JPH09900A - 粉体と気体の混合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 不具合を解消できる粉体と気体の混合装置の
提供。 【構成】 空気２を流す主管１と、粉体を混入した粉流
体４が主管１内で旋回流を発生するような取付角にして
主管１に連結されて、主管１内に注入する注入管３と、
主管１内に発生させた旋回流と逆方向の旋回流が、主管
１内に発生するようにして主管に取付けられ、空気７を
注入する攪拌管６とからなる。これにより、粉流体４中
の粉体と空気２，７は、（逆）旋回流中で攪拌されるこ
ととなり、粉体を均等に分散させることができ、排ガス
等への粉体の反応効率を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ごみ焼却プラント等大
気汚染ガスを発生させるプラントの排ガス処理設備にお
ける、粉体状薬品と空気を混合する混合装置等に適用さ
れる粉体と気体の混合装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ごみ焼却プラント等のように、大気汚染
ガスを発生させるプラントにおいては、ごみ焼却で生じ
る排ガスの処理（浄化）のために、排ガス流れ中に粉体
の薬品（以下、単に粉体という）を混入して、大気汚染
ガスの原因となる排ガス中の有害成分を中和して無害化
し、又は除去して大気中へ排出することが行われてい
る。この処理を効果的に行うためには、粉体をできるだ
け一様に、排ガス中で分散させて、粉体と排ガスの接触
面積を多くすることが必要である。

【０００３】このため、排ガス流れに入れる前に、粉体
が空気中に一様に分散して、混合した、粉体−空気の２
相流としておく必要がある。すなわち、空気と排ガス、
いわゆる気体同志は、双方の気体が一様に分散しやす
く、粉体と空気の接触面積を大きくなるようにして、混
合しておけば、粉体の混合した空気を排ガス中に混合さ
せたとき、結果的に粉体が排ガス中に均等分散すること
となり、粉体と排ガスとの反応を効果的にすることがで
きる。

【０００４】このような排ガス中に粉体を均等に分散さ
せるために行う粉体と空気との混合においては、従来多
量の空気を流し、極低濃度輸送中に、粉体を搬送空気中
に均等分散させる方法を採用していた。しかしながら、
この空気を多量に流して、平均的に粉体と空気の接触面
積を多くする方法でも、空気中の粉体の分散にはむらが
できやすく、この様な空気を排ガスに混合させたとき、
未反応の粉体がそのまま外部へ排出され、排ガス処理が
不十分となったり、又は粉体を必要以上に使用しなけれ
ばならない等の不具合があった。

【０００５】さらに、処理を行う排ガスの性状によって
は、混入する粉体の量を多くする必要がある場合がある
が、このようなケースにおいては、上述のやり方で粉体
を排ガス中に均等に分散させようとすると、空気量を多
くしなければならないため、処理装置が大規模化して、
その製作・組立・据付が困難になり、高コスト化すると
いう不具合もあった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、粉体を気体
中に均等に混合するために、従来採用されている装置に
よる混合で生じる、上述した不具合を解消するため、粉
体と気体の混合を旋回気流を利用して行い、気体中の粉
体の分散にむらを少くでき、また、多量の粉体を混入す
る場合においても、小規模の装置にでき製作、組立、据
付等が容易にでき、低コスト化できる粉体と気体の混合
装置を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の請求
項１に示す粉体と気体の混合装置は、次の手段とした。
（１）第１の気体、又は第１の気体に第１の粉体を混入
させた第１の粉流体を流す主管を設けた。 （２）主管に注入する第２の気体、又は第２の気体に第
２の粉体を混合させた第２の粉流体が、主管内で旋回流
を発生するようにして主管内に注入される取付角にし
て、注入管を主管に連結した。 （３）主管に注入する第３の気体、又は第３の気体に第
３の粉体を混合させた第３の粉流体が、主管内で注入管
で注入された第２の気体、又は第２の粉流体が主管内に
発生させた旋回流と逆方向に旋回する、いわゆる逆旋回
流を発生させる取付角で、注入管が連結された位置より
下流側に攪拌管を主管に連結した。

【０００８】なお、上述（１）〜（３）の手段の少くと
も１つは、粉流体を流し、又は注入するようにしたもの
が好ましい。また、第１の気体、第２の気体、第３の気
体および第１の粉流体、第２の粉流体、第３の粉流体の
それぞれは、互いに異るものでも、同一種類のものでも
良いものである。

