JPH07508207A - 板形熱交換器による海水脱塩の方法及び装置 - 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】 板形熱交換器による海水脱塩の方法及び装置塩分を含む水または低純度の水を蒸 発と凝縮または多段蒸留によって精製する熱的方法が知られている。このような 方法が特に経済的に働（のは、蒸発に使った熱を凝縮後に再び蒸発にＩＩＩ用し 、こうして何回も利用する場合である。

この原理に基づいて低圧、真空中で働く方法は、装置の容積が大きいために大き な比容積量を必要とする。装置はステンレス材料で製造しなければならず、した がってそれだけコストがかかる。その組立てには多大な労力を要し、やはりコス トがかかる。

ステンレス材料製の板形熱交換器が知られている。これは、化学工業でやはり凝 縮及び蒸発に利用されている。こうした装置はプレートからできているが、簡単 に組み立てられて大量に製造され、したがってそれだけ特に安上がりである。

本発明による方法は、多段蒸留法の変形を板形熱交換器で実施する。これは製造 および組立てが簡単で、したがってそれだけ安上がりである。板形熱交換器ユニ ットを一列に並べて据え付け、管システムで連結する（第１図）。

具体的には、板形熱交換器ユニットに生蒸気（２）及び海水（４）が供給され、 その凝縮物（３）から、生成物（６）として得られた純水と、余剰のやや濃縮さ れた海水（５）がｈｈ出される。さらに、ユニットは真空システム（７）と連結 されている。

板形熱交換器ユニットの内部接続を第２図に示す。蒸発器／予熱器（８）と凝縮 器（９）の間に作動要素ＩＥｆｆｅｋｔ）　（１０）が配設され、その中で蒸発 過程と凝縮過程が繰り退され、海水の予加熱も行われる。

作動要素内部での過程を第３図に示す。前記の作動要素内で発生した蒸気（１２ ）は凝縮側で凝縮し、蒸発側で予加熱された海水（１１）の一部分を蒸発させる 。蒸発していないやや濃縮された海水（１３）は次の作動要素に運ばれ、そこで 再び子加熱された海水（１８）と共に供給される。蒸発器中で発生した蒸気はま ず液滴分離器（１４）を通ってから、次の作動要素の凝縮側に導かれる（１２） 。

個々の作動要素中で熱伝達が起こるのは、十分な温度差がある場合だけである。

必要な温度差は飽和圧力の差に対応する。この作動要素間の圧力差は、特別な降 圧プレート（１５及び２０）上で静水圧によって発生する。

やはり蒸発器（１９）中での蒸発によって生じる凝縮不可能な気体（１１）は、 生成物（１６）と共に凝縮器（１７）を離れ、降圧プレート（１５）を介して次 の作動要素の凝縮器部分に達する。

直立して設置した板形熱交換器の断面図を第４図及び第５図に示す。それぞれ板 形熱交換器の凝縮側（第４図）及び蒸発側（第５図）の断面である。第４図では 、前の作動要素から蒸気（１２）と生成物（純水）（１６）が供給される。蒸気 は凝縮側（１７）で凝縮し、濃縮物（１６）は降圧プレート（１５）の水圧によ って次の作動要素に運ばれ、そこで静水圧によって必要な圧力差が発生する。

第５図では、添加水（１８）と蒸発側（１９）の蒸発しなかった海水（１３）が 供給される。蒸発しなかった海水（１３）は降圧プレート（２０）を経て次の作 動要素の入口へと流れ、そこで再び予加熱された添加水（１８）と混合される。

予加熱（第２図及び第６図）は蒸発器プレートの予熱用に留保されている部分（ ２２）で行われる。これは、凝縮側（１７）の凝縮しつつある蒸気によって加納 される。海水（４）は分割器（２３）で、個々のボイラー用補給水流（１８）と 凝縮器（９）の冷却用水流に分割される。ボイラー用補給水流（１８）は、予熱 器（２２）の平行管路を流れる。このようにして、小さな温度差で向流による予 加熱が行われる。その際に１作動要素に添加される海水の温度はちょうど適切な 値である。

作動要素の蒸発側でプレートに平行な断面図を第６図に示す。蒸発は直立する狭 い管路内で起こる０個々の管路内の流れは間欠的であり、管路は交互に動作する 。比較的多数の管路（２１）への分割により、全流量が安定する。蒸発器の断面 積は次の作動要素への移行部分の断面積よりも大きいので、蒸発器内の海水は、 そのとき活動状態でない管路を通って蒸発器の入口に逆流することにより循環す る。

〒−〇 （Ｎ 寸 ト αフ 国際調査報告　ＰＣＴ／ＣＭ　９２１００２３０

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．蒸留によって純水を製造するための装置及び方法であって、低純度の水から まず蒸気を発生させ、蒸気の凝縮によって純水を生成することを特徴とし、 その際に降下する蒸気の凝縮熱が別の蒸気の発生に利用され、この凝縮熱の再利 用が何回も繰り返され、その際に凝縮側と蒸発側の間の熱交換が板形熱交換器内 で行われ、多数のプレートが組み合わさって作動要素（Ｅｆｆｅｋｔ）となり、 その中で凝縮側では至る所で凝縮圧が優勢であり、蒸発側では至る所で蒸発圧が 優勢であり、多数の作動要素が１つの板形熱交換器ユニットを構成し、その際に 熱伝達に必要な温度差が、板形熱交換器の降圧プレート中の水柱の高さによる作 動要素間の静的圧力降下によって発生することを特徴とする、装置及び方法。
2. ２．板形熱交換器のプレートが直立して配設され、作動要素間の圧力降下が板形 熱交換器のプレート間の追加的管路内で発生し、その時に多数の平行管路内のプ レートの高さが何度も利用され、その結果全圧力降下がすべての水柱の合計とし て与えられることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. ３．熱交換器のプレート間の空間が蒸発側で多数の直立管路に分割され、その結 果蒸発器の総流量がこの分割によって平均して安定化されることを特徴とする、 請求項１に記載の装置。
4. ４．蒸発側で発生する蒸気が、板形熱交換器のプレート間で水成分から分離され て液滴分離区間を通って運ばれてから、次の作動要素の凝縮側に運ばれることを 特徴とする、請求項１に記載の装置。
5. ５．液満分離作用が、板形熱交換器のプレート間に挟まれたチップ（削り屑）に よって行われることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
6. ６．多数の作動要素からなる板形熱交換器ユニットが高温側で外部からの加熱に よって行われ、凝縮が低温側で最終作動要素中で外部からの冷却によって行われ ることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
7. ７．作動要素内で凝縮しつつある蒸気が、精製すべき出発液を向流中で加熱する ことを特徴とする、請求項６に記載の装置。
8. ８．個々の作動要素への低純度の出発液の供給が、平行に走る個々の管路から行 われることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
9. ９．予加熱が予熱器／蒸発器区域の分離管路内で行われ、その際に供給圧力を個 々の作動要素内の局部的圧力比に適合させるための圧力降下が、子熱器管路内で の流水の圧力降下によって行われることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
10. １０．ユニットが一列に並べて供給管及び排出管に連結され、高温側での予熱器 ／蒸発器部分への生蒸気の供給、凝縮物の返送、低温側での冷却水の供給、生成 する純水の排出、余剰水の出発液との併合、及び真空供給がこれらの管システム によって行われることを特徴とする、請求項６に記載の装置。
11. １１．大きな面積に広がる板形熱交換器ユニットが、各ユニットに取り付けられ た太陽エネルギー回収装置からエネルギーを補給されることを特徴とする、請求 項１０に記載の装置。
12. １２．プラントの必要エネルギーが、利用可能性に応じて、交互に太陽エネルギ ーと、通常は別の目的に使用される熱工程からの廃熱とによってまかなわれるこ とを特徴とする、請求項１１に記載の装置。