JP2015155092A - Emulsion demulsification device and demulsification method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば洗浄液と油が混ざり合ったエマルジョン(乳化液)を洗浄液と油に分離する場合等に用いることができるエマルジョン解乳化装置及び解乳化方法に関するものである。 The present invention relates to an emulsion demulsifying apparatus and a demulsifying method that can be used when, for example, an emulsion (emulsified liquid) in which a cleaning liquid and oil are mixed is separated into a cleaning liquid and oil.
金属の板等を曲げ加工したり、切削加工してりして製品を作る過程で製品に付着している油を取り除くために、洗浄槽に製品を入れて、洗浄液を流動させて、製品を洗浄することが行われる。製品の洗浄が繰り返されると、洗浄液と油が混ざり合ってエマルジョン化し、洗浄液としての能力が劣化してくる。 In order to remove the oil adhering to the product in the process of making a product by bending or cutting a metal plate, etc., the product is put in the washing tank, the washing liquid is flowed, and the product is Washing is done. When the product is repeatedly washed, the washing liquid and oil mix to become an emulsion, and the ability as a washing liquid deteriorates.
廃液からの浮上油回収方法及び装置として、特開2007−38195号公報(特許文献1)に示されるように、エマルジョン化したものを含め油を中心とする異物を含んだ廃液にマイクロバブルを送り込み、マイクロバブルが水面に上昇するまでの間にマイクロバブルの表面に油を中心とする異物を付着させて浮上油とし、この浮上油を回収することが知られている。 As a method and apparatus for recovering floating oil from waste liquid, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-38195 (Patent Document 1), microbubbles are fed into waste liquid containing foreign matters, mainly oil, including emulsion. It has been known that foreign matter, mainly oil, adheres to the surface of the microbubble until the microbubble rises to the surface of the water to make it floating oil, and this floating oil is recovered.
上記特許文献1に記載のものは、廃液からの浮上油回収方法及び装置であり、油を回収するためにマイクロバブルを利用しているが、エマルジョンを解乳化することに関する記載はない。
本発明は、例えば洗浄液と油が混ざり合ったエマルジョン(乳化液)を油と洗浄液に連続的に且つ効率的に分離することができるエマルジョン解乳化装置及び解乳化方法を提供することを目的とする。The one described in
An object of the present invention is to provide an emulsion demulsification apparatus and a demulsification method capable of continuously and efficiently separating, for example, an emulsion (emulsion liquid) in which a cleaning liquid and an oil are mixed into an oil and a cleaning liquid. .
本発明のエマルジョン解乳化装置は、槽と、この槽内に設置されたマイクロバブル発生体と、外部に存在するエマルジョンを含む液又は前記槽内の液或いはその両方を前記マイクロバブル発生体に供給する液供給装置と、前記マイクロバブル発生体に空気等のガス体を供給するガス供給装置とを備え、前記マイクロバブル発生体を旋回剪断型のマイクロバブル発生体とし、当該マイクロバブル発生体からマイクロバブルが発生するときの剪断力によって前記マイクロバブル発生体の出口付近で前記液中のエマルジョンを解乳化し、相互に親和性のない少なくとも2種類の液に分離することを特徴とする The emulsion demulsification apparatus of the present invention supplies a tank, a microbubble generator installed in the tank, a liquid containing an emulsion existing outside, a liquid in the tank, or both to the microbubble generator. And a gas supply device that supplies a gas body such as air to the microbubble generator, wherein the microbubble generator is a swirling shear type microbubble generator, and the microbubble generator The emulsion in the liquid is de-emulsified near the outlet of the microbubble generator by a shearing force when bubbles are generated, and separated into at least two liquids having no affinity for each other
また、 前記マイクロバブル発生体を円筒体とし、前記液供給装置と前記ガス供給装置から供給された液とガスを前記円筒体内で高速旋回流とし、前記円筒体の先端部内壁に前記旋回流が通って来た通路の径を部分的に拡大した径拡大部を設けたことを特徴とする。
また、前記マイクロバブル発生体を円筒体とし、前記液供給装置と前記ガス供給装置から供給された液とガスを前記円筒体内で高速旋回流とし、前記円筒体の出口に、この出口の径を部分的に拡大した径拡大部を設けたリングを取付けたことを特徴とする。Further, the microbubble generator is a cylindrical body, the liquid and the gas supplied from the liquid supply device and the gas supply device are a high-speed swirling flow in the cylindrical body, and the swirling flow is generated on the inner wall at the tip of the cylindrical body. The present invention is characterized in that a diameter-enlarged portion is provided in which the diameter of the passage that has passed through is partially enlarged.
Further, the microbubble generator is a cylindrical body, and the liquid and gas supplied from the liquid supply device and the gas supply device are turned into a high-speed swirling flow in the cylindrical body, and the diameter of the outlet is set at the outlet of the cylindrical body. A ring provided with a partially enlarged diameter enlarged portion is attached.
