JPS63143901A - スラリ−の濃縮装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分鴫 本発明は、超音波を利用してスラリー中より液部分を除
去してスラリーを’ａ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、シックナー内のスラリー中にク
ラリ−ファ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
時間を要するといった問題があった。

従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあ
って、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てき
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ｆこめに、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仕るとともに、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、上記スラリー槽から供給されたスラリーを貯えるス
ラリー貯槽と、上部にカバーを有して上記スラリー貯槽
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
、を備えるように構成した。

発明の作用 上記＋ＲＩａ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ろ。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。

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Ｆ’Ｊ　ｌと、該スラリー槽ｌ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で覆イっれたスラリー貯槽１４と、該スラリー貯槽
Ｉ４がら排出されたａ縮スラリーを貯留する濃縮スラリ
ー槽ｌｌと、上記スラリー貯Ｈ！＋４内のスラリー１７
に接触ずろ振動子５と該振動子５で超音波を上記スラリ
ーＩ７に作用させる高周波発生装置１とかりなる超音波
発生装置と、上記スラリー貯←１専１・１つカ／＜−１
０の上面に形成されて上記スラリー貯槽１４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夜霧
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
排出装置夏５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［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ｍｔとスラリー貯［１４とはスラリー供給
管２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［１からスラリー貯Ｗ
！１４に供給するスラリーの供給型を調整する。

上記スラリー貯槽１４と濃縮スラリー槽１１とは濃縮ス
ラリー供給管って連結される。この濃縮スラリー供給管
９にはａ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、その上面かカバー１０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ｌＯｂを備えて
、該仕切壁ｌＯｂによりスラリー貯槽１４内の開口部１
０ａの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ｌＯ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を備えろとともに、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
れ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ｌＯの上には上記開口部ｌＯａ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った円筒部１５ａ
と、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がカバーｌＯ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
ずるように覆い部１５ｂに連設しｆこ排出円筒部！５ｃ
とからなる。上記円筒部１５ａ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。従って、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を通って直上に昇る第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１５ｃ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ｌＯ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１０Ｃを形成して、
第３排出通路Ｃとスラリー貯槽１４内とを連通させる。

また、上記水霧発生室！２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
気フィルタ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。この成分
の排出促進機能は霧化された霧分の粒子の排出性が良い
場合には不要であるとともに、上記機能が必要な場合で
乙、上記圧搾空気を供給する方式ではなく、他の方式、
例えば排出装置Ｉ５側で吸引操作して霧化された成分の
粒子の排出を促進させるようにしてもよい。

上記構成によれば、供給弁２を開けてスラリー槽ｌ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１
７を所定置溝たす。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１
７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
力を上げろ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、空気中に水霧となって放出される
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か水霧となってスラ
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っており、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１７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
って、スラリーＩ７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ａ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１５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ｌＯの開
口部１０ａ及び円筒部１５ａ内の第１排出通路Ａを通っ
て一旦上昇する。そして、上記粒子の上昇は覆い部１５
ｂ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１５ａ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Ｉ
Ｏ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
分の粒子が含まれていた場合には、この粒子の排出過程
にｒｊ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
でもってカバー１０側に落下し、この落下した粒子は上
記連通通路ｌＯＣ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ｔ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元に戻す。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ａ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［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ＩＯ側に落下し、この落下した粒子が連通通路ＩＯ
′ｃを通ってスラリー貯槽１４に再び戻るこ与になり、
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Ｉ２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１’Ｏｂでスラリー１７の液面を
仕切るようにしたので、スラリー１７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
は氷原外の液体成分と固体成分とが混在したものであっ
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ｔｆ１
４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ｌＯ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０．５
０３ｖｔ％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。

（以下余白） 微粉炭スラリーの成分 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、従って１７８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、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。

さらに、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、上記霧化した成分の粒子内に含ま
れていた固体成分の粒子等をカバー側に落下させろとと
乙に連通通路を通してスラリー貯槽に再び戻すことがで
き、結果としてスラリーから液体成分のみを霧化させる
ことになり、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。

【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。 ■・・・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
気誠圧弁、７・・・空気フィルタ、訃・・供給管、９・
・・排出管、ＩＯ・・・カバー、ｌＯａ・・・開口部、
ｌＯｂ・・・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、１５ｂ・・・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。 特許出願人　株式会社栗田機械製作所 代理人　弁理士　青白　葆　ほか２名 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）スラリー槽（１）と、 上記スラリー槽（１）から供給されたスラリーを貯える
   スラリー貯槽（１４）と、 上部にカバー（１０）を有して上記スラリー貯槽（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（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、１５ｂ）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（１
   ５ｃ）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、１５
   ｂ）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（１
   ５ａ、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、 を備えたことを特徴とするスラリーの濃縮装置。
2. （２）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
   るようにした特許請求の範囲第１項に記載のスラリーの
   濃縮装置。