JP4645834B2 - エマルションポリマの一次又は二次希釈装置 - Google Patents

エマルションポリマの一次又は二次希釈装置 Download PDF

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本発明は、水溶性高分子電解質の1種であるエマルションポリマを水で希釈するための希釈装置に関するものである。
例えば、排水の凝集処理や汚泥の脱水処理に際して原水に添加される凝集剤や製紙工程の紙パルプ用歩留向上剤として、従来の粉末高分子ポリマに代えてエマルションポリマが使用されるに至っている。このエマルションポリマは、全体の20%〜40%のポリマ成分を含み、排水の凝集処理や汚泥の脱水処理に際しては例えばポリマ濃度を0.01%〜0.1%とするために希釈装置で200倍以上に希釈される。製紙用のエマルションポリマは、100倍程度に一次希釈して、この一次希釈液を10倍程度に二次希釈して使用されている。
ところで、希釈装置としては、撹拌槽にエマルションポリマを投入し、希釈水を注入して長時間撹拌して希釈溶解するものの他に、エマルションポリマ貯留槽から延びる移送ラインに移送ポンプとスタティックミキサーを設けるとともに、移送ラインの前記スタティックミキサーの入口側に希釈水ラインを接続して成るものが知られている(特許文献1,2参照)。
特開平5−169067号公報 特許第2745106号
従来の希釈装置では、エマルションポリマはスタティックミキサーを通過している間に二次希釈水によって溶解され希釈されるが、スタティックミキサーでの処理時間が1〜2秒程度と短く、例えばスタティックミキサーのエレメント数を24、流速を2m/sに設定してエマルションポリマの一次希釈液を工業用水で2〜10倍に希釈処理しても、スタティックミキサーの出口に未分散のゲル状ポリマが残留するという問題があった。特に、最終希釈液の濃度が高いほど均一な希釈液を得ることが難しかった。
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、エマルションポリマを所望の希釈倍率に確実に希釈することができるエマルションポリマの一次又は二次希釈装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明は、エマルジョンポリマ又はその一次希釈液貯留槽から延びる移送ラインに移送ポンプとスタティックミキサーを設けるとともに、移送ラインの前記スタティックミキサーの入口側に希釈水ラインを接続して成るエマルジョンポリマの一次又は二次希釈装置において、前記移送ラインの前記スタティックミキサーの出口側に、螺旋状に巻かれた蛇腹管を配設したことを特徴とする。
本発明によれば、スタティックミキサーの出口側に蛇腹管を配設したため、エマルションポリマ又はその一次希釈液は、スタティックミキサーと蛇腹管で2段階に希釈処理されるが、特に螺旋状に巻かれた蛇腹管内では乱流状態が形成され、この乱流状態によってエマルションポリマ又はその一次希釈液と希釈水が徐々に混合され、処理時間の経過に連れてエマルションポリマ又はその一次希釈液が所望の希釈倍率に均一に希釈され、希釈された液中に未分散のゲル状ポリマが残留するという不具合が発生することがない。
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図1は本発明に係る二次希釈装置の構成図であり、同図において、1は内部にエマルションポリマの一次希釈液を貯留する一次希釈液貯留槽であって、該貯留槽1から延びる移送ラインaには、上流から下流に向かって移送ポンプ2、流量調整用のバルブ3、逆止弁4、流量計5、圧力計6、スタティックミキサー7、圧力計8及び蛇腹管9が順次設けられている。
又、不図示の希釈水供給源から延びる二次希釈水ラインbは前記移送ラインaの前記スタティックミキサー7の入口側に接続されており、その途中には、上流から下流に向かって流量調整用のバルブ10、逆止弁11及び流量計12が設けられている。
而して、本発明に係る二次希釈装置は、移送ラインaのスタティックミキサー7の出口側に蛇腹管9を配設したことを特徴としており、他の構成は従来の希釈装置のそれと同じである。尚、本実施の形態では、スタティックミキサー7にはエレメント数6〜24のものが使用され、蛇腹管9としては円管を巻き直径φ150mm〜φ300mmで5回〜10回巻いて構成された長さ4mのものが使用されている。
次に、以上の構成を有する二次希釈装置の作用を説明する。
