JP6623080B2

JP6623080B2 - 液液接触装置及び液液接触方法

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Publication number: JP6623080B2
Application number: JP2016032984A
Authority: JP
Inventors: 松岡　亮; 亮松岡; 野一色　公二; 公二野一色; 知宏大園
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2016-02-24
Filing date: 2016-02-24
Publication date: 2019-12-18
Anticipated expiration: 2036-02-24
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Description

本発明は、液液接触装置及び液液接触方法に関する。

従来、軽液とその軽液よりも比重が大きい重液との間で相互作用を生じさせるために軽液と重液とを向流接触させる液液接触装置が知られている。下記特許文献１には、このような液液接触装置の一例としての抽出装置が開示されている。

特許文献１に開示された抽出装置は、軽質液（軽液）と重質液（重液）とを向流接触させてその軽質液と重質液の一方から他方への特定成分の抽出を相互作用として生じさせるものである。この特許文献１の抽出装置は、上下方向に延びる外管とその外管内に当該外管と同方向に延びるように設置された内管とからなる二重管構造を有する。内管の内側の空間が軽質液と重質液を向流接触させるための内室となっている。内管の外壁面と外管の内壁面との間に外室が形成されている。内管の下部には内室を外室と連通させる重質液抜出し孔が設けられている。

内管の下部で重質液抜出し孔よりも上側の位置には、内室に軽質液を供給するための軽質液供給管が設けられている。内管の上部には、内室に連通していてその内室から軽質液を排出させる軽質液排出管が設けられている。軽質液排出管よりも若干上側の位置には、内室に重質液を供給するための重質液供給管が設けられている。外管の上部には、外室に連通していてその外室から重質液を排出させる重質液排出管が設けられている。

そして、軽質液供給管から吐出された軽質液が内室においてその下部から上昇する一方、重質液供給管から吐出された重質液が内室においてその上部から降下し、その軽質液と重質液が内室において向流接触するようになっている。この向流接触により、軽質液と重質液の一方から他方へ特定成分が抽出される。向流接触後の軽質液は、内室の上部から軽質液排出管を通って装置外へ排出される。また、向流接触後の重質液は、内室の下部から重質液抜出し孔を通って外室へ流出し、その外室内を上昇して重質液排出管を通って装置外へ排出されるようになっている。

特開平４−３１３３０３号公報

特許文献１に開示された抽出装置では、内室への軽質液と重質液の供給条件によっては、重質液が内室の上側から軽質液排出管を通って溢れ出し、本来軽質液を排出する軽質液排出管を通って重質液が装置外へ流出するフラッディングという現象が生じる虞がある。例えば、内室の下部への軽質液の供給流量が内室の上部への重質液の供給流量よりも増大した場合には、内室の下部から上昇する多量の軽質液によって重質液が内室の上部から降下しにくくなり、その結果、内室の上部に繋がる軽質液排出管を通じて重質液が装置外へ溢れ出る。このような場合には、本来軽質液のみが重質液から分離した状態で排出される軽質液排出管を通じて重質液が排出されることになって、抽出装置での処理後の軽質液と重質液が混ざり、その後、軽質液と重質液を分離させる処理を行う必要が生じる。

本発明の目的は、内室に導入された重液が内室の上側から溢れ出した場合であっても、液液接触装置から処理後の軽液と重液が混ざって排出されるのを防ぐことが可能な液液接触装置及び液液接触方法を提供することである。

前記目的を達成するために、本発明による液液接触装置は、軽液とその軽液よりも比重が大きい重液とを向流接触させる液液接触装置であって、上下方向に延びていて下側から上昇する前記軽液と上側から降下する前記重液とを向流接触させるための内室の周りを囲む内部筐体と、前記内部筐体の周りに外室を形成するように前記内部筐体を囲む外部筐体と、前記内室へ前記軽液を導くように前記軽液を吐出する軽液導入管と、前記内室へ前記重液を導くように前記重液を吐出するとともに、前記軽液導入管から前記軽液が吐出される位置よりも上側の位置で前記重液を吐出する重液導入管と、を備え、前記内部筐体は、前記重液と向流接触した後の前記軽液が前記内室から前記外室へ流出するのを許容する上側開口と、前記上側開口よりも下側の位置で開口していて前記軽液と向流接触した後の前記重液が前記内室から前記外室へ流出するのを許容する下側開口と、を有し、前記外室は、当該外室のうち前記下側開口よりも下側に位置する空間であって前記下側開口の真下の領域から上下方向に直交する方向において外側へ連続して広がる空間である下部空間と、当該外室のうち前記内部筐体の外周面と前記外部筐体の内周面との間において前記下部空間から上方へ連続して延びる領域である隙間領域と、を含み、前記外部筐体は、前記外室の前記下部空間と前記隙間領域とのうちのいずれか一方から前記重液を排出させる重液排出口と、前記重液排出口よりも上側に設けられていて前記外室から前記軽液を排出させる軽液排出口と、を有する。

この液液接触装置では、外室から軽液を排出させる外部筐体の軽液排出口が外室から重液を排出させる外部筐体の重液排出口よりも上側に設けられているため、内室に導入された重液が上側開口から外室へ溢れ出した場合には、その溢れ出した重液は、軽液排出口を通って排出されず、軽液排出口よりも下側に位置する重液排出口を通って排出される。具体的に、外室には、通常、上側開口を通って外室へ流出した軽液が存在し、前記のように重液が上側開口から外室へ溢れ出した場合には、外室内の軽液中に重液が混在することになる。このとき、重液には軽液に比べて重力により下方への力が大きく作用するため、外室に溢れ出した重液は早く降下する一方、軽液はその重液のようには降下しない。このため、軽液排出口と重液排出口とのうちで上側に設けられた軽液排出口からは、早く降下する重液は排出されず、軽液が排出される一方、軽液排出口と重液排出口とのうちで下側に設けられた重液排出口からは、重液のようには降下しない軽液は排出されず、重液が排出される。従って、この液液接触装置では、内室に導入された重液が内室の上側開口から外室へ溢れ出した場合であっても、本来軽液のみを排出する軽液排出口を通って重液が排出されるのを防ぐことができ、軽液排出口から処理後の軽液と重液が混ざって排出されるのを防ぐことができる。また、この液液接触装置では、内室に導入された軽液が内室の下側開口から外室へ溢れ出した場合であっても、本来重液のみを排出する重液排出口を通って軽液が排出されるのを防ぐことができ、重液排出口から処理後の重液と軽液が混ざって排出されるのを防ぐことができる。

前記液液接触装置において、前記軽液排出口は、前記上側開口よりも上側に配置されていることが好ましい。

この構成では、軽液排出口が上側開口よりも上側に配置されているので、重液が上側開口から外室へ溢れ出した場合にその重液が軽液排出口を通って排出されるのをより確実に防ぐことができる。

前記液液接触装置において、前記重液排出口は、前記下側開口よりも下側に配置されていることが好ましい。

この構成では、重液排出口が下側開口よりも下側に配置されているので、軽液が下側開口から外室へ溢れ出した場合にその軽液が重液排出口を通って排出されるのをより確実に防ぐことができる。

