JPH0225641B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は蒸発諸工程、及び装置に関し、更に詳
しくは、溶融固体を含有する液体の多段落下液膜
式蒸発及びそれに有効な新規な蒸発装置に関す
る。

発明背景 多くの商業的及び工業的操作により１個若しく
は複数個の溶融固体を含有する液体の生成が行わ
れるようになつた。溶融固体は時に汚染物あるい
は廃棄物であるが、他方、価値ある物質として分
離回収したい場合もある。しかしながらいずれの
場合も、液体の量を低減あるいは排除さえして含
有固体を増大し、これによりその処理を容易にし
たり溶液から固体の結晶化を促進したりすること
がしばしば望まれる。

従来、溶融固体を含有する液体を濃縮する方法
として、工業用蒸発装置、特に底部に蒸気−液体
保持部材を有する円筒多管式落下液膜式蒸発器を
使用する方法がある。濃縮される液体は通常、所
望の程度に濃縮されるまで、落下液膜として管を
介して再循環される。そして、含有固体は、水あ
るいは有機溶媒である揮発性溶媒の蒸発により増
大するので、液体は一回通過する毎に濃縮され
る。

液体の含有する溶融固体が増大するにつれて、
管と液体との間の熱交換効率は減少する。更に重
要なことは、液体を蒸発するに必要な熱の温度
が、溶融固体濃度の増加につれて増大するという
ことである。これは、固体濃度に増大により液体
の沸点及び粘度が上昇するからである。蒸発器に
おける有益なエネルギーが、液体の沸点が上昇す
るためにロスとなる。沸点が上昇するということ
は、沸騰液体に用意すべき温度が、沸騰液体によ
つて生ずる蒸気の温度以上に上昇するということ
である。かくして沸点上昇は駆動力のロス並びに
熱源からの使用可能エネルギのロスを生むことに
なる。このことは、機械的スチームコンプレツ
サ、サーモコンプレツサ、ソーラヒータ、低圧地
熱源から得られるような低温加熱流体を使用しよ
うとする場合、重大な事項となる。

単一蒸発器において液体濃縮に固有の沸点上昇
の悪影響を最小にするため、一連の分離した個々
に独立した蒸発器を並列に配備して使用し、濃縮
を部分的に各蒸発器で行なうようにすることがで
きる。このような構成において第１蒸発器の動作
は比較的ゆるやかでありかつ沸点上昇度は低く、
従つて、沸点上昇度が高く最終所望濃度で動作す
る後方の蒸発器よりも熱伝導効率が良好である。
更に亦、この蒸発器構成の場合、第１蒸発器の動
作粘性は、異なる動作濃度の故に、後方の蒸発器
の粘性よりも低くなる。落下液膜タイプの蒸発器
の場合、液膜粘性を増大すると、熱伝導係数すな
わち熱伝導効率が極めて低減することになる。

かくして、このように蒸発器を配置すると所望
のエネルギ効率が得られるが、設備投下資本が増
大するという欠点もある。従つてエネルギ効率が
有効でかつ安価な改良型落下液膜蒸発器及びその
プロセスの必要性が生じている。

発明の要旨 本発明は多段蒸発装置を提供するもので、該蒸
発装置は、 管の上方入口端と連通する熱交換器の上方端部
に密封液体ボツクスを有する落下液膜垂直円筒多
管式熱交換器と、 液体ボツクス内部空間を第１部分と第２部分
に、あるいは必要に応じて更に複数個の部分に分
割して各部分をいくつかの管の入口と特定的に連
通せしる仕切壁と、 円筒多管式熱交換器の下方端に設けたところの
管の出口端部と連通する蒸気−液体保持部材と、 該蒸気−液体保持部材の下方内部空間を第１及
び第２液体保持部分に分割する仕切壁と、 前記液体ボツクス及び蒸気−液体保持部分の両
仕切壁は、流体ボツクス第１部分から供給されて
管を通つて出る非蒸発液体の実質量が第１液体保
持部分に落下し、かつ、液体ボツクス第２部分か
ら供給されて管を通つて出る非蒸発液体の実質量
が、第２液体保持部分に落下するよう配置されて
おり、 第１液体保持部分から液体をとり出して再循環
せしめるとともにそれを液体ボツクス第１部分に
供給する手段と、 第２液体保持部分から液体をとり出して再循環
せしめるとともにそれを液体ボツクス第２部分に
供給する手段と、そして、 第１液体保持部分からの液体を第２液体保持部
分に移行せしめる手段とを有することを特徴とし
ている。

