WO2009096370A1 - 蒸発装置 - Google Patents

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Katsumi Iida
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Definitions

  • the present invention relates to an evaporation apparatus used when performing an evaporation operation (heating and vaporization) of a liquid to be processed having a novel configuration.
  • the evaporation apparatus of the present invention can be used alone, as an evaporation apparatus (in a narrow sense), a concentrating apparatus, a dewatering drying apparatus, etc., and further appropriately combined with a condensing apparatus etc. as a distillation apparatus, a solid-liquid separation apparatus, etc. It is.
  • a solid-liquid separation device suitable for producing irrigation water, drinking water or the like from salt water such as seawater, underground brine, or lake water can be obtained.
  • the liquid to be treated in the evaporation apparatus of the present invention is not particularly limited as long as it is a liquid that can be ejected from the ejection nozzle. That is, the “liquid to be treated” includes not only “solution” such as salt water but also “suspension (suspension)” and “emulsion (emulsion). Examples of the "can” include fruit juice, various chemicals, excess sludge, sewage, factory waste liquid (for example, used paint / edible oil) and the like.
  • seawater salt water
  • fresh water dealinated water
  • salt solid product
  • Evaporation means not only industrial concentration treatment (apparatus) for recovering solute concentrate by evaporating the solvent in the solution, but also distillation (apparatus), drying (apparatus), etc. Any process (equipment) involving the evaporation (vaporization) operation.
  • the above desalination has been mainly performed by an ion exchange method, a membrane permeation method, or an electroosmosis method.
  • the desalination method as described above is expensive, and there has been a demand for a desalination method that has low operating costs (running costs) as well as equipment costs (initial costs). Particularly in desert countries, the necessity is high (see Patent Document 1, paragraphs 0001 to 0003).
  • An object of the present invention is to provide an evaporation apparatus having a novel configuration.
  • the evaporation apparatus of the present invention solves the above object (problem) by the following configuration.
  • the spray means includes a spray pipe having a large number of spray nozzles, and a liquid to be treated (including a suspension) can be sprayed from the spray nozzles toward the inner central portion of the evaporation tower.
  • the liquid to be treated is sprayed toward the inner central part of the evaporating tower having the highest greenhouse effect, which promotes evaporation or concentration of the liquid to be treated and further solid-liquid separation.
  • the heat energy from the entire outer wall surface collects from the inner central part of the evaporation tower, and is less susceptible to the heat radiation from the wall surface, so that the temperature distribution is stably increased.
  • the operation cost is low.
  • the injection means can be arranged such that an injection pipe provided with a large number of injection nozzles faces each other so that the liquid to be processed (including suspension) injected from each of the injection nozzles can collide.
  • the solvent (liquid) is refined (usually atomized), and evaporation (vaporization) is promoted.
  • the solute (solid) is also on the surface of the solid particles. Evaporation of water (attached water) is promoted, and concentration or drying is promoted.
  • the injection means is configured such that the injection pipes are arranged vertically, and the injection directions of the injection nozzles of the upper and lower injection pipes are inclined so that they can collide with each other at an intermediate position, and the injection pipes are ring-shaped.
  • the collision position between the liquids to be ejected may be located inside the lower ejection pipe.
  • the spray nozzle of the spray tube may be a curved nozzle capable of generating a vortex spray flow inside the upper position of the spray tube.
  • the jet vortex rises smoothly, the high boiling point component, the concentrated liquid or the solid separation falls by its own weight, and the distillation, concentration, and solid separation operations can be performed more smoothly even with a single jet pipe. .
  • a barack structure including a framework formed by the bottom plate and the aggregate and an outer wall portion formed by the transparent material can be provided.
  • assembly and disassembly are easy, and equipment costs are low.
  • the evaporator of each of the above configurations can be used in combination with a condenser.
  • the desalination apparatus, the salt recovery apparatus, the distillation apparatus, and the drying apparatus can be easily used for various purposes.
  • the condensing tower of the condensing device may have a barrack structure including a tub that forms a condensate liquid storage part, a skeleton formed of aggregate, and an outer wall part formed of a heat insulating material.
  • the first embodiment is a desalination apparatus (solid-liquid separation apparatus) 16 composed of an evaporation apparatus (heating vaporization apparatus) 12 and a condensing apparatus 14.
  • this desalination apparatus 16 can be used for operations such as distillation, solid-liquid separation, and liquid removal drying through vaporization (evaporation) treatment of other various liquids to be treated.
  • the evaporation apparatus 12 basically includes an evaporation tower (apparatus main body) 18 having a greenhouse effect, and a liquid material injection means 20 disposed in the evaporation tower 18.
  • the evaporation tower 18 is a cylindrical body having a truncated cone shape on the ceiling side.
  • the evaporating tower 18 is not limited to the form shown in the figure, and may have any shape such as a rectangular tube or a rectangular box.
  • the ceiling is usually tapered or hemispherical in cross section so that the evaporated materials can be smoothly collected and discharged (exhaust).
  • the ceiling portion includes an exhaust port 22 formed in a cylindrical shape at the upper end.
  • the size of the evaporation tower 18 is assumed to be, for example, a bottom plate area of about 1 to 700 m 2 and a height of about 3 to 20 m.
