provided downstream of the ejector, and a separation means provided downstream of the mixing means There is a report that a powder can be suspended and dissolved in a liquid (see Patent Document 1). However, in the reported suspension / dissolution apparatus, the powder and the liquid must be agitated and dispersed during the mixing, and the mixing of the powder and the liquid must be performed in a batch (batch) type operation. Although the problems such as the fact that the size of the apparatus is larger than the amount of the solution or slurry prepared have been improved, the problem caused by the use of the ejector, that is, mixed phase without separating gas and powder, It is necessary to provide gas (air) separation means to mix the powder with the liquid as a stream and bring the powder and the liquid into contact during the mixing process (winding the powder and air together), which makes the device somewhat complicated. , The pressure in the ejector fluctuates easily, and it is difficult to control the flow rate. If the pressure balance in the ejector is broken, the pipes will be blocked immediately, Nozzle of the powder suction unit has a problem that it ie easy. When an ejector is used, for example, when mixing ordinary Portland cement powder with water, the flow rate of ordinary Portland cement powder at a water flow rate of 1000 kg / H is 200 kg / H at maximum (after mixing). (Slurry concentration: 17 wt% at maximum), and it is not possible to increase the flow rate of the powder with respect to the flow rate of the liquid, so that the concentration of the suspension or solution after mixing cannot be adjusted to a high concentration. Was.
[0006]
Under such circumstances, instead of a batch type device, the device does not become complicated, the pressure in the pipe is hard to fluctuate, the flow rates of liquid and powder are easily controlled, and the liquid and powder come into contact with each other (mixing). The suspension or solution after mixing can be adjusted to a high concentration even when the tube is difficult to block and a high concentration suspension or solution is desired. It is desired to develop a turbidity / dissolution apparatus.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3356957
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the problem to be solved by the present invention is not a batch type device, but the device is not complicated, the pressure in the pipe is hardly fluctuated, and the control of the flow rates of the liquid and the powder is less than the conventional technology. It is easy, the tube where liquid and powder come into contact (mixing) is difficult to clog, and even if you want to prepare a high concentration suspension or solution, the concentration of the suspension or solution after mixing is low. An object of the present invention is to provide a suspension / dissolution apparatus which can be prepared to have a high concentration.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-described problems, and as a result of mixing powder and liquid in-line, a powder and liquid mixing apparatus for continuously producing a solution or slurry,
The liquid and the cylindrical mother pipe serving as a flow path for the solution or slurry, and a cylindrical branch pipe serving as a flow path for the powder connected to the outer periphery of the mother pipe so as to be orthogonal thereto. Solid-liquid contact tube,
On the upstream side of the branch pipe, a vertical uniaxial eccentric screw pump for powder transfer for quantitatively transferring the powder to the solid-liquid contact pipe is provided.
Downstream of the solid-liquid contact tube, a liquid transfer metering pump for reducing the pressure inside the solid-liquid contact tube and quantitatively transferring the liquid to the solid-liquid contact tube.
When powder and liquid are mixed using a powder and liquid mixing device characterized by having a device, the device does not become a batch type device, the device does not become complicated, and the pressure in the pipe is reduced. It is difficult to fluctuate, it is easy to control the flow rates of the liquid and the powder, and the solid-liquid contact pipe, which is the pipe where the liquid and the powder come into contact (mix), is hardly clogged. Even when it was desired to prepare a suspension or solution, they found that the suspension or solution after mixing can be prepared at a high concentration, and based on this finding, completed the present invention.
[0010]
That is, in the first aspect of the present invention, a powder and liquid mixing apparatus for mixing powder and liquid in-line and continuously producing a solution or slurry,
A cylindrical mother pipe serving as a flow path for the liquid and the solution or slurry, and a cylindrical branch serving as a flow path for the powder connected to the outer periphery of the mother pipe so as to be orthogonal or oblique thereto. A solid-liquid contact tube consisting of a tube and
On the upstream side of the branch pipe, a vertical uniaxial eccentric screw pump for powder transfer for quantitatively transferring the powder to the solid-liquid contact pipe is provided.
Downstream of the solid-liquid contact tube, a liquid transfer metering pump for reducing the pressure inside the solid-liquid contact tube and quantitatively transferring the liquid to the solid-liquid contact tube.
(Hereinafter, also referred to as a “powder / liquid mixing apparatus of the present invention”).
[0011]
In the powder and liquid mixing apparatus of the present invention, the powder and the liquid are uniformly mixed on the downstream side of the solid-liquid contact pipe and on the upstream and / or downstream side of the liquid transfer metering pump. By providing the mixing means, the powder and the liquid can be uniformly mixed.
[0012]
By providing a pipe, particularly a pipe serving as a flow path for the liquid, a cylindrical branch pipe serving as a flow path for the powder, and a washing unit for washing the pipe serving as a flow path for the solution or slurry, In particular, completely remove in-line powder and slurry adhering to a pipe serving as the liquid flow path, a cylindrical branch pipe serving as the powder flow path, and a pipe serving as the solution or slurry flow path. Can be.
[0013]
Further, a gasket for controlling the inflow of the liquid is provided at an upstream end of the mother pipe, and a gasket having an open area of 1/4 of the entire area of the gasket is provided at a lower end thereof. In this case, it is possible to prevent the powder from settling in the solid-liquid contact tube with a higher probability.
[0014]
In the case of producing a high-concentration solution or slurry, that is, when transferring a large amount of powder to the solid-liquid contact tube, instead of the solid-liquid contact tube, the liquid and the solution or slurry At both ends in the longitudinal direction of the cylindrical mother pipe serving as a flow path, a cylindrical pipe having a smaller diameter than the cylindrical pipe is inclined in the longitudinal direction to connect the mother pipe and the cylindrical pipe having the smaller diameter. Connected via a tube having an outer periphery
