JPH05301002A - 蒸発濃縮装置 - Google Patents

蒸発濃縮装置

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Publication number
JPH05301002A
JPH05301002A JP13155192A JP13155192A JPH05301002A JP H05301002 A JPH05301002 A JP H05301002A JP 13155192 A JP13155192 A JP 13155192A JP 13155192 A JP13155192 A JP 13155192A JP H05301002 A JPH05301002 A JP H05301002A
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JP
Japan
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liquid
concentrated
heat transfer
evaporator
steam
Prior art date
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Pending
Application number
JP13155192A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuo Ogawa
和男 小川
Kensuke Yano
謙介 矢野
Hiroichi Yoshida
博一 吉田
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Kimura Chemical Plants Co Ltd
Original Assignee
Kimura Chemical Plants Co Ltd
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Publication date
Application filed by Kimura Chemical Plants Co Ltd filed Critical Kimura Chemical Plants Co Ltd
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  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱エネルギーの損失を招くことなく、蒸発缶
(加熱室)に滞留する不凝縮性ガスを抜き出して伝熱効
率を向上させるとともに、水蒸気分圧の低下を抑制して
伝熱温度差の低下を抑える。 【構成】 蒸発缶1,2に、蒸発工程で発生する不凝縮
ガスを蒸発水蒸気の一部とともに抜き出す脱ガス管1
a,2aを接続し、この不凝縮ガスと同伴水蒸気を脱ガ
ス管1a,2aから抜き出して予熱器8に導き被濃縮液
と熱交換させることにより被濃縮液を予熱する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、自己蒸気機械圧縮式
の蒸発濃縮装置に関し、特に、蒸発工程で水蒸気ととも
にアンモニアガスや炭酸ガスなどの不凝縮性ガスを発生
する被濃縮液を効率よく蒸発濃縮するための蒸発濃縮装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の、自己蒸気機械圧縮式の蒸発濃縮
装置としては、例えば、図2に示すような蒸発濃縮装置
がある。この蒸発濃縮装置は、2重効用式の蒸発濃縮装
置であり、第1効用蒸発缶101、第1効用蒸発缶10
1の蒸発水蒸気を利用する第2効用蒸発缶102及び第
2効用蒸発缶102の蒸発水蒸気を圧縮、昇温して第1
効用蒸発缶101の加熱源として循環するための機械式
圧縮機103を備えている。なお、第2効用蒸発缶10
2には、系内を所定の真空度にするための真空ライン1
08が接続されており、真空ライン108には、凝縮器
109が配設されている。
【0003】そして、この従来の蒸発濃縮装置において
は、供給管104から第1効用蒸発缶101に供給され
る被濃縮液(原料液)は、まず第1効用蒸発缶101で
所定の濃度にまで濃縮された後、管105を経て第2効
用蒸発缶102に導入され、ここでさらに所定の濃度に
まで濃縮され、濃縮液は管106から外部に抜き出され
る。一方、第2効用蒸発缶102の蒸発水蒸気は、管1
07を経て機械式圧縮機103に送られ、ここで圧縮、
昇温されて再び第1効用蒸発缶101に加熱源として供
給される。
【0004】上述のように、従来の自己蒸気機械圧縮式
の蒸発濃縮装置は、蒸発缶で蒸発した水蒸気を機械式圧
縮機で圧縮、昇温し、これを加熱源として循環使用する
ことにより経済的な運転を行っている。また、自己蒸気
機械圧縮式の蒸発濃縮装置において、経済性を追及する
