JP2006175428A - 高速旋回式蒸発装置におけるミスト除去構造並びにこの装置を用いた含油廃水の処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被処理液が濃縮される一方で生成される凝縮液への不純物の混入を抑えることができ、更に油分含有廃水を扱った場合でも突沸現象を抑えながら高濃度まで濃縮することのできる、新規な高速旋回式蒸発装置におけるミスト除去構造並びにこの装置を用いた含油廃水の処理方法の開発を技術課題とした。
【解決手段】蒸発缶２における液体成分Ｌ１及び蒸気成分Ｓの流入口２３と、蒸気成分Ｓの排気口２１との間には、旋回流によって蒸発缶２の内壁近傍に位置する蒸気成分Ｓが排気口２１に移動する際に、この蒸気成分Ｓ中に含まれるミストＭを衝突させるための衝突板２４が具えられたことを特徴として成るものであり、蒸発缶２内において旋回流となって蒸発缶２の内壁近傍に位置する蒸気成分Ｓを、排気口２１に至る前に確実に衝突板２４に衝突させることができ、この蒸気成分Ｓの旋回流中に含まれるミストＭを蒸気成分Ｓから高効率で分離することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種調味料、エキス類等の液体原料の濃縮や、し尿処理汚泥、食品加工廃棄物、畜糞等の有機性汚泥を処理する際に生じる廃液の濃縮や、金属切削廃水、機械部品洗浄廃水等の油分含有廃水の濃縮に供される装置に関するものであって、特に被処理液が濃縮される一方で生成される凝縮液への不純物の混入を抑えることのできる高速旋回式蒸発装置におけるミスト除去構造並びにこの装置を用いた含油廃水の処理方法に係るものである。

従来より、漢方薬生薬エキス、各種調味料、動物エキス、魚介エキス、植物エキス、醗酵液等の各種液体物質や、アミノ酸、酵母、蛋白質等の水溶液あるいは各種廃液等を被処理液とし、この被処理液の濃縮を行う場合には種々の蒸発装置が用いられている。
このうち液膜上昇式の蒸発装置は、機械的な可動部分がない簡単な構造であるためイニシャルコストが低く済み、またほとんど故障しないため保守費用を含めたランニングコストも低く済むものであり、更には設置面積が少なく済むといったメリットがあるため広く普及しているものである。

このような状況の下、本出願人は図５に示すような新規な液膜上昇式の蒸発装置である高速旋回式蒸発装置Ｄ′を開発し、すでに特許出願に及んでいる（特許文献１参照）。
そしてこの新規な高速旋回式蒸発装置Ｄ′によれば、蒸発缶２′内において被処理液Ｌ０の発泡を防ぎ、更に濃縮された状態の被処理液Ｌ０と、新たに投入された被処理液Ｌ０との混合不足による焦げ付き等を防ぐことができ、発泡しやすい被処理液Ｌ０や、粘度の高い被処理液Ｌ０を取り扱うことが可能となっていた。

ところで前記高速旋回式蒸発装置Ｄ′は、し尿処理汚泥、食品加工廃棄物、畜糞等の有機性汚泥や高濃度廃液をメタン醗酵処理することにより、得られたメタンガスを処理施設自体のエネルギー源等として有効利用しながら運用されるシステムにおいて、メタン醗酵の際に生じる消化液の処理装置としても活用されるものである。
この際、被処理液Ｌ０としての消化液が濃縮される一方で、このとき生じた蒸気成分Ｓが凝縮されて生成される凝縮液Ｌ２への不純物の混入はできる限り抑えることが要求される。
これは、前記メタン醗酵の際に生ずる消化液には多量の有機物が含まれており、この消化液を下水や河川などに放流するにはＢＯＤ値を基準値以下にまで下げる必要があるため、消化液を濃縮処理して、得られた濃縮液Ｌ３は堆肥の原料として有効利用される一方、凝縮液Ｌ２については脱色、消毒、希釈等の措置が施された後、下水や河川に放流されているからである。

