JPH02293033A - ガスにより液体を処理する方法及びその装置 - Google Patents
ガスにより液体を処理する方法及びその装置Info
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- F25C1/00—Producing ice
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S261/00—Gas and liquid contact apparatus
- Y10S261/75—Flowing liquid aspirates gas
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、液体浴に浸漬されるガス注入器によって吹込
まれる処理ガスで前記液体を処理する方法及びそれに用
いる装置に関する。液体中に多数のガス気泡を形成する
ことによるこの移行方法は、ガス／気体界面を最大に増
加し、ガスが浴中にもっとも長時間確実に留まり、伝熱
及び質量移動に好適な種類の乱流を発生させることがで
きる。
まれる処理ガスで前記液体を処理する方法及びそれに用
いる装置に関する。液体中に多数のガス気泡を形成する
ことによるこの移行方法は、ガス／気体界面を最大に増
加し、ガスが浴中にもっとも長時間確実に留まり、伝熱
及び質量移動に好適な種類の乱流を発生させることがで
きる。
（従来技術）
しかしながらこのようにして形成された気泡は、ほとん
ど浴内を貫流することなく、元へ戻ってガス注入量の出
口に集まる傾向を有し、それによつて形成する大きな気
泡は、上記の機能を果すことなしに急速に浴表面に上昇
する。この望ましくない現象は、注入器から出るガス状
フラックスが、必要な乱流を生じるのには不十分な運動
量（質量〕〈速度の積）しか持たないことによって説明
される。これは特に、液体金属や粘稠なペーストのよう
な非ニュートン流体の処理の場合である。処理ガスのわ
ずかな利用という上記の欠点に加えて、処理か、液体と
発熱反応を起こす酸素と高温下で行われるときには、ホ
ットポイント（熱い点）が注入器の出口近くに形成され
、注入器端部の破壊の危険を伴うことは特記されよう。
ど浴内を貫流することなく、元へ戻ってガス注入量の出
口に集まる傾向を有し、それによつて形成する大きな気
泡は、上記の機能を果すことなしに急速に浴表面に上昇
する。この望ましくない現象は、注入器から出るガス状
フラックスが、必要な乱流を生じるのには不十分な運動
量（質量〕〈速度の積）しか持たないことによって説明
される。これは特に、液体金属や粘稠なペーストのよう
な非ニュートン流体の処理の場合である。処理ガスのわ
ずかな利用という上記の欠点に加えて、処理か、液体と
発熱反応を起こす酸素と高温下で行われるときには、ホ
ットポイント（熱い点）が注入器の出口近くに形成され
、注入器端部の破壊の危険を伴うことは特記されよう。
（発明が解決しようとする課題）
本発明の目的は、処理ガスの一層効率的使用を可能にし
、注入器の出口近傍に望ましくない高温を発生させる局
地的ホットポイントの形成を防止する、ガスによる液体
処理方法を提供することである。
、注入器の出口近傍に望ましくない高温を発生させる局
地的ホットポイントの形成を防止する、ガスによる液体
処理方法を提供することである。
また本発明の他の目的は、上記の方法を実施するための
液体処理装置を提供することである。
液体処理装置を提供することである。
（課題を解決するための手段）
この目的のために本発明の特徴によれば、浴から採取さ
れる液体流は、ガス注入器の出口のすぐ近くに、注入器
から排出されるガスとほぼ同一方向に排出される。
れる液体流は、ガス注入器の出口のすぐ近くに、注入器
から排出されるガスとほぼ同一方向に排出される。
そのときガス状気泡は、注入器出口から強制的に離され
、気泡の集中が全く避けられることは、実験が示してい
る。
、気泡の集中が全く避けられることは、実験が示してい
る。
この結果は主として、液体の補足的移動による顕著な運
動量の付加によって得られた。さらに液相の急速な均質
化、したがって処理中のガスと液体との間のより良い相
互作用に導《乱流が、処理中の浴内に起こされる。
動量の付加によって得られた。さらに液相の急速な均質
化、したがって処理中のガスと液体との間のより良い相
互作用に導《乱流が、処理中の浴内に起こされる。
前記本発明の液体処理装置は、液体浴を受入れる槽及び
浸漬されるようになっているガス注入器を有する種類の
ものであり、ガス注入量出口のすぐ近くに開口している
、浴からの液体を循環する導管によって特徴づけられて
いる。液体導管は、注入器の浸漬端部の外側に同一方向
の終端部分を有し、注入器出口の近くで終るのが好まし
い。
浸漬されるようになっているガス注入器を有する種類の
ものであり、ガス注入量出口のすぐ近くに開口している
、浴からの液体を循環する導管によって特徴づけられて
いる。液体導管は、注入器の浸漬端部の外側に同一方向
の終端部分を有し、注入器出口の近くで終るのが好まし
い。
