JPH04363101A - 蒸発濃縮缶 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液体を蒸発させて濃縮及
び／又は凝縮して回収する蒸発濃縮缶に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の蒸発濃縮缶としては、フラッシュ
蒸発部と蒸気凝縮器とを同一室内に具備した缶体を多数
直列に連設した熱回収部と、加熱部、熱放出部及び真空
発生部とを配設した多重効用蒸発缶が海水の淡水化等に
用いられ周知となっている。

【０００３】又、図３に示した蒸気圧縮式蒸発装置も知
られている。当該装置は、原液Ａを予熱する予熱器２１
と、蒸気Ｂ、Ｅで加熱する蒸発缶２２と、蒸気Ｅと濃縮
液Ｃとを分離する気液分離器２３と、蒸気Ｅを圧縮する
蒸気圧縮機２４とを主な構成要件としている。

【０００４】上記蒸発装置において、予熱器２１で予熱
された原液Ａが、蒸発缶２２で過熱された濃縮液Ｃと混
合されて気液分離器２３へ導入され、蒸気Ｅと濃縮液Ｃ
とに分離される。濃縮液Ｃの一部は蒸発缶２２に循環さ
れ、残部が濃縮液Ｃとして回収される。又、蒸気Ｅは蒸
気圧縮機２４で圧縮されたのち、蒸発缶２２と予熱器２
１の加熱源として供給される。尚蒸発缶２２の加熱源と
しては、加熱蒸気Ｂを圧縮系統に混合したり、又別に加
熱蒸気Ｂの系統を設けたりされる。蒸気Ｅは予熱器２１
で原液Ａと熱交換されて凝縮液Ｄとして回収される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術におい
て、多重効用蒸発缶にあっては、熱回収部の缶体が水平
方向に多数連設されているため、設置面積が極めて大き
くなり、又連設された缶体に真空による圧力段差を付加
する必要があるため真空装置が必要となり、装置の構成
が複雑となると共に、設備費や運転費が嵩み、且つ高度
な運転技術を必要とする欠点がある。

【０００６】又蒸気圧縮式蒸発装置にあっては、濃縮液
の循環ポンプや蒸気の圧縮機等の付帯設備が必要となり
、又予熱器も外部配設されているため設置面積が大きく
なり、更に液が過熱されるため蒸発缶に高度な材料が要
求されて設備費も嵩む欠点がある。

【０００７】本発明は上記従来技術の欠点に鑑みてなさ
れ、海水等からの純水の製造、廃水の処理、各種液体の
濃縮及び有害物質の除去等、極めて汎用性があり、又設
備費や運転費が比較的低廉で、且つ装置の設置面積も少
なく、更に運転技術においても容易である液体の蒸発濃
縮缶を提供するとを目的としてなされたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、上下方
向に下段から気液混合室２、凝縮室３、加熱室４及び蒸
発室５の順序に区画した缶体１内に、上記気液混合室２
と蒸発室５とを連通して液の循環流路を形成する上昇管
６及び下降管７と、蒸発室５と凝縮室３とを連通し蒸気
が下降する蒸気下降管８を各々配設し、上記気液混合室
２にガス及び原液の供給手段９，１０、蒸発室５に濃縮
液抜き出し管１１、凝縮室３に凝縮液抜き出し管１４及
び加熱室４の上部に蒸気導入管１２、下部に凝縮水抜き
出し管１３とを各々具備したことを特徴とする蒸発濃縮
缶である。

【０００９】

【作用】気液混合室２に供給された原液とガスはガス攪
拌効果により混合されたのち上昇管６を上昇して蒸発室
５へ導入されるが、上昇管６が凝縮室３及び加熱室４を
貫通して設けてあるため、凝縮室３では発生蒸気、加熱
室４では加熱蒸気により各々で上昇管６が外部から加熱
される。加熱された原液とガスは蒸発室５内で分離され
ると共に蒸気が発生する。発生した蒸気とガスは蒸気下
降管８を下降して凝縮室３に導入され、当該凝縮室３で
上昇管６を上昇する気液混相流と熱交換され、発生蒸気
は凝縮されたのち付設した気液分離器１５でガスと凝縮
液とに分離される。蒸発室５で濃縮された濃縮液の一部
は濃縮液抜き出し管１１を介して缶外に抜き出され、ま
た残部は上昇管６のエアリフト効果で生じた循環流によ
り下降管７を下降して気液混合室２へ循環される。

【００１０】上記では、原水はガス同伴下で蒸発される
ため、減圧効果により効率よく蒸気が発生し、更に液体
の蒸発、濃縮及び凝縮等の作用が同一の缶体内で行われ
るため熱を効果的に伝達することができる。

【００１１】

【実施例】以下本発明を一実施例を示した図に基づいて
詳述する。図は一実施例の概略縦断面図、図２は他の実
施例の概略縦断面図である。尚図１及び図２に共通する
部材は同一符号を用いて示した。図１において、１は縦
長の缶体である蒸発濃縮缶で、上下方向に下段から気液
混合室２、凝縮室３、加熱室４及び蒸発室５の順序で区
画して設けてある。

【００１２】６は凝縮室３及び加熱室４を貫通し気液混
合室２と蒸発室５とを連通する気液混相流の上昇管であ
り、適宜配列で複数本併設される。７は上昇管６と同様
に設けられるが、好ましくは１本からなる濃縮液の下降
管である。上記上昇管６の導出入口は気液混合室２及び
蒸発室５において下降管７の導出入口よりも高い位置と
なるように設けられる。又下降管７には必要により濃縮
液の循環量を制御する循環量調整弁１８が具備される。

