JPS59199004A - 半透膜による物質分離装置 - Google Patents
半透膜による物質分離装置Info
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- JPS59199004A JPS59199004A JP7467383A JP7467383A JPS59199004A JP S59199004 A JPS59199004 A JP S59199004A JP 7467383 A JP7467383 A JP 7467383A JP 7467383 A JP7467383 A JP 7467383A JP S59199004 A JPS59199004 A JP S59199004A
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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
【発明の詳細な説明】
本発明は半透膜を利用した物質の分離操作に於ける流量
又は圧力制御に関するものである。
又は圧力制御に関するものである。
従来この種装置の主要部は第1図のフローシートに示す
よりに構成されている。第7図は海水淡水化の例を示す
もので図示されない取水装置から取水して前処理された
海水はポンプlに吸込まれ、ポンプlで昇圧して吐出し
、圧力検出器2mにより制御される圧力調整弁ユを通り
、流量計3aの検出部3′、半透膜亭の手前の圧力検出
器、2aの圧力測定点−′をとおり、半透膜ダの片側に
入り、浸透圧に抗して淡水を透過して流量計5を介して
水槽乙に送り出し、濃厚化した海水は水車例えばペルト
ン水車7へ供給される。ペルトン水車りの入口ノズル7
1は流量計3aにより開度を制御される。即ち、ノズル
7′と流量計3aにより流量制御弁3を構成する。
よりに構成されている。第7図は海水淡水化の例を示す
もので図示されない取水装置から取水して前処理された
海水はポンプlに吸込まれ、ポンプlで昇圧して吐出し
、圧力検出器2mにより制御される圧力調整弁ユを通り
、流量計3aの検出部3′、半透膜亭の手前の圧力検出
器、2aの圧力測定点−′をとおり、半透膜ダの片側に
入り、浸透圧に抗して淡水を透過して流量計5を介して
水槽乙に送り出し、濃厚化した海水は水車例えばペルト
ン水車7へ供給される。ペルトン水車りの入口ノズル7
1は流量計3aにより開度を制御される。即ち、ノズル
7′と流量計3aにより流量制御弁3を構成する。
水車7により得られるエネルギーはポンプ駆動モータj
を助勢するために用いられる。
を助勢するために用いられる。
以上の構成においてポンプlの吐出圧Poは通常濃度の
海水の浸透圧約−j kg/am”に対してSθ感雀2
であり、ポンプlの吐出置部の内半透膜ではコ0−II
0%が逆浸透して淡水化される。
海水の浸透圧約−j kg/am”に対してSθ感雀2
であり、ポンプlの吐出置部の内半透膜ではコ0−II
0%が逆浸透して淡水化される。
今半透膜亭からの淡水出力を圧力P1、流量Q1、濃度
C1とし淡水の流量Q1を調整する装置の流量調整は次
の二通りの方法で行われる。
C1とし淡水の流量Q1を調整する装置の流量調整は次
の二通りの方法で行われる。
(1)狭い範囲の流量Q1の調整
ボンf/の吐出量Qoを一定にしておいて圧力測定点コ
′の圧力を調整するまりだ圧力調整弁コを操作して半透
膜入口圧力P′oを変化させ、圧力p10を増大さぜる
と淡水出力の流JtQsは増大し、圧力P′oを減少さ
せると淡水出力の流量Q1は減少する。なんとなれば、
今 AM 半透膜の面積 K 半透膜の種類と温度により定まる定数p、 半透
膜の海水側圧力 πM 供給液(海水)の浸透圧 π1 希薄液(淡水)の浸透圧 とすると Ql −AM K ((PM P□)−(πM−π1
)) (1)で定まる。Pl、πl、はほぼ一定であり
せまい範囲ではπMはほぼ一定であるから淡水の流量Q
1は半透膜の加圧側の圧力PMにほぼ比例し、該圧力P
Mは圧力測定点2′の半透膜入口圧力P′oと比例する
からである。
′の圧力を調整するまりだ圧力調整弁コを操作して半透
膜入口圧力P′oを変化させ、圧力p10を増大さぜる
と淡水出力の流JtQsは増大し、圧力P′oを減少さ
せると淡水出力の流量Q1は減少する。なんとなれば、
今 AM 半透膜の面積 K 半透膜の種類と温度により定まる定数p、 半透
膜の海水側圧力 πM 供給液(海水)の浸透圧 π1 希薄液(淡水)の浸透圧 とすると Ql −AM K ((PM P□)−(πM−π1
)) (1)で定まる。Pl、πl、はほぼ一定であり
せまい範囲ではπMはほぼ一定であるから淡水の流量Q
1は半透膜の加圧側の圧力PMにほぼ比例し、該圧力P
Mは圧力測定点2′の半透膜入口圧力P′oと比例する
からである。
(2)広い範囲の流量調整
例えば淡水出力の流量Qsを大きくしたい場合は
の 流量制御弁3を固定して検出部3′の流量従って流
量Q0を固定する。
量Q0を固定する。
■ 圧力調整弁コによって半透膜入口圧力p10を高く
し式(1)に基き淡水出力の流量Q1を増大させる。
し式(1)に基き淡水出力の流量Q1を増大させる。
■ 淡水の回収率Ql/QOが海水の組成、半透膜グの
性状から定まる許容値以上であれば制御弁3を開いて流
量Q。を増して再度圧力調整弁コによって半透膜入口圧
力P′・を高くし流量Q1を増大させる。そして回収率
