JPH0760106A - 多段流動層式固液接触装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 処理材粒子交換等に伴う各流動粒子層の粒子
量変動が自動的に修正されて粒子量が調整され、それだ
け円滑な運転を行える多段流動層式固液接触装置を提供
する。 【構成】 固液接触塔１内に複数段に流動可能の処理材
粒子層４０を形成し、処理対象液を上向流により各段の
粒子層４０に下から上へ順次接触通過させて処理し、処
理材粒子４の交換は、各上下に隣り合う粒子層４０にお
いて上段層から下段層へ粒子を移動させ、最下段粒子層
４０から塔１外へ排出する一方、最上段粒子層４０に処
理材粒子４を補給することで行う多段流動層式固液接触
装置において、各上下に隣り合う粒子層４０、４０にお
いて上段粒子層４０内に上端開口５１が配置されるとと
もに下段粒子層４０内に下端開口５２が配置される、処
理材粒子径より大きい内径を有する粒子量調整用管体５
を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固液接触塔内に架設し
た通液部を有する粒子支持部材上に処理材粒子を配置し
て塔内に複数段の流動可能の処理粒子層を形成し、処理
対象液を上向流により前記各段の粒子層に下から上へ順
次接触通過させて処理する多段流動層式固液接触装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の装置は例えば処理材粒子を活性
炭粒子とし、処理対象液を複数段の活性炭層に下から上
へ順次通過させることで該液における除去対象物質を活
性炭に吸着させて除去する処理等に広く利用されてい
る。処理材粒子は液処理を重ねるにつれ次第にその処理
能力を失っていくので交換しなければならないが、該粒
子の交換については、各上下に隣り合う粒子層において
処理材粒子を上段層から下段層へ移動させるとともに最
下段粒子層から塔外へ排出する一方、最上段粒子層に処
理材粒子を補給することで行われる。

【０００３】粒子支持部材における通液部は、殆どのも
のは液を上方から下方へ流すことで粒子を落下させるこ
とができる。粒子交換のために処理材粒子を上段粒子層
から下段粒子層へ移動させる手段としては、前述した通
液部の殆どがその粒子移動手段を兼ねているが、粒子支
持部材に貫通状に設けられて、上端開口から上段粒子層
の粒子を溢入させ、下段粒子層に移動させる溢流管が併
用されることも多い（特公昭５７−２３７４号公報、特
公昭５４−３０３９７号公報、特開昭５２−１４２６７
２号公報等参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
多段流動層式固液接触装置において処理材粒子を交換す
るにあたっては、本来の液処理中に、又は専ら粒子交換
のために、前記通液部を介して、又は溢流管により、或
いはそれら双方を利用して各上下に隣り合う粒子層にお
いて上段粒子層の粒子を下段粒子層へ一部ずつ移動さ
せ、最下段の粒子層の粒子を塔外へ排出する一方、最上
段粒子層へ処理材粒子を補給するのであるが、このよう
に粒子交換が行われると、或いは装置運転中になんらか
の事情により、各段粒子層における粒子量が所定量に対
し多過ぎとなったり、少なすぎとなったりすることがあ
り、その結果、処理対象液の上向流が円滑化せず、液処
理が円滑に行われなかったり、上向流を発生させるため
のポンプの負担が大きくなるなどの不都合が生じる。

【０００５】そこで本発明は、固液接触塔内に架設した
通液部を有する粒子支持部材上に処理材粒子を配置して
前記塔内に複数段の流動可能の処理粒子層を形成し、処
理対象液を上向流により前記各段の粒子層に下から上へ
順次接触通過させて処理し、処理材粒子の交換は、各上
下に隣り合う粒子層において処理材粒子を上段層から下
段層へ移動させ、最下段粒子層から塔外へ排出する一
方、最上段粒子層に処理材粒子を補給することで行う多
段流動層式固液接触装置であって、処理材粒子交換等に
伴う各粒子層の粒子量変動が自動的に修正されて粒子量
が調整され、それだけ円滑な運転を行える多段流動層式
固液接触装置を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の多段流動層式固液接触装置は、前記各上下に隣り合
う粒子層について、上段粒子層内に上端開口が配置され
るとともに下段粒子層内に下端開口が配置され、処理材
粒子径より大きい内径を有する粒子量調整用管体を設け
たことを特徴としている。

【０００７】最下段粒子層からの粒子排出は、該粒子層
から直接粒子を排出してもよいが、該粒子層を支持して
いる粒子支持部材から粒子を落下させて、それを排出す
るようにしてもよい。

