(57)【要約】  【課題】  外部からの加熱により内部の溶液を蒸発濃縮する容器において、容器内底部に沈殿する析出物を効果的に溶解除去可能な容器内析出物の処理システムを提供する。  【解決手段】  外部加熱機構を備え、外部からの加熱により内部の液体を蒸発濃縮させる容器の容器内析出物処理システムであって、前記容器は、当該容器内底部に窪み部を有し、前記窪み部に沈殿する析出物の析出量を検知する析出量検知器と、前記析出物を溶解する溶解液を供給する溶解液供給手段と、前記溶解液により溶解した前記析出物を前記容器外へ排出する廃液排出手段と、を備えることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部加熱機構を備え、外部からの加熱により内部の液体を蒸発濃縮させる容器の容器内析出物処理システムであって、
前記容器は、当該容器内底部に窪み部を有し、
前記窪み部に沈殿する析出物の析出量を検知する析出量検知器と、
前記析出物を溶解する溶解液を供給する溶解液供給手段と、
前記溶解液により溶解した前記析出物を前記容器外へ排出する廃液排出手段と、
を備えることを特徴とする容器内析出物処理システム。
【請求項２】
請求項１に記載の容器内析出物処理システムであって、
前記析出量検知器により所定の析出量を検知した場合、前記溶解液供給手段から前記窪み部に溶解液を供給して前記窪み部内の析出物を溶解し、当該溶解した析出物を前記廃液排出手段により前記容器外へ排出することを特徴とする容器内析出物処理システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の容器内析出物処理システムであって、
前記窪み部は、前記容器内底部の中央部近傍に設けられることを特徴とする容器内析出物処理システム。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の容器内析出物処理システムであって、
前記窪み部は、略凹形状、略円錐形状、略半球状のいずれかであることを特徴とする容器内析出物処理システム。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の容器内析出物処理システムであって、
前記溶解液供給手段は、前記窪み部に溶解液を供給する溶解液供給配管を有し、
前記溶解液供給配管は、当該溶解液供給配管の溶解液供給口が前記窪み部内に位置するよう前記容器内に延在して設けられることを特徴とする容器内析出物処理システム。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の容器内析出物処理システムであって、
前記容器は、前記窪み部内へガスを供給し、当該窪み部内の析出物を撹拌する撹拌ガス供給手段を備え、
前記撹拌ガス供給手段により前記窪み部内へガスを供給し、溶解液により溶解した前記窪み部内の析出物を撹拌し巻き上げて、前記廃液排出手段により前記析出物を前記容器外へ排出することを特徴とする容器内析出物処理システム。
【請求項７】
請求項６に記載の容器内析出物処理システムであって、
前記ガスは、空気または窒素ガスのいずれかであることを特徴とする容器内析出物処理システム。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の容器内析出物処理システムであって、
前記溶解液供給手段から前記窪み部内へ供給する溶解液の供給速度を増加させることで、溶解液により溶解した前記窪み部内の析出物を巻き上げることを特徴とする容器内析出物処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部加熱機構を有する容器の構造に係り、特に、容器内底部に沈殿する析出物の処理に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学プラントや食品プラント等で使用される容器には、容器内の溶液を外部から加熱し、蒸発濃縮することにより、蒸気の回収や体積の減容などを行うものがある。溶液中に固相として析出する成分を含む場合、濃縮運転時に固相が析出し沈殿する。析出物が容器内底部に沈殿した状態で容器の加熱を続けると、容器内底部の対流が阻害され底部温度が上昇する。底部温度が上昇すると、底部の腐食速度が速くなる。腐食速度が増加すると、構成材料の腐食が進行し容器の寿命が短縮する。
【０００３】
そこで、容器寿命の短縮が起こらないよう対策する必要がある。具体的には、温度上昇に伴う腐食速度の増加を抑制する。そのためには、析出物が沈殿したら早期に検知して加熱を停止し、底部温度を上昇させないようにする。その後、次の濃縮運転を実施するために沈殿物を効率良く除去することが必要である。
【０００４】