また、前記マイクロバブル発生体を一対その先端を対向状態で近接して設置したことを特徴とする。
また、前記円筒体の内部の径を途中から先端に行くほど小さくしたことを特徴とする。In addition, a pair of the microbubble generators are installed in close proximity with their tips facing each other.
Further, the inner diameter of the cylindrical body is reduced from the middle toward the tip.
また、本発明の洗浄液再生装置は、槽と、この槽内に設置されたマイクロバブル発生体と、外部に存在する油と洗浄液とによるエマルジョンを含む製品洗浄後の廃液又は前記槽内の液或いはその両方を前記マイクロバブル発生体に供給する液供給装置と、前記マイクロバブル発生体に空気等のガス体を供給するガス供給装置とを備え、前記マイクロバブル発生体を旋回剪断型のマイクロバブル発生体とし、当該マイクロバブル発生体からマイクロバブルが発生するときの剪断力によって前記マイクロバブル発生体の出口付近で前記液中のエマルジョンを解乳化し、分離された油を発生したマイクロバブルとともに浮上させて除去し、残りの液を洗浄液として再生することを特徴とする。 Further, the cleaning liquid regenerating apparatus of the present invention comprises a tank, a microbubble generator installed in the tank, a waste liquid after product cleaning containing an emulsion of oil and cleaning liquid existing outside, a liquid in the tank or A liquid supply device that supplies both of them to the microbubble generator; and a gas supply device that supplies a gas body such as air to the microbubble generator. The emulsion in the liquid is de-emulsified near the outlet of the microbubble generator by a shearing force when microbubbles are generated from the microbubble generator, and the separated oil is floated together with the generated microbubbles. And the remaining liquid is regenerated as a cleaning liquid.
また、本発明のエマルジョン解乳化方法は、旋回剪断型のマイクロバブル発生体のマイクロバブル発生時に生じる剪断力によって相互に親和性のない少なくとも2種類の液により構成されているエマルジョンを前記マイクロバブル発生体の出口付近で解乳化することを特徴とするエマルジョン解乳化方法。
また、前記マイクロバブル発生体を円筒体とし、供給された液とガスを前記円筒体内で高速旋回流とし、前記円筒体の先端部に前記旋回流が通って来た通路の径を部分的に拡大した径拡大部を設けたことを特徴とする。
また、前記マイクロバブル発生体を一対その先端を対向状態で近接して設置したことを特徴とする。Further, the emulsion demulsification method of the present invention generates an emulsion composed of at least two kinds of liquids having no affinity for each other by the shearing force generated when microbubbles are generated in a swirling shear type microbubble generator. An emulsion demulsification method comprising demulsifying near the exit of a body.
Further, the microbubble generator is a cylindrical body, and the supplied liquid and gas are turned into a high-speed swirling flow in the cylindrical body, and the diameter of the passage through which the swirling flow passes to the tip of the cylindrical body is partially An enlarged diameter enlarged portion is provided.
In addition, a pair of the microbubble generators are installed in close proximity with their tips facing each other.
また、本発明の洗浄液再生装置は、旋回剪断型のマイクロバブル発生体のマイクロバブル発生時に生じる剪断力によって少なくとも洗浄液と油で構成されているエマルジョンを前記マイクロバブル発生体の出口付近で解乳化し、前記油を除去して洗浄液を再生することを特徴とする。
さらに、ガス体と液体とを供給して高速旋回流を内部に発生させる旋回剪断型のマイクロバブル発生体を一対設け、この一対のマイクロバブル発生体の先端を対向状態で近接して設置し、前記対向する部分において、前記一対のマイクロバブル発生体から出る旋回流を相殺することを特徴とする。Further, the cleaning liquid regenerating apparatus of the present invention demulsifies an emulsion composed of at least a cleaning liquid and oil by a shearing force generated when microbubbles are generated in a swirling shear type microbubble generator near the outlet of the microbubble generator. The cleaning liquid is regenerated by removing the oil.
Further, a pair of swirl shear type microbubble generators that supply a gas body and a liquid to generate a high-speed swirl flow therein, and the tips of the pair of microbubble generators are installed in close proximity to each other, In the opposed portions, the swirl flows exiting from the pair of microbubble generators are canceled out.
以上のように、本発明のエマルジョンの解乳化装置及び解乳化方法によればマイクロバブル発生体内で発生していた旋回流に急ブレーキがかけられることにより、マイクロバブル発生時に大きな剪弾力が生じ、エマルジョン中の相互に親和性のない少なくとも2種類の液体が引き離され連続して、しかも効率よく解乳状態とすることができる。 As described above, according to the demulsification apparatus and the demulsification method of the emulsion of the present invention, a sharp brake is applied to the swirling flow generated in the microbubble generating body, thereby generating a large pruning force when microbubbles are generated, At least two kinds of liquids having no affinity for each other in the emulsion can be separated and continuously, and the milk can be efficiently released.
