JPS6233504A

JPS6233504A - 膜蒸留装置

Info

Publication number: JPS6233504A
Application number: JP17384585A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Sasaki; 武佐々木; Yuji Okawa; 雄士大川
Original assignee: Nitto Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1985-08-07
Filing date: 1985-08-07
Publication date: 1987-02-13

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】〈産業上の利用分野〉本発明は、膜蒸留装置に関し、詳述すると、熱により原
液の蒸発を促進させて蒸留を行うサーモパーベーパレー
ションに関するものである。

〈従来技術〉溶液を分Ｎ濃縮する方法として、液体蒸気は透過させる
が、液体自身は透過させない重合体多孔質膜の一次側に
高温の被処理液、即ち、例えば熱海水のような原液を流
通させ、原液から発生し、上記多孔質膜を透過した蒸気
を二次側で冷却して凝縮させ、このようにして−次側に
おいて原液を濃縮し、二次側において凝縮液を得るサー
モパーベーパレーションは既に知られており、また、そ
のための装置も従来より種々提案されている。

例えば特公昭４９−４５４６１号公報には、鉛直方向に
延びる多数の膜壁と多数の伝熱壁とが互いに並行的に空
間を隔てて設けられており、互いに隣接する２個のＩ！
！！璧の間には高温原液通路を、互いに隣接する２個の
伝熱壁の間には冷却水通路を、互いに隣接する膜壁と伝
熱壁の間には発生蒸気と蒸留水の通路となる蒸気空間を
それぞれ画定し、さらに装置本体の両端部には伝熱壁と
側壁との間に冷却水通路を形成する装置が記載されてい
る。

〈発明が解決しようとする問題点〉このような従来装置によれば、高温原液を外部に設置さ
れた熱交換器により加熱したのち装置内へ並列に導入さ
れるため、導入時の放熱による熱効率の低下が避けられ
ないという問題があった。

そこで本発明の主たる目的は、保温装置を設けることな
く無駄な放熱が防止されて熱効率のよい膜蒸留装置を提
供することである。

本発明の他の目的は、このような熱効率のよい膜蒸留装
置において、膜管の交換又は清掃が容易な装置を提供す
ることである。

く問題点を解決する為の手段〉本発明の膜蒸留装置は、外管と、その外管の内側に設け
られた伝熱管により冷却用熱媒通路が形成されて、その
伝熱管の一端面を開口させるとともに他端面を第一の端
板で塞ぎ、その伝熱管の中心部に加熱器を設け、その加
熱器表面と上記伝熱管の内面の間に、原液を透過させず
その原液の蒸気を透過させる重合体多孔質膜よりなる膜
管を設けるとともに、その膜管の一端面を第二の端板で
塞ぎ、その膜管と上記加熱器の間の原液流路に原液を通
すための原液導入管および原液導出管をそれぞれ上記第
一又は第二の端板のいずれかに設け、上記膜管と上記伝
熱管の間の蒸発空間で生成された凝縮液を外部へ取り出
すための凝縮液導出管を上記第二の端板に設け、上記膜
管を上記伝熱管に対し着脱自在に構成したことにより特
徴づけられる。

〈実施例〉第１図に本発明実施例の縦断面図を示し、第２図にその
横断面図を示す。

外管１は円筒形であって、その下端部に冷却水人口９が
、その上端部に冷却水出口８が、それぞれ設けられ、外
管１の内側に外管と所定の間隔を隔てて伝熱管２が設け
られ、外管との間に冷却用熱媒流路５を形成している。

外管１の上端面ば頂板１４で塞がれ、下端面は開口して
いる。伝熱管２の中心部には上端が頂板１４に支持され
下端が自由端をなす棒状の加熱器４が設けられている。

外管１の下端開口面を塞ぐ底板１５が、外管１及び伝熱
管２の下端部に対し着脱自在に固着されている。この固
着手段はフランジ継手、ネジ継手等の公知の技術を用い
ることができる。この底板１５上に、膜の支持管１３が
設けられ、その支持管１３に膜管３が密着支持されてい
る。この膜管３で仕切られた内側は原液流路７となり、
外側は蒸発空間６となる。原液流路７の上端に原液導入
管１０が、下端に原液導出管１１がそれぞれ設けられ、
蒸発空間６の下端には凝縮液導出管１２が設けられてい
る。また、膜管３の外周にスペーサ１６が設けられてい
る。

