JPH0613081B2 - 高真空蒸発装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高真空下で水蒸気を発生させる濃縮、晶析など
のための諸装置に関し、とくに自己蒸気の持つ熱量を当
該装置の熱源として利用するヒートポンプに関するもの
である。

従来の技術 高真空、低温での蒸発装置においては、蒸発装置から発
生する水蒸気を排出除去しなければならない。従来この
水蒸気の排気に関しては、蒸発装置と真空発生装置との
接続管に凝縮器を設け、この凝縮器に冷媒を供給して間
接的に水蒸気を露点以下に冷却し、凝縮させて水として
除去する方法がとられ、あるいは、冷媒フロン（Ｒ−１
１）を使用した圧縮ヒートポンプ低温蒸発装置が開発さ
れている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、凝縮器型の蒸発装置にあっては、低温の
冷媒を得るためにチラーユニットが必要であり、この所
要動力が大きくさらに冷却水を多量に必要とする問題点
があった。また、冷媒（Ｒ−１１）を使用する圧縮ヒー
トポンプ低温蒸発装置にあっては、冷媒温度が２４℃以
下では冷媒の蒸気圧が大気圧以下となり、蒸発装置とし
ての最低温度は〜２７℃（飽和水蒸気圧力〜26.5Ｔｏｒ
ｒ）程度が限界でそれ以上の高真空（低温）には使用で
きず、また、圧縮機の動力が大きくなるためランニング
コストが高くなる問題点があった。

問題点を解決するための手段 そこで本発明では上記問題点を解決するため、上記蒸発
装置に検討を加え、経済的な、高真空下におけるヒート
ポンプ方式に到達したものであって、それによって新規
な吸収ヒートポンプ式蒸発装置を提供しようとするもの
である。

即ち、本発明では、高真空下で発生する水蒸気を蒸発缶
と真空発生装置とを接続する同真空系内に設けた吸収器
に導入し、吸収器内において苛性ソーダまたは濃硫酸の
吸収剤と直接気液接触させて吸収除去すると同時に、希
釈され、昇温された吸収液を当該蒸発缶の自己熱源とし
て利用するようにした吸収式ヒートポンプを有する蒸発
装置において、吸収器の上部下部間には循環管路を設
け、吸収器出口と加熱缶との間に熱交換器を設けて余剰
熱のみを除去することにより、高真空下で連続的に熱回
収を行うとともに、循環吸収液の温度を操作圧力におけ
る沸点以下に保持して蒸発缶からの水蒸気を連続的に吸
収除去し、真空発生装置の負荷を軽減するようにした高
真空蒸発装置である。

以上によって、硫酸、苛性ソーダの高い沸点上昇を利用
し、冷却水消費が少く、圧縮動力を必要としない高真空
低温用蒸発装置としたものである。

実施例 以下本発明を図面に示す実施例のフロー図にもとづいて
詳細に説明する。

図において１０は蒸発装置であって、蒸発缶１１と加熱
缶１２を有し、蒸発缶１１と加熱缶１２の間に循環ポン
プ１３を有する循環管路を形成し、対象とする処理液Ａ
を蒸発させ水蒸気を発生している。加熱缶１２は熱交換
器に形成され、上部入口１４に加熱蒸気を導き、下部出
口１５から取り出している。Ｐは処理後の取出液であ
る。

次に２０は上記加熱液の熱源である吸収器であってその
下部２１には蒸発缶１１の頂部１６から蒸発水蒸気Ｖ_１
が導かれており、底部２２と上部２３の間には吸収液の
循環管路Ｃが形成され、この管路は循環ポンプ２４と熱
交換器２５を有しており、これらの中間において加熱缶
１２の入口１４、出口１５に接続されるとともに、吸収
剤槽３０からポンプ３１を経て高濃度吸収剤を供給さ
れ、吸収した水蒸気Ｖ_１で希釈され管路Ｃを循環する吸
収液は、ポンプ３２を介し希釈液３３として適宜に取出
される。

２６は吸収器２０の上部に設けた散液管であり、２７は
吸収器２０内の不凝縮ガスのための頂部排出口である。

次に４０は真空発生装置であって４１はブースター、４
２は凝縮器、４３は冷却水、４４は復水でありＶ．Ｐ．
は真空ポンプである。真空発生装置４０は前記吸収器２
０の頂部２７と管路Ｖ_２によって接続されており、吸収
器２０内を通じて蒸発缶１１にも連通していて蒸発装置
１０の真空系を構成し、高真空を達成している。

