(57)【要約】  脱塩プロセスは、予熱室における塩水の加熱及びその塩水を回転式キルンへ移動させる段階を含み、該回転式キルンは、その壁構造に噴出し、蒸気及び塩／不純物の残留物に沸騰させる。存在している蒸気は、コンプレッサにおいて加圧され、加熱される外部の動力源を持つ加熱器に送られ、そして、該回転式キルンの中空壁構造に供給され、該中空壁構造において、流入塩水を予熱するために予熱室に移動させられる純水に蒸気を凝縮させ、該回転式キルンは、スクレーパーを通って回転するように配置され、該壁構造から塩／不純物を取り除き、該回転式キルンの基部に集められる。
2010530801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩水が、蒸気及び残留塩を形成するように、回転しているキルンにおいて沸騰させられ、該蒸気は、該キルンにおいて純水に凝縮され、該残留塩は、該キルンの基部から取り除かれることを特徴とする脱塩プロセス。
【請求項２】
前記キルンが中空壁を有し、前記蒸気が該キルンの中空壁において純水に凝縮される、請求項１に記載された脱塩プロセス。
【請求項３】
前記蒸気が、前記キルンに移動させられる前に、圧縮され加熱される、請求項１又は２のいずれか1項に記載された脱塩プロセス。
【請求項４】
前記の凝縮された蒸気が、周囲温度で流入塩水を加熱するために、加熱媒体として予熱室に送り込まれ、該凝縮された蒸気は、純水として引き続き予熱器から収集されていることを特徴とする、上記の請求項のいずれか1項に記載された脱塩プロセス。
【請求項５】
前記キルンが、垂直に間隔が取られた、該キルンの壁に塩水を噴出する噴出口の、コラムのそばを回転される、上記の請求項のいずれか1項に記載された脱塩プロセス。
【請求項６】
塩類堆積物が、前記キルンの壁から取り除かれる、上記の請求項のいずれか1項に記載された脱塩プロセス。
【請求項７】
塩類堆積物が、制御される放出弁を通して前記キルンの基部から取り除かれる、上記の請求項のいずれか1項に記載された脱塩プロセス。
【請求項８】
起動ラインが、分離弁によって制御される熱水源を含み、該熱水は、前記キルンを予熱するために該キルンの中へ送り込まれる、上記の請求項のいずれかに記載された脱塩プロセス。
【請求項９】
予熱室において塩水を加熱する段階、及び、蒸気及び塩／不純物の残留物を沸騰させるために、該塩水を回転式キルンの壁構造に噴出するように該回転式キルンに移動させる段階を含む脱塩プロセスであり、出て行く蒸気は、コンプレッサにおいて加圧され、外部電源で作動する加熱器へ加熱のために送られ、次に該回転式キルンの中空壁構造へ送り込まれ、該回転式キルンの中において、前記蒸気は、流入塩水を予熱するために前記予熱室に移動される純水に凝縮し、該回転式キルンは、前記壁構造から塩／不純物を取り除くために該キルンの基部で収集するために、スクレーパーを通って回転するように配置されている、ことを特徴とする脱塩プロセス。
【請求項１０】
中空壁構造を有する回転式キルンに結合された予熱室を含み、該キルンは、コンプレッサを通して該キルンの中空壁に接続されたガス出口を有し、該ガス出口は、同様に、予熱室及び該キルンの内側の壁に接して配置されたスクレーパーに結合され、従って使用中に、塩水が、該予熱室において加熱され、該回転式キルンにおいて蒸気及び塩／不純物の残留物に沸騰させられ、該蒸気は、圧縮され、前記流入塩水を予熱するために予熱室に移動される純水に凝縮する、中空壁構造に送り込まれ、該回転式キルンは、前記内側の壁から塩／不純物を取り除くために前記スクレーパーを通って回転するように配置されている、ことを特徴とする脱塩設備。
【請求項１１】
外部電源で作動する加熱器が、前記コンプレッサと前記キルンの中空壁構造との間に位置された、請求項１０に記載された脱塩設備。
【請求項１２】
前記キルンの中空壁構造が、前記蒸気が通り抜け純水に凝結するらせん状通路を定める、請求項１０又は１１に記載された脱塩設備。
【請求項１３】
垂直に間隔が取られた噴出口のシリーズが、使用中に、前記キルンの回転している内側の壁に塩水を噴出することが可能であるように該キルンの内部に位置している、請求項１０乃至１２のいずれか1項に記載された脱塩設備。
【請求項１４】
前記キルンが、塩／不純物の残留物が集まる先が細くなっている基部を有している、請求項１０乃至１３のいずれか1項に記載された脱塩設備。
