JPS62136204A - 濃縮方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は希薄原液より高濃度溶液を得、もしくは結晶を
析出させるための濃縮方法、特にエネルギー効率を高め
るための濃縮方法に関するものである。

（従来の技術） 溶液を加熱沸騰し、溶媒だけを蒸発分離して溶液を濃縮
し、溶液中の溶質を結晶させて分離する蒸発および晶析
装置は、従来、専らスチームを熱源とする多重効用蒸発
缶が使用されたが、消費エネルギーを少くする目的で蒸
気圧縮式晶析装置や、この蒸気圧縮式を用いた硫安製造
方法等が開発され、特開昭５９−８２９０５号公報、特
開昭５９−１６２１２５号公報に先行技術として開示さ
れている。

しかしながらこれらの装置は、濃縮された液と外部から
供給された希薄原液が装置内で混合しているから、蒸発
させるため液の沸点上昇は大きくエネルギー効率は低い
。

（発明が解決しようとする問題点） 例えば希薄硫安溶液濃縮の場合、硫安の溶解度は７６．
３ｇ／ｌ００ｇ　（２０℃）であり、先行技術における
硫安原液濃度は２０〜３０重蚤％と供給原液は可成り濃
縮されているから、加熱器と上部蒸発缶を取付けた晶析
缶からなる先行技術では結晶化は可能であるが、希薄原
液から高濃度までこれらの装置のみで濃縮するには真人
なエネルギーを必要とし経済的に成り立たない。よって
希薄原液は他の用途に使うか、又□は廃棄されることが
多かった。

即ち、大量の排水を濃縮して固形分を結晶として取出す
場合、排水の濃度は１〜２％程度で沸点上昇、即ち塩が
溶解していることにより、ある温度の蒸発を起こさせる
のに、液をその温度より高くしなければならない上昇温
度分は１℃程度であるが、結晶が生じるような高濃度で
は沸点上昇は約ＩＯ℃に達する。蒸気圧縮式濃縮を行う
場合希薄液では、例えば５℃に相当する圧縮をすればよ
いのに、希薄液を高濃度液と混合した後、高濃度にする
には約１５℃に相当する圧縮が必要で多くのエネルギー
が必要である。

（問題点を解決するための手段） 上記に鑑み本発明は、従来廃棄していたような１重量％
程度の希薄原液からその大部分の水分を蒸発除去して結
晶を取得するため少ない動力および加熱蒸気により多量
の水分を蒸発除去し、例えば蒸発倍数２４．５という高
比率を保って溶液中の溶質を結晶させ分離する濃縮方法
であり、低温蒸気圧縮式濃縮缶と高温濃縮缶とを組合わ
せ、希薄原液を前記低温蒸気圧縮式濃縮缶で中濃度に濃
縮したのち前記高温濃縮缶に導いて高濃度に濃縮し、高
温濃縮缶で濃縮液から発生した涼気を低温蒸気圧縮式′
ａ縮缶に導いて、該濃縮缶を作動させるに必要な温度に
維持させるようにした’１７１ｉ縮方法を要舌とするも
のである。

（作用効果） 本発明においては、約１重量％の希薄原液を蒸気圧縮式
濃縮缶で蒸発させ、かつ発生蒸気を蒸気圧縮機で加圧昇
温しで前記濃縮缶の伝熱管を介して、原液に熱を与える
と同時に圧縮された蒸気は凝縮する。伝熱管内より取出
した凝縮水は熱交換によって２８９８縮缶に導入する原
液の予熱に利用する。

この蒸気圧縮式濃縮缶で生成した濃縮液は次に多重効用
高温濃縮缶の第１効用に導入され、外部より導入する加
熱蒸気によって蒸発濃縮し、該濃縮液及び発生蒸気は順
次第２効用へ移送され、第２効用から結晶を取得するが
、該第２効用の発生蒸気は蒸気圧縮式濃縮缶に導入して
該濃縮缶の温度維持に使用する。

このように本発明においては、高温濃縮缶の発生蒸気を
蒸気圧縮式濃縮缶の温度維持に使用したから、熱利用は
高効率的となり、高い蒸発倍数を維持でき、希薄原液か
らの結晶化が促進される。

前段の蒸気圧縮式濃縮缶では多量の希薄原液を小さな沸
点上昇で中濃度まで効率よ（濃縮し、効率の悪い高温濃
縮缶では少量の液を中濃度から高濃度に高めるようにし
て消費エネルギーが少なくなるようにしているので、総
合エネルギーの効率を高くすることができ省エネルギー
化に効果がある。

