JP7276086B2 - Device for promoting solubilization of organic matter - Google Patents

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Description

本発明は、汚泥等に含まれる微生物等の有機物の可溶化を促進する有機物の可溶化促進装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an organic substance solubilization promoting device for promoting the solubilization of organic substances such as microorganisms contained in sludge or the like.

汚泥中の微生物の細胞壁を破壊して可溶化を促進する技術として、例えば特許文献1には、処理対象である汚泥を60~95℃に加熱し、さらに汚泥にキャビテーションを発生させることが開示されている。
また、特許文献2には、加熱された有機残渣にCO2など不凝縮性ガスからなるマイクロバブルを接触させ、マイクロバブルの圧壊で有機残渣の可溶化を促進することが開示されている。
As a technique for destroying the cell walls of microorganisms in sludge to promote solubilization, for example, Patent Document 1 discloses heating the sludge to be treated to 60 to 95 ° C. and further generating cavitation in the sludge. ing.
Further, Patent Document 2 discloses that microbubbles made of a non-condensable gas such as CO 2 are brought into contact with a heated organic residue, and the crushing of the microbubbles accelerates the solubilization of the organic residue.

また、有機物の可溶化を促進する装置ではないが、特許文献3には、ベンチュリ管型ノズルに半径方向かつ下流側方向の複数位置に蒸気孔を多数設け、ベンチュリ管型ノズルにLNGを流通させ、かつ前記蒸気孔からLNGの蒸発ガスを注入して蒸発ガスをLNGに接触させることで効率的に再液化する技術が開示されている。 In addition, although it is not a device for promoting the solubilization of organic matter, Patent Document 3 discloses that a venturi tube nozzle is provided with a large number of steam holes at a plurality of positions in the radial direction and the downstream direction, and LNG is circulated through the venturi tube nozzle. Also, a technique is disclosed for efficiently reliquefying by injecting the evaporative gas of LNG from the steam vent and bringing the evaporative gas into contact with the LNG.

特開2004-195421号公報JP-A-2004-195421 特開2017-121603号公報JP 2017-121603 A 特開2016-183781号公報JP 2016-183781 A

特許文献1に開示されたように液状物質を加温すると共にキャビテーションを発生させることや、これに加えて特許文献2に開示されたように不凝縮性ガス注入によるマイクロバブルを発生させる処理を行うようにすれば、各処理を単独もしくはいずれか2種類の処理を施す場合に比べてより大きな可溶化効果が期待できる。
そして、流路を縮小させた後に拡大させるベンチュリ管型の流体ノズルは、上記のような加温、キャビテーション発生、不凝縮性ガス注入によるマイクロバブル発生の全ての処理を同時に組み込む装置として適用できる。
As disclosed in Patent Document 1, the liquid substance is heated and cavitation is generated, and in addition, as disclosed in Patent Document 2, a process of generating microbubbles by injecting non-condensable gas is performed. By doing so, a greater solubilizing effect can be expected than when each treatment is performed alone or when any two treatments are performed.
A venturi tube type fluid nozzle that expands after contracting a flow path can be applied as a device that simultaneously incorporates all of the processes of heating, generating cavitation, and generating microbubbles by injecting non-condensable gas as described above.

しかしながら、処理対象となる液状物質にキャビテーションを発生させ、これに加えて不凝縮性ガス注入によるマイクロバブル処理を行うものでは、液状物質が気液二層流となって流れることなる。このような気液二相流が生じる流れ場にベンチュリ管型の流体ノズルを適用した場合、その圧力損失は同一流速の液単相流の場合よりも大きくなり、ベンチュリ管型の流体ノズルを流通させるための装置(電力駆動のポンプや蒸気駆動のインジェクタなど)の消費エネルギーが増大してしまうという問題が生じる。 However, when cavitation is generated in the liquid substance to be treated and, in addition, microbubble treatment is performed by injecting a non-condensable gas, the liquid substance flows as a gas-liquid two-layer flow. When a venturi tube type fluid nozzle is applied to a flow field in which such a gas-liquid two-phase flow occurs, the pressure loss becomes larger than in the case of a liquid single-phase flow with the same flow velocity, and the flow through the venturi tube type fluid nozzle A problem arises in that the energy consumption of the device (power-driven pump, steam-driven injector, etc.) increases.