A cylindrical branch pipe serving as a flow path of the powder is connected to the outer periphery of the mother pipe so as to be orthogonal or oblique to the mother pipe,
Furthermore, a solid-liquid contact pipe in which a flange having a hole with a diameter smaller than the diameter of the branch pipe at the center is disposed at one end of the branch pipe that is not connected to the mother pipe. By using this, it is possible to prevent the liquid from adhering to the cylindrical branch pipe serving as the flow path of the powder with a higher probability.
[0015]
In a second aspect of the present invention, a method for producing a solution or slurry in which powder and a liquid are mixed in-line and a solution or slurry is produced continuously, characterized in that it comprises the following steps: (Hereinafter, also referred to as “the method for producing the solution or slurry of the present invention”) can be provided:
a. A cylindrical mother pipe serving as a flow path for the liquid and the solution or slurry, and a cylindrical branch serving as a flow path for the powder connected to the outer periphery of the mother pipe so as to be orthogonal or oblique thereto. A vertical uniaxial eccentric screw pump for powder transfer provided on the upstream side of the branch pipe of the solid-liquid contact pipe consisting of a pipe is used to quantitatively measure the powder from the powder storage tank to the solid-liquid contact pipe. Transferring, and
b. The inside of the solid-liquid contact tube is set to a negative pressure by a liquid transfer metering pump provided on the downstream side of the solid-liquid contact tube, and the liquid is measured from the liquid storage tank to the solid-liquid contact tube. The process of transferring.
[0016]
Further, in the method for producing a solution or slurry of the present invention, the powder and the liquid can be uniformly mixed by adding the following steps:
c. A step of quantitatively transferring the mixture of the powder and the liquid from the solid-liquid contact tube to mixing means for uniformly mixing the powder and the liquid, and
d. Mixing the mixture by the mixing means.
[0017]
Further, by adding a step of washing the pipe, particularly the pipe serving as the liquid flow path, the cylindrical branch pipe serving as the powder flow path, and the pipe serving as the solution or slurry flow path, In particular, completely remove in-line powder and slurry adhering to a pipe serving as the liquid flow path, a cylindrical branch pipe serving as the powder flow path, and a pipe serving as the solution or slurry flow path. Can be.
[0018]
At the upstream end of the mother pipe, a gasket for controlling the inflow of the liquid, the gasket having an open area of 1/4 of the entire area of the gasket at the lower end is provided. In this case, it is possible to prevent the powder from settling in the solid-liquid contact tube with a higher probability.
[0019]
When producing a high-concentration solution or slurry, that is, when transferring a large amount of powder to the solid-liquid contact tube, instead of the solid-liquid contact tube, the flow path of the liquid and the solution or slurry At both ends in the longitudinal direction of the cylindrical mother pipe to be formed, a cylindrical pipe having a smaller diameter than the outer circumference inclined in the longitudinal direction to connect the mother pipe and the cylindrical pipe having the smaller diameter. Connected via a tube having
A cylindrical branch pipe serving as a flow path of the powder is connected to the outer periphery of the mother pipe so as to be orthogonal or oblique to the mother pipe,
Furthermore, a solid-liquid contact pipe in which a flange having a hole with a diameter smaller than the diameter of the branch pipe at the center is disposed at one end of the branch pipe that is not connected to the mother pipe. By using this, it is possible to prevent the liquid from adhering to the cylindrical branch pipe serving as the flow path of the powder with a higher probability.
[0020]
According to the present invention, for example, when mixing normal Portland cement powder and water, the flow rate of the normal Portland cement powder when the water flow rate is 1000 kg / H is 1000 kg / H at maximum (after mixing). Slurry concentration: maximum 50 wt%), especially when using an ejector (for example, when mixing ordinary Portland cement powder with water, the ordinary Portland cement with a water flow rate of 1000 kg / H) The flow rate of the powder can be adjusted so that the concentration of the suspension or solution after mixing becomes higher than 200 kg / H (concentration of slurry after mixing: maximum of 17 wt%).
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
The present invention includes powder and liquid mixing devices for mixing (dissolving or suspending) powders and liquids in-line, and continuously producing solutions or slurries; A production method for continuously producing a slurry is included. The powder and liquid mixing apparatus of the present invention will be described mainly with reference to FIGS. 1 to 10, but the present invention is not limited to this.
[0022]
(Powder and liquid mixing apparatus of the present invention)
As a powder and liquid mixing apparatus according to one embodiment of the present invention, for example, referring to FIG. 1, first, a liquid 2 is provided from a storage tank 1 on an upstream side of a branch pipe of a solid-liquid contact pipe 5. The liquid is transferred and supplied to the solid-liquid contact pipe 5 by the liquid transfer metering pump 6. At this time, the opening and closing of the first valve 10 can adjust the degree of the negative pressure inside the solid-liquid contact tube 5. At this time, the third valve 12 is also opened. On the other hand, in synchronization with the transfer of the liquid 2, the second valve 11 is opened, and the powder 4 from the storage tank 3 is transferred to the vertical type for powder transfer provided on the upstream side of the solid-liquid contact pipe 5. It is transferred and supplied to the solid-liquid contact pipe 5 by the uniaxial eccentric screw pump 7. Next, the liquid 2 and the powder 4 supplied to the solid-liquid contact tube 5 are contacted and mixed in the solid-liquid contact tube 5, and a third valve 12 opened as a solution or slurry 9 is opened. After passing through, the liquid is transferred to the storage tank 8 by the metering pump 6 for transferring liquid.
[0023]
The storage tank used in the present invention is not particularly limited, and those generally used for storing powders, liquids, and solutions or slurries are selected.
[0024]
The powder used in the present invention is not particularly limited and is selected according to the purpose. For example, cement powder, flour, activated carbon, gypsum, polymer powder and the like can be used. As for the powder, one kind or two or more kinds of powders can be used. Specifically, for example, when it is necessary to mix additives such as blast furnace slag, fly ash, expansive material, hardened material, etc. when using ordinary Portland cement powder, such additives are used in advance. Can be mixed in an appropriate amount.
