WO2004076042A1 - 混合装置およびスラリー化装置 - Google Patents

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mixing
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    • B01F25/43161—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor the baffles being flat pieces of material, e.g. intermeshing, fixed to the wall or fixed on a central rod composed of consecutive sections of flat pieces of material
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    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/80—Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/82—Combinations of dissimilar mixers

Definitions

  • the present invention relates to a mixing device for mixing a powder and a liquid.
  • Lime slurry obtained by mixing quick lime or slaked lime with water is widely used industrially, such as for removing acid gas and neutralizing wastewater. It is also known that a slurry obtained by mixing powder of magnesium hydroxide, magnesium oxide, calcium hydroxide, or the like with water is used as a smoke desulfurization adsorbent, a wastewater neutralizer, or the like.
  • a method for producing a desired crystalline calcium carbonate having excellent physical properties as a paper coating material using slaked lime slurry as a raw material is disclosed in Japanese Patent Publication No. 55-518852, Japanese Patent Publication No. 2700638. It is described in Japanese Patent Publication No.
  • a method of directly charging the powder from above into a dissolution tank storing a liquid such as water is used.
  • the powder when the powder is put into the melting tank, the powder soars and spreads significantly as dust.
  • the melting tank is usually sealed, and a large-sized dust collection filter device is provided above the melting tank so that the dust is sucked and collected by the filter.
  • Japanese Patent Publication No. 5-350013 discloses a device to prevent dust generation when powder is poured into water.
  • a rallying device is disclosed.
  • This slurry-forming device has a slurry-storage tank and a slurry tank for storing water, which is connected to a side thereof.
  • a powder supply pipe is inserted from the surface of the water into the slurry tank, and its tip reaches near the bottom.
  • the powder is conveyed under pressure by a powder supply pipe, and is ejected into water from the tip.
  • the powder is mixed with water near the bottom of the slurrying tank and slurried.
  • dust generation can be suppressed.
  • the method of directly charging powder into the melting tank requires a large dust collection filter device, and the device becomes large.
  • maintenance of the dust collection filter device is required, which increases maintenance costs.
  • the slurrying apparatus described in Japanese Patent Publication No. 5-35013 requires the installation of a slurrying tank separately from the slurry storage tank. There is a problem that it takes. Also, if the slurry tank is stopped after operation, the powder remaining at the end of the powder supply pipe or inside the powder supply pipe comes into contact with water. This can cause problems.
  • An object of the present invention is to provide a mixing apparatus which is small in size and can make a powder into a slurry without incurring maintenance costs.
  • a cyclone-type cylindrical body including a portion whose diameter decreases from the upper opening to the lower opening is used, and the liquid is swirled inside the cylindrical body. It accelerates by dropping and generates a vortex.
  • the powder is injected into the center of the vortex and wrapped in the vortex to mix the two. As a result, the powder does not contact the inner wall of the cylindrical body, so that the cylindrical body does not clog. Ma
  • the pressure near the center of the vortex becomes negative and the powder is sucked, almost no dust is generated.
  • a configuration can be adopted in which a liquid supply port for injecting a liquid in a circumferential direction of the inner wall is provided on the upper side surface of the cylindrical body.
  • the liquid supplied from the liquid supply port falls while rotating along the inner wall of the cylindrical body.
  • the upper part of the cylindrical body is provided with a powder inlet.
  • the powder is charged from the powder input port along the axial direction of the cylindrical body.
  • a mixing device having a configuration in which a powder feeding pipe is arranged at an upper opening of a cylindrical body and a liquid supply pipe is inserted into an upper side surface of the cylindrical body can be provided.
  • the axial direction of the powder feeding tube is set substantially parallel to the axial direction of the cylindrical body, and the axial direction of the liquid supply pipe is set substantially parallel to the tangential direction of the cylindrical body.
  • the axial direction of the powder injection pipe does not have to be completely parallel to the axial direction of the cylindrical body, and the powder is placed at the center of the cylindrical body so that the powder does not contact the inner wall of the cylindrical body. It is only necessary to be able to drop
  • the axial direction of the liquid supply pipe does not need to be completely parallel to the tangential direction of the cylindrical body, and it is sufficient that the liquid can be supplied so that the liquid swirls along the inner wall of the cylindrical body.
  • Dispersion means for dispersing the powder in the liquid is disposed inside the dispersion tube.
  • the dispersing means may be configured to include, for example, a dispersing plate in which plate members are combined in a cross shape.
  • a tank for storing the mixed powder and liquid can be arranged below the dispersing means.
  • FIG. 1 is a side view showing the overall configuration of a mixing apparatus 100 according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the mixing device 100 of FIG.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line AA ′ of the mixing apparatus 100 of FIG.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing the trajectories of the powder and the liquid in the mixing device 100 of the present embodiment.
  • the mixing device 100 of the present embodiment is a device that mixes a powder with a liquid to form a slurry.
  • the mixing device 100 has a cyclone-type tubular portion 10 and a dispersion pipe 11 connected to a lower portion of the tubular portion 10.
  • the cyclone-type cylindrical portion 10 is a portion that generates a vortex by a liquid and entrains and mixes the powder with the vortex.
  • the dispersion pipe 11 is a part for further mixing and dispersing the powder and the liquid mixed by the cyclone-type cylindrical part 10.
  • the cyclone-type cylindrical portion 10 and the dispersion pipe 11 are supported by a frame base 20 above a slurry tank 30 for storing the slurry.
  • the lower opening of the dispersion pipe 11 is inserted into the upper opening of the slurry tank 30.
  • a powder input tube 13 is provided above the cyclone-shaped cylindrical portion 10.
  • a powder transfer hose 42 is connected to the powder feed tube 13 by a connector 43.
  • the powder transfer hose 42 is connected to the tank 41 of the powder carry-in vehicle 40 via a powder transfer pipe 44.
