含氟水溶液的处理方法_2

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外的成分。作为在铅直方向混合的方法,可W采用施加外 力的、利用重力等的各种方法。具体而言,例如可W列举W下说明的通过喷嘴进行的混合方 法、通过超声波的照射进行的混合方法和对流接触法,但不限定于运些。
[0081] (利用喷嘴进行的混合方法)
[0082] 在本发明的一个实施方式中,反应工序能够在图2所示的第一反应槽300中进行。 反应工序中的铅直方向的混合通过在第一反应槽300内的液体中从具有第一喷嘴1的第一 排出部件100向铅直方向排出从第一反应槽300取出的液体来进行。从第一反应槽300取 出液体能够通过导管6进行。根据情况可W使用累61。在本说明书中,"向铅直方向排出", 是指液体的排出方向是W水相和有机相不发生相分离、达到均匀的混合状态的程度,产生 混合的物质的铅直方向的移动。液体的排出方向可W包括铅直方向的成分W外的成分。液 体的排出方向由排出部件的安装角度决定。安装角度设定为相对于铅直方向(铅直上方向 或铅直下方向)优选为0°~60°、更优选为0°~30°。排出部件的安装角度为上述的 范围内时,能够有效地引起铅直方向的排出,能够有效地达到铅直方向的混合。安装角度更 优选相对于铅直方向为0° (即铅直上方向或铅直下方向)。排出部件的安装角度相对于 铅直方向为0°时,能够更有效地达到铅直方向的混合。
[0083] 在本说明书中,"喷嘴"是指安装在导管等的前端,缩小流体的出口形成喷流(喷 射流)的部件。喷嘴在前端具有排出口(孔)。喷嘴也有时被称为喷射喷嘴、喷射器 (e化ctor)、发射器(ejector)等的名称。在本实施方式中能够使用的喷嘴的构成没有特别 限定,只要是具有适于进行铅直方向的混合的排出口(孔)的内径和耐压性就可W。关于 排出口的内径和排出压在W后进行叙述。
[0084]图3(a)示意地表示从排出部件100的液体的排出。在第一反应槽300内的液体 中从第一排出部件100中的第一喷嘴1的前端13向铅直方向排出从第一反应槽300取出 的液体。从喷嘴1的前端13向铅直方向排出的排出流3形成喷射状的水流(喷射水流)。 运样的喷射状的排出流3通过卷入(吸入)侧方所存在的液体,能够使向铅直方向喷射的 流量增大。利用通过来自该侧方的吸入流31使流量增大的排出流3,能够引起反应槽300 内的液体的铅直方向的移动,其结果,能够将反应槽300内的液体在铅直方向混合。 阳0化]反应工序中的铅直方向的混合优选通过在第一反应槽300内的液体中的上方部 分中从具有第一喷嘴1的第一排出部件100向铅直下方向排出从第一反应槽300的下方 部分取出的液体来进行。运样从第一反应槽300的下方部分取出液体,在第一反应槽300 内的液体中的上方部分向铅直下方向排出所取出的液体,由此能够更加促进铅直方向的混 合。另外,二硅氧烷化合物的比重比水小,因此具有在第一反应槽300的上方存在比较多的 二硅氧烷化合物的倾向。因此,在第一反应槽300内的液体中的上方部分,从第一排出部件 100的第一喷嘴1向铅直下方向排出液体,由此排出流3能够将在其周围能够大量存在的二 硅氧烷化合物作为来自侧方的吸入流31而吸入。其结果,可W产生包含能够大量含有二娃 氧烧化合物的吸入流31的铅直下方向的喷射流,能够促进二硅氧烷化合物的铅直方向的 移动。为了达到运样的有效混合,第一排出部件100优选设置在第一反应槽内的液体中的 上方部分。
