JPH06414A

JPH06414A - 液体サイクロン

Info

Publication number: JPH06414A
Application number: JP16095392A
Authority: JP
Inventors: Riichiro Kawashima; 理一郎川島; Hideto Kato; 英仁加藤; Tatsuro Tamaoki; 達朗玉置; Kunihiko Makino; 邦彦牧野
Original assignee: Mitsubishi Kasei Corp; Mitsubishi Chemical Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1992-06-19
Filing date: 1992-06-19
Publication date: 1994-01-11

Abstract

(57)【要約】【目的】スラリー等から分離された液体から効率良く
ガスを抜くことにより、ガスの混入の少ない液体を得
る。【構成】円筒部１４と円筒部１４の下側に位置する円
錐部２２により容器１０が形成され、拡散壁２０が円筒
部１４を上部円筒部１８と中部円筒部１６とに区画す
る。拡散壁２０には、中部円筒部１６側に伸びる溢流上
昇管２６が接続されていて、溢流上昇管２６内から上部
円筒部１８を貫通するガス抜き管３４が溢流上昇管２６
と同軸状に位置している。ガス抜き管３４には、溢流上
昇管２６内と上部円筒部１８内の上部とにそれぞれガス
抜き口３１，３２が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粒状体を含んだ液体に
旋回流を生じさせて粒状体と液体を分離する液体サイク
ロンに関し、詳しくは分離される液体中へのガスの混入
が抑制される液体サイクロンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液体サイクロンは、従来から固体と液体
を分離する為に広く使用されている。例えば、図４に示
すように、スラリーなどが流入管１２から液体サイクロ
ンに内に導入されると、そのスラリーは、中部円筒部１
６及び円錐部２２内を螺旋状に回転する。この回転に基
づく遠心力によって固体は外側に移動し、内壁面に沿っ
て下方側に移動する。そして下流管２４から取り出され
る。

【０００３】一方、液体は、スラリーの回転によって中
央部に生じる上昇渦流によって、液体サイクロンの中央
部を上方に移動し、溢流上昇管２６を通って上部円筒部
１８内に移動し、抜き出し管３４から取り出される。

【０００４】この際、上昇渦流が形成される中心部に
は、スラリーを輸送するのに用いられる窒素ガス等のガ
スが生じる。このガスは、溢流上昇管２６内から上部円
筒部１８に移ると急激に拡散され、分離されて取り出さ
れる液体中に混入される。この為、従来からガス抜き方
法が種々提案されている。

【０００５】例えば、特開昭５０−５４９６４号公報に
は、液体サイクロン本体の頭頂部にガス抜き弁を設けた
装置が示されており、特開昭５２−１１５４７０号公報
には、液体サイクロンの溢流上昇管内部よりサイクロン
の上部に配設された導管を介してその先端外箱に集約し
て、先端外箱より大気中に抽出する装置が示されてい
る。また、特開昭６０−１２９１５５号公報には、液体
サイクロン本体の上昇管の下部または、上部にガス抜き
口を設けた装置が開示されている。

【０００６】しかしながら、従来のこれら装置において
は、特に液体中へのガスの混入を抑制することに着目し
たものはなく、液体とガスとの分離効率が低いという欠
点を有していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述のような欠点を解
決すべく、本発明は、液体サイクロンの溢流上昇管内部
と上部円筒部とにガス抜き口を設けることにより、スラ
リー等から分離された液体から分離効率よくガスを抜く
ことが出来る装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による液体サイク
ロンは、下側が細径となる円錐状の部分を下部に有した
容器と、粒状体を含んだ液体を前記容器内で旋回流を生
じさせるように前記容器内に導入する流入管と、旋回流
の中央部に位置し且つ上下方向に伸びる上昇管と、前記
流入管の上部に位置し且つ前記上昇管の上部側が接続さ
れると共に前記容器を上下に区画する拡散壁と、前記拡
散壁の上部に接続され且つ前記上昇管から湧きだす液体
を前記容器内から排出する抜き出し管とを有する液体サ
イクロンであって、液体から発生するガスを排出するガ
ス抜き管口が、容器内の前記上昇管内の位置及び容器へ
の前記抜き出し管の接続部分より上部の位置に、それぞ
れ設けられたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】例えば、スラリー等の粒状体を含んだ液体が、
流入管から容器内で旋回流を生じさせるように容器内に
導入される。この導入された液体は、円錐状に形成され
た容器の内壁面に沿いつつ容器の下側に旋回して流れて
いき、粒状体が分離された状態の液体が旋回流の中央か
ら上昇する。そして、上昇管内にこの液体が入り、拡散
壁の上部側に湧きだして、抜き出し管から容器外に排出
される。

