JP4674681B2

JP4674681B2 - 蒸発のための水を処理する方法および装置

Info

Publication number: JP4674681B2
Application number: JP2000580716A
Authority: JP
Inventors: サルミスオ、マウリ
Original assignee: ステリスヨーロッパ，インコーポレイテッドスオメンシヴリイケ
Priority date: 1998-11-09
Filing date: 1999-11-08
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2019-11-08
Also published as: WO2000027494A1; AU1274100A; FI982428A0; JP2002529215A; FI106296B; DE69938433T2; EP1133339A1; HK1043068A1; ATE390189T1; CA2349166C; DE69938433D1; ES2304187T3; EP1133339B1; CA2349166A1; US6830654B1; FI982428A

Description

【０００１】
発明の分野
本発明は清浄蒸気の製造に関する。本発明は特に流下膜式蒸発器(falling film evaporator)を使用する場合の給水からの溶解されたガスの除去に関する。
【０００２】
発明の背景
特別に清浄な水蒸気、特に殺菌目的のためものを製造する場合、蒸発されるべき給水はそれに溶解されたガスを除いて浄化され、とりわけ、発生した蒸気の濃度、およびその結果として凝縮熱を最大にし、および腐蝕作用を最小にしなければならない。給水中に溶解されたガスは主に大気ガス：窒素、酸素、二酸化炭素およびアルゴンである。水におけるガスの溶解性は液体の沸点付近で最も低い。
【０００３】
一般的に使用される規格によれば、例えば蒸気は３．５％より多くの非凝縮性ガスを含み得ない。フィンランド特許第７７３８０号に記載されているように、溶解されたガスを除去するために、ガスが泡立ち出てしまうような長い時間の間、加熱された水がガス空間にある、予備脱気チャンバが水給送ラインに使用されている。
【０００４】
流下膜式蒸発器は通常垂直の管の束、蒸気、伝熱流体または外側に位置する煙道ガスのような加熱媒体を含む。蒸発されるべき液体は上方から送られ、および管の内壁に沿って、部分的に蒸発しながら膜のように流れる。発生した蒸気は、液体膜とともに下方に流れそして蒸発器の低部で非蒸発性の液体から分離される。
【０００５】
通常、流下膜式蒸発器に関する主な問題は、管中への液体の均等な膜としての広がりである。滑らかにされた管端面(tube end plane)の上に配置された有孔プレートの配置がしばしば採用される。他の解決法は管の端部における個々のディストリビュータまたはノズルである。
【０００６】
液体の脱ガスに対しては、熱溶液を砕いて微細な噴霧物（spray)にし、発生させたガスの泡にし、大きな液体−ガス界面および短い移動距離の結果として、液相から有効に分離させる解決法は良く知られている。この方法は、例えば米国特許第５，２０１，３６６号明細書に開示されるように蒸気ボイラー水の脱ガスのために、およびＥＰ−Ａ１６７６４７号公開公報に開示されるように液相からの揮発物質を取り除くために使用されている。さらにまた、液相が噴霧される空間を負の圧力にする方法がしばしば使用される。
【０００７】
外科用洗い落とし水として使用される水からのガス除去のための装置は、米国特許４，８１６，０４４号明細書から公知である。該装置は脱ガスチャンバを含みおよび給水はその上部部分に噴霧される。ガスは脱ガスチャンバのガス空間中で、僅かに負の圧力を発生させるポンプ配置により除去される。
【０００８】
噴霧ノズルを使用することにより、蒸発器の蒸発器流路アセンブリの入口に均等に給水を分配する方法および装置は、米国特許第３，３３２，４６９号明細書および第４，６８３，０２５号明細書から公知である。
【０００９】
発明の開示
請求項１記載の方法が、水に溶解されたガスを除去しおよび同時にそれらが再溶解することを防ぐことによって、流下膜式蒸発器の伝熱面の始まり部分に給水を効果的に分配するため、今や発明された。本発明の他の目的は流下膜式蒸発器中で、同一の作業で給水からガスを除去し、および蒸発器の管束内に均等に該給水を分配することを可能にする請求項２記載のデバイスである。装置は蒸発器上蓋部およびそこに配置された少なくとも１つの噴霧デバイスよりなる。この場合、噴霧デバイスはノズル、霧化スプレーヤーまたは与えられた形の液体の噴霧物を創成するためための類似のデバイスである。
