JPS6148428A

JPS6148428A - 炭酸ナトリウム水溶液の製造法及びその製造装置

Info

Publication number: JPS6148428A
Application number: JP16862484A
Authority: JP
Inventors: Sadahiro Ohara; 大原　貞宏; Juichi Saito; 寿一斉藤; Kazuyoshi Wakimoto; 脇本　一義; Hiroshi Tsunoda; 角田　博; Yoshitaka Yoshinaga; 吉永　良隆; Tomoaki Urai; 智明浦井
Original assignee: Toda Kogyo Corp; Iwatani Corp
Current assignee: Toda Kogyo Corp; Iwatani Corp
Priority date: 1984-08-11
Filing date: 1984-08-11
Publication date: 1986-03-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、水酸化ナトリウムと炭酸ガスとを反応させて
炭酸ナトリウム水溶液を得、る製造法及びその製造装置
に関するもので、特に炭酸ナトリウム水溶液を使用する
各種工業的処理系中に用いられる高純度の炭酸ナトリウ
ム水溶液を直接的に得ることができる製造法及びその製
造装置に関するものである。

（従来技術）水酸化ナトリウムと炭酸ガスとを反応させて炭酸ナトリ
ウムを得る技術としては、例えば固体の炭酸ナトリウム
の存在下に水酸化ナトリウムと炭酸ガスを、８０℃ない
し１１５℃の温度において攪　することにより反応させ
て炭酸水素ナトリウムを生成し、炭酸水素ナトリウムの
懸濁液中に１１．３ないし１１．５のｐＨ値を維持させ
、懸濁液を遠心分離することにより母液分と結晶とに分
離し、結晶を乾燥させることにより炭酸ナトリウムの一
水和物を得る方法（特公昭４６−３５６０３号）や、ナ
トリウムアマルガムを炭酸水素ナトリウム水溶液と反応
させて炭酸ナトリウム及び水酸化ナトリウムを含有する
溶液を生成し、炭酸ナトリウム及び水酸化ナトリウムを
含有する溶液を炭酸ガスで処理して炭酸水素ナトリウム
を沈澱させ、この沈澱物を炭酸水素す）　１７ウムと炭
酸水素ナトリウムを含有する母液とに分離し、炭酸水素
ナトリウムを力焼して炭酸ナトリフムを得る方法（特公
昭４６−１４８２０号）が知られている。

（発明が解決しようとする問題点）工業的製造法においては水酸化す）　ｌ／ウムに炭酸ガ
スを連続的に供給して反応させることになるが、反応系
中に水酸化ナトリウム・炭酸ナトリウム及び炭酸水素ナ
トリウムが混在しているため、高純度の炭酸ナトリウム
を水溶液の状態で取り出すことはできなかった。そこで
、上述の従来法で゛はいずれも一旦炭酸水素ナトリウム
を生成し、炭酸水素ナトリフムの混合水溶液を冷却して
結晶を生長させた後に、炭酸水素ナトリウムの結晶を分
離し、しかる後に力焼して炭酸水素ナトリウムを分解す
る必要があり、製造工程が複雑であるうえ、装置も大が
かりであるうえ、炭酸ナトリウムを固体でしか取り出せ
ないという問題があった。

また、上述の従来方法を実施する装置においては、反応
槽に貯留させている水酸化ナトリウム水溶液中へ炭酸ガ
スの気泡を吹き込み、吋し、水酸化ナトリウムと炭酸ガ
スとを接触させ化学反応を起こさせている。しかし、シ
ェアーの弱い攪拌機による攪営のため水酸化ナトリウム
と炭酸ガスとの接触効率が比較的低く、化学反応が不均
一とならざるを得す、炭酸水素ナトリウムが生成し、短
時間に高純度の炭酸ナトリウム水溶液を得ることができ
ないという欠点があった。

（問題点を解決するための手段）本発明は水酸化す）　＋７ウムに炭酸がスを直接作用さ
せることにより、高純度の炭酸ナトリウムの水溶液を直
接的に得ることができる製造法及びその製造装置を提供
するものである。

