JPS5820703A - 次亜塩素酸ソーダ水溶液の製造方法、及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は苛性ソーダを含も水溶液と塩素とを気−液接触
により反応せしめ次亜塩素酸ソーダ水溶液を製造する方
法及びそれに用いる装置に係わる。

詳しくは高濃度の次亜塩素酸ソーダを効率よく製造する
ことを主な目的とする。

次亜塩素酸ソーダ水溶液は、一般に苛性ソーダ水溶液と
塩素とを反応させる製造することは知られている。この
塩素化反応においては、次亜塩素酸シープの他に食塩を
副生ずる。また反応条件によっては過塩素化物を生ずる
おそれもある。

一般に、高濃度の苛性ソーダ水溶液を用いる場合は得ら
れる反応生成物水溶液中の次亜塩素酸ソーダの濃度を高
くすることができること及び副生ずる食塩の一部を沈澱
として除くことが可能となるため、高次亜塩素酸ソーダ
濃度と低食塩分の優れた製品を得ることができるが、一
般に苛性ソーダの濃度が高い程溶液粘度が高くなり、こ
れに接触させる塩素ガスの拡散が悪くなる。このため十
分な攪拌が行われ鎧く、過塩素化物の副生を増大すると
いう欠点がある。

従来一般に低濃度の苛性ソーダ水溶液に塩素を吹き込む
方法により低濃度次亜塩素酸ソーダを得ていた。この場
合、副生食塩の分離Ｊｉ不衝能であり、大量に食塩を含
む稀薄な水溶液として市販されるため、食塩による不都
合ばかりでなく、輸送費も増大する。

そこで高濃度の次亜塩素酸ソーダの製法として例えば、
塩素化率８０％以上の苛性ソーダ水溶液に強力な攪拌を
行いつつ、５０％程度の高濃度苛性ソーダ及び塩素を連
続的に供給反応させる。その間常に塩素化率を８０％以
上に保つ方法が提案されている。

また別の方法として、あらかじめ低濃度の苛性ソーダ水
溶液と塩素とを食塩の結晶が析出するに至る有効塩素濃
度の近傍まで反応させた後、これに苛性ソーダと塩素と
を遂次又は連続的に供給しその間苛性ソーダの濃度を５
重量−以下に維持することにより塩素酸の副生を防ぎつ
つ、副生食塩の形状を分離に好適となるよう調製する方
法等か提案されている。

本発明者の経験によると上述の方法又はこれらに類似す
る方法にあっては、いずれも反応槽内での攪拌及び塩素
の吹き込み状況が重大な因子となり、制御が縦かしく、
次亜塩素酸ソーダの分解や過塩素化物の副生を余義なく
されることがしばしばありた。

本発明は極めて容易に制御し得る方法で高濃度次亜塩素
酸ソーダを得る方法を提供する。また、拳法によれば、
その後の食塩の分離も容易であるという特徴も有する。

即ち、本発明は塩素と苛性ソーダの反応により次亜塩素
酸ソーダ水溶液を製造するにあたり、二重管式のサイク
レン型反応器により、塩素含有ガスを内管より供給し、
苛性ソーダを含む水溶液、好ましくは苛性ソーダを１０
１／７以下含も水溶液を外管に接線方向から供給し、サ
イクロン下部で両者を接触反応させつつ下方に流出させ
ることを特徴とする次亜塩素酸ソーダの製造方法、特に
高濃度の次亜塩素酸ソーダの製造方法である。

本発明の別の特徴は、反応生成物を含む溶液即ち反応液
に更に苛性ソーダ水溶液、好ましくは３０％以上の苛性
ソーダ水溶液を添加して、これを前記苛性ソーダを含む
水溶液をして循環使用することである。この場合好まし
くは、苛性ソーダの濃度は１００ｆ／Ｊ以下となるよう
に調製し、且つ、３．５℃以下の温度まで冷却すべきで
ある。

斯様な方法によるときは、循環液中にすでに食塩の結晶
が析出しており、これに新たに反応生成する食塩が付着
成長し粒子径を増大する。このため（製品となる次亜塩
素酸水溶液が高濃度のため比較的高粘度であっても）容
易に食塩を分離することが可能となるのである。

