JP6532174B2

JP6532174B2 - 吸着脱離装置および吸着脱離方法

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Publication number: JP6532174B2
Application number: JP2017196302A
Authority: JP
Inventors: 木原　秀太; 秀太木原; 徹塚越; 正典藤島; 清彦美馬; 奈緒島
Original assignee: 株式会社東邦アーステック
Priority date: 2017-10-06
Filing date: 2017-10-06
Publication date: 2019-06-19
Anticipated expiration: 2033-07-11
Also published as: JP2018008274A

Description

本発明は、液体を通過させ吸着剤粒子を支持または回収するための吸着脱離装置および吸着脱離方法に関する。

ヨウ素を豊富に含んだかん水からヨウ素を工業的に製造する方法としては、ブローアウト法や吸着法などが知られている。

吸着法は、かん水中のヨウ素イオンを酸化させてヨウ素を遊離させ、この遊離したヨウ素を吸着剤粒子に吸着して分離し、脱離を経て、濃縮および精製を行う方法である。

また、この種の吸着法としては、流動層式、固定層式および移動層式が知られている。

そして、流動層式は、固定層式および移動層式に比べて、被処理液中の濁度成分の堆積による通液圧の上昇を防止でき、層中に濁度成分が固着して層の孔が閉塞されることは少ないが、被処理液と吸着剤粒子との接触性が悪く、吸着剤粒子を多く使用する必要があり効率的に吸着できない。

そこで、多段式流動層式の吸着法では、吸着塔に仕切り板を設置して吸着塔内を上下方向に多段化し、各段の仕切り板にて吸着剤粒子を支持している。このように仕切り板にて多段化することにより、被処理液が効率よく吸着剤粒子に接触してヨウ素を吸着でき、さらに、吸着剤粒子の供給と抜き出しとを少量単位で実施可能である。

なお、各段の仕切り板としては、多孔板の貫通孔にノズルなどを取り付ける方法が知られており、ノズルは、吸着剤粒子の落下を防止し、被処理液が上昇流で通過可能な構成となっている（例えば、特許文献１および非特許文献１参照。）。

特開２００４−２９０７６０号公報

「化学工学」、第４８巻、第６号、１９８４年、第４０９頁

しかしながら、吸着塔内部の仕切り板は、被処理液中の懸濁物質などによって目詰まりしやすく流路が閉塞するおそれがあった。また、被処理液の流路の閉塞を防止するために孔径を大きくすると、吸着剤粒子が落下しやすいという問題があった。

多孔板の貫通孔にノズルを取り付けた場合や貫通孔の位置をずらした二重目皿方式とした場合であっても、同様に被処理液の流路が閉塞するおそれがあった。

また、各段の吸着剤粒子を下段に送ったり抜き出して回収する際に、仕切り板上に吸着剤粒子が残存してしまい、吸着剤粒子を効率的に回収できないという問題も考えられる。

本発明はこのような点に鑑みなされたもので、被処理液の流路が閉塞されず、かつ、効率的に吸着剤粒子を回収できる吸着脱離装置および吸着脱離方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載された吸着脱離装置は、吸着脱離塔と、この吸着脱離塔内にて上昇流となるように下方から被処理液を供給する被処理液供給手段と、吸着脱離塔内を下降するように上方から吸着剤粒子を供給する吸着剤粒子供給手段と、吸着脱離塔内にて上下方向に離間して設置された複数の安息角多層支持体とを具備し、安息角多層支持体は、上下方向に離間して水平に設置された複数の棚板にて構成され、下方からの被処理液が通過可能で上方からの吸着剤粒子が滞留可能な安息角多層支持体本体を備え、この安息角多層支持体本体は、各棚板の縁部が段差状に配置されることにより構成され吸着剤粒子が滞留可能な粒子滞留部と、下方からの液体が流入可能な液体流入部とを有し、各棚板は、内側縁部と下側に位置する液体流入部とを結ぶ直線の水平方向に対する鋭角の角度が吸着剤粒子の安息角以下であり、複数の安息角多層支持体のうち最も下側に位置する安息角多層支持体以外の安息角多層支持体は、各棚板のうちの最も下側に位置する棚板以外の棚板を上下方向に貫通する中心孔部を備え、中心孔部の下側には、上下方向に貫通していない棚板が配置されているものである。

