JPS62136201A

JPS62136201A - 液膜流下式蒸発装置

Info

Publication number: JPS62136201A
Application number: JP60275929A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Ashino; 芦野　幸弘; Kazuo Okumura; 奥村　和男
Original assignee: KIMURA KAKOKI KK; Kimura Chemical Plants Co Ltd
Current assignee: KIMURA KAKOKI KK; Kimura Chemical Plants Co Ltd
Priority date: 1985-12-10
Filing date: 1985-12-10
Publication date: 1987-06-19

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一般に熱回収を行う蒸発器に関し、とくに各種
の熱源から複数の蒸発器によって熱回収をはかり、蒸発
、蒸留などを行う装置に関するものである。

従来の技術蒸留塔の塔頂ベーパの有する熱をリボイラーや他の蒸留
塔の熱源として回収することは行われており、各種の有
機ベーパが発生する情況では、各種ごとに蒸発器を併設
しここで熱交換を行わせてその保有熱を回収し、蒸発器
には適宜に液を供給してその蒸発または蒸留を行うよう
にしている。

蒸発器には各種の形式のものがあるか、広く用いられる
ものとして液膜流下式のものがあり、シェルとチューブ
で構成される熱交換器のシェル側に熱源を供給し、被処
理液を蒸発、蒸留させ、循環をくり返して′　　　　゛
　　濃縮液を生産品として得ることも行われ、熱源側へ
の自己蒸発熱の回収としても有用である。被処理液の例
としては水溶液有機溶剤などが挙げられる。

発明が解決しようとする問題点異なる蒸留塔の塔頂ペーパから蒸発器を使用して熱を回
収しようとする場合、複数の蒸発器を必要とし、それぞ
れに付帯設備としてモノ４レータ、循環ポンプ、配管、
それらに伴う計装類などが必要である。また、それらの
運転のためには、設置のための所要面積の外に作業スペ
ースをも必要とし、結局単基の設置費用とスペースがそ
のまま基数だけ倍加される。

また蒸発器として液膜流下式の熱交換器を形成するもの
を使用するときには器体は竪形のものとなって、各蒸発
器ごとに自立する罠十分な構造強度を持たねばならない
。

総じて各蒸発器についてそれぞれに設置のためのスペー
スと費用がかかるだけです＜、個々の処理能力が小さく
、総合能力を発揮しにくい。

複数の蒸発器を連続させるのではなく、１基の液膜流下
式蒸発器の伝熱管を通常のものより長くすることでかか
る問題を解決することも行なわれている。

しかし、伝熱管が長くなると濃縮の場合に下方に流下す
るに従つ′ｃ濃度が高くなり、ＢＰＲの上昇、液粘度の
上昇、いわゆる膜され等の問題を生じ、操作上にも困難
な点を生じる。

また、液膜流下式の伝熱管は通常長くても１０〜１５ｍ
程度であり、必要伝熱！！］積を得るためには管径か大
きくなるから、例えば、該伝熱管の長さを２０〜３０ｍ
にした場合、ねじれ、たわみ等を生じ易くなり、製作上
にも困難な点を生じる。

間甥点を解決するための手段本発明は、ことなる蒸留塔の塔頂から出る有機ペーノＪ
？から熱回収を行うような場合にそれぞれに設置する蒸
発器を１基の蒸発器Ｋまとめて設置し、この蒸発器に、
複数の蒸発器ごとに要する付帯設備に相当する一連の設
備を設けることによって、各蒸発器に必要とされる設置
スペースと付帯設備に要する費用を低減させながら上下
竪形の利点を活用することを要旨としている。ここで各
蒸発器は個々にＶｙｉ、膜降下式の熱又換器を形成して
おり、これらを竪に多段の大型単体の蒸発器となるよう
に連設し、被処理液を上方から順に蒸発器に供給し、各
段において熱交換によって塔頂ペーパの熱を回収するよ
うに構成して蒸発装置としたものである。その際に各蒸
発器は単なる槓み重ねでなく、長尺のものを分割して各
機能を完全にすることにも対石しており、上下の接続に
あたって気准分離室に独特の構成を採用するとともにｇ
膜流下式の特性を活用したことを特徴とし、単体の装置
で複数の熱源から熱を回収できる蒸発装置を提供するも
のである。また、上下に連設する蒸発器を多重効用に構
成するときには熱源の採用にも各種の対応の可能性を含
んでいるものである。

実施例本発明の蒸発装置を図面に示す実施例にもとづいて詳細
に説明する。

図において１は本発明の蒸発装置の本体であって竪長形
の円筒胴体で形成されて下方にセパレータ２を有し、さ
らに下方の支持脚部３によって基礎３１上に設立されて
いる。脚部３はスカートの形状に構成しセパレーター２
の下部の鏡板２１の位置で装置全体を支持し、二重のベ
ースプレート３２を介して強固に基礎３１に固定されて
自立構造となっている。セパレーター２は本体１より大
径に形成した槽状体で上部の円錐部２２によって本体１
を垂直に支持し、内部にはミストセパレータ２３を有し
て、全体の気液分離室を形成している。

