JP6764801B2 - Concentration system and concentration method - Google Patents

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Description

本発明は、濃縮システム及び濃縮方法に関するものである。 The present invention relates to a concentration system and a concentration method.

従来、このような分野の技術として、下記特許文献1に記載の乾燥装置が知られている。この乾燥装置は、被処理物を収容する蒸発器と、蒸発器から移送された水蒸気を圧縮する圧縮機と、圧縮された水蒸気を加熱媒体として通流させ蒸発器内の被処理物と熱交換する熱交換部とを備えている。熱交換部は、蒸発器内に設けられ加熱媒体をさせる伝熱管と、蒸発器の容器側面に設けられ蒸発器の壁面を介して被処理物と熱交換する蒸気ジャケットとを有している。 Conventionally, as a technique in such a field, the drying apparatus described in Patent Document 1 below is known. This drying device has an evaporator for accommodating an object to be processed, a compressor for compressing water vapor transferred from the evaporator, and heat exchange with the object to be processed in the evaporator by passing the compressed water vapor as a heating medium. It is equipped with a heat exchange unit. The heat exchange unit has a heat transfer tube provided in the evaporator to act as a heating medium, and a steam jacket provided on the side surface of the container of the evaporator to exchange heat with the object to be processed via the wall surface of the evaporator.

特開2016-065658号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-065658

しかしながら、特許文献1の乾燥装置では、蒸発器内に収容された状態の被処理物に対して熱交換部の加熱媒体との熱交換が行われるので、被処理物と加熱媒体との伝熱面積を増大させることにも限界があり、被処理物の加熱効率の向上にも限界がある。この種の乾燥装置(濃縮装置)においては、被処理物の加熱効率を向上させることで、濃縮装置全体として濃縮処理の効率を高めることが望まれる。本発明は、被処理物の濃縮処理の効率を高める濃縮システム及び濃縮方法を提供することを目的とする。 However, in the drying apparatus of Patent Document 1, heat exchange is performed with the heating medium of the heat exchange section for the object to be processed in the state of being housed in the evaporator, so that heat transfer between the object to be processed and the heating medium is performed. There is a limit to increasing the area, and there is also a limit to improving the heating efficiency of the object to be treated. In this type of drying device (concentrating device), it is desired to improve the efficiency of the concentrating treatment as a whole by improving the heating efficiency of the object to be treated. An object of the present invention is to provide a concentration system and a concentration method for increasing the efficiency of concentration treatment of an object to be treated.

本発明の濃縮システムは、液体である被処理物の溶媒成分を蒸発させて被処理物を濃縮する濃縮システムであって、被処理物が収容される蒸発器と、蒸発器内の被処理物を所定の濃縮度まで濃縮可能な第1濃縮処理部と、被処理物を所定の濃縮度よりも高濃縮度まで濃縮可能な第2濃縮処理部と、を備え、第1濃縮処理部は、蒸発器内の溶媒成分の蒸気を外部に引き出し圧縮する第1圧縮手段と、蒸発器の外部に設けられ第1圧縮手段で圧縮された蒸気が加熱媒体として導入される外部熱交換器と、蒸発器内の被処理物を外部に抜出し外部熱交換器で加熱媒体と熱交換させた後、再び蒸発器内に返送するように循環させる循環経路と、を有し、第2濃縮処理部は、蒸発器内の蒸気を外部に引き出し圧縮する第2圧縮手段と、蒸発器の周囲に設けられ第2圧縮手段で圧縮された蒸気が導入されると共に、当該蒸気を凝縮させて凝縮熱を蒸発器に付与するジャケット部と、を有する。 The concentration system of the present invention is a concentration system that concentrates the object to be processed by evaporating the solvent component of the object to be processed, which is a liquid, and is an evaporator in which the object to be processed is housed and an object to be processed in the evaporator. The first concentration processing unit is provided with a first concentration processing unit capable of concentrating the material to a predetermined concentration and a second concentration processing unit capable of concentrating the object to be processed to a concentration higher than the predetermined concentration. A first compression means that draws out and compresses the vapor of the solvent component in the evaporator to the outside, and an external heat exchanger that is provided outside the evaporator and the steam compressed by the first compression means is introduced as a heating medium, and evaporation. The second concentration processing unit has a circulation path for extracting the object to be processed in the vessel to the outside, exchanging heat with a heating medium by an external heat exchanger, and then circulating the material so that it is returned to the evaporator again. A second compression means for drawing out and compressing the steam in the evaporator to the outside and a steam compressed by the second compression means provided around the evaporator are introduced, and the vapor is condensed to dissipate the heat of condensation in the evaporator. It has a jacket portion to be attached to.

また、蒸発器から第2圧縮手段に向けて蒸気を搬送する流路には開閉可能なバイパスラインが設けられており、バイパスラインは、通過する蒸気を冷却し凝縮させる凝縮部を有するようにしてもよい。 Further, a bypass line that can be opened and closed is provided in the flow path for transporting steam from the evaporator to the second compression means, and the bypass line has a condensing portion that cools and condenses the passing steam. May be good.

また、第1圧縮手段はルーツブロアを有し、第2圧縮手段は揺動式圧縮機を有するようにしてもよい。 Further, the first compression means may have a roots blower, and the second compression means may have a swing compressor.

また、第1圧縮手段と第2圧縮手段とが1つの共通圧縮手段で共通化され、共通圧縮手段の吐出口から外部熱交換器に向かう蒸気流路と、共通圧縮手段の吐出口からジャケット部に向かう蒸気流路と、が分岐され設けられているようにしてもよい。 Further, the first compression means and the second compression means are shared by one common compression means, the steam flow path from the discharge port of the common compression means to the external heat exchanger, and the jacket portion from the discharge port of the common compression means. The steam flow path toward the air may be branched and provided.

また、蒸発器から共通圧縮手段に向けて蒸気を搬送する流路には開閉可能なバイパスラインが設けられており、バイパスラインは、通過する蒸気を冷却し凝縮させる凝縮部を有するようにしてもよい。 Further, a bypass line that can be opened and closed is provided in the flow path for transporting steam from the evaporator to the common compression means, and the bypass line may have a condensing portion for cooling and condensing the passing steam. Good.

共通圧縮手段は揺動式圧縮機を有するようにしてもよい。 The common compression means may have a swing compressor.

本発明の濃縮方法は、液体である被処理物の溶媒成分を蒸発させて被処理物を濃縮する濃縮方法であって、被処理物を濃縮する第1濃縮工程が少なくとも実行される濃縮前期工程と、濃縮前期工程の後、第1濃縮工程が停止された状態で第2濃縮工程が実行される濃縮後期工程と、を経て被処理物が濃縮され、第1濃縮工程は、被処理物が収容される蒸発器内の溶媒成分の蒸気を外部に引き出し圧縮する第1圧縮工程と、第1圧縮工程で圧縮された蒸気を蒸発器の外部に設けられた外部熱交換器に加熱媒体として導入する工程と、蒸発器内の被処理物を外部に抜出し外部熱交換器で加熱媒体と熱交換させた後、再び蒸発器内に返送するように循環経路を循環させる工程と、を有し、第2濃縮工程は、蒸発器内の蒸気を外部に引き出し圧縮する第2圧縮工程と、第2圧縮工程で圧縮された蒸気を蒸発器の周囲に設けられたジャケット部に導入し当該蒸気を凝縮させて凝縮熱を蒸発器に付与する工程と、を有する。 The concentration method of the present invention is a concentration method for concentrating the object to be processed by evaporating the solvent component of the liquid object to be processed, and is a pre-concentration step in which at least the first concentration step for concentrating the object to be processed is executed. After the pre-concentration step, the object to be treated is concentrated through the second post-concentration step in which the second concentration step is executed with the first concentration step stopped, and in the first concentration step, the object to be treated is subjected to. The first compression step of drawing out and compressing the vapor of the solvent component in the contained evaporator to the outside and the steam compressed in the first compression step are introduced as a heating medium into an external heat exchanger provided outside the evaporator. The process includes a process of extracting the object to be processed in the evaporator to the outside, exchanging heat with a heating medium by an external heat exchanger, and then circulating a circulation path so as to return the object to the evaporator again. The second concentration step is a second compression step in which the steam in the evaporator is drawn out and compressed, and the steam compressed in the second compression step is introduced into a jacket portion provided around the evaporator to condense the steam. It has a step of applying heat of condensation to the evaporator.

本発明の濃縮方法は、第1濃縮工程と並行して実行され被処理物の濃縮度を検知する濃縮度検知工程を更に備え、濃縮度検知工程で検知された濃縮度が所定の濃縮度に到達したときに、第1濃縮工程が停止され濃縮前期工程から濃縮後期工程に切り替えられる、ようにしてもよい。 The concentration method of the present invention further includes a concentration detection step of detecting the concentration of the object to be processed, which is executed in parallel with the first concentration step, and the concentration detected in the concentration detection step becomes a predetermined concentration. When it reaches, the first concentration step may be stopped and the early concentration step may be switched to the late concentration step.

本発明によれば、被処理物の濃縮処理の効率を高める濃縮システム及び濃縮方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a concentration system and a concentration method for increasing the efficiency of the concentration treatment of the object to be treated.

第1実施形態に係る濃縮システムを示す図である。It is a figure which shows the enrichment system which concerns on 1st Embodiment. 蒸発器及び撹拌装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the evaporator and the agitator. 第2実施形態に係る濃縮システムを示す図である。It is a figure which shows the enrichment system which concerns on 2nd Embodiment. 第3実施形態に係る濃縮システムを示す図である。It is a figure which shows the enrichment system which concerns on 3rd Embodiment. 第4実施形態に係る濃縮システムを示す図である。It is a figure which shows the enrichment system which concerns on 4th Embodiment.

以下、図面を参照しつつ本発明に係る濃縮システム及び濃縮方法の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the concentration system and the concentration method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

〔第1実施形態〕
図1に示される濃縮システム1は、溶液(液体)である被処理物Aの溶媒成分を蒸発させて当該被処理物Aを濃縮するシステムである。以下の実施形態において「濃縮」とは、単に被処理物Aの溶媒を除去し濃度を高める処理ばかりでなく、被処理物A中の溶質成分が一部析出した後に更に溶媒成分の除去を継続する処理や、被処理物Aのほぼすべての溶媒成分を除去する「乾燥」の処理を含む概念である。濃縮システム1による濃縮処理の被処理物Aとしては、例えば、廃棄物処分場の浸出水、建設工事で発生する泥水・濁水、下水処理場の下水汚泥や発酵廃液、化石燃料採掘で発生する随伴水、水溶性切削油、VOC汚染水、VOC汚染土等がある。このうち、廃棄物処分場の浸出水、泥水・濁水、下水汚泥、随伴水、水溶性切削油の溶媒成分は水であり、発酵廃液の溶媒成分は水あるいはアンモニア水であり、VOC汚染水、VOC汚染土の溶媒成分はVOCである。濃縮システム1は、最終的には、被処理物A中のほぼすべての溶媒成分を除去して被処理物Aを乾燥状態になるまで濃縮してもよく、例えば、被処理物Aが最終的に粉末状になるように濃縮してもよい。
[First Embodiment]
The concentration system 1 shown in FIG. 1 is a system for concentrating the object A to be processed by evaporating the solvent component of the object A to be processed, which is a solution (liquid). In the following embodiments, "concentration" is not only a process of removing the solvent of the object A to be treated to increase the concentration, but also continuing the removal of the solvent component after a part of the solute component in the object A to be processed is precipitated. This is a concept that includes a treatment for processing and a “drying” treatment for removing almost all solvent components of the object A to be treated. The object A to be concentrated by the concentration system 1 includes, for example, leachate from a waste disposal site, muddy water / turbid water generated during construction work, sewage sludge and fermentation effluent from a sewage treatment plant, and accompanying fossil fuel mining. There are water, water-soluble cutting oil, VOC-contaminated water, VOC-contaminated soil, etc. Of these, the solvent component of leachate, muddy water / muddy water, sewage sludge, accompanying water, and water-soluble cutting oil at the waste disposal site is water, and the solvent component of the fermentation effluent is water or ammonia water, VOC contaminated water, The solvent component of VOC-contaminated soil is VOC. The concentration system 1 may finally remove almost all the solvent components in the object A to concentrate the object A until it becomes dry, for example, the object A is finally. It may be concentrated so as to be in powder form.

濃縮システム1は、被処理物Aを所定の濃縮度まで濃縮可能な第1濃縮処理部Q1と、第1濃縮処理部Q1で濃縮された被処理物Aを更に鋼濃縮度まで濃縮可能な第2濃縮処理部Q2と、第2濃縮処理部Q2で濃縮された被処理物Aを更に濃縮して乾燥状態とする乾燥処理部Q3と、を備えている。 The concentration system 1 has a first concentration processing unit Q1 capable of concentrating the object A to a predetermined concentration, and a first concentration processing unit Q1 capable of further concentrating the object A concentrated in the first concentration processing unit Q1 to a steel concentration. 2 Concentration processing unit Q2 and a drying treatment unit Q3 that further concentrates the object to be processed A concentrated in the second concentration processing unit Q2 to bring it into a dry state.