Ql/QOが許容値以内であれば操作を完了する。
性状から定まる許容値以上であれば制御弁3を開いて流
量Q。を増して再度圧力調整弁コによって半透膜入口圧
力P′・を高くし流量Q1を増大させる。そして回収率
Ql/QOが許容値以内であれば操作を完了する。
以上のような従来例には次のような欠点がある。
(1) ポンプ吐出圧力をパルプを用いて膜入口圧力
に迄減じている為過大な動力が必要であつ、 た。
に迄減じている為過大な動力が必要であつ、 た。
0)狭い範囲の流量調整は圧力調節弁のみで可能である
が広範囲の流量調棺は圧力調整弁、流量調整弁を交互に
操作する必要があり運転操作性が悪かった。
が広範囲の流量調棺は圧力調整弁、流量調整弁を交互に
操作する必要があり運転操作性が悪かった。
(3)流量計、圧力検出器、圧力調整弁が必要であり、
特に小容量設備に於いては計装品の価格が非常に大きな
割合を占めていた。
特に小容量設備に於いては計装品の価格が非常に大きな
割合を占めていた。
本発明は膜分離装置における上記従来の欠点を除去して
所要動力が少く操作性のよい簡易安価な流量制御装置を
提供することを目的とする。
所要動力が少く操作性のよい簡易安価な流量制御装置を
提供することを目的とする。
本発明はポンプの各回転数に於ける性能曲線及び溶質の
濃度と浸透圧の関係から求まる系内圧力と希薄(又は濃
縮)溶液流量との関係式を用いてポンプ回転数制御手段
と圧力保持手段の操作を行ないの最も所要動力の少ない
運転点の選定を■簡単な操作で可能としたものである。
濃度と浸透圧の関係から求まる系内圧力と希薄(又は濃
縮)溶液流量との関係式を用いてポンプ回転数制御手段
と圧力保持手段の操作を行ないの最も所要動力の少ない
運転点の選定を■簡単な操作で可能としたものである。
以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。第一図
は制御ブ四ツク図を含むフローシートである。
は制御ブ四ツク図を含むフローシートである。
図示されない海水の取水ポンプにて取水された海水は前
処理工程を経て遠心ポンプ(以下単にポンプと称す)/
に吸込まれる。ポンプlにて昇圧し吐出された海水は圧
力P。、流量Qo、濃度C0である。この状態の海水は
半透膜tに浸透圧以上の逆浸透圧を加えて圧力P1、流
量Ql、濃度C1の淡水を出力し、圧力P2、流量QC
s濃度C2の濃縮化された海水はベルトン氷原7に供給
されエネルギーを回収し、モータgを助勢する。
処理工程を経て遠心ポンプ(以下単にポンプと称す)/
に吸込まれる。ポンプlにて昇圧し吐出された海水は圧
力P。、流量Qo、濃度C0である。この状態の海水は
半透膜tに浸透圧以上の逆浸透圧を加えて圧力P1、流
量Ql、濃度C1の淡水を出力し、圧力P2、流量QC
s濃度C2の濃縮化された海水はベルトン氷原7に供給
されエネルギーを回収し、モータgを助勢する。
制御装置デはその出力端が弁駆動装置3bと弁駆動装置
3bによりストロークを調節される入口ノズル7′より
なる流量制御弁30制御入力端に結ばれている。
3bによりストロークを調節される入口ノズル7′より
なる流量制御弁30制御入力端に結ばれている。
制御装置りの内容をのべる。
半透膜の希薄側の流量Q1は
Ql =AM K△P ・・・・(功ただし
A、 半透膜の面積 K 膜の種類と温度により定まる係数 △P#PM−πM ・ ・ ・
・ 0すPM 半透膜近傍の供給海水の圧力 πM供給海水の浸透圧 である。
A、 半透膜の面積 K 膜の種類と温度により定まる係数 △P#PM−πM ・ ・ ・
・ 0すPM 半透膜近傍の供給海水の圧力 πM供給海水の浸透圧 である。
制御装置デでは次の演算が行われる。
(1)希薄液流量Qlが設定のため入力される。
(コ)ポンプ/の回転数Nが仮定される。ブロックll
においてポンプlの各回転数に対応するQ−H曲線の仮
定した回転数N1回転数Nに対応するQ−H曲線、2/
に従ってポンプlの吐出圧力Poが求まる。
においてポンプlの各回転数に対応するQ−H曲線の仮
定した回転数N1回転数Nに対応するQ−H曲線、2/
に従ってポンプlの吐出圧力Poが求まる。
制御装置デのブロック/lは縦軸【水頭を横軸に流量を
表わしである。図において曲線、2/はポンプ/の性能
曲線(Q−H曲線)を示し、曲線22は入口ノズル7′
における水車7への入力特性曲線を示し、曲線23はポ
ンプlの性能曲線、2/に対応する半透膜tの希薄液流
量Q1を示している。
表わしである。図において曲線、2/はポンプ/の性能
曲線(Q−H曲線)を示し、曲線22は入口ノズル7′
における水車7への入力特性曲線を示し、曲線23はポ
ンプlの性能曲線、2/に対応する半透膜tの希薄液流
量Q1を示している。
ポンプ吐出圧力Poを仮定するとポンプ吐出量Q、が求
まる。
まる。
(3)濃縮液流量Qz=Qo Qtであるから項目(
,2)において求めたQoから設定値のQsを減すると
求まる。
,2)において求めたQoから設定値のQsを減すると
求まる。
C) ブロックlコは縦軸に浸透圧πを横軸に溶液の濃
度CMを示しである。曲線コlは溶質濃度と浸透圧の関
係を示す。半透膜ダの供給側の液濃度CM&妃似的にC
M # (C6+ C2)/ 2で定まる。co、C3
は回収率Qt/Qoが著しく変化しない限り、上記近似
式でよい。従って又C0,C2は特に装置の通常運転中
は定数とみなすことができる。この関係から浸透圧πM