[0025]
The liquid used in the present invention is not particularly limited and is selected according to the purpose. For example, a low-viscosity fluid such as water or oil, a high-viscosity fluid, a drug, or the like can be used.
[0026]
As a solid-liquid contact pipe into which the powder and the liquid are injected in the powder and liquid mixing apparatus according to one embodiment of the present invention, for example, referring to FIG. 2, the liquid and the solution or slurry A pipe (container) composed of a cylindrical mother pipe 13 serving as a flow path and a cylindrical branch pipe 14 serving as a flow path of the powder and connected to the outer periphery of the mother pipe 13 so as to be orthogonal thereto. The powder and the liquid are provided so that they can pass through the upstream ends of the branch pipe 14 and the mother pipe 13 and contact each other to be mixed in the solid-liquid contact pipe. The thickness and length of each of the mother pipe 13 and the branch pipe 14 at this time are not particularly limited. In the present invention, while the branch pipe can be connected to the outer periphery of the mother pipe 13 so as to be orthogonal to the outer circumference of the mother pipe 13 as described above, the object of the present invention is not shown (not shown). This can be connected to the outer circumference of the mother pipe 13 so as to be oblique to the outer circumference of the mother pipe 13 within a range where no blockage occurs. Further, the branch pipe may be connected to an appropriate position on the outer periphery of the mother pipe within a range that does not impair the object of the present invention, but is connected so as to be located at an intermediate position between both ends of the mother pipe. Preferably. Regarding the mother pipe, a pipe serving as a flow path for the liquid and a pipe serving as a flow path for the solution or slurry may be appropriately provided within a range not obstructing the object of the present invention (such as occurrence of blockage in the pipe). It is also possible to use one connected to a mother pipe.
[0027]
In the present invention, a vertical uniaxial eccentric screw pump for powder transfer for quantitatively transferring the powder to the solid-liquid contact pipe may be provided upstream of a branch pipe of the solid-liquid contact pipe. . As a powder and liquid mixing apparatus according to one embodiment of the present invention, for example, referring to FIG. 1, a vertical uniaxial eccentric screw for powder transfer is provided upstream of a branch pipe of the solid-liquid contact pipe. A pump is provided. Here, the vertical uniaxial eccentric screw pump for transferring powder used in the present invention is a male screw rotor inserted into a female screw stator via a connecting rod of a drive shaft of a drive device provided at an upper end of a pump casing. In a uniaxial eccentric screw pump, a propeller shaft is protruded from the lower end of the rotor so that the shaft protrudes downward from a powder suction port at the lower end of the stator, and a powder suction blade is attached to the shaft. In this case, the powder is transferred by opening the powder outlet in the pump casing in close proximity to the discharge port at the upper end of the stator (see Japanese Patent No. 2660720). When such a vertical single-shaft eccentric screw pump for transferring powder is used, the powder can be transferred quantitatively, and the introduction of air during the transfer of powder is not required. Since there is little or no need for this, there is no need to provide gas (air) separation means. Note that such a vertical uniaxial eccentric screw pump for transferring powder is commercially available under the trade name “Heissin Mono pump for powder”.
[0028]
In the vertical single-axis eccentric screw pump for transferring powder, a set flow rate at the time of transferring powder is appropriately selected according to a selected powder and a transfer amount thereof.
[0029]
In the present invention, the liquid transfer metering pump for quantitatively transferring the liquid to the solid-liquid contact tube may be provided downstream of the solid-liquid contact tube. As an apparatus for mixing a powder and a liquid according to one embodiment of the present invention, for example, referring to FIG. 1, the metering pump for transferring the liquid is provided downstream of the solid-liquid contact pipe. By providing the liquid transfer metering pump at this position, the inside of the solid-liquid contact tube can be made to have a negative pressure. Adhesion to the branch pipe can be prevented. Here, the metering pump for transferring liquid used in the present invention is not particularly limited, and a known or future-developed metering pump can be appropriately selected and used. For example, a male screw-type rotor is connected to a drive shaft of a drive device, and is rotated about an eccentric center via a connecting rod. Due to the pumping action, a uniaxial eccentric screw pump for transferring liquid, which sucks an object to be transferred (liquid) into the stator and discharges the liquid through the stator, can be used. When such a single-axis eccentric screw pump for transferring liquid is selected, liquid can be transferred easily and quantitatively. Specifically, as such a single-shaft eccentric screw pump for transferring liquid, a product name “Heishin Mono Pump” is commercially available.
[0030]
Also, in the liquid transfer metering pump, the set flow rate at the time of liquid transfer is appropriately selected according to the selected liquid and its transfer amount, and the mixed solution or slurry and its transfer amount.
[0031]
There are no particular restrictions on the valves (first, second and third valves) used in the present invention. For example, valves such as a needle valve, a ball valve, a pinch valve, a knife gate valve, and a V port valve are used. As the first valve, it is preferable to use a valve such as a needle valve that can be manually opened and closed to adjust the degree of negative pressure inside the solid-liquid contact tube.
[0032]
In the present invention, the degree of negative pressure inside the solid-liquid contact tube can be adjusted by the first valve, that is, the pressure inside the solid-liquid contact tube can be adjusted. By setting the inside of the solid-liquid contact tube to a negative pressure as described above, it is possible to prevent the liquid from adhering to the pipe, particularly to the cylindrical branch pipe serving as the flow path of the powder. The value of the pressure at this time is appropriately selected according to the flow rate of the liquid, the flow rate of the powder, the flow rate of the solution or slurry, and the like. For example, when producing ordinary Portland cement slurry, -500 to -100 mmH ₂ It is adjusted to be about O.
[0033]
As an apparatus for mixing powder and liquid according to one embodiment of the present invention, for example, referring to FIGS. 3 and 4, downstream of the solid-