もちろん前記高速旋回式蒸発装置Ｄ′にあっても、蒸発缶２′における排気口２１′の後段に外部デミスタ２６′が設けられ、排気中に含まれるミストＭ（有機物）を除去する措置が採られてはいるものの、放流前の脱色、消毒、希釈を簡素化するために、更に高効率でミスト除去を行うことが望まれている。

更に金属切削廃水、機械部品洗浄廃水等の油分含有廃水を処分する場合に、これら廃水を突沸現象が起きないようにしながら濃縮して減容化を図るとともに、得られた濃縮液と凝縮液とをそれぞれ後処理する幾つかの手法が実用化されている（例えば特許文献２、３参照）。
このうち特許文献２に示された手法は、油水分離機で油分を除いた油分含有廃水（分離廃水）を、蒸発缶内の伝熱管の上方から散布して蒸発濃縮し、蒸発した水分を凝縮器で凝縮させる手法であり、気液分離が十分に行われずに凝縮水に油分が混ざってしまうため、凝縮水から油分を分離するための油分離機を設ける必要があった。

また特許文献３に示されたような、加熱蒸気によって含油廃水を加熱・蒸発させ、濃縮缶内の濃縮液の粘度が１〜５ｃｐになった時点で排出する手法は、粘度が１００ｃｐ程度となる高濃度にまで濃縮できるものではないため、減容化は不十分なものであった。
特開２００３−３２６１０１公報 特開２００２−３３６８４１公報 特開平９−３１４１２７公報

本発明はこのような背景を認識してなされたものであって、特に被処理液が濃縮される一方で生成される凝縮液への不純物の混入を抑えることができ、更に油分含有廃水を扱った場合でも突沸現象を抑えながら高濃度まで濃縮することのできる、新規な高速旋回式蒸発装置におけるミスト除去構造並びにこの装置を用いた含油廃水の処理方法の開発を技術課題としたものである。

すなわち請求項１記載の高速旋回式蒸発装置におけるミスト除去構造は、加熱缶と蒸発缶との間を吹込管路及び戻り管路によって接続することにより循環経路を形成するとともに、前記加熱缶内に配した長管内に流入した液体原料を、この長管の外側に供給した加熱媒体からの伝導熱によって沸騰させることにより溶媒成分を蒸発させ、濃度の高まった液体成分と蒸気成分とを前記蒸発缶内に吹き込み、この蒸発缶内においてこれら液体成分と蒸気成分とを分離して高濃度の液体成分を得る蒸発装置において、前記蒸発缶は平面視で円形の横断面を有するものであり、この蒸発缶に対する前記吹込管路の接続形態は、蒸発缶内において液体成分及び蒸気成分の旋回流を生じされるように成され、更に前記蒸発缶における液体成分及び蒸気成分の流入口と、蒸気成分の排気口との間には、旋回流によって蒸発缶の内壁近傍に位置する蒸気成分が排気口に移動する際に、この蒸気成分中に含まれるミストを衝突させるための衝突板が具えられたことを特徴として成るものである。
この発明によれば、蒸発缶内において旋回流となって蒸発缶の内壁近傍に位置する蒸気成分を、排気口に至る前に確実に衝突板に衝突させることができ、この蒸気成分の旋回流中に含まれるミストを蒸気成分から高効率で分離することができる。

また請求項２記載の高速旋回式蒸発装置におけるミスト除去構造は、前記要件に加え、前記蒸発缶内における衝突板の上方には、内部デミスタが具えられたことを特徴として成るものである。
この発明によれば、前記衝突板によって蒸気成分から分離されなかったミストは、内部デミスタによって再度、分離が試みられるため、より高効率で蒸気成分から分離されることとなる。

また請求項３記載の含油廃水の処理方法は、前記請求項１または２記載の高速旋回式蒸発装置におけるミスト除去構造を用いて処理する方法であって、前記液体原料として油分含有廃水を対象とし、この油分含有廃水を前記高速旋回式蒸発装置に投入することにより濃縮するとともに、このとき生じる蒸気成分中にミスト状態で存在する油分を蒸気成分から分離するように処理することを特徴として成るものである。
この発明によれば、油分含有廃水を液体原料として扱った場合でも、突沸現象を抑えながら高濃度まで濃縮することができる。また凝縮液への油分の混入を確実に防止することができる。
そしてこれら各請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。

