JPH0144081B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は希薄原液より高濃度溶液を得、もしく
は結晶を析出させるための濃縮方法、特にエネル
ギー効率を高めるための濃縮方法に関するもので
ある。

（従来の技術） 溶液を加熱沸騰し、溶媒だけを蒸発分離して溶
液を濃縮し、溶液中の溶質を結晶させて分離する
蒸発および晶析装置は、従来、専らスチームを熱
源とする多重効用蒸発缶が使用されたが、消費エ
ネルギーを少くする目的で蒸気圧縮式晶析装置
や、この蒸気圧縮式を用いた硫安製造方法等が開
発され、特開昭59−82905号公報、特開昭59−
162125号公報に先行技術として開示されている。

しかしながらこれらの装置は、濃縮された液と
外部から供給された希薄原液が装置内で混合して
いるから、蒸発させるため液の沸点上昇は大きく
エネルギー効率は低い。

（発明が解決しようとする問題点） 例えば希薄硫安溶液濃縮の場合、硫安の溶解度
は76.3g／100g（20℃）であり、先行技術における
硫安原液濃度は20〜30重量％と供給原液は可成り
濃縮されているから、加熱器と上部蒸発缶を取付
けた晶析缶からなる先行技術では結晶化は可能で
あるが、希薄原液から高濃縮までこれらの装置の
みで濃縮するには莫大なエネルギーを必要とし経
済的に成り立たない。よつて希薄原液は他の用途
に使うか、又は廃棄されることが多かつた。

即ち、大量の排水を濃縮して固形分を結晶とし
て取出す場合、排水の濃度は１〜２％程度で沸点
上昇、即ち塩が溶解していることにより、ある温
度の蒸発を起こさせるのに、液をその温度より高
くしなければならない上昇温度分は１℃程度であ
るが、結晶が生じるような高濃度では沸点上昇は
約10℃に達する。蒸気圧縮式濃縮を行う場合希薄
液では、例えば５℃に相当する圧縮をすればよい
のに、希薄液を高濃度液を混合した後、高濃度に
するには約15℃に相当する圧縮が必要で多くのエ
ネルギーが必要である。

（問題点を解決するための手段） 上記に鑑み本発明は、従来廃棄していたような
１重量％程度の希薄原液からその大部分の水分を
蒸発除去して結晶を取得するため少ない動力およ
び加熱蒸気により多量の水分を蒸発除去し、例え
ば蒸発倍数24.5という高比率を保つて溶液中の溶
質を結晶させ分離する濃縮方法であり、低温蒸気
圧縮式濃縮缶と高温濃縮缶とを組合わせ、希薄原
液を前記低温蒸気圧縮式濃縮缶で中濃度に濃縮し
たのち前記高温濃縮缶に導いて高濃度に濃縮し、
高温濃縮缶で濃縮液から発生した蒸気を低温蒸気
圧縮式濃縮缶に導いて、該濃縮缶を作動させるに
必要な温度に維持させるようにした濃縮方法を要
旨とするものである。

（作用効果） 本発明においては、約１重量％の希薄原液を蒸
気圧縮式濃縮缶で蒸発させ、かつ発生蒸気を蒸気
圧縮機で加圧昇温して前記濃縮缶の伝熱管を介し
て、原液に熱を与えると同時に圧縮された蒸気は
凝縮する。伝熱管内より取出した凝縮水は熱交換
によつて該濃縮缶に導入する原液の予熱に利用す
る。

この蒸気圧縮式濃縮缶で生成した濃縮液は次に
多重効用高温濃縮缶の第１効用に導入され、外部
より導入する加熱蒸気によつて蒸発濃縮し、該濃
縮液及び発生蒸気は順次第２効用へ移送され、第
２効用から結晶を取得するが、該第２効用の発生
蒸気は蒸気圧縮式濃縮缶に導入して該濃縮缶の温
度維持に使用する。

このように本発明においては、高温濃縮缶の発
生蒸気を蒸気圧縮式濃縮缶の温度維持に使用した
から、熱利用は高効率的となり、高い蒸発倍数を
維持でき、希薄原液からの結晶化が促進される。
前段の蒸気圧縮式濃縮缶では多量の希薄原液を小
さな沸点上昇で中濃度まで効率よく濃縮し、効率
の悪い高温濃縮缶では少量の液を中濃度から高濃
度に高めるようにして消費エネルギーが少なくな
るようにしているので、総合エネルギーの効率を
高くすることができ省エネルギー化に効果があ
る。

