JP2003236302A - 多重効用濃縮システム及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 効率的に液体を濃縮する多重効用濃縮システ
ムを提供すること。 【解決手段】 高圧ポンプ１０ａとエジェクター１０ｂ
とから構成された真空装置１０によって、凝縮器９、第
３蒸発濃縮器５、第３熱交換器２ｃ、第２蒸発濃縮器
４、第２熱交換器２ｂ、第１蒸発濃縮器３及び第１熱交
換器２ａを減圧させる。第１圧力感知／調節装置Ｖ／Ｓ
１及び第５電子開閉弁Ｖ５によって第１蒸発濃縮器３の
内部圧力を第１の所定圧力に設定し、第２圧力感知／調
節装置Ｖ／Ｓ２及び第７電子開閉弁Ｖ７によって第２蒸
発濃縮器４の内部圧力を第１の所定圧力より低く第３の
所定圧力より高い第２の所定圧力に設定する。圧力差を
利用することにより、廃水は各蒸発濃縮器で迅速に蒸気
と濃縮水とに分離され、濃縮液はポンプを用いずに移送
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は多重効用濃縮システ
ム及び方法に関し、詳しくは、廃水または製薬液等の液
体から、低含水率の濃縮物と高純度の純水とを得ること
が出来る多重効用濃縮システム及び方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来の多重効用濃縮システムは複数の大
気圧状態の蒸発濃縮器を備え、各蒸発濃縮器で順次的に
廃水または製薬等を濃縮して濃縮液を作る。濃縮液は蒸
発濃縮器から次の蒸発濃縮器にポンプを用いて移送され
たり、該濃縮液を貯蔵するタンクにポンプを用いて排出
される。

【０００３】

【発明が解決しょうとする課題】しかしながら、従来の
多重用濃縮システムでは、各蒸発濃縮器に流入される加
熱された廃水または製薬液等の供給液が蒸発濃縮機内で
大気圧を受けるようになり、効率的に各蒸発濃縮器で廃
水または製薬液等を迅速に蒸気と濃縮水とに分離するこ
とができないため、多数の蒸発濃縮器を必要とする。こ
れに伴い、各蒸発濃縮器で濃縮した濃縮液を移送させる
ために多数のポンプを必要とする。従って、従来の多重
効用濃縮システムは高価であり、濃縮に多くの費用が所
要された。

【０００４】本発明は前記の問題点を解決しようと案出
されたものであって、液体を迅速にかつ効率的に濃縮す
ることができる多重効用濃縮システムおよび方法を提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の多重効用濃縮システムおよび方法は、廃水
または製薬液等を多重効用濃縮装置によって濃縮するに
おいて、各蒸発濃縮器と各熱交換器とを順次的に連通さ
せ減圧手段によって各蒸発濃縮器と各熱交換器とを互い
に相異な減圧状態に作った後、各蒸発濃縮器に流入され
る加熱された供給液が下流側に行く程、大気圧以下の低
い圧力を各蒸発濃縮器で受けるように構成されている。

【０００６】請求項１の発明は、液体を多段階で濃縮す
る多重効用濃縮システムであって、前記液体を加熱する
第１熱交換器と、前記第１熱交換器の下流に配置され、
加熱された前記液体から比較的気化しやすい成分の蒸気
を分離して低次濃縮液を得るための第１蒸発濃縮器と、
前記第１蒸発濃縮器の下流に配置され、前記蒸気を用い
て前記低次濃縮液を加熱する第２熱交換器と、前記第２
熱交換器の下流に配置され、加熱された前記低次濃縮液
から比較的蒸発しやすい成分の蒸気を分離して高次濃縮
液を得るための第２蒸発濃縮器と、前記第２蒸発濃縮器
の下流に配置され、前記蒸気を液化するための凝縮器
と、前記凝縮器を減圧する減圧装置と、前記第１熱交換
器、前記第１蒸発濃縮器、前記第２熱交換器、前記第２
蒸発濃縮器、前記凝縮器の順で内部圧力が低くなるよう
に、前記第１熱交換器、前記第１蒸発濃縮器、前記第２
熱交換器、前記第２蒸発濃縮器の内部圧力を調整する圧
力調整手段とを備えることに特徴を有する。

