JPS5920344Y2 - 液中造粒装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、液中に分散した粉体粒子を粘結剤によって相
互に結合させて造粒する装置に関する。

更に詳しくは、液中に分散した粉体粉子が未凝集粒子あ
るいは凝集物と結合し、次いで整粒化された粒子の強度
が次第に増加するのに適した液中造粒装置を提供するも
のである。

液中造粒技術は、液中に分散した粉体粒子を粘結剤（高
分子凝集剤、油などの第２の液体）を添加し、粉体粒子
のサスペンションに回転運動を与え造粒する方法である
。

この方法は、例えば粉粒状の石炭の水中懸濁液から石炭
粒子のみを油で選択的に捕集し造粒できるとともに脱灰
、脱硫効果を有して高品質炭に変えるなどの利点がある
。

また広用面できわめて多岐有望である。

しかしながら、従来の液中造粒装置は、横型の円筒状の
本体の中央部に攪拌翼を設け、粉体粒子が混入されてい
る液を攪拌するように構成したものであるが、この装置
は造粒性能上最適な形状とは言えず、造粒性能が劣って
いた。

すなわち、原料スラリー（石炭の粒子と水との混合体）
が攪拌翼によって回転（攪拌）されると、ゆるい凝集物
、すなわち核が形成され、これが次第に合体して成長す
ると、この凝集物は遠心力で円筒状の本体の内周壁に押
し付けられ、それ以後は造粒装置本体の内周壁部分のみ
で造粒が行なわれるようになる。

また、造粒物の形成にともない、前記スラリーから分離
した液も澄んでくる。

したがって内周壁の近傍を除く、本体の中央部にある分
離液は造粒作用になんら関与しなく、むしろスラリー濃
度をうすめる作用を行なう。

このように、従来の液中造粒装置は、この分離液の排出
ができない構造であったために、大量の液を攪拌しなけ
ればならず、攪拌動力を無駄に使い、造粒に要する滞留
時間が実質的に延長され、その結果造粒装置の容量の過
大と、それに伴う設備費と運転動力費が増大するという
問題があった。

本考案は前記従来の液中造粒装置の有する欠点を改良す
るために得られたものであって、造粒性能の向上を図り
、造粒時間を短縮し、単位時間当りの処理量（造粒物の
製造量）を増加できる装置を提供することになる。

前記目的を遠戚するための本考案の横取は、横型円筒状
の造粒機本体の内部を、円筒状回転筒で同心状の処理室
に分割し、内部の処理室の軸心に攪拌翼を有する回転軸
を設け、前記円筒状回転筒を該回転軸と連結し、前記円
筒状回転筒の外側壁に攪拌翼を取り付け、内方の処理室
から外方の処理室に至る通路に７慮過、排液手段を設け
、内部の処理室に粘結剤を含む粉体粒子スラリーを供給
して攪拌により該粉体粒子の凝集体を形成し、この凝集
体と液体との混合体を外方の処理室に送る間に脱液し、
外方の処理室では前記凝集物の転勤により前記凝集体を
造粒せしめるように構成したことにある。

まず本考案の液中造粒装置の理解を助けるために、本考
案者等が行った多くの実験結果より得られた造粒機構に
ついて説明する。

液中造粒機構としては、次の３ステツプに大別できる。

１ 核形成ステップ このステップは、ゆるい凝集物が形成されるステップで
、大粒子を核として微粒子が粘結剤の粘着力によってゆ
るく凝集する段階。

２ 合体成長ステップ ゆるい凝集物が転勤によりある程度緻密にされると粘結
剤が表面に浸出し、この表面の粘結剤量が適当な領域で
未凝集粒子あるいは他の凝集物と結合成長する段階。

