(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に液体を収容する液貯留部と、この液貯留部の上記液体内に水平方向に回転する羽根を位置させて上記液体を撹拌する複数の撹拌機とを備えた槽であって、
上記撹拌機は、上記液貯留部内に垂直に配設される回転軸の下端部に、長方形の板状に形成され、長手方向を当該回転軸の径方向に向けた複数の羽根を、円周方向に等間隔に、かつ水平方向に回転駆動された際に上方の上記液体を下方に向けて流動させるように水平面に対して傾斜させて取り付けてなり、
上記液貯留部は水平断面が半径Ｒの円形状であるとともに、上記液貯留部の円周方向に沿って順次逆方向に回転する４台の上記撹拌機を、それぞれの垂直回転軸の軸線から上記槽の中心までの長さＬが、Ｌ／Ｒ＝０．５５〜０．７０の範囲であり、かつ隣接する上記撹拌機の上記軸線と上記槽の中心とを結ぶ線のなす角度αが、α＝８０゜〜１００゜の範囲になるように配設してなり、さらに、
上記撹拌機の羽根の径Ｄ１を、上記槽の直径Ｄ（＝２Ｒ）との比Ｄ１／Ｄが０．１０〜０．２５の範囲になるように設定したことを特徴とする撹拌機を有する槽。
【請求項２】
内部に液体を収容する液貯留部と、この液貯留部の上記液体内に水平方向に回転する羽根を位置させて上記液体を撹拌する複数の撹拌機とを備えた槽であって、
上記撹拌機は、上記液貯留部内に垂直に配設される回転軸の下端部に、長方形の板状に形成され、長手方向を当該回転軸の径方向に向けた複数の羽根を、円周方向に等間隔に、かつ水平方向に回転駆動された際に上方の上記液体を下方に向けて流動させるように水平面に対して傾斜させて取り付けてなり、
上記液貯留部は水平断面が半径Ｒの円形状であるとともに、上記液貯留部の円周方向に沿って順次逆方向に回転する６台の上記撹拌機を、それぞれの垂直回転軸の軸線から上記槽の中心までの長さＬが、Ｌ／Ｒ＝０．５５〜０．７０の範囲であり、かつ隣接する上記撹拌機の上記軸線と上記槽の中心とを結ぶ線のなす角度αが、α＝５０゜〜７０゜の範囲になるように配設してなり、さらに、
上記撹拌機の羽根の径Ｄ１を、上記槽の直径Ｄ（＝２Ｒ）との比Ｄ１／Ｄが０．０８〜０．２０の範囲になるように設定したことを特徴とする撹拌機を有する槽。
【請求項３】
内部に液体を収容する液貯留部と、この液貯留部の上記液体内に水平方向に回転する羽根を位置させて上記液体を撹拌する複数の撹拌機とを備えた槽であって、
上記撹拌機は、上記液貯留部内に垂直に配設される回転軸の下端部に、長方形の板状に形成され、長手方向を当該回転軸の径方向に向けた複数の羽根を、円周方向に等間隔に、かつ水平方向に回転駆動された際に上方の上記液体を下方に向けて流動させるように水平面に対して傾斜させて取り付けてなり、
上記液貯留部は水平断面が半径Ｒの円形状であるとともに、互いに同方向に回転する４台の上記撹拌機を、それぞれの垂直回転軸の軸線から上記槽の中心までの長さＬが、Ｌ／Ｒ＝０．４７〜０．６２の範囲であり、かつ隣接する上記撹拌機の上記軸線と上記槽の中心とを結ぶ線のなす角度αが、α＝８０゜〜１００゜の範囲になるように配設してなり、さらに、
上記撹拌機の羽根の径Ｄ１を、上記槽の直径Ｄ（＝２Ｒ）との比Ｄ１／Ｄが０．１０〜０．２５の範囲になるように設定したことを特徴とする撹拌機を有する槽。
【請求項４】
内部に液体を収容する液貯留部と、この液貯留部の上記液体内に水平方向に回転する羽根を位置させて上記液体を撹拌する複数の撹拌機とを備えた槽であって、
上記撹拌機は、上記液貯留部内に垂直に配設される回転軸の下端部に、長方形の板状に形成され、長手方向を当該回転軸の径方向に向けた複数の羽根を、円周方向に等間隔に、かつ水平方向に回転駆動された際に上方の上記液体を下方に向けて流動させるように水平面に対して傾斜させて取り付けてなり、