【０００９】また、本発明の請求項２に示す粉体と気体
の混合装置は、上述（１）〜（３）の手段のうちの次の
手段とした。 （４）主管内を流す第１の気体、若しくは第１の粉流体
と、攪拌管から主管内に注入して逆旋回流を主管内に発
生させる第３の気体、若しくは第３の粉流体とは、同一
種類のものとした。すなわち、本発明の手段では、主管
内を流すものが第１の気体であれば、攪拌管から第１の
気体と同一の第３の気体が主管内に注入され、また主管
内を流すものが第１の粉流体であれば、攪拌管からは第
１の粉流体と同一の粉流体が主管内に注入されるように
した。

【００１０】また、本発明の請求項３に示す粉体と気体
の混合装置は、次の手段とした。 （５）前述した（１）の手段と同様の主管を設けた。 （６）先端部が主管内部に挿入されて、第２の気体、又
は第２の気体に第２の粉体を混合させた第２の粉流体
を、主管内に注入する流入管を設けた。なお、第２の気
体、又は第２の粉流体は主管内に注入されるとき、主管
内に旋回流を発生させるようにしても良く、また主管の
方向と平行に注入され、注入による主管内の旋回流が、
発生しないようにして注入しても良い。 （７）主管内部に挿入された流入管先端部外周面と、こ
れに対面する主管内周面との間に、主管内の流れに旋回
流を発生させる攪拌翼を架設した。 （８）主管内部に挿入された流入管の注入口より下流側
の主管に連結され、攪拌翼によって上流側に発生してい
る旋回流と逆方向に旋回する逆旋回流を主管内に発生さ
せる流入角で、第３の気体、又は第３の気体に第３の粉
体を混合させた第３の粉流体を主管内に注入する攪拌管
を設けた。

【００１１】なお、上述（５），（６），（８）の手段
の少くとも１つは、粉流体を流し、又は注入するように
したものが好ましい。また、第１の気体、第２の気体、
第３の気体および第１の粉流体、第２の粉流体、第３の
粉流体のそれぞれは、互いに異るものでも、同一種類の
ものでも良いものである。

【００１２】

【作用】本発明の請求項１に示す粉体と気体の混合装置
は上述した（１）〜（３）の手段により、（１）第１の
気体、又は第１の粉流体が流れる主管内には、注入管か
ら注入された第２の気体又は第２の粉流体によって、旋
回流が発生する。また、この旋回流の発生している流れ
には攪拌管から注入される第３の気体、又は第３の粉流
体によって、逆方向の旋回流が発生させられるので気
体、又は粉流体は均等に分散した混合気流にすることが
できる。特に、主管内を流れ、若しくは注入された、第
１の粉流体、および／又は第２の粉流体、および／又は
第３の粉流体中の粉体は、気体中に均等に分散されたも
のとなり、気体との接触面積を大きくすることができ
る。

【００１３】また、１〜２種の粉体と２〜１種の気体の
混合、若しくは３種の粉体の混合を行うことができる。
また、混合処理は旋回流で行われるため、粉流体の気体
との接触面積を大きくするために、多量の気体を必要と
せず、さらには低濃度の混合体を必要とする場合でも、
流速を変えることより対応できるので、装置が大規模す
ることもなく、その製作等に困難を来すこともなく、高
コスト化することもない。

【００１４】また、本発明の請求項２に示す粉体と気体
の混合装置は、上述（１）に加え、上述の（４）の手段
により（２）主管内を流れて来た第１の気体、又は第１
の粉流体に注入された第２の気体、又は第２の粉流体
は、注入時の自己の旋回力で第１の気体、又は第１の粉
流体に混合するとともに、攪拌管から注入される第１
（３）の気体、又は第１（３）の粉流体によって逆旋回
力が与えられるため、さらに第１の気体、又は第１の粉
流体中に均等に分散させることができ、特に、排ガス処
理に使用する前述した粉体薬品と空気との混合には好適
である。

