(57)【要約】      （修正有）【課題】蒸気プラントからのブローダウン水の処理コスト、作動コストを減少させることができ、蒸気プラントの環境への悪影響を減少する蒸気プラントとその操作方法を提供する。【解決手段】蒸気を生成するボイラー１８、浸透水出口５８、ボイラーに供給される浸透水を生成する逆浸透装置１４と、ボイラーから熱いブローダウン水を受け取るためにボイラーに流体連通され、ブローダウン水用返却導管９８を介して逆浸透入口に流体連通されるブローダウン水容器出口８４を有し、冷却されたブローダウン水を生成するブローダウン水容器２０と、冷却されたブローダウン水の温度をモニターするために配置された温度センサーが設けられた流量調整部８６と、を有する蒸気プラント１０である。使用状態において、もし冷却されたブローダウン水の温度が閾値より低ければ、流量調整部は冷却されたブローダウン水を逆浸透入口に送るように操作する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気を生成するために設けられたボイラーと、
流入水を受け取るために設けられた逆浸透入口、及び浸透水用導管を介して前記ボイラーに流体連通される浸透水出口を有し、使用状態において、前記流入水を受け取り、かつ前記浸透水用導管を介して前記ボイラーに供給される浸透水を生成する逆浸透装置と、
前記ボイラーから熱いブローダウン水を受け取るために前記ボイラーに流体連通され、ブローダウン水用返却導管を介して前記逆浸透入口に流体連通されるブローダウン水容器出口を有し、使用状態において、冷却されたブローダウン水を生成するブローダウン水容器と、
前記冷却されたブローダウン水の温度をモニターするために配置された温度センサーが設けられ、使用状態において、前記冷却されたブローダウン水の温度が閾値より低ければ、前記冷却されたブローダウン水を前記逆浸透入口に送る流量調整部と、を有する蒸気プラント。
【請求項２】
前記ブローダウン水容器及び前記逆浸透装置の間で前記ブローダウン水用返却導管に配置される軟化装置をさらに有する請求項１に記載の蒸気プラント。
【請求項３】
前記軟化装置から前記冷却されたブローダウン水を受け取って一時的に貯蔵するために設けられた貯蔵タンクをさらに有する請求項２に記載の蒸気プラント。
【請求項４】
使用状態において、もし前記冷却されたブローダウン水の温度が前記閾値より高ければ、前記流量調整部は、前記冷却されたブローダウン水をドレインに向かうように操作する請求項１〜３のいずれか１項に記載の蒸気プラント。
【請求項５】
熱交換器をさらに有し、
使用状態において、もし前記冷却されたブローダウン水の温度が前記閾値より高ければ、前記流量調整部は、前記冷却されたブローダウン水を前記熱交換器に向かうように操作する請求項４に記載の蒸気プラント。
【請求項６】
熱いブローダウン水を、ボイラーから、冷却されたブローダウン水を生成するために冷却水と混合されるブローダウン水容器へ、供給する工程と、
前記冷却されたブローダウン水の温度を測定する工程と、
もし前記冷却されたブローダウン水の温度が閾値より低ければ、前記冷却されたブローダウン水を逆浸透装置の逆浸透入口に供給する工程と、を有する蒸気プラントの操作方法。
【請求項７】
前記冷却されたブローダウン水を前記逆浸透装置に供給する前に、前記冷却されたブローダウン水を軟化装置に通す工程をさらに有する請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記冷却されたブローダウン水が前記逆浸透装置に供給される前に、前記軟化装置からの前記冷却されたブローダウン水を一時的に貯蔵する工程をさらに有する請求項７に記載の方法。
【請求項９】
もし前記冷却されたブローダウン水の温度が前記閾値より高ければ、前記冷却されたブローダウン水をドレインに送る工程をさらに有する請求項６〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