本発明に係る多段落下液膜式蒸発器
（amultistage falling evaporator）は、シエル
側に加熱流体の低エネルギ源を使用し等価蒸発能
力を有する従来の単段タイプの円筒多管式落下液
膜式蒸発器と比較して、全熱交換面を基準にして
約20〜25％小型に形成することができる。このこ
とは水溶液を蒸発する場合、特に顕著である。

蒸発器に管のシエル側を加熱する手段を配備し
ても良い。この場合、熱交換器のシエル側を介し
て高温流体を循環するため、入口及び出口ボート
を配備する。

共通蒸気空間は第１及び第２液体保持部分の上
に配置するのが好ましい。更に亦、好ましい実施
例として、蒸気体から蒸気をとり除いて熱交換器
のシエル側に供給する手段を設けることもでき
る。蒸気を熱交換器のシエル側に供給する前に、
機械的コンプレツサあるいはサーモコンプレツサ
を最初に使用して蒸気を適切に圧縮するようにす
ると、蒸気は要求される熱をほぼ全部提供するこ
とができる。上述したように加熱するために蒸気
を使用する場合、シエル側に供給される熱の比較
的小部分のみを用意すれば良いことになる。

液体ボツクスの仕切壁及び、蒸気−液体保持部
材の仕切壁は両方とも垂直であるのが望ましい。
更に亦、該両仕切壁は実質的に平面状でありかつ
実質的に同一平面に位置せしめる。

多段蒸発器は更に、液体ボツクス第２部分から
送られた液体を蒸気−液体保持部材の第２部分へ
向けるための液体指向そらせ板を管出口端部の下
部に近接して配備している。

蒸発器は更に、低濃度液体供給流れを液体ボツ
クスの第１部分へ直接若しくは間接的に供給する
手段を通常有している。

管は全て同一寸法でも良いし、異なる寸法でも
良く、その水平断面は円形、楕円、正方形、矩形
いずれでも良い。

液体ボツクスの第１部分及び第２部分をそれぞ
れ、同一若しくは異なる寸法の十分な数量の管と
連通せしめて略同等の熱交換面を配備するように
構成し得るが、液体ボツクスの第２部分よりも、
第１部分を実質的に大きい方の管状熱交換面と連
通すると大きな利点が得られる。管の寸法が全て
同一の場合、管の少くとも60％あるいは75％を液
体ボツクスの第１部分と連通するよう配置するこ
とが望ましい。更に亦、溶媒が水の場合、第１蒸
発段階で蒸発の約65〜90％を行なうのが望まし
い。この場合、第１濃縮段階における液体の沸点
上昇は通常、約0.2゜〜1.5〓であるのに対し、第２
段階における沸点上昇は容易に3゜〜５〓となるか
らである。この上昇は、管壁の温度差が約6゜〜14
〓である場合、特に、165〓〜250〓の範囲の低品
質熱媒体を熱交換器のシエル側で使用する場合、
極めて重要である。

蒸発器の管を通る液体流れをいくつかの段階に
分割しても、熱交換器のシエル側の空間全てが流
体流れと連通するとともに管全ての周囲で単一の
高温流体循環により加熱可能であるように構成す
るのが望ましい。すなわち、シエル側を隔室に分
割する必要はないのである。

液体保持部材の仕切壁に頂部縁部を設けて、そ
の上を液体が液体保持部材の第１部分から第２部
分へと流れるようにし、これにより、液体を該第
１部分から該第２部分へと移行せしめて、液体を
第１蒸発段階から第２蒸発段階へ移動せしめる。

蒸気体において蒸気の移動流れを容易にするた
め、液体保持部材の仕切壁に、管の出口端部より
も実質的に下方でかつその下に位置するよう頂部
縁部を設けることができる。

特に有効な構成において、液体保持部材の仕切
壁に頂部縁部を形成し、そらせ板に下方縁部を形
成し、そして、そらせ板の下方縁部を前記仕切壁
の頂部縁部より下方に配置する。このように構成
することにより、第２段階において更に濃縮され
た液体が、第１段階において部分的に濃縮された
低濃度液体と混合しないようにすることができ
る。

