JP2009066536A - 塩化水素ガスの除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】塩化水素ガスの除去装置において、処理液の使用量を少なくして塩化水素ガスの漏れを抑制すること。
【解決手段】塩酸の貯留タンク１から排気された塩化水素ガスを含む気体を容器３３内に導いて、この気体と処理液とを向流接触させることにより気体中から塩化水素ガスを除去する除去装置において、容器３３内の処理液を排液する排液口４０を気体が容器３３内に導入される導入口１７よりも上方に配置することにより、容器３３内に所定水位の滞留液５３が常に溜まるように構成する。これにより容器内に導かれた気体は滞留液５３を必ず通過するため、処理液の供給量を減らしても塩化水素ガスを除去することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、塩化水素ガスの除去装置に関する。

塩酸は工業用の薬液として種々の目的に使用されているが、容易に気化して刺激臭のある有毒な塩化水素ガス（ＨＣｌ：塩化水素酸、塩酸ガスともいう。）を発生させるため、安全性の面でその取り扱いには十分な注意が必要である。このため、塩酸を各種装置に使用する際は、例えば、装置の近傍に貯留タンク等を配置して所定量の塩酸を溜めておき、供給先の装置に自動輸送するなどの方法がとられている。

他方、塩化水素ガスは、人体に有毒なだけでなく、強い腐食性を有するため、漏洩すると周辺機器を腐食させるおそれがある。そのため、塩酸の貯留タンクに設けられるガス排気口はガス通流管を介してガスシール槽に接続されている。これにより貯留タンク内に塩酸が補給される際、タンク内に滞留する塩化水素ガスはガス排気口から排気されてガスシール槽に導かれ、気体中の塩化水素ガスが取り除かれた後、大気に放出される。

一般に、ガスシール槽は、縦型の円筒又は角型容器の内部に充填層が形成される構造となっている。ガスシール槽に導かれ下方から上昇する塩化水素ガスを含む気体と充填層の上方から下方に散布される処理液（例えば、工業用水、上水など）は、充填層において向流接触し、これにより気体中の塩化水素ガスは処理液に吸収されて除去され、清浄化された気体（空気）がガスシール槽の頂部から排気される。なお、充填層は多数の充填材が容器内に所定の高さで充填されて形成され、処理液と気体との接触効率を高めるために用いられる（例えば、特許文献１参照。）。

特開平８−１５５４５０号公報

ところで、貯留タンク内に滞留する塩化水素ガスは、その大部分がタンク内に塩酸を補給する際に排気されるが、塩酸は常温で気化されるため、塩酸を補給していないときでも、塩化水素ガスは継続的に発生している。

このため、例えば、特許文献１のガスシール槽を用いた場合、常に処理液の供給を行わなければならず、その結果、多量の処理液を使用することになる。さらに断水などにより処理液となる給水が停止した場合には、塩化水素ガスが外部に漏洩するおそれがある。このような問題に対応するため、処理液を循環させて使用する方法が考えられるが、設備が複雑になり設備費用や消費電力が増加するという新たな問題が生じる。

本発明は、簡単な構成を用いて処理液の使用量を少なくすることができ、処理液の供給が停止しても塩化水素ガスの漏れを抑制することができる塩化水素ガスの除去装置を提供することを課題とする。

本発明の塩化水素ガスの除去装置は、上記課題を解決するため、塩酸を貯留する貯留タンクから排気された塩化水素ガスを含む気体を容器内に導いて上方から散布される処理液と下方から上昇する前記気体とを向流接触させることにより気体中から塩化水素ガスを除去するものであり、前記容器は処理液を排出する排液口を気体が容器内に導入される導入口よりも上方に配置してなることを特徴としている。