もし前記冷却されたブローダウン水の温度が前記閾値より高ければ、前記冷却されたブローダウン水を熱交換器に通す工程をさらに有する請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
蒸気を生成するために設けられたボイラーと、
前記ボイラーからブローダウン水を受け取るために前記ボイラーに流体連通され、ブローダウン水容器出口から冷却されたブローダウン水が出るブローダウン水容器と、
前記ボイラーと流体連通する浸透水出口を備える逆浸透装置と、を有する既存の蒸気プラントを改造する方法であって、
使用状態において前記冷却されたブローダウン水が逆浸透入口に供給されるように、前記ブローダウン水容器出口を前記逆浸透入口と流体連通する工程を有する方法。
【請求項１２】
使用状態において、もし前記冷却されたブローダウン水の温度が閾値より低ければ、前記冷却されたブローダウン水は前記逆浸透装置に供給される請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気プラント、その操作方法及び既存の蒸気プラントの改造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気を利用する工業用及び加熱工程において、蒸気は、ボイラー内で生成され、高温・高圧下において、配管を介して、蒸気内のエネルギーが利用される様々な工業プロセスへ移される。
【０００３】
蒸気プラント内において、望ましくない効果の発生を防止するため、ボイラーに供給される原水の品質を制御することが重要である。これらの望ましくない効果として、配管やバルブのようなプラントの金属部材の腐食、過熱を招く熱伝達率の低下、及び構成部品の機械強度の低下が含まれる。
【０００４】
水は、硬水または軟水と称される。硬水は、スケールを形成した不純物を含み、一方、軟水はほとんど若しくは全く含まない。硬度はカルシウム及びマグネシウムの無機塩の存在が原因であって、これらの無機物によって、スケールの形成が促進する。もし硬水がボイラーに供給されたら、熱伝達面にスケールが生成し、ボイラーの熱伝達及び熱効率を低下させる。さらに、もしボイラーに供給される水が、特に酸素のような溶解ガス（ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ  ｇａｓ）を含めば、ボイラー表面、配管、及びその他の表面に腐食を招く。もし水のｐＨの値が低すぎれば、酸性溶液が金属表面を攻撃し、もし水のｐＨの値が高くアルカリ性であれば、発泡のような他の問題が生じる。
【０００５】
また、ボイラーの水が、ボイラーから蒸気システムへキャリーオーバーされることによって、制御バルブ及び熱伝達面の汚染、蒸気トラップオリフィスの制約が発生するために、ボイラーの水が、ボイラーから蒸気システムへキャリーオーバーされることを防止することが好ましい。キャリーオーバー（Ｃａｒｒｙｏｖｅｒ）は、一般的に、「プライミング（ｐｒｉｍｉｎｇ）」または「フォーミング（ｆｏａｍｉｎｇ）」によって生じる。プライミングは、ボイラーの水が飛び出して蒸気を発生するものであって、一般的に、非常に高い水位でのボイラーの動作、設計された圧力より低い圧力でのボイラーの動作、または過度な蒸気の需要に起因して生じる。フォーミングは、水面と発生した蒸気との間の空間における泡の形成であって、主として、ボイラーの水に含まれる高レベルの不純物に起因する。
【０００６】
