JPS6212162B2 - - Google Patents
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- JPS6212162B2 JPS6212162B2 JP57185331A JP18533182A JPS6212162B2 JP S6212162 B2 JPS6212162 B2 JP S6212162B2 JP 57185331 A JP57185331 A JP 57185331A JP 18533182 A JP18533182 A JP 18533182A JP S6212162 B2 JPS6212162 B2 JP S6212162B2
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Classifications
-
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- C01—INORGANIC CHEMISTRY
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- C01B11/00—Oxides or oxyacids of halogens; Salts thereof
- C01B11/02—Oxides of chlorine
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J10/00—Chemical processes in general for reacting liquid with gaseous media other than in the presence of solid particles, or apparatus specially adapted therefor
- B01J10/002—Chemical processes in general for reacting liquid with gaseous media other than in the presence of solid particles, or apparatus specially adapted therefor carried out in foam, aerosol or bubbles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
- B01J3/006—Processes utilising sub-atmospheric pressure; Apparatus therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B11/00—Oxides or oxyacids of halogens; Salts thereof
- C01B11/02—Oxides of chlorine
- C01B11/022—Chlorine dioxide (ClO2)
- C01B11/023—Preparation from chlorites or chlorates
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Description
【発明の詳細な説明】
発明の従来技術
本発明はガス状二酸化硫黄と金属塩素酸塩との
反応によりガス状二酸化塩素を製造する連続的
で、かつ効果的な方法および装置に指向する。
反応によりガス状二酸化塩素を製造する連続的
で、かつ効果的な方法および装置に指向する。
従来において、おもに漂白剤および消毒剤とし
て使用される二酸化塩素を製造する多くの方法が
開発されている。これらの１つの方法には米国特
許第2664341；2863722；3563702；3789108；およ
び3974266号明細書に記載されているように金属
塩素酸塩（通常、塩素酸ナトリウム）および強酸
を同伴塩化物とまたは該塩化物と反応させない方
法が包含されている。しかし、この方法の利益が
次の点、すなわち、比較的に化学的効率が悪いこ
と、化学薬品の生産コストが高いこと、「バツフ
イング（Puffing）」の危険が生ずること（二酸化
塩素の自然分解により生ずる爆発）、および通常
望ましくない塩素が付随して生ずることによつて
減少する。これに関して、米国特許第2481241号
明細書にはこの方法により生ずる望ましくない塩
素を二酸化塩素から分離する必要のあることが記
載されている。
て使用される二酸化塩素を製造する多くの方法が
開発されている。これらの１つの方法には米国特
許第2664341；2863722；3563702；3789108；およ
び3974266号明細書に記載されているように金属
塩素酸塩（通常、塩素酸ナトリウム）および強酸
を同伴塩化物とまたは該塩化物と反応させない方
法が包含されている。しかし、この方法の利益が
次の点、すなわち、比較的に化学的効率が悪いこ
と、化学薬品の生産コストが高いこと、「バツフ
イング（Puffing）」の危険が生ずること（二酸化
塩素の自然分解により生ずる爆発）、および通常
望ましくない塩素が付随して生ずることによつて
減少する。これに関して、米国特許第2481241号
明細書にはこの方法により生ずる望ましくない塩