本体１は本実施例では上部、中間部、下部の３部の蒸発
器４．５．６からなり、それぞれの上部に水平の管板１
１．１２．１３を有し、各管板は本体１の隔壁をも兼ね
、管板１１と１２．１２と１３及び１３以下の部分にお
いて本体１の胴部内を３分するとともに胴体をも３分し
、それぞれを蒸発器４．５．６のシェルとしている。

蒸発器４では上部管板１１と下方の管板４１との間に多
数の伝熱管４２を立設し、シェルの上方には第１の熱源
ペーパのダクト４３が接続されて第１の加熱部を形成し
ている。４４はドレン配管である。

管板４１とその下方の管板１２との間には気液分離室４
５が形成される。この室内には分散機構Ｔが組込まれ、
このものは受板７１とその中央の開口Ｔ２と２か所の流
下口Ｔ３及び開口Ｔ２の上方の拡散板１４とから構成さ
れている。

蒸発器５において管板１２は下方の５１とともに多数の
伝熱管５２を支持しており、各伝熱管５２の上端は管板
１２を貫違し気液分離室４５内に臨ませてあり、その開
口部にはＶ型の切欠きノツチ５３を設けである。５４は
第２の熱源の接続ダクト、５５はドレン配管、５６は気
液分離室であって蒸発器４における構成に対応し、気液
分離室５６内の分散機構７も上記と同様である。

蒸発器６は最下段の蒸発器として示され、管板６１の下
方に上記形式の気液分離室を有せず直接セパレータ２に
通じている外は上記蒸発器５と同様であり、６２は伝熱
管、６３はその切欠きノツチ、６４は第３の熱源の接続
ダクト、６５はドレン配管である。

このようにして本体１は最上部、中間部、最下部内に順
に蒸発器を多段に設けてあり、各部に熱源を接続し、シ
ェル側から伝熱管を加熱するり一方、各熱源から熱エネルギーを回収する被処理液Ｆは
、本装置下方から循環ポンプ８により循環管路１４を経
て本体１０頂部１５に供給され、胴内に入って多孔板１
６によって分散させられ、管板１１上から多数の伝熱管
を流下する。

以上の装置の全体を以下では蒸発装置という。

被処理液Ｆは蒸発器４．５．６内を順次に流下し、七ノ
ぐレータ−２の底部２４から取出されてポンプ８に送ら
れて、１系統だけで蒸発装置内を循環する。この間に七
ノ９レータ２内で分離された蒸発ぺ−ＡＩは１１から抜
き出され、蒸発によって濃縮された液はセミ４レータ底
部１Ｂからポンプ１９によって抜き出され、濃縮液Ｐが
得られる。

本蒸発装置において、蒸留塔からの熱源の有機ペーパが
２種類であるときには、上記実施例における中間部の蒸
発器５にかかる構成が削除され、４種類以上になるとき
Ｋは蒸発器５の構成が繰返される。

例えば蒸発器４と５とが２重効用蒸発装置とし℃上下に
構成されているときには、気液分離室４５から抜出され
るペーパは第２効用の熱源として接続ダクト５４に供給
することができ、同様に気液分離室５６の発生ペーパを
第３の熱源として接続ダクト６４に供給すると、本蒸発
装置は多重効用蒸発装置を構成して、蒸留塔の組合わせ
と異る熱源の熱回収を行うこともできる。

このときの気液分離室４５内における構成は変化してく
る。即ち、第１図における分散機構Ｔは第２図のように
構成される。この例における分散機構７Ａは受板７１Ａ
と開ロア２Ａと流下管路７３Ａと多孔＆７４Ａとからな
っており、７１Ａは被処理液Ｆの液溜りを形成する水平
仕切板、７２Ａは気液分離室４５からの蒸発ペーパの流
出口、７３Ａは受板ｒｌＡのやや上方から被処理液を抜
き出しＵ型シールを形成したのち蒸発器５内の多孔版７
４Ａに導く流下管路であり、末端を多孔板７４Ａ上に臨
ませである。

流出ロア２Ａは蒸発器５の熱源ダクト５４に接続されて
いる。７５はデミスタ−である。

さらに、七ノ母レータ２から取出される最終蒸気は１Ｔ
の点から機械圧縮機に吸引させて昇圧昇温し、その出口
側を第１段の蒸発器４のダクト４３に接続して第１の熱
源とすることができる。

作　　　用本発明の作用を上述の装置の運転方法によって説明する
。

被処理液Ｆは製雪上部１５から蒸発器４に供給され、多
孔板１６によって分散させられて多数の伝熱管４２の内
面な液膜となって流下し、この間にシェル側に供給され
る第１の熱源４３によって加熱されて昇温、蒸発する。