[0086] 作为另一个方法,反应工序中的铅直方向的混合也可W通过在第一反应槽300内 的液体中的下方部分中从具有第一喷嘴1的第一排出部件100向铅直上方向排出从第一反 应槽300的上方部分取出的液体来进行。运样从第一反应槽300的上方部分取出液体,在第 一反应槽300内的液体中的下方部分中向铅直上方向排出所取出的液体,由此能够促进铅 直方向的混合。另外,二硅氧烷化合物的比重比水小,因此具有水溶性的氣离子在第一反应 槽300内的液体中的下方部分比较多地存在的倾向。因此,在第一反应槽300内的液体中的 下方部分中从第一排出部件100的第一喷嘴1向铅直上方向排出液体时,排出流能够吸入 来自比较多地含有水溶性的氣离子的侧方的吸入流。其结果,可W产生包含氣离子的含量 比较多的吸入流的铅直上方向的喷射流,由此能够促进氣离子的铅直方向的移动。为了达 到运样的有效混合,第一排出部件100可W设置在第一反应槽内的液体中的下方部分。另 夕F,在第一反应槽300内的液体中的下方部分中从第一排出部件100的第一喷嘴1向铅直 上方向排出液体的情况下,排出流3和来自侧方的吸入流31能够W将图3旋转180°而得 到的图表示。
[0087] 更优选的是,在假设第一反应槽内的液体所含有的有机成分的全部体积位于第一 反应槽300内的液体所含有的水性成分的全部体积之上时,第一排出部件100配置为第一 喷嘴1的前端13位于有机成分中。
[0088] 可W认为,在反应工序中的一个时刻,假设停止铅直方向的混合的情况下,第一反 应槽300内的液体相分离成上侧的有机相和下侧的水相。运样的假设的相分离能够W由如 图4所示的、第一反应槽300内的液体所含有的有机成分的全部体积(41)位于第一反应槽 300内的液体所含有的水性成分的全部体积巧1)之上的模型表示。第一排出部件在假设运 样的模型时,优选配置为第一喷嘴1的前端13位于有机成分41中。二硅氧烷化合物的比 重比水小,因此具有在该假想的有机成分41所占的区域中比较多地存在的倾向。因此,W 第一喷嘴1的前端13位于该假想的有机成分41中的方式配置第一排出部件100时,从喷 嘴1的前端13向铅直下方向排出的排出流(在图3中用符号3表示)能够将在其周围能 够大量存在的二硅氧烷化合物作为来自侧方的吸入流31而吸入。其结果,产生包含能够大 量含有二硅氧烷化合物的吸入流31的铅直方向的喷射流,由此能够促进二硅氧烷化合物 的铅直方向的移动。运样能够达到铅直方向的有效混合。
[0089] 另外,在假设上述的模型时,反应工序中的铅直方向的混合优选通过从配置为第 一喷嘴1的前端13位于有机成分41中的第一排出部件100向铅直下方向排出从水性成分 51的下方部分取出的液体来进行。通过将液体的取出位置设定在假想的水性成分51的下 方部分,所取出的液体大量含有比重比有机成分大的水性成分。水溶性的氣离子主要存在 于水性成分中。因此,通过上述的构成,从位于假想的有机成分41中的第一喷嘴1的前端 13向铅直下方向排出含有比较多的氣离子的排出流,由此能够促进氣离子的铅直方向的移 动。运样,能够更有效地进行铅直方向的混合。
[0090] 作为另一个方法,反应工序中的铅直方向的混合通过在第一反应槽300内的液体 中的下方部分中从具有第一喷嘴1的第一排出部件100向铅直上方向排出从第一反应槽 300的上方部分取出的液体来进行时,在上述的假想的模型中,第一排出部件100如图5所 示可W配置为第一喷嘴1的前端13位于水性成分51中。具有水溶性的氣离子在假想的 水性成分51所占的区域中比较多地存在的倾向。因此,W第一喷嘴1的前端13位于该假 想的水性成分51中的方式配置第一排出部件100时,从喷嘴1的前端13向铅直上方向排 出的排出流能够吸入来自氣离子的含量比较多的侧方的吸入流。其结果,能够产生包含氣 离子的含量比较多的吸入流的铅直上方向的喷射流,由此能够促进氣离子的铅直方向的移 动。运样能够达到铅直方向的有效混合。另外,W第一喷嘴1的前端13位于水性成分51 中的方式配置第一排出部件100时,优选从第一排出部件100向铅直上方向排出从有机成 分41的上方部分取出的液体。通过将液体的取出位置设定在假想的有机成分41的上方部 分,所取出的液体比较多地含有有机成分。其结果,从位于假想的水性成分51中的第一喷 嘴1的前端13向铅直上方向排出比较多地含有有机成分的排出流,由此能够更有效地进行 有机成分中的二硅氧烷化合物的铅直方向的移动。
