JP2008043923A - Reaction apparatus and method of producing reaction product - Google Patents

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Mikio Shigei
幹雄 茂井
Tomio Yamazaki
富夫 山▲崎▼
Satoshi Morita
智 森田
Tsukasa Ueda
宰 上田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reaction apparatus capable of supplying raw materials to a solution without inhibition by a layer of foams and producing a reaction product at a high efficiency in the case of producing an objective reaction product by one-step chemical reaction accompanied with gas emission in a liquid phase. <P>SOLUTION: The reaction apparatus is employed for obtaining a reaction product by chemical reaction of a first raw material 5 and a second raw material in a mixture solution 4. The reaction apparatus is equipped with a reaction container 1, a cylindrical body 2, and liquid discharge means 3. In the reaction container 1, the above mixture solution 4 is stored or continuously supplied and the above chemical reaction is caused in the reaction container 1. An aperture 2a of the lower end of the cylindrical body 2 is positioned below the liquid surface of the mixture solution 4 in the reaction container 1 and the first raw material 5 is supplied to the reaction container 1 via the inside of the cylindrical body 2. The liquid discharge means 3 discharges the liquid to the inside of the reaction container 1 via the inside of the cylindrical body 2. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、反応装置及びこの反応装置を用いて製造される反応生成物に関する。前記反応装置は、二種以上の化学物質を含む液相中で、気体の発生を伴う化学反応を生じさせ、目的とする反応生成物を生成する。   The present invention relates to a reaction apparatus and a reaction product produced using the reaction apparatus. The reaction apparatus causes a chemical reaction accompanied by gas generation in a liquid phase containing two or more kinds of chemical substances, and generates a target reaction product.

従来、フッ化カルシウムを化学的に製造する場合、通常は多段階の工程を経て製造されている。例えば、まず炭酸カルシウムを焼成して酸化カルシウムを生成する。次に、前記酸化カルシウムを水と化学反応させて水酸化カルシウムを得る。前記水酸化カルシウムをフッ酸水溶液と混合し、液相中で水酸化カルシウムとフッ酸との化学反応を生じさせて、フッ化カルシウムを含む溶液を得る。そして、前記溶液からフッ化カルシウムを分離するものである。   Conventionally, when calcium fluoride is produced chemically, it is usually produced through a multi-step process. For example, calcium carbonate is first fired to produce calcium oxide. Next, the calcium oxide is chemically reacted with water to obtain calcium hydroxide. The calcium hydroxide is mixed with an aqueous hydrofluoric acid solution to cause a chemical reaction between calcium hydroxide and hydrofluoric acid in the liquid phase, thereby obtaining a solution containing calcium fluoride. And calcium fluoride is isolate | separated from the said solution.

このようにして得られたフッ化カルシウムは例えば鉄鋼用融剤、ガラス及びホウロウの原料、光学用レンズ、レーザ用レンズ材料、光ファーバー関連材料等に用いることができる。   The calcium fluoride thus obtained can be used, for example, as a flux for steel, a raw material for glass and enamel, an optical lens, a laser lens material, an optical fiber-related material, and the like.

上記のように、従来はフッ化カルシウムの製造のために煩雑な工程を経る必要があり、多大な手間と、エネルギーとが必要であった。   As described above, conventionally, it has been necessary to go through complicated steps for the production of calcium fluoride, and much labor and energy are required.

一方、フッ化カルシウムを一段階の化学反応により生成する手法として、炭酸カルシウムとフッ酸とを反応させる方法も、知られている(特許文献1参照)。この場合、多数の工程を経ることがないため、製造工程の簡略化とエネルギーの削減が期待できる。また、工程数が少ないため、製造工程において不純物が混入する機会が減少し、高純度のフッ化カルシウムを得ることも期待できる。   On the other hand, a method of reacting calcium carbonate and hydrofluoric acid is also known as a method for generating calcium fluoride by a one-step chemical reaction (see Patent Document 1). In this case, since many processes are not passed, simplification of a manufacturing process and reduction of energy can be expected. In addition, since the number of processes is small, the chance of impurities being mixed in the manufacturing process is reduced, and high purity calcium fluoride can also be expected.

炭酸カルシウムとフッ酸とを化学反応させるための工業的なプロセスとしては、フッ酸水溶液が貯留されている反応容器中へ、炭化カルシウムを供給し、前記反応容器中で化学反応を生じさせることが考えられる。この場合、次の化学反応式に示される化学反応が生じ、フッ化カルシウムが生成される。   An industrial process for chemically reacting calcium carbonate and hydrofluoric acid is to supply calcium carbide into a reaction vessel in which a hydrofluoric acid aqueous solution is stored and cause a chemical reaction in the reaction vessel. Conceivable. In this case, a chemical reaction shown in the following chemical reaction formula occurs, and calcium fluoride is generated.

2HF+CaCO3→CaF2+H2O+CO2
しかし、上記化学反応式に示されるように、炭酸カルシウムとフッ酸との化学反応は、二酸化炭素の発生を伴う。このような反応が液相中で生じると、二酸化炭素の気泡が多量に発生するという問題が生じる。そうすると、反応容器内の溶液の液面上に気泡の層が発生してしまう。この場合、炭酸カルシウムを反応容器へ供給すると、前記気泡の層に炭酸カルシウムが引っ掛かって捕捉されてしまい、炭酸カルシウムを前記溶液と混合することが困難となる。このような事態は、フッ化カルシウムの製造効率の低下の原因となってしまう。
2HF + CaCO 3 → CaF 2 + H 2 O + CO 2
However, as shown in the above chemical reaction formula, the chemical reaction between calcium carbonate and hydrofluoric acid involves the generation of carbon dioxide. When such a reaction occurs in the liquid phase, a problem arises that a large amount of carbon dioxide bubbles are generated. Then, a bubble layer is generated on the liquid level of the solution in the reaction vessel. In this case, when calcium carbonate is supplied to the reaction vessel, the calcium carbonate is caught by the bubble layer and trapped, making it difficult to mix the calcium carbonate with the solution. Such a situation causes a decrease in the production efficiency of calcium fluoride.

また、上記のように気泡の層が発生すると、反応容器から気泡の層が溢れ出すおそれもある。このような事態を回避するためには、反応容器を大型化する必要があり、反応装置全体の大型化を引き起こしてしまう。   Further, when a bubble layer is generated as described above, the bubble layer may overflow from the reaction vessel. In order to avoid such a situation, it is necessary to increase the size of the reaction vessel, which increases the size of the entire reaction apparatus.

このような問題は、フッ化カルシウムを製造する場合に限らず、二種以上の化学物質を含む液相中で、気体の発生を伴う化学反応を生じさせて、目的とする反応生成物を生成する場合に、共通して生じる問題である。
特開平8−259227号公報
Such a problem is not limited to the case of producing calcium fluoride, but in a liquid phase containing two or more kinds of chemical substances, a chemical reaction accompanied by the generation of gas is generated to produce a desired reaction product. This is a common problem.
JP-A-8-259227

本発明は、上記の点に鑑みて為されたものであり、液相での気体発生を伴う一段階の化学反応によって、目的とする反応生成物を生成するにあたり、溶液中へ原料を、気泡の層に阻害されることなく供給することができ、目的とする反応生成物を効率良く製造することができる反応装置、及びこの反応装置を用いた反応生成物の製造方法を提供することを、目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and in producing a target reaction product by a one-step chemical reaction accompanied by gas generation in a liquid phase, Providing a reaction apparatus capable of supplying the target reaction product without being disturbed to the layer and efficiently producing a target reaction product, and a reaction product production method using the reaction apparatus, Objective.

本発明に係る反応装置は、少なくとも一種の化学物質を含む第一原料5と、少なくとも一種の化学物質を含む第二原料とを含む混合液4中で、気体の発生を伴う化学反応を起こさせて、前記混合液4中に目的とする反応生成物を生成するために用いられる反応装置である。この反応装置は、下記の構成を具備することを特徴とする。   The reaction apparatus according to the present invention causes a chemical reaction accompanied by gas generation in a mixed solution 4 including a first raw material 5 containing at least one kind of chemical substance and a second raw material containing at least one kind of chemical substance. And a reaction apparatus used for producing a target reaction product in the mixed solution 4. This reaction apparatus is characterized by having the following configuration.

反応容器1。この反応容器1は、前記混合液4が貯留され、又は連続的に供給され、この反応容器1内で前記化学反応が起こる。   Reaction vessel 1. In the reaction container 1, the mixed solution 4 is stored or continuously supplied, and the chemical reaction occurs in the reaction container 1.

筒状体2。この筒状体2の下端の開口2aは、前記反応容器1内の混合液4の液面よりも下方に配置され、この筒状体2の内部を通じて、前記第一原料5が、前記反応容器1へ供給される。   Tubular body 2. An opening 2 a at the lower end of the cylindrical body 2 is disposed below the liquid level of the mixed solution 4 in the reaction vessel 1, and the first raw material 5 is passed through the inside of the cylindrical body 2 to the reaction vessel. 1 is supplied.

液体吐出手段3。この液体吐出手段3は、前記筒状体2の内部を通じて、液体を前記反応容器1の内部へ吐出する。   Liquid discharge means 3. The liquid discharge means 3 discharges liquid into the reaction vessel 1 through the inside of the cylindrical body 2.

本発明は、上記構成を具備するため、反応容器1内で、第一原料5と、第二原料の溶液6とを混合することで、化学反応を生じさせ、目的とする反応生成物を生成することができる。このとき、反応容器1内の混合液4の液面上には、前記化学反応に伴って発生する気体によって、気泡の層が発生する。しかし、第一原料5は筒状体2の内部を通じて反応容器1に供給されるため、前記気泡の層は、主として筒状体2の内側で発生する。前記気泡は、液体吐出手段3にて吐出される液体によって破泡し、前記気泡の層の厚みが低減する。このため、筒状体2の内側で第一原料5を混合液4中へ供給する際、気泡の層に阻害されることがなくなる。   Since the present invention has the above-mentioned configuration, the first raw material 5 and the second raw material solution 6 are mixed in the reaction vessel 1 to cause a chemical reaction and produce a desired reaction product. can do. At this time, a bubble layer is generated on the liquid surface of the mixed solution 4 in the reaction vessel 1 by the gas generated by the chemical reaction. However, since the first raw material 5 is supplied to the reaction vessel 1 through the inside of the cylindrical body 2, the bubble layer is mainly generated inside the cylindrical body 2. The bubbles are broken by the liquid discharged by the liquid discharge means 3, and the thickness of the bubble layer is reduced. For this reason, when supplying the 1st raw material 5 in the liquid mixture 4 inside the cylindrical body 2, it will not be inhibited by the bubble layer.

また、上記反応装置において、液体吐出手段3が、反応容器1内の混合液4の一部を取り出して、この混合液4を前記反応容器1の内部へ吐出する機能を有することが好ましい。この場合、液体吐出手段3によって吐出される液体によって、反応容器1内の混合液の組成が変化することがなく、前記液体が混合液4中での化学反応を阻害することがない。また、前記液体を反応容器1の内部へ吐出しても、混合液4の量は増大せず、このため、反応容器1を大型化する必要がない。   In the above reaction apparatus, the liquid discharge means 3 preferably has a function of taking out a part of the mixed solution 4 in the reaction vessel 1 and discharging the mixed solution 4 into the reaction vessel 1. In this case, the composition of the liquid mixture in the reaction vessel 1 is not changed by the liquid discharged by the liquid discharge means 3, and the liquid does not hinder the chemical reaction in the liquid mixture 4. Further, even if the liquid is discharged into the reaction vessel 1, the amount of the mixed solution 4 does not increase, and therefore the reaction vessel 1 does not need to be enlarged.

また、上記反応装置において、液体吐出手段3が、第二原料の溶液6を反応容器1の内部へ吐出する機能を有し、且つ、反応容器1は、この反応容器1に貯留されている混合液4の量が一定量を超えた場合に、前記混合液4を反応容器1の外部に導出して、反応容器1内に貯留されている混合液4の量を前記一定量に維持する機能を有することが好ましい。この場合、反応容器1に第二原料の溶液6を供給する際、この溶液6を、液体吐出手段3によって吐出される液体として利用することができる。また、第二原料の溶液6を反応容器1に連続的に供給すると共に、反応容器1内の混合液4を連続的に外部へ導出して、反応容器1内で前記化学反応を連続的に起こさせることができる。このため前記化学反応による反応生成物の生成を高効率で行うことができ、且つ、反応装置全体の小型化を図ることができる。   In the above reaction apparatus, the liquid discharge means 3 has a function of discharging the second raw material solution 6 into the reaction vessel 1, and the reaction vessel 1 is mixed in the reaction vessel 1. A function of deriving the mixed liquid 4 to the outside of the reaction vessel 1 when the amount of the liquid 4 exceeds a certain amount and maintaining the amount of the mixed solution 4 stored in the reaction vessel 1 at the constant amount. It is preferable to have. In this case, when supplying the second raw material solution 6 to the reaction vessel 1, this solution 6 can be used as the liquid discharged by the liquid discharge means 3. In addition, the solution 6 of the second raw material is continuously supplied to the reaction vessel 1, and the mixed solution 4 in the reaction vessel 1 is continuously led to the outside so that the chemical reaction is continuously performed in the reaction vessel 1. Can be awakened. For this reason, the production | generation of the reaction product by the said chemical reaction can be performed with high efficiency, and size reduction of the whole reaction apparatus can be achieved.

また、上記反応装置が、前記筒状体2の内部の気圧を大気圧未満まで減圧する減圧手段7を具備することも好ましい。この場合、この筒状体2の内側における気泡の層の厚みを更に低減することができ、第一原料5の供給効率が更に高くなる。   Moreover, it is also preferable that the reaction apparatus includes a decompression means 7 for reducing the pressure inside the cylindrical body 2 to less than atmospheric pressure. In this case, the thickness of the bubble layer inside the cylindrical body 2 can be further reduced, and the supply efficiency of the first raw material 5 is further increased.

上記減圧手段7は、筒状体2の内部の気体を吸引して捕集し、この気体を浄化し、浄化後の前記気体を外部に放出する機能を有することも好ましい。この場合、筒状体2の内部の気体に環境汚染物質等が混入していても、この気体を浄化した後に外部に放出することができる。   The decompression means 7 preferably has a function of sucking and collecting the gas inside the cylindrical body 2, purifying the gas, and releasing the purified gas to the outside. In this case, even if an environmental pollutant or the like is mixed in the gas inside the cylindrical body 2, it can be discharged to the outside after the gas is purified.

