JPS61271002A - 水溶液の蒸発濃縮装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は廃水などの水浴″ｇを蒸気再圧縮法で濃縮処理
する水溶液の蒸発濃縮装置に関するものである。

〔従来の技術〕

廃水を蒸気再圧縮法で濃縮し、蒸発した水蒸気を凝縮さ
せて清浄水として再利用する廃水処理装置の蒸発器は通
常竪型のものが使用されている。したがってどうしても
背丈が高くなる欠点がある。すなわち屋内に設置する場
合、通常の建屋には収納できず、蒸発器に合わせて、特
別に建屋を設計しなければならず、建屋の建設費が割高
となる。そのため、最近、背丈の低い蒸発装置に対する
要求が多くなってきている。

蒸発器の高さを低くするためには蒸発器のチューブを横
形とする横形シェルアンドチューブ式蒸発装置とする必
要がある。すなわち、通常使用されている管外蒸発型の
「液浸型」か「薄膜式」の蒸発器が採用される。しかし
ながら、スケールが生成する場合にはこの方式では掃除
がし難いという欠点がおる。特に晶析まで行わなければ
ならない場合には採用困難である。そのため、スケール
が付着し難く、且つ、スケールを除去し易い廃水処理シ
ステムとしては、従来からある第２図に示すようなシス
テムを採用せざるを得ない。以下第２図に基いて従来例
を説明する。

原液はポンプ４１．４１１によ）配管４２、四方弁４３
を通り、顕熱熱交換器４４に送られ４４の管５７の外側
で凝縮する蒸気で加熱され温度、圧力ともに上昇する。

そして配管４５、四方弁４３、配管４６を通）、フラッ
シュタンク４７内の減圧穴４８から、フラッシュタンク
内部に吐出され、一部蒸気が発生し、該蒸気は配管４９
から蒸気圧力上昇装置であるプロワ−５０に吸込まれ圧
縮され吐出管３１を通夛、前記熱交換器４４に送られ、
原液を加熱しポンプ５２によシ外部に排出される。一方
フラッシュタンク４７内で蒸気の発生によシ濃くなって
一部結晶の析出している濃溶液はポンプ５５．５５’に
よシ分離機５４に送シ、分離された固形分を外部に取〕
出す。残部の液はバランスタンク５５を経由しポンプ４
１’によシ再び配管４２側に戻す。また、熱交換器４４
における液の温度上昇を少なくするため、バイパス管５
６よシフラッシュタンクからの濃溶液を配管４２に流す
ようにして熱交換器４４内を通る流量を多くするように
している。

このシステムにおいては熱交換器４４では被加熱液がチ
ューブ内を液状で流れるので、スケールが付き難く、掃
除も簡単であシ且っチューブ自動洗浄システムを採用し
やすいという長所がある。すなわち第２図において、四
方弁の仕切シの位置が実線の位置になっているときは、
熱交換器チューブ５７内の流れは左から右側に流れるよ
うになっている。そして、チューブ内には掃除用プラク
５８が挿入されていてチューブ向流れの動圧によシ、該
ブラシは同じく左から右側に流れるので、スケール付着
を防止スルように作用する。ブラシが最右端にくると、
ブラシは多数の穴のあいたチューブ保持器５９に保持さ
れる。そして一定時間後、自動または手動にて四方弁を
切シ替え四方弁の仕切シの位置を点線の位置とするとと
によシ、チューブ内の被加熱液の流れ方向は反対方向と
なる。従ってチューブ保持器５９内に保持されていたブ
ラシは動圧によシチューブ内を掃除しながら右から左方
向に流れ、チューブ保持器６ｏに保持される。この四方
弁の切夛替えによシチューブ内面のスケール付着は防止
できる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第２図に示す従来の装置においては被加熱液は熱交換器
のチューブの内側を流れるので、掃除も簡単であり、且
つ掃除を自動化することも容易である。しかしながら、
この形式の装置には次のような大きな欠点があシ、実用
化までは至っていない。すなわち、熱交換器４４を通る
液の流量を多くすると循環用ポンプ５３の所要動力が大
きくなシ、流量を少なくすると熱交換器出入口における
被加熱液の温度差が大きくなる。この温度差が大きくな
ると当然ブロワ−の動力が大きくなる。

本発明の目的は上記欠点を除去したシステム、すなわち
、 （１）循環用ポンプ動力が少ないこと （２）　　ブロワ−所要動力も少ないこと（３）スケー
ル掃除が容易であること （４）背丈が低いこと の条件を同時に満足する廃水処理等における水溶液蒸発
濃縮装置を提供することである。