  • the evaporation tower 18 has a barack structure that can be easily assembled and disassembled as described below, as in a normal greenhouse. By using the barrack structure, the equipment cost is reduced.
  • the base plate 24 and the aggregate 26 formed on the base plate 24 form a frame 28 constituting the main body shape, and a flexible transparent plastic sheet (for example, a vinyl sheet) is formed on the frame (framework).
  • the outer wall portion 30 is formed by covering or assembling a transparent plate material such as transparent inorganic / organic glass.
  • a metal wire (pipe), a plastic-coated metal wire (composite wire), a plastic wire (pipe), wood, bamboo, or the like can be selected as appropriate.
  • the outer wall 30 is preferably lined with a thin transparent material 31 from the standpoint of heat insulation and prevention of condensation.
  • the transparent plastic sheet or organic / inorganic glass may have a double wall structure.
  • a heat insulating transparent cloth such as a cold chill
  • Cold chill is excellent in heat insulation and anti-condensation, and can be easily attached with clips, hooks and curtains, and can be easily replaced.
  • the bottom plate 24 has a heating jacket structure (heating structure) and is supported on the gantry 32, although not necessarily.
  • a heating medium introduction port 34 with an on-off valve is provided in the jacket portion 24a of the bottom plate 24 so that a heating medium (warm water or steam) can be introduced, and a drain port 36 with an on-off valve is provided on the bottom side.
  • the exhaust port 22 has a double-pipe structure, and the jacket portion 24a and the exhaust port 22 are communicated with each other by forming an aggregate 26 that connects them with a pipe.
  • the heat medium introduced into the jacket portion 24a of the bottom plate 24 reaches the annular space of the double tube forming the exhaust port 22 through the pipe forming the frame 28, and warms the evaporation tower 18 from the outer peripheral side.
  • Reference numeral 23 denotes a steam exhaust port with an on-off valve.
  • a heating pipe (auxiliary heating means) 19 is disposed in the vicinity of the inner peripheral wall of the evaporation tower 18 at a position slightly above and outside the lower injection pipe 40A.
  • An electric heater or the like may be used instead of the heating tube 19.
  • the size of the evaporation tower 18 and the condensation tower 50 is not particularly limited.
  • Evaporation tower 18 bottom area 1-700m 2 , height 3-20m
  • Condensing tower 50 Floor area: 3.5-23m 2 , height 3.5-23m Select from the range of.
  • the bottom plate may be made of concrete or the ground (between soil and tatami). In that case, you may distribute a heating means (heating piping, an electric heater, etc.) in the ground or the ground surface.
  • a heating means heating piping, an electric heater, etc.
  • the heating means is arranged as described above, assuming that the evaporator should be operated continuously even when solar heat cannot be used (at night, cloudy, rainy weather, etc.).
  • jet pipes 40 and 40A each having a number of jet nozzles 38 oppose each other so that liquids to be treated (including suspensions) jetted from the jet nozzles 38 can collide with each other. Arranged and configured.
  • the collision position is usually near the center of the inside of the greenhouse evaporator tower.
  • a pair of upper and lower injection pipes 40, 40A each having a large number of injection nozzles 38 are arranged vertically, and the injection directions of the injection nozzles 38 of the upper and lower injection pipes 40, 40A are intermediate. It is in an oblique direction (slightly inside) so that it can collide with the position. As a result, the collision position of the liquid to be treated is located inside the lower injection pipe 40A. That is, when salt is recovered from seawater, the occurrence of clogging of the injection nozzle can be reduced as much as possible.
  • the tip nozzle inclination angle (nozzle injection) ⁇ varies depending on the viscosity, concentration, etc. of the liquid to be treated (evaporation target), and is usually selected appropriately within a range of 5 to 45 °.
  • the angle is 10 to 30 °, preferably 15 to 25 °.
  • injection pipes 40 and 40A are ring-shaped, but a plurality of injection pipes may be arranged in parallel, or a grid-shaped communication pipe may be used.
  • the opposing form of the injection tube was up and down, the opposing form can be left and right or front and rear, or an injection nozzle can be formed inside the ring injection pipe to cause collision in the lateral direction.
  • the evaporation apparatus 12 is an apparatus for evaporating a liquid component from the liquid to be processed and recovering a solute (salt).
  • the scraping rake 42 is arranged immediately above the bottom plate 24.
  • the scraping rake 42 is connected to a drive shaft 44 a of a reduction motor 44.
  • a product take-out port 46 with an on-off valve is formed at the scraping portion of the scraping rake (inclined plate) 42 of the bottom plate 24.
  • a collection box 48 is disposed below the product outlet 46.
  • the rotational speed of the scraping rake 42 varies depending on the type of evaporation residue and the deposition mode. Usually, select appropriately within the range of 0.5-3min- 1 .
  • the condensing device 14 is connected to the exhaust port 22 of the evaporation tower 18 and the steam inlet 49 formed in the upper part of the condensing tower 50 via a connecting pipe 51.
  • the vapor from the evaporator 12 can be introduced into the condensing tower 50.
  • a condensate storage part (tub) 54 having a heat exchange pipe 52 disposed on the bottom side is provided in a condensing tower (apparatus body) 50 of the condensing device 14, and a contact filler 56 is disposed above the condensate storage part 54.
