(57)【要約】【課題】低エネルギー且つ高効率で混合液体を分離可能であり、さらに分離精度及び処理量に優れる混合液体の分離装置および混合液体の分離方法を提供すること。【解決手段】チャンバ１２（容器の一例）と、チャンバ１２内に第１の液体と該第１の液体よりも高い沸点を有する第２の液体とを含む混合液体Ｌを噴霧する複数の噴霧ノズル８と、第１の液体の沸点よりも高い温度の加熱ガスＨをチャンバ１２内に供給してチャンバ１２内の第１の液体を気化させる加熱ガス供給器１３（加熱ガス供給手段の一例）と、チャンバ１２内から排出された気体状態の第１の液体を含む混合ガスから第２の液体を分離する分離器（分離手段の一例）と、を分離装置１００が有すること。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器と、
前記容器内に第１の液体と前記第１の液体よりも高い沸点を有する第２の液体とを含む混合液体を噴霧する複数の噴霧ノズルと、
前記第１の液体の沸点よりも高い温度の加熱ガスを前記容器内に供給して前記容器内の第１の液体を気化させる加熱ガス供給手段と、
前記容器内から排出された気体状態の前記第１の液体を含む混合ガスから第２の液体を分離する分離手段と、
を有する混合液体の分離装置。
【請求項２】
前記噴霧ノズルのノズル口を清掃する清掃手段と、
前記清掃手段の作動及び停止と前記噴霧ノズルの噴霧及び噴霧停止を制御し、一つ以上の前記噴霧ノズルを噴霧状態にさせながら残りの前記噴霧ノズルを噴霧停止状態にさせて噴霧停止状態の前記噴霧ノズルのノズル口を前記清掃手段で清掃させる制御手段と、
を有する請求項１に記載の混合液体の分離装置。
【請求項３】
前記噴霧ノズルの噴霧圧力を検知して検知信号を前記制御手段に送信する圧力検知手段を有し、
前記制御手段は、前記圧力検知手段から受信した前記検知信号が所定値以上の前記噴霧ノズルを噴霧停止状態にさせて前記ノズル口を前記清掃手段で清掃させる請求項２に記載の混合気体の分離装置。
【請求項４】
前記清掃手段は、加圧気体を供給する加圧気体供給源と、前記加圧気体を前記ノズル口へ向って噴射させるための噴射配管と、を有する請求項２または請求項３に記載の混合気体の分離装置。
【請求項５】
前記容器の上部に前記ノズル口が配置され、
前記容器の下部に前記混合ガスを前記分離手段へ排出するための排出口が設けられている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の混合液体の分離装置。
【請求項６】
前記ノズル口の周囲に前記加熱ガス供給手段のガス供給口が配置されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の混合液体の分離装置。
【請求項７】
前記容器内に供給される前記加熱ガスの温度が、前記第１の液体の沸点よりも高く且つ前記第２の液体の沸点よりも低い請求項１〜６のいずれか１項に記載の混合液体の分離装置。
【請求項８】
前記分離器には、前記混合ガスを冷却し、前記混合ガスから前記第２の液体を分離する冷却手段が設けられている請求項１〜７のいずれか１項に記載の混合液体の分離装置。
【請求項９】
第１の液体と前記第１の液体よりも高い沸点を有する第２の液体とを含む混合液体を複数の噴霧ノズルを用いて容器内に噴霧する噴霧工程と、
前記第１の液体の沸点よりも高い温度の加熱ガスを前記容器内に供給し、前記容器内に噴霧された前記混合液体と前記加熱ガスとを接触させて前記第１の液体を気化させる気化工程と、
気化した前記第１の液体を含む混合ガスを前記容器から排出させる排出工程と、
前記混合ガスから前記第２の液体を分離する分離工程と、
を含む混合液体の分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混合液体の分離に用いられる混合液体の分離装置および混合液体の分離方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、混合液体から一方の液体を回収するための液−液分離方法としては、蒸留や浸透膜を用いた方法が中心であった。しかし、例えば蒸留の場合、加熱面と蒸発面とが異なり、また、加熱される液体中で対流が生じるなどエネルギーロスがあり、加熱エネルギーから蒸発エネルギーへの変換効率に優れているとはいえない。また、一般的に蒸留で目的物質を分離するためには、混合液体中の目的物質の濃度が１０％程度であることが望ましい。さらに浸透膜を用いての目的物質の抽出では高濃度溶液を得ることが難しく、更なる工程が必要となる。このため、これら液−液分離方法は、エネルギー単位量当たりの効率が悪く時間を要する上、分離精度が低いといった問題があった。また、更に大きな設備を必要とすることも多いといった難点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】中国特許出願公開第１０１２２４９３３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、一方の液体に対して他方の液体が極微量含まれている場合、上述の問題に加えて、蒸留等においては分離作業自体が困難な場合も多い。このような場合に、例えば、ナノ濾過部材等を用い、濃縮・乾燥等をおこなって、濃度９５〜９９％程度のイオン液体の濃縮液を回収する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
しかし、このような回収方法であっても、当初イオン液体（第１回目の回収物）の組成質量濃度が３０％程度と十分ではなく、より効率的に混合液体中から所定の液体を回収できる分離方法が求められている。
【０００６】
本発明は、前記問題を解決すべく成されたもので、低エネルギー且つ高効率で混合液体を分離可能であり、さらに分離精度及び処理量に優れる混合液体の分離装置および混合液体の分離方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様の混合液体の分離装置は、容器と、前記容器内に第１の液体と前記第１の液体よりも高い沸点を有する第２の液体とを含む混合液体を噴霧する複数の噴霧ノズルと、前記第１の液体の沸点よりも高い温度の加熱ガスを前記容器内に供給して前記容器内の第１の液体を気化させる加熱ガス供給手段と、前記容器内から排出された気体状態の前記第１の液体を含む混合ガスから第２の液体を分離する分離手段と、を有する。
【０００８】
第１の態様の混合液体の分離装置では、第１の液体と当該第１の液体よりも高い沸点を有する第２の液体とを含む混合液体を噴霧ノズルから容器内に噴霧する場合に、例えば、混合液体の液滴を２０μｍ程度にすることができる。液滴の粒径が２０μｍ程度であると、１リットルの液体に換算した場合には、その表面積はおおよそ３０００ｃｍ２程度となる。このように噴霧ノズルから噴霧された混合液体は、容器内に供給された第１の液体の沸点よりも高い温度の加熱ガスと接触して、低エネルギー且つ短時間で第１の液体が気化される。
【０００９】
そして、気化した第１の液体を含む混合ガスは、容器内から排出され、分離手段において第２の液体が分離される。このため、例えば、第１の液体中に極少量の第２の液体が含まれている場合であっても、高い効率で第２の液体を回収することができる。
【００１０】
