JP5954530B2 - Sulfuric acid waste liquid treatment apparatus and sulfuric acid waste liquid treatment method - Google Patents

Sulfuric acid waste liquid treatment apparatus and sulfuric acid waste liquid treatment method Download PDF

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Description

本発明は、半導体製造プロセスで洗浄液などとして用いられた、過酸化水素を含む硫酸廃液を処理する硫酸廃液処理装置および硫酸廃液処理方法に関する。   The present invention relates to a sulfuric acid waste liquid treatment apparatus and a sulfuric acid waste liquid treatment method for treating a sulfuric acid waste liquid containing hydrogen peroxide used as a cleaning liquid in a semiconductor manufacturing process.

半導体製造プロセスにおけるバッチ式洗浄工程では、硫酸と過酸化水素水との混合液であるSPM(Sulfuric acid Hydrogen Peroxide Mixture)が洗浄液として用いられている。バッチ式洗浄工程では、SPMを洗浄に使用した後、循環して該SPMに過酸化水素を追加添加して酸化力を再生し、再び洗浄液として使用することが多い。しかしながら、循環しつつ再生して洗浄に使用されるSPMは、過酸化水素に由来する水の含有量が経時的に増加して硫酸濃度が低下し、洗浄力が低下するため、液交換を適宜行う必要がある。液交換の際に系から排出されるSPMの廃液は、硫酸濃度が概ね70質量%程度である。このような硫酸濃度の硫酸溶液を産業廃棄物として廃棄する際には、一般的に、硫酸廃液をアルカリ性の薬剤で中和した後に濃縮して得られた塩類を回収して固体廃棄物とする。この方法では、中和のための薬剤費が嵩むという問題がある。   In a batch-type cleaning process in a semiconductor manufacturing process, SPM (Sulfuric acid Hydrogen Peroxide Mixture), which is a mixed liquid of sulfuric acid and hydrogen peroxide, is used as a cleaning liquid. In the batch-type cleaning process, after the SPM is used for cleaning, it is often circulated, hydrogen peroxide is added to the SPM to regenerate the oxidizing power, and it is often used again as a cleaning liquid. However, the SPM that is regenerated and used for cleaning while circulating increases the content of water derived from hydrogen peroxide over time, the sulfuric acid concentration decreases, and the cleaning power decreases. There is a need to do. The SPM waste liquid discharged from the system during the liquid exchange has a sulfuric acid concentration of about 70% by mass. When a sulfuric acid solution having such a sulfuric acid concentration is discarded as industrial waste, generally, the salt obtained by neutralizing the sulfuric acid waste liquid with an alkaline chemical and then concentrating it is recovered to form solid waste. . In this method, there is a problem that a drug cost for neutralization increases.

また、半導体製造工程で洗浄液として用いられたSPMは、過酸化水素濃度が2質量%以上の場合があり、このようなSPM廃液は、他の廃液と混合した場合の危険性が高まるので、産業廃棄物として処理できず引き取り業者がいないという問題が発生する。   In addition, the SPM used as a cleaning liquid in the semiconductor manufacturing process may have a hydrogen peroxide concentration of 2% by mass or more, and such an SPM waste liquid increases the danger when mixed with other waste liquids. There arises a problem that it cannot be processed as waste and there is no pick-up company.

一方、硫酸溶液を濃縮するには、従来から蒸留法が用いられている。しかしながら、SPMの廃液の一般的な性状は、硫酸濃度が概ね70質量%、過酸化水素濃度が概ね2質量%程度である。これを蒸留にかけると、過酸化水素が分解して酸素ガスやオゾンガスが発生し、蒸留塔内部で発泡し、蒸留操作の妨げになるという問題がある。   On the other hand, a distillation method has been conventionally used to concentrate a sulfuric acid solution. However, the general properties of the waste liquid of SPM are a sulfuric acid concentration of about 70% by mass and a hydrogen peroxide concentration of about 2% by mass. When this is subjected to distillation, there is a problem that hydrogen peroxide is decomposed to generate oxygen gas or ozone gas, which foams inside the distillation tower and hinders the distillation operation.

上記の問題を回避するため、マントルヒーターで覆った過酸化水素分解反応器で気液分離も兼ねる方法(特許文献1参照)や、テフロン(登録商標)製のガス分離膜を用いる方法(特許文献2参照)が提案されている。
特許文献1には、蒸留部に、過酸化水素を含む廃硫酸を収容、加熱して含有過酸化水素を分解する脱気塔を設けた廃硫酸精製装置が記載されている。該精製装置では、蒸留部で廃硫酸を蒸留する前に、脱気塔で廃硫酸をマントルヒータなどにより加熱処理して廃硫酸に含有される過酸化水素を分解する。蒸留部では、脱気後の廃硫酸が常法にて蒸留精製される。
In order to avoid the above problems, a method that also serves as gas-liquid separation in a hydrogen peroxide decomposition reactor covered with a mantle heater (see Patent Document 1) or a method that uses a gas separation membrane made of Teflon (registered trademark) (Patent Document) 2) has been proposed.
Patent Document 1 describes a waste sulfuric acid refining device in which a distillation section is provided with a degassing tower for containing waste sulfuric acid containing hydrogen peroxide and heating to decompose the contained hydrogen peroxide. In the purification apparatus, before distilling the waste sulfuric acid in the distillation section, the waste sulfuric acid is heated in a deaeration tower with a mantle heater or the like to decompose hydrogen peroxide contained in the waste sulfuric acid. In the distillation section, the waste sulfuric acid after deaeration is purified by distillation by a conventional method.

また、特許文献2には、硫酸廃液を蒸留する濃縮塔に硫酸廃液を供給する前に、加熱された硫酸廃液から過酸化水素や酸素を分離する疎水性膜を有するフィルタを備えた硫酸廃液精製装置が記載されている。該精製装置では、濃縮塔の塔頂部に設けられたコンデンサの冷却媒体として蒸留前の硫酸廃液が用いられる。コンデンサでは、蒸留前の硫酸廃液が濃縮塔内の蒸気と熱交換されて昇温され、該硫酸廃液中に含まれる過酸化水素は気化され、または水および酸素に分解される。気化された過酸化水素や、過酸化水素の分解により生じた酸素は、疎水性膜を有するフィルタにより、濃縮塔に供給される硫酸廃液から分離される。   In addition, Patent Document 2 discloses a sulfuric acid waste liquid purification provided with a filter having a hydrophobic membrane for separating hydrogen peroxide and oxygen from a heated sulfuric acid waste liquid before supplying the sulfuric acid waste liquid to a concentration tower for distilling the sulfuric acid waste liquid. An apparatus is described. In the refining apparatus, sulfuric acid waste liquid before distillation is used as a cooling medium for the condenser provided at the top of the concentration tower. In the condenser, the sulfuric acid waste liquid before distillation is heat-exchanged with steam in the concentrating tower and heated, and hydrogen peroxide contained in the sulfuric acid waste liquid is vaporized or decomposed into water and oxygen. Vaporized hydrogen peroxide and oxygen generated by decomposition of hydrogen peroxide are separated from the sulfuric acid waste solution supplied to the concentration tower by a filter having a hydrophobic membrane.

特開平8−175810号公報JP-A-8-175810 特開平10−231107号公報JP-A-10-231107

しかし、特許文献1、2に記載された技術は、極めて小規模の廃液処理に適したものであり、工業規模の廃液処理に適用した場合には種々の問題点がある。例えば、マントルヒータは、実験用フラスコ内の加熱対象を加熱するのに用いられるが、規模が大きくなると、容量のわりに伝熱面積が小さく、十分な伝熱速度を得ることが困難になる。また、疎水性膜を有するフィルタを用いる技術は、大型の装置に適用することが困難であり、また、フィルタの目詰まりなどのために例えば24時間のような長時間にわたる連続運転に適さないという問題がある。   However, the techniques described in Patent Documents 1 and 2 are suitable for extremely small-scale waste liquid treatment, and have various problems when applied to industrial-scale waste liquid treatment. For example, a mantle heater is used to heat an object to be heated in a laboratory flask. However, when the scale is increased, the heat transfer area is small instead of the capacity, and it is difficult to obtain a sufficient heat transfer rate. In addition, the technique using a filter having a hydrophobic membrane is difficult to apply to a large apparatus, and is not suitable for continuous operation over a long period of time such as 24 hours due to filter clogging. There's a problem.

本発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、過酸化水素を含む硫酸廃液を工業規模で長時間連続して処理することができる硫酸廃液処理装置および硫酸廃液処理方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made against the background of the above circumstances, and provides a sulfuric acid waste liquid treatment apparatus and a sulfuric acid waste liquid treatment method capable of treating sulfuric acid waste liquid containing hydrogen peroxide continuously for a long time on an industrial scale. Objective.

本発明の硫酸廃液処理装置のうち、第1の本発明は、過酸化水素を含む硫酸廃液を加熱する熱分解用加熱部を備えるとともに、前記熱分解用加熱部による加熱によって前記硫酸廃液に含まれる前記過酸化水素を熱分解し、前記熱分解によって発生する分解ガスを含むガスを前記硫酸廃液から分離する熱分解気液分離部と、
前記熱分解気液分離部で前記ガスの分離を行った前記硫酸廃液を加熱する蒸留用加熱部を備えるとともに、前記蒸留用加熱部で加熱された前記硫酸廃液を減圧下で蒸留する蒸留部と、を有し、
前記熱分解用加熱部は、過酸化水素を含む前記硫酸廃液を沸騰しない温度でかつ150℃以上の温度に加熱するものであり、
前記熱分解気液分離部は、減圧を行うことなく前記ガスの分離を行うものであり、
前記熱分解気液分離部は、前記硫酸廃液が滞留して気液分離が行われる熱分解気液分離部本体を有し、さらに該熱分解気液分離部本体内の前記硫酸廃液の一部を取り出して、加熱後、前記熱分解気液分離部本体内に戻す熱分解用加熱循環ラインを有し、
前記熱分解用加熱循環ラインに前記熱分解用加熱部が介設されていることを特徴とする。
Among the sulfuric acid waste liquid treatment apparatuses of the present invention, the first present invention includes a thermal decomposition heating section for heating the sulfuric acid waste liquid containing hydrogen peroxide, and is included in the sulfuric acid waste liquid by heating by the thermal decomposition heating section. A thermal decomposition gas-liquid separation unit for thermally decomposing the hydrogen peroxide and separating a gas containing a decomposition gas generated by the thermal decomposition from the sulfuric acid waste liquid;
A distillation unit for heating the sulfuric acid waste liquid separated in the pyrolysis gas-liquid separation unit to heat the sulfuric acid waste liquid, and distilling the sulfuric acid waste liquid heated by the distillation heating unit under reduced pressure; Have
The heating section for thermal decomposition heats the sulfuric acid waste liquid containing hydrogen peroxide to a temperature not boiling and to a temperature of 150 ° C. or higher.
The pyrolysis gas-liquid separation unit separates the gas without reducing pressure,
The pyrolysis gas-liquid separation unit has a pyrolysis gas-liquid separation unit main body in which the sulfuric acid waste liquid stays and gas-liquid separation is performed, and a part of the sulfuric acid waste liquid in the pyrolysis gas-liquid separation unit main body And having a heating circulation line for thermal decomposition that returns to the main body of the thermal decomposition gas-liquid separation part after heating,
The pyrolysis heating section is interposed in the pyrolysis heating circulation line.

第2の本発明の硫酸廃液処理装置は、前記第1の本発明のいずれかにおいて、前記熱分解気液分離部のガス排出側に気液分離凝縮器が接続されており、該気液分離凝縮器の凝縮液を前記熱分解気液分離部に環流する凝縮液環流ラインを備えることを特徴とする。   In the sulfuric acid waste liquid treatment apparatus of the second aspect of the present invention, in any one of the first aspects of the present invention, a gas-liquid separation condenser is connected to a gas discharge side of the pyrolysis gas-liquid separation unit. A condensate circulating line for circulating the condensate of the condenser to the pyrolysis gas-liquid separator is provided.

第3の本発明の硫酸廃液処理装置は、前記第1または第2の本発明のいずれかにおいて、前記蒸留部は、前記硫酸廃液の蒸発が行われる蒸留部本体と、該蒸留部本体内を減圧する減圧部と、前記蒸留部本体で蒸発した蒸気を凝縮する凝縮部とを有することを特徴とする。   In the sulfuric acid waste liquid treatment apparatus of the third aspect of the present invention, in any one of the first or second aspects of the present invention, the distillation section includes a distillation section main body in which the sulfuric acid waste liquid is evaporated, and the inside of the distillation section main body. It has a decompression part which decompresses, and a condensation part which condenses the vapor evaporated in the distillation part main part.

第4の本発明の硫酸廃液処理装置は、前記第3の本発明において、前記蒸留部本体が棚段を有するものであることを特徴とする。   The sulfuric acid waste liquid treatment apparatus of the fourth aspect of the present invention is characterized in that, in the third aspect of the present invention, the distillation section main body has a shelf.

第5の本発明の硫酸廃液処理装置は、前記第1〜第4の本発明のいずれかにおいて、前記蒸留部は、前記蒸留用加熱部による前記硫酸廃液の加熱によって発生する蒸気を断熱圧縮して凝縮液を得る断熱圧縮部を有し、前記蒸留用加熱部は、前記凝縮液の顕熱を熱源の一部または全部とすることを特徴とする。   In the sulfuric acid waste liquid treatment apparatus of the fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects of the present invention, the distillation section adiabatically compresses steam generated by heating the sulfuric acid waste liquid by the heating section for distillation. The distillation heating unit obtains condensate, and the heating unit for distillation uses sensible heat of the condensate as a part or all of a heat source.

第6の本発明の硫酸廃液処理装置は、前記第1〜第5の本発明のいずれかにおいて、前記蒸留部により濃縮された硫酸廃液の顕熱によって前記熱分解気液分離部で熱分解される前記硫酸廃液を予熱する予熱部を備えることを特徴とする。   A sulfuric acid waste liquid treatment apparatus according to a sixth aspect of the present invention is the pyrolysis gas-liquid separation unit according to any one of the first to fifth aspects of the present invention, wherein the sulfuric acid waste liquid concentrated by the distillation unit is pyrolyzed by the pyrolysis gas-liquid separation unit. And a preheating unit for preheating the sulfuric acid waste liquid.

第7の本発明の硫酸廃液処理装置は、前記第1〜第6の本発明のいずれかにおいて、前記熱分解気液分離部で気液分離されて該熱分解気液分離部から排出された前記ガスに空気を混合して前記ガスを希釈するガス希釈部を有することを特徴とする。   A sulfuric acid waste liquid treatment apparatus according to a seventh aspect of the present invention is the liquid waste separation apparatus according to any one of the first to sixth aspects of the present invention, wherein the pyrolysis gas-liquid separation unit is gas-liquid separated and discharged from the pyrolysis gas-liquid separation unit It has a gas dilution part which mixes air with the gas and dilutes the gas.

第8の本発明の硫酸廃液処理装置は、前記第1〜第7の本発明のいずれかにおいて、前記蒸留部を多段に備え、前段側の蒸留部で蒸留によって気相中の硫酸蒸気濃度が低減された前記硫酸廃液を、後段側の蒸留部で蒸留してさらに濃縮された前記硫酸廃液を得ることを特徴とする。   The sulfuric acid waste liquid treatment apparatus of the eighth aspect of the present invention is the apparatus according to any one of the first to seventh aspects of the present invention, wherein the distillation section is provided in multiple stages, and the concentration of sulfuric acid vapor in the gas phase is increased by distillation at the distillation section on the preceding stage. The reduced sulfuric acid waste liquid is distilled in a later distillation section to obtain a further concentrated sulfuric acid waste liquid.

