JP5129515B2 - 消泡タンク - Google Patents

Description

本発明は、液面が上下に変動する状態で被処理液を収容するタンク本体と、その被処理液の上方から消泡液を拡散させて噴出する複数の消泡用ノズルを備え、それら複数の消泡用ノズルから被処理液の液面に向けて消泡液を散布して被処理液に含有される気泡を消泡する消泡タンクに関する。

従来、この種の消泡タンク１では、図４に示すように、複数の消泡用ノズル５の噴出方向５Ａが、側面視においてほぼ鉛直方向に向けられていた。
したがって、タンク本体３内に収容される被処理液２の液面Ｌがほぼ一定の場合、例えば、図４の（ａ）を参照して、被処理液２の液面Ｌが、ＨＬで示す高さに維持されて上下にあまり変動しない場合、特に問題はなかった。
しかしながら、被処理液２の液面Ｌが、図４の（ａ）においてＨＬで示す最高液面から図４の（ｂ）においてＬＬで示す最低液面の間で上下に変動する場合、図４の（ａ）に示すように、最高液面ＨＬを基準にして消泡用ノズル５を配置すると、被処理液２の液面Ｌが低下したとき、図４の（ｂ）において斜線で示す範囲の消泡用液４は、被処理液２の液面Ｌに直接散布されることなくタンク本体３の内面に当接して、タンク本体３の内面に沿って流下するため、消泡用液４による消泡効果が減殺されるという問題があった。
さらに、消泡用液４が腐食性を有する場合には、高流速の消泡用液４がタンク本体３の内面に勢いよく当接するため、タンク本体３の内面が比較的短期間のうちに腐食する可能性もあり、それを回避しようとすると、タンク本体３を耐腐食性に優れた材料で構成する必要があって、タンク本体３が高価になるという問題もあった。

逆に、図５に示すように、最低液面ＬＬを基準にして消泡用ノズル５を配置すると、被処理液２の液面Ｌが最高液面ＨＬに達したとき、消泡用液４は、被処理液２の液面Ｌの一部にしか散布されず、この場合にも、消泡用液４による消泡効果が減殺されるという問題があった。

本発明は、このような従来の問題点に着目したもので、その目的は、たとえタンク本体内の被処理液の液面が上下に変動しても、被処理液の液面に対して消泡用液を比較的満遍なく散布して、所望どおりの消泡効果を得ることができ、また、たとえ消泡用液が腐食性を有する場合でも、タンク本体内面の腐食を抑制することのできる消泡タンクを提供することにある。

本発明の第１の特徴構成は、液面が上下に変動する状態で被処理液を収容するタンク本体と、その被処理液の上方から消泡用液を拡散させて噴出する複数の消泡用ノズルを備え、それら複数の消泡用ノズルから被処理液の液面に向けて消泡用液を散布して被処理液に含有される気泡を消泡する消泡タンクであって、前記消泡タンクが、下方から供給される脱硫液中の硫化水素を空気の気泡により酸化して、その硫化水素の酸化により生成する固形物としての硫黄を気泡の表面に析出、付着させるとともに上方へ浮上させて濃縮する機能を備えた固形物浮上装置に接続され、その固形物浮上装置から供給される脱硫液を前記被処理液として消泡処理するとともに、前記消泡タンク内の脱硫液を前記固形物浮上装置に戻す構成であり、前記複数の消泡用ノズルの噴出方向が、側面視において前記タンク本体の中心側に向けて傾斜されているところにある。

