JPH0142722B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は廃水などの水溶液を蒸気再圧縮法で濃
縮処理する水溶液の蒸発濃縮装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

廃水を蒸気再圧縮法で濃縮し、蒸発した水蒸気
を凝縮させて清浄水として再利用する廃水処理装
置の蒸発器は通常竪型のものが使用されている。
したがつてどうしても背丈が高くなる欠点があ
る。すなわち屋内に設置する場合、通常の建屋に
は収納できず、蒸発器に合わせて、特別に建屋を
設計しなければならず、建屋の建設費が割高とな
る。そのため、最近、背丈の低い蒸発装置に対す
る要求が多くなつてきている。蒸発器の高さを低
くするためには蒸発器のチユーブを横形とする横
形シエルアンドチユーブ式蒸発装置とする必要が
ある。すなわち、通常使用されている管外蒸発型
の「液浸型」か「薄膜式」の蒸発器が採用され
る。しかしながら、スケールが生成する場合には
この方式では掃除がし難いという欠点がある。特
に晶析まで行わなければならない場合には採用困
難である。そのため、スケールが付着し難く、且
つ、スケールを除去し易い廃水処理システムとし
ては、従来からある第２図に示すようなシステム
を採用せざるを得ない。以下第２図に基いて従来
例を説明する。

原液はポンプ４１，４１′により配管４２、四
方弁４３を通り、顕熱熱交換器４４に送られ４４
の管５７の外側で凝縮する蒸気で加熱され温度、
圧力ともに上昇する。そして配管４５、四方弁４
３、配管４６を通り、フラツシユタンク４７内の
減圧穴４８から、フラツシユタンク内部に吐出さ
れ、一部蒸気が発生し、該配気は配管４９から蒸
気圧力上昇装置であるブロワー５０に吸込まれ圧
縮され吐出管５１を通り、前記熱交換器４４に送
られ、原液を加熱しポンプ５２により外部に排出
される。一方フラツシユタンク４７内で蒸気の発
生により濃くなつて一部結晶の析出している濃溶
液はポンプ５３，５３′により分離機５４に送り、
分離された固形分を外部に取り出す。残りの液は
バランスタンク５５を経由しポンプ４１′により
再び配管４２側に戻す。また、熱交換器４４にお
ける液の温度上昇を少なくするため、バイパス管
５６よりフラツシユタンクからの濃溶液を配管４
２に流すようにして熱交換器４４内を通る流量を
多くするようにしている。

このシステムにおいては熱交換器４４では被加
熱液がチユーブ内を液状で流れるので、スケール
が付き難く、掃除も簡単であり且つチユーブ自動
洗浄システムを採用しやすいという長所がある。
すなわち第２図において、四方弁の仕切りの位置
が実線の位置になつているときは、熱交換器チユ
ーブ５７内の流れは左から右側に流れるようにな
つている。そして、チユーブ内には掃除用ブラシ
５８が挿入されていてチユーブ内流れの動圧によ
り、該ブラシは同じく左から右側に流れるので、
スケール付着を防止するように作用する。ブラシ
が最右端にくると、ブラシは多数の穴のあいたチ
ユーブ保持器５９に保持される。そして一定時間
後、自動または手動にて四方弁を切り替え四方弁
の仕切りの位置を点線の位置とすることにより、
チユーブ内の被加熱液の流れ方向は反対方向とな
る。従つてチユーブ保持器５９内に保持されてい
たブラシは動圧によりチユーブ内を掃除しながら
右から左方向に流れ、チユーブ保持器６０に保持
される。この四方弁の切り替えによりチユーブ内
面のスケール付着は防止できる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第２図に示す従来の装置においては被加熱液は
熱交換器のチユーブの内側を流れるので、掃除も
簡単であり、且つ掃除を自動化することも容易で
ある。しかしながら、この形式の装置には次のよ
うな大きな欠点があり、実用化までは至つていな
い。すなわち、熱交換器４４を通る液の流量を多
くすると循環用ポンプ５３の所要動力が大きくな
り、流量を少なくすると熱交換器出入口における
被加熱液の温度差が大きくなる。この温度差が大
きくなると当然ブロワーの動力が大きくなる。

本発明の目的は上記欠点を除去したシステム、
すなわち、 (1) 循環用ポンプ動力が少ないこと (2) ブロワー所要動力も少ないこと (3) スケール掃除が容易であること (4) 背丈が低いこと の条件を同時に満足する廃水処理等における水溶
液蒸発濃縮装置を提供することである。