【０００８】

【作用】本発明の固液接触装置によると、液処理及び粒
子交換はほぼ従来の装置同様に行われる。しかし、各上
下に隣り合う粒子層について粒子量調整用管体が設けら
れており、各管体は、その上端開口が上段粒子層内に配
置され、下端開口が該上段粒子層に隣り合う下段粒子層
内に配置されるから該管体内に流動可能粒子が充填され
る。そして、装置本来の液処理運転において、下段粒子
層の粒子量が少なくなりすぎると、該調整用管体を通っ
て上段粒子層から下段粒子層へ粒子が流入し、下段粒子
層における不足粒子量が補われる。また、下段粒子層の
粒子量が多くなりすぎると、該調整用管体を通って下段
粒子層から上段粒子層へ粒子が流入し、下段粒子層にお
ける過剰粒子が放出される。

【０００９】さらに説明すると、上下に隣り合う粒子層
において、上向流があるときの流動展開状態の下段流動
粒子層とその上方の粒子支持部材（上段粒子層を支持し
ている部材）との間隔をＸとしたとき、調整用管体内部
の液流れは高さＸだけ余分の流動粒子層を通過しなけれ
ばならないため相当の圧損が発生する。一方、粒子支持
部材における通液部においてもそこでの液流速の上昇に
より圧損が生じる。ここで前記Ｘが大きすぎると、換言
すれば、下段流動粒子層の粒子量が少なすぎると、調整
用管体内部の方が圧損が大きくなり、該管体内の液流速
が低下し、該調整用管体を通って上段流動粒子層から下
段流動粒子層へ粒子が流入する。また、前記Ｘが小さす
ぎると、換言すれば、下段流動粒子層の粒子量が多すぎ
ると、調整用管体内部の方が圧損が小さくなり、該管体
内の液流速が上昇し、該調整用管体を通って下段流動粒
子層から上段流動粒子層へ粒子が流入する。

【００１０】通液部における圧損が調整用管体内の圧損
と等しくなってくると、該管体内外の液流速が同一化
し、各粒子層の粒子量が安定化する。

【００１１】

【実施例】次に本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。図１は本発明の１実施例である多段流動層式固液接
触装置の断面を示している。図２（Ａ）は通液部となる
ストレーナの断面を、図２（Ｂ）は同ストレーナの平面
を示している。図示の固液接触装置は、縦方向に長い内
径Ｄの円筒状の固液接触塔１を有し、その内部には等間
隔に複数段に粒子支持板２が架設されている。各支持板
２には図２に示す複数のストレーナ３を略均等に割り振
って設けてある。各支持板２上には本例では活性炭粒子
４が配置され、流動可能の粒子層４０が形成されてい
る。活性炭粒子４は粒子径が略０．３ｍｍ〜０．８ｍｍ
の範囲のものである。最上段を除く各段の粒子層４０の
通液時（上向流時）の流動展開状態における所定高さは
いずれもＨであり、また、流動展開時の粒子層とその上
の支持板２上面までの所定間隔はいずれもｈである。

【００１２】ストレーナ３は通液部として使用するもの
で、ここでは株式会社リンカイ製のＢＦストレーナを利
用しており、図２に示すように、活性炭粒子径より十分
大きい内径の縦方向パイプ３１を含み、その頂部にヘッ
ド３２を備えたものである。ヘッド３２はパイプ内孔に
連通するとともに該内孔から放射状に複数本延びて横方
向に開口する孔３２１及び該孔３２１の上に軒状に被さ
る上壁３２２を備えている。横孔３２１は前記パイプ３
１の内径と同様に粒子径より十分大きく、目詰まりしな
い。このストレーナ３はパイプ３１が支持板２に予め設
けた孔２１に上方から挿入され、ヘッド３２下端が支持
板上面に着座せしめられる。そして、支持板下側におい
てパイプ外周に設けられている雄ねじ３１１にナット３
３が係合され、該ナットとヘッドの間で支持板２を挟着
する恰好で該支持板に取り付けられている。なお、スト
レーナ下端は下段の活性炭粒子層４０の上面が粒子量の
変動によって昇降することがあっても該上面には接しな
い十分上方位置に置かれている。

【００１３】また、各上下に隣り合う粒子層４０、４０
間において、上段粒子層を支持する支持板２に粒子量調
整用の直状管体５（内径ｄ）が貫通固定されており、そ
の上端開口５１は上段粒子層４０内に、下端開口５２は
下段粒子層４０内にそれぞれ配置されている。また、開
口５１、５２はそれが配置される粒子層４０において通
常考えられる粒子量変動があっても、なお、該粒子層内
に位置するように、また、上向流通液時に粒子が確実に
流動している領域に位置するように配置されている。ま
た、そのように管体５の長さが設定されている。

【００１４】また、各管体５は上下方向において同一直
線上に配置されているのではなく、一つの段における管
体５は図中右端よりの位置に、それに隣り合う上段及び
下段の管体５は図中左端よりの位置にというように、上
下で位置を十分ずらせて配置してあり、これによって、
一つの段における粒子がそれに隣り合う段の粒子層を直
線状に通過してさらにその隣や、そのまた隣の段等へ移
動することが防止されている。