すなわち、容器内に散布された処理液は、容器内を流下して下部に貯留され、排液口から排出されるため、所定の高さに排液口を設けることにより貯留液の水位は排液口の設置高さとなって保持される。ここで、排液口の設置高さは容器内に気体が導入される導入口よりも上方に配置されるため、容器内に導入された気体は常に貯留液の中を通過する。よって、貯留タンクに塩酸を補給しないときは、貯留タンクから排気される塩化水素ガスの量が比較的少ないことから、容器内に処理液を散布しなくても、処理液に気体を通過させることにより、塩化水素ガスを処理液に吸収させて除去することができる。

したがって、本発明によれば、処理液の供給は、貯留タンクに塩酸を補給するときだけで済むため、処理液の供給量を少なくすることができ、例えば、給水が停止しても塩化水素ガスの漏れを抑制することができる。また従来の除去装置の基本構成に対して排液口と気体の導入口との設置高さを調整するだけでよいため、例えば、循環ポンプや制御装置などの機器を必要とせず、装置構成を簡単化することができる。

この場合において、容器内には多数の充填材を充填してなる充填層が排液口の上方の位置に収納されていることが好ましい。これによれば、例えば、貯留タンクに塩酸を補給するとき、多量に発生した塩化水素ガスを含む気体は、容器内において処理液中を通過し、依然として気体中に残留する塩化水素は、さらに充填層において上方から散布された処理液と効率的に接触される。これにより塩化水素ガスの除去率を高めることができる。

本発明によれば、簡単な構成を用いて処理液の使用量を少なくすることができ、処理液の供給が停止しても塩化水素ガスの漏れを抑制することができる。

以下、本発明を適用してなる塩化水素ガスの除去装置の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本実施の形態では、ガスシール槽に供給される処理液として、工業用水や上水などの給水を用いる例を説明する。

図１は本発明を適用してなる塩化水素ガスの除去装置の一実施の形態を示す断面図である。本実施の形態において塩化水素ガスの発生源となる塩酸タンク１とガスベントライン３を介して接続されるガスシール槽５は、本発明の塩化水素ガスの除去装置として機能する。塩酸タンク１の頂部には、塩化水素ガスを排気する排気口７が設けられており、排気口７にはガスベントライン３が接続されている。塩酸タンク１内で気化した塩化水素ガスは、ガスベントライン３を流れてガスシール槽５に導かれるようになっている。

ガスベントライン３は、排気口７からほぼ垂直に立ち上がる第１の接続部９と、第１の接続部９からほぼ水平に延びる第２の接続部１１と、第２の接続部１１からほぼ垂直に立ち下がる第３の接続部１３と、第３の接続部１３からほぼ水平に伸びる第４の接続部１５とを備えて形成され、第４の接続部１５の先端がガスシール槽５の容器の下部側面に設けられるガス導入ノズル１７と接続されている。

塩酸タンク１には、塩酸をタンク内から抜き出して供給先に供給する塩酸抜き出しライン１９と、塩酸をタンク内に補給する塩酸補給ライン２１と、タンク内に空気を導入する空気供給ライン２３とがそれぞれ接続されており、タンク内部には塩酸３４が貯留されている。

塩酸抜き出しライン１９は、塩酸移送ポンプ２５に接続されており、塩酸タンク１から塩酸抜き出しライン１９を介して抜き出された塩酸は塩酸供給ライン２７を通じて供給先まで輸送されるようになっている。塩酸補給ライン２１は、塩酸タンク１内に塩酸を補給する際、タンクローリーなどの塩酸供給源が一端の供給弁２９を介して接続されるようになっている。空気供給ライン２３は、塩酸タンク１内の塩酸が抜き出されることによりタンク内の圧力が大気圧よりも低い負圧となった場合、周囲の空気を塩酸タンク１内に供給するために使用され、空気供給ライン２３の一端には真空破壊弁３１が設けられている。

