JP3774564B2 - Slurry refinement / dispersion apparatus and refinement / dispersion method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばスラリー状の下水汚泥を溶融炉等に供給して、汚泥の反応を迅速化すると共に、処理負荷の均一性を向上して、安定及び高負荷処理を可能とするスラリー状物の微細化・分散装置及び微細化・分散方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、水分が60〜80%程度のスラリー状の下水汚泥等を焼却炉に供給して処理するためにスラリー状物の微細化・分散装置として、特開平9−60839号公報に記載されているような供給ノズルが知られている。同号公報に記載されている供給ノズル中心部のスクレーパ軸の周囲に断面環状の汚泥供給通路を形成し、汚泥供給通路の外周囲に汚泥分散用の加圧蒸気や圧縮空気などの加圧流体を供給する円筒状のジャケットが取付けられている。ジャケットの炉側の端部に形成された多数の加圧流体噴出口から加圧流体を噴出させて、汚泥供給通路の炉側の端部に形成された汚泥吐出口から吐出されるスラリー状の汚泥を炉内に、微細化、分散化させて供給している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特開平9−60839号公報に記載されているようなスラリー状物の微細化・分散装置においては、未だ解決すべき以下のような問題があった。
スラリー状の汚泥を微細化、分散化するための加圧流体の噴出は汚泥吐出口の外周からのみであるため、汚泥の供給状態(微細化、分散化)の制御性が劣るという問題があった。中実円形の場合、外周からのみの供給であるため、中心部まで十分な剪断力が働かず、また、中空の環状の場合も、外周からのみのため汚泥形状の変形が生じ、先鋭状の形状となり、流体の剪断力が十分に与えられなくなる。この結果微細化が十分に行えないという問題があった。
また、加圧流体噴出口から噴出された加圧流体は、ノズル先端部近傍で中心方向に集合するため、分散化が行えず、汚泥が中心部に集中して落下する。従って、反応が遅く、また局部的に処理負荷が上昇するため、不安定で低負荷な処理しかできないという問題があった。
また、効果は少ないものの、汚泥の微細化、分散化を行なうためには、多くの加圧流体の流量が必要となり、このために付帯設備の負荷が大きくなるという問題もあった。
【0004】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、下水汚泥等からなるスラリー状物の処理炉での反応を迅速化すると共に、処理負荷の均一性を向上して、安定及び高負荷処理を可能とする処理炉へ供給するスラリー状物の微細化・分散装置及び微細化・分散方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う請求項1記載のスラリー状物の微細化・分散方法は、断面が矩形状又は環状のスラリー状物噴出口から噴出するスラリー状物に、該噴出したスラリー状物の厚さ方向の両側からそれぞれ、所定の噴出流量の流体を前記スラリー状物の噴出方向と同じ方向に所定の噴出角度を有して噴出させて前記スラリー状物を微細化、分散化する。
請求項2記載のスラリー状物の微細化・分散方法は、請求項1記載のスラリー状物の微細化・分散方法において、前記両側から噴出される流体のトータル噴出流量を一定として、それぞれの前記噴出流量の割合を変化させる。
請求項3記載のスラリー状物の微細化・分散方法は、請求項1記載のスラリー状物の微細化・分散方法において、前記両側から噴出される流体のトータル噴出流量を増減する。
請求項4記載のスラリー状物の微細化・分散方法は、請求項1記載のスラリー状物の微細化・分散方法において、前記両側からそれぞれ噴出される流体の流量を、独立して任意に調整する。
【0006】
請求項5記載のスラリー状物の微細化・分散装置は、噴出するスラリー状物に、流体を噴出させて該スラリー状物を微細化、分散化するスラリー状物の微細化・分散装置であって、前記スラリー状物が流れる流路の先端部にスラリー状物噴出口を形成し、該スラリー状物噴出口から噴出する前記スラリー状物の厚さ方向の両側に前記流体を所定の噴出流量及び所定の噴出角度で噴出させる流体噴出口を形成している。
請求項6記載のスラリー状物の微細化・分散装置は、請求項5記載のスラリー状物の微細化・分散装置において、前記スラリー状物噴出口の断面が矩形状である。
請求項7記載のスラリー状物の微細化・分散装置は、請求項5記載のスラリー状物の微細化・分散装置において、前記スラリー状物噴出口の断面が環状である。
【0007】
上記の手段に加えて下記に示す手段を設けることもできる。
スラリー状物の微細化・分散方法においては、複数個の流体噴出口を介してスラリー状物の両側から流体を噴出させること、複数個の流体噴出口の位相を両側で異なるようにすること、流体噴出口を周方向のスリット形状とすること、スラリー状物噴出口を2個以上とすること、またその複数個の噴出口を管の軸方向に前後させて配置すること、スラリー状物噴出口の断面を矩形状又は環状とすること、噴出される流体の噴出位置をスラリー状物の噴出方向に平行に調整可能にすること、両側から噴出される流体の噴出角度を異なるようにすること、両側から噴出される流体の噴出流量を異なるようにすること等が可能である。