この点、不凝縮性ガスに代えて凝縮性ガスでマイクロバブルを発生させることが考えられる。凝縮性ガスをベンチュリ管型の流体ノズルに吹き込むようにしたものとして、前述の特許文献3が挙げられる。特許文献3のベンチュリ管型の流体ノズルは、多数分散配置した蒸気孔から凝縮性の蒸発ガスを吸引し、ベンチュリ管型の流体ノズル内を流れる低温液体と混合する装置である。 In this regard, it is conceivable to generate microbubbles with a condensable gas instead of a noncondensable gas. The aforementioned Patent Document 3 can be cited as a device in which a condensable gas is blown into a venturi tube type fluid nozzle. The venturi tube-type fluid nozzle of Patent Document 3 is a device that sucks condensable evaporative gas from a large number of dispersed steam holes and mixes it with a low-temperature liquid that flows through the venturi tube-type fluid nozzle.

しかし、特許文献3のベンチュリ管型の流体ノズルは、蒸気孔が多数あるため各蒸気孔から吸引される蒸発ガスの流速は小さく、噴出した蒸発ガスは低温流体に接して直ちに凝縮する。 However, since the venturi tube type fluid nozzle of Patent Document 3 has a large number of steam holes, the flow velocity of the evaporative gas sucked from each steam hole is small, and the jetted evaporative gas contacts the low-temperature fluid and immediately condenses.

本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、消費エネルギーを増大させることなく、汚泥等に含まれる有機物の可溶化を効率的に促進できる有機物の可溶化促進装置を提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and provides an apparatus for promoting the solubilization of organic matter that can efficiently promote the solubilization of organic matter contained in sludge or the like without increasing energy consumption. It is an object.

(1)本発明に係る有機物の可溶化促進装置は、液状物質中に含まれる有機物の可溶化を促進するものであって、
前記液状物質を加温する加温装置と、該加温装置で加温された液状物質を流通させて該液状物質にキャビテーションを発生させる流体ノズルと、該流体ノズルにおけるキャビテーション発生領域に蒸気を音速以上の速度で注入する蒸気注入ノズルと、を備えたことを特徴とするものである。
(1) A device for promoting solubilization of organic matter according to the present invention promotes solubilization of organic matter contained in a liquid substance,
a heating device that heats the liquid substance; a fluid nozzle that causes the liquid substance heated by the heating device to flow to generate cavitation in the liquid substance; and a steam injection nozzle that injects at the above speed.

(2)また、上記(1)に記載のものにおいて、前記流体ノズルは、のど部を有するベンチュリ管型ノズルであり、前記蒸気注入ノズルは、前記のど部及び/又はその近傍に設けられていることを特徴とするものである。 (2) In the nozzle described in (1) above, the fluid nozzle is a venturi tube nozzle having a throat, and the steam injection nozzle is provided in and/or in the vicinity of the throat. It is characterized by

(3)また、上記(1)に記載のものにおいて、前記流体ノズルは、のど部を有するベンチュリ管型ノズルであり、前記蒸気注入ノズルは、前記のど部及び/又は下式(1)で規定される流路断面積Aの位置に設けられていることを特徴とするものである。
Ath≦A≦Q×(0.5×ρ÷ΔP) 0.5 ・・・(1)
但し、Ath:のど部の流路断面積
A :キャビテーション発生領域の流路断面積
Q :液状物質の流量
ρ :液状物質の密度
ΔP:ベンチュリ管型ノズル出口圧力と液状物質の飽和蒸気圧との圧力差
(3) In the above (1), the fluid nozzle is a venturi tube nozzle having a throat, and the steam injection nozzle is the throat and/or defined by the following formula (1): It is characterized in that it is provided at the position of the cross-sectional area A of the flow path.
Ath≦A≦Q×(0.5×ρ÷ΔP) 0.5 (1)
However, Ath: cross-sectional area of the throat A: cross-sectional area of the flow path in the cavitation region Q: flow rate of the liquid substance ρ: density of the liquid substance ΔP: the ratio between the outlet pressure of the venturi tube nozzle and the saturated vapor pressure of the liquid substance Pressure difference

(4)また、上記(1)乃至(3)に記載のものにおいて、前記蒸気注入ノズルは、ラバール型ノズルであることを特徴とするものである。 (4) Further, in the above (1) to (3), the steam injection nozzle is a Laval type nozzle.