本技術分野の背景技術として、例えば、特許文献１のような技術がある。特許文献１には「蒸発缶内を上部領域と下部領域に仕切る仕切り板、仕切り板を貫通し蒸発缶外部から下部領域に溶液を供給する溶液供給管、仕切り板の外縁近傍に設けられ仕切り板を貫通する溶液誘導管、一端が上部領域内の仕切り板の上部に位置づけられ、他端が蒸発缶外部に位置する移送用配管を備え、濃縮により析出した固相を含む溶液を、移送用配管を介して蒸発缶外部に回収する蒸発缶」が開示されている。
【０００５】
特許文献１の蒸発缶によれば、「蒸発缶底部の加熱面に堆積する固相量を低減し、蒸発缶稼働率を低下させることなく、長期間、蒸発缶底部の温度上昇を抑制し、蒸発缶腐食ポテンシャルを低減することにより、ライフサイクルコスト低減を達成できる」としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−２２６５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に示すような平底の容器では、沈殿物が容器内に均一に沈殿せず、容器内の場所によって沈殿する高さが異なる可能性がある。また、沈殿する高さが増すのに時間がかかる。
【０００８】
従って、容器内底部から所定の高さ位置に設置する圧力を検知するような検知器を使用する場合、高さを検知するまでに時間がかかる。また、均一に沈殿しないため、定量的に測定することが困難である。定量的に測定が出来ると、析出物を溶解するのに必要な量の溶解液を確定することが可能であるが、均一に沈殿しない場合、正確に溶解液量を把握できず、廃液量が増加してしまう。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、外部からの加熱により内部の溶液を蒸発濃縮する容器において、容器内底部に沈殿する析出物を効果的に溶解除去可能な容器内析出物の処理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、外部加熱機構を備え、外部からの加熱により内部の液体を蒸発濃縮させる容器の容器内析出物処理システムであって、前記容器は、当該容器内底部に窪み部を有し、前記窪み部に沈殿する析出物の析出量を検知する析出量検知器と、前記析出物を溶解する溶解液を供給する溶解液供給手段と、前記溶解液により溶解した前記析出物を前記容器外へ排出する廃液排出手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、外部からの加熱により内部の溶液を蒸発濃縮する容器において、容器内底部に沈殿する析出物を効果的に溶解除去することが可能になる。
【００１２】
具体的には、容器内底部に窪み部を設けて、窪み部内に析出物を選択的に沈殿（集約）させることで、早期に析出物の沈殿量（析出量）の定量測定が可能となり、析出物の溶解に必要な溶解液量を確定することができ、溶解液量や廃液量を抑えることができる。また、窪み部内に析出物を選択的に沈殿（集約）させることで、析出物の析出（沈殿）速度が増加し、沈殿量（析出量）の測定時間を短縮することができる
これにより、容器内底部の腐食を抑制し、容器の長寿命化を図ることができる。
【００１３】
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明によって明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る析出物処理システムを備えた容器の模式図である。（実施例１）
【図２】本発明の一実施形態に係る析出物処理システムを備えた容器の模式図である。（実施例２）
【図３】本発明の一実施形態に係る析出物処理システムを備えた容器の模式図である。（実施例３）
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。なお、各図面において、同一の構成については同一の符号を付し、重複する部分についてはその詳細な説明は省略する。
【実施例１】
【００１６】
図１を参照して、実施例１の容器内析出物処理システムについて説明する。図１は本実施例の容器内析出物処理システムを備えた容器の断面を示す模式図である。
【００１７】
図１に示すように、容器１の外周部には容器１を外部から加熱する外部加熱機構（外部ヒータ２）が設けられており、容器１内に収容された溶液（廃液３）を加熱して蒸発濃縮する。
【００１８】
上述したように、外部ヒータ２により容器１内の溶液（廃液３）を蒸発濃縮する際、特許文献１のような平底の容器では、沈殿物が容器内に均一に沈殿せず、容器内の場所によって沈殿する高さが異なる可能性がある。また、沈殿する高さが増すのに時間がかかる。そのため、容器内底部に析出物の析出量（高さや圧力）を検知する検知器を使用する場合、高さを検知するまでに時間がかかる。また、均一に沈殿しないため、定量的に測定することが困難である。
