JPS634805A - 低温熱源利用液体分離・濃縮・脱水装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は従来使用されていなかった１５０℃以下の工場
廃熱などを有効に使用して液体混合物を分離・濃縮・脱
水を行なう低温熱源利用液体分離・濃縮・脱水装置に関
するものである。

〔従−来技術〕

液体混合物の７留・濃縮・脱水するプロセスはエネルギ
ー多消費のプロセスであり、高温の熱源を必要とし、例
えば第２図に示すごとき蒸留塔ｌを使用する従来のプロ
セスでは減圧薄情などの例外を除きリボイラーの伝熱面
積を経済的範囲に押さえるためリボイラー２において１
４０℃迄加熱する必要があり、１４０　”Ｃ以上の熱源
を必要とする。

一方、浸透気化法または透過蒸発法である一般にパーベ
ーパレーション法として知られている液体分離システム
は、第３図に示すごとく、パーベパレーション膜（以下
ＰＶ膜と略称する）３を隔てて、−次側４に矢印へのご
とくフィードした液体混合物中のある成分をＰＶＶＢ２
選択的に溶解・拡散させることにより、二次側５に矢印
Ｓのごとく透過蒸気として取出し、濃縮液Ｃ１又は透過
蒸気Ｓの凝縮液を製品として取り出す分離装置として知
られており、このｐｖ膜３は水を含んだ有機液体の脱水
や、数種類の有機液体から選択的に特定の液体を分離で
きるといわれている。

このようなＰＶＶＢ２らなる膜モジュール６を使用して
液体分離・濃縮・脱水を行なう装置としては、第４図に
示すごとく、膜モジュール６を真空ポンプ１６で真空に
される真空容器７内に単段又は多段に設けると共に、各
膜モジュール６の一次側４にフィードするフィードタン
ク１０からフィードポンプ１１により加圧された液体混
合物Ａを場合によりヒータ１５により加熱しながら、膜
モジュール６により分離・濃縮・脱水し、この膜モジュ
ール６で濃縮された濃縮液Ｃを、液体混合物Ａを予熱す
るプレヒータ８経由、製品タンク９に製品として導入す
るようにしている。

一方、各膜モジュール６の二次側５から取り出された透
過蒸気Ｓはコンデンサー１２にて凝縮された後、透過液
タンク１７に透過液Ｗ（場合により、これが製品となる
）として導入されるようになっている。

上記のごとき従来の浸透気化法、またはバーベパレーシ
ョン法による液体分離・濃縮・脱水装置における真空容
器７内の改モジュール６を加熱する温度は通常１４０℃
〜２０　’Ｃ位が適温とされ、それに応じてヒータ５に
熱エネルギーを送る必要があると共に、コンデンサー１
２にはコンプレッサ等による冷凍装置またはチラーを使
用して冷却するための駆動エネルギーが必要である。

一方、従来−般に１５０℃以下１．５　ｋｇ　／　ｃｒ
ｌ以下の工場廃熱など低温熱源は使用されずに投棄され
ているのが実情である。

〔発明の目的〕

本発明は前記従来のパーベーパレーション法による液体
分離・濃縮・脱水装置のヒータの熱源とし従来投棄され
ていた低温の工場廃熱などを利用することに着目してな
されたものであり、更に、膜モジュールの二次側から取
り出された透過蒸気の凝縮用のコンデンサーの冷源とし
てＬＮＧ設備からのＬＮＧ冷熱を使用することにより、
熱エネルギーの大幅な節減をはかることを目的としたも
のである。

〔発明の構成〕

以上の目的を達成するため本発明の低温熱源利用液体分
離・濃縮・脱水装置は、膜を隔てて一次側にフィードし
た液体混合物中にある成分をその膜で選択的に溶解・拡
散させて二次側に透過蒸気として取出す膜モジュールを
有する浸透気化法による液体分離・濃縮、脱水装置にお
いて、その膜モジュールにフィードする液体混合物のヒ
ータの熱源に温度１５０℃以下の工場廃熱などを使用す
ることにより構成されるが、更に、上記の膜を隔てて二
次側に取り出した透過蒸気を凝縮するコンデンサーの冷
源にＬＮＧ設備からのＬＮＧ冷熱を使用することが好ま
しい構成である。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の詳細な説明するが、第１図
は本発明の一実施例における低温熱源利用液体分離・濃
縮・脱水装置の系統図であるが、第１図の実施例の装置
は第４図の従来例とほぼ同様な構成及び機能を有するも
のであり、同じ部品は同じ部品番号で示している。

