(57)【要約】【課題】  真空で揮発蒸気が発生する系に、真空を維持させる真空ポンプと、発生する揮発蒸気を真空下で凝縮して回収する凝縮手段とを備えた揮発蒸気の凝縮装置の提供。【解決手段】  本発明は、真空で揮発蒸気が発生する系に、真空を維持させる真空ポンプと揮発蒸気を凝縮して回収する第１の凝縮手段とを備えた揮発蒸気の凝縮装置において、前記真空ポンプの出口側に第２の凝縮手段を設けた。又、第２の凝縮手段は大気圧下で作動するよう設けた。又、第２の凝縮手段の冷却液を常温の水とした。又、真空ポンプはドライ真空ポンプとした。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空で揮発蒸気が発生する真空系に、真空を維持させる真空ポンプと揮発蒸気を凝縮して回収する第１の凝縮手段とを備えた揮発蒸気の凝縮装置において、前記真空ポンプの出口側に第２の凝縮手段を設けたことを特徴とする揮発蒸気の凝縮装置。
【請求項２】
真空で揮発蒸気を発生する真空系を有する揮発蒸気の凝縮装置において、第１の凝縮手段と第２の凝縮手段との二段で前記揮発蒸気を分縮するために、前記真空系の真空を維持させる真空ポンプの入口側に第１の凝縮手段を配設すると共に前記真空ポンプの出口側に第２の凝縮手段を設けたことを特徴とする揮発蒸気の凝縮装置。
【請求項３】
真空ポンプと第２の凝縮手段との間に前記真空ポンプからの揮発蒸気を回収する揮発蒸気の回収流路分岐手段を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２の揮発蒸気の凝縮装置。
【請求項４】
揮発蒸気の回収流路分岐手段により回収された揮発蒸気を揮発蒸気の凝縮装置を含む装置全体の熱給配システムの熱源として送り込む揮発蒸気供給手段を設けたことを特徴とする請求項３の揮発蒸気の凝縮装置。
【請求項５】
揮発蒸気の回収流路分岐手段により回収された揮発蒸気を製品化する製品化処理手段を設けたことを特徴とする請求項３揮発蒸気の凝縮装置。
【請求項６】
揮発蒸気の回収流路分岐手段により回収された揮発蒸気を製品化する製品化処理手段と前記揮発蒸気の回収流路分岐手段により回収された揮発蒸気を揮発蒸気の凝縮装置を含む装置全体の熱給配システムに熱源として送り込む揮発蒸気供給手段とを設け、前記揮発蒸気の回収流路分岐手段により回収された揮発蒸気を前記製品化処理手段と前記揮発蒸気供給手段との何れか又は双方に供給する揮発蒸気分配手段を設けたことを特徴とする請求項３の揮発蒸気の凝縮装置。
【請求項７】
第２の凝縮手段は大気圧下で作動するよう設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の揮発蒸気の凝縮装置。
【請求項８】
第２の凝縮手段の冷却液は常温の水であることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の揮発蒸気の凝縮装置。
【請求項９】
真空ポンプはドライ真空ポンプであることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れかに記載の揮発蒸気の凝縮装置。
【請求項１０】
真空で揮発蒸気が発生する真空系に真空を維持させる真空ポンプと揮発蒸気を凝縮して回収する第１の凝縮手段とを備えた揮発蒸気の凝縮装置において、
前記真空ポンプの出口側に第２の凝縮手段を設けて、前記第１の凝縮手段にて凝縮処理されなかった揮発蒸気を前記真空ポンプを介して取り込み更に凝縮処理して回収することを特徴とする揮発蒸気の凝縮装置における揮発蒸気の回収方法。
【請求項１１】
真空で揮発蒸気が発生する真空系に、真空を維持させる真空ポンプと揮発蒸気を凝縮して回収する第１の凝縮手段とを備えると共に、前記真空ポンプの出口側に第２の凝縮手段を設けた揮発蒸気の凝縮装置において、
前記真空系の圧力が所定の圧力より低下すると第１の復圧用圧力制御弁により外気を取り入れ、真空系Ａの圧力が所定の圧力より上昇すると第２の復圧用圧力制御弁により真空ポンプへの流量を増加させて、真空系の圧力を一定に維持させながら凝縮処理して回収することを特徴とする揮発蒸気の凝縮装置における揮発蒸気の回収方法。
【請求項１２】