【００１９】
そこで、本実施例の析出物処理システムを備えた容器では、図１に示すように、容器１の底部中央部に窪み部５を設け、溶液（廃液３）を蒸発濃縮する際に、析出物を窪み部５内に選択的に沈殿（集約）させる構造としている。溶液（廃液３）を蒸発濃縮する際、容器１内に析出する析出物は容器１の底部近傍で析出物の流動方向４に沿って流動し、窪み部５に向かって流れ、窪み部５内に沈殿（集約）し、析出物の沈殿層６を形成する。
【００２０】
容器１には、析出量検知器１２が設けられており、窪み部５内の沈殿層６の析出量（沈殿量）を検知することができる。この析出量検知器１２には、例えば、静電容量の変化量から物体の大きさや厚さ、距離等を計測する静電容量形近接センサや、沈殿層６からの圧力を検知し厚さを計測する圧力センサ、レーザー光や蛍光Ｘ線を用いた膜厚センサなどを用いる。
【００２１】
また、容器１には、窪み５内に沈殿（集約）した析出物を溶解するための溶解液を供給する溶解液供給部７および溶解液供給配管８、溶解液により溶解した析出物を廃液３と共に容器１の外部へ排出（符号１１）する廃液排出配管９および廃液排出部１０がそれぞれ設けられている。溶解液供給部７から供給された溶解液を溶解液供給配管８を介して窪み部５内の析出物（沈殿層６）へ供給することで、析出物（沈殿層６）を溶解する。溶解された析出物（沈殿層６）は、溶液（廃液３）と共に、例えばポンプなどの廃液排出部１０により廃液排出配管９を介して容器１の外部へ排出（符号１１）される。
【００２２】
本実施例の容器内析出物処理システムによる容器内底部に析出した析出物（沈殿層６）の除去方法を説明する。図１に示すように、本実施例では、外部加熱機構を備えた容器１を想定しており、容器底部中央部に窪み部５を設けている。容器１の濃縮運転中に、窪み部５内の析出物（沈殿層６）を析出量検知器１２で観察（検知）し、析出物（沈殿層６）が所定の沈殿高さ（厚さ）になった場合、外部加熱機構（外部ヒータ２）による容器１の加熱を停止し、廃液排出配管９および廃液排出部１０により濃縮液（廃液３）を容器外へと排出する。
【００２３】
その後、窪み部５内に残存した析出物（沈殿層６）の除去運転に移行する。除去運転は、溶解液供給部７から溶解液供給配管８を通じて窪み部５内へ溶解液を滴下（供給）し、析出物（沈殿層６）を溶解する。析出物（沈殿層６）の溶解後の廃液３は、廃液排出部１０により廃液排出配管９を通り、容器１の外部へ排出（符号１１）される。
【００２４】
以上説明したように、本実施例の容器および容器内析出物処理システムによれば、容器内底部に窪み部を設けて、窪み部内に析出物を選択的に沈殿（集約）させることで、早期に析出物の沈殿量（析出量）の定量測定が可能となり、析出物の溶解に必要な溶解液量を確定することができ、溶解液量や廃液量を抑えることができる。
【００２５】
また、窪み部内に析出物を選択的に沈殿（集約）させることで、析出物の析出（沈殿）速度が増加し、沈殿量（析出量）の測定時間を短縮することができる
これにより、容器内底部の腐食を確実に抑制し、容器の長寿命化を図ることができる。
【００２６】
なお、本実施例では、容器内底部の中央部に窪み部５を設ける例を用いて説明したが、容器内底部における窪み部５の設置位置は必ずしも中央部に限定されるものではなく、例えば容器底部の周辺部に設置してもよい。容器底部の特定の箇所に選択的に析出物（沈殿層６）を析出（沈殿）させることで、窪み部５を中央部に設けた場合と同様の効果を得ることができる。
【００２７】
また、図１では窪み部５を凹形状（円柱形状）で設けているが、例えば円錐形状や半球状としてもよいのは言うまでもない。
【実施例２】
【００２８】
図２を参照して、実施例２の容器内析出物処理システムについて説明する。図２は本実施例の容器内析出物処理システムを備えた容器の断面を示す模式図である。
【００２９】
図２に示す容器内析出物処理システムは、析出物（沈殿層６）の溶解液を供給する溶解液供給配管８が窪み部５の内部にまで延在（延伸）して設けられている点において、実施例１（図１）の容器内析出物処理システムと異なっている。その他の構成は、実施例１（図１）と同様である。
【００３０】
図１では、溶解液供給配管８の末端（端部）が容器１内の途中（中間段）に位置するように設けられており、溶解液供給部７から供給される溶解液は溶解液供給配管８の末端（端部）から吐出された後、容器１内を落下して窪み部５内の析出物（沈殿層６）へ供給される構造である。
【００３１】
これに対し、本実施例（図２）では溶解液供給配管８の末端（端部）が窪み部５の内部に位置しているため、窪み部５内に析出物（沈殿層６）が形成される際、溶解液供給配管８の末端（端部）は析出物（沈殿層６）内に埋め込まれた状態になる。その結果、溶解液を析出物（沈殿層６）の下部にまで早期に到達させることができ、窪み部５内の析出物（沈殿層６）の溶解性が向上する。
