JP4231794B2 - 油水分離装置 - Google Patents

油水分離装置 Download PDF

Info

Publication number
JP4231794B2
JP4231794B2 JP2004001549A JP2004001549A JP4231794B2 JP 4231794 B2 JP4231794 B2 JP 4231794B2 JP 2004001549 A JP2004001549 A JP 2004001549A JP 2004001549 A JP2004001549 A JP 2004001549A JP 4231794 B2 JP4231794 B2 JP 4231794B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oil
refrigerant
water
liquid
heat
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004001549A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2005193136A (ja
Inventor
憲治 仲川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
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 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd filed Critical Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority to JP2004001549A priority Critical patent/JP4231794B2/ja
Publication of JP2005193136A publication Critical patent/JP2005193136A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4231794B2 publication Critical patent/JP4231794B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Compressor (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Description

本発明は油水分離装置に係わり、特に処理槽に貯留した被処理液を真空状態で加熱することによって被処理液に含まれる水分を蒸発させ、被処理液を水と油分とに分離する真空蒸留法による油水分離装置に関するものである。
真空蒸留法による油水分離装置として下記の特許文献に記述されるものがあり、この装置では加熱源として、電熱ヒータまたは空冷空気圧縮機のクーラ排気による加熱装置を用いている。
特開平11−343976号公報
上記従来技術において、加熱源として電熱ヒータを使用した場合、被処理液量がWで昇温温度tの条件で4.186Wt(kJ)の昇温熱量と約2400W(kJ)の気化熱が必要になり、油水分離装置のランニングコストは被処理液量の増加に伴って増大する。
さらに、電熱ヒータを処理槽内に設置した場合、被処理液が沸騰し蒸気の気泡が生じると、電熱ヒータ表面と被処理液間に気泡による空間ができ熱伝達率が低下するので、電熱ヒータ温度を上昇させる必要を生じ、ランニングコストは増大する。
電熱ヒータ温度は処理槽内の真空度によって変動するが、定常運転状態において約100℃〜150℃に達しており、被処理液中の油分がこの温度によって変質し、炭化状態を呈して電熱ヒータ表面に付着する。経時的に付着量は増加し、付着物は断熱作用を起すので、電熱ヒータ温度は更に上昇させる必要が出てランニングコストは増大する。
電熱ヒータの寿命は表面温度の上昇に伴って低下するため、定期的に付着物を除去する保守が必要である。
また、空冷空気圧縮機のクーラ排気による加熱装置を使用した場合、油水分離装置のランニングコストは電熱ヒータに較べて大幅に低減できるが、空気圧縮機の廃熱回収器が必要になることや、回収した廃熱を効率よく油水分離装置に供給し被処理液に伝達するシステムの構築が必要であり、装置全体のコストアップを招く。
それゆえ本発明の目的は、被処理液を蒸留する熱源として、外部から熱を供給する機器を設けず廃熱を回収し、ランニングコストを低減した省エネ形の油水分離装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、被処理液に熱を伝達する熱交換器で油分が変質しないようにし、熱交換器の清掃、保守期間を延長できる油水分離装置を提供することにある。
