JP4787609B2 - 浮上濃縮設備 - Google Patents

Description

本発明は、下方から供給される液中の溶存成分を空気の気泡によって酸化して、その溶存成分を気泡の表面に固形物として析出させ、前記液中にすでに含まれていた固形物と共に気泡により上方へ浮上させて濃縮し、その浮上させた固形物の濃縮液を溢流口から溢流管を介して流出させて除去し、その濃縮液を除去した後の非濃縮液を液吸込口から排出して液中の固形物を濃縮除去する酸化塔と、その酸化塔から前記溢流管を介して流出される前記濃縮液が、内部に噴出する構造を有する貯槽とを備えた浮上濃縮設備に関する。

このような浮上濃縮設備としては、例えば、燃料ガスに含まれる溶存成分としての硫化水素（Ｈ₂Ｓ）を吸収した脱硫液から固形物としての硫黄（Ｓ）を浮上濃縮して除去する
ための設備があり、従来、図７および図８に示す構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この従来技術によれば、酸化塔１内に液吸込口７が配置され、その液吸込口７より上方に位置する状態で、ひとつの溢流口４が酸化塔１の周壁に設けられ、その溢流口４に溢流管５が接続されている。そして、その溢流管５は貯槽２に接続され、貯槽２には貯槽２内の濃縮液を撹拌するための撹拌機１３が設けられている。

特公昭６２−３２９６５号公報

しかし、上述した従来技術では、溢流口４がひとつしかないので、上方に浮上した固形物の濃縮液は、溢流口４から流出する前に、その濃縮液中の固形物が沈下して下方に位置する液吸込口７に吸い込まれるおそれがあった。特に、溢流口４の反対側に浮上した濃縮液については、液吸込口７の上方を横断して溢流口４に至るため、その間に固形物が沈下して液吸込口７に吸い込まれる可能性がきわめて高く、固形物を所望どおりに効率良く除去することができないという欠点があった。
そして、貯槽２に関しては、貯槽２の底に固形物が沈降堆積するのを防止するため、濃縮液を撹拌するための撹拌機１３が必要で、それが浮上濃縮設備のイニシャルコストとランニングコストのコスト高を招く一因となっていた。

本発明は、このような従来の問題点に着目したもので、その目的は、浮上させた固形物の濃縮液を溢流口から効率良く迅速に排出することにより、固形物の回収率を向上させることができるとともに、イニシャルコストとランニングコストの低廉化を図ることができる浮上濃縮設備を提供することにある。

本発明の第１の特徴構成は、下方から供給される液中の溶存成分を空気の気泡によって酸化して、その溶存成分を気泡の表面に固形物として析出させ、前記液中にすでに含まれていた固形物と共に気泡により上方へ浮上させて濃縮し、その浮上させた固形物の濃縮液を溢流口から溢流管を介して流出させて除去し、その濃縮液を除去した後の非濃縮液を液吸込口から排出して液中の固形物を濃縮除去する酸化塔と、その酸化塔から前記溢流管を介して流出される前記濃縮液が、内部に噴出する構造を有する貯槽とを備えた浮上濃縮設備であって、前記溢流口が複数個設けられて前記液吸込口より上方で前記酸化塔の周辺近くに配置され、前記複数個の溢流口のそれぞれに前記溢流管が接続され、前記濃縮液を斜め下方に噴出する複数個の噴出口が、前記貯槽の内部に導入された複数本の前記溢流管の先端に設けられ、その複数個の噴出口が前記溢流口より下方に配置されているところにある。

本発明の第１の特徴構成によれば、固形物の濃縮液を排出する溢流口が複数個設けられて液吸込口より上方で酸化塔の周辺近くに配置されているので、上方に浮上した固形物の濃縮液は、液吸込口の上方を横断することなく、周辺近くに配置される複数の溢流口のいずれかから比較的迅速に排出されることになり、濃縮液中の固形物が下降沈下して液吸込口に吸い込まれる可能性は少ない。
そして、その複数個の溢流口のそれぞれに溢流管が接続されているので、溢流口から排出される濃縮液は、溢流口やその近傍に停滞して閉塞を起こすこともなく円滑に流動することになる。つまり、酸化塔の周囲に溢流堰とトラフを設けて濃縮液を排出させる場合であれば、トラフ内に濃縮液が停滞し固形物の沈下堆積によって閉塞を起こすおそれがあるが、そのような閉塞のおそれもなく、濃縮液を円滑に流動させて排出することができ、その結果、固形物の濃縮液を溢流口から効率良く迅速に排出することができ、固形物の回収率を向上させることができる。
濃縮液を斜め下方に噴出する複数個の噴出口が、貯槽の内部に導入された複数本の溢流管の先端に設けられているので、複数個の噴出口から斜め下方に向けて噴出される濃縮液が、貯槽内の濃縮液を水理撹拌することになり、しかも、その複数個の噴出口が溢流口より下方に配置されているので、溢流口と噴出口との高低差を利用して、各噴出口から濃縮液を勢いよく噴出させることができる。
したがって、溢流口と噴出口との高低差を十分に確保することができれば、電力などの駆動源を必要とせずに貯槽内の濃縮液を確実に撹拌することができ、たとえ高低差を十分に確保することができなくても、比較的小規模な撹拌機を設けるだけで済み、浮上濃縮設備のイニシャルコストとランニングコストの低廉化を図ることができる。