更に本発明は、頂部に液体ボツクスを、底部に
蒸気−液体保持部材を備えた垂直円筒多管式熱交
換器を有する落下液膜式蒸発器において、溶融固
体を含有する低濃度の液体を蒸発することによ
り、該液体を濃縮する方法を提供するものであ
り、本発明に係る方法は、低濃度液体流れを、特
定の管入口を連通する液体ボツクスの第１部分に
供給して液体が管を下方に流れかつ熱交換器のシ
エル側での高温流体との熱交換により蒸発温度に
加熱されそして蒸気−液体保持部材の第１部分に
流れるようにする工程と、 蒸気−液体保持部材の第１部分から、蒸発して
いない部分的に濃縮した液体をとり出すとともに
該液体を液体ボツクスの第１部分に再循環する工
程と、 部分的に濃縮した液体を、液体ボツクスの第１
部分とは連通していないところのいくつかの管入
口と連通する液体ボツクスの第２部分に送り、こ
の部分的に濃縮した液体が管を下方に流れ、かつ
熱交換器のシエル側での高温流体との熱交換によ
り蒸発温度に加熱され、そして蒸発して更に濃縮
された液体となつて蒸気−液体保持部材の第２部
分に流れるようにする工程と、そして、 蒸気−液体保持部材の第２部分から濃縮液体を
とり出してこれを液体ボツクスの第２部分へ再循
環する工程と、 から成ることを特徴とする。

異なる工程の例として、例えば第１液体部分を
使用して、必要とあらば第１液体ボツクスと連通
する１個若しくは複数個の管を介して保持部材の
第１液体部分から液体を上方向に圧送することに
より、液体の内部再循環を行うこともできる。こ
の場合これらの管の下方端を閉鎖室と連通せし
め、液体をこの閉鎖室に圧送し、これらの管内を
上方向に通して頂部の液体ボツクスに送るもので
ある。再循環液体は、これらの管内を上方向に移
行しながら加熱され、そして液体ボツクス内に入
ると飛散するので、第１液体部分において、残り
の下方流導管に対する液体配分が良好に行われ
る。このシステムは、装置が有する第２液体部分
及びその他の液体部分にも適用できる。

本方法は、通常蒸気−液体保持部材の第１及び
第２部分が本質的に一定の濃度を有するよう安定
した条件下で行われる。各段階において蒸発によ
り水分を十分除去して、各段階で連続的に付加さ
れる液体や水分量のバランスをとる。

液体の蒸発により形成される蒸気は蒸気−液体
保持部材からとり出すとともに熱交換器のシエル
側に圧送して管を加熱するようにするのが望まし
い。蒸気−液体保持部材から除去した蒸気は、熱
交換を行うため、熱交換器のシエル側に圧縮さ
れ、ここで該蒸気はより高い温度で凝縮して、管
内部で液体の落下液膜を加熱する。

この蒸発器の希釈部においては沸点上昇及び粘
性が小さいので、管壁を通る熱伝導が大きくな
り、蒸発器の製造能力が増大する。

部分的に濃縮された液体は通常、蒸気−液体保
持部材の第１部分からその第２部分へ直接的に供
給されるが、これは、蒸気−液体保持部材の第１
部分において部分的に濃縮された液体を、仕切壁
を溢れ出さしめて該壁の他側に在る第２部分に送
るようにすることにより、達成することができ
る。

所望の固体濃度を有する濃縮液体が生成される
と、それを蒸気−液体保持部材の第２部分からと
り出して目的場所へ送るものである。

発明の詳述 添付図面において、妥当かつ実際的な範囲にお
いて同様の部材には同じ参照番号を付している。

第１，２図において、多段蒸発器１０は液体ボ
ツクス１２と、熱交換器１４と、蒸気−液体保持
部材１６とを有している。

熱交換器１４は垂直円筒円形状金属シエル１８
を有し、該シエル１８は上方に突出して液体ボツ
クス１２の外壁シエル２０を構成している。更に
シエル１８は本実施例において、蒸気保持部材１
６の方へ下方に伸張しているが、これは蒸気保持
部材の頂部まで伸張するように構成することも可
能である。

