JP4860692B2 - スラリー床式気泡塔用の小泡化装置およびスラリー床式気泡塔 - Google Patents
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Description
本願は、2006年3月30日に出願された日本国特許出願第2006−95101号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。
(i)大きいサイズの気泡は、気液の接触面積を減少させる
(ii)大きいサイズの気泡は、塔内を上昇する速度が大きい(塔内滞留時間が短い)ため、気泡内のガスがスラリー中に十分に溶解しないまま塔内を通過してしまう
まず、図1に基づいて、本発明の第1の実施形態に係る小泡化装置130を備えるスラリー床式気泡塔100の全体構成について説明する。なお、図1は、本発明の第1の実施形態に係るスラリー床式気泡塔100の全体構成を示す断面図である。
図1に示すように、本実施形態に係るスラリー床式気泡塔100は、気泡塔本体110と、本実施形態に係るガス供給部の一例としてのディストリビュータ120と、小泡化装置130と、を主に備える。
図2に示すように、小泡化装置130は、複数の、例えば本実施形態においては6本の湾曲した管132と、6本の管132に周囲を囲まれるようにして中心に1本の鉛直方向に延びた管133と、からなる。なお、本実施形態では、小泡化装置130を構成する管132,133の本数を合計で7本としたが、管132,133本数は特に限定されない。
以上、小泡化装置130の構成について説明したが、以下、かかる構成を有する小泡化装置130の作用について説明する。
次に、図3および図4に基づいて、上述した小泡化装置130の一部を構成する湾曲した管132の詳細な構成および作用について説明する。なお、図3は、図2に示した小泡化装置130を構成する管132の構成を示す斜視図であり、図4はその断面図である。
次に、図5に基づいて、本発明の第2の実施形態に係る小泡化装置230の構成および動作について説明する。なお、図5は、本実施形態に係る小泡化装置230の構成を示す斜視図である。
小泡化装置230は、上述した第1の実施形態に係る小泡化装置130を構成する複数の管132のうち1本のみにより本実施形態に係る小泡化装置を構成するものである。具体的には、図5に示すように、小泡化装置230は、1本の湾曲した管232からなり、その気泡入口側端部232aの近傍と気泡出口側端部232bの近傍に、それぞれ、鉛直方向に延びた垂直部232Aを有する。また、2つの垂直部232Aの間をつなぐようにして、鉛直方向に対して傾斜した傾斜部232Bを有する。したがって、小泡化装置230を構成する湾曲した管232は、管232の気泡入口側端部232aと気泡出口側端部232bとが水平方向に互いに離隔した位置となるように形成される。
小泡化装置230の下方から浮上してきた大きなサイズの気泡10は、小泡化装置230の下面に位置する分割部234、すなわち、管232の気泡入口側端部232aに衝突して、複数の小泡12および小泡12’に分割される。このとき、分割されて生成した小泡12は管232内に進入し、残りの小泡12’は、管232、すなわち小泡化装置230の外側を通って、スラリー118中を浮上する。したがって、上述した第1の実施形態のように、複数の管132,133の集合ではなく、1本の管232のみによっても気泡10の分割効果を得ることができる。
次に、図6から図8に基づいて、本発明の第3の実施形態に係る小泡化装置330の構成および動作について説明する。なお、図6は、本実施形態に係る小泡化装置330の構成を示す斜視図であり、図7はその上面図、図8はその下面図である。
図6から図8に示すように、小泡化装置330は、漏斗状のテーパ部332と、テーパ部332の外側の面上に設けられた複数の仕切り板333と、から構成される。
以上、小泡化装置330の構成について説明したが、以下、かかる構成を有する小泡化装置330の作用について説明する。
に分割して気泡塔本体110の側壁周辺部へ分散させることにより、連続した気泡10とスラリー118の上昇流が発生することを抑制することができ、気泡が短い滞留時間で気泡塔本体110内を通過することを抑制することができる。すなわち、気泡の滞留時間を長くして、気泡内のガスがスラリー118中へ十分に溶解しないまま気泡塔本体110を通過することを抑制することができる。
次に、図9および図10に基づいて、本発明の第4の実施形態に係る小泡化装置430の構成および動作について説明する。なお、図9は、本実施形態に係る小泡化装置430の構成を示す斜視図であり、図10はその上面図である。