ボイラーが蒸気を生成するにつれて、ボイラーの水に含まれ蒸気とともには煮沸されないあらゆる不純物が、ボイラーの水の内部で濃縮する。すべての溶解固形物（ｔｏｔａｌ  ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ  ｓｏｌｉｄｓ：ＴＤＳ）の量が濃縮すればするほど、蒸気泡はより安定する傾向にあり、蒸気泡がボイラーの水面に触れることによる吹き出しが生じない。最終的に、ボイラー内の蒸気空間の要部は蒸気泡で満たされ、泡沫は蒸気プラントの要部に移動される。それゆえ、ボイラーの水に含まれるすべての溶解固形物（ＴＤＳ）の量を注意深く制御することが好ましい。ボイラーの水のＴＤＳの数値は、センサーを用いてモニタリングされ、ＴＤＳの数値を許容範囲に維持させるために、ブローダウン水として知られる水を、ボイラーからブローダウン水容器へ排出する。従来のボイラーは、ＴＤＳが２０００〜３５００ｐｐｍの範囲で作動される。ブローダウン水はブローダウン水容器内において冷却水と混合され、ドレインに排出される。
【０００７】
表１に、水に含まれるいくつかの典型的な不純物の技術的及び一般的な名称、化学式、並びにその効果について示す。
【０００８】
【表１】
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【０００９】
上述のように好ましくない影響を最小化するため、供給水としてボイラーに供給する前に、様々な不純物を除去することによって原水を処理することが知られている。例えば、もし水が非常に硬質であればボイラー内でスケールが生成する。もしＴＤＳの数値が非常に高ければ、ボイラー内のＴＤＳの数値が非常に高くなってキャリーオーバーが発生することを防ぐために、ボイラーのブローダウンの比率を増加しなければならない。
【００１０】
蒸気プラントの水処理システムは、一般的に、フィルター装置と軟化装置と逆浸透装置とを有し、原水はこれらの装置を順々に通過する。
【００１１】
フィルター装置は、一般的にカーボンフィルターであって、原水から遊離物質を除去するように機能する。フィルターは、定期的に洗浄され、フィルター内に蓄積される残骸を除去しなければならない。
【００１２】
軟化装置は、フィルターされた水の硬度を低減させる機能を有し、一般的に２つの軟化容器と１つのブラインタンクとを有する。それぞれの軟化容器には、ナトリウムイオンが結合された樹脂が設けられる。フィルターされた水が樹脂を通過するとき、樹脂に結合するナトリウムイオンは置き換わり、水に含まれるカルシウムイオン及びマグネシウムイオンと交換される。このようにして水の硬度が低下する。しばらくすると、全てのナトリウムイオンは樹脂から移動され、カルシウムイオン及びマグネシウムイオンと置き換わる。それゆえ、ブラインタンクからの塩化ナトリウムの濃溶液によって樹脂を洗浄することによって軟化容器は再生する。これによって、樹脂に結合されたカルシウムイオン及びマグネシウムイオンは、ナトリウムイオンと置き換わる。そして、軟化容器から結合されていないカルシウムイオン及びマグネシウムイオンを除去するために軟化容器は水によって洗浄される。一般的に、一方の軟化容器が使用される間、他の軟化容器は再生され、その結果、水は中断することなく、軟化される。
【００１３】
逆浸透装置は、軟化された水のＴＤＳの数値を減少させる機能を有する。逆浸透装置は、２つのチャンバー間に設けられる半透膜を有する。高いＴＤＳの数値を有する軟化された水は、チャンバーの１つに供給され、圧力が付与される。付与された圧力は、ＴＤＳの数値が低く浸透水として知られる純水を、半透膜を介して他のチャンバーに移動させる。不純物の濃度が高くＴＤＳの数値が高い濃縮液は、半透膜の加圧された側に維持される。浸透水は、供給タンクを経由して供給水としてボイラーに供給され、濃縮液はドレインに送られる。逆浸透装置に供給された軟化された水は、ＴＤＳの数値が２２０ｐｐｍであって、供給水として用いられる浸透水は、ＴＤＳの数値が２３ｐｐｍである。
【００１４】
上記から認識されるように、蒸気プラントは操作するために相当な容積の水が必要である。特に、最終的に蒸気を生成するために使用される原水、熱いブローダウン水と混合される冷却水、軟化装置のブラインタンク用の水、及びフィルター及び軟化装置用の洗浄水が必要である。水は、財政的に高価な資源であり、蒸気プラントのランニングコストの大部分を占める。さらに、この水の大部分は最終的にドレインに排出され、水の公的機関は典型的に水の貯蓄を課する。水は有限の資源であって、供給水の需要は増加している。
