JP2011218352A - Gas-liquid separating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は超臨界あるいは液体の二酸化炭素を用いた洗浄装置、乾燥装置、抽出装置、高分子材料の加工等で排出される不要物が溶解した排出流体を濃縮することにより連続的に気体の二酸化炭素を回収する気液分離装置に関する。 The present invention continuously gasses carbon dioxide by concentrating the discharged fluid in which unnecessary substances discharged in a cleaning device, a drying device, an extraction device, processing of a polymer material, etc. using supercritical or liquid carbon dioxide are dissolved. The present invention relates to a gas-liquid separator that recovers carbon.
従来の気液分離装置は分離槽内で液体の二酸化炭素を完全に気化して不要物を分離除去する考えのものや、槽内の上部に冷却手段、下部には加熱手段を設けることで、流体の対流を起こし、流体が循環する流路を形成し、被洗浄体を洗浄するとともに、密度差を利用して溶解度を低下させ、洗浄槽内の下部に設けた滞留部で不要物を分離、回収する洗浄槽と分離槽とを一体とした熱循環分離装置が提案されている。 The conventional gas-liquid separation device is intended to completely vaporize liquid carbon dioxide in the separation tank to separate and remove unnecessary substances, by providing cooling means at the top of the tank and heating means at the bottom, It causes convection of the fluid, forms a flow path through which the fluid circulates, cleans the object to be cleaned, lowers the solubility by using the density difference, and separates unnecessary matter at the lower part in the cleaning tank A thermal circulation separation device in which a washing tank and a separation tank to be recovered are integrated has been proposed.
前記分離槽内で液体の二酸化炭素を完全に気化して不要物を分離除去する方法
は粘性の高い物質が分離対象となると、装置構成機器に詰まりや、誤動作を引き起こす等の不具合が生じるという欠点があった。
The method of completely evaporating liquid carbon dioxide in the separation tank to separate and remove unnecessary substances is disadvantageous in that, when a highly viscous substance is to be separated, problems such as clogging of equipment components and causing malfunctions occur. was there.
前記洗浄槽と分離槽とを一体とした熱循環分離装置は、コンパクトな設計で適切な用途もあると思われるが一方、一体構造であるために装置内の加圧および減圧に時間を要するという欠点があり、また、内部循環であるために、被洗浄体の高度な洗浄には不向きであるという欠点があった。 The thermal circulation separation device in which the washing tank and the separation tank are integrated is considered to have an appropriate application with a compact design, but on the other hand, it takes time to pressurize and depressurize the apparatus because of the integrated structure. There are drawbacks, and because of the internal circulation, there is a disadvantage that it is not suitable for high-level washing of the object to be cleaned.
本発明は以上のような従来の欠点に鑑み、洗浄装置の後の超臨界あるいは液体の二酸化炭素を所定の気液率を保つような温度調整および圧力調整の組み合わせにより、粘性の高い不要物が引き起こす装置への不具合を解消するとともに、分離槽は、洗浄槽とを分けられることにより、被洗浄物の取り出し時に減圧の必要はなく、前工程の一般的な洗浄槽力の高度な洗浄を目的とした装置にまでその排出される二酸化炭素から不要物を連続的に分離することができる気液分離装置を提供することを目的としている。 In view of the conventional drawbacks as described above, the present invention eliminates unnecessary substances with high viscosity by combining supercritical or liquid carbon dioxide after the cleaning apparatus with temperature adjustment and pressure adjustment to maintain a predetermined gas-liquid ratio. The separation tank is separated from the washing tank, eliminating the need for pressure reduction when taking out the object to be cleaned, and for the purpose of advanced washing of the general washing tank power of the previous process. It is an object of the present invention to provide a gas-liquid separation device capable of continuously separating unnecessary substances from the discharged carbon dioxide.
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は次の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかになるであろう。
ただし、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
The above and other objects and novel features of the present invention will become more fully apparent when the following description is read in conjunction with the accompanying drawings.
However, the drawings are for explanation only and do not limit the technical scope of the present invention.