が求まる。
度CMを示しである。曲線コlは溶質濃度と浸透圧の関
係を示す。半透膜ダの供給側の液濃度CM&妃似的にC
M # (C6+ C2)/ 2で定まる。co、C3
は回収率Qt/Qoが著しく変化しない限り、上記近似
式でよい。従って又C0,C2は特に装置の通常運転中
は定数とみなすことができる。この関係から浸透圧πM
が求まる。
(!r′)供給海水が温度変化の著しいときには、供給
側配管中の供給液温度を検出する温度検出 ・器/l
lを設け、 K =Ko (Dw/ T ) ただしに、膜の種類により定まる常数 Dw膜内の水の拡散係数 T 給液の温度 により係数Kを算出する。給液の温度変化が小さい場合
には定数としてよい。TとDW/Tの関係はブロック1
3に曲線xgで示される。
側配管中の供給液温度を検出する温度検出 ・器/l
lを設け、 K =Ko (Dw/ T ) ただしに、膜の種類により定まる常数 Dw膜内の水の拡散係数 T 給液の温度 により係数Kを算出する。給液の温度変化が小さい場合
には定数としてよい。TとDW/Tの関係はブロック1
3に曲線xgで示される。
(乙)ブロック//、/、2は縦軸が同スケールで示し
てあり、半透膜弘の供給側圧力PMは項目(コ)で仮定
したポンプ/の吐出圧力P。から半透膜グまでの供給側
配管の流体の管路による損失ヘッドPL、を減じたもの
である。半透膜lの希薄側圧力P1はほぼ一定であり、
又希薄液濃度は一定とみてよいから希薄液の浸透圧π1
は一定としてよい。そこで逆浸透圧 △P=(Pa h) (πM−π1)・・・・(3
)を算木する。この関係はブロック//、/2間に取り
出して示されている。
てあり、半透膜弘の供給側圧力PMは項目(コ)で仮定
したポンプ/の吐出圧力P。から半透膜グまでの供給側
配管の流体の管路による損失ヘッドPL、を減じたもの
である。半透膜lの希薄側圧力P1はほぼ一定であり、
又希薄液濃度は一定とみてよいから希薄液の浸透圧π1
は一定としてよい。そこで逆浸透圧 △P=(Pa h) (πM−π1)・・・・(3
)を算木する。この関係はブロック//、/2間に取り
出して示されている。
〔7) ブロック13はブロック//、/、2と縦軸
のスケールを等しくして縦軸に浸透圧πを越える圧力と
横軸に希薄液流iQtを示している。
のスケールを等しくして縦軸に浸透圧πを越える圧力と
横軸に希薄液流iQtを示している。
線コ!は
Q1=AMK△P −0−(,2)を
表わし、半透膜ダの希薄側流量が浸透圧を越える圧力△
Pにより変化する希薄液流量Q0が直線比例で示される
。弐〇)により計算したQlをQICALCとする。
表わし、半透膜ダの希薄側流量が浸透圧を越える圧力△
Pにより変化する希薄液流量Q0が直線比例で示される
。弐〇)により計算したQlをQICALCとする。
、(t)項目(1)で設定したQlとQICALCを比
較する。
較する。
そしてこの誤差が大きいときは項目(2)に戻りポンプ
吐出圧Poを再仮定して項目(2)〜(g)をループに
してくりかえし、QlとQICAL(!の誤差が小にな
るまでくり返す。
吐出圧Poを再仮定して項目(2)〜(g)をループに
してくりかえし、QlとQICAL(!の誤差が小にな
るまでくり返す。
ここでブロック//で示すように最大の希薄液流−it
QimaKに対応するポンプlの吐出圧力POIより
も先に項目(2)で仮定した圧力p、が小さい範囲でQ
I CALCQt > 0なるときは再仮定のPoを最
初に仮定したPOよりも小さくし、QICALCQl
< 0なるときは再仮定したPOは最初に仮定したPo
よりも大きくする。
QimaKに対応するポンプlの吐出圧力POIより
も先に項目(2)で仮定した圧力p、が小さい範囲でQ
I CALCQt > 0なるときは再仮定のPoを最
初に仮定したPOよりも小さくし、QICALCQl
< 0なるときは再仮定したPOは最初に仮定したPo
よりも大きくする。
最初に項目(コ)で仮定したポンプlの吐出圧力Poが
希薄液流量Q 1 m ILXに対応するポンプ/の吐
出圧力POIよりも大きい範囲でQICAI、C−Ql
>0なるときは再仮定のPOを最初に仮定したPoより
も大きくし、QI CALCQt < 0になるときは
再仮定のP。を最初に仮定したPOよりも小さくなる。
希薄液流量Q 1 m ILXに対応するポンプ/の吐
出圧力POIよりも大きい範囲でQICAI、C−Ql
>0なるときは再仮定のPOを最初に仮定したPoより
も大きくし、QI CALCQt < 0になるときは
再仮定のP。を最初に仮定したPOよりも小さくなる。
以上の制御装置9は希薄液流量Q1を設定するとポンプ
lの性能曲線が定まっており、かつ溶液の種類により濃
度と浸透圧の関係も定っているのでポンプlの吐出圧力
Poと希薄液流量Q1の関係は一義的に決定される。従
って上述した(2)〜ケ)の手順は数値表として纏める
ことにより省略できる。
lの性能曲線が定まっており、かつ溶液の種類により濃
度と浸透圧の関係も定っているのでポンプlの吐出圧力
Poと希薄液流量Q1の関係は一義的に決定される。従
って上述した(2)〜ケ)の手順は数値表として纏める
ことにより省略できる。
以上によりポンプ吐出圧力Poと希薄液流量Qiの関係
が求まる。この場合にポンプlの回転数Nが仮定して一
定として計算されている。
が求まる。この場合にポンプlの回転数Nが仮定して一
定として計算されている。
第3図は第2図におけるブロック//を取り出して更に
