JPH0985059A - 逆浸透膜海水淡水化装置 - Google Patents
逆浸透膜海水淡水化装置Info
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- JPH0985059A JPH0985059A JP7243142A JP24314295A JPH0985059A JP H0985059 A JPH0985059 A JP H0985059A JP 7243142 A JP7243142 A JP 7243142A JP 24314295 A JP24314295 A JP 24314295A JP H0985059 A JPH0985059 A JP H0985059A
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- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 エネルギーの無駄をなくし、高効率、かつ安
価で海水から真水を得るための海水淡水化装置を提供す
ることができる。 【構成】 廃棄物焼却により発生した熱を用いて海水か
ら真水を得ることを特徴とする逆浸透膜海水淡水化装
置。
価で海水から真水を得るための海水淡水化装置を提供す
ることができる。 【構成】 廃棄物焼却により発生した熱を用いて海水か
ら真水を得ることを特徴とする逆浸透膜海水淡水化装
置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、海水から真水を得るた
めの新規な逆浸透膜海水淡水化装置に関するものであ
る。本発明により、これまで有効に利用されていなかっ
た廃棄物焼却時の排熱を利用して、逆浸透膜分離装置を
駆動させたり、あるいは供給海水の温度を上昇させるこ
とにより、エネルギーの無駄なく経済的に海水から真水
を得ることのできる装置を提供することができる。
めの新規な逆浸透膜海水淡水化装置に関するものであ
る。本発明により、これまで有効に利用されていなかっ
た廃棄物焼却時の排熱を利用して、逆浸透膜分離装置を
駆動させたり、あるいは供給海水の温度を上昇させるこ
とにより、エネルギーの無駄なく経済的に海水から真水
を得ることのできる装置を提供することができる。
【０００２】
【従来の技術】海水の淡水化技術に関しては、これまで
に様々な方法が考えられ、実際に利用されてきた。例え
ば、最も一般的な例として、海水を沸点まで加熱し発生
した蒸気を冷却凝縮させて真水を得る蒸発法が古くから
用いられてきた。蒸発法には、さらに、海水の蒸発に有
するエネルギーの効率を高めるために、多重効用法、多
段フラッシュ法や蒸気圧縮法などが考え出され、ともに
広く利用されている。
に様々な方法が考えられ、実際に利用されてきた。例え
ば、最も一般的な例として、海水を沸点まで加熱し発生
した蒸気を冷却凝縮させて真水を得る蒸発法が古くから
用いられてきた。蒸発法には、さらに、海水の蒸発に有
するエネルギーの効率を高めるために、多重効用法、多
段フラッシュ法や蒸気圧縮法などが考え出され、ともに
広く利用されている。
【０００３】多重効用法は効用缶と称する蒸発器に送ら
れた加熱蒸気によって発生した蒸気を次段の効用缶の加
熱蒸気として用い、これを多段に繰り返して行うことに
より熱効率を高めたものであり、一方、多段フラッシュ
法は、蒸発器内部の圧力を海水の飽和蒸気圧以下にする
ことによって、海水を瞬間的にフラッシュ蒸発させ、こ
れを多段に繰り返し、エネルギー効率を高めたものであ
る。
れた加熱蒸気によって発生した蒸気を次段の効用缶の加
熱蒸気として用い、これを多段に繰り返して行うことに
より熱効率を高めたものであり、一方、多段フラッシュ
法は、蒸発器内部の圧力を海水の飽和蒸気圧以下にする
ことによって、海水を瞬間的にフラッシュ蒸発させ、こ
れを多段に繰り返し、エネルギー効率を高めたものであ
る。
【０００４】上述したこれらの蒸発法の各方式は、いず
れも蒸発という相変化を伴うため、海水から真水を得る
には、例えば、多段フラッシュ法の場合では真水１ｍ３
を得るのに必要なエネルギーが５４，０００ｋｃａｌ
と、多くのエネルギーを必要とする。
れも蒸発という相変化を伴うため、海水から真水を得る
には、例えば、多段フラッシュ法の場合では真水１ｍ３
を得るのに必要なエネルギーが５４，０００ｋｃａｌ
と、多くのエネルギーを必要とする。
【０００５】普通、蒸発法では、海水を蒸発させるため
の熱源としてボイラにより過熱された蒸気を使用する
が、必要エネルギーが多いために蒸気を発生させるため
の燃料も多量に必要となり、また、ボイラー効率等を考
慮すると経済的であるとは言えない。
の熱源としてボイラにより過熱された蒸気を使用する
が、必要エネルギーが多いために蒸気を発生させるため
の燃料も多量に必要となり、また、ボイラー効率等を考
慮すると経済的であるとは言えない。
【０００６】そのため、例えば特開昭５２−９０４７２
公報や特開昭５３−１０９８７２公報で提案されている
ように、発電所の蒸気タービンの排気蒸気や、ゴミ焼却
炉の排熱を利用して蒸発法による海水淡水化を行い、コ
ストを下げることが検討されてきたが、原理的に多量の
蒸気が必要になるため、大型設備以外には不向きである
という欠点があり、広く普及するには至っていない。
公報や特開昭５３−１０９８７２公報で提案されている
ように、発電所の蒸気タービンの排気蒸気や、ゴミ焼却
炉の排熱を利用して蒸発法による海水淡水化を行い、コ
ストを下げることが検討されてきたが、原理的に多量の
蒸気が必要になるため、大型設備以外には不向きである
という欠点があり、広く普及するには至っていない。
【０００７】一方、近年では省エネルギーおよび省資源
