JPS5857362B2 - 二酸化塩素の連続発生方法および装置 - Google Patents
二酸化塩素の連続発生方法および装置Info
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- JPS5857362B2 JPS5857362B2 JP54153088A JP15308879A JPS5857362B2 JP S5857362 B2 JPS5857362 B2 JP S5857362B2 JP 54153088 A JP54153088 A JP 54153088A JP 15308879 A JP15308879 A JP 15308879A JP S5857362 B2 JPS5857362 B2 JP S5857362B2
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Description
【発明の詳細な説明】
発明の分野
この発明は新規二酸化塩素発生器およびそのような発生
器を使用する二酸化塩素の製法に関する。
器を使用する二酸化塩素の製法に関する。
発明の背景
二酸化塩素は種々の漂白操作、特に木材パルプのような
セルロース性繊維材料の漂白に使用される。
セルロース性繊維材料の漂白に使用される。
米国特許第3,895,100号および第3.975,
506号には式 %式% に従って含水酸性反応媒体中で塩素イオンにより塩素酸
アルカリ金属塩、通常は塩素酸ナトリウムを還元するこ
とによって、二酸化塩素が一般に円筒状の直立した反応
容器中で生成される二酸化塩素発生方法およびその装置
が開示されている。
506号には式 %式% に従って含水酸性反応媒体中で塩素イオンにより塩素酸
アルカリ金属塩、通常は塩素酸ナトリウムを還元するこ
とによって、二酸化塩素が一般に円筒状の直立した反応
容器中で生成される二酸化塩素発生方法およびその装置
が開示されている。
発生器中の反応媒体は通常減圧下、一般に約20mmH
g〜約400mmH9の下で一般に約り5℃〜約90℃
の該反応媒体の沸点に保たれ、装置を始動後副生物塩が
−たび反応媒体に飽和すると発生器中で反応媒体から析
出し、また二酸化塩素および塩素はガス状混合物として
スチームと共に除かれる。
g〜約400mmH9の下で一般に約り5℃〜約90℃
の該反応媒体の沸点に保たれ、装置を始動後副生物塩が
−たび反応媒体に飽和すると発生器中で反応媒体から析
出し、また二酸化塩素および塩素はガス状混合物として
スチームと共に除かれる。
前記副生物塩は反応媒体中に使用される酸によって異な
る形で沈殿し、硫酸を使用すれば副生物塩は硫酸ナトリ
ウムであり、塩酸または塩化水素またはそれらの両者を
使用するときには副生物塩は塩化ナトリウムである。
る形で沈殿し、硫酸を使用すれば副生物塩は硫酸ナトリ
ウムであり、塩酸または塩化水素またはそれらの両者を
使用するときには副生物塩は塩化ナトリウムである。
塩酸または塩化水素はまた還元剤でもある。
硫酸を使用するときは、副生物塩の硫酸ナトリウムは発
生器の反応媒体の全酸規定濃度に応じて酸性塩形または
中性塩形で、中性塩は一般に約2規定〜約5規定の全酸
規定濃度で得られ、酸性塩はより高酸規定濃度で、普通
約12規定度までで得られる。
生器の反応媒体の全酸規定濃度に応じて酸性塩形または
中性塩形で、中性塩は一般に約2規定〜約5規定の全酸
規定濃度で得られ、酸性塩はより高酸規定濃度で、普通
約12規定度までで得られる。
硫酸に基ずく系の全酸規定濃度が中性硫酸ナトリウムを
生成するような濃度であるときは無水塩を得るために約
30℃以上の反応温度を使用するのが好適である。
生成するような濃度であるときは無水塩を得るために約
30℃以上の反応温度を使用するのが好適である。
塩酸を使用するときには、反応媒体中の実際の水素イオ
ン濃度は約0.05規定ないし約0.3規定の範囲に保
たれる。
ン濃度は約0.05規定ないし約0.3規定の範囲に保
たれる。
ここに使用する「実際の水素イオン濃度」とは塩酸の0
.1規定溶液がこの濃度で100%解離しているとの仮
定に基いて塩酸の0.1規定溶液で補正したpH計で測
定した値である。
.1規定溶液がこの濃度で100%解離しているとの仮
定に基いて塩酸の0.1規定溶液で補正したpH計で測
定した値である。
上述の特許明細書に記述のように、固体の副生物は発生
器容器からの反応媒体中にスラリーとして除かれ、塩素
酸ナトリウム溶液が該スラリーと混合され、得られた混
合物を反応温度に加熱するりボイラーを通して加熱され
た混合物に酸の添加後に反応容器に再循環する。
器容器からの反応媒体中にスラリーとして除かれ、塩素
酸ナトリウム溶液が該スラリーと混合され、得られた混
合物を反応温度に加熱するりボイラーを通して加熱され
た混合物に酸の添加後に反応容器に再循環する。