前記液液接触装置において、前記重液導入管は、前記内室における前記上側開口よりも下側の位置で前記重液を吐出することが好ましい。

この構成によれば、重液導入管から吐出される重液を確実に内室に導入することができる。

前記液液接触装置において、前記軽液導入管は、前記内室における前記下側開口よりも上側の位置で前記軽液を吐出することが好ましい。

この構成によれば、軽液導入管から吐出される軽液を確実に内室に導入することができる。

前記液液接触装置は、前記外室において形成される前記軽液と前記重液との接触界面の高さ位置が前記軽液排出口と前記重液排出口との間で維持されるように前記軽液排出口を通じた前記外室からの前記軽液の排出流量及び前記重液排出口を通じた前記外室からの前記重液の排出流量の少なくとも一方を制御する排出流量制御装置をさらに備えることが好ましい。

この構成では、排出流量制御装置によって軽液排出口を通じた外室からの軽液の排出流量と重液排出口を通じた外室からの重液の排出流量とのうちの少なくとも一方が制御されることにより、外室内における軽液と重液との接触界面の高さ位置が軽液排出口と重液排出口との間で維持されるため、内室への重液の導入流量が増加した場合に前記接触界面が上昇して軽液排出口に達したり、内室への軽液の導入流量が増加した場合に前記接触界面が低下して重液排出口に達したりするのを防止できる。このため、内室への重液と軽液の導入流量の変動に伴って、外室から重液が軽液排出口を通って排出されたり、外室から軽液が重液排出口を通って排出されたりするのを防止できる。

前記液液接触装置は、前記外室において形成される前記軽液と前記重液との接触界面の高さ位置が前記軽液排出口と前記重液排出口との間で維持されるように前記軽液導入管を通じた前記内室への前記軽液の導入流量及び前記重液導入管を通じた前記内室への前記重液の導入流量の少なくとも一方を制御する導入流量制御装置をさらに備えることが好ましい。

この構成では、導入流量制御装置によって軽液導入管を通じた内室への軽液の導入流量と重液導入管を通じた内室への重液の導入流量とのうちの少なくとも一方が制御されることにより、外室内における軽液と重液との接触界面の高さ位置が軽液排出口と重液排出口との間で維持されるため、前記接触界面が低下して重液排出口に達するまで内室への軽液の導入流量が増加したり、前記接触界面が上昇して軽液排出口に達するまで重液の導入流量が増加したりするのを防ぐことができる。従って、この構成では、外室から重液が軽液排出口を通って排出されたり、外室から軽液が重液排出口を通って排出されたりするような内室への軽液と重液の導入流量の変動を防止できる。

本発明による液液接触方法は、軽液とその軽液よりも比重が大きい重液とを向流接触させる液液接触方法であって、前記排出流量制御装置を備える前記液液接触装置を用意する用意工程と、前記軽液導入管を通じて前記内室へ前記軽液を導入するとともに前記重液導入管を通じて前記内室へ前記重液を導入する導入工程と、前記内室に導入した前記軽液が上昇するとともに前記内室に導入した前記重液が降下し、それらの軽液と重液が向流接触する接触工程と、前記接触工程の後、前記軽液が前記内室から前記上側開口を通って前記外室へ流出し、前記軽液排出口を通って前記外室から排出される一方、前記重液が前記内室から前記下側開口を通って前記外室へ流出し、前記重液排出口を通って前記外室から排出される排出工程と、前記外室において形成される前記軽液と前記重液との接触界面の高さ位置が前記軽液排出口と前記重液排出口との間で維持されるように前記軽液排出口を通じた前記外室からの前記軽液の排出流量及び前記重液排出口を通じた前記外室からの前記重液の排出流量の少なくとも一方を制御する排出流量制御工程と、を備える。

この液液接触方法では、軽液排出口を通じた外室からの軽液の排出流量と重液排出口を通じた外室からの重液の排出流量とのうちの少なくとも一方を制御することにより、外室内における軽液と重液との接触界面の高さ位置を軽液排出口と重液排出口との間で維持するため、内室への重液の導入流量が増加した場合に前記接触界面が上昇して軽液排出口に達したり、内室への軽液の導入流量が増加した場合に前記接触界面が低下して重液排出口に達したりするのを防止できる。このため、内室への重液と軽液の導入流量の変動に伴って、外室から重液が軽液排出口を通って排出されたり、外室から軽液が重液排出口を通って排出されたりするのを防止できる。

また、本発明による液液接触方法は、軽液とその軽液よりも比重が大きい重液とを向流接触させる液液接触方法であって、前記導入流量制御装置を備える前記液液接触装置を用意する用意工程と、前記軽液導入管を通じて前記内室へ前記軽液を導入するとともに前記重液導入管を通じて前記内室へ前記重液を導入する導入工程と、前記内室に導入した前記軽液が上昇するとともに前記内室に導入した前記重液が降下し、それらの軽液と重液が向流接触する接触工程と、前記接触工程の後、前記軽液が前記内室から前記上側開口を通って前記外室へ流出し、前記軽液排出口を通って前記外室から排出される一方、前記重液が前記内室から前記下側開口を通って前記外室へ流出し、前記重液排出口を通って前記外室から排出される排出工程と、前記外室において形成される前記軽液と前記重液との接触界面の高さ位置が前記軽液排出口と前記重液排出口との間で維持されるように前記軽液導入管を通じた前記内室への前記軽液の導入流量及び前記重液導入管を通じた前記内室への前記重液の導入流量の少なくとも一方を制御する導入流量制御工程と、を備える。

この液液接触方法では、軽液導入管を通じた内室への軽液の導入流量と重液導入管を通じた内室への重液の導入流量とのうちの少なくとも一方を制御することにより、外室内における軽液と重液との接触界面の高さ位置を軽液排出口と重液排出口との間で維持するため、前記接触界面が低下して重液排出口に達するまで内室への軽液の導入流量が増加したり、前記接触界面が上昇して軽液排出口に達するまで重液の導入流量が増加したりするのを防止できる。従って、この液液接触方法では、外室から重液が軽液排出口を通って排出されたり、外室から軽液が重液排出口を通って排出されたりするような内室への軽液と重液の導入流量の変動を防止できる。

以上説明したように、本発明によれば、内室に導入された重液が上側開口から溢れ出した場合であっても、液液接触装置から処理後の軽液と重液が混ざって排出されるのを防ぐことができる。

本発明の一実施形態による液液接触装置の模式図である。本発明による液液接触方法によって得られる効果を調べるための実験に用いた液液接触装置の模式図である。前記実験に用いた液液接触装置の内部筐体の縦断面図である。前記実験に用いた液液接触装置の内部筐体を下方から見た図である。本発明の一実施形態の第１変形例による液液接触装置の模式図である。本発明の一実施形態の第２変形例による液液接触装置の模式図である。本発明の一実施形態の第３変形例による液液接触装置の模式図である。本発明の一実施形態の第４変形例による液液接触装置の模式図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

図１には、本発明の一実施形態による液液接触装置１の全体構成が示されている。液液接触装置１は、軽液とその軽液よりも比重が大きい重液とに相互作用を生じさせるために軽液と重液とを向流接触させるものである。本実施形態では、液液接触装置１は、相互作用として、軽液と重液のうちの一方の液体から他方の液体への特定成分の抽出を生じさせる。すなわち、本実施形態による液液接触装置１は、抽出装置である。液液接触装置１は、相互作用後（抽出処理後）の軽液と重液を互いに分離した状態で個別に排出できるように構成されている。

液液接触装置１は、軽液導入管１２と、重液導入管１３と、装置本体１４と、液面計１７と、排出流量制御装置１８と、軽液導入流量調節弁６２と、重液導入流量調節弁６４と、軽液排出流量調節弁６６と、を備える。