請求項２に記載された吸着脱離装置は、請求項１記載の吸着脱離装置において、安息角多層支持体の中心孔部は、下方へ向けて径が小さく構成されているものである。

請求項３に記載された吸着脱離装置は、請求項１または２記載の吸着脱離装置において、上下方向に隣り合う２つの安息角多層支持体において、上側に位置する一の安息角多層支持体の最下段の棚板の中心孔部は、下側に位置する他の安息角多層支持体の最上段の棚板の中心孔部より径が小さいものである。

請求項４に記載された吸着脱離装置は、請求項１ないし３いずれか一記載の吸着脱離装置において、複数の安息角多層支持体のうち最も下側に位置する安息角多層支持体は、各棚板を上下方向に貫通する中心孔部と、最も下側に位置する棚板の中心孔部に接続され粒子滞留部に滞留した吸着剤粒子を抜き出す抜出部とを備え、中心孔部は、下方の棚板ほど径が小さく、粒子滞留部は、吸着剤粒子が抜出部へ向かって滞留するように形成されているものである。

請求項５に記載された吸着脱離方法は、請求項１ないし４いずれか一記載の吸着脱離装置を用いた吸着脱離方法であって、安息角多層支持体より下方から吸着脱離塔内を上昇するように被処理液を供給し、安息角多層支持体より上方から吸着脱離塔内を下降するように吸着剤粒子を供給し、安息角多層支持体を通過して吸着脱離塔内を上昇する被処理液と、吸着脱離塔内を下降する吸着剤粒子とを向流接触させて、吸着剤粒子にて被処理液の所定の成分を吸着し、吸着剤粒子にて被処理液の所定成分を吸着した後には、吸着脱離塔内への被処理液の供給を停止し、吸着脱離塔内の被処理液が液体流入部を通って下方へ移動して下降流が生じることで、その下降流とともに吸着剤粒子が下方へ移動するものである。

請求項６に記載された吸着脱離方法は、請求項５記載の吸着脱離方法において、被処理液は、遊離ヨウ素を含有するヨウ素イオン液であるものである。

本発明によれば、各棚板は、段差状に配置された縁部と下側に位置する液体流入部とを結ぶ直線の水平方向に対する鋭角の角度が吸着剤粒子の安息角以下の構成であるため、被処理液の流路が閉塞されず、かつ、効率的に吸着剤粒子を回収できる。

本発明の一実施の形態に係る吸着装置の構成を示す構成図である。同上吸着装置における抜出部が設けられていない安息角多層支持体を示す端面図である。同上吸着装置における抜出部が設けられた安息角多層支持体を示す端面図である。

以下、本発明の一実施の形態の構成について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１において、１は吸着脱離装置としての吸着装置であり、この吸着装置１は、上下方向を有する吸着脱離塔としての吸着塔２を備える。

吸着装置１には、例えばヨウ素イオン液などの液体である被処理液を、吸着塔２の下部から上昇するように供給する被処理液供給手段３が設けられている。

また、吸着装置１には、吸着剤粒子を、吸着塔２の上部から下降するように供給する吸着剤粒子供給手段４が設けられている。

なお、吸着剤粒子としては、例えば、活性炭やイオン交換樹脂などが用いられる。また、被処理液がヨウ素イオン液の場合の吸着剤粒子は、強塩基性イオン交換樹脂が好ましく、この強塩基性イオン交換樹脂としては、例えば三菱化学株式会社製のダイヤイオンＮＳＡ１００（ダイヤイオンは登録商標であり、以下同じ。）、ダイヤイオンＵＢＡ１００およびダイヤイオンＵＢＡ１２０や、オルガノ株式会社製のアンバーライトＩＲＡ４００Ｊ（アンバーライトは登録商標である。）およびアンバージェット４４００（アンバージェットは登録商標である。）などがある。

そして、吸着塔２内では、被処理液と吸着剤粒子とが向流接触し、被処理液から例えばヨウ素などの所定の成分が吸着剤粒子にて吸着される。

さらに、吸着装置１には、被処理液から所定成分が分離された後の液体である処理液を吸着塔２外へ排出する排水手段５が設けられている。

また、吸着装置１には、被処理液から所定成分を吸着し真比重が増加した吸着剤粒子である回収吸着剤粒子を回収する回収手段６が設けられている。

吸着塔２は、上端部が開放され下端部が閉塞された有底筒状の吸着塔本体11を有する。この吸着塔本体11は、直胴型の円筒状の直胴部12と、この直胴部12の下部に位置し下側へ向かって小径なテーパ状に閉塞されたテーパ部13とを有している。