また、上記反応装置において、第一原料5が炭酸塩であり、第二原料が酸であることも好ましい。この場合、炭酸塩と酸とを反応させて、二酸化炭素の発生を伴う化学反応を起こし、反応生成物として塩を生成することができる。   In the above reaction apparatus, it is also preferable that the first raw material 5 is a carbonate and the second raw material is an acid. In this case, a carbonate and an acid are reacted to cause a chemical reaction accompanied by the generation of carbon dioxide, and a salt can be generated as a reaction product.

本発明によれば、反応容器へ第一原料を供給する際に、気泡の層によって阻害されることがないため、第一原料の供給を効率良く行うことができる。また、反応容器を気泡の層の発生を加味して大型化する必要がなく、反応装置の小型化を図ることができる。また、一段階の化学反応により目的とする反応生成物を得ることができ、不純物の混入が少ない高純度の反応生成物を得ることができる。また、前記化学反応が気体発生を伴うため、得られる反応生成物は多孔質状に形成され、且つこの反応生成物中に溶媒が取り込まれ難くなる。このため、反応性生成物を濾過等の適宜の固液分離手段により容易に分離することができる。   According to the present invention, when the first raw material is supplied to the reaction vessel, the first raw material can be efficiently supplied because it is not hindered by the bubble layer. Further, it is not necessary to increase the size of the reaction vessel in consideration of the generation of a bubble layer, and the reaction apparatus can be reduced in size. In addition, a target reaction product can be obtained by a one-step chemical reaction, and a high-purity reaction product with few impurities can be obtained. Further, since the chemical reaction is accompanied by gas generation, the obtained reaction product is formed in a porous shape, and the solvent is hardly taken into the reaction product. For this reason, the reactive product can be easily separated by an appropriate solid-liquid separation means such as filtration.

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.

(第一の実施形態)
まず、本実施形態において生じる化学反応について説明する。
(First embodiment)
First, chemical reactions that occur in the present embodiment will be described.

本実施形態では、第一原料5と第二原料とが、混合液4中で、気体の発生を伴う化学反応を起こし、目的とする反応生成物が混合液4中で生成される。以下、前記気体を副生成気体という。前記第一原料5は、一種類の化学物質、又は複数種類の化学物質の混合物である。また前記第二原料も、一種類の化学物質、又は複数種類の化学物質の混合物である。   In the present embodiment, the first raw material 5 and the second raw material cause a chemical reaction accompanied by gas generation in the mixed solution 4, and a target reaction product is generated in the mixed solution 4. Hereinafter, the gas is referred to as a by-product gas. The first raw material 5 is one kind of chemical substance or a mixture of plural kinds of chemical substances. The second raw material is also one kind of chemical substance or a mixture of plural kinds of chemical substances.

前記第一原料5としては、炭酸塩又は重炭酸塩を例示することができる。ここで、一価の金属Mの炭酸塩又は重炭酸塩は、一般式M 2CO3、MHCO3、M 2CO3・nMOHで表される。具体的には、第一原料5として、炭酸カルシウム(CaCO3)、炭酸マグネシウム(MgCO3)、炭酸ナトリウム(Na2CO3)、炭酸カリウム(K2CO3)、炭酸リチウム(Li2CO3)炭酸水素ナトリウム(NaHCO3)、炭酸水素カリウム(KHCO3)等や、これらの複合塩が挙げられる。 Examples of the first raw material 5 include carbonates and bicarbonates. Here, the carbonate or bicarbonate of the monovalent metal M is represented by the general formulas M I 2 CO 3 , M I HCO 3 , M I 2 CO 3 .nM I OH. Specifically, as the first raw material 5, calcium carbonate (CaCO 3 ), magnesium carbonate (MgCO 3 ), sodium carbonate (Na 2 CO 3 ), potassium carbonate (K 2 CO 3 ), lithium carbonate (Li 2 CO 3) ) Sodium hydrogen carbonate (NaHCO 3 ), potassium hydrogen carbonate (KHCO 3 ), etc., and complex salts thereof.

前記第二原料としては、酸を例示することができる。具体的には、第二原料としてフッ酸(HF)、塩酸(HCl)、硝酸(HNO3)、硫酸(H2SO4)、リン酸(H3PO4)等が挙げられる。 Examples of the second raw material include acids. Specific examples of the second raw material include hydrofluoric acid (HF), hydrochloric acid (HCl), nitric acid (HNO 3 ), sulfuric acid (H 2 SO 4 ), phosphoric acid (H 3 PO 4 ), and the like.

このような炭酸塩と酸とが化学反応を起こすと、二酸化炭素の発生を伴って、塩が生成される。   When such a carbonate and an acid cause a chemical reaction, a salt is generated with the generation of carbon dioxide.

例えば、第一原料5が炭酸カルシウムであり、第二原料がフッ酸である場合には、下記の化学反応式に示される化学反応により、二酸化炭素とフッ化カルシウムとが生成する。   For example, when the first raw material 5 is calcium carbonate and the second raw material is hydrofluoric acid, carbon dioxide and calcium fluoride are generated by a chemical reaction represented by the following chemical reaction formula.

2HF+CaCO3→CaF2+H2O+CO2
また、第一原料5が炭酸カルシウムであり、第二原料が塩酸である場合には、下記の化学反応式に示される化学反応により、二酸化炭素と塩化カルシウムとが生成する。
2HF + CaCO 3 → CaF 2 + H 2 O + CO 2
Further, when the first raw material 5 is calcium carbonate and the second raw material is hydrochloric acid, carbon dioxide and calcium chloride are generated by a chemical reaction represented by the following chemical reaction formula.

2HCl+CaCO3→CaCl2+H2O+CO2
また、第一原料5が炭酸カルシウムであり、第二原料が硝酸である場合には、下記の化学反応式に示される化学反応により、二酸化炭素と硝酸カルシウムとが生成する。
2HCl + CaCO 3 → CaCl 2 + H 2 O + CO 2
In addition, when the first raw material 5 is calcium carbonate and the second raw material is nitric acid, carbon dioxide and calcium nitrate are generated by a chemical reaction represented by the following chemical reaction formula.

2HNO3+CaCO3→Ca(NO32+H2O+CO2
また、第一原料5が炭酸ナトリウムであり、第二原料がフッ酸である場合には、下記化学反応式に示される化学反応により、二酸化炭素とフッ化ナトリウムとが生成する。
2HNO 3 + CaCO 3 → Ca (NO 3 ) 2 + H 2 O + CO 2
Further, when the first raw material 5 is sodium carbonate and the second raw material is hydrofluoric acid, carbon dioxide and sodium fluoride are generated by a chemical reaction represented by the following chemical reaction formula.

2HF+Na2CO3→2NaF+H2O+CO2
また、第一原料5が炭酸マグネシウム、第二原料がフッ酸である場合には、下記化学反応式に示される化学反応により、二酸化炭素とフッ化マグネシウムとが生成する。
2HF + Na 2 CO 3 → 2NaF + H 2 O + CO 2
In addition, when the first raw material 5 is magnesium carbonate and the second raw material is hydrofluoric acid, carbon dioxide and magnesium fluoride are generated by a chemical reaction represented by the following chemical reaction formula.

2HF+MgCO3→MgF2+H2O+CO2
上記化学反応により得られる反応生成物である塩は種々の用途に使用することができる。例えばフッ化カルシウムについては鉄鋼用融剤、ガラス及びホウロウの原料、光学用レンズ、レーザ用レンズ材料、光ファーバー関連材料等に用いることができる。塩化カルシウムについては乾燥剤、溶剤脱水剤、製氷用かん水、苦汁の代用、防塵剤、融雪剤、氷結防止剤、サイズ剤、金属カルシウム原料等に用いることができる。硝酸ナトリウムについては肥料、染色加工剤、脱錆剤等に用いることができる。フッ化ナトリウムについては鉄鋼、アルミニウム等のフラックス剤、木材防腐剤、殺菌剤、殺そ剤、リムド綱の脱ガス剤、水道水のフッ素化剤、ホウロウの乳濁剤、家畜類の駆虫剤、カゼイン接着剤、虫歯予防剤等に用いることができる。フッ化マグネシウムについてはレンズ用材料、光学用レンズ、干渉フィルター等の光学材料のコーティング剤(反射損失の削減)、マグネシウム合金の表面処理剤、アルミニウムの表面コート、170nm以下の紫外線吸収材料等に用いることができる。
2HF + MgCO 3 → MgF 2 + H 2 O + CO 2
The salt which is a reaction product obtained by the above chemical reaction can be used for various applications. For example, calcium fluoride can be used as a flux for steel, raw materials for glass and enamel, optical lenses, laser lens materials, optical fiber related materials, and the like. Calcium chloride can be used as a desiccant, solvent dehydrating agent, brine for ice making, substitute for bitter juice, dust proofing agent, snow melting agent, anti-icing agent, sizing agent, metallic calcium raw material and the like. Sodium nitrate can be used as a fertilizer, dyeing agent, derusting agent, and the like. For sodium fluoride, fluxing agents such as steel and aluminum, wood preservatives, bactericides, rodenticides, rimmed class degassing agents, tap water fluorinating agents, enamels for enamel, livestock anthelmintics, casein It can be used for adhesives, caries prevention agents and the like. Magnesium fluoride is used for lens materials, optical lenses, coating materials for optical materials such as interference filters (reduction of reflection loss), surface treatment agents for magnesium alloys, aluminum surface coats, UV absorbing materials of 170 nm or less, etc. be able to.

第一原料5と第二原料との組み合わせは、液相中で気体発生を伴う化学反応により目的とする反応生成物が生成するものであれば、上記の組み合わせに限られない。例えば第一原料5として適宜の粉体を用いると共に第二原料として適宜の界面活性剤を用いて、粉体表面と界面活性剤との間で表面化学反応を生じさせることにより粉体の表面処理を行うことができる。   The combination of the first raw material 5 and the second raw material is not limited to the above combination as long as the target reaction product is generated by a chemical reaction accompanied by gas generation in the liquid phase. For example, by using a suitable powder as the first raw material 5 and using a suitable surfactant as the second raw material, surface treatment of the powder is caused by causing a surface chemical reaction between the powder surface and the surfactant. It can be performed.

次に、本実施形態における反応装置の構造を、図1を示して説明する。   Next, the structure of the reaction apparatus in the present embodiment will be described with reference to FIG.

この反応装置は、反応容器1、筒状体2(脱泡・分離管)、及び液体吐出手段3を具備する。また、前記反応装置は、第一原料供給機構8、第二原料供給機構9、減圧手段7、及び熟成反応容器27も具備する。   The reaction apparatus includes a reaction vessel 1, a cylindrical body 2 (defoaming / separation tube), and a liquid discharge means 3. The reaction apparatus also includes a first raw material supply mechanism 8, a second raw material supply mechanism 9, a decompression means 7, and an aging reaction vessel 27.

前記反応容器1について説明する。この反応容器1は第一原料5と、第二原料(本実施形態では第二原料の溶液6)とが供給される容器である。この反応容器1内で、前記第一原料5と第二原料の溶液6とが混合されて、混合液4が調製される。この混合液4中で前記第一原料5と第二原料とが、副生成気体の発生を伴う化学反応を起こし、目的とする反応生成物が生成する。   The reaction vessel 1 will be described. This reaction container 1 is a container to which a first raw material 5 and a second raw material (second raw material solution 6 in this embodiment) are supplied. In the reaction vessel 1, the first raw material 5 and the second raw material solution 6 are mixed to prepare a mixed solution 4. In the mixed solution 4, the first raw material 5 and the second raw material cause a chemical reaction accompanied by the generation of a by-product gas, and a target reaction product is generated.

この反応容器1の材質は、前記混合液4中に含まれる化学物質に対する耐食性能を有する材質から、適宜選択される。   The material of the reaction vessel 1 is appropriately selected from materials having corrosion resistance against chemical substances contained in the mixed solution 4.

この反応容器1は、攪拌機10を備える。この攪拌機10は、反応容器1に貯留されている混合液4を攪拌する。   The reaction vessel 1 includes a stirrer 10. The stirrer 10 agitates the mixed solution 4 stored in the reaction vessel 1.

前記筒状体2について説明する。この筒状体2は、上下方向の筒状に形成されている。この筒状体2の下端面には、反応容器1の内部に連通する開口2aが設けられている。図示の例では筒状体2の上端面は開放されているが、この上端面は閉塞されていても良い。また、筒状体2の下側の部位は反応容器1の内側に配置され、筒状体2の上側の部位は反応容器1よりも上方に突出している。   The said cylindrical body 2 is demonstrated. The cylindrical body 2 is formed in a vertical cylindrical shape. An opening 2 a communicating with the inside of the reaction vessel 1 is provided on the lower end surface of the cylindrical body 2. In the illustrated example, the upper end surface of the cylindrical body 2 is open, but the upper end surface may be closed. Further, the lower part of the cylindrical body 2 is arranged inside the reaction container 1, and the upper part of the cylindrical body 2 protrudes upward from the reaction container 1.

また、この筒状体2の下端の開口2aは、反応容器1内の混合液4の液面よりも、下方に配置される。すなわち、筒状体2の下端部は、反応容器1内の混合液4に浸漬される。   Further, the opening 2 a at the lower end of the cylindrical body 2 is disposed below the liquid surface of the mixed solution 4 in the reaction vessel 1. That is, the lower end portion of the cylindrical body 2 is immersed in the mixed solution 4 in the reaction vessel 1.

この筒状体2の前記上側の部位の側面には、原料供給口11が設けられている。この原料供給口11は、筒状体2の内側と外側とを連通する。また、原料供給口11の開口部分の下端縁からは、筒状体2の外側の斜め上方に向けて、ガイド板12(シュート)が延出している。   A raw material supply port 11 is provided on a side surface of the upper portion of the cylindrical body 2. The raw material supply port 11 communicates the inside and the outside of the cylindrical body 2. Further, a guide plate 12 (chute) extends from the lower end edge of the opening portion of the raw material supply port 11 toward the diagonally upper side outside the cylindrical body 2.