  • a sprinkling pipe 58 is disposed above the steam inlet 49 of the condensing tower 50.
  • the inlet of the sprinkling pipe 58 is connected via a circulation pipe 62 provided with a circulation pump 60 so that the condensate from the condensate reservoir 54 can be circulated.
  • An overflow pipe 55 for collecting fresh water is provided at an intermediate height position of the condensate storage unit 54.
  • the overflow pipe 55 is connected to a water storage tank or an irrigation pump by a hose or the like.
  • Condensation tower 50 is also easy to assemble and disassemble by forming a skeleton with the bathtub and aggregate forming condensate reservoir 54 and forming outer wall 30 with aluminum foil, a reflector or the like, similarly to evaporation tower 18. A barack structure can be obtained.
  • the cooling heat medium can pass through the heat exchange pipe 52.
  • the cooling heat medium may be seawater (liquid to be treated), and may further be a cooling heat medium cooled by a cooling tower or a chiller.
  • the contact filler (filler) 56 is not particularly limited and may be a Raschig ring or the like used as a normal filler, but has the following configuration described in Japanese Patent No. 193139 (a filler element is desirable. The contact efficiency is better than that of the filler.
  • a plate-like packing element in which a number of flat resin pipes made of synthetic resin cut in accordance with the height of the counter-flow contact portion of the cooling tower are connected in parallel at least at the upper end so as to be independently swingable.” If the injection pressure of the circulating water injected from the water spray pipe is set to a predetermined pressure (for example, 0.1 MPa or more), the introduction of steam from the evaporator is promoted by the ejector effect (suction effect).
  • a predetermined pressure for example, 0.1 MPa or more
  • the liquid to be treated can be supplied to the evaporator 12 via the solar water heater 64.
  • the installation location of the solar water heater 64 is the ceiling part of the condensing tower 50 in this embodiment.
  • the solar water heater 64 is not particularly limited in its installation position as long as the supply pipes to be processed can be disposed between the outlet 64b and the injection pipes 40, 40A of the evaporation tower 18 and the inlets 40a, 40a.
  • the heat exchange pipe 52 may be interposed between the inlet 64a of the solar water heater 64 and the intake of the treated water (raw material).
  • the condensation tower (condenser main body) 50 is arranged on the north side or the west side of the evaporation tower (evaporator main body) 18, and a reflection treatment film is formed on the outer peripheral surface of the condensation tower 50 or covered with a reflection film. It is desirable to keep it.
  • the solar heat utilization factor of the evaporator 12 can be increased.
  • reflection treatment film As the reflection treatment film, mirror plating or the like can be used, and as the reflection film, silver vinyl, aluminum vapor-deposited heat insulating / insulating sheet, or the like can be used. Similarly, a heat shield / heat insulating sheet may be provided on the inner peripheral surface of the outer wall 30 of the condensation tower, or a reflection process may be performed.
  • the structural material (aggregate) and wall material of the condensation tower body can be formed of the same materials as those in the evaporation tower 18.
  • seawater desalination treatment is performed in the autumn using an evaporation tower 18 having an inner diameter of 2 m and an inner height of 6 m and a condensing tower 50 having an inner diameter of 60 cm and an inner height of 6.5 m. went.
  • the lower injection pipe and the upper injection pipe used the following specifications.
  • Lower injection pipe ring center diameter: 180 cm, pipe inner diameter: 4 cm, injection nozzle (nozzle diameter 0.4 mm, nozzle inclination angle ⁇ : 10 °): 70
  • Upper injection pipe ring center diameter: 80 cm, pipe inner diameter: 4 cm, injection nozzle (nozzle diameter 0.4 mm): 30,
  • Environmental conditions are: Weather: Sunny, Temperature: 25 ° C, Evaporating tower temperature: 31 ° C, Humidity (RH) 48%, Seawater is taken up with a water pump (not shown) (0.15 MPa)
  • Injection amount Injection was performed under the condition of 600 dm 3 h ⁇ 1 .
  • the intake pump used was a magnet type with a diameter of 20 A, a lift of 18 m, and a discharge amount of 20 dm 3 min ⁇ 1 .
  • the circulation pump 60 was of a line type and had a diameter of 32 A, a lift of 8 m, and a discharge amount of 150 dm 3 min ⁇ 1 .
  • the injection nozzle 38 of the injection pipe 40 ⁇ / b> A may be a curved nozzle that can generate a vortex injection flow inside the upper position of the injection pipe.
  • the tip inclination angle ⁇ is set to 5 to 45 °, and usually a twisted vortex that is counterclockwise (left-turning) in the northern hemisphere and clockwise (right-turning) in the southern hemisphere is generated. Attach the nozzle to the ring-shaped injection tube. This is to use the Coriolis force of the earth's rotation.
  • sea salt including hydrated material
  • the second embodiment is the same as the first embodiment shown in FIG. 1 except that the condensing device 14 is discarded, and only the evaporation device 12A is used. (Dry product), slurry component, or high boiling point component is recovered.
  • the ceiling part of the evaporation tower 18 is formed in a dome shape, and a Jinkasa cap 66 is attached to the open upper end part of the exhaust port 22 so that rainwater or the like does not enter.