吸着塔本体11における直胴部12内には、互いに所定の間隔で上下方向に離間して直胴部12内を仕切るように安息角多層支持体14が設置されている。

また、安息角多層支持体14にて仕切られた直胴部12内の最下段には、安息角多層支持体15が最も下側に位置する安息角多層支持体14から下方に離間して設置されている。

なお、安息角多層支持体14および安息角多層支持体15は、例えば図示しないスペーサーなどの固定手段を介して吸着塔本体11内に固定してもよく、また、吸着塔本体11内に直接接合または接着してもよく、一般的な設置方法で設置される。

被処理液供給手段３は、被処理液が貯留される被処理液槽21を有している。この被処理液槽21は、配管22を介して吸着塔本体11の安息角多層支持体15より下方に接続されている。また、配管22には、被処理液槽21から被処理液を吸着塔２へ送るための圧送ポンプ23が設けられている。

そして、被処理液供給手段３は、圧送ポンプ23の駆動によって、被処理液槽21の被処理液を、安息角多層支持体15より下方から吸着塔２内を上昇するように供給する。

なお、被処理液として例えば天然かん水などのヨウ素含有液を被処理液供給手段３にて供給する場合は、被処理液槽21において予め塩素などの酸化剤を添加して、一部遊離したヨウ素を発生させた遊離ヨウ素を含有するヨウ素イオン液として供給すると、吸着剤粒子にてヨウ素を吸着しやすいので好ましい。また、このヨウ素イオン液は、予め曝気やろ過などの前処理により濁度成分（ＳＳ）を除去した状態で用いられるとより好ましい。

吸着剤粒子供給手段４は、未使用や再生済み吸着剤粒子をスラリ状態で吸着塔２に連続的に供給するものである。

この吸着剤粒子供給手段４は、吸着剤粒子が貯留される吸着剤粒子貯留槽25を有している。この吸着剤粒子貯留槽25には、バルブ26が設けられた配管27を介して、吸着剤粒子を計量可能な吸着剤粒子計量槽28が接続されている。

また、吸着剤粒子計量槽28は、バルブ29が設けられた配管30を介して、吸着塔本体11における安息角多層支持体14および安息角多層支持体15より上方に接続されている。さらに、配管30には、吸着剤粒子計量槽28にて計量した所定量の吸着剤粒子を吸着塔２へ送るための圧送ポンプ31が設けられている。

そして、吸着剤粒子供給手段４は、バルブ26が開放された状態で吸着剤粒子貯留槽25から吸着剤粒子計量槽28へ吸着剤粒子を供給し、吸着剤粒子計量槽28にて計量された所定量の吸着剤粒子を、バルブ29が開放された状態で圧送ポンプ31の駆動により、安息角多層支持体14および安息角多層支持体15の上方から吸着塔２内を下降するように連続的に供給する。

排水手段５は、吸着塔本体11の開放された上端部に設けられた吸着剤粒子トラップ32を有する。また、この吸着剤粒子トラップ32は、配管33を介して処理液槽34に接続されている。

吸着剤粒子トラップ32は、吸着剤粒子が処理液とともに吸着塔本体11から流出しないように、吸着剤粒子を保持するものである。

なお、吸着剤粒子として強塩基性イオン交換樹脂を用いた場合には、この強塩基性イオン交換樹脂は、粒子径が３００μｍであると吸着剤粒子トラップ32を通過してしまう可能性があるため、吸着剤粒子トラップ32の性能を考慮して、予め洗浄または篩いがけなどにより分級し、粒子径３００μｍ以上のものを用いることが好ましい。

そして、所定の成分が分離された後の被処理液である処理液は、吸着剤粒子トラップ32を介して、吸着塔２外である処理液槽34へ排水される。

処理液槽34は、配管35を介して吸着剤粒子計量槽28に接続されている。また、配管35には処理液槽34から処理水を吸着剤粒子計量槽28へ送るための圧送ポンプ36が設けられている。

