ホーム > 特許ランキング > 活水プラント株式会社
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023059176
(43)【公開日】2023-04-26
(54)【発明の名称】蒸留装置
(51)【国際特許分類】
B01D 3/00 20060101AFI20230419BHJP
B01D 5/00 20060101ALI20230419BHJP
B01D 1/04 20060101ALI20230419BHJP
C02F 1/04 20230101ALI20230419BHJP
【ＦＩ】
B01D3/00 Z
B01D5/00 A
B01D1/04
C02F1/04 A
C02F1/04 C
C02F1/04 G
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021169158
(22)【出願日】2021-10-14
(71)【出願人】
【識別番号】510075387
【氏名又は名称】活水プラント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100076473
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 昭夫
(74)【代理人】
【識別番号】100188765
【弁理士】
【氏名又は名称】赤座 泰輔
(74)【代理人】
【識別番号】100112900
【弁理士】
【氏名又は名称】江間 路子
(74)【代理人】
【識別番号】100136995
【弁理士】
【氏名又は名称】上田 千織
(74)【代理人】
【識別番号】100163164
【弁理士】
【氏名又は名称】安藤 敏之
(72)【発明者】
【氏名】飯田 克己
(72)【発明者】
【氏名】飯田 祐史
(72)【発明者】
【氏名】鷹取 倫之
【テーマコード（参考）】
4D034
4D076
【Ｆターム（参考）】
4D034AA01
4D034AA27
4D034BA01
4D034BA03
4D034CA12
4D034DA05
4D076AA14
4D076AA16
4D076AA22
4D076AA24
4D076BA02
4D076BB01
4D076BC02
4D076BC06
4D076CA11
4D076CB11
4D076CD22
4D076DA03
4D076DA28
4D076EA04X
4D076EA06X
4D076EA06Y
4D076EA12X
4D076EA12Y
4D076EA15X
4D076EA15Y
4D076EA20X
4D076FA22
4D076FA33
4D076HA02
4D076HA06
4D076HA11
4D076JA03
(57)【要約】
【課題】コンパクトな蒸留装置を提供すること。
【解決手段】第一実施形態の蒸留装置１００は、海水ＳＷの溶媒を気化させる蒸発塔１１０と、気化した溶媒を液化させて蒸留水ＤＷとして分離する凝縮塔１６０とを備える。蒸発塔１１０は、海水ＳＷが加熱される加熱水槽１１７と、加熱水槽１１７に張り巡らされ、熱源からの熱媒体としての熱風ＨＢを移送する熱媒体管１１２と、加熱水槽１１７を上から被覆し、内側上方が上方に凹んだ形状の天井壁１２５と、気化した溶媒を上に排出する、天井壁１２５の中心から上方に延設された誘導管１２６と、を備える。凝縮塔１６０は、天井壁１２５の上に連接され、誘導管１２６の上端部の蒸気出口１２７の周りを被覆し、気化した溶媒を冷却して液化させ、蒸留水ＤＷを得る冷却器１６１を備える。
【選択図】図２
【解決手段】第一実施形態の蒸留装置１００は、海水ＳＷの溶媒を気化させる蒸発塔１１０と、気化した溶媒を液化させて蒸留水ＤＷとして分離する凝縮塔１６０とを備える。蒸発塔１１０は、海水ＳＷが加熱される加熱水槽１１７と、加熱水槽１１７に張り巡らされ、熱源からの熱媒体としての熱風ＨＢを移送する熱媒体管１１２と、加熱水槽１１７を上から被覆し、内側上方が上方に凹んだ形状の天井壁１２５と、気化した溶媒を上に排出する、天井壁１２５の中心から上方に延設された誘導管１２６と、を備える。凝縮塔１６０は、天井壁１２５の上に連接され、誘導管１２６の上端部の蒸気出口１２７の周りを被覆し、気化した溶媒を冷却して液化させ、蒸留水ＤＷを得る冷却器１６１を備える。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