素を二酸化塩素から分離する必要のあることが記
載されている。
従来実施されている他の方法においては米国特
許第4234446；4247531；および4250144号明細書
に記載されているように亜塩素酸ナトリウムを塩
素ガスまたは次亜塩素酸ナトリウムと強酸との組
合せと反応させて二酸化塩素を生成している。不
幸にして、亜塩素酸ナトリウムは塩素酸ナトリウ
ムのコストより約４〜５倍高く、方法の実施に経
費を要することになる。
許第4234446；4247531；および4250144号明細書
に記載されているように亜塩素酸ナトリウムを塩
素ガスまたは次亜塩素酸ナトリウムと強酸との組
合せと反応させて二酸化塩素を生成している。不
幸にして、亜塩素酸ナトリウムは塩素酸ナトリウ
ムのコストより約４〜５倍高く、方法の実施に経
費を要することになる。
他の従来法においてはメタノールまたは二酸化
硫黄の如き中間還元剤を金属塩素酸塩、通常塩素
酸ナトリウムと組合せて使用している。この方法
については米国特許第2481240；2598087；
3950500；および4250159号明細書に記載されてい
る。この方法は比較的に安価な塩素酸塩反応物を
使用し、通常望ましくない塩素ガスが生成しない
ために望ましい。しかし、この従来法は化学的効
率が悪く、かつ「バツフイング」の生ずる危険性
がある等の多くの欠点を有する。更に、「バツフ
イング」に起りがちの危険性を高めることなく、
かつ効率の高めるのに伴なう高い熱を発生するこ
となくして方法の効率を改善する手段は知られて
いない。また、使用済反応物から遊離した状態の
二酸化塩素の発生に適合する反応の効率を向上す
る手段は知られていない。二酸化塩素は飲料水の
生成または食物の処理に使用することができる。
硫黄の如き中間還元剤を金属塩素酸塩、通常塩素
酸ナトリウムと組合せて使用している。この方法
については米国特許第2481240；2598087；
3950500；および4250159号明細書に記載されてい
る。この方法は比較的に安価な塩素酸塩反応物を
使用し、通常望ましくない塩素ガスが生成しない
ために望ましい。しかし、この従来法は化学的効
率が悪く、かつ「バツフイング」の生ずる危険性
がある等の多くの欠点を有する。更に、「バツフ
イング」に起りがちの危険性を高めることなく、
かつ効率の高めるのに伴なう高い熱を発生するこ
となくして方法の効率を改善する手段は知られて
いない。また、使用済反応物から遊離した状態の
二酸化塩素の発生に適合する反応の効率を向上す
る手段は知られていない。二酸化塩素は飲料水の
生成または食物の処理に使用することができる。
発明の開示
本発明は金属塩素酸塩とガス状二酸化硫黄との
反応によつて二酸化塩素を発生させる従来法にお
ける悪い化学的効率および経費の問題を解決する
ことである。この事は反応工程の新規な組合せに
よつて達成でき、各組合せ自体が効果的で効率に
おける増加分を生じ、組合せ全体により全効率を
著しく高めることができる。
反応によつて二酸化塩素を発生させる従来法にお
ける悪い化学的効率および経費の問題を解決する
ことである。この事は反応工程の新規な組合せに
よつて達成でき、各組合せ自体が効果的で効率に
おける増加分を生じ、組合せ全体により全効率を
著しく高めることができる。
第１に、ガス状二酸化硫黄を空気または窒素で
「バツフイング」を避ける20％以下の濃度に高い
割合で稀釈する従来の要件を、高度の真空、すな
わち、米国特許第4250159号明細書に暗示されて
いる100mmHgの少なくとも４倍の真空を加えるこ
とによつて、塩素酸塩および二酸化硫黄反応物相
互の有効接触を妨害する二酸化硫黄ガスの稀釈の
必要を全くなくして「バツフイング」危険性を完
全に除去するようにする。
「バツフイング」を避ける20％以下の濃度に高い
割合で稀釈する従来の要件を、高度の真空、すな
わち、米国特許第4250159号明細書に暗示されて
いる100mmHgの少なくとも４倍の真空を加えるこ
とによつて、塩素酸塩および二酸化硫黄反応物相
互の有効接触を妨害する二酸化硫黄ガスの稀釈の
必要を全くなくして「バツフイング」危険性を完
全に除去するようにする。
第二に、塩素酸塩溶液を反応チヤンバーの頂部
に導入して下方に向け少しずつ流し、これに対し
て使用済反応物を反応チヤンバーの底部から排出
する従来の向流または並流の細流技術（trickling
flow techniques）は使用済反応物を反応チヤン
バーの頂部に隣接する位置で排出する溢流技術
（flooding technique）の利益を失つている。二
酸化硫黄を溢流、充填反応チヤンバー
（flooded，packed reaction chamber）を上方に
向けバブリングさせて、塩素酸塩溶液および二酸
化硫黄を反応チヤンバーの底部に互いに接近させ
て導入してこれら反応物の排出前に反応物の接触
時間を高め、これにより反応を完全にしている。
更に、多くの他のプロセスにおけるように入口点
に隣接させるよりむしろ二酸化硫黄の入口点から
移動した位置で使用済反応物を排出することによ
つて、二酸化硫黄が適当に反応する機会を与える
前に二酸化硫黄を反応チヤンバーから除去するの
を妨げるようにしている。過剰の二酸化硫黄と生
成する二酸化塩素ガスのカウンタープロダクト反