また、スラリー状物の微細化・分散装置においては、流体の流れる流路及び該流路の先端部に形成された流体噴出口を、複数の配管と該配管に接続される噴出ノズルから構成すること、複数個の流体噴出口の位相を両側で異なるようにすること、またその複数個の噴出口を管の軸方向に前後させて配置すること、さらに噴出口径を両側で異なるようにすること、スラリー状物噴出口が2個以上あるようにすること、流体噴出口の噴出位置をスラリー状物の噴出方向に平行に調整可能なようにすること、両側から噴出される流体の噴出角度を異なるようにすることが可能である。
【0008】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図1は本発明の一実施の形態に係るスラリー状物の微細化・分散装置の適用する炉に取付けた状態の断面図、図2は同スラリー状物の微細化・分散装置の要部拡大図、図3は同平面図、図4はスラリー状物及び流体の噴出方向の説明図、図5は本発明の他の実施の形態に係るスラリー状物の微細化・分散装置の要部拡大断面図、図6(A)、(B)はそれぞれ本発明の別の他の実施の形態に係るスラリー状物の微細化・分散装置の要部拡大斜視図、同平断面図である。
【0009】
図1〜図3に示すように、本発明の一実施の形態に係るスラリー状物の微細化・分散装置10は、棒形状の、中央部にはその内部を流体11が流れる内管12と、内管12の先端部に連結され、その先端に複数個形成された流体噴出口13から流体11を炉内に噴出する流体噴出部14と、内管12及び流体噴出部14の外周面とその内周面とで形成される空間15をスラリー状物16が流れ、先端からスラリー状物16を炉内に噴出する中央管17と、中央管17の外周面とその内周面とで形成される空間18を流体19が流れ、中央管17の端部とその端部とを連結する環状板20に形成された複数の流体噴出口21から流体19を炉内に噴出する外管22とを有している。なお、流体11、19として、圧縮空気、蒸気等の圧縮気体を使用する。以下、これらについて詳しく説明する。
【0010】
内管12はステンレス製のパイプを使用し、基部には流体11を流すための図示しないフレキシブルホースの接続フランジに連結される接続フランジ23が設けられ、先部には図2に示すように、流体噴出部14が形成されている。また、先端部の外周面の周方向に所定の間隔を開けて、中央管17の内周面と所定の間隙を保って、スラリー状物16を整流するための支持プレート25が複数個固着されている。
円状板27が一体的に設けられた流体噴出部14の先端には、図2及び図3に示すように、周方向に所定の間隔を開けて流体噴出口13が形成されている。流体噴出口13の軸方向は円状板27の面に対して傾斜角度η(10〜90°)を有している。
従って、前記フレキシブルホースを介して送られた流体11は内管12、次いで流体噴出部14の流体噴出口13を通して、内管12の軸方向に対して噴射角度η(又は傾斜角度)が10〜90°で傾斜した外側の方向に噴出されることになる。
【0011】
中央管17も内管12と同様ステンレス製のパイプを使用し、基部には内管12を中央管17と接続し固定する接続フランジ28と、接続フランジ28に連結される接続フランジ29が設けられている。また、中央管17の基端部の一側部には空間15を水30によって洗浄するための配管31及び接続フランジ32が設けられている。さらに、中央管17の基端部の他側部には、図示しないスラリー状物供給手段によって送られるスラリー状物16を空間15に導入するための配管33及び接続フランジ34が設けられている。中央管17の先部の外側には、外管22の先部の内側との間に設けられる環状板20が固着されている。なお、中央管17の先部の内側と流体噴出口13の先部の外面との間には、スラリー状物16を断面環状に噴出するスラリー状物噴出口35が形成されることになる。
従って、スラリー状物供給手段によって送られるスラリー状物16は中央管17内部の空間15を通って、内管12の先部のスラリー状物噴出口35を介して断面リング状で、内管12の軸方向に噴出されることになる。
【0012】
外管22も内管12及び中央管17と同様ステンレス製のパイプを使用し、中央管17の配管33及び接続フランジ34の下方の基部には、中央管17の外周面とのシール性を維持するための環状のシール用プレート36が固着されている。外管22の基端部の一側部には空間18に流体19を導入するための配管37及び接続フランジ38が設けられている。また、外管22の先部の内側には中央管17の先部の外側との間に環状板20が設けられ、環状板20の面に形成された流体噴出口21は外管22の軸方向に対して0〜90°の傾斜角度(又は噴射角度)δで傾いている。
従って、図示しないフレキシブルホースを介して送られた流体19は外管22内の空間18を通って、環状板20に周方向に所定のピッチで設けられた複数の流体噴出口21を介して、外管22の軸方向に対して噴射角度δ内側に傾いた方向に噴出されることになる。
【0013】
続いて、前記一実施の形態に係るスラリー状物の微細化・分散装置10の作用について説明する。
まず、図1に示すように、スラリー状物の微細化・分散装置10を適用する処理炉の一例である溶融炉41に取付ける方法について説明する。
図に示すように、溶融炉41のスラリー状物の微細化・分散装置10を設置する個所の耐火物42を貫通して形成されたノズル座43に、接続フランジ44及び取付けフランジ45を設ける。接続フランジ44には、図示しないフレキシブルホース等をフランジ接続し、フレキシブルホース等を介して冷却用空気47を供給する。取付けフランジ45には、スラリー状物の微細化・分散装置10に固着された取付けフランジ46を合わせて取付ける。その後、接続フランジ23、38には、それぞれ流体11、19を供給するためのフレキシブルホースを接続し、接続フランジ34には、スラリー状物16を供給するための配管を接続して取付けを完了する。