(第1濃縮処理部Q1)
第1濃縮処理部Q1は、蒸発器3と、蒸発器3の外部に設けられた熱交換器5(外部熱交換器)と、循環ポンプ7と、第1圧縮手段9と、を備えている。蒸発器3には被処理物Aが収容される。蒸発器3の底部近傍には被処理物Aをその液面下から外部に抜き出すための抜出口3bが設けられている。抜出口3bは、蒸発器3の底部よりもやや高い位置に位置している。蒸発器3の上部には外部に抜き出された被処理物Aをその液面上方の位置で返送するための返送口3aが設けられている。また、蒸発器3の上部には、蒸発器3内の蒸気を外部に抜き出すための蒸気出口3cが設けられている。
(1st Concentration Processing Unit Q1)
The first concentration processing unit Q1 includes an evaporator 3, a heat exchanger 5 (external heat exchanger) provided outside the evaporator 3, a circulation pump 7, and a first compression means 9. .. The object A to be processed is housed in the evaporator 3. An outlet 3b for extracting the object A to be processed from below the liquid surface to the outside is provided near the bottom of the evaporator 3. The outlet 3b is located slightly higher than the bottom of the evaporator 3. A return port 3a for returning the object to be processed A extracted to the outside at a position above the liquid level is provided on the upper part of the evaporator 3. Further, a steam outlet 3c for extracting the steam in the evaporator 3 to the outside is provided on the upper portion of the evaporator 3.

蒸発器3の抜出口3bはラインL1を介して循環ポンプ7の入口に接続されている。循環ポンプ7の出口はラインL2を介して熱交換器5の入口に接続されている。熱交換器5の出口はラインL3を介して蒸発器3の返送口3aに接続されている。蒸発器3の蒸気出口3cはラインL4及びラインL5を介して第1圧縮手段9の入口に接続されている。第1圧縮手段9の出口はラインL6を介して熱交換器5の加熱媒体入口に接続されている。熱交換器5の加熱媒体出口はラインL7を介してラインL8に接続されている。ラインL4をラインL5と後述のラインL20とに分岐させる分岐点には、例えば切替バルブV4が設けられており、ラインL4をラインL5又はラインL20に対して選択的に連通させることができる。 The outlet 3b of the evaporator 3 is connected to the inlet of the circulation pump 7 via the line L1. The outlet of the circulation pump 7 is connected to the inlet of the heat exchanger 5 via the line L2. The outlet of the heat exchanger 5 is connected to the return port 3a of the evaporator 3 via the line L3. The steam outlet 3c of the evaporator 3 is connected to the inlet of the first compression means 9 via the line L4 and the line L5. The outlet of the first compression means 9 is connected to the inlet of the heating medium of the heat exchanger 5 via the line L6. The heating medium outlet of the heat exchanger 5 is connected to the line L8 via the line L7. For example, a switching valve V4 is provided at a branch point for branching the line L4 into the line L5 and the line L20 described later, and the line L4 can be selectively communicated with the line L5 or the line L20.

また、循環ポンプ7の駆動によって蒸発器3内の被処理物Aが抜出口3bから外部に抜き出され、ラインL1及びラインL2を通じて熱交換器5に導入される。その後、熱交換器5においては、被処理物Aと高温の加熱媒体との熱交換によって、被処理物Aが加熱される。熱交換器5で加熱された被処理物Aは、ラインL3を通じて再び蒸発器3に返送される。このように、第1濃縮処理部Q1では、蒸発器3、ラインL1、循環ポンプ7、ラインL2、熱交換器5、及びラインL3によって被処理物Aの循環経路11が形成されている。そして、循環経路11においては、当該循環経路11上に設けられた循環ポンプ7により被処理物Aが圧送されることで、上記のような被処理物Aの循環流動が発生する。循環ポンプ7は、被処理物Aの流量をインバータ制御又は台数制御してもよい。 Further, the object A to be processed in the evaporator 3 is extracted to the outside from the outlet 3b by the drive of the circulation pump 7, and is introduced into the heat exchanger 5 through the lines L1 and L2. After that, in the heat exchanger 5, the object A to be processed is heated by heat exchange between the object A to be processed and the high-temperature heating medium. The object A to be processed heated by the heat exchanger 5 is returned to the evaporator 3 again through the line L3. As described above, in the first concentration processing unit Q1, the circulation path 11 of the object A to be processed is formed by the evaporator 3, the line L1, the circulation pump 7, the line L2, the heat exchanger 5, and the line L3. Then, in the circulation path 11, the object to be processed A is pumped by the circulation pump 7 provided on the circulation path 11, so that the circulation flow of the object to be processed A as described above is generated. The circulation pump 7 may control the flow rate of the object to be processed A by inverter control or unit number control.

上記のように、被処理物Aが循環経路11を周回することで加熱され、当該被処理物Aの温度が上昇する。被処理物Aの温度上昇によって、蒸発器3内では、被処理物Aの溶媒成分が蒸発し溶媒成分の蒸気が発生する。蒸発器3内の蒸気は、第1圧縮手段9の駆動により蒸気出口3cを通じて外部に引き出される。このようにして、被処理物Aが循環経路11の周回を繰り返すことにより、被処理物Aの溶媒成分が徐々に除去され、被処理物Aが濃縮される。 As described above, the object A to be processed is heated by orbiting the circulation path 11, and the temperature of the object A to be processed rises. Due to the temperature rise of the object A to be processed, the solvent component of the object A to be processed evaporates in the evaporator 3 to generate vapor of the solvent component. The steam in the evaporator 3 is drawn out through the steam outlet 3c by the drive of the first compression means 9. In this way, the solvent component of the object A to be processed is gradually removed and the object A to be processed is concentrated by repeating the orbit of the circulation path 11 of the object A to be processed.

蒸発器3から引き出された蒸気は、ラインL4及びラインL5を通じて第1圧縮手段9に導入され、第1圧縮手段9によって昇圧・昇温された後、ラインL6を通じて熱交換器5の加熱媒体入口に導入される。ここで、第1圧縮手段9は、入口から吸引した流体を圧縮し出口から排出する装置であり、このような第1圧縮手段9には、ブロワ、圧縮機、真空ポンプ等も含まれる。熱交換器5に導入された蒸気は、前述したように被処理物Aとの熱交換を行う加熱媒体として利用される。熱交換器5内では加熱媒体である蒸気の一部が凝縮し、熱交換器5の加熱媒体出口からは、凝縮液と余剰の蒸気とが排出される。これらは、ラインL7を通じてラインL8に合流し、濃縮システム1の系外に排出される。 The steam drawn from the evaporator 3 is introduced into the first compression means 9 through the lines L4 and L5, is boosted and heated by the first compression means 9, and then is introduced into the heating medium of the heat exchanger 5 through the line L6. Introduced in. Here, the first compression means 9 is a device that compresses the fluid sucked from the inlet and discharges it from the outlet, and such a first compression means 9 includes a blower, a compressor, a vacuum pump, and the like. The steam introduced into the heat exchanger 5 is used as a heating medium for heat exchange with the object A to be processed as described above. A part of steam, which is a heating medium, is condensed in the heat exchanger 5, and the condensed liquid and excess steam are discharged from the outlet of the heating medium of the heat exchanger 5. These join the line L8 through the line L7 and are discharged to the outside of the enrichment system 1.

更に、第1濃縮処理部Q1は、濃縮システム1の起動時等において、蒸気を生成しラインL9及びラインL6を通じて熱交換器5に供給する蒸気ボイラ13を備えている。蒸気ボイラ13で生成される蒸気は、水蒸気であってもよく、被処理物Aの溶媒と同じ成分の蒸気であってもよい。蒸気ボイラ13から熱エネルギーが導入されることにより、特に濃縮システム1の起動時において、熱交換器5の加熱媒体が温度上昇するので、循環経路11の被処理物Aが効率良く加熱される。これにより、蒸発器3内で溶媒成分の蒸気が発生し、当該蒸気が熱交換器5の加熱媒体として機能し、循環経路11において被処理物Aが加熱される、といったサイクルが早期に立ち上がる。また、蒸気ボイラ13から熱交換器5への蒸気の導入は、濃縮システム1の起動時に限られず、定常運転時に何らかの理由により上記のサイクルのための熱エネルギーが不足する場合にも実行することができる。 Further, the first concentration processing unit Q1 includes a steam boiler 13 that generates steam and supplies it to the heat exchanger 5 through the lines L9 and L6 when the concentration system 1 is started or the like. The steam generated by the steam boiler 13 may be steam or steam having the same composition as the solvent of the object A to be treated. When the heat energy is introduced from the steam boiler 13, the temperature of the heating medium of the heat exchanger 5 rises, particularly when the concentration system 1 is started, so that the object A to be processed in the circulation path 11 is efficiently heated. As a result, vapor of the solvent component is generated in the evaporator 3, the vapor functions as a heating medium of the heat exchanger 5, and the object A to be processed is heated in the circulation path 11 to start up at an early stage. Further, the introduction of steam from the steam boiler 13 to the heat exchanger 5 is not limited to the start-up of the concentration system 1, and may be executed even when the thermal energy for the above cycle is insufficient for some reason during steady operation. it can.

濃縮システム1の第1濃縮処理部Q1において、第1圧縮手段9としては、ルーツブロアを採用することが好ましい。一般的にルーツブロアは容量(仕事率[W])を大きくすることができるので、第1圧縮手段9としてルーツブロアを使用することにより、熱交換器5に対して単位時間当たりに供給可能な熱量を大きくすることができる。これにより、熱交換器5による被処理物Aの加熱効率が高くなり、ひいては、濃縮システム1による濃縮処理の効率が向上する。ルーツブロアを採用した場合、被処理物Aの溶媒成分が水である場合においては、ルーツブロアの定格容量を例えば60〜70kWとし、稼働出力を50〜60kWとしてもよい。また、ルーツブロアの出力が60kWである場合に、第1濃縮処理部Q1による被処理物Aの処理能力が0.8〜1.0m/hであってもよい。 In the first concentration processing unit Q1 of the concentration system 1, it is preferable to employ a roots blower as the first compression means 9. In general, the roots blower can increase the capacity (power [W]). Therefore, by using the roots blower as the first compression means 9, the amount of heat that can be supplied to the heat exchanger 5 per unit time can be increased. Can be made larger. As a result, the heating efficiency of the object A to be processed by the heat exchanger 5 is increased, and the efficiency of the concentration treatment by the concentration system 1 is improved. When the roots blower is adopted, when the solvent component of the object A to be treated is water, the rated capacity of the roots blower may be set to, for example, 60 to 70 kW, and the operating output may be set to 50 to 60 kW. Further, when the output of the roots blower is 60 kW, the processing capacity of the object to be processed A by the first concentration processing unit Q1 may be 0.8 to 1.0 m 3 / h.

また、熱交換器5としては、プレート式熱交換器を採用することが好ましい。プレート式熱交換器は、高温流体の流路と低温流体の流路とが伝熱プレートを挟んで交互に積層された構造を成すので、加熱媒体と被処理物Aとの間の伝熱面積を大きくすることができる。また、プレート式熱交換器では、比較的自由に伝熱面積を増強することもできる。よって、熱交換器5による被処理物Aの加熱効率が高くなり、第1濃縮処理部Q1による処理が高速化され、濃縮システム1による濃縮処理の効率が向上する。被処理物Aの溶媒成分が水である場合においては、上記のルーツブロアの定格容量を例えば60〜70kWとし、稼働出力を50〜60kWとした場合に、熱交換器5をなすプレート式熱交換器の伝熱面積は、例えば約40mとしてもよい。また、万一、熱交換器5内で被処理物Aの溶質成分の析出が発生した場合にも、プレート式熱交換器であれば、その構造上、流路内の清掃が容易であるので、熱交換器5のメンテナンス性を向上させる観点からもプレート式熱交換器を採用することが好ましい。 Further, as the heat exchanger 5, it is preferable to adopt a plate type heat exchanger. Since the plate heat exchanger has a structure in which the flow path of the high temperature fluid and the flow path of the low temperature fluid are alternately laminated with the heat transfer plate sandwiched between them, the heat transfer area between the heating medium and the object A to be processed is formed. Can be increased. Further, in the plate heat exchanger, the heat transfer area can be increased relatively freely. Therefore, the heating efficiency of the object A to be processed by the heat exchanger 5 is increased, the processing by the first concentration processing unit Q1 is speeded up, and the efficiency of the concentration processing by the concentration system 1 is improved. When the solvent component of the object A to be treated is water, the plate heat exchanger forming the heat exchanger 5 is formed when the rated capacity of the roots blower is, for example, 60 to 70 kW and the operating output is 50 to 60 kW. The heat transfer area of the above may be, for example, about 40 m 2 . Further, even if the solute component of the object to be treated A is deposited in the heat exchanger 5, the plate heat exchanger makes it easy to clean the inside of the flow path due to its structure. From the viewpoint of improving the maintainability of the heat exchanger 5, it is preferable to use a plate heat exchanger.

(第2濃縮処理部Q2)
第2濃縮処理部Q2は、第1濃縮処理部Q1で濃縮された蒸発器3内の被処理物Aの溶媒成分を更に蒸発させて被処理物Aの濃縮度を高める。第2濃縮処理部Q2は、蒸発器3と、第2圧縮手段12と、蒸発器の下部周囲に設けられた蒸気ジャケット4と、を備えている。蒸発器3の蒸気出口3cはラインL4及びラインL20を介して第2圧縮手段12の入口に接続されている。第2圧縮手段12の出口はラインL22を介して蒸気ジャケット4の入口に接続されている。
(2nd Concentration Processing Unit Q2)
The second concentration processing unit Q2 further evaporates the solvent component of the object to be processed A in the evaporator 3 concentrated in the first concentration processing unit Q1 to increase the concentration of the object to be processed A. The second concentration processing unit Q2 includes an evaporator 3, a second compression means 12, and a steam jacket 4 provided around the lower portion of the evaporator. The steam outlet 3c of the evaporator 3 is connected to the inlet of the second compression means 12 via the line L4 and the line L20. The outlet of the second compression means 12 is connected to the inlet of the steam jacket 4 via the line L22.

