JPH0559762B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は、超音波を利用してスラリー中より液
体分を除去してスラリーを濃縮させるスラリーの
濃縮装置に関する。 従来の技術 従来、スラリーの濃縮装置としては種々の構造
のものが知られている。例えば、シツクナー内の
スラリー中にクラリーフアイヤー等の沈降剤を入
れて、スラリー中の固形物を重力を利用してより
速く沈降させスラリー中の水分と固形物とを分離
させるようにしたものがある。 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記構造のものでは、固形物の
比重がスラリーの水の比重と比べてさほど差がな
い場合には、固形成分の粒子の沈降速度が遅くな
り、濃縮作業に多大の時間を要するといつた問題
があつた。 従つて、本発明の目的は、上記問題を解決する
ことにあつて、固形物の比重と水の比重との間に
差がさほどない場合でも水分と固形物との分離を
迅速に行うことができるスラリーの濃縮装置を提
供することにある。 問題点を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明は、超音波
を利用してスラリー中の液体成分の粒子と固体成
分の粒子とを物理的に分離させ、上記液体成分を
スラリー貯槽内で霧化させてスラリーを濃縮させ
るとともに、霧化させて空気中に放出した成分の
粒子中に固体成分の粒子が含まれている場合には
この固体成分を含む霧化粒子をスラリー中に返還
できるように構成した。すなわち、スラリー槽
と、上部にカバーを有しかつ上記スラリー槽から
供給されたスラリーを貯える皿状スラリー貯槽
と、上記スラリー貯槽から排出された濃縮スラリ
ーを貯える濃縮スラリー槽と、上記スラリー貯槽
内のスラリーの液面を検出する液面検出器と、上
記スラリー貯槽内のスラリーに超音波を作用させ
てスラリー中の液体成分を霧化させる超音波発生
装置と、上記超音波発生装置による超音波の作用
で上記スラリー貯槽内で霧化された成分の粒子を
上記スラリー貯槽内より上方に案内する第１排出
筒部と、該第１排出筒部の上端に連通して該上端
部分より上記スラリー貯槽側に上記粒子を案内す
る第２排出筒部と、該第２排出筒部の下端に連通
して該下端部分より再び上方に上記粒子を案内す
る第２排出筒部とを有して上記カバー上に蛇行し
て形成された筒状排出装置と、上記カバーの上記
第２排出筒部と上記第３排出筒部との連通部分の
近傍部分に貫通して形成されて上記第２、第３排
出筒部のうちいずれか一方の排出筒部と上記スラ
リー貯槽とを連通させる連通通路と、圧搾空気を
上記スラリー貯槽内のスラリーと上記第１排出筒
部との間の空間に供給して、上記スラリー貯槽内
で霧化された成分の粒子を上記圧搾空気とともに
排出装置により排出させる圧搾空気供給装置と、
を備え、さらに、上記スラリー貯槽のカバーの中
央部に開口部を有し、該開口部に連続して上記第
１排出筒部を形成するとともに、上記開口部の下
方の上記スラリー貯槽の底面に上記超音波発生装
置を配置するように構成した。 発明の作用 上記構成においては、スラリー槽よりスラリー
をスラリー貯槽に供給し、該スラリー貯槽でその
中のスラリーに対して超音波発生装置により超音
波を作用させて、上記スラリーの液体成分の粒子
と固体成分の粒子とを物理的に分離して主として
液体成分をスラリー貯槽内で霧化させ空気中に飛
散させる。上記スラリー貯槽内のスラリーの液面
は液面検出器で検出して、所定量のスラリーがス
ラリー貯槽内に保持されるようにする。そして、
霧化された成分の粒子を上記排出装置の第１排出
筒部、第２排出筒部及び第３排出筒部の順に上下
方向沿いに蛇行させつつ案内して排出するととも