本発明の第１の特徴構成によれば、消泡用液を拡散させて噴出する複数の消泡用ノズルの噴出方向が、側面視において被処理液を収容するタンク本体の中心側に向けて傾斜されているので、たとえタンク本体内の被処理液の液面が上下に変動しても、上述した従来の消泡タンクに比べて、被処理液の液面に対して消泡用液を比較的満遍なく散布することができ、また、消泡用液がタンク本体内面へ当接することを抑制することができる。
したがって、たとえ少量の消泡用液であっても、比較的所望どおりの消泡効果を得ることができるとともに、たとえ消泡用液が腐食性を有する場合でも、タンク本体内面の腐食を抑制することができる。
そして、消泡タンクが、下方から供給される脱硫液中の硫化水素を空気の気泡により酸化して、その硫化水素の酸化により生成する固形物としての硫黄を気泡の表面に析出、付着させるとともに上方へ浮上させて濃縮する機能を備えた固形物浮上装置に接続され、その固形物浮上装置から供給される脱硫液を被処理液として消泡処理するとともに、消泡タンク内の脱硫液を固形物浮上装置に戻す構成であるから、本発明の消泡タンクによれば、少量の消泡用液で被処理液としての脱硫液の液面の広い範囲にくまなく散布できるため、脱硫液中に懸濁する固形物としての硫黄を浮上させた気泡を確実に硫黄と分離させ、同時に、確実に消泡処理することができる。
すなわち、気泡の表面に付着する固形物が、硫化水素の酸化により生成する硫黄であるから、硫化水素が気泡の表面で酸化されて、酸化により生成する硫黄が薄膜状になって気泡の表面に付着することが多く、薄膜状の硫黄が付着しない気泡に比べて壊れ難くて、消泡が困難な場合が多い。しかし、本発明の消泡タンクによれば、従来に比べて少量の消泡用液で効率のよい消泡効果が得られるので、表面に薄膜状の硫黄が付着した気泡であっても確実に消泡することができる。
そして、本発明の第２の特徴構成は、上記第１の特徴構成に加えて、前記固形物浮上装置の上部に散布装置が設けられ、前記消泡タンク内の脱硫液を前記散布装置により前記固形物浮上装置内の脱硫液に散布して戻すように構成されているところにある。

本発明の第３の特徴構成は、上記第１または第２の特徴構成に加えて、前記複数の消泡用ノズルの噴出方向が、平面視において前記タンク本体の中心から偏心した位置に向けて傾斜されて、前記複数の消泡用ノズルからの消泡用液の散布パターンが、平面視において巴状になるように構成されているところにある。

本発明の第３の特徴構成によれば、複数の消泡用ノズルの噴出方向が、側面視において被処理液としての脱硫液を収容するタンク本体の中心側に向けて傾斜されているので、各消泡用ノズルから散布される消泡用液の脱硫液の液面に対する散布域は、平面視で楕円形になる。さらに、複数の消泡用ノズルの噴出方向が、平面視においてタンク本体の中心から偏心した位置に向けて傾斜されて、複数の消泡用ノズルからの消泡用液の散布パターンが、平面視において巴状になるように構成されているので、脱硫液の液面が上下に変動しても、散布する消泡用液がタンク本体の内面に当接するのを避けながら、くまなく広い液面にわたって散布でき、消泡用液を脱硫液の液面に対してより一層確実に満遍なく散布することができる。したがって、少量の消泡用液であっても、確実な消泡効果を得ることができる。

本発明の第４の特徴構成は、上記第１〜第３のいずれかの特徴構成に加えて、前記固形物浮上装置が、前記固形物としての硫黄を上方へ浮上させて濃縮した濃縮液を溢流口から流出させて除去し、その濃縮液を除去した後の非濃縮液を上方に開口した気泡分離器により排出して脱硫液中の硫黄を濃縮除去する浮上濃縮塔であり、前記溢流口が前記気泡分離器より上方に配置され、前記溢流口に接続された溢流管が前記消泡タンクの内部に導入されて、その溢流管の先端に濃縮液を噴出する噴出口が設けられ、その噴出口が前記溢流口より下方に配置されているところにある。

本発明の第４の特徴構成によれば、固形物浮上装置が、固形物としての硫黄を上方へ浮上させて濃縮した濃縮液を溢流口から流出させて除去し、その濃縮液を除去した後の非濃縮液を上方に開口した気泡分離器により排出して脱硫液中の硫黄を濃縮除去する浮上濃縮塔であるから、この浮上濃縮塔によって、脱硫液中に含まれる溶存成分としての硫化水素を酸化により固形化した硫黄として、液面近くに効率良く濃縮することができ、液面近くの濃縮液を流出させて除去する溢流口が気泡分離器より上方に配置され、その溢流口に溢流管が接続されて消泡タンクの内部に導入されているので、硫黄および硫黄が付着した気泡を伴う濃縮液は、溢流管を介して消泡タンクへ送入される。
そして、その溢流管の先端に濃縮液を噴出する噴出口が設けられていて、しかも、その噴出口が溢流口より下方に配置されているので、溢流口と噴出口との高低差を利用して濃縮液を勢いよく噴出させることができ、噴出口から噴出される濃縮液が、消泡タンク内の濃縮液を効果的に水理撹拌することとなる。