[0091] 作为一个例子,利用间歇式进行反应工序时,投入第一反应槽300的含氣水溶液 和二硅氧烷化合物,在开始混合前相分离成上侧的含有二硅氧烷化合物的有机相和下侧的 水相。上述的假想的有机成分41对应于该混合开始前的有机相,假想的水性成分51对应 于混合开始前的水相。此时,在开始混合前,通过W第一喷嘴1的前端13位于有机相中的 方式配置第一排出部件100,能够促进含有二硅氧烷化合物的有机相的铅直方向的移动,能 够更有效地进行铅直方向的混合。进一步而言,将从第一排出部件100排出的液体的取出 位置设置在混合开始前的水相的下方,由此能够促进水相中的氣离子的铅直方向的移动, 能够更加有效地进行铅直方向的混合。
[0092] 作为另一个方法,反应工序中的铅直方向的混合通过在第一反应槽300内的液体 中的下方部分中从具有第一喷嘴1的第一排出部件100向铅直上方向排出从第一反应槽 300的上方部分取出的液体来进行时,在间歇式的反应工序中,可W在开始混合前,W第一 喷嘴1的前端13位于水相中的方式配置第一排出部件100,将从第一排出部件100排出的 液体的取出位置设定在混合开始前的有机相的上方。根据运样的构成,能够有效地进行第 一反应槽300内的液体的铅直方向的混合。
[0093] 第一排出部件100优选还具有安装在第一喷嘴1的前端13的第一扩散器2。图 3化)示意地表示具有第一喷嘴1和第一扩散器2的第一排出部件100的一个例子。第一扩 散器2在第一喷嘴1的前端13的侧方具有1个W上的开口部21。扩散器2的前端23的内 径通常比扩散器2的开口部侧的端部22的内径大。
[0094] 扩散器2具有开口部21,由此能够在宽范围高效地从开口部21将存在于排出部 件100的周围的液体作为吸入流31而吸引。其结果,来自扩散器2的前端23的喷射流32 的流量增大,能够更有效地进行第一反应槽300内的液体的铅直方向的混合。来自排出流 3的侧方的吸入流31的流量优选为排出流3的3~5倍。由此,能够使来自扩散器2的前 端23的喷射流32的流量成为充分大的值。
[0095] 在假设第一反应槽300内的液体所含有的有机成分的全部体积(41)位于第一反 应槽300内的液体所含有的水性成分的全部体积巧1)之上时,具有第一喷嘴1和第一扩散 器2的第一排出部件100优选第一喷嘴1的前端13位于有机成分41中。图4表示第一排 出部件100的配置的一个例子。如上所述,在反应工序中的一个时刻,假设停止铅直方向的 混合的情况下,第一反应槽300内的液体相分离成上侧的有机相和下侧的水相。运样的假 想的相分离能够W由第一反应槽内的液体所含有的有机成分41的全部体积位于第一反应 槽内的液体所含有的水性成分51的全部体积之上的模型表示。二硅氧烷化合物的比重比 水小,因此具有在该假想的有机成分41所占的区域比较多地存在的倾向。因此,由于第一 喷嘴1的前端13位于该假想的有机成分41中,能够从第一扩散器2的开口部21吸入来自 能够大量含有二硅氧烷化合物的侧方的吸入流31。包含该能够大量含有二硅氧烷化合物的 吸入流31的喷射流32从第一扩散器2的前端23向水性成分51在铅直下方向喷射,由此 能够更加促进二硅氧烷化合物的铅直方向的移动,能够更加有效地进行铅直方向的混合。