〔問題点を解決する手段〕

本発明は、上記の問題点を解決するためのもの
で、第一熱交換器２４、該第一熱交換器で発生し
た蒸気を加圧する蒸気圧力上昇装置３１、第二熱
交換器４、第二熱交換器の被加熱流体下流側に設
けたフラツシユタンク７、ポンプ及びこれらの機
器を接続する経路を備え、前記第一熱交換器２４
はチユーブ３２が被蒸発液に浸される液浸形蒸発
器であり、該チユーブ内側に前記蒸気圧力上昇装
置３１からの吐出蒸気の少なくとも一部が供給さ
れ、被蒸発液を加熱すると共に凝縮するように構
成され、前記第二熱交換器４は前記第一熱交換器
２４で濃縮された中間濃縮液の一部または全部を
チユーブ内側に通すシエルアンドチユーブ式熱交
換器であり、該チユーブ外側に前記蒸気圧力上昇
装置３１からの吐出蒸気またはボイラからの蒸気
が供給され前記中間濃縮液をさらに加熱すると共
に凝縮するように構成され、前記蒸気圧力上昇装
置３１は前記第一熱交換器２４の蒸発蒸気を吸入
し加圧する如く構成されており、かつ、前記第二
熱交換器４で加熱された中間濃縮液が、フラツシ
ユタンクで更に濃縮され、濃縮液となり系外に一
部とり出され、残りの濃縮液は濃縮液循環経路を
通り、再び第二熱交換器４に送られるように構成
されている水溶液の蒸発濃縮装置である。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図は補助蒸気を全く使用しない場合のフロ
ーシートを示すものである。原液は配管２１から
ポンプ３０により供給され、熱交換器２３で予熱
された後、蒸発器２４に供給される。蒸発器２４
は水平チユーブ内に蒸気を通すシエルアンドチユ
ーブ式液浸形の蒸発器である。原液はこの蒸発器
内で、チユーブ３２内を流れる蒸気により加熱濃
縮されて濃くなつた液（以下この液を中間濃縮液
とよぶ）は配管２５を通り、いつたんタンク２６
に蓄えられる。なお、この配管２５には流量調節
弁２７が備えられており、蒸発器内の水位が一定
水位となるよう制御されている。また配管２５に
はこの配管内を流れる液の濃度を検出する濃度検
出器２８が取りつけられていて、この部分を流れ
る液の濃度が一定値となるように調節弁２９によ
り、バイパス配管２２を流れる中間濃縮液のバイ
パス流量をコントロールするようになつている。
一方蒸発器２４内で蒸発した蒸気はブロワー３１
で圧縮されてその一部は前記蒸発器の加熱チユー
ブ３２内に供給され原液を加熱すると共に凝縮す
る。凝縮した凝縮水は熱交換器２３で冷却された
後いつたん凝縮水タンク３３に蓄えられ、ポンプ
３４により、外部に排出される。

またタンク２６に蓄えられた中間濃縮液はポン
プ１，１′により配管２、四方弁３より、顕熱熱
交換器４の管内に送られ、該管外で凝縮するブロ
ワー３１からの蒸気で加熱され、温度、圧力とも
に上昇する。そして配管５、四方弁３、配管６を
通り、フラツシユタンク７内の減圧穴８からフラ
ツシユタンク内部に吐出され、一部蒸気が発生
し、該蒸気は真空装置１２により配管１１を通り
外部に放出される。一方蒸気発生により濃縮され
一部結晶の析出している濃溶液はポンプ１３，１
３′により固液分離器１４に送られ、固形分を外
部に取り出し、残液はバランスタンク５５を経由
しポンプ１′により再び配管２側に戻される。ま
た、熱交換器４における管内液の温度上昇を少な
くするため、バイパス配管１６によりフラツシユ
タンクからの濃縮液を配管２に流すようにして熱
交換器内を通る流量を多くするようにしている。
この装置では熱交換器４において被加熱液がチユ
ーブ内を液状で流れるので、スケールが付き難
く、掃除も簡単であり且つ薬洗によらないチユー
ブ自動洗浄システムを採用しやすいという長所が
ある。すなわち第１図において、四方弁３の仕切
りの位置が実線の位置にあるときは、熱交換器の
チユーブ１７内の液の流れは左から右側に流れる
ようになつている。そして、チユーブ内には掃除
用ブラシ１８が挿入されていてチユーブ内流れの
動圧により、ブラシは同じく左から右方向にチユ
ーブ内を掃除しながら流れるので、スケール付着
を防止するように作用する。ブラシが最右端にく
ると、ブラシは多数の穴のあいたチユーブ保持器
１９に保持される。そして一定時間後、自動また
は手動にて四方弁を切り替え、四方弁の仕切りの
位置を点線の位置とすることにより、チユーブ内
の被加熱液の流れ方向は前と反対方向となる。従
つて、チユーブ保持器１９内に保持されていたブ
ラシは動圧により、チユーブ内を掃除しながら右
から左方向に流れ、チユーブ保持器２０に保持さ
れる。この四方弁の切り替えによりチユーブ内面
のスケール付着は防止できる。