以上のように、浮上濃縮塔において硫黄が効果的に濃縮され、その硫黄が付着した気泡を伴って濃縮液が消泡タンクに流入し、さらに、消泡タンク内で撹拌されるので、消泡タンク内においては、濃縮液の液面全体にわたって多くの硫黄が付着した気泡がゆきわたることになる。
したがって、尋常な手段で消泡することはむずかしいが、本発明の消泡タンクによれば、上述したように、少量の消泡用液で被処理液の液面、つまり、濃縮液の液面の広い範囲にくまなく散布できるため、濃縮液に含有される気泡を確実に消泡し、硫黄の分離をも行うことができる。
そして、本発明の第５の特徴構成は、上記第４の特徴構成に加えて、前記浮上濃縮塔から前記溢流管を介して前記消泡タンクに噴出供給される濃縮液を前記消泡用液とし、その消泡タンク内の濃縮液を前記被処理液として消泡処理するように構成されているところにある。

本発明の第６の特徴構成は、上記第１〜第５のいずれかの特徴構成に加えて、前記タンク本体が、炭素鋼で構成されているところにある。

本発明の第６の特徴構成によれば、タンク本体が、炭素鋼で構成されているので、タンク本体の低廉化を図ることができる。
例えば、硫化水素を処理する場合の脱硫液は炭素鋼に対して腐食性があるので、当該脱硫液を消泡用液として使用すると、従来の消泡タンクでは、図４の（ｂ）に示したように、高速で散布される腐食性の液がタンク本体の内面に当接することになり、タンク本体が短期間のうちに腐食する。しかし、本発明の消泡タンクによれば、上述したように、消泡用液がタンク本体内面へ当接することを抑制することができるので、たとえ脱硫液を消泡用液として使用しても、タンク本体内面の腐食を抑制することができる。したがって、タンク本体を炭素鋼で構成することによってタンク本体の低廉化を図ることができる。

本発明による消泡タンクの実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明の消泡タンク１は、図１および図２に示すように、その液面Ｌが上下に変動する被処理液２を収容する円筒状のタンク本体３と、そのタンク本体３内の上方に配置されて、タンク本体３内の被処理液２の上方から消泡用液４をほぼ円錐状に拡散させて噴出する合計４つの消泡用ノズル５を備え、それら４つの消泡用ノズル５から被処理液２の液面Ｌに向けて消泡用液４を散布して被処理液２に含有される気泡を消泡するように構成されている。
タンク本体３は、収容する被処理液２の特性や耐用年数などを考慮して、その材料を選択するのが好ましいが、通常、ステンレスまたは炭素鋼などにより構成される。

そして、４つの消泡用ノズル５において、各ノズル５の噴出方向５Ａが、図１に示すように、側面視においてタンク本体３の中心３Ａ側に向けて傾斜され、かつ、図２に示すように、平面視においてタンク本体３の中心３Ａから偏心した位置に向けて傾斜されて、各消泡用ノズル５からの消泡用液４の散布パターンＰが、平面視において４つ巴状、つまり、タンク本体３の中心３Ａの周りに円形を描くようにめぐり巻く状態になるように構成されている。
この図２に示す散布パターンＰは、各消泡用ノズル５からの消泡用液４が被処理液２の液面Ｌに到達した状態を平面視で示しており、ほぼ楕円形を呈している。

