JP2011251209A - 溶媒抽出方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】溶媒抽出装置の半透膜の目詰まり等を抑制する。
【解決手段】第１処理モードでは、被処理溶液を被吸収室３２に導入し、かつ溶解度が温度に依存する仲介溶液を第１反応室１１、吸収室３１、第２反応室２１、被抽出室４１の順に循環させ、第１反応室１１内の仲介溶液を加熱手段６にて加熱し、第２反応室２１内の仲介溶液を冷却する。第２処理モードでは、被処理溶液を被吸収室３２に導入し、かつ仲介溶液を第２反応室２１、吸収室３１、第１反応室１１、被抽出室４１の順に循環させ、第２反応室２１内の仲介溶液を加熱し、第１反応室１１内の仲介溶液を冷却する。第１処理モードと第２処理モードを交互に実行する。
【選択図】図１

Description

この発明は、海水や汚水等の被処理溶液から淡水等の溶媒を抽出する方法及び装置に関する。

例えば、特許文献１には、反応容器内に半透膜及び蒸留膜を設け、海水とブラインとを半透膜を介して接触させ、かつ上記ブラインと淡水とを蒸留膜を介して接触させている。海水の水分が半透膜を透過してブラインに混ざる。ブラインの水分が蒸留膜を透過して淡水に混ざる。ブラインは、バッファタンクと反応容器との間を循環する。バッファタンクから出たブラインをヒーターによって加熱したうえで反応容器に導入することで、海水からブラインへの水分透過を促進している。反応容器内では、蒸留によってブラインの温度が低下する。

国際公開ＷＯ２０７／１４７０１３号公報

上掲特許文献１の装置において、ブラインの温度が低下すると、ブラインの溶質が析出する可能性がある。この析出体によって半透膜や蒸留膜が目詰まりしたり、ブラインの循環管路が詰まったりするおそれがある。

上記事情に鑑み、本発明に係る方法は、被処理溶液から溶媒を抽出する溶媒抽出方法であって、
第１処理モードと第２処理モードを交互に実行し、
前記第１処理モードでは、吸収室と第１半透膜にて仕切られた被吸収室に前記被処理溶液を導入し、かつ溶解度が温度に依存する仲介溶液を第１反応室、前記吸収室、第２反応室、被抽出室の順に循環させ、かつ前記第１反応室において前記仲介溶液を加熱し、前記第２反応室において前記仲介溶液を冷却し、前記被抽出室の少なくとも一部を画成する第２半透膜から前記溶媒を抽出し、
前記第２処理モードでは、前記被処理溶液を前記被吸収室に導入し、かつ前記仲介溶液を前記第２反応室、前記吸収室、前記第１反応室、前記被抽出室の順に循環させ、かつ前記第２反応室において前記仲介溶液を加熱し、前記第１反応室において前記仲介溶液を冷却し、前記第２半透膜から前記溶媒を抽出することを特徴とする。
本発明に係る装置は、被処理溶液から溶媒を抽出する装置であって、
前記被処理溶液を容れる被吸収室と、
環状に順次連なる第１反応室、吸収室、第２反応室、被抽出室と、
前記被吸収室と前記吸収室とを仕切る第１半透膜と、
前記被抽出室の少なくとも一部を画成する第２半透膜と、
溶解度が温度に依存する仲介溶液を、前記第１反応室、前記吸収室、前記第２反応室、前記被抽出室の順に循環させる第１処理モードと、前記仲介溶液を、前記第２反応室、前記吸収室、前記第１反応室、前記被抽出室の順に循環させる第２処理モードとを交互に実行する溶液流通手段と、
前記第１処理モードのときは前記第１反応室内の仲介溶液を加熱し、前記第２処理モードのときは前記第２反応室内の仲介溶液を加熱する加熱手段と、
前記第１処理モードのときは前記第２反応室内の仲介溶液を冷却し、前記第２処理モードのときは前記第１反応室内の仲介溶液を冷却する冷却手段と、
を備えたことを特徴とする。

第１処理モードでは、第１反応室内で仲介溶液の溶質（以下、「仲介溶質」と称す）を溶解させることができ、かつ第２反応室内で仲介溶質を析出させることができる。上記溶解によって仲介溶液の浸透圧が高まる。この高浸透圧の仲介溶液を第１反応室から吸収室に送ることで、被吸収室の被処理溶液の溶媒を第１半透膜を介して十分に吸収できる。溶媒吸収後の仲介溶液を第２反応室に送る。第２反応室では、上記析出によって仲介溶液の浸透圧が下がる。この低浸透圧の仲介溶液を被抽出室に送ることで、溶媒を第２半透膜を介して確実に抽出できる。
第２処理モードでは、第２反応室内で仲介溶質を溶解させることができ、かつ第１反応室内で仲介溶質を析出させることができる。上記溶解によって高浸透圧になった仲介溶液を第２反応室から吸収室に送ることで、被吸収室の被処理溶液の溶媒を第１半透膜を介して十分に吸収できる。溶媒吸収後の仲介溶液を第１反応室に送る。第１反応室では、上記析出によって仲介溶液の浸透圧が下がる。この低浸透圧の仲介溶液を被抽出室に送ることで、溶媒を第２半透膜を介して確実に抽出できる。
第１処理モードと第２処理モードを交互に反復することによって、溶媒を継続的に生産できる。仲介溶質の析出を第１又は第２反応室内で起こさせることで、仲介溶液の循環路の詰まりを抑制できる。析出場所を第１、第２の半透膜から離すことで、これら半透膜の目詰まりを抑制できる。更に、第１処理モードによって第２反応室内の仲介溶質の析出体の量がある程度増えたときは、第２処理モードに切り替えて、第２反応室内の上記析出体を溶解させることができる。第２処理モードによって第１反応室内の仲介溶質の析出体の量がある程度増えたときは、第１処理モードに切り替えて、第１反応室内の上記析出体を溶解させることができる。したがって、何れかの反応室内の析出体の量が増え過ぎるのを回避でき、析出体が反応室から漏れたり溢れたりするのを抑制できる。ひいては、仲介溶液の循環路の詰まり及び半透膜の目詰まりを確実に抑制できる。

前記溶媒抽出装置において、前記第１、第２反応室の一方又は両方に、前記析出体を定着させる定着体を設けることが好ましい。前記定着体が、網状であることがより好ましい。
これにより、仲介溶質の結晶の核を定着体に付着させることができる。定着体を網状にすることで、核を付着させ易くできる。この核を基にして結晶を成長させることができる。これにより、析出を促進することができる。加えて、析出体を定着体に定着させて反応室内に蓄えることができる。よって、仲介溶液の循環路の詰まり及び半透膜の目詰まりを一層確実に抑制できる。
前記溶媒抽出方法において、前記第１処理モードでは前記第２反応室に設けた定着体に前記仲介溶液の溶質の析出体を定着させ、前記第２処理モードでは前記第１反応室に設けた定着体に前記仲介溶液の溶質の析出体を定着させることが好ましい。