第9の本発明の硫酸廃液処理方法は、過酸化水素を含む硫酸廃液を沸騰させることなく、150℃以上の温度に加熱して前記硫酸廃液中の過酸化水素を熱分解しつつ、前記熱分解により生成された分解ガスを含むガスを減圧することなく前記硫酸廃液から気液分離する熱分解気液分離工程と、前記ガスが分離された前記硫酸廃液を加熱して減圧下で蒸留し、前記硫酸廃液を濃縮する蒸留工程と、を有し、前記熱分解気液分離工程では、前記硫酸廃液が滞留して気液分離が行われ、さらに該熱分解気液分離部本体内の前記硫酸廃液の一部を取り出して、加熱後、前記熱分解気液分離部本体内に戻すことを特徴とする。   In the sulfuric acid waste liquid treatment method of the ninth aspect of the present invention, the sulfuric acid waste liquid containing hydrogen peroxide is heated to a temperature of 150 ° C. or higher without boiling, and the thermal decomposition of the hydrogen peroxide in the sulfuric acid waste liquid is performed. A pyrolysis gas-liquid separation step of gas-liquid separation from the sulfuric acid waste liquid without depressurizing the gas containing the cracked gas generated by the decomposition, and heating and distilling the sulfuric acid waste liquid from which the gas has been separated, under reduced pressure, A distillation step of concentrating the sulfuric acid waste liquid, and in the pyrolysis gas-liquid separation step, the sulfuric acid waste liquid stays and gas-liquid separation is performed, and further, the sulfuric acid in the main body of the pyrolysis gas-liquid separation unit A part of the waste liquid is taken out, and after heating, returned to the pyrolysis gas-liquid separation unit main body.

第10の本発明の硫酸廃液処理方法は、前記第9の本発明のいずれかにおいて、前記蒸留工程では、250〜350Torrの減圧下で前記蒸留を行うことを特徴とする。   The sulfuric acid waste liquid treatment method according to a tenth aspect of the present invention is characterized in that, in any of the ninth aspects of the present invention, in the distillation step, the distillation is performed under a reduced pressure of 250 to 350 Torr.

第11の本発明の硫酸廃液処理方法は、前記第9または第10の本発明のいずれかにおいて、前記蒸留工程によって、前記硫酸廃液を硫酸濃度80質量%以上96質量%以下に濃縮することを特徴とする。   The sulfuric acid waste liquid treatment method of the eleventh aspect of the present invention is the method of concentrating the sulfuric acid waste liquid to a sulfuric acid concentration of 80% by mass or more and 96% by mass or less in the distillation process according to any of the ninth or tenth aspects of the present invention. Features.

すなわち本発明によれば、過酸化水素を含む硫酸廃液が加熱されて硫酸廃液中の過酸化水素が熱分解する。熱分解により生成された分解ガスは気液分離され、一方、ガスが分離された硫酸廃液は減圧下で蒸留され硫酸廃液の濃縮がなされる。
硫酸廃液の蒸留に先立ち分解ガスを硫酸廃液から分離するため、ガスの発泡により蒸留操作が妨げられることはなく、また、減圧下で蒸留するため、比較的低温の蒸留温度で高濃度に硫酸を濃縮することができる。
That is, according to the present invention, the sulfuric acid waste solution containing hydrogen peroxide is heated, and the hydrogen peroxide in the sulfuric acid waste solution is thermally decomposed. The cracked gas produced by the thermal decomposition is separated into gas and liquid, while the sulfuric acid waste liquid from which the gas has been separated is distilled under reduced pressure to concentrate the sulfuric acid waste liquid.
Since the cracked gas is separated from the sulfuric acid waste solution prior to the distillation of the sulfuric acid waste solution, the distillation operation is not hindered by the foaming of the gas, and since the distillation is performed under reduced pressure, sulfuric acid is concentrated at a relatively low distillation temperature. It can be concentrated.

本発明が処理対象とする硫酸廃液は、過酸化水素を含む硫酸廃液であれば特に限定されるものではない。例えば、処理対象の硫酸廃液としては、半導体製造プロセスにおけるバッチ洗浄工程その他の洗浄工程で使用された後の硫酸と過酸化水素水との混合液であるSPMの廃液を挙げることができる。なおSC1洗浄廃液(アンモニア+過酸化水素)、SC2洗浄廃液(塩酸+過酸化水素)が混合していると、熱分解に伴ってアンモニアや塩素が揮発するのでSPM廃液単独であることが無難である。   The sulfuric acid waste liquid to be treated by the present invention is not particularly limited as long as it is a sulfuric acid waste liquid containing hydrogen peroxide. For example, as the sulfuric acid waste liquid to be treated, an SPM waste liquid that is a mixed liquid of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution after being used in a batch cleaning step and other cleaning steps in a semiconductor manufacturing process can be exemplified. If SC1 cleaning waste liquid (ammonia + hydrogen peroxide) and SC2 cleaning waste liquid (hydrochloric acid + hydrogen peroxide) are mixed, ammonia and chlorine volatilize with thermal decomposition, so it is safe to use SPM waste liquid alone. is there.

本発明の硫酸廃液処理装置は、上記分解ガスの分離を実現するため、過酸化水素を含む硫酸廃液を加熱する熱分解用加熱部を備える熱分解気液分離部を有している。なお、硫酸廃液に含まれる過酸化水素の熱分解によって発生する分解ガスとしては、酸素ガス、オゾンガスが挙げられる。   The sulfuric acid waste liquid treatment apparatus of the present invention has a thermal decomposition gas-liquid separation part provided with a heating part for thermal decomposition for heating the sulfuric acid waste liquid containing hydrogen peroxide in order to realize the separation of the cracked gas. In addition, oxygen gas and ozone gas are mentioned as decomposition gas generated by thermal decomposition of hydrogen peroxide contained in sulfuric acid waste liquid.

上記熱分解気液分離部は、減圧を行うことなくガスの分離を行うものが好ましい。減圧下で分解ガスを含むガスの分離を行った場合、分解ガスにより大きな気泡が発生し、液面が不安定になるおそれがある。このような状態になると、硫酸ミストが発生したり、気液分離障害になるという問題がある。減圧を行うことなく気液分離を行うことにより、分解ガスによる気泡の発生を抑えることができる。圧力の高い方が気泡は小さくなり、泡立ちが少ない。雰囲気圧力としては常圧でよい。   The pyrolysis gas-liquid separation unit is preferably one that performs gas separation without reducing pressure. When gas containing cracked gas is separated under reduced pressure, large bubbles are generated by the cracked gas, and the liquid level may become unstable. In such a state, there is a problem that sulfuric acid mist is generated or gas-liquid separation trouble occurs. By performing gas-liquid separation without reducing the pressure, the generation of bubbles due to the decomposition gas can be suppressed. Higher pressure results in smaller bubbles and less foaming. The atmospheric pressure may be normal pressure.

また、熱分解気液分離部に備える熱分解用加熱部は、硫酸廃液を沸騰しない温度に加熱するものが好ましい。硫酸廃液を沸騰させると発生するガス量が増えて、加熱・冷却に要するエネルギーを大きくなる上に気液分離がより困難になる。硫酸廃液を沸騰させない上限温度は、硫酸廃液の沸点未満であるが、硫酸廃液の沸点−10℃以下が望ましい。
さらに、硫酸廃液の加熱温度は、150℃以上であることが好ましい。150℃未満では、過酸化水素の熱分解の反応速度が小さいため反応容積を大きくする必要がある。
Moreover, it is preferable that the pyrolysis heating part provided in the pyrolysis gas-liquid separation part heats the sulfuric acid waste liquid to a temperature that does not boil. When the sulfuric acid waste liquid is boiled, the amount of gas generated increases, increasing the energy required for heating and cooling and making gas-liquid separation more difficult. The upper limit temperature at which the sulfuric acid waste liquid is not boiled is lower than the boiling point of the sulfuric acid waste liquid, but the boiling point of the sulfuric acid waste liquid is preferably −10 ° C. or lower.
Furthermore, the heating temperature of the sulfuric acid waste liquid is preferably 150 ° C. or higher. When the temperature is lower than 150 ° C., the reaction rate of thermal decomposition of hydrogen peroxide is low, so the reaction volume needs to be increased.

硫酸廃液は、過酸化水素の熱分解と気液分離のため熱分解気液分離部に滞留させるのが望ましい。
例えば、過酸化水素を含む硫酸廃液として、硫酸濃度70質量%、過酸化水素濃度2質量%のSPMの廃液を想定する。このSPMの廃液を150℃に加熱すると、下記式にしたがって過酸化水素が熱分解する。
→HO+(1/2)O
過酸化水素の半減期は、150℃では1分以下であるので、上記滞留の滞留時間を10分間とすれば、過酸化水素濃度は、(1/2)10<(1/1000)となり、0.002質量%程度まで低下すると考えられる。
したがって、熱分解用加熱部における硫酸廃液の加熱温度は、150℃以上が好ましい。また、熱分解気液分離部に硫酸廃液が滞留する滞留時間は、5分間以上であれば十分であるが、10分間以上が好適である。
The sulfuric acid waste liquid is preferably retained in the pyrolysis gas-liquid separation section for thermal decomposition and gas-liquid separation of hydrogen peroxide.
For example, an SPM waste liquid having a sulfuric acid concentration of 70 mass% and a hydrogen peroxide concentration of 2 mass% is assumed as a sulfuric acid waste liquid containing hydrogen peroxide. When this waste liquid of SPM is heated to 150 ° C., hydrogen peroxide is thermally decomposed according to the following formula.
H 2 O 2 → H 2 O + (1/2) O 2
Since the half-life of hydrogen peroxide is 1 minute or less at 150 ° C., if the residence time of the residence is 10 minutes, the hydrogen peroxide concentration becomes (1/2) 10 <(1/1000), It is thought that it will fall to about 0.002 mass%.
Accordingly, the heating temperature of the sulfuric acid waste liquid in the heating section for thermal decomposition is preferably 150 ° C. or higher. Further, the residence time during which the sulfuric acid waste liquid stays in the pyrolysis gas-liquid separation unit is sufficient if it is 5 minutes or more, but 10 minutes or more is preferable.

なお、過酸化水素の熱分解の反応熱は、98.05kJ/molである。例えばSPMの廃液に含まれる2質量%の過酸化水素の全量が熱分解したとすると、その際の熱量は、SPMの廃液の液温を30℃上昇させる熱量に相当する。この熱を利用して硫酸廃液をさらに昇温させることができる。   The reaction heat of thermal decomposition of hydrogen peroxide is 98.05 kJ / mol. For example, if the total amount of 2 mass% hydrogen peroxide contained in the waste liquid of SPM is thermally decomposed, the amount of heat at that time corresponds to the amount of heat that raises the liquid temperature of the waste liquid of SPM by 30 ° C. Using this heat, the sulfuric acid waste liquid can be further heated.

熱分解用加熱部の設置箇所や加熱方法は、本発明としては、特定のものに限定されるものではない。硫酸廃液が滞留して気液分離が行われる熱分解気液分離部本体から硫酸廃液の一部を取り出し、加熱後、熱分解気液分離部本体内に戻す熱分解用加熱循環ラインを設け、熱分解用加熱循環ラインに熱分解用加熱部を介設して、硫酸廃液を加熱するようにしてもよい。この構成によれば、硫酸廃液を高温に保持することができるとともに、循環によって温度の均等化、ガス分離の効率化を図ることができる。   The installation location and heating method of the thermal decomposition heating section are not limited to specific ones in the present invention. A part of sulfuric acid waste liquid is removed from the main body of the pyrolysis gas-liquid separation part where the sulfuric acid waste liquid stays and gas-liquid separation is performed. The sulfuric acid waste liquid may be heated by providing a thermal decomposition heating section in the thermal decomposition heating circulation line. According to this configuration, the sulfuric acid waste liquid can be maintained at a high temperature, and the temperature can be equalized and the efficiency of gas separation can be improved by circulation.

また、熱分解気液分離部のガス排出側には、気液分離凝縮器を接続し、気液分離凝縮器の凝縮液を熱分解気液分離部に環流する凝縮液環流ラインを設けるようにしてもよい。熱分解気液分離部から排出されるガスには、過酸化水素の熱分解によって発生する分解ガスのみならず、蒸気などが含まれている。熱分解気液分離部から排出されるガスを気液分離凝縮器で凝縮して凝縮液を凝縮液環流ラインを通して熱分解気液分離部に環流することで、熱分解気液分離部から排出されるガスに含まれる蒸気成分を回収することができる。   In addition, a gas-liquid separation condenser is connected to the gas discharge side of the pyrolysis gas-liquid separation section, and a condensate circulation line for circulating the condensate of the gas-liquid separation condenser to the pyrolysis gas-liquid separation section is provided. May be. The gas discharged from the pyrolysis gas-liquid separation unit contains not only a decomposition gas generated by thermal decomposition of hydrogen peroxide but also steam. The gas discharged from the pyrolysis gas-liquid separation unit is condensed by the gas-liquid separation condenser, and the condensate is circulated to the pyrolysis gas-liquid separation unit through the condensate circulation line to be discharged from the pyrolysis gas-liquid separation unit. The vapor component contained in the gas can be recovered.

また、本発明の硫酸廃液処理装置は、熱分解気液分離部で分離され、熱分解気液分離部から排出されるガスに空気を混合してガスを希釈するガス希釈部を設けてもよい。熱分解気液分離部で排出されるガスには、過酸化水素の分解により発生した酸素ガス、オゾンガスが含まれている。酸素は、燃焼や爆発を促進する性質を有している。また、オゾンは、強い酸化力を有しており、高濃度で毒性を示す。排出ガスに空気を混合して該ガスを希釈、冷却することにより、安全性を高めることができる。   Further, the sulfuric acid waste liquid treatment apparatus of the present invention may be provided with a gas dilution section that separates the gas by mixing it with the gas separated by the pyrolysis gas-liquid separation section and discharged from the pyrolysis gas-liquid separation section. . The gas discharged from the pyrolysis gas-liquid separation part contains oxygen gas and ozone gas generated by the decomposition of hydrogen peroxide. Oxygen has the property of promoting combustion and explosion. Moreover, ozone has a strong oxidizing power and shows toxicity at a high concentration. Safety can be improved by mixing air with the exhaust gas to dilute and cool the gas.

また、熱分解気液分離部でガスを分離した硫酸廃液は、蒸留部において減圧下で蒸留される。この際に、硫酸廃液は蒸留用加熱部で加熱される。
上記蒸留部は、硫酸廃液の蒸発が行われる蒸留部本体と、蒸留部本体内を減圧する減圧部と、蒸留部本体で蒸発した蒸気を凝縮する凝縮部とを有するもので構成できる。
蒸留部本体の構造は、特定の構造に限定されるものではないが、硫酸の回収効率や凝縮液処理の容易性の観点から、蒸留部本体は棚段を有するものが好ましい。減圧部により減圧しつつ蒸留部本体内で硫酸廃液の蒸留を行うことにより、比較的低温で、硫酸廃液の硫酸濃度を高くして硫酸の回収効率を向上するとともに、凝縮液の硫酸濃度を低くして凝縮液の処理を容易にすることができる。
Moreover, the sulfuric acid waste liquid which isolate | separated gas in the pyrolysis gas-liquid separation part is distilled under pressure reduction in a distillation part. At this time, the sulfuric acid waste liquid is heated in the heating section for distillation.
The said distillation part can be comprised by what has a distillation part main body in which sulfuric acid waste liquid is evaporated, a pressure reduction part which decompresses the inside of a distillation part main body, and a condensation part which condenses the vapor | steam evaporated in the distillation part main body.
The structure of the distillation unit body is not limited to a specific structure, but the distillation unit body preferably has a shelf from the viewpoint of sulfuric acid recovery efficiency and ease of condensate treatment. By distilling the sulfuric acid waste liquid in the main body of the distillation part while reducing the pressure by the pressure reducing part, the sulfuric acid waste liquid concentration is increased at a relatively low temperature to improve the sulfuric acid recovery efficiency, and the condensate sulfuric acid concentration is lowered. Thus, the condensate can be easily treated.