真空で揮発蒸気が発生する真空系に、真空を維持させる真空ポンプと揮発蒸気を凝縮して回収する第１の凝縮手段とを備えた揮発蒸気の凝縮装置において、
前記真空ポンプの出口側に、当該真空ポンプからの揮発蒸気の一部又は全部を回収する揮発蒸気の回収流路分岐手段を設け、前記揮発蒸気の回収流路分岐手段により回収された揮発蒸気を揮発蒸気の凝縮装置を含む装置全体の熱給配システムに熱源として送り込む揮発蒸気供給手段を設けたことを特徴とする揮発蒸気の凝縮装置。
【請求項１３】
真空で揮発蒸気が発生する真空系に、真空を維持させる真空ポンプと揮発蒸気を凝縮して回収する第１の凝縮手段とを備えた揮発蒸気の凝縮装置において、
前記真空ポンプの出口側に、当該真空ポンプからの揮発蒸気の一部又は全部を回収する揮発蒸気の回収流路分岐手段を設け、前記揮発蒸気の回収流路分岐手段により回収された揮発蒸気を製品化する製品化処理手段を設けたことを特徴とする揮発蒸気の凝縮装置。
【請求項１４】
真空で揮発蒸気が発生する真空系に、真空を維持させる真空ポンプと揮発蒸気を凝縮して回収する第１の凝縮手段とを備えた揮発蒸気の凝縮装置において、
前記真空ポンプの出口側に、当該真空ポンプからの揮発蒸気の一部又は全部を回収する揮発蒸気の回収流路分岐手段を設け、前記揮発蒸気の回収流路分岐手段により回収された揮発蒸気を揮発蒸気の凝縮装置を含む装置全体の熱給配システムに熱源として送り込む揮発蒸気供給手段と前記揮発蒸気の回収流路分岐手段により回収された揮発蒸気を製品化する製品化処理手段とを設けたことを特徴とする揮発蒸気の凝縮装置。
【請求項１５】
揮発蒸気の回収流路分岐手段により回収された揮発蒸気の一部又は全部を製品化処理手段と揮発蒸気供給手段との何れか又は双方に供給する揮発蒸気分配手段を設けたことを特徴とする請求項１３に記載の揮発蒸気の凝縮装置。
【請求項１６】
真空で揮発蒸気が発生する真空系に、真空を維持させる真空ポンプと揮発蒸気を凝縮して回収する第１の凝縮手段とを備えた揮発蒸気の凝縮装置において、
前記真空ポンプの出口側に、当該真空ポンプからの揮発蒸気の一部又は全部を回収する揮発蒸気の回収流路分岐手段を設けて、前記揮発蒸気の回収流路分岐手段により回収された揮発蒸気の一部又は全部を揮発蒸気の凝縮装置を含む装置全体の熱給配システムの熱源として利用することを特徴とする揮発蒸気の凝縮装置における揮発蒸気の回収方法。
【請求項１７】
真空で揮発蒸気が発生する真空系に、真空を維持させる真空ポンプと揮発蒸気を凝縮して回収する第１の凝縮手段とを備えた揮発蒸気の凝縮装置において、前記真空ポンプの出口側に、当該真空ポンプからの揮発蒸気の一部又は全部を回収する揮発蒸気の回収流路分岐手段を設けて、前記揮発蒸気の回収流路分岐手段により回収された揮発蒸気を製品化処理手段により製品化することを特徴とする揮発蒸気の凝縮装置における揮発蒸気の回収方法。
【請求項１８】
真空で揮発蒸気が発生する真空系に、真空を維持させる真空ポンプと揮発蒸気を凝縮して回収する第１の凝縮手段とを備えた揮発蒸気の凝縮装置において、
前記真空ポンプの出口側に、当該真空ポンプからの揮発蒸気の一部又は全部を回収する揮発蒸気の回収流路分岐手段を設けて、前記揮発蒸気の回収流路分岐手段により回収された揮発蒸気を揮発蒸気の凝縮装置を含む装置全体の熱給配システムに送り込む揮発蒸気供給手段により熱源として利用したり、前記揮発蒸気の回収流路分岐手段により回収された揮発蒸気を製品化処理手段により製品化したりすることを特徴とする揮発蒸気の凝縮装置における揮発蒸気の回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空で揮発蒸気が発生する真空系に、真空を維持させる真空ポンプと発生した揮発蒸気を真空下で凝縮する凝縮手段とを備えた揮発蒸気の凝縮装置とその装置において凝縮されなかった揮発蒸気を回収する方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、主に化学工業分野において発生する揮発蒸気、例えばアルコール含水蒸気の凝縮装置では、真空ポンプの前、即ち真空系内に凝縮手段を配置して揮発蒸気を凝縮させる構成が一般であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、このような従来の装置では、飽和蒸気圧の関係から揮発蒸気の凝縮温度が低くなるため、凝縮手段に供給される冷媒は、比較的低温の特殊な冷媒（例えばチラー）を用いる必要があり、しかも大量に必要とするため、コストが嵩むという問題があった。
