JP2002080219A

JP2002080219A - 製塩装置

Info

Publication number: JP2002080219A
Application number: JP2000267904A
Authority: JP
Inventors: Koji Miyama; 光司三山
Original assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2000-09-05
Filing date: 2000-09-05
Publication date: 2002-03-19

Abstract

(57)【要約】【課題】ミネラル成分を含む塩を効率良く、安価に生産
できる製塩装置を提供する。【解決手段】本発明に係る製塩装置１０は、濃縮塔１６
とヒートポンプ１８から成る濃縮装置１２を備えてい
る。濃縮装置１２は、濃縮塔１６の海水をヒートポンプ
１８で加熱した後、散水管２６から散水することによっ
て、海水を濃縮している。ヒートポンプ１８は、熱源と
して外部の海水を利用して、散水管２６から散水される
海水を加熱している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は製塩装置に係り、特
にミネラル成分を含む自然塩を生産する製塩装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】製塩工場では、陽イオンのみを通す陽イ
オン交換膜と、陰イオンのみを通す陰イオン交換膜とを
用いたイオン交換膜法によって海水から塩が生産されて
いる。この方法は、まず、陽イオン交換膜と陰イオン交
換膜とが交互に配置された水槽に海水を供給し、水槽の
両側から直流電流を通電する。これによって、塩化ナト
リウム３％程度の海水から、同じく２０％程度の濃縮さ
れた海水（鹹水）が採取される。そして、採取された濃
縮海水を真空式蒸発装置で煮詰めることによって塩を生
産する。この方法は、少ないエネルギーで、塩化ナトリ
ウム純度の高い塩を効率良く生産できる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、イオン
交換膜法で生産された塩は、塩化ナトリウムの純度が高
い反面、カリウムやカルシウム等のミネラル成分が少な
いという欠点がある。このため、天然に近い塩を生産す
る場合には、一旦生産された塩にミネラル成分を加えて
再結晶させねばならず、コストが著しく高くなるという
欠点がある。

【０００４】ミネラル成分を多く含む自然塩（天然塩）
を生産する方法としては塩田法があるが、この方法は製
造効率が悪いため、コストが高い欠点がある。

【０００５】本発明はこのような事情に鑑みて成された
もので、ミネラル成分を含む塩を効率良く、安価に生産
できる製塩装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は前
記目的を達成するために、塩分を溶解した塩水を濃縮す
る濃縮手段と、該濃縮手段で濃縮された濃縮塩水の水分
を蒸発させる蒸発手段とを有する製塩装置において、前
記濃縮手段は、強制通風される濃縮塔と、前記塩水を加
熱する加熱手段と、該加熱手段で加熱された塩水を前記
濃縮塔内に散水する散水手段と、を備えたことを特徴と
している。

【０００７】請求項１記載の発明によれば、強制通風さ
れる濃縮塔内に、加熱された塩水を散水するので、塩水
と空気とが接触した際に水分が蒸発されやすく、塩水が
効率よく濃縮される。また、この濃縮手段は、水分を蒸
発させて塩水を濃縮するので、塩水に含まれるミネラル
成分が減少することがない。したがって、本発明によれ
ば、ミネラル成分を含む塩を、安価に製造することがで
きる。

【０００８】請求項２記載の発明によれば、加熱手段と
して、海水を熱源としたヒートポンプを使用するので、
海水を安価に加熱できる。

【０００９】請求項３記載の発明によれば、蒸発手段で
蒸発させた水分を用いて塩水を加熱するので、エネルギ
ー効率が良い。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って、本発明に
係る製塩装置の好ましい実施の形態について詳説する。

【００１１】図１は、本発明に係る製塩装置１０を示す
全体構成図である。同図に示すように、製塩装置１０は
主として、濃縮装置１２と蒸発装置１４とから構成さ
れ、海水を濃縮装置１２で濃縮し、濃縮した海水を蒸発
装置１４で煮詰めることによって塩を生産する。

【００１２】濃縮装置１２は、濃縮塔１６とヒートポン
プ１８とから成り、濃縮塔１６の内部は送風機２２によ
って強制通風されている。即ち、濃縮塔１６の上部に
は、送風機２２が設けられ、この送風機２２を駆動する
ことによって濃縮塔１６の内部に上昇気流が形成されて
いる。

