JPH04330901A - 水に対する飽和溶解度が温度に反比例する水溶性溶質を含む水溶液の蒸発方法及びその装置 - Google Patents
水に対する飽和溶解度が温度に反比例する水溶性溶質を含む水溶液の蒸発方法及びその装置Info
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- JPH04330901A JPH04330901A JP10150391A JP10150391A JPH04330901A JP H04330901 A JPH04330901 A JP H04330901A JP 10150391 A JP10150391 A JP 10150391A JP 10150391 A JP10150391 A JP 10150391A JP H04330901 A JPH04330901 A JP H04330901A
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- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、硫酸カルシウム（Ｃａ
ＳＯ４ ・１／２Ｈ２ Ｏ）又は硫酸マンガン（ＭｎＳ
Ｏ４ ・Ｈ２ Ｏ）等のように、水に対する飽和溶解度
が温度の上昇に反比例する水溶性溶質を含む水溶液を、
当該水溶液中の水を加熱蒸発するようにした蒸発方法、
及びその装置に関するものである。
ＳＯ４ ・１／２Ｈ２ Ｏ）又は硫酸マンガン（ＭｎＳ
Ｏ４ ・Ｈ２ Ｏ）等のように、水に対する飽和溶解度
が温度の上昇に反比例する水溶性溶質を含む水溶液を、
当該水溶液中の水を加熱蒸発するようにした蒸発方法、
及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】水溶性溶質を含む水溶液中の水を加熱蒸
発するには、例えば、丸善株式会社、昭和５０年５月３
０日第２版発行の「化学装置便覧」等に記載されている
ように、自然循環型蒸発装置又は強制循環型蒸発装置等
のような各種形式の減圧式蒸発装置を使用するのが、一
般的であった。
発するには、例えば、丸善株式会社、昭和５０年５月３
０日第２版発行の「化学装置便覧」等に記載されている
ように、自然循環型蒸発装置又は強制循環型蒸発装置等
のような各種形式の減圧式蒸発装置を使用するのが、一
般的であった。
【０００３】そして、これらの減圧式蒸発装置は、従来
から良く知られているように、水溶液を、間接熱交換式
の加熱器にて加熱したのち、大気圧以下の減圧状態に保
持された蒸発缶内で蒸発し、この蒸発した後の水溶液を
、前記加熱器で再び加熱すると言う循環を行なわせて、
前記水溶液中を水を加熱蒸発するものである。
から良く知られているように、水溶液を、間接熱交換式
の加熱器にて加熱したのち、大気圧以下の減圧状態に保
持された蒸発缶内で蒸発し、この蒸発した後の水溶液を
、前記加熱器で再び加熱すると言う循環を行なわせて、
前記水溶液中を水を加熱蒸発するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記減圧式蒸発装置は
、水溶液を間接的に加熱するための加熱器を必要とする
ものであるから、蒸発しようとする水溶液が、水溶性溶
質として硫酸カルシウム、硫酸マンガン又は無水芒晶を
含むものであって、この水溶液を、その溶質が結晶とし
て析出する状態まで蒸発する場合には、以下に述べるよ
うな問題を招来する。
、水溶液を間接的に加熱するための加熱器を必要とする
ものであるから、蒸発しようとする水溶液が、水溶性溶
質として硫酸カルシウム、硫酸マンガン又は無水芒晶を
含むものであって、この水溶液を、その溶質が結晶とし
て析出する状態まで蒸発する場合には、以下に述べるよ
うな問題を招来する。
【０００５】すなわち、前記硫酸カルシウムの水に対す
る飽和溶解度（飽和水溶液１００ｇ中に含まれる溶質の
重量）は、温度の上昇に伴って下がると言うように温度
に反比例するものであり、換言すると、この硫酸カルシ
ウム水溶液の飽和溶解度曲線は、図３に示すように右下