【請求項１５】
制御弁が、前記キルンの基部に位置し、該キルンの基部からの前記塩／不純物の残留物の収集を促進する、請求項１４に記載された脱塩設備。
【請求項１６】
前記スクレーパーが、軸回転することが可能である、請求項１０乃至１５のいずれか1項に記載された脱塩設備。
【請求項１７】
起動ラインが、前記キルンの壁構造へ、加熱器を通して水を送り、少なくとも１つの分離弁が、該起動ラインの操作を制御し、該キルンの壁構造が、前記塩水が入る前に望まれる温度にあることを、保証する、請求項１０乃至１６のいずれか1項に記載された脱塩設備。
【請求項１８】
先が細くなっている基部を持つ中空壁を有する脱塩設備のキルンであり、該キルンは、垂直に間隔が取られた複数の噴出口を含む塩水インフィードを含み、該噴出口は、塩水を該キルンの内側の壁に接して方向付け、スクレーパーは、該キルンの内側の壁に隣り合って位置し、該キルンの軸回転を起こす、ことを特徴とするキルン。
【請求項１９】
前記中空壁が、使用中に蒸気が凝縮されることが可能ならせん状通路を定める、請求項１８に記載されたキルン。
【請求項２０】
前記らせん状通路が上部から基部に伸びて上部へ戻る、請求項１９に記載されたキルン。
【請求項２１】
前記スクレーパーを軸方向に回転させる駆動手段を含む、請求項１８乃至２０のいずれか1項に記載されたキルン。
【請求項２２】
連動する放出弁が、前記キルンの基部に位置している、請求項１８乃至２１のいずれか1項に記載されたキルン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱塩設備及び蒸発脱塩のプロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
全球的気候変化及び世界規模の渇水によって、水、特に淡水を重要視するようになっている。
【０００３】
淡水を生産するための１つの既知の手段は、脱塩を通す手段である。脱塩の一般的な手段には２つあり、塩水が蒸発させられ、淡水に凝縮させられる蒸発脱塩；及び、逆浸透による脱塩がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
両プロセスは、大量なエネルギーを必要とし、通常、海水が即供給される海沿いの場所に限られる。しかし、塩類を含む地面（salt table）が高くなってきている国が多数存在し、それは内陸における大量な塩類の供給を意味する。
【０００５】
これらの問題が本発明をもたらしている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第1態様に従って、塩水が回転式キルンの中で沸騰させられ、蒸気及び残留塩を形成し、該蒸気は、同じキルンにおいて純水に凝縮され、残留塩は、該キルンの基部から取り除かれる。
【０００７】
本発明の追加の態様に従って、中空壁構造を持つ回転可能なキルン(kiln)に結合された予熱室を含む脱塩設備が提供されており、該キルンは、その中空壁にコンプレッサを通して接続されているガス出口を有しており、該ガス出口は、同様に、予熱室及び該キルンの内側の壁に接して置かれたスクレーパーに結合されている。使用中に塩水は、予熱室において加熱され、回転式キルンにおいて蒸気及び塩／不純物の残留物に沸騰し、その蒸気は圧縮されて、中空壁構造に送られ、その中空壁構造において、蒸気は、流入塩水を予熱するための予熱室に送り込まれる純水に凝縮される。回転式キルンは、その内側壁から塩／不純物を取り除くためにスクレーパーを通って回転するように配置される。
【０００８】
本発明のさらなる態様に従って、先が細くなっている基部を持つ中空壁を含む脱塩設備のためのキルンが提供されており、該キルンは、複数の垂直に間隔が取られた噴出口を含む塩水インフィード(infeed)を含み、該噴出口は、塩水をキルンの内側の壁に方向付けるように配置されており、スクレーパーは、該キルンの内側壁に隣り合って位置し、該キルンの軸回転を起こす。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、塩水が沸騰させられ、次に淡水を形成するように凝縮される脱塩設備に関する。塩水として生産される塩は、沸騰させられ、廃棄するために集められ、蒸気の熱は、エネルギーとして該設備に返還される。本発明は、エネルギー効率に優れているという利点を持ち、塩水を完全に蒸発させる。それはつまり、副産物が塩及び淡水だけであることを意味する。これは、もう１つの副産物が、通常は、後に海に戻される高濃度の塩を含む水である、ほとんどの脱塩設備とは対照的である。
