JP2010253335A - 混合攪拌装置およびスラリーの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】粉体の供給装置のメンテナンスが必要なく、運搬車両から粉体を直接圧送することができるため、設備コストや作業効率の面で有利な混合攪拌装置およびこれを用いた混合攪拌方法、スラリーの製造方法を提供する。
【解決手段】攪拌機構１１を有する密閉型の混合攪拌槽１０と、前記混合攪拌槽１０に設けられて、少なくとも粉体を導入するための導入部２０と、前記混合攪拌槽１０の上方に設けられて、気体を透過させ粉体を落下させるフィルター３２を有する気体排出部３０と、を備える混合攪拌装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、消石灰等の粉体を水等に混合してスラリー等を製造するための混合攪拌装置およびこれを用いた混合攪拌方法、スラリーの製造方法に関する。

浄水場または産業用の水処理装置では、消石灰水溶液を注入することにより、水のｐＨを調整する方法が採用されており、消石灰水溶液としては、消石灰スラリーを更に希釈したものが一般に使用されてきた。

特許文献１の従来技術として記載されているように、消石灰スラリーの調製は、水と粉体状の消石灰とを混合する方法が採用されているが、消石灰スラリーの運搬は、効率が悪いため、現場で消石灰スラリーの調製を行うのが一般的であった。

具体的には、運搬・供給された消石灰を、混合攪拌槽の上方に設けたサイロ中に貯蔵しておき、消石灰スラリーの調製時にサイロから必要な量の消石灰を混合攪拌槽に供給して水と混合し、攪拌によって消石灰スラリーを調製していた。その際、消石灰の供給には、サイロの下方に設けられたロータリバルブ等が使用されていた。

特開平１１−３２２３２８号公報

しかしながら、このような調製方法では、消石灰の供給のためのロータリバルブ等が詰まり易くなるため、定期的にメンテナンスが必要となっていた。また、消石灰の供給により、混合攪拌槽の内圧が増加して、外部に消石灰の粉末が漏洩するという問題もあった。

更に、粉体状の消石灰をサイロに供給する際には、圧縮空気を利用して運搬車両からホース中を経て搬送する方法（ジェットバック）がとられていたが、サイロは高所に設けられるため、圧送のエネルギーが大きくなるという問題もあった。一方、従来の混合攪拌槽は、構造上これに直接、粉体状の消石灰を圧送することができず、他の方法で消石灰を供給する場合には、作業効率の低下等の問題があった。このような問題は、粉体状の消石灰からスラリーを製造する場合に限らず、粉体と液体を混合する場合に共通する課題である。

そこで、本発明の目的は、粉体の供給装置のメンテナンスが必要なく、運搬車両から粉体を直接圧送することができるため、設備コストや作業効率の面で有利な混合攪拌装置およびこれを用いた混合攪拌方法、スラリーの製造方法を提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。
即ち、本発明の混合攪拌装置は、攪拌機構を有する密閉型の混合攪拌槽と、前記混合攪拌槽に設けられて、少なくとも粉体を導入するための導入部と、前記混合攪拌槽の上方に設けられて、気体を透過させ粉体を落下させるフィルターを有する気体排出部と、を備えることを特徴とする。

本発明の混合攪拌装置によると、粉体を導入するための導入部とフィルターを有する気体排出部とを混合攪拌槽が備えるため、粉体を漏洩させずに、導入部を介して運搬車両から粉体を混合攪拌槽に直接圧送することができる。このため、別途粉体の供給装置を設ける必要がなく、そのメンテナンスの必要もなくなり、またサイロや供給装置の設備コストを低減でき、粉体供給の作業効率も良好になる。その結果、粉体の供給装置のメンテナンスが必要なく、運搬車両から粉体を直接圧送することができるため、設備コストや作業効率の面で有利な混合攪拌装置を提供することができる。