本発明においては、液状物質を加温する加温装置と、該加温装置で加温された液状物質を流通させて該液状物質にキャビテーションを発生させる流体ノズルと、該流体ノズルにおけるキャビテーション発生領域に蒸気を音速以上の速度で注入する蒸気注入ノズルを備えたことにより、キャビテーションと蒸気により発生するマイクロバブルによって液状物質中の有機物の可溶化が促進される。また、残留したマイクロバブルは凝縮により消失するので、液状物質はほぼ液単層流となり、圧力損失が大きくなることがないので、消費エネルギーを増大させることなく、汚泥等に含まれる有機物の可溶化を効率的に促進できる。 In the present invention, a heating device for heating a liquid substance, a fluid nozzle for generating cavitation in the liquid substance by circulating the liquid substance heated by the heating device, and a cavitation generation region in the fluid nozzle By installing a steam injection nozzle that injects steam at a speed higher than the speed of sound, microbubbles generated by cavitation and steam promote the solubilization of organic matter in the liquid material. In addition, since the remaining microbubbles disappear by condensation, the liquid material becomes almost a liquid monolayer flow, and the pressure loss does not increase. can efficiently promote

本発明の実施の形態に係る有機物の可溶化促進装置の説明図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is explanatory drawing of the solubilization acceleration|stimulation apparatus of the organic matter which concerns on embodiment of this invention. 図1に示した可溶化促進装置における蒸気注入ノズルの取付態様の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a mounting mode of a steam injection nozzle in the solubilization promoting device shown in FIG. 1; 図1に示した可溶化促進装置における蒸気注入ノズルの他の態様の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of another aspect of the steam injection nozzle in the solubilization promoting device shown in FIG. 1; 本実施の形態の可溶化促進装置における蒸気注入ノズルの他の取付態様の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of another mounting mode of the steam injection nozzle in the solubilization promoting device of the present embodiment; 本実施の形態の可溶化促進装置における流体ノズルの他の態様の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of another aspect of the fluid nozzle in the solubilization promoting device of the present embodiment;

本発明の一実施の形態に係る有機物の可溶化促進装置1は、液状物質中に含まれる有機物の可溶化を促進する装置であって、図1に示すように、液状物質を加温する加温装置3と、加温装置3で加温された液状物質を流通させて該液状物質にキャビテーションを発生させる流体ノズル5と、流体ノズル5におけるキャビテーション発生領域7に蒸気を音速以上の速度で注入する蒸気注入ノズル9を備えたことを特徴とするものである。
以下、各構成を詳細に説明する。
An organic substance solubilization promoting device 1 according to one embodiment of the present invention is a device for promoting the solubilization of organic substances contained in a liquid substance. A heating device 3, a fluid nozzle 5 for circulating a liquid substance heated by the heating device 3 to generate cavitation in the liquid substance, and steam injected into a cavitation generation region 7 of the fluid nozzle 5 at a speed equal to or higher than the speed of sound. It is characterized by having a steam injection nozzle 9 that
Each configuration will be described in detail below.

<有機物>
有機物は、例えば排水処理施設等で発生する余剰汚泥、濃縮汚泥等の液状物質に含まれる微生物やその他の有機物である。
<Organic matter>
Organic matter is, for example, microorganisms and other organic matter contained in liquid substances such as excess sludge and thickened sludge generated in wastewater treatment facilities.

<加温装置>
加温装置3は、液状物質を例えば60~95℃に加温するための装置であり、温水との熱交換によって加温するものなどが挙げられる。
<Warming device>
The heating device 3 is a device for heating the liquid substance to, for example, 60 to 95° C., for example, heating by heat exchange with hot water.