また、第１の態様の混合液体の分離装置では、混合液体を複数の噴霧ノズルから同時に噴霧することができるため、単位時間当たりの混合液体の噴霧量を増加させることができる。このように単位時間当たりの混合液体の噴霧量を増加させることで、結果として、第１の液体から第２の液体を分離する分離処理の処理量が向上する。すなわち、上記混合液体の分離装置は、例えば、噴霧ノズルが一つのみのものと比べて、分離処理の処理量に優れる。
【００１１】
本発明の第２の態様の混合液体の分離装置は、第１の態様の混合液体の分離装置において、前記噴霧ノズルのノズル口を清掃する清掃手段と、前記清掃手段の作動及び停止と前記噴霧ノズルの噴霧及び噴霧停止を制御し、一つ以上の前記噴霧ノズルを噴霧状態にさせながら残りの前記噴霧ノズルを噴霧停止状態にさせて噴霧停止状態の前記噴霧ノズルのノズル口を前記清掃手段で清掃させる制御手段と、を有する。
【００１２】
第２の態様の混合液体の分離装置では、制御手段が、一つ以上の噴霧ノズルを噴霧状態にさせながら残りの噴霧ノズルを噴霧停止状態にさせて噴霧停止状態の噴霧ノズルのノズル口を清掃手段で清掃させることから、噴霧ノズルの清掃時に一つ以上の噴霧ノズルが噴霧状態となるため、混合液体の分離処理を連続して行なうことができる（すなわち、連続運転をすることができる）。
【００１３】
本発明の第３の態様の混合液体の分離装置は、第２の態様の混合液体の分離装置において、前記噴霧ノズルの噴霧圧力を検知して検知信号を前記制御手段に送信する圧力検知手段を有し、前記制御手段は、前記圧力検知手段から受信した前記検知信号が所定値以上の前記噴霧ノズルを噴霧停止状態にさせて前記ノズル口を前記清掃手段で清掃させる。
【００１４】
例えば、噴霧ノズルのノズル口に混合液体が付着して固化した場合、噴霧ノズルの噴霧圧力が上昇するため、検知手段からの検知信号が所定値以上となる。
ここで、第３の態様の混合液体の分離装置では、制御手段が、圧力検知手段から受信した検知信号が所定値以上の噴霧ノズルを噴霧停止状態にさせてノズル口を清掃手段で清掃させる。これにより、個々の噴霧ノズルの噴霧効率の低下を抑制することができる。
【００１５】
本発明の第４の態様の混合液体の分離装置は、第２または第３の態様の混合液体の分離装置において、前記清掃手段は、加圧気体を供給する加圧気体供給源と、前記加圧気体を前記ノズル口へ向って噴射させるための噴射配管と、を有する。
【００１６】
第４の態様の混合液体の分離装置では、加圧気体供給源から供給された加圧気体をノズル口に向って噴射してノズル口を清掃することから、ノズル口に傷を付けることなく清掃することができる。
【００１７】
本発明の第５の態様の混合液体の分離装置は、第１〜第４の態様のいずれか一態様の混合液体の分離装置において、前記容器の上部に前記ノズル口が配置され、前記容器の下部に前記混合ガスを前記分離手段へ排出するための排出口が設けられている。
【００１８】
第５の態様の混合液体の分離装置では、ノズル口を容器の上部に配置し、排出口を容器の下部に設けていることから、ノズル口から噴霧された混合液体が排出口に到達するまでの容器内における滞留時間が長くなる。これにより、噴霧された混合液体と加熱ガスとの接触時間が長くなり、噴霧された混合液体中の第１の液体が確実に気化される。結果、混合液体の分離精度が向上する。
【００１９】
本発明の第６の態様の混合液体の分離装置は、第１〜第６の態様のいずれか一態様の混合液体の分離装置において、前記ノズル口の周囲に前記加熱ガス供給手段のガス供給口が配置されている。
【００２０】
第６の態様の混合液体の分離装置では、ノズル口の周囲にガス供給口を配置していることから、ノズル口から噴霧された混合液体にガス供給口から供給される加熱ガスを接触させやすく、噴霧された混合液体中の第１の液体を効率よく気化させることができる。
【００２１】
本発明の第７の態様の混合液体の分離装置は、第１〜第６の態様のいずれか一態様の混合液体の分離装置において、前記容器内に供給される前記加熱ガスの温度が、前記第１の液体の沸点よりも高く且つ前記第２の液体の沸点よりも低い。
【００２２】
第７の態様の混合液体の分離装置では、噴霧ノズルから噴霧された混合液体に、第１の液体の沸点よりも高く且つ第２の液体の沸点よりも低い温度の加熱ガスを接触させることで、低エネルギー且つ短時間で第１の液体を気化させつつ、更に、効率よく第１の液体と第２の液体とを分離させることができる。
【００２３】
また、容器の排出口における混合ガスの温度（以下、「出口温度」と称することがある。）を、第１の液体を気化した状態に保つことが出来るように設定することができる。このように出口温度を設定することで、混合ガスが容器から排出される際に、第１の液体を気化した状態で維持することができる。当該出口温度は、第１及び第２の液体の沸点や排出口付近におけるガスの流速によって適宜設定することができるが、例えば、第１の液体の沸点よりも高く且つ第２の液体の沸点よりも低いように設定することもできる。
【００２４】
本発明の第８の態様の混合液体の分離装置は、第１〜第７の態様のいずれか一態様の混合液体の分離装置において、前記分離器には、前記混合ガスを冷却し、前記混合ガスから前記第２の液体を分離する冷却手段が設けられている。
【００２５】
第８の態様の混合液体の分離装置では、分離器に設けられた冷却手段で混合ガスを冷却することで、混合ガスから第２の液体を分離することができる。例えば、液体状態のままの第２の液体と気化した第１の液体を含む混合ガスとが同時に容器から排出された際に、混合ガスと第２の液体とを分離させることができる。
【００２６】
本発明の第９の態様の混合液体の分離方法は、第１の液体と前記第１の液体よりも高い沸点を有する第２の液体とを含む混合液体を複数の噴霧ノズルを用いて容器内に噴霧する噴霧工程と、前記第１の液体の沸点よりも高い温度の加熱ガスを前記容器内に供給し、前記容器内に噴霧された前記混合液体と前記加熱ガスとを接触させて前記第１の液体を気化させる気化工程と、気化した前記第１の液体を含む混合ガスを前記容器から排出させる排出工程と、前記混合ガスから前記第２の液体を分離する分離工程と、を含む。
【００２７】
第９の態様の混合液体の分離方法では、第１の液体と当該第１の液体よりも高い沸点を有する第２の液体とを含む混合液体を噴霧ノズルから容器内に噴霧する場合に、例えば、混合液体の液滴を２０μｍ程度にすることができる。液滴の粒径が２０μｍ程度であると、１リットルの液体に換算した場合には、その表面積はおおよそ３０００ｃｍ２程度となる。このように噴霧ノズルから噴霧された混合液体は、容器内に供給された第１の液体の沸点よりも高い温度の加熱ガスと接触して、低エネルギー且つ短時間で少なくとも第１の液体が気化される。そして、気化した第１の液体を含む混合ガスは、容器内から排出され、分離手段において混合ガスから第２の液体が分離される。このため、例えば、第１の液体中に極少量の第２の液体が含まれている場合であっても、高い効率で第２の液体を回収することができる。
【００２８】
また、上記混合液体の分離方法では、混合液体を複数の噴霧ノズルから同時に噴霧することができるため、単位時間当たりの混合液体の噴霧量を増加させることができる。このように単位時間当たりの混合液体の噴霧量を増加させることで、結果として、第１の液体から第２の液体を分離する分離処理の処理量が向上する。すなわち、上記混合液体の分離方法は、例えば、噴霧ノズルを一つのみ使用するものと比べて、分離処理の処理量に優れる。