又、揮発蒸気中に比較的高温で凝固する例えば水のような物質が含まれたりすると、冷媒温度が低すぎるために凝縮手段の槽内や配管内で凝固してしまうという問題があった。水等の物質が凝縮手段の内部に凝固してしまうと、蒸気の流通が阻害され真空状態が維持できなくなるため凝縮装置を一旦停止させ、温度が自然に上昇するのを待ち、凝固を自然解凍によって除去せざるを得ず、凝固の解凍に長時間を要し、生産性向上の重大な障害となっていた。
【０００４】
又、従来のように、真空ポンプと当該真空ポンプの前に配置された凝縮手段とを備えた構成の装置では、凝縮手段によって凝縮されなかった揮発蒸気が有する熱（潜熱等）及び／又は揮発蒸気に含有される製品成分について効率的な回収方法が確立されていない。
【０００５】
例えば、真空ポンプ出口でのアルコール濃度は約３３ｗｔ％であるが、スチームエジェクタの駆動蒸気としては少なくとも約１００ｋｇ／ｈ程度必要であるため、スチームエジェクタ吐出側では約７ｗｔ％程度以下となってしまい、アルコールの回収（製品化）としては好ましくなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、真空で揮発蒸気が発生する系に、真空を維持させる真空ポンプと揮発蒸気を凝縮する第１の凝縮手段（凝縮装置）とを備えた揮発蒸気の凝縮装置において、前記真空ポンプの出口側に第２の凝縮手段を配設して二段分縮としたり、第１の凝縮手段により凝縮されなかった揮発蒸気を、全体装置（即ち当該第１の凝縮手段や後述の製品化手段等を含む装置の全体）の熱給配システムの熱源として回収したり、回収した前記揮発蒸気を、更に第２の凝縮手段や減圧塔等の製品化手段によって、凝縮されなかった揮発蒸気中の目的物を更に回収するための装置及びその方法の提供を目的とするもので、次の特徴を持つ。
【０００７】
即ち、本発明の揮発蒸気の凝縮装置は、真空で揮発蒸気が発生する真空系に、真空を維持させる真空ポンプと揮発蒸気を凝縮して回収する第１の凝縮手段とを備えた揮発蒸気の凝縮装置において、前記真空ポンプの出口側に第２の凝縮手段を設けたことを特徴とする。
【０００８】
又、本発明の揮発蒸気の凝縮装置は、真空で揮発蒸気を発生する真空系を有する揮発蒸気の凝縮装置において、第１の凝縮手段と第２の凝縮手段との二段で前記揮発蒸気を分縮するために、前記真空系の真空を維持させる真空ポンプの入口側に第１の凝縮手段を配設すると共に前記真空ポンプの出口側に第２の凝縮手段を設けたことを特徴とする。
【０００９】
又、本発明の揮発蒸気の凝縮装置は、真空ポンプと第２の凝縮手段との間に前記真空ポンプからの揮発蒸気を回収する揮発蒸気の回収流路分岐手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
又、本発明の揮発蒸気の凝縮装置は、揮発蒸気の回収流路分岐手段により回収された揮発蒸気を揮発蒸気の凝縮装置を含む装置全体の熱給配システムの熱源として送り込む揮発蒸気供給手段を設けたことを特徴とする。
【００１１】
又、本発明の揮発蒸気の凝縮装置は、揮発蒸気の回収流路分岐手段により回収された揮発蒸気を製品化する製品化処理手段を設けたことを特徴とする。
【００１２】
又、本発明の揮発蒸気の凝縮装置は、揮発蒸気の回収流路分岐手段により回収された揮発蒸気を製品化する製品化処理手段と前記揮発蒸気の回収流路分岐手段により回収された揮発蒸気を揮発蒸気の凝縮装置を含む装置全体の熱給配システムに熱源として送り込む揮発蒸気供給手段とを設け、前記揮発蒸気の回収流路分岐手段により回収された揮発蒸気を前記製品化処理手段と前記揮発蒸気供給手段との何れか又は双方に供給する揮発蒸気分配手段を設けたことを特徴とする。
【００１３】
又、本発明の揮発蒸気の凝縮装置は、第２の凝縮手段が大気圧下で作動するよう設けたことを特徴とする。
【００１４】