また、蒸留部において蒸留を行う際の圧力は、250〜350Torrに設定するのが望ましい。この程度の圧力に減圧すれば、例えば170〜180℃の実現容易な蒸留温度で硫酸廃液を80質量%以上に濃縮することができる。   Moreover, it is desirable to set the pressure when performing distillation in the distillation section to 250 to 350 Torr. If the pressure is reduced to this level, the sulfuric acid waste liquor can be concentrated to 80% by mass or more at a distillation temperature that is easily realized, for example, at 170 to 180 ° C.

また、蒸留部は、濃縮液の再利用を可能にする観点から、硫酸濃度80質量%以上に硫酸廃液を濃縮するものであることが好ましい。   Moreover, it is preferable that a distillation part concentrates a sulfuric acid waste liquid to 80 mass% or more of sulfuric acid concentration from a viewpoint which enables reuse of a concentrate.

また、蒸留部は、蒸留用加熱部による硫酸廃液の加熱によって発生する蒸気を断熱圧縮して凝縮液を得る断熱圧縮部を有するものとしてもよい。この場合、蒸留用加熱部は、断熱圧縮部により得られた凝縮液の顕熱を、硫酸廃液を加熱するための熱源の一部または全部とすることができる。硫酸廃液を加熱するための熱源の一部または全部として凝縮液の顕熱を用いることにより、高いエネルギー効率で硫酸廃液を処理することができ、省エネルギー化を図ることができる。   The distillation section may have an adiabatic compression section that adiabatically compresses steam generated by heating the sulfuric acid waste liquid by the distillation heating section to obtain a condensate. In this case, the distillation heating unit can use the sensible heat of the condensate obtained by the adiabatic compression unit as a part or all of the heat source for heating the sulfuric acid waste liquid. By using the sensible heat of the condensate as part or all of the heat source for heating the sulfuric acid waste liquid, the sulfuric acid waste liquid can be treated with high energy efficiency, and energy saving can be achieved.

また、本発明の硫酸廃液処理装置は、蒸留部により濃縮された硫酸廃液の顕熱によって熱分解気液分離部で加熱される硫酸廃液を予熱する予熱部を備えるようにしてもよい。蒸留部において濃縮された硫酸廃液は、蒸留温度に応じて高い温度になっているため、その顕熱を熱源として硫酸廃液を予熱することができる。   Moreover, the sulfuric acid waste liquid treatment apparatus of the present invention may include a preheating unit for preheating the sulfuric acid waste liquid heated in the pyrolysis gas-liquid separation unit by sensible heat of the sulfuric acid waste liquid concentrated by the distillation unit. Since the sulfuric acid waste liquid concentrated in the distillation section has a high temperature according to the distillation temperature, the sulfuric acid waste liquid can be preheated using the sensible heat as a heat source.

また、上記蒸留部を多段に設けて、前段側の蒸留部で気相中の硫酸濃度を低くして凝縮液中の硫酸濃度を下げ、後段側の上流部で液相中の硫酸濃度を高くして濃縮された硫酸廃液を得ることもできる。これにより、高純度の硫酸を凝縮液として回収することができる。   In addition, the distillation section is provided in multiple stages, the sulfuric acid concentration in the gas phase is lowered by lowering the sulfuric acid concentration in the condensate in the distillation section on the front side, and the sulfuric acid concentration in the liquid phase is increased in the upstream side on the rear stage side. Thus, a concentrated sulfuric acid waste solution can also be obtained. Thereby, high purity sulfuric acid can be recovered as a condensate.

以上、説明したように、本発明によれば、過酸化水素を含む硫酸廃液を工業規模で長時間連続して処理することができる。   As described above, according to the present invention, the sulfuric acid waste liquid containing hydrogen peroxide can be continuously processed on an industrial scale for a long time.

本発明の一実施形態の硫酸廃液処理装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the sulfuric acid waste liquid processing apparatus of one Embodiment of this invention. 同じく、他の実施形態の硫酸廃液処理装置を示す概略図である。Similarly, it is the schematic which shows the sulfuric acid waste liquid processing apparatus of other embodiment. 同じく、さらに他の実施形態の硫酸廃液処理装置を示す概略図である。Similarly, it is the schematic which shows the sulfuric acid waste liquid processing apparatus of other embodiment. 同じく、一実施形態の硫酸廃液処理装置を有する処理システムを示す概略図である。Similarly, it is the schematic which shows the processing system which has a sulfuric acid waste liquid processing apparatus of one Embodiment. 実施例1で使用した熱分解気液分離部を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic view showing a pyrolysis gas-liquid separation unit used in Example 1.

(実施形態1)
以下、本発明の一実施形態の硫酸廃液処理装置を図1に基づいて説明する。
硫酸廃液処理装置は、熱分解気液分離部1と、蒸留部2とを有し、熱分解気液分離部1で処理した硫酸廃液を蒸留部2に導入可能になっている。
熱分解気液分離部1は、硫酸廃液を収容する密閉容器形状の熱分解気液分離部本体10と、熱分解気液分離部本体10内の硫酸廃液を熱分解気液分離部本体10の底部側から取り出して熱分解気液分離部本体10の中央部に戻して硫酸廃液を環流させる熱分解用加熱循環ライン11と、熱分解用加熱循環ライン11に介設されて熱分解用加熱循環ライン11を流れる硫酸廃液を加熱するリボイラ12とを備えている。リボイラ12は、本発明の熱分解用加熱部に相当する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, a sulfuric acid waste liquid treatment apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The sulfuric acid waste liquid treatment apparatus has a pyrolysis gas-liquid separation unit 1 and a distillation unit 2, and the sulfuric acid waste liquid treated by the pyrolysis gas-liquid separation unit 1 can be introduced into the distillation unit 2.
The pyrolysis gas / liquid separation unit 1 includes a pyrolysis gas / liquid separation unit main body 10 in the shape of a sealed container that contains sulfuric acid waste liquid, and the sulfuric acid waste liquid in the pyrolysis gas / liquid separation unit main body 10 of the pyrolysis gas / liquid separation unit main body 10. A thermal decomposition heating circulation line 11 that is taken out from the bottom side and returned to the central portion of the pyrolysis gas-liquid separation unit main body 10 to circulate the sulfuric acid waste liquid, and a thermal decomposition heating circulation line 11 is provided. And a reboiler 12 for heating the sulfuric acid waste liquid flowing in the line 11. The reboiler 12 corresponds to the thermal decomposition heating section of the present invention.

熱分解気液分離部本体10内の上部側には、スプレーノズル15が設置されており、スプレーノズル15に熱分解気液分離部本体10の外部から硫酸廃液が供給される廃液供給ライン13が接続されている。廃液供給ライン13には、バルブ14が介設され、バルブ14下流側に、廃液供給ライン13を流れる硫酸廃液の流量を検知して前記バルブ14の開度を調節する流量指示調節計16が設けられている。
熱分解気液分離部本体10内のスプレーノズル15の上部側には、ミスト分離板17が配設されている。ミスト分離板17は多孔板や網などにより構成することができる。
A spray nozzle 15 is installed on the upper side in the pyrolysis gas / liquid separation unit main body 10, and a waste liquid supply line 13 for supplying sulfuric acid waste liquid from the outside of the pyrolysis gas / liquid separation unit main body 10 to the spray nozzle 15 is provided. It is connected. A valve 14 is interposed in the waste liquid supply line 13, and a flow rate instruction controller 16 that detects the flow rate of sulfuric acid waste liquid flowing through the waste liquid supply line 13 and adjusts the opening degree of the valve 14 is provided downstream of the valve 14. It has been.
A mist separation plate 17 is provided on the upper side of the spray nozzle 15 in the pyrolysis gas-liquid separation unit main body 10. The mist separating plate 17 can be constituted by a perforated plate or a net.

熱分解用加熱循環ライン11では、リボイラ12の上流側に循環ポンプ20が介設されている。リボイラ12は、加熱媒体が導入されて熱交換によって熱分解用加熱循環ライン11の硫酸廃液を加熱する。この実施形態では、加熱媒体としてスチームが用いられている。リボイラ12には、スチームが供給されるスチーム供給ライン21が熱交換可能に接続されており、スチーム供給ライン21には、リボイラ12の上流側でバルブ22が介設されている。また、熱分解気液分離部本体10の貯液位置には、熱分解気液分離部本体10内の硫酸廃液の液温を検知してバルブ22の開度を調節する温度指示調節計23が接続されている。   In the thermal decomposition heating circulation line 11, a circulation pump 20 is interposed on the upstream side of the reboiler 12. The reboiler 12 heats the sulfuric acid waste liquid in the heating circulation line 11 for thermal decomposition through heat exchange after the heating medium is introduced. In this embodiment, steam is used as the heating medium. A steam supply line 21 to which steam is supplied is connected to the reboiler 12 so that heat can be exchanged. A valve 22 is interposed in the steam supply line 21 on the upstream side of the reboiler 12. In addition, a temperature indication controller 23 that detects the temperature of the sulfuric acid waste liquid in the pyrolysis gas-liquid separator main body 10 and adjusts the opening degree of the valve 22 is provided at the liquid storage position of the pyrolysis gas-liquid separator main body 10. It is connected.

熱分解気液分離部本体10の頂部にはガス排出ライン24が接続されており、ガス排出ライン24には、凝縮器25が接続されている。凝縮器25は、本発明の気液分離凝縮器に相当し、冷却液との熱交換によって排出ガスを冷却し凝縮液を得る。凝縮器25の凝縮液排出側には、凝縮液環流ライン26とガス排出ライン28が接続されている。凝縮液環流ライン26は、下方に伸長してU字状に配設されており、U字状の下端側で、向きを変えて熱分解気液分離部本体10の上部側に接続されている。また、凝縮液環流ライン26が熱分解気液分離部本体10に接続されるように向きを変える位置には、上方に伸長してガス排出ライン24の上流端近傍部に接続される均圧ライン27が分岐している。   A gas discharge line 24 is connected to the top of the pyrolysis gas-liquid separation unit main body 10, and a condenser 25 is connected to the gas discharge line 24. The condenser 25 corresponds to the gas-liquid separation condenser of the present invention, and cools the exhaust gas by heat exchange with the cooling liquid to obtain a condensate. A condensate reflux line 26 and a gas discharge line 28 are connected to the condensate discharge side of the condenser 25. The condensate reflux line 26 extends downward and is arranged in a U shape, and is connected to the upper side of the pyrolysis gas-liquid separation unit main body 10 by changing the direction on the lower end side of the U shape. . Further, the pressure equalization line that extends upward and is connected to the vicinity of the upstream end of the gas discharge line 24 is located at a position where the condensate recirculation line 26 changes its direction so as to be connected to the pyrolysis gas-liquid separation unit main body 10. 27 is branched.

ガス排出ライン28は上方に伸長し、空気供給ライン29が合流している。空気供給ライン29は、本発明のガス希釈部を構成する。合流点よりも下流側でガス排出ライン28に、オゾンを分解するオゾン分解反応器30が介設されている。   The gas discharge line 28 extends upward, and the air supply line 29 joins. The air supply line 29 constitutes a gas dilution part of the present invention. An ozonolysis reactor 30 for decomposing ozone is interposed in the gas discharge line 28 on the downstream side of the junction.

熱分解用加熱循環ライン11では、循環ポンプ20の上流側で硫酸廃液移送ライン3が分岐しており、硫酸廃液移送ライン3の下流側は蒸留部2側に接続されている。したがって、熱分解用加熱循環ライン11の上流側は、硫酸廃液移送ラインと兼用されている。なお、熱分解用加熱循環ライン11の一部を兼用することなく硫酸廃液移送ラインを直接熱分解気液分離部本体10に接続してもよい。
硫酸廃液移送ライン3には、バルブ5が介設されており、熱分解気液分離部本体10の貯液位置には、熱分解気液分離部本体10内の硫酸廃液の液面の検知を行い、バルブ5の開度を調整する液面指示調節計4が設けられている。
In the thermal decomposition heating circulation line 11, the sulfuric acid waste liquid transfer line 3 branches on the upstream side of the circulation pump 20, and the downstream side of the sulfuric acid waste liquid transfer line 3 is connected to the distillation unit 2 side. Therefore, the upstream side of the thermal decomposition heating circulation line 11 is also used as the sulfuric acid waste liquid transfer line. The sulfuric acid waste liquid transfer line may be directly connected to the pyrolysis gas-liquid separation unit main body 10 without using part of the thermal decomposition heating circulation line 11.
A valve 5 is interposed in the sulfuric acid waste liquid transfer line 3, and the liquid level of the sulfuric acid waste liquid in the pyrolysis gas-liquid separation body 10 is detected at the liquid storage position of the pyrolysis gas-liquid separation body 10. A liquid level indicating controller 4 is provided for adjusting the opening degree of the valve 5.

蒸留部2は、上記硫酸廃液移送ライン3から供給される硫酸廃液を収容する塔形状の蒸留部本体31と、蒸留部本体31内の硫酸廃液を蒸留部本体31の底部側から取り出して蒸留部本体31の下方部に戻して硫酸廃液を環流させる蒸留用加熱循環ライン32と、蒸留用加熱循環ライン32に介設されて蒸留用加熱循環ライン32を流れる硫酸廃液を加熱するリボイラ33と、蒸留部本体31から排出される蒸気を冷却して凝縮させる凝縮器34と、蒸留部本体31内を減圧する真空ポンプ35とを有している。リボイラ33は本発明の蒸留用加熱部に相当し、凝縮器34は本発明の凝縮部に相当し、真空ポンプ35は本発明の減圧部に相当する。   The distillation unit 2 includes a tower-shaped distillation unit main body 31 that stores the sulfuric acid waste liquid supplied from the sulfuric acid waste liquid transfer line 3, and the sulfuric acid waste liquid in the distillation unit main body 31 is taken out from the bottom side of the distillation unit main body 31 to be a distillation unit. A distillation heating circulation line 32 for returning the sulfuric acid waste liquid to the lower part of the main body 31, a reboiler 33 for heating the sulfuric acid waste liquid flowing in the distillation heating circulation line 32 interposed in the distillation heating circulation line 32, and distillation A condenser 34 that cools and condenses the vapor discharged from the main part 31 and a vacuum pump 35 that decompresses the inside of the distillation part main body 31 are provided. The reboiler 33 corresponds to the heating section for distillation of the present invention, the condenser 34 corresponds to the condensing section of the present invention, and the vacuum pump 35 corresponds to the decompression section of the present invention.

蒸留部本体31の塔中段には、硫酸廃液移送ライン3の下流端が接続されており、蒸留部本体31の内部に複数の理論棚段36(棚段+リボイラ段)が配設されている。蒸留用加熱循環ライン32には、リボイラ33の上流側に循環ポンプ41が介設されている。リボイラ33は、加熱媒体が導入されて熱交換によって蒸留用加熱循環ライン32の硫酸廃液を加熱する。この実施形態では、加熱媒体としてスチームが用いられている。リボイラ32には、スチームが供給されるスチーム供給ライン42が熱交換可能に接続されており、スチーム供給ライン42には、バルブ43が介設されている。
蒸留部本体31の貯液位置には、蒸留部本体31内の硫酸廃液の液温を検知してバルブ43の開度を調節する温度指示調節計44が接続されている。
A downstream end of the sulfuric acid waste liquid transfer line 3 is connected to the middle stage of the distillation section main body 31, and a plurality of theoretical shelves 36 (shelf stages + reboiler stages) are arranged inside the distillation section main body 31. . A circulation pump 41 is interposed on the upstream side of the reboiler 33 in the distillation heating circulation line 32. The reboiler 33 heats the sulfuric acid waste liquid in the heating circulation line 32 for distillation by introducing a heating medium and exchanging heat. In this embodiment, steam is used as the heating medium. A steam supply line 42 to which steam is supplied is connected to the reboiler 32 so that heat can be exchanged, and a valve 43 is interposed in the steam supply line 42.
Connected to the liquid storage position of the distillation unit body 31 is a temperature indicating controller 44 that detects the temperature of the sulfuric acid waste liquid in the distillation unit body 31 and adjusts the opening of the valve 43.

