JPH0367953A - 腐蝕性液体加熱装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、酸、アルカリなどの腐蝕性液体の濃縮装置、
分溜装置、蒸溜装置、あるいは反応装置に好適な腐蝕性
液体加熱装置に関するものである。

（従来技術） 硫酸、硝酸、弗酸などの酸、臭素、ヨード水溶波などの
ハロゲン、アルカリ等の腐蝕性液体を濃縮、分溜、ある
いは反応させるための加熱装置や、ハロゲン化合物等の
ように、加熱による分解生成物として腐蝕性の酸を発生
する反応に用いられる加熱装置では、その加熱手段およ
び腐蝕性液体を収容する容器に耐腐蝕性が要求される。

以下に、耐腐蝕性を考慮した従来の加熱装置について説
明する。

第３図は第１の従来の加熱装置の断面図である。

該加熱装置では、腐蝕性液体３０を収容する液檜が、金
属あるいはガラス等から成る容器３１の内表面に、テフ
ロン等の弗素系樹脂、フラン樹脂、あるいはブチルゴム
などの耐腐蝕性に優れた保護膜３２をライニングした構
造となっている。

また、加熱手段としては、金属製あるいはガラス製のヒ
ータ管３４の中にヒータ３３を挿通し、これを加熱源と
して腐蝕性液体３０中に浸漬して使用するシーズドヒー
タや投込みヒータか用いられ、該ヒータ管３４は、腐蝕
性液体３０によって腐蝕されないように、耐蝕性合金で
作製されたり、あるいはその表面に耐腐蝕性に優れた保
護膜か波谷されたりしている。

該加熱装置によれば、容器３１内の腐蝕性ｌ＆体３０は
、ヒータ３３からの熱によって所定の温度まで加熱され
る。

第４図は第２の従来の加熱装置の１折面図である。

該加熱装置では、腐蝕性液体３０を収容する波檜か、前
記と同様に金属あるいはガラス等から成る容器３１の内
表面に、耐腐蝕性に優れた保護膜３２をライニングした
構造となっている。

また、加熱手段としては、グラスファイバのような絶縁
物３８内にヒータ３３を埋設して形成され、容器３１の
腐蝕性液体の存在する部分を略完全に覆うような形状の
マントルヒータ３９を利用し、該ヒータ３３と腐蝕性液
体３０とが直接触れないようになっていた。

該加熱装置によれば、容器３１内の腐蝕性液体３０は、
容器３１および保護膜３２を介して伝わるヒータ３３か
らの熱によって所定の温度まで加熱される。

（発明か解決しようとする課題） （１）前記第１の従来の加熱装置（第３図に図示）には
次のような問題点があった。

（ａ）ヒータ管３４の管材としてどのような耐蝕性合金
を使用しても、あるいは管材にどのような表面処理を施
しても、長時間の使用によって該ヒータ管に腐蝕が発生
し、液洩れによってヒータが破損する可能性がある。

（ｂ）ヒータ管３４の管材に耐蝕性合金を使用するとヒ
ータの破損に至らなくとも、該合金の金属イオンが微量
ではあるが腐蝕性液体に溶出してしまい、腐蝕性液体が
汚染されてしまう。したがって、高純度、低金属イオン
が要求される分野での使用には問題がある。

（Ｃ）保護膜３２のピンホール部分からの腐蝕性ｌｆｋ
体の浸漬や、長時間使用による腐蝕性液体の保護膜への
浸透によって該腐蝕性液体３０が容器３１に達し、該容
器３１の表面が腐蝕される。該腐蝕が発生すると該腐蝕
部分に凹凸が生じ、保護膜３２に亀裂、剥離等が発生し
、さらに容器３１の表面の腐蝕が進行してしまう。

また、容器３１がガラス製であっても、腐蝕性液体が弗
酸、燐酸、アルカリである場合には、前記と同様にして
保護膜３２を透過した弗酸等によって容器３１が腐蝕さ
れてしまう。

（ｄ）腐蝕性液体を予定の温度まで加熱する場合、ヒー
タを該予定の温度よりも高くしなければならず、特に急
速加熱が要求されるような場合にはその傾向が顕著であ
る。その結集、ヒータの温度を高くしない場合に比べて
、ざらにヒータ管３４の腐蝕が促進されてしまう。

