JPH0587453A

JPH0587453A - ヒートポンプ式真空蒸発・乾燥装置

Info

Publication number: JPH0587453A
Application number: JP27193791A
Authority: JP
Inventors: Hideki Kiyono; 英輝清野
Original assignee: II P JAPAN KK
Current assignee: II P JAPAN KK
Priority date: 1991-09-25
Filing date: 1991-09-25
Publication date: 1993-04-06

Abstract

(57)【要約】【目的】産業廃液等の処理水を、効率よく、しかも
低コストで処理できる処理装置を提供する。【構成】減圧装置が連結された密閉処理容器に、処
理水入口部と蒸気出口部とが設けられ、密閉処理容器内
部に、処理水水分を蒸発させ、処理水固形物を乾燥させ
るヒートポンプの放熱部が配置され、前記蒸気出口部に
連結した蒸気移送部に、蒸気を復水させるヒートポンプ
の受熱部が設けられている。【効果】エネルギー効率が大幅に向上し、さらに設
備費が低減するとともに処理能率も向上し、結果として
処理コストを低減できる効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、産業廃液等の処理水
を効率よく処理するヒートポンプ式真空蒸発・乾燥装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】食品工業や他の製造業で生ずる産業廃液
は、一部では、環境汚染の防止や処理効率を図るため
に、そのまま廃棄するのではなく、処理水を蒸発、濃縮
して、さらに、加熱によって得られる固形物を乾燥させ
て、清浄な水分と固形物に分別して処理されている。こ
の方法の実施に際しては、蒸発装置と、乾燥装置とをそ
れぞれ用意し、蒸発処理と、乾燥処理とを２種の機械装
置を用いて、別工程で行っている。そして、各装置の熱
源には、電気ヒータや水蒸気などを個々に選定し、使用
している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の処理設
備では、上記のように蒸発処理と乾燥処理とにそれぞれ
専用の装置が必要であり、また処理も別工程で行うの
で、設備費が増大するとともに処理能率も良好ではない
という問題点がある。しかも、各設備には別個に熱源用
の供給システムが必要であり、利用されるべきエネルギ
ーを十分に利用していないため、エネルギー効率が低い
という問題点もある。この発明は、上記事情を背景とし
てなされたものであり、蒸発させるべき水の蒸発潜熱
と、蒸発した水を復水するための冷却に要する能力を同
一系内で循環利用し、全体としてエネルギー効率を高め
ることによって省エネルギー化が達成される蒸発・乾燥
装置を提供することにより、処理コストの低減を図るこ
とを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願発明のヒートポンプ式真空蒸発・乾燥装置は、
減圧装置が連結された密閉処理容器に、処理水入口部と
蒸気出口部とが設けられており、この密閉処理容器内部
に、処理水水分を蒸発させ、処理水固形物を乾燥させる
ヒートポンプの放熱部が配置されており、さらに、前記
蒸気出口部に連結した蒸気移送部に、蒸気を復水させる
ヒートポンプの受熱部が設けられていることを特徴とす
る。

【０００５】

【作用】本願発明によれば、密閉処理装置内には、処理
水入口部を通して処理水が導入され、密閉処理装置は、
減圧装置によって充分低圧に減圧されている。密閉処理
装置内に導入された処理水は、減圧雰囲気下によって、
沸点が著しく低下しており、密閉処理装置内に配置され
たヒートポンプの放熱部からの熱によって、容易に蒸発
する。処理水は、蒸発によりさらに、濃縮され、その固
形分が乾燥される。処理水から生成された蒸気は、蒸気
出口部から蒸気移送部へと移動して、ヒートポンプの受
熱部と接触する。ヒートポンプでは、前記した放熱部に
おいて、作動ガスが放熱して液化し、作動液はヒートポ
ンプ内を移動して、ヒートポンプの受熱部に達してい
る。作動液は、この受熱部で前記した蒸気から熱を得て
ガス化し、ヒートポンプ内を循環する。一方、受熱部で
は蒸気は作動ガスに熱を奪われ、凝固して復水が行われ
る。このようにして、処理水は、固形分を含まない清純
な水と、乾燥した固形物とに効率よく分別されて回収さ
れる。