【０００７】請求項２の発明は、廃液を収容するための
廃液タンクと、各々が内部に加熱蒸気用管及び廃液用管
を有し、少なくとも第１、第２、第３熱交換器を含む前
記廃液を加熱するための複数の熱交換器と、前記廃液タ
ンクは第１電子開閉弁を備えた廃液流入用管を介して前
記第１熱交換器の上流に配置されていることと、前記複
数の熱交換器の下流にそれぞれ配置された少なくとも第
１、第２、第３蒸発濃縮器を含む複数の蒸発濃縮器と、
前記第３蒸発濃縮器と連通された凝縮器と、前記第１、
第２及び第３熱交換器の加熱廃液出口と前記第１，第２
及び第３蒸発濃縮器の加熱廃液入口とをそれぞれ接続す
る第１、第２及び第３加熱廃液排出管と、前記第１及び
第２蒸発濃縮器の濃縮廃液出口と前記第２及び第３熱交
換器の濃縮廃液入口とをそれぞれ接続し、かつ、第２及
び第３電子開閉弁とを備えた第１及び第２濃縮液移送管
と、前記蒸発濃縮器の濃縮廃液出口とスラッジタンクと
を接続し、第９電子開閉弁を備えた濃縮液移送管と、第
２及び第３熱交換器の蒸気用外管入口と、第１及び第２
蒸発濃縮器の蒸気用出口とをそれぞれ接続する第１及び
第２蒸発蒸気移送管と、前記第２及び第３熱交換器の蒸
気用外管の出口と第１及び第２凝縮水貯蔵／縮合タンク
の上端とをそれぞれ接続する第１及び第２凝縮水放出管
と、前記第１及び第２凝縮水貯蔵／縮合タンクは前記第
１及び第２タンク内に貯蔵された凝縮水の量が所定のレ
ベルに達したかどうかを感知する第１及び第２レベルセ
ンサーをそれぞれ備えており、前記第１及び第２タンク
の下端には、第４及び第６電子制御弁を備えた第１及び
第２凝縮水排出管がそれぞれ接続され、前記第１凝縮水
排出管は前記第２凝縮水貯蔵／縮合タンクの上端に接続
されており、前記所定のレベルより高くかつ前記第１及
び第２凝縮水放出管との接続位置より低い位置で、前記
第１及び第２タンクにそれぞれ接続され、かつ、第２及
び第３蒸発蒸気移送管にそれぞれ接続された第１及び第
２圧力調節管と、前記第１及び第２圧力調節管は第５及
び第７電子開閉弁をそれぞれ備え、前記第５及び第７電
子開閉弁と前記第１及び第２タンクとの間に設けられた
第１及び第２圧力感知／調節装置と、前記第２圧力調節
管と前記第３蒸発蒸気移送管との接続部と前記第７電子
開閉弁との間に接続され、かつ、第８電子開閉弁を有す
る通気ラインと、前記スラッジタンクに設けられ、前記
スラッジタンクに貯蔵された濃縮液のレベルを感知する
第３レベルセンサーと、前記スラッジタンクの下端と大
気とを連通し、第１０電子開閉弁を備えた濃縮液排出管
と、前記所定のレベルより高く、かつ、前記濃縮液移送
管と前記スラッジタンクとの接続位置より低い位置で前
記スラッジタンクに接続され、かつ、前記第２圧力調節
管と第３蒸発蒸気移送管との接続部と前記第７電子開閉
弁との間に接続され、途中に第８電子開閉弁Ｖ８を備え
る分岐ラインと、前記スラッジタンクと前記分岐ライン
との接続位置の反対側において、途中に第１１電子開閉
弁が設けられた空圧ラインを介して接続された空圧ポン
プとを備えることを特徴とする多重効用濃縮システムで
ある。

【０００８】前記本発明の多重効用濃縮システムは、高
圧ポンプとエジェクターとを含む減圧装置によって、凝
縮器、第３蒸発濃縮器、第３熱交換器、第２蒸発濃縮
器、第２熱交換器、第１蒸発濃縮器及び第１熱交換器等
の内部圧力を減圧させ、圧力感知／調節装置及び電子開
閉弁によって第１蒸発濃縮器の内部圧力を第１の所定圧
力に設定し、他の圧力感知／調節装置及び他の電子開閉
弁によって第２蒸発濃縮器の内部圧力を第１の所定圧力
より低く、かつ、第３蒸発濃縮器の第３の所定圧力より
高い第２の所定圧力に設定する。これにより、各蒸発濃
縮器に流入される加熱液には、下流側に行く程、大気圧
以下の小さい圧力が作用し、圧力差により下流に移送さ
れる。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施例を図面を参照
して詳しく説明する。図１は本発明の多重効用濃縮シス
テムの回路を示す。多重効用濃縮システムは、廃液タン
ク１、は内部に加熱蒸気用外管および廃液用内管を備
え、廃液を加熱するための第１、第２および第３熱交換
器２ａ，２ｂ，２ｃ、第１、第２及び第３蒸発濃縮器
３、４、５、スラッジタンク２０、循環水タンク３０、
凝縮器９、前記凝縮機９の内部を減圧させる減圧手段す
なわち真空装置１０を有する。真空装置１０は高圧ポン
プ１０ａとエジェクター１０ｂとを備えるのが好まし
い。

【００１０】第１、第２及び第３蒸発濃縮器３、４、
５、および第１、第２及び第３熱交換器２ａ、２ｂ、２
ｃが第１熱交換器２ａ、第１蒸発濃縮器３、第２熱交換
器２ｂ、第２蒸発濃縮器４、第３熱交換器２ｃ、第３蒸
発濃縮器５の順に配置されており、第３蒸発濃縮器５が
第３蒸発蒸気移送管１１２を経由して真空装置１０によ
って減圧された凝縮機９と連通しており、そして第１熱
交換器２ａの廃液用内管が第１電子開閉弁Ｖ１を備えた
廃液流入用管１０１を経由して第１電子開閉弁Ｖ１の制
御によって廃液タンク１に連通している。