応（counter productive reaction）を避ける必要
性を考慮する米国特許第2481240号明細書に記載
するように所望最大割合の塩素酸塩溶液表面積が
細流（trickling）よりむしろ溢流（flooding）の
使用の場合に減少するから、本発明においては二
酸化硫黄ガスの拡散を高い割合にしてその表面積
と容積との割合を最大にする極めて小さい気泡を
形成することにより反応表面積を最大にする構成
手段を設けるようにする。
に導入して下方に向け少しずつ流し、これに対し
て使用済反応物を反応チヤンバーの底部から排出
する従来の向流または並流の細流技術（trickling
flow techniques）は使用済反応物を反応チヤン
バーの頂部に隣接する位置で排出する溢流技術
（flooding technique）の利益を失つている。二
酸化硫黄を溢流、充填反応チヤンバー
（flooded，packed reaction chamber）を上方に
向けバブリングさせて、塩素酸塩溶液および二酸
化硫黄を反応チヤンバーの底部に互いに接近させ
て導入してこれら反応物の排出前に反応物の接触
時間を高め、これにより反応を完全にしている。
更に、多くの他のプロセスにおけるように入口点
に隣接させるよりむしろ二酸化硫黄の入口点から
移動した位置で使用済反応物を排出することによ
つて、二酸化硫黄が適当に反応する機会を与える
前に二酸化硫黄を反応チヤンバーから除去するの
を妨げるようにしている。過剰の二酸化硫黄と生
成する二酸化塩素ガスのカウンタープロダクト反
応（counter productive reaction）を避ける必要
性を考慮する米国特許第2481240号明細書に記載
するように所望最大割合の塩素酸塩溶液表面積が
細流（trickling）よりむしろ溢流（flooding）の
使用の場合に減少するから、本発明においては二
酸化硫黄ガスの拡散を高い割合にしてその表面積
と容積との割合を最大にする極めて小さい気泡を
形成することにより反応表面積を最大にする構成
手段を設けるようにする。
これらの効率を高める各組合せは、本発明を用
いることにより得られる二酸化塩素発生率を著し
く高める。上述する１つの特徴、すなわち、小気
泡を形成するガス状反応物の高度の拡散は反応効
率を高める手段として従来において考えられてい
たけれども、しかし効率を十分に向上できるもの
ではなかつた。なぜならば、反応物を互いに接近
してチヤンバーの底部に導入し、その頂部で排出
する溢流チヤンバー（flooded chamber）との組
合せが用いられていないこと、および二酸化硫黄
の空気または窒素稀釈を必要としないような高い
真空との組合せが用いられていないことである。
いることにより得られる二酸化塩素発生率を著し
く高める。上述する１つの特徴、すなわち、小気
泡を形成するガス状反応物の高度の拡散は反応効
率を高める手段として従来において考えられてい
たけれども、しかし効率を十分に向上できるもの
ではなかつた。なぜならば、反応物を互いに接近
してチヤンバーの底部に導入し、その頂部で排出
する溢流チヤンバー（flooded chamber）との組
合せが用いられていないこと、および二酸化硫黄
の空気または窒素稀釈を必要としないような高い
真空との組合せが用いられていないことである。
解決する必要のある他の潜在的な問題は、本発
明の効率を高める手段により実施した場合に極め
て著しく効果的な反応によつて生ずる多量の熱で
ある。二酸化塩素は反応物供給量の種々の割合に
よつて種々の割合で生成することができるから、
系の熱除去能力をこれらの他の変数に比例して自
動的に変えうるようにする必要がある。本発明に
おいては、この事を反応チヤンバーに真空を与え
るエダクターを流れる唯一の可動流体のような反
応チヤンバーを包囲する冷却ジヤケツトに流す冷
却液を用いることによつて達成する。反応チヤン
バーに付与する真空の度合に比例する、すなわ
ち、エダクターを流れる冷却液の流量に比例する
反応物の供給流量を設けることによつて、比例関
係を反応物流量と冷却流流量との間に自動的に確
立させる。
明の効率を高める手段により実施した場合に極め
て著しく効果的な反応によつて生ずる多量の熱で
ある。二酸化塩素は反応物供給量の種々の割合に
よつて種々の割合で生成することができるから、
系の熱除去能力をこれらの他の変数に比例して自
動的に変えうるようにする必要がある。本発明に
おいては、この事を反応チヤンバーに真空を与え
るエダクターを流れる唯一の可動流体のような反
応チヤンバーを包囲する冷却ジヤケツトに流す冷
却液を用いることによつて達成する。反応チヤン
バーに付与する真空の度合に比例する、すなわ
ち、エダクターを流れる冷却液の流量に比例する
反応物の供給流量を設けることによつて、比例関
係を反応物流量と冷却流流量との間に自動的に確
立させる。
二酸化塩素を飲料水の生成にまたは食物の処理
に消毒剤として用いる場合には、二酸化塩素を使
用済反応物から分離するのが望ましい。これを達
成するために、本発明において分離エダクターを
用いて上述する真空を反応チヤンバーに付与する
と共に、二酸化塩素および使用済反応物を排出す
る。上記分離エダクターを二酸化塩素発生の塩素
酸塩―二酸化硫黄方法に適用できるようにするば