上記目的を達成するために、本発明は超臨界あるいは液体の二酸化炭素を用いた洗浄装置あるいは乾燥装置から排出される排出流体を所定の気液率を保つような温度調整手段および圧力調整手段と、この温度調整手段および圧力調整手段で圧力調整された排出流体を気体と液体に分離する気液分離圧力容器と、この気液分離圧力容器の液体である二酸化炭素あるいは液体である二酸化炭素と分離された不要物との液面を制御することができる温度調節手段とで気液分離装置を構成している。 In order to achieve the above object, the present invention provides a temperature adjusting means and a pressure adjusting means for maintaining a predetermined gas-liquid ratio of a discharged fluid discharged from a cleaning apparatus or a drying apparatus using supercritical or liquid carbon dioxide. A gas-liquid separation pressure vessel that separates the discharged fluid pressure-adjusted by the temperature adjustment means and the pressure adjustment means into gas and liquid, and carbon dioxide that is the liquid of this gas-liquid separation pressure vessel or carbon dioxide that is the liquid The gas-liquid separator is constituted by temperature adjusting means capable of controlling the liquid level with the unnecessary material.
本発明は超臨界あるいは液体の二酸化炭素を用いた洗浄装置あるいは乾燥装置から排出される排出流体を所定の気液率を保つような温度調整手段および圧力調整手段と、この温度調整手段および圧力調整手段で圧力調整された排出流体を気体と液体に分離する気液分離圧力容器と、この気液分離圧力容器の液体が位置する上下部と連通する送液手段を備えた不要物捕集容器と、この不要物捕集容器の上部あるいは下部より液体中の不要物を外部へ排出する開閉弁を備えた第2の不純物排出パイプとで気液分離装置を構成している。 The present invention relates to a temperature adjusting means and a pressure adjusting means for maintaining a predetermined gas-liquid ratio of a discharged fluid discharged from a cleaning apparatus or a drying apparatus using supercritical or liquid carbon dioxide, and the temperature adjusting means and the pressure adjustment. A gas-liquid separation pressure vessel for separating the discharged fluid whose pressure is adjusted by the means into a gas and a liquid, and an unnecessary object collecting container provided with a liquid feeding means communicating with the upper and lower portions where the liquid of the gas-liquid separation pressure vessel is located; The gas-liquid separation device is constituted by a second impurity discharge pipe provided with an on-off valve for discharging unnecessary substances in the liquid to the outside from the upper part or the lower part of the unnecessary substance collecting container.
以上の説明から明らかなように、本発明にあっては次に列挙する効果が得られる。
(1)超臨界あるいは液体の二酸化炭素を用いた洗浄装置あるいは乾燥装置から排出される排出流体を所定の気液率を保つような温度調整手段および圧力調整手段と、この温度調整手段および圧力調整手段で圧力調整された排出流体を気体と液体に分離する気液分離圧力容器と、この気液分離圧力容器の液体である二酸化炭素あるいは液体である二酸化炭素と分離された不要物との液面を制御することができる温度調節手段とで構成されているので、洗浄装置あるいは乾燥装置の後の超臨界あるいは液体の二酸化炭素を所定の気液率を保つような冷却および圧力調整の組み合わせにより、粘性の高い不要物が引き起こす装置への不具合を解消するとともに、洗浄槽と分離槽とを分けることにより、減圧の必要はなく、前工程の一般的な洗浄槽力の高度な洗浄を目的とした装置にまでその排出される二酸化炭素から不要物を連続的に分離することができる。
(2)前記(1)により、ヒーターによる温度によって気液分離圧力容器内の液面の位置を容易にかつ正確に制御することができる。
(3)請求項2は気液分離圧力容器内に収納された不要物を含む液体を気液分離圧力容器内より送液装置によって不要物捕集容器内へ循環させ、該不要物捕集容器内より不要物を第2の不要物排出パイプより外部へ排出することができる。
したがって、不要物の密度が液体である二酸化炭素の密度に対し大小にかかわらず確実に外部へ排出することができる。
As is clear from the above description, the present invention has the following effects.
(1) Temperature adjusting means and pressure adjusting means for maintaining a predetermined gas-liquid ratio of the exhaust fluid discharged from the cleaning device or drying device using supercritical or liquid carbon dioxide, and the temperature adjusting means and pressure adjustment Gas-liquid separation pressure vessel that separates the discharged fluid pressure-adjusted by means into gas and liquid, and the liquid level of carbon dioxide that is the liquid of this gas-liquid separation pressure vessel or carbon dioxide that is the liquid and unwanted substances separated By means of a combination of cooling and pressure adjustment so as to maintain a predetermined gas-liquid ratio of supercritical or liquid carbon dioxide after the cleaning device or drying device. Eliminates problems with equipment caused by highly viscous waste, and separates the cleaning tank and separation tank, so there is no need for decompression, and a general cleaning tank in the previous process Undesired substances from carbon dioxide that discharged to a device intended can be separated continuously advanced cleaning.