本発明によれば、特に被処理液が濃縮される一方で生成される凝縮液への不純物の混入を抑えることのできるため、凝縮液の河川や下水への放流や洗浄水等としての再利用が可能となり、また被処理液の減容度を高めることができ、処理コストを低減することができる。

以下本発明を実施するための最良の形態について図示の実施例に基づいて説明するものであり、高速旋回式蒸発装置の構成を異ならせた実施例ごとに説明を行う。なお以下に示す実施例に対して、本発明の技術的思想の範囲内において適宜変更を加えることも可能である。

まず圧縮機９を用いて被処理液Ｌ０から発生した蒸気成分Ｓを圧縮し、得られた加熱蒸気Ｈを加熱缶１に供給するタイプの高速旋回式蒸発装置Ｄに対して本発明が適用された実施例について説明を行う。
図１中符号Ｄで示すものは本発明が適用される高速旋回式蒸発装置であり、この装置は加熱缶１と蒸発缶２との間を吹込管路３によって接続して成るものである。そして前記加熱缶１内に配された長管１１内に流入する被処理液Ｌ０を、この長管１１の外側に供給された加熱媒体（加熱蒸気Ｈ）からの伝導熱によって沸騰させることにより溶媒成分を蒸発させ、濃度の高まった状態の液体成分Ｌ１と蒸気成分Ｓとを前記蒸発缶２内に吹き込み、この蒸発缶２内においてこれら液体成分Ｌ１と蒸気成分Ｓとの分離を行う装置である。

以下高速旋回式蒸発装置Ｄを構成する諸部材について詳しく説明する。
まず前記加熱缶１について説明すると、このものは密閉性が確保された筐体１０内に、金属等の耐熱素材から成る管路である長管１１が複数本具えられるものであり、この長管１１の下端部は給液口１２と連通状態とされ、一方、長管１１の上部は排出口１３と連通状態とされて成るものである。また前記筐体１０の側周部分には蒸気口１４及びドレン口１５が形成される。

次に前記蒸発缶２について説明すると、このものは円筒下部に逆円錐を接続した形状の中空部材である筐体２０の上部に排気口２１が形成され、下部に流出口２２が形成され、更に側周部に流入口２３が形成されて成るものである。
そして図２、３に示すように、前記流入口２３と排気口２１との間に衝突板２４が配されるものであり、この衝突板２４は一例として、筐体２０の内径と略同一の外形寸法で形成された環状のフランジ２４ａの下面に、筐体２０の内径よりも約５％程小さな径の円筒状部材であるカラー２４ｂを組み付けて構成されたものである。また前記フランジ２４ａの外周面と筐体２０の内周面との間が密接するように適宜、溶接や接着剤の充填等が行われる。
なおこの実施例では、前記カラー２４ｂを非通気性の金属素材により形成するようにしたが、後述する内部デミスタ２５のメッシュ材２５ｂと同様の網体によって形成するようにしてもよい。

そして前記蒸発缶２内における衝突板２４の上方には、内部デミスタ２５が具えられるものであり、このものは図３に示すように、金属素材等によって形成された枠体２５ａによって、メッシュ材２５ｂを保持して成るものである。
なお前記メッシュ材２５ｂは、ステンレス、アルミニウム等の金属あるいはポリプロピレン等の合成樹脂、更にはグラスファイバー等を素材とした網体を、複数積層して形成されるものであって、気体中に含まれる微粒子を捕捉するための部材である。

そして前記加熱缶１における排出口１３と、蒸発缶２における流入口２３との間が吹込管路３によって連通状態に接続され、また前記加熱缶１における給液口１２と、蒸発缶２における流出口２２との間が戻り管路５によって連通状態に接続される。この結果、蒸発缶２、戻り管路５、加熱缶１及び吹込管路３を要素とした循環経路が形成されるものである。