【００１５】
それゆえ、財政面及び環境面の観点から、蒸気プラントの水の消費量を低減することが好ましい。
【発明の概要】
【００１６】
本発明の一実施形態は、蒸気を生成するために設けられたボイラーと、流入水を受け取るために設けられた逆浸透入口、及び浸透水用導管を介して前記ボイラーに流体連通される浸透水出口を有し、使用状態において、前記流入水を受け取り、かつ前記浸透水用導管を介して前記ボイラーに供給される浸透水を生成する逆浸透装置と、前記ボイラーから熱いブローダウン水を受け取るために前記ボイラーに流体連通され、ブローダウン水用返却導管を介して前記逆浸透入口に流体連通されるブローダウン水容器出口を有し、使用状態において、冷却されたブローダウン水を生成するブローダウン水容器と、前記冷却されたブローダウン水の温度をモニターするために配置された温度センサー（またはサーモスタット）が設けられ、使用状態において、前記冷却されたブローダウン水の温度が閾値より低ければ、前記冷却されたブローダウン水を前記逆浸透入口に送る流量調整部と、を有する蒸気プラントである。
【００１７】
逆浸透装置において、ブローダウン水容器からの冷却されたブローダウン水を使用することによって、蒸気プラントからドレインに排出されるブローダウン水の量が低減する。それゆえ、蒸気プラントからのブローダウン水の処理コストが低減し、蒸気プラントの作動コストを減少させることができ、蒸気プラントの環境への悪影響を減少させることができる。
【００１８】
さらに、逆浸透装置へ流入する流体の流量及び温度が増加し、逆浸透装置の効率が向上する。これによって、逆浸透装置のサイズを小型化することができる。
【００１９】
閾値温度は例えば４２度であるが、３０度〜５０度の間であってもよく、３５度〜４５度の間であってもよく、また３７度〜４２度の間であってもよい。
【００２０】
蒸気プラントはさらに、前記ブローダウン水容器及び前記逆浸透装置の間で前記ブローダウン水用返却導管に配置される軟化装置を有する。この軟化装置は、冷却されたブローダウン水が逆浸透装置の逆浸透入口に供給される前に、ブローダウン水容器からのブローダウン水を軟化するように機能する。
【００２１】
蒸気プラントはさらに、前記軟化装置から前記冷却されたブローダウン水を受け取って一時的に貯蔵するために設けられた貯蔵タンクを有する。
【００２２】
使用状態において、もし前記冷却されたブローダウン水の温度が前記閾値より高ければ、前記流量調整部は、前記冷却されたブローダウン水をドレインに向かうように操作する。これによって、もし冷却されたブローダウン水の温度が、逆浸透装置の半透膜に損傷を与える温度であれば、冷却されたブローダウン水は、逆浸透入口に供給されるよりむしろ確実にドレインに排出される。
【００２３】
蒸気プラントはさらに、熱交換器を有し、使用状態において、もし前記冷却されたブローダウン水の温度が前記閾値より高ければ、前記流量調整部は、前記冷却されたブローダウン水を前記熱交換器に向かうように操作する。熱交換器は、ボイラーへの供給水を予熱するために設けられる。熱交換器は、冷却されたブローダウン水の温度をさらに下げ、確実にドレインに排出可能な最大温度である閾値温度（例えば４３度）より低くする。また、冷却されたブローダウン水の有効な熱は熱交換器によって抽出され、蒸気プラントの効率が向上する。
【００２４】
本発明の他の実施形態は、熱いブローダウン水を、ボイラーから、冷却されたブローダウン水を生成するために冷却水と混合されるブローダウン水容器へ供給する工程と、前記冷却されたブローダウン水の温度を測定する工程と、もし前記冷却されたブローダウン水の温度が閾値より低ければ、前記冷却されたブローダウン水を逆浸透装置の逆浸透入口に供給する工程と、を有する蒸気プラントの操作方法である。