第2濃縮処理部Q2において、蒸発器3から引き出された蒸気は、ラインL4及びラインL20を通じて第2圧縮手段12に導入され、第2圧縮手段12によって昇圧・昇温された後、ラインL22を通じて蒸気ジャケット4の入口に導入される。ここで、第2圧縮手段12は、入口から吸引した流体を圧縮し出口から排出する装置であり、このような第2圧縮手段12には、ブロワ、圧縮機、真空ポンプ等も含まれる。第2圧縮手段12としては、揺動式圧縮機を採用することが好ましい。一般的に揺動式圧縮機は圧力比(入口圧力に対する出口圧力の比)を大きくすることができるので、第2圧縮手段12として揺動式圧縮機を使用することにより、蒸気ジャケット4に対して高温の蒸気を供給することができる。 In the second concentration processing unit Q2, the steam drawn from the evaporator 3 is introduced into the second compression means 12 through the line L4 and the line L20, is boosted and heated by the second compression means 12, and then is passed through the line L22. It is introduced at the entrance of the steam jacket 4. Here, the second compression means 12 is a device that compresses the fluid sucked from the inlet and discharges it from the outlet, and such a second compression means 12 also includes a blower, a compressor, a vacuum pump, and the like. As the second compression means 12, it is preferable to use a swing compressor. In general, a swing compressor can increase the pressure ratio (ratio of outlet pressure to inlet pressure). Therefore, by using the swing compressor as the second compression means 12, the steam jacket 4 can be used. Can supply high temperature steam.

蒸気ジャケット4にはラインL22を通じて第2圧縮手段12で昇圧・昇温された蒸気が供給される。第2圧縮手段12から供給された蒸気が蒸気ジャケット4内で凝縮すると、蒸気の凝縮熱が蒸発器3に付与され蒸発器3が加熱される。蒸気ジャケット4内において蒸気の凝縮で発生した凝縮液は、蒸気ジャケット4の底部から抜き出されラインL8を通じて濃縮システム1の系外に排出される。なお、蒸気ジャケット4に対しては、蒸気ボイラ13からの蒸気も、ラインL23及びラインL22を通じて供給されてもよい。蒸気ボイラ13からの蒸気が併せて蒸気ジャケット4に供給されることにより、特に、濃縮システム1の起動時において、被処理物Aを効率良く加熱することができる。以上の動作により、蒸発器3内の被処理物Aが加熱され、被処理物Aから溶媒成分が除去されていき、被処理物Aの濃縮が進行する。 The steam jacket 4 is supplied with steam that has been boosted and heated by the second compression means 12 through the line L22. When the steam supplied from the second compression means 12 is condensed in the steam jacket 4, the heat of condensation of the steam is applied to the evaporator 3 to heat the evaporator 3. The condensate generated by the condensation of steam in the steam jacket 4 is extracted from the bottom of the steam jacket 4 and discharged to the outside of the concentration system 1 through the line L8. The steam from the steam boiler 13 may also be supplied to the steam jacket 4 through the lines L23 and L22. Since the steam from the steam boiler 13 is also supplied to the steam jacket 4, the object A to be processed can be efficiently heated, especially when the concentration system 1 is started. By the above operation, the object A to be processed in the evaporator 3 is heated, the solvent component is removed from the object A to be processed, and the concentration of the object A to be processed proceeds.

(乾燥処理部Q3)
乾燥処理部Q3は、第2濃縮処理部Q2で濃縮された蒸発器3内の被処理物Aの溶媒成分を更に蒸発させて被処理物Aの濃縮度を高める。乾燥処理部Q3は、ラインL20上に設けられた開閉可能なバイパスライン30を有している。バイパスライン30は、当該バイパスライン30を通過する蒸気を冷却し凝縮させる凝縮器31(凝縮部)と、冷却塔32と、を有している。また、凝縮器31の内部には冷却水管31aが設けられている。冷却水管31aには冷却塔32から供給される冷却水が流通している。ラインL20から分岐されたラインL31が凝縮器31の入口に接続され、凝縮器31の出口に接続されたラインL32がラインL20に合流している。すなわち、バイパスライン30は、ラインL31、凝縮器31、及びラインL32によって形成されている。
(Drying processing unit Q3)
The drying treatment unit Q3 further evaporates the solvent component of the object to be processed A in the evaporator 3 concentrated in the second concentration processing unit Q2 to increase the concentration of the object to be processed A. The drying processing unit Q3 has a bypass line 30 that can be opened and closed provided on the line L20. The bypass line 30 includes a condenser 31 (condensing unit) that cools and condenses steam passing through the bypass line 30, and a cooling tower 32. Further, a cooling water pipe 31a is provided inside the condenser 31. Cooling water supplied from the cooling tower 32 is circulated in the cooling water pipe 31a. The line L31 branched from the line L20 is connected to the inlet of the condenser 31, and the line L32 connected to the outlet of the condenser 31 joins the line L20. That is, the bypass line 30 is formed by the line L31, the condenser 31, and the line L32.

ラインL20のうち、切替バルブV4からラインL31の分岐部までの部位をラインL20aとし、ラインL31の分岐部からラインL32の合流部までの部位をラインL20cとし、ラインL32の合流部から第2圧縮手段12の入口までの部位をラインL20bとする。例えば、ラインL20cとラインL31との分岐点に切替バルブV20を設け、切替バルブV20を切替えることにより、バイパスライン30の開閉が可能である。バイパスライン30が開いたとき、蒸発器3から第2圧縮手段12に向かう蒸気は、ラインL4、ラインL20a、ラインL31、凝縮器31、ラインL32、ラインL20bの順に通過する。また、バイパスライン30が閉じたとき、蒸発器3から第2圧縮手段12に向かう蒸気は、ラインL4、ラインL20a、ラインL20c、ラインL20bの順に通過する。 Of the line L20, the portion from the switching valve V4 to the branch portion of the line L31 is designated as the line L20a, the portion from the branch portion of the line L31 to the confluence portion of the line L32 is referred to as the line L20c, and the second compression is performed from the confluence portion of the line L32. The portion up to the entrance of the means 12 is defined as the line L20b. For example, the bypass line 30 can be opened and closed by providing a switching valve V20 at a branch point between the line L20c and the line L31 and switching the switching valve V20. When the bypass line 30 is opened, the steam from the evaporator 3 to the second compression means 12 passes in the order of line L4, line L20a, line L31, condenser 31, line L32, and line L20b. When the bypass line 30 is closed, the steam from the evaporator 3 to the second compression means 12 passes in the order of line L4, line L20a, line L20c, and line L20b.

乾燥処理部Q3は、バイパスライン30が開いた状態において機能する。すなわち、バイパスライン30が開いた状態において、蒸気ジャケット4と、第2圧縮手段12と、冷却塔32と、が駆動すると、蒸発器3内の被処理物Aは、蒸気ジャケット4により加熱されるとともに、第2圧縮手段12によって減圧される。被処理物Aの加熱・減圧によって、被処理物Aの溶媒成分の蒸発が促進される。蒸発器3内の被処理物Aから蒸発した溶媒成分の蒸気は、ラインL4、ラインL20a、ラインL31、凝縮器31、ラインL32、及びラインL20bで構成される移動経路で第2圧縮手段12に向けて移動する。 The drying processing unit Q3 functions in a state where the bypass line 30 is open. That is, when the steam jacket 4, the second compression means 12, and the cooling tower 32 are driven in the state where the bypass line 30 is open, the object A to be processed in the evaporator 3 is heated by the steam jacket 4. At the same time, the pressure is reduced by the second compression means 12. The heating and depressurization of the object A to be processed promotes the evaporation of the solvent component of the object A to be processed. The vapor of the solvent component evaporated from the object A to be processed in the evaporator 3 is transferred to the second compression means 12 by a moving path composed of the line L4, the line L20a, the line L31, the condenser 31, the line L32, and the line L20b. Move towards.

このとき、上記移動経路上にある凝縮器31では、溶媒成分の蒸気が冷却水管31aに接触して冷却される。この冷却によって当該蒸気が凝縮し、液体となった溶媒成分が凝縮器31内で貯留される。凝縮器31内に貯留された液体の溶媒成分は、凝縮器31の底部から濃縮システム1の系外に排出される。以上の動作により、蒸発器3内の被処理物Aから溶媒成分が除去されていき、被処理物Aの濃縮が進行する。 At this time, in the condenser 31 on the movement path, the vapor of the solvent component comes into contact with the cooling water pipe 31a and is cooled. By this cooling, the vapor is condensed, and the solvent component which has become a liquid is stored in the condenser 31. The solvent component of the liquid stored in the condenser 31 is discharged from the bottom of the condenser 31 to the outside of the concentrating system 1. By the above operation, the solvent component is removed from the object A to be processed in the evaporator 3, and the concentration of the object A to be processed proceeds.

なお、切替バルブV4は、開状態又は閉状態の2段階の切替えのみならず、開度が調整可能であってもよい。これにより、ラインL5に送られる蒸気量とラインL20に送られる蒸気量とを制御することが可能である。また。切替バルブV20も同様に、開状態又は閉状態の2段階の切替えのみならず、開度が調整可能であってもよい。これにより、ラインL31に送られる蒸気量とラインL20cに送られる蒸気量とを制御することが可能である。 The switching valve V4 may have an adjustable opening degree as well as two-stage switching between an open state and a closed state. Thereby, it is possible to control the amount of steam sent to the line L5 and the amount of steam sent to the line L20. Also. Similarly, the switching valve V20 may be adjustable in opening degree as well as switching in two stages of the open state and the closed state. Thereby, it is possible to control the amount of steam sent to the line L31 and the amount of steam sent to the line L20c.

(撹拌装置)
第2濃縮処理部Q2及び乾燥処理部Q3による被処理物Aの濃縮を更に効率的にすべく、蒸発器3内には当該蒸発器3内の被処理物Aを撹拌する撹拌装置が設けられてもよい。図2は、撹拌装置20を含む蒸発器3の一例を示す断面図である。この例の蒸発器3は、図2の紙面に直交する方向に延びる円筒形をなしている。蒸発器3の内部には、蒸発器3の円筒軸線Cを中心として回転する撹拌装置20が設けられている。撹拌装置20は、円筒軸線C上に延在するシャフト21と、シャフト21に直交する姿勢で当該シャフト21に取付けられ略八角形をなす仕切板23と、を有している。
(Agitator)
In order to make the concentration of the object to be processed A by the second concentration processing unit Q2 and the drying processing unit Q3 more efficient, a stirring device for stirring the object to be processed A in the evaporator 3 is provided in the evaporator 3. You may. FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the evaporator 3 including the stirring device 20. The evaporator 3 of this example has a cylindrical shape extending in a direction orthogonal to the paper surface of FIG. Inside the evaporator 3, a stirring device 20 that rotates around the cylindrical axis C of the evaporator 3 is provided. The stirring device 20 has a shaft 21 extending on the cylindrical axis C, and a partition plate 23 attached to the shaft 21 in a posture orthogonal to the shaft 21 and forming a substantially octagonal shape.

仕切板23は、図2の紙面直交方向に所定間隔で複数配列され、蒸発器3の内部空間を円筒軸線C方向に複数の空間に仕切っている。仕切板23はシャフト21と一緒に回転する。また撹拌装置20は、各仕切板23を貫通して円筒軸線C方向に延在する複数の伝熱管25(加熱部)を有している。伝熱管25は各仕切板23の周縁部近傍に設置されており、伝熱管25の中空部には蒸気ボイラ13から供給される高温の蒸気が流通する。なお、蒸気ボイラ13から伝熱管25に供給され伝熱管25を通過した蒸気は、その後に、蒸気ジャケット4に導入されるようにしてもよく、ラインL8に合流してもよく、濃縮システム1の系外に排出されるようにしてもよい。更に、撹拌装置20は、シャフト21と一緒に回転する撹拌羽根27を有している。撹拌羽根27は、蒸発器3の内壁面上を摺動しながらシャフト21と一緒に回転する。 A plurality of partition plates 23 are arranged at predetermined intervals in the direction orthogonal to the paper surface of FIG. 2, and the internal space of the evaporator 3 is partitioned into a plurality of spaces in the direction of the cylindrical axis C. The partition plate 23 rotates together with the shaft 21. Further, the stirring device 20 has a plurality of heat transfer tubes 25 (heating portions) penetrating each partition plate 23 and extending in the direction of the cylindrical axis C. The heat transfer tube 25 is installed near the peripheral edge of each partition plate 23, and high-temperature steam supplied from the steam boiler 13 flows through the hollow portion of the heat transfer tube 25. The steam supplied from the steam boiler 13 to the heat transfer tube 25 and passing through the heat transfer tube 25 may be subsequently introduced into the steam jacket 4 or merged with the line L8, and the concentration system 1 may be used. It may be discharged to the outside of the system. Further, the stirring device 20 has a stirring blade 27 that rotates together with the shaft 21. The stirring blade 27 rotates together with the shaft 21 while sliding on the inner wall surface of the evaporator 3.

