JP3255527B2 - 気体排出装置及びこれを用いた溶液分解処理装置 - Google Patents

気体排出装置及びこれを用いた溶液分解処理装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、気体排出装置及びこれ
を用いた溶液分解処理装置に係り、特に化学工業,食品
工業,医療等の分野において利用するのに適した気体排
出装置及びこれを用いた溶液分解処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の気体排出装置としては、
気体の混じった水を気体排出管に設けたバルブの開度を
調節することにより、気体排出管からの水の流出を抑制
しつつ気体を分離して排出させるようにしていた。ま
た、かかる気体排出装置を用いた従来の溶液分解処理装
置としては、触媒層が内壁に設けられた多孔質材料から
なる反応管内に被処理溶液供給部によって例えば過酸化
水素水溶液のような被処理溶液を供給し、触媒層との接
触により過酸化水素水溶液を分解して酸素と水に分離さ
せていた。そして、水を反応管の管壁から外部に排出さ
せると共に、反応管に接続された気体排出管に設けたバ
ルブの開度を調節することにより、気体排出管からの水
の流出を抑制しつつ酸素を分離して排出させるようにし
ていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記気体排出
装置及び溶液分解処理装置においては、気体排出管の径
が細くなるとバルブも小さいものが必要となり、バルブ
の製造が困難になるため製造コストが高くなるという問
題がある。また、バルブの流路長が短いため、被処理溶
液の供給圧力に応じてバルブの開度を適正に調整するこ
とにより、気体成分の効果的な排出と液体成分の流出抑
制を安定に行うことは困難であるという問題がある。本
発明は、上記した問題を解決しようとするもので、液体
中の気体を液体から分離して効率よく排出する気体排出
装置を提供すると共に、被処理溶液の分解により生じた
気体成分を液体成分から効率よく分離して排出すると共
に液体成分を反応管の管壁から円滑に排出することので
きる溶液分解処理装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、上記請求項1に係る発明の構成上の特徴は、一
端にて流体流入口を設けた固定管部と、固定管部の他端
から固定管部の外周側に一定の隙間を設けてその軸線方
向に移動可能にかつ先端液密状態で嵌めこまれ、他端側
が封止されると共に先端の近傍位置の側壁に排気管を設
けた可動管部とを設けたことにある。
【0005】また、上記請求項2に係る発明の構成上の
特徴は、被処理溶液との接触により被処理溶液を分解し
て気体成分と液体成分に分離させる触媒層が内壁面もし
くは壁内部に設けられた多孔質材料からなる反応管と、
反応管の入口側にて供給パイプを介して設けられた被処
理溶液供給部と、一端にて前記反応管の出口側に連結さ
れた固定管部と、固定管部の他端から固定管部の外周側
に一定の隙間を設けてその軸線方向に移動可能にかつ先
端液密状態で嵌めこまれ、他端側が封止されると共に先
端の近傍位置の側壁に排気管を設けた可動管部とを備え
てなる気体排出部とを設けたことにある。
【0006】
【発明の作用・効果】上記のように構成した請求項1に
係る発明においては、流体流入口から供給された液体中
の気体成分は、気体排出部の固定管部に移動し、さらに
粘性抵抗が小さいので固定管部と可動管部の間の隙間を
スムーズに通過し、排気管を通って外部に排出されて集
められる。また、固定管部に移動した液体成分は、その
粘性抵抗が大きいので、固定管部と可動管部の間の隙間
の通過が抑制される。その結果、上記請求項1に係る発
明によれば、液体から分離された気体成分を気体排出部
から効率よく回収することができる。また、気体排出部
を固定管部と可動管部との二重構造としたことにより、
その隙間が容易に形成され、気体排出装置を小型化する
