JP2012239968A - 海水の淡水化システム及びその方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】システムSに、海水のうち蒸気となる割合を第1の流路11に、濃縮水となる割合を第2の流路12にそれぞれ流通させるための分離率調整部21と、沸点上昇後の海水の飽和温度である第2の飽和温度を認識するための沸点上昇認識部24と、第2の飽和温度に予め定めた熱交換温度差の値を加算して蒸留水の飽和温度である第3の飽和温度を求め、蒸留水が第3の飽和温度となるように圧縮機5での圧縮率を定める圧縮率演算部22と、第1の熱交換器1を通過した海水の温度が海水の飽和温度である第1の飽和温度となるように調整する温度差調整部23とを有する制御装置20と、第2の熱交換器2を通過した海水の温度を第1の飽和温度まで上昇させるための加熱手段3とを備えた。
【選択図】図1
Description
図1に示すように、このシステムSは、熱交換器1〜4と圧縮機5とを備えている。熱交換器は、それぞれ第1の熱交換器1〜3及び蒸発器4からなる。蒸発器4は海水供給端6と海水供給流路7を介して接続されている。システムSは、海水供給端6から供給される海水を淡水にするためのものである。海水供給流路7には、第1〜3の熱交換器1、2、3が配設されている。具体的には、海水供給流路7には分離器8が設けられていて、ここで流路7は第1の流路11及び第2の流路12に分岐される。第1の流路11には上述した第1の熱交換器1が配設され、第2の流路12には上述した第2の熱交換器2及び第3の熱交換器3がそれぞれ第2の流路12の上流側から順番に配設されている。そして、第1及び第2の流路11、12は混合器9にて再び一つの流路となり、蒸発器4に接続される。
まず、海水供給端6から海水(例えば20℃)を供給する。ここで、分離率に応じて海水は分離率調整部21によって調整された分離器8で分離される。この分離率は、蒸発器4での海水の濃縮率(蒸発率)に応じて定められるものであり、作業者が予め決定する。濃縮率としては、25%〜75%の範囲が適しているが、濃縮率が高いとスケールが発生しそれが蒸発器4内の機器等に付着するため、あるいは濃縮率が低いと熱交換率が低下してしまうため、50%が最も適している。濃縮率が50%であれば、分離器8での分離率は、50:50となる。濃縮率が25%であれば、第1の流路11と第2の流路12への分離率は、75:25となる。分離器8によってそれぞれ第1の流路11と第2の流路12に流通するように分離された海水は、熱交換ユニット15にて温度が上昇される。具体的には、第1の流路11内の海水は、第1の熱交換器1内を通って後述する蒸留水と熱交換される。熱交換後、海水は飽和温度(101℃)まで上昇される。
システムSの構成は上述したとおりであるが、簡単に説明すると、供給されるべき海水は海水供給流路7を流れる。海水供給路7には分離器8と混合器9が配設されている。海水供給流路7は分離器8で第1の流路11及び第2の流路12に分岐され、これら第1及び第2の流路11、12は混合器9で一つにまとまっている。すなわち、第1の流路11及び第2の流路12は分離器8及び混合器9の間に架け渡されている。第1の流路11及び第2の流路12にはそれぞれ第1の熱交換器1及び第2の熱交換器2が配設されている。海水供給流路7の終端には、蒸発器4が配設されている。この蒸発器4は、海水の飽和温度である第1の飽和温度で海水を蒸発するためのものである。蒸発器4は気液分離器10に接続され、それぞれ蒸留水(蒸気)と濃縮水に分離される。蒸留水は蒸留水還り流路13を通る。この蒸留水還り流路13にはそれぞれ上述した蒸発器4及び第1の熱交換器1が配設されている。すなわち、蒸発器4及び第1の熱交換器1では、海水と蒸留水が熱交換される。一方濃縮水は濃縮水還り流路14を通る。この濃縮水還り流路14には第2の熱交換器が配設されている。すなわち、第2の熱交換器2では、海水と濃縮水が熱交換される。蒸留水還り流路13における蒸発器4の上流側には、蒸気の状態の蒸留水を圧縮するための圧縮機5が配設されている。