なお、消泡用ノズル５の数は、特に４つに限らず、複数あればよく、例えば、消泡用ノズル５が２つの場合であれば、消泡用液４の散布パターンＰは２つ巴状になり、３つの場合であれば、３つ巴状になる。
いずれにせよ、平面視において、ほぼ円形の被処理液２の液面Ｌに対し、ほぼ楕円形の消泡用液４の散布パターンＰが巴状になるので、被処理液２の液面Ｌが、最低液面ＬＬから最高液面ＨＬの間で上下に変動しても、消泡用液４は、被処理液２の液面Ｌに対してほぼ満遍なく散布され、したがって、被処理液２の液面Ｌの変動にかかわらず、常に効果的な消泡効果が得られる。
また、上述した実施形態では、各ノズル５の噴出方向５Ａが、側面視においてタンク本体３の中心３Ａ側に向けて傾斜され、さらに、平面視においてタンク本体３の中心３Ａから偏心した位置に向けて傾斜されているが、各ノズル５の噴出方向５Ａを平面視においてタンク本体３の中心３Ａから偏心した位置に向けて傾斜させることなく、側面視においてタンク本体３の中心３Ａ側に向けて傾斜させて実施することもできる。

本発明による消泡タンク１は、具体的には、例えば、図３に示すように、固形物浮上装置の一例である浮上濃縮塔６に接続されて使用される。
浮上濃縮塔６は、硫化水素（Ｈ₂Ｓ）を含む燃料ガスをアルカリ性の脱硫液と接触させて、アルカリ性の脱硫液の中に硫化水素を溶存成分として溶け込ませた後の脱硫液を処理対象として、脱硫液中の硫化水素を空気の気泡によって酸化し、その酸化により生成する固形物としての硫黄（Ｓ）を気泡の表面に析出、付着させるとともに上方へ浮上させて濃縮する浮上濃縮機能を備えている。

そのため、浮上濃縮塔６には、その下方に硫化水素を含む脱硫液と空気とを一緒に供給する供給管７が接続され、上方の周壁に４つの溢流口８が周方向にほぼ等間隔に設けられ、各溢流口８にそれぞれ第一溢流管９が接続され、第一溢流管９が２本ずつ纏められて第二溢流管１０に接続されている。
そして、下方の供給管７から供給される脱硫液中の硫化水素を空気によって酸化し、酸化により生成される固形の硫黄を空気の気泡と共に上方へ浮上させて分離し、その浮上させた固形の硫黄の濃縮液を溢流口８から第一と第二の溢流管９，１０を介して消泡タンク１へ供給するように構成されている。

浮上濃縮塔６の内部には、平面視において、その中央部分に上方へ開口する液吸込口１１ａを有する気泡分離器１１が各溢流口８より下方に位置するように配置され、固形の硫黄の濃縮液を除去した後の非濃縮液が、液吸込口１１ａから気泡分離器１１に連通の吸込管１２を介して浮上濃縮塔６から排出されるように構成されている。
２本の第二溢流管１０は、それぞれ消泡タンク１のタンク本体３の周壁を貫通してタンク本体３の内部にまで導入され、各第二溢流管１０の先端には、浮上濃縮塔６からの硫黄の濃縮液を斜め下方に向けて噴出する噴出口１０ａが設けられ、それら噴出口１０ａが溢流口８より下方に位置するように配置されている。

消泡タンク１の消泡用ノズル５は、ポンプ１３を備えた搬送管１４を介してタンク本体３に接続され、タンク本体３内の濃縮脱硫液を消泡用液４とし、タンク本体３内の濃縮脱硫液を被処理液２として、ポンプ１３の駆動により被処理液２である濃縮脱硫液の液面Ｌに向けて消泡用液４である濃縮脱硫液を散布し、被処理液２である濃縮脱硫液に含有される気泡を消泡するように構成されている。すなわち、この消泡タンク１は、浮上濃縮塔６から供給される濃縮脱硫液を被処理液２として、表面に固形の硫黄が付着した気泡を消泡するように構成されている。
なお、浮上濃縮塔６の上部にも散布装置１５が設けられていて、その散布装置１５は、別のポンプ１６を備えた搬送管１７を介してタンク本体３に接続され、タンク本体３内の濃縮脱硫液を浮上濃縮塔６内の濃縮脱硫液に散布して戻すように構成されている。

