JP2008296130A - 消泡装置、消泡方法及びこれを用いた液体貯留槽 - Google Patents

Abstract

【課題】金属製錬、産業廃棄物処理、化学工業、あるいは食品加工業等の鉱工業分野において、液体表面に形成される泡沫を効率的に消失させることができる消泡装置、消泡方法及びこれを用いた液体貯留槽を提供すること。
【解決手段】溶液Ｌから泡立つ泡沫Ｆを消失させる消泡装置２０であって、回転軸２４に放射状に形成されるとともに前記回転軸２４の軸線廻りに回転自在とされる複数の羽根２２と、前記羽根２２に回転力を伝達する回転軸２４と、前記回転軸２４を回転させるための駆動部２６とを備え、前記羽根２２は、前記溶液Ｌの上部に形成される泡沫領域に配置されることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体が泡立つことによって液体表面の上方に形成される泡沫を効率的に消失させるための消泡装置、消泡方法及びこれを用いた液体貯留槽に関する。

従来、例えば、金属製錬、産業廃棄物処理、化学工業、あるいは食品加工業等、鉱工業分野において、液体を貯留した液槽内で、化学反応や攪拌等によって液体内に気泡が発生し、気泡が液体表面に達することで、液体表面の上方に泡沫が形成される場合がある。
このような泡沫が発生する場合、泡沫を放置しておくと液槽からあふれ出る可能性があり、また、液表面の監視や液槽における作業が困難となり、ひいては生産性や安全性の低下を招くおそれがある。

そのため、このように液槽における泡沫を除去又は消失させるために、液体に消泡剤を添加して気泡及び泡沫の発生を抑制する方法や、泡沫に遠心力を与えることによって泡沫を消失させる等の技術が公開されている（例えば、非特許文献１参照。）。

http://www.eneos.co.jp/business/product/bubshut/e71_buprbu_shikumi.html

しかしながら、液体に消泡剤を添加させる場合は、生産量に比例して消泡剤が必要とされるためにランニングコストを押し上げることなり、また、液体の温度や成分によっては消泡反応が進まずに泡沫を消失させ難い場合がある。一方、遠心力による消泡装置を用いて泡沫を消失させる場合には、金属製練、産業廃棄物処理、食品加工業、化学工業における液体で一般的にみられるような所定の成分を多く含有して濃度が高く、液体の粘度が高いような場合、泡沫を充分に消失させることが難しく、液槽のサイズが大きい場合には特に適用し難くなる傾向があった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、金属製錬、産業廃棄物処理、化学工業、あるいは食品加工業等の鉱工業分野において、液体表面に形成される泡沫を効率よく消失させることができる消泡装置、消泡方法及びこれを用いた液体貯留槽を提供することにある。

上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
請求項１に記載の発明は、液体から泡立つ泡沫を消失させる消泡装置であって、回転軸に放射状に形成されるとともに前記回転軸の軸線廻りに回転自在とされる複数の羽根と、前記羽根に回転力を伝達する回転軸と、前記回転軸を回転させるための駆動部とを備え、前記羽根は、前記液面の上部に形成される泡沫領域に配置されることを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、液体から泡立つ泡沫を消失させる消泡方法であって、前記液面の上部に形成される泡沫領域に、回転軸に放射状に形成される複数の羽根を配置し、前記複数の羽根を回転させて泡沫を消失させることを特徴とする。

この発明に係る消泡装置及び消泡方法によれば、消泡しない場合に泡沫が形成される液体表面の上方の泡沫領域に羽根を配置して回転させるので、形成された泡沫が羽根に接触して破壊される。その結果、液体の表面近傍の泡沫が消失する。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の消泡装置であって、前記羽根は、前記軸線に対して傾斜して形成されていることを特徴とする。

この発明に係る消泡装置によれば、羽根は軸線に対して傾斜して形成されているので、羽根が回転すると泡沫に軸流を付与された泡沫が軸線方向に移動されて、より多くの泡沫が回転している羽根の表面に接触する。その結果、羽根の表面で破壊される泡沫が増加し、泡沫を効率的に消失させることができる。

請求項３に記載の発明は、液体貯留槽であって、請求項１又は請求項２記載の消泡装置を備えることを特徴とする。

この発明に係る液体貯留槽によれば、貯留された液体から発生する泡沫を効率的に消失させることができるので、液体貯留槽又はこれを用いたプラント等の泡沫領域を小さくすることが可能となり、また、操業時における液体表面の状態や反応状態を容易に監視することができる。また、泡沫が液体貯留槽からあふれ出ることが抑制されるので、環境汚染等の発生を抑制することができる。