即ち、水酸化す）　ＩＪウム水溶液槽内の溶液を水酸化
ナトリウム水溶液槽と反応槽との間で循環させ、反応槽
内に炭酸ガスを連続的に吹込むことにより水酸化ナトリ
ウムと炭酸ガスとを反応させて炭酸ナトリウムを生成さ
せ、この炭酸ナトリウムと未反応の水酸化ナトリウム水
溶液との混合液を水酸化ナトリウム水溶液槽と反応槽と
の間で循環させ、循環液のｐＨ値を１１．５〜１２．３
の範囲内に制御するようにしたことを特徴としたもので
ある。

ここで水酸化ナトリウム水溶液槽と反応槽との間で循環
させる循環液のｐＨ値としては１１．５〜１２．３の範
囲にしなければならない。ｐＨ値が１１．５以下の場合
には、水酸化ナトリウムと炭酸ガスとの反応が行過ぎ、
炭酸水素す）　ＩＪウムが生成し好なしくない。一方ｐ
Ｈ値が１２．３以上の場合には未反応の水酸化ナトリウ
ムの量が多くなり、本発明の目的物である高純度の炭酸
す）　ＩＪウム水溶液を得ることが出来ない。

また、上述の方法を最も効率良く実施することができる
装置として、その装置を反応物取出路と炭酸ガス注入管
とを備えた密閉式反応槽と製品取出路と水酸化ナトリウ
ム導出路とを備えた水酸化ナトリウム水溶液槽とからな
り、前記反応槽の両側壁間に亘って装着した液体跳ね上
げ用攪　翼を固定した回転軸を回転させる為の駆動機構
を接続し、さらに前記反応槽と前記水酸化す）　ｌ）ラ
ム水溶液槽とを前記反応物取出路及び前記水酸化ナトリ
ウム導出路により連結し、且つ、水酸化す）　ＩＪウム
導出路に送出ポンプを接続して反応槽での反応生成物で
ある炭酸ナトリウムと未反応の水酸化ナトリウム水溶液
との混合液を水酸化ナトリウム水溶液槽と反応槽との間
で循環可能にし、水酸化す）　ＩＪウム水溶液槽に付設
したｐＨ計で検出される前記混合液のｐＨ値によって炭
酸ガスの供給量を制御することにより炭酸がスへの転化
率を調節可能としたことを特徴としている。

（作用）水酸化ナトリウムに炭酸ガスを作用させた場合には、次
の二種の反応が生じ、炭酸ナトリウムと炭酸水素ナトリ
ウムが生成される。

１２Ｎ３゜Ｈ＋。。２−ｐ’Ｊ　１１ｔ。。、＋Ｉ−Ｌ
。、（１）ＮａｚＣＯｓ＋ＣＯ２＋Ｈ２０−＋２　　Ｎ
ａＨＣ○、　　・　（２）ところで、水酸化ナトリウム
に炭酸ガスを連続的に供給していく工業的製造において
は、（１）式による反応生成物である炭酸ナトリウムと
炭酸ガスとが反応して炭酸水素ナトリウムが生じるので
あるが、本願発明にあっては、スプラッシャ一式の反応
槽に水酸化す）　ＩＪウムと炭酸ガスとを供給し、水酸
化ナトリウム水溶液の飛沫と炭酸ガスとを接触させるこ
とにより両者を急速に反応させ、反応槽から導出した生
成物である炭酸ナトリウムと未反応溶液との混合液を、
水酸化す）　＋７ウム水溶液槽と反応槽との間で循環さ
せ、循環する混合液のｐＨ値を１１．５〜１２．３の範
囲内に制御していることから、その反応系で（２）式の
反応による炭酸水素ナトリウムが生成されることがな（
、（１）式の反応のみで高純度の炭酸ナトリウム水溶液
を生成する。

