JP2006511325A - 原液から純液を生成するための方法および装置 - Google Patents

原液から純液を生成するための方法および装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2006511325A
JP2006511325A JP2004561233A JP2004561233A JP2006511325A JP 2006511325 A JP2006511325 A JP 2006511325A JP 2004561233 A JP2004561233 A JP 2004561233A JP 2004561233 A JP2004561233 A JP 2004561233A JP 2006511325 A JP2006511325 A JP 2006511325A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
condenser
attached
evaporator
water tank
container system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2004561233A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4621943B2 (ja
JP2006511325A6 (ja
Inventor
ハウスマン,クルト
Original Assignee
ケーベーハー エンジニアリング ゲーエムベーハー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ケーベーハー エンジニアリング ゲーエムベーハー filed Critical ケーベーハー エンジニアリング ゲーエムベーハー
Publication of JP2006511325A publication Critical patent/JP2006511325A/ja
Publication of JP2006511325A6 publication Critical patent/JP2006511325A6/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4621943B2 publication Critical patent/JP4621943B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D1/00Evaporating
    • B01D1/0011Heating features
    • B01D1/0041Use of fluids
    • B01D1/0047Use of fluids in a closed circuit
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D1/00Evaporating
    • B01D1/0094Evaporating with forced circulation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/10Vacuum distillation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D5/00Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
    • B01D5/0033Other features
    • B01D5/0045Vacuum condensation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D5/00Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
    • B01D5/0078Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation characterised by auxiliary systems or arrangements
    • B01D5/0084Feeding or collecting the cooling medium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D5/00Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
    • B01D5/0078Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation characterised by auxiliary systems or arrangements
    • B01D5/009Collecting, removing and/or treatment of the condensate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C02F1/14Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation using solar energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination
    • Y02A20/138Water desalination using renewable energy
    • Y02A20/142Solar thermal; Photovoltaics
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/20Controlling water pollution; Waste water treatment
    • Y02A20/208Off-grid powered water treatment
    • Y02A20/212Solar-powered wastewater sewage treatment, e.g. spray evaporation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S203/00Distillation: processes, separatory
    • Y10S203/11Batch distillation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S203/00Distillation: processes, separatory
    • Y10S203/18Control

Abstract

【課題】
高い蒸発能力と良好な経済性を有する、原液から純液を生成するための方法および装置を提供する。
【解決手段】
蒸発装置(10)内で負圧下に原液を蒸発させ、蒸発装置(10)の蒸気出口に連結された凝縮装置(23)内で蒸気を凝縮することによって塩水等から淡水を生成する。蒸発装置(10)と凝縮装置(23)が相互に分離された状態で原液もしくは純液を充填され、引き続きそれぞれ完全密閉下に容積拡大によって負圧を付加され、蒸発装置(10)と凝縮装置(23)が負圧下の状態ではじめて互いに流れ的に連結される。

