JPH0942501A - 処理槽の安全弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 槽内の圧力上昇による事故の発生を簡単な構
造で回避できるような処理槽の安全弁を提供する。 【構成】 容器１，２の所定部分に小片９，９ａ，９ｂ
が充填された充填層１１，１２が構成され、この充填層
１１，１２に被処理流体を通して所定の処理を行なうよ
うにした処理槽において、充填層１１，１２には、該充
填層の上下を貫通する圧抜管路２１，２１ａ，２２が形
成され、この圧抜管路２１，２１ａ，２２には液溜部２
３、２４が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば使用済みの硫
酸を再生する硫酸回収装置の蒸留塔や蒸発塔において、
圧力上昇による装置の破損を防止するための処理槽の安
全弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、使用済みの硫酸を濃縮し、精製
して再生させる硫酸回収装置を示すもので、水分を蒸発
させて除去する濃縮塔１と、硫酸蒸気を蒸発させて不純
物と分離する蒸発塔２と、蒸発した気体を液化して回収
する凝縮器３，４、及びその他の付帯設備から構成さ
れ、これらの装置の大部分は耐食性を確保するためにガ
ラスから製造されている。

【０００３】濃縮塔１及び蒸発塔２は、下側が貯留部
５，６とされ、ヒータ７，８によって所定の温度（濃縮
塔：３１０〜３２０℃、蒸発塔：約３３０℃）に維持さ
れている。中段部には、小片状のラシヒリング９が充填
されて形成された充填層１１，１２が、上部には内部に
冷却オイルが流通する冷却器１３，１４が設けられてい
る。頂部には、蒸気を排出する排出管１５，１６が設け
られ、これには凝縮器３，４が取り付けられ、凝縮器３
はドレンに、凝縮器４は精製硫酸の回収容器に通じてい
る。

【０００４】濃縮塔１の充填層１１の上側には廃硫酸の
供給口１７が設けられ、貯留部５には、濃縮した液体を
次工程の蒸発塔２に送る送液管１８が設けられている。
図４の（ａ）に示すように、ラヒシリング９はガラス製
の径１０mm、長さ１０mm程度の管状の小片で、これが支
持構造によって支えられて網状空間を擁する充填層１
１，１２を構成している。なお、この充填物としては、
同図（ｂ），（ｃ）に示すように中に仕切のあるレッシ
ングリング９ａ、複数のリングが複合した形状の小片９
ｂ、鞍型の小片等、空隙が大きく、流下液が均一に流下
し、表面積が大きくて軽いものが用いられる。材質は、
陶磁器、金属、プラスチック等から処理対象の流体に適
合したものが用いられるが、硫酸の場合はガラスであ
る。

【０００５】濃縮塔１の貯留部５では、加熱によって濃
度約７０％の硫酸が蒸発し、充填層１１中を上昇する。
一方、供給口１７からは廃硫酸液が供給され、充填層中
を下降する。充填層１１では、このように気相と液相が
対向する流れを形成し、上方へ向かうに従い低下する温
度勾配が形成されている。そして、対向して流れる気相
と液相の間で熱交換と物質の移動が行われ、結果として
硫酸濃度の低い蒸気が充填層１１上面から上昇し、硫酸
濃度の高い液体がラシヒリング９を伝って貯留部５に環
流する。上昇する蒸気は冷却器１３で冷却されてその一
部が凝縮して充填層１１に流れ、残りは排出管１５から
凝縮器３へ流れて液化し、５％程度の希硫酸としてドレ
ンへ排出される。蒸発塔２では、濃度約９６％の硫酸が
蒸発し、充填層１２、冷却器１４を経て凝縮器４に至
り、製品として回収される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような装置にお
いて、流下する液量が多い場合、あるいは蒸発した蒸気
量が多い場合などに、充填層１１，１２内の網状空間が
塞がれて蒸発気体が抜けにくくなり、圧力が上昇してガ
ラス製のラシヒリング９が持ち上げられ、落下して破損
するという事故が起きることがある。このような事故を
防止するには、所定の箇所に逆止弁のような圧抜き手段
を設ければよいが、装置がガラスで構成され、また高度
に腐食性の流体を扱うので、構造やメンテナンスが簡単
な圧抜き手段を構成するのは困難であった。この発明の
目的は、槽内の圧力上昇による事故の発生を簡単な構造
で回避できるような処理槽の安全弁を提供することであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、容器の所定部分に小片が充填された充填層が構成さ
れ、この充填層に被処理流体を通して所定の処理を行な
うようにした処理槽において、上記充填層には、該充填
層の上下を貫通する圧抜管路が形成され、この圧抜管路
には液溜部が形成されていることを特徴とする処理槽の
安全弁である。請求項２に記載の発明は、上記圧抜管路
がＳ字状の管で構成されていることを特徴とする請求項
１に記載の処理槽の安全弁である。