上記において、前記気体排出部には、フィルターの外気側に吸引機構を設けてあることが好ましい。このように、フィルターの外気側に吸引機構を設けることで、圧送終了後に槽内の粉塵を除去することができ、また槽内を負圧にすることができるため、圧送終了後における粉塵残存や漏洩の問題を解消することができる。

また、更に前記混合攪拌槽の内部を洗浄するための洗浄機構を備えることが好ましい。これにより、混合攪拌槽の内壁や攪拌機構などに付着する付着物を容易に除去することができる。

また、前記混合攪拌槽に排気管を介して接続した予備混合攪拌槽を更に設けると共に、その予備混合攪拌槽には、攪拌機構と少なくとも粉体を導入するための導入部とを設けて、前記混合攪拌槽の気体排出部により前記予備混合攪拌槽の気体を排出することが好ましい。

この構成によると、予備混合攪拌槽を更に設けるため、これと混合攪拌槽とを交互に使用することで、一方で混合攪拌を行いながら、他方で粉体の導入等を並行して行うことができ、待ち時間を少なくしてスラリー等の製造効率を高めることができる。また、排気管を介して両者を接続してあるため、混合攪拌槽の気体排出部により予備混合攪拌槽の気体を排出することができるので、それぞれに気体排出部を設けるのに比べて、設備コストを低減することができる。

一方、本発明の混合攪拌方法は、上記いずれかに記載の混合攪拌装置を用い、粉体を圧縮空気により導入して液体と混合することを特徴とする。この混合攪拌方法によると、本発明の混合攪拌装置を用いるため、上記の如き作用効果により、粉体の供給装置のメンテナンスが必要なく、運搬車両から粉体を直接圧送することができ、設備コストや作業効率の面で有利なスラリーの製造方法となる。
また、本発明のスラリーの製造方法は、上記いずれかに記載の混合攪拌装置を用い、粉体として石灰を導入して水と混合することでスラリーを製造することを特徴とする。本発明のスラリーの製造方法によると、本発明の混合攪拌装置を用いるため、上記の如き作用効果により、粉体の供給装置のメンテナンスが必要なく、運搬車両から粉体を直接圧送することができ、設備コストや作業効率の面で有利なスラリーの製造方法となる。

本発明の混合攪拌装置の一例を示す斜視図 本発明の混合攪拌装置の一例を示す縦断面図 本発明の混合攪拌装置の他の例を示す縦断面図

以下、本発明の実施形態について、図面に基づき詳細に説明する。本発明の混合攪拌装置は、消石灰等の粉体を水等の液体に混合してスラリー、溶液等を製造するために使用することができる。本発明の混合攪拌装置は、特に粉体を圧送して槽内に導入する場合に、特に有用である。

本発明の混合攪拌装置は、図１に示すように、密閉型の混合攪拌槽１０と、少なくとも粉体を導入するための導入部２０と、気体を排出する気体排出部３０とを備えている。ここで、密閉型の混合攪拌槽とは、実質的に密閉状態にすることができる混合攪拌槽を指す。導入部２０は、液体を導入する導入部と兼用してもよいが、液体を導入するための導入部２２を別途設けることが好ましい。

混合攪拌槽１０は、図２に示すように、攪拌機構１１を有しており、攪拌機構１１は、例えば攪拌翼１１ａとシャフト１１ｂとこれを駆動する駆動部１１ｃから構成される。この例では、棒状の攪拌翼１１ａがシャフト１１ｂに固定支持されているが、攪拌翼１１ａの形状は、いずれでもよく、例えば羽根形、板形などが使用可能である。特に、スラリーを製造する場合、攪拌翼１１ａの形状として、上昇流を生じさせる羽根形、板形などのものを採用するのが好ましい。
スラリーを製造する場合、更に、攪拌機構１１は、インバータ等の利用により、回転速度を可変にすることが好ましい。また、過度の攪拌による石灰等スラリーの粘性の上昇を防止する観点から、タイマー機構を設けて、断続運転（間欠運転）を行うようにしてもよい。