かりか、上述する他の化学反応の方法に適用でき
るようにする。しかし、上述するように二酸化硫
黄の空気または窒素稀釈の必要性を省くのに必要
とされる著しく高い真空については克服する必要
のある多段―エダクターの使用におけるある特定
の問題が存在する。低レベルの真空を単に付与す
る場合には、最大可能な不均衡を反応チヤンバー
における液体の熱で効果的に打ち消すことができ
る程度に十分小さくする。しかし、本発明におい
て用いる高レベルの真空によつて、特に本発明に
おけるように液体の比較的に小さい熱により反応
チヤンバーを小型にする場合に、最大可能な不均
衡を変形が生じるように遥かに大きくすることが
できる。従つて、二酸化塩素を使用済反応物から
別々に反応チヤンバーから排出する必要のあるこ
れらの特別の場合に、本発明においては個々のエ
ダクターにより反応チヤンバーに付与する相対真
空を明確に釣合せる調節装置を設ける。一般に、
かかる分離は漂白するようなある工業的用途には
必要とされないが、飲料水の生成または食物の処
理の場合には必要である。
に消毒剤として用いる場合には、二酸化塩素を使
用済反応物から分離するのが望ましい。これを達
成するために、本発明において分離エダクターを
用いて上述する真空を反応チヤンバーに付与する
と共に、二酸化塩素および使用済反応物を排出す
る。上記分離エダクターを二酸化塩素発生の塩素
酸塩―二酸化硫黄方法に適用できるようにするば
かりか、上述する他の化学反応の方法に適用でき
るようにする。しかし、上述するように二酸化硫
黄の空気または窒素稀釈の必要性を省くのに必要
とされる著しく高い真空については克服する必要
のある多段―エダクターの使用におけるある特定
の問題が存在する。低レベルの真空を単に付与す
る場合には、最大可能な不均衡を反応チヤンバー
における液体の熱で効果的に打ち消すことができ
る程度に十分小さくする。しかし、本発明におい
て用いる高レベルの真空によつて、特に本発明に
おけるように液体の比較的に小さい熱により反応
チヤンバーを小型にする場合に、最大可能な不均
衡を変形が生じるように遥かに大きくすることが
できる。従つて、二酸化塩素を使用済反応物から
別々に反応チヤンバーから排出する必要のあるこ
れらの特別の場合に、本発明においては個々のエ
ダクターにより反応チヤンバーに付与する相対真
空を明確に釣合せる調節装置を設ける。一般に、
かかる分離は漂白するようなある工業的用途には
必要とされないが、飲料水の生成または食物の処
理の場合には必要である。
本発明の主目的は金属塩素酸塩の水溶液とガス
状二酸化硫黄との反応から二酸化塩素を生成する
化学的効率を著しく高めることである。
状二酸化硫黄との反応から二酸化塩素を生成する
化学的効率を著しく高めることである。
本発明の他の目的は二酸化塩素の「バツフイン
グ」による爆発の危険性を高めることなくして上
記化学的効率を高めることである。
グ」による爆発の危険性を高めることなくして上
記化学的効率を高めることである。
また、本発明の他の目的は冷却液流量および反
応物流量を比例的に相互依存させる反応チヤンバ
ーに対する冷却システムを設けることにある。
応物流量を比例的に相互依存させる反応チヤンバ
ーに対する冷却システムを設けることにある。
また、本発明の他の目的は生成する二酸化塩素
を使用済反応物から分離して飲料水の生成または
食物の処理に適当な二酸化塩素を得ることにあ
る。
を使用済反応物から分離して飲料水の生成または
食物の処理に適当な二酸化塩素を得ることにあ
る。
更に、また本発明の他の目的は使用済反応物か
ら別々に反応チヤンバーから二酸化塩素を除去す
ると共に、上述する効率を高める目的によつて反
応チヤンバーに著しく高い真空を維持することに
ある。
ら別々に反応チヤンバーから二酸化塩素を除去す
ると共に、上述する効率を高める目的によつて反
応チヤンバーに著しく高い真空を維持することに
ある。
次に、本発明を添付図面について説明する。
本発明の好適な例において、二酸化塩素をガス
状二酸化硫黄と金属塩素酸塩の水溶液との反応か
ら生成する。塩素酸ナトリウムは好ましい反応物
であるが、しかし塩素酸マグネシウム、塩素酸リ
チウム、塩素酸アルミニウム、塩素酸カリウムま
たは塩素酸カルシウムの如き他の塩素酸塩はその
溶解性、および市場条件により定められるコスト
の関係に依存して用いることができる。塩素酸カ
ルシウムを用いる場合には水に水溶性の硫酸カル
シウムを生ずるから、この物質を除去するある装
置を設けないかぎり、反応チヤンバーの閉塞が生
ずる。
状二酸化硫黄と金属塩素酸塩の水溶液との反応か
ら生成する。塩素酸ナトリウムは好ましい反応物
であるが、しかし塩素酸マグネシウム、塩素酸リ
チウム、塩素酸アルミニウム、塩素酸カリウムま
たは塩素酸カルシウムの如き他の塩素酸塩はその
溶解性、および市場条件により定められるコスト
の関係に依存して用いることができる。塩素酸カ
ルシウムを用いる場合には水に水溶性の硫酸カル
シウムを生ずるから、この物質を除去するある装
置を設けないかぎり、反応チヤンバーの閉塞が生
ずる。
二酸化塩素を発生する、一般に１０で示す好ま
しい構造の反応器は冷却ジヤケツト１４で包囲し
た円柱状円筒反応チヤンバー１２から構成する。
溜め１６に収容する塩素酸塩の水溶液を可変―長