Description

本発明は、蒸発装置内で負圧下に原液を蒸発させ、蒸発装置の蒸気出口に連結された凝縮装置内で蒸気を凝縮することによって、原液から純液を生成し、特に塩水から淡水を生成するための方法に関する。
本発明はさらに、本方法を実施するのに適した装置であって、原液を供給可能かつその内部に負圧を生成可能な少なくとも1つの蒸発装置と、連結管路を介して少なくとも1つの上流側に配置される蒸発装置から蒸気を付加可能な少なくとも1つの凝縮装置とを有するものに関する。
この種の方法および装置が特許文献1により公知である。しかし、該従来装置では、蒸発装置と凝縮装置との間の連結管路が遮断可能でない。所要の負圧を生成するために蒸発装置は、少なくとも大気圧によって生成可能な水柱の高さだけ水面の上方に配置されて原液を充填された少なくとも1つのタンクと連結されており、このタンクは水中に浸漬される遮断可能な下降管路を備えている。下降管路を開放することによって液が流れ落ち、これにより蒸発装置の通気防止時に蒸発装置内に負圧が生成され、この負圧はここでは、開成した連結管路を介して凝縮装置に入り込む。この装置システムでは、タンクの高さ位置が必要であり、下降管路の下端が水中に浸漬する結果、装置の全体的な高さが比較的大きくなり、建設コストが比較的高くなる。それにもかかわらず、蒸発装置と凝縮装置との間に連結が存在する結果、達成可能な負圧は比較的僅かである。それに加えて、下降管路を浸漬した液中に気体放出等によって気泡の発生することがあり、気泡は下降管路の下端に溜まり、下降管路内を上昇することがあり、そのことから、達成可能な負圧がさらに損なわれることがある。
独国特許出願公開第3345937号明細書
そこでそのことから出発して本発明の課題は、低い沸点において高い蒸発能力、従って高い経済性が保証される冒頭に述べた種類の方法および装置を提供することである。
この課題は、前文に係る方法に関しては請求項1の特徴部分によって、また前文に係る装置に関しては請求項8の特徴部分によって解決される。
本発明の解決法によれば、単純な太陽集熱器等でも達成可能なように比較的低い温度で高い真空排気度、従って高い蒸発能力をもたらす。また、本発明の解決法は、有利なことに、きわめてコンパクトな、従ってメンテナンスし易い配置と装備の枠内でも実現することができる。それゆえに上記課題は、本発明によれば、極めて容易かつ安価に解決される。
主たる請求項に示した解決法の有利な実施形態と望ましい実施例は従属請求項に明示されている。蒸発装置は望ましくは加熱器とその下流側に配置される分離器とを備えることができる。そのことから、蒸発されるべき原水を分離器の外側で直接的または間接的に加熱することが可能となり、それゆえに高い設計自由度が得られる。
処理能力を高めるための他の有利な解決法として、凝縮運転中に凝縮装置を冷却してもよい。これに伴って発生する熱は、蒸発されるべき原水の予熱に利用することができる。
他の特別好ましい解決法として、凝縮運転中に凝縮装置が振動運動を励起されるようにしてもよい。これにより、熱還流、従って凝縮を損なう虞のある、水滴の凝縮装置の復水側への発生は防止される。むしろ振動運動によって、滴が迅速に流れ去り、復水側ではごく薄い水層が存在するだけとなることが達成される。
他の有利な解決法として、蒸発装置から来る蒸気が注入装置によって凝縮装置内に圧送されてもよい。それにより凝縮装置の内部で圧力上昇が可能となり、ひいては凝縮過程の促進に有利に作用する。
その他の有利な実施形態および望ましい実施例は残りの従属請求項に明示されており、図面を基に以下の実施例の説明から詳しく読み取ることができる。
本発明の主な応用分野は海水の脱塩、つまり塩水からの淡水生成である。それゆえに本発明に係る施設は望ましくは海の岸辺に設置されており、所要の塩水は事実上無尽蔵に海から取り出すことができる。
この種の施設は各1つの蒸発器側と凝縮器側とを含む。図1に一点鎖線の分離線Aが記されており、この分離線の右側に蒸発器側、その左側に凝縮器側がある。蒸発器側は上の開口した槽として構成される原水タンク1を含み、この原水タンクはポンプ2によって海水を供給可能である。原水タンク1の下にそれより低い位置に配置されるシリンダ‐ピストンユニット3があり、このシリンダ‐ピストンユニットはシリンダ内に配置されるピストン4を有する。このピストンはピストンロッド5を介して、液圧操作可能または好適には空圧操作可能な等行程シリンダ‐ピストンユニット7のピストン6と連結されている。このシリンダ‐ピストンユニットは、詳しくは図示しない好適な、ここでは圧油源の態様のエネルギー源に接続されており、制御スライダ8によって制御可能である。シリンダ‐ピストンユニット3はピストン4によって限定された作業室9を有し、この作業室は付設されたシリンダの内部でピストン4の運動によって拡大可能もしくは縮小可能である。
前記シリンダ‐ピストンユニット3の上に蒸発装置10を設ける。この蒸発装置10は加熱器11とその下流側に配置される分離器12とを備える。加熱器11は図示実施例において太陽集熱器として構成されており、太陽エネルギーによる直接的加熱が事実上得られる。しかし、加熱器を熱交換器に一体化し、例えば図2の右側に示したように二次加熱回路を介して加熱することも考えられる。水と蒸気との分離を引き起こす分離器12はレベルの点で加熱器11の上方で原水タンク1の下方にある。加熱器11および分離器12を備えた蒸発装置10と、シリンダ‐ピストンユニットの作業室9は、互いに連結されて外部に対して密閉された容器系を形成する。このため作業室9が加熱器11の下面に、加熱器11の上面が分離器12に、そして分離器12が作業室9に管路で連結されている。分離器12から作業室9に至る管路が分離器12の底から分岐している。加熱器11から分離器12に至る管路は分離器12の上側領域に通じている。
弁装置によって遮断可能な充填管路13が原水タンク1から作業室9の下面へと通じている。図示実施例では充填管路13に付設された弁配置が平行分岐を含み、分岐がそれぞれ1つの弁14もしくは15を備えており、この実施例では弁15は分離器12に付設されたレベル調節器16によって制御可能である。弁17によって遮断可能な排出短管13aが充填管路13の下側領域から分岐している。弁18によって遮断可能なベント短管19が分離器12の上側領域から分岐している。