[0096] 作为另一个方法,在假设上述的假想的模型时,具有第一喷嘴1和第一扩散器2的 第一排出部件100优选使第一喷嘴1的前端13位于水性成分51中。图5表不第一排出部 件100的配置的一个例子。在假想的水性成分51所占的区域,具有水溶性的氣离子比较多 地存在的倾向。因此,第一喷嘴1的前端13位于该假想的水性成分51中,由此能够从第一 扩散器2的开口部21吸入来自氣离子的含量比较多的侧方的吸入流31。包含该氣离子的 含量比较多的吸入流31的喷射流32从第一扩散器2的前端23向着有机成分41在铅直上 方向喷射,由此能够更加促进氣离子的铅直方向的移动,能够更有效地进行铅直方向的混 合。
[0097] 第一喷嘴1的前端13中的排出流的线速度越大,越能够促进反应工序中的铅直方 向的混合。排出流的线速度能够通过第一喷嘴1的前端13的内径和排出流的流量(或排 出压)进行控制。第一喷嘴1的前端13中的排出流的线速度优选为500~2000m/min。排 出流的线速度为500m/minW上时,能够更有效地进行铅直方向的混合。排出流的线速度为 2000m/minW下时,能够W不需要对喷嘴实施特别的耐压操作的排出压进行混合,能够抑制 设备成本。第一喷嘴1可W单独使用,也可W将多个第一喷嘴1设置在第一反应槽300内。 通过使用多个第一喷嘴1,能够降低每1个喷嘴的线速度,并作为整体能够达到高的线速 度。
[009引喷嘴的前端(排出口)的内径和排出压能够W达到上述的线速度的方式进行适当 设定。喷嘴的前端的内径优选为1. 5mm~20mm。内径为1. 5mmW上时,能够有效地达到铅 直方向的混合。内径为20mmW下时,能够W不需要对喷嘴实施特别的耐压操作的排出压进 行混合,能够抑制设备成本。排出压优选为0. 05~0. 8MPa。排出压为0. 05MPaW上时,能 够有效地达到铅直方向的混合。排出压为0. 8MPaW下时,不需要对喷嘴实施特别的耐压操 作,能够抑制设备成本。
[0099] 另外,在图2所示的实施方式中,反应工序可WW连续式实施,本发明的反应工序 也能够通过间歇式和连续式中的任意种而实施。 阳100](由超声波的照射进行的混合方法) 阳101 ] 在本发明的另一个实施方式中,反应工序中的铅直方向的混合通过向含氣水溶液 和二硅氧烷化合物照射超声波来进行。在图6中表示由超声波的照射进行的混合的一个例 子。由超声波进行的混合能够通过代替图2的第一反应槽300进行的反应工序(图中W虚 线包围的部分),实施图6所示的第一管型反应器9进行的反应工序来进行。
[0102] 在图6所示的实施方式中,第一管型反应器9设置在超声波发生装置91内。超 声波发生装置91具有沿着第一管型反应器内的液体流动的方向配置在第一管型反应器的 下方的振子92。在超声波发生装置91内充满纯水等介质。二硅氧烷化合物(7)和含氣水 溶液(8)通过导管6和累61被连续供给设置在超声波发生装置91内的管型反应器9。振 子92所发出的超声波通过介质向在第一管型反应器9内流动的含氣水溶液和二硅氧烷化 合物照射。在该实施方式中,超声波相对于第一管型反应器内的液体流动的方向垂直照射。 通过由超声波发生的振动、和由超声波产生的气泡破裂所产生的冲击波(空穴现象产生的 冲击波),第一管型反应器9内的含氣水溶液和二硅氧烷化合物的至少一部分成为微细的 液滴状。运样的液滴通过超声波产生的振动或对流等的作用在第一管型反应器9内移动, 由此带来铅直方向的混合。
[0103] 振子92如图6所示,优选W不与第一管型反应器9内的液体接触的方式配置。在 W使振子92与第一管型反应器9内的液体接触的方式配置时(例如,在第一管型反应器9 内配置振子92时),根据液体的组成,振子92有损耗的危险。另外,W使振子92与第一管 型反应器9内的液体接触的方式配置时,从振子92发出的超声波在第一管型反应器9的管 壁被反射,由此引起共振。通过该
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