そして、処理液槽34内の処理液の一部は、圧送ポンプ36の駆動により吸着剤粒子計量槽28へ供給され、吸着剤粒子を吸着塔２へ輸送するための駆動水として使用される。

回収手段６は、バルブ37が設けられた配管38を介して抜出部17に接続された回収吸収剤粒子貯留槽39を有している。また、回収吸収剤粒子貯留槽39には、バルブ41が設けられた配管42が接続されている。

そして、バルブ37を開放することにより、安息角多層支持体15に滞留した回収吸着剤粒子が抜出部17から配管38を介して回収吸着剤粒子貯留槽39に供給される。また、回収吸着剤粒子が回収吸着剤粒子貯留槽39に一定量溜まったら、バルブ41を開放することにより、回収吸着剤粒子貯留槽39から配管42を介して回収吸着剤粒子が回収される。

安息角多層支持体14および安息角多層支持体15は、被処理液が通過可能で吸着剤粒子が滞留可能な安息角多層支持体本体16を備えている。また、安息角多層支持体15の安息角多層支持体本体16には、滞留した吸着剤粒子である回収吸着剤粒子を抜き出すための抜出部17が接続されている。

図２に示すように、安息角多層支持体14は、吸着塔本体11内において上下方向に所定の間隔で離間してそれぞれ水平に設置された複数例えば４つの棚板43ａ，43ｂ，43ｃ，43ｄにて安息角多層支持体本体16が形成されている。

棚板43ａ，43ｂ，43ｃは、中心部に、上下方向に貫通し吸着剤粒子が通過可能な中心孔部44が形成されている。なお、最も下側に位置する棚板43ｄには、中心孔部44が設けられていない。

棚板43ａ，43ｂ，43ｃの中心孔部44は、吸着塔本体11内において最も上側に位置する棚板43ａの中心孔部44の径が最も大きく、上段から下段へ向かって順次小径となり、最も下側に位置する棚板43ｃの中心孔部44の径が最も小さくなるように形成されている。

すなわち、各棚板43ａ，43ｂ，43ｃの中心孔部44の大きさの関係は、棚板43ａの中心孔部44＞棚板43ｂの中心孔部44＞棚板43ｃの中心孔部44となっている。

このような各棚板43ａ，43ｂ，43ｃ，43ｄは、吸着塔本体11内において、中心孔部44の縁部が下方へ向かって小径となり階段状になるように設置されている。すなわち、棚板43ａ，43ｂ，43ｃは、中心孔部44の縁部が、上方に位置する棚板の中心孔部44の縁部より内側に位置するように互いに水平方向にずれた段差状に設置され、その下側に中心孔部44のない板状の棚板43ｄが配置されている。

または、最も上側に位置する棚板43ａは、中心孔部44とは反対側の外側縁部が吸着塔本体11の内周面に水密に接続され、棚板43ｂ，43ｃ，43ｄは、外側縁部の少なくとも一部が吸着塔本体11の内周面に接続されている。なお、これら棚板43ｂ，43ｃ，43ｄは、外側縁部が吸着塔本体11の内周面に接続されていない構成にしてもよい。

そして、このように棚板43ａ，43ｂ，43ｃの中心孔部44の縁部が段差状に配置され、その下側に棚板43ｄが配置されることより、下方へ向かって細いいわゆるすり鉢状で、上方から下降する回収吸着剤粒子が滞留可能な粒子滞留部46が形成されている。

また、各棚板43ｂ，43ｃ，43ｄの各外側縁部と吸着塔本体11の内周面との間にて、それぞれ液体流入部45が形成されている。

この液体流入部45は下方から上昇流として供給される被処理液が流入可能であり、液体流入部45から流入した被処理液は、各棚板43ａ，43ｂ，43ｃ，43ｄ間を通って安息角多層支持体本体16の上側へ通過可能である。すなわち、安息角多層支持体本体16では、液体流入部45および各棚板43ａ，43ｂ，43ｃ，43ｄ間が、上昇流として供給される被処理液の流路となる。

また、吸着剤粒子供給手段４から供給されて被処理液から所定の成分を吸着しながら上方から下降してきた吸着剤粒子が粒子滞留部46に滞留可能である。

そして、安息角多層支持体14は、被処理液が上昇流として通過している状態や、被処理液の流動が停止している状態では吸着剤粒子が落下せず、被処理液の供給を停止し最下段から被処理液を抜き被処理液の下降流が発生している状態では、その下降流とともに、吸着剤粒子が棚板43ａ，43ｂ，43ｃ，43ｄ間および液体流入部45を通って下段へ移動する。