がりの曲線であって、この硫酸カルシウムを含む水溶液
を、前記減圧式蒸発装置によって硫酸カルシウムの結晶
が析出する状態まで加熱蒸発するに際しては、その加熱
器での加熱中において、当該硫酸カルシウム水溶液は、
前記飽和溶解度曲線より下側の未飽和領域から当該飽和
溶解度曲線を越えてその上側の過飽和領域に大きく移行
して高い過飽和状態になり、その結果、前記加熱器にお
ける両伝熱面のうち前記硫酸カルシウム水溶液が接触す
る側の伝熱面に、前記硫酸カルシウム水溶液中の硫酸カ
ルシウムの結晶が析出してスケールとなって付着するか
ら、加熱蒸発の運転を停止して、加熱器に発生するスケ
ールを除去することを頻繁に行うようにしなければなら
ないばかりか、スケールの付着が著しい場合には、加熱
器における伝熱管の損傷が発生すると言う問題があった
。
る飽和溶解度（飽和水溶液１００ｇ中に含まれる溶質の
重量）は、温度の上昇に伴って下がると言うように温度
に反比例するものであり、換言すると、この硫酸カルシ
ウム水溶液の飽和溶解度曲線は、図３に示すように右下
がりの曲線であって、この硫酸カルシウムを含む水溶液
を、前記減圧式蒸発装置によって硫酸カルシウムの結晶
が析出する状態まで加熱蒸発するに際しては、その加熱
器での加熱中において、当該硫酸カルシウム水溶液は、
前記飽和溶解度曲線より下側の未飽和領域から当該飽和
溶解度曲線を越えてその上側の過飽和領域に大きく移行
して高い過飽和状態になり、その結果、前記加熱器にお
ける両伝熱面のうち前記硫酸カルシウム水溶液が接触す
る側の伝熱面に、前記硫酸カルシウム水溶液中の硫酸カ
ルシウムの結晶が析出してスケールとなって付着するか
ら、加熱蒸発の運転を停止して、加熱器に発生するスケ
ールを除去することを頻繁に行うようにしなければなら
ないばかりか、スケールの付着が著しい場合には、加熱
器における伝熱管の損傷が発生すると言う問題があった
。
【０００６】また、硫酸マグネシウムの水に対する飽和
溶解度も、前記硫酸カルシウムの場合と同様に、温度に
反比例するものであるから、これらの水溶液を結晶が析
出する状態まで加熱蒸発する場合においても、前記と同
様の問題が発生するのである。本発明は、前記硫酸カル
シウム、又は硫酸マグネシウム等のように、水に対する
飽和溶解度が温度に反比例する水溶性溶質を含む水溶液
を、溶質の結晶が析出する状態まで加熱・蒸発するに際
して、加熱器における伝熱管にスケールが発生すること
を確実に低減できるようにした方法、及びその方法に使
用する装置を提供することを技術的課題とするものであ
る。
溶解度も、前記硫酸カルシウムの場合と同様に、温度に
反比例するものであるから、これらの水溶液を結晶が析
出する状態まで加熱蒸発する場合においても、前記と同
様の問題が発生するのである。本発明は、前記硫酸カル
シウム、又は硫酸マグネシウム等のように、水に対する
飽和溶解度が温度に反比例する水溶性溶質を含む水溶液
を、溶質の結晶が析出する状態まで加熱・蒸発するに際
して、加熱器における伝熱管にスケールが発生すること
を確実に低減できるようにした方法、及びその方法に使
用する装置を提供することを技術的課題とするものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この技術的課題を達成す
るため本発明の方法は、硫酸カルシウムや硫酸マンガン
等のように水に対する飽和溶解度が温度の上昇に反比例
する水溶性溶質を含む水溶液を、間接熱交換式の加熱器
にて加熱し、大気圧以下の減圧状態に保持された蒸発缶
内で蒸発するようにした蒸発方法において、前記蒸発缶
で蒸発した後の水溶液に、ボイラー等からの高い温度の
蒸気を混合し、前記水溶性溶質の結晶を析出してその結
晶を分離・除去し、次いで、大気圧以下の減圧状態でフ
ラッシュ蒸発したのち、前記加熱器にて加熱する循環を
行うと言う方法を採用した。
るため本発明の方法は、硫酸カルシウムや硫酸マンガン
等のように水に対する飽和溶解度が温度の上昇に反比例
する水溶性溶質を含む水溶液を、間接熱交換式の加熱器
にて加熱し、大気圧以下の減圧状態に保持された蒸発缶
