JPH0225672B2 - - Google Patents
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- JPH0225672B2 JPH0225672B2 JP58085681A JP8568183A JPH0225672B2 JP H0225672 B2 JPH0225672 B2 JP H0225672B2 JP 58085681 A JP58085681 A JP 58085681A JP 8568183 A JP8568183 A JP 8568183A JP H0225672 B2 JPH0225672 B2 JP H0225672B2
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
Landscapes
- Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)
- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
Description
〔本発明の技術分野〕
本発明は、最終段脱気方式によるフラツシユ蒸
発型海水淡水化装置の脱気方法に関する。 〔背景技術〕 蒸発型海水淡水化装置（以下MSFという。）に
おいて、補給海水の脱酸素は装置の腐食防止の観
点から非常に重要である。脱酸素（以下脱気とい
う）プロセスには、(1)充填塔を用いた真空脱気方
式と、(2)最終段フラツシユ室（以下“最終段蒸発
缶”という。）で同時に脱気も行わせる最終段脱
気方式とがある。 両方式の性能を比較すると、一般に(2)の方式が
(1)の方式に比べて劣るといわれる。それは(2)の方
式の律速因子の理論的根拠が十分把握されていな
いため、現状では、両方式ともその脱ガス理論を
二重境膜説に立脚せざるを得ない。 〔従来の最終段脱気方式〕 ここで従来法による最終段脱気方式を第１図に
基づいて説明する。蒸発缶に流入する補給海水は
蒸発室１の熱放出部コンデンサー５を貫流する冷
却海水ライン４の熱回収部コンデンサー５の出口
４′から分岐して補給海水ライン６に流入する。
この補給海水は脱気用ノズル７により、蒸発缶最
終段蒸発缶内にスプレーされ、前段蒸発室から流
入した循環ブライン１０と混合される。なお、図
中２はフラツシユ蒸発装置の熱回収部コンデンサ
ー５に給水する循環ポンプであり、３は或る一定
の濃度を保つための排出ポンプである。二重境膜
説による脱気の律速因子はO2分圧以外に気液接
触面積、膜厚および帯溜時間であるが、このフロ
ーでも流入する海水より最終段蒸発室内の温度が
高いため、補給海水の温度上昇によるO2濃度の
減少と、スプレー化による放散速度の増大があ
る。しかし滞溜時間が短かいため、別置きの真空
脱気塔方式の塔内均一噴霧と充填物による気液接
触面積および滞溜時間の増大を計つた場合に比べ
て最終段脱気方式の性能が劣るのはやむを得な
い。 以上のように最終段脱気方式を採用すると、確
かに別置きの真空脱気塔を必要とせず、大きなコ
ストダウンの要因にはなるが、反面性能が劣るた
め、蒸発缶体の構成材料の高級化は避け難くした
がつて、大きなコストアツプにつながることにな
る。 最近のMSF構成材料は一部を除いて銅合金、
ステンレス鋼、チタン等高級材料が選定されてい
るが、全て腐食防止のためである。MSFに発生
する腐食トラブルには炭素鋼の全面腐食、アルミ
青銅／チタン、ステンレス鋼／炭素鋼の電食、ス
テンレス鋼の応力腐食、孔食、伝熱管入口部のイ
ンレツトアタツク等があるが、これらは大部分溶
存酸素の除去によつて実用上防止可能である。こ
のため、安価でかつ十分な性能を発揮する脱気シ
ステムを開発することはMSFのコストダウンの
ため必須の要求である。 〔本発明の目的〕 本発明者は、従来の最終段脱気方式が二重境膜
説に基づくのではなく、フラツシユ蒸発環境では
水の蒸発が主要な律速因子になることに着目し、