凝縮器側は原水タンク1と同じレベルに配置される純水タンク20を含み、この純水タンクは、純水源に連結されて弁21によって遮断可能な送り管路22を介して純水を供給可能である。純水タンク20の下方にある凝縮装置23は本実施例ではチューブ形凝縮器24を備える。凝縮器24の下方にシリンダ‐ピストンユニット25があり、そのピストン26は作業室27を限定し、かつピストンロッド28を介して、主にシリンダ‐ピストンユニット7と同様に操作可能な等行程シリンダ‐ピストンユニット30のピストン29と連結されている。このシリンダ‐ピストンユニットはシリンダ‐ピストンユニット7と同じ圧媒源に連結しておくことができ、制御スライダ31によって制御可能である。
純水タンク20から充填管路32が作業室27の下側領域へと通じている。充填管路32は弁33によって遮断可能である。弁34によって遮断可能な排出短管32aが充填管路32から分岐している。弁35によって遮断可能なベント短管36が凝縮器24の入口から分岐している。凝縮器24の入口はさらに、逆止め弁38を設けられた吐出し管路37を介して純水タンク20と連結されている。逆止め弁38は、純水タンク20の方向に開口するよう構成されている。
凝縮器24と、シリンダ‐ピストンユニット25の作業室27は、外部に対して密閉可能な連結された容器系を形成する。このため作業室27が凝縮器24の下面に接続されている。ピストン26のこの場合右方向への運動によって達成可能な作業室27の最大容積拡大は、望ましくは、復水側の凝縮器24の収容能力よりも大きい。
ここでは凝縮器24に冷却装置が付設されている。図示実施例においてこの冷却装置は、その内面に蒸気を付加される凝縮器24の外面を付加する噴霧装置39を含み、この噴霧装置は付設された冷却水ポンプ40を介して冷却水、主に原水を付加可能である。このため冷却水ポンプ40に冷却水タンク41が付設されており、この冷却水タンクは原水タンク1から分岐した供給管路を介して原水を供給可能である。凝縮器24から流れ去る冷却水は凝縮器24を下から包む捕集槽42によって捕集され、この捕集槽から戻り管路が冷却水タンク41へと通じている。
凝縮器24の蒸気入口に付設された注入装置43は図3に関連してなお詳しく説明される。この注入装置は純水が付加されるベンチュリ管を含む。それゆえに注入装置43に供給管路44が付設されており、この供給管路は作業室27の吸込み側にあるポンプ45を備えている。注入装置43によって凝縮器24の内部で圧力上昇が達成され、そのことで凝縮効果が改善される。
凝縮効果をさらに改善するために凝縮器24は振動凝縮器として構成しておくことができ、凝縮運転中振動発生器46によって振動運動を励起され、そのことは図4に関連してなお詳しく説明される。
蒸発器側と凝縮器側は、分離器12の出口から分岐して凝縮器24の入口へと通じる連結管路47によって互いに連結されている。この連結管路は弁48によって遮断可能である。この弁は望ましくは、主にいわゆるPLC(プログラマブルロジックコントローラ)の態様の制御装置によって制御可能である。これは弁15、17、33にもあてはまる。その他の弁は望ましくは手動操作可能な弁として構成しておくことができる。
施設の運転開始のためまず原水タンク1が付設されたポンプ2によって海水を充填される。原水タンク1の溢流口に冷却水タンク41が接続されている。すべての弁が閉じており、手動ベント弁18のみが開かれる。シリンダ‐ピストンユニット3のピストン4は、図1に示唆したように、作業室9の最小容積に割り当てられたここでは左側のその端位置にある。手動弁14を開くことによって蒸発器側が注水され、原水がベント短管19から流出するに至る。その事態になるや、弁18、14が閉じられる。
凝縮器側の領域ではすべての自動弁と手動弁がさしあたり閉じている。次にまず純水タンク20は弁21を開くことによって約1/3が、外部から供給される純水で満たされる。引き続き弁21が再び閉じられる。引き続きベント弁35が開かれる。シリンダ‐ピストンユニット25のピストン26は作業室27の最小容積に割り当てられたここでは左側のその端位置にある。充填管路32中に配置される弁33を開くことによっていまや凝縮器系全体が注水され、水がベント短管36から流出するに至る。その事態になるや、弁35、33が閉じられる。
付設された制御スライダ8もしくは31が相応に制御もしくは操作されてシリンダ‐ピストンユニット7、30が作動することによってシリンダ‐ピストンユニット3、25のピストン4、26は図1に示す端位置とは反対側の端位置へと移され、これにより、ピストン4もしくは26によってそれぞれ限定された作業室9もしくは27はその最大容積に至るまで拡大される。その際蒸発器側では分離器12内の液位が図示した作業位置へと低下する。それに応じて、ピストン4の運動によって達成可能な容積拡大は分離器12の総収容能力よりも小さい。凝縮器側では液位は付設されたシリンダ‐ピストンユニット25の中間の下方にまで低下する。それに応じて、シリンダ‐ピストンユニット25のピストン26の運動によって達成可能な容積拡大は凝縮器24の内側、すなわち凝縮器側収容能力よりも大きい。前記事例において前記容積拡大は凝縮器24の収容能力の2倍以上に相当する。
作業室9と蒸発装置10もしくは作業室27と凝縮器24を含む容器系は外部に対して完全密閉されている。作業室9もしくは27の容積拡大によって、外部に対して完全密閉されたこれらの容器系内にほぼ完全な真空が生じ、もしくはいずれにしてもきわめて高い真空が生じる。そのことから、系全体内の水は既に比較的低い温度において沸騰することになる。
蒸発器11に供給される加熱エネルギー、この場合直接に供給される太陽エネルギーが、この沸騰過程を維持する。凝縮器側ではポンプ40のスイッチオンによって冷却装置が運転開始される。同時に、ポンプ45のスイッチオンによって注入装置43が運転開始される。連結管路47中に設けられる弁48を開くことによっていまや蒸気は分離器12から凝縮器24へと流れる。その際に注入装置43が圧力上昇を引き起こし、この圧力上昇は比較的高い温度での凝縮を可能とし、従って凝縮温度と凝縮器外面の温度との間の温度差も高める。それゆえに、図示実施例において原水を付加可能な噴霧装置39として構成される冷却装置はきわめて高い効率を達成し、そのことで凝縮能力がなお高まる。
