(57)【要約】【課題】  分解後の硫酸および酸化硫黄等の混合ガス中に液状成分またはミスト成分がない硫酸分解装置および硫酸分解法を提供する。【解決手段】  硫酸分解装置の要部は、１段目熱交換器１、２段目熱交換器２および３段目熱交換器３が直列に連結して配置され構成される。そして、原料である液状の硫酸が、下方から、被加熱物質として初めに１段目熱交換器１に導入される。次に２段目熱交換器２を通り気相状態にされ、最後に３段目熱交換器３を通って完全にガス化した分解混合ガスとして出て行く。一方、加熱ガスが、硫酸の流れとは逆方向に３段目熱交換器３に導入され、２段目熱交換器２を経由し最後に１段目熱交換器１を通って排出される構造になっている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫酸を熱分解する硫酸分解装置であって、
液状の硫酸をその沸点近傍まで昇温する第１の熱交換器と、
前記第１の熱交換器により生成した前記沸点近傍の硫酸を沸騰させ、硫酸ガス、酸化硫黄ガスおよび液状成分を含む混合ガスを生成する第２の熱交換器と、
前記第２の熱交換器により生成した前記混合ガス中に含まれる液状成分をガス化する第３の熱交換器と、
を有することを特徴とする硫酸分解装置。
【請求項２】
伝熱セラミックスで囲繞された加熱ガスの流れる複数の加熱用配管と被加熱物質の流れる複数の被加熱用配管が、前記第１の熱交換器、第２の熱交換器および第３の熱交器を通り、並行して配設されていることを特徴とする請求項１に記載の硫酸分解装置。
【請求項３】
前記第２の熱交換器を通る前記被加熱用配管は、前記第１の熱交換器から流入した硫酸の流速が低下し、前記第２の熱交換器で沸騰する前記硫酸の液面において前記液状成分が飛散しない程度にその口径が広くなっていることを特徴とする請求項２に記載の硫酸分解装置。
【請求項４】
前記第３の熱交換器を通る前記被加熱用配管の口径が、前記第２の熱交換器を通る前記被加熱用配管の口径よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載の硫酸分解装置。
【請求項５】
前記第１、第２および第３の熱交換器で、前記加熱ガスの流れる方向と、前記被加熱物質の流れる方向とが逆になっていることを特徴とする請求項２，３，又は４に記載の硫酸分解装置。
【請求項６】
前記第２の熱交換器が前記第１の熱交換器と第３の熱交器との間に配置され、これら第１、第２および第３の熱交換器が互いに並行して配置されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の硫酸分解装置。
【請求項７】
液状の硫酸を熱分解しガス化する硫酸熱分解法であって、
液状の硫酸を沸点近傍に昇温する昇温工程と、
前記沸点近傍の硫酸を沸騰させガス化する沸騰工程と、
前記沸騰させて生成したガス中に含まれる液状成分を再加熱してガス化するガス化工程と、
を有することを特徴とする硫酸分解法。
【請求項８】
前記沸騰工程通過後に残った硫酸の液を再び前記沸騰工程に戻す工程を有することを特徴とする請求項７に記載の硫酸分解法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温ガスを用いた硫酸の熱分解により生成した混合ガス中に液状成分あるいはミスト成分のない硫酸分解装置および硫酸分解法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、熱化学分解法（ＩＳ法）により、例えば高温ガス炉で生成したヘリウム等の高温ガスで例えば水（Ｈ２Ｏ）を熱分解し水素を製造する水素製造プラントが注目されている。また、このＩＳ法を用いて硫酸（Ｈ２ＳＯ４）の熱分解から水素を製造する方法についても、その実用化に向けた技術課題が種々に検討されている。
【０００３】
上記硫酸を高温ガスで熱分解するための硫酸分解装置は、液状の硫酸をガス化する機器であってセラミックスにより構成される。この硫酸に対し腐食耐性の高いセラミックスを用い、例えば９００〜１０００℃程度の高温で硫酸をガス化し、水素製造プラント中の硫酸分解装置以外の一連の機器における金属部腐食を防ぐようにする。
【０００４】
しかし、このような高温になると、沸騰した硫酸の液面の振動などに起因して飛散する高温の硫酸の液状成分、あるいはミスト成分が、硫酸分解装置で生成した硫酸と三酸化硫黄（ＳＯ３）等の混合ガス中に生じ易くなる。これは、分解装置の起動時などに起る低ガス圧力下において顕著になる。そして、上記成分は、水素製造プラントの一連の機器の中で、硫酸分解装置の下流側に配置された機器の中の各種の触媒を腐食するようになる。また、これ等の成分は、下流側に配置の機器における金属部腐食を起す。