（２）前記第２の従来の加熱装置（第４図に図示）には
次のような問題点があった。

（ｅ）マントルヒータを利用すると、液面の上昇、下降
に追従することなく容器３１のいずれの部分でも同様に
加熱が行われるために、液面より上の部分では空だき状
態となって温度が非常に上昇し、ヒータ３３の寿命が短
くなったり、エネルギ・ロスが多くなったりする。

（ｆ）前記第１の従来の加熱装置の場合と同様に、保護
膜３２のピンホール部分からの腐蝕性液体の浸透によっ
て容器の表面が腐蝕される。

＜ｇ）前記ピンホールや腐蝕性液体の浸透を防止するた
めに保護膜３２を厚くすると、熱抵抗が大きくなって腐
蝕性液体を十分に加熱することができない。

（ｈ）腐蝕性液体を予定の温度まで加熱する場合はマン
トルヒータを該予定の温度よりも高くしなければならな
いが、一般的に、ライニングされる保護膜３２は耐熱性
が悪いので、特に腐蝕性液体を急速に加熱するためにヒ
ータの温度を高くすると、保護膜の劣化が促進されてピ
ンホールや亀裂か生じ易くなる。

また、容器３１の温度も高くなるために、前記ピンホー
ルや亀裂部分からの腐蝕性液体の浸透による腐蝕もヒー
タの温度を高くしない場合に比べて促進され、装置自身
の経年劣化が早く進行する。

このように、従来の加熱装置には多種多様な問題がある
が、大別すると以下の３つに集約される。

（イ）腐蝕、空たき等による装置の劣化（ロ）腐蝕性液
体の汚染 （ハ）熱効率の低下 本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
のであり、その目的は、腐蝕性液体を汚染することなく
、高い熱効率で加熱することができ、かつ装置自身の経
年劣化か少ない腐蝕性液体加熱装置を提供することにあ
る。

（課題を解決するための手段） 前記の目的を遠戚するために、本発明は、マイクロ波発
生装置と、該マイクロ波発生装置から発生したマイクロ
波を液体容器内に収納された腐蝕性液体に照射する手段
とを具価した点に特徴がある。

（作用） 本発明によれば、マイクロ波発生装置から発生したマイ
クロ波が該腐蝕性ｌ皮体に照１・１されると、該腐蝕性
液体はマイクロ波加熱の原理に従って、所定の温度まで
加熱される。本発明によれば、加熱源が腐蝕性液体から
分離して配置されるので、以下のような作用効果が遠戚
される。

（１）従来装置のように、腐蝕性液体によるヒータの劣
化がなく、さらに、ヒータ管等からの金属イオンの溶出
が発生しないので高精度の精製、分溜等が可能になる。

（２）腐蝕性液体加熱装置１ノ号に腐蝕性液体以上の温
度に達する部分がなくなるため、熱による金属部分の腐
蝕あるいは保護膜の劣化の促進が押さえられ、経年劣化
の少ない腐蝕性液体加熱装置を提供できるようになる。

（３）加熱容器内の液面レベルが低下しても空だきとは
ならないので、ヒータ源の劣化はもちろんのこと、過剰
加熱によって事故か発生する心配もなくなる。

（４）マイクロ波によって腐蝕性液体が直接加熱される
ために、熱効率が良くなる。

（実施例） 以下に、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の第１実施例の概略断面図であり、ガラ
ス製の加熱容器４の内部には予定量の腐蝕性液体５、た
とえば硫酸が収納され、該硫酸は攪拌機６によって攪拌
される。加熱容器４の外部には、一端にマイクロ波発生
装置２が接続された導波管１が配置され、該導波管１は
、前記マイクロ波発生装置２から出ノノされたマイクロ
波が液体容器４の内部に収納された硫酸５に直接照射さ
れるように設置されている。

このような構成を有する腐蝕性液体加熱装置において、
マイクロ波発生装置２が付勢されてマイクロ波が出力さ
れると、該マイクロ波は導波管１を通って硫酸５に照射
される。このとき、攪拌機６によって硫酸５を攪拌しな
がらマイクロ波を照ＪＩＢ、硫酸５が均一に加熱される
ようにする。

マイクロ波が照射されると、硫酸５の電気的双極子がマ
イクロ波の周波数に従って激しく振動を始めて前記液体
が加熱され、その結果、硫酸５が蒸発する。蒸発した硫
酸はガス収集管３を介して図示しない収集装置に収集さ
れ、該収集装置には高純度の硫酸が生成される。