凝縮器24の外面で蒸発する水は原水タンク1の溢流口から冷却水タンク41へと持続的に補充される。さらなる能力向上のために凝縮器24に送風機を付設しておくこともでき、これにより冷却塔効果を達成することができる。
冷却水タンク41内で塩の濃縮を避けるために、原水タンク1から到来する溢流はポンプ40の吸込み側領域に直接送られる。これにより、冷却回路の戻り路内で、原水タンク1から追加的に流れる水と同量の僅かに濃縮された塩水が、冷却水タンク41から分岐する溢流口内に流れる。
凝縮器24のさらなる能力向上のために振動発生器46を運転開始することができる。この振動発生器は、付設された凝縮器24を5〜20000Hzの振動数範囲内で振動励起できるように構成されている。これにより凝縮器24の有効性は著しく高めることができる。
分離器12内の沸騰する水のレベルは原水タンク1からの自動補充によって一定に保たれる。これに役立つのは分離器12に付設されるレベル調節器16であり、充填管路13中に配置される弁15がこのレベル調節器によって操作可能である。
凝縮器24内での継続的凝縮によって凝縮器側の液位は持続的に上昇する。このレベルが凝縮器24の下面に達したなら、好適なレベル監視器から発生される信号により、連結管路47中に配置される弁48が閉じ、制御スライダ31が切り換わることになり、これによりシリンダ‐ピストンユニット25のピストン26は作業室27の縮小方向に動かされる。これにより、溜まりくる凝縮され従って脱塩された水は逆止め弁38を備えた吐出し管路37を介して純水タンク20に押し込まれる。作業室27の最小容積に到達後に制御スライダ31が自動的に切り換わり、これによりピストン26は再び別の方向に動き、こうして高真空が再度生成される。引き続き連結管路47中の弁48を再び開くことができ、これにより新たなサイクルを開始できる。蒸発器側でも、冒頭に述べたように付設された容器系を密閉してシリンダ‐ピストンユニット3を操作することによって、真空を回復させることができる。
図2の配置が図1の配置と相違しているのは、2つの蒸発装置10a、10bと2つの凝縮装置23a、23bが設けられている点だけである。蒸発装置10aは弁48aを備えた連結管路47aによって凝縮装置23aと連結されている。蒸発装置10bは弁48bを備えた連結管路47bを介して凝縮装置23bと連結されている。各蒸発装置および各凝縮装置にそれぞれ1つのシリンダ‐ピストンユニット3a、3bもしくは25a、25bが付設されている。図1に比べての特殊性は、蒸発装置10aの加熱器11aがここでは直接加熱されるのでなく、上で既に触れたように間接的に加熱されることにある。このため熱交換器50が設けられており、その片側が蒸発装置10aの加熱器11aを形成し、反対側は太陽集熱器52を経由する二次加熱回路51内にある。蒸発装置10bの加熱器11bと凝縮装置23aの凝縮器はやはり熱交換器53を形成し、この熱交換器は凝縮装置23の凝縮熱が同時に、加熱器11bを流通する原水の加熱に利用されるようにする。熱交換器50もしくは53は望ましくはプレート熱交換器として構成しておくことができる。
凝縮装置の蒸気入口にはそれぞれ、既に上で触れたように、1つの注入装置43を付設しておくことができる。1例が図3に示してある。ここに示した注入装置43はベンチュリ管55を含み、このベンチュリ管は狭隘部を備えており、その内室に純水噴流が付加される。このため、注入装置43に付設された供給管路44は前記狭隘部の領域に噴流ノズル56を備えている。ベンチュリ管55は狭隘部の領域に半径方向凹部57を備えており、この凹部は周方向環状室58に至る連絡路を形成し、この環状室が連結管路47と連通している。ノズル56によって生成される純水噴流によって負圧が生成され、この負圧によって蒸気は環状室58から半径方向凹部57を介して内方に引かれ、付設された凝縮器24に押し込まれる。この凝縮器は図示実施例ではチューブ形凝縮器であり、内側に蒸気を付加され、外側は空気または付加的冷却材で冷却することができる。
特別良好な凝縮能力を達成できるのは、やはり上で既に触れたように、凝縮運転中に振動発生器46によって凝縮器が振動運動を励起されることによってである。こうして、凝縮を損なうであろうような水滴が凝縮器管等の内面に生じ得ることは防止される。
図4が示す凝縮器24は振動運動を励起することができる。このため凝縮器24は一方で揺動支承され、他方で振動発生器46と連結されている。図示実施例において凝縮器24はその上端領域で水平軸59の周りを揺動可能に、架枠に固定された支承ブロック60に懸架され、その下端領域では、架枠に固定配置された振動発生器46と連結されている。この振動発生器に戻しばね61が付設されている。凝縮器24は入口側および出口側に軟質管路接続口62を備えており、それを介して、固定設置された管路と連結可能である。
振動発生器46で生成可能な振動の振動数は5〜20000Hzの範囲内とすることができる。最適な振動数は個別事例において実験で突き止めねばならない。振動数を一層好適に選択する場合、60%までの凝縮器の有効性向上を達成することができる。その原因は、凝縮器管の内面に沈殿する水が振動運動の結果として大きな滴を形成する前に流れ去り、これにより水によって引き起こされる断熱が防止され、従って凝縮器管による熱貫流が改善されることにある。
1つの蒸発装置と1つの凝縮装置とを備えた海水脱塩施設の機能図式である。 複数の蒸発装置および凝縮装置を備えた海水脱塩施設の機能図式である。 凝縮装置に付設された注入装置の断面図である。 振動可能な凝縮器の側面図である。
符号の説明
1,20 原水タンク
3, 25 ポンプユニット
4, 26 摺動ピストン
6,29 ピストン
7,30 等行程駆動ユニット
9,27 作業室
10, 10a 蒸発装置
11, 11b 加熱器
12 分離器
13 充填管路
19,36 ベント装置
20 純水タンク
23, 23a 凝縮装置
37 管路
43 注入装置
46 振動発生器
47 連結管路
48 遮断装置
58 環状室
62 軟質管路接続口


