JPH10118403A - Method for concentrating liquid - Google Patents

Method for concentrating liquid

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Publication number
JPH10118403A
JPH10118403A JP8279116A JP27911696A JPH10118403A JP H10118403 A JPH10118403 A JP H10118403A JP 8279116 A JP8279116 A JP 8279116A JP 27911696 A JP27911696 A JP 27911696A JP H10118403 A JPH10118403 A JP H10118403A
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JP
Japan
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liquid
condensate
evaporator
heat transfer
concentrating method
Prior art date
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Application number
JP8279116A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiaki Harada
吉明 原田
Kenichi Yamazaki
健一 山崎
Yasufumi Doi
康文 土井
Hiroshi Fujiya
啓 冨士谷
Haruyuki Okabe
春志 岡部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
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Publication date
Application filed by Osaka Gas Co Ltd filed Critical Osaka Gas Co Ltd
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Publication of JPH10118403A publication Critical patent/JPH10118403A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To miniaturize a device and to reduce the cost of equipment and running cost by performing removal treatment of an organic substance and/or nitrogen compound for condensate discharged from a preheater just as it is or after it is heated again and pulling out condensate from the tower bottom of an evaporator in accordance with a signal showing height of liquid level in the evaporator and sending the condensate to a storage tank thereof. SOLUTION: The vapor phase part of a condensate tank 13 is connected to a vapor line 19 of the outside of a heat transfer pipe through a line 14. Noncondensable gas such as air in a concentrator 8, which affects efficiency and power consumption of a compressor 10, is discharged to the outside of an evaporator by opening/closing a solenoid valve 20 provided in the vapor line 19. If necessary, gas to be discharged is applied to adsorption treatment by activated carbon or bubbled in liquid of a concentrate tank 17 to remove a harmful component and thereafter the gas is discharged to the atmosphere. Concentrate in the concentrator 8 is discharged to a concentrate tank 22 through a line 21 of the lower part of the concentrator 8 and a control valve by a signal sent from a liquid level indicator in the concentrator 8.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、各種液体の濃縮、
蒸留などに好適な蒸気圧縮式濃縮技術の改良に関し、よ
り詳しくは、原液中の水分を蒸発することによって原液
の濃縮を行うに際し、原液からの発生蒸気を圧縮機にて
圧縮・昇温することによって、前記原液を蒸発するため
の熱源として利用する液体濃縮方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to the concentration of various liquids,
Regarding the improvement of vapor compression concentration technology suitable for distillation, etc., more specifically, when concentrating a stock solution by evaporating water in the stock solution, compressing and elevating the temperature of generated steam from the stock solution with a compressor. The present invention relates to a liquid concentrating method utilizing the stock solution as a heat source for evaporating the stock solution.

【0002】[0002]

【従来の技術とその問題点】例えば、特開昭59-26184号
公報における図面に示されている従来の蒸気圧縮式蒸発
装置は、下部に原液の溜室を備えた密閉型の蒸発器内の
上部に多数本の伝熱管を設け、該各伝熱管の外側面に、
原液ポンプによって送られて来る原液を散布器にて散布
することにより蒸発させ、この蒸発により発生した蒸気
をブロワー圧縮機で圧縮して昇温し、この昇温した蒸気
をダクトを介して、前記各伝熱管内に供給することによ
り、各伝熱管の外側面に散布されている原液を加熱・蒸
発させるとともに、前記各伝熱管内から空気等の非凝縮
性ガスを真空ポンプなどの真空発生手段にて抽出するこ
とにより、前記蒸発器内を大気圧以下の減圧状態に保持
している。
2. Description of the Related Art For example, a conventional vapor-compression evaporator shown in the drawings of Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-26184 discloses a closed evaporator having a stock solution chamber at the bottom. A number of heat transfer tubes are provided at the top of the heat transfer tube, and on the outer surface of each heat transfer tube,
The undiluted solution sent by the undiluted solution pump is evaporated by spraying with a sprayer, and the steam generated by the evaporation is compressed by a blower compressor to increase the temperature. By supplying into each heat transfer tube, the stock solution sprayed on the outer surface of each heat transfer tube is heated and evaporated, and a non-condensable gas such as air is blown from each heat transfer tube into a vacuum generating means such as a vacuum pump. The pressure in the evaporator is maintained at a pressure lower than the atmospheric pressure.

【0003】しかしながら、この形式の蒸気圧縮式蒸発
装置には、以下の様な問題点がある。
However, this type of vapor compression type evaporator has the following problems.

【0004】イ.ブロワー圧縮機本体の圧縮効率が低
く、単位原液量を圧縮するための必要電力量が大きくな
り、運転経費が高くなり、設備も大きくなる。
[0004] b. The compression efficiency of the blower compressor body is low, the amount of power required to compress the unit stock solution increases, the operating cost increases, and the equipment increases.

【0005】ロ.原液は、散布器を介して、各伝熱管の
外表面に散布されるので、液分散不良から生じる熱交換
器伝熱係数の低下がある。
[0005] b. Since the undiluted solution is sprayed on the outer surface of each heat transfer tube via the sprayer, there is a reduction in the heat transfer coefficient of the heat exchanger caused by poor liquid dispersion.

【0006】ハ.原液の濃縮倍率上昇または連続運転に
伴い、液分散器ノズル部分でのスラッジによる詰まりお
よび分散不良、各伝熱管外表面の汚れ、液比重または粘
度の上昇などによる伝熱係数の低下に対し、有効に対処
することができない。
C. Effective for reducing the heat transfer coefficient due to clogging and poor dispersion due to sludge at the nozzle of the liquid disperser, contamination of the outer surface of each heat transfer tube, increase in liquid specific gravity or viscosity, etc. due to increase in the concentration ratio of the stock solution or continuous operation. Can not deal with.

【0007】また、各管の外表面付着スケールの除去
は、液が分散されているため、伝熱管外面に対する液流
速が遅いことなどから困難となる場合が多い。
In addition, it is often difficult to remove scale attached to the outer surface of each tube because the liquid is dispersed and the flow velocity of the liquid to the outer surface of the heat transfer tube is low.

【0008】ニ.上記ロおよびハの結果、濃縮処理は、
常に単位断面積当たりの蒸発量が低い状態で行わざるを
得ない。従って、単位時間当たりの蒸発量を増大させる
ためには、伝熱面積を増大させるか、或いはブロワー圧
縮機として圧縮比の高いものを使用しなければならない
ため、装置が大型化するとともに、運転経費が嵩むとい
う問題がある。
D. As a result of the above b and c, the concentration process
It must be carried out in a state where the evaporation amount per unit sectional area is always low. Therefore, in order to increase the amount of evaporation per unit time, the heat transfer area must be increased, or a blower compressor having a high compression ratio must be used. However, there is a problem that the bulk increases.

【0009】ホ.また、原液の種類によっては、濃縮処
理中に発泡を生じ、発生蒸気側に原液が飛散して、運転
を継続できなくなることがある。
E. In addition, depending on the type of the stock solution, foaming may occur during the concentration process, and the stock solution may be scattered on the generated steam side, making it impossible to continue the operation.

【0010】ヘ.蒸発により発生した蒸気は、原液の加
熱・蒸発熱源として利用された後、凝縮液として回収さ
れ、再利用されたり、放流されたりする。しかるに、原
液が低沸点成分などの有機性物質、窒素化合物など含む
場合には、凝縮液にこれらの有害成分の一部が移行する
ことがあるので、その除去のために、凝縮液を二次処理
或いは三次処理する必要がある。この様な処理には、数
十段(含有成分によっては数百段)の精留棚を有する蒸
留塔を使用したり、或いは活性炭などの吸着剤により除
去する必要がある。しかしながら、凝縮液中の有害成分
濃度が高い場合には、高度の精留を行ったり、多量の吸
着剤を使用したりするので、経済的に極めて不利であ
る。
F. The vapor generated by the evaporation is used as a heat source for heating and evaporating the undiluted solution, then collected as a condensate, and reused or discharged. However, if the stock solution contains organic substances such as low-boiling components, nitrogen compounds, etc., some of these harmful components may be transferred to the condensate. Processing or tertiary processing is required. For such a treatment, it is necessary to use a distillation column having tens of stages (several hundred stages depending on the contained components) of the rectification rack, or to remove it with an adsorbent such as activated carbon. However, when the concentration of harmful components in the condensate is high, high rectification is performed or a large amount of adsorbent is used, which is extremely disadvantageous economically.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、上
記の様な従来技術の問題点を解消乃至軽減して、小型
で、設備費および運転経費の安価な蒸気圧縮式濃縮技術
を提供することを主な目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention is to provide a vapor compression type enrichment technology which is small in size and inexpensive in equipment and operation costs by eliminating or alleviating the problems of the prior art as described above. Its main purpose is to:

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の様な
技術の現状に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、濃縮装置で
発生する蒸気の圧縮にスクリュー型圧縮機を使用するこ
とにより、新規な液体濃縮技術を完成するに至った。
Means for Solving the Problems The present inventor has conducted intensive studies in view of the state of the art as described above, and as a result, by using a screw compressor to compress steam generated in a concentrator, A new liquid concentration technology has been completed.

