JPH10192838A - 蒸発濃縮方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水平管式蒸発濃縮装置により、スケールの析
出がなく長期間安定した連続運転をして、湿式排煙脱硫
廃液を高濃度まで濃縮し、効率良く硫酸カルシウムを高
回収率で回収する。 【解決手段】 蒸発濃縮装置は、原液供給管路１、蒸発
器２、循環ポンプ３、蒸気圧縮式ブロワー５、種晶注入
管路８、スラリータンク９、循環液抽出ポンプ１２、こ
れを低濃度スラリーと高濃度スラリーとに分離するサイ
クロン式分離器１３、ｐＨ調整剤供給管路２４等を有す
る。 【効果】 循環液中に種晶を初期注入すると共に、低濃
度スラリー又は高濃度スラリーを循環液系に戻し、循環
液中の種晶のスラリー濃度を５〜２５ｗｔ％に維持し、
ｐＨを３．５〜６．５に維持し、伝熱管へのスケール付
着を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、湿式排煙脱硫法に
おける吸収液のように硫酸カルシウムを多く含有する廃
液中の水分を蒸発させて濃縮する蒸発濃縮方法及び装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】湿式排煙脱硫法は、スクラバーを用い
て、ボイラーや焼却炉等から発生する排ガス中の硫黄酸
化物等を消石灰や炭酸カルシウム等のアルカリ水溶液で
吸収し、亜硫酸カルシウムや硫酸カルシウムに変えて排
ガス中から除去することにより、排ガスを浄化する方法
である。このようにして硫黄酸化物を吸収した廃液から
硫酸カルシウム即ち石膏を回収するためには、廃液を更
に濃縮する操作が必要になるが、その方法として、例え
ば廃液をシックナーで凝集沈澱させて固液分離する技術
が提案されている（特公平６−１５０１２号公報参
照）。

【０００３】このような濃縮操作として、上記の凝集沈
澱法は数多くの段階的プロセスを必要とし、廃液を簡易
且つ迅速に処理できない。そのため、廃液中の水分を蒸
発させる蒸発濃縮法も多く採用されている。しかし、蒸
発濃縮法によって硫酸カルシウム含有水溶液を濃縮する
と、濃縮に伴って液中の硫酸カルシウム濃度が高くな
り、飽和溶解度以上になると、加熱伝熱面上に硫酸カル
シウムのスケールを析出・固着させるという問題があ
る。

【０００４】この問題を解決しつつ硫酸カルシウムのよ
うな難溶解性塩を含む液を蒸発濃縮する方法として、従
来から以下のような種々の方法が採用されている。 （１）濃縮倍率が飽和溶解度の限界以内になるように操
作する方法（特公平７−７５６４１号公報） （２）短い間隔で頻繁に薬品洗浄を行う方法 （３）フラッシュ蒸発のような強制循環方式を採用して
定期的に洗浄を行う方法 （４）廃液の前処理として、固形分を除去する処理や、
硬度成分であるカルシウムイオンを除去する軟水化処理
を行う方法

【０００５】しかしながら、以上のような方法は、
（１）では濃縮倍率が低いため効率的な濃縮を行えない
こと、（２）では安定した長期間の連続運転ができず運
転能率を上げられないこと、（３）では蒸発効率がよく
ないこと、そして（４）では前処理装置及びその操作が
必要なため装置や処理方法が複雑化すること、等の諸問
題を有する。

【０００６】なお、種晶の添加によって伝熱面へのスケ
ールの固着を防止する方法も従来から多用されている
が、前処理を必要としたり、スケール防止効果が不十分
であるという問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術に於
ける上記問題を解決し、構成が簡単で操作が容易で蒸発
効率が良く、スケールの析出がなく長期間安定した連続
運転ができ、硫酸カルシウムを含む湿式排煙脱硫廃液を
高濃度まで濃縮して硫酸カルシウムを高回収率で回収で
きる蒸発濃縮方法及び装置を提供することを課題とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、請求項１の発明は、硫酸カルシウムを含む
湿式排煙脱硫廃液中の水分を蒸発させて前記廃液を濃縮
する蒸発濃縮方法において、前記廃液を導入する導入操
作と、前記廃液を循環液として略水平に配置された蒸発
器伝熱管の外表面に循環供給する循環供給操作と、前記
伝熱管内に加熱用流体を流す加熱操作と、前記循環液に
硫酸カルシウムの結晶を少なくとも主成分として含有す
る種晶を添加する種晶添加操作と、前記循環液中の前記
種晶の濃度が５〜２５ｗｔ％になるように前記循環液の
一部分を抽出して前記種晶の濃度の高い高濃度スラリー
と濃度の低い低濃度スラリーとに分離してこれらを選択
的に前記循環液に加える種晶濃度維持操作と、前記循環
液のｐＨを３．５〜６．５に維持するｐＨ調整剤添加操
作と、を有することを特徴とする。