【００１５】固液接触塔１の上端部外周には、最上段粒
子層４０を上昇通過してくる液を溢入させる断面溝形状
の溢流樋６を周設してある。ここに溢流した液は図示し
ない容器等、次の処理ステーションへ導かれる。また、
塔１外には粒子供給ポンプ等を含む活性炭粒子補給部７
があり、ここから延びる補給管７１の先端部７２が最上
段粒子層４０内へ挿入配置されている。

【００１６】塔１の底部は最下段支持板２より下方で逆
円錐形状部分１１とされ、該部分の下端には活性炭排出
口１２が形成され、該排出口には弁１３を介して活性炭
排出用のエゼクタ１４を接続してある。底部１１の外に
は処理対象原液を圧送するポンプ、開閉弁等を含む原液
供給部８があり、ここから延びる液供給管８１が底部１
１の側壁を貫通して挿入配置されている。

【００１７】また、底部１１には粒子の通過は許さない
が、ドレンの通過は許すスリットを形成したスリットス
トレーナを付設したドレン排出部９を設けてある。塔１
の内径Ｄは通常、直径５００ｍｍから２５００ｍｍとさ
れ、この範囲であれば、また、支持板２に従来と同程度
の配置及び数でストレーナ３を取り付けるとして、各段
の流動粒子槽４０の所定高さＨ、流動粒子層上面からそ
の上の支持板２上面までの所定間隔ｈ及び粒子量調整用
管体５の内径ｄは、例えば、Ｈ≒９００ｍｍ、ｈ≒１０
０ｍｍ、ｄ≒２５ｍｍが考えられる。

【００１８】以上説明した多段流動層式固液接触装置に
よると、各支持板２上に予め所定量の活性炭粒子４が配
置されて粒子槽４０が形成される。その状態で原液供給
部８が運転され、塔１の下部から処理対象原液が加圧下
に供給され、供給された液は最下段の支持板２に設けた
ストレーナ３を通って最下段の粒子槽４０内に流入し、
さらに上昇して、同様に次段の粒子槽４０に流入し、こ
のようにして最上段の粒子槽４０まで上向きに流れ、こ
の上向流の途中で除去対象物質が順次活性炭粒子に吸着
除去される。かくして処理された液体は最上段の粒子層
４０上面からさらに上昇して溢流樋６に溢入し、さらに
そこから図示しない次のステーションへ導かれる。

【００１９】この液処理中、各ストレーナ３において
は、上向流のために活性炭粒子４のストレーナ３を通っ
ての落下は阻止される。また、上向流を停止させても、
活性炭粒子４はストレーナ３のヘッド上壁３２２に溜ま
り止まり、該ストレーナを通って下方へ落下することは
殆どない。また、各粒子量調整用管体５は、その上端開
口５１が上段粒子層４０内に配置され、下端開口５２が
該上段粒子層に隣り合う下段粒子層４０内に配置されて
いるから、各管体５内に活性炭粒子が充填され、装置本
来の液処理運転においては、下段流動粒子層４０の粒子
量が少なくなりすぎると、管体５を通って上段流動粒子
層４０からそれに隣り合う下段流動粒子層４０へ活性炭
粒子４が流入し、下段流動粒子層４０における不足粒子
量が補われる。また、下段流動粒子層４０の粒子量が多
くなりすぎると、管体５を通って下段流動粒子層４０か
ら上段流動粒子層４０へ活性炭粒子４が流入し、下段流
動粒子層４０における過剰粒子が放出される。

【００２０】さらに説明すると、上下に隣り合う流動粒
子層４０、４０において、下段粒子層４０とその上方の
粒子支持板２上面との間隔をｈとしたとき、調整用管体
５内部の液流れは高さｈだけ余分の流動粒子層を通過し
なければならないため相当の圧損が発生する。一方、粒
子支持板２におけるストレーナ３においてもそこでの液
流速の急激な上昇により圧損が生じる。ここで前記間隔
が所定のものｈより大きくなりすぎると、換言すれば、
下段流動粒子層４０の粒子量が少なくなりすぎると、調
整用管体５内部の方が圧損が大きくなり、管体５内の液
の上向流速が低下し、管体５を通って上段流動粒子層４
０から下段流動粒子層４０へ活性炭粒子４が流入する。
また、前記間隔が所定のものｈより小さくなりすぎる
と、換言すれば、下段流動粒子層４０の粒子量が多くな
りすぎると、調整用管体５内部の方が圧損が小さくな
り、管体５内の上向き液流速が上昇し、管体５を通って
下段流動粒子層４０から上段流動粒子層４０へ活性炭粒
子４が流入する。ストレーナ３における圧損が調整用管
体５内の圧損と等しくなってくると、該管体内外の上向
き液流速が同一化し、各粒子層の粒子量が安定化する。