に有効なプロセスとして逆浸透膜分離法が研究され利用
され始めている。この方法によれば、海水を浸透圧以上
の圧力をもって逆浸透膜を透過させることにより、容易
に真水を製造することが可能である。しかも逆浸透膜に
よる海水淡水化は、蒸発のような相変化を伴わないた
め、多段フラッシュ法などの蒸発法と比較するとエネル
ギー的に有利であり、また、運転管理が容易であるとい
う特徴を合わせ持っている。
に有効なプロセスとして逆浸透膜分離法が研究され利用
され始めている。この方法によれば、海水を浸透圧以上
の圧力をもって逆浸透膜を透過させることにより、容易
に真水を製造することが可能である。しかも逆浸透膜に
よる海水淡水化は、蒸発のような相変化を伴わないた
め、多段フラッシュ法などの蒸発法と比較するとエネル
ギー的に有利であり、また、運転管理が容易であるとい
う特徴を合わせ持っている。
【０００８】逆浸透膜による海水淡水化の場合、効率よ
く真水を得るためには、通常、海水の塩濃度に対応する
浸透圧よりも２０ａｔｍから３０ａｔｍ程度高い圧力を
逆浸透膜に加えることが必要である。海水の塩濃度はＮ
ａＣｌに換算して約３．５％であり、この塩濃度に対応
する浸透圧は約２８ａｔｍに達する。そのため、高圧ポ
ンプを用いて約５０から６０ａｔｍというかなり高い圧
力を発生させなければならず、特にこの高圧ポンプを駆
動するのに電力を多く消費する。
く真水を得るためには、通常、海水の塩濃度に対応する
浸透圧よりも２０ａｔｍから３０ａｔｍ程度高い圧力を
逆浸透膜に加えることが必要である。海水の塩濃度はＮ
ａＣｌに換算して約３．５％であり、この塩濃度に対応
する浸透圧は約２８ａｔｍに達する。そのため、高圧ポ
ンプを用いて約５０から６０ａｔｍというかなり高い圧
力を発生させなければならず、特にこの高圧ポンプを駆
動するのに電力を多く消費する。
【０００９】近年では逆浸透膜による海水淡水化装置に
タービンや水車などの動力回収装置を取り付け、逆浸透
膜モジュールの高圧側出口から排出される濃縮海水の圧
力エネルギーで動力回収装置を駆動させて、圧力エネル
ギーを電力に変換するか、もしくは動力回収装置を高圧
ポンプに直結させて圧力エネルギーを回収し、電力消費
を軽減させる方法が用いられ始めている。
タービンや水車などの動力回収装置を取り付け、逆浸透
膜モジュールの高圧側出口から排出される濃縮海水の圧
力エネルギーで動力回収装置を駆動させて、圧力エネル
ギーを電力に変換するか、もしくは動力回収装置を高圧
ポンプに直結させて圧力エネルギーを回収し、電力消費
を軽減させる方法が用いられ始めている。
【００１０】逆浸透膜による海水淡水化装置を運転する
のに必要なエネルギーについては、逆浸透膜海水淡水化
装置の規模や運転条件によって多少異なるが、供給海水
に対する真水の回収率が４０％となるような運転操作を
行うとすると、消費されるエネルギーは、上述の動力回
収装置を用いた場合、製造される真水１ｍ3 あたり約
６，０００ｋｃａｌ、電力に換算して約７ｋＷｈであ
る。これは、蒸発法など他の海水淡水化方式の必要エネ
ルギーと比較すると非常に少ない。
のに必要なエネルギーについては、逆浸透膜海水淡水化
装置の規模や運転条件によって多少異なるが、供給海水
に対する真水の回収率が４０％となるような運転操作を
行うとすると、消費されるエネルギーは、上述の動力回
収装置を用いた場合、製造される真水１ｍ3 あたり約
６，０００ｋｃａｌ、電力に換算して約７ｋＷｈであ
る。これは、蒸発法など他の海水淡水化方式の必要エネ
ルギーと比較すると非常に少ない。
【００１１】また、真水の回収効率の面から見ると、逆
浸透膜による海水淡水化では、供給海水の温度が高くな
ると、得られる真水の量は１℃の温度上昇につき約３％
程度の割合で増大することが知られている。従って、水
質の要求が厳しくない場合は、供給海水の温度を上昇さ
せることによって真水の回収率を向上させることが可能
である。しかし、現状では逆浸透膜モジュールに供給す
る海水の温度を制御することは、熱交換器を介して海水
を所定の温度にするのに相当量のエネルギーが必要にな
るため、ほとんど行われていないのが現状である。
浸透膜による海水淡水化では、供給海水の温度が高くな
ると、得られる真水の量は１℃の温度上昇につき約３％
程度の割合で増大することが知られている。従って、水
質の要求が厳しくない場合は、供給海水の温度を上昇さ
せることによって真水の回収率を向上させることが可能
である。しかし、現状では逆浸透膜モジュールに供給す
る海水の温度を制御することは、熱交換器を介して海水
を所定の温度にするのに相当量のエネルギーが必要にな
るため、ほとんど行われていないのが現状である。
【００１２】
【発明が解決しようとする問題点】上述したように、蒸
発法による海水淡水化は原理的に真水を得るために必要
なエネルギーが大きく、そのための燃料も多量に必要と
するため、経済的に真水を得ることは困難である。
発法による海水淡水化は原理的に真水を得るために必要
なエネルギーが大きく、そのための燃料も多量に必要と
するため、経済的に真水を得ることは困難である。
【００１３】また、逆浸透膜による海水淡水化は、蒸発
法と比較すると少ないエネルギーで真水を得ることがで
きるが、逆浸透膜海水淡水化装置を運転するための電力
を発生させる過程を考慮すると、発電効率がたかだか４
０％程度しか期待できないことから，実際には燃料が発
生するエネルギーの半分以上を無駄にしていることにな
り、使用する石油などの化石燃料のコストを考慮する
と、真の意味で経済的なプロセスであるとは言いがた
い。
法と比較すると少ないエネルギーで真水を得ることがで
きるが、逆浸透膜海水淡水化装置を運転するための電力