【０００９】請求項２の発明は、硫酸カルシウムを含む
湿式排煙脱硫廃液中の水分を蒸発させて前記廃液を濃縮
する蒸発濃縮装置において、前記廃液を導入する導入手
段と、略水平に配置された伝熱管を備えた蒸発器と、前
記廃液を循環液として前記伝熱管の外表面に循環供給す
る循環手段と、前記伝熱管内に加熱用流体を流す加熱手
段と、前記循環液に硫酸カルシウムの結晶を少なくとも
主成分として含有する種晶を添加するための種晶添加手
段と、前記循環液中の前記種晶の濃度が５〜２５ｗｔ％
になるように前記循環液の一部分を抽出して前記種晶の
濃度の高い高濃度スラリーと濃度の低い低濃度スラリー
とに分離してこれらを選択的に前記循環液に加えるため
の種晶濃度維持手段と、前記循環液のｐＨを３．５〜
６．５に維持するためのｐＨ調整剤添加手段と、を有す
ることを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明を適用した蒸発濃縮
装置の全体構成の一例を示す。本例の蒸発濃縮装置は、
自己蒸気圧縮型水平管式蒸発濃縮機を用いた装置であ
り、硫酸カルシウムを含む湿式排煙脱硫を行うスクラバ
ーの廃液中の水分を蒸発させて廃液を蒸発濃縮する装置
であり、蒸発濃縮部分として、前記廃液を原液として導
入する導入手段としての原液供給管路１、ヘッダー２
ａ、２ｂと共に加熱器部分を構成する略水平に配置され
た伝熱管２ｃを備えた蒸発器２、原液を循環液として伝
熱管２ｃの外表面に循環供給する循環手段としての循環
ポンプ３及び循環管路４、伝熱管２ｃ内に加熱流体であ
る蒸気を流す加熱手段としての蒸気圧縮式ブロワー５、
その吸込口と蒸発器２の頂部とを結合する管路６及びそ
の吐出口と蒸発器２のヘッダー２ａとを結合する管路７
等を有する。

【００１１】又、スラリー濃度調整及び濃縮液回収部分
として、循環液に硫酸カルシウムの結晶を少なくとも主
成分として含有する種晶を添加するための種晶添加手段
を構成する種晶注入管路８、スラリータンク９及びスラ
リー供給管路１０、並びに、循環液中の種晶の濃度を一
定範囲として５乃至２５ｗｔ％（重量％）程度の範囲に
維持するための種晶濃度維持手段を構成する循環液抽出
管路１１、循環液の一部分を抽出して圧送する抽出ポン
プ１２、この循環液を導入して低濃度スラリーと高濃度
スラリーとに分離するサイクロン式分離器１３、低濃度
スラリー出口管１３ａ及び高濃度スラリー出口管１３
ｂ、低濃度スラリー又は高濃度スラリーの一部分もしく
は全量を選択的に循環液に戻すための管路１４、弁１５
又は管路１６及び弁１７等を有する。符号１８〜２１
は、それぞれ、低濃度スラリー及び高濃度スラリーを排
出して高濃度液を回収するための管路及び弁である。

