JPH0790211B2 - 超純水製造装置における多重効用蒸留器 - Google Patents

超純水製造装置における多重効用蒸留器

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JPH0790211B2
JPH0790211B2 JP1170597A JP17059789A JPH0790211B2 JP H0790211 B2 JPH0790211 B2 JP H0790211B2 JP 1170597 A JP1170597 A JP 1170597A JP 17059789 A JP17059789 A JP 17059789A JP H0790211 B2 JPH0790211 B2 JP H0790211B2
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  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、半導体工業等の電子工業で使用される超純
水製造装置における多重効用蒸留器に関する。
[従来技術およびその問題点] 従来この種多重効用蒸留器は、たとえば第4図に示すよ
うに、原水を処理して1次純水を得る1次純水系多重効
用蒸留装置(51)の多重効用蒸留器(61)と、1次純水
を処理して2次純水を得る2次純水系多重効用蒸留装置
(51′)の多重効用蒸留器(61′)は別置され、両多重
効用蒸留器(61)(61′)は2次純水系多重効用蒸留器
(61′)内で予熱された原水を1次純水多重効用蒸留器
(61)に移送する原水連絡配管(64)、および1次純水
系多重効用器(61)の最低温の第n効用段で発生した1
次純水蒸気を2次純水系多重効用蒸留器(61′)に移送
せしめる1次純水蒸気連絡配管(63)、および2次純水
系多重効用蒸留器(61′)の最高温の第1′効用段凝縮
室(70′)内の複数の蒸発伝熱管(67′)および予熱管
(62′)の外面で1次純水蒸気が凝縮してできた1次純
水を1次純水系多重効用蒸留器(61)の1次純水溜部
(72)内に移送せしめる1次純水連絡配管(73)、およ
び1次純水溜部(72)の1次純水を2次純水系多重効用
蒸留器(61′)の第1′効用段下部の純水溜部(71′)
に移送せしめる1次純水連絡配管(74)で主として接続
されていた。しかしながら、このように多数の配管によ
って各流体を移送すると管路上で熱が逃げるので純水化
するための熱効率が悪く、また多数の配管類を配置する
から配管類の製作が面倒で製作費が高くつく欠点があっ
た。
また、1次純水系では、これら配管を構成する配管、継
手類、ガスケットの使用材質中の不純物が1次純水中に
溶出したり、継手部から器外中の微粒子、生菌類等の不
純物が1次純水中に流入したりして1次純水を汚染する
欠点があった。
この発明は、上記従来の多重効用蒸留器の問題点をすべ
て解決することができる多重効用蒸留器を提供すること
を目的とする。
[問題点の解決手段] この発明は、上記目的達成のために、1つのケーシング
内を実質的に2つのユニットに区分し、1つのユニット
内を1次純水系多重効用蒸留部に形成しせめ、残りのユ
ニット内を2次純水系多重効用蒸留部に形成せしめ、原
水および1次純水を純水化するための熱エネルギーをケ
ーシング内で最大限に利用することができるとともに、
ケーシング内の空間を最大限に利用することができ、し
たがって、原水から2次純水を非常に効率よく安価に製
造し得、しかも構造が簡単でその製作を容易かつ安価に
なし得る多重効用蒸留器を提供するものである。
[実 施 例] この発明を、以下第1図〜第3図に示す実施例に基づい
て説明する。
なお、この説明書において前後および左右は第1図を基
準とし、前とは同図右側を、後とは同図左側をそれぞれ
いうものとし、また左とは同図上側を、右とは同図下側
をそれぞれいうものとする。
第1図〜第3図において、ケーシング(1)は垂直仕切
板(14)(15)によって2つのユニットA、Bに区分せ
られている。各ユニットA、Bは垂直仕切板(14)(1
5)(14′)(15′)により多数の効用段に区分せられ
ている。各効用段内には垂直仕切板(15)(15′)、垂
直伝熱管(7)(7′)の固定用上板(19a)(19
a′)、下板(19b)(19b′)、凝縮液収集板(17)(1
7′)およびケーシング(1)によって形成される凝縮
室(10)(10′)、各凝縮室(10)(10′)に連続する
小室(8a)(8a′)が形成せられ、各小室(8a)(8
a′)内部に複数本の垂直伝熱管(7)(7′)の固定