ここで前記吹込管路３及び流入口２３の好ましい形態例について説明すると、まず前記吹込管路３は図２に示すように、蒸発缶２に対して円形横断面の接線方向に流路を形成するように接続されることにより、蒸発缶２内において液体成分Ｌ１及び蒸気成分Ｓの旋回流が生じるように構成される。なお吹込管路３における加熱缶１との接続部位は先細り状のダクト３１によって構成され、流速の増加が図られている。
更に吹込管路３における蒸発缶２との接続部位近傍の開口断面積を、前記複数本の長管１１の開口断面積の総和よりも小さくなるように設定することにより流速の増大を図るようにしてもよい。
また前記流入口２３は図２（ｃ）に示すように、垂直辺が水平辺よりも長い長方形状のスリットとされ、一方、吹込管路３における蒸発缶２との接続部位の開口断面の形状も、垂直辺が水平辺よりも長い長方形状のスリットとされ、蒸発缶２内に吹き込まれる液体成分Ｌ１と蒸気成分Ｓとが薄層状態に成るように構成される。

なお前記戻り管路５の途中には濃縮液排出口５１が形成されるものであり、バルブ５２が開放されることにより、濃縮された状態の液体成分Ｌ１すなわち濃縮液Ｌ３が外部に排出されるように構成される。
また、蒸発缶２における排気口２１と加熱缶１における蒸気口１４との間は蒸気循環路６によって接続され、更にその途中に圧縮機９が具えられる。そしてこの圧縮機９から筐体１０内に供給された加熱蒸気Ｈが、長管１１内に位置する被処理液Ｌ０（濃縮が進行した液体成分Ｌ１も含む）に対して熱を伝導し、その結果加熱蒸気Ｈは凝集して凝縮液Ｌ２となり、ドレン口１５から外部に排出される。
なお前記ドレン口１５の後段部分には、凝集液排出ポンプを兼用する真空ポンプＰが具えられる。

更に前記排気口２１と圧縮機９との間には外部デミスタ２６が具えられるものであり、このものは筐体２６ａ内に衝突板２６ｂとメッシュ材２６ｃとを具えて成るものである。

更にまたこの実施例においては、前記蒸発缶２における筐体２０内に被処理液Ｌ０が供給されるものであり、給液タンク８に貯留された被処理液Ｌ０は、バルブ８１の開度が調整されることにより、筐体２０内に配したノズル８２から噴出されるものである。

この実施例で示す高速旋回式蒸発装置Ｄは、一例として上述したように構成されるものであり、以下この装置の作動態様について説明する。
まず圧縮機９を起動して加熱缶１内に加熱蒸気Ｈを供給するものであり、長管１１を加熱した加熱蒸気Ｈは凝集して凝縮液Ｌ２となり、ドレン口１５から外部に排出される。なお装置の始発状態において蒸気循環路６内に蒸気成分Ｓが存在しない場合には、適宜の蒸気供給装置を併設し、ここから蒸気循環路６内に蒸気を供給する等の措置を施す。
次いで真空ポンプＰを起動して被処理液Ｌ０及び液体成分Ｌ１の循環経路内の減圧を行い、被処理液Ｌ０の沸点低下を図り、この状態でバルブ８１の開度を調節して、漢方薬生薬エキス、各種調味料、動物エキス、魚介エキス、植物エキス、醗酵液等の各種液体物質や、アミノ酸、酵母、蛋白質等の水溶液あるいは各種廃液等を被処理液Ｌ０としてノズル８２から蒸発缶２内に供給する。なお被処理液Ｌ０の種類等によっては減圧を要さない場合もある。

すると被処理液Ｌ０は、戻り管路５を経由して加熱缶１に至って長管１１内に供給され、加熱蒸気Ｈから伝導される熱によって長管１１内部で沸騰し、発生した蒸気成分Ｓが長管１１内を上昇する際に、濃縮された状態の液体成分Ｌ１を引き上げるものである。
そしてこれら蒸気成分Ｓと液体成分Ｌ１とは長管１１内を上昇して排出口１３に至りここから吹込管路３内に入り込むものであり、このとき先細り状のダクト３１を通過するとともに、吹込管路３を通過するため流速が増すものである。なおこの実施例では、吹込管路３内における蒸気成分Ｓと液体成分Ｌ１との流速が、１００〜２５０ｍ／ｓとなるようにした。

