JPH04313302A - Method for evaporating and concentrating aqueous solution containing water-soluble organic matter - Google Patents
Method for evaporating and concentrating aqueous solution containing water-soluble organic matterInfo
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- JPH04313302A JPH04313302A JP8008391A JP8008391A JPH04313302A JP H04313302 A JPH04313302 A JP H04313302A JP 8008391 A JP8008391 A JP 8008391A JP 8008391 A JP8008391 A JP 8008391A JP H04313302 A JPH04313302 A JP H04313302A
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Abstract
Description
【０００１】0001
【産業上の利用分野】本発明は、エチレングリコール又
はジエチレングリコール等のように沸点が水よりも高い
水溶性有機物を含む水溶液を、当該水溶液中の水を蒸発
することによって濃縮するようにした蒸発濃縮方法に関
するものである。[Industrial Application Field] The present invention relates to evaporative concentration in which an aqueous solution containing a water-soluble organic substance, such as ethylene glycol or diethylene glycol, whose boiling point is higher than that of water is concentrated by evaporating the water in the aqueous solution. It is about the method.
【０００２】0002
【従来の技術】一般に、エチレングリコールは、融雪剤
として使用され、また、ジエチレングリコールは、イン
ク顔料の製造に際して副原料として使用され、これらは
、いずれも水を含んだ状態で返還され。その水分を除く
ことにより、濃度を高くした状態で前記の用途等に再使
用されるものである。BACKGROUND OF THE INVENTION Generally, ethylene glycol is used as a snow melting agent, and diethylene glycol is used as an auxiliary raw material in the production of ink pigments, and both of these are returned in a water-containing state. By removing the moisture, it can be reused for the above-mentioned purposes in a highly concentrated state.
【０００３】ところで、前記エチレングリコール水溶液
の濃度を、当該水溶液から水分を除去することによって
高くするには、蒸留塔を使用するのが一般的であるが、
この蒸留塔は、熱効率がきわめて低いので、エチレング
リコール水溶液の濃度を高くすることに要するランニン
グコストが大幅にアップすることになる。そこで、最近
では、前記エチレングリコール水溶液の濃度を高くする
ことに、熱効率が、前記蒸留塔よりも遙かに高い多重効
用型の蒸発濃縮装置を使用することが行なわれている。By the way, in order to increase the concentration of the ethylene glycol aqueous solution by removing water from the aqueous solution, a distillation column is generally used.
Since this distillation column has extremely low thermal efficiency, the running cost required to increase the concentration of the ethylene glycol aqueous solution increases significantly. Therefore, recently, in order to increase the concentration of the ethylene glycol aqueous solution, a multi-effect evaporation concentrator, which has a much higher thermal efficiency than the distillation column, has been used.
【０００４】そして、この多重効用型蒸発濃縮装置は、
例えば、丸善株式会社発行、化学工学協会編、「化学工
学便覧」改訂四版の４２９頁における図４．４５に記載
され、且つ、図４に示すように、ボイラーからの蒸気を
熱源とする加熱器１ａを備えた第１段蒸発缶１と、該第
１段蒸発缶１で発生した蒸気を熱原とする加熱器２ａを
備えた第２段蒸発缶２と、該第２段蒸発缶２で発生した
蒸気に対する真空ポンプ３ａ付き凝縮器３とから成り、
希薄な（濃度の低い）被濃縮液を、管路４にて前記第１
段蒸発缶１に供給し、この第１段蒸発缶１で蒸発濃縮し
た濃縮液を管路５を介して前記第２段蒸発缶２に移送し
、そして、この第２段蒸発缶２で蒸発濃縮したあとの濃
縮液を管路６を介して取り出す一方（この場合、被濃縮
液を、前記第２段蒸発缶２に供給し、この第２段蒸発缶
２から第１段蒸発缶１に移送し、この第１段蒸発缶１か
ら濃縮液を取り出すようにしても良い）、前記第２段蒸
発缶２で発生した蒸気を、前記凝縮器３にて凝縮したの
ち管路７から排出するように構成したものである。[0004] This multiple effect type evaporation concentration device is
For example, as described in Figure 4.45 on page 429 of the revised 4th edition of "Chemical Engineering Handbook" published by Maruzen Co., Ltd. and edited by the Chemical Engineering Society, and as shown in Figure 4, heating using steam from a boiler as a heat source a first-stage evaporator 1 equipped with a heater 1a; a second-stage evaporator 2 equipped with a heater 2a that uses steam generated in the first-stage evaporator 1 as a heat source; It consists of a condenser 3 with a vacuum pump 3a for the steam generated in the
A dilute (low concentration) liquid to be concentrated is passed through the first pipe line 4.
The concentrated liquid supplied to the stage evaporator 1 and evaporated and concentrated in the first stage evaporator 1 is transferred to the second stage evaporator 2 via the pipe line 5, and then evaporated in the second stage evaporator 2. While the concentrated liquid is taken out through the pipe line 6 (in this case, the liquid to be concentrated is supplied to the second stage evaporator 2, and from the second stage evaporator 2 to the first stage evaporator 1). The vapor generated in the second stage evaporator 2 is condensed in the condenser 3 and then discharged from the pipe 7. It is configured as follows.
【０００５】なお、符号８，９は、各蒸発缶１，２の加
熱器１ａ，２ａにおける凝縮水を前記凝縮器３に移送す
るための管路である。[0005] Reference numerals 8 and 9 are pipe lines for transferring the condensed water in the heaters 1a and 2a of the evaporators 1 and 2 to the condenser 3.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかし、この多重効用
型蒸発濃縮装置によって、前記エチレングリコール水溶
液を蒸発濃縮した場合には、以下において述べるような
問題がある。すなわち、エチレングリコールと水との水
溶液の気液平衡関係は、横軸をエチレングリコールの濃
度とする一方、縦軸を平衡温度とすると、図５に示すよ
うに、液相の組成Ｘと、気相の組成Ｙとを呈するもので
ある。However, when the ethylene glycol aqueous solution is evaporated and concentrated using this multiple effect type evaporation concentration apparatus, there are problems as described below. In other words, the vapor-liquid equilibrium relationship of an aqueous solution of ethylene glycol and water, where the horizontal axis represents the concentration of ethylene glycol and the vertical axis represents the equilibrium temperature, shows that the liquid phase composition It exhibits a phase composition Y.