【０００５】
これまで、種々の技術分野において、ミスト成分の除去方法が提案されている。例えば、ボイラ等の排ガスの処理においては、排煙中の硫酸ミスト成分を炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）と化学反応させ除去する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、ボイラ等の排ガスを処理する排煙処理装置において、燃焼排ガスの流路となる伝熱管を例えば千鳥配列になるように折り曲げ、その曲がり角においてミスト成分を衝突させミスト除去効率が高くなるようにしている（例えば、特許文献２参照）。あるいは、空気の熱風において生じる例えば水のミスト成分を含む気流の速度を一時的に落とすことによりミスト成分を分離する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００２−２６３４４２号公報
【特許文献２】特開２００２−１７７７３２号公報
【特許文献３】特開平４−２１００９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された方法では、硫酸ミスト成分を硫酸ナトリウム塩のような固体物質に変化させる化学反応を利用することから、その化学反応による炭酸ガスあるいは水分等の化学反応物質が生じる。このために、このような化学反応の方法を上記硫酸分解装置に転用すると、水素製造プラントにおいて上記化学反応物質が水素中の不純物となってしまう。そして、純度の高い水素製造ができないという問題が生じる。あるいは、このＩＳ法により生成した水素の高純度化のための装置が新たに必要になってくる。
【０００７】
上記特許文献２，３に係る技術は、硫酸のミスト成分あるいは水のミスト成分を管壁等に付着させ捕集し廃棄する方法である。しかし、この方法を上記硫酸分解装置に転用する場合には、硫酸のミスト成分が多量に廃棄されるようになることから、水素製造の効率が低下して高コスト化の問題が生じる。
【０００８】
上記ＩＳ法を用いた水素製造プラントの硫酸分解装置は、硫酸の液状成分、硫酸あるいは酸化硫黄のミスト成分を装置から廃棄することなく、液状成分またはミスト状の硫酸および三酸化硫黄を全てガス化させることが必須になる。そして、このガス化したものは全て水素製造プラントの下流工程に送られる。また、上述したように、硫酸分解装置以外の機器の金属部分の防腐食の観点から、上記分解装置で生成された混合ガスの温度の上昇度をできるだけ向上させることが望ましい。
【０００９】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、硫酸分解装置が簡素な構造になり、分解後の硫酸および酸化硫黄等の混合ガス中に液状成分またはミスト成分が、まったくまたはほとんどなくなる硫酸分解装置および硫酸分解法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明にかかる硫酸分解装置は、硫酸を熱分解する硫酸分解装置であって、液状の硫酸をその沸点近傍まで昇温する第１の熱交換器と、前記第１の熱交換器により生成した前記沸点近傍の硫酸を沸騰させ、硫酸ガス、酸化硫黄ガスおよび液状成分を含む混合ガスを生成する第２の熱交換器と、前記第２の熱交換器により生成した前記混合ガス中に含まれる液状成分をガス化する第３の熱交換器と、を有する構成になっている。
【００１１】
そして、本発明にかかる硫酸分解法は、液状の硫酸を熱分解しガス化する硫酸熱分解法であって、液状の硫酸を沸点近傍に昇温する昇温工程と、前記沸点近傍の硫酸を沸騰させガス化する沸騰工程と、前記沸騰させて生成したガス中に含まれる液状成分を再加熱してガス化するガス化工程と、を有する構成になっている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、硫酸分解装置が簡素な構造になり、分解後の硫酸および酸化硫黄等の混合ガス中に液状成分またはミスト成分がなくなる硫酸分解装置および硫酸分解法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明の好適な実施形態のいくつかについて図面を参照して説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付している。