【００２５】
操作方法はさらに、前記冷却されたブローダウン水を前記逆浸透装置に供給する前に、前記冷却されたブローダウン水を軟化装置に通す工程を有する。
【００２６】
操作方法はさらに、前記冷却されたブローダウン水が前記逆浸透装置に供給される前に、前記軟化装置からの前記冷却されたブローダウン水を一時的に貯蔵する工程を有する。
【００２７】
操作方法はさらに、もし前記冷却されたブローダウン水の温度が前記閾値より高ければ、前記冷却されたブローダウン水をドレインに送る工程を有する。
【００２８】
操作方法はさらに、もし前記冷却されたブローダウン水の温度が前記閾値より高ければ、前記冷却されたブローダウン水を熱交換器に通す工程を有する。
【００２９】
本発明の他の実施形態は、蒸気を生成するために設けられたボイラーと、前記ボイラーからブローダウン水を受け取るために前記ボイラーに流体連通され、ブローダウン水容器出口から冷却されたブローダウン水が出るブローダウン水容器と、前記ボイラーと流体連通する浸透水出口を備える逆浸透装置と、を有する既存の蒸気プラントを改造する方法であって、使用状態において前記冷却されたブローダウン水が逆浸透入口に供給されるように、前記ブローダウン水容器出口を前記逆浸透入口と流体連通する工程を有する方法である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】蒸気プラントの一部を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明は、互いに排他的な特徴の組み合わせを除いて、ここに言及される特徴のあらゆる組み合わせを構成することができる。
【００３２】
以下、例として、蒸気プラントの一部を模式的に示す図１を参照して、本発明に係る実施形態について説明する。
【００３３】
図１は、処理装置１２、逆浸透装置１４、供給タンク（温水溜め）１６、ボイラー１８、及びブローダウン水容器２０を有する蒸気プラント１０の一部を模式的に示す図である。使用時において、処理装置１２及び逆浸透装置１４は、蒸気を生成するために、供給タンク１６を経由してボイラー１８に供給される原水を処理する。ボイラー１８によって生成された蒸気は、高温・高圧下において、配管を介して、蒸気内のエネルギーが利用される様々な工業プロセスへ移される（不図示）。ブローダウン水は、定期的に、ボイラー１８からブローダウン水容器２０へ排出され、ブローダウン水容器２０では冷却されかつ排出される。図１には示されないが、水及び蒸気の流れを制御するために、装置の周囲に、様々なポンプ、バルブ、及びセンサーが設けられる。
【００３４】
処理装置１２は、原水を受け取るための入口２２及び処理された原水を排出するための出口２４を有する。処理装置１２は、カーボンフィルターで形成されるフィルター２６及び連続的に流体接続された軟化装置２８を有する。フィルター２６は、原水から遊離物質を除去するために配置され、軟化装置２８は、水の硬度を低減するために配置される。フィルター２６はまた、洗浄水用導管３６及びドレイン用導管３８を有する。軟化装置２８は、第１及び第２の軟化容器３０，３２を有し、それぞれの軟化容器３０，３２は、ナトリウムイオンが結合された樹脂を含む。また、軟化装置２８は、軟化容器３０，３２を再生するためのブラインタンク３４を有する。軟化装置２８はまた、フィルターされた水を一方の軟化容器３０，３２に送り他方の軟化容器３０，３２は再生されるための制御バルブが設けられる。これによって、軟化装置２８は連続的に使用される。軟化装置２８はまた、ブラインタンク３４を満たす導管４０、洗浄水用導管４２、及びドレイン用導管４４を有する。
【００３５】
１つのフィルター２６及び１つの軟化装置２８が記載されたが、他の実施形態ではどちらか１つが存在してもよい。例えば、もし原水が軟水ならば、フィルターのみが設けられ得る。さらに、追加の水処理デバイスまたは装置が必要に応じて、処理装置１２に組み込まれてもよい。