更に本発−明を実施する好ましい態様は、該循環液をサ
イクリンその他の分離手段により溶液部分と食塩結晶等
の固形分を含もスラリ一部分とに分離し、溶液部分はプ
レートクーラー等の冷却器により３５℃、好ましくは３
０℃以下に冷却した後前記スラリ部分の一部又は全部を
これに加えて再び塩素との接触９反応工程に供する。か
かる手段が好ましく用いられる理由は、冷却工程におφ
て固形物が存在すると、しばしば冷却器の詰りその他の
トラブルを生ずることにある。ま水冷却の有無に係わら
ず食塩などの固形物を塩素との接触、反応工程に供給す
るのは、すでに述べた食塩の付着による粒経の増大を図
る目的の他に苛性ソーダ水溶液と塩素との主たる接触領
域において析出した食塩の、器壁やノズル等への付着や
延いては、ノズル等が閉塞するのを防止するためである
。即ち循環される食塩粒などの固形物が反応器内壁等に
塩素供給ノズル等の気−液界面における析出食塩の付着
成長な磨擦により除去する働を有するのである。

かくして本発明は苛性ソーダ水溶液特に３０％又はそれ
以上の濃厚な水溶液を循環液に添加することにより、系
内の水足を増大することなく、苛性ソーダ分を１ｏｏｆ
／ｌ以下、好ましくは９１’／ｌ乃至１０ｇ／ｌに保つ
、こりが容易となり、過塩素化物の副生が実質的に防止
できるのである。また反応温度を３５℃特に３０℃以下
で行うことにより更に有効に達成される。

次に本発明を実施するにあたり二重管式のサイクロン型
反応器を用ψ、塩素含有ガス好ましくは塩素含有率が９
０％乃至１００％のガスを内管より供給し、苛性ソーダ
を含む水溶液を外管に特に接線方向から供給するもので
ある。かくして、塩素ガスは苛性ソーダを含む水溶液に
取り囲まれる形態で反応器内に供給される。このため生
成する食塩は器壁に付着することなく流出する。更に液
の排出方向も重要である。サイクロン型反応器の下部で
液が停滞することなく、むしろ気体を巻き込む形で排出
されることが特に好まし−。このために排出口は十分な
断面積を有する円筒状の直管として、ｒ１ホ垂直に下方
へ導くものが好ましい。

しかしながらあまりに大断面積となり部分的に苛性ソー
ダを含む溶液で十分に濡れない場合は、そこに食塩が付
着し、徐々に成長してつ−には閉塞等トラブルの原因と
なるので注意を要するが、これらの形状の決定にあたっ
ては、技術者が本明細書の記載に基づいてあらかじめ予
備実験により容易になし得るものである。

本発明に用いる反応装置の好ましいＭＩＪを示すと、下
部が逆円錐形となり、その先端部に排出口を有する円筒
状外管と、先端部が外管の円錐部に近接した位置に開口
するように、円筒状外管のほぼ中心部に上方から挿入さ
れた内管（これを塩素供給ノズルということもある）と
よりなり、該外管円筒部には、接線方向に液導入用ノズ
ルを有する主反応器と、液の導入口、同排出口及び所望
により気体の排出口を具備した貯槽とよりなり、該貯槽
は主反応器の直下に位置しており且つ主反応器の排出口
と貯槽とが直管によつて接合葛れている次亜塩素酸ソー
ダ水溶液の製造装置である。かかる装置において不純ガ
ス等の非反応性ガスを含有する塩素ガスを用いる場合に
は該貯槽は気−液分＆桁の１きも兼ねさせることができ
る。

以下図面により本発明の好ましい１様を説明する。第１
図は、本発明を実施するフローシートの一例であり、第
２図はその主反応器の部分の拡大図である。第１図にお
いて、貯槽１に苛性ソーダｑ１ を含む水溶液が張り込まれている。

通常主反応器五との間で溶液の循環を行うため一般に食
塩及び次亜塩素酸をも含有する。貯槽は食塩の沈澱堆積
の防止や苛性ソーダの速やかな混合を助けるため、攪拌
機６を設けておくのがよい。

また苛性ソーダの捕給は配管２０により、好ましくは３
０−以上の高濃度で供給する。勿論、低濃度の苛性な用
いても次亜塩素酸ソーダは得られるが系内の水が増′大
し、食塩の溶解社が増加し且つ製品濃度も低下するため
拳法のメリットは減少する。従って供給苛性ソーダは、
３０％以上特に３５□％以上とし、貯槽内の苛性ソーダ
は１００　ｆ／ｌ以下（）に保つようにするのが好まし
い。

