JPS6297633A - アルカリ水の中和におけるｃｏ↓２プロセス用のエジエクタ− - Google Patents
アルカリ水の中和におけるｃｏ↓２プロセス用のエジエクタ−Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、アルカリ水の中和におけるＣＯ２プロセス用
のエジエクターーに関する。
のエジエクターーに関する。
二酸化炭素は強酸の代シにアルカリ水の中和剤として用
いられている。
いられている。
ＣＯ２を用いる既知のプロセスは、ガスと水との混合お
よびＣＯ２のアルカリ元素への反応が迅速に行なわれな
いので２０ないし５０％といった低い効率を示し、液−
ガス混合物が関与するので物理的にむづかしいプロセス
である。
よびＣＯ２のアルカリ元素への反応が迅速に行なわれな
いので２０ないし５０％といった低い効率を示し、液−
ガス混合物が関与するので物理的にむづかしいプロセス
である。
μ値が高くなフ、多量のＣＯ、の流れが必要となるにつ
れこのプロセスは一層むづかしくなる。
れこのプロセスは一層むづかしくなる。
加えて、反応を起すとと々＜ＣＯ２の気泡が水に流入し
かつ水から流出する傾向がある。
かつ水から流出する傾向がある。
他方、ＣＯ２の気泡が大きいほどＣＯ２の水との反応は
一層困難となるであろう。
一層困難となるであろう。
（従来技術）
ＣＯ２と水との混合を促進するために用いられる手段で
ある従来的なエジエクターーは、密閉された導管中での
流体の流れを測定することをほとんどもっばらの目的と
して設計されているバーシェル（Ｈｅｒｓｃｈｅｌ ）
型のベンチュリへ管を基本として製造されている。
ある従来的なエジエクターーは、密閉された導管中での
流体の流れを測定することをほとんどもっばらの目的と
して設計されているバーシェル（Ｈｅｒｓｃｈｅｌ ）
型のベンチュリへ管を基本として製造されている。
このベンチュリ管は基本的には四つの主要部分すなわち
円筒状の流入部分、縮流部分、直径の低減した（ボトル
ネック）円筒状の部分および流れの拡大する流出部分か
らなっている。
円筒状の流入部分、縮流部分、直径の低減した（ボトル
ネック）円筒状の部分および流れの拡大する流出部分か
らなっている。
第１図はこの型のベンチュリ管を詳細に示す。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、二つの流体つまシ液相の一つの流体（水
ンおよびガス相の他の流体（ＣＯ２） ’ｆｒ、完全に
混合することによって約９０％の水準の効率を達成する
のを可能とするには、従来的なベンチュリ管に変更を加
えねはならなかった。液体とガス相との間の反応、溶液
の特性および溶液のアルカリ成分に関する研究に基いて
、上記した変更は本発明の主題をなす新しい型式のエジ
エクターーを開発することを可能とした。
ンおよびガス相の他の流体（ＣＯ２） ’ｆｒ、完全に
混合することによって約９０％の水準の効率を達成する
のを可能とするには、従来的なベンチュリ管に変更を加
えねはならなかった。液体とガス相との間の反応、溶液
の特性および溶液のアルカリ成分に関する研究に基いて
、上記した変更は本発明の主題をなす新しい型式のエジ
エクターーを開発することを可能とした。
（問題点を解決するための手段）
この新しい型のエジエクターーを第２図に詳細に示す。
ＣＯ２プロセス用に開発されたエジエクターーはアルカ
リ流出液を中和するための全系統の最も１要な部分であ
る。
リ流出液を中和するための全系統の最も１要な部分であ
る。
効率を約９０％とする目的で従来的なベンチュリ管の変
更を行った。
更を行った。
以下の基本的な諸点が特に注目すべき点である：萬
一第一の変更二円筒状の流入部分、縮流部分、直径の低
減した（ボトルネック）円筒状部分および流れの拡大す
る流出部分のカップリングの間のすべてのコンコーダン
ス（ＣＯｎｃｏｒｄａｎｃｅ ）半径を取り除いた。こ
れによってエジエクターー内に撹乱効果を与えることが
可能となる。
減した（ボトルネック）円筒状部分および流れの拡大す
る流出部分のカップリングの間のすべてのコンコーダン
ス（ＣＯｎｃｏｒｄａｎｃｅ ）半径を取り除いた。こ
れによってエジエクターー内に撹乱効果を与えることが
可能となる。
一第二の変更：直径の低減した円筒状の部分（ボトルネ
ック）を全部包囲する小室を装置に適合させる。この小