【0013】すなわち、本発明は、下記の液体濃縮方法
を提供するものである。
That is, the present invention provides the following liquid concentration method.

【0014】1.カランドリア型の蒸発缶を使用する液
体濃縮方法において、(1)原液と蒸発缶内伝熱管外側
からの蒸気の凝縮液とを予熱器において熱交換させて、
原液を予熱する工程、(2)予熱された原液を蒸発缶内
の液面から伝熱管まで間の液中に導入する工程、(3)
蒸発缶内で発生した蒸気をスクリュー型圧縮機で圧縮・
昇温する工程、(4)得られた圧縮蒸気を伝熱管外側に
供給して、伝熱管内の液を加熱・蒸発させる工程、
(5)伝熱管外側における蒸気の凝縮液面高さを一定に
制御するための凝縮液槽から凝縮液を予熱器に導入する
工程、(6)予熱器を出た凝縮液をそのまま或いは再度
加温した後、有機性物質および/または窒素化合物の除
去処理に供する工程、および(7)蒸発缶内の液面高さ
を示す信号に対応して濃縮液を蒸発缶塔底から抜き出
し、濃縮液貯槽に送る工程を備えたことを特徴とする液
体濃縮方法。
1. In a liquid concentration method using a calandria type evaporator, (1) heat exchange is performed between a stock solution and a condensate of vapor from the outside of a heat transfer tube in an evaporator in a preheater,
A step of preheating the undiluted solution, (2) a step of introducing the preheated undiluted solution into the liquid between the liquid surface in the evaporator and the heat transfer tube, and (3)
The steam generated in the evaporator is compressed by a screw compressor.
(4) supplying the obtained compressed steam to the outside of the heat transfer tube to heat and evaporate the liquid in the heat transfer tube;
(5) a step of introducing the condensate from the condensate tank to the preheater for controlling the height of the condensate level of the vapor outside the heat transfer tube to a constant level, and (6) adding the condensate exiting the preheater as it is or again. (C) extracting the concentrated liquid from the bottom of the evaporator tower in response to the signal indicating the liquid level in the evaporator; A method for concentrating liquid, comprising a step of sending the liquid to a storage tank.

【0015】2.工程(1)の予熱器が、プレート型熱
交換器である上記項1に記載の液体濃縮方法。
2. Item 2. The liquid concentrating method according to Item 1, wherein the preheater in the step (1) is a plate heat exchanger.

【0016】3.工程(2)の原液の導入ライン中に背
圧弁を設けた上記項1に記載の液体濃縮方法。
3. Item 2. The liquid concentrating method according to the above item 1, wherein a back pressure valve is provided in the stock solution introduction line in the step (2).

【0017】4.工程(2)において、蒸発缶内の液面
の高さを調整するために蒸発缶塔底液をポンプで抜き取
り、原液の導入ラインへ循環する上記項1に記載の液体
濃縮方法。
4. 2. The liquid concentrating method according to the above item 1, wherein in the step (2), the bottom liquid of the evaporator tower is withdrawn by a pump in order to adjust the liquid level in the evaporator and circulated to a line for introducing a stock solution.

【0018】5.工程(3)のスクリュー型圧縮機のモ
ーター回転数をインバーター装置により制御する上記項
1に記載の液体濃縮方法。
5. Item 2. The liquid concentrating method according to the above item 1, wherein the motor rotation speed of the screw compressor in the step (3) is controlled by an inverter device.

【0019】6.工程(3)において、蒸発缶内発生蒸
気量に対応してスクリュー型圧縮機のモーター回転数を
制御する上記項5に記載の液体濃縮方法。
6. Item 6. The liquid concentrating method according to the above item 5, wherein in the step (3), the number of revolutions of the motor of the screw compressor is controlled in accordance with the amount of vapor generated in the evaporator.

【0020】7.工程(3)において、蒸気量に応じて
複数のスクリュー型圧縮機が設けられている上記項1に
記載の液体濃縮方法。
[7] FIG. 2. The liquid concentrating method according to the above item 1, wherein in the step (3), a plurality of screw compressors are provided according to the amount of vapor.

【0021】8.工程(5)の凝縮液槽の上部気相部と
伝熱管外側の蒸気ラインとが接続されている上記項1に
記載の液体濃縮方法。
8. Item 2. The liquid concentrating method according to the above item 1, wherein the upper gas phase portion of the condensate tank in the step (5) is connected to a vapor line outside the heat transfer tube.

【0022】9.伝熱管外側の蒸気ラインに、蒸発缶内
の非凝縮性気体の自動的排出を定期的に行うための電磁
弁を設けた上記項1に記載の液体濃縮方法。
9. Item 2. The liquid concentrating method according to Item 1, wherein an electromagnetic valve for periodically discharging the non-condensable gas in the evaporator is provided in the vapor line outside the heat transfer tube.

【0023】10.蒸発缶内の運転圧力が常圧又は減圧
である上記項1に記載の液体濃縮方法。
10. Item 2. The liquid concentrating method according to Item 1, wherein the operating pressure in the evaporator is normal pressure or reduced pressure.

【0024】11.伝熱管外側の蒸気ラインの電磁弁の
後流側に減圧運転時に電磁弁の開閉と連動する真空ポン
プを設けた上記項10に記載の液体濃縮方法。
11. Item 11. The liquid concentrating method according to Item 10, wherein a vacuum pump is provided on the downstream side of the electromagnetic valve of the steam line outside the heat transfer tube, the vacuum pump interlocking with the opening and closing of the electromagnetic valve during the decompression operation.

【0025】12.スタートアップ時または長期運転時
に予熱器および/または蒸発缶内伝熱管の汚れによる蒸
発量の低下に対応するために、補助熱源を蒸発缶内底部
または圧縮機出口ラインへ導入する上記項1に記載の液
体濃縮方法。
12. Item 2. The auxiliary heat source is introduced into the bottom of the evaporator or the outlet line of the compressor in order to cope with a decrease in the amount of evaporation due to fouling of the preheater and / or the heat transfer tube in the evaporator during start-up or long-term operation. Liquid concentration method.

【0026】13.補助熱源が蒸気である上記項12に
記載の液体濃縮方法。
13. Item 13. The liquid concentrating method according to Item 12, wherein the auxiliary heat source is steam.

【0027】14.工程(6)において、凝縮液を30〜
340℃の温度且つ液相を維持する圧力に保ちつつ、液中
の有機性物質および窒素化合物を分解するに必要な理論
酸素量以上の酸素および/またはオゾンおよび/または
過酸化水素の存在下に湿式酸化処理する上記項1に記載
の液体濃縮方法。
14. In the step (6), the condensate is
In the presence of oxygen and / or ozone and / or hydrogen peroxide in excess of the theoretical amount of oxygen necessary to decompose organic substances and nitrogen compounds in the liquid while maintaining the temperature at 340 ° C. and the pressure for maintaining the liquid phase. Item 2. The liquid concentrating method according to Item 1, wherein the liquid concentration is performed by wet oxidation.

【0028】15.触媒の存在下に凝縮液の湿式酸化処
理を行う上記項14に記載の液体濃縮方法。
15. Item 15. The liquid concentrating method according to Item 14, wherein the wet oxidation treatment of the condensate is performed in the presence of a catalyst.

【0029】16.触媒活性成分が、鉄、コバルト、ニ
ッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、イリジウ
ム、白金、銅およびタングステンならびにこれら金属の
水不溶性乃至水難溶性化合物の少なくとも1種である上
記項15に記載の液体濃縮方法。
16. Item 16. The liquid concentrating method according to Item 15, wherein the catalytically active component is at least one of iron, cobalt, nickel, ruthenium, rhodium, palladium, iridium, platinum, copper, and tungsten, and water-insoluble or hardly water-soluble compounds of these metals.

【0030】17.触媒活性成分が担体に担持されてお
り、担体がアルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニアお
よびこれらの金属を含む複合金属酸化物の少なくとも1
種である上記項16に記載の液体濃縮方法。
17. A catalytically active component is supported on a carrier, and the carrier comprises at least one of alumina, silica, zirconia, titania and a composite metal oxide containing these metals.
Item 17. The liquid concentrating method according to Item 16, which is a seed.