所定の動力源によりシャフト21が回転すると、上述の仕切板23、伝熱管25、及び撹拌羽根27が蒸発器3内で一体となって回転する。蒸発器3内に収容されている被処理物Aは、伝熱管25及び撹拌羽根27によって液面よりも上方に掻き上げられ撹拌されながら、蒸気ジャケット4と伝熱管25とで加熱されるので、効率良く濃縮されていく。被処理物Aの濃縮度が高くなると、被処理物Aがその粘性によって蒸発器3の内壁面に付着する場合もあるが、付着した被処理物Aは内壁面を介して蒸気ジャケット4により効率よく加熱される。また、蒸発器3の内壁面に付着した被処理物Aは撹拌羽根27によって掻き落される。また、被処理物Aがある程度固形化した段階では、被処理物Aは内壁面と伝熱管25との間の隙間に入り込んで揉まれることによっても効率良く加熱される。被処理物Aが蒸発器3内で所定の濃縮度まで濃縮されたところで、濃縮処理済みの被処理物Aを最終的な濃縮処理物として蒸発器3内から回収する。 When the shaft 21 is rotated by a predetermined power source, the partition plate 23, the heat transfer tube 25, and the stirring blade 27 described above rotate integrally in the evaporator 3. The object A to be processed contained in the evaporator 3 is heated by the steam jacket 4 and the heat transfer tube 25 while being agitated by the heat transfer tube 25 and the stirring blade 27 above the liquid surface. It will be concentrated efficiently. When the concentration of the object A to be processed becomes high, the object A to be processed may adhere to the inner wall surface of the evaporator 3 due to its viscosity, but the adhered object A to be processed is more efficient by the steam jacket 4 via the inner wall surface. It is heated well. Further, the object A to be processed adhering to the inner wall surface of the evaporator 3 is scraped off by the stirring blade 27. Further, when the object A to be processed is solidified to some extent, the object A to be processed is efficiently heated by entering the gap between the inner wall surface and the heat transfer tube 25 and being rubbed. When the object A to be processed is concentrated to a predetermined concentration in the evaporator 3, the object A to be concentrated is recovered from the evaporator 3 as the final concentrated product.

このように、蒸発器3内における被処理物Aの加熱、減圧に加えて、撹拌装置20による撹拌を行うことにより、被処理物Aは効率良く濃縮される。また、乾燥処理部Q3による処理では、被処理物A中のほぼすべての溶媒成分を除去して被処理物Aを乾燥状態になるまで濃縮することが可能になり、例えば、被処理物Aが最終的に粉末状になるまで濃縮(乾燥)することも可能になる。なお、撹拌装置20においては、伝熱管25が省略されてもよい。 In this way, in addition to heating and depressurizing the object A to be processed in the evaporator 3, the object A to be processed is efficiently concentrated by stirring with the stirring device 20. Further, in the treatment by the drying treatment unit Q3, almost all the solvent components in the object A to be processed can be removed and the object A to be processed can be concentrated until it becomes a dry state. It can also be concentrated (dried) until it is finally powdered. In the stirring device 20, the heat transfer tube 25 may be omitted.

(濃縮システム1による被処理物Aの濃縮方法)
続いて、図1を参照しながら濃縮システム1による被処理物Aの濃縮方法について説明する。本実施形態の濃縮方法は、濃縮前期工程と、濃縮後期工程と、乾燥工程と、を備える。本実施形態の濃縮前期工程では、被処理物Aを循環経路11で循環させながら濃縮する第1濃縮工程が少なくとも実行される。本実施形態の濃縮後期工程では、濃縮前期工程の後、第1濃縮工程が停止された状態において、蒸気ジャケット4で蒸発器3内の被処理物Aを加熱しながら濃縮する第2濃縮工程が実行される。なお、濃縮前期工程においては、第1濃縮工程と、第2濃縮工程とが並行して実行されてもよい。
(Method of concentrating the object to be processed A by the concentration system 1)
Subsequently, a method of concentrating the object to be processed A by the concentrating system 1 will be described with reference to FIG. The concentration method of the present embodiment includes a first-stage concentration step, a second-stage concentration step, and a drying step. In the first concentration step of the present embodiment, at least the first concentration step of concentrating the object A to be processed while circulating it in the circulation path 11 is executed. In the latter stage of concentration of the present embodiment, after the first stage of concentration, a second concentration step of concentrating the object A in the evaporator 3 while heating with the steam jacket 4 in a state where the first concentration step is stopped is performed. Will be executed. In the first concentration step, the first concentration step and the second concentration step may be executed in parallel.

第1濃縮工程では、被処理物Aの溶質成分が析出する濃縮度よりも低濃縮度まで、第1濃縮処理部Q1によって蒸発器3内の被処理物Aが濃縮される。すなわち、第1濃縮工程は、被処理物Aの溶質成分が未析出で完全に溶媒成分に溶解した状態のときに実行される。第2濃縮工程では、第1濃縮工程で濃縮された被処理物Aが第2濃縮処理部Q2によって更に濃縮される。すなわち、第2濃縮工程では、被処理物Aの溶質成分が析出した後も更に濃縮が継続される。乾燥工程では、第2濃縮工程の後、乾燥処理部Q3によって被処理物Aが更に濃縮され、溶媒成分のほぼすべてが除去された乾燥状態とされる。 In the first concentration step, the object A to be processed in the evaporator 3 is concentrated by the first concentration processing unit Q1 to a concentration lower than the concentration at which the solute component of the object A is precipitated. That is, the first concentration step is executed when the solute component of the object to be treated A is not precipitated and is completely dissolved in the solvent component. In the second concentration step, the object to be treated A concentrated in the first concentration step is further concentrated by the second concentration processing unit Q2. That is, in the second concentration step, the concentration is further continued even after the solute component of the object A to be treated is precipitated. In the drying step, after the second concentration step, the object to be treated A is further concentrated by the drying treatment unit Q3, and almost all of the solvent components are removed to bring the product into a dry state.

(起動、立上げ)
濃縮前期工程の開始時は、濃縮システム1全体の温度を100℃近傍まで昇温する必要がある。このため、起動時には主に第2濃縮処理部Q2によって蒸発器3を加熱する。このとき、第2圧縮手段12の出口側の蒸気が過熱蒸気となって第2圧縮手段12の耐熱温度以上になることを防止するために、第2圧縮手段12をインバータ制御で低周波運転とし吐出温度を調整しながら濃縮システム1の昇温を行うことが好ましい。また、例えば、蒸気ボイラ13からの蒸気も併せて蒸気ジャケット4に送り込まれてもよい。蒸発器3内が一定の温度に達したときに、蒸気ジャケット4への蒸気供給が停止されてもよい。
(Startup, start-up)
At the start of the early concentration step, it is necessary to raise the temperature of the entire concentration system 1 to around 100 ° C. Therefore, at the time of start-up, the evaporator 3 is mainly heated by the second concentration processing unit Q2. At this time, in order to prevent the steam on the outlet side of the second compression means 12 from becoming superheated steam and exceeding the heat resistant temperature of the second compression means 12, the second compression means 12 is operated at a low frequency by inverter control. It is preferable to raise the temperature of the concentration system 1 while adjusting the discharge temperature. Further, for example, the steam from the steam boiler 13 may also be sent to the steam jacket 4. When the inside of the evaporator 3 reaches a certain temperature, the steam supply to the steam jacket 4 may be stopped.

(濃縮前期工程)
上記の起動・立上げの後、濃縮前期工程では、主に第1濃縮工程が実行される。第1濃縮処理部Q1によって実行される第1濃縮工程は、被処理物Aが収容される蒸発器3内の溶媒成分の蒸気を第1圧縮手段9によって外部に引き出し圧縮する圧縮工程と、圧縮工程で圧縮された蒸気を熱交換器5に加熱媒体として導入する工程と、蒸発器3内の被処理物Aを外部に抜出し熱交換器5で加熱媒体と熱交換させた後、再び蒸発器3内に返送するように循環経路11を循環させる工程と、を備える。
(Pre-concentration process)
After the above-mentioned start-up and start-up, the first concentration step is mainly executed in the early concentration step. The first concentration step executed by the first concentration processing unit Q1 includes a compression step of drawing out and compressing the vapor of the solvent component in the evaporator 3 in which the object A to be processed is housed by the first compression means 9, and compression. In the step of introducing the steam compressed in the step into the heat exchanger 5 as a heating medium, and after extracting the object A in the evaporator 3 to the outside and exchanging heat with the heating medium in the heat exchanger 5, the evaporator is again. A step of circulating the circulation path 11 so as to return the product within 3 is provided.

具体的な第1濃縮工程は次の通りである。第1濃縮工程では、切替バルブV4によってラインL4がラインL5に連通される。蒸発器3内に被処理物Aが収容され、被処理物Aは、循環ポンプ7により圧送され循環経路11を循環する。すなわち、被処理物AはラインL1及びラインL2を通じて蒸発器3の外部に抜き出され、熱交換器5に送り込まれる。被処理物Aは熱交換器5で加熱媒体との熱交換を行い加熱され、その後ラインL3を通じて蒸発器3に返送される。被処理物Aの溶媒成分が水である場合、濃縮第1工程中における蒸発器3内の被処理物Aの温度は、ほぼ100℃である。 The specific first concentration step is as follows. In the first concentration step, the line L4 is communicated with the line L5 by the switching valve V4. The object to be processed A is housed in the evaporator 3, and the object to be processed A is pumped by the circulation pump 7 and circulates in the circulation path 11. That is, the object A to be processed is extracted to the outside of the evaporator 3 through the lines L1 and L2 and sent to the heat exchanger 5. The object A to be processed is heated by exchanging heat with the heating medium in the heat exchanger 5, and then returned to the evaporator 3 through the line L3. When the solvent component of the object A to be treated is water, the temperature of the object A to be processed in the evaporator 3 during the first concentration step is approximately 100 ° C.

被処理物Aは循環経路11の循環で熱交換器5を通過することにより加熱され、加熱された被処理物Aの溶媒成分が蒸発し、蒸発器3内には溶媒成分の蒸気が発生する。この蒸気は、第1圧縮手段9によりラインL4及びラインL5を通じて蒸発器3の外部に引き出され圧縮される。圧縮された蒸気はラインL6を通じて熱交換器5に導入され、前述の加熱媒体として機能する。加熱媒体としての蒸気は熱交換器5でその一部が凝縮し、凝縮液と余剰の蒸気とがラインL7及びラインL8を通じて濃縮システム1の系外に排出される。以上のようにして、第1濃縮工程では、被処理物Aの溶媒成分が徐々に除去され、被処理物Aが濃縮される。 The object A to be processed is heated by passing through the heat exchanger 5 in the circulation of the circulation path 11, the solvent component of the heated object A to be processed evaporates, and vapor of the solvent component is generated in the evaporator 3. .. This steam is drawn to the outside of the evaporator 3 through the lines L4 and L5 by the first compression means 9 and compressed. The compressed steam is introduced into the heat exchanger 5 through the line L6 and functions as the above-mentioned heating medium. A part of the steam as the heating medium is condensed in the heat exchanger 5, and the condensate and the excess steam are discharged to the outside of the concentrating system 1 through the lines L7 and L8. As described above, in the first concentration step, the solvent component of the object A to be processed is gradually removed, and the object A to be processed is concentrated.

なお、前述のとおり、濃縮前期工程においては、第1濃縮工程と、後述する第2濃縮工程とが並行して実行されてもよい。この場合、切替バルブV4が、ラインL4をラインL5とラインL20の双方に連通させるようにしてもよい。濃縮前期工程において第2濃縮工程を実行しない場合には、濃縮後期工程に切替わったときに第2圧縮手段12に高温の蒸気が突然導入されることになり、第2圧縮手段12のクリアランスが失われ第2圧縮手段12にダメージを与える虞がある。これに対し、濃縮前期工程においても第2濃縮工程を実行し第2圧縮手段12を駆動させておくことにより、上記のような第2圧縮手段12のダメージを抑制することができる。 As described above, in the first concentration step, the first concentration step and the second concentration step described later may be executed in parallel. In this case, the switching valve V4 may allow the line L4 to communicate with both the line L5 and the line L20. If the second concentration step is not executed in the first stage of concentration, high-temperature steam is suddenly introduced into the second compression means 12 when the second stage of concentration is switched to, and the clearance of the second compression means 12 is increased. It may be lost and damage the second compression means 12. On the other hand, by executing the second concentration step and driving the second compression means 12 also in the first concentration step, the damage of the second compression means 12 as described above can be suppressed.

(濃縮後期工程)
第1濃縮工程において被処理物Aが所定の濃縮度に到達したときに、循環ポンプ7が停止され濃縮前期工程から濃縮後期工程に移行する。濃縮後期工程では、第1濃縮工程は停止され次の第2濃縮工程が実行される。
(Late concentration process)
When the object A to be treated reaches a predetermined concentration in the first concentration step, the circulation pump 7 is stopped and the process shifts from the early concentration step to the late concentration step. In the late concentration step, the first concentration step is stopped and the next second concentration step is executed.

第2濃縮工程では、切替バルブV4によってラインL4がラインL20に連通され、切替バルブV20によってバイパスライン30は閉じられる。第2濃縮処理部Q2において、蒸気ジャケット4と、第2圧縮手段12とが駆動され、蒸発器3内の被処理物Aは、蒸気ジャケット4により加熱されるとともに、第2圧縮手段12によって減圧される。更に、撹拌装置20(図2参照)が駆動され、被処理物Aが蒸発器3内で撹拌されてもよい。被処理物Aの加熱・減圧によって、被処理物Aの溶媒成分の蒸発が促進され、蒸発器3内の被処理物Aから蒸発した溶媒成分の蒸気は、ラインL4、ラインL20を通じて第2圧縮手段12に吸引され、第2圧縮手段によって昇圧・昇温される。昇圧・昇温された蒸気は、ラインL22を通じて蒸気ジャケット4に供給される。 In the second concentration step, the switching valve V4 communicates the line L4 with the line L20, and the switching valve V20 closes the bypass line 30. In the second concentration processing unit Q2, the steam jacket 4 and the second compression means 12 are driven, and the object A to be processed in the evaporator 3 is heated by the steam jacket 4 and depressurized by the second compression means 12. Will be done. Further, the stirring device 20 (see FIG. 2) may be driven to stir the object A to be processed in the evaporator 3. The heating and depressurization of the object A promotes the evaporation of the solvent component of the object A, and the vapor of the solvent component evaporated from the object A in the evaporator 3 is second-compressed through the lines L4 and L20. It is sucked by the means 12 and is boosted and heated by the second compression means. The boosted / heated steam is supplied to the steam jacket 4 through the line L22.