詳説のため回転数、郭薄液流計、所要動力の関係を示す
もので、横座標に流量Qを縦座標にポンプ吐出圧力PO
、ポンプ回転数N、ポンプ所要動力HPを表わして示し
である。第3図囚においてポンプ性能曲線(Q−H曲線
)21はポンプの規定回転数NRにおけるものであり、
2/−/は回転数QざNTLのポンプ性能曲線、コl−
一は回転数0.9 NHのときのポンプ性能曲線である
。ポンプ吐出圧力P。と希薄液流通Q1の関係を表わす
希薄液流量曲線23はポンプ/の回転数が規定回転度N
Rの場合を示し、希薄液流量曲線23−/、23−:t
は夫々ポンプlの回転数がQ g Nn 、 (19N
nの場合を示す。希薄液流量曲線コ3,23−/、コ3
−.2.・・・・・・の夫々の最大流量Q 1mAXを
示す点を結んで希薄液最大流量曲線コブが得られる。3
/は第7図のような膜分離装置の制御を行う場合のポン
プlの回転数が規定回転数NRにおける圧力調整弁コに
よる出力特性を示す弁制御特性曲線である。32はQI
MAYを得るだめのポン7’/の運転点のポンプ吐出量
Poと吐出量Qoの関係を示す最大効率制御線である。
詳説のため回転数、郭薄液流計、所要動力の関係を示す
もので、横座標に流量Qを縦座標にポンプ吐出圧力PO
、ポンプ回転数N、ポンプ所要動力HPを表わして示し
である。第3図囚においてポンプ性能曲線(Q−H曲線
)21はポンプの規定回転数NRにおけるものであり、
2/−/は回転数QざNTLのポンプ性能曲線、コl−
一は回転数0.9 NHのときのポンプ性能曲線である
。ポンプ吐出圧力P。と希薄液流通Q1の関係を表わす
希薄液流量曲線23はポンプ/の回転数が規定回転度N
Rの場合を示し、希薄液流量曲線23−/、23−:t
は夫々ポンプlの回転数がQ g Nn 、 (19N
nの場合を示す。希薄液流量曲線コ3,23−/、コ3
−.2.・・・・・・の夫々の最大流量Q 1mAXを
示す点を結んで希薄液最大流量曲線コブが得られる。3
/は第7図のような膜分離装置の制御を行う場合のポン
プlの回転数が規定回転数NRにおける圧力調整弁コに
よる出力特性を示す弁制御特性曲線である。32はQI
MAYを得るだめのポン7’/の運転点のポンプ吐出量
Poと吐出量Qoの関係を示す最大効率制御線である。
第3図03)はポンプ/の回転数が変化した場合の希薄
液流量(hMmとポンプ/の回転数との関係を示してい
る。
液流量(hMmとポンプ/の回転数との関係を示してい
る。
第3図(C)はポンプlの理論吐出量Qoと理論所要動
力Hpの関係とポンプ/の回転数NB、0.gNB。
力Hpの関係とポンプ/の回転数NB、0.gNB。
dqNl夫々に対応して動力特性線J’l、3’l−1
,3’l−コを示している。
,3’l−コを示している。
第3図(ト)(ロ)に示すように規定回転数N3よりも
小さい回転数N′例えばQ 9 NBなる回転数に於け
る希薄液流量Q1の最大値Q’1MAXは希薄液流量曲
線23−.2上にあり、Q’1MAXを示す点に)の縦
座標を同じくするポンプ性能曲線、2/−、Z上の点C
)がポンプ/の運転点となる。この点ではポンプは回転
数0.9NB、吐出圧力pos1、吐出量QOaで運転
される。点0)は説明のために圧力調整弁コの弁制御特
性曲線31が交るように選んである。回転数が0.9
NBよりも大きい範囲例えば規定回転数穐においてはQ
’1MAXに等しい点はQ’1MAYを得る膜面圧力P
e&の上下の圧力POb。
小さい回転数N′例えばQ 9 NBなる回転数に於け
る希薄液流量Q1の最大値Q’1MAXは希薄液流量曲
線23−.2上にあり、Q’1MAXを示す点に)の縦
座標を同じくするポンプ性能曲線、2/−、Z上の点C
)がポンプ/の運転点となる。この点ではポンプは回転
数0.9NB、吐出圧力pos1、吐出量QOaで運転
される。点0)は説明のために圧力調整弁コの弁制御特
性曲線31が交るように選んである。回転数が0.9
NBよりも大きい範囲例えば規定回転数穐においてはQ
’1MAXに等しい点はQ’1MAYを得る膜面圧力P
e&の上下の圧力POb。
P6cにおいて同流量QRt e Qnxの二点(へ)
、(へ)が存在する。半透膜ダには許容回収率Qt/Q
o(工業的にはコθ〜aO%)があり、希薄液流量曲線
λ3の極大点より圧力の高い点(ホ)の流量QIL2で
は運転できない。なんとなれば点(ホ)と同じ縦座標の
ポンプ性能曲線23の点(ト)では圧力P。b。
、(へ)が存在する。半透膜ダには許容回収率Qt/Q
o(工業的にはコθ〜aO%)があり、希薄液流量曲線
λ3の極大点より圧力の高い点(ホ)の流量QIL2で
は運転できない。なんとなれば点(ホ)と同じ縦座標の
ポンプ性能曲線23の点(ト)では圧力P。b。
吐出量QobでありQgt / q、b = 0.6と
なるからである。
なるからである。
流量QRIを得る為の運転点はポンプ性能曲線21上の
点(ハ)となり、ポンゾ吐出圧力PQC1吐出量Q6C
で運転される。従って第3図(切に示すように動力特性
線3IIを切る点C/つの動力Heが所要動力となる。
点(ハ)となり、ポンゾ吐出圧力PQC1吐出量Q6C
で運転される。従って第3図(切に示すように動力特性
線3IIを切る点C/つの動力Heが所要動力となる。
前述したポンプ性能曲線コ/−/上の運転点0)の場合
の所要動力は同一横座標上の動力特性線31I−2の点
(イ)が対応し所要動力はH,である。そして!/図に
