JP4870165B2 - 膜蒸留プロセスおよび膜蒸留装置 - Google Patents
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- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
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Description
(a)負圧を被濃縮液体に与え、これによって、被濃縮液体の絶対圧を低下させ、
(b)被濃縮液体の圧力を負圧、特に、蒸留プロセスの負圧に低下させ、
(c)蒸留プロセスの負圧領域内に入り、負圧領域から出る液体を環境圧から遮断し、および/または
(d)液体の絶対圧を、特に、液体の温度に対応する沸騰蒸気圧以下に低下させる、
ように設計される。
(a)負圧を被濃縮液体に与え、これによって、被濃縮液体の絶対圧を低下させ、
(b)負圧領域内に入る液体を構造的要素によって環境圧から遮断し、
(c)液体の絶対圧を、特に、液体の温度に対応する沸騰蒸気圧以下に低下させ、および/または、
(d)負圧空間内に入った液体を、内蔵構造によって環境圧から遮断して、負圧空間から出ることができる、
ように設計される。
11 蒸気空間
12 膜からなる中空フィラメント
13 膜
14 ポンプ
15 金属またはプラスチックチューブ、凝縮チューブ
16 負圧接続管路
17 U字管
18 液体
19 部分流れ
20 被濃縮液体
21 送給ポンプ
22 液体管路
23 U字管
24 濃縮ポンプ
25 濃縮管路
26 蒸留ポンプ
27 蒸留管路
28 U字管
29 U字管
30 凝縮器
35 流路
36 膜壁
37 凝縮壁
38 流路
39 濃縮流路
40 蒸留物
41 被濃縮液体、濃縮物
42 蒸留物
50 真空ポンプ
52 負圧管路
55 真空システム
60 熱交換器
61 管路
62 送給U字管用容器
64 濃縮U字管用容器
66 蒸留チューブ用容器
70 蒸留ポンプ
72 U字管
74 蒸留管路
76 蒸留U字管用容器
80 真空発生器
81 真空空間
82 接続通路
83 蒸気空間
84 接続通路
86 第1のステージ
87 蒸気空間
88 蒸気空間
89 蒸気空間
90 第1のステージ
92 接続通路
94 液体管路
96 負圧チューブシステム
97 圧力平衡システム
98 接続管路
99 容器
100 絞り弁
Claims (4)
- 独立した液体循環路を有する蒸気発生器(80)の蒸気空間(11)からの蒸気が、第1のステージ(86)の第1の蒸気空間(81)に供給され、前記第1の蒸気空間(81)を囲む凝縮壁(37)で凝縮し、この凝縮壁(37)は、前記第1の蒸気空間(81)の反対の側で被濃縮液体(20)を案内する流路(38)に隣接し、前記流路(38)の前記凝縮壁(37)とは反対の側は、蒸気透過性の液密膜壁(36)によって境界づけられ、前記膜壁(36)によって、前記被濃縮液体(20)が前記第1のステージ(86)の第2の蒸気空間(83)から分離され、前記被濃縮液体(20)から生じる蒸気が、前記膜壁(36)を通過して前記第2の蒸気空間(83)に入り、
前記被濃縮液体(20)に負圧が与えられ、この負圧により、前記被濃縮液体(20)の絶対圧が低下する、多段膜蒸留プロセスであって、
前記第1のステージ(86)の前記第2の蒸気空間(83)からの前記蒸気が、第2のステージ(90)における凝縮壁(37)によって囲まれた第1の蒸気空間(87)内に移動され、前記蒸気は、前記凝縮壁(37)上で凝縮し、前記凝縮壁(37)は、前記蒸気空間(87)の反対の側で、前記被濃縮液体(20)を案内する流路(38)に隣接し、前記流路(38)の前記凝縮壁(37)とは反対の側は膜壁(36)によって境界づけられており、前記膜壁(36)によって前記被濃縮液体(20)が前記第2のステージの第2の蒸気空間(89)から分離され、
前記2つのステージ(86,90)における前記被濃縮液体(20)の絶対圧は、前記被濃縮液体(20)の温度に対応する沸騰蒸気圧まで低下され、
前記2つのステージ(86,90)において、前記膜壁(36)を通して濃縮される前記被濃縮液体(20)に隣接する前記第2の蒸気空間(83,89)におけるそれぞれの圧力は、大気圧よりも低くなるように選択され、
前記2つのステージ(86,90)の各々において、前記第2の蒸気空間(83,89)内の負圧は、前記膜壁(36)を通して濃縮される前記被濃縮液体(20)の蒸気圧よりも負圧として大きく、この圧力差によって前記膜壁(36)を通って前記蒸気の流れが生じ、