【０００７】そこで、前記多重効用型蒸発濃縮装置にお
いて、エチレングリコール水溶液を、例えばエチレング
リコール濃度で５０ｗｔ％まで蒸発濃縮するものとする
と、最終の蒸発濃縮を行う最終段蒸発缶におけるエチレ
ングリコール濃度は５０ｗｔ％であって、この最終段蒸
発缶において発生する蒸気には、前記図５のエチレング
リコール水溶液の気液平衡線において実線ａ，ａ′，ａ
″で示すように、約２ｗｔ％のエチレングリコールを含
むことにより、この蒸気の凝縮水は、前記約２ｗｔ％の
エチレングリコールを含んだ状態で排出されるから、エ
チレングリコールの消失を招来することになる。[0007] Therefore, in the multi-effect evaporative concentrator, if an ethylene glycol aqueous solution is to be evaporated and concentrated to, for example, an ethylene glycol concentration of 50 wt%, the ethylene glycol concentration in the final stage evaporator that performs the final evaporative concentration is 50 wt%. %, and the vapor generated in this final stage evaporator has solid lines a, a', a on the vapor-liquid equilibrium line of the ethylene glycol aqueous solution in FIG.
'', by containing about 2 wt% ethylene glycol, the condensed water of this steam is discharged containing about 2 wt% ethylene glycol, which leads to the disappearance of ethylene glycol. Become.
【０００８】しかも、前記凝縮水におけるエチレングリ
コールの濃度は、前記最終段蒸発缶におけるエチレング
リコール濃度を、例えば、７０ｗｔ％にすると、前記図
５のエチレングリコール水溶液の気液平衡線において１
点鎖線ｂ，ｂ′，ｂ″で示すように、約４ｗｔ％になる
と言うように、エチレングリコール水溶液の濃縮度をア
ップすることに応じて増大することにより、凝縮水と一
緒に消失するエチレングリコール量を少なくするために
は、最終段蒸発缶におけるエチレングリコール濃度を低
く、換言すると、エチレングリコール水溶液の濃縮度を
低くしなければならないから、エチレングリコールの消
失量を少なくした状態のもとで、エチレングリコール水
溶液の濃縮度を高くすることができないと言う問題があ
った。Furthermore, if the ethylene glycol concentration in the final stage evaporator is, for example, 70 wt%, the concentration of ethylene glycol in the condensed water is 1 on the vapor-liquid equilibrium line of the ethylene glycol aqueous solution in FIG.
As shown by the dotted chain lines b, b', b'', the amount of ethylene glycol increases as the concentration of the ethylene glycol aqueous solution increases, and disappears together with the condensed water, to approximately 4 wt%. In order to reduce the amount of ethylene glycol, the concentration of ethylene glycol in the final stage evaporator must be lowered, in other words, the concentration of the aqueous ethylene glycol solution must be lowered. There was a problem in that it was not possible to increase the concentration of the ethylene glycol aqueous solution.
【０００９】本発明は、エチレングリコール又はジエチ
レングリコール等のように沸点が水よりも高い水溶性有
機物を含む水溶液を、蒸発濃縮する場合において、高い
熱効率を維持した状態で、前記の問題を解消するように
した方法を提供することを技術的課題とする。The present invention solves the above-mentioned problems while maintaining high thermal efficiency when an aqueous solution containing a water-soluble organic substance having a boiling point higher than water, such as ethylene glycol or diethylene glycol, is evaporated and concentrated. The technical challenge is to provide a method for achieving this goal.
【００１０】0010
【課題を解決するための手段】この技術的課題を達成す
るため本発明における「請求項１」は、エチレングリコ
ール又はジエチレングリコール等のように沸点が水より
も高い水溶性有機物を含む水溶液を、低濃度側蒸発缶内
に供給し、次いで、蒸気等を熱源とする加熱器を備えた
高濃度側蒸発缶内に供給したのちこの高濃度側蒸発缶内
から取り出すようにし、前記低濃度側蒸発缶内において
水溶液から蒸発した蒸気の一部を圧縮して前記低濃度側
蒸発缶における加熱器に当該加熱器の熱源として導き、
残余の蒸気を凝縮器に導く一方、前記高濃度側蒸発缶内
において水溶液から蒸発した蒸気を、前記低濃度側蒸発
缶内に導くようにした。[Means for Solving the Problems] In order to achieve this technical problem, "Claim 1" of the present invention provides that an aqueous solution containing a water-soluble organic substance having a boiling point higher than water, such as ethylene glycol or diethylene glycol, is It is supplied into the concentration side evaporator, and then supplied into the high concentration side evaporator equipped with a heater using steam or the like as a heat source, and then taken out from the high concentration side evaporator, and then the low concentration side evaporator is removed from the high concentration side evaporator. compressing a part of the vapor evaporated from the aqueous solution in the evaporator and guiding it to the heater in the low concentration side evaporator as a heat source for the heater;
The remaining vapor is led to the condenser, while the vapor evaporated from the aqueous solution in the high concentration side evaporator is led into the low concentration side evaporator.
