JPS624402A - 高真空蒸発装置とそれに使用する吸収器 - Google Patents

高真空蒸発装置とそれに使用する吸収器

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JPS624402A
JPS624402A JP60140580A JP14058085A JPS624402A JP S624402 A JPS624402 A JP S624402A JP 60140580 A JP60140580 A JP 60140580A JP 14058085 A JP14058085 A JP 14058085A JP S624402 A JPS624402 A JP S624402A
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JP
Japan
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absorber
evaporator
absorbent
heat
shell
Prior art date
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Pending
Application number
JP60140580A
Other languages
English (en)
Inventor
Tadaaki Tajiri
忠昭 田尻
Takashi Yoshikawa
吉川 俊
Takahito Hanabusa
花房 高人
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KIMURA KAKOKI KK
Kimura Chemical Plants Co Ltd
Original Assignee
KIMURA KAKOKI KK
Kimura Chemical Plants Co Ltd
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Publication date
Application filed by KIMURA KAKOKI KK, Kimura Chemical Plants Co Ltd filed Critical KIMURA KAKOKI KK
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Publication of JPS624402A publication Critical patent/JPS624402A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Landscapes

  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高真空下で水蒸気を発生させる濃縮、晶析、な
どのための蒸発装置に関し、とくに自己蒸気の持つ熱量
を当該装置の熱源として利用する蒸発装置と、その蒸発
装置に使用される吸収器に関するものである。
従来の技術 真空下で水蒸気を発生させ、濃縮、晶析などを行う蒸発
装置では、真空発生装置の機能上、発生する水蒸気を排
出除去しなければならない。
従来この水蒸気の排気に関しては、 (1)蒸発装置と真空発生装置との接続管に冷凍機を有
する凝縮器を設け、冷媒を使用して水蒸気を間接的に露
点以下に冷却し、凝縮させて水として除去する方法、 媒の蒸気に置換し、圧縮機によって昇圧、昇温し、当該
蒸発器の熱源として利用し、水蒸気はドレンとして排出
する方法。
などがとられていた。
また、吸収器に関しては、 (1)吸収器の内部に伝熱管を設け、その伝熱管に温水
を供給することにより、吸収器内の吸収剤の希釈熱によ
って、昇温された温水として取出す方法、 (2)吸収器の内部に伝熱管を設け、その伝熱管に温水
を供給することにより、吸収器内の吸収剤の希釈熱によ
って昇温された温水をフラッシュ缶に導入し、フラッシ
ュ蒸発させて蒸気として取出す方法、 などkよって熱回収を行うことが知られていた。
上述したような従来技術にあっては、まず高真空蒸発装
置にあっては、 (1)  凝縮器型の蒸発装置では、冷凍機が必要で所
要動力が大きく、また多量の冷却水を必要とする。
(2)圧縮ヒートポンプ式の低温蒸発装置では、所要動
力の大きい圧縮機が必要で騒音が大きく、運転にも管理
の専任者が必要であり、余剰熱の除去を行なわなければ
ならない。また高圧ガス取扱いについて法の規制をうけ
る。
また、吸収器によって熱回収するには、(1)温水とし
ての取出しKは、熱交換器の総括伝熱係数U値が小さい
ため、加熱缶及び吸収器内熱交換器の伝熱面積が大きく
なり、一方、熱交換の温度差を大きくとる必要があり、
熱回収温度が低くなる。
(2)温水で取出したのちにフラッシュ缶で蒸気に置換
するものでは、別個のフラッシュ缶の設置が必要であり
、循環量を多くしなければならない。
等の問題があり、一長一短であって、総括的な解決が望
まれていた。
問題点を解決するための手段 本発明では吸収器に用いる吸収剤を沸点上昇の高い硫酸
、苛性ソーダとすることによって蒸発装置からの水蒸気
を高温で吸収する。そのために、(1)低温の蒸気の熱
から高温の熱を回収できて、圧縮機の設置を不要とする
。また、(2)吸収器内での吸収剤はワンス・スルーで
供給し、希釈液として取出しそのまま他の用途に供する
こととしているから、吸収ヒートポンプサイクルの形成
にあたって、第2種吸収ヒートポンプのよ5に、希釈液
の濃縮、循環を必要とせず、濃縮のためのエネルギーを
不要としている。さらに、(3)吸収器の構成を、水の
循環によってシェルとチューブ内との熱交換器を形成し
、直接水蒸気を発生させて熱回収し、一方、除去水蒸気
の吸収による吸収液の凝縮熱、希釈熱は、チューブ管壁
の内外両面において熱交換させるようにし、従来形式の
吸収器における熱回収の上記諸問題を回避できるように
した。
上記した3点の改善により、全体として効率の高い高真
空蒸発装置を完成させている。゛実施例 以下本発明を図面に示す実施例のフロー図にもとづいて
詳細に説明する。
図において10は蒸発装置であって、蒸発缶11と加熱
缶12を有し、蒸発缶11と加熱缶12の間に循環ポン
プ13を有する循環管路を形成し、対象とする被処理浪
人を蒸発させ水蒸気を発生している。加熱缶12は熱交
換器として形成され、上部人口14に加熱蒸気を導き、
下部出口15からドレンな取り出し、蒸発で得られた処
理液は下部液室16から濃縮液Pなどとして回収される
。17はセパレータであってその頂部18から水蒸気V
