JPH07308569A

JPH07308569A - 気泡塔

Info

Publication number: JPH07308569A
Application number: JP10292694A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Kawaguchi; 洋一川口; Takahisa Muramoto; 隆久村本; Kazuyuki Tono; 和志東野
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1994-05-17
Filing date: 1994-05-17
Publication date: 1995-11-28

Abstract

(57)【要約】【目的】泡の発生を抑制できる気泡塔を提供する。【構成】円筒状の塔本体12内には、円筒形のドラフト
チューブ16及びこのドラフトチューブ16の上部開口16A
近傍に配置された筒状体17を備えている。筒状体17は、
円筒形であって、その径がドラフトチューブ16の径より
小さい。そして、前記ドラフトチューブ16と同心円状で
あって、前記ドラフトチューブ16の上部開口16A内に位
置するように配置されている。また、その下部開口17A
は、ドラフトチューブ16の上部開口16Aより下方に位置
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発泡を伴う反応におい
て使用する気泡塔に関し、発酵工業、石油工業等におい
て利用できる。

【０００２】

【背景技術及び発明が解決しようとする課題】図４に示
すように、発泡を伴う反応（又は処理）に使用されるド
ラフトチューブ１付きの気泡塔２において、ガスを塔底
に設けられたノズル３から反応液４中に吹き込み、生じ
た気泡５をドラフトチューブ１内を分散しながら上昇さ
せることにより、反応液４中に循環流を発生させてい
る。

【０００３】前記反応において、気泡塔２内の液面に発
生した泡は、触媒や反応生成物を含んでいる。このよう
な泡は、気泡塔と接続された次工程へのラインを閉塞さ
せたり、或いは気泡塔２の壁面に付着したりするため、
運転を阻害したり、生産性を低下させる原因となってい
た。従来、このような問題点を解決するために、気泡塔
２を泡の発生に対応できるような大きさとするか、人工
的に泡を消す方法を採っている。

【０００４】前記消泡方法には、大別して化学的方法と
機械的方法がある。前記化学的方法としては、例えば、
消泡剤を槽内上部から滴下する方法があるが、このよう
な方法によれば、ポンプにより一定量の消泡剤を槽内に
連続的に供給する必要があるため、消泡剤の供給タンク
や注入ラインの定期的な清掃等が必要となり、保守点検
が面倒となる。また、前記機械的方法の場合、スケール
アップや、大型気泡塔に取付け可能な小型で性能の高い
消泡機構の開発等、装置そのものの課題が残されてい
る。そこで、本発明は、泡の発生を抑制できる気泡塔を
提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明の第１発
明に係る気泡塔は、ドラフトチューブ及びこのドラフト
チューブの上部開口近傍に配された筒状体を備えている
ことを特徴とする。前記筒状体は、気泡の反応液からの
分離を促進して発泡を抑制し、これがアニュラス（ドラ
フトチューブ外側と気泡塔との間）へのガス巻き込みを
抑制することとなってガスホールドアップ（気液混層中
に占めるガスの体積割合）の低減に寄与する。そして、
過剰なガスの循環を抑制して容積利用効率を上げること
ができるようになる。

【０００６】前記筒状体は、液体又は気体が通り抜けら
れるように上面と下面が開放されていればよい。その平
断面の形状は任意であり、例えば円形又は三角形、四角
形、六角形等の多角形がある。前記上端近傍とは、例え
ばドラフトチューブ及び筒状体がいずれも円形の場合、
前記筒状体がドラフトチューブと接しないで同心円状に
配置されていることをいう。

【０００７】前記筒状体の下部開口は、ドラフトチュー
ブの上部開口に対して、同じ位置又はその上下を取り得
るが、ドラフトチューブからの気泡の導入をスムーズに
行うにはドラフトチューブの上部開口より下方に位置し
ていることが望ましい。前記筒状体の具体的な長さ及び
径は、反応液の物性、ガスの流速等に応じて適当に設定
する。本発明の第２発明に係る気泡塔は、前記筒状体が
前記ドラフトチューブより小径であって、前記ドラフト
チューブの上部開口内に位置するように配されているこ
とを特徴とする。

