TW201518202A - 從含雙氧水之硫酸中分解雙氧水之裝置系統 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種從含雙氧水之硫酸中分解雙氧水之裝置系統，可以快速、有效、安全且經濟的分解硫酸中的雙氧水；其包括一含雙氧水之硫酸貯槽、一反應槽及一硫酸貯槽。 本發明採用連續式操作，含雙氧水之硫酸與分解葯劑連續不斷的進料至處於高溫狀態的反應槽，而雙氧水分解殆盡的硫酸亦不斷的出料至硫酸貯槽。 由於高溫分解與分解葯劑分解的雙重效應，雙氧水可在瞬間被分解殆盡，完全無雙氧水的累積，如此，可避免突沸現象的發生，故在操作上非常安全。由於利用雙氧水分解時所放出的反應熱加熱，可使反應槽維持在高溫狀態而不必另外供應熱源，同時，分解葯劑的使用量也可大幅減少，這些特點均使本發明達到經濟省錢的目的。

Description

從含雙氧水之硫酸中分解雙氧水之裝置系統

本發明之目的，在提供一種從含雙氧水之硫酸中分解雙氧水之裝置系統。尤指在高溫狀態下，協同分解葯劑，以連續式操作達到快速、有效、安全且經濟的分解硫酸中的雙氧水。

某些製程基於清洗物件表面的需要，會在硫酸中加入雙氧水。使用過後的硫酸，其雙氧水濃度往往還殘存有0.1wt%~20wt%，由於含有雙氧水之故，導致這些硫酸難以再使用於其他製程，所以，如不能將硫酸中所含雙氧水分解殆盡，則這些硫酸只能中和排放，當成廢水處理。如此，不但是資源的浪費，而且增加環境的負荷。業者嘗試過使用二種批次操作的裝置系統來分解硫酸中之雙氧水。第一種裝置系統係在其貯槽內不斷導入空氣加以曝氣，試圖利用擾流來分解雙氧水。第二種裝置系統則是使用反應槽加入分解葯劑，進行批式分解反應。分解葯劑為硫酸銅、硫酸亞鐵或二氧化錳等化工習知的化學物質。以上分解硫酸中所含雙氧水的二種裝置系統各有其優缺點，第一種裝置系統成本低廉且極為簡易，但雙氧水的化學特性是在酸中十分穩定，不致因氣體擾流的作用而分解，故此種裝置系統形同虛設，而且浪費了空氣來源。第二種裝置系統則是將反應槽內含雙氧水之硫酸再加入分解葯劑，利用分解葯劑來分解雙氧水，此種裝 置系統可以達到雙氧水分解殆盡的目的。但分解葯劑加入量的多寡，往往造成許多問題，如分解葯劑添加量少，即使如一噸左右的小批量，其含有的雙氧水分解殆盡的時間也需達數日之久，對於需要處理大量的含雙氧水之硫酸往往緩不濟急。所以，為了加速反應速率，增加分解葯劑是一種必然的作法，而為了增加處理量，也勢必大幅增加反應槽的體積；這種作法在操作初期還可以穩定操作，但隨著雙氧水分解時所放出的熱量，逐漸使反應槽內的硫酸溫度上升，溫度上升5℃，雙氧水的分解速率就增加1.5倍，隨著雙氧水分解的進行，溫度不斷的上升，溫度的上升更加速其分解；分解速率愈快，放出的熱量也愈多，其溫度上升也愈快，在這種惡性循環的狀態下會造成存在於硫酸中尚未分解的大量雙氧水同時快速的分解，而致激烈沸騰並同時產生極大量的氧氣氣泡，此稱之為突沸現象，最後導致硫酸從反應槽中溢滿出來，不但造成嚴重的工安問題，而且嚴重的污染環境。所以，如何建立一套雙氧水分解的裝置系統，使硫酸中所含之雙氧水的分解具備快速、有效、安全及經濟等多項要求，實有待努力與改進。有鑑於此，發明人多年從事化工製程設計，術有專精且深具實務經驗，有感於業界對於分解硫酸中所含之雙氧水的重要性，潛心研究，始完成本案之〝從含雙氧水之硫酸中分解雙氧水之裝置系統〞

