(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定厚の耐酸煉瓦ライニングから成っていてガス入口開口を有する内壁層と、前記ガス入口開口に結合されているガス導入用ノズル管と、前記内壁層を被覆すると共に前記ノズル管の外周面に溶接された外壁鉄板と、該外壁鉄板と前記内壁層との間の隙間内にアスベストを介して密封的に設置されていて前記外壁鉄板に溶接された所要の大きさを有するリング状のステンレス製仕切板と、該仕切板の内周面に外周縁が溶接されると共に内周縁が前記ノズル管に溶接されたリング状のステンレス板と、前記内壁層と前記ステンレス板との間及び該ステンレス板と前記外壁鉄板との間の空間内に夫々充填されて形成された耐酸モルタル層とからなる、濃硫酸製造用乾燥塔のガス入口部の外壁構造。
【請求項２】
耐酸煉瓦ライニングから成っている内壁層と該内壁層を被覆する鉄製の外壁との間のガス導入用ノズル管の周囲の所定範囲に生成された硫酸鉄を除去するステップと、硫酸鉄の除去された前記所定範囲の空間をアスベストを介して密封的に画成するため所要の大きさを有するリング状のステンレス製仕切板を前記外壁に溶接するステップと、前記内壁層の外面にアスベストを介してステンレス板を設置して該ステンレス板を前記仕切壁と前記ガス導入用ノズル管とに溶接するステップと、前記内壁層の外面と前記ステンレス板との間の隙間に耐酸モルタルを充填するステップと、前記所定範囲の空間を覆うため前記外壁に溶接された鉄板と前記ステンレス板との間の隙間に耐酸モルタルを充填するステップとから成る、濃硫酸製造用乾燥塔のガス入口部の外壁補修方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、濃硫酸製造用乾燥塔の特にガス導入用ノズル管取付け部付近の外壁の構造と、腐食によるその部分の補修時に有用な該外壁の補修方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
接触式濃硫酸製造工程において乾燥塔は必要不可欠なもので、導入ガス中の水分を常時循環している濃硫酸によって吸収するための設備である（図７参照）。乾燥塔の材質は、鉄製の外壁内部に耐酸煉瓦ライニングを施した構造のものが一般的である。乾燥塔ガス入口部には、ガス中に含まれる水分と、その水分を吸収するために循環している濃硫酸とにより、局部的に希硫酸が生成されるが、この希硫酸は、耐酸煉瓦の目地よりその内部に侵入し、鉄製外壁の内面を酸化して硫酸鉄を生成することにより（図８参照）、ガス導入用ノズル管付近の外壁を腐食すると共に穴明きを生ぜしめ、ガス漏れや硫酸漏れを誘発する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来、このような外壁の腐食や穴明きを補修するには、内部に耐酸煉瓦ライニング層があるため、乾燥塔本体を更新するか又は外部より新しい鉄板或いはステンレス板を溶接する方法しかなかった。このため、乾燥塔本体の更新以外には根本的な補修を実施することは困難であり、実際には応急的な補修しか出来ず度々簡易的な補修を繰り返えさざるを得なかった。
【０００４】
本発明は、従来のこのような問題点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、乾燥塔本体を更新すること無く乾燥塔ガス入口部外壁の根本的な補修を可能とする外壁の補修方法と上記のような外壁の腐食や穴明きを有効に防止し得る外壁構造とを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明による濃硫酸製造用乾燥塔のガス入口部の外壁構造は、所定厚の耐酸煉瓦ライニングから成っていてガス入口開口を有する内壁層と、前記ガス入口開口に結合されているガス導入用ノズル管と、前記内壁層を被覆すると共に前記ノズル管の外周面に溶接された外壁鉄板と、該外壁鉄板と前記内壁層との間の隙間内にアスベストを介して密封的に設置されていて前記外壁鉄板に溶接された所要の大きさを有するリング状のステンレス製仕切板と、該仕切板の内周面に外周縁が溶接されると共に内周縁が前記ノズル管に溶接されたリング状のステンレス板と、前記内壁層と前記ステンレス板との間及び該ステンレス板と前記外壁鉄板との間の空間内に夫々充填されて形成された耐酸モルタル層とから成っている。
また、本発明による濃硫酸製造用乾燥塔のガス入口部の外壁補修方法は、耐酸煉瓦ライニングから成っている内壁層と該内壁層を被覆する鉄製の外壁との間のガス導入用ノズル管の周囲の所定範囲に生成された硫酸鉄を除去するステップと、硫酸鉄の除去された前記所定範囲の空間をアスベストを介して密封的に画成するため所要の大きさを有するリング状のステンレス製仕切板を前記外壁に溶接するステップと、前記内壁層の外面にアスベストを介してステンレス板を設置して該ステンレス板を前記仕切壁と前記ガス導入用ノズル管とに溶接するステップと、前記内壁層の外面と前記ステンレス板との間の隙間に耐酸モルタルを充填するステップと、前記所定範囲の空間を覆うため前記外壁に溶接された鉄板と前記ステンレス板との間の隙間に耐酸モルタルを充填するステップから成っている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示した実施例に基づき説明する。図１は乾燥塔本体のガス入口部付近の斜視図、図２は乾燥塔本体の硫酸鉄の生成により腐食された外壁の構造を示す拡大部分断面図、図３は乾燥塔本体のガス入口部付近の補修のための切除部形状を示す正面図、図４は乾燥塔本体のガス入口部付近の補修の第１ステップを示す説明図、図５は乾燥塔本体のガス入口部付近の補修の第２ステップを示す説明図、図６は乾燥塔本体のガス入口部付近の補修の第３ステップを示す説明図である。以下の説明は、希硫酸により腐食されたガス導入用ノズル管付近の外壁を補修する場合を例にとってなされる。
