JPH0741122B2 - 塩晶析制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、塩の連続晶析缶の結晶成長制御方法の制御性
の改善に関する。

〈従来技術〉 第３図に基いて従来技術の一例を説明する。１は晶析缶
であり、Ｂは晶析缶内の母液である。この母液は下部室
101より循環管路2aにポンプ３により抽出され、スチー
ムＳで加熱される熱交換器４を通って加熱され、循環管
路2bを経て蒸発缶５で濃縮されて、循環管路2cを経て晶
析缶１に戻る。

晶析缶の下部室101の底部に滞積する塩の結晶Ｃは、ポ
ンプ６により排出管路７に排出され、採塩装置８に導か
れる。９は排出管路に挿入された制御弁である。

10は種晶供給装置であり、種晶供給管路11,制御弁12を
介して循環管路2aの途中に種晶を供給する。

13は濃縮された塩水であるかん水Ｗの供給装置であり、
かん水供給管路14,制御弁15を介して循環管路2aの途中
に供給される。

16は蒸発缶５内の沈澱結晶の排出管路、17は排出制御弁
である。

18は蒸発缶５内の母液ＢのレベルＬを測定するレベルセ
ンサーであり、PV_Lはその測定値である。19はレベル調
節計であり、レベル測定値PV_Lとレベル設定値SV_Lの偏差
を制御演算した操作出力MV_Lを発信し、かん水Ｗの供給
量を制御する制御弁15の開度を調節する。

蒸発缶のレベルを一定に保持する理由は、かん水供給量
及び濃度が安定な状態で、熱交換器の蒸気量がほぼ一
定、さらに蒸発缶の真空値が一定の場合で、結晶の容積
比率が６〜10％の場合には、母液Ｂの比重が一定とな
り、母液の比重が一定であることにより結晶成長が定ま
った速度に管理されるという考え方である。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、従来方法による実際のプラントでは、レ
ベルの定値制御により加熱蒸発に見合うかん水の供給が
実行されるので、かん水の供給量は、蒸気量の変動や真
空値の変動により常に変化することになる。

この様な状態で運転されるとき、蒸気量及び真空値の変
動は、結晶成長に影響を与え、変動に伴なって結晶成長
速度が変わり、母液中の結晶の平均粒形が変わる。この
場合、種晶以外に新たな結晶（偽晶）が発生しやすく、
結晶の粒度分布を悪くし、製品の品質を低下させる。

この様な状態が生じた場合の対策としては、種晶の量の
変更又は採塩の量の変更をしなければならず、運転操作
が極めて煩雑となり、熟練したオペレータを必要とする
と共に、安定した目標粒度の製品を得るのが難しく、生
産性の向上と原価の低減に関して問題がある。

本発明は、結晶成長の制御方法に新たな考えを導入する
ことにより、この様な従来方法の問題点を解消した塩晶
析制御方法の提供を目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明方法の特徴は、底部より連続的に塩結晶を抽出す
る晶析缶の母液を循環管路を介して熱交換器で加熱した
後蒸発缶を経由して上記晶析缶に戻すと共に、上記循環
管路の途中より種晶並びにかん水を供給する塩晶析装置
において、上記蒸発缶の母液レベルが下限設定値に達し
たときに上記かん水の供給を開始し、上記レベルが上限
設定値に達したときに上記かん水の供給を停止する間欠
かん水供給を所定回数繰り返す点にある。

〈作用〉 蒸発缶の母液レベルが下限設定値に達したときにかん水
の供給が開始され、蒸発缶のレベルが上限設定値に達し
たときにかん水の供給が停止される間欠かん水供給が所
定回数繰り返される。

〈実施例〉 本発明方法の主旨は、母液中のNaclの分子が、かい合し
た場合に、引力と折力により液体でも固体でもないエネ
ルギー場をもつ物質が存在するという前提に立ってい
る。

即ち、この物質は、高い自由エネルギーを持つ液体と、
低い自由エネルギーを持つ固体との中間量を示す自由エ
ネルギーを持つ物であり、胞芽と呼ばれるものである。

この胞芽は、塩結晶を成長させる重要な段階であると共
に、これが母液中で成長するときに新たな塩結晶を作
る。

出願人は、結晶缶のプラント操業の実験から、母液中の
胞芽の規則正しい成長促進と崩壊の繰返しによりより、
結晶成長速度を速くできることを見出だした。

この管理方法の特徴は、加熱蒸気量と蒸発缶の真空度が
安定している状態において、加熱量よりも多いかん水の
供給により母液中の胞芽を成長させることが可能であ
り、かん水の供給を停止させることによって、胞芽を崩
壊させて結晶の成長を速めると共に、新たな結晶（偽
晶）を発生させない制御が可能となる。