【００２９】
本発明の第１０の態様の混合液体の分離装置は、第１〜第８の態様のいずれか一態様の混合液体の分離装置において、前記第１の液体及び前記第２の液体の少なくとも一方が、無機溶媒及び有機溶媒のいずれか一方の溶媒である。
【００３０】
第１０の態様の混合液体の分離装置では、第１の液体及び第２の液体の少なくとも一方が溶媒である場合でも、第１の液体と第２の液体とを分離することができる。
【００３１】
また、第１の液体及び第２の液体の両者を溶媒とする際には、それぞれ沸点の異なる溶媒を用いることとなる。これにより、例えば、第１の溶媒／第２の溶媒の混合液体を、第１の溶媒と第２の溶媒とに分離することができる。
【００３２】
本発明の第１１の態様の混合液体の分離装置は、第１〜第８、第１０の態様のいずれか一態様の混合液体の分離装置において、前記第１の液体及び前記第２の液体は、一方が有機溶媒であり、他方が水である。
【００３３】
第１１の態様の混合液体の分離装置では、有機溶媒／水の混合液体を水と有機溶媒とに分離することができる。
【００３４】
本発明の第１２の態様の混合液体の分離装置は、第１１の態様の混合液体の分離装置において、前記有機溶媒がイオン液体である。
【００３５】
第１２の態様の混合液体の分離装置では、例えば、イオン液体／水の混合液体をイオン液体と水とに分離することができる。
【発明の効果】
【００３６】
以上説明したように、本発明の混合液体の分離装置及び混合液体の分離方法によれば、低エネルギー且つ高効率で混合液体を分離することができ、さらに分離精度及び処理量に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】第１実施形態の混合液体の分離装置の構成を示す概略構成図である。
【図２】図１に示す混合液体の分離装置の複数の噴霧ノズルに混合液体及び加圧空気を供給し、複数の噴霧ノズルからチャンバ内へ混合液体をそれぞれ噴霧する動作を説明する動作説明図である。
【図３】図１に示す混合液体の分離装置の一方の噴霧ノズルのノズル口を清掃しつつ、他方の噴霧ノズルからチャンバ内へ混合液体を噴霧する動作を説明するための、動作説明図である。
【図４】図３の矢印４Ｘ部の拡大図である。
【図５】第１実施形態の混合液体の分離方法の流れを説明するためのフローチャートである。
【図６】第１実施形態の混合液体の分離装置の変形例を示し、複数の噴霧ノズルからチャンバ内へ混合液体をそれぞれ噴霧している状態を示す、噴霧ノズル及びチャンバの部分断面図である。
【図７】第１実施形態の混合液体の分離装置の噴霧ノズルの変形例を示し、変形例の噴霧ノズルからチャンバ内へ混合液体を噴霧している状態を示す、変形例の噴霧ノズル周辺の部分断面図である。
【図８】図７の変形例の噴霧ノズルのノズル口を清掃している状態を示す、変形例の噴霧ノズル周辺の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明に係る第１実施形態の混合液体の分離装置及び混合液体の分離方法を図１〜５に基づいて説明する。
【００３９】
図１には、第１実施形態の混合液体の分離装置の全体構成が示されている。また、図５には、第１実施形態の混合液体の分離装置によって実施される混合液体の分離方法の流れを説明するためのフローチャートが示されている。
【００４０】
図１に示すように、混合液体の分離装置（以下、「分離装置」という）１００は、第１の液体とこの第１の液体と沸点の異なる第２の液体とを含む混合液体Ｌから一方の液体（本実施形態では第２の液体）を分離するための装置である。
なお、図１では、後述する噴霧ノズル８の構成、噴霧ノズル８に混合液体Ｌや加圧空気Ａを供給する構成、及び、後述する制御装置３０などの記載を一部省略し、詳細を図２に示している。
【００４１】
分離装置１００は、容器の一例としてのチャンバ１２と、このチャンバ１２内に混合液体Ｌを同時に噴霧可能な複数（本実施形態では２つ）の噴霧ノズル８と、チャンバ１２内に第１の液体の沸点よりも高い温度の加熱ガスＨを供給し当該加熱ガスＨと噴霧された混合液体ＬＭとを接触させて第１の液体を気化させる加熱ガス供給手段の一例としての加熱ガス供給器１３と、気体の流れ方向の下流側（還元すれば、分離工程の下流側）で気体を吸引する吸引手段の一例としてのブロワ１０と、ブロワ１０の気体吸引によりチャンバ１２内から排出された気体状態の第１の液体を含む混合ガスＧから第２の液体を分離する分離手段の一例としての分離器１６と、分離器１６の分離作用により混合ガスＧから分離された第２の液体を回収する回収容器１８と、を含んで構成されている。なお、混合液体Ｌについては後述する。
【００４２】
また、図２に示すように、分離装置１００は、噴霧ノズル８のノズル口８Ａを清掃するための清掃手段の一例としての清掃装置４０と、噴霧ノズル８からの混合液体Ｌの噴霧及び噴霧停止及び清掃装置４０の作動及び停止を制御する制御手段の一例としてのコントローラ３０と、を有している。
【００４３】
噴霧ノズル８は、金属材料を略円筒状に形成したものである。また、噴霧ノズル８は、図２に示すように、チャンバ１２の上部に設けられた蓋部１２Ｂに後述する加熱ガス供給器１３を介して取り付けられている。このため、ノズル口８Ａがチャンバ１２の上部に配置されている。また、噴霧ノズル８は、加熱ガス供給器１３に着脱可能に装着されている。なお、噴霧ノズル８の加熱ガス供給器１３への装着構造としては、例えば、噴霧ノズル８の外周に形成された螺合部を上記加熱ガス供給器１３の所定位置に形成された被螺合部に螺合させて装着させる構造など、種々の装着構造を用いることができる。
【００４４】
図２に示すように、噴霧ノズル８のノズル口８Ａ側に対して反対側には、液体（本実施形態では、後述する混合液体Ｌである）と気体（本実施形態では、後述する加圧空気Ａである）を混合する混合器９が設けられている。この混合器９で加圧空気Ａと混合された混合液体Ｌは、霧状（換言すれば、微細な液滴）となり、噴霧ノズル８の内部流路を通ってノズル口８Ａからチャンバ１２内へ噴霧される。
【００４５】
なお、本実施形態の噴霧ノズル８は、加圧空気Ａと混合液体Ｌを用いる二流体方式のノズル構造であるが、混合液体Ｌのみを用いる一流体方式のノズル構造であってもよく、それ以外のノズル構造であってもよい。
【００４６】
図２に示すように、本実施形態では、ノズル口８Ａが下向きに配置されるため、噴霧ノズル８の混合液体Ｌの噴霧方向は下向きとなっている。なお、図２の矢印Ｕは分離装置１００の上方を示し、矢印Ｄは分離装置１００の下方を示している。
【００４７】
図２に示すように、混合器９には、混合液体（第１の液体と第２の液体とを含む液体）Ｌを収容した試料容器２から延びる液体供給配管３が接続されている。この液体供給配管３には、送液ポンプ４が設けられている。この送液ポンプ４が作動すると、試料容器２内の混合液体Ｌが液体供給配管３を通って混合器９に送られるようになっている。
【００４８】
上記液体供給配管３について具体的に説明する。
液体供給配管３は、試料容器２から延びる主管３Ａと、主管３Ａから複数（本実施形態では２つ）に分岐する分岐管３Ｂとで構成されている。これらの分岐管３Ｂが各噴霧ノズル８の混合器９に接続されている。なお、送液ポンプ４は、主管３Ａ沿いに設けられている。