軽液導入管１２は、装置本体１４の後述する内室４０へ軽液を導入するための配管である。重液導入管１３は、装置本体１４の後述する内室４０へ重液を導入するための配管である。軽液導入管１２及び重液導入管１３の具体的な構成については後述する。

装置本体１４は、軽液と重液とを向流接触させる処理及び処理後の軽液と重液を分離して個別に排出する処理が行われるものである。装置本体１４は、内部筐体２５と、外部筐体２６と、多孔板３６と、充填物３７とを有する。

内部筐体２５は、下側から上昇する軽液と上側から降下する重液とを向流接触させる空間である内室４０の周りを囲むものである。内部筐体２５は、上下方向に延びる筒体である。内部筐体２５は、上側開口３２と、その上側開口３２よりも下側の位置で開口した下側開口３３とを有する。すなわち、内部筐体２５は、その上端及び下端がそれぞれ開口しており、当該内部筐体２５の上端の開口が上側開口３２であり、当該内部筐体２５の下端の開口が下側開口３３である。後述するように、内室４０には下側から軽液が導入されるとともに上側から重液が導入され、導入された軽液が内室４０において上昇する一方、導入された重液が内室４０において降下することにより、その軽液と重液が当該内室４０において向流接触するようになっている。そして、向流接触後の軽液が上側開口３２から流出するとともに向流接触後の重液が下側開口３３から流出するようになっている。

外部筐体２６は、内部筐体２５を囲んでその内部筐体２５の周りに外室５０を形成するものである。外部筐体２６は、筐体本体２７と、下蓋２８と、上蓋２９と、軽液排出管１５と、重液排出管１６と、を有する。

筐体本体２７は、上下方向に延びる筒状のものである。筐体本体２７は、内部筐体２５よりも大径で且つ内部筐体２５の長さよりも大きい長さを有する。筐体本体２７は、内部筐体２５と同軸に且つその内部筐体２５を囲むように配置されている。これにより、二重管構造が形成されている。筐体本体２７の上端及び下端はそれぞれ開口している。下蓋２８は、筐体本体２７の下端の開口を覆って封止するように当該筐体本体２７の下端に取り付けられている。上蓋２９は、筐体本体２７の上端の開口を覆って封止するように当該筐体本体２７の上端に取り付けられている。

外部筐体２６の内側で且つ内部筐体２５の外側に形成される外室５０は、内部筐体２５の上側開口３２及び下側開口３３により内室４０と連通している。外室５０は、内室４０から内部筐体２５の上側開口３２を通って流出した軽液と内室４０から内部筐体２５の下側開口３３を通って流出した重液とが一時的に溜まる空間である。この外室５０において、軽液と重液は、それらの比重差により上下に分離して溜まるようになっている。外室５０は、上部空間５１と、下部空間５２と、隙間領域５３とからなる。

上部空間５１は、外室５０のうち内部筐体２５の上端よりも上側に位置する領域、すなわち外室５０のうち内部筐体２５の上側開口３２よりも上側に位置する領域に相当する。下部空間５２は、外室５０のうち内部筐体２５の下端よりも下側に位置する領域、すなわち外室５０のうち内部筐体２５の下側開口３３よりも下側に位置する領域に相当する。隙間領域５３は、外室５０のうち内部筐体２５の外周面と外部筐体２６の内周面との間の領域に相当する。上部空間５１と隙間領域５３の概ね上半部に軽液が溜まり、下部空間５２と隙間領域５３の概ね下半部に重液が溜まるようになっている。従って、外室５０に溜まる軽液と重液との接触界面１００が隙間領域５３に形成されるようになっている。

多孔板３６は、多数の貫通孔が形成された板体である。多孔板３６は、略水平となるように内室４０の下部に配置され、内部筐体２５に固定されている。

充填物３７は、多孔板３６上で内室４０内に充填されている。充填物３７は、内室４０において向流接触する軽液と重液との接触効率を向上させるためのものである。

内部筐体２５内の内室４０の下部には、軽液導入管１２が下側開口３３を通って挿入されている。軽液導入管１２は、外部筐体２６の下側から下蓋２８を貫通して内室４０の下部に挿入されている。軽液導入管１２は、内室４０へ軽液を導くように軽液を吐出するものである。軽液導入管１２の先端（上端）は、内室４０の下部のうち多孔板３６の下側で且つ下側開口３３の上側の位置に配置されている。この軽液導入管１２の先端には、吐出口が設けられており、この吐出口から軽液が吐出されるようになっている。従って、軽液導入管１２は、内室４０における下側開口３３よりも上側の位置で軽液を吐出する。

また、内部筐体２５内の内室４０の上部には、重液導入管１３が上側開口３２を通って挿入されている。重液導入管１３は、外部筐体２６の上側から上蓋２９を貫通して内室４０の上部に挿入されている。重液導入管１３は、内室４０へ重液を導くように重液を吐出するものである。重液導入管１３の先端（下端）は、内室４０の上部のうち充填物３７の上側で且つ上側開口３２の下側の位置に配置されている。この重液導入管１３の先端には、吐出口が設けられており、この吐出口から重液が吐出されるようになっている。従って、重液導入管１３は、内室４０における上側開口３２よりも下側の位置で重液を吐出する。また、重液導入管１３は、軽液導入管１２から軽液が吐出される位置よりも上側の位置で重液を吐出する。

軽液排出管１５は、外室５０から軽液を排出するための配管である。軽液排出管１５は、上蓋２９を貫通するように当該上蓋２９に取り付けられている。軽液排出管１５は、その下端に設けられた軽液排出口１５ａを有する。軽液排出口１５ａは、外室５０から軽液を排出させる外部筐体２６の軽液の排出口である。軽液排出口１５ａは、内部筐体２５の上側開口３２よりも上側の位置、すなわち、内部筐体２５の上端よりも上側の位置に配置されている。具体的には、軽液排出口１５ａは、外室５０の上端部、すなわち上部空間５１の上端部に配置されており、内部筐体２５の上側開口３２から上側へ離れて配置されている。外室５０の上部空間５１から軽液がこの軽液排出口１５ａを通って排出されて軽液排出管１５内に流れ込み、その軽液排出管１５内を通って液液接触装置１の外部へ排出されるようになっている。

重液排出管１６は、外室５０から重液を排出するための配管である。重液排出管１６は、下蓋２８を貫通するように当該下蓋２８に取り付けられている。重液排出管１６は、その上端に設けられた重液排出口１６ａを有する。重液排出口１６ａは、外室５０から重液を排出させる外部筐体２６の重液の排出口である。重液排出口１６ａは、内部筐体２５の下側開口３３よりも下側の位置、すなわち、内部筐体２５の下端よりも下側の位置に配置されている。具体的には、重液排出口１６ａは、外室５０の下端部、すなわち下部空間５２の下端部に配置されており、内部筐体２５の下側開口３３から下側へ離れて配置されている。外室５０の下部空間５２から重液がこの重液排出口１６ａを通って排出されて重液排出管１６内に流れ込み、その重液排出管１６内を通って液液接触装置１の外部へ排出されるようになっている。

液面計１７は、外室５０内における軽液と重液との接触界面１００の高さ位置を検出するものである。具体的には、液面計１７は、隙間領域５３に形成される軽液と重液との接触界面１００の高さ位置を検出する。液面計１７は、検出した接触界面１００の高さ位置のデータを排出流量制御装置１８の後述する制御部７０へ逐次出力する。