複数の垂直金属管２２をシエル１８内部に相互
に離間配置している。各管２２は上方管シート２
４及び下方管シート２６を貫通している。これら
の管シート２４，２６は円形状であり、例えば溶
接によりシエル１８の内部に接合されている。管
シートに孔を形成しているので管２２は液密封状
にシートを貫通することができる。入口２８はシ
エル１８の上方かつ管シート２４の下方に配備さ
れ、加熱流体で熱交換器１４のシエル側に供給す
る。シエル１８の下方に形成された出口３０は熱
交換器の下方シエル側と連通し、冷却された加熱
流体を熱交換器のシエル側からとり出す部材とし
て作用する。液体ボツクス１２はフラツトプレー
ト状の垂直仕切部材３２を有し、該仕切部材３２
は管シート２４から上方に伸張している。この仕
切部材３２により液体ボツクス１２が第１部分３
４と第２部分３６に効果的に分割される。液体ボ
ツクス１２の頂部は取はずし可能なカバー３８で
おおわれている。必要に応じて、仕切部材３２を
該カバー３８と接触するよう上方に伸張すること
もできる。

蒸気保持部材１６は中央円筒円形シエル４０を
有し、ここから円錐台状シエル４２が上方に突出
してシエル１８と接触している。円錐台状シエル
４４は円筒状シエル４０の下方縁から下方に球形
状先端部４６まで伸張し、かくして蒸気−液体保
持部材４０が形成されるとともに蒸気空間５０を
閉鎖している。蒸気出口５２を円錐台状シエル４
２に配備し、中央シエル４０の蒸気空間から導管
５３により蒸気をとり出すようにしている。

垂直仕切板５４が円錐台状シエル４４において
上方向に、シエル１８の底縁部の下方に位置する
水平縁部まで伸張しており、蒸気−液体流れのた
めの空鎖をその間に形成している。この仕切板５
４は液体保持空間を第１液体保持部分５６と第２
液体保持部分５８とに効果的に分割している。仕
切板５４を液体箱部材３２と同一平面内に配置す
るのが望ましい。

６０は平たんなそらせ板で、管シート２６の底
部に接続されている。該そらせ板６０は、液体ボ
ツクスの第２部分３６から供給されて管から出て
くる液体を液体保持部材の第２部分５８へ向けて
該液体が液体保持部材の第１部分５６内へ飛散し
ないように、垂直線から傾斜して下方に伸張して
いる。

出口７０は液体保持部材の第１部分５６の下方
部分と連通している。導管７２は出口７０からポ
ンプ７４の入口へ配設されている。導管７６はポ
ンプ７４の出口から、液体ボツクスの第１部分３
４と連通する入口７８へ配設されている。導管７
７は導管７６と連通し、低濃度液体供給入口を構
成している。出口８０は液体保持部材の第２部分
５８の下方部と連通している。導管８２が出口８
０からポンプ８４の入口へ配設されている。導管
８６がポンプ８４の出口から、液体箱部材の第２
部分３６と連通する入口８８へ配設されている。
導管９０は導管８６と連通し、高濃度液体を排出
する出口を構成している。

第１，２図を参照にして説明してきた多段蒸発
器は、加熱流体を入口２８から熱交換器のシエル
側に供給することにより動作がはじまる。熱交換
器が十分に高温になると、低濃度液体が導管７
７，７６を介して液体ボツクスの第１部分３４へ
供給され、該第１部分が液体を受容して第１段階
蒸発を行う。液体は、液体ボツクスの第１部分３
４と連通する管２２内を落下液膜として下方に流
動する。落下液膜が下方に流動するにつれて、液
体は部分的に蒸発する。そして、液体は上記管２
２から出て液体保持部材の第１部分５６へ落下す
る。次に、該液体は出口７０を介して第１部分５
６からとり出され、導管７２によりポンプ７４へ
送られる。該液体は導管７６に圧送され、入口７
８から液体ボツクスの第１部分３４へ送られ、そ
して再び、前記管２２を下方へ流動する。この第
１段階蒸発動作は、液体が部分的に濃縮されるま
でくり返される。通常、第１段階で65〜90％の蒸
発を行うようにするのが望ましい。

液体が第１段階で十分濃縮されると、該液体は
蒸発器の第２段階部分に移行されそこで更に濃縮
される。所望の高濃度に濃縮した液体が液体保持
部材の第１部分５６にたまり同一割合で仕切部材
５４の頂縁部を超えて液体保持部材の第２部分５
８に流入するよう、第１段階における蒸発と液体
供給割合を相互に関連せしめることにより、上記
移行を容易に行うことができる。

