JP2015006932A - フラッシング現象の抑制方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 広いスペースを要することなく、簡易且つ安価にフラッシング現象を抑制できる方法を提供する。
【解決手段】 粉体の貯蔵容器６の底部に設けられた複数の切出装置７において生じうるフラッシング現象の抑制方法であって、直列に接続された複数の粉体捕集装置１、２、３でそれぞれ捕集された粉体を貯蔵容器６に投入する際、複数の粉体捕集装置の内の最も後段に位置する粉体捕集装置３を除く粉体捕集装置１や２からの粉体を、複数の切出装置７の内、羽根７ａとケーシング７ｂとのクリアランスＣが最も大きい切出装置側により多く投入する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、粉体を貯蔵容器から定量的に切出す際に生じやすいフラッシング現象の抑制方法に関する。

粉体原料の貯蔵容器には、一般にスクリューコンベアやロータリーバルブなどの切出装置が設けられており、この切出装置により後段の例えば反応器に定量的に粉体原料が供給される。しかしながら、このような切出装置では、粉体の性状や切出装置の磨耗などにより貯蔵容器から原料粉体が一度に流れ出てしまういわゆるフラッシング現象を起こすことがあり、その結果、工程面や品質面において問題を生じることがあった。

かかるフラッシング現象の対策として、例えば特許文献１には、貯蔵容器の底部に秤量器を備えた切出装置を２基並列して設けると共に、これら２基の切出装置に粉体を振り分けるためのバルブを設ける技術が開示されている。このように２基の切出装置で粉体を秤量しながら交互に切り出すことにより粉体がバッチ式に切り出されるので、フラッシング現象の発生を効果的に防止できると考えられる。

特開昭５９−２０３０１３号公報

上記したフラッシング現象の発生は、粉体そのものの粒度が小さく流動化し易いか、あるいは切出装置において切り出し用のスクリューの羽根やロータリーバルブの羽根（以下、単に羽根とも称する）とそのケーシングとのクリアランスが処理する粉体に比べて大きすぎることが主要因と考えられる。特に一般的な切出装置においては、累積切出量に比例して羽根の磨耗が進行し、その結果クリアランスが増大してフラッシング現象の発生頻度が増加すると考えられる。

従って、フラッシング現象を抑制するためには、磨耗した羽根を更新または補修することによりケーシングとのクリアランスを狭くする事が有効な手段となる。しかし、更新または補修は当然のことながら費用がかかる上、その作業を行っている間は操業を中断することになるため、容易に更新や補修を行うことはできなかった。上記した特許文献１の技術を導入すればフラッシング現象を防止することができるが、特許文献１の技術は貯蔵容器の下方に広いスペースを要するため、既存の設備に導入する場合は大幅な改造が必要になる上、切出装置の構成や制御が複雑になってコスト高になるという問題を抱えていた。

本発明は、上記した従来の問題に鑑みてなされたものであり、広いスペースを要することなく、簡易且つ安価にフラッシング現象を抑制できる方法を提供する事を目的としている。

上記の課題を解決するため、本発明に係るフラッシング現象の抑制方法は、貯蔵容器の底部に設けられた複数の切出装置において生じうるフラッシング現象の抑制方法であって、直列に接続された複数の粉体捕集装置でそれぞれ捕集された粉体を前記貯蔵容器に投入する際、前記複数の粉体捕集装置の内の最も後段に位置する粉体捕集装置を除く少なくとも１つの粉体捕集装置からの粉体を、前記複数の切出装置の内、羽根とケーシングとのクリアランスが最も大きい切出装置側により多く投入することを特徴としている。

本発明によれば、限られたスペース内で簡易且つ安価に設置でき、効果的にフラッシング現象を抑制することが可能である。

本発明に係るフラッシング現象の抑制方法を好適に適用できる粉体流送・捕集設備及び粉体貯蔵設備の概略の斜視図である。 切出装置の羽根更新後からの経過日数とフラッシング発生頻度の推移の一例を示すグラフである。 本発明の一実施例に係るフラッシング現象の抑制方法が適用された粉体流送・捕集設備及び粉体貯蔵設備の模式的な正面図である。 実施例の切出装置における切出し量の推移を示すグラフである。

以下、本発明のフラッシング現象の抑制方法の一具体例を図１を参照しながら詳細に説明する。図１には、直列に接続された複数の捕集設備を備えた粉体の流送（空気輸送）システム及びこれら複数の捕集設備でそれぞれ捕集した粉体をまとめて受け入れる粉体貯蔵設備が模式的に示されている。この流送システムの上流側は図示しない銅精錬プラントなどの粉体排出源に接続されており、そこから粉体を含んだ気体が送られてくる。この粉体を含む気体は、重力で粉体を沈降分離するダストチャンバー１、遠心力で粉体を分離するサイクロン２、及びろ過で粉体を分離するバグフィルター３に順に導入されて粉体の捕集が行われた後、吸引ファン４を経て図示しない排気口から排出される。