【００１１】第１、第２及び第３熱交換器２ａ、２ｂ、
２ｃは、第１、第２および第３加熱廃液排出管１０２、
１０５、１１０を介して、第１、第２及び第３蒸発濃縮
器３、４、５にそれぞれ接続されている。従って、加熱
された廃液は、第１、第２及び第３熱交換器２ａ、２
ｂ、２ｃの廃液出口から、第１、第２および第３加熱廃
液排出管１０２、１０５、１１０を通って、第１、第２
及び第３蒸発濃縮器３、４、５の加熱廃液入口に供給さ
れる。第１及び第２蒸発濃縮器３、４は、第２及び第３
電子開閉弁Ｖ２、Ｖ３を備えた第１および第２濃縮液移
送管１０４、１０９を介して、第２及び第３熱交換器２
ｂ、２ｃに接続されている。従って、濃縮された廃液
は、第１及び第２蒸発濃縮器３、４の廃液出口から、第
２及び第３電子開閉弁Ｖ２、Ｖ３を備えた第１および第
２濃縮液移送管１０４、１０９を通って、第２及び第３
熱交換器２ｂ、２ｃの廃液入口に供給される。

【００１２】蒸発濃縮器５の濃縮廃液出口は、第９電子
開閉弁Ｖ９を備えた濃縮液移送管１１３を介してスラッ
ジタンク２０の上端に接続されている。第２及び第３熱
交換器２ｂ、２ｃの蒸気用外管入口は直ぐ上流に配置さ
れた第１及び第２蒸発濃縮器３、４蒸気用出口と第１及
び第２蒸発蒸気移送管１０３、１０８によって互いに連
通している。

【００１３】第１、第２及び第３蒸発濃縮器３、４、５
の下端内部空間部に接続されている第１、第２及び第３
加熱廃液排出管１０２、１０５、１１０のそれぞれは、
図２に示されたとおり、第１、第２及び第３蒸発濃縮器
３、４、５の下端部の外周に沿う形状になっており、壁
３３２とリング壁３３４との間のリング室３３６側に接
線方向に開口されている。

【００１４】第２熱交換器２ｂの蒸気用外管の出口は第
１凝縮水放出管１０７を介して第１凝縮水貯蔵／縮合タ
ンク２０１の上端に接続されている。第１凝縮水貯蔵／
縮合タンク２０１はタンク２０１内に貯蔵された凝縮水
のレベルを感知する第１レベルセンサーＬＳ１を備えて
おり、タンク２０１の下端には第４電子制御弁Ｖ４を備
えた第１凝縮水排出管４０２が接続されている。第１レ
ベルセンサーＬＳ１によってタンク２０１に凝縮水が所
定のレベルまで貯蔵されたことが感知されると、第１凝
縮水排出管４０２を経由してタンク２０１に貯蔵された
凝縮水を排出させるように、第４電子制御弁Ｖ４が制御
される。

【００１５】第１凝縮水貯蔵／縮合タンク２０１は前記
所定のレベルより高く、かつ、第１凝縮水放出管１０７
とタンク２０１との接続位置より低い位置で第１圧力調
節管４０１に接続されている。第１圧力調節管４０１は
第２蒸発蒸気移送管１０８の途中に接続されているが、
第２蒸発濃縮器４に直接に接続されてもよい。

【００１６】圧力調節管４０１には第５電子開閉弁Ｖ５
が備えられており、第５電子開閉弁Ｖ５とタンク２０１
の間には、第１圧力感知／調節装置Ｖ／Ｓ１が備えられ
ている。ここで第１圧力感知／調節装置Ｖ／Ｓ１は、第
１蒸発濃縮器３の圧力が、第２蒸発濃縮器４の圧力より
も高い第１の所定圧力になるように制御する。

【００１７】第１圧力感知／調節装置Ｖ／Ｓ１は、互い
に連通している第１凝縮水貯蔵／縮合タンク２０１、第
１凝縮水放出管１０７、第２熱交換器２ｂの蒸気用外
管、第１蒸発蒸気移送管１０３、及び第１蒸発濃縮器３
の内部圧力を測定する。その内部圧力が第１所定圧力よ
り低い時には、第１凝縮水貯蔵／縮合タンク２０１を外
部と通気させてその圧力を上昇させる。第４電子廃閉弁
Ｖ４は第１圧力感知／調節装置Ｖ／Ｓ１によって検出さ
れた圧力が第１所定圧力より高いときに開放され、第１
蒸発濃縮器３より圧力が低く設定されている第２蒸発濃
縮器４の第２蒸発蒸気移送管１０８と第１凝縮水貯蔵／
縮合タンク２０１を連通させて、圧力を低くさせる。

【００１８】第３熱交換器２ｃの蒸気用外管の出口は第
２凝縮水放出管１１１を介して第２凝縮水貯蔵／縮合タ
ンク２０２の上端に接続されており、そして第２凝縮水
貯蔵／縮合タンク２０２の上端には第１凝縮水貯蔵／縮
合タンク２０１に貯蔵された凝縮水を排出させる第１凝
縮水排出管４０２が接続されている。

【００１９】第２凝縮水貯蔵／縮合タンク２０２はタン
ク２０２内に貯蔵された凝縮水のレベルを感知する第２
レベルセンサーＬＳ２を具備している。第２レベルセン
サーＬＳ２によってタンク２０２に凝縮水が所定のレベ
ルまで貯蔵されていることが感知されると、タンク２０
２の下端と第３蒸発蒸気移送管１１２の途中とを接続
し、かつ、第６電子開閉弁Ｖ６を備えた第２凝縮水排出
管４０４を経由して、タンク２０２に貯蔵された凝縮水
を凝縮機９に排出させるように第６電子開閉弁Ｖ６は制
御される。

