JPS60209202A - 汚れた溶剤又はその類似物を蒸留するための装置 - 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】 留精製するための、好ましくはドライクリーニング装置
からでる汚れた溶剤を蒸留するためめ装置に関する。こ
の蒸留装置は、強制循環蒸発器を含み、該蒸発器には、
熱交換器内で加熱された汚れた溶剤を供給するための管
を結合し、その管には蒸発器に隣接して絞シ弁．を設け
てあシ、前記蒸発器は、その上方部分において蒸気圧縮
器を通して蒸気を凝縮器に導くための管に結合され、蒸
発器の下方部分において液体溶剤を蒸発器から引き出す
ための及び前記液体溶剤をポンプによって熱交換器へ引
き渡すための管に結合され、また前記蒸留装置轄、水ト
ラツプと、汚れた溶剤を供給するための管と、留出液を
引き出すための管とを含んでいる。

公知の蒸留装置は、溶剤の沸点以上の温度で操作されな
ければならない。もしも溶剤が、例えば、／コ／’Ｃの
沸点を有するノ臂一クロロエチレンからなるならば、従
来の蒸留は、溶剤を少くともその温度まで加熱すること
を必要とする。その上、液体溜めの静水頭が克服されな
ければ蒸気の泡が形成されず、残滓の濃縮から生ずる沸
点の変化を許容しなければならない。もしも蒸溜の間に
泡立ちを維持すべきであるならば、更に高い温度へ加熱
することが必要とされる。然し、パークロロエチレンは
約／左Ｏ℃で品質が劣化するので、溶剤をドライクリー
ニング装置内の高温度に加熱することは許されない。こ
のような高い温度への加熱祉、その結果として例えばア
ミノ化合物の分解を生じ、留出液が不快な臭いを発する
ようになる。その上、溶剤のｌＩＯ％〜６０％の残余は
、たとえ残滓を約／ＳＯ℃に加熱したとしても、残滓か
ら抽出されることができない。この作業中、油、ワック
ス。

樹脂及びその類似物からなる蒸留残滓は、分解蒸留され
て重合し、凝固して加熱表面にくっついて離れなくなる
。約Ｓθ％の溶剤含有量をもつ重合した蒸留残滓の除去
は、高価につき且つ健康に有害である。もしもパークロ
ロエチレンのような蒸留されるべき溶剤に水を混ぜると
強い泡立ちがあシ、これが蒸留に不利に彩管を及ほす。

その上、混合溶剤に１０％重量の水を加えただけで運転
コストがコ倍にたる。

最初に述べた種類の公知の蒸留プラントの使用によシ若
干の改良を達成することができる。このプラントにおい
ては、汚れた溶剤が外部の蒸気によシ熱交換器内で加熱
され、次に表面蒸発器へ供給される。この場合、熱交換
表面積は所望の大きさにすることができる。／平方ｃｍ
’ＡＦ）の熱伝達率が減少され、熱交換表面上での停滞
時間が短縮されるので、残滓の熱劣化が減少する。然し
、蒸留されるべき溶剤は、なお沸点以上に加熱されねば
ならない。この方法で娘、残滓の溶剤含有量を実質的に
減少させることができないので、残滓から溶剤を蒸留す
るための従来の第一の蒸留システムを必要とするが、こ
のシステムは公知の欠点と問題をもっている。

公知の蒸留プラントは、溶剤を蒸発させるための加熱エ
ネルギの供給と、蒸気を凝縮し冷却するための即ち前に
供給されたエネルギを消散させる丸めの冷却エネルギの
供給とを伴なう。公告されたドイツ特許出願第；Ｉｇ３
．２７２１．号は、蒸気圧縮機としての６乾燥圧縮（ｄ
ｒｙ−ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｎｇ）　”真空ポンプの使用
を開示している。然し、この公知のポンプは、本発明に
従って用いられるような、油のない（ｏｉｌ−ｔｒｅｅ
）　真空ポンプではない０公告されたドイツ特許出願第
コざ３コアＪＡ号に開示された真空ポンプは油シールさ
れている。