次いで蒸気成分Ｓと液体成分Ｌ１とは、蒸発缶２における流入口２３から筐体２０内に流入するものであり、このとき図２に示すように、蒸発缶２は平面視で円形の横断面を有し、この蒸発缶２に対して吹込管路３が円形横断面の接線方向に流路を形成するように接続されているため、蒸発缶２内において液体成分Ｌ１の旋回流を生じさせることができる。なおこの実施例では前記旋回流の回転数は、小型の装置で２００００ｒｐｍ程度、大型の装置で１０００ｒｐｍ程度と、既存の装置と比べて高い値とすることができるため、遠心効果により液体成分Ｌ１の発泡を効果的に抑えることができるものである。

また前記吹込管路３における蒸発缶２との接続部位の開口断面を、垂直辺が水平辺よりも長い長方形形状としたため、蒸発缶２内に吹き込む液体成分Ｌ１と蒸気成分Ｓとが薄層状態となり、流入口２３から排気口２１に向けて移動する蒸気成分Ｓの流れが、流入口２３から流出口２２に向けて移動する液体成分Ｌ１の流れに干渉してしまうことがない。
そして蒸気成分Ｓは旋回流の状態で上方に向かうものであり、このとき蒸気成分Ｓ及び蒸気成分Ｓ中に含まれるミストＭ（液体成分Ｌ１の飛沫粒子）は、遠心作用によって筐体２０の内壁近傍に位置することとなる。
やがて蒸気成分Ｓ及び蒸気成分Ｓ中に含まれるミストＭは、衝突板２４におけるフランジ２４ａによって上昇が阻害され、カラー２４ｂを乗り越えて排気口２１に向かうものであり、このときミストＭは衝突板２４にぶつかって液滴となり、蒸気成分Ｓから分離されることとなる。
更に前記衝突板２４によって分離されなかったミストＭは、内部デミスタ２５を通過する際に、メッシュ材２５ｂによって捕捉され、蒸気成分Ｓから分離されることとなる。

やがて蒸気成分Ｓは排気口２１から蒸気循環路６内を移動して外部デミスタ２６に至り、ここで更にミストＭの除去が成されて圧縮機９に至り、この圧縮機９の圧縮作用により高温の加熱蒸気Ｈとなって、蒸気口１４に供給されるものである。

一方、液体成分Ｌ１は流出口２２に至り、ここから戻り管路５内に移動するものであり、濃縮された状態の液体成分Ｌ１は、前記ノズル８２から供給された新たな被処理液Ｌ０を伴って再び加熱缶１における長管１１内に位置することとなる。なおこの際、濃縮された状態の液体成分Ｌ１は、新たに供給された液体原料Ｌと混ざり合うこととなり、濃度が均一となった状態で加熱缶１に供給され、複数の長管１１での流量が不均一になることがなく、液切れによる過熱や焦げ付きが生じない。
そして以上のような操作を継続し、液体成分Ｌ１が所望の濃度となった時点でバルブ５２を開放し、濃縮された状態の液体成分Ｌ１を濃縮液Ｌ３として外部に排出するものである。

次に蒸気供給装置９０を用いて加熱缶１に蒸気を供給するタイプの高速旋回式蒸発装置Ｄに対して本発明が適用された実施例について説明を行う。
なおこの実施例で示す高速旋回式蒸発装置Ｄは、図１に示した高速旋回式蒸発装置Ｄと基本構成を同一とするものであるため、ここでは構成の異なる部分についてのみ説明を行うものとする。

