JP3325363B2 - オリフィスとそれを用いた液中造粒機 - Google Patents
オリフィスとそれを用いた液中造粒機Info
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Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、微粉状物質と液体の懸濁液から
結合剤の存在下で微粉状物質を造粒体とする液中造粒機
において造粒体の造粒槽内における一定の滞留時間を維
持し安定な連続造粒を行なうために必要なオリフィスお
よびこれを用いた液中造粒機に関する。
結合剤の存在下で微粉状物質を造粒体とする液中造粒機
において造粒体の造粒槽内における一定の滞留時間を維
持し安定な連続造粒を行なうために必要なオリフィスお
よびこれを用いた液中造粒機に関する。
【０００２】
【従来技術】液体中に微粉状固体が混合した懸濁液から
固体のみを分離・採取する場合、液中造粒法の適用が提
唱され、実用化もされている。これは懸濁液を形成する
懸濁媒体には不溶で懸濁物質である固体には親和性のあ
る第二の液体を添加し、撹拌あるいは振動等の機械的エ
ネルギーを与えることによって固体を造粒体あるいは凝
集体として分離するものである。例えば微粉炭を水中に
懸濁させてスラリーを形成せしめ、重油を結合剤として
液中造粒すると微粉炭中の炭分は重油と親和性があるの
で粒状の造粒体となって分離して取り出すことができ
る。このような液中造粒は一般に連続工程として行なわ
れる。この場合連続造粒を安定して行なうには造粒槽内
に一定量の造粒体を常に保持させることが必要である。
これは通常ホールドアップ（Ｈｏｌｄ ｕｐ）と言われ
る。
固体のみを分離・採取する場合、液中造粒法の適用が提
唱され、実用化もされている。これは懸濁液を形成する
懸濁媒体には不溶で懸濁物質である固体には親和性のあ
る第二の液体を添加し、撹拌あるいは振動等の機械的エ
ネルギーを与えることによって固体を造粒体あるいは凝
集体として分離するものである。例えば微粉炭を水中に
懸濁させてスラリーを形成せしめ、重油を結合剤として
液中造粒すると微粉炭中の炭分は重油と親和性があるの
で粒状の造粒体となって分離して取り出すことができ
る。このような液中造粒は一般に連続工程として行なわ
れる。この場合連続造粒を安定して行なうには造粒槽内
に一定量の造粒体を常に保持させることが必要である。
これは通常ホールドアップ（Ｈｏｌｄ ｕｐ）と言われ
る。
【０００３】造粒対象物によって異なるがホールドアッ
プによる造粒体の造粒槽内滞留量は造粒槽の実効体積に
対する割合で示され、この値が適正であることが連続造
粒の安定化には重要である。造粒機への原料懸濁液の供
給量が一定の場合、一般にはオリフィス開口部の隙間の
大小によってホールドアップの調整がなされている。即
ち、ホールドアップによる造粒体滞留量を大きくすると
きは隙間を小さく、造粒体滞留量を小さくするときは隙
間を大きくしている。しかし、隙間の大小のみではホー
ルドアップの調整は不充分であり、目的とする造粒体形
成に苦労することは、しばしば経験しているところであ
る。
プによる造粒体の造粒槽内滞留量は造粒槽の実効体積に
対する割合で示され、この値が適正であることが連続造
粒の安定化には重要である。造粒機への原料懸濁液の供
給量が一定の場合、一般にはオリフィス開口部の隙間の
大小によってホールドアップの調整がなされている。即
ち、ホールドアップによる造粒体滞留量を大きくすると
きは隙間を小さく、造粒体滞留量を小さくするときは隙
間を大きくしている。しかし、隙間の大小のみではホー
ルドアップの調整は不充分であり、目的とする造粒体形
成に苦労することは、しばしば経験しているところであ
る。
【０００４】
【目的】本発明の目的は、必要なホールドアップを可能
にする新しい構造のオリフィスおよびそれを用いた液中
造粒機を提供する点にある。
にする新しい構造のオリフィスおよびそれを用いた液中
造粒機を提供する点にある。
【０００５】
【構成】本発明の第一は、液中造粒槽の出口部分に設け
られるオリフィスにおいて、オリフィス開口部の出口側
に乱流を発生させるに充分な流れ抵抗域を設けたことを
特徴とする液中造粒機用オリフィスに関する。
られるオリフィスにおいて、オリフィス開口部の出口側
に乱流を発生させるに充分な流れ抵抗域を設けたことを
特徴とする液中造粒機用オリフィスに関する。
【０００６】オリフィス開口部出口側の形状が液体の流
れに沿って滑らかに変化するような流線型の場合は容易