又、本発明の揮発蒸気の凝縮装置は、第２の凝縮手段の冷却液が常温の水であることを特徴とする。
【００１５】
又、本発明の揮発蒸気の凝縮装置は、真空ポンプがドライ真空ポンプであることを特徴とする。
【００１６】
又、本発明の揮発蒸気の凝縮装置における揮発蒸気の回収方法は、真空で揮発蒸気が発生する真空系に真空を維持させる真空ポンプと揮発蒸気を凝縮して回収する第１の凝縮手段とを備えた揮発蒸気の凝縮装置において、前記真空ポンプの出口側に第２の凝縮手段を設けて、前記第１の凝縮手段にて凝縮処理されなかった揮発蒸気を前記真空ポンプを介して取り込み更に凝縮処理して回収することを特徴とする。
【００１７】
又、本発明の揮発蒸気の凝縮装置における揮発蒸気の回収方法は、真空で揮発蒸気が発生する真空系に、真空を維持させる真空ポンプと揮発蒸気を凝縮して回収する第１の凝縮手段とを備えると共に、前記真空ポンプの出口側に第２の凝縮手段を設けた揮発蒸気の凝縮装置において、前記真空系の圧力が所定の圧力より低下すると第１の復圧用圧力制御弁により外気を取り入れ、真空系Ａの圧力が所定の圧力より上昇すると第２の復圧用圧力制御弁により真空ポンプへの流量を増加させて、真空系の圧力を一定に維持させながら凝縮処理して回収することを特徴とする。
【００１８】
又、本発明の揮発蒸気の凝縮装置は、真空で揮発蒸気が発生する真空系に、真空を維持させる真空ポンプと揮発蒸気を凝縮して回収する第１の凝縮手段とを備えた揮発蒸気の凝縮装置において、前記真空ポンプの出口側に、当該真空ポンプからの揮発蒸気の一部又は全部を回収する揮発蒸気の回収流路分岐手段を設け、前記揮発蒸気の回収流路分岐手段により回収された揮発蒸気を揮発蒸気の凝縮装置を含む装置全体の熱給配システムに熱源として送り込む揮発蒸気供給手段を設けたことを特徴とする。
【００１９】
又、本発明の揮発蒸気の凝縮装置は、真空で揮発蒸気が発生する真空系に、真空を維持させる真空ポンプと揮発蒸気を凝縮して回収する第１の凝縮手段とを備えた揮発蒸気の凝縮装置において、前記真空ポンプの出口側に、当該真空ポンプからの揮発蒸気の一部又は全部を回収する揮発蒸気の回収流路分岐手段を設け、前記揮発蒸気の回収流路分岐手段により回収された揮発蒸気を製品化する製品化処理手段を設けたことを特徴とする。
【００２０】
又、本発明の揮発蒸気の凝縮装置は、真空で揮発蒸気が発生する真空系に、真空を維持させる真空ポンプと揮発蒸気を凝縮して回収する第１の凝縮手段とを備えた揮発蒸気の凝縮装置において、前記真空ポンプの出口側に、当該真空ポンプからの揮発蒸気の一部又は全部を回収する揮発蒸気の回収流路分岐手段を設け、前記揮発蒸気の回収流路分岐手段により回収された揮発蒸気を揮発蒸気の凝縮装置を含む装置全体の熱給配システムに熱源として送り込む揮発蒸気供給手段と前記揮発蒸気の回収流路分岐手段により回収された揮発蒸気を製品化する製品化処理手段とを設けたことを特徴とする。
【００２１】
又、本発明の揮発蒸気の凝縮装置は、揮発蒸気の回収流路分岐手段により回収された揮発蒸気の一部又は全部を製品化処理手段と揮発蒸気供給手段との何れか又は双方に供給する揮発蒸気分配手段を設けたことを特徴とする。
【００２２】
又、本発明の揮発蒸気の凝縮装置における揮発蒸気の回収方法は、真空で揮発蒸気が発生する真空系に、真空を維持させる真空ポンプと揮発蒸気を凝縮して回収する第１の凝縮手段とを備えた揮発蒸気の凝縮装置において、前記真空ポンプの出口側に、当該真空ポンプからの揮発蒸気の一部又は全部を回収する揮発蒸気の回収流路分岐手段を設けて、前記揮発蒸気の回収流路分岐手段により回収された揮発蒸気の一部又は全部を揮発蒸気の凝縮装置を含む装置全体の熱給配システムの熱源として利用することを特徴とする。
【００２３】
又、本発明の揮発蒸気の凝縮装置における揮発蒸気の回収方法は、真空で揮発蒸気が発生する真空系に、真空を維持させる真空ポンプと揮発蒸気を凝縮して回収する第１の凝縮手段とを備えた揮発蒸気の凝縮装置において、前記真空ポンプの出口側に、当該真空ポンプからの揮発蒸気の一部又は全部を回収する揮発蒸気の回収流路分岐手段を設けて、前記揮発蒸気の回収流路分岐手段により回収された揮発蒸気を製品化処理手段により製品化することを特徴とする。