【０００７】
まず、外壁鉄板１の厚みを測定して硫酸鉄の生成されている補修範囲を決定すると共に、その範囲に１０ｍｍ角のテストホール２を数カ所開け(図１参照)、鉄板１と所定厚の耐酸煉瓦ライニングから成っている内壁層３との間に生成された硫酸鉄４の厚みＸとその生成空間の寸法Ｄを測定する（図２及び８）。次に、決定した補修範囲を切開し生成された硫酸鉄を取り除く。この場合、切開口５の形状は、図３に示すように、一般的にはガス導入用ノズル管６と同心の略円形であるが、破線で示すように方形をなす場合には角部５aにアール(丸み)を付けて、この部分に応力による亀裂が発生しないようにする。
【０００８】
かくしてむき出しになった内壁層３の外面と切開口５の周縁に沿う幅Ｘのリング状もしくは方形状の内面とにアスベスト７（石綿とも呼ばれる、ケイ酸マグネシウムを主成分とする物質）を詰めて硫酸の滲み出しを防止する。次に、切開された部分以外の健全な外壁鉄板１の断面に、切開口５の周縁に沿う幅Ｘのリング状もしくは方形状に成形されたステンレス製の仕切板８を内壁層３の外面に垂直に当てた状態で溶接し(図４参照)、これにより、健全部からの硫酸の侵入を防止する。
【０００９】
次に、切除した外壁鉄板と同一サイズの、ガス導入用ノズル管６の外径に対応する直径の開口をくりぬいたリング状もしくは方形状のステンレス板９を、アスベスト７を詰めた内壁層３の表面に押し当てた後仕切板８とガス導入用ノズル管６とに溶接して固定し、このステンレス板９にモルタル注入及び確認口として役立つ複数の充填口９aを開ける。そして、この充填口９aからグラウトポンプＰを用いて内壁層３の表面とステンレス板９との間の空間内に耐酸モルタル１０を充填し、この空間を塞ぐことによりステンレス板９の保護と周囲からの硫酸の侵入を防止する(図５参照)。耐酸モルタル充填用ノズルＰ1は耐酸モルタル充填後取り外され、充填口９aはねじ込み式キャップで塞がれる。
【００１０】
次に、切除した外壁鉄板と同一サイズの、ガス導入用ノズル管６の外径に対応する直径の開口をくりぬいたリング状もしくは方形状の新しい鉄板１１を外壁鉄板１に溶接して、外壁鉄板１に開けられた切除部を封鎖する。そして、新しい鉄板１１に開けられた充填口１１aから、上述の場合と同様にして、ステンレス板９と新しい鉄板１１との間の空間内に耐酸モルタル１０を充填し、最終的に充填口１１aを塞いで補修工事を完了する(図６参照)。
【００１１】
かくして、補修されたガス導入用ノズル管６の周囲の乾燥塔側壁部は、所定厚の耐酸煉瓦ライニングから成る内壁層３と仕切板８により画成された領域内に形成された二重の耐酸モルタル層１０とステンレス板９と新しい外壁鉄板１１とから成り、硫酸の滲み出しによる外壁鉄板１及び／又は１１の酸化による硫酸鉄の生成を完全に防止することができ、再補修の必要を皆無にすることが出来る。
【００１２】
ここで、耐酸モルタルの製法と充填方法について説明する。充填する耐酸モルタルは、予め混合槽で水ガラス（ケイ酸ナトリウム）と磁器粉末を重量比1.1〜1.5になるように測定し混錬りしたものを使用する。但し、混合比率は作業当日の気象条件（温度）により決定する。１回目の耐酸モルタルの充填は下段より行い、中段の確認口より耐酸モルタルの吐出が確認された時点で一旦中止し、充填口を中段に切り替える。充填用ノズルＰ1を取り外した下段の充填口は、ねじ込みキャップで塞ぐ。２回目の充填は、中段より行い上段の確認口より耐酸モルタルの吐出が確認された時点で完了とし、中段の充填口はねじ込みキャップで塞ぐ。更に、上段確認口の耐酸モルタルがある程度硬化したことを確認した後上段の確認口にねじ込みキャップを取り付け、充填作業を終了する
【００１３】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、乾燥塔の腐食して穴の開いた部分に鉄板やステンレス板を当てた後数週間で再補修を必要とした従来方法に比べて、補修後２年経過してもメンテナンスを必要としない極めて優れた、濃硫酸製造用乾燥塔のための外壁構造と同外壁の補修方法を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】乾燥塔本体のガス入口部付近の斜視図である。
【図２】乾燥塔本体の硫酸鉄の生成により腐食された外壁の構造を示す拡大部分断面図である。
【図３】乾燥塔本体のガス入口部付近の補修のための切除部形状を示す正面図である。
【図４】乾燥塔本体のガス入口部付近の補修の第１ステップを示す説明図である。
【図５】乾燥塔本体のガス入口部付近の補修の第２ステップを示す説明図である。
【図６】乾燥塔本体のガス入口部付近の補修の第３ステップを示す説明図である。
【図７】濃硫酸製造用乾燥塔の概念図である。
【図８】硫酸鉄の生成による腐食の状態を示す図７の円で囲まれた部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
１                  外壁鉄板
２                  測定口
３                  内壁層
４                  硫酸鉄
５                  切開口
６                  ガス導入用ノズル管
７                  アスベスト
８                  仕切板
９                  ステンレス板
１０                耐酸モルタル
１１                新しい鉄板
【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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