【００１５】また、本発明の請求項３に示す粉体と気体
の混合装置は、上述（５）〜（８）の手段により、
（３）主管を流れる第１の気体、又は第１の粉流体は、
攪拌翼によって旋回流が発生する。この旋回している第
１の気体、又は第１の粉流体に、流入管から、さらに旋
回力を強めるように、又は主管の軸方向に、第２の気
体、又は第２の粉流体が注入されるので、両者は旋回流
中で混合が促進される。さらに、第２の気体、又は第２
の粉流体の注入点より下流側で、主管内に発生している
旋回流と逆方向の逆旋回流を発生させる第３の気体、又
は第３の粉流体が主管内に注入されるので、主管内の気
体又は粉流体は、均等に分散した混合気流にすることが
できる。

【００１６】また、前述（１）と同等の作用、およびそ
の作用による効果が得られる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の粉体と気体の混合装置の実施
例を図面にもとづき説明する。図１は、本発明の粉体と
気体の混合装置の第一実施例を示す図で、図１（ａ）は
側面図、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す矢視Ａ−Ａ断面
図である。

【００１８】図において、１は第１の気体としての空気
２を流す主管、３は第２の粉流体としての粉体薬品を、
第２の気体としての空気に混合した混合流４が、主管１
内に注入されたとき主管１内で旋回流が発生するような
取付角にして主管１に連結された注入管である。すなわ
ち、注入管３は、主管１の外周面接線方向の成分を設
け、しかも、主管１内の空気２流れ方向に下降した傾斜
をつけて主管１に取付けられ、その注入口から主管１内
に注入される混合流４は、主管１内部に一方向に回転す
る旋回流を発生させる。

【００１９】また、５は圧力ヘッダーで、圧力ヘッダー
５には攪拌管としてのノズル６が分岐して設けられてい
る。圧力ヘッダー５から分岐したノズル６は、主管１の
外周４ケ所から主管１の外周接線方向に、第３の気体と
して空気７を注入するようにされており、しかもノズル
６から主管１内に注入された空気７の流れは、上流側に
発生している旋回流と逆方向の逆旋回流を主管１内に発
生させるようにしている。このような、主管１の外周４
ケ所から主管１内に、逆旋回流を発生させるノズル６
は、主管１の流れ方向に３個所設けられている。

【００２０】このように、本実施例は第１の気体として
の空気２を流す主管１と、主管１内に旋回流を生じさせ
るように連結して、第２の粉体としての混合流４を主管
１に注入する注入管３と、注入管３の下流側であって、
混合流４の注入によって生じた旋回方向と逆方向の旋回
流を生じさせるように、主管１の接線方向に第３の気体
として空気７を注入する、攪拌管としてのノズル６を連
結したので、主管１の内部には、流れ方向で、旋回方向
が変る２つの旋回流が発生し、注入管３から注入された
混合流４中の粉体薬品は、第１の気体、および第３の気
体としての空気２，７中に均等に分散し、薬品粉体と空
気の混合にムラができるという、従来の混合で生じてい
た問題を解決できる。

【００２１】また、発生させた旋回流、逆旋回流によ
り、機械的に粉体薬品を空気２，７中に混合するように
しているので、極低濃度にしなくても、粉体薬品を空気
中に均等分散でき、分散媒体としての空気の量を低減で
き、装置が大規模することがなく、低コストにできる。
さらに、低能度の分散媒体を必要とする場合において
も、主管１、注入管３、ノズル６内の流速を変えること
により、装置を大規模にすることなく対応できる。

【００２２】なお、上述した実施例では、注入管３から
注入した粉体薬品の分散について説明したが、主管１に
第１の粉体を混合した第１の粉流体を流し、これに注入
管３から第２の粉体を混合した第２の粉流体、およびノ
ズル６から第３の粉体を混合した第３の粉流体を、それ
ぞれ注入するようにすれば、３種の異なる粉体を均等に
混合することもでき、また３種の異なる粉体をそれぞれ
搬送する気体に、別の種類の気体を使用すれば、３種の
異なる粉体と３種の異なる気体とを混合できる。すなわ
ち、本発明は実施例で示した１種類の粉体と１種類の気
体の混合から、３種類の粉体と３種類の気体の混合に使
用することができるものである。

【００２３】次に、図２は本発明の第２実施例を示す図
で、図２（ａ）は側面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の矢
視Ｂ−Ｂ断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）の矢視Ｃ−Ｃ
断面図である。