また、筒状体2の上側の部位には、原料供給口11よりも下方において、筒状体2から分岐する捕集管13の一端が接続している。この捕集管13の内部は、筒状体2の内部に連通している。   Further, one end of a collection tube 13 branched from the cylindrical body 2 is connected to the upper part of the cylindrical body 2 below the raw material supply port 11. The inside of the collection tube 13 communicates with the inside of the cylindrical body 2.

前記液体吐出手段3について説明する。この液体吐出手段3は、液体循環用配管14及び吐出ノズル15を具備する。   The liquid ejecting means 3 will be described. The liquid discharge means 3 includes a liquid circulation pipe 14 and a discharge nozzle 15.

液体循環用配管14は、反応容器1及び筒状体2の外側に配置されている。この液体循環用配管14は、反応容器1と筒状体2とを接続する。また、液体循環用配管14の一端は、反応容器1に接続され、反応容器1の内部と連通している。また、液体循環用配管14の一端と前記反応容器1との接続位置は、前記反応容器1内の混合液4の液面よりも下方の位置である。また、液体循環用配管14の他端部は、筒状体2の前記上側の部位の側面を貫通して、前記筒状体2の内部に配置されている。また、この液体循環用配管14の他端部には、吐出ノズル15が設けられている。この吐出ノズル15の配置位置は、前記原料供給口11よりも下方であり、且つ筒状体2と捕集管13との接続位置よりも上方である。また、吐出ノズル15は、筒状体2の内部における混合液4の液面に向けて、下向きに開口している。この吐出ノズル15は、液体をシャワー状に吐出し、この液体が筒状体2の内部における混合液4の液面全体に亘って降りかかるようにすることが好ましい。   The liquid circulation pipe 14 is disposed outside the reaction vessel 1 and the cylindrical body 2. The liquid circulation pipe 14 connects the reaction vessel 1 and the cylindrical body 2. One end of the liquid circulation pipe 14 is connected to the reaction vessel 1 and communicates with the inside of the reaction vessel 1. The connection position between one end of the liquid circulation pipe 14 and the reaction vessel 1 is a position below the liquid level of the mixed solution 4 in the reaction vessel 1. The other end of the liquid circulation pipe 14 penetrates the side surface of the upper portion of the cylindrical body 2 and is disposed inside the cylindrical body 2. A discharge nozzle 15 is provided at the other end of the liquid circulation pipe 14. The arrangement position of the discharge nozzle 15 is lower than the raw material supply port 11 and higher than the connection position between the cylindrical body 2 and the collection tube 13. Further, the discharge nozzle 15 is opened downward toward the liquid surface of the mixed liquid 4 inside the cylindrical body 2. It is preferable that the discharge nozzle 15 discharges the liquid in a shower shape so that the liquid falls over the entire liquid surface of the mixed liquid 4 in the cylindrical body 2.

また、液体循環用配管14には、ポンプ16及び開閉弁17が設けられている。前記ポンプ16は、前記開閉弁17が開いた状態で、反応容器1内の混合液4を、液体循環用配管14を通じて、液体循環用配管14の始端から終端に向けて流動させる。   The liquid circulation pipe 14 is provided with a pump 16 and an on-off valve 17. The pump 16 causes the liquid mixture 4 in the reaction vessel 1 to flow from the start end to the end of the liquid circulation pipe 14 through the liquid circulation pipe 14 in a state where the on-off valve 17 is open.

前記第一原料供給機構8について説明する。この第一原料供給機構8は、固体状の第一原料5を前記反応容器1の内部へ供給する。この第一原料供給機構8は、前記筒状体2及び原料供給機18によって、構成される。原料供給機18は、筒状体2の原料供給口11を通じて、第一原料5を筒状体2の内部に投入する。このため、第一原料5が筒状体2の内部を通じて反応容器1の内部に供給される。図示の例では、原料供給機18は、ホッパー19及びフィーダー20を具備する。ホッパー19には第一原料5が投入され、このホッパー19を介して第一原料5がフィーダー20に供給される。フィーダー20は、ホッパー19から供給された第一原料5を、筒状体2の原料供給口11へ供給する。フィーダー20としてはベルトフィーダーが設けられている。尚、フィーダー20としては、その他一般的な公知の粉体輸送装置を適宜適用することも可能である。このフィーダー20の終端は、ガイド板12の上方に配置されている。またフィーダー20の始端の上方に、ホッパー19が配設されている。このため、ホッパー19がフィーダー20の始端に第一原料5を供給し、この第一原料5をフィーダー20が搬送し、この第一原料5がフィーダー20の終端からガイド板12上に落下する。第一原料5はガイド板12上を滑落し、原料供給口11に到達する。   The first raw material supply mechanism 8 will be described. The first raw material supply mechanism 8 supplies the solid first raw material 5 into the reaction vessel 1. The first raw material supply mechanism 8 includes the cylindrical body 2 and the raw material supply machine 18. The raw material supplier 18 puts the first raw material 5 into the cylindrical body 2 through the raw material supply port 11 of the cylindrical body 2. For this reason, the first raw material 5 is supplied into the reaction vessel 1 through the inside of the cylindrical body 2. In the illustrated example, the raw material supply machine 18 includes a hopper 19 and a feeder 20. The first raw material 5 is charged into the hopper 19, and the first raw material 5 is supplied to the feeder 20 through the hopper 19. The feeder 20 supplies the first raw material 5 supplied from the hopper 19 to the raw material supply port 11 of the cylindrical body 2. A belt feeder is provided as the feeder 20. In addition, as the feeder 20, other general known powder transport apparatuses can be appropriately applied. The terminal end of the feeder 20 is disposed above the guide plate 12. A hopper 19 is disposed above the starting end of the feeder 20. For this reason, the hopper 19 supplies the first raw material 5 to the starting end of the feeder 20, the feeder 20 transports the first raw material 5, and the first raw material 5 falls on the guide plate 12 from the end of the feeder 20. The first raw material 5 slides down on the guide plate 12 and reaches the raw material supply port 11.

前記第二原料供給機構9について説明する。この第二原料供給機構9は、第二原料を、反応容器1内へ供給する。   The second raw material supply mechanism 9 will be described. The second raw material supply mechanism 9 supplies the second raw material into the reaction vessel 1.

この第二原料供給機構9は、供給用タンク21及び供給用配管22を具備する。供給用タンク21は、第二原料の溶液6を貯留する容器である。ここで、前記第二原料の溶液6は、第二原料を溶解させて得られる溶液である。   The second raw material supply mechanism 9 includes a supply tank 21 and a supply pipe 22. The supply tank 21 is a container for storing the second raw material solution 6. Here, the second raw material solution 6 is a solution obtained by dissolving the second raw material.

前記供給用配管22は、反応容器1と供給用タンク21とを接続する。この供給用配管22の終端は、反応容器1に接続され、この反応容器1の内部と連通している。図示の例では、供給用配管22の終端と反応容器1との接続位置は、反応容器1内の混合液4の液面よりも上方である。但し、供給用配管22にポンプ等の移送手段を設けて、この移送手段により溶液6を供給用タンク21から反応容器1へ移送する場合には、前記供給用配管22の終端の接続位置は特に制限されない。また、供給用配管22の始端は、供給用タンク21に接続され、この供給用タンク21の内部と連通している。供給用配管22の始端と供給用タンク21との接続位置は、供給用タンク21内の第二原料の溶液6の液面よりも下方であり、図示の例では供給用タンク21の底部である。また、供給用配管22には、開閉弁23が設けられている。   The supply pipe 22 connects the reaction vessel 1 and the supply tank 21. The end of the supply pipe 22 is connected to the reaction vessel 1 and communicates with the inside of the reaction vessel 1. In the illustrated example, the connection position between the end of the supply pipe 22 and the reaction vessel 1 is above the liquid level of the mixed solution 4 in the reaction vessel 1. However, when the supply pipe 22 is provided with transfer means such as a pump and the solution 6 is transferred from the supply tank 21 to the reaction vessel 1 by this transfer means, the connection position of the terminal of the supply pipe 22 is particularly Not limited. The starting end of the supply pipe 22 is connected to the supply tank 21 and communicates with the inside of the supply tank 21. The connection position between the starting end of the supply pipe 22 and the supply tank 21 is below the liquid level of the second raw material solution 6 in the supply tank 21, and is the bottom of the supply tank 21 in the illustrated example. . The supply pipe 22 is provided with an on-off valve 23.

また、供給用タンク21の底面は、反応容器1内の混合液4の液面よりも上方に配置されている。このため、開閉弁23を開くと、供給用配管22を通じて、供給用タンク21から反応容器1へ、第二原料の溶液6が供給される。   The bottom surface of the supply tank 21 is disposed above the liquid level of the mixed solution 4 in the reaction vessel 1. Therefore, when the on-off valve 23 is opened, the second raw material solution 6 is supplied from the supply tank 21 to the reaction vessel 1 through the supply pipe 22.

また、供給用配管22にポンプを設けても良い。この場合、開閉弁23を開くと共に、ポンプを作動させることで、供給用配管22を通じて、供給用タンク21から反応容器1へ、第二原料の溶液6を供給することができる。この場合、供給用タンク21の底面を、反応容器1内の混合液4の液面よりも上方に配置する必要はない。   Further, a pump may be provided in the supply pipe 22. In this case, the second raw material solution 6 can be supplied from the supply tank 21 to the reaction vessel 1 through the supply pipe 22 by opening the on-off valve 23 and operating the pump. In this case, it is not necessary to arrange the bottom surface of the supply tank 21 above the liquid surface of the mixed solution 4 in the reaction vessel 1.

前記減圧手段7について説明する。この減圧手段7は、前記捕集管13、排気ガス処理装置24、流量調整弁25、及び気体輸送機(排風機)26を、具備する。排気ガス処理装置24、流量調整弁25、及び気体輸送機26は、前記捕集管13の途中に設置されている。   The decompression means 7 will be described. The decompression means 7 includes the collection pipe 13, an exhaust gas processing device 24, a flow rate adjustment valve 25, and a gas transporter (exhaust device) 26. The exhaust gas processing device 24, the flow rate adjustment valve 25, and the gas transporter 26 are installed in the middle of the collection pipe 13.

この減圧手段7は、前記筒状体2の内部の気圧を大気圧未満に減圧する機能を有する。また、本実施形態では、減圧手段7は、筒状体2の内部の気体を捕集し、この気体を浄化した後、反応装置の外部に放出する機能も有する。   The decompression means 7 has a function of reducing the pressure inside the cylindrical body 2 to less than atmospheric pressure. In the present embodiment, the decompression means 7 also has a function of collecting the gas inside the cylindrical body 2, purifying the gas, and then releasing it to the outside of the reaction apparatus.

前記捕集管13の始端は、叙述の通り筒状体2に接続され、この捕集管13の終端は外部に開放されている。   The start end of the collection tube 13 is connected to the cylindrical body 2 as described above, and the end of the collection tube 13 is open to the outside.

前記排気ガス処理装置24は、捕集管13を流通する気体を浄化する機能を有する。この排気ガス処理装置24としては、例えば充填塔、段塔、スクラバー、スプレー塔、濡壁塔、気泡塔、気泡攪拌塔等を設けることができる。   The exhaust gas processing device 24 has a function of purifying the gas flowing through the collection tube 13. As the exhaust gas processing device 24, for example, a packed tower, a stage tower, a scrubber, a spray tower, a wet wall tower, a bubble tower, a bubble stirring tower, and the like can be provided.

前記気体輸送機26は、捕集管13を通じて筒状体2の内部の気体を吸引し、この気体を捕集管13の終端から外部に放出するための、駆動力を提供するものであり、例えばブロア、コンプレッサ、ファン等を設けることができる。   The gas transporter 26 sucks the gas inside the cylindrical body 2 through the collecting tube 13 and provides a driving force for releasing the gas from the end of the collecting tube 13 to the outside. For example, a blower, a compressor, a fan, etc. can be provided.

前記流量調整弁25は、開度を調整することにより、捕集管13を流通する気体の流量を調整する。この流量調整弁25の開度を調整することで、筒状体2の内部の気圧を調整することができる。   The flow rate adjustment valve 25 adjusts the flow rate of the gas flowing through the collection tube 13 by adjusting the opening degree. By adjusting the opening degree of the flow rate adjustment valve 25, the atmospheric pressure inside the cylindrical body 2 can be adjusted.

この減圧手段7は、前記筒状体2の内部の気圧(P)と、大気圧(P)との差(P−P)が、3.92hPa(40mmH2O)以下となる範囲で、前記筒状体2の内部の気圧を減圧することができる。 This decompression means 7 is within a range in which the difference (P 0 -P) between the atmospheric pressure (P) inside the cylindrical body 2 and the atmospheric pressure (P 0 ) is 3.92 hPa (40 mmH 2 O) or less. The pressure inside the cylindrical body 2 can be reduced.

前記熟成反応容器27について説明する。この熟成反応容器27には、前記反応容器1から反応後の混合液4(以下、生成液34という。)が供給される。このとき、生成液34中には未反応の第一原料5と第二原料とが残存している場合がある。この生成液34中に残存する第一原料5と第二原料との化学反応が、前記熟成反応容器27内で、更に進行する。この熟成反応容器27の材質は、前記生成液34中の化学物質に対して高い耐食性能を有する材質から、適宜選択される。   The aging reaction vessel 27 will be described. The aging reaction vessel 27 is supplied with the mixed solution 4 after the reaction (hereinafter referred to as a product solution 34) from the reaction vessel 1. At this time, the unreacted first raw material 5 and the second raw material may remain in the product liquid 34. The chemical reaction between the first raw material 5 and the second raw material remaining in the product liquid 34 further proceeds in the aging reaction vessel 27. The material of the aging reaction vessel 27 is appropriately selected from materials having high corrosion resistance against chemical substances in the product liquid 34.

前記熟成反応容器27は、攪拌機28を備える。この攪拌機28は、熟成反応容器27に貯留されている生成液34を攪拌する。   The aging reaction vessel 27 includes a stirrer 28. The stirrer 28 stirs the product liquid 34 stored in the aging reaction vessel 27.