蒸留部本体31の塔頂には、蒸気排出ライン45が接続され、蒸気排出ライン45の他端は凝縮器34に接続されている。凝縮器34には、上方に伸長する排気ライン46を介して真空ポンプ35が接続されている。凝縮器34は冷却液と蒸気との間で熱交換して凝縮液を得る。凝縮器34の排液側には、凝縮液排出ライン47が接続されており、凝縮液排出ライン47は系外に伸長している。   A steam discharge line 45 is connected to the top of the distillation section main body 31, and the other end of the steam discharge line 45 is connected to the condenser 34. A vacuum pump 35 is connected to the condenser 34 via an exhaust line 46 extending upward. The condenser 34 exchanges heat between the coolant and steam to obtain a condensate. A condensate discharge line 47 is connected to the drain side of the condenser 34, and the condensate discharge line 47 extends outside the system.

蒸留用加熱循環ライン32では、循環ポンプ41の上流側で濃縮液移送ライン37が分岐している。したがって、蒸留用加熱循環ライン32の上流側は、濃縮液移送ラインと兼用されている。なお、蒸留用加熱循環ライン32の一部を兼用することなく濃縮液移送ラインを直接蒸留部本体31に接続してもよい。
濃縮液移送ライン37には、移送ポンプ38、バルブ39が上流側から下流側にかけてこの順に介設されており、蒸留部本体31の貯液位置には、蒸留部本体31内の硫酸廃液の液面の検知を行い、バルブ39の開度を調整する液面指示調節計40が設けられている。
In the heating circulation line 32 for distillation, a concentrated liquid transfer line 37 is branched upstream of the circulation pump 41. Therefore, the upstream side of the distillation heating circulation line 32 is also used as the concentrate transfer line. In addition, you may connect a concentrate transfer line directly to the distillation part main body 31, without using a part of heating circulation line 32 for distillation.
The concentrated liquid transfer line 37 is provided with a transfer pump 38 and a valve 39 in this order from the upstream side to the downstream side. The liquid storage position of the distillation unit main body 31 has a liquid waste solution of sulfuric acid in the distillation unit main body 31. A liquid level indicating controller 40 for detecting the surface and adjusting the opening degree of the valve 39 is provided.

次に、上記硫酸廃液処理装置の動作について説明する。
処理対象として、例えば、半導体製造プロセスにおけるバッチ式洗浄工程で使用されたSPM廃液が用いられる。ただし、本発明としては過硫酸を含む硫酸廃液の発生源が特に限定されるものではない。
熱分解気液分離部1では、廃液供給ライン13を通じてSPM廃液(以下、硫酸廃液という)が供給され、スプレーノズル15によって熱分解気液分離部1内に散液される。この際に廃液供給ライン13を流れる硫酸廃液の流量は、流量指示調節計16によって検知され、流量指示調節計16は所定の流量となるようにバルブ14の開度を調整する制御を行う。
Next, the operation of the sulfuric acid waste liquid treatment apparatus will be described.
For example, an SPM waste liquid used in a batch cleaning process in a semiconductor manufacturing process is used as a processing target. However, the source of sulfuric acid waste liquid containing persulfuric acid is not particularly limited in the present invention.
In the pyrolysis gas-liquid separator 1, SPM waste liquid (hereinafter referred to as sulfuric acid waste liquid) is supplied through the waste liquid supply line 13, and is sprayed into the pyrolysis gas-liquid separator 1 by the spray nozzle 15. At this time, the flow rate of the sulfuric acid waste liquid flowing through the waste liquid supply line 13 is detected by the flow rate indicating controller 16, and the flow rate indicating controller 16 performs control to adjust the opening degree of the valve 14 so as to become a predetermined flow rate.

熱分解気液分離部本体10内は減圧することなく初期には常圧になっており、循環ポンプ20により熱分解気液分離部本体10に収容した硫酸廃液を熱分解用加熱循環ライン11を通じて循環させる。熱分解用加熱循環ライン11を流れるSPM廃液は、リボイラ12によって沸騰しない温度、例えば150℃以上に加熱される。硫酸廃液の液温は、温度指示調節計23によって検知され、温度指示調節計23によって所定の液温となるようにバルブ22の開度によってスチーム供給ライン21からリボイラ12に供給されるスチーム量を調整する制御を行う。所定の液温としては、150℃〜180℃かつ硫酸廃液の沸点より10℃以上低い温度が好適である。   The interior of the pyrolysis gas-liquid separation unit main body 10 is initially at normal pressure without being depressurized, and the sulfuric acid waste liquid stored in the pyrolysis gas-liquid separation unit main body 10 by the circulation pump 20 is passed through the thermal decomposition heating circulation line 11. Circulate. The SPM waste liquid flowing through the thermal decomposition heating circulation line 11 is heated by the reboiler 12 to a temperature at which it does not boil, for example, 150 ° C. or higher. The temperature of the sulfuric acid waste liquid is detected by the temperature indicating controller 23, and the amount of steam supplied from the steam supply line 21 to the reboiler 12 is determined by the opening degree of the valve 22 so that the temperature indicating controller 23 reaches a predetermined liquid temperature. Control to adjust. As the predetermined liquid temperature, a temperature of 150 ° C. to 180 ° C. and 10 ° C. lower than the boiling point of the sulfuric acid waste liquid is preferable.

熱分解気液分離部本体10内の硫酸廃液が加熱されると、硫酸廃液に含まれる過酸化水素が熱分解され、分解ガスとして酸素ガスやオゾンガスが発生する。発生した分解ガスを含むガスは、熱分解気液分離部本体10内で液相の硫酸廃液から気相に放出されて分離される。
一方、液面指示調節計4によりバルブ5の開度が制御されて、熱分解気液分離部本体10内の硫酸廃液の液面が一定に維持される。液面調整によって、熱分解気液分離部本体10内の液深を0.7以上とするのが望ましく、1.0以上とするのが一層望ましい。液深は、液面指示調節計18による液面調整によって調整することができる。ここで液深とは、熱分解気液分離部本体10内での液深さ(L)/熱分解気液分離部本体10の内径(d)を意味している。
When the sulfuric acid waste liquid in the pyrolysis gas-liquid separation unit main body 10 is heated, hydrogen peroxide contained in the sulfuric acid waste liquid is thermally decomposed, and oxygen gas and ozone gas are generated as decomposition gases. The generated gas containing the cracked gas is released from the liquid sulfuric acid waste liquid into the gas phase and separated in the pyrolysis gas-liquid separation unit main body 10.
On the other hand, the opening degree of the valve 5 is controlled by the liquid level indicating controller 4, and the liquid level of the sulfuric acid waste liquid in the pyrolysis gas-liquid separation unit main body 10 is maintained constant. By adjusting the liquid level, it is desirable that the liquid depth in the pyrolysis gas-liquid separation unit main body 10 is 0.7 or more, and more preferably 1.0 or more. The liquid depth can be adjusted by adjusting the liquid level by the liquid level indicating controller 18. Here, the liquid depth means the liquid depth (L) in the pyrolysis gas-liquid separator main body 10 / the inner diameter (d) of the pyrolysis gas-liquid separator main body 10.

上記熱分解気液分離部本体10内では、熱分解気液分離部本体10内における気相でのガス空塔速度は7mm/秒以下であることが好ましく、液相での液空塔速度は5.5mm/秒以下であることが好ましい。これらは、廃液供給ライン13による硫酸廃液の供給流量やリボイラ12による加熱温度、液面指示調節計4による液面調整などによって調整できる。
また、熱分解気液分離部本体10内には、硫酸廃液が好ましくは5分間以上、より好ましくは10分間以上滞留するのが望ましい。滞留時間は、廃液供給ライン13による硫酸廃液の供給流量と液面指示調節計4によるバルブ5における廃液流量によって調整できる。
In the pyrolysis gas-liquid separation unit body 10, the gas superficial velocity in the gas phase in the pyrolysis gas-liquid separation unit main body 10 is preferably 7 mm / second or less, and the liquid superficial velocity in the liquid phase is It is preferable that it is 5.5 mm / second or less. These can be adjusted by the supply flow rate of the sulfuric acid waste liquid from the waste liquid supply line 13, the heating temperature by the reboiler 12, the liquid level adjustment by the liquid level indicating controller 4, and the like.
Further, it is desirable that the sulfuric acid waste liquid stays in the pyrolysis gas-liquid separation unit main body 10 for preferably 5 minutes or longer, more preferably 10 minutes or longer. The residence time can be adjusted by the supply flow rate of the sulfuric acid waste solution from the waste solution supply line 13 and the waste solution flow rate in the valve 5 by the liquid level indicating controller 4.

硫酸廃液から分離された分解ガスを含むガスは、ミスト分離板17で可及的に同伴ミストが分離され、ガス排出ライン24を通じて熱分解気液分離部本体10外に排出され、凝縮器25に導入される。凝縮器25では、導入されたガスが冷却され凝縮液が得られる。凝縮液は、凝縮液環流ライン26を通して熱分解気液分離部本体10内に戻される。
凝縮器25で分離、冷却されたガスは、ガス排出ライン28を通じて排出され、空気供給ライン29から供給される空気が混合されて希釈、冷却される。その後、オゾン分解反応器30でガスに含まれるオゾンが分解され、大気中に排出される。
The gas containing the cracked gas separated from the sulfuric acid waste liquid is separated from the entrained mist as much as possible by the mist separation plate 17, and is discharged out of the pyrolysis gas-liquid separation unit main body 10 through the gas discharge line 24. be introduced. In the condenser 25, the introduced gas is cooled to obtain a condensate. The condensate is returned to the pyrolysis gas-liquid separation unit main body 10 through the condensate circulation line 26.
The gas separated and cooled by the condenser 25 is discharged through the gas discharge line 28, and the air supplied from the air supply line 29 is mixed and diluted and cooled. Thereafter, ozone contained in the gas is decomposed in the ozone decomposition reactor 30 and discharged into the atmosphere.

分解ガスを含むガスが分離された硫酸廃液は、過酸化水素濃度が例えば0.002質量%以下と極めて低濃度になっており、硫酸廃液移送ライン3を介して蒸留部2の蒸留部本体31に連続して供給される。
蒸留部本体31内は、真空ポンプ35により、例えば250〜350Torrに減圧される。
The sulfuric acid waste liquid from which the gas containing the cracked gas has been separated has a hydrogen peroxide concentration of, for example, 0.002% by mass or less, and is extremely low, and the distillation part main body 31 of the distillation part 2 is passed through the sulfuric acid waste liquid transfer line 3. Continuously supplied.
The inside of the distillation unit main body 31 is depressurized by the vacuum pump 35 to, for example, 250 to 350 Torr.

硫酸廃液が供給された蒸留部本体31では、塔底液として塔底に溜まる硫酸廃液が、循環ポンプ41により蒸留用加熱循環ライン32を通じて循環される。蒸留用加熱循環ライン32を流れる硫酸廃液は、リボイラ33で蒸留可能な温度に加熱される。硫酸廃液の液温は、温度指示調節計44によって検知され、温度指示調節計44は所定の液温が得られるようにバルブ43によってスチーム供給ライン42からリボイラ33に供給されるスチーム量を調整することで制御する。所定の液温としては、170〜180℃の温度が好適である。
なお、熱分解気液分離部1から蒸留部本体31に供給される硫酸廃液は、硫酸廃液に含まれる過酸化水素の熱分解の反応熱により例えば180℃程度の高温になっており、リボイラ33により硫酸廃液を加熱するために要するエネルギーを低減することができる。
In the distillation unit main body 31 to which the sulfuric acid waste liquid is supplied, the sulfuric acid waste liquid that accumulates in the tower bottom as the tower bottom liquid is circulated through the heating heating circulation line 32 for distillation by the circulation pump 41. The sulfuric acid waste liquid flowing through the distillation heating circulation line 32 is heated to a temperature at which the reboiler 33 can be distilled. The liquid temperature of the sulfuric acid waste liquid is detected by the temperature indicating controller 44, and the temperature indicating controller 44 adjusts the amount of steam supplied from the steam supply line 42 to the reboiler 33 by the valve 43 so as to obtain a predetermined liquid temperature. To control. As the predetermined liquid temperature, a temperature of 170 to 180 ° C. is suitable.
Note that the sulfuric acid waste liquid supplied from the pyrolysis gas-liquid separation unit 1 to the distillation unit main body 31 has a high temperature of, for example, about 180 ° C. due to the heat of reaction of thermal decomposition of hydrogen peroxide contained in the sulfuric acid waste liquid. Thus, the energy required for heating the sulfuric acid waste liquid can be reduced.

蒸留部本体31では、硫酸廃液がリボイラ33により加熱されつつ蒸留される。
硫酸廃液は、熱分解気液分離部1において分解ガスが十分に分離されており、蒸留部本体31内の真空度が分解ガス等で低下して蒸留速度が低下するのを回避できる。
In the distillation unit main body 31, the sulfuric acid waste liquid is distilled while being heated by the reboiler 33.
In the sulfuric acid waste liquid, the cracked gas is sufficiently separated in the pyrolysis gas-liquid separation unit 1, and it is possible to avoid the distillation rate from being lowered due to the vacuum degree in the distillation unit main body 31 being lowered by the cracked gas or the like.

蒸留部本体31内で生成された蒸気は、蒸気排出ライン45から排出され、凝縮器34に導入される。凝縮器34では、導入された蒸気が冷却水との熱交換によって冷却されて凝縮液が得られる。凝縮器34で得られた凝縮液は、凝縮液排出ライン47から排出される。凝縮液は、水を主成分とし、その硫酸濃度は低濃度になっている。このため、凝縮液は、容易に排水処理することができる。その他のガス成分は、排気ライン46を通じて真空ポンプ35で排気される。   The steam generated in the distillation unit main body 31 is discharged from the steam discharge line 45 and introduced into the condenser 34. In the condenser 34, the introduced steam is cooled by heat exchange with the cooling water to obtain a condensate. The condensate obtained in the condenser 34 is discharged from a condensate discharge line 47. The condensate is mainly composed of water, and its sulfuric acid concentration is low. For this reason, the condensate can be easily drained. Other gas components are exhausted by the vacuum pump 35 through the exhaust line 46.

蒸留部本体31の塔底に溜まる塔底液は、蒸留の進行に従って硫酸が濃縮され、例えば硫酸濃度80質量%以上となる。濃縮液は、液面指示調節計40で液面が検知されており、液面指示調節計40は所定の液面となるようにバルブ39の開度を調整する制御を行う。濃縮液は、移送ポンプ38によって濃縮液移送ライン37を通じて移送され、廃棄したり再利用したりすることができる。   The column bottom liquid collected at the column bottom of the distillation unit main body 31 is concentrated with sulfuric acid as the distillation progresses, for example, with a sulfuric acid concentration of 80% by mass or more. The liquid level of the concentrated liquid is detected by the liquid level indicating controller 40, and the liquid level indicating controller 40 performs control to adjust the opening degree of the valve 39 so as to be a predetermined liquid level. The concentrate is transferred by the transfer pump 38 through the concentrate transfer line 37 and can be discarded or reused.