その結果本発明を完成したものである。すなわ
ち、本発明は最終段脱気方式における脱気効率を
向上させたフラツシユ蒸発型海水淡水化装置の脱
気方法を提供することを目的とする。 〔本発明の構成〕 そして、本発明は上記目的を達成する手段とし
て、補給海水が最終段蒸発室に流入する前にこれ
を予熱するにある。すなわち、本発明は熱放出部
冷却海水の一部を補給海水として使用するフラツ
シユ蒸発型海水淡水化装置において、最終段蒸発
室に補給海水を流入するための補給海水ラインに
補給海水予熱器を設置し、補給海水温度を当該蒸
発缶内温度以上に上昇させた後蒸発缶内で脱気さ
せることを特徴とするフラツシユ蒸発型海水淡水
化装置の脱気方法である。 本発明においては、補給海水が最終段蒸発缶に
流入する前に、補給水予熱器を設け、当該最終段
蒸発缶でフラツシユ蒸発可能な温度だけ上昇させ
ることにより（例えば１〜２℃）、脱気の律速因
子を気液接触面積、帯溜時間からフラツシユ蒸発
に変更することにある。 本発明を第２図に基づいて詳細に説明する。第
２図は本発明のフローを示す。熱放出部は第１図
に示す従来法と同一であるが、補給海水ライン６
を通過する補給海水は、補給水予熱器８にて加熱
流体（蒸気又は熱水）と熱交換を行い、最終段蒸
発缶内温度より１〜２℃高い温度まで加熱され
る。 この加熱補給水が蒸発缶に流入してフラツシユ
蒸発しながら脱気され、前段から流入したブライ
ン温度まで低下する。 (1) 補給水予熱器 この予熱器８は熱回収部コンデンサー５を通
過した海水温度を最終段の蒸発室１で補給水が
フラツシユ蒸発するに十分高い温度まで上昇さ
せる作用をし、ここではマスバランスの変化、
相変化はない。 (2) 最終段フラツシユ室 予熱された海水は、ここでフラツシユ蒸発し
て温度が低下すると共に溶存酸素濃度も減少す
る。これらの関係式を(1)〜（13）に示す。 Ａ マスバランス FT＝FB＋FE (1) FTCT＝FBCB＋FECE (2) ただし、FT：補給水入口流量〔Kg／ｈ〕 FB：ブラインと混合する直前の流量
〔Kg／ｈ〕 FE：補給水からの蒸発量〔Kg／ｈ〕 CT：補給水脱気前の酸素濃度〔mol／Kg〕 CB：補給水脱気後の酸素濃度〔mol／Kg〕 CE：気相に放散した酸素濃度〔mol／Kg〕 Ｂ 平衡関係 CB *＝Pgas・Ｈ (3) Pgas／π＝Xgas＝CE／Ｃ (4) PH2O／π＝XH2O＝CH2O／Ｃ＝103／18／Ｃ(5) (4)、(5)式から Pgas／PH2O＝Xgas／XH2O＝CE／55.5 (6) 故に ｍ＝CE／CB *＝55.5／PH2O・Ｈ (7) ただしCB *：補給海水脱気後の平衡酸素濃
度〔mol／Kg〕 Ｃ：ガス成分全てのモル濃度〔mol／Kg〕 CH2O：水１Kgのモル濃度＝103／18＝55.5
〔mol／Kg〕 Xgas：酸素のモル分率〔−〕 XH2O：水のモル分率〔−〕 Pgas：酸素の分圧〔atm〕 PH2O：水の分圧〔atm〕 π：気相中の全圧〔atm〕 ｍ：分配率〔−〕 Ｈ：ヘンリー常数〔mol／Kg・atm〕 Ｃ 蒸発率（Ｒ）、非平衡条件（NECR）およ
び温度降下（△Ｔ） Ｒ＝FE／FT (8) （NECR）＝CB *／CB (9) 以上より Ｒ＝CT−CB *／CB *（ｍ−１）＝ CT−CB（NECR）／CB（NECR）（ｍ−１） (10) FE＝〔CT−CB（NECR）〕／CB（NECR）〔（55.5／PH2O
・Ｈ）−１〕 (11) 一方FEの蒸発による温度降下△Ｔは、 △Ｔ＝FEHV／FTCP (12) ただしHV：水の蒸発潜熱〔Kcal／Kg〕 CP：水の比熱〔Kcal／Kg・Ｃ〕 (10)、(11)式において、分配率ｍはヘンリー常数と
温度のみによつて一義的に決まる。また、温度：
40〜50℃圧力：飽和圧、ノズル噴霧時の
（NECR）を実機規模の装置データから求めた結
果（NECR）＝0.5であつた。 これらの結果をふまえると、(10)、(11)式は、蒸発