第2圧縮手段12から供給された蒸気が蒸気ジャケット4内で凝縮すると、蒸気の凝縮熱が蒸発器3に付与され蒸発器3が加熱される。蒸気ジャケット4内において蒸気の凝縮で発生した凝縮液は、蒸気ジャケット4の底部から抜き出されラインL8を通じて濃縮システム1の系外に排出される。蒸気ジャケット4による蒸発器3の加熱により、蒸発器3内の被処理物Aが加熱され、被処理物Aからは溶媒成分が蒸発する。以上のようにして、第2濃縮工程では、被処理物Aの溶媒成分が徐々に除去され、被処理物Aの一部の溶質成分が析出された状態となり、その状態からも更に被処理物Aが濃縮され、溶質成分の析出量が増加していく。 When the steam supplied from the second compression means 12 is condensed in the steam jacket 4, the heat of condensation of the steam is applied to the evaporator 3 to heat the evaporator 3. The condensate generated by the condensation of steam in the steam jacket 4 is extracted from the bottom of the steam jacket 4 and discharged to the outside of the concentration system 1 through the line L8. By heating the evaporator 3 with the steam jacket 4, the object A to be processed in the evaporator 3 is heated, and the solvent component evaporates from the object A to be processed. As described above, in the second concentration step, the solvent component of the object to be treated A is gradually removed, and a part of the solute component of the object to be treated A is precipitated, and the object to be treated is further removed from that state. A is concentrated and the amount of solute component precipitated increases.

(乾燥工程)
その後、被処理物Aが所定の濃縮度に到達したときに、濃縮後期工程から乾燥工程に移行する。乾燥工程では、切替バルブV4によってラインL4がラインL20に連通され、切替バルブV20によってバイパスライン30が開かれる。乾燥工程では、乾燥処理部Q3において、蒸気ジャケット4と、第2圧縮手段12と、冷却塔32が駆動され、蒸発器3内の被処理物Aは、蒸気ジャケット4により加熱されるとともに、第2圧縮手段12によって減圧される。更に、撹拌装置20(図2参照)が駆動され、被処理物Aが蒸発器3内で撹拌されてもよい。
(Drying process)
After that, when the object A to be treated reaches a predetermined concentration, the process shifts from the late concentration step to the drying step. In the drying step, the switching valve V4 communicates the line L4 with the line L20, and the switching valve V20 opens the bypass line 30. In the drying step, the steam jacket 4, the second compression means 12, and the cooling tower 32 are driven in the drying processing unit Q3, and the object A to be processed in the evaporator 3 is heated by the steam jacket 4 and the first 2 The pressure is reduced by the compression means 12. Further, the stirring device 20 (see FIG. 2) may be driven to stir the object A to be processed in the evaporator 3.

被処理物Aの加熱・減圧によって、被処理物Aの溶媒成分の蒸発が促進され、蒸発器3内の被処理物Aから蒸発した溶媒成分の蒸気は、ラインL4、ラインL20a、ラインL31、凝縮器31、ラインL32、及びラインL20bで構成される移動経路で第2圧縮手段12に向けて移動する。このとき、上記移動経路上にある凝縮器31では、溶媒成分の蒸気が冷却水管31aに接触して冷却される。この冷却によって当該蒸気が凝縮し、液体となった溶媒成分が凝縮器31内で貯留される。凝縮器31に貯留された液体の溶媒成分は、凝縮器31の底部から濃縮システム1の系外に排出される。以上の動作により、蒸発器3内の被処理物Aから溶媒成分が除去されていき、被処理物Aの濃縮が進行する。 The heating and depressurization of the object A promotes the evaporation of the solvent component of the object A, and the vapor of the solvent component evaporated from the object A in the evaporator 3 is line L4, line L20a, line L31, It moves toward the second compression means 12 by a movement path composed of the condenser 31, the line L32, and the line L20b. At this time, in the condenser 31 on the movement path, the vapor of the solvent component comes into contact with the cooling water pipe 31a and is cooled. By this cooling, the vapor is condensed, and the solvent component which has become a liquid is stored in the condenser 31. The solvent component of the liquid stored in the condenser 31 is discharged from the bottom of the condenser 31 to the outside of the concentrating system 1. By the above operation, the solvent component is removed from the object A to be processed in the evaporator 3, and the concentration of the object A to be processed proceeds.

乾燥工程では、蒸発器3内の温度を例えば40〜70℃とする。第2圧縮手段12や凝縮器31のインバータ制御によって蒸発器3内の温度を制御してもよい。蒸発器3内の温度を上記のような比較的低温にすることにより、被処理物Aが蒸発器3の内壁面に強く付着したり被処理物Aが高温により変性(例えば炭化)したりすることを抑制することができる。また、蒸発器3内が第2圧縮手段12で減圧されているので、上記のような比較低定温であっても、被処理物Aの溶媒成分が十分に蒸発する。乾燥工程では、例えば、被処理物A中のほぼすべての溶媒成分を除去して被処理物Aを乾燥状態になるまで濃縮してもよく、例えば、被処理物Aが最終的に粉末状になるように濃縮してもよい。なお、乾燥工程では、蒸発器3の蒸気の大部分が凝縮器31において凝縮液として回収されてしまう場合があり、蒸気ジャケット4に到達する蒸気が不足する場合がある。この場合、蒸気ジャケット4には、熱エネルギー源として蒸気ボイラ13からの蒸気がラインL23及びラインL22を通じて供給されてもよい。 In the drying step, the temperature inside the evaporator 3 is set to, for example, 40 to 70 ° C. The temperature inside the evaporator 3 may be controlled by controlling the inverter of the second compression means 12 or the condenser 31. By lowering the temperature inside the evaporator 3 to a relatively low temperature as described above, the object to be processed A strongly adheres to the inner wall surface of the evaporator 3 or the object to be processed A is denatured (for example, carbonized) by the high temperature. Can be suppressed. Further, since the inside of the evaporator 3 is depressurized by the second compression means 12, the solvent component of the object to be treated A is sufficiently evaporated even at the comparatively low constant temperature as described above. In the drying step, for example, almost all the solvent components in the object A to be processed may be removed and the object A to be processed may be concentrated until it becomes dry. For example, the object A to be processed may be finally powdered. It may be concentrated so as to become. In the drying step, most of the steam of the evaporator 3 may be recovered as a condensed liquid in the condenser 31, and the steam reaching the steam jacket 4 may be insufficient. In this case, steam from the steam boiler 13 may be supplied to the steam jacket 4 as a heat energy source through the lines L23 and L22.

(濃縮前期工程から濃縮後期工程への切替え)
第1濃縮処理部Q1による第1濃縮工程は、被処理物Aを蒸発器3の外部の熱交換器5内に流通させて加熱するものである。従って、被処理物Aは液体であり被処理物A中の溶質成分は完全に溶解していることが必要である。また、被処理物Aの濃縮度が高すぎると、被処理物Aの溶質成分が循環経路11内(例えば、熱交換器5の流路内)で析出し、経路を閉塞させるおそれがある。従って、第1濃縮処理部Q1による第1濃縮工程では、被処理物Aの濃縮度をモニタし、被処理物Aが規定の濃縮度に到達したときに停止する必要がある。そして、少なくとも、上記の規定の濃縮度は、被処理物Aの溶質成分が析出する濃縮度よりも低濃縮度である必要がある。上記の規定の濃縮度は、安全率を勘案して事前に設定される。濃縮システム1においては、被処理物Aの濃縮度が規定濃縮度に到達するまで、濃縮前期工程として第1濃縮処理部Q1による第1濃縮工程を実行し、その後、第1濃縮工程を停止して濃縮後期工程に移行することとしている。
(Switching from the early concentration process to the late concentration process)
In the first concentration step by the first concentration processing unit Q1, the object A to be processed is circulated in the heat exchanger 5 outside the evaporator 3 and heated. Therefore, it is necessary that the object A to be treated is a liquid and the solute component in the object A to be treated is completely dissolved. Further, if the concentration of the object A to be processed is too high, the solute component of the object A to be processed may precipitate in the circulation path 11 (for example, in the flow path of the heat exchanger 5), which may block the path. Therefore, in the first concentration step by the first concentration processing unit Q1, it is necessary to monitor the concentration of the object A to be processed and stop when the object A to be processed reaches the specified concentration. Then, at least, the above-mentioned defined concentration needs to be lower than the concentration at which the solute component of the object A to be treated is precipitated. The above-specified concentration is set in advance in consideration of the safety factor. In the concentration system 1, the first concentration step by the first concentration processing unit Q1 is executed as the first concentration process until the concentration of the object A to be treated reaches the specified concentration, and then the first concentration step is stopped. It is decided to shift to the late concentration process.

このため、本実施形態の濃縮方法は、第1濃縮工程と並行して実行され被処理物Aの濃縮度を検知する濃縮度検知工程を備えており、検知された濃縮度が規定の濃縮度に到達したときに、第1濃縮工程が停止され濃縮前期工程から濃縮後期工程に切り替えられる。被処理物Aの濃縮度を検知する手段としては、循環経路11上に比重計を設け、被処理物Aの濃縮度の指標である比重を検知してもよい。この場合、当該比重が所定値以上になったときに循環ポンプ7を停止し、第1濃縮工程を停止する。また、例えば、蒸発器3に導入された被処理物Aの原水の量とラインL8から回収された凝縮液の量とを計量し、それらの量に基づいて被処理物Aの濃縮度を検知してもよい。 Therefore, the concentration method of the present embodiment includes a concentration detection step that is executed in parallel with the first concentration step to detect the concentration of the object A to be processed, and the detected concentration is the specified concentration. When the above is reached, the first concentration step is stopped and the early concentration step is switched to the late concentration step. As a means for detecting the concentration of the object A to be processed, a hydrometer may be provided on the circulation path 11 to detect the specific gravity which is an index of the concentration of the object A to be processed. In this case, when the specific gravity exceeds a predetermined value, the circulation pump 7 is stopped and the first concentration step is stopped. Further, for example, the amount of raw water of the object A to be treated introduced into the evaporator 3 and the amount of the condensate recovered from the line L8 are measured, and the concentration of the object A to be processed is detected based on these amounts. You may.

なお、切替バルブV4の開度が調整され、ラインL5に送られる蒸気量とラインL20に送られる蒸気量とが制御されることで、第1濃縮工程と並行して第2濃縮工程又は乾燥工程が実行されてもよい。また、切替バルブV20の開度が調整され、ラインL31に送られる蒸気量とラインL20cに送られる蒸気量とが制御されることで、第2濃縮工程と乾燥工程とが並行して実行されてもよい。 By adjusting the opening degree of the switching valve V4 and controlling the amount of steam sent to the line L5 and the amount of steam sent to the line L20, the second concentration step or the drying step is performed in parallel with the first concentration step. May be executed. Further, the opening degree of the switching valve V20 is adjusted, and the amount of steam sent to the line L31 and the amount of steam sent to the line L20c are controlled, so that the second concentration step and the drying step are executed in parallel. May be good.

(抜取り機構)
また、循環経路11内での溶質成分の析出を防止する観点からは、第1濃縮工程が停止された後に循環経路11の流路内に被処理物Aが残留していることも好ましくない。すなわち、循環経路11の各管路内に充填された被処理物Aが温度低下すると、溶質成分の溶解度が低下して管路内で析出することも考えられる。従って、循環経路11上には、当該循環経路11から被処理物Aを抜取るための抜取り機構が設けられている。具体的には、循環ポンプ7を迂回してラインL1とラインL2とを接続するバイパスが設けられており、当該バイパス上に開閉バルブV1が設けられている。また、ラインL1上に開閉バルブV2が設けられている。
(Sampling mechanism)
Further, from the viewpoint of preventing the precipitation of the solute component in the circulation path 11, it is not preferable that the object A to be treated remains in the flow path of the circulation path 11 after the first concentration step is stopped. That is, when the temperature of the object to be treated A filled in each pipeline of the circulation path 11 decreases, it is conceivable that the solubility of the solute component decreases and precipitates in the pipeline. Therefore, an extraction mechanism for extracting the object to be processed A from the circulation path 11 is provided on the circulation path 11. Specifically, a bypass that bypasses the circulation pump 7 and connects the line L1 and the line L2 is provided, and an on-off valve V1 is provided on the bypass. Further, an on-off valve V2 is provided on the line L1.

第1濃縮処理部Q1による第1濃縮工程の実行中には、循環ポンプ7が駆動し、開閉バルブV1が閉じ、開閉バルブV2が開いている。その後、第1濃縮工程を停止する場合には、循環ポンプ7を停止し、開閉バルブV1と開閉バルブV2とを開けることで、循環経路11内の被処理物Aがバイパスを通じて抜出口3bに向けて逆流する。ここで、熱交換器5の入口の位置が、蒸発器3における被処理物Aの液面よりも高い位置にあれば、少なくとも熱交換器5内の被処理物Aは自重によって排出される。また、第2濃縮工程中に被処理物Aの液面が抜出口3bよりも低くなったときに、循環経路11内の被処理物Aが蒸発器3内に戻ることになる。 During the execution of the first concentration step by the first concentration processing unit Q1, the circulation pump 7 is driven, the on-off valve V1 is closed, and the on-off valve V2 is open. After that, when the first concentration step is stopped, the circulation pump 7 is stopped and the on-off valve V1 and the on-off valve V2 are opened so that the object A in the circulation path 11 is directed to the outlet 3b through the bypass. And flow backwards. Here, if the position of the inlet of the heat exchanger 5 is higher than the liquid level of the object A to be processed in the evaporator 3, at least the object A to be processed in the heat exchanger 5 is discharged by its own weight. Further, when the liquid level of the object A to be processed becomes lower than the outlet 3b during the second concentration step, the object A to be processed in the circulation path 11 returns to the evaporator 3.