上記液貯留部は水平断面が半径Ｒの円形状であるとともに、互いに同方向に回転する６台の上記撹拌機を、それぞれの垂直回転軸の軸線から上記槽の中心までの長さＬが、Ｌ／Ｒ＝０．５０〜０．６５の範囲であり、かつ隣接する上記撹拌機の上記軸線と上記槽の中心とを結ぶ線のなす角度αが、α＝５０゜〜７０゜の範囲になるように配設してなり、さらに、
上記撹拌機の羽根の径Ｄ１を、上記槽の直径Ｄ（＝２Ｒ）との比Ｄ１／Ｄが０．０８〜０．２０の範囲になるように設定したことを特徴とする撹拌機を有する槽。
【請求項５】
上記撹拌機は、上記回転軸の下端部に４枚の上記羽根が、４５°の傾斜角度で取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の撹拌機を有する槽。
【請求項６】
上記槽の液貯留部の内壁には、各々の上記撹拌機に対応した位置に、それぞれバッフル板がその上端を上記液体の静止表面に沿わせて取付けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の撹拌機を有する槽。
【請求項７】
上記バッフル板の上記内壁から突出する幅寸法Ｂは、上記槽の直径Ｄとの比Ｂ／Ｄが０．０５〜０．１５の範囲にあることを特徴とする請求項６に記載の撹拌機を有する槽。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種の反応槽や貯留槽等の内部に収納した液体を撹拌するための撹拌機を備えた槽に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、異種溶液を互いに撹拌して混合するための貯留槽や、当該撹拌によって化学的反応を行なわせる化学プラントにおける反応槽等の各種の槽においては、内部に収容した上記液体を撹拌するための撹拌機が設けられている。
図１１は、従来のこのような撹拌機を有する槽の一種である排煙脱硫装置の反応槽を示すものである。
この反応槽１は、水平断面が円形状のもので、内部が隔壁となる下部デッキ２および上部デッキ３により、下部デッキ２下方に位置して例えば石灰石を吸収剤として含む石膏スラリー（吸収液）を貯留する吸収液槽（液貯留部）４と、上下部デッキ２、３間にあって排ガスダクトの入口５側が接続された入口プレナム６と、上部デッキ３上方にあって排ガスダクトの出口７側と連通する出口プレナム８とに画成され、下部デッキ２に穿設された多数の開口部に、下端開口部が上記吸収液槽４内の吸収液面より下方に位置し、かつ下端外周壁に排ガスの噴出孔が形成された多数本のスパージャーパイプ９が垂設されるとともに、下部デッキ２と上部デッキ３との間に、上記吸収液槽４の吸収液面上の空間を出口プレナム８側に連通させるガスライザー１０が配設され、さらに上記吸収液槽４の底部には上記吸収液中に酸化空気を導入する酸化用空気の供給管１１が配設されるとともに、反応槽１内に垂直に配設された回転軸１２の下端部に、水平方向に回転する羽根１３が取付けられた撹拌機１４が設けられたものである。
【０００３】
以上の構成からなる反応槽１においては、供給管１１を介して石灰石を吸収剤として含む石膏スラリーからなる吸収液中に酸素を供給しつつ、排ガスダクト５から排ガスを入口プレナム６に送気すると、当該排ガスは、各スパージャーパイプ９の下端から噴出し、吸収液と激しく混合して液相連続のジェットバブリング層を形成する。この際に、上記撹拌機１４の羽根１３を回転させて、吸収液を当該羽根１３の上方から下方に向けて流動させることにより、吸収液槽４内を撹拌するとともに、供給管１１から供給された酸化用空気を上記ジェットバブリング層に連続的に供給する。これにより、上記ジェットバブリング層において高効率な気液接触が行われ、