膜管３を構成する多孔質膜は、高温の原液に対して親和
性を有しないこと、例えば原液が水溶液の場合であれば
疎水性であることが必要であり、更に、原液は透過させ
ないが、その蒸気は透過させる性質を有することが必要
である。更に、原液が加熱されるために、耐熱性も必要
となる。従って、原液が水溶液の場合、ポリテトラフル
オロエチレン樹脂のようなフッ素系樹脂からなる多孔質
膜が耐熱性と疎水性を共に有する点から特に好ましい。

しかし、例えばポリスルホンやセルロース樹脂のような
親水性樹脂からなる多孔質膜であっても、表面にフッ素
系樹脂やシリコーン樹脂等の撥水性樹脂を被覆して疎水
性の多孔質膜表面を付与するときは、これら樹脂膜も使
用することができる。

伝熱管２は、伝熱性の高い材料、例えば金属からなる薄
肉管が望ましいが、蒸気拡散による熱移動速度より速い
伝熱速度を有する伝熱体であるならプラスチックでもよ
い。

膜管３は支持管１３上に多孔質膜が支持されて形成され
ている。この場合、支持管は液体蒸気を透過させること
ができれば足り、例えばポリアミド、フッ素樹脂等から
なる織布又は不織布管や、セラミック製の多孔質管が好
適に用いられる。

本発明の変形実施例として、原液を膜３に効率よ（接触
させるため、循環装置又は撹拌装置を設けてもよい。

本発明装置においては、膜管内に保持された原液が加熱
器によって加熱されて、膜管によって原液を阻止しなが
ら、蒸気のみが通過し、蒸気空間を蒸気が拡散し、伝熱
管表面で冷却され、蒸気が凝縮し、凝縮液導出管により
装置外に導かれる。

また、原液中の溶質は液体と共に膜管により阻止され、
膜管内において濃縮される。従って、例えば、原液とし
て海水を用いるとき、海水の含有する塩類は膜管により
阻止され、水蒸気のみが膜を透過するので、海水は膜管
内に濃縮され、凝縮液側に蒸留水を得ることができる。

なお、本発明は、海水のように無機塩類を含有する水溶
液のほか、有機物質を含有する溶液の分離濃縮にも通用
することができること勿論である。

第３図に膜管３を抜き出した状態の部分切欠図を示す。

固着手段を外すと底板１５とともに膜管３及びスペーサ
１６を外管より引き出すことができ、膜管３を容易に取
替えることができる。

〈発明の効果〉本発明によれば、原液を加熱し、その蒸気を膜を透過さ
せることによって、溶液の分離濃縮を行うので、従来の
逆浸透法と異なり、原液を高圧に加圧する必要がないう
えに、溶質の阻止性能に著しくすぐれている。しかも、
原液流路の中央部に伝熱管が浸漬されているので、熱の
保温装置が不要となり、！＠損失が殆どない。

また、膜管部分が着脱自在であるため、膜管を短時間で
簡単に新品と交換し、或いは清掃することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例を示す縦断面図、第２図はその横
断面図である。第３図は上記実施例の作用説明図である
。１・・・外管２・・・伝熱管３・・・膜管４・・・加熱器５・・・冷却用熱媒流路６・・・蒸発空間７・・・原液流路１３・・・膜の支持管１４・・・頂板１５・・・底板

Claims

【特許請求の範囲】

外管と、その外管の内側に設けられた伝熱管により冷却
用熱媒通路が形成されて、その伝熱管の一端面を開口さ
せるとともに他端面を第一の端板で塞ぎ、その伝熱管の
中心部に加熱器を設け、その加熱器表面と上記伝熱管の
内面の間に、原液を透過させずその原液の蒸気を透過さ
せる重合体多孔質膜よりなる膜管を設けるとともに、そ
の膜管の一端面を第二の端板で塞ぎ、その膜管と上記加
熱器の間の原液流路に原液を通すための原液導入管およ
び原液導出管をそれぞれ上記第一又は第二の端板のいず
れかに設け、上記膜管と上記伝熱管の間の蒸発空間で生
成された凝縮液を外部へ取り出すための凝縮液導出管を
上記第二の端板に設け、上記膜管を上記伝熱管に対し着
脱自在に構成した膜蒸留装置。