内で蒸発するようにした蒸発方法において、前記蒸発缶
で蒸発した後の水溶液に、ボイラー等からの高い温度の
蒸気を混合し、前記水溶性溶質の結晶を析出してその結
晶を分離・除去し、次いで、大気圧以下の減圧状態でフ
ラッシュ蒸発したのち、前記加熱器にて加熱する循環を
行うと言う方法を採用した。
【０００８】また、本発明の装置は、大気圧以下の減圧
状態に保持した蒸発缶と、多数本の伝熱管を備えた加熱
器と、硫酸カルシウムや硫酸マンガン等のように水に対
する飽和溶解度が温度の上昇に反比例する水溶性溶質を
含む水溶液を前記蒸発缶と加熱器との間を循環する循環
経路とから成る蒸発装置において、前記循環経路のうち
前記蒸発缶から加熱器に至る部分に、前記水溶液に対し
て高い温度の蒸気を混合する気液混合部と、大気圧以下
の減圧状態に保持したフラッシュ蒸発部とを、前記気液
混合部を上流側にフラッシュ蒸発部を下流側にして設け
る構成にした。
状態に保持した蒸発缶と、多数本の伝熱管を備えた加熱
器と、硫酸カルシウムや硫酸マンガン等のように水に対
する飽和溶解度が温度の上昇に反比例する水溶性溶質を
含む水溶液を前記蒸発缶と加熱器との間を循環する循環
経路とから成る蒸発装置において、前記循環経路のうち
前記蒸発缶から加熱器に至る部分に、前記水溶液に対し
て高い温度の蒸気を混合する気液混合部と、大気圧以下
の減圧状態に保持したフラッシュ蒸発部とを、前記気液
混合部を上流側にフラッシュ蒸発部を下流側にして設け
る構成にした。
【０００９】
【作用】このように、加熱器で加熱し、次いで、蒸発缶
で蒸発した後の水溶液に、ボイラー等からの高い温度の
蒸気を、気液混合部において混合すると、前記水溶液の
温度が上昇して、当該水溶液は、飽和溶解度曲線よりも
上側の過飽和領域内における高い過飽和状態になること
により、この水溶液中の水溶性溶質は、結晶として析出
するから、当該水溶液の濃度は、飽和溶解度に近い状態
になる。
で蒸発した後の水溶液に、ボイラー等からの高い温度の
蒸気を、気液混合部において混合すると、前記水溶液の
温度が上昇して、当該水溶液は、飽和溶解度曲線よりも
上側の過飽和領域内における高い過飽和状態になること
により、この水溶液中の水溶性溶質は、結晶として析出
するから、当該水溶液の濃度は、飽和溶解度に近い状態
になる。
【００１０】次いで、この水溶液を、当該水溶液中の結
晶を分離・除去したのち、大気圧以下の減圧状態のフラ
ッシュ蒸発部においてフラッシュ蒸発すると、この水溶
液の温度が下がることにより、当該水溶液を、一旦、飽
和溶解度曲線よりも下側の未飽和領域内に大きく入り込
むように可成り低い未飽和状態にすることができ、換言
すると、前記加熱器による水溶液の加熱を、可成り低い
未飽和の状態から開始することができるから、この加熱
器での加熱中において、前記水溶液が、前記飽和溶解度
曲線を越えて過飽和領域に入ることを防止できるか、或
いは、過飽和領域に入る程度を大幅に下げることができ
るのである。
晶を分離・除去したのち、大気圧以下の減圧状態のフラ
ッシュ蒸発部においてフラッシュ蒸発すると、この水溶
液の温度が下がることにより、当該水溶液を、一旦、飽
和溶解度曲線よりも下側の未飽和領域内に大きく入り込
むように可成り低い未飽和状態にすることができ、換言
すると、前記加熱器による水溶液の加熱を、可成り低い
未飽和の状態から開始することができるから、この加熱
器での加熱中において、前記水溶液が、前記飽和溶解度
曲線を越えて過飽和領域に入ることを防止できるか、或
いは、過飽和領域に入る程度を大幅に下げることができ
るのである。
【００１１】
【発明の効果】従って、本発明によると、水に対する飽
和溶解度が温度の上昇に反比例する水溶性溶質を含む水
溶液を、溶質の結晶が析出する状態まで加熱・蒸発する
に際して、この水溶液を、加熱器で加熱にする途中にお
いて、当該水溶液が、飽和溶解度曲線を越えて過飽和状
態になることを防止できるか、或いは、過飽和状態にな
る程度を大幅に下げることができるから、前記加熱器に
おける伝熱面に、水溶液中の水溶性溶質がスケールとし
て析出すること、換言すると、前記加熱器における各伝