【０００８】請求項３に記載の発明は、圧抜管路の上側
開口部の近傍に、被処理流体をこの開口部に導く導入構
造が構成されていることを特徴とする請求項１又は２に
記載の処理槽の安全弁である。これは、例えば、開口部
を末広がりに形成する、開口部を容器の壁に接して設け
る、開口部の上部に流体を滴下するような突起を形成す
るなどの方法が採用される。請求項４に記載の発明は、
上記小片及び／又は圧抜管路が、ガラスから形成されて
いることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記
載の処理槽の安全弁である。

【０００９】請求項５に記載の発明は、上記処理槽が、
流体を加熱して分留する精製装置であることを特徴とす
る請求項１ないし４のいずれかに記載の処理槽の安全弁
である。請求項６に記載の発明は、上記処理槽が、流体
を加熱して蒸発させる蒸発装置であることを特徴とする
請求項１ないし４のいずれかに記載の処理槽の安全弁で
ある。請求項７に記載の発明は、上記流体が硫酸である
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の処理槽の安全
弁である。

【００１０】

【作用】請求項１に記載の発明においては、充填層の上
下において所定以上の差圧が発生すると、圧抜管路の液
溜部に溜まった液の圧力に逆らって流体が流れ、それに
より差圧を緩和する。請求項２に記載の発明において
は、液溜部が圧抜管の一部をＳ字状に形成することによ
り容易に構成される。

【００１１】請求項３に記載の発明においては、被処理
流体が導入構造により開口部に導かれ、自然に液溜部に
液が溜められる。請求項４に記載の発明においては、上
記小片及び／又は圧抜管路は、ガラスから形成され、被
処理流体に対する耐食性が向上する。請求項５に記載の
発明においては、処理槽の下側で流体が加熱され、処理
槽中を上昇し、その過程で分留されて精製される。請求
項６に記載の発明においては、処理槽の下側で流体が加
熱されて処理槽中を上昇し、不揮発性成分との分離が行
われて精製される。請求項７に記載の発明においては、
硫酸が分留されて精製される。

【００１２】

【実施例】図１は、この発明の一実施例の処理槽の安全
弁を示すもので、従来と同様の部分は符号を同じくして
説明を省略する。この実施例では、充填層１１，１２
に、この充填層の上流と下流を挿通する圧抜管２１，２
２が小片を保持する枠体に取り付けられている。この圧
抜管２１，２２は、ガラス製のＳ字管として形成され、
それによって液溜部２３，２４が形成されている。この
圧抜管は、上端が上広がりのロート部２５，２６に形成
されている。

【００１３】濃縮塔１の圧抜管２１はその縁を容器の内
壁１ａに接するようにして取付られている。Ｓ字状の圧
抜管２１，２２の重複する部分の高さｈ（図２参照）
は、この安全弁が作動する圧力などに応じて設定され
る。また、圧抜管２１，２２の太さは、通常の稼動状態
であれば圧抜管２１，２２に流入した液が差圧で押し出
されず、蒸気と液が置き換わる程度に、そして、所定の
圧力上昇があった場合には、液を押し出して蒸気が抜け
ることができるように設定する。

【００１４】このように構成された処理槽の安全弁の作
用を濃縮塔１について説明する。濃縮塔１の冷却器１３
の周囲の壁１ａから冷却された液が伝って降下し、圧抜
管２１に流入するので、圧抜管２１の液溜部２３には常
に高さｈの液溜まりが自然に形成される。正常動作時に
おいては、蒸気は液溜部２３に阻止されるので圧抜管２
１を通って上側に流出することはない。貯留部５におけ
る圧力が上昇した場合には図２（ｂ）に示すように液溜
部２３の平衡が崩れ、さらに、その圧力が圧抜管２１の
液溜部２３の高さｈの２倍によって決まる圧力を超えた
ところで、図２（ｃ）に示すように貯留部５の蒸気がこ
の圧抜管２１を通って噴出する。これによって、圧力の
異常上昇が抑えられ、充填層１１の小片が上下動して破
損するなどの事故が防止される。液溜部２３は自然に形
成されるので、特に液溜を形成する作業を必要としな
い。

