【温度・薬液濃度・速度】化学工場の薬液洗浄で運転時に変えれるパラメータ

化学化学工学

NEONEEETです。

化学工場では生産終了後に薬液洗浄をします。

この方法は、極めて化学工学的な操作を行いますが、思想を理解している人は年々減少して行っています。

教えていないから当然です。

薬液洗浄全般についてはこちらを参考にして下さい。

洗浄は抽出と同じ

洗浄とは化学工学的には抽出と同じです。

溶質と溶媒と溶解度で議論される世界です。

この延長線上に腐食や反応の考え方があると考えて良いと思います。

温度は高い方が洗いやすい

抽出では温度が大きなパラメータです。

溶媒の温度が高い方が、溶解度が高く、溶質は溶けやすい

これは風呂場の掃除や、髪の洗浄と同じです。

  • 温度が高い方が反応が速く進む。
  • 温度が高い方が腐食が速く進む。

溶解度は溶質を溶媒に溶かす指標ですが、腐食も金属を溶媒に溶かす反応とみなせそうです。

溶解と反応で詳細の因果関係は変わりますが、発想は同じです。

化学工学の知識を使って運転管理するときには、これくらいの発想で十分です。

薬液が濃い方が洗いやすい

これも当然です。

溶媒に対して溶質は溶解するので、溶媒の濃度が濃い方が溶けやすいです。

溶媒が有機溶媒であっても、回収作業を繰り返していくうちに不純物が溜まります。

親水系溶媒や苛性ソーダなどはもっと露骨に影響します。

とはいえ、洗浄用にために濃度を調整する作業を行うことはあまりないでしょう。

時間が掛かるからです。

生産量を少しでも確保するために、最適な洗浄方法を模索しようとすれば、調合作業はカットされる方向です。

設備洗浄に、化学反応と同じような重み付けをして、運転条件を決めるわけではありませんので。 

速度が速い方が洗いやすい

撹拌槽内を洗浄するときの撹拌速度について考えます。

撹拌速度が速い方が反応しやすい。

当然ですね。

有機溶媒なら問題はないでしょうが、苛性ソーダや硫酸水などで洗浄する場合は要注意。

撹拌槽の運転条件が有機溶媒の比重で計算するか、水の比重で計算するかのどちらかだからです。

バッチ系なら汎用性を持たせるために水の比重で考えます。

だからこそ有機溶媒を入れても、運転可能です。

苛性ソーダや硫酸水は水よりも比重が高いため、撹拌速度を落とさないと、撹拌欲が壊れる可能性があります。

反応で塩が生成した場合に、水で洗浄して、比重がやや高い側に行くこともあります。

これも注意。

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