さ毛管または他の適当な流れ調整絞り器の如き可
変絞り器１８を通し、更に流量計２０を通して反
応チヤンバーの底部に供給し、こゝで水溶液を下
方に向いた孔２４を有する管２２を通して放出す
る。他の反応物、すなわち、ガス状二酸化硫黄を
溜め２６から真空応答締切弁２８、可変絞り器３
０および流量計３２を通して二酸化硫黄を約100
ミクロンの極めて小さい気泡に形成できるデイフ
ユーザー３４に供給する。このデイフユーザー３
４は結合カーボランダム粒体から形成した約５cm
厚さの円板から構成するのが好ましい。このデイ
フユーザーは「グレード40 アシツト ボンドＡ
―501 アロキサイト（Grade 40 Acid Bond Ａ
―501 Aloxite）」の名称で市販から入手すること
ができる。
しい構造の反応器は冷却ジヤケツト１４で包囲し
た円柱状円筒反応チヤンバー１２から構成する。
溜め１６に収容する塩素酸塩の水溶液を可変―長
さ毛管または他の適当な流れ調整絞り器の如き可
変絞り器１８を通し、更に流量計２０を通して反
応チヤンバーの底部に供給し、こゝで水溶液を下
方に向いた孔２４を有する管２２を通して放出す
る。他の反応物、すなわち、ガス状二酸化硫黄を
溜め２６から真空応答締切弁２８、可変絞り器３
０および流量計３２を通して二酸化硫黄を約100
ミクロンの極めて小さい気泡に形成できるデイフ
ユーザー３４に供給する。このデイフユーザー３
４は結合カーボランダム粒体から形成した約５cm
厚さの円板から構成するのが好ましい。このデイ
フユーザーは「グレード40 アシツト ボンドＡ
―501 アロキサイト（Grade 40 Acid Bond Ａ
―501 Aloxite）」の名称で市販から入手すること
ができる。
デイフユーザー３４は塩素酸塩供給管２２の下
方に向いた孔２４に接近させて設けて塩素酸塩と
二酸化硫黄とを瞬間に反応するようにし、これに
より反応チヤンバー１２におけるこれらの接触時
間を最小にして生成プロセスの効率を高める。こ
の事は以前においておもに用いられていた反応効
率に望ましくない向流反応物流原理を放棄するこ
とを示すものである。デイフユーザー３４を通じ
進入する二酸化硫黄はあらかじめ必要とされる二
酸化硫黄と空気または窒素の混合物の最大20％よ
り高い濃度を有している。事実、このプロセスに
おける二酸化硫黄の濃度は100％が好ましい。高
い濃度は２種反応物の接触面を最大にし、これに
より効率を高めることができ、かつ後述するよう
に反応チヤンバーに与える高い真空レベルによる
「バツフイング」の起る危険に生成プロセスを曝
さないようにすることができる。
方に向いた孔２４に接近させて設けて塩素酸塩と
二酸化硫黄とを瞬間に反応するようにし、これに
より反応チヤンバー１２におけるこれらの接触時
間を最小にして生成プロセスの効率を高める。こ
の事は以前においておもに用いられていた反応効
率に望ましくない向流反応物流原理を放棄するこ
とを示すものである。デイフユーザー３４を通じ
進入する二酸化硫黄はあらかじめ必要とされる二
酸化硫黄と空気または窒素の混合物の最大20％よ
り高い濃度を有している。事実、このプロセスに
おける二酸化硫黄の濃度は100％が好ましい。高
い濃度は２種反応物の接触面を最大にし、これに
より効率を高めることができ、かつ後述するよう
に反応チヤンバーに与える高い真空レベルによる
「バツフイング」の起る危険に生成プロセスを曝
さないようにすることができる。
塩素酸塩と二酸化硫黄との反応は反応チヤンバ
ー１２において反応物排出管３８の排出口３６に
向う塩素酸塩および二酸化硫黄の両気泡の上方へ
の移動中に生ずる。塩素酸塩および二酸化硫黄の
各反応物の供給位置に関する排出口３６の位置は
２つの重要な点において従来の実施方法とは相違
している。従来の方法においては、一般に反応物
排出位置を二酸化硫黄供給位置に隣接させている
のに対して、本発明においてはすべての二酸化硫
黄を反応チヤンバーから排出する前に塩素酸塩と
最大接触時間で接触するように反応物排出位置と
二酸化硫黄供給位置とを離すようにする。あらか
じめ実施されたように反応物排出位置を二酸化硫
黄供給位置の下に位置する方がよいとすること
は、従来の実施方法に対して反対関係に位置す
る。この事は反応チヤンバーのすべての塩素酸塩
の溢流を二酸化硫黄供給位置上に生じさせること
になり、二酸化硫黄の高度の拡散との組合せにお
いて最大効率を達成する両反応物の接触時間およ
び接触面を最大にする。
ー１２において反応物排出管３８の排出口３６に
向う塩素酸塩および二酸化硫黄の両気泡の上方へ
の移動中に生ずる。塩素酸塩および二酸化硫黄の
各反応物の供給位置に関する排出口３６の位置は
２つの重要な点において従来の実施方法とは相違
している。従来の方法においては、一般に反応物
排出位置を二酸化硫黄供給位置に隣接させている
のに対して、本発明においてはすべての二酸化硫
黄を反応チヤンバーから排出する前に塩素酸塩と
最大接触時間で接触するように反応物排出位置と
二酸化硫黄供給位置とを離すようにする。あらか
じめ実施されたように反応物排出位置を二酸化硫
黄供給位置の下に位置する方がよいとすること
は、従来の実施方法に対して反対関係に位置す
る。この事は反応チヤンバーのすべての塩素酸塩
の溢流を二酸化硫黄供給位置上に生じさせること