本発明の第２の特徴構成は、前記複数個の噴出口が、それら噴出口から噴出される濃縮液によって、前記貯槽の平面視において貯槽の中心周りに旋回する濃縮液の撹拌旋回流を生じさせるように偏心して配置されているところにある。

本発明の第２の特徴構成によれば、複数個の噴出口が、それら噴出口から噴出される濃縮液によって、貯槽の平面視において貯槽の中心周りに旋回する濃縮液の撹拌旋回流を生じさせるように偏心して配置されているので、貯槽内の濃縮液は、貯槽内を周方向に旋回しながら撹拌されることになり、したがって、濃縮液の撹拌効果は一層確実で良好なものとなる。

本発明の第３の特徴構成は、前記溢流口が前記酸化塔の周壁に設けられているところにある。

本発明の第３の特徴構成によれば、溢流口が酸化塔の周壁に設けられているので、上方に浮上した固形物の濃縮液を周壁に設けられた溢流口から効率良く迅速に排出することができる。

本発明の第４の特徴構成は、前記溢流口が、前記酸化塔の内部に導入された前記溢流管の先端に設けられているところにある。

本発明の第４の特徴構成によれば、溢流口が、酸化塔の内部に導入された溢流管の先端に設けられているので、上方に浮上した固形物の濃縮液を溢流管の先端に設けられた溢流口から効率良く迅速に排出することができる。

本発明の第５の特徴構成は、前記貯槽内の濃縮液を前記酸化塔の上方へ搬送する搬送管が設けられ、その搬送管の先端に設けられた散布装置により前記貯槽内の濃縮液を前記酸化塔内へ上方から散布するように構成されているところにある。

本発明の第５の特徴構成によれば、貯槽内の濃縮液を酸化塔の上方へ搬送する搬送管が設けられ、その搬送管の先端に設けられた散布装置により貯槽内の濃縮液を酸化塔内へ上方から散布するように構成されているので、その濃縮液の散布によって、酸化塔から貯槽内に溢流する濃縮液の量が確保されると同時に、酸化塔液面付近の固形物の濃度の低下を防ぐことができる。
したがって、固形物の濃縮液が少量で、各溢流口からの排出が迅速に行われないような事態の発生が回避され、常に所望どおりに固形物を分離除去することができる。

本発明の第６の特徴構成は、前記液が燃料ガスに含まれる硫化水素を吸収して溶存成分とする脱硫液であり、前記固形物が硫化水素の酸化によって気泡の表面に析出する硫黄であって、前記脱硫液から硫黄を浮上濃縮するところにある。

本発明の第６の特徴構成によれば、前記液が燃料ガスに含まれる硫化水素を吸収して溶存成分とする脱硫液であり、固形物が硫化水素の酸化によって気泡の表面に析出する硫黄であって、脱硫液から硫黄を浮上濃縮するので、燃料ガスに含まれる硫化水素中の硫黄成分を濃縮して除去することができる。

本発明による浮上濃縮設備の実施の形態を図面に基づいて説明する。
この浮上濃縮設備は、硫化水素（Ｈ₂Ｓ）を含む燃料ガスをアルカリ性の脱硫液と接触
させて、アルカリ性の脱硫液の中に硫化水素を溶存成分として溶け込ませた後、脱硫液中の硫化水素を空気の気泡によって酸化し、その酸化により生成する固形物としての固形の硫黄（Ｓ）を気泡の表面に析出させ、脱硫液中にすでに含まれていた固形の硫黄と共に気泡により上方へ浮上させて分離除去するために使用される。
そのため、この浮上濃縮設備は、図１および図３に示すように、脱硫液中の硫化水素を空気によって酸化し、酸化により生成する固形の硫黄を浮上させて濃縮する円筒状の酸化塔１と、酸化塔１から流出される硫黄の濃縮液を貯留する円筒状の貯槽２を備えている。

