JPH0227877Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は濃酸特に濃硫酸，濃クロム酸，濃硝酸
のように希釈にあたつて多量の発熱をともなう酸
類を連続的に希釈する酸希釈装置の改良に関す
る。

一般に濃酸を希釈する装置として、従来から第
１図に示したようなオープン槽方式が用いられて
いた。この方式はまず槽１に一定量の希釈水を入
れておき、濃酸導入管４より少量の濃酸７を断続
的に供給し、その間撹拌機６により混合液８を撹
拌すると同時に浸漬冷却管５に冷却水１０を通過
させ希釈の際に発生する希釈熱を吸収する。この
操作を繰返して、混合液８の酸濃度が目標とする
一定値に達するとバルブ３を開いて出口管２から
希釈酸９を取出す。しかしながらこの方式には次
のような欠点があつた。すなわち、 (1) 操作時に多量の酸ミストが飛散し、人体に有
害であると同時に腐食により装置の寿命が縮ま
る。

(2) 酸ミスト飛散により濃酸が損失する。

(3) 急激な酸ミストの飛散および大量の発熱を防
止するため希釈操作は少量ずつ行なわなければ
ならず、また冷却効率が低いため１回の作業時
間が非常に長くなる。

(4) 一般に濃酸は比重が大きいため供給時に槽１
の底部にたまる傾向があり、局部的に希釈が進
行し急激な発熱を伴うため装置の寿命を縮め
る。

(5) 操作がバツチ式であり希釈酸の連続製造には
不適である。

そこで先に考案者は上記欠点を解消した第２図
に示す連続式酸希釈装置を提案した。本装置にお
いては希釈水１１が希釈水導入管１３から流入
し、希釈水分布器１５，吸収室１７中の充てん層
１８，目皿１９によりシヤワー状に希釈室２０へ
供給される。

同時に濃酸導入管１２により濃酸７が希釈室２
０に供給される。希釈室２０における希釈酸９の
液面９ａは、オーバーフロー方式の出口管２４お
よびせき２５により一定の高さに制御されてい
る。濃酸７が液面９ａに連続的に流下または噴射
すると液面９ａ下において局部的に多量の希釈熱
が発生し沸とう現象が起こる。この沸とう現象は
撹拌作用として働き急速な酸希釈を促進する。こ
の際発生した酸ミスト２６はシヤワー状に降下す
る希釈水１１および目皿１９と充てん槽１８を通
過する過程で全て希釈水１１に吸収され再び希釈
室２０に還元される。

一方希釈室２０内で希釈された酸９は多量の希
釈熱を保有しているが、希釈室２０の下部に直結
する冷却部２１を通過する過程でジヤケツト２２
中を流れる冷却水１０により冷却され出口管２４
およびせき２５を通つて外部に取出される。

上記希釈装置は連続運転が可能で酸ミストの発
生を防止し第１図に示す従来の装置の欠点を全て
解決したものであるがなお次のような問題点を有
することが分つた。すなわち希釈濃度によつては
希釈された酸の流量に対し、発生する希釈熱の割
合が非常に高くなる領域がある。例えば硫酸の場
合、常温の98％濃硫酸と常温水を混合希釈すると
きに最終希釈濃度が50〜70％の領域では生成する
希釈酸の量に対し発熱量の割合が最も高くなり、
希釈酸全体は沸点に到達し一部は蒸発する状態と
なる。このような条件下においては前記希釈室２
０中における希釈酸の沸とうは濃酸流下部分にと
どまらず全域に拡大され酸ミストが急激に増加す
るためにこれが供給される希釈水の流入量だけで
は吸収しきれず、ガス出口ノズル１６から酸ミス
ト２６の一部が装置外に飛散し好ましくない。こ
のような酸ミスト２６の発生防止方法としては次
のような方法が考えられる。すなわち (1) 希釈室の上方に設けた吸収室の吸収性能を高
める。

(2) 希釈室の外側を冷却用ジヤケツトで覆い、冷
却水を通して冷却し、希釈室内で発生する希釈
熱の一部を取り去る。

(3) 冷却器で冷却された希釈酸の一部を再度希釈
室内に戻し、希釈室内の希釈酸の平均濃度を下
げる。（強制循環冷却方式）などである。

次に上記の各方法につき検討すると、まず(1)の
方法については一般に酸ミストの発生の急増は希
釈酸濃度が高い領域すなわち濃酸の供給量に対
し、希釈水の供給量が非常に少ない場合に起こり
やすいので酸ミストを希釈水に完全に吸収させる
ことは困難であり、したがつて吸収室の吸収性能
を高めることには限界があり不適当である。

また(2)の方法は一見経済的なようであるが、希
釈室の壁に十分な伝熱面積がとれずまた壁自体を
薄くすることには限度があるので熱通過率を高く
することができないという欠点がある。

次に(3)の方法は冷却された希釈酸の一部を再度
希釈室内に戻すため液温が下り、したがつて酸ミ
ストの発生自体が抑制されるので少ない希釈水の
供給量でも酸ミストを完全に吸収でき有効であ
る。

本考案は(3)の方法による酸希釈装置を提供する
ものである。

本考案は、希釈水が流通する吸収室カバーおよ
び吸収室と該吸収室からの希釈水がシヤワー状に
供給される希釈室と、該希釈室の液面上に濃酸を
流入する濃酸導入管と、上記希釈室で希釈された
酸の冷却器と、上記希釈室の液面高さを一定に制
御するとともに希釈された酸を取出す出口管とか
らなる酸希釈装置において、希釈の上部と下部
を、希釈室から独立して設けた冷却器及び循環ポ
ンプに循環パイプで連結し、上記希釈された酸の
一部を希釈室の下部から冷却器を通し希釈室の上
部に循環させる構造にしてなる酸希釈装置に関す
る。

