(57)【要約】【課題】  気泡塔によるガス吸収装置や酸化反応装置等のガス吸収処理装置におけるガス相から液相への目的とするガス成分の移動の安定化を図ることができるよう、気泡の細分化と分散化、気泡径の安定化を確保すると共に、被処理液に対する処理ガス量の制御を容易に行えるガス吸収処理装置を提供する。【解決手段】  被処理液を滞留させる被処理液タンク２の下部に、適宜数の気泡発生器３を設置する。この気泡発生器３をベンチュリ管９で構成して、気泡発生液と処理ガスとを導入すると、処理ガスのマイクロバブルが生成され、このマイクロバブルが前記被処理液タンク２に供給される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理液に処理ガスを供給して、ガス成分を被処理液に移動させるガス吸収処理装置において、
前記被処理液を滞留させる被処理液タンクと、
前記被処理液タンクの下部に配設した適宜数の気泡発生手段とからなり、
前記気泡発生手段から、気泡発生液と該気泡発生液内に生成させた処理ガスの微細な気泡を、前記被処理液タンク内の被処理液に対して供給することを特徴とするガス吸収処理装置。
【請求項２】
前記処理ガスが酸素含有ガスであり、前記被処理液タンク内において酸化反応を行わせることを特徴とするガス吸収処理装置。
【請求項３】
前記気泡発生手段がベンチュリ管であり、該ベンチュリ管を通過する被処理液に圧縮した処理ガスを供給して気泡を発生させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガス吸収処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被処理液中に処理ガスを供給して、液中の物質と反応処理するガス吸収装置や酸化反応装置であって、処理ガスを気泡化して被処理液中に供給するガス吸収処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
気泡塔式のガス吸収装置や酸化反応装置では、被処理液中に処理ガスを連続的に供給して、被処理液と接触させるようにしてあり、例えば、酸化反応装置は、被処理液を滞留させた被処理液タンク内に空気や純酸素等の酸素含有ガスを供給し、被処理液中の物質を酸素と反応させて酸化させる。このように、ガス吸収処理装置では、ガス相から液相へ目的とするガス成分を移動させるもので、ガス成分の移動速度の影響が大きく、安定した物質移動及び制御性が要求されている。従来のこの種のガス吸収処理装置では、被処理液中に処理ガスを供給するために、多孔板やスパージャ等が用いられている。
【０００３】
処理ガスを多孔板やスパージャにより供給する場合には、発生する気泡の径が不安定で、接触面積が不安定となって、処理ガスの移動速度が小さくなり、十分な反応を促進させるためには、大量の処理ガスを供給する必要がある。このため、いわゆるマイクロバブルを発生させて、気泡径と接触面積の安定化を図る装置がある。
【０００４】
例えば、特許文献１には、吸収液槽内の吸収液を、吸収液供給路を介して循環路に供給し、循環路内で循環させ、ガス供給路からエゼクタを介して循環路内に被処理ガスを供給し、循環路において被処理ガスが混合された吸収液を、循環路よりも断面積が小さい分岐路を介して吸収液槽側へと送り、マイクロバブル発生ノズルにおいて処理することによってマイクロバブルを発生させるようにしたガス吸収装置が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、クラフトパルプ製造工程における白液酸化装置内で、酸素含有ガスと白液をと接触させる際に、酸素含有ガスを５〜50μmのマイクロバブルとして白液を接触させる白液の酸化方法であり、該酸素含有ガスが、純酸素、PSA酸素、空気である白液酸化方法と、酸素含有ガスと白液とを接触させる際に酸素含有ガスを５〜50μmのマイクロバブルとして白液と接触させるためのマイクロバブル発生装置が酸化塔内又は外に設置されている白液酸化装置が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１６７６１３