結晶の分離のためにスラリーをリボイラーに送る前にス
ラリーの一部が取出される。
ラリーの一部が取出される。
jボイラーからの加熱された混合物はりボイラーに通さ
れ、この中で混合物の沸とうを防止するのに充分な背圧
が作用される。
れ、この中で混合物の沸とうを防止するのに充分な背圧
が作用される。
濃厚な酸をベンチュリのカラ一部に導入し、得られた反
応混合物を低加速度で膨張させて、反応混合物の沸とう
とガス状生成物とを一様に且つ徐々に生成させ、それに
よって突沸と振動を回避し、その結果固相、液相および
ガス相からなる流体相が形成され、この流体混合物がベ
ンチュリ状管の下流端と発生器容器の導入口とを結ぶ湾
曲した管を通って発生器容器内の液面位の上部に一般に
発生器の半径方向に導入される。
応混合物を低加速度で膨張させて、反応混合物の沸とう
とガス状生成物とを一様に且つ徐々に生成させ、それに
よって突沸と振動を回避し、その結果固相、液相および
ガス相からなる流体相が形成され、この流体混合物がベ
ンチュリ状管の下流端と発生器容器の導入口とを結ぶ湾
曲した管を通って発生器容器内の液面位の上部に一般に
発生器の半径方向に導入される。
この先行技術による操作は上述の特許明細書中に記述さ
れた先行技術の配列にまさる多くの利点をもつ優れた工
業的に実施可能な二酸化塩素発生系を表わすものである
が、ガス相中に固相と液相との同伴が生起し、重力の作
用によりこの同伴物質を分離するためには発生器中にか
なり大きい蒸気空間を必要とし、さもないと同伴物質が
取出されるガスと一緒に発生器から搬出されてガスの後
処理に問題を生じ、望ましくないことが見出された。
れた先行技術の配列にまさる多くの利点をもつ優れた工
業的に実施可能な二酸化塩素発生系を表わすものである
が、ガス相中に固相と液相との同伴が生起し、重力の作
用によりこの同伴物質を分離するためには発生器中にか
なり大きい蒸気空間を必要とし、さもないと同伴物質が
取出されるガスと一緒に発生器から搬出されてガスの後
処理に問題を生じ、望ましくないことが見出された。
それに加えて、前記流体混合物を半径方向へ導入すると
、反応媒体がかなりはね散って反応媒体中にガス状物質
が引き込まれることが判明した。
、反応媒体がかなりはね散って反応媒体中にガス状物質
が引き込まれることが判明した。
反応媒体から同伴されたガス状物質を分離するには反応
媒体のかなりの量を必要とする。
媒体のかなりの量を必要とする。
さもないと二酸化塩素と塩素とが発生器から副生物スラ
リ流中にまじって排出され、固体副生物濾過器で該スラ
リーが大気に曝露されるとかなり厄介なことが起る。
リ流中にまじって排出され、固体副生物濾過器で該スラ
リーが大気に曝露されるとかなり厄介なことが起る。
上述の米国特許第3,895,100号および第3.9
75,506号の発明を完成した時点では二酸化塩素発
生器はガラス繊維強化プラスチック(FRP)から造ら
れ、1日肖り10トンの二酸化塩素発生器の代表的な大
きさは直径約2.7m(9フイート)、蒸気相高約3m
(i oフィート)全体の高さ約10.5m(35フイ
ート)で、全体積56.6mF(2000立方フイート
)、蒸気空間体積約18.4m3(650立方フイート
)であった。
75,506号の発明を完成した時点では二酸化塩素発
生器はガラス繊維強化プラスチック(FRP)から造ら
れ、1日肖り10トンの二酸化塩素発生器の代表的な大
きさは直径約2.7m(9フイート)、蒸気相高約3m
(i oフィート)全体の高さ約10.5m(35フイ
ート)で、全体積56.6mF(2000立方フイート
)、蒸気空間体積約18.4m3(650立方フイート
)であった。
これらの寸法は同伴物の所望の分離を達成するのに充分
なものであった。
なものであった。
しかしFRPは耐摩耗性が充分でないために二酸化塩素
発生器の構造材料としては完全には満足でないことが判
明し、高耐食性および高耐摩耗性およびすぐれた構造品
質のために二酸化塩素発生器の構造材料としてチタンが
FRPにとって替えられた。
発生器の構造材料としては完全には満足でないことが判
明し、高耐食性および高耐摩耗性およびすぐれた構造品
質のために二酸化塩素発生器の構造材料としてチタンが
FRPにとって替えられた。
しかしこの材料は高価であるから、二酸化塩素発生器を
より小さくなるように指向され、チタンでできた10ト
ン/日の二酸化塩素発生器の設計パラメータは直径約2
.1m(7フイート)、全体の高さ約6m(20フイー
ト)および蒸気空間の高さ約1.sm(6フイート)
となるに至った。
より小さくなるように指向され、チタンでできた10ト
ン/日の二酸化塩素発生器の設計パラメータは直径約2
.1m(7フイート)、全体の高さ約6m(20フイー
ト)および蒸気空間の高さ約1.sm(6フイート)
となるに至った。
それによって二酸化塩素発生器の全体の体積は約21.
