JP2005270902A - 水溶性廃液処理装置およびその洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 水溶性廃液を蒸発濃縮する伝熱管を効率良く洗浄することができる水溶性廃液処理装置を提供する。
【解決手段】 内部を加熱媒体が通過する伝熱管２１および伝熱管２１の外表面に液体を散布するノズル２７を有し、廃液散布ライン２５からノズル２７を介して供給された水溶性廃液を伝熱管２１により蒸発濃縮する蒸発器２０と、蒸発器２０で発生した蒸気を凝縮して凝縮水を生成する凝縮器３０とを備える水溶性廃液処理装置１であって、生成された凝縮水を貯留する凝縮水タンク４２と、凝縮水タンク４２からノズル２７に凝縮水を導く凝縮水供給ライン４３とを備えることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、水溶性切削油などの廃液を処理する水溶性廃液処理装置およびその洗浄方法に関し、より詳しくは、水溶性廃液を伝熱管により蒸発濃縮する水溶性廃液処理装置、および、この伝熱管の洗浄方法に関する。

水溶性切削油などの廃液を処理する装置として、この水溶性廃液を伝熱管の外側面に散布して加熱濃縮し、蒸発した水分を凝縮水として取り出した後、この凝縮水から油分を分離除去する構成が知られている（例えば、特許文献１）。このような廃液処理装置においては、濃縮された廃液が、時間の経過と共に伝熱管の外側面にスケールとして付着し伝熱効率が低下するため、従来から酸やアルカリなどの薬品を用いて伝熱管の表面を洗浄することが行われている。

ところが、洗浄に使用する薬品の廃液は、再利用が困難であり廃棄物として処理しなければならないため、ランニングコストの増大を招くだけでなく、環境負荷の原因ともなっていた。

伝熱管に付着したスケールを除去するための構成として、特許文献２には、伝熱管（回転コイル）自体を回転させてスケールを飛散させることが開示されているが、設備構成が複雑なものとなり、また、既存設備の改良は困難である。
特開２００２−３３６８４１号公報 特開平８−２４３５４３号公報

本発明は、上記問題に鑑みなされたものであって、水溶性廃液を蒸発濃縮する伝熱管を効率良く洗浄することができる水溶性廃液処理装置およびその洗浄方法の提供を目的とする。

本発明の前記目的は、内部を加熱媒体が通過する伝熱管および該伝熱管の外表面に液体を散布するノズルを有し、廃液散布ラインから前記ノズルを介して散布された水溶性廃液を前記伝熱管により蒸発濃縮する蒸発器と、前記蒸発器で発生した蒸気を凝縮して凝縮水を生成する凝縮器とを備える水溶性廃液の処理装置であって、生成された凝縮水を貯留する凝縮水タンクと、該凝縮水タンクから前記ノズルに凝縮水を導く凝縮水供給ラインとを備えることを特徴とする水溶性廃液処理装置により達成される。

また、本発明の前記目的は、内部を加熱媒体が通過する伝熱管および該伝熱管の外表面に液体を散布するノズルを有し、廃液散布ラインから前記ノズルを介して供給された水溶性廃液を前記伝熱管により蒸発濃縮する蒸発器と、前記蒸発器で発生した蒸気を凝縮して凝縮水を生成する凝縮器とを備える水溶性廃液処理装置の洗浄方法であって、生成された凝縮水を前記ノズルから前記伝熱管に散布することを特徴とする水溶性廃液処理装置の洗浄方法により達成される。

本発明の水溶性廃液処理装置およびその洗浄方法によれば、水溶性廃液を蒸発濃縮する伝熱管を効率良く洗浄することができる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る水溶性廃液処理装置を示す全体構成図である。この水溶性廃液処理装置１は、水溶性切削油（クーラント）などの水溶性廃液を貯留する廃液タンク１０と、水溶性廃液を蒸発濃縮する蒸発器２０と、蒸発器２０で発生した蒸気を凝縮する凝縮器３０とを備えている。

廃液タンク１０は、廃液供給ライン１１を介して蒸発器２０に接続されており、廃液供給ライン１１の途中には、油水分離器１２が設けられている。油水分離器１２は、廃液タンク１０から蒸発器２０に供給される廃液から油分を分離する公知の構成（例えば重力式）であり、分離された油分は、分離ライン１３を介して回収タンク１４に回収される。