【0031】18.担体への触媒活性成分の担持量が、
0.01〜25重量%である上記項15、16および17のい
ずれかに記載の液体濃縮方法。
18. The amount of the catalytically active component carried on the carrier is
Item 18. The liquid concentrating method according to any one of Items 15, 16, and 17, which is 0.01 to 25% by weight.

【0032】19.工程(6)において、凝縮液をスト
リッピング処理する上記項1に記載の液体濃縮方法。
19. Item 6. The liquid concentrating method according to the above item 1, wherein in the step (6), the condensate is stripped.

【0033】20.工程(6)において、凝縮液を気泡
塔で処理する上記項1に記載の液体濃縮方法。
20. Item 2. The liquid concentrating method according to Item 1, wherein in the step (6), the condensate is treated with a bubble column.

【0034】21.凝縮液の処理を空気、過酸化水素お
よびオゾンの少なくとも1種を使用して行う上記項19
または20に記載の液体濃縮方法。
21. Item 19. The condensate is treated using at least one of air, hydrogen peroxide and ozone.
Or the liquid concentrating method according to 20.

【0035】22.処理液をさらに生物処理および/ま
たは活性炭による吸着処理に供する上記項14〜21の
いずれかに記載の液体濃縮方法。
22. Item 22. The liquid concentrating method according to any one of Items 14 to 21, wherein the treatment liquid is further subjected to biological treatment and / or adsorption treatment with activated carbon.

【0036】[0036]

【発明の実施の形態】本発明で使用する圧縮機は、従来
の濃縮技術では用いられたことがなかったスクリュー型
圧縮機であり、次の様な特性を備えている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The compressor used in the present invention is a screw type compressor which has not been used in the conventional concentration technology, and has the following characteristics.

【0037】a.低速回転時から高圧力・高効率運転が
可能である。
A. High pressure and high efficiency operation is possible from low speed rotation.

【0038】b.高い応答性を持っている。B. Has high responsiveness.

【0039】c.小型、コンパクトで据え付けが容易で
ある。
C. Small, compact and easy to install.

【0040】d.発生蒸気量に対応して、スクリュー型
圧縮機のモーター回転数を制御することができる。
D. The motor rotation speed of the screw compressor can be controlled according to the amount of generated steam.

【0041】本発明で使用するスクリュー型圧縮機は、
通常アルミニウム合金製のケーシング部に一対の雄、雌
シリンダーを内蔵する構造を有している。
The screw type compressor used in the present invention comprises:
It usually has a structure in which a pair of male and female cylinders are built in a casing part made of aluminum alloy.

【0042】上記の様な構造を有し、且つ機能を発揮す
るスクリュー型圧縮機を使用する場合には、従来の圧縮
機を使用する場合に比して、設備費および運転費が大幅
に安価となる。
When a screw-type compressor having the above-mentioned structure and exhibiting its function is used, the equipment and operation costs are significantly lower than when a conventional compressor is used. Becomes

【0043】本発明で使用するスクリュー型圧縮機は、
一例として、最大吐出圧力として160kPa、最高許容吐出
温度として160℃、最大吸気量として760m3/hr(空気換
算)、圧縮比として約2.3という高い特性を発揮するこ
とができる。
The screw type compressor used in the present invention comprises:
As an example, high characteristics such as a maximum discharge pressure of 160 kPa, a maximum allowable discharge temperature of 160 ° C., a maximum intake air amount of 760 m 3 / hr (in air conversion), and a compression ratio of about 2.3 can be exhibited.

【0044】従来の圧縮機としてのルーツブロワーでの
圧縮比限界が約1.8程度で、全断熱効率が約45〜60%で
あるのに対し、スクリュー型圧縮機は、圧縮比1.5で全
断熱効率約65%、圧縮比2〜2.3で約70%と高い性能を発
揮することができる。
The compression ratio limit of the conventional roots blower as a compressor is about 1.8, and the total adiabatic efficiency is about 45 to 60%, whereas the screw type compressor has a total adiabatic efficiency of 1.5 at the compression ratio. High performance of about 65% and about 70% with a compression ratio of 2 to 2.3 can be achieved.

【0045】スクリュー型圧縮機のローターは、熱膨張
を少なくし、必要クリアランスを小さくするために、好
ましくは、膨張係数の少ないアルミニウム合金を用い、
ローターの表面にフッ素樹脂(たとえば、デュポン社か
ら商標名「テフロン」として市販されている)系コーテ
ィング材を塗布する。圧縮機は、発生蒸気量に応じて、
複数個設けることができる。
In order to reduce the thermal expansion and the required clearance, the rotor of the screw type compressor is preferably made of an aluminum alloy having a small expansion coefficient.
A fluororesin (for example, commercially available from DuPont under the trade name “Teflon”)-based coating material is applied to the surface of the rotor. The compressor, depending on the amount of steam generated,
A plurality can be provided.

【0046】従来、蒸気発生量に対応して圧縮機により
吸引および排出を行い、蒸発缶内での蒸発を効率よく行
わせることは、圧縮機の制御上困難であった。本発明に
おいては、圧縮機の駆動源として高速回転型の誘導電動
機からなるモーターを使用し、このモーターの回転数制
御機構としてインバーター装置を用いる。すなわち、圧
縮機前流側に設けたオリフィス式流量計、フロート式流
量計などにより蒸気発生量を検出し、この入力信号を調
節計に送り、この調節計からの出力信号をインバーター
に入力して、蒸気発生量が一定となる様にするか、或い
は蒸気発生量に対応してモーターの回転数を増減するこ
とができる。
Conventionally, it has been difficult in the control of the compressor to perform suction and discharge by a compressor in accordance with the amount of generated steam and to efficiently perform evaporation in the evaporator. In the present invention, a motor composed of a high-speed rotation type induction motor is used as a drive source of the compressor, and an inverter device is used as a rotation speed control mechanism of the motor. That is, the amount of steam generation is detected by an orifice type flow meter, a float type flow meter, etc. provided on the upstream side of the compressor, and this input signal is sent to the controller, and the output signal from this controller is input to the inverter. The amount of generated steam can be made constant, or the number of revolutions of the motor can be increased or decreased in accordance with the amount of generated steam.

【0047】また、本発明においては、装置の小型化と
コスト低減のために、原液の予熱にプレート型熱交換器
を用いることができる。この予熱器および原液導入ライ
ン内の圧力を蒸発缶内圧力よりも高くすることにより、
予熱器内での気泡生成による伝熱係数の低下を防ぐた
め、予熱器出口(カランドリア型蒸発缶入口)側に背圧
弁を設けている。
In the present invention, a plate-type heat exchanger can be used for preheating the stock solution in order to reduce the size and cost of the apparatus. By making the pressure in this preheater and the stock solution introduction line higher than the pressure in the evaporator,
A back pressure valve is provided on the preheater outlet (calandria evaporator inlet) side to prevent a decrease in the heat transfer coefficient due to the formation of bubbles in the preheater.

【0048】原液中に濃縮条件下に発泡を生じる可能性
がある成分(界面活性剤など)が含まれている場合に
は、あらかじめシリコーン系消泡剤を添加してもよい。
消泡剤の添加量は、発泡性成分の含有量などを考慮して
定めれば良く、特に限定されるものではないが、通常30
〜500mg/l程度である。
If the stock solution contains a component (such as a surfactant) that may cause foaming under the concentration condition, a silicone-based antifoaming agent may be added in advance.
The addition amount of the defoaming agent may be determined in consideration of the content of the foaming component and the like, and is not particularly limited.
About 500 mg / l.

【0049】本発明で使用するカランドリア型蒸発缶に
おいては、従来技術で生じていた液分散不良などによる
伝熱係数の低下を防ぐために、カランドリア型蒸発缶
(以下単に「カランドリア」ということもある)内液面か
ら伝熱管上部までの液深さの上方から15〜50%程度の位
置に液を導入することが好ましい。これにより、液は、
伝熱管内に常時保持された状態で、伝熱管外の圧縮蒸気
により加熱・蒸発される。従来の液供給方法では、発泡
を促進することがあり、その結果濃縮処理が不能となる
ことがあった。しかるに、本発明方法では、前記の液の
分散による流速の低下ならびに発泡促進などの問題は、
解消される。
In the calandria evaporator used in the present invention, a calandria evaporator is used in order to prevent a decrease in heat transfer coefficient due to poor liquid dispersion caused by the prior art.
It is preferable to introduce the liquid at a position about 15 to 50% from above the liquid depth from the inner liquid level to the upper part of the heat transfer tube (hereinafter sometimes simply referred to as "calandria"). Thus, the liquid
While being constantly held in the heat transfer tube, it is heated and evaporated by the compressed steam outside the heat transfer tube. In the conventional liquid supply method, foaming may be promoted, and as a result, concentration processing may not be performed. However, in the method of the present invention, problems such as a reduction in flow rate due to the dispersion of the liquid and promotion of foaming are as follows.
Will be resolved.

