JP6436004B2 - 濃硫酸タンク - Google Patents

Description

本発明は、濃硫酸タンクに関するものである。

例えば、高圧酸浸出（以下、「ＨＰＡＬ」ともいう）技術を用いた低品位ニッケル酸化鉱石の湿式製錬においては、濃度９８％程度の濃硫酸が必要不可欠であり、製錬所の中には、それを貯蔵する濃硫酸タンクが備えられている。この濃硫酸は、例えばタンクローリーで運搬され、タンクローリーからポンプを使用して濃硫酸タンク（以下、単に「タンク」ともいう）に送液して貯蔵している。

タンクの材質としては、濃硫酸への耐食性に優れた炭素鋼が使用されている。また、このタンクには、内部に濃硫酸を供給するための配管（以下、「インレット配管」という）が、タンク上部の側壁付近に設置され、タンクの内部に向けて挿入されている。

タンクの内部に挿入されるインレット配管としては、濃硫酸が流出する開口端部がタンクの側壁に向けて曲げられた形状となっているものがあり、送液された濃硫酸がタンクの側壁に向かって流入される。このようにタンクの側壁に向けて濃硫酸が流入されるようにすることで、その濃硫酸の送液時における飛散を防いでいる。

このようなインレット配管を備えたタンクにおいては、濃硫酸による腐食を抑えるために、タンク側壁にプレート（以下、「ダブラープレート」という）を溶接し、予めそのタンク側壁部分が二重になるように構成して、タンクの穴あきを防いでいる。ダブラープレートを設ける目的としては、濃硫酸の液面レベルに依存されず硫酸が飛散する範囲を特定して、そのダブラープレートによってタンクの寿命を延ばすことである。

しかしながら、送液される濃硫酸の飛散を直接受けるタンクの側壁では、常に濃硫酸で満たされている状態では無く、タンクの内部に滞留している空気と接触することで空気中の水分を吸収し希硫酸（濃度８０質量％以下）になる等、硫酸濃度の変動が大きい。例えば炭素鋼は、濃硫酸には優れた耐食性を有するものの、希硫酸には耐食性がなく腐食を生じさせる。また、タンクの使用年数が、例えば８年以上の長期に及ぶと、タンク側壁にダブラープレートを溶接していても、上述した硫酸濃度の変動による腐食が次第に進行し、最終的にはそのタンク側壁に穴が開いて、濃硫酸の漏れを引き起こす可能性もある。また、形成された穴の位置によっては、濃硫酸がタンクから噴出する可能性もある。

さらに、タンク側壁に開いた穴に対して補修作業を行う場合においても、先ずはタンク内部の濃硫酸を全て抜き、内部の掃除を行い、タンクの補修に伴うタンク内部の足場の仮設が必要となる。その結果、タンクを長期間使用することができなくなり、対応策として仮のタンクを準備しなければならない等、工場の操業に大きな影響と支出をもたらす。

タンクの補修作業を外部から行うことも可能ではあるが、以下の問題点が挙げられる。
（１）肉盛溶接で補修した場合、濃硫酸や不純物の拭き取りが不十分であることによる不純物の溶存により、溶接不良が発生し、腐食が再発する。
（２）外壁への当板溶接で補修した場合、外壁と当板との隙間に濃硫酸が侵入し、侵入した濃硫酸が希硫酸となって、当板及びタンク側壁の腐食が比較的早い速度で進行する。

このような問題から、濃硫酸タンクにおいては、これまで効果的な補修ができなかった。したがって、濃硫酸タンクの側壁において、直接的に腐食を防いで、濃硫酸の漏れを防止する方法が採られており、例えば次のような方法が行われてきた。

［１］耐食性を高めるために、タンク側壁の濃硫酸が飛散する箇所に、高価な材料からなる板張りを取付ける。
［２］タンク内壁に濃硫酸に耐食性を有するライニングを施す。

しかしながら、これらの方法には次のような問題点があった。すなわち、タンク側壁の飛散箇所に高価な材料の板張りを取付けたり、タンク内壁にライニングを施したりする場合において、例えば、濃硫酸及び希硫酸に耐食性のあるタンタルのような材料を用いることが考えられるが、濃硫酸が飛散する範囲は広範囲に渡るため、高価なタンタルを使用すると、費用対効果の観点から実用的ではなくなる。

また、既設タンクに上述した方法を実施するにあたっても、同様にして、先ずはタンク内の濃硫酸を抜き取り、タンク内部の掃除を行い、タンク内部における足場の仮設が必要となり、結果としてタンクを長期間使用することができなくなり、対応策として仮タンクを準備しなければならない等、工場の操業効率に大きな影響と支出をもたらす。