前記熟成反応容器27と前記反応容器1とは、生成液供給管29によって接続されている。前記生成液供給管29の始端は反応容器1に接続され、この反応容器1の内側に連通している。この生成液供給管29の始端と反応容器1との接続位置は、反応容器1の底部である。また、生成液供給管29の終端は、熟成反応容器27に接続され、この熟成反応容器27の内側に連通している。また、この生成液供給管29には、開閉弁30が設けられている。   The aging reaction vessel 27 and the reaction vessel 1 are connected by a product liquid supply pipe 29. The starting end of the product liquid supply pipe 29 is connected to the reaction vessel 1 and communicates with the inside of the reaction vessel 1. The connection position between the starting end of the product liquid supply pipe 29 and the reaction vessel 1 is the bottom of the reaction vessel 1. The end of the product liquid supply pipe 29 is connected to the aging reaction vessel 27 and communicates with the inside of the aging reaction vessel 27. The product liquid supply pipe 29 is provided with an on-off valve 30.

また、図示の例では、熟成反応容器27の配置位置は、反応容器1の配置位置よりも下方である。但し、生成液供給管29にポンプ等の移送手段を設けて、この移送手段により生成液34を反応容器1から熟成反応容器27へ圧送する場合には、前記熟成反応容器27の配置位置は特に制限されない。   In the illustrated example, the arrangement position of the aging reaction container 27 is lower than the arrangement position of the reaction container 1. However, when the product liquid supply pipe 29 is provided with transfer means such as a pump, and the product liquid 34 is pumped from the reaction vessel 1 to the aging reaction vessel 27 by this transfer means, the arrangement position of the aging reaction vessel 27 is particularly Not limited.

次に、本実施形態の具体的な使用形態を説明する。   Next, a specific usage pattern of this embodiment will be described.

まず、前記供給用タンク21に第二原料の溶液6を貯留する。生成液供給管29の開閉弁30は閉じておく。   First, the second raw material solution 6 is stored in the supply tank 21. The on-off valve 30 of the product liquid supply pipe 29 is closed.

この状態で、前記供給用配管22の開閉弁23を開くと、第二原料の溶液6が、供給用配管22を通じて、供給用タンク21から反応容器1へ供給される。   When the on-off valve 23 of the supply pipe 22 is opened in this state, the second raw material solution 6 is supplied from the supply tank 21 to the reaction vessel 1 through the supply pipe 22.

反応容器1内に所定量の第二原料の溶液6が貯留されたら、前記開閉弁23を閉じて、反応容器1への第二原料の溶液6の供給を停止する。このとき、前記筒状体2の下端部の開口2aが、前記反応容器1内の第二原料の溶液6の液面よりも下方に位置する状態とする。   When a predetermined amount of the second raw material solution 6 is stored in the reaction vessel 1, the on-off valve 23 is closed to stop the supply of the second raw material solution 6 to the reaction vessel 1. At this time, the opening 2 a at the lower end of the cylindrical body 2 is in a state positioned below the liquid level of the second raw material solution 6 in the reaction vessel 1.

次に、前記液体循環用配管14の開閉弁17を開くと共にポンプ16を作動させる。このとき、前記反応容器1内の第二原料の溶液6の一部が、前記液体循環用配管14に流入し、前記筒状体2の内側において、吐出ノズル15から吐出される。   Next, the on-off valve 17 of the liquid circulation pipe 14 is opened and the pump 16 is operated. At this time, a part of the second raw material solution 6 in the reaction vessel 1 flows into the liquid circulation pipe 14 and is discharged from the discharge nozzle 15 inside the cylindrical body 2.

また、前記気体輸送機26を作動させて、筒状体2の内側の気圧を減圧する。   Further, the gas transporter 26 is operated to reduce the pressure inside the cylindrical body 2.

また、前記反応容器1の攪拌機10を作動させて、第二原料の溶液6を攪拌する。   Further, the stirrer 10 of the reaction vessel 1 is operated to stir the second raw material solution 6.

この状態で、前記原料供給機18のホッパー19に粉粒体状の第一原料5を投入すると共に、フィーダー20を作動させる。これにより、第一原料5が、筒状体2の内側を通じて、前記反応容器1内に供給される。   In this state, the powdery first raw material 5 is charged into the hopper 19 of the raw material feeder 18 and the feeder 20 is operated. Thereby, the first raw material 5 is supplied into the reaction vessel 1 through the inside of the cylindrical body 2.

このように前記反応容器1内に第一原料5と第二原料とが供給されたら、反応容器1内の第一原料5と第二原料とを含む混合液4中で、第一原料5と第二原料とが化学反応を起こし、この混合液4中で、目的とする反応生成物が生成する。この化学反応に伴って生成する副生成気体は、混合液4中で気泡となり、上方に浮かび上がる。このため、混合液4の液面上には、前記副生成気体による気泡の層31が形成される。このとき、筒状体2の下端の開口2aが、混合液4の液面よりも下方に配置されている。   Thus, when the first raw material 5 and the second raw material are supplied into the reaction vessel 1, the first raw material 5 and the second raw material in the mixed solution 4 containing the first raw material 5 and the second raw material in the reaction vessel 1 A chemical reaction occurs with the second raw material, and a target reaction product is generated in the mixed solution 4. The by-product gas generated with this chemical reaction becomes bubbles in the mixed liquid 4 and rises upward. For this reason, a bubble layer 31 of the by-product gas is formed on the liquid surface of the mixed liquid 4. At this time, the opening 2 a at the lower end of the cylindrical body 2 is disposed below the liquid surface of the mixed liquid 4.

ここで、前記化学反応は、混合液4中における第一原料5が供給される位置、すなわち前記筒状体2の内側において、最も激しく進行する。このため、前記気泡は、主に筒状体2の内側で発生する。   Here, the chemical reaction proceeds most intensely at the position where the first raw material 5 is supplied in the mixed solution 4, that is, inside the cylindrical body 2. For this reason, the bubbles are mainly generated inside the cylindrical body 2.

また、上記化学反応が進行している間、前記液体循環用配管14には前記反応容器1内の混合液4が流入し、この混合液4が、前記筒状体2の内側において前記吐出ノズル15から吐出される。前記吐出ノズル15から吐出された混合液4は、筒状体2の内側で前記気泡の層31に衝突し、この気泡を破泡させる。このため、前記気泡を筒状体2の内側で集中的に発生させると共に、この気泡を効率良く破泡させることができる。   Further, while the chemical reaction proceeds, the liquid mixture 4 in the reaction vessel 1 flows into the liquid circulation pipe 14, and the liquid mixture 4 flows inside the cylindrical body 2 with the discharge nozzle. 15 is discharged. The liquid mixture 4 discharged from the discharge nozzle 15 collides with the bubble layer 31 inside the cylindrical body 2 to break up the bubbles. Therefore, the bubbles can be generated intensively inside the cylindrical body 2 and the bubbles can be efficiently broken.

このように前記筒状体2の内側で前記気泡を破泡させるため、前記筒状体2の内側における前記気泡の層31の厚みを薄くすることができる。このため、反応容器1内に供給される粉粒体状の第一原料5が、前記気泡の層31に引っ掛かるような事態が起こることを、防ぐことができ、第一原料5の供給効率が良くなる。   Since the bubbles are broken inside the cylindrical body 2 in this way, the thickness of the bubble layer 31 inside the cylindrical body 2 can be reduced. For this reason, it is possible to prevent a situation in which the granular first raw material 5 supplied into the reaction vessel 1 is caught by the bubble layer 31, and the supply efficiency of the first raw material 5 is improved. Get better.

ここで、第二原料の溶液6と第一原料5とを混合する場合、第二原料の溶液6中の第二原料の含有量が充分であれば、化学反応に伴う副生成気体の発生量は、第一原料5の物質量(モル量)の値(a)と、前記副生成気体を1モル発生させるために要する第一原料5のモル数の値(b)とを乗じた値(a×b)(以下、「基準モル量」という)に比例する。一方、前記液体吐出手段3による気泡の破泡の度合いは、前記液体吐出手段3によって吐出される液体の吐出量に依存する。このため、本実施形態の反応装置において、筒状体2の内側における気泡の層31の厚みは、反応容器1へ供給される第一原料5の、単位時間ごとの基準モル量(以下、「基準供給速度」という)と、液体吐出手段3によって吐出される液体の吐出量とに依存する。特に、前記基準供給速度を、1分間あたりに供給される第一原料5の基準モル量の値(A)で表し、前記液体の吐出量の値を、kg/min単位の値(B)で表した場合、両者の値の比(B/A)が0.4以上であれば、前記気泡の層31の厚みを充分に薄くすることができる。尚、本実施形態では、液体吐出手段3による液体の吐出量は、吐出ノズル15から吐出される混合液4の吐出量である。   Here, when the second raw material solution 6 and the first raw material 5 are mixed, if the content of the second raw material in the second raw material solution 6 is sufficient, the amount of by-product gas generated by the chemical reaction is increased. Is a value obtained by multiplying the value (a) of the substance amount (molar amount) of the first raw material 5 by the value (b) of the number of moles of the first raw material 5 required for generating 1 mol of the by-product gas ( a × b) (hereinafter referred to as “reference molar amount”). On the other hand, the degree of bubble breakage by the liquid ejecting means 3 depends on the amount of liquid ejected by the liquid ejecting means 3. For this reason, in the reaction apparatus of the present embodiment, the thickness of the bubble layer 31 inside the cylindrical body 2 is the reference molar amount of the first raw material 5 supplied to the reaction vessel 1 per unit time (hereinafter, “ It depends on the “reference supply speed” and the discharge amount of the liquid discharged by the liquid discharge means 3. In particular, the reference supply speed is represented by a value (A) of the reference molar amount of the first raw material 5 supplied per minute, and the value of the discharge amount of the liquid is expressed by a value (B) in kg / min. When expressed, if the ratio (B / A) between the two values is 0.4 or more, the thickness of the bubble layer 31 can be sufficiently reduced. In the present embodiment, the liquid discharge amount by the liquid discharge means 3 is the discharge amount of the mixed liquid 4 discharged from the discharge nozzle 15.

また、上記化学反応が進行している間、前記筒状体2の内部の気圧は、減圧手段7によって、大気圧未満に減圧されているため、前記筒状体2の内面に結露による液滴の付着が生じることが防止される。このため、前記筒状体2の内側を落下する粉粒体状の第一原料5が、前記筒状体2の内面に付着して原料供給の不具合が生じることを防止することができ、第一原料5の供給効率が良くなる。   In addition, while the chemical reaction proceeds, the pressure inside the cylindrical body 2 is reduced to less than atmospheric pressure by the pressure reducing means 7, so that droplets due to condensation are formed on the inner surface of the cylindrical body 2. Is prevented from occurring. For this reason, it is possible to prevent the powdery first raw material 5 falling inside the cylindrical body 2 from adhering to the inner surface of the cylindrical body 2 and causing a problem in raw material supply. The supply efficiency of one raw material 5 is improved.

ここで、前記結露が発生する理由、及び前記結露の発生を防止することができる理由は、次の通りである。前記反応容器1中で進行する化学反応により発生する気泡中には、前記反応容器1内の混合液4の蒸気が混入する。このため、前記気泡が破泡すると、筒状体2内には前記副生成気体だけでなく、前記混合液4の蒸気も充満する。筒状体2の内部が減圧されていないと、この筒状体2の内部における混合液4の蒸気の分圧が高くなり、筒状体2の内面に結露が生じる。また、前記液体吐出手段3によって混合液4を筒状体2の内部で吐出する際に、この混合液4の飛沫が筒状体2の内面に付着することもある。   Here, the reason why the condensation occurs and the reason why the condensation can be prevented are as follows. In the bubbles generated by the chemical reaction proceeding in the reaction vessel 1, the vapor of the mixed solution 4 in the reaction vessel 1 is mixed. For this reason, when the bubbles break, the cylindrical body 2 is filled with not only the by-product gas but also the vapor of the mixed solution 4. If the inside of the cylindrical body 2 is not depressurized, the partial pressure of the vapor of the mixed liquid 4 in the inside of the cylindrical body 2 is increased, and dew condensation occurs on the inner surface of the cylindrical body 2. Further, when the mixed liquid 4 is discharged inside the cylindrical body 2 by the liquid discharge means 3, splashes of the mixed liquid 4 may adhere to the inner surface of the cylindrical body 2.

しかし、前記のように筒状体2の内部を減圧すると、筒状体2の内部で混合液4の蒸気の分圧が高くなることが防止され、結露の発生が防止される。   However, when the inside of the cylindrical body 2 is depressurized as described above, the partial pressure of the vapor of the mixed liquid 4 is prevented from increasing inside the cylindrical body 2, and the occurrence of condensation is prevented.

また、減圧手段7を用いて筒状体2の内部を減圧する際、この筒状体2の内部の気体は前記捕集管13を通じて反応装置の外部に放出される。このとき、前記気体に混入されている混合液4の蒸気中に、環境汚染物質が含まれている場合には、自然環境を汚染してしまうおそれがある。しかし、本実施形態では、筒状体2の内部の気体は気体輸送機26による駆動力によって捕集管13に流入し、排気ガス処理装置24に送られる。この気体は排気ガス処理装置24によって浄化された後、反応装置の外部に放出される。このため、筒状体2の内部の気体に環境汚染物質が含まれていても、この気体を浄化した後に外部に放出することができる。例えば第二原料としてフッ酸等の酸を用いている場合、筒状体2の内部の気体には前記フッ酸等の酸が混入されるが、このような酸が反応装置の外部に放出されることを防ぐことができる。また、反応装置に酸を含む気体が充満することを防ぐことができ、この酸を含む気体による反応装置の腐食の発生を防止することもできる。   Further, when the inside of the cylindrical body 2 is decompressed using the decompression means 7, the gas inside the cylindrical body 2 is released to the outside of the reaction device through the collection tube 13. At this time, when an environmental pollutant is contained in the vapor of the mixed liquid 4 mixed in the gas, the natural environment may be contaminated. However, in this embodiment, the gas inside the cylindrical body 2 flows into the collection tube 13 by the driving force of the gas transporter 26 and is sent to the exhaust gas processing device 24. This gas is purified by the exhaust gas treatment device 24 and then released to the outside of the reaction device. For this reason, even if an environmental pollutant is contained in the gas inside the cylindrical body 2, it can be discharged to the outside after the gas is purified. For example, when an acid such as hydrofluoric acid is used as the second raw material, the acid inside the cylindrical body 2 is mixed with the acid such as hydrofluoric acid, but such acid is released to the outside of the reaction apparatus. Can be prevented. Moreover, it can prevent that the gas containing an acid fills a reaction apparatus, and generation | occurrence | production of the corrosion of the reaction apparatus by the gas containing this acid can also be prevented.