になり、二酸化硫黄の高度の拡散との組合せにお
いて最大効率を達成する両反応物の接触時間およ
び接触面を最大にする。
塩素酸塩および二酸化硫黄の両反応物を反応チ
ヤンバー１２に導入する入口はチヤンバーに付与
する真空に影響し、この真空の付与は可変絞り器
１８を通る塩素酸塩の流れを強めるのに必要とさ
れ、また閉鎖位置に向う二酸化硫黄締切弁２８の
スプリング―パイアスによつてかかる締切弁２８
を開放するのに必要とされる。真空はポンプ４２
からの水の高い加圧流を受けるエダクター４０の
作用下で反応物排出管３８を介して付与する。こ
のシステムにおける塩素酸塩および二酸化硫黄反
応物の流量はエダクター４０により付与される真
空レベルに影響し、更にポンプ４２からエダクタ
ー４０を流れる水の流量に影響する。ポンプ４２
がその唯一の水源として冷却ジヤケツト１４内に
おける冷却水を用いることにより、ポンプ４２は
入口４４を介してジヤケツト１４に進入する冷却
水の排出としての役目をし、かつジヤケツト１４
を流れる冷却水の流量を測定する役目をする。こ
の配置において、塩素酸塩および二酸化硫黄それ
ぞれの流量および冷却水の流量はエダクター４０
によるこれらの各反応物の因果関係によつて比例
的に相互依存する。このために、反応物の流量を
高めることにより二酸化塩素の生成を高める必要
がある場合には、この事を可変絞り器４６を開放
して冷却水の流量を増加して反応物の増加流に対
するより大きい度合の容量を自動的に得ることに
よつて達成する。
ヤンバー１２に導入する入口はチヤンバーに付与
する真空に影響し、この真空の付与は可変絞り器
１８を通る塩素酸塩の流れを強めるのに必要とさ
れ、また閉鎖位置に向う二酸化硫黄締切弁２８の
スプリング―パイアスによつてかかる締切弁２８
を開放するのに必要とされる。真空はポンプ４２
からの水の高い加圧流を受けるエダクター４０の
作用下で反応物排出管３８を介して付与する。こ
のシステムにおける塩素酸塩および二酸化硫黄反
応物の流量はエダクター４０により付与される真
空レベルに影響し、更にポンプ４２からエダクタ
ー４０を流れる水の流量に影響する。ポンプ４２
がその唯一の水源として冷却ジヤケツト１４内に
おける冷却水を用いることにより、ポンプ４２は
入口４４を介してジヤケツト１４に進入する冷却
水の排出としての役目をし、かつジヤケツト１４
を流れる冷却水の流量を測定する役目をする。こ
の配置において、塩素酸塩および二酸化硫黄それ
ぞれの流量および冷却水の流量はエダクター４０
によるこれらの各反応物の因果関係によつて比例
的に相互依存する。このために、反応物の流量を
高めることにより二酸化塩素の生成を高める必要
がある場合には、この事を可変絞り器４６を開放
して冷却水の流量を増加して反応物の増加流に対
するより大きい度合の容量を自動的に得ることに
よつて達成する。
二酸化塩素は反応チヤンバー１２の頂部に位置
する二酸化塩素排出口４８を通して反応チヤンバ
ー１２から排出する。二酸化塩素を、例えば漂白
として工業的に用いる場合には、二酸化塩素排出
口４８を同じエダクター４０に接続できない理由
はないが、このエダクター４０を通じて使用済反
応物を反応チヤンバー１２から排出して工業用と
しての水、二酸化塩素および使用済反応物の混合
物を生成する。しかしながら、二酸化塩素を、飲
料水を生成する水処理にまたは食物の処理に向け
る場合には、使用済反応物を二酸化塩素と混合す
るのは望ましくない。これらの工業的使用につい
ては第１図に示す配置が好ましく、第２エダクタ
ー５０が二酸化塩素を別に排出し、同時に二酸化
塩素を純水に溶解した溶液を生成する。この工業
的使用の場合には、第２エダクター５０に供給す
る第２ポンプ５２を設けるのが好ましい。
する二酸化塩素排出口４８を通して反応チヤンバ
ー１２から排出する。二酸化塩素を、例えば漂白
として工業的に用いる場合には、二酸化塩素排出
口４８を同じエダクター４０に接続できない理由
はないが、このエダクター４０を通じて使用済反
応物を反応チヤンバー１２から排出して工業用と
しての水、二酸化塩素および使用済反応物の混合
物を生成する。しかしながら、二酸化塩素を、飲
料水を生成する水処理にまたは食物の処理に向け
る場合には、使用済反応物を二酸化塩素と混合す
るのは望ましくない。これらの工業的使用につい
ては第１図に示す配置が好ましく、第２エダクタ
ー５０が二酸化塩素を別に排出し、同時に二酸化
塩素を純水に溶解した溶液を生成する。この工業
的使用の場合には、第２エダクター５０に供給す
る第２ポンプ５２を設けるのが好ましい。
従来実施されているように空気または窒素によ
る高濃度の稀釈を避けるためには、二酸化塩素の
「バツフイング」に対する爆発危険性を高めない
ようにするのに大気圧以下少なくとも約400mmHg
の真空、好ましくは少なくとも約500mmHgまたは
これ以上の真空を必要とする。使用済反応物から
二酸化塩素を別々に排出する１対のエダクター４
０および５０の場合に、上述する高レベルの真空
は反応チヤンバーに小さい真空を付与する２個の
エダクターを用いる場合に必要とされるよりも一
層注意して釣合せる必要がある。しかし、必要と
される釣合せは、流量計５６および５８のそれぞ
れにより感知される流量が２個の同じ大きさのエ
ダクター４０および５０において同じになるよう