【００２４】図に示すように、本実施例における、第１
の気体として空気２を流す主管には、ベンド管１１を使
用し、ベンド管１１の曲部に、第２の粉流体としての粉
体薬品を第２の気体としての空気に混合した混合流４
を、ベンド管１１内に注入させる流入管１２の先端部を
挿入している。流入管１２の先端部は、ベンド管１１と
同方向に配設しても良いが、本実施例の如く、流入管１
２からベンド管１１内に流入する混合流４が、ベンド管
１１内で後述する攪拌翼１３による旋回流をさらに加速
するように配設しても良い。

【００２５】また、流入管１２の先端部の外周面とベン
ド管１１内周面の間には、ベンド管１１内を流れる空気
２流に、旋回流が発生するように攪拌翼１３が設置され
ている。また、流入管１２先端部の流入口より下流側に
は、第一実施例において説明したものと同様のノズル６
が設置されている。

【００２６】本実施例は、上述のように構成されるの
で、ベント管１１を流れる空気２の流れでは、ベンド管
１１に混合流４が注入される位置より上流側で、攪拌翼
１３により旋回流が発生する。この旋回流の発生してい
る空気２の流れに、さらに旋回流を加速するように、混
合流４が流入管１２から注入される。これにより、混合
流４中の薬品粉体は、空気２の流れで攪拌されて、空気
流２中に分散されながら流れる。

【００２７】この流れをさらに、ノズル６から吹込まれ
る空気２の流れによって、逆旋回流を発生させることに
より、ベンド管１１内の流れには、強い攪拌力が働き、
空気流２中の薬品粉体は、さらに分散され、空気との接
触面積の大きなものとすることができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の粉体と気
体の混合装置によれば、特許請求の範囲に示す構成によ
り、 （１）局所的に粉体濃度のムラができやすかった、粉体
−気体二相流に旋回力を与えてやることにより、粉体の
気体中への分散が、より効果的になり、気体中に粉体が
均等に分散し、粉体の気体への接触面積を大きくするこ
とができる。 （２）粉体を効果的に気体に混合できるようになること
により、粉体を分散させる気体の量を少なくすることが
可能になるため、混合に必要な装置を小規模化すること
ができる。 （３）粉体輸送と、気体中への粉体の均等分散とを分離
することが可能となり、高濃度粉体輸送と粉体の空気中
への低濃度均等分散ができ、装置を高効率的のものにす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の粉体と気体の混合装置の第一実施例を
示す図で、図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は図１
（ａ）に示す矢視Ａ−Ａ断面図である。

【図２】本発明の第２実施例を示す図で、図２（ａ）は
側面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の矢視Ｂ−Ｂ断面図、
図２（ｃ）は図２（ａ）の矢視Ｃ−Ｃ断面図である。

【符号の説明】

１，１１ 主管 ２ 第１の気体としての空気（流） ３ 注入管 ４ 第２の粉流体としての混合流 ５ 圧力ヘッダー ６ 攪拌管としてのノズル ７ 第３の気体としての空気（流） １２ 流入管 １３ 攪拌翼

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の気体若しくは第１の粉体を混入し
   た第１の粉流体を流す主管と、前記主管に連結され、旋
   回流を発生させて前記主管内を流す第２の気体若しくは
   第２の粉体を混入した第２の粉流体を注入する注入管
   と、前記注入管の連結部下流側で前記主管に連結され、
   前記主管内に逆旋回流を発生させて前記主管内を流す第
   ３の気体若しくは第３の粉体を混入した第３の粉流体を
   注入する攪拌管とを設けたことを特徴とする粉体と気体
   の混合装置。
2. 【請求項２】 前記第３の気体若しくは第３の粉流体を
   前記第１の気体若しくは第１の粉流体と同一のものにし
   たことを特徴とする請求項１の粉体と気体の混合装置。
3. 【請求項３】 第１の気体若しくは第１の粉体を混入し
   た第１の粉流体を流す主管と、先端部が前記主管内部に
   挿入され、第２の気体若しくは第２の粉体を混入した第
   ２の粉流体を前記主管内に注入する流入管と、前記主管
   の内周面と前記流入管の先端部外周面に架設され、前記
   主管内に旋回流を発生させる攪拌翼と、前記流入管の注
   入口下流側で前記主管に連結され、前記主管内に逆旋回
   流を発生させて前記主管内を流す第３の気体若しくは第
   ３の粉体を混入した第３の粉流体を注入する攪拌管とを
   設けたことを特徴とする粉体と気体の混合装置。