(57)【要約】【課題】コンパクトでありながらも、蒸発凝縮水側に被処理液中の非揮発性成分の混入のない減圧蒸発濃縮装置を提供する。【解決手段】被処理液の蒸気を発生させる蒸発沸騰缶部の上方に隣接して蒸発沸騰缶部から供給される蒸気を冷却・凝縮する冷却凝縮室部を有し、被処理液の蒸発面から蒸発した被処理液の蒸気を冷却凝縮室部の上部に導く、蒸発面上方に設けられた蒸気通路と、冷却凝縮室部内で、かつ、該蒸気通路の周囲に上記被処理液の蒸気を凝縮させるための冷却蛇管とを備えた減圧蒸発濃縮装置において、蒸気沸騰缶部の液体あるいは固体を冷却凝縮室部に到達させないためのミスト除去手段を蒸気通路に有する減圧蒸発濃縮装置。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理液の蒸気を発生させる蒸発沸騰缶部の上方に隣接して蒸発沸騰缶部から供給される蒸気を冷却・凝縮する冷却凝縮室部を有し、
被処理液の蒸発面から蒸発した被処理液の蒸気を冷却凝縮室部の上部に導く、蒸発面上方に設けられた蒸気通路と、
冷却凝縮室部内で、かつ、該蒸気通路の周囲に上記被処理液の蒸気を凝縮させるための冷却蛇管とを備えた減圧蒸発濃縮装置において、
蒸気沸騰缶部の液体あるいは固体を冷却凝縮室部に到達させないためのミスト除去手段を蒸気通路に有することを特徴とする減圧蒸発濃縮装置。
【請求項２】
上記ミスト除去手段がバブルキャップトレーと疎水性繊維のウェブの積層体とからなることを特徴とする請求項１に記載の減圧蒸発濃縮装置。
【請求項３】
上記冷却凝縮室部壁部下部あるいは冷却凝縮室部壁部底部に冷却凝縮室部内で凝縮した液体を冷却凝縮室部外に排出するための排出口、
該排出口とは別に、かつ、該排出口よりも冷却凝縮室部内の高い位置に冷却凝縮室部内部の排気のための排気口、および、
該冷却凝縮室部の気流が一旦、冷却凝縮室部内部の冷却蛇管より低い位置に達したのちに上記排気口に達するように導く気流誘導手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の減圧蒸発濃縮装置。
【請求項４】
上記冷却凝縮室部が円柱形ないし略円柱状であって、その中央に円柱形ないし略円柱状の蒸気通路、該蒸気通路の周囲に螺旋形状の冷却蛇管がそれぞれ同心円状に配され、かつ、上記排気口が該蒸気通路付近に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の減圧蒸発濃縮装置。
【請求項５】
上記排気口が複数、互いに離間して設けられていることを特徴とする請求項４に記載の減圧蒸発濃縮装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、減圧蒸発濃縮装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
減圧蒸発濃縮装置は、めっきなどの各種水溶液を用いる化学工業において、その水溶液を回収利用することができるので、その成分の有効利用が可能となり、また、排水の排出自体を不要にすることができ、そのときには排水処理およびそのための設備が不要になるなどの効果が得られるため、広く使用されている。
【０００３】
ここで、減圧蒸発濃縮装置の形式は、例えば隅谷信三による「真空蒸発装置（１）」（非特許文献１）に多数記載されているが、そのいずれもが大型となり、既存の工場の従来からある設備の間に簡単に設置できるようなコンパクトなものはなかった。
【０００４】
【非特許文献１】
隅谷  信三  「真空蒸発装置（１）」  化学工場第６巻第８号第８１〜８４頁１９６２年８月号  日刊工業新聞社発行
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の減圧蒸発濃縮装置では、被処理液の蒸気を発生させる蒸発沸騰缶部とその蒸発沸騰缶部から供給される蒸気を冷却・凝縮する冷却凝縮室部とが別々に設けられ、これらの間が配管で接続されていたために、装置設置のために大面積が必要であり、背が高く、かつ接続配管が必要で、コンパクト化が困難であった。
【０００６】
ここで、本発明者等は、コンパクト化を目的に、これらを接続する配管を省き、蒸発沸騰缶部の上方に隣接した位置に冷却凝縮室部を設けた減圧蒸発濃縮装置を試作した。
【０００７】
しかしながら、そのとき、蒸発沸騰缶部内部の被処理液で発生した泡沫やミストが蒸気とともに冷却凝縮室部に持ち込まれ、冷却凝縮室部で凝縮、回収された液体には本来含まれていないはずの被処理液中の非揮発性成分が多く含まれると云う問題が生じた。
【０００８】