前記溶媒抽出装置が、第１隔壁を介して前記第１反応室と熱交換可能に仕切られ、かつ前記被吸収室の一端部に連なる第１熱交換室と、第２隔壁を介して前記第２反応室と熱交換可能に仕切られ、かつ前記被吸収室の他端部に連なる第２熱交換室と、を更に備えることが好ましい。前記第１処理モードでは、前記被処理溶液が、前記第２熱交換室、前記被吸収室、前記第１熱交換室の順に流通され、前記第２熱交換室が前記冷却手段として提供され、かつ前記加熱手段が、前記被吸収室及び前記第１熱交換室を順次介して前記第１反応室に熱的に接続され、前記第２処理モードでは、前記被処理溶液が、前記第１熱交換室、前記被吸収室、前記第２熱交換室の順に流通され、前記第１熱交換室が前記冷却手段として提供され、かつ前記加熱手段が、前記被吸収室及び前記第２熱交換室を順次介して前記第２反応室に熱的に接続されることが好ましい。
前記溶媒抽出方法において、前記第１処理モードでは、前記被処理溶液を、前記第２反応室の前記仲介溶液と熱交換させて前記仲介溶液の冷却に供し、更に加熱手段にて加熱したうえで前記被吸収室に導入し、次に前記第１反応室の前記仲介溶液と熱交換させて前記仲介溶液の加熱に供し、前記第２処理モードでは、前記被処理溶液を、前記第１反応室の前記仲介溶液と熱交換させて前記仲介溶液の冷却に供し、更に前記加熱手段にて加熱したうえで前記被吸収室に導入し、次に前記第２反応室の前記仲介溶液と熱交換させて前記仲介溶液の加熱に供することが好ましい。
第１処理モードでは、被処理溶液を先ず第２熱交換室に導入する。この被処理溶液と第２反応室の仲介溶液とが第２隔壁を介して熱交換し、仲介溶液の熱が被処理溶液に移され、上記析出反応が起きる。被処理溶液によって第２反応室の仲介溶液を冷却できるから、専用の冷却手段を省略できる。その後、被処理溶液を加熱手段にて更に加温したうえで被吸収室を経て第１熱交換室に導入する。これにより、被処理溶液に移った上記熱を加熱手段の熱と共に第１隔壁を介して第１反応室の仲介溶液に与えることができ、上記溶解反応を起こさせることができる。したがって、熱効率を向上でき、加熱手段の負荷を軽減できる。加えて、被処理溶液を予め加温したうえで被吸収室に導入するため、吸収室の仲介溶液から熱が奪われるのを回避又は抑制できる。したがって、吸収室において仲介溶質が析出するのを防止又は抑制できる。よって、第１半透膜の目詰まりを一層確実に防止又は抑制できる。
第２処理モードでは、被処理溶液を先ず第１熱交換室に導入する。この被処理溶液と第１反応室の仲介溶液とが第１隔壁を介して熱交換し、仲介溶液の熱が被処理溶液に移され、上記析出反応が起きる。被処理溶液によって第１反応室の仲介溶液を冷却できるから、専用の冷却手段を省略できる。その後、被処理溶液を加熱手段にて更に加温したうえで被吸収室を経て第２熱交換室に導入する。これにより、被処理溶液に移った上記熱を加熱手段の熱と共に第２隔壁を介して第２反応室の仲介溶液に与えることができ、上記溶解反応を起こさせることができる。したがって、熱効率を向上でき、加熱手段の負荷を軽減できる。加えて、被処理溶液を予め加温したうえで被吸収室に導入するため、吸収室の仲介溶液から熱が奪われるのを回避又は抑制できる。したがって、吸収室において仲介溶質が析出するのを防止又は抑制できる。よって、第２半透膜の目詰まりを一層確実に防止又は抑制できる。

前記第１、第２反応室の出入り口には、液体の通過を許容し、固体の通過を阻止するフィルターを設けてもよい。これによって、仲介溶質の析出体が反応室から流出するのを阻止できる。析出体が定着体から剥離したとしても、反応室からの流出を確実に阻止できる。したがって、析出体が被抽出室又は吸収室へ流入するのを確実に防止できる。前記フィルターに付着した仲介溶質は、モード切り替えによって溶解する。したがって、フィルターが詰まるのを回避でき、仲介溶液の流通を確保できる。よって、フィルターの取り替え等のメンテナンスを省略ないしは簡略化できる。

前記第１、第２反応室を画成する部材は、樹脂などの熱容量が極力小さい材質で構成することが望ましい。これによって、モード切替時に反応室自体を加熱又は冷却するのに必要なエネルギーを小さくできる。

前記第１、第２の各処理モードにおいて、前記被抽出室内での前記仲介溶液の濃度が飽和濃度以下になるよう、前記仲介溶液を前記被抽出室への導入前又は前記被抽出室内において加熱してもよい。
或いは、前記第１、第２の各処理モードにおいて、前記被抽出室内での前記仲介溶液を過飽和状態にしてもよい。仲介溶液を静かに流すことによって過飽和状態にすることができる。仲介溶液が被抽出室から出た後、過飽和状態を解除するとよい。
これによって、被抽出室内で仲介溶液から水分を抽出する際、抽出に伴なう濃度上昇に拘わらず、仲介溶質が析出するのを防止できる。したがって、第２半透膜の目詰まりを一層確実に防止できる。

前記被処理溶液としては、海水、泥水、汚水等が挙げられる。溶媒抽出装置は、海水の淡水化装置、泥水や汚水の浄化装置等として用いることができる。前記被処理溶液の溶媒は、水であることが好ましい。

前記仲介溶液は、溶解度ひいては浸透圧の温度依存性が被処理溶液よりも大きい。前記仲介溶液の溶媒は、好ましくは前記被処理溶液の溶媒と同じ成分であり、好ましくは水である。前記仲介溶液は、水溶液であることが好ましい。

前記仲介溶質が、ミョウバンであることが好ましい。ここで、ミョウバンは、アルミニウムと金属（アンモニウム含む）の硫酸塩（ＡｌＭ（ＳＯ_４）_２；Ｍは１価の＋イオンを作る原子又は分子）であり、例えばＭは、カリウム又はナトリウムである。前記仲介溶質は、より好ましくはカリウムミョウバン（ＡｌＫ（ＳＯ_４）_２）またはナトリウムミョウバン（ＡｌＮａ（ＳＯ_４）_２）である。