例えば、特許文献１には、鋼板製の濃硫酸タンクにおいて、タンク内部を乾燥空気で充満し、且つタンク内を大気圧以上に維持することにより、外気の侵入を防止して、それによりタンク鋼板の腐食を防止する方法が開示されている。しかしながら、このような方法は、自動供給バルブ、逆止弁付き自動排出バルブ、空気除湿装置（コンプレッサー）等の複雑な機構が必要となり、設置及びメンテナンスに高額な費用が発生する。また、この機構に設けられた計器、空気除湿装置等の故障が発生した場合、タンク内部の圧力異常によるタンクの座屈の発生等のトラブルに繋がる可能性もある。

特開平１１−２６４０８６号公報

本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、タンク本体の腐食を効果的に防ぐことができ、設置、点検、及び整備等を容易かつ安価に行うことができ、さらに操業効率の低下を防ぐことができる濃硫酸タンクを提供することを目的とする。

本発明者らは、上述した課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、濃硫酸が流出する配管と、その配管の開口方向に向かった位置にあるタンク本体の側壁との間に、取り外し可能な仕切り板を設けた構成とすることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は以下のものを提供する。

（１）本発明の第１の発明は、濃硫酸を収容するタンク本体と、前記タンク本体の天板を介して垂下され、該タンク本体の内部に位置する開口端部が該タンク本体の側壁に向かって曲げられており、該開口端部にある開口部から前記濃硫酸を該タンク本体に供給するインレット配管と、を備え、前記インレット配管と、該インレット配管の開口端部が向かう開口方向にある前記側壁との間に、取り外し可能な仕切り板が備えられていることを特徴とする濃硫酸タンクである。

（２）本発明の第２の発明は、第１の発明において、前記仕切り板は、前記タンク本体の天板に設けられたフランジ蓋に取り付けられていることを特徴とする濃硫酸タンクである。

（３）本発明の第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記仕切り板は炭素鋼で形成されていることを特徴とする濃硫酸タンクである。

（４）本発明の第４の発明は、第１乃至第３のいずれかの発明において、前記仕切り板の先端部が尖っていることを特徴とする濃硫酸タンクである。

本発明によれば、タンク本体の腐食を効果的に防ぐことができるとともに、設置、点検、及び整備等を容易かつ安価に行うことができる。さらに、従来のタンクのようなメンテナンス時における操業効率の低下を防ぐこともでき、効率的な操業が可能となる。

濃硫酸タンクを一部の構成を示した断面図である。

以下、本発明の具体的な実施形態（以下、「本実施の形態」という）について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で適宜変更が可能である。

本実施の形態に係る濃硫酸タンクは、濃度９８％程度の濃硫酸を貯蔵するタンクであり、例えば、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬において、ＨＰＡＬ法に基づく浸出処理を行う際に使用する硫酸を貯蔵し、また貯蔵した硫酸を供給するタンクである。この濃硫酸タンクにおいては、タンクローリー等で運搬された濃硫酸が、ポンプ等によって、配管を通じてタンク本体内に収容される。なお、濃硫酸の使用用途に関しては、特に限定されない。

図１は、本実施の形態に係る濃硫酸タンクの一部の構成を示した断面図である。この濃硫酸タンク１は、濃硫酸を収容するタンク本体１０と、濃硫酸をタンク本体１０の内部に供給するためのインレット配管１１とを備える。そして、濃硫酸タンク１においては、インレット配管１１の開口部１１ａと、タンク本体１０の内部の所定箇所の側壁１０Ｐとの間に、取り外しが可能な仕切り板１２が備えられていることを特徴としている。

このような濃硫酸タンク１によれば、タンク本体の腐食を効果的に抑え、また、設置、点検、及び整備等が容易かつ安価であり、さらに、操業効率の低下も防ぐことができる。以下、各構成について説明する。

［タンク本体］
タンク本体１０は、当該濃硫酸タンク１の本体を構成するものであり、後述するインレット配管１１を通じて供給された濃硫酸を収容する。タンク本体１０の形状としては、特に限定されないが、例えば円筒形の形状である。また、容積についても、特に限定されず、どのような容積のものであってもよい。

タンク本体１０の上部には、天板１０Ａが設けられており、例えばその天板１０Ａは図１の構成図に示すように傾斜していてもよい。濃硫酸タンク１においては、このタンク本体１０の天板１０Ａを介して、後述するインレット配管１１がタンク本体１０の内部に垂下して設けられている。

ここで、本明細書では、タンク本体１０の内部の側面を「側壁１０Ｗ」といい、後述するように、インレット配管１１から流出する濃硫酸の流出方向にある側壁、すなわち、インレット配管１１の開口部１１ａの開口方向（図１中の矢印Ｘの方向）に向かった延長線上にある側壁１０Ｗの部分を、特に「側壁１０Ｐ」という。このタンク本体１０においては、その側壁１０Ｐに、炭素鋼等により形成されたダブラープレート１３を溶接して設けるようにしてもよい。このようにダブラープレート１３を予備的に設けることによって、タンク本体１０の側壁１０Ｐにおける腐食をより一層に防ぐことができる。

