JP4958568B2 - 溶液の蒸発濃縮装置、及び、溶液の蒸発濃縮方法 - Google Patents

Description

本発明は、溶液の蒸発濃縮装置、特に、高温に保った場合に成分が分解、析出してしまうおそれがあるめっき液やその成分を有する希薄溶液を、２０℃〜６０℃程度の分解・析出が生じない比較的低温に保ちながらも、溶液の蒸発濃縮を効率的に行うことができる溶液の蒸発濃縮装置に関する。

金属めっき工程ではめっき浴中でめっき処理された後、被めっき物は水洗される。この水洗水中にはめっき浴の成分が持ち込まれている。このため、この水洗水を、水分を蒸発させて濃縮しためっき液に加える、あるいは、これら水洗水自体を水分を蒸発させて濃縮したのちめっき浴へ戻す等により有効利用されている。

しかしながら、めっき浴の中には、例えば亜鉛めっき液などのように高温に加熱した場合、成分が分解したり、析出してしまうため、４０〜５０℃程度までしか加熱できないものがある。このような溶液の場合には、水分の蒸発による濃縮が困難であるため、従来は再利用することなく廃棄されてきた。

しかし、最終的にゼロエミッションを目指すことが叫ばれている今日、従来は回収利用が困難でありながら、重要な資源を多く含むこれらめっき浴成分を回収し再利用することが求められていた。
特公昭５６−４６９１３号公報

本発明は、上記した従来の問題点を改善する、すなわち、例えば６０℃超の高温では成分に分解が生じたり、あるいは、析出して再利用できなくなってしまうような溶液であっても、濃縮し、再利用可能とすることができる溶液の蒸発濃縮装置を提供することを目的とする。

本発明の溶液の蒸発濃縮装置は上記課題を解決するため、請求項１に記載の通り、外部に対して閉鎖され、内部で気流が循環する気流循環経路と、該気流循環経路内に気流を循環させる気流循環手段とを有し、かつ、該気流循環経路に、該気流に対して要濃縮処理溶液を接触させ、該溶液中の水分を蒸発させて濃縮された該溶液を回収する水分蒸発手段、該水分蒸発手段からの水蒸気を含む気流中の溶液ミストを気流から分離し回収する溶液ミスト分離手段、ミスト分離手段からの溶液ミストが分離された水蒸気を含む気流を冷却して該水蒸気を液化して取り除く冷却手段、及び、該冷却手段からの冷却された気流中の水分ミストを気流から分離し回収する水分ミスト分離手段をこの順に備え、前記気流循環経路に溶液槽の溶液液面の上方空間で前記気流を水平に誘導する溶液槽上方空間誘導路が設けられ、さらに、前記気流循環経路が、前記溶液槽上方空間誘導路の前記気流上流側に前記溶液槽上方から該溶液液面に向かって気流を誘導する溶液槽下方誘導経路と、前記溶液槽上方空間誘導路の前記気流下流側に前記溶液液面近くから上方に向かって気流を誘導する溶液槽上方誘導経路と、を備えるとともに、前記水分蒸発手段が前記溶液槽下方誘導経路に、かつ、前記溶液ミスト分離手段が前記溶液槽上方誘導経路に、それぞれ設けられていることを特徴とする溶液の蒸発濃縮装置である。

また、本発明に係る溶液の蒸発濃縮装置は請求項２に記載の通り、請求項１に記載の溶液の蒸発濃縮装置において、前記水分蒸発手段が、シャワー状ないし霧流状に流れる溶液に前記気流を接触させるものであることを特徴とする。

また、本発明に係る溶液の蒸発濃縮装置は請求項３に記載の通り、請求項１または請求項２に記載の溶液の蒸発濃縮装置において、前記冷却手段が、シャワー状ないし霧流状に流れる冷却水を前記気流に接触させるものであることを特徴とする。

また、本発明に係る溶液の蒸発濃縮装置は請求項４に記載の通り、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の溶液の蒸発濃縮装置において、前記気流循環経路に冷却水槽の冷却水液面の上方空間で前記気流を水平に誘導する冷却水槽上方空間誘導路が設けられ、さらに、前記気流循環経路が、前記冷却水槽上方空間誘導路の前記気流上流側に前記冷却水槽上方から該冷却水水面に向かって気流を誘導する冷却水槽下方誘導経路と、前記冷却水槽上方空間誘導路の前記気流下流側に前記冷却水水面近くから上方に向かって気流を誘導する冷却水槽上方誘導経路と、を備えるとともに、前記冷却手段が前記冷却水槽下方誘導経路に、かつ、前記水分ミスト分離手段が前記冷却水槽上方誘導経路に、それぞれ設けられていることを特徴とする。

