JP3040785B2 - 溶液を濃縮する方法及び装置 - Google Patents

溶液を濃縮する方法及び装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、間接加熱蒸発器を用いて多段蒸発により溶
液を濃縮する方法であって、熱媒体として蒸気を用いて
溶液を濃縮し、生蒸気より加熱される後置の最終段階の
蒸発器において溶液の最高濃度が得られるようにした方
法及びそのための装置に関する。この方法と装置は種々
の溶液の処理、例えばパルプ製造の際に発生する黒液の
濃縮に利用することができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の課題は、可能な限り経済的な方法で高い最終
濃度に達しかつやっかいな湯あかの発生を回避すること
である。
〔課題を解決するための手段〕
本発明によれば前記課題は、最終段階の蒸発器が２〜
４個の流下液膜式蒸発器からなり、これらの蒸発器を生
蒸気により間接加熱し、溶液が順次通過して流れ、最終
段階において最初に溶液が供給される流下液膜式蒸発器
から蒸気を排出させ、この蒸気の少なくとも一部を最終
段階のその他の少なくとも１個の流下液膜式蒸発器にお
いて、加熱帯を流下する溶液と直接接触させることによ
り達成される。また、これに対応するように本発明の蒸
発装置が構成される。
より具体的には、本発明はその方法の面において、 （１）溶液を最終蒸発段階の上流の複数の間接加熱蒸発
段階において多段蒸発させて各該間接蒸発段階で溶液を
部分濃縮し、蒸発により発生する蒸気の少なくとも一部
を、該複数の間接加熱蒸発段階において熱媒体として用
いて溶液を該最終蒸発段階の直前で最高の部分的濃度と
し、 （２）該最高の部分的濃度の部分濃縮された溶液を再循
環溶液とともに、該最終蒸発段階に通し、該最終蒸発段
階を２〜４個のみの流下液膜式蒸発器から構成して、該
部分濃縮された溶液と再循環溶液をすべての該流下液膜
式蒸発器において生蒸気により間接加熱しながら両該液
を順次通過させ、 （３）該流下液膜式蒸発器のうちの最初の流下液膜式蒸
発器から蒸発器を排出させ、該流下液膜式蒸発器のその
他の流下液膜式蒸発器における該溶液を、排出された蒸
気の少なくとも一部と直接接触させて、蒸気と、これに
接触している溶液とを該流下液膜式蒸発器の各該その他
の流下液膜式蒸発器内を降下させる、各工程からなる方
法を提供する。流下液膜式蒸発器のうちの最初の流下液
膜式蒸発器から蒸気を排出させる手段は、最初の流下液
膜式蒸発器と、少なくとも１個、好ましくはすべての他
の流下液膜式蒸発器との間に連結管路を有する。この管
路の出口端部と、この管路が開口する流下液膜式蒸発器
の加熱体との間に、通過可能な分配板が設けられてい
る。
最終段階においては流下液膜式蒸発器のみが考慮され
る。その他の通常使用される一層高価な強制循環蒸発器
は必要としない。最終段階における流下液膜式蒸発器
は、供給される蒸気が流下する液膜に大きな乱流を起こ
すため熱伝達が向上する。蒸気はまた堆積物及び湯あか
の生成を妨げるので、蒸発器は長時間運転することがで
きる。簡単な切り換えにより溶液を各蒸発器に最初に供
給できるように、蒸発器に連結した供給管路と排出管路
を設計するのは全く困難なく行える。本発明の方法の特
に有利な点は、同じ温度の蒸気のみが最終段階で使用さ
れることである。
最終段階の蒸発器が３〜４個の流下液膜式蒸発器から
なる場合、溶液が最初に供給される蒸発器から出る蒸気
は、最終段階のその他のすべての蒸発器に分配すること
ができる。
溶液が最初に供給される最終段階の流下液膜式蒸発器
において、最終段階のその他の流下液膜式蒸発器よりも
やや高い圧力で操作するのが好ましい。これにより、フ
ァンを用いずに蒸発器から蒸発器へ蒸気を送りことがで
きる。このためには蒸発器間の圧力差が５〜300ミリバ
ールであればよい。実際には、一方の蒸発器へ供給され
る蒸気の出口を十分に絞れば、他方の流下液膜式蒸発器
に高い圧力が自動的に得られる。
図面について本発明の方法と装置を詳細に説明する。
蒸発装置の一部（図示せず）で既にある程度濃縮され
た溶液は管路１から最終段階の蒸発器Ａに供給される
（第１図）。最終段階は流下液膜式蒸発器Ａ、Ｂ、Ｃか
らなり、これらの蒸発器は原理的には同じ構造であり、
その本質的な詳細は第２図から明らかである。各蒸発器
は上部入口空間２及び生蒸気用供給管路４と凝縮液用排
出管路５とを備えた加熱帯３を含む。生蒸気は管６（第
２図）の内面に沿って上方から下方に流れて蒸発タンク
７に入る溶液を間接加熱する。蒸気は管路11から排出さ
れる。管６の代わりに蒸発器は例えば垂直板で区切られ
た室を公知の仕方で備えることができる。
溶液の一部は管路９内をポンプ８により再循環され
る。別の蒸発器から来る溶液及び再循環された溶液は合
流してスプレーヘッド10を通って下方に噴霧される。別
の蒸発器から来る蒸気も入口空間２に供給される場合
（第２図の管路11B参照）、空間２内で管路11Bの開口部
とスプレーヘッド10の開口部との間に分配板12を設ける
ことができる。有孔状又はふるい状に形成された分配板
12は、蒸気を可能な限り均一に管６の入口に分配する。
しかし分配板12は必ず必要というわけではない。
第１図に示した最終段階の蒸発器は次のように操作さ