示した従来例では圧力調整弁コにより吐出圧力Qoを調
整して吐出量Qo aになるように絞り、ポンプlはポ
ンプ性能曲線−/上の運転点(ロ)で示すようにポンプ
/の吐出圧力PoはPodに制御される。そしてこのた
め第3図囚の点(イ)、←)間が圧力調整弁ユによる圧
力損失となる。而して第3図(C)(ロ)に示、すよう
に所要動力I(bとなる。従って第3図(C)(イ)@
)間のHb−Haがポンプlを回転数0.9NILで運
転し、圧力保持手段の入口ノズル7′によりポンプlの
吐出圧力をPaaに制御すると省動力部分となる。
の所要動力は同一横座標上の動力特性線31I−2の点
(イ)が対応し所要動力はH,である。そして!/図に
示した従来例では圧力調整弁コにより吐出圧力Qoを調
整して吐出量Qo aになるように絞り、ポンプlはポ
ンプ性能曲線−/上の運転点(ロ)で示すようにポンプ
/の吐出圧力PoはPodに制御される。そしてこのた
め第3図囚の点(イ)、←)間が圧力調整弁ユによる圧
力損失となる。而して第3図(C)(ロ)に示、すよう
に所要動力I(bとなる。従って第3図(C)(イ)@
)間のHb−Haがポンプlを回転数0.9NILで運
転し、圧力保持手段の入口ノズル7′によりポンプlの
吐出圧力をPaaに制御すると省動力部分となる。
この値は従来の所要動力の約3分の2であり、所要動力
が大幅に節減できることが分る。他のポンプ回転数でも
同様であり、希薄液最大流量曲線ユヲ上にて希薄液流量
Q!を設定してそれに見合うポンプ運転点を結ぶ曲線3
.2上で運転点を選ぶことにより最低の動力により膜分
離装置を運転できることが理解できよう。以上第3図の
説明ではポンプの吐出圧力から半透膜までの流路の圧力
損失は無視して説明しである。
が大幅に節減できることが分る。他のポンプ回転数でも
同様であり、希薄液最大流量曲線ユヲ上にて希薄液流量
Q!を設定してそれに見合うポンプ運転点を結ぶ曲線3
.2上で運転点を選ぶことにより最低の動力により膜分
離装置を運転できることが理解できよう。以上第3図の
説明ではポンプの吐出圧力から半透膜までの流路の圧力
損失は無視して説明しである。
第2図を用いて回転数Nを仮定して、PoとQlの関係
を求めたものは第3図についての上述した処よりみると
設定したQlが希薄液流量曲線23上において希薄液最
大流量曲線2?との交点でない点へにおいて運転されて
おり、ポンプlは運転点(ハ)において運転される場合
が多くなる確率が高い。
を求めたものは第3図についての上述した処よりみると
設定したQlが希薄液流量曲線23上において希薄液最
大流量曲線2?との交点でない点へにおいて運転されて
おり、ポンプlは運転点(ハ)において運転される場合
が多くなる確率が高い。
既に項目(1)〜(g)でのべたように回転数Nを仮定
すれば設定した希薄液流量Q1に対しポンプ/の吐出圧
力Po従って吐出量Q0を求めることができることをの
べた。こ\において希薄液流量Qtは極大点を持つ曲線
であるから、この極大点をQIMAXとするとQIMA
Yを得る回転数Nでポンプを運転すると最も省動力とな
る。
すれば設定した希薄液流量Q1に対しポンプ/の吐出圧
力Po従って吐出量Q0を求めることができることをの
べた。こ\において希薄液流量Qtは極大点を持つ曲線
であるから、この極大点をQIMAXとするとQIMA
Yを得る回転数Nでポンプを運転すると最も省動力とな
る。
そこで項目(g)につづいて以下の演算を行う。
(リ 回転数Nを仮定すると第3図においてQIMAX
の値が求まる。
の値が求まる。
QO)そこで項目(9)で求めたQ t MAX s項
目(ff)で求めたQlは弁圧仮定したポンプ回転数N
に対するものであり、それらの絶対値の差をβとし。
目(ff)で求めたQlは弁圧仮定したポンプ回転数N
に対するものであり、それらの絶対値の差をβとし。
l Qs −QIMAX l >β
であれば
Ql>QIMAXの時はN’)N
Ql< QIMAXの時はN’ (N
なる回転数N′を再仮定し、既にのべた項目0)から再
計算する。そして l Qs QIMAX l≦βであれば次に弁開度を
調節する。
計算する。そして l Qs QIMAX l≦βであれば次に弁開度を
調節する。
(//) PsをPg = Po −PX、t −P
L露で求める。ただしPL!は半透膜ダからペルトン水
車70入ロノズル7′マでの流路の抵抗による損失圧力
である。このことは制御装置デのブロック//と同スケ
ールの縦軸で濃縮液圧力P2を表わし、横軸にノズル7
′の特性曲線41. ヲ示スi o ツク14間に示さ
れている。特性曲線コロはV=α〆丁T6− ただしαは常数、Jは重力の加速度である。
L露で求める。ただしPL!は半透膜ダからペルトン水
車70入ロノズル7′マでの流路の抵抗による損失圧力
である。このことは制御装置デのブロック//と同スケ
ールの縦軸で濃縮液圧力P2を表わし、横軸にノズル7
′の特性曲線41. ヲ示スi o ツク14間に示さ
れている。特性曲線コロはV=α〆丁T6− ただしαは常数、Jは重力の加速度である。
ブロック/6によりVが求まる。
(2)ブロックlりはノズル7′の弁開度AVを横軸に
とり、縦軸には流量制御弁3のストロークSをとって、
弁開度−弁ストロークの特性曲線コクを示している。ブ
ロックl乙によりVが求まると流量制御弁3の弁開度は
AV=Q2/vで求められる。弁開度A7が求まると流
量制御弁30ストロークSが求められる。