油シールされた真空ポンプは、本発明による装−内で使
用することができない。今までのとζろ、公告されたド
イツ特許出願第２ｇ３２’／コロ号による溶剤の真空蒸
留は、真空ポンプに必要とされる潤滑剤とシール材とを
溶剤が冒して部分的に溶かすので、ドライクリーニング
装置と関連して使用することができない。

公告されたドイツ特許出願第３２’１ｌ１０９９号は、
λつの段階を含む真空ポンプを開示しておシ、その１つ
の段階はノルシー（Ｎｏｒｔｈｅｙ）羽根ポンプからな
る〇 公告されたドイツ特許出願第２２グダ０９９号に開示さ
れた真空ポンプを７段階ポンプとして設けることはでき
なかった。その理由は、温度制御の欠如のためにポンプ
の過熱を生じさせるためであゐ。

本発明の目的は、よシ低い温度で蒸留を実施することか
でき、スラッジ状の蒸留残滓の溶剤含有量を低い値に減
少させる′ことができるように、最初に述べた種類の蒸
留装置を改良することである。

この目的は、本発明に従って達成される。即ち、本発明
においては、蒸気圧縮機が、大口弁と出口弁とをもたず
且つ内部圧縮を行なう油なし真空ポンプからなシ、この
真空−ンプは、歯形ロープを有し且つハウジング内で回
転する一つの等しい接触しない回転子を含み、ハウジン
グは一つの重なる円筒の輪郭を有し、前記ポンプは、回
転子を冷やすため回転子の排出側へ留出液を噴射するた
めの噴射ノズルを備え、晶記留出液は、圧縮の間に留出
液が蒸発するよ゛うな割合で前記ノズルにより噴射され
る。

本発明による蒸留装置は、表面蒸発器好ましくはサイク
ロン蒸発器を有する真空蒸留プラントを。

含み、蒸発されるべき溶剤が引き出されて熱交換器へ供
給され、熱交換器から蒸発器へ再循環される。蒸発器は
、泡立ち作用蒸発器として用いるように設計されるのが
よい。蒸発器から引き出され、油なし真空４ングによシ
圧縮されて加熱された蒸気は、熱交換器の他の流路の中
で凝縮される。流入する溶剤をその沸点まで加熱し、流
出する留出液を再び冷却するために、逆流熱交換器をシ
ステムと関連づけて用いるのがよい。

本発明による蒸留装置において杜、溶剤を蒸発させるた
めに必要なエネぶギが蒸気の凝縮によシ回収されるので
、冷却のための追加のエネルギを必要としない。追加の
エネルギは、水溶性共沸混合物の蒸留に対しても必要と
されない′。蒸留は、残滓及び溶剤の品位低下が妨げら
れるよ５を低い温度で行危うことができ、それにも拘ら
ず、残滓中の溶剤を、従来のシステムにおいて可能であ
ゐよりも多く枯渇させることができる。゛真空中での溶
剤の蒸発は、溶剤の蒸発温度を相当に低下させ、溶剤の
成分を分離しうる効率を改善する。加熱するために用い
られる溶剤蒸気の温度は、残滓が濃縮されるにつれて変
化する蒸発温度との平衡を与える。その結果として、過
熱することがなく、よｐ低い温度のために熱分解がない
。

蒸発用の熱を供給するために蒸気をｉ接圧縮して溶剤又
は混合溶剤を真空蒸留することは、それ自体公知である
。然し、多くの溶剤について特にドライクリーニング装
置に対してこの考え方を用いることはできなかった。何
故ならは、溶剤が、従来の真空−ンプに必要とされる潤
滑剤とシール材を冒し又線部分的に溶かすためである。