ミョウバンは、対水溶解度ひいては浸透圧の温度依存性が海水よりも十分に大きい。図７は、カリウムミョウバン飽和水溶液の浸透圧の温度依存性を示したものである。図中、実線が発明者の実測値であり、破線はカリウムミョウバンが１００％電離したと仮定したときの計算値である。二点鎖線は、カリウムミョウバンの電離率であり、すなわち計算値を実測値で除した値の百分率である。同図の実線に示すように、実測の浸透圧は、３０℃近辺で１０ｂａｒ程度であり、６０℃近辺で７０ｂａｒ程度である。したがって、常温付近で十分に溶媒抽出できる。よって、冷却手段は、仲介溶液を常温以下又は湿球温度程度まで冷却できれば十分であり、常温以下又は湿球温度以下まで冷却する能力を要求されない。加熱手段は、高い加熱能力を要求されない。したがって、冷却手段又は加熱手段として、ヒートポンプ等の大きな投入エネルギーを必要とする装置を用いなくても済む。例えば、冷却手段として被処理溶液を冷却源とする熱交換器を用いることができる。或いは、冷却手段として、湿球温度程度まで冷却可能なクーリングタワーを用いることもできる。また、加熱手段の熱源として、太陽熱集熱器や工場廃熱等を用いることができる。更に、ミョウバン溶液は２価イオンのＳＯ_４ ^２−及び３価イオンのＡｌ^３＋を含む。多価のイオンは１価のイオンより静電ポテンシャルが大きいことから、多くの水分子を引き連れたクラスターを形成しやすく、半透膜を透過しにくい。したがって、仲介溶液の循環閉回路内にミョウバンすなわち仲介溶質を閉じ込め易い。よって、半透膜として疎水膜ではなく親水膜を用いたとしても仲介溶質が系外へ漏れるのを十分に防止できる。ナノフィルトレーション膜（ＮＦ膜）等の親水膜は、蒸留膜等の疎水膜より耐圧性が高いから、仲介溶液の循環閉回路を高圧にできる。例えば、循環閉回路の内圧を仲介溶液の常温又は湿球温度での浸透圧より確実に高圧にすることができる。したがって、溶媒を確実に抽出できる。蒸留膜等の疎水膜ではなく親水膜を用いることによって、溶媒が相変化を伴なうことなく液相のままで膜を透過でき、熱効率を高くすることができる。
更に、ミョウバンは無害な物質であり、飲用の淡水化装置に適している。

本発明によれば、仲介溶液の循環路の詰まりや半透膜の目詰まりを抑制又は防止できる。

本発明の第１実施形態に係る淡水製造装置の回路構成図である。 本発明の第２実施形態に係る淡水製造装置の回路構成図である。 本発明の第３実施形態に係る淡水製造装置の回路構成図である。 本発明の第４実施形態に係る淡水製造装置の回路構成図である。 本発明の第５実施形態に係る淡水製造装置の回路構成図である。 本発明の第６実施形態に係る淡水製造装置の回路構成図である。 カリウムミョウバン飽和水溶液の浸透圧の温度依存性の実測値（実線）及び理想計算値（破線）並びに実測値の電離率（二点鎖線）を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る溶媒抽出装置１を示したものである。溶媒抽出装置１は、被処理溶液からその溶媒を抽出する装置である。例えば、被処理溶液は、海水である。抽出する溶媒は、水である。溶媒抽出装置１は、海水から水分を抽出する。抽出操作に仲介溶液を介在させる。海水の水分が仲介溶液を経て抽出される。仲介溶液は、溶解度が温度に依存する仲介溶質を含む。ここでは、仲介溶質としてミョウバンが用いられている。具体的には、仲介溶質として、カリウムミョウバン（ＡｌＫ（ＳＯ_４）_２）またはナトリウムミョウバン（ＡｌＮａ（ＳＯ_４）_２）が用いられている。仲介溶液として、カリウムミョウバン水溶液又はナトリウムミョウバン水溶液が用いられている。

溶媒抽出装置１は、第１反応部１０と、第２反応部２０と、吸収部３０と、抽出部４０を備えている。第１反応部１０は、第１反応室１１と、第１熱交換室１２を有している。これら室１１，１２が第１隔壁１３にて仕切られている。第１反応室１１を画成する部材は、仲介溶液に対して耐蝕性を有し、好ましくは熱容量が小さい樹脂等の材質にて構成されている。第１隔壁１３は、被処理溶液及び仲介溶液に対して耐蝕性を有し、かつ伝熱性の良好な樹脂等の材料にて構成されている。第１反応部１０は、第１隔壁１３を介して２つの室１１，１２間で熱交換する対向流型の熱交換器にて構成されている。第１反応部１０は、長手方向（流通方向）を上下又は垂直に向けて配置されていてもよく、水平に向けて配置されていてもよい。

第１反応室１１の内部に第１定着体１５が収容されている。定着体１５は、網にて構成されている。網１５の材質は、仲介溶液に対する耐腐蝕性を有し、好ましくは熱容量が小さいものであれば、樹脂でもよく、金属でもよく、木綿のような天然物質でもよい。

第２反応部２０は、第２反応室２１と、第２熱交換室２２を有している。これら室２１，２２が第２隔壁２３にて仕切られている。第２反応室２１を画成する部材は、仲介溶液に対して耐蝕性を有し、好ましくは熱容量が小さい樹脂等の材質にて構成されている。第２隔壁２３は、被処理溶液及び仲介溶液に対して耐蝕性を有し、かつ伝熱性の良好な樹脂等の材料にて構成されている。第２反応部２０は、第２隔壁２３を介して２つの室２１，２２間で熱交換する対向流型の熱交換器にて構成されている。第２反応部２０は、長手方向（流通方向）を上下又は垂直に向けて配置されていてもよく、水平に向けて配置されていてもよい。

第２反応室２１の内部に第２定着体２５が収容されている。定着体２５は、網にて構成されている。網２５の材質は、仲介溶液に対する耐腐蝕性を有し、好ましくは熱容量が小さいものであれば、樹脂でもよく、金属でもよく、木綿のような天然物質でもよい。

吸収部３０は、吸収室３１と、被吸収室３２を有している。これら室３１，３２が第１半透膜３３にて仕切られている。第１半透膜３３は、例えばナノフィルトレーション膜（ＮＦ膜）やＲＯ膜等の多孔質親水膜にて構成され、好ましくはフォワードオスモシス用の膜にて構成されている。第１半透膜３３は、平面状でもよく、中空糸状でもよい。中空糸の内部が吸収室３１と被吸収室３２のうち何れか一方になり、中空糸の外部が吸収室３１と被吸収室３２のうち他方になっていてもよい。第１半透膜３３が、平面膜を螺旋状に捻じった形状になっていてもよい。

抽出部４０は、被抽出室４１と、抽出室４２を有している。これら室４１，４２が第２半透膜４３にて仕切られている。第２半透膜４３は、逆浸透膜にて構成されている。第２半透膜４３は、平面状でもよく、中空糸状でもよい。中空糸の内部が被抽出室４１と抽出室４２のうち何れか一方になり、中空糸の外部が被抽出室４１と抽出室４２のうち他方になっていてもよい。第２半透膜４３が、平面膜を螺旋状に捻じった形状になっていてもよい。

溶媒抽出装置１には、２つの流体の流通路２，３が設けられている。被処理溶液流通路２には、海水（被処理溶液）が通される。仲介溶液循環路３には、ミョウバン水溶液（仲介溶液）が通される。

被処理溶液流通路２の上流端に海水供給源が連なっている。海水供給源は、海自体でもよく、海水を溜めたタンクでもよい。

被処理溶液流通路２は、第１熱交換室１２と、被吸収室３２と、第２熱交換室２２をこの順に接続している。被処理溶液流通路２の室１２，２２より端側の路部分に流通方向制御手段５０が設けられている。流通方向制御手段５０は、第１位置５１と第２位置５２を有する４ポートの方向制御弁にて構成されている。第１位置５１のとき、方向制御弁５０の海水供給側のポートが第２熱交換室２２との接続ポートに連なり、かつ第１熱交換室１２との接続ポートが海水排出側のポートに連なる。第２位置５２のとき、方向制御弁５０の海水供給側のポートが第１熱交換室１２との接続ポートに連なり、かつ第２熱交換室２２との接続ポートが海水排出側のポートに連なる。