本発明は、上記の方法及び装置のいくつかの応用を目的
としている。
としている。
本発明の特徴及び利点は、添付の図面を参照して以下に
述べる説明から理解されるであろう。
述べる説明から理解されるであろう。
（実施例）
図を参照すると、半球形槽ｌは、不純な鉛を収容し、浴
温は、５５０℃と６００°Ｃとの間で変化する。
温は、５５０℃と６００°Ｃとの間で変化する。
酸素ノズル３は、ほとんど浴中に入り込んでおり、この
酸素ノズル３は同軸の鞘４によってわずかな間隔で取囲
まれ、ノズル３の出口からはなれてはいるが、まだ鉛浴
２内にある鞘４は、９で液面に出ている駆動軸をもち、
モータ１０によって駆動される浸漬循環ポンプ８の出口
と導管６を介して連結され、ポンプ８は、槽ｌの底部近
くに延びている導管７を通って液体鉛を採取する。酸素
ノズル３は、垂直に対して約４０°の角度で傾斜させら
れている終端直線部を鉛浴中に有している。
酸素ノズル３は同軸の鞘４によってわずかな間隔で取囲
まれ、ノズル３の出口からはなれてはいるが、まだ鉛浴
２内にある鞘４は、９で液面に出ている駆動軸をもち、
モータ１０によって駆動される浸漬循環ポンプ８の出口
と導管６を介して連結され、ポンプ８は、槽ｌの底部近
くに延びている導管７を通って液体鉛を採取する。酸素
ノズル３は、垂直に対して約４０°の角度で傾斜させら
れている終端直線部を鉛浴中に有している。
循環ポンプは、鋼、ステンレス鋼又は合金でつくられる
か、セラミック又は黒鉛でつくられ、換言すれば、循環
ポンプ及び導管４．６．７は、ポンプと導管を化学的又
は熱的損害を受けないように、セラミック又は黒鉛の内
部被覆をもった金属又は合金で、又はいわゆる複合材料
でつくられる。
か、セラミック又は黒鉛でつくられ、換言すれば、循環
ポンプ及び導管４．６．７は、ポンプと導管を化学的又
は熱的損害を受けないように、セラミック又は黒鉛の内
部被覆をもった金属又は合金で、又はいわゆる複合材料
でつくられる。
精製の操業中、工業用酸素すなわち純酸素に近い酸素が
、液体鉛の浴中に送られる。同時に循環ポンプが、酸素
ノズル３と鞘４との間の環状導管ｌ１に、鉛浴から採取
された液体鉛の流れを送り、その鉛は、ノズル３から出
る酸素の流れを取囲む。
、液体鉛の浴中に送られる。同時に循環ポンプが、酸素
ノズル３と鞘４との間の環状導管ｌ１に、鉛浴から採取
された液体鉛の流れを送り、その鉛は、ノズル３から出
る酸素の流れを取囲む。
鉛の流れは、酸素の気泡を遠ざけさせることによってノ
ズル端部を保護し、この効果はノズルの傾斜の結果でも
ある。さらに、鉛の循環は、浴中に攪拌運動も生じる。
ズル端部を保護し、この効果はノズルの傾斜の結果でも
ある。さらに、鉛の循環は、浴中に攪拌運動も生じる。
大部分の応用では、ガス導管出口と保護液体の出口は、
液体密度に対してガス密度が低いことを考慮して同軸で
あろうが、気泡の勢いの利点及び液体流中でのガスのも
っとも長い滞留を得るために、ガス注入器出口を保護液
体の導管断面下部の方へ同一方向に配置することが、し
ばしば望まれる。同じ理由で出口軸を同一垂直平面内に
保つことは、常に好ましいことである。
液体密度に対してガス密度が低いことを考慮して同軸で
あろうが、気泡の勢いの利点及び液体流中でのガスのも
っとも長い滞留を得るために、ガス注入器出口を保護液
体の導管断面下部の方へ同一方向に配置することが、し
ばしば望まれる。同じ理由で出口軸を同一垂直平面内に
保つことは、常に好ましいことである。
本発明の応用のいくつかの例が、以下に詳細に述べられ
るであろう。
るであろう。
例 １：鉛の精製
本発明の応用の特定の例は、液体鉛からガス状酸素によ
りアンチモニー ヒ素及びスズを除去することと対応す
る。これらの不純物についての酸素の選択親和力は、ス
ラック中に蓄積される酸化物としてそれらを分離するこ
とができる。現在の技術は、垂直に浴中に浸漬されるノ
ズルによる酸素の多い空気（６０％酸素）の導入を利用
する。
りアンチモニー ヒ素及びスズを除去することと対応す
る。これらの不純物についての酸素の選択親和力は、ス
ラック中に蓄積される酸化物としてそれらを分離するこ
とができる。現在の技術は、垂直に浴中に浸漬されるノ
ズルによる酸素の多い空気（６０％酸素）の導入を利用
する。
典型的な精製作業は、深さ２ｍ、鉛２００ｔを収容する
半球形槽で行われる。浴の温度は、５５０°Ｃと６００
°Ｃとの間で変化する。精製サイクルは、酸素が添加さ
れない空気が吹込まれるならば２０時間である。空気５
０％と酸素５０％とを含む混合物では、時間は１２時間
に短縮される。純酸素が何の予防措置もなしに注入され
ると、ノズルは急速に破壊される。高濃度の酸素が、ス
ラッグ中のＰｂＯの形で鉛の急速な損失増加を生じるこ
とも特記されるであろう。
半球形槽で行われる。浴の温度は、５５０°Ｃと６００
°Ｃとの間で変化する。精製サイクルは、酸素が添加さ
れない空気が吹込まれるならば２０時間である。空気５
０％と酸素５０％とを含む混合物では、時間は１２時間
に短縮される。純酸素が何の予防措置もなしに注入され
ると、ノズルは急速に破壊される。高濃度の酸素が、ス