溶融炉41の高温の燃焼室48内には、スラリー状物16を所定の量だけ供給し、スラリー状物16を燃焼室48内で微細化、分散化して高効率で燃焼するように、流体11、19の量を制御しながら操業している。
【0014】
次に、スラリー状物の微細化・分散装置10によるスラリー状物の微細化及び分散化の作用について図4を参照しながら説明する。
微細化及び分散化の制御は、主として流体11、19のトータル量の増減、流体11、19の量の割合を変化させること及び流体11、19の量を独立して変化させることによって可能である。
図4に示すように、断面が環状の空間15を流れるスラリー状物16がスラリー状物噴出口35から軸方向に平行に噴出する時、断面が環状の中空柱状(破線で示す)のスラリー状物16の内側からスラリー状物16の流れ方向(軸方向と同じ)に傾斜角度η10〜90°傾斜させて流体11を流体噴出口13から、同時に中空柱状のスラリー状物16の外側からスラリー状物16の流れ方向に噴出角度δ0〜90°傾斜させて流体19を流体噴出口21から噴出させる。
【0015】
この時のスラリー状物16の挙動について、もし従来と同様に流体11を流さない場合には、スラリー状物16は流体19によって断面が環状の状態で中心部に収縮するようになって、流体19による切断が充分に行えず、大塊形状となって落下することになる。また、逆に、流体19を止めて、流体11だけを流した場合には、スラリー状物16は流体11のみによって断面が環状の状態で中心部から放射状に拡散して、外側への分散化は行えるが、流体11による微細化が不十分となる。
しかし、本実施の形態に係わるスラリー状物の微細化・分散装置10のように断面環状のスラリー状物16の内側から、スラリー状物16に流体11を噴出させると、スラリー状物16は両側から傾斜して噴出される流体11、19によって充分の剪断力が付与されるため、充分に微細化されると共に、スラリー状物16が中心部に収縮することが防止できて分散化することになる。
【0016】
特に、スラリー状物16が中心部に収縮することがなく、かつ、流体11、19によって充分な剪断力が付与されるために、噴射角度ηに対し噴射角度δを異ならせたり、流体11、19の噴出量を異ならせたりして適正化を図るようにしている。即ち、適正な微細化、分散化が行われるためには、スラリー状物16の性状、噴出速度及び噴出する断面形状等の条件の下で、流体11、19の噴出速度、噴出量や噴出角度(傾斜角度η、δ)等の条件を適宜決定する必要がある。
【0017】
流体11、19のそれぞれの噴出速度、噴出流量、噴出角度等の条件が適切で両方のバランスが取れている場合には、流体11と流体19とのトータル噴出流量の増加に伴い、流体11、19によってスラリー状物16に与えられる剪断力は増加し、その結果スラリー状物16は特に充分に微細化される。また、スラリー状物16の両側から流体11、19を作用させているので、小さい剪断力、即ち少ない流量の流体11、19で微細化、分散化が可能である。
一方、流体11と流体19とのトータル噴出流量を変化させずに一定にして、流体11と流体19との噴出流量の割合を変化させる場合には、流体11と流体19それぞれの流体噴出口13、21の孔径、孔数、傾斜角度η、δ及び相対位置等を変化させて微細化、分散化の状態を変えることもできる。また、流体11、19の流量を独立して任意に操作することによって、微細化、分散化の状態を変えることもできる。
【0018】
以上のように、スラリー状物16の微細化、分散化の制御は、流体11、19の量の割合を変化させたり、流体11と流体19とのトータル噴出流量の増減によって容易に行うことができる。
従って、スラリー状物の微細化・分散装置10を用いた溶融炉41の操業においては、スラリー状物16が充分に微細化されるので、比表面積の増大による反応の迅速化が達成されると共に、スラリー状物16が充分に分散化されるので、局部的な処理負荷の上昇を防止でき、その結果、溶融炉41での安定したかつ高負荷での処理が可能である。
また、スラリー状物の微細化・分散装置10は、基本的には3重管構造としているので、コンパクトな構造とすることができる。
【0019】
本実施の形態においては、内管12及び流体噴出部14は一体となって固定状態で取付けられているが、別途、流体噴出部移動手段を設けて、一体的に又は、流体噴出部のみを軸方向に移動して、流体噴出部に形成された流体噴出口13の、環状板20に形成された流体噴出口21に対する相対位置を調整できるようにすることもできる。この相対位置の調整によって、効果的に微細化、分散化を調整できる。
【0020】
本実施の形態においては、スラリー状物の微細化・分散装置10は、基本的には3重管構造としたが、他の実施の形態として図5に示すように、5重管構造とすることもできる。この場合、通過するスラリー状物16、16a間に挟まれる環状板20aには軸方向に対して異なる方向に傾斜した2種類の流体噴出口21a、21bが複数個、周方向に所定の間隔を開けて形成され、また最外側の環状板20bには、噴出の対象となるスラリー状物16a側に傾斜した流体噴出口21cが複数個、周方向に所定の間隔を開けて形成されている。さらに(2n+1)重管構造(ただし、nは整数)として、中心から奇数番目の管内には流体を、偶数番目の管内にはスラリー状物を流すことができる。なお、それぞれの管内を流れる流体及びスラリー状物は同じものであっても、異なるものであっても構わない。また、流体噴出口21a、21bから流体19を同時に噴出させているが、図中の破線で示す仕切り管55を設けて、それぞれ異なる種類の気体とすることもできるし、同じ気体を使用してもよい。