場合、機械式圧縮機における圧縮度を低くしてエネルギ
ーの消費を抑えるとともに、圧縮度を低くすることによ
り蒸発缶(加熱室)での蒸気と被加熱液(被濃縮液)と
の温度差(伝熱温度差)の減少を、蒸発缶(加熱室)の
伝熱面積を増大することにより補う方が有利な場合が多
いため、通常は、機械式圧縮機における圧縮度を低く
(すなわち、加熱室での伝熱温度差を小さく)設計する
ことが多い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の自己蒸
気機械圧縮式の蒸発濃縮装置においては、蒸発工程で被
濃縮液から、例えば、アンモニアガスなどの水蒸気と比
べて凝縮しにくいガス(以下、不凝縮性ガスという)が
発生する場合、不凝縮性ガスが蒸発缶(加熱室)内に滞
留、蓄積して、伝熱抵抗となるばかりでなく、水蒸気分
圧の低下により露点が下がり、蒸気(圧縮された加熱蒸
気)と被加熱液(被濃縮液)との温度差(伝熱温度差)
が低下する。したがって、必要な伝熱量を確保するため
には伝熱面積を増大しなければならないという問題点が
ある。特に、機械圧縮機の圧縮度を低くして伝熱温度差
を小さく設計した場合、伝熱抵抗の増大及び露点の僅か
な低下が、伝熱面積の大幅な増大を招くという問題点が
ある。
【0006】一方、上記問題点を解決するために、蒸発
缶(加熱室)から連続的に不凝縮性ガス及び同伴する水
蒸気を引き抜くことにより不凝縮性ガスの滞留を防止す
る方法(特に図示せず)が知られているが、この方法
は、不凝縮性ガスに同伴する水蒸気の量が大きく、熱エ
ネルギーの損失が大きいという問題点がある。
【0007】この発明は、上記問題点を解決するもので
あり、被濃縮液からアンモニアガスなどの不凝縮性ガス
が発生するような場合にも伝熱面積の大幅な増大や、熱
エネルギーの多大な損失を招くことなく、蒸発缶(加熱
室)に滞留、蓄積した不凝縮性ガスを抜き出して、効率
よく蒸発濃縮を行うことが可能な、自己蒸気機械圧縮式
の蒸発濃縮装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の蒸発濃縮装置は、蒸発工程で不凝縮性ガ
スが発生する被濃縮液を蒸発濃縮する自己蒸気機械圧縮
式の蒸発濃縮装置において、蒸発工程で発生する不凝縮
性ガスをそれに同伴する蒸発水蒸気とともに抜き出す脱
ガス管を接続した蒸発缶と、前記脱ガス管から抜き出さ
れた不凝縮性ガスを含む水蒸気と被濃縮液とを熱交換さ
せて被濃縮液を予熱する予熱器と、前記蒸発缶で発生し
た蒸発水蒸気を圧縮、昇温し、前記蒸発缶の加熱源とし
て循環する機械式圧縮機とを具備することを特徴とす
る。
【0009】
【作用】蒸発缶において発生する不凝縮性ガスが、従来
より多い相当量の蒸発水蒸気とともに蒸発缶(加熱室)
から抜き出されるため、蒸発缶(加熱室)内の不凝縮性
ガスの滞留量が減少(すなわち、水蒸気分圧が増大)
し、伝熱抵抗が低下して伝熱効率が向上すると同時に、
露点低下を抑制し、伝熱温度差の低下を抑えることがで
きる。また、蒸発管(加熱室)から抜き出される不凝縮
性ガスを含む水蒸気は、予熱器に導かれて被濃縮液と熱
交換することにより熱回収が行われるため、熱エネルギ
ーの損失を防止して効率の良い運転を行うことが可能に
なる。なお、不凝縮性ガスとともに抜き出された水蒸気
は、予熱器において低温の被濃縮液と熱交換されるた
め、その伝熱温度差が大きく、不凝縮性ガスを含むこと
による露点低下幅の、伝熱温度差に対する割合が小さい
ため、予熱器における伝熱面積の増加は、不凝縮性ガス
を含む蒸気を十分に抜き出さない場合の蒸発缶(加熱
室)の伝熱面積の増加に比べて無視小となり、全体とし
ての効率を大幅に向上させることができるようになる。
【0010】
【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて説明
する。図1は、この発明の一実施例にかかる蒸発濃縮装
置を示す図である。この実施例の蒸発濃縮装置は、蒸発
工程でアンモニアガスを発生する液体(被濃縮液)を濃
縮するための2重効用式の蒸発濃縮装置であり、第1効
用蒸発缶(薄膜降下型蒸発缶)1、第1効用蒸発缶1の
蒸発水蒸気を利用する第2効用蒸発缶(薄膜降下型蒸発
缶)2及び第2効用蒸発缶2の蒸発水蒸気を圧縮、昇温
して第1効用蒸発缶1の加熱源として循環する機械式圧
縮機3を備えている。
【0011】そして、第1効用蒸発缶1及び第2効用蒸
発缶2の上部には、蒸発工程で発生する不凝縮性ガスを
蒸発水蒸気の一部とともに抜き出す脱ガス管1a,2a
が接続されており、この脱ガス管1a,2aは被濃縮液
を予熱するための予熱器8に接続されている。予熱器8
には、系内を所定の真空度にするための真空ライン11
が接続されており、真空ライン11には、凝縮器12が
配設されている。
【0012】この実施例の蒸発濃縮装置を用いて、不凝
縮性ガス(アンモニアガス)が発生する被濃縮液を蒸発
