JPS6324721B2 - - Google Patents

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JPS6324721B2
JPS6324721B2 JP56037860A JP3786081A JPS6324721B2 JP S6324721 B2 JPS6324721 B2 JP S6324721B2 JP 56037860 A JP56037860 A JP 56037860A JP 3786081 A JP3786081 A JP 3786081A JP S6324721 B2 JPS6324721 B2 JP S6324721B2
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JP
Japan
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steam
water
evaporation equipment
liquid evaporation
pressure
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Application number
JP56037860A
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English (en)
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JPS57153701A (en
Inventor
Kensaku Maruyama
Kunio Sakashita
Ryuichi Kichise
Hiroyuki Momotake
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Publication date
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Priority to JP3786081A priority Critical patent/JPS57153701A/ja
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  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は化学プラントなどにおける蒸留塔、濃
縮装置等の熱的運転条件に一定の制約がある液体
蒸発設備に用いる加熱用水蒸気の消費量すなわ
ち、エネルギ消費量の少い液体蒸発装置に関す
る。
従来、化学プラントなどにおける蒸留塔、濃縮
装置の蒸留や濃縮等の蒸発操作には液体を蒸発さ
せるために蒸発潜熱に等しい多量の熱量を液体に
伝達させる必要がある。そして蒸留塔あるいは濃
縮装置等で液体を蒸発させるのに使用した熱量
は、なお多量が系に保有されているにもかかわら
ず、通常は、この熱量はあまり利用されず、凝縮
器で冷却水に伝熱され最終的には大気中に放散さ
れることが多かつた。特に、一般の蒸留塔、濃縮
装置などのように熱的運転条件に温度、圧力等の
一定の制約がある液体蒸発設備のような場合に
は、従来はこの熱量は化学工場におけるプロセス
駆動用熱源として利用したくともこれら液体蒸発
設備を作動させるのに効果的に利用することがで
きずに外部へ放出されていた。しかしこれは将に
エネルギの損失であつた。このエネルギの損失を
回避するためにこれまで多重効用缶あるいは電動
ターボ圧縮器による自己蒸気圧縮再利用プロセス
などが提案されてきた。しかし多重効用缶は液体
蒸発装置の各段において温度及び圧力の制約条件
があつた。すなわち液体蒸発装置において後の段
は前の段よりも圧力が低くないと適用できないと
いう欠点を有していた。また、電動ターボ圧縮機
による自己蒸気圧縮再利用の場合は蒸発設備から
発生する蒸気の圧力が低い場合あるいは高圧縮を
必要とする場合は大きい圧縮動力すなわち、その
ためのエネルギを必要とし(第1図参照)、抜本
的な省エネルギ対策にならなかつた。さらに発生
する蒸気が有機性物質である場合には、通常の水
蒸気使用ラインと有機物質蒸気使用ラインとを併
行して設ける必要があり設備が複雑となつてい
た。そしてこの圧縮には圧縮機による振動あるい