更に、化学反応に伴う副生成気体の発生に伴い、筒状体2の内部の気体が上昇する。この気体が筒状体2の原料供給口11から吹き出すと、原料供給口11からの第一原料5の供給が阻害されるおそれがある。しかし、本実施形態では、減圧手段7における筒状体2と捕集管13との接続位置を、筒状体2の原料供給口11よりも下方としている。このため、筒状体2の内部を上昇する気体は原料供給口11に達する前に捕集管13に流入し、第一原料5の供給が阻害されることがなくなる。   Furthermore, the gas inside the cylindrical body 2 rises with the generation of by-product gas accompanying the chemical reaction. When this gas blows out from the raw material supply port 11 of the cylindrical body 2, the supply of the first raw material 5 from the raw material supply port 11 may be hindered. However, in this embodiment, the connection position between the cylindrical body 2 and the collection tube 13 in the decompression means 7 is set lower than the raw material supply port 11 of the cylindrical body 2. For this reason, the gas rising inside the cylindrical body 2 flows into the collecting tube 13 before reaching the raw material supply port 11, and the supply of the first raw material 5 is not hindered.

ここで、叙述のように、前記筒状体2の内部の気圧と、大気圧との差(P−P)は、3.92hPa(40mmH2O)以下であることが好ましい。この気圧の差(P−P)が3.92hPaを超える場合、筒状体2の内部の気体中における、混合液4中の化学物質の混入量が著しく多くなる。この場合、前記気体を反応装置の外部に放出する際の、浄化処理に必要とされる負担が、過大になる。 Here, as described above, the difference (P 0 −P) between the atmospheric pressure inside the cylindrical body 2 and the atmospheric pressure is preferably 3.92 hPa (40 mmH 2 O) or less. When the pressure difference (P 0 -P) exceeds 3.92 hPa, the amount of chemical substances in the mixed liquid 4 in the gas inside the cylindrical body 2 is remarkably increased. In this case, the burden required for the purification process when discharging the gas to the outside of the reaction apparatus becomes excessive.

次に、反応容器1へ所定量の第一原料5が供給されたら、前記原料供給機18を停止することで、反応容器1への第一原料5の供給を停止する。前記所定量は、例えば反応容器1内の第二原料に対する第一原料5の化学量論量とすることができ、この所定量は原料供給機18によって制御することができる。   Next, when a predetermined amount of the first raw material 5 is supplied to the reaction vessel 1, the supply of the first raw material 5 to the reaction vessel 1 is stopped by stopping the raw material supplier 18. The predetermined amount can be, for example, a stoichiometric amount of the first raw material 5 with respect to the second raw material in the reaction vessel 1, and this predetermined amount can be controlled by the raw material supply machine 18.

次に、前記液体吐出手段3を停止し、前記生成液供給管29の開閉弁30を開く。この場合、反応容器1の内部の反応後の混合液4(生成液34)は、生成液供給管29を通じて熟成反応容器27に供給される。このとき、生成液34中には未反応の第一原料5と第二原料が残存している場合がある。その後、前記開閉弁30を閉じる。次に、前記熟成反応容器27の攪拌装置を作動させて、前記熟成反応容器27内の生成液34を攪拌する。この状態でしばらくの間放置する。これにより、生成液34中の未反応の第一原料5と第二原料との化学反応を更に進行させる。   Next, the liquid discharge means 3 is stopped, and the on-off valve 30 of the product liquid supply pipe 29 is opened. In this case, the reacted mixed solution 4 (product solution 34) inside the reaction vessel 1 is supplied to the aging reaction vessel 27 through the product solution supply pipe 29. At this time, the unreacted first raw material 5 and the second raw material may remain in the product liquid 34. Thereafter, the on-off valve 30 is closed. Next, the stirring device of the aging reaction vessel 27 is operated to stir the product liquid 34 in the aging reaction vessel 27. Leave in this state for a while. Thereby, the chemical reaction of the unreacted first raw material 5 and the second raw material in the product liquid 34 is further advanced.

次に、前記生成液34から、反応生成物を分離する。この反応生成物が溶媒に不溶性又は難溶性の固体である場合には、濾過等の適宜の固液分離手段により反応生成物を分離することができる。   Next, the reaction product is separated from the product liquid 34. When this reaction product is a solid insoluble or hardly soluble in the solvent, the reaction product can be separated by an appropriate solid-liquid separation means such as filtration.

ここで、上記反応装置を用い、叙述のように第一原料5と第二原料とを化学反応させて、溶媒に難溶性又は不溶性の固体状の反応生成物を生成すると、前記反応生成物は一段階の化学反応により生成されるため、不純物の混入が少なくなる。   Here, when the first raw material 5 and the second raw material are chemically reacted as described above using the reaction apparatus to produce a solid reaction product that is hardly soluble or insoluble in the solvent, the reaction product is Since it is generated by a one-step chemical reaction, contamination of impurities is reduced.

また、前記化学反応は副生成気体の発生を伴うため、前記反応生成物は多孔質状に形成される。このため、前記反応生成物の内部に溶媒が閉じこめられることがなく、反応生成物の純度が更に高くなる。また、この反応生成物に溶媒が付着していても、この溶媒を、遠心分離濾過や吸引濾過等の手法を用いて、反応生成物から容易に除去することができる。従って、濾過により反応生成物と溶媒とを容易に分離することができ、反応生成物を分離する際の処理効率が良くなる。   Further, since the chemical reaction is accompanied by generation of by-product gas, the reaction product is formed in a porous shape. For this reason, the solvent is not trapped inside the reaction product, and the purity of the reaction product is further increased. Even if a solvent is attached to the reaction product, the solvent can be easily removed from the reaction product by using a method such as centrifugal filtration or suction filtration. Therefore, the reaction product and the solvent can be easily separated by filtration, and the processing efficiency when separating the reaction product is improved.

尚、本実施形態では第二原料供給機構9を設けなくても良い。この場合、反応生成物を得る際は、反応容器1へ第二原料の溶液6を適宜の手段で直接供給して貯留することができる。それ以外は上記と同様にして反応生成物を得ることができる。   In the present embodiment, the second raw material supply mechanism 9 may not be provided. In this case, when the reaction product is obtained, the second raw material solution 6 can be directly supplied to the reaction vessel 1 by an appropriate means and stored. Otherwise, the reaction product can be obtained in the same manner as above.

(第二の実施形態)
本実施形態において生じる化学反応は、第一の実施形態の場合と同一である。
(Second embodiment)
The chemical reaction that occurs in this embodiment is the same as in the first embodiment.

本実施形態における反応装置の構造を、図2を示して説明する。本実施形態と、第一の実施形態との間の相違点は、次の通りである。   The structure of the reaction apparatus in this embodiment will be described with reference to FIG. Differences between the present embodiment and the first embodiment are as follows.

本実施形態では、第二原料供給機構9が、液体吐出手段3としても機能する。第一の実施形態では、第二原料供給機構9の供給用タンク21と反応容器1とを、供給用配管22で直接接続している。それに対して、本実施形態では、供給用配管22は、供給用タンク21と筒状体2とを接続する。前記液体循環用配管14の終端は、前記筒状体2の上側の部位の側面を貫通し、この筒状体2の内部に配置されている。この供給用配管22の終端には、吐出ノズル32が設けられている。図示の例では、前記吐出ノズル32の配置位置は、原料供給口11よりも下方であり、且つ筒状体2と捕集管13との接続位置よりも上方である。前記吐出ノズル32は、筒状体2の内部における混合液4の液面に向けて、下向きに開口している。また、吐出ノズル32は、筒状体2の内部における混合液4の液面に向けて、下向きに開口している。この吐出ノズル32は、液体をシャワー状に吐出し、この液体が筒状体2の内部における混合液4の液面全体に亘って降りかかるようにすることが好ましい。   In the present embodiment, the second raw material supply mechanism 9 also functions as the liquid discharge means 3. In the first embodiment, the supply tank 21 of the second raw material supply mechanism 9 and the reaction vessel 1 are directly connected by a supply pipe 22. On the other hand, in the present embodiment, the supply pipe 22 connects the supply tank 21 and the cylindrical body 2. The end of the liquid circulation pipe 14 passes through the side surface of the upper portion of the cylindrical body 2 and is disposed inside the cylindrical body 2. A discharge nozzle 32 is provided at the end of the supply pipe 22. In the illustrated example, the arrangement position of the discharge nozzle 32 is below the raw material supply port 11 and above the connection position of the cylindrical body 2 and the collection tube 13. The discharge nozzle 32 opens downward toward the liquid surface of the mixed liquid 4 inside the cylindrical body 2. In addition, the discharge nozzle 32 opens downward toward the liquid surface of the mixed liquid 4 inside the cylindrical body 2. The discharge nozzle 32 preferably discharges the liquid in a shower shape so that the liquid falls over the entire liquid surface of the mixed liquid 4 inside the cylindrical body 2.

また、前記供給用配管22の始端は、供給用タンク21に接続され、この供給用タンク21の内部と連通している。この供給用配管22と供給用タンク21との接続位置は、供給用タンク21内の第二原料の溶液6の液面よりも下方であり、図示の例では供給用タンク21の底部である。前記供給用配管22には、開閉弁23と、ポンプ33とが設けられている。前記開閉弁23を開くと共に、前記ポンプ33を作動させると、供給用タンク21内の第二原料の溶液6を、供給用配管22を通じて、筒状体2に供給することができる。この第二原料の溶液6は、筒状体2を通じて、反応容器1へ供給される。   The starting end of the supply pipe 22 is connected to the supply tank 21 and communicates with the inside of the supply tank 21. The connection position between the supply pipe 22 and the supply tank 21 is below the liquid level of the second raw material solution 6 in the supply tank 21, and is the bottom of the supply tank 21 in the illustrated example. The supply pipe 22 is provided with an on-off valve 23 and a pump 33. When the on-off valve 23 is opened and the pump 33 is operated, the second raw material solution 6 in the supply tank 21 can be supplied to the cylindrical body 2 through the supply pipe 22. The second raw material solution 6 is supplied to the reaction vessel 1 through the cylindrical body 2.

また、第一の実施形態では、前記生成液供給管29の始端と反応容器1との接続位置は、反応容器1の底部であるが、本実施形態では、前記接続位置は反応容器1の側面である。この接続位置は、筒状体2の下端の位置よりも上方の位置とする。また、この生成液供給管29には、図1に示すような開閉弁30は設けられていない。   In the first embodiment, the connection position between the starting end of the product liquid supply pipe 29 and the reaction vessel 1 is the bottom of the reaction vessel 1, but in this embodiment, the connection position is the side surface of the reaction vessel 1. It is. This connection position is a position above the position of the lower end of the cylindrical body 2. Further, the product liquid supply pipe 29 is not provided with the on-off valve 30 as shown in FIG.

上記相違点を除けば、本実施形態における反応装置は、第一の実施形態の反応装置と同一の構造を有する。   Except for the above differences, the reaction apparatus in the present embodiment has the same structure as the reaction apparatus in the first embodiment.

次に、本実施形態の反応装置の使用形態について説明する。   Next, the usage pattern of the reaction apparatus of this embodiment is demonstrated.

まず、前記供給用タンク21に第二原料の溶液6を貯留する。この状態で、前記供給用配管22の開閉弁23を開くと共に、ポンプ33を作動させることで、第二原料の溶液6が、供給用配管22を通じて、供給用タンク21から反応容器1へ供給される。このとき第二原料の溶液6は、筒状体2の内側において、吐出ノズル32から吐出され、この筒状体2の内側を通じて、反応容器1内に供給される。   First, the second raw material solution 6 is stored in the supply tank 21. In this state, by opening the on-off valve 23 of the supply pipe 22 and operating the pump 33, the second raw material solution 6 is supplied from the supply tank 21 to the reaction vessel 1 through the supply pipe 22. The At this time, the second raw material solution 6 is discharged from the discharge nozzle 32 inside the cylindrical body 2 and supplied into the reaction vessel 1 through the inside of the cylindrical body 2.

また、液体循環用配管14のポンプ16を作動させる。このとき、前記反応容器1内の第二原料の溶液6の一部が、前記液体循環用配管14に流入し、前記筒状体2の内側において、吐出ノズル15から吐出される。   Further, the pump 16 of the liquid circulation pipe 14 is operated. At this time, a part of the second raw material solution 6 in the reaction vessel 1 flows into the liquid circulation pipe 14 and is discharged from the discharge nozzle 15 inside the cylindrical body 2.

また、捕集管13の気体輸送機26を作動させて、筒状体2の内側の気圧を減圧する。   Further, the gas transporter 26 of the collection tube 13 is operated to reduce the pressure inside the cylindrical body 2.

また、前記反応容器1の攪拌機10を作動させて、第二原料の溶液6を攪拌する。   Further, the stirrer 10 of the reaction vessel 1 is operated to stir the second raw material solution 6.

この状態で、反応容器1内に所定量の第二原料の溶液6が貯留され、前記筒状体2の下端部が、前記反応容器1内の第二原料の溶液6に浸漬された状態となったら、前記原料供給機18のホッパー19に粉粒体状の第一原料5を投入すると共に、フィーダー20を作動させる。これにより、第一原料5を、筒状体2の内側を通じて、前記反応容器1内に供給する。   In this state, a predetermined amount of the second raw material solution 6 is stored in the reaction vessel 1, and the lower end of the cylindrical body 2 is immersed in the second raw material solution 6 in the reaction vessel 1. Then, the powdery first raw material 5 is charged into the hopper 19 of the raw material feeder 18 and the feeder 20 is operated. Thereby, the first raw material 5 is supplied into the reaction vessel 1 through the inside of the cylindrical body 2.