【００１２】蒸発器２には液溜部２ｄが設けられてい
て、原液供給管路１はこの部分に結合されている。液溜
部２ｄ内の液は、伝熱管２ｃに繰り返し循環供給される
間に濃縮されていると共に種晶を含有しているので、原
液をこの中に入れることにより、原液も種晶を含んだ濃
縮液として循環させることができる。又、蒸発器内の負
圧による原液導入も可能になる。蒸発器２の上部には、
伝熱管２ｃ上に循環液を散布する散布ノズル２ｅが設け
られている。散布ノズル２ｅは通常複数個設けられる。
又、ノズルの代わりに多孔管や多孔板のようなものであ
ってもよい。

【００１３】蒸発器２のヘッダー２ｂの下部には、循環
液を加熱することにより凝縮した蒸留水を取り出すため
の取出管路２ｆを介して蒸留水ポンプ２ｇが接続され、
一方ヘッダー２ｂの上部には、抽気管路２ｈを介して真
空ポンプ２ｉが接続されている。循環管路４には、循環
液中の種晶濃度を計測するための比重計２２が装備さ
れ、分散剤供給管路２３及びｐＨ調整剤添加手段の一部
を構成するｐＨ調整剤供給管路２４が接続されている。
管路２４には、図示していないがｐＨ調整用の薬剤を供
給するための薬剤供給装置等が結合される。

【００１４】本例の如く、水平管式蒸発器２とブロア
５、管路６、７等によって蒸気圧縮式濃縮法を用いれ
ば、ランニングコストの低減された濃縮装置にすること
ができる。但し、他に利用できる蒸気源等がある場合等
には、これを蒸発器加熱部の加熱用として用いてもよ
い。又、ブロア５に代えて蒸気エゼクタを設け、これに
よって蒸発器内の蒸発分を抽出し、抽出蒸気と駆動蒸気
とによって循環液を加熱するようにしてもよい。

【００１５】スラリータンク９には、スラリー液面を検
出する検出端２５が取り付けられると共に、スラリー供
給管路１０に制御弁２６が設置され、これらの間にスラ
リータンク９のスラリー液面を一定に維持するための制
御回路２７が設けられている。サイクロン式分離器１３
は、回転駆動される遠心式固液分離機や、比重差重力式
分離器等であってもよい。

【００１６】以上のような蒸発濃縮装置は、次のように
運転され、次のような作用効果を発揮する。まず、廃液
を導入する導入操作として、原液供給管路１から蒸発器
２の液溜室２ｄに原液を供給する。次に、原液を循環液
として蒸発器伝熱管の外表面に循環供給する循環供給操
作として、循環ポンプ３を運転する。これにより、最初
に入れられた原液は、循環管路４を経て蒸発器２の上部
の散布ノズル２ｅに送られ、これから伝熱管２ｃの外表
面に散布され、液溜部２ｄに落下し、連続的に供給され
る原液と共に循環ポンプ３によって循環される。

【００１７】伝熱管２ｃ内に加熱流体を流す加熱操作と
して、蒸気圧縮式ブロア５が運転され、原液が減圧され
ることによってその一部分が蒸発してブロア５に吸引さ
れ、内部で断熱圧縮されて昇圧昇温し、ヘッダー２ａか
ら伝熱管２ｃ内に送られる。伝熱管２ｃの外表面では、
散布された循環液が伝熱管２ｃ内の加熱蒸気で加熱され
て薄膜蒸発する。これにより発生した蒸気は、同様に蒸
気圧縮式ブロア５により圧縮昇温されて伝熱管２ｃの内
部へ送られ、循環液を連続的に蒸発される。一方、この
ような加熱蒸気は、伝熱管２ｃの外表面の循環液を加熱
することによって凝縮し、加熱部分のヘッダー２ｂの下
部の蒸留水取出管路２ｆから蒸留水ポンプ２ｇを経て系
外へ取り出される。

【００１８】種晶添加操作は、循環液中の硫酸カルシウ
ムの結晶濃度の低い装置起動時に、例えば循環ポンプ運
転後の早い時期に行われる。この操作では、スラリー供
給管路８からスラリータンク９に硫酸カルシウム又はこ
れを主成分とした結晶を種晶として投入すると共に、こ
れをスラリー供給管路１０を介して液溜部２ｄに入れ、
循環ポンプで循環される循環液に加える。種晶は、循環
液の種晶濃度が５〜２５ｗｔ％の範囲になるように初期
添加される。スラリータンク９内の種晶スラリーは、通
常、蒸発器内の負圧で吸引されて液溜部２ｄに入れられ
る。