(2) According to (1), the position of the liquid level in the gas-liquid separation pressure vessel can be easily and accurately controlled by the temperature of the heater.
(3) Claim 2 circulates the liquid containing the unnecessary material stored in the gas-liquid separation pressure vessel from the gas-liquid separation pressure vessel into the unnecessary material collection vessel by the liquid feeding device, and the unnecessary material collection vessel Unnecessary items can be discharged from the second through the second unnecessary discharge pipe.
Therefore, it can be reliably discharged to the outside regardless of whether the density of unnecessary materials is larger or smaller than the density of carbon dioxide, which is a liquid.
以下、図面に示す本発明を実施するための形態より、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments for carrying out the present invention shown in the drawings.
図1および図2に示す本発明を実施するための第1の形態において、1は超臨界あるいは液体の二酸化炭素を用いた洗浄装置2から排出される排出流体3を回収して再生させる本発明の気液分離装置8を用いた二酸化炭素の再生回収装置で、この二酸化炭素の再生回収装置1は前記洗浄装置2の排出取り出し口パイプ6に接続された排出される流体に応じて回収経路を選択することができる開閉弁14と、排出流体の圧力降下を所定の気液率を保つように温度および圧力制御をすることができる温度調整手段15および圧力を降下させる圧力調整手段16とからなる圧力降下機構7、7、この圧力降下機構7、7で圧力調整された排出流体3を気体と液体に分離する気液分離圧力容器18、18とからなる気液分離装置8、8と、この気液分離装置8、8で分離された液体中の不要物を減圧回収あるいは不要物を除去して燃焼あるいは大気へ放出する液体中の不要物の処理機構9、9と、前記気液分離装置8、8で分離された気体である二酸化炭素中のミストを分離するミスト除去機構10、10と、このミスト除去機構10、10でミストを分離された気体である二酸化炭素中の不要物を除去する不要物除去機構11と、この不要物除去機構11で不要物を除去された気体である二酸化炭素を液化精製する液化精製機構12とで構成されている。
In the first embodiment for carrying out the present invention shown in FIG. 1 and FIG. 2, reference numeral 1 represents the present invention for recovering and regenerating a discharged fluid 3 discharged from a cleaning device 2 using supercritical or liquid carbon dioxide. The carbon dioxide regeneration and recovery device 1 uses the gas-
前記2個の気液分離装置8、8は、図2に示すように前記気液分離圧力容器18、18と、前記排出パイプ6に一端部が接続され、他端部がフィルター17、17を介して前記気液分離圧力容器18に接続されたパイプ通路13、13と、このパイプ通路13、13にそれぞれ介装された開閉弁14、14、温度調整手段15、15および圧力調整手段16、16と、前記気液分離圧力容器18、18内に収納された、圧力降下された排出流体3A、3Aの液面を調整するためのヒーター19、19と、前記気液分離圧力容器18、18の下部に連通する開閉弁20、20が介装された排出通路20A、20Aと、前記気液分離圧力容器18、18内の液体が位置する上下部と連通する上下方向に長い不要物捕集容器39、39およびポンプ等の送液手段40、40が介装された送液装置41、41と、この送液装置41、41の不要物捕集容器39、39の上部あるいは下部、本発明の実施の形態では上部より外部へ不要物を排出する開閉弁42、42を備える第2の不要物排出通路43、43とで構成されている。
As shown in FIG. 2, the two gas-
前記不要物の処理機構9、9は前記気液分離圧力容器18、18の排出通路20A、20Aおよび前記第2の不要物排出通路43、43と連通された下部に不要物を溜めることができる減圧機構21、21と、この減圧機構21、21より大気へ排出される排気パイプ22、22に介装されたフィルター23、23とで構成されている。
The unwanted
前記2個のミスト除去機構10、10は前記気液分離圧力容器18、18の上部と一端部が接続され、他端部が前記不要物除去機構11に接続されたパイプ通路13、13と、このパイプ通路13、13に介装された冷却装置24、24、フィルター25、25および開閉弁26、26とで構成されている。
The two
なお、前記フィルター25、25で捕捉された液体は、回収パイプ通路27、27によって気液分離圧力容器18、18内へ導けるように構成されている。
The liquid captured by the
前記不要物除去機構11は一端部が前記パイプ通路13、13に接続され、他端部が前記液化精製機構12に接続されたパイプ通路13に介装された吸着剤へ不要物を固定するフィルター28およびフィルター29とで構成されている。
The unneeded
前記液化精製機構12は前記不要物除去機構11のパイプ通路13に接続された圧力調整弁30、31が介装されたパイプ通路13と、このパイプ通路13の圧力調整弁30、31間に介装された冷却装置32と、この冷却装置32に接続された精製用気液分離圧力容器33と、この精製用気液分離圧力容器33の上部に取付けられた圧力調整弁34と、前記精製用気液分離圧力容器33の液面を調整するためのヒーター35と、前記精製用気液分離圧力容器33の下部に接続された開閉弁36が介装された、液化精製された二酸化炭素を再使用できるように圧力容器37へ導く排出パイプ38とで構成されている。