に層流が形成され、ホールドアップによる滞留量は必要
以上に小さくなる傾向にある。このような場合オリフィ
ス開口部の隙間を小さくして滞留量の増大を計ろうとす
ると原料懸濁液の供給量に制限をきたしたり、隙間部で
の造粒体の閉塞や破壊あるいは付着などが発生しトラブ
ルの原因になり好ましくない。オリフィス開口部の隙間
を一定の値に保持した上で所定のホールドアップを維持
するには吐出側に渦巻きのような乱流が形成され、流れ
に対する抵抗を発現させることが有効である。前記乱流
の程度はレイノルズ数で１〜９×１０5、とくに３〜８
×１０5とするのが好ましい。前記流れ抵抗域は、たと
えばオリフィス開口部の出口側に切込みを設けることに
より達成できる。
れに沿って滑らかに変化するような流線型の場合は容易
に層流が形成され、ホールドアップによる滞留量は必要
以上に小さくなる傾向にある。このような場合オリフィ
ス開口部の隙間を小さくして滞留量の増大を計ろうとす
ると原料懸濁液の供給量に制限をきたしたり、隙間部で
の造粒体の閉塞や破壊あるいは付着などが発生しトラブ
ルの原因になり好ましくない。オリフィス開口部の隙間
を一定の値に保持した上で所定のホールドアップを維持
するには吐出側に渦巻きのような乱流が形成され、流れ
に対する抵抗を発現させることが有効である。前記乱流
の程度はレイノルズ数で１〜９×１０5、とくに３〜８
×１０5とするのが好ましい。前記流れ抵抗域は、たと
えばオリフィス開口部の出口側に切込みを設けることに
より達成できる。
【０００７】本発明の第二は、多数の撹拌翼を備えた回
転軸を内蔵する円筒状造粒槽およびその出口側に設けら
れた請求項１または２記載のオリフィスを備えたことを
特徴とする液中造粒装置に関する。
転軸を内蔵する円筒状造粒槽およびその出口側に設けら
れた請求項１または２記載のオリフィスを備えたことを
特徴とする液中造粒装置に関する。
【０００８】液中造粒には水中造粒と油中造粒の二種類
がある。水中造粒は懸濁媒体としての水の中に造粒対象
物である微粉状物質を懸濁させ、第二の液体として水に
不溶で微粉状物質には親和性のあるものを結合剤として
用いて、機械的な外力、例えば撹拌や振動を与えて微粉
状物質を凝集、圧密して造粒体として分離する。油中造
粒は懸濁媒体として炭化水素あるいは四塩化炭素などの
水以外の有機液体を用い、結合剤としては一般に水を用
いる点が水中造粒との主たる相違点である。水中造粒、
油中造粒とも何れも回分式と連続式があり、本発明によ
るオリフィスは連続式に適用される。縦型連続式でも横
型連続式など何れにも適用できる。連続式造粒の造粒機
構は水中造粒の場合も油中造粒の場合も本質的に同一で
ある。例えば、図１にみられるように、造粒機の造粒槽
１の先端部にある原料供給口４から造粒対象物を懸濁液
（スラリー）として連続的に供給し、同時に原料供給口
４の近傍の結合剤供給口５から所定量の結合剤を供給
し、造粒槽１内において造粒対象物と結合剤が撹拌等に
より付着・凝集し、さらに圧密されて造粒体を形成し、
造粒槽端部の吐出室８を経て系外に懸濁媒体と一緒にな
って排出され、濾過等によって造粒体を分離・採取す
る。この造粒工程において所定の性状の造粒物を得るた
めには、原料懸濁液や結合剤の供給量、供給方法、撹拌
翼の回転速度、撹拌翼や造粒槽の形状と構造、懸濁液の
ｐＨ値等を適正に設定すると同時に、安定して造粒を行
なうにはホールドアップを所定のレベルに維持すること
が肝要である。特にホールドアップの適正な維持なくし
ては実操業での安定した造粒は期待できない。液中造粒
ではホールドアップによる造粒体の滞留量は造粒槽の実
効容積の５及至４５％容積（見掛け上）で好ましくは１
０及至４０％、最も好ましくは１５及至３０％である。
液中造粒では造粒槽内で形成された造粒体が形成と同時
に槽内の懸濁媒体の流れと共に系外に直ちに排出され槽
内での滞留量が極めて少量であるような造粒機構では安
定して造粒体を得ることは困難である。形成された造粒
体が槽内に閉じこめられ、ある一定時間停滞した後に系
外に吐出される造粒工程にする必要がある。
がある。水中造粒は懸濁媒体としての水の中に造粒対象
物である微粉状物質を懸濁させ、第二の液体として水に
不溶で微粉状物質には親和性のあるものを結合剤として
用いて、機械的な外力、例えば撹拌や振動を与えて微粉
状物質を凝集、圧密して造粒体として分離する。油中造
粒は懸濁媒体として炭化水素あるいは四塩化炭素などの
水以外の有機液体を用い、結合剤としては一般に水を用
いる点が水中造粒との主たる相違点である。水中造粒、
油中造粒とも何れも回分式と連続式があり、本発明によ
