JP6870301B2 - Crystallization reaction tank and crystallization classification device using this - Google Patents

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Description

本発明は、晶析反応槽及びこれを用いた晶析分級装置に関し、特に、連続式の撹拌槽において、槽内で効率よく晶析反応させつつ、所望の粒径以上の粒子を同時に排出する晶析反応槽及びこれを用いた晶析分級装置に関する。 The present invention relates to a crystallization reaction tank and a crystallization classification device using the same. In particular, in a continuous stirring tank, particles having a desired particle size or larger are simultaneously discharged while efficiently performing a crystallization reaction in the tank. The present invention relates to a crystallization reaction tank and a crystallization classification device using the crystallization reaction tank.

従来から、晶析反応槽では、供給した原料が反応して、その過飽和領域で発生する核、もしくは、原料とは別に供給した種晶粒子を槽内で均一に分散させて、効率よく原料を晶析反応させている。 Conventionally, in a crystallization reaction tank, the supplied raw materials react and the nuclei generated in the supersaturated region or the seed crystal particles supplied separately from the raw materials are uniformly dispersed in the tank to efficiently produce the raw materials. It is undergoing a crystallization reaction.

また、連続式の晶析反応槽の場合、槽内で晶析反応させて、オーバーフロー、もしくは槽底から連続的に排出する場合が多い(例えば、特許文献1、非特許文献1参照)。 Further, in the case of a continuous crystallization reaction tank, there are many cases where the crystallization reaction is carried out in the tank and overflow or continuously discharged from the bottom of the tank (see, for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 1).

特開2012−210629号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-120629

SCEJ80th Annual meeting、講演番号E114、晶析操作における撹拌・混合の役割、月島機械SCEJ80th Annual meeting, Lecture No. E114, Role of stirring and mixing in crystallization operation, Tsukishima Kikai

しかしながら、反応槽が単一槽の場合、各晶析粒子が槽内で滞留する時間が異なるため、晶析反応のバラツキが生じ、粒径分布が発生することになる。そのため、所望の粒径以上の粒子を取り出して製品としたい場合には、この晶析反応槽による晶析の後工程として、晶析粒子の分級操作が必要となり、分級設備の設置費用、そのランニング費用が余分に必要となるという問題があった。 However, when the reaction tank is a single tank, the time for each crystallization particle to stay in the tank is different, so that the crystallization reaction varies and a particle size distribution occurs. Therefore, when it is desired to extract particles having a desired particle size or larger to obtain a product, a classification operation of the crystallization particles is required as a post-process of crystallization by this crystallization reaction tank, and the installation cost of the classification equipment and its running are required. There was a problem that extra costs were required.

そこで、本発明は、連続式の撹拌槽に円筒形のハウジングであるドラフトチューブを設けるとともに複数種類の撹拌翼を設けることにより、1つの撹拌槽で効率良く晶析反応させつつ、所望の粒径以上の粒子を取り出せる分級機能を有する晶析反応槽及びこれを用いた晶析分級装置を提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, by providing a draft tube which is a cylindrical housing in a continuous stirring tank and providing a plurality of types of stirring blades, a desired particle size can be obtained while efficiently performing a crystallization reaction in one stirring tank. It is an object of the present invention to provide a crystallization reaction tank having a classification function capable of extracting the above particles and a crystallization classification device using the crystallization reaction tank.

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る晶析反応槽は、晶析原料を保持する撹拌槽と、
該撹拌槽内の上下方向に延びる回転軸と、
該回転軸の周囲の所定の深さ領域を囲むように設けられたドラフトチューブと、
前記回転軸に固定され、前記ドラフトチューブ内に設けられた第1の撹拌翼と、
前記回転軸に固定され、前記ドラフトチューブ外に設けられた第2の撹拌翼と、を有し、
前記第1の撹拌翼は、前記ドラフトチューブ内に前記晶析原料の上方向に流れを形成するように設けられ、
前記第2の撹拌翼は、前記ドラフトチューブの上方に、前記ドラフトチューブ外に前記晶析原料の下方向の流れを形成するように設けられるとともに、前記回転軸から放射状に延びた支持部により支持され、径方向において前記ドラフトチューブの外側にのみ設けられる。
In order to achieve the above object, the crystallization reaction tank according to one aspect of the present invention includes a stirring tank for holding a crystallization raw material and a stirring tank.
A rotating shaft extending in the vertical direction in the stirring tank,
A draft tube provided so as to surround a predetermined depth region around the rotation axis, and
A first stirring blade fixed to the rotating shaft and provided in the draft tube,
It has a second stirring blade fixed to the rotating shaft and provided outside the draft tube.
The first stirring blade is provided in the draft tube so as to form an upward flow of the crystallization raw material.
The second stirring blade is provided above the draft tube so as to form a downward flow of the crystallization raw material outside the draft tube, and is supported by a support portion radially extending from the rotation axis. And provided only on the outside of the draft tube in the radial direction.

本発明によれば、槽内に安定な循環流れを形成すると共に、槽底の中央に安定な低速度の上昇流れを形成でき、このような槽内流れを形成することで、槽内で効率的に晶析反応を発生させつつ、槽底では所望の粒径以上の粒子を効率的に堆積させ排出することができる。 According to the present invention, a stable circulating flow can be formed in the tank, and a stable low-speed ascending flow can be formed in the center of the bottom of the tank. By forming such an in-tank flow, efficiency in the tank can be formed. While generating a crystallization reaction, particles having a desired particle size or larger can be efficiently deposited and discharged at the bottom of the tank.

