JPH0215131A - 処理液流間の熱伝導方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、処理液流間の伝熱方法に関するものであって
、両方の液流を液相状態に維持しつつ、一方の液流を加
熱すると同時に他方の液流を冷却するものである。

本明細書において、「処理液流」とは、例えばスラリー
のように固体粒子物を含有するかあるいは含有しない液
流を意味し、産業上またはそれと同様の処理において、
各々相違する温度における液流を連続処理操作間で移動
させるものである。特に、以下に詳細な特例を挙げて説
明するように、ボーキサイトからアルミニウム酸化物を
製造するバイヤー法における処理液流間の熱伝導方法に
関する。

（従来の技術） 化学産業および金属産業においては、例えば固体鉱石か
ら金属物を抽出し、アルカリ性または酸性抽出溶液にす
るための湿式冶金操作に見られるように、液体及び／ま
たはスラリーからの伝熱の必要性は頻繁に生していて、
その傾向は増大している。多くの場合、バイヤー法にお
けるボーキサイトの温浸または消化工程のように、スラ
リーを大気圧沸点よりも充分に高いある抽出記１度にま
でスラリー温度を上昇させ、温浸させたスラリーを不溶
固体残留物が分離可能になる前にほぼ大気圧沸点までに
冷却することが必要である。

バイヤー法においては、ボーキサイト鉱石を苛性液と混
合し、昇温昇圧下に処理して、アルミン酸ナトリウム（
ナトリウムアルミ不−１−）として鉱石中のアルミニウ
ム酸化物を溶解させる。この温浸後、不溶性鉱物（赤泥
）および溶解アルミン酸すトリウムを含有する高温液ま
たはスラリーを冷却し、該赤泥をスラリー液から分離す
る。この溶解アルミン酸すｌ・リウムを含有する液体は
、一般に貴液と呼ばれていて、これをさらに冷却し水酸
化アルミニウムを播種し、撹拌処理することによって、
水酸化アルミニウムを沈澱させる。この沈澱の最も荒い
部分を分離させ、最終的に最終生成物としてアルミナを
得るために焼成する。より細かい部分はンートとじて転
送し、一方残留液体（使用済み液）は再循環させて脱水
し、苛性液を添加して再生させ、加熱して新たにホーキ
サイドを処理するようにする。

工不ルキーコスト低減のため、冷却されるへき温浸され
た高温スラリーからの熱伝導により、使用済みおよび／
または再生液をできるたけ多量に再加熱することか有益
である。ずなわぢ、冷却される蒸解スラリー流から加熱
される使用済み及び／あるいは再生液流への顕熱をでき
るたけ完全に回収可能にして、はぼ通常はかなり高価な
燃料を燃焼させることによって得ている外部源から供給
される熱量を、最大限に節約し、経済性を向上させるこ
とが望ましい。

（発明か解決しようとする課題） 理論的には、熱交換は、温浸スラリーと使用済み／再生
液〆！ｌＬとの対向流に各々接触した対向する面を有す
る熱伝導チューブまたはプレートのような熱交換壁を介
して行うことか可能である。しかし、スケールが形成さ
れることにより、このような装置の有効使用が妨げられ
るという問題かあった。苛性液スラリー流および使用済
み／再生液流からのスケールが、熱交換構造の両面に付
着すると、その熱伝導率が低下する。そして、かかる−
方の面、特に円筒状導管内部からスケールを除去するこ
とが可能であっても、実用的設計の熱交換器においては
、反対面からスケールを除去することは非常に困難で、
不便である。

従って、スラリーとスラリーあるいはスラリーと液間の
熱伝導によって熱交換を行うことは非常に望ましいこと
ではあるが、これら液流は定期的に清掃しなければなら
ない粘着性断熱スケールを加熱面上に生成するという傾
向があるため、上記熱交換を行うための適切な装置を見
出たずことか困難である。特に、チタン酸カルシウム等
のスケールが形成される温度範囲で操作を行う場合に顕
著になる。このスケールは、実際−に化学的手段によっ
ては除去が困難もしくは不可能で、機械または高圧液体
シェツトクリーニングを使用しなげればならない。ンエ
ル型やチューブ型の熱交換器の場合、スケールがチュー
ブ両側に形成され得る。

現在行なわれているように、チューブ内部面は機械的あ
るいはシェツト（液圧ンによって清掃可能であるが、取
り外し可能な管束を有する加熱器内でも、外部面ばはと
んと到達不可能である。全面に容易に到達可能なプレー
１〜熱交換器は、上記要請に応えるようではあるが、実
際はプレート熱交換器は、特により大きなサイズのもの
においては、ガスケラトの問題があるので限定された圧
力範囲においてのみにしか使用しえず、プレート間およ
び供給・取り出し点に存する細かい隙間のため、研摩ス
ラリーの場合にはプレート熱交換器の使用が困難になる
。

現在は、はとんどのバイヤー式プラント回路においては
、苛性処理液流間の熱伝導か可能であり、これは温浸ス
ラリーを最初は高圧で、そして徐々に圧力を低下させて
段階的にスラリーをフラッシュし、各々の圧力レベルで
フラッシュされたスチームを収集し、液またスラリーを
加熱するために通過する／エルチューブ熱交換器のンｙ
ル側（または同軸チューブ温浸器の外側）においてスチ
ームを凝縮することにより冷却することによって行われ
る。赤泥残渣を分離後、貴族と使用済み液流との間にお
いて熱交換を行って前者を沈澱に必要な温度まで冷却す
る。通常この処理は大気圧以下で作動させる同等のフラ
ノソング／′熱交換ンステム（真空熱交換器）によって
行うことかできる。この方法は２つの主要な利点を有し
ている。その１つは、フラッシュされたスチームによる
スプレィ液滴の持ち出しがフラソンユタンクまたはミス
トセパレータの好ましい形状によって除去または排除で
きるならば、熱交換器のンエル側またはチューブ温浸器
の外側は凝縮するスチームとのみ接触するからである。

スチート中に溶解する不純物、例えはスチーム／蒸留複
合物を別にすると相対的に言って熱伝達面にはスケール
を形成する危険がほとんとないことにある。もう１つは
、熱交換／ゴルまたはチューブ温浸器の７ヤケソトにお
いて凝縮するスチームはこの／ステムから除去されるこ
とによって蒸発を促進し、該処理のウォータバランスを
補助する。

しかしなから、熱回収フラノ／フグ法は重大な熱非効率
という問題を持つ。フラ、ソンク法の性格−４二、また
水性ｉ′Ｉ″ｆ性液の沸点は水の沸点よりも、高角性液
濃度を温浸に使用するとき１５°Ｃ程度、比較的低い苛
性液濃度を使用するときでも５°Ｃ程度上臂するので、
回収された熱はフラノノングされる溶液の沸点」−昇に
よって減退することになる。

それゆえに、熱伝達面およびヒーターの大部分の熱伝達
面ならひに非常に多くの段階において汚れか発生しない
とするならば、ずなわら、熱交換器および無限の段階（
ステー７）における温度差かセロに近いという限られた
場合においても、’ｔ！ｌ！Ｗされたスラリーを高濃度
苛性液を供給するシステムにおいて達成することかでき
る最小温度は、同等の汚れおまひ熱交換域をもってスラ
リー−液またはスラリー−スラリー表面間の熱交換を行
うことによって液流間の熱が回収される場合よりも１５
°Ｃ程度高くなるであろう。さらに、熱回収段階が無限
であるということが実際的でないから工業的には冷却さ
れつつあるスラリーがあるフラッンユ段階から次の段階
に至るときには一定の温度落下かある（通常１０°Ｃ程
度）。従って、冷却された連続したフラノンユ段階の熱
回収システムを使用する工業的操業において達成される
冷却された温度スラリーの温度は、向流面の熱交換の熱
回収システムにおいて達成可能な熱力学的最小値よりも
高濃度苛性の場合は約２５°Ｃ程度高くなる。この回収
されない２５°Ｃと熱的に等価なものは最大温浸温度に
おいて全体の温浸流に対して与える必要かある、ずなわ
ぢハイグレート熱として与える必要かあり、かなり工不
ルキーコストか必要となる。