るオリフィスは連続式に適用される。縦型連続式でも横
型連続式など何れにも適用できる。連続式造粒の造粒機
構は水中造粒の場合も油中造粒の場合も本質的に同一で
ある。例えば、図１にみられるように、造粒機の造粒槽
１の先端部にある原料供給口４から造粒対象物を懸濁液
（スラリー）として連続的に供給し、同時に原料供給口
４の近傍の結合剤供給口５から所定量の結合剤を供給
し、造粒槽１内において造粒対象物と結合剤が撹拌等に
より付着・凝集し、さらに圧密されて造粒体を形成し、
造粒槽端部の吐出室８を経て系外に懸濁媒体と一緒にな
って排出され、濾過等によって造粒体を分離・採取す
る。この造粒工程において所定の性状の造粒物を得るた
めには、原料懸濁液や結合剤の供給量、供給方法、撹拌
翼の回転速度、撹拌翼や造粒槽の形状と構造、懸濁液の
ｐＨ値等を適正に設定すると同時に、安定して造粒を行
なうにはホールドアップを所定のレベルに維持すること
が肝要である。特にホールドアップの適正な維持なくし
ては実操業での安定した造粒は期待できない。液中造粒
ではホールドアップによる造粒体の滞留量は造粒槽の実
効容積の５及至４５％容積（見掛け上）で好ましくは１
０及至４０％、最も好ましくは１５及至３０％である。
液中造粒では造粒槽内で形成された造粒体が形成と同時
に槽内の懸濁媒体の流れと共に系外に直ちに排出され槽
内での滞留量が極めて少量であるような造粒機構では安
定して造粒体を得ることは困難である。形成された造粒
体が槽内に閉じこめられ、ある一定時間停滞した後に系
外に吐出される造粒工程にする必要がある。
【０００９】このため、造粒槽出口部にオリフィスを設
け、形成された造粒体が形成と同時にそのまゝ自由に系
外に流出するのを抑制する。これによって形成された造
粒体はオリフィスによって自由な流出を妨げられ、オリ
フィスの近辺に集積された造粒体の層を形成する。この
ような造粒体の集積層は回分式造粒の場合は容易に得ら
れる。このために連続式造粒の場合も造粒開始に当って
は、バルブ操作で系を回分式にして予め造粒体の集積層
を形成した後に連続式に切替へるのが一般的である。本
発明によるオリフィスは形成された造粒体の自由な系外
への排出を防止し、集積層を形成するために、従来のオ
リフィスの開口部出口側は単なるスロープ状であった
が、このオリフィス開口部の出口側に切込み（例えば、
スロープ部分に段差を形成するような切込み）を設け、
そこに激しい乱流場を形成せしめて造粒体の流出を制御
しようとするものである。切込みの形状や大きさには特
に制限はなく、層流を形成しないようにオリフィス隙間
の吐出側に渦を発生するものであればよい。
け、形成された造粒体が形成と同時にそのまゝ自由に系
外に流出するのを抑制する。これによって形成された造
粒体はオリフィスによって自由な流出を妨げられ、オリ
フィスの近辺に集積された造粒体の層を形成する。この
ような造粒体の集積層は回分式造粒の場合は容易に得ら
れる。このために連続式造粒の場合も造粒開始に当って
は、バルブ操作で系を回分式にして予め造粒体の集積層
を形成した後に連続式に切替へるのが一般的である。本
発明によるオリフィスは形成された造粒体の自由な系外
への排出を防止し、集積層を形成するために、従来のオ
リフィスの開口部出口側は単なるスロープ状であった
が、このオリフィス開口部の出口側に切込み（例えば、
スロープ部分に段差を形成するような切込み）を設け、
そこに激しい乱流場を形成せしめて造粒体の流出を制御
しようとするものである。切込みの形状や大きさには特
に制限はなく、層流を形成しないようにオリフィス隙間
の吐出側に渦を発生するものであればよい。
【００１０】
【実施例】燃料コストの有利性から我が国では“Ｃ”重
油の代わりに石油コークスを一般産業用ボイラ燃料とし
て使用するところが多く見られる。石油コークスはガソ
リン等の高付加価値燃料を分解反応で採取した残渣固形
分で揮発分が１０％重量前後と少なく、難燃性であるた
めボイラ燃焼時に未燃性灰分として燃焼量の約３％が残
る。これは一般に石油コークス燃焼灰と言われ、多くの
場合産業廃棄物として投棄処理されている。この燃焼灰
から不燃性の金属酸化物である灰分を分離・除去し、カ
ーボンのみを選択的に採取し、再生利用することが重油
を結合剤として水中造粒を適用することにより可能であ
ることが明らかにされ、既に実用化されるようになっ
た。ここでの実施例は石油コークス燃焼灰からカーボン
分のみを数ｍｍ径の球形造粒体として分離・採取する液
中造粒に関するものである。
油の代わりに石油コークスを一般産業用ボイラ燃料とし