本發明之其一目的，在提供一種從含雙氧水之硫酸中分解雙氧水之裝置系統。利用連續式操作方式，不受反應槽尺寸的限制，可大量的分解來自含雙氧水之硫酸中的雙氧水。

本發明之其二目的，在提供一種從含雙氧水之硫酸中分解雙氧水之裝置系統。利用高溫下雙氧水加速分解的特性，再加上分解葯劑分解的雙重效益，快速的將雙氧水分解殆盡，不致在反應槽或反應後之貯槽中殘存雙氧水，進而避免突沸現象，操作上非常安全。

本發明之其三目的，在提供一種從含雙氧水之硫酸中分解雙氧水之裝置系統。利用雙氧水分解時所放出的反應熱加熱，可使反應槽維持在高溫狀態而不必另外供應熱源，同時可降低分解葯劑的使用量，達到節省成本的效益。

為達上述目的，本發明在反應槽內之液體升溫至高溫狀態後，含雙氧水之硫酸與分解葯劑以適當之比例及適當之滯留時間，採連續進料方式同時進入反應槽進行雙氧水的分解反應，由於處在高溫分解及分解葯劑分解的雙重效應之下，含雙氧水之硫酸進入反應槽時，其中的雙氧水即迅速被分解殆盡，不致有任何殘留而導致累積大量雙氧水，所以，不會有後續突沸的情形發生，故本發明操作時非常安全。又由於雙氧水被分解時會放出反應熱，這些反應熱足以維持反應槽處於高溫狀態，所以，不需另外提供加熱裝置，可達到節省能源的目的。

S1‧‧‧含雙氧水之硫酸貯槽

R1‧‧‧反應槽

S2‧‧‧硫酸貯槽

1‧‧‧含雙氧水之硫酸進料管線

2‧‧‧廢氣抽出管線

3‧‧‧分解葯劑進料管線

4‧‧‧不含雙氧水之硫酸出料管線

第1圖係本發明之流程圖。

反應槽R1內之液體經升溫至高溫狀態後，含雙氧水之硫酸由其貯槽S1經由管線1，分解葯劑同時經由管線4，以適當之比例及適當之滯留時間連續進料至處於高溫狀態的反應槽R1進行雙氧水分解反應，由於 高溫及分解葯劑的雙重分解效應，雙氧水立即被分解殆盡，這些不再含雙氧水的硫酸經由管線5進入硫酸貯槽S2貯存，含雙氧水之硫酸與分解葯劑的較佳重量比例為1000：0.001~10，含雙氧水之硫酸於反應槽內之較佳滯留時間為5秒~10小時。由於反應槽處於高溫狀態，操作期間所產生之廢氣則經由管線3排往洗滌塔處理。其中高溫狀態係介於50℃至沸點之間的溫度、含雙氧水之硫酸係剩下不用之含雙氧水之硫酸，或使用過後之含雙氧水之廢硫酸；其雙氧水濃度為0.1wt%~20wt%，硫酸濃度為40wt%~85wt%。

本發明之分解葯劑係碘化物或銅、黃銅、青銅、鈦、銀、錳、鉻、鉑、鉛等金屬或它們的鹽類、或還原劑，單一或其混合物。

前述之洗滌塔為一般工程設計者所熟知，故此處不予贅述及圖示。

本發明之實際操作結果如下：1.由於高溫及分解葯劑的雙重分解效應，含雙氧水之硫酸中所含之雙氧水可快速被分解殆盡，最短時間為二秒鐘，此為前所未有之重大發現。2.由於採用連續式操作，又由於高溫及分解葯劑的雙重分解效應，處理含雙氧水之硫酸的速度非常快，同樣處理2噸的量，在不發生突沸現象的情況下，以常溫開始之批次操作方式處理時間約需60小時，但以本發明之操作則只需約10分鐘，二者相差達360倍之多，達到從含雙氧水之硫酸中快速且有效分解雙氧水之目的。3.由於含雙氧水之硫酸中的雙氧水以本發明的裝置系統可立即被分解殆盡，避免雙氧水因累積而致突沸的情形發生，在操作上十分安全。4.由於高溫效應在雙氧水分解上佔了相當的份量，相對的，分解葯劑的使用量可大幅減少；同時，利用雙氧水分解時所放出的反應熱加熱，可使反應槽維持在高溫狀態 而不必另外供應熱源，此皆達到經濟省錢的目的。綜合以上所述，本發明用於從含雙氧水之硫酸中之雙氧水分解，確實具有快速、有效、安全及經濟等多項要求，而與專利要件相符合。惟以上所揭示者乃較佳實施例，舉凡局部之變更或修飾而源於本發明之技術思想，而為熟悉該項技術之人士所易於推知者，俱不脫本發明之範圍。