liquid contact pipes

19 and 32, and the liquid transfer metering pump 20 and By providing one or a plurality of mixing means 22 and 35 capable of uniformly mixing the powder and the liquid on the upstream and / or downstream side of 33, the powder and the liquid are uniformly mixed. can do. The mixing means is not particularly limited, and any known or future-developing mixing means can be appropriately selected and used. In particular, it is preferable to use a static mixer.
[0034]
In the powder and liquid mixing apparatus according to one embodiment of the present invention, when producing a high-concentration solution or slurry, that is, when transferring a large amount of powder to the solid-liquid contact tube, for example, Referring to FIG. 5, a solid-liquid contact tube 45 having a special shape can be used instead of the solid-liquid contact tube. As the solid-liquid contact tube having the special shape, for example, those shown in FIGS. 6 and 7 can be used. Referring to FIGS. 6 and 7,

cylindrical pipes

54 and 60 having smaller diameters are provided at both ends in the longitudinal direction of

cylindrical mother pipes

53 and 59 serving as flow paths for the liquid and the solution or slurry. Are connected via

tubes

55 and 61 having outer peripheries inclined in the longitudinal direction to connect the

mother tubes

53 and 59 and the small-diameter

cylindrical tubes

54 and 60, respectively. Cylindrical branch pipes 56 and 62 serving as a flow path of the powder are connected to the outer periphery of the pipes so as to be orthogonal thereto, and holes 58 and 64 having a diameter smaller than the diameter of the branch pipes 56 and 62 are provided at the center. Open flanges 57 and 63 are provided at one ends of the branch pipes 56 and 62 that are not connected to the

mother pipes

53 and 59, respectively. At this time, the thickness and length of each of the

mother pipes

53 and 59 and the branch pipes 56 and 62 are not particularly limited, but both the diameters of the mother pipe and the branch pipe are preferably φ60 to φ60. φ100 (inner diameter 60 to 100 mm), more preferably φ70 to φ90 is selected. Also, there is no particular limitation on the thickness and length of the cylindrical pipe having a smaller diameter than the mother pipe, but the thickness is preferably φ20 to φ40, more preferably φ25 to φ35. You. In addition, about the pipe | tube which has the outer periphery inclined in the said longitudinal direction, about the thickness, what is necessary is just to select suitably according to the thickness of the said main pipe and a cylindrical pipe with a smaller diameter than this, and also the length Is not particularly limited. By using the solid-liquid contact tube having a special shape as described above, the liquid can be prevented from adhering to the cylindrical branch tube serving as the flow path of the powder with a higher probability. The branch pipe can be connected to the outer circumferences of the

mother pipes

53 and 59 so as to be orthogonal to the outer circumference of the

mother pipes

53 and 59, as described above. In this case, it can be connected to the outer circumference of the