とり、縦軸には流量制御弁3のストロークSをとって、
弁開度−弁ストロークの特性曲線コクを示している。ブ
ロックl乙によりVが求まると流量制御弁3の弁開度は
AV=Q2/vで求められる。弁開度A7が求まると流
量制御弁30ストロークSが求められる。
この弁ストロークSは制御装置?より信号として出され
るのでドライノ々tgにより増幅して流量制御弁3を動
作させる。
るのでドライノ々tgにより増幅して流量制御弁3を動
作させる。
尚、以上の手順はポンプ性能が定まると一義的に決定さ
れるため、Qt ””N + Qi〜Sの関係を表とし
て纏め項目0)から項目(2)の弁ストロークSを求め
るまでの手順を省略してもよい。
れるため、Qt ””N + Qi〜Sの関係を表とし
て纏め項目0)から項目(2)の弁ストロークSを求め
るまでの手順を省略してもよい。
第を図は本発明の装置の制御ブロック図である。上述し
た処は希薄液流量Qlを設定するとポンノ回転数Nが求
まり、又ストロークSの移動量も決定する。従って希薄
液流量設定器33の設定値Q1が入力されるとポンプ回
転数の関数発生器36は既にのべたよりにしてポンプ回
転数N=f(Qt)を求めてNに相当する信号を2ンf
lの制御装置3gに送り制御装置3gはモータSを制御
してポンプlの回転数をNとする。
た処は希薄液流量Qlを設定するとポンノ回転数Nが求
まり、又ストロークSの移動量も決定する。従って希薄
液流量設定器33の設定値Q1が入力されるとポンプ回
転数の関数発生器36は既にのべたよりにしてポンプ回
転数N=f(Qt)を求めてNに相当する信号を2ンf
lの制御装置3gに送り制御装置3gはモータSを制御
してポンプlの回転数をNとする。
一方希薄液流量設定器35の設定値Qlが弁ストローク
の関数発生器37に入力されると5=f(Ql)にもと
すいて弁ストロークSに相当する信号が出力されドライ
バ7gを介して増幅されて弁駆動装置3bに入力され弁
ストロークSが調整される。
の関数発生器37に入力されると5=f(Ql)にもと
すいて弁ストロークSに相当する信号が出力されドライ
バ7gを介して増幅されて弁駆動装置3bに入力され弁
ストロークSが調整される。
以上によってポンプ回転数N、弁ストロークSが調整さ
れる。
れる。
第5図は第グ図の開ループ制御を閉ループとしたもので
ポンプ/の吐出側に圧力検出器コbをそして濃縮液の配
管に圧力検出器/9を配し、第5図の制御において圧力
検出器コb、/7が検出するポンプ吐出圧力Po、濃縮
液圧力P!を夫夫関数発生器3A、37へ送り、関数発
生器3A 、37にて計算されであるポンプ吐出圧力P
o、濃縮液圧力P、との差を希薄液最大流量曲線コワ上
にあるようにしてOに近づけるように制御する。第3図
において圧力検出器2b、/9の何れか一つのみ備え、
開閉両ループを含むように構成してもよい。
ポンプ/の吐出側に圧力検出器コbをそして濃縮液の配
管に圧力検出器/9を配し、第5図の制御において圧力
検出器コb、/7が検出するポンプ吐出圧力Po、濃縮
液圧力P!を夫夫関数発生器3A、37へ送り、関数発
生器3A 、37にて計算されであるポンプ吐出圧力P
o、濃縮液圧力P、との差を希薄液最大流量曲線コワ上
にあるようにしてOに近づけるように制御する。第3図
において圧力検出器2b、/9の何れか一つのみ備え、
開閉両ループを含むように構成してもよい。
以上により求めた最大希薄液流量QIIIIAXが許容
回収率γ” Qt / Qo以上なる場合がある。この
場合には許容回収率設定器を設け Q s MAX / Qo >γ の場合希薄液流量としてはQIMムXより若干小さい値
(IIMAXを求め、許容希薄液流量qlh&xが式
q I WAX / Q o≦γを満足するように
、許容最大希薄液流量CIIMAXを減じて行けばよい
。
回収率γ” Qt / Qo以上なる場合がある。この
場合には許容回収率設定器を設け Q s MAX / Qo >γ の場合希薄液流量としてはQIMムXより若干小さい値
(IIMAXを求め、許容希薄液流量qlh&xが式
q I WAX / Q o≦γを満足するように
、許容最大希薄液流量CIIMAXを減じて行けばよい
。
半透膜の許容回収率が原水組織を考慮し、製造者が決め
ている場合にはポンプ回転数Nが許容最大希薄液流量q
1MAIが定まれば一義的に定まるから N”” f
(CIIMAX )によりポンプ回転数Nを求め、弁ス
トロークSは該流量(IIMAIを用いてS ”” f
(qtMAりにより流量制御弁ioを制御すればよい
。
ている場合にはポンプ回転数Nが許容最大希薄液流量q
1MAIが定まれば一義的に定まるから N”” f
(CIIMAX )によりポンプ回転数Nを求め、弁ス
トロークSは該流量(IIMAIを用いてS ”” f
(qtMAりにより流量制御弁ioを制御すればよい
。
以上により所要希薄液流量Q1を得るように流量制御弁
3が調節される。実施例は系内圧力保持手段としてポン
プ吐出側下流端に開度調節可能なノズルと該ノズルによ
りの噴出液により動作スるペルトン水車を用いているが
、これに限られるものではなく単に流量制御弁あるいは
流量制御弁と逆転ポンプ等地のエネルギ回収手段を配し
てもよい。本発明の詳細な説明は供給溶液の状態量の圧
力PO1流量Qoを基にのべであるが、濃縮液体の圧力
Pus流量Q!は第2図のブロックllの曲線ココに示
すようにQ。IQIと対応しているから濃縮液体の状態