2m(750立方フイート)に減少し、蒸気空間体積は
約6.5m(230立方フイート)に減少し、FRPで
造られた同じ能力の発生器のそれぞれの体積的1/3に
減少した。
2m(750立方フイート)に減少し、蒸気空間体積は
約6.5m(230立方フイート)に減少し、FRPで
造られた同じ能力の発生器のそれぞれの体積的1/3に
減少した。
蒸気空間および反応媒体の体積を大巾に減少させると上
述した液体中へのガスの同伴問題がきびしいものとなり
、二酸化塩素発生器へ再循環される流体混合物を発生器
の半径方向へ導入すれば必ずガス相に反応媒体が同伴さ
れて発生器から流出し、また反応媒体にガス相が同伴さ
れて発生器から流出すると云った困難に遭遇するから、
もはや上述のような半径方向への再循環流体混合物の導
入はできない。
述した液体中へのガスの同伴問題がきびしいものとなり
、二酸化塩素発生器へ再循環される流体混合物を発生器
の半径方向へ導入すれば必ずガス相に反応媒体が同伴さ
れて発生器から流出し、また反応媒体にガス相が同伴さ
れて発生器から流出すると云った困難に遭遇するから、
もはや上述のような半径方向への再循環流体混合物の導
入はできない。
過度に大きい蒸気空間を使用しないでガス相中への液相
の同伴問題を解決するための先行技術における一提案は
例えば米国特許第4,079,123号に記述のように
内部デミスタ−を使用するにある。
の同伴問題を解決するための先行技術における一提案は
例えば米国特許第4,079,123号に記述のように
内部デミスタ−を使用するにある。
しかしこのようなデミスタ−は通常ワイヤメツシュから
なり、ガス相はこのワイヤメツシュを通るが液体粒はそ
れに衝突することによって液粒の同伴を阻止するが、こ
のようなデミスタ−は特に固相も存在するときには詰ま
りやすい傾向があり、二酸化塩素の製造を続けようとす
れば頻繁に清浄にしなければならない。
なり、ガス相はこのワイヤメツシュを通るが液体粒はそ
れに衝突することによって液粒の同伴を阻止するが、こ
のようなデミスタ−は特に固相も存在するときには詰ま
りやすい傾向があり、二酸化塩素の製造を続けようとす
れば頻繁に清浄にしなければならない。
我々の知る限りでは、過度に大きい反応媒体体積を使用
しないで反応媒体中へのガス相同件の問題を解決するた
めの提案は先行技術においてはなされていない。
しないで反応媒体中へのガス相同件の問題を解決するた
めの提案は先行技術においてはなされていない。
蒸気相への液相および固相の同伴を減少させるために、
また反応媒体中への蒸気相の同伴を減少させ、それによ
ってメツシュまたはその他の型のデミスタ−を使用しな
いで蒸気相の体積を減少させ、また反応媒体の体積を減
少させるために、この発明によれば先行技術に記載され
た発生装置に種々の改変が行われる。
また反応媒体中への蒸気相の同伴を減少させ、それによ
ってメツシュまたはその他の型のデミスタ−を使用しな
いで蒸気相の体積を減少させ、また反応媒体の体積を減
少させるために、この発明によれば先行技術に記載され
た発生装置に種々の改変が行われる。
発明の概要
このような改変の一つは蒸気相への再循環流体の導入を
発生器の接線方向に行うにある。
発生器の接線方向に行うにある。
このような接線方向の導入は再循環流体混合物を発生器
の内壁をまわって通過させ、それが反応媒体と遭遇する
前にそのもっている速度を低下させる。
の内壁をまわって通過させ、それが反応媒体と遭遇する
前にそのもっている速度を低下させる。
再循環混合物が反応媒体と遭遇する前にガス相と液相と
の分離がある程度可能となり、それによって同伴現象が
減少する。
の分離がある程度可能となり、それによって同伴現象が
減少する。
付加的な改変は発生器の接線方向に導入されて発生器の
内壁のまわる液体の理論的移動軌道の上側に実質上36
0度まわって発生器の内壁から突出ている邪魔板装置を
備えるにある。
内壁のまわる液体の理論的移動軌道の上側に実質上36
0度まわって発生器の内壁から突出ている邪魔板装置を
備えるにある。
この邪魔板装置はガス相を液相から発生器壁の内方に半
径方向に分離するように方向をそらし、それらの相の分
離を増大させる。
径方向に分離するように方向をそらし、それらの相の分
離を増大させる。
従ってこの発明は概して直立した円筒状反応帯域中で少
くとも1種の強無機酸を含有する反応媒体中で塩素酸ア
ルカリ金属塩を塩素イオンと減圧下で反応媒体の沸点に
おいて反応させることによって二酸化塩素、塩素および
スチームのガス混合物および反応帯域内の反応媒体から
析出した強無機酸のアルカリ金属塩を生成させ;反応帯
域から前記ガス混合物を取出し;析出したアルカリ金属
塩と反応媒体とのスラリーを反応媒体から取出し;該ス
ラリーからアルカリ金属塩の少くとも一部を回収し;回
収されなかったアルカリ金属塩結晶と、補完量の塩素酸
アルカリ金属塩、少くとも1種の強酸、塩素イオンとを
含有する水性反応剤含有相と、スラリー中に含有される
反応媒体とからなる、再循環流を形成させ、該再循環流
を反応媒体の液面位の上方へ送り込むことによって二酸
化塩素を連続的に発生させる方法において、前記再循環
流が反応帯域の大体接線方向に導入されることを特徴と
する二酸化塩素の連続発生方法にある。
くとも1種の強無機酸を含有する反応媒体中で塩素酸ア
ルカリ金属塩を塩素イオンと減圧下で反応媒体の沸点に