【0050】また、必要に応じ、カランドリア内塔底液
をポンプで抜き出し、原液導入位置へ循環することによ
り、伝熱管内の液流速を増大させて、伝熱係数を上げる
ことができる。
Further, if necessary, the bottom liquid in the calandria is withdrawn by a pump and circulated to the undiluted liquid introduction position, whereby the liquid flow velocity in the heat transfer tube can be increased to increase the heat transfer coefficient.

【0051】伝熱管外の蒸気は、伝熱管内の液を加熱
し、蒸発させた後、凝縮する。本発明においては、伝熱
管外の蒸気の凝縮液面高さを一定に制御するために、凝
縮液槽を設け、これにより、圧縮蒸気の系外への排出に
よる損失を防いでいる。凝縮液槽内の液は、予熱器を経
て液面制御弁から系外に排出され、再利用もしくは放流
される。この凝縮液槽の上部気相部と伝熱管外側の蒸気
ラインとの接続により、凝縮液槽内液面は安定して制御
される。
The vapor outside the heat transfer tube heats the liquid inside the heat transfer tube, evaporates, and then condenses. In the present invention, a condensed liquid tank is provided in order to keep the condensed liquid level of the vapor outside the heat transfer tube constant, thereby preventing loss due to discharge of the compressed vapor to the outside of the system. The liquid in the condensed liquid tank is discharged from the liquid level control valve via the preheater to the outside of the system, and is reused or discharged. The connection between the upper gas phase portion of the condensate tank and the vapor line outside the heat transfer tube stably controls the liquid level in the condensate tank.

【0052】圧縮機の効率、消費電力などに影響を与え
るカランドリア内の空気などの非凝縮性ガスは、伝熱管
外側の蒸気ラインに設けた電磁弁の開閉により、カラン
ドリア外へ排出される。排出ガスは、ガス中の成分に対
応して、必要ならば、活性炭吸着などにより所定成分を
除去した後、或いは濃縮液タンク内の液にバブリングさ
せて所定成分を吸収除去した後、大気中に放出される。
或いは、後述する補助熱源としての蒸気発生用のガスだ
きボイラーにおいて、空気と混合して、燃焼処理され
る。電磁弁の開閉は、カランドリア内圧力と連動させる
方法や任意のタイマー設定などにより、自動的に行われ
る。
A non-condensable gas such as air in the calandria that affects the efficiency and power consumption of the compressor is discharged to the outside of the calandria by opening and closing a solenoid valve provided in a steam line outside the heat transfer tube. Exhaust gas is released into the atmosphere after removal of a predetermined component by activated carbon adsorption or the like, if necessary, or after bubbling the liquid in the concentrated solution tank to absorb and remove the predetermined component, in accordance with the components in the gas. Released.
Alternatively, in a gas-fired boiler for generating steam as an auxiliary heat source to be described later, it is mixed with air and burned. The opening and closing of the solenoid valve is automatically performed by a method linked with the pressure in the calandria or by setting an arbitrary timer.

【0053】濃縮液は、濃縮器内の液面計からの信号を
受け、塔底部から制御弁を通して排出される。
The concentrate is discharged from the bottom of the column through a control valve upon receiving a signal from a level gauge in the concentrator.

【0054】カランドリア内の運転圧力が減圧系である
場合には、伝熱管外側の蒸気ラインに設けた電磁弁の後
流側にこの電磁弁の開閉と連動する真空ポンプを設け
る。
When the operating pressure in the calandria is a pressure reducing system, a vacuum pump is provided on the downstream side of the solenoid valve provided in the steam line outside the heat transfer tube in conjunction with the opening and closing of the solenoid valve.

【0055】必要ならば、スタートアップ時の装置全体
の昇温のために、或いは長期運転後の予熱器やカランド
リア伝熱管の汚れによる蒸発量の低下に応じて、補助熱
源(ガスだきボイラーからの蒸気など)をカランドリア
内底部または圧縮器出口ラインへ導入する。
If necessary, an auxiliary heat source (vapor from a gas-fired boiler) may be used to raise the temperature of the entire apparatus at startup, or to reduce the amount of evaporation due to contamination of the preheater or calandria heat transfer tube after long-term operation. Etc.) into the calandria inner bottom or compressor outlet line.

【0056】予熱器において原液の加熱に利用された凝
縮液は、そのまま或いは必要に応じて再加温された後、
凝縮液中の有機性物質(例えば、アルコール類、アルデ
ヒド類、カルボン酸類など)、窒素化合物(例えば、ア
ンモニアなど)などの有害成分を除去するために、二次
処理或いはさらには三次処理に供される。
The condensate used for heating the undiluted solution in the preheater is used as it is or after being re-heated as required.
In order to remove harmful components such as organic substances (eg, alcohols, aldehydes, carboxylic acids, etc.) and nitrogen compounds (eg, ammonia, etc.) in the condensate, the condensate is subjected to a secondary treatment or even a tertiary treatment. You.

【0057】この様な処理方法としては、湿式酸化処
理、触媒湿式酸化処理、ストリッピング処理、生物処
理、気泡塔による処理、活性炭による吸着処理などが例
示される。これらの処理は、必要に応じて適宜組み合わ
せて実施することができる。
Examples of such a treatment method include wet oxidation treatment, catalytic wet oxidation treatment, stripping treatment, biological treatment, treatment with a bubble column, and adsorption treatment with activated carbon. These processes can be implemented in combination as needed.

【0058】湿式酸化処理を行う場合には、凝縮液を30
〜340℃の温度且つ液相を維持する圧力に保ちつつ、液
中の有機性物質および窒素化合物を分解するに必要な理
論酸素量以上の酸素および/またはオゾンの存在下に行
う。この様な湿式酸化処理は、例えば、特開昭53-20663
号公報、特開昭55-152591号公報などに開示された各種
廃水の湿式酸化処理方法に準じて行うことができる。
When performing the wet oxidation treatment, the condensate is
While maintaining a temperature of about 340 ° C. and a pressure for maintaining a liquid phase, the reaction is performed in the presence of oxygen and / or ozone at a theoretical oxygen amount or more necessary for decomposing organic substances and nitrogen compounds in the liquid. Such a wet oxidation treatment is described in, for example, JP-A-53-20663.
And the wet oxidation treatment method of various wastewaters disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-152591 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-152591.

【0059】湿式酸化触媒における酸素源としては、空
気、酸素富化空気、酸素、過酸化水素などが揚げられ
る。
As the oxygen source in the wet oxidation catalyst, air, oxygen-enriched air, oxygen, hydrogen peroxide and the like are used.

【0060】湿式酸化処理を触媒の存在下に行う場合に
は、触媒活性として鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウ
ム、ロジウム、パラジウム、イリジウム、白金、銅およ
びタングステンならびにこれら金属の水不溶性乃至水難
溶性化合物の少なくとも1種を使用す ることが好まし
い。また、触媒活性成分は、担体に担持しておくことが
好ましい。担体としては、アルミナ、シリカ、ジルコニ
ア、チタニアおよびこれらの金属を含む複合金属酸化物
の少なくとも1種であることが好ましい。担体への触媒
活性成分の担持量は、通常0.01〜25重量%程度であり、
より好ましくは0.1〜3重量%程度である。
When the wet oxidation treatment is carried out in the presence of a catalyst, the catalytic activity of iron, cobalt, nickel, ruthenium, rhodium, palladium, iridium, platinum, copper and tungsten and water-insoluble or poorly water-soluble compounds of these metals It is preferred to use at least one. Further, the catalytically active component is preferably supported on a carrier. The carrier is preferably at least one of alumina, silica, zirconia, titania and a composite metal oxide containing these metals. The amount of the catalytically active component carried on the carrier is usually about 0.01 to 25% by weight,
More preferably, it is about 0.1 to 3% by weight.

【0061】凝縮液をストリッピング処理に供する場合
には、常法に従って、例えば、「工業用水」、No.448、
pp6〜12(1996)、「水処理技術」、Vol.21、No.1、pp13
〜24(1980)などに記載された方法に従って行うことがで
きる。ストリッピング処理用の気体としては、空気、過
酸化水素、オゾンなどが使用される。
When the condensate is subjected to a stripping treatment, for example, “industrial water”, No. 448,
pp6-12 (1996), "Water treatment technology", Vol.21, No.1, pp13
To 24 (1980) and the like. As the gas for the stripping process, air, hydrogen peroxide, ozone, or the like is used.