【実施例１】
【００１１】
付属している図に示されるように、脱塩設備10は、根本的に、予熱器20、回転式キルン40、２つの外部の電源を持つ加熱器60、61、蒸気コンプレッサ66、ポンプ62、63及びフィルター64、65を含む。
【００１２】
流入塩水（しばしば海水又は内陸の塩水である）は、ポンプ62によってフィルター64のシリーズを通して周囲温度で汲み上げられ、その塩水から固体物質を取り除く。フィルターされた塩水は、次に、絶縁されたケーシング22を有し、らせん状の銅熱交換器23を含む予熱器20の基部21に注ぎ込まれる。そして、絶縁された外側ケーシング22を通して銅熱交換器23の出口24からキルン40に送り込まれる。キルン40は、2重外皮を持つ回転式キルン42を含み、基部に位置するフラスト円錐状ホッパー43の上に搭載されている外側ケーシング41を含む。2重外皮キルン42の上部44は、上方に突き出ている中空栓45を有し、中空栓45は、絶縁ケーシング41の上部を通って伸び、電動モーター46及びドライブ47によって軸回転されるように結合されている。キルンの外側ケーシング41は、また、出力管50を含み、このキルン42の上部表面は、４つの等しい間隔が取られた出口穴（非表示）を持ち、蒸気が出力管50から出ることを可能にする。
【００１３】
細長いらせん状ワーム(worm)52としての回転式スクレーパー51が、キルン40の基部を通して上方に伸び、図に示されているようにそのキルン40の1面に隣り合わせて、そのキルンの長さに沿って上に伸びる。電動式モーター53及びギアボックス(非表示)は、キルン42の内側の壁に隣り合う回転式スクレーパー51を駆動させる。
【００１４】
塩水は、熱交換器23から供給され、キルン40の側壁を通って2重外皮キルン42の垂直に伸びるコラム(column)54の中へ送られ、該コラム54に沿って間隔が取られている複数の噴出口55を通してキルンの内部の壁に噴出される。キルン42の2重壁構造の内部は、上部から底部に伸びているらせん状の通路56を有し、該通路の底部から中空栓45に戻る導管57がある。
【００１５】
出口管50は、塩水がそのキルンの高温の内部壁に噴出される時に発生する蒸気が、キルンから出て、最初の電気駆動式加熱器60に送り込まれる前に蒸気コンプレッサ66において圧縮されるように、その蒸気の通路を、円滑にする。コンプレッサ66は、100℃の蒸気を出し、キルン40がわずかな真空（0.5bar）で作動することを保証する。加熱器60は、そのコンプレッサ66を出る蒸気を1barの圧力で、約150℃の温度に加熱する。出て行く蒸気は、栓の端に搭載されている2重の回転式ポート70の中に通され、これは、らせん状通路56の上部と連絡する第1通路71を、キルン42の2重外皮の間に有する。蒸気は、そして、凝縮するまでキルン42の長さに沿って下方にらせん状に移動させられ、基部を横切って輸送される。蒸気が、キルンの上部の150℃から下端の110℃に冷えると、予熱された塩水が壁に噴出されるときに沸騰することを保証するために、キルン42の内部の壁を加熱する。戻る導管57は、凝縮された純水を約110℃の温度及び0.5barの圧力で、第2通路72に沿って回転栓45の中へ供給し、回転式ポート70へ供給し、そして、予熱器20の上部の中へ送り込むフィードバック・ループ75に沿って送り込む。水が110℃で予熱器に入り、その熱を銅コイル23に転送し、チャンバー20の基部において集める。ポンプ63は、次に、排出ポート68を通した収集のために、一式のフィルター65の中に送られるように冷却水を周囲温度で出す。
【００１６】
キルン42における塩水が沸騰するとき、塩及び不純物の残留物は、ベース・ホッパー43の中へ収集のために落とされる。残留塩は、また、キルン42の内側の壁に粘着する傾向があり、回転栓51は、その壁に非常に近く位置し（約1mm）、キルンが回転すると、塩の堆積物が取り除かれるようにし、そして、塩の堆積物は、回転栓の基部における収集のために、ワーム52に落ちる。ホッパー43及び回転式スクレーパー51の両方は、二重弁を持つはけ口78、79を有し、それは、塩が、不完全真空にあるチャンバーの中へ空気を入れずに放出されるように、2重密封の効果をもたらす。これは、各はけ口における一対の連動放出弁によって実施される。塩は、管の中を移動し、閉鎖している弁の上方表面で静止し、その後ろ側には、同じ弁が位置する。その２つの弁は、電子的にタイミングが取られて操作される。それらの弁は、決して両方が同時に開放されない。十分な塩が上部の弁で集まった場合、弁は開放され、その塩が下方の閉鎖した弁に落ちることを可能にする。そして、上部の弁は、下方の弁が塩を放出するために開放される前に閉鎖する。
