(57)【要約】本発明は、鋼帯の酸洗いプロセスで使用された酸洗い廃液から過酸化水素を除去する方法を提供する。本方法は、酸洗い廃液流入管、流出管、少なくとも１つの通気管、内部バッフル及び熱源を含む閉鎖形分解槽を利用する。
2004532104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸洗いプロセスに用いた酸洗い廃液から過酸化水素を除去する方法であって、
ａ.前記酸洗いプロセスから生成する溶液量を収容するために十分な容積の閉鎖通気形槽に酸洗い廃液を流入させる工程、
ｂ．過酸化水素の分解が起こる温度まで前記酸洗い廃液を加熱する工程、
ｃ．前記槽内において、前記酸洗い廃液を前記温度で約３０分から約６０分間維持する工程、及び
ｄ．前記槽から前記加熱酸洗い廃液を流出させる工程
を含む前記方法。
【請求項２】
前記槽が、酸洗い廃液流入口、酸洗い廃液流出口、少なくとも１つの通気口、熱源及び内部バッフルを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記酸洗い廃液を加熱するために用いる熱源が、蒸気熱である請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記酸洗い廃液を加熱するために用いる熱源が、少なくとも１つの浸漬ヒーターである請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記酸洗い廃液は、前記酸洗い廃液が前記槽へ流入するのとほぼ同じ速度で、前記槽から流出する請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記槽内の前記酸洗い廃液の滞留時間が、約４５分である請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記酸洗い廃液が、少なくとも約６５℃に加熱される請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記酸洗い廃液が、少なくとも７６℃に加熱される請求項１に記載の方法。
【請求項９】
酸洗いプロセスに用いた酸洗い廃液から過酸化水素を除去する装置であって、流入口、流出口、少なくとも１つの通気口、熱源及び内部バッフルを備えた槽を含む前記装置。
【請求項１０】
前記槽が、前記酸洗いプロセスから生成する酸洗い廃液量を収容するのに十分な容積を有する請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記槽は、前記槽内の前記酸洗い廃液の滞留時間が約３０分から約６０分になるような大きさ及び構成である請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記槽は、前記槽内の前記酸洗い廃液の滞留時間が約４５分になるような大きさ及び構成である請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記槽の熱源が、蒸気噴射である請求項１０に記載の装置。
【請求項１４】
前記槽の熱源が、少なくとも１つの浸漬ヒーターである請求項１０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００１年４月９日出願の米国仮特許出願第６０／２８２,５６３号（Vijay N. Madi及びJerald W. Leeker）に基づき、且つ優先権を主張する。
【０００２】
［発明の分野］
本発明は、酸洗い廃液から過酸化水素を除去する方法に関する。より具体的には、本発明は、鋼の酸洗いプロセスから生成する酸洗い廃液中に存在する過酸化水素を分解するための熱プロセスを提供する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
［背景］
酸性酸洗い溶液中の成分として過酸化水素を用いる場合、ある程度の未反応過酸化水素が酸洗い廃液流れに残存する。この酸洗い廃液は、通常、廃棄前に中和される。未反応過酸化水素は、洗浄水及び酸洗い廃液の双方中に存在し得る。酸洗い廃液中に相当な量の未反応過酸化水素が存在する場合、酸中和工程が問題になることがある。したがって、酸洗い廃液から過酸化水素を除去することが望ましい。
【０００４】
酸洗い廃液から過酸化水素を除去する従来の方法は、酸洗い廃液中に存在する過酸化水素と化学反応して、過酸化水素を消費する試薬の添加からなる。従来から、溶液中に存在する如何なる過酸化水素をも分解し、水および酸素を生成させるために、酸洗い廃液への亜硫酸水素ナトリウム、硫酸第一鉄又は金属鉄の添加が用いられてきた。亜硫酸水素ナトリウムの使用は高価である。硫酸第一鉄及び金属鉄の使用は、中和工程での固体スラッジ体積の増加につながる。
【０００５】
本発明は、酸中和の前に酸洗い廃液から過酸化水素を除去するための経済的に実行可能な手段を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
［発明の概要］
本発明は、鋼帯（steel strip）の酸洗いプロセスで使用された酸洗い廃液から過酸化水素を除去する装置および方法を提供する。