室はネジのついたカップリングを経由するＣＯ２用の流
入口をもつ。この変更の詳細は第２図に示す。
ック）を全部包囲する小室を装置に適合させる。この小
室はネジのついたカップリングを経由するＣＯ２用の流
入口をもつ。この変更の詳細は第２図に示す。
一第三の変更：直径０．５ないし０．６ミリの微細孔を
さん孔するのを可能とするように、エジエクターーのボ
トルネックをせんいガラスと混合されたテフロンのよう
なさん孔の容易な材料で製作する。
さん孔するのを可能とするように、エジエクターーのボ
トルネックをせんいガラスと混合されたテフロンのよう
なさん孔の容易な材料で製作する。
これらの微細孔は直径の低減した円筒状部分（ボトルネ
ック）の全体にわたって分布しておシ、エジエクターー
のこの部分の内側の水流の方向に対して３０°の角度ま
で傾いている。
ック）の全体にわたって分布しておシ、エジエクターー
のこの部分の内側の水流の方向に対して３０°の角度ま
で傾いている。
一第四の変更：エジエクターーの直径の低減した（ボト
ルネック）円筒状部分の全体に分布している直径肌５な
いし肌６ミリの微細孔とともに、内径が０．３ミリで長
さが交互に２５ミリから３０ミリである針を挿入する。
ルネック）円筒状部分の全体に分布している直径肌５な
いし肌６ミリの微細孔とともに、内径が０．３ミリで長
さが交互に２５ミリから３０ミリである針を挿入する。
これらの針もまた水流の方向に対して３０°の角度で傾
斜している。これらの針をおくそして微細孔を設ける主
な目的は水流の断面の異なった個所にＣＯ２’に噴入（
Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ）するのを助けるためである。
斜している。これらの針をおくそして微細孔を設ける主
な目的は水流の断面の異なった個所にＣＯ２’に噴入（
Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ）するのを助けるためである。
開発されたエジエクターーは基本的に三つの部分からな
るニ ー縮滝部分：液体は直径の大きな部分から小さい部分へ
と移動するので、この部分によって水の流速が増大する
； 一中間部分：ここでガスー液反応が起る。
るニ ー縮滝部分：液体は直径の大きな部分から小さい部分へ
と移動するので、この部分によって水の流速が増大する
； 一中間部分：ここでガスー液反応が起る。
望ましくはテフロン製である管の表面にある微細孔およ
びこの管の表面に対して３０°の角度をなす針を通過し
てＣＯ２の噴入がなされ、ガス−液の混合、その結果中
和反応が促進され、そして顕著に増進される。
びこの管の表面に対して３０°の角度をなす針を通過し
てＣＯ２の噴入がなされ、ガス−液の混合、その結果中
和反応が促進され、そして顕著に増進される。
表面にある微細孔はエジエクターー内を通過する水流の
直径がより大きい部分に向けてガスを噴射し、一方、針
は流れの中心から半径方向にガスを噴射する。
直径がより大きい部分に向けてガスを噴射し、一方、針
は流れの中心から半径方向にガスを噴射する。
一拡流部分：液体とガス相との乱流混合が起９、この混
合によって中和反応が完結するのはこの部分である。
合によって中和反応が完結するのはこの部分である。
エジエクターーはこの系の水の流量に従って寸法決定さ
れる。
れる。
本発明の主題をなすエジエクターーは静的な装置であシ
、すなわちこのエジエクターーは動的部をもたないが、
ガス−液の混合を果たすために遠心ポンプによって供給
される水流の運動エネルギーを用いる。
、すなわちこのエジエクターーは動的部をもたないが、
ガス−液の混合を果たすために遠心ポンプによって供給
される水流の運動エネルギーを用いる。
流出液は円筒状の流入部分に流入し、その後、流れはエ
ジエクターーの縮流部分において狭窄される。これによ
って、静圧の低下が起シかつ排出液の流速が増大する。
ジエクターーの縮流部分において狭窄される。これによ
って、静圧の低下が起シかつ排出液の流速が増大する。
この流速はエジエクターーの直径の低減した部分（ボト
ルネツク）で最大値に達する。この値は次式によって決
定される： ただし上式において、 ■＝エジエクターーの直径の低減した（ボトルネック）
円筒状部分における流出液の流速、（罵／秒） Ｑ＝エジエクターーを通る流出液の流量、（１ｎ３７時
）八−エジエクターーの直径の低減した（ポトルネツ