【００２４】
又、本発明の揮発蒸気の凝縮装置における揮発蒸気の回収方法は、真空で揮発蒸気が発生する真空系に、真空を維持させる真空ポンプと揮発蒸気を凝縮して回収する第１の凝縮手段とを備えた揮発蒸気の凝縮装置において、前記真空ポンプの出口側に、当該真空ポンプからの揮発蒸気の一部又は全部を回収する揮発蒸気の回収流路分岐手段を設けて、前記揮発蒸気の回収流路分岐手段により回収された揮発蒸気を揮発蒸気の凝縮装置を含む装置全体の熱給配システムに送り込む揮発蒸気供給手段により熱源として利用したり、前記揮発蒸気の回収流路分岐手段により回収された揮発蒸気を製品化処理手段により製品化したりすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、大気圧下で作動するよう配設された第２の凝縮手段が、真空下で作動する第１の凝縮手段によって凝縮処理（第一段凝縮処理）されなかった揮発蒸気を取り込んで、更に凝縮処理（第二段凝縮処理）するので、従来のように第１の凝縮手段だけによって凝縮処理する場合に比べて、第１の凝縮手段の処理能力を低目に設定することができる。
【００２６】
又、従来の、真空系を有する揮発蒸気の凝縮装置では揮発蒸気が、通常、全回収又は全排水となっていたが、本発明によれば、二段の凝縮手段を有する分縮作用によって製品成分多い留分と製品成分の少ない留分とに分離でき、いわゆる分縮処理ができるため、装置全体として製品成分（凝縮液）の回収率を上昇させることができると共に、製品高濃度留分と製品低濃度留分を各々その濃度成分及びその他の不純物の割合を勘案して装置の最適位置に導入できるため、結果的に品質の向上及び省エネルギー化を図ることができる。
【００２７】
又、本発明によれば、圧力制御手段によって真空系の圧力を一定に維持することができる。
【００２８】
又、本発明によれば、第１の凝縮装置（コンデンサー）を小型化することができると共に、チラーを製造するための冷凍装置をも小型化することができる。
【００２９】
又、本発明によれば、比較的高温のチラーを用いることができるため、一般産業用の冷凍装置を利用することができる。
【００３０】
又、本発明によれば、真空配管内の凍結防止のために必要だった、複雑なチラーの温度制御装置が不要になる。
【００３１】
又、本発明によれば、従来技術では有効な回収方法が確立されていない凝縮されなかった揮発蒸気を、全体装置の熱供給システムの熱源として利用することができるので、省エネルギー化を実現でき、製品コストを下げることができる。
【００３２】
又、本発明によれば、凝縮装置で凝縮されなかった揮発蒸気中の目的物を、更に第２の凝縮手段や減圧塔等のような製品化手段によって、製品として回収することができるので、製品回収率を著しく高めることができ、製品コストを下げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明の揮発蒸気の凝縮装置及びその装置における揮発蒸気の回収方法は、あらゆる揮発蒸気の凝縮装置に適用できるものであるが、アルコール蒸気回収の凝縮装置に適用した形態を実施例として以下説明する。
【実施例１】
【００３４】
本発明の実施例１は、真空で揮発蒸気が発生する系に、真空を維持させる真空ポンプと揮発蒸気を凝縮する第１の凝縮手段（凝縮装置）とを備えた揮発蒸気の凝縮装置において、前記真空ポンプの出口側に第２の凝縮手段を配設して二段分縮とした例である。
【００３５】
先ず、本発明の揮発蒸気の凝縮装置及び凝縮方法を図１に基づいて説明する。図１は実施例１の凝縮装置及び制御システムのフロー図である。
図中において二点鎖線で囲む領域Ａが真空系即ち真空で揮発蒸気が発生する系であり、この真空系Ａ内には、真空系Ａ内に導入された揮発蒸気を真空下で凝縮して回収する第１の凝縮手段１０が前記真空系Ａの真空を維持する真空ポンプ１１の入口側に配設されている。この真空ポンプとしては高真空下で作動するドライ真空ポンプが好適である。
第１の凝縮手段１０で凝縮された凝縮液（濃縮液ともいう）は、当該凝縮手段１０に付設された受液槽１２に一旦回収され、取出ポンプ１３を介して系外の製品化手段へその全部又は一部が導入されることとなる。