<流体ノズル>
流体ノズル5は、有機物を含む液状物質を流通させてキャビテーションを発生させる装置である。キャビテーションは流体が持つ静圧がその流体の飽和蒸気圧より低い時に発生する。また、流体が水の場合は液温が高いほど飽和蒸気圧は高い。本実施の形態では、口径を絞って静圧を動圧に変換する圧力降下を利用してキャビテーションを発生できる流体ノズル5として、図1に示すようなベンチュリ型ノズルを用いている。
<Fluid nozzle>
The fluid nozzle 5 is a device that circulates a liquid substance containing an organic substance to generate cavitation. Cavitation occurs when the static pressure of a fluid is lower than the saturated vapor pressure of the fluid. Also, when the fluid is water, the higher the liquid temperature, the higher the saturated vapor pressure. In this embodiment, a venturi type nozzle as shown in FIG. 1 is used as the fluid nozzle 5 that can generate cavitation by utilizing the pressure drop that converts the static pressure into the dynamic pressure by narrowing the aperture.

ベンチュリ型ノズルにおけるキャビテーションの発生原理からすると、液温が低ければ飽和蒸気圧が低いため、キャビテーションを発生させるためには流速を速くする必要がある。しかし、流速が速くなると圧力損失も大きくなるため、必要なノズル流入圧も大きくなる。
そこで、本実施の形態では、図1に示すように、加温装置3で液状物質を加温して流体ノズル5に供給することにより、流速を速くすることなく、換言すればノズル流入圧を大きくすることなくキャビテーションを容易に発生させることができる。
According to the principle of cavitation generation in a venturi nozzle, if the liquid temperature is low, the saturated vapor pressure is low, so the flow velocity must be increased in order to generate cavitation. However, as the flow velocity increases, the pressure loss also increases, so the required nozzle inflow pressure also increases.
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the liquid substance is heated by the heating device 3 and supplied to the fluid nozzle 5, thereby increasing the flow velocity without increasing the nozzle inflow pressure. Cavitation can be easily generated without increasing the size.

<蒸気注入ノズル>
蒸気注入ノズル9は、流体ノズル5におけるキャビテーション発生領域7に蒸気を音速以上の速度で注入するノズルであり、本実施の形態では、図1の拡大図に示すように、先端側が細くなった先細形ノズルを用いている。
また、蒸気注入ノズル9は、図2に示すように、キャビテーション発生領域7において、当該領域の流路断面の接線方向に噴射するように設置している。
流体ノズル5におけるキャビテーション発生領域7は、流体ノズル5がベンチュリ型ノズルの場合、のど部11及びその近傍であり、近傍とは例えばベンチュリ型ノズルの流路断面積が液状物質の流量と密度と圧力の関係で式(1)で表される範囲であり、より好ましくはキャビテーションが強力に生じる式(2)で表される範囲である。
Ath≦A≦Q×(0.5×ρ÷ΔP) 0.5 ・・・(1)
Ath≦A≦Q×(0.4×ρ÷ΔP) 0.5 ・・・(2)
ここで、Athはのど部の流路断面積、Aはキャビテーション発生領域の流路断面積、Qは液状物質の流量、ρは液状物質の密度、ΔPはベンチュリ管型ノズル出口圧力と液状物質の飽和蒸気圧との圧力差、である。
<Steam injection nozzle>
The steam injection nozzle 9 is a nozzle for injecting steam into the cavitation generation region 7 of the fluid nozzle 5 at a speed equal to or higher than the speed of sound. A shaped nozzle is used.
In addition, as shown in FIG. 2, the steam injection nozzle 9 is installed in the cavitation generation area 7 so as to inject in the tangential direction of the cross section of the flow path of the area.
When the fluid nozzle 5 is a venturi type nozzle, the cavitation generation region 7 in the fluid nozzle 5 is the throat portion 11 and its vicinity. is the range represented by formula (1), and more preferably the range represented by formula (2) in which cavitation occurs strongly.
Ath≦A≦Q×(0.5×ρ÷ΔP) 0.5 (1)
Ath≦A≦Q×(0.4×ρ÷ΔP) 0.5 (2)
where, Ath is the cross-sectional area of the throat, A is the cross-sectional area of the cavitation area, Q is the flow rate of the liquid material, ρ is the density of the liquid material, and ΔP is the outlet pressure of the venturi tube nozzle and the liquid material. is the pressure difference from the saturated vapor pressure.