１り）円筒状部分の内径、（ｔｐａｘ ）実用上、１７
±３ｒＩＬ／秒の流速が最高の混合効率を示すことが証
明された。ガスの気泡がより小であること、従ってより
著しいガス／液の相互作用によって、噴入されるガスと
水中に存在するアルカリ物質との反応の効率が９０±５
チ（理論値に対して〕に促進される。
ルネツク）で最大値に達する。この値は次式によって決
定される： ただし上式において、 ■＝エジエクターーの直径の低減した（ボトルネック）
円筒状部分における流出液の流速、（罵／秒） Ｑ＝エジエクターーを通る流出液の流量、（１ｎ３７時
）八−エジエクターーの直径の低減した（ポトルネツ
１り）円筒状部分の内径、（ｔｐａｘ ）実用上、１７
±３ｒＩＬ／秒の流速が最高の混合効率を示すことが証
明された。ガスの気泡がより小であること、従ってより
著しいガス／液の相互作用によって、噴入されるガスと
水中に存在するアルカリ物質との反応の効率が９０±５
チ（理論値に対して〕に促進される。
これらの結果はソーダーアルカリ系について得られた。
ガスと流出液との一層均一な混合が起るように、直径の
低減した円筒状の（ボトルネック）部分において約２．
７〜５．５バールの圧力におけるＣＯ２の噴入を行う。
低減した円筒状の（ボトルネック）部分において約２．
７〜５．５バールの圧力におけるＣＯ２の噴入を行う。
う糺
排出液の流速が高いため、ミクロン単位で測定可能な直
径までガス気泡の直径が低減されかっこの直径以下にお
いてガス気泡は微細孔および放射状に位置する針を通過
して、流れの断面にわたって分配される。
径までガス気泡の直径が低減されかっこの直径以下にお
いてガス気泡は微細孔および放射状に位置する針を通過
して、流れの断面にわたって分配される。
直径の低減した円筒状の（ボトルネック）部分において
ＣＯ２が噴入された後、水流は拡流部分に流入する。こ
の部分において水流は流速を低下しかつ静圧が回復し、
乱流の激しい領域が生まれかつこれらの二つの相（液体
とガス）の効率的な混合が促進される。効率的混合は流
れの全部分にわたって分配されている微細な気泡の形の
００２が存在することによル容易となる。
ＣＯ２が噴入された後、水流は拡流部分に流入する。こ
の部分において水流は流速を低下しかつ静圧が回復し、
乱流の激しい領域が生まれかつこれらの二つの相（液体
とガス）の効率的な混合が促進される。効率的混合は流
れの全部分にわたって分配されている微細な気泡の形の
００２が存在することによル容易となる。
■エジエクターーを通過する流量の決
定ＦＬＵＩＤ８匹でＢＲ、ＴＨＥＩＲＴＨＥＯＲＹ Ａ
ＮＤ好ＰＬＩＣＡ−ＴＩＯＮ８− Ａｓ■第６版（１９
７１年）に規定されるベンチュリ〜管を通過する流！に
全決定するために下記に示す式を用いる。
ＮＤ好ＰＬＩＣＡ−ＴＩＯＮ８− Ａｓ■第６版（１９
７１年）に規定されるベンチュリ〜管を通過する流！に
全決定するために下記に示す式を用いる。
Ｑ −３５８，９３０，Ｅ、Ｙ ｄ”ＦａＶ庁７宣；（
ボンド／時）（ｌ） ただし上式において、 Ｑ−エジエクターーを通過する水の流量（ポンド／時〕 Ｃ＝針の効果を含めての流出係数＝ ０．８５Ｅ−速度
係数−□ Ｆう〒 Ｙ＝膨張係数：液体に関する値は１に等しいＦａ−熱膨
張係数＝１（使用する材料に依存する）ｐＨ２〇−水の
比重＝ ６２．４２７ボンド／立方フイート ｄ−エジエクターーのボトルネックの直径（インチ）β
−ｄ／Ｄの比 Ｄ−−エジエクターー人口の内径（インチ〕ｈＷ−エジ
エクターー人口の圧力とボトルネック内の圧力との差圧
（インチ） ｌｓＰ −ｐｓｉｇ単位の差圧 Ｌｉｑｕｉｄ Ｃａｒｂｏｎｉｃ社によって開発された
種々の型のエジエクターーに関してメートル単位の流量
を知るために式■を変更すると下記の式を得る：Ｑａ２
ｏ −０，０２３Ｃ１，ｄ２ Ｃ；（−／時）ただし上
式において ｄ−ボトルネックの内径（ミリ） Ｄ−エジエクターー人口の内径（ミリ 〕Ｎ−流入ロ圧力とボトルネック圧力との差圧Ｑ−エジ
エクターーを通過する排出液の流量、ｒｒＬ３／時 Ｃ−流出係数（エジエクターーによって変化するので実
際には調整した値とする）。
ボンド／時）（ｌ） ただし上式において、 Ｑ−エジエクターーを通過する水の流量（ポンド／時〕 Ｃ＝針の効果を含めての流出係数＝ ０．８５Ｅ−速度
係数−□ Ｆう〒 Ｙ＝膨張係数：液体に関する値は１に等しいＦａ−熱膨