ラッグ中のＰｂＯの形で鉛の急速な損失増加を生じるこ
とも特記されるであろう。
これらの困難を克服するために、本発明によれば、液体
鉛の強制流が、上に述べた図に図示されるように、純酸
素の注入を助けるために用いられる。
鉛の強制流が、上に述べた図に図示されるように、純酸
素の注入を助けるために用いられる。
ステンレス鋼ポンプの使用を必要とする上述の技術は、
鉛又は７５０℃以下の融点を有するその他の金属の浴の
連続処理方法に、容易に適用できる。
鉛又は７５０℃以下の融点を有するその他の金属の浴の
連続処理方法に、容易に適用できる。
Ｌユ：食品産業
低温流体による食物パルプ液の冷却は、急速ではあるが
、注入器からの低温流体の排出を阻止する浴の局部的凍
結の理由で困難である。低温流体の周りのこのパルプの
部分の強制循環は、寒冷の一層良好な広がりを得ること
ができ、同時にその中での移動を促進する。この作業が
行われる容器は、非常にしばしば機械的攪拌を備えてい
る。両方の技術は両立し、互に補い合うことができるが
、濃厚なパルプの場合には、“キャリャ”液体の強制対
流によって得られる攪拌のエネルギー収率は、磯城的攪
拌によって得られるそれよりも良好である。
、注入器からの低温流体の排出を阻止する浴の局部的凍
結の理由で困難である。低温流体の周りのこのパルプの
部分の強制循環は、寒冷の一層良好な広がりを得ること
ができ、同時にその中での移動を促進する。この作業が
行われる容器は、非常にしばしば機械的攪拌を備えてい
る。両方の技術は両立し、互に補い合うことができるが
、濃厚なパルプの場合には、“キャリャ”液体の強制対
流によって得られる攪拌のエネルギー収率は、磯城的攪
拌によって得られるそれよりも良好である。
ｌ・セルロースからのリグニン除去
酸素又は過酸化水素の注入は、パルプの循環によって、
酸化流体出口の周りを流れる流れを著しく改良できる。
酸化流体出口の周りを流れる流れを著しく改良できる。
例 ４：アルミニウムからのガス除去
液体アルミニウムの水素含有量を低減するために、パブ
リングが中性ガス、すなわち窒素、アルゴン、六フッ化
イオウによって、時には塩素ドーピングによって行われ
る。このガスは、ガス気泡か非常に低い速度でそこから
出る多孔性耐火煉瓦プラグを通って注入される。気泡と
アルミニウムとの間の相互作用は小さく、処理収率も非
常に低い。本発明によれば、運動が、液体アルミニウム
をポンプ送出することによって発生され、そこに精製ガ
スが、ポンプによって強制されたアルミニウムの流れと
ともに、また流れによって導入される。
リングが中性ガス、すなわち窒素、アルゴン、六フッ化
イオウによって、時には塩素ドーピングによって行われ
る。このガスは、ガス気泡か非常に低い速度でそこから
出る多孔性耐火煉瓦プラグを通って注入される。気泡と
アルミニウムとの間の相互作用は小さく、処理収率も非
常に低い。本発明によれば、運動が、液体アルミニウム
をポンプ送出することによって発生され、そこに精製ガ
スが、ポンプによって強制されたアルミニウムの流れと
ともに、また流れによって導入される。
例 ５・硫化水素から液相状イオウの製造Ｈ２Ｓ（ガス
）＋ １／２ ０２（ガス）一Ｓ（液体）＋Ｈ２０の反
応は、触媒の存在で液体イオウにガスを注入することに
よって連続的に行われる。反応収率は、酸素分圧が高く
なるにつれて増加する。注入器の端部からホットポイン
トを取除《ために液体イオウの流れとともに導入される
ならば、純酸素が注入できる。液体イオウの循環は、金
属ポンプによって行われる。
）＋ １／２ ０２（ガス）一Ｓ（液体）＋Ｈ２０の反
応は、触媒の存在で液体イオウにガスを注入することに
よって連続的に行われる。反応収率は、酸素分圧が高く
なるにつれて増加する。注入器の端部からホットポイン
トを取除《ために液体イオウの流れとともに導入される
ならば、純酸素が注入できる。液体イオウの循環は、金
属ポンプによって行われる。
例二一』一：いろいろな液体の処理又は再生本発明によ
る方法は、酸素による産業排出物の処理、産業排出物の
ｐ｝Ｉ調整、飲料水及び製紙、染色、なめしのような工
業的方法に、水素による飲料水の脱窒と同様に好適に利
用される。
る方法は、酸素による産業排出物の処理、産業排出物の
ｐ｝Ｉ調整、飲料水及び製紙、染色、なめしのような工
業的方法に、水素による飲料水の脱窒と同様に好適に利
用される。
図は、注入器がガスノズルである鉛の精製に例として用
いられている装置の断面略図を示す。 １・・・半球形槽、２・・・鉛の浴、３・・・酸素ノズ
ル、４・・・鞘、５・・・ノズル３の出口、６，７・・
・導管、８・・・ポンプ、９・・・ポンプ８の駆動軸、
ＩＯ・・・モータ、１１・・・環状導管
いられている装置の断面略図を示す。 １・・・半球形槽、２・・・鉛の浴、３・・・酸素ノズ
ル、４・・・鞘、５・・・ノズル３の出口、６，７・・
・導管、８・・・ポンプ、９・・・ポンプ８の駆動軸、
ＩＯ・・・モータ、１１・・・環状導管
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、液体浴中に浸漬されるガス注入管によって吹込まれ