熱管にスケールが発生することを確実に低減でき、その
結果、加熱・蒸発の運転時間を大幅に延長することがで
きると共に、加熱器における各伝熱管に損傷が発生する
ことも確実に低減できる効果を有する。
和溶解度が温度の上昇に反比例する水溶性溶質を含む水
溶液を、溶質の結晶が析出する状態まで加熱・蒸発する
に際して、この水溶液を、加熱器で加熱にする途中にお
いて、当該水溶液が、飽和溶解度曲線を越えて過飽和状
態になることを防止できるか、或いは、過飽和状態にな
る程度を大幅に下げることができるから、前記加熱器に
おける伝熱面に、水溶液中の水溶性溶質がスケールとし
て析出すること、換言すると、前記加熱器における各伝
熱管にスケールが発生することを確実に低減でき、その
結果、加熱・蒸発の運転時間を大幅に延長することがで
きると共に、加熱器における各伝熱管に損傷が発生する
ことも確実に低減できる効果を有する。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を、自己蒸気圧縮型の
蒸発装置にて硫酸カルシウム水溶液を硫酸カルシウムの
結晶が析出する状態まで蒸発することに適用した場合の
図面（図１）について説明する。図において符号１は、
密閉型の蒸発缶を示し、該蒸発缶１内の上部には、左右
一対のヘッダー２ａ，２ｂと、この両ヘッダー２ａ，２
ｂの間を繋ぐ複数本の伝熱管２ｃとから成る加熱器２が
設けられている。
蒸発装置にて硫酸カルシウム水溶液を硫酸カルシウムの
結晶が析出する状態まで蒸発することに適用した場合の
図面（図１）について説明する。図において符号１は、
密閉型の蒸発缶を示し、該蒸発缶１内の上部には、左右
一対のヘッダー２ａ，２ｂと、この両ヘッダー２ａ，２
ｂの間を繋ぐ複数本の伝熱管２ｃとから成る加熱器２が
設けられている。
【００１３】符号３は、管路４より供給される冷却水に
よって冷却するようにした凝縮器を示し、この凝縮器３
には、前記蒸発缶１における蒸気出口５からの蒸気ダク
ト６が接続されていると共に、前記蒸発缶１内を大気圧
以下の減圧状態に保持するための真空ポンプ７等の真空
発生装置が接続され、且つ、凝縮水の排出ポンプ８が接
続され、更に、前記加熱器２における他方のヘッダー２
ｂからの凝縮水抽出管路９が接続されている。なお、前
記蒸気ダクト６又は凝縮器３には、前記加熱器２におけ
る他方のヘッダー２ｂからの不凝縮性ガスの抽出管路１
０が接続されている。
よって冷却するようにした凝縮器を示し、この凝縮器３
には、前記蒸発缶１における蒸気出口５からの蒸気ダク
ト６が接続されていると共に、前記蒸発缶１内を大気圧
以下の減圧状態に保持するための真空ポンプ７等の真空
発生装置が接続され、且つ、凝縮水の排出ポンプ８が接
続され、更に、前記加熱器２における他方のヘッダー２
ｂからの凝縮水抽出管路９が接続されている。なお、前
記蒸気ダクト６又は凝縮器３には、前記加熱器２におけ
る他方のヘッダー２ｂからの不凝縮性ガスの抽出管路１
０が接続されている。
【００１４】前記蒸発缶１から前記凝縮器３への蒸気ダ
クト６内を流れる蒸気の一部を、ボイラー（図示せず）
から蒸気供給管路１１より供給の高圧蒸気にて駆動され
る蒸気エゼクター１２によって吸引・圧縮したのち、蒸
気ダクト１３を介して前記加熱器２における一方のヘッ
ダー２ａ内に供給する。一方、前記蒸発缶１内の底部に
おける硫酸カルシウム水溶液を、第１循環管路１４を介
して結晶析出タンク１５内に導いたのち、この結晶析出
タンク１５内における上部から上澄液として抽出し、こ
れを循環ポンプ１６及び第２循環管路１７を介して、前
記蒸発缶１内の上部に設けたノズル１８に送って、この
ノズル１８から前記加熱器２における各伝熱管２ｃの外
表面に向かって散布する循環を行うように構成する一方
、前記第２循環管路１７の途中に、硫酸カルシウム水溶
液を管路１９より供給する。
クト６内を流れる蒸気の一部を、ボイラー（図示せず）
から蒸気供給管路１１より供給の高圧蒸気にて駆動され
る蒸気エゼクター１２によって吸引・圧縮したのち、蒸
気ダクト１３を介して前記加熱器２における一方のヘッ