この図３に示す実施形態では、４つの溢流口８にそれぞれ第一溢流管９が接続され、さらに、第一溢流管９が２本ずつ纏められて第二溢流管１０に接続されているが、４本の第一溢流管９を１本の第二溢流管１０に纏めて接続することもでき、また、溢流口８をひとつだけ設け、その溢流口８に１本の溢流管を接続してタンク本体３の内部にまで導入して実施することもできる。要するに、溢流口８の個数やそれに接続する溢流管の本数については任意である。
また、固形物浮上装置の一例として浮上濃縮塔６を示したが、この浮上濃縮塔６に代えて、液中に懸濁する固形物を気泡により浮上させて分離する浮上分離装置を設け、その浮上分離装置に消泡タンク１を接続し、浮上分離装置から供給される液を被処理液２として消泡処理するように構成することもできる。さらに、液中の溶存成分を空気の気泡により酸化してその溶存成分を気泡の表面に固形物として析出させるとともに上方へ浮上させる酸化塔に消泡タンク１を接続し、酸化塔から供給される酸化後の液を被処理液２として消泡処理するように構成することもできる。

〔別実施形態〕
図３に示した実施形態では、タンク本体３内の被処理液２に対し、同じタンク本体２内の液を消泡用液４として散布する例を示したが、タンク本体３内の液に代えて、消泡用液４として水または消泡剤を含んだ各種の液などを散布して消泡することもできる。

本発明の消泡タンクの構成を示す縦断側面図 本発明の消泡タンクの構成を示す横断平面図 本発明の消泡タンクの実施態様を示す縦断側面図 従来の消泡タンクの構成を示す縦断側面図 従来の消泡タンクの構成を示す縦断側面図

１ 消泡タンク
２ 被処理液
３ タンク本体
３Ａ タンク本体の中心
４ 消泡用液
５ 消泡用ノズル
５Ａ 消泡用ノズルの噴出方向
６ 浮上濃縮塔
８ 溢流口
９，１０ 溢流管
１０ａ 噴出口
１１ 気泡分離器
Ｌ 被処理液の液面
Ｐ 消泡用液の散布パターン

Claims (6)

1. 液面が上下に変動する状態で被処理液を収容するタンク本体と、その被処理液の上方から消泡用液を拡散させて噴出する複数の消泡用ノズルを備え、それら複数の消泡用ノズルから被処理液の液面に向けて消泡用液を散布して被処理液に含有される気泡を消泡する消泡タンクであって、
   前記消泡タンクが、下方から供給される脱硫液中の硫化水素を空気の気泡により酸化して、その硫化水素の酸化により生成する固形物としての硫黄を気泡の表面に析出、付着させるとともに上方へ浮上させて濃縮する機能を備えた固形物浮上装置に接続され、その固形物浮上装置から供給される脱硫液を前記被処理液として消泡処理するとともに、前記消泡タンク内の脱硫液を前記固形物浮上装置に戻す構成であり、前記複数の消泡用ノズルの噴出方向が、側面視において前記タンク本体の中心側に向けて傾斜されている消泡タンク。
2. 前記固形物浮上装置の上部に散布装置が設けられ、前記消泡タンク内の脱硫液を前記散布装置により前記固形物浮上装置内の脱硫液に散布して戻すように構成されている請求項１に記載の消泡タンク。
3. 前記複数の消泡用ノズルの噴出方向が、平面視において前記タンク本体の中心から偏心した位置に向けて傾斜されて、前記複数の消泡用ノズルからの消泡用液の散布パターンが、平面視において巴状になるように構成されている請求項１または２に記載の消泡タンク。
4. 前記固形物浮上装置が、前記固形物としての硫黄を上方へ浮上させて濃縮した濃縮液を溢流口から流出させて除去し、その濃縮液を除去した後の非濃縮液を上方に開口した気泡分離器より排出して脱硫液中の硫黄を濃縮除去する浮上濃縮塔であり、前記溢流口が前記気泡分離器より上方に配置され、前記溢流口に接続された溢流管が前記消泡タンクの内部に導入されて、その溢流管の先端に濃縮液を噴出する噴出口が設けられ、その噴出口が前記溢流口より下方に配置されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の消泡タンク。
5. 前記浮上濃縮塔から前記溢流管を介して前記消泡タンクに噴出供給される濃縮液を前記消泡用液とし、その消泡タンク内の濃縮液を前記被処理液として消泡処理するように構成されている請求項４に記載の消泡タンク。
6. 前記タンク本体が、炭素鋼で構成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の消泡タンク。

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