本発明に係る消泡装置及び消泡方法によれば、液体表面上部の泡沫領域に形成される泡沫を効率的に消失させることができる。

以下、図１、図２を参照し、この発明に係る消泡装置及び消泡方法について説明する。
図１は、この発明の第１の実施形態に係る消泡装置を用いた液体貯留槽を示しており、符号１は、還元装置（液体貯留槽）を、符号１０は、液体貯留槽本体を、符号２０は、消泡装置を示している。

第１の実施形態の還元装置１は、銅の製錬工程における、Ｓｅ、Ｔｅを含んだ溶液Ｌ（液体）にＳＯ２を吹き込んで、Ｓｅを還元Ｓｅとして分離するとともに、ＴｅをＴｅ滓とする工程を例としている。
還元装置１は、反応槽本体１０と、消泡装置２０とを備えている。

反応槽本体１０は、例えば、直径が３．５ｍ、高さが７ｍの有底円筒状に形成され、底部が下方に延在する円錐形状とされ、溶液Ｌ表面の略中央部から下方に向かい反応槽本体１０の軸線に沿って、反応槽本体１０の略中央部に攪拌装置１２が設けられている。
また、溶液Ｌは、濃度が約５％のＨＣｌを含有するとともに７０〜８０℃に保持されており、ＳＯ２ガスが吹き込まれて還元されることにより、溶液Ｌの表面の上方にスポンジ状の泡沫Ｆが形成されるものである。

消泡装置２０は、羽根２２と、回転軸２４と、モータ（駆動部）２６とを備えており、羽根２２は、反応槽本体１０の溶液Ｌの表面近傍の上方の泡沫Ｆが形成される泡沫領域Ｒに、反応槽本体１０の中心から離隔した位置に配置されている。

羽根２２は、図２に示すように、例えば、耐食性を向上させるために金属製の平板にＦＲＰ等を覆って構成され、複数の羽根２２が回転軸２４に放射状に形成されるとともに軸線Ｏ１方向に延在する面Ｐを有しており、回転軸２４の軸線Ｏ１廻りに回転自在とされている。

回転軸２４は、羽根２２に回転力を伝達するためのものであり、回転軸２４の先端側には、例えば４枚（複数）の羽根２２が形成されており、基端側はモータ２６に接続されている。
モータ２６は、連続又は間欠的に回転軸２４を回転させることができるようになっている。

次に、上記実施形態に係る還元装置１及び消泡装置２０の作用について説明する。
反応槽本体１０には、前述のように、例えば、銅製錬の副産物であるＡｕを抽出した後のＳｅを含有する溶液Ｌが貯留されており、この溶液ＬをＳＯ２で還元して、還元Ｓｅを還元Ｓｅとして採取するとともにＴｅを滓とする工程であり、溶液Ｌは、塩酸賛成とされ、液温は約７０〜８０℃で保持されている。

ここで、溶液Ｌは、液温が約７０〜８０℃とされているため泡沫発生後において消泡剤を添加しても、還元槽１に貯留された溶液Ｌ全体に消泡剤を行き渡らせることが困難であるために充分な消泡を行うことは困難であり、一方、泡沫が発生する前に消泡剤を添加した場合には、液温が高いために消泡剤が分解されて消泡効果が得られないという問題を有するものである。

まず、液体貯留槽本体１０に貯留された溶液Ｌ内の攪拌機１２が回転されて溶液が攪拌されると、溶液Ｌの表面の上方に泡沫Ｆが形成される。
次に、モータ２６を駆動して回転軸２４を回転させるとともに、溶液Ｌの上方に位置する泡沫領域Ｒに配置された羽根２２を軸線Ｏ１廻りに回転させる。
この場合の、回転軸２４の回転数は、１００〜２００回転／分が好適である。
羽根２２が軸線Ｏ１廻りに回転されると、羽根２２を構成する平板の面Ｐに泡沫Ｆが接触して、泡沫Ｆを形成する膜が破壊される。
その結果、溶液Ｌの表面近傍の上方の泡沫領域に形成される泡沫Ｆが消失する。

第１の実施形態に係る消泡装置２０及び消泡方法によれば、羽根２２が回転して泡沫Ｆと多く接触するようになっているので、還元装置１を構成する液体貯留槽本体１０に貯留された溶液Ｌの表面の上方の泡沫領域Ｒに形成される泡沫Ｆを効率的に消失することができる。

また、消泡装置２０が、反応槽本体１０の中心から離隔した位置に配置されているので、羽根２２が泡沫Ｆと充分に接触することが可能とされ、効率的に泡沫Ｆを消失させることができる。

また、上記実施の形態に係る還元装置１によれば、貯留された溶液Ｌから発生する泡沫Ｆを効率的に消失させることができるので、液体貯留槽本体１０の泡沫領域Ｒを小さくして、還元装置１を小さくすることが可能となる。