率Ｒと脱気後の濃度CBとは次の関係があること
になる。 Ｒ∝CT／CB すなわち、入口O2温度が一定の場合最終段脱
気方式の場合の脱気率はフラツシユ蒸発率に支配
される。 さて、フラツシユ蒸発させるためには、最終段
のバルクの温度より必要なフラツシユ蒸発量に見
合うだけ高温にしておく必要がある。このため、
補給海水が最終段フラツシユ室に供給される前に
予熱することを特徴とする最終段脱気プロセスが
本発明のポイントである。第２図中の８が当該予
熱器で加熱用熱源ライン９を流れる加熱用熱源と
しては、蒸発缶初段ブライン、中間段ブライン、
高温製造淡水を用いる。（加熱器蒸発を用いると、
造水比が低下する。）なお、１１は加熱用流体出
口である。 実施例 造水量24m3／ｄ、最高ブライン温度120℃の蒸
発型海水淡水化装置において、本発明を適用した
実施例を第１表に示す。
発型海水淡水化装置の脱気方法に関する。 〔背景技術〕 蒸発型海水淡水化装置（以下MSFという。）に
おいて、補給海水の脱酸素は装置の腐食防止の観
点から非常に重要である。脱酸素（以下脱気とい
う）プロセスには、(1)充填塔を用いた真空脱気方
式と、(2)最終段フラツシユ室（以下“最終段蒸発
缶”という。）で同時に脱気も行わせる最終段脱
気方式とがある。 両方式の性能を比較すると、一般に(2)の方式が
(1)の方式に比べて劣るといわれる。それは(2)の方
式の律速因子の理論的根拠が十分把握されていな
いため、現状では、両方式ともその脱ガス理論を
二重境膜説に立脚せざるを得ない。 〔従来の最終段脱気方式〕 ここで従来法による最終段脱気方式を第１図に
基づいて説明する。蒸発缶に流入する補給海水は
蒸発室１の熱放出部コンデンサー５を貫流する冷
却海水ライン４の熱回収部コンデンサー５の出口
４′から分岐して補給海水ライン６に流入する。
この補給海水は脱気用ノズル７により、蒸発缶最
終段蒸発缶内にスプレーされ、前段蒸発室から流
入した循環ブライン１０と混合される。なお、図
中２はフラツシユ蒸発装置の熱回収部コンデンサ
ー５に給水する循環ポンプであり、３は或る一定
の濃度を保つための排出ポンプである。二重境膜
説による脱気の律速因子はO2分圧以外に気液接
触面積、膜厚および帯溜時間であるが、このフロ
ーでも流入する海水より最終段蒸発室内の温度が
高いため、補給海水の温度上昇によるO2濃度の
減少と、スプレー化による放散速度の増大があ
る。しかし滞溜時間が短かいため、別置きの真空
脱気塔方式の塔内均一噴霧と充填物による気液接
触面積および滞溜時間の増大を計つた場合に比べ
て最終段脱気方式の性能が劣るのはやむを得な
い。 以上のように最終段脱気方式を採用すると、確
かに別置きの真空脱気塔を必要とせず、大きなコ
ストダウンの要因にはなるが、反面性能が劣るた
め、蒸発缶体の構成材料の高級化は避け難くした
がつて、大きなコストアツプにつながることにな
る。 最近のMSF構成材料は一部を除いて銅合金、
ステンレス鋼、チタン等高級材料が選定されてい
るが、全て腐食防止のためである。MSFに発生
する腐食トラブルには炭素鋼の全面腐食、アルミ
青銅／チタン、ステンレス鋼／炭素鋼の電食、ス
テンレス鋼の応力腐食、孔食、伝熱管入口部のイ
ンレツトアタツク等があるが、これらは大部分溶
存酸素の除去によつて実用上防止可能である。こ
のため、安価でかつ十分な性能を発揮する脱気シ
ステムを開発することはMSFのコストダウンの
ため必須の要求である。 〔本発明の目的〕 本発明者は、従来の最終段脱気方式が二重境膜
説に基づくのではなく、フラツシユ蒸発環境では
水の蒸発が主要な律速因子になることに着目し、
その結果本発明を完成したものである。すなわ
ち、本発明は最終段脱気方式における脱気効率を
向上させたフラツシユ蒸発型海水淡水化装置の脱
気方法を提供することを目的とする。 〔本発明の構成〕 そして、本発明は上記目的を達成する手段とし
て、補給海水が最終段蒸発室に流入する前にこれ