【0062】凝縮液を気泡塔処理に供する場合には、常
法に従って、例えば、「水処理技術」、Vol.17、No.8、
p735(1976)、「PPM」、Vol.17、No.10、p3(1986)な
どに記載された方法に従って行うことができる。処理用
の気体としては、空気、過酸化水素、オゾンなどが使用
される。
When the condensed liquid is subjected to bubble column treatment, for example, “water treatment technology”, Vol. 17, No. 8,
p735 (1976), "PPM", Vol. 17, No. 10, p3 (1986). As the processing gas, air, hydrogen peroxide, ozone, or the like is used.

【0063】凝縮液を生物処理に供する場合には、常法
に従って、例えば、「工業用水」、No.411、pp85〜93(1
992)、「環境技術」、Vol.20、No.7、pp432〜436(1991)
などに記載された方法に従って行うことができる。
When the condensate is subjected to biological treatment, for example, “industrial water”, No. 411, pp. 85-93 (1
992), `` Environmental Technology '', Vol.20, No.7, pp432-436 (1991)
And the like.

【0064】凝縮液を活性炭による吸着処理に供する場
合には、常法に従って、例えば、「公害と対策」、Vol.
25、No.3、pp10〜13(1989)、「用水と廃水」、Vol.30、
No.11、pp41〜47(1988)などに記載された方法に従って
行うことができる。
When the condensed liquid is subjected to the adsorption treatment with activated carbon, for example, “Pollution and countermeasures”, Vol.
25, No.3, pp10-13 (1989), "Water and wastewater", Vol.30,
No. 11, pp41-47 (1988).

【0065】二次処理或いは三次処理処理を終えた凝縮
液は、再利用されたり、或いは放流される。
The condensed liquid after the secondary or tertiary treatment is reused or discharged.

【0066】以下図面を参照しつつ、本発明をさらに詳
細に説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

【0067】図1は、本発明による廃水の濃縮処理の一
例を示すフローシートである。濃縮すべき廃水は、廃水
タンク1から、ライン2を経て、廃水ポンプ3において
所定圧力まで昇温された後、ライン4から予熱器5に送
られ、ここで後述するライン15からの凝縮液と熱交換
される。廃水が発泡性成分を含んでいる場合には、消泡
剤タンク(図示せず)から消泡剤を添加しておくことが
できる。
FIG. 1 is a flow sheet showing an example of the wastewater concentration treatment according to the present invention. The wastewater to be concentrated is heated from a wastewater tank 1 through a line 2 to a predetermined pressure in a wastewater pump 3 and then sent to a preheater 5 from a line 4 where it is condensed with a condensate from a line 15 described later. Heat exchanged. If the wastewater contains a foaming component, a defoamer can be added from a defoamer tank (not shown).

【0068】予熱器5を出た液は、ライン6から濃縮器
(カランドリア型蒸発缶)8へ導入される。予熱器5と濃
縮器8との間に背圧弁7を設けることにより、予熱器5
内或いはライン6内などでの内圧を濃縮器8内の圧力よ
り高めることができるので、予熱器5内での気泡生成を
防止し、伝熱係数の低下を防ぐことができる。背圧弁7
を出た液は、濃縮器8内の液面から伝熱管上部までの液
深さの15〜50%の位置(液面から下方に向けての位置)
で濃縮器に導入される。
The liquid leaving the preheater 5 is supplied from the line 6 to the concentrator.
(Calandria-type evaporator) 8. By providing the back pressure valve 7 between the preheater 5 and the concentrator 8, the preheater 5
Since the internal pressure in the inside or in the line 6 can be higher than the pressure in the concentrator 8, the generation of bubbles in the preheater 5 can be prevented, and the decrease in the heat transfer coefficient can be prevented. Back pressure valve 7
Of the liquid from the liquid level in the concentrator 8 to the upper part of the heat transfer tube at a position of 15 to 50% (position downward from the liquid level)
At the concentrator.

【0069】濃縮器8内で発生した蒸気は、ライン9を
経てスクリュー型圧縮機10で圧縮され、昇温される。
スクリュー型圧縮機は、先述の様に、アルミニウム合金
製ケーシング内に一対の雄および雌ローターを内蔵した
形式のものを使用することが好ましい。得られた圧縮蒸
気は、ライン11および25を経て濃縮器8の伝熱管外
側に供給され、伝熱管内の液を加熱し、蒸発させる。こ
れにより、伝熱管外の蒸気自体は、凝縮・液化する。凝
縮液は、伝熱管8の下部からライン12を経て、凝縮液
槽13に溜められる。
The steam generated in the concentrator 8 is compressed by a screw compressor 10 through a line 9 and heated.
As described above, it is preferable to use a screw-type compressor in which a pair of male and female rotors are built in an aluminum alloy casing. The obtained compressed steam is supplied to the outside of the heat transfer tube of the concentrator 8 via the lines 11 and 25, and heats and evaporates the liquid in the heat transfer tube. Thereby, the steam itself outside the heat transfer tube is condensed and liquefied. The condensate is stored in the condensate tank 13 via the line 12 from the lower part of the heat transfer tube 8.

【0070】未凝縮蒸気の系外への排出(ライン14→
ライン19→電磁弁20→ライン21)による損失を防
ぐため、凝縮液槽13での液面は、濃縮器8から凝縮液
槽13への凝縮液取り出しライン12の位置よりも高く
なる様に、制御する。凝縮液は、ライン15から予熱器
5に送られ、ここで廃液と熱交換し、ライン16上の液
面制御弁(図示せず)を通り、凝縮液タンク17へ送ら
れた後、再利用または放流される。
Emission of uncondensed vapor out of the system (line 14 →
In order to prevent loss due to line 19 → solenoid valve 20 → line 21), the liquid level in condensate tank 13 is higher than the position of condensate removal line 12 from concentrator 8 to condensate tank 13. Control. The condensate is sent from the line 15 to the preheater 5 where it exchanges heat with the waste liquid, passes through a liquid level control valve (not shown) on the line 16 and is sent to the condensate tank 17 for reuse. Or is released.

【0071】凝縮液槽13の気相部は、ライン14を経
て、伝熱管外側の蒸気ライン19と接続されている。
The vapor phase of the condensate tank 13 is connected via a line 14 to a vapor line 19 outside the heat transfer tube.

【0072】圧縮機10の効率および消費電力などに影
響を与える濃縮器8内の空気などの非凝縮性ガスは、伝
熱管外側の蒸気ライン19に設けた電磁弁20の開閉に
より蒸発缶外へ排出される。この電磁弁20の開閉は、
濃縮器8内圧力と連動させることにより行ってもよく、
或いはタイマー設定により自動的に行ってもよい。必要
ならば、排出すべきガスを活性炭などによる吸着処理に
供したり、或いは濃縮液タンク17内の液中にバブリン
グさせて有害成分を除去した後、大気中に放出する。
The non-condensable gas such as air in the concentrator 8 which affects the efficiency and power consumption of the compressor 10 is moved out of the evaporator by opening and closing a solenoid valve 20 provided in a steam line 19 outside the heat transfer tube. Is discharged. The opening and closing of this solenoid valve 20
It may be performed by interlocking with the pressure in the concentrator 8,
Alternatively, it may be performed automatically by setting a timer. If necessary, the gas to be discharged is subjected to an adsorption treatment using activated carbon or the like, or harmful components are removed by bubbling the liquid in the concentrated liquid tank 17 and then released to the atmosphere.

【0073】濃縮器8内の濃縮液は、濃縮器8内の液面
計(図示せず)からの信号により、濃縮器8の下部ライ
ン21および制御弁(図示せず)を通じて、濃縮液タン
ク22に排出される。
The concentrated liquid in the concentrator 8 is passed through a lower line 21 of the concentrator 8 and a control valve (not shown) in accordance with a signal from a liquid level gauge (not shown) in the concentrator 8, and the concentrated liquid is stored in the concentrated liquid tank. It is discharged to 22.

【0074】また、必要に応じて、濃縮器8内の液を液
抜き出しライン21から循環ポンプ(図示せず)により
抜き出し、原液ライン6へ循環することにより、伝熱管
内の液流速を増大させ、伝熱係数を上げることができる
濃縮器8内の運転圧力が減圧系である場合には、電磁弁
20の後流側に電磁弁20の開閉と連動する真空ポンプ
(図示せず)を設ける。減圧系で運転する場合には、ラ
イン16上に凝縮液ポンプ(図示せず)を設け、ライン
21上に濃縮液ポンプ(図示せず)を設ける必要があ
る。
Further, if necessary, the liquid in the concentrator 8 is extracted from the liquid extracting line 21 by a circulation pump (not shown) and circulated to the raw liquid line 6 to increase the liquid flow rate in the heat transfer tube. If the operating pressure in the concentrator 8 capable of increasing the heat transfer coefficient is a pressure reducing system, a vacuum pump (not shown) is provided on the downstream side of the solenoid valve 20 in conjunction with opening and closing of the solenoid valve 20. . When operating in a reduced pressure system, it is necessary to provide a condensate pump (not shown) on line 16 and a concentrate pump (not shown) on line 21.