なお、棚板43ａ，43ｂ，43ｃ，43ｄ間および液体流入部45の寸法は、下降流による吸着剤粒子の通過にて吸着剤粒子が目詰まりしない寸法とする。例えば、棚板43ａ，43ｂ，43ｃ，43ｄ間の寸法は、２ｍｍ以上５０ｍｍ以下が好ましく、液体流入部45の寸法は２ｍｍ以上が好ましい。

一方、図３に示すように安息角多層支持体15は、各棚板43ａ，43ｂ，43ｃ，43ｄそれぞれに中心孔部44が形成されている。

また、各棚板43ａ，43ｂ，43ｃ，43ｄは、中心孔部44が下方へ向かって小径となるように階段状に設置されており、粒子滞留部46は、下方へ向かって細く最下部である棚板43ｄの中心孔部44が開孔したすり鉢状である。

安息角多層支持体15は、安息角多層支持体本体16の最も下側に位置する棚板43ｄの中心孔部44に、抜出部17の一端部が接続されている。すなわち、粒子滞留部46は、抜出部17へ向かって縮径したすり鉢状であり、吸着剤粒子が自重により抜出部17へ向かって集合するように滞留する構成となっている。

また、抜出部17の他端部は、吸着塔本体11の直胴部12に接続されており、粒子滞留部46に滞留した回収吸着剤粒子は、棚板43ｄの中心孔部44を通って抜出部17へ流入し、抜出部17から吸着塔２外へ抜き出されて回収手段６に回収される。

このように回収吸着剤粒子の回収を考慮すると、吸着塔本体11内の最下段には、抜出部17が設けられた安息角多層支持体15が設置された構成が好ましい。

ここで、安息角多層支持体14および安息角多層支持体15の各棚板43ａ，43ｂ，43ｃ，43ｄは、吸着塔本体11内の中心側に位置し段差状に配置された内側縁部である中心孔部44の縁部と、下側に位置する液体流入部45の縁部すなわち各棚板43ｂ，43ｃ，43ｄにおける外側縁部とを結ぶ直線Ａ_１，Ａ_２，Ａ_３の水平方向に対する鋭角の角度θ_１，θ_２，θ_３が、粒子滞留部46に滞留する吸着剤粒子の安息角以下となるようにそれぞれ設置されている。

具体的には、一の棚板である棚板43ａの中心孔部44の縁部と、この棚板43ａの下側に位置する棚板43ｂにおける液体流入部45の縁部とを結ぶ直線Ａ_１の水平方向に対する鋭角の角度θ_１が、吸着剤粒子の安息角以下である。

また、棚板43ｂの中心孔部44の縁部と、この棚板43ｂの下側に位置する棚板43ｃにおける液体流入部45の縁部とを結ぶ直線Ａ_２の水平方向に対する鋭角の角度θ_２が、吸着剤粒子の安息角以下である。

さらに、棚板43ｃの中心孔部44の縁部と、この棚板43ｃの下側に位置する棚板43ｄにおける液体流入部45の縁部とを結ぶ直線Ａ_３の水平方向に対する鋭角の角度θ_３が、吸着剤粒子の安息角以下である。

すなわち、各直線Ａ_１，Ａ_２，Ａ_３の水平方向に対する鋭角の角度θ_１，θ_２，θ_３は、各棚板43ａ，43ｂ，43ｃ，43ｄ上にて滞留状態となる吸着剤粒子の安息角以下である。

次に、上記一実施の形態の作用および効果を説明する。

上記吸着装置１にて、被処理液から所定の成分を分離して回収する際には、まず、被処理液供給手段３にて、安息角多層支持体15より下方から吸着塔２内を上昇するように被処理液を供給するとともに、吸着剤粒子供給手段４にて、安息角多層支持体14および安息角多層支持体15より上方から吸着塔２内を下降するように吸着剤粒子を供給する。

吸着塔２に供給された被処理液は、液体流入部45から各棚板43ａ，43ｂ，43ｃ，43ｄの上側に流入して安息角多層支持体15の上方へ通過する。

また、安息角多層支持体15を通過した被処理液は、同様に各安息角多層支持体14を通過し順次上段へ流入して吸着塔２内を上昇する。

このように上昇する被処理液と下降する吸着剤粒子とは、安息角多層支持体14によって仕切られた各段にて向流接触する。

被処理液は、吸着剤粒子と向流接触することにより、所定の成分が吸着されて分離されて処理液となり、吸着塔本体11の上端まで上昇し、吸着剤粒子トラップ32を通って、吸着塔２外である処理液槽34へ流出する。