れる。管路１に供給され、既にある程度濃縮された溶液
は循環された溶液と共に蒸発器Ａの入口空間２内で噴霧
され、付属の加熱帯３を通って下方に導かれる。濃種さ
れた溶液は管路15に分流されて蒸発器Ｂに供給される。
蒸発器Ａ内で発生し、蒸発器ＢとＣの圧力よりもやや高
い圧力を有する蒸気の一部は管路11Bから蒸発器Ｂに入
り、一部は管路11Cから蒸発器Ｃへ入る。蒸発器ＢとＣ
で発生した蒸気は、それぞれ管路16Bと16Cから排出さ
れ、マニホールド17を通って蒸発装置の他の部分（図示
せず）の加熱に用いられる。循環される蒸発器Ｂの溶液
の一部が管路19に分流され、蒸発器Ｃに供給され、そこ
で最終濃縮が行われる。高濃度溶液は管路20を通って蒸
発装置から排出される。
〔実施例〕
図示の最終段階の蒸発器は３個の流下液膜式蒸発器か
らなり、前置の蒸発器から来る乾燥物質45％の黒液が管
路１から供給される。この黒液はパイプ製造によって発
生する。蒸発器Ｂには乾燥物質55％の液が管路15から供
給され、蒸発器Ｃには乾燥物質67％の液が管路19から供
給される。管路20内の液の濃度は乾燥物質75％である。
このためには145℃の生蒸気が管路４から各蒸発器に供
給され、飽和蒸気温度116℃の蒸気が管路11から排出さ
れる。管路16Bと16C内の蒸気は飽和蒸気温度115℃を有
する。蒸発器Ａと蒸発器Ｂ、Ｃとの蒸気温度の差は管路
11、11B、11C内の圧力損失に依存して自動的に得られ
る。蒸発器Ａ内の圧力は蒸発器Ｂ、Ｃ内の圧力より60ミ
リバール高い。
【図面の簡単な説明】
第１図は最終段階の蒸発器の概略図、第２図は蒸気供給
管路を有する最終段階の流下液膜式蒸発器を示す。 なお、図面に用いた符号において、 Ａ、Ｂ、Ｃ……流下液膜式蒸発器 ３……加熱帯 ４……供給管路 である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−61801（ＪＰ，Ａ) 西独国特許出願公開1027023（ＤＥ, Ａ１)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】溶液を濃縮する方法であって、 （１）該溶液を最終蒸発段階の上流の複数の間接加熱蒸
    発階段において多段蒸発させて各該間接蒸発段階で溶液
    を部分濃縮し、蒸発により発生する蒸気の少なくとも一
    部を、該複数の間接加熱蒸発段階において熱媒体として
    用いて溶液を該最終蒸発段階の直前で最高の部分的濃度
    とし、 （２）該最高の部分的濃度の部分濃縮された溶液を再循
    環溶液とともに、該最終蒸発段階に通し、該最終蒸発段
    階を２〜４個のみの流下液膜式蒸発器から構成して、該
    部分濃縮された溶液と再循環溶液をすべての該流下液膜
    式蒸発器において生蒸気により間接加熱しながら両該液
    を順次通過させ、 （３）該流下式膜式蒸発器のうちの最初の流下液膜式蒸
    発器から蒸気を排出させ、該流下液膜式蒸発器のその他
    の流下液膜式蒸発器における該溶液を、排出された蒸気
    の少なくとも一部と直接接触させて、蒸気と、これに接
    触している溶液とを該流下液膜式蒸発器の各該その他の
    流下液膜式蒸発器内を下降させる、 各工程からなることを特徴とする溶液を濃縮する方法。
  2. 【請求項２】該流下液膜式蒸発器のうちの該最初の流下
    液膜式蒸発器を該流下液膜式蒸発器のその他の流下液膜
    式蒸発器より高い圧力で作動させることを特徴とする請
    求項１記載の溶液を濃縮する方法。
  3. 【請求項３】溶液を濃縮する装置であって、 該溶液を最終蒸発段階の上流の複数の間接加熱蒸発段階
    において多段蒸発させて各該間接蒸発段階で溶液を部分
    濃縮し、蒸発により発生する蒸気の少なくとも一部を、
    該複数の間接加熱蒸発段階において熱媒体として用いて
    溶液を該最終蒸発段階の直前で最高の部分的濃度とする
    手段、 溶液が順次通過するように連結され、かつ該最高の部分
    的濃度の部分濃縮された溶液を受容するために該間接加
    熱段階の最後に連結された、該最終蒸発段階を構成する
    複数の流下液膜式蒸発器であって、すべての該流下液膜
    式蒸発器内の該溶液を生蒸気で間接加熱する手段を備
    え、該最終蒸発段階を構成する２〜４個の流下液膜式蒸
    発器、及び 該流下液膜式蒸発器のうちの最初の流下液膜式蒸発器か
    ら蒸気を排出させ、該流下液膜式蒸発器のその他の流下
    液膜式蒸発器における該溶液を、排出された蒸気の少な
    くとも一部と直接接触させて、蒸気と、これに接触して
    いる溶液とを該流下液膜式蒸発器の各該その他の流下液
    膜式蒸発器内を下降させる手段であって、該流下液膜式
    蒸発器のうちの最初の流下液膜式蒸発器と、該流下液膜
    式蒸発器の各該その他の流下液膜式蒸発器との間に設け
    られた蒸気のための連結管路を含む手段、 を含むことを特徴とする溶液を濃縮する装置。
  4. 【請求項４】該流下液膜式蒸発器の各該その他の流下液
    膜式蒸発器がふるい状に形成された分配板を備えている
    ことをっ特徴とする請求項３記載の溶液を濃縮する装
    置。
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