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図１ないし図４を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係る硫酸分解装置の要部を概念的に示した構成図である。図２は、その硫酸分解装置の要部の具体的な一態様を示す横断面図である。図３は、図２におけるＡ−Ａ矢視の縦断面図である。図４は、その要部を一部拡大した縦断面図である。
【００１４】
図１に示すように、この実施形態の硫酸分解装置の要部は、１段目熱交換器１、２段目熱交換器２および３段目熱交換器３が、直列に連結して配置され構成されている。そして、原料である液状の硫酸が、例えば下方に備え付けられた貯留タンク（不図示）から、被加熱物質として初めに１段目熱交換器１に導入される。次に上記被加熱物質は、２段目熱交換器２を通り分解し気相状態にされ、最後に３段目熱交換器３を通って完全にガス化され分解混合ガスとして出てくる。
【００１５】
一方、例えば９００℃程度の高温ヘリウム（Ｈｅ）ガスが、加熱ガスとして、上記硫酸の流れとは逆方向に３段目熱交換器３に導入され、２段目熱交換器２を経由し最後に１段目熱交換器１を通って排出されるようになっている。この高温Ｈｅガスは例えば高温ガス炉で生成されるものである。
【００１６】
上記高温Ｈｅガスは、初めに３段目熱交換器３において熱交換を行った後、次に２段目熱交換器２で熱交換し、最後に１段目熱交換器１で熱交換する。このために、３段目熱交換器３、２段目熱交換器２、１段目熱交換器１の順に、熱交換における加熱ガスの温度が低下していく。
【００１７】
１段目熱交換器１では、蒸気液相の硫酸は、上記Ｈｅガスとの熱交換を通して昇温され、沸騰しない状態であってしかもなるべく高温になるように制御される。この硫酸の高温化は、例えばＨｅガスとの熱交換の時間を調整することにより容易になされる。そして、沸騰点に極めて近い高温硫酸液が生成される。
【００１８】
２段目熱交換器２では、上記１段目熱交換器１から流入する上記高温硫酸液が、１段目熱交換器１より上流であり温度の高いＨｅガスとの熱交換を通して沸騰状態にされる。この２段目熱交換器２において、気相の硫酸、気相の三酸化硫黄等の酸化硫黄および水蒸気の混合ガス、およびそれ等の液状成分、ミスト成分が生成される。
【００１９】
そして、３段目熱交換器３では、上記２段目熱交換器２から流入する、上記液状成分、ミスト成分を含む気相の硫酸および気相の三酸化硫黄等の酸化硫黄および水蒸気が完全なガスにされる。ここでは、２段目熱交換器２より上流にあって温度のきわめて高いＨｅガスとの熱交換を通して、上記液状成分およびミスト成分は完全に硫酸あるいは酸化硫黄等の混合ガスにされる。あるいは、たとえ後述するように飛散した硫酸の液滴が、この３段目熱交換器３に入り込んでも、この３段目熱交換器３において、硫酸あるいは酸化硫黄等の混合ガスにされる。そして、この完全にガス化した分解混合ガスは、水素製造プラントの下流側にある機器に送られる。
【００２０】
次に、上記硫酸分解装置の要部の具体的な一態様について説明する。上記１段目熱交換器１、２段目熱交換器２および３段目熱交換器３は、図２に示すような熱交換器外胴４が同図紙面の表裏の方向に延びた円筒状領域内に設けられる。図２は、例えば１段目熱交換器１を輪切りにした横断面図である。そして、２段目熱交換器２および３段目熱交換器３も同様な横断面を有し、これ等３つの熱交換器が、上記熱交換器外胴４内において、例えばその下部から上部に向かって積層し直列に配置された構造を有している。
【００２１】
図２に示すように、熱交換器外胴４内に円柱状の伝熱セラミックス５が配置して設けてあり、その伝熱セラミックス５に設けられた互いに平行な多数の貫通孔として、高温Ｈｅガスなど加熱ガスの通る加熱用配管である加熱ガス管６が熱交換器外胴４内を延在して形成されている。これ等の加熱ガス管６は、図３に示すように、熱交換器外胴４内において、１段目熱交換器１から２段目熱交換器２および３段目熱交換器３の領域に貫通している。ここで、加熱ガス管６の口径は、１段目熱交換器１、２段目熱交換器２および３段目熱交換器３の領域の全体に亘って同じになるようにすると好適である。なお、図３の縦断面図は模式図であって、縦方向の寸法は実際とは異なり流路方向に短く示されている。