排出流量制御装置１８は、本実施形態では、重液排出管１６を通じた外室５０からの重液の排出流量を制御するものである。この排出流量制御装置１８は、外室５０内における軽液と重液との接触界面１００の高さ位置が軽液排出口１５ａと重液排出口１６ａとの間で維持されるように外室５０の下部空間５２から重液排出管１６を通じた重液の排出流量を制御する。具体的には、排出流量制御装置１８は、前記接触界面１００の高さ位置が内部筐体２５の上側開口３２と下側開口３３との間で維持されるように外室５０の下部空間５２から重液排出管１６を通じた重液の排出流量を制御する。詳しくは、排出流量制御装置１８は、前記接触界面１００の高さ位置が内部筐体２５の上下方向の中央位置近傍で維持されるように重液排出管１６を通じた重液の排出流量を制御する。排出流量制御装置１８は、重液排出流量調節弁６８と制御部７０を有する。

重液排出流量調節弁６８は、外室５０から排出される重液の流量を調節するためのものである。重液排出流量調節弁６８は、重液排出管１６に設けられており、その重液排出管１６を通って流れる重液の流量を調節する。重液排出流量調節弁６８は、制御部７０から入力される制御信号に応じて重液の排出流量を増減させるようになっている。

制御部７０は、液面計１７によって検出される軽液と重液との接触界面１００の高さ位置のデータに応じて、その接触界面１００の高さ位置が軽液排出口１５ａと重液排出口１６ａとの間で維持されるように重液排出流量調節弁６８に重液の排出流量を調節させる。

具体的に、制御部７０は、前記接触界面１００の高さ位置の設定値として、軽液排出口１５ａと重液排出口１６ａとの間の所定の設定高さ位置を記憶している。前記設定高さ位置は、内部筐体２５の上側開口３２と下側開口３３のちょうど中間の高さ位置であり、内部筐体２５の上下方向の中央の高さ位置に相当する。制御部７０は、液面計１７から受けたデータが示す接触界面１００の高さ位置が設定高さ位置よりも高い場合には、重液排出流量調節弁６８へ重液の排出流量の増加を指示する制御信号を送り、それによって重液排出流量調節弁６８に重液排出管１６を通じた外室５０の下部空間５２からの重液の排出流量を増加させる。これにより、接触界面１００が設定高さ位置へ向かって低下する。

一方、制御部７０は、液面計１７から受けたデータが示す接触界面１００の高さ位置が前記設定高さ位置よりも低い場合には、重液排出流量調節弁６８へ重液の排出流量の減少を指示する制御信号を送り、それによって重液排出流量調節弁６８に重液排出管１６を通じた外室５０の下部空間５２からの重液の排出流量を減少させる。これにより、接触界面１００が設定高さ位置へ向かって上昇する。

制御部７０が以上のように軽液排出流量調節弁６６に軽液の排出流量を調節させることによって、外室５０における軽液と重液との接触界面１００の高さ位置が設定高さ位置付近で維持されるようになっている。

軽液導入流量調節弁６２は、軽液導入管１２に設けられている。この軽液導入流量調節弁６２は、軽液導入管１２を通じて内室４０に導入される軽液の流量を調節するためのものである。

重液導入流量調節弁６４は、重液導入管１３に設けられている。この重液導入流量調節弁６４は、重液導入管１３を通じて内室４０に導入される重液の流量を調節するためのものである。

軽液排出流量調節弁６６は、軽液排出管１５に設けられている。この軽液排出流量調節弁６６は、軽液排出管１５を通じて外室５０の上部空間５１から排出される軽液の排出流量を調節するためのものである。

次に、本実施形態による液液接触方法について説明する。なお、本実施形態では、液液接触方法において軽液と重液とを向流接触させることにより軽液と重液との相互作用として特定成分の抽出が行われる場合について説明する。

まず、前記の構成を有する液液接触装置１を用意する。そして、その液液接触装置１において、軽液導入管１２を通じて内室４０に軽液を導入するとともに、重液導入管１３を通じて内室４０に重液を導入する。内室４０に導入する軽液と重液のうちの一方の液体に抽出対象の特定成分が含まれており、その軽液と重液のうちの他方の液体は前記一方の液体から前記特定成分を抽出可能な抽剤である。

軽液は、軽液導入管１２の上端から内室４０内の多孔板３６の下側の位置で吐出され、多孔板３６に形成された多数の孔を通って内室４０内を上昇する。一方、重液は、重液導入管１３の下端から内室４０内の充填物３７の上側の位置で吐出され、内室４０内を降下する。これにより、内室４０内の特に充填物３７が充填された領域において軽液と重液が向流接触する。この向流接触により、軽液と重液のうちの一方の液体から他方の液体へ特定成分が抽出される。そして、向流接触後の軽液は上昇して上側開口３２から外室５０へ流出し、向流接触後の重液は降下して多孔板３６の多数の孔を通り、下側開口３３から外室５０へ流出する。

外室５０へ流出した軽液は、外室５０の上部空間５１及び隙間領域５３の上半部に一時的に溜まるとともに、軽液排出口１５ａから軽液排出管１５内を通って排出される。また、外室５０へ流出した重液は、外室５０の下部空間５２及び隙間領域５３の下半部に一時的に溜まるとともに、重液排出口１６ａから重液排出管１６内を通って排出される。

外室５０に一時的に溜まる軽液と重液は、それらの接触界面１００を隙間領域５３に形成する。液面計１７は、この接触界面１００の高さ位置を検出し、その検出した高さ位置のデータを排出流量制御装置１８の制御部７０へ出力する。

排出流量制御装置１８では、液面計１７により検出された接触界面１００の高さ位置のデータに基づいて、外室５０の隙間領域５３に形成される軽液と重液との接触界面１００の高さ位置が軽液排出口１５ａと重液排出口１６ａとの間で維持されるように重液排出口１６ａ（重液排出管１６）を通じた外室５０からの重液の排出流量の制御を行う。

具体的に、制御部７０は、記憶している接触界面の設定高さ位置と液面計１７から受けたデータが示す接触界面１００の高さ位置とを比較する。そして、制御部７０は、液面計１７から受けたデータが示す接触界面１００の高さ位置が設定高さ位置よりも高い場合には重液排出流量調節弁６８へ重液の排出流量の増加を指示する制御信号を送る。一方、制御部７０は、液面計１７から受けたデータが示す接触界面１００の高さ位置が設定高さ位置よりも低い場合には重液排出流量調節弁６８へ重液の排出流量の減少を指示する制御信号を送る。

重液排出流量調節弁６８は、制御部７０から受けた制御信号が重液の排出流量の増加を指示するものである場合には、重液排出管１６を通じた外室５０からの重液の排出流量を増加させる。一方、重液排出流量調節弁６８は、制御部７０から受けた制御信号が重液の排出流量の減少を指示するものである場合には、重液排出管１６を通じた外室５０からの重液の排出流量を減少させる。制御部７０からの制御信号に応じたこのような重液排出流量調節弁６８による重液の排出流量の調節により、外室５０における軽液と重液との接触界面１００の高さ位置が軽液排出口１５ａと重液排出口１６ａとのちょうど中間の高さ位置付近、詳しくは内部筐体２５の上側開口３２と下側開口３３とのちょうど中間の高さ位置付近で維持される。