【０００６】

【実施例】以下に、この発明の実施例を添付図面に基づ
いて説明する。有底有蓋円筒型の密閉処理容器１内に、
密閉処理容器１を上下に区分けする仕切板２が設けられ
ており、上部が真空蒸発缶３、下部が乾燥缶４に割り当
てられている。真空蒸発缶３は、その側壁に処理水入口
部５が形成されており、この処理水入口部５に、外部の
処理水供給源（図示しない）に接続した処理水供給管６
が連結されている。なお、処理水供給管６には、流入を
制御する供給弁７が設けられている。また、真空蒸発管
３の上端には、蒸気出口部８が形成されており、真空蒸
発缶３の外部に伸長する蒸気移送管（移送部）９に連結
されている。

【０００７】さらに、真空蒸発管３の内側部には、ヒー
トポンプの放熱部に相当する多管式冷媒凝縮器１０が内
蔵されている。この多管式冷媒凝縮器１０の流入側に
は、冷媒配管１２が接続されており、冷媒配管１２の先
端は真空蒸発缶３の外部にある冷凍装置１１の圧縮器に
連結されている。また冷媒凝縮器１０の流出側には、同
じく冷凍装置１１に連結された冷凍冷媒配管１３が接続
されている。上記冷凍装置１１には、さらに、冷媒液を
送出する冷媒配管１４と循環冷媒ガスを受入れる冷媒配
管１５とが接続されている。この冷媒配管１４は、膨張
弁１６を介して、ヒートポンプの受熱部に相当する水分
凝縮器１７の流入側に連結されており、冷媒配管１５は
直接、水分凝縮器１７の流出側に連結されている。この
水分凝縮器１７は、前記した蒸気移送管８の先端部に配
置されており、水分凝縮器１７の他端側には、弁１８を
設けた移送・排気管１９が接続されている。さらに、移
送・排気管１９は、弁１８を介して、凝縮水回収部２０
と、真空ポンプ２１（減圧装置）に接続されている。

【０００８】なお、前記した冷媒凝縮器１０は、一部が
大気に接する開放部を有しており、凝縮器１０内の高圧
冷媒ガスを放散させることができる安全構造を採用して
いる。具体的には、冷媒凝縮器１０には、設定圧力以上
に圧力が上昇した場合に冷媒ガスを放散する安全弁２２
が設けられており、安全弁２２の放散側にリリーフ管２
３が接続されている。リリーフ管２３は先端において、
水分圧縮器１７側の冷媒配管１５に接続されている。す
なわち、冷媒ガスが大気中に放散されないように、環境
汚染に対する配慮がなされている。

【０００９】次に、密閉処理装置１の下部乾燥缶４は、
仕切り板２に設けた連通管２４により、上部真空蒸発缶
３と連通可能となっており、連通管２４には、弁２５が
設けられている。そして乾燥缶４内の縦方向中央部に
は、乾燥缶４を上下に仕切るようにしてフィルター２６
が配置されており、フィルター２６の下部にヒートポン
プの放熱部に相当する加熱部２７が設けられている。加
熱部２７には、冷媒凝縮器１０に導入される冷媒ホット
ガスと同一経路で冷媒ガスが送り込まれており、冷凍装
置に一端が接続された冷媒配管２８と冷媒配管２９とが
接続されている。なお、乾燥缶４には、蒸気移送管３０
が接続されており、弁３１を介して蒸気移送管８に接続
されている。

【００１０】次に、この装置の作用を図面に基づいて説
明する。先ず、供給弁７を開放して処理水供給管６か
ら、所望の処理水３２を所定量宛、真空蒸発缶３内に注
入する。次いで、弁１８を開いて真空ポンプ２１を作動
させ、蒸気移送管９を通して真空蒸発缶３および乾燥缶
４内を排気減圧する。また、冷凍装置１１からは、冷媒
配管１２を通して高圧ホットガスが冷媒凝縮器１０のシ
ェル側に導入され、シェル外側および多管内の処理水と
熱交換が行われ、ホットガスは液化して、冷媒配管１３
を経て冷凍装置１１に戻る。これに対し、ホットガスに
よって加熱された処理水は、その温度に対応する飽和蒸
気圧下で沸騰蒸発し、蒸気出口部８、蒸気移送管９を通
して水分凝縮器１７へと移動する。このため、処理水３
３は水分が徐々に蒸発して濃縮される。