【００１１】また、本発明における「請求項２」は、エ
チレングリコール又はジエチレングリコール等のように
沸点が水よりも高い水溶性有機物を含む水溶液を、低濃
度側蒸発缶内に供給し、次いで、蒸気等を熱源とする加
熱器を備えた高濃度側蒸発缶内に供給したのちこの高濃
度側蒸発缶内から取り出すようにし、前記低濃度側蒸発
缶内において水溶液から蒸発した蒸気の一部を圧縮して
前記低濃度側蒸発缶における加熱器に当該加熱器の熱源
として導き、残余の蒸気を凝縮器に導く一方、前記高濃
度側蒸発缶内に水溶液から蒸発した蒸気を、前記低濃度
側蒸発缶内に導くようにし、更に、前記低濃度側蒸発缶
からの蒸気を、前記低濃度側蒸発缶における加熱器と前
記凝縮器とに導く前に、プレクーラ内に導いて、ここで
希薄水溶液に直接接触させるようにした。[0011] In addition, "Claim 2" of the present invention provides that an aqueous solution containing a water-soluble organic substance having a boiling point higher than water, such as ethylene glycol or diethylene glycol, is supplied into the low concentration side evaporator, and then steam is A part of the vapor evaporated from the aqueous solution in the low concentration side evaporator is compressed. The remaining vapor is guided to the heater in the low concentration side evaporator as a heat source for the heater, and the remaining vapor is guided to the condenser, while the vapor evaporated from the aqueous solution in the high concentration side evaporator is transferred to the low concentration side evaporator. Furthermore, before introducing the vapor from the low concentration side evaporator to the heater in the low concentration side evaporator and the condenser, it is conducted into a precooler where it is converted into a dilute aqueous solution. I tried to make direct contact.
【００１２】0012
【作用】前記「請求項１」において、低濃度側蒸発缶内
に供給された水溶液は、当該低濃度側蒸発缶における加
熱器にて加熱されることにより、この低濃度側蒸発缶に
おいて適宜濃度まで蒸発濃縮される。この低濃度側蒸発
缶内において蒸発濃縮したあとの水溶液は、高濃度側蒸
発缶内に供給され、ここで、当該高濃度側蒸発缶におけ
る加熱器にて加熱されることにより、所定の濃縮濃度ま
で蒸発濃縮されたのち取り出される。[Operation] In the above-mentioned "Claim 1", the aqueous solution supplied into the low concentration side evaporator is heated by the heater in the low concentration side evaporator, so that the aqueous solution is appropriately concentrated in the low concentration side evaporator. is evaporated and concentrated. The aqueous solution that has been evaporated and concentrated in the low-concentration side evaporator is supplied to the high-concentration side evaporator, where it is heated by the heater in the high-concentration side evaporator to reach a predetermined concentrated concentration. After being evaporated and concentrated to
【００１３】一方、前記高濃度側蒸発缶内において水溶
液から蒸発した蒸気は、前記低濃度側蒸発缶内に導かれ
たのち、当該低濃度側蒸発缶内において水溶液から蒸発
する蒸気と一緒に、その一部が圧縮されて、前記低濃度
側蒸発缶における加熱器に当該加熱器の熱源として導か
れ、残余の蒸気が凝縮器に導かれ、凝縮水になったのち
排出されるのである。On the other hand, the vapor evaporated from the aqueous solution in the high-concentration side evaporator is led into the low-concentration side evaporator, and then, together with the vapor evaporated from the aqueous solution in the low-concentration side evaporator, A portion of the steam is compressed and led to the heater in the low concentration side evaporator as a heat source for the heater, and the remaining steam is led to the condenser where it becomes condensed water and is then discharged.
【００１４】この場合において、前記低濃度側蒸発缶内
において水溶液から蒸発した蒸気、及び前記高濃度側蒸
発缶内において水溶液から蒸発したのち前記低濃度側蒸
発缶内に入った蒸気の一部を、圧縮して前記低濃度側蒸
発缶における加熱器に導いて、前記低濃度側蒸発缶内に
おける水溶液の加熱蒸発に利用するもので、いわゆる自
己蒸気圧縮型であるから、高い熱効率を維持することが
できるのである。In this case, the vapor evaporated from the aqueous solution in the low-concentration side evaporator and a part of the vapor that entered the low-concentration side evaporator after evaporating from the aqueous solution in the high-concentration side evaporator are The aqueous solution is compressed and introduced into the heater in the low concentration side evaporator, and used for heating and evaporating the aqueous solution in the low concentration side evaporator.Since it is a so-called self-vapor compression type, high thermal efficiency can be maintained. This is possible.
【００１５】一方、前記高濃度側蒸発缶における水溶液
の濃度は、所定の濃縮濃度であることにより、この高濃
度側蒸発缶内において水溶液から蒸発した蒸気には、当
該所定の濃縮濃度に対応した気液平衡状態の値のエチレ
ングリコール等の水溶性有機物を含むものであるが、前
記高濃度側蒸発缶内において水溶液から蒸発した蒸気は
、そのまま凝縮することなく、前記低濃度側蒸発缶内に
導かれて、当該蒸気中の水溶性有機物の一部が低濃度側
蒸発缶内における水溶液に溶けることにより、この低濃
度側蒸発缶内の水溶液における濃度に応じた気液平衡状
態になり、この状態になったのち、前記加熱器及び凝縮
器に導かれて、凝縮することになるから、凝縮水に含ま
れる水溶性有機物の濃度を、前記低濃度側蒸発缶内の水
溶液における濃度に応じた気液平衡状態の値まで下げる
ことができるのである。On the other hand, since the concentration of the aqueous solution in the high-concentration side evaporator is a predetermined concentration, the vapor evaporated from the aqueous solution in the high-concentration side evaporator has a concentration corresponding to the predetermined concentration. Although it contains a water-soluble organic substance such as ethylene glycol at a value in a vapor-liquid equilibrium state, the vapor evaporated from the aqueous solution in the high-concentration side evaporator is guided into the low-concentration side evaporator without condensing as it is. Then, a part of the water-soluble organic matter in the vapor dissolves in the aqueous solution in the low concentration side evaporator, resulting in a vapor-liquid equilibrium state depending on the concentration of the aqueous solution in the low concentration side evaporator, and this state is reached. After that, it will be guided to the heater and condenser and condensed, so the concentration of water-soluble organic substances contained in the condensed water will be adjusted to the concentration of the water-soluble organic matter in the gas-liquid in accordance with the concentration in the aqueous solution in the low concentration side evaporator. It is possible to reduce the value to the equilibrium value.