、が取出され、吸収器20に送られる。Sはスタート用
蒸気である。
吸収器20は本発明の主部であって、吸収器と蒸発器の
2重の機能をもつように構成されている。まず蒸発器と
してはシェル21と多数のチューブ22、・22とから
なる管内液膜流下式の熱交換器を形成している。即ち、
下部の液室23と上部240間には水循環ポンプ25を
有する循環管路C□が形成され、液室23上部の排気口
26はセパレータ27を介して前記加熱缶12の上部人
口14に管V、によって接続され、セパレータ1Tの頂
部18からの水蒸気管路V□がシェル21下部の給気口
2Bに接続されて、蒸発蒸気V、を熱源とする循環水の
蒸発器として機能する。なお、上記液室23には加熱缶
12からのドレン15とセパレータ27のドレンの接続
管19が接続されて水の閉サイクルを形成している。
次に吸収器としての構成についてのべる。吸収室30は
前記チューブ22の上下の管板29.29の中間部に形
成され、下部排液口31と上部給液口32との間に管路
C3を接続し、循環ポンプ33を有して吸収剤Sの原液
槽からポンプを経て注入される吸収液を循環させ、希釈
液りを逐次取り出す。34は液溜めのタンクである。3
5は吸収室30の上部に設けた仕切板であって、給液口
32の高さとの間に吸収液の液層36を形成し、仕切板
37を貫通するチューブ22.22の周囲の小間隙37
.3Tから吸収剤を滴下させるようにして管外液膜流下
式熱交換器を形成すると同時に濡れ壁式吸収器を形成し
ている。
上記構成によって、吸収器20はシェル21内において
チューブ22の内壁面と外壁面の両管壁面における熱交
換器を形成したことを特徴としている。
次に40は真空発生装置であって、41はブースター、
42は凝縮器、43は冷却水、44は復水であり、vp
は真空ポンプである。真空発生装置40は前記吸収蒸発
器20の上部排気口45と管路v8によって接続されて
おり、吸収器20.管路v1を通じて蒸発缶11Vcも
連通していて蒸発装置10の真空系を構成し高真空を達
成している。
作用 本発明の作用を好適な実施例の運転の説明によって述べ
る。
蒸発装置10に導かれる被処理液Aは加熱缶12におい
て熱交換によって加熱され、循環ポンプ13によって蒸
発缶11との間に循環される間に真空下で蒸発させられ
水蒸気V□は吸収器20に吸引され、蒸発装置が濃縮装
置である場合には処理液は濃縮され回収液Pとして取出
される。
以下において装置の構成に示された管路の符号はそのま
まそこを通過する流体をも示すこととする。
水蒸気Tutは吸収器20のシェル内に給気口2Bから
吸引され、吸収室30部分において循環する吸収剤に吸
収される。この吸収はチューブ22の外面を流下する吸
収液を希釈させ、凝縮熱、希釈熱を発生させてチューブ
22を外面から加熱するとともに、吸収剤は希釈液とな
って下部の液溜めのタンク34に溜り、管路C。
を循環し、適宜に希釈液りとして抜出され、ワンス・ス
ルーの使い方をして他工程に送られる。
吸収剤Sとしては沸点上昇の高い硫酸、苛性ソーダが選
ばれ、その循環系は蒸発器としての水の循環系とはチュ
ーブ22の内外において全く独立している。
一方、吸収器20は循環する沸点温度の水C1を蒸発さ
せる。即ち、シェル21内の吸収液C!は水蒸気v1を
吸収し、凝縮熱、希釈熱によってチューブ22を外面か
ら加熱してその管壁内面において流下する循環水C1を
加熱し、水を蒸発させ、排気口26から水蒸気V、が取
出されて蒸発装置10へ送られる。
この水蒸気V、は蒸発装置10の加熱缶12の加熱側に
送られて、蒸発器!1Gの被処理浪人の蒸発用熱源とな
る。即ち、蒸発装置10はその加熱缶12に自己庫気の
熱を熱源として供給するように゛なっている。
なお、被処理液入の蒸発蒸気中および、吸収剤から蒸発
する不凝縮性のガスは真空発生装置40に管路v1で引
かれて排出される〇ここで前述の蒸発装置10において
、被処理液入の温度を15℃、蒸発装置の内圧を10T
orrとして100 Kg/hrの蒸発が行われるとき
、吸収室30の内圧を9.8 Torr  とし、ワン
ス・スルーで供給される吸収液に吸収される。すなわち
、吸収剤は98 wt%の濃硫酸であって原液槽+4か
ら184 Ky/hrで供給され、38℃で20)ン/
hr の循環流量の吸収液によって63、8 wt%に
希釈される。この吸収液は逐時蒸気v1を吸収し、下方
では63.5wt1ljlC希釈されるとともに凝縮熱
、希釈熱で管内の水を加熱蒸発させ、同時に吸収液自体
は管内の水の蒸発により冷却されて、37℃となって合
計284に4/h rの系外から入ってきた全量が希釈
された硫酸として取り出され、残りは循環使用される。
一方、この間に吸収器20のチューブ22内の循環水は
40 Torr  の低真空において沸点温度34℃か
ら蒸発させられて蒸気V、として加熱缶12に送られる
発明の効果 本発明は上述のように構成されているから、高真空での
蒸発装置から発生する水蒸気を排出除去する第1の目的
を達成し、併せて水蒸気の持つ熱エネルギーを蒸発装置
の加熱源として自己蒸気による吸収式ヒートポンプとす
る第2の目的をも達成した。本発明によれば、装置の全
体は圧縮機、フラッシュ缶などの付属機器を必要とせず
、それらの運転動力を要することがなく、熱エネルギー
面では低温の熱から高温の熱が回収でき、吸収器で直接
水蒸気を発生させることによって、U値が高くなり、吸
収器内の温度差が小さくとれ、高温の熱を回収できる。
また、冷却水が不要なばかりでなく、吸収剤を再生濃縮
することなく、ワンス・スルーで利用しているため、従
来の第2種ヒートポンプに比較して熱回収率(成績係数
)が2倍となっている。
さらに、希釈昇温された吸収液の熱を水蒸気に置換して
いるため、安全性が高く、食品、医薬品等の蒸発装置に
適用ができ、一方、加熱缶における熱交換の効率がよく
伝熱面積が小さくてよい副次効果も得られている。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の蒸発装置の実施例をフロー図で示すもの
である。 10・・・・・・蒸発装置    11・・・・・・蒸
発缶12・・・・・・加熱缶     13・・・・・
・循環ポンプ1T・・・・・・セパレータ   19・
・・・・・水の管路A・・・・・・被処理液     
P・・・・・・回収液20・・・・・・吸収器21・・
・・・・シェル22・・・・・・チューブ    25
・・・・・・循環ポンプ26・・・・・・排気口   
  2B・・・・・・給気口2T・・・・・・セパレー
タ   C1・・・・・・循環管路C2・・・・・・循
環管路     S・・・・・・原液D・・・・・・希
釈液