【００２０】第２凝縮水貯蔵／縮合タンク２０２には、
前記所定のレベルより高く、かつ、第２凝縮水放出管１
１１とタンク２０１との接続位置より低い位置で、第２
圧力調節管４０３に接続されている。第２圧力調節管４
０３は第３蒸発蒸気移送管１１２に接続されてもよく、
第３蒸発濃縮器５に直接に接続されてもよい。

【００２１】第２圧力調節管４０３には第７電子開閉弁
Ｖ７が備えられており、第７電子開閉弁Ｖ７とタンク２
０２の間には第２圧力感知／調節装置Ｖ／Ｓ２が備えら
れている。第２圧力感知／調節装置Ｖ／Ｓ２は、第２蒸
発濃縮器４の圧力が、第３蒸発濃縮器５の圧力よりも高
くかつ第１蒸発濃縮器３の圧力よりも低い第２の所定圧
力になるように制御する。

【００２２】第２圧力感知／調節装置Ｖ／Ｓ２は互いに
連通している第２凝縮水貯蔵／縮合タンク２０２、第２
凝縮水放出管１１１、第３熱交換器２ｃの外管、第２蒸
発移送管１０８、及び第２蒸発濃縮器４の内部圧力を測
定し、該内部圧力が第２所定圧力より低い時には、第２
凝縮水貯蔵／縮合タンク２０２を外部と通気させて、圧
力を上昇させる。第７電子開閉弁Ｖ７は該第２圧力感知
／調節装置Ｖ／Ｓ２によって検出された圧力が第２所定
圧力より高いときに開放され、第２蒸発濃縮器４の圧力
より圧力が低く設定されている第３蒸発濃縮器５の第３
蒸発蒸気移送管１１２と蒸気第２凝縮水貯蔵／縮合タン
ク２０２を連通させ、圧力を低める作用をする。

【００２３】スラッジタンク２０はスラッジタンク２０
内に貯蔵された濃縮液のレベルを感知する第３レベルセ
ンサーＬＳ３を備えており、スラッジタンク２０の下端
には、大気に開放され、第１０電子開閉弁Ｖ１０を備え
た濃縮液排出管４０６が接続されている。第３レベルセ
ンサーＬＳ３によってスラッジタンク２０に凝縮水が所
定のレベルまで貯蔵されたことが感知されると、濃縮液
排出管４０６を経由して、スラッジタンク２０に貯蔵さ
れた濃縮液を外部へ排出させるように第１０電子開閉弁
Ｖ１０は制御される。

【００２４】スラッジタンク２０は前記所定のレベルよ
り高くかつ濃縮液移送管１１３とスラッジタンク２０と
の接続位置より低い位置で分岐ライン４０５に接続され
ている。分岐ライン４０５は、第２圧力調節管４０３と
第３蒸発蒸気移送管１１２との接続部と、第７電子開閉
弁Ｖ７との間に接続されており、途中に第８電子開閉弁
Ｖ８を備えている。スラッジタンク２０と分岐ライン４
０５との接続位置の反対側部位に、空圧ライン４０７が
接続されている。空圧ライン４０７は第１１電子開閉弁
Ｖ１１を介して空圧ポンプ５０に連通している。

【００２５】スラッジタンク２０に濃縮液が前記所定レ
ベルまで貯蔵された場合には、第８及び第９電子開閉弁
Ｖ８、Ｖ９を閉じ、第１０及び第１１電子開閉弁Ｖ１
０，Ｖ１１を開放した状態で空圧ポンプ５０を作動させ
ると、スラッジタンク２０内の濃縮液が圧力差により強
制的に外部に放出される。

【００２６】真空装置１０は循環水タンク３０にある循
環水を循環水タンク３０、高圧ポンプ１０ａ、エジェク
ター１０ｂの順に循環させる。凝縮器９はエジェクター
１０ｂと凝縮器９の蒸気用管とを接続する凝縮水移送管
１１４を通じて凝縮器９で凝縮された凝縮水を純水とし
て循環水タンク３０に排出させながら、凝縮器９の蒸気
用管を減圧させる。

【００２７】図示されていない冷却水用管を通じて冷却
水が循環されている凝縮器９に備えられた図示されてい
ない蒸気用管が真空装置１０によって減圧状態にあるた
め、第３蒸発蒸気移送管１１２を経由して凝縮器９の蒸
気用管に流入された蒸気は、凝縮器９で液化され、凝縮
水移送管１１４を経由して凝縮水として循環水タンク３
０に放出される。

【００２８】ここで、本システムによって濾過処理され
循環水タンク３０に貯蔵された凝縮水は９７％ないし９
８％の純水であって、放出ライン１１５を経由して放出
され他の用途に使用されることも出来る。

