JP2018183741A - 固液分離システム及び固液分離方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
固液分離システム(100a)は、被処理物を収容する処理槽(2)、第1の熱交換器(3)、第2の熱交換器(4)、物質A供給手段(7)、回収タンク(8)、第1の熱交換器(3)、第2の熱交換器(4)、圧縮機(5)及び膨張弁(6)を有する閉じられた系、この系を状態変化しながら循環する物質Bを有する。常温常圧で気体であり、液化すると油を溶解可能であり、かつ、水を溶解しない物質Aは、第1の熱交換器(3)で油と分離しながら気化し、第2の熱交換器(4)で液化し、液化した物質Aが物質A供給手段(7)によって処理槽(2)に供給される。第1の熱交換器(3)から回収タンク(8)に油を回収する。
【選択図】図1
Description
Claims (20)
- 水と、油と、固体とを含む被処理物から、常温常圧で気体であり、液化すると前記油を溶解可能であり、かつ、前記水を溶解しない物質Aを用いて前記被処理物から前記油を分離して回収するための固液分離システムにおいて、
前記被処理物を収容する処理槽と、
前記処理槽において得られた前記油と前記物質Aの混合物に含まれる前記物質Aを気化する第1の熱交換器と、
前記第1の熱交換器で気化した前記物質Aを液化する第2の熱交換器と、
前記液化した物質Aを前記第2の熱交換器から前記処理槽を通って前記第1の熱交換器に供給する物質A供給手段と、
前記第1の熱交換器に接続された回収タンクと、
前記第1の熱交換器、前記第2の熱交換器、圧縮機及び膨張弁を有する閉じられた系と、
前記閉じられた系を状態変化しながら循環する物質Bと、を有し、
前記第1の熱交換器は、前記圧縮機で圧縮された前記物質Bを凝縮して前記物質Bの凝縮熱と前記物質Aの蒸発熱を交換し、
前記膨張弁は、凝縮した前記物質Bを減圧し、
前記第2の熱交換器は、前記物質Bの蒸発熱と前記物質Aの凝縮熱を交換し、
前記第1の熱交換器で前記油と分離しながら気化した前記物質Aが前記第2の熱交換器で液化し、液化した前記物質Aが前記物質A供給手段によって前記処理槽に供給され、
前記物質A供給手段による前記物質Aの供給を中断し、前記物質Bの循環を継続することで、前記第1の熱交換器から前記回収タンクに前記油を回収する構成を有することを特徴とする固液分離システム。 - 請求項1記載の固液分離システムにおいて、
液化した前記物質Aに対する水の溶解度が20℃で1g/L以下であることを特徴とする固液分離システム。 - 請求項1記載の固液分離システムにおいて、
前記物質Aの沸点が−100℃以上10℃以下であることを特徴とする固液分離システム。 - 請求項1記載の固液分離システムにおいて、
前記物質Aの常温における飽和蒸気圧が2MPa以下であることを特徴とする固液分離システム。 - 請求項1記載の固液分離システムにおいて、
前記物質Aがプロパン、ノルマルブタン、イソブタン及びネオペンタンのうちの少なくとも1つを主成分とすることを特徴とする固液分離システム。 - 請求項1記載の固液分離システムにおいて、
設置位置が高い方から順に、前記第2の熱交換器、前記処理槽及び前記第1の熱交換器となるように配置されており、
前記物質A供給手段が重力によって液化した前記物質Aを前記第2の熱交換器から前記処理槽を通って前記第1の熱交換器に供給することを特徴とする固液分離システム。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の固液分離システムにおいて、
前記第1の熱交換器と前記処理槽を接続し、前記第1の熱交換器で気化した前記物質Aを前記処理槽に供給する配管と、
前記処理槽と前記第1の熱交換器との間の配管に設けられた蓄圧器と、を有し、
前記第1の熱交換器から前記配管を通って前記処理槽に供給された気化した前記物質Aによって前記処理槽の液化した前記物質Aが排出されて前記蓄圧器に回収される構成を有すること特徴とする固液分離システム。 - 請求項7記載の固液分離システムにおいて、