【００３２】
本実施例の容器内析出物処理システムによる容器内底部に析出した析出物（沈殿層６）の除去方法を説明する。図２に示すように、本実施例では、外部加熱機構を備えた容器１を想定しており、容器底部中央部に窪み部５を設けている。容器１の濃縮運転中に、窪み部５内の析出物（沈殿層６）を析出量検知器１２で観察（検知）し、析出物（沈殿層６）が所定の沈殿高さ（厚さ）になった場合、外部加熱機構（外部ヒータ２）による容器１の加熱を停止し、廃液排出配管９および廃液排出部１０により濃縮液（廃液３）を容器外へと排出する。
【００３３】
その後、窪み部５内に残存した析出物（沈殿層６）の除去運転に移行する。除去運転では、溶解液供給部７から溶解液供給配管８を通じて窪み部５内へ溶解液を供給し、析出物（沈殿層６）を溶解する。この時、溶解液供給管８が窪み部５内へと延びているため、溶解液が析出物（沈殿層６）下部まで早期に達し、溶解性が向上する。析出物（沈殿層６）の溶解後の廃液３は、廃液排出部１０により廃液排出配管９を通り、容器１の外部へ排出（符号１１）される。
【実施例３】
【００３４】
図３を参照して、実施例３の容器内析出物処理システムについて説明する。図３は本実施例の容器内析出物処理システムを備えた容器の断面を示す模式図である。
【００３５】
図３に示す容器内析出物処理システムは、窪み部５内へガスを供給し、溶解液で溶解した後の析出物（沈殿層６）を撹拌するための撹拌ガス供給部１３および撹拌ガス供給配管１４をさらに備えている点において、実施例２（図２）の容器内析出物処理システムと異なっている。その他の構成は、実施例２（図２）と同様である。
【００３６】
本実施例（図３）では、実施例２（図２）の構成に加え、容器１に撹拌ガス供給部１３および撹拌ガス供給配管１４が設けられており、窪み部５内へガスを供給し、溶解液により溶解した窪み部５内の析出物（沈殿層６）を撹拌し巻き上げることができる。これにより、溶解液による窪み部５内の析出物（沈殿層６）の溶解性が向上する。また、溶解した析出物（沈殿層６）を廃液３中で巻き上げることで、溶解した析出物（沈殿層６）を容器１の底部に残存させずに、廃液排出配管９および廃液排出部１０により容器１の外部へ効率良く排出することができる。
【００３７】
本実施例の容器内析出物処理システムによる容器内底部に析出した析出物（沈殿層６）の除去方法を説明する。図３に示すように、本実施例では、外部加熱機構を備えた容器１を想定しており、容器底部中央部に窪み部５を設けている。容器１の濃縮運転中に、窪み部５内の析出物（沈殿層６）を析出量検知器１２で観察（検知）し、析出物（沈殿層６）が所定の沈殿高さ（厚さ）になった場合、外部加熱機構（外部ヒータ２）による容器１の加熱を停止し、廃液排出配管９および廃液排出部１０により濃縮液（廃液３）を容器外へと排出する。
【００３８】
その後、窪み部５内に残存した析出物（沈殿層６）の除去運転に移行する。除去運転では、溶解液供給部７から溶解液供給配管８を通じて窪み部５内へ溶解液を供給し、析出物（沈殿層６）を溶解する。この時、溶解液供給管８が窪み部５内へと延びているため、溶解液が析出物（沈殿層６）下部まで早期に達し、溶解性が向上する。
【００３９】
また、撹拌ガス供給部１３および撹拌ガス供給配管１４を備えており、撹拌ガスを窪み部５内へ供給することにより、溶解性が向上する。析出物（沈殿層６）の溶解後の廃液３は、廃液排出部１０により廃液排出配管９を通り、容器１の外部へ排出（符号１１）される。
【００４０】
なお、撹拌ガス供給部１３から窪み部５へ供給する撹拌ガスには、例えば窒素ガスなどの不活性ガスや圧縮空気を用いるのが、溶液（廃液３）との化学反応の防止やコストの点において好ましい。
【００４１】
また、窪み部５への撹拌ガス供給による析出物（沈殿層６）の撹拌・巻き上げに替えて、溶解液供給配管８から供給する溶解液の供給速度を増加させることにより析出物（沈殿層６）の撹拌・巻き上げを行うことも可能である。例えば、実施例１の構成において、溶解液供給配管８から窪み部５へ溶解液を落下（滴下）させるのではなく、溶解液の供給速度を上げて溶解液供給配管８から窪み部５へ向けて溶解液を噴射することで、析出物（沈殿層６）の撹拌・巻き上げを行うようにしてもよい。
【００４２】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１…容器、２…外部ヒータ、３…廃液、４…析出物の流動方向、５…窪み部、６…沈殿層、７…溶解液供給部、８…溶解液供給配管、９…廃液排出配管、１０…廃液排出部、１１…排出、１２…析出量検知器、１３…撹拌ガス供給部、１４…撹拌ガス供給配管。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2018176021.tif 000005