貯槽内の苛性ソーダ濃度を、これ以上にすることは、製
品中に持ち去られる苛性ソーダが増大すること、及び溶
液粘度増加により食塩の分離が容易でなくなり、特に循
環液をサイクリンにより処理゛する場合の効率を低下さ
せるので好ましくな―。

貯槽内液は一部配管２１により好ましくはサイクリン２
に供給し、上澄液は配管２２からクラ−（１０） ３を経て３５℃以下、好ましくは３０℃以下に冷却され
配管２３より主反応器４に供給される。またサイクロン
２により固形分として分離された、主として食塩よりた
るスラリーも配管２４よね、同２３を経て主反応器に供
給される。主反応器には別に配管２５より塩素が、上方
から下方に向けて供給される。苛性ソーダと塩素との反
応速度は極めて速いため、塩素供給ノズルの先端は常に
苛性ソーダを含も溶液で洗われる必要があるが、気−液
接触界面に食塩が生成し付着するため、ノズル内にその
界面が来てはいけな―。同様に主反応器の内壁も完全に
液で檄われてψる必要があるため、第２図に示す如く、
必ず塩素はサイクロン型の反応器の中心部へ上方から下
方へ向けて導入し苛性ソーダを含む溶液は、主反応器の
サイクロンへ接線方向に向けて供給する必要がある。ま
た主反応器の排出口及び動部５は、比較的大きい断面積
を持ち、十分気体を巻き込む構造とするのが好ましい。

更に重要なことは、塩素供給ノズルの先端が主反応器下
部の逆円錐形となった部分に近接（１１） して開口していることである。壁面とノズル先端との間
隙は、供給する溶液量及び苛性ソーダの濃度、供給塩素
濃度及び圧力によっても異なるが、この間隙が重要な意
味を有することに留意して、当業者が必要に応じ千倫的
実験によって決定し得る。一般に間隙が大ノき過ぎると
ノズル先端部に食塩が付着しノズルの閉基を来たし、狭
小過ぎると器壁面に食塩が付着する傾″向を生ずる。

さて、主反応器では上記の如くサイクロンによる渦巻流
とこれに直角方向のガス流との接触混合のため一瞬の間
に十分な混合が溶成されるため、反応時の液粘度の１曽
な殆んど受けない。しかしながら、副生ずる食塩もその
粒径が小さくなる傾向にある。しかるに苛性ソーダを含
む溶液中に素地結晶を存在させておくと、これが核とな
り、それに付着することによって食塩粒毬が増大する。

かくして、主反応器を排出する反応液及びこれに巻き込
まれた気体（主として塩素中の不純物など）は、再び貯
槽に至り、ここで気−液分離を行い必要に応じてガス抜
２６より、オフガスを排出（１２） する。製品は配管２７より分離器９例えば遠心分離機な
ど種々のデカンタ−により食塩その他の固形物を適宜除
いた後製品タンク８に至る。ここで必要に応じて水を加
え製品濃度を調整することができる。該タンクは、必要
に応じて攪拌機９及び（又は）分解を防“ぐために冷却
器（図示せず）を付設することができる。

以上図面によりて本発明を説明したが、本発明が、かか
る態様に限定されるものではな―。また本発明は貯槽１
主反応器４間で一部循環を行いながら、回分式に一部の
量製造し、これを製品、として取抄出すことも、また連
続的に製品を取り出しながら、製造することも任意に行
うことができる。