Claims (22)

  1. 蒸発装置(10)内で負圧下に原液を蒸発させ、蒸発装置(10)の蒸気出口に連結された凝縮装置(23)内で蒸気を凝縮することによって、原液から純液を生成し、特に塩水から淡水を生成するための方法において、蒸発装置(10)と凝縮装置(23)が相互に分離された状態で原液もしくは純液を充填され、引き続きそれぞれ完全密閉下に容積拡大によって負圧を付加され、蒸発装置(10)と凝縮装置(23)が負圧下の状態ではじめて互いに流れ的に連結されることを特徴とする方法。
  2. 原液が加熱器(11)内で加熱され、加熱器(11)に付設された分離器(12)内で蒸気が原液から分離されることを特徴とする、請求項1記載の方法。
  3. 凝縮運転中に凝縮装置(23)が冷却されることを特徴とする、請求項1又は2記載の方法。
  4. 凝縮装置(23)から取り出される純液を利用して蒸気が凝縮装置(23)内に注入されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項記載の方法。
  5. 凝縮運転中に凝縮装置(23)が振動運動を励起されることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項記載の方法。
  6. 高い位置に置かれた原水タンク(1)から蒸発装置(10)が充填され、必要なら補充されることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項記載の方法。
  7. 高い位置に置かれた原水タンク(20)から凝縮装置(23)が充填され、凝縮された水が容積縮小によってこの原水タンク内に押しのけられることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項記載の方法。
  8. 原液から純液を生成するための、特に塩水から淡水を生成するための装置であって、原液を供給可能であると共に内部で負圧を生成可能な少なくとも1つの蒸発装置(10)と、連結管路(47)を介して少なくとも1つの上流側に配置される蒸発装置(10)から蒸気を供給可能な少なくとも1つの凝縮装置(23)とを有するものにおいて、各蒸発装置(10)が、寸法を変更可能な作業室(9)を有して蒸発装置の下側領域に接続されたポンプユニット(3)とで容器系を形成し、この容器系が作業室(9)の縮小時に原液を充填可能であると共に完全密閉状態で作業室(9)の拡大によって負圧を付加可能であり、
    凝縮装置(23)の復水に付設された側が、寸法を変更可能な作業室(27)を有して凝縮装置の下側領域に接続されたポンプユニット(25)とで容器系を形成し、この容器系が作業室(27)の縮小時に純液を充填可能、また完全密閉状態で作業室(27)の拡大によって負圧を付加可能であり、
    前記連結管路(47)中に遮断装置(48)が設けられており、この遮断装置が該連結管路(47)を前記作業室(9もしくは27)の最大拡大時にのみ解放することを特徴とする装置。
  9. 蒸発装置(10)が少なくとも1つの加熱器(11)とその下流側に配置される分離器(12)とを含むことを特徴とする、請求項8記載の装置。
  10. 蒸発装置(10)を含む容器系に、高い位置に置かれる原水タンク(1)が付設されており、この原水タンクが、遮断可能な充填管路(13)を介して、付設された容器系の下側領域と連結されており、この容器系が、その上側領域から分岐する遮断可能なベント装置(19)を有することを特徴とする、請求項8または9記載の装置。
  11. 凝縮装置(23)の凝縮器側を含む容器系に、高い位置に置かれる純水タンク(20)が付設されており、この純水タンクが、遮断可能な充填管路(32)を介して、付設された容器系の下側領域と連結されると共に、純水タンク(20)方向に開口した逆止め弁(38)を備えた吐出し管路(37)を介して、付設された容器系の上側領域と連結されており、この容器系が、その上側領域から分岐する遮断可能なベント装置(36)を有することを特徴とする、請求項8〜10のいずれか1項に記載の装置。
  12. 凝縮器側容器系に付属するポンプユニット(25)の作業室(27)の可能な拡大容積が、付属する凝縮装置(23)の収容能力よりも大きく、好適には2倍以上大きいことを特徴とする、請求項8〜11のいずれか1項記載の方法。
  13. 蒸発器側容器系に付属するポンプユニット(3)の作業室(9)の拡大容積が、最大でも付属する蒸発装置の分離器(12)の収容能力に等しく、好適にはそれよりも小さいことを特徴とする、請求項8〜12のいずれか1項記載の方法。
  14. 各ポンプユニット(3、25)がシリンダ内に配置される各1つの摺動ピストン(4、26)を有し、この摺動ピストンが等行程駆動ユニット(7、30)の、シリンダ内に配置されて好適には液圧圧媒を供給可能なピストン(6、29)と連結されていることを特徴とする、請求項8〜13のいずれか1項記載の装置。
  15. 蒸発装置(10)の加熱器(11)が直接的または間接的に加熱可能であることを特徴とする、請求項8〜14のいずれか1項記載の装置。
  16. 加熱器(11)が太陽集熱器として構成され、または加熱器(11)に太陽集熱器(52)が付設されていることを特徴とする、請求項8〜15のいずれか1項記載の装置。
  17. 加熱器(11b)が熱交換器(53)に一体化されており、この熱交換器の反対側が別の蒸発装置(10a)の凝縮装置(23a)として構成されていることを特徴とする、請求項8〜15のいずれか1項記載の装置。
  18. 熱交換器(53)がプレート熱交換器として構成されていることを特徴とする、請求項16記載の装置。
  19. 原液を付加可能な冷却水回路に接続された冷却装置が好適には噴霧装置(39)の態様で凝縮装置(23)に付設されていることを特徴とする、請求項8〜16のいずれか1項記載の装置。
  20. 凝縮装置(23)の蒸気入口に付設された注入装置(43)がベンチュリ管(55)を有し、このベンチュリ管の純液噴流を供給可能な内室が、狭隘部領域に設けられる入口(57)を介して、蒸気を付加可能な環状室(58)と連結されていることを特徴とする、請求項8〜19のいずれか1項記載の装置。
  21. 凝縮装置(23)が揺動支承され、かつ振動発生器(46)と連結されていることを特徴とする、請求項8〜20のいずれか1項記載の装置。
  22. 振動発生器(46)に連結された凝縮装置(23)が入口側および出口側に軟質管路接続口(62)を備えていることを特徴とする、請求項21記載の装置。