  • the cap shape is not limited to the Jinkasa shape, and may be a reverse bowl shape. Furthermore, if the tip of the cylindrical body that forms the exhaust port 22 is slightly directed in the perpendicular direction or downward, a cap for preventing intrusion of rainwater or the like is unnecessary.
  • one (or plural) reflecting mirrors 68 corresponding to the size of the evaporation apparatus (evaporation tower) is installed.
  • the reflecting mirror 68 is supported by a support rod 70 with a carriage via an angle adjusting jig 69.
  • the mirror surface of the reflecting mirror 68 is arbitrary, such as a glass mirror, a resin plating plate, a steel plating plate.
  • the number of injection tubes is not limited to one or one, and a plurality of pairs or a plurality of injection tubes may be provided.
  • the evaporation apparatus of the present invention can also process (solid-liquid separation) muddy water, surplus sludge water from a wastewater treatment facility, and suspension (including slurry) such as paint.
  • the liquids to be treated can be separated from each other through a flocculation operation using a flocculant without dehydrating with a dehydrator.
  • the spray nozzle diameter is such that the solid dispersed particles in the slurry can pass, the solid dispersed particles and the liquid are simultaneously sprayed into the evaporation tower, so that the solid dispersed particles fall to the floor surface. As it accumulates, the liquid evaporates.
  • the liquid is agglomerated by a condensing device, it can be recovered as distilled water when the liquid to be treated is aqueous, or as a regenerated solvent when the liquid to be treated is solvent-based.

Abstract

低設備費・運転費で、塩水の淡水化（脱塩水化処理）は勿論、各種液状物の気化分離処理（特に蒸留乃至固液分離）を効率よく行うことができる新規な構成の蒸発装置。温室効果を有するバラック構造の蒸発塔（１８）と、該蒸発塔（１８）内に被処理液の噴射手段が配置された蒸発装置（１２）。噴射手段は、多数の噴射ノズル（３８）を備えた上・下噴射管（４０）、（４０Ａ）を、各噴射ノズル（３８）から噴射される被処理液が衝突可能に対向して配置する。この蒸発装置（１２）は凝縮装置（１４）と組み合わせて淡水化装置（１６）等として使用する。

Description

蒸発装置
　本発明は、新規な構成の被処理液の蒸発操作（加熱気化）をする際に使用する蒸発装置に関する。本発明の蒸発装置は、単独で、蒸発装置（狭義の）、濃縮装置、脱液乾燥装置等として、更には、適宜、凝縮装置等と組み合わせて、蒸留装置、固液分離装置等として使用可能である。
　例えば、凝縮装置と組み合わせた場合、海水、地下かん水、かん湖水等の塩水から灌漑用水や飲料用水等を製造するのに好適な固液分離装置とすることができる。