【００４９】
また、主管３Ａと分岐管３Ｂとの接続部分には電磁弁（例えば、三方電磁弁など）３２が配置されている。言い換えると、主管３Ａと分岐管３Ｂは、電磁弁３２にそれぞれ接続され、この電磁弁３２を介して各々が連結されている。この電磁弁３２は、主管３Ａとすべて（本実施形態では２つ）の分岐管３Ｂを連結（全開）、主管３Ａといずれか一方の分岐管３Ｂを連結、または、主管３Ａとすべての分岐管３Ｂを非連結（全閉）する合計４パターンに連結状態を切り替えられるようになっている。また、電磁弁３２は、コントローラ３０によって制御されており、コントローラ３０が選択した連結パターンに切り替えられる。
【００５０】
また、混合器９には、加圧気体供給源の一例としてのコンプレッサ４２から延びる気体供給配管７が接続されている。この気体供給配管７には、圧力調整用のニードル弁６が設けられている。コンプレッサ４２が作動すると、加圧空気Ａが気体供給配管７を通って混合器９に送られるようになっている。
【００５１】
上記気体供給配管７について具体的に説明する。
気体供給配管７は、コンプレッサ４２から延びる主管７Ａと、主管７Ａから複数（本実施形態では２つ）に分岐する分岐管７Ｂとで構成されている。これらの分岐管７Ｂが各噴霧ノズル８の混合器９に接続されている。なお、ニードル弁６は、分岐管７Ｂ沿いに設けられている。
【００５２】
また、主管７Ａと分岐管７Ｂとの接続部分には電磁弁（例えば、三方電磁弁など）３４が配置されている。言い換えると、主管７Ａと分岐管７Ｂは、電磁弁３４にそれぞれ接続され、この電磁弁３４を介して各々が連結されている。この電磁弁３４は、主管７Ａとすべて（本実施形態では２つ）の分岐管７Ｂを連結（全開）、主管７Ａといずれか一方の分岐管７Ｂを連結、または、主管７Ａとすべての分岐管７Ｂを非連結（全閉）する合計４パターンに連結状態を切り替えられるようになっている。また、電磁弁３４は、コントローラ３０によって制御されており、コントローラ３０が選択した連結パターンに切り替えられる。
【００５３】
分岐管７Ｂには、ニードル弁６と混合器９との間に検知手段の一例としての圧力センサ３６が設けられている。この圧力センサ３６は、分岐管７Ｂ内の圧力を検知し検知信号Ｋをコントローラ３０に送信するようになっている。なお、分岐管７Ｂ内の圧力は、噴霧ノズル８の噴霧圧力に比例するため、本実施形態では、分岐管７Ｂ内の圧力を「噴霧圧力」として説明する。
【００５４】
ノズル口８Ａの径（ノズル径）は、所望の液滴の粒径に合わせて適宜選択することができる。ノズル径としては、例えば、４００〜７００μｍが好ましく、５００〜７００μｍが更に好ましい。
また、噴霧された混合液体ＬＭの液滴の粒径としては、特に限定はないが、２０〜７００μｍが好ましく、４００〜５００μｍが更に好ましい。なお、噴霧ノズル８のノズル径や噴霧圧力などは、噴霧された混合液体ＬＭの液滴の粒径を基準に適宜設定することができる。
【００５５】
なお、ノズル口８Ａの目詰まりや噴霧効率を高めるために、液体供給配管３を構成する主管３Ａ及び分岐管３Ｂの少なくとも一方に混合液体Ｌ中の不純物や固形物を除去するためのフィルターを設けてもよい。
【００５６】
図１に示すように、複数の噴霧ノズル８から混合液体Ｌがチャンバ１２内に噴霧されることで、本発明の混合液体の分離方法における噴霧工程が実施される（図５参照）。
【００５７】
図２に示すように、チャンバ１２の上部には、加熱ガス供給器１３が接続されている。この加熱ガス供給器１３の加熱ガス供給路１４は、噴霧ノズル８を中心としてその周りを加熱ガスＨが流通できるように構成されている。
具体的には、加熱ガス供給路１４を構成する配管部材の先端側（チャンバ１２側）は、天井部（上部）が形成された円筒状とされ、天井部を噴霧ノズル８が挿通し、下部がチャンバ１２内に開放されてガス供給口１４Ａを構成している。この構成により、加熱ガス供給路を流通する加熱ガスＨにより噴霧ノズル８及びその周囲が加熱される。この加熱により、噴霧ノズル８を伝って内部流路を流通する混合液体Ｌが加熱される。
【００５８】
また、ガス供給口１４Ａは、ノズル口８Ａと同じ向き（すなわち下向き）となるように、ノズル口８Ａの周囲に配置されている。具体的には、ガス供給口１４Ａは、ノズル口８Ａの周囲を囲うように円環状に開口している。
【００５９】
図１に示すように、加熱ガス供給路１４内には、ヒータ１５が設けられている。このヒータ１５は、チャンバ１２内に供給する加熱ガスＨを所望の温度に加熱するためのものである。なお、本実施形態では、加熱ガス供給路１４内の加熱ガスＨを加熱するためにヒータ１５を設ける加熱構造を用いているが、本発明はこの加熱構造に限定されず、加熱ガスＨを所望の温度にまで加熱できれば他の加熱構造を用いてもよい。例えば、加熱ガス供給路１４内に公知の電熱線等を配置して加熱ガスＨを加熱する加熱構造を用いてもよい。
【００６０】
また、加熱ガス供給路１４内には、温度センサ２０が設けられている。この温度センサ２０は、ヒータ１５で加熱された加熱ガス供給路１４中の加熱ガスＨの温度（入口温度）をモニタリングするものである。
なお、本実施形態では、第１の液体の沸点よりも高い温度に加熱ガスＨを加熱している。具体的には、加熱ガスＨの温度は、第１の液体の沸点よりも高く且つ第２の液体の沸点よりも低い温度とされている。
【００６１】
また、本実施形態では、噴霧ノズル８の数に合せて加熱ガス供給路１４のチャンバ１２側が複数に分岐されている。すなわち、すべての噴霧ノズル８は、加熱ガス供給路１４を流れる加熱ガスＨにより加熱されるようになっている。また、すべてのノズル口８Ａの周囲には、ガス供給口１４Ａが配置されるようになっている。
【００６２】
図２に示すように、チャンバ１２の蓋部１２Ｂには、気体供給配管７の主管７Ａから分岐して延びる噴射配管４４が挿通している。この噴射配管４４は、主管７Ａから分岐して延びる主管４４Ａと、主管４４Ａから複数（本実施形態では２つ）に分岐して蓋部１２Ｂを挿通する分岐管４４Ｂとで構成されている。これらの分岐管４４Ｂは噴射口がそれぞれのノズル口８Ａに対して水平となるように蓋部１２Ｂに支持固定されている。なお、分岐管４４Ｂの噴出口の向きは、ノズル口８Ａに付着した固化状態の混合液体Ｌを剥離（すなわち、ノズル口８Ａの清掃）できれば、どの方向を向いていても構わない。また、分岐管４４Ｂの噴出口の径は、加圧空気Ａを十分な圧力で噴出できる径であれば、どのような径でもよい。
【００６３】
また、主管４４Ａと分岐管４４Ｂとの接続部分には電磁弁（例えば、三方電磁弁など）３８が配置されている。言い換えると、主管４４Ａと分岐管４４Ｂは、電磁弁３８にそれぞれ接続され、この電磁弁３８を介して各々が連結されている。この電磁弁３８は、主管４４Ａとすべて（本実施形態では２つ）の分岐管４４Ｂを連結（全開）、主管４４Ａといずれか一方の分岐管４４Ｂを連結、または、主管４４Ａとすべての分岐管４４Ｂを非連結（全閉）する合計４パターンに連結状態を切り替えられるようになっている。また、電磁弁３８は、コントローラ３０によって制御されており、コントローラ３０が選択した連結パターンに切り替えられる。
【００６４】
なお、本実施形態では、コンプレッサ４２及び噴射配管４４によって清掃装置４０が構成されている。
【００６５】