JP2004561233A 2002-12-21 2003-12-06 原液から純液を生成するための方法および装置 Expired - Fee Related JP4621943B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10260494A DE10260494B3 (de) 2002-12-21 2002-12-21 Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung einer Reinflüssigkeit aus einer Rohflüssigkeit
DE10260494.0 2002-12-21
PCT/EP2003/013824 WO2004056442A1 (de) 2002-12-21 2003-12-06 Verfahren und vorrichtung zur erzeugung einer reinflüssigkeit aus einer rohflüssigkeit

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2006511325A true JP2006511325A (ja) 2006-04-06
JP2006511325A6 JP2006511325A6 (ja) 2006-07-20
JP4621943B2 JP4621943B2 (ja) 2011-02-02

Family

ID=30010654

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004561233A Expired - Fee Related JP4621943B2 (ja) 2002-12-21 2003-12-06 原液から純液を生成するための方法および装置

Country Status (11)

Country Link
US (1) US7670463B2 (ja)
EP (1) EP1572313B1 (ja)
JP (1) JP4621943B2 (ja)
CN (1) CN100376304C (ja)
AT (1) ATE408441T1 (ja)
AU (1) AU2003296621A1 (ja)
DE (2) DE10260494B3 (ja)
ES (1) ES2314291T3 (ja)
PT (1) PT1572313E (ja)
RU (1) RU2336924C2 (ja)
WO (1) WO2004056442A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010123209A2 (ko) * 2009-04-24 2010-10-28 Lee Won-Song 해수 담수화용 증류기의 정류칼럼장치 제조방법
WO2018008392A1 (ja) * 2016-07-05 2018-01-11 速緒 伊藤 減溶化装置