を発生させる過程を考慮すると、発電効率がたかだか４
０％程度しか期待できないことから，実際には燃料が発
生するエネルギーの半分以上を無駄にしていることにな
り、使用する石油などの化石燃料のコストを考慮する
と、真の意味で経済的なプロセスであるとは言いがた
い。
【００１４】したがって、これらの海水淡水化装置は石
油などのエネルギーコストの低い産油国等では、広く利
用されているが、逆にエネルギーコストの高い我が国で
は、通常の真水の供給手段であるダムや湖水等を利用し
た場合と比較すると、真水の製造コストが高くなるとい
う問題がある。
油などのエネルギーコストの低い産油国等では、広く利
用されているが、逆にエネルギーコストの高い我が国で
は、通常の真水の供給手段であるダムや湖水等を利用し
た場合と比較すると、真水の製造コストが高くなるとい
う問題がある。
【００１５】本発明はかかる問題を解決するため、少な
いエネルギーで真水を得ることのできる逆浸透膜海水淡
水化装置において、該装置を駆動するために必要なエネ
ルギー発生源の最適化と、その利用効率の向上により、
エネルギーの無駄をなくし、経済的に海水から真水を得
ることのできる装置を提供することにある。
いエネルギーで真水を得ることのできる逆浸透膜海水淡
水化装置において、該装置を駆動するために必要なエネ
ルギー発生源の最適化と、その利用効率の向上により、
エネルギーの無駄をなくし、経済的に海水から真水を得
ることのできる装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、これま
でほとんど有効に利用されていなかった廃棄物焼却によ
り発生した熱を用いて、経済的に逆浸透膜による海水淡
水化を行うことにある。即ち、本願発明の目的は基本的
に下記の構成により達成される。
でほとんど有効に利用されていなかった廃棄物焼却によ
り発生した熱を用いて、経済的に逆浸透膜による海水淡
水化を行うことにある。即ち、本願発明の目的は基本的
に下記の構成により達成される。
【００１７】「廃棄物焼却により発生した熱を用いて海
水から真水を得ることを特徴とする逆浸透膜海水淡水化
装置」 本発明により、従来の外部商用電力を利用した逆浸透膜
海水淡水化や、あるいは発電所の排気蒸気やゴミ焼却に
よる熱を利用した蒸発法による海水淡水化と比較して経
済的かつ効率的に真水を得ることが可能となる。
水から真水を得ることを特徴とする逆浸透膜海水淡水化
装置」 本発明により、従来の外部商用電力を利用した逆浸透膜
海水淡水化や、あるいは発電所の排気蒸気やゴミ焼却に
よる熱を利用した蒸発法による海水淡水化と比較して経
済的かつ効率的に真水を得ることが可能となる。
【００１８】本発明における逆浸透膜海水淡水化装置
は、好適には、少なくとも廃棄物を焼却するための焼却
炉部分と廃棄物を焼却することによって発生した熱を電
力に変換する発電部分、供給海水の取水部分、高圧ポン
プ部分、および逆浸透膜部分からなる。取水部分から取
り込まれた海水は、廃棄物焼却によって発生した熱を変
換して得られた電力で駆動する高圧ポンプで加圧されて
逆浸透膜部分に送られ、ここで塩分が濃縮した海水と真
水に分離される。なお、ここで、熱エネルギーをタービ
ンなどで運動エネルギーに変換したのち、これを電力を
経ずに、直接逆浸透膜海水淡水化装置の高圧ポンプのト
ルクに用いることもできる。
は、好適には、少なくとも廃棄物を焼却するための焼却
炉部分と廃棄物を焼却することによって発生した熱を電
力に変換する発電部分、供給海水の取水部分、高圧ポン
プ部分、および逆浸透膜部分からなる。取水部分から取
り込まれた海水は、廃棄物焼却によって発生した熱を変
換して得られた電力で駆動する高圧ポンプで加圧されて
逆浸透膜部分に送られ、ここで塩分が濃縮した海水と真
水に分離される。なお、ここで、熱エネルギーをタービ
ンなどで運動エネルギーに変換したのち、これを電力を
経ずに、直接逆浸透膜海水淡水化装置の高圧ポンプのト
ルクに用いることもできる。
【００１９】本発明では、焼却炉において廃棄物を焼却
し、熱を発生させるが、この過程については何ら規定す
るものではない。例えば、廃棄物については、紙、木、
プラスチック、繊維、厨芥、廃油など可燃性の廃棄物で
あればがいかなるものでも良く、特に種類を限定するも
のではない。また、廃棄物の焼却方法についても特に限
定するものではなく、例えば廃棄物のみを単独で焼却す
る方法や、石油、石炭などの化石燃料と廃棄物を混合さ
せて焼却する方法を用いることができる。
し、熱を発生させるが、この過程については何ら規定す
るものではない。例えば、廃棄物については、紙、木、
プラスチック、繊維、厨芥、廃油など可燃性の廃棄物で
あればがいかなるものでも良く、特に種類を限定するも
のではない。また、廃棄物の焼却方法についても特に限
定するものではなく、例えば廃棄物のみを単独で焼却す
る方法や、石油、石炭などの化石燃料と廃棄物を混合さ
せて焼却する方法を用いることができる。
【００２０】また、廃棄物以外に、粗悪炭や間伐材など
の低品位燃料や可燃物の焼却による熱、あるいは、地熱
や太陽熱などエネルギー密度が小さく、温度が５００℃
以下程度の低い低品位熱源なども用いることができる。
の低品位燃料や可燃物の焼却による熱、あるいは、地熱
や太陽熱などエネルギー密度が小さく、温度が５００℃
以下程度の低い低品位熱源なども用いることができる。
【００２１】本発明では経済的に海水から真水を得るた
めの手段として、逆浸透膜海水淡水化装置を駆動させる
ため、廃棄物を焼却して発生した熱を電力に変換する、
いわゆる廃棄物焼却発電を行う。このとき、熱から電力
への変換効率、即ち総合発電効率については特に規定し
ないが、効率が高いほど得られる電力も多くなり、か
つ、駆動できる逆浸透膜海水淡水化装置の能力も大きく
できることから、少なくとも１０％以上の総合発電効率
であることが好ましい。ここで、総合発電効率とは、発
電量（熱量換算値）と、廃棄物の燃焼によって発生する
単位時間あたりの熱量との比である。
めの手段として、逆浸透膜海水淡水化装置を駆動させる
ため、廃棄物を焼却して発生した熱を電力に変換する、
いわゆる廃棄物焼却発電を行う。このとき、熱から電力
への変換効率、即ち総合発電効率については特に規定し
ないが、効率が高いほど得られる電力も多くなり、か
つ、駆動できる逆浸透膜海水淡水化装置の能力も大きく
できることから、少なくとも１０％以上の総合発電効率
であることが好ましい。ここで、総合発電効率とは、発
電量（熱量換算値）と、廃棄物の燃焼によって発生する
単位時間あたりの熱量との比である。
【００２２】熱から電力への変換方法についても特に限
定しないが、効率が良く、かつ簡易な方法として、例え
ば蒸気ボイラーとタービン発電機によって電力に変換す
る方法があり、本発明においても該方法を利用すること
ができる。蒸気ボイラーでは廃棄物焼却により発生した
熱を、一旦、蒸気に変換する。この時の熱から蒸気への
変換効率、即ちボイラー効率については特に限定するも
のではないが、少なくとも５０％以上であることが総合
発電効率を高めるためにも好ましく、ボイラー効率が５
０％以上であれば、どのような形式のボイラーを用いて
も本発明の目的を達成することができる。ここで、ボイ
ラー効率とは、ボイラーによって発生する蒸気の熱量
と、廃棄物の焼却によって発生する単位時間あたりの熱
量との比である。また、タービン発電機についても、蒸
気から電力への変換効率、即ちタービン発電機効率は特
に限定しないが、少なくとも８０％以上あれば好まし
く、タービン発電機効率が８０％以上であれば、どのよ
うな形式でもかまわない。
定しないが、効率が良く、かつ簡易な方法として、例え
ば蒸気ボイラーとタービン発電機によって電力に変換す
る方法があり、本発明においても該方法を利用すること
ができる。蒸気ボイラーでは廃棄物焼却により発生した
熱を、一旦、蒸気に変換する。この時の熱から蒸気への
変換効率、即ちボイラー効率については特に限定するも
のではないが、少なくとも５０％以上であることが総合
発電効率を高めるためにも好ましく、ボイラー効率が５
０％以上であれば、どのような形式のボイラーを用いて
も本発明の目的を達成することができる。ここで、ボイ
ラー効率とは、ボイラーによって発生する蒸気の熱量
と、廃棄物の焼却によって発生する単位時間あたりの熱
量との比である。また、タービン発電機についても、蒸
気から電力への変換効率、即ちタービン発電機効率は特
に限定しないが、少なくとも８０％以上あれば好まし
く、タービン発電機効率が８０％以上であれば、どのよ
うな形式でもかまわない。
【００２３】逆浸透膜海水淡水化装置の規模が大きく、
廃棄物焼却発電によって得られた電力だけで装置を駆動
できない場合は、外部からの電力を併用しても良い。こ
のとき、廃棄物焼却発電による電力と外部電力との比率
は、廃棄物焼却によって得られた電力が５０％以上とな
るようにすることが好ましい。この比率が５０％以下に
なると、廃棄物焼却発電による電力を利用することによ
る経済的効果が少なくなる。
廃棄物焼却発電によって得られた電力だけで装置を駆動
できない場合は、外部からの電力を併用しても良い。こ
のとき、廃棄物焼却発電による電力と外部電力との比率
は、廃棄物焼却によって得られた電力が５０％以上とな
るようにすることが好ましい。この比率が５０％以下に
なると、廃棄物焼却発電による電力を利用することによ
る経済的効果が少なくなる。
【００２４】また、海水を加圧する高圧ポンプについて
は渦巻きポンプ、タービンポンプ、プランジャーポンプ
などがよく使用されているが、本発明では、ポンプの種
類についてはいずれの形式を選択しても良い。
は渦巻きポンプ、タービンポンプ、プランジャーポンプ
などがよく使用されているが、本発明では、ポンプの種
類についてはいずれの形式を選択しても良い。
【００２５】本発明の逆浸透膜部分は、通常、逆浸透膜
エレメントと耐圧容器からなる、いわゆる逆浸透膜モジ
ュールの形式が用いられる。ここで逆浸透膜エレメント
は逆浸透膜を形態化したものであり、例えば酢酸セルロ
ース、ポリアミド、ポリスルホン、ポリイミド、ポリエ
ステル、ビニルポリマーなどの高分子素材からなる平
膜、あるいは中空糸形状の逆浸透膜を、平膜はスパイラ
ル、チューブラー、プレート・アンド・フレームのエレ
メントに組み込むか、中空糸は結束してエレメントに組
み込んで使用することができるが、本発明はこれらの材
質、形態に左右されるものではない。
エレメントと耐圧容器からなる、いわゆる逆浸透膜モジ
ュールの形式が用いられる。ここで逆浸透膜エレメント
は逆浸透膜を形態化したものであり、例えば酢酸セルロ
ース、ポリアミド、ポリスルホン、ポリイミド、ポリエ
ステル、ビニルポリマーなどの高分子素材からなる平
膜、あるいは中空糸形状の逆浸透膜を、平膜はスパイラ
ル、チューブラー、プレート・アンド・フレームのエレ
メントに組み込むか、中空糸は結束してエレメントに組
み込んで使用することができるが、本発明はこれらの材
質、形態に左右されるものではない。
【００２６】さらに、本発明では、経済的かつ効率的に
海水から真水を得るため、廃棄物焼却により発生した熱
を熱源として海水を加温し、これを本発明の逆浸透膜海
水淡水化装置に供給して海水から真水を得ることもでき
る。前述したように逆浸透膜による海水淡水化では、供
給海水の温度を１℃上昇させるごとに、真水の量を３％
増大させることができ、高回収率での運転や、あるいは
逆浸透膜モジュールの本数を少なくする等の高効率運転
が可能となるが、本発明では、供給海水の加温のため
に、これまで有効に利用されていなかった廃棄物焼却に
より発生した熱を利用することにより、新たに燃料を消
費することなく経済的に高効率運転を行うことができ
る。
海水から真水を得るため、廃棄物焼却により発生した熱
を熱源として海水を加温し、これを本発明の逆浸透膜海
水淡水化装置に供給して海水から真水を得ることもでき
る。前述したように逆浸透膜による海水淡水化では、供
給海水の温度を１℃上昇させるごとに、真水の量を３％
増大させることができ、高回収率での運転や、あるいは
逆浸透膜モジュールの本数を少なくする等の高効率運転
が可能となるが、本発明では、供給海水の加温のため
に、これまで有効に利用されていなかった廃棄物焼却に
より発生した熱を利用することにより、新たに燃料を消
費することなく経済的に高効率運転を行うことができ
る。
【００２７】海水の加温については、いくつかの方法が
考えられる。例えば、焼却ボイラーに直接、海水を供給
して加温する方法や、蒸気ボイラーにより蒸気を発生さ
せ、これを直接、熱交換器を通して海水を加温する方
法、あるいはタービン発電機から排出される蒸気を用い
て、これを熱交換器に通して海水を加温する方法などが
考えられるが、本発明の逆浸透膜海水淡水化装置では、
いずれを用いてもかまわない。また、熱交換器では高温
の蒸気が通過する経路と、低温の海水が通過する経路が
熱を伝導するための伝熱管や伝熱板を介して設けられ、
この間で熱をやりとりして海水を加温するが、この熱交
換器の形式については特に限定はしない。
考えられる。例えば、焼却ボイラーに直接、海水を供給
して加温する方法や、蒸気ボイラーにより蒸気を発生さ
せ、これを直接、熱交換器を通して海水を加温する方
法、あるいはタービン発電機から排出される蒸気を用い
て、これを熱交換器に通して海水を加温する方法などが
考えられるが、本発明の逆浸透膜海水淡水化装置では、
いずれを用いてもかまわない。また、熱交換器では高温
の蒸気が通過する経路と、低温の海水が通過する経路が
熱を伝導するための伝熱管や伝熱板を介して設けられ、
この間で熱をやりとりして海水を加温するが、この熱交
換器の形式については特に限定はしない。
【００２８】上述の方法で加温された海水の温度につい
ては、上限は特に規定しないが、逆浸透膜が熱劣化し、
性能低下を引き起こさない範囲で用いるのが好ましい。
また、下限は、真水の回収効率を考慮すると、４０℃以
上にするのが好ましい。さらに好ましくは５０℃以上で
ある。
ては、上限は特に規定しないが、逆浸透膜が熱劣化し、
性能低下を引き起こさない範囲で用いるのが好ましい。
また、下限は、真水の回収効率を考慮すると、４０℃以
上にするのが好ましい。さらに好ましくは５０℃以上で
ある。
【００２９】また、海水を加温するのに必要な熱につい
ては、経済的効果を考えると、５０％以上が廃棄物焼却
により発生した熱であれば良く、残りは化石燃料を燃焼
することによって発生する熱を併用することができる。
ては、経済的効果を考えると、５０％以上が廃棄物焼却
により発生した熱であれば良く、残りは化石燃料を燃焼
することによって発生する熱を併用することができる。
【００３０】廃棄物焼却による熱を、電力に変換するた
めの熱と、海水を加温するための熱に分配する方法とし
ては、例えば廃棄物焼却により発生した熱を分岐させ、
一方は熱交換機を通して海水を加温するために用い、も
う一方は発電機を用いて電力に変換し、逆浸透膜海水淡
水化装置を駆動させるために用いる方法が考えられる
が、好ましくは、廃棄物焼却により発生した熱をすべて
発電機に送り、電力に変換したのちの廃熱を熱交換機に
通して海水を加温して逆浸透分離する方法を用いるのが
効率的でよい。
めの熱と、海水を加温するための熱に分配する方法とし
ては、例えば廃棄物焼却により発生した熱を分岐させ、
一方は熱交換機を通して海水を加温するために用い、も
う一方は発電機を用いて電力に変換し、逆浸透膜海水淡
水化装置を駆動させるために用いる方法が考えられる
が、好ましくは、廃棄物焼却により発生した熱をすべて
発電機に送り、電力に変換したのちの廃熱を熱交換機に
通して海水を加温して逆浸透分離する方法を用いるのが
効率的でよい。
【００３１】本発明の逆浸透膜海水淡水化装置は、さら
に海水を蒸発凝縮して真水を得る蒸発法による海水淡水
化装置と組み合わせることも可能である。即ち、廃棄物
焼却によって発生した熱を用い、逆浸透膜による海水淡
水化と、蒸発法による海水淡水化を併用することができ
る。ここで、蒸発法の方式については特に限定しない
が、例えば前述したような多段フラッシュ法や多重効用
法等を用いても良い。また、逆浸透膜による海水淡水化
に蒸発法による海水淡水化を組合せる方法については数
種類の方法が考えられる。例えば、逆浸透膜海水淡水化
装置を駆動させるためにタービン発電機を用いて電力に
変換した後に排出される蒸気の熱を利用し蒸発法による
海水淡水化を行う方法や、タービン発電機に入る前の蒸
気の一部を分岐させて、この蒸気の熱を蒸発法に用いる
方法や、あるいは、タービン発電機の途中から抽気した
蒸気の熱を用いる方法があるが、本発明ではいずれの方
法を用いても良い。ここで、タービン発電機から蒸気を
抽気すると、蒸気は抽気されるまでの間に相当する量の
発電を行うこととなるが、タービン発電機に入る手前で
蒸気を分岐すると、分岐した蒸気の分は全く発電のため
には使われないので、逆浸透膜海水淡水化装置と蒸発法
海水淡水化装置の効率的な併用を考慮すると、タービン
発電機の途中で蒸気を抽気して蒸発法海水淡水化に用い
るのが好ましい。
に海水を蒸発凝縮して真水を得る蒸発法による海水淡水
化装置と組み合わせることも可能である。即ち、廃棄物
焼却によって発生した熱を用い、逆浸透膜による海水淡
水化と、蒸発法による海水淡水化を併用することができ
る。ここで、蒸発法の方式については特に限定しない
が、例えば前述したような多段フラッシュ法や多重効用
法等を用いても良い。また、逆浸透膜による海水淡水化
に蒸発法による海水淡水化を組合せる方法については数
種類の方法が考えられる。例えば、逆浸透膜海水淡水化
装置を駆動させるためにタービン発電機を用いて電力に
変換した後に排出される蒸気の熱を利用し蒸発法による
海水淡水化を行う方法や、タービン発電機に入る前の蒸
気の一部を分岐させて、この蒸気の熱を蒸発法に用いる
方法や、あるいは、タービン発電機の途中から抽気した
蒸気の熱を用いる方法があるが、本発明ではいずれの方
法を用いても良い。ここで、タービン発電機から蒸気を
抽気すると、蒸気は抽気されるまでの間に相当する量の
発電を行うこととなるが、タービン発電機に入る手前で
蒸気を分岐すると、分岐した蒸気の分は全く発電のため
には使われないので、逆浸透膜海水淡水化装置と蒸発法
海水淡水化装置の効率的な併用を考慮すると、タービン
発電機の途中で蒸気を抽気して蒸発法海水淡水化に用い
るのが好ましい。
【００３２】本発明ではさらに、逆浸透膜海水淡水化装
置において上述したような方法をすべて組み合わせるこ
とも可能である。この場合、それぞれの組み合わせの方
法としては、例えば廃棄物焼却により発生した熱で蒸気
を発生させ、タービン発電機で電力に変換し、逆浸透膜
海水淡水化装置で海水を淡水化する過程で、タービン発
電機の途中から蒸気を抽気して、これを蒸発法海水淡水
化の熱源として用い、さらにタービン発電機の出口から
排出される蒸気の排熱を利用して海水を加温し、逆浸透
膜海水淡水化による真水の回収率を向上させる方法があ
り、これにより廃棄物焼却により発生する熱を無駄なく
有効利用することができる。
置において上述したような方法をすべて組み合わせるこ
とも可能である。この場合、それぞれの組み合わせの方
法としては、例えば廃棄物焼却により発生した熱で蒸気
を発生させ、タービン発電機で電力に変換し、逆浸透膜
海水淡水化装置で海水を淡水化する過程で、タービン発
電機の途中から蒸気を抽気して、これを蒸発法海水淡水
化の熱源として用い、さらにタービン発電機の出口から
排出される蒸気の排熱を利用して海水を加温し、逆浸透
膜海水淡水化による真水の回収率を向上させる方法があ
り、これにより廃棄物焼却により発生する熱を無駄なく
有効利用することができる。
【００３３】
実施例１ 標準条件（圧力５６ａｔｍ、海水塩濃度３．５％、温度
２５℃、収率１２％）で脱塩率９９．５％、造水量３．
５ｍ3 ／日の性能を有したポリアミド系逆浸透膜エレメ
ントを使用し、これを１つの圧力容器に３本入れた逆浸
透膜モジュールを３本並列に組み込んだモジュールユニ
ット（エレメント合計本数９本）と、該モジュールユニ
ットの供給海水入口に接続され、海水の圧力を上げるた
めの高圧ポンプと、該高圧ポンプに電力を供給するため
の蒸気タービン発電機と、該蒸気タービン発電機の排気
管に接続され、かつ供給海水の出口が高圧ポンプの入口
に接続された熱交換器と、さらにこれらの蒸気タービン
発電機や熱交換器に蒸気を供給するための廃棄物焼却ボ
イラーからなる図１に示す逆浸透海水淡水化装置を製作
した。該装置の廃棄物焼却ボイラーの効率は７０％、ボ
イラー給水温度は８０℃、発電機の効率は９０％であ
る。また、廃棄物焼却に用いる廃棄物は一般可燃ゴミを
使用した。このとき廃棄物焼却により発生する熱量は平
均２５００ｋｃａｌ／ｋｇである。また、熱交換器に供
給される海水の温度を２５℃とし、これらの条件で、ボ
イラーにより発生する蒸気の圧力を２０ａｔｍ、蒸気温
度を２７０℃、高圧ポンプの出口圧力を５６ａｔｍに設
定し、海水淡水化実験を行った。
２５℃、収率１２％）で脱塩率９９．５％、造水量３．
５ｍ3 ／日の性能を有したポリアミド系逆浸透膜エレメ
ントを使用し、これを１つの圧力容器に３本入れた逆浸
透膜モジュールを３本並列に組み込んだモジュールユニ
ット（エレメント合計本数９本）と、該モジュールユニ
ットの供給海水入口に接続され、海水の圧力を上げるた
めの高圧ポンプと、該高圧ポンプに電力を供給するため
の蒸気タービン発電機と、該蒸気タービン発電機の排気
管に接続され、かつ供給海水の出口が高圧ポンプの入口
に接続された熱交換器と、さらにこれらの蒸気タービン
発電機や熱交換器に蒸気を供給するための廃棄物焼却ボ
イラーからなる図１に示す逆浸透海水淡水化装置を製作
した。該装置の廃棄物焼却ボイラーの効率は７０％、ボ
イラー給水温度は８０℃、発電機の効率は９０％であ
る。また、廃棄物焼却に用いる廃棄物は一般可燃ゴミを
使用した。このとき廃棄物焼却により発生する熱量は平
均２５００ｋｃａｌ／ｋｇである。また、熱交換器に供
給される海水の温度を２５℃とし、これらの条件で、ボ
イラーにより発生する蒸気の圧力を２０ａｔｍ、蒸気温
度を２７０℃、高圧ポンプの出口圧力を５６ａｔｍに設
定し、海水淡水化実験を行った。
【００３４】その結果、定常状態において、供給海水量
１１５ｍ3 ／日に対して、透過水量４６ｍ3 ／日の真水
を得た。このとき、逆浸透膜海水淡水化装置を駆動する
のに要した電力は、１３．４ｋｗであり、この電力を発
生するのに必要な廃棄物の量は１時間あたり４２ｋｇで
あり、真水１ｍ３あたりのコストは、石油に換算すると
約０．７ｋｇ分（約６５円）に相当した。
１１５ｍ3 ／日に対して、透過水量４６ｍ3 ／日の真水
を得た。このとき、逆浸透膜海水淡水化装置を駆動する
のに要した電力は、１３．４ｋｗであり、この電力を発
生するのに必要な廃棄物の量は１時間あたり４２ｋｇで
あり、真水１ｍ３あたりのコストは、石油に換算すると
約０．７ｋｇ分（約６５円）に相当した。
【００３５】また、供給海水は、熱交換によって２５℃
から４１．７℃に加温され、その結果、逆浸透膜の回収
率は４８％上昇し、エレメント１本あたりの造水量は
５．１ｍ3 ／日に上昇した。
から４１．７℃に加温され、その結果、逆浸透膜の回収
率は４８％上昇し、エレメント１本あたりの造水量は
５．１ｍ3 ／日に上昇した。
【００３６】実施例２ 蒸気タービン発電機の途中で蒸気を抽気し、該蒸気を用
いた多重効用法による海水淡水化ユニットを付設した他
は実施例１と同じ、図２に示す逆浸透膜海水淡水化装置
を製作し、蒸気タービン発電機からの抽気蒸気の圧力を
６ａｔｍとし、蒸気量をボイラーで発生した蒸気量の半
分に設定し、他の条件は実施例１と同じにして海水淡水
化実験を行った。
いた多重効用法による海水淡水化ユニットを付設した他
は実施例１と同じ、図２に示す逆浸透膜海水淡水化装置
を製作し、蒸気タービン発電機からの抽気蒸気の圧力を
６ａｔｍとし、蒸気量をボイラーで発生した蒸気量の半
分に設定し、他の条件は実施例１と同じにして海水淡水
化実験を行った。
【００３７】その結果、定常状態において、実施例１と
同じ１時間あたり４２ｋｇの廃棄物を焼却することによ
って発生する電力は１０．２ｋｗであり、該電力を用い
て逆浸透膜モジュールユニットを駆動させて得られた真
水の量は３５．０ｍ3 ／日であった。
同じ１時間あたり４２ｋｇの廃棄物を焼却することによ
って発生する電力は１０．２ｋｗであり、該電力を用い
て逆浸透膜モジュールユニットを駆動させて得られた真
水の量は３５．０ｍ3 ／日であった。
【００３８】また、多重効用法海水淡水化ユニットから
得られる真水の量は１４．６ｍ3 ／日であり、全体では
４９．６ｍ3 ／日となり、真水１ｍ3 あたりのコスト
は、石油に換算して約０．６ｋｇ分（約６１円）に相当
した。
得られる真水の量は１４．６ｍ3 ／日であり、全体では
４９．６ｍ3 ／日となり、真水１ｍ3 あたりのコスト
は、石油に換算して約０．６ｋｇ分（約６１円）に相当
した。
【００３９】このとき、逆浸透膜モジュールユニットに
供給される海水の温度は２５℃から３５．３℃に加温さ
れ、回収率は約３０％上昇した。
供給される海水の温度は２５℃から３５．３℃に加温さ
れ、回収率は約３０％上昇した。
【００４０】比較例１ 廃棄物を焼却する代わりに、石油を燃焼させて蒸気を発
生させる他は、実施例１と同じ装置を用いて、実施例１
と同じ条件で海水淡水化実験を行った。
生させる他は、実施例１と同じ装置を用いて、実施例１
と同じ条件で海水淡水化実験を行った。
【００４１】その結果、実施例１と同じ４６ｍ3 ／日の
真水を得るのに要した石油の量は、１時間あたり２．９
ｋｇ、真水１ｍ3 あたり約１．５ｋｇ（約１４５円）で
あった。
真水を得るのに要した石油の量は、１時間あたり２．９
ｋｇ、真水１ｍ3 あたり約１．５ｋｇ（約１４５円）で
あった。
【００４２】比較例２ 廃棄物焼却ボイラーに直接、多重効用法海水淡水化ユニ
ットを接続した図３に示す海水淡水化装置を製作し、ボ
イラー効率７０％、ボイラー給水温度を８０℃、蒸気圧
力６ａｔｍ、廃棄物焼却量を実施例と同じ１時間あたり
４２ｋｇとして海水淡水化実験を行った。その結果、得
られた真水の量は３２ｍ3 ／日であり、真水１ｍ3 あた
りのコストは、石油に換算すると約１．０ｋｇ分（約６
５円）に相当した。
ットを接続した図３に示す海水淡水化装置を製作し、ボ
イラー効率７０％、ボイラー給水温度を８０℃、蒸気圧
力６ａｔｍ、廃棄物焼却量を実施例と同じ１時間あたり
４２ｋｇとして海水淡水化実験を行った。その結果、得
られた真水の量は３２ｍ3 ／日であり、真水１ｍ3 あた
りのコストは、石油に換算すると約１．０ｋｇ分（約６
５円）に相当した。
【００４３】
【発明の効果】本発明により、エネルギーの無駄をなく
し、高効率、かつ安価で海水から真水を得るための海水
淡水化装置を提供することができる。
し、高効率、かつ安価で海水から真水を得るための海水
淡水化装置を提供することができる。
【図１】 本発明に基づく、廃棄物焼却による熱で供給
海水を加温し、逆浸透膜による海水淡水化を行う装置の
説明図
海水を加温し、逆浸透膜による海水淡水化を行う装置の
説明図
【図２】 本発明に基づく、廃棄物焼却による熱で供給
海水を加温して逆浸透膜による海水淡水化を行い、同時
に蒸発法による海水淡水化を併用する装置の説明図
海水を加温して逆浸透膜による海水淡水化を行い、同時
に蒸発法による海水淡水化を併用する装置の説明図
【図３】 従来の廃棄物焼却による熱で蒸発法による海
水淡水化のみを行う装置の説明図である。
水淡水化のみを行う装置の説明図である。
１：廃棄物焼却ボイラー ２：蒸気タービン ３：発電機 ４：熱交換器、 ５：高圧ポンプ ６：逆浸透膜ユニット ７：廃棄物 ８：蒸気、 ９：蒸気タービン排気 １０：供給海水 １１：濃縮海水 １２：真水、 １３：蒸気ドレン １４：電力ライン １５：タービン抽気蒸気、 １６：蒸発法海水淡水化ユニット（多重効用法） １７：供給海水、 １８：蒸気ドレン １９：濃縮海水
Claims (10)
- 【請求項１】 廃棄物焼却により発生した熱を用いて海
水から真水を得ることを特徴とする逆浸透膜海水淡水化
装置。 - 【請求項２】 廃棄物焼却により発生した熱を電力に変
換し、該電力を用いて海水から真水を得ることを特徴と
する請求項１に記載の逆浸透膜海水淡水化装置。 - 【請求項３】 装置を駆動させるために必要な電力の５
０％以上が、廃棄物焼却により発生した熱から変換され
た電力であることを特徴とする請求項１に記載の逆浸透
膜海水淡水化装置。 - 【請求項４】 廃棄物焼却により発生した熱を熱源とし
て加温された海水を逆浸透分離することを特徴とする請
求項１に記載の逆浸透膜海水淡水化装置。 - 【請求項５】 廃棄物焼却により発生した熱を熱源とし
て加温された海水の温度が４０℃以上であることを特徴
とする請求項４に記載の逆浸透膜海水淡水化装置。 - 【請求項６】 海水を加温するのに必要な熱の５０％以
上が、廃棄物焼却により発生した熱であることを特徴と
する請求項４に記載の逆浸透膜海水淡水化装置。 - 【請求項７】 海水を加温するための熱が、電力に変換
した後の排熱であることを特徴とする請求項４に記載の
逆浸透膜海水淡水化装置。 - 【請求項８】 電力に変換した後の排熱を用いて海水を
蒸発凝縮させ、海水から真水を得る手段を併用すること
を特徴とする請求項１に記載の逆浸透膜海水淡水化装
置。 - 【請求項９】 廃棄物焼却により発生した熱の一部を用
いて海水を蒸発凝縮させ、海水から真水を得る手段を併
用することを特徴とする請求項７に記載の逆浸透膜海水
淡水化装置。 - 【請求項１０】 低品位熱源を用いて海水から真水を得
ることを特徴とする逆浸透膜海水淡水化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7243142A JPH0985059A (ja) | 1995-09-21 | 1995-09-21 | 逆浸透膜海水淡水化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7243142A JPH0985059A (ja) | 1995-09-21 | 1995-09-21 | 逆浸透膜海水淡水化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0985059A true JPH0985059A (ja) | 1997-03-31 |
Family
ID=17099420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7243142A Pending JPH0985059A (ja) | 1995-09-21 | 1995-09-21 | 逆浸透膜海水淡水化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0985059A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013071057A (ja) * | 2011-09-28 | 2013-04-22 | Toshiba Corp | 水処理装置 |
| JP2013193017A (ja) * | 2012-03-19 | 2013-09-30 | Toshiba Corp | 海水淡水化装置 |
| JP2013193012A (ja) * | 2012-03-19 | 2013-09-30 | Toshiba Corp | 海水淡水化装置 |
| JP2013193013A (ja) * | 2012-03-19 | 2013-09-30 | Toshiba Corp | 海水淡水化装置 |
| CN103626250A (zh) * | 2013-12-06 | 2014-03-12 | 天津滨瀚海水淡化有限公司 | 海水发电的综合利用工艺和装置 |
| JP2015157283A (ja) * | 2015-03-23 | 2015-09-03 | 株式会社東芝 | 海水淡水化装置 |
| CN112978860A (zh) * | 2021-04-20 | 2021-06-18 | 西安西热节能技术有限公司 | 利用烟气余热回收的ro海水淡化装置入口海水加热系统 |
-
1995
- 1995-09-21 JP JP7243142A patent/JPH0985059A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013071057A (ja) * | 2011-09-28 | 2013-04-22 | Toshiba Corp | 水処理装置 |
| JP2013193017A (ja) * | 2012-03-19 | 2013-09-30 | Toshiba Corp | 海水淡水化装置 |
| JP2013193012A (ja) * | 2012-03-19 | 2013-09-30 | Toshiba Corp | 海水淡水化装置 |
| JP2013193013A (ja) * | 2012-03-19 | 2013-09-30 | Toshiba Corp | 海水淡水化装置 |
| CN103626250A (zh) * | 2013-12-06 | 2014-03-12 | 天津滨瀚海水淡化有限公司 | 海水发电的综合利用工艺和装置 |
| CN103626250B (zh) * | 2013-12-06 | 2015-06-03 | 天津滨瀚海水淡化有限公司 | 海水发电的综合利用工艺和装置 |
| JP2015157283A (ja) * | 2015-03-23 | 2015-09-03 | 株式会社東芝 | 海水淡水化装置 |
| CN112978860A (zh) * | 2021-04-20 | 2021-06-18 | 西安西热节能技术有限公司 | 利用烟气余热回收的ro海水淡化装置入口海水加热系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040309 |