酸化塔１には、その下方に硫化水素を含む脱硫液と空気を供給する供給管３が接続され、上方の周壁に複数の溢流口４、この実施形態では、４つの溢流口４が周方向にほぼ等間隔に設けられ、各溢流口４にそれぞれ第一溢流管５が接続され、第一溢流管５が２本ずつ纏められて第二溢流管６に接続されている。そして、下方の供給管３から供給される脱硫液中の硫化水素を空気によって酸化し、酸化により生成される固形の硫黄を空気の気泡と共に上方へ浮上させて分離し、その浮上させた固形の硫黄の濃縮液を溢流口４から第一と第二溢流管５，６を介して流出させて貯槽２に供給するように構成されている。
さらに、酸化塔１の内部には、酸化塔１の平面視において、その中央部分に上方へ開口する液吸込口７が各溢流口４より下方に位置するように配置され、固形の硫黄の濃縮液を除去した後の非濃縮液が、液吸込口７からその液吸込口７に連通の吸込管８を介して酸化塔１から排出されるように構成されている。

２本の第二溢流管６は、それぞれ貯槽２の周壁を貫通して貯槽２の内部にまで導入され、各第二溢流管６の先端には、酸化塔１からの濃縮液を斜め下方に向けて噴出する噴出口９が設けられ、それら噴出口９が溢流口４より下方に位置するように配置されている。
したがって、溢流口４から第一と第二溢流管５，６を介して排出される濃縮液は、高低差によって各噴出口９から勢いよく噴出され、図４において矢印で示すように流動して、貯槽２内の濃縮液を水理撹拌することになる。
そして、貯槽２の下方と酸化塔１の上方とが搬送管１０により接続され、ポンプ１１の駆動によって貯槽２内の濃縮液が酸化塔１の上方へ搬送され、搬送管１０の先端に設けられた散布装置１２により、濃縮液が酸化塔１内へ上方から散布されるように構成されている。

この浮上濃縮設備によれば、硫化水素を含む脱硫液が、供給管３を介して空気と一緒に酸化塔１の下方から酸化塔１内へ供給されて硫化水素が空気の気泡により酸化され、その酸化により気泡の表面に析出した固形の硫黄が、空気の気泡に付着して気泡と共に浮上して、固形の硫黄の濃縮液が酸化塔１の上部に溜まる。
その硫黄の濃縮液は、図２に示すように、溢流口４から第一溢流管５を介して排出除去され、濃縮液を除去した後の非濃縮液が、液吸込口７から吸込管８を介して排出されるのであるが、４つの溢流口４が酸化塔１の周壁にほぼ等間隔に設けられているので、硫黄の濃縮液は、液吸込口７の上方を横断することなく各溢流口４から排出される。したがって、硫黄の濃縮液が誤って液吸込口７へ吸込まれる可能性は少なく、硫黄の濃縮液は、各溢流口４から第一溢流管５を介して確実に排出される。

その後、硫黄の濃縮液は、第一と第二溢流管５，６を介して、２本の第二溢流管６の先端に設けられた噴出口９から斜め下方に向けて勢いよく貯槽２内へ噴出される。そして、その２つの噴出口９は、平面視において、貯槽２の中心に対して互いに対向する位置に配置されているので、勢いよく噴出される濃縮液によって貯槽２内の濃縮液が水理撹拌される。
したがって、濃縮液混合用の特別な撹拌機を必要とせず、仮に撹拌機を設けるにしても、比較的小規模な撹拌機で済み、イニシャルコストとランニングコストの低廉化が可能となる。

〔別実施形態〕
つぎに、別の実施形態について説明するが、重複説明を避けるため、先の実施形態で説明した構成部品や同じ作用を有する構成部品については、同じ符号を付すことにより説明を省略し、主として先の実施形態と異なる構成について説明する。

（１）先の実施形態では、酸化塔１の周壁に複数の溢流口４を設けて、各溢流口４にそれぞれ第一溢流管５を接続した構成を示したが、図５に示すように、４本の第一溢流管５を酸化塔１の内部に導入して、酸化塔１の周壁近くに位置する状態で、各溢流管５の先端に上方へ開口する溢流口４を設けて実施することもできる。
要するに、溢流口４の配置に関しては、酸化塔１の周辺近くに配置してあればよく、また、溢流口４の個数に関しても、これまでの実施形態で示した４つに限らずに複数個あればよく、酸化塔１の大きさや性能などに応じて適宜選択して実施することができる。