また、本実施形態では、噴射配管４４の主管４４Ａが主管７Ａを介してコンプレッサ４２に接続される構成としているが、本発明はこの構成に限定されず、噴射配管４４の主管４４Ａを主管７Ａに接続せずに、コンプレッサ４２の他の接続口に接続する構成としてもよい。
また、コンプレッサ４２とは別のコンプレッサを設けてこのコンプレッサに噴射配管４４を接続する構成としてもよい。このように別のコンプレッサを設けた場合には、この別のコンプレッサと噴射配管４４で清掃装置４０が構成される。
【００６６】
図１に示すように、コントローラ３０は、電磁弁３２及び電磁弁３４にそれぞれ制御信号Ｓを送信して各連結パターンを切り替えることにより、各々の噴霧ノズル８からの混合液体Ｌの噴霧及び噴霧停止を制御することができる。また、コントローラ３０は、電磁弁３８に制御信号Ｓを送信して各連結パターンを切り替えることにより、各分岐管４４Ｂからの加圧空気Ａの噴出及び停止、すなわち、清掃装置４０の作動（清掃）及び停止を制御することができる。
【００６７】
また、コントローラ３０は、一つ以上の噴霧ノズル８を噴霧状態にさせながら残りの噴霧ノズル８を噴霧停止状態にさせて噴霧停止状態の噴霧ノズル８のノズル口８Ａを清掃装置４０で清掃させる、すなわち、ノズル口８Ａに向って加圧空気Ａを噴出させるように、各電磁弁３２、３４、３８を制御することができるようになっている。
【００６８】
具体的に説明すると、本実施形態のコントローラ３０は、図２に示すように、２つの噴霧ノズル８から同時に混合液体Ｌを噴霧している状態から、図３に示すように、一方の噴霧ノズル８を噴霧停止状態にしてノズル口８Ａを清掃装置４０で清掃しつつ、その清掃の間は他方の噴霧ノズル８から混合液体Ｌをチャンバ１２内に噴霧させられるようになっている。つまり、分離装置１００は連続運転が可能となっている。
【００６９】
また、コントローラ３０は、圧力センサ３６から受信した検知信号Ｋが所定値以上の噴霧ノズル８を噴霧停止状態にさせてノズル口８Ａを清掃装置４０で清掃させるように、各電磁弁３２、３４、３８を制御することができるようになっている。
【００７０】
なお、コントローラ３０に記憶されている検知信号の所定値は、新品状態（固化状態の混合液体Ｌがノズル口８Ａに付着していない状態）のときの圧力値に一定の値を乗じて決定されている。なお、上記一定の値は、適宜設定されるものである。
また、ノズル口８Ａへの加圧空気Ａの噴出時間は、適宜設定することができる。
【００７１】
具体的に説明すると、一方の噴霧ノズル８のノズル口８Ａに固化状態の混合液体Ｌが付着すると、一方の噴霧ノズル８の内部流路内の圧力が上昇し、これに比例して分岐管７Ｂ内の圧力が上昇する。分岐管７Ｂ内の圧力を検知した検知信号Ｋが所定値以上になると、図３に示すように、コントローラ３０は、一方の噴霧ノズル８からの噴霧を停止させるために電磁弁３２及び電磁弁３４を切り替える。これにより、一方の噴霧ノズル８の混合器９に接続された分岐管３Ｂ及び分岐管7Ｂへの加圧空気Ａ及び混合液体Ｌの供給が停止する。そして、コントローラ３０は、噴霧停止状態となった一方の噴霧ノズル８に対応する分岐管４４Ｂへ加圧空気Ａを送るために電磁弁３８を切り替える。これにより、図４に示すように、一方の噴霧ノズル８のノズル口８Ａに噴出配管を通った加圧空気Ａが噴射されて、該ノズル口８Ａに付着した固化状態の混合液体Ｌが清掃（剥離）される。
このとき、他方の噴霧ノズル８からは、チャンバ１２内に混合液体Ｌが噴霧されている。
【００７２】
また、コントローラ３０は、噴霧ノズル８の使用時間（噴霧時間）が所定時間を超えた場合に、対象となる噴霧ノズル８のノズル口８Ａを清掃装置４０で清掃させるように各電磁弁３２、３４、３８を制御することもできる。
【００７３】
図２に示すように、チャンバ１２は、その内部において、噴霧ノズル８から噴霧された混合液体Ｌと加熱ガス供給器１３から供給された加熱ガスＨとを接触させるものである。噴霧された混合液体ＬＭと加熱ガスＨが接触すると、第１の液体が気化される。
【００７４】
これにより、チャンバ１２内では、噴霧された混合液体Ｌと加熱ガスＨとが接触して、第１の液体が気化させる気化工程が実施される（図５参照）。
実際には、ノズル口８Ａから噴霧された混合液体ＬＭは、噴霧と同時に、ノズル口８Ａの周りを囲むように形成されたガス供給口１４Ａから供給される加熱ガスＨと接触するため、噴霧工程と気化工程とはほぼ同時に行われることとなる。
【００７５】
また、混合液体Ｌが噴霧時に必要な温度まで加温されている場合には、噴霧工程と同時に気化工程が行われることとなる。気化工程において、気化された第１の液体および、液体のままの第２の液体は、チャンバ１２内で加熱ガスＨと混合されて混合ガスＧとなる。
【００７６】
本実施形態では、チャンバ１２内に噴霧された混合液体Ｌを、供給された加熱ガスＨと接触させて第１の液体を気化させる構成としているが、本発明はこの構成に限定されず、チャンバ１２内に噴霧された混合液体Ｌをチャンバ１２内に設けた加熱機（例えば、電熱線など）で加温して第１の液体を気化させる構成とするなど、その他の構成を用いてもよい。
【００７７】
図１及び図２に示すように、チャンバ１２の下部には、チャンバ１２内の混合ガスＧを排出するための排出口１２Ａが設けられている。具体的には、チャンバ１２の下部の側壁に排出口１２Ａが設けられている。なお、チャンバ１２の混合ガスＧ等の排出側を、単に「出口側」と称することがある。
【００７８】
なお、分離装置１００は、液滴状の第２の液体が、気化された第１の液体を含む混合ガスＧと共に、排出口１２Ａから排出されるように設計されている。この排出口１２Ａにより、混合液体の分離方法における排出工程が実施される（図５参照）
【００７９】
また、チャンバ１２は混合ガスＧとならず液体のままで存在している第２の液体を回収するための回収容器としても使用でき、必要に応じてチャンバ１２の任意の場所（例えば底部）に第２の液体を排出するための液体排出口を設けることもできる。例えば、質量差を利用して第２の液体がチャンバ１２の下部に設けられた液体排出口から回収できるように装置を構成してもよい。
【００８０】
チャンバ１２は、所定の工程に耐えうる程度の強度を有し、当該強度を発揮する材質で構成され、中空のものであれば特に構造について限定しない。また、チャンバ１２の容積は、混合液体Ｌの処理量に応じて適宜選択される。
また、チャンバ１２の内圧も特に限定されるものではないが、例えば、０．０５〜０．１５ＭＰａ程度が好ましく、０．０８〜０．１０ＭＰａが更に好ましい。また、チャンバ１２内の温度は、加熱ガスＨによって、第１の沸点よりも高く、且つ、第２の沸点よりも低い温度に維持されることが好ましい。
【００８１】
チャンバ１２は、加熱ガス供給器１３から供給される加熱ガスＨで満たされている。加熱ガスＨはそのガス温度が供給時点で第１の液体の沸点よりも高いものであれば特に限定なく用いることができる。但し、混合液体Ｌに対して反応性の少ないガスを用いることが好ましく、例えば、空気、窒素ガス、又は、不活性ガス等を用いることができる。また、チャンバ１２に対する加熱ガスＨの供給量及び供給速度は、特に限定はないが、チャンバ１２内にかかる圧力を所望の程度に保つことができる程度の流量として、０ｍ３／ｍｉｎを超えて１．０ｍ３／ｍｉｎ以下であることが好ましく、さらに０．１ｍ３／ｍｉｎ以上０．７ｍ３／ｍｉｎ以下であることがさらに好ましい。また、加熱ガスＨのガス供給口１４Ａは１つに限らず、複数箇所からの流入でもよく、流入場所についても特に制限は無い。