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10260494B3 (de) 2002-12-21 2004-02-05 Kbh Engineering Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung einer Reinflüssigkeit aus einer Rohflüssigkeit
CN101102967A (zh) 2004-09-14 2008-01-09 阿跨迪内股份有限公司 水蒸馏系统
AU2005284685B2 (en) * 2004-09-14 2009-12-10 Eestech, Inc. Water distillation system
DE202005007278U1 (de) * 2005-05-06 2005-08-04 Kbh Engineering Gmbh Vorrichtung zur Erzeugung einer Reinflüssigkeit aus einer Rohflüssigkeit
WO2008137982A2 (en) * 2007-05-08 2008-11-13 Swenholt Heimer C Method and apparatus for treatment of impotable water
CN101538071B (zh) * 2009-04-08 2011-03-16 倪忠德 节能型海水制淡装置
BR112012014433A2 (pt) 2009-12-15 2017-04-04 Univ Rice William M geração de eletricidade
CN101913670B (zh) * 2010-07-30 2013-04-03 杭州天升实业有限公司 太阳能海水淡化装置
DE102010051587A1 (de) * 2010-11-16 2012-05-16 Karl-Heinz Prywerek Trinkwasseraufbereitung nach dem Verdunstungsprinzip
US9863662B2 (en) 2010-12-15 2018-01-09 William Marsh Rice University Generating a heated fluid using an electromagnetic radiation-absorbing complex
US20130306463A1 (en) * 2010-12-15 2013-11-21 William Marsh Rice University Purifying a fluid using a heat carrier comprising an electromagnetic radiation-absorbing complex
US9222665B2 (en) 2010-12-15 2015-12-29 William Marsh Rice University Waste remediation
CN102241420B (zh) * 2011-05-30 2012-11-21 仇晓丰 太阳能海水淡化装置及其海水淡化方法
US9770673B2 (en) 2011-06-08 2017-09-26 Ail Research Inc. Apparatus for diffusion-gap thermal desalination
CN102730779A (zh) * 2012-07-24 2012-10-17 天津城市建设学院 一种太阳能零液体排放海水淡化装置和方法
US20140209522A1 (en) * 2013-01-28 2014-07-31 Joseph Peter Krieger Mobile well water desalinization system and method of operation
EP2839870A1 (en) * 2013-08-21 2015-02-25 Rafaël Van Bogaert Distillation plant, desalinisation plant, and method of distilling water.
RU2567615C1 (ru) * 2014-08-12 2015-11-10 Юрий Васильевич Дробышевский Способ получения обессоленной воды и устройство для его осуществления
US9828272B2 (en) 2014-10-23 2017-11-28 Jkkg, Llc Mobile wastewater treatment system
RU2598087C1 (ru) * 2015-03-25 2016-09-20 Общество с ограниченной ответственностью научно-технический центр "АРГО" (ООО НТЦ "АРГО") Способ опреснения морской воды
CN105148549B (zh) * 2015-07-29 2017-05-03 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种溶剂分类回收装置及其分类回收方法
CN106039740B (zh) * 2016-07-11 2018-01-12 江苏乐科节能科技股份有限公司 机械蒸汽再压缩消泡蒸发系统及工作方法
CN109011663A (zh) * 2018-10-10 2018-12-18 广州酒家集团利口福食品有限公司 一种绿叶蔬菜护绿剂生产线的浓缩装置
CN109231327B (zh) * 2018-10-29 2020-02-21 山东大学 一种环路热管海水淡化系统
CN113354015B (zh) * 2021-05-06 2022-09-16 浦恩远 一种自动化水样汞蒸气吹脱浓缩装置
DE102021117056A1 (de) * 2021-07-01 2023-01-05 Sascha Kühl Wasseraufbereitungsanlage

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03196889A (ja) * 1989-12-26 1991-08-28 Taiko Kikai Kogyo Kk 簡易造水器
JPH06226244A (ja) * 1992-07-08 1994-08-16 Nobuo Hayashi 廃液処理装置
JPH07507711A (ja) * 1992-03-23 1995-08-31 エフエスアール パテンティド テクノロジィーズ,リミテッド 液体浄化/蒸留装置
JP2000325946A (ja) * 1999-05-25 2000-11-28 Ebara Corp 塩水淡水化装置
JP2002239536A (ja) * 2001-02-21 2002-08-27 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 海水淡水化装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR19740E (fr) 1913-06-20 1915-07-06 Maurice Bouchet Système moteur transportable et réglable
US1594296A (en) * 1921-11-09 1926-07-27 Louis E Lee Apparatus for distilling oils
US2682499A (en) * 1950-03-20 1954-06-29 Kraft Foods Co High vacuum distillation and drying system
LU45940A1 (ja) * 1964-01-14 1964-06-24
US4440601A (en) * 1980-01-28 1984-04-03 Jerome Katz Method and apparatus for high volume fractional distillation of liquids
FR2493171A1 (fr) * 1980-11-06 1982-05-07 Bailet Victor Bouilleur-evaporateur-concentrateur-distillateur atmospherique basse pression faible temperature
DE3345937A1 (de) * 1983-12-20 1985-07-04 Kurt 8901 Königsbrunn Hausmann Vorrichtung zur erzeugung eines kondensats
US4613412A (en) * 1984-11-26 1986-09-23 Wastesaver Corporation Evacuator system and process for an evaporative recovery system
US5242548A (en) * 1988-08-19 1993-09-07 Youngner Philip G Vacuum distillation apparatus
DE3830647A1 (de) 1988-09-09 1990-03-22 Adolf Prof Dr Rer Nat Weber Wassergewinnung aus der natuerlichen luftfeuchte zum pflanzenanbau, zur tierzucht und fuer den menschlichen bedarf
US5241092A (en) * 1991-05-13 1993-08-31 Praxair Technology, Inc. Deodorizing edible oil and/or fat with non-condensible inert gas and recovering a high quality fatty acid distillate
US5248394A (en) 1992-03-23 1993-09-28 Fsr Patented Technologies, Ltd. Liquid purifying/distillation device
US5980695A (en) * 1996-11-14 1999-11-09 Transglobal Industrial Services, Inc. Apparatus for vacuum distillation of solvents
DE19737717C2 (de) * 1997-08-29 1999-09-09 Knf Neuberger Gmbh Verfahren zum Steuern des Siededrucks in einem Rotationsverdampfer sowie Rotationsverdampfer zur Durchführung dieses Verfahrens
DE10260494B3 (de) 2002-12-21 2004-02-05 Kbh Engineering Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung einer Reinflüssigkeit aus einer Rohflüssigkeit

