JP2017018927A - Multi-utility type water producing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多重効用式造水装置に関するものである。 The present invention relates to a multi-effect fresh water generator.
海水淡水化プラントの一つである多重効用式造水装置は、逆浸透膜を使用する造水装置と比べて、海水の水質悪化に強く、保守点検が容易という長所を有する。一方で、多重効用式造水装置は、消費するエネルギーが大きいという短所も有する。このため、多重効用式造水装置のような消費するエネルギーが大きい海水淡水化プラントは、エネルギー資源の豊富な湾岸アラブ諸国などで、広く採用されている。 The multi-effect freshwater generator, which is one of the seawater desalination plants, has advantages in that it is more resistant to deterioration of seawater quality and easier to maintain and inspect than a freshwater generator using a reverse osmosis membrane. On the other hand, the multi-effect fresh water generator also has a disadvantage that it consumes a large amount of energy. For this reason, seawater desalination plants that consume large amounts of energy, such as multi-effect freshwater generators, are widely used in Gulf Arab countries and other countries with abundant energy resources.
このような多重効用式造水装置は、蒸発法により海水を淡水化する装置の一種、言い換えれば、海水の蒸発により得られる蒸気を冷却することにより、純水を得る装置の一種である。多重効用式造水装置は、海水を蒸発させるための多段の蒸発缶を備えるだけでなく、より効率的に純水を得るために、2段目以降の蒸発缶の1つにおける低圧の蒸気を昇圧して最前段の蒸発缶に供給するサーモコンプレッサも備える。サーモコンプレッサは、別途の蒸気である高圧の駆動蒸気により、低圧の蒸気を吸引するとともに昇圧させるものである。 Such a multi-effect fresh water generator is a kind of apparatus that desalinates seawater by an evaporation method, in other words, a kind of apparatus that obtains pure water by cooling steam obtained by evaporation of seawater. The multi-effect freshwater generator has not only a multi-stage evaporator for evaporating seawater, but also a low-pressure steam in one of the second and subsequent evaporators in order to obtain pure water more efficiently. It is also equipped with a thermocompressor that boosts pressure and supplies it to the first evaporator. The thermocompressor sucks and raises the pressure of low-pressure steam using high-pressure drive steam that is separate steam.
ところで、多重効用式造水装置のようなサーモコンプレッサを備える海水淡水化プラントでは、サーモコンプレッサが接続される蒸発缶をm段目とし、このm段目の蒸発缶から吸引される低圧の蒸気の流量をDとした場合、サーモコンプレッサを備えない多重効用式造水装置に比べて、得られる純水がm・Dだけ理論上増加する。すなわち、得られる純水を増加させるには、より後段の蒸発缶にサーモコンプレッサを接続し、且つ吸引される低圧の蒸気の流量Dを増加させることが考えらえる。このため、従来の海水淡水化プラントとして、サーモコンプレッサに吸引される低圧の蒸気の流量Dを増加させた海水淡水化装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 By the way, in a seawater desalination plant equipped with a thermocompressor such as a multi-effect fresh water generator, the evaporator connected to the thermocompressor is the mth stage, and the low-pressure steam sucked from the mth stage evaporator Assuming that the flow rate is D, the obtained pure water theoretically increases by m · D compared to a multi-effect fresh water generator not equipped with a thermocompressor. That is, in order to increase the obtained pure water, it is conceivable to connect a thermocompressor to a later stage evaporator and increase the flow rate D of the low-pressure steam sucked. For this reason, as a conventional seawater desalination plant, a seawater desalination apparatus has been proposed in which the flow rate D of low-pressure steam sucked into a thermocompressor is increased (see, for example, Patent Document 1).