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で示されるように、排ガス中に含まれる亜硫酸ガス（ＳＯ2）が酸化されるとともに、吸収液中の石灰石によって中和される反応が行なわれて、上記亜硫酸ガスが吸収・除去される。このようにして、脱硫された排ガスは、ガスライザー１０から出口プレナム８および出口ダクト７を経て排ガス排出口から外部に排気される。
【０００４】
他方、ＳＯ2を酸化・中和することによって吸収液中に生成した石膏（ＣａＳＯ4・２Ｈ2Ｏ）は、結晶成長して粗大粒子化することにより吸収液石膏スラリーとなり、所定の濃度に達した際に、スラリーポンプ１５によって反応槽１から抜き出されて母液と石膏とに分離されるとともに、これと並行して吸収剤供給ライン１６から上記吸収液槽４内に吸収剤が供給されるようになっている。
このような反応槽１を用いた排煙脱硫装置によれば、吸収液中に酸化用空気を供給しつつ撹拌機１４によって撹拌し、さらに排ガスを各スパージャーパイプ９の下端から噴出させて、吸収液と液相連続のジェットバブリング層を形成させているので、排ガス中のＳＯ2の吸収・酸化・中和・石膏の晶析等を１つの反応槽１内において行なうことができ、極めて高い効率でＳＯ2を除去することができるという利点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年このような排煙脱硫装置にあっては、処理能力の増大化に伴って反応槽１の大型化が要請されているが、当該反応槽１の外径寸法が数十ｍといった大きなものになると、吸収液を収容する吸収液槽４の外径Ｄに対する吸収液の液深Ｈの比Ｈ／Ｄが小さくなり、この結果、所望の撹拌効果が得られるように吸収液槽４内の吸収液を均一に循環させるためには、１台の撹拌機１４では不充分となる。
このため、上記反応槽１に複数台の撹拌機を配設する必要があるが、単に複数台の撹拌機を配置させると、却って撹拌機の周囲における吸収液の上昇流速分布が不均一になり、吸収液槽１４全体として、局部的に吸収液の循環量および流速が不充分となって、脱硫性能が低下するという問題点がある。
【０００６】
そこで、本発明者等は、このような大型の円形の反応槽において、均一で良好な吸収液の上下循環が可能となる複数台の撹拌機の配置について鋭意研究を行なったところ、この種の外径が数十ｍ規模の円形の反応槽にあっては、４台または６台の撹拌機を一定の相対位置に配置した際に、極めて良好な吸収液の上下循環を達成できるとの知見を得た。
本発明は、かかる知見に基づいてなされたもので、異種溶液を互いに撹拌して混合するための貯留槽や、当該撹拌によって化学的反応を行なわせる化学プラントにおける反応槽等の各種の槽において、内部の液体を全体としてほぼ均一な流速でかつ良好に上下循環させて効率的に撹拌することができる撹拌機を有する槽を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明に係る撹拌機を有する槽は、内部に液体を収容する液貯留部と、この液貯留部の上記液体内に水平方向に回転する羽根を位置させて上記液体を撹拌する複数の撹拌機とを備えた槽であって、上記撹拌機は、上記液貯留部内に垂直に配設される回転軸の下端部に、長方形の板状に形成され、長手方向を当該回転軸の径方向に向けた複数の羽根を、円周方向に等間隔に、かつ水平方向に回転駆動された際に上方の上記液体を下方に向けて流動させるように水平面に対して傾斜させて取り付けてなり、上記液貯留部は水平断面が半径Ｒの円形状であるとともに、上記液貯留部の円周方向に沿って順次逆方向に回転する４台の撹拌機を、それぞれの垂直回転軸の軸線から上記槽の中心までの長さＬが、Ｌ／Ｒ＝０．５５〜０．７０の範囲であり、かつ隣接する撹拌機の軸線と上記槽の中心とを結ぶ線のなす角度αが、α＝８０゜〜１００゜の範囲になるように配設してなり、さらに、上記撹拌機の羽根の径Ｄ１を、上記槽の直径Ｄ（＝２Ｒ）との比Ｄ１／Ｄが０．１０〜０．２５の範囲になるように設定するとともに、上記液貯留部における液深Ｈを、上記槽の直径Ｄとの比Ｈ／Ｄが０．