ダー２ａ内に供給する。一方、前記蒸発缶１内の底部に
おける硫酸カルシウム水溶液を、第１循環管路１４を介
して結晶析出タンク１５内に導いたのち、この結晶析出
タンク１５内における上部から上澄液として抽出し、こ
れを循環ポンプ１６及び第２循環管路１７を介して、前
記蒸発缶１内の上部に設けたノズル１８に送って、この
ノズル１８から前記加熱器２における各伝熱管２ｃの外
表面に向かって散布する循環を行うように構成する一方
、前記第２循環管路１７の途中に、硫酸カルシウム水溶
液を管路１９より供給する。
【００１５】そして、前記第１循環管路１４の途中には
、気液混合部２０を設ける一方、前記蒸気エゼクター１
２から一方のヘッダー２ａへの蒸気ダクト１３内を流れ
る蒸気の一部を、前記蒸気供給管路１１より供給の高圧
蒸気にて駆動される補助蒸気エゼクター２１によって吸
引・圧縮したのち、蒸気ダクト２２を介して前記気液混
合部２０に導いて、前記蒸発缶１から結晶析出タンク１
５内への硫酸カルシウム水溶液に対して直接的に混合す
るようにする。
、気液混合部２０を設ける一方、前記蒸気エゼクター１
２から一方のヘッダー２ａへの蒸気ダクト１３内を流れ
る蒸気の一部を、前記蒸気供給管路１１より供給の高圧
蒸気にて駆動される補助蒸気エゼクター２１によって吸
引・圧縮したのち、蒸気ダクト２２を介して前記気液混
合部２０に導いて、前記蒸発缶１から結晶析出タンク１
５内への硫酸カルシウム水溶液に対して直接的に混合す
るようにする。
【００１６】この構成において、蒸発缶１内の底部にお
ける硫酸カルシウム水溶液は、第１循環管路１４を介し
て結晶析出タンク１５内に導かれる途中の気液混合部２
０において、蒸気が混合されることによって、濃度が少
し低くなりながら温度が高くなって、結晶析出タンク１
５内に流入する。そして、この結晶析出タンク１５内に
流入した硫酸カルシウム水溶液は、当該結晶析出タンク
１５から上澄液として循環ポンプ１６にて汲み出され、
第２循環管路１７を経てノズル１８から蒸発缶１内に噴
出するときフラッシュ蒸発することにより、濃度が少し
高くなりながら蒸発缶１内における蒸気の温度と等しい
温度まで下がり、次いで、加熱器２における各伝熱管２
ｃの外表面に接触することにより、加熱・蒸発されると
言う循環を繰り返すのである。
ける硫酸カルシウム水溶液は、第１循環管路１４を介し
て結晶析出タンク１５内に導かれる途中の気液混合部２
０において、蒸気が混合されることによって、濃度が少
し低くなりながら温度が高くなって、結晶析出タンク１
５内に流入する。そして、この結晶析出タンク１５内に
流入した硫酸カルシウム水溶液は、当該結晶析出タンク
１５から上澄液として循環ポンプ１６にて汲み出され、
第２循環管路１７を経てノズル１８から蒸発缶１内に噴
出するときフラッシュ蒸発することにより、濃度が少し
高くなりながら蒸発缶１内における蒸気の温度と等しい
温度まで下がり、次いで、加熱器２における各伝熱管２
ｃの外表面に接触することにより、加熱・蒸発されると
言う循環を繰り返すのである。
【００１７】この装置において、前記蒸発缶１内におけ
る蒸気の温度を７０℃に設定する一方、硫酸カルシウム
水溶液の沸点上昇が例えば約５℃であると仮定すると、
この蒸発缶１の底部から流出する硫酸カルシウム水溶液
の温度は７５℃になる。また、この硫酸カルシウム水溶
液に前記気液混合部２０において蒸気を混合することに
よって、当該硫酸カルシウム水溶液の温度を８０℃まで
上昇するものとすると、この硫酸カルシウム水溶液は、
前記蒸発缶１内にノズル１８から噴出するときのフラッ
シュ蒸発により、その温度が、前記蒸発缶１内の蒸気の
温度７０に沸点上昇５℃を加えた７５℃の温度に下がる
ことになる。
る蒸気の温度を７０℃に設定する一方、硫酸カルシウム
水溶液の沸点上昇が例えば約５℃であると仮定すると、
この蒸発缶１の底部から流出する硫酸カルシウム水溶液
の温度は７５℃になる。また、この硫酸カルシウム水溶
液に前記気液混合部２０において蒸気を混合することに
よって、当該硫酸カルシウム水溶液の温度を８０℃まで
上昇するものとすると、この硫酸カルシウム水溶液は、
