TW201328983A - 濃縮含碘溶液的方法與裝置 - Google Patents

Abstract

一種濃縮含碘溶液的方法與裝置，係在含碘溶液中加入鹼，使含碘溶液的pH值提高至9以上；再將該含碘溶液通過一預熱熱交換器加熱後輸入一配備薄膜蒸發器的蒸發容器內，利用該薄膜蒸發器將含碘溶液的水份蒸發形成二次蒸汽，使該二次蒸汽進入一蒸氣噴射壓縮器和生蒸汽混合成混合蒸汽後再輸入該薄膜蒸發器內，該含碘溶液的水份經蒸發而成為濃縮溶液後被輸入一成品貯槽；將前述過剩的混合蒸汽導入一熱交換器，使該混合蒸汽被冷凝成水後輸入一冷凝水槽，且所述薄膜蒸發器產生的冷凝水亦導入該冷凝水槽，再將該冷凝水槽中的冷凝水輸送至該預熱熱交換器進行熱交換。本發明藉由前述的方法與裝置，可以充份回收利用含碘溶液被濃縮過程中的二次蒸汽潛熱，以及回收含碘溶液中的有用物質，達到節能減碳的優點。

Description

濃縮含碘溶液的方法與裝置

本發明涉及一種將含碘溶液加以濃縮，以利後續運輸、加工及再利用的方法及裝置。

偏光片是光學產品中的重要元件，其本身為含有聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)的膜片(FILM)；偏光片在生產的過程中需經過延伸(含浸染或染色)及水洗處理，處理過程中會產生廢水或廢液，該廢水或廢液中包括有具備可被利用價值的碘與硼，大量的含碘溶液(廢水或廢液)，若無回收不僅造成資源的浪費，同時也會對環境造成衝擊。

目前生產偏光片的廠商對於前述含碘溶液的處理方法通常是以事業廢棄物委託廢棄物清理公司處理，其處理方式是將含碘溶液以焚化方式處理，然而，基於物質不滅定律，經焚化後的碘並不會憑空消失，而是隨廢氣排放至大氣中，不僅扼殺了碘可被回收再利用的價值，而且形同將污染物轉移至空氣中，對環境是一大傷害。

本發明的主要目的，在於解決目前對於含碘溶液(廢水或廢液)的處理方式不環保，且扼殺了碘可被回收再利用的價值的問題。

本發明的特徵，是在含碘溶液中加入鹼使其pH值(酸鹼值)提高以避免碘蒸氣揮發，然後再將該含碘溶液預熱後輸入蒸發容器內，由薄膜蒸發器將蒸發容器內的含碘溶液中的水份進行蒸發，待形成濃縮溶液後予以貯存待回收再利用；此外，本發明的特點是利用蒸汽噴射壓縮器充份回收薄膜蒸發器蒸發含碘溶液產生二次蒸氣的潛熱，除提供予膜蒸發器再加熱外，並提供進行該濃縮製程中的預熱熱交換器，避免能量的浪費。

基於此，本發明提供的濃縮含碘溶液的方法，包括：在含碘溶液中加入鹼，使含碘溶液的pH值提高至9以上；再將前述含碘溶液通過一預熱熱交換器加熱後輸入一配備薄膜蒸發器的蒸發容器內，利用該薄膜蒸發器將含碘溶液的水份蒸發形成二次蒸汽，使該二次蒸汽進入一蒸氣噴射壓縮器和生蒸汽混合成混合蒸汽後再輸入該薄膜蒸發器，該含碘溶液的水份經蒸發而成為濃縮溶液後被輸入一成品貯槽；另外，將前述的一部分過剩混合蒸汽導入一熱交換器，使該混合蒸汽被冷凝成水後輸入一冷凝水槽，且所述薄膜蒸發器產生的冷凝水亦導入該冷凝水槽，再將該冷凝水槽中的冷凝水輸送至該預熱熱交換器進行熱交換。