方向制御弁５０より上流側の被処理溶液流通路２に送液ポンプ２Ｐ（被処理溶液循環手段）が設けられている。送液ポンプ２Ｐは、方向制御弁５０より下流側の被処理溶液流通路２に設けてもよい。送液ポンプ２Ｐを可逆ポンプにて構成し、方向制御弁５０を省略してもよい。

仲介溶液循環路３は、第１反応室１１と、吸収室３１と、第２反応室２１と、被抽出室４１をこの順で環状に接続している。仲介溶液循環路３は、閉回路を構成している。仲介溶液循環路３は、大気圧より高圧になっている。仲介溶液循環路３の内圧は、定常状態で例えば約３０ｂａｒであるが、これより高くてもよく低くてもよい。仲介溶液循環路３に仲介溶液循環ポンプ３Ｐが設けられている。仲介溶液ポンプ３Ｐは、両方向に送液可能な可逆ポンプにて構成されている。仲介溶液ポンプ３Ｐは、仲介溶液循環路３の第１反応室１１と吸収室３１の間の部分に配置されているが、これに限定されず、仲介溶液循環路３上の何れかの部分に配置されていればよい。片方向の送液ポンプと方向制御弁を組み合わせて、両方向に送液可能にしてもよい（第４実施形態（図４）参照）。
仲介溶液循環路３及び仲介溶液ポンプ３Ｐは、「溶液流通手段」を構成する。

更に溶媒抽出装置１は、加熱手段６を備えている。加熱手段６は、第１加熱器６１と、第２加熱器６２を含む。第１加熱器６１は、第２熱交換室２２と被吸収室３２の間の被処理溶液流通路２に設けられている。第２加熱器６２は、第１熱交換室１２と被吸収室３２の間の被処理溶液流通路２に設けられている。

加熱器６１，６２は、熱交換器でもよく電熱ヒータでもよい。加熱器６１，６２の熱源は、太陽熱集熱器でもよく、工場廃熱でもよい。

上記構成の溶媒抽出装置１によって海水から淡水を抽出する方法を説明する。
溶媒抽出装置１は、第１処理モードと、第２処理モードを交互に反復して実行する。今、第２処理モードから第１処理モードに切り替えたものとする。このとき、第１反応室１１には、前工程の第２処理モードによってミョウバン（仲介溶質）の析出体が溜まっている。特に網１５に析出体が付着している。第２反応室２１には析出体が殆ど存在していない。

[第１処理モード]
第１処理モードでは、方向制御弁５０を第１位置５１にして、送液ポンプ２Ｐを駆動する。仲介溶液ポンプ３Ｐは、第１反応室１１側のポートが入力側になり、吸収室３１側のポートが出力側になる向きに駆動する。また、第１加熱器６１を作動する。第２加熱器６２は停止する。

したがって、第１処理モードでは、海水（被処理溶液）が、第２熱交換室２２、被吸収室３２、第１熱交換室１２の順に流れる。かつ、ミョウバン水溶液（仲介溶液）が、第１反応室１１、吸収室３１、第２反応室２１、被抽出室４１の順に循環する。海水の流れ方向とミョウバン水溶液の流れ方向が互いに逆向きになる。

海水は、常温で第２熱交換室２２に入り、第２反応室２１のミョウバン水溶液から熱を受け取り、加温される。第２熱交換室２２から出た海水を第１加熱器６１により更に加熱する。高温化した海水を、被吸収室３２を経て第１熱交換室１２に通す。第１反応部１０において、第１熱交換室１２の海水と第１反応室１１のミョウバン水溶液とが互いに対向流をなすように流れる。これら海水及びミョウバン水溶液が第１隔壁１３を介して熱交換する。したがって、第１反応室１１が、第１熱交換器１２、被吸収室３２を介して第１加熱器６１に熱的に接続される。

これによって、第１反応部１０において、ミョウバン水溶液が高温の海水から熱を受け取り、例えば５０℃以上、好ましくは６０℃程度に加温される。加温によりミョウバン水溶液の溶解度が常温時より高くなる。特にミョウバン水溶液が５０℃以上になるとその溶解度が急激に大きくなる（図７参照）。そのため、網１５に付着したミョウバン結晶が第１反応室１１内のミョウバン水溶液中に溶解する（第１溶解工程）。溶解によって、第１反応室１１内のミョウバン水溶液のミョウバン濃度及び浸透圧が高まる。例えば、ミョウバン水溶液を６０℃程度に加温すると、その浸透圧を７０ｂａｒ程度にすることができる（図７参照）。

上記高浸透圧（例えば約７０ｂａｒ）のミョウバン水溶液を第１反応部１０から吸収部３０の吸収室３１へ送る。上述したように、吸収部３０の被吸収室３２には海水が導入される。吸収部３０において、吸収室３１のミョウバン水溶液と被吸収室３２の海水とが互いに対向流をなすように流れる。海水の塩分濃度は、一般に３．５％（重量百分率、以下同様）程度であり、浸透圧は３０ｂａｒ程度である。また、仲介溶液循環路３ひいては吸収室３１の内圧は、上述したように３０ｂａｒ程度である。被吸収室３２の内圧は略大気圧である。これら室３１，３２の浸透圧差及び内圧差の相互関係によって、被吸収室３２の海水中の水分（溶媒）が第１半透膜３３を透過して吸収室３１のミョウバン水溶液に吸収される（第１吸収工程）。

なお、溶媒抽出装置１の運転開始時には、仲介溶液循環路３の内圧が定常圧（３０ｂａｒ）より低くなっている。吸収部３０におけるミョウバン水溶液の水分吸収によって、仲介溶液循環路３の内圧が上昇し、定常圧に落ち着く。

海水を第１加熱器６１によって加温したうえで被吸収室３２に導入することにより、吸収室３１内のミョウバン水溶液の温度が低下するのを回避できる。これにより、吸収室３１内でミョウバンが析出するのを防止できる。

水分吸収後のミョウバン水溶液を第２反応部２０の第２反応室２１へ送る。第２反応部２０においては、第２反応室２１のミョウバン水溶液と第２熱交換室２２の海水が互いに対向流をなすように流れる。これらミョウバン水溶液と海水が第２隔壁２３を介して熱交換する。これにより、ミョウバン水溶液が海水に熱を奪われ、冷却される。第２熱交換室２２が、冷却手段として提供される。冷却によって、ミョウバン水溶液中の溶質（ミョウバン）が析出する（第１析出工程）。このとき、網２５にミョウバン結晶の核を付着させることができる。この核を基にしてミョウバン結晶を成長させることができる。これにより、ミョウバンの析出を促進することができる。加えて、ミョウバンの析出体を網２５に定着させて蓄えることができる。

第２反応部２０において、ミョウバン水溶液は例えば３０℃程度まで冷却され、浸透圧は例えば１１ｂａｒ程度になる（図７参照）。この低温かつ低浸透圧のミョウバン水溶液を、抽出部４０の被抽出室４１に送る。被抽出室４１の内圧は３０ｂａｒ程度である。したがって、被抽出室４１のミョウバン水溶液の液圧がその浸透圧を上回る。なお、抽出室４２の内圧は略大気圧である。抽出室４２内の淡水の浸透圧は略０ｂａｒである。これにより、ミョウバン水溶液の水分が、第２半透膜４３を透過し、抽出室４２に搾り出される（第１抽出工程）。これにより、抽出室４２から淡水を取り出すことができる。

