JPS6019093A - 蒸溜水の後処理方法 - 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】 本発明は、蒸発法による塩水淡水化装置で得られた蒸溜
水を、水道水に適した水質に転換するための、後処理方
法に関するものである。

塩水から蒸発法によって得られた蒸溜水は、ミネラル成
分を殆ど含んでいないことから、以後の給水系統の配管
材料を腐食させ、また、飲料水としては味覚に乏しいの
であった。このため、塩水から蒸発法によって製造され
た蒸溜水には、炭酸カルシウムや消石灰と、炭酸ガスと
を添加する方法が採用されている。そして、この場合の
炭酸ガスとしては、石油や燃料ガスを燃焼させて製造し
た炭酸ガスを用いていたが、炭酸ガスの製造に多大の設
備と運転経費とが必要である欠点があった。

そこで、先行技術としての特開昭５５−３５９７１号公
報は、塩水から蒸発法の淡水化装置によって蒸溜水を製
造するに際して、この蒸発法の淡水化装置における腐食
、スケール生成の防止の目的のために、淡水化装置に供
給する以前の塩水に塩酸又は硫酸等の酸を添加した場合
に炭酸ジスが発生することを利用し、酸を添加した塩水
を淡水化装置に供給する前に、脱炭酸塔に導きここで減
圧下で炭酸ガスを発生させ、これをボイラーからの高圧
蒸気で作動する抽気エゼクタ−で抽気し、凝縮器で先の
高圧蒸気の水分を凝縮除去したのち、前記淡水化装置か
らの蒸溜水に混合することを提案している。

このようにすれば、炭酸ガスを別の工程で製造しないた
め運転経費がそれだけ安価になり、且つ前記従来法に比
べて設備を小型化できるが、この方法に於いて十分な量
の炭酸ガスを得るには、その明細書に記載しであるよう
に脱炭酸塔内を前記エゼクタ−にて０゜２気圧、つまり
−６００ｍｍＨｇ程度の高真空にしなければならないか
ら、その抽気エゼククーの駆動に要する高圧蒸気の消費
量が多（なることに加えて、この抽気に用いた蒸気の凝
縮に多量の冷却水を必要として、運転経費が嵩むのであ
り、しかも、抽気エゼクタ−が大型になると共に、これ
に対する配管も相当大（しなければならないから、設備
の小型化が十分に達成できず１、且つ、脱炭酸塔を密閉
型にしなければならないので、設備費用が嵩むのであり
、その上、抽気エゼクタ−の作動源であるボイラーの蒸
気には、ボイラーの給水処理として一般に使用されてい
る脱酸側止してのヒドラジンが熱分解したアンモニアガ
スが含まれているが、この蒸気を多量に使用することは
、蒸気中のアンモニアガスが炭酸ガスと共に蒸溜水に熔
解する量も増大するので、水道水の水質基準としてのア
ンモニア性窒素の規制を受けることになって、好ましい
ことではないのであった。

本発明は、蒸発法による塩水淡水化装置におけるスケー
ル生成は重合燐酸塩等゛のスケール防止剤の使用によっ
て防止できる一方、塩水には炭酸成分が重炭酸イオン（
ＨＣＯ；）として約ｔ４ｏｐｐｍ程度含まれており、こ
れが加熱により、２　＋１ＣＯ３→ＣＯ３＋　１ｈ（１
”’Ｆ　Ｃ０２ｊＣＯｉ−４１１ＬＯ→２０１１　＋ｃ
−ｏＬ’ｌ’のように熱分解して、炭酸ガス（ＣＯλ）
が発生するものであり、しがも、この炭酸ガスの発生量
は塩水の温度に比例して増大する事実に監み、塩水の多
段蒸発法の淡水化装置において、其の塩水の温度が高い
個所で発生する炭酸ガスを他の不凝縮性ガスと共に分離
し、これを前記淡水化装置で製造した蒸溜水に溶解させ
るようにすることにより、装置の小型化と、運転経費の
低減とを図ったものである。

以下本発明を図面について説明するに、本発明における
多段蒸発法の塩水淡水化装置には、多段フランユ型淡水
化装置と、多重効用型淡水化袋装置とを含み、第１図は
従来より良く知られている多段フラッシュ型淡水化装置
に適用した場合の実施例装置のフローシートを示す。

この装置は、ブライン加熱器１、多段の蒸発室２、及び
スケール防止剤注入装置３とがらなり、前記各蒸発室２
には、蒸廃段４と凝縮器５とを各々備えている。

原水である塩水は、管６より系に供給され、ま−ず、ス
ケール防止剤注入装置３によりスケール防止剤を添加さ
れた後、各蒸発室２の凝縮器５の管内を低温段より高温
段へと順次流れ、その蒸発段から発生する蒸気により順
次高温に加熱され、次いで、ブライン加熱器１で、例え
ばボイラーから管７で送られて（る高温蒸気によりさら
に加熱され、そして、塩水は蒸発室２の高温蒸発段に供
給され、以下フラッシュ蒸発を繰り返し、最終の低温蒸
発段より管８を経て系外に排出される一方、各蒸発段で
発生した蒸気は凝縮器５の管外で凝縮し、蒸溜水となっ
て管９から炭酸カルシウム溶解装置１０を経て系外に送
出されるのであり、各蒸発室２内は、低温の蒸発室に接
続した蒸気エゼクタ−１７等の真空装置にて一定の真空
度に維持され、温度が高い蒸発室では大気圧に近く又は
大気圧以上になっている。