一方で、より後段の蒸発缶に接続されたサーモコンプレッサは、吸引した低圧の蒸気をより昇圧させることが要求される。なぜなら、蒸発缶は多重効用式なので、より後段の蒸発缶ほど、蒸気がより低圧となるからである。このため、このようなサーモコンプレッサには、既存のサーモコンプレッサの性能を超える昇圧が要求されるので、既存のサーモコンプレッサを採用できない。したがって、既存のサーモコンプレッサを採用して簡素な構成とするためには、サーモコンプレッサに接続される蒸発缶が前段のものに制限されるので、得られる純水を十分に増加できず、結果として性能を向上させることができないという問題があった。 On the other hand, the thermocompressor connected to the later evaporator is required to increase the pressure of the sucked low-pressure steam. This is because the evaporator is a multiple effect type, and the vaporizer at a later stage has a lower pressure. For this reason, since such a thermocompressor requires a pressure increase exceeding the performance of the existing thermocompressor, the existing thermocompressor cannot be employed. Therefore, in order to adopt an existing thermocompressor and to have a simple configuration, the evaporator connected to the thermocompressor is limited to the previous one, so the obtained pure water cannot be increased sufficiently, and as a result There was a problem that the performance could not be improved.
そこで、本発明は、後段の蒸発缶における蒸気を昇圧させるのに既存のサーモコンプレッサが採用可能となることにより、簡素な構成で性能を向上させ得る多重効用式造水装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has an object to provide a multi-effect fresh water generator capable of improving performance with a simple configuration by adopting an existing thermocompressor to increase the pressure of steam in a subsequent evaporator. And
上記課題を解決するため、第1の発明に係る多重効用式造水装置は、複数段に配置された蒸発缶と、複数のサーモコンプレッサとを備える多重効用式造水装置であって、
上記蒸発缶が、外部からの原水を蒸発させるとともに、蒸気を冷却して凝縮させることで純水を得るように構成され、
上記複数のサーモコンプレッサが、2段目以降の蒸発缶の蒸気を吸引して昇圧させる吸引サーモコンプレッサと、この吸引サーモコンプレッサで昇圧された蒸気を吸引してさらに昇圧させてから最前段の蒸発缶に供給する供給サーモコンプレッサとを有するものである。
In order to solve the above-mentioned problem, a multi-effect fresh water generator according to the first invention is a multi-effect fresh water generator comprising evaporators arranged in a plurality of stages and a plurality of thermocompressors,
The evaporator is configured to evaporate raw water from outside and obtain pure water by cooling and condensing steam.
The plurality of thermocompressors sucks and boosts the vapor of the evaporators in the second and subsequent stages, and further evaporates after boosting the steam boosted by the suction thermocompressors, And a supply thermocompressor to be supplied to.
また、第2の発明に係る多重効用式造水装置は、第1の発明に係る多重効用式造水装置における複数のサーモコンプレッサが、3つ以上のサーモコンプレッサであり、上記吸引サーモコンプレッサで昇圧された蒸気を吸引して昇圧させてから供給サーモコンプレッサに吸引させる中間サーモコンプレッサを有するものである。 Further, in the multi-effect freshwater generator according to the second invention, the plurality of thermocompressors in the multi-effect freshwater generator according to the first invention is three or more thermocompressors, and the pressure is increased by the suction thermocompressor. It has an intermediate thermocompressor that sucks and raises the generated steam and sucks it to the supply thermocompressor.
さらに、第3の発明に係る多重効用式造水装置は、第1または第2の発明に係る多重効用式造水装置において、上記複数のサーモコンプレッサの全てに接続されて上記昇圧のための駆動蒸気を供給する駆動蒸気源を備えるものである。 Further, the multi-effect fresh water generator according to the third invention is the multi-effect fresh water generator according to the first or second invention, wherein the multi-effect fresh water generator is connected to all of the plurality of thermocompressors and driven for boosting. A driving steam source for supplying steam is provided.
上記多重効用式造水装置によると、後段の蒸発缶における蒸気を昇圧させるのに既存のサーモコンプレッサが採用可能となることにより、簡素な構成で性能を向上させることができる。 According to the multi-effect fresh water generator, the performance can be improved with a simple configuration because the existing thermocompressor can be used to increase the pressure of the vapor in the subsequent evaporator.