ミョウバンの析出体を網２５に定着させることで、析出体が被抽出室４１に流入するのを抑制又は防止できる。したがって、第２半透膜４３が析出体によって目詰まりするのを抑制又は防止できる。更には、仲介溶液循環路３の詰まりを抑制又は防止できる。

被抽出室４１内ではミョウバン水溶液を静流体に近い状態にして水分抽出を行なうことが好ましい。これにより、ミョウバン水溶液を過飽和状態にすることができ、水分抽出に伴う濃度上昇に拘わらずミョウバン結晶が析出しないようにすることができる。第１析出工程後のミョウバン水溶液を加熱して飽和濃度を高くした状態で第１抽出工程を行なってもよい（第６実施形態（図６）参照）。これにより、第２半透膜４３の目詰まりを一層確実に回避できる。

抽出後のミョウバン水溶液を第１反応部１０の第１反応室１１へ送る。第２反応室２１において、ミョウバン水溶液の過飽和状態が解除される。こうして、ミョウバン水溶液を仲介溶液循環路３に沿って循環させる。第１反応部１０の第１熱交換室１２を通過した海水は、海に戻され、又は廃棄される。

第１処理モードの継続運転に伴って、第１反応部１０内の析出体の量が減少し、第２反応部２０内の析出体の量が増大する。第１反応部１０内の析出体の量が所定以下になったとき、又は第２反応部２０内の析出体の量が所定以上になったとき、第１処理モードから第２処理モードに切り替える。モードの切り替えタイミングは、第１処理モードの継続運転時間で管理してもよく、抽出部４０からの淡水の累積抽出流量で管理してもよい。

[第２処理モード]
第２処理モードでは、方向制御弁５０のスプール位置を切り替える。かつ、仲介溶液ポンプ３Ｐの駆動方向を反転させる。すなわち、方向制御弁５０を第２位置５２にする。仲介溶液ポンプ３Ｐは、吸収室３１側のポートが入力側になり、第１反応室１１側のポートが出力側になる向きに駆動する。また、第２加熱器６２を作動する。第１加熱器６１は停止する。

したがって、第２処理モードでは、海水が、第１熱交換室１２、被吸収室３２、第２熱交換室２２の順に流れる。かつ、ミョウバン水溶液が、第２反応室２１、吸収室３１、第１反応室１１、被抽出室４１の順に循環する。海水の流れ方向とミョウバン水溶液の流れ方向が互いに逆向きになる点では、第１処理モードと同じである。

海水は、常温で第１熱交換室１２に入り、第１反応室１１のミョウバン水溶液から熱を受け取り、加温される。第１熱交換室１２から出た海水を第２加熱器６２により更に加熱する。高温化した海水を、被吸収室３２を経て第２熱交換室２２に通す。第２反応部２０において、第２熱交換室２２の海水と第２反応室２１のミョウバン水溶液とが互いに対向流をなすように流れる。これら海水及びミョウバン水溶液が第２隔壁２３を介して熱交換する。したがって、第２反応室２１が、第２熱交換器２２、被吸収室３２を介して第２加熱器６２に熱的に接続される。

これによって、第２反応部２０において、ミョウバン水溶液が高温の海水から熱を受け取り、例えば５０℃以上、好ましくは６０℃程度に加温される。加温によりミョウバン水溶液の溶解度が高まる。これによって、網２５に定着していたミョウバン結晶が第２反応室２１内のミョウバン水溶液中に溶解する（第２溶解工程）。溶解によって、第２反応室２１内のミョウバン水溶液の浸透圧が上昇する。

上記高浸透圧（例えば約７０ｂａｒ）のミョウバン水溶液を第２反応部２０から吸収部３０の吸収室３１へ送る。吸収室３１の内圧は例えば約３０ｂａｒである。上述したように、吸収部３０の被吸収室３２には海水が導入されている。吸収部３０において、吸収室３１のミョウバン水溶液と被吸収室３２の海水とは互いに対向流をなすように流れる。被吸収室３２における海水の浸透圧は３０ｂａｒ程度であり、被吸収室３２の内圧は略大気圧である。これら室３１，３２の浸透圧差及び内圧差の相互関係によって、被吸収室３２の海水中の水分（溶媒）が第１半透膜３３を透過して吸収室３１のミョウバン水溶液に吸収される（第２吸収工程）。

海水を第２加熱器６２によって加温したうえで被吸収室３２に導入することにより、吸収室３１内のミョウバン水溶液の温度が低下するのを回避できる。これにより、吸収室３１内でミョウバンが析出するのを防止できる。

水分吸収後のミョウバン水溶液を第１反応部１０の第１反応室１１へ送る。第１反応部１０においては、第１反応室１１のミョウバン水溶液と第１熱交換室１２の海水が互いに対向流をなすように流れる。これらミョウバン水溶液と海水が第１隔壁１３を介して熱交換する。これにより、ミョウバン水溶液が海水に熱を奪われ、冷却される。第２熱交換室２２が、冷却手段として提供される。冷却によって、ミョウバン水溶液中の溶質（ミョウバン）が析出する（第２析出工程）。このとき、網１５にミョウバン結晶の核を付着させることができる。この核を基にしてミョウバン結晶を成長させることができる。これにより、第１反応室１１内でのミョウバンの析出を促進することができる。加えて、ミョウバンの析出体を網１５に定着させて蓄えることができる。

第１反応部１０において、ミョウバン水溶液は例えば３０℃程度まで冷却され、浸透圧は例えば１１ｂａｒ程度になる（図７参照）。この低温かつ低浸透圧のミョウバン水溶液を、抽出部４０の被抽出室４１に送る。被抽出室４１の内圧は３０ｂａｒ程度である。したがって、被抽出室４１のミョウバン水溶液の液圧がその浸透圧を上回る。これにより、ミョウバン水溶液の水分が、第２半透膜４３を透過し、抽出室４２に搾り出される（第２抽出工程）。これにより、抽出室４２から淡水を取り出すことができる。

第２処理モードにおいては、ミョウバンの析出体を網１５に定着させることで、析出体が被抽出室４１に流入するのを抑制又は防止できる。したがって、第１処理モードと同様に、第２半透膜４３が析出体によって目詰まりするのを抑制又は防止できる。更には、仲介溶液循環路３の詰まりを抑制又は防止できる。

第２処理モードにおいても第１処理モードと同様に、被抽出室４１内ではミョウバン水溶液をほぼ静流体の状態にすることが好ましい。これにより、ミョウバン水溶液を過飽和にでき、水分抽出に伴う濃度上昇に拘わらずミョウバン結晶が析出するのを防止できる。第２析出工程後のミョウバン水溶液を加熱して飽和濃度を高くした状態で第２抽出工程を行なってもよい（第６実施形態（図６）参照）。これにより、第２半透膜４３の目詰まりを一層確実に回避できる。

抽出後のミョウバン水溶液を第２反応部２０の第２反応室２１へ送る。第２反応室２１において、ミョウバン水溶液の過飽和状態が解除される。こうして、ミョウバン水溶液を仲介溶液循環路３に沿って循環させる。第２反応部２０の第２熱交換室２２を通過した海水は、海に戻され、又は廃棄される。