また、シャフト１１ｂの下端が混合攪拌槽１０の底面に回転自在に支持されると共に、シャフト１１ｂの上端には、モータ等による駆動部１１ｃが設けられている。また、混合攪拌槽１０の内壁面に、パッフルプレートなどの衝突板を設けて、攪拌効果を高めるようにしてもよい。

混合攪拌槽１０の上面のシャフト１１ｂが貫通する部分の周囲には、シャフト１１ｂの回転を許容するシール機構が設けられている（図示省略）。シール機構としては、接触シール又は非接触シールを採用することができ、セルフシールパッキンとしてＯリングやリップパッキンを使用することも可能である。また、接触シールとして、オイルシール、メカニカルシール、グランドパッキンを使用したり、また、非接触シールとしては、ラビリンスシールと磁性流体シールを使用することもできる。これらのシール機構によって、粉体が駆動部１１ｃ側に流入するのを防止することができる。

また、混合攪拌槽１０には、内部のスラリー等を混合するための循環装置を設けて、例えば底部のスラリー等を導出した後に上層に導入して、混合を行うようにしてもよい。混合攪拌槽１０には、更に、スラリー等の排出のための液体排出部、内部確認のための覗き窓や内部点検のためのマンホール、上面部に昇降するためのハシゴなどを設けてもよい。

粉体の導入部２０は、混合攪拌槽１０に設けられており、好ましくは、混合攪拌槽１０の上面から下方に向けて設けられる。導入部２０は、混合攪拌槽１０の内部空間に延出するものでもよいが、デッドスペースが生じて粉体が付着し易くなるため、導入部２０としては、延出部を設けずに混合攪拌槽１０の上面に開口する形状が好ましい（この点は他の導入部も同様である）。

粉体の導入部２０は、例えば、運搬車両の排出用ホースが接続できる連結構造となっており、予め別のホースが連結されて、端部に排出用ホースが接続されるものでもよい。導入部２０に対しては、圧縮空気を用いた粉体の圧送が可能となる。

本実施形態では、粉体の導入部２０とは別に液体の導入部２２が設けられている。液体の導入部２２は、例えば、開閉可能な蓋体を設けて導入部２２から上水を導入可能にするものでもよいが、予め配管と開閉弁を設けて上水等の液体が槽内に導入できるようにしてもよい。液体の導入部２２を設ける位置は、何れでもよいが、混合攪拌槽１０の上面に設けるのが好ましい。

液体の導入部２２には、流量計を設けてもよく、その場合、槽内の液体量と導入した粉体量から、スラリー等の組成を知ることができるようになる。

気体排出部３０は、混合攪拌槽１０の上方に設けられており、気体を透過させ粉体を捕捉して落下させるフィルター３２を有している。本実施形態では、フィルター３２がバグフィルターで構成され、その下面は開口して混合攪拌槽１０の内部空間に連通している。

このフィルター３２は、液滴の付着を防止する観点から、混合攪拌槽１０の内部空間の上面より高い位置に設けられるのが好ましく、フィルター３２の下端が内部空間の上面より１００ｍｍ以上高い位置に設けられるのが好ましい。

また、気体排出部３０を設ける場所は、導入部２０から導入される粉体がそのまま気体排出部３０のフィルター３２に捕捉されるのを防止する観点から、混合攪拌槽１０の上面における粉体の導入部２０とは、できるだけ離れた場所が好ましい。例えば、混合攪拌槽１０の上面の粉体の導入部２０に対して、１５０〜２１０度回転させた位置に設けるのが好ましい。

気体排出部３０には、フィルター３２の外気側に吸引機構３１を設けてあるのが好ましい。吸引機構３１としては、電動式の吸引ファン等が使用できる。

気体排出部３０については、内部洗浄をする際に、フィルター３２に液滴が付着するのを防止する必要がある。このため、気体排出部３０を混合攪拌槽１０に対して着脱自在としたり、あるいは気体排出部３０の下方の開口を閉塞できるような構造とするのが好ましい。