【００１６】また、前記「請求項２」のように、前記低
濃度側蒸気缶からの蒸気を、前記低濃度側蒸発缶におけ
る加熱器と前記凝縮器とに導く前に、プレクーラ内に導
いて、ここで希薄水溶液に直接接触させるように構成す
ると、前記低濃度側蒸気缶からの蒸気は、当該蒸気中の
水溶性有機物の一部は前記希薄水溶液に溶けることによ
り、前記希薄水溶液における濃度に応じた気液平衡状態
になるから、凝縮水に含まれる水溶性有機物の濃度を、
前記希薄水溶液における濃度に応じた気液平衡状態の値
まで下げることができるのである。[0016] Also, as in the second aspect, the steam from the low concentration side steam can is guided into a precooler before being guided to the heater in the low concentration side evaporator and the condenser. Here, when configured to directly contact the dilute aqueous solution, the steam from the low concentration side steam can is partially dissolved in the dilute aqueous solution, so that the concentration in the dilute aqueous solution increases. Therefore, the concentration of water-soluble organic matter contained in the condensed water is
The concentration can be lowered to the value of the gas-liquid equilibrium state depending on the concentration in the dilute aqueous solution.
【００１７】[0017]
【発明の効果】従って、本発明によると、高い熱効率を
維持した状態で、凝縮水に含まれる水溶性有機物の濃度
を大幅に下げることができるから、水溶性有機物を含む
水溶液を蒸発濃縮する場合における濃縮度を、前記水溶
性有機物の消失量の増大を招来することなく、且つ、高
い熱効率のもとで著しくアップすることができる効果を
有する。[Effects of the Invention] Therefore, according to the present invention, the concentration of water-soluble organic substances contained in condensed water can be significantly reduced while maintaining high thermal efficiency, so when an aqueous solution containing water-soluble organic substances is evaporated and concentrated. It has the effect of being able to significantly increase the concentration level of the water-soluble organic matter without increasing the amount of water-soluble organic matter lost and with high thermal efficiency.
【００１８】また、「請求項２」によると、凝縮水に含
まれる水溶性有機物の濃度を、前記の場合よりも更に下
げることができるから、前記の効果をより助長すること
ができる効果を有する。Furthermore, according to claim 2, the concentration of water-soluble organic substances contained in the condensed water can be further lowered than in the above case, so that the above effect can be further promoted. .
【００１９】[0019]
【実施例】以下、本発明における実施例を図面について
説明する。図１は、前記「請求項１」に対する実施例を
示し、この図において、符号１０は、密閉型の高濃度側
蒸発缶を示し、この高濃度側蒸発缶１０内には、左右両
端の一対のヘッダー１１ａ，１１ｂと、その両ヘッダー
１１ａ，１１ｂ間を繋ぐ複数本の伝熱管１１ｃとから成
る加熱器１１が設けられている。また、符号１２は、同
じく密閉型の低濃度側蒸発缶を示し、この低濃度側蒸発
缶１２内には、左右両端の一対のヘッダー１３ａ，１３
ｂと、その両ヘッダー１３ａ，１３ｂ間を繋ぐ複数本の
伝熱管１３ｃとから成る加熱器１３が設けられている。Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the above-mentioned "Claim 1", and in this figure, reference numeral 10 indicates a closed type high concentration side evaporator. A heater 11 is provided which includes headers 11a and 11b and a plurality of heat transfer tubes 11c connecting the headers 11a and 11b. Further, reference numeral 12 indicates a similarly closed type low concentration side evaporator, and inside this low concentration side evaporator 12, a pair of headers 13a, 13 at both left and right ends
A heater 13 is provided which includes a plurality of heat exchanger tubes 13c connecting the headers 13a and 13b.
【００２０】更にまた、符号１４は、管路１５より供給
される冷却水によって冷却するようにした凝縮器を示し
、この凝縮器１４には、真空ポンプ１６等の真空発生装
置が接続され、且つ、凝縮水の排出ポンプ１７が接続さ
れている。前記低濃度側蒸発缶１２内に管路１８より供
給されたエチレングリコール水溶液は、循環ポンプ１９
にてくみ出したのち、循環管路２０より低濃度側蒸発缶
１２内の上部に設けたノズル２１に送って、このノズル
２１から前記加熱器１３における各伝熱管１３ｃの外側
面に散布する循環を行う一方、前記循環ポンプ１９にて
くみ出されたエチレングリコール水溶液の一部は、管路
２２より前記高濃度側蒸発缶１０内に移送供給される。Furthermore, reference numeral 14 denotes a condenser that is cooled by cooling water supplied from a pipe 15, and a vacuum generator such as a vacuum pump 16 is connected to the condenser 14. , a condensate discharge pump 17 is connected. The ethylene glycol aqueous solution supplied into the low concentration side evaporator 12 from the pipe line 18 is passed through the circulation pump 19.
After pumping out the heat, the heat is sent from the circulation pipe 20 to a nozzle 21 provided at the upper part of the low concentration side evaporator 12, and from this nozzle 21, the heat exchanger 13 is sprayed on the outer surface of each heat transfer tube 13c in the heater 13. At the same time, a part of the ethylene glycol aqueous solution pumped out by the circulation pump 19 is transferred and supplied into the high concentration side evaporator 10 through the pipe line 22.
【００２１】この高濃度側蒸発缶１０内に供給されたエ
チレングリコール水溶液は、循環ポンプ２３にてくみ出
したのち、循環管路２４より高濃度側蒸発缶１０内の上
部に設けたノズル２５に送って、このノズル２５から前
記加熱器１１における各伝熱管１１ｃの外側面に散布す
る循環を行う一方、前記循環ポンプ２３にてくみ出され
たエチレングリコール水溶液の一部は、管路２６より排
出される。The ethylene glycol aqueous solution supplied into the high-concentration side evaporator 10 is pumped out by the circulation pump 23 and then sent through the circulation pipe 24 to the nozzle 25 provided at the upper part of the high-concentration side evaporator 10. While circulating the ethylene glycol aqueous solution pumped out by the circulation pump 23 from the nozzle 25 to the outer surface of each heat transfer tube 11c in the heater 11, a part of the ethylene glycol aqueous solution is discharged from the pipe line 26. Ru.