は騒音などを伴ない、装置自体に好ましくない影
響を与えるという欠点があつた。このように液体
蒸発設備のプロセスの運転条件から温度および圧
力などが決定される場合には廃熱の有効な利用が
できない場合が多かつた。
本発明の目的は上記のかかる欠点を解消し、作
動条件に一定の制約がある蒸留塔・濃縮装置等の
液体蒸発設備の温度、圧力等の熱的運転条件に制
限されることなく、液体蒸発設備の運転の容易さ
を維持すると共に対象が水又は有機性物質のいづ
れであつても適用できる加熱用水蒸気の消費量の
少ない省エネルギ用の液体蒸発装置を提供するに
ある。
すなわち本発明は、受熱して液体を蒸発し濃縮
する液体蒸発設備と、この液体蒸発設備を駆動す
る加熱器と、該液体蒸発設備から発生する65℃以
上、好ましくは80℃以上である蒸気の約1/2ずつ
それぞれ導入する蒸発器と再生器と、70重量%以
下、好ましくは50〜65重量%の臭化リチウム水溶
液を循環的に介して、該蒸発器及び該再生器に導
入された蒸気の蒸発潜熱をそれぞれ受熱する吸収
器及び凝縮器とを有し、該再生器に導入された蒸
気が冷却されて凝縮するときにその凝縮潜熱が伝
熱される該凝縮器に外部から冷却水を供給し、該
蒸発器に導入された蒸気が冷却されて凝縮すると
きにその凝縮潜熱が伝熱される該吸収器に被昇温
水として、該液体蒸発設備の駆動に使用した加熱
器で凝縮した凝縮水を供給し、該吸収器で昇温さ
れた被昇温水を減圧して0Kg/cm2G以上好ましく
は0.3Kg/cm2G以上の水蒸気を発生させる減圧装
置と、この減圧装置で発生した水蒸気を外部から
の1,5Kg/cm2G以上好ましくは5.0Kg/cm2G以
上の水蒸気と混合して昇圧する昇圧装置とを備
え、この昇圧装置で昇圧された水蒸気を該液体蒸
発設備の駆動用水蒸気として使用することを特徴
とする液体蒸発装置である。
以下、本発明に基づく一実施例を添付図面を参
照して説明する。
第2図は本発明にもとづく一実施例の液体蒸発
装置のプロセスの説明図である。
第2図において、1は例えば粗リン酸を濃縮す
る濃縮塔である液体蒸発設備である。5は蒸発
器、7は再生器でこれら蒸発器5、再生器7には
液体蒸発設備1で発生した蒸発潜熱を有する蒸気
がそれぞれ配管2,3、配管2,4を介して送入
される。19は吸収器、26は凝縮器であり、こ
れら蒸発器5、再生器7、吸収器19、凝縮器2
6は水及び臭化リチウム水溶液を用いてヒートポ
ンプCを構成する。臭化リチウム水溶液の濃度は
70重量%以下、好ましくは50〜65重量%である。
そして蒸発潜熱を有する蒸気が蒸発器5、再生器
7に送入されると、ヒートポンプCに低圧で封入
された水(冷媒)および臭化リチウム水溶液(吸
収液)中の水の蒸発の際にそれぞれ気化熱によ
り、配設された伝熱管(図示せず)を通つて、そ
の蒸発潜熱を吸収器19、凝縮器26へそれぞれ
伝達する。この時吸収器19で吸収する水分によ
り稀釈された臭化リチウム水溶液は配管29を介
して再生器7に送入され、濃縮・再生後、配管2
7を介して再び吸収器19に送入される。そして
再生器7で蒸発した水分は凝縮器26で凝縮し、
配管28を介して蒸発器5に送入され、蒸発され
るという循環をくり返す。15は加熱器で、液体
蒸発設備1を作動させるのに必要な熱を供給する
為のものであり、蒸発、濃縮される液がこの加熱
器15と液体蒸発設備1との間を配管13,14
を介して循環することによつて加熱され蒸発が起
るものである。17は凝縮水タンクで、加熱器1
5の加熱に使用される水蒸気が、その使用後、凝
縮して凝縮水となり、配管16によつてこの凝縮
水タンク17に送られる。凝縮水タンク17に貯
蔵された凝縮水はヒートポンプCの吸収器19に
配管18を介して送入される。21はフラツシン
グ装置で、吸収器19で伝熱された凝縮水が配管
20を介して送入され、そしてこのフラツシング
装置21は低圧水蒸気を発生させる。23は昇圧
装置で、フラツシング装置21から配管22を介
して送入される低圧水蒸気を配管24を介して外
部から送入される高圧水蒸気と混合・昇圧する。
この昇圧された水蒸気はプロセス用蒸気として配
管25を介して加熱器15に送入され、液体蒸発
設備1の加熱用水蒸気として利用される。10は
冷却器で、蒸発器5、再生器7で凝縮・液化した
液が配管6、配管8を介し配管9で集合されて送