３ 仕上ステップ 造粒時間の増加に伴い、整粒化及び増強化が行なわれる
段階。

上記各ステップを効果的に実施するためには、次の配慮
が必要である。

１のステップでは、核形成をいかにして早めるかという
点が造粒性能を向上する上でポイントになる。

このためには粒子同志の接触機会を増すように原料スラ
リー濃度をある程度高めにすることが有効である。

例えば、石炭を原料とした実験では、１５〜３０ ｗｔ
％が最適値であった。

これ以上濃度が高すぎても粒子個数が増大するために粒
子同志の入れ替えが行なわれずかえって混合不良、すな
わち核形成は低下した。

この現象は一般の考え方とは大いに異なるものであった
。

インペラ速度は、この１のステップは粒子同志乱流混合
される値で充分であり、この値は２，３のステップのそ
れよりも低いものでよい。

２．３のステップでは、核形成が進行し凝集物が合体成
長している２、特に３のステップでは液が澄んでくると
同時に凝集物は遠心力で造粒装置の内壁に押付けられ一
様に転勤エネルギーを受けるようになる。

すなわち、内周壁部分以外を占める分離液は造粒になん
ら必要ない・ばがっでなく、かえって動力の無駄、滞留
（造粒）時間の実質的な低下をきたしている。

したがって、このステップでは凝集物が転動するに必要
な造粒装置の内周壁部分凝集物の流動、すなわち凝集物
の転動及び造粒装置がら払出に必要な少量の液があれば
よいわけであり、不要となる大部分の分離液は造粒性能
を向上させるために排出すべきである。

３仕上のステップでは、凝集物に転勤エネルギーを与え
強固な製品（造粒物）とするために、インペラの周速度
は大きくとることが必要である。

本考案者らの実、験によればこのステップにおいては、
インペラ周速度を大きくする程造粒時間を短縮できた。

本考案は、前記知見に基いて得られたものであって、造
粒装置の本体を多重構造として造粒過程に応じて最適の
条件を与えるように構成したものである。

以下図面を参照して本考案の実施例を説明する。

第１図は液中造粒装置の側断面図、第２図は本体を横断
して示す断面図である。

機体１の上方に円筒状の本体２が支持され、この本体２
の中央部に軸３が設けられ、これの一端に設けたプーリ
４によって動力を受けて駆動される。

前記軸３には複数枚のインペラ５が固定され、更に円筒
状の回転筒６の一方の壁の中央部が固定されている。

前記回転筒６の内方にはこれより小径の固定筒７が設け
られ、この固定筒７の外周と回転筒６の内周との間に軸
受８とシール機構９を介在させている。

また、回転筒６の外周には攪拌翼１０が設けられている
。

固定筒７と本体２の側壁２ａ等で形成される第１処理室
１１には入口ノズル１２が設けられ、この第１処理室１
１の外周を囲んで第２処理室１３と前記第１処理室１１
の通路には排液ノズル１４が設けられ、更に側壁２ａに
は第２処理室１３より液体と凝集物の排出ノズル１５が
設けられている。

次に前記液中造粒装置の動作について説明する。

図示されないスラリーポンプで、造粒するに必要な所定
量の粘結剤（バインダ）が添加された原料スラリー１６
は入口ノズル１２より第１処理室１１内に供給される。

この第１処理室１１の中央部には軸３に設けられたイン
ペラ５が回転しているので、これの攪拌による乱流混合
を受け、ゆるい凝集物１７を生威し、矢印Ａの下流に進
行するにつれて合体成長する。

スラリー状の粒子が凝集物に変わり、分離液が澄んでき
た段階で第２処理室１３の入口部のフィルタ１８付の排
出孔から分離液１９を排出し、凝集物１７およびこの凝
集物の流動（転勤及び造粒装置からの払出し）に必要な
少量の液だけが第２処理室１３内に流入する。

必要液量の調節は、排液ノズル１４に設けられた（図示
しない）流量調節弁でなされる。

第２処理室１３は、本体２の内周壁２ｂと攪拌翼１０を
設けた回転筒６等で構成され、この回転筒６は軸３に設
けられているので、この第２処理室１３内において凝集
物と液の混合体は更に攪拌を受ける。