この各蒸発室での蒸発に際して、温度が高い蒸発室では
、塩水の温度が高いことにより、多量の炭酸ガスが発生
するから、これを他の不凝縮性ガスと共に、管１１より
抽出し、凝縮器１２で水分を凝縮除去し、次いでこれを
水封式圧縮機１３で圧縮したのち、セパレータ１４に送
り、該セパレータ１４内で、前記圧縮機１３の水封に用
いることで炭酸ガスが熔解した水封水と、炭酸ガスを含
むガスとに分離し、炭酸ガスが熔解した水封水及び炭酸
ガスを含むガスを管１５．１６を介して、前記蒸溜水の
送出管９に供給するのである。

なお、前記水封式圧縮機１３の水封水として、管１５．
１６からの炭酸ガスを溶解する前の蒸溜水の一部を管３
２及びポンプ３３にて導出して、これを用いるようにす
れば、清水の使用量を節減できるの　であり、勿論清水
を水封水として管３４より切換え供給するようにしても
良い。

この場合、温度の高い蒸発室の圧力は、前記のように大
気圧に近く又は大気圧以上であると共に、温度の高い蒸
発室で発生ずる炭酸ガスの濃度は高いから、更に減圧す
る必要はなく、従って当該蒸発室からの炭酸ガスを含む
不凝縮性ガスの抽出に、高真空を発生させる抽気エゼク
タ−を殊更使用しなくても良いのであり、たとえ抽気エ
ゼクタ−を使用するとしても、当該抽気エゼクタ−は小
型で良く、且つ蒸気の使用量も少なくて良いのである。

そして、塩水を加熱することによ、て発生する炭酸ガス
の発生量は、６０℃を越えると急に増大することから、
炭酸ガスを抽気する蒸発室としては６０℃以上の温度の
蒸発室にするのが好ましく、セパレータ１４からの水封
水と炭酸ガスを含むガスとを蒸溜水の送出管９に供給す
るには、七ツマレータ１４の管１５からの水封水を、管
１６からの炭酸ガスを含むガスの供給個所より下流側に
するのが好ましい、なぜならば、ごれが逆であると、換
言すると炭酸ガスが溶解している水封水を供給した蒸溜
水に炭酸ガスを溶解させると、炭酸ガスの溶解量が、前
記水封水に溶解している炭酸ガスのために低下するから
である。また、カルシウムを主成分とする塩を溶解する
に際して、消石灰を用いる場合には、該消石灰を蒸溜水
送出管９に注入すれば良が、一方炭酸カルシウム熔解装
置１０を用いた場合には、前記セパレータ１４からの水
封水及び炭酸ガスの供給個所の下流側に炭酸カルシウム
溶解装置を設けることにより、炭酸カルシウムの溶解量
を向上できる利点がある。

第２図は、従来から良く知られている多重効用型塩水淡
水化装置に適用した場合の実施例を示し、塩水は管１８
より系に供給され、まずスケール防止剤注入装置３によ
りスケール防止剤を添加された後、蒸発室１９の予熱器
２０の管内を低温段より、高温段へと順次流れて加熱さ
れ、この加熱された塩水は第一効用蒸発缶２１の伝熱管
２２の外面に散布され、その伝熱管２２内に管２３より
供給されている加熱蒸気によって蒸発し、未蒸発の塩水
は第二効用蒸発缶２４の伝熱管２５の外面に散布され、
以下順次下段の効用蒸発缶に供給され、最終の効用蒸発
缶２６から管２７より系外に排出される一方、第一効用
蒸発缶２１で発生した蒸気は第二効用蒸発２４の伝熱管
２５内に供給されて凝縮すると同時にその外面に散布さ
れた塩水を蒸発させ、以下前記作用を順次各効用蒸発缶
について繰り返し、最終効用蒸発缶２６で発生した蒸気
は凝縮器２８で、該凝縮器２８内の伝熱管２９内を流れ
る塩水により冷却されて凝縮し、前記各効用蒸発缶にお
ける伝熱管からの凝縮水と一緒になり、目的の蒸溜水と
して送出管３０から炭酸カルシウム溶解装置１０を経て
系外に送り出されるのである。

この場合、第−及び第二効用蒸発２１．２４等塩水の温
度が約６０℃より高い効用蒸発缶から不凝縮性ガスと共
に管１１より抽気した炭酸ガスを、凝縮器１２で水分を
凝縮除去したのち、同じく水封式の圧縮機１３で圧縮し
、セパレータ１４を経て管１５．１６より蒸溜水送出管
３０に供給するのである。