図9および図10に示すように、小泡化装置430は、中心部431から気泡塔本体110の側壁側に向けて放射状に広がる複数(本実施形態では4本)の折り曲げ羽根部432から構成される。折り曲げ羽根部432は、下側(小泡化装置430の下方側)が開放された断面がクの字状に形成されている。また、この折り曲げ羽根部432は、中心部431から離隔するほど高くなるように(気泡塔本体110の上方に向かうように)配設されている。なお、折り曲げ羽根部432の形状、配置および数は、この例に限られるわけではなく、本発明の効果、すなわち、大きなサイズの気泡10を気泡10よりも小さなサイズの小泡12に分割して、これを分散させる効果を有するものであれば、任意の形状、配置および数とすることができる。例えば、折り曲げ羽根部432の断面形状を略円弧状としてもよく、折り曲げ羽根部432の数を5本以上としてもよい。
以上、小泡化装置430の構成について説明したが、以下、かかる構成を有する小泡化装置430の作用について説明する。
次に、図11から図14に基づいて、本発明の第5の実施形態に係る小泡化装置530の構成および動作について説明する。なお、図11は、本実施形態に係る小泡化装置530の構成を示す斜視図であり、図12は図11のI−I線で切断した断面図、図13は小泡化装置530の上面のみを示す図、図14は小泡化装置530の下面のみを示す図である。
図11から図14に示すように、小泡化装置530は、テーパ状の外壁531と、外壁531の内側に配置されて外壁531よりも小さな径を有するテーパ状の内壁532と、外壁531と内壁532とに囲まれた空間を区画する隔壁533と、から構成される。
以上、小泡化装置530の構成について説明したが、以下、かかる構成を有する小泡化装置530の作用について説明する。
本発明のスラリー床式気泡塔によれば、気泡の上昇速度を著しく低減させることなく、固体粒子のスラリー中への分散効果を保持しながら、気泡内のガスの溶解速度を高めることができる。
Claims (12)
- スラリー床式気泡塔の内部に設けられる小泡化装置であって、
前記スラリー床式気泡塔内部を下方から浮上してきた気泡を該気泡よりも小さな小泡に分割する分割部と;前記分割部によって分割された小泡が再合一しないように、前記分割部から前記小泡を案内して分散させる案内流路と;を備え、
前記案内流路は、湾曲した管の内部に形成されるスラリー床式気泡塔用の小泡化装置。 - 隣接する2つの前記管の気泡出口側端部の中心軸間の水平方向の距離は、気泡入口側端部の中心軸間の水平方向の距離よりも大きい請求項1に記載のスラリー床式気泡塔用の小泡化装置。
- 前記管は、管の長さ方向に沿って開口部を有する請求項1に記載のスラリー床式気泡塔用の小泡化装置。
- 前記管が傾斜している部分では、前記開口部は、前記管の下面側に形成される請求項3に記載のスラリー床式気泡塔用の小泡化装置。
- 前記開口部は、前記管の長さ方向に沿って形成されたスリット、または、前記管の長さ方向に沿って形成された2つ以上の貫通孔である請求項3に記載のスラリー床式気泡塔用の小泡化装置。
- 前記スラリー床式気泡塔内部の水平面内中央部に配置される請求項1に記載のスラリー床式気泡塔用の小泡化装置。
- 液体中に固体粒子を懸濁させたスラリーを収容する気泡塔本体と;
前記気泡塔本体の下部に配設され、前記液体または前記スラリーにガスを供給するガス供給部と;
前記気泡塔本体の内部に設けられた小泡化装置と;を備え、
前記小泡化装置は、前記気泡塔本体を下方から浮上してきた気泡を該気泡より小さな小泡に分割する分割部と、前記分割部により分割された小泡が再合一しないように、前記分割部から前記小泡を案内して分散させる案内流路と、を有し、
前記案内流路は、湾曲した管の内部で構成されるスラリー床式気泡塔。 - 隣接する2つの前記管の気泡出口側端部の中心軸間の水平方向の距離は、気泡入口側端部の中心軸間の水平方向の距離よりも大きい請求項7に記載のスラリー床式気泡塔。
- 前記管は、管の長さ方向に沿って開口部を有する請求項7に記載のスラリー床式気泡塔。
- 前記管が傾斜している部分では、前記開口部は、前記管の下面側に形成される請求項9に記載のスラリー床式気泡塔。
- 前記開口部は、前記管の長さ方向に沿って形成されたスリット、または、前記管の長さ方向に沿って形成された2つ以上の貫通孔である請求項9に記載のスラリー床式気泡塔。
- 前記小泡化装置は、前記気泡塔本体の水平面内中央部に配置される請求項7に記載のスラリー床式気泡塔。
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