  • the powder mounted on the powder transport vehicle 40 is transported by the powder transport pipe 44 and the powder transport hose 42, and is injected into the cyclone type cylindrical portion 10 from the powder input tube 13 .
  • a liquid supply pipe 12 is provided on a side surface of the cyclone-type cylindrical portion 10, and a liquid supply hose (not shown) is connected thereto. The liquid is supplied from the liquid supply pipe 12 into the cyclone-shaped cylindrical portion 10.
  • the supplied powder and liquid are converted into a slurry by passing the powder into the liquid while passing through the cyclone-type cylindrical portion 10 and the dispersion pipe 11, and the slurry is converted into a slurry. It falls into one tank 30 and is stored.
  • the structure of the cyclone-shaped cylindrical portion 10 will be specifically described with reference to the cross-sectional view of FIG.
  • the cyclone-shaped cylindrical portion 10 has a cylindrical portion 10a and a conical portion 10b connected to a lower portion of the cylindrical portion 10a.
  • a lower opening 17 having the same diameter as the dispersion tube 11 is provided at the tip of the conical portion 10b, and is connected to the upper opening of the dispersion tube 11 by a connection portion 18.
  • a lid 15 is attached to the upper opening of the cylindrical portion 10a. At the center of the lid part 15, the above-mentioned powder injection pipe 13 is inserted and fixed. At this time, the center axis of the powder injection tube 13 is aligned so as to coincide with the center axis of the cyclone-shaped cylindrical portion 10.
  • FIG. 3 which is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 2 and FIG. It is mounted on the upper surface.
  • the axial direction of the liquid supply pipe 12 is set to be parallel to the tangent direction of the inner peripheral surface of the cylindrical portion 10a.
  • the shape of the tip of the liquid supply pipe 12 is machined so as to match the curved shape of the inner peripheral surface of the cylindrical portion 10a.
  • a dispersion plate 19 a, 19 b in which a rigid plate-like member is fixed in a cross shape is installed inside the dispersion tube 11. It is fixed along the center axis of a plurality of stages (six stages in Fig. 2).
  • the cross-shaped direction of the plate-shaped member is fixed by 45 with respect to the cross-shaped direction of the dispersing plate 19a.
  • the dispersion plates 19a and the dispersion plates 19b are alternately arranged.
  • the liquid supplied from the liquid supply pipe 12 flows along the circumferential direction of the inner peripheral surface of the cylindrical portion 10a, and flows along the inner wall. It falls while turning, forming a vortex (A in Fig. 4). Then, the swirling speed of the vortex is accelerated as the diameter becomes smaller at the conical portion 10b (reference B in FIG. 4). On the other hand, the powder falls into the center of the cyclone-type cylindrical portion 10 and is caught in the center of the vortex and mixed. Mixing of liquid and powder mixed in cyclone-shaped cylindrical part 10 The flow of the object collides with the uppermost dispersion plate 19a of the dispersion pipe 11 (reference C in FIG. 4).
  • the mixture flow is divided by the dispersion plate 19a, and passes through each of the four cross-shaped regions, whereby the liquid and the powder of the mixture are further mixed (reference D in FIG. 4). ). It is sequentially divided by the second-stage dispersion plate 19b to the sixth-stage dispersion plate 19b, and is repeatedly divided and mixed by passing through this. At the point when the powder has passed through the sixth-stage dispersion plate 19b, the powder has been completely dispersed in the liquid and turned into a slurry.
  • a connecting portion between the cylindrical portion 10a and the conical portion 10b of the cyclone-type tubular portion is provided with a collar 16 on the outer periphery as shown in FIGS.
  • the collar 16 is used for fixing the cyclone-type cylindrical portion 10 to the frame 20.
  • an inspection port 14 for inspecting the inside is provided at the upper part of the outer peripheral surface of the cyclone-shaped cylindrical portion 10.
  • the inspection opening 14 has a lid that can be opened and closed.
  • a powder transfer hose 42 is connected to a powder feed tube 13 by a connecting tool 43.
  • the powder carrier 40 applies pressure to the slaked lime mounted on the tank 41 and sends it out to the powder carrier pipe 44.
  • the slaked lime is transported to the powder input pipe 13 by the powder transport pipe 44 and the powder transport hose 42.
  • the conveyed slaked lime falls along the center axis of the cyclone-type cylindrical portion 10 from the tip of the powder inlet tube 13 along a locus as shown in FIG.
  • a water supply hose (not shown) is connected to the liquid supply pipe 12 to supply water (emulsified water). Since the supplied water is injected from the liquid supply pipe 12 in the circumferential direction along the inner peripheral surface of the cyclone-shaped cylindrical portion 10, the water is swirled along the inner peripheral surface as shown in FIG. Fall down.
  • the turning speed of the water is the conical part of the cyclone type cylindrical part 10 As the diameter becomes smaller at 10 b, it is accelerated, and it becomes a vortex near the lower opening 17.
  • the inside of the cyclone-shaped cylindrical portion 10 becomes negative pressure at the center of the conical portion 10b, so that the slaked lime that falls along the central axis falls so as to be sucked into the center of the vortex. It is wrapped in a vortex and mixed.
  • the water surface at the center of the vortex flows higher than the lower opening 17, so that the slaked lime is wrapped in the vortex before reaching the opening 17.
  • slaked lime mixed with the vortex flows into the dispersion pipe 11 from the lower opening 17 at the velocity of the vortex, and collides with the uppermost dispersion plate 19a. Due to this collision, slaked lime and water are further mixed.
  • the struck vortex and slaked lime are divided into four streams by a cross-shaped dispersion plate, and further mixed by passing through each of the four regions divided by the cross-shaped dispersion plate.
  • the water and slaked lime that have passed through the first-stage dispersing plate 19a reach the second-stage dispersing plate 19b, where they are split at an angle different from that of the first-stage dispersing plate 10a.
  • the mixture is further mixed by passing through the dispersing plate 19b of the eye.