この理由のために、不発明線、油なしくａｌｌ−ｔｒｅ
ｅ）　真空ポンプの助けで真空蒸留を行なうことを教示
しておシ、この真空ポンプは、内部圧縮を行ない、溶剤
又、は溶剤蒸気によシ冒されることのある潤滑剤を含ん
でいない。真空ポンプのＦＷｉ要の冷却は、圧縮中の液
体溶剤の噴射によシ行なわれる。

本発明によれば、真空ポンプは、λつの重なる円筒の輪
郭を有する・、ウジング内で互に相対的に回転するλつ
の接触しないローブ形回転子を含んンノは、大口弁と出
口弁とをもた ない。この種のポンプは、例えばにＤ／１Ｏ−２Ｒ５の
称呼の下でマンネスマン　デマーク（Ｍａｎｎｅｓｍａ
ｎｎ　ｏｅｒｎａｇ）　により作られている。この公知
のポンプはコンプレッサとして用いられている。このコ
ンプレッサは、ノルシー（Ｎｏｒｔｈ＠ｙ）ローブ形回
転子ポンプとしても知られている。然し、本発明によシ
提案された設計において真空ポンプとして用いる以外は
、もしも蒸気−ンゾ内で生ずる動的シール問題を処理す
べきであるならば、前記ポンプの回転子は、異なる半径
をもつか又は公知のポンプの回転子よシ高い表面速度で
回転しなければならない。その上、溶剤蒸気の過熱を避
けるために、ポンプを冷却しなけれはなら表い。

本発明に従って、ポンｆ１ｄ、、圧縮中に回転子を冷却
するため回転子の排出側へ留出液を噴射するための噴射
ノズルを備えているＯこの留出液は、完全に蒸発される
ような割合で噴射される。この冷却が蒸気の過熱を防ぐ
Ｏその結果として、溶剤の品位が低下せず、凝縮器内に
冷却区域を設ける必要がなくなる。この冷却紘、回転子
の過熱による蒸気障害の形成の危険をも除去する０留出
液は、回転子が吸引側で乾燥したままであるように、圧
縮中に完全に蒸発され゛るような方法で噴射される。

本発明による真空蒸留は、液体溶剤又は溶剤蒸気により
菅されることのある潤滑剤とシール材とを含まない油な
し真空ポンプを用いて実行されることが明らかである。

／段階のノルシーロープ形回転子ポンプは、噴射された
留出液によシ冷却されるので、本発明の範囲内で真空ポ
ンプとして使用することができる０本発明のもう１つの
特徴によれば、凝縮器が、熱交換器をも構成し、この目
的のために、汚れた溶剤を導くためのパイプコイルを内
蔵している０この設計は、蒸発の熱が凝縮の結果として
放出された熱によシ供給されるのが、蒸留されるべき汚
れた溶剤の余分の加熱の必要をなくする０システム内で
の消散は、真空ポンプの圧縮仕事によシ補り 償される。真空ポンプを駆動するために必要とされる動
力は、別のやシ方では蒸発のために必要とされる筈の動
力の一部にすぎない。その結果として、本発明による蒸
留装置の使用は、特にポンプに対して必要とされる投資
が比較的短時間に回収されるような大きい動力の節約を
伴なう。

本発明のもう７つの特徴によれば、供給されている溶剤
は、蒸発器内の溶剤の膜の中へ直接に噴霧される。その
結果として、溶剤・水の共沸混合物さえも蒸留しうるよ
うなフラッシュ蒸発を生ずる。共沸混合物は、泡の形成
のため、従来の蒸留プラントにおいては蒸留するのに困
酬を伴なう。