おいて反応させることによって二酸化塩素、塩素および
スチームのガス混合物および反応帯域内の反応媒体から
析出した強無機酸のアルカリ金属塩を生成させ;反応帯
域から前記ガス混合物を取出し;析出したアルカリ金属
塩と反応媒体とのスラリーを反応媒体から取出し;該ス
ラリーからアルカリ金属塩の少くとも一部を回収し;回
収されなかったアルカリ金属塩結晶と、補完量の塩素酸
アルカリ金属塩、少くとも1種の強酸、塩素イオンとを
含有する水性反応剤含有相と、スラリー中に含有される
反応媒体とからなる、再循環流を形成させ、該再循環流
を反応媒体の液面位の上方へ送り込むことによって二酸
化塩素を連続的に発生させる方法において、前記再循環
流が反応帯域の大体接線方向に導入されることを特徴と
する二酸化塩素の連続発生方法にある。
この発明はまた上端クロージヤーに設けられたガス出口
、下部端クロージヤーに設けられたスラリー排出口、お
よびガス出口の下で意図する液面位の上側の発生器本体
の側壁に設置された反応混合物導入開口を備えてなる二
酸化塩素の連続的発生を行う装置において、反応混合物
導入開口30が発生器本体12の接線方向に配置されて
なることを特徴とする二酸化塩素を連続的に発生するた
めの装置にも存する。
、下部端クロージヤーに設けられたスラリー排出口、お
よびガス出口の下で意図する液面位の上側の発生器本体
の側壁に設置された反応混合物導入開口を備えてなる二
酸化塩素の連続的発生を行う装置において、反応混合物
導入開口30が発生器本体12の接線方向に配置されて
なることを特徴とする二酸化塩素を連続的に発生するた
めの装置にも存する。
発明の効果
再循環混合物の接線方向への導入と邪蜜板装置の設置と
は上記した先行技術による問題に遭遇することなしによ
り小さい蒸気相とより小さい反応媒体体積とを使用する
より小さい直径の容器の使用を可能となす。
は上記した先行技術による問題に遭遇することなしによ
り小さい蒸気相とより小さい反応媒体体積とを使用する
より小さい直径の容器の使用を可能となす。
このより小さい直径の発生器を設置することは発生器の
製作に必要な構造材料が少量ですむことになる。
製作に必要な構造材料が少量ですむことになる。
この発明による固相、液相およびガス相からなる再循環
流体混合物の発生器ガス相への接線方向の導入およびそ
の結果生ずる固相と液相との反応媒体への流入は反応媒
体本体へ旋回運動を付与する。
流体混合物の発生器ガス相への接線方向の導入およびそ
の結果生ずる固相と液相との反応媒体への流入は反応媒
体本体へ旋回運動を付与する。
このような旋回運動から生ずる遠心力は反応媒体表面を
して放物線形面を呈せしめ、反応媒体が発生器内壁面を
はい上るようにする。
して放物線形面を呈せしめ、反応媒体が発生器内壁面を
はい上るようにする。
この発明で使用する邪魔板装置は前述のようにガス相と
液相との分離を増大するのに加えて、反応媒体が上記旋
回作用によるはい上がる際の上限位置を限定する作用を
も呈する。
液相との分離を増大するのに加えて、反応媒体が上記旋
回作用によるはい上がる際の上限位置を限定する作用を
も呈する。
発明の好適な実施態様の記載
以下に添付図面を参照して不例によりこの発明を更に具
体的に説明する。
体的に説明する。
さて、第1図ないし第3図を参照するに、この発明の好
適な実施例により製作された二酸化塩素発生器10は任
意の便宜な耐食性、耐摩耗性材料、好適にはチタンで製
作された、一般に円筒状直立状容器(容器)12を備え
る。
適な実施例により製作された二酸化塩素発生器10は任
意の便宜な耐食性、耐摩耗性材料、好適にはチタンで製
作された、一般に円筒状直立状容器(容器)12を備え
る。
発生器容器12は頂部クロージヤー20に設置されたガ
ス出口18を通って液面位の上の蒸気空間16から取出
される二酸化塩素、塩素およびスチームからなるガス状
混合物を生ずる液状反応媒体を含有する。
ス出口18を通って液面位の上の蒸気空間16から取出
される二酸化塩素、塩素およびスチームからなるガス状
混合物を生ずる液状反応媒体を含有する。
反応媒体14はガス出口18を通って蒸気空間16へ施
される減圧下の沸点に保たれる。
される減圧下の沸点に保たれる。
連続操作においては固体の副生物塩は反応媒体14から
沈殿し、円錐状底部クロージヤー要素24と連通した容
器12の下端に設けられた固体排出口22を通って反応
媒体とのスラリーとして取出される。
沈殿し、円錐状底部クロージヤー要素24と連通した容
器12の下端に設けられた固体排出口22を通って反応
媒体とのスラリーとして取出される。
このスラリーは次いで固相の一部を除くために処理され
、上述の米国特許第3,895,100号に詳細に記述
されたように加熱された再循環反応混合物が生成される
。
、上述の米国特許第3,895,100号に詳細に記述
されたように加熱された再循環反応混合物が生成される
。
相互に垂直に配置された邪魔板からなる渦巻破壊要素2
6がスラリ排出口(固体排出口)22に隣接して底部ク
ロージヤー24中に設けられて、スラリー排出口22の
近くで反応媒体の回転運動を破壊する。
6がスラリ排出口(固体排出口)22に隣接して底部ク
ロージヤー24中に設けられて、スラリー排出口22の
近くで反応媒体の回転運動を破壊する。
米国特許第3,895,100号に説明された加熱れた