蒸気は、図1に示すように、例えばボイラー13で発生したものを用いる。蒸気注入ノズル9から、キャビテーション発生領域7に蒸気を音速以上の速度で注入することで、マイクロバブルが発生する。この原理を以下に説明する。
なお、蒸気は処理流体中に全量凝縮もしくは全量溶解する気体であれば、水蒸気以外のものでもよい。
As the steam, as shown in FIG. 1, for example, steam generated in a boiler 13 is used. Microbubbles are generated by injecting steam from the steam injection nozzle 9 into the cavitation generation region 7 at a speed equal to or higher than the speed of sound. This principle will be explained below.
Steam may be any gas other than water vapor as long as it is a gas that is wholly condensed or wholly dissolved in the processing fluid.

一般に、液体中に気体を噴出させると、液体と気体の間の流体力の作用で気泡が発生し分裂する。液体と気体の流速差が大きいほど液体と気体の間で作用する流体力は大きくなり、気泡は分裂しやすく小径化する。 In general, when gas is ejected into a liquid, bubbles are generated and split by the action of fluid force between the liquid and the gas. As the flow velocity difference between the liquid and the gas increases, the fluid force acting between the liquid and the gas increases, and the bubbles are easily split and the diameter is reduced.

一方、常温常圧の水にボイラーなどで発生させた蒸気を噴出させた場合、蒸気は凝縮して水となりやすく、十分な気泡の発生と分裂は難しい。
しかし、例えば60~95℃に加温された処理流体を、流体ノズル5に流通させてキャビテーションを発生させる場合、その領域は処理流体の飽和蒸気圧以下の低圧で沸騰状態にあることから、その領域に蒸気を噴出させても蒸気は凝縮しない。
On the other hand, when steam generated by a boiler or the like is ejected into water at normal temperature and normal pressure, the steam tends to condense into water, making it difficult to generate and split sufficient bubbles.
However, for example, when a processing fluid heated to 60 to 95° C. is passed through the fluid nozzle 5 to generate cavitation, the region is in a boiling state at a pressure lower than the saturated vapor pressure of the processing fluid. Blowing steam over an area does not condense the steam.

また、キャビテーション発生領域7の圧力は、ボイラー13などで発生させた蒸気との圧力差が大きく、この圧力差を利用して蒸気を音速以上に膨張加速させて、キャビテーションが発生している処理流体中に蒸気を高速で吹き込むことができる。
キャビテーション発生領域7に吹き込まれた蒸気は処理流体中で凝縮せず、また高速であるため処理流体との間の流体力の作用で気泡となって分裂し、マイクロバブルとなる。
In addition, the pressure in the cavitation generation region 7 has a large pressure difference with the steam generated by the boiler 13 or the like. Steam can be blown into it at high speed.
The vapor blown into the cavitation generation region 7 does not condense in the processing fluid, and since it is at high speed, it becomes air bubbles by the action of the fluid force between the processing fluid and splits to form microbubbles.

吹き込まれた蒸気から発生したマイクロバブルは、ベンチュリ管型ノズルの流路が拡大し圧力が回復する過程で圧壊し、有機物の可溶化作用を発揮する。このため、蒸気を注入せずに液体のキャビテーションのみの場合と比べて気泡の圧壊頻度は多くなるため、有機物の可溶化が促進される。 The microbubbles generated from the blown steam are crushed in the process of expanding the flow path of the venturi tube nozzle and recovering the pressure, and exhibit the action of solubilizing organic matter. For this reason, the frequency of bubble collapse is increased compared to the case where only liquid cavitation is performed without injecting steam, so that the solubilization of organic matter is promoted.

また、蒸気は処理流体に対して凝縮性があるので、圧壊せずに残留したマイクロバブルは凝縮により消失する。このため、液状物質はほぼ液単層流となり、圧力損失が大きくなることがないので、消費エネルギーを増大させることがない。
なお、処理流体および注入した蒸気中に含まれるガス(主には空気)の一部は気泡のまま残るがその量は僅かであり、またいずれ溶解して消滅する。
In addition, since steam is condensable with respect to the processing fluid, microbubbles remaining without being crushed disappear by condensation. As a result, the liquid substance becomes almost a monolayer flow, and pressure loss does not increase, so energy consumption does not increase.
Some of the gases (mainly air) contained in the processing fluid and the injected steam remain as bubbles, but the amount of the bubbles is small, and eventually they dissolve and disappear.