その後、開閉バルブV2を閉じることにより、蒸発器3内の被処理物Aは循環経路11に移動しなくなる。なお、開閉バルブV2は開けたままでもよい。または、ラインL1上の開閉バルブV2を省略してもよい。この場合、第2濃縮工程中に被処理物Aの液面が下がってくるに従って、循環経路11内に残留した被処理物Aが蒸発器3に逆流していくことになる。なお、上記の機能を有する抜取り機構としては、上記の構成に限られず、開閉バルブ、切替バルブ等の汎用の要素を用いて適宜構築することができる。また、上記のようなバイパスを設ける方式に代えて、循環ポンプ7に正逆転ポンプを採用し、循環ポンプ7の逆回転によって循環経路11内の被処理物Aを蒸発器3に逆流させて排出してもよい。 After that, by closing the on-off valve V2, the object A to be processed in the evaporator 3 does not move to the circulation path 11. The on-off valve V2 may be left open. Alternatively, the on-off valve V2 on the line L1 may be omitted. In this case, as the liquid level of the object to be processed A drops during the second concentration step, the object to be processed A remaining in the circulation path 11 flows back into the evaporator 3. The extraction mechanism having the above function is not limited to the above configuration, and can be appropriately constructed by using general-purpose elements such as an on-off valve and a switching valve. Further, instead of the method of providing the bypass as described above, a forward / reverse pump is adopted for the circulation pump 7, and the object A in the circulation path 11 is caused to flow back to the evaporator 3 by the reverse rotation of the circulation pump 7 and discharged. You may.

以上の濃縮システム1において、各々のラインL1〜L32等、及び後述する第2〜第4実施形態におけるライン等は、各々の気体や液体等の搬送対象物を搬送するために例えば管体で形成される搬送路である。各ラインにおいては、その目的に応じて管体の仕様(例えば、材料、肉厚、断熱特性、内空の断面積等)を決定すればよい。また、各ラインには、必要に応じて、開閉バルブや切替バルブ等のバルブ類、及びポンプ類が設けられる。このようなバルブ類やポンプ類の動作を適切に制御することにより、ラインの分岐部等において搬送対象物を何れのラインに進行させるかを制御することができる。また、各ライン及び蒸発器3、熱交換器5等の機器には、必要に応じて、センサ類(温度計、流量計、圧力計等)が設けられる。濃縮システム1の上述したような各機能を実現するためには、各部に設けられた上記のバルブ類、ポンプ類、及びセンサ類等を適宜動作させればよい。 In the above concentration system 1, the lines L1 to L32 and the like, and the lines and the like in the second to fourth embodiments described later, are formed of, for example, a pipe body in order to convey the objects to be conveyed such as gas and liquid. It is a transport path to be carried. In each line, the specifications of the pipe body (for example, material, wall thickness, heat insulating characteristics, cross-sectional area of the inner space, etc.) may be determined according to the purpose. Further, each line is provided with valves such as an on-off valve and a switching valve, and pumps, if necessary. By appropriately controlling the operation of such valves and pumps, it is possible to control to which line the object to be conveyed is advanced at the branch portion of the line or the like. Further, sensors (thermometer, flow meter, pressure gauge, etc.) are provided in each line and equipment such as the evaporator 3 and the heat exchanger 5 as needed. In order to realize each of the above-mentioned functions of the enrichment system 1, the above-mentioned valves, pumps, sensors and the like provided in each part may be appropriately operated.

続いて、濃縮システム1及び濃縮方法による作用効果について説明する。 Subsequently, the action and effect of the concentration system 1 and the concentration method will be described.

濃縮システム1は、被処理物Aを所定の濃縮度まで濃縮する第1濃縮処理部Q1と、被処理物Aを更に濃縮する第2濃縮処理部Q2と、被処理物Aの濃縮度を更に高める乾燥処理部Q3と、を備える。第1濃縮処理部Q1では、蒸発器3内の被処理物Aを外部に抜出し熱交換器5で加熱媒体と熱交換させた後、再び蒸発器3内に返送するように循環させる循環経路11が設けられている。熱交換器5は、蒸発器3の外部に抜き出された被処理物Aと加熱媒体とを熱交換させる。従って、熱交換器5については、蒸発器3の外部に設けられるので、被処理物Aと加熱媒体との伝熱面積を増大させることの制約が小さく、その結果、伝熱面積を増大させて被処理物Aの加熱効率を向上させ、濃縮システム1全体の濃縮処理の効率を高めることができる。そして、濃縮処理のエネルギー効率が高められることにより、蒸気ボイラ13,14等から供給されるべき熱エネルギーを低減することができ、省エネルギー化を図ることができる。 The concentration system 1 further concentrates the first concentration processing unit Q1 that concentrates the object A to a predetermined concentration, the second concentration processing unit Q2 that further concentrates the object A to be processed, and the concentration degree of the object A to be processed. It is provided with a drying processing unit Q3 for enhancing. In the first concentration processing unit Q1, the object A to be processed in the evaporator 3 is extracted to the outside, heat exchanged with the heating medium by the heat exchanger 5, and then circulated so as to be returned to the evaporator 3 again. Is provided. The heat exchanger 5 exchanges heat between the object A to be processed and the heating medium extracted to the outside of the evaporator 3. Therefore, since the heat exchanger 5 is provided outside the evaporator 3, there is little restriction on increasing the heat transfer area between the object A to be processed and the heating medium, and as a result, the heat transfer area is increased. The heating efficiency of the object A to be treated can be improved, and the efficiency of the concentration treatment of the entire concentration system 1 can be increased. Then, by increasing the energy efficiency of the concentration treatment, the heat energy to be supplied from the steam boilers 13, 14 and the like can be reduced, and energy saving can be achieved.

また濃縮システム1による濃縮方法では、第1濃縮工程において被処理物Aの濃縮度が検知され、被処理物の溶質成分が析出する濃縮度よりも低濃縮度の段階まで主に第1濃縮工程が実行され(濃縮前期工程)、その後、第1濃縮工程が停止されて第2濃縮工程のみが実行される(濃縮後期工程)。この濃縮方法によれば、濃縮システム1の第1濃縮処理部Q1の循環経路11において被処理物Aの溶質成分が析出する可能性が抑えられ、第1濃縮工程を円滑に行うことができる。またその後、溶質成分の析出が発生し得る段階では、第2濃縮処理部Q2により、蒸発器3内において被処理物Aの濃縮が行われる。すなわち、被処理物Aの濃縮度が比較的低い段階では、溶質成分の析出の可能性が低いので、循環経路11を循環させながら被処理物Aを高い効率で加熱することができ、被処理物Aの濃縮度が比較的高くなった段階で、蒸発器3内で溶質成分を析出させながら被処理物Aの更なる濃縮を行うことができる。更に、乾燥処理部Q3によって、被処理物Aをほぼすべての溶媒成分が除去された乾燥状態とすることができる。 Further, in the concentration method by the concentration system 1, the concentration of the object to be treated A is detected in the first concentration step, and the first concentration step is mainly performed up to the stage of concentration lower than the concentration at which the solute component of the object to be treated is precipitated. Is executed (early concentration step), after that, the first concentration step is stopped and only the second concentration step is executed (late concentration step). According to this concentration method, the possibility that the solute component of the object to be treated A is precipitated in the circulation path 11 of the first concentration processing unit Q1 of the concentration system 1 is suppressed, and the first concentration step can be smoothly performed. After that, at the stage where precipitation of the solute component can occur, the object A to be processed is concentrated in the evaporator 3 by the second concentration processing unit Q2. That is, at the stage where the concentration of the object A to be processed is relatively low, the possibility of precipitation of solute components is low, so that the object A to be processed can be heated with high efficiency while circulating through the circulation path 11, and the object to be processed A can be heated with high efficiency. When the concentration of the substance A becomes relatively high, the substance A to be treated can be further concentrated while precipitating the solute component in the evaporator 3. Further, the drying treatment unit Q3 can bring the object A to be treated into a dry state in which almost all the solvent components have been removed.

〔第2実施形態〕
続いて、第2実施形態に係る濃縮システム201について、図3を参照しながら説明する。以下説明するような濃縮システム201によっても、第1実施形態の濃縮システム1と同様の作用効果が奏される。本実施形態において、前述の実施形態と同一又は同等の構成要素については、図面に同一符号を付して重複する説明を省略する。また、本実施形態の濃縮システム201によって実行される濃縮方法についても、前述の実施形態と異なる点のみを説明し、重複する説明を省略する。
[Second Embodiment]
Subsequently, the concentration system 201 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. The concentration system 201 as described below also has the same effects as the concentration system 1 of the first embodiment. In the present embodiment, the same or equivalent components as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals in the drawings, and duplicate description will be omitted. Further, regarding the concentration method executed by the concentration system 201 of the present embodiment, only the points different from those of the above-described embodiment will be described, and duplicate description will be omitted.

濃縮システム201は、前述の濃縮システム1の乾燥処理部Q3に代えて、乾燥処理部Q23を備えている。乾燥処理部Q23は、凝縮器41と、凝縮器41の下方に位置する凝縮液タンク42と、減圧手段43と、を備えている。凝縮器41の入口は、ラインL4及びラインL41を通じて蒸発器3の蒸気出口3cに接続されている。凝縮器41の出口は、ラインL42を通じて凝縮液タンク42の上部空間に連通されている。また、凝縮液タンク42の上部空間は、ラインL45を通じて減圧手段43の入口に連通されている。 The concentration system 201 includes a drying processing unit Q23 in place of the drying processing unit Q3 of the concentration system 1 described above. The drying processing unit Q23 includes a condenser 41, a condensate tank 42 located below the condenser 41, and a decompression means 43. The inlet of the condenser 41 is connected to the steam outlet 3c of the evaporator 3 through the lines L4 and L41. The outlet of the condenser 41 is communicated with the upper space of the condensate tank 42 through the line L42. Further, the upper space of the condensate tank 42 is communicated with the inlet of the decompression means 43 through the line L45.

凝縮器41には、ラインL43を通じて冷却水が供給され、ラインL44を通じて使用済みの上記冷却水が凝縮器41から排出される。凝縮器41は、ラインL41から入口に導入された蒸気を冷却水により冷却し凝縮させ、凝縮液を出口からラインL42に排出する。ラインL42から排出される凝縮液は、下方の凝縮液タンク42に貯留される。なお、凝縮器41で発生する凝縮液は、凝縮液タンク42の下部空間に貯留され、前述のラインL42、ラインL45は、いずれも凝縮液の液面よりも上方の上部空間に接続されている。 Cooling water is supplied to the condenser 41 through the line L43, and the used cooling water is discharged from the condenser 41 through the line L44. The condenser 41 cools the steam introduced from the line L41 to the inlet with cooling water to condense the steam, and discharges the condensed liquid from the outlet to the line L42. The condensate discharged from the line L42 is stored in the condensate tank 42 below. The condensate generated in the condenser 41 is stored in the lower space of the condensate tank 42, and the above-mentioned lines L42 and L45 are both connected to the upper space above the liquid level of the condensate. ..

減圧手段43は、入口から吸引した流体を圧縮し出口から排出する装置であり、このような減圧手段43には、ブロワ、圧縮機、真空ポンプ等も含まれる。本実施形態においては、減圧手段43として真空ポンプが採用されているものとする。減圧手段43は、ラインL45、凝縮液タンク42の上部空間、ラインL42、凝縮器41、ラインL41、及びラインL4を通じて蒸発器3内を減圧する。 The depressurizing means 43 is a device that compresses the fluid sucked from the inlet and discharges it from the outlet, and such depressurizing means 43 includes a blower, a compressor, a vacuum pump, and the like. In this embodiment, it is assumed that a vacuum pump is adopted as the depressurizing means 43. The depressurizing means 43 decompresses the inside of the evaporator 3 through the line L45, the upper space of the condensate tank 42, the line L42, the condenser 41, the line L41, and the line L4.

乾燥工程では、ラインL41を通じて凝縮器41に導入された蒸気が、凝縮器41で冷却され凝縮し、凝縮液となって凝縮液タンク42に貯留され、凝縮液タンク42の底部からラインL47を通じて、濃縮システム201の系外に排出される。 In the drying step, the vapor introduced into the condenser 41 through the line L41 is cooled and condensed by the condenser 41 and stored in the condensate tank 42 as a condensate, and is stored in the condensate tank 42 from the bottom of the condensate tank 42 through the line L47. It is discharged to the outside of the concentration system 201.

〔第3実施形態〕
続いて、第3実施形態に係る濃縮システム301について、図4を参照しながら説明する。以下説明するような濃縮システム301によっても、第1実施形態の濃縮システム1と同様の作用効果が奏される。本実施形態において、前述の実施形態と同一又は同等の構成要素については、図面に同一符号を付して重複する説明を省略する。また、本実施形態の濃縮システム301によって実行される濃縮方法についても、前述の実施形態と異なる点のみを説明し、重複する説明を省略する。
[Third Embodiment]
Subsequently, the concentration system 301 according to the third embodiment will be described with reference to FIG. The concentration system 301 as described below also has the same effects as the concentration system 1 of the first embodiment. In the present embodiment, the same or equivalent components as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals in the drawings, and duplicate description will be omitted. Further, regarding the concentration method executed by the concentration system 301 of the present embodiment, only the points different from those of the above-described embodiment will be described, and duplicate description will be omitted.