適当な溶剤・水の共沸混合物の蒸留において、この混合
物が、該混合物の各成分よシも低い沸点！有する、とい
う事実を利用することが可能である。

例えは、ｇｌＩ％重賃の溶剤と７６％重量の水は、常圧
下でｇ７℃で沸騰する共沸混合物を形成する。

混合物が、共沸混合物の組成に近づくにつれて、蒸発温
度が低下し、それと共に残滓の熱装入が減少する。

蒸発器は、サイクロン蒸発器からなるのが好適であシ、
再循環され、た液体溶剤は、液体が高速度で渦巻く薄い
膜を形成するように絞シを通して蒸発器の中へ噴射され
る。

本発明のもう７つの特徴によれば、強制循環蒸発器が、
飛沫同伴空気を導くための管により凝縮器に結合されて
いる。飛沫同伴空気は、蒸発のためにはよシ低い真空で
十分なように、溶剤が沸騰する圧力よシも高い全圧力を
蒸発器内で維持する０供給された溶剤を蒸発温度まで加
熱するために必要とされるエネルギが、留出液の流出か
ら回収されるように、供給される溶剤と留出液の流出と
が逆流熱交換器を通されるので、追加のエネルギを節約
することができる。

強制循環蒸発器を収容する容器は、追加の加熱装置を備
えるのが適当である。このことは、プラントを運転して
いるときに有利であるのみでなく、スラッジからの溶剤
の蒸留をも改善する。この目的のために、僅かな残滓含
有量を除いて真空ポンプの作用で溶剤スラッジから溶剤
を蒸留しうるように、溶剤の循環が中断されて追加の加
熱装置が運転される。蒸留が真空中で行なわれるので、
溶剤スラッジが、分留されず且つ重合されず、流れうる
状態のｔまであるので、蒸発器から容易に除去するとと
ができる。

本発明の例示的な実施態様を添付図面を参照して詳細に
説明する。

第１図に略図的に示しである蒸留精製装置線、サイクロ
ンのようなハウジングを有する強制循環蒸発器ｌを含み
、蒸発器１は、その上端で管２によシ真空ポンプに結合
されている。真空ポンプ３は、強制循環蒸発器ｌから蒸
気を吸込み、それを熱交換器４へ排出する。汚れた溶剤
を導くための管５が熱交換器４を通して嬌びている。予
備蒸留された液体溶剤は、ボンｆ６によシ強制循壌蒸発
器ｌの下方部分から管７．８を通して吸い出され、ｖ９
を通して熱交換器４へ排出される。管１０を通して、液
体溶剤は、強制循環蒸発器の容器へ液体溶剤の液面よシ
上へ再循環される。

熱交換器４を出る管１１内の留出液は、冷却器１２内で
冷却され、冷却器１２から管１３を通して空気が排出さ
れる。水トラツ７’１４内で、溶剤から水が分離され、
次にこの溶剤が管１５を通って純粋溶剤用のタンクへ供
給される。

別の態様として、熱交換器４からの留出液は、管１７と
熱交換器１６と管１８を経て冷却器１２へ供給してもよ
い。熱交換器１６は、ボン７″６よｐ前で管８に入シ熱
交換器１６に供給される汚れた溶剤を加熱するのに役立
つ。

留出液は、真空ポンプを冷却するため管１９を通して真
空ポンプへ供給され、供給された留出液が完全に蒸発さ
せられるような割合で回転子上のその排出側へ噴霧され
る。

汚れた溶剤が供給される割合は、弁２０によ多制御する
ことができる。

適当な濃度を有する溶剤スラッジが強制循環蒸発器ｌの
容器内に形成されたとき、弁・２　ｔ　；２２が閉じら
れ、真空ボンｆ３の運転が続けられ且つ追加の熱が供給
されている間に、溶剤がスラッジから蒸留されて僅かな
残存含有量になる。次に、スラッジは弁２３を通して抜
き取られ、処分される０ 飛沫同伴空気は、管２４を通して強制循環蒸発器へ供給
される。