に、第２排出筒部から第３排出筒部に移るとき上
記霧化された成分の粒子中に含まれていた固体成
分の粒子を重力を利用してカバー側に落下させ、
該落下した粒子を連通通路を通して上記スラリー
貯槽内に戻す。上記スラリー貯槽で濃縮された濃
縮スラリーは適宜濃縮スラリー槽に排出する。ま
た、圧搾空気を上記スラリー貯槽内のスラリーと
上記第１排出筒部との間の空間に供給して、上記
スラリー貯槽内で霧化された成分の粒子を上記圧
搾空気とともに排出装置により排出させる。 実施例 以下に、本発明にかかる実施例を第１図に基づ
いて詳細に説明する。 本実施例にかかるスラリーの濃縮装置は、第１
図に示すように、濃縮すべきスラリー、すなわち
液体成分例えば水の粒子と固体成分の粒子とが混
在したスラリー、を貯留するスラリー槽１と、該
スラリー槽１から上記スラリーが供給されて貯留
されるとともに上部がカバー１０で覆われたスラ
リー貯槽１４と、該スラリー貯槽１４から排出さ
れた濃縮スラリーを貯留する濃縮スラリー槽１１
と、上記スラリー貯槽１４内のスラリー１７に接
触する振動子５と該振動子５で超音波を上記スラ
リー１７に作用させる高周波発生装置４とからな
る超音波発生装置と、上記スラリー貯槽１４のカ
バー１０の上面に形成されて上記スラリー貯槽１
４のスラリー１７より蒸発してなる霧化して空気
中に放出された液霧粒子を上下方向沿いに蛇行さ
せつつ案内して排出させる排出装置１５と、上記
カバー１０に形成され上記排出装置１５の排出通
路とスラリー貯槽１４とを連通させて上記霧化さ
れた成分の粒子のうち固体成分を含む粒子を再び
スラリー貯槽１４内に戻す連通通路１０ｃとを備
えるように構成する。 上記スラリー槽１とスラリー貯槽１４とはスラ
リー供給管８により連結される。このスラリー供
給管８にはスラリー供給弁２を備えて、スラリー
槽１からスラリー貯槽１４に供給するスラリーの
供給量を調整する。 上記スラリー貯槽１４と濃縮スラリー槽１１と
は濃縮スラリー供給管９で連結される。この濃縮
スラリー供給管９には濃縮スラリー排出弁１６を
備えて、上記スラリー貯槽１４から濃縮スラリー
槽１１に排出される濃縮スラリーの排出量を調整
する。 上記スラリー貯槽１４は、その上面がカバー１
０で被覆され、中央部に円形開口部１０ａを形成
する。このカバー１０の内面スラリー側には、中
央開口部１０ａの縁より一定間隔をおいた部分に
上記開口部１０ａを囲みかつ下端がスラリー１７
内に入り込む仕切壁１０ｂを備えて、該仕切壁１
０ｂによりスラリー貯槽１４内の開口部１０ａ下
方及びその周囲部分に水霧発生室１２を区画して
形成する。このスラリー貯槽１４のカバー１０の
側壁側の所定箇所には、スラリー貯槽１４内のス
ラリー１７の貯留量を検出するレベル計３を備え
る。 上記スラリー貯槽１４の底面でかつ上記開口部
１０ａに対向した部分には振動子５を備えるとと
もに、上記振動子５には高周波発生装置４を連結
して備える。この高周波発生装置４は、その駆動
により高周波電圧を上記振動子５に供給して該振
動子５よりスラリー貯槽１４内のスラリー１７に
超音波が発射される。振動子５から発射させる超
音波の周波数とスラリー貯槽１４のスラリー１７
の液面とを一定の関係状態に維持すると、振動子
５より発射される超音波振動を増幅してスラリー
液面に集中させることができ超音波振動をより効
果的に利用することができる。 また、上記カバー１０の上には上記開口部１０
ａから上記超音波の作用によりスラリー１７中よ
り霧化される成分を上下方向沿いに蛇行させつつ
排出する排出装置１５を備える。すなわち、該排
出装置１５は、上記スラリー貯槽１４の上部カバ
ー１０の開口部１０ａの開口縁部に一体的に形成
されかつ上方に立ち上がつた円筒部１５ａ、上記