また、本発明に係る溶液の蒸発濃縮装置は請求項５に記載の通り、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の溶液の蒸発濃縮装置において、前記気流循環手段が前記溶液ミスト分離手段と前記冷却手段との間に設けられたことを特徴とする。

本発明の溶液の蒸発濃縮方法は、請求項６に記載のように、前記請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の溶液の蒸発濃縮装置を用いる溶液の蒸発濃縮方法である。

本発明の溶液の蒸発濃縮方法は、請求項７に記載の通り、請求項６に記載の溶液の蒸発濃縮方法において、前記要濃縮処理溶液がめっき液成分を有する溶液であることを特徴とする。

本発明の溶液の蒸発濃縮装置によれば、外部に対して閉鎖され、内部で気流が循環する気流循環経路と、該気流循環経路内に気流を循環させる気流循環手段とを有し、かつ、該気流循環経路に、該気流に対して要濃縮処理溶液を接触させ、該溶液中の水分を蒸発させて濃縮された該溶液を回収する水分蒸発手段、該水分蒸発手段からの水蒸気を含む気流中の溶液ミストを気流から分離し回収する溶液ミスト分離手段、ミスト分離手段からの溶液ミストが分離された水蒸気を含む気流を冷却して該水蒸気を液化して取り除く冷却手段、及び、該冷却手段からの冷却された気流中の水分ミストを気流から分離し回収する水分ミスト分離手段をこの順に備えているために、要濃縮処理溶液を高温に保たなくても蒸発・濃縮処理が可能となり、また、外部に対して、要濃縮処理溶液やその成分が漏出して生じる問題も予め防止されている。
さらに前記気流循環経路に溶液槽の溶液液面の上方空間で前記気流を水平に誘導する溶液槽上方空間誘導路が設けられ、さらに、前記気流循環経路が、前記溶液槽上方空間誘導路の前記気流上流側に前記溶液槽上方から該溶液液面に向かって気流を誘導する溶液槽下方誘導経路と、前記溶液槽上方空間誘導路の前記気流下流側に前記溶液液面近くから上方に向かって気流を誘導する溶液槽上方誘導経路と、を備えるとともに、前記水分蒸発手段が前記溶液槽下方誘導経路に、かつ、前記溶液ミスト分離手段が前記溶液槽上方誘導経路に、それぞれ設けられているために、請求項２に記載の発明に組み合わせられたときには要濃縮処理溶液と気流との接触時間が長くなるのでより効率的に要濃縮処理溶液中の水分が蒸発しやすくなるとともに、溶液３の流れ方向と気流の流れ方向とが一致せず、かつ、気流の流速が大きい場合に生じる要濃縮処理溶液の気流による川下方向の持ち出しが予め防止されている。さらに、要濃縮処理溶液と接触した後の気流の方向が大きく変化するので、気流中の溶液ミストの除去が促進され、また、溶液ミスト分離手段でミストとして分離された溶液は自重で下方の溶液槽に戻るので溶液の回収手段が不要となる。

請求項２にかかる本発明の溶液の蒸発濃縮装置によれば、水分蒸発手段が、シャワー状ないし霧流状に流れる要濃縮処理溶液に前記気流を接触させるものであるために、単純な構造でありながら、効果的な気液接触が可能となるので、要濃縮処理溶液中の水分が蒸発しやすい。