【００８２】
加熱ガスＨの温度は、例えば、チャンバ１２に供給される際の加熱ガスＨの温度（以下、「入口温度」と称する場合がある。）を、入口温度及び出口温度の両者において、ガス温度（チャンバ１２内の温度）が第１の液体の沸点よりも高い（好ましくは、第１の液体の沸点よりも高く且つ第２の液体の沸点よりも低い）ようにヒータ１５を用いて制御することもできる。加熱ガスの温度の制御は、例えば、水と他の液体とを含む混合液体Ｌを分離する場合には、出口温度を水の沸点を基準に設定することができる。
【００８３】
更に、チャンバ１２の排出口１２Ａの周辺には、温度センサ２２が備えられており、チャンバ１２内から排出される際の混合ガスＧの温度（出口温度）をモニタリングすることができる。また、チャンバ１２の排出口１２Ａには、排出管２４を介して分離器１６が接続されている。
【００８４】
この際、温度センサ２２でモニタリングした温度を加熱ガスＨの温度へフィードバックして、入口温度と出口温度とが一定に保たれるようにヒータ１５において加熱温度を制御できるよう構成してもよい。また、チャンバ１２の排出口１２Ａにおける混合ガスＧの温度（出口温度）は、第１の液体が気化した状態を保つことが出来る程度に設定することができる。このように出口温度を設定することで、混合ガスＧがチャンバ１２から排出される際に、第１の液体が気化された状態を維持することができる。当該出口温度は、第１及び第２の液体の沸点や排出口付近におけるガスの流速によって適宜設定することができるが、例えば、第１の液体の沸点よりも高く且つ第２の液体の沸点よりも低いように設定することもできる。
【００８５】
分離器１６は、混合ガスと第２の液体とを分離するために用いられる。図１に示すように、排出管２４のガス流れ方向の下流側端部は、分離器１６の上部に接続されている（図１参照）。分離器１６は、横方向の断面が略円形の筒状体からなり、上部側から下部側に向かって内径が徐々に小さくなるように形成されている。分離器１６の内部では、排出管２４から導入された混合ガスＧが分離器１６の内壁面に沿って流れることで、螺旋状に気流が旋回するように形成されており、ブロワ１０の吸引によって気流のサイクロンが生じ、遠心力によって混合ガスＧから第２の液体を分離できるように構成されている。分離器１６の重力方向下側には回収容器１８が接続されており、混合ガスＧから分離された第２の液体を回収できるように構成されている。これにより、混合液体の分離方法における分離工程（液−気分離工程）が実施される（図５参照）。
【００８６】
また、分離器１６内部に冷却器１７が設けられている。冷却器１７は、配管内に冷媒を循環させた構成を有しており、混合ガスを冷却することで第２の液体の分離（回収）効率を高めることができる。上記冷却器の設置は任意であり、他にも分離器１６内に混合ガスとの接触面積が増加する部位を設けて第２の液体の凝集を促す凝集手段を設けることもでき、より効率的な液体の回収を行うことが可能である。
【００８７】
更に、分離器１６の重力方向上側には、分離器１６によって第２の液体と分離された混合ガスＧＰを排出する排出管２６が接続されている。側面視にて排出管２６は、分離器１６の上面部から上方側に延在されると共に、上部が略Ｕ字状に屈曲されて下方側に延びている。排出管２６のガス流れ方向の下流側端部には、ブロワ１０が接続されており、ブロワ１０による吸引によって、第２の液体と分離された混合ガスＧＰが排出されるように構成されている。さらに、ブロワ１０による吸引によって、混合ガスＧの温度が低下するため液体をより効率よく回収することができる。
【００８８】
以下では、分離装置１００で用いられる混合液体Ｌについて詳細に説明する。混合液体Ｌに含まれる第１の液体及び第２の液体は沸点の異なる液体である。また、第１の液体には、第２の液体よりも沸点の低い液体が選択される。本実施形態の分離装置１００によれば、混合液体から第１の液体のみを気化させた状態で分離することで、効率よく第１の液体と第２の液体とを分離することができる。
【００８９】
ここで、「液体」とは、１気圧・２５℃において一定の体積を持ち、流動性を有している液体状態の化合物を意味し、詳細には、消防危第１１号に示された、消防法の危険物の規制に関する政令等の一部を改正する政令（危険物の試験及び性状に係る部分）並びに危険物の試験及び性状に関する省令（平成元年２月公布）において別添２で示された方法に記載される手順に従って確認されるものを意味する。
【００９０】
また、「沸点」とは、１気圧における沸点を意味し、詳細には、ＪＩＳＫ２２３３：１９８４に規定される方法で測定される沸点を意味する。
なお、「沸点」を有しない液体（例えばイオン液体）の場合には、ここでは便宜上「分解点」を「沸点」として加熱温度等の基準として使用する。
【００９１】
本発明において「沸点」には、沸点を有さない液体の場合における当該液体の「分解点」が含まれる。
【００９２】
ここで「分解点」とは熱重量測定装置（ＴＧＡ）を用いて昇温速度を１０℃／分で測定を行う際に、液体の分子構造が変化して液体の重量が１０％減少する温度を指す。
【００９３】
更に、「気体」とは、物質の状態の一つで、自ら広がろうとする性質を持ち、従って一定の形や体積を持たず、容器全体に広がろうとする性質を持つ状態を意味する。
【００９４】
第１の液体と第２の液体との組合せは、沸点が異なる液体同士であれば特に限定はないが、例えば、少なくとも一方に溶媒を用いてもよく、第１の液体及び第２の液体の両者を溶媒としてもよい。
【００９５】
第１及び第２の液体の両者を溶媒とした場合には、それぞれ沸点の異なる溶媒を用いることとなる。
【００９６】
また、上記溶媒は無機溶媒もしくは有機溶媒のいずれであってもよい。
このため、第１及び第２の液体の組合せとしては、有機溶媒同士、無機溶媒同士若しくは有機溶媒と無機溶媒との組合せや、具体的には、有機溶媒と水との組合せ、有機溶媒とイオン液体との組合せ、水とイオン液体との組合せ、イオン液体同士の組合せ等が挙げられる。この際、沸点の低いものが第１の液体となる。
【００９７】
ここで、「イオン液体」とは、塩より構成される化学物質であって１気圧・２５℃において液体状態の有機化合物を意味し、水（Ｈ２Ｏ）は含まない。
【００９８】
上記有機溶媒としては、Ｎ−メチルモルフォリンオキシド（ＮＭＭＯ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、エタノール、イソプロピルアルコール、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムアセテート（Ｃ２ｍｉｍＡｃ）、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムジエチルフォスフェイト（Ｃ２ｍｉｍＤＥＰ）、１−アリル−３−メチルイミダゾリウム塩化物（ＡｍｉｍＣｌ）、１−エチルピリジニウム塩化物、ジメチルスルフォキシド（ＤＭＳＯ）、ピリジン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジオキサン、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムメチルスルフォネート、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）が挙げられる。