このように前記反応容器1内に第一原料5と第二原料とが供給されたら、反応容器1内の第一原料5と第二原料とを含む混合液4中で、第一原料5と第二原料とが化学反応を起こし、この混合液4中に目的とする反応生成物が生成する。この化学反応に伴って生成する副生成気体は、混合液4中で気泡となり、上方に浮かび上がる。このため、混合液4の液面上には、前記副生成気体による気泡の層31が形成される。このとき、筒状体2の下端の開口2aが、混合液4の液面よりも下方に配置されている。   Thus, when the first raw material 5 and the second raw material are supplied into the reaction vessel 1, the first raw material 5 and the second raw material in the mixed solution 4 containing the first raw material 5 and the second raw material in the reaction vessel 1 A chemical reaction occurs with the second raw material, and a target reaction product is generated in the mixed solution 4. The by-product gas generated with this chemical reaction becomes bubbles in the mixed liquid 4 and rises upward. For this reason, a bubble layer 31 of the by-product gas is formed on the liquid surface of the mixed liquid 4. At this time, the opening 2 a at the lower end of the cylindrical body 2 is disposed below the liquid surface of the mixed liquid 4.

ここで、前記化学反応は、混合液4中における第一原料5が供給される位置、すなわち前記筒状体2の内側において、最も激しく進行する。このため、前記気泡は、主に筒状体2の内側で発生する。   Here, the chemical reaction proceeds most intensely at the position where the first raw material 5 is supplied in the mixed solution 4, that is, inside the cylindrical body 2. For this reason, the bubbles are mainly generated inside the cylindrical body 2.

また、上記化学反応が進行している間、前記液体循環用配管14には前記反応容器1内の混合液4が流入し、この混合液4が液体循環用配管14の終端の吐出ノズル15から吐出される。また、前記供給用配管22には第二原料の溶液6が流入しており、この第二原料の溶液6が、供給用配管22の終端の吐出ノズル32から吐出される。すなわち、前記混合液4と第二原料の溶液6が、筒状体2の内側において各吐出ノズル15,32からそれぞれ吐出される。各吐出ノズル15,32からそれぞれ吐出された混合液4と第二原料の溶液6とは、筒状体2の内側で前記気泡の層31に衝突し、この気泡を破泡させる。このため、前記気泡を筒状体2の内側で集中的に発生させると共に、この気泡を効率良く破泡させることができる。   Further, while the chemical reaction proceeds, the liquid mixture 4 in the reaction vessel 1 flows into the liquid circulation pipe 14, and the liquid mixture 4 is discharged from the discharge nozzle 15 at the end of the liquid circulation pipe 14. Discharged. The second raw material solution 6 flows into the supply pipe 22, and the second raw material solution 6 is discharged from a discharge nozzle 32 at the end of the supply pipe 22. That is, the mixed solution 4 and the second raw material solution 6 are respectively discharged from the discharge nozzles 15 and 32 inside the cylindrical body 2. The mixed solution 4 and the second raw material solution 6 discharged from the discharge nozzles 15 and 32 collide with the bubble layer 31 inside the cylindrical body 2 to break up the bubbles. Therefore, the bubbles can be generated intensively inside the cylindrical body 2 and the bubbles can be efficiently broken.

このため、前記筒状体2の内側における前記気泡の層31の厚みを薄くすることができ、第一の実施形態と同様に第一原料5の供給効率が良くなる。   For this reason, the thickness of the bubble layer 31 inside the cylindrical body 2 can be reduced, and the supply efficiency of the first raw material 5 is improved as in the first embodiment.

ここで、第一の実施形態の場合と同様に、本実施形態の反応装置において、筒状体2の内側における気泡の層31の厚みは、反応容器1へ供給される第一原料5の基準供給速度と、液体吐出手段3によって吐出される液体の吐出量とに依存する。特に、前記基準供給速度を、1分間あたりに供給される第一原料5の基準モル量の値(A)で表し、前記液体の吐出量の値を、kg/min単位の値(B)で表した場合、両者の値の比(B/A)が0.4以上であれば、前記気泡の層31の厚みを充分に薄くすることができる。尚、本実施形態では、液体吐出手段3による液体の吐出量は、各吐出ノズル15,32から吐出される混合液4及び第二原料の溶液6の吐出量を、合算した量である。   Here, as in the case of the first embodiment, in the reaction apparatus of the present embodiment, the thickness of the bubble layer 31 inside the cylindrical body 2 is the standard of the first raw material 5 supplied to the reaction vessel 1. It depends on the supply speed and the discharge amount of the liquid discharged by the liquid discharge means 3. In particular, the reference supply speed is represented by a value (A) of the reference molar amount of the first raw material 5 supplied per minute, and the value of the discharge amount of the liquid is expressed by a value (B) in kg / min. When expressed, if the ratio (B / A) between the two values is 0.4 or more, the thickness of the bubble layer 31 can be sufficiently reduced. In the present embodiment, the liquid discharge amount by the liquid discharge means 3 is the sum of the discharge amounts of the mixed solution 4 and the second raw material solution 6 discharged from the discharge nozzles 15 and 32.

また、上記化学反応が進行している間、前記筒状体2の内部の気圧は、減圧手段7によって、大気圧未満に減圧されているため、前記筒状体2の内面に結露が生じることが防止される。このため、第一の実施形態と同様に第一原料5の供給効率が良くなる。   Further, while the chemical reaction proceeds, the pressure inside the cylindrical body 2 is reduced to less than the atmospheric pressure by the pressure reducing means 7, so that condensation occurs on the inner surface of the cylindrical body 2. Is prevented. For this reason, the supply efficiency of the 1st raw material 5 becomes good like 1st embodiment.

また、減圧手段7を用いて筒状体2の内部を減圧する際、この筒状体2の内部の気体は前記捕集管13を通じて反応装置の外部に放出される。このとき第一の実施形態と同様に、筒状体2の内部の気体に環境汚染物質が含まれていても、この気体を浄化した後に外部に放出することができ、また、反応装置に酸を含む気体が充満することを防ぐことができ、この酸を含む気体による反応装置の腐食の発生を防止することもできる。また、減圧手段7における筒状体2と捕集管13との接続位置を、筒状体2の原料供給口11よりも下方とすると、筒状体2の内部を上昇する気体は原料供給口11に達する前に捕集管13に流入し、第一原料5の供給が阻害されることがなくなる。   Further, when the inside of the cylindrical body 2 is decompressed using the decompression means 7, the gas inside the cylindrical body 2 is released to the outside of the reaction device through the collection tube 13. At this time, as in the first embodiment, even if an environmental pollutant is contained in the gas inside the cylindrical body 2, it can be released to the outside after purifying the gas, It is possible to prevent the gas containing the gas from being filled, and it is possible to prevent the reactor from being corroded by the gas containing the acid. Further, when the connection position between the cylindrical body 2 and the collection tube 13 in the decompression means 7 is set lower than the raw material supply port 11 of the cylindrical body 2, the gas rising inside the cylindrical body 2 is the raw material supply port. Before reaching 11, the supply of the first raw material 5 is not hindered.

また、第一の実施形態と同様の理由により、前記筒状体2の内部の気圧と、大気圧との差(P−P)は、3.92hPa(40mmH2O)以下であることが好ましい。 Further, for the same reason as in the first embodiment, the difference (P 0 -P) between the atmospheric pressure inside the cylindrical body 2 and the atmospheric pressure may be 3.92 hPa (40 mmH 2 O) or less. preferable.

本実施形態では、第一原料5と第二原料の溶液6を、双方共に反応容器1へ連続的に供給している。このとき、反応容器1内の混合液4の液面位置が、この反応容器1の側面における生成液供給管29の接続位置に達したら、反応容器1内の反応後の混合液4(生成液34)はオーバーフローして、生成液供給管29に流入し、熟成反応容器27へ供給される。このとき、この生成液34中には未反応の第一原料5及び第二原料が残存している場合がある。   In the present embodiment, both the first raw material 5 and the second raw material solution 6 are continuously supplied to the reaction vessel 1. At this time, when the liquid level position of the mixed liquid 4 in the reaction container 1 reaches the connection position of the product liquid supply pipe 29 on the side surface of the reaction container 1, the mixed liquid 4 (product liquid after reaction) in the reaction container 1 34) overflows, flows into the product liquid supply pipe 29, and is supplied to the aging reaction vessel 27. At this time, the unreacted first raw material 5 and the second raw material may remain in the product liquid 34.

熟成反応容器27では、攪拌機28を作動させて、この熟成反応容器27内の生成液34を攪拌する。これにより、生成液34中の未反応の第一原料5と第二原料との化学反応を更に進行させる。   In the aging reaction container 27, the stirrer 28 is operated to stir the product liquid 34 in the aging reaction container 27. Thereby, the chemical reaction of the unreacted first raw material 5 and the second raw material in the product liquid 34 is further advanced.

次いで、前記生成液34から、反応生成物を分離する。この反応生成物が溶媒に不溶性又は難溶性の固体である場合には、濾過等の適宜の固液分離手段により反応生成物を分離することができる。   Next, the reaction product is separated from the product liquid 34. When this reaction product is a solid insoluble or hardly soluble in the solvent, the reaction product can be separated by an appropriate solid-liquid separation means such as filtration.

本実施形態では、第一の実施形態と同様に、第一原料5と第二原料との化学反応により生成する反応生成物は一段階の化学反応により生成されるため、不純物の混入が少なくなる。また、第一の実施形態と同様に前記化学反応は副生成気体の発生を伴うため、前記反応生成物は多孔質状に形成され、従って、濾過により反応生成物と溶媒とを容易に分離することができ、反応生成物を分離する際の処理効率が良くなる。   In the present embodiment, as in the first embodiment, since the reaction product generated by the chemical reaction between the first raw material 5 and the second raw material is generated by a one-step chemical reaction, the contamination of impurities is reduced. . Further, as in the first embodiment, since the chemical reaction involves generation of by-product gas, the reaction product is formed in a porous shape, and therefore the reaction product and the solvent are easily separated by filtration. And the processing efficiency in separating the reaction products is improved.

また、特に本実施形態のように第二原料の溶液6を反応容器1に連続的に供給すると共に、反応容器1内の反応後の混合液4(生成液34)を熟成反応容器27へ連続的に供給すると、反応容器1内で第一原料5と第二原料とを連続的に反応させることができる。この場合、反応容器1の寸法を小さくしても高い処理効率で第一原料5と第二原料とを化学反応させ、前記化学反応を高効率で起こさせることができる。このため、反応装置全体の小型化を図ることができる。   Further, in particular, the second raw material solution 6 is continuously supplied to the reaction vessel 1 as in the present embodiment, and the mixed solution 4 (product solution 34) after the reaction in the reaction vessel 1 is continuously supplied to the aging reaction vessel 27. If it supplies continuously, the 1st raw material 5 and the 2nd raw material can be made to react continuously in the reaction container 1. FIG. In this case, even if the dimensions of the reaction vessel 1 are reduced, the first raw material 5 and the second raw material can be chemically reacted with high processing efficiency, and the chemical reaction can be caused with high efficiency. For this reason, size reduction of the whole reaction apparatus can be achieved.

上記のように本発明の実施形態を挙げたが、本発明の精神と範囲に反することなしに、広範に異なる実施形態を構成することができることは明白である。従って、本発明は、特許請求の範囲において限定した以外は、特定の実施形態に制約されるものではない。   While embodiments of the invention have been described above, it will be apparent that a wide variety of embodiments can be constructed without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the invention is not limited to specific embodiments, except as limited in the claims.

以下、本発明を、実施例を挙げて更に詳述する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

(実施例1)
図1に示す構成の反応装置を用い、第一原料5として炭酸カルシウムを、第二原料の溶液6として5%フッ酸水溶液を用いた。炭酸カルシウムとしては、目開き44μmの篩いを通過する粉体状のものを用いた。
(Example 1)
1 was used as the first raw material 5 and 5% hydrofluoric acid aqueous solution as the second raw material solution 6. As the calcium carbonate, powdered powder passing through a sieve having an opening of 44 μm was used.

まず、供給用タンク21から反応容器1内に、60℃の5%フッ酸水溶液を100kg供給した。   First, 100 kg of a 60% 5% hydrofluoric acid aqueous solution was supplied from the supply tank 21 into the reaction vessel 1.

この状態で攪拌機10、液体吐出手段3及び減圧手段7を作動させると共に、原料供給機18を作動させた。このときの吐出ノズル15からの液体の吐出量は、22kg/minとした。また、筒状体2の内部の気圧Pと大気圧Pとの差(P−P)が、0.49hPaとなるようにした。また、第一原料5である炭酸カルシウムの供給速度は750g/minとし、この炭酸カルシウムの供給量の総量は12.5kgとした。 In this state, the stirrer 10, the liquid discharge means 3 and the decompression means 7 were operated, and the raw material supply machine 18 was operated. At this time, the discharge amount of the liquid from the discharge nozzle 15 was set to 22 kg / min. Further, the difference (P 0 −P) between the atmospheric pressure P inside the cylindrical body 2 and the atmospheric pressure P 0 was set to 0.49 hPa. The supply rate of calcium carbonate as the first raw material 5 was 750 g / min, and the total supply amount of calcium carbonate was 12.5 kg.

次に、炭酸カルシウムの供給を終了した後、反応容器1内の混合液4の表面の気泡が消失したら、反応後の混合液4(生成液34)を熟成反応容器27に供給し、攪拌機28を作動させた状態で20分間放置した。   Next, after the supply of calcium carbonate is completed, if bubbles on the surface of the mixed solution 4 in the reaction vessel 1 disappear, the mixed solution 4 (product solution 34) after the reaction is supplied to the aging reaction vessel 27, and the stirrer 28 Was allowed to stand for 20 minutes.

次に、前記混合液4をNo.5Cの濾紙を用いて、吸引圧力(絶対圧)0.04MPaの条件で吸引濾過し、目的物であるフッ化カルシウムを得た。   Next, the mixed liquid 4 was No. Using 5C filter paper, suction filtration was performed under the condition of a suction pressure (absolute pressure) of 0.04 MPa to obtain calcium fluoride as a target product.

(実施例2,3)
炭酸カルシウムの供給速度を実施例2では1500g/minに、実施例3では2250g/minに変更した。それ以外は実施例1と同様にして、フッ化カルシウムを得た。
(Examples 2 and 3)
The supply rate of calcium carbonate was changed to 1500 g / min in Example 2 and to 2250 g / min in Example 3. Otherwise in the same manner as in Example 1, calcium fluoride was obtained.