以上のように構成された有機物の可溶化促進装置1においては、例えば排水処理施設等で発生する余剰汚泥等の液状物質を、加温装置3で60~95℃に加温して、例えば、流速5~30m/sで流体ノズル5に供給する。供給された、液状物質は、のど部11において飽和蒸気圧となる。一方、蒸気注入ノズル9から蒸気圧力がのど部11の飽和蒸気圧の約2倍以上の圧力で蒸気を注入する。
注入された蒸気は、マイクロバブルとなり、流体ノズル5で発生したキャビテーションと共にその圧壊により有機物を可溶化する。
もっとも、マイクロバブルは、凝縮性の蒸気によって発生したものであり、その気泡はベンチュリ型ノズルの拡大流路の領域で圧壊し、処理流体は概ね液単相流となり、大きな圧力損失を生ずることなく、下流側に流通する。
In the apparatus 1 for promoting solubilization of organic matter configured as described above, liquid substances such as excess sludge generated in wastewater treatment facilities, for example, are heated to 60 to 95° C. by the heating device 3, for example, It is supplied to the fluid nozzle 5 at a flow rate of 5 to 30 m/s. The supplied liquid substance has a saturated vapor pressure in the throat 11 . On the other hand, steam is injected from the steam injection nozzle 9 at a pressure of about twice or more the saturated steam pressure of the throat 11 .
The injected vapor becomes microbubbles, and the cavitation generated by the fluid nozzle 5 and the crushing of the microbubbles solubilize the organic substances.
However, microbubbles are generated by condensable vapor, and the bubbles are crushed in the region of the expanded flow path of the venturi nozzle, and the processing fluid becomes a liquid single-phase flow without causing a large pressure loss. , downstream.

以上のように本発明においては、流体ノズル5のキャビテーション発生領域7に蒸気を高速で吹き込むことで、マイクロバブルを追加的に発生させて圧壊させ、後流で蒸気が凝縮して液単相流になることから、可溶化の促進を比較的低エネルギー消費で実現できる。 As described above, in the present invention, by blowing steam into the cavitation generation region 7 of the fluid nozzle 5 at high speed, microbubbles are additionally generated and crushed, and the steam condenses in the trailing stream to form a liquid single-phase flow. Therefore, promotion of solubilization can be realized with relatively low energy consumption.

なお、蒸気注入ノズル9の形状は、図1に示した先細型に限られず、図3(a)に示すようなストレート型や、図3(b)に示す先細末広型(ラバール型)などが適用できる。ラバール型ノズルの場合には、蒸気を超音速で噴出させやすことからより好ましい。
また、蒸気注入ノズル9から蒸気を噴出する方向は、図2に示した流体ノズル断面の接線方向に限られず、図4に示すように、流体ノズル断面の半径方向であってもよい。
また、蒸気注入ノズル9の数は、音速以上で噴出できる条件においては単数でも複数でもよい(1~4個程度が望ましい)。蒸気注入ノズル9を複数設ける場合には、流体ノズル5における同一断面に設けてもよく、流路方向にずれた異なる断面に設けてもよい。
The shape of the steam injection nozzle 9 is not limited to the tapered type shown in FIG. 1, but may be a straight type as shown in FIG. Applicable. A Laval type nozzle is more preferable because it facilitates the jetting of steam at supersonic speed.
Also, the direction in which steam is injected from the steam injection nozzle 9 is not limited to the tangential direction of the cross section of the fluid nozzle shown in FIG. 2, and may be the radial direction of the cross section of the fluid nozzle as shown in FIG.
Further, the number of steam injection nozzles 9 may be singular or plural (preferably about 1 to 4) under the condition that the steam can be jetted at the speed of sound or higher. When a plurality of steam injection nozzles 9 are provided, they may be provided on the same cross section of the fluid nozzle 5 or may be provided on different cross sections shifted in the direction of the flow path.

