JPH052730U - 高濃度アンモニア自動溶解装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高濃度アンモニア水を得ると共に異常高濃度を
検出、警報できるようにする。 【構成】アンモニア溶解タンク１８に対するアンモニア
および希釈用純水の供給量を、濃度測定装置４０および
レベルスイッチ２０で操作される制御弁１４，１６を介
して制御することにより、所定濃度のアンモニア水を自
動的に製造する装置において、前記濃度測定装置４０を
超音波濃度計もしくは比重濃度計で構成する。この場
合、前記濃度計は何れも、その検出値（超音波伝搬速度
または比重）と濃度との間の比例関係が高い濃度範囲に
至るまで一方向傾斜特性を有するので、高濃度アンモニ
ア水を容易に得ることができると共に異常高濃度を確実
に検出、警報することが可能となる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ボイラプラント等の水質調整においてｐＨ値を一定にするために注 入されるアンモニアの溶解装置に係り、殊に所定の高濃度アンモニア水を自動的 に提供することができるよう構成した自動溶解装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

水質調整においては、アンモニア注入量を規定するために一定濃度のアンモニ ア水が要求されるが、この一定濃度のアンモニア水は、従来は一般に、高濃度の 市販アンモニア水と希釈用の純水とをそれぞれ所定量だけ計量混合することによ り行われていた。しかるに、この方法は、アンモニアが強い刺激臭を有すること から作業性が悪く、その改善が強く要望されていた。

【０００３】 そこで、本出願人は先に、アンモニアの自動溶解装置を開発して出願し（例え ば実公昭５７−１３３０６号公報）、すでに実用に供して来た。以下この装置に ついて簡単に説明する。図３において、自動溶解装置は、純水供給系１０とアン モニア供給系１２とをそれぞれ制御弁１４，１６を介して連通接続した密閉溶解 タンク１８から構成され、そしてこのタンク１８には、レベルスイッチ２０とア ンモニア濃度を検出する電導率測定装置２２とおよびモータ２４ａで駆動される 攪拌装置２４とが設けられ、それぞれ制御器２６に接続されている。このような 構成において、タンク１８内のアンモニア水が供給ポンプ２８により水質調整系 ３０へ供給されてタンク１８内のアンモニア水位が所定の最低設定水位まで降下 すると、レベルスイッチ２０を介して制御弁１４が開閉されて純水がタンク１８ 内へ流入する。次いで、タンク１８内の水位が所定の最高設定水位まで上昇する と、制御弁１４が閉成されて純水の流入が停止されると共に制御弁１６が開成さ れてアンモニアがタンク１８内へ流入される。なおこの時攪拌装置２４も作動さ れる。そして電導率測定装置２２を介して検出される純水中におけるアンモニア の濃度が所定の目標濃度に達すると制御弁１６が閉成され、これにより所定濃度 のアンモニア水が自動的に達成される。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

このように、前記装置（以後、従来装置と称する）によれば、所定濃度のアン モニア水を自動的に得ることができる。しかしながら、前記装置においては、次 に述べるような基本的な難点があった。

【０００５】 すなわち、前記装置は、アンモニア水がその濃度と電導率との間に一定の関係 を有することを知見することにより、開発を達成されたものであるが、前記関係 は極めて制限的な特性を有するものであった。すなわち、前記特性を示す図４に おいて、濃度−電導率曲線は濃度５％近傍の領域においてピーク値を有すると共 に前記ピーク値を越えると傾斜勾配が極めて小さいものであった。このため、前 記装置においては、アンモニア水の濃度は５％以下、好ましくは３％以下に限定 されざるを得ず、しかもアンモニア濃度の異常高を検出することが不可能であっ た。このことは、前者においては装置全体および供給ポンプを含むアンモニア水 供給配管系を大型化し、後者においては装置の信頼性を損なうものであった。

【０００６】 そこで、本考案の目的は、所定の高濃度アンモニア水を得ることができると共 に異常高濃度を警報することができる高濃度アンモニア自動溶解装置を提供する ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