また、本発明の解乳化装置、解乳化方法を用いると廃液中のエマルジョンを解乳化することができ、その結果廃液を洗浄液として再利用することができ洗浄剤の再生装置、再生方法を提供することができる。 In addition, when the demulsification apparatus and the demulsification method of the present invention are used, the emulsion in the waste liquid can be de-emulsified, and as a result, the waste liquid can be reused as a cleaning liquid, and a cleaning agent regeneration apparatus and a regeneration method are provided. be able to.
以下、本発明の実施の形態について図面とともに説明する。
図1に於いて、1はエマルジョン解乳化装置の槽である。この槽は仕切り壁2a,2bにより三個の部屋3a,3b,3cに分離されている。部屋3a,3b,3cは完全に分離されておらず、部屋3aと3bは上方で,部屋3bと3cは下方で繋がっている。部屋3aの下方にはマイクロバブル発生体4が設置されている。このマイクロバブル発生体4にはエアーポンプ5から空気5aが供給されている。実施例では空気を用いたが窒素ガスなどの気体を用いてもよい。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1, 1 is a tank of an emulsion demulsifier. This tank is divided into three
マイクロバブル発生体4にはさらに、槽6に貯められた廃液7がポンプ8を介して供給されている。廃液7は洗浄液で加工された製品を洗浄した液であり基本的には洗浄液(水と界面活性剤を含む)と油できたエマルジョンを含んでおり、このエマルジョンが増加してくると洗浄液としての効果が劣化する。
同時に部屋3cに設置された取出口9から槽1の液10がポンプ11で吸い出されマイクロバブル発生体4に供給されている。この液21の供給は廃液7と液10の両方、廃液7のみ、液10のみの三通りが考えられる。図1はエマルジョンを解乳化し、相互に親和性のない少なくとも2種類の液A,Bに分離した状態を示している。例えば液Aは油、液Bは洗浄液であるが、液Bは完全に洗浄液だけではなく、油を含んだエマルジョンを含んでいる。The
At the same time, the
液Aは液Bよりも比重が軽いので上方に位置する。この液Aは壁2aの上を越えて部屋3aから部屋3bに入る。そして、取出口12aから外部に取出される。取出された液Aは槽13に貯められる。また、部屋3cにも取出口12bが設けられ、ここから取出された液Bは槽14に貯められる。取出口12a,12bは図4、図5に示すように取出口12a,12bは液A,液Bがオーバーフローするように構成されている。液の取出手段は他の手段でも良い。槽1で減少した液は廃液7が供給されていることで補われる。 Since liquid A has a lower specific gravity than liquid B, liquid A is positioned above. This liquid A passes over the
次に、マイクロバブル発生体3について説明する。
マイクロバブルを発生させる手段として一般的に知られている方式として加圧圧縮方式と旋回剪断方式がある。本発明はマイクロバブル発生体4として旋回剪断方式を用いていることに特徴がある。
この実施例では気液二相流旋回剪断方式を用いている。図2にマイクロバブル発生体4の構造を示す。円筒体15が設けられ、その内壁面に沿うように廃液7と液10(両方合わせて液21)が供給口16より供給される。円筒体15は途中から先端に行くほど径が小さくなっている。そして、先端部17は通路の径が大きくなっている部分(径拡大部)を含む複雑な形状になっている。例えば図3に示すよう構成されている。円筒体15の後端部には空気20の供給口18が設けられている。Next, the microbubble generator 3 will be described.
There are a pressure compression method and a swirl shear method as methods generally known as means for generating microbubbles. The present invention is characterized in that the swirl shear method is used as the
In this embodiment, a gas-liquid two-phase swirl shear method is used. FIG. 2 shows the structure of the
供給口16より入った液21は円筒体15の内壁面に沿って旋回し、図6に示すように高速の旋回流19となる。円筒体15の内径は途中から先端に行くほど径が小さくなっているので、旋回流19は円筒体15の先端に行くほど高速になる。そして遠心力により、円筒体15の円筒中心部に負圧が発生する。図7に示すように供給口18から供給された空気20は主にこの円筒中心部を通過する。円筒体15の内壁近くは、液21の中の主に水22が通過し、この水22と円筒中心部を通過する空気20の間を水22と廃液7中の油とのエマルジョン23が通過する。旋回流19を作る手段は、上述のように液21を円筒体15の内壁面に沿って供給する手段と、円筒体15の後部(液21を供給する方)に捩じれた仕切板を設けて、この仕切板で旋回流を作る手段がある。 The liquid 21 entering from the
つまり、比重の軽いものが、円筒中心部に集まり、竜巻状の旋回流19が形成される。旋回流は円筒体15の先端部17に移動する。この先端部17は内径が大きくなっている部分を含んでいるため、ここで旋回流19の旋回速度が急速に低下する。この状態で旋回流19は円筒体15の先端から噴出されるが、このとき円筒体15の先端周囲の液10により、回転速度はさらに減衰する。このため、円筒体15内部の旋回流19の高速回転数と液10に出るときときの回転数に大きな回転速度差が発生する。この回転速度差により、剪断力が発生し、渦流が連続的に剪断される。 That is, light specific gravity gathers at the center of the cylinder, and a tornado-shaped
エマルジョン23中の油に界面活性剤が吸着し水と新和する状態になっている。この状態で上記の剪断力がエマルジョンに働くと、油から界面活性剤が離された状態になり、同時に微小な気泡つまりマイクロバブル24が発生する。つまりマイクロバブルが発生するときに大きな剪断力が発生する。分離した油はこのマイクロバブル24の表面に吸着してマイクロバブルとともに浮上し図1の状態になる。マイクロバブル24は外気と混じり合って消滅する。 The surfactant is adsorbed on the oil in the
マイクロバブル発生体4の他の実施例を図8,図9により説明する。図2と同一名称については同一番号を付して説明する。円筒体15に供給口16,18が設けられている。円筒体15の中間に中央孔25を持つ仕切壁26が設けられ、中央孔25と円筒体15の出口孔27との間に円筒体15の中央孔25を通ってきた高速の旋回流を急速減衰させる複数の減衰板28が設けられている。この減衰板28により旋回流の速度は減衰し、図2の場合と同様の状態が起こる。 Another embodiment of the
マイクロバブル発生体4のさらに他の実施例を図10,図11により説明する。この実施例は円筒体15の先端部17を複雑な形状に加工する替わりに先端にリング31を設けたものである。このリング31の形状は図11に示すように
中央に出口孔29、とその周囲に複数の連通孔30を設けたものであり、この特殊な形状により、この部分で旋回流の速度は減衰し、図2の場合と同様の状態が起こる。Still another embodiment of the
図12はさらに他の実施例である。この実施例は二つの円筒体15の先端を対向させる。すると二つの円筒体15内部の旋回流19の渦巻き方向が逆になるので、先端から出た旋回流19は打ち消され、原理的には旋回流はなくなる。つまり円筒体15内で発生していた旋回流が急ブレーキをかけられて止まった状態になる。このことにより、大きな剪弾力が生じ、エマルジョン23中の油から界面活性剤が離され解乳状態となる。一対の円筒体15の先端の対向間隔は、二つの円筒体15の先端から出た旋回流19が相殺されて旋回流19がなくなる距離である。種々の条件にもよるが、10mm程度が例としてあげられる。前記相殺は完全な相殺であれば良いが、完全な相殺を期待するものではない。この方式は円筒体15から出た旋回流19が無くなるので剪断力は大きなものが得られ、エマルジョンの解乳化ばかりでなく、種々のものに利用できる。 FIG. 12 shows still another embodiment. In this embodiment, the tips of two
マイクロバブルを発生させる手段として、加圧圧縮法があるが、この方法ではマイクロバブル発生時に大きな剪断力が発生しないのでエマルジョン中の油から界面活性剤が切離されることが少なく、本発明の効果が期待できない。
一方、図1で説明したように、廃液7は洗浄液で加工された製品を洗浄した液であり基本的には水と油できたエマルジョンを含んでおり、このエマルジョンが増加してくると洗浄液としての効果が劣化する。本発明の解乳化装置、解乳化方法を用いると廃液7中のエマルジョン19が解乳化され、その結果廃液7は洗浄液として復活し、再利用される。As a means for generating microbubbles, there is a pressure compression method, but since this method does not generate a large shearing force when microbubbles are generated, the surfactant is less likely to be separated from the oil in the emulsion. I can not expect.
On the other hand, as described in FIG. 1, the
本発明のエマルジョン解乳化装置、解乳化方法は、廃液となった洗浄液を再生させて再利用させる場合等に用いて有用である。 The emulsion demulsification apparatus and the demulsification method of the present invention are useful when, for example, the cleaning liquid that has become waste liquid is regenerated and reused.
1,6,13,14: 槽
2a,2b: 仕切り壁
3a,3b,3c: 部屋
4: マイクロバブル発生体
5: エアーポンプ
5a: 空気
6: 槽
7: 廃液
8,11: ポンプ
9: 取出口
10: 液
12a,12b: 取出口
15: 円筒体
16,18: 供給口
17: 先端部
19: 旋回流
20: 空気
21: 液
22: 水分
23: エマルジョン
24: マイクロバブル
25: 中央孔
26: 仕切壁
27: 出口孔
28: 減衰板
29: 出口孔
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