（実施例）以下本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は本発明を実施する装置の概略構成図を示し、（
１）はステンレス鋼製の反応槽、（２）は水酸化ナトリ
ウム水溶液槽、（３）は炭酸ガスのアキュムレータであ
１）、反応槽（１）の両側壁（４）・（４）開に亘って
装着された回転軸（５）に液体跳上げ用攪祈翼（６）が
固定されている。炭酸ガスアキュムレータ（３）と反応
槽（１）は炭酸ガス注入管（７）で連結されており、炭
酸ガスアキュムレータ（３）へのガス導入路（８）中に
電磁弁（９）が配置しである。

水酸化ナトリウム水溶液、！（２）内には冷却用コイル
（１０）と攪拌翼（１１）とが配置され、水酸化ナトリ
ウム水溶液槽（２）から導出した水酸化ナトリウム導出
路（１２）を反応槽（１）に連結し、この水酸化ナトリ
ウム導出路（１２）中に送出ポンプ（１３）を位置させ
、反応槽（１）から導出した反応物取出路（１４）の先
端部を水酸化ナトリウム水溶液槽（２）の液面下に突入
させである。

第１図中押号（１５）は反応槽（１）内の圧力を検知し
てガス導入路（８）中の電磁弁（９）の回置調節信号を
発する圧力開閉器、（１６）は反応器（１）内圧力が負
圧になった際に外気を反応器（１）内に吸入する負圧安
全器、（１７）は水酸化す）　ＩＪウム水溶液槽（２）
に付設したｐＨ計、（１８）は反応器（１）の回転軸（
５）を駆動する電動モータ、（１９）は炭酸ガス供給源
、（２０）は反応器（１）の底部から常時連通状に導出
したバイパス路で、このバイパス路（２０）は反応物取
出路（１４）よりも遥かに小径に形成され、その途中部
を透明管（２１）で形成しである。また、水酸化ナトリ
ウム水溶液槽（２）の底部から製品取出路（２２）が分
岐導出しである。

尚、反応槽（１）としては水酸化ナトリウム水溶液を気
中に分散させる機構を備えているものであれば使用でと
る。

次に上述の装置を用いての本発明方法の実施例を説明す
る。

水酸化ナトリウム水溶液槽（２）内に６規定の水酸化ナ
トリウム水溶液を４００リツトル貯留し、この水酸化ナ
トリウム水溶液を１２リツトル／Ｔａ１ｎの能力を有す
る送出ポンプ（１３）で、常時３４．５リツトルの水酸
化ナトリウム溶液が滞留するように設計した反応槽（１
）に送込み、オーバー７０−した液は水酸化ナトリウム
槽（２）に戻される。反応槽（１）に５ｍｍＨｚＯの圧
力に調整された炭酸ガスを吹込むことにより、反応ｆｆ
（１）内で銚ね上げ形成された水酸化す）　ＩＪウム水
溶液の飛沫に炭酸がスを作用させて、炭酸ガスと水酸化
ナトリウム水溶液とを反応させ、反応槽（１）からオー
バーフローすることにより流出する反応物混合液を水酸
化す）　ＩＪウム水溶液槽（２）に案内し、反応１７！
１（１）に送り込む混合液のｐＨ値をｐＨ計（１７）で
検出し、このｐＨ値が所定値に達すると、炭酸〃ス導入
路（８）の電磁弁（９）を閉止するとともに、攪　翼部
動用の電動モータ（１８）を停止して反応を終了する。

なお、炭酸ガスと水酸化ナトリウムとの反応により生ず
る反応熱で反応槽（１）内の液温か上昇するのを防止す
るため、水酸化ナトリウム水溶液槽（２）内に配置した
冷却コイル（１０）に冷却水を流し、水酸化ナトリウム
槽（２）内での液温な４０〜５０°Ｃとなるように調節
した。