【００１９】循環管路４では、分散剤供給管路２３から
カルシウム系やシリカ系の分散剤など、硫酸カルシウム
以外のスケール成分に適合する分散剤が適量注入され
る。また、ｐＨ調整剤供給管路２４から酸もしくはアル
カリが注入され、循環液のｐＨが３．５〜６．５に調整
される。

【００２０】この状態で運転を継続すると、循環液が次
第に濃縮される。そして、例えば循環液の濃縮率を５倍
にする高濃縮を目的とした運転をする場合には、比重計
２２で循環液の比重を監視し、これが濃縮率５倍に相当
する例えば比重１．３３程度になると、濃縮された高濃
度循環液の一部分を取り出しつつ運転を継続する。

【００２１】この場合、本例では濃度維持手段を構成す
る抽出ポンプ１２を運転し、サイクロン式分離器１３を
経由して、管路１８、弁１９及び管２０、弁２１を介し
て濃縮液として系外に排出すると共に、管路１４、弁１
５を介して濃縮液の一部分を循環液側に戻し、濃縮液の
排出量及び後述するスラリー濃度の調整を行う。このよ
うな濃縮液は、濃度５０％程度の極めて高濃度の液であ
り、過飽和になって析出した硫酸カルシウムも多量に含
んでいる。従って、その後の処理により、原液の含有す
る硫酸カルシウム即ち石膏を容易に回収することができ
る。

【００２２】原液を循環濃縮することにより、循環液が
高濃度液になると共に、原液中の硫酸カルシウム等が循
環液中に析出し、初期投入された種晶に付着したり循環
液中で独立した種晶になり、循環液中の結晶濃度が高く
なる。このように循環液をスラリー状にする種晶の結晶
濃度を以下「スラリー濃度」という。このようなスラリ
ー濃度は、原液の性状が大幅に変わらなければ、循環液
の比重とほぼ一定の関係になっているので、比重計２２
によって監視することができる。

【００２３】循環液スラリーをサイクロン式分離器１３
に入れると、比重差によって高濃度スラリーと低濃度ス
ラリーとに分離される。分離された高濃度スラリーと低
濃度スラリーの系外への排出量及び系内への戻し量を調
整すれば、濃縮倍率と共にスラリー濃度を一定にした運
転をすることができる。原液中の硫酸カルシウムの濃度
の高低に応じて次のようにスラリー濃度維持操作を行
う。

【００２４】循環液のスラリー濃度が高くなった場合に
は、弁２１の開度を大きくして高濃度スラリーの系外へ
の排出量を増やす共に、弁１５の開度を大きくして低濃
度スラリーの系内への戻り量を増やす。

【００２５】循環液のスラリー濃度が低くなった場合に
は、弁１５の開度を小さくして低濃度スラリーの戻り量
を減らして系外への排出量を増やすと共に、弁１６を開
にして高濃度スラリーの戻り量を増やして排出量を減ら
す。この場合、早くスラリー濃度を上げるために、弁２
１を閉じて高濃度スラリーの全量を戻すようにしてもよ
い。高濃度スラリーをスラリータンク９に戻すときに
は、タンク内を攪拌しつつ、制御回路２６によって液面
を保持した状態で高濃度スラリーを液溜部２ｄへ戻す。
なお、このような操作をしても循環液のスラリー濃度を
維持できない場合には、硫酸カルシウムを主成分とする
の結晶をスラリー供給管路８からスラリータンク９内へ
投入し、循環液に種晶を追加注入する。又、循環液のｐ
Ｈが変化した場合には、ｐＨ調整剤供給管路２４から酸
又はアルカリを注入して循環液のｐＨを３．５〜６．５
の範囲に維持する。

【００２６】以上のような運転によれば、殆ど弁の開閉
だけでスラリー濃度を調整できるので、その操作は極め
て簡単である。そして、循環液中のスラリー濃度を一定
範囲に維持すると共に、分散剤の注入とＰＨ調整を行う
ことによって、伝熱管２ｃへのスケールの付着を略完全
に防止することができる。又、このような良好な運転に
より、原液中の硫酸カルシウムの全量を極めて高濃度の
濃縮液の形で取り出すことができる。