【００２２】また、前記高濃度側蒸発缶１０内から蒸気
出口２７を蒸気ダクト２８を介して、前記低濃度側蒸発
缶１２内への蒸気入口２９に接続する一方、前記低濃度
側蒸発缶１２における蒸気出口３０からの蒸気ダクト３
１を、前記凝縮器１４に接続する。前記低濃度側蒸発缶
１２から前記凝縮器１４への蒸気ダクト３１内を流れる
蒸気の一部を、ブロワー圧縮機３２で圧縮したのち、蒸
気ダクト３３を介して前記低濃度側蒸発缶１２の加熱器
１３における一方のヘッダー１３ａに供給すると共に、
ボイラー（図示せず）からの蒸気管路３４より供給の蒸
気にて駆動される蒸気エゼクター３５によって圧縮した
のち、蒸気ダクト３６を介して前記高濃度側蒸発缶１０
の加熱器１１における一方のヘッダー１１ａに供給する
。Further, a steam outlet 27 from inside the high concentration side evaporator 10 is connected to a steam inlet 29 into the low concentration side evaporator 12 via a steam duct 28, while a steam outlet 27 is connected to the low concentration side evaporator 12 through a steam duct 28. Steam duct 3 from steam outlet 30 at
1 is connected to the condenser 14. A part of the steam flowing in the steam duct 31 from the low concentration side evaporator 12 to the condenser 14 is compressed by the blower compressor 32, and then the low concentration side evaporator 12 is heated through the steam duct 33. While supplying it to one header 13a in the container 13,
After being compressed by a steam ejector 35 driven by steam supplied from a steam pipe line 34 from a boiler (not shown), the high concentration side evaporator 10 is passed through a steam duct 36.
is supplied to one header 11a of the heater 11.
【００２３】また、前記高濃度側蒸発缶１０の加熱器１
１における凝縮水を、その他方のヘッダー１１ｂ内から
管路３７を介して前記低濃度側蒸発缶１２の加熱器１３
における一方のヘッダー１３ａ内に供給したのち、この
低濃度側蒸発缶１２の加熱器１３における凝縮水と一緒
にして、その他方のヘッダー１３ｂから管路３８を介し
て前記凝縮器１４に移送するようにする。[0023] Also, the heater 1 of the high concentration side evaporator 10
1 to the heater 13 of the low concentration side evaporator 12 via the pipe line 37 from inside the other header 11b.
After being supplied into one header 13a, the water is combined with the condensed water in the heater 13 of the low concentration side evaporator 12 and transferred from the other header 13b to the condenser 14 via the pipe line 38. Make it.
【００２４】この構成において、低濃度側蒸発缶１２内
に管路１８より供給されたエチレングリコール水溶液は
、循環ポンプ１９にて循環を繰り返すことにより、当該
低濃度側蒸発缶１２における加熱器１３にて加熱される
から、この低濃度側蒸発缶１２において適宜濃度まで蒸
発濃縮される。この低濃度側蒸発缶１２内において蒸発
濃縮したあとのエチレングリコール水溶液は、管路２２
を介して高濃度側蒸発缶１０内に供給され、ここで、循
環ポンプ２３にて循環を繰り返すことにより、当該高濃
度側蒸発缶１０における加熱器１１にて加熱されるから
、所定の濃縮濃度まで蒸発濃縮されたのち、管路２６よ
り取り出される。In this configuration, the ethylene glycol aqueous solution supplied into the low-concentration side evaporator 12 from the pipe line 18 is repeatedly circulated by the circulation pump 19, thereby being supplied to the heater 13 in the low-concentration side evaporator 12. Since it is heated, it is evaporated and concentrated to an appropriate concentration in this low concentration side evaporator 12. The ethylene glycol aqueous solution after being evaporated and concentrated in the low concentration side evaporator 12 is transferred to the pipe 22.
is supplied into the high-concentration side evaporator 10 via the circulation pump 23, and heated by the heater 11 in the high-concentration side evaporator 10, thereby achieving a predetermined concentration concentration. After being evaporated and concentrated, it is taken out from the pipe 26.
【００２５】一方、前記高濃度側蒸発缶１０内において
エチレングリコール水溶液から蒸発した蒸気は、蒸気ダ
クト２８を介して前記低濃度側蒸発缶１２内に導かれた
のち、当該低濃度側蒸発缶１２内においてエチレングリ
コール水溶液から蒸発する蒸気と一緒に、その一部がブ
ロワー圧縮機３２及び蒸気エゼクター３５にて圧縮され
て、前記低濃度側蒸発缶１２における加熱器１３及び前
記高濃度側蒸発缶１０における加熱器１１に、これらに
おける熱源として導かれる一方、残余の蒸気が凝縮器１
４に導かれ、凝縮水になったのち排出ポンプ１７にて排
出されるのである。On the other hand, the vapor evaporated from the ethylene glycol aqueous solution in the high concentration side evaporator 10 is led into the low concentration side evaporator 12 via the steam duct 28 and then transferred to the low concentration side evaporator 12. Together with the vapor evaporated from the ethylene glycol aqueous solution in the ethylene glycol aqueous solution, a part of it is compressed by the blower compressor 32 and vapor ejector 35, and is then compressed by the heater 13 in the low concentration side evaporator 12 and the high concentration side evaporator 10. The remaining steam is directed to the heater 11 in the condenser 1 as a heat source in these.
4, and after becoming condensed water, it is discharged by a discharge pump 17.