請求項３にかかる本発明の溶液の蒸発濃縮装置によれば、前記気流循環経路に溶液槽の溶液液面の上方空間で前記気流を水平に誘導する溶液槽上方空間誘導路が設けられ、さらに、前記気流循環経路が、前記溶液槽上方空間誘導路の前記気流上流側に前記溶液槽上方から該溶液液面に向かって気流を誘導する溶液槽下方誘導経路と、前記溶液槽上方空間誘導路の前記気流下流側に前記溶液液面近くから上方に向かって気流を誘導する溶液槽上方誘導経路と、を備えるとともに、前記水分蒸発手段が前記溶液槽下方誘導経路に、かつ、前記溶液ミスト分離手段が前記溶液槽上方誘導経路に、それぞれ設けられているために、請求項２に記載の発明に組み合わせられたときには要濃縮処理溶液と気流との接触時間が長くなるのでより効率的に要濃縮処理溶液中の水分が蒸発しやすくなるとともに、溶液３の流れ方向と気流の流れ方向とが一致せず、かつ、気流の流速が大きい場合に生じる要濃縮処理溶液の気流による川下方向の持ち出しが予め防止されている。さらに、要濃縮処理溶液と接触した後の気流の方向が大きく変化するので、気流中の溶液ミストの除去が促進され、また、溶液ミスト分離手段でミストとして分離された溶液は自重で下方の溶液槽に戻るので溶液の回収手段が不要となる。

請求項３にかかる本発明の溶液の蒸発濃縮装置によれば、前記冷却手段が、シャワー状ないし霧流状に流れる冷却水を前記気流に接触させるものであるために、単純な手段でありながら、効果的な気液接触が可能となるので、要濃縮処理溶液中の水分が蒸発しやすい。

請求項４にかかる本発明の溶液の蒸発濃縮装置によれば、前記気流循環経路に冷却水槽の冷却水液面の上方空間で前記気流を水平に誘導する冷却水槽上方空間誘導路が設けられ、さらに、前記気流循環経路が、前記冷却水槽上方空間誘導路の前記気流上流側に前記冷却水槽上方から該冷却水水面に向かって気流を誘導する冷却水槽下方誘導経路と、前記冷却水槽上方空間誘導路の前記気流下流側に前記冷却水水面近くから上方に向かって気流を誘導する冷却水槽上方誘導経路と、を備えるとともに、前記冷却手段が前記冷却水槽下方誘導経路に、かつ、前記水分ミスト分離手段が前記冷却水槽上方誘導経路に、それぞれ設けられているために、請求項４に記載の発明に組み合わせられたときには冷却水と気流との接触時間が長くなるのでより効率的に気流中の水分を除去することができるとともに、溶液３の流れ方向と気流の流れ方向とが一致せず、かつ、気流の流速が大きい場合に生じる冷却水の気流による川下方向の持ち出しが予め防止されている。また、冷却水と接触した後の気流の方向が大きく変化するので、気流中の水分ミストの除去が促進され、また、水分ミスト分離手段でミストとして分離された水分は自重で下方の冷却水槽に戻るので冷却水の回収手段が不要となる。

請求項５にかかる本発明の溶液の蒸発濃縮装置によれば、気流循環手段が前記溶液ミスト分離手段と前記冷却手段との間に設けられたために、水分蒸発手段付近が冷却手段付近に比べ、気圧が低くなる。このため、水分蒸発手段での要濃縮処理溶液からの水分の気流への蒸発が促進されると同時に、冷却手段での気流中の水分の凝縮が促進される。このために、より効果的な溶液の濃縮効果が得られる。

請求項６にかかる本発明の溶液の蒸発濃縮方法によれば、要濃縮処理溶液を高温に保たなくても蒸発・濃縮処理が可能となり、また、外部に対して、要濃縮処理溶液やその成分が漏出して生じる問題も予め防止されている。

また、請求項７にかかる本発明の溶液の蒸発濃縮方法によれば、上記効果に加え、高温での蒸発濃縮処理では析出や分解のおそれがある成分を含むめっき液、及び、このようなめっき液成分を有するめっき液希薄溶液（本発明では、めっき液とめっき液成分を有するめっき液希薄溶液との両者を併せて、”めっき液成分を有する溶液”と云う）であっても、分解や析出などの恐れなく蒸発濃縮処理が可能であるため、従来廃棄していた資源の再利用が可能となり、及び、従来では必要であった廃棄物処理コストも不要とすることができる。

図１に本発明に係る溶液の蒸発濃縮装置Ａの一例を示す。

溶液の蒸発濃縮装置Ａには外部に対して閉鎖され、内部で気流が循環する気流循環経路１と、該気流循環経路内に気流を循環させる気流循環手段としての送風機２とを有している。