上記目的を達成する本発明油水分離装置の特徴とするところは、処理槽に貯留した被処理液を真空状態で加熱することによって被処理液に含まれる水分を蒸発させ、被処理液を水と油分とに分離する油水分離装置において、エジェクタにおける水流で処理槽中の空気と処理槽で蒸発する被処理液の水分とを抜き出す水の循環系と、圧縮機で得た高温高圧の冷媒を処理槽に設けた凝縮器で処理槽中の被処理液を加熱し冷媒は凝縮させて膨張手段で低温低圧化させ圧縮機に戻すヒートポンプ系を設け、さらに水の循環系にあってはエジェクタの上流でヒートポンプ系にあっては膨張手段の下流の位置に熱交換器を設け、水の循環系の熱でヒートポンプ系の冷媒を加熱するようにしたことにある。
本発明装置によれば、エジェクタを冷やすためのヒートポンプ系の温熱で処理槽に貯留した被処理液を加熱することで、ランニングコストの低減を図ることができるだけでなく、被処理液に熱を供給する凝縮器の表面温度は被処理液中の油分が変質しない100℃以下に維持することができて凝縮器表面における付着物の炭化を防止できるので熱交換器の経時的性能低下が少なく、熱交換器を清掃保守する期間を延長することができる。
以下、図1〜図3に示した本発明の実施形態になる油水分離装置について説明する。
図1において、1は油分を含む水が主体である被処理液を貯留した処理槽(以下、蒸留槽と呼ぶ)、2は循環水タンク、3は循環ポンプ、4は熱交換器、5はエジェクタである。
循環水タンク2〜エジェクタ5は配管22,23、24、25によって接続して水の循環系を構成しており、蒸留槽1とエジェクタ5は配管21で接続してある。
6は配管8を介して蒸留槽1に被処理液を供給する電磁弁、7は配管9を介して蒸留槽1の廃液を定期的に排出する電磁弁である。
11は冷媒を圧縮する圧縮機(以下、冷凍機と呼ぶ)、12は蒸留槽1に設置してある凝縮器、13はキャピラリあるいは膨張弁などの冷媒の膨張手段(以下、膨張弁で説明する)、14は3方弁よりなる凝縮圧力調整弁、15はバイパス弁、16は補助凝縮器、17は冷却ファン、31〜37はこれらを接続する配管である。なお、26は循環水タンク2に溜まる水を排出する配管である。
配管31〜37で接続した冷凍機11から膨張弁13に至り熱交換器4を経て冷凍機11に戻る経路は冷凍サイクルを行なうヒートポンプ系を構成しており、熱交換器4はエジェクタ5の上流であって、膨張弁13の下流に位置するようにしてある。
凝縮器12は蒸留槽1に貯留した被処理液に浸っている。凝縮器12の入口は冷凍機11の吐出側に接続してあり、また凝縮器12の出口は配管32によって分岐し、一方は補助凝縮器16に、他方は凝縮圧力調整弁14に接続してある。
凝縮圧力調整弁14は3方弁になっており、それぞれ膨張弁13ならびに補助凝縮器16と接続してある。
凝縮器12と補助凝縮器16は自動車などのラジエータと同様なもので、冷媒が流れるチューブがあり、チューブの外表面には多数のフィンを設けてある。補助凝縮器16は冷却ファン17を装備しており、冷却空気は油水分離装置のパッケージ内部から吸入し、補助凝縮器16を通って油水分離装置のパッケージ外に排出するようにしてある。
冷凍機11の吐出圧力異常上昇を防止するため、冷凍機吐出側(吐出口)から吸入側(吸入口)に冷媒ガスを戻すバイパス弁15を設けてある。
次に、図1における油水分離装置の動作を説明する。
循環水タンク2には予め水道水を供給し、配管26からオーバーフローした水位で供給を停止する。
図示していない制御盤の起動スイッチをONにすると、循環ポンプ3が作動し、水道水は循環水タンク2から配管23,24,25,22を経て熱交換器4,エジェクタ5を循環し循環水タンク2に戻る。
この循環プロセスにおいて、エジェクタ5では水流による圧力降下作用により蒸留槽1および配管21内の空気が吸い出され、蒸留槽1内は減圧される。油水分離装置の外部に大気圧下で貯留された被処理液は蒸留槽1の減圧に伴って電磁弁弁6,配管8を通って蒸留槽1に吸引され、凝縮器12が完全に被処理液によって浸された後、さらに蒸留槽1に設けてある図示していないフロートスイッチが作動して電磁弁6が閉るまで吸引される。
蒸留槽1の真空度上昇により被処理液は低温で沸騰し、被処理液の水分が蒸気となって蒸発し、配管21を経由してエジェクタ5に流れる。エジェクタ5では被処理液の蒸気が循環水によって冷却され水に液化して循環水タンク2に流入する。循環水タンク2には予め水道水を貯留してあり、被処理液の蒸気が液化した分だけ配管26からオーバーフローし、油水分離された処理水として排出される。
循環水は被処理液の蒸気が液化する時、熱を吸収するため水温が徐々に上昇する。エジェクタ5の機能、性能は循環水の水温が20℃前後で最高となるよう設計されているため、循環水に吸収された熱を取り除いて水温の上昇を抑制する必要がある。そのために循環ポンプ3とエジェクタ5の間に熱交換器4を設け、冷媒ガスに熱移動させる。