さらに、バイヤー法における貴ｆ（＆　’ｔｌＬからの
フラ。

／ングによって上記溶液は、？ｆａ’ｔｌと沈澱の間で
苛性およびアルミナ濃度か濃縮されるが、アルミナの苛
性アルミナに対する比率に関しては、残念ながら濃縮さ
れるものでない。他方、温浸および沈澱における溶液の
生産性を最大にするためには前者から後者へ通過する７
ｓ液の濃縮を避けるのか好ましい。温浸（および減圧冷
却）において貴族からのフラン／フグによって蒸発を行
うと、この回路における最大溶液生産性に対し、非生産
的となる。また、この回路における他の所では、工不ル
キー効率か減少するとともに、蒸発用に特に設計された
この回路の使用済み側における蒸発器におけると同様に
冷却用に設計されたフラノソング／ステムにおいて費や
される工不ルキー単位あたりの蒸発は通常達成されるこ
とはない。回路の使用済み側における蒸発器を含む高い
苛性液流システムの場合、すなわち、例外的に多量のマ
ッド成分をふくむ非常に底品位のボーキサイトにおける
ほとんとの場合を除いて、経済的に正当化することかで
きるすべてのマｙＦおよび水和物の洗浄水を供給するに
十分な通常非常に大きい蒸発器を有する場合、温浸およ
び減圧冷却におけるフラ、／ングによる蒸発は、いかな
る場合もほとんと経済的価値を有しない。

固体鉱物から金属成分をアルカリまた酸性抽出液に抽出
する課式冶金作業においてはチューブ温侵は有益な方法
として知られている。特に、ボーキサイトからアルミナ
を苛性ソータまたは苛性アルミン酸溶液に抽出するバイ
ヤー法における場合のように、上記抽出を大気圧以上に
上昇させる１ＥＩＩ＋度において行う必要かあるところ
においては有益である。特に、このチューブ温浸におけ
る利点の中で、プラグフローへの接近、バイパスの最小
化、固液相の乱流混合の度合か高いことおよび加熱また
は冷却媒体を運ぶ第２の大径チューブ中に上記ｌチュー
ブまたは共通ジャケットの数本の平行チューブを封入す
ることによって抽出処理中においてスラリーからの熱伝
達を同時に行うことかできるという点が挙げられる。

米国特許３．４９７．３１７号上記載されるように、同
心チューブを使用するチューブ温浸器かバイヤー法に対
し提案されＣいる。しかしながら、内側チューブの外側
面には内面と同様にスケールか１７１着するか、この外
表面は環状の／ヤケットによって包囲されているため、
ンヤケソトスペースを介して脱スケール液を循環さ也る
ことによって清掃することか容易でない。さらに、−旦
この表面にスケールか着くと同心チューブ装置を取り除
くことか難しい。これらの問題、ずなわぢ、チューブ温
浸器はンヤケノト側におけるフラッンユされたスチーム
を使用するか、」―述した不利益かあるため、チューブ
または熱交換壁に対向する表面に接触する苛性処理液流
間で間接的に熱交換を行うことに付随する−１−述した
スケールの問題は、直接スラリー−液またはスラリー／
スラリー間の熱交換を行う通常のバイヤー法をうまく行
うことを害してきた。バイヤー法におけるａ＋　Ｗされ
たスラリーと使用済み液間の熱交換に伴う上記問題は、
本発明方法によって克服され、また減少させることがで
きる。また本発明によって克服される異なる使用環境に
おける問題を以下に述べる。

（発明の概要） 本発明は第１処理液流からそれよりも初期は低い８１度
の第２処理液流に伝熱するにあたり上記第１および第２
液流をそれぞれ第１熱伝導壁の第１面および第２熱伝導
壁の第１面と接触状態で通過させる工程を有し、各伝導
壁はその第１面に対向する第２面を有し、かつ流体含有
のための密閉された空間に対し露出され、上記液流は互
いに、また双方の壁の第２面からそして上記空間からも
独立しており、 上記空間内をあらかじめ選択されたガス圧に維持しかつ
該空間内において上記第１壁の第２面と接触状態にある
が上記空間を部分的に占めるに過ぎない流体伝熱媒体を
液状体に維持し、該媒体および圧力を該圧力のもとでは
、媒体か第１液流初期温度よりも低いが、第２液流の初
期温度よりも高い沸点を有し、上記空間中の媒体は第１
液流から第１壁を通して伝熱されることにより部分的に
気体状態にあるように互いに選択され、上記第２壁の第
２面は、上記第２液流に第２壁を通して伝熱することに
よりそこで気体状態の伝熱媒体か凝縮するように配置さ
れ、 上記第２壁の第２面から凝縮された伝熱媒体を上記液状
体に戻すことを特徴とする処理液流間の伝熱方法にある
。

いくらかの例においては、各々加熱され、冷却されるべ
き処理液流がｌｏｏ’ｃ前後で熱交換器ゾーンに入り、
熱伝達媒体は水であってよく、密閉空間において維持さ
れる熱かｌ　ａｔｍであってよいところにおいては、圧
力を調整する工程はなくとてもよい。比較的高い処理液
流の侵入温度が１００°Ｃより幾分低いと、好ましい減
圧か行われ、密封空間において維持される条件下で伝熱
媒体として水を使用してもよいが、または適当な比較的
低い大気圧沸点を有する他の流体をｌ　ａｔｍの密封空
間圧で使用してもよい。この場合、本発明によれば、密
閉された空間における流体伝熱媒体および圧力は流体媒
体の沸点（あらかしめ選択された圧力における）および
処理液流温度との必要な関係を達成するように相互に選
択される。

本発明の好ましい具体例においては、第２壁を第１壁の
上方に配置し、密閉された空間をこれらの壁の第２面間
を自由に流体が通過するように構成する。従って、気体
状態の伝熱媒体は液状体（第１壁に接触している）から
上記密閉された空間内の第２壁の露出した第２面に一ト
昇し、凝縮した液状の伝熱媒体はその第２壁から」−肥
液状体に重力によりもとることになる。この熱伝達装置
はヒートパイプとして機能する。気化熱は上記第１壁を
通して第１液流から流体伝達媒体により奪取される。こ
の熱は上記第２壁への気体状態の伝熱媒体の」１昇によ
り気化潜熱として有効に伝達され、この流体媒体の凝縮
時に上記第２壁を介して第２液流に引き渡される。それ
によって、上記第１液流は冷却される一方、上記第２液
流は加熱される。

本発明は制限なく、湿式冶金および接触する表面にスケ
ールをイ」着される傾向にある処理液流間において熱を
伝達する必要がある他の方法に有利に適用できる。本発
明によれば、一定の熱伝徨叉は熱交換壁のある一面だけ
は処理液流のいずれかに接触し、他の面は流体伝熱媒体
に接触する。この伝熱媒体は関連する／！晶度に依存す
るが、蒸留水又はスケールをイ」着させない他の流体で
あって良い。本明細書においてスケールという語は、処
理液流に接触して壁面に形成され、壁面の熱伝導率を減
少さぜるずへてのイτＩ’　？’：ｉ物をいう３、又ス
ケールを１１１着さ已゛る液叉は溶液とは、それと接触
する壁面にこのようなスケールをイ」着させるすべての
処理溶液をいう。ずへての壁面におけるある１面たけは
、スケールを（１’　ｉｎさ已る液流に接触するので、
使用される熱交換構造はスケールを容易に除去すること
か出来る設計であるのかよい。例えは、上述した壁面の
各々は、円筒導管であっＣよい。この導管の内面を通し
て処理液流の１つか通過し、この第１液流導管士方に第
２　’ｔｌｋ流（初期は比較的冷たい。）の導管か配置
される。この２つの導管は、第３の大きな導管又はスケ
ールを形成させない流体伝熱媒体か部分的に充填される
密閉された空間を形成する／ヤケノド内に共に包囲され
、側方に延びるものであってよい。スケールは、この上
方の導管の内部円筒面に形成されるか、上述したように
公知の技術によりこれら表面から容易にかつ十分にスケ
ールを除去することができる。導管の外表面は第３の導
管または／ヤケノドによって包囲されているとスケール
の除去か困難であるが、これらの表面にはなんらスケー
ルかイ・１着しない。同時に熱交換効率は、熱交換壁の
対抗面にそれぞれ接触して流れる液流間の伝統的な、間
接的熱交換において達成される効率に匹敵するものであ
る。なぜならばヒートパイプ作用によって等温伝熱状態
に極めて近つくからである。