　本発明の蒸発装置の被処理液としては、噴射ノズルから噴射可能な液状物なら特に限定されない。すなわち、「被処理液」には、塩水等のような「溶液」ばかりでなく「懸濁液（サスペンション）」、「乳濁液（エマルション）も含む。上記塩水の他に、「被処理液」として、例えば、果汁、各種薬品、余剰汚泥、下水、工場廃液（例えば、使用済塗料・食用油）等を挙げることができる。
　ここでは、海水（塩水）を淡水化（脱塩水化処理）して淡水（脱塩水）及び塩（固形製品）を得る場合を、主として例に採り説明する。
　なお、蒸発（装置）とは、溶液中の溶媒を蒸発させて溶質濃縮液を回収する工業的な濃縮処理（装置）を意味するばかりでなく、さらに、蒸留（装置）、乾燥（装置）等の蒸発（気化）操作を伴うあらゆる処理（装置）を含む。
　上記の淡水化は、従来、イオン交換法、膜透過法、電気浸透法による方法が主流であった。
　上記のような淡水化方法は、高コストであり、設備費（イニシャルコスト）とともに運転費（ランニングコスト）の低廉な淡水化法が要望されていた。特に、砂漠国においては、その必要性が高い（特許文献１段落０００１～０００３参照）。
　上記要望に応えるために、太陽熱を利用して塩分濃度の高い水を蒸留して淡水を得る下記構成の塩水蒸留方式（淡水化装置）が提案されている（特許文献１請求項２参照）。
　「塩水が供給される蒸発槽と、該蒸発槽内に設置された循環ポンプ、スプレーポンプ、散水ポンプ及びスプリンクラーと、前記蒸発槽の開口部を覆うように組み立てられたビニールハウスと、該ビニールハウスの内面に設置された集水樋と、ビニールハウスの外部に設置された太陽熱温水器とを備え、昼間は、循環ポンプにより蒸発槽内の塩水を太陽熱温水器に循環させて温水を製造し、これをスプリンクラーに供給、散水させて蒸発させるとともに、散水ポンプによりビニールハウスの外壁面に塩水を供給して壁面を冷却させ、夜間は、蒸発槽内の水をスプリンクラーにより散水させて蒸発させ、ビニールハスの壁面内側に生じる結露を集水樋に集めることを特徴とする塩水蒸留方式。」
　しかし、上記構成の塩水蒸留方式は、本発明における蒸発装置とは、原理・作用が異なり異質である。
特開平１０－２８６５５８号公報（特許請求の範囲等）
　本発明は、上記特許文献等に開示は勿論示唆もされておらず、低設備費・運転費で、塩水の淡水化（脱塩水化処理）は勿論、各種液状物の蒸発操作を効率よく行うことができる新規な構成の蒸発装置を提供することを目的とする。
　本発明の蒸発装置は、上記目的（課題）を、下記構成により解決する。
　温室効果を有する装置本体（蒸発塔）と、該蒸発塔内に被処理液の噴射手段が配置された蒸発装置において、
　前記噴射手段は、多数の噴射ノズルを備えた噴射管を備え、前記各噴射ノズルから被処理液（懸濁液を含む。）を前記蒸発塔の内側中央部寄りに噴射可能とされている。
　温室効果の一番高い蒸発塔内側中央部寄りに向かって被処理液が噴射され、被処理液の蒸発乃至濃縮化、更には、固液分離が促進される。蒸発塔内側中央部よりが、外壁面全体からの熱エネルギーが集合するとともに、壁面からの放熱の影響を受けにくく、温度分布が安定して高くなる。
　また、蒸発塔を、太陽を熱源とする温室効果を有するものを使用するため、運転費が低廉となる。
　噴射手段は、多数の噴射ノズルを備えた噴射管が、前記各噴射ノズルから噴射される被処理液（懸濁液を含む。）が衝突可能に対向して配置させることができる。
　被処理液を温室雰囲気内で噴射衝突させることにより、溶媒（液体）は微細化（通常、霧化）されて、蒸発（気化）が促進されると同時に、溶質（固体）も固体粒子の表面水（付着水）蒸発が促進されて、濃縮化乃至乾燥化が促進される。
　上記噴射手段は、前記噴射管を上下に配し、前記上・下噴射管の各噴射ノズルの噴出方向を中間位置で衝突可能に斜め方向とする構成、更には、噴射管がリング状であり、前記噴射される被処理液相互の衝突位置が下噴射管の内側に位置する構成とすることができる。
　また、上記構成とは別態様として、前記噴射管の噴射ノズルが、該噴射管の上方位置内側で渦噴射流を発生可能な湾曲状ノズルである構成とすることもできる。
　この場合は、噴射渦流は、円滑に上昇し、高沸点成分、濃縮液乃至固形分離は自重落下して、一本の噴射管でも、蒸留・濃縮・固形分離操作をより円滑に行うことができる。
　また、上記各構成において、底盤と骨材とで形成される骨組みと透明材で形成される外壁部とを備えたバラック構造とすることができる。バラック構造とした場合は，組立・解体が容易となり、設備費も低廉となる。
　そして、上記各構成の蒸発装置は、凝縮装置と組み合わせ使用することができる。こうした場合は、淡水化装置、塩回収装置、蒸留装置、更には、乾燥装置等として多用な目的への使用が容易となる。
　前記凝縮装置の凝縮塔を、凝縮液貯液部を形成する浴槽と骨材で形成される骨組みと、断熱材で形成される外壁部とを備えたバラック構造とすることができる。
　蒸発塔をバラック構造とするのと同様に、組立・解体が容易となり、設備費も低廉となる。
本発明の蒸発装置を凝縮装置と組み合わせた蒸発／凝縮装置の一形態を示すモデル図である。 図１において適用可能な噴射管の他の形態を示す斜視図である。 同じく蒸発装置を反射装置と組み合わせた他の一形態を示すモデル図である。
符号の説明
　１２、１２Ａ・・・蒸発装置、