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)蒸発装置と、その蒸発缶に接続される真空発生装
    置と、これらを接続する真空系に設けられる吸収器とか
    らなり、該吸収器はシェルと多数のチューブを有して熱
    交換器を形成するとともに吸収剤の注入口と希釈液の取
    出口を有する吸収液の循環管路および閉サイクルの水の
    循環管路を有しており、シェル内は蒸発装置の蒸発缶に
    接続され、チューブ側は加熱缶に接続されて吸収器で発
    生する水蒸気を自己熱源として使用することを特徴とす
    る高真空蒸発装置。
  2. (2)吸収剤は高濃度の硫酸または苛性ソーダである特
    許請求の範囲第1項に記載の蒸発装置。
  3. (3)シェルと多数のチューブを有して熱交換器を形成
    した吸収器であつて、該吸収器はその下部と上部の間に
    水の循環管路を有して管内液膜流下量の熱交換器を形成
    するとともにチューブ上部と下部の間のシェル内に吸収
    室を形成してその下部と上部の間に吸収剤の注入口と希
    釈液の取出口とを有する吸収液の循環管路を有し、吸収
    剤は吸収器内においてチューブ外面を流下させられ、シ
    ェルには水蒸気の給排口が設けられて供給蒸気の吸収に
    より吸収剤が発生する凝縮熱希釈熱により、チューブ内
    の循環水に対して管外液膜流下型の熱交換器を形成して
    いることを特徴とする吸収器。
JP60140580A 1985-06-28 1985-06-28 高真空蒸発装置とそれに使用する吸収器 Pending JPS624402A (ja)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5697501A (en) * 1979-12-21 1981-08-06 Butsukau Eeru Uorufuku Ag Masc Multistage evaporator with collected heat recovery system
JPS59225270A (ja) * 1983-06-03 1984-12-18 三菱電機株式会社 物質移動熱交換装置
JPS626674B2 (ja) * 1980-07-31 1987-02-12 Sharp Kk

Patent Citations (3)

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