下方の気液分離室４５に流下した昇温液及びペーパは、
伝熱管４２の下端から分散機構１の毛喜卓４笠型の拡散
板Ｔ４にあたって分散し、開口Ｔ２に落ちることなく流
下口Ｔ３に流れて管板１２上におち液溜りを形成する。

この液面が上昇すると管板１２を貫違する伝熱管５２の
切欠きノツチ５３をオーバーフローし、次段の蒸発器５
に液膜となって流下する。熱源のペーパは熱交換後に凝
縮し、ドレン配管４４から排出されて蒸留塔の留分とな
り、保有熱は回収されている。

一方、伝熱管４２内のペーパは開口Ｔ２から伝熱管５２
内を均一に、流下する液の流れを乱すことなく流下する
。

蒸発器５における第２の熱源５４による加熱と被処理液
の蒸発は蒸発器４内の作用と同様であり、最下段の蒸発
器６内でも同様に理解されてよい。

セ／４’レータ２内では気液分離が行われ、蒸発ペーパ
は１Ｔから抜出され、濃縮された液はセパレータ下部に
溜り、底部２４から取出され、ポンプ８によって循環管
路１４に送られて蒸発装置内を循環し、循環をくり返し
て十分蒸発し、または濃縮されると、セパレータ２の底
部１８から抜き出され、被処理液Ｆはその抜出しに見合
って補給される。

各段の蒸発器に設けた気液分離室４５．５６内では分散
機構Ｔによって有効に気液分離され、液分は多数の伝熱
管に分散され、蒸発ペーパによって液流れを乱されるこ
となく良好な液膜を形成する。

気液分離室で発生する蒸発ペーパは次段の熱源として供
給し、多重効用蒸発装置における有効な熱回収を行うこ
とができる。即ち、第２図に示す例では、蒸発器４をＭ
ｌ効用とし、蒸発器５を第２効用として上下に接続して
いるが、それらの内部圧は差を生ずるから、一旦仕切板
７１Ａによって液分を受け、Ｕ型シール７３ＡＫよって
圧力差を越えてから多孔版７４Ａで受け、ここで均等分
散させ、伝熱管５２内を流下させる。蒸発ペーパを第２
効用の熱源とすることはダクト５４の接続で達成される
。

発明の効果本発明は多棟の熱源から熱を回収する蒸発器　。

が液膜流下式の熱交換器を形成し、加熱部と気液分離室
を竪に形成したものを単一の円筒胴体を共通のシェルと
して竪に多段に連設し、対象とする被処理液を一連に循
環させて上段から下段へ順に熱交換させるように構成し
たから、各蒸発器に個々に設けられる付帯設備をすべて
廃してやや大型の設備に統合でき、裏作コスト設置スペ
ースを大幅に削減できる。

各蒸発器の多段連設は竪長形の装置を形成することにな
るが、構造設計によって十分対処する。

また各蒸発器における処理能力は大型の装置としてまと
められるから、各部の熱回収を集中して１基の被処理液
の処理にあてられ、総合能力として倍加されたものが得
られる。

本発明は成膜流下式蒸発装置の特徴を活かし、加うるに
多重効用蒸発装置としても有機的な多段結合を提供する
ものであるから、所期の目的の達成による貢献は極めて
大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の蒸発装置の好適な実施例を示し、第２
図は他の実施例における要部の説明図である。１　円筒形胴体、本体　２　セパレータ３　脚　部　　
　　　　４．５．６　蒸発器７　分散機構　　　　　８
　循環ポンプ１１．１２．１３　管板、１４　循環管路　　　　１６　多孔板４１．５１．６１　管板、４２．５２．６２　伝熱管５３．６３　切欠きノツチ４３．５４．６４　熱源接続ダクト、４５．５６　気液分離室

Claims

【特許請求の範囲】

（１）液膜流下式の蒸発器を複数基使用し、複数の熱源
から熱回収を行うようにした蒸発装置において、少くと
も１段の蒸発器は加熱部と気液分離室を上下に形成し、
この気液分離室は被処理液を伝熱管に分散させる分散機
構を有し、その下段の蒸発器の伝熱管を上方管板を貫通
してこの分離室に臨ませるとともに、その下方に接続す
る最下段の蒸発器の加熱部とともにすべてのシェル部を
共通の胴体に構成し、その下部にセパレータを設けて多
段の連設蒸発器とし、このセパレータから胴体上部に被
処理液の循環管路を構成するとともに、各構成加熱部に
はそれぞれ熱源を接続してなることを特徴とする液膜流
下式蒸発装置。
（２）複数の蒸発器は少くとも上下２段の多重効用蒸発
装置を構成し、第１効用の発生蒸気が次段の熱源である
特許請求の範囲第１項に記載の蒸発装置。
（３）蒸発器の下方の気液分離室に設けられる分散機構
は、開口を有する受板と、その上方の板拡散板とからな
る特許請求の範囲第１項に記載の蒸発装置。
（４）分散機構は仕切板と、Ｕ型シールを有する流下管
路と多孔板とを含む特許請求の範囲第２項に記載の蒸発
装置。