【００２１】なお、最上段粒子層４０における活性炭粒
子４は、その下段における粒子層４０の粒子量が所定量
より少なくなったときに、前記のように管体５を介して
下段粒子層４０へ移動する。いずれにしても、粒子量の
調整作用による粒子量安定化は、最下段より行われ、順
次上段へと安定化していく。液処理を重ねることにより
活性炭粒子４の吸着能力が低下し、少なくとも一部粒子
の交換が必要になると、液供給管８１からの液供給を停
止し、排出口１２を弁１３の操作により開き、エゼクタ
１４に圧力水を供給することで塔底部１１内の液を排出
口１２から外部へ排出し、それに伴って、塔１内に下降
液流を発生させ、一番吸着能力が低下している最下段粒
子層４０の粒子４を最下段支持板２のストレーナ３から
底部１１へ流入させ、引き続き排出し、さらにそれに伴
って、各上下に隣り合う粒子層４０、４０において上段
粒子層の粒子を下段へ移動させる。この移動は主として
各支持板２におけるストレーナ３を通して行われる。ま
た、このような粒子排出とともに活性炭粒子補給部７か
ら補給管７１を介して、排出した粒子量に見合う新しい
又は（及び）再生された活性炭粒子を最上段粒子層４０
に補給する。

【００２２】このような粒子交換作業は塔内粒子の一部
ずつを交換するように間欠的に行なううものであるが、
一段分の粒子量を一度に交換することが望ましい。この
ような粒子交換により各支持板２上の粒子量が所定のも
のから変動することがあっても、その後の本来の液処理
運転において、前述のように粒子量調整用管体５の作用
で、その変動が自動的に修正される。

【００２３】かくして実施例装置においては、各支持板
２上の粒子層４０における粒子量が所定のものに向け制
御されるので、装置運転が円滑に行われ、所望の液処理
が実施される。なお、本発明は前記実施例に限定される
ものではなく種々の態様で実施できる。例えば、処理材
粒子は処理対象液に応じ、活性炭粒子以外のものでもよ
い。また、通液部も前記ＢＦストレーナ３に限定されな
い。

【００２４】

【発明の効果】本発明によると、固液接触塔内に架設し
た通液部を有する粒子支持部材上に処理材粒子を配置し
て前記塔内に複数段の流動可能の処理粒子層を形成し、
処理対象液を上向流により前記各段の粒子層に下から上
へ順次接触通過させて処理し、処理材粒子の交換は、各
上下に隣り合う粒子層において処理材粒子を上段層から
下段層へ移動させ、最下段粒子層から塔外へ排出する一
方、最上段粒子層に処理材粒子を補給することで行う多
段流動層式固液接触装置であって、処理材粒子交換等に
伴う各粒子層の粒子量変動が自動的に修正されて粒子量
が調整され、それだけ円滑な運転を行える装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例の断面図である。

【図２】図１の実施例において使用するストレーナを示
すもので、図（Ａ）はその断面図、図（Ｂ）はその平面
図である。

【符号の説明】

１ 固液接触塔 １１ 塔１の底部（逆円錐形状部分） １２ 排出口 １３ 排出口１２を開閉する弁 １４ エゼクタ ２ 活性炭粒子の支持板 ２１ 支持板２に設けたストレーナ取り付け孔 ３ ストレーナ ４ 活性炭粒子 ４０ 活性炭粒子層 ５ 粒子量調整用管体 ５１ 管体５の上端開口 ５２ 管体５の下端開口 ６ 溢流樋 ７ 活性炭粒子補給部 ７１ 粒子補給管 ７２ 管７１の先端部 ８ 処理対象原液供給部 ８１ 液供給管 ８１１ 管８１の先端開口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固液接触塔内に架設した通液部を有する
   粒子支持部材上に処理材粒子を配置して前記塔内に複数
   段の流動可能の処理粒子層を形成し、処理対象液を上向
   流により前記各段の粒子層に下から上へ順次接触通過さ
   せて処理し、処理材粒子の交換は、各上下に隣り合う粒
   子層において処理材粒子を上段層から下段層へ移動さ
   せ、最下段粒子層から塔外へ排出する一方、最上段粒子
   層に処理材粒子を補給することで行う多段流動層式固液
   接触装置において、前記各上下に隣り合う粒子層につい
   て、上段粒子層内に上端開口が配置されるとともに下段
   粒子層内に下端開口が配置され、処理材粒子径より大き
   い内径を有する粒子量調整用管体を設けたことを特徴と
   する多段流動層式固液接触装置。