【００２７】なお以上では、機器類や弁等を手動で操作
するように説明した。本発明の蒸発濃縮装置は、手動操
作される形式のものであってもよいことは勿論である
が、全自動化、部分的な自動化、遠隔操作化等適宜取り
入れた装置であってもよい。このような自動化等は、本
発明に従来技術を適用することにより、容易に構成する
ことができる。例えば全自動化する装置では、温度、圧
力、ｐＨ等のセンサ類や制御弁、制御装置等を設け、セ
ンサ類で運転状態を検出しつつ、制御装置でシーケンシ
ャルに弁の開閉調整やポンプ類、ブロア等の運転を行な
うと共に、比重計２０で循環液の濃度を検出しつつ、濃
縮液濃度やスラリー濃度維持装置関係の運転制御を行う
ことになる。

【００２８】次に、本発明を適用した蒸発濃縮装置を用
いて発明者等の行った蒸発濃縮実験の結果を示す。実験
は、表−１に示す性状を持つｐＨ調整後のスクラバー廃
液を原液として、以下の各種運転条件で行った。

【００２９】

【表１】

【００３０】〔実験−１〕 実験条件：循環液ｐＨ６、カルシウム系分散剤１０ｐｐ
ｍ注入 循環液濃度５０％、循環液スラリー濃度１５％ 実験結果：図２に示す。 図示の如く、循環液中の水分の蒸発量及び濃縮された循
環液である濃縮液の比重は一定になっていて、運転状態
が安定していたことが分かる。なお、濃縮液の比重はみ
かけ比重であり、図示の比重１．３３は液濃度５０％及
びスラリー濃度１５％に相当する。従って、高濃度の濃
縮液を回収するできたことが分かる。

【００３１】又、（ｂ）に示す如く、時間の経過に伴う
伝熱温度差の上昇は見られず、伝熱管へのスケールの付
着がなかったことが分かる。なお、伝熱温度差とは、伝
熱管内を流れる加熱用蒸気の温度と伝熱管外表面を流れ
る循環液の温度との温度差のことである。又、循環液温
度とその蒸発した蒸気温度との差である沸点上昇も略一
定であり、濃縮倍率が一定であることが分かる。

【００３２】更に同図（ａ）によれば、蒸留水ポンプ２
ｇで取り出された蒸留水の電気伝導率は１０〜２０μＳ
／ｃｍの範囲にあり、純度の高い水質であった。従っ
て、この水を回収して再利用することができる。この場
合、濃縮率が大きいため、その回収率も高くなる。

【００３３】以上から、高倍率の濃縮をしたにもかかわ
らず、運転状態が良好であったことが分かる。なお、こ
の実験運転の終了後に伝熱管を目視調査した結果、伝熱
管の端部に、伝熱温度差には現れない程度の軽微なスケ
ール付着が確認されたが、化学洗浄により容易に除去す
ることができた。

【００３４】〔実験−２〕 実験条件：循環液ｐＨ７、カルシウム系分散剤１０ｐｐ
ｍ注入 循環液濃度５０％、循環液スラリー濃度１５％ 実験結果：図３に示す。 この実験は、実験−１に対して循環液ｐＨ６をｐＨ７に
変えた実験であるが、図示の如く実験−１とほぼ同様の
結果が得られた。伝熱温度差及び沸点上昇は一層安定し
ていた。なお、実験終了後の伝熱管の目視検査では、実
験−１よりスケールがやや多く付着していることが確認
された。ただし、この場合にも、化学洗浄により容易に
除去することができた。この実験から、ＰＨを６．５程
度以下にすることが望ましいと言える。なお、ＰＨ値を
小さくすればアルカリスケール防止に効果的であるが、
蒸発濃縮装置の材料面等を考慮すれば、ＰＨを３．５程
度までにすることが望ましい。