前記蒸発缶１内にノズル１８から噴出するときのフラッ
シュ蒸発により、その温度が、前記蒸発缶１内の蒸気の
温度７０に沸点上昇５℃を加えた７５℃の温度に下がる
ことになる。
【００１８】そこで、前記蒸発缶１の底部から流出する
硫酸カルシウム水溶液の濃度を、温度が７５℃における
飽和溶解度０．１１３（ｗｔ％）と略等しい値、つまり
、図３においてＡ点に設定すると、この硫酸カルシウム
水溶液は、前記気液混合部２０における蒸気の混合によ
り、その濃度が若干低くなりつつ温度が８０℃まで上昇
することにより、図３に示すように、蒸発缶１から出る
ときのＡ点の状態からから蒸気の混合によってＢ点の状
態に移行して、飽和溶解度曲線よりも上側の過飽和領域
内における高い過飽和状態になるから、この硫酸カルシ
ウム水溶液中の硫酸カルシウムは、前記結晶析出タンク
１５内において結晶として析出して、当該結晶析出タン
ク１５内の底部に沈澱・分離する。
硫酸カルシウム水溶液の濃度を、温度が７５℃における
飽和溶解度０．１１３（ｗｔ％）と略等しい値、つまり
、図３においてＡ点に設定すると、この硫酸カルシウム
水溶液は、前記気液混合部２０における蒸気の混合によ
り、その濃度が若干低くなりつつ温度が８０℃まで上昇
することにより、図３に示すように、蒸発缶１から出る
ときのＡ点の状態からから蒸気の混合によってＢ点の状
態に移行して、飽和溶解度曲線よりも上側の過飽和領域
内における高い過飽和状態になるから、この硫酸カルシ
ウム水溶液中の硫酸カルシウムは、前記結晶析出タンク
１５内において結晶として析出して、当該結晶析出タン
ク１５内の底部に沈澱・分離する。
【００１９】この結晶の析出によって、この結晶析出タ
ンク１５より流出する硫酸カルシウム水溶液の濃度は、
８０℃における略飽和溶解度０．１０１（ｗｔ％）まで
下がって、図３におけるＣ点の状態になる。次いで、こ
のＣ点の状態の硫酸カルシウム水溶液は、蒸発缶１内に
ノズル１８から噴出するときフラッシュ蒸発して、濃度
が少し上昇しつつ温度が７５℃まで下がることにより、
結晶析出タンク１５を出るときのＣ点の状態からフラッ
シュ蒸発によってＤ点の状態に移行するから、硫酸カル
シウム水溶液を加熱器２にて加熱する前に状態において
、当該硫酸カルシウム水溶液を、一旦、飽和溶解度曲線
よりも下側の未飽和領域内に大きく入り込むように可成
り低い未飽和状態にすることができ、この可成り低い未
飽和状態のＤ点から前記Ａ点まで加熱・蒸発されるので
ある。
ンク１５より流出する硫酸カルシウム水溶液の濃度は、
８０℃における略飽和溶解度０．１０１（ｗｔ％）まで
下がって、図３におけるＣ点の状態になる。次いで、こ
のＣ点の状態の硫酸カルシウム水溶液は、蒸発缶１内に
ノズル１８から噴出するときフラッシュ蒸発して、濃度
が少し上昇しつつ温度が７５℃まで下がることにより、
結晶析出タンク１５を出るときのＣ点の状態からフラッ
シュ蒸発によってＤ点の状態に移行するから、硫酸カル
シウム水溶液を加熱器２にて加熱する前に状態において
、当該硫酸カルシウム水溶液を、一旦、飽和溶解度曲線
よりも下側の未飽和領域内に大きく入り込むように可成
り低い未飽和状態にすることができ、この可成り低い未
飽和状態のＤ点から前記Ａ点まで加熱・蒸発されるので
ある。
【００２０】すなわち、前記加熱器２にて加熱する前に
おいて、硫酸カルシウム水溶液を、硫酸カルシウム結晶
化及びフラッシュ蒸発によって一旦、可成り低い未飽和
の状態にすることができ、この可成り低い未飽和の状態
から前記加熱器２による加熱を開始するものであるから
、この加熱器２での加熱中において、前記硫酸カルシウ
ム水溶液が、前記飽和溶解度曲線を越えて過飽和領域に
入ることを防止できるか、或いは、過飽和領域に入る程
度を大幅に下げることができるのである。
おいて、硫酸カルシウム水溶液を、硫酸カルシウム結晶
化及びフラッシュ蒸発によって一旦、可成り低い未飽和
の状態にすることができ、この可成り低い未飽和の状態
から前記加熱器２による加熱を開始するものであるから
、この加熱器２での加熱中において、前記硫酸カルシウ
ム水溶液が、前記飽和溶解度曲線を越えて過飽和領域に