典型的に又は好ましくは、導管はほぼ水平に延びる。さ
らに各壁面は例えば平行に配列された複数の導管であっ
てよい。従って上記第１液流は第１の複数導管を通して
流れることができ、上記第２液流は第２の複数の導管を
通して流れることができる。総ての導管は第３の導管又
はンヤケソトによって囲まれ、上記複数の第１導管は上
記複数の第２導管の下方に配置され、上記第３導％内に
含まれる流体伝熱媒体中に浸漬されている。しかしなが
ら、各壁面かｌ又は複数の導管であろうとなかろうと、
処理液流は導管のスケール除去か可能な内面にのみ接触
し、スケールを形成しない流体伝熱媒体のみか導管の外
表面に接触することになる。

さらに、各壁面か１又は慢数の導管（例えば全体として
水平に延び、冷液流導管が熱液ｍ導管」−方に位置する
場合）で構成される時は、各々の導管から独立した複数
の閉鎖された空間は導管の全長に沿って間隔をおいてタ
ンタム式に配置された複数の空間形成／ヤケノドにおい
て形成されるようにしてよい。この各空間は液状態の流
体伝熱媒体を含み、それぞれ７．７なった平衡圧に維持
される。

特に重要な点は、本発明によって、ボーキサイトからア
ルミナ（八１，０３）を重わ告するバイヤー法（こおい
て、苛性液流間の伝熱方法を補償することか出来る。こ
こにおいてはｌｌｌ１ｆ性液中のホーキサイドスラリー
は高温高圧においてｎ１浸され、アルミン酸すトリウム
としてアルミナ分を溶解させる。

膜内にいって、本発明方法はこのような熱伝達か要望さ
れるようなバイヤー法ンステムの総ての処理液流間にお
ける伝熱に使用することか出来る。

制限するものではないか、本発明の具体的かつ重要な具
体例において、加熱ｔａ　？ｌスラリー又は貴液から２
つの熱交換壁を介して新しい苛性ポーキザイ１−スラリ
ー又は使用済み液に伝熱するとどちに、各熱交換壁の１
つ以上の面にスケールか形成されるのを防１トするにあ
たっ−Ｃは、次の方法か使用されてよい。即ち、本発明
方法は、高温温浸スラリーまたは貴族を２つの熱交換壁
を介して新しい苛性ボーキサイトスラリーまたは使用済
み１１ｋに伝熱する一方、各熱交換壁の１面にスケール
か形成されるのを防止するにあたり、高温の〆温浸スラ
リーまたは貴族を熱交換壁の１面に接触通過させ、それ
によって上記温浸スラリーまたは貴液から上記熱交換壁
の他面に接触する熱交換流体に伝熱し、上記熱交換壁の
他面に熱交換流体を接触さ１．！つつもう一つの熱交換
壁に新しい苛性ポーキサイ）・スラリーまたは使用済み
液を接触通過させ、それにより温浸スラリーまたは貴族
からの熱を新しいｊ″Ｉ′ｆ性スラリーまたは使用済み
液に伝達するようになっている。上記熱交換流体はスケ
ールを形成しないものであり、上記熱交換壁はその１面
だけにおいて苛性溶液にそれぞれ露出し、−１−紀伝熱
流体は一１４記スラリーまたは貴液から熱交換壁を介し
て熱を受け取るどきは木質的に液状態にあって、熱の受
け取りにより気化し、Ｌ紀伝熱流体からの伝熱か上記気
化状態から生しるとともに上記熱交換壁における凝縮を
伴い、上記液状態にある伝熱流体か上記熱交換壁と接触
状態にある液状の伝熱流体に循環され、よって温浸スラ
リーまたは貴液から新しいスラリーまたは使用済み液へ
伝達される熱か上記スケールを形成しない伝熱流体の気
化熱からなっている。

バイヤー法における処理液流間の熱交換への適用につい
て述へたが、本発明方法はスケール形成液題をうまく処
理することができる。なぜならば、各熱交換壁はある１
面においてたけスケール形成液にさらされ、この１面は
スケール除去が容易に行うことか出来るように設計され
ている。同時に本発明によれば、苛性溶液の高沸点上昇
およびａ１浸スラリー液流の望ましくない濃縮に起因す
る効能の制限を伴うフラノ／ユ熱交換技術を使用する時
の不利益をＩｌｌ除することかてきる。なぜならば、熱
交換か行われている苛性液流のいずれもの蒸発を伴わな
いからである。

本発明のさらに他の特徴および利点は、添イ」図面に基
づく以下の詳細な説明によって明らかになろう。

（実施例） 本発明の苛性処理液流間熱交換方法を具体的に説明する
。その他はおおよそ従来からのバイヤー法にかかる実用
例と同様である。第１図を参照に、この使用状況を説明
する。第１図は、熱交換を行うために従来技術による熱
交換装置を使用した公知のバイヤー法処理／ステムの一
例を示すフロー７−トである。

第１図のバイヤー法ンステムにおいて、ボーキサイト鉱
石を段階１０において圧壊及び粉砕し、多重の水性苛性
溶液（リカー）を混合してスラリーを形成する。温浸（
ｄｉｇｅｓｔ）段階１１へと進み、ここで再び付加的液
体苛性溶液を供給する。温浸器１１て、高圧（過大気圧
）条件下で大気沸点を相当越える温度まで苛性溶液との
ホーキサイトスラノーを加熱し、鉱石中のアルミニウム
酸化物価をすトリウムアルミネートとして溶解する。不
溶鉱物（赤泥）を含有し、ナトリウムアルミ不−１・が
溶解している温浸された高温溶液あるいはスラリーは段
階１２において冷却され、分離・濾過段階１４において
、赤泥をスラリー中の液体から分離させる。赤泥は１６
で洗浄され、メイン処理ルーフに復帰してきた洗浄段階
からの過剰液体流とともに放出される。−膜内に洗浄用
過剰液体流もまた濾過しなければならない。

上記溶液をさらに段階１８において冷却後、溶解すトリ
ウムアルミ不−１・を含有する溶液に段階２０において
アルミニウド水酸化物を散布及び撹拌する等の処理を施
し、アルミニウム水酸化物を沈澱させる。

アルミニウム水酸化物沈澱物を、分級段階２２において
分離し、段階２４において焼成して、最終生成物として
アルミナ（Ａ１２０３）を得る。一方、残留苛性液体（
使用済み溶液）を、再循環させて、蒸発させ、苛性物を
添加して再生、加熱して新たなポーキザイトを処理する
。具体的には、苛性物を使用して使用済み溶液を再生さ
ゼて、連続段階２６と３０において温浸スラリー流から
の熱伝導により加熱する。段階２６と３０の間の段階２
８では、蒸発によりスラリー流は濃縮される。段階３０
で、溶液は２つの流れに分けられる。その１つは、圧壊
・粉砕段階１０において新たなボーキサイトと混合する
ためのものであって、いま１つは、さらに加熱器３２内
で熱を外部から供給し゛Ｃ加熱され、ｍｒ　’Ｉｌ器１
１へ送られる。