【００９９】
また、このうち、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムアセテート（Ｃ２ｍｉｍＡｃ）、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムジエチルフォスフェイト（Ｃ２ｍｉｍＤＥＰ）、１−アリル−３−メチルイミダゾリウム塩化物（ＡｍｉｍＣｌ）、１−エチルピリジニウム塩化物、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムメチルスルフォネートが上記イオン液体に該当する。
【０１００】
また、上記無機溶媒としては、例えば、水（Ｈ２Ｏ）や溶融塩等を用いることができる。
【０１０１】
具体的な第１の液体と第２の液体との組合せは特に限定されるものではないが、例えば、水（沸点：約１００℃）とＣ２ｍｉｍＡｃ（沸点（分解点）約２１０℃）との組合せ、水とＣ２ｍｉｍＤＥＰ（沸点（分解点）約２５５℃）との組合せ、水とＡｍｉｍＣｌ（沸点（分解点）約２４５℃）との組合せ、水とＮＭＭＯ（沸点１２０℃）との組合せ、水とＴＨＦ（沸点約６６℃）との組合せ、水とピリジン（沸点約１１５．２℃）との組合せ、水とポリエチレングリコール（沸点約２５０℃以上）との組合せ、水とＤＭＳＯ（沸点約１８９℃）との組合せ、水とＤＭＦ（沸点約１５３℃）との組合せ等が挙げられる。
尚、以上の組合せにおいては沸点（分解点）の高い液体が第２の液体に該当する。
【０１０２】
また、本実施形態の分離装置１００によれば、第１の液体及び第２の液体の含有比率に影響されず、高い分離効率を達成することができる。例えば、第２の液体の含有量が１質量％以下の場合であっても、高い効率（回収率）で第２の液体を分離・回収することができる。
【０１０３】
また、第１の液体と第２の液体との組合せとしては、混合した際に共沸混合物を構成しない組合せが好ましい。例えば、共沸混合物を構成する液体の組合せとしては水とエタノールとの組合せや、水とイソプロピルアルコールとの組合せなどが挙げられる。
【０１０４】
ここで「共沸」とは、液体の混合物から沸騰する際に液相と気相とが同じ組成になる現象を言う。
【０１０５】
第１の液体及び第２の液体間の沸点の差は特に限定されないが、例えば、第１の液体と第２の液体とは沸点の差が２０〜２００℃のものが好ましく、１００〜２００℃が更に好ましい。
【０１０６】
次に、分離装置１００を用いた本実施形態の混合液体の分離方法の流れについて説明する。
【０１０７】
以下の例においては、水（沸点約１００℃：第１の液体）中に１−エチル−３−メチルイミダゾリウムアセテート（Ｃ２ｍｉｍＡｃ）（分解点：２１０℃：第２の液体）を約０．４％含む混合液体を用いた例について説明するが、本発明はこの態様に限定されるものではない。
【０１０８】
まず、試料容器２中の混合液体Ｌが、送液ポンプ４によって混合器９に送流される。また、同時に図示しないコンプレッサ等から加圧空気Ａがニードル弁６によって圧力を調整されながら混合器９に供給される。混合器９において混合液体Ｌと加圧空気Ａは混合され、複数の噴霧ノズル８の各ノズル口８Ａからチャンバ１２内に噴霧される（噴霧工程）。この際、噴霧条件は、出口温度を監視しながら適宜決定され、例えば、噴霧圧力は０．０８ＭＰａ〜０．１ＭＰａ、送液速度は８〜１０ｇ／ｍｉｎ程度とされている。
【０１０９】
混合液体Ｌが噴霧される際、チャンバ１２内は既に常圧付近に保たれた加熱ガスＨで満たされている。ヒータ１５は、ブロワ１０からの吸引によって外部から吸引したガス（例えば、窒素ガス）を加熱する。この際、加熱ガスＨの温度は温度センサ２０によって監視されており、加熱ガス供給路１４中に配設されたヒータ１５にて所望の入口温度にまで加熱される。
【０１１０】
ヒータ１５にて加熱された加熱ガスＨは、加熱ガス供給路１４のガス供給口１４Ａを介してチャンバ１２内に供給される。この際、加熱ガスＨの入口温度は、おおよそ２２０℃程度であり、第１の液体（水）と第２の液体（Ｃ２ｍｉｍＡｃ）との沸点の間に設定されている。
【０１１１】
また、噴霧ノズル８の一部が加熱ガス供給路１４内に配置されていることから、加熱ガス供給路１４内の加熱ガスＨにより噴霧ノズル８が加熱される。これにより、噴霧ノズル８の内部流路を通る混合液体ＬＭも加熱される。この加熱により混合液体Ｌの粘度が低下する。結果、噴霧ノズル８内の混合液体ＬＭをスムーズに送液させることができる。
【０１１２】
チャンバ１２内に噴霧された混合液体ＬＭは、粒径２０μｍ程度の液滴であり、噴霧された混合液体ＬＭが、チャンバ１２内に供給された加熱ガスＨと接触すると、噴霧された混合液体ＬＭ中の第１の液体（水）が蒸発して気化する（気化工程）。この際、噴霧された混合液体ＬＭと加熱ガスＨとの接触面積は非常に大きくなっているため、極めて短い時間で第１の液体は気化する。
【０１１３】
チャンバ１２内で気化した第１の液体（水）は、加熱ガスＨや噴霧に用いられた加圧空気Ａと混合され混合ガスＧとなる。この際、ブロワ１０の吸引によってチャンバ１２内の混合ガスＧは排出口１２Ａから排出されるが、液滴化された第２の液体（Ｃ２ｍｉｍＡｃ）も気化はしていないが微細な液滴として混合ガスＧに混ざって共に排出口１２Ａから排出される（排出工程）。
【０１１４】
この際、排出口１２Ａにおける混合ガスＧの温度（出口温度）は、温度センサ２２によって監視されており、ガス温度（出口温度）が、第１の液体（水）と第２の液体（Ｃ２ｍｉｍＡｃ）との沸点の間となるように制御されており、例えば、６０〜１１０℃となるように設定することができるが、第１の液体が水の場合には１００℃前後とすることが好ましい。混合ガスＧの出口温度の制御は、例えば、チャンバ１２に供給される加熱ガスＨの温度が入口温度からチャンバ１２内でどの程度下がるかを計測しておき、これを基準としてヒータ１５にて加熱ガスＨの入口温度をある程度高めに設定して出口温度が所望の温度となるようにコントロールすることができる。このため、加熱ガスＨの入口温度が第２の液体の沸点よりも高くなることもある。
【０１１５】
チャンバ１２の排出口１２Ａから排出された混合ガスＧと液滴状の第２の液体とはブロワ１０の吸引によって排出管２４を通って分離器１６に供給される。分離器１６内では、螺旋状に気流が旋回するように形成されているため、気流のサイクロンが生じている。この気流のサイクロンによって生じる遠心力及び冷却器１７によって第２の液体が凝集することで、混合ガスから第２の液体（Ｃ２ｍｉｍＡｃ）を分離することができる（分離工程）。その後分離された第２の液体（Ｃ２ｍｉｍＡｃ）は、分離器１６の重力方向下側に設けられた回収容器１８にて捕集される。また、回収容器１８には、第２の液体から固形物等を除去するフィルターを設けてもよい。
【０１１６】
そして、第２の液体を分離した混合ガスは、気化された第１の液体（水）を含んだまま排出管２６を通って装置外に排出される。
また、これらの工程は所望量の混合液体Ｌについて連続的に行われる。
【０１１７】
以上の例によれば、例えば、Ｃ２ｍｉｍＡｃを０．４％程度含む水溶液からＣ２ｍｉｍＡｃを低エネルギー且つ短時間で回収することができ、更に、回収されたＣ２ｍｉｍＡｃの組成質量濃度も約９０％以上と高効率で回収することができる。
【０１１８】
