JPS61129002A - 高沸点処理液の濃縮工程における二重圧縮機による熱回収方法 - 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】 ［技術分野］ 本発明は濃縮プロセスで発生する蒸発蒸気の有効利用法
に関し、詳しくは、高沸点処理液を二段の濃縮工程に導
びいて高濃縮液として得るとともに、その濃縮工程での
二重圧縮機による熱回収方法に関する。

ここにいう「高沸点処理液」即ち沸点上昇の高い処理液
とは、仕上濃度における沸点上昇値が１０〜２０℃と比
較的高い原液を意味している。

［従来技術］ コークス炉ガスの湿式脱硫工程から排出される脱硫廃液
などで代表される高沸点処理液は、燃焼処理されるのに
先立って、スチーム加熱方式又は蒸発蒸気再圧縮方式を
用いて濃縮されるが、その際発生した蒸気は圧縮昇温さ
れ加熱源として利用されてから冷却水で冷却、凝縮され
ている、これを第４図に基づいて説明すれば次のとおり
である。

原液はライン１から蒸発缶１１に尋人される。

また、ライン１７からは蒸発蒸気が供給される。

原液は蒸発補助用蒸気と熱交換され一部が蒸発する。こ
の時、原液中の溶存ガスは脱気して発生する水蒸気とと
もに圧縮機１２に吸収され圧縮昇温された後、加熱源と
して再度蒸発缶１１に供給される。

こうした蒸発蒸気再圧縮方式を採用する濃縮工程では、
水蒸気に同伴する溶存ガスを伝熱素子加熱側に滞留させ
ないで、連続的かつ確実に、蒸発缶１１からライン６を
通して系外に排出することが伝熱性能を維持する上で重
要である。このため、従来においては、ライン６から排
出されるベントガスをコンデンサー［３に導びくように
して、同伴する多量の水蒸気を凝縮した後、系外に放出
している。

なお、第４図において４は循環管路、３０は蒸発蒸気ラ
イン、４１．４２．４３はポンプ、　５１．５２゜５３
はコンデンセートライン、６１．６２は実液ラインであ
る。

しかしながら、かかる従来の手段によったのでは、多量
のコンデンサー用冷却水を必要とし、しかも、ベントガ
スに同伴する水蒸気のもつ熱量を系外に無駄に放出して
いるという不利益がある。加えて、沸点上昇値が１０〜
２０°Ｃと比較的高いような原液の濃縮処理においては
、前記のごとき蒸発蒸気を十分圧縮昇温させることか困
難である。

もっとも、本発明者らの案出した第３図に示したごとき
、圧縮機１２を用いた中間濃縮缶（蒸発缶）１６と中間
濃縮缶１６のベントガスを熱源とする高濃縮缶（蒸発缶
）１８との二段の濃縮工程を形成すれば、上記欠点が著
しく解消され、更に、圧縮機１２の軸動力の節減ももた
らされる。

だが、この方法においては、原液中の溶存ガスが多量に
ある場合には、中間濃縮缶１６における蒸発中に脱気さ
れたイナートガスを完全に系外に抜かねばならないので
、中間濃縮缶１６の熱収支が不足し、ライン１７からの
多量のメークアップ蒸気を投入する必要がある。また、
高濃縮缶１８の蒸発蒸気を真空系に排出するため、その
熱源を無駄に系外に放出している。

なお、第３図において２０はコンデンサー、４４゜４５
はポンプ、５４はコンデンセートライン、６３゜６４は
実液ラインである。

［目　　的］ 本発明は、上記第３図の発明に改良を加えたものであっ
て、単段圧縮では扱えない程高い圧縮比を圧縮機に要求
することになる沸点上昇の高い原液（高沸点処理液）の
蒸発蒸気再圧縮方式による濃縮工程において、特に、高
濃縮缶で生じる蒸発蒸気を小型圧縮機を用いて有効利用
する方法を提供するものである。

［構　　　　成コ 本発明に係る高沸点処理液の濃縮工程における二重圧縮
機による熱回収方法は、大型圧縮機を備えた蒸発蒸気再
圧縮方式の中間濃縮缶（蒸発缶）で得られる中間濃縮液
を、蒸発蒸気再圧縮方式の高濃縮缶（蒸発缶）に導入し
、かつ、その高濃縮缶に該中間：９縮缶からのベントガ
ス又は小型圧縮機でさらに圧縮昇温されだ蒸発蒸気を導
入してそ九らの間で熱交換せしめ、得られた高濃縮液を
系外に取り出すとともに、該高濃縮缶で生じた蒸発蒸気
を直接又は小型圧縮機を通して該大型圧縮機へ供給する
ことを特徴としている。

以下に、本発明を添付の図面に基づきながら更に詳細に
説明する。

第【図は、中間濃縮缶２１からのベントガスの熱源を原
液の予熱用として利用し、高濃縮缶２３で得られた蒸発
蒸気を中間濃縮缶２１の熱源として利用し、及び、さら
に圧縮昇温しで再び高濃縮缶２３での熱源として利用す
る装置の系統図である。