本発明では、図２に示すように、更に混合攪拌槽１０の内部を洗浄するための洗浄機構４０を備えるのが好ましい。洗浄機構４０は、例えば水圧を利用して回転するノズルボール４１やノズルヘッド等を有するものを使用することができる。このような回転タイプのものを使用することで、槽内をまんべんなく洗浄することが可能となる。洗浄機構４０を単数設ける場合、シャフト１１ｂが洗浄を邪魔したり、シャフト１１ｂの裏面が洗浄しにくくなる。このため、洗浄機構４０は複数設けることが好ましく、対角する方向の位置に各々を設けるのが好ましい。

一方、本発明の混合攪拌方法は、以上のような混合攪拌装置を用い、粉体を圧縮空気により導入して液体と混合することを特徴とする。即ち、本発明の混合攪拌装置は、石灰と水からスラリーを製造する場合に限られず、石膏、マグネシウム、アルミニウム等の粉体を用いてスラリーを製造したり、小麦粉、米粉等の粉体を用いてペーストを製造したり、砂糖などを用いて溶液を製造する方法などにも、好適に使用することができる。特に、食品類などのように、サイロ内での経時変化が問題となる場合、サイロ内での滞留（不流動など）の問題が生じないため、特に本発明が有効となる。
更に、本発明の混合攪拌装置は、粉体と液体を使用する反応にも利用することができる。その場合、混合攪拌槽の槽自体又は内壁を、耐酸性や耐アルカリ性などの素材を用いて、例えばゴムライニング、樹脂ライニング、ＦＲＰ材とするのが好ましい。粉体と液体を使用する反応としては、アルミナとアルカリ水溶液から水酸化アルミニウムを得る反応、塩酸と水酸化カルシウム等から塩化カルシウムを得る反応などが代表的である。
また、本発明のスラリーの製造方法は、以上のような混合攪拌装置を用い、粉体として石灰を導入して水と混合することでスラリーを製造するものである。石灰としては消石灰を使用するのが好ましい。

混合攪拌槽１０としては、例えば容量が１０〜４０ＫＬのものが使用され、水等の液体が７〜２８ＫＬ使用される。このような混合攪拌槽１０の容量であると、ジェットバックで輸送される１回の粉体量（１０〜１２トン）を一度に使用することができる。得られるスラリーの濃度は、例えば２０〜３０重量％であり、これを別の希釈槽で数重量％まで希釈して、中和等の薬剤として使用することができる。

石灰を圧送する際の圧力は、例えば０．１５〜０．２ＭＰａであるが、本発明では、サイロの上部に供給する必要がないため、０．０８〜０．０９ＭＰａの圧力で十分となる。コンプレッサーの回転数で言うと、８００〜９００ｒｐｍでの圧送が可能となる。

本発明では、粉体の圧送中は、気体排出部３０の吸引機構３１を作動させるが、圧送後の２０〜４０分間だけ更に吸引機構３１を作動させることで、槽内に残存する粉体の除去を行うことが可能となる。

（混合攪拌装置の別実施形態）
（１）前述の実施形態では、混合攪拌槽を単数用いる例を示したが、本発明では、図３に示すように、混合攪拌槽を複数用いて交互に使用できるようにしてもよい。具体的には、混合攪拌槽１０に排気管１２を介して接続した予備混合攪拌槽１０’を更に設けると共に、その予備混合攪拌槽１０’には、攪拌機構１１と少なくとも粉体を導入するための導入部２０とを設けて、混合攪拌槽１０の気体排出部３０により予備混合攪拌槽１０’の気体を排出するように構成するのが好ましい。