る処理ガスにより前記液体を処理する方法において、浴
から採取される前記液体の流れが、ガス注入器の出口の
すぐ近くに、注入器から排出されるガスとほぼ同一方向
に排出されることを特徴とする方法。 ２、液体が、浴中でガス注入器の出口の方へ循環される
ことを特徴とする請求項１記載の方法。 ３、液体の流れが、ガス注入器を取囲み、注入器の出口
の近くで開放されることを特徴とする請求項１又２記載
の方法。 ４、液体浴（２）を受入れる槽（１）及び槽に浸漬され
るガス注入器（３）を有する液体処理装置において、ガ
ス注入器（３）の出口（５）のすぐ近くに開口する、浴
からの液体を循環する導管（５、６、７）を有すること
を特徴とする装置。 ５、液体循環用導管が、槽（１）内で槽の底部近くに延
びている部分（７）及びガス注入器（３）の出口（５）
のすぐ近くに開口する、浴からの液体を循環するポンプ
（８）を有することを特徴とする請求項４記載の装置。 ６、液体循環用導管が、注入器（３）の浸漬端部に外側
のほぼ同一方向の終端部分（４）を有し、かつ注入器出
口（５）のすぐ近くで終っていることを特徴とする請求
項５記載の装置。 ７、終端部分（４）が、注入器（３）の端部で外側同軸
であり、かつ注入器出口（５）の近くで終っていること
を特徴とする請求項５記載の装置。 ８、全循環導管（７、６、４）が、ほぼ液体浴中に浸漬
されることを特徴とする請求項４ないし７のいずれか１
項に記載の装置。 ９、ガス注入器（３）の端部が、垂直に対してほぼ４０
°の角度で傾斜させられている請求項４ないし７のいず
れか１項に記載の装置。 １０、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法及
び請求項４ないし９のいずれか１項に記載の装置の使用
方法において、処理中の液体が、７５０℃以下の融点を
有する金属液体であることを特徴とする使用方法。 １１、金属液体が、鉛、アルミニウム、亜鉛、カドミウ
ム、マグネシウム、スズ、リチウム、ナトリウム、ヒ素
、アンチモニーのような１種又はそれ以上の金属によっ
て形成され、処理ガスが、Ｃｏ＿２、Ｃｏ、Ｈ＿２、Ｏ
＿２、Ｎ＿２、Ａｒ、水蒸気、ＳＯ＿２、ＳＦ＿６、Ｃ
Ｈ＿４、炭化水素、Ｃｌ＿２のような１種又はそれ以上
のガスによって形成されていることを特徴とする請求項
１０記載の使用方法。 １２、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法及
び請求項４ないし９のいずれか１項に記載の装置の使用
方法において、処理中の液体が冷却されている食物パル
プ液であり、処理ガスが低温ガスであることを特徴とす
る使用方法。 １３、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法及
び請求項４ないし９のいずれか１項に記載の装置の使用
方法において、処理中の液体が、酸化ガス、工業用酸素
又は過酸化水素によってその中のリグニンが除去される
液状紙パルプであることを特徴とする使用方法。 １４、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法及
び請求項４ないし９のいずれか１項に記載の装置の使用
方法において、処理中の液体がイオウで、ガスが硫化水
素と酸素であることを特徴とする使用方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8904746 | 1989-04-11 | ||
| FR8904746A FR2645456B1 (fr) | 1989-04-11 | 1989-04-11 | Procede et installation de traitement d'un liquide avec un gaz |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02293033A true JPH02293033A (ja) | 1990-12-04 |
Family
ID=9380585
Family Applications (1)
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| DE (1) | DE69001854T3 (ja) |
| ES (1) | ES2041155T5 (ja) |
| FR (1) | FR2645456B1 (ja) |
| HU (1) | HU902142D0 (ja) |
| PL (1) | PL284737A1 (ja) |
| RU (1) | RU2018354C1 (ja) |
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| US5845993A (en) * | 1995-10-12 | 1998-12-08 | The Dow Chemical Company | Shear mixing apparatus and use thereof |