The liquefying and purifying mechanism 12 is provided between a
上記構成の洗浄装置で用いられた二酸化炭素の再生回収装置1は、洗浄装置2での洗浄時の排出流体3は一方の気液分離装置8、一方の不要物の処理機構9、一方のミスト除去機構10、不要物除去機構11および、液化精製機構12で再使用できる液体の二酸化炭素に再生する。
In the carbon dioxide regeneration and recovery apparatus 1 used in the cleaning apparatus having the above-described configuration, the exhausted fluid 3 at the time of cleaning in the cleaning apparatus 2 is one gas-
また、洗浄装置2での第二の工程で排出される排出流体は、他方の気液分離装置8、他方の不要物の処理機構9、他方のミスト除去機構10、不要物除去機構11および液化精製機構12で再使用できる液体の二酸化炭素に再生する。
Further, the discharged fluid discharged in the second step of the cleaning device 2 is the other gas-
なお、気液分離装置8、8の気液分離圧力容器18、18内の不要物を含む液体の液面は、ヒーター19、19によって任意の位置となるように調整されるとともに、気液分離圧力容器18、18の内壁等に不要物が固定的に付着しないように送液装置41、41のポンプ等の送液手段40、40を駆動させて、気液分離圧力容器18、18および不要物捕集容器39、39内を不要物を含む液体を循環させ、排出通路20A、20Aあるいは第2の不要物排出通路43、43より液体の処理機構9、9へ排出して処理する。
It should be noted that the liquid level of the liquid containing unnecessary substances in the gas-liquid
なお、本発明を実施するための形態では、超臨界あるいは液体の二酸化炭素を用いた洗浄装置2から排出される排出流体3を回収して再生させるものについて説明したが、本発明はこれに限らず、超臨界あるいは液体の二酸化炭素を用いた乾燥装置、抽出装置、高分子材料の加工等で用いられた二酸化炭素を回収して再生させるものに用いても同様な作用効果が得られる。 In the embodiment for carrying out the present invention, the description has been given of the recovery and regeneration of the exhaust fluid 3 discharged from the cleaning device 2 using supercritical or liquid carbon dioxide. However, the present invention is not limited to this. Alternatively, similar effects can be obtained by using a drying apparatus, an extraction apparatus, or a process for recovering and regenerating carbon dioxide used in processing of a polymer material using supercritical or liquid carbon dioxide.
[発明を実施するための異なる形態]
次に、図3ないし図5に示す本発明を実施するための異なる形態につき説明する。なお、これらの本発明を実施するための異なる形態の説明に当って、前記本発明を実施するための第1の形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
[Different forms for carrying out the invention]
Next, different modes for carrying out the present invention shown in FIGS. 3 to 5 will be described. In the description of the different embodiments for carrying out the present invention, the same components as those in the first embodiment for carrying out the present invention are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図3に示す本発明を実施するための第2の形態において、前記本発明を実施するための第1の形態と主に異なる点は、不要物捕集容器39、39の下部より外部へ不要物を排出する開閉弁44、44を備える第3の不要物排出通路45、45を使用した気液分離装置8A、8Aを用いた点で、このように構成した気液分離装置8A、8Aは洗浄装置2で用いられた排出流体に比重の小さい不要物を含む場合に使用される。
The second embodiment for carrying out the present invention shown in FIG. 3 is mainly different from the first embodiment for carrying out the present invention in that it is unnecessary from the lower part of the unnecessary
図4に示す本発明を実施するための第3の形態において、前記本発明を実施するための第1の形態と主に異なる点は、不要物捕集容器39、39の上・下部より外部へ不要物を排出する開閉弁42、42、44、44を備える第2、第3の不要物排出通路43、43、45、45を使用した気液分離装置8B、8Bを用いた点で、このように構成した気液分離装置8B、8Bは洗浄装置2で用いられた排出流体の比重の小さい不要物を第2の不要物排出通路43、43で外部へ排出し、比重の大きい不要物を第3の不要物排出通路45、45で外部へ排出する。