【０００８】本発明の第３発明に係る気泡塔は、第２発
明において、前記筒状体が前記ドラフトチューブより小
径の多重筒状体であることを特徴とする。前記多重筒状
体とは、例えば前記ドラフトチューブより小径の第１の
筒状体、この第１の筒状体より更に小径の第２の筒状体
よりなる二重筒状体である。そして、気泡塔の大きさ、
所望の特性等に応じて、三重筒状体、四重筒状体等とし
てもよい。

【０００９】本発明の第４発明に係る気泡塔は、前記筒
状体が前記ドラフトチューブより大径であって、前記ド
ラフトチューブの上部開口に沿って配されていることを
特徴とする。この場合も、第３発明のように、前記筒状
体を二重筒状体のような多重筒状体とすることは任意で
ある。前記気泡塔の種類は、発泡を伴う反応又は処理に
おいて使用するものであれば任意である。例えば、発酵
工業、石油工業等において利用されている気泡塔、攪拌
槽等の他、排水処理用の曝気槽等も含まれる。

【００１０】

【実施例】図１を参照して本発明の第１実施例に係る気
泡塔11を説明する。この気泡塔11は、円筒状の塔本体1
2、塔底に接続されたガス供給管13及び塔頂に接続され
たガス排出管14を備えて構成されたものである。前記ガ
ス供給管13の先端部には、ノズル15が取り付けられてい
る。そして、前記塔本体12内には、円筒形のドラフトチ
ューブ16及びこのドラフトチューブ16の上部開口16A近
傍に配置された筒状体17を備えている。

【００１１】前記筒状体17は、円筒形であって、その径
がドラフトチューブ16の径より小さい。そして、前記ド
ラフトチューブ16と同心円状であって、前記ドラフトチ
ューブ16の上部開口16A内に位置するように配置されて
いる。また、その下部開口17Aは、ドラフトチューブ16
の上部開口16Aより下方に位置している。この筒状体17
は、図示しない取付具を介してドラフトチューブ16に支
持されている。

【００１２】次に、反応時における、前記気泡塔11の作
用を説明する。前記塔本体12内には、所定の反応液18が
所定量収容されている。前記ガス供給管13よりガスが塔
本体12内に送り込まれ、前記ノズル15から出たガスは気
泡19となって反応液18中を上昇し、これらの気泡19の上
昇に伴って反応液18中に所望の循環流が生じる。

【００１３】そして、筒状体17の上部から気泡19を多く
含んだガスリッチな反応液が流出すると共に、筒状体17
の下部から気泡19の少ない液リッチな反応液が流出する
ことにより整流作用が行われる。更に、ガスが筒状体17
の上部から優先的に抜き出されることにより過剰なガス
分散エネルギーの放出が抑制され、これによって微小な
二次的な泡の発生が抑制される。微小な泡は、浮力が小
さいため、槽内の循環流に混じりやすく、ガスホールド
アップの増加となると共に、アニュラス部の密度が下が
ることによって、循環性能が下がる。

【００１４】上記実施例の気泡塔11によれば、塔本体12
内にドラフトチューブ16の上部開口16A近傍に配置され
た筒状体17を備えているため、気泡19の反応液18からの
分離を促進して発泡を抑制し、これがアニュラス（ドラ
フトチューブ外側と気泡塔との間）へのガス巻き込みを
抑制する結果となってガスホールドアップを低減でき
る。また、前記筒状体17は、円筒形であり、構造が簡単
であるため、作製も取付けも容易である。

【００１５】次に、図２を参照して本発明の第２実施例
に係る気泡塔21を説明する。第１実施例の場合、塔本体
12内に設けられた筒状体17が１個であるが、本実施例の
気泡塔21の場合、ドラフトチューブ16より小径の円筒形
の第１の筒状体22及びこの筒状体22より更に小径の第２
の筒状体23が、第１実施例と同様にドラフトチューブ16
の上部開口16A内に位置するように配置されたものであ
る。前記２個の筒状体22,23間の間隔は任意である。

【００１６】このように筒状体22,23を二重構造とする
ことにより、気泡塔21の大きさ、ドラフトチューブ16の
大きさ、所望の特性（ガス流速）等に応じて、最良の発
泡抑制効果が得られるようになる。従って、この第２実
施例の筒状体22,23は二重構造であるが、気泡塔の大き
さ等に応じて、三重構造以上としてもよい。