本発明の実施形態に係る晶析反応槽及びこれを含む晶析分級装置の一例を示した図である。It is a figure which showed an example of the crystallization reaction tank which concerns on embodiment of this invention, and the crystallization classification apparatus which includes this. 本発明の実施形態に係る晶析反応槽の主要部分を抽出して示した拡大図である。It is an enlarged view which extracted and showed the main part of the crystallization reaction tank which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る晶析反応槽のパラメータ設定及びシミュレーション結果を示した図である。図3(a)は、本発明の実施形態に係る晶析反応槽のパラメータ設定の一例を示した図である。図3(b)は、本実施形態に係る晶析反応槽内における晶析原料の流れのシミュレーション結果を示した図である。It is a figure which showed the parameter setting and the simulation result of the crystallization reaction tank which concerns on embodiment of this invention. FIG. 3A is a diagram showing an example of parameter setting of the crystallization reaction tank according to the embodiment of the present invention. FIG. 3B is a diagram showing a simulation result of the flow of the crystallization raw material in the crystallization reaction tank according to the present embodiment. 比較例1に係る晶析反応槽のパラメータ設定及びシミュレーション結果を示した図である。図4(a)は、比較例1に係る晶析反応槽のパラメータ設定の一例を示した図である。図4(b)は、比較例1に係る晶析反応槽内における晶析原料の流れのシミュレーション結果を示した図である。It is a figure which showed the parameter setting and the simulation result of the crystallization reaction tank which concerns on Comparative Example 1. FIG. 4A is a diagram showing an example of parameter setting of the crystallization reaction tank according to Comparative Example 1. FIG. 4B is a diagram showing a simulation result of the flow of the crystallization raw material in the crystallization reaction tank according to Comparative Example 1. 比較例2に係る晶析反応槽のパラメータ設定及びシミュレーション結果を示した図である。図5(a)は、比較例2に係る晶析反応槽のパラメータ設定の一例を示した図である。図5(b)は、比較例2に係る晶析反応槽内における晶析原料の流れのシミュレーション結果を示した図である。It is a figure which showed the parameter setting and the simulation result of the crystallization reaction tank which concerns on Comparative Example 2. FIG. 5A is a diagram showing an example of parameter setting of the crystallization reaction tank according to Comparative Example 2. FIG. 5B is a diagram showing a simulation result of the flow of the crystallization raw material in the crystallization reaction tank according to Comparative Example 2. 比較例3、4に係る晶析反応槽の固体粒子の濃度分布を示した図である。図6(a)は、比較例3に係る晶析反応槽全体の固体粒子の濃度分布を示した図である。図6(b)は、図6(a)の底部を拡大した図である。図6(c)は、比較例4に係る晶析反応槽全体の固体粒子の濃度分布を示した図である。図6(d)は、図6(c)の底部を拡大した図である。It is a figure which showed the concentration distribution of the solid particle of the crystallization reaction tank which concerns on Comparative Examples 3 and 4. FIG. 6A is a diagram showing the concentration distribution of solid particles in the entire crystallization reaction tank according to Comparative Example 3. FIG. 6 (b) is an enlarged view of the bottom of FIG. 6 (a). FIG. 6C is a diagram showing the concentration distribution of solid particles in the entire crystallization reaction tank according to Comparative Example 4. FIG. 6 (d) is an enlarged view of the bottom of FIG. 6 (c).

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態に係る晶析反応槽及びこれを含む晶析分級装置の一例を示した図である。本発明の実施形態に係る晶析反応槽50は、撹拌槽10と、攪拌機20と、ドラフトチューブ30と、ドラフトチューブ固定治具35と、邪魔板40とを有する。晶析分級装置100は、晶析反応槽50に加えて、晶析原料供給器60と、分級出口70とを更に有する。 FIG. 1 is a diagram showing an example of a crystallization reaction tank and a crystallization classification device including the crystallization reaction tank according to the embodiment of the present invention. The crystallization reaction tank 50 according to the embodiment of the present invention includes a stirring tank 10, a stirrer 20, a draft tube 30, a draft tube fixing jig 35, and a baffle plate 40. The crystallization classification device 100 further includes a crystallization raw material supply device 60 and a classification outlet 70 in addition to the crystallization reaction tank 50.

撹拌槽10は、晶析原料110を槽内に保持するための手段であり、槽内に保持した晶析原料110を撹拌して晶析反応を発生及び促進させるための手段である。晶析原料110は、原料投入時は液体の状態又は液体と微粒子からなるスラリー状態であるが、晶析反応が進行するにつれて、固体粒子111が発生すると共に固体粒子111の粒径が大きくなっていく。よって、撹拌槽10は、通常、液体と固体粒子111が混合した晶析原料110を槽内に保持する。 The stirring tank 10 is a means for holding the crystallization raw material 110 in the tank, and is a means for stirring the crystallization raw material 110 held in the tank to generate and accelerate the crystallization reaction. The crystallization raw material 110 is in a liquid state or a slurry state composed of liquid and fine particles when the raw material is charged, but as the crystallization reaction progresses, solid particles 111 are generated and the particle size of the solid particles 111 increases. I will go. Therefore, the stirring tank 10 usually holds the crystallization raw material 110 in which the liquid and the solid particles 111 are mixed in the tank.

撹拌槽10は、鏡底を有する円筒形に構成されることが好ましい。前記の形状を有することにより、上下に循環する循環流を形成し易くなる。なお、循環流の具体的な説明については後述する。 The stirring tank 10 is preferably formed in a cylindrical shape having a mirror bottom. Having the above shape facilitates the formation of a circulating flow that circulates up and down. A specific description of the circulating flow will be described later.

晶析原料110は、晶析対象及び用途に応じて種々の原料が選択されてよいが、例えば、Niの固体粒子111を晶析させるための晶析原料110が用いられてもよい。 As the crystallization raw material 110, various raw materials may be selected depending on the crystallization target and the application. For example, the crystallization raw material 110 for crystallizing the solid Ni particles 111 may be used.

攪拌機20は、撹拌槽10内で晶析原料110を撹拌するための撹拌手段である。撹拌機20は、回転軸21と、主撹拌翼支持部22と、主撹拌翼23と、補助撹拌翼支持部24と、補助撹拌翼25と、モータ26とを有する。回転軸21は、撹拌槽10内の任意の位置に設けられてよいが、一般的には、撹拌槽10の中心付近に設けられ、主撹拌翼23及び補助撹拌翼25を回転させることにより、回転軸21を中心として撹拌槽10内で左右対称な流れを発生させることができるように設置される。回転軸21は、上下方向に延在して設けられ、主撹拌翼23及び補助撹拌翼25を水平に回転させる。 The stirrer 20 is a stirring means for stirring the crystallization raw material 110 in the stirring tank 10. The stirrer 20 includes a rotary shaft 21, a main stirring blade support portion 22, a main stirring blade 23, an auxiliary stirring blade support portion 24, an auxiliary stirring blade 25, and a motor 26. The rotary shaft 21 may be provided at an arbitrary position in the stirring tank 10, but is generally provided near the center of the stirring tank 10 by rotating the main stirring blade 23 and the auxiliary stirring blade 25. It is installed so that a symmetrical flow can be generated in the stirring tank 10 around the rotating shaft 21. The rotating shaft 21 is provided so as to extend in the vertical direction, and rotates the main stirring blade 23 and the auxiliary stirring blade 25 horizontally.

主撹拌翼支持部22は、主撹拌翼23を支持するための支持手段である。主撹拌翼支持部22は、回転軸21に固定されて設けられ、回転軸21の回転を主撹拌翼23に伝達する役割を果たす。 The main stirring blade support portion 22 is a supporting means for supporting the main stirring blade 23. The main stirring blade support portion 22 is fixedly provided on the rotating shaft 21 and plays a role of transmitting the rotation of the rotating shaft 21 to the main stirring blade 23.

主撹拌翼23は、用途に応じて種々の形状を有して構成されてよいが、例えば、ドラフトチューブ30内に晶析原料110の上下方向の流れを形成すべく、水平方向又は鉛直方向に対して傾斜を有して設けられてもよい。傾斜を有して設けられることにより、上下に晶析原料110を押し出す上下方向の流れを形成することができる。なお、撹拌翼23の構成の詳細については後述する。 The main stirring blade 23 may be configured to have various shapes depending on the application. For example, the main stirring blade 23 may be formed in the horizontal direction or the vertical direction in order to form a vertical flow of the crystallization raw material 110 in the draft tube 30. On the other hand, it may be provided with an inclination. By being provided with an inclination, it is possible to form a vertical flow that pushes out the crystallization raw material 110 vertically. The details of the configuration of the stirring blade 23 will be described later.