図示していない制御盤の起動スイッチのONにより、循環ポンプ3の運転と併行して冷凍機11が運転される。冷凍機11は配管35を経由して熱交換器4の冷媒ガスを吸入し、圧縮した冷媒ガスを配管31の吐出する。
配管31に吐出された冷媒ガスは高温高圧で、蒸留槽1に設置した凝縮器12において被処理液に放熱し、等圧状態で凝縮する。被処理液に移動した熱は蒸留槽1の中で被処理液の水温上昇と、水分を蒸発させる気化熱として消費される。
凝縮器12で凝縮された冷媒は配管32で分流され、一方は凝縮圧力調整弁14の入口に、他方は補助凝縮器16を経て凝縮圧力調整弁14のもう一方の入口に流れる。
冷凍サイクルの負荷変動によって凝縮器12で凝縮不足が生じた場合、補助凝縮器16側に冷媒ガスが流れ、冷却ファン17によって空冷凝縮され凝縮圧力調整弁14に戻る。
凝縮圧力調整弁14で所定の圧力に調整された冷媒は、配管33を経て膨張弁13を通り、絞り膨張作用によって低圧低温の冷媒液となる。低圧低温の冷媒液は配管34を経て熱交換器4に至り、熱交換器4において循環水から気化熱を吸収して蒸発する。蒸発した冷媒ガスは低圧低温の冷媒ガスとして再度冷凍機11に吸入され、以降このサイクルを繰り返す。
蒸留槽1の被処理液が蒸発し液面が低下すると、蒸留槽1に設けてある図示していないフロートスイッチによって液面を検出し、電磁弁6を開いて再び被処理液を蒸留槽1に供給し、以降このサイクルを繰り返す。
被処理液の蒸留を繰り返すと蒸留槽1に残留する油分が増加するため、図示していない制御盤に予め組込んであるシーケンスによって、定期的に電磁弁7を開き、蒸留槽1から廃液を排出する。
凝縮器12の表面温度は冷凍機11から吐出される冷媒の温度に依存する。冷凍機11から吐出される冷媒の圧力は冷凍機11の圧縮比で決まり、冷凍機11から吐出される冷媒の圧力が高くなり所望の値以上であると、バイパス弁15が開いて冷凍機11の吸引側に戻すので、冷凍機11から吐出される冷媒の圧力が上昇を続けることはなく所望の値以下に保つので、冷凍機11から吐出される冷媒の温度も上昇を続けることはない。
それで、冷凍機11から吐出される冷媒の温度を蒸留槽1に貯留した被処理液の油分が変質し炭化しない100℃以下の80℃程度に保って蒸留槽1に貯留した被処理液を加熱することができる。
凝縮器12の表面に炭化層を形成しないので、熱交換は正常に行なわれるだけでなく、凝縮器12の清掃の手間を省き、保守期間を延長することができる。
この蒸留槽1に貯留した被処理液の加熱は、熱交換器4での循環水の冷却のための冷媒がもつ熱を利用するものであるので、ランニングコストが掛からない。
以上が本発明の基本的な動作であるが、熱回収効率の向上を図ることができる実施形態を図2,図3で説明する。
説明の簡略化のために、図2,図3で図1に示したものと同一物・相当物には同一引用符号を付けて重複する説明は省略する。
図2の実施形態では、循環水を冷却する熱交換器4と冷凍機11との間の配管35の途中に蒸発器(第二の熱交換器)18を設けてある。蒸発器18は補助凝縮器16と重ねて設置してあり、冷却ファン17の風は補助凝縮器16から蒸発器18へ流れるようにしてある。
冷却ファン17の風は油水分離装置のパッケージ内の空気を吸入して補助凝縮器16,蒸発器18に供給後、パッケージ外へ排気されるようにしてあり、油水分離装置の廃熱を蒸発器18で熱交換して回収し、冷凍機11の吸入側の低圧圧力を上昇させ、冷凍サイクルの冷媒循環量を増加させることによって、凝縮器12への熱移動量を増やすようにしている。
図3の実施形態では、蒸留槽1とエジェクタ5との間の配管21の途中に水蒸気凝縮器10を設け、水蒸気凝縮器10の冷却媒体入口は熱交換器4の冷却媒体出口に接続し、水蒸気凝縮器(第三の熱交換器)10の冷却媒体出口は冷凍機11の吸入側に接続して配管35の途中に水蒸気凝縮器10があって熱交換を行なうようにしてある。
蒸留槽1で発生した水蒸気は、エジェクタ5に至る前に水蒸気凝縮器10において冷却されて水に変態し、エジェクタ5の温度上昇を防ぐだけでなく循環水タンク2の水で低温化する前に配管35の冷媒で水蒸気の気化熱を回収し、冷凍機11の吸入側の低圧圧力を上昇させ、冷凍サイクルの冷媒循環量を増加させることによって、凝縮器12への熱移動量を増やすようにしている。
本発明の一実施形態になる油水分離装置を示す図である。 本発明の他の実施形態になる油水分離装置を示す図である。 本発明のさらに他の実施形態になる油水分離装置を示す図である。
符号の説明
1…蒸留槽(処理槽)
2…循環水タンク
3…循環ポンプ
4…熱交換器
5…エジェクタ
6,7…電磁弁
11…冷凍機
12…凝縮器
13…膨張弁(膨張手段)
14…冷媒圧力調整弁
15…バイパス弁
16…補助凝縮器
17…冷却ファン