(実施形態2)
次に、本発明の他の実施形態の硫酸廃液処理装置を図2に基づいて説明する。
本実施形態の硫酸廃液処理装置は、蒸留部で得られる濃縮液の顕熱により、熱分解気液分離部に供給される硫酸廃液を予熱するとともに、蒸留部において蒸気を断熱圧縮して得られた凝縮液の顕熱を、蒸留部本体の硫酸廃液を加熱する熱源として利用して、装置全体の省エネルギー化を図ったものである。その他の構成は、前記実施形態1と同様であり、簡略に説明する。
(Embodiment 2)
Next, a sulfuric acid waste liquid treatment apparatus according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The sulfuric acid waste liquid treatment apparatus of the present embodiment is obtained by preheating the sulfuric acid waste liquid supplied to the pyrolysis gas-liquid separation part by sensible heat of the concentrated liquid obtained in the distillation part and adiabatically compressing the vapor in the distillation part. The sensible heat of the condensate is used as a heat source for heating the sulfuric acid waste liquid of the distillation section main body to save energy in the entire apparatus. Other configurations are the same as those of the first embodiment, and will be described briefly.

この実施形態の熱分解気液分離部1aは、硫酸廃液を収容する密閉容器状の熱分解気液分離部本体48と、熱分解気液分離部本体48に供給される硫酸廃液を加熱する加熱器49とを有している。加熱器49は、本発明の熱分解用加熱部に相当する。   The pyrolysis gas-liquid separation unit 1a of this embodiment is a hermetic container-like pyrolysis gas-liquid separation unit main body 48 that contains sulfuric acid waste liquid, and heating that heats the sulfuric acid waste liquid supplied to the pyrolysis gas-liquid separation unit main body 48. Instrument 49. The heater 49 corresponds to the heating section for thermal decomposition of the present invention.

熱分解気液分離部本体48の硫酸廃液導入側には廃液供給ライン50が接続されており、廃液供給ライン50には、上流側から下流側にかけて送液ポンプ51、予熱器52、加熱器49が介設されている。予熱器52は、本発明の予熱部に相当する。
加熱器49は、スチームを熱源として廃液供給ライン50を流れる硫酸廃液を熱交換によって加熱する。なお、加熱器49では、加熱器49の下流側で廃液供給ライン50を流れる硫酸廃液の温度を検知して加熱器49に供給されるスチーム供給量を調整して硫酸廃液の加熱温度をフィードバック制御してもよい。
A waste liquid supply line 50 is connected to the sulfuric acid waste liquid introduction side of the pyrolysis gas-liquid separation unit main body 48, and the waste liquid supply line 50 is connected to the liquid feed pump 51, the preheater 52, and the heater 49 from the upstream side to the downstream side. Is installed. The preheater 52 corresponds to the preheating unit of the present invention.
The heater 49 heats the sulfuric acid waste liquid flowing through the waste liquid supply line 50 by heat exchange using steam as a heat source. The heater 49 detects the temperature of the sulfuric acid waste liquid flowing through the waste liquid supply line 50 on the downstream side of the heater 49 and adjusts the amount of steam supplied to the heater 49 to feedback control the heating temperature of the sulfuric acid waste liquid. May be.

熱分解気液分離部本体48の硫酸廃液排出側には、硫酸廃液移送ライン3aが接続されており、硫酸廃液移送ライン3aの移送側には蒸留部2aが接続されている。
なお、熱分解気液分離部本体48内の液面を検知して、該液面が一定のレベルとなるように廃液廃液移送ライン3aで移送される硫酸廃液の流量をバルブなどによって制御するようにしてもよい。
A sulfuric acid waste liquid transfer line 3a is connected to the sulfuric acid waste liquid discharge side of the pyrolysis gas-liquid separator main body 48, and a distillation section 2a is connected to the transfer side of the sulfuric acid waste liquid transfer line 3a.
It should be noted that the liquid level in the pyrolysis gas-liquid separation unit main body 48 is detected, and the flow rate of the sulfuric acid waste liquid transferred in the waste liquid waste liquid transfer line 3a is controlled by a valve or the like so that the liquid level becomes a certain level. It may be.

また熱分解気液分離部本体48の塔頂にはガス排出ライン59が接続されており、ガス排出ライン59は、凝縮器60に接続されている。凝縮器60は、本発明の気液分離凝縮器に相当する。凝縮器60の凝縮液排出側には、凝縮液排出ライン61が接続され、凝縮器60のガス排出側には、ガス排出ライン62が接続されている。ガス排出ライン62には、本発明のガス希釈部の一部を構成する空気供給ライン63が合流している。   A gas discharge line 59 is connected to the top of the pyrolysis gas-liquid separation unit main body 48, and the gas discharge line 59 is connected to the condenser 60. The condenser 60 corresponds to the gas-liquid separation condenser of the present invention. A condensate discharge line 61 is connected to the condensate discharge side of the condenser 60, and a gas discharge line 62 is connected to the gas discharge side of the condenser 60. An air supply line 63 constituting a part of the gas dilution section of the present invention is joined to the gas discharge line 62.

蒸留部2aは、硫酸廃液移送ライン3aが接続される塔形状の蒸留部本体64と、蒸留部本体64から取り出された硫酸廃液を加熱するリボイラ65と、蒸留部本体64に接続された蒸気圧縮機66とを有している。蒸留部本体64は、本発明の蒸留部本体に相当する。リボイラ65は、本発明の蒸留用加熱部に相当する。蒸気圧縮機66は、本発明の断熱圧縮部および減圧部に相当する。   The distillation section 2a includes a tower-shaped distillation section main body 64 to which the sulfuric acid waste liquid transfer line 3a is connected, a reboiler 65 for heating the sulfuric acid waste liquid taken out from the distillation section main body 64, and vapor compression connected to the distillation section main body 64. Machine 66. The distillation part main body 64 corresponds to the distillation part main body of the present invention. The reboiler 65 corresponds to the heating section for distillation of the present invention. The vapor compressor 66 corresponds to the adiabatic compression part and the decompression part of the present invention.

蒸留部本体64は棚段を有するものとしてもよい。蒸留部本体64の塔底には、送液ポンプ69を介設した塔底液排出ライン68が接続されている。なお、蒸留部本体64内の液面を検知して、該液面が一定のレベルとなるように塔底液排出ライン68で移送される硫酸廃液の流量をバルブなどによって制御するようにしてもよい。
塔底液排出ライン68は送液ポンプ69の下流側で、予熱器52に熱交換可能に接続され、その下流側で濃縮液が系外に排出される。
The distillation section main body 64 may have a shelf. A column bottom liquid discharge line 68 having a liquid feed pump 69 interposed is connected to the column bottom of the distillation section main body 64. The liquid level in the distillation unit main body 64 is detected, and the flow rate of the sulfuric acid waste liquid transferred through the tower bottom liquid discharge line 68 is controlled by a valve or the like so that the liquid level becomes a certain level. Good.
The column bottom liquid discharge line 68 is connected to the preheater 52 on the downstream side of the liquid feed pump 69 so that heat exchange is possible, and the concentrated liquid is discharged out of the system on the downstream side.

また、蒸留部本体64の塔底に蒸留部本体64内の塔底液を取り出す塔底液循環ライン72の一端が接続され、蒸留部本体64の側壁部に塔底液循環ライン72内の塔底液を蒸留部本体64内に戻す塔底液循環ライン72の他端が接続されている。塔底液循環ライン72には、循環ポンプ73とリボイラ65が介設されている。   One end of a column bottom liquid circulation line 72 for taking out the column bottom liquid in the distillation unit main body 64 is connected to the column bottom of the distillation unit main body 64, and the column in the column bottom liquid circulation line 72 is connected to the side wall of the distillation unit main body 64. The other end of the tower bottom liquid circulation line 72 for returning the bottom liquid into the distillation section main body 64 is connected. A circulation pump 73 and a reboiler 65 are interposed in the tower bottom liquid circulation line 72.

蒸留部本体64の塔頂には、蒸気排出ライン74が接続され、蒸気排出ライン74の下流端は蒸気圧縮機66の蒸気導入側に接続されている。
蒸気圧縮機66の圧縮蒸気排出側には、圧縮蒸気排出ライン75が接続されており、圧縮蒸気排出ライン75にリボイラ65が熱交換可能に介設されている。なお、蒸留部本体64内の硫酸廃液の液温を検知して、液温が設定値となるように圧縮蒸気排出ライン75を通してリボイラ65に供給される圧縮蒸気量を調整して蒸留部本体64内の液温を制御するようにしてもよい。
A steam discharge line 74 is connected to the top of the distillation section main body 64, and the downstream end of the steam discharge line 74 is connected to the steam introduction side of the steam compressor 66.
A compressed steam discharge line 75 is connected to the compressed steam discharge side of the steam compressor 66, and a reboiler 65 is interposed in the compressed steam discharge line 75 so as to be able to exchange heat. In addition, the liquid temperature of the sulfuric acid waste liquid in the distillation part main body 64 is detected, the amount of compressed steam supplied to the reboiler 65 through the compressed steam discharge line 75 is adjusted so that the liquid temperature becomes a set value, and the distillation part main body 64 is adjusted. The liquid temperature inside may be controlled.

次に、上記硫酸廃液処理装置の動作について説明する。
送液ポンプ51によって過酸化水素を含む硫酸廃液が廃液供給ライン50を通じて送液され、予熱器52による予熱および加熱器49による加熱を経て、熱分解気液分離部1aの熱分解気液分離部本体48に供給される。
Next, the operation of the sulfuric acid waste liquid treatment apparatus will be described.
The sulfuric acid waste liquid containing hydrogen peroxide is fed through the waste liquid supply line 50 by the liquid feed pump 51, and after preheating by the preheater 52 and heating by the heater 49, the pyrolysis gas-liquid separation section of the pyrolysis gas-liquid separation section 1a. It is supplied to the main body 48.

予熱器52では、廃液供給ライン50を流れる硫酸廃液が、塔底液排出ライン68を流れる濃縮液と熱交換されて予熱される。また、加熱器49では、廃液供給ライン50を流れる硫酸廃液がスチームなどによって熱交換されて加熱される。
予熱器52および加熱器49による加熱により、硫酸廃液は沸騰しない温度である例えば150℃〜180℃かつ沸点未満(例えば沸点より10℃以上低い温度)に加熱される。予熱器52では、蒸留部本体64内の濃縮液の顕熱を利用するので、エネルギー効率を高めることができる。
In the preheater 52, the sulfuric acid waste liquid flowing in the waste liquid supply line 50 is preheated by exchanging heat with the concentrated liquid flowing in the tower bottom liquid discharge line 68. In the heater 49, the sulfuric acid waste liquid flowing through the waste liquid supply line 50 is heated by heat exchange with steam or the like.
By the heating by the preheater 52 and the heater 49, the sulfuric acid waste liquid is heated to a temperature at which it does not boil, for example, 150 ° C. to 180 ° C. and below the boiling point (for example, a temperature that is 10 ° C. or more lower than the boiling point). Since the preheater 52 uses the sensible heat of the concentrated liquid in the distillation unit main body 64, energy efficiency can be increased.

熱分解気液分離部本体48内は、供給された硫酸廃液に含まれる過酸化水素が熱分解して、分解ガスとして酸素ガスやオゾンガスが発生する。発生した分解ガスを含むガスは、熱分解気液分離部本体48内で液相の硫酸廃液から気相に放出されて分離される。
なお、上記熱分解およびガス分離を十分に行うためには、上記実施形態1と同様に、熱分解気液分離部本体48内における気相でのガス空塔速度は7mm/秒以下であることが好ましく、液相での液空塔速度は5.5mm/秒以下であることが好ましい。また、熱分解気液分離部本体48内の硫酸廃液の液深Lと熱分解気液分離部本体48の横断面の直径dとの比L/dは、0.7以上であることが好ましく、1.0以上であることがより好ましい。
In the pyrolysis gas-liquid separation unit main body 48, hydrogen peroxide contained in the supplied sulfuric acid waste liquid is thermally decomposed to generate oxygen gas and ozone gas as decomposition gases. The generated gas containing the cracked gas is released into the gas phase from the liquid sulfuric acid waste liquid and separated in the pyrolysis gas-liquid separation unit main body 48.
In order to sufficiently perform the pyrolysis and gas separation, the gas superficial velocity in the gas phase in the pyrolysis gas-liquid separation section main body 48 is 7 mm / second or less, as in the first embodiment. The liquid superficial velocity in the liquid phase is preferably 5.5 mm / second or less. Further, the ratio L / d between the depth L of the sulfuric acid waste liquid in the pyrolysis gas-liquid separator main body 48 and the diameter d of the cross section of the pyrolysis gas-liquid separator main body 48 is preferably 0.7 or more. 1.0 or more is more preferable.

硫酸廃液から分離された分解ガスや蒸気を含むガスは、ガス排出ライン59から排出されて、凝縮器60のガス導入側に導入され、冷却水などで冷却されて蒸気が凝縮して凝縮水が生成され、凝縮水は凝縮液排出ライン61を通じて系外に排出される。凝縮によって蒸気が除かれたガスは、ガス排出ライン62を通して排出され、空気供給ライン63から供給される空気が混合されて希釈、冷却され、大気に放出される。   The gas containing cracked gas and steam separated from the sulfuric acid waste liquid is discharged from the gas discharge line 59 and introduced into the gas introduction side of the condenser 60, cooled with cooling water or the like, and condensed with the steam. The condensed water is generated and discharged out of the system through the condensate discharge line 61. The gas from which the vapor is removed by the condensation is discharged through the gas discharge line 62, and the air supplied from the air supply line 63 is mixed, diluted, cooled, and released to the atmosphere.

熱分解気液分離部本体48内でガスが分離された硫酸廃液は硫酸廃液移送ライン3aを通じて蒸留部本体64に供給される。
なお、熱分解気液分離部本体48内では、硫酸廃液が好ましくは5分間以上、より好ましくは10分間以上滞留するように、硫酸廃液移送ライン3aから移送される硫酸廃液の流量を調整する。
The sulfuric acid waste liquid from which the gas has been separated in the pyrolysis gas-liquid separation part main body 48 is supplied to the distillation part main body 64 through the sulfuric acid waste liquid transfer line 3a.
Note that the flow rate of the sulfuric acid waste liquid transferred from the sulfuric acid waste liquid transfer line 3a is adjusted so that the sulfuric acid waste liquid stays in the pyrolysis gas-liquid separation unit main body 48 preferably for 5 minutes or more, more preferably for 10 minutes or more.

蒸留部本体64内は、本発明の減圧部を兼ねる蒸気圧縮機66により減圧されており、例えば250〜350Torrの減圧状態に維持される。
蒸留部本体64では、供給された硫酸廃液が循環ポンプ73により塔底液循環ライン72を通して循環されるとともに、リボイラ65で加熱される。
蒸留部本体64内では、リボイラ65による加熱によって硫酸廃液の一部が蒸発し、蒸気排出ライン74を通して蒸気が排出され、蒸気圧縮機66に吸引されて断熱圧縮される。 蒸気圧縮機66では、断熱圧縮により高温の圧縮蒸気が生成され、圧縮蒸気排出ライン75を通じてリボイラ65に供給され、硫酸廃液との熱交換後、凝縮液として排出される。
リボイラ65により、蒸留部本体64内の硫酸廃液が、170〜180℃に加熱されており、熱源として、蒸気圧縮機66での断熱圧縮により得られた凝縮液の顕熱を利用するため、エネルギー効率を高めることができる。
The inside of the distillation section main body 64 is decompressed by the vapor compressor 66 that also serves as the decompression section of the present invention, and is maintained in a decompressed state of, for example, 250 to 350 Torr.
In the distillation unit main body 64, the supplied sulfuric acid waste liquid is circulated through the tower bottom liquid circulation line 72 by the circulation pump 73 and heated by the reboiler 65.
In the distillation part main body 64, a part of sulfuric acid waste liquid evaporates by the heating by the reboiler 65, a vapor | steam is discharged | emitted through the vapor | steam discharge line 74, is suck | inhaled by the vapor | steam compressor 66, and is adiabatically compressed. In the steam compressor 66, high-temperature compressed steam is generated by adiabatic compression, supplied to the reboiler 65 through the compressed steam discharge line 75, and discharged as a condensate after heat exchange with the sulfuric acid waste liquid.
The sulfuric acid waste liquid in the distillation unit main body 64 is heated to 170 to 180 ° C. by the reboiler 65, and the sensible heat of the condensate obtained by adiabatic compression in the vapor compressor 66 is used as a heat source. Efficiency can be increased.