（実施例） 以下本発明の一実施例を添付の図面を参照して説明する
。

多重効用の高温？ｌ縮缶１と低１４Ｌ蒸気圧縮式濃縮缶
２が隣接して設けられていて、該低温蒸気圧縮式′ａ縮
缶は複数の伝熱管３が人口側ヘッダー４と出口側ヘッダ
ー５の間に架渡され、上部に希薄液の噴出装置６を備え
、蒸発室７と前記入口側ヘッダー４の連絡管８に蒸気圧
縮機９が設置されていて、出口側ヘッダー５は真空ポン
プ１０に連絡している。

高温濃縮缶ｌは、外部加熱蒸気管１１に連絡する加熱器
１２を有する第１効用１３と、該第１効用１３の発生蒸
気を管１４で導入する加熱管１５、および濃縮液導入管
１６を備えた第２効用１７よりなり、前記蒸気圧縮式濃
縮缶２の底部濃縮液溜１８はポンプ１９、管２０によっ
て第１効用１３の底部２１に連絡し、第２効用１７の蒸
発室は管２２によって蒸気圧縮式濃縮缶２の入口側ヘッ
ダー４に連絡して、この管２２によって導入される蒸気
により蒸気圧縮式濃縮缶２はその蒸発に適した温度に維
持される。第２効用下部の集塩器２３には遠心分離機２
４が連絡している。

上記の装置において、例えば発電所２５のイオン交喚樹
脂処理によって排出された１重量％程度の希薄硫安原液
が約２０℃を保って管２６から給水予熱器２７を通り、
後記凝縮水と熱交換して約６０℃まで予熱されたのち噴
出装置６より蒸１発室７内に噴出する。

一方、伝熱管３内には蒸気圧縮機９によって加圧昇温さ
れた蒸気、および第２効用１７の蒸発室で発生した約７
２℃の蒸気が管２２を経て導入され、伝熱管３の外面に
散布された希薄原液は前記蒸気にて加熱蒸発し、濃縮液
は底部濃縮液溜１８に溜まる°。この濃縮液はポンプ１
９、管２０を経て第１効用１３に導入され、加熱管１２
によって加熱蒸発し、濃縮液は管１６を通って第２効用
１７に入り、約９６℃の発生蒸気は管１４を経て第２効
用１７の加熱器１５に入り、この加熱器５は濃縮液を一
層高濃度に濃縮し、底部の集塩器２３では結晶が析出す
るから遠心分＃ａ２４によって母液より分離する。

第２効用１７で発生した約７２℃の蒸気は管２２を経て
低温蒸気圧縮式濃縮缶２の入口側ヘッダー４に導入され
、該低温蒸気圧縮式：ａ縮缶２の所定蒸発温度維持のた
めの補助加熱源として使用される。

前記低温蒸気圧縮式濃縮缶２における伝熱管内の凝縮水
は出口側ヘッダー５に流出し、ポンプ２８および給水予
熱器２７を通過したのち管２９を流れ、前記第２効用１
７の加熱器１５より流出し管３０を流れる凝縮水と合流
したのち発電所２５へ還流され、再処理を受けてボイラ
用水となる。各部における温度、処理量の実験結果は図
面に記載したとおりであった。

上記の説明では高温濃縮缶ｌは２重効用で示したが３重
効用以上の多重効用も使用できることは勿論であり、希
薄原液の種類は硫安に限らず、加熱により化学変化を起
さない限り、広（利用できる。

以上の説明で明らかなように、低温蒸気圧縮式蒸発缶で
希薄原液を中濃度に濃縮し、更に高温濃縮缶で高濃度に
濃縮し、高温濃縮缶で濃縮液から発生した蒸気を低温蒸
気圧縮代ゐ縮缶の所定蒸発温度維持に利用するようにし
たことで、エネルギー効率の向上は著しい。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例におけるフローシートである。 ■・・・高温濃縮缶、 ２・・・低温蒸気圧縮式濃縮缶、 ３・・・伝熱管、　　　　　６・・・噴出装置、７・・
・蒸発室、　　　　　　９・・・蒸気圧縮機、ｌＯ・・
・真空ポンプ、　　　１２・・・加熱器、１３・・・第
１効用　、　　　１７・・・第２効用、２３・・・集塩
器、　　　　２４・・・遠心分離機、２５・・・発電所
、　　　　２７・・・給水予熱器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 低温蒸気圧縮式濃縮缶と高温濃縮缶を組合せ、希薄原液
   を前記低温蒸気圧縮式濃縮缶で中濃度に濃縮したのち、
   前記高温濃縮缶に導いて高濃度に濃縮し、高温濃縮缶で
   濃縮液から発生した蒸気を低温蒸気圧縮式濃縮缶に導い
   て、該濃縮缶を作動させるに必要な温度に維持させるよ
   うにした濃縮方法。