本考案の装置は希釈酸の処理量が多い場合、例
えば硫酸の希釈において98％H₂SO₄の投入量が
5000Kg／時以上の場合である。冷却器は冷却部及
びジヤケツトから構成され、吸収室，希釈室等の
本体から独立して１基又は数基設ける。

冷却器から取出す希釈酸の濃度は使用目的によ
つても異なるが、一般に扱い易さ及び使用機器の
材質選定の容易さから50℃以下に設定する。

本考案では希釈された酸を循環ポンプにより冷
却器を通過させて冷却し、次いで希釈室内の液面
上の空間部に導入し、新しく生成する希釈酸を冷
却してその沸とうによる酸ミストの装置外への飛
散を防止する。

希釈室に戻す希釈酸の流量は、希釈室内の液の
平均温度がそのときの希釈濃度に対する液の沸点
以下（一般には40〜100℃）になるように設定す
る。

希釈酸循環のためには渦巻式の循環ポンプ，循
環パイプ，必要に応じてバルブ流量計などが使用
されるがこれらの材料は硬質塩化ビニールでよ
い。

これに対し使用温度が高く耐食性を要求される
希釈室と耐食性ならびに伝熱性を要求される冷却
部には不浸透黒鉛を使用することが好ましい。

次に図面に基づき本考案の一実施例につき説明
する。第３図において吸収室カバー１４に希釈水
導入管１３、数個の希釈水分布器１５，１５…が
設けられ希釈水１１は希釈水分布器１５，１５…
によりオーバーフローし吸収室１７中に分散落下
する。吸収室１７中には多数のラシヒリングが充
てんされた充てん層１８が多数の孔を有する目皿
１９の上に支えられる。該目皿１９の下側の空間
部には濃酸導入管１２が挿入されている。２０は
吸収室１７の下側に設けられた不浸透黒鉛製の希
釈室である。該希釈室２０中には所定濃度の希釈
酸９が一定の液面高さ９ａになるようにプールさ
れる。一方濃酸導入管１２から供給された濃硫酸
７は上記液面９ａ上に流下し撹拌される。希釈室
２０の内部において液面９ａと目皿１９との間に
不浸透黒鉛製の棚３２が設けられ、該棚３２の中
央部にオーバーフロー形の不浸透黒鉛製の希釈酸
分布器３１が取付けられている。希釈酸９は棚３
２上にプールされ、希釈酸分布器３１の上端部よ
りオーバーフローし液面９ａに流下する。

液面９ａから硫酸ミスト２６が発生し上昇して
目皿１９さらには充てん層１８を通過し、希釈水
分布器１５，１５…までに到る。

充分撹拌された希釈酸９は希釈室２０の下部の
液室２３から出口管２４を通りせき２５をオーバ
ーフローして流出する。一方希釈酸９の一部は希
釈室下部の他の出口に連結された循環パイプ２８
から、循環ポンプ２７の駆動により冷却器内の不
浸透黒鉛製冷却部２１，２１…を通過し、ジヤケ
ツト２２内を流動する冷却水１０により冷却さ
れ、上部の循環パイプ２８を経て希釈室２０の上
部に導入され、希釈熱による液の温度上昇を抑制
する。

尚第３図において循環パイプ２８にバルブを取
付け希釈室へ導入する冷却された希釈酸の流量を
調節してもよいことは勿論である。

本考案によれば、希釈酸の一部を希釈室から独
立して設けた冷却器を通して50℃以下に冷却した
後希釈室内に戻すようにしたので、希釈室内の液
温の上昇が抑えられ、酸ミストの装置外への飛散
が防止されると共に、希釈及び吸収室の使用材料
の熱劣化が防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のバツチ式濃酸希釈装置を示す概
略図、第２図は従来の連続式濃酸希釈装置を示す
縦断面図、第３図は本考案の一実施例になる連続
式濃酸希釈装置を示す縦断面図である。 符号の説明、１……槽、２……出口管、３……
バルブ、４……濃酸導入管、５……浸漬式冷却
管、６……撹拌機、７……濃酸、８……混合液、
９……希釈酸、９ａ……液面、１０…冷却水、１
１……希釈水、１２……濃酸導入管、１２ａ……
先端部、１３……希釈水導入管、１４……吸収室
カバー、１５……希釈水分布器、１６……ガス出
口ノズル、１７……吸収室、１８……充てん層、
１９……目皿、２０……希釈室、２１……冷却
部、２２…ジヤケツト、２３……液室、２４……
出口管、２５……せき、２６……酸ミスト、２７
……循環ポンプ、２８……循環パイプ、３１……
希釈酸分布器、３２……棚。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 希釈水が流通する吸収室カバーおよび吸収室と
   該吸収室からの希釈水がシヤワー状に供給される
   希釈室と、該希釈室の液面上に濃酸を流入する濃
   酸導入管と、上記希釈室で希釈された酸の冷却器
   と、上記希釈室の液面高さを一定に制御するとと
   もに希釈された酸を取出す出口管とからなる酸希
   釈装置において、希釈室の上部と下部を、希釈室
   から独立して設けた冷却器及び循環ポンプに循環
   パイプで連結し、上記希釈された酸の一部を希釈
   室の下部から冷却器を通し希釈室の上部に循環さ
   せる構造にしてなる酸希釈装置。