【００２２】
そして、上記多数本の加熱ガス管６の間に挟まれるようにして、被加熱用配管である多数本の硫酸管７が、伝熱セラミックス５に設けられた貫通孔として、加熱ガス管６に平行に形成されている。これ等の硫酸管７も、加熱ガス管６と同じように、熱交換器外胴４内において、１段目熱交換器１、２段目熱交換器２および３段目熱交換器３の領域を貫通している。この硫酸管７は、加熱ガス管６の場合と違って、熱交換器の各領域において管の口径が適宜に異なるように設定される。
【００２３】
図４に示すように、特に２段目熱交換器２領域の硫酸管７の口径は、他の熱交換器の領域より大きくなるように形成される。ここで、図４は、１段目熱交換器１、２段目熱交換器２、３段目熱交換器３間における連結部分の硫酸管７を拡大したところの縦断面図となっている。同図に示しているように、３段目熱交換器３領域の硫酸管７の口径は、２段目熱交換器２領域の硫酸管７の口径の１／３程度あるいはそれ以下に縮小すると好適である。これらの口径に関しては硫酸分解装置の操作および動作のところで詳述する。
【００２４】
ここで、１段目熱交換器１領域の硫酸管７ａでは、その中を液相の硫酸が流れる。２段目熱交換器２領域の硫酸管７ｂでは、途中まで液相の硫酸が流れそれが沸騰して気相の硫酸あるいは酸化硫黄等が流れる。そして、３段目熱交換器３領域の硫酸管７ｃでは、完全にガス化した硫酸あるいは酸化硫黄等が流れる。これらについても硫酸分解装置の操作および動作のところで詳述する。
【００２５】
前述のように、加熱ガス管６および硫酸管７は、伝熱セラミックス５をくり抜いた複数の貫通孔として形成される。この場合、伝熱セラミックス５には、高温になった液相あるいは気相の硫酸、酸化硫黄等に対する腐食耐性を有する材料が選ばれる。また、上記くり抜かれて形成された導管の管壁に別の材質からなる上記腐食耐性を有する不動態膜をコーティングしてもよい。あるいは、上記硫酸管７あるいは加熱ガス管６は、別の材料から成る導管で構成するようにしてもよい。
【００２６】
次に、本実施形態の硫酸分解装置の操作および動作について説明する。
【００２７】
硫酸分離装置の稼動状態では、高温ガス炉で生成された高温Ｈｅガスが、図３に示した加熱ガス管６の全てを通して３段目熱交換器３領域から２段目熱交換器２領域を経由し最後に１段目熱交換器１領域を通って例えば下方に流れる。また、液状硫酸が、１段目熱交換器１の全て本数の硫酸管７ａから導入され上方に向かって流れている。そして、上記高温Ｈｅガスは、初めに３段目熱交換器３において、伝熱セラミックス５の熱伝導を通して加熱ガス管６に隣接して配設した硫酸管７ｃ内にその熱を供給する。このようにして熱交換した後、同様にして２段目熱交換器２において、伝熱セラミックス５の熱伝導を通して加熱ガス管６に隣接して配設した硫酸管７ｂ内にその熱を供給する。最後に、１段目熱交換器１において、伝熱セラミックス５の熱伝導を通して加熱ガス管６に隣接して配設した硫酸管７ａ内にその熱を供給する。
【００２８】
上記１段目熱交換器１の熱交換では、硫酸管７ａを流れる硫酸を加熱し高温になるように昇温させ沸騰点に近い高温硫酸液にする。ここで、隣接して配設する加熱ガス管６および硫酸管７が長くなる程、熱交換の時間が長くなり、硫酸管７ａ中の硫酸の温度は上昇する。そこで、この配設の距離を適度にしてこの硫酸が沸騰しないようにする。
【００２９】
このようにして、１段目熱交換器１において沸騰点に近い高温硫酸液になった硫酸は、図４に示すように、２段目熱交換器２領域での熱交換により更に加熱され沸騰状態にされる。ここで、２段目熱交換器２領域の所定の位置で液面Ｓから気相の硫酸、気相の三酸化硫黄および水蒸気から成る混合ガスが生成される。また、それと共に液面Ｓから飛散する硫酸の液状成分およびミスト成分が生成される。
【００３０】
ここで、図４に示すように、２段目熱交換器２領域の硫酸管７ｂの口径が、１段目熱交換器１領域の硫酸管７ａの口径より広くなると、２段目熱交換器２領域の液相硫酸の流速は、１段目熱交換器１領域の液相硫酸の流速より小さくなる。この流速の低下と共に液面Ｓ表面における上記沸騰による振動が小さくなり、上記硫酸の飛散量が大幅に低減するようになる。
【００３１】
また、上述したように、２段目熱交換器２と３段目熱交換器３の連結領域において硫酸管７ｃの口径が小さくなっている。このために、たとえ液面Ｓから液状成分が飛散したとしても、その液状成分は、硫酸管７ｂと７ｃの接続部分の硫酸管７ｂの管壁に衝突し２段目熱交換器２内に戻され再加熱される。このようにして、硫酸の液状成分は３段目熱交換器３領域の硫酸管７に存在しなくなる。