【００１０】この際、上昇管内を通過する液体から発生
するガスを上昇管内に位置するガス抜き口により排出す
ると共に、上昇管から湧きだした後に液体から発生して
容器内に溜まるガスを抜き出し管の接続部分より上部に
位置するガス抜き口により排出する。

【００１１】

【実施例】本発明に係る液体サイクロンの一実施例を図
１から図３に示し、これらの図に基づき本実施例を説明
する。

【００１２】縦断面図を表す図１及び平面図を表す図２
に示すように、液体サイクロンの本体を形成する容器１
０は、主要部として、円筒状をした円筒部１４と、この
円筒部１４の下側に円筒部１４と同軸状に位置し且つ円
錐状に形成された円錐部２２とを有している。円筒部１
４の内部は拡散壁２０で上下に仕切られて、上部円筒部
１８と中部円筒部１６とに区画されている。さらにその
軸線を円錐部２２の軸線と合致させて同軸状とした溢流
上昇管２６が、拡散壁２０に接続されて中部円筒部１６
側方向である上下方向に伸びている。

【００１３】中部円筒部１６内で拡散壁２０の近傍に
は、スラリー等の粒状体を含んだ液体である原液を導入
して容器１０内で旋回流を生じさせるため、中部円筒部
１６の内周面の接線方向に向くように流入管１２が接続
されており、この接続部分に容器１０内に原液を導入す
る入り口１３が形成されている。円錐部２２の下部に
は、円錐部２２で濃縮されたスラリーを抜き出すための
下流管２４が設けられている。

【００１４】そして、上部円筒部１８内で拡散壁２０の
近傍には、粒状体が分離された後の液体を容器１０内か
ら排出するための抜き出し管３４が上部円筒部１８の内
周面の接線方向に向くように接続されていて、この接続
部分に容器１０から液体を排出するための出口である抜
き出し口３５が形成されている。

【００１５】さらに、その軸線を円錐部２２の軸線と合
致させて同軸状としたガス抜き管３０が、上部円筒部１
８の上部壁面を形成する頭頂部１０Ａを貫通するよう
に、頭頂部１０Ａに接続されて、溶接等で固定されてい
る。このガス抜き管３０の下端面に形成された一方のガ
ス抜き口３１は、溢流上昇管２６の内部に位置するよう
に穿設されており、また他方のガス抜き口３２は、上部
円筒部１８内であって抜き出し管３４の抜き出し口３５
より上方に位置するようにガス抜き管３０の内外を貫通
している。

【００１６】次に、本実施例に係る液体サイクロンの作
用を説明する。図３に示すように、スラリー等の粒状体
を含んだ液体が流入管１２から入り口１３を介して容器
１０内で旋回流を生じさせるように容器１０内に導入さ
れる。この導入された液体は、円錐状に形成された容器
１０の円錐部２２内壁面に沿いつつ容器１０の下側に旋
回流Ａとしてして流れていき、遠心分離の作用により、
粒状体が分離されて矢印Ｂで示すように下流管２４から
排出される。粒状体が分離された状態の液体は、旋回流
Ａの中央から旋回流Ｃとなって上昇する。そして、円錐
部２２の軸と同軸状に形成された結果として、旋回流Ａ
の中央部に位置することとなる溢流上昇管２６内にこの
液体が入り、拡散壁２０の上部側の上部円筒部１８に湧
きだして、抜き出し管３４から容器１０外に排出され
る。