  • the sheet passes through the third to sixth stage dispersing plates 19a to l9b, it is divided and mixed.
  • the slaked lime is completely dispersed in the water to form a slurry.
  • the slurry is discharged from the lower opening of the dispersion pipe 11, falls into the slurry tank 30, and is stored.
  • the mixing device 100 of the present embodiment uses a cyclone-type cylindrical portion 10 having a shape imitating a cyclone used as a centrifugal force separating device, and applies a water flow (liquid flow) to the cyclone-type cylindrical portion 10. While rotating along the inner wall, slaked lime (powder) is dropped at the center, and slaked lime is drawn into the center of the vortex formed near the opening 17. Therefore, slaked lime does not directly contact the inner wall of the cyclone-shaped cylindrical portion 10, so that the slaked lime does not stick to the inner wall and can be slurried without clogging.
  • the water flow circling the inner wall of the cyclone-shaped cylindrical portion 10 is at the tip of the conical portion 10b.
  • the pressure in the cyclone-shaped cylindrical portion 10 becomes negative pressure near the lower opening 17 because of the acceleration toward. Therefore, the powder supplied from the powder supply pipe 13 is sucked toward the lower opening 17 under negative pressure, so that the dust hardly rises.
  • the conventional dust collection filter device for removing dust is unnecessary for the mixing device of the present embodiment, and the maintenance of the dust collection filter device is unnecessary.
  • the mixing apparatus 100 of the present embodiment has a simple cylindrical structure, and therefore can be easily manufactured at low cost.
  • the mixing device 100 since the mixing device 100 is small, it can be mounted on the slurry tank 30, and there is no need to separately prepare a place beside the slurry tank 30 for installation. It is easy to remove the mixing device 100 from the slurry tank 30. Therefore, the mixing device 100 can be easily installed at low cost in the slurry tank 30 requiring a device for slurrying, and can be removed as needed. Further, since the mixing device 100 has a structure in which the powder does not contact the inner wall as described above, the powder does not stick to the inner wall, and maintenance is easy.
  • the mixing apparatus 100 of the above-described embodiment when the amount of water supplied from the liquid supply pipe 12 is large, the flow velocity of the vortex increases, and the powder is completely mixed with the powder in the cyclone-type cylindrical portion 10. To form a slurry. When mixing under such conditions, it is possible to remove the dispersion pipe 11 from the mixing device 100 and use it only in the cyclone-type cylindrical portion 10.
  • the shape and arrangement of the dispersion plates 19a and 19b arranged in the dispersion tube 11 are not limited to the cross-shaped arrangement of this embodiment, but may be any desired shape. It is possible. Although the number of the dispersion plates 19a and 19b is six in the present embodiment, it can be increased or decreased according to the state of slurrying.
  • the mixing apparatus is not only used for slurrying slaked lime and water, but can be used for mixing any powder and liquid into a slurry.
  • it can be used to mix powders of cement, quicklime, calcium carbonate, magnesium hydroxide, magnesium oxide, calcium hydroxide, clay minerals and the like with a liquid such as water to form a slurry.
  • the axial direction of the powder injection tube 13 is set to be parallel to the axial direction of the cyclone-type cylindrical portion 10. However, it is not necessary to be completely parallel. It is sufficient that the powder can be dropped on the central portion of the cylindrical portion 10 so that the powder does not contact the inner wall of the cylindrical portion 10.
  • the axial direction of the liquid supply pipe 12 may not be completely parallel to the tangential direction of the cylindrical portion 10 as long as the liquid can be supplied so that the liquid swirls along the inner wall of the cylindrical portion 10. .
  • the powder is supplied from the powder supply pipe 13 to the cyclone-type cylindrical portion 10.
  • the powder supply pipe 13 is not provided, and the center of the lid 15 is not provided. It is also possible to provide a configuration in which only an opening is provided in the opening and the powder is introduced through this opening. In this case, the powder transfer hose 42 connected to the powder transfer vehicle 41 can be directly inserted into the opening of the lid to charge the powder.
  • the mixing apparatus 100 having the structure shown in FIGS. 1 and 2 of the above embodiment.
  • the size of the mixing device 100 used in the present example is such that the cylindrical portion 10a of the cyclone-type cylindrical portion 10 has an inner diameter of 30 O mm, a length of 60 O mm, and a conical portion 10 b has an inner diameter of 150 mm at the lower end and a length of 400 mm.
  • the liquid supply pipe 12 is connected to a position 30 Omm from the upper end of the cylindrical portion 10a.
  • the inner diameter of the liquid supply pipe 12 is 8 O mm.
  • the inner diameter of the powder input tube 13 is 10 O mm.
  • the dispersion tube 1 1 has an inner diameter of 150 mm and a length of 80 O m m, and as shown in FIG. 2, is provided with six-stage dispersion plates 19a and 19b.
  • Liquid supply pipe while supplying slaked lime powder at 10 to 40 t / h from powder input pipe 13
  • Digestion water (industrial water) was supplied from the liquid supply pipe 12 at 17 m 3 / h while charging from 13.
  • the quicklime powder was mixed with the digested water by the mixing device 100 and dropped into the slurry tank 30 as a suspension (slurry). No dust was generated from the mixing device 100 and the slurry tank 30. Regarding the suspension (slurry) in the slurry tank 30, no lumps of powder due to poor mixing and no undigested matter were observed.
  • Example 4 Using the same apparatus as in Example 1, while pouring the cement powder at 10 to 80 tZh from the powder inlet pipe 13, dissolve water (industrial water) at a water temperature of 1 to 85 ° C and 25 to 75 m 3 / h And supplied from the liquid supply pipe 12. The cement powder was mixed with the dissolved water by the mixing device 100, turned into a slurry, and dropped into the slurry tank 30. As a result, a slurry with a dissolution concentration of 50% or less could be produced. No dust was generated from the mixing device 100 and the slurry tank 30. Regarding the suspension (slurry) in the slurry tank 30, no lump of powder due to poor mixing was found. (Example 4)
  • the powder (calcium carbonate) stored in the powder storage silo is transported by a screw conveyor, and charged into the mixing device 100.