（２）先の実施形態では、固形の硫黄の濃縮液を噴出する２つの噴出口９を貯槽２の中心に対して互いに対向するように配置した例を示したが、図６に示すように、噴出口９から噴出される濃縮液によって、貯槽２の平面視において貯槽２の中心周りに旋回する濃縮液の撹拌旋回流を生じさせるように偏心して配置することもできる。
また、第一溢流管５を２本ずつ纏めて第二溢流管６に接続し、その２本の第二溢流管６の先端に噴出口９を設けた例を示したが、第二溢流管６の本数は任意であり、第一溢流管５の本数などに応じて適宜選択して実施することができ、さらに、第二溢流管６をなくし、第一溢流管５を貯槽２の内部に直接導入して、各第一溢流管５の先端に噴出口９を設けて実施することもできる。その場合、第一溢流管５または第二溢流管６は、先の実施形態のように貯槽２の周部側壁を貫通させず、貯槽２の天井壁を貫通させて貯槽２の内部に導入することもできる。

（３）先の実施形態では、酸化塔１と貯槽２をいずれも円筒形に構成した例を示したが、これら酸化塔１と貯槽２の形状については特に制限はなく、例えば、多角形や半円筒形など、種々の形状に構成することができる。
また、液中に含まれる溶存成分の一例として硫化水素を示したが、溶存成分としては、特に硫化水素に限られるものではなく、例えば、鉄などのような液に対して溶解性を有する金属についても適用可能であり、その場合には、気泡の表面に酸化鉄を析出させて濃縮除去することになる。

浮上濃縮設備の概略構成図 酸化塔の要部の側面図 浮上濃縮設備の概略斜視図 貯槽の平面図 別の実施形態による酸化塔の要部の側面図 別の実施形態による貯槽の平面図 従来の浮上濃縮設備の概略構成図 従来技術の酸化塔の要部の側面図

１ 酸化塔
２ 貯槽
４ 溢流口
５，６ 溢流管
７ 液吸込口
９ 噴出口
１０ 搬送管
１２ 散布装置

Claims (6)

1. 下方から供給される液中の溶存成分を空気の気泡によって酸化して、その溶存成分を気泡の表面に固形物として析出させ、前記液中にすでに含まれていた固形物と共に気泡により上方へ浮上させて濃縮し、その浮上させた固形物の濃縮液を溢流口から溢流管を介して流出させて除去し、その濃縮液を除去した後の非濃縮液を液吸込口から排出して液中の固形物を濃縮除去する酸化塔と、その酸化塔から前記溢流管を介して流出される前記濃縮液が、内部に噴出する構造を有する貯槽とを備えた浮上濃縮設備であって、
   前記溢流口が複数個設けられて前記液吸込口より上方で前記酸化塔の周辺近くに配置され、前記複数個の溢流口のそれぞれに前記溢流管が接続され、
   前記濃縮液を斜め下方に噴出する複数個の噴出口が、前記貯槽の内部に導入された複数本の前記溢流管の先端に設けられ、その複数個の噴出口が前記溢流口より下方に配置されている浮上濃縮設備。
2. 前記複数個の噴出口が、それら噴出口から噴出される濃縮液によって、前記貯槽の平面視において貯槽の中心周りに旋回する濃縮液の撹拌旋回流を生じさせるように偏心して配置されている請求項１に記載の浮上濃縮設備。
3. 前記溢流口が前記酸化塔の周壁に設けられている請求項１または２に記載の浮上濃縮設備。
4. 前記溢流口が、前記酸化塔の内部に導入された前記溢流管の先端に設けられている請求項１または２に記載の浮上濃縮設備。
5. 前記貯槽内の濃縮液を前記酸化塔の上方へ搬送する搬送管が設けられ、その搬送管の先端に設けられた散布装置により前記貯槽内の濃縮液を前記酸化塔内へ上方から散布するように構成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の浮上濃縮設備。
6. 前記液が燃料ガスに含まれる硫化水素を吸収して溶存成分とする脱硫液であり、前記固形物が硫化水素の酸化によって気泡の表面に析出する硫黄であって、前記脱硫液から硫黄を浮上濃縮する請求項１〜５のいずれか１項に記載の浮上濃縮設備。

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