ガスシール槽５は、円筒状の縦型の容器３３内に、ガス導入ノズル１７、排気ノズル３７、排水ノズル３９、液噴霧ノズル４１がそれぞれ取り付けられるとともに、充填層４３が形成されている。ガス導入ノズル１７は、容器３３の下部側面に形成される開口に取り付けられ、排気ノズル３７は、容器３３の頂部を形成する蓋３５の中央の開口に取り付けられている。排水ノズル３９は、容器３３の下部側面に形成される開口をほぼ水平に貫通し、横断面の中央付近でほぼ垂直に立ち上げることにより排水口４０（開口）が上向きになるようにして取り付けられている。排水ノズル３９は、容器３３の外側の水平部分においてドレン配管４５の一端とほぼ水平に接続されており、ドレン配管４５の他端は排水槽４７の開口に向けて垂直に立ち下げて形成されている。ここで、排水ノズル３９の排水口４０の設置高さは、ガス導入ノズル１７の設置高さよりも上方になるように設定されている。

充填層４３は、容器３３を水平方向に仕切る充填材支持板４９の上に多数の充填材５１を充填させて所定の高さで形成されている。充填材支持板４９は、排水ノズル３９の排水口４０よりも上方に配置され、ガスや水が通過するように複数の孔が形成されている。充填材５１としては、塩化水素ガスに対して耐食性を有するものとして、例えば、ラシヒリング、レッシングリング、ベルルサドル、インタロックスサドル、テラレットパッキング、ホールリング等のうち少なくとも１種を用いることができる。

容器３３内の充填層４３の上方には、図示しない給水源と連通される管状の液噴霧ノズル４１が断面方向に所定の形状で延在して設けられている。液噴霧ノズル４１の複数の孔から噴出される給水は充填層４３の断面方向でほぼ均一に供給されるようになっている。

次に、このように構成される塩化水素ガスの除去装置の動作について説明する。

ガスシール槽５において、液噴霧ノズル４１から噴出された給水は充填層４３を流下して容器３３の底部に溜まり滞留水５３となる。この滞留水５３は水位が次第に上昇して排水口４０の高さまで達した後、排水口４０から排水される。滞留水５３の水位はこれ以上増えることがなく、水位は排水口４０の設置高さに保たれる。これにより、排水口４０の設置高さよりも低い位置に設置されるガス導入ノズル１７は完全に滞留水５３に浸され、ガスベントライン３の第４の接続部１５にも滞留水５３が充満する。また第３の接続部１３は、容器３３内の水位と同じ高さまで水が充満する。このため塩酸タンク１とガスシール槽５とを連通するガスベントライン３は滞留水５３でシールされた状態となる。

ここで、塩酸タンク１に塩酸が補給される場合、開放系のガスシール槽５とは異なり、塩酸タンク１内の圧力は一時的に増加する。この圧力差に伴い、ガスベントライン３の第３の接続部１３の水面には、塩酸タンク１から排気される気体の圧力がかかり、ついには、気泡となってガスシール槽５へ向けて水中を移動する。すなわち、塩化水素ガスを含む気泡は、第４の接続部１５、ガス導入ノズル１７に充満する滞留水５３の中を通ってガスシール槽５の容器３３内に導かれ、容器３３内に蓄えられた滞留水５３の中を上昇する。気泡が水面、つまり排水口４０の高さまで達すると、容器３３で拡散しながら充填層４３を上昇する。

充填層４３では、充填材５１同士の間隙を上昇する気体と隙間を流れる給水とが向流接触されるため、気体中に塩化水素ガスが残留していても水と接触させて十分に除去することができる。充填層４３を通過して塩化水素ガスが除去された気体は排気ノズル３７から大気へ放出される。

一方、塩酸タンク１に塩酸が補給されていない場合でも、塩酸タンク１内では塩酸が気化されて塩化水素ガスが継続的に発生していることから、タンク内の圧力がある程度まで上昇すると、上記と同様に、塩化水素ガスを含む気体が気泡となってガスシール槽５に導かれる。