mother pipes

53 and 59 so as to be oblique thereto. Further, the branch pipe may be connected to an appropriate position on the outer periphery of the mother pipe within a range that does not impair the object of the present invention, but is connected so as to be located at an intermediate position between both ends of the mother pipe. Preferably. As for the mother tube, a tube which is appropriately connected to a tube serving as a flow path of the liquid and a tube serving as a flow path of the solution or slurry is defined as a mother pipe within a range not to impair the object of the present invention. Can also be used. On the other hand, it is preferable that the cylindrical pipe having a small diameter is connected via the pipe having the inclined outer periphery so that the lower outer edge and the outer edge of the mother pipe are in a straight line. What is necessary is just to connect with the said mother pipe and the pipe | tube which has the said inclined outer periphery in a suitable position within the range which does not inhibit the objective of this invention. In the pipe having the inclined outer periphery, the degree of the inclination is not particularly limited, and is appropriately determined according to the mother pipe and the cylindrical pipe having a small diameter (specifically, their shapes, sizes, positions, and the like). Selected.
[0035]
The shape and size of the flange are appropriately selected according to the solid-liquid contact pipe to be provided. The diameter of the hole having a diameter smaller than the diameter of the branch pipe provided on the flange is not particularly limited, but preferably φ20 to φ40, more preferably φ25 to φ35.
[0036]
As a mixing device for powder and liquid according to one embodiment of the present invention, although not shown, a pipe used in the present invention, particularly a pipe serving as a flow path for the liquid, a cylindrical shape serving as a flow path for the powder, The washing means for washing the branch pipe and the pipe which becomes the flow path of the solution or slurry can be provided at an appropriate position. As an apparatus for mixing a powder and a liquid according to an embodiment of the present invention, for example, referring to FIG. 8, a pipe serving as a flow path for the liquid and a solid-liquid contact pipe 69 in which blockage is particularly likely to occur are described. Cleaning means is provided for cleaning a cylindrical branch pipe or the like serving as a flow path. That is, while the fourth valve 75 is opened, a cleaning liquid is introduced (injected) from the line 74, and the cleaning liquid serves as a flow path of the powder in the solid-liquid contact pipe 69. Pass through the branch pipe and wash. At this time, the fifth valve 77 and the sixth valve 79 are open. Further, a pipe (the mother pipe of the solid-liquid contact pipe and the downstream side of the solid-liquid contact pipe and the upstream side of the liquid transfer metering pump) in which the washing liquid serves as a solution or slurry flow path. In the case where is provided, washing is performed by passing through a mixing means (not shown). Thereafter, the liquid (washed liquid) is discharged from