【００１５】図３は、蒸発塔２の安全弁の構造を示すも
ので、冷却器１４に下方に突出する突起２７を形成し、
その突起２７の下側に圧抜管２２を開口させるようにし
たものである。この実施例によれば、冷却器１４で凝縮
した液体の一部が常に圧抜管２２に流入するので、一定
量の液溜がより安定的に維持される。

【００１６】なお、本発明の実施は上記の態様に限られ
るものではなく、使用される処理槽の種類は例えば濾過
装置などに用いてもよく、また、各部材の材質、充填さ
れる小片の形状、寸法、圧抜管の液溜部の形状などは適
宜のものが使用されてよい。また、液溜部を構成するＳ
字管を、図２（ｄ）及び（ｅ）にに示すように、重複部
を結合した結合管２１ａとすることにより、省スペース
化と強度の向上を図るようにしてもよい。

【００１７】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、充填層
の上下における差圧が自動的に緩和され、槽内の圧力上
昇による事故の発生を簡単な構造で回避することができ
る。構造が簡単なので、ガラスのような耐食性材料で作
成することができ、腐食性流体の処理にも適用が容易で
ある。構造が簡単であること、通常自然に流体が液溜部
に溜まることから、メンテナンスも容易である。請求項
２に記載の発明によれば、液溜部が圧抜管の一部をＳ字
状に曲げるだけで製造でき、コストが安い。

【００１８】請求項３に記載の発明においては、導入構
造により自然に液溜部に液が溜められるので、メンテナ
ンスが容易である。請求項４に記載の発明においては、
上記小片及び／又は圧抜管路がガラスから形成され、腐
食性の高い被処理流体の処理に適用できる。請求項５に
記載の発明においては、被処理流体の分留・精製工程が
安定に行われ、能率の向上とコストの低下をもたらす。
請求項６に記載の発明においては、被処理流体を蒸発さ
せて精製する工程が安定に行われ、能率の向上とコスト
の低下をもたらす。請求項７に記載の発明においては、
硫酸の分留・精製工程が安定に行われ、能率の向上とコ
ストの低下をもたらす。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の硫酸回収装置の模式図で
ある。

【図２】この発明の一実施例の圧抜管における動作を示
す図である。

【図３】この発明の他の実施例の圧抜管における動作を
示す図である。

【図４】この発明に用いる充填槽の小片の例を示す図で
ある。

【図５】従来の硫酸回収装置の模式図である。

【符号の説明】

１ 濃縮塔（容器） ２ 蒸発塔（容器） ９，９ａ，９ｂ ラシヒリング（小片） １１，１２ 充填層 ２１，２１ａ，２２ 圧抜管 ２３，２４ 液溜部 ２５，２６ ロート部 ２７ 突起

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器の所定部分に小片が充填された充填
   層が構成され、この充填層に被処理流体を通して所定の
   処理を行なうようにした処理槽において、 上記充填層には、該充填層の上下を貫通する圧抜管路が
   形成され、この圧抜管路には液溜部が形成されているこ
   とを特徴とする処理槽の安全弁。
2. 【請求項２】 上記圧抜管路はＳ字状の管で構成されて
   いることを特徴とする請求項１に記載の処理槽の安全
   弁。
3. 【請求項３】 圧抜管路の上側開口部の近傍には、被処
   理流体をこの開口部に導く導入構造が構成されているこ
   とを特徴とする請求項１又は２に記載の処理槽の安全
   弁。
4. 【請求項４】 上記小片及び／又は圧抜管路は、ガラス
   から形成されていることを特徴とする請求項１ないし３
   のいずれかに記載の処理槽の安全弁。
5. 【請求項５】 上記処理槽は、流体を加熱して分留する
   精製装置であることを特徴とする請求項１ないし４のい
   ずれかに記載の処理槽の安全弁。
6. 【請求項６】 上記処理槽は、流体を加熱して蒸発させ
   る蒸発装置であることを特徴とする請求項１ないし４の
   いずれかに記載の処理槽の安全弁。
7. 【請求項７】 上記流体は硫酸であることを特徴とする
   請求項５又は６に記載の処理槽の安全弁。