濃縮する場合について以下に説明する。まず、管4aを
経て予熱器8に送られ所定の温度に予熱された被濃縮液
(原料液)は、管4b及び管(循環ライン)9を経て第
1効用蒸発缶1に供給され、循環ライン9を経て循環
し、蒸発濃縮が行われる。そして、第1効用蒸発缶1で
所定の濃度にまで濃縮された被濃縮液は、管5及び管
(循環ライン)10を経て第2効用蒸発缶2に導入さ
れ、循環ライン10を経て循環しながら所定の濃度にま
で蒸発濃縮される。そして、第2効用蒸発缶2で所定の
濃度にまで濃縮された濃縮液は管6から抜き出され、フ
ラッシュ缶14においてフラッシュさせた後、管13を
経て回収される。一方、第2効用蒸発缶2の蒸発水蒸気
は、管7を経て機械式圧縮機3に送られ、ここで圧縮、
昇温されて管15を経て第1効用蒸発缶1に加熱源とし
て供給される。
【0013】また、蒸発工程で発生し、第1効用蒸発缶
(加熱室)1及び第2効用蒸発缶(加熱室)2に滞留す
る不凝縮性ガスは、所定の割合で、脱ガス管1a、2a
から、同伴する蒸発水蒸気とともに抜き出される。そし
て、この不凝縮性ガスと同伴水蒸気が予熱器8に導か
れ、被濃縮液と熱交換することにより熱エネルギーの回
収が行われる。
【0014】上記のように構成された蒸発濃縮装置にお
いては、蒸発缶で発生する不凝縮性ガスが蒸発水蒸気の
一部とともに脱ガス管から抜き出されるため、蒸発缶
(加熱室)内への不凝縮性ガスの滞留による伝熱抵抗の
増大が抑制され、伝熱効率が向上するとともに、水蒸気
分圧の低下を抑制して伝熱温度差の低下を抑え、伝熱面
積の大幅な増加を防止することができる。しかも、不凝
縮性ガスとともに抜き出された水蒸気は、予熱器に導か
れて熱回収されるため、熱エネルギーの損失がなく、蒸
発濃縮装置全体として効率的な運転を行うことができ
る。なお、不凝縮性ガスとともに抜き出された水蒸気
は、予熱器において低温の被濃縮液と熱交換されるた
め、その伝熱温度差が大きく、不凝縮性ガスを含むこと
による露点の低下幅の、伝熱温度差に対する割合が小さ
いため、予熱器における伝熱面積の増加は、不凝縮性ガ
スを含む蒸気を十分に抜き出さない場合の蒸発缶(加熱
室)の伝熱面積の増加に比べて無視することができる程
度に小さく、熱効率を向上させ、かつ、コストダウンを
図ることができる。
【0015】なお、上記実施例では、不凝縮性ガスであ
るアンモニアガスの比重が水蒸気より小さいことを考慮
して第1効用蒸発缶1及び第2効用蒸発缶2の上部に脱
ガス管1a、2bを接続しているが、脱ガス管の取り付
け位置は、不凝縮性ガスの比重に応じて適切な位置に配
設することが望ましい。すなわち、不凝縮性ガスの比重
が水蒸気の比重より小さい場合には蒸発缶(加熱室)の
上部に、不凝縮性ガスの比重が水蒸気の比重より大きい
場合(例えば、不凝縮性ガスが炭酸ガスの場合など)に
は、蒸発缶(加熱室)の下部に配設することが望まし
い。なお、比重の異なる複数種類の不凝縮性ガスが発生
する場合などにおいては、上部及び下部さらには中間部
などの複数箇所に脱ガス管を接続することが必要になる
場合がある。
【0016】また、上記実施例においては、2重効用式
の蒸発濃縮装置について説明したが、この発明は、2重
効用式の蒸発濃縮装置に限られるものではなく、単効用
式あるいは3重効用式以上の多重効用式の蒸発濃縮装置
にも適用することが可能である。
【0017】
【発明の効果】上述のように、この発明の蒸発濃縮装置
は、蒸発工程で発生する不凝縮性ガスを蒸発水蒸気の一
部とともに抜き出す脱ガス管を接続し、この不凝縮性ガ
スと同伴水蒸気を脱ガス管から抜き出して予熱器に導き
被濃縮液と熱交換させることにより被濃縮液を予熱する
ようにしているので、蒸発缶(加熱室)内に不凝縮性ガ
スが滞留することにより伝熱抵抗が大きくなることを防
止して伝熱効率を向上させるとともに、水蒸気分圧の低
下を抑制して蒸発缶(加熱室)の伝熱温度差の低下を抑
えることができる。
【0018】さらに、不凝縮性ガスとともに抜き出され
た水蒸気は、予熱器に導かれて被濃縮液と熱交換するこ
とにより熱回収が行われるため、熱エネルギーの損失を
防止して、効率の良い運転を行うことが可能になる。
【0019】すなわち、この発明の蒸発濃縮装置によれ
ば、熱エネルギーの損失を招くことなく、蒸発缶(加熱
室)に滞留する不凝縮性ガスを抜き出して伝熱効率を向
上させるとともに、水蒸気分圧の低下を抑制して伝熱温
度差の低下を抑え、効率的な蒸発濃縮を行うことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例にかかる蒸発濃縮装置の構
成を示す図である。
【図2】従来の蒸発濃縮装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
1 第1効用蒸発缶 1a 第1効用蒸発缶の脱ガス管 2 第2効用蒸発缶 2a 第2効用蒸発缶の脱ガス管 3 機械式圧縮機 8 予熱器 14 フラッシュ缶