【００３６】
処理装置１２の出口２４は、流入水用導管４８によって、逆浸透装置１４の逆浸透入口４６に流体接続される。これによって、処理装置１２において処理された原水は、逆浸透装置１４に供給される。逆浸透装置１４は、処理装置１２から供給される処理水のＴＤＳの数値を低減するために配置される。図１に模式的に示すように、逆浸透装置１４は、半透膜５４によって区切られた流入チャンバー５０及び浸透チャンバー５２を有する。逆浸透入口４６は、高いＴＤＳの数値を有する濃縮液が排出されるための濃縮液出口５６が備えられる流入チャンバー５０に設けられる。浸透チャンバー５２には、低いＴＤＳの数値を有する浸透水が排出されるための浸透水出口５８が設けられる。使用時において、流入チャンバー５０は圧力が維持され、流入水は逆浸透入口４６を介してこのチャンバーに供給される。浸透水及び不純物が少ないとして知られる純水は、半透膜５４を介して、浸透水出口５８から放出され、一方、高濃度の不純物が含まれる濃縮液は濃縮液出口５６から放出される。
【００３７】
逆浸透装置１４の浸透水出口５８は、逆浸透装置１４によって生成された浸透水を供給タンク１６に供給するために設けられた浸透水用導管６０に連結される。次に供給タンク１６は、供給水用導管６２によってボイラー１８に流体接続されるため、供給タンク１６内の供給水はボイラー１８に供給される。ボイラー１８は、供給水から蒸気を生成するために構成され、蒸気を蒸気プラント内の様々な装置（不図示）に送るための、蒸気供給導管６４が設けられる。
【００３８】
ボイラー１８にはまた、ブローダウン水用導管６８と連結されボイラーの下部に向かうブローダウン水用出口６６が設けられる。ブローダウン水用導管６８は、熱いブローダウン水がボイラー１８からブローダウン水容器２０に移動するように、ボイラー１８及びブローダウン水容器２０を連結する。ブローダウン水容器２０にはさらに、冷却されたブローダウン水が、ブローダウン水容器出口８４を介してブローダウン水容器２０から供給されるブローダウン水用導管７０が設けられる。
【００３９】
上述した構成に加えて、蒸気プラント１０はさらに、冷却されたブローダウン水を直接ドレインに、または逆浸透装置１４の逆浸透入口４６に、供給することが可能な流量調整部８６を有する。流量調整部８６は、入口８８、温度センサー９０、三方弁９２、返却出口９４、及びドレイン用出口９６を有する。流量調整部８６の入口８８は、冷却されたブローダウン水が流量調整部８６に供給されるように、ブローダウン水用導管７０に接続される。温度センサー９０は、冷却されたブローダウン水の温度をモニターするために設けられ、三方弁９２は、冷却されたブローダウン水を温度によって返却出口９４またはドレイン用出口９６に供給するために設けられる。
【００４０】
流量調整部８６の返却出口９４は、ブローダウン水用返却導管９８によって、逆浸透入口４６に流体接続され、軟化装置１００及び貯蔵タンク１０２は、流量調整部８６及び逆浸透入口４６の間で、ブローダウン水用返却導管９８に順番に接続される。これによって、冷却されたブローダウン水は、逆浸透装置１４に供給される。
【００４１】
軟化装置１００は、処理装置１２の軟化装置２８と同様の構成であり、２つの軟化容器１０４，１０６及びブラインタンク（不図示）を有する。軟化装置１００は実質的に、処理装置１２の軟化装置２８と同様の方法で作用し、冷却されたブローダウン水が通過することによって冷却されたブローダウン水の硬度が低減する。軟化装置１００はまた、同様の方法によって、ブラインタンク（不図示）によって再生される。貯蔵タンク１０２は、（軟化され）冷却されたブローダウン水を逆浸透装置１４に供給する前に、一時的に貯蔵することができる。
【００４２】