以上のようにして、本実施形態による液液接触装置１を用いた抽出方法が行われる。

本実施形態では、外室５０から軽液を排出させる軽液排出口１５ａが外室５０から重液を排出させる重液排出口１６ａよりも上側に設けられている。このため、仮に、内室４０に導入された重液が上側開口３２から外室５０へ溢れ出した場合には、その溢れ出した重液は、軽液排出口１５ａを通って排出されず、軽液排出口１５ａよりも下側に位置する重液排出口１６ａを通って排出される。

具体的に、外室５０には、通常、上側開口３２を通って外室５０へ流出した軽液が存在し、前記のように重液が上側開口３２から外室５０へ溢れ出した場合には、外室５０内の軽液中に重液が混在することになるが、このとき、重液には軽液に比べて重力により下方への力が大きく作用するため、外室５０に溢れ出した重液は早く降下する一方、軽液はその重液のようには降下しない。このため、軽液排出口１５ａと重液排出口１６ａのうちで上側に設けられた軽液排出口１５ａからは、早く降下する重液は排出されず、軽液が排出される一方、軽液排出口１５ａと重液排出口１６ａのうちで下側に設けられた重液排出口１６ａからは、重液のようには降下しない軽液は排出されず、重液が排出される。従って、本実施形態では、内室４０に導入された重液が内室４０の上側開口３２から外室５０へ溢れ出した場合であっても、本来軽液のみを排出する軽液排出口１５ａを通って重液が排出されるのを防ぐことができ、軽液排出口１５ａから処理後の軽液と重液が混ざって排出されるのを防ぐことができる。また、本実施形態では、内室４０に導入された軽液が内室４０の下側開口３３から外室５０へ溢れ出した場合であっても、本来重液のみを排出する重液排出口１６ａを通って軽液が排出されるのを防ぐことができ、重液排出口１６ａから処理後の重液と軽液が混ざって排出されるのを防ぐことができる。

また、本実施形態では、軽液排出口１５ａが内部筐体２５の上側開口３２よりも上側に配置されているため、重液が内室４０から上側開口３２を通って外室５０へ溢れ出した場合であっても、その重液が軽液排出口１５ａを通って排出されるのをより確実に防ぐことができる。

また、本実施形態では、重液排出口１６ａが内部筐体２５の下側開口３３よりも下側に配置されているため、軽液が内室４０から下側開口３３を通って外室５０へ溢れ出した場合であっても、その軽液が重液排出口１６ａを通って排出されるのをより確実に防ぐことができる。

また、本実施形態では、重液導入管１３が内室４０における上側開口３２よりも下側の位置で重液を吐出するため、当該重液導入管１３から吐出される重液を確実に内室４０に導入することができる。

また、本実施形態では、軽液導入管１２が内室４０における下側開口３３よりも上側の位置で軽液を吐出するため、軽液導入管１２から吐出される軽液を確実に内室に導入することができる。

また、本実施形態では、排出流量制御装置１８によって、外室５０内における軽液と重液との接触界面１００の高さ位置が軽液排出口１５ａと重液排出口１６ａとの間で維持されるように重液排出管１６を通じた外室５０からの重液の排出流量が制御される。このため、内室４０への重液の導入流量が増加した場合に接触界面１００が上昇して軽液排出口１５ａに達したり、内室４０への軽液の導入流量が増加した場合に接触界面１００が低下して重液排出口１６ａに達したりするのを防止できる。このため、内室４０への重液と軽液の導入流量の変動に伴って、外室５０から重液が軽液排出口１５ａを通って排出されたり、外室５０から軽液が重液排出口１６ａを通って排出されたりするのを防止できる。

次に、液液接触装置１を用いた液液接触方法において、内室４０で軽液と重液との向流接触が実際に行われるか、また、その向流接触後に内室４０から外室５０へ流出した軽液と重液との接触界面１００が軽液排出口１５ａと重液排出口１６ａとの間の高さ位置に形成されて軽液排出管１５から排出される軽液への重液の混入及び重液排出管１６から排出される重液への軽液の混入が生じないかについて調べた実験の結果について説明する。

この実験では、図２に示すような液液接触装置１を用いた。この実験で用いた液液接触装置１が有する基本的な構成は、前記した液液接触装置１の構成と同様である。ただし、この実験で用いた液液接触装置１では、軽液排出管１５及び重液排出管１６が筐体本体２７に取り付けられている。具体的には、軽液排出管１５は、筐体本体２７のうち内部筐体２５の上端の上側開口３２よりも下側で且つ筐体本体２７の上下方向の中央位置よりも上側の箇所に取り付けられ、重液排出管１６は、筐体本体２７のうち内部筐体２５の下端の下側開口３３よりも上側で且つ筐体本体２７の上下方向の中央位置よりも下側の箇所に取り付けられている。これにより、軽液排出口１５ａは、上側開口３２よりも下側で且つ筐体本体２７の上下方向の中央位置よりも上側に位置し、重液排出口１６ａは、下側開口３３よりも上側で且つ筐体本体２７の上下方向の中央位置よりも下側に位置する。軽液排出管１５及び重液排出管１６は、筐体本体２７に対するそれらの取付箇所から筐体本体２７の径方向外側へ水平に延びている。

また、この実験に用いた液液接触装置１は、軽液導入流量調節弁及び重液導入流量調節弁を備えておらず、重液の排出流量を調節させるために重液排出流量調節弁６８を制御する制御部も備えていない。

また、この実験に用いた液液接触装置１では、筐体本体２７として、１０３ｍｍの内径、１１４ｍｍの外径、及び、８００ｍｍの上下方向の長さを有する塩化ビニル製のパイプが用いられている。また、内部筐体２５として、７１ｍｍの内径、７６ｍｍの外径、及び、６００ｍｍの上下方向の長さを有する塩化ビニル製のパイプが用いられている。

内部筐体２５の下端部には、図４に示すような４つの脚２５ａを設け、内部筐体２５をこの４つの脚２５ａで下蓋２８上に立たせて外室５０内に設置した。各脚２５ａは、２００ｍｍの上下方向の長さ、５ｍｍの厚み、及び、内部筐体２５の径方向において１５ｍｍの幅を有する板状の小片からなる。４つの脚２５ａは、内部筐体２５の周方向に等間隔で配置されている。また、各脚２５ａは、内部筐体２５の下端から下方へ１００ｍｍ突出するとともに、内部筐体２５の内壁面からその径方向内側へ１０ｍｍ突出する状態で内部筐体２５に取り付けられている。

また、内室４０の下部に設置する多孔板３６として、ＰＥＥＫ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎｅ）もしくはＰＶＣ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｃｈｌｏｒｉｄｅ）により形成された円板状のものであって、１０ｍｍの直径を有する多数の貫通孔が千鳥状に配設されたものを用いた。

また、内室４０のうち多孔板３６の上側の空間には、多数のセラミック製ラシヒリングを充填物３７として充填した。ラシヒリングは、円筒状のものであり、中心軸方向の長さと外径が共に１２ｍｍで、肉厚が２ｍｍのものである。

また、図示していないが、外室５０における軽液と重液との接触界面１００の高さ位置を検出する界面計として、プローブを有するレベルセンサを用いた。プローブは、接触界面１００の位置を検出する検出部であり、概ね上蓋２９から内部筐体２５の下端近傍までの距離に亘る長さを有する。このプローブを、上下方向に延びる姿勢で上蓋２９を貫通させて外室５０の隙間領域５３に内部筐体２５の下端付近の位置まで挿入し、その状態でレベルセンサを外部筐体２６に固定した。