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 蒸発工程で不凝縮性ガスが発生する被濃
    縮液を蒸発濃縮する自己蒸気機械圧縮式の蒸発濃縮装置
    において、蒸発工程で発生する不凝縮性ガスをそれに同
    伴する蒸発水蒸気とともに抜き出す脱ガス管を接続した
    蒸発缶と、前記脱ガス管から抜き出された不凝縮性ガス
    を含む水蒸気と被濃縮液とを熱交換させて被濃縮液を予
    熱する予熱器と、前記蒸発缶で発生した蒸発水蒸気を圧
    縮、昇温し、前記蒸発缶の加熱源として循環する機械式
    圧縮機とを具備することを特徴とする蒸発濃縮装置。
JP13155192A 1992-04-25 1992-04-25 蒸発濃縮装置 Pending JPH05301002A (ja)

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JP13155192A JPH05301002A (ja) 1992-04-25 1992-04-25 蒸発濃縮装置

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JP13155192A JPH05301002A (ja) 1992-04-25 1992-04-25 蒸発濃縮装置

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010112673A1 (en) * 2009-03-31 2010-10-07 Hsp Engineering Ab Oy A method for thermal concentration of a fluid
JP2011153043A (ja) * 2010-01-27 2011-08-11 Sasakura Engineering Co Ltd アンモニアの回収装置及び回収方法
WO2014053373A1 (de) * 2012-10-01 2014-04-10 Gea Wiegand Gmbh Anlage zum entalkoholisieren eines alkohol, insbesondere ethanol enthaltenden produkts
JP2019141820A (ja) * 2018-02-23 2019-08-29 木村化工機株式会社 Mvr式アンモニア水溶液の蒸留装置

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20020122