　１４・・・凝縮装置、
　１６・・・淡水化装置、
　１８・・・蒸発塔（蒸発装置本体）
　３８・・・噴射ノズル
　４０・・・上噴射管
　４０Ａ・・・下噴射管
　５０・・・凝縮塔（凝縮装置本体）
　以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
　（１）第一実施形態（第１・２図）
　第一実施形態は、蒸発装置（加熱気化装置）１２と凝縮装置１４とから構成された淡水化装置（固液分離装置）１６である。この淡水化装置１６は、当然、他の各種被処理液の気化（蒸発）処理を介しての蒸留、固液分離、脱液乾燥等の操作に使用することができる。
　蒸発装置１２は、基本的には、温室効果を有する蒸発塔（装置本体）１８と、該蒸発塔１８内に液状物噴射手段２０が配設されている。
　具体的には下記の通りである。
　蒸発塔１８は、図例では、天井部側が円錐台状とされた円筒体である。蒸発塔１８は、図例の形態に限られず、角筒体、矩形箱体等形状は任意である。天井部は、通常、蒸発物を円滑に集合・排出（排気）可能に断面テーパ状乃至半球状とする。天井部は、上端に筒体で形成された排気口２２を備えている。
　なお、蒸発塔１８の大きさは、例えば、底盤面積：1～700ｍ２、高さ：3～20ｍ程度のものとする。
　そして、蒸発塔１８は、通常の温室（グリーンハウス）と同様、下記のような、組立て・解体容易なバラック構造とする。バラック構造とすることにより、設備費が低廉となる。
　底盤２４と、底盤２４上に形成される骨材２６とで本体形状を構成する骨組２８を形成し、該骨組（フレームワーク）に、可撓性を有する透明プラスチックシート（例えば、ビニルシート）を被せたり、透明無機・有機ガラス等の透明板材を組み付けたりして外壁部３０を形成する。
　骨材２６としては、金属線材（パイプ）、プラスチック被覆金属線材（複合線材）、プラスチック線材（パイプ）、木材、竹等、適宜選定できる。
　上記外壁部３０は、断熱性、露結防止などの見地から薄手透明材で内張り３１をすることが望ましい。前記透明プラスチックシートや有機・無機ガラスで二重壁構造としてもよい。
　なお、薄手透明材としては、断熱性透明布体（寒冷紗等）を使用できる。寒冷紗は、断熱性、露結防止性に優れるとともに、クリップ・フック止めやカーテン式で取り付けることが容易にでき、取り替えも容易である。
　また、本実施形態では、必然的ではないが、底盤２４が、加熱ジャケット構造（加熱構造）であり、架台３２上に支持されている。
　具体的には、底盤２４のジャケット部２４ａに加熱媒体（温水や蒸気）を導入可能に開閉弁付きの加温媒体導入口３４を備えるとともに、底部側に開閉弁付きのドレン口３６を備えている。さらに、前記排気口２２も二重管構造とさされるとともに、前記ジャケット部２４ａと排気口２２とが、両者を接続する骨材２６をパイプで形成して連通とされている。こうして、底盤２４のジャケット部２４ａに導入された熱媒体が骨組２８を形成するパイプを経て排気口２２を形成する二重管の環状状空間に到達して、蒸発塔１８を外周側から加温する。なお、２３は開閉弁付きの蒸気用排気口である。
　また、必然的ではないが、下噴射管４０Ａの若干上方外方位置で蒸発塔１８の内周壁近傍には加温管（補助加熱手段）１９が配されている。加温管１９の代わりに電熱ヒータ等であってもよい。
　ここで、蒸発塔１８及び凝縮塔５０の大きさは、特に限定されない。例えば、処理量、設置場所等の環境に応じて、
　　蒸発塔１８：底面積１～700ｍ２、高さ3～20ｍ、
　　凝縮塔５０：床面積：3.5～23ｍ２、高さ3.5～23ｍ
　の範囲から適宜選定する。
　なお、蒸発塔を超大型、例えば、一辺約3ｍ以上の箱体（約25ｍ３以上）とする場合は、底盤をコンクリートや地面（土間、タタキ）からなるものとしてもよい。そのときは、加熱手段（加熱配管や電熱ヒータ等）を地中又は地表に配してもよい。
　上記の如く加熱手段を配するのは、太陽熱を利用できない場合（夜間や曇・雨天時等）にも蒸発装置を連続的に稼動させたいときを想定するものである。
　また、液状物噴射手段２０は、多数の噴射ノズル３８を備えた噴射管４０、４０Ａが、前記各噴射ノズル３８から噴射される被処理液（懸濁液を含む。）が衝突可能に対向して配置して構成する。衝突位置は、通常、温室効果蒸発塔の内側中央部寄りとする。
　図例では、多数の噴射ノズル３８を備えたリング状の一対の上・下噴射管４０、４０Ａが、上下に配され、上・下噴射管４０、４０Ａの各噴射ノズル３８の噴出方向が中間位置で衝突可能に斜め方向（若干内側）とされている。これにより、被処理液の衝突位置が下噴射管４０Ａの内側に位置する結果となる。すなわち、海水から塩を回収するような場合、噴射ノズルの目詰まりの発生を可及的に少なくできる。
　ここで、噴射ノズルの先端傾斜角度（ノズル噴射）αは、被処理液体（被蒸発物）の粘度、濃度等により異なり、通常、5～45°の範囲で適宜選定する。例えば、海水の場合、10～30°、望ましくは15～25°とする。
　ここでは、噴射管４０、４０Ａはリング状としたが、複数本の噴射管を並列に配したり、格子状とした連通管を使用したりすることもできる。