  • the mixing device 100 the same configuration as in Example 1 was used.
  • the screw conveyor cuts out calcium carbonate powder from the powder storage silo, transports it to the upper part of the powder input pipe 13 of the mixing device 100, and inputs it.
  • the screw conveyor was driven to supply the calcium carbonate powder to the mixing device 100 at 2 t / h.
  • emulsified water (industrial water) was supplied to the liquid supply pipe 12 of the mixing device 100 at 1 Oni 3 / !!.
  • the calcium carbonate powder was mixed with the emulsified water by the mixing device 100, turned into a suspension (slurry), and dropped into the slurry tank 30.
  • a dust collector was installed in the slurry tank 30 to prevent dust generation. However, even if the dust collector was stopped and the upper inspection port of the slurry tank 30 was opened, no dust was generated. Also, with regard to the suspension (slurry) in the slurry tank 30, no lump of powder due to poor mixing was observed.
  • the mixing device 100 of Example 1 was removed from the powder dissolution equipment used in Example 4, and calcium carbonate powder was directly fed from the screw conveyor to the slurry tank 30 and emulsified water was directly supplied to the dissolution tank. With this configuration, dust generation was remarkable, and it was necessary to operate a dust collector attached to the melting tank.

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Abstract

　上部開口から下部開口に近づくにつれて径が小さくなるサイクロン型筒状体１０を用い、この筒状体１０の内部で液体を旋回させながら落下させることにより加速し、渦流を発生させる。渦流の中心に粉体を投入し、渦流で包み込ませることにより、両者を混合する。これにより、粉体が筒状体の内壁に接触しないため、筒状体には詰まりが生じない。また、渦流の中心付近が陰圧になり粉体が吸い込まれるため、粉塵もほとんど発生しない。小型で、メンテナンスの費用をかけずに、粉体をスラリー化することのできる混合装置を提供することができる。

Description

明 細 書
混合装置およびスラリ一化装置
技 術 分 野
本発明は、 粉体と液体とを混合する混合装置に関するものである。
背 景 技 術
生石灰や消石灰と水とを混合して得られる石灰スラリ一は、 酸性ガスの除去、 排水の中和等工業的に広く使用されている。 また、 水酸化マグネシウムや酸化マ グネシゥム、 水酸化カルシウム等の粉体を水と混合してスラリー化したものを、 煙脱硫吸着剤や排水中和剤等として用いることが知られている。 また、 消石灰 スラリーを原料として、 紙コーティング材として優れた物性を示す所望の結晶系 の炭酸カルシウムを製造する方法が特公昭 5 5 - 5 1 8 5 2号公報、 特許第 2 7 0 6 3 8 4号公報に記載されている。
通常、 生石灰や消石灰等の粉体と、 水等の液体とを混合してスラリーを製造す る際には、 水等の液体を蓄えた溶解槽に上部から粉体を直接投入する方法が用い られる。 この方法は、 溶解槽に粉体を投入する際に粉体が舞い上がり、 粉塵とな つて周囲に著しく広がる。 このため、 通常は、 溶角军槽を密閉するとともに、 溶角牟 槽の上部に大型の集塵フィルタ装置を備え、 粉塵を吸引してフィルタで集めるよ うにしている。
このように直接粉体を投入する方法は、 生じる粉塵量が多いため、 集靡フィル タ装置は大型なものが必要であるとともに、 フィルタが目詰まりしゃすく、 頻繁 に洗浄または交換する等のメンテナンスを行う必要がある。 また、 溶解槽の側壁 に粉体の塊が接触して、 溶け切れないまま張り付き、 いわゆるスケールが生じや すいという問題もある。 スラリー中に溶け切れない粉体の固まりが混入し、 ダマ となる現象も生じやすい。
特公平 5— 3 5 0 1 3号公報には、 粉体を水に投入する際の発塵を防止する素 ラリ一化装置が開示されている。このスラリ一化装置は、スラリ一貯蔵タンクと、 その脇に連結された、 水を蓄えたスラリー化タンクとを有する。 スラリー化タン ク内には、 粉体供給パイプが水面から挿入され、 その先端は底部近傍まで達して いる。 粉体は、 粉体供給パイプにより圧力をかけて搬送され、 先端から水中に噴 出される。 これにより粉体は、 スラリー化タンクの底部近傍で水と混合され、 ス ラリー化される。 このように、 水の底部で粉体と水とを混合することにより、 発 塵を抑制することができるというものである。