さらに、前記第1の熱交換器と前記処理槽を接続する前記配管に設けられた圧縮機を有すること特徴とする固液分離システム。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の固液分離システムにおいて、
前記第2の熱交換器と前記処理槽との間の配管に設けられたヒーターと、
前記処理槽と前記第1の熱交換器との間の配管に設けられた蓄圧器と、を有し、
前記ヒーターによって前記ヒーターが設けられた配管内の気化した前記物質Aが前記処理槽に供給され、前記処理槽の液化した前記物質Aが排出されて前記蓄圧器に回収される構成を有すること特徴とする固液分離システム。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の固液分離システムにおいて、
前記第2の熱交換器と前記処理槽との間の配管に設けられた第1の蓄圧器と、
前記第1の蓄圧器に設けられたヒーターと、
前記処理槽と前記第1の熱交換器との間の配管に設けられた第2の蓄圧器と、を有し、
前記第2の熱交換器から前記第1の蓄圧器に液化した前記物質Aが供給され、前記ヒーターによって前記第1の蓄圧器に収容された液化した前記物質Aが気化し、気化した前記物質Aが前記処理槽に供給され、前記処理槽の液化した前記物質Aが排出されて前記第2の蓄圧器に回収される構成を有すること特徴とする固液分離システム。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の固液分離システムにおいて、
前記処理槽に設けられたヒーターと、
前記処理槽と前記第1の熱交換器との間の配管に設けられた蓄圧器と、を有し、
前記ヒーターによって前記処理槽の液化した前記物質Aが気化し、気化した前記物質Aが前記処理槽に供給され、前記処理槽の液化した前記物質Aが排出されて前記蓄圧器に回収される構成を有すること特徴とする固液分離システム。 - 水と、油と、固体とを含む被処理物から、常温常圧で気体であり、液化すると前記油を溶解可能であり、かつ、前記水を溶解しない物質Aを用いて前記被処理物から前記油を分離して回収するための固液分離方法において、
前記物質Aを液体の状態で前記被処理物に供給し、前記物質Aに前記油が溶解した混合物を得る工程と、
前記混合物を加熱して前記混合物に含まれる前記物質Aを気化し、前記物質Aと前記油を分離して前記油を回収する工程と、
気化した前記物質Aを冷却して液化し、再び前記被処理物に供給する工程と、を有し、
前記物質Aの気化及び液化は、閉じられた系内で圧縮、凝縮、膨張及び蒸発を繰り返す物質Bと熱交換することで行うことを特徴とする固液分離方法。 - 液体と固体とを含む被処理物から、常温常圧で気体であり、液化すると前記液体を溶解可能な物質Aを用いて前記被処理物から前記液体を分離して回収するための固液分離システムにおいて、
前記被処理物を収容する処理槽と、
前記処理槽において得られた前記液体と前記物質Aの混合物に含まれる前記物質Aを気化する第1の熱交換器と、
前記第1の熱交換器で気化した前記物質Aを液化する第2の熱交換器と、
前記液化した物質Aを前記第2の熱交換器から前記処理槽を通って前記第1の熱交換器に供給する物質A供給手段と、
前記第1の熱交換器に接続された回収タンクと、
前記第1の熱交換器、前記第2の熱交換器、圧縮機及び膨張弁を有する閉じられた系と、
前記閉じられた系を状態変化しながら循環する物質Bと、を有し、
前記第1の熱交換器は、前記圧縮機で圧縮された前記物質Bを凝縮して前記物質Bの凝縮熱と前記物質Aの蒸発熱を交換し、
前記膨張弁は、凝縮した前記物質Bを減圧し、
前記第2の熱交換器は、前記物質Bの蒸発熱と前記物質Aの凝縮熱を交換し、
前記第1の熱交換器で前記液体と分離しながら気化した前記物質Aが前記第2の熱交換器で液化し、液化した前記物質Aが前記物質A供給手段によって前記処理槽に供給され、