流量調整部８６のドレイン用出口９６は、ドレイン用導管１０８に接続され、熱交換器１１０は、ドレイン用導管１０８に配置される。熱交換器１１０は、冷却されたブローダウン水から有効な熱を抽出するために配置される。熱交換器１１０は、ボイラーへの供給水を予熱するために用いられ、例えば、供給タンク１６に供給される前の逆浸透装置１４からの浸透水を予熱し得る。
【００４３】
使用時において、原水は処理装置１２の入口２２から供給され、原水内のあらゆる浮遊粉塵を除去するためにカーボンフィルター２６を通過する。それからフィルターされた水は、水の硬度を低減させるために軟化装置２８を通過する。軟化装置２８は、２つの軟化容器３０，３２を構成し、フィルターされた水は、これらの軟化容器３０，３２の１つを通過し、他方の軟化容器３０，３２は（以下で説明されるように）再生される。フィルターされた水は、軟化容器３０，３２内の樹脂を通過するため、水に含まれるマグネシウムまたはカルシウムイオンが樹脂に連結されるナトリウムイオンに代わり、置き換わる。このため、マグネシウム及びカルシウムイオンがナトリウムイオンと交換されて、水の硬度が低減される。それから、フィルターされ軟化された水は、流入水用導管４８を介して、流入水を処理する逆浸透装置１４の逆浸透入口４６に供給される。処理された流入水は、逆浸透装置１４の流入チャンバー５０に入り、高圧を受ける。不純物が少なく低いＴＤＳの数値を有する浸透水は、半透膜５４を介して浸透チャンバー５２に入り、一方、不純物が多く結果的に高いＴＤＳの数値を有する濃縮液は、流入チャンバー５０に留まる。濃縮液は、逆浸透装置１４の濃縮液出口５６から既知の率で排出される。比較的柔らかく低いＴＤＳの数値を有する浸透水は、浸透水用導管６０を介して供給タンク１６に供給される。様々な化学物質が、供給タンク１６内の供給水に供給される。ボイラーの供給水は、供給水用導管６２を介して、蒸気を生成するために加熱されるボイラー１８に供給される。蒸気は、蒸気供給導管６４を介して、蒸気プラント１０内の様々な工業プロセスへ移される。
【００４４】
ボイラー１８内のボイラー水の不純物は蒸発しないため濃縮し、それゆえボイラー水のＴＤＳの数値は上昇する。上述のとおり、もしＴＤＳの数値が高すぎれば、蒸気システムの残部にキャリーオーバーされるボイラー内で泡沫が形成される。それゆえ、周期的に、高いＴＤＳの数値を有するブローダウン水は、ブローダウン水用出口６６を介しブローダウン水用導管６８を経由して、ボイラー１８からブローダウン水容器２０へ送られる。ブローダウン水の温度は、すぐにドレインに排出するには高温すぎる。それゆえ、ブローダウン水容器２０に供給される熱いブローダウン水は、ブローダウン水容器出口８４を介して、ブローダウン水容器２０から出る前にブローダウン水容器２０において冷却水と混合される。
【００４５】
本実施形態において、冷却されたブローダウン水は、ブローダウン水容器出口８４から出て、流量調整部８６に供給される。流量調整部８６の温度センサー９０は、冷却されたブローダウン水の温度をモニターし、流量調整部８６は、その温度が閾値より上か下かを測定する。本実施形態では閾値温度は例えば４２度である。
【００４６】
もし冷却されたブローダウン水の温度が閾値温度より低ければ、流量調整部８６は、冷却されたブローダウン水がブローダウン水用返却導管９８を介して逆浸透入口４６に向かうように、三方弁９２を操作する。冷却されたブローダウン水は逆浸透装置１４に到着する前に、軟化装置１００の軟化容器１０４，１０６の１つを通過する。そして、軟化され冷却されたブローダウン水は逆浸透入口４６に供給される前に、貯蔵タンク１０２を通過する。貯蔵タンク１０２では、ブローダウン水が一時的に貯蔵される。
【００４７】