　なお、噴射管の対向形態は、上下としたが、対向形態を、左右や前後としたり、リング噴射管の内側に噴射ノズルを形成したりして、横方向で衝突させることも可能である。
　そして、本実施形態は、蒸発装置１２は、被処理液から液体成分を蒸発させ、溶質（塩）を回収するための装置である。このため、底盤２４の直上にかき寄せレーキ４２が配されている。該かき寄せレーキ４２は、減速モータ４４の駆動軸４４ａと連結している。そして、底盤２４の掻き寄せレーキ（傾斜板）４２のかき寄せ部位には開閉弁付きの製品取り出し口４６が形成されている。該製品取り出し口４６の下方には、回収箱４８を配する。こうして、塩（固形物乃至濃縮スラリー）を回収可能となっている。
　なお、掻き寄せレーキ４２の回転速度は、蒸発残留物の種類、堆積態様により異なる。通常、0.5～3min－１の範囲で適宜選定する。
　そして、凝縮装置１４は、蒸発塔１８の排気口２２と、凝縮塔５０の上部に形成された蒸気導入口４９に、連結管５１を介して接続する。こうして、蒸発装置１２からの蒸気を凝縮塔５０に導入可能とされている。
　凝縮装置１４の凝縮塔（装置本体）５０内に、底部側が熱交換パイプ５２を配した凝縮液貯部（浴槽）５４とされ、該凝縮液貯部５４の上方には接触充填材５６が配され、更に、凝縮塔５０の蒸気導入口４９の上方位置に散水管５８が配されている。そして、該散水管５８の入口には前記凝縮液貯部５４からの凝縮液を循環散水可能に、循環ポンプ６０を備えた循環配管６２を介して接続されている。なお、凝縮液貯部５４の中間高さ位置には淡水回収のための溢流管５５が設けられている。該溢流管５５には、図示しないが、ホース等により貯水タンクや灌漑用ポンプに接続される。
　なお、凝縮塔５０も、蒸発塔１８と同様、凝縮液貯部５４を形成する浴槽と骨材とで骨組みを形成し、アルミ箔や反射板等で外壁部３０を形成して組立て・解体容易なバラック構造とすることができる。
　上記熱交換パイプ５２には、冷却熱媒体が通過可能とされている。なお、冷却熱媒体は、海水（被処理液）でもよく、さらには、クーリングタワーやチラーで冷却された冷却熱媒体であってもよい。
　接触充填材（充填材）５６は、特に限定されず、通常の充填材として使用されるラシヒリング等でもよいが、特許第193139号に記載された下記構成のもの（充填物要素が望ましい。他の充填材に比して接触効率が良好である。
　「冷却塔の向流接触部の高さに対応して裁断した多数本の合成樹脂製の扁平網管を、独立揺動可能に並列させて少なくとも上端で連結した板状充填物要素。」
　上記散水管から噴射される循環水の噴射圧を所定圧（例えば0.1MPa以上）とすれば、エジェクター効果（吸引効果）により、蒸発装置からの蒸気の導入が促進される。
　本実施形態では、太陽熱温水器６４を介して被処理液（海水等）を蒸発装置１２に供給可能となっている。太陽熱温水器６４の設置場所は、本実施形態では、凝縮塔５０の天井部である。該太陽熱温水器６４は、その出口６４ｂと蒸発塔１８の噴射管４０、４０Ａの入口４０ａ、４０ａとの間に被処理供給配管を配設可能なら、設置位置は特に限定されない。また、太陽熱温水器６４の入口６４ａと被処理水（原料）の取水口との間に前記熱交換パイプ５２を介してもよい。
　また、上記凝縮塔（凝縮装置本体）５０を、蒸発塔（蒸発装置本体）１８の北側又は西側に配するとともに、凝縮塔５０の外周面には反射処理膜を形成し又は反射フィルムで被覆しておくことが望ましい。蒸発装置１２の太陽熱利用率を増大させることができる。
　上記反射処理膜としては、鏡面めっき等を、反射フィルムとしては、シルバービニルやアルミ蒸着遮熱・断熱シート等を使用できる。同様に、凝縮塔の外壁部３０の内周面に遮熱・断熱シートを配設したり、反射処理を施したりしてもよい。
　これらの処理により、凝縮塔の冷却・保温効果の増大を期待できる。
　上記凝縮塔本体の構造材（骨材）及び壁材は、前記蒸発塔１８におけるそれらと同様のもので形成することができる。
　次に、上記淡水化装置の使用態様(実施例)について、説明する。
　図1に示す淡水化装置において、蒸発塔１８として内径2ｍ、内高さ6ｍの、及び、凝縮塔５０として内径60ｃｍ、内高さ6.5ｍのものを用いて、海水の淡水化処理を秋季に行った。
　下噴射管および上噴射管は、下記仕様のものを用いた。
　　下噴射管・・・環中心径：180ｃｍ、管内径：4ｃｍ、噴射ノズル（ノズル径0.4ｍｍ、ノズル傾斜角度α：10°）：70個、
　　上噴射管・・・環中心径：80ｃｍ、管内径：4ｃｍ、噴射ノズル（ノズル径0.4ｍｍ）：30個、
　環境条件は、天気：晴れ、気温：25℃で、蒸発塔内温度：31℃、湿度（ＲＨ）48％のとき、海水を取水ポンプ(図示せず。)で加圧（0.15MPa）して噴射量：600 dm3ｈ－１の条件で噴射させた。
　なお、取水ポンプは、マグネット型で、口径：20A、揚程：18ｍ、吐出量：20 dm３min－１の仕様のものを使用した。
　また、循環ポンプ６０は、ライン型で、口径：32A、揚程：8ｍ、吐出量：150dm3min－１の仕様のものを使用した。
　その結果、凝縮塔５０の溢流管５５から573 dm3ｈ－１の淡水が得られた。また、蒸発塔の製品取り出し口からは、1500ｇh-1の海水塩が回収できた。