また、泡沫Ｆが形成されないので、還元装置１を操業する際に、溶液Ｌの表面状態や反応状態を容易に監視することができる。また、泡沫Ｆが還元槽１の液体貯留槽本体１０からあふれ出ることが抑制されるので、環境汚染等の発生を抑制することができる。
また、消泡剤を用いないので消泡に際して溶液Ｌの液温の影響を受けることが少なく、消泡に際しての消泡剤のランニングコストを抑制することができる。

次に、この発明の第２の実施形態に係る還元装置１について説明する。
第２の実施形態に係る還元装置１は、第１の実施の形態に係る還元装置１の羽根２２に代えて羽根３２を備えるものであり、他の部分については、第１の実施形態の還元装置１と同様であるので、説明を省略する。

羽根３２は、図３に示すように、耐食性を向上させるために金属により形成されＦＲＰ等を覆って構成された壁部３３を備え、壁部３３は、回転方向に先行して位置する前縁３４と後縁３５とを備え、前縁３４は、後縁３５に対して軸線Ｏ１方向の位置が回転軸２４の基端側に位置するように形成されたプロペラ状とされた、羽根３２を構成する壁部３３の前面（回転軸２４の先端側の面）３３ａに、０°より大きく９０°未満の迎角を有している。この実施の形態において、羽根３２は、回転軸２４に３枚が形成されている。

したがって、羽根３２は、軸線Ｏ１廻りに回転されることにより、回転軸２４の基端側から先端側に軸線Ｏ１に沿った軸流が発生するようになっている。
その結果、軸流によって移動された泡沫Ｆが回転軸２４の基端側から先端側に移動されるとともに、後続して来る羽根３２の前面３３ａに接触するとともに泡沫Ｆを形成する膜が破壊される。
なお、この場合の、回転軸２４の回転数は、１００〜２００回転／分が好適である。

第２の実施形態に係る消泡装置２０によれば、羽根３２が、回転方向に対して９０°未満の迎角を有し、羽根３２が回転することによって、泡沫Ｆに軸線Ｏ１に沿って軸流を発生させて、より多くの泡沫Ｆが羽根３２の壁部３３の表面と接触し、羽根３２の壁部３３の表面で破壊される泡沫が増加し、泡沫Ｆを効率的に消失させることができる。

以上、本発明に係る消泡装置１０を金属製錬の１種である銅製錬において副産物を精製する場合について説明したが、上記実施の形態に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、この消泡装置及び消泡方法を、例えば、他の金属の製練、産業廃棄物処理、化学工業、食品加工業等の、銅の製錬以外の分野に適用可能であることはいうまでもない。

上記実施の形態においては、羽根２２が、回転軸２４に４枚形成され、羽根３２が、回転軸２４に３枚形成された場合について説明したが、羽根２２、３２については、２枚以上の複数が形成されていればよい。
また、還元装置１に、消泡装置２０が１台設けられた場合について説明したが、２台以上の複数台を設けてもよい。

また、上記実施の形態においては、羽根３２が、回転方向に対して０より大きく９０°未満の迎角を有する場合について説明したが、羽根３２の迎角は、０より大きく９０°未満の場合に限定されず、−９０°より大きく０°未満、すなわち、羽根３２を構成する壁部３３の後面（回転軸２４の先端側の面）３３ｂに、０°より大きく９０°未満の迎角を有するものであってもよい。

また、上記実施の形態においては、羽根２２及び羽根３２が平板により構成される場合について説明したが、羽根２２、３２は、平板に曲面が形成され、又は湾曲部を有するものであってもよく、軸線Ｏ１方向から見た羽根２２、３２の投影に重なる部分が形成されていてもよい。

本発明に係る消泡装置の第１の実施形態を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る消泡装置の羽根を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る消泡装置の羽根を示す図である。

符号の説明

Ｏ１ 軸線
１ 還元装置（液体貯留槽）
２０ 消泡装置
２２、３２ 羽根
２４ 回転軸
２６ 駆動部

Claims (4)

1. 液体から泡立つ泡沫を消失させる消泡装置であって、
   回転軸に放射状に形成されるとともに前記回転軸の軸線廻りに回転自在とされる複数の羽根と、
   前記羽根に回転力を伝達する回転軸と、
   前記回転軸を回転させるための駆動部とを備え、
   前記羽根は、前記液面の上部に形成される泡沫領域に配置されることを特徴とする消泡装置。
2. 請求項１記載の消泡装置であって、
   前記羽根は、
   前記軸線に対して傾斜して形成されていることを特徴とする消泡装置。
3. 請求項１又は請求項２記載の消泡装置を備えることを特徴とする液体貯留槽。
4. 液体から泡立つ泡沫を消失させる消泡方法であって、
   前記液面の上部に形成される泡沫領域に、回転軸に放射状に形成される複数の羽根を配置し、前記複数の羽根を回転させて泡沫を消失させることを特徴とする消泡方法。

Images