[実施の形態1]
以下、本発明の実施の形態1に係る多重効用式造水装置について図面に基づき説明する。
[Embodiment 1]
Hereinafter, a multi-effect fresh water generator according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings.
この多重効用式造水装置は、図1に示すように、外部からの原水(例えば海水である)から蒸発法により純水を得るための蒸発缶2が複数段2A〜2Zに配置されたものである。また、上記多重効用式造水装置1は、複数のサーモコンプレッサ3と、これらサーモコンプレッサ3を駆動するための駆動蒸気供給部9(駆動蒸気源の一例である)とを備える。
As shown in FIG. 1, this multi-effect fresh water generator has
各蒸発缶2の内部は、所定の高さ以上でデミスター7dが設けられた仕切壁7により、上流側の蒸発室4と、下流側の貯留室8とに区分けされる。
蒸発室4では、最前段2Aだと複数のサーモコンプレッサ3の1つ(詳しくは後述するが供給サーモコンプレッサ3Zである)から蒸気が伝熱管5に供給され、それ以外2B〜2Zだと直前段の蒸発缶2から蒸気が伝熱管5に供給される。一方で、この伝熱管5には、散布器6から原水が散布される。これにより、伝熱管5の蒸気は冷却されて一部が凝縮水になるとともに、散布された原水は一部が蒸発して蒸気になる。この蒸気は、蒸発室4だけでなく、デミスター7dを通って貯留室8にも充満する。散布された原水のうち、蒸発しなかったものは、濃縮原水として蒸発室4の下部に溜まる。一方で、伝熱管5の上記凝縮水は、純水として貯留室8の下部に溜まる。
The inside of each
In the
前後の蒸発室4は原水移送管10により接続され、前後の貯留室8は純水移送管11により接続される。最前段2Aの純水移送管11は、コンデンセイト管12に分岐する。最後段2Zの蒸発室4は濃縮原水を排出する濃縮原水排出管13に接続され、最後段2Zの貯留室8は純水を取り出す純水取出管14に接続される。なお、コンデンセイト管12にはコンデンセイトポンプ22が設けられ、濃縮原水排出管13にはブローダウンポンプ23が設けられ、純水取出管14には生産水ポンプ24が設けられる。
The front and
冷却原水は、最後段2Zの貯留室8における冷却原水供給管15に導かれて、その貯留室8の蒸気を冷却して凝縮水にする。これにより、冷却原水は、温度が上昇して、単に原水となる。この原水のうち、一部は原水排出管16により排出され、それ以外は上記原水排出管16から分岐するとともにメイクアップポンプ27が設けられた原水供給管17により各蒸発缶2の散布器6に供給される。なお、散布器6に供給される原水は、原水供給管17に設けられる加熱器(図示省略)などにより加熱される。
The raw cooling water is guided to the raw cooling
m段目(2段目以降であればよい)2Mの貯留室8の蒸気は、複数(本実施の形態1では2つ)のサーモコンプレッサ3により昇圧されて、最前段2Aの伝熱管5に供給される。これらサーモコンプレッサ3は、それぞれ、図2に示すように、蒸気を吸引する吸引部31と、駆動蒸気供給部9に接続されて駆動蒸気が供給される駆動部32と、これら吸引部31および駆動部32が設けられるボディ34と、このボディ34の下流側に設けられるスリーブ35と、このスリーブ35の下流側に接続されるディフューザ36とを有する。上記駆動部32は、ボディ34の内部に配置されるノズル部33を有する。このノズル部33は、ボディ34の内部における駆動蒸気の流れを超音速流にすることで、ボディ34の内部における圧力を低下させるものである。この圧力の低下により、蒸気が吸引部31から吸引される。
The steam in the m-th storage chamber 8 (must be the second and subsequent stages)
以下、本発明の要旨である複数のサーモコンプレッサ3の配置について説明する。
上記複数のサーモコンプレッサ3は、図1に示すように、m段目2Mの貯留室8の蒸気を吸引して昇圧させる吸引サーモコンプレッサ3Aと、この吸引サーモコンプレッサ3Aで昇圧された蒸気を吸引してさらに昇圧させてから最前段2Aの伝熱管5に供給する供給サーモコンプレッサ3Zとを有する。m段目2Mの貯留室8と吸引サーモコンプレッサ3Aの吸引部31とは蒸気吸引管18で接続され、吸引サーモコンプレッサ3Aのディフューザ36と供給サーモコンプレッサ3Zの吸引部31とは蒸気中継管20で接続され、供給サーモコンプレッサ3Zのディフューザ36と最前段2Aの伝熱管5とは蒸気供給管19で接続される。言い換えれば、上記複数のサーモコンプレッサ3は、多段に接続される。上記複数のサーモコンプレッサ3を構成する吸引サーモコンプレッサ3Aおよび供給サーモコンプレッサ3Zの駆動部32は、いずれも、1つの駆動蒸気供給部9に接続される。
Hereinafter, the arrangement of the plurality of
As shown in FIG. 1, the plurality of