また、第１図に示す真空容器７内に多段に設けられた膜
モジュール６は、第３図に示すものと同様なものを使用
しているので、その説明は省略するが、フィードする液
体混合物Ａを加熱するヒータ１５に送られる熱源として
、本発明では温度１５０℃以下で圧力１．５　ｋｇ　／
　ｃ＋ｄ以下の工場廃熱源等低温熱源１３等からの低温
熱Ｈを使用している。

更に、膜モジュール６のＰＶＶＢ２隔てて二次側５に取
り出した透過蒸気Ｓを凝縮するコンデンサー１２の冷源
としてＬＮＧ設（Ｉｎ２等がらのＬＮＧ冷熱Ｒを利用可
能にしている。

上記の低温熱Ｈは従来端んど使い道がなく、投棄されて
いた１５０℃以下のものをそのままヒータ１５の熱源と
して使用するものであり、しかも本発明に採用されてい
る浸透気化法における真空容器７中に設けられた膜モジ
ュール６のｐｖ膜膜付付近の液体混合液Ａの温度を、多
くの場合１００℃位（実際には２５℃〜１４０℃）にす
るのが最適であり、上記のごとき低温の工場廃液、他の
低温熱Ｈをヒータ１５に導入すれば、そのまま有効に使
用でき、運転コストも低減する。

なお、液体混合物を従来のように余熱する場合もある。

また、液体混合物をヒータ１５により加熱しない場合も
ある。

以上のごとき工場廃熱Ｈを利用するだけでも本発明の低
温熱源廃熱利用液体分離・濃縮・脱水装置は熱エネルギ
ーの節減効果は充分に大きいが、更にＬＮＧ冷熱Ｒが容
易に入手可能であれば、前記のごとくコンデンサー１２
の凝縮用の冷熱を供給するためのコンプレッサ等を使用
した冷凍装置を設ける必要がなくなり、−層大きな省エ
ネルギー効果が得られると共に、装置全体の設備費も安
くなる。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明の低温熱源利用液体分離
・濃縮・脱水装置では、従来投棄されていた工場廃熱他
をＰＶ膜からなる膜モジュールの加熱源として有効に使
用し、そして更にＬＮＧ設備からのＬＮＧ冷熱を膜モジ
ュールの二次側から取り出された透過蒸気の凝縮用のコ
ンデンサーの冷源として使用することにより熱エネルギ
ーの大幅な節減をはかることができ、しかもこの装置の
運転コストを安価にできる。

なお、本発明の装置は工場廃熱が容易に得られる地域、
更にはＬＮＧ冷熱が近（で得られる地域において特に有
効に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における低温熱源利用液体分
離・濃縮・脱水装置の系統図、第２図は従来の蒸留塔を
使用した液体混合物の蒸留・濃縮・脱水装置の概略系統
図、第３図は浸透気化法に適用されるＰＶ膜からなる膜
モジュールの説明用側断面図、第４図は従来の浸透気化
法による液体分離・濃縮・脱水装置の系統図である。 ３・・・ＰＶ膜、４・・・−次側、５・・・二次側、６
・・・膜モジュール、１２・・・コンデンサー、１５・
・・ヒータ、Ａ・・・液体混合体、Ｈ・・・工場廃熱、
Ｒ・・・ＬＮＧ冷熱、Ｓ・・・透過蒸気。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、膜を隔てて一次側にフィードした液体混合物中にあ
   る成分を該膜で選択的に溶解・拡散させて二次側に透過
   蒸気として取出す膜モジュールを有する浸透気化法によ
   る液体分離・濃縮、脱水装置において、該膜モジュール
   にフィードする液体混合物のヒータの熱源に温度１５０
   ℃以下の工場廃熱等を使用する低温熱源利用液体分離・
   濃縮・脱水装置。 ２、膜を隔てて二次側に取り出した透過蒸気を凝縮する
   コンデンサーの冷源にＬＮＧ設備からのＬＮＧ冷熱が使
   用されている特許請求の範囲第１項記載の低温熱源利用
   液体分離・濃縮・脱水装置。