先の目的を達成するために、本考案に係る高濃度アンモニア自動溶解装置は、 純水供給系とアンモニア供給系とをそれぞれ制御弁を介して連通接続した密閉溶 解タンクからなり、前記溶解タンクはタンク内の最高、最低水位を検出するレベ ルスイッチとタンク内のアンモニア濃度を検出する超音波濃度計もしくは比重濃 度計からなる濃度測定装置とおよびタンク内のアンモニア水を攪拌する攪拌装置 とを備え、前記各制御弁およびレベルスイッチ、濃度測定装置、攪拌装置を制御 器に接続し、これにより、純水供給系の制御弁はレベルスイッチの検出する最低 設定水位で開成されると共に最高設定水位で閉成され、アンモニア供給系の制御 弁は前記最高設定水位で開成されると共に濃度測定装置の検出する所定のアンモ ニア濃度で閉成され、攪拌装置はアンモニア供給系制御弁の開成で作動されるよ う構成してなることを特徴とする。

【０００８】 この場合、制御器は警報設定器とロジック回路を設け、警報設定器は濃度測定 装置から出力されるアンモニア濃度信号が所定濃度に達すると目標濃度信号をロ ジック回路へ出力すると共に異常高濃度に達すると警報信号を警報器へ出力し、 ロジック回路は前記目標濃度信号を演算してアンモニア注入停止信号をアンモニ ア供給系制御弁へ出力するよう構成することができる。

【０００９】 また、濃度測定装置には温度補償機構を設け、前記補償機構は、超音波濃度計 においては温度−濃度補償関数設定器により構成し、比重濃度計においては浮子 内にアンモニア水と同じ膨脹係数を有する液体を封入することにより構成すると 好適である。

【００１０】 さらに、アンモニア供給系がアンモニアガスまたは液化アンモニアからなる場 合には、制御器は、アンモニア濃度が目標濃度に達するまでのアンモニア予測供 給時間を演算し、アンモニア注入停止信号を前記予測供給時間の前に一旦出力し た上でアンモニアの実際濃度と目標濃度との差を検出し、次いで前記濃度差に対 応して再び所定時間アンモニア注入信号を出力し、これによりアンモニアの実際 濃度を順次目標濃度に合致せしめる（ステップ操作）よう構成すると好適である 。

【００１１】

【作用】

本考案の自動溶解装置は、基本的には前述した従来技術と同一に構成されるが 、しかしながら、そのアンモニア濃度測定装置は超音波濃度計もしくは比重濃度 計から構成されている。しかるにこの濃度計は、超音波濃度計においても比重濃 度計においても、後述するように、その検出値（超音波伝搬速度あるいは比重） と濃度との間の比例関係が、高い濃度範囲に至るまで略同一の急勾配を有する一 方向傾斜特性を有する。

【００１２】 したがって、本考案によれば、所定の高濃度アンモニア水を容易に得ることが できると共に異常高濃度を警報することができ、したがってアンモニア自動溶解 装置および水質調整系装置を小型化できると共に装置全体の信頼性を確保するこ とができる。さらに、本考案によれば、温度補償機構を設けることにより温度変 動による濃度検出誤差を容易に回避できると共に、ステップ操作することにより アンモニアガスあるいは液化アンモニアの使用時における発生気泡による濃度検 出誤差を確実に防止することができる。

【００１３】

【実施例】

次に、本考案に係る高濃度アンモニア自動溶解装置の一実施例につき添付図面 を参照しながら以下詳細に説明する。なお、説明の便宜上、図３に示す従来の装 置と同一構成部分には同一参照符号を付し詳細な説明を省略する。

【００１４】 先ず初めに、本考案の高濃度アンモニア自動溶解装置は、これに使用される濃 度測定装置を除き、前述したように、その全体的構成は基本的には前記従来技術 と同一である。すなわち、重複するが再び簡単に説明すると、図１において、自 動溶解装置は純水供給系１０とアンモニア供給系１２とをそれぞれ制御弁１４， １６を介して連通接続される密閉溶解タンク１８から構成され、そしてこのタン ク１８には、レベルスイッチ２０と濃度測定装置４０と攪拌装置２４とが設けら れてそれぞれ制御器５０に接続されている。