吸着剤粒子は、各段にて、被処理液と向流接触することにより被処理液から所定の成分を吸着し、安息角多層支持体14における粒子滞留部46に滞留する。

また、粒子滞留部46に所定量の吸着剤粒子が滞留したら、被処理液の供給を一旦停止することにより、吸着剤粒子を被処理液とともに液体流入部45から安息角多層支持体14の下側へ移動させる。

そして、吸着剤粒子は、各段にて被処理液から所定の成分を吸着し真比重を増加しながら下降して、最も下側に位置する安息角多層支持体15における粒子滞留部46に回収吸着剤粒子が滞留する。

安息角多層支持体15の粒子滞留部46に滞留した回収吸着剤粒子は、抜出部17を通って回収手段６にて回収される。

上記吸着装置１における安息角多層支持体14および安息角多層支持体15によれば、各棚板43ａ，43ｂ，43ｃ，43ｄは、段差状に配置された中心孔部44の縁部と下側に位置する液体流入部45の縁部とを結ぶ直線Ａ_１，Ａ_２，Ａ_３の水平方向に対する鋭角の角度θ_１，θ_２，θ_３が、吸着剤粒子の安息角以下となるように設置されているため、粒子滞留部46に滞留した吸着剤粒子が、各棚板43ａ，43ｂ，43ｃ，43ｄの隙間や液体流入部45を通過しない。すなわち、上下方向に離間して設置された各棚板43ａ，43ｂ，43ｃ，43ｄにおける直線Ａ_１，Ａ_２，Ａ_３の水平方向に対する角度θ_１，θ_２，θ_３が吸着剤粒子の安息角以下であるため、例えば被処理液の供給を停止した場合であっても、粒子滞留部46に滞留した吸着剤粒子が各棚板43a，43ｂ，43ｃ，43ｄ上において安息角を保持でき、滞留状態の吸着剤粒子が不意に液体流入部45まで進入せず、吸着剤粒子の自然落下を防止できる。

したがって、滞留状態の吸着剤粒子が不意に液体流入部45から落下しないため、各段にて吸着剤粒子を確実に移動させて、効率的に回収吸着剤粒子を回収できる。

また、安息角多層支持体14および安息角多層支持体15では、例えば従来の多孔板の貫通孔などとは異なり被処理液中の懸濁物質により流路が閉塞されない。

そのため、懸濁物質による閉塞や吸着剤粒子の自然落下を懸念せずに被処理液の流路の設計が可能である。

さらに、多段化された吸着塔本体11内の最下段に抜出部17が設けられた安息角多層支持体15が設置されたことにより、抜出部17を介して回収吸着剤粒子を容易に回収できる。

特に、安息角多層支持体15では、例えばすり鉢状などのように、回収吸着剤粒子が抜出部17に向かって滞留するように粒子滞留部46が形成されることによって、回収吸着剤粒子の自重を利用して容易に回収吸着剤粒子を抜き出すことができる。

また、安息角多層支持体14および安息角多層支持体15は、活性炭やイオン交換樹脂以外の吸着剤粒子にも対応できるとともに、吸着剤粒子の粒径が不均一でも対応でき、いずれの吸着剤粒子であっても容易に回収できる。

さらに、安息角多層支持体14および安息角多層支持体15は、例えばノズルなどのように特殊な器具などを設ける必要がないシンプルな構成であるため、低コストで製造できる。

なお、上記一実施の形態では、安息角多層支持体15は、吸着塔２に設置され、被処理液から吸着剤粒子により所定成分であるヨウ素を吸着する構成としたが、このような構成には限定されず、例えば、吸着剤粒子により所定成分を脱離させる場合にも適用できる。

吸着塔２は、吸着塔本体11内が安息角多層支持体14にて仕切られて多段化され、最下段に安息角多層支持体15が設置された構成としたが、このような構成には限定されず、例えば従来の多孔板により仕切られて多段化され、最下段に安息角多層支持体15が設置された構成や、各段に安息角多層支持体15が設置された構成にしてもよい。

