JP5907340B2 - 淡水製造装置および淡水製造方法 - Google Patents
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Description
(1)溶媒が水である液体と、所定量のアンモニアと二酸化炭素を水に溶解した誘導溶液とを半透膜を介して接触させ、前記液体中の水を前記半透膜を通して誘導溶液に移動させる浸透工程と、前記工程で得られる、水で希釈された希釈誘導溶液を所定の温度に調整した後、蒸留塔に送入し、塔頂部から二酸化炭素、アンモニア、水蒸気からなるガスを得るとともに、塔底部から浄水を得る蒸留工程と、前記ガスを冷却し、前記誘導溶液を再生する冷却再生工程とを有する浄水製造方法。
(2)溶媒が水である液体と、所定量のアンモニアと二酸化炭素を水に溶解した誘導溶液とを半透膜を介して接触させ、前記液体中の水を前記半透膜を通して前記誘導溶液に移動させる浸透手段と、前記手段で得られる、水で希釈された希釈誘導溶液全量を所定の温度に調整する希釈誘導溶液温度調整手段と、前記温度調整手段で所定の温度に調整された希釈誘導溶液を蒸留する蒸留塔と、前記蒸留等の塔頂部から得られる二酸化炭素、アンモニア、水蒸気からなるガスを冷却し、誘導溶液を再生する冷却再生手段と、前記蒸留塔の塔底部から得られる二酸化炭素とアンモニアをほとんど含まない浄水の回収手段とを有する浄水製造装置。
溶媒が水である液体と、所定量のアンモニアと二酸化炭素を水に溶解した誘導溶液とを半透膜を介して接触させ、前記液体中の水を前記半透膜を通して前記誘導溶液に移動させる順浸透手段と、前記手段で得られる、水で希釈された希釈誘導溶液を蒸留する蒸留塔と、前記蒸留塔の塔頂部から得られる二酸化炭素、アンモニア、水蒸気からなるガスを冷却し、前記誘導溶液を再生する冷却再生手段と、前記蒸留塔の塔底部から得られる二酸化炭素とアンモニアを実質的に含まない淡水の回収手段とを有する淡水製造装置であって、前記蒸留塔の加熱手段として、集光装置により集光された太陽エネルギーにより熱媒体を加熱する集熱装置と、前記集熱装置で加熱された熱媒体を利用して水蒸気を生成する蒸気生成器と、前記蒸気生成器で生成した水蒸気を直接前記蒸留塔に供給する手段を設置したことを特徴とする淡水製造装置と、
溶媒が水である液体と、所定量のアンモニアと二酸化炭素を水に溶解した誘導溶液とを半透膜を介して接触させ、前記液体中の水を前記半透膜を通して前記誘導溶液に移動させる順浸透工程と、前記工程で得られる、水で希釈された希釈誘導溶液を蒸留塔に送入し、塔頂部から二酸化炭素、アンモニア、水蒸気からなるガスを得るとともに、塔底部から二酸化炭素とアンモニアを実質的に含まない淡水を得る蒸留工程と、前記ガスを冷却し前記誘導溶液を再生する冷却再生工程とを有する淡水製造方法であって、前記蒸留工程における加熱源として、集光された太陽エネルギーを利用して製造された水蒸気を直接使用することを特徴とする淡水製造方法と、
前記水蒸気が、集光された太陽エネルギーで加熱された熱媒体を利用して製造された水蒸気であることを特徴とする上記に記載の淡水製造方法を提供するものである。
順浸透手段は、淡水化対象液と誘導溶液とを半透膜を介して接触させ、浸透圧の差によって淡水化対象液中の水をこの半透膜を通して誘導溶液に移動させる手段であり、半透膜装置を用いる。
希釈誘導溶液温度調節手段は、半透膜装置で淡水化対象液から水を抽出して希釈された誘導溶液を所定の温度に調整する手段であり、これは加熱によって行われる。加熱手段は問わないが、系内で発生する熱を有効利用する点で熱交換器を用いるのがよい。熱源としては蒸留塔の塔頂部から得られるガスや塔底部から得られる淡水などの熱を利用することができる。
蒸留塔は公知のものを用いればよく、棚段方式、充填方式等いずれのものであってもよい。蒸留塔下部には加熱器を設け、下部の浄水を熱することにより発生する蒸気を上部から落下してくる希釈誘導溶液と接触させて熱交換させる。加熱器にはリボイラーや熱交換器等を用いることができる。
蒸留塔の塔頂から、希釈誘導溶液温度調節手段を経由して塔頂ガス冷却再生手段に配管接続し、塔頂部から得られる二酸化炭素、アンモニア、水蒸気からなるガスを冷却して水溶液状態にする。冷却手段は問わないが、熱交換器を用いることができる。冷却する熱源としては、特に限定されないが、河川水、海水、空気などを用いることができる。
誘導溶液の貯留タンクは、冷却再生手段で再生された誘導溶液の受槽であり、かつ予め作製しておいた誘導溶液の貯槽を兼ねることができる。