【００２９】次に、前記のとおり構成された多重効用濃
縮システムによって廃液を濃縮する方法を説明する。先
ず、第１０及び第１１電子開閉弁Ｖ１０、Ｖ１１を除外
したすべての電子開閉弁Ｖ１ないしＶ９を開放させた状
態で、真空装置１０によって凝縮器９、第３蒸発濃縮器
５、第３熱交換器２ｃ、第２蒸発濃縮器４、第２熱交換
器２ｂ、第１蒸発濃縮器３及び第１熱交換器２ａの内部
を減圧させるとともに、第１圧力感知／調節装置Ｖ／Ｓ
１及び第５電子開閉弁Ｖ５によって第１蒸発濃縮器３の
内部圧力を第１の所定圧力に設定し、第２圧力感知／調
節装置Ｖ／Ｓ２及び第７電子開閉弁Ｖ７によって第２蒸
発濃縮器４の内部圧力を第１の所定圧力より低いが、第
３蒸発濃縮器５の第３の所定圧力より高い第２の所定圧
力に設定する。ここで第３蒸発濃縮器５の内部圧力は、
第３蒸発濃縮器５が第１及び第２蒸発濃縮器３、４の上
流（真空装置１０に近い位置）に配置されているので、
第１及び第２蒸発濃縮器３、４の内部圧力より低い。ま
た、第３蒸発濃縮器５の第３の所定圧力は真空装置１０
によって設定され得る。

【００３０】廃液タンク１に貯蔵された廃液は減圧状態
にある第１熱交換器２ａの内管に廃液流入用管１０１を
経由して流入され、所定の温度に加熱される。次に、第
１熱交換器２ａの内管で加熱された廃液は第１廃液排出
管１０２を経由して減圧状態の第１蒸発濃縮器３に流入
される。第１廃液排出管１０２と第１蒸発濃縮器３との
接続態様により、廃液は第１蒸発濃縮器３内で回転流れ
を形成し、遠心分離されて蒸気と廃液とに分離されて１
次濃縮液となる。本実施例では、蒸気は比較的気化しや
すい水からなる水蒸気であり、１次濃縮液には比較的気
化しにくい成分が含まれる。

【００３１】１次濃縮液は第１濃縮液移送管１０４を経
由して減圧状態の第２熱交換器２ｂの内管に移送され、
第１蒸発濃縮器３で遠心分離された蒸気は減圧状態の第
２熱交換器２ｂの内管に流入された１次濃縮液を加熱さ
せるように第１蒸発蒸気移送管１０３を経由して第２熱
交換器２ｂの外管に供給される。従って１次濃縮液は第
２熱交換器２ｂにおいて所定の温度に加熱される。

【００３２】第２熱交換器２ｂの内管で所定の温度に加
熱された１次濃縮液は第２廃液排出管１０５を経由して
第２蒸発濃縮器４に流入され、第２熱交換器２ｂの外管
に流入され１次濃縮液を加熱した蒸気は第１凝縮水放出
管１０７を経由して第１凝縮水貯蔵／縮合タンク２０１
に放出される。

【００３３】ここで、第１凝縮水放出管１０７を経由し
て第１凝縮水貯蔵／縮合タンク２０１に放出された凝縮
水が第１凝縮水貯蔵／縮合タンク２０１の所定のレベル
まで貯蔵されると、第４電子開発バルブＶ４が開放され
第１凝縮水排出管４０２を経由して第２凝縮水貯蔵／縮
合タンク２０２へ移送される。

【００３４】第２廃液排出管１０５を経由して第２蒸発
濃縮器４に流入された１次濃縮液は再度遠心分離され、
蒸気と廃液とに分離され２次濃縮液となる。第２蒸発濃
縮器４で遠心分離された２次濃縮液は第２濃縮液移送管
１０９を経由して減圧状態の第３熱交換器２ｃの内管に
移送され、第２蒸発濃縮器４で遠心分離された蒸気は、
減圧状態の第３熱交換器２ｃの内管に流入された２次濃
縮液を加熱させるように第２蒸発蒸気移送管１０８を経
由して第３熱交換器２ｃの外管に排出される。従って、
２次濃縮液は所定の温度に加熱される。

【００３５】第３熱交換器２ｃの内管で所定の温度に加
熱された２次濃縮液は第３廃液排出管１１０を経由して
第３蒸発濃縮器５に流入され、そして第３熱交換器２ｃ
の外管に流入されて２次濃縮液を加熱した蒸気は第２凝
縮水放出管１１１を経由して第２凝縮水貯蔵／縮合タン
ク２０２へ放出される。

【００３６】ここで、第２蒸気放出管１１１を経由して
第２凝縮水貯蔵／縮合タンク２０２へ放出された凝縮水
は、第１凝縮水排出管４０２を経由して流入される凝縮
水と合わされて第２凝縮水貯蔵／縮合タンク２０２に貯
蔵される。第２凝縮水貯蔵／縮合タンク２０２内の凝縮
水量が所定のレベルに達すると、第６電子開閉バルブＶ
６が開放されて、凝縮水は第２凝縮水排出管４０２を経
由して凝縮器９に放出される。

【００３７】第３廃液排出管１１０を経由して第３蒸発
濃縮器５に流入された２次濃縮液は遠心分離され蒸気と
廃液とに分離され３次濃縮液となる。第３蒸発濃縮器５
で遠心分離された蒸気は第３蒸発蒸気移送管１１２を経
由して減圧状態の凝縮器９に流入され、純粋の凝縮水と
なって、凝縮水移送管１１４、エジェクター１０ｂを順
次的に経由して循環水タンク３０に放出される。第３蒸
発濃縮器５で遠心分離された３次濃縮液は第３濃縮液移
送管１１３を経由してスラッジタンク２０に放出され
る。３次濃縮液がスラッジタンク２０に所定のレベルま
で貯蔵されれば、第８及び第９電子開閉弁Ｖ８、Ｖ９が
閉じられ、第１０及び第１１電子開閉弁Ｖ１９、Ｖ１１
が開放され、そして空圧ポンプ５０が作動されて、濃縮
液排出管４０６を経由して外部に強圧的に放出される。
本実施例では、電子開閉弁Ｖ１乃至Ｖ８、及び圧力感知
／調節装置Ｖ／Ｓ１、Ｖ／Ｓ２により、圧力調整手段が
構成される。

