苛性ソーダと硫酸の中和反応時間について

質問

工場排水にｐＨ１３．５の苛性ソーダ廃液があり、それを濃硫酸（９８％）でｐＨ調整しｐＨ１２．５にするフローがあります。
苛性ソーダ廃液の流量は５００ｍ３／ｈで排水路を流れています。
その排水路へ濃硫酸を添加しています。

濃硫酸の添加位置から５ｍ下流にｐＨ計(1)が設置されており、ｐＨを入力とするフィードバック制御（制御設定値がｐＨ１２．５）で濃硫酸の添加量を調節しています。
廃液は濃硫酸の添加位置からｐＨ計(1)まで到達するのに３秒かかりますが、この３秒間で苛性廃液と濃硫酸が完全に反応していないのでは？　という現象がたまに出ます。
というのは、ｐH計(1)のさらに２０ｍ下流にあるｐＨ計(2)とｐＨが大きく違うということがあるからです。
（ｐＨ計(1)でｐＨ１２．５なのにｐＨ計(2)でｐＨ４ということがたまにある）。

濃硫酸添加からｐＨ計(1)まで、排水路は十分に撹拌されているとして、気になるのが苛性ソーダと濃硫酸の反応時間です。
３秒という短時間では完全に反応しきっていないのでしょうか？
完全に反応するのに必要な時間はどれくらい必要なのか？

１ケ月に１回の頻度でこの調整を行う都合上、頻繁に確認できなく所見のある方からの意見をいただきたいと思います。

宜しくお願い致します。

回答No.2

KURUMITO · ベストアンサー

強酸と強塩基の反応で中和反応の時間は瞬時といってよいでしょう。
むしろ二つの溶液が完全にまじりあう時間が問題でしょう。下流で測定するといっても速い流れの中では添加した硫酸が帯状となって流れていくことが充分に考えられますね。濃硫酸を希釈して流す、十分に撹拌するなどの操作が必要でしょう。

お礼

瞬時ですか・・・じゃあ問題ないですね。
撹拌方法については検討中・・・帯状になっているのかも？　とは思っていました。

回答No.3

Pinhole-09

濃硫酸注入口にセラミック製の噴霧式のノズルをつけ
スプレーするとよいでしょう。
粘度が高いので孔径は小さくない方がよい。

お礼

確かに添加方法に問題があります。
セラミックノズルのスプレーは参考にさせていただきます。
ありがとうございました。

回答No.1

nitto3

反応速度の問題ではないと思います、拡散速度の問題でしょうね。

濃硫酸を希硫酸にして量を増やす。
バブリングなどの攪拌操作を行う必要があります。

お礼

撹拌手段としてのバブリングは思いつきませんでした。
が、下流にＰＨ計があるので、その測定に影響が出そうな気もします。
ありがとうございました。