気流循環経路１には溶液槽１ａ４の要濃縮処理溶液（以下、”溶液”とも云う）３の液面の上方空間で気流を水平に誘導する溶液槽上方空間誘導路１ａ１が設けられ、この溶液槽上方空間誘導路１ａ１の気流上流側には溶液槽１ａ４上方から溶液３液面に向かって気流を誘導する溶液槽下方誘導経路１ａ２と、溶液槽上方空間誘導路１ａ１の気流下流側に溶液３液面近くから上方に向かって気流を誘導する溶液槽上方誘導経路１ａ３とが備えられている。

溶液槽下方誘導経路１ａ２には水分蒸発手段としてシャワーノズル４ｂが設けられ、このシャワーノズル４ｂは溶液循環ポンプ４ａを備えた溶液供給配管４が接続され上記溶液槽１ａ４底部から溶液３が供給されており、シャワーノズル４ｂからは溶液３が気流に向けてシャワー状に噴出される。また、本発明ではこの溶液３の流れはシャワーのような連続液流ではなくて、細かい液粒が気流中を流れる霧流状であってもよく、その場合も本発明に含まれる。

溶液の蒸発濃縮装置Ａでは、溶液槽下方誘導経路１ａ２での溶液３の流れ方向と気流の流れ方向とが一致するためにこれらの接触時間が長く、このために溶液槽下方誘導経路１ａ２では落下する溶液３から効率的にその水分が気流中へ蒸発する。さらに、溶液３の流れ方向と気流の流れ方向とが一致せず、かつ、気流の流速が大きい場合に生じる溶液３の気流による川下方向の持ち出しが予め防止されている。

さらに溶液槽下方誘導経路１ａ２のシャワーノズル下方でかつ溶液槽１ａ４の液面上方にはこの例ではポリ塩化ビニリデン系繊維からなる繊維マット（商品名サランロック、以下同じ）層８が配置されており、溶液３と気流との接触との効率がより高められている。溶液３はこのように気流に接して、濃縮された後、下方の溶液槽へ回収され、回収のための特別な機構は不要である。なお、本発明はこの例に限定されず、繊維マットの替わりに有孔板やラシヒリング、レッシングリング等の充填材からなる層を用いても良い（以下も同じ）。

このように溶液３と接してその水分を水蒸気として含んだ気流は、溶液槽１ａ４の溶液３の液面の上方空間である溶液槽上方空間誘導路１ａ１で一旦で水平になるよう誘導された後、溶液槽上方誘導経路１ａ３に導入され、そこで上方に誘導される。このように`、気流の方向が大きく変更されるために気流に溶液３のミスト（本発明では”溶液ミスト”と云う）が含まれている場合であっても、そのほとんどは溶液３へと落下する。

溶液槽上方誘導経路１ａ３には水分蒸発手段からの水蒸気を含む気流中の溶液ミストを気流から分離し回収する溶液ミスト分離手段として、フィルター類、この例では有孔板（商品名：エリミネーターＥＬ−２２２、以下同じ）層７及び繊維マット層８とが設けられ、これらの層をこの順で通過する気流中の溶液ミストを除去する。これら有孔板層８及び繊維マット層７がこの順に気流に接するのは、まず有孔板層７により大きい溶液ミストを除去した後、この有孔板よりも目が細かい繊維マットにより小さい溶液を除去することができるために、大風量であっても気流からの溶液ミストの除去を効率よく行える。

これら有孔板層８及び繊維マット層７に付着し、気流から取り除かれた溶液ミスト（溶液３）は自重で、下方の溶液槽１ａ４へ落下し、回収されるため、特別な回収手段を設ける必要がない。このように溶液ミストが気流中から取り除かれるために、溶液の成分が溶液ミスト分離手段の気流下流側へは到達しない。

ミスト分離手段からの溶液ミストが分離された、水蒸気を含む気流は、水分蒸発手段からの水蒸気を含む気流中の溶液ミストを気流から分離し回収する溶液ミスト分離手段を備えた溶液槽上方誘導経路１ａ３から、気流循環経路内に気流を循環させる気流循環手段である送風機２を経て、ミスト分離手段からの溶液ミストが分離された水蒸気を含む気流を冷却してその水蒸気を液化して取り除く冷却手段、及び、該冷却手段からの冷却された気流中の水分ミストを気流から分離し回収する水分ミスト分離手段に供給される。