【００３８】本発明によれば、多段階の蒸発濃縮器３，
４，５は下流ほど低圧に維持される。液体は多段階の熱
交換器２ａ，２ｂ，２ｃにより加熱され、多段階の蒸発
濃縮器３，４，５で蒸気を分離することにより順次濃縮
される。圧力差を利用することで、濃縮液及び蒸気は移
送用ポンプを用いることなく次段の熱交換器に移送され
る。また、濃縮液は分離された蒸気により加熱されるの
で、熱は有効利用され効率的である。 多段階の濃縮に
よって、廃水や製薬液などの混合液体中の比較的蒸発し
やすい成分が液体から分離され、液体中に残る比較的蒸
発しにくい物質が順次濃縮される。例えば、比較的蒸発
しにくい物質が不純物等の不要物の場合、比較的蒸発し
やすい成分を高純度の液体として回収することができ
る。

【００３９】前記された実施例の説明において、廃液を
対象に本システムと方法とを説明したが、廃液の代わり
に製薬液等の他の液体にも本システムと方法は適用され
得る。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、廃水または製薬液など
を多重効用濃縮装置によって濃縮するにおいて、各蒸発
濃縮器と各熱交換器とを順次的に連通させ減圧手段によ
って各蒸発濃縮器と各熱交換器とを互いに相異な減圧状
態に作った後、各蒸発濃縮器に流入される加熱された供
給液が下流側に行くほど低い圧力を各蒸発濃縮器から受
けるようにして、効率的に各蒸発濃縮器で廃水または製
薬液等を迅速に蒸気と濃縮水とに分離出来る。そのた
め、蒸発濃縮器の数を減少させるばかりでなく、各蒸発
濃縮器で濃縮した濃縮液を移送させるためのポンプも必
要としない。その結果、該システム装備は安価であり、
濃縮費用も減少される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による多重効用濃縮システムの回路の
概略図。

【図２】 図１の多重効用濃縮システムの蒸発濃縮器の
下端部の横断面図。

【符号の説明】

１…廃液タンク、２ａ，２ｂ，２ｃ…熱交換器、３，
４，５…蒸発濃縮器、９…凝縮器、１０…減圧装置、２
０…スラッジタンク、３０…循環水タンク、５０…空圧
ポンプ、１０３、１０８、１１２…蒸発蒸気移送管、Ｖ
１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ８，Ｖ
９，Ｖ１０…圧力調整手段としての電子開閉弁、１０
２、１０５、１１０…廃液排出管、１０４、１０９、１
１３…濃縮液移送管、１０７、１１１…凝縮水放出管、
４０２、４０４…凝縮水排出管、４０１、４０３…圧力
調節管、Ｖ／Ｓ１、Ｖ／Ｓ２…圧力調整手段としての圧
力感知／調節装置、４０５…通気ライン、４０６…濃縮
液排出管、４０７…空圧ライン