　なお、上記において、噴射管を下噴射管４０Ａのみとしたり、上噴射管４０も上方へ噴射する構成としたりすることもできる。このとき、図２に示す如く、噴射管４０Ａの噴射ノズル３８を、該噴射管の上方位置内側で渦噴射流を発生可能な湾曲状ノズルとしてもよい。すなわち、先端傾斜角度αを5～45°とするとともに、通常、北半球では、反時計回り（左旋回）に、南半球では時計回り（右旋回）の噴射渦流を発生可能にひねり加えた形状のノズルをリング状の噴射管に取り付ける。地球の自転によるコリオリ力を利用するためである。
　こうして、蒸発塔の内側中央部に向かう渦流を発生させれば、水蒸気は円滑に上昇して排気口２２に向かい、連結管５１を経て凝縮装置１４の上記導入口４９へ導入される。一方、海水塩（含水物を含む。）は自重により底盤上に落下する。
　（２）第二実施形態（図３）
　第二実施形態は、図１に示す第一実施形態において、凝縮装置１４を廃し、蒸発装置１２Ａのみからなり、蒸発成分を回収せずに、大気に放出させて、製品取り出し口４６から固形成分（乾燥物）、スラリー成分、乃至、高沸点成分を回収するものである。
　図１と同一部分については、同一図符号を付して、それらの説明を省略する。
　以下、異なる部分について、説明をする。
　蒸発塔１８の天井部はドーム状とされ、排気口２２の上端開放部は、雨水等が浸入しないように、陣笠状のキャップ６６が取り付けられている。なお、キャップ形状は陣笠状に限られず逆お椀形等でもよい。更には、排気口２２を形成する筒状体の先端を直角方向乃至下方に若干向ければ、雨水等の浸入防止のためのキャップは不要である。
　そして、本実施形態では、蒸発装置（蒸発塔）の大きさに見合った反射鏡６８を1個（複数個でもよい。）設置する。
　赤道直下から緯度が高くなるにつれて、太陽熱照射温度が低下傾向にあるためである。たとえば、北半球では、北西側の日当たりが悪くなり、全体的な温度上昇を望めない（良好な温室効果を得難い。）。
　反射鏡６８は、角度調整治具６９を介して台車付き支持棒７０に支持されている。反射鏡６８の鏡面は、ガラス鏡、樹脂めっき板、鋼めっき板等任意である。
　ちなみに、秋季晴天日に、プラスチック製のボール（φ8ｃｍ）を用いて反射鏡を日影部分に当てた場合と当てない場合について表面温度を測定したところ、前者：34℃、後者：26.5℃であった。同時にボールの日照部分表面温度：34.5℃であった。
　なお、上記各実施形態において、蒸発塔１８が大型の場合は、噴射管は、一対乃至一個に限られず、複数対乃至複数個設けることもできる。
　本発明の蒸発装置は、泥水や排水処理施設の余剰汚泥水、更には塗料等の懸濁液（スラリーを含む）の処理（固液分離）も可能となる。
　すなわち、それらの被処理液を、凝集剤を使用する凝集操作を経て脱水機で脱水処理することなく固液分離が可能となる。
　すなわち、噴射ノズル径を、スラリー中の固形分散粒子が通過可能なものとすれば、蒸発塔内に、固形分散粒子と液体を同時噴射させることにより、固形分散粒子は重力落下して床面に堆積するとともに、液体は蒸発する。
　液体は凝縮装置で凝集させれば、被処理液が水系の場合は蒸留水として、被処理液が溶剤系の場合は、再生溶剤として回収可能となる。
　特に、石油枯渇化が近い将来に到来することが予想される中近東のように砂漠地域においてはグリーン化が希求、すなわち、農作物の耕作限界地の拡大が希求されている。このような地域において、本発明の淡水化装置を使用すれば、塩水（海水、かん湖水、地下かん水）を低コストで脱塩水を得て灌漑用水に用い耕作限界地（グリーン化）拡大に対する寄与が期待できる。

Claims (7)

  1. 　温室効果を有する装置本体（蒸発塔）と、該蒸発塔内に被処理液の噴射手段が配置された蒸発装置において、
    　前記噴射手段は、多数の噴射ノズルを備えた噴射管を備え、前記各噴射ノズルから被処理液（懸濁液を含む。以下同じ。）を前記蒸発塔の内側中央部寄りに噴射可能とされていることを特徴とする
  2. 前記噴射管が、前記各噴射ノズルから噴射される被処理液が衝突可能に対向して配置されていることを特徴とする請求項１記載の蒸発装置。
  3. 　前記噴射管が上下に配され、前記上・下噴射管の各噴射ノズルの噴出方向が中間位置で衝突可能に斜め内側方向とされて前記噴射手段とされていることを特徴とする請求項２記載の蒸発装置。
  4. 　前記噴射管の噴射ノズルが、該噴射管の上方位置内側で渦噴射流を発生可能な湾曲状ノズルであることを特徴とする請求項１記載の蒸発装置。
  5. 　前記蒸発塔が、底盤と骨材とで形成される骨組みと、透明材で形成される外壁部とを備えたバラック構造であることを特徴とする請求項１～４のいずれか一記載の蒸発装置。
  6. 　請求項１～５いずれか一記載の蒸発装置に凝縮装置を組み合わせて使用することを特徴とする蒸発装置の使用方法。
  7. 　前記凝縮装置の凝縮塔が、凝縮液貯液部を形成する浴槽と骨材で形成される骨組みと、断熱材で形成される外壁部とを備えたバラック構造であることを特徴とする請求項６記載の蒸発装置の使用方法。
     
     
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