【００３５】〔実験−３〕 実験条件：循環液ｐＨ５、カルシウム系分散剤１０ｐｐ
ｍ注入 循環液濃度６０％、循環液スラリー濃度３０％ 実験結果：図４に示す。 この実験は循環液スラリーの限界濃度を確認するために
行った実験であるが、管路の閉塞という異常が発生した
ため、図示の如く実験を中断した。このときには濃縮液
の濃度が６０％であった。実験中断は実験装置上の問題
であるが、この条件での連続運転はやや困難であること
が推測される。従って、循環液濃度を５０％程度にし、
スラリー濃度を２５％程度までにすることが望ましい。

【００３６】〔実験−４〕 実験条件：循環液ｐＨ５、カルシウム系分散剤１０ｐｐ
ｍ注入、 循環液濃度５０％、循環液スラリー濃度１５％ 実験結果：図５及び表１に示す。 この実験は長時間の連続運転性能を確認するために行っ
たものである。この実験でも、実験１、２と同様の結果
が得られた。この実験で得られた濃縮液（循環液）及び
蒸留水の分析結果は表１に示されている。なお、伝熱温
度差に多少変動が見られるが、スケール付着による伝熱
温度差の上昇はなかった。又、この１ヵ月連続実験後の
伝熱管の目視検査では、実験−１よりもスケーリングが
軽微であったという結果が得られた。このスケールも化
学洗浄により容易に除去できたことは勿論である。

【００３７】〔実験−５〕 実験条件：循環液ｐＨ５、カルシウム系分散剤１０ｐｐ
ｍ注入、 循環液濃度１０％、循環液スラリー濃度３％後９％ 実験結果：図６に示す。 この実験は、循環液を低濃度にしたときの運転状態を確
認するために行った連続運転試験である。実験条件及び
実験結果に示す如く、循環液濃度を３％にして実験を開
始したが、５０時間程度経過した後にスケール付着によ
る伝熱温度差の上昇が始まったため、１２０時間で一時
運転を停止して伝熱管を化学洗浄し、その後種晶として
濃縮液のスラッジを追加添加し、スラリー濃度を９％前
後に維持して運転した。その結果、それ以後は伝熱温度
差の増加は抑制され、安定した運転を継続できた。この
実験から、硫酸カルシウムを主成分としたスケールの伝
熱管への付着防止のために、循環液スラリー濃度を５％
程度以上にするのが望ましいことが判明した。

【００３８】以上のような諸実験に示す如く、硫酸カル
シウムを含む液を濃縮するに当たって、本発明を適用し
た装置によって循環液スラリー濃度を５〜２５％程度に
維持することにより、伝熱管への硫酸カルシウムのスケ
ール付着を完全に防止できると共に、これに加えてＰＨ
調整剤及び軟質スケール分散剤を添加することにより、
スケール付着を伴わない長期間の安定した連続運転を行
うことができる。

【００３９】

【発明の効果】以上の如く本発明によれば、請求項１の
発明においては、導入操作によって硫酸カルシウムを含
む湿式排煙脱硫廃液を導入し、循環供給操作によってこ
の廃液を循環液として略水平に配置された蒸発器伝熱管
の外表面に循環供給し、加熱操作によって伝熱管内に加
熱用流体を流すので、廃液を循環液としてその中の水分
を蒸発させて濃縮することができる。

【００４０】この場合、蒸発器の伝熱管が水平管である
から、水分を効率良く蒸発させることができる。又、加
熱操作として蒸気圧縮法を用いることができる。この方
法では、濃縮時に発生する蒸気を加熱用熱源として利用
でき、水平管式蒸発器と組み合わせることにより、濃縮
のための運転コストを大幅に下げることができる。

【００４１】次に、種晶添加操作によって、運転開始直
後等の適当な時期に硫酸カルシウムの結晶を主成分とす
る種晶を添加するので、運転によって循環液の濃度が上
がり、循環液中に硫酸カルシウムの結晶即ち新たなスケ
ールが析出するようになっても、種晶によって伝熱管へ
の付着が妨げられ、スケールは種晶の表面に付着したり
循環液中に析出することになる。その結果、蒸発効率の
良い水平管式伝熱管でのスケールの付着を防止すること
ができる。この場合、前処理等を行わないので、操作が
簡単である。