【００３２】
そして、３段目熱交換器３では、上記２段目熱交換器２から流入するミスト成分を含む気相の硫酸、気相の酸化硫黄および水蒸気等の混合ガスは完全なガス成分にされる。すなわち、上記ミスト成分を含む混合ガスが、３段目熱交換器３領域の硫酸管７を流れ熱交換を受ける間に、そのミスト成分は完全にガス化され、上述した分解混合ガスが形成される。
【００３３】
このようにして、高温Ｈｅガスにより完全にガス化された上記気相の硫酸、気相の酸化硫黄および水蒸気等の分解混合ガスが、３段目熱交換器３から次の水素製造プラントの下流側に配置された機器へと供給される。このために、従来の技術で頻繁に生じていた上記下流側の機器中の各種の触媒を腐食することはなくなる。また、下流側の機器における金属部腐食は大幅に低減するようになる。
【００３４】
上記実施形態では、硫酸分解装置は、上記１段目熱交換器１、２段目熱交換器２および３段目熱交換器３が縦積に配置される場合について説明しているが、これらの熱交換器が横方向に直列に配置された硫酸分解装置であってもよい。また、図３に示した１段目熱交換器１、２段目熱交換器２および３段目熱交換器３の伝熱セラミックス５は同じ材料で一体に設けてもよいし、それぞれ別の材料で構成するようにしてもよい。
【００３５】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について図５ないし図８を参照して説明する。ここで、図５は、その硫酸分解装置の要部の具体的な一態様を示す横断面図である。図６は、図５におけるＢ−Ｂ矢視の縦断面図であり、図７は、同Ｃ−Ｃ矢視の縦断面図であり、図８は、同Ｄ−Ｄ矢視の縦断面図である。この実施形態の特徴は、硫酸分解装置において、第１の実施形態で説明した１段目熱交換器１、２段目熱交換器２および３段目熱交換器３が並行に配置されて全体の高さが小さくなるところにある。
【００３６】
図５に示すように、第１の実施形態で説明した１段目熱交換器１、２段目熱交換器２および３段目熱交換器３が、それぞれの熱交換器外胴４ａ、４ｂ、４ｃ内に設けられ、互いに仕切り板９を挟んで並行に配置されている。ここで、図５は、硫酸分解装置の上記熱交換器のＨｅガス流れ方向に直交する面で輪切りにしたところの横断面図となっている。
【００３７】
図５に示すように、１段目熱交換器１では、熱交換器外胴４ａ内に伝熱セラミックス５が配置してあり、その伝熱セラミックス５には、互いに隣接する多数本の加熱ガス管６と硫酸管７ａとが、互いに平行な貫通孔として形成されている。そして、図６に示すように、Ｈｅガスの流入口１０ａから流出口１０ｂに延びる加熱ガス管６と硫酸の流入口１１ａから流出口１１ｂに延びる硫酸管７ａが、互いに交互に隣接して配設されている。
【００３８】
同様に、２段目熱交換器２では、熱交換器外胴４ｂ内に伝熱セラミックス５が配置されており、その伝熱セラミックス５には、互いに隣接する加熱ガス管６と硫酸管７ｂとが多数の平行な貫通孔として形成されている。そして、図７に示すように、Ｈｅガスの流入口１２ａから流出口１２ｂに延びる加熱ガス管６と硫酸の流入口１３ａから流出口１３ｂに延びる硫酸管７ｂが、互いに交互に隣接するように配設されている。ここで、この加熱ガス管６の口径は、１段目熱交換器１あるいは３段目熱交換器３の加熱ガス管６のそれよりも大きくなっている。
【００３９】
同様に、３段目熱交換器３では、熱交換器外胴４ｃ内に伝熱セラミックス５が配置されており、その伝熱セラミックス５には、互いに隣接する加熱ガス管６と硫酸管７ｃとが多数の平行な貫通孔として形成されている。そして、図８に示すように、Ｈｅガスの流入口１４ａから流出口１４ｂに延びる加熱ガス管６と硫酸の流入口１５ａから流出口１５ｂに延びる硫酸管７ｃが、互いに交互に隣接するように配設されている。
【００４０】
そして、１段目熱交換器１のＨｅガスの流入口１０ａは２段目熱交換器２のＨｅガスの流出口１２ｂに接続され、２段目熱交換器２のＨｅガスの流入口１２ａは３段目熱交換器３のＨｅガスの流出口１４ｂに接続される構成になっている（図示せず）。このようにして、高温のＨｅガスが、３段目熱交換器３のＨｅガスの流入口１４ａから導入され、２段目熱交換器２を経由し、そして１段目熱交換器１を通るようになっている。
【００４１】