【００１３】８は加熱室４を貫通し、蒸発室５と凝縮室
３とを連通する発生蒸気の蒸気下降管であり、蒸発室５
における上端の蒸気入口は常に液面上になるように上昇
管６の導出口より上方に位置すべく設けられる。９は気
液混合室２に接続された原液導入管、１０は気液混合室
２内まで延設され先端に散気器を具備したガス導入管で
ある。

【００１４】上記ガス及び原液の導入手段にあっては、
図２に示した通り、下降管７を缶体１の中心部に配設し
て原液導入管９を下降管７内に位置させ、原液を下降流
に乗せて気液混合室２に導入する手段であっても、又原
液導入管９とガス導入管１０とを接続して混合したのち
の気液混相流を気液混合室２に導入する手段としてもよ
く、本発明の供給手段はそれらに限定されない。尚上記
で使用されるガスとしては空気が好ましいが、窒素ガス
や煙道ガス等の非凝縮性ガスも用いられる。

【００１５】１１は蒸発室５から濃縮液を抜き出す濃縮
液抜き出し管、１２は加熱室４の上部に接続し、加熱蒸
気を導入する蒸気導入管、１３は加熱室の下部に接続し
、加熱蒸気の凝縮した凝縮水を抜き出す凝縮水抜き出し
管である。又１４は凝縮室３に接続し、発生蒸気が凝縮
した凝縮液及びガスを抜き出す凝縮液抜き出し管であり
、下流端は凝縮液及びガスとを分離するために付設され
た気液分離器１５に接続されている。当該気液分離器１
５には上部にガス排出管１６と下部に凝縮液排出管１７
が接続されている。１９は蒸発濃縮缶１内の液及びドレ
ン抜き管である。

【００１６】上記一実施例の蒸発濃縮缶の作用について
以下詳述する。導入管９、１０から気液混合室２に夫々
導入された原液とガスはガス攪拌効果により混合されて
気液混合され、気液混相流となって上昇管６を上昇し蒸
発室５に導入される。上記導入される原液とガスとの導
入比は０．０５〜２．０Ｎｍ３　／Ｋｇが好ましく、又
温度は通常常温でよいが、予熱器を付設して予熱後導入
してもよい。

【００１７】上昇管６を上昇する気液混相流は凝縮室３
を通過する間に発生蒸気と熱交換し、又加熱室４を通過
する間に加熱蒸気と熱交換して加熱される。又使用され
る加熱蒸気の温度は１００〜１５０℃が好ましい。

【００１８】蒸発室５に導入された気液混相流は液とガ
スとに分離され、ガスの分離に伴って蒸気が発生し液の
濃縮が行われる。気液分離されたガスと発生蒸気の混相
流は蒸気下降管８を下降して凝縮室３に導入される。凝
縮室３に導入された発生蒸気は、上昇管６を上昇する気
液混相流と熱交換して凝縮し、凝縮液抜き出し管１４か
ら抜き出され付設の気液分離器１５でガスと凝縮液とに
分離される。

【００１９】蒸発室５で濃縮された濃縮液の一部は濃縮
液抜き出し管１１を介して缶体１外から抜き出され回収
装置等に送出される。濃縮液の残分は上昇管６でのエア
リフト効果により生じた循環流によって下降管７を下降
し気液混合室２へ循環される。

【００２０】上記においては、連続式、半連続式および
バッチ式等いずれの運転方式でも可能である。又適用さ
れる原液としては特に限定されないが、海水、工業用水
等からの純水の製造、廃水の処理・濃縮、エマルジョン
水よりの水の分離、その他各種液体の濃縮及び有害物質
の除去等に適用するのが好ましい。

【００２１】

【発明の効果】本発明の蒸発濃縮缶は下記の効果を奏す
る。 イ）各種液体の蒸発濃縮、造水及び有害物の除去処理等
に適用でき極めて広い汎用性がある。 ロ）単一缶体内で蒸発、濃縮及び凝縮が行なわれ、また
缶体内に上昇管と下降管を設けたため熱利用効率もよく
、又装置がシンプルで設置面積も少なく、且つ設備費も
低廉となる。 ハ）気液混相流で加熱されるため減圧効果により低い温
度で水分をガス側に移動させることができるため、廃蒸
気等の低エネルギーレベルの熱源でも使用可能となり、
運転費が低廉となる。 ニ）多重効用蒸発缶のように真空運転をする必要がなく
、常圧運転であるため高度な運転技術を必要としない。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の概略縦断面図

【図２】他の実施例の概略縦断面図

【図３】従来の蒸気圧縮式蒸発装置の系統図１：蒸発濃
縮缶、２：気液混合室、３：凝縮室、４：加熱室、５：
蒸発室、６：上昇管、７：下降管、８：蒸気下降管、９
：原液導入管、１０：ガス導入管、１１：濃縮液抜き出
し管、１２：蒸気導入管、１３：凝縮水抜き出し管、１
４：凝縮液抜き出し管、１５：気液分離器、１６：ガス
排出管、１７：凝縮液排出管、１８：循環量調整弁、１
９：ドレン抜き出し管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上下方向に下段から気液混合室（２）、凝
   縮室（３）、加熱室（４）及び蒸発室（５）の順序に区
   画した缶体（１）内に、上記気液混合室（２）と蒸発室
   （５）とを連通して液の循環流路を形成する上昇管（６
   ）及び下降管（７）と、蒸発室（５）と凝縮室（３）と
   を連通し蒸気が下降する蒸気下降管（８）とを各々配設
   し、上記気液混合室（２）にガス及び原液の供給手段（
   ９、１０）、蒸発室（５）に濃縮液抜き出し管（１１）
   、凝縮室（３）に凝縮液抜き出し管（１４）、及び加熱
   室（４）の上部に蒸気導入管（１２）、下部に凝縮水抜
   き出し管（１３）とを各々具備したことを特徴とする蒸
   発濃縮缶。