本發明用來提高碘溶液之pH值的鹼，可以是NaOH或KOH。

為了使蒸發速度更快，本發明將薄膜蒸發器設於蒸發容器的保有水量上方。

本發明在蒸發容器內設置泵，利用該泵的運作使蒸發容器內的保有水量循環流動。

本發明蒸汽噴射壓縮器利用生蒸氣的壓力釋放為生蒸汽的流速時，產生負壓並吸入二次蒸氣，使蒸發容器的壓力小於一個大氣壓，可降低水的沸點，以達到節能炭減的效果。

本發明提供的濃縮含碘溶液的裝置，包括有一調理機；一連接該調理機的預熱熱交換器；一配備薄膜蒸發器且連接該預熱熱交換器的蒸發容器；一連接該薄膜蒸發器與蒸發容器的蒸氣噴射壓縮器；一連接該薄膜蒸發器的熱交換器；一連接該熱交換器、薄膜蒸發器與預熱熱交換器的冷凝水槽；以及一連接該蒸發容器的成品貯槽；藉由前述的裝置，含碘溶液在該調理機中被加入鹼並攪拌均勻後通過該預熱熱交換器加熱後輸入該蒸發容器內，利用該薄膜蒸發器將含碘溶液的水份蒸發形成二次蒸汽，使該二次蒸汽進入該蒸氣噴射壓縮器和生蒸汽混合成混合蒸汽後再輸入該薄膜蒸發器，該含碘溶液的水份經蒸發而成為濃縮溶液後被輸入該成品貯槽；前述的一部分混合蒸汽被導入該熱交換器，使該混合蒸汽被冷凝成水後輸入該冷凝水槽，且所述薄膜蒸發器產生的冷凝水亦導入該冷凝水槽，再將該冷凝水槽中的冷凝水輸送至該預熱熱交換器進行熱交換。

以下配合圖式及元件符號對本發明的實施方式做更詳細的說明，俾使熟習該項技藝者在研讀本說明書後能據以實施。

如第一圖所示，本發明提供的濃縮含碘溶液的裝置，其較佳實施例包括有一調理機1；一連接該調理機1的預熱熱交換器2；一配備薄膜蒸發器4且連接該預熱熱交換器2的蒸發容器3；一連接該薄膜蒸發器4與蒸發容器3的蒸氣噴射壓縮器5；一連接該薄膜蒸發器4的熱交換器6；一連接該熱交換器6、薄膜蒸發器4與預熱熱交換器2的冷凝水槽7；以及一連接該蒸發容器3的成品貯槽8。

其中，調理機1內設有至少一由馬達驅動的葉片(圖中未顯示)，含碘溶液W1被輸送進入調理機1內後，即依比例添加適量的鹼進入調理機1內，然後經葉片旋轉攪拌均勻後使含碘溶液W1的pH值提高到9以上，此一目的，係藉由高pH值的化學特性阻止溶液中的碘蒸汽揮發；所述的鹼可以是NaOH(氫氧化鈉)或KOH(氫氧化鉀)。提高pH值後的含碘溶液W1則通過預熱熱交換器2進行預先加熱，再輸送進入蒸發容器3內；含碘溶液W1先經預熱的目的，係提高含碘溶液進入蒸發容器3前的溫度使蒸發速度可以更快，提昇蒸發效率；蒸發容器3內必須維持一定量的含碘溶液W1(即保有水量)以維持運作，且蒸發容器3內設置泵(圖中未顯示)，利用泵的運作使蒸發容器3內的保有水量循環流動。

蒸氣噴射壓縮器5係連接至鍋爐產生的一次蒸汽稱為生蒸汽S1，生蒸氣S1通過蒸氣噴射壓縮器5時，因為生蒸汽的壓力大於一個大氣壓，根據白努力原理，釋放生蒸汽壓力同時，二次蒸汽S2端將形負壓，使二次蒸汽得以被吸入蒸汽噴射壓縮器5與生蒸汽S1混合為混合蒸汽S3後，被輸送至薄膜蒸發器4對含碘溶液W1進行加熱蒸發；為了使蒸發速度更快，薄膜蒸發器4最好設於蒸發容器3的保有水量上方，蒸發容器3內的含碘溶液W1中的水份經蒸發後形成二次蒸汽S2，使二次蒸汽S2進入蒸氣噴射壓縮器5和生蒸汽S1混合成混合蒸汽S3後，再使混合蒸汽S3輸入薄膜蒸發器4；含碘溶液W1的水份經蒸發後會提高濃度而成為濃縮溶液W2，進而從蒸發容器3的底部輸出至成品貯槽8。此外，本發明還進一步將薄膜蒸發器4內的過剩混合蒸汽S4導入熱交換器6，熱交換器6則從冷卻水入口61輸入冷卻水，讓冷水與過剩混合蒸汽S4進行熱交換，使得過剩混合蒸汽S4凝結成冷凝水W3而排入冷凝水槽7，吸收熱量後的冷卻水則從冷卻水出口62排出；另外，薄膜蒸發器4運作時產生的冷凝水W3亦導入該冷凝水槽7，冷凝水槽7中的冷凝水W3再輸送至預熱熱交換器2進行熱交換，最後再使冷凝水W3從預熱熱交換器2排出。