作用 蒸発装置１０に導かれる処理対象液Ａは加熱缶１２にお
いて熱交換によって加熱され、循環ポンプ１３によって
蒸発缶１１との間に循環される間に真空下で蒸発させら
れ水蒸気Ｖ_１は吸収器２０に吸引され、蒸発装置が濃縮
装置である場合には循環をくり返して処理液は濃縮され
回収液Ｐとして取出される。

一方吸収器２０においては、循環ポンプ２４により、吸
収剤が循環しており、運転条件で定められる高真空下に
おいて散液管２６から吸収器２０に入り、ここで蒸発装
置１０で発生する水蒸気Ｖ_１を吸収する。これによって
吸収液は希釈されることになる。希釈液３３は適宜抜き
出される。この吸収剤には沸点上昇の高い硫酸、苛性ソ
ーダが選ばれ、その吸収液は水蒸気の吸収による希釈
熱、凝縮熱にて昇温し、加熱缶１２の加熱側に送られて
対象液の蒸発の熱源となる。即ち蒸発装置１０はその加
熱缶１２に自己蒸気の熱を熱源として供給する吸収式ヒ
ートポンプを形成している。

また、吸収器２０の作用としては、希釈昇温された吸収
液は高濃度吸収剤を注加されることにより、さらに昇温
したのち、熱交換器２５により余剰熱だけを除去し、加
熱缶１２において低温の被処理液によって除熱されるた
め、吸収液を低温に維持することになり、吸収液の水蒸
気分圧が小さくなるので、循環吸収液の濃度を低くする
ことができる。すなわち、ポンプ３１から注入される高
濃度吸収剤の必要量が少くてすむものとなっている。

ここで前述の構成になる蒸発装置において、蒸発装置の
被処理液温度を１５℃とし、真空発生装置による吸収器
内圧を９Ｔｏｒｒとし、200Kg/hrの蒸発が行われると
き、吸収液の循環水量は４１トン／ｈｒ、吸収剤を４８
wt/oの苛性ソーダとして１４００kg/hrの補給を行う
と、希釈熱の発生によって３７℃に昇温された吸収液
は、３２℃の冷却水による熱交換器２５を通した後に３
５℃で加熱缶１２の被処理液を加熱蒸発させ、自らは3
1.5℃となって42.2wt/oの苛性ソーダとして上部から吸
収器２０に入る。このとき希釈液は４２wt/oのものとし
て１６００kg/hr他の用途のために抜き出される。

発明の効果 本発明は蒸発装置と真空発生装置とを接続する真空系に
吸収剤を循環させる吸収器を設け、吸収剤によって蒸発
装置の水蒸気を吸収させるとともに循環する吸収液を蒸
発装置の加熱熱源とする蒸発装置において、吸収器出口
と加熱缶の間に熱交換器を設けて余剰熱のみを除去する
ことによって、高真空下で連続的に作動する吸収ヒート
ポンプを形成させたものであるから、高真空下で用いる
蒸発装置の熱エネルギーの消費を経済的とすることがで
き、併せて真空発生装置の負荷を軽減することができ
る。

また吸収器の吸収剤として使用する硫酸、苛性ソーダは
別途に希釈して用いる用途を有することから、蒸発装置
の濃縮、晶析等への用途に関して水蒸気の排出除去の達
成に用材の消耗を考慮する必要がない。従って、これを
例えば従来のチラー式高真空蒸発装置と比較すると、用
役費を約1/3に低減できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の蒸発装置の実施例をフロー図で示すもの
である。 １０……蒸発装置、１１……蒸発缶 １２……加熱缶、１３……循環ポンプ Ａ……被処理液、Ｐ……取出液 ２０……吸収器、２４……循環ポンプ ２５……熱交換器、２６……散液管 ３０……吸収剤槽、Ｃ……循環管路 ４０……真空発生装置、４１……ブースター Ｖ_１，Ｖ_２……真空系管路、Ｗ……冷却水

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】蒸発装置と、その蒸発缶に接続される真空
   発生装置と、これらの間の真空系に設けられる吸収器と
   からなり、該吸収器は吸収剤の循環管路を有し、この循
   環管路は蒸発装置の蒸発缶と加熱缶とを循環する処理対
   象液の循環管路と加熱缶において熱交換器を形成して、
   吸収液を自己熱源として使用するようにした蒸発装置に
   おいて、吸収剤の循環管路の吸収器出口と上記加熱缶の
   間に希釈液の抜出し管と高濃度吸収剤の供給口を有し、
   この供給口と加熱缶との間に余剰熱の冷却のための熱交
   換器を有することを特徴とする高真空蒸発装置。
2. 【請求項２】吸収剤は硫酸または苛性ソーダである特許
   請求の範囲第１項に記載の高真空蒸発装置。