【００４２】種晶を適当量添加した状態で、被処理液を
供給しつつこれを循環濃縮し、濃縮された濃縮液を循環
系から排出すれば、スケールの付着を防止しつつ、硫酸
カルシウムが濃縮され析出した高濃度液を回収すること
ができる。しかし、循環液中の種晶の濃度は、被処理液
中の硫酸カルシウムの濃度と濃縮倍率によって左右され
るので、これらの条件が変わると変わってくる。そし
て、その値が一定範囲外になると、スケール防止効果が
低下する等の問題が発生する。そのため、種晶濃度維持
操作によって、循環液中の種晶の濃度が一定範囲として
５乃至２５ｗｔ％程度になるように維持する操作を行
う。この場合、必要に応じて種晶添加操作によって新た
な種晶を追加することも可能である。

【００４３】種晶濃度維持操作とは、上記のように、状
況に応じて高濃度スラリー又は低濃度スラリーを選択し
てそれらの適当量を循環液に戻し、循環液中のスラリー
濃度を一定範囲に保つ操作をいう。この操作によって、
被処理液中の硫酸カルシウムの濃度や濃縮倍率に関係な
く、硫酸カルシウムのスケール付着を完全に防止しつつ
長期間の安定した連続濃縮運転を行い、効率の良いシス
テムで被処理液を高濃度まで濃縮することができる。そ
の結果、被処理液から硫酸カルシウムを高い回収率で回
収できると共に、蒸発して凝縮される蒸留水の回収率も
高くなり、これを再利用することができる。

【００４４】以上のような諸操作は、ｐＨ調整剤添加操
作のもとに循環液のｐＨを３．５〜６．５という低い値
に維持した状態で行われるので、炭酸カルシウムや水酸
化マグネシウム等のアルカリスケールの伝熱面への析
出、付着が防止される。又、ｐＨを低くすることによ
り、スラリー液中に含まれる微粒子（種晶）の表面電位
を変化させる作用が生じ、適度なスラリー濃度との組合
せによって各種スケール成分の種晶への析出が促進さ
れ、伝熱面への析出、付着が防止される。その結果、長
期間トータル的にスケールフリーな状態で湿式排煙脱硫
廃液を処理することができる。

【００４５】又、以上のような操作は、蒸発濃縮操作と
種晶添加操作と種晶濃度維持操作とｐＨ調整剤添加操作
によって構成されているので、前処理等を含む段階的な
多くのプロセスを必要としない。従って、操作が簡単で
ある。即ち、蒸発濃縮操作は、例えば蒸気圧縮式濃縮装
置を運転する操作であり、定常運転になればその後は殆
ど運転操作を必要とせず、又、種晶添加操作も運転開始
時にのみに必要な操作であり、何れも簡単な操作であ
る。更に、種晶濃度維持操作は、例えば数少ない弁類の
操作のみで行えるので、これも簡単なものである。又、
ｐＨ調整剤添加操作は薬剤供給装置によって簡単に行え
る通常の操作である。

【００４６】請求項２の発明においては、蒸発濃縮装置
を、廃液を導入する導入手段と、略水平に配置された伝
熱管を備えた蒸発器と、被処理液を循環供給する循環手
段と、これを加熱する加熱手段と、種晶添加手段と、種
晶濃度維持手段と、ｐＨ調整剤添加手段を主体として構
成するので、小型で簡単な装置にすることができる。即
ち、蒸発器、循環手段、加熱手段等は例えば蒸気圧縮式
濃縮装置として構成される。種晶添加手段は、例えば種
晶をスラリー状にするためのタンクと蒸発器に吸引させ
る管路とによって構成される。種晶濃度維持手段は、循
環液を抽出するポンプと循環液スラリーを濃度によって
分離する例えばサイクロン式分離器と管路及び弁等で構
成される。ｐＨ調整剤添加手段は例えば簡単な薬剤供給
装置及び配管によって構成される。従って、これらを組
み合わせた装置は、殆どユニット化できる程度の小型で
簡単な装置である。又、運転費用の少ない装置である。

【００４７】そして、このように小型で簡単な構造で運
転コストのかからない装置により、伝熱管への硫酸カル
シウムのスケール付着を防止して、長期間にわたって安
定した連続運転を行ない、能率良く高濃度まで濃縮され
た濃縮液を回収することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した濃縮蒸発装置の全体構成の一
例を示す説明図である。