このシステムの温度、圧力、濃縮等具体的な処理条件や
、例えば溶液循環を行うポンプ等の適切な装置設備等は
当業者に周知のことであり、説明を省略する。

従来技術にかかる実施例では、温浸スラリー冷却段階１
２および再生溶液加熱段階３０は、一連の瞬間加熱器３
０として一体的に構成されている。

ここでは、段階１２における温浸スラリー圧力低減のた
めの連続的ステップで瞬間的に蒸気を生じさせる。つま
り、スラリー中の水分のいくふんかが蒸気に変換し、そ
してこれか、段階３０において、使用済み／再生溶液と
接触して反対面を有する熱交換壁の露出面」−で凝固す
る。段階１２では、蒸気熱を奪うことにより温浸スラリ
ー流冷却するとともに、段階３０ては、蒸気凝縮か熱交
換壁を介して蒸気熱を伝導することにより、使用済み／
再生溶液を加熱する。冷却段階１８と加熱段階２６は、
同様に、一連のフラソンユ熱交換器３８として一体的に
構成されていて、同様の方法で交換器３６として機能す
る。

この配置においては、凝縮する蒸気は本質的に水分のみ
であるので、洗浄不能の面上へのスケール蓄積の問題を
大きくまたは完全に解決する。しかしなから、熱交換の
効能はやはり、装置設ａ１に特有の熱喪失により制限さ
れるとともに、苛性温浸溶液の比較的高い沸点上昇によ
っても制限される。従って、段階３２において実質的な
外部からの熱供給を必要とする。さらに、高温スラリー
のフラノンユ蒸発によりサイクル内のある点において溶
液濃縮か増大する。ｌ層線の増大は、７！ｉ！浸および
沈澱ステップにおい゛Ｃ溶液生産性を最大にする見地か
ら好ましくない。

本発明にかかる方法は、以下に説明する実施例において
、これら不利な点を克服するものでありながら、熱伝導
する通常の熱交換壁の相対する面に接触した対向する苛
性溶液流間での間接的熱交換から生じ得る除去不能なス
ケールの形成の問題を惹起させないものである。

本発明にかかる実施例に使用するバイヤー法を利用した
システムを、第２図に示す。同様の段階は同一番号で表
わす。第２図に示す／ステムは、実質的には、機能面に
おいて第１図と同様であるが、フラッシュ型熱交換器３
６（冷却段階１２および加熱段階３０）、３８（冷却段
階１８および加熱段階２６）は第２図においてはヒート
パイプ型熱交換器４０．４２に夫々置き換えられていて
、これにより本発明による方法を実施する。使用済み溶
液を再生するための苛性物の導入は４４に示される。

熱交換器４．０（これは、構造および配置において熱交
換器４２と木質的に同しであってよい。）を第３図およ
び第４図に詳しく示す。これは、高温温浸スラリー流を
温浸器１１から誘導するための第１円筒状熱伝導性金属
チューブあるいは導管４６と、加熱されるべき使用済み
／再生溶液ｔ１１Ｌを温浸器へと復帰させるための第２
円筒状熱伝導性金属チューブあるいは導管４８と、側方
に延びる両導管４６．４８を囲み、流体伝熱媒体の液状
本体５４で部分的に満たした封鎖された部分５２を区画
する少なくともひとつのンゴールあるいはシャケｙ　ｈ
　５０から構成されている。導管４．６．４８は、相互
に平行かつ垂直に間隔をもって位置して水平に延ひてい
て、より低温の流れを運搬する導管４８下方に、より高
温の流れを運搬する導管４６を有している。シャケｙ　
ｈ　５０は水平に延びるチューブあるいはパイプ部分て
あって、導管４６４８に対して軸方向に平行に位置し、
内部直径は両導管を空間を持って囲むに十分な大きさの
ものであって、ンヤケノト端５６．５８は閉しられてい
て（かつ両端よりも突出している導管４．６．４８周囲
をンールしていて）、閉状態で流体熱伝導媒体を含むよ
うになっている。

本構造において、高温温浸スラリーは、導管４６内部を
介して第１方向（矢印６０方向）に通過慣る−・方、加
熱されるべき使用済み／再生溶液は、導管４８内部を介
してその対向方向く矢印６２方向）に通過する。各々の
流れは、流れか通過する導管によって、相互に独立させ
られて、かつ」−１鎖された部分５２からも独立させら
れている。各々の導管は熱伝導あるいは熱交換壁であっ
て、内部円筒状面または表面は、導管内を流れる処理液
流のると接触するようになっており、外部面または表面
は封鎖された部分５２内部に露出しているか両処理面と
は分離している。

ｉｆｌ状熱伝熱伝導媒体５４鎖された空間５２の下側半
分のみを満たずようになっていて、−上側導管４６は該
媒体に完全に浸されている一方、−Ｊ二側導管４８は封
鎖された空間内部において上記媒体よりも上方に完全に
露出した状態にな−）でいる。熱交換操作に関する温度
範囲を参考にして流体伝熱媒体を選択するか、（シェル
内部の圧力下で）７＃管４６内の高温処理液流か／ヤケ
ｙ　ｌ□　５０により区画された熱交換域に入る温度よ
り低い〆温度では、流体伝熱媒体は蒸発するが、導管４
８内の低温液体流か熱交換域に入る温度よりも上の温度
では、流体伝熱媒体か凝縮するようなものを選択する。

つまり、伝熱媒体のｔ！！１１点は第１液流の温度より
も下て、かつ第２液流の温度を越えるものである。

ここに述べたバイヤー法処理環境における温度範囲に関
しては、水は適切な熱伝導流体である。上記伝熱媒体と
しては、さらに長期間でもスケールを付着さｌず、腐食
あるいはその他の問題を導管４６．４８表面に生しさせ
ないようなものを選ＩＲする。このような媒体の一例と
して、添加物として少量の腐食抑制剤を含有した脱イオ
ン水かある。

ンステトを作動さぜるときに、封鎖された空間で初めに
条件調整をして（公然媒体を沸、１ｌ（４させなければ
ならない場合かある。例えば、伝熱媒体として水を使用
して、高＃ｌ？ｌ処理〆Ａしか８０°Ｃである場合、封
鎖された空間の圧力かｌａｔｍてあれば伝熱媒体は沸騰
しない。しかし、封鎖される空間を７−ルする前に、室
温においてその空間の圧力を部分蒸発により例えは１／
３ａｔｍに減少さぜると、水を８０’Ｃで沸騰させるこ
とができる。同様に、例えは空気のような非凝縮性気体
を封鎖された空間から除去し、封鎖された空間あるいは
ジャケット内で非凝縮性気体の分圧か全体圧力に加わる
のを回避するようにしてもよい。より広義に説明すると
、封鎖された空間内の流体伝熱媒体と圧力は相互に関係
をもって選択されるのであって、当該圧力における媒体
が、２つの処理液流のうちの高温のものの温度より低い
温度で沸騰し、２つの処理液流のうらの低温のものの温
度を越える温度において凝縮するものであるようにする
のかよい。封鎖された空間あるいはンヤケソト内圧力を
適切に選択することにより、流体伝熱媒体の選択はかな
り柔軟に行うことができる。

熱交換器４０において木刀法を実施するにあたっては、
冷却される高温温浸苛性スラリーは、下側導管４６を介
してその内部面に接触しながら通過する。一方、使用済
み／再生苛性溶ｌｌｌは上側導管４８を介してその内部
面に接触しながら反対方向に通過する。導管／１６の壁
から導管外部表面に接触し−Ｃいる水５０本体へと伝達
される熱は、該本体から水を蒸発させる。これは、高温
温浸スラリーの温度か水の沸点よりも非常に高いからで
ある。

そこで、蒸発熱か温浸スラリー流から引き出され、該液
流を冷却することになる。こうして出来た蒸気は、導管
４８の露出した外部面に接触して、導管４８内の液流か
比較的低い温度であるから、そこで凝縮か行なわれる。