に、エダクター供給ラインにおける各可変絞り器
４６および５４を調節することによつて達成でき
る。組合せにおける２個のエダクターにより付与
される真空レベルは通常の真空計６０で感知す
る。
る高濃度の稀釈を避けるためには、二酸化塩素の
「バツフイング」に対する爆発危険性を高めない
ようにするのに大気圧以下少なくとも約400mmHg
の真空、好ましくは少なくとも約500mmHgまたは
これ以上の真空を必要とする。使用済反応物から
二酸化塩素を別々に排出する１対のエダクター４
０および５０の場合に、上述する高レベルの真空
は反応チヤンバーに小さい真空を付与する２個の
エダクターを用いる場合に必要とされるよりも一
層注意して釣合せる必要がある。しかし、必要と
される釣合せは、流量計５６および５８のそれぞ
れにより感知される流量が２個の同じ大きさのエ
ダクター４０および５０において同じになるよう
に、エダクター供給ラインにおける各可変絞り器
４６および５４を調節することによつて達成でき
る。組合せにおける２個のエダクターにより付与
される真空レベルは通常の真空計６０で感知す
る。
最良の結果を達成するために、反応物排出口３
６のレベルに対する反応チヤンバー１２の内部は
ラシヒリング（図面に示していない）の如き適当
な充填物で充填する。
６のレベルに対する反応チヤンバー１２の内部は
ラシヒリング（図面に示していない）の如き適当
な充填物で充填する。
塩素酸塩および二酸化硫黄の反応により二酸化
塩素を生成する上述する方法の効果を次に示す例
によつて説明する。
塩素を生成する上述する方法の効果を次に示す例
によつて説明する。
例
内径8.9cmおよび反応チヤンバーの底部と反応
物排出口36との間の間隔（反応チヤンバーにおけ
る溶液の深さを定める）121.9cmを有する反応チ
ヤンバーにおいて塩素酸ナトリウムおよびガス状
二酸化硫黄の水溶液を反応させて二酸化塩素を発
生させた。40重量％の塩素酸ナトリウムの水溶液
を11148.7ｇ／時（4459.5ｇ／時の塩素酸ナトリ
ウム）の割合で反応チヤンバーに供給し、非稀釈
状態のガス状二酸化硫黄（100％濃度）を2553.8
ｇ／時の割合で反応チヤンバーに供給した。
584.2mmHgの真空（負圧）を反応チヤンバーにお
いて発生プロセス中維持し、反応チヤンバーの温
度を冷却ジヤケツトを流れる冷却剤によつて約65
〜約71℃の範囲に維持した。二酸化塩素は2810.3
ｇ／時の割合で発生し、塩素酸塩に対する理論収
率の99.6％の効率を達成した。
物排出口36との間の間隔（反応チヤンバーにおけ
る溶液の深さを定める）121.9cmを有する反応チ
ヤンバーにおいて塩素酸ナトリウムおよびガス状
二酸化硫黄の水溶液を反応させて二酸化塩素を発
生させた。40重量％の塩素酸ナトリウムの水溶液
を11148.7ｇ／時（4459.5ｇ／時の塩素酸ナトリ
ウム）の割合で反応チヤンバーに供給し、非稀釈
状態のガス状二酸化硫黄（100％濃度）を2553.8
ｇ／時の割合で反応チヤンバーに供給した。
584.2mmHgの真空（負圧）を反応チヤンバーにお
いて発生プロセス中維持し、反応チヤンバーの温
度を冷却ジヤケツトを流れる冷却剤によつて約65
〜約71℃の範囲に維持した。二酸化塩素は2810.3
ｇ／時の割合で発生し、塩素酸塩に対する理論収
率の99.6％の効率を達成した。
上述するように、本発明を好適な例について説
明したが、本発明は本明細書および特許請求の範
囲を逸脱しない限り種々変更を加えることができ
る。
明したが、本発明は本明細書および特許請求の範
囲を逸脱しない限り種々変更を加えることができ
る。
第１図は本発明を実施するのに適当な反応器の
１例構造を示す説明用線図、および第２図は第１
図の２―２線上の反応器の反応物供給部分の断面
を拡大して示した説明用線図である。 １０……反応器、１２……反応チヤンバー、１
４……冷却ジヤケツト、１６，２６……溜め、１
８，３０，４６，５４……絞り器、２０，３２，
５６，５８……流量計、２２……管、２４……
孔、２８……真空応答締切弁、３４……デイフユ
ーザー、３６……反応物排出口、３８……反応物
排出管、４０……エダクター、４２……ポンプ、
４４……入口、４８……二酸化塩素排出口、５０
……第２エダクター、５２……第２ポンプ、６０
……真空計。
１例構造を示す説明用線図、および第２図は第１
図の２―２線上の反応器の反応物供給部分の断面
を拡大して示した説明用線図である。 １０……反応器、１２……反応チヤンバー、１
４……冷却ジヤケツト、１６，２６……溜め、１
８，３０，４６，５４……絞り器、２０，３２，
５６，５８……流量計、２２……管、２４……
孔、２８……真空応答締切弁、３４……デイフユ
ーザー、３６……反応物排出口、３８……反応物
排出管、４０……エダクター、４２……ポンプ、
４４……入口、４８……二酸化塩素排出口、５０
……第２エダクター、５２……第２ポンプ、６０
……真空計。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ガス状二酸化硫黄と金属塩素酸塩の水溶液と
を反応させてガス状二酸化塩素を連続的に製造す
る方法において、 (a) 金属塩素酸塩の水溶液の流れを反応チヤンバ
ーの底部に供給し； (b) ガス状二酸化硫黄の流れを前記反応チヤンバ