【００１７】この際、溢流上昇管２６内を通過する液体
から発生するガスを、溢流上昇管２６内に位置するガス
抜き口３１により、ガス抜き管３０を介して矢印Ｄで示
すように容器１０から排出する。また、溢流上昇管２６
から湧きだした後に液体から発生して容器１０の上部円
筒部１８内に溜まるガスを、抜き出し管３４の接続部分
より上部に位置するガス抜き口３２により、ガス抜き管
３０を介して矢印Ｄで示すように容器１０から排出す
る。従って、ガス抜き口３１だけでなくガス抜き口３２
を設けることにより、上部円筒部１８内に蓄積されたガ
スが再混入して、ガス分離効率を低下することなく、効
率よくガスの分離が可能となる。

【００１８】一方、本実施例に係る液体サイクロンの寸
法形状は、以下のようなものとなっている。

【００１９】中部円筒部１６の内部高さＨ１が３００m
m、上部円筒部１８の内部高さＨ２が２５０mm、溢流上
昇管２６の高さＨ３が２００mm、ガス抜き管３０の溢流
上昇管２６側への突出高さＨ４が３０mmとそれぞれなっ
ている。また上部円筒部１８及び中部円筒部１６の内径
Ｄｃが２００mm、流入管１２の内径Ｄｉが４０mm、下流
管２４の内径Ｄｕが４０mm、ガス抜き管３０の内径Ｄｇ
が１５mm、ガス抜き口３２の口径Ｄｘが５mm、円錐部２
２の角度θが２０゜とそれぞれなっている。

【００２０】以下、本実施例の液体サイクロンをガラス
ビーズ−水−窒素系のスラリーに適用した実験例を基
に、説明する。

【００２１】まず、実験例１について説明する。粒径が
７５μｍ〜６００μｍであって比重が２．４〜２．５の
真球状のガラスビーズを用いて、液体サイクロンの入り
口１３でのスラリー濃度が２０ｗｔ％、窒素混入量が５
Ｎｖｏｌ％となるようにした原液を、流入管１２から流
入量１８．６ｍ³／ｈの割合で導入し、下流管２４から
の抜き出し流量が１２．５ｍ³／ｈ、抜き出し管３４か
らの液体の抜き出し流量が５．５ｍ³／ｈ、ガス抜き出
し管３４からの抜き出した流量が０．６ｍ³／ｈとなる
ような条件で運転した。この時の抜き出し管３４からの
取り出し液中の窒素混入量は０％であった。ここでｗｔ
％は重量パーセントを意味し、Ｎｖｏｌ％は常温常圧で
の容量パーセントを意味している。

【００２２】次に実験例２について説明する。窒素混入
量を１０Ｎｖｏｌ％にした以外は実験例１と同一の条件
で運転したところ、抜き出し管３４からの取り出した液
中の窒素混入量は０％であった。

【００２３】次に実験例３について説明する。ガス抜き
出し管３０の内径Ｄｇを１０mmと細くした以外は実験例
２と同一の条件で運転したところ、抜き出し管３４から
の取り出された液中の窒素混入量は０％であった。

【００２４】ここで、スラリーの流量は電磁流量計によ
り、液体の流量は面積式流量計により、窒素の流量はロ
ータメータにより、それぞれ測定した。窒素の混入量は
気液分離器で窒素ガスを分離して、混入量を測定した。

【００２５】また、以上の実験例と比較すべく、以下の
ような比較実験を行った。まず、比較実験例１として、
ガス抜き出し管３０を無くし窒素混入量を３Ｎｖｏｌ％
とし、その他の条件を実験例１と同一の条件で運転した
ところ、抜き出し管３４からの取り出した液中の窒素混
入量は０．８４Ｎｖｏｌ％であった。

【００２６】比較実験例２として、突出高さＨ４を３０
mmとし窒素混入量を３Ｎｖｏｌ％とし、その他の条件を
実験例１と同一の条件で運転したところ、抜き出し管３
４からの取り出した液中の窒素混入量は０．７Ｎｖｏｌ
％であった。