【００１５】 しかるに、本考案の自動溶解装置においては、濃度測定装置４０は、超音波濃 度計もしくは比重濃度計から構成される。そこで先ず超音波濃度計について説明 すると、この濃度計は図４に示されるような超音波伝搬速度（検出値）−濃度の 比例関係特性を有する。次に比重濃度計について説明すると、この濃度計は下記 の表１に示されるような比重（検出値）−濃度の比例関係を有する。

【００１６】

【表１】

【００１７】 すなわち本考案に用いられる濃度測定装置４０は、超音波濃度計においても比重 濃度計においても、その検出値と濃度との間の比例関係が、高い濃度範囲に至る まで略同一の急勾配を有する一方向傾斜特性を有することが理解されるであろう 。なお、図４および表１には濃度範囲１０〜３０％あるいは１〜３０％について 示されているが、前記特性は全濃度範囲に亘って略同一である。なお、濃度測定 装置４０においては、検出センサ４２からの検出値（超音波伝搬速度あるいは比 重）が計器本体４４において演算されて濃度信号として出力されるが、この濃度 信号は制御器５０の警報設定器５２へ導入され、警報設定器５２は前記濃度信号 が所定濃度に達すると目標濃度信号をロジック回路５６へ出力すると共に異常高 濃度に達すると警報信号を警報器５４へ出力し、そしてロジック回路５６は前記 目標濃度信号を演算してアンモニア注入停止信号をアンモニア供給系制御弁１６ へ出力するよう構成されている。

【００１８】 このような構成において、アンモニアの溶解操作は、前記従来技術と同様であ る。すなわち、タンク１８内のアンモニア水位が所定の最低設定水位まで降下す ると、先ず純水供給系１０の制御弁１４が所定に開、閉操作されて所定量の純水 がタンク１８内へ流入し、次いでアンモニア供給系１０の制御弁１６が開成され てタンク１８内へアンモニアが流入し始めると共に攪拌装置２４が作動され、そ して濃度測定装置４０を介して検出されるアンモニア濃度が目標濃度に達すると 制御弁１６が閉成され、これにより所定濃度のアンモニア水が自動的に達成され る。

【００１９】 しかるに、本考案によれば、濃度測定装置は、前述したように、高い濃度範囲 に至るまで略同一の急勾配を有する一方向傾斜特性を有するので、前記溶解操作 により、所定の高濃度アンモニア水を容易に得ることができると共に異常高濃度 を確実に警報することができる。したがって、アンモニア溶解装置のタンクなら びに水質調整装置の供給ポンプおよぴ配管系が小型、計量化され、コストを低減 できると共に設置スペースを縮小することができる。また、装置全体の信頼性を 向上することができる。

【００２０】 なお、本考案においては、超音波濃度計を用いる場合には温度−濃度補償関数 設定器を設けることにより、一方比重濃度計を用いる場合には浮子内にアンモニ ア水と同じ膨脹計数を有する液体を封入することにより、濃度補償機構を容易に 達成することができるので、アンモニア水の温度変動による濃度検出誤差を容易 に補正することができる。また、制御器内においてアンモニア濃度が目標濃度に 達するまでのアンモニア予測供給時間を演算するよう構成することによりアンモ ニア供給系の制御弁をステップ操作するよう構成すると、アンモニア源にアンモ ニアガスあるいは液化アンモニアを使用する場合に発生される気泡に基づく濃度 検出誤差を確実に防止できる利点が得られる。

【００２１】 以上、本考案を好適な一実施例について説明したが、本考案は前記実施例に限 定されることなく、その精神の範囲内において多くの設計変更が可能である。

【００２２】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案に係る高濃度アンモニア自動溶解装置は、密閉さ れたアンモニア溶解タンクに対するアンモニアおよび希釈用純水の供給量を、そ れぞれ濃度測定装置およびレベルスイッチを介して開閉される制御弁により制御 することにより、所定濃度のアンモニア水を自動的に製造するよう構成したアン モニア自動溶解装置において、前記濃度測定装置を、その検出値と濃度との間の 比例関係が高い濃度範囲に至るまで略同一の急勾配を有する一方向傾斜特性を有 する超音波濃度計もしくは比重濃度計から構成したので、所定の高濃度アンモニ ア水を容易に得ることができると共に異常高濃度を確実に警報することができる 。