濃縮システム301は、前述の濃縮システム201における第1圧縮手段9と第2圧縮手段12とが1つの共通圧縮手段で共通化されている点において、濃縮システム201とは相違している。この共通圧縮手段を以下では「共通圧縮手段14」と称する。ここで、共通圧縮手段14は、入口から吸引した流体を圧縮し出口から排出する装置であり、このような共通圧縮手段14には、ブロワ、圧縮機、真空ポンプ等も含まれる。共通圧縮手段14としては、揺動式圧縮機を採用することが好ましい。このように、第1圧縮手段9と第2圧縮手段12との機能を1台の共通圧縮手段14に集約することで、システムの簡素化が図られる。 The enrichment system 301 is different from the enrichment system 201 in that the first compression means 9 and the second compression means 12 in the above-mentioned enrichment system 201 are shared by one common compression means. This common compression means will be referred to as "common compression means 14" below. Here, the common compression means 14 is a device that compresses the fluid sucked from the inlet and discharges it from the outlet, and such a common compression means 14 also includes a blower, a compressor, a vacuum pump, and the like. As the common compression means 14, it is preferable to use a swing compressor. In this way, by consolidating the functions of the first compression means 9 and the second compression means 12 into one common compression means 14, the system can be simplified.

濃縮システム301では、共通圧縮手段14の吐出口から熱交換器5に向かうラインL32と、共通圧縮手段14の吐出口から前記ジャケット部に向かうラインL37と、が分岐され設けられている、すなわち、共通圧縮手段14の出口から引き出されるラインL31は、ラインL32とラインL37に分岐しており、ラインL32は熱交換器5の入口に接続されている。熱交換器5の出口は、ラインL33を通じてラインL37に合流している。ラインL33とラインL37とが合流してなるラインL34は、蒸気ジャケット4に蒸気を供給するためのラインL36と、ラインL8に合流するラインL35と、に分岐している。なお、蒸気ボイラ13からの蒸気は、ラインL9を通じてラインL32とラインL37との何れにも供給可能である。ラインL32上に開閉バルブV32が設けられ、ラインL37上に開閉バルブV37が設けられることにより、ラインL31をラインL32及びラインL37のいずれに連通させるかを選択的に切替えることができる。 In the concentration system 301, a line L32 from the discharge port of the common compression means 14 to the heat exchanger 5 and a line L37 from the discharge port of the common compression means 14 to the jacket portion are branched and provided, that is, The line L31 drawn from the outlet of the common compression means 14 is branched into a line L32 and a line L37, and the line L32 is connected to the inlet of the heat exchanger 5. The outlet of the heat exchanger 5 joins the line L37 through the line L33. The line L34 formed by merging the line L33 and the line L37 is branched into a line L36 for supplying steam to the steam jacket 4 and a line L35 merging with the line L8. The steam from the steam boiler 13 can be supplied to both the line L32 and the line L37 through the line L9. By providing the on-off valve V32 on the line L32 and providing the on-off valve V37 on the line L37, it is possible to selectively switch whether the line L31 is communicated with the line L32 or the line L37.

濃縮システム301における第1濃縮工程においては、蒸発器3内の蒸気は、ラインL30を通じて共通圧縮手段14に吸引され、共通圧縮手段14によって昇圧・昇温され、ラインL31及びラインL32を通じて熱交換器5に加熱媒体として供給される。その後、熱交換器5から排出される蒸気及び凝縮液は、ラインL33、ラインL34、ラインL35、及びラインL8を通じて濃縮システム301の系外に排出される。 In the first concentration step in the concentration system 301, the steam in the evaporator 3 is sucked into the common compression means 14 through the line L30, boosted and heated by the common compression means 14, and heat exchangers through the lines L31 and L32. It is supplied to No. 5 as a heating medium. After that, the vapor and the condensate discharged from the heat exchanger 5 are discharged to the outside of the concentrating system 301 through the line L33, the line L34, the line L35, and the line L8.

また、第1濃縮工程においては、ラインL3上に被処理物Aの温度を計測する温度計T1、ラインL32上に蒸気温度を計測する温度計T2を設け、温度計T1と温度計T2の計測温度の差を小さくするように、循環ポンプ7による被処理物Aの循環流量を制御するようにしてもよい。また、ラインL2上に被処理物Aの温度を計測する温度計T3、ラインL34上に蒸気温度を計測する温度計T4を設け、温度計T3と温度計T4の計測温度の差を小さくするように、循環ポンプ7による被処理物Aの循環流量を制御するようにしてもよい。これらの制御により、循環ポンプ7の動力の最適化を図り省エネルギー化を図ることができる。 Further, in the first concentration step, a thermometer T1 for measuring the temperature of the object to be processed A is provided on the line L3, and a thermometer T2 for measuring the steam temperature is provided on the line L32, and the thermometer T1 and the thermometer T2 are measured. The circulation flow rate of the object A to be processed may be controlled by the circulation pump 7 so as to reduce the temperature difference. Further, a thermometer T3 for measuring the temperature of the object to be processed A is provided on the line L2, and a thermometer T4 for measuring the steam temperature is provided on the line L34 so that the difference between the measured temperatures of the thermometer T3 and the thermometer T4 is reduced. In addition, the circulation flow rate of the object A to be processed by the circulation pump 7 may be controlled. By these controls, it is possible to optimize the power of the circulation pump 7 and save energy.

濃縮システム301における第2濃縮工程においては、蒸発器3内の蒸気は、ラインL30を通じて共通圧縮手段14に吸引され、共通圧縮手段14によって昇圧・昇温され、ラインL31、ラインL37、ラインL34、及びライン36を通じて蒸気ジャケット4に加熱媒体として供給される。 In the second concentration step in the concentration system 301, the steam in the evaporator 3 is sucked into the common compression means 14 through the line L30, is boosted and heated by the common compression means 14, and is line L31, line L37, line L34, And is supplied to the steam jacket 4 as a heating medium through the line 36.

また、濃縮システム301は、濃縮システム201の乾燥処理部Q23に代えて、乾燥処理部Q33を備えている。乾燥処理部Q33は、乾燥処理部Q23の減圧手段43に代えて、共通圧縮手段14の減圧作用を利用している。乾燥処理部Q33は、ラインL30のバイパスである開閉可能なバイパスライン40を有しており、バイパスライン40は、ラインL41、凝縮器41、ラインL42、凝縮液タンク42及びラインL45で形成されている。例えば、ラインL41の分岐部に設けられた切替バルブV30等によりバイパスライン40の開閉が可能である。バイパスライン40が開いたときには、蒸発器3からの蒸気はラインL30a、バイパスライン40、及びラインL30bを通過して共通圧縮手段14に向かう。バイパスライン40が閉じたときには、蒸発器3からの蒸気はラインL30a、ラインL30c、及びラインL30bを通過して共通圧縮手段14に向かう。 Further, the concentration system 301 includes a drying processing unit Q33 instead of the drying processing unit Q23 of the concentration system 201. The drying treatment unit Q33 uses the decompression action of the common compression means 14 instead of the decompression means 43 of the drying treatment unit Q23. The drying processing unit Q33 has a bypass line 40 that can be opened and closed, which is a bypass of the line L30. The bypass line 40 is formed of a line L41, a condenser 41, a line L42, a condensate tank 42, and a line L45. There is. For example, the bypass line 40 can be opened and closed by a switching valve V30 or the like provided at the branch portion of the line L41. When the bypass line 40 is opened, the steam from the evaporator 3 passes through the line L30a, the bypass line 40, and the line L30b toward the common compression means 14. When the bypass line 40 is closed, the steam from the evaporator 3 passes through the lines L30a, L30c, and L30b toward the common compression means 14.

乾燥処理部Q33では、ラインL41はラインL30から分岐しており、ラインL45が再びラインL30に合流している。ラインL31からは外部に解放されたラインL56が分岐されている。ここで、ラインL30のうち、蒸気出口3cからラインL41の分岐部までの部位をラインL30aとし、ラインL41の分岐部からラインL45の合流部までの部位をラインL30cとし、ラインL45の合流部から共通圧縮手段14の入口までの部位をラインL30bとする。 In the drying processing section Q33, the line L41 branches off from the line L30, and the line L45 joins the line L30 again. A line L56 released to the outside is branched from the line L31. Here, in the line L30, the portion from the steam outlet 3c to the branch portion of the line L41 is referred to as the line L30a, the portion from the branch portion of the line L41 to the confluence portion of the line L45 is referred to as the line L30c, and from the confluence portion of the line L45. The portion up to the inlet of the common compression means 14 is defined as the line L30b.

濃縮システム301における乾燥工程においては、ラインL30aがラインL41に連通され、ラインL30bがラインL45に連通され、ラインL30cは閉鎖される。この状態において、蒸発器3は、ラインL30a、ラインL41、凝縮器41、ラインL42、凝縮液タンク42の上部空間、ラインL45、及びラインL30bを通じて、共通圧縮手段14によって減圧される。共通圧縮手段14の減圧による排気は、ラインL31及びラインL56を通じて濃縮システム301の系外に排出される。 In the drying step in the concentration system 301, the line L30a is communicated with the line L41, the line L30b is communicated with the line L45, and the line L30c is closed. In this state, the evaporator 3 is depressurized by the common compression means 14 through the line L30a, the line L41, the condenser 41, the line L42, the upper space of the condensate tank 42, the line L45, and the line L30b. The exhaust gas due to the reduced pressure of the common compression means 14 is discharged to the outside of the enrichment system 301 through the lines L31 and L56.

〔第4実施形態〕
続いて、第4実施形態に係る濃縮システム401について、図5を参照しながら説明する。以下説明するような濃縮システム401によっても、第1実施形態の濃縮システム1と同様の作用効果が奏される。本実施形態において、前述の実施形態と同一又は同等の構成要素については、図面に同一符号を付して重複する説明を省略する。また、本実施形態の濃縮システム401によって実行される濃縮方法についても、前述の実施形態と異なる点のみを説明し、重複する説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
Subsequently, the concentration system 401 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. The concentration system 401 as described below also has the same effects as the concentration system 1 of the first embodiment. In the present embodiment, the same or equivalent components as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals in the drawings, and duplicate description will be omitted. Further, regarding the concentration method executed by the concentration system 401 of the present embodiment, only the points different from those of the above-described embodiment will be described, and duplicate description will be omitted.

濃縮システム401は、濃縮システム301の乾燥処理部Q33に代えて、乾燥処理部Q43を備えている。乾燥処理部Q43は、後段蒸発器71と、蒸気ジャケット72と、凝縮器73と、減圧手段75と、冷却塔77とを有している。濃縮後期工程の終了後、蒸発器3内の被処理物Aは、ラインL60を通じて乾燥処理部Q43の後段蒸発器71に移送され収容される。そして、後段蒸発器71に被処理物Aが収容された状態で、乾燥工程が実行される。 The concentration system 401 includes a drying processing unit Q43 instead of the drying processing unit Q33 of the concentration system 301. The drying processing unit Q43 includes a post-stage evaporator 71, a steam jacket 72, a condenser 73, a decompression means 75, and a cooling tower 77. After the completion of the late concentration step, the object A to be processed in the evaporator 3 is transferred to the latter stage evaporator 71 of the drying treatment unit Q43 through the line L60 and accommodated. Then, the drying step is executed in a state where the object A to be processed is housed in the post-stage evaporator 71.

蒸気ジャケット72は後段蒸発器71の下部周囲に設けられ、蒸気ジャケット72にはラインL63を通じて蒸気ボイラ79から蒸気が供給される。蒸気ボイラ79から供給された蒸気が蒸気ジャケット72内で凝縮すると、蒸気の凝縮熱が後段蒸発器71に付与され後段蒸発器71が加熱される。蒸気ジャケット72内で蒸気の凝縮で発生した凝縮液は、蒸気ジャケット72の底部から抜き出され、ラインL64を通じて蒸気ボイラ79に返送され、蒸気源として再利用される。 The steam jacket 72 is provided around the lower part of the post-stage evaporator 71, and steam is supplied to the steam jacket 72 from the steam boiler 79 through the line L63. When the steam supplied from the steam boiler 79 condenses in the steam jacket 72, the heat of condensation of the steam is applied to the post-stage evaporator 71 to heat the post-stage evaporator 71. The condensate generated by the condensation of steam in the steam jacket 72 is extracted from the bottom of the steam jacket 72, returned to the steam boiler 79 through the line L64, and reused as a steam source.

後段蒸発器71と凝縮器73とはラインL61を介して連通されている。ラインL61は後段蒸発器71の上部と凝縮器73の上部とを接続している。更に凝縮器73の上部には、ラインL62を介して減圧手段75が接続されている。減圧手段75は、凝縮器73と当該凝縮器73に連通された後段蒸発器71とを真空引きして減圧することができる。ここで、減圧手段75は、入口から吸引した流体を圧縮し出口から排出する装置であり、減圧手段75には、ブロワ、圧縮機、真空ポンプ等も含まれる。本実施形態においては、減圧手段75として真空ポンプが採用されているものとする。また、凝縮器73の内部には冷却水管73aが設けられている。冷却水管73aには冷却塔77から供給される冷却水が流通している。 The post-stage evaporator 71 and the condenser 73 are communicated with each other via the line L61. The line L61 connects the upper part of the post-stage evaporator 71 and the upper part of the condenser 73. Further, a decompression means 75 is connected to the upper part of the condenser 73 via a line L62. The depressurizing means 75 can evacuate the condenser 73 and the post-stage evaporator 71 communicated with the condenser 73 to reduce the pressure. Here, the decompression means 75 is a device that compresses the fluid sucked from the inlet and discharges it from the outlet, and the decompression means 75 also includes a blower, a compressor, a vacuum pump, and the like. In this embodiment, it is assumed that a vacuum pump is adopted as the decompression means 75. Further, a cooling water pipe 73a is provided inside the condenser 73. Cooling water supplied from the cooling tower 77 flows through the cooling water pipe 73a.