１０以上になるように設定したことを特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、上記液貯留部の円周方向に沿って順次逆方向に回転する６台の撹拌機を、それぞれの垂直回転軸の軸線から上記槽の中心までの長さＬが、Ｌ／Ｒ＝０．５５〜０．７０の範囲であり、かつ隣接する撹拌機の軸線と上記槽の中心とを結ぶ線のなす角度αが、α＝５０゜〜７０゜の範囲になるように配設してなり、さらに、上記撹拌機の羽根の径Ｄ１を、上記槽の直径Ｄ（＝２Ｒ）との比Ｄ１／Ｄが０．０８〜０．２０の範囲になるように設定したことを特徴とするものである。
【０００９】
他方、請求項３に記載の発明は、互いに同方向に回転する４台の撹拌機を、それぞれの垂直回転軸の軸線から上記槽の中心までの長さＬが、Ｌ／Ｒ＝０．４７〜０．６２の範囲であり、かつ隣接する撹拌機の軸線と上記槽の中心とを結ぶ線のなす角度αが、α＝８０゜〜１００゜の範囲になるように配設してなり、さらに、上記撹拌機の羽根の径Ｄ１を、上記槽の直径Ｄ（＝２Ｒ）との比Ｄ１／Ｄが０．１０〜０．２５の範囲になるように設定したことを特徴とするものである。また、請求項４に記載の発明は、互いに同方向に回転する６台の撹拌機を、それぞれの垂直回転軸の軸線から上記槽の中心までの長さＬが、Ｌ／Ｒ＝０．５０〜０．６５の範囲であり、かつ隣接する撹拌機の軸線と上記槽の中心とを結ぶ線のなす角度αが、α＝５０゜〜７０゜の範囲になるように配設してなり、さらに、上記撹拌機の羽根の径Ｄ１を、上記槽の直径Ｄ（＝２Ｒ）との比Ｄ１／Ｄが０．０８〜０．２０の範囲になるように設定したことを特徴とするものである。
【００１０】
さらに、請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の撹拌機が、上記回転軸の下端部に４枚の上記羽根が、４５°の傾斜角度で取り付けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
次いで、請求項６に記載の発明は、上記請求項１ないし５のいずれかに記載の槽の液貯留部の内壁には、各々の上記撹拌機に対応した位置に、それぞれバッフル板がその上端を上記液体の静止表面に沿わせて取付けられていることを特徴とするものであり、さらに請求項７に記載の発明は、上記バッフル板の上記内壁から突出する幅寸法Ｂが、上記槽の直径Ｄとの比Ｂ／Ｄが０．０５〜０．１５の範囲にあることを特徴とするものである。ここで、バッフル板を各撹拌機に対応した位置にそれぞれ取付ける場合には、各バッフル板を、上記槽の中心と各撹拌機の回転軸線とを結んだ延長線上にある上記内壁に取付けるか、あるいは隣接する撹拌機の中間位置の上記内壁に取付ければ好適である。
【００１３】
本発明者等による研究の結果、大型の上記円形の槽においては、４台または６台の撹拌機を円周方向に所定の範囲内においてほぼ等間隔に配置することが有効であることが判明した。
すなわち、４台の撹拌機を配置する場合には、請求項１または３に記載の発明のように、隣接する撹拌機の軸線と上記槽の中心とを結ぶ線のなす角度αが、α＝８０゜〜１００゜、さらに望ましくは８５゜〜９５゜の範囲になるように配設し、他方６台の撹拌機を配置する場合には、上記角度αが、α＝５０゜〜７０゜の範囲、さらに望ましくは５５゜〜６５゜のほぼ等間隔の範囲になるように設置する。これにより、上記液貯留部の全体において均一な流速で、かつ良好な上下方向の液循環量を得ることができる。
【００１４】