以下に実施例を示す。

実施例１ 第２図に示す形状の反応器を第１図に示す如き貯槽と組
合せてパッチ式に反応を行う。即１０％苛性ソーダ溶液
９　ｔｏｎの入りている攪拌機付貯槽に、苛性ソーダ濃
度１ｏ％を維持するように、４３％苛性ソーダ水溶液０
．６７　ｖｌ／　）ｉｒ　（平均値）の割（１３） 合で連続的に仕込み、３０＋＋ｇ”／Ｈで反応器に循環
する。他方反応器には塩素な３１７１９／Ｈで供給し１
５時間反応させた。その後４８％苛性ソーダ水溶液の仕
込みを停止し、塩素ガスのみを３１７　ｋｖ／Ｈｒの割
合で６，４時間仕込み反応を行い、次亜塩素酸ソーダ２
６，２％、溶液中の食塩７．０％苛性ソーダ２．０％を
含有する塩化液２６．６　ｔｏｎを得た。上記塩素化反
応は、反応温度２５℃を保つように冷却を行つた。この
塩化液中の食塩の結晶は、粒径１０５μ以上９４％で、
分離機で容易に分離出来た。分離された食塩の閂は３．
７トンであった。また得られた次亜塩素酸ソーダ水溶液
の対塩素収率は９８．０％であつた。

比較例１ 実施例１と同様に行うが、苛性ソーダを含む水溶液の循
環は行わず、貯槽に直接塩素を吹き込んだ。この場合、
食塩の結晶は粒径１０５μ以上は約３０％であり、得ら
れた次亜塩素酸ソーダ水溶液の対塩素収率は８７％であ
りた。

（１４） 実施例２ 実施例１の方法で１造した塩化液を攪拌機付貯槽に５ｉ
入れ、これに４８％苛性ソーダ水溶液に水を加えて３５
％に調整した水溶液を１０００に９／Ｈ連続添加し、こ
の混合液を３０ｆｔＩｓ／Ｈで反応器に供給する。他方
塩素ガスは３１７Ｊ１９／）Ｉで供給して地化液の次亜
塩素酸ソーダ温度を２５．７〜２６．８％に維持するよ
うに反応を行った。塩化液の量は５１１Ｉｊを維持する
ように連続的に貯槽より排出した。

かくして３日間（７２時間）連続、塩素化反応を行い、
次亜塩素酸ソーダ２６，１％１食塩７．０％苛性ソーダ
２．１　％の液化液を得た。上記塩素化反応は、反応温
度２５℃を保つように冷却を行りた。

この塩化液中の食塩の結晶は、粒径１０５μ以上９６．
５％で、分離機で容易に分離できた。得られた次亜塩素
酸ソーダ水溶液の対塩素収率は９８．２％であった。又
、運転中スケーリングによるトップ、ルはなかった。停
止後反応器を分解して調べたが反応器中には全くスケー
リングが紹められなかりた０ （１５）

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施する場合の７０−シートの一例
である。第２図は、本発明に用いる反応器の一例の斜視
図である。 図中、ｌは貯槽、２はサイクロン、３は熱交換器、４は
反応器、７は分離器、８は製品タンクを各々表わす。 時計出願人 徳山ｍｌ沖株式会社 （１６）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　塩素と苛性ソーダの反応により次亜塩素酸ソーダ水
   溶液を製造するに当り、二重管式のサイクロン型反応器
   により、塩素含有ガスを内管より供給し、苛性ソーダを
   含む水溶液を外管に接線方向から供給しサイクロン下部
   で両者を接触反応させつつ下方に流出させることを特徴
   とする次亜塩素酸ソーダ水溶液の製造方法 ２　反応生成物を含′ｂ液に苛性ソーダ水溶液を添加し
   、これを反応器に循環することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の方法３　塩素と接触する苛性ソーダの
   濃度が１００ｇ／ｌ以下である特許請求の範囲第１項記
   載の方法 ４　反応生成物を含も液に添加する苛性ソーダが３０％
   以上である特許請求の範囲第２項記載の方法 ５　循環する液は冷却後反応器に供−給する特許請求の
   範囲第１項記載の方法 ６　循環する液は、溶液部分と固形分を含むスラリーと
   に分離し、溶液部分は冷却した後、再度固形分を含もス
   ラリーと合流させた後、反応器に供給する特許請求の範
   囲第２項記載の方法 ７　下部が逆円錐形となり、その先端部に排出口を有す
   る円筒状外管と、先端部が外管の円錐部に近接した位置
   に開口するように、円筒状外管のほぼ中心部に上方から
   挿入された内管とよりな９、該外管円筒部には、接線方
   向に液導入用ノズルを有する反応液と液の導入口及び排
   出口を具備した貯槽とよりなり、該貯槽は主反応器の直
   下に位置しており、且つ主反応器の排出口と貯槽とが直
   管にようて接合されている次亜塩素酸ソーダ水溶液の製
   造装置