具体的には図４に示すように、前記加熱缶１に形成された蒸気口１４に蒸気供給装置９０が接続されるものであり、ここから筐体１０内に供給された蒸気が、長管１１内に位置する被処理液Ｌ０（濃縮が進行した液体成分Ｌ１も含む）に対して熱を伝導し、その結果蒸気は凝集してドレン口１５から外部に排出されるものである。
また前記蒸発缶２における排気口２１の後段部分には外部デミスタ２６及びコンデンサ７が接続され、更にその後段に真空ポンプＰが接続される。

この実施例で示す高速旋回式蒸発装置Ｄは、一例として上述したように構成されるものであり、以下この装置の作動態様について説明する。
まず蒸気供給装置９０から加熱缶１内に蒸気を供給するものであり、長管１１を加熱した蒸気は凝集してドレンとなり、ドレン口１５から外部に排出される。
次いで真空ポンプＰを起動して被処理液Ｌ０及び液体成分Ｌ１の循環経路内の減圧を図り、この状態でバルブ８１の開度を調節して、廃液等の被処理液Ｌ０をノズル８２から蒸発缶２内に供給する。なおこの実施例では、真空ポンプＰを用いて循環経路内の減圧を行い、被処理液Ｌ０の沸点低下を図ったが、被処理液Ｌ０の種類等によっては減圧を要さない場合もある。

すると被処理液Ｌ０は、戻り管路５を経由して加熱缶１に至って長管１１内に供給され、蒸気から伝導される熱によって長管１１内部で沸騰し、発生した蒸気成分Ｓが長管１１内を上昇する際に、濃縮された状態の液体成分Ｌ１を引き上げるものである。
そしてこれら蒸気成分Ｓと液体成分Ｌ１とは長管１１内を上昇して排出口１３に至りここから吹込管路３内に入り込むものであり、このとき先細り状のダクト３１を通過するとともに、吹込管路３を通過するため流速が増すものである。なおこの実施例では、吹込管路３内における蒸気成分Ｓと液体成分Ｌ１との流速が、１００〜２５０ｍ／ｓとなるようにした。

次いで蒸気成分Ｓと液体成分Ｌ１とは、蒸発缶２における流入口２３から筐体２０内に流入するものであり、蒸気成分Ｓは旋回流の状態で上方に向かい、このとき蒸気成分Ｓ及び蒸気成分Ｓ中に含まれるミストＭ（液体成分Ｌ１の飛沫粒子）は、遠心作用によって筐体２０の内壁近傍に位置することとなる。
やがて蒸気成分Ｓ及び蒸気成分Ｓ中に含まれるミストＭは、衝突板２４におけるフランジ２４ａによって上昇が阻害され、カラー２４ｂを乗り越えて排気口２１に向かうものであり、このときミストＭは衝突板２４にぶつかって液滴となり、蒸気成分Ｓから分離されることとなる。
更に前記衝突板２４によって分離されなかったミストＭは、内部デミスタ２５を通過する際に、メッシュ材２５ｂによって捕捉され、蒸気成分Ｓから分離されることとなる。
やがて蒸気成分Ｓは排気口２１から外部デミスタ２６に至り、ここで更にミストＭの除去が成されてコンデンサ７に至り、凝縮液Ｌ２となって外部に排出されるものである。

一方、液体成分Ｌ１は流出口２２に至り、ここから戻り管路５内に移動するものであり、濃縮された状態の液体成分Ｌ１は、前記ノズル８２から供給された新たな被処理液Ｌ０を伴って再び加熱缶１における長管１１内に位置することとなる。
なおこの際、濃縮された状態の液体成分Ｌ１は、新たに供給された液体原料Ｌと混ざり合うため、濃度が均一となった状態で加熱缶１に供給されることとなり、複数の長管１１での流量が不均一になることがなく、液切れによる過熱や焦げ付きが生じない。

そして以上のような操作を継続し、液体成分Ｌ１が所望の濃度となった時点でバルブ５２を開放し、濃縮された状態の液体成分Ｌ１を濃縮液Ｌ３として外部に排出するものである。