蒸発器２０は、複数の伝熱管２１がそれぞれ水平方向に延びるように配置された水平管型の蒸発装置である。各伝熱管２１の両端は、それぞれ導入室２２および排出室２３に接続されている。導入室２２には、加熱媒体供給ライン２４が接続されており、ボイラー（図示せず）などから供給される加熱蒸気などの加熱媒体が、加熱媒体供給ライン２４を介して導入室２２に導入され、伝熱管２１の内部を通過して排出室２３に排出される。

蒸発器２０は、内部の液体を外部循環させる廃液散布ライン２５を備えている。廃液散布ライン２５は、途中に循環ポンプ２６が設けられ、先端にノズル２７が取り付けられており、底部に滞留する液体を循環ポンプ２６により汲み上げて、上部からノズル２７を介して伝熱管２１に散布するように構成されている。伝熱管２１の表面で蒸発濃縮された高濃度の濃縮廃液は、廃液散布ライン２５に分岐接続された濃縮液排出ライン２８を介して回収タンク１４に供給される。

一方、水溶性廃液が伝熱管２１により加熱されて発生した蒸気は、蒸気排出ライン３１を介して凝縮器３０に供給される。蒸気排出ライン３１は、加熱媒体供給ライン２４の途中に設けられたエゼクター２９に分岐接続されており、蒸発器２０で生成した蒸気の一部がエゼクター２９により加熱媒体供給ライン２４に吸引されて、蒸発器２０に再び供給される。尚、蒸発器２０内の上部には、蒸気に含まれるミストを捕集するデミスター２０１が配置されている。

凝縮器３０は、冷却塔（図示せず）に貯留された冷却水と熱交換することにより蒸気を凝縮し、凝縮水を生成する。凝縮器３０には、液封式の真空ポンプ３２が接続されており、凝縮器３０の内部、およびこの凝縮器３０に連通する蒸発器２０や排出室２３の内部を、真空ポンプ３２の作動により減圧状態に保持するように構成されている。真空ポンプ３２の吐出側は気液分離装置（図示せず）に接続されており、分離された液体は、真空ポンプ３２の液封用気体として利用される。

また、凝縮器３０には、凝縮水排出ライン３３が接続されており、生成された凝縮水は、凝縮水排出ライン３３の途中に設けられた凝縮水ポンプ３４により、例えば膜式の油水分離器３５に導入される。凝縮水ポンプ３４により油水分離器３５に導入される凝縮水には、蒸発器２０の排出室２３で凝縮する凝縮水も含まれる。

油水分離器３５で分離された油分は、分離ライン３６を経て回収タンク１４に回収される一方、油分が除去された凝縮水は、微生物などを利用する水処理装置（図示せず）を経て河川等に放流される。

この水溶性廃液処理装置１は、凝縮水排出ライン３３における凝縮水ポンプ３４の下流側に第１の開閉弁４１が設けられており、凝縮水ポンプ３４と第１の開閉弁４１との間に分岐接続された凝縮水タンク４２を備えている。凝縮水タンク４２は、水位センサ４２ａを備えており、第１の開閉弁４１の開閉は、水位センサ４２ａの検知に基づいて制御される。これらの構成は、既存の設備に対して容易に後付けすることができる。

凝縮水タンク４２は、凝縮水供給ライン４３を介して廃液散布ライン２５に接続されている。凝縮水タンク４２からの凝縮水の供給は、凝縮水タンク４２の供給弁（図示せず）の開閉により行うことができる。凝縮水供給ライン４３は、廃液散布ライン２５に接続される代わりに、蒸発器２０に接続されていてもよい。

以上の構成を備えた水溶性廃液処理装置１によれば、廃液タンク１０の供給弁（図示せず）を開放して、廃液タンク１０から廃液供給ライン１１を介して蒸発器２０に水溶性廃液を供給した後、循環ポンプ２６を作動させて、水溶性廃液を外部循環させると共に、加熱媒体供給ライン２４を介して加熱媒体を伝熱管２１の内部に通過させる。これにより、水溶性廃液が伝熱管２１の表面で蒸発濃縮され、廃液濃度が徐々に高くなる。濃縮された廃液は、濃縮液排出ライン２８から回収タンク１４に排出される。