主撹拌翼23は、回転軸21を中心として、水平方向(左右方向)に延びる形状を有することが好ましい。これにより、回転軸21の回転をロス無く効率的に晶析原料110に伝達できるとともに、回転軸21に対して左右対称な流れを形成することができる。 The main stirring blade 23 preferably has a shape extending in the horizontal direction (left-right direction) with the rotation shaft 21 as the center. As a result, the rotation of the rotating shaft 21 can be efficiently transmitted to the crystallization raw material 110 without loss, and a flow symmetrical with respect to the rotating shaft 21 can be formed.

主撹拌翼23は、主撹拌翼支持部22の周囲に1本以上設けられる。回転軸21を中心として、左右に延びた主撹拌翼23の各々を1本とカウントした場合、主撹拌翼23は最低1本設けられ、更に用途に応じて複数本設けられてよい。本実施形態においては、主撹拌翼23は、上段及び下段に各2本ずつ設けられた例を挙げて説明する。 One or more main stirring blades 23 are provided around the main stirring blade support portion 22. When each of the main stirring blades 23 extending to the left and right with the rotation shaft 21 as the center is counted as one, at least one main stirring blade 23 may be provided, and a plurality of main stirring blades 23 may be provided depending on the application. In the present embodiment, two main stirring blades 23 will be provided in each of the upper and lower stages.

主撹拌翼支持部22及び主撹拌翼23は、上下方向において複数段設けられてもよい。図1においては、撹拌翼支持部22及び撹拌翼23は、上段及び下段に1ユニットずつ設けられている。撹拌槽10の長さが長くなると、1段だけでは、十分な晶析原料110の流れを作るのが困難になってくるので、撹拌槽10が縦長の場合は、主撹拌翼支持部22及び主撹拌翼23は、上段及び下段に1ユニットずつ設けられる場合が多い。本実施形態においても、主撹拌翼支持部22及び主撹拌翼23が上段及び下段に1ユニットずつ設けられた例を挙げて説明する。 The main stirring blade support portion 22 and the main stirring blade 23 may be provided in a plurality of stages in the vertical direction. In FIG. 1, one unit of the stirring blade support portion 22 and one unit of the stirring blade 23 are provided in the upper stage and the lower stage. If the length of the stirring tank 10 becomes long, it becomes difficult to create a sufficient flow of the crystallization raw material 110 with only one stage. Therefore, when the stirring tank 10 is vertically long, the main stirring blade support portion 22 and The main stirring blade 23 is often provided with one unit each in the upper stage and the lower stage. Also in this embodiment, an example in which the main stirring blade support portion 22 and the main stirring blade 23 are provided one unit each in the upper stage and the lower stage will be described.

主撹拌翼23は、上下方向の流れのうち、上昇流を形成するように構成される。本実施形態においては、主撹拌翼23がドラフトチューブ30の内側に設けられるのに加えて、ドラフトチューブ30の上方に補助撹拌翼25が設けられており、補助撹拌翼25が下方向の晶析原料110の流れを形成する役割を果たす。よって、ドラフトチューブ30の内側と外側とで上下方向の循環流を形成すべく、主撹拌翼23は、ドラフトチューブ30内に晶析原料110の上昇流を形成する働きをする。 The main stirring blade 23 is configured to form an ascending flow of the vertical flow. In the present embodiment, in addition to the main stirring blade 23 being provided inside the draft tube 30, the auxiliary stirring blade 25 is provided above the draft tube 30, and the auxiliary stirring blade 25 crystallizes downward. It plays a role in forming the flow of the raw material 110. Therefore, in order to form a vertical circulation flow inside and outside the draft tube 30, the main stirring blade 23 functions to form an ascending flow of the crystallization raw material 110 in the draft tube 30.

補助撹拌翼25は、ドラフトチューブ30の外側、つまりドラフトチューブ30の外周面と撹拌槽10の内周面との間に下降流を形成し、整流するために設けられた撹拌羽根である。主撹拌翼23は、ドラフトチューブ30の内側と外側とで上下方向の循環流を単独で形成することができるので、補助撹拌翼25が設けられていなくても、循環流自体は形成することができる。しかしながら、主撹拌翼23はドラフトチューブ30の内側に設けられているため、ドラフトチューブ30の下降流への影響は、当然に弱くなる。そこで、本実施形態に係る晶析出反応槽50においては、ドラフトチューブ30の上方外側に補助撹拌翼25を設置して撹拌することにより、撹拌槽10の上部から下部に向けての下降流を強化し、撹拌槽10内全体に形成される循環流を強くし、整流効果を増加させている。これにより、撹拌槽10の内部全体に良好な循環流を形成することができ、晶析反応を促進することができる。 The auxiliary stirring blade 25 is a stirring blade provided for forming a downward flow and rectifying it on the outside of the draft tube 30, that is, between the outer peripheral surface of the draft tube 30 and the inner peripheral surface of the stirring tank 10. Since the main stirring blade 23 can independently form a circulating flow in the vertical direction inside and outside the draft tube 30, the circulating flow itself can be formed even if the auxiliary stirring blade 25 is not provided. it can. However, since the main stirring blade 23 is provided inside the draft tube 30, the influence of the draft tube 30 on the downward flow is naturally weakened. Therefore, in the crystal precipitation reaction tank 50 according to the present embodiment, the downward flow from the upper part to the lower part of the stirring tank 10 is strengthened by installing the auxiliary stirring blade 25 on the upper outside of the draft tube 30 and stirring the mixture. However, the circulating flow formed in the entire stirring tank 10 is strengthened to increase the rectifying effect. As a result, a good circulating flow can be formed in the entire inside of the stirring tank 10, and the crystallization reaction can be promoted.

かかる観点から、補助撹拌翼25は、高さ方向においても、径方向においても、ドラフトチューブ30の外側に設けられ、ドラフトチューブ30の外側の晶析原料110の下降流にのみ作用し、ドラフトチューブ30の内部の上昇流には影響を及ぼさない配置とされている。 From this point of view, the auxiliary stirring blade 25 is provided on the outside of the draft tube 30 in both the height direction and the radial direction, and acts only on the downward flow of the crystallization raw material 110 on the outside of the draft tube 30, and is a draft tube. The arrangement does not affect the ascending current inside the 30.

補助撹拌翼支持部24は、補助撹拌翼25を支持するための部材であり、回転軸21に固定されるとともに回転軸21から半径方向に沿って放射状に延び、外側の補助撹拌翼25を内側から支持する。補助撹拌翼支持部24は、パドル状の形状を有しない円柱、角柱等の棒状の部材から構成され、ドラフトチューブ30内の上昇流に影響を与えないように構成される。 The auxiliary stirring blade support portion 24 is a member for supporting the auxiliary stirring blade 25, is fixed to the rotating shaft 21 and extends radially from the rotating shaft 21 along the radial direction, and the outer auxiliary stirring blade 25 is inside. Support from. The auxiliary stirring blade support portion 24 is composed of rod-shaped members such as a cylinder and a prism that do not have a paddle-like shape, and is configured so as not to affect the ascending flow in the draft tube 30.

