JPH0275301A - 連続式濃縮装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液体を連続的に加熱蒸発させて濃縮する連続
式濃縮装置に関する。

〔従来の技術〕

加熱蒸発により液体を連続的に濃縮する装置の中で、加
熱面が竪型円筒でその加熱面に被濃縮液を散布し、薄膜
を形成させてこれが重力により下降する過程で段階的に
濃縮させて行くものは、例えば回転式流下薄膜蒸発装置
等に良く使用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、このような装置で液体のａｍを行う場合、液
体をほとんど蒸発させて回収したいにもかかわらず、液
体が蒸発してしまわない間に重力により加熱面を通過し
てしまい、最後まで煮詰めるのが困難なことがある。勿
論、蒸発釜で回分式に加熱し考詰めれば最後まで煮詰め
ることができるが、これでは大量の液を処理するのに不
向きである。

また逆に蒸発が進み、連続的に液体を供給しても、蒸発
に伴って液量が減少し、円筒加熱面の下方では液量が少
ないために液切れがおこり、焼は焦げや結晶析出を生じ
て蒸発能力が低下し、運転に支障が起こることも多くあ
った。

本発明は、これら２つの問題を同時に解決した濃縮効率
が高くしかも液切れを生じ難い連続式濃縮装置を提供す
るものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の連続式濃縮装置は、外側に加熱手段を有し内側
に撹拌手段を有する有底筒状の蒸発容器と、蒸発容器内
への被＊ｍ液導入手段および蒸発容器外への濃縮液排出
口とを備える連続式濃縮装置において、前記蒸発容器の
少なくとも下部加熱面の縦断面形状が下方に突出する放
物線、楕円、円のいずれか又はそれらの組み合せ、もし
くはこれらと直線との組み合せからなることを特徴とす
る。

〔作　　用〕

蒸発容器の少なくとも下部加熱面を上記の如く構成する
ことにより、容器内周面に噴霧され同面に沿って落下す
る被濃縮液が容器下部で下方へ行くほど重力の影響を受
は難くなり、落下速度が抑制されて十分な′ｆＩ４縮を
受けることになる。一方、濃縮に伴い被ｆ！ＩＡ縮液が
減少するが、容器下部は下方はど加熱面が小さくなって
いるので、液切れを起こし難くする。

斯かる働きは、撹拌手段でスケールを掻き落としながら
撹拌手段が一方へ回転するときは液を掻き上げて濃縮を
繰り返し行い、他方へ回転するときは液とスケールを出
口の方へ送り出しながら濃縮するようにしたときに一層
効果的となる。

〔実施例〕

第１図は本発明を実施した連続式ｍ縮装置の一例を示す
縦断面図である。

蒸発容器ｌは上部加熱面２が直筒状で、下部加熱面３が
下方へ突出する滑らかな曲面で形成されている。この容
器下部の加熱面３は前述した如く縦断面形状が放射線、
楕円、円のいずれか又はそれらの組み合せ、もしくはこ
れらと直線との組み合せからなる。また、上部加熱面２
も含め、加熱面全体が下部加熱面３の如く、下方へ突出
する曲面で形成されてもよい。

蒸発容器ｌは又、二重壁構造で、内壁と外壁との間を蒸
気が通過して上部加熱面２および下部加熱面３を熱する
ようになっている。４は蒸気導入管、５は蒸気排出管兼
ドレンを表わしている。

蒸発容器ｌの上方開口部は天ｌ１１６で閉塞され、天１
６にはマンホール７と、被濃縮液の導入管８と、回収ガ
ス管９とが設けられ、蒸発容器ｌの底部には濃縮液溜り
ｌＯと、濃縮液排出管１１とが設けられている。液溜り
ｌＯの底は取り外し可能な底１！１０１で閉塞されてい
る。

蒸発容器ｌの中央を垂直に貫通する回転軸１２は、天蓋
６に軸受け１３にて回転可能に軸支され、その上部に連
結されたモータ１４で正逆両方向に回転するとともに、
上方から下方へ順番に回転羽根１５、アーム１６、第２
の回転羽根１７を結合した構造となっている。

回転羽根１５は、導入管８から容器内に導入される被濃
縮液を遠心力により容器内側の上部加熱面２全周に均等
に噴霧する０回転羽根１５に代えてノズルを旋回させる
ようにしてもよい。

回転羽轡１５の下方に位置するアーム１６は回転軸１２
に放射状に設けられ、それぞれは容器の加熱面形状に対
応した弧状で、その長手方向で複数に分割されたスクレ
ーパーブロック１８を備える。スクレーパーブロック１
８はモネル、テフロン等の摩耗する材質ででき、加熱面
に平行な軸回りに回動し、自重で加熱面に接触する。こ
のブロック１８は又、アーム１６が一方の方向へ回転す
るときは液を掻き上げ、もう一方の方向へ回転するとき
は液を掻き下げるように溝又は角度が付与されている。