【0075】また、必要に応じ、スタートアップ時の加
熱・昇温のために、或いは長期運転後に予熱器5、濃縮
器8の伝熱管などの汚れによる蒸発量の低下に応じて、
補助熱源として、例えばガスだきボイラー23からの蒸
気をライン24を経て、ライン25から、またはライン
25を経てライン26から導入する。
Further, if necessary, for the purpose of heating / heating at the time of start-up, or after the long-term operation, the evaporation amount due to contamination of the heat transfer tubes of the preheater 5 and the concentrator 8 is reduced.
As an auxiliary heat source, for example, steam from a gas-fired boiler 23 is introduced via line 24, from line 25, or from line 26 via line 25.

【0076】なお、予熱器5、濃縮器8の伝熱管などの
汚れとそれに伴う伝熱係数の低下を生じた場合には、運
転中に廃水の供給を一時的に中断し、工業用水を供給す
ることにより、汚れを洗浄・除去することができる。
In the case where contamination of the heat transfer tubes of the preheater 5 and the concentrator 8 and the resulting decrease in the heat transfer coefficient occur, the supply of wastewater is temporarily interrupted during operation, and the supply of industrial water is stopped. By doing so, dirt can be washed and removed.

【0077】予熱器を出た凝縮液は、そのまま或いは再
度加温された後、ライン16を経て凝縮液処理装置24
において処理され、有害成分を除去される。凝縮液の処
理は、前述の方法(湿式酸化処理、ストリッピング処
理、気泡塔による処理、生物処理、活性炭による吸着処
理など)により、行われる。
The condensate discharged from the preheater is heated as it is or after reheating, and then passes through the line 16 to the condensate treatment device 24.
To remove harmful components. The treatment of the condensed liquid is performed by the above-mentioned method (wet oxidation treatment, stripping treatment, treatment with a bubble column, biological treatment, adsorption treatment with activated carbon, and the like).

【0078】なお、凝縮液に含まれる有害成分の種類お
よび濃度によっては、凝縮液槽13を出た液を予熱器5
に送ることなくそのまま加温した後、上記の処理に供し
ても良い。この場合には、原液が予熱器5で予熱されな
いので、その熱量に見合う量の熱をボイラー23からの
蒸気により供給する必要がある。
Depending on the type and concentration of harmful components contained in the condensed liquid, the liquid discharged from the condensed liquid tank 13 is
After being heated as it is without being sent to the above, it may be subjected to the above treatment. In this case, since the undiluted solution is not preheated by the preheater 5, it is necessary to supply heat of an amount corresponding to the amount of heat by the steam from the boiler 23.

【0079】本発明は、たとえば、各種の産業廃水、洗
浄廃水、写真現像液、定着液および洗浄廃水などの濃縮
・減容化、原液中の有用成分或いは不純物の蒸留分離、
食品工業での溶液(だし汁、ジュース、ミルクなど)の
濃縮などの広い分野で利用できる。本発明は、その他の
分野でも利用可能であり、ここに例示した分野での利用
に限定されるものではない。
The present invention is directed to, for example, concentration and volume reduction of various industrial wastewaters, washing wastewaters, photographic developing solutions, fixing solutions and washing wastewaters, separation of useful components or impurities in a stock solution by distillation,
It can be used in a wide range of fields, such as the concentration of solutions (dashi, juice, milk, etc.) in the food industry. The present invention can be used in other fields, and is not limited to use in the fields exemplified here.

【0080】[0080]

【発明の効果】本発明方法によれば、以下の様な顕著な
効果が達成される。
According to the method of the present invention, the following remarkable effects are achieved.

【0081】(1)従来技術に比して、原液の濃縮プロ
セスが簡単であり、設備が小型化されるので、設備費、
運転経費などが低減される。
(1) As compared with the prior art, the process for concentrating the undiluted solution is simpler, and the equipment is downsized.
Operating costs are reduced.

【0082】(2)連続的に安定した運転が可能であ
る。
(2) Continuous and stable operation is possible.

【0083】(3)凝縮液中の有機性物質および/また
は窒素化合物を容易に除去することができ、処理後の水
を再利用し或いは放流することができる。
(3) Organic substances and / or nitrogen compounds in the condensate can be easily removed, and the treated water can be reused or discharged.

【0084】(4)濃縮処理における発泡を抑制するこ
とができる。
(4) Foaming in the concentration treatment can be suppressed.

【0085】[0085]

【実施例】以下に図面を参照しつつ実施例を示し、本発
明の特徴とするところをより一層明らかにする。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention;

【0086】実施例1 図1に示すフローに従って本発明方法を実施した。すな
わち、銅メッキ工場廃水(銅イオン濃度5100mg/l、比重
1.01)を原液として、常圧下に表1に示す条件により、
その濃縮処理を行った。
Example 1 The method of the present invention was carried out according to the flow shown in FIG. That is, copper plating plant wastewater (copper ion concentration 5100mg / l, specific gravity
1.01) as a stock solution under normal pressure under the conditions shown in Table 1.
The concentration treatment was performed.

【0087】[0087]

【表1】 [Table 1]

【0088】本実施例において使用した電力は、24.7kw
h/m3であり、ガスだきボイラーで補助熱源としての蒸気
を発生させるために使用した都市ガス量は、2.3Nm3/m3
であった。その結果、本発明方法における運転経費は、
特開昭59-26184号公報記載の従来技術での運転経費の約
1/4となり、大幅な経費削減が達成された。また、本発
明方法による濃縮処理は、安定して継続することが可能
であった。
The electric power used in this embodiment is 24.7 kw
h / m 3 and the amount of city gas used to generate steam as an auxiliary heat source in the gas-fired boiler is 2.3 Nm 3 / m 3
Met. As a result, operating costs in the method of the present invention are:
About the operating cost in the prior art described in JP-A-59-26184
The cost was reduced by a factor of four. Further, the concentration treatment according to the method of the present invention could be stably continued.

【0089】[0089]

【表2】 [Table 2]

【0090】表2に示す結果から、濃縮液中の成分は、
運転後約20時間で約10倍に濃縮されており、銅イオンは
全量濃縮液に移行していることが明らかである。これら
の結果は、本発明によれば、測定容易な濃縮液の比重に
より、原液の濃縮工程を管理することができるので、煩
雑な操作を必要とする液中含有成分の濃度分析を行う必
要はないことを明らかにしている。その結果、廃水など
の原液の処理コストが大幅に低下する。
From the results shown in Table 2, the components in the concentrated solution were:
It is apparent that the copper ions have been transferred to the concentrated liquid in a total amount of about 10 times in about 20 hours after the operation. According to the present invention, these results can control the concentration step of the stock solution by the specific gravity of the concentrated solution that can be easily measured, so that it is not necessary to perform the concentration analysis of the components contained in the liquid, which requires complicated operations. Reveals no. As a result, the cost of treating undiluted liquid such as wastewater is greatly reduced.

【0091】実施例2 実施例1と同様の手法に準じて、減圧下に銅メッキ工場
廃水の濃縮処理を行った。その条件を表3に示す。
Example 2 In accordance with the same method as in Example 1, a copper plating plant wastewater was concentrated under reduced pressure. Table 3 shows the conditions.

【0092】[0092]

【表3】 [Table 3]

【0093】圧縮のための電力原単位は、実施例1に比
して約1.4倍に増大したが、より一層安定した濃縮処理
が可能であった。本実施例において、電力原単位が増加
した理由は、蒸気の比容積が、760mmHgにおいて1.673m3
/kgであるのに対し、200mmHgにおいては5.842m3/kgとな
るため、減圧下では圧縮のための蒸気流量が増加するこ
とによる。
The power consumption for compression was increased about 1.4 times as compared with Example 1, but a more stable concentration treatment was possible. In the present embodiment, the reason for the increase in power consumption is that the specific volume of steam is 1.673 m 3 at 760 mmHg.
Since it is 5.842 m 3 / kg at 200 mmHg, it is because the steam flow rate for compression increases under reduced pressure.