【００３６】
真空ポンプ１１の出口側、即ち、揮発蒸気を発生させる真空系Ａ外にて、大気圧下で作動するよう第２の凝縮手段２０が配設されている。この第２の凝縮手段２０は、第１の凝縮手段１０によって一旦凝縮処理（第一段凝縮処理）されても凝縮されなかった揮発蒸気を、真空ポンプ１１を介して取り込み、更に凝縮処理（第二段凝縮処理）して揮発蒸気中の目的物（エタノール）を回収する。
第２の凝縮手段２０で凝縮された凝縮液（第二段凝縮液）は、当該凝縮手段２０に付設された受液槽２２に一旦回収された後、最終取出ポンプ２３を介して、本装置外に取り出され、製品化手段へその全部又は一部が導入されることとなる。
【００３７】
この実施例では、第１の凝縮手段１０の受液槽１２に回収された凝縮液（第一段凝縮液）は、取出ポンプ１３を介して、第２の凝縮手段２０の受液槽２２に送出されているため、第一段凝縮液と共に最終取出ポンプ２３を介して取り出され、製品化手段へその全部又は一部が導入されることとなる。
【００３８】
第１の凝縮手段１０に冷媒供給手段を介して供給される冷媒としては真空下において用いられるチラーが好適であるが、第２の凝縮手段２０については、揮発蒸気の凝縮をほぼ大気圧で行うことができるので、凝縮温度が比較的高く、冷媒液として常温或いは常温付近の水を使用することができる。
【００３９】
次に、真空系Ａを一定の圧力に保つ圧力制御手段を説明する。
圧力制御手段３０は、真空系Ａの圧力を測定する圧力検出器３１と、真空系Ａへの外気の流入を制御する第１の復圧用圧力制御弁３２と、真空ポンプ１１への流量を制御する第２の復圧用圧力制御弁３３とを備えている。
図１において、第１の復圧用圧力制御弁３２は第１の凝縮手段１０と真空ポンプ１１との間の揮発蒸気流路３４の途中に接続された外気導入流路３５に介在し、第２の復圧用圧力制御弁３３は前記揮発蒸気流路３４と外気導入流路３５との接続部と真空ポンプ１１との間の揮発蒸気流路３４の途中に介在している。
【００４０】
この圧力制御手段３０は、圧力検出器３１で真空系Ａの圧力を測定し、真空系Ａの圧力が所定の圧力より低下した場合には第１の復圧用圧力制御弁３２を用いて外気を取り入れ、真空系Ａの圧力が所定の圧力より上昇した場合には第２の復圧用圧力制御弁３３を用いて真空ポンプ１１への流量を増加させることにより、真空系Ａの圧力を一定に維持させている。
【実施例２】
【００４１】
実施例２は、上記実施例１において、第１の凝縮手段１０により凝縮されなかった揮発蒸気を、製品化手段の熱給配システムの熱源として回収する装置や方法、及び減圧塔のような製品化手段によって製品化する装置や方法の例である。以下、これを図２及び図３に基づいて説明する。図２はこの実施例２の制御システムのフロー図、図３は蒸留工程図である。
尚、図２及び図３中において図１と同じ符号は同じ内容であるのでその説明を省略する。又、図２中において点線で示す蒸気供給管路４５の部分は間接加熱を行う管路である。
【００４２】
先ず、図３において製品化手段を簡単に説明する。
製品化手段としては、第１及び第２の凝縮手段１０、２０の外に図示されていない濃縮塔Ａ２や図２に図示されている第１抽出塔Ｄ、精留塔Ｂ、精製塔Ｆや不純物処理塔Ｇ、第２抽出塔Ｄ２、減圧塔Ｖ等がある。
【００４３】
図示されていない濃縮塔Ａ２は、もろみ濃縮装置から留出した低濃度アルコールを共沸組成近くまでの濃縮して後述の抽出塔Ｄへ送入すると共に、当該塔頂付近から低沸点不純物を、又、当該塔央部から高沸点不純物を除去する。
【００４４】
濃縮塔Ａ２で濃縮されたアルコール、原料の粗留アルコールを温水で希釈し、抽出蒸留を行うことによりメタノール以外の不純物を当該塔頂部から分離すると共に、希薄アルコール（アルコール分１３〜１５％）を塔底部から次の蒸留工程の精留塔Ｂへ送入する。
【００４５】
精留塔Ｂでは、抽出塔Ｄで希釈されたアルコールを再び共沸組成近くまで濃縮し、当該塔央部から高沸点不純物を除去しながら塔頂から次の蒸留工程の精製塔Ｆへ送入する。
【００４６】
精製塔Ｆでは、特に分離が困難なメタノールについて、アルコール濃度が高いと比揮発度が高くなることを利用し、当該塔底から製品としてのアルコールを留出させ、当該塔頂からメタノールを除去する。