そして、循環液のｐＨ値をｐＨ計（１７）で監視しな卿がら運転した結果、第２図に示すように、運転開始２時
間後にはｐＨ１３，８、炭酸ナトリウムへの転化率４９
％、運転開始３時間５０分後にはｐＨ１２゜０８、炭酸
ナトリウムへの転化率９９％の６規定の炭酸ナトリウム
溶液が生成できた。

そして、ｐＨ値を１１．５〜１２．３の範囲に制御する
と、炭酸ナトリウムへの転化率を９７％以上にすること
ができる。

（効果）以上説明した通りの本発明の炭酸ナトリウム水溶液の製
造法及びその装置を用いるにあたって、反応槽に水酸化
ナトリウムと炭酸ガスとを供給し、反応槽での反応生成
物である炭酸ナトリウムと未反応の水酸化ナトリウム水
溶液との混合液を水酸化ナトリウム水溶液槽に導入し、
炭酸ナトリウムと未反応の水酸化ナトリウム水溶液との
混合液をｐＨ値監視のらとに循環させているので、炭酸
水素ナトリウムを含まない高純度の炭酸ナトリウムを直
接水溶液の状態で取出すことができる。これにより、結
晶と母液とを分離した後、力焼することにより炭酸ナト
リウムを固体で得ていた従来の方法と異なり、分離装置
や力焼装置を要せず、製造装置全体を簡素化することが
で外るうえ、製造工程も簡略化できるので、設備費を大
幅に低減でき、製造コストを低減することができ、本発
明の装置は炭酸ナトリウム水溶液の工業的製造装置とし
て最適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施する装置の一例を示す概略構
成図、第２図は実施例の運転時間と混合液のｐＨ値との
関係を示す図である。１・・・反応槽、２・・・水酸化ナトリウム水溶液槽、
４・・・反応槽の側壁、　５・・・回転軸、　６・・・
−翼、７・・・炭酸〃ス注入管、１２・・・水酸化す）
　＋７ウム導出路、１３・・・送出ポンプ、１４・・・
反応物取出路、１７・・・ｐＨ計、２２・・・製品取出
路特許畠願人　　岩谷産業株式会社同　　　　戸田工業株式会社

Claims

【特許請求の範囲】１、水酸化ナトリウムと炭酸ガスとを反応させて炭酸ナ
トリウムを得る製造法において、反応槽に水酸化ナトリ
ウム水溶液槽から水酸化ナトリウムを供給するとともに
、炭酸ガスを連続的に吹き込み、反応槽内で水酸化ナト
リウムと炭酸ガスとを反応させて炭酸ナトリウムを生成
させ、この炭酸ナトリウムを水酸化ナトリウム水溶液槽
に案内し、炭酸ナトリウムを水酸化ナトリウム水溶液と
ともに水酸化ナトリウム水溶液槽と反応槽との間で循環
させ、循環液のｐＨ値を１１．５〜１２．３内に制御す
ることにより、高純度炭酸ナトリウム水溶液を得るよう
にしたことを特徴とする炭酸ナトリウム水溶液の製造法２、反応物取出路と炭酸ガス注入管とを備えた密閉式反
応槽と製品取出路と水酸化ナトリウム導出路とを備えた
水酸化ナトリウム水溶液槽とからなり、前記反応槽の両
側壁間に亘って装着した液体跳ね上げ用攪拌翼を固定し
た回転軸を回転させる為の駆動機構を接続し、さらに前
記反応槽と前記水酸化ナトリウム水溶液槽とを前記反応
物取出路及び前記水酸化ナトリウム導出路により連結し
、且つ、水酸化ナトリウム導出路に送出ポンプを接続し
て反応槽での反応生成物である炭酸ナトリウムと未反応
の水酸化ナトリウム水溶液との混合液を水酸化ナトリウ
ム水溶液槽と反応槽との間で循環可能にし、水酸化ナト
リウム水溶液槽に付設したｐＨ計で検出される前記混合
液のｐＨ値によって炭酸ガスの供給量を制御することに
より炭酸ガスへの転化率を調節可能としたことを特徴と
する炭酸ナトリウム水溶液の製造装置