【特許文献２】特開２００６−３４２４３４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、処理ガスと被処理液との気液の混合割合は、被処理液に対する処理ガスの溶解度や吸収されたガスの消費等により変化するため、安定した反応のためには処理ガスの供給量を適宜に調整する必要がある。前述した、ガス吸収装置や白液酸化装置では、混合割合を調整することができないおそれがある。
【０００８】
そこで、この発明は、処理ガスの気泡を細分化し、確実に被処理液に分散させると共に、気泡径の安定化を図り、処理ガスの被処理液に対する制御を簡便に行えるようにしたガス吸収処理装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するための技術的手段として、この発明に係るガス吸収処理装置は、被処理液に処理ガスを供給して、ガス成分を被処理液に移動させるガス吸収処理装置において、前記被処理液を滞留させる被処理液タンクと、前記被処理液タンクの下部に配設した適宜数の気泡発生手段とからなり、前記気泡発生手段から、気泡発生液と該気泡発生液内に生成させた処理ガスの微細な気泡を、前記被処理液タンク内の被処理液に対して供給することを特徴としている。
【００１０】
気泡発生手段で発生させた微細な気泡、いわゆるマイクロバブルを被処理液タンク内の被処理液に供給して被処理液と接触させることにより吸収や反応処理を行わせるものである。前記気泡発生器にて、気泡発生液に処理ガスを供給して気泡を発生する。また、被処理液タンク内の被処理液の容量に応じて、稼働させる気泡発生手段の台数を調整する。
【００１１】
また、請求項２の発明に係るガス吸収処理装置は、前記処理ガスが酸素含有ガスであり、前記被処理液タンク内において酸化反応を行わせることを特徴としている。
【００１２】
すなわち、このガス吸収処理装置を酸化反応装置としたものである。処理ガスとして、空気等の酸素含有ガスを供給して、被処理ガス中の物質と酸化反応を行わせる。
【００１３】
また、請求項３の発明に係るガス吸収処理装置は、前記気泡発生手段がベンチュリ管であり、該ベンチュリ管を通過する被処理液に圧縮した処理ガスを供給して気泡を発生させることを特徴としている。
【００１４】
マイクロバブルを発生する装置として、例えば、旋回渦流による方式や加圧減圧による方式等があるが、特にベンチュリ管による方式を用いたものである。ベンチュリ管では、その下流において流速低下による圧力回復時に生じる圧壊作用によって気泡が細分化される。
【発明の効果】
【００１５】
この発明に係るガス吸収処理装置によれば、前記気泡発生手段を複数個にして配設したため、前記被処理液タンク内に滞留させた被処理液の容量に応じて稼働させる台数を変更することにより、被処理液に供給する処理ガス量を容易に調整することができる。また、気泡発生器で気泡発生液内に処理ガスの気泡を生成するから微細な気泡が生成でき、この気泡発生液と共に、気泡を被処理液タンクに供給することにより、被処理液と処理ガスとの混合割合を一定に保つことができ、しかも、混合割合を容易に調整できる。
【００１６】
また、請求項２の発明に係るガス吸収処理装置によれば、処理効率の良い酸化反応装置とすることができる。
【００１７】
また、請求項３の発明に係るガス吸収処理装置によれば、簡単な構造で気泡を発生させることができると共に、既存の設備にこの気泡発生手段を組み込むことが容易に行うことができる。しかも、簡単な構造であるにも拘わらず、安定した気泡を発生させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図示した好ましい実施の形態に基づいて、この発明に係るガス吸収処理装置を具体的に説明する。
【００１９】
図１はこの発明に係るガス吸収処理装置１の概略の構成を示す図で、被処理液を滞留させる被処理液タンク２と、該被処理液タンク２の下部に配設した気泡発生手段である適宜数の気泡発生器３とを主体として構成されている。気泡発生器３には、被処理液と同じかあるいは被処理液に対する後述する処理ガスとの反応を促進する触媒液等の気泡発生液を、発生液配管４を通して供給してある。また、気泡発生器３にはガス配管５を通して処理ガスが供給されている。なお、発生液配管４には圧力制御弁4aが組み込まれて、気泡発生器３に供給される気泡発生液の圧力が制御されている。また、前記処理ガスは圧縮されて気泡発生器３に供給され、ガス配管５には流量制御弁5aが組み込まれて、処理ガスの流量が制御されている。