このように、本実施形態に係る晶析反応槽50及び晶析分級装置100は、ドラフトチューブ30内に主撹拌翼23を設けるとともに、ドラフトチューブ30外に補助撹拌翼25を設けることにより、の良好な晶析原料110上下方向の循環流を形成することができる。 As described above, the crystallization reaction tank 50 and the crystallization classification device 100 according to the present embodiment are provided with the main stirring blade 23 inside the draft tube 30 and the auxiliary stirring blade 25 outside the draft tube 30. A good crystallization raw material 110 can form a circulating flow in the vertical direction.

モータ26は、主撹拌翼23及び補助撹拌翼25を、主撹拌翼支持部22及び補助撹拌翼支持部24を介して回転させるための駆動手段であり、主撹拌翼23及び補助撹拌翼25を適切な速度及びトルクで回転させることができれば、種々のモータ26を用いてよい。 The motor 26 is a driving means for rotating the main stirring blade 23 and the auxiliary stirring blade 25 via the main stirring blade support portion 22 and the auxiliary stirring blade support portion 24, and causes the main stirring blade 23 and the auxiliary stirring blade 25 to rotate. Various motors 26 may be used as long as they can be rotated at an appropriate speed and torque.

ドラフトチューブ30は、撹拌槽10内の流れを整えるために設けられ、整流部材として機能する。ドラフトチューブ30は、円筒形状を有し、回転軸21及び主撹拌翼23の周囲の所定の深さ領域を囲むように設けられる。ドラフトチューブ30は、主撹拌翼23により形成された晶析原料110の上下方向の流れをその内周面に沿わせ、ドラフトチューブ30内に上方向の一方向の流れ、つまり上昇流を形成する役割を果たす。 The draft tube 30 is provided to regulate the flow in the stirring tank 10 and functions as a rectifying member. The draft tube 30 has a cylindrical shape and is provided so as to surround a predetermined depth region around the rotating shaft 21 and the main stirring blade 23. The draft tube 30 causes the vertical flow of the crystallization raw material 110 formed by the main stirring blade 23 to follow the inner peripheral surface thereof, and forms an upward unidirectional flow, that is, an ascending flow in the draft tube 30. Play a role.

このような晶析原料110の上昇流を適切に形成するためには、整流部材であるドラフトチューブ30の直径(内径)を撹拌翼23の水平方向の直径に対し、適切に設定することが好ましい。即ち、主撹拌翼23と補助撹拌翼25との協働においても、ドラフトチューブ30の内外の循環流を形成することができるが、ドラフトチューブ30を適切に設定することにより、より良好な循環流を形成することができる。本実施形態では、そのようなドラフトチューブ30の適切な設定方法についても説明するが、その詳細な内容は後述する。 In order to appropriately form such an ascending flow of the crystallization raw material 110, it is preferable to appropriately set the diameter (inner diameter) of the draft tube 30 which is a rectifying member with respect to the horizontal diameter of the stirring blade 23. .. That is, the circulation flow inside and outside the draft tube 30 can be formed even in the cooperation between the main stirring blade 23 and the auxiliary stirring blade 25, but a better circulation flow can be formed by appropriately setting the draft tube 30. Can be formed. In the present embodiment, an appropriate setting method of such a draft tube 30 will also be described, but the detailed contents thereof will be described later.

なお、ドラフトチューブ30は種々の材料により構成することができ、例えば、ステンレス鋼から構成されてもよい。 The draft tube 30 can be made of various materials, and may be made of, for example, stainless steel.

ドラフトチューブ固定治具35は、ドラフトチューブ30を固定するための治具である。図1においては、ドラフトチューブ固定治具35が邪魔板40に固定され、ドラフトチューブ固定治具35が更に内側のドラフトチューブ30を固定している構成が示されているが、ドラフトチューブ固定治具35は、ドラフトチューブ30を適切な位置に固定できれば、種々の構成を有してよい。 The draft tube fixing jig 35 is a jig for fixing the draft tube 30. In FIG. 1, a configuration is shown in which the draft tube fixing jig 35 is fixed to the baffle plate 40, and the draft tube fixing jig 35 further fixes the inner draft tube 30, but the draft tube fixing jig The 35 may have various configurations as long as the draft tube 30 can be fixed in an appropriate position.

邪魔板40は、晶析原料110の横方向、斜め方向の流れを上下方向又は軸流方向に変換するための整流板であり、撹拌槽1の内周側面に沿って上下方向に延在するとともに、撹拌槽10の中心、即ち回転軸21に向かって突出するように設けられる。具体的には、邪魔板40は、ドラフトチューブ30の外周側面と撹拌槽10の内周側面の間に、晶析原料110の上下方向の流れを形成する役割を果たす。上述のように、ドラフトチューブ30の内部で上下方向の一方向の流れを形成した場合には、ドラフトチューブ30と撹拌槽10との間で、ドラフトチューブ30の内部の上下方向の一方向の流れと逆方向の上下方向の流れを形成する。これにより、晶析原料110は、ドラフトチューブ30の内側と外側で上下に循環する循環流を形成することができ、晶析反応を促進させ、かつ晶析した固体粒子111を粒径によって効率的に上下に振り分けることができる。即ち、所定の粒径に達していない固体粒子111は、上昇流により上昇させることができるとともに、所定の粒径に達した固体粒子111については、速やかに撹拌槽10の底部上に堆積させることができる。 The obstruction plate 40 is a rectifying plate for converting the lateral and diagonal flows of the crystallization raw material 110 into the vertical direction or the axial flow direction, and extends in the vertical direction along the inner peripheral side surface of the stirring tank 1. At the same time, it is provided so as to project toward the center of the stirring tank 10, that is, the rotating shaft 21. Specifically, the baffle plate 40 plays a role of forming a vertical flow of the crystallization raw material 110 between the outer peripheral side surface of the draft tube 30 and the inner peripheral side surface of the stirring tank 10. As described above, when a vertical flow is formed inside the draft tube 30, the vertical flow inside the draft tube 30 is formed between the draft tube 30 and the stirring tank 10. Form a vertical flow in the opposite direction to. As a result, the crystallization raw material 110 can form a circulating flow that circulates up and down inside and outside the draft tube 30, promotes the crystallization reaction, and efficiently produces the crystallized solid particles 111 according to the particle size. Can be sorted up and down. That is, the solid particles 111 that have not reached the predetermined particle size can be raised by the ascending flow, and the solid particles 111 that have reached the predetermined particle size are quickly deposited on the bottom of the stirring tank 10. Can be done.

邪魔板40は、ドラフトチューブ30を両側から挟むように、つまり対をなすようにして設けられる。例えば、邪魔板40は、ドラフトチューブ30を左右から挟むように一対のみ設けられてもよいし、四方向から挟むように、二対設けられてもよい。または、必要に応じて、それ以上に多く設けられてもよい。このように、邪魔板40の数は、用途に応じて適宜定めてよい。なお、邪魔板40は、バッフル40と呼んでもよい。 The baffle plate 40 is provided so as to sandwich the draft tube 30 from both sides, that is, to form a pair. For example, the baffle plates 40 may be provided in pairs so as to sandwich the draft tubes 30 from the left and right, or may be provided in pairs so as to sandwich the draft tubes 30 from four directions. Alternatively, more may be provided as needed. In this way, the number of baffle plates 40 may be appropriately determined according to the intended use. The baffle plate 40 may be called a baffle 40.