張係数＝１（使用する材料に依存する）ｐＨ２〇−水の
比重＝ ６２．４２７ボンド／立方フイート ｄ−エジエクターーのボトルネックの直径（インチ）β
−ｄ／Ｄの比 Ｄ−−エジエクターー人口の内径（インチ〕ｈＷ−エジ
エクターー人口の圧力とボトルネック内の圧力との差圧
（インチ） ｌｓＰ −ｐｓｉｇ単位の差圧 Ｌｉｑｕｉｄ Ｃａｒｂｏｎｉｃ社によって開発された
種々の型のエジエクターーに関してメートル単位の流量
を知るために式■を変更すると下記の式を得る：Ｑａ２
ｏ −０，０２３Ｃ１，ｄ２ Ｃ；（−／時）ただし上
式において ｄ−ボトルネックの内径（ミリ） Ｄ−エジエクターー人口の内径（ミリ 〕Ｎ−流入ロ圧力とボトルネック圧力との差圧Ｑ−エジ
エクターーを通過する排出液の流量、ｒｒＬ３／時 Ｃ−流出係数（エジエクターーによって変化するので実
際には調整した値とする）。
ＣＯ２ガスを噴入するエジエクター一部分（ボトルネッ
ク）において水の流速ができるだけ高いことが非常に１
要である。勿論この流速はエジエクターーの寸法および
水をエジエクターーに送入するボンデの必要とする動力
によって制約される。
ク）において水の流速ができるだけ高いことが非常に１
要である。勿論この流速はエジエクターーの寸法および
水をエジエクターーに送入するボンデの必要とする動力
によって制約される。
従って、水の流速、ガスの均一な分配、微細孔の直径お
よび位置ならびにガスを噴入する−ための針の使用がす
べて組合わされることにより、ガスが何千もの微細気泡
となシ、ガス／液の完全な均一化が可能になる。
よび位置ならびにガスを噴入する−ための針の使用がす
べて組合わされることにより、ガスが何千もの微細気泡
となシ、ガス／液の完全な均一化が可能になる。
（実施例）
例 １ エジエクターーの製作
エジエクターーのおかれる操作条件が苛酷であるので、
保守および清掃が容易であるようにエジエクターーを四
つの部分に分けて製作する。
保守および清掃が容易であるようにエジエクターーを四
つの部分に分けて製作する。
第４図はエジエクターーの下記の基本的要素を示す分解
組立図である： １、 円筒状の流入部分および縮流部分２、円筒状の直
径の低減した部分（ボトルネックン５、 ＣＯ２分配
室スリーブ ４、拡流部分（混合部分） 例２ 例１で製作したものの実施例を表１に示した。
組立図である： １、 円筒状の流入部分および縮流部分２、円筒状の直
径の低減した部分（ボトルネックン５、 ＣＯ２分配
室スリーブ ４、拡流部分（混合部分） 例２ 例１で製作したものの実施例を表１に示した。
この結果噴入ガスの使用が著しく改善され、水中に溶解
したアルカリ物質に対する反応が可能と々る。
したアルカリ物質に対する反応が可能と々る。
ボトルネックを通過する流速を算出する式は下記のとと
くで訊ス： ＶＨ，Ｏ−エジエクターーのボトルネックにおける水の
流速（罵／秒） Ｑ−エジエクターーを通過する水の流量（ｍ３／時）ｄ
−ボトルネックの内径（ミリ ）（発明の効果） アルカリ流出液’ｉ ＣＯ２で中和する化学反応の効率
は液相とガス相との混合物の完全な相互作用に密接に関
係する。この効率は、アルカリ物質の濃度が非常に低水
準であり、従ってより少量のＣＯ２が必要となるときに
、特に重要である。
くで訊ス： ＶＨ，Ｏ−エジエクターーのボトルネックにおける水の
流速（罵／秒） Ｑ−エジエクターーを通過する水の流量（ｍ３／時）ｄ
−ボトルネックの内径（ミリ ）（発明の効果） アルカリ流出液’ｉ ＣＯ２で中和する化学反応の効率
は液相とガス相との混合物の完全な相互作用に密接に関
係する。この効率は、アルカリ物質の濃度が非常に低水
準であり、従ってより少量のＣＯ２が必要となるときに
、特に重要である。
このような条件下で中和が起るためには、ガスが水の流
れる全領域にわたって微細な気泡の形でガスが分散され
ていることが必要である。
れる全領域にわたって微細な気泡の形でガスが分散され
ていることが必要である。
記録された実際に得られた結果によって推奨されるこの
型のエジエクターーの使用によシ、ガスの理論的消費量
の約９０％という高い反応効率がＣＯ２でのアルカリ流
出液の中和に関し、て達成されている。
型のエジエクターーの使用によシ、ガスの理論的消費量
の約９０％という高い反応効率がＣＯ２でのアルカリ流
出液の中和に関し、て達成されている。
第１図は、従来型のベンチュリ〜管の詳細を示す。