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体を多段階で濃縮する多重効用濃縮シ
   ステムであって、 前記液体を加熱する第１熱交換器と、 前記第１熱交換器の下流に配置され、加熱された前記液
   体から比較的気化しやすい成分の蒸気を分離して低次濃
   縮液を得るための第１蒸発濃縮器と、 前記第１蒸発濃縮器の下流に配置され、前記蒸気を用い
   て前記低次濃縮液を加熱する第２熱交換器と、 前記第２熱交換器の下流に配置され、加熱された前記低
   次濃縮液から比較的蒸発しやすい成分の蒸気を分離して
   高次濃縮液を得るための第２蒸発濃縮器と、 前記第２蒸発濃縮器の下流に配置され、前記蒸気を液化
   するための凝縮器と、 前記凝縮器を減圧する減圧装置と、 前記第１熱交換器、前記第１蒸発濃縮器、前記第２熱交
   換器、前記第２蒸発濃縮器、前記凝縮器の順で内部圧力
   が低くなるように、前記第１熱交換器、前記第１蒸発濃
   縮器、前記第２熱交換器、前記第２蒸発濃縮器の内部圧
   力を調整する圧力調整手段とを備える多重効用濃縮シス
   テム。
2. 【請求項２】 多重効用濃縮システムであって、 廃液を収容するための廃液タンクと、 各々が内部に加熱蒸気用管及び廃液用管を有し、少なく
   とも第１、第２、第３熱交換器を含む前記廃液を加熱す
   るための複数の熱交換器と、前記廃液タンクは第１電子
   開閉弁を備えた廃液流入用管を介して前記第１熱交換器
   の上流に配置されていることと、 前記複数の熱交換器の下流にそれぞれ配置された少なく
   とも第１、第２、第３蒸発濃縮器を含む複数の蒸発濃縮
   器と、前記 前記第３蒸発濃縮器と連通された凝縮器
   と、 前記第１、第２及び第３熱交換器の加熱廃液出口と前記
   第１，第２及び第３蒸発濃縮器の加熱廃液入口とをそれ
   ぞれ接続する第１、第２及び第３加熱廃液排出管と、 前記第１及び第２蒸発濃縮器の濃縮廃液出口と前記第２
   及び第３熱交換器の濃縮廃液入口とをそれぞれ接続し、
   かつ、第２及び第３電子開閉弁とを備えた第１及び第２
   濃縮液移送管と、 前記蒸発濃縮器の濃縮廃液出口とスラッジタンクとを接
   続し、第９電子開閉弁を備えた濃縮液移送管と、 第２及び第３熱交換器の蒸気用外管入口と、第１及び第
   ２蒸発濃縮器の蒸気用出口とをそれぞれ接続する第１及
   び第２蒸発蒸気移送管と、 前記第２及び第３熱交換器の蒸気用外管の出口と第１及
   び第２凝縮水貯蔵／縮合タンクの上端とをそれぞれ接続
   する第１及び第２凝縮水放出管と、前記第１及び第２凝
   縮水貯蔵／縮合タンクは前記第１及び第２タンク内に貯
   蔵された凝縮水の量が所定のレベルに達したかどうかを
   感知する第１及び第２レベルセンサーをそれぞれ備えて
   おり、前記第１及び第２タンクの下端には、第４及び第
   ６電子制御弁を備えた第１及び第２凝縮水排出管がそれ
   ぞれ接続され、前記第１凝縮水排出管は前記第２凝縮水
   貯蔵／縮合タンクの上端に接続されており、前記所定の
   レベルより高くかつ前記第１及び第２凝縮水放出管との
   接続位置より低い位置で、前記第１及び第２タンクにそ
   れぞれ接続され、かつ、第２及び第３蒸発蒸気移送管に
   それぞれ接続された第１及び第２圧力調節管と、前記第
   １及び第２圧力調節管は第５及び第７電子開閉弁をそれ
   ぞれ備え、 前記第５及び第７電子開閉弁と前記第１及び第２タンク
   との間に設けられた第１及び第２圧力感知／調節装置
   と、 前記第２圧力調節管と前記第３蒸発蒸気移送管との接続
   部と前記第７電子開閉弁との間に接続され、かつ、第８
   電子開閉弁を有する通気ラインと、 前記スラッジタンクに設けられ、前記スラッジタンクに
   貯蔵された濃縮液のレベルを感知する第３レベルセンサ
   ーと、 前記スラッジタンクの下端と大気とを連通し、第１０電
   子開閉弁を備えた濃縮液排出管と、 前記所定のレベルより高く、かつ、前記濃縮液移送管と
   前記スラッジタンクとの接続位置より低い位置で前記ス
   ラッジタンクに接続され、かつ、前記第２圧力調節管と
   第３蒸発蒸気移送管との接続部と前記第７電子開閉弁と
   の間に接続され、途中に第８電子開閉弁を備える分岐ラ
   インと、 前記スラッジタンクと前記分岐ラインとの接続位置の反
   対側において、途中に第１１電子開閉弁が設けられた空
   圧ラインを介して接続された空圧ポンプとを備えること
   を特徴とする多重効用濃縮システム。
3. 【請求項３】 前記第１及び第２圧力調節管は前記第２
   及び第３蒸発濃縮器にそれぞれ接続されており、前記第
   １、２及び第３蒸発濃縮器の下端における内部空間部の
   それぞれに接続されている前記第１、第２及び第３廃液
   排出管は、前記第１、第２及び第３蒸発濃縮器の外周に
   沿う形状を有し、かつ、前記第１、第２及び第３蒸発濃
   縮器の外壁と内壁との間に区画されるリング室に対して
   接線方向に開口されており、 前記凝縮器の蒸気用管は、循環水タンクと連通したエジ
   ェクターに接続された凝縮水移送管に接続されているこ
   とを特徴とする請求項２に記載の多重効用濃縮システ
   ム。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の
   多重効用濃縮システムを用いて廃液を濃縮する方法であ
   って、 前記第１乃至第９電子開閉弁を開放させた状態で、前記