以上が本発明の実施形態に係る晶析反応槽50の構成要素であるが、本発明の実施形態に係る晶析分級装置100は、更に晶析原料投入器60と、分級出口70とを備える。 The above are the components of the crystallization reaction tank 50 according to the embodiment of the present invention. The crystallization classification device 100 according to the embodiment of the present invention further includes a crystallization raw material input device 60 and a classification outlet 70. ..

晶析原料投入器70は、晶析原料110を撹拌槽10内に投入するための手段であり、晶析原料タンク61と、晶析原料投入口62とを備える。晶析原料タンク61は、晶析原料110を蓄積するためのタンクであり、例えば、スラリー状の晶析原料110が蓄えられる。晶析原料投入口62は、晶析原料タンク61に蓄積された晶析原料110を撹拌槽10内に投入又は供給するための原料投入口又は原料供給口である。 The crystallization raw material input device 70 is a means for charging the crystallization raw material 110 into the stirring tank 10, and includes a crystallization raw material tank 61 and a crystallization raw material input port 62. The crystallization raw material tank 61 is a tank for accumulating the crystallization raw material 110, and for example, the slurry-like crystallization raw material 110 is stored. The crystallization raw material input port 62 is a raw material input port or a raw material supply port for charging or supplying the crystallization raw material 110 accumulated in the crystallization raw material tank 61 into the stirring tank 10.

分級出口70は、所定の粒径以上の固定粒子を撹拌槽10から排出するための製品取り出し口であり、撹拌槽10の底部に接続されて設けられる。これにより、分級された所望の粒径を有する固体粒子111を得ることができる。 The classification outlet 70 is a product outlet for discharging fixed particles having a predetermined particle size or larger from the stirring tank 10, and is provided by being connected to the bottom of the stirring tank 10. Thereby, solid particles 111 having a desired particle size classified can be obtained.

図2は、本発明の実施形態に係る晶析反応槽50の主要部分を抽出して示した拡大図である。図2に示されるように、攪拌機20の主撹拌翼23の周囲にドラフトチューブ30が設けられ、更にドラフトチューブ30より外側の上方に補助撹拌翼25が設けられている。また、ドラフトチューブ30より外側の撹拌槽10の内周側面に邪魔板40が設けられている。 FIG. 2 is an enlarged view showing an extracted main part of the crystallization reaction tank 50 according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, a draft tube 30 is provided around the main stirring blade 23 of the stirrer 20, and an auxiliary stirring blade 25 is provided above the draft tube 30. Further, a baffle plate 40 is provided on the inner peripheral side surface of the stirring tank 10 outside the draft tube 30.

ここで、攪拌機20は、回転軸21が撹拌槽10の軸心に設けられ、ドラフトチューブ30内に回転可能な主撹拌翼23と、ドラフトチューブ30の上方外側で回転可能な補助撹拌翼25とを有する。主撹拌翼23及び補助撹拌翼25は傾斜パドル、傾斜タービン等、軸流を発生させる機能を有する形状を有している。主撹拌翼23及び補助撹拌翼25の形状及び寸法は、粒子の真比重、分級したい粒子径の終端速後を基準に、ドラフトチューブ内外の流速を設定してシミュレーションによって決定することができる。そして、主撹拌翼23は、上段及び下段の両方とも、傾斜した撹拌パドルとして構成されているとともに、主撹拌翼支持部材22から水平に外側に向かって延び、互いに直角に交わり、十字をなして2本ずつ設けられている。また、補助撹拌翼25も、ドラフトチューブ30よりも上方において、回転軸21から十字をなすように補助撹拌翼支持部24が放射状に水平にドラフトチューブ30よりも外側まで延び、その先端に補助撹拌翼25が設けられている。図2においては、補助撹拌翼25は十字をなして二対設けられているが、補助撹拌翼25の数及び形状は、用途に応じて種々の構成とすることができる。 Here, the stirrer 20 includes a main stirring blade 23 in which a rotating shaft 21 is provided at the axis of the stirring tank 10 and is rotatable in the draft tube 30, and an auxiliary stirring blade 25 that is rotatable above and outside the draft tube 30. Has. The main stirring blade 23 and the auxiliary stirring blade 25 have shapes such as an inclined paddle and an inclined turbine having a function of generating an axial flow. The shapes and dimensions of the main stirring blade 23 and the auxiliary stirring blade 25 can be determined by simulation by setting the flow velocities inside and outside the draft tube based on the true specific gravity of the particles and the end speed of the particle diameter to be classified. Both the upper and lower stages of the main stirring blade 23 are configured as an inclined stirring paddle, and extend horizontally outward from the main stirring blade support member 22 and intersect each other at right angles to form a cross. Two are provided. Further, in the auxiliary stirring blade 25, above the draft tube 30, the auxiliary stirring blade support portion 24 extends radially horizontally from the rotation shaft 21 to the outside of the draft tube 30 so as to form a cross, and the auxiliary stirring blade 25 extends to the outside of the draft tube 30. Wings 25 are provided. In FIG. 2, two pairs of auxiliary stirring blades 25 are provided in a cross shape, but the number and shape of the auxiliary stirring blades 25 can be variously configured depending on the application.

また、ドラフトチューブ30は、撹拌槽10内の軸心部に直立支持させて設ける。ドラフトチューブ30は、円筒形を有し、撹拌翼23の先端から所定間隔を有して撹拌翼23を覆うように設けられている。ドラフトチューブ30を設置することにより、撹拌槽10内の整流効果、整流による撹拌機動力低減、スラリー分離効果が期待される。 Further, the draft tube 30 is provided so as to be supported upright on the axial center portion in the stirring tank 10. The draft tube 30 has a cylindrical shape and is provided so as to cover the stirring blade 23 at a predetermined distance from the tip of the stirring blade 23. By installing the draft tube 30, the rectifying effect in the stirring tank 10, the reduction of the stirring machine power by the rectification, and the slurry separation effect are expected.

邪魔板40は、撹拌槽10の軸心に向かって突出するように、放射状に一対以上設置する。図2においては、二対の邪魔板40が四方向から十字をなすように設置された例が示されている。 A pair or more of the baffle plates 40 are installed radially so as to project toward the axis of the stirring tank 10. FIG. 2 shows an example in which two pairs of baffle plates 40 are installed so as to form a cross from four directions.

このように、本発明の実施形態に係る晶析反応槽50では、撹拌翼23の周囲にドラフトチューブ30を設けた構成を有する。 As described above, the crystallization reaction tank 50 according to the embodiment of the present invention has a configuration in which the draft tube 30 is provided around the stirring blade 23.