これら蒸発缶2A〜2Zは多重効用式なので、図3に示すように、蒸発缶2における蒸気の温度Tおよび圧力Pは、最前段2Aから最後段2Zにかけて順に低くなる。このため、蒸発缶2における蒸気の圧力Pは、最前段2Aだと高く、吸引サーモコンプレッサ3Aで吸引されるm段目2Mだと低くなる。したがって、上記複数のサーモコンプレッサ3は、吸引した蒸気を、m段目2Mでの圧力から最前段2Aでの圧力まで昇圧させることが要求される。このm段目2Mがより後段の場合、要求される昇圧ΔPが大きくなるので、従来のような単一のサーモコンプレッサによる構成だと、既存のサーモコンプレッサ3では性能不足となるおそれがある。よって、本発明では、図3に示すように、上記要求される昇圧ΔPを複数のサーモコンプレッサ3A,3Zで分担することで、個々のサーモコンプレッサ3に要求される昇圧Δp1,Δp2を低減させ、既存のサーモコンプレッサ3を採用可能とする。
Since these
ここで、本発明では既存のサーモコンプレッサ3が採用可能となることについて、図4の実施例および図5の比較例を用いて説明する。
図4の実施例に係る多重効用式造水装置1は、上記実施の形態1に係る多重効用式造水装置1において、貯留室8の蒸気が吸引サーモコンプレッサ3Aにより吸引されるm段目2Mを、9段目2Iとしたものである。これに対し、図5の比較例に係る多重効用式造水装置は、上記実施例のような複数のサーモコンプレッサ3ではなく、単一のサーモコンプレッサにより構成されるものである。
Here, in the present invention, the fact that the existing
The multi-effect fresh water generator 1 according to the example of FIG. 4 is the m-
上記実施例および比較例の各蒸発缶2における蒸気の温度Tおよび圧力Pは、いずれも次の表1の通りである。
The steam temperature T and pressure P in each of the
このように、本発明の実施の形態1に係る多重効用式造水装置1によると、後段の蒸発缶2における蒸気を昇圧させるのに既存のサーモコンプレッサ3が採用可能となるので、簡素な構成で性能を向上させることができる。
As described above, according to the multi-effect fresh water generator 1 according to Embodiment 1 of the present invention, the existing
[実施の形態2]
本発明の実施の形態2に係る多重効用式造水装置1は、上記実施の形態1に係る多重効用式造水装置1において、複数のサーモコンプレッサ3を3つのサーモコンプレッサ3としたものである。
[Embodiment 2]
A multi-effect fresh water generator 1 according to
以下、上記実施の形態1と異なる部分に着目して説明するとともに、上記実施の形態1と同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
本発明の実施の形態2に係る多重効用式造水装置1における複数のサーモコンプレッサ3は、図6に示すように、吸引サーモコンプレッサ3Aおよび供給サーモコンプレッサ3Zの他に、中間サーモコンプレッサ3Bを有する。この中間サーモコンプレッサ3Bは、上記吸引サーモコンプレッサ3Aで昇圧された蒸気を吸引して昇圧させてから供給サーモコンプレッサ3Zに吸引させる。吸引サーモコンプレッサ3Aのディフューザ36と中間サーモコンプレッサ3Bの吸引部31とは第一蒸気中継管20Aで接続され、中間サーモコンプレッサ3Bのディフューザ36と供給サーモコンプレッサ3Zの吸引部31とは第二蒸気中継管20Bで接続される。
In the following, the description will be made by paying attention to portions different from those of the first embodiment, and the same components as those of the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
As shown in FIG. 6, the plurality of
本発明の実施の形態2に係る多重効用式造水装置1では、上記要求される昇圧ΔPを3つのサーモコンプレッサ3A,3B,3Zで分担することで、2つのサーモコンプレッサ3A,3Zで分担する場合に比べて、個々のサーモコンプレッサ3に要求される昇圧が一層低減される。このため、一層圧縮比の小さい既存のサーモコンプレッサ3が採用可能になる。また、図7に示すように、既存のサーモコンプレッサ3を採用して、一層後段(例えば最後段2Z)の蒸発缶2の蒸気を昇圧することが可能になる。
In the multi-effect fresh water generator 1 according to
このように、本発明の実施の形態2に係る多重効用式造水装置1によると、一層後段の蒸発缶2における蒸気を昇圧させるのに圧縮比の小さい既存のサーモコンプレッサ3が採用可能となるので、簡素な構成で一層性能を向上させることができる。