アーム１６の下方に位置する第２の回転羽根１７は液溜
り１０内にあって、濃縮液の撹拌および円滑な排出を行
う。

第１図の連続式濃縮装置において、回転軸１２を一方の
方向へ回転させながら、導入管８より容器内に被濃ｍ液
を導入すると、濃縮液は容器の上部加熱面に散布され、
蒸気による加熱により蒸発しながら流下する。置部の上
部加熱面２を゛流下する被濃縮液は、下部の弯曲した加
熱面３に達し、ここで流れの方向が垂直から徐々に水平
の方向に向く。その結果、液は流下速度が小さくなりゆ
っくりと流れながら蒸発し、高能率な濃縮が行われる。

また加熱面３も徐々に狭くなり、蒸発にともってｉｉが
少なくなっても液切れを生じる危険性が小さくなる。

更に回転軸１２、アーム１６およびスクレーバーブロン
ク１８からなる撹拌手段で、濃縮される液を掻き上げる
結果、液は繰り返し最後まで加熱面で再分散されるので
、濃度が高くなる。濃度が高くなると、液切れにより焦
げが起こりやすくなるが、掻き取りにより加熱面を常に
更新し、加熱面が下方はど狭くなっていることとあいま
って、液切れを生じることなく加熱濃縮を連続的に行い
、最後まで煮詰める。

最後に固体又は粘度の高い物質が残ると、回転軸１２を
もう一方の方向へ逆回転させる。これにより残った物質
は排出管１１より容器外へ排出される。４縮により生じ
たガスは回収ガス管９より容器外に取り出される。

掻き上げを直胴部で行うとすれば、重力の加速度に打ち
勝たなければならないが、縦断面形状が円又は楕円等の
部分で行うとすればその必要がない。

第１図の本発明装置を用いて四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ　
ａ）、スラリー（ＦｅＣｆｆｉｓ、＾Ｑ　Ｃｌ　ｚ、ｃ
ａｃ　Ｑ　ｔ　−）等の高沸点塩化物と、金属ケイ素微
粉末を含むものとの固液濃縮分離を行ったところ、６ケ
月間以上の連続運転が可能であり、この間、有用資源で
ある５ｉＣ１４の回収率は、９９．６％に達した。

同様の濃縮を直胴の加熱周面と水平な加熱底面としか持
たない従来装置で行ったところ、かき上げ効果がないの
で、ｆ！ＡＩが不十分となり、ＳｉＣｌ　ａの回収率は
約６０％にしか過ぎなかった。

本発明の装置は、例えば四塩化ケイ素（ＳｉＣ１４）製
造に於ける固液分離、蒸発温度の異なる液体の連続蒸発
分離等に適する。

［発明の効果］ 本発明の連続式濃縮装置は、被１縮液を効率よく濃縮し
、しかも液切れを起こさず、終始強力かつ安定な濃縮を
行なわしめるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した連続式濃縮装置の一例につい
てその構造を示す縦断面図である。 図中、ｌ：蒸発容器、２．３：加熱面、８：導入管、１
２：回転軸、１５：回転羽根、１６：アーム、１８ニス
クレーパーブロツク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、外側に加熱手段を有し内側に撹拌手段を有する有底
   筒状の蒸発容器と、蒸発容器内への被濃縮液導入手段お
   よび蒸発容器外への濃縮液排出口とを備える連続式濃縮
   装置において、前記蒸発容器の少なくとも下部加熱面の
   縦断面形状が下方に突出する放物線、楕円、円のいずれ
   か又はそれらの組み合せ、もしくはこれらと直線との組
   み合せからなることを特徴とする連続式濃縮装置。 ２、被濃縮液導入手段が、蒸発容器内を容器と同心に回
   転して被濃縮液を容器内周面に噴霧するノズルまたは回
   転羽根を備えることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の連続式濃縮装置。 ３、撹拌手段が、蒸発容器内を容器と同心に回転する回
   転軸と、回転軸より放射状に伸びるアームと、アームに
   容器下部の加熱面に沿って該加熱面に平行な軸回りに回
   転できるような分割配設された複数のスクレーパーブロ
   ックを有し、このブロックが前記回転軸回りの一方に回
   転するときは液を掻き上げ、他方に回転するときは液を
   掻き下げるように構成されている特許請求の範囲第１項
   または第２項に記載の連続式濃縮装置。