In the third embodiment for carrying out the present invention shown in FIG. 4, the main difference from the first embodiment for carrying out the present invention is that the external parts are disposed from the upper and lower portions of the unnecessary
図5に示す本発明を実施するための第4の形態において、前記本発明を実施するための第3の形態と主に異なる点は、排出通路とヒーターを設置しない気液分離装置8C、8Cを用いた点で、このように構成した気液分離装置8C、8Cにしてもよい。
The fourth embodiment for carrying out the present invention shown in FIG. 5 is mainly different from the third embodiment for carrying out the present invention in that the gas-
なお、前記本発明を実施するための第1、第2、第3の形態で用いたヒーター19は気液分離圧力容器18の外側に設置するものについて説明したが、本発明はこれに限らず、気液分離圧力容器18内にヒーターを設置しても同様な作用効果が得られる。
The
また、洗浄装置2での洗浄時の排出流体を気液分離装置8、不要物の処理機構9、ミスト除去機構10、不要物除去機構11および液化精製機構12で再使用できる液体の二酸化炭素に再生する再生回収装置に用いてもよい。
Further, the discharged fluid at the time of cleaning in the cleaning device 2 is converted into liquid carbon dioxide that can be reused in the gas-
本発明は超臨界あるいは液体の二酸化炭素を用いた洗浄装置、乾燥装置、抽出装置、高分子材料の加工等で排出される排出流体を気液に分離する気液分離装置を製造する産業およびこれを使用するする産業で利用される。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is an industry for manufacturing a gas-liquid separation device for separating a discharged fluid discharged from a cleaning device, a drying device, an extraction device, processing of a polymer material, etc. using supercritical or liquid carbon dioxide into a gas-liquid and the like. Used in industries that use
1:二酸化炭素の再生回収装置、 2:洗浄装置、
3、3A:排液、 4:洗浄槽、
5:バルブ開閉器、 6:排出パイプ、
7:圧力降下機構、
8、8A、8B、8C:気液分離装置、
9:不要物の処理機構、 10:ミスト除去機構、
11:不要物除去機構、 12:液化精製機構、
13:パイプ通路、 14:開閉弁、
15:温度調整手段、 16:圧力調整手段、
17:フィルター、 18:気液分離圧力容器、
19:ヒーター、 20:開閉弁、
20A:排出通路、 21:減圧機構、
22:排気パイプ、 23:フィルター、
24:冷却装置、 25:フィルター、
26:開閉弁、 27:回収パイプ通路、
28:フィルター、 29:フィルター、
30:圧力調整弁、 31:圧力調整弁、
32:冷却装置、 33:精製用気液分離圧力容器、
34:圧力調整弁、 35:ヒーター、
36:開閉弁、 37:圧力容器、
38:排出パイプ、 39:不要物捕集容器、
40:ポンプ等の送液手段、 41:送液装置、
42:開閉弁、 43:第2の不要物排出通路、
44:開閉弁、 45:第3の不要物排出通路。
1: carbon dioxide regeneration and recovery device, 2: cleaning device,
3, 3A: drainage, 4: washing tank,
5: Valve switch, 6: Discharge pipe,
7: Pressure drop mechanism,
8, 8A, 8B, 8C: gas-liquid separator,
9: Unnecessary material processing mechanism, 10: Mist removal mechanism,
11: Unnecessary substance removal mechanism, 12: Liquefaction purification mechanism,
13: Pipe passage, 14: Open / close valve,
15: temperature adjusting means, 16: pressure adjusting means,
17: Filter, 18: Gas-liquid separation pressure vessel,
19: heater, 20: on-off valve,
20A: discharge passage, 21: decompression mechanism,
22: exhaust pipe, 23: filter,
24: Cooling device, 25: Filter,
26: On-off valve, 27: Recovery pipe passage,
28: Filter, 29: Filter,
30: Pressure regulating valve, 31: Pressure regulating valve,
32: Cooling device, 33: Gas-liquid separation pressure vessel for purification,
34: Pressure regulating valve, 35: Heater,
36: open / close valve, 37: pressure vessel,
38: discharge pipe, 39: waste collection container,
40: Liquid feeding means such as a pump, 41: Liquid feeding device,
42: On-off valve, 43: Second unnecessary material discharge passage,
44: On-off valve, 45: Third unnecessary material discharge passage.
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