蒸留は、例えば次の条件下で行なうことができる０ 表面蒸発器からなる強制循環蒸発器において。

真空ボン７６が約５０θミリ／４−ルの圧力を維持する
。温度は約７００℃に維持される。

溶剤の蒸気は、７２０℃の内部温度が維持されている熱
交換器４内で、真空ポンプにょシ約１０００〜／コ００
．ｔリパールの圧力に圧縮される。管１７を通して熱交
換器４を出る ７２０℃の温度を有する。汚れた溶剤は約１００℃の温
度で熱交換器１６へ供給される。熱交換器１６を出る留
出液は約４ｔｏ℃の 真空ポンプ３の一般的な設計は第一図〜第ｊ図から明ら
かである。回転子２　。

車２７．２８によシ互に連結されている。回転子２１５
．２６の歯を付けた形状は第Ｓ図から明らかである。

留出液が、′蒸発冷却のため管２９．３０（第一図）を
通して回転子２５．２６の排出側へ供給される。

【図面の簡単な説明】

第１図は蒸留装置を示す概略図である。 第一図、第３図及び第９図は、真空ポンプの垂′直断面
図、水平断面図及び端面立面図を夫々示す。 第Ｓ図はポンプのハウジングとその中の回転子とを示す
概略断面図である。 ｌ・・・・・・強制循環蒸発器 ３・・・・・・真空ポンプ ４．１６・・・・・・熱交換器 ２５．２６・・・・・・回転子 ６・・・・・・ポンプ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　汚れた溶剤と汚れた混合溶剤を蒸留するための、好
   ましくはドライクリーニング装置からの汚れた溶剤を蒸
   留するための装置であって、前記蒸留装置が強制循環蒸
   発器を含み、骸蒸発器に、熱交換器内で加熱された汚れ
   た溶剤を供給するための管が結合され、該管には蒸発器
   に隣接して絞如弁を組み込んであシ、前記蒸発器は、そ
   の上方部分において蒸気圧縮器を通して蒸気を凝縮器へ
   導くための管に結合され、蒸発器の下方部分において液
   体溶剤を蒸発器から引き出すための及び前記液体溶剤を
   ポンプによって熱交換器へ引き渡すための管に結合され
   、前記蒸留装置が、水トラツプと、汚れた溶剤を供給す
   るための管と、留出液を引き出すための管とを含んでい
   る、蒸留装置において： 蒸気圧縮機が、大口弁も出口弁も持たず且つ内部圧縮を
   行なう油なし真空ポンプからなり、該真空ｆｙｆは、一
   つの重なる円筒の輪郭を有するハウジング内で回転し且
   つ歯形ローブを有する一つの等しい接触しない回転子を
   備え、前記ポンプは、回転子を冷却するため回′転子の
   排出側へ留出液を噴射するための噴射ノズルを備え、前
   記留出液は、圧縮の間に留出液が蒸発するような割合で
   前記ノズルによシ噴射されるとと： を特徴とする汚れた溶剤を蒸留するための装置。 コ、凝縮器が熱交換器をも構成するように、汚れた溶剤
   を導くための−９イブコイルが凝縮器を通して延びてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の装置
   。 ３　汚れた溶剤を導くための管が、強制循環蒸発器から
   液体溶剤を吸入するためのポンプに結合された吸引管の
   中へ開口していることを特徴とする特許請求の範囲第７
   項に記載の装置。 ダ　強制循環蒸発器の中へ噴霧されるべき溶剤を導くた
   めの管が、蒸発器内の液体溶剤の液面よシ上で蒸発器゛
   の中へ開口していることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の装置０の中へ噴霧されるべき液体溶 剤を導くための管が、強制循環蒸発器のサイクロン形容
   器の中へ接線方向に開口していることを特徴とする特許
   請求の範囲第ダ項に記載の装置０ ム　強制循環蒸発器が、飛沫同伴空気を導くための管に
   よシ凝縮器に結合さたていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の装置０７　熱交換器が、供給され
   ている汚れた溶剤と留出液との間の熱伝達のために設け
   られていることを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第
   ６項の何れか一項に記載の装ｆｌｌｉ。 ｇ　強制循環蒸発器の容器が、追加の加熱装置を備えて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第７項の
   何れか一項に記載の装置０