【００２０】
前記被処理液タンク２には、該被処理液タンク２の中央下部に被処理液を供給する処理液配管６が流量制御弁6aを介して接続されている。該被処理液タンク２の中央上部には、処理済み液を排出させる排出管７が接続されている。この排出管７には液位制御弁7aが組み込まれており、被処理液タンク２内の処理液の液位が所定の位置よりも高くなった場合に、処理済み液がこの排出管７から排出されると共に、被処理液タンク２内の液位が一定に保たれるようにしてある。また、被処理液タンク２の天井部には、被処理液と未反応で被処理液タンク２内に残留した余剰処理ガスが排気される排気管８が接続されている。
【００２１】
図２に前記気泡発生器３の概略構造を示している。この気泡発生器３はベンチュリ管９からなるものであり、前記発生液配管４がこのベンチュリ管９の入り口側に接続されている。発生液配管４はベンチュリ管９の入り口部近傍で湾曲させてあり、この湾曲部に前記ガス配管５が挿入され、該ガス配管５の長手方向をベンチュリ管９の軸方向と一致させてあると共に、該ガス配管５の出口をベンチュリ管９の出口側を指向させて、該ベンチュリ管９のスロート部9aを臨ませてある。
【００２２】
以上により構成されたこの発明に係るガス吸収処理装置の作用を、以下に説明する。前記被処理液タンク２には前記処理液配管６から被処理液が、前記流量制御弁6aを介して流量が調整されて供給され、供給された被処理液は該被処理液タンク２に滞留する。この滞留した被処理液に対して、前記気泡発生器３から処理ガスを供給する。このとき、気泡発生器３のベンチュリ管９に対して、気泡発生液と処理ガスとを供給すると、気泡発生液がスロート部9aを通過する際、処理ガスが、いわゆるマイクロバブルとなって微細な気泡が生成される。したがって、被処理液タンク２中の被処理液がマイクロバブルと接触することになる。
【００２３】
被処理液タンク２中の被処理液がマイクロバブルと接触すると、処理ガスと反応して、ガス吸収処理や反応処理が行われる。処理ガスにより処理された処理済み液は、前記排出管７から排出され、上昇した処理ガスは前記排気管８から排出される。
【００２４】
被処理液の性質や容量に対しては、前記気泡発生器３の稼働台数を調整して対応することができる。また、気泡発生器３によって気泡発生液とマイクロバブルに生成された処理ガスとを供給することにより、処理液タンク２中で反応した処理済み液が排出されても、被処理液と処理ガスとの混合割合がほぼ一定に保たれて、安定した処理を行わせることができる。
【００２５】
この発明に係るガス吸収処理装置によって発生させた処理ガスの気泡の状態を、従来の多孔板により発生させた気泡の状態を比較した結果を、図３に示してある。この図３におけるそれぞれのプロットは、次の通りである。
【００２６】
本願発明に係るガス吸収処理装置による場合（ベンチュリ管９を使用）
Ｖ−31
液条件            ２.５％  NaCl水
気泡発生液        ０.36 m３／hr
被処理液流量      ４.０ m３／h
Ｖ−32
液条件            ２.５％  NaCl水
気泡発生液        ０.36 m３／hr
被処理液流量      ５.０ m３／hr
【００２７】
多孔板（スパージャ）であって、直径150mmの平板上に直径１mmの透孔が８個形成されている場合
Ｓ−31
液条件            ２.５％  NaCl水
気泡発生液        ０ m３／hr
被処理液流量      ４.０ m３／h
Ｓ−32
液条件            ２.５％  NaCl水
気泡発生液        ０ m３／hr
被処理液流量      ５.０ m３／hr
Ｓ−11
液条件            市水
気泡発生液        ０ m３／hr
被処理液流量      ４.０ m３／hr