【0021】
本実施の形態においては、流体11の流れる流路を内管12のように断面円形とし、スラリー状物16及び流体19の流れる流路をそれぞれ、内管12と中央管17、中央管17と外管22によって断面環状に形成したが、この流路の形状に限定されず、スペース上の制約、スラリー状物の性状等の条件に応じて、別の他の実施の形態として図6に示すように、断面が細長の矩形状の流路を形成するように構成することもできる。
特に、スラリー状物が噴出され、流れるスラリー状物噴出口及び流路の断面が環状の場合には、環状の内側周と外側周の長さが異なるため、均等な微細化及び分散化を図るには、両側での流体の噴出条件(例えば、噴出流量、噴出角度、噴出位置等)を変える必要がある。この点を改善するために、断面が細長の矩形状の流路を形成する必要がある。
なお、同一の構成要素については同一の符号を付し、類似の構成要素については添字を変えて、詳しい説明を省略する。図中の符号20c、20d、20eは、それぞれ流体噴出口21d、21eと21f、21gが所定の間隔を開けて直線方向に複数個形成された流体噴出板を表す。
【0022】
図5及び図6それぞれにおいて、流体11が流れる流路を第1層目の流路50、50a、スラリー状物16が流れる流路を第2層目の流路51、51a、流体19が流れる流路を第3層目の流路52、52a、スラリー状物16aが流れる流路を第4層目の流路53、53a、流体49が流れる流路を第5層目の流路54、54aと呼ぶことにする。なお、スラリー状物16とスラリー状物16a、また、流体11、流体19及び流体49は同じであっても、異なっていても適用できる。
【0023】
本実施の形態においては、流体の噴出を複数の流体噴出口を介して行うように説明したが、これに限定されず、複数の流体噴出口に代えて、管の周方向のスリットを形成することもできる。
スラリー状物噴出口35は、1個のスリットで構成したが、必要に応じて、分割された複数個のスリットで構成することもでき、複数のスラリー状物噴出口を噴出ノズルとして、該噴出ノズルそれぞれにスラリー状物用の配管を行うこともできる。このように、流体及びスラリー状物共、噴出ノズルと配管で構成すれば、装置のレイアウトやメンテナンス作業が極めて容易になる。
また、流体としては、圧縮気体であれば圧縮空気に限定されず、その他の気体を使用することができる。
本実施の形態においては、スラリー状物の微細化・分散装置10を溶融炉41に適用した場合について説明したが、焼却炉等で下水汚泥等のスラリー状物を焼却処理したり、また食品関係の分野において、スラリー状物の乾燥処理炉等にも適用できる。
【0024】
【実施例】
本実施の形態に係わるスラリー状物の微細化・分散装置10を溶融炉41に適用した実施例の実験条件、実験方法及びその結果について説明する。
スラリー状物16は水分80%程度の下水汚泥を使用し、流体11、流体19は圧縮空気とし、圧力は0.1〜3kgf/cm2 で行った。
流体噴出口13の噴出角度ηは10〜70°とし、流体噴出口21の噴出角度δも10〜70°とした。
【0025】
前記の条件で、流体11、流体19の噴出流量及び噴出角度η、δを変化させながら溶融炉41にスラリー状物16を供給して処理を行った。
結果として、流体11、流体19の噴出流量及び噴出角度η、δを適切にコントロールする、即ち両者のバランスをとることによって、さらに、トータル噴出流量の増減によってスラリー状物16を容易に微細化、分散化することができ、それによって、既設の単管形状のノズルと比較して、高負荷での安定した溶融処理が可能であることが確認できた。
【0026】
【発明の効果】
請求項1〜4記載のスラリー状物の微細化・分散方法においては、スラリー状物噴出口から噴出するスラリー状物に、該スラリー状物の厚さ方向の両側から流体を噴出させてスラリー状物を微細化、分散化するので、スラリー状物が噴出される方向が偏向することがないため分散性が良好であると共に、両側からの流体によってスラリー状物が充分に剪断されるために微細化能が向上する。
特に、請求項2記載のスラリー状物の微細化・分散方法においては、両側から噴出される流体のトータル噴出流量を一定として、それぞれの噴出流量の割合を変化させるようにしているので、微細化及び分散化の制御が極めて容易となった。
請求項3記載のスラリー状物の微細化・分散方法においては、両側から噴出される流体のトータル噴出流量を増減するようにしているので、スラリー状物の剪断力の調整を容易に行うことができ、特に微細化の制御が極めて容易となった。請求項4記載のスラリー状物の微細化・分散方法においては、両側から噴出される流体の流量を独立して任意に制御するようにしているので、剪断、細化の制御が容易となった。
【0027】
請求項5〜7記載のスラリー状物の微細化・分散装置においては、スラリー状物が流れる流路の先端部にスラリー状物噴出口を形成し、スラリー状物噴出口から噴出するスラリー状物の両側に流体を所定の噴出流量及び所定の噴出角度で噴出させる流体噴出口を形成しているので、スラリー状物が噴出される方向が偏向することがなく、分散性が良好であると共に、両側からの流体によってスラリー状物が充分に剪断されるために微細化能が向上する。従って、従来のような一方向から流体を噴出する場合に比較して、スラリー状物をより微細化、分散化できるので、高負荷での安定した処理が可能となった。
特に、請求項6記載のスラリー状物の微細化・分散装置においては、スラリー状物噴出口の断面が矩形状であるので、スラリー状物の両側に噴出される流体の条件を同一とすることができるため、その結果、装置をより簡略に構成することができた。