なお、加熱によって蒸発させる物質は腐蝕性液体に限ら
ず、それに含まれる不純物の場合もある。

たとえば、含まれる不純物の沸点が腐蝕性液体のそれよ
りも低いような場合には、腐蝕性液体の加熱温度を、不
純物の沸点以上で、かつ腐蝕性液体の沸点以下に設定す
れば、加熱容器４内には低沸点物を含まない高濃度の腐
蝕性液体が生成されることになる。

本実施例によれば、非接触によって腐蝕性液体の加熱が
行われるので、ヒータの劣化、ヒータ管等からの金属イ
オンの溶出といったことがない。

また、マイクロ波加熱によれば腐蝕性液体のみが選択的
に加熱されることになるので、装置内に腐蝕性液体以上
の温度に達する部分がなくなる。したがって、熱による
金属部分の腐蝕あるいは保護膜の劣化の促進が抑さえら
れて経年劣化か少なくなる。さらに、波面レベルが低下
しても空たぎとはならないので、過剰加熱による事故が
発ｌ二しない。

なお、上記した実施例では加熱容器４がガラス製である
ものとして説明したか、加部容器を弗素系樹脂材料で形
成すれば、腐蝕性液体として弗酸を処理することも可能
になる。

第２図は本発明の第２実施例の概略断面図であり、第１
図と同一の符号は、同一または同等部分を表している。

本実施例では、弗素系樹脂材料によって構成された加熱
容器８の開口部にマイクロ波を導入するための導波管９
を配管し、マイクロ波発生装置２から出力されたマイク
ロ波がガラス窓１０を介して腐蝕性液体５に照射される
ようにした点に特徴がある。本実施例によっても前記第
１実施例と同様の効果が達成される。

なお、七゛記した各実施例においＣは、加熱容器かガラ
スまたは弗素系樹脂材料であるものとして説明したか、
本発明はこれのみに比定されるものではなく、耐蝕性お
よび腐蝕性ｌｆｋ体の沸点以上の耐粘性をＲし、また、
特に前記第１実施例のような形態とするのであれば、マ
イクリ波を透過する材質であれば、ガラス以外の耐メ、
４１セラミンク、たとえば溶融石英であっても良い。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、次の
ような効果が達成される。

（（）発熱するヒータ源がなく、非接触によって腐蝕性
液体の加熱が行われるので、腐蝕性液体によるヒータの
劣化がなく、さらに、ヒータ管等からの金属イオンの溶
出が発生しないので高精度のｔｉｔ製、分溜等が可能に
なる。

（２）腐蝕性液体をマイクロ波加熱するようにしＣいる
ので、装置内では該腐蝕性液体のみか加幼さ１ れ、腐蝕性液体以上の温度に達する部分がなくなる。し
たがって、熱による金属部分の腐蝕あるいは保護膜の劣
化の促進が押さえられ、経年劣化の少ない腐蝕性液体加
熱装置を堤供できるようになる。

（３）加熱容器内の液面レベルか低下しても空たきとは
ならないので、ヒータ源の劣化はもちろんのこと、過剰
加熱によって事故が発生する心配もなくなる。

（４）マイクロ波加熱によれば、腐蝕性液体が直接加熱
されるために熱効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す概略断面図、第２図
は本発明の第２実施例を示す概略断面図、第３．４図は
従来技術を説明するための概略断面図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）マイクロ波発生装置と、 内部に腐蝕性液体が収納される液体容器と、前記マイク
   ロ波発生装置によって発生したマイクロ波を、前記液体
   容器内に収納される液体に照射する手段とを具備したこ
   とを特徴とする腐蝕性液体加熱装置。
2. （２）前記照射手段は、液体容器外に設置された導波管
   であり、その一端には前記マイクロ波発生装置が配管さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   腐蝕性液体加熱装置。
3. （３）前記照射手段は、一端が前記液体容器に配管され
   、他端がマイクロ波発生装置に配管された導波管であり
   、前記マイクロ波は前記導波管を介して液体容器内に導
   入されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   腐蝕性液体加熱装置。
4. （４）前記液体容器は、弗素系樹脂材料および耐熱セラ
   ミックのいずれか一方から成ることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の腐蝕性
   液体加熱装置。