lines

76 and 78. At this time, the liquid after washing is prevented from entering the solution or slurry storage tank 72 downstream of the third valve 82 by an appropriate method. As this method, for example, a method of providing a switching valve (a switching valve between the liquid and the raw material after cleaning) can be exemplified. When the pipe is washed by the washing means, the first valve 80 and the second valve 81 are closed, the vertical single-axis eccentric screw pump 71 for transferring powder is stopped, and the vertical The liquid is prevented from flowing into the uniaxial eccentric screw pump. Therefore, the powder and slurry attached to the pipe, particularly the pipe serving as the liquid flow path, the cylindrical branch pipe serving as the powder flow path, and the pipe serving as the solution or slurry flow path are completely in-line. Can be removed. At this time, there is no particular limitation on the liquid used for cleaning the cylindrical branch pipe or the like that becomes the flow path of the powder, but generally, the same liquid as the liquid to be mixed is selected.
[0037]
The valves (fourth, fifth and sixth valves) used in the cleaning means are not particularly limited. For example, a valve such as a ball valve and a butterfly valve is used.
[0038]
Although not shown, the powder and liquid mixing apparatus according to one embodiment of the present invention may be configured such that if a clogging occurs in a pipe, particularly a cylindrical branch pipe serving as a flow path of the powder, A device in which the second valve on the side of the vertical single-shaft eccentric screw pump for transferring the body is closed, the vertical single-shaft eccentric screw pump for transferring the powder is stopped, and thereafter, the metering pump for transferring the liquid is stopped. And such a device is preferable. Even in such a case, it is possible to remove the blockage in the pipe, particularly in the cylindrical branch pipe serving as the flow path of the powder, by the cleaning means.
[0039]
As an apparatus for mixing powder and liquid according to an embodiment of the present invention, for example, referring to FIG. 9, a solid-liquid contact pipe 87, more specifically, a solid-liquid contact pipe 87 at an upstream end of a mother pipe, In order to control the inflow of the liquid, a gasket 90 having a specific shape is provided. For example, as shown in FIG. 10, about 1/10 to 1/2 of the area of the entire gasket, preferably about 1/5 to 1/3, and more preferably about 1/4 of the area of the entire gasket, as shown in FIG. An area can be opened, and by arranging the opening, it is possible to make a turbulent flow in the central part of the mother pipe which becomes the flow path of the liquid, and the sedimentation of the powder in the solid-liquid contact pipe is higher. Can be prevented with probability. The shape and size of the gasket are selected according to the shape and size of the pipe used in the present invention and the shape and size of the mother tube of the solid-liquid contact tube. There is no particular limitation on the shape of the opening.
[0040]
There is no particular limitation on the material of the piping used in the present invention. For example, SUS304 can be used from the viewpoint of corrosion resistance.
[0041]
In the present invention, measuring instruments (meters) such as a flow meter and a pressure gauge can be provided as necessary, and a known or future-developing measuring instrument should be selected and used. Can be.
[0042]
(Method for producing solution or slurry of the present invention)
The method for producing a solution or slurry of the present invention is a method for producing a solution or slurry in which a powder and a liquid are mixed in-line and continuously producing a solution or slurry, and the method comprises the following steps: Or a method for producing a slurry:
a. A cylindrical mother pipe serving as a flow path for the liquid and the solution or slurry, and a cylindrical branch serving as a flow path for the powder connected to the outer periphery of the mother pipe so as to be orthogonal or oblique thereto. A vertical uniaxial eccentric screw pump for powder transfer provided on the upstream side of the branch pipe of the solid-liquid contact pipe consisting of a pipe is used to quantitatively measure the powder from the powder storage tank to the solid-liquid contact pipe. Transferring, and
b. The inside of the solid-liquid contact tube is set to a negative pressure by a liquid transfer metering pump provided on the downstream side of the solid-liquid contact tube, and the liquid is measured from the liquid storage tank to the solid-liquid contact tube. The process of transferring,
Optionally, the following steps can be included:
c. A step of quantitatively transferring the mixture of the powder and the liquid from the solid-liquid contact tube to mixing means for uniformly mixing the powder and the liquid, and
d. Mixing the mixture by the mixing means,
Further, if necessary, a step of washing a pipe serving as the liquid flow path, a cylindrical branch pipe serving as the powder flow path, and a pipe serving as the solution or slurry flow path can be included. The present invention can be easily implemented based on the description of the powder and liquid mixing apparatus of the present invention.
[0043]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples.
[0044]
[Example 1] Production example-1 of slurry
FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing a powder and liquid mixing apparatus according to one embodiment of the present invention. The ordinary Portland cement 101 and the water 99 are mixed to produce an ordinary Portland cement slurry 108 having a predetermined concentration and transferred to the storage tank 107. In addition, a uniaxial eccentric screw pump for liquid transfer was used as a fixed amount pump.
[0045]
(Manufacture of slurry)
(1) Water 99 was introduced as a liquid into the storage tank 98, and ordinary Portland cement 101 was introduced as a powder into the storage tank 100, respectively.
(2) The negative pressure inside the solid-liquid contact pipe 102 is reduced to -300 mmH by the uniaxial eccentric screw pump 103 for transferring liquid. ₂ The first valve 115 is adjusted so as to be O, and the water 99 is supplied from the storage tank 98 to the solid-liquid contact pipe 102 such that the flow rate of the water becomes 500 kg / H. (The flow rate was set to 1000 kg / H). At this time, the third valve 117 was also opened.
(3) Open the second valve 116 in synchronization with (2) (in synchronization with the transfer of the water), and transfer the ordinary Portland cement 101 from the storage tank 100 to the solid-liquid contact pipe 102 by powder transfer. Was transferred and supplied at a flow rate of 500 kg / H by a vertical uniaxial eccentric screw pump 104 for use. At this time, almost no air was introduced.
(4) After the water and the ordinary Portland cement supplied to the solid-liquid contact pipe 102 are brought into contact with each other in the solid-liquid contact pipe 102, the resulting mixture of the water and the ordinary Portland cement is transferred to the first static mixer 105 for liquid transfer. It was transported and supplied by a uniaxial eccentric screw pump and mixed uniformly.
(5) The mixture of water and ordinary Portland cement passed through the first static mixer 105 is transferred and supplied to the second static mixer 106 by a uniaxial eccentric screw pump for transferring liquid, and is further uniformly mixed. A slurry was obtained.
(6) The mixed ordinary Portland cement slurry was transferred and supplied to the storage tank 107 by a uniaxial eccentric screw pump for transferring liquid.
(7) After the production of the ordinary Portland cement slurry, that is, the operations (operations) of (1) to (6) are performed for about 2 hours, the pipe is washed by the following operation (operation) for about 5 minutes. Was.
[0046]
(Pipe cleaning)
(1) The first valve 115 and the second valve 116 were closed, and the vertical uniaxial eccentric screw pump 104 for transferring powder was stopped. At this time, the uniaxial eccentric screw pump for transferring liquid was operated without being stopped.
(2) While opening the fourth valve 110, water for washing is introduced (injected) from the line 109, and a cylindrical branch pipe serving as a flow path of ordinary portland cement of the solid-liquid contact pipe 102; The pipe serving as a flow path for the ordinary Portland cement slurry downstream of the static mixer was washed. In this cleaning, the fifth valve 112 and the sixth valve 114 were opened.
(3) The water after washing was discharged from the

lines

111 and 113. At this time, a switching valve for discharging only the washed water (washing waste liquid) to a predetermined location is provided downstream of the third valve 117 so that the washed water does not enter the storage tank 107 of the ordinary Portland cement slurry. did.
[0047]
Table 1 Components of powders, liquids, and their mixtures and transfer conditions