水溶液の溶媒を気化させる蒸発塔と、気化した該溶媒を液化させて分離する凝縮塔と、を備える蒸留装置であって、
該蒸発塔は、該水溶液が加熱される加熱水槽と、該加熱水槽に張り巡らされ、熱源からの熱媒体を移送する熱媒体管と、該加熱水槽を上から被覆し、内側上方が上方に凹んだ形状の天井壁と、気化した該溶媒を上に排出する、該天井壁の中心から上方に延設された誘導管と、を備え、
該凝縮塔は、該天井壁の上に連接され、該誘導管の上端部の溶媒出口の周りを被覆し、気化した該溶媒を冷却して液化させる冷却器を備えることを特徴とする蒸留装置。
該蒸発塔は、該水溶液が加熱される加熱水槽と、該加熱水槽に張り巡らされ、熱源からの熱媒体を移送する熱媒体管と、該加熱水槽を上から被覆し、内側上方が上方に凹んだ形状の天井壁と、気化した該溶媒を上に排出する、該天井壁の中心から上方に延設された誘導管と、を備え、
該凝縮塔は、該天井壁の上に連接され、該誘導管の上端部の溶媒出口の周りを被覆し、気化した該溶媒を冷却して液化させる冷却器を備えることを特徴とする蒸留装置。
【請求項2】
前記凝縮塔の天井面に、冷却水を循環させることによって前記溶媒を冷却する冷却ジャケットを備えることを特徴とする請求項１に記載の蒸留装置。
【請求項3】
前記凝縮塔内に、該凝縮塔内を水平方向に横断する上部仕切板と下部仕切板とがそれぞれ設けられ、
該上部仕切板と該下部仕切板との間に、冷却水を循環させることによって前記溶媒を冷却する冷却層を備え、
前記誘導管は、該冷却層を上下に貫通し、
該冷却層に、該冷却層を上下に貫通する多数の冷却管が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の蒸留装置。
該上部仕切板と該下部仕切板との間に、冷却水を循環させることによって前記溶媒を冷却する冷却層を備え、
前記誘導管は、該冷却層を上下に貫通し、
該冷却層に、該冷却層を上下に貫通する多数の冷却管が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の蒸留装置。
【請求項4】
前記誘導管の外側に、断熱材が被覆されていることを特徴とする請求項３に記載の蒸留装置。
【請求項5】
前記凝縮塔の下側に、液化した前記溶媒を溜める液溜部と、該溶媒を排出する排出口と、を備え、
該排出口から排出される該溶媒を保管する溶媒水槽が設けられ、該溶媒水槽の外側に、該溶媒を循環させる循環配管が設けられ、
該循環配管に、該溶媒を循環させる動力となる循環ポンプと、該溶媒の循環により吸引ポンプとなるエゼクタと、を備え、
該エゼクタの吸引口が該排出口に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の蒸留装置。
該排出口から排出される該溶媒を保管する溶媒水槽が設けられ、該溶媒水槽の外側に、該溶媒を循環させる循環配管が設けられ、
該循環配管に、該溶媒を循環させる動力となる循環ポンプと、該溶媒の循環により吸引ポンプとなるエゼクタと、を備え、
該エゼクタの吸引口が該排出口に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の蒸留装置。
【請求項6】