次に、シミュレーション実験により、ドラフトチューブ30内で晶析原料110が上下方向の流れを形成するような撹拌翼23の全長に対するドラフトチューブの直径の比率を求めた結果について説明する。なお、シミュレーション実験は、攪拌機20については、補助撹拌翼25を設けず、主撹拌翼23のみを設けた場合について行っているが、ドラフトチューブ30との相関性は主撹拌翼23の方が圧倒的に高く、補助撹拌翼25は、ドラフトチューブ30の外側の下降流にのみ影響を与えるように構成されているので、シミュレーション実験はほぼそのまま本実施形態に係る晶析反応槽50及び晶析分級装置100に適用可能である。 Next, the result of determining the ratio of the diameter of the draft tube to the total length of the stirring blade 23 such that the crystallization raw material 110 forms a vertical flow in the draft tube 30 will be described by a simulation experiment. The simulation experiment is performed on the case where the agitator 20 is provided with only the main agitating blade 23 without the auxiliary agitating blade 25, but the correlation with the draft tube 30 is overwhelming with the main agitating blade 23. Since the auxiliary stirring blade 25 is configured to affect only the downward flow outside the draft tube 30, the simulation experiment is almost as it is in the crystallization reaction tank 50 and the crystallization classification according to the present embodiment. It is applicable to the device 100.

シミュレーションの実験は撹拌槽10の直径をφ430mm、主撹拌翼23は直径をφ170mm、パドル幅25mmの4枚ピッチドパドルとし、ドラフトチューブ長さを330mm、下端位置を撹拌槽10の底面から75mmとし、撹拌槽10の底面から液面の高さを445mm、主撹拌翼23の回転数を600rpmと設定した条件下で、連続相を液体、分散相を50μmの固体粒子として液体比重:固体比重=1:43として行った。 In the simulation experiment, the diameter of the stirring tank 10 was φ430 mm, the diameter of the main stirring blade 23 was φ170 mm, the paddle width was 25 mm, and four pitched paddles were used. Under the conditions where the height of the liquid level from the bottom surface of the tank 10 is set to 445 mm and the rotation speed of the main stirring blade 23 is set to 600 rpm, the continuous phase is a liquid and the dispersed phase is a solid particle of 50 μm. I went as 43.

図3は、本発明の実施形態に係る晶析反応槽50のパラメータ設定及びシミュレーション結果を示した図である。図3(a)は、本発明の実施形態に係る晶析反応槽50のパラメータ設定の一例を示した図である。図3(a)に示されるように、本実施形態に係る晶析反応槽50の一例では、主撹拌翼23の全長をdとし、ドラフトチューブ30の直径をDとしたときに、D/d=1.4に設定する。 FIG. 3 is a diagram showing parameter settings and simulation results of the crystallization reaction tank 50 according to the embodiment of the present invention. FIG. 3A is a diagram showing an example of parameter setting of the crystallization reaction tank 50 according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3A, in an example of the crystallization reaction tank 50 according to the present embodiment, when the total length of the main stirring blade 23 is d and the diameter of the draft tube 30 is D, D / d. Set to = 1.4.

図3(b)は、主撹拌翼23の全長dに対するドラフトチューブ30の直径Dの比率D/dが1.4のときの、実施形態に係る晶析反応槽50内における晶析原料110の流れのシミュレーション結果を示した図である。 FIG. 3B shows the crystallization raw material 110 in the crystallization reaction tank 50 according to the embodiment when the ratio D / d of the diameter D of the draft tube 30 to the total length d of the main stirring blade 23 is 1.4. It is the figure which showed the simulation result of the flow.

図3(b)に示されるように、ドラフトチューブ30内における晶析原料110の流れは、ほぼ総てが上昇流となっており、上方向への軸流が形成されている。更に、ドラフトチューブ30の外部のドラフトチューブ30と撹拌槽10の内周側面との間には、ほぼ総てが下降流となっており、ドラフトチューブ30の側面の内外を循環する循環流が形成されている。このように、ドラフトチューブ30の直径Dと主撹拌翼23の全長dとの比率を適切に設定することにより、ドラフトチューブ30の内側を上下方向の一方向に向かって流れ、ドラフトチューブ30の外側をドラフトチューブ30の内側と反対向きの上下方向の他方向に向かって流れる循環流を形成でき、効率的に晶析原料110を軸流方向に循環させることができる。 As shown in FIG. 3B, almost all of the flow of the crystallization raw material 110 in the draft tube 30 is an upward flow, and an upward axial flow is formed. Further, almost all of the flow flows downward between the draft tube 30 outside the draft tube 30 and the inner peripheral side surface of the stirring tank 10, and a circulating flow circulating inside and outside the side surface of the draft tube 30 is formed. Has been done. By appropriately setting the ratio between the diameter D of the draft tube 30 and the total length d of the main stirring blade 23, the draft tube 30 flows in one direction in the vertical direction and flows outside the draft tube 30. Can form a circulating flow flowing in the other direction in the vertical direction opposite to the inside of the draft tube 30, and the crystallization raw material 110 can be efficiently circulated in the axial flow direction.

なお、D/d=1.4は一例であり、主撹拌翼23の全長dに対するドラフトチューブの直径Dの比率D/dは、ドラフトチューブ30の内外で循環流を形成可能であれば、種々の値に設定することができる。 Note that D / d = 1.4 is an example, and the ratio D / d of the diameter D of the draft tube to the total length d of the main stirring blade 23 varies as long as a circulating flow can be formed inside and outside the draft tube 30. Can be set to the value of.

このように、本実施形態に係る晶析反応槽50及び晶析分級装置100では、撹拌槽10内にドラフトチューブ30を設置し、槽内に安定な循環流を形成するとともに、槽底の中央に低速度の安定な上昇流れを形成して、その領域で所望の粒径以上の粒子を効率よく堆積させる分級機能を持たせている。 As described above, in the crystallization reaction tank 50 and the crystallization classification device 100 according to the present embodiment, the draft tube 30 is installed in the stirring tank 10, a stable circulating flow is formed in the tank, and the center of the bottom of the tank is formed. It has a classification function of forming a stable ascending flow at a low velocity and efficiently depositing particles having a desired particle size or larger in that region.

次に、比較例に係る晶析反応槽のパラメータ設定について説明する。 Next, the parameter setting of the crystallization reaction tank according to the comparative example will be described.

図4は、比較例1に係る晶析反応槽のパラメータ設定及びシミュレーション結果を示した図である。図4(a)は、比較例1に係る晶析反応槽のパラメータ設定の一例を示した図である。図4(a)に示されるように、比較例1に係る晶析反応槽では、主撹拌翼123の全長をdとし、ドラフトチューブ130の直径をDとしたときに、D/d=1.1に設定する。この場合には、主撹拌翼123の先端とドラフトチューブ130の内周面との間隔が、図3(a)に示した、実施形態に係る晶析反応槽50の撹拌槽23の先端とドラフトチューブ30との間隔よりも狭くなる。 FIG. 4 is a diagram showing parameter settings and simulation results of the crystallization reaction tank according to Comparative Example 1. FIG. 4A is a diagram showing an example of parameter setting of the crystallization reaction tank according to Comparative Example 1. As shown in FIG. 4A, in the crystallization reaction tank according to Comparative Example 1, when the total length of the main stirring blade 123 is d and the diameter of the draft tube 130 is D, D / d = 1. Set to 1. In this case, the distance between the tip of the main stirring blade 123 and the inner peripheral surface of the draft tube 130 is the draft and the tip of the stirring tank 23 of the crystallization reaction tank 50 according to the embodiment shown in FIG. 3 (a). It is narrower than the distance from the tube 30.