【0094】比較例1 実施例1と同様の銅メッキ工場廃水(但し、界面活性剤
を約3%含有する)を実施例1と同様にして濃縮処理に
供したところ、カランドリア型蒸発缶内の温度が約60℃
を超え始めた時点で異常発泡現象を生じた。その結果、
廃水がライン9、圧縮機10、ライン11、濃縮器伝熱
管外側、凝縮液槽13、予熱器5を経て凝縮器ラインか
ら排出され、運転が全く不可能となった。
Comparative Example 1 The same copper plating plant wastewater (containing about 3% of a surfactant) as in Example 1 was subjected to a concentration treatment in the same manner as in Example 1. Temperature is about 60 ° C
At the time when it began to exceed the limit. as a result,
The wastewater was discharged from the condenser line through the line 9, the compressor 10, the line 11, the outside of the condenser heat transfer tube, the condensate tank 13, and the preheater 5, and the operation became completely impossible.

【0095】実施例3 比較例1で処理した廃水にシリコーン系消泡剤をその濃
度が200ppmとなる割合で添加した後、実施例1と同様に
して処理を行ったところ、発泡現象を乗じることなく、
実施例1とほぼ同様の良好な処理結果が得られた。
Example 3 A silicone-based antifoaming agent was added to the wastewater treated in Comparative Example 1 at a concentration of 200 ppm, and the same treatment as in Example 1 was carried out. Not
Almost the same good processing results as in Example 1 were obtained.

【0096】実施例4 実施例2と同様にして減圧下に写真廃水(現像液と定着
液との混合廃液)の濃縮処理を行った。その条件を表4
に示す。
Example 4 In the same manner as in Example 2, photographic waste water (mixed waste liquid of a developing solution and a fixing solution) was concentrated under reduced pressure. Table 4 shows the conditions.
Shown in

【0097】[0097]

【表4】 [Table 4]

【0098】また、下記表5に濃縮処理に使用した廃水
の性状と得られた凝縮液の性状とを併せて示す。なお、
廃水と凝縮液のCODは、マンガン法により測定した値で
ある。
Table 5 below shows the properties of the wastewater used for the concentration treatment and the properties of the condensate obtained. In addition,
The COD of wastewater and condensate is a value measured by the manganese method.

【0099】[0099]

【表5】 [Table 5]

【0100】本実施例においては、凝縮液は、二次処理
を行うこなく放流可能な水質を有している。また、濃縮
処理は、安定して長時間継続することが可能であった。
In this embodiment, the condensate has a water quality that can be discharged without performing secondary treatment. Further, the concentration treatment could be stably continued for a long time.

【0101】実施例5 廃水として電気機器製造工場からの廃水を使用する以外
は実施例1と同様にして濃縮処理を行った。その条件を
表6に示し、廃水および得られた凝縮液の性状を表7に
示す。
Example 5 A concentration treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that wastewater from an electric equipment manufacturing plant was used as wastewater. The conditions are shown in Table 6, and the properties of the wastewater and the obtained condensate are shown in Table 7.

【0102】[0102]

【表6】 [Table 6]

【0103】[0103]

【表7】 [Table 7]

【0104】表7に示す結果から明らかな様に、廃水の
約90%の割合で生成する凝縮水は、二次処理を行うこと
なく、そのまま放流し或いは再利用することが可能であ
る。
As is clear from the results shown in Table 7, the condensed water generated at a rate of about 90% of the wastewater can be discharged or reused without performing the secondary treatment.

【0105】実施例6 廃水として食品加工工場からのアルカリ性廃水を使用す
る以外は実施例1と同様にして濃縮処理を行った。その
条件を表8に示し、廃水および得られた凝縮液の性状を
表9に示す。
Example 6 A concentration treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that alkaline wastewater from a food processing plant was used as wastewater. The conditions are shown in Table 8, and the properties of the wastewater and the obtained condensate are shown in Table 9.

【0106】[0106]

【表8】 [Table 8]

【0107】[0107]

【表9】 [Table 9]

【0108】ついで、凝縮液中の有機物と窒素酸化物の
除去を行うために、凝縮液を触媒湿式酸化処理した。す
なわち、特開昭55-152591号公報に開示された手法に準
じて、2%Ru-TiO2触媒を充填した反応塔において、温度
=150℃、圧力=9.9kg/cm2、送入空気量=理論酸素量の
1.1倍相当量、反応時間=60分の条件下に凝縮液を処理
した。
Next, in order to remove organic substances and nitrogen oxides in the condensate, the condensate was subjected to catalytic wet oxidation treatment. That is, according to the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-152591, in a reaction tower filled with 2% Ru-TiO 2 catalyst, the temperature = 150 ° C., the pressure = 9.9 kg / cm 2 , = The theoretical amount of oxygen
The condensate was treated under conditions equivalent to 1.1 times the reaction time = 60 minutes.

【0109】得られた処理液のCODは20mg/l未満であ
り、T-Nは5mg/l未満であり、そのまま再利用可能であっ
た。また、湿式酸化処理に伴って発生する排ガスから
は、NOx、SOx、NH3、有機物などは検出されなかった。
The obtained processing solution had a COD of less than 20 mg / l and a TN of less than 5 mg / l, and could be reused as it was. In addition, NO x , SO x , NH 3 , organic substances, and the like were not detected from exhaust gas generated by the wet oxidation treatment.

【0110】実施例7 触媒の活性成分をけ変える以外は実施例6と同様にし
て、凝縮液の触媒湿式酸化を行った。得られた処理水の
性状は、以下の通りであった。
Example 7 A catalytic wet oxidation of a condensate was carried out in the same manner as in Example 6, except that the active component of the catalyst was changed. The properties of the obtained treated water were as follows.

【0111】 (a)2%Pd-TiO2:COD=20mg/l未満、T-N=5mg/l未満 (b)10%Ni-TiO2:COD=20mg/l未満、T-N=15mg/l (c)10%Mn--0.5%Se-TiO2:COD=20mg/l未満、T-N=25
mg/l (d)10%Co-TiO2:COD=22mg/l、T-N=25mg/l
(A) 2% Pd-TiO 2 : COD = less than 20 mg / l, TN = less than 5 mg / l (b) 10% Ni-TiO 2 : COD = less than 20 mg / l, TN = 15 mg / l (c ) 10% Mn--0.5% Se-TiO 2 : COD = less than 20 mg / l, TN = 25
mg / l (d) 10% Co-TiO 2 : COD = 22 mg / l, TN = 25 mg / l

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による廃水の濃縮処理の一例を示すフロ
ーシートである。
FIG. 1 is a flow sheet showing an example of a wastewater concentration process according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…廃水タンク 3…廃水ポンプ 5…予熱器 7…背圧弁 8…濃縮器 10…圧縮機 13…凝縮液槽 17…凝縮液タンク 20…電磁弁 22…濃縮液タンク 23…ボイラー 24…凝縮液処理装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Waste water tank 3 ... Waste water pump 5 ... Preheater 7 ... Back pressure valve 8 ... Concentrator 10 ... Compressor 13 ... Condensate tank 17 ... Condensate tank 20 ... Electromagnetic valve 22 ... Concentrate tank 23 ... Boiler 24 ... Condensate Processing equipment

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B01J 23/755 C02F 1/04 Z C02F 1/04 1/20 A 1/20 1/28 D 1/28 1/72 ZABZ 1/72 ZAB 1/74 101 1/74 101 3/00 Z 3/00 9/00 502H 9/00 502 504A 504 504E B01J 23/74 321M (72)発明者 冨士谷 啓 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 岡部 春志 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI B01J 23/755 C02F 1/04 Z C02F 1/04 1/20 A 1/20 1/28 D 1/28 1/72 ZABZ 1 / 72 ZAB 1/74 101 1/74 101 3/00 Z 3/00 9/00 502H 9/00 502 504A 504 504E B01J 23/74 321M (72) Inventor Hiroshi Fujiya Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka 4-1-2, Osaka Gas Co., Ltd. (72) Inventor Harushi Okabe 4-1-2, Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka-shi Osaka Gas Co., Ltd.