ーの底部に供給し、これにより前記二酸化硫黄
を前記水溶液と接触させ； (c) 前記反応チヤンバーの頂部からガス状二酸化
塩素を取出し；および (d) 前記二酸化硫黄と前記水溶液との前記接触
後、残留する溶液を前記反応チヤンバーから中
間位置で取出すことを特徴とするガス状二酸化
塩素の連続製造方法。 ２ 前記工程(b)においてガス状二酸化硫黄の前記
流れを前記反応チヤンバーにほぼ100ミクロン以
下の直径の気泡の形態で供給する特許請求の範囲
第１項記載のガス状二酸化塩素の連続製造方法。 ３ 金属塩素酸塩溶液とガス状二酸化硫黄との垂
直反応チヤンバーにおける反応によつてガス状二
酸化塩素を生成するガス状二酸化塩素の連続製造
方法において、 (a) 前記溶液の流れを前記反応チヤンバーの底部
に供給し； (b) 前記二酸化硫黄の流れを前記反応チヤンバー
の底部に供給し、これにより前記両反応物を互
いに接触させ、； (c) 前記反応チヤンバーの頂部からガス状二酸化
塩素を取出し； (d) 前記両反応物の前記接触後、残留する液体を
前記ガス状二酸化塩素から別々に中間位置で前
記反応チヤンバーから取出し；および (e) 前記工程(c)および(d)において前記反応チヤン
バーを大気圧以下少なくとも400mmHgの予定真
空間に維持することを特徴とするガス状二酸化
塩素の連続製造方法。 ４ 前記工程(c)において前記ガス状二酸化塩素を
第１エダクターによつて前記反応チヤンバーから
取出すと共に、液体の流れを前記第１エダクター
に供給して予定真空を前記反応チヤンバーに付与
し、および前記工程(d)において前記両反応物の前
記接触後残留する前記液体を第２エダクターによ
つて前記反応チヤンバーから取出し、液体の流れ
を前記第２エダクターを通じて供給して前記反応
チヤンバーに前記予定真空にほぼ等しい真空を付
与する特許請求の範囲第３項記載のガス状二酸化
塩素の連続製造方法。 ５ (a) 垂直方向に向けた反応チヤンバーを設
け； (b) 金属塩素酸塩の水溶液の供給源を設け、これ
を前記反応チヤンバーの底部に連結し； (c) ガス状二酸化硫黄の供給源を設け、これを前
記反応チヤンバーの底部に連結し； (b) 冷却水を前記反応チヤンバーに操作関係で通
してこれから熱を除去し； (e) 前記冷却水をエダクターに通して真空を生じ
させ； (f) 使用済液の排出口を前記反応チヤンバーの中
間レベルに設け； (g) 二酸化塩素の排出口を前記反応チヤンバーの
頂部に設け、 (h) 使用済液の前記排出口を前記エダクターに連
結し、これにより前記エダクターを通る冷却水
流により生ずる真空が前記二酸化硫黄および塩
素酸塩水溶液を前記反応チヤンバーに同時に引
き出す各工程からなることを特徴とする二酸化
塩素の連続製造方法。 ６ 二酸化塩素の排出口を前記エダクターに連結
する工程を含む特許請求の範囲第５項記載の二酸
化塩素の連続製造方法。 ７ ガス状二酸化硫黄と金属塩素酸塩の水溶液と
の反応によりガス状二酸化塩素を連続的に製造す
る装置において、 (a) 反応チヤンバー； (b) 金属塩素酸塩の水溶液源および前記水溶液を
前記反応チヤンバーに導入する装置； (c) ガス状二酸化硫黄源および前記二酸化硫黄を
前記水溶液と接触させるために前記二酸化硫黄
を第１位置で前記反応チヤンバーに導入する装
置； (d) ガス状二酸化塩素を前記反応チヤンバーから
取出す装置；および (e) 前記二酸化硫黄と前記水溶液との接触後残留
する液体を前記第１位置より高い第２位置で前
記反応チヤンバーから取出す排出装置から構成
したことを特徴とするガス二酸化塩素の連続製
造装置。 ８ 前記水溶液を前記第２位置より前記第１位置
に近い位置で前記反応チヤンバーに供給する装置
を含む特許請求の範囲第７項記載のガス状二酸化
塩素の連続製造装置。 ９ 前記ガス状二酸化硫黄を前記反応チヤンバー
にほぼ100ミクロン以下の直径の気泡の形態で供
給する装置を含む特許請求の範囲第７項記載のガ
ス状二酸化塩素の連続製造装置。 １０ ガス状二酸化硫黄と金属塩素酸塩の水溶液
との反応によりガス状二酸化塩素を連続的に製造
する装置において、 (a) 垂直方向に向けた反応チヤンバー； (b) 金属塩素酸塩の水溶液を前記反応チヤンバー
に導入するかかる水溶液源； (c) ガス状二酸化硫黄源、およびこの二酸化硫黄
を前記反応チヤンバーの底部に導入し、これに
より前記二酸化硫黄を水溶液と接触させる手
段； (d) ガス状二酸化塩素を前記反応チヤンバーの頂
部から取出す手段； (e) 冷却剤流を前記反応チヤンバーの外部に供給
して前記反応チヤンバーを冷却する手段； (f) 真空を前記反応チヤンバーの内部に付与する
前記反応チヤンバーに連結したエダクター手
段； (g) 前記冷却剤流を前記エダクター手段に通して
前記真空を生じさせる前記反応チヤンバーを冷
却する前記手段に前記エダクター手段を連結す
る手段；および (h) 前記水溶液および前記ガス状二酸化硫黄のそ
れぞれの供給の各割合を前記エダクターにより
前記反応チヤンバーに付与する前記真空に比例
するように調整する手段から構成したことを特
徴とするガス状二酸化塩素の連続製造装置。
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