請求項7記載のスラリー状物の微細化・分散装置においては、スラリー状物噴出口の断面が環状であるので、装置をよりコンパクトにでき、設置スペースが小さくても設置可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係るスラリー状物の微細化・分散装置の適用する炉に取付けた状態の断面図である。
【図2】同スラリー状物の微細化・分散装置の要部拡大図である。
【図3】同平面図である。
【図4】スラリー状物及び流体の噴出方向の説明図である。
【図5】本発明の他の実施の形態に係るスラリー状物の微細化・分散装置の要部拡大断面図である。
【図6】(A)、(B)はそれぞれ本発明の別の他の実施の形態に係るスラリー状物の微細化・分散装置の要部拡大斜視図、同平断面図である。
【符号の説明】
10:スラリー状物の微細化・分散装置、11:流体、12:内管、13:流体噴出口、14:流体噴出部、15:空間、16:スラリー状物、16a:スラリー状物、17:中央管、18:空間、19:流体、20:環状板、20a:環状板、20b:環状板、20c:流体噴出板、20d:流体噴出板、20e:流体噴出板、21:流体噴出口、21a:流体噴出口、21b:流体噴出口、21c:流体噴出口、21d:流体噴出口、21e:流体噴出口、21f:流体噴出口、21g:流体噴出口、22:外管、23:接続フランジ、25:支持プレート、27:円状板、28:接続フランジ、29:接続フランジ、30:水、31:配管、32:接続フランジ、33:配管、34:接続フランジ、35:スラリー状物噴出口、35a:スラリー状物噴出口、35b:スラリー状物噴出口、35c:スラリー状物噴出口、36:シール用プレート、37:配管、38:接続フランジ、41:溶融炉、42:耐火物、43:ノズル座、44:接続フランジ、45 取付けフランジ、46:取付けフランジ、47:冷却用空気、48:燃焼室、49:流体、50:第1層目の流路、50a:第1層目の流路、51:第2層目の流路、51a:第2層目の流路、52:第3層目の流路、52a:第3層目の流路、53:第4層目の流路、53a:第4層目の流路、54:第5層目の流路、54a:第5層目の流路、55:仕切り管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention, for example, supplies slurry-like sewage sludge to a melting furnace or the like to accelerate the sludge reaction, improve the uniformity of the treatment load, and enable a stable and high-load treatment. The present invention relates to a miniaturization / dispersion apparatus and a miniaturization / dispersion method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, it is described in Japanese Patent Laid-Open No. 9-60839 as a slurry-like material refinement / dispersion device for supplying and treating slurry sewage sludge having a water content of about 60 to 80% to an incinerator. Such supply nozzles are known. A sludge supply passage having an annular cross section is formed around the scraper shaft at the center of the supply nozzle described in the publication, and a pressurized fluid such as pressurized steam or compressed air for sludge dispersion around the sludge supply passage. A cylindrical jacket is attached to supply the battery. A slurry-like fluid discharged from a sludge discharge port formed at the furnace-side end of the sludge supply passage by ejecting pressurized fluid from a number of pressurized fluid jets formed at the furnace-side end of the jacket. Sludge is supplied in the furnace after being refined and dispersed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the slurry-like material miniaturization / dispersion apparatus as described in JP-A-9-60839 still has the following problems to be solved.