また、吸着塔２は、吸着塔本体11内が多段化された構成としたが、このような構成には限定されず、吸着塔本体11内が多段化されていない構成にしてもよい。

安息角多層支持体14および安息角多層支持体15は、安息角多層支持体本体16が４つの棚板43ａ，43ｂ，43ｃ，43ｄにて形成された構成としたが、このような構成には限定されず、棚板の数は、例えば吸着塔本体11の径や、粒子滞留部46の勾配などによって適宜決定できる。

また、安息角多層支持体14および安息角多層支持体15は、中心孔部44が設けられた構成としたが、このような構成には限定されず、直線Ａ_１，Ａ_２，Ａ_３の水平方向に対する角度θ_１，θ_２，θ_３が吸着剤粒子の安息角以下となるように各棚板43ａ，43ｂ，43ｃ，43ｄが設置され、粒子滞留部46に吸着剤粒子が滞留可能で液体流入部45から液体が流入して通過可能な構成であればよい。具体的には、例えば、短冊形である矩形状の短冊形棚板を用い、これらの短冊形棚板を上下方向に離間し左右対称に配置して、上下方向の各棚板の一端縁部同士が階段状になるように設置し、Ｖ字状の粒子滞留部46を形成する構成にしてもよい。なお、このように短冊形棚板を用いる場合には、最も上方に位置する棚板は、他端縁部が吸着塔本体11の内周面に倣った形状、例えば円弧状のものを用い、この円弧状の縁部を吸着塔本体11の内周面に水密に接触させる構成とする。

また、安息角多層支持体14および安息角多層支持体15は、各棚板43ａ，43ｂ，43ｃ，43ｄがそれぞれ水平に設置された構成に限定されず、傾斜状に設置された構成にしてもよい。

さらに、安息角多層支持体14および安息角多層支持体15は、各棚板43ｂ，43ｃ，43ｄにおける外周縁部と吸着塔本体11の内周面との間にて液体流入部45が形成された構成としたが、上方へ被処理液が通過可能であり、かつ、安息角を利用して吸着剤粒子が落下しない構成であればこのような構成には限定されない。

なお、例えば特許文献１や非特許文献１などのような従来のノズル付きの構成や二重目皿方式の構成では、貫通孔を通して被処理液や吸着剤粒子を移動させるため、貫通孔の大きさが重要であった。具体的には、貫通孔の孔径が小さく開孔面積が小さいと被処理液の懸濁物質や吸着剤粒子によって貫通孔が閉塞するおそれがあり、孔径が大きいと吸着剤粒子が落下しやすくなってしまう。これに対して安息角多層支持体14および安息角多層支持体15は、各棚板43ａ，43ｂ，43ｃ，43ｄにおける直線Ａ_１，Ａ_２，Ａ_３の水平方向に対する角度θ_１，θ_２，θ_３が吸着剤粒子の安息角以下にすることで、吸着剤粒子の落下を防止しているため、棚板43ａ，43ｂ，43ｃ，43ｄ間および液体流入部45の寸法を、吸着剤粒子が目詰まりしない寸法に設定すればよい。

以下、本実施例について説明する。

内径１０７ｍｍで高さが１１００ｍｍの直胴型で、そのうちの下端部から２００ｍｍの高さまではテ―パ型である透明ポリ塩化ビニル製の吸着塔本体を用いた。

この吸着塔本体の下端部から高さ３００ｍｍにすり鉢状の粒子滞留部を有し抜出部が設けられたポリ塩化ビニル製の安息角多層支持体を設置した。

なお、最下段に設けた安息角多層支持体は、４枚の棚板を上下方向に３ｍｍ間隔で離間し縁部が段差状になるように設置した。なお、各棚板は、段差状に配置された縁部と下側に位置する液体流入部とを結ぶ直線の水平方向に対する鋭角の角度が吸着剤粒子の安息角以下である11°になるように設置した。

また、安息角多層支持体の上方に１５０ｍｍ毎に抜出部が設けられていないポリ塩化ビニル製の安息角多層支持体を４つ設置した。

吸着塔本体の最上部から強塩基性イオン交換樹脂としてオルガノ株式会社製のアンバージェット４４００を４５０ｍＬ充填した。

また、被処理液として、ヨウ素含有量３０ｍｇ／Ｌ（遊離ヨウ素として２０．２ｍｇ／Ｌ、ヨウ化物イオンとして９．２ｍｇ／Ｌおよびヨウ素酸イオンとして０．６ｍｇ／Ｌ）のヨウ素イオン液を１３５Ｌ／ｈの速度（最上部での空塔速度１５ｍ／ｈ）で被処理液槽から吸着塔本体内へ導入し、アンバージェット４４００と向流接触させて流動層吸着操作を開始し、頭頂から溢れる排水を処理液槽に導いた。