凝縮の際に蒸気は、導管４８の壁を通して熱を伝達し、
その内部液流を加熱する。導管４８て凝縮された水は、
重力により封鎖された空間５２から水本体５４へと戻る
。

この熱伝導操作は、２つの液流がそれぞれの導管を流れ
続ける限り連続的に行なわれ、理論的には、熱交換シス
テムは閉じられているので、流体伝熱媒体（水）を補充
する必要もない。スケール形成は避けられないか、導管
の外部面はスケールか蓄積しない伝熱ｔＡＬ体に露出し
ているので、スケル除去か容易に行える導管４６．４８
内部面にスケール蓄積か生しるのみである。

本発明にかかる方法において、上述した流体伝熱媒体を
含有する封鎖された空間は、ヒートパイプとして機能し
、簡単な構成をなす。この構成は、公知の恒温熱伝導の
ためのヒートパイプに接近する結果、単一の熱交換壁を
介するスラリー／スラリー熱伝導と比して、木質的に熱
劣化を伴わない熱伝導を行うことかできると同時に、２
つのスラリーに接触する両面は等しく接近可能で、機械
的手段または高圧液体ジェットにより清掃が可能である
。

好ましくは、熱交換器４０のンエルを、都合のよい長さ
（例えば〜６メー１〜ル）で複数の区画にその長手方向
に区分して、それぞれの区画部分かその平衡圧に達し、
ある区画部分から別の区画部分への温度段階を最小にす
ることにより、伝導される熱の劣化を最小にすることか
できる。したかって、複数の分離したジャケット（第３
図に示す第２ジヤケツト５０′）は、導管４６．４８に
沿って相互に縦に並んで間隔をおいて位置するように配
置され、熱交換器４０を構成し、各々の／ヤケノドある
いはンエル区画て相違する平衡圧を有する。

本発明にかかる伝熱方法の非常に有利な点は、チューブ
温浸器を使用することにより、連結させることかｉｉＪ
能であるということであり、このタイプの〃１浸器か有
する利点を実現することかできる。

チューブ温浸器において、当業者は容易に理解すること
かできるように、（最高温最高圧における）実際のｎ１
浸は苛性ボーキサイトスラリーを押しあげる長いチュー
ブの一箇所に生し、（１′ｌＡ度は盈侵条件か整いトラ
バースするまで徐々に増大する。簡単な具体例において
、本発明方法を実際に適用するためのチューブ！’Ｊｕ
ｆ　ｅ器としては、第３図および第４図に示したような
構成か適していることは、既に述へた。これは、加熱さ
れるべきスラリーを運搬する水（）′、チューブ４８と
、冷却されるへきスラリーを運搬する第２水平チユーフ
４６とを有し、これらチューブをより大きな第３チユー
フ５０のような共通の水平／ヤケソトの中に配置するよ
うにしている。加熱されるへきチューブ４８は冷却され
るへきチューブ４６上方に位置する。ジャケット５０は
、スケールを蓄積させない適切な伝熱流体５４でおよそ
半分を満たされている。この伝熱流体は、シ：ｒ刃し圧
力下で冷却されるへきスラリー流温度より低い温度で沸
騰し、加熱されるべきスラリー流温度より高い温度で凝
縮するものである。

操作においては、ジャケット空間５２内の流体は、該流
体に浸されているチューブ４６内の高温スラリーにより
沸騰させられ、蒸気は上側チューブ４８面上で凝縮し、
比較的大きな潜熱をこのチューブ内部へと伝導する。凝
縮物は落下して下方の沸騰しているプールに復帰する。

従って、外部（ンヤケット）流体はチューブ４６．４８
の２つの熱伝導面を連結する機能のみを果たし、原則と
して流体を交換する必要かない。熱伝導は、２つの面に
おいて沸騰および凝縮条件下で、これら条件下における
非常に高い熱伝導係数を伴って生し、一方面から他方面
への蒸気／凝縮物伝導における抵抗は無視しうるちので
あるので、通常の一方の湿った面から他方面へと横切っ
て一方のスラリーを熱伝導する場合に比して、非常に小
さな付加的な全体にわたる抵抗があるのみである。この
付加された抵抗をさらに低減させるためには、外部面」
二の熱伝導を増大させる公知の手段、例えば、フィンや
リブ、溝（図示しない）をチューブ４６および／あるい
はチューブ４８の外部面」−に備えることにより可能で
ある。これらの面にはスケールが蓄積されず、したかっ
て熱伝導増大の特質はスケールの蓄積により急速には失
われないからである。

本発明の全体としての効果は、加熱するスラリーあるい
は加熱されたスラリーによるスケール蓄積を低減あるい
は防止するためのものではなく、単にスケールか蓄積し
ゃすいずへての面を同様に化学的、機械的または高圧洗
浄することが可能にするものであると評価されるであろ
う。つまり、詳述した実施例での本発明では、例えばチ
ー、−ブ型温浸器内で、２つの液流の間の非フラノンユ
的熱交換を可能にする一方で、スケール除去に関する技
術はすてに存在しているようなスケール蓄積の問題は表
面に関するものに限っている。もぢろん、従来の対向流
間の凝縮性／ヤケソト／チューブ型熱交換に比ヘーＣ１
本発明はンヤケソト内に１つではなく２つのチューブを
（＋ｉｆｉえるものであり、通常はより大きな直径を有
するンヤケットを有するものである。ずなわら、イ」加
的に必要な資本はメンテナンスコストの低減によりある
程度相殺されうる。結果として、好ましくは、従来のチ
ー、−）型温浸器を単一チューブ両側」二のスケールか
化学的に容易に除去されつる処理サーキット部、あるい
はスケールか蓄積しにくい処理ザーギット部に使用し、
熱交換部分かコスト高になる本発明方法に使用される熱
パイブチ、ユーブ’Ｊ’！　７Ｒ＋　浸ｋをサーキット
の而または表面のスケールか形成されやすいが化学的手
段では確実にスケール除去できない部分のみに使用する
ことかできる。

一般的な従来の特徴をもつバイヤー法を使用して実施し
た本発明の経済的利益を具体的に示す方法として、本発
明を使用した操作例と従来のフラソンユ交換方法を使用
した操作を比較するとよい。

第１図に示す典型的な低温度（〜１４３°Ｃで温浸）バ
イヤー法プラントにおける従来の操作を参照するど、１
４３°Ｃで７１ｒ？、　ＰＩ器１１を離脱する液流は、
段階１４において赤泥を分離するために大気圧における
沸点まで冷却され、幅浸器へと流れる使用済み液流はテ
ストタンクにおいてその本来の温度から加熱（現状では
約７８°Ｃ）されて最大温度となり、これはフラノンユ
熱交換／リーズ３６により熱回収される。（約１６０〜
１６５°Ｃまて加熱され、共に混合されて温侵器へと入
り、ボーキサイトから苛性ソータ溶液へとアルミナ溶解
熱を供給し、温浸温度〜１４３°Ｃを得るより低温のポ
ーキ→ノイドスラリー流を調整する）。この液流に必要
な熱の残りの分は、外部の工不ルキー源から生しる蒸気
により供給され、このことか本プロセスの主要な操作コ
ストとなっている。

第１図にフラソンユ熱交換／ステムンリース３８として
表されている類似した第２のフラノンユ熱回復ンステム
は、熱を赤泥分離の後さらに明らかな液体流から水性ア
ルミナ沈澱の後使用済み溶液として回復する方法（真空
冷却／真空加熱システム）も多くのバイヤー法プラント
におい−ご存在するか、操作方法は同様のものであるの
で、詳述は避ける。