ここで、塩酸タンク１内で塩酸が気化されることにより継続して排気される塩化水素ガスの排気量（単位時間当たり）は、塩酸タンク１に塩酸が補給されたときに一時的に排気される塩化水素ガスの排気量よりも少ないことから、塩酸タンク１に塩酸が補給される以外は、容器３３内の貯留水５３に気体を通過させるだけで、気体中の塩化水素ガスを水に吸収させて十分に除去することができる。

このように、本実施の形態によれば、ガスシール槽５において排水ノズル３９の排水口４０の設置高さをガス導入ノズル１７の設置高さよりも上方になるように設定しているため、容器３３内には常に排水口４０の高さまで滞留水５３が貯留され、塩酸タンク１から排気された塩化水素ガスは容器３３内の滞留水５３の中を通過する。これにより、例えば、塩酸タンク１に塩酸が補給されるとき以外は、ガスシール槽５の給水を停止させても、滞留水５３によって気体中の塩化水素ガスを除去できるため、給水量を大幅に減らすことができる。また断水などで給水が停止した場合においても、滞留水５３を貯留しておくことで、塩化水素ガスの漏洩を抑制することができるため、周辺機器への影響を低減できる。

本実施の形態によれば、滞留水５３を所定の水位に保つため、従来のガスシール槽５を基本構成として、排水口４０とガス導入ノズル１７との設置高さを調整するだけでよいため、簡単な構成で滞留水５３を一定量溜めておくことができる。

また、本実施の形態によれば、塩酸タンク１に塩酸を補給するときなど、ガスシール槽５にて給水を行う場合、従来の充填層における気液向流接触に限った構造に対して、滞留水５３を通過させる工程を加えることになるため、水との接触効率を向上させることができ、塩化水素ガスの除去効率を高めることができる。

また、本実施の形態では、ガスシール槽５と連通するガスベントライン３にまで滞留水５３を充満させる例を説明したが、ガスベントライン３のシールは必須としなくてもよい。滞留水５３による塩化水素ガスの吸収率は、例えば、気泡が水中を通過する距離（時間）などに影響されるが、排水ノズル３９の排水口４０とガス導入ノズル１７との設置高さの差を適宜調整することにより、塩化水素ガスを十分に除去することができる。

また、本実施の形態において、排水口４０は上向きに開口する例を説明したが、これに限定されるものではなく、容器３３の側壁に排水口を取り付けて、内周側に向かって水平に開口するように形成してもよい。この場合、排水口４０の開口下端が少なくともガス導入ノズル１７の開口上端よりも高くなるように設置高さを設定する必要がある。

また、本実施の形態において、滞留水５３は、図示しないドレンノズルを用いて容器３３の底部から定期的に排水するとともに、新たに給水を溜めておくことにより、滞留水５３による塩化水素ガスの吸収率を維持することができる。

また、本実施の形態では、ガスシール槽５に供給する処理液として給水を用いる例を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、塩化水素ガスとの反応性を高めるために、所定の薬剤を含ませた処理液を用いるようにしてもよい。

本発明を適用してなる塩化水素ガスの除去装置の一実施の形態を示す断面図である。

符号の説明

１ 塩酸タンク
３ ガスベントライン
５ ガスシール槽
７ 排気口
１７ ガス導入ノズル
３３ 容器
３７ 排気ノズル
３９ 排水ノズル
４１ 液噴霧ノズル
４３ 充填層
４５ ドレン配管
５３ 滞留水

Claims (2)

1. 塩酸を貯留する貯留タンクから排気された塩化水素ガスを含む気体を容器内に導いて上方から散布される処理液と下方から上昇する前記気体とを向流接触させることにより前記気体中から塩化水素ガスを除去する塩化水素ガスの除去装置であって、前記容器は前記処理液を排出する排液口を前記気体が容器内に導入される導入口よりも上方に配置してなることを特徴とする塩化水素ガスの除去装置。
2. 前記容器内には、多数の充填材を充填してなる充填層が前記排液口の上方の位置に収納されていること特徴とする請求項１に記載の塩化水素ガスの除去装置。

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