【００４７】
不純物処理塔Ｇでは、精留塔Ｂ及び精製塔Ｆの塔頂部の留出液を更にメタノールを濃縮・分離し、メタノールを塔頂に集積すると共に、当該塔底から回収されたアルコールを後述の第２抽出塔Ｄに送入する。こうして回収されるアルコールはその品質をチェックの上一部が製品化される。
【００４８】
第２抽出塔Ｄ２では、第１抽出塔Ｄと同様に、温水を加えることによる抽出効果を利用して、当該塔頂部に不純物を濃縮させて不順アルコールとして系外に除去する。
【００４９】
減圧塔Ｖでは、濃縮塔Ａ２、第１抽出塔Ｄ、精留塔Ｂの中間部からカットされたノルマルプロピルアルコール等の高沸点不純物を当該塔央部で濃縮・分離する。この減圧塔Ｖの圧力はアルコール水の共沸が外れる７０ｍｍＨｇ付近で操作される。
【００５０】
脱水塔Ｃでは、当該脱水塔Ｃに供給された含水アルコールの水分を、脱水剤（例えばシクロヘキサン）を用いて３成分共沸化合物として系外に除去することによって、含水アルコールを無水アルコールとして、当該塔底部から留出させる。
【００５１】
図２及び図３において、図中の符号４１は第１の凝縮手段１０で凝縮されなかった揮発蒸気（以下、単に揮発蒸気ともいう）の一部又は全部を回収するための回収流路分岐手段である。この回収流路分岐手段４１は、真空ポンプ１１の出口側、この実施例では真空ポンプ１１と第２の凝縮手段２０との間の揮発蒸気の回収流路４２の途中に配設されており、真空ポンプ１１から送り出される揮発蒸気を回収する。回収流路分岐手段４１としては適当な切換弁を用いればよい。
【００５２】
次に、回収流路分岐手段４１によって回収された揮発蒸気を抽出塔４４に供給する例（以下、抽出塔供給手段ともいう）を説明する。
回収流路分岐手段４１によって回収された揮発蒸気は、揮発蒸気の凝縮装（この実施例では第１及び第２の凝縮手段１０、２０）を含む揮発蒸気を製品化するに必要な装置の全体即ち全体装置の熱給配システム４０の熱源として揮発蒸気供給手段４３に送り込まれる。揮発蒸気供給手段４３としてこの実施例ではスチームエジェクタ（以下、エジェクタともいう）を用いている。
このエジェクタは、７〜８気圧程度の水蒸気（第１流体）を発生させる熱給配システム４０のボイラと製品化手段としての抽出塔４４（図３における抽出塔Ｄや抽出塔Ｄ２）との間に配設され、第１流体としての前記水蒸気に第２流体としての揮発蒸気を吸引させる。こうしてボイラからの水蒸気と共に揮発蒸気が熱源として抽出塔４４の底部の加熱部から供給される。
【００５３】
抽出塔４４（Ｄ、Ｄ２）は、塔内に水蒸気が直接導入されるいわゆる直接加熱構造となっているため、割合として低率の揮発蒸気を含んだ水蒸気が直接塔底部に導入されても、蒸留運転上に支障が無い。
こうして抽出塔４４（Ｄ、Ｄ２）に直接送り込まれた揮発蒸気に含まれる微量のエタノールを当該抽出塔４４（Ｄ、Ｄ２）から結果的に濃縮エタノール液として回収することもできる。
これにより、エタノール（製品）の回収率が一段と向上し、大幅なコストダウンを実現させる。即ち、この例によれば、直接加熱される製品化手段に、凝縮されなかった揮発蒸気を熱源として供給することにより、その潜熱を有効に活用できるため省エネルギー化と共に製品回収率をも向上させることができるのである。
【００５４】
次に、上述の例と異なり、回収流路分岐手段４１によって回収された揮発蒸気を、直接、減圧塔Ｖに供給する例（以下、減圧塔供給手段ともいう）を説明する。
図２に示すようにこの減圧塔供給手段では、エジェクタ４３及び抽出塔４４（Ｄ、Ｄ２）を経ずして、揮発蒸気を減圧塔Ｖに直接供給する。この場合、供給される揮発蒸気は、当該揮発蒸気に含まれるエタノール濃度に相応する濃度の当該減圧塔Ｖの棚段に送り込むことが望ましい。
こうして減圧塔Ｖに供給された揮発蒸気は、当該減圧塔Ｖにおいて、凝縮されなかった揮発蒸気中から結果的に製品としてのエタノールが回収されるので、製品化回収率が向上することとなる。
【００５５】
この減圧塔供給手段を用いるか上述の抽出塔供給手段を用いるか、或いは双方を用いるかは、運転状況に応じて適宜選択する。