入され、この液を冷却する。12は貯槽で、冷却
器10で冷却された液を配管11を介して送入
し、この液を貯える。30は冷水塔で、ヒートポ
ンプの凝縮器26および冷却器37へそれぞれ配
管31,32、配管31,33を介して冷却水を
送出する。凝縮器26および冷却器37で使用し
た冷却水は配管35,36、および配管34,3
6をそれぞれ介して冷水塔30に送入され、冷却
される。この冷水塔30には蒸発する水分を補給
するために、配管39を介して新水が補給され
る。
以上の構成において、以下その動作について述
べる。粗リン酸濃縮プロセスにおいて、液体蒸発
設備1で加熱・蒸発させるための駆動用水蒸気を
配管25を介して加熱器15に供給し濃縮される
リン酸は配管13,14によつて循環され水蒸気
が液体蒸発設備1で蒸発する。液体蒸発設備1は
圧力190Torr付近で運転させる。使用された駆動
用水蒸気は凝縮し、配管16より凝縮水タンク1
7に送られる。
30%P2O5濃度の湿式法粗リン酸を粗リン酸濃
縮設備である液体蒸発設備1に15T/hrで供給
し、40%P2O5濃度まで濃縮する場合は、液体蒸
発設備1で発生する3.75T/hrの蒸発潜熱を有す
る約65℃(190Torr)の水蒸気を約1/2ずつ
(1.875T/hr)をヒートポンプCの蒸発器5と再
生器7に配管2,3および配管2,4を径由して
それぞれ送入する。尚再生器7にも水蒸気を送入
するのは、ヒートポンプCの駆動用熱源とするた
めである。蒸発潜熱を有するこの水蒸気がヒート
ポンプCの蒸発器5と再生器7に送入されると、
蒸発器5と吸収器19、再生器7と凝縮器26と
の間でそれぞれ熱交換が行なわれる。すなわちヒ
ートポンプCの吸収器19側および凝縮器26側
は蒸発器5側および再生器7側からそれぞれ受熱
する。ここで蒸発器5および再生器7に送入され
た蒸発潜熱を有するこの水蒸気は冷却されそれぞ
れ気化熱を奮われて凝縮液化し、配管6,8、を
介してそれぞれ排出され、配管9で集合されて冷
却器10に送入され、冷却器10でさらに冷却さ
れる。この冷却された液は配管11を経由して貯
槽12に貯えられる。一方、凝縮器26では再生
器7で水蒸気が凝縮することによつて受熱し、臭
化リチウム水溶液から蒸発した水蒸気が凝縮する
ため冷水塔30からそれぞれ配管31,32より
供給された冷却水が昇温される。冷水塔30から
凝縮器26に送入されて、使用され暖められた冷
却水は配管35,36を介して冷水塔30に返送
される。また冷水塔30は冷却器37にも配管3
1,33を介して冷却水を送出し、使用された冷
却水は配管34,36を介して同じく冷水塔30
へ返送される。このとき冷水塔30で蒸発する水
蒸気は新水で補給する。尚、冷水塔30を使用す
るかわりに海水を1パスで使用することも勿論可
能である。吸収器19では、蒸発器5で受熱し、
蒸発した水蒸気が高濃度臭化リチウムに吸収され
て吸収熱を発生するため配管18を介して供給さ
れた温水が昇温される。また吸収器19で稀釈さ
れた臭化リチウム水溶液は配管29を介して再生
器7に送入され、濃縮・再生後、配管27を介し
て再び吸収器19に送入される。再生器7で蒸発
した水分は凝縮器26で凝縮し、配管28を介し
て蒸発器5に送入される。このようにして昇温さ
れた吸収器19における温水は吸収器19の出口
で約105℃の熱水になる。この熱水を配管20を
介してフラツシング装置21に導入し、0.15Kg/
cm2Gにまで減圧して低圧蒸気にすることにより
0.15Kg/cm2Gの約1.875T/hrの低圧水蒸気を得る
ことができる。この低圧水蒸気を配管22を介し
て、15Kg/cm2Gの高圧水蒸気2.3T/hrで駆動さ
れる昇圧装置24に導入することにより1.5Kg/
cm2Gの水蒸気を4.18T/hr得ることができる。こ
の得られた1.5Kg/cm2Gの水蒸気を例えば元の粗
リン酸濃縮設備すなわち、液体蒸発設備1の加熱
器15に導入して、粗リン酸の濃縮を行なわせる
ことにより液体蒸発設備1で使用される水蒸気使
用量を約1/2に減少することが可能となる。尚フ
ラツシング装置21内の圧力は0Kg/cm2G以上、
好ましくは0.3Kg/cm2G以上にすることが望まし
い。ここで液体蒸発設備1で発生する水蒸気の温
度を約65℃以上、好ましくは80℃以上とするの