次に液体原料として、金属切削廃水、機械部品洗浄廃水等の油分含有廃水を用いる実施例について説明する。なおここで使用する高速旋回式蒸発装置Ｄは、図１に示した圧縮機９を用いるタイプの装置でも、図４に示した蒸気供給装置９０を用いるタイプの装置でもどちらでもよいが、以下、図１に示したタイプの装置を用いて説明する。
なおこの実施例では、前記液体原料として油分含有廃水を用いるため、油分含有廃水を高速旋回式蒸発装置Ｄに投入する前に、この油分含有廃水に加圧浮上分離法等の油分分離操作を前処理として施し、油分の含有率を低下させた分離廃液を得て、この分離廃液を被処理液Ｌ０として高速旋回式蒸発装置Ｄに投入するようにしたが、油分含有廃水の性状によっては前処理を省略することもできる。
まず圧縮機９を起動して加熱缶１内に加熱蒸気Ｈを供給するものであり、長管１１を加熱した加熱蒸気Ｈは凝集して凝縮液Ｌ２となり、ドレン口１５から外部に排出される。
次いで真空ポンプＰを起動して被処理液Ｌ０及び液体成分Ｌ１の循環経路内の減圧を行い、被処理液Ｌ０の沸点低下を図り、この状態でバルブ８１の開度を調節して、前記分離廃液を被処理液Ｌ０としてノズル８２から蒸発缶２内に供給する。

すると被処理液Ｌ０は、戻り管路５を経由して加熱缶１に至って長管１１内に供給され、加熱蒸気Ｈから伝導される熱によって長管１１内部で沸騰し、発生した蒸気成分Ｓが長管１１内を上昇する際に、濃縮された状態の液体成分Ｌ１を引き上げる。
そしてこれら蒸気成分Ｓと液体成分Ｌ１とは長管１１内を上昇して排出口１３に至りここから吹込管路３内に入り込む。

次いで蒸気成分Ｓと液体成分Ｌ１とは、蒸発缶２における流入口２３から筐体２０内に流入するものであり、このとき図２に示すように、蒸発缶２は平面視で円形の横断面を有し、この蒸発缶２に対して吹込管路３が円形横断面の接線方向に流路を形成するように接続されているため、蒸発缶２内において液体成分Ｌ１の旋回流を生じさせることができる。なおこの実施例では前記旋回流の回転数は、小型の装置で２００００ｒｐｍ程度、大型の装置で１０００ｒｐｍ程度と、既存の装置と比べて高い値とすることができるため、遠心効果により液体成分Ｌ１の発泡が効果的に抑えられる。

そして蒸気成分Ｓは旋回流の状態で上方に向かうものであり、このとき蒸気成分Ｓ及び蒸気成分Ｓ中に含まれるミストＭ（液体成分Ｌ１の飛沫粒子や油分）は、遠心作用によって筐体２０の内壁近傍に位置することとなる。
やがて蒸気成分Ｓ及び蒸気成分Ｓ中に含まれるミストＭは、衝突板２４におけるフランジ２４ａによって上昇が阻害され、カラー２４ｂを乗り越えて排気口２１に向かうものであり、このときミストＭは衝突板２４にぶつかって液滴となり、蒸気成分Ｓから分離されることとなる。
更に前記衝突板２４によって分離されなかったミストＭは、内部デミスタ２５を通過する際に、メッシュ材２５ｂによって捕捉され、蒸気成分Ｓから分離されることとなる。

やがて蒸気成分Ｓは排気口２１から蒸気循環路６内を移動して外部デミスタ２６に至り、ここで更にミストＭの除去が成されて圧縮機９に至り、この圧縮機９の圧縮作用により高温の加熱蒸気Ｈとなって、蒸気口１４に供給され、長管１１を加熱した加熱蒸気Ｈは凝集して凝縮液Ｌ２となり、ドレン口１５から外部に排出される。このとき、凝縮液Ｌ２中には、油分が含まれないため、後処理が不要となるとともに、洗浄水等として再利用される。