て使用するところが多く見られる。石油コークスはガソ
リン等の高付加価値燃料を分解反応で採取した残渣固形
分で揮発分が１０％重量前後と少なく、難燃性であるた
めボイラ燃焼時に未燃性灰分として燃焼量の約３％が残
る。これは一般に石油コークス燃焼灰と言われ、多くの
場合産業廃棄物として投棄処理されている。この燃焼灰
から不燃性の金属酸化物である灰分を分離・除去し、カ
ーボンのみを選択的に採取し、再生利用することが重油
を結合剤として水中造粒を適用することにより可能であ
ることが明らかにされ、既に実用化されるようになっ
た。ここでの実施例は石油コークス燃焼灰からカーボン
分のみを数ｍｍ径の球形造粒体として分離・採取する液
中造粒に関するものである。
【００１１】対象となる石油コークス燃焼灰の性状 灰分 １２．４６％重量 揮発分 ７．２０％重量 固定炭素 ８０．３４％重量 粒度構成 ２００メッシュ通過が９０％以上 使用された結合剤 ＪＩＳに規定された一般市販の“Ｃ”重油 使用した造粒機 図１に示すとおりである。
【００１２】使用したオリフィスの隙間、オリフィスの
切込みの有無および造粒結果の可・不可についての比較
を表１に示す。また、隙間の構成を図２に示す。
切込みの有無および造粒結果の可・不可についての比較
を表１に示す。また、隙間の構成を図２に示す。
【表１】
【００１３】表１において、図３に示すオリフィスを使
用したときは安定した連続造粒を長時間にわたって行な
うことができた。図４に示すような形状のオリフィス
は、オリフィス出口側に切込みが無いために造粒体の滞
留量が所要レベルには至らなかったことにより連続造粒
は困難であった。また、Ｎｏ．５のように隙間巾が適切
なものより小さくして滞留量の増加を計ると、比較的粒
径の大きい造粒体が隙間に閉塞や付着を起こして充分な
結果を得ることができなかった。これらのことから隙間
巾を単に物理的に小さくするのみでは問題解決は困難で
あることが判明した。図３の（ｂ）や（ｃ）におけるＡ
部に示すような切込みをつけて、流れそのものに渦流を
発生させ、それによって抵抗を生じさせると、滞留量が
適切に維持され、かつ閉塞等のトラブルもなく長時間に
至って連続して造粒体を得ることが可能になった。
用したときは安定した連続造粒を長時間にわたって行な
うことができた。図４に示すような形状のオリフィス
は、オリフィス出口側に切込みが無いために造粒体の滞
留量が所要レベルには至らなかったことにより連続造粒
は困難であった。また、Ｎｏ．５のように隙間巾が適切
なものより小さくして滞留量の増加を計ると、比較的粒
径の大きい造粒体が隙間に閉塞や付着を起こして充分な
結果を得ることができなかった。これらのことから隙間
巾を単に物理的に小さくするのみでは問題解決は困難で
あることが判明した。図３の（ｂ）や（ｃ）におけるＡ
部に示すような切込みをつけて、流れそのものに渦流を
発生させ、それによって抵抗を生じさせると、滞留量が
適切に維持され、かつ閉塞等のトラブルもなく長時間に
至って連続して造粒体を得ることが可能になった。
【００１４】本発明の造粒機は、前述のカーボン粒子の
ほか、セラミックスのような無機質粒子や乳糖のような
有機質粒子の形成に利用することができる。
ほか、セラミックスのような無機質粒子や乳糖のような
有機質粒子の形成に利用することができる。
【００１５】
【効果】連続式液中造粒において造粒体を安定して効率
よく得るために必要な造粒機の構成要素の一つであるオ
リフィスの構造を本発明のようなものとすることにより
トラブルがなく、長時間の連続造粒を行なうことが可能
となり、その結果作業効率や維持費で極めて有利であ
る。
よく得るために必要な造粒機の構成要素の一つであるオ
リフィスの構造を本発明のようなものとすることにより
トラブルがなく、長時間の連続造粒を行なうことが可能
となり、その結果作業効率や維持費で極めて有利であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】オリフィスのある横型連続式液中造粒機の１例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図２】一般の液中造粒機におけるオリフィスの平面図
（ａ）とその断面図（ｂ）を示す。
（ａ）とその断面図（ｂ）を示す。
【図３】本発明実施例のオリフィスの平面図（ａ）、断
面図（ｂ）および（ｂ）のＡ部における拡大断面図
（ｃ）を示す。
面図（ｂ）および（ｂ）のＡ部における拡大断面図
（ｃ）を示す。
【図４】比較例の切込みのないオリフィスの平面図