【００１７】
キルンは、入ってくる蒸気が100℃よりも高い温度で凝縮できることを保証するために、気圧よりも低い圧力で操作される。キルンの壁温度は、上部の約150℃から基部の約110℃まで変動し、これらの温度は、約99℃及び1barの圧力に置かれたキルンに入る塩水が、そのキルンの壁に噴出されるときに沸騰することを保証する。蒸気はそして、コンプレッサ66によって集められ、次に、圧縮され、その温度をさらに上昇させる。外部の加熱器60は、次に、1barの圧力でその蒸気を150℃に加熱することを保証する。その時点において、その蒸気は、キルン42の二重壁によって定められる熱交換器に返還される。その蒸気が、塩水を沸騰させるために使用される熱である。一度、蒸気が凝縮し、110℃の温度のわずかな真空に置かれた液体となると、予熱器20に入るためにバイパス通路75を通り抜け、再び、その水の熱は、周囲温度にあるコイル23における塩水の予熱を援助し、それが約99℃の温度で予熱器から出ていくことを保証する。
【００１８】
この方法では、脱塩設備は、塩／不純物の残留物が、プロセスが作動するにつれて、徐々に、その基部で固体として集められるように、塩水の実質上の完全蒸発を起こすだけでなく、塩水を沸騰させるために使用された潜熱が、その同じキルンにおける蒸気の凝縮によって放出された潜熱で補われるという意味でエネルギーが保存されるという利点も持つ。沸騰した塩水の熱は、キルン40の加熱を援助するために使用され、凝縮された純水において存在する熱は、予熱室20において使用される。電源の外部の使用は、ポンプ62、63、駆動モーター46、53、外部の電動加熱器60、及び蒸気コンプレッサ66に限られる。
【００１９】
キルンは、流入塩水がそのキルンの高温の内部の壁に噴出される４Gの遠心力を生成する速度で回転され、その塩水を速く沸騰させるための高接触伝導性を保証する。回転速度は、また、らせん状のチャンバーの壁から凝縮された液体を放出し、この液体がもたらす可能性がある、キルンの内部の壁を加熱する流入蒸気への絶縁効果を、最小限に抑える。
【００２０】
塩／不純物の残留物は、次に、多様な分離プロセスにさらされ、その残留物から販売可能な成分を抽出する。
【００２１】
上記の脱塩設備は、必要とされる１つのさらなる構成要素を有し、それは起動を保証することである。プロセスが作動するように、その構成要素が望まれる温度に達することを保証するため、バイパス・ループ80がそのプロセスにおいて備えられ、純水を取り出し、外部の電動式加熱器61の中へ汲み上げる。その水は、150℃で沸騰し蒸気化となるように加熱され、次に、回転式ポート70の中へ引き続き送られるように、第1加熱器60の出口に送り込まれ、そして、キルン40の中へ送り込まれる。150℃の温度を有する水は、キルン42のらせん状の二重壁の中を通り抜け、そのキルンの内部の壁が、望まれる温度にあることを保証する。その水は、次に、キルン42の基部で凝縮し、回転式ポート70を通って逆方向に通り、予熱器20の上に戻り、同様に、流入塩水が、望まれる温度の99℃に達するようにする。一度、その構成要素が、望まれる温度に達すると、フィードバック・ループ80の始まり及び最後にある分離弁81、82が、プロセスが、次に塩水の注入で作動を開始することを保証するために閉鎖する。
【００２２】
以下の請求項及び本発明の上記の説明は、言語の表現又は必要な暗示によって文脈が必要とする箇所を除いては、「含む」という用語又は「含んでいる」、「有している」などの変形は、包括的な意味（すなわち、定められた特徴の存在を明確にするためであるが、本発明の様々な実施形態におけるさらなる特徴の存在又は追加を除外しないため）で使用されている。
【図１】
2010530801.tif 000003
【国際調査報告】
2010530801.tif 000004
2010530801.tif 000005