蒸留部本体64の塔底に溜まる塔底液は、蒸留の進行に従って硫酸が濃縮され、例えば硫酸濃度80質量%以上となる。濃縮液は、過酸化水素濃度が例えば0.002質量%以下と極めて低濃度になっている。このため、産業廃棄物として安価に廃棄することができる。   The column bottom liquid collected at the column bottom of the distillation unit main body 64 is concentrated with sulfuric acid as the distillation progresses, for example, with a sulfuric acid concentration of 80% by mass or more. The concentrated liquid has a very low hydrogen peroxide concentration of, for example, 0.002% by mass or less. For this reason, it can be discarded at low cost as industrial waste.

(実施形態3)
次に、本発明のさらに他の実施形態の硫酸廃液処理装置を図3に基づいて説明する。
なお、上記実施形態1と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略しまたは簡略化する。
本実施形態の硫酸廃液処理装置は、熱分解気液分離部の後段に、複数段の蒸留部を設けたものである。
(Embodiment 3)
Next, a sulfuric acid waste liquid treatment apparatus according to still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In addition, about the structure similar to the said Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted or simplified.
The sulfuric acid waste liquid treatment apparatus of this embodiment is provided with a plurality of stages of distillation sections after the pyrolysis gas-liquid separation section.

本実施形態の硫酸廃液処理装置は、上記実施形態1と同様の熱分解気液分離部1を有している。
すなわち、熱分解気液分離部1に備える熱分解気液分離部本体10は、SPM廃液(以下硫酸廃液という)が、廃液供給ライン13を通じて供給され、スプレーノズル15によって熱分解気液分離部本体10内に散液される。熱分解気液分離部本体10内は減圧することはなく、硫酸廃液は、加熱循環ライン19で循環されつつ、リボイラ12によって沸騰しない温度、例えば150℃〜180℃かつ沸点未満(例えば沸点より10℃以上低い温度)とされる。
The sulfuric acid waste liquid treatment apparatus of the present embodiment has the same pyrolysis gas-liquid separation unit 1 as that of the first embodiment.
That is, the pyrolysis gas / liquid separation unit main body 10 provided in the pyrolysis gas / liquid separation unit 1 is supplied with SPM waste liquid (hereinafter referred to as sulfuric acid waste liquid) through a waste liquid supply line 13 and is sprayed by a spray nozzle 15 to generate a pyrolysis gas / liquid separation unit main body. 10 is sprayed. The inside of the pyrolysis gas-liquid separation unit main body 10 is not depressurized, and the sulfuric acid waste liquid is circulated in the heating circulation line 19 and is not boiled by the reboiler 12, for example, 150 ° C. to 180 ° C. Temperature lower than ℃).

熱分解気液分離部本体10内で過酸化水素が熱分解され、分解ガスは気液分離される。熱分解気液分離部本体10内の液深を0.7以上が望ましく、1.0以上が一層望ましい。
熱分解気液分離部本体10内では、ガス空塔速度は7mm/秒以下、液空塔速度は5.5mm/秒以下が望ましい。
Hydrogen peroxide is thermally decomposed in the pyrolysis gas-liquid separation unit main body 10, and the decomposition gas is gas-liquid separated. The liquid depth in the pyrolysis gas-liquid separation unit main body 10 is desirably 0.7 or more, and more desirably 1.0 or more.
In the pyrolysis gas-liquid separation unit main body 10, the gas superficial velocity is preferably 7 mm / second or less, and the liquid superficial velocity is preferably 5.5 mm / second or less.

硫酸廃液から分離された分解ガスを含むガスは、ガス排出ライン24を通じて熱分解気液分離部本体10外に排出され、凝縮器25で冷却されて凝縮液が得られる。凝縮液は、凝縮液環流ライン26を通して熱分解気液分離部本体10内に戻される。
凝縮器25で冷却されたガスは、ガス排出ライン28を通じて排出され、空気供給ライン29から供給される空気が混合されて希釈、冷却され、オゾン分解反応器30でガスに含まれるオゾンが分解され、大気中に排出される。
The gas containing the cracked gas separated from the sulfuric acid waste liquid is discharged to the outside of the pyrolysis gas-liquid separator main body 10 through the gas discharge line 24 and cooled by the condenser 25 to obtain a condensed liquid. The condensate is returned to the pyrolysis gas-liquid separation unit main body 10 through the condensate circulation line 26.
The gas cooled by the condenser 25 is discharged through the gas discharge line 28, and the air supplied from the air supply line 29 is mixed and diluted and cooled, and the ozone contained in the gas is decomposed by the ozone decomposition reactor 30. Discharged into the atmosphere.

過酸化水素を熱分解して分解ガスを分離した硫酸廃液は、熱分解気液分離部1の後段に設けられた第1蒸留部2−1に導入される。
第1蒸留部2−1では、理論棚段36a(棚段+リボイラー段)を有する真空蒸留部本体31aを備えている。
真空蒸留部本体31a内の圧力は真空ポンプ35aによって350Torrに減圧調整される。真空蒸留部本体31a内の硫酸廃液は、循環ポンプ41aにより、蒸留用加熱循環ライン32aを通じて循環され、リボイラ33aで蒸留可能な温度である180℃に加熱される。蒸留部本体31aで生成された蒸気は、蒸気排出ライン45aを通じて凝縮器34aに導入され、凝縮液が得られる。凝縮液は凝縮液排出ライン47aから排出され、その他のガス成分は、排気ライン46aを通じて真空ポンプ35aで排気される。
The sulfuric acid waste liquid obtained by thermally decomposing hydrogen peroxide and separating the cracked gas is introduced into the first distillation section 2-1 provided at the subsequent stage of the pyrolysis gas-liquid separation section 1.
The first distillation unit 2-1 includes a vacuum distillation unit main body 31a having a theoretical shelf 36a (shelf + reboiler).
The pressure in the vacuum distillation unit main body 31a is adjusted to a reduced pressure of 350 Torr by the vacuum pump 35a. The sulfuric acid waste liquid in the vacuum distillation unit main body 31a is circulated through the distillation heating circulation line 32a by the circulation pump 41a, and heated to 180 ° C., which is the temperature at which the reboiler 33a can be distilled. The steam generated in the distillation unit main body 31a is introduced into the condenser 34a through the steam discharge line 45a to obtain a condensate. The condensate is discharged from the condensate discharge line 47a, and other gas components are exhausted by the vacuum pump 35a through the exhaust line 46a.

蒸留部本体31aの塔底液は、蒸留の進行に従って硫酸が濃縮され、硫酸濃度80質量%に濃縮される。濃縮された濃縮液は、バルブ39aで移送量が調整されつつ濃縮液移送ライン37aを通じて移送ポンプ38aで移送される。後段でのさらなる濃縮等が必要でなければ、濃縮された硫酸溶液は産業廃棄物として廃棄することができる。また、濃縮された硫酸溶液の一部を廃棄するようにしてもよい。さらに濃縮する硫酸廃液は、後段の蒸留部に移送される。   In the column bottom liquid of the distillation unit main body 31a, sulfuric acid is concentrated as the distillation proceeds, and the sulfuric acid concentration is concentrated to 80% by mass. The concentrated concentrate is transferred by the transfer pump 38a through the concentrate transfer line 37a while the transfer amount is adjusted by the valve 39a. The concentrated sulfuric acid solution can be discarded as industrial waste unless further concentration or the like is required at a later stage. Further, a part of the concentrated sulfuric acid solution may be discarded. Further, the sulfuric acid waste liquid to be concentrated is transferred to the subsequent distillation section.

第1蒸留部2−1の後段には、棚段36b(棚段+リボイラー段)を有する第2蒸留部2−2が接続されている。
真空蒸留部本体31b内の圧力は真空ポンプ35bによって25Torrに減圧調整される。真空蒸留部本体31b内の硫酸廃液は、循環ポンプ41bにより、蒸留用加熱循環ライン32bを通じて循環され、リボイラ33bで蒸留可能な温度である200℃に加熱される。硫酸廃液は第1蒸留部2−1で硫酸が濃縮されており、より高い蒸留温度が選定される。
蒸留部本体31bで生成された蒸気は、蒸気排出ライン45bを通じて凝縮器34bに導入され、凝縮液が得られる。凝縮液は凝縮液排出ライン47bから排出され、その他のガス成分は、排気ライン46bを通じて真空ポンプ35bで排気される。
A second distillation unit 2-2 having a shelf 36b (shelf + reboiler) is connected to the subsequent stage of the first distillation unit 2-1.
The pressure in the vacuum distillation unit main body 31b is reduced to 25 Torr by the vacuum pump 35b. The sulfuric acid waste liquid in the vacuum distillation section main body 31b is circulated through the distillation heating circulation line 32b by the circulation pump 41b and heated to 200 ° C., which is the temperature at which the reboiler 33b can be distilled. The sulfuric acid waste liquid is concentrated in the first distillation part 2-1, and a higher distillation temperature is selected.
The steam generated in the distillation section main body 31b is introduced into the condenser 34b through the steam discharge line 45b to obtain a condensate. The condensate is discharged from the condensate discharge line 47b, and other gas components are exhausted by the vacuum pump 35b through the exhaust line 46b.

蒸留部本体31bの塔底液は、蒸留の進行に従って硫酸が濃縮され、硫酸濃度96質量%に濃縮される。硫酸廃液に硫酸および過酸化水素以外の物質である高沸点の物質を含んでいると濃縮液中に不純物として残る。不純物として残存する高沸点物質としては、レジスト残渣やドーパントなどが挙げられる。
濃縮された濃縮液は、バルブ39bで移送量が調整されつつ濃縮液移送ライン37bを通じて移送ポンプ38bで移送される。なお、低純度の硫酸を使用可能な用途であれば、濃縮された硫酸溶液は、そのまま再利用することが可能になる。また、濃縮された硫酸溶液の一部を再利用するようにしてもよい。高純度化が必要な硫酸廃液は、後段の蒸留部に移送される。
The bottom liquid of the distillation unit main body 31b is concentrated with sulfuric acid as the distillation proceeds, and is concentrated to a sulfuric acid concentration of 96% by mass. If the sulfuric acid waste liquid contains a substance having a high boiling point other than sulfuric acid and hydrogen peroxide, it remains as an impurity in the concentrated liquid. Examples of the high boiling point substance remaining as impurities include resist residues and dopants.
The concentrated concentrate is transferred by the transfer pump 38b through the concentrate transfer line 37b while the transfer amount is adjusted by the valve 39b. In addition, if it is a use which can use low-purity sulfuric acid, the concentrated sulfuric acid solution can be reused as it is. A part of the concentrated sulfuric acid solution may be reused. Sulfuric acid waste liquor requiring high purity is transferred to a subsequent distillation section.

第2蒸留部2−2の後段には、第3蒸留部2−3が接続されている。
真空蒸留部本体31c内の圧力は真空ポンプ35cによって25Torrに減圧調整される。真空蒸留部本体31c内の硫酸廃液は、加熱部33cによって硫酸を蒸留可能な温度である230℃に加熱される。
蒸留部本体31cで生成された蒸気は、蒸気排出ライン45cを通じて凝縮器34cに導入され、凝縮液が得られる。凝縮液は凝縮液排出ライン47cから排出され、その他のガス成分は、排気ライン46cを通じて真空ポンプ35cで排気される。凝縮液は、蒸留によって蒸発した硫酸が凝縮したものであり、96質量%の硫酸濃度を有している。また、高沸点の不純物物質は、蒸留部本体31b内の塔底液に残存しており、凝縮液は高純度な硫酸溶液となる。したがって、凝縮液は、高純度の硫酸溶液として再利用することが可能になる。
残存した塔底液(残渣)は、廃液移送ライン37cを通じて移送され、廃棄される。その量は少量であり、廃棄処理も容易に行うことができる。
The third distillation unit 2-3 is connected to the subsequent stage of the second distillation unit 2-2.
The pressure in the vacuum distillation unit main body 31c is reduced to 25 Torr by the vacuum pump 35c. The sulfuric acid waste liquid in the vacuum distillation unit main body 31c is heated to 230 ° C., which is a temperature at which sulfuric acid can be distilled, by the heating unit 33c.
The steam generated in the distillation section main body 31c is introduced into the condenser 34c through the steam discharge line 45c to obtain a condensate. The condensate is discharged from the condensate discharge line 47c, and the other gas components are exhausted by the vacuum pump 35c through the exhaust line 46c. The condensate is a condensation of sulfuric acid evaporated by distillation, and has a sulfuric acid concentration of 96% by mass. Moreover, the high boiling point impurity substance remains in the column bottom liquid in the distillation part main body 31b, and the condensate becomes a high-purity sulfuric acid solution. Therefore, the condensate can be reused as a high-purity sulfuric acid solution.
The remaining tower bottom liquid (residue) is transferred through the waste liquid transfer line 37c and discarded. The amount is small and can be easily disposed of.

(実施形態4)
次に、熱分解気液分離部100および蒸留部200を備える処理システム全体について図4に基づいて説明する。
処理システムは、SPM廃液(以下硫酸廃液という)が導入される廃液タンク110を有し、廃液タンク110に一端が接続された廃液供給ライン111の他端が熱分解気液分離部100の熱分解気液分離部本体101に接続されている。廃液供給ライン111には、送液ポンプ112、バルブ113、加熱器114が上流側から下流側にかけてこの順に介設されている。加熱器114は、スチームが供給されてスチームと硫酸廃液との間で熱交換をする。
また、廃液供給ライン111には、廃液供給ライン111を流れる硫酸廃液の流量を検知して、バルブ113の開度を制御する流量指示調節計115が設けられている。さらに、廃液供給ライン111には、廃液供給ライン111を流れる硫酸廃液の液温を加熱器114の下流側で検知して、加熱器114に供給するスチームの流量を調整するバルブ116の開度を制御する温度指示調節計117が設けられている。
(Embodiment 4)
Next, the whole processing system provided with the pyrolysis gas-liquid separation part 100 and the distillation part 200 is demonstrated based on FIG.
The treatment system has a waste liquid tank 110 into which SPM waste liquid (hereinafter referred to as sulfuric acid waste liquid) is introduced, and the other end of the waste liquid supply line 111 connected to one end of the waste liquid tank 110 is the thermal decomposition of the pyrolysis gas-liquid separation unit 100. The gas-liquid separator main body 101 is connected. In the waste liquid supply line 111, a liquid feed pump 112, a valve 113, and a heater 114 are interposed in this order from the upstream side to the downstream side. The heater 114 is supplied with steam and exchanges heat between the steam and the sulfuric acid waste liquid.
The waste liquid supply line 111 is provided with a flow rate indicating controller 115 that detects the flow rate of the sulfuric acid waste liquid flowing through the waste liquid supply line 111 and controls the opening degree of the valve 113. Further, the waste liquid supply line 111 detects the temperature of the sulfuric acid waste liquid flowing through the waste liquid supply line 111 on the downstream side of the heater 114 and adjusts the opening degree of the valve 116 for adjusting the flow rate of steam supplied to the heater 114. A temperature indicating controller 117 to be controlled is provided.