部分的に濃縮された液体は液体保持部材の第２
部分５８から出口８０を介して回収され、導管８
２によりポンプ８４の入口側へ供給される。そし
て、該液体はポンプ８４の出口側から出て導管８
６に入り、該導管８６により入口８８に送られ、
かくして、該液体は液体ボツクスの第２部分３６
へ供給される。次に、該液体は第２部分３６と連
通する管２２内を落下液膜として下方に流動し、
そして、非蒸発液体はそらせ板６０にあたつて、
第２液体保持部分５８内に落下する。液体は自
後、所望の濃度に到達するまで、上述したように
再循環を行う。そして、所望の濃度を有する液体
は、導管９０により本システムからとり出されて
目的地へ送られ、更に処理されたり、放棄され
る。

液体が管２２内を下方に流動する際に、熱交換
器１４のシエル側で高温流体と液体が熱交換を行
つて形成される蒸気は、管の下方端から出て、蒸
気保持部材１６内を上昇する。これは、上記２つ
の濃縮段階両方において形成される蒸気について
行われる。蒸気は蒸気出口５２及び導管５３を介
して除去されて適切に処分される。通常、蒸気ポ
ンプ（図示せず）を配設して、蒸気の除去を容易
にするとともに蒸気保持部材１６を適切に真空に
するよう構成する。

第３図に本発明の好ましい第２実施例を示す。
第１，３図に示す多段蒸発器の差異は下記の通り
である。

第３図に示すように、蒸気出口５２は導管１０
０と連通し、この導管１００はモータ１０４によ
つて駆動される蒸気コンプレツサ１０２の蒸気入
口に接続されている。導管１０６はコンプレツサ
１０２の出口と蒸気入口１０８に接続され、該蒸
気入口１０８は熱交換器１４のシエル側の上方部
に連通している。このように構成することによ
り、多段蒸発工程において生成される蒸気を、特
に導管７７から供給される流体が例えば約150〓
〜240〓といつた中位の温度であつても既に加熱
されている場合、熱交換器のシエル側における一
次加熱流体として使用することができる。そし
て、入口２８から補助熱を容易に供給することが
できる。蒸気保持室内に凝滴除手段１１０を配設
して、蒸発器から出る蒸気から液体小滴を除去し
て、製造ロスを回避するとともにコンプレツサを
保護するようにすることもできる。

上記図示した本発明の実施例は特に、水溶液を
濃縮するのに適している。蒸発により生成される
蒸気は、第３図に示すように使用して熱交換器の
シエル側を加熱せしめることもできるし、第１図
に示すように別の場所へ移送することもできる。
更に亦、蒸気は、図示する各実施例において必要
な量だけ加熱流体として入口２８から供給するこ
ともできる。

次に、本発明を更に説明するため具体例をあげ
て説明を行う。

具体例 第３図に示す本発明に基づく多段落下液膜式蒸
発器は、直径２インチの管を合計949本有してい
る。約10000平方フイートの熱交換面積を供する
730本の管により、液体ボツクスの第１部分と連
通する蒸発器の第１段階すなわち低固定部分を構
成する。そして、液体ボツクスの第２部分と連通
する蒸発器の第２段階すなわち高固体部分は219
本の管により構成されて、約3000平方フイートの
熱交換面積を有する。これらの管を、7.5フイー
トの直径で相互に28フイート離間した２枚の円形
管シート間に垂直に配置する。上方管シートの縁
部から３フイート内側のところに、垂直仕切板を
配置して、液体ボツクスを第１部分と第２部分と
に分割する。

蒸気−液体保持部材は直径15フイート、直線状
垂直側部の長さ８フイートであり、円錐状の底部
と頂部を有している。蒸気−液体保持部材に内部
そらせ板を配備して、その底部空間を２個の液体
隔室に分割せしめ、これにより、各隔室が熱交換
器の高固体部分若しくは低固体部分から液体をそ
れぞれ受容するように構成する。低固体液体再循
環ループにおいて、16〜18インチの直径のパイプ
と分当り4750ガロンの容量のポンプを使用し、そ
して高固体液体再循環ループにおいて10〜12イン
チの直径のポンプと分当り1650ガロンの容量のポ
ンプを使用する。

蒸気用パイプの直径は42〜44インチであり、
亦、44866ポンド／時間のコンプレツサを使用し
て3.45psia〜5.99psiaの蒸気を圧縮して約266〓に
過熱した蒸気を生成する。尚、蒸気はヒータに入
れる前に過熱度を下げることもできる。