入ることを防止できるか、或いは、過飽和領域に入る程
度を大幅に下げることができるのである。
【００２１】前記結晶析出タンク１５内の底部に沈澱し
た結晶は、スラリーポンプ２３にて遠心分離機２４に送
って、この遠心分離機２４にて液分を分離したのち取り
出される一方、この結晶から分離されてタンク２５に溜
まった硫酸カルシウム水溶液は、ポンプ２７付き管路２
６を介して、前記第２循環管路１７内に戻されるのであ
る。このスラリーポンプ２３には、当該スラリーポンプ
２３から吐出液の一部を、前記結晶析出タンク１５内に
おける前記スラリーポンプ２３への吸い込み部に戻すこ
とによって、結晶の抽出を容易にするためのバイパス管
路２８が設けられている。
た結晶は、スラリーポンプ２３にて遠心分離機２４に送
って、この遠心分離機２４にて液分を分離したのち取り
出される一方、この結晶から分離されてタンク２５に溜
まった硫酸カルシウム水溶液は、ポンプ２７付き管路２
６を介して、前記第２循環管路１７内に戻されるのであ
る。このスラリーポンプ２３には、当該スラリーポンプ
２３から吐出液の一部を、前記結晶析出タンク１５内に
おける前記スラリーポンプ２３への吸い込み部に戻すこ
とによって、結晶の抽出を容易にするためのバイパス管
路２８が設けられている。
【００２２】なお、前記実施例は、蒸発缶１内に加熱器
２を設ける一方、循環する水溶液を、前記蒸発缶１内に
設けたノズル１８から前記加熱器２における伝熱管２ｃ
に対して噴出することにより、前記循環する水溶液を、
蒸発缶１内においてフラッシュ蒸発したのち、前記加熱
器２によって加熱する場合、つまり、蒸発缶１内に、フ
ラッシュ蒸発部と加熱器とを設けた場合を示したが、本
発明は、これに限らず、図２に示すように、加熱器２を
、蒸発缶１とは別個に設けた形態にし、前記蒸発缶１か
らの出た水溶液に気液混合部２０において高い温度の蒸
気を混合し、結晶析出タンク１５内で結晶を析出し、次
いで、前記蒸発缶１とは別に設け、且つ、大気圧以下の
減圧状態に保持した密閉型のフラッシュ蒸発部２９内で
フラッシュ蒸発したのち、前記加熱器２を経て前記蒸発
缶１に導くようにした構成しても良いことは言うまでも
なく、また、本発明は、多重効用型蒸発装置に対しても
適用できるのである。
２を設ける一方、循環する水溶液を、前記蒸発缶１内に
設けたノズル１８から前記加熱器２における伝熱管２ｃ
に対して噴出することにより、前記循環する水溶液を、
蒸発缶１内においてフラッシュ蒸発したのち、前記加熱
器２によって加熱する場合、つまり、蒸発缶１内に、フ
ラッシュ蒸発部と加熱器とを設けた場合を示したが、本
発明は、これに限らず、図２に示すように、加熱器２を
、蒸発缶１とは別個に設けた形態にし、前記蒸発缶１か
らの出た水溶液に気液混合部２０において高い温度の蒸
気を混合し、結晶析出タンク１５内で結晶を析出し、次
いで、前記蒸発缶１とは別に設け、且つ、大気圧以下の
減圧状態に保持した密閉型のフラッシュ蒸発部２９内で
フラッシュ蒸発したのち、前記加熱器２を経て前記蒸発
缶１に導くようにした構成しても良いことは言うまでも
なく、また、本発明は、多重効用型蒸発装置に対しても
適用できるのである。
【図１】本発明における一つの実施例を示す図である。
【図２】本発明における他の実施例を示す図である。
【図３】水に対する硫酸カルシウムの飽和溶解度曲線を
示す図である。
示す図である。
１ 蒸発缶
２ 加熱器
３ 凝縮器
６ 蒸気ダクト
１２ 蒸気エゼクター
１４ 第１循環管路
１５ 結晶析出タンク
１６ 循環ポンプ
１７ 第２循環管路
２０ 気液混合部
２１ 補助蒸気エゼクター２２
蒸気ダクト
蒸気ダクト
Claims (2)
- 【請求項１】硫酸カルシウムや硫酸マンガン等のように
水に対する飽和溶解度が温度の上昇に反比例する水溶性
溶質を含む水溶液を、間接熱交換式の加熱器にて加熱し
、大気圧以下の減圧状態に保持された蒸発缶内で蒸発す
るようにした蒸発方法において、前記蒸発缶で蒸発した
後の水溶液に、ボイラー等からの高い温度の蒸気を混合
し、前記水溶性溶質の結晶を析出してその結晶を分離・