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03196889A (ja) * 1989-12-26 1991-08-28 Taiko Kikai Kogyo Kk 簡易造水器
JPH07507711A (ja) * 1992-03-23 1995-08-31 エフエスアール パテンティド テクノロジィーズ,リミテッド 液体浄化/蒸留装置
JPH06226244A (ja) * 1992-07-08 1994-08-16 Nobuo Hayashi 廃液処理装置
JP2000325946A (ja) * 1999-05-25 2000-11-28 Ebara Corp 塩水淡水化装置
JP2002239536A (ja) * 2001-02-21 2002-08-27 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 海水淡水化装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010123209A2 (ko) * 2009-04-24 2010-10-28 Lee Won-Song 해수 담수화용 증류기의 정류칼럼장치 제조방법
WO2010123209A3 (ko) * 2009-04-24 2011-01-20 Lee Won-Song 해수 담수화용 증류기의 정류칼럼장치 제조방법
WO2018008392A1 (ja) * 2016-07-05 2018-01-11 速緒 伊藤 減溶化装置

Also Published As

Publication number Publication date
PT1572313E (pt) 2008-12-19
DE50310531D1 (de) 2008-10-30
EP1572313B1 (de) 2008-09-17
JP4621943B2 (ja) 2011-02-02
AU2003296621A1 (en) 2004-07-14
RU2336924C2 (ru) 2008-10-27
RU2005123150A (ru) 2006-06-10
DE10260494B3 (de) 2004-02-05
CN100376304C (zh) 2008-03-26
EP1572313A1 (de) 2005-09-14
WO2004056442A1 (de) 2004-07-08
ATE408441T1 (de) 2008-10-15
US7670463B2 (en) 2010-03-02
CN1729037A (zh) 2006-02-01
ES2314291T3 (es) 2009-03-16
US20060113179A1 (en) 2006-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4621943B2 (ja) 原液から純液を生成するための方法および装置
JP2006511325A6 (ja) 原液から純液を生成するための方法および装置
US7174732B2 (en) Cooling control device for condenser
US7131290B2 (en) Non-condensing gas discharge device of condenser
US6010599A (en) Compact vacuum distillation device
EP1614866A2 (en) Device for controlling liquid level position within condenser in rankine cycle apparatus
MX2013002224A (es) Un sistema de control de contaminante en un sistema de tratamiento de agua por evaporacion.
KR100854089B1 (ko) 폐수용 진공 증발농축 재생장치
JP7115680B2 (ja) 淡水化及び温度差発電システム
JP2008183512A (ja) 減圧蒸留再生装置
KR20010074933A (ko) 흡수냉동기
JP7029807B2 (ja) 吸収冷凍および空調装置
JP4027303B2 (ja) ランキンサイクル装置
US7347918B2 (en) Energy efficient evaporation system
RU64200U1 (ru) Дистиллятор
EP1624269A2 (en) Cooling control device for condenser
WO2004069370A1 (ja) 液体封止装置、液体封止減圧装置、この液体封止減圧装置を用いた蒸発装置、凝縮装置、不凝縮ガス除去装置、蒸発凝縮装置、熱エネルギ源分離装置、冷水製造装置、淡水化装置、および発電装置
RU2184592C2 (ru) Способ получения пресной воды и опреснитель для его осуществления
GB2586768A (en) System and method for simultaneous evaporation and condensation in connected vessels
KR20160054652A (ko) 증기분사 진공 냉각장치의 하이브리드 시스템
JP2008045787A (ja) 気化冷却装置
JP2005121344A (ja) 凝縮器の冷却制御装置
KR101642842B1 (ko) 해수 농축 및 석출 시스템
JP4027298B2 (ja) 凝縮器の不凝縮性ガス排出装置
JP4231794B2 (ja) 油水分離装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061127

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091221

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100323

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100701

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100823

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100823

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100913

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20101013

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20101013

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20101013

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131112

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees