JPH06510471A - 溶液を蒸発させる方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 溶液を蒸発させる方法および装置 本発明は流下液膜式蒸発器に係わり、特に蒸発器内で発生した蒸気を集めて導き 、また蒸気中に含まれる液滴を分離する手段を備えた追従液膜式蒸発器に関する 。

流下液膜式蒸発器、特にプレート式すなわち自由流れ流下液膜式の蒸発器は性能 およびエネルギー消費において例えばケストナーＬＴＶ式の蒸発器、強制循環式 蒸発器および管式流下液膜蒸発器などの他の形式の蒸発器よりも優れていること か立証されている。他の形式の蒸発器、例えば蒸発のために複数チューブの内面 を使用する管状蒸発器、より優れている自由流れ流下液膜式蒸発器の利点は多い 。例えば、プレー１〜式流下液膜蒸発器では蒸発面は垂直面の殆どまたは全てに 沿って周囲の蒸発空間に露出され、従って発生した蒸気を解放するために大きな 自由面積部分を加熱部材の間に残している。管状式蒸発器において相当する蒸気 解放面積部分は、垂直ヂフーブの水平な横断面部分である。このことは、管状式 蒸発器では液体および蒸気の懸濁体は比較的高速にてチューブから流出し、チュ ーブ束の下方に位置された大きな受け入れ空間を使用したケスト月・一式蒸発器 ど同様にこのｔｆ！濁体か分離されねばならないことを意味する。自由流れ流下 液膜式蒸発器−〇は、蒸気はブ１ノー・１へ部利間を容易に出て正方形または長 方形の加熱部材パッケージを取り囲む円形容器すなわちハウジングが画成する空 間内に自由に流れ込む。発生された蒸気は彎曲パターンにて移動する、すなわち 最初は液体流れの゛慣性によってプレート部材間を僅かに下方向へ移動し、縁に 接近すると蒸気は僅かに上方向へ移動した後、部材パッケージおよび容器壁の間 の自由空間の中に実質的に垂直上方へ流出する。

蒸気はこれに沿って上昇し加速して、加熱部材の上部の上縁を通過するときに最 大速度に達する。この上方向への移動中、蒸気は加熱部材に付着したばかりの液 体の酸量を担持して含むことができる。通常、蒸気はその後シェブロン式液滴分 離器内で集められ、容器の頂部を通して流出できるようにされる。このような装 置は、例えばバルブ工業においてかなりの範囲で使用されている。

例えば、経済的理由のための化学物質の回収では、また環境保全の理由から、周 知の蒸発装置で問題となってきたことである液滴が蒸気によって蒸発器の外部へ 運ばれないようにする注意か払われねばならない。

本発明によれば、これらまたは他の問題は蒸発器内で生じる従来技術の好ましく ない流れパターンを変更することで解決される。従ってプレート間の空間から実 質的に水平方向に流出している垂直上昇する蒸気の殆どは、開口を有し且つ蒸発 器の加熱部材間の自由空間に隣接して位置された蒸気収集手段によって以下に更 に説明するように集められる。

本発明による液体蒸発方法は、外面および内面を有する複数の間隔を隔てた加熱 部材を内部に備えているケーシングが画成する空間の中に液体を導き、前記加熱 部材に前記液体を給送して前記液体が前記加熱部材の外面上を薄膜として流れる ようにすると共に、前記内面に加熱媒体を給送して蒸発させるようにすることで 前記液体を蒸発させ、前記加熱部材間の空間内に前記蒸気を収集する手段を取り 付け、前記蒸気が前記加熱部材から出て前記収集手段に入るようにさせ、前記収 集手段内で前記蒸気の一部を収集し、および残りの前記蒸気を前記蒸気収集手段 およびケーシングの間の蒸気受は入れ空間内に流れるようにすることを含んでい る。装置はケーシング、前記ケーシング内の複数の垂直に延在するプレート状加 熱部材であって、各々か外面および内面および垂直縁を存し、隣接部材と間隔を 隔てられてその間に前記垂直縁に沿って開放チャンネルを形成している前記加熱 部材、前記加熱部材上に前記液体を分配するための前記部材上の手段、前記内面 に接触させて前記液体から蒸気を発生させるために内部に加熱媒体を導くための 前記加熱部材に連結された手段、および前記蒸気を収集して導くために前記加熱 部材間の前記空間に面して前記ケーシング内に取り付けられた手段を含んでいる 。

本発明の１つの実施例によれば、蒸気は実質的に真っ直ぐな水平移動のために流 下液膜に例えあるとしても僅かな乱れしか引き起こさない。それぞれ対向するプ レート間の蒸気空間から加熱部材の全ての横縁に実質的に沿って出た蒸気が収集 されるとき、従来技術の場合の現象である蒸気の加速によって液体が運ばれるこ とは生じない。

収集装置は、加熱部材間の空間を本質的に閉じるように加熱部材の横縁に直角に 走る１つまたはそれ以上の壁を表す１つまたはそれ以上のプレートを含んでいる 。これらの壁は加熱部材の片側または両側に配置され、また蒸気の流れを蒸気収 集点または出口に導くように連結され得る。壁はまた蒸気が通過する複数の垂直 な開口も備えている。

従って化ね部材の片側または両側から出た蒸気は内部蒸気ダクト装置内を導かれ 、更に以下に説明するように単一出口に導かれる。内部蒸気ダクトは蒸発器の空 の空間すなわちドームが蒸気収集のために使用され、ここから蒸気が次に蒸気出 口に導かれてそこから排出されるように構造できる。この構造により蒸発器本体 、すなわち蒸発器ケーシングと加熱部材との間の自由蒸気空間、は一層効果的に 使用され、従ってこれまで可能とされていたよりも特定負荷の蒸発器が小型に作 られる。

本発明による内部蒸気ダクトはまた外部蒸気導管の配置を格段に自由にさせる。

例えば、蒸気出口ならびに加熱スチームの入口は蒸発器の下部に配置できる。多 くの機能を存する蒸発装置では、１つの機能により発生された蒸気は通常は次の 機能における加熱媒体として使用される。従って、本発明により多機能蒸発装置 の蒸発器間の配管は蒸気か蒸発器の頂部を通して排出され、排出された蒸気が次 の蒸発器の底部内に給送される場合よりも短縮できる。

蒸気収集壁の垂直開口は慣性原理に従って作動する液滴分離装置を備えており、 これにおいて蒸気に含まれる液滴が分離される。分離した液滴は次に加熱部材の 下側性の液体プール中に排出される。この適用例によっては、慣性式分離器はシ ェブロンまたはラビリンス式のものとされることができ、また垂直壁に取り付け られるように、または１つまたはそれ以上の垂直壁の一体的な一部として、設計 されることかできる。

本発明の好ましい実施例によれば、壁または液滴分離装置は複数の実質的にＵ形 横断面を有する細長い間隔を隔てられた樋状部材を含んでいる。これらの樋状部 材は実質的に垂直方向に且つ加熱部材の細長い垂直縁に実質的に平行に延在し、 典型的には２列の互いにオフセットれて、一方の列のＵ形部材が他方の列のＵ形 部材の間の空間の前方に、またはこの逆に、配置される。蒸発器プレートから出 た液体／蒸気混合体は水平方向に移動する間に樋すなわちＵ形部材の内面に衝突 し、液体が分離されて下方へ流れる一方、蒸気は樋間の空間を通して引き続き流 れる。

液滴分離器はまた簡単な枠組みから吊り下げられた薄い編まれた鋼材ストリップ または織物で垂直壁を構成することで形成される。この編まイ］た鋼材ストリッ プは周知のようにメソシー、バットまたは慣性装置として作用する方法で配置で きる。

本発明のこれらのおよび他の利点は、本発明の好ましい実施例の以下の詳細な説 明から、特に添付図面に関連して読むことで完全に理解されよう。図面において 、第１図は、本発明による蒸発装置の切除した側面図を示　し７、 第２図は、第１図の線Ａ　−Ａ　＋ｉ−沿う断面図であり、第３図は、本発明に よる液滴分離構造の一部を示す第２図の線Ｂ−Ｂに沿う断面図であり、 第４１４は、　第３図の線Ａ−Ａに沿う断面図であり、および 第５図は、第４図の細部１の拡大断片図である。

第１図および第２図は本発明による蒸発装置を示しているａ蒸発器ｌＯは複数の 垂直に配置した間隔を隔てられたプレート式の加熱部材１１をケーシング１２内 に含んでいる。隣接する加熱部材の対向面は部材間に細長いい垂直チャンネル１ ４を画成している。加熱部材１４は周辺で結合された対向する対をなすプレート １３で構成されるのか好ましい。例えばバルブ化作動から生じる溶液のような蒸 発されるへき液体は薄い膜として加熱部材１１の外面上を流下し、この液膜が加 熱部材の内部に導かれた蒸気で加熱される。

部材１１の上方には水平底部および直立側壁を一般にイｆする液体分配置・シー ２１か配置される。トレーの底部には穴か備えられ、液体をトレー２１からその 下方のブ１ノー　１・部材ｌｌの表面上に流せるようになっている。蒸発れるへ き液体例えば黒液は、ライン２０を経て１−シー２１へ給送される。下方へ流れ る液体は、ライン２３を経て加熱部材１１の中に給送されて部分１１の内部を外 側の液体どは向流方向に連続的に流れるスチームによって、沸点まで加熱される 。凝縮された液体は蒸発器底部のブール２５に集められ、そこからライン２２を 経て抜き出される。

液体から蒸発した蒸気はチャンネル１４の両垂直側部からその高さすなわち長さ に沿って出る。垂直壁４０〜４３は加熱部材１１に接近して位置決めされ、蒸気 の流れ方向を決める接近した収集装置を形成する。

実質的に水平方向に移動する間にチャンネル１４の両側から出る蒸気／液体混合 体は、加熱部材の横縁に隣接配置された垂直壁４０．４２に接触する。これらの 壁は、以下に更に詳細に説明するように垂直開口および液滴分離装置を備えてい る。液滴分離装置の好ましい実施例は第３〜第５図に示されている。この液滴分 離器３０は間隔を隔てた垂直の細長い樋状部材３１を含み、この部材は典型的に は２列に配置され、それぞれの開口が加熱部材に向けられている。部材３１は実 質的に垂直に、加熱部材１１の垂直縁に平行に延在する。これらは加熱部材の最 上部まで上方へ延在でき、または垂直壁の上部は完全に閉じられることかできる 。各部材３１は実質的にＵ形断面を在し１．ニオ１により側部の自由端部３２は 内方へ向く。液滴分離器３０を形成する部材３１は長手方向のＵ形部材３１を横 断する底部プレート３４て支持される。

各ブレート３４は加熱部材１１に面し且つチャンネル３Ｇを形成する直立端部壁 ；（５を有する。蒸発器を出た蒸気／液体混合体は部材３１の内面３３に接触し て、液体か蒸気から分離されるようにする。液体は下方へ流れ、底部プレート３ ４で収集され、チャンネル３６を経て得たブール３５へ導かれる。

蒸気は樋３１の間のスロワ１〜形垂直開口３８を通して液滴分離器３０および蒸 発器ケーシング１２で形成される垂直壁間の蒸気空間１５ａの中に流れ込む。蒸 気出目′、こ４は蒸気空間１５の下部に配置されることか好ましい。

従〜）で、蒸気空間１５からの蒸気は先ず蒸気ドーム１６内に集められ、次に出 口２４を通して蒸気空間１５ａからの蒸気と一緒に排出される。

説明Ｌ　？：好ましい実施例は図解のためだけのもので、本発明を限定するもの と解釈されるへきではなく、本発明の範囲は添付の請求の１１囲たけに適正に記 述されていＦＩＧ、　４ 特表千６−５１０４７１　（５） １−事件の表示 ２−発明の名称 溶液を蒸発させる方法および装置 氏名（名称） エイ、アフルストロム　コーポレーション４−代理人 ６−補正により増加する請求項の数 ７、ネｍ正の対象 明細書、請求の範囲及び要約書翻訳文 国際調査報告 −一−−細１−−ｋ　ｐｃ’ｒ、午１９２１００１３２

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．液体が各々外面および内面を有する複数の間隔を隔てた加熱部材を内部に備 えたケーシングにより画成された空間の中に導かれ、前記液体を前記加熱部材に 給送して前記液体が前記加熱部材の外面上を薄膜として流れるようにすると共に 、蒸発させるために前記内面に加熱媒体を給送することで前記液体が蒸発される ようになされる液体を蒸発させる方法であって、 前記加熱部材間の空間に面して前記ケーシング内に前記蒸気を収集する手段が取 り付けられ、前記蒸気が前記加熱部材から出て前記収集手段に入るようにされ、 前記収集手段内に前記蒸気の一部が集められ、および残りの前記蒸気は前記蒸気 収集手段およびケーシング間の蒸気受け入れ空間内に流れるようにされることを 特徴とする方法。
2. ２．請求項１の方法であって、前記時期の少なくとも一部が実質的に水平方向に 前記加熱部材から出て、前記蒸気収集装置を通して真っ直ぐなライン以外の流れ パターンで流されることを特徴とする方法。
3. ３．請求項１の方法であって、前記加熱媒体が導かれ、前記蒸気が前記ケーシン グの下側半分にて抜き出されることを特徴とする方法。
4. ４．請求項１の方法であって、前記蒸気が液滴を含み、液滴は前記時期収集装置 内で前記時期から分離されることを特徴とする方法。
5. ５．液体を蒸発させる装置であって、 ケーシング、 前記ケーシング内の複数の垂直に延在するプレート状加熱部材であって、各々が 外面および内面および垂直縁を有し、隣接部材と間隔を隔てられてその間に前記 垂直縁に沿って開放チャンネルを形成している前記加熱部材、前記加熱部材上に 前記液体を分配するための前記加熱部材上方の手段、および 前記内面に接触させ、前記液体から蒸気を発生させるために内部に加熱媒体を導 くための前記加熱部材に連結された手段を含み、 前記蒸気を収集して導くために前記加熱部林間の前記空間に面して前記ケーシン グ内に取り付けられた手段を特徴とする装置。
6. ６．請求項５の装置であって、前記ケーシングが蒸気出口を含み、前記蒸気収集 およびガイド手段が前記蒸気を前記蒸気出口に導くために前記チャンネルに沿っ て対面して延在する少なくとも１つの垂直壁を含んでいることを特徴とする装置 。
7. ７．請求項６の装置であって、前記垂直壁が前記蒸気を収集する開口を含んでい ることを特徴とする装置。
8. ８．請求項６の装置であって、前記垂直壁が前記蒸気に含まれる液滴を分離する 手段を含むことを特徴とする装置。
9. ９．請求項８の装置であって、前記液滴分離手段が、実質的にＵ形横断面を有す る垂直な細長い間隔を隔てた部材を含んでいることを特徴とする装置。
10. １０．請求項８の装置であって、前記液滴分離手段が編まれた鋼材ストリップお よび該ストリップが取り付けられる支持枠組みを含んでいることを特徴とする装 置。
11. １１．請求項６の装置であって、前記ケーシングが下部を有し、前記蒸気出口が 前記ケーシングの前記下部に配置されていることを特徴とする装置。
12. １２．請求項９の装置であって、前記Ｕ形部材が底部およびそこから延在する２ つの横壁を有し、前記壁は前記底部に向かう垂直縁を有していることを特徴とす る装置。