【００１７】次に、図３を参照して本発明の第３実施例
に係る気泡塔31を説明する。本実施例の筒状体32は、円
筒形であり、ドラフトチューブ16より大径である。そし
て、前記ドラフトチューブ16と同心円状であって、ドラ
フトチューブ16の上部開口16Aに沿って配置されてい
る。また、その下部開口32Aは、ドラフトチューブ16の
上部開口16Aより下方に位置している。この筒状体32
も、図示しない取付具を介してドラフトチューブ16に支
持されている。

【００１８】本実施例の気泡塔31の場合、ドラフトチュ
ーブ16から出た気泡19は、筒状体32内を通り、その多く
は塔頂から抜き出されるが、一部の気泡19は、塔本体12
の内壁と筒状体32との間を下降した後、筒状体32下部開
口32Aを通って上昇することにより気泡の循環を生じさ
せる。これにより、ガスはドラフトチューブ16外側の循
環流に混じる割合が少なくなり、ガスホールドアップを
低減することができる。

【００１９】実験例１上記実施例１の気泡塔において、筒状体17の具体的な寸
法、ガス供給速度等を下記のように設定し、定常状態に
達した後のドラフトチューブ16下端からの各測定位置
（50cm、75cm、100cm、125cm、150cm）におけるガスホ
ールドアップを測定した。その結果を表１に示す。

【００２０】気泡塔…直径14cm、高さ250cm ドラフトチューブ…直径７cm、長さ120cm 筒状体…直径５cm、長さ40cm 筒状体の位置…下部開口がドラフトチューブの上部開口
より３cm下方に位置する。反応液の種類…１％ブタノール水溶液反応液の量…液面の位置はドラフトチューブ下端から14
0cm ガス供給速度…1.8cm/sec

【００２１】実験例２，３実験例２と３は、それぞれ上記実施例２及び３の気泡塔
21,31 に対応するものであり、筒状体22,23,32の具体的
な寸法は下記の通りである。その他の条件は、実験例１
と同様である。そして、実験例１と同様にしてガスホー
ルドアップを測定した。それらの結果を表１に示す。

【００２２】実験例２の第１（外側）の筒状体…直径５
cm、長さ８cm 第１の筒状体の位置…下部開口がドラフトチューブの上
部開口より３cm下方に位置する。実験例２の第２（内側）の筒状体…直径3.6cm、長さ40c
m 第２の筒状体の位置…下部開口がドラフトチューブの上
部開口より３cm下方に位置する。実験例３の筒状体…直径10cm、長さ17cm 実験例３の筒状体の位置…下部開口がドラフトチューブ
の上部開口より２cm下方に位置する。

【００２３】比較例筒状体が設けられていない従来の気泡塔（図４参照）に
対して実験例と同様にしてガスホールドアップを測定し
た。ドラフトチューブの寸法以外の条件は、実験例と同
様である。その結果を表１に示す。ドラフトチューブ…直径７cm、長さ160cm

【００２４】

【表１】

【００２５】表１より、実施例に係る気泡塔によれば、
筒状体がドラフトチューブの上部開口近傍に配置されて
いるため、アニュラス部のガスホールドアップが小さ
く、発泡を抑制できることがわかる。一方、比較例に係
る気泡塔によれば、筒状体が設けられていないため、ガ
スホールドアップが大きいことがわかる。

【００２６】

【発明の効果】本発明に係る気泡塔によれば、泡の発生
を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る気泡塔の一部破断正
面図である。

【図２】本発明の第２実施例に係る気泡塔の一部破断正
面図である。

【図３】本発明の第３実施例に係る気泡塔の一部破断正
面図である。

【図４】従来例に係る気泡塔の一部破断正面図である。

【符号の説明】

11,21,31 気泡塔 12 塔本体 16 ドラフトチューブ 17,22,23,32 筒状体 18 反応液 19 気泡

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ドラフトチューブ及びこのドラフトチュ
ーブの上部開口近傍に配された筒状体を備えていること
を特徴とする気泡塔。
【請求項２】前記筒状体が前記ドラフトチューブより
小径であって、前記ドラフトチューブの上部開口内に位
置するように配されていることを特徴とする請求項１記
載の気泡塔。
【請求項３】前記筒状体が、前記ドラフトチューブよ
り小径の多重筒状体であることを特徴とする請求項２記
載の気泡塔。
【請求項４】前記筒状体が前記ドラフトチューブより
大径であって、前記ドラフトチューブの上部開口に沿っ
て配されていることを特徴とする請求項１記載の気泡
塔。