少なくとも前記2つのステージ(86,90)において、それぞれ凝縮および蒸発が生じ、前記第2のステージでは、前記第1のステージよりも低い圧力レベルおよび低い温度レベルで、凝縮および蒸発が生じ、前記第2のステージ(90)の第2の蒸気空間(83)からの蒸気が、接続通路(92)によって凝縮器(30)の蒸気空間(88)内に移動され、
真空システム(55)によって、前記蒸気発生器(80)の蒸気空間(11)、2つのステージ(86,90)の対応する第1の蒸気空間(81,87)および前記凝縮器(30)の蒸気空間(88)に負圧が与えられ、
負圧にある前記第2の蒸気空間(83,89)と前記被濃縮液体(20)との間の圧力平衡は、前記被濃縮液体(20)と前記接続通路(92)との間の接続管路(16)によって得られることを特徴とする多段膜蒸留プロセス。 - 独立した液体循環路を有する蒸気発生器(80)の蒸気空間(11)からの蒸気が、第1のステージ(86)の第1の蒸気空間(81)に供給され、前記第1の蒸気空間(81)を囲む凝縮壁(37)で凝縮し、この凝縮壁(37)は、前記第1の蒸気空間(81)の反対の側で被濃縮液体(20)を案内する流路(38)に隣接し、前記流路(38)の前記凝縮壁(37)とは反対の側は、蒸気透過性の液密膜壁(36)によって境界づけられ、前記膜壁(36)によって、前記被濃縮液体(20)が前記第1のステージ(86)の第2の蒸気空間(83)から分離され、前記被濃縮液体(20)から生じる蒸気が、前記膜壁(36)を通過して前記第2の蒸気空間(83)に入り、
前記被濃縮液体(20)に負圧が与えられ、この負圧により、前記被濃縮液体(20)の絶対圧が低下する、請求項1に記載の多段膜蒸留プロセスを実施するための多段膜蒸留装置であって、
前記第1のステージ(86)の前記第2の蒸気空間(83)からの前記蒸気が、第2のステージ(90)における凝縮壁(37)によって囲まれた第1の蒸気空間(87)内に移動され、前記蒸気は、前記凝縮壁(37)上で凝縮し、前記凝縮壁(37)は、前記蒸気空間(87)の反対の側で、前記被濃縮液体(20)を案内する流路(38)に隣接し、前記流路(38)の前記凝縮壁(37)とは反対の側は膜壁(36)によって境界づけられており、前記膜壁(36)によって前記被濃縮液体(20)が前記第2のステージの第2の蒸気空間(89)から分離され、
前記2つのステージ(86,90)における前記被濃縮液体(20)の絶対圧は、前記被濃縮液体(20)の温度に対応する沸騰蒸気圧まで低下され、
前記2つのステージ(86,90)において、前記膜壁(36)を通して濃縮される前記被濃縮液体(20)に隣接する前記第2の蒸気空間(83,89)におけるそれぞれの圧力は、大気圧よりも低くなるように選択され、
前記2つのステージ(86,90)の各々において、前記第2の蒸気空間(83,89)内の負圧は、前記膜壁(36)を通して濃縮される前記被濃縮液体(20)の蒸気圧よりも負圧として大きく、この圧力差によって前記膜壁(36)を通って前記蒸気の流れが生じ、
少なくとも前記2つのステージ(86,90)において、それぞれ凝縮および蒸発が生じ、前記第2のステージでは、前記第1のステージよりも低い圧力レベルおよび低い温度レベルで、凝縮および蒸発が生じ、前記第2のステージ(90)の第2の蒸気空間(83)からの蒸気が、接続通路(92)によって凝縮器(30)の蒸気空間(88)内に移動され、
前記蒸気発生器(80)の蒸気空間(11)、2つのステージ(86,90)の対応する第1の蒸気空間(81,87)および前記凝縮器(30)の蒸気空間(88)に負圧を与える真空システム(55)が設けられており、
負圧にある前記第2の蒸気空間(83,89)と前記被濃縮液体(20)との間の圧力平衡を得るために、前記被濃縮液体(20)と前記接続通路(92)との間に接続管路(16)が設けられていることを特徴とする多段膜蒸留装置。 - 多段膜蒸留装置の負圧領域に入り、前記負圧領域から出る管路(22,25,27)が、容器を備え、前記容器に含まれる液体が、U字管(23,28,29)を介して、前記膜蒸留装置内の前記負圧を前記大気圧から遮断することを特徴とする請求項2に記載の装置。
- 多段膜蒸留装置の負圧領域内に入り、前記負圧領域から出る液体が、機械的な密閉具を介して、前記大気圧から遮断されることを特徴とする請求項2に記載の装置。
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