Claims (4)

  1. 処理槽に貯留した被処理液を真空状態で加熱することによって被処理液に含まれる水分を蒸発させ、被処理液を水と油分とに分離する油水分離装置において、
    エジェクタにおける水流で処理槽中の空気と処理槽で蒸発する被処理液の水分とを抜き出す水の循環系と、圧縮機で得た高温高圧の冷媒を処理槽に設けた凝縮器で処理槽中の被処理液を加熱し冷媒は凝縮させて膨張手段で低温低圧化させ圧縮機に戻すヒートポンプ系を設け、さらに水の循環系にあってはエジェクタの上流でヒートポンプ系にあっては膨張手段の下流の位置に熱交換器を設け、水の循環系の熱でヒートポンプ系の冷媒を加熱することを特徴とする油水分離装置。
  2. 上記請求項1に記載の油水分離装置において、圧縮機はその吐出口と吸入口の間にバイパス弁を備え、圧縮機から吐出された冷媒の圧力が所望の値以上である場合にバイパス弁が開いて、吐出された冷媒の圧力を所望の値以下に保つようになされていることを特徴とする油水分離装置。
  3. 上記請求項1に記載の油水分離装置において、熱交換器と圧縮機との間の配管の途中に第二の熱交換器を設け、該油水分離装置のパッケージ内で昇温された空気と該ヒートポンプ系の冷媒を熱交換させ、冷媒を蒸発させるようになされていることを特徴とする油水分離装置。
  4. 上記請求項1に記載の油水分離装置において、処理槽内における被処理液の水が気化した水蒸気をエジェクタに吸気する配管の途中に第三の熱交換器を設け、ヒートポンプ系の膨張手段で膨張した後の冷媒を第三の熱交換器に導いて被処理液の水蒸気とヒートポンプ系の冷媒を熱交換させ、冷媒を蒸発させるようになされていることを特徴とする油水分離装置。
JP2004001549A 2004-01-07 2004-01-07 油水分離装置 Expired - Fee Related JP4231794B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004001549A JP4231794B2 (ja) 2004-01-07 2004-01-07 油水分離装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004001549A JP4231794B2 (ja) 2004-01-07 2004-01-07 油水分離装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005193136A JP2005193136A (ja) 2005-07-21
JP4231794B2 true JP4231794B2 (ja) 2009-03-04

Family

ID=34817032

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004001549A Expired - Fee Related JP4231794B2 (ja) 2004-01-07 2004-01-07 油水分離装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4231794B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102474093B1 (ko) * 2017-10-12 2022-12-07 삼성중공업 주식회사 염 제거용 후처리장치
CN111153458A (zh) * 2020-03-03 2020-05-15 江苏釜鼎干燥工程有限公司 一种含油废水低温真空蒸馏处理系统及其处理方法
CN111547923A (zh) * 2020-06-04 2020-08-18 昆山昆德利机械设备有限公司 废水低温蒸馏处理设备

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005193136A (ja) 2005-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11635239B2 (en) Refrigeration system with purge and acid filter
US6519967B1 (en) Arrangement for cascade refrigeration system
US5605054A (en) Apparatus for reclaiming refrigerant
NZ254000A (en) Water cooler arrangement with vacuum arranged for increased efficiency
JPS63501240A (ja) 冷媒の回収・精製システムおよび方法
CN215842039U (zh) 低温真空滤油器
JP4231794B2 (ja) 油水分離装置
JP3867662B2 (ja) エアードライヤー
CN112384479B (zh) 反渗透处理方法及系统
JP5605557B2 (ja) ヒートポンプ式蒸気発生装置
CN215841643U (zh) 低温真空蒸发设备
KR200274119Y1 (ko) 히트 펌프 시스템
CN113959124A (zh) 一种不凝气体净化系统及其净化方法
KR100455626B1 (ko) 히트 펌프식 온수 가열장치
JP2005164209A (ja) ヒ―トポンプ給湯装置
JP2000325948A (ja) 塩水淡水化装置
US20040007451A1 (en) Energy efficient evaporation system
SU903298A1 (ru) Дистилл ционна установка дл получени пресной воды
CN102249470A (zh) 水蒸馏设备及包含该水蒸馏设备的饮水机
KR100455625B1 (ko) 히트 펌프식 온수 가열장치
JP4073219B2 (ja) 吸収冷温水機
KR100534212B1 (ko) 바이패스 복합회로가 적용된 냉난방 시스템
CN118009305A (zh) 一种循环水余热利用系统
CN201752345U (zh) 包含水蒸馏设备的饮水机
KR200250602Y1 (ko) 히트펌프식 온수발생장치

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050824

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050824

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20060509

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20060823

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20070907

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070907

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080916

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081020

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: 20081125

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20081208

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: 20111212

Year of fee payment: 3

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111212

Year of fee payment: 3

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121212

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees