JPH10277535A - 海水淡水化システム - Google Patents

海水淡水化システム

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JPH10277535A
JPH10277535A JP9091766A JP9176697A JPH10277535A JP H10277535 A JPH10277535 A JP H10277535A JP 9091766 A JP9091766 A JP 9091766A JP 9176697 A JP9176697 A JP 9176697A JP H10277535 A JPH10277535 A JP H10277535A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 海水から不純物を含まない氷塊を析出させた
純氷の冷熱を利用しながら淡水を生成するようにした。 【解決手段】 海水から氷塊を生成する純氷製氷装置1
1は、夜間電力等の安価な余剰電力を利用して冷凍装置
12を運転し、冷却側である蒸発器121で海水を冷却
して海水を純度の高い純氷を生成するとともに、高濃度
に濃縮された海水とに分離し、濃縮海水は海水処理装置
13に送られ、純氷は氷蓄熱水槽14に供給される。海
水処理装置13は供給された濃縮海水から、食塩を生成
する。氷蓄熱水槽14には純度の高い純氷が貯蔵され
る。貯蔵された純氷は淡水貯水槽15からの復水で融解
されて氷蓄熱水槽14に貯水される。この水は冷蔵倉庫
16の冷熱用として供給される。冷蔵倉庫16での冷熱
利用が終わった廃熱を含んだ復水は淡水貯水槽15に貯
水される。淡水貯水槽15には冷凍装置12の放熱側で
ある凝縮器122が装着される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、海水を処理して
淡水化にする海水淡水化システムに関する。
【0002】
【従来の技術】海水を処理し淡水化を図る方式には、蒸
発法、逆浸透法、電気透析法等が実用化されている。こ
の他に、実用化されていないが、凍結融解法(冷凍
法)、透過気化法等がある。(参考資料:平成8年版
日本の水資源(水資源白書) 国土庁編) 上述した海水淡水化システムの中で蒸発法は、海水を加
熱して蒸発させたり、蒸発器に海水を吹き付けたりして
蒸発させたりすることにより、発生した水蒸気を冷却し
て淡水を得る方式である。また、逆浸透法は、水は透過
するが、塩分は透過させないような半透過膜を用いて、
海水を入れた半透過膜の片側に圧力を加えて水だけを透
過させて淡水を得る方式である。
【0003】上記の方式は実用化された海水淡水化方式
であるが、非実用化の方式の中で凍結融解法は、海水中
で純氷の結晶を成長させ、海水中に浮遊する氷結晶だけ
を分離融解するものである。この方式は、LNGの冷熱
を利用して海水を淡水と濃縮海水に分離するシステムで
ある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した実用化された
海水淡水化方式の中で、蒸発法は海水を加熱蒸発させた
りして水蒸気を発生させ、その水蒸気を冷却するため
に、エネルギー消費コストが大きいので、造水コストが
高くつく問題がある。逆浸透法のように、半透過膜を用
いた海水淡水化方式は、造水コストは安くなるが、プラ
ントの敷地面積を多く必要とし、維持費等を多く必要と
するとともに、造水純度が悪く2段階の脱塩工程が必要
となる問題がある。また、非実用化方式である凍結融解
法は、夜間電力、自家発電電力等の余剰電力を利用し
て、安価に海水を純氷と濃縮海水に分離する方式ではな
く、単にLNGの冷熱を利用するだけであるとともに、
単に海水を凍結させると次のような問題が発生する。
【0005】通常、水は液体である限り、各種の気体、
液体、固体を十分に溶解し、また、各種の液体、固体と
混合し、各物質を非常によく溶解または、混合するけれ
ども、氷になるときには、分子レベルの大きさではすべ
ての溶質、混合物を排除して、純粋な氷分子の結晶とし
て成長することが知られている。しかし、氷塊のレベル
の大きさでは、氷分子の結晶と結晶の間に海水を含んで
いた溶質、混合物を内包している氷塊になり、純氷だけ
を結晶として大きく成長させることは大変に難しい問題
がある。
【0006】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、海水から不純物を含まない氷塊を析出させた純氷
の冷熱を利用しながら淡水を生成するようにした海水淡
水化システムを提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を達成するために、第1発明は、海水を冷却し、冷却さ
れた海水から純氷と濃縮海水とを生成する純氷製氷装置
と、この純氷製氷装置により生成された純氷を貯蔵する
とともに、貯蔵される純氷を融解して冷水として蓄えら
れる氷蓄熱水槽と、この氷蓄熱水槽に蓄えられた冷水を
冷熱として利用し終わった廃熱を含んだ復水を貯水する
とともに、淡水として蓄える淡水貯水槽とを含むもので
ある。
【0008】第2発明は、純氷製氷装置により生成され
た濃縮海水が導入され、この濃縮海水から食塩を生成す
る海水処理装置を設けたものである。
【0009】第3発明は、余剰電力で運転される冷凍装
置を設け、この冷凍装置の蒸発器側で純氷製氷装置に供
給される海水を冷却し、凝縮器側で淡水貯水槽の淡水を
暖めるようにしたものである。
【0010】第4発明は、氷蓄熱水槽には、淡水貯水槽
の淡水を復水として供給して純氷を融解させることを含
むものである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1において、11は詳細を後述
する海水から氷塊を生成する純氷製氷装置で、この純氷
製氷装置11は、夜間電力や自家発電電力等の安価な余
剰電力を利用して冷凍装置12を運転し、冷却側である
蒸発器121で海水を冷却して、海水から純度の高い純
氷を生成するとともに、高濃度に濃縮された濃縮海水と
を生成する。そして、生成した濃縮海水は海水処理装置
13に送られるとともに、純氷は氷蓄熱水槽14に供給
される。
【0012】海水処理装置13は供給された濃縮海水か
ら、食塩を生成し、塩分として回収する。一方、氷蓄熱
水槽14には純度の高い純氷が貯蔵される。この氷蓄熱
水槽14の純氷は、淡水貯水槽15からの復水で融解さ
れ、一定温度(約4℃)の冷水として氷蓄熱水槽14に
貯水される。この冷水は冷蔵倉庫16の冷熱用として供
給される。なお、この冷水は冷蔵倉庫16に限らず各種
冷却に利用される。
【0013】冷蔵倉庫16での冷熱利用が終わった廃熱
を含んだ復水は淡水貯水槽15に貯水される。淡水貯水
槽15には、冷凍装置12の放熱側である凝縮器122
が装着され、貯水槽15の淡水を暖めるとともに、凝縮
器122の冷却を行って冷凍装置12の効率を向上させ
るようにしている。なお、淡水貯水槽15の淡水は、各
種用水に利用したり、前述したように氷蓄熱水槽14の
純氷を融解するための復水として利用される。
【0014】次に、上述した純氷製氷装置11の概略構
成を図2により述べる。図2において、31は図示しな
い海水供給管から海水41が導入される槽で、この槽3
1の内底部には散気管32が配置される。散気管32に
はエアポンプ33からエアが供給され、散気管32から
は気泡42が連続的に吹き出される。34は回転ベルト
で、この回転ベルト34は一部分が海水中に没し、他の
部分は槽31の水面上部に出ている。35a、35b、
35cはローラで、そのローラの内、少なくとも1つは
駆動ローラとして形成される。
【0015】回転ベルト34の内側には冷却部36とヒ
ータ部37が配設され、冷却部36は、海水中に没する
回転ベルト34の内側に、またヒータ部37は槽31の
上部の回転ベルト34の内側にそれぞれ配設される。3
8は温風ヒータ、39は純氷である氷塊、40は氷生成
部、121は冷凍装置12の蒸発器であり、この蒸発器
121により海水は冷却される。
【0016】上記のように構成された純氷製氷装置にお
いて、エアポンプ33を回転させて散気管32により気
泡42を連続的に吹き出させる。この気泡42により海
水は撹拌されると同時に、過冷却状態にはならず0℃を
保持する。冷却部36の表面では、連続的な気泡42の
吹き付けにより不純物を排除しながら、氷の結晶が成長
して行く。成長した氷の結晶は回転ベルト34で搬送さ
れ、ヒータ部37の位置に到達すると、ヒータ部37と
温風ヒータ38により氷が暖められ、特に氷の表面の一
部が融けて水となり、氷の表面に付着した不純物はその
水で洗われて流れ去ってしまう。このため、純粋な氷塊
39となって回転ベルト34から外れて氷塊39が連続
的に生成される。このようにして生成された氷塊39が
図1に示した氷蓄熱水槽14に貯蔵される。
【0017】上記のように構成されたこの発明の実施の
形態においては、純氷だけが成長する部分を設置して、
そこに大きな氷塊を析出させることができるとともに、
LNGの冷熱は勿論、夜間電力や自家発電電力などの余
剰電力を利用した冷凍装置による冷熱を用いることがで
きる。また、分離した純氷は氷蓄熱水槽に貯蔵され、そ
の冷熱を大型業務用冷蔵庫や空調設備に利用した後の冷
水を、淡水として利用でき、さらに、濃縮海水から海水
処理装置により食塩を生成することができる。
【0018】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
海水を純氷と濃縮海水とに分離して、純氷の冷熱を利用
しながら淡水を生成し、一方では濃縮海水から食塩を生
成することができる効果がある。また、この発明によれ
ば、冷熱と淡水が同時に利用できるため、例えば地域冷
暖房を導入するような地域では、省エネルギーだけでな
く、水の有効利用も図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態を示す海水淡水化システ
ムのシステム構成図。
【図2】純氷製氷装置の概略構成図。
【符号の説明】
11…純氷製氷装置 12…冷凍装置 13…海水処理装置 14…氷蓄熱水槽 15…淡水貯水槽 16…冷蔵倉庫
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成10年1月8日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0015
【補正方法】変更
【補正内容】
【0015】回転ベルト34の内側には冷却部36とヒ
ータ部37が配設され、図1に示す冷凍装置12の蒸発
器121により冷却される冷却部36は、海水中に没す
る回転ベルト34の内側に、またヒータ部37は槽31
の上部の回転ベルト34の内側にそれぞれ配設される。
38は温風ヒータ、39は純氷である氷塊、40は氷生
成部である
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図 2】

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 海水を冷却し、冷却された海水から純氷
    と濃縮海水とを生成する純氷製氷装置と、この純氷製氷
    装置により生成された純氷を貯蔵するとともに、貯蔵さ
    れる純氷を融解して冷水として蓄えられる氷蓄熱水槽
    と、この氷蓄熱水槽に蓄えられた冷水を冷熱として利用
    し終わった廃熱を含んだ復水を貯水するとともに、淡水
    として蓄える淡水貯水槽とを含む海水淡水化システム。
  2. 【請求項2】 前記純氷製氷装置により生成された濃縮
    海水が導入され、この濃縮海水から食塩を生成する海水
    処理装置を設けた請求項1記載の海水淡水化システム。
  3. 【請求項3】 余剰電力で運転される冷凍装置を設け、
    この冷凍装置の蒸発器側で純氷製氷装置に供給される海
    水を冷却し、凝縮器側で淡水貯水槽の淡水を暖めるよう
    にした請求項1記載の海水淡水化システム。
  4. 【請求項4】 前記氷蓄熱水槽には、淡水貯水槽の淡水
    を復水として供給して純氷を融解させることを含む請求
    項1及び3記載の海水淡水化システム。
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