また、請求項１および請求項２に記載の発明のように、４台または６台の撹拌機を液貯留部の円周方向に沿って順次逆方向に回転する配設した場合には、撹拌される液体の表面に形成される波が相互に打ち消し合い、この結果特に反応槽等において反応の妨げとなる大きな波動の形成が阻止されるという作用効果を奏する。一方、このような撹拌機においては、羽根の回転に伴い、その接線方向にも液体が流動するが、隣接する撹拌機を逆方向に回転させた場合には、隣接する撹拌機の回転の接線方向に流動する液体は、互いに一致して槽の中心側または外周側に向かう。このため、上記これら４台または６台の撹拌機を槽の中心から若干外周側、すなわち４台の場合にはそれぞれの垂直回転軸の軸線から上記槽の中心までの長さＬが、Ｌ／Ｒ＝０．５５〜０．７０の範囲、望ましくは０．５８〜０．６４の範囲に、また６台の場合には上記長さＬが、Ｌ／Ｒ＝０．５５〜０．７０の範囲、望ましくは０．６０〜０．６６の範囲になるように配置することにより、上記槽の水平方向においても液体の均一な循環量を得ることができる。
【００１５】
これに対して、請求項３または４に記載の発明のように、４台または６台の撹拌機を全て同方向に回転する配設した場合には、撹拌機の隣接する羽根から接線方向に流動する液体は、相互に逆方向となるために互いに衝突し、上方への広がりをもって流動する。このため、上述した撹拌機を互いに逆回転させる場合と比較して、より中心側に配設することにより、全体として均一な循環流が得られることが判明した。
したがって、請求項３に記載の発明のように４台の撹拌機を配設する場合には、それぞれの垂直回転軸の軸線から上記槽の中心までの長さＬが、Ｌ／Ｒ＝０．４７〜０．６２の範囲、さらに望ましくは０．５２〜０．５８の範囲になるように配設すればよく、また請求項４に記載の発明のように６台の撹拌機を配設する場合には、上記長さＬが、Ｌ／Ｒ＝０．５０〜０．６５の範囲、さらに望ましくは０．５５〜０．６１の範囲になるように配設すればよい。
【００１６】
また、特に槽の全体にわたって均一な液体の上下方向の循環量を得るには、槽の直径に対する撹拌機の羽根の径を如何に設定するかが重要であることが判明した。すなわち、上記羽根の径が小さ過ぎると、撹拌機間において充分な上下方向の循環量が得られずに不適当であり、逆に当該羽根の径が大き過ぎると、回転方向に流動する液同士の干渉が激しくなり過ぎて不都合であるとともに、駆動するための動力が過大になって不経済であるという問題が生じる。
そこで、４台の撹拌機を配設する場合には、請求項１または３に記載の発明のように、撹拌機の羽根の径Ｄ1 を、上記槽の直径Ｄとの比Ｄ1 ／Ｄが０．１０〜０．２５の範囲に設定し、他方６台の撹拌機を配設する場合には、請求項２または４に記載の発明のように、上記羽根の径Ｄ1 を、上記槽の直径Ｄとの比Ｄ1 ／Ｄが０．０８〜０．２０の範囲に設定することにより、上記問題点を解決することが可能となる。なお、４台の場合においては、さらに上記径Ｄ1 をＤ1 ／Ｄが０．１３〜０．１５の範囲となるように設定し、６台の場合においては上記Ｄ1 をＤ1 ／Ｄが０．１０〜０．１２の範囲となるように設定すれば一層好ましい。
【００１７】
さらに、この種の液貯留部が円形の槽においては、上記撹拌機の回転の接線方向に流動する液体が、当該槽の内壁面に沿った流れを形成するために、上下方向の液循環が妨げられ、この結果循環量およびその分布が不均一になるおそれがある。
この点、請求項６に記載の発明にあっては、槽の液貯留部の内壁の各撹拌機に対応した位置に、それぞれバッフル板を取付けているので、撹拌機の回転方向に流動する液体が当該バッフル板の表面に衝突し、上方への流れと変換されるために、上下方向への液循環が促進される。このような作用効果を奏するためには、バッフル板の上端を上記液体の静止表面に沿わせて取付けることが好ましく、この際に、上記液体の静止表面と同一かあるいは若干上方に位置させて取付けられは好適である。さらに、上記バッフル板の上記内壁から突出する幅寸法Ｂとしては、請求項７に記載の発明のように、上記槽の直径Ｄとの比Ｂ／Ｄが０．０５〜０．１５の範囲になるように形成することが好ましい。
【００１８】