なお、上述の例においては、加熱ガスＨの入口温度を第１の液体（水）との沸点と第２の液体（Ｃ２ｍｉｍＡｃ）との分解点の間の温度となるように設定したが、本発明の混合液体の分離装置１００はこれに限定されず、出口温度が第１の液体が気化状態を保てる温度となるように構成されていればよく、加熱ガスＨの入口温度が第２の液体の沸点を超えるものであってもよい。
【０１１９】
また、上述の例においては、気化された第１の液体を含む混合ガスＧＰを装置外に排出する構成としているが、回収容器など別途第１の液体を回収する回収手段を設けてもよい。この場合、回収手段は、例えば回収容器の温度を第１の液体の沸点以下の温度（上記例の場合には、約３０℃など）としたり、冷却器を設けてこれと接触させることで、混合ガスから第１の液体を回収し、回収後の混合ガスを装置外に排出することができる。特に、第１の液体として、水以外の液体（例えば、有機溶媒等）を用いた場合には、このように第１の液体を回収する回収工程を別途設けることが好ましい。
【０１２０】
次に、第１実施形態の分離装置１００の作用効果について説明する。
第１実施形態の分離装置１００では、図２に示すように、混合液体Ｌを複数の噴霧ノズル８から同時に噴霧することができるため、単位時間当たりの混合液体Ｌの噴霧量を増加させることができる。このように単位時間当たりの混合液体Ｌの噴霧量を増加させることで、結果として、第１の液体から第２の液体を分離する分離処理の処理量が向上する。
【０１２１】
また、分離装置１００では、コントローラ３０が、一つ以上の噴霧ノズル８を噴霧状態にしながら残りの噴霧ノズル８を噴霧停止状態にさせて噴霧停止状態の噴霧ノズル８のノズル口８Ａを清掃装置４０で清掃させることから、噴霧ノズル８の清掃時に一つ以上の噴霧ノズル８が噴霧状態となるため、混合液体Ｌの分離処理を連続して行なうことができる（すなわち、連続運転をすることができる）。
【０１２２】
噴霧ノズル８のノズル口８Ａに混合液体Ｌが付着して固化した場合、噴霧ノズル８の噴霧圧力が上昇するため、圧力センサ３６からの検知信号Ｋが所定値以上となる。ここで、分離装置１００では、コントローラ３０が、圧力センサ３６から受信した検知信号Ｋが所定値以上の噴霧ノズル８を噴霧停止状態にさせてノズル口８Ａを清掃装置４０で清掃させる。これにより、個々の噴霧ノズル８の噴霧効率の低下を抑制することができる。
【０１２３】
また、分離装置１００では、コンプレッサ４２から供給された加圧空気Ａをノズル口８Ａに向って噴射してノズル口８Ａを清掃することから、ノズル口８Ａに傷を付けることなく清掃を行なうことができる。
【０１２４】
さらに、分離装置１００では、ノズル口８Ａをチャンバ１２の上部に配置し、排出口１２Ａをチャンバ１２の下部に設けていることから、ノズル口８Ａから噴霧された混合液体ＬＭが排出口１２Ａに到達するまでのチャンバ１２内における滞留時間が長くなる。これにより、噴霧された混合液体ＬＭと加熱ガスＨとの接触時間が長くなり、噴霧された混合液体ＬＭ中の第１の液体が確実に気化される。結果、混合液体Ｌの分離精度が向上する。
【０１２５】
またさらに、分離装置１００では、ノズル口８Ａの周囲にガス供給口１４Ａを配置していることから、ノズル口８Ａから噴霧された混合液体ＬＭにガス供給口１４Ａから供給される加熱ガスＨを接触させやすく、噴霧された混合液体ＬＭ中の第１の液体を効率よく気化させることができる。
【０１２６】
そして、分離装置１００は、ノズル口８Ａが下向きとされていることから、ノズル口８Ａに異物などが目詰まりしにくく、噴霧ノズル８内の混合液体ＬＭをスムーズに噴霧することができる。
【０１２７】
第１実施形態の分離装置１００では、２つ（複数）の噴霧ノズル８の各ノズル口８Ａの向きを下向きにしているが、本発明はこの構成に限定されず、２つ（複数）の噴霧ノズル８の各ノズル口８Ａの向きは下向きでなくても、また、それぞれの噴霧ノズル８でノズル口８Ａの向きが異なっていてもよい。例えば、図６に示す、分離装置１００の変形である分離装置１１０のように、２つ（複数）の噴霧ノズル８のうち、片方の噴霧ノズル８のノズル口８Ａをチャンバ１２の上部に配置し、他方の噴霧ノズル８のノズル口８Ａをチャンバ１２の側部に配置してもよい。なお、この分離装置１１０では、各ノズル口８Ａの周囲にガス供給口１４Ａがそれぞれ配置されている。
【０１２８】
第１実施形態の分離装置１００では、ガス供給口１４Ａをノズル口８Ａの周囲に形成しているが、本発明はこの構成に限定されず、ノズル口８Ａから噴霧された混合液体ＬＭに加熱ガスＨを十分に接触させることができるのであれば、ガス供給口１４Ａはチャンバ１２内のいずれの部位に配置してもよい。例えば、排出口１２Ａの周囲や、排出口１２Ａとノズル口８Ａとの間にガス供給口１４Ａを配置する構成としてもよい。
【０１２９】
第１実施形態の噴霧ノズル８は、混合器９で加圧空気Ａと混合液体Ｌを混合して霧状となった混合液体ＬＭを噴霧ノズル８の内部流路を通してノズル口８Ａから噴霧するノズル構造としているが、本発明はこの構成に限定されず、噴霧ノズル８は、その他ノズル構造であってもよい。例えば、図７、図８に示す変形例の噴霧ノズル４８のようなノズル構造としてもよい。この噴霧ノズル４８は、混合器９を備えず、代わりに、本体内に液体（混合液体Ｌ）用の液体流路４９と気体（加圧空気Ａ）用の気体流路５０とがそれぞれ形成されている。この噴霧ノズル４８では、液体流路４９から送り出された混合液体Ｌに気体流路から噴射される加圧空気Ａを衝突させて混合液体Ｌを霧状に液滴化させる、すなわち、噴霧ノズル４８のノズル口４８Ａから混合液体Ｌを噴霧することができる。この場合に、噴射配管４４の分岐管４４Ｂは、液体流路４９の混合液体Ｌの送出口に向って加圧空気Ａを噴出するように、配置される。また、噴霧ノズル４８は、噴霧ノズル４８の外部で混合液体Ｌと加圧空気Ａを混合することから、例えば、噴霧ノズル８内で混合液体Ｌと加圧空気Ａを混合して混合液体Ｌを霧状に液滴化させるものと比べて、液体流路４９の送出口への混合液体Ｌの付着を抑制することができる。
【０１３０】
以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１３１】
８        噴霧ノズル
８Ａ      ノズル口
１２      チャンバ（容器）
１２Ａ    排出口
１３      加熱ガス供給器（加熱ガス供給手段）
１４Ａ    ガス供給口
１６      分離器（分離手段）
３０      コントローラ（制御手段）
３２      電磁弁
３４      電磁弁
３６      圧力センサ（検知手段）
３８      電磁弁
４０      清掃装置
４２      コンプレッサ（加圧気体供給源）
４４      噴射配管
４８      噴霧ノズル
４８Ａ    ノズル口
１００    混合液体の分離装置
１１０    混合液体の分離装置
Ｌ        混合液体
Ａ        加圧空気（加圧気体）
ＬＭ      噴霧された混合液体
Ｈ        加熱ガス
Ｇ        混合ガス
ＧＰ      第２の液体が分離した混合ガス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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