第２処理モードの継続運転に伴って、第２反応部２０内の析出体の量が減少し、第１反応部１０内の析出体の量が増大する。第２反応部２０内の析出体量が所定以下になったとき、又は第１反応部１０内の析出体の量が所定以上になったとき、第２処理モードから第１処理モードに切り替える。切り替えのタイミングは、第２処理モードの継続運転時間で管理してもよく、抽出部４０からの淡水の累積抽出流量で管理してもよい。

このようにして、第１処理モードと第２処理モードを交互に反復することによって、淡水を継続的に生産できる。併せて、ミョウバン析出体を反応室１１，２１内に確実に留めることができる。何れかの反応室１１，２１内の析出体の量が増え過ぎるのを回避でき、析出体が反応室１１，２１から漏れたり溢れたりするのを抑制できる。ひいては、仲介溶液循環路３の詰まり及び半透膜３３，４３の目詰まりを確実に抑制できる。

第１処理モードの析出工程では、第２熱交換室２２の海水によって第２反応室２１のミョウバン水溶液を冷却でき、第２処理モードの析出工程では、第１熱交換室１２の海水によって第１反応室１１のミョウバン水溶液を冷却できる。したがって、専用の冷却手段を省略できる。

更に、第１処理モードでは、第１析出工程で海水に移った熱を第１溶解工程のミョウバン水溶液に与えることができる。第２処理モードでは、第２析出工程で海水に移った熱を第２溶解工程のミョウバン水溶液に与えることができる。したがって、熱効率を向上でき、加熱手段６の負荷を軽減できる。

仲介溶質としてミョウバンを用いることで、例えば６０℃程度まで加温すれば浸透圧を十分高くでき、溶媒を十分に吸収できる。かつ、常温付近にすれば浸透圧を十分低くでき、溶媒を十分に抽出できる。したがって、加熱手段６は、高い加熱能力を要求されない。冷却手段は、常温以下又は湿球温度以下まで冷却する能力を要求されない。したがって、冷却手段又は加熱手段６として、ヒートポンプ等の大きな投入エネルギーを必要とする装置を用いなくても済む。例えば、加熱手段６の熱源として、太陽熱集熱器や工場廃熱等を用いることができる。冷却手段として被処理溶液を冷却源とする熱交換器１０，２０を用いることができる。

更に、ミョウバン水溶液は２価イオンのＳＯ_４ ^２−及び３価イオンのＡｌ^３＋を含む。これら多価イオンは、水分子を引き連れた大きなクラスターを形成しやすい。そのため、半透膜３３，４３を透過しにくい。したがって、半透膜３３，４３として疎水膜ではなく親水膜を用いたとしてもミョウバン（仲介溶質）が循環閉回路３の外へ漏れるのを十分に防止できる。ナノフィルトレーション膜（ＮＦ膜）等の親水膜は、蒸留膜等の疎水膜より耐圧性が高いから、循環閉回路３の内圧を仲介溶液の常温又は湿球温度での浸透圧より確実に高圧になるよう設定できる。したがって、確実に溶媒抽出できる。蒸留膜等の疎水膜ではなく親水膜を用いることによって、水（溶媒）が水蒸気になることなく液相のままで膜３３，３４を透過でき、熱効率を高くすることができる。

更に、ミョウバンは無害な物質である。したがって、溶媒抽出装置１を飲用の淡水化装置として適用できる。

次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において、既述の形態と重複する構成に関しては図面に同一符号を付して説明を省略する。
図２は、本発明の第２実施形態に係る溶媒抽出装置１Ｂを示したものである。第２実施形態は、加熱手段の変形例に係る。第２実施形態では、加熱手段が２つの加熱器６１，６２に代えて、単一の加熱器６０にて構成されている。加熱器６０は、熱交換器でもよく電熱ヒータでもよい。加熱器６０の熱源は、太陽熱集熱器でもよく、工場廃熱でもよい。

加熱器６０と被処理溶液流通路２が流通方向制御手段５５を介して接続されている。流通方向制御手段５５は、第１位置５６と第２位置５７を有する６ポートの方向制御弁にて構成されている。方向制御弁５５は、第１位置５６のとき、第２熱交換室２２を加熱器６０を介して被吸収室３２に連ね、かつ、第１熱交換室１２と被吸収室３２とを連ねる。方向制御弁５５は、第２位置５７のとき、第１熱交換室１２を加熱器６０を介して被吸収室３２に連ね、かつ、第２熱交換室２２と被吸収室３２とを連ねる。

第１処理モードでは、方向制御弁５２を第１位置５１に位置させるのに加えて、方向制御弁５５を第１位置５６に位置させる。これにより、海水が第２熱交換室２２、加熱器６０、被吸収室３２、第１熱交換室１２の順に流れる。したがって、第２熱交換室２２からの海水を加熱器６０にて加温した後、被吸収室３２に送り、更に第１熱交換室１２へ送ることができる。ミョウバン水溶液が、第１反応室１１、吸収室３１、第２反応室２１、被抽出室４１の順に循環される点は、第１実施形態の第１処理モードと同様である。被吸収室３２内の海水は、吸収室３１内のミョウバン水溶液に対し対向流になる。

第２処理モードでは、方向制御弁５２を第２位置５２に位置させるのに加えて、方向制御弁５６を第２位置５７に位置させる。これにより、海水が第１熱交換室１２、加熱器６０、被吸収室３２、第２熱交換室２２の順に流れる。したがって、第１熱交換室１２からの海水を加熱器６０にて加温した後、被吸収室３２に送り、更に第２熱交換室２２へ送ることができる。ミョウバン水溶液が、第２反応室２１、吸収室３１、第１反応室１１、被抽出室４１の順に循環される点は、第１実施形態の第２処理モードと同様である。被吸収室３２内の海水は、吸収室３１内のミョウバン水溶液に対し対向流になる。

図３は、本発明の第３実施形態に係る溶媒抽出装置１Ｃを示したものである。第３実施形態は、加熱手段及び冷却手段の変形例に係る。第３実施形態では、加熱手段が、第１加熱器６３及び第２加熱器６４を含む。冷却手段が、第１冷却器７１及び第２冷却器７２を含む。

第１反応部１０Ａには、第１熱交換室１２に代えて、第１加熱器６３及び第１冷却器７１が設けられている。加熱器６３として、太陽熱集熱器、工場廃熱利用部、電熱ヒータ、熱交換器、ヒートポンプ等を適用できる。冷却器７１として、クーラントタワー、熱交換器、ヒートポンプ等を適用できる。加熱器６３によって第１反応室１１内のミョウバン水溶液を加熱できる。冷却器７１によって第１反応室１１内のミョウバン水溶液を冷却できる。

第２反応部２０Ａには、第２熱交換室２２に代えて、第２加熱器６４及び第２冷却器７２が設けられている。加熱器６４として、太陽熱集熱器、工場廃熱利用部、電熱ヒータ、熱交換器、ヒートポンプ等を適用できる。加熱器６３，６４が共通の加熱手段にて構成されていてもよい。冷却器７２として、クーラントタワー、熱交換器、ヒートポンプ等を適用できる。冷却器６３，６４が共通の冷却手段にて構成されていてもよい。加熱器６４によって第２反応室２１内のミョウバン水溶液を加熱できる。冷却器７２によって第２反応室２１内のミョウバン水溶液を冷却できる。