熱交換器のシエル側は5.85psiaの圧力かつ169
〓で、管側は3.63psiaの圧力で作動する。

全溶融固体濃度55％をめざす第１段階では、沸
点上昇は11〓、動作温度は160〓、粘性は約5.5cp
となる。そして全溶融固体濃度70％をめざす第２
段階では、沸点上昇は15F、動作温度は164〓、
粘性は約7.2cpとなる。

上述の多段蒸発器は21.3％の溶融くえん酸固体
を含有する状態で液体ボツクスの第１部分に供給
される水溶液流れを濃縮するのに使用することが
でき、固体濃度を第１低固体段階で約55％に、そ
して第２高固体段階で約70％に上昇せしめること
ができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に基づく多段垂直円筒多管落
下液膜式蒸発器の部分断面正面図である。第２図
は第１図の線２−２に沿つた断面図である。第３
図は第１図と同様の多段蒸発器ではあるが蒸発器
内で遊離した蒸気を利用して管を加熱するように
した装置を付加した蒸発器の部分断面正面図であ
る。 １０……多段蒸発器、１２……液体ボツクス、
１４……熱交換器、１６……蒸気液体保持部材、
１８，２０……シエル、２２……垂直金属管、２
４，２６……シート、３２……垂直仕切部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 管の上端及び入口端と連通する熱交換器の上
   方端に密封液体ボツクスを有するところの落下液
   膜垂直円筒多管式熱交換器と、 液体ボツクス内部空間を第１部分と第２部分
   に、若しくは必要に応じ更に多くの部分に分割
   し、各部分がそれぞれ、特定の管入口と独占的に
   連通するようにする仕切壁と、 熱交換器のシエル側に高温流体を供給するとと
   もに、該シエル側から該高温流体を回収する手段
   と、 管の出口端と連通する、円筒多管式熱交換器の
   下方端に配備された蒸気−液体保持部材と、蒸気
   −液体保持部材の内部下方空間を第１、第２液体
   保持部分に分割する仕切壁と、 液体ボツクス及び蒸気−液体保持部材内に配備
   される上記仕切壁は、液体ボツクス第１部分から
   供給されて管を通つて出ていく非蒸発液体の実質
   量が第１液体保持部分に落下し、かつ、液体ボツ
   クス第２部分から供給されて管を通つて出ていく
   非蒸発液体の実質量が第２液体保持部分に落下す
   るよう、配設されており、 蒸気−液体保持部材の上方部に配設された蒸気
   出口と、 第１液体保持部分から液体をとり出して再循環
   するとともにそれを第１液体ボツクス部分へ送る
   手段と、 第２液体保持部分から液体を取り出して再循環
   するとともにそれを第２液体ボツクス部分へ送る
   手段と、そして、 第１液体保持部分から第２液体保持部分へ液体
   を移行せしめる手段と、 からなることを特徴とする多段落下液膜式蒸発装
   置。 ２ 液体ボツクスの仕切壁及び、蒸気−液体保持
   部材の仕切壁はいずれも垂直であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の多段落下液膜
   式蒸発装置。 ３ 前記両仕切壁は実質的に平面状でありかつ同
   一平面内に配備されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第２項に記載の多段落下液膜式蒸発装
   置。 ４ 管の出口端の下部に近接して配備され、液体
   ボツクス第２部分から送られる液体を蒸気−液体
   保持部材の第２部分へ向けるための液体方向づけ
   そらせ板を有することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の多段落下液膜式蒸発装置。 ５ 低濃度液体供給流れを、液体ボツクス第１部
   分へ供給する手段を有することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の多段落下液膜式蒸発装
   置。 ６ 液体ボツクスの第１及び第２部分は、それぞ
   れ同一寸法の異なる数量の管と連通していること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の多段
   落下液膜式蒸発装置。 ７ 管の少くとも60％は液体ボツクスの第１部分
   と連通していることを特徴とする特許請求の範囲
   第６項に記載の多段落下液膜式蒸発装置。 ８ 熱交換器のシエル側空間は全て、全ての管の
   周囲を循環する単一高温流体により加熱可能であ
   り、かつ、流体流れと連通していることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の多段落下液膜