【図２】（ａ）及び（ｂ）は上記濃縮蒸発装置を用いて
運転実験をした結果を示す曲線図である。

【図３】（ａ）及び（ｂ）は他の運転実験をした結果を
示す曲線図である。

【図４】（ａ）及び（ｂ）は更に他の運転実験をした結
果を示す曲線図である。

【図５】（ａ）及び（ｂ）は更に他の運転実験をした結
果を示す曲線図である。

【図６】（ａ）及び（ｂ）は更に他の運転実験をした結
果を示す曲線図である。

【符号の説明】

１ 原液供給管路（導入手段） ２ 蒸発器 ２ｃ 伝熱管 ３ 循環ポンプ（循環手段） ４ 循環管路（循環手段） ５ 蒸気圧縮式ブロワー（加熱手段） ８ 種晶注入管路（種晶添加手段） ９ スラリータンク（種晶添加手段） １０ スラリー供給管路（種晶添加手段） １１ 循環液抽出管路（種晶濃度維持手段） １２ 抽出ポンプ（種晶濃度維持手段） １３ サイクロン式分離器（種晶濃度維持手
段） １４ 管路（種晶濃度維持手段） １５ 弁（種晶濃度維持手段） １６ 管路（種晶濃度維持手段） １７ 弁（種晶濃度維持手段） ２４ ｐＨ調整剤供給管路（ｐＨ調整剤添加
手段）

フロントページの続き (72)発明者 塩見 裕 大阪府大阪市西淀川区竹島４丁目７番32号 株式会社ササクラ内 (72)発明者 田原 一見 大阪府大阪市西淀川区竹島４丁目７番32号 株式会社ササクラ内 (72)発明者 高橋 英紀 東京都文京区本郷５丁目５番16号 オルガ ノ株式会社内 (72)発明者 細田 浩一 埼玉県戸田市川岸１丁目４番９号 オルガ ノ株式会社総合研究所内 (72)発明者 七海 匠 埼玉県戸田市川岸１丁目４番９号 オルガ ノ株式会社総合研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 硫酸カルシウムを含む湿式排煙脱硫廃液
   中の水分を蒸発させて前記廃液を濃縮する蒸発濃縮方法
   において、 前記廃液を導入する導入操作と、前記廃液を循環液とし
   て略水平に配置された蒸発器伝熱管の外表面に循環供給
   する循環供給操作と、前記伝熱管内に加熱用流体を流す
   加熱操作と、前記循環液に硫酸カルシウムの結晶を少な
   くとも主成分として含有する種晶を添加する種晶添加操
   作と、前記循環液中の前記種晶の濃度が５〜２５ｗｔ％
   になるように前記循環液の一部分を抽出して前記種晶の
   濃度の高い高濃度スラリーと濃度の低い低濃度スラリー
   とに分離してこれらを選択的に前記循環液に加える種晶
   濃度維持操作と、前記循環液のｐＨを３．５〜６．５に
   維持するｐＨ調整剤添加操作と、 を有することを特徴とする蒸発濃縮方法。
2. 【請求項２】 硫酸カルシウムを含む湿式排煙脱硫廃液
   中の水分を蒸発させて前記廃液を濃縮する蒸発濃縮装置
   において、 前記廃液を導入する導入手段と、略水平に配置された伝
   熱管を備えた蒸発器と、前記廃液を循環液として前記伝
   熱管の外表面に循環供給する循環手段と、前記伝熱管内
   に加熱用流体を流す加熱手段と、前記循環液に硫酸カル
   シウムの結晶を少なくとも主成分として含有する種晶を
   添加するための種晶添加手段と、前記循環液中の前記種
   晶の濃度が５〜２５ｗｔ％になるように前記循環液の一
   部分を抽出して前記種晶の濃度の高い高濃度スラリーと
   濃度の低い低濃度スラリーとに分離してこれらを選択的
   に前記循環液に加えるための種晶濃度維持手段と、前記
   循環液のｐＨを３．５〜６．５に維持するためのｐＨ調
   整剤添加手段と、 を有することを特徴とする蒸発濃縮装置。