に基いて説明できることはいうまでもないところである
。
3が調節される。実施例は系内圧力保持手段としてポン
プ吐出側下流端に開度調節可能なノズルと該ノズルによ
りの噴出液により動作スるペルトン水車を用いているが
、これに限られるものではなく単に流量制御弁あるいは
流量制御弁と逆転ポンプ等地のエネルギ回収手段を配し
てもよい。本発明の詳細な説明は供給溶液の状態量の圧
力PO1流量Qoを基にのべであるが、濃縮液体の圧力
Pus流量Q!は第2図のブロックllの曲線ココに示
すようにQ。IQIと対応しているから濃縮液体の状態
に基いて説明できることはいうまでもないところである
。
本発明は半透膜を用いて溶液中の溶質を分離し希薄溶液
と濃縮溶液を得る膜分離装置において、溶液の加圧動作
をする遠心ポンプと半透膜と半透膜よりも濃縮液側下流
に系内圧力保持手段の制御装置のみを備え、制御装置は
遠心ポンプの性能曲線と溶液中の溶質の濃度と浸透圧の
関係から希薄もしくは濃縮溶液流量に見合う系内理論圧
力を算出して圧力保持手段への供給濃縮液圧力、濃縮液
流量により圧力保持手段を動作させる機能を備えかつ、
最も所要動力の少い最・大希薄液流量となるようなポン
プ回転数にする制御手段を備えたから、装置の構成数が
少く配管も簡単になり安価である。希薄液流量を設定す
れば自動的に系内圧力が制御されることになるので操作
性がよい。
と濃縮溶液を得る膜分離装置において、溶液の加圧動作
をする遠心ポンプと半透膜と半透膜よりも濃縮液側下流
に系内圧力保持手段の制御装置のみを備え、制御装置は
遠心ポンプの性能曲線と溶液中の溶質の濃度と浸透圧の
関係から希薄もしくは濃縮溶液流量に見合う系内理論圧
力を算出して圧力保持手段への供給濃縮液圧力、濃縮液
流量により圧力保持手段を動作させる機能を備えかつ、
最も所要動力の少い最・大希薄液流量となるようなポン
プ回転数にする制御手段を備えたから、装置の構成数が
少く配管も簡単になり安価である。希薄液流量を設定す
れば自動的に系内圧力が制御されることになるので操作
性がよい。
第1図は従来例のフローシート、第一図は本発明の実施
例のフローシート、第3図はポンプの制御線図、第弘図
、第S図は制御ブロック図である。 /・・・2ンゾ、2h、2b・・・圧力検出器、3・・
・流量制御弁、3b・・・弁駆動装置、ダ・・・半透膜
、7・・・水車、ざ・・・駆動モータ、り・・・制御装
置、/q・・・圧力検出器、3t、3り・・・関数発生
器、3ざ・・・t61J御装置。 特許用願人 株式会社荏原製作所 代理人 新 井 −部 第1図 第4図 第5図
例のフローシート、第3図はポンプの制御線図、第弘図
、第S図は制御ブロック図である。 /・・・2ンゾ、2h、2b・・・圧力検出器、3・・
・流量制御弁、3b・・・弁駆動装置、ダ・・・半透膜
、7・・・水車、ざ・・・駆動モータ、り・・・制御装
置、/q・・・圧力検出器、3t、3り・・・関数発生
器、3ざ・・・t61J御装置。 特許用願人 株式会社荏原製作所 代理人 新 井 −部 第1図 第4図 第5図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 l 半透膜を用いて溶液中の溶質を分離し希薄溶液と濃
縮浴法な得る膜分離装置において、供給溶液の加圧動作
をする遠心ポンプと、遠心ポンプの回転数を制御する手
段と、半透膜と、半透膜より濃縮溶液流量流忙配した系
内圧力保持手段、及び系内圧力保持手段の制御装置を備
え、ポンプの回転数を制御する手段並びに系内圧力保持
手段の制御装置が遠心ポンプの各回転数に於ける性能曲
線と溶液中の溶質の濃度・ど浸透圧の関係から設定”さ
れた希薄もしくは濃縮溶液流量に見合うポンプ回転数と
系内理論圧力の関係を算出する機能を備えたことを特徴
とする半透膜による物質分離装置。 ユ 半透膜を用いて溶液中の溶質を分離し希薄溶液と濃
縮溶液を得る膜分離装置において、供給溶液の加圧動作
をする遠心ポンプと、遠心ポンプの回転数を制御する手
段と、供給液体あるいは濃縮液体の圧力検出手段と、半
透膜と、半透膜より濃縮溶液側下流に配した系内圧力保
持手段及び系内圧力保持手段の制御装置を備え、ポンプ
の回転数を制御する手段並びに系内圧力保持手段の制御
装置が遠心ポンプの各回転数に於ける性能曲線と溶液中
の溶質の濃度と浸透圧の関係から設定された希薄もしく
は濃縮溶液流量に見合うポンプ回転数と系内理論圧力を
算出し、圧力検出手段の指示値が系内理論圧力と等しく
なる様に圧力保持手段を調節する制御回路を備えた半透
膜による物質分離装置。
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7467383A JPS59199004A (ja) | 1983-04-27 | 1983-04-27 | 半透膜による物質分離装置 |
EP84901424A EP0142567B1 (en) | 1983-04-11 | 1984-04-10 | Control apparatus for reverse osmosis process system |
US06/668,521 US4772385A (en) | 1983-04-11 | 1984-04-10 | Control for use with reverse osmotic treatment system |
