JP4666347B2 - 発泡性溶液の蒸発装置及び蒸発方法 - Google Patents
発泡性溶液の蒸発装置及び蒸発方法 Download PDFInfo
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Description
ア)、発泡性溶液としては、例えば、塗料、紙塗工、繊維加工あるいはプラスチックやゴムの製造などに使用される乳濁液(以下、エマルジョンという)も処理対象となることがある。そのようなエマルジョンを蒸発濃縮させる場合には、管端より噴射されたエマルジョンがミスト状となって蒸発缶の気相部内面に付着する。付着したエマルジョンは、水分が蒸発することにより流下せず乾燥し、缶内面に固着してしまう。該固着物は溶解し難く、そのまま残存し、粗粒子となって缶内面に滞る。このため、実際の操作では、缶内面の固着物を定期的に洗浄・除去しなければならず、稼動率の低下要因となる。特に、蒸発缶が大型の場合は、洗浄効率が悪かったり洗浄廃水が多量に排出され、その後処理にも経費がかかる。
イ)、また、前記固着物が剥がれ缶内の濃縮液に混入した場合には、蒸発缶に付設される配管系において閉塞の問題が発生するため濾過して取り除かなければならず、製品(濃縮液)の品質にも悪影響を及ぼしかねない。なお、蒸発缶は、通常、SS(鉄)やSUS(ステンレス)製であるが、前記の問題を解決するため、例えば、缶内表面を鏡面仕上げする方法(特開平11−269204、特開昭57−61004など)やテフロン(登録商標)コーティングやグラスライニングを施す方法、あるいは、固着防止材(特開平11−35625、特開平4−81404など)を塗布する方法が提案されている。しかし、それらの方法では、缶内表面にエマルジョンの皮膜が一旦生成されてしまうと効果が期待できない。
前記蒸気缶が大筒形の本体および該本体の上部を絞った小筒形の首からなり、前記蒸発缶の缶外部に設けられて、前記首から前記缶内の気相部と対応した缶表面部を冷媒により冷却して缶内表面に付着した付着液を冷やして蒸発を抑制して缶内の濃縮液中に流下可能にする冷却手段を有していることを特徴としている。
以上の冷却手段としては、請求項2に特定したように、前記冷却手段が、前記首から前記缶内の気相部と対応した缶表面部と該缶表面部を覆う外壁との間の隙間に冷媒を流すジャケット型、前記首から前記缶表面部に巻かれた配管に冷媒を流すコイル型、前記首の上部に設けられたノズルから吐き出して前記首から前記缶内の気相部と対応した缶表面部の全体に冷媒を行き渡らせるシャワー型の何れかであることが好ましい。なお、前記シャワー型では、冷媒が液体の場合、缶外周にあって缶内の液面とほぼ同じ高さに前記ノズルより吐き出された冷媒を回収可能にする樋等が設けられる。
なお、以上の蒸発方法は、請求項1または2の発明装置を用いて、例えば、蒸発缶表面部の温度上昇に同期して、冷却手段により蒸発缶内の気相部と対応した缶外表面部を冷却処理するが、その点を除いて特許文献1の方法と実質的に同じである。すなわち、この方法では、例えば、管端付近に於ける気液混相流の流動形態が間欠流または環状流となるように制御することと、発泡性溶液を過熱して管端に至るまでの配管内で蒸発させることで、気液混相流として液表面に気液の速度差による剪断力を与え配管中での発泡を抑止し、かつ、残りの蒸発が容易に行われるように蒸発缶内の管端からでる蒸気の噴射力によって液滴を生成し表面積を増大させ、液滴が蒸発缶の底部側液面に至るまでに蒸発を完了させる。このような操作では、缶内から流出する蒸発分量だけ原液(新たな発泡性溶液)を補うことにより缶内の発泡性溶液(濃縮液)を一定に保つようにする。
・請求項2の発明は、冷却手段としてジャケット型、コイル型、シャワー型の態様だと既存の蒸発缶にも設置が容易であり、付着した液滴を効率よく冷却することができる。
・請求項3と4の発明は、蒸発缶内にある濃縮処理中の発泡性溶液の高さを一定に保つ、つまり、気相容量を一定に保つことによって、当該溶液の加熱などの熱エネルギー損失を最小限にとどめることができる。また、缶内の気相部と対応した缶表面を冷却することによって、溶液表面部分も多少冷却され、溶液表面での突沸を緩和して発泡を抑える効果もある。
2…取出筒(取出口)
3…管端
4…共通管
5…配管
6…ポンプ
7…ヒーター(加熱器)
8…循環系
9…冷却手段
Claims (4)
- 蒸発缶が、缶上部に設けられた蒸気用の取出口と、缶底部に設けられた濃縮液用の取出口と、缶上部に取り付けられて缶内上側の気相部に突出される管端と、前記蒸発缶の缶内下側の濃縮液を前記濃縮液用の取出口から取り出し、加熱して前記管端に供給可能にする循環系の配管とを備え、処理対象である発泡性溶液を、前記配管から前記管端へ過熱液として供給し、該管端の下端より気液混合相として噴射する蒸発装置において、
前記蒸気缶が大筒形の本体および該本体の上部を絞った小筒形の首からなり、
前記蒸発缶の缶外部に設けられて、前記首から前記缶内の気相部と対応した缶
表面部を冷媒により冷却して缶内表面に付着した付着液を冷やして蒸発を抑制して缶内の濃縮液中に流下可能にする冷却手段を有していることを特徴とする発泡性溶液の蒸発装置。 - 前記冷却手段が、前記首から前記缶内の気相部と対応した缶表面部と該缶表面部を覆う外壁との間の隙間に冷媒を流すジャケット型、前記首から前記缶表面部に巻かれた配管に冷媒を流すコイル型、前記首の上部に設けられたノズルから吐き出して前記首から前記缶内の気相部と対応した缶表面部の全体に冷媒を行き渡らせるシャワー型の何れかである請求項1に記載の発泡性溶液の蒸発装置。
- 請求項1または2に記載の蒸発装置を用いて、処理対象の発泡性溶液を蒸発し濃縮する蒸発方法であって、
前記冷却手段により前記缶内の気相部と対応した缶表面部を冷却処理するとともに、前記発泡性溶液を蒸発し濃縮によって減少した容量に対応して、原料である蒸発濃縮前の発泡性溶液を前記循環系の配管内の当該処理中の発泡性溶液に追加・補充し、缶内溶液の液面を設定範囲に保つことを特徴とする発泡性溶液の蒸発方法。 - 前記蒸発缶内の液面を検出する液面検出手段を有し、該液面検出手段で得られた検出値に基づいて、缶内溶液の液面を設定範囲に保つことを特徴とする請求項3に記載の発泡性溶液の蒸発方法。
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