また、流体ノズル5としてベンチュリ型ノズルを用いた場合において、ベンチュリ型ノズルにおけるのど部11の下流側の流路が拡大する領域の内面形状は、図1に示すような、平坦な形状であってもよいが、図5に示すように、流路がステップ状に拡径するような形状であってもよい。
流路がステップ状に拡径する場合、段部において蒸気が分裂してより微細なマイクロバブルとなり、気泡の数が増すことから気泡の圧壊による可溶化促進効果を高めることができる。
Further, when a venturi type nozzle is used as the fluid nozzle 5, the inner surface shape of the region where the flow path expands on the downstream side of the throat portion 11 in the venturi type nozzle is a flat shape as shown in FIG. However, as shown in FIG. 5, the flow path may have a shape that expands in a stepwise manner.
When the diameter of the flow path expands stepwise, the vapor splits at the stepped portion to form finer microbubbles, and the number of bubbles increases, so that the effect of promoting solubilization by collapsing the bubbles can be enhanced.

1 可溶化促進装置
3 加温装置
5 流体ノズル
7 キャビテーション発生領域
9 蒸気注入ノズル
11 のど部
13 ボイラー
REFERENCE SIGNS LIST 1 solubilization promotion device 3 heating device 5 fluid nozzle 7 cavitation generation region 9 steam injection nozzle 11 throat 13 boiler

Claims (3)

液状物質中に含まれる有機物の可溶化を促進する有機物の可溶化促進装置であって、
前記液状物質を加温する加温装置と、該加温装置で加温された液状物質を流通させて該液状物質にキャビテーションを発生させるのど部を有する流体ノズルと、該流体ノズルにおけるキャビテーション発生領域である前記のど部及び/又はその近傍において流路断面の接線方向または半径方向に噴射するように設けられた蒸気を音速以上の速度で注入する蒸気注入ノズルと、を備えたことを特徴とする有機物の可溶化促進装置。
An organic substance solubilization promoting device for promoting the solubilization of organic substances contained in a liquid substance,
a heating device for heating the liquid substance; a fluid nozzle having a throat portion for causing the liquid substance heated by the heating device to flow to generate cavitation in the liquid substance; and a cavitation generation region in the fluid nozzle. and a steam injection nozzle for injecting steam at a speed equal to or higher than the speed of sound, provided to inject steam in the tangential direction or radial direction of the cross section of the flow channel at and/or in the vicinity thereof. Device for promoting the solubilization of organic matter.
前記流体ノズルは、のど部を有するベンチュリ管型ノズルであり、前記蒸気注入ノズルは、前記のど部及び/又は下式(1)で規定される前記流体ノズルにおけるキャビテーション発生領域である流路断面積Aの位置に設けられていることを特徴とする請求項1記載の有機物の可溶化促進装置。
Ath≦A≦Q×(0.5×ρ÷ΔP) 0.5 ・・・(1)
但し、Ath:のど部の流路断面積
A :キャビテーション発生領域の流路断面積
Q :液状物質の流量
ρ :液状物質の密度
ΔP:ベンチュリ管型ノズル出口圧力と液状物質の飽和蒸気圧との圧力差
The fluid nozzle is a venturi tube nozzle having a throat, and the steam injection nozzle has a channel cross-sectional area that is a cavitation generation region in the throat and/or the fluid nozzle defined by the following formula (1). 2. The device for promoting solubilization of organic substances according to claim 1, wherein the device is provided at position A.
Ath≦A≦Q×(0.5×ρ÷ΔP) 0.5 (1)
However, Ath: cross-sectional area of the throat A: cross-sectional area of the flow path in the cavitation region Q: flow rate of the liquid substance ρ: density of the liquid substance ΔP: the ratio between the outlet pressure of the venturi tube nozzle and the saturated vapor pressure of the liquid substance Pressure difference
前記蒸気注入ノズルは、先細部から末広部までノズル内部が連続した一体型のラバール型ノズルであることを特徴とする請求項1又は2に記載の有機物の可溶化促進装置。 3. The apparatus for promoting solubilization of organic matter according to claim 1, wherein the steam injection nozzle is an integrated Laval type nozzle in which the inside of the nozzle is continuous from the tapered portion to the diverging portion .
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