第１図のフラッシュ熱交換器ンリーズ３６では、流れは
温度〜１４３°Ｃで温浸器を離脱し、冷却段階１２の第
１（１３８ｋＰａ）フラッンユタンクに入り、フラノン
ユ後にこのフラッシュタンクを離脱する温浸スラリーの
温度は典型的に〜１３ピＣである。したかって、加熱段
階３０において、熱を使用済み溶液の熱交換器の第３タ
ンクへと伝達するフラッシュ蒸気はフラッシュタンクを
〜１３１°Ｃで離脱する。溶液中に含有された溶解塩の
ために溶液の沸点は」二昇するか、この蒸気は多くの低
温度バイヤー法プラントに採用されている中背性濃度で
沸点上昇分（例えば〜５°Ｃ）だけ過熱され、フラッシ
ュタンクと熱交換器シェルを接続する蒸気パイプ部分で
他の熱損失や圧力損失を無視し、この液流は凝固して温
度〜１２６°ＣてシェルのノＪ。

ル側およびチューブ型交換器上に熱を供給する。

典型的に、このように非常にスケールが蓄積した状況に
おいて、シェル型およびチューブ型交換器は平均清浄状
態で５〜６°Ｃの出口接近温度を有する。ｌスラリーに
対して最初１４３°Ｃでこのンステム内て加熱されてい
る溶液のために達成可能な最大再生温度は従って約１２
０°Ｃである。

−見すると存在するかのようにみえる〜２３°Ｃの非常
に大きな温度制御力のうち、この種の熱回復装置におい
ては、沸点−１−昇のために〜５°Ｃは実際には存在せ
ず、別の〜１２°Ｃはフラノ／エフロセスにおける段階
的性格と一般的に必要とされる〃１度段階の多さによる
熱劣化によって浪費されてしまう。同様の状況は他の２
つの温浸フラップユ段階のそれぞれにおいて、および一
般的に３つの再生真空加熱段階のそれぞれにおいても生
しる。

／ステム全体は、明らかに効果的な熱回復システムでは
ない。しかしながら、スラリーの液滴がフラ、ンユされ
た蒸気中で運搬されるとき以外は、（ここでは凝縮フラ
ッジ−蒸気により加熱される）熱交換チューブ外部」二
のスケール蓄積を大きく防止するという利点かある。ま
た、フラッシュされた蒸気から凝縮された水かプロセス
から除去され、全体の水分バランスを助ける。しかし、
この溶液凝縮効果はプロセス中の望ましくない部分（温
浸と沈澱の間）で生じるか、最も優れたプロセス生産性
は、温浸部分と沈澱部分て最小の凝縮を溶液中で最大の
苛性ソータ凝縮を有することにより達成できる。

他方、温浸器に存在する１４３°Ｃのスラリーから上記
使用済み液への熱伝達がフラノンユ操作を使用すること
なく、現存の熱交換器と同様の熱伝達係数平均値を有し
、同様の熱交換面積を有する熱交換器を使用して行われ
るならば（即ら、本発明方法を使用することにより）、
沸点ロスの欠点がなく（温浸スラリーからのｌｘ記のフ
ラッシュ及び再凝縮かなく）、フラッシュ操作による熱
減退かなくなることになる。それにより現存の場合より
約〜１７°Ｃ（５＋１２°Ｃ）高い再生液をうろことか
可能になる。実際には、本発明の方ａミによる二重の熱
伝達の結果として、全体としての熱伝達係数は僅かに低
（なるが、これは対応する熱伝達面積の僅かな増加によ
って容易に補償をされることになる。従って、生蒸気を
供給して上記使用済み液を〜１２０’ｃから〜１６０’
Ｃに加熱する代わりに、生蒸気を供給して〜１３７°Ｃ
から〜１６０°Ｃに加熱することた（１か必要となろう
。それゆえに、渦侵にお（：ｌる生蒸気の消費は現在の
約２３７４０又は〜５８％減少することになろう。

第５図及び第６図は、第４図と同様の断面図であって、
多数のチューブからなるヒートパイプ型チューブ温浸器
を示す。特定の場合においては、加熱されるへき、ある
いは冷却されるべき液流を運搬するためにＬ［１−チ、
ユーブを使用すると、直径が大きいチューブを必要とす
ることがある。これは、流れている液体の容積あたりの
表面積が小さいものであるから、それぞれの流れを運搬
する単チューブがそれぞれの方向に使用された場合には
、非常に長いチーエーフ型温浸器を必要とするものとな
る。従っＣ１この場合、各液流を運搬するために、２．
３あるいはそれ以−１−のチューブを使用して、装置の
ユニット長さあたりの交換面積を増大させることが望ま
しい。ンヤケノトチーよ−ブの直径は増大するにもかか
わらず、上記増人により付加されるコストは、必要なジ
ャケン１〜長さ１〉体を低減することによりも大きい。

第５図に示す構造は、第３図及び第４図の高温処理液流
のための単一チューブ４６を２つの平イ５するチューブ
６４に置き換え、第３図および第４図の低温処理液流の
ための単一チューブ／１８を２つの平行するチューブ６
６に置き換えたものである。第３図および第４図に示す
構造のように、これら４つのすべてのチューブは、相互
に軸方向平行かつ水平に延ひていて、２つのチューフロ
ロは２つのチューブ６４の上側に位置する。４つのチュ
ーブすべては、シェルまたはジャケットチューフロ８で
側面を囲まれていて、端部は閉じられ（図示しない）、
封鎖された空間７０には、流体伝熱媒体７２がほぼ半分
病たされている。チューフロ４の外部面は、封鎖された
空間７０の内部に露出していて、上記媒体７２に浸され
ている一方、チューブ６６の外部面は上記媒体７２の水
平面上で封鎖空間７０に対して露出している。かかる構
造を使用して本発明方法を第３図および第４図の構造と
同様に操作することかできるか、各々の処理液流は１つ
ではなく、２つのチューブを介して流れることになる。

第６図に示すように、各処理液流を運搬するチューブ数
をさらに増やしてもよい。第６図は、第５図に示す構造
を修正したもので、同様の部分には対応する番号を付し
ている。ここでは、２つの下側チューブ６４は、ジャケ
ット６８により区画された空間７０の下側半分に伝熱媒
体７２て満たしたところに浸された第１の複数の平行水
平チューブ６４ａに置き換えられていて、２つの上側チ
ューブ６６は、第２の複数の平行チューブｆ３ｆ３ａに
置き換えられている。これらは、相互に平行で、チュー
ブ６４ａの上方に平行して配置されていて、上記媒体７
２の水平面上で、空間７０の」−側半分に露出した外部
面を有している。本構造においては、加熱されるべき液
流は、上側半分のチューブ６６ａを介して通過し、冷却
されるべき流れは、下側半分のチューフロ４ａを介して
通過する。チューブを単一通過操作用として配置しても
よく、この場合、それぞれの流れはそれぞれのチューブ
６４ａ、６６ａ内で複数の平行流に分割され、熱交換域
を通って単一方向に流れる。また、熱交換域を通って１
つのあるいは両方の流れか多通過操作されるようにチュ
ーブを配置してもよい。

第７図および第８図は、本発明を実施する単一。

パス／単一　パスのマルチチューブ式ンエル／チューブ
タイプの熱パイプ型熱交換器を示す。ここでは、２つの
処理液流のそれぞれに複数の間隔をもって位置する平行
かつ水平のチューブを使用していて、該チューブ間で熱
か交換される。この構造は、閉じられた端部を有する、
概して円筒状で軸方向に水平の／エル７４を有していて
、内部は、横断垂直な２つの壁７６．７８か細長い中央
熱交換部分あるいはチャンバ８０と反対側端チャンバ８
２８４とに分割している。それぞれのチャンバ８２８４
は、パーフォレーション抵抗の単一層または多層の水平
壁８６．８８により、下側半分８２ａ８４ａと上側半分
８２ｂ、８４ｂとに分けられている。

壁８６．８８は、端部チャンク・の−１−側半分を下側
半分から独立させて、その間に液体か侵入しないように
防止する機能を果たしている。中央チャンバ８０は、端
部チャンバと異なり、水平分割用壁を有しない代わりに
、」二側部分と下側部分間で液体が自由に接触するよう
になっている。

