硫酸技術   by T.Ono
 設備新設−15
機器仕様決定:

付帯設備:
 
 硫酸製造に必ず必要な付帯設備について略述します。

 用役設備:
 受変電設備:
高圧電気を受電する設備、および硫酸設備内にて使用する電圧まで落とす変電設備です。
硫酸設備内全動力+付帯設備に使用する電力の容量があることはもちろんですが、空気ブロワー、SO2ブロワーなどの大きな電動機の始動時の突入電流にも停電をきたさない容量が必要です。
 冷却水関係:
乾燥塔・吸収塔循環酸や冶金式における冷却塔・洗浄塔回りの循環酸やガスの冷却には、冷却水が必要です。
冷却水としては、川水や井戸水を使用する場合は、通常冷水塔を設置して冷却水は循環使用し、一部をブローし、このブロー量+蒸発分を補給します。 ブロー量は、補給水が3倍濃縮となるのを基準とします。 (冷水塔からの水滴の飛散による損失もありますが、ごくわずかです)
循環水の温度は、冷水塔出口では気温と湿度で決まりますので、32℃前後です。 戻りの水温は、高くすれば循環水量を減らせますが、酸クーラーの伝熱面積が大きくなりますのでクーラー入出口温度差 = 5〜8℃程度とします。 循環量は、全交換熱量と温度差で決まります。
冷水塔での藻の発生を防ぐ目的で、殺藻剤を一定濃度に常時加えておきます。

海のそばですと、海水を冷却水に使用することも可能です。 ただしこの場合は、海水中の貝類によるクーラーの閉塞を起こさないよう、塩素による殺菌処理が必要です。 又、クーラー材質は、硫酸だけでなく海水(塩素)にも耐えるものでないといけないのは言うまでもありません。
 プロセス水:
硫酸製造時の吸収塔への希釈水=プロセス水は、できるだけ品質の良いものとするべきですが、硫酸の用途によって決めればよろしいと思います。 工業用硫酸であれば、必ずしも飲料水並みの品質が必要なわけではありません。
井戸水、川水でも構いませんが、SS(懸濁物質)やハロゲンが多い場合は、品質のみならず機器の腐食にも影響しますので注意が必要です。
 イオン交換装置:
ボイラ給水用のイオン交換水を製造します。
硫酸製造設備用のボイラでは2.3MPa以上の高圧ですので、それに準じた水質を得る必要があります。
 計装空気源:
フィールド計器、特に調節弁の駆動用に計装空気が必要です。
塵を含まず、かつ圧縮しても水が凝縮して出てこないよう、焼結金属を使用したフィルターと、シリカゲルなどの乾燥剤による除湿装置を持っています。 シリカゲルは、飽和する前に電熱で吸着水分を追い出す、再生を自動で行っています。
 排水処理設備:
硫黄燃焼式設備では、排水はボイラブローダウン水や冷水塔のブローダウン水など、中性に近く処理不要のものだけですが、冶金式の場合は湿式ガス精製装置からの希硫酸を含む排水が発生します。
これは硫酸分以外にも、粉塵とSO2を含みますが、SO2は排出前にストリッパーを使用して追い出します。
処理方法としては、中和と沈殿・濾過分離です。 中和剤としては、消石灰やタンカル(石灰石を粉砕したもの)を使用します。 反応により石膏が生成しますので、スケーリングトラブルを生じやすく、注意が必要です。
排水中にHg、Cd、Asなどを含む場合は、これらを除去する装置が必要になります。 SO2が残存しているときはCODが高くなりますので、この処理も必要です。 個々の処理技術につきましては、専門の排水処理会社に相談してください。
 発電設備:
近年のエネルギーコストの上昇に伴い、硫酸設備副生蒸気からの発電は、製品のコストにも大きく影響するようになっています。
発電目的では、蒸気は過熱蒸気とし、タービン出口の蒸気は全凝縮させることにより高効率が得られます。 一般に、40bar x 400℃の蒸気4t/hrから、1MWの発電が可能、と言われます。
 発煙硫酸排気処理:
発煙硫酸はSO3分圧が高いため、常温では常時SO3に起因する白煙を生じます。 それ故、貯蔵タンクや出荷設備などには白煙除去装置が必要です。
通常は、排気を吸引するファン、白煙の元である硫酸ミストをキャッチするミストエリミネーターの組み合わせですが、ミスト径を大きくするためにエリミネーターの前にスクラバーを設ける方法もあります。
ミストの直径は1μ以下ですので、ブラウン運動捕集主体のエリミネーターを使用します。 これには、MECSのブリンク、Begg-Couslandのキャンドルフィルターなどがあります。
Begg-Couslandでは、吸引ファンをプラスチック製のブラシ状にした「ブラシスクラバー」をこの目的に推奨しています。 回転するブラシに、常時水をスプレーすることにより、ガスを吸引すると同時にミストを大きくするのだそうです。
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