PCT/JP1984/000180 WO1984004049A1 (en) | 1983-04-11 | 1984-04-10 | Control apparatus for reverse osmosis process system |
GB08426165A GB2146263B (en) | 1983-04-11 | 1984-04-10 | Control apparatus for reverse osmosis process system |
DE3490181A DE3490181C2 (ja) | 1983-04-11 | 1984-04-10 | |
DE19843490181 DE3490181T1 (de) | 1983-04-11 | 1984-04-10 | Steuerung zur Verwendung bei einem umgekehrten osmotischen Behandlungssystem |
CA000451806A CA1233128A (en) | 1983-04-11 | 1984-04-11 | Control for use with reverse osmotic treatment system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7467383A JPS59199004A (ja) | 1983-04-27 | 1983-04-27 | 半透膜による物質分離装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59199004A true JPS59199004A (ja) | 1984-11-12 |
JPH0350573B2 JPH0350573B2 (ja) | 1991-08-02 |
Family
ID=13553975
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7467383A Granted JPS59199004A (ja) | 1983-04-11 | 1983-04-27 | 半透膜による物質分離装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59199004A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60235604A (ja) * | 1984-05-08 | 1985-11-22 | Kurita Water Ind Ltd | 逆浸透膜分離装置 |
JPS6186903A (ja) * | 1984-10-03 | 1986-05-02 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 限外ろ過装置 |
JPS62121667A (ja) * | 1985-11-22 | 1987-06-02 | Iijima Seimitsu Kogyo Kk | 半透膜を用いた遠心式連続濾過装置 |
JPS6295702U (ja) * | 1985-12-02 | 1987-06-18 | ||
JPS6295701U (ja) * | 1985-12-02 | 1987-06-18 | ||
JPS62237988A (ja) * | 1986-04-07 | 1987-10-17 | Tamura Seisakusho Co Ltd | 廃水処理方法 |
JP2013128874A (ja) * | 2011-12-20 | 2013-07-04 | Kayaba System Machinery Kk | 海水淡水化装置 |
-
1983
- 1983-04-27 JP JP7467383A patent/JPS59199004A/ja active Granted
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60235604A (ja) * | 1984-05-08 | 1985-11-22 | Kurita Water Ind Ltd | 逆浸透膜分離装置 |
JPS6186903A (ja) * | 1984-10-03 | 1986-05-02 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 限外ろ過装置 |
JPS62121667A (ja) * | 1985-11-22 | 1987-06-02 | Iijima Seimitsu Kogyo Kk | 半透膜を用いた遠心式連続濾過装置 |
JPS6295702U (ja) * | 1985-12-02 | 1987-06-18 | ||
JPS6295701U (ja) * | 1985-12-02 | 1987-06-18 | ||
JPS62237988A (ja) * | 1986-04-07 | 1987-10-17 | Tamura Seisakusho Co Ltd | 廃水処理方法 |
JP2013128874A (ja) * | 2011-12-20 | 2013-07-04 | Kayaba System Machinery Kk | 海水淡水化装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0350573B2 (ja) | 1991-08-02 |
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