[0048]
As a result, by using the powder and liquid mixing apparatus of the present invention, a normal Portland cement slurry having a stable concentration of 50% by weight could be easily produced in-line.
[0049]
[Example 2] Production example-2 of slurry
FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing a powder and liquid mixing apparatus according to one embodiment of the present invention. The activated carbon 121 and the water 119 are mixed to produce an activated carbon slurry 128 having a predetermined concentration and transferred to the storage tank 127. In addition, a uniaxial eccentric screw pump for liquid transfer was used as a fixed amount pump.
[0050]
(Manufacture of slurry)
(1) Water 119 was introduced into the storage tank 118 as a liquid, and activated carbon 121 was introduced into the storage tank 120 as a powder.
(2) The negative pressure inside the solid-liquid contact pipe 122 is -300 mmH by the uniaxial eccentric screw pump 123 for transferring liquid. ₂ The first valve 129 is adjusted so as to be O, and the water 119 is supplied from the storage tank 118 to the solid-liquid contact pipe 122 such that the flow rate of the water becomes 900 kg / H. (The flow rate was set to 1000 kg / H). At this time, the third valve 131 was also opened.
(3) The second valve 130 is opened so as to synchronize with (2) (to synchronize with the transfer of the water), and the activated carbon 121 is transferred from the storage tank 120 to the solid-liquid contact pipe 122 for powder transfer. It was transferred and supplied at a flow rate of 100 kg / H by a vertical uniaxial eccentric screw pump 124. At this time, almost no air was introduced.
(4) After the water and activated carbon supplied to the solid-liquid contact pipe 122 are brought into contact in the solid-liquid contact pipe 122, the resulting mixture of water and activated carbon is transferred to the first static mixer 125 by a uniaxial eccentric screw pump for liquid transfer. , Fed and mixed uniformly.
(5) The mixture of water and activated carbon that passed through the first static mixer 125 was transferred and supplied to the second static mixer 126 by a uniaxial eccentric screw pump for transferring liquid, and was further uniformly mixed to obtain an activated carbon slurry.
(6) The mixed activated carbon slurry was transferred and supplied to the storage tank 127 by a uniaxial eccentric screw pump for transferring liquid.
[0051]
[Table 2] Components of powders, liquids, and their mixtures and transfer conditions

[0052]
As a result, by using the powder and liquid mixing apparatus of the present invention, an activated carbon slurry having a stable concentration of 10 wt% could be easily produced in-line.
[0053]
As described above, according to the present invention, a solution or slurry having a predetermined stable concentration can be easily produced in-line.
[0054]
【The invention's effect】
According to the present invention, a solution or slurry having a stable concentration can be continuously produced. Further, in the powder and liquid mixing apparatus of the present invention, it is possible to prevent the liquid from adhering to the pipe, particularly the cylindrical branch pipe serving as the flow path of the powder, with an extremely high probability, so that the liquid is extremely high. Occurrence of clogging in the piping can be prevented with a probability, and a solution or slurry can be easily produced. Further, by providing a washing means as necessary, it is possible to wash in-line pipes, particularly pipes serving as liquid flow paths, pipes serving as powder flow paths, and pipes serving as the solution or slurry flow paths. The powder and slurry adhering to these tubes can be removed. Therefore, the present invention is extremely useful industrially.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a powder and liquid mixing apparatus according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing an example of a solid-liquid contact tube in the powder and liquid mixing apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a powder and liquid mixing apparatus according to one embodiment of the present invention. Mixing means is provided downstream of the solid-liquid contact pipe and upstream of the metering pump for transferring liquid.
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a powder and liquid mixing apparatus according to one embodiment of the present invention. Mixing means is provided downstream of the metering pump for transferring liquid.
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a powder and liquid mixing apparatus according to one embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a perspective view showing an example of a solid-liquid contact tube in the powder and liquid mixing apparatus of the present invention.
FIG. 7 is a sectional view showing an example of a solid-liquid contact tube in the powder and liquid mixing apparatus of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a powder and liquid mixing apparatus according to one embodiment of the present invention. Washing means is provided.
FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a powder and liquid mixing apparatus according to one embodiment of the present invention. A specific gasket is disposed upstream of the liquid transfer metering pump.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing an example of a specific gasket disposed on the upstream side of a liquid transfer metering pump in the powder and liquid mixing apparatus of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing a powder and liquid mixing apparatus according to one embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing a powder and liquid mixing apparatus according to one embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 15, 28, 41, 65, 83. Liquid storage tank
2, 16, 29, 42, 66, 84. liquid
3, 17, 30, 43, 67, 85. Powder storage tank
4, 18, 31, 44, 68, 86. powder
5, 19, 32, 69, 87. Solid-liquid contact tube
6, 20, 33, 46, 70, 88. Metering pump for liquid transfer
7, 21, 34, 47, 71, 89. Uniaxial eccentric screw pump for powder transfer
8, 23, 36, 48, 72, 91. Solution or slurry storage tank
9, 24, 37, 49, 73, 92. Solution or slurry
10, 25, 38, 50, 80, 93. 1st valve
11, 26, 39, 51, 81, 94. 2nd valve
12, 27, 40, 52, 82, 95. 3rd valve
13. Cylindrical mother pipe
14． Cylindrical branch pipe
22, 35. Mixing means
45. Solid-liquid contact tube with special shape
53, 59. Cylindrical mother pipe
54, 60. A cylindrical tube with a smaller diameter than the cylindrical mother tube
55, 61. Tubes with a constant slope perimeter
56, 62. Cylindrical branch pipe
57, 63. Flange
58, 64. hole
74. Cleaning liquid injection direction (line)
75. 4th valve
76, 78. Discharge direction of liquid after cleaning (line)
77. Fifth valve
79. 6th valve
90, 96. gasket
97. Opening (liquid inlet)
98. Water storage tank
99. water
100. Ordinary Portland cement storage tank
101. Ordinary Portland cement
102. Solid-liquid contact tube
103. Uniaxial eccentric screw pump for liquid (water) transfer (metering pump for liquid (water) transfer)
104. Uniaxial eccentric screw pump for transferring powder (normal Portland cement)
105. First static mixer (mixing means)
106. Second static mixer (mixing means)
107. Storage tank for ordinary Portland cement slurry
108. Ordinary Portland cement slurry
109. Cleaning water injection direction (line)
110. 4th valve
111, 113. Direction of water after washing (line)
112. Fifth valve
114. 6th valve
115. 1st valve
116. 2nd valve
117. 3rd valve
118. Water storage tank
119. water
120. Activated carbon storage tank
121. Activated carbon
122. Solid-liquid contact tube
123. Uniaxial eccentric screw pump for liquid (water) transfer (metering pump for liquid (water) transfer)
124. Uniaxial eccentric screw pump for transferring powder (activated carbon)
125. First static mixer (mixing means)
126. Second static mixer (mixing means)
127. Activated carbon slurry storage tank
128. Activated carbon slurry
129. 1st valve
130. 2nd valve
131. 3rd valve