上記の構成の乾燥処理部Q43において、蒸気ジャケット72と、減圧手段75と、冷却塔77が駆動すると、後段蒸発器71内の被処理物Aは、蒸気ジャケット72により加熱されるとともに、減圧手段75によって減圧される。被処理物Aの加熱・減圧によって、被処理物Aの溶媒成分の蒸発が促進される。後段蒸発器71内の被処理物Aから蒸発した溶媒成分の蒸気は、ラインL61、凝縮器73及びラインL62で構成される移動経路で減圧手段75に向けて移動する。このとき、上記移動経路上にある凝縮器73では、溶媒成分の蒸気が冷却水管73aに接触して冷却される。この冷却によって当該蒸気が凝縮し、液体となった溶媒成分が凝縮器73内で貯留される。凝縮器73内に貯留された液体の溶媒成分は、凝縮器73の底部から濃縮システム1の系外に排出され回収される。以上の動作により、後段蒸発器71内の被処理物Aから溶媒成分が除去されていき、被処理物Aの濃縮が進行する。 When the steam jacket 72, the depressurizing means 75, and the cooling tower 77 are driven in the drying processing unit Q43 having the above configuration, the object A to be processed in the subsequent evaporator 71 is heated by the steam jacket 72 and the decompressing means. The pressure is reduced by 75. The heating and depressurization of the object A to be processed promotes the evaporation of the solvent component of the object A to be processed. The vapor of the solvent component evaporated from the object A to be processed in the subsequent evaporator 71 moves toward the decompression means 75 in the movement path composed of the line L61, the condenser 73 and the line L62. At this time, in the condenser 73 on the movement path, the vapor of the solvent component comes into contact with the cooling water pipe 73a and is cooled. The cooling causes the vapor to condense, and the liquid solvent component is stored in the condenser 73. The solvent component of the liquid stored in the condenser 73 is discharged from the bottom of the condenser 73 to the outside of the system of the concentration system 1 and recovered. By the above operation, the solvent component is removed from the object A to be processed in the subsequent evaporator 71, and the concentration of the object A to be processed proceeds.

前述したような撹拌装置20(図2参照)が、後段蒸発器71内に設けられてもよい。この場合、乾燥工程では、後段蒸発器71内で被処理物Aが撹拌されながら加熱され、被処理物Aから溶媒成分が効率よく蒸発する。従って、乾燥工程では、例えば被処理物A中のほぼすべての溶媒成分を除去して被処理物Aを乾燥状態になるまで濃縮することができ、例えば、被処理物Aが最終的に粉末状になるように濃縮することができる。 The stirring device 20 (see FIG. 2) as described above may be provided in the post-stage evaporator 71. In this case, in the drying step, the object A to be processed is heated while being stirred in the subsequent evaporator 71, and the solvent component is efficiently evaporated from the object A to be processed. Therefore, in the drying step, for example, almost all the solvent components in the object A to be processed can be removed and the object A to be processed can be concentrated until it becomes a dry state. For example, the object A to be processed is finally in the form of powder. Can be concentrated to

本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。また、上述した実施形態に記載されている技術的事項を利用して、実施例の変形例を構成することも可能である。各実施形態の構成を適宜組み合わせて使用してもよい。例えば、実施形態では、第1圧縮手段9として、ルーツブロアを採用する例を説明しているが、これには限定されず、種々の圧縮手段を採用することができる。また、第2圧縮手段12として、揺動式圧縮機を採用する例を説明しているが、これには限定されず、種々の圧縮手段を採用することができる。また、減圧手段43,75として、真空ポンプを採用する例を説明しているが、これには限定されず、種々の減圧手段を採用することができる。すなわち、第1圧縮手段9、第2圧縮手段12、共通圧縮手段14、及び減圧手段43,75には、例えば、ルーツブロア、揺動式圧縮機、ターボ式圧縮機等を含め、種々の圧縮手段、減圧手段を適宜採用することができる。また、実施形態では、熱交換器5として、プレート式熱交換器を採用する例を説明しているが、これには限定されず、種々の熱交換器を採用することができる。 The present invention can be carried out in various forms having various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art, including the above-described embodiment. It is also possible to construct a modified example of the embodiment by utilizing the technical matters described in the above-described embodiment. The configurations of the respective embodiments may be combined and used as appropriate. For example, in the embodiment, an example in which a roots blower is adopted as the first compression means 9 is described, but the present invention is not limited to this, and various compression means can be adopted. Further, an example in which a swing compressor is adopted as the second compression means 12 has been described, but the present invention is not limited to this, and various compression means can be adopted. Further, although an example in which a vacuum pump is adopted as the decompression means 43 and 75 is described, the present invention is not limited to this, and various decompression means can be adopted. That is, the first compression means 9, the second compression means 12, the common compression means 14, and the decompression means 43, 75 include various compression means including, for example, a roots blower, a swing type compressor, a turbo type compressor, and the like. , The depressurizing means can be appropriately adopted. Further, in the embodiment, an example in which a plate type heat exchanger is adopted as the heat exchanger 5 is described, but the present invention is not limited to this, and various heat exchangers can be adopted.

1、201,301,401…濃縮システム、3…蒸発器、4…蒸気ジャケット(ジャケット部)、5…熱交換器(外部熱交換器)、9…第1圧縮手段、12…第2圧縮手段、11…循環経路、14…共通圧縮手段、15…凝縮器(凝縮部)、30,40…バイパスライン、31,41…凝縮器(凝縮部)A…被処理物、L32,L37…ライン(蒸気流路)、Q1…第1濃縮処理部、Q2…第2濃縮処理部。 1, 201, 301, 401 ... Concentration system, 3 ... Evaporator, 4 ... Steam jacket (jacket), 5 ... Heat exchanger (external heat exchanger), 9 ... First compression means, 12 ... Second compression means , 11 ... Circulation path, 14 ... Common compression means, 15 ... Condenser (condensing part), 30, 40 ... Bypass line, 31, 41 ... Condenser (condensing part) A ... Work object, L32, L37 ... Line ( Steam flow path), Q1 ... 1st concentration processing unit, Q2 ... 2nd concentration processing unit.

Claims (8)

液体である被処理物の溶媒成分を蒸発させて前記被処理物を濃縮する濃縮システムであって、
前記被処理物が収容される蒸発器と、
前記蒸発器内の前記被処理物を所定の濃縮度まで濃縮可能な第1濃縮処理部と、
前記被処理物を前記所定の濃縮度よりも高濃縮度まで濃縮可能な第2濃縮処理部と、を備え、
前記第1濃縮処理部は、
前記蒸発器内の前記溶媒成分の蒸気を外部に引き出し圧縮する第1圧縮手段と、
前記蒸発器の外部に設けられ前記第1圧縮手段で圧縮された前記蒸気が加熱媒体として導入される外部熱交換器と、
前記蒸発器内の前記被処理物を外部に抜出し前記外部熱交換器で前記加熱媒体と熱交換させた後、再び前記蒸発器内に返送するように循環させる循環経路と、を有し、
前記第2濃縮処理部は、
前記蒸発器内の前記蒸気を外部に引き出し圧縮する第2圧縮手段と、
前記蒸発器の周囲に設けられ前記第2圧縮手段で圧縮された前記蒸気が導入されると共に、当該蒸気を凝縮させて凝縮熱を前記蒸発器に付与するジャケット部と、を有する、濃縮システム。
A concentration system that concentrates the object to be treated by evaporating the solvent component of the object to be treated, which is a liquid.
The evaporator in which the object to be processed is housed and
A first concentration processing unit capable of concentrating the object to be processed in the evaporator to a predetermined concentration, and
A second concentration treatment unit capable of concentrating the object to be treated to a concentration higher than the predetermined concentration is provided.
The first concentration processing unit
A first compression means for drawing out and compressing the vapor of the solvent component in the evaporator to the outside,
An external heat exchanger provided outside the evaporator and in which the steam compressed by the first compression means is introduced as a heating medium.
It has a circulation path in which the object to be processed in the evaporator is extracted to the outside, heat exchanged with the heating medium by the external heat exchanger, and then circulated so as to be returned to the evaporator again.
The second concentration processing unit
A second compression means for drawing and compressing the steam in the evaporator to the outside,
A concentration system having a jacket portion provided around the evaporator and compressed by the second compression means, and a jacket portion for condensing the steam and applying heat of condensation to the evaporator.
前記蒸発器から前記第2圧縮手段に向けて前記蒸気を搬送する流路には開閉可能なバイパスラインが設けられており、
前記バイパスラインは、
通過する前記蒸気を冷却し凝縮させる凝縮部を有する、請求項1に記載の濃縮システム。
A bypass line that can be opened and closed is provided in the flow path that conveys the steam from the evaporator to the second compression means.
The bypass line
The concentration system according to claim 1, further comprising a condensing portion that cools and condenses the passing steam.
前記第1圧縮手段はルーツブロアを有し、
前記第2圧縮手段は揺動式圧縮機を有する、請求項1又は2に記載の濃縮システム。
The first compression means has a roots blower and has
The concentration system according to claim 1 or 2, wherein the second compression means has a swing compressor.
前記第1圧縮手段と前記第2圧縮手段とが1つの共通圧縮手段で共通化され、
前記共通圧縮手段の吐出口から前記外部熱交換器に向かう蒸気流路と、前記共通圧縮手段の吐出口から前記ジャケット部に向かう蒸気流路と、が分岐され設けられている、請求項1〜3の何れか1項に記載の濃縮システム。
The first compression means and the second compression means are standardized by one common compression means.
Claims 1 to 1, wherein a steam flow path from the discharge port of the common compression means to the external heat exchanger and a steam flow path from the discharge port of the common compression means to the jacket portion are branched and provided. The concentration system according to any one of 3.
前記蒸発器から前記共通圧縮手段に向けて前記蒸気を搬送する流路には開閉可能なバイパスラインが設けられており、
前記バイパスラインは、
通過する前記蒸気を冷却し凝縮させる凝縮部を有する、請求項4に記載の濃縮システム。
A bypass line that can be opened and closed is provided in the flow path that conveys the steam from the evaporator to the common compression means.
The bypass line
The concentration system according to claim 4, further comprising a condensing portion that cools and condenses the passing steam.
前記共通圧縮手段は揺動式圧縮機を有する、請求項4又は5に記載の濃縮システム。 The concentration system according to claim 4 or 5, wherein the common compression means has a swing compressor. 液体である被処理物の溶媒成分を蒸発させて前記被処理物を濃縮する濃縮方法であって、
前記被処理物を濃縮する第1濃縮工程が少なくとも実行される濃縮前期工程と、前記濃縮前期工程の後、前記第1濃縮工程が停止された状態で第2濃縮工程が実行される濃縮後期工程と、を経て前記被処理物が濃縮され、
前記第1濃縮工程は、
前記被処理物が収容される蒸発器内の前記溶媒成分の蒸気を外部に引き出し圧縮する第1圧縮工程と、
前記第1圧縮工程で圧縮された前記蒸気を前記蒸発器の外部に設けられた外部熱交換器に加熱媒体として導入する工程と、
前記蒸発器内の前記被処理物を外部に抜出し前記外部熱交換器で前記加熱媒体と熱交換させた後、再び前記蒸発器内に返送するように循環経路を循環させる工程と、を有し、
前記第2濃縮工程は、
前記蒸発器内の前記蒸気を外部に引き出し圧縮する第2圧縮工程と、
前記第2圧縮工程で圧縮された前記蒸気を前記蒸発器の周囲に設けられたジャケット部に導入し当該蒸気を凝縮させて凝縮熱を前記蒸発器に付与する工程と、を有する、濃縮方法。
A concentration method for concentrating the object to be treated by evaporating the solvent component of the object to be treated which is a liquid.
A first-stage concentration step in which at least the first concentration step for concentrating the object to be treated is executed, and a second-stage concentration step in which the second concentration step is executed with the first concentration step stopped after the first-stage concentration step. And, the object to be treated is concentrated through
The first concentration step is
A first compression step in which the vapor of the solvent component in the evaporator in which the object to be processed is housed is drawn out and compressed.
A step of introducing the steam compressed in the first compression step into an external heat exchanger provided outside the evaporator as a heating medium, and a step of introducing the steam into an external heat exchanger provided outside the evaporator.
It has a step of extracting the object to be processed in the evaporator to the outside, exchanging heat with the heating medium by the external heat exchanger, and then circulating the circulation path so as to return the object to the evaporator again. ,
The second concentration step is
A second compression step of drawing out and compressing the steam in the evaporator to the outside, and
A concentration method comprising a step of introducing the steam compressed in the second compression step into a jacket portion provided around the evaporator, condensing the steam, and applying heat of condensation to the evaporator.
前記第1濃縮工程と並行して実行され前記被処理物の濃縮度を検知する濃縮度検知工程を更に備え、
前記濃縮度検知工程で検知された前記濃縮度が所定の濃縮度に到達したときに、前記第1濃縮工程が停止され前記濃縮前期工程から前記濃縮後期工程に切り替えられる、請求項7に記載の濃縮方法。
A concentration detection step, which is executed in parallel with the first concentration step and detects the concentration of the object to be processed, is further provided.
The seventh aspect of claim 7, wherein when the enrichment detected in the enrichment detection step reaches a predetermined enrichment, the first concentration step is stopped and the early concentration step is switched to the late concentration step. Concentration method.
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