以上のような液液接触装置１を用い、重液導入管１３を通じて内室４０に重液を３０Ｌ／ｈの流量で導入するとともに、軽液導入管１２を通じて内室４０に軽液を３０Ｌ／ｈの流量で導入した。重液としては、金属イオンを含有する水を用いた。また、軽液としては、大八化学工業株式会社製の金属抽出剤であるＰＣ−８８Ａをケロシンで１ｍｏｌ／Ｌに希釈したものを用いた。ＰＣ−８８Ａは、２−エチルヘキシルホスホン酸モノ２−エチルヘキシルエステルを主成分とするものである。

前記のように内室４０に重液と軽液を導入した結果、重液は内室４０においてその上部から降下する一方、軽液は内室４０においてその下部から上昇し、当該内室４０において軽液と重液が向流接触することが確認できた。また、向流接触後に内室４０から上側開口３２を通って外室５０へ流出した軽液と、向流接触後に内室４０から下側開口３３を通って外室５０へ流出した重液とが、外室５０の隙間領域５３において軽液排出口１５ａと重液排出口１６ａとの間の高さ位置にそれらの接触界面１００を形成することが確認できた。そして、軽液排出管１５を通じて軽液のみが排出されてその排出される軽液に重液は混入せず、重液排出管１６を通じて重液のみが排出されてその排出される重液に軽液は混入しないことが確認できた。

なお、本発明による液液接触装置は、前記実施形態のようなものに必ずしも限定されない。本発明による液液接触装置の構成として、例えば以下のような構成を採用することが可能である。

軽液排出管１５は、必ずしも外部筐体２６の上蓋２９に取り付けられていなくてもよく、重液排出管１６は、必ずしも外部筐体２６の下蓋２８に取り付けられていなくてもよい。すなわち、前記の実験で用いた液液接触装置１のように軽液排出管１５及び重液排出管１６が筐体本体２７に取り付けられていてもよい。ただし、筐体本体２７に対する軽液排出管１５及び重液排出管１６の取付箇所は、前記の実験で用いた液液接触装置１において軽液排出管１５及び重液排出管１６が筐体本体２７に取り付けられた箇所に限定されない。図５には、筐体本体２７に対する軽液排出管１５及び重液排出管１６の取付箇所として前記の実験で用いた液液接触装置１の場合とは異なる取付箇所を採用した第１変形例による液液接触装置１が示されている。

この第１変形例による液液接触装置１では、軽液排出管１５は、筐体本体２７のうち内部筐体２５の上端の上側開口３２よりも上側に位置する箇所に取り付けられており、重液排出管１６は、筐体本体２７のうち内部筐体２５の下端の下側開口３３よりも下側に位置する箇所に取り付けられている。具体的には、軽液排出管１５は筐体本体２７の上端部の側壁に取り付けられており、重液排出管１６は筐体本体２７の下端部の側壁に取り付けられている。

軽液排出管１５は、筐体本体２７に取り付けられた箇所から筐体本体２７の径方向外側へ水平に延びている。また、重液排出管１６は、筐体本体２７に取り付けられた箇所から筐体本体２７の径方向外側へ水平に延びている。軽液排出口１５ａは、内部筐体２５の上端の上側開口３２よりも上側に位置し、重液排出口１６ａは、内部筐体２５の下端の下側開口３３よりも下側に位置している。

第１変形例による液液接触装置１の上記以外の構成は、上記実施形態による液液接触装置１の構成と同様である。

また、排出流量制御装置１８は、外室５０において形成される軽液と重液との接触界面１００の高さ位置が軽液排出口１５ａと重液排出口１６ａとの間で維持されるように軽液排出口１５ａを通じた外室５０からの軽液の排出流量を制御するものであってもよい。図６には、このような排出流量制御装置１８を備えた第２変形例による液液接触装置１が示されている。

この第２変形例による液液接触装置１では、排出流量制御装置１８は、軽液排出流量調節弁６６及び制御部７０を有する。

軽液排出流量調節弁６６は、軽液排出管１５に設けられている。軽液排出流量調節弁６６は、軽液排出管１５を通じて外室５０の上部空間５１から排出される軽液の排出流量、すなわち軽液排出口１５ａを通じて外室５０の上部空間５１から排出される軽液の排出流量を制御部７０からの制御信号に応じて調節する。

制御部７０は、液面計１７によって検出される軽液と重液との接触界面１００の高さ位置のデータに応じて、その接触界面１００の高さ位置が軽液排出口１５ａと重液排出口１６ａとの間で維持されるように軽液排出流量調節弁６６に外室５０の上部空間５１からの軽液の排出流量を調節させる。

具体的に、制御部７０は、前記実施形態の場合と同様、接触界面１００の設定高さ位置を記憶している。制御部７０は、液面計１７から受けたデータが示す接触界面１００の高さ位置が設定高さ位置よりも高い場合には、軽液排出流量調節弁６６へ軽液の排出流量の減少を指示する制御信号を送り、それによって軽液排出流量調節弁６６に外室５０の上部空間５１からの軽液の排出流量を減少させる。これにより、接触界面１００が設定高さ位置へ向かって低下する。

一方、制御部７０は、液面計１７から受けたデータが示す接触界面１００の高さ位置が設定高さ位置よりも低い場合には、軽液排出流量調節弁６６へ軽液の排出流量の増加を指示する制御信号を送り、それによって軽液排出流量調節弁６６に外室５０の上部空間５１からの軽液の排出流量を増加させる。これにより、接触界面１００が設定高さ位置へ向かって上昇する。

制御部７０が以上のように軽液排出流量調節弁６６に軽液の排出流量を調節させることによって、外室５０において形成される接触界面１００の高さ位置が軽液排出口１５ａと重液排出口１６ａとの間の設定高さ位置付近、具体的には内部筐体２５の上側開口３２と下側開口３３のちょうど中間の高さ位置付近で維持されるようになっている。

第２変形例による液液接触装置１の上記以外の構成は、上記実施形態による液液接触装置１の構成と同様である。

また、液液接触装置１は、外室５０において形成される軽液と重液との接触界面１００の高さ位置を軽液排出口１５ａと重液排出口１６ａとの間で維持するための手段として、排出流量制御装置１８の代わりに、重液導入管１３を通じた内室４０への重液の導入流量を制御する導入流量制御装置８０を備えていてもよい。図７には、このような導入流量制御装置８０を備えた第３変形例による液液接触装置１が示されている。

この第３変形例による液液接触装置１において、導入流量制御装置８０は、外室５０において形成される軽液と重液との接触界面１００の高さ位置が軽液排出口１５ａと重液排出口１６ａとの間で維持されるように重液導入管１３を通じた内室４０への重液の導入流量を制御する。導入流量制御装置８０は、直接的には、重液導入管１３を通る重液の流量、すなわち重液導入管１３から吐出される重液の吐出流量を制御するものである。導入流量制御装置８０は、重液導入流量調節弁６４及び制御部７０を有する。

重液導入流量調節弁６４は、重液導入管１３に設けられており、その重液導入管１３を通じて内室４０へ導入される重液の導入流量（重液導入管１３からの重液の吐出流量）を制御部７０からの制御信号に応じて調節する。