【０００７】
概して、本装置は、流入口、流出口、少なくとも１つの通気口、熱源及び内部バッフル(internal baffle)を備えた槽を含む。この槽は、酸洗いプロセスから生成する酸洗い廃液の量を収容するのに十分な容積のものであり、ここで、槽内の酸洗い廃液の滞留時間は約３０分から約６０分であり、好ましくは約４５分である。熱源は、当業者に既知の如何なるタイプでもよく、例えば、蒸気噴射又は少なくとも１つの浸漬ヒーターが挙げられる。
【０００８】
概して、本方法は、流入口を介して酸洗い廃液を閉鎖通気形分解槽に流入させることを含む。この槽は、酸洗いプロセスから生成される溶液の量を収容するために十分な容積である。次に、酸洗い廃液は、分解槽内で少なくとも約６５℃に加熱され、少なくとも６５℃の温度で約３０分から約６０分間維持される。他の実施形態では、酸洗い廃液は少なくとも７６℃に加熱される。一旦、適当な時間加熱したら、流出口を介して加熱された酸洗い廃液を槽から流出させる。
【０００９】
概して、加熱された酸洗い廃液は、解槽で過酸化水素を分解するのに十分な酸洗い廃液滞留時間を達成するために、酸洗い廃液が分解槽に流入するのとほぼ同じ速度で分解槽から流出させる。その滞留時間は、通常、約４５分である。この分解槽は、少なくとも１つの通気口及び内部バッフルをも含む。当該分野で既知の如何なる加熱方法を用いてもよい。典型的な熱源には、蒸気熱又は少なくとも１つの浸漬ヒーターが含まれる。分解槽についての上記パラメータが与えられれば、過酸化水素の効果的な分解を行うために、槽温度、酸洗い廃液溶液の流量及び分解槽での酸洗い廃液の滞留時間を変えることは当業者にとって明白である。
【００１０】
［発明の説明］
本発明は、以下の反応に示すように、過酸化水素を熱分解し、水および酸素ガスを生成させることにより、酸中和工程前に酸洗い廃液からの過酸化水素濃度を最小限にするように設計されている。
【００１１】
【数１】
2004532104.tif 000003
【００１２】
本発明は、図１に示すように、閉鎖形分解槽を含む。分解槽は、酸洗い廃液流入口、流出口、少なくとも１つの通気口、内部バッフル及び熱源を含む。槽の容積は、酸洗い廃液が槽を通過して、過酸化水素が完全に分解されるのに要する最短滞留時間を満たすものである。熱源は、酸洗い廃液を最低限の規定温度に加熱することができなければならない。内部バッフルの役割は、流体の流れを誘導し、混合を生じさせ、酸洗い廃液が最短滞留時間の要件を満たすことを確実にすることである。酸洗い廃液は、槽の加熱容量を超えない速度で分解槽内に移送され、それに適合する速度で槽外に移送される。過酸化水素の熱分解により酸素ガスが生成するので、槽内の圧力を緩和するために少なくとも１つの通気口が必要である。
【００１３】
分解槽の容積は、過酸化水素の分解に十分な酸洗い廃液の滞留時間が得られるように設計されており、滞留時間は好ましくは約３０分から約６０分であり、さらに好ましくは約４５分である。一旦槽内に入ると、殆どの又はすべての酸洗い廃液は、少なくとも約６５℃に加熱され、好ましくは７６℃より高温に加熱され、この間に過酸化水素が分解して、水および酸素を生成する。熱源は当該分野で既知の如何なる加熱方法であってもよく、例えば、蒸気噴射又は浸漬ヒーターが挙げられる。
【実施例】
【００１４】
過酸化水素分解槽は、酸洗い廃液流れを回収するために、鋼の酸洗いラインに設置されている。酸洗い槽を流出して、分解槽に流入する酸洗い廃液の流量は、２０ガロン／分（７５．７Ｌ／分）にもなる。酸洗い槽からの廃液の流れ（酸洗い廃液）は、酸洗いラインからの酸性の洗浄水と混合されて、全流量は４０ガロン／分（１５１．４Ｌ／分）にもなる。分解槽の容積は、約２,０００ガロン（約７５７１Ｌ）である。流量及び槽容積より、廃液の最短液体滞留時間は、約４５分である。その後、槽は、蒸気噴射法を用いて７６℃に加熱される。次の表は、酸洗い操作中、分解槽に流入し分解槽から流出する過酸化水素の濃度を示す。
【００１５】
【表１】
2004532104.tif 000004
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】過酸化水素を含む酸洗い廃液を処理するための加熱分解槽の概略図である。
【図１】
2004532104.tif 000005
【国際公開パンフレット】
2004532104.tif 000006
2004532104.tif 000007
2004532104.tif 000008
2004532104.tif 000009
2004532104.tif 000010
2004532104.tif 000011
2004532104.tif 000012
2004532104.tif 000013
2004532104.tif 000014
2004532104.tif 000015
2004532104.tif 000016
【国際調査報告】
2004532104.tif 000017
2004532104.tif 000018
2004532104.tif 000019