本發明利用前述的方法與裝置，可以充份回收再利用含碘溶液被濃縮過程中二次蒸汽的潛熱，以及回收含碘溶液中的有用物質，達到節能減碳與防止環境污染的目的。

以上所述者僅為用以解釋本發明之較佳實施例，並非企圖具以對本發明做任何形式上之限制，是以，凡有在相同之發明精神下所作有關本發明之任何修飾或變更，皆仍應包括在本發明意圖保護之範疇。

1．．．調理機

2．．．預熱熱交換器

3．．．蒸發容器

4．．．薄膜蒸發器

5．．．蒸氣噴射壓縮器

6．．．熱交換器

61．．．冷卻水入口

62．．．冷卻水出口

7．．．冷凝水槽

8．．．成品貯槽

W1．．．含碘溶液

W2．．．濃縮溶液

W3．．．冷凝水

S1．．．生蒸汽

S2．．．二次蒸汽

S3．．．混合蒸汽

S4．．．過剩混合蒸汽

第一圖為顯示本發明濃縮含碘溶液的裝置之示意圖。

1．．．調理機

2．．．預熱熱交換器

3．．．蒸發容器

4．．．薄膜蒸發器

5．．．蒸氣噴射壓縮器

6．．．熱交換器

61．．．冷卻水入口

62．．．冷卻水出口

7．．．冷凝水槽

8．．．成品貯槽

W1．．．含碘溶液

W2．．．濃縮溶液

W3．．．冷凝水

S1．．．生蒸汽

S2．．．二次蒸汽

S3．．．混合蒸汽

S4．．．過剩混合蒸汽

Claims (9)

1. 一種濃縮含碘溶液的方法，包括：在含碘溶液中加入鹼，使含碘溶液的pH值提高至9以上；將前述含碘溶液通過一預熱熱交換器加熱後輸入一配備薄膜蒸發器的蒸發容器內，利用該薄膜蒸發器將含碘溶液的水份蒸發形成二次蒸汽，使該二次蒸汽進入一蒸氣噴射壓縮器和生蒸汽混合成混合蒸汽後再輸入該薄膜蒸發器，該含碘溶液的水份經蒸發而成為濃縮溶液後被輸入一成品貯槽；將前述的一部分混合蒸汽導入一熱交換器，使該混合蒸汽被冷凝成水後輸入一冷凝水槽，且所述薄膜蒸發器產生的冷凝水亦導入該冷凝水槽，再將該冷凝水槽中的冷凝水輸送至該預熱熱交換器進行熱交換。
2. 依據申請專利範圍第1項所述的方法，其中，所加入的鹼為NaOH或KOH。
3. 依據申請專利範圍第1項所述的方法，其中，該濃縮溶液被輸送至該成品貯槽的過程中，其餘熱被進一步導引進入該薄膜蒸發器回收利用。
4. 依據申請專利範圍第1項所述的方法，其中，該薄膜蒸發器設於該蒸發容器的保有水量上方。
5. 依據申請專利範圍第1項所述的方法，其中，該蒸發容器內設有用來使內部的保有水量循環流動的泵。
6. 依據申請專利範圍第1項所述的方法，其中，該含碘溶液係在一調理機中被加入鹼，並經該調理機攪拌均勻。
7. 一種濃縮含碘溶液的裝置，包括：一調理機；一預熱熱交換器，連接該調理機；一配備薄膜蒸發器的蒸發容器，連接該預熱熱交換器；一蒸氣噴射壓縮器，連接該薄膜蒸發器與蒸發容器；一熱交換器，連接該薄膜蒸發器；一冷凝水槽，連接該熱交換器、該薄膜蒸發器與該預熱熱交換器；一成品貯槽，連接該蒸發容器；藉由前述的裝置，含碘溶液在該調理機中被加入鹼並攪拌均勻後通過該預熱熱交換器加熱後輸入該蒸發容器內，利用該薄膜蒸發器將含碘溶液的水份蒸發形成二次蒸汽，使該二次蒸汽進入該蒸氣噴射壓縮器和生蒸汽混合成混合蒸汽後再輸入該薄膜蒸發器，該含碘溶液的水份經蒸發而成為濃縮溶液後被輸入該成品貯槽；前述的一部分混合蒸汽被導入該熱交換器，使該混合蒸汽被冷凝成水後輸入該冷凝水槽，且所述薄膜蒸發器產生的冷凝水亦導入該冷凝水槽，再將該冷凝水槽中的冷凝水輸送至該預熱熱交換器進行熱交換。
8. 依據申請專利範圍第7項所述的裝置，其中，該薄膜蒸發器設於該蒸發容器的保有水量上方。
9. 依據申請專利範圍第7項所述的裝置，其中，該蒸發容器內設有用來使內部的保有水量循環流動的泵。