この溶液の蒸発濃縮装置Ａでは、気流循環経路に冷却水槽１ｂ４の冷却水６の液面の上方空間で前記気流を水平に誘導する冷却水槽上方空間誘導路１ｂ１が設けられ、この冷却水槽上方空間誘導路１ｂ１の気流上流側に冷却水槽１ｂ４上方から冷却水６水面に向かって気流を誘導する冷却水槽下方誘導経路１ｂ２と、冷却水槽上方空間誘導路１ｂ１の気流下流側に冷却水６の水面近くから上方に向かって気流を誘導する冷却水槽上方誘導経路１ｂ３とを備える、冷却手段は冷却水槽下方誘導経路１ｂ２に、かつ、水分ミスト分離手段は冷却水槽上方誘導経路１ｂ３に、それぞれ設けられている。

冷却手段としては、この溶液の蒸発濃縮装置Ａでは、シャワー状に流れる冷却水を前記気流に接触させるものであって、冷却水槽下方誘導経路１ｂ２の気流中に設けられたシャワーノズル５ｃが設けられ、このシャワーノズル５ｃは冷却水槽１ｂ４のオーバーフロー水が供給される冷却水オーバーフロータンク５ａ、及び、冷却水循環ポンプ５ｂを備えた冷却水供給配管５が接続され、冷却水槽１ｂ１から冷却水６が供給されており、シャワーノズル５ｃからは冷却水６が気流に向けてシャワー状に噴出されるために、高い冷却効率が得られる。また、本発明ではこの冷却水６の流れはシャワーのような連続液流ではなくて、細かい液粒が気流中を流れる霧流状であってもよく、その場合も本発明に含まれる。

溶液の蒸発濃縮装置Ａでは、冷却水槽下方誘導経路１ｂ２での冷却水６の流れ方向と気流の流れ方向とが一致するためにこれらの接触時間が長く、このために冷却水槽下方誘導経路１ｂ２では落下する冷却水６により気流は冷却され、気流中の水蒸気が効率的に液化される。さらに、冷却水６の流れ方向と気流の流れ方向とが一致せず、かつ、気流の流速が大きい場合に生じる冷却水６の気流による川下方向の予期しない持ち出しが予め防止されている。

さらに冷却水槽下方誘導経路１ｂ２のシャワーノズル５ｃ下方でかつ冷却水槽１ｂ４の冷却水６液面上方にはこの例では繊維マット層８が配置されており、冷却水６と気流との接触との効率がより高められているとともに、液滴を粗大化するので、冷却水６（と凝縮水と）の下方の冷却水槽１ｂ４への確実な回収が可能となり、後述する、気流からの冷却水ミストの除去がより確実となる。

また、繊維マット層８下方には冷凍装置５ｅに接続された冷却用熱交換器５ｄが配されており、ここを通過する気流及び冷却水とを効果的に冷却する。冷却用熱交換器５ｄの下方にはまた繊維マット層８が設けられ、冷却用熱交換器５ｄに冷やされた冷却水と気流とが再度効率よく接触するようになっており、気流中の水蒸気除去がより効果的に実施される。

本例ではこのように冷却用の熱交換器は気流循環経路に設けたが、冷却用の熱交換器を気流循環経路ではなく、冷却水６の経路、あるいは、冷却水槽１ｂ４に設けてもよく、また、これらの複数箇所に設けても良い。

冷却水６（及び凝縮水）は最終的に下方の冷却水槽１ｂ４へ回収されるので、回収のための特別な機構は不要である。冷却水槽１ｂ４の冷却槽には凝縮水が加わるために水量が増えるが、この余剰水は、例えば、めっき処理工程後の洗浄水として再利用することにより、本発明の溶液の蒸発濃縮装置を備えためっき処理システムから外部に出ることがなく、このとき無排出（ゼロエミッション）が可能となる。

このように冷却手段により冷却されて水蒸気が少なくなった気流は、冷却水槽１ｂ４の冷却水６の液面の上方空間である溶液槽上方空間誘導路１ｂ１で一旦水平になるよう誘導された後、冷却槽上方誘導経路１ｂ３に導入され、そこで上方に誘導される。このように、気流の方向が大きく変更されるために気流に冷却水や凝縮水３のミスト（本発明ではこれらを併せて”冷却水ミスト”と云う）が含まれている場合であっても、そのほとんどは冷却水槽１ｂ４の冷却水６へと落下する。