2 第2の熱交換器
4 蒸発器
5 圧縮機
7 海水供給流路
8 分離器
9 混合器
11 第1の流路
12 第2の流路
13 蒸留水還り流路
14 濃縮水還り流路
20 制御装置
21 分離率調整部
22 圧縮率演算部
23 温度差調整部
24 沸点上昇認識部
Claims (3)
- 供給された海水が流通する海水供給流路と、
前記海水供給流路に配設された分離器及び混合器と、
前記海水供給流路の一部を形成し、前記分離器及び混合器の間に架け渡された第1の流路及び第2の流路と、
該第1及び第2の流路に配設された第1及び第2の熱交換器と、
前記海水供給流路の終端に形成され、前記海水の飽和温度である第1の飽和温度で前記海水を蒸発する蒸発器と、
該蒸発器によって発生した蒸気が流通し、前記蒸発器及び前記第1の熱交換器の順番で通過する蒸留水還り流路と、
前記蒸発器によって発生した濃縮水が流通し、前記第2の熱交換器を通過する濃縮水還り流路と、
前記蒸留水還り流路に配設され、前記蒸気を圧縮するための圧縮機と
を備えた海水の淡水化システムにおいて、
前記海水のうち前記蒸気となる割合を前記第1の流路に、前記濃縮水となる割合を前記第2の流路にそれぞれ流通させるために前記分離器での前記海水の分離率を調整する分離率調整部と、
前記蒸発器内での蒸発による前記海水の沸点上昇を認識し、沸点上昇後の前記海水の飽和温度である第2の飽和温度を認識するための沸点上昇認識部と、
該沸点上昇認識部にて認識された前記第2の飽和温度に予め定めた熱交換温度差の値を加算して前記蒸留水の飽和温度である第3の飽和温度を求め、前記蒸留水が前記第3の飽和温度となるような圧力を決定して前記圧縮機での圧縮率を定める圧縮率演算部と、
前記第1の熱交換器を通過した前記海水の温度が前記第1の飽和温度となるように調整する温度差調整部と
を有する制御装置と、
前記第2の熱交換器を通過した前記海水の温度を前記第1の飽和温度まで上昇させるための加熱手段とをさらに備えたことを特徴とする海水の淡水化システム。 - 前記加熱手段は、前記蒸留水還り流路における前記蒸発器と前記第1の熱交換器との間に配設され、且つ前記第2の流路における前記第2の熱交換器と前記蒸発器との間に配設された第3の熱交換器であることを特徴とする請求項1に記載の海水の淡水化システム。
- 海水を蒸発させるべき蒸発器まで通じ、且つ分離器にて分岐された第1の流路及び第2の流路を有する海水供給流路に海水を供給し、
前記分離器にて、前記第1の流路に流す前記海水と前記第2の流路に流す前記海水との分離率を前記蒸発器における前記海水の蒸発率と濃縮率との比率と一致させて前記第1及び第2の流路にそれぞれ流し、
前記海水供給流路に配設され、且つ前記第1及び第2の流路が合流する混合器に前記第1及び第2の流路からそれぞれ海水を流入するに際し、前記第1及び第2の流路にそれぞれ配設された第1及び第2の熱交換器を用いて前記海水の温度を海水の飽和温度である第1の飽和温度まで加熱し、
前記海水を前記蒸発器にて蒸発させて蒸気を含む蒸留水とし、
前記蒸発器内での蒸発によって沸点上昇を生じた後の前記海水の飽和温度である第2の飽和温度を認識し、
前記第2の飽和温度に予め定めた熱交換温度差の値を加算して前記蒸留水の飽和温度である第3の飽和温度を求め、
前記蒸留水が流通する蒸留水還り流路に配設された圧縮機にて前記蒸留水を前記第3の飽和温度となるまで圧縮し、
前記第3の飽和温度の前記蒸留水を前記蒸発器及び前記第1の熱交換器の順番に通過させて前記海水の蒸発及び加熱に用い、
前記蒸発器にて発生した濃縮水を濃縮水還り流路に流通させて前記第2の熱交換器での前記海水の加熱に用いることを特徴とする海水の淡水化方法。
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