淡水の回収手段は、蒸留塔の塔底部に溜った二酸化炭素とアンモニアをほとんど含まない浄水を塔底部から引き抜く手段であり、通常はポンプが用いられる。蒸留塔と淡水の貯留タンクに高低差がかなりあり、蒸留塔内が減圧にされていない場合は自然流出を利用することもできる。また、塔底部から抜き出された淡水が若干のアンモニアや二酸化炭素を含んでいる場合には、用途に応じて適宜水処理を実施する。
淡水の貯留タンクは、蒸留塔の塔底部から抜き出された淡水の貯槽である。
誘導溶液として炭酸アンモニウムを含む水溶液を用い、アンモニアを8.5Mol/L、二酸化炭素を5.6Mol/Lを含有するものを用いた。残りは全て水であり、半透膜装置の誘導溶液入口の流入量は20kg/hrとした。浄化対象液には塩化ナトリウムを35,000mg/L含有する人工海水を用い、入口の流入量は200kg/hrとした。半透膜を通過して誘導溶液に移動した水の量は100kg/hrであり、誘導溶液で出口から流出する希釈誘導溶液の量は120kg/hrであり、温度は28℃であった。
誘導溶液として炭酸アンモニウムを含む水溶液を用い、アンモニアを8.5Mol/L、二酸化炭素を5.6Mol/Lを含有するものを用いた。残りは全て水であり、半透膜装置の誘導溶液入口の流入量は20kg/hrとした。浄化対象液には塩化ナトリウムを35,000mg/L含有する人工海水を用い、入口の流入量は200kg/hrとした。半透膜を通過して誘導溶液に移動した水の量は100kg/hrであり、誘導溶液で出口から流出する希釈誘導溶液の量は120kg/hrであり、温度は28℃であった。
2 海水
3 濃縮された海水
4 半透膜
5 半透膜を通過して移動する水
6 誘導溶液
7 希釈誘導溶液
10 蒸留塔の塔頂部から出てくる二酸化炭素、アンモニア、水からなるガス
11 蒸留塔
12 淡水
13 集光装置
14 蒸気生成器
15 リボイラー
16 熱交換器(希釈誘導溶液温度調整手段)
17 熱交換器
18 ポンプ
19 集熱装置
20 熱交換器
Claims (4)
- 溶媒が水である液体と、所定量のアンモニアと二酸化炭素を水に溶解した誘導溶液とを半透膜を介して接触させ、前記液体中の水を前記半透膜を通して前記誘導溶液に移動させる順浸透手段と、前記手段で得られる、水で希釈された希釈誘導溶液を蒸留する蒸留塔と、前記蒸留塔の塔頂部から得られる二酸化炭素、アンモニア、水蒸気からなるガスを冷却し、前記誘導溶液を再生する冷却再生手段と、前記蒸留塔の塔底部から得られる二酸化炭素とアンモニアを実質的に含まない淡水の回収手段とを有する淡水製造装置であって、前記蒸留塔の加熱手段として、集光装置により集光された太陽エネルギーを利用して水蒸気を生成する蒸気生成器と、前記蒸気生成器で生成した水蒸気を直接前記蒸留塔に供給する手段を設置したことを特徴とする淡水製造装置。
- 溶媒が水である液体と、所定量のアンモニアと二酸化炭素を水に溶解した誘導溶液とを半透膜を介して接触させ、前記液体中の水を前記半透膜を通して前記誘導溶液に移動させる順浸透手段と、前記手段で得られる、水で希釈された希釈誘導溶液を蒸留する蒸留塔と、前記蒸留塔の塔頂部から得られる二酸化炭素、アンモニア、水蒸気からなるガスを冷却し、前記誘導溶液を再生する冷却再生手段と、前記蒸留塔の塔底部から得られる二酸化炭素とアンモニアを実質的に含まない淡水の回収手段とを有する淡水製造装置であって、前記蒸留塔の加熱手段として、集光装置により集光された太陽エネルギーにより加熱された熱媒体を貯留する集熱装置と、前記集熱装置に貯留された熱媒体を利用して水蒸気を生成する蒸気生成器と、前記蒸気生成器で生成した水蒸気を直接前記蒸留塔に供給する手段を設置したことを特徴とする淡水製造装置。
- 溶媒が水である液体と、所定量のアンモニアと二酸化炭素を水に溶解した誘導溶液とを半透膜を介して接触させ、前記液体中の水を前記半透膜を通して前記誘導溶液に移動させる順浸透工程と、前記工程で得られる、水で希釈された希釈誘導溶液を蒸留塔に送入し、塔頂部から二酸化炭素、アンモニア、水蒸気からなるガスを得るとともに、塔底部から二酸化炭素とアンモニアを実質的に含まない淡水を得る蒸留工程と、前記ガスを冷却し前記誘導溶液を再生する冷却再生工程とを有する淡水製造方法であって、前記蒸留工程における加熱源として、集光された太陽エネルギーを利用して製造された水蒸気を直接使用することを特徴とする淡水製造方法。
- 前記水蒸気が、集光された太陽エネルギーで加熱された熱媒体を利用して製造された水蒸気であることを特徴とする請求項3に記載の淡水製造方法。
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