また、１段目熱交換器１の硫酸の流出１１ｂは２段目熱交換器２の硫酸の流入口１３ａに接続され、２段目熱交換器２の硫酸の流出口１３ｂは３段目熱交換器３の硫酸の流入口１５ａに接続される構成になっている（図示せず）。このようにして、硫酸が、１段目熱交換器１の液状硫酸の流入口１１ａから導入され、２段目熱交換器２を経由し、そして３段目熱交換器３を通るようになっている。なお、上記加熱ガス管６の接続部分および硫酸管７の接続部分は、伝熱セラミックスで被覆されている。
【００４２】
上記硫酸管７ａ、７ｂ、７ｃにおいては、第１の実施形態で説明したのと同様にして、その口径が１段目熱交換器１、２段目熱交換器２あるいは３段目熱交換器３の領域において異なるように設けられる。特に２段目熱交換器２領域の硫酸管７ｂの口径は、他の熱交換器の領域より大きくなるように形成される。図５では、２段目熱交換器２の加熱ガス管６の口径が、１段目熱交換器１および３段目熱交換器３の加熱ガス管６の口径よりも大きくなるように示しているが、これらの加熱ガス管の口径は全て同一になるようにしてもよい。あるいは、逆に２段目熱交換器２の加熱ガス管６の口径が、１段目熱交換器１および３段目熱交換器３の加熱ガス管６の口径よりも小さくなるようにしてもよい。
【００４３】
そして、上記第２の実施形態の硫酸分解装置の操作、動作およびその作用効果は、第１の実施形態で説明したのと同様になる。第１の実施形態で説明したように、１段目熱交換器１領域の硫酸管７ａでは、その中を液状硫酸が流れ、２段目熱交換器２領域の硫酸管７ｂでは、途中まで液相硫酸が流れそれがそして沸騰して気相の硫酸あるいは酸化硫黄等が流れる。そして、３段目熱交換器３領域の硫酸管７ｃでは、液状成分あるいはミスト成分を含まない完全にガス化した分解混合ガスが流れる。
【００４４】
上記第２の実施形態では、硫酸分解装置において、その要部を構成する１段目熱交換器１、２段目熱交換器２および３段目熱交換器３が互いに並行に配置される。このために、第１の実施形態の場合よりも硫酸分解装置全体の高さを小さくできる。そして、小規模のセラミックス材料を用いた硫酸分解装置が実現可能になる。また、硫酸分解装置の最終段である３段目熱交換器３から生成される気相の硫酸、気相の酸化硫黄および水蒸気等の分解混合ガスの温度の上昇度が大きく向上するようになる。
【００４５】
本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろの変形を採ることができる。硫酸分解装置の要部の１段目熱交換器１、２段目熱交換器２および３段目熱交換器３の相対的な配置関係は、上記実施形態の場合に限定されるものではない。例えば、上記３つの熱交換器が互いに離れて配置されてもよいし、斜め方向に積層した構造に配置されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施形態の硫酸分解装置を概念的に示す構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の硫酸分解装置の要部の具体的な一態様を示す横断面図である。
【図３】図２における硫酸分解装置の要部のＡ−Ａ矢視の縦断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の硫酸分解装置における熱交換器の連結領域を拡大した縦断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の硫酸分解装置の要部の具体的な一態様を示す横断面図である。
【図６】図５における硫酸分解装置の要部のＢ−Ｂ矢視の縦断面図である。
【図７】図５における硫酸分解装置の要部のＣ−Ｃ矢視の縦断面図である。
【図８】図５における硫酸分解装置の要部のＤ−Ｄ矢視の縦断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１…１段目熱交換器、２…２段目熱交換器、３…３段目熱交換器、４，４ａ，４ｂ，４ｃ…熱交換器外胴、５…伝熱セラミックス、６…加熱ガス管、７，７ａ，７ｂ，７ｃ…硫酸管、８…連結領域、９…仕切り板、１０ａ，１２ａ，１４ａ…Ｈｅガスの流入口、１０ｂ，１２ｂ，１４ｂ…Ｈｅガスの流出口、１１ａ，１３ａ，１５ａ…硫酸の流入口、１１ｂ，１３ｂ，１５ｂ…硫酸の流出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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