図4(b)は、主撹拌翼123の全長dに対するドラフトチューブ130の直径Dの比率D/dが1.1のときの、比較例1に係る晶析反応槽内における晶析原料110の流れのシミュレーション結果を示した図である。 FIG. 4B shows the crystallization raw material 110 in the crystallization reaction tank according to Comparative Example 1 when the ratio D / d of the diameter D of the draft tube 130 to the total length d of the main stirring blade 123 is 1.1. It is the figure which showed the simulation result of the flow.

図4(b)に示されるように、主撹拌翼123により形成された左側の上昇流は、途中でドラフトチューブ130の内周面と衝突してしまい、蛇行して上昇するような流れが形成されている。また、ドラフトチューブ130の外側では、左側ではドラフトチューブ130に向かう斜めの下降流が形成され、右側では上部に上昇流が形成されており、全体として循環流を形成していない。 As shown in FIG. 4B, the ascending flow on the left side formed by the main stirring blade 123 collides with the inner peripheral surface of the draft tube 130 on the way, and a meandering ascending flow is formed. Has been done. Further, on the outside of the draft tube 130, an oblique downward flow toward the draft tube 130 is formed on the left side, and an upward flow is formed on the upper side on the right side, and the circulation flow is not formed as a whole.

このように、主撹拌翼123とドラフトチューブ130との距離が短く、両者が接近し過ぎると、主撹拌翼123とドラフトチューブ130とが互いに干渉してしまい、循環流が形成されない。 As described above, if the distance between the main stirring blade 123 and the draft tube 130 is short and they are too close to each other, the main stirring blade 123 and the draft tube 130 interfere with each other, and a circulating flow is not formed.

よって、本実施形態に係る晶析反応槽50は、主撹拌翼23の全長dに対するドラフトチューブの直径Dの比率D/dについて、1.1<D/dを満たす必要がある。 Therefore, the crystallization reaction tank 50 according to the present embodiment needs to satisfy 1.1 <D / d with respect to the ratio D / d of the diameter D of the draft tube to the total length d of the main stirring blade 23.

図5は、比較例2に係る晶析反応槽のパラメータ設定及びシミュレーション結果を示した図である。図5(a)は、比較例2に係る晶析反応槽のパラメータ設定の一例を示した図である。図5(a)に示されるように、比較例2に係る晶析反応槽では、主撹拌翼223の全長をdとし、ドラフトチューブ230の直径をDとしたときに、D/d=1.6に設定する。この場合には、主撹拌翼223の先端とドラフトチューブ230の内周面との間隔が、図3(a)に示した、実施形態に係る晶析反応槽50の撹拌槽23の先端とドラフトチューブ30との間の間隔よりも広くなる。 FIG. 5 is a diagram showing parameter settings and simulation results of the crystallization reaction tank according to Comparative Example 2. FIG. 5A is a diagram showing an example of parameter setting of the crystallization reaction tank according to Comparative Example 2. As shown in FIG. 5A, in the crystallization reaction tank according to Comparative Example 2, when the total length of the main stirring blade 223 is d and the diameter of the draft tube 230 is D, D / d = 1. Set to 6. In this case, the distance between the tip of the main stirring blade 223 and the inner peripheral surface of the draft tube 230 is the draft and the tip of the stirring tank 23 of the crystallization reaction tank 50 according to the embodiment shown in FIG. 3 (a). It is wider than the distance between the tube 30 and the tube 30.

図5(b)は、主撹拌翼223の全長dに対するドラフトチューブ230の直径Dの比率D/dが1.6のときの、比較例2に係る晶析反応槽内における晶析原料110の流れのシミュレーション結果を示した図である。 FIG. 5B shows the crystallization raw material 110 in the crystallization reaction tank according to Comparative Example 2 when the ratio D / d of the diameter D of the draft tube 230 to the total length d of the main stirring blade 223 is 1.6. It is the figure which showed the simulation result of the flow.

図5(b)に示されるように、主撹拌翼223により形成された上昇流は、ドラフトチューブ30の上端に到達する前に向きを変えて下降流となり、ドラフトチューブ230内に循環流が発生してしまっている。これにより、ドラフトチューブ230内において、上方向と下方向の流れが混在してしまっている。このような流れが発生すると、晶析反応槽内全体では循環流が発生しなくなってしまう。 As shown in FIG. 5B, the ascending flow formed by the main stirring blade 223 changes its direction before reaching the upper end of the draft tube 30 and becomes a descending flow, and a circulating flow is generated in the draft tube 230. I have done it. As a result, the upward and downward flows are mixed in the draft tube 230. When such a flow occurs, the circulating flow does not occur in the entire crystallization reaction tank.

このように、主撹拌翼223とドラフトチューブ230との距離が遠く離れ過ぎると、ドラフトチューブ230の内部に循環流が発生してしまい、晶析反応槽内全体では循環流が形成されない。 As described above, if the distance between the main stirring blade 223 and the draft tube 230 is too far, a circulating flow is generated inside the draft tube 230, and the circulating flow is not formed in the entire crystallization reaction tank.

よって、本実施形態に係る晶析反応槽50は、主撹拌翼23の全長dに対するドラフトチューブの直径Dの比率D/dについて、D/d<1.6を満たす必要がある。 Therefore, the crystallization reaction tank 50 according to the present embodiment needs to satisfy D / d <1.6 with respect to the ratio D / d of the diameter D of the draft tube to the total length d of the main stirring blade 23.

比較例1、2の双方を考慮すると、本発明の実施形態に係る晶析反応槽50は、主撹拌翼23の全長dに対するドラフトチューブの直径Dの比率D/dについて、1.1<D/d<1.6を満たす必要がある。 Considering both Comparative Examples 1 and 2, the crystallization reaction tank 50 according to the embodiment of the present invention has 1.1 <D with respect to the ratio D / d of the diameter D of the draft tube to the total length d of the main stirring blade 23. It is necessary to satisfy / d <1.6.

なお、槽内に安定した循環流を形成するには、ドラフトチューブ30の直径Dと主撹拌翼23の全長dとの比D/dが、1.2以上1.5以下であることが望ましい。D/d=1.2未満の場合、図4で説明したように、主撹拌翼123とドラフトチューブ130とが、撹拌軸の偏芯等により干渉するリスクがある。一方、D/d=1.5以上の場合、図5で説明したように、ドラフトチューブ230の内部に循環流が形成されてしまうおそれがある。 In order to form a stable circulating flow in the tank, it is desirable that the ratio D / d of the diameter D of the draft tube 30 and the total length d of the main stirring blade 23 is 1.2 or more and 1.5 or less. .. When D / d = 1.2 or less, as described in FIG. 4, there is a risk that the main stirring blade 123 and the draft tube 130 interfere with each other due to eccentricity of the stirring shaft or the like. On the other hand, when D / d = 1.5 or more, as described with reference to FIG. 5, there is a possibility that a circulating flow may be formed inside the draft tube 230.