【００２６】前記低濃度側蒸発缶１２内においてエチレ
ングリコール水溶液から蒸発した蒸気、及び前記高濃度
側蒸発缶１０内においてエチレングリコール水溶液から
蒸発したのち前記低濃度側蒸発缶１２内に入った蒸気の
一部を、ブロワー圧縮機３２及び蒸気エゼクター３５に
て圧縮し、前記低濃度側蒸発缶１２における加熱器１３
及び前記高濃度側蒸発缶１０における加熱器１１に、こ
れらの熱源として導いて、前記エチレングリコール水溶
液の加熱蒸発に利用することにより、いわゆる自己蒸気
圧縮型であるから、高い熱効率を維持することができる
のである。The vapor evaporated from the ethylene glycol aqueous solution in the low concentration side evaporator 12 and the vapor that entered the low concentration side evaporator 12 after evaporating from the ethylene glycol aqueous solution in the high concentration side evaporator 10. A portion is compressed by a blower compressor 32 and a steam ejector 35, and a heater 13 in the low concentration side evaporator 12
The ethylene glycol aqueous solution is guided as a heat source to the heater 11 in the high-concentration side evaporator 10 and used for heating and evaporating the ethylene glycol aqueous solution, so that high thermal efficiency can be maintained because it is a so-called self-vapor compression type. It can be done.
【００２７】なお、蒸気エゼクター３５を廃止し、前記
高濃度側蒸発缶１０における加熱器１１に、蒸気管路３
４からの蒸気を供給するように構成しても良い。そして
、エチレングリコール濃度が１０ｗｔ％のエチレングリ
コール水溶液を、５０ｗｔ％まで蒸発濃縮する場合にお
いて、前記低濃度側蒸発缶１２において３０ｗｔ％まで
蒸発濃縮し、前記高濃度側蒸発缶１０において最終の５
０ｗｔ％まで蒸発濃縮するように設定すると、前記高濃
度側蒸発缶１０におけるエチレングリコール水溶液の濃
度は、所定（最終）の５０ｗｔ％であることにより、こ
の高濃度側蒸発缶１０内においてエチレングリコール水
溶液から蒸発した蒸気には、前記図５のエチレングリコ
ール水溶液の気液平衡線において実線ａ，ａ′，ａ″で
示すように、約２ｗｔ％のエチレングリコールを含むこ
とになるが、前記高濃度側蒸発缶１０内においてエチレ
ングリコール水溶液から蒸発した蒸気は、そのまま凝縮
することなく、前記低濃度側蒸発缶１２内に導かれて、
当該蒸気中のエチレングリコールが低濃度側蒸発缶１２
内における３０ｗｔ％濃度のエチレングリコール水溶液
に溶けることにより、この低濃度側蒸発缶１２内のエチ
レングリコール水溶液における３０ｗｔ％濃度に応じた
気液平衡状態になる。Note that the steam ejector 35 is abolished, and the steam pipe line 3 is connected to the heater 11 in the high concentration side evaporator 10.
It may also be configured to supply steam from 4. When evaporating and concentrating an ethylene glycol aqueous solution with an ethylene glycol concentration of 10 wt% to 50 wt%, it is evaporated and concentrated to 30 wt% in the low concentration side evaporator 12, and the final 5 wt% is concentrated in the high concentration side evaporator 10.
When the setting is made to evaporate and concentrate to 0 wt%, the concentration of the ethylene glycol aqueous solution in the high concentration side evaporator 10 is a predetermined (final) 50 wt%, so that the ethylene glycol aqueous solution in the high concentration side evaporator 10 is The vapor evaporated from the ethylene glycol aqueous solution contains about 2 wt% of ethylene glycol, as shown by the solid lines a, a', and a'' in the vapor-liquid equilibrium line of the ethylene glycol aqueous solution in FIG. The vapor evaporated from the ethylene glycol aqueous solution in the evaporator 10 is guided into the low concentration side evaporator 12 without being condensed as it is,
Ethylene glycol in the vapor is lower concentration side evaporator 12
By dissolving in the ethylene glycol aqueous solution with a concentration of 30 wt % in the evaporator 12 on the low concentration side, a vapor-liquid equilibrium state is created according to the 30 wt % concentration in the ethylene glycol aqueous solution in the low concentration side evaporator 12 .
【００２８】従って、前記低濃度側蒸発缶１２から排出
される蒸気に含まれるエチレングリコール濃度は、前記
図５のエチレングリコール水溶液の気液平衡線において
二点鎖線ｃ，ｃ′，ｃ″で示すように、きわめて低くな
るから、前記排出ポンプ１７にて排出される凝縮水と一
緒に消失するエチレングリコールの量を大幅に低減でき
るのである。Therefore, the ethylene glycol concentration contained in the vapor discharged from the low-concentration side evaporator 12 is indicated by the two-dot chain lines c, c', and c'' on the vapor-liquid equilibrium line of the ethylene glycol aqueous solution in FIG. As a result, the amount of ethylene glycol that disappears together with the condensed water discharged by the discharge pump 17 can be significantly reduced.
【００２９】また、図２は、前記「請求項２」に対応す
る実施例を示もので、このものは、前記低濃度側蒸発缶
１２からの蒸気ダクト３１中に、密閉型のプレクーラ３
９を設けて、前記低濃度側蒸発缶１２からの蒸気が、こ
のプレクーラ３９内を通過したのち、前記凝縮器１４及
びブロワー圧縮機３２又は蒸気エゼクター３５に流れる
ように構成し、そして、このプレクーラ３９内に、前記
凝縮器１４に対する冷却水を冷却源とする冷却器４０に
て冷却された水を、管路４１を経てノズル４２から散布
し、この水をポンプ４３にて前記冷却器４０に供給する
循環を行うように構成したものである。この場合、前記
プレクーラ３９内には、複数枚の金網４４等のミスト捕
集用部が設けられている。Further, FIG. 2 shows an embodiment corresponding to the above-mentioned "Claim 2", in which a closed type precooler 3 is provided in the steam duct 31 from the low concentration side evaporator 12.