複数の軸方向水平チューブ９０は、相互に間隔をもって
平行に位置し、中央チャンバ８０の下側半分を通って、
横断壁またはチューブシート７６７８間を延びている。

チューブ９０は後者の壁を通って２つの端部チャンク＼
の下側半分８２　ａ、　８４ａへと通しる。同様に、複
数の軸方向水平チュフ９２は、相互に、かつチューブ９
０に平行に間隔をもって位置し、中央チャンク・８０の
上側半分を通って、横断壁またはチューフン−１−７６
，７８間を延ひていて、これらの壁を通って２つの端部
チャンバの上側半分８２ｂ、８４ｂへと通しる。

より下側のデユープ９０は第６図の下側チューフロ４ａ
に相当し、２つの処理液流のうらより高温の液流（すな
わち冷却されるへき液流）を熱交換域またはチャンバ８
０を通して通過させる一方、より−１−側のチューブ９
２は第６図の上側チューブ６６ａに相当し、より低温の
液流（すなわら加熱されるへき液流）を該チャンバを通
して通過させる。

より高温の処理液流のインレット９４およびアウトレッ
ト９６は、下側端部平チャンノ・８４　ａト」二側端部
半チャンバ８２ａとにそれぞれ通している。同様に、よ
り低温の処理液流のインレット９８およびアウトレット
１００は、上側端部半チャンバ８２ｂと下側端部半チャ
ンバ８４１］とにそれぞれ通じている。インレット９４
、半チャンバ８４ａ１チューブ９０．半チャンバ８２ａ
１アウトレット９６は、共により高温の処理液流か通る
連続的単一方向（単一パス）流路を、シェルフ４内部の
下側部分を通して、形成している。インレット９８、半
チャンバ８２ｂ、チューブ９２、半チャンバ８４ｂ、ア
ウトレット１００は、同様に、より低温の処理液流が通
る連続的単一方向（単一パス）ｌＪｔｔ路を、シェルフ
４内部の上側部分を通して、形成していて、その方向は
、より高温液流方向と対向する方向である。熱交換器の
当業者であれば、内部バッフル（図示しない）でこれに
相当する半端部空間を作り、適切に細区分することによ
り、より高温の液流、より低温の液流、あるいは、必要
であれば両方の液流をマルチパス操作することか容易に
行えることが理解できるであろう。

シェルフ４と横断壁またはチューブンート７６゜７８は
一体となって封鎖された空間としての中央チャンバ８０
を形成し、下側チューブ９０および」二側チューブ９２
の外部面はすべて中央チャンク・に露出している。この
封鎖された空間内で、流体伝熱媒体の液状本体１０２が
該空間下側半分を満たしていて、チャンバ８０内で本体
１０２水平面上にあるチューブ９０．９２を浸している
。すでに述へたように、シェルフ４内のチューブを介し
て反対方向に流れる２つの処理液流を操作するには、２
つの処理液流は完全に相互に独立していて、また壁７６
．７８，８２．８４およびチューブ９０９２により封鎖
された空間からも独立している。

また、！Ｍｆ、体伝熱媒体の本体１０２のみと接触する
チューブ９０，９２の外部面からも独立している。

つまり、処理液流は、それぞれチューブ９０，９２の内
部面のみと接触するということである。下側処理流から
の熱は、本体１０２の流体を蒸発させ、その蒸気はチュ
ーフ９２外部面上で凝縮し、これにより、熱を」二側（
より低温の）処理流へと伝導することになる。凝縮物は
重力により本体１０２へと戻る。

第７図および第８図の熱交換器は、第６図と同様に、２
つの処理液流のそれぞれのチューブ（それぞれ９０．９
２）をほぼ同数有している。しかし、このような構造に
おいては、一方の処理液流に他方の処理液流よりもより
多くの数のチューブを配して、以下に述べるような特別
の操作特徴を得ることが可能である。

本発明方法の実施例として、プレートタイプのヒートパ
イプ型温浸器または熱交換器を第１１図に概略的に示す
。この場合、冷却される・＼き、より高温の処理液流は
、第１ンエル１３４内に封鎖され、垂直に配置された空
洞の熱透過ｒｌプレート構造１３２の第１組体−１−に
膜状流れをしたたらせることにより生しさせている。他
方、加熱されるへきより低温の処理熱流は、／エル１３
／ｌ内のプレート構造よりも高い位置に位置し、第２ソ
エル１３８内に封鎖され、垂直に配置された空洞の熱透
過性プレート構造１３６の第２組上に膜状流れをしｔこ
たらせること（こ、上り生しさ且ている。」二り己プレ
ー１・構造１３２内部はプレート構造１３６内部とチュ
ーブ］、　４．０　、１．４２により接続されていて、
流体伝熱媒体を保持する封鎖された空間を−・体向に区
画する。この封鎖された空間はそれぞれプレート構造１
３２の空洞内部とプレート構造１３６の空洞内部および
これら内部を内部接続するチューブ１４０．　ｌ　４２
を構成している。流体媒介の液状不休は、下側プレート
構造１３２内てこのような」Ａ鎖された部分（蒸発する
空間を残して１／１４のレベルまで）のほとんとを満た
している。

このように、より高温処理流からの熱は、該本体の液体
を蒸発さ已、蒸気はチーーブ１４０を介して上昇し、関
連する上側プレート構造１３６内部内で凝縮するととも
にプレート構造１３６−１＝を通過するより低温の上側
処理流を加熱する。凝縮物は」二側プレー１・構造内で
１４６に示すように収集され、重力によりチューブ１４
２を介して下側プレート構造内部へと戻る。

つまり、加熱されるへきスラリーまたは溶液は、構造１
３６のプレート面に接触しながら通過し、このプレート
面は内部的に熱伝導液体蒸気の凝縮により加熱される。

この蒸気は冷却されるスラリーか液状熱伝導流体を含有
するプレー１−１３２の他の組体外部上を通過すること
により生しる。これは、高熱伝導係数、低スケール蓄積
率およびこのような封鎖プレート熱交換面の低コストと
いった利点を有するものである一方、生しるすべてのス
ケールはプレート外部面（接近可能部分）上に蓄積させ
るものである。このようなシステムはバイヤー法蒸発器
か高温スラリーから直接回復する熱に対しても使用する
ことができ、かつすべてのスケール蓄積面を接近可能に
しておくようにすることが可能である。

プレート構造１３２を含むシェル１３４のグループと、
プレート構造１３Ｇを含むシェル１３８の関連するグル
ープは、連続的に配置することが可能である。冷却され
るへき処理液流は、−力方向に連続シェル１３／Ｉを介
して連続的に通過するとともに、加熱されるべき処理液
流は、その対向方向にそれぞれシェル１３４に接続され
ている連続シェル１３８を介して通過する。

本発明方法を実施する螺旋型交換器形状を有する熱交換
器を第９図及び第１０図に示す。本構造は、軸方向垂直
の円筒形ンヤケノ）１０４を有し、該ソヤケソトは、取
り外し可能な！・ノブカバー１０６及び取り外し可能な
ホトムノＪバー１０８を有し、これらは、一体向に内部
チャンノＸ１１０を区画している。内部チャンバ１１０
は、水平隔壁ｌ１２により、より高調１の処理液流の通
る下側半分のチャツバ１１４とより低温の処理液流の通
る一Ｊ二側半分のチャンバ１１６とに区分されている。

該隔壁は、２つの流れを相互に独立させる機能を果たず
。中央インレット１１８は、ボトムカッ＼一部分に配置
され、より高を晶の処理液流は下側の半チャンノ司１４
へと通過可能になっている。また、この流れのアウトレ
ノｌ−１，２０はンヤケ・ノド１０４の下側部分に配置
される。より低温の処理！ｌ灼＋ｆＣを−Ｉ−側の半チ
ャンバ１１６へと通過させるインレット１２２は／ヤケ
ノド」二側部分に配置されるとともに、高温処理液流の
中央アウトしｙ　ト］　２４はトップカバーに配置され
ている。