〔問題点を解決する手段〕

本発明は、上記の問題点を解決するためのもので、第一
熱交換器２４、該第一熱交換器で発生した蒸気を加圧す
る蒸気圧力上昇装置３１、第二熱交換器４、第二熱交換
器の被加熱流体下流側に設けたフラッシュタンク７、ポ
ンプ及びこれらの機器を接続する経路を備え、前記第一
熱交換器２４はチューブ３２が被蒸発液に浸される液浸
形蒸発器であり、該チューブ内側に前記蒸気圧力上昇装
置３１からの吐出蒸気の少なくとも一部が供給され、被
蒸発液を加熱すると共に凝縮するように構成され、前記
第二熱交換器４は前記第一熱交換器２４で濃縮された中
間濃縮液の一部または全部をチューブ内側に通ナシエル
アンドチューブ式熱交換器であり、該チューブ外側に前
記蒸気圧力上昇装置３１からの吐出蒸気またはボイラか
らの蒸気が供給され前記中間濃縮液をさらに加熱すると
共に凝縮するように構成され、前記蒸気圧力上昇装置３
１は前記第一熱交換器２４の蒸発蒸気を吸入し加圧する
如く構成されており、かつ、前記第二熱交換器４で加熱
された中間濃縮液が、フラッシュタンクで更に濃縮され
、濃縮液となシ系外に一部とり出され、残りの濃縮液は
濃縮液循環経路を通り、再び第二熱交換器４に送られる
ように構成されている水溶液の蒸発濃縮装置である。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図は補助蒸気を全く使用しない場合の７０−シート
を示すものである。原液は配管２１からポンプ３０によ
り供給され、熱交換器２３で予熱された後、蒸発器２４
に供給される。蒸発器２４は水平チューブ内に蒸気を通
ナシエルアンドデユープ式液浸形の蒸発器である。原液
はこの蒸発器内で、チューブ３２内を流れる蒸気によシ
加熱濃縮されて濃くなった液（以下この液を中間濃縮液
とよぶ）は配管２５を通り、いったんタンク２６に蓄え
られる。なお、この配管２５には流量調節弁２７が備え
られておシ。

蒸発器内の水位が一定水位となるよう制御されている。

また配管２５にはこの配管内を流れる液の濃度を検出す
る濃度検出器２８が取りつけられていて、この部分を流
れる液の濃度が一定値となるように調節弁２９によシ、
バイパス配管２２を流れる中間濃縮液のバイパス流量を
コントロールするようになっている。一方蒸発器２４内
で蒸発した蒸気はブロワ−３１で圧縮されてその一部は
前記蒸発器の加熱チューブ３２内に供給され原液を加熱
すると共に凝縮する。

凝縮した凝縮水は熱交換器２３で冷却された後いったん
凝縮水タンク３３に蓄えられ、ポンプ３４によシ、外部
に排出される。

ま九タンク２６に蓄えられた中間濃縮液はポンプ１．１
１により配管２、四方弁５よシ、顕熱熱交換器４の管内
に送られ、該管外で凝縮するブロワ−３１からの蒸気で
加熱さ？’１度、圧力ともに上昇する。そして配管５、
四方弁３、配管６を通り、フラッシュタンク７内の減圧
穴８からフラッシュタンク内部に吐出され、一部蒸気が
発生し、該蒸気は真空装置１２によシ配管１１を通シ外
部に放出される。一方蒸気発生によシ濃縮され一部結晶
の析出している濃溶液はポンプ１５．１３’によシ固液
分離器１４に送られ、固形分を外部に取シ出し、残液は
バランスタンク５５を経由しポンプ１′によシ再び配管
２側に戻される。また、熱交換器４における管内液の温
度上昇を少なくするため、バイパス配管１６によシフラ
ッシュタンクからの濃縮液を配管２に流すようにして熱
交換器内を通る流量を多くするようにしている。この装
置では熱交換器４において被加熱液がチューブ内を液状
で流れるので、スケールが付き難く、掃除も簡単でお）
且つ薬洗によらないチューブ自動洗浄システムを採用し
やすいという長所がある。すなわち第１図において、四
方弁５の仕切シの位置が実線の位置にちるときは、熱交
換器のチューブ１７内の液の流れは左から右側に流れる
ようになっている。そして、チューブ内には掃除用ブラ
シ１８が挿入されていてチューブ向流れの動圧により、
ブラシは同じく左から右方向にチューブ内を掃除しなが
ら流れるので、スケール付着を防止するように作用する
。ブラシが最右端にくると、ブラシは多数の穴のあいた
チューブ保持器１９に保持される。そして一定時間後、
自動または手動にて四方弁を切り替え、四方弁の仕切シ
の位置を点線の位置とすることによシ、チューブ内の被
加熱液の流れ方向は前と反対方向となる。従って、チュ
ーブ保持器１９内に保持されていたブラシは動圧によシ
、チューブ内を掃除しながら右から左方向に流れ、チュ
ーブ保持器２０に保持される。この四方弁の切シ替えに
よシチューブ内面のスケール付着は防止できる。