Claims (22)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】カランドリア型の蒸発缶を使用する液体濃
縮方法において、(1)原液と蒸発缶内伝熱管外側から
の蒸気の凝縮液とを予熱器において熱交換させて、原液
を予熱する工程、(2)予熱された原液を蒸発缶内の液
面から伝熱管まで間の液中に導入する工程、(3)蒸発
缶内で発生した蒸気をスクリュー型圧縮機で圧縮・昇温
する工程、(4)得られた圧縮蒸気を伝熱管外側に供給
して、伝熱管内の液を加熱・蒸発させる工程、(5)伝
熱管外側における蒸気の凝縮液面高さを一定に制御する
ための凝縮液槽から凝縮液を予熱器に導入する工程、
(6)予熱器を出た凝縮液をそのまま或いは再度加温し
た後、有機性物質および/または窒素化合物の除去処理
に供する工程、および(7)蒸発缶内の液面高さを示す
信号に対応して濃縮液を蒸発缶塔底から抜き出し、濃縮
液貯槽に送る工程を備えたことを特徴とする液体濃縮方
法。
1. A liquid condensing method using a calandria type evaporator, wherein (1) a step of preheating the undiluted solution by exchanging heat in a preheater between the undiluted solution and a condensate of vapor from outside the heat transfer tube in the evaporator. (2) a step of introducing the preheated stock solution into the liquid between the liquid level in the evaporator and the heat transfer tube, and (3) a step of compressing and raising the temperature of the vapor generated in the evaporator by the screw compressor. (4) supplying the obtained compressed steam to the outside of the heat transfer tube to heat and evaporate the liquid in the heat transfer tube; and (5) controlling the height of the condensed liquid surface of the steam outside the heat transfer tube to be constant. Introducing condensate into the preheater from the condensate tank of
(6) a step of subjecting the condensate discharged from the preheater as it is or after reheating to a step of subjecting the condensate to removal of organic substances and / or nitrogen compounds, and (7) a signal indicating the liquid level in the evaporator. Correspondingly, there is provided a step of extracting the concentrated liquid from the bottom of the evaporator tower and sending the concentrated liquid to a concentrated liquid storage tank.
【請求項2】工程(1)の予熱器が、プレート型熱交換
器である請求項1に記載の液体濃縮方法。
2. The liquid concentrating method according to claim 1, wherein the preheater in the step (1) is a plate heat exchanger.
【請求項3】工程(2)の原液の導入ライン中に背圧弁
を設けた請求項1に記載の液体濃縮方法。
3. The liquid concentrating method according to claim 1, wherein a back pressure valve is provided in the stock solution introduction line in the step (2).
【請求項4】工程(2)において、蒸発缶内の液面の高
さを調整するために蒸発缶塔底液をポンプで抜き取り、
原液の導入ラインへ循環する請求項1に記載の液体濃縮
方法。
4. In step (2), the bottom liquid of the evaporator tower is withdrawn by a pump to adjust the level of the liquid in the evaporator.
2. The liquid concentrating method according to claim 1, wherein the liquid is circulated to an undiluted solution introduction line.
【請求項5】工程(3)のスクリュー型圧縮機のモータ
ー回転数をインバーター装置により制御する請求項1に
記載の液体濃縮方法。
5. The liquid concentrating method according to claim 1, wherein the number of revolutions of the motor of the screw compressor in the step (3) is controlled by an inverter device.
【請求項6】工程(3)において、蒸発缶内発生蒸気量
に対応してスクリュー型圧縮機のモーター回転数を制御
する請求項5に記載の液体濃縮方法。
6. The liquid concentrating method according to claim 5, wherein, in step (3), the number of revolutions of the motor of the screw compressor is controlled in accordance with the amount of steam generated in the evaporator.
【請求項7】工程(3)において、蒸気量に応じて複数
のスクリュー型圧縮機が設けられている請求項1に記載
の液体濃縮方法。
7. The liquid concentrating method according to claim 1, wherein in the step (3), a plurality of screw compressors are provided according to the amount of vapor.
【請求項8】工程(5)の凝縮液槽の上部気相部と伝熱
管外側の蒸気ラインとが接続されている請求項1に記載
の液体濃縮方法。
8. The liquid concentrating method according to claim 1, wherein the upper gas phase portion of the condensate tank in the step (5) is connected to a vapor line outside the heat transfer tube.
【請求項9】伝熱管外側の蒸気ラインに、蒸発缶内の非
凝縮性気体の自動的排出を定期的に行うための電磁弁を
設けた請求項1に記載の液体濃縮方法。
9. The liquid concentrating method according to claim 1, wherein an electromagnetic valve for periodically discharging the non-condensable gas in the evaporator is provided in the vapor line outside the heat transfer tube.
【請求項10】蒸発缶内の運転圧力が常圧又は減圧であ
る請求項1に記載の液体濃縮方法。
10. The liquid concentrating method according to claim 1, wherein the operating pressure in the evaporator is normal pressure or reduced pressure.
【請求項11】伝熱管外側の蒸気ラインの電磁弁の後流
側に減圧運転時に電磁弁の開閉と連動する真空ポンプを
設けた請求項10に記載の液体濃縮方法。
11. The liquid concentrating method according to claim 10, wherein a vacuum pump is provided on the downstream side of the solenoid valve of the steam line outside the heat transfer tube, the vacuum pump interlocking with the opening and closing of the solenoid valve during the decompression operation.
【請求項12】スタートアップ時または長期運転時に予
熱器および/または蒸発缶内伝熱管の汚れによる蒸発量
の低下に対応するために、補助熱源を蒸発缶内底部また
は圧縮機出口ラインへ導入する請求項1に記載の液体濃
縮方法。
12. An auxiliary heat source is introduced into the bottom of the evaporator or the outlet line of the compressor in order to cope with a decrease in the amount of evaporation due to contamination of the preheater and / or the heat transfer tube in the evaporator during start-up or long-term operation. Item 6. The liquid concentrating method according to Item 1.
【請求項13】補助熱源が蒸気である請求項12に記載
の液体濃縮方法。
13. The method according to claim 12, wherein the auxiliary heat source is steam.
【請求項14】工程(6)において、凝縮液を30〜340
℃の温度且つ液相を維持する圧力に保ちつつ、液中の有
機性物質および窒素化合物を分解するに必要な理論酸素
量以上の酸素および/またはオゾンおよび/または過酸
化水素の存在下に湿式酸化処理する請求項1に記載の液
体濃縮方法。
14. In the step (6), the condensate is added in an amount of 30 to 340.
C. and a pressure to maintain the liquid phase, and wet in the presence of oxygen and / or ozone and / or hydrogen peroxide in excess of the theoretical amount of oxygen necessary to decompose organic substances and nitrogen compounds in the liquid. The liquid concentrating method according to claim 1, wherein the liquid is concentrated.
【請求項15】触媒の存在下に凝縮液の湿式酸化処理を
行う請求項14に記載の液体濃縮方法。
15. The method according to claim 14, wherein the wet oxidation treatment of the condensate is performed in the presence of a catalyst.
【請求項16】触媒活性成分が、鉄、コバルト、ニッケ
ル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、イリジウム、
白金、銅およびタングステンならびにこれら金属の水不
溶性乃至水難溶性化合物の少なくとも1種である請求項
15に記載の液体濃縮方法。
16. The catalyst according to claim 16, wherein the catalytically active component is iron, cobalt, nickel, ruthenium, rhodium, palladium, iridium,
The liquid concentrating method according to claim 15, which is at least one of platinum, copper, tungsten, and a water-insoluble or poorly water-soluble compound of these metals.
【請求項17】触媒活性成分が担体に担持されており、
担体がアルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニアおよび
これらの金属を含む複合金属酸化物の少なくとも1種で
ある請求項16に記載の液体濃縮方法。
17. A catalyst, wherein the catalytically active component is supported on a carrier,
The liquid concentrating method according to claim 16, wherein the carrier is at least one of alumina, silica, zirconia, titania, and a composite metal oxide containing these metals.
【請求項18】担体への触媒活性成分の担持量が、0.01
〜25重量%である請求項15、16および17のいずれ
かに記載の液体濃縮方法。
18. The amount of the catalytically active component supported on the carrier is 0.01 to 0.01.
The liquid concentrating method according to any one of claims 15, 16 and 17, wherein the amount is from 25 to 25% by weight.
【請求項19】工程(6)において、凝縮液をストリッ
ピング処理する請求項1に記載の液体濃縮方法。
19. The liquid concentrating method according to claim 1, wherein in the step (6), the condensed liquid is stripped.
【請求項20】工程(6)において、凝縮液を気泡塔で
処理する請求項1に記載の液体濃縮方法。
20. The liquid concentrating method according to claim 1, wherein in the step (6), the condensate is treated in a bubble column.
【請求項21】凝縮液の処理を空気、過酸化水素および
オゾンの少なくとも1種を使用して行う請求項19また
は20に記載の液体濃縮方法。
21. The liquid concentrating method according to claim 19, wherein the condensate is treated using at least one of air, hydrogen peroxide and ozone.
【請求項22】処理液をさらに生物処理および/または
活性炭による吸着処理に供する請求項14〜21のいず
れかに記載の液体濃縮方法。
22. The liquid concentrating method according to claim 14, wherein the treatment liquid is further subjected to biological treatment and / or adsorption treatment with activated carbon.
JP8279116A 1996-10-22 1996-10-22 Method for concentrating liquid Pending JPH10118403A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11199203A (en) * 1998-01-07 1999-07-27 Osaka Gas Co Ltd Treatment of waste hydrochloric acid
US7906967B2 (en) 2007-08-09 2011-03-15 Kaibushiki Kaisha Toshiba Magnetic resonance imaging apparatus

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