を予熱するにある。すなわち、本発明は熱放出部
冷却海水の一部を補給海水として使用するフラツ
シユ蒸発型海水淡水化装置において、最終段蒸発
室に補給海水を流入するための補給海水ラインに
補給海水予熱器を設置し、補給海水温度を当該蒸
発缶内温度以上に上昇させた後蒸発缶内で脱気さ
せることを特徴とするフラツシユ蒸発型海水淡水
化装置の脱気方法である。 本発明においては、補給海水が最終段蒸発缶に
流入する前に、補給水予熱器を設け、当該最終段
蒸発缶でフラツシユ蒸発可能な温度だけ上昇させ
ることにより（例えば１〜２℃）、脱気の律速因
子を気液接触面積、帯溜時間からフラツシユ蒸発
に変更することにある。 本発明を第２図に基づいて詳細に説明する。第
２図は本発明のフローを示す。熱放出部は第１図
に示す従来法と同一であるが、補給海水ライン６
を通過する補給海水は、補給水予熱器８にて加熱
流体（蒸気又は熱水）と熱交換を行い、最終段蒸
発缶内温度より１〜２℃高い温度まで加熱され
る。 この加熱補給水が蒸発缶に流入してフラツシユ
蒸発しながら脱気され、前段から流入したブライ
ン温度まで低下する。 (1) 補給水予熱器 この予熱器８は熱回収部コンデンサー５を通
過した海水温度を最終段の蒸発室１で補給水が
フラツシユ蒸発するに十分高い温度まで上昇さ
せる作用をし、ここではマスバランスの変化、
相変化はない。 (2) 最終段フラツシユ室 予熱された海水は、ここでフラツシユ蒸発し
て温度が低下すると共に溶存酸素濃度も減少す
る。これらの関係式を(1)〜（13）に示す。 Ａ マスバランス FT＝FB＋FE (1) FTCT＝FBCB＋FECE (2) ただし、FT：補給水入口流量〔Kg／ｈ〕 FB：ブラインと混合する直前の流量
〔Kg／ｈ〕 FE：補給水からの蒸発量〔Kg／ｈ〕 CT：補給水脱気前の酸素濃度〔mol／Kg〕 CB：補給水脱気後の酸素濃度〔mol／Kg〕 CE：気相に放散した酸素濃度〔mol／Kg〕 Ｂ 平衡関係 CB *＝Pgas・Ｈ (3) Pgas／π＝Xgas＝CE／Ｃ (4) PH2O／π＝XH2O＝CH2O／Ｃ＝103／18／Ｃ(5) (4)、(5)式から Pgas／PH2O＝Xgas／XH2O＝CE／55.5 (6) 故に ｍ＝CE／CB *＝55.5／PH2O・Ｈ (7) ただしCB *：補給海水脱気後の平衡酸素濃
度〔mol／Kg〕 Ｃ：ガス成分全てのモル濃度〔mol／Kg〕 CH2O：水１Kgのモル濃度＝103／18＝55.5
〔mol／Kg〕 Xgas：酸素のモル分率〔−〕 XH2O：水のモル分率〔−〕 Pgas：酸素の分圧〔atm〕 PH2O：水の分圧〔atm〕 π：気相中の全圧〔atm〕 ｍ：分配率〔−〕 Ｈ：ヘンリー常数〔mol／Kg・atm〕 Ｃ 蒸発率（Ｒ）、非平衡条件（NECR）およ
び温度降下（△Ｔ） Ｒ＝FE／FT (8) （NECR）＝CB *／CB (9) 以上より Ｒ＝CT−CB *／CB *（ｍ−１）＝ CT−CB（NECR）／CB（NECR）（ｍ−１） (10) FE＝〔CT−CB（NECR）〕／CB（NECR）〔（55.5／PH2O
・Ｈ）−１〕 (11) 一方FEの蒸発による温度降下△Ｔは、 △Ｔ＝FEHV／FTCP (12) ただしHV：水の蒸発潜熱〔Kcal／Kg〕 CP：水の比熱〔Kcal／Kg・Ｃ〕 (10)、(11)式において、分配率ｍはヘンリー常数と
温度のみによつて一義的に決まる。また、温度：
40〜50℃圧力：飽和圧、ノズル噴霧時の
（NECR）を実機規模の装置データから求めた結
果（NECR）＝0.5であつた。 これらの結果をふまえると、(10)、(11)式は、蒸発
率Ｒと脱気後の濃度CBとは次の関係があること
になる。 Ｒ∝CT／CB すなわち、入口O2温度が一定の場合最終段脱
気方式の場合の脱気率はフラツシユ蒸発率に支配
される。 さて、フラツシユ蒸発させるためには、最終段
のバルクの温度より必要なフラツシユ蒸発量に見
