JP5877250B2 - 炭酸化装置及びこれを用いた炭酸化方法 - Google Patents
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Description
また、大容量の連続工程構成を可能にし、炭酸化ガスの溶解速度を増加させて炭酸化効率を高めることができる炭酸化装置である。
前記炭酸化反応タンク内に形成されたスラリーの量が一定の水位を逸脱しないように前記炭酸化反応タンクの内部から引き出すスラリー引出装置は、前記炭酸化反応タンク内に形成されたスラリーの量が一定の水位を逸脱するかどうかを確認する信号を発生する水位測定装置;及び前記発生された信号を受け前記スラリーを前記炭酸化反応タンクの内部から引き出す引出器;を含むことができる。
前記炭酸化反応タンクに備えられ、前記炭酸化反応タンク内に形成された前記スラリーのpHを調節するアルカリ溶液投入装置をさらに含むことができる。
前記液滴噴射装置は、前記炭酸化対象溶液を圧力で押してノズルを通過させて液滴形態に作ることができる。
前記液滴の粒径は80乃至200μmであり得る。
前記炭酸化ガス供給装置は、前記炭酸化反応タンクの内部の圧力を測定する圧力測定装置;前記測定された圧力が設定圧力より低い場合、前記炭素化反応タンク内の圧力が設定圧力に到達するまで前記炭酸化反応タンク内に炭酸化ガスを供給する炭酸化ガス供給バルブ;及び前記測定された圧力が設定圧力より高い場合、炭酸化ガスを排出する圧力調節バルブ;を含むことができる。
前記炭酸化反応タンク内の圧力が過度に高まった場合、安全のために内部圧力を急速に低減させる安全バルブをさらに含むことができる。
前記炭酸化反応タンク内の圧力は常圧乃至10barであり得る。
前記炭酸化反応タンク内の前記液滴は自由落下し、自由落下長さが3メートル以上になるように設計することができる。
前記炭酸化反応タンクはPVC、PEまたは高強度コンクリート構造物で構成することができる。
前記炭酸化反応タンクはテフロン(登録商標)またはウレタンコーティングをされたステンレス鋼で構成することができる。
前記炭酸化反応タンクの内部に炭酸化ガスを投入する前、炭酸化反応タンクに残存する空気を除去して真空状態にする真空ポンプをさらに含むことができる。
前記アルカリ溶液投入装置は、前記炭酸化反応タンクの内部のpHを測定するpH測定装置;前記pH測定装置によって測定されたpHに基づいて前記炭酸化反応タンクにアルカリ溶液を送付するアルカリ溶液投入ポンプ;及び前記アルカリ溶液投入ポンプと連結されており、前記炭酸化反応タンク内に前記アルカリ溶液を投入するアルカリ溶液投入ノズルを含むことができる。
前記水位測定装置から発生された信号を受け前記スラリーを前記炭酸化反応タンクの内部から引き出す引出器は、前記炭酸化反応タンクに設けられたロータリーダンプバルブであり得る。
本発明の他の一実施形態では、前述の炭酸化装置の炭酸化対象溶液として塩水を用いて、塩水内の陽イオンを炭酸化させる炭酸化方法を提供する。
前記塩水内の陽イオンはカルシウムイオンであり得る。
前記塩水内の陽イオンはマグネシウムイオンであり得る。
前記塩水内の陽イオンはリチウムイオンであり得る。
本発明の他の一実施形態では、前述の炭酸化装置を複数個含み、そのうちの第1炭酸化装置及び第2炭酸化装置を準備する段階;前記第1炭酸化装置を用いて塩水内のカルシウムを炭酸化させる段階;及び前記第1炭酸化装置を用いてカルシウムが炭酸化された後に残っている塩水内のマグネシウムを、前記第2炭酸化装置を用いて炭酸化させる段階;を含む炭酸化方法を提供する。
本発明の一実施形態による炭酸化装置は、炭酸化対象溶液を貯蔵し供給する貯蔵タンク1を含み、前記貯蔵タンク1は、炭酸化反応タンク2に備えられた液滴噴射装置3と溶液移送用パイプで連結することができる。
2:炭酸化反応タンク
3:液滴噴射装置
4:高圧ポンプ
5:液滴噴射ノズル
6:炭酸化ガス貯蔵タンク
7:炭酸化ガス供給装置
8:圧力測定装置
9:炭酸化ガス供給バルブ
10:圧力調節バルブ
11:安全バルブ
12:pH測定装置
13:アルカリ溶液投入ポンプ
14:アルカリ溶液投入ノズル
15:スラリー攪拌装置
16:水位測定装置
17:ロータリーダンプバルブ
18:真空バルブ
Claims (17)
- 炭酸化対象溶液を貯蔵する貯蔵タンク;
前記貯蔵タンクから前記炭酸化対象溶液を液滴形態で噴射する液滴噴射装置;
前記液滴噴射装置が備えられており、一定の圧力の炭酸化ガスが充填されており、前記液滴形態に噴射された炭酸化対象溶液が、充填された炭酸化ガスと炭酸化反応をしてスラリーを形成する炭酸化反応タンク;
前記炭酸化反応タンク内の炭酸化ガスが前記一定の圧力を維持するように前記炭酸化ガスを前記炭酸化反応タンクの内部に供給する炭酸化ガス供給装置;