熱分解気液分離部本体101の塔頂には、バルブ121を介設したガス排出ライン120が接続され、ガス排出ライン120の他端に凝縮器123が接続されている。なお、熱分解気液分離部本体101には、熱分解気液分離部本体101内部の圧力を測定し、バルブ121の開度を調整する圧力指示調節計122が設けられている。
凝縮器123では冷却水(CW)とガスとの間で熱交換が行われる。凝縮器123には、凝縮液排出ライン124と分離排ガスライン125とが接続されている。凝縮液排出ライン124は、凝縮液タンク240に接続され、分離排ガスライン125は、空気供給ライン126が合流して、混合ガス排気ライン127に接続されており、混合ガス排気ライン127を通して混合ガスを大気に放出(ベント)する。
A gas discharge line 120 provided with a valve 121 is connected to the top of the pyrolysis gas-liquid separation unit main body 101, and a condenser 123 is connected to the other end of the gas discharge line 120. The pyrolysis gas-liquid separation unit main body 101 is provided with a pressure indicating controller 122 that measures the pressure inside the pyrolysis gas-liquid separation unit main body 101 and adjusts the opening degree of the valve 121.
In the condenser 123, heat exchange is performed between the cooling water (CW) and the gas. A condensate discharge line 124 and a separated exhaust gas line 125 are connected to the condenser 123. The condensate discharge line 124 is connected to the condensate tank 240, and the separation exhaust gas line 125 is connected to the mixed gas exhaust line 127 by joining the air supply line 126, and the mixed gas is discharged through the mixed gas exhaust line 127. Release into the atmosphere (vent).

熱分解気液分離部本体101には、バルブ103を介設した廃液排出ライン102が接続されており、廃液排出ライン102の他端は蒸留部200側に接続されている。
熱分解気液分離部本体101には、内部の硫酸廃液の液面を検知してバルブ103の開度を調整する液面指示調節計104が設けられている。
上記各構成によって熱分解気液分離部100が構成されている。
A waste liquid discharge line 102 provided with a valve 103 is connected to the pyrolysis gas-liquid separation unit main body 101, and the other end of the waste liquid discharge line 102 is connected to the distillation unit 200 side.
The pyrolysis gas-liquid separation unit main body 101 is provided with a liquid level indicating controller 104 that detects the liquid level of the sulfuric acid waste liquid inside and adjusts the opening degree of the valve 103.
The thermal decomposition gas-liquid separation part 100 is comprised by each said structure.

蒸留部200では、棚段202を有する蒸留部本体201を有しており、廃液排出ライン102が接続されている。
蒸留部本体202の塔底には、蒸留用加熱循環ライン203の一端が接続され、他端が蒸留部本体202の下方部に接続されている。蒸留用加熱循環ライン203には、循環ポンプ(図示しない)、リボイラ204が上流側から下流側にかけてこの順に介設されている。リボイラ204には、スチームが供給されるスチーム供給ラインが熱交換可能に接続されており、スチーム供給ラインには、バルブ205が介設されている。
蒸留部本体201の貯液位置には、蒸留部本体201内の硫酸廃液の液温を検知してバルブ205の開度を調節する温度指示調節計206が接続されている。
The distillation unit 200 includes a distillation unit main body 201 having a shelf 202, and a waste liquid discharge line 102 is connected thereto.
One end of a heating circulation line 203 for distillation is connected to the tower bottom of the distillation section main body 202, and the other end is connected to a lower portion of the distillation section main body 202. The distillation heating circulation line 203 is provided with a circulation pump (not shown) and a reboiler 204 in this order from the upstream side to the downstream side. A steam supply line to which steam is supplied is connected to the reboiler 204 so that heat can be exchanged, and a valve 205 is interposed in the steam supply line.
Connected to the liquid storage position of the distillation unit main body 201 is a temperature indicating controller 206 that detects the temperature of the sulfuric acid waste liquid in the distillation unit main body 201 and adjusts the opening of the valve 205.

蒸留部本体201の塔頂に蒸気排出ライン210が接続され、蒸気排出ライン210の他端は凝縮器211に接続されている。凝縮器211には、上方に伸長する排気ライン213を介して真空ポンプ214が接続されている。凝縮器211は冷却液(CW)と蒸気との間で熱交換して凝縮液を得る。凝縮器211の排液側には、凝縮液排出ライン212が接続されており、凝縮液排出ライン212は凝縮液タンク240が接続されている。凝縮液タンク240には、ポンプ242を介設した凝縮液排液ライン241が接続されており、凝縮液タンク240内の凝縮液は、ポンプ242によって凝縮液排液ライン241を通じて系外に排液される。排気ライン213は、真空ポンプ214の下流側で混合ガス排気ライン127に合流している。   A steam discharge line 210 is connected to the top of the distillation unit main body 201, and the other end of the steam discharge line 210 is connected to a condenser 211. A vacuum pump 214 is connected to the condenser 211 via an exhaust line 213 extending upward. The condenser 211 obtains a condensate by exchanging heat between the coolant (CW) and the steam. A condensate discharge line 212 is connected to the drain side of the condenser 211, and a condensate tank 240 is connected to the condensate discharge line 212. A condensate drain line 241 is connected to the condensate tank 240 via a pump 242, and the condensate in the condensate tank 240 is drained out of the system through the condensate drain line 241 by the pump 242. Is done. The exhaust line 213 joins the mixed gas exhaust line 127 on the downstream side of the vacuum pump 214.

蒸留部本体202の塔底には、濃縮液移送ライン220が接続されている。濃縮液移送ライン220には、移送ポンプ221、バルブ222、冷却器224が上流側から下流側にかけてこの順に介設されており、濃縮液移送ライン220の下流端は、濃縮液タンク230に接続されている。濃縮液タンク230には、ポンプ232を介設した濃縮液排液ライン231が接続されている。
また、蒸留部本体202の貯液位置には、蒸留部本体202内の硫酸廃液の液面の検知を行い、バルブ222の開度を調整する液面指示調節計223が設けられている。
A concentrated liquid transfer line 220 is connected to the bottom of the distillation section main body 202. The concentrate transfer line 220 is provided with a transfer pump 221, a valve 222, and a cooler 224 in this order from the upstream side to the downstream side. The downstream end of the concentrate transfer line 220 is connected to the concentrate tank 230. ing. A concentrated liquid drain line 231 is connected to the concentrated liquid tank 230 via a pump 232.
In addition, a liquid level indicating controller 223 that detects the level of sulfuric acid waste liquid in the distillation unit main body 202 and adjusts the opening degree of the valve 222 is provided at the liquid storage position of the distillation unit main body 202.

次に、上記硫酸廃液処理装置の動作について説明する。
SPM廃液(以下硫酸廃液という)は、廃液タンク110に導入され、送液ポンプ112で廃液供給ライン111を通じて熱分解気液分離部本体101に供給される。この際に、廃液供給ライン111を流れる硫酸廃液は流量指示調節計115で流量が検知され、流量指示調節計115は所定の流量が得られるようにバルブ113の開度を調整する制御を行う。また、廃液供給ライン111を流れる硫酸廃液は、加熱器114で加熱され、加熱された硫酸廃液は、温度指示調節計117で液温が検知される。温度指示調節計117は、加熱器114で加熱された硫酸廃液が所定の液温となるように、加熱器114に供給するスチームの流量をバルブ116の開度によって調整する制御を行う。この加熱によって硫酸廃液は150℃〜180℃かつ沸点未満(例えば沸点より10℃以上低い温度)の温度となる。
Next, the operation of the sulfuric acid waste liquid treatment apparatus will be described.
SPM waste liquid (hereinafter referred to as sulfuric acid waste liquid) is introduced into a waste liquid tank 110 and supplied to a pyrolysis gas-liquid separation unit main body 101 through a waste liquid supply line 111 by a liquid feed pump 112. At this time, the flow rate of the sulfuric acid waste liquid flowing through the waste liquid supply line 111 is detected by the flow rate indicating controller 115, and the flow rate indicating controller 115 performs control to adjust the opening of the valve 113 so that a predetermined flow rate is obtained. Further, the sulfuric acid waste liquid flowing through the waste liquid supply line 111 is heated by the heater 114, and the temperature of the heated sulfuric acid waste liquid is detected by the temperature indicating controller 117. The temperature indicating controller 117 performs control to adjust the flow rate of steam supplied to the heater 114 according to the opening degree of the valve 116 so that the sulfuric acid waste liquid heated by the heater 114 has a predetermined liquid temperature. By this heating, the sulfuric acid waste liquid becomes a temperature of 150 ° C. to 180 ° C. and lower than the boiling point (for example, a temperature lower than the boiling point by 10 ° C. or more).

加熱された硫酸廃液は熱分解気液分離部本体101内に導入される。熱分解気液分離部本体101内では過酸化水素が熱分解され、分解ガスは気液分離される。熱分解気液分離部本体101内の液深を0.7以上が望ましく、1.0以上が一層望ましい。熱分解気液分離部本体101内では、ガス空塔速度は7mm/秒以下、液空塔速度は5.5mm/秒以下が望ましい。   The heated sulfuric acid waste liquid is introduced into the pyrolysis gas-liquid separation unit main body 101. In the pyrolysis gas-liquid separation unit main body 101, hydrogen peroxide is thermally decomposed, and the decomposition gas is gas-liquid separated. The liquid depth in the pyrolysis gas-liquid separation unit main body 101 is desirably 0.7 or more, and more desirably 1.0 or more. In the pyrolysis gas-liquid separation part main body 101, the gas superficial velocity is preferably 7 mm / second or less, and the liquid superficial velocity is preferably 5.5 mm / second or less.

硫酸廃液から分離された分解ガスを含むガスは、ガス排出ライン120を通じて排出され、凝縮器123で冷却されて凝縮液が得られる。
この際に熱分解気液分離部本体101の圧力は、圧力指示調節計122で検知されており、熱分解気液分離部本体101内が所定圧力に維持されるようにバルブ121の開度を調整する制御を行う。所定圧力としては0.2MPa以下で設定されることが好ましい。
凝縮液は、凝縮液環流ライン124を通して凝縮液タンク240に貯留される。
凝縮器123で冷却されたガスは、ガス排出ライン125を通じて排出され、空気供給ライン126から供給される空気が混合されて希釈、冷却され、混合ガス排気ライン127を通して大気中に排出(ベント)される。
The gas containing the cracked gas separated from the sulfuric acid waste liquid is discharged through the gas discharge line 120 and cooled by the condenser 123 to obtain a condensed liquid.
At this time, the pressure of the pyrolysis gas-liquid separation unit main body 101 is detected by the pressure indicating controller 122, and the opening degree of the valve 121 is adjusted so that the inside of the pyrolysis gas-liquid separation unit main body 101 is maintained at a predetermined pressure. Control to adjust. The predetermined pressure is preferably set to 0.2 MPa or less.
The condensate is stored in the condensate tank 240 through the condensate circulation line 124.
The gas cooled by the condenser 123 is discharged through the gas discharge line 125, the air supplied from the air supply line 126 is mixed and diluted and cooled, and is discharged (vented) into the atmosphere through the mixed gas exhaust line 127. The

過酸化水素を熱分解して分解ガスを分離した硫酸廃液は、廃液排出ライン102を通じて蒸留部200側に導入される。この際に、熱分解気液分離部本体101内の液面が液面指示調節計104で検知されており、液面指示調節計104は硫酸廃液が所定の液面となるように、バルブ103の開度を調整する制御を行なう。   The sulfuric acid waste liquid obtained by thermally decomposing hydrogen peroxide and separating the decomposition gas is introduced to the distillation unit 200 side through the waste liquid discharge line 102. At this time, the liquid level in the pyrolysis gas-liquid separation unit main body 101 is detected by the liquid level indicating controller 104, and the liquid level indicating controller 104 controls the valve 103 so that the sulfuric acid waste liquid becomes a predetermined liquid level. The control which adjusts the opening degree of is performed.

硫酸廃液は廃液排出ライン102を通じて蒸留部200の蒸留部本体201に供給される。蒸留部本体201は、真空ポンプ214によって100〜350Torrに減圧される。真空蒸留部本体201内の硫酸廃液は、蒸留用加熱循環ライン203を通じて循環され、リボイラ204で蒸留可能な温度である180℃以上に加熱される。この際に、蒸留部本体201内の硫酸廃液は温度指示調節計206で液温が検知されており、温度指示調節計206は前記液温が所定の温度となるようにリボイラ204にスチームを供給するバルブ205の開度を調整する制御を行う。
蒸留部本体201で生成された蒸気は、蒸気排出ライン210を通じて凝縮器211に導入され、凝縮液が得られる。凝縮液は凝縮液排出ライン212から排出され凝縮液タンク240に貯留される。その他のガス成分は、排気ライン213を通じて真空ポンプ214によって混合ガス排気ライン127に送られてベントされる。
The sulfuric acid waste liquid is supplied to the distillation section main body 201 of the distillation section 200 through the waste liquid discharge line 102. The distillation unit main body 201 is decompressed to 100 to 350 Torr by the vacuum pump 214. The sulfuric acid waste liquid in the vacuum distillation unit main body 201 is circulated through the distillation heating circulation line 203 and heated to 180 ° C. or higher, which is a temperature at which the reboiler 204 can be distilled. At this time, the temperature of the sulfuric acid waste liquid in the distillation unit main body 201 is detected by the temperature indicating controller 206, and the temperature indicating controller 206 supplies steam to the reboiler 204 so that the liquid temperature becomes a predetermined temperature. The control which adjusts the opening degree of the valve | bulb 205 to perform is performed.
The steam generated in the distillation unit main body 201 is introduced into the condenser 211 through the steam discharge line 210 to obtain a condensate. The condensate is discharged from the condensate discharge line 212 and stored in the condensate tank 240. Other gas components are sent to the mixed gas exhaust line 127 by the vacuum pump 214 through the exhaust line 213 and vented.

蒸留部本体201の塔底液は、蒸留の進行に従って硫酸が濃縮され、硫酸濃度80質量%以上に濃縮される。濃縮された濃縮液は、移送ポンプ221により濃縮液移送ライン220を通じて移送される。この際に、蒸留部本体201の液面は液面指示調節計223で検知されており、液面指示調節計223は液面が所定レベルとなるようにバルブ222の開度を調整する制御を行う。
濃縮液移送ライン220を移送される濃縮液は、冷却器224で冷却水(CW)によって冷却され、濃縮液タンク230に収容される。その後、濃縮液タンク230内の濃縮液は、必要に応じてポンプ232によって濃縮液排液ライン231を通じて系外に排液される。
In the column bottom liquid of the distillation unit main body 201, sulfuric acid is concentrated as the distillation proceeds, and the sulfuric acid concentration is concentrated to 80% by mass or more. The concentrated concentrate is transferred through the concentrate transfer line 220 by the transfer pump 221. At this time, the liquid level of the distillation unit main body 201 is detected by the liquid level indicating controller 223, and the liquid level indicating controller 223 performs control for adjusting the opening degree of the valve 222 so that the liquid level becomes a predetermined level. Do.
The concentrated liquid transferred through the concentrated liquid transfer line 220 is cooled by cooling water (CW) in the cooler 224 and is stored in the concentrated liquid tank 230. Thereafter, the concentrate in the concentrate tank 230 is drained out of the system through the concentrate drain line 231 by the pump 232 as necessary.

以上、本発明について上記各実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は、上記実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りは適宜の変更が可能である。   As described above, the present invention has been described based on the above embodiments, but the present invention is not limited to the contents of the above embodiments, and appropriate modifications can be made without departing from the scope of the present invention. is there.