除去し、次いで、大気圧以下の減圧状態でフラッシュ蒸
発したのち、前記加熱器にて加熱する循環を行うことを
特徴とする水に対する飽和溶解度が温度に反比例する水
溶性溶質を含む水溶液の蒸発方法。 - 【請求項２】大気圧以下の減圧状態に保持した蒸発缶と
、多数本の伝熱管を備えた加熱器と、硫酸カルシウムや
硫酸マンガン等のように水に対する飽和溶解度が温度の
上昇に反比例する水溶性溶質を含む水溶液を前記蒸発缶
と加熱器との間を循環するようにした循環経路とから成
る蒸発装置において、前記循環経路のうち前記蒸発缶か
ら加熱器に至る部分に、前記水溶液に対して高い温度の
蒸気を混合する気液混合部と、大気圧以下の減圧状態に
保持したフラッシュ蒸発部とを、前記気液混合部を上流
側にフラッシュ蒸発部を下流側にして設けたことを特徴
とする水に対する飽和溶解度が温度に反比例する水溶性
溶質を含む水溶液の蒸発装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10150391A JPH0775641B2 (ja) | 1991-05-07 | 1991-05-07 | 水に対する飽和溶解度が温度に反比例する水溶性溶質を含む水溶液の蒸発方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10150391A JPH0775641B2 (ja) | 1991-05-07 | 1991-05-07 | 水に対する飽和溶解度が温度に反比例する水溶性溶質を含む水溶液の蒸発方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04330901A true JPH04330901A (ja) | 1992-11-18 |
| JPH0775641B2 JPH0775641B2 (ja) | 1995-08-16 |
Family
ID=14302422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10150391A Expired - Fee Related JPH0775641B2 (ja) | 1991-05-07 | 1991-05-07 | 水に対する飽和溶解度が温度に反比例する水溶性溶質を含む水溶液の蒸発方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0775641B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016180187A (ja) * | 2016-07-05 | 2016-10-13 | パンパシフィック・カッパー株式会社 | 硫酸酸性液の濃縮装置、硫酸酸性液の濃縮方法及び粗硫酸ニッケルの回収方法 |
| CN110548310A (zh) * | 2019-09-10 | 2019-12-10 | 贵州大龙汇成新材料有限公司 | 一种硫酸锰溶液净化处理设备 |
-
1991
- 1991-05-07 JP JP10150391A patent/JPH0775641B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016180187A (ja) * | 2016-07-05 | 2016-10-13 | パンパシフィック・カッパー株式会社 | 硫酸酸性液の濃縮装置、硫酸酸性液の濃縮方法及び粗硫酸ニッケルの回収方法 |
| CN110548310A (zh) * | 2019-09-10 | 2019-12-10 | 贵州大龙汇成新材料有限公司 | 一种硫酸锰溶液净化处理设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0775641B2 (ja) | 1995-08-16 |
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Legal Events
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