第２図は、本発明の主題をなす新しいをのエジエクター
ーを示す。 第６図は、ネジのついたカップリングを経由するＣＯ２
用の流入口をもち、直径の低減した円筒状す針を装着し
た中間部分を示す。 第４図はエジエクターーの下記の基本的要素を示す分解
組立図である。 １、 円筒状の流入部分および縮流部分２、円筒状の直
径の低減した部分（ボトルネック）３、 ＣＯ２分配
室スリーブ ４、拡流部分（混合部分） 第５図は、図４の分解図を組立てた図である。 ５、円筒状の流入部分 ６、 縮流部分 ７、 ＣＯ２分配室 ８、円筒状の直径の低減した部分（ボトルネック）９
拡流部分（混合部分）
ーを示す。 第６図は、ネジのついたカップリングを経由するＣＯ２
用の流入口をもち、直径の低減した円筒状す針を装着し
た中間部分を示す。 第４図はエジエクターーの下記の基本的要素を示す分解
組立図である。 １、 円筒状の流入部分および縮流部分２、円筒状の直
径の低減した部分（ボトルネック）３、 ＣＯ２分配
室スリーブ ４、拡流部分（混合部分） 第５図は、図４の分解図を組立てた図である。 ５、円筒状の流入部分 ６、 縮流部分 ７、 ＣＯ２分配室 ８、円筒状の直径の低減した部分（ボトルネック）９
拡流部分（混合部分）
Claims (9)
- （１）−直径の大きな部分から直径の小さな部分へと水
を移送することにより水の速度の増大を促進する縮流部
分、 −液体とＣＯ＿２との反応が起る中間の部分−液相とガ
ス状のＣＯ＿２との乱流混合の領域が発生し中和反応が
混合によつて補完される拡流部分 からなることを特徴とする、アルカリ水の中和における
ＣＯ＿２プロセス用のエジエクター。 - （２）前記中間の部分が表面上に微細孔がある管で装着
されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項のエ
ジエクター。 - （３）前記中間部分が、前記に記載の管の表面に対して
３０°の角度をなす針で装着されていることを特徴とす
る特許請求の範囲第２項のエジエクター。 - （４）管がテフロン製であることを特徴とする特許請求
の範囲第２項もしくは第６項のエジエクター。 - （５）微細孔が直径の低減した円筒状の部分（ボトルネ
ツク）の全表面にわたつて分布しており、かつ前記の部
分の内側の水流の方向に対して３０°の角度をなしてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第２項のエジエクタ
ー。 - （６）テフロンの管の表面に対して３０°の角度をなし
ている針が０．３ミリの内径を有しかつ長さが交互に２
５ないし３０ミリであることを特徴とする特許請求の範
囲第３項のエジエクター。 - （７）針が水流の方向に対して３０°の角度をなしてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第３項のエジエクタ
ー。 - （８）直径が低減している円筒状の部分（ボトルネツク
）内の流出液（ｅｆｆｌｕｅｎｔ）の速度が、エジエク
ターの呼び（ｎｏｍｉｎａｌ）径ならびに系における水
の流量に依存しつつ、１４〜１８メートル／秒の範囲内
にあることを特徴とする特許請求の範囲第１項のエジエ
クター。 - （９）直径が低減している円筒状部分（ボトルネツク）
において、ＣＯ＿２の噴入圧力範囲が、水と流出液との
一層均一な混合を可能とする２．７〜５．５バールであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項のエジエクタ
ー。
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| BR8503919 | 1985-08-16 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6297633A true JPS6297633A (ja) | 1987-05-07 |
| JPH0824832B2 JPH0824832B2 (ja) | 1996-03-13 |
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| JP (1) | JPH0824832B2 (ja) |
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