これら３つの捕集設備は図１のように直列に接続して設けられているので、それぞれで捕集される粉体の粒度は、ダストチャンバー＞サイクロン＞バグフィルターの順に上流側から下流側に向かって徐々に小さくなる。各捕集設備で捕集された粉体は、捕集設備の底部に設けられている図示しないロータリーバルブなどによって連続的に捕集設備の底部から排出された後、各捕集設備の下方に個別に設けられているシュートなどの粉体供給路５ａ、５ｂ、５ｃを介して粉体貯蔵容器６に投入される。

粉体貯蔵容器６は、上面が開放した２つの略同一形状の四角筒状容器を側面同士結合させて一体化した構造になっている。各四角筒状容器の底部中央には長手方向に沿って１基のスクリューコンベア７が設けられており、該四角筒状容器内に堆積した粉体を一定の流量で切り出せるようになっている。四角筒状容器の下部は、長手方向に直角な方向の幅がスクリューコンベア７に近づくに従って徐々に狭くなっており、粉体貯蔵容器６内に投入された粉体がスクリューコンベア７に確実に送り込まれるようになっている。なお、粉体貯蔵容器６の底部にはスクリューコンベア７に代えてロータリーバルブが設けられていてもよい。

ところで、上記した３つの捕集設備から排出される粉体は、粉体貯蔵容器６の略中央部に落下するように粉体供給路５ａ〜５ｃの先端が差し向けられている。これにより３つの捕集設備で捕集した粉体を２つの四角筒状容器に略均等に振り分けることが可能となり、図示しない後工程の反応器などに粉体原料を定量的に安定して供給することが可能になる。

しかしながら、スクリューコンベアやロータリーバルブなどの羽根は磨耗により羽根の直径が徐々に小さくなることがあり、磨耗により羽根の外径と羽根を収容しているケーシングの内壁との間のクリアランスが増大した結果、このクリアランスがある敷居値を超えると、図２に示すようにフラッシング現象の発生頻度が急激に増加することがあった。一旦このような状態となると、フラッシング現象の頻度が低減することは無く、適切な対策を講じなければフラッシング現象の頻度はますます増加していく。

そこで、羽根とケーシングのクリアランスが増大していく割合は、定期点検などの際に羽根を新しいものに交換したり修理により羽根の直径を元に戻したりした時点（以降、更新時とも称する）からの切出装置での粉体の累積搬送量あるいは使用時間に比例すると考え、更に、粉体の粒度が小さいほど空気を巻き込みやすいので、流動化を起こしやすくなって結果的にフラッシング現象を起こしやすいと考え、上記した３つの捕集設備から排出される粉体の粒度は互いに異なることを積極的に利用して、最も前段に位置する捕集装置であるダストチャンバー１からの粉体を、２基のスクリューコンベア７の内、スクリュー羽根とそのケーシングとのクリアランスが最も大きい方、すなわち、スクリュー羽根の更新後の使用時間が長い方により多く投入するようにした。

具体的には、図３に示すように、ダストチャンバー１の下部排出口から粉体貯蔵容器６の略中央部に向って設けられている粉体供給路５ａの出口の先に進退自在な板状の差込ダンパー８ａ、８ｂを設け、ダストチャンバー１からの粉体を粉体貯蔵容器６を構成する２つの四角筒状容器のうち、フラッシング現象を現に起こしている切出装置側、あるいは更新後の累積搬送量が多いか若しくは使用時間が長くなって、切出装置の羽根７ａとケーシング７ｂの間のクリアランスＣが大きくなっている切出装置側の四角筒状容器により多く粉体を投入するようにした。

例えば、図３の右側の切出装置でフラッシング現象が生じているか若しくは生じるおそれがある時は、差込ダンパー８ａを実線で示す粉体供給路５ａの進行方向を遮る位置まで進出させることで、粉体供給路５ａから落下する粉体の進行方向に制限を設けて、粉体供給路５ａからの粉体を全て右側の四角筒状容器に落下させればよい。なお、全て左側の四角筒状容器に落下させる場合は、差込ダンパー８ａを退避させると共に図３の二点鎖線で示す差込ダンパー８ｂを進出させればよい。

このように、より粒度の大きい粉体を、羽根が磨耗しフラッシング現象の発生頻度が多い切出装置側に優先的に分配することにより、羽根が磨耗した状態の切出装置においてもフラッシング現象を抑制することができる。ただし、更に切出装置の羽根が磨耗し、ケーシングとのクリアランスが更に増大した場合は、再びフラッシング現象の発生頻度が増大するため、最終的には切出装置の羽根の更新または補修の実施が必要となる。