本発明は、上記した従来の問題点を改善する、すなわち、コンパクトでありながらも、蒸発凝縮水側に被処理液中の非揮発性成分の混入のない減圧蒸発濃縮装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の減圧蒸発濃縮装置は上記課題を解決するため、請求項１に記載の通り、被処理液の蒸気を発生させる蒸発沸騰缶部の上方に隣接して蒸発沸騰缶部から供給される蒸気を冷却・凝縮する冷却凝縮室部を有し、被処理液の蒸発面から蒸発した被処理液の蒸気を冷却凝縮室部の上部に導く、蒸発面上方に設けられた蒸気通路と、  冷却凝縮室部内で、かつ、該蒸気通路の周囲に上記被処理液の蒸気を凝縮させるための冷却蛇管とを備えた減圧蒸発濃縮装置において、蒸気沸騰缶部の液体あるいは固体を冷却凝縮室部に到達させないためのミスト除去手段を蒸気通路に有する減圧蒸発濃縮装置であり、このような構成により、コンパクトでありながら蒸発凝縮水側に被処理液中の非揮発性成分の混入のない減圧蒸発濃縮装置が可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明において上記ミスト除去手段がバブルキャップトレーと疎水性繊維のウェブの積層体とから構成されていると、より効果的に蒸発凝縮水側に被処理液中の非揮発性成分の混入を防止することができる。
【００１１】
これらは、蒸気通路の蒸発沸騰缶部側にバブルキャップトレーが、冷却凝縮室部側に疎水性繊維のウェブの積層体が配されていることが、高い効果が得られるので好ましい。
【００１２】
疎水性繊維を構成する樹脂としては、水に対して濡れ性の小さい樹脂を選択する。このような樹脂としてポリテトラフッ化エチレンなどのフッ素系樹脂、ポリビニリデン系樹脂、および、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂が挙げられるが、安価で最終的な廃棄の際に環境負荷の小さいポリオレフィン系樹脂であることが望ましい。
【００１３】
このような繊維からなるウェブの積層体は構成する繊維と繊維との間隔が１０〜２００μｍ程度となるものを選択することが望ましい。また、その積層方向が垂直に、かつ、蒸気の流れ方向に対して直角になるように配することが望ましい。このような構成によりより効果的に水蒸気中のミストを除去することができる。
このようなウェブの積層体は例えば目開き２〜３ｍｍの比較的目開きの粗い、金属製ないし樹脂製の網によって保持される。
【００１４】
ここで本発明の減圧蒸発濃縮装置について、図面を用いて説明する。
図１には本発明の減圧蒸発濃縮装置の一例のモデル断面図を示す。
この減圧蒸発濃縮装置１は、被処理液３の蒸気を発生させる円筒状の蒸発沸騰缶部２の上方に隣接して蒸発沸騰缶部２から供給される蒸気を冷却・凝縮する円筒状の冷却凝縮室部４を有し、被処理液３の蒸発面３ａから蒸発した被処理液の蒸気を冷却凝縮室部４の上部に導く、蒸発面３ａ上方に設けられた円筒状の蒸気通路５と、冷却凝縮室部４内で、かつ、該蒸気通路の周囲に上記被処理液の蒸気を凝縮させるための冷却蛇管４ａとを備えた減圧蒸発濃縮装置であって、蒸気沸騰缶部２の液体あるいは固体を冷却凝縮室部に到達させないためのミスト除去手段としてバブルキャップトレー５ａと疎水性繊維のウェブの積層体５ｂとが蒸気通路５に配されている減圧蒸発濃縮装置である。
【００１５】
冷却凝縮室部４、蒸気通路（途中のバブルキャップトレー５ａより上側で膨径している円筒形）５、および蒸気通路５の周囲に螺旋形状の冷却蛇管４ａがそれぞれ同心円状に配されている。なお、この例では冷却蛇管４ａの最上部は蒸気通路５出口よりも低い位置に配されているため、冷却蛇管４ａの全体が有効に利用される構造である。また、この例では単列の冷却蛇管を配したが、複数列の冷却蛇管を用いても良い。さらに、気流と冷却蛇管４ａとの接触効率を向上させるために、バッフルプレートを付設して、冷却蛇管周囲の気流をジグザグ状に流れるようにさせても良い。
【００１６】
この減圧蒸発濃縮装置１において、蒸気沸騰缶部２には被処理液３を加熱するためにヒータ２ａが設けられていて、その入口２ａ１から出口２ａ２に向かって熱媒（本例では水蒸気）を送り込むことにより、被処理液３が所定の温度に加熱される。この際蒸気沸騰缶部２の被処理液３はポンプＰ１の働きにより蒸気沸騰缶部２底部から配管および導入管２ｂによって循環する。
【００１７】
なお、この減圧蒸発濃縮装置１では、蒸気沸騰缶部２内部で被処理液３が加熱され、他に熱交換機等を設ける必要がないため、上記構成とともにコンパクトな減圧蒸発濃縮装置となっている。
【００１８】