9 is provided so that the vapor from the low concentration side evaporator 12 passes through the precooler 39 and then flows to the condenser 14 and the blower compressor 32 or the vapor ejector 35. 39, water cooled by a cooler 40 whose cooling source is the cooling water for the condenser 14 is sprayed from a nozzle 42 through a pipe 41, and this water is supplied to the cooler 40 by a pump 43. The structure is such that the supply is circulated. In this case, the precooler 39 is provided with a plurality of mist collecting portions such as wire meshes 44 .
【００３０】このように構成すると、前記低濃度側蒸発
缶１２からの蒸気中のエチレングリコールは、その蒸気
圧が水の蒸気圧よりも低いことにより、その殆どが、前
記プレクーラ３９内に散布される循環水に溶けることに
なる。そして、この実施例で、エチレングリコール濃度
が１０ｗｔ％のエチレングリコール水溶液を、９０ｗｔ
％までの蒸発濃縮する場合において、前記低濃度側蒸発
缶１２において４０ｗｔ％まで蒸発濃縮し、前記高濃度
側蒸発缶１０において最終の９０ｗｔ％まで蒸発濃縮す
るように設定すると、前記低濃度側蒸発缶１２からの蒸
気には、前記図５のエチレングリコール水溶液の気液平
衡線において４０ｗｔ％に対応した濃度のエチレングリ
コールを含むことになるが、この蒸気中における殆どの
エチレングリコールが、プレクーラ３９内において、こ
れに供給される水に溶けて、この水におけるエチレング
リコール濃度が１０ｗｔ％になり、従って、このプレク
ーラ３９から出ていく蒸気に含まれるエチレングリコー
ル濃度は、前記図５のエチレングリコール水溶液の気液
平衡線において点線ｄ，ｄ′で示すように、殆ど零にな
るから、前記排出ポンプ１７にて排出される凝縮水の一
緒に消失するエチレングリコールの量を、前記図１の実
施例の場合よりも更に低減できる一方、エチレングリコ
ール水溶液を９０ｗｔ％まで蒸発濃縮することができる
のである。With this configuration, most of the ethylene glycol in the vapor from the low concentration side evaporator 12 is dispersed into the precooler 39 because its vapor pressure is lower than that of water. It will dissolve in the circulating water. In this example, 90 wt% of an ethylene glycol aqueous solution with an ethylene glycol concentration of 10 wt% was used.
%, if the low concentration side evaporator 12 is set to evaporate and concentrate to 40wt% and the high concentration side evaporator 10 is set to evaporate and concentrate to a final 90wt%, the low concentration side evaporator The steam from the can 12 contains ethylene glycol at a concentration corresponding to 40 wt% in the vapor-liquid equilibrium line of the ethylene glycol aqueous solution shown in FIG. , the ethylene glycol concentration in this water becomes 10 wt%, and therefore the ethylene glycol concentration contained in the steam exiting from the precooler 39 is equal to that of the ethylene glycol aqueous solution in FIG. As shown by the dotted lines d and d' on the vapor-liquid equilibrium line, the amount of ethylene glycol is almost zero, so the amount of ethylene glycol that disappears together with the condensed water discharged by the discharge pump 17 can be calculated as follows. While the amount can be further reduced than in the case of the conventional method, the ethylene glycol aqueous solution can be evaporated and concentrated to 90 wt%.
【００３１】この実施例の場合、前記プレクーラ３９に
おける循環水は、希薄エチレングリコール水溶液になっ
たのち、管路４５より前記低濃度側蒸発缶１２に供給さ
れるのであり、このプレクーラ３９に対する供給水とし
て、前記低濃度側蒸発缶１２に管路１８より供給される
エチレングリコール水溶液を使用し、前記管路１８から
のエチレングリコール水溶液の全部又は一部を、前記プ
レクーラ３９を経て前記低濃度側蒸発缶１２に供給する
ように構成しても良く、また、このプレクーラ３９の循
環水に対する冷却器４０は、図３に示すように、前記プ
レクーラ３９の内部に設けるようにしても良いのである
。In the case of this embodiment, the circulating water in the precooler 39 is supplied to the low concentration side evaporator 12 through the pipe 45 after being turned into a dilute ethylene glycol aqueous solution, and the water supplied to the precooler 39 is In this case, the ethylene glycol aqueous solution supplied from the pipe 18 to the low concentration side evaporator 12 is used, and all or part of the ethylene glycol aqueous solution from the pipe 18 is passed through the precooler 39 to the low concentration side evaporator. The water may be supplied to the can 12, and a cooler 40 for the circulating water of the precooler 39 may be provided inside the precooler 39, as shown in FIG.
【００３２】なお、前記各実施例は、各蒸発缶１０，１
２における加熱器１１，１３を、各蒸発缶１０，１２の
内部に設けて、これら各加熱器１１，１３における伝熱
管１１ｃ，１３ｃの外側に、各蒸発缶１０，１２内のエ
チレングリコール水溶液を散布することによって、当該
エチレングリコール水溶液を加熱する場合を示したが、
本発明は、これに限らず、前記各蒸発缶１０，１２にお
ける加熱器１１，１３を、蒸発缶１０，１２の外部に設
けて、この加熱器１１，１３により各蒸発缶１０，１２
内のエチレングリコール水溶液を加熱するように構成す
る場合にも適用できるのであり、また、本発明は、蒸発
缶を三つ以上にした場合にも適用することができる。[0032] In each of the above embodiments, each evaporator 10, 1
The heaters 11 and 13 in 2 are provided inside each evaporator 10 and 12, and the ethylene glycol aqueous solution in each evaporator 10 and 12 is placed on the outside of the heat transfer tubes 11c and 13c in each of these heaters 11 and 13. Although the case where the ethylene glycol aqueous solution is heated by spraying is shown,
The present invention is not limited to this, but the heaters 11 and 13 in each of the evaporators 10 and 12 are provided outside the evaporators 10 and 12, and the heaters 11 and 13
The present invention can also be applied to a configuration in which the ethylene glycol aqueous solution inside is heated, and the present invention can also be applied to a case where three or more evaporators are provided.