もし冷却されたブローダウン水が逆浸透入口４６に向かうならば、逆浸透装置１４に到着するまでに、ブローダウン水の温度が逆浸透装置１４の半透膜５４に損傷を与える温度より小さくなるように、流量調整部８６の閾値温度は設定される。例えば、半透膜５４は最高で３７度の温度に耐えられる。このとき、冷却されたブローダウン水が逆浸透装置１４に到着するまでにはブローダウン水の温度が３７度以下となるように、流量調整部８６の閾値温度は設定されるべきである。もし、流量調整部８６及び逆浸透装置１４間の熱損失が５度であるならば、流量調整部８６の閾値温度は４２度に設定することができる。しかしながら、もしブローダウン水用返却導管９８が適切に断熱されていたら、閾値温度を下げることができる。
【００４８】
逆浸透入口４６に供給された冷却されたブローダウン水は、処理装置１２からの流入水用導管４８を介して供給される流入水の温度よりも、高い温度となる。それゆえ冷却されたブローダウン水は、逆浸透装置１４内の水の温度を上昇させるように機能する。このように温度が上昇することによって、逆浸透装置１４をより高効率に機能させ、逆浸透装置１４をより小型化することができる。さらに、冷却されたブローダウン水を逆浸透入口４６に供給することによって、逆浸透装置１４を通る水の流量は増加する。これはまた、逆浸透装置１４の効率を向上させる。それゆえ、逆浸透装置１４において冷却されたブローダウン水を使用することによって、逆浸透装置１４の操作の効率を向上させ、かつドレインに排出されるブローダウン水を確実に減少させてブローダウン水の処理コストを少なくとも低減させる。
【００４９】
もし、冷却されたブローダウン水の温度が閾値より高ければ、流量調整部８６は、冷却されたブローダウン水が熱交換器１１０に向かい、ドレイン用導管１０８を介してブローダウン水が排出されるように、三方弁９２を作動する。熱交換器１１０は、冷却されたブローダウン水の温度をさらに低下させ、かつ供給水を予熱するために使用される有益なエネルギーを抽出するように機能する。熱交換器１１０はさらに、冷却されたブローダウン水がドレインに排出される前に、法的限界（例えば４３度）より低くするために、ブローダウン水を冷却するように機能する。もし熱交換器１１０が供給水を予熱するために使用されるならば、ボイラー１８の効率は向上する。
【００５０】
閾値は４２度であると上述したが、当然のことながらあらゆる適切な閾値が設定され得る。
【００５１】
図１には示されないが、逆浸透入口４６の前であってブローダウン水用返却導管９８に、追加の流量調整部が設けられてもよい。この追加の流量調整部は、ブローダウン水用返却導管９８内の冷却されたブローダウン水の温度をモニターすることができ、もし温度が３７度を超えていれば、逆浸透装置１４の半透膜を守るために、水はドレインに排出される。
【００５２】
流量調整部８６は温度センサー９０を有すると上述したが、当然ながら温度センサーは、サーモスタット、２種の金属からなる弁、または冷却されたブローダウン水の温度をモニターし弁の開閉を制御する他のあらゆる部品であってもよい。
【００５３】
図１に関する上述した蒸気プラント１０の構成要素のいくつかは、完全に異なって構成されるが、すでに既存の蒸気プラント１０に存在する。それゆえ、蒸気プラント１０の他の部分にブローダウン水容器２０からの冷却されたブローダウン水を使用するために、既存の蒸気プラント１０を改良または改造することができ、既存の蒸気プラントをより効率よく環境に優しくすることができる。
【００５４】
ある特定の導管によって、ある特定の構成が他の構成に流体連通され、この連通は直接的または間接的であることが好ましく、他の構成は２つの構成の間の流体経路に配置される。例えば、上述の実施形態で、逆浸透装置１４は、浸透水用導管６０を介してボイラー１８に流体接続される。しかしながら、供給タンク１６は２つの構成の間の流体経路に配置され、さらに供給タンク１６からボイラー１８までの供給用導管６２が設けられてもよい。
【図１】
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【外国語明細書】
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