発 明 の 開 示
上述のように、 溶解槽に直接粉体を投入する方法は、 大型の集塵フィルタ装置 が必要であり、 装置が大型になる。 また、 集塵フィルタ装置のメンテナンスが必 要であるため、 メンテナンスのコストがかかる。 また、 粉体が溶け残り、 スケー ルゃダマが生じやすいという問題もある。
一方、上述の特公平 5 _ 3 5 0 1 3号公報に記載されているスラリー化装置は、 スラリー貯蔵タンクとは別に、 スラリー化タンクを設置する必要があるため、 装 置が大型で設置コストがかかるという問題がある。 また、 スラリー化タンクを稼 動後、 停止させた場合には、 粉体供給パイプの先端や内部に残った粉体が水と接 触するため、 これらの部分でスケールが生じやすく、 次に稼動させる際に問題を 引き起こす可能性がある。
本発明の目的は、 小型で、 メンテナンスの費用をかけずに、 粉体をスラリー化 することのできる混合装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、 本発明では、 上部開口から下部開口に近づくにつ れて径が小さくなる部分を含むサイクロン型筒状体を用い、 この筒状体の内部で 液体を旋回させながら落下させることにより加速.し、 渦流を発生させる。 渦流の 中心に粉体を投入し、 渦流で包み込ませることにより、 両者を混合する。 これに より、 粉体が筒状体の内壁に接触しないため、 筒状体には詰まりが生じない。 ま た、 渦流の中心付近が陰圧になり粉体が吸い込まれるため、 粉塵もほとんど発生 しない。
具体的には、 例えば、 筒状体の上部側面に、 内壁の周方向に液体を注入する液 体供給口を備えた構成とすることができる。 液体供給口から供給された液体は、 筒状体の内壁に沿って旋回しながら落下する。 筒状体の上部には、 粉体投入口を 備える構成とする。粉体は、粉体投入口から筒状体の軸方向に沿って投入される。 また、 例えば、 筒状体の上部開口に粉体投入管を配置し、 筒状体の上部側面に 液体供給管を挿入した構成の混合装置にすることができる。 粉体投入管の軸方向 は、 筒状体の軸方向に略平行に設定され、 液体供給管の軸方向は、 筒状体の接線 方向に略平行に設定される。
この場合、 粉体投入管の軸方向は、 筒状体の軸方向に完全に平行でなくともよ く、 筒状体の内壁に粉体が接触しないように、 筒状体の中心部に粉体を投下する ことができればよい。 液体供給管の軸方向は、 筒状体の接線方向に完全に平行で はなくともよく、 筒状体の内壁に沿って液体が旋回するように液体を供給できれ ばよい。
上記混合装置において、 筒状体の下部開口に分散管を連結した構成にすること も可能である。 分散管の内部には、 粉体を液体に分散させる分散手段が配置され る。
上記分散手段としては、 例えば、 板状部材を十字型に組み合わせた分散板を含 む構成にすることができる。
上記分散手段の下部には、 混合した粉体と液体とを貯蔵するタンクを配置する ことが可能である。
図 面 の 簡 単 な 説 明
図 1は、 本発明の一実施の形態の混合装置 1 0 0の全体構成を示す側面図であ る。 図 2は、 図 1の混合装置 1 0 0の断面図である。
図 3は、 図 2の混合装置 1 0 0の A— A ' 断面図である。
図 4は、 本実施の形態の混合装置 1 0 0内の粉体と液体の軌跡を示す説明図で あ 。
発明を実施するための最良の形態
本発明の一実施の形態の混合装置について図面を用いて説明する。 本実施の形態の混合装置 1 0 0は、 粉体を液体と混合してスラリー化する装置 である。 混合装置 1 0 0は、 図 1のようにサイクロン型筒状部 1 0と、 筒状部 1 0の下部に連結された分散管 1 1とを有する。 サイクロン型筒状部 1 0は、 液体 により渦流を発生させ、 渦流で粉体を巻き込み混合する部分である。 分散管 1 1 は、 サイクロン型筒状部 1 0によって混合された粉体と液体とをさらに混合およ び分散するための部分である。 サイクロン型筒状部 1 0と分散管 1 1は、 スラリ 一を貯蔵するスラリータンク 3 0の上部に、 枠台 2 0により支持されている。 分 散管 1 1の下部開口は、 スラリータンク 3 0の上部開口に挿入されている。 サイクロン型筒状部 1 0の上部には、 粉体投入管 1 3が備えられている。 この 粉体投入管 1 3には、 粉体搬送ホース 4 2が連結具 4 3により接続されている。 粉体搬送ホース 4 2は、 粉体搬送パイプ 4 4を介して粉体搬入車 4 0のタンク 4 1に連結されている。 粉体搬送車 4 0に搭載された粉体は、 粉体搬送パイプ 4 4 および粉体搬送ホース 4 2によって搬送され、 粉体投入管 1 3からサイクロン型 筒状部 1 0内へ投入される。
サイクロン型筒状部 1 0の側面には、 液体供給管 1 2が備えられ、 液体供給ホ ース （不図示） が連結されている。 この液体供給管 1 2からサイクロン型筒状部 1 0内へ液体が供給される。
投入された粉体と液体は、 サイクロン型筒状部 1 0と分散管 1 1とを通過する 間に、 粉体が液体に分散されることによりスラリーとなり、 スラリーは、 スラリ 一タンク 3 0内に落下し貯蔵される。
サイクロン型筒状部 1 0の構造を図 2の断面図を用いて具体的に説明する。 サ イクロン型筒状部 1 0は、 円筒部 1 0 aと、 円筒部 1 0 aの下部に接続された円 錐部 1 0 bとを有する。 円錐部 1 0 bの先端には、 分散管 1 1と直径が等しい下 部開口 1 7が設けられ、 連結部 1 8によって分散管 1 1の上部開口と連結されて いる。 また、 円筒部 1 0 aの上部開口には、 蓋部 1 5が取り付けられている。 蓋 部 1 5の中心には、上述の粉体投入管 1 3が揷入され固定されている。このとき、 粉体投入管 1 3の中心軸は、 サイクロン型筒状部 1 0の中心軸と一致するように 位置合わせされている。