チャンバ１．１０内中央に位置し、隔壁１１２を通って
トップカバーからボトムカバーまで延びるのは、軸方向
垂直の熱透過性（例えば金属壁の）空洞螺旋形熱交換部
材１２６で、これは流体伝熱媒体を保持する封鎖された
空間１２８内部を画するものである。本媒体の液状本体
１３０か、該封鎖された空間１２８の下側半分、つまり
隔壁１１２の水平面近くまでを満たしている。このよう
にして、第９図および第１０図の構造は、封鎖された空
間１２８に直面しない部材＋２６の壁下方部分に接触し
た、インレット１．　］　８からアウトレット１２０ま
てのより高６１１１′、の処理液を流すための連続的な
下側螺旋形ヂャン不ルを区画し、同様に、同しく部材１
２６の−１−側部分に接触した、より低温の処理液を流
すだめの連続的な上側螺旋形チャンネルを区画するもの
である。これら２つの’ｔｌｌ　ｉ％ｔは、互いに対向
する方向に流れ、互いにかつ封鎖された空間１２８から
完全に独立して流れている。操作におい一Ｃは、下側（
高２Ｍ％　）処理液流は部材１２８の下方部分において
本体１３０の液体を蒸発させる。この蒸気か上昇し一Ｃ
冷却され、」：：ｌ鎖された空間１２８の上方部分で凝
縮されるとともに−１−側（低温）処理液流は加熱され
る。その際、重力により凝縮物は封鎖された部分内の本
体１３０へと戻る。

本発明は、上述した方法あるいは実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨を逸脱することなく他の方法
によって行うことかできるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来公知の（云統的なバイヤー法の処理ンステ
ｔ・の概要図、第２図は本発明方法の実施例を示す概要
図、第３図は本発明方法を実施するための熱交換装置の
簡略化した断面図、第４図は第３図の４−／１１線断図
、第５図は本発明方法に適する熱交換装置の変形例を示
す第４図と同様の断面図、第６図は他の変形例を示す第
４図と同様の断面図、第７図は本発明方法に適する熱交
換装置の断面正面図、第８図は第７図の８−８線断面図
、第９図は本発明方法に適する他の熱交換装置の断面正
面図、第１０図は第９図の１０−１０線断面図、第１１
図は本発明方法に適する熱交換装置さらに他の変形例を
示す斜視図である。 １０　・粉砕工程、１１　温浸工程、１４・分離及び濾
過工程、１６−赤泥洗浄工程、２２　分級工程、２４−
焼成工程、２８　蒸発工程４０及び４２・熱交換工程 特許出願人　アルキャン・インターナ／ヨナル・リミテ
ソト

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１処理液流からそれよりも初期は低い温度の第２
   処理液流に伝熱するにあたり 上記第１および第２液流をそれぞれ第１熱伝導壁の第１
   面および第２熱伝導壁の第１面と接触状態で通過させる
   工程を有し、各伝導壁はその第１面に対向する第２面を
   有し、かつ流体含有のための密閉された空間に対し露出
   され、上記液流は互いに、また双方の壁の第２面からそ
   して上記空間からも独立しており、 上記空間内をあらかじめ選択されたガス圧に維持し、か
   つ該空間内において上記第１壁の第２面と接触状態にあ
   るが上記空間を部分的に占めるに過ぎない流体伝熱媒体
   を液状体に維持し、該媒体および圧力を該圧力のもとで
   は、媒体が第１液流初期温度よりも低いが、第２液流の
   初期温度よりも高い沸点を有し、上記空間中の媒体は第
   １液流から第１壁を通して伝熱されることにより部分的
   に気体状態にあるように互いに選択され、 上記第２壁の第２面は、上記第２液流に第２壁を通して
   伝熱することによりそこで気体状態の伝熱媒体が凝縮す
   るように配置され、 上記第２壁の第２面から凝縮された伝熱媒体を上記液状
   体に戻すことを特徴とする処理液流間の伝熱方法。 ２、上記第２壁が上記第１壁に上方に配置され、上記閉
   鎖された空間を上記壁の各第２面間で自由な液体流通を
   行うように構成し、蒸気状態の伝熱媒体が液状体から上
   記封鎖された空間内の第２壁の第２面に上昇し、該第２
   壁から上記液状体に対し凝縮された伝熱媒体が重力によ
   り戻るようになっている請求項１記載の方法。 ３、上記第１および第２処理液流がそれらが接触する表
   面にスケールを付着させる液流であって、上記流体伝熱
   媒体がスケールを形成させない流体である請求項２記載
   の方法。 ４、上記第１および第２処理液流が苛性バイヤー処理液
   流である請求項３記載の方法。 ５、上記壁の各々が少なくとも１本の導管を有し、その
   内面を通して処理液流の一つが通過し、かつ上記導管が
   上記閉鎖された空間を形成し、かつ上記流体伝熱媒体に
   よって部分的に充填されているジャケット内で側方に延
   びる請求項２記載の方法。 ６、上記壁の各々が複数の導管を有する請求項５記載の
   方法。 ７、上記導管がほぼ水平に延びる請求項５記載の方法。 ８、互いに独立した複数の閉鎖された空間が上記導管の
   全長に沿って間隔を置いたタンデム式に配置された複数
   の空間形成ジャケットによって形成され、各空間は上述
   した液状体の流体伝熱媒体を含み、かつ異なる平衡圧が
   それぞれ上記空間の異なる平衡圧に維持されている請求
   項５記載の方法。 ９、苛性溶液中のボーキサイトのスラリーを高温高圧下
   に温浸してアルミン酸ナトリウムとしてアルミナ分を溶
   解し、固体と貴液流に分離し、該貴液から水酸化アルミ
   ニウムを沈澱させて使用済み液を残すボーキサイトのバ
   イヤー法において、高温温浸スラリーまたは貴液を２つ
   の熱交換壁を介して新しい苛性ボーキサイトスラリーま
   たは使用済み液に伝熱する一方、各熱交換壁の１面にス
   ケールが形成されるのを防止するにあたり、高温の温浸
   スラリーまたは貴液を熱交換壁の１面に接触通過させ、
   それによって上記温浸スラリーまたは貴液から上記熱交
   換壁の他面に接触する熱交換流体に伝熱し、 上記熱交換壁の他面に熱交換流体を接触させつつもう一
   つの熱交換壁に新しい苛性ボーキサイトスラリーまたは
   使用済み液を接触通過させ、それにより温浸スラリーま
   たは貴液からの熱を新しい苛性スラリーまたは使用済み
   液に伝達し、 上記熱交換流体はスケールを形成しないものであり、上
   記熱交換壁はその１面だけにおいて苛性溶液にそれぞれ
   露出し、上記伝熱流体は上記スラリーまたは貴液から熱
   交換壁を介して熱を受け取るときは本質的に液状態にあ
   って、熱の受け取りにより気化し、上記伝熱流体からの
   伝熱が上記気化状態から生じるとともに上記熱交換壁に
   おける凝縮を伴い、上記液状態にある伝熱流体が上記熱
   交換壁と接触状態にある液状の伝熱流体に循環され、よ
   って温浸スラリーまたは貴液から新しいスラリーまたは
   使用済み液へ伝達される熱が上記スケールを形成しない
   伝熱流体の気化熱からなることを特徴とする処理液流間
   の伝熱方法。 １０、上記第１および第２処理液流がそれと接触する表
   面に対して研磨性を有する液流であり、上記流体伝熱媒
   体が非研磨性流体である請求項２記載の方法。 １１、上記第１および第２処理液流がそれと接触する表
   面に対して腐食性を有する液流であり、上記流体伝熱媒
   体が非腐食性流体である請求項２記載の方法。 １２、上記第１および第２処理液流は互いに交ざり合う
   のが危険である液流であり、上記流体伝熱媒体はいずれ
   の液流とも交ざり合うのが危険でない流体である請求項
   ２記載の方法。