Since the injection of pressurized fluid to refine and disperse slurry sludge is only from the outer periphery of the sludge discharge port, there is a problem that the controllability of the sludge supply state (miniaturization, dispersion) is poor. It was. In the case of a solid circle, since it is supplied only from the outer periphery, sufficient shearing force does not work to the center, and in the case of a hollow ring, the sludge shape deformation occurs because it is only from the outer periphery, and the sharp shape It becomes a shape and the shearing force of the fluid is not sufficiently applied. As a result, there has been a problem that miniaturization cannot be performed sufficiently.
Further, since the pressurized fluid ejected from the pressurized fluid ejection port gathers in the central direction in the vicinity of the nozzle tip, it cannot be dispersed, and sludge concentrates on the central part and falls. Therefore, the reaction is slow and the processing load increases locally, so that there is a problem that only unstable and low-load processing can be performed.
In addition, although the effect is small, in order to refine and disperse sludge, a large flow rate of pressurized fluid is required, which causes a problem that the load on incidental equipment increases.
[0004]
The present invention has been made in view of such circumstances, speeding up the reaction in the processing furnace of the slurry-like material composed of sewage sludge and the like, improving the uniformity of the processing load, stable and high-load processing It aims at providing the refinement | miniaturization / dispersion | distribution apparatus and the refinement | miniaturization / dispersion | distribution method of the slurry-like thing supplied to the processing furnace which enables this.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
Refining and dispersion method of claim 1 slurry product according along the object, a slurry product cross section is ejected from the rectangular or circular a slurry-like material spout thickness direction of the slurry prepared by the ejected From each side, a fluid having a predetermined ejection flow rate is ejected at a predetermined ejection angle in the same direction as the ejection direction of the slurry-like material to refine and disperse the slurry-like material.
The method for miniaturizing / dispersing a slurry-like material according to claim 2 is the method for miniaturizing / dispersing the slurry-like material according to claim 1, wherein the total ejection flow rate of the fluid ejected from both sides is constant, Varying the flow rate ratio.
The method for refining / dispersing a slurry-like material according to claim 3 is the method for refining / dispersing a slurry-like material according to claim 1, wherein the total flow rate of the fluid ejected from both sides is increased or decreased.
The method for refining / dispersing a slurry-like material according to claim 4 is the method for refining / dispersing a slurry-like material according to claim 1, wherein the flow rate of the fluid ejected from both sides is independently and arbitrarily adjusted. To do.
[0006]
The slurry-like material refinement / dispersion device according to claim 5 is a slurry-like material refinement / dispersion device that causes a fluid to be ejected to the ejected slurry-like material to refine and disperse the slurry-like product. Then, a slurry-like material outlet is formed at the tip of the flow path through which the slurry-like material flows, and the fluid is flown at a predetermined ejection flow rate on both sides in the thickness direction of the slurry-like material ejected from the slurry-like material outlet. And a fluid ejection port for ejecting at a predetermined ejection angle.
The slurry-like material refinement / dispersion device according to claim 6 is the slurry-like material refinement / dispersion device according to claim 5, wherein a cross-section of the slurry-like material ejection port is rectangular.
The slurry-like material refinement / dispersion device according to claim 7 is the slurry-like material refinement / dispersion device according to claim 5, wherein a cross-section of the slurry-like material outlet is annular.
[0007]
In addition to the above means, the following means can be provided.
