JP6514189B2 - 高濃度過酸化水素ガスストリームの供給 - Google Patents
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Description
Ptot=Paxa+Pbxb
上記式において、Ptotは二成分溶液の合計蒸気圧であり、Paは成分Aの純溶液の蒸気圧であり、xaは、二成分溶液中の成分Aのモル分率であり、Pbは成分Bの純溶液の蒸気圧であり、xbは二成分溶液中の成分Bのモル分率である。したがって、各成分の相対モル分率は、それが液体上の気相にあるのと液相で異なる。具体的には、より揮発性の成分(すなわち、より高い蒸気圧を有する成分)は、それが液相において有するよりも気相においてより高い相対モル分率を有する。さらに、典型的なガス供給装置、例えば、バブラーの気相はキャリヤーガスにより連続的に押し流されるので、二成分液体溶液の組成、したがって、液体上のガス状ヘッドスペースは、動的である。
図1に示すとおりのマニホールド100を使用して、スチームによるH2O2の供給を試験した。試験の一部として、初期容積950mlの30%H2O2および70%DI水(w/w)をボイラー110中で24分間沸騰させた。温度を試験中約108〜114℃に維持した。24分後、ボイラー110中の溶液の最終容積は567mlであった。残存溶液の試料を用いて、Antor Paar DMA 4100M Density Meterを使用して密度を測定した。密度測定値に基づいて、H2O2濃度を計算した。0〜5%溶液の場合、濃度を計算するために用いた等式は、等式1として以下に示す。
図2に示すとおりに、マニホールド200を使用して、上に記載したとおりに、過酸化水素含有ガスストリームをSPAである精製アセンブリ210に通すことを含めて、スチームによるH2O2の供給を試験した。実施例2では、レベル脚170への補給供給液220による溶液の補給はなく、したがって、バルブ240は、試験の期間閉じたままであった。試験の一部として、初期容積950mlの30%H2O2および70%DI水(w/w)を石英ボイラー110中で35分間沸騰させた。温度は試験中約112〜125℃に維持した。温度は、熱電対161からの読取り値に基づいて、ヒートバンド120およびランプ130を制御することによって維持した。
図3に示すとおりに、マニホールド400を使用して、精製アセンブリ210にスチームを通すことなしに、スチームによるH2O2の供給を試験した。試験の一部として、初期容積882mlの39.2%H2O2および60.8%DI水(w/w)をボイラー110で35分間沸騰させた。温度を試験中約113〜115℃に維持した。温度は、熱電対161からの読取り値に基づいて、ヒートバンド120およびランプ130を制御することによって維持した。試験中、補給供給液220は、10〜18psigの圧力で9.9%H2O2および90.1%H2O(w/w)の溶液を含んだ。初期の補給供給液220の容積は531mlであった。
図2に示すとおりのマニホールド200を使用して、上に記載したとおりに、SPAである精製アセンブリ210に過酸化水素含有ガスストリームを通すことを含めて、スチームによるH2O2の供給を試験した。2つの試験を、それぞれ35分間行なった。第1の試験は、ボイラー中20.4%H2O2水溶液で行い、第2の試験は、ボイラー中44.5%H2O2水溶液で行った。
Claims (35)
- (a)ヘッドスペースを有するボイラー中に第1の濃度の濃縮過酸化水素水溶液を準備するステップと、
(b)前記濃縮過酸化水素水溶液を沸騰させて、前記ボイラーのヘッドスペース内で第2の濃度の過酸化水素を含む希薄蒸気を生成させるステップと、
(c)ボイラー内の残りの前記濃縮過酸化水素水溶液に前記第2の濃度の希薄過酸化水素水溶液を添加して、ボイラー中の過酸化水素水溶液の前記第1の濃度を維持するステップと、
(d)過酸化水素を含む前記希薄蒸気を重要プロセスまたは用途に供給するステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項1の記載の方法において、前記ボイラー中の前記濃縮過酸化水素水溶液が前記希薄過酸化水素水溶液からその場で作製されることを特徴とする方法。
- 請求項1または2に記載の方法において、供給前に前記希薄蒸気を精製アセンブリに通すことによって前記希薄蒸気から混入物質を除去するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
- 請求項3に記載の方法において、前記精製アセンブリが、パーフッ素化イオン交換膜から形成された複数の膜を含むことを特徴とする方法。
- 請求項4に記載の方法において、前記複数の膜が、NAFION(登録商標)膜から形成されることを特徴とする方法。
- 請求項3乃至5の何れか1項に記載の方法において、前記精製アセンブリが、スチーム精製アセンブリを含むことを特徴とする方法。
- 請求項1乃至6の何れか1項に記載の方法において、前記過酸化水素水溶液を沸騰させるステップが、前記濃縮過酸化水素水溶液の温度を制御することによって達成されることを特徴とする方法。
- 請求項1乃至7の何れか1項に記載の方法において、前記過酸化水素水溶液を沸騰させるステップが、前記ボイラーのヘッドスペース内の圧力を制御することによって達成されることを特徴とする方法。
- 請求項1乃至8の何れか1項に記載の方法において、前記過酸化水素水溶液を沸騰させるステップが、前記濃縮過酸化水素水溶液の温度および前記ボイラーのヘッドスペース内の圧力を制御することによって達成されることを特徴とする方法。
- 請求項1乃至9の何れか1項に記載の方法において、前記希薄過酸化水素水溶液の添加が、沸騰が始まるときに開始することを特徴とする方法。