(実施例4)
図2に示す構成の反応装置を用い、第一原料5として炭酸カルシウムを、第二原料の溶液6として5%フッ酸水溶液を用いた。炭酸カルシウムとしては、目開き44μmの篩いを通過する粒径を有する、粉体状のものを用いた。
Example 4
2 was used as the first raw material 5 and 5% hydrofluoric acid aqueous solution as the second raw material solution 6. As the calcium carbonate, a powdery one having a particle diameter passing through a sieve having an opening of 44 μm was used.

まず、供給用タンク21に60℃のフッ酸水溶液が貯留されている状態で、供給用配管22の開閉弁23を開くと共に、ポンプ33を作動させて、吐出ノズル32からフッ酸水溶液を吐出した。このときのフッ酸水溶液の吐出量は、6kg/minとした。   First, in a state where a 60 ° C. hydrofluoric acid aqueous solution is stored in the supply tank 21, the on-off valve 23 of the supply pipe 22 is opened and the pump 33 is operated to discharge the hydrofluoric acid aqueous solution from the discharge nozzle 32. . The discharge rate of the hydrofluoric acid aqueous solution at this time was 6 kg / min.

このように反応容器1にフッ酸水溶液を供給することで、反応容器1内のフッ酸水溶液の液面が、筒状体2の下端よりも上方に位置するようになった後、攪拌機10、液体吐出手段3及び減圧手段7を作動させると共に、原料供給機18を作動させた。また、熟成反応容器27の攪拌機28も作動させた。このときの吐出ノズル15からの液体の吐出量は、20kg/minとした。また、筒状体2の内部の気圧は、大気圧よりも0.49hPaだけ低い圧力とした。また、第一原料5である炭酸カルシウムの供給速度は750g/minとし、この炭酸カルシウムの供給量の総量は12.5kgとした。   By supplying the hydrofluoric acid aqueous solution to the reaction vessel 1 in this manner, the liquid level of the hydrofluoric acid aqueous solution in the reaction vessel 1 is positioned above the lower end of the cylindrical body 2, and then the stirrer 10, While operating the liquid discharge means 3 and the decompression means 7, the raw material supply machine 18 was operated. In addition, the stirrer 28 of the aging reaction vessel 27 was also operated. The amount of liquid discharged from the discharge nozzle 15 at this time was 20 kg / min. Moreover, the atmospheric pressure inside the cylindrical body 2 was set to a pressure lower by 0.49 hPa than the atmospheric pressure. The supply rate of calcium carbonate as the first raw material 5 was 750 g / min, and the total supply amount of calcium carbonate was 12.5 kg.

このとき、反応容器1にはフッ酸水溶液と炭酸カルシウムとが連続的に供給され、また、反応容器1からオーバーフローした反応後の混合液4(生成液34)は、生成液供給管29を通じて熟成反応容器27へ連続的に供給された。このとき反応容器1内の混合液4の量は14Lに維持された。   At this time, the hydrofluoric acid aqueous solution and calcium carbonate are continuously supplied to the reaction vessel 1, and the mixed solution 4 (product solution 34) overflowing from the reaction vessel 1 is aged through the product solution supply pipe 29. The reaction vessel 27 was continuously supplied. At this time, the amount of the mixed solution 4 in the reaction vessel 1 was maintained at 14L.

次に、供給用タンク21から反応容器1へのフッ酸水溶液の供給量の総量が100kgに達したら、供給用配管22の開閉弁23を閉じると共に、ポンプ33を停止させて、前記フッ酸水溶液の供給を停止した。   Next, when the total amount of the hydrofluoric acid aqueous solution supplied from the supply tank 21 to the reaction vessel 1 reaches 100 kg, the on-off valve 23 of the supply pipe 22 is closed and the pump 33 is stopped to stop the hydrofluoric acid aqueous solution. The supply of was stopped.

上記フッ酸水溶液の供給停止後、20分間経過してから、熟成反応容器27内の混合液4をNo.5Cの濾紙を用いて、吸引圧力(絶対圧)0.04MPaの条件で吸引濾過し、目的物であるフッ化カルシウムを得た。   After 20 minutes have passed since the supply of the hydrofluoric acid aqueous solution was stopped, the mixed solution 4 in the aging reaction vessel 27 was changed to No. 4. Using 5C filter paper, suction filtration was performed under the condition of a suction pressure (absolute pressure) of 0.04 MPa to obtain calcium fluoride as a target product.

(実施例5,6)
炭酸カルシウムの供給速度を実施例5では1500g/minに、実施例6では2250g/minに変更した。それ以外は実施例4と同様にして、フッ化カルシウムを得た。
(Examples 5 and 6)
The supply rate of calcium carbonate was changed to 1500 g / min in Example 5 and to 2250 g / min in Example 6. Otherwise in the same manner as in Example 4, calcium fluoride was obtained.

(実施例7)
図2に示す構成の反応装置を用い、第一原料5として炭酸カルシウムを、第二原料の溶液6として2.5mol/Lの塩酸水溶液を用いた。前記炭酸カルシウムとしては、目開き44μmの篩いを通過する粒径を有する、粉体状のものを用いた。それ以外は実施例4と同様にして、塩化カルシウムを得た。
(Example 7)
2 was used, calcium carbonate was used as the first raw material 5, and a 2.5 mol / L hydrochloric acid aqueous solution was used as the second raw material solution 6. As said calcium carbonate, the powdery thing which has a particle size which passes a sieve with an opening of 44 micrometers was used. Other than that was carried out similarly to Example 4, and obtained calcium chloride.

(実施例8)
図2に示す構成の反応装置を用い、第一原料5として炭酸ナトリウムを、第二原料の溶液6として5%フッ酸水溶液を用いた。前記炭酸ナトリウムとしては200メッシュの篩いを通過する粒径を有する、粉体状のもの(200メッシュアンダーパス品)を用いた。それ以外は実施例4と同様にして、フッ化ナトリウムを得た。
(Example 8)
2 was used, and sodium carbonate was used as the first raw material 5 and a 5% hydrofluoric acid aqueous solution was used as the second raw material solution 6. As the sodium carbonate, a powdery one (200 mesh underpass product) having a particle size passing through a 200 mesh sieve was used. Otherwise in the same manner as in Example 4, sodium fluoride was obtained.

(実施例9)
図2に示す構成の反応装置を用い、第一原料5として炭酸マグネシウムを、第二原料の溶液6として5%フッ酸水溶液を用いた。前記炭酸マグネシウムとしては200メッシュの篩いを通過する粒径を有する、粉体状のもの(200メッシュアンダーパス品)を用いた。それ以外は実施例4と同様にして、フッ化マグネシウムを得た。
Example 9
2 was used, and magnesium carbonate was used as the first raw material 5 and a 5% hydrofluoric acid aqueous solution was used as the second raw material solution 6. As said magnesium carbonate, the powdery thing (200 mesh underpass goods) which has a particle size which passes a 200 mesh sieve was used. Otherwise in the same manner as in Example 4, magnesium fluoride was obtained.

(実施例10〜19)
実施例1において、炭酸カルシウムの基準供給速度Aと、液体吐出手段3による液体吐出量Bとを、下記表2に示すように変更した。それ以外は実施例1と同様にして、フッ化カルシウムを得た。
(Examples 10 to 19)
In Example 1, the reference supply speed A of calcium carbonate and the liquid discharge amount B by the liquid discharge means 3 were changed as shown in Table 2 below. Otherwise in the same manner as in Example 1, calcium fluoride was obtained.

(実施例20〜22)
実施例1において、筒状体2の内部の気圧Pと大気圧Pとの差(P−P)が、実施例20では1.47hPa、実施例21では2.45hPa、実施例22では2.94hPaとなるようにした。それ以外は実施例1と同様にして、フッ化カルシウムを得た。
(Examples 20 to 22)
In Example 1, the difference (P 0 −P) between the atmospheric pressure P and the atmospheric pressure P 0 inside the cylindrical body 2 is 1.47 hPa in Example 20, 2.45 hPa in Example 21, and in Example 22. 2.94 hPa was set. Otherwise in the same manner as in Example 1, calcium fluoride was obtained.

(比較例1)
実施例1における反応装置において、筒状体2、液体吐出手段3及び減圧手段7を設けず、原料供給機18から直接第一原料5を反応容器1に供給するようにした(図3参照)。それ以外は実施例1と同様の反応装置を用い、第一原料5として炭酸カルシウムを、第二原料の溶液6として5%フッ酸水溶液を用いた。炭酸カルシウムとしては、目開き44μmの篩いを通過する粉体状のものを用いた。
(Comparative Example 1)
In the reaction apparatus in Example 1, the cylindrical body 2, the liquid discharge means 3, and the decompression means 7 were not provided, and the first raw material 5 was directly supplied from the raw material supply machine 18 to the reaction vessel 1 (see FIG. 3). . Other than that, the same reactor as in Example 1 was used, and calcium carbonate was used as the first raw material 5 and 5% hydrofluoric acid aqueous solution was used as the second raw material solution 6. As the calcium carbonate, powdered powder passing through a sieve having an opening of 44 μm was used.

まず、供給用タンク21から反応容器1内に、60℃の5%フッ酸水溶液を100kg供給した。   First, 100 kg of a 60% 5% hydrofluoric acid aqueous solution was supplied from the supply tank 21 into the reaction vessel 1.

この状態で攪拌機10を作動させると共に、原料供給機18を作動させた。このとき、第一原料5である炭酸カルシウムの供給速度は750g/minとし、この炭酸カルシウムの供給量の総量は12.5kgとした。   In this state, the stirrer 10 was operated, and the raw material supplier 18 was operated. At this time, the supply rate of calcium carbonate as the first raw material 5 was 750 g / min, and the total amount of supply of this calcium carbonate was 12.5 kg.

次に、炭酸カルシウムの供給を終了した後、反応容器1内の混合液4の表面の気泡が消失したら、反応後の混合液4(生成液34)を熟成反応容器27に供給し、攪拌機10を作動させた状態で20分間放置した。   Next, after the supply of calcium carbonate is completed, when bubbles on the surface of the mixed solution 4 in the reaction vessel 1 disappear, the mixed solution 4 (product solution 34) after the reaction is supplied to the aging reaction vessel 27, and the stirrer 10 Was allowed to stand for 20 minutes.

次に、前記混合液4をNo.5Cの濾紙を用いて、吸引圧力(絶対圧)0.04MPaの条件で吸引濾過し、目的物であるフッ化カルシウムを得た。   Next, the mixed liquid 4 was No. Using 5C filter paper, suction filtration was performed under the condition of a suction pressure (absolute pressure) of 0.04 MPa to obtain calcium fluoride as a target product.

(比較例2)
炭酸カルシウムの供給速度を1500g/minに変更した以外は、比較例1と同様にして、フッ化カルシウムを得た。
(Comparative Example 2)
Calcium fluoride was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the calcium carbonate supply rate was changed to 1500 g / min.

(比較例3)
炭酸カルシウムの供給速度を2250g/minに変更した以外は、比較例1と同様にして、フッ化カルシウムを得た。
(Comparative Example 3)
Calcium fluoride was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the supply rate of calcium carbonate was changed to 2250 g / min.

(比較例4)
第一原料5として水酸化カルシウムを用いた以外は、比較例1と同様にして、フッ化カルシウムを得た。
(Comparative Example 4)
Calcium fluoride was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that calcium hydroxide was used as the first raw material 5.

(比較例5)
第一原料5として塩化カルシウムを用いた以外は、比較例1と同様にして、フッ化カルシウムを得た。
(Comparative Example 5)
Calcium fluoride was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that calcium chloride was used as the first raw material 5.

(比較例6)
実施例1における反応装置において、減圧手段7を設けなかった以外は実施例1と同様の反応装置を用い、第一原料5として炭酸カルシウムを、第二原料の溶液6として5%フッ酸水溶液を用いた。炭酸カルシウムとしては、目開き44μmの篩いを通過する粉体状のものを用いた。
(Comparative Example 6)
In the reaction apparatus in Example 1, except that the decompression means 7 was not provided, the same reaction apparatus as in Example 1 was used. Calcium carbonate was used as the first raw material 5, and 5% hydrofluoric acid aqueous solution was used as the second raw material solution 6. Using. As the calcium carbonate, powdered powder passing through a sieve having an opening of 44 μm was used.

まず、供給用タンク21から反応容器1内に、60℃の5%フッ酸水溶液を100kg供給した。   First, 100 kg of a 60% 5% hydrofluoric acid aqueous solution was supplied from the supply tank 21 into the reaction vessel 1.

この状態で攪拌機10及び液体吐出手段3を作動させると共に、原料供給機18を作動させた。このときの吐出ノズル15からの液体の吐出量は、22kg/minとした。また、第一原料5である炭酸カルシウムの供給速度は750g/minとし、この炭酸カルシウムの供給量の総量は12.5kgとした。   In this state, the stirrer 10 and the liquid discharge means 3 were operated, and the raw material supplier 18 was operated. At this time, the discharge amount of the liquid from the discharge nozzle 15 was set to 22 kg / min. The supply rate of calcium carbonate as the first raw material 5 was 750 g / min, and the total supply amount of calcium carbonate was 12.5 kg.

次に、炭酸カルシウムの供給を終了した後、反応容器1内の混合液4の表面の気泡が消失したら、この混合液4を熟成反応容器27に供給し、攪拌機10を作動させた状態で20分間放置した。   Next, after the supply of calcium carbonate is completed, when bubbles on the surface of the mixed solution 4 in the reaction vessel 1 disappear, the mixed solution 4 is supplied to the aging reaction vessel 27 and the stirrer 10 is operated. Left for a minute.

次に、前記混合液4をNo.5Cの濾紙を用いて、吸引圧力(絶対圧)0.04MPaの条件で吸引濾過し、目的物であるフッ化カルシウムを得た。   Next, the mixed liquid 4 was No. Using 5C filter paper, suction filtration was performed under the condition of a suction pressure (absolute pressure) of 0.04 MPa to obtain calcium fluoride as a target product.