用上板(19a)(19a′)が水平に配置せられ、この上板
(19a)(19a′)より上方の小室(8a)(8a′)内が原
水導入部(8b)あるいは1次純水導入部(8b′)となさ
れている。各凝縮室(10)(10′)内には複数本の垂直
伝熱管(7)(7′)と共に原水予熱管(2)(2′)
が水平に配置されている。原水予熱管(2)(2′)の
下方には凝縮液収集板(17)(17′)、管束側板(18)
(18′)、垂直仕切板(15)(15′)、およびケーシン
グ(1)によって凝縮液収集部(30)(30′)が各凝縮
室(10)(10′)内に形成せられている。また各効用段
内には、各凝縮室(10)(10′)に連続して、垂直伝熱
管(7)(7′)の固定用下板(19b)(19b′)、凝縮
液収集板(17)(17′)、垂直仕切板(14)(14′)お
よびケーシング(1)によって実質的に形成される原水
濃縮液溜室(11)および1次純水濃縮液溜室(11′)が
形成され、各濃縮液溜部(11)(11′)の上部で垂直仕
切板(14)(14′)および(15)(15′)間に不純物除
去装置(4)(4′)が取り付けられている。各凝縮液
収集部(30)(30′)内の垂直仕切板(15)(15′)の
下部には開口部(31)(31′)が設けられ、各効用段で
得られた凝縮液が次効用段内の凝縮液収集部(30)(3
0′)内に流入するようになされているが、ユニットB
内の最高温の第1′効用段の凝縮液収集部(30′)の垂
直仕切板(15′)の下部には開口部(31′)がなく、凝
縮液収集板(17′)に開口部(22)が設けられ、ユニッ
トAで得られた凝縮液(1次純水)が第n効用段の凝縮
液収集部(30)内の垂直仕切板(15)下部の開口部(3
1)より第1′効用段の凝縮液収集部(30′)に流入
し、この1次純水全量がオリフィス開口部(22)より第
1′効用段内下部の1次純水濃縮液溜室(11′)に入流
するようにせられている。また、各濃縮液溜室(11)
(11′)内の垂直仕切板(14)(14′)下部には開口部
(13)(13′)が設けられ、各濃縮液溜室(11)(1
1′)内の、原水濃縮液の一部は取出口(32)より一端
器外に取り出されて同じ効用段内上部の原水導入部(8
b)内に循環され、残部は開口部(13)より次効用段内
の原水濃縮液溜室(11)に流入するようになされ、ま
た、1次純水濃縮液の一部は取出口(32′)より取り出
されて同じ効用段内上部の1次純水導入部(8b′)内に
循環させると共に開口部(13′)より次効用段内の1次
純水濃縮液溜室(11′)内に流入するようにされてい
る。各原水濃縮液溜室(11)を順次移行した原水濃縮液
は第n効用段内の垂直仕切板(14)下部に開口部(13)
を設けていないため、第n効用段内の原水濃縮液溜室
(11)の取出口(32)より全量器外に取り出され、一部
が原水導入部(8b)内に循環されると共に残部は排出さ
れる。同様に1次純水濃縮液は、最低温の第n′効用段
内の1次純水濃縮液溜室(11′)の取出口(32′)より
全量取り出され、一部が1次純水導入部(8b′)内に循
環され、残部が排出される。
原水予熱管(2)(2′)内の原水は、ユニットA、ユ
ニットB内の原水濃縮液および1次純水濃縮液の移行方
向と逆の方向に流れて、加熱蒸気可効用段で発生した1
次純水蒸気および2次純水蒸気の一部の凝縮潜熱を受け
て予熱され、ユニットAの最高温の第1効用段内の流入
口(33)を通って原水濃縮液溜室(11)内に導入せられ
る。ここで垂直伝熱管(7)内で蒸発・濃縮された原水
濃縮液と混合し、一部は取出口(32)より一端器外に出
て同一効用段上部の原水導入部(8b)内に導入される。
ここで複数本の垂直伝熱管(7)内を分れて薄膜状に流
下し、器外より導入された加熱蒸気の大部分の凝縮潜熱
を受けて蒸気を発生させながら自身は濃縮されて原水濃
縮液溜室(11)に流下する。ここで前述のとおり予熱さ
れた原水と混合すると同時に一部は循環水として取出口
(32)より取り出され、残部は垂直仕切板(14)下部に
設けられたオリフィス開口部(13)を通って第2効用段
内の濃縮液溜室(11)に導入される。予熱管(2)およ
び垂直伝熱管(7)の各管外面で凝縮した加熱蒸気の濃
縮液は、予熱管(2)の下部の凝縮液収集部(30)に集
められ垂直仕切板(15)下部に設けられたオリフィス開
口部(31)より第2効用段内の凝縮収集部(30)に導入
される。導入された凝縮液は、原水濃縮液と同じく、第
1効用段と第2効用段の蒸発温度差分自己蒸発し、自己
蒸発で発生した蒸気は第1段効用段の垂直伝熱管(7)
内で発生した蒸気の一部と共に第2効用段用段内の原水