前記熱源は、有機廃棄物燃料又はバイオマス燃料の燃焼によるものであることを特徴とする請求項１に記載の蒸留装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水溶液から溶媒を分離する蒸留装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、水溶液中の溶媒を分離する蒸留装置が知られている。特許文献１の蒸留装置は、水溶液を加熱・蒸発させて、蒸発した水を凝縮させて分離する。この蒸留装置は、水の凝縮を凝縮塔内で行なうことができるため、蒸留装置をコンパクトなものとしている。なお、特許文献１は、本願の出願人による特許出願である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２１－０５８８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献に記載の従来の蒸留装置には、装置をよりコンパクトにしたいという要望がある。
【0005】
本明細書の技術が解決しようとする課題は、上述の点に鑑みてなされたものであり、コンパクトな蒸留装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
水溶液の溶媒を気化させる蒸発塔と、気化した該溶媒を液化させて分離する凝縮塔と、を備える蒸留装置であって、
該蒸発塔は、該水溶液が加熱される加熱水槽と、該加熱水槽に張り巡らされ、熱源からの熱媒体を移送する熱媒体管と、該加熱水槽を上から被覆し、内側上方が上方に凹んだ形状の天井壁と、気化した該溶媒を上に排出する、該天井壁の中心から上方に延設された誘導管と、を備え、
該凝縮塔は、該天井壁の上に連接され、該誘導管の上端部の溶媒出口の周りを被覆し、気化した該溶媒を冷却して液化させる冷却器を備えることを特徴とする。
該蒸発塔は、該水溶液が加熱される加熱水槽と、該加熱水槽に張り巡らされ、熱源からの熱媒体を移送する熱媒体管と、該加熱水槽を上から被覆し、内側上方が上方に凹んだ形状の天井壁と、気化した該溶媒を上に排出する、該天井壁の中心から上方に延設された誘導管と、を備え、
該凝縮塔は、該天井壁の上に連接され、該誘導管の上端部の溶媒出口の周りを被覆し、気化した該溶媒を冷却して液化させる冷却器を備えることを特徴とする。
【0007】
本明細書の実施形態に係る蒸留装置によれば、蒸発塔の加熱水槽内で加熱された水溶液から気化した溶媒が、凝縮塔の冷却器で冷却されて液体になる。凝縮塔が蒸発塔の天井壁の上に連接されているため、蒸留装置をコンパクトなものとすることができる。
【0008】
ここで、上記蒸留装置において、前記凝縮塔の天井面に、冷却水を循環させることによって前記溶媒を冷却する冷却ジャケットを備える構成とすることができる。
【0009】
これによれば、冷却ジャケットを備える天井面が冷却器としての冷却面となるため、蒸留装置をコンパクトなものとすることができる。
【0010】
また、上記蒸留装置において、前記凝縮塔内に、該凝縮塔内を水平方向に横断する上部仕切板と下部仕切板とがそれぞれ設けられ、
該上部仕切板と該下部仕切板との間に、冷却水を循環させることによって前記溶媒を冷却する冷却層を備え、
前記誘導管は、該冷却層を上下に貫通し、
該冷却層に、該冷却層を上下に貫通する多数の冷却管が設けられている構成とすることができる。
該上部仕切板と該下部仕切板との間に、冷却水を循環させることによって前記溶媒を冷却する冷却層を備え、
前記誘導管は、該冷却層を上下に貫通し、
該冷却層に、該冷却層を上下に貫通する多数の冷却管が設けられている構成とすることができる。
【0011】
これによれば、該誘導管の溶媒出口から排出される気化した溶媒が、逐次排出されることにより、冷却層を貫通する冷却管に流れ、冷却管内で冷却されるため、溶媒の液化を促進することができる。
【0012】
また、上記蒸留装置において、前記誘導管の外側に、断熱材が被覆されている構成とすることができる。
【0013】
これによれば、誘導管内での液化を抑制することができる。
【0014】
また、上記蒸留装置において、前記凝縮塔の下側に、液化した前記溶媒を溜める液溜部と、該溶媒を排出する排出口と、を備え、
該排出口から排出される該溶媒を保管する溶媒水槽が設けられ、該溶媒水槽の外側に、該溶媒を循環させる循環配管が設けられ、
該循環配管に、該溶媒を循環させる動力となる循環ポンプと、該溶媒の循環により吸引ポンプとなるエゼクタと、を備え、
該エゼクタの吸引口が該排出口に接続されている構成とすることができる。