冷却水槽上方誘導経路１ｂ３には冷却手段からの気流中の冷却水ミストを気流から分離し回収する冷却水ミスト分離手段として、フィルター類、この例では有孔板層７と繊維マット層８とが設けられ、これらの層をこの順で通過する気流中の大きな冷却水ミストを有孔板層７により、その後、残留した小さい冷却水ミストを繊維マット層８により、効率よく除去することができる。

冷却水ミスト分離手段であるこれら有孔板層７と繊維マット層８とに付着して気流から除去された冷却水ミスト（冷却水６）は自重で、下方の冷却水槽１ｂ４へ落下し、回収されるため、特別な回収手段を設ける必要がない。このように気流中から冷却水ミストが効果的に除去されるため、気流中には飽和レベルの水蒸気以外の水分がないので水分蒸発手段での水分蒸発による溶液の濃縮が効果的に行われる。

気流は冷却水槽上方誘導経路１ｂ３から、再度、水分蒸発手段を備えた溶液槽下方誘導経路１ａ２に供給されてシャワーノズル部４ｂに達し、以下同様に循環する。

このような溶液の蒸発濃縮装置Ａにおいて、効率的に濃縮処理を行うには、（１）要濃縮処理溶液の温度をできるだけ高くし、（２）冷却水の温度をできるだけ低くし、かつ、（３）気流循環手段２としての送風機による気流の循環風量をできるだけ大きくして運転することが重要である。しかし、一部のめっき液のように温度を、例えば６０℃を超えて加熱するとその成分が析出したり、分解したりする場合がある。このような場合には、冷却水の温度を低く（要濃縮処理溶液の温度より１０℃以上低くする。）し、風量を多くして時間当たりの気流の循環回数を高くして運転する。また、運転の結果、要濃縮処理溶液の温度も下がってしまう場合には、溶液液槽１ａ４に保温器（電気ヒータ、あるいは、蒸気ヒータ等による）を設置して、液温を一定に保つ。

本発明において、上記気流を構成する気体としては、通常は空気を用いるが、特別な場合には窒素ガスなどの他の気体を用いることができる。

ここで、溶液の蒸発濃縮装置Ａでは、気流循環手段としての送風機２が前記溶液ミスト分離手段と前記冷却手段との間に設けられている。このことにより水分蒸発手段付近の気圧が冷却手段付近の気圧に比べて低くなる。「圧力スイング」とも云えるこのような圧力差によりこのため、水分蒸発手段での要濃縮処理溶液からの水分の気流への蒸発が促進されると同時に、冷却手段での気流中の水分の凝縮が促進される。このために、本発明に係る溶液の蒸発濃縮装置Ａでは、より効果的な溶液の濃縮効果が得られる。ここで、溶液の蒸発濃縮装置Ａでは気流循環路に上述のようにフィルター類（繊維マットや有孔板）が多く設けられており、これらにより上記の「圧力スイング効果」がさらに高められており、また、この効果は気流循環手段としての送風機２を大流量に対応した強力なものとすることにより、より一層高い効果を得ることができる。

さらに、上記溶液の蒸発濃縮装置Ａでは、風量を多くして時間当たりの気流の循環量を高くして運転した際に生じやすい、溶液ミストの冷却手段への持ち込みや、気流からの水分ミスト分離不良による水分蒸発手段への水分持ち込みによる水分蒸発効率の低下が、それぞれ溶液槽上方空間誘導路の前後、及び、冷却水槽上方空間誘導路の前後での気流の大きな方向転換により防止されているので、要濃縮処理溶液の温度と冷却手段での冷却温度の差が小さい場合であっても時間当たりの気流の循環量を大きくすることができるので、高い蒸発濃縮効率を得ることができる。

ここで、一般的な常識で判断すると、溶液ミスト分離手段と冷却手段との間（露点が高い）に送風機を設置すると、送風機内部で水分の凝集が生じやすく、その結果、送風機寿命が短くなるおそれがあるため、送風機は、露点が低い、冷却水ミスト分離手段と蒸発手段との間に設置するのが最適であると考えられるが、このときには上記のような効果的な蒸発濃縮効果は得られない。

本発明にかかる溶液の蒸発濃縮装置は、要蒸発濃縮処理溶液、特に、高温にすると分解、析出などの不都合が生じる溶液、例えばめっき液やめっき液成分を含む希薄溶液などの蒸発濃縮に用いることができるが、共析ニッケルめっき浴のような、溶液中に固体が分散した分散溶液にも応用することができ、その場合も本発明に含まれる。