制御部７０は、液面計１７によって検出される軽液と重液との接触界面１００の高さ位置のデータに応じて、その接触界面１００の高さ位置が軽液排出口１５ａと重液排出口１６ａとの間で維持されるように重液導入流量調節弁６４に内室４０への重液の導入流量（重液導入管１３からの重液の吐出流量）を調節させる。

具体的に、制御部７０は、前記実施形態の場合と同様、接触界面１００の設定高さ位置を記憶している。制御部７０は、液面計１７から受けたデータが示す接触界面１００の高さ位置が設定高さ位置よりも高い場合には、重液導入流量調節弁６４へ重液の導入流量の減少を指示する制御信号を送り、それによって重液導入流量調節弁６４に内室４０への重液の導入流量を減少させる。これにより、内室４０から下側開口３３を通って外室５０へ流出する重液の流量が減少し、その結果、接触界面１００が設定高さ位置へ向かって低下する。

一方、制御部７０は、液面計１７から受けたデータが示す接触界面１００の高さ位置が設定高さ位置よりも低い場合には、重液導入流量調節弁６４へ重液の導入流量の増加を指示する制御信号を送り、それによって重液導入流量調節弁６４に内室４０への重液の導入流量を増加させる。これにより、内室４０から下側開口３３を通って外室５０へ流出する重液の流量が増加し、その結果、接触界面１００が設定高さ位置へ向かって上昇する。

制御部７０が以上のように重液導入流量調節弁６４に重液の導入流量を調節させることによって、外室５０において形成される接触界面１００の高さ位置が軽液排出口１５ａと重液排出口１６ａとの間の設定高さ位置付近、具体的には内部筐体２５の上側開口３２と下側開口３３のちょうど中間の高さ位置付近で維持されるようになっている。

第３変形例による液液接触装置１の上記以外の構成は、上記実施形態による液液接触装置１の構成と同様である。

また、導入流量制御装置８０は、外室５０において形成される軽液と重液との接触界面１００の高さ位置が軽液排出口１５ａと重液排出口１６ａとの間で維持されるように軽液導入管１２を通じた内室４０への軽液の導入流量を制御するものであってもよい。図８には、このような導入流量制御装置８０を備えた第４変形例による液液接触装置１が示されている。

この第４変形例による液液接触装置１では、導入流量制御装置８０は、直接的には、軽液導入管１２を通る軽液の流量、すなわち軽液導入管１２から吐出される軽液の吐出流量を制御するものである。この第４変形例における導入流量制御装置８０は、軽液導入流量調節弁６２及び制御部７０を有する。

軽液導入流量調節弁６２は、軽液導入管１２に設けられており、その軽液導入管１２を通じて内室４０へ導入される軽液の導入流量（軽液導入管１２からの軽液の吐出流量）を制御部７０からの制御信号に応じて調節する。

制御部７０は、液面計１７によって検出される軽液と重液との接触界面１００の高さ位置のデータに応じて、その接触界面１００の高さ位置が軽液排出口１５ａと重液排出口１６ａとの間で維持されるように軽液導入流量調節弁６２に内室４０への軽液の導入流量（軽液導入管１２からの軽液の吐出流量）を調節させる。

具体的に、制御部７０は、前記実施形態の場合と同様、接触界面１００の設定高さ位置を記憶している。制御部７０は、液面計１７から受けたデータが示す接触界面１００の高さ位置が設定高さ位置よりも高い場合には、軽液導入流量調節弁６２へ軽液の導入流量の増加を指示する制御信号を送り、それによって軽液導入流量調節弁６２に内室４０への軽液の導入流量を増加させる。これにより、内室４０から上側開口３２を通って外室５０へ流出する軽液の流量が増加し、その結果、接触界面１００が設定高さ位置へ向かって低下する。

一方、制御部７０は、液面計１７から受けたデータが示す接触界面１００の高さ位置が設定高さ位置よりも低い場合には、軽液導入流量調節弁６２へ軽液の導入流量の減少を指示する制御信号を送り、それによって軽液導入流量調節弁６２に内室４０への軽液の導入流量を減少させる。これにより、内室４０から上側開口３２を通って外室５０へ流出する軽液の流量が減少し、その結果、接触界面１００が設定高さ位置へ向かって上昇する。

制御部７０が以上のように軽液導入流量調節弁６２に軽液の導入流量を調節させることによって、外室５０において形成される接触界面１００の高さ位置が軽液排出口１５ａと重液排出口１６ａとの間の設定高さ位置付近、具体的には内部筐体２５の上側開口３２と下側開口３３のちょうど中間の高さ位置付近で維持されるようになっている。

第４変形例による液液接触装置１の上記以外の構成は、上記実施形態による液液接触装置１の構成と同様である。

また、本発明による液液接触装置は、排出流量制御装置及び導入流量制御装置を必ずしも備えていなくてもよい。

また、外室５０において形成される軽液と重液との接触界面１００の高さ位置を軽液排出口１５ａと重液排出口１６ａとの間で維持するための、重液排出流量調節弁６８による重液の排出流量の調節、軽液排出流量調節弁６６による軽液の排出流量の調節、重液導入流量調節弁６４による重液の導入流量の調節、及び、軽液導入流量調節弁６２による軽液の導入流量の調節は、必ずしも、制御部７０が液面計１７によって検出された接触界面１００の高さ位置のデータに応じて自動的に各調節弁を制御することによりそれらの調節弁に行わせるものに限定されない。例えば、各調節弁を手動で制御することにより、外室５０からの重液の排出流量の調節、外室５０からの軽液の排出流量の調節、内室４０への重液の導入流量の調節、及び、内室４０への軽液の導入流量の調節を行い、それによって外室５０に形成される接触界面１００の高さ位置を軽液排出口１５ａと重液排出口１６ａとの間で維持してもよい。

また、重液排出流量調節弁を用いることなく外室からの重液の排出流量を制御してもよく、軽液排出流量調節弁を用いることなく外室からの軽液の排出流量を制御してもよい。また、重液導入流量調節弁を用いることなく内室への重液の導入流量を制御してもよく、軽液導入流量調節弁を用いることなく内室への軽軽の導入流量を制御してもよい。

また、排出流量制御装置１８は、外室５０からの軽液の排出流量及び重液の排出流量の両方を制御して接触界面１００の高さ位置を軽液排出口１５ａと重液排出口１６ａとの間で維持するものであってもよい。この場合には、例えば、制御部７０が、軽液排出流量調節弁６６へ制御信号を送ってその軽液排出流量調節弁６６に軽液の排出流量を調節させるとともに、重液排出流量調節弁６８へ制御信号を送ってその重液排出流量調節弁６８に重液の排出流量を調節させるようにしてもよい。

また、導入流量制御装置８０は、内室４０への軽液の導入流量及び重液の導入流量の両方を制御して接触界面１００の高さ位置を軽液排出口１５ａと重液排出口１６ａとの間で維持するものであってもよい。この場合には、例えば、制御部７０が、軽液導入流量調節弁６２へ制御信号を送ってその軽液導入流量調節弁６２に内室４０への軽液の導入流量を調節させるとともに、重液導入流量調節弁６４へ制御信号を送ってその重液導入流量調節弁６４に内室４０への重液の導入流量を調節させるようにしてもよい。

また、内部筐体は必ずしも筒体でなくてもよく、外部筐体の筐体本体も必ずしも筒体でなくてもよい。

また、上側開口は必ずしも内部筐体の上端に設けられていなくてもよく、下側開口は必ずしも内部筐体の下端に設けられていなくてもよい。すなわち、下側開口が上側開口よりも下側に配置されているのであれば、上側開口は内部筐体の上端以外の箇所に設けられていてもよく、下側開口は内部筐体の下端以外の箇所に設けられていてもよい。