合うだけ高温にしておく必要がある。このため、
補給海水が最終段フラツシユ室に供給される前に
予熱することを特徴とする最終段脱気プロセスが
本発明のポイントである。第２図中の８が当該予
熱器で加熱用熱源ライン９を流れる加熱用熱源と
しては、蒸発缶初段ブライン、中間段ブライン、
高温製造淡水を用いる。（加熱器蒸発を用いると、
造水比が低下する。）なお、１１は加熱用流体出
口である。 実施例 造水量24m3／ｄ、最高ブライン温度120℃の蒸
発型海水淡水化装置において、本発明を適用した
実施例を第１表に示す。
【表】
本発明は、以上詳記したように、補給海水が最
終段蒸発室に流入する前にこの補給海水を予熱
し、次いて最終段蒸発室に導入するようにしたの
で、補給海水中の溶存酸素が効率よく脱気され、
その結果、該装置の腐蝕防止の面で顕著な効果が
生ずるものである。
終段蒸発室に流入する前にこの補給海水を予熱
し、次いて最終段蒸発室に導入するようにしたの
で、補給海水中の溶存酸素が効率よく脱気され、
その結果、該装置の腐蝕防止の面で顕著な効果が
生ずるものである。
第１図は従来の最終段脱気方式を説明するため
のフロー図であり、第２図は本発明のフロー図で
ある。
のフロー図であり、第２図は本発明のフロー図で
ある。
Claims (1)
- １ 熱放出部冷却海水の一部を補給海水として使
用するフラツシユ蒸発型海水淡水化装置におい
て、最終段蒸発室に補給海水を流入するための補
給海水ラインに補給海水予熱器を設置し、補給海
水温度を当該蒸発缶内温度以上に上昇させた後蒸
発缶内で脱気させることを特徴とするフラツシユ
蒸発型海水淡水化装置の脱気方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58085681A JPS59213488A (ja) | 1983-05-18 | 1983-05-18 | フラツシユ蒸発型海水淡水化装置の脱気方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58085681A JPS59213488A (ja) | 1983-05-18 | 1983-05-18 | フラツシユ蒸発型海水淡水化装置の脱気方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59213488A JPS59213488A (ja) | 1984-12-03 |
| JPH0225672B2 true JPH0225672B2 (ja) | 1990-06-05 |
Family
ID=13865580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58085681A Granted JPS59213488A (ja) | 1983-05-18 | 1983-05-18 | フラツシユ蒸発型海水淡水化装置の脱気方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59213488A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0272774U (ja) * | 1988-11-25 | 1990-06-04 |
-
1983
- 1983-05-18 JP JP58085681A patent/JPS59213488A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0272774U (ja) * | 1988-11-25 | 1990-06-04 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59213488A (ja) | 1984-12-03 |
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