【図１】本発明における第１実施例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明における第２実施例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明における第３実施例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a third embodiment of the present invention.
【図４】多重効用型蒸発濃縮装置を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a multiple effect evaporative concentration device.
【図５】エチレングリコール水溶液の気液平衡状態を示
す図である。FIG. 5 is a diagram showing the gas-liquid equilibrium state of an ethylene glycol aqueous solution.
１０ 高濃度側蒸発缶
１２ 低濃度側蒸発缶
１１，１３ 加熱器
１４ 凝縮器
１８ エチレングリコール水溶液の供給
用管路２０，２４ 循環管路
２８，３１ 蒸気ダクト３２
ブロワー圧縮機３５ 蒸
気エゼクター３９ プレクーラ10 High concentration side evaporator 12 Low concentration side evaporator 11, 13 Heater 14 Condenser 18 Supply pipes 20, 24 for ethylene glycol aqueous solution Circulation pipes 28, 31 Steam duct 32
Blower compressor 35 Steam ejector 39 Precooler
Claims (2)
ール等のように沸点が水よりも高い水溶性有機物を含む
水溶液を、低濃度側蒸発缶内に供給し、次いで、蒸気等
を熱源とする加熱器を備えた高濃度側蒸発缶内に供給し
たのちこの高濃度側蒸発缶内から取り出すようにし、前
記低濃度側蒸発缶内において水溶液から蒸発した蒸気の
一部を圧縮して前記低濃度側蒸発缶における加熱器に当
該加熱器の熱源として導き、残余の蒸気を凝縮器に導く
一方、前記高濃度側蒸発缶内において水溶液から蒸発し
た蒸気を、前記低濃度側蒸発缶内に導くようにしたこと
を特徴とする水溶性有機物を含む水溶液の蒸発濃縮方法
。Claim 1: An aqueous solution containing a water-soluble organic substance having a boiling point higher than water, such as ethylene glycol or diethylene glycol, is supplied into a low-concentration side evaporator, and then a heater using steam or the like as a heat source is provided. The vapor is supplied into the high concentration side evaporator and then taken out from the high concentration side evaporator, and a part of the vapor evaporated from the aqueous solution in the low concentration side evaporator is compressed and heated in the low concentration side evaporator. The remaining vapor is introduced into the evaporator as a heat source for the heater, and the remaining vapor is introduced into the condenser, while the vapor evaporated from the aqueous solution in the high-concentration side evaporator is introduced into the low-concentration side evaporator. A method for evaporating and concentrating an aqueous solution containing a water-soluble organic substance.
ール等のように沸点が水よりも高い水溶性有機物を含む
水溶液を、低濃度側蒸発缶内に供給し、次いで、蒸気等
を熱源とする加熱器を備えた高濃度側蒸発缶内に供給し
たのちこの高濃度側蒸発缶内から取り出すようにし、前
記低濃度側蒸発缶内において水溶液から蒸発した蒸気の
一部を圧縮して前記低濃度側蒸発缶における加熱器に当
該加熱器の熱源として導き、残余の蒸気を凝縮器に導く
一方、前記高濃度側蒸発缶内に水溶液から蒸発した蒸気
を、前記低濃度側蒸発缶内に導くようにし、更に、前記
低濃度側蒸発缶からの蒸気を、前記低濃度側蒸発缶の加
熱器及び前記凝縮器に導く前に、プレクーラに導いて、
ここで希薄水溶液に直接接触させることを特徴とする水
溶性有機物を含む水溶液の蒸発濃縮方法。Claim 2: An aqueous solution containing a water-soluble organic substance having a boiling point higher than water, such as ethylene glycol or diethylene glycol, is supplied into the low concentration side evaporator, and then a heater using steam or the like as a heat source is provided. The vapor is supplied into the high concentration side evaporator and then taken out from the high concentration side evaporator, and a part of the vapor evaporated from the aqueous solution in the low concentration side evaporator is compressed and heated in the low concentration side evaporator. the remaining vapor is introduced into the condenser as a heat source for the heater, while the vapor evaporated from the aqueous solution in the high-concentration side evaporator is guided into the low-concentration side evaporator; Before introducing the steam from the low concentration side evaporator to the heater of the low concentration side evaporator and the condenser, guiding it to a precooler,
A method for evaporating and concentrating an aqueous solution containing a water-soluble organic substance, the method comprising direct contact with a dilute aqueous solution.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8008391A JPH0775642B2 (en) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | Method for evaporating and concentrating aqueous solution containing water-soluble organic matter |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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|---|---|
| JPH04313302A true JPH04313302A (en) | 1992-11-05 |
| JPH0775642B2 JPH0775642B2 (en) | 1995-08-16 |
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| JP (1) | JPH0775642B2 (en) |
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| JP2007136374A (en) * | 2005-11-21 | 2007-06-07 | Sasakura Engineering Co Ltd | Evaporating/concentrating device |
| JP2007175564A (en) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Sasakura Engineering Co Ltd | Waste liquid treatment apparatus |
| JP2009082883A (en) * | 2007-10-03 | 2009-04-23 | Sasakura Engineering Co Ltd | Concentration apparatus and concentration method |
| JP2010075817A (en) * | 2008-09-25 | 2010-04-08 | Sasakura Engineering Co Ltd | Apparatus and method for evaporating and concentrating aqueous solution |
| CN114746387A (en) * | 2019-12-02 | 2022-07-12 | 斯伦贝谢技术有限公司 | Reducing energy consumption in MEG regeneration |
-
1991
- 1991-04-12 JP JP8008391A patent/JPH0775642B2/en not_active Expired - Fee Related
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| EP4069665A4 (en) * | 2019-12-02 | 2023-04-05 | Services Pétroliers Schlumberger | REDUCED ENERGY CONSUMPTION WHEN RECOVERING MEG |
| US12378177B2 (en) | 2019-12-02 | 2025-08-05 | Cameron International Corporation | Reducing energy consumption in MEG reclamation |
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|---|---|
| JPH0775642B2 (en) | 1995-08-16 |
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