   減圧装置によって、凝縮器、第３蒸発濃縮器、第３熱交
   換器、第２蒸発濃縮器、第２熱交換器、第１蒸発濃縮器
   及び第１熱交換器の内部を減圧させると共に、第１圧力
   感知／調節装置及び第５電子開閉弁によって第１蒸発濃
   縮器の内部圧力を第１の所定圧力に設定し、第２圧力感
   知／調節装置及び第７電子開閉弁によって第２蒸発濃縮
   器の内部圧力を前記第１の所定圧力より低く、かつ、前
   記第３蒸発濃縮器の第３の所定圧力より高い第２の所定
   圧力に設定する工程と、 廃液タンクに貯蔵された廃液を減圧された第１熱交換器
   の内管に廃液流入用管を経由して供給して所定の温度に
   加熱する工程と、 前記第１熱交換器の内管で加熱された廃液が第１廃液排
   出管を経由して減圧状態の第１蒸発濃縮器に流入され、
   蒸気と１次濃縮液とに遠心分離される工程と、 前記第１蒸発濃縮器で遠心分離された１次濃縮液が第１
   濃縮液移送管を経由して前記減圧状態の第２熱交換器の
   内管に移送され、前記第１蒸発濃縮器で遠心分離された
   蒸気が第１蒸発蒸気移送管を経由して前記第２熱交換器
   の外管に供給されて、第２熱交換器の内管に流入された
   １次濃縮液を加熱する工程と、 前記第２熱交換器の内管に加熱された１次濃縮液が第２
   廃液排出管を経由して第２蒸発濃縮器に流入され、前記
   １次濃縮液を加熱した蒸気が第１凝縮水放出管を経由し
   て第１凝縮水貯蔵／縮合タンクに放出される工程と、 第２廃液排出管を経由して第２蒸発濃縮器に流入された
   １次濃縮液を蒸気と２次濃縮液とに再度遠心分離する工
   程と、 前記第２蒸発濃縮器で遠心分離された２次濃縮液が第２
   濃縮液移送管を経由して前記減圧蒸態の第３熱交換器の
   内管に移送され、前記第２蒸発濃縮器で遠心分離された
   蒸気が第２蒸発蒸気移送管を経由して前記第３熱交換器
   の外管に供給されて、第３熱交換器の内管に流入された
   ２次濃縮液を加熱する工程と、 前記第３熱交換器の内管で加熱された２次濃縮液が第３
   廃液排出管を経由して第３蒸発濃縮器に流入され、前記
   ２次濃縮液を加熱した蒸気が第２凝縮水放出管を経由し
   て第２凝縮水貯蔵／縮合タンクに放出される工程と、 第３廃液排出管を経由して第３蒸発濃縮器に流入された
   ２次濃縮液を、蒸気と３次濃縮液とに縁心分離する工程
   と、 前記第３蒸発濃縮器で遠心分離された蒸気が第３蒸発蒸
   気移送管を経由して減圧蒸態の凝縮器に流入させて純粋
   の凝縮水に液化し、凝縮水は凝縮水移送管、エジェクタ
   ーを順次的に経由して循環水タンクに放出され、前記第
   ３蒸発濃縮器で遠心分離された３次濃縮液が第３濃縮液
   移送管を経由してスラッジタンクに放出される工程とを
   含み、 前記第３蒸発濃縮器の第３の所定圧力を前記真空装置に
   よって設定し、かつ、前記第３蒸発濃縮器の内部圧力
   を、前記第１及び第２蒸発濃縮器の内部圧力より低くす
   る工程とを特徴とする多重効用濃縮方法。
5. 【請求項５】 前記第１圧力感知／調節装置は互いに連
   通している第１凝縮水貯蔵／縮合タンク、第１凝縮水放
   出管、前記第２熱交換器の蒸気用外管、第１蒸発蒸気移
   送管、及び第１蒸発濃縮器３の内部圧力を測定して、測
   定された内部圧力が前記第１の所定圧力より低いときに
   は、当該圧力を上昇させるべく前記第１凝縮水貯蔵／縮
   合タンクを外部と通気させ、前記第４電子開閉弁は前記
   該第１圧力感知／調節装置によって検出された圧力が前
   記第１の所定圧力より高いときには当該圧力を低めるべ
   く前記第１蒸発濃縮器より低圧の第２蒸発濃縮器の第２
   蒸発蒸気移送管と前記第１凝縮水貯蔵／縮合タンク２０
   １を連通させ、 前記第２圧力感知／調節装置は互いに連通している第２
   凝縮水貯蔵／縮合タンク、第２凝縮水放出管、前記第３
   熱交換器の外管、第２蒸発移送管、及び第２蒸発濃縮器
   の内部圧力を測定してその内部圧力が前記第２所定圧力
   より低いときには、当該圧力を上昇させるべく前記第２
   凝縮水貯蔵／縮合タンクを外部と通気させ、前記第７電
   子開閉弁は前記該第２圧力感知／調節装置によって検出
   された圧力が前記第２の所定圧力より高いときには、当
   該圧力を低めるべく第３蒸発濃縮器の第３蒸発蒸気移送
   管と前記第２凝縮水貯蔵／縮合タンクとを連通させるこ
   とを特徴とする請求項４に記載の多重効用濃縮方法。
6. 【請求項６】 前記スラッジタンクに放出された３次濃
   縮液の量が所定のレベルに達したとき、第８及び第９電
   子開閉弁を閉じ、第１０及び第１１電子開閉弁を開放
   し、空圧ポンプを作動させて、前記スラッジタンクの３
   次濃縮液を濃縮液排出管を経由して外部に放出させる工
   程と、 第１凝縮水放出管を経由して第１凝縮水貯蔵／縮合タン
   クに放出された凝縮水の量が所定のレベルに達したと
   き、第４電子開閉弁を開放して第１凝縮水放出管を経由
   して第２凝縮水貯蔵／縮合タンクへ移送させる工程と、 第２蒸気放出管を経由して第２凝縮水貯蔵／縮合タンク
   に放出された凝縮水と、前記第１凝縮水排出管を経由し
   て第２凝縮水貯蔵／縮合タンクに流入される凝縮水との
   合計水量が所定のレベルに達したとき、第６電子開閉弁
   を開放して、第２凝縮水貯蔵／縮合タンクの凝縮水を第
   ２凝縮水排出管を経由して凝縮器へ放出させる工程とを
   特徴とする請求項４に記載の多重効用濃縮方法。