Ｓ−12
液条件            市水
気泡発生液        ０ m３／hr
被処理液流量      ５.０ m３／hr
【００２８】
図３に示すように、本願発明によるガス吸収処理装置により発生させた気泡では、被処理液に対する容量係数が約２〜３倍となっている。これは、気泡径が多孔板により発生させたものと比べて微細となったものである。それぞれの場合について気泡径を測定すると、本願発明に係るガス吸収処理装置による場合（Ｖ-31およびＶ−32の場合）ではいずれも０.２〜０.75mmとなり、多孔板による場合（Ｓ−31、Ｓ−32、Ｓ−11、Ｓ−12の場合）ではいずれも５〜10mmとなる。すなわち、気泡径は約１／20となる。図４〜図７は、発生した気泡の状態を撮影した画像を示す参考図である。図４及び図５はベンチュリ管３を用いて気泡発生器３における処理ガス流量が０.15Ｎ-m3／hrである場合（Ｖ−31及びＶ−32）を示し、図４は被処理液タンク２内の状態を、図５は気泡発生器３の出口部の状態をそれぞれ示している。また、図６及び図７は多孔板を用いた場合（Ｓ−11及びＳ−12）を示し、図６は被処理液タンク２内の状態を、図７は多孔板の表面の状態をそれぞれ示している。これらの図４〜図７を比較すると、本願発明に係るガス吸収処理装置による場合には、気泡が微細化されてマイクロバブルが生成されている。
【００２９】
さらに、図８および図９は、この発明に係るガス吸収処理装置により、市水に対して処理ガスを供給した状態を撮影した画像を参考図で、気泡発生器３にベンチュリ管９を用い、発生器部液流量が０.36m3／hr、処理ガス流量が０.15Ｎ-m3／hrである場合を示している。図８は被処理タンク２内の状態を、図９は気泡発生器３の出口部の状態をそれぞれ示している。この場合、気泡径は２〜５mmのミリバブルが生成された。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
この発明に係るガス吸収処理装置によれば、被処理液の容量に応じて稼働させる気泡発生器の台数を容易に調整できると共に、気泡発生液を被処理液タンクに滞留する被処理液とは各別としてあるから、気液の混合割合を安定させて、反応処理を安定させ、効率よくガス吸収処理装置を運転することに寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明に係るガス吸収処理装置の概略構造を示す図である。
【図２】この発明に係るガス吸収処理装置に配設する気泡発生器を説明する図である。
【図３】この発明に係るガス吸収処理装置によって発生させた処理ガスの気泡の状態を、従来の多孔板により発生させた気泡の状態を比較した結果を示すグラフである。
【図４】この発明に係るガス吸収処理装置により発生させた気泡を撮影した画像を示す参考図で、被処理液タンク内の状態を示している。
【図５】この発明に係るガス吸収処理装置により発生させた気泡を撮影した画像を示す参考図で、気泡発生器の出口部の状態を示している。
【図６】従来の多孔板により発生させた気泡を撮影した画像を示す参考図で、被処理液タンク内の状態を示している。
【図７】従来の多孔板により発生させた気泡を撮影した画像を示す参考図で、多孔板の表面の状態を示している。
【図８】この発明に係るガス吸収処理装置により市水中に発生させた気泡を撮影した画像を示す参考図で、被処理液タンク内の状態を示している。
【図９】この発明に係るガス吸収処理装置により市水中に発生させた気泡を撮影した画像を示す参考図で、気泡発生器の出口部の状態を示している。
【符号の説明】
【００３２】
１  ガス吸収処理装置
２  タンク
３  気泡発生器(気泡発生手段)
４  発生液配管
５  ガス配管
６  処理液配管
７  排出管
８  排気管
９  ベンチュリ管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008221104.tif 000008
【図７】
2008221104.tif 000009
【図８】
2008221104.tif 000010
【図９】
2008221104.tif 000011