また、上述したように、このような槽において内部に収容した液体を撹拌する際には、液深Ｈを浅くし過ぎると、液を収容する槽の外径Ｄに対する液の液深Ｈの比Ｈ／Ｄが過度に小さくなって、特に上下方向に均一な循環流が形成され難くなる。
そこで、４台の撹拌機を配設した上記構成からなる撹拌機を有する槽において液貯留部に収容された液体を撹拌する場合には、上記液貯留部における液深Ｈを、上記槽の直径Ｄとの比Ｈ／Ｄが０．１０以上、さらに望ましくは０．１３以上となるように設定して、上記撹拌機により液体を撹拌すれば好適である。また、６台の撹拌機を配設した上記構成からなる撹拌機を有する槽において液体を撹拌する場合には、上記液貯留部における液深Ｈを、上記槽の直径Ｄとの比Ｈ／Ｄが０．０８以上、さらに望ましくは０．１０以上となるように設定して、上記撹拌機により液体を撹拌すれば好適である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１〜図８は、本発明に係る撹拌機を有する槽を、図１１に示した排煙脱硫装置の反応槽を大型化させたものに適用した第１〜第４の実施形態およびその変形例を示すものであり、撹拌機およびバッフル板の配置以外の構成については、図１１に示したものと同様であるために、図示およびその説明を省略する。
図９は、上記第１〜第４の実施形態において、それぞれ反応槽２０に設置された撹拌機２１ａ〜２１ｆの構成を示すもので、図中符号２２が上記反応槽２０内に垂直に配設される回転軸（垂直回転軸）である。この回転軸２２の下端部には、水平方向に回転する４枚の羽根２３が円周方向等間隔に取付けられており、各羽根２３は、傾斜角度が４５゜に設定されている。そして、上記撹拌機２１ａ〜２１ｆは、それぞれ上記羽根２３により上方の吸収液を下方に向けて流動させるように回転駆動されるようになっている。
【００２０】
図１は、本発明の第１の実施形態を示すもので、水平断面が半径Ｒの円形状をなす反応槽２０に、上記吸収液槽（液貯留部）４の円周方向に沿って順次逆方向に回転する４台の上記撹拌機２１ａ〜２１ｄを、それぞれの羽根２３を吸収液４内に位置させて配設したものである。ここで、４台の上記撹拌機２１ａ〜２１ｄは、それぞれの垂直回転軸の軸線から上記反応槽２０の中心までの長さＬが、Ｌ／Ｒ＝０．５５〜０．７０の範囲、さらに望ましくは０．５８〜０．６４の範囲になるように設置されている。また、これら撹拌機２１ａ〜２１ｄは、隣接する撹拌機２１ａ、２１ｂ等の上記軸線と反応槽２０の中心とを結ぶ線のなす角度αが、α＝８０゜〜１００゜の範囲、望ましくは８５゜〜９５゜のほぼ等間隔の範囲になるように配設されている。そして、上記撹拌機２１ａ〜２１ｄの羽根２３は、その径Ｄ1 が、上記反応槽２０の直径Ｄ（＝２Ｒ）との比Ｄ1 ／Ｄ＝０．１０〜０．２５、好ましくは０．１３〜０．１５の範囲になるように設定されている。
【００２１】
他方、上記反応槽２０の液貯留部４の内壁２０ａには、各撹拌機２１ａ〜２１ｄに対応した位置に、それぞれバッフル板２５が取付けられている。これらのバッフル板２５は、隣接する撹拌機２１ａ、２１ｂ等の中間に位置するようにして上記内壁２０ａに取付けられている。ここで、各バッフル板２５は、その上端を上記吸収液の静止表面と同一かあるいは若干上方に位置させて取付けられており、上記内壁２０ａから突出する幅寸法Ｂは、上記反応槽２０の直径Ｄとの比Ｂ／Ｄが０．０５〜０．１５の範囲、さらに好ましくは０．０８〜０．１０の範囲になるように形成されている。
また、図２は、上記第１の実施形態の変形例を示すもので、この反応槽２０においては、上記バッフル板と同様のバッフル板２６が、各々反応槽２０の中心と各撹拌機２１ａ〜２１ｄの回転軸線とを結んだ延長線上にある上記内壁２０ａに取付けられている。
【００２２】
また、図３および図４は、本発明の第２の実施形態およびその変形例を示すもので、同様の水平断面が半径Ｒの円形状をなす反応槽２０に、上記液貯留部（液貯留部）４の円周方向に沿って順次逆方向に回転する６台の上記撹拌機２１ａ〜２１ｆをそれぞれの羽根２３を吸収液４内に位置させて配設したものである。