円筒部１５ａの上端部に対して一定距離をおいて
上方より覆い被さりかつ上記円筒部１５ａの周囲
を囲むように形成され下端カバー１０に固定され
た覆い部１５ｂと、該覆い部１５ｂの下部の開口
部１５ｄに連通するように覆い部１５ｂに連設し
た排出円筒部１５ｃとからなる。上記円筒部１５
ａはその内面側で上記第１排出筒部を構成すると
ともに、上記円筒部１５ａの外面側と上記覆い部
１５ｂとで上記第２排出筒部を構成し、上記排出
円筒部で第３排出筒部を構成する。従つて、上記
排出装置１５の排出通路は、上記円筒部１５ａで
形成されスラリー貯槽１４の水霧発生室１２から
カバー１０の開口部１０ａを通つて直上に昇る第
１排出通路Ａと、上記覆い部１５ｂの内面と上記
円筒部１５ａの外面とで形成されかつ上記第１排
出通路Ａの上端部に連通してカバー側に直線状に
下降した第２排出通路Ｂと、上記排出円筒部１５
ｃで形成されかつ上記第２排出通路Ｂの下端部に
連通して上方に再び昇る第３排出通路Ｃとからな
る。 また、上記カバー１０の上記排出円筒部１５ｃ
の下方に位置する部分には貫通した連通通路１０
ｃを形成して、第３排出通路Ｃとスラリー貯槽１
４内とを連通させる。 また、上記水霧発生室１２内でかつ上記円筒部
１５ａ下方より仕切壁１０ｂ側にずれた部分に
は、圧搾空気を空気フイルタ７及び空気減圧弁６
を通して空気供給管１３で供給する。この空気供
給管１３で圧搾空気を上記水霧発生室１２に供給
することにより、スラリー１７から霧化して水霧
発生室１２内に滞留した成分の粒子を迅速に上記
排出通路を通して排出できるようにする。 上記構成によれば、供給弁２を開けてスラリー
槽１よりスラリー供給管８を通してスラリー貯槽
１４にスラリーを供給し、レベル計３でスラリー
貯槽１４にスラリー１７を所定量満たす。そし
て、高周波発生装置４を駆動して振動子５よりス
ラリー貯槽１４内の水霧発生室１２近傍部分のス
ラリー１７に超音波を発射する。スラリー１７に
超音波が作用すると、スラリー１７内の水の粒子
と固体成分の粒子との物理的な分離が促進される
とともに、上記超音波をスラリー液面に集中させ
ることによりスラリー１７の液面が山形に盛り上
がり、さらに超音波出力を上げると超音波エネル
ギーがスラリー１７の液体の表面張力に打ち勝
ち、空気中に水霧となつて放出されることにな
る。言い替えれば、上記固体成分の粒子とは分離
された液体成分すなわち水の粒子が水霧となつて
スラリー１７中から上記水霧発生室１２に放出さ
れる。このときの水霧の粒子径は、超音波振動数
が高い程小さくなるので、本実施例では1.6MHz
以上を使用するのが好ましい。 ここで、上記超音波により固体成分が水霧発生
室１２内に霧化されず水が主として霧化されるの
は次の理由からである。すなわち、通常のスラリ
ーでは水等の液体と微少な固形物とが混在した状
態となつており、水の分子に比べて固体成分の粒
子が非常に大きく、水霧発生室１２にスラリー１
７より霧化され空気中に放出されるためには水の
分子に比べて大きなエネルギーを必要とする。従
つて、スラリー１７に与える超音波エネルギーの
量を調整して上記固体成分の粒子では大きなエネ
ルギーが得られないようにすれば、水の分子のみ
がスラリー１７から空気中に霧化され放出されて
水霧となる一方、固体成分はスラリー１７からは
霧化されず該スラリー１７内に残り、結果的に、
スラリー１７が濃縮されることになる。 上記水霧発生室１２内に霧化されて滞留した水
などの粒子は、必要に応じて上記圧搾空気を上記
水霧発生室１２に供給することにより排出装置１
５で排出される。すなわち、上記粒子は、水霧発
生室１２からカバー１０の開口部１０ａ及び円筒
部１５ａ内の第１排出通路Ａを通つて一旦上昇す
る。そして、上記粒子の上昇は覆い部１５ｂの上