また、 上述の液体供給管 1 2は、 図 2およぴ図 2の A— A ' 断面図である図 3 に示したように、 サイクロン型筒状部 1 0の円筒部 1 0 aの外周面上部に取り付 けられている。 液体供給管 1 2の軸方向は、 円筒部 1 0 aの内周面の接線方向と 平行になるように設定されている。 液体供給管 1 2の先端の形状は、 円筒部 1 0 aの内周面の曲面形状に一致するように加工されている。
一方、 分散管 1 1の内部には、 図 2およぴ図 3に示したように、 剛性のある板 状部材を十字型に固定した分散板 1 9 a、 1 9 b力 分散管 1 1の中心軸に沿つ て複数段 （図 2では合わせて 6段） 固定されている。 分散板 1 9 bは、 板状部材 の十字型の向きが分散板 1 9 aの十字型の向きに対して 4 5虔ずらして固定され ている。 分散板 1 9 aと分散板 1 9 bとは交互に配置されている。
上述のような構成であるため、 図 4に示したように、 液体供給管 1 2から供給 された液体は、 円筒部 1 0 aの内周面の周方向に沿って流れ込み、 内壁に沿って 旋回しながら落下し、 渦流となる （図 4中の符号 A)。 そして、 円錐部 1 0 bで径 が細くなるに連れて渦流の旋回速度が加速される （図 4中の符号 B)。一方、粉体 は、 サイクロン型筒状部 1 0の中心部に落下することにより、 渦流の中心に巻き 込まれ、 混合される。 サイクロン型筒状部 1 0で混合された液体と粉体との混合 物の流れは、 分散管 1 1の最上段の分散板 1 9 aに激突する （図 4中の符号 C)。 これにより、 混合物の流れは分散板 1 9 aによって分割され、 十字型に区切られ た 4つの領域をそれぞれ通り抜けることにより、 混合物の液体と粉体とがさらに 混合される （図 4中の符号 D)。順次、 2段目の分散板 1 9 bから 6段目の分散板 1 9 bによって分割され、 これを通り抜けることにより、 繰り返し分割、 混合さ れる。 6段目の分散板 1 9 bを通過した時点では、 粉体は液体中に完全に分散さ れ、 スラリー化されている。
なお、 サイクロン型筒状部の円筒部 1 0 aと円錐部 1 0 bとの連結部分には、 図 2、 図 3のように外周にツバ 1 6が備えられている。 このツバ 1 6は、 枠体 2 0にサイクロン型筒状部 1 0を固定するために用いられる。 また、 サイクロン型 筒状部 1 0の外周面上部には、 図 1に示したように内部を点検するための点検口 1 4が設けられている。 点検口 1 4には、 開閉可能な蓋が取り付けられている。 つぎに、 本実施の形態の混合装置 1 0 0の各部の作用について、 消石灰 （水酸 化カルシウム） を水と混合して水酸化カルシウムスラリーにする場合を例に具体 的に説明する。
まず、 図 1のように粉体投入管 1 3に粉体搬送ホース 4 2を連結具 4 3により 連結する。 粉体搬送車 4 0は、 タンク 4 1に搭載された消石灰に圧力を加え、 粉 体搬送パイプ 4 4に送り出す。 消石灰は、 粉体搬送パイプ 4 4および粉体搬送ホ ース 4 2によって粉体投入管 1 3まで搬送される。 搬送された消石灰は、 粉体投 入管 1 3の先端から図 4に示したような軌跡で、 サイクロン型筒状部 1 0の中心 軸に沿って落下する。
一方、 液体供給管 1 2には図示していない水供給ホースを接続して、 水 （乳化 水） を供給する。 供給された水は、 液体供給管 1 2からサイクロン型筒状部 1 0 の内周面に沿って周方向に注入されるため、 図 4に示したように内周面に沿って 旋回しながら落下していく。 水の旋回速度は、 サイクロン型筒状部 1 0の円錐部 1 0 bで径が細くなるにつれて加速され、 下部開口 1 7付近で渦流となる。 この 加速により、 サイクロン型筒状部 1 0の内部は、 円錐部 1 0 bの中心部が陰圧と なるため、 中心軸に沿って落下する消石灰は、 渦流の中心に吸い込まれるよう落 下し、 渦流に包み込まれて混合される。 また、 液体供給管 1 2から供給する水量 が多い場合には、渦流の中心部の水面が、下部開口 1 7より高い位置にくるため、 消石灰が開口部 1 7に到達する前に渦流に包み込まれて混合される。
このように、 渦流と混合された消石灰は、 渦流の流速で、 下部開口 1 7から分 散管 1 1に突入し、 最上段の分散板 1 9 aと激突する。 この激突により、 消石灰 と水とがさらに混合される。 また、 激突した渦流と消石灰は、 十字型の分散板に より 4つの流れに分割され、 十字型の分散板で分けられた 4つの領域をそれぞれ 通過することによりさらに混合される。 1段目の分散板 1 9 aを通過した水と消 石灰は、 2段目の分散板 1 9 bに到達し、 1段目の分散板 1 0 aとは異なる角度 に分割されて 2段目の分散板 1 9 bを通過することにより、 さらに混合される。 以下、 3段目から 6段目の分散板 1 9 a〜l 9 bを通過するたびに、 分割され混 合される。 これにより、 消石灰は水に完全に分散され、 スラリーとなる。 スラリ 一は、 分散管 1 1の下部開口から放出され、 スラリータンク 3 0へ落下し貯蔵さ れる。
本実施の形態の混合装置 1 0 0は、 遠心力分離装置として用いられるサイクロ ンを模した形状のサイクロン型筒状部 1 0を用い、 水流 （液体流） をサイクロン 型筒状部 1 0の内壁に沿って旋回させながら、 中心部に消石灰 （粉体） を落下さ せ、 開口部 1 7付近に形成された渦流の中心部に消石灰を巻き込まれる構造とし ている。 よって、 消石灰がサイクロン型筒状部 1 0の内壁に直接触れないため、 内壁に消石灰の固まりが張り付くことがなく、 詰まりを生じることなくスラリー 化することができる。