移送ポンプ2を駆動すれば、エマルションポリマの一次希釈液貯留槽1内に収容された一次希釈液が移送ラインaからバルブ3、逆止弁4及び流量計5を経てスタティックミキサー7に向かって流れるが、スタティックミキサー7に一次希釈液が導入される前に、二次希釈水ラインbから二次希釈水がバルブ10、逆止弁11及び流量計12を経て移送ラインaのスタティックミキサー7の上流側に供給され、そこを流れる一次希釈液に二次希釈水が加えられる。そして、二次希釈水が加えられた一次希釈液は、スタティックミキサー7へと導入され、このスタティックミキサー7を通過する間に二次希釈水によって溶解されて希釈された後、蛇腹管9へと導入され、この蛇腹管9を流れる間にも二次希釈水によって溶解されて2段階的に希釈される。
以上のように、本実施の形態に係る二次希釈装置においては、エマルションポリマの一次希釈液は、スタティックミキサー7と蛇腹管9で2段階に希釈処理されるが、スタティックミキサー7では一次希釈液と二次希釈水の初期条件的な混合状態が形成される。そして、螺旋状に巻かれた蛇腹管9内では乱流状態が形成され、この乱流状態によって一次希釈液と二次希釈水が徐々に混合されるため、処理時間の経過(3〜4秒程度の間)に連れて一次希釈液が所望の希釈倍率に均一に希釈され、二次希釈液中に未分散のゲル状ポリマが残留するという不具合が発生することがない。
而して、所望の希釈倍率に均一に希釈されたエマルションポリマは、移送ラインaを経て不図示の使用先に供給され、紙パルプの歩留向上等に供される。
次に、本発明の実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。
本発明に係る希釈装置と、混合器としてスタティックミキサーのみを備えた従来の希釈装置をそれぞれ用いて、0.3%に一次希釈したエマルションポリマの一次希釈液を二次希釈処理した濃度0.03wt%のエマルションポリマを10リットル容器に取り、
1)目視にてゲル状ポリマが残留しているか否か
2)容器内の液をメッシュ150μmのフルイに注ぎ、ゲル状ポリマがフルイに残存するか否か
を確認した。
その結果、従来の希釈装置によって二次希釈処理された液中には粒径0.2mm〜1mm程度の未分散のゲル状ポリマが残留したが、本発明装置によって二次希釈処理された液中には未分散のゲル状ポリマが確認されなかった。
先ず、混合器として口径15A、12及び24エレメントのスタティックミキサーのみを備えた従来の希釈装置を用いて、濃度0.16wt%及び0.4wt%に一次希釈したエマルションポリマの一次希釈液を水道水で流速0.3m/s〜2.0m/sの条件で二次希釈処理し、目標濃度0.04wt%を達成し得るか否かの希釈性確認テストを行った。
その結果を図2に示すが、同図に示すように、従来の希釈装置ではポリマを0.025wt%までしか希釈することができなかった。
これに対して混合器として口径15A、6エレメントのスタティックミキサーと口径15A、長さ約4mの蛇腹管を備えた本発明装置を用いて濃度0.4wt%に一次希釈したエマルションポリマの一次希釈液を水道水で流速0.4m/s〜0.9m/sの条件で二次希釈処理し、目標濃度0.04wt%以上を達成し得るか否かの希釈性確認テストを行った。
その結果を図3に示すが、同図に示すように、本発明装置ではエマルションポリマを0.055wt%まで希釈することができた。この結果より、本発明装置のように混合器としてスタティックミキサーと蛇腹管を用いれば、スタティックミキサーのみでは希釈され得ないエマルションポリマの一次希釈液を所望の濃度に容易に希釈することができ、希釈処理後の液中に未分散のゲル状ポリマが残留するという不具合が発生することがないことが確認された。
本発明に係るエマルションポリマ又はその一次希釈液の希釈装置の構成図である。 従来の希釈装置を用いて実施された希釈性確認テストによって得られたポリマ濃度と流速との関係を示す図である。 本発明に係る希釈装置を用いて実施された希釈性確認テストによって得られたポリマ濃度と流速との関係を示す図である。
符号の説明
1 エマルションポリマの一次希釈液貯留槽
2 移送ポンプ
3 バルブ
4 逆止弁
5 流量計
6 圧力計
7 スタティックミキサー
8 圧力計
9 蛇腹管
10 バルブ
11 逆止弁
12 流量計
a 移送ライン
b 二次希釈水ライン

Claims (1)

  1. エマルジョンポリマ又はその一次希釈液貯留槽から延びる移送ラインに移送ポンプとスタティックミキサーを設けるとともに、移送ラインの前記スタティックミキサーの入口側に希釈水ラインを接続して成るエマルジョンポリマの一次又は二次希釈装置において、
    前記移送ラインの前記スタティックミキサーの出口側に、螺旋状に巻かれた蛇腹管を配設したことを特徴とするエマルジョンポリマの一次又は二次希釈装置。
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