は、臭化リチウム水溶液の蒸気圧特性によるもの
である。蒸気を発生させるために減圧しすぎてフ
ラツシング装置21で発生する水蒸気の圧力が低
いと、昇圧装置23に配管24を介して供給され
る高圧水蒸気の量と関係するが、プロセス用水蒸
気として使用されるべき水蒸気の圧力が配管25
内で低下しすぎたりあるいは発生した低圧水蒸気
が全量回収されない可能性があるので、フラツシ
ング装置21内の圧力は前述したような範囲にす
ることが好ましい。すなわち昇圧装置23に供給
される水蒸気の圧力は高い方が望ましく、要求さ
れるプロセス用水蒸気の圧力にもよるが、通常の
プロセス用水蒸気として1.0Kg/cm2G以上の圧力
を得るには、上述した場合において、高圧水蒸気
の圧力は1.5Kg/cm2G以上、好ましくは5.0Kg/cm2
G以上とするのが望ましい。また、本実施例にお
いては液体蒸発設備1で水蒸気の発生の場合につ
いて述べたが、有機性物質等の蒸気の発生であつ
ても勿論構わない。
以上説明してきたように本発明によれば、液体
蒸発設備で発生する蒸気の圧力に制約されること
なく、液体蒸発設備の作動の容易さが維持される
と共に蒸気が水あるいは有機性物質にかかわらず
液体蒸発設備の発生蒸気の総保有潜熱の約1/2の
熱量を回収し低圧水蒸気として得ることができる
ので、液体蒸発設備で使用している水蒸気使用量
を約1/2に減少することができる省エネルギの液
体蒸発装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は自己蒸気再生圧縮ブロア蒸気圧力と所
要軸動力を示す図、第2図は本発明にもとづく一
実施例による液体蒸発装置のプロセスの説明図で
ある。 1:液体蒸発設備、5:蒸発器、7:再生器、
15:加熱器、17:凝縮水タンク、19:吸収
器、21:フラツシング装置、23:昇圧装置、
26:凝縮器、30:冷水塔、2,3,4,6,
13,14,16,18,20,22,24,2
5,27,28,29:配管。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 受熱して液体を蒸発し濃縮する液体蒸発設備
    と、この液体蒸発設備を駆動する加熱器と、 該液体蒸発設備から発生する65℃以上、好まし
    くは80℃以上である蒸気の約1/2ずつそれぞれ導
    入する蒸発器と再生器と、70重量%以下、好まし
    くは50〜65重量%の臭化リチウム水溶液を循環的
    に介して、該蒸発器及び該再生器に導入された蒸
    気の蒸発潜熱をそれぞれ受熱する吸収器及び凝縮
    器とを有し、該再生器に導入された蒸気が冷却さ
    れて凝縮するときにその凝縮潜熱が伝熱される該
    凝縮器に外部から冷却水を供給し、該蒸発器に導
    入された蒸気が冷却されて凝縮するときにその凝
    縮潜熱が伝熱される該吸収器に被昇温水として、
    該液体蒸発設備の駆動に使用した加熱器で凝縮し
    た凝縮水を供給し、該吸収器で昇温された被昇温
    水を減圧して0Kg/cm2G以上好ましくは0.3Kg/
    cm2G以上の水蒸気を発生させる減圧装置と、この
    減圧装置で発生した水蒸気を外部からの1.5Kg/
    cm2G以上好ましくは5.0Kg/cm2G以上の水蒸気と
    混合して昇圧する昇圧装置とを備え、この昇圧装
    置で昇圧された水蒸気を該液体蒸発設備の駆動用
    水蒸気として使用することを特徴とする液体蒸発
    装置。
JP3786081A 1981-03-18 1981-03-18 Apparatus for evaporating liquid Granted JPS57153701A (en)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2903008A1 (de) * 1979-01-25 1980-07-31 Schering Ag Verfahren zur verdunstung und gegebenenfalls wiedergewinnung von wasser aus waessrigen loesungen

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