また、 サイクロン型筒状部 1 0の内壁を旋回する水流は、 円錐部 1 0 bの先端 に向かって加速するため、 サイクロン型筒状部 1 0内の圧力は、 下部開口 1 7付 近が陰圧になる。 よって、 粉体投入管 1 3から投入される粉体は、 陰圧になって いる下部開口 1 7に向かって吸い込まれるため、粉塵がほとんど舞い上がらない。 これにより、 従来の粉塵を除去するための集塵フィルタ装置は、 本実施の形態の 混合装置には不要であり、 集塵フィルタ装置のメンテナンスも不要である。
また、 本実施の形態の混合装置 1 0 0は、 図 1、 図 2から明らかなように、 筒 状の単純な構造であるため、 容易に、 低コストに製造することができる。 また、 混合装置 1 0 0は、 小型であるため、 スラリータンク 3 0上に搭載することがで き、 設置のために場所をスラリータンク 3 0の脇に別途用意する必要がない。 し 力も、 混合装置 1 0 0をスラリータンク 3 0から取り外すことも容易である。 よ つて、 スラリー化のための装置が必要なスラリータンク 3 0に、 混合装置 1 0 0 を低コストで容易に設置し、 必要に応じて取り外すことができる。 また、 混合装 置 1 0 0は、 上述のように粉体が内壁に接触しない構造であるため、 内壁に粉体 がこびり付くことがなく、 メンテナンスも容易である。
なお、 上述の実施の形態の混合装置 1 0 0において、 液体供給管 1 2から供給 する水量が多い場合には、 渦流の流速も大きくなり、 サイクロン型筒状部 1 0内 で粉体と完全に混合され、 スラリー化される。 このような条件で混合する場合に は、 混合装置 1 0 0から分散管 1 1を取り外し、 サイクロン型筒状部 1 0のみで 使用することが可能である。
分散管 1 1内に配置する分散板 1 9 a， 1 9 bの形状および配置は、 本実施の 形態の十字型の形状おょぴ配置に限定されるものではなく、 所望の形状にするこ とが可能である。 また、 分散板 1 9 a， 1 9 bの数を本実施の形態では 6段とし ているが、 スラリー化の状態に合わせて増減することが可能である。
また、 上述の実施の形態では、 粉体として消石灰 （水酸化カルシウム） を、 液 体として水 （乳化水） を用い、 水酸化カルシウムスラリーを製造する例について 説明したが、 本実施の形態の混合装置は、 消石灰と水のスラリー化のみに用いら れるものではなく、 あらゆる粉体と液体とを混合してスラリ一化するために用い ることができる。 例えば、 セメント、 生石灰、 炭酸カルシウム、 水酸化マグネシ ゥム、 酸化マグネシウム、 水酸化カルシウム、 粘土性鉱物等の粉体を水等の液体 と混合してスラリー化するのに用いることが可能である。
なお、 上述の実施の形態では、 粉体投入管 1 3の軸方向をサイクロン型筒状部 1 0の軸方向に平行に設定しているが、 完全に平行でなくともよく、 筒状部 1 0 の内壁に粉体が接触しないように、 筒状部 1 0の中心部に粉体を投下することが できればよい。 また、 液体供給管 1 2の軸方向は、 筒状部 1 0の接線方向に完全 に平行でなくともよく、 筒状部 1 0の内壁に沿って液体が旋回するように液体を 供給できればよい。
また、 上述してきた実施の形態では、 粉体投入管 1 3からサイクロン型筒状部 1 0に粉体を投入しているが、 粉体投入管 1 3を備えず、 蓋部 1 5の中心に開口 のみを設け、 この開口から粉体を投入する構成にすることも可能である。 この場 合、 蓋部の開口に、 粉体搬送車 4 1に連結された粉体搬送ホース 4 2を直接挿入 し、 粉体を投入することができる。
以下、 実施例について説明する。
(実施例 1 )
実施例として、 上記実施の形態の図 1、 図 2に示した構造の混合装置 1 0 0を 用いて、 消石灰粉と乳化水とを混合しスラリー化した。 本実施例で用いた混合装 置 1 0 0の大きさは、サイクロン型筒状部 1 0の円筒部 1 0 aが内径 3 0 O mm、 長さ 6 0 O mmであり、 円錐部 1 0 bは、 下端の内径 1 5 0 mm、 長さ 4 0 0 m mである。 液体供給管 1 2は、 円筒部 1 0 aの上端から 3 0 O mmの位置に接続 されている。 液体 給管 1 2の内径は 8 O mmである。 また、 粉体投入管 1 3の 内径は 1 0 O mmである。 一方、 分散管 1 1は、 内径 1 5 0 mm, 長さ 8 0 O m mであり、 図 2に示したように 6段の分散板 1 9 a、 1 9 bを備えている。
粉体投入管 13から消石灰粉を 10〜40 t/hで供給しながら、 液体供給管
1 2から水温 1〜85°Cの乳化水 （工業用水） を 25〜7 5m3ノ hで噴射した ところ、消石灰粉は、混合装置 100によって乳化水と混合され、溶解濃度 20% 以下の水酸化カルシウムスラリーを製造できた。 製造されたスラリーは、 スラリ 一タンク 30に落下し、 貯蔵された。
混合装置 100およびスラリータンク 30からの発塵は認められなかった。 ま た、 スラリータンク 30内のスラリーを確認したところ、 混合不良による粉体の 塊は認められなかった。
(実施例 2)
実施例 1と同様の混合装置 100を使用し、 生石灰粉を 1 tノ11で粉体投入管
1 3から投入しながら、 消化水 (工業用水) を 17m3/hで液体供給管 12か ら供給した。
生石灰粉は、 混合装置 100によって消化水と混合され、 懸濁液 （スラリー） となってスラリータンク 30に落下した。 混合装置 100およびスラリータンク 30からの発塵は認められなかった。スラリータンク 30内の懸濁液（スラリー） についても、 混合不良による粉体の塊、 ならびに未消化物は認められなかった。
(実施例 3 )
実施例 1と同様の装置を使用し、 セメント粉を 10〜80 tZhで粉体投入管 1 3から投入しながら、 水温 1〜 85°Cの溶解水 （工業用水） を 25〜75m3 /hで液体供給管 12から供給した。 セメント粉は、 混合装置 100によって溶 解水と混合され、スラリーとなってスラリータンク 30に落下した。これにより、 溶解濃度 50%以下のスラリーを製造することができた。 混合装置 100および スラリータンク 30からの発塵は認められなかった。 スラリータンク 30内の懸 濁液 （スラリー） についても、 混合不良による粉体の塊は^ >められなかった。 (実施例 4 )