また熱交換器４に供給される蒸気は前記ブロワ
ー３１の吐出管から一部分岐して供給されるよう
になつている。

ただし、第一の熱交換器すなわち蒸発器２４で
濃縮される濃度は、通常結晶の生じない濃度にコ
ントロールされているが、原液の種類によつては
この濃度が薄い場合がある。このような場合はブ
ロワー３１からの蒸気だけでは足りない場合があ
るがこの場合は外部のボイラからの蒸気を供給す
ればよい。

〔発明の効果〕

本発明の装置は前述の構成となつているので、
下記のような優れた効果が生ずる。

(1) 大部分の濃縮は第一熱交換器で行われるの
で、第二熱交換器における交換熱量は少なく、
従つて中間濃縮液の流量すなわち循環ポンプ１
３の動力は少なくてすむ。（ポンプ１を流れる
中間濃縮液の流量は原液の５％程度の場合が多
い。） (2) また同様の理由により、第二熱交換器４に供
給すべき蒸気量は少ないので、通常の廃水処理
システムでは、補助蒸気が不要であり、かつ、
ブロワー３１の所要ヘツドが少ないので所要動
力も少なくてよい。

(3) スケールの生じやすい第二熱交換器はチユー
ブ内が水溶液側なので掃除し易く、且つスケー
ル除去のため、熱交換器チユーブ内流速を利用
した自動洗浄システムを容易に採用することが
できる。

(4) 熱交換器の背の高さを低くすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の一実施例のフロー図、
第２図は従来例を説明するためのフロー図であ
る。 ３……四方弁、４……第二熱交換器、７……フ
ラツシユタンク、１４……固液分離器、１７……
チユーブ、１８……ブラシ、２１……原液導入
管、２３……熱交換器、２４……蒸発器、３１…
…ブロワー、２６……中間濃縮液タンク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第一熱交換器２４、該第一熱交換器で発生し
   た蒸気を加圧する蒸気圧力上昇装置３１、第二熱
   交換器４、第二熱交換器の被加熱流体下流側に設
   けたフラツシユタンク７、ポンプ及びこれらの機
   器を接続する経路を備え、前記第一熱交換器２４
   はチユーブが被蒸発液に浸される液浸形蒸発器で
   あり、該チユーブ内側に前記蒸気圧力上昇装置３
   １からの吐出蒸気の少なくとも一部が供給され、
   被蒸発液を加熱すると共に凝縮するように構成さ
   れ、前記第二熱交換器４は前記第一熱交換器２４
   で濃縮された中間濃縮液の一部または全部をチユ
   ーブ内側に通すシエルアンドチユーブ式熱交換器
   であり、該チユーブ外側に前記蒸気圧力上昇装置
   ３１からの吐出蒸気またはボイラからの蒸気が供
   給され前記中間濃縮液をさらに加熱すると共に凝
   縮するように構成され、前記蒸気圧力上昇装置３
   １は前記第一熱交換器２４の蒸発蒸気を吸入し加
   圧する如く構成されており、かつ、前記第二熱交
   換器４で加熱された中間濃縮液が、フラツシユタ
   ンク７で更に濃縮されて濃縮液となり、系外に一
   部とり出され、残りの濃縮液は濃縮液循環経路を
   通り、再び第二熱交換器４に送られるように構成
   されている水溶液の蒸発濃縮装置。 ２ 前記第２熱交換器がチユーブ内流速を利用し
   た洗浄装置により洗浄可能となつている特許請求
   の範囲第１項記載の水溶液の蒸発濃縮装置。 ３ 前記中間濃縮液が、溶質の析出濃度以下の濃
   度に制御されている前記特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項記載の水溶液の蒸発濃縮装置。