Claims

A powder and liquid mixing apparatus for mixing powder and liquid in-line and continuously producing a solution or slurry,
A cylindrical mother pipe serving as a flow path for the liquid and the solution or slurry, and a cylindrical branch serving as a flow path for the powder connected to the outer periphery of the mother pipe so as to be orthogonal or oblique thereto. A solid-liquid contact tube consisting of a tube and
On the upstream side of the branch pipe, a vertical uniaxial eccentric screw pump for powder transfer for quantitatively transferring the powder to the solid-liquid contact pipe is provided.
A powder downstream of the solid-liquid contact pipe, a negative pressure inside the solid-liquid contact pipe and a liquid transfer metering pump for quantitatively transferring the liquid to the solid-liquid contact pipe; Mixing device for body and liquid.

2. The apparatus according to claim 1, further comprising: a mixing unit that uniformly mixes the powder and the liquid on a downstream side of the solid-liquid contact pipe and on an upstream and / or downstream side of the liquid transfer metering pump. 3.

3. The cleaning device according to claim 1, further comprising a washing unit configured to wash a tube serving as a passage of the liquid, a cylindrical branch tube serving as a passage of the powder, and a tube serving as a passage of the solution or slurry. Equipment.

Instead of the solid-liquid contact tube, at both ends in the longitudinal direction of the cylindrical mother tube serving as a flow path for the liquid and the solution or slurry, a cylindrical tube having a smaller diameter than the mother tube is provided. And connected via a tube having an outer periphery inclined in the longitudinal direction to connect the small-diameter cylindrical tube,
A cylindrical branch pipe serving as a flow path of the powder is connected to the outer periphery of the mother pipe so as to be orthogonal or oblique to the mother pipe,
Furthermore, a solid-liquid contact pipe in which a flange having a hole with a diameter smaller than the diameter of the branch pipe at the center is disposed at one end of the branch pipe that is not connected to the mother pipe. Apparatus according to any one of claims 1 to 3 for use.

A gasket is provided at an upstream end of the mother pipe, and the gasket has an opening at a lower end thereof, which is １／ of the area of the entire gasket. The described device.

A method for producing a solution or slurry in which a powder and a liquid are mixed in-line to produce a solution or slurry continuously, comprising the following steps:
a. A cylindrical mother pipe serving as a flow path for the liquid and the solution or slurry, and a cylindrical branch serving as a flow path for the powder connected to the outer periphery of the mother pipe so as to be orthogonal or oblique thereto. A vertical uniaxial eccentric screw pump for powder transfer provided on the upstream side of the branch pipe of the solid-liquid contact pipe consisting of a pipe is used to quantitatively measure the powder from the powder storage tank to the solid-liquid contact pipe. Transferring; and b. The inside of the solid-liquid contact tube is set to a negative pressure by a liquid transfer metering pump provided on the downstream side of the solid-liquid contact tube, and the liquid is measured from the liquid storage tank to the solid-liquid contact tube. The process of transferring.

The method of claim 6, further comprising the following steps:
c. A step of quantitatively transferring the mixture of the powder and the liquid from the solid-liquid contact tube to a mixing means for uniformly mixing the powder and the liquid; and d. Mixing the mixture by the mixing means.

The method according to claim 6, further comprising a step of washing a pipe serving as a flow path of the liquid, a cylindrical branch pipe serving as a flow path of the powder, and a pipe serving as a flow path of the solution or slurry. Method.

Instead of the solid-liquid contact tube, at both ends in the longitudinal direction of the cylindrical mother tube serving as a flow path for the liquid and the solution or slurry, a cylindrical tube having a smaller diameter than the mother tube is provided. And connected via a tube having an outer periphery inclined in the longitudinal direction to connect the small-diameter cylindrical tube,
A cylindrical branch pipe serving as a flow path of the powder is connected to the outer periphery of the mother pipe so as to be orthogonal or oblique to the mother pipe,
Furthermore, a solid-liquid contact pipe in which a flange having a hole with a diameter smaller than the diameter of the branch pipe at the center is disposed at one end of the branch pipe that is not connected to the mother pipe. A method according to any one of claims 6 to 8 for use.

A gasket is provided at an upstream end of the mother pipe, and the gasket has an opening at a lower end thereof, which is １／ of the area of the entire gasket. The described method.