なお、上記実施例は、多段蒸発法による塩水淡水化装置
における高温段の蒸発室又は効用蒸発缶で発生する炭酸
ガスを他の不凝縮性ガスと共に抽気する場合であったが
、これに変えて第１図の多段フラッシュ型淡水化装置で
は、プライン加熱器１の下流側に、また第２図の多重効
用型淡水化装置では、予熱器２０の下流側に、二点鎖線
で示すように気水分離器３１を設けて、該気水分離器３
１において高温の塩水から炭酸ガスを他の不凝縮性ガス
と共に直接的に分離して、これを前記と同様に蒸溜水送
出管９．３０に供給するようにしても良いのである。

このように、炭酸ガスを高温段の蒸発室に入る前の高温
の塩水から分離するようにすると、蒸発室を真空に維持
するための真空装置の負荷を低減できる利点を有する。

以上要するに本発明は、多段蒸発法による塩水淡水化装
置で得られた見溜水に、カルシウムを主成分とする塩と
、炭酸ガスとを熔解させる蒸溜水の後処理方法において
、前記蒸溜水に溶解する炭酸ガスとして、前記多段蒸発
法による塩水淡水化装置において塩水の温度が高い個所
で発生した炭酸ガスを利用することを特徴とする蒸溜水
の後処理方法であって、炭酸ガスを多段蒸発法による塩
水淡水化装置において塩水の温度が高い個所から抽気す
ることにより、高濃度の炭酸ガスを、真空度が高（ない
状態で抽気できるから、その炭酸ガスを蒸溜水に供給す
る配管を細くすることができると共に、その抽気に多量
の蒸気を消費する前記先行技術のような抽気エゼクタ−
を殊更必要とせず、更に、前記先行技術のような密閉型
の脱炭酸塔を用いることがなく、設備を安価に小型化で
きることに加えて、運転経費を著しく低減できるのであ
る。また、前記の抽出に抽気エゼクタ−を使用するとし
ても、その抽気エゼクタ−は小型で良いし、蒸気の消費
量が少ないので、蒸気中のアンモニアガスが蒸溜水に溶
解する量を僅少にできるのである。

また、他の発明は、前記発明に加えて、塩水の高温個所
で発生した炭酸ガスを、水封式の圧縮機で圧縮して、そ
の水封水と共に蒸溜水に供給するもので、水封式の圧縮
機における圧縮時に、炭酸ガスを当該圧縮機における水
封水に十分に溶解させることができるから、蒸溜水に対
する炭酸ガスの溶解量を向上できるばかりか、抽気にボ
イラーの蒸気を使用しないから、蒸溜水にアンモニアガ
スが混入することが全（ない効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は多段フラッシュ
型塩水淡水化装置に適用した場合のフローシート、第２
図は多重効用型塩水淡水化装置に適用した場合のフロー
シートである。 １・・・ブライン加熱器、２・・・蒸発室、４・・・蒸
発段、５・・・凝縮器、６・・・管、９・・・蒸溜水送
出管、１０・・・炭酸カルシウム溶解装置、１１・・・
管、１２・・・凝縮器、１３・・・圧縮機、１４・・・
セパレータ、１５．１６・・・管、１９・・・蒸発室、
２ｏ・・・予熱器、２１・・・第一効用蒸発缶、２２・
・・伝熱管、２４・・・第二効用蒸発缶、２５・・・伝
熱管、２６・・・最終効用蒸発缶、２８・・・凝縮器、
２９・・・伝熱管、３ｏ・・・蒸溜水送出管、３１・・
・気水分離器。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）、多段蒸発法による塩水淡水化装置で得られた蒸
   溜水に、カルシウムを主成分とする塩と、炭酸ガスとを
   熔解させる蒸溜水の後処理方法において、前記蒸溜水に
   溶解する炭酸ガスとして、前記多段蒸発法による塩水淡
   水化装置において塩水の温度が高い個所で発生した炭酸
   ガスを利用することを特徴とする蒸溜水の後処理方法。
2. （２）、蒸溜水に溶解する炭酸ガスが、多段蒸発法によ
   る塩水淡水化装置における高温段の蒸発室に供給する前
   の高温の塩水から分離した炭酸ガスであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の蒸溜水の後処理方法。
3. （３）、蒸溜水に溶解する炭酸ガスが、多段蒸発法によ
   る塩水淡水化装置における高温段の蒸発室で発生した炭
   酸ガスであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の蒸溜水の後処理方法。
4. （４）、多段蒸発法による塩水淡水化装置で得られた蒸
   溜水に、カルシウムを主成分とする塩と、炭酸ガスとを
   熔解させる蒸溜水の後処理方法において、前記多段蒸発
   法による塩水淡水化装置において塩水の温度が高い個所
   で発生した炭酸ガスを、水封式圧縮機で圧縮し、該圧縮
   機の水封水と共に前記多段蒸発法による塩水淡水化装置
   からの蒸溜水に供給するようにしたことを特徴とする蒸
   溜水の後処理方法。
5. （５）、水封式の圧縮機の水封水として、前記塩水淡水
   化装置からの蒸溜水を使用することを特徴とする特許請
   求の範囲第４項記載の蒸溜水の後処理方法。