（実施例） 以下本発明の一実施例を添付の図面を参照して
説明する。

多重効用の高温濃縮缶１と低温蒸気圧縮式濃縮
缶２が隣接して設けられていて、該低温蒸気圧縮
式濃縮缶は複数の伝熱管３が入口側ヘツダー４と
出口側ヘツダー５の間に加渡され、上部に希薄液
の噴出装置６を備え、蒸気室７と前記入口側ヘツ
ダー４の連絡管８に蒸気圧縮機９が設置されてい
て、出口側ヘツダー５は真空ポンプ１０に連絡し
ている。

高温濃縮缶１は、外部加熱蒸気管１１に連絡す
る加熱器１２を有する第１効用１３と、該第１効
用１３の発生蒸気を管１４で導入する加熱管１
５、および濃縮液導入管１６を備えた第２効用１
７よりなり、前記蒸気圧縮式濃縮缶２の底部濃縮
液溜１８はポンプ１９、管２０によつて第１効用
１３の底部２１に連絡し、第２効用１７の蒸発室
は管２２によつて蒸気圧縮式濃縮缶２の入口側ヘ
ツダー４に連絡して、この管２２によつて導入さ
れる蒸気により蒸気圧縮式濃縮缶２はその蒸発に
適した温度に維持される。第２効用下部の集塩器
２３には遠心分離機２４が連絡している。

上記の装置において、例えば発電所２５のイオ
ン交換樹脂処理によつて排出された１重量％程度
の希薄硫安原液が約20℃を保つて管２６から給水
予熱器２７を通り、後記凝縮水と熱交換して約60
℃まで予熱されたのち噴出装置６より蒸気室７内
に噴出する。

一方、伝熱管３内には蒸気圧縮機９によつて加
圧昇温された蒸気、および第２効用１７の蒸気室
で発生した約72℃の蒸気が管２２を経て導入さ
れ、伝熱管３の外面に散布された希薄原液は前記
蒸気にて加熱蒸発し、濃縮液は底部濃縮液溜１８
に溜まる。この濃縮液はポンプ１９、管２０を経
て第１効用１３に導入され、加熱器１２によつて
加熱蒸発し、濃縮液は管１６を通つて第２効用１
７に入り、約96℃の発生蒸気は管１４を経て第２
効用１７の加熱器１５に入り、この加熱器１５は
濃縮液を一層高濃度に濃縮し、底部の集塩器２３
では結晶が析出するから遠心分離機２４によつて
母液より分離する。

第２効用１７で発生した約72℃の蒸気は管２２
を経て低温蒸気圧縮式濃縮缶２の入口側ヘツダー
４に導入され、該低温蒸気圧縮式濃縮缶２の所定
蒸発温度維持のための補助加熱源として使用され
る。

前記低温蒸気圧縮式濃縮缶２における伝熱管内
の凝縮水は出口側ヘツダー５に流出し、ポンプ２
８および給水予熱器２７を通過したのち管２９を
流れ、前記第２効用１７の加熱器１５より流出し
管３０を流れる凝縮水と合流したのち発電所２５
へ還流され、再処理を受けてボイラ用水となる。
各部における温度、処理量の実験結果は図面に記
載したとおりであつた。

上記の説明では高温濃縮缶１は２重効用で示し
たが３重効用以上の多重効用も使用できることは
勿論であり、希薄原液の種類は硫安に限らず、加
熱により化学変化を起さない限り、広く利用でき
る。

以上の説明で明らかなように、低温蒸気圧縮式
蒸発缶で希薄原液を中濃度に濃縮し、更に高温濃
縮缶で高濃度に濃縮し、高温濃縮缶で濃縮液から
発生した蒸気を低温蒸気圧縮式濃縮缶の所定蒸発
温度維持に利用するようにしたことで、エネルギ
ー効率の向上は著しい。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例におけるフローシートで
ある。 １……高温濃縮缶、２……低温蒸気圧縮式濃縮
缶、３……伝熱管、６……噴出装置、７……蒸発
室、９……蒸気圧縮機、１０……真空ポンプ、１
２……加熱器、１３……第１効用、１７……第２
効用、２３……集塩器、２４……遠心分離機、２
５……発電所、２７……給水予熱器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 低温蒸気圧縮式濃縮缶と高温濃縮缶を組合
   せ、希薄原液を前記低温蒸気圧縮式濃縮缶で中濃
   度に濃縮したのち、前記高温濃縮缶に導いて高濃
   度に濃縮し、高温濃縮缶で濃縮液から発生した蒸
   気を低温蒸気圧縮式濃縮缶に導いて、該濃縮缶を
   作動させるに必要な温度に維持させるようにした
   濃縮方法。