第１図に基いて本発明方法を適用した実施例を説明す
る。第３図で説明した要素と同一な構成要素について
は、同一符号を付してその説明は省略する。

20はかん水Ｗの間欠供給を制御する制御装置であり、レ
ベルセンサー18の測定値PV_Lを入力し、かん水の流量制
御弁15に対して間欠的な開閉的な操作出力MV_Lを供給す
る。

制御装置20には、蒸発缶内母液のレベルの上限設定初期
値L₁，下限設定初期値L_o，一回の操作ごとのレベル設定
修正値Δl,定数α，間欠操作回数設定値X_n，制御弁の開
度ａがマンマシンインターフェイス手段（図示せず）を
介して設定されている。

第２図は、動作説明図であり、（Ａ）はレベル測定PV_L
と上下限設定初期値L₁,L_oの関係を示し、普通、上限限
設定値は初期値に固定されており、下限設定値ＬがX_n，
Δl,αにより時間と共に初期値L_oより増加又は減少修正
される。この場合の下限設定値Ｌは、 Ｌ＝L_o±α・Δｌ・X_n で表される。（Ｂ）は（Ａ）に対応した操作出力MV_Lの
波形図である。

時刻t₁,t₃,t₅…で蒸発缶内の母液レベルPV₁が下限値L_o
に達したときに、制御弁15の開度をａにしてかん水供給
を開始する。蒸発缶内の母液レベルが上昇して上限設定
値Ｌに達した時刻t₂,t₄…で弁開度をゼロとしてかん水
の供給を停止する。

この場合、制御弁の開時間をτ₁、制御弁の開時間をτ₂
とした場合、胞芽の崩壊を制御する閉時間τ₂の管理が
重要となるので、あらかじめ閉時間τ₂を制御装置に設
定し、レベルが下限設定値に達してかつ設定時間τ₂が
経過したアンド条件で制御弁を開けるシーケンスに移る
ようにしてもよい。

なお、下限設定値を初期値に固定させて上限設定値を操
作回数により変化させてもよいし、両者を共に変化させ
る工程もある。また、両者を固定させる制御を実行する
こともできる。

一般に、塩の晶析操業は、濃縮から完了まで例えば200
日を要する長期間に渡るものであり、間欠かん水供給制
御の上下限レベル設定の方法は、各操業段階に応じて操
業効率が最も高くなるように最適の態様に変更される。

一般に、熱交換器の蒸気量，蒸発缶の真空値がほぼ一定
で、母液中の結晶容積率が６〜10％の場合は母液の循環
流量はほぼ一定となる。この様な環境条件の下でかん水
の間欠供給による蒸発缶内母液レベルの動脈的な制御に
より、胞芽の成長と崩壊を、制御弁の弁開度、閉時間に
より精度よく管理することが可能となると共に、結晶成
長速度についてもレベルの定値制御に比較して格段に速
めた操業と安定した育晶制御が可能となる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明は胞芽の成長と崩壊を間欠
的に実行するまったく新しい考え方による制御の結果、
結晶の成長速度を従来に比較して安定に制御することが
可能となり、また結晶成長速度を速くすることが可能と
なるので、長期間を要する塩晶析の操業効率の向上に著
しく貢献することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を適用した実施例を示す構成図、第
２図はその動作説明図、第３図は従来技術の一例を示す
構成図である。 １……晶析缶、2a,2b,2c……循環管路、3,6……ポン
プ、４……熱交換器、５……蒸発缶、７……排出管路、
８……採塩装置、9,12,15,16……制御弁、10……種晶供
給装置、11……種晶供給管路、13……かん水供給装置、
14……かん水供給管路、16……排出管路、18……レベル
センサー、20……制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】底部より連続的に塩結晶を抽出する晶析缶
   の母液を循環管路を介して熱交換器で加熱した後蒸発缶
   を経由して上記晶析缶に戻すと共に、上記循環管路の途
   中より種晶並びにかん水を供給する塩晶析装置におい
   て、上記蒸発缶の母液レベルが下限設定値に達したとき
   に上記かん水の供給を開始し、上記レベルが上限設定値
   に達したときに上記かん水の供給を停止する間欠かん水
   供給を所定回数繰り返すことを特徴とする塩晶析制御方
   法。