一方、液体成分Ｌ１は流出口２２に至り、ここから戻り管路５内に移動するものであり、濃縮された状態の液体成分Ｌ１は、前記ノズル８２から供給された新たな被処理液Ｌ０を伴って再び加熱缶１における長管１１内に位置することとなる。なおこの際、濃縮された状態の液体成分Ｌ１は旋回流となっているため、新たに供給された液体原料Ｌと混ざり合うこととなり、濃度が均一となった状態で加熱缶１に供給され、複数の長管１１での流量が不均一になることがなく、液切れによる過熱や焦げ付きが生じず、更には突沸現象が防止される。このため濃縮液Ｌ３を、粘度が１００ｃｐ程度となる高濃度にまで濃縮することが可能となり、著しい減容化を図ることができる。
そして以上のような操作を継続し、液体成分Ｌ１が所望の濃度となった時点でバルブ５２を開放し、濃縮された状態の液体成分Ｌ１を濃縮液Ｌ３として外部に排出し、適宜後処理を施すようにする。

圧縮機を用いた高速旋回式蒸発装置を骨格的に示す側面図である。 蒸気缶に対する戻り管路の接続の様子を示す斜視図、平面図及び側面図である。 蒸発缶における衝突板及び内部デミスタの周辺を拡大して示す斜視図及び側面図である。 蒸気供給装置を用いた高速旋回式蒸発装置を骨格的に示す側面図である。 既存の高速旋回式蒸発装置を骨格的に示す側面図である。

符号の説明

Ｄ 高速旋回式蒸発装置
１ 加熱缶
１０ 筐体
１１ 長管
１２ 給液口
１３ 排出口
１４ 蒸気口
１５ ドレン口
２ 蒸発缶
２０ 筐体
２１ 排気口
２２ 流出口
２３ 流入口
２４ 衝突板
２４ａ フランジ
２４ｂ カラー
２５ 内部デミスタ
２５ａ 枠体
２５ｂ メッシュ材
２６ 外部デミスタ
２６ａ 筐体
２６ｂ 衝突板
２６ｃ メッシュ材
３ 吹込管路
３１ ダクト
５ 戻り管路
５１ 濃縮液排出口
５２ バルブ
６ 蒸気循環路
７ コンデンサ
８ 給液タンク
８１ バルブ
８２ ノズル
９ 圧縮機
９０ 蒸気供給装置
Ｈ 加熱蒸気
Ｌ０ 被処理液
Ｌ１ 液体成分
Ｌ２ 凝縮液
Ｌ３ 濃縮液
Ｍ ミスト
Ｐ 真空ポンプ
Ｓ 蒸気成分

Claims (3)

1. 加熱缶と蒸発缶との間を吹込管路及び戻り管路によって接続することにより循環経路を形成するとともに、前記加熱缶内に配した長管内に流入した液体原料を、この長管の外側に供給した加熱媒体からの伝導熱によって沸騰させることにより溶媒成分を蒸発させ、濃度の高まった液体成分と蒸気成分とを前記蒸発缶内に吹き込み、この蒸発缶内においてこれら液体成分と蒸気成分とを分離して高濃度の液体成分を得る蒸発装置において、前記蒸発缶は平面視で円形の横断面を有するものであり、この蒸発缶に対する前記吹込管路の接続形態は、蒸発缶内において液体成分及び蒸気成分の旋回流を生じされるように成され、更に前記蒸発缶における液体成分及び蒸気成分の流入口と、蒸気成分の排気口との間には、旋回流によって蒸発缶の内壁近傍に位置する蒸気成分が排気口に移動する際に、この蒸気成分中に含まれるミストを衝突させるための衝突板が具えられたことを特徴とする高速旋回式蒸発装置におけるミスト除去構造。
2. 前記蒸発缶内における衝突板の上方には、内部デミスタが具えられたことを特徴とする請求項１記載の高速旋回式蒸発装置におけるミスト除去構造。
3. 前記請求項１または２記載の高速旋回式蒸発装置におけるミスト除去構造を用いて処理する方法であって、前記液体原料として油分含有廃水を対象とし、この油分含有廃水を前記高速旋回式蒸発装置に投入することにより濃縮するとともに、このとき生じる蒸気成分中にミスト状態で存在する油分を蒸気成分から分離するように処理することを特徴とする含油廃水の処理方法。

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