［インレット配管］
インレット配管１１は、タンク本体１０の天板１０Ａを介して垂下して設けられ、濃硫酸を流してタンク本体１０の内部に供給するための配管である。なお、インレット配管１１は、タンクインレットノズル１１Ｎを介して、タンク本体１０に装入される。

このインレット配管１１は、一部が曲がった形状を有している。具体的には、タンク本体１０の内部に位置する開口端部１１Ａにおいて、その開口端部１１Ａにある開口部１１ａの開口方向がタンク本体１０の側壁１０Ｐに向かうように曲げられた形状となっている。このため、濃硫酸は、開口端部１１Ａにある開口部１１ａから、タンク本体１０の底部に向かって直接流出していくのではなく、側壁１０Ｐに向かって流出していく。

このように濃硫酸タンク１では、インレット配管１１を通って供給される濃硫酸が、タンク本体１０の底部に向かって垂直に流し込まれるのではなく、曲げられた開口端部１１Ａにある開口部１１ａから、その側壁１０Ｐに向かって流し込まれてタンク本体１０の内部に供給される。これにより、濃硫酸が、タンク本体１０の底部に垂直に落下供給された場合に生じるような飛散を防ぐことができる。

インレット配管１１は、例えば、円筒形等の一般的な形状を有している。また、インレット配管１１の配管径は、供給する濃硫酸量やタンク本体１０の容積等に応じて適宜設定することができる。また、インレット配管１１の材質としては、特に限定されないが、腐食性に優れた炭素鋼等により構成されていることが好ましい。

［仕切り板］
本実施の形態に係る濃硫酸タンク１においては、インレット配管１１と、そのインレット配管１１の開口端部１１Ａが向かう開口方向にある側壁１０Ｐとの間に、仕切り板１２が設けられていることを特徴としている。そして、この仕切り板１２は、タンク本体１０から取り外し可能なように構成されている。

より具体的に、この仕切り板１２は、インレット配管１１の開口端部１１Ａにある開口部１１ａから流出する濃硫酸の、その開口部１１ａから側壁１０Ｐまでの間の流出経路上に設けられている。したがって、開口部１１ａから流出した濃硫酸は、この仕切り板１２に当たって受け止められることになり、受け止められた濃硫酸はタンク本体１０の側壁１０Ｐに触れることなく、仕切り板１２から滴下してタンク本体１０内に溜められていく。

ここで、濃硫酸タンク１においては、このような仕切り板１２が備えられていることで、濃硫酸をタンク本体１０に受け入れる際に、供給された濃硫酸はその仕切り板１２にのみ当たる。そのため、所定量の濃硫酸の受け入れ終了時には、仕切り板１２にのみ濃硫酸が付着していることになる。仕切り板１２に付着した濃硫酸は、タンク本体１０に溜められている濃硫酸中に滴下していくが、一部はその仕切り板１２に付着したままの状態となる。そして、仕切り板１２に付着したままの濃硫酸は、タンク本体１０に含まれる空気中の水分を吸収していき、次第に濃度が低下して希硫酸となり、仕切り板１２を腐食する。

ところが、濃硫酸の付着は仕切り板１２のみにとどまるため、希硫酸による腐食も仕切り板１２のみとなる。そして、上述したように、仕切り板１２は、取り外し可能なように構成されていることから、希硫酸による腐食で仕切り板１２の厚さが薄くなった時点で、その仕切り板１２を取り外して交換することができる。

このように濃硫酸タンク１では、インレット配管１１と、そのインレット配管１１の開口端部１１Ａが向かう開口方向にある側壁１０Ｐとの間に、取り外しが可能な仕切り板１２が設けられていることにより、タンク本体１０の腐食を効果的に防ぐことができる。また、その仕切り板１２を定期的に取り外すだけの容易なメンテナンス作業が可能となり、従来のようにタンク本体１０の内部の濃硫酸を全て抜き取るといった作業を行うことによる、操業効率の低下を効果的に防ぐことができる。

仕切り板１２について、取り外し可能な構成とする態様については特に限定されない。例えば、その仕切り板１２を、天板１０Ａに設けられたノズル１４の先端にあるフランジ１５のフランジ蓋１５Ａに取り付けて固定し、そのフランジ蓋１５Ａからノズル１４内を通して、タンク本体１０の内部に設けるようにすることができる。なお、このようにして、仕切り板１２をフランジ蓋１５Ａに取り付けることにより、仕切り板１２の取り外し作業が容易となり、メンテナンス作業の効率性が向上するため、特に好ましい。