一方、蒸発器２０において発生した蒸気は、蒸気排出ライン３１を経て凝縮器３０において凝縮され、凝縮水となる。生成された凝縮水は、凝縮水ポンプ３４により搬送されるが、凝縮水タンク４２の水位が所定値に満たない場合には、水位センサ４２ａの検知に基づいて第１の開閉弁４１が閉状態となるように制御され、凝縮水は凝縮水タンク４２に供給される。そして、凝縮水タンク４２の水位が所定値になったことを水位センサ４２ａが検知すると、第１の開閉弁４１が開状態に切り替わり、凝縮器３０で生成された凝縮水が油水分離器３５に向けて供給される。

上述した水溶性廃液の処理により、伝熱管２１の表面にスケールが堆積する等して伝熱管２１の洗浄が必要になった場合には、装置を停止して、蒸発器２０内部の液を回収タンク１４へ全て排出した後、洗浄運転を行う。洗浄運転においては、凝縮水タンク４２の供給弁（図示せず）を開放すると共に、循環ポンプ２６を作動させる。これにより、凝縮水タンク４２に貯留された凝縮水が、廃液散布ライン２５を介して伝熱管２１に散布される。

水溶性切削油などの水溶性廃液には、水溶性という性質を持たせるために界面活性剤が含まれている。含有する界面活性剤には低沸点のものが多いため（例えば、６０〜８０℃）、大部分の界面活性剤が伝熱管２１の表面において水と共に蒸発する。すなわち、伝熱管２１の表面に付着したスケールの成分は、主として界面活性剤を含まない不溶性の油分（鉱油や脂肪油など）である。尚、水溶性廃液に含まれる界面活性剤としては、アニオン性、カチオン性、ノニオン性、両性など、特に限定されない。

一方、凝縮水タンク４２に貯留される凝縮水には、蒸発した界面活性剤が含まれている。したがって、この凝縮水をノズル２７から伝熱管２１に散布することにより、伝熱管２１に付着したスケールが水溶化され、洗浄を効率良く行うことができる。蒸発器２０の底部に滞留する凝縮水は、循環ポンプ２６の作動により外部循環される。

伝熱管２１の洗浄を行った後は、廃液タンク１０から蒸発器２０に水溶性廃液を供給し、水溶性廃液の処理を再び開始することができる。本実施形態においては、伝熱管２１の洗浄液として、水溶性廃液の蒸発分を凝縮させた凝縮水を用いるため、従来の洗浄液ように、水溶性廃液を蒸発器２０に供給する前に廃棄する必要がなく、洗浄に用いた凝縮水が蒸発器２０に残存する状態で、水溶性廃液を供給することができる。したがって、処理作業の迅速化を図ることができると共に、廃棄物の抑制により資源の浪費や環境負荷の低減を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る水溶性廃液処理装置を示す全体構成図である。

符号の説明

１ 水溶性廃液処理装置
１０ 廃液タンク
２０ 蒸発器
２１ 伝熱管
２５ 廃液散布ライン
２６ 循環ポンプ
２７ ノズル
３０ 凝縮器
３３ 凝縮水排出ライン
３４ 凝縮水ポンプ
４１ 第１の開閉弁
４２ 凝縮水タンク
４３ 凝縮水供給ライン

Claims (2)

1. 内部を加熱媒体が通過する伝熱管および該伝熱管の外表面に液体を散布するノズルを有し、廃液散布ラインから前記ノズルを介して散布された水溶性廃液を前記伝熱管により蒸発濃縮する蒸発器と、前記蒸発器で発生した蒸気を凝縮して凝縮水を生成する凝縮器とを備える水溶性廃液の処理装置であって、
   生成された凝縮水を貯留する凝縮水タンクと、該凝縮水タンクから前記ノズルに凝縮水を導く凝縮水供給ラインとを備えることを特徴とする水溶性廃液処理装置。
2. 内部を加熱媒体が通過する伝熱管および該伝熱管の外表面に液体を散布するノズルを有し、廃液散布ラインから前記ノズルを介して供給された水溶性廃液を前記伝熱管により蒸発濃縮する蒸発器と、前記蒸発器で発生した蒸気を凝縮して凝縮水を生成する凝縮器とを備える水溶性廃液処理装置の洗浄方法であって、
   生成された凝縮水を前記ノズルから前記伝熱管に散布することを特徴とする水溶性廃液処理装置の洗浄方法。

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