【００２３】 したがって、一般に３％以下の低濃度アンモニア水しか得ることができずかつ 異常高濃度を警報することが不可能であった従来のこの種溶解装置に比較して、 溶解装置ならびに水質調整装置を小型、安価にできると共に、装置信頼性を向上 することができる。さらに、本考案においては、アンモニア水に対する温度補償 機構ならびにアンモニア供給系制御弁に対するステップ操作機構を備えることが できるので、アンモニア水温度変動ならびにタンク内発生気泡に基づく濃度検出 誤差を容易かつ確実に防止できる利点が発揮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案に係る高濃度アンモニア自動溶解装置
の一実施例を示す系統図である。

【図２】 超音波濃度計の伝搬速度−濃度特性曲線図で
ある。

【図３】 従来のアンモニア自動溶解装置を示す系統図
である。

【図４】 電導率測定装置の電導率−濃度特性曲線図で
ある。

【符号の説明】

１０…純水供給系 １２…アンモニア供給系 １
４，１６…制御弁 ２０…レベルスイッチ ２４…攪拌装置 ２８…アンモニア水供給ポンプ ３
０…水質調整系 ４０…濃度測定装置 ４２…濃度測定装置検出セン
サ ４４…濃度測定装置計器本体 ５
０…制御器 ５２…警報設定器 ５４…警報器

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 純水供給系とアンモニア供給系とをそれ
   ぞれ制御弁を介して連通接続した密閉溶解タンクからな
   り、前記溶解タンクはタンク内の最高、最低水位を検出
   するレベルスイッチとタンク内のアンモニア濃度を検出
   する超音波濃度計もしくは比重濃度計からなる濃度測定
   装置とおよびタンク内のアンモニア水を攪拌する攪拌装
   置とを備え、前記各制御弁およびレベルスイッチ、濃度
   測定装置、攪拌装置を制御器に接続し、これにより、純
   水供給系の制御弁はレベルスイッチの検出する最低設定
   水位で開成されると共に最高設定水位で閉成され、アン
   モニア供給系の制御弁は前記最高設定水位で開成される
   と共に濃度測定装置の検出する所定のアンモニア濃度で
   閉成され、攪拌装置はアンモニア供給系制御弁の開成で
   作動されるよう構成してなることを特徴とする高濃度ア
   ンモニア自動溶解装置。
2. 【請求項２】 制御器は警報設定器とロジック回路を含
   み、警報設定器は濃度測定装置から出力されるアンモニ
   ア濃度信号が所定濃度に達すると目標濃度信号をロジッ
   ク回路へ出力すると共に異常高濃度に達すると警報信号
   を警報器へ出力し、ロジック回路は前記目標濃度信号を
   演算してアンモニア注入停止信号をアンモニア供給系制
   御弁へ出力するよう構成してなる請求項１記載の高濃度
   アンモニア自動溶解装置。
3. 【請求項３】 濃度測定装置は温度補償機構を含み、前
   記補償機構は、超音波濃度計においては温度−濃度補償
   関数設定器により構成し、比重濃度計においては浮子内
   にアンモニア水と同じ膨脹係数を有する液体を封入する
   ことにより構成してなる請求項１記載の高濃度アンモニ
   ア自動溶解装置。
4. 【請求項４】 アンモニア供給系はアンモニアガスまた
   は液化アンモニアからなり、制御器は、アンモニア濃度
   が目標濃度に達するまでのアンモニア予測供給時間を演
   算し、アンモニア注入停止信号を前記予測供給時間の前
   に一旦出力した上でアンモニアの実際濃度と目標濃度と
   の差を検出し、次いで前記濃度差に対応して再び所定時
   間アンモニア注入信号を出力し、これによりアンモニア
   の実際濃度を順次目標濃度に合致せしめるよう構成して
   なる請求項１記載の高濃度アンモニア自動溶解装置。