【００１１】一方、水分凝縮器１７では、冷凍装置１１
から液化した冷媒液が膨張弁１６を介して冷媒配管１４
を経て導入されており、冷媒液は蒸気移送管９を通して
移送されてきた蒸気と熱交換して、ガス化する。冷媒ガ
スは、冷媒配管１５を通して冷凍装置１１へと戻り、冷
凍装置１１の圧縮器で圧縮されて高圧ホットガスとな
り、さらに冷媒配管１２へと送出されるように循環使用
される。

【００１２】これに対し、冷媒液によって冷却された蒸
気は液化し、水分凝縮器１７内に凝縮水として滞留す
る。なお、冷媒圧縮器１０で冷媒ガス圧が所定以上上昇
した場合には、安全確保のため、一部ガスは、リリーフ
管２３を通して上記冷媒配管１５に送出される。一定の
時間上記処理を行って濃縮された処理水３２は、弁２５
を開いて、連通管２４を通して乾燥缶４へと移送する。
移送された濃縮処理水は、フィルター２６で濾過され
て、固形分と液分とに分離される。なお、加熱源２７に
は、冷媒配管２８を通して高圧ホットガスが導入されて
おり、真空蒸発缶３内と同様に、液分の蒸発と、固形分
の乾燥とが行われる。この結果生ずる蒸気は、弁３１を
開いて蒸気移送管３０から蒸気移送管８へと移送し、前
記と同様にして水分凝縮器１７で液化させる。なお、加
熱源２７で液化した冷媒液は、冷媒配管２９を通して冷
凍装置１１へと循環する。

【００１３】上記処理を一定時間行った後、乾燥させた
固形分は、乾燥缶４から取り出して処理される。また、
水分凝縮器１７に滞留させた凝縮水は、弁１８を開いて
凝縮水回収部２０へと輸送し、必要な処理を行う。以上
のように、上記実施例では、処理水の蒸発、濃縮、乾燥
工程が、同一系、同一時間帯に、同一熱源によって進行
する。そして、上記実施例で、１ｋｇの処理水を蒸発さ
せるために必要な熱量（約５７３ｋcal ／ｋｇ）に換算
すると、電熱ヒーターによる場合の約１／３のエネルギ
ー使用量で足り、エネルギー効率が大幅に向上した。

【００１４】なお、上記実施例では、処理水の濃縮と固
形分の乾燥は、真空蒸発缶３と乾燥缶４とを用いて、別
々の空間で処理を行ったが、本願発明としては、上記各
処理を同一の空間で行うことも可能である。また、上記
実施例では、真空蒸発缶３と乾燥缶４とは、一つの密閉
処理容器を分割することによって構成したが、真空蒸発
缶３用と乾燥缶４用とにそれぞれ独立した密閉処理容器
を用意して、各密閉処理容器をパイプなどで連結する構
造とすることも可能である。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本願のヒートポン
プ式真空蒸発・乾燥装置によれば、減圧装置が連結され
た密閉処理容器に、処理水入口部と蒸気出口部とが設け
られており、密閉処理容器内部に、処理水水分を蒸発さ
せ、処理水固形物を乾燥させるヒートポンプの放熱部が
配置されており、さらに、前記蒸気出口部に連結した蒸
気移送部に、蒸気を復水させるヒートポンプの受熱部が
設けられているので、冷媒ホットガスの持つ熱量を処理
水の加熱源として有効に利用することができ、エネルギ
ー効率が大幅に向上する効果がある。また、同一系内で
同一時間帯に濃縮と乾燥処理を行うことができ、設備費
が低減するとともに処理能率が向上し、結果として処理
コストを低減できる効果がある。したがって、産業廃液
処理において、技術上、コスト上で優れた処理装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、実施例の装置を示す概略図である。

【符号の説明】

１密閉処理容器３真空蒸発缶４乾燥缶５処理水入口部８蒸気出口部９蒸気移送管１０冷媒凝縮器１１冷凍装置１７水分凝縮器２１真空ポンプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】減圧装置が連結された密閉処理容器に、
処理水入口部と蒸気出口部とが設けられており、密閉処
理容器内部に、処理水水分を蒸発させ、処理水固形物を
乾燥させるヒートポンプの放熱部が配置されており、さ
らに、前記蒸気出口部に連結した蒸気移送部に、蒸気を
復水させるヒートポンプの受熱部が設けられていること
を特徴とするヒートポンプ式真空蒸発・乾燥装置