【００１０】
１つまたは複数の噴霧デバイスのヒットパターン(hit pattern)は、水が該デバイスを介して給送されるとき、該水が液体粒子として前記上蓋部の下の管端面全体にわたって均等に分配されるような方法の大きさにされる。そのうえ、液体粒子の噴霧物は大きい気体−液体界面を生ずる。噴霧デバイスから放出される液体は加熱されるという事実によって、該液体に溶解されたガスは、液体の一部分が蒸発するとき同時に非常に迅速に液相から分離される。液体粒子として分配される液相が蒸発器の流路アセンブリに非常に短い時間で到達するので、例えば別のチャンバ中でガスの分離が行われる、現在使用されているようなデバイスで起こり得るような、蒸発が開始する前に該液相にガスは再溶解しない。
【００１１】
噴霧デバイスに加えて、蒸発器上蓋部は前記ガスの除去のための１または複数の出口を含む。放出段階で発生する蒸気の一部分は流出物のキャリアとして作用する。
【００１２】
液体の蒸発器の流路アセンブリへの分配はまた、蒸発器の管へ流れる前に水が薄層として残る蒸発器の管の端部より上の有孔トラフを配置することによっても影響を受け得る。溶解されたガスはまたこの薄層からもまた分離できる。
【００１３】
図面の簡単な説明
図１は本発明の装置の側部断面図であり、図２は本発明による装置の他の実施態様の側部断面図である。
【００１４】
詳細な説明
添付する図面を参照することで、以下本発明は詳細に記載されるであろう。
１は流下膜式蒸発器のドーム形の上蓋である。この蒸発器は垂直方向に配置された管形熱交換器(shell and tube heat exchanger)に類似する。給水は、該水を例えば１２０℃の予備加熱状態におくことができる、ライン２を通って供給される。ライン２では、圧力は好ましくは生成される清浄な蒸気の圧力よりも約０．３ないし約６バール高い。
【００１５】
ノズル３は、使用する圧力範囲において、管端面４の形および大きさに実質的に対応するヒットパターンを提供するように選択される。圧力および温度の要求に合う適当なノズルは商業的に入手できる。この実施態様では、ノズルは管端面より上の対称的な垂直位置に配置されるが、これは他の方法で配置することもできる。
さらに、１以上の噴霧デバイスを均等なヒットパターンを達成するために採用することができる。液体粒子の噴霧物として加熱した水はノズル３から放出されるとき、水中に溶解されたガスは液体粒子から迅速に分離されおよび少量のキャリア蒸気と一緒に出口５を介して出ていく。脱ガスした液体粒子の水は蒸発器の管アセンブリ中に均等に分配され、そして慣用の蒸留器に比べて、有孔プレートまたは他の種類の分配プレートは管端面４より上にあることを必ずしも要求しない。前記水は非常に短い時間で管端部に到達し、その結果、管壁から水への伝熱はほとんど直ちに開始する。
【００１６】
ノズル３と管端面４の間の距離は、好ましくは該管端面４の直径の約半分である。装置は覗きガラス６を備えることもできる。
【００１７】
好ましくは、分離されたガスおよびキャリア蒸気は、それらの熱エネルギーが給水を予備加熱するために利用される、熱交換器に運ばれる。
【００１８】
図２に示される実施態様では、装置はさらに穴の開いた底部を有しそしてスペーサー８によって管端面４の上に配置されたトラフ７を備える。この実施態様では、水がトラフの底孔を通って蒸留器の管の端部に移動する前に、ガスがまだそれから分離できる水の薄層がトラフ７に蓄積する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の装置の側部断面図である。
【図２】図２は本発明による装置の他の実施態様の側部断面図である。
【符号の説明】
３噴霧デバイス（ノズル）
４蒸発器の流路の配列の上端部（管端面）
５出口

Claims

垂直の管の束及びドーム形の上蓋を含む流下膜式蒸発器で供給水から水溶性ガスを分離する方法であって、前記供給水を液体粒子（ｄｒｏｐｌｅｔ）の噴霧物として前記管の束の上端面にわたって分配し、そして同時に前記ドーム形の上蓋から或る分量の蒸気を除去することを含み、前記管の束の前記上端面の上方に、水が底孔を通って管の束の上端面に移動するところの有孔底部を有するトラフが配置される方法。