ことができる。この時、隙間が大きい場合は、気体成分
の通過が容易となり、気体排出圧力が低く設定され、逆
に、隙間が小さくなる程、気体排出圧力が高く設定され
る。従って、固定管部と可動管部の径の調整により上記
圧力を制御可能となるが、管の軸心をずらすことによっ
ても調整可能である。また、可動管部の固定管部への挿
入量を容易に調整することが出来るので、供給される液
体の注入圧力、流量、粘度等に応じて気体排出装置の処
理能力を適正状態になるように調整することができる。
すなわち、挿入量を多くすることにより、高い注入圧力
を維持することができる。なお、挿入量による調整は、
前述の管径等による調整よりも微妙な調整が容易であ
る。また、可動管部の移動が直線運動であるので、上記
液体の供給圧力等の要因に対して可動管部の移動量を制
御する装置を組み込むことにより、容易に自動化が可能
である。
【0007】また、上記のように構成した請求項2に係
る発明においては、反応管内に供給された被処理溶液
は、触媒層によって気体成分と液体成分に分離され、液
体成分は多孔質材料からなる反応管の管壁から外部に透
過する。一方、気体成分は、気体排出部の固定管部に移
動し、さらに粘性抵抗が小さいので固定管部と可動管部
の間の隙間をスムーズに通過し、排気管を通って外部に
排出されて集められる。また、固定管部に移動した液体
成分は、その粘性抵抗が大きいので、固定管部と可動管
部の間の隙間の通過が抑制される。それにより、液体成
分の反応管の管壁からの排出が促進される。
【0008】その結果、上記請求項2に係る発明によれ
ば、反応管において分解された溶液の成分の内、気体成
分は気体排出部から、液体成分は反応管の管壁からそれ
ぞれ分離して回収することができる。また、気体排出部
を固定管部と可動管部との二重構造としたことにより、
気体排出部の長さを短くすることができ、溶液分解処理
装置を小型化することができる。そして、小型化が容易
になったことにより、溶液分解処理装置を複数段で用い
ることができ、それにより被処理溶液中の溶解物質の濃
度をさらに低下させることができる。また、可動管部の
固定管部への挿入量を容易に調整することが出来るの
で、ポンプの吐出圧力、被処理液の流量,粘度、反応管
のバブルポイント圧等に応じて溶液分解処理装置の処理
能力を適正状態になるように調整することができる。ま
た、可動管部の移動が直線運動であるので、上記ポンプ
の吐出圧力等の要因に対して可動管部の移動量を制御す
る装置を組み込むことにより、容易に自動化が可能であ
る。
【0009】
【実施例】以下本発明の一実施例について図面に基づい
て説明する。図1は、溶液分解処理装置を用いた被処理
液分解処理システムを一部破断面図により概略的に示し
たものである。溶液分解処理装置は、反応装置10を設
けている。反応装置10は、長さ96cm×直径8cm
φのガラス製の中空円筒形の支持容器11と、支持容器
11の中心線位置を貫通して両側面に接着剤11aによ
り液密に固定された円筒形の反応管12を有している。
反応管12は、内径3cm×外径5cmφ×長さ100
cmlで、平均気孔径2μm、気孔率41%のアルミナ
多孔質体からなる。反応管12の内壁面には、二酸化マ
ンガンの焼き付け層からなる触媒層12aが設けられて
いる。触媒層12aは、反応管12の内面に二酸化マン
ガンの懸濁液を塗布した後、1150℃で30分間焼成
することにより、厚さ約10μmに形成される。支持容
器11の外壁の底部には液排出管11aが設けられてお
り、液排出管11aの下側には、液回収容器41が設け
られている。
【0010】反応装置10の出口側(右端部)には、気
体排出装置20が設けられている。気体排出装置20
は、固定管部21と可動管部22とを有している。固定
管部21は、内径2cm×外径2.3cmφ×長さ50
cmlのステンレス管である。固定管部21は、反応管
12の右端部にわずかに挿入され、接着剤20aにより
液密に固定されている。固定管部21の右端部から可動
管部22が挿入されている。可動管部22は、内径2.
8cm×外径3.1cmφ×長さ35cmlのステンレ
ス管であり、右端部22aが封止されていると共に、左
端部にOリングを装着するためのフランジ形状のシール
部22bを設けている。かかる構成により、固定管部2
1と可動管部22間には、約2.5mmの隙間が設けら
れると共に、可動管部22はシール部22bによって、
固定管部21に液密かつ移動可能に支持される。また、
可動管部22の左端部近傍位置には、下側に向けた排気
管22cが設けられている。なお、可動管部22の固定
管部21への挿入長さは、後述するポンプの吐出圧、被
処理液の流量,粘度、多孔質体のバブルポイント等に応
じて定められる。また、可動管部22の排気管22c
は、供給管22dを介してガス回収容器42に連結され
ている。
【0011】反応装置10の入口側(左端部)には、被
処理液供給装置30が設けられている。被処理液供給装
置30は、供給ポンプ31と、その吐出側に連結された
供給管31aの他端に連結された連結部材32とを有し
ている。連結部材32は、ステンレス製のL字型の管で
あり、反応管12の左端部の外周側に嵌め合わされて、
接着剤32aにより液密に固定されている。供給ポンプ
31の吸入側には、供給管31bが連結されており、供
給管31bは被処理液タンク43内に延長されている。
【0012】以上のように構成した実施例の動作につい
て説明する。供給ポンプ31は、駆動開始により、被処
理液タンク内に収容された濃度1wt%の過酸化水素水
を吸引し、平均吐出圧1kg/cm2 ,平均流量10m
l/minの割合で反応容器12内に供給する。過酸化
水素は、反応容器12の内壁に塗布された触媒層12a
の作用により分解して、酸素と水になる。水は、反応管
12の多孔質壁を浸透して支持容器11内に落下し、さ
らに液排出管11aから液排出容器41内に収容され
る。酸素ガスは、気体排出装置20の固定管部21内に
移動し、さらに固定管部21と可動管部22との隙間に
入る。酸素ガスは、粘性抵抗が小さいので隙間を円滑に
浸透し、排気管22cから供給管22dを通ってガス回
収容器42内に回収される。また、固定管部21内にて
酸素ガスに混入した水は、粘性抵抗が大きく固定管部2
1と可動管部22との隙間において流量が著しく低下
し、そのため、反応管12の多孔質壁からの水の透過が
促進される。その結果、回収された水の過酸化水素濃度
を0.01wt%に低下させることができた。
【0013】以上のように、上記実施例に係る溶液分解
処理装置は、気体排出装置20を固定管部21の外周側
に可動管部22を挿入させた二重管構造にし、両者間の
隙間によって酸素ガスを通り易くし、水を通り難くさせ
るようにすることができた。その結果、反応管内におい
て過酸化水素水の分解により生じた成分をそれぞれ酸素
と水に分離して、酸素を気体排出装置から排出させ、水
を反応管壁から安定に回収することができた。また、気
体排出装置を二重管構造としたことにより、気体排出装
置の長さを短くすることができ、溶液分解処理装置を小
型化することができる。そして、小型化が容易になった
ことにより、溶液分解処理装置の段数を増やすことがで
きるので、その結果、さらに溶解物質の濃度を低下させ
ることができる。また、気体排出装置は、可動管部の固
定管部への挿入量を容易に調整することができるので、
ポンプの吐出圧力、被処理液の流量,粘度、反応管のバ
ブルポイント等に応じて装置の被処理溶液の分解処理能
力が適正状態になるように自由に調節することができ
る。また、可動管部の移動が直線運動であるので、上記
ポンプの吐出圧力等の変動要因に対する移動量の調整を
自動的に制御することができる。
【0014】なお、上記実施例においては、気体排出装
置の入口側に反応装置を接続して溶液分解処理装置とし
ているが、気体排出装置単体としても用いることがで
き、任意の気体を含んだ液体を供給する供給源に接続し
て使用してもよい。
【0015】なお、本実施例においては、被処理液とし
て過酸化水素溶液を用いたが、その他オゾンや二酸化炭
素等を含む溶液を用いることことができ、この場合に
は、反応管内の触媒層をそれに応じて変更すればよい。
また、反応管として、アルミナの他に多孔質の陶器、多
孔質の金属等を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る溶液分解処理装置の概
略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
10;反応装置、11;支持容器、12;反応管、12
a;触媒層、20;気体排出装置、21;固定管部、2
2;可動管部、22b;シール部、22c;排気管、3
0;被処理液供給装置、31;供給ポンプ、32;連結
部材、31a,31b;供給管。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−145364(JP,A) 実開 平2−80710(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C02F 1/00 B01J 16/00 C02F 1/58 C01B 13/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一端にて流体流入口を設けた固定管部
    と、 同固定管部の他端から同固定管部の外周側に一定の隙間
    を設けてその軸線方向に移動可能にかつ先端液密状態で
    嵌めこまれ、他端側が封止されると共に前記先端の近傍
    位置の側壁に排気管を設けた可動管部とを設けたことを
    特徴とする気体排出装置
  2. 【請求項2】 被処理溶液との接触により同被処理溶液
    を分解して気体成分と液体成分に分離させる触媒層が内
    壁面もしくは壁内部に設けられた多孔質材料からなる反
    応管と、 同反応管の入口側にて供給パイプを介して設けられた被
    処理溶液供給部と、 一端にて前記反応管の出口側に連結された固定管部と、
    同固定管部の他端から同固定管部の外周側に一定の隙間
    を設けてその軸線方向に移動可能にかつ先端液密状態で
    嵌めこまれ、他端側が封止されると共に前記先端の近傍
    位置の側壁に排気管を設けた可動管部とを備えてなる気
    体排出部とを設けたことを特徴とする溶液分解処理装
    置。
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