（２）また、単数の混合攪拌槽に対して、攪拌機構、気体排出部などを各々複数設けることも可能である。

（３）前述の実施形態では、円柱形の混合攪拌槽を用いる例を示したが、混合攪拌槽の形状は何れでもよく、例えば直方体、多角柱形などでもよい。但し、内壁面の洗浄の容易さの観点から、円柱形の混合攪拌槽が好ましい。

１０ 混合攪拌槽
１０’ 予備混合攪拌槽
１１ 攪拌機構
１２ 排気管
２０ 粉体の導入部
３０ 気体排出部
３１ 吸引機構
３２ フィルター
４０ 洗浄機構

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。
即ち、本発明の混合攪拌装置は、圧縮空気により運搬車両から粉体を混合攪拌槽に圧送して液体と混合する混合攪拌装置であって、攪拌機構を有する密閉型の混合攪拌槽と、前記混合攪拌槽に設けられて、少なくとも粉体を導入するための導入部と、前記混合攪拌槽の上方に設けられて、気体を透過させ粉体を前記混合攪拌槽に落下させるフィルターを有する気体排出部と、を備えることを特徴とする。

一方、本発明の混合攪拌方法は、上記いずれかに記載の混合攪拌装置を用い、粉体を圧縮空気により運搬車両から圧送し混合攪拌槽に導入して液体と混合することを特徴とする。この混合攪拌方法によると、本発明の混合攪拌装置を用いるため、上記の如き作用効果により、粉体の供給装置のメンテナンスが必要なく、運搬車両から粉体を直接圧送することができ、設備コストや作業効率の面で有利なスラリーの製造方法となる。
また、本発明のスラリーの製造方法は、上記いずれかに記載の混合攪拌装置を用い、粉体として石灰を圧縮空気により運搬車両から圧送し混合攪拌槽に導入して水と混合することでスラリーを製造することを特徴とする。本発明のスラリーの製造方法によると、本発明の混合攪拌装置を用いるため、上記の如き作用効果により、粉体の供給装置のメンテナンスが必要なく、運搬車両から粉体を直接圧送することができ、設備コストや作業効率の面で有利なスラリーの製造方法となる。

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。
即ち、本発明の混合攪拌装置は、圧縮空気により粉体を圧送する運搬車両と、攪拌機構を有する密閉型の混合攪拌槽と、前記混合攪拌槽に設けられて、少なくとも運搬車両から粉体を導入するための導入部と、前記混合攪拌槽の上方に設けられて、気体を透過させ粉体を下面の開口より前記混合攪拌槽に落下させるバグフィルターを有する気体排出部と、記混合攪拌槽の内部を洗浄するための洗浄機構と、を備えることを特徴とする。

Claims (6)

1. 攪拌機構を有する密閉型の混合攪拌槽と、
   前記混合攪拌槽に設けられて、少なくとも粉体を導入するための導入部と、
   前記混合攪拌槽の上方に設けられて、気体を透過させ粉体を落下させるフィルターを有する気体排出部と、
   を備える混合攪拌装置。
2. 前記気体排出部には、フィルターの外気側に吸引機構を設けてある請求項１記載の混合攪拌装置。
3. 更に前記混合攪拌槽の内部を洗浄するための洗浄機構を備える請求項１又は２に記載の混合攪拌装置。
4. 前記混合攪拌槽に排気管を介して接続した予備混合攪拌槽を更に設けると共に、その予備混合攪拌槽には、攪拌機構と少なくとも粉体を導入するための導入部とを設けて、前記混合攪拌槽の気体排出部により前記予備混合攪拌槽の気体を排出する請求項１〜３いずれかに記載の混合攪拌装置。
5. 請求項１〜４いずれかに記載の混合攪拌装置を用い、粉体を圧縮空気により導入して液体と混合する混合攪拌方法。
6. 請求項１〜４いずれかに記載の混合攪拌装置を用い、粉体として石灰を導入して水と混合することでスラリーを製造するスラリーの製造方法。

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