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| US6595202B2 (en) | 1996-05-13 | 2003-07-22 | Universidad De Sevilla | Device and method for creating aerosols for drug delivery |
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| US6189803B1 (en) | 1996-05-13 | 2001-02-20 | University Of Seville | Fuel injection nozzle and method of use |
| US6116516A (en) | 1996-05-13 | 2000-09-12 | Universidad De Sevilla | Stabilized capillary microjet and devices and methods for producing same |
| US6299145B1 (en) | 1996-05-13 | 2001-10-09 | Universidad De Sevilla | Device and method for fluid aeration via gas forced through a liquid within an orifice of a pressure chamber |
| US6187214B1 (en) | 1996-05-13 | 2001-02-13 | Universidad De Seville | Method and device for production of components for microfabrication |
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| US5763544A (en) * | 1997-01-16 | 1998-06-09 | Praxair Technology, Inc. | Cryogenic cooling of exothermic reactor |
| US5935295A (en) * | 1997-10-16 | 1999-08-10 | Megy; Joseph A. | Molten aluminum treatment |
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| WO1999031019A1 (en) * | 1997-12-17 | 1999-06-24 | Universidad De Sevilla | Device and method for creating spherical particles of uniform size |
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| ITMI20080742A1 (it) * | 2008-04-23 | 2009-10-24 | Baio Emanuele | Processo e impianto per depurare acque inquinate. |
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| BE786018A (fr) * | 1971-07-09 | 1973-01-08 | Allegheny Ludlum Ind Inc | Procede d'injection d'un gaz reactif dans un bain de metal fondu |
| US3804255A (en) * | 1972-10-18 | 1974-04-16 | R Speece | Recycling gas contact apparatus |
| US3794303A (en) * | 1973-06-11 | 1974-02-26 | B Hirshon | Method and apparatus for aerating bodies of water |
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| FR2652018B1 (fr) * | 1989-09-20 | 1994-03-25 | Pechiney Rhenalu | Dispositif de traitement au moyen de gaz d'un bain liquide d'aluminium de grande surface maintenu a l'etat stationnaire dans un four. |
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1989
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