【００１３】濃縮塔１６の底部には、ポンプ２０を駆動
して汲み上げられた海水が貯留されている。この貯留さ
れた海水は、ポンプ２８を駆動することによって、ヒー
トポンプ１８の凝縮器３０を介して散水管２６に供給さ
れる。散水管２６に供給された海水は、濃縮塔１６の内
部に設けられた充填材２４、２４に散水され、前記上昇
気流のエアと接触して水分が除去される。これにより、
濃縮塔１６の底部に貯留された海水が濃縮され、この濃
縮された海水の一部が、ポンプ４０によって蒸発装置１
４に供給される。なお、前記充填材２４は、海水と空気
の接する面積を増加させるものであり、例えば、散水管
２６から散水された海水で水膜を形成するように構成さ
れる。

【００１４】ヒートポンプ１８は、前記散水管２６に供
給する海水を加熱する手段として設けられ、図１にその
一例を示すように凝縮器３０、膨張弁３２、蒸発器３
４、圧縮機３６、とを備えるとともに、冷媒がこれらを
循環するように構成される。蒸発器３４には、ポンプ３
８によって外部の海水が供給されており、蒸発器３４を
通過する低圧の冷媒液は、この海水から熱を奪って気化
する。気化した冷媒ガスは、圧縮機３６によって圧縮さ
れた後、凝縮器３０に供給される。凝縮器３０に供給さ
れた高圧の冷媒ガスは、散水管２６に供給される海水に
熱を付与して凝縮する。これにより、散水管２６に供給
される海水が加熱され、昇温した海水が散水管２６から
散水される。前記凝縮器３０で凝縮した高圧の冷媒液
は、膨張弁３２を通過することによって減圧され、再び
蒸発器３４に供給されて循環する。なお、膨張弁３２の
代わりに毛細管を設けてもよい。また、前記凝縮器３０
や蒸発器３４は、例えば、シェル・アンド・チューブ形
の熱交換器が用いられる。

【００１５】一方、蒸発装置１４は、濃縮塔１６で濃縮
された海水を煮詰める装置である。その構造は図示しな
いが、例えば、真空蒸発缶が採用される。真空蒸発缶
は、海水の貯留された複数の蒸発缶を直列に連通すると
ともに、第１の蒸発缶を加熱するように構成される。第
１の蒸発缶を加熱すると、この蒸発缶から発生した蒸気
が第２の蒸発缶を加熱し、さらに、前段の蒸発缶から発
生した蒸気が順次、後段の蒸発缶を加熱する。蒸発缶
は、後段になる程、気圧が低く設定され、水分が蒸発し
やすいので、第１の蒸発缶を加熱するだけで、全ての蒸
発缶で海水を煮詰めることができる。

【００１６】次に上記の如く構成された製塩装置１０の
作用について説明する。

【００１７】海水は、まず、ポンプ２０で汲み上げられ
て、濃縮塔１６の内部に貯留される。貯留された海水
は、ヒートポンプ１８の凝縮器３０に送水されて加熱さ
れた後、散水管２６から濃縮塔１６内に散水される。散
水された海水は、濃縮塔１６内に強制通風された空気と
接触して水分が蒸発され、濃縮される。このとき、散水
管２６から散水された海水は、ヒートポンプ１８で加熱
されて昇温しているので、水分が蒸発しやすい。したが
って、濃縮塔１６内の海水を効率良く濃縮することがで
きる。濃縮された海水は、蒸発装置１４に送水され、該
蒸発装置１４で海水中の水分を蒸発させることによって
塩が生産される。

【００１８】このように本実施の形態の製塩装置１０に
よれば、ヒートポンプ１８で昇温された海水を濃縮塔１
６内で散水するので、海水の水分が蒸発しやすく、海水
の濃縮効率が良い。したがって、ランニングコストを低
減できるとともに、濃縮塔１６を小型化できる。また、
ヒートポンプ１８の熱源として外部の海水を利用してい
るので、ヒートポンプ１８のランニングコストも安価で
ある。

【００１９】また、製塩装置１０は、水分を蒸発させて
海水を濃縮しているので、従来のイオン交換法のよう
に、濃縮した海水中のミネラル成分が減少することがな
い。したがって、製塩装置１０は、ミネラル成分の多い
自然塩を製塩することができる。