反応混合物再循環パイプは水平方向に設けられた導入管
28と連通し、この導入管28はその断面積が反応混合
物の流れの方向に向って増大し、反応媒体14の液面位
の上の発生器側壁に設けられた四角な開口30に連結終
止する。
反応混合物再循環パイプは水平方向に設けられた導入管
28と連通し、この導入管28はその断面積が反応混合
物の流れの方向に向って増大し、反応媒体14の液面位
の上の発生器側壁に設けられた四角な開口30に連結終
止する。
導入管28は上述した米国特許明細書に説明された半径
方向に向けて設けられた導入管とは異って発生器容器1
2の内壁に概して接線方向に延び、その結果加熱された
再循環反応混合物は発生器容器12の内壁に対し概して
接線方向に蒸気空間16に入る。
方向に向けて設けられた導入管とは異って発生器容器1
2の内壁に概して接線方向に延び、その結果加熱された
再循環反応混合物は発生器容器12の内壁に対し概して
接線方向に蒸気空間16に入る。
加熱された再循環反応混合物は腐食性の結晶性副生物塩
を含有する。
を含有する。
チタンは高度に耐摩耗性材料であるけれども、加熱され
た再循環反応混合物が容器12への導入口と反応媒体1
4との間における該反応混合物装入の少くともはじまり
の区域においてはチタン内張りを行って造るのが好まし
い。
た再循環反応混合物が容器12への導入口と反応媒体1
4との間における該反応混合物装入の少くともはじまり
の区域においてはチタン内張りを行って造るのが好まし
い。
この内張りが過度に摩耗したときには内張32を交換す
ることができる。
ることができる。
容器12の内壁から水平に内方に邪魔板34が延びる。
第1図ないし第3図の実施例においては邪魔板34は導
入開口30のすぐ上部の場所から概してらせん状に36
0度回わって導入開口30のすぐ下の位置で終止する。
入開口30のすぐ上部の場所から概してらせん状に36
0度回わって導入開口30のすぐ下の位置で終止する。
邪魔板34は、所望により、反応媒体14中にまで延び
ていてもよい。
ていてもよい。
邪魔板34は容器12の内壁に沿って反応媒体14へ達
する再循環反応混合物の意図する移動軌道に近似して、
しかし該移動軌道の上側に設けられる。
する再循環反応混合物の意図する移動軌道に近似して、
しかし該移動軌道の上側に設けられる。
意図する移動軌道の上側に邪魔板34を設けることによ
り液の分離を阻害する邪魔板上への再循環反応混合物の
衝突を防止し、且つ発生器容器12の内面を液がはい上
るのを阻止する。
り液の分離を阻害する邪魔板上への再循環反応混合物の
衝突を防止し、且つ発生器容器12の内面を液がはい上
るのを阻止する。
邪魔板34はまた反応媒体の旋回しているうず巻が容器
12の邪魔板の高さを越えて容器の内面を登るのを阻止
する。
12の邪魔板の高さを越えて容器の内面を登るのを阻止
する。
邪魔板34を越えて発生器容器12の内壁面を登る液が
あってもそれは第1図に示すように頂部クロージヤーか
ら下に発生器容器12の蒸気空間16中に円筒状ガス出
口18が突出していることによってガス出口18中に入
ることを阻止される。
あってもそれは第1図に示すように頂部クロージヤーか
ら下に発生器容器12の蒸気空間16中に円筒状ガス出
口18が突出していることによってガス出口18中に入
ることを阻止される。
更に邪魔板34は米国特許第3,895,100号に記
載のように液相と固相とガス相との流体混合物である、
開口30により導入された再循環反応混合物中のガス相
が液相および固相を同伴しながら蒸気空間16中を上昇
することを阻止する。
載のように液相と固相とガス相との流体混合物である、
開口30により導入された再循環反応混合物中のガス相
が液相および固相を同伴しながら蒸気空間16中を上昇
することを阻止する。
その代りに、邪魔板34はガス相を最初は液相および固
相の移動軌道に強制的に流さしめ、ガス相が蒸気空間1
6中を上方に移動する前にガス相をして邪魔板34の内
側の端を半径方向に移動して容器12の内壁から半径方
向に効果的に移動させる。
相の移動軌道に強制的に流さしめ、ガス相が蒸気空間1
6中を上方に移動する前にガス相をして邪魔板34の内
側の端を半径方向に移動して容器12の内壁から半径方
向に効果的に移動させる。
このガス相の動きは同じ移動軌道上にとどまっている傾
向がある液相と固相とからガス相を分離させ、従ってガ
ス相中への液相および固相の同伴が減少し、発生器容器
12の断面積を米国特許第3.895,100号に記載
の半径方向に導入し且つ邪魔板を備えない配列に比して
減少させることを可能となす。
向がある液相と固相とからガス相を分離させ、従ってガ
ス相中への液相および固相の同伴が減少し、発生器容器
12の断面積を米国特許第3.895,100号に記載
の半径方向に導入し且つ邪魔板を備えない配列に比して
減少させることを可能となす。
既に述べたように、例えば所定の二酸化塩素製造能力お
よび同じ条件下および流量割合の下での反応容器の場合
、全体の発生器容器12の断面積はこの発明の使用によ
り約40%だけ減少させることができる。
よび同じ条件下および流量割合の下での反応容器の場合
、全体の発生器容器12の断面積はこの発明の使用によ
り約40%だけ減少させることができる。
再循環混合物を発生器容器の接線方向に導入すること、