   式蒸発装置。 ９ 液体保持部材の仕切壁の頂縁部を超えて、液
   体保持部材の第１部分から第２部分へ液体が流
   れ、これにより、該第１部分から該第２部分へ液
   体を移行せしめうることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の多段落下液膜式蒸発装置。 １０ 液体保持部材の仕切壁の頂縁部は、管の出
   口端部より実質的に下方かつその下に位置してい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の多段落下液膜式蒸発装置。 １１ 液体保持部材の仕切壁の頂縁部は、そらせ
   板の下方縁部よりも上方にあることを特徴とする
   特許請求の範囲第４項に記載の多段落下液膜式蒸
   発装置。 １２ 第１及び第２液体保持部分の上方に共通蒸
   気空間が配置されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の多段落下液膜式蒸発装
   置。 １３ 液体を液体保持部分からとり出して、熱交
   換器の少くとも１本の管を介して上方に再循環し
   て液体ボツクス部分へ送り、そして該液体ボツク
   ス部分から前記液体保持部分へ流動せしめる手段
   を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の多段落下液膜式蒸発装置。 １４ 管の上方かつ入口部と連通する熱交換器の
   上方端に密封液体ボツクスを有する落下液膜垂直
   円筒多管熱交換器と、 液体ボツクスの内部空間を第１部分と第２部分
   とに分割し各部分を特定の管入口と独占的に連通
   せしめる仕切壁と、 円筒多管式熱交換器の下方端に配備され、管の
   出口端と連通する蒸気−液体保持部材と、蒸気−
   液体保持部材の下方内部空間を、第１及び第２液
   体保持部分に分割する仕切壁と、上記液体ボツク
   ス及び上記蒸気−液体保持部材の両仕切壁は、液
   体ボツクス第１部分から管を通つて出ていく非蒸
   発液体の実質量が第１液体保持部分に落下し、か
   つ、液体ボツクス第２部分から管を通つて出て行
   く非蒸発液体の実質量が第２液体保持部分に落下
   するよう、設けられており、 蒸気−液体保持部材の上方部に設けられた蒸気
   出口と、 蒸気出口と連通しかつ熱交換器のシエル側と連
   通し、これにより、蒸気をシエル側に向けて管を
   加熱するのに使用せしめる導管手段と、熱交換器
   のシエル側から冷却蒸気をとり出す手段と、 第１液体保持部分から液体をとり出して再循環
   せしめ、該液体を第１液体ボツクス部分へ送る手
   段と、 第２液体保持部分から液体をとり出して再循環
   せしめ、該液体を第２液体ボツクス部分へ送る手
   段と、そして、 液体を第１液体保持部分から第２液体保持部分
   へ移行せしめる手段と、 から成ることを特徴とする多段落下液膜式蒸発装
   置。 １５ 導管手段は、蒸気が熱交換器のシエル側へ
   送られる前に、蒸気を圧縮する圧縮機を内蔵する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１４項に記載
   の多段落下液膜式蒸発装置。 １６ 蒸気体から生ずる蒸気以外の高温流体を熱
   交換器のシエル側に供給するとともに該流体を該
   熱交換器シエル側から回収する手段を有すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１４項に記載の多
   段落下液膜式蒸発装置。 １７ 液体ボツクスの仕切壁と液体保持部材の仕
   切壁はいずれも垂直であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１４項に記載の多段落下液膜式蒸発
   装置。 １８ 前記両仕切壁は実質的に平面状であり、か
   つ同一平面内に在ることを特徴とする特許請求の
   範囲第１７項に記載の多段落下液膜式蒸発装置。 １９ 管の出口端の下部に近接して配備され、そ
   して、液体ボツクス第２部分から送られる液体を
   蒸気−液体保持部材の第２部分へ向けるための液
   体方向づけそらせ板を有することを特徴とする特
   許請求の範囲第１４項に記載の多段落下液膜式蒸
   発装置。 ２０ 低濃度液体供給流れを液体ボツクスの第１
   部分へ供給する手段を有することを特徴とする特
   許請求の範囲第１４項に記載の多段落下液膜式蒸
   発装置。 ２１ 液体ボツクス第１部分及び第２部分はそれ
   ぞれ、同一寸法の異なる数量の管と連通している