図6は、ドラフトチューブを設けない比較例3、4に係る晶析反応槽の固体粒子の濃度分布を示した図である。図6(a)は、ドラフトチューブを設けない比較例3に係る晶析反応槽全体の固体粒子の濃度分布を示した図であり、図6(b)は、図6(a)の底部を拡大した図である。図6(c)は、ドラフトチューブを設けない比較例4に係る晶析反応槽全体の固体粒子の濃度分布を示した図であり、図6(d)は、図6(c)の底部を拡大した図である。 FIG. 6 is a diagram showing the concentration distribution of solid particles in the crystallization reaction tank according to Comparative Examples 3 and 4 in which the draft tube is not provided. FIG. 6 (a) is a diagram showing the concentration distribution of solid particles in the entire crystallization reaction tank according to Comparative Example 3 in which a draft tube is not provided, and FIG. 6 (b) shows the bottom of FIG. 6 (a). It is an enlarged view. FIG. 6 (c) is a diagram showing the concentration distribution of solid particles in the entire crystallization reaction tank according to Comparative Example 4 in which the draft tube is not provided, and FIG. 6 (d) shows the bottom of FIG. 6 (c). It is an enlarged view.

図6(a)〜(d)において、濃度の高い順に領域A、B、C、Dが示されている。図6(a)〜(d)に示されるように、ドラフトチューブ30を設けない場合には、領域A〜Dが晶析反応槽内の各箇所に混在している。つまり、晶析反応槽の内部及び底部で濃度にバラツキがあり、固体粒子の粒径にバラツキが生じていることが分かる。 In FIGS. 6A to 6D, regions A, B, C, and D are shown in descending order of concentration. As shown in FIGS. 6 (a) to 6 (d), when the draft tube 30 is not provided, the regions A to D are mixed in each place in the crystallization reaction tank. That is, it can be seen that there are variations in the concentration inside and at the bottom of the crystallization reaction tank, and there are variations in the particle size of the solid particles.

一方、図1乃至図5で説明したように、本実施形態に係る晶析反応槽50及び晶析分級装置100によれば、主撹拌翼23の周囲にドラフトチューブ30を設け、かつドラフトチューブ30の上方外側に補助撹拌翼25を設け、更にドラフトチューブ30の直径Dと主撹拌翼23の全長dとの比D/dを適切に設定することにより、ドラフトチューブ30の内外を循環する循環流を形成するとともに循環速度を速めることができ、槽内で効率的に晶析反応をさせつつ、槽底では所望の粒径以上の固体粒子111を効率的に堆積させ排出することができる。 On the other hand, as described with reference to FIGS. 1 to 5, according to the crystallization reaction tank 50 and the crystallization classification device 100 according to the present embodiment, the draft tube 30 is provided around the main stirring blade 23, and the draft tube 30 is provided. By providing an auxiliary stirring blade 25 on the upper and outer sides of the draft tube 30 and appropriately setting the ratio D / d of the diameter D of the draft tube 30 to the total length d of the main stirring blade 23, a circulating flow circulating inside and outside the draft tube 30. Can be formed and the circulation speed can be increased, and the solid particles 111 having a desired particle size or larger can be efficiently deposited and discharged at the bottom of the tank while the crystallization reaction is efficiently carried out in the tank.

以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施形態及び実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施形態及び実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。 Although the preferred embodiments and examples of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and does not deviate from the scope of the present invention. Various modifications and substitutions can be added to the examples.

10 撹拌槽
20 攪拌機
21 回転軸
22 主撹拌翼支持部
23 主撹拌翼
24 補助撹拌翼支持部
25 補助撹拌翼
26 モータ
30 ドラフトチューブ
35 ドラフトチューブ固定治具
40 邪魔板
50 晶析反応槽
60 晶析原料供給器
61 晶析原料タンク
62 晶析原料投入口
70 分級出口
100 晶析分級装置
110 晶析原料
111 固体粒子
10 Stirring tank 20 Stirrer 21 Rotating shaft 22 Main stirring blade support 23 Main stirring blade 24 Auxiliary stirring blade support 25 Auxiliary stirring blade 26 Motor 30 Draft tube 35 Draft tube fixing jig 40 Obstacle plate 50 Crystallization reaction tank 60 Crystallization Raw material supply device 61 Crystallization raw material tank 62 Crystallization raw material input port 70 Classification outlet 100 Crystallization classification device 110 Crystallization raw material 111 Solid particles

Claims (3)

析原料を保持する撹拌槽と、
該撹拌槽内の上下方向に延びる回転軸と、
該回転軸の周囲の所定の深さ領域を囲むように設けられたドラフトチューブと、
前記回転軸に固定され、前記ドラフトチューブ内に設けられた第1の撹拌翼と、
前記回転軸に固定され、前記ドラフトチューブ外に設けられた第2の撹拌翼と、を有し、
前記第1の撹拌翼は、前記ドラフトチューブ内に前記晶析原料の上方向に流れを形成するように設けられ、
前記第2の撹拌翼は、前記ドラフトチューブの上方に、前記ドラフトチューブ外に前記晶析原料の下方向の流れを形成するように設けられるとともに、前記回転軸から放射状に延びた支持部により支持され、径方向において前記ドラフトチューブの外側にのみ設けられた晶析反応槽。
A stirring tank for holding the crystallization raw material and
A rotating shaft extending in the vertical direction in the stirring tank,
A draft tube provided so as to surround a predetermined depth region around the rotation axis, and
A first stirring blade fixed to the rotating shaft and provided in the draft tube,
It has a second stirring blade fixed to the rotating shaft and provided outside the draft tube.
The first stirring blade is provided in the draft tube so as to form an upward flow of the crystallization raw material.
The second stirring blade is provided above the draft tube so as to form a downward flow of the crystallization raw material outside the draft tube, and is supported by a support portion radially extending from the rotation axis. A crystallization reaction tank provided only on the outside of the draft tube in the radial direction.
前記第1及び第2の撹拌翼は、傾斜パドルとして構成されている請求項1に記載の晶析反応槽。 The crystallization reaction tank according to claim 1, wherein the first and second stirring blades are configured as inclined paddles. 請求項1又は2に記載の晶析反応槽と、
該晶析反応槽に前記晶析原料を供給するための晶析原料投入口と、
該晶析反応槽の底部に設けられ、所定の粒径以上の固体粒子を排出するための分級出口と、を有する晶析分級装置。
The crystallization reaction tank according to claim 1 or 2,
A crystallization raw material input port for supplying the crystallization raw material to the crystallization reaction tank, and
A crystallization classification device provided at the bottom of the crystallization reaction tank and having a classification outlet for discharging solid particles having a predetermined particle size or larger.
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