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H2SO4の濃度および密度測定 - 硫酸製造

LiquiSonicによるプロセス監視®

硫酸センサー


測定精度: 0.03 質量%

測定範囲: 80 - 100 質量% H2SO4

洗浄不要

プラグアンドプレイソリューション

硫酸は最も重要な基礎化学品の一つです。多くの異なる製品の製造に硫酸の特性が有用であるため、需要は継続的に増加しています。

以下は、 LiquiSonic® 測定システム:

  • 硫酸および発煙硫酸の製造
  • 化学および石油化学における合成ガス乾燥
  • 鉄鋼業におけるエッチング剤および酸洗剤
  • 鉱業における鉱石分解
  • 硫酸塩肥料の原料
  • 各種化学製品の基礎化学品

2つの主要な製造プロセスは、二重接触法(double contact double absorption process (DCDA))―高濃度硫酸および発煙硫酸の製造のために五酸化バナジウム(V2O5)触媒を用いるプロセス―と、さまざまなプロセスガスから硫黄を除去する接触法(wet sulfuric acid process (WSA))です。 LiquiSonic® 測定システム は、上記2つのプロセスのさまざまな工程段階に非常に簡単に統合できます。高速で堅牢なセンサー技術により、設備稼働率、プロセス安全性、製品収率が向上します。

LiquiSonic®による硫酸の濃度測定
濃硫酸の製造

二重接触法

二重接触法(DCDA)では、さまざまな反応によって二酸化硫黄を生成する一連の原料を使用します。まず、SO2含有ガスが乾燥塔へ流れ込み、そこで水分が除去されます。続いてガスはコンバーター内で触媒と接触し、SO2 をSO3 へ酸化します。

2 SO2 + O2 → 2 SO3

次に、SO3 が中間吸収塔に入ります。三酸化硫黄を水溶液に吸収させることは可能ですが、このような強い発熱反応は設備を損傷し破壊するおそれがあります。SO3 は98%硫酸と反応し、高濃度の酸を形成します。

SO3 + H2O → H2SO4

環境負荷を低減するため、中間吸収塔から出るSO2含有排ガスは再びコンバーターへ送られます。そこで、最終吸収塔で硫酸に加工するための三酸化硫黄の準備に利用されます。二重接触法における中間生成物の一つが発煙硫酸で、これはSO3、で構成されます。

考えられる用途には、たとえば以下があります。

  • 高濃度硫酸の製造
  • カプロラクタムおよびナイロンの製造
  • 硝酸と組み合わせたニトロ化プロセス

発煙硫酸はSO3 を発煙硫酸吸収塔で吸収することによって生成されます。 LiquiSonic® センサー は、20~30質量%および50~60質量%の濃度範囲の発煙硫酸において優れたプロセス制御を提供します。センサーは理想的には、吸収塔の供給・戻り配管および希釈ユニットの後段に設置されます。

接触法

接触法(WSA)は元来、さまざまな工業製造プロセスの排ガスから硫黄成分を除去するために開発されました。二重接触法とは対照的に、ここでは水蒸気が生成されるSO2。特殊なバナジウム含有触媒のおかげで、ガスは SO の接触酸化に悪影響を及ぼしません。2 をSO3 のコンバーター内での触媒酸化に悪影響を及ぼしません。


最終的に、接触法では三酸化硫黄がコンデンサーへ送られ、そこで水蒸気が凝縮し、SO3 をH2SO4 に変換します。このとき、98質量%の濃度が一般的です。配管内で濃度を直接測定するには、 LiquiSonic®センサー をコンデンサーおよび希釈ユニットの末端に設置する必要があります。

接触法におけるLiquiSonic®による硫酸の濃度測定

お客様のメリット

硫酸濃度に対する音速の高い感度により、 LiquiSonic® センサー は±0.03質量%という非常に高い精度を実現します。 LiquiSonic® 測定システム は、上で示したように80~100質量%の濃度範囲で明瞭な音響信号が得られ、非常に高精度な測定が可能であるため、導電率や密度の精度を上回ります。95質量%未満の高腐食性酸レベルまで低下した場合、 LiquiSonic® 測定システム はこの重大な状況を検知し、熱交換器やその他のコンポーネントが損傷する可能性を低減します。これにより、プロセス制御と安全性が向上します。 インライン LiquiSonic® 分析装置 は手動のラボ測定を削減し、資源と材料コストを節約します。硫酸測定における典型的なラボ滴定コストの例:

  • サンプル採取時間: 15分
  • サンプル採取頻度: 1日6回
  • 通常12か月未満で償却され、さらにラボ費用やその他のコスト(サンプル採取箇所、プロセス腐食、設備停止)が不要になります

LiquiSonicの追加メリット® 測定システム:

  • 簡単で使いやすい設置(Plug & Play)
  • 優れた長期安定性
  • あらゆるアプリケーションに対応する測定機器
  • 包括的な診断機能
  • すべての関連濃度範囲で非常に正確な測定結果
  • 向上したプロセス制御と安全性

お客様のアプリケーションをご説明ください。専門的な調整のためにご連絡いたします。
一緒に前提条件と可能な解決策を明確にします。

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