なお、上記した本発明の一具体例では、ダストチャンバー１からの粉体を羽根とそのケーシングとのクリアランスが大きい方、すなわち、羽根の更新後の使用時間が長い方に多く投入するようにしたが、最も後段に位置する粉体捕集装置からの粉体を使用するのでなければこれに限定されるものではなく、ダストチャンバー１からの粉体に代えて、あるいはダストチャンバー１からの粉体と共にサイクロン２からの粉体を羽根とそのケーシングとのクリアランスが大きい方、すなわち、羽根の更新後の使用時間が長い方に多く投入してもよい。

また、ダストチャンバー１からの粉体を羽根の更新後の使用時間が長い方に常時投入するのではなく、例えば３分のうち１分だけ羽根の更新後の使用時間が短い方に投入し、残りの２分は羽根の更新後の使用時間が長い方に投入してもよい。更に、各スクリューコンベアの後段に更にスクリューコンベアを設けて、これら２つのスクリューコンベアで粉体を切り出してもよい。このように２つのスクリューコンベアをシリーズにして粉体を切り出すことで、安定した切り出しが可能になる。

図１及び図３に示すような吸引ファン４の上流側にダストチャンバー１、サイクロン２、及びバグフィルター３の３つの捕集装置がこの順で直列に接続されている流送・捕集システムに銅製錬におけるドライヤーから得られる粉体を含んだ気体を送り込んで粉体を捕集し、２つの略同一の四角筒状容器が側面同士を結合させて一体構造となっている粉体貯蔵容器６の略中央部に投入した。

これら３つの捕集装置から粉体貯蔵容器６への粉体の移送は、それぞれ粉体供給路５ａ、５ｂ、５ｃを用いた。各粉体供給路の先端は粉体貯蔵容器６を構成する２つの四角筒状容器の仕切り部に向けて差し向けて、各捕集装置で捕集した粉体が均等に２つの四角筒状容器に分かれるようにした。なお、粉体供給路５ａの出口には進退自在な２つの差込ダンパー８ａ、８ｂを設けて、粉体供給路５ａからの粉体が２つの四角筒状容器のうちの一方にのみ落下できるようにした。

まず、２つの差込ダンパー８ａ、８ｂを両方とも退避位置に退避させ、この状態で３つの捕集装置からの粉体を各々２つの四角筒状容器に均等に分けながら２基の切出装置で切り出しを開始した。その結果、図４に示すように切出装置２では安定的に切出せたが、切出装置１でフラッシング現象が発生した（期間Ｉ）。そこで、差込ダンパー８ａを進出させて、ダストチャンバー１で捕集した比較的粒度の大きい粉体を全て切出装置１側に落下させたところ、２基の切出装置とも安定的に粉体を切出すことが確認できた（期間II）。

この結果から、比較的粒度の大きい粉体をフラッシング現象が発生している切出装置に優先的に供給することで、フラッシング現象を効果的に抑制できることが分かる。なお、上記のように差込ダンパーを操作をすることで、切出装置２においては相対的に粒度の小さい粉体が供給されることとなるが、本実施例においては切出装置２の羽根の磨耗量は小さく、フラッシング現象が発生する等の悪影響は認めらなかった。

比較のため、上記した実施例の切出装置１及び２とスクリュー羽根の更新後の使用時間がほぼ同じ切出装置を用意して、３つの捕集装置からそれぞれ粉体供給路５ａ、５ｂ、５ｃを用いて２つの四角筒状容器に均等に分けながら切り出しを開始したところ、上記と同様に切出装置１でフラッシング現象が発生した。差込ダンパー８ａ、８ｂを進出させずにそのまま運転を継続したところ、フラッシング現象の頻度がますます増大した。

１ ダストチャンバー
２ サイクロン
３ バグフィルター
４ 吸込ファン
５ａ、５ｂ、５ｃ 粉体供給路
６ 粉体貯蔵容器
７ 粉体切出装置
８ 差込ダンパー

Claims (3)

1. 貯蔵容器の底部に設けられた複数の切出装置において生じうるフラッシング現象の抑制方法であって、
   直列に接続された複数の粉体捕集装置でそれぞれ捕集された粉体を前記貯蔵容器に投入する際、前記複数の粉体捕集装置の内の最も後段に位置する粉体捕集装置を除く少なくとも１つの粉体捕集装置からの粉体を、前記複数の切出装置の内、羽根とケーシングとのクリアランスが最も大きい切出装置側により多く投入することを特徴とするフラッシング現象の抑制方法。
2. 前記クリアランスが最も大きい切出装置は、羽根の更新後の使用時間が最も長いものであることを特徴とする、請求項１に記載のフラッシング現象の抑制方法。
3. 直列に接続された複数の粉体捕集装置でそれぞれ捕集された粉体を複数の切出装置を底部に有する貯蔵容器に供給する粉体供給路において、前記複数の粉体捕集装置の内の最も後段に位置する粉体捕集装置を除く少なくとも１つの粉体捕集装置からの粉体を、前記複数の切出装置の内、羽根とケーシングとのクリアランスが最も大きい切出装置側により多く投入するように振り分け機構が設けられていることを特徴とする粉体の供給装置。

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