（ａ）と断面図（ｂ）を示す。
（ａ）と断面図（ｂ）を示す。
１ 造粒槽 ２ 撹拌翼回転軸 ３ 撹拌翼 ４ 原料懸濁液供給口 ５ 結合剤供給口 ６ オリフィス ７ オリフィス隙間 ８ 吐出室 ９ 吐出撹拌翼 １０ 吐出用技管 １１ 吐出管 １２ オリフィス取付けボルト穴 １３ 撹拌翼回転軸通し穴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 孝正 大阪府大阪市北区堂島浜２丁目２番８号 日本エクスラン工業株式会社内 (72)発明者 仲森 日出夫 大阪府大阪市北区堂島浜２丁目２番８号 日本エクスラン工業株式会社内 (72)発明者 久保 泰雄 福岡県北九州市若松区北湊町10番１号 株式会社永田製作所内 (56)参考文献 特開 平６−126147（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−293356（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−275392（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−255996（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−22031（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01J 2/10
Claims (3)
- 【請求項１】 液中造粒槽の出口部分に設けられるオリ
フィスにおいて、オリフィス開口部の出口側に乱流を発
生させるに充分な流れ抵抗域を設けたことを特徴とする
液中造粒機用オリフィス。 - 【請求項２】 前記流れ抵抗域がオリフィス開口部の出
口側に設けられた切込みである請求項１記載の液中造粒
機用オリフィス。 - 【請求項３】 多数の撹拌翼を備えた回転軸を内蔵する
円筒状造粒槽およびその出口側に設けられた請求項１ま
たは２記載のオリフィスを備えたことを特徴とする液中
造粒装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26174793A JP3325363B2 (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | オリフィスとそれを用いた液中造粒機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26174793A JP3325363B2 (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | オリフィスとそれを用いた液中造粒機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0796158A JPH0796158A (ja) | 1995-04-11 |
| JP3325363B2 true JP3325363B2 (ja) | 2002-09-17 |
Family
ID=17366153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26174793A Expired - Fee Related JP3325363B2 (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | オリフィスとそれを用いた液中造粒機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3325363B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006347847A (ja) * | 2005-06-20 | 2006-12-28 | Nippon Oil Corp | 石油コークスの燃焼および炭酸ガス回収方法および装置 |
| CN101792135B (zh) * | 2010-03-31 | 2012-01-04 | 潍坊联兴炭素有限公司 | 一种石油焦的煅烧工艺方法 |
-
1993
- 1993-09-24 JP JP26174793A patent/JP3325363B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0796158A (ja) | 1995-04-11 |
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