および反応器容器12中に反応媒体14の旋回するうず
巻流の生成は反応媒体中へガス相を同伴することも著し
く減少させる。
および反応器容器12中に反応媒体14の旋回するうず
巻流の生成は反応媒体中へガス相を同伴することも著し
く減少させる。
邪魔板34の製作を容易にするために、邪魔板は多数の
切片を継ぎ合わせて連続した邪魔板を形成させることに
よって普通造られ、これらの切片は各邪魔板切片の取付
は場所の曲線区域をなす内壁のまわりを通る液の平均移
動軌道に近似して、各切片の一端から他端へ直線状の傾
斜をもって、90度或は多数回90度ずつ曲って延びる
のが普通である。
切片を継ぎ合わせて連続した邪魔板を形成させることに
よって普通造られ、これらの切片は各邪魔板切片の取付
は場所の曲線区域をなす内壁のまわりを通る液の平均移
動軌道に近似して、各切片の一端から他端へ直線状の傾
斜をもって、90度或は多数回90度ずつ曲って延びる
のが普通である。
或はまた、邪魔板34は所定の位置において発生器容器
12の内壁のまわって通過する液の移動軌道に近似する
ように邪魔板の長さに沿って連続的に造形された連続邪
魔板として設けてもよい。
12の内壁のまわって通過する液の移動軌道に近似する
ように邪魔板の長さに沿って連続的に造形された連続邪
魔板として設けてもよい。
邪魔板34の必要な場所と傾斜とは開口30に入る流体
の速度、発生器容器12の内径を含む多くの要因に依存
し、慣用の技術上の原理を使用して容易に計算できる。
の速度、発生器容器12の内径を含む多くの要因に依存
し、慣用の技術上の原理を使用して容易に計算できる。
邪魔板34の横方向の寸法すなわち巾は広く変えること
ができ、一般に長四角の入口開口30の巾に関連して決
められる。
ができ、一般に長四角の入口開口30の巾に関連して決
められる。
好適には邪魔板34の巾は長四角の入口開口30の巾の
約30φ〜約60%で、最も好適には前記開口の巾の約
7である。
約30φ〜約60%で、最も好適には前記開口の巾の約
7である。
これは同伴された物質の最も効率的な分離はこの寸法の
ところで生起するからである。
ところで生起するからである。
長四角の入口開口30は発生器容器12の内径に関連し
た寸法であり、その結果容器12の内径の25嶺より小
さい、好適には内径の約25@に等しい寸法である。
た寸法であり、その結果容器12の内径の25嶺より小
さい、好適には内径の約25@に等しい寸法である。
この理由はガス相からの液の分離はより高い値では一般
により満足性は少ない。
により満足性は少ない。
入口開口30は長四角の形状に説明されているけれども
、任意の所望の形状、例えば円形または長円形を使用し
てもよい。
、任意の所望の形状、例えば円形または長円形を使用し
てもよい。
長円形の入口開口は以下に説明する第5図に記載されて
いる。
いる。
入口開口30の実際の形状は発生器の操作にほとんど影
響はない。
響はない。
さて第4図について述べると、この図では別の加熱され
た再循環反応混合物の導入用配列が示される。
た再循環反応混合物の導入用配列が示される。
第1図ないし第3図の実施例に関して上に述べたのと同
じ部分を述べるためには同じ参照番号を使用した。
じ部分を述べるためには同じ参照番号を使用した。
第4図の実施例では再循環混合物の発生器への導入を発
生器の接線方向への導入を行うために導入管28が容器
12の壁に長四角または他の形状の開口30に終端をも
つ代りに、該導入管28が発生器12の壁に設けられた
開口36を通って発生器12の壁と封密関係において発
生器12の内壁に沿って延び、長四角の形状の開口38
を終端をもち、接線方向への導入が達成される。
生器の接線方向への導入を行うために導入管28が容器
12の壁に長四角または他の形状の開口30に終端をも
つ代りに、該導入管28が発生器12の壁に設けられた
開口36を通って発生器12の壁と封密関係において発
生器12の内壁に沿って延び、長四角の形状の開口38
を終端をもち、接線方向への導入が達成される。
邪魔板34は導入管28の終端部に接近してその初端が
設けられる。
設けられる。
邪魔板34と長四角の開口30との間の第1図ないし第
3図について上述した寸法上の関係は邪魔板34と長四
角の開口38との間の第4図の実流側についても適用さ
れる。
3図について上述した寸法上の関係は邪魔板34と長四
角の開口38との間の第4図の実流側についても適用さ
れる。
長四角の開口38と、導入管28の断面積が増大しなが
ら該開口38に通ずる通路とは西側面が囲まれたもので
あつ′Cもよいが、図に示すように底面壁がないものが
好適である。
ら該開口38に通ずる通路とは西側面が囲まれたもので
あつ′Cもよいが、図に示すように底面壁がないものが
好適である。
第5図の実施例においては第1図ないし第4図の実施例
の複雑ならせん状邪魔板34は導入開口30の上の設置
場所で容器12の内壁から突出た連続したリング邪魔板
50により置換えられる。
の複雑ならせん状邪魔板34は導入開口30の上の設置
場所で容器12の内壁から突出た連続したリング邪魔板
50により置換えられる。
円形の邪魔板50は蒸気−液体分離を増大するのに有効
で、らせん状邪魔板34と同様に反応媒体が反応器内壁
を登るのを阻止する。
で、らせん状邪魔板34と同様に反応媒体が反応器内壁
を登るのを阻止する。
この実施例における導入開口30は発生器容器12への