この実施形態においては、６台の上記撹拌機２１ａ〜２１ｆは、それぞれの羽根２３の直径Ｄ1 が、上記反応槽２０の直径Ｄとの比Ｄ1 ／Ｄが０．０８〜０．２０、好ましくは０．１０〜０．１２の範囲になるように形成されており、それぞれ垂直回転軸の軸線から上記反応槽２０の中心までの長さＬが、Ｌ／Ｒ＝０．５５〜０．７０の範囲、好ましくは０．６０〜０．６６の範囲になるように設置されている。また、隣接する上記撹拌機２１ａ、２１ｂ等の上記軸線と反応槽２０の中心とを結ぶ線のなす角度αは、α＝５０゜〜７０゜の範囲、さらに好ましくは５５゜〜６５゜のほぼ等間隔となる範囲になるように配設されている。そして、上記反応槽２０の内壁２０ａには、上述したバッフル板２５、２６と同様のバッフル板２７、２８が取付けられている。すなわち、図３に示す反応槽２０においては、バッフル板２７が、隣接する撹拌機２１ａ、２１ｂ等の中間に位置するようにして上記内壁２０ａに取付けられており、他方図４に示す変形例においては、バッフル板２８が、各々反応槽２０の中心と各撹拌機２１ａ〜２１ｄの回転軸線とを結んだ延長線上にある上記内壁２０ａに取付けられている。
【００２３】
次いで、図５および図６は、本発明の第３の実施形態およびその変形例を示すもので、図１および図２に示したものと同一構成部分については、同一符号を付してその説明を省略する。この実施形態においては、同様の水平断面が半径Ｒの円形状をなす反応槽２０に、互いに同方向に回転する４台の上記撹拌機２１ａ〜２１ｄが、それぞれの垂直回転軸の軸線から反応槽２０の中心までの長さＬが、Ｌ／Ｒ＝０．４７〜０．６２の範囲、好ましくは０．５２〜．０５８の範囲になるように設置されている。また、上記撹拌機２１ａ〜２１ｄは、隣接する上記撹拌機２１ａ、２１ｂの上記軸線と反応槽２０の中心とを結ぶ線のなす角度αが、α＝８０゜〜１００゜、望ましくは８５゜〜９５゜のほぼ等間隔の範囲になるように配設されている。
そして、図５および図６に示すように、上記反応槽２０の内壁２０ａには、図１に示したものと同様のバッフル板２５あるいは図２に示したものと同様のバッフル２６が取付けられている。
【００２４】
また、図７および図８は、本発明の第４の実施形態およびその変形例を示すもので、同様にして図３および図４に示したものと同一構成部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
この実施形態においては、上記反応槽２０に、互いに同方向に回転する６台の上記撹拌機２１ａ〜２１ｆが、それぞれの垂直回転軸の軸線から反応槽２０の中心までの長さＬが、Ｌ／Ｒ＝０．５０〜０．６５、好ましくは０．５５〜０．６１の範囲になるように設置されている。また、上記撹拌機２１ａ〜２１ｆは、隣接する上記撹拌機の上記軸線と反応槽２０の中心とを結ぶ線のなす角度αが、α＝５０゜〜７０゜、さらに好ましくは５５゜〜６５゜のほぼ等間隔の範囲になるように配設されている。
そして、図７および図８に示すように、上記反応槽２０の内壁２０ａには、図３に示したものと同様のバッフル板２７あるいは図４に示したものと同様のバッフル２８が取付けられている。
【００２５】
以上のような撹拌機２１ａ〜２１ｄまたは２１ａ〜２１ｆおよびバッフル板２５〜２８を有する反応槽２０において、吸収液槽４内の吸収液を撹拌するには、図１、２および図５、６に示した４台の撹拌機２１ａ〜２１ｄを設置した場合には、上記吸収液槽４における吸収液深Ｈを、上記反応槽２０の直径Ｄとの比Ｈ／Ｄが０．１０以上、さらに好ましくは０．１３以上になるように設定して上記吸収液を撹拌する。他方、図３、４および図７、８に示した６台の撹拌機２１ａ〜２１ｆを設置した場合には、上記吸収液槽４における吸収液深Ｈを、上記反応槽２０の直径Ｄとの比Ｈ／Ｄが０．０８以上、さらに好ましくは０．１０以上になるように設定して上記吸収液を撹拌する。