本発明に係る溶液の蒸発濃縮装置Ａを示すモデル図である。

符号の説明

Ａ 本発明に係る溶液の蒸発濃縮装置
１ 気流循環経路
２ 送風機
１ａ１ 溶液槽上方空間誘導路
１ａ２ 溶液槽下方誘導経路
１ａ３ 溶液槽上方誘導経路
１ａ４ 溶液槽
１ｂ１ 冷却水槽上方空間誘導路
１ｂ２ 冷却水槽下方誘導経路
１ｂ３ 冷却水槽上方誘導経路
１ｂ４ 冷却水槽
３ 要濃縮処理溶液（溶液）
４ 溶液供給配管
４ａ 溶液循環ポンプ
４ｂ シャワーノズル
５ 冷却水供給配管
５ａ 冷却水オーバーフロータンク
５ｂ 冷却水循環ポンプ
５ｃ シャワーノズル
６ 冷却水
７ 有孔板層
８ 繊維マット層

Claims (7)

1. 外部に対して閉鎖され、内部で気流が循環する気流循環経路と、該気流循環経路内に気流を循環させる気流循環手段とを有し、かつ、該気流循環経路に、
   該気流に対して要濃縮処理溶液を接触させ、該溶液中の水分を蒸発させて濃縮された該溶液を回収する水分蒸発手段、
   該水分蒸発手段からの水蒸気を含む気流中の溶液ミストを気流から分離し回収する溶液ミスト分離手段、
   ミスト分離手段からの溶液ミストが分離された水蒸気を含む気流を冷却して該水蒸気を液化して取り除く冷却手段、及び、
   該冷却手段からの冷却された気流中の水分ミストを気流から分離し回収する水分ミスト分離手段をこの順に備え、
   前記気流循環経路に溶液槽の溶液液面の上方空間で前記気流を水平に誘導する溶液槽上方空間誘導路が設けられ、
   さらに、前記気流循環経路が、
   前記溶液槽上方空間誘導路の前記気流上流側に前記溶液槽上方から該溶液液面に向かって気流を誘導する溶液槽下方誘導経路と、
   前記溶液槽上方空間誘導路の前記気流下流側に前記溶液液面近くから上方に向かって気流を誘導する溶液槽上方誘導経路と、
   を備えるとともに、
   前記水分蒸発手段が前記溶液槽下方誘導経路に、かつ、前記溶液ミスト分離手段が前記溶液槽上方誘導経路に、それぞれ設けられている
   ことを特徴とする溶液の蒸発濃縮装置。
2. 前記水分蒸発手段が、シャワー状ないし霧流状に流れる要濃縮処理溶液に前記気流を接触させるものであることを特徴とする請求項１に記載の溶液の蒸発濃縮装置。
3. 前記冷却手段が、シャワー状ないし霧流状に流れる冷却水を前記気流に接触させるものであることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の溶液の蒸発濃縮装置。
4. 前記気流循環経路に冷却水槽の冷却水液面の上方空間で前記気流を水平に誘導する冷却水槽上方空間誘導路が設けられ、
   さらに、前記気流循環経路が、
   前記冷却水槽上方空間誘導路の前記気流上流側に前記冷却水槽上方から該冷却水水面に向かって気流を誘導する冷却水槽下方誘導経路と、
   前記冷却水槽上方空間誘導路の前記気流下流側に前記冷却水水面近くから上方に向かって気流を誘導する冷却水槽上方誘導経路と、
   を備えるとともに、
   前記冷却手段が前記冷却水槽下方誘導経路に、かつ、前記水分ミスト分離手段が前記冷却水槽上方誘導経路に、それぞれ設けられている
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の溶液の蒸発濃縮装置。
5. 前記気流循環手段が前記溶液ミスト分離手段と前記冷却手段との間に設けられたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の溶液の蒸発濃縮装置。
6. 前記請求項１ないし請求項５のいずれ１項に記載の溶液の蒸発濃縮装置を用いることを特徴とする溶液の蒸発濃縮方法。
7. 前記要濃縮処理溶液がめっき液成分を有する溶液であることを特徴とする請求項６に記載の溶液の蒸発濃縮方法。

Images