円形の断面をもつ導入管28の接線方向への配置の結果
長円形をもつ。
円形の断面をもつ導入管28の接線方向への配置の結果
長円形をもつ。
この導入開口の配列は導入管28の下流端の造形がいら
ないという点で第1図ないし第4図に示した長四角の配
列より複雑ではない。
ないという点で第1図ないし第4図に示した長四角の配
列より複雑ではない。
再循環管中でスチームを膨張させることによって再循環
反応混合物へ付与されたエネルギーの影響下で発生器容
器12へ再循環反応混合物を接線方向へ導入することに
よって反応媒体が発生器中で旋回され、スチームにより
付与されたエネルギーが回収される。
反応混合物へ付与されたエネルギーの影響下で発生器容
器12へ再循環反応混合物を接線方向へ導入することに
よって反応媒体が発生器中で旋回され、スチームにより
付与されたエネルギーが回収される。
渦巻破壊要素26を使用して固体排出口22でこの渦巻
流を破壊する代りに、適当に設計された底部クロージヤ
ーに隣接して接線方向に設けられた排出口を設けること
ができ、存在する反応媒体の運動エネルギーは再循環用
に必要なポンプ輸送エネルギーの一部を置換するのに使
用でき、その結果全体のエネルギー所要量を減少できる
。
流を破壊する代りに、適当に設計された底部クロージヤ
ーに隣接して接線方向に設けられた排出口を設けること
ができ、存在する反応媒体の運動エネルギーは再循環用
に必要なポンプ輸送エネルギーの一部を置換するのに使
用でき、その結果全体のエネルギー所要量を減少できる
。
以下に例を掲げてこの発明を具体的に説明する。
例
14トン/日の能力をもつ第1図〜第3図に示した構造
をもつ二酸化塩素発生器から二酸化塩素を造った。
をもつ二酸化塩素発生器から二酸化塩素を造った。
二酸化塩素は減圧(約190 mmH9)下で反応媒体
の沸点(約70℃)で塩素酸ナトリウム、塩化ナトリウ
ムおよび硫酸からなる反応剤から造られ、無水硫酸ナト
リウムが容器中の反応媒体から沈殿された。
の沸点(約70℃)で塩素酸ナトリウム、塩化ナトリウ
ムおよび硫酸からなる反応剤から造られ、無水硫酸ナト
リウムが容器中の反応媒体から沈殿された。
容器の直径は約2.1m(7フイート)で邪魔板は長四
角の導入開口から各々90度ずつ曲って延ひる4個の切
片から造られている。
角の導入開口から各々90度ずつ曲って延ひる4個の切
片から造られている。
邪魔板は26.7cIrL(10圭インチ)の巾をもち
、導入開口は巾53.4CrIL(1’9“)で高さ1
06.7CIrL(3′6“)の寸法をもつ。
、導入開口は巾53.4CrIL(1’9“)で高さ1
06.7CIrL(3′6“)の寸法をもつ。
邪魔板の最初の90度の区域は1:20の傾斜をもち、
第2の90度の区域は1:10の傾斜をもち、第3の9
0度の区域は1:4の傾斜をもち、第4の90度の区域
は1:2のf頃斜をもつ。
第2の90度の区域は1:10の傾斜をもち、第3の9
0度の区域は1:4の傾斜をもち、第4の90度の区域
は1:2のf頃斜をもつ。
ガス出口を去る二酸化塩素、塩素およびスf−ムからな
るガス相の質量蒸気速度は69.3kg/’時間/m(
142ポンド/時間/平方フィート)でガス生成物流中
の液体同伴量は2.5kg/時間(5,5ポンド/時間
)であった。
るガス相の質量蒸気速度は69.3kg/’時間/m(
142ポンド/時間/平方フィート)でガス生成物流中
の液体同伴量は2.5kg/時間(5,5ポンド/時間
)であった。
米国特許第3,895,100号に記載の構造をもつ、
すなわち第1図ないし第3図の接線方向に導入する配置
と邪魔板の代りに発生器の半径方向に配列された再循環
パイプを備えた、14トン/日の二酸化塩素発生器を使
って上記と平行して操業した。
すなわち第1図ないし第3図の接線方向に導入する配置
と邪魔板の代りに発生器の半径方向に配列された再循環
パイプを備えた、14トン/日の二酸化塩素発生器を使
って上記と平行して操業した。
この場合、発生器の直径は約2.7m(9フイート)で
ある以外は同じ寸法で、同じ反応剤から同じ条件下で二
酸化塩素を製造した。
ある以外は同じ寸法で、同じ反応剤から同じ条件下で二
酸化塩素を製造した。
69.3kg/時間/ m (142ポンド/時間/平
方フィート)のガス出口を去る二酸化塩素−塩素スチー
ムの質量蒸気速度で生成物流中に同伴された液体の量は
21.9kg/時間(49,22ポンド/時間)である
ことが判明した。
方フィート)のガス出口を去る二酸化塩素−塩素スチー
ムの質量蒸気速度で生成物流中に同伴された液体の量は
21.9kg/時間(49,22ポンド/時間)である
ことが判明した。
この結果から第1図ないし第3図の構造を使用すれば発
生器容器の直径が減少しているにも拘らず先行技術の半
径方向に導入する邪魔板なしの再循環液導入方法に比し
てガス相中への液体の同伴がかなり減少したことがわか
る。
生器容器の直径が減少しているにも拘らず先行技術の半
径方向に導入する邪魔板なしの再循環液導入方法に比し
てガス相中への液体の同伴がかなり減少したことがわか
る。
この開示を要約すれば、この発明はガス相、固相および
液相からなる再循環混合物からなる液体再循環流が発生
器の蒸気相に導入される先行技術の装置にまさる利点を
もつ二酸化塩素発生器を提供するものである。