図２に示す実施例２では、回収流路分岐手段４１によって回収された揮発蒸気を熱源及び当該揮発蒸気中の目的物たるエタノールを製品として回収（製品化）する製品化処理手段としての抽出塔Ｄ、Ｄ２へ供給する流路と、全体装置の熱給配システム４０の流路に乗せて、熱源及び製品化のために利用すべく熱給配システム４０の揮発蒸気供給手段４３（エジェクタ）へと供給する流路との分岐点に、この揮発蒸気分配手段４６を設けている。
この揮発蒸気分配手段４６によって、凝縮されなかった揮発蒸気を何れか又は双方の流路に適当に分配する。
従って、何れか一方の流路のみが設けられて用いられている全体装置の場合には揮発蒸気分配手段４６は必要でない。
【００５６】
この実施例２によれば、回収流路分岐手段４１によって回収された揮発蒸気の一部又は全部を、上述のように全体装置の熱源として再利用できると共に、所要の製品化処理手段によって当該揮発蒸気中の目的物（エタノール）を更に製品として回収できるので、全体装置としての省エネルギー化と目的物たるエタノール成分の製品化回収率の向上によって大幅なコストダウンを図ることができる。
【００５７】
更に、図２及び図３に示す実施例２では、第１の凝縮手段１０で凝縮されなかった揮発蒸気は、装置全体の立ち上げを実施している間、熱給配システム４０のエジェクタ４３の駆動状態も不安定であるため、ここに送り込むことは熱給配システム４０に対し外乱要素を与える要因となり得るため、装置全体の立ち上げを実施している間は、凝縮液を直接導入した方が安定的に立ち上げることが可能となる。
【００５８】
これは、装置全体の立ち上げをしている間、全体装置の熱給配システムに設置されているエジェクタ４３の駆動源である蒸気の量も装置全体が安定するまでその量が変動するため、エジェクタ４３で回収される第１の凝縮手段１０で凝縮されなかった揮発時容器の量も変動をきたし、結果的に装置全体を不安定な状態に陥れる恐れがあるためである。
従って、この実施例２における目的物たるエタノール製品の回収効率や省エネルギー効果としては、定常状態になるまでの間は、第１の凝縮手段１０で凝縮されなかった揮発蒸気を全体装置の熱給配システムの熱源として揮発蒸気供給手段４３のエジェクタを介して抽出塔供給手段に送り込むように、回収流路分岐手段４１の切換弁を操作するとよい。
【実施例３】
【００５９】
実施例３は、上記実施例２（図２）において、第２の凝縮手段２０以下の構成を無くし、真空ポンプ１１から取り出される凝縮されなかった揮発蒸気を、抽出塔供給手段及び又は減圧塔供給手段に送り込む構造としたものである。この構造は図２において容易に理解されるものであるから図示を省略する。尚、この構成では回収流路分岐手段４１は無用となり、揮発蒸気は揮発蒸気分配手段４６に直接送り込まれる。
全体装置をこのような構造とした場合におけるよる作用効果は、抽出塔供給手段及び減圧塔供給手段において記述した通りである。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明の揮発蒸気の凝縮装置を、アルコール蒸気回収凝縮装置に適用した実施例で説明したが、これに限らず、従来の化学工業で発生する揮発蒸気の凝縮装置の代替として、コスト削減や安定運転が可能となるため広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】実施例１の制御システムのフロー図である。
【図２】実施例２の制御システムのフロー図である。
【図３】蒸留工程図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０  第１の凝縮手段、
１１  真空ポンプ、
１２  受液槽（第１の凝縮手段）、
１３  取出ポンプ、
２０  第２の凝縮手段、
２２  受液槽（第２の凝縮手段）、
２３  取出ポンプ、
３０  圧力調整装置
３１  圧力検出装置
３２  第１の復圧用圧力制御弁
３３  第２の復圧用圧力制御弁
３４  揮発蒸気流路
３５  外気導入流路
４０  ボイラ
４１  回収流路分岐手段
４３  揮発蒸気供給手段（エジェクタ）
４６  揮発蒸気分配手段
【図１】
2005288283.tif 000003
【図２】
2005288283.tif 000004
【図３】
2005288283.tif 000005