Thus, according to the multi-effect fresh water generator 1 according to
ところで、上記実施の形態2では、複数のサーモコンプレッサ3を3つのサーモコンプレッサ3として説明したが、4つ以上でもよい。この場合、中間サーモコンプレッサ3Bが複数となり多段に接続される。
In the second embodiment, the plurality of
1 多重効用式造水装置
2 蒸発缶
3 サーモコンプレッサ
3A 吸引サーモコンプレッサ
3B 中間サーモコンプレッサ
3Z 供給サーモコンプレッサ
5 伝熱管
8 貯留室
9 駆動蒸気供給部
18 蒸気吸引管
19 蒸気供給管
20 蒸気中継管
20A 第一蒸気中継管
20B 第二蒸気中継管
31 吸引部
32 駆動部
33 ノズル部
34 ボディ
35 スリーブ
36 ディフューザ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Multi-effect type
Claims (3)
上記蒸発缶が、外部からの原水を蒸発させるとともに、蒸気を冷却して凝縮させることで純水を得るように構成され、
上記複数のサーモコンプレッサが、2段目以降の蒸発缶の蒸気を吸引して昇圧させる吸引サーモコンプレッサと、この吸引サーモコンプレッサで昇圧された蒸気を吸引してさらに昇圧させてから最前段の蒸発缶に供給する供給サーモコンプレッサとを有することを特徴とする多重効用式造水装置。 A multi-effect fresh water generator comprising an evaporator arranged in a plurality of stages and a plurality of thermocompressors,
The evaporator is configured to evaporate raw water from outside and obtain pure water by cooling and condensing steam.
The plurality of thermocompressors sucks and boosts the vapor of the evaporators in the second and subsequent stages, and further evaporates after boosting the steam boosted by the suction thermocompressors, A multi-effect fresh water generator characterized by having a supply thermocompressor for supplying to the water.
The multi-effect fresh water generator according to claim 1 or 2, further comprising a driving steam source connected to all of the plurality of thermocompressors to supply driving steam for boosting.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2015140907A JP2017018927A (en) | 2015-07-15 | 2015-07-15 | Multi-utility type water producing apparatus |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108773869A (en) * | 2018-05-15 | 2018-11-09 | 大连理工大学 | A kind of low-temperature multi-effect is concentrated by evaporation the processing system and its processing method of high-salt wastewater |
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2015
- 2015-07-15 JP JP2015140907A patent/JP2017018927A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN108773869A (en) * | 2018-05-15 | 2018-11-09 | 大连理工大学 | A kind of low-temperature multi-effect is concentrated by evaporation the processing system and its processing method of high-salt wastewater |
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