(評価試験1)
実施例1〜6について、第一原料5と第二原料との反応開始後の、筒状体2の内側における気泡の層31の厚みの経時変化を測定した。また、比較例1〜3について、第一原料5と第二原料との反応開始後の、反応容器1内での気泡の層31の厚みの経時変化を測定した。
(Evaluation Test 1)
About Examples 1-6, the time-dependent change of the thickness of the bubble layer 31 inside the cylindrical body 2 after the reaction start of the first raw material 5 and the second raw material was measured. Moreover, about Comparative Examples 1-3, the time-dependent change of the thickness of the bubble layer 31 in the reaction container 1 after the reaction start of the first raw material 5 and the second raw material was measured.

その結果を図4〜6に示す。図4は実施例1〜3、図5は実施例4〜6、図6は比較例1〜3についての結果である。   The results are shown in FIGS. 4 shows the results for Examples 1 to 3, FIG. 5 shows the results for Examples 4 to 6, and FIG. 6 shows the results for Comparative Examples 1 to 3.

この結果、図1に示す構成の反応装置を用いると共に第一原料5の供給速度を変化させた実施例1〜3、並びに図2に示す構成の反応装置を用いると共に第一原料5の供給速度を変化させた実施例4〜6では、気泡の層31の厚みは薄く、また目視で観察してもこの気泡の層31に第一原料5が引っ掛かるようなことがなかった。   As a result, Examples 1 to 3 in which the reactor shown in FIG. 1 was used and the supply rate of the first raw material 5 was changed, and the reactor shown in FIG. In Examples 4 to 6 in which the thickness of the bubble layer 31 was changed, the thickness of the bubble layer 31 was thin, and even when visually observed, the first raw material 5 was not caught on the bubble layer 31.

これに対して、図3に示す構成の反応装置を用いると共に第一原料5の供給速度を変化させた比較例1〜3では、気泡の層31の厚みは厚くなり、特に比較例3では気泡の層31が反応容器1からオーバーフローした。また、目視で観察した場合、この気泡の層31に第一原料5の引っかかりが生じ、混合液4中への第一原料5の供給が阻害されていた。   On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3 in which the reaction apparatus having the configuration shown in FIG. 3 is used and the supply speed of the first raw material 5 is changed, the thickness of the bubble layer 31 is increased. Layer 31 overflowed from the reaction vessel 1. Further, when observed visually, the first raw material 5 was caught in the bubble layer 31, and the supply of the first raw material 5 into the mixed solution 4 was hindered.

また、図7に実施例1,4及び比較例1についての結果を示す。図中の点線は、反応容器1への第一原料5の供給を終了した時点を示す。図示のように、実施例1,4では第一原料5の供給を終了した後、速やかに気泡の層31が消失したが、比較例1では第一原料5の供給を終了した後も、長時間気泡の層31が残存した。   FIG. 7 shows the results for Examples 1 and 4 and Comparative Example 1. The dotted line in the figure indicates the time when the supply of the first raw material 5 to the reaction vessel 1 is completed. As shown in the figure, in Examples 1 and 4, the bubble layer 31 disappeared quickly after the supply of the first raw material 5 was completed, but in Comparative Example 1, it was long after the supply of the first raw material 5 was completed. The time bubble layer 31 remained.

また、実施例7〜10についても、同様に反応容器1内での気泡の層31の厚みの経時変化を測定しところ、実施例4とほぼ同一の結果が得られた。   In addition, in Examples 7 to 10, when the change with time of the thickness of the bubble layer 31 in the reaction vessel 1 was measured in the same manner, almost the same result as in Example 4 was obtained.

(評価試験2)
実施例1,4及び比較例4,5で得られたフッ化カルシウムにつき、イオン電極法にて純度を測定すると共に、濾過定数を導出した。前記濾過定数は、生成液34の吸引濾過により濾別されたフッ化カルシウムの重量(G)を、吸引濾過時の吸引圧力(V)、濾紙の面積(S)及び濾過に要した時間(T)で除した値(G/(V×S×T))で表した。
(Evaluation test 2)
The calcium fluoride obtained in Examples 1 and 4 and Comparative Examples 4 and 5 was measured for purity by an ion electrode method, and the filtration constant was derived. The filtration constant is calculated based on the weight (G) of calcium fluoride separated by suction filtration of the product liquid 34, the suction pressure (V) at the time of suction filtration, the area (S) of the filter paper, and the time required for the filtration (T ) (G / (V × S × T)).

この結果を下記表1に示す。   The results are shown in Table 1 below.

Figure 2008043923
Figure 2008043923

上記結果から明らかなように、化学反応時に気体成分(二酸化炭素)の発生を伴う実施例1,4では、水酸化カルシウムに比してコスト的に有利な炭酸塩を使用しつつ、高純度のフッ化カルシウムを得ることができた。また実施例1,4では濾過定数が大きく、濾過による分離が容易であったのに対して、比較例4では濾過定数が低く、また比較例5では得られたフッ化カルシウムの粒径があまりに小さいため、NO.5Cの濾紙では濾別できなかった。   As is clear from the above results, in Examples 1 and 4 that involve generation of a gas component (carbon dioxide) during a chemical reaction, while using a carbonate that is cost-effective compared to calcium hydroxide, Calcium fluoride could be obtained. In Examples 1 and 4, the filtration constant was large and separation by filtration was easy, whereas in Comparative Example 4, the filtration constant was low, and in Comparative Example 5, the particle size of the calcium fluoride obtained was too large. Because it is small, NO. The filter paper of 5C could not be separated.

(評価試験3)
実施例10〜19について、第一原料5と第二原料との反応開始から、2分後の時点での、筒状体2の内側における気泡の層31の厚み、及び筒状体2の外側における気泡の層31の厚みを測定した。その結果、下記表2及び図8に示す。図8中の□は筒状体2の内側における気泡の層31の厚みを、◇は筒状体2の外側における気泡の層31の厚みを、それぞれ示す。
(Evaluation Test 3)
About Examples 10 to 19, the thickness of the bubble layer 31 inside the cylindrical body 2 and the outer side of the cylindrical body 2 at the time 2 minutes after the start of the reaction between the first raw material 5 and the second raw material The thickness of the bubble layer 31 was measured. The results are shown in Table 2 below and FIG. □ in FIG. 8 indicates the thickness of the bubble layer 31 inside the cylindrical body 2, and ◇ indicates the thickness of the bubble layer 31 outside the cylindrical body 2.

Figure 2008043923
Figure 2008043923

この結果から、気泡の層31の厚みは、炭酸カルシウムの基準供給速度Aと、液体吐出量Bとの比B/Aの値が大きくなるほど低減し、またこの気泡の層31の厚みは、前記B/Aの値が0.4以上となると著しく小さくなることが、確認された。   From this result, the thickness of the bubble layer 31 decreases as the ratio B / A between the reference supply rate A of calcium carbonate and the liquid discharge amount B increases, and the thickness of the bubble layer 31 increases as described above. It was confirmed that when the value of B / A was 0.4 or more, it was significantly reduced.

(評価試験4)
実施例1,20〜22、並びに比較例6について、反応装置の稼働状況を観察した。この結果、減圧手段7を設けなかった比較例6では、原料供給口11から気体が吹き出して、炭酸カルシウムの一部が筒状体2の内部に投入されずにこぼれ落ちてしまった。また、筒状体2の上部の内面には液滴の付着が生じ、このため筒状体2の内面に炭酸カルシウムが付着して原料供給の不具合が生じた。それに対して、実施例1,20〜22では、いずれも原料供給口11からの気体の吹き出しは生じず、また筒状体2には液滴の付着は生じなかった。
(Evaluation Test 4)
With respect to Examples 20 to 22 and Comparative Example 6, the operating conditions of the reaction apparatus were observed. As a result, in Comparative Example 6 in which the decompression unit 7 was not provided, gas was blown out from the raw material supply port 11, and a part of the calcium carbonate was spilled down without being put into the cylindrical body 2. In addition, adhesion of droplets occurred on the inner surface of the upper portion of the cylindrical body 2, and as a result, calcium carbonate adhered to the inner surface of the cylindrical body 2, causing a problem in raw material supply. On the other hand, in Examples 20 to 22, no gas was blown out from the raw material supply port 11, and no droplets were attached to the cylindrical body 2.

本発明の第一の実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows 1st embodiment of this invention. 本発明の第二の実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows 2nd embodiment of this invention. 比較例1〜5において用いられた反応装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the reactor used in Comparative Examples 1-5. 実施例1〜3において、反応装置にて化学反応を進行させた場合の、反応容器における気泡の層の厚みの経時変化を示すグラフである。In Examples 1-3, it is a graph which shows the time-dependent change of the thickness of the layer of the bubble in a reaction container when a chemical reaction is advanced with a reaction apparatus. 実施例4〜5において、反応装置にて化学反応を進行させた場合の、反応容器における気泡の層の厚みの経時変化を示すグラフである。In Examples 4-5, it is a graph which shows a time-dependent change of the thickness of the layer of the bubble in a reaction container at the time of making a chemical reaction advance in a reaction apparatus. 比較例1〜3において、反応装置にて化学反応を進行させた場合の、反応容器における気泡の層の厚みの経時変化を示すグラフである。In Comparative Examples 1-3, it is a graph which shows a time-dependent change of the thickness of the layer of the bubble in a reaction container when a chemical reaction is advanced with a reaction apparatus. 実施例1,4及び比較例1において、反応装置にて化学反応を進行させた場合の、反応容器における気泡の層の厚みの経時変化を示すグラフである。In Example 1, 4 and Comparative Example 1, it is a graph which shows a time-dependent change of the thickness of the layer of the bubble in a reaction container when a chemical reaction is advanced with a reaction apparatus. 実施例10〜19について、炭酸カルシウムの基準供給速度と液体吐出量との比に対する、反応容器内の筒状体の内側における気泡の層の厚み、及び筒状体の外側における気泡の層の厚みを測定した結果を示すグラフであり、□は筒状体の内側における気泡の層の厚みを、◇は筒状体の外側における気泡の層の厚みを、それぞれ示す。About Examples 10 to 19, the thickness of the bubble layer inside the cylindrical body in the reaction vessel and the thickness of the bubble layer outside the cylindrical body with respect to the ratio of the reference supply rate of calcium carbonate and the liquid discharge amount Is a graph showing the result of measuring □, □ indicates the thickness of the bubble layer inside the cylindrical body, and 、 indicates the thickness of the bubble layer outside the cylindrical body.

符号の説明Explanation of symbols

1 反応容器
2 筒状体
2a 開口
3 液体吐出手段
4 混合液
5 第一原料
6 第二原料の溶液
7 減圧手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reaction container 2 Cylindrical body 2a Opening 3 Liquid discharge means 4 Mixture 5 First raw material 6 Second raw material solution 7 Decompression means

Claims (7)

少なくとも一種の化学物質を含む第一原料と、少なくとも一種の化学物質を含む第二原料とを含む混合液中で、気体の発生を伴う化学反応を起こさせて、前記混合液中に目的とする反応生成物を生成するために用いられる反応装置であって、
下記の構成を具備することを特徴とする、
反応容器、前記反応容器は、前記混合液が貯留され、又は連続的に供給され、この反応容器内で前記化学反応が起こる、
筒状体、前記筒状体の下端の開口は、前記反応容器内の混合液の液面よりも下方に配置され、この筒状体の内部を通じて、前記第一原料が、前記反応容器へ供給される、
液体吐出手段、前記液体吐出手段は、前記筒状体の内部を通じて、液体を前記反応容器の内部へ吐出する。
In the liquid mixture containing the first raw material containing at least one kind of chemical substance and the second raw material containing at least one kind of chemical substance, a chemical reaction accompanied by the generation of gas is caused and the objective is made in the liquid mixture A reactor used to produce a reaction product comprising:
It has the following configuration,
In the reaction vessel, the reaction vessel stores the liquid mixture or is continuously supplied, and the chemical reaction occurs in the reaction vessel.
The cylindrical body, the opening at the lower end of the cylindrical body is disposed below the liquid level of the mixed liquid in the reaction vessel, and the first raw material is supplied to the reaction vessel through the inside of the cylindrical body. To be
The liquid discharge means and the liquid discharge means discharge liquid into the reaction container through the inside of the cylindrical body.
請求項1に記載の反応装置において、
前記液体吐出手段が、前記反応容器内の混合液の一部を取り出して、この混合液を前記反応容器の内部へ吐出する。
The reactor according to claim 1,
The liquid discharge means takes out a part of the mixed solution in the reaction vessel and discharges the mixed solution into the reaction vessel.
請求項1に記載の反応装置において、
前記液体吐出手段が、前記第二原料の溶液を前記反応容器の内部へ吐出する、
前記反応容器は、この反応容器に貯留されている混合液の量が一定量を超えた場合に、前記混合液を反応容器の外部に導出して、反応容器内に貯留されている混合液の量を前記一定量に維持する。
The reactor according to claim 1,
The liquid discharge means discharges the solution of the second raw material into the reaction vessel;
When the amount of the liquid mixture stored in the reaction container exceeds a certain amount, the reaction container leads out the liquid mixture to the outside of the reaction container, and the liquid mixture stored in the reaction container Maintain the amount at the constant amount.
請求項1に記載の反応装置において、
前記筒状体の内部の気圧を大気圧未満まで減圧する減圧手段を具備する。
The reactor according to claim 1,
Depressurization means for depressurizing the pressure inside the cylindrical body to less than atmospheric pressure is provided.
請求項4に記載の反応装置において、
前記減圧手段が、前記筒状体の内部の気体を吸引して捕集し、この気体を浄化し、浄化後の前記気体を外部に放出する。
The reactor according to claim 4, wherein
The decompression means sucks and collects the gas inside the cylindrical body, purifies the gas, and releases the purified gas to the outside.
請求項1に記載の反応装置において、
前記第一原料が炭酸塩又は重炭酸塩であり、前記第二原料が酸である。
The reactor according to claim 1,
The first raw material is carbonate or bicarbonate, and the second raw material is acid.
請求項1に記載の反応装置を用いることによって、前記第一原料と第二原料とを化学反応させ、目的とする反応生成物を生成することを特徴とする反応生成物の製造方法。   A method for producing a reaction product, comprising using the reaction apparatus according to claim 1 to chemically react the first raw material and the second raw material to produce a target reaction product.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010524813A (en) * 2007-04-20 2010-07-22 オムヤ ディベロップメント エージー PCC manufacturing method
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