第１処理モードでは、第１反応部１０Ａの第１冷却器７１を停止し、第１加熱器６３を作動する。かつ、第２反応部２０Ａの第２冷却器７２を作動し、第２加熱器６４を停止する。
ミョウバン水溶液が、第１反応室１１、吸収室３１、第２反応室２１、被抽出室４１の順に循環される点は、第１実施形態の第１処理モードと同様である。これにより、第１反応室１１ではミョウバン結晶を溶解できる（第１溶解工程）。第２反応室２１ではミョウバンを析出させることができる（第１析出工程）。

第２処理モードでは、第１反応部１０Ａの第１冷却器７１を作動し、第１加熱器６３を停止する。かつ、第２反応部２０Ａの第２冷却器７２を停止し、第２加熱器６４を作動する。ミョウバン水溶液が、第２反応室２１、吸収室３１、第１反応室１１、被抽出室４１の順に循環される点は、第１実施形態の第２処理モードと同様である。これにより、第２反応室２１ではミョウバン結晶を溶解できる（第２溶解工程）。第１反応室１１ではミョウバンを析出させることができる（第２析出工程）。

図４は、本発明の第４実施形態に係る溶媒抽出装置１Ｄを示したものである。第４実施形態は、溶液流通手段の変形例に係る。第４実施形態では、溶液循環路３に、可逆式の送液ポンプ３Ｐに代えて、単方向の送液ポンプ８１と方向制御弁８２とが設けられている。方向制御弁８２は、第１反応室１１と吸収室３１との間に設けられているが、これに限られず、吸収路３１と第２反応室２１との間に設けられていてもよく、第２反応室２１と被抽出室４１との間に設けられていてもよく、被抽出室４１と第１反応室１１との間に設けられていてもよい。方向制御弁８２は、第１位置８３と第２位置８４を有している。方向制御弁８２が第１位置８３のとき、第１反応室１１が方向制御弁８２を介してポンプ８１の吸込ポートに連なり、かつポンプ８１の吐出ポートが方向制御弁８２を介して吸収室３１に連なる。方向制御弁８２が第２位置８４のとき、吸収室３１が方向制御弁８２を介してポンプ８１の吸込ポートに連なり、かつポンプ８１の吐出ポートが方向制御弁８２を介して第１反応室１１に連なる。

第１流通モードでは、方向制御弁８２を第１位置８３にする。これにより、ミョウバン水溶液（仲介溶液）を、第１反応室１１、吸収室３１、第２反応室２１、被抽出室４１の順に循環させることができる。
第２流通モードでは、方向制御弁８２を第２位置８４にする。これにより、ミョウバン水溶液（仲介溶液）を、第２反応室２１、吸収室３１、第１反応室１１、被抽出室４１の順に循環させることができる。

図５は、本発明の第５実施形態に係る溶媒抽出装置１Ｅを示したものである。第５実施形態では、第１反応室１１の抽出部４０側のポートにフィルター１６が設けられ、かつ、第１反応室１１の吸収部３０側のポートにフィルター１７が設けられている。また、第２反応室２１の吸収部３０側のポートにフィルター２６が設けられ、かつ、第２反応室２１の抽出部４０側のポートにフィルター２７が設けられている。これらフィルター１６，１７，２６，２７は、液体の通過を許容し、固体の通過を阻止する。

装置１Ｅによれば、定着体１５，２５からミョウバン（仲介溶質）の析出体が剥がれたり、反応室１１，２１内の定着体１５，２５から離れた場所で析出が起きたりして、析出体がミョウバン水溶液と一緒に流動したとしても、ミョウバン水溶液だけがフィルター１６，１７，２６，２７を通過でき、析出体はフィルター１６，１７，２６，２７に捕捉されて流出を阻止される。具体的には、第１流通モードでは、第２反応室２１内で析出した析出体が、フィルター２６によって捕捉され、被抽出室４１へ流出するのを阻止される。また、第１反応室１１内の未溶解の析出体が、フィルター１６によって捕捉され、吸収室３１へ流出するのを阻止される。第２流通モードでは、第１反応室１１内で析出した析出体が、フィルター１７によって捕捉され、被抽出室４１へ流出するのを阻止される。また、第２反応室２１内の未溶解の析出体が、フィルター２７によって捕捉され、吸収室３１へ流出するのを阻止される。これにより、半透膜３１，４１の目詰まりや循環路３の詰まりを確実に防止できる。

第１処理モードでは、第１反応室１１が加熱されることによって、フィルター１６，１７に付着した析出体を溶解させることができる。第２処理モードでは、第２反応室２１が加熱されることによって、フィルター２６，２７に付着した析出体を溶解させることができる。したがって、モード切り替えを反復することによってフィルター１６，１７，２６，２７の詰まりを回避でき、ミョウバン水溶液の流通を確保できる。よって、フィルター１６，１７，２６，２７の取り替え等のメンテナンスを省略ないしは簡略化できる。

図６は、本発明の第６実施形態に係る溶媒抽出装置１Ｆを示したものである。第６実施形態では、仲介溶液循環路３の第２反応室２１と被抽出室４１との間に加熱器６５（第１の不飽和化手段）が設けられている。かつ、仲介溶液循環路３の第１反応室１１と被抽出室４１との間に加熱器６６（第２の不飽和化手段）が設けられている。加熱器６５，６６は、特に限定が無く、太陽熱集熱器でもよく、工場廃熱利用部でもよく、電熱ヒータでもよく、ヒートポンプでもよい。

第１処理モードでは、加熱器６５を作動し、加熱器６６を停止する。これにより、第２反応室２１での析出工程後のミョウバン水溶液を加熱器６５にて加熱して不飽和状態にしたうえで被抽出室４１に導入できる。被抽出室４１内においては、水分抽出に伴なって、ミョウバン水溶液の濃度が下流側（第１反応部１０側）に向かうにしたがって上昇する。被抽出室４１の出口（第１反応部１０側の端部）におけるミョウバン水溶液のミョウバン濃度が飽和濃度以下になるよう、加熱器６５による加熱温度を調節する。これにより、被抽出室４１内で水分抽出に伴なうミョウバン（仲介溶質）の析出が起きるのを回避できる。したがって、第２半透膜４３の目詰まりを一層確実に防止できる。

第２処理モードでは、加熱器６５を停止し、加熱器６６を作動する。これにより、第１反応室１１での析出工程後のミョウバン水溶液を加熱器６６にて加熱して不飽和状態にしたうえで被抽出室４１に導入できる。被抽出室４１内においては、水分抽出に伴なって、ミョウバン水溶液の濃度が下流側（第２反応部２０側）に向かうにしたがって上昇する。被抽出室４１の出口（第２反応部２０側の端部）におけるミョウバン水溶液のミョウバン濃度が飽和濃度以下になるよう、加熱器６６による加熱温度を調節する。これにより、第２処理モードでも被抽出室４１内でミョウバン（仲介溶質）の析出が起きるのを回避できる。したがって、第２半透膜４３の目詰まりを一層確実に防止できる。