【００２７】比較実験例３として、突出高さＨ４を２５
０mmとし窒素混入量を３Ｎｖｏｌ％とし、その他の条件
を実験例１と同一の条件で運転したところ、抜き出し管
３４からの取り出した液中の窒素混入量は１．８Ｎｖｏ
ｌ％であった。

【００２８】尚、ガス抜き口３２の位置は、抜き出し管
３４が接続される抜き出し口３５より上であれば良い
が、容器１０の頭頂部１０Ａ近傍に設けることが好まし
い。また、ガス抜き口の大きさは、上部円筒部１８に蓄
積されるガスを抜くために必要な大きさであれば良い
が、ガス抜き管３０の下端部に設けられたガス抜き口３
１の場合は、ガス抜き口３１の大きさがガス抜き管３０
の内側断面積の半分以下であることが必要であり、半分
以上の場合は、ガスを抜く際に同伴する液量が増加する
ため好ましくない。また、本実施例では一本のガス抜き
管３０にガス抜き口３１及びガス抜き口３２を設けるこ
ととしたが、ガス抜き管３０を二本設置して、個々にガ
ス抜き口３１及びガス抜き口３２を設けることとしても
よい。

【００２９】一方、ガス抜き管３０の内径が溢流上昇管
２６の内径の１／１５より小さい場合はガス分離効率が
低下するため、またガス抜き管３０の内径が溢流上昇管
２６の内径の１／２より大きい場合はガスを抜く際に同
伴する液量が増加するため、ガス抜き管３０の内径の範
囲は、本実施例の外、溢流上昇管２６の内径の１／１５
〜１／２の範囲が好適となる。

【００３０】さらに、ガス抜き管３０の最下端の位置は
溢流上昇管２６の内部であれば良いが、拡散壁２０から
溢流上昇管２６の内径の１／４から２倍の位置が最も好
ましい。

【００３１】また、本実施例の外、上部円筒部１８及び
中部円筒部１６のそれぞれの内径は、通常１０mmから１
２２０mmの広い範囲にわたっていて、分級点に要求及び
原液の処理能力の要求に応じて適当なものが選択使用さ
れる。そして、流入管１２の入り口１３内径は中部円筒
部１６の内径の１／８〜１／４の範囲であり、溢流上昇
管２６の内径は中部円筒部１６の内径の１／６〜１／３
の範囲であり、下流管２４の内径は中部円筒部１６の内
径の１／１０〜１／６の範囲であり、頂角は９゜〜３０
゜の範囲であることが好ましい。

【００３２】

【発明の効果】本発明に係る液体サイクロンは、以上の
ように説明した構成とした結果、ガスの混入の少ない液
体を有利に分離することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る液体サイクロンの縦断
面図である。

【図２】本発明の一実施例に係る液体サイクロンの平面
図である。

【図３】本発明の一実施例に係る液体サイクロン内での
液体の流れを概念的に示す液体サイクロンの斜視断面図
である。

【図４】従来の液体サイクロンの縦断面図である。

【符号の説明】

１０容器１２流入管１４円筒部１６中部円筒部１８上部円筒部２０拡散壁２２円錐部２４下流管２６溢流上昇管３０ガス抜き管３１，３２ガス抜き口３４抜き出し管

フロントページの続き (72)発明者牧野邦彦岡山県倉敷市潮通三丁目10番地三菱化成株式会社水島工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下側が細径となる円錐状の部分を下部に
有した容器と、粒状体を含んだ液体を前記容器内で旋回
流を生じさせるように前記容器内に導入する流入管と、
旋回流の中央部に位置し且つ上下方向に伸びる上昇管
と、前記流入管の上部に位置し且つ前記上昇管の上部側
が接続されると共に前記容器を上下に区画する拡散壁
と、前記拡散壁の上部に接続され且つ前記上昇管から湧
きだす液体を前記容器内から排出する抜き出し管とを有
する液体サイクロンであって、液体から発生するガスを排出するガス抜き管口が、容器
内の前記上昇管内の位置及び容器への前記抜き出し管の
接続部分より上部の位置に、それぞれ設けられたことを
特徴とする液体サイクロン。