In the slurry-like material refinement / dispersion method, the fluid is ejected from both sides of the slurry-like material through the plurality of fluid ejection ports, and the phases of the plurality of fluid ejection ports are made different on both sides. The fluid outlet is formed in a slit shape in the circumferential direction, the number of slurry outlets is two or more, and the plurality of outlets are arranged back and forth in the axial direction of the pipe. Make the cross section of the outlet rectangular or annular, make the ejection position of the ejected fluid parallel to the ejection direction of the slurry, and make the ejection angle of the fluid ejected from both sides different It is possible to make the ejection flow rate of the fluid ejected from both sides different.
Further, in the slurry-like material miniaturization / dispersion device, the fluid flow path and the fluid jet formed at the tip of the flow path are composed of a plurality of pipes and a jet nozzle connected to the pipe. In addition, the phase of the plurality of fluid ejection ports should be different on both sides, the plurality of ejection ports should be arranged back and forth in the axial direction of the pipe, and the diameter of the ejection ports should be different on both sides , Having two or more slurry-like material outlets, enabling the ejection position of the fluid outlet to be adjusted parallel to the ejection direction of the slurry-like material, and the ejection angle of the fluid ejected from both sides It is possible to make it different.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention.
Here, FIG. 1 is a cross-sectional view of a state in which the slurry-like material refinement / dispersion apparatus according to an embodiment of the present invention is attached to a furnace, and FIG. 3 is an enlarged view of the main part, FIG. 3 is a plan view of the same, FIG. 4 is an explanatory view of the ejection direction of the slurry-like material and the fluid, and FIG. The principal part expanded sectional view and FIG. 6 (A), (B) are the principal part enlarged perspective view of the refinement | miniaturization and dispersion | distribution apparatus of the slurry-like material which concerns on another other embodiment of this invention, respectively, and the same plane sectional view. is there.
[0009]
As shown in FIG. 1 to FIG. 3, a slurry-like material refinement /
[0010]
The
As shown in FIGS. 2 and 3, a
Accordingly, the
[0011]
Similarly to the
Therefore, the slurry-
[0012]
The
Therefore, the fluid 19 sent through a flexible hose (not shown) passes through the
[0013]
Next, the operation of the slurry-like material refinement /
First, as shown in FIG. 1, a method of attaching to a
As shown in the drawing, a
A predetermined amount of the slurry-
[0014]
Next, the effect | action of refinement | miniaturization and dispersion | distribution of the slurry-like material by the refinement | miniaturization /
The miniaturization and dispersion can be controlled mainly by increasing or decreasing the total amount of the
As shown in FIG. 4, when the slurry-
[0015]
Regarding the behavior of the slurry-
However, when the fluid 11 is ejected to the slurry-
[0016]
In particular, the slurry-
[0017]
When conditions such as the ejection speed, the ejection flow rate, and the ejection angle of each of the
On the other hand, when the ratio of the ejection flow rate of the fluid 11 and the fluid 19 is changed without changing the total ejection flow rate of the fluid 11 and the fluid 19, the
[0018]
As described above, the miniaturization and dispersion of the slurry-
Accordingly, in the operation of the melting
In addition, the slurry-like material refinement /
[0019]
In the present embodiment, the
[0020]
In the present embodiment, the slurry-like material miniaturization /
[0021]
In the present embodiment, the flow path through which the fluid 11 flows has a circular cross section like the
In particular, when the slurry-like material is ejected and the cross-section of the flowing slurry-like material ejection port and the flow channel is annular, the lengths of the annular inner periphery and the outer periphery are different, so uniform miniaturization and dispersion are achieved. For this, it is necessary to change the fluid ejection conditions (for example, ejection flow rate, ejection angle, ejection position, etc.) on both sides. In order to improve this point, it is necessary to form a rectangular channel having an elongated cross section.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same component, a subscript is changed about a similar component, and detailed description is abbreviate | omitted.
[0022]
In each of FIGS. 5 and 6, the first-
[0023]
In the present embodiment, it has been described that the ejection of fluid is performed through a plurality of fluid ejection ports, but the present invention is not limited to this, and instead of the plurality of fluid ejection ports, slits in the circumferential direction of the tube are formed. You can also.
The slurry-
Moreover, as a fluid, if it is compressed gas, it will not be limited to compressed air, Other gas can be used.
In the present embodiment, the case where the slurry-like material refinement /
[0024]
【Example】
The experimental conditions, experimental methods, and results of an example in which the slurry refinement /
The
The ejection angle η of the
[0025]
Under the conditions described above, the
As a result, by appropriately controlling the ejection flow rate and ejection angle η, δ of the fluid 11 and
[0026]
【The invention's effect】
In the method for refining / dispersing a slurry-like material according to claims 1 to 4, the slurry-like material ejected from the slurry-like material ejection port is caused to eject a fluid from both sides in the thickness direction of the slurry-like material. Since the product is refined and dispersed, the direction in which the slurry is ejected is not deflected, so that the dispersibility is good and the slurry is sufficiently sheared by the fluid from both sides. Increases ability.