【００２０】なお、製塩装置１０は、図示しないボイラ
から発生する蒸気で発電を行い、この電気を、ヒートポ
ンプ１８の圧縮機３６や濃縮塔１６の送風機２２を始め
とする工場の電力として使用するとともに、余った廃蒸
気を蒸発装置１４の熱源として利用すれば、さらに、エ
ネルギー効率を向上させることができ、ランニングコス
トを削減できる。

【００２１】また、製塩装置１０は、蒸発装置１４で海
水の水分を完全に蒸発させたが、これに限定するもので
はない。例えば、蒸発装置１４において塩分がまだ水に
溶けているうちに、この海水を遠心脱水機（不図示）に
供給し、該遠心脱水機で塩化ナトリウム以外の各成分を
選択して除去した後、乾燥機で乾燥させれば、所望の成
分を含む塩や、塩化ナトリウムの純度の高い塩を生産で
きる。

【００２２】また、上述した実施の形態は、ヒートポン
プ１８の熱源として外部の海水を利用したが、これに限
定されるものではない。例えば、図２に示す製塩装置４
２は、蒸発装置１４で海水を煮詰めた際に発生した蒸気
を、蒸気管４４を介してヒートポンプ１８の蒸発器３４
に供給する。これにより、前記蒸気をヒートポンプ１８
の熱源として利用することができ、散水管２６に供給さ
れる海水が加熱される。

【００２３】このように構成された製塩装置４２は、蒸
発装置１４の廃蒸気を利用しているので、エネルギー効
率が良く、ランニングコストをさらに削減できる。ま
た、蒸発器３４で凝縮した蒸気が、排出管４６から淡水
として排出されるので、この淡水を工場用水として利用
できる。

【００２４】図３に示す製塩装置４８は、凝縮器３０と
散水管２６との間に熱交換器５２が設けられるともに、
該熱交換器５２に蒸発装置１４の蒸気が蒸気管５０を介
して供給される。これにより、ヒートポンプ１８で加熱
された海水を、蒸発装置１４の廃蒸気を利用してさらに
昇温させることができ、エネルギー効率を向上させるこ
とができる。さらに、製塩装置４８によれば、熱交換器
５２から淡水を得ることができる。なお、この製塩装置
４８では、熱交換器５２を凝縮器３０と散水管２６との
間に配設したが、凝縮器３０とポンプ２８との間に配設
してもよい。

【００２５】また、図２の製塩装置４２、及び図３の製
塩装置４８は、蒸発装置１４の廃蒸気を利用したが、濃
縮塔１６の送風機２２から排出される空気を利用しても
よい。この場合にもエネルギー効率が向上するので、コ
ストを削減できる。

【００２６】なお、本発明は、海水から塩を生産する装
置に限定されず、塩分を含む塩水から塩を生産する装置
であれば適用できる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る製塩装
置によれば、強制通風される濃縮塔内に、加熱された塩
水を散水するので、ミネラル成分を減少させることな
く、塩水を効率よく濃縮することができ、ミネラル成分
を含む塩を安価に、効率良く生産できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る製塩装置を示す全体構成図

【図２】蒸発装置の蒸気を利用した製塩装置を示す全体
構成図

【図３】蒸発装置の蒸気を利用した製塩装置を示す全体
構成図

【符号の説明】

１０…製塩装置、１２…濃縮装置、１４…蒸発装置、１
６…濃縮塔、１８…ヒートポンプ、２２…送風機、２４
…充填材、２６…散水管、３０…凝縮器、３４…蒸発器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塩分を溶解した塩水を濃縮する濃縮手段
と、該濃縮手段で濃縮された濃縮塩水の水分を蒸発させ
る蒸発手段とを有する製塩装置において、前記濃縮手段は、強制通風される濃縮塔と、前記塩水を
加熱する加熱手段と、該加熱手段で加熱された塩水を前
記濃縮塔内に散水する散水手段と、を備えたことを特徴
とする製塩装置。
【請求項２】前記加熱手段はヒートポンプであり、該ヒ
ートポンプの熱源として海水を用いたことを特徴とする
請求項１記載の製塩装置。
【請求項３】前記加熱手段は、前記蒸発手段で蒸発させ
た蒸気を用いて前記塩水を加熱することを特徴とする請
求項１記載の製塩装置。