S1‧‧‧含雙氧水之硫酸貯槽

R1‧‧‧反應槽

S2‧‧‧硫酸貯槽

1‧‧‧含雙氧水之硫酸進料管線

2‧‧‧廢氣抽出管線

3‧‧‧分解葯劑進料管線

4‧‧‧不含雙氧水之硫酸出料管線

Claims (10)

1. 一種從含雙氧水之硫酸中分解雙氧水之裝置系統，主要包括：反應槽內之液體經升溫至高溫狀態後，含雙氧水之硫酸與分解葯劑以適當之重量比例及適當之滯留時間，採連續式操作，連續進料至始終處於高溫狀態之反應槽中進行雙氧水的即時分解；同時，這些不再含雙氧水的硫酸進入硫酸貯槽貯存。
2. 如申請專利第1項所述之從含雙氧水之硫酸中分解雙氧水之裝置系統，其中含雙氧水之硫酸與分解葯劑之較佳重量比例係介於1000：0.001至1000：10之間。
3. 如申請專利第1項所述之從含雙氧水之硫酸中分解雙氧水之裝置系統，其中較佳之滯留時間係介於5秒至10小時之間。
4. 如申請專利第1項所述之從含雙氧水之硫酸中分解雙氧水之裝置系統，其中高溫狀態係介於50℃至沸點之間的溫度。
5. 如申請專利第1項所述之從含雙氧水之硫酸中分解雙氧水之裝置系統，其中含雙氧水之硫酸係雙氧水濃度介於0.1wt%至20wt%之間，硫酸濃度係介於40wt%至85wt%之間。
6. 如申請專利第1項所述之從含雙氧水之硫酸中分解雙氧水之裝置系統，其中含雙氧水之硫酸係剩下不用之含雙氧水之硫酸，或使用過後之含雙氧水之廢硫酸。
7. 如申請專利第1項所述之從含雙氧水之硫酸中分解雙氧水之裝置系統，其中分解葯劑係碘化物，或銅、黃銅、青銅、鐵、銀、錳、鋅、鉑、鉛等金屬或它們的鹽類，或還原劑；單一物質或它們的混合物。
8. 如申請專利第7項所述之從含雙氧水之硫酸中分解雙氧水之裝置系統，其中碘化物包括：碘化鈉、碘化鉀；銅鹽包括：氧化銅、氧化亞銅、氯化銅、氯化亞銅、鹼式氯化銅(氯氧化銅)、碳酸銅、鹼式碳酸銅、硫酸銅、鹼式硫酸銅、氫氧化銅、醋酸銅、胺銅；鐵鹽包括：氧化鐵、氯化亞鐵、氯化鐵、硫酸亞鐵、硫酸鐵；鋅鹽包括：氧化鋅、氯化鋅、硫酸鋅；錳鹽包括二氧化錳。
9. 一種從含雙氧水之硫酸中分解雙氧水之裝置系統，主要包括：一含雙氧水之硫酸貯槽，用於貯存含雙氧水之硫酸：一反應槽，用於槽內液體之升溫及雙氧水之分解；一硫酸貯槽，用於貯存雙氧水分解殆盡後之硫酸。
10. 如申請專利第8項所述之從含雙氧水之硫酸中分解雙氧水之裝置系統，其中反應槽包含：一含雙氧水之硫酸入料口、一含硫酸之清水入料口、一分解葯劑入料口、一雙氧水分解殆盡後之硫酸出料口、一廢氣排出口。