液相からなる再循環混合物からなる液体再循環流が発生
器の蒸気相に導入される先行技術の装置にまさる利点を
もつ二酸化塩素発生器を提供するものである。
この発明の範囲内で種々の改変が可能である。
第1図はこの発明の第1の好適な実施例により造られた
二酸化塩素発生器の部分切断透視図、第2図は第1図の
二酸化塩素発生器の下方から見た底面図、第3図は再循
環混合物流体導入管を取除いた第1図の部分詳細説明図
、第4図はこの発明の第2の実施例により製作された、
蒸気空間への再循環液の別の導入態様を使用する二酸化
塩素発生器の部分切断透視図および第5図はこの発明の
第3の実施例により製作された、蒸気空間へ再循環液の
更に別の導入態様および別の邪魔板装置構造を使用する
二酸化塩素発生器の部分切断透視図である。 図中、10・・・・・・二酸化塩素発生器、12・・・
・・・発生器容器(容器)、14・・・・・・反応媒体
、16・・・・・・蒸気空間、18・・・・・・ガス出
口、20・・・・・・頂部クロージヤー、22・・・・
・・固体排出口(スラリ排出口)、24・・・・・・底
部クロージヤー 26・・・・・・渦巻破壊要素、28
・・・・・・導入管、30・・・・・・開口(導入開口
)、32・・・・・・内張り、34・・・・・・邪魔板
、36・・・・・・開口、38・・・・・・開口、50
・・・・・・邪魔板。
二酸化塩素発生器の部分切断透視図、第2図は第1図の
二酸化塩素発生器の下方から見た底面図、第3図は再循
環混合物流体導入管を取除いた第1図の部分詳細説明図
、第4図はこの発明の第2の実施例により製作された、
蒸気空間への再循環液の別の導入態様を使用する二酸化
塩素発生器の部分切断透視図および第5図はこの発明の
第3の実施例により製作された、蒸気空間へ再循環液の
更に別の導入態様および別の邪魔板装置構造を使用する
二酸化塩素発生器の部分切断透視図である。 図中、10・・・・・・二酸化塩素発生器、12・・・
・・・発生器容器(容器)、14・・・・・・反応媒体
、16・・・・・・蒸気空間、18・・・・・・ガス出
口、20・・・・・・頂部クロージヤー、22・・・・
・・固体排出口(スラリ排出口)、24・・・・・・底
部クロージヤー 26・・・・・・渦巻破壊要素、28
・・・・・・導入管、30・・・・・・開口(導入開口
)、32・・・・・・内張り、34・・・・・・邪魔板
、36・・・・・・開口、38・・・・・・開口、50
・・・・・・邪魔板。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 概して直立した円筒状反応帯域中で少くとも1種の
強無機酸を含有する反応媒体中で塩素酸アルカリ金属塩
を塩素イオンと減圧下で反応媒体の沸点において反応さ
せることによって二酸化塩素、塩素およびスチームのガ
ス混合物および反応帯域内の反応媒体から析出した強無
機酸のアルカリ金属塩を土族させ;反応帯域から前記ガ
ス混合物を取出し;析出したアルカリ金属塩と反応媒体
とのスラリーを反応媒体から取出し;該スラリーからア
ルカリ金属塩の少くとも一部を回収し;回収されなかっ
たアルカリ金属塩結晶と、補完量の塩素酸アルカリ金属
塩、少くとも1種の強酸、塩素イオンとを含有する水性
反応剤含有相と、スラリー中に含有される反応媒体とか
らなる、再循環流を形成させ、該再循環流を反応媒体の
液面位の上方へ送り込むことによって二酸化塩素を連続
的に発生させる方法において、前記再循環流が反応帯域
の大体接線方向に導入されることを特徴とする二酸化塩
素の連続発生方法。 2 再循環流がスチーム、二酸化塩素および塩素の形態
のガス状物質を含有し、このガス状物質が反応帯域に導
入されると水性相の流路を流れるように誘導され、且つ
反応帯域中の蒸気帯域を通って昇流する前に反応帯域の
半径方向に内方へ流れるように誘導される特許請求の範
囲第1項記載の方法。 3 ガス状物質が反応帯域内に設置された環状邪魔板に
より半径方向に内方へ流れるように誘導される特許請求
の範囲第2項記載の方法。 4 ガス物質が反応媒体への反応帯域導入口から水性相
の流路の上方に、そして実質上該流路に従って360度
回ねって延びる、反応帯域内に設置されたらせん状邪魔
板によって半径方向に内方に流れるように誘導される特
許請求の範囲第2項記載の方法。 5 上端クロージヤーに設けられたガス出口、下部端ク
ロージヤーに設けられたスラリー排出口、およびガス出
口の下で意図する液面位の上側の発生器本体の側壁に設
置された反応混合物導入開口を備えてなる二酸化塩素の
連続的発生を行う装置において、反応混合物導入開口3
0が発生器本体12の接線方向に配置されてなることを
特徴とする二酸化塩素を連続的に発生するための装置。 6 邪魔板34、または50が発生器に入る反応混合物
の流路の上側を発生器本体の内壁から水平方向に内方に
突出し、360度まわって延びる特許請求の範囲第5項
記載の装置。 7 邪魔板34が開口30の上端から下端に向って概し
てらせん状に延びる特許請求の範囲第6項記載の装置。 8 邪魔板50が連続したリングである特許請求の範囲
第6項記載の装置。 9 ガス出口1Bが発生器12の蒸気空間16中に下方
に向けて突出したスリーブを備える特許請求の範囲第5
項ないし第8項のいずれかに記載の装置。
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