本考案の実施例においては、第１処理室１１の外周に第
２処理室１３を設けたので、この第２処理室１３は、造
粒（転勤）が行なわれるのに必要な最少スペースの内周
壁部分を確保すると共に、凝集物１７′が転動する内壁
の表面積は第１処理室１１の固定筒７の内径をｄ、第２
処理室１３の内周壁２ｂの内径をＤとすれば、図示の如
く同一の駆動装置にて回転させる場合には、第２処理室
１３の壁表面積は第１処理室の壁表面積に対して約り／
ｄ位となり、周速度も間借となる。

したがって、第２処理室１３内において凝集物１７′は
充分なる転勤エネルギーを受け、整粒化および増強化が
行なわれ、製品（造粒炭）２０となり排出ノズル１５よ
り排出される。

以上詳述したように、本考案においては、造粒ステップ
が核形成ステップ、合体成長ステップ、仕上ステップの
３段階で行なわれること、核形成ステップは成るスラリ
ー濃度を保ち、核形成を行い易くする必要があること、
合体成長および仕上ステップにおいては液の量ができる
だけ少いことが好ましいことに着目して得られたもので
ある。

前記実施例においては、円柱状の第１処理室１１の外周
に円筒状の第２処理室１３を設け、この第２処理室１３
への連結通路において排液するようにしたので、この第
２処理室１３では凝集物１７′の濃度が高められ、かつ
円筒状の回転筒６が軸３に連結され、この回転筒６には
攪拌翼１０が設けられているので、第２処理室における
攪拌により高濃度の凝集体が転動され、第１処理室１１
において凝集不完全な粒子でも第２処理室１３では凝集
され易くなり、造粒物の歩留りが高くなる。

本考案は、従来の同一寸法の本体を有する液中造粒装置
に比較して第１処理室の体積がへるので液の分離が促進
される上に、不必要な、あるいは造粒に関与しない体積
部分が低下する。

また、凝集物が転動して整流化および増強化に関与する
壁面の面積が十分に得られるので造粒装置の容量を最小
に保ち、これに伴って装置の製造コストを低下させ所要
動力を最少に保つことができる。

なお実施例には、第１処理室の外周に第２処理室を同心
円状に１段だけ設けた例を示したが、本考案はこれに限
定されるものではなく、更に多段に設け、各段より排液
するかあるいは任意の段より排液するように構成しても
よい。

【図面の簡単な説明】

図は本考案の実施例を示すもので、第１図は液中造粒装
置の正断面図、第２図は同装置の本体の横断面図である
。 ２・・・・・・本体、３・・・・・・軸、５・・・・・
・インペラ、６・・・・・・回転筒、７・・・・・・固
定筒、１０・・・・・・攪拌翼、１１・・・・・・第１
処理室、１２・・・・・・入口ノズル、１３・・・・・
・第２処理室、１４・・・・・・排液ノズル、１５・・
・・・・排出ノズル、１６・・・・・・原料スラリー、
１７．１７’・・・・・・凝集物、１９・・・・・・分
離液、２０・・・・・・製品。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 横型円筒状の造粒機本体の内部を、円筒状回転筒で同心
   状の処理室に分割し、内部の処理室の軸心に攪拌翼を有
   する回転軸を設け、前記円筒状回転筒を該回転軸と連結
   し、前記円筒状回転筒の外側壁に攪拌翼を取り付け、内
   方の処理室から外方の処理室に至る通路に濾過、排液手
   段を設け、内部の処理室に粘結剤を含む粉体粒子スラリ
   ーを供給して攪拌により該粉体粒子の凝集体を形成し、
   この凝集体と液体との混合体を外方の処理室に送る間に
   脱液し、外方の処理室では前記凝集物の転勤により前記
   凝集体を造粒せしめるように構成してなる液中造粒装置
   。