部内面により強制的に規制され、覆い部１５ｂの
内面と円筒部５ａの外面で形成された第２排出通
路Ｂの案内で上記粒子は下降させられる。そし
て、カバー１０で粒子の下降が規制され、排出円
筒部１５ｃで形成された第３排出通路Ｃの案内で
再び上記粒子を上方向に案内して本装置外部に排
出する。上記粒子中において水の粒子径が大きい
場合及び上記排出される粒子中に固体成分の粒子
が含まれた場合には、この粒子の排出過程におい
て上記第２排出通路Ｂから第３排出通路Ｃに移行
するとき、上記水の粒子及び固体成分の粒子が重
量差でもつてカバー１０側に落下し、この落下し
た粒子は上記連通通路１０ｃを通りスラリー貯槽
１４内に再び戻る。 上記スラリー貯槽１４で液分の霧化作用が続く
と、スラリー貯槽１４内のスラリー１７の液量の
低下して超音波の利用効率が低下する。そこで、
レベル計３でスラリーの液量の低下を検出する
と、上記スラリー供給弁２を開けてスラリー槽１
よりスラリーをスラリー貯槽１４に供給してスラ
リー液量を基に戻す。これにより、スラリー１７
の液面を一定に維持して超音波の利用効率の低下
を防止する。 一方、上記装置で濃縮された濃縮スラリーは、
濃縮スラリー排出弁１６の開閉操作によりスラリ
ー貯槽１４から一定量ずつ濃縮スラリー槽１１に
排出する。 上記実施例によれば、スラリー貯槽１４のスラ
リー１７に超音波を作用させてスラリー１７の固
体成分の粒子と水の粒子とを物理的に分離させ、
固体成分と分離された水がスラリー貯槽１４内の
水霧発生室１２内で霧化されて水霧となり、排出
装置１５により上下方向沿いに蛇行しつつ案内さ
れて排出されるので、上記第２排出通路Ｂから第
３排出通路Ｃに移行するとき、上記水霧内に含ま
れていた固体成分の粒子等が第３排出通路Ｃの下
方のカバー１０側に落下し、この落下した粒子が
連通通路１０ｃを通つてスラリー貯槽１４に再び
戻ることになり、結果としてスラリー１７から水
分のみを霧化させることができて、スラリーの濃
縮効率を確実にかつ効果的に向上させることがで
きる。また、水霧発生室１２に水霧が滞留しても
上記圧搾空気を水霧発生室１２に供給することに
より上記水霧を効率良く排出することができ、ス
ラリーの濃縮時間をさらに短縮させることができ
る。また、カバー１０の仕切壁１０ｂでスラリー
１７の液面を仕切るようにしたので、スラリー１
７の液面が安定して上記超音波振動を効率良く利
用できる。 なお、本発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、その他種々の態様で実施できる。例え
ば、上記スラリーは水以外の液体成分と固体成分
とが混在したものであつて、超音波の作用により
上記液体成分を霧化させるようにしてもよい。ま
た、上記振動子５はスラリー貯槽１４の底面では
なくスラリー貯槽１４のスラリー１７中に配置さ
れるようにしてもよい。また、上記連通通路１０
ｃの位置は、第３排出通路Ｃの下端ではなく、第
２排出通路Ｂの下端のカバー１０の部分に形成す
るようにしてもよい。 ≪実験例≫ 下記の成分からなる微粉炭と水とを混合して濃
度0.503wt％の微混合炭スラリーを作り、上記実
施例にかかる濃縮装置でこのスラリーを濃縮し
た。

【表】 上記濃縮装置で濃縮操作した結果、上記スラリ
ーの濃度を0.897wt％に、従つて1.78倍に濃縮す
ることができた。 発明の効果 上記構成によれば、皿状スラリー貯槽内のスラ
リーに超音波を作用させるので、スラリーの液体
成分の粒子が皿状スラリー貯槽から蒸発しやす
く、スラリーの固体成分の粒子と液体成分の粒子
とを物理的に効率良く分離させることができる。
また、上記分離されてスラリー貯槽内で霧化され
た成分の粒子は上記排出装置により上下方向沿い