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１４項に記載
   の多段落下液膜式蒸発装置。 ２２ 管の少くとも60％は液体ボツクスの第１部
   分と連通していることを特徴とする特許請求の範
   囲第２１項に記載の多段落下液膜式蒸発装置。 ２３ 熱交換器のシエル側空間は全て、全ての管
   の周囲を循環する単一高温流体により加熱可能で
   あり、そして、流体流れと連通状態にあることを
   特徴とする特許請求の範囲第１４項に記載の多段
   落下液膜式蒸発装置。 ２４ 液体保持部材の仕切壁の頂縁部を超えて、
   液体保持部材の第１部分から第２部分へ液体が流
   動し、これにより、液体を該第１部分から該第２
   部分へ移行せしめうる特許請求の範囲第１４項に
   記載の多段落下液膜式蒸発装置。 ２５ 液体保持部材の仕切壁の頂縁部は管の出口
   端より実質的に下方かつその下に位置しているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１４項に記載の
   多段落下液膜式蒸発装置。 ２６ 液体保持部材の仕切壁の頂縁部は、そらせ
   板の下方縁部よりも上方に在ることを特徴とする
   特許請求の範囲第１９項に記載の多段落下液膜式
   蒸発装置。 ２７ 第１及び第２液体保持部分の上方に共通蒸
   気空間が設けられていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１４項に記載の多段落下液膜式蒸発装
   置。 ２８ 液体を液体保持部分からとり出して、熱交
   換器の少くとも１本の管を介して上方に再循環し
   て液体ボツクス部分へ送り、そして該液体ボツク
   ス部分から前記液体保持部分へ流動せしめる手段
   を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１４項
   に記載の多段落下液膜式蒸発装置。 ２９ 頂部に液体ボツクスを、かつ、底部に蒸気
   −液体保持部材を有する垂直円筒多管式熱交換器
   を具備する落下液膜式蒸発装置により蒸発して、
   溶融固体を含有する低濃度液体を濃縮する方法で
   あつて、 低濃度液体流れを、特定の管入口と連通する液
   体ボツクス第１部分へ供給して、これにより、液
   体を管内を下方に流動せしめ、熱交換器のシエル
   側で高温流体との熱交換により蒸発温度に加熱
   し、そして、蒸気−液体保持部材の第１部分へ流
   れるようにする工程と、 蒸気−液体保持部材の第１部分から、非蒸発の
   部分的濃縮液体をとり出して、それを液体ボツク
   ス第１部分へ再循環する工程と、 液体ボツクス第１部分と連通していないいくつ
   かの管入口部と連通する液体ボツクス第２部分
   へ、部分的濃縮液体を移送し、これにより、該部
   分的濃縮液体は管内を下方に流動し、熱交換器の
   シエル側で高温流体との熱交換により蒸発温度に
   加熱され、そして、蒸発して更に濃縮した液体と
   なつて蒸気−液体保持部材の第２部分へ流入する
   工程と、そして、蒸気−液体保持部材の第２部分
   から濃縮液体をとり出し、それを液体ボツクス第
   ２部分へ再循環する工程と、 から成ることを特徴とする方法。 ３０ 液体の蒸発により形成される蒸気を、蒸気
   −液体保持部材からとり出して、該蒸気を熱交換
   器のシエル側に供給して管を加熱するために使用
   することを特徴とする特許請求の範囲第２９項に
   記載の方法。 ３１ 部分的濃縮液体は、蒸気−液体保持部材の
   第１部分からその第２部分へ供給されることを特
   徴とする特許請求の範囲第２９項に記載の方法。 ３２ 部分的濃縮液体は、分割仕切壁の上をあふ
   れ出て、蒸気−液体保持部材の第１部分から第２
   部分へ供給されることを特徴とする特許請求の範
   囲第３１項に記載の方法。 ３３ 所望の高固体濃度を有する液体は、蒸気−
   液体保持部材の第２部分からとり出されて目的場
   所へ搬送されることを特徴とする特許請求の範囲
   第２９項に記載の方法。 ３４ 蒸気−液体保持部材からとり出された蒸気
   は、熱交換器のシエル側に供給される前に、圧縮
   されることを特徴とする特許請求の範囲第３０項
   に記載の方法。 ３５ 液体保持部材の１つの部分からとり出され
   る非蒸発部分的濃縮液体を、熱交換器の少くとも
   １本の管を介して上方に再循環して液体ボツクス
   部分へ送り、そして、該液体を該液体ボツクス部
   分から前記液体保持部材の部分へ流動せしめるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２９項に記載の
   方法。