加熱器６５，６６は、反応室２１，１１と被抽出室４１との間の循環路３に設けるのに代えて、被抽出室４１に設けてもよく、第１、第２抽出工程と併行してミョウバン水溶液を加熱してもよい。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨に反しない限りにおいて種々の改変をなすことができる。 仲介溶質がアンモニウムミョウバン（Ａｌ・ＮＨ_４（ＳＯ_４）_２）であってもよい。仲介溶質として、ミョウバンに代えて、ショ糖、Ｎａ_２ＨＰＯ_４等を用いてもよい。
冷却手段として、ヒートポンプを用いてもよい。
２以上の実施形態を互いに組み合わせてもよい。例えば、第２実施形態（図２）の被処理溶液加熱手段や第３実施形態（図３）の仲介溶液冷却・加熱手段を、第４、第５、第６実施形態（図４、図５、図６）に適用してもよい。

本発明は、海水から淡水を製造する淡水化装置や、汚水を浄化する浄水装置に適用可能である。

１ 溶媒抽出装置
２ 被処理溶液流通路
２Ｐ 送液ポンプ
３ 仲介溶液循環路（溶液流通手段）
３Ｐ 仲介溶液循環ポンプ（溶液流通手段）
１０ 第１反応部
１１ 第１反応室
１２ 第１熱交換室
１３ 第１隔壁
１５ 網（定着体）
１６，１７ フィルター
２０ 第２反応部
２１ 第２反応室
２２ 第２熱交換室
２３ 第２隔壁
２５ 網（第２定着体）
２６，２７ フィルター
３０ 吸収部
３１ 吸収室
３２ 被吸収室
３３ 第１半透膜
４０ 抽出部
４１ 被抽出室
４２ 抽出室
４３ 第２半透膜
５０ 方向制御弁（被処理溶液流通方向制御手段）
５１ 第１位置
５２ 第２位置
５５ 方向制御弁（被処理溶液流通方向制御手段）
５６ 第１位置
５７ 第２位置
６ 加熱手段
６１ 第１加熱器
６２ 第２加熱器
６０ 加熱器（加熱手段）
６３ 第１加熱器（加熱手段）
６４ 第２加熱器（加熱手段）
６５，６６ 加熱器（不飽和化手段）
７１ 第１冷却器（冷却手段）
７２ 第２冷却器（冷却手段）
８１ 単方向送液ポンプ（仲介溶液流通手段）
８２ 方向制御弁（被処理溶液流通方向制御手段）
８３ 第１位置
８４ 第２位置

Claims (10)

1. 被処理溶液から溶媒を抽出する溶媒抽出方法であって、 第１処理モードと第２処理モードを交互に実行し、
   前記第１処理モードでは、吸収室と第１半透膜にて仕切られた被吸収室に前記被処理溶液を導入し、かつ溶解度が温度に依存する仲介溶液を第１反応室、前記吸収室、第２反応室、被抽出室の順に循環させ、かつ前記第１反応室において前記仲介溶液を加熱し、前記第２反応室において前記仲介溶液を冷却し、前記被抽出室の少なくとも一部を画成する第２半透膜から前記溶媒を抽出し、
   前記第２処理モードでは、前記被処理溶液を前記被吸収室に導入し、かつ前記仲介溶液を前記第２反応室、前記吸収室、前記第１反応室、前記被抽出室の順に循環させ、かつ前記第２反応室において前記仲介溶液を加熱し、前記第１反応室において前記仲介溶液を冷却し、前記第２半透膜から前記溶媒を抽出することを特徴とする溶媒抽出方法。
2. 前記第１処理モードにおいて、前記第２反応室に設けた定着体に前記仲介溶液の溶質の析出体を定着させ、前記第２処理モードにおいて、前記第１反応室に設けた定着体に前記仲介溶液の溶質の析出体を定着させることを特徴とする請求項１に記載の溶媒抽出方法。
3. 前記第１処理モードにおいて、前記被処理溶液を、前記第２反応室の前記仲介溶液と熱交換させて前記仲介溶液の冷却に供し、更に加熱手段にて加熱したうえで前記被吸収室に導入し、次に前記第１反応室の前記仲介溶液と熱交換させて前記仲介溶液の加熱に供し、
   前記第２処理モードにおいて、前記被処理溶液を、前記第１反応室の前記仲介溶液と熱交換させて前記仲介溶液の冷却に供し、更に前記加熱手段にて加熱したうえで前記被吸収室に導入し、次に前記第２反応室の前記仲介溶液と熱交換させて前記仲介溶液の加熱に供することを特徴とする請求項１又は２に記載の溶媒抽出方法。
4. 前記第１、第２の各処理モードにおいて、前記被抽出室内での前記仲介溶液の濃度が飽和濃度以下になるよう、前記仲介溶液を前記被抽出室への導入前又は前記被抽出室内において加熱することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の溶媒抽出方法。
5. 前記第１、第２の各処理モードにおいて、前記被抽出室内での前記仲介溶液を過飽和状態にすることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の溶媒抽出方法。
6. 被処理溶液から溶媒を抽出する溶媒抽出装置であって、
   前記被処理溶液を容れる被吸収室と、
   環状に順次連なる第１反応室、吸収室、第２反応室、被抽出室と、
   前記被吸収室と前記吸収室とを仕切る第１半透膜と、
   前記被抽出室の少なくとも一部を画成する第２半透膜と、
   溶解度が温度に依存する仲介溶液を、前記第１反応室、前記吸収室、前記第２反応室、前記被抽出室の順に循環させる第１処理モードと、前記仲介溶液を、前記第２反応室、前記吸収室、前記第１反応室、前記被抽出室の順に循環させる第２処理モードとを交互に実行する溶液流通手段と、
   前記第１処理モードのときは前記第１反応室内の仲介溶液を加熱し、前記第２処理モードのときは前記第２反応室内の仲介溶液を加熱する加熱手段と、
   前記第１処理モードのときは前記第２反応室内の仲介溶液を冷却し、前記第２処理モードのときは前記第１反応室内の仲介溶液を冷却する冷却手段と、
   を備えたことを特徴とする溶媒抽出装置。
7. 前記第１、第２反応室の一方又は両方に、前記仲介溶液の溶質の析出体を定着させる定着体を設けたことを特徴とする請求項６に記載の溶媒抽出装置。
8. 前記定着体が、網状であることを特徴とする請求項７に記載の溶媒抽出装置。
9. 第１隔壁を介して前記第１反応室と熱交換可能に仕切られ、かつ前記被吸収室の一端部に連なる第１熱交換室と、第２隔壁を介して前記第２反応室と熱交換可能に仕切られ、かつ前記被吸収室の他端部に連なる第２熱交換室と、を更に備え、
   前記第１処理モードでは、前記被処理溶液が、前記第２熱交換室、前記被吸収室、前記第１熱交換室の順に流通され、前記第２熱交換室が前記冷却手段として提供され、かつ前記加熱手段が、前記被吸収室及び前記第１熱交換室を順次介して前記第１反応室に熱的に接続され、
   前記第２処理モードでは、前記被処理溶液が、前記第１熱交換室、前記被吸収室、前記第２熱交換室の順に流通され、前記第１熱交換室が前記冷却手段として提供され、かつ前記加熱手段が、前記被吸収室及び前記第２熱交換室を順次介して前記第２反応室に熱的に接続されることを特徴とする請求項６〜８の何れか１項に記載の溶媒抽出装置。
10. 前記仲介溶液の溶質が、ミョウバンであることを特徴とする請求項６〜９の何れか１項に記載の溶媒抽出装置。

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