次に、本発明の実施例を比較例と対比しつつ説明する。
[実施例1]
硫酸濃度70質量%、過酸化水素濃度2.0質量%のSPM廃液を、60m/dayの流量で図5に示す熱分解気液分離部を用いて24時間連続で処理した。
熱分解気液分離部は、塔頂および塔底がそれぞれ外方に凸状の曲面に形成され、その間が円筒部で構成された中空の熱分解気液分離部本体を有している。熱分解気液分離部本体の円筒部の内径は、1600mm、円筒部の高さは3360mmであり、そのうち、SPMの廃液で満たされる円筒部における液相深さは1120mm、円筒部における気相部分の高さは2240mmである。
なお、運転温度は150℃、熱分解気液分離部本体内の圧力は常圧とした。
Next, examples of the present invention will be described in comparison with comparative examples.
[Example 1]
An SPM waste liquid having a sulfuric acid concentration of 70% by mass and a hydrogen peroxide concentration of 2.0% by mass was treated continuously for 24 hours at a flow rate of 60 m 3 / day using the pyrolysis gas-liquid separation unit shown in FIG.
The pyrolysis gas-liquid separation part has a hollow pyrolysis gas-liquid separation part main body in which the tower top and the tower bottom are each formed into an outwardly convex curved surface, and between them is a cylindrical part. The inner diameter of the cylindrical part of the pyrolysis gas-liquid separation part main body is 1600 mm, the height of the cylindrical part is 3360 mm, of which the liquid phase depth in the cylindrical part filled with the waste liquid of SPM is 1120 mm, and the gas phase part in the cylindrical part Is 2240 mm in height.
The operating temperature was 150 ° C., and the pressure in the pyrolysis gas-liquid separation unit main body was normal pressure.

上記過酸化水素の熱分解により発生する酸素ガスの流量は26.4Nm/hであり、ガス空塔速度は、5.6mm/秒であり、ガス空塔速度の好ましい上限値である7mm/秒の約80%であった。
また、リボイラによる廃液の循環回数が5回であったとすると、廃液の液空塔速度は、2.2mm/秒であり、液空塔速度の好ましい上限値である5.5mm/秒の約40%であった。
熱分解気液分離部本体における廃液の滞留時間は54分であり、過酸化水素の分解率は100%であった。また、廃液側へのガスの同伴はほとんどなく、ガスの分離効率はほぼ100%であった。
The flow rate of oxygen gas generated by the thermal decomposition of hydrogen peroxide is 26.4 Nm 3 / h, the gas superficial velocity is 5.6 mm / sec, which is a preferable upper limit of the gas superficial velocity of 7 mm / About 80% of the second.
If the number of circulation times of the waste liquid by the reboiler is five, the liquid superficial velocity of the waste liquid is 2.2 mm / second, which is about 40 of 5.5 mm / second, which is a preferable upper limit of the liquid superficial velocity. %Met.
The residence time of the waste liquid in the pyrolysis gas-liquid separation part main body was 54 minutes, and the decomposition rate of hydrogen peroxide was 100%. Further, there was almost no gas accompanying the waste liquid side, and the gas separation efficiency was almost 100%.

[比較例1]
実施例1と同じ組成を有するSPM廃液を150℃に加熱した後に、テフロン(登録商標)製の気液分離膜を用いて気液分離を行った。気液分離膜に供給する際の廃液の流量は1L/分とした。その結果、ガスの分離効率は95%であった。また、2.5m/時の流量の廃液を処理するためには、必要となる気液分離膜の面積が過大となり、工業規模で処理を行う装置としては実用性に乏しいことが分かった。
[Comparative Example 1]
After heating the SPM waste liquid having the same composition as in Example 1 to 150 ° C., gas-liquid separation was performed using a gas-liquid separation membrane made of Teflon (registered trademark). The flow rate of the waste liquid when supplying to the gas-liquid separation membrane was 1 L / min. As a result, the gas separation efficiency was 95%. In addition, it was found that the area of the gas-liquid separation membrane required for treating the waste liquid at a flow rate of 2.5 m 3 / hour is excessive, so that it is not practical as an apparatus for processing on an industrial scale.

(実施例2)
図1に示す実施形態において、蒸留部本体31内の運転圧を変えてプロセス計算を行った。結果を表1に示した。
350torr以下の運転圧にすれば硫酸濃度を80質量%以上に濃縮できることがわかる。
(Example 2)
In the embodiment shown in FIG. 1, the process calculation was performed by changing the operation pressure in the distillation unit main body 31. The results are shown in Table 1.
It can be seen that if the operating pressure is 350 torr or less, the sulfuric acid concentration can be concentrated to 80% by mass or more.

Figure 0005954530
Figure 0005954530

(実施例3)
以下に示すSPMの廃液について、図4に示すシステムを用いて処理した。
SPM廃液の組成:硫酸濃度70質量%、過酸化水素濃度2.0質量%
廃液の温度:25℃
廃液の流量:40L/分(2.4m/時)
熱分解気液分解部 温度150℃
蒸留部 温度180℃、圧力350torr
Example 3
The following SPM waste liquid was treated using the system shown in FIG.
Composition of SPM waste liquid: sulfuric acid concentration 70 mass%, hydrogen peroxide concentration 2.0 mass%
Waste liquid temperature: 25 ° C
Waste liquid flow rate: 40 L / min (2.4 m 3 / hr)
Thermal decomposition gas-liquid decomposition part temperature 150 ℃
Distillation section: temperature 180 ° C, pressure 350 torr

この結果、蒸留部本体の塔底から過酸化水素を含まない、硫酸濃度が80質量%以上の液を得ることができ、産業廃棄物業者が容易に引き取ることができる状態となった。   As a result, a liquid containing no hydrogen peroxide and having a sulfuric acid concentration of 80% by mass or more can be obtained from the bottom of the distillation section main body, and the industrial waste contractor can easily take it up.

(比較例2)
実施例3と同様のSPM廃液について、苛性ソーダ水溶液により中和を行い、続いて工業用水により希釈する通常の廃液処理をした。この結果、35質量%苛性ソーダ水溶液で中和するとともに、過酸化水素濃度を0.2質量%以下に下げるために、工業用水で10倍希釈したので、廃液量が原液量の10倍に増加した。
(Comparative Example 2)
About the SPM waste liquid similar to Example 3, neutralization with the caustic soda aqueous solution was performed, and the normal waste liquid process diluted with industrial water was performed subsequently. As a result, while neutralizing with 35% by weight aqueous sodium hydroxide solution and reducing the hydrogen peroxide concentration to 0.2% by weight or less, it was diluted 10 times with industrial water, so the amount of waste liquid increased to 10 times the amount of the stock solution. .

1 熱分解気液分離部
1a 熱分解気液分離部
2 蒸留部
2a 蒸留部
2−1第1蒸留部
2−2第2蒸留部
2−3第3蒸留部
10 熱分解気液分離部本体
11 熱分解用加熱循環ライン
12 リボイラ
29 空気供給ライン
30 オゾン分解反応器
31 蒸留部本体
32 蒸留用加熱循環ライン
33 リボイラ
34 凝縮器
35 真空ポンプ
48 熱分解気液分離部本体
49 加熱器
52 予熱器
63 空気供給ライン
64 蒸留部本体
66 蒸気圧縮機
100 熱分解気液分離部
101 熱分解気液分離部本体
114 加熱器
200 蒸留部
201 蒸留部本体
203 蒸留用加熱循環ライン
204 リボイラ
214 凝縮器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Thermal decomposition gas-liquid separation part 1a Thermal decomposition gas-liquid separation part 2 Distillation part 2a Distillation part 2-1 1st distillation part 2-2 2nd distillation part 2-3 3rd distillation part 10 Pyrolysis gas-liquid separation part main body 11 Thermal decomposition heating circulation line 12 Reboiler 29 Air supply line 30 Ozone decomposition reactor 31 Distillation unit body 32 Distillation heating circulation line 33 Reboiler 34 Condenser 35 Vacuum pump 48 Pyrolysis gas-liquid separation unit main body 49 Heater 52 Preheater 63 Air supply line 64 Distillation unit body 66 Steam compressor 100 Pyrolysis gas-liquid separation unit 101 Pyrolysis gas-liquid separation unit body 114 Heater 200 Distillation unit 201 Distillation unit body 203 Distillation heating circulation line 204 Reboiler 214 Condenser

Claims (11)

過酸化水素を含む硫酸廃液を加熱する熱分解用加熱部を備えるとともに、前記熱分解用加熱部による加熱によって前記硫酸廃液に含まれる前記過酸化水素を熱分解し、前記熱分解によって発生する分解ガスを含むガスを前記硫酸廃液から分離する熱分解気液分離部と、
前記熱分解気液分離部で前記ガスの分離を行った前記硫酸廃液を加熱する蒸留用加熱部を備えるとともに、前記蒸留用加熱部で加熱された前記硫酸廃液を減圧下で蒸留する蒸留部と、を有し、
前記熱分解用加熱部は、過酸化水素を含む前記硫酸廃液を沸騰しない温度でかつ150℃以上の温度に加熱するものであり、
前記熱分解気液分離部は、減圧を行うことなく前記ガスの分離を行うものであり、
前記熱分解気液分離部は、前記硫酸廃液が滞留して気液分離が行われる熱分解気液分離部本体を有し、さらに該熱分解気液分離部本体内の前記硫酸廃液の一部を取り出して、加熱後、前記熱分解気液分離部本体内に戻す熱分解用加熱循環ラインを有し、
前記熱分解用加熱循環ラインに前記熱分解用加熱部が介設されていることを特徴とする硫酸廃液処理装置。
A thermal decomposition heating unit that heats the sulfuric acid waste liquid containing hydrogen peroxide is decomposed, and the hydrogen peroxide contained in the sulfuric acid waste liquid is thermally decomposed by heating by the thermal decomposition heating unit. A pyrolysis gas-liquid separation unit for separating a gas-containing gas from the sulfuric acid waste liquid;
A distillation unit for heating the sulfuric acid waste liquid separated in the pyrolysis gas-liquid separation unit to heat the sulfuric acid waste liquid, and distilling the sulfuric acid waste liquid heated by the distillation heating unit under reduced pressure; Have
The heating section for thermal decomposition heats the sulfuric acid waste liquid containing hydrogen peroxide to a temperature not boiling and to a temperature of 150 ° C. or higher.
The pyrolysis gas-liquid separation unit separates the gas without reducing pressure,
The pyrolysis gas-liquid separation unit has a pyrolysis gas-liquid separation unit main body in which the sulfuric acid waste liquid stays and gas-liquid separation is performed, and a part of the sulfuric acid waste liquid in the pyrolysis gas-liquid separation unit main body And having a heating circulation line for thermal decomposition that returns to the main body of the thermal decomposition gas-liquid separation part after heating,
The sulfuric acid waste liquid treatment apparatus, wherein the thermal decomposition heating section is interposed in the thermal decomposition heating circulation line.
前記熱分解気液分離部のガス排出側に気液分離凝縮器が接続されており、該気液分離凝縮器の凝縮液を前記熱分解気液分離部に環流する凝縮液環流ラインを備えることを特徴とする請求項1に記載の硫酸廃液処理装置。   A gas-liquid separation condenser is connected to the gas discharge side of the pyrolysis gas-liquid separation section, and a condensate circulation line for circulating the condensate of the gas-liquid separation condenser to the pyrolysis gas-liquid separation section is provided. The sulfuric acid waste liquid treatment apparatus according to claim 1. 前記蒸留部は、前記硫酸廃液の蒸発が行われる蒸留部本体と、該蒸留部本体内を減圧する減圧部と、前記蒸留部本体で蒸発した蒸気を凝縮する凝縮部とを有することを特徴とする請求項1または2に記載の硫酸廃液処理装置。   The distillation section has a distillation section main body in which the sulfuric acid waste liquid is evaporated, a decompression section for decompressing the inside of the distillation section main body, and a condensing section for condensing vapor evaporated in the distillation section main body. The sulfuric acid waste liquid treatment apparatus according to claim 1 or 2. 前記蒸留部本体が棚段を有するものであることを特徴とする請求項3記載の硫酸廃液処理装置。   4. The sulfuric acid waste liquid treatment apparatus according to claim 3, wherein the distillation section main body has a shelf. 前記蒸留部は、前記蒸留用加熱部による前記硫酸廃液の加熱によって発生する蒸気を断熱圧縮して凝縮液を得る断熱圧縮部を有し、
前記蒸留用加熱部は、前記凝縮液の顕熱を熱源の一部または全部とすることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の硫酸廃液処理装置。
The distillation section has an adiabatic compression section that adiabatically compresses steam generated by heating the sulfuric acid waste liquid by the distillation heating section to obtain a condensate,
The sulfuric acid waste liquid treatment apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the heating unit for distillation uses sensible heat of the condensate as a part or all of a heat source.
前記蒸留部により濃縮された硫酸廃液の顕熱によって前記熱分解気液分離部で加熱される前記硫酸廃液を予熱する予熱部を備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の硫酸廃液処理装置。   The preheating part which preheats the said sulfuric acid waste liquid heated by the said pyrolysis gas-liquid separation part by the sensible heat of the sulfuric acid waste liquid concentrated by the said distillation part is provided in any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. The sulfuric acid waste liquid treatment apparatus as described. 前記熱分解気液分離部で分離されて該熱分解気液分離部から排出された前記ガスに空気を混合して前記ガスを希釈するガス希釈部を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の硫酸廃液処理装置。   7. A gas dilution part for diluting the gas by mixing air with the gas separated by the pyrolysis gas-liquid separation part and discharged from the pyrolysis gas-liquid separation part. The sulfuric acid waste liquid processing apparatus of any one of these. 前記蒸留部を多段に備え、前段側の蒸留部で蒸留によって気相中の硫酸蒸気濃度が低減された前記硫酸廃液を、後段側の蒸留部で蒸留してさらに濃縮された前記硫酸廃液を得ることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の硫酸廃液処理装置。   The distillation section is provided in multiple stages, and the sulfuric acid waste liquid in which the concentration of sulfuric acid vapor in the gas phase is reduced by distillation in the distillation section on the front stage side is distilled in the distillation section on the rear stage side to obtain the concentrated sulfuric acid waste liquid. The sulfuric acid waste liquid treatment apparatus according to any one of claims 1 to 7. 過酸化水素を含む硫酸廃液を沸騰させることなく、150℃以上の温度に加熱して前記硫酸廃液中の過酸化水素を熱分解しつつ、前記熱分解により生成された分解ガスを含むガスを減圧することなく前記硫酸廃液から気液分離する熱分解気液分離工程と、
前記ガスが分離された前記硫酸廃液を加熱して減圧下で蒸留し、前記硫酸廃液を濃縮する蒸留工程と、を有し、
前記熱分解気液分離工程では、前記硫酸廃液が滞留して気液分離が行われ、さらに該熱分解気液分離部本体内の前記硫酸廃液の一部を取り出して、加熱後、前記熱分解気液分離部本体内に戻すことを特徴とする硫酸廃液処理方法。
Without boiling the sulfuric acid waste solution containing hydrogen peroxide, heat the hydrogen peroxide in the sulfuric acid waste solution by heating to a temperature of 150 ° C. or higher, and decompress the gas containing the decomposition gas generated by the thermal decomposition. A pyrolysis gas-liquid separation step for gas-liquid separation from the sulfuric acid waste liquid without
The sulfuric acid waste liquid from which the gas has been separated is heated and distilled under reduced pressure, and the sulfuric acid waste liquid is concentrated.
In the pyrolysis gas-liquid separation step, the sulfuric acid waste liquid stays and gas-liquid separation is performed. Further, a part of the sulfuric acid waste liquid in the main body of the pyrolysis gas-liquid separation unit is taken out, heated, and then decomposed. A method for treating a sulfuric acid waste liquid, wherein the sulfuric acid waste liquid is returned to the body of the gas-liquid separator.
前記蒸留工程では、250〜350Torrの減圧下で前記蒸留を行うことを特徴とする請求項9に記載の硫酸廃液処理方法。   The sulfuric acid waste liquid treatment method according to claim 9, wherein in the distillation step, the distillation is performed under a reduced pressure of 250 to 350 Torr. 前記蒸留工程によって、前記硫酸廃液を硫酸濃度80質量%以上96質量%以下に濃縮することを特徴とする請求項9または10のいずれか1項に記載の硫酸廃液処理方法。   11. The sulfuric acid waste liquid treatment method according to claim 9, wherein the sulfuric acid waste liquid is concentrated to a sulfuric acid concentration of 80% by mass or more and 96% by mass or less by the distillation step.
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