仕切り板１２の材質としては、特に限定されないが、炭素鋼により形成することが好ましい。炭素鋼は、濃硫酸によって腐食しにくく、しかも安価であるため、特に好ましく使用することができる。

仕切り板１２の形状としては、特に限定されないが、例えば長方形の形状とすることができる。また、仕切り板１２の下方の先端部１２ａ、つまり付着した濃硫酸がタンク本体１０内に滴下していく先端部１２ａは、尖った形状となっていることが好ましい。これにより、仕切り板１２に付着した濃硫酸のタンク本体１０内への滴下が進行して、仕切り板１２に付着したまま残留する濃硫酸の量を低減させることができ、仕切り板１２の腐食の進行を抑制することができる。

また、仕切り板１２の大きさとしては、インレット配管１１を通って供給される濃硫酸をタンク本体１０の側壁１０Ｐに触れさせずに、供給された濃硫酸の全てを受け止めることが可能な大きさであればよい。具体的には、インレット配管１１の配管径等の大きさを考慮して適宜設定することができる。なお、側壁１０Ｐの部位にダブラープレート１３を設ける場合においては、その仕切り板１２の大きさは、ダブラープレート１３よりも大きくすることが好ましい。

仕切り板１２の設置位置としては、インレット配管１１と、そのインレット配管１１の開口端部１１Ａが向かう開口方向にある側壁１０Ｐとの間の位置であれば特に限定されないが、濃硫酸タンク１を図１に示すように断面視したときに、側壁１０Ｐにより近い位置に設置することが好ましい。インレット配管１１に近い位置に仕切り板１２を設置した場合、インレット配管１１の開口部１１ａから流出した濃硫酸が、流出後に直ぐに仕切り板１２に当たることになり、仕切り板１２への衝突による濃硫酸の飛散が生じやすくなる。すると、その飛散した濃硫酸が、インレット配管１１や様々な箇所の側壁１０Ｗへも付着して、そのインレット配管１１や側壁１０Ｗの腐食が生じてしまう可能性がある。

以上のように、本実施の形態に係る濃硫酸タンク１においては、濃硫酸を収容するタンク本体１０と、濃硫酸を供給するためのインレット配管１１とを備え、そのインレット配管１１の開口部１１ａと、タンク本体１０の内部の所定箇所の側壁１０Ｐとの間に、取り外し可能な仕切り板１２が備えられている。インレット配管１１は、開口端部１１Ａにおいて側壁１０Ｐの方向に曲げられており、このインレット配管１１を介して流出した濃硫酸は、仕切り板１２にのみ当たってタンク本体１０内に滴下されて溜められていく。したがって、濃硫酸タンク１では、濃硫酸の付着は仕切り板１２のみにとどまるため、側壁１０Ｐには接触せずにタンク本体１０の腐食を効果的に防ぐことができる。そして、濃硫酸の付着により腐食が進行した仕切り板１２においても、取り外し可能な構成となっているため、従来のように操業を長期間に分かって停止させることなく、容易な交換作業によりメンテナンスを行うことができ、操業効率の低下を防ぐことができる。

なお、上述した構成の濃硫酸タンク１は、従来からも使用されている既設のタンクを改造することによっても容易に構成することができる。具体的に、既設のタンクを使用するにあたっては、タンク本体１０に既に設けられているダブラープレート１３の位置と、インレット配管１１の設置位置との関係を考慮して、仕切り板１２の設置位置を決定する。

１ 濃硫酸タンク
１０ タンク本体
１０Ａ 天板
１０Ｗ，１０Ｐ 側壁
１１ インレット配管
１１Ａ 開口端部
１１ａ 開口部
１１Ｎ タンクインレットノズル
１２ 仕切り板
１３ ダブラープレート
１４ ノズル
１５ フランジ
１５Ａ フランジ蓋

Claims (4)

1. 濃硫酸を収容するタンク本体と、
   前記タンク本体の天板を介して垂下され、該タンク本体の内部に位置する開口端部が該タンク本体の側壁に向かって曲げられており、該開口端部にある開口部から前記濃硫酸を該タンク本体に供給するインレット配管と、を備え、
   前記インレット配管と、該インレット配管の開口端部が向かう開口方向にある前記側壁との間に、取り外し可能な仕切り板が備えられている
   ことを特徴とする濃硫酸タンク。
2. 前記仕切り板は、前記タンク本体の天板に設けられたフランジ蓋に取り付けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の濃硫酸タンク。
3. 前記仕切り板は炭素鋼で形成されている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の濃硫酸タンク。
4. 前記仕切り板の先端部が尖っている
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の濃硫酸タンク。

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