前記物質A供給手段による前記物質Aの供給を中断し、前記物質Bの循環を継続することで、前記第1の熱交換器から前記回収タンクに前記液体を回収する構成を有し、
設置位置が高い方から順に、前記第2の熱交換器、前記処理槽及び前記第1の熱交換器になるように配置されており、
前記物質A供給手段は、重力によって液化した前記物質Aを前記第2の熱交換器から前記処理槽を通って前記第1の熱交換器に供給することを特徴とする固液分離システム。 - 請求項13記載の固液分離システムにおいて、
前記物質Aがジメチルエーテル、ホルムアルデヒド、ケテン及びアセトアルデヒドのうちの少なくとも1つを主成分とすることを特徴とする固液分離システム。 - 請求項13又は14に記載の固液分離システムにおいて、
前記第1の熱交換器と前記処理槽を接続し、前記第1の熱交換器で気化した前記物質Aを前記処理槽に供給する配管と、
前記処理槽と前記第1の熱交換器との間の配管に設けられた蓄圧器と、を有し、
前記第1の熱交換器から前記配管を通って前記処理槽に供給された気化した前記物質Aによって前記処理槽の液化した前記物質Aが排出されて前記蓄圧器に回収される構成を有すること特徴とする固液分離システム。 - 請求項15記載の固液分離システムにおいて、
さらに、前記第1の熱交換器と前記処理槽を接続する前記配管に設けられた圧縮機を有すること特徴とする固液分離システム。 - 請求項13又は14に記載の固液分離システムにおいて、
前記第2の熱交換器と前記処理槽との間の配管に設けられたヒーターと、
前記処理槽と前記第1の熱交換器との間の配管に設けられた蓄圧器と、を有し、
前記ヒーターによって前記ヒーターが設けられた配管内の気化した前記物質Aが前記処理槽に供給され、前記処理槽の液化した前記物質Aが排出されて前記蓄圧器に回収される構成を有すること特徴とする固液分離システム。 - 請求項13又は14に記載の固液分離システムにおいて、
前記第2の熱交換器と前記処理槽との間の配管に設けられた第1の蓄圧器と、
前記第1の蓄圧器に設けられたヒーターと、
前記処理槽と前記第1の熱交換器との間の配管に設けられた第2の蓄圧器と、を有し、
前記第2の熱交換器から前記第1の蓄圧器に液化した前記物質Aが供給され、前記ヒーターによって前記第1の蓄圧器に収容された液化した前記物質Aが気化し、気化した前記物質Aが前記処理槽に供給され、前記処理槽の液化した前記物質Aが排出されて前記第2の蓄圧器に回収される構成を有すること特徴とする固液分離システム。 - 請求項13又は14に記載の固液分離システムにおいて、
前記処理槽に設けられたヒーターと、
前記処理槽と前記第1の熱交換器との間の配管に設けられた蓄圧器と、を有し、
前記ヒーターによって前記処理槽の液化した前記物質Aが気化し、気化した前記物質Aが前記処理槽に供給され、前記処理槽の液化した前記物質Aが排出されて前記蓄圧器に回収される構成を有すること特徴とする固液分離システム。 - 液体と固体とを含む被処理物から、常温常圧で気体であり、液化すると前記液体を溶解可能な物質Aを用いて前記被処理物から前記液体を分離して回収するための固液分離方法において、
前記物質Aを液体の状態で処理槽に収容された前記被処理物に供給し、前記物質Aに前記液体が溶解した混合物を得る工程と、
前記混合物を加熱して前記混合物に含まれる前記物質Aを第1の熱交換器によって気化し、前記物質Aと前記液体を分離して前記液体を回収する工程と、
気化した前記物質Aを第2の熱交換器によって冷却して液化し、物質A供給手段によって再び前記被処理物に供給する工程と、を有し、
前記物質Aの気化及び液化は、閉じられた系内で圧縮、凝縮、膨張及び蒸発を繰り返す物質Bと熱交換することで行い、
設置位置が高い方から順に前記第2の熱交換器、前記処理槽及び前記第1の熱交換器になるように配置されており、
前記物質A供給手段は、重力によって液化した前記物質Aを前記第2の熱交換器から前記処理槽を通って前記第1の熱交換器に供給することを特徴とする固液分離方法。
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