また、軽液排出口は、必ずしも軽液排出管に設けられたものに限定されない。例えば、軽液排出口は、外部筐体の上蓋や筐体本体に形成されたものであってもよい。

また、重液排出口は、必ずしも重液排出管に設けられたものに限定されない。例えば、重液排出口は、外部筐体の下蓋や筐体本体に形成されたものであってもよい。

また、軽液排出口が内部筐体の上側開口よりも上側に配置されている構成において、重液排出口が内部筐体の下側開口よりも上側に配置されていてもよい。

また、重液排出口が内部筐体の下側開口よりも下側に配置されている構成において、軽液排出口が内部筐体の上側開口よりも下側に配置されていてもよい。

また、本発明において軽液と重液を向流接触させることにより軽液と重液に生じさせる相互作用は、抽出に限定されるものではない。例えば、軽液と重液との向流接触により軽液と重液に生じさせる相互作用は、軽液と重液との化学反応であってもよい。

また、軽液導入管は、必ずしも、内室における内部筐体の下側開口よりも上側の位置で軽液を吐出するものに限定されない。例えば、軽液導入管は、内室の外側で且つ下側開口の下方の位置（真下の位置）において軽液を吐出するように構成されていてもよい。すなわち、軽液を吐出する軽液導入管の吐出口は、内部筐体の下側開口の下方の位置（真下の位置）に配置されていてもよい。この構成では、軽液導入管の吐出口から吐出された軽液は、上昇して下側開口を通って内室に流入する。

また、重液導入管は、必ずしも、内室における内部筐体の上側開口よりも下側の位置で重液を吐出するものに限定されない。例えば、重液導入管は、内室の外側で且つ上側開口の上方の位置（直上の位置）において重液を吐出するように構成されていてもよい。すなわち、重液を吐出する重液導入管の吐出口は、内部筐体の上側開口の上方の位置（直上の位置）に配置されていてもよい。この構成では、重液導入管の吐出口から吐出された重液は、降下して上側開口を通って内室に流入する。

１液液接触装置
１２軽液導入管
１３重液導入管
１５ａ軽液排出口
１６ａ重液排出口
１８排出流量制御装置
２５内部筐体
２６外部筐体
３２上側開口
３３下側開口
４０内室
５０外室
８０導入流量制御装置

Claims

軽液とその軽液よりも比重が大きい重液とを向流接触させる液液接触装置であって、
上下方向に延びていて下側から上昇する前記軽液と上側から降下する前記重液とを向流接触させるための内室の周りを囲む内部筐体と、
前記内部筐体の周りに外室を形成するように前記内部筐体を囲む外部筐体と、
前記内室へ前記軽液を導くように前記軽液を吐出する軽液導入管と、
前記内室へ前記重液を導くように前記重液を吐出するとともに、前記軽液導入管から前記軽液が吐出される位置よりも上側の位置で前記重液を吐出する重液導入管と、を備え、
前記内部筐体は、前記重液と向流接触した後の前記軽液が前記内室から前記外室へ流出するのを許容する上側開口と、前記上側開口よりも下側の位置で開口していて前記軽液と向流接触した後の前記重液が前記内室から前記外室へ流出するのを許容する下側開口と、を有し、
前記外室は、当該外室のうち前記下側開口よりも下側に位置する空間であって前記下側開口の真下の領域から上下方向に直交する方向において外側へ連続して広がる空間である下部空間と、当該外室のうち前記内部筐体の外周面と前記外部筐体の内周面との間において前記下部空間から上方へ連続して延びる領域である隙間領域と、を含み、
前記外部筐体は、前記外室の前記下部空間と前記隙間領域とのうちのいずれか一方から前記重液を排出させる重液排出口と、前記重液排出口よりも上側に設けられていて前記外室から前記軽液を排出させる軽液排出口と、を有する、液液接触装置。
前記軽液排出口は、前記上側開口よりも上側に配置されている、請求項１に記載の液液接触装置。
前記重液排出口は、前記下側開口よりも下側に配置されている、請求項１又は２に記載の液液接触装置。
前記重液導入管は、前記内室における前記上側開口よりも下側の位置で前記重液を吐出する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の液液接触装置。
前記軽液導入管は、前記内室における前記下側開口よりも上側の位置で前記軽液を吐出する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の液液接触装置。
前記外室において形成される前記軽液と前記重液との接触界面の高さ位置が前記軽液排出口と前記重液排出口との間で維持されるように前記軽液排出口を通じた前記外室からの前記軽液の排出流量及び前記重液排出口を通じた前記外室からの前記重液の排出流量の少なくとも一方を制御する排出流量制御装置をさらに備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の液液接触装置。
前記外室において形成される前記軽液と前記重液との接触界面の高さ位置が前記軽液排出口と前記重液排出口との間で維持されるように前記軽液導入管を通じた前記内室への前記軽液の導入流量及び前記重液導入管を通じた前記内室への前記重液の導入流量の少なくとも一方を制御する導入流量制御装置をさらに備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の液液接触装置。
軽液とその軽液よりも比重が大きい重液とを向流接触させる液液接触方法であって、
請求項６に記載の液液接触装置を用意する用意工程と、
前記軽液導入管を通じて前記内室へ前記軽液を導入するとともに前記重液導入管を通じて前記内部筐体へ前記重液を導入する導入工程と、
前記内室に導入した前記軽液が上昇するとともに前記内室に導入した前記重液が降下し、それらの軽液と重液が向流接触する接触工程と、
前記接触工程の後、前記軽液が前記内室から前記上側開口を通って前記外室へ流出し、前記軽液排出口を通って前記外室から排出される一方、前記重液が前記内室から前記下側開口を通って前記外室へ流出し、前記重液排出口を通って前記外室から排出される排出工程と、
前記外室において形成される前記軽液と前記重液との接触界面の高さ位置が前記軽液排出口と前記重液排出口との間で維持されるように前記軽液排出口を通じた前記外室からの前記軽液の排出流量及び前記重液排出口を通じた前記外室からの前記重液の排出流量の少なくとも一方を制御する排出流量制御工程と、を備える、液液接触方法。
軽液とその軽液よりも比重が大きい重液とを向流接触させる液液接触方法であって、
請求項７に記載の液液接触装置を用意する用意工程と、
前記軽液導入管を通じて前記内室へ前記軽液を導入するとともに前記重液導入管を通じて前記内室へ前記重液を導入する導入工程と、
前記内室に導入した前記軽液が上昇するとともに前記内室に導入した前記重液が降下し、それらの軽液と重液が向流接触する接触工程と、
前記接触工程の後、前記軽液が前記内室から前記上側開口を通って前記外室へ流出し、前記軽液排出口を通って前記外室から排出される一方、前記重液が前記内室から前記下側開口を通って前記外室へ流出し、前記重液排出口を通って前記外室から排出される排出工程と、
前記外室において形成される前記軽液と前記重液との接触界面の高さ位置が前記軽液排出口と前記重液排出口との間で維持されるように前記軽液導入管を通じた前記内室への前記軽液の導入流量及び前記重液導入管を通じた前記内室への前記重液の導入流量の少なくとも一方を制御する導入流量制御工程と、を備える、液液接触方法。