このように熱媒によって加熱された被処理液３の揮発性成分はその蒸発面３ａから蒸発し、蒸気通路５に導かれ、蒸気通路５に設けられたバブルキャップトレー５ａと疎水性繊維（この例ではポリプロピレン）のウェブの積層体５ｂにより、飛沫等の液体あるいは固体成分が充分に除去された状態で、冷却凝縮室部４上部に達する。ここで、疎水性繊維のウェブの積層体５ｂの上方および下方にはポリプロピレン製の網（目開きが約３ｍｍ）５ｃ１および５ｃ２が配されて、これらにより疎水性繊維のウェブの積層体５ｂが保持されている。
【００１９】
冷却凝縮室部４内部は、上記の螺旋形状の冷却蛇管４ａの導入口４ａ１から排出口４ａ２に向かって、すなわち、冷却凝縮室部４内部を冷媒（本例では冷却水を下から上に向かって流している）が流されているために、比較的温度が低く、冷却凝縮室部に達した蒸気は冷却凝縮室部４内で凝縮し液化する。
【００２０】
凝縮した液は冷却凝縮室部４壁部下部に設けられた液体を冷却凝縮室部外に排出するための排出口４ｂから減圧蒸発濃縮装置１外の凝縮液受１０に排出される。なお、凝縮液受１０中の凝縮液が増加してその液面が所定位置に達すると、ポンプＰ２の働きにより凝縮液受１０外部に排出される。
【００２１】
なお、減圧蒸発濃縮装置内部は効率よい濃縮が行われるためには減圧状態に保たれている必要があるが、冷却凝縮室部４内部の排気のための排気口４ｃ１は上記排出口４ｂとは別に、かつ、排出口４ｂよりも冷却凝縮室部４内の高い位置に設けられている。このため冷却凝縮室部４内部に溜まった凝縮された液が排気口４ｃ１に達することなく、効率良い排気が維持される。
【００２２】
邪魔板４ｄ下端はこの例のように冷却蛇管４ａの下端より低い位置となることが最も望ましい。
【００２３】
さらに、本例では、排気口４ｃ１が蒸気通路５付近に設けられている。ここで蒸気通路５は円柱状であり、かつ、円筒形の冷却凝縮室部４に同心円状となるように配されているため、排気口４ｃ１は冷却凝縮室部４中央に近いところに設けられていることとなり、冷却凝縮室部４壁部下部に設けられている排出口４ｂからは離間した位置に配されているためにより確実に、冷却凝縮室部４内部に溜まった凝縮された液が排気口４ｃ１に達することが防止されている。
【００２４】
なお、図１では排気口４ｃ１および排気口４ｃ１に接続された配管が減圧蒸発濃縮装置１外に接続される接続口４ｃ２を有する面での断面図であるために判りづらいが、図２にモデル斜視図（部分図）に示したように、蒸気通路５断面に占めるこれら配管は極めて小さく、蒸気沸騰缶部２から冷却凝縮室部４への蒸気の流れは、これら配管に妨げられることはない。接続口４ｃ２は外部の排気ポンプＰ３に接続されている。
【００２５】
さらに、図１に示されているように、冷却凝縮室部４の気流が一旦、冷却凝縮室部４内部の冷却蛇管４ａの下端より低い位置に達したのちに上記排気口４ｃ１に達するように導くための気流誘導手段としての邪魔板４ｄが設けられているため、排気口４ｃ１に達する気流中の凝縮可能成分（通常は水分）が可能な限り除かれているために排気の効率が高く、減圧蒸発濃縮装置の内部の圧力をより低くすることが可能となるため、蒸発効率が向上する。
【００２６】
また本例では排気口４ｃ１は円筒形の蒸気通路５の側面に、その中心に対して対象な位置（１８０°回転した位置）に２つ設けられており、これら２つの排気口４ｃ１に吸引される冷却凝縮室部４の気流は２つとなり冷却蛇管４ａによる冷却がより効率的となる。このように排気口は上記排気口が複数、通常２つないし４つ、互いに離間して設けられていることが望ましい。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の減圧蒸発濃縮装置は、コンパクトでありながらも、蒸発凝縮水側に被処理液中の非揮発性成分の混入のない減圧蒸発濃縮装置である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る減圧蒸発濃縮装置の一例を示すモデル断面図である。
【図２】蒸気通路付近のモデル斜視図（部分図）である。
【符号の説明】
１  本発明に係る減圧蒸発濃縮装置
２  蒸発沸騰缶部
２ａ  ヒータ
３  被処理液
３ａ  蒸発面
４  冷却凝縮室部
４ａ  冷却蛇管
４ａ１  導入口
４ａ２  排出口
４ｂ  排出口
４ｃ１  排気口
４ｃ２  接続口
４ｄ  邪魔板
５  蒸気通路
５ａ  バブルキャップトレー
５ｂ  疎水性繊維のウェブの積層体
５ｃ１，５ｃ２  網
【図１】
2004344700.tif 000003
【図２】
2004344700.tif 000004