原液はライン１から予熱器２５に供給され、中間濃縮缶
（蒸発缶）２１より排出したベントガスも、ライン［０
を通して、予熱器２５に供給される。予熱器２５はプレ
ート型若しくは多管式伝熱面に有する構造を呈している
。従って、予熱器２５において、原液はベントガス中の
同伴水蒸気と熱交換し昇温された後、ライン３を通して
中間濃縮缶２１へと導びかれる。

中間濃縮缶２１は、ライン９で導びかれた蒸発ペーパー
をリサイクルとして大型圧縮機２２で圧縮昇温しで加熱
蒸気として利用のもので、第４図に示した蒸発缶１１と
同様に、二枚の凹凸面をもったヒーティングエレメント
１５群が配設されており、ヒーティングエレメント１５
の内部には前記加熱蒸気が注入され、循環管路４により
上部ディストリビュータ１９から落下する原液がヒーテ
ィングエレメント１５の外面を流下することにより熱交
換が行なわれ、水分が蒸発して濃縮される。中間濃縮化
２１内で蒸発したペーパーはライン９で導出され、大型
圧縮機２２で圧縮昇温され加熱蒸気としてヒーティング
エレメント■５の内部に注入される。ヒーティングエレ
メント１５の外面を流下してきた中間濃縮液はライン５
により底部から抜き出され、高沸縮化２３へ導びかれる
。また、予熱器２５からは主としてイナートガスがライ
ン１４を通してゴンデンサ−２０に導びかれる。

一方、小型圧縮機２４でより圧縮昇温された加熱蒸気が
ライン１６を通して高沸縮化２３八と導入される。高沸
縮化２３は、中間濃縮化２１とほぼ同様な構造を有する
。蒸発蒸気再圧縮方式を採用した蒸発缶である。従って
、高沸縮化２３で中間濃縮液と加熱蒸気との熱交換が行
なわれ、得られた高濃縮液はライン８から系外に取り出
され名。また、蒸発したベーパーはライク７から抜き出
され大型圧縮機２２に送られる。

即ち、中間濃縮化２１及び高沸縮化２３からの蒸発蒸気
はともに大型圧縮機２２で圧縮昇温され、中間濃縮化２
１用熱源としてはそのまま利用され、沸点の高くなった
処理液（中間濃縮液）を扱う高沸縮化２３用熱源として
は小型圧縮機２４でさらに圧縮昇温しで利用される。

大型圧縮機２２と小型圧縮機２４とは相対的なちがいで
あり、能力にあった任意の容量のものの使用が可能であ
る。

なお、第１図において４６はポンプ、５５はコンデンセ
ートライン、６５．６６は実液ライン、７０は冷却水ラ
インである。

いま、第１図に示した装置を用いて、原液中の溶存ガス
量が１５０ｋｇ／ｈｒであって、ライン１０を通して中
間濃縮化２１から予熱器２５に送られるベントガスの温
度及び圧力がそれぞれ９５℃、７４０Ｔｏｒｒ、である
ならば、イナートガスに７６９ｋｇ／ｈｒの水蒸気が同
伴する。また、高沸縮化２３からは７００ｋｇ／ｈｒの
蒸気が蒸発し、大型圧縮機２２及び小型圧縮機２４で圧
縮昇温されて、高沸縮化２３で約６４４ｋｇ／ｈｒ分の
水蒸気が有効利用される。高沸縮化２３からはライン２
を通して約５６ｋｇ／ｈｒの水蒸気が排出される。

従って、ここではライン１０及び２を通して。

予熱器２５にイナートガスと約８２５ｋｇ／ｈｒ（＝７
６９ｋｇ／ｈｒ　＋５６ｋｇ／ｈｒ）の水蒸気が９５°
Ｃ，７４０Ｔｏｒｒ、の条件下で供給されることになる
。一方、予熱器２５から８０°Ｃ１７２０Ｔｏｒｒ、の
条件下で系外にベントガスを抜くとイナートガスに１２
５ｋｇ／ｈｒの水蒸気が同伴するので、予熱器２５では
約７００Ｊ／ｈｒの同伴水蒸気が熱源として有効利用さ
れたことになる。

このプロセスは、原液の予熱源として生蒸気以外にない
場合、もしくは自己発生コンデンセートを原液の予熱源
として利用してもなお多量の熱源が予熱用として必要な
場合に効果的である。

第２図は、中間濃縮化１６から排出されるベントガスの
熱源を中間濃縮液の濃縮用として利用し、高沸縮化１８
で得られた蒸発蒸気を原液の濃縮用熱源として利用する
装置の系統図である。

原液はうイン１から中間濃縮化１６に供給され中間濃縮
された後、ライン２６を通して高沸縮化１８に導びかれ
る。高沸縮化１８の熱源としては、ライン２７を通して
供給される中間濃縮化１６のベントガスが利用される。