本実施例 4では、 粉体貯蔵サイロに貯蔵された粉体 （炭酸カルシウム） をスク リュウコンベアによって搬送し、 混合装置 1 0 0に投入する構造とした。 混合装 置 1 0 0は、 実施例 1と同様の構成のものを用いた。 スクリュウコンベアは、 粉 体貯蔵サイロから炭酸カルシウム粉を切り出し、 混合装置 1 0 0の粉体投入管 1 3の上部まで搬送して投入する。 ここでは、 炭酸カルシウム粉を 2 t / hで混合 装置 1 0 0に供給するようにスクリュウコンベアを駆動した。 また、 混合装置 1 0 0の液体供給管 1 2には、 乳化水 （工業用水） を 1 O ni 3/ !!で供給した。 炭酸カルシウム粉は、 混合装置 1 0 0によって乳化水と混合され、 懸濁液 （ス ラリー） となってスラリータンク 3 0に落下した。 スラリータンク 3 0には、 発 塵防止用の集塵機が設置してあるが、 それを停止し、 スラリータンク 3 0の上部 点検口を開放しても発塵は認められなかった。 また、 スラリータンク 3 0の懸濁 液 （スラリー） についても、 混合不良による粉体の塊は認められなかった。
(比較例 1 )
実施例 4で使用した粉体溶解設備から、実施例 1の混合装置 1 0 0を取り外し、 スクリュウコンベアからスラリータンク 3 0に直接炭酸カルシウム粉を投入する とともに、 乳化水を直接溶解槽に供給する構成としたところ、 発塵が著しく、 溶 解槽に取り付けられた集塵機の稼動が必要であった。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 粉体と液体とを混合する混合装置であって、
上部および下部に開口を備え、 該上部開口から下部開口に近づくにつれて内径 が小さくなる部分を含むサイク口ン型筒状体を有し、
該筒状体の内壁に沿って前記液体を旋回させながら落下させるために、 該筒状 体の上部側面には、 前記液体を前記内壁面の周方向に注入する液体供給口が備え られ、
前記筒状体の前記上部開口は、 前記粉体を前記下部開口に向かって投下する投 入口として用いられることを特徴とする混合装置。
2 . 粉体を投入する粉体投入管と、 液体を供給する液体供給管と、 前記粉体投 入管から投入された粉体および前記液体供給管から供給された液体を混合する筒 状体とを有し、
前記筒状体は、 上部および下部に開口を備え、 該上部開口から下部開口に近づ くにつれて内径が小さくなる部分を含み、
前記粉体投入管は、 前記筒状体の上部開口に備えられ、 軸方向が前記筒状体の 軸方向に略平行であり、
前記液体供給管は、前記筒状体の上部側面に設けられた液体供給口に接続され、 その軸方向が前記筒状体の内周面の接線方向に略平行であることを特徴とする混 合装置。
3 . 粉体を投入する粉体投入口と、 液体を供給する液体供給管と、 前記粉体投 入口から投入された粉体およぴ前記液体供給管から供給された液体を混合する筒 状体とを有し、
前記筒状体は、 上部おょぴ下部に開口を備え、 該上部開口から下部開口に近づ くにつれて内径が小さくなる部分を含み、
前記粉体投入口は、 前記筒状体の上部開口であり、 前記液体供給管は、前記筒状体の上部側面に設けられた液体供給口に接続され、 その軸方向が前記筒状体の接線方向に略平行であることを特徴とする混合装置。
4 . 請求項 1ないし 3のいずれか 1項に記載の混合装置において、 前記筒状体 は、前記上部開口の近傍は軸方向に内径が一定の円筒であり、前記液体供給口は、 前記円筒の側面に設けられていることを特徴とする混合装置。
5 . 請求項 1ないし 3のいずれか 1項に記載の混合装置において、 前記筒状体 の前記下部開口には、 分散管が連結され、 前記分散管の内部には、 前記粉体を前 記液体に分散させる分散手段が配置されていることを特徴とする混合装置。
6 . 請求項 5に記載の混合装置において、 前記分散手段は、 板状部材を十字型 に組み合わせた分散板を含むことを特徴とする混合装置。
7 . 請求項 2に記載の混合装置において、 前記筒状体の上部開口は、 蓋部によ り覆われ、 前記粉体投入管は、 前記蓋部の中心に揷入されていることを特徴とす る混合装置。
8 . 粉体と液体とを混合してスラリー化し、 ；れを貯蔵するスラリー化装置で あって、
スラリー貯蔵タンクと、 前記スラリー貯蔵タンクの上部に備えられた混合装置 とを有し、
前記混合装置は、 上記請求項 1ないし 3のうちいずれか 1項に記載のものであ ることを特徴とするスラリ一化装置。
9 . 請求項 8に記載のスラリー化装置において、 前記筒状体の下部開口には、 内部に分散手段を備えた分散管が連結され、 該分散管の下部開口は、 前記スラリ 一貯蔵タンクに備えられた開口に挿入されていることを特徴とするスラリー化装 置。
1 0 . 粉体と液体とを混合する混合方法であって、
上部及び下部に開口を有し、 上部開口から下部開口に近づくにつれて内径が小 さくなるサイクロン型筒状体の、 前記上部開口から粉体を投下するとともに、 上 部開口近傍において前記筒状体の周方向に液体を嘖射し、 前記液体を前記筒状体 の内壁に沿って旋回させながら落下させて、 粉体と液体とを混合する方法。
1 1 . 水酸化カルシウム液体を乳化水と混合して水酸化カルシウムスラリーを製 造する方法であって、 上部及び下部に開口を有し、 上部開口から下部開口に近づ くにつれて径が小さくなるサイクロン型筒状体の、 前記上部開口から水酸化カル シゥム粉体を投下するとともに、 上部開口近傍において前記筒状体の周方向に乳 化水を噴射し、 前記筒状体の内壁に沿って乳化水を旋回させながら落下させて、 粉体と液体とを混合し、 水酸化力ルシゥムスラリ一を製造する方法。
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