予熱管(2)の管外面で凝縮し原水を予熱する。発生蒸
気中の非凝縮ガスは非凝縮ガス取出口(16)より器外に
排出される。
第1効用段の凝縮室(10)内の複数本の垂直伝熱管
(7)内で発生した蒸気は、1次純水蒸気として原水濃
縮液溜室(11)の上部に設けられた不純物除去装置
(4)で蒸気と同伴した不純物を含むミストの大半が除
去されて、第2効用段内の凝縮室(10)内に導入され
る。導入された蒸気は、その大半が複数本の垂直伝熱管
(7)外面で凝縮し、その凝縮液は1次純水として凝縮
室(10)内の凝縮液収集部(30)に導入される。残部の
蒸発蒸気は、前述のとおり第1効用段より流入した凝縮
液の自己蒸発蒸気と混合し、原水予熱管(2)の管外面
で凝縮し、凝縮液は1次純水として垂直伝熱管(7)外
面で凝縮した凝縮液と混合し、オリフィス開口部(31)
を通って第3効用段内の凝縮液収集部(30)内に流入さ
れる。
第2効用段より第3効用段の原水濃縮液溜室(11)に流
入した原水濃縮液は一部自己蒸発し、発生蒸気は垂直伝
熱管(7)内で発生した蒸気と混合して原水濃縮液溜室
(11)の上部の不純物除去装置(4)を通って第3効用
段の凝縮室(10)内に流入すると共に、残部の原水濃縮
液は垂直伝熱管(7)内から流下した原水濃縮液と混合
し、一部が取出口(32)より取り出されて同一効用段上
部の原水導入部(8b)に循環され、残部はオリレフィス
開口部(13)を通って第3効用段の原水濃縮液溜室(1
1)に流入する。
このようにして原水濃縮液はユニットAの最低温の第n
効用段の濃縮液溜室(11)の取出口(32)より取り出さ
れ、一部は同一効用段上部の原水導入部(8b)に循環さ
れ、残部は器外に排出される。
また凝縮してできた1次純水は第n効用段の凝縮液収集
部(30)よりユニットBの第1′効用段の凝縮液収集部
(30′)にオリフィス開口部(31)を通して流入し、垂
直伝熱管(7)外面で凝縮してできた凝縮液と混合し、
凝縮液収集板(17′)に設けられたオリフィス開口部
(22)より第1′効用段の1次純水濃縮液溜室(11′)
に流入する。
また第n効用段の複数本の垂直伝熱管(7)内で発生し
た1次純水蒸気は不純物除去装置(4)を通ってユニッ
トBの加熱蒸気として、また当該発生蒸気量で不足する
場合は器外から流入した加熱蒸気と混合し、ユニットB
の第1′効用段の凝縮室(10′)に入り、一部は複数本
の垂直伝熱管(7′)の管外面上で凝縮し管内1次純水
濃縮液に熱を与えて2次純水蒸気を発生せしめ残部は原
水予熱管(27)内の原水を予熱し、自身は1次純水とし
て第n効用段の凝集収集部(30)より流入の凝縮液と混
合し、オリフィス開口部(22)より同一効用段の1次純
水凝縮液溜(11′)に流入する。
オリフィス開口部(22)より1次純水濃縮液溜室(1
1′)に流入した1次純水は凝縮室(10′)内の複数本
の垂直伝熱管(7′)内より流下の1次純水濃縮液と混
合し取出口(32′)より一部取り出され第1′効用段上
部の1次純水導入部(8b′)に導入され、複数本の垂直
伝熱管(7′)内に分かれて薄膜状に流下し、前述のと
おり、管外1次純水蒸気の凝縮潜熱を受けて一部蒸発
し、発生した2次純水蒸気とともに1次純水濃縮液溜室
(11′)に流下する。残部の1次純水濃縮液は垂直仕切
板(14′)下部に設けられたオリフィス開口部(13′)
より第2′効用段の1次純水濃縮液溜室(11′)に流入
し、一部温度差により自己蒸発し2次純水蒸気を発生す
るとともに残部は垂直伝熱管(7′)内を流下した1次
純水濃縮液と混合する。
第1′段効用段の複数本の垂直伝熱管(7′)内で発生
した2次純水蒸気は、濃縮液溜室(11′)上部に配置さ
れた不純物除去装置(4′)で不純物を含む同伴ミスト
の大半が除去され第2′効用段の凝縮室(10′)内に流
入し、大半は複数本の垂直伝熱管(7′)外面で凝縮し
2次純水になり、残部は凝縮室(11′)内の原水読熱間
(2′)外面で凝縮し2次純水として凝縮液収集部(3
0′)に集められ、全部の62次純水は垂直仕切板(1
5′)下部に設けられたオリフィス開口部(31′)を通
って第3′効用段の凝縮液収集部(30′)に流入し、一
部自己蒸発するとともに残部は第3′効用段で凝縮によ
りできた2次純水と混合する。このように第2′効用段
凝縮室(10′)内の2次純水は1次純水の蒸発蒸気であ
り、かつ、不純物除去装置(4′)で大半の不純物を含
む同伴ミストを除去したものであるから1次純水よりも
更に純度が高められている。このようにして、結局1次
純水濃縮液はユニットBの最低温の第n′効用段の1次
純水濃縮液溜室(11′)の取出口(32′)より取り出さ