に蛇行されつつ排出されるので、上記第１排出筒
部内から第２排出筒部を経て第３出筒部に移行す
るとき、上記水霧内に含まれていた固体成分の粒
子等が第３排出筒部の下方のカバー側に落下し、
この落下した粒子が上記カバーに形成された上記
連通通路を通つてスラリー貯槽に再び戻ることに
なり、結果としてスラリーから液体分のみを霧化
させることができて、スラリーの濃縮効率を確実
にかつ効果的に向上させることができる。また、
液面検出器により皿状スラリー貯槽内のスラリー
の液面レベルを検出できるので、常時スラリー貯
槽のスラリーの液面を一定に保持することができ
る。さらに、スラリー貯槽と第１排出筒部との間
の空気に水霧が滞留しても上記圧搾空気供給装置
から圧搾空気を該空気内に供給することにより、
上記水霧を上記排出装置により効率良く排出する
ことができ、スラリーの濃縮時間をさらに短縮さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかるスラリーの
濃縮装置を示す説明図である。 １……スラリー槽、２……供給弁、３……レベ
ル計、４……高周波発生装置、５…振動子、６…
…空気減圧弁、７……空気フイルタ、８……供給
管、９……排出管、１０……カバー、１０ａ……
開口部、１０ｂ……仕切壁、１０ｃ……連通通
路、１１……濃縮スラリー槽、１２……水霧発生
室、１３……空気供給管、１４……スラリー貯
槽、１５……排出装置、１５ａ……円筒部、１５
ｂ……覆い部、１５ｃ……排出円筒部、１５ｄ…
…開口部、１６……排出弁、１７……スラリー、
Ａ……第１排出通路、Ｂ……第２排出通路、Ｃ…
…第３排出通路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スラリー槽１と、 上部にカバー１０を有しかつ上記スラリー槽１
   から供給されたスラリーを貯える皿状スラリー貯
   槽１４と、 上記スラリー貯槽１４から排出された濃縮スラ
   リーを貯える濃縮スラリー槽１１と、 上記スラリー貯槽内のスラリーの液面を検出す
   る液面検出器３と、 上記スラリー貯槽１４内のスラリー１７に超音
   波を作用させてスラリー中の液体成分を霧化させ
   る超音波発生装置４，５と、 上記超音波発生装置４，５による超音波の作用
   で上記スラリー貯槽１４内で霧化された成分の粒
   子を上記スラリー貯槽１４内より上方に案内する
   第１排出筒部１５ａと、該第１排出筒部１５ａの
   上端に連通して該上端部分より上記スラリー貯槽
   側に上記粒子を案内する第２排出筒部１５ａ，１
   ５ｂと、該第２排出筒部１５ａ，１５ｂの下端に
   連通して該下端部分より再び上方に上記粒子を案
   内する第３排出筒部１５ｃとを有して上記カバー
   上に蛇行して形成された筒状排出装置１５と、 上記カバー１０の上記第２排出筒部１５ａ，１
   ５ｂと上記第３排出筒部１５ｃとの連通部分の近
   傍部分に貫通して形成されて上記第２、第３排出
   筒部１５ａ，１５ｂ，１５ｃのうちいずれか一方
   の排出筒部と上記スラリー貯槽１４とを連通させ
   る連通通路１０ｃと、 圧搾空気を上記スラリー貯槽内のスラリーと上
   記第１排出筒部１５ａとの間の空間に供給して、
   上記スラリー貯槽内で霧化された成分の粒子を上
   記圧搾空気とともに排出装置１５により排出させ
   る圧搾空気供給装置と、を備え、 さらに、上記スラリー貯槽１４のカバー１０の
   中央部に開口部１０ａを有し、該開口部１０ａに
   連続して上記第１排出筒部１５ａを形成するとと
   もに、上記開口部１０ａの下方の上記スラリー貯
   槽１４の底面に上記超音波発生装置４，５を配置
   するようにしたことを特徴とするスラリーの濃縮
   装置。