ライン２６を通して高沸縮化１８に供給される処理液（
中間濃縮液）は、中間Ｓ縮化［６での蒸発中に脱気がな
された後なので、それに含まれる溶存ガスはほとんど零
に近いものとなっている。

従って、高沸縮化１８から発生する蒸発蒸気はイナート
ガスを殆んど含まない水蒸気であり、この蒸発蒸気の熱
量が有効に利用される。なお、第２図における中間濃縮
化１６、高沸縮化１８は第１図における中間濃縮化２１
、高沸縮化２３に相応し、かつ、それぞれ同じ構造を有
するものである。

いま、第２図に示した装置を用いて、原液中の溶存ガス
量が１５０ｋｇ／ｈｒであって、ライン２７を通して中
間濃縮化１６から得られるベントガスの温度及び圧力が
それぞれ９５℃、７４０　Ｔｏｒｒ、であり、また、ラ
イン２８を通して高沸縮化１８から得られるベントガス
の温度及び圧力がそれぞれ８０℃、　７２０　Ｔｏｒｒ
、であるならば、高沸縮化１８において約７００ｋｇ／
ｈｒの蒸発蒸気が発生することになる。そして、この蒸
発蒸気はライン２９を通して小型圧縮機２４で圧縮昇温
され、更に大型圧縮機２２に送り込まれて中間濃縮化１
６の熱源の一部として有効利用される。

この結果、小型圧縮機２４の軸動力分としての電力に加
えて、大型圧縮機２２の扱う蒸気量の増加に伴う軸動力
増加分としての電力増加となるが、ライン１７を通して
中間濃縮化１６に導入する蒸気量を著しく減少させるこ
とができるので、全体的にみれば効果の大幅なプラスと
なる。

これに対して、第３図に示した比較の装置においては、
ライン１から供給される原液中の溶存ガスが１５０ｋｇ
／ｈｒであって、ライン２７を通して中間濃縮化１６か
ら得られるベントガスの温度及び圧力がそれぞれ９５℃
、７４０　Ｔｏｒｒ、であるとイナートガスに７６９ｋ
ｇ／ｈｒの水蒸気が同伴する。一方、ライン３１を通し
て高沸縮化１８から８０℃、７２０　Ｔｏｒｒ、の条件
下で系外にベントガスを抜くとイナートガスに１２５ｋ
ｇ／ｈｒの水蒸気が同伴する。

この同伴水蒸気量の差である６４４ｋｇ／ｈｒ分の同伴
水蒸気の熱量が高沸縮化１８の熱源として有効利用され
、結果として、高沸縮化１８では約７００ｋｇ／　　。

ｈｒの蒸発がなされる。

だが、こうした比較手段によった場合には、ベントガス
の効果的熱回収並びに圧縮機１２の軸動力の節減がはか
れるという利点があるものの、既述のとおり、高沸縮化
１８で得られた蒸発蒸気を有効利用することなくその熱
源を無駄に系外に放出しているのみならず、ライン１７
を通して可成り多くのメークアップ蒸気を投入する必要
がある等の問題点が残されている。

本発明において、高沸縮化１８又は２３で得られた高濃
縮液は、燃焼して硫酸を回収するか１石膏を回収する等
公知の手段で処理される。

これまでは脱硫廃液を処理対象として説明しているが、
処理対象物がこれに限られないことは勿論である。濃縮
食品を希望する場合には前記の高濃縮液それ自体が製品
となる。

［効　　果］ 以上のように１本発明は小型圧縮機と大型圧縮機とをシ
リーズに接続した蒸発蒸気再圧縮方式の濃縮プロセスを
提供するものである。

かかる本発明によれば、高沸縮化で得られる蒸発蒸気の
もつ熱量、並びに、ベントガスのもつ熱量が有効に利用
しうるため、沸点上昇の大きな処理液（原液）であって
も低いランニングコストにより濃縮が可能である。

【図面の簡単な説明】

第り図及び第２図は本発明方法の実施に有用な装置に二
側を示す系統図、第３図は比較の装置を示す系統図であ
り、第４１ｍは従来法を説明するための系統図である。 １６、２１・・・中間濃縮化　　１８．２３・・・高沸
縮化２２・・・大型圧縮機　　　　２４・・・小型圧縮
機２５・・・予熱器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、大型圧縮機を備えた蒸発蒸気再圧縮方式の中間濃縮
   缶で得られる中間濃縮液を、蒸発蒸気再圧縮方式の高濃
   縮缶に導入し、かつ、その高濃縮缶に該中間濃縮缶から
   のベントガス又は小型圧縮機でさらに圧縮昇温された蒸
   発蒸気を導入してそれらの間で熱交換せしめ、得られた
   高濃縮液を系外に取り出すとともに、該高濃縮缶で生じ
   た蒸発蒸気を直接又は小型圧縮機を通して該大型圧縮機
   へ供給することを特徴とする、高沸点処理液の濃縮工程
   における二重圧縮機による熱回収方法。