また熱交換器４に供給される蒸気は前記ブロワ−３１の
吐出管から一部分岐して供給されるようになっている。

ただし、第一の熱交換器すなわち蒸発器２４で濃縮され
る濃度は、通常結晶の生じない濃度にコントロールされ
ているが、原液の種類によってはこの濃度が薄い場合が
ある。このような場合はブロワ−３１からの蒸気だけで
は足シない場合があるがこの場合は外部のボイラからの
蒸気を供給すればよい。

〔発明の効果〕

本発明の装置は前述の構成となっているので、下記のよ
うな優れた効果が生ずる。

（１）大部分の濃縮は第一熱交換器で行われるので、第
二熱交換器における交換熱量は少なく、従って中間濃縮
液の流量すなわち循環ポンプ１５の動力は少なくてすむ
。（ポンプ１を流れる中間濃縮液の流量は原液の５％程
度の場合が多い。） ｆ２１　　また同様の理由によシ、第二熱交換器４に供
給すべき蒸気量は少ないので、通常の廃水処理システム
では、補助蒸気が不要でおυ、かつ、ブロワ−３１の所
要ヘッドが少ないので所要動力も少なくてよい。

（３）スケールの生じやすい第二熱交換器はチューブ内
が水溶液側なので掃除し易く、且つスケール除去のため
、熱交換器チューブ内流速を利用した自動洗浄システム
を容易に採用することができる。

（４）熱交換器の背の高さを低くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の一実施例のフロー図、第２図は
従来例を説明するためのフ四−図である。 ３・・四方弁、４・・第二熱交換器、７・・フラツ７ユ
タンク、１４・・固液分離器、１７・・チューブ、１８
・・ブラシ、２１・・原液導入管、２３・・書＝熱交換
器、２４・・蒸発器、３１・・ブロワ−１２６・・中間
濃縮液タンク

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第一熱交換器２４、該第一熱交換器で発生した蒸気
   を加圧する蒸気圧力上昇装置３１、第二熱交換器４、第
   二熱交換器の被加熱流体下流側に設けたフラッシュタン
   ク７、ポンプ及びこれらの機器を接続する経路を備え、
   前記第一熱交換器２４はチューブが被蒸発液に浸される
   液浸形蒸発器であり、該チューブ内側に前記蒸気圧力上
   昇装置３１からの吐出蒸気の少なくとも一部が供給され
   、被蒸発液を加熱すると共に凝縮するように構成され、
   前記第二熱交換器４は前記第一熱交換器２４で濃縮され
   た中間濃縮液の一部または全部をチューブ内側に通すシ
   ェルアンドチューブ式熱交換器であり、該チューブ外側
   に前記蒸気圧力上昇装置３１からの吐出蒸気またはボイ
   ラからの蒸気が供給され前記中間濃縮液をさらに加熱す
   ると共に凝縮するように構成され、前記蒸気圧力上昇装
   置３１は前記第一熱交換器２４の蒸発蒸気を吸入し加圧
   する如く構成されており、かつ、前記第二熱交換器４で
   加熱された中間濃縮液が、フラッシュタンク７で更に濃
   縮されて濃縮液となり、系外に一部とり出され、残りの
   濃縮液は濃縮液循環経路を通り、再び第二熱交換器４に
   送られるように構成されている水溶液の蒸発濃縮装置。 ２、前記第２熱交換器がチューブ内流速を利用した洗浄
   装置により洗浄可能となつている特許請求の範囲第１項
   記載の水溶液の蒸発濃縮装置。 ３、前記中間濃縮液が、溶質の析出濃度以下の濃度に制
   御されている前記特許請求の範囲第４項または第２項記
   載の水溶液の蒸発濃縮装置。