Particularly, in the method for miniaturizing / dispersing the slurry-like material according to claim 2, since the total jet flow rate of the fluid jetted from both sides is made constant, the ratio of each jet flow rate is changed. And control of dispersion became extremely easy.
In the method for miniaturizing and dispersing the slurry-like material according to claim 3, since the total ejection flow rate of the fluid ejected from both sides is increased or decreased, the shearing force of the slurry-like material can be easily adjusted. In particular, control of miniaturization has become extremely easy. In the method for refining / dispersing the slurry-like material according to claim 4, since the flow rate of the fluid ejected from both sides is arbitrarily controlled independently, the control of shearing and thinning becomes easy. .
[0027]
The slurry-like material refinement / dispersing device according to any one of claims 5 to 7, wherein a slurry-like material outlet is formed at a tip of a flow path through which the slurry-like material flows, and the slurry-like material is ejected from the slurry-like material outlet. Since the fluid ejection port for ejecting the fluid at a predetermined ejection flow rate and a predetermined ejection angle is formed on both sides of the liquid crystal, the direction in which the slurry-like material is ejected is not deflected, and the dispersibility is good. Since the slurry is sufficiently sheared by the fluid from both sides, the miniaturization ability is improved. Therefore, as compared with the case where the fluid is ejected from one direction as in the prior art, the slurry-like material can be further refined and dispersed, so that stable treatment with a high load is possible.
In particular, in the slurry-like material refinement / dispersion device according to claim 6, since the slurry-like material outlet has a rectangular cross section, the conditions of the fluid ejected on both sides of the slurry-like material should be the same. As a result, the apparatus can be configured more simply.
In the slurry-like material refinement / dispersion device according to the seventh aspect of the invention, since the slurry-like material outlet has an annular cross section, the device can be made more compact and can be installed even if the installation space is small.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state in which a slurry-like material refinement / dispersion device according to an embodiment of the present invention is attached to a furnace.
FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the apparatus for miniaturizing and dispersing the slurry.
FIG. 3 is a plan view of the same.
FIG. 4 is an explanatory diagram of the ejection direction of slurry and fluid.
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a slurry-like material refinement / dispersion device according to another embodiment of the present invention.
FIGS. 6A and 6B are an enlarged perspective view and a plan sectional view of a main part of a slurry-like material miniaturizing / dispersing apparatus according to another embodiment of the present invention, respectively.
[Explanation of symbols]
10: Refinement / dispersion device of slurry-like material, 11: Fluid, 12: Inner pipe, 13: Fluid ejection port, 14: Fluid ejection part, 15: Space, 16: Slurry-like material, 16a: Slurry-like material, 17 : Central tube, 18: space, 19: fluid, 20: annular plate, 20a: annular plate, 20b: annular plate, 20c: fluid ejection plate, 20d: fluid ejection plate, 20e: fluid ejection plate, 21: fluid ejection port , 21a: fluid jet, 21b: fluid jet, 21c: fluid jet, 21d: fluid jet, 21e: fluid jet, 21f: fluid jet, 21g: fluid jet, 22: outer pipe, 23: Connection flange, 25: support plate, 27: circular plate, 28: connection flange, 29: connection flange, 30: water, 31: piping, 32: connection flange, 33: piping, 34: connection flange, 35: slurry Object spout, 35a Slurry-like material outlet, 35b: Slurry-like material outlet, 35c: Slurry-like material outlet, 36: Sealing plate, 37: Piping, 38: Connection flange, 41: Melting furnace, 42: Refractory, 43: Nozzle Seat, 44: connection flange, 45 mounting flange, 46: mounting flange, 47: cooling air, 48: combustion chamber, 49: fluid, 50: first layer flow path, 50a: first layer flow path 51: 2nd layer flow path, 51a: 2nd layer flow path, 52: 3rd layer flow path, 52a: 3rd layer flow path, 53: 4th layer flow path 53a: fourth layer flow path, 54: fifth layer flow path, 54a: fifth layer flow path, 55: partition pipe
Claims (7)
前記スラリー状物が流れる流路の先端部にスラリー状物噴出口を形成し、該スラリー状物噴出口から噴出する前記スラリー状物の厚さ方向の両側に前記流体を所定の噴出流量及び所定の噴出角度で噴出させる流体噴出口を形成したことを特徴とするスラリー状物の微細化・分散装置。A slurry-like material refinement / dispersion device for ejecting a fluid into a slurry-like material to be ejected to refine and disperse the slurry-like product,
A slurry-like material outlet is formed at the tip of the flow path through which the slurry-like material flows, and the fluid is ejected from both sides in the thickness direction of the slurry-like material ejected from the slurry-like material outlet. A slurry-like material miniaturization / dispersion device characterized in that a fluid ejection port is formed for ejection at an ejection angle of.
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