このような撹拌機を有する反応槽２０および当該反応槽２０における撹拌方法によれば、反応槽２０が大型化した場合においても、内部の吸収液を全体にわたってほぼ均一の流速でかつ良好に上下循環させて効率的に撹拌することができ、よって少ない動力で高い脱硫効率を得ることができる。
【００２６】
なお、上記実施の形態においては、本発明に係る撹拌機を有する槽および撹拌方法を、排煙脱硫装置における反応槽２０に適用した場合についてのみ説明したが、これに限定されるものではなく、例えば異種溶液を互いに撹拌して混合するための貯留槽や、当該撹拌によって化学的反応を行なわせる化学プラントにおける反応槽等の各種の撹拌機を有する槽にも同様に適用することが可能である。
【００２７】
【実験例】
図１に示した４台の撹拌機２１ａ〜２１ｄを有する反応槽２０および図３に示した６台の撹拌機２１ａ〜２１ｆを有する反応槽２０において、液体の撹拌実験を行ない、各部位における流速を測定した。
なお、４台の撹拌機２１ａ〜２１ｄを有する反応槽２０における上記諸元は、Ｌ／Ｒ＝０．６１、α＝９０゜、撹拌機２１ａ〜２１ｄの羽根２３の径Ｄ1 と反応槽２０の直径Ｄとの比Ｄ1 ／Ｄ＝０．１３であり、上記羽根２３の先端速度は、約２１０ｃｍ／ｓであった。また、バッフル板２５の幅Ｂと反応槽２０の直径Ｄとの比Ｂ／Ｄは、０．０８であった。
他方、６台の撹拌機２１ａ〜２１ｆを有する反応槽２０における上記諸元は、Ｌ／Ｒ＝０．６３、α＝９０゜、撹拌機２１ａ〜２１ｆの羽根２３の径Ｄ1 と反応槽２０の直径Ｄとの比Ｄ1 ／Ｄ＝０．１１であり、上記羽根２３の先端速度は、約２１０ｃｍ／ｓであった。また、バッフル板２７の幅Ｂと反応槽２０の直径Ｄとの比Ｂ／Ｄは、０．０８であった。
図１０は、図１および図３において▲１▼〜▲６▼で示す吸収液槽４内における各流速の測定結果を示すものである。
同図表から、大型の反応槽２０においても、吸収液槽４のほぼ全域にわたって、均一な液体流速が得られることが判明した。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜７のいずれかに記載の撹拌機を有する槽によれば、異種溶液を互いに撹拌して混合するための貯留槽や、当該撹拌によって化学的反応を行なわせる化学プラントにおける反応槽等の各種の槽において、当該槽が大型化した場合においても、内部の液体を全体的に均一な分布でかつ良好に上下循環させて効率的に撹拌することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の撹拌機を有する槽の第１実施形態を示す撹拌機とバッフル板との配置図である。
【図２】図１の変形例を示す配置図である。
【図３】本発明の撹拌機を有する槽の第２実施形態を示す配置図である。
【図４】図３の変形例を示す配置図である。
【図５】本発明の撹拌機を有する槽の第３実施形態を示す配置図である。
【図６】図５の変形例を示す配置図である。
【図７】本発明の撹拌機を有する槽の第４実施形態を示す配置図である。
【図８】図７の変形例を示す配置図である。
【図９】図１〜図８の撹拌機の構成を示す側面図である。
【図１０】図１および図３に示す反応槽を用いた実験例の結果を示す図表である。
【図１１】従来の排煙脱硫装置における反応槽を示す縦断面図である。
【符号の説明】
４  吸収液槽（液貯留部）
２０  反応槽（槽）
２０ａ  内壁
２１ａ〜２１ｆ  撹拌機
２２  回転軸（垂直回転軸）
２３  羽根
２５、２６、２７、２８  バッフル板
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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