- 請求項3乃至6の何れか1項に記載の方法において、非揮発性であるか、または前記精製アセンブリにより排除される安定剤を添加するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
- 請求項1乃至11の何れか1項に記載の方法において、前記過酸化水素を含む前記希薄蒸気が、キャリヤーガスと一緒に供給されることを特徴とする方法。
- 請求項1乃至11の何れか1項に記載の方法において、前記過酸化水素を含む前記希薄蒸気が、キャリヤーガスの使用なしに供給されることを特徴とする方法。
- 請求項1乃至13の何れか1項に記載の方法において、前記希薄蒸気中の前記過酸化水素濃度が、0.1重量%〜15重量%であることを特徴とする方法。
- 請求項1乃至13の何れか1項に記載の方法において、前記希薄蒸気中の前記過酸化水素濃度が、モル分率で1%〜15%であることを特徴とする方法。
- 請求項1乃至15の何れか1項に記載の方法において、前記濃縮過酸化水素水溶液の温度が、30℃〜130℃であることを特徴とする方法。
- 請求項1乃至16の何れか1項に記載の方法において、過酸化水素を含む前記希薄蒸気の圧力が、下流バルブで制御され、0.1Torr〜2000Torrの圧力で供給されることを特徴とする方法。
- 請求項1乃至17の何れか1項に記載の方法において、前記希薄過酸化水素水溶液が加圧下で添加されることを特徴とする方法。
- (a)第1の濃度の濃縮過酸化水素水溶液と、
(b)前記濃縮過酸化水素水溶液を沸騰させ、ヘッドスペース内に第2の濃度の過酸化水素を含む希薄蒸気を生成させるために構成された前記ヘッドスペースを有するボイラーと、
(c)前記ボイラー内の前記濃縮過酸化水素水溶液に前記第2の濃度の希薄過酸化水素水溶液を添加して、前記ボイラー中の過酸化水素水溶液の前記第1の濃度を維持するために構成されたマニホールドと、を含み、
前記マニホールドは、前記過酸化水素を含む希薄蒸気を重要プロセスまたは用途に供給するようにさらに構成されることを特徴とする化学薬品供給システム。 - 請求項19に記載の化学薬品供給システムにおいて、前記ボイラー中の前記濃縮過酸化水素水溶液が、前記希薄過酸化水素水溶液からその場で作製されることを特徴とする化学薬品供給システム。
- 請求項19または20に記載の化学薬品供給システムにおいて、前記マニホールドが、前記希薄蒸気から混入物質を除去するように構成された精製アセンブリをさらに含むことを特徴とする化学薬品供給システム。
- 請求項21に記載の化学薬品供給システムにおいて、前記精製アセンブリが、パーフッ素化イオン交換樹脂から形成された複数の膜を含むことを特徴とする化学薬品供給システム。
- 請求項22に記載の化学薬品供給システムにおいて、前記複数の膜が、NAFION(登録商標)膜から形成されることを特徴とする化学薬品供給システム。
- 請求項21乃至23の何れか1項に記載の化学薬品供給システムにおいて、前記精製アセンブリが、スチーム精製アセンブリを含むことを特徴とする化学薬品供給システム。
- 請求項19乃至24の何れか1項に記載の化学薬品供給システムにおいて、前記濃縮過酸化水素水溶液の沸騰が、熱源および前記ボイラーに連結された熱電対により制御されることを特徴とする化学薬品供給システム。
- 請求項19乃至25の何れか1項に記載の化学薬品供給システムにおいて、前記濃縮過酸化水素水溶液の沸騰が、圧力変換器および前記ボイラーに連結された制御バルブにより制御されることを特徴とする化学薬品供給システム。
- 請求項19乃至26の何れか1項に記載の化学薬品供給システムにおいて、前記濃縮過酸化水素水溶液の沸騰が、前記ボイラー中の過酸化水素水溶液の温度および前記ボイラーのヘッドスペース内の圧力を制御することによって制御されることを特徴とする化学薬品供給システム。
- 請求項21乃至24の何れか1項に記載の化学薬品供給システムにおいて、前記濃縮過酸化水素水溶液に添加される安定剤をさらに含み、前記安定剤が、非揮発性であるか、または前記精製アセンブリにより排除されることを特徴とする化学薬品供給システム。
- 請求項19乃至28の何れか1項に記載の化学薬品供給システムにおいて、前記過酸化水素を含む希薄蒸気が、キャリヤーガスをさらに含むことを特徴とする化学薬品供給システム。
- 請求項19乃至28の何れか1項に記載の化学薬品供給システムにおいて、前記過酸化水素を含む希薄蒸気が、キャリヤーガスの使用なしで供給されることを特徴とする化学薬品供給システム。
- 請求項19乃至30の何れか1項に記載の化学薬品供給システムにおいて、前記希薄蒸気中の前記過酸化水素濃度が、0.1重量%〜15重量%であることを特徴とする化学薬品供給システム。
- 請求項19乃至30の何れか1項に記載の化学薬品供給システムにおいて、前記希薄蒸気中の前記過酸化水素濃度が、モル分率で1%〜15%であることを特徴とする化学薬品供給システム。
- 請求項19乃至32の何れか1項に記載の化学薬品供給システムにおいて、前記濃縮過酸化水素水溶液の温度が、30℃〜130℃であることを特徴とする化学薬品供給システム。
- 請求項19乃至33の何れか1項に記載の化学薬品供給システムにおいて、前記過酸化水素を含む希薄蒸気の圧力が、下流バルブで制御され、0.1Torr〜2000Torrの圧力で供給されることを特徴とする化学薬品供給システム。
- 請求項19乃至34の何れか1項に記載の化学薬品供給システムにおいて、前記マニホールドが、加圧下で前記希薄過酸化水素水溶液を添加するよう構成されていることを特徴とする化学薬品供給システム。
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