前記炭酸化反応タンク内に形成されたスラリーの量が一定の水位を逸脱しないように前記炭酸化反応タンクの内部から引き出すスラリー引出装置;及び
前記炭酸化反応タンクに備えられ、前記炭酸化反応タンク内に形成された前記スラリーのpHを調節するアルカリ溶液投入装置を含み、
前記アルカリ溶液投入装置は、
前記炭酸化反応タンクの内部のpHを測定するpH測定装置;
前記pH測定装置によって測定されたpHに基づいて前記炭酸化反応タンクにアルカリ溶液を送付するアルカリ溶液投入ポンプ;及び
前記アルカリ溶液投入ポンプと連結されており、前記炭酸化反応タンク内に前記アルカリ溶液を投入するアルカリ溶液投入ノズルを含むことを特徴とする
炭酸化装置。 - 前記炭酸化反応タンク内に形成されたスラリーの量が一定の水位を逸脱しないように前記炭酸化反応タンクの内部から引き出すスラリー引出装置は、
前記炭酸化反応タンク内に形成されたスラリーの量が一定の水位を逸脱するかどうかを確認する信号を発生する水位測定装置;及び
前記発生された信号を受け、前記スラリーを前記炭酸化反応タンクの内部から引き出す引出器;を含むことを特徴とする請求項1に記載の炭酸化装置。 - 前記液滴噴射装置は、
前記炭酸化対象溶液を圧力で押してノズルを通過させて液滴形態を作ることを特徴とする請求項1又は2に記載の炭酸化装置。 - 前記液滴の粒径は80乃至200μmであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の炭酸化装置。
- 前記炭酸化ガス供給装置は、
前記炭酸化反応タンクの内部の圧力を測定する圧力測定装置;
前記測定された圧力が設定圧力より低い場合、前記炭素化反応タンク内の圧力が設定圧力に到達するまで前記炭酸化反応タンク内に炭酸化ガスを供給する炭酸化ガス供給バルブ;及び
前記測定された圧力が設定圧力より高い場合、炭酸化ガスを排出する圧力調節バルブ;を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の炭酸化装置。 - 前記炭酸化反応タンク内の圧力が過度に高まった場合、安全のために内部圧力を急速に低減させる安全バルブをさらに含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の炭酸化装置。
- 前記炭酸化反応タンク内の圧力は常圧乃至10barであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の炭酸化装置。
- 前記炭酸化反応タンク内の前記液滴は自由落下し、自由落下長さが3メートル以上になるように設計されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の炭酸化装置。
- 前記炭酸化反応タンクはPVC、PEまたは高強度コンクリート構造物で構成されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の炭酸化装置。
- 前記炭酸化反応タンクはテフロン(登録商標)またはウレタンでコーティングされたステンレス鋼で構成されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の炭酸化装置。
- 前記炭酸化反応タンクの内部に炭酸化ガスを投入する前、炭酸化反応タンクに残存する空気を除去して真空状態にする真空ポンプをさらに含むことを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の炭酸化装置。
- 前記水位測定装置から発生された信号を受け前記スラリーを前記炭酸化反応タンクの内部から引き出す引出器は、前記炭酸化反応タンクに設けられたロータリーダンプバルブであることを特徴とする請求項2に記載の炭酸化装置。
- 請求項1〜12のいずれか1項に従う炭酸化装置の炭酸化対象溶液として塩水を用いて、塩水内の陽イオンを炭酸化させる炭酸化方法。
- 前記塩水内の陽イオンはカルシウムイオンであることを特徴とする請求項13に記載の炭酸化方法。
- 前記塩水内の陽イオンはマグネシウムイオンであることを特徴とする請求項13に記載の炭酸化方法。
- 前記塩水内の陽イオンはリチウムイオンであることを特徴とする請求項13に記載の炭酸化方法。
- 請求項1〜12のいずれか1項に従う第1炭酸化装置及び第2炭酸化装置を準備する段階;
前記第1炭酸化装置を用いて塩水内のカルシウムを炭酸化させる段階;及び
前記第1炭酸化装置を用いてカルシウムが炭酸化された後に残っている塩水内のマグネシウムを、前記第2炭酸化装置を用いて炭酸化させる段階;
を含む炭酸化方法。
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