そして、２日毎に４５０ｍＬのアンバージェット４４００を１時間かけて最上段に供給する運転を８日間継続した。

その後、１日おきに出口排水のヨウ素濃度および回収吸着剤粒子貯留槽に落下してくる強塩基性イオン交換樹脂の真比重を測定し、定常値に達した時点で、処理液槽へ導入される出口排水のヨウ素濃度が５．６ｍｇ／Ｌで、ヨウ素吸着率が８１．３％という結果を得た。

１吸着脱離装置としての吸着装置
２吸着脱離塔としての吸着塔
３被処理液供給手段
４吸着剤粒子供給手段
14 安息角多層支持体
15 安息角多層支持体
16 安息角多層支持体本体
17 抜出部
43ａ，43ｂ，43ｃ，43ｄ棚板
44 中心孔部
45 液体流入部
46 粒子滞留部

Claims

吸着脱離塔と、
この吸着脱離塔内にて上昇流となるように下方から被処理液を供給する被処理液供給手段と、
吸着脱離塔内を下降するように上方から吸着剤粒子を供給する吸着剤粒子供給手段と、
吸着脱離塔内にて上下方向に離間して設置された複数の安息角多層支持体とを具備し、
安息角多層支持体は、上下方向に離間して水平に設置された複数の棚板にて構成され、下方からの被処理液が通過可能で上方からの吸着剤粒子が滞留可能な安息角多層支持体本体を備え、
この安息角多層支持体本体は、各棚板の縁部が段差状に配置されることにより構成され吸着剤粒子が滞留可能な粒子滞留部と、下方からの液体が流入可能な液体流入部とを有し、
各棚板は、内側縁部と下側に位置する液体流入部とを結ぶ直線の水平方向に対する鋭角の角度が吸着剤粒子の安息角以下であり、
複数の安息角多層支持体のうち最も下側に位置する安息角多層支持体以外の安息角多層支持体は、各棚板のうちの最も下側に位置する棚板以外の棚板を上下方向に貫通する中心孔部を備え、中心孔部の下側には、上下方向に貫通していない棚板が配置されている
ことを特徴とする吸着脱離装置。
安息角多層支持体の中心孔部は、下方へ向けて径が小さく構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の吸着脱離装置。
上下方向に隣り合う２つの安息角多層支持体において、上側に位置する一の安息角多層支持体の最下段の棚板の中心孔部は、下側に位置する他の安息角多層支持体の最上段の棚板の中心孔部より径が小さい
ことを特徴とする請求項１または２記載の吸着脱離装置。
複数の安息角多層支持体のうち最も下側に位置する安息角多層支持体は、各棚板を上下方向に貫通する中心孔部と、最も下側に位置する棚板の中心孔部に接続され粒子滞留部に滞留した吸着剤粒子を抜き出す抜出部とを備え、
中心孔部は、下方の棚板ほど径が小さく、
粒子滞留部は、吸着剤粒子が抜出部へ向かって滞留するように形成されている
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載の吸着脱離装置。
請求項１ないし４いずれか一記載の吸着脱離装置を用いた吸着脱離方法であって、
安息角多層支持体より下方から吸着脱離塔内を上昇するように被処理液を供給し、
安息角多層支持体より上方から吸着脱離塔内を下降するように吸着剤粒子を供給し、
安息角多層支持体を通過して吸着脱離塔内を上昇する被処理液と、吸着脱離塔内を下降する吸着剤粒子とを向流接触させて、吸着剤粒子にて被処理液の所定の成分を吸着し、
吸着剤粒子にて被処理液の所定成分を吸着した後には、吸着脱離塔内への被処理液の供給を停止し、吸着脱離塔内の被処理液が液体流入部を通って下方へ移動して下降流が生じることで、その下降流とともに吸着剤粒子が下方へ移動する
ことを特徴とする吸着脱離方法。
被処理液は、遊離ヨウ素を含有するヨウ素イオン液である
ことを特徴とする請求項５記載の吸着脱離方法。