れ、一部は同一効用段上部の1次純水導入部(8b′)に
循環され、残部は器外に排出される。また各効用段で凝
縮してできた2次純水は、第n′効用段凝縮室(10′)
内の凝縮液収集部(30′)よりオリフィス開口部(3
1′)を通って2次純水溜室(12′)に入り一部自己蒸
発するとともに復水伝熱管(33′)外面で凝縮してでき
た2次純水と混合し、2次純水取出口(40)より器外に
送られる。
本実施例に示される超純水製造システムでは原水あるい
は1次純水を垂直伝熱管の管内に膜状に流下させて蒸発
せしめているが、この発明はこれに限定されることな
く、垂直伝熱管の管内を上昇させて蒸発せしめてもよ
い。また、原水あるいは1次純水と水平伝熱管の管外面
に流し蒸発せしめる多重効用蒸留器を用いてもよい。ま
た、原水あるいは1次純水中の伝熱管内に1次純水蒸気
あるいは2次純水蒸気を流し管内で各蒸気を凝集せし
め、管外の原水あるいは1次純水を蒸発せしめる浸管式
多重効用蒸留器を用いてもよい。
[発明の効果] この発明によれば、1つのケーシング内を実質的に2つ
のユニットに区分し、1つのユニット内を1次純水系多
重効用蒸留に形成せしめ、残りのユニット内を2次純水
系多重効用蒸留部に形成せしめ、ケーシング内の空間を
最大限に利用し、原水および1次純水を蒸留し、その純
度を上げ2次純水を得るものである。したがって、この
発明の純水製造システムによれば、1次純水系と2次純
水系の多重効用蒸留器と連絡せしめる原水連絡配管、1
次純水蒸気連絡配管、1次純水連絡配管等の多数の配管
が不要となり、各配管上から大気へ熱が逃げることなく
純水化するため熱効率が良く、また、これら配管を構成
する配管、継手類ガスケットの使用材質中の不純物が1
次純水あるいは1次純水蒸気中に溶出したり、継手類か
ら器外中の微粒子、生菌類等の不純物の流入を防止で
き、またこれら多数の配管類を配置する必要がないため
製作費が安くなる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図はこの発明の実施例を示し、第1図は水
平縦断面図、第2図は垂直縦断面図、第3図は第1図の
III−IIIにそう横断面図、第4図は従来例を示す第1図
相当の断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 末松 日出雄 大阪府大阪市西区江戸堀1丁目6番14号 日立造船株式会社内 (56)参考文献 特開 昭52−11169(JP,A) 実開 昭59−115493(JP,U)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1次純水系として多重効用蒸留装置を使用 し、2次純水系として別の多重効用蒸留装置を使用する
    超純水製造装置において、ケーシング内が実質的に2つ
    のユニットA、Bに区分され、各ユニットA、Bは複数
    個の効用段に区分されて多重効用蒸留部を形成し、2つ
    のユニットA、Bの1つのユニットAが1次純水系多重
    効用蒸留部となり、残りのユニットBが2次純水系多重
    効用蒸留部となり、ユニットAの最低温の効用段から後
    続のユニットBの最高温効用段へ1次純水を導入する1
    次純水導入手段を設け、かつ、ユニットAの最低温効用
    室で発生した1次純水蒸気を後続のユニットBの最高温
    効用段へ導入する1次純水蒸気導入手段およびユニット
    Bの最高温効用段へ外部からの加熱蒸気を導入する加熱
    蒸気導入手段の少なくとも1つの手段を設け、かつ、ユ
    ニットAの最低温効用段から器外へ原水濃縮液を排出す
    る原水濃縮排出手段とユニットBの最低温効用段から器
    外へ1次純水濃縮液を排出する1次純水濃縮液排出手段
    を設け、かつ、ユニットBの最低温効用段または最低温
    効用段近傍より2次純水を器外に取り出す2次純水取出
    手段を設けたことを特徴とする多重効用蒸留器。
JP1170597A 1989-06-30 1989-06-30 超純水製造装置における多重効用蒸留器 Expired - Lifetime JPH0790211B2 (ja)

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JPS59115493U (ja) * 1983-01-22 1984-08-04 石川島播磨重工業株式会社 多重効用蒸発装置

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