該排出口から排出される該溶媒を保管する溶媒水槽が設けられ、該溶媒水槽の外側に、該溶媒を循環させる循環配管が設けられ、
該循環配管に、該溶媒を循環させる動力となる循環ポンプと、該溶媒の循環により吸引ポンプとなるエゼクタと、を備え、
該エゼクタの吸引口が該排出口に接続されている構成とすることができる。
【0015】
これによれば、エゼクタの吸引により、凝縮塔と蒸発塔とを減圧することができ、溶媒の蒸留を促進することができる。
【0016】
また、上記蒸留装置において、前記熱源は、有機廃棄物燃料又はバイオマス燃料の燃焼によるものである構成とすることができる。
【0017】
これによれば、実施形態の蒸留装置を環境にやさしいものとすることができる。
【発明の効果】
【0018】
本明細書の実施形態に係る蒸留装置によれば、蒸留装置をコンパクトなものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】第一実施形態の蒸留装置を含む、蒸留プラントの全体の流れ図である。
【図2】同蒸留装置の鉛直方向断面図である。
【図5】第一実施形態の蒸留水槽のイメージ正面図である。
【図6】第二実施形態の蒸留装置を含む、蒸留プラントの全体の流れ図である。
【図7】第三実施形態の蒸留装置を含む、蒸留プラントの全体の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本明細書の蒸留装置の第一実施形態から第三実施形態を図面に基づいて説明する。第一実施形態から第三実施形態の蒸留装置１００は、蒸留する水溶液として海水ＳＷを用い、海水ＳＷから塩分（その他ミネラル分を含む）を除去して、飲食等に利用可能な蒸留水ＤＷ（溶媒）を得るものを例にして説明する。しかし、実施形態に係る水溶液は、海水ＳＷに限られるものではなく、河川の水、汚泥水、油水、家庭排水、工場廃水などであっても使用することができるものであり、これらからも、飲食等に利用可能な蒸留水ＤＷを得ることができる。
【0021】
本明細書において、蒸留装置１００の向きは、図１、２に示すように、上下は設置された状態での上下とし、左右は熱媒体路１１１の入口側を右とし、前後は図面の手前側を前とし、図示で使用する、Ｆは前、Ｂは後、Ｕは上、Ｄは下、Ｌは左、Ｒは右を示す。また、蒸留装置１００の内部を基準に、内側又は外側と表現することがある。
【0022】
（第一実施形態）
図２に示すように、第一実施形態の蒸留装置１００は、海水ＳＷの溶媒を気化させる蒸発塔１１０と、気化した溶媒を液化させて蒸留水ＤＷとして分離する凝縮塔１６０とを備える。蒸発塔１１０は、海水ＳＷが加熱される加熱水槽１１７と、加熱水槽１１７に張り巡らされ、熱源３００からの熱媒体としての熱風ＨＢを移送する熱媒体管１１２と、加熱水槽１１７を上から被覆し、内側上方が上方に凹んだ形状の天井壁１２５と、気化した溶媒を上に排出する、天井壁１２５の中心から上方に延設された誘導管１２６と、を備える。凝縮塔１６０は、天井壁１２５の上に連接され、誘導管１２６の上端部の蒸気出口１２７の周りを被覆し、気化した溶媒を冷却して液化させ、蒸留水ＤＷを得る冷却器１６１を備える。
図２に示すように、第一実施形態の蒸留装置１００は、海水ＳＷの溶媒を気化させる蒸発塔１１０と、気化した溶媒を液化させて蒸留水ＤＷとして分離する凝縮塔１６０とを備える。蒸発塔１１０は、海水ＳＷが加熱される加熱水槽１１７と、加熱水槽１１７に張り巡らされ、熱源３００からの熱媒体としての熱風ＨＢを移送する熱媒体管１１２と、加熱水槽１１７を上から被覆し、内側上方が上方に凹んだ形状の天井壁１２５と、気化した溶媒を上に排出する、天井壁１２５の中心から上方に延設された誘導管１２６と、を備える。凝縮塔１６０は、天井壁１２５の上に連接され、誘導管１２６の上端部の蒸気出口１２７の周りを被覆し、気化した溶媒を冷却して液化させ、蒸留水ＤＷを得る冷却器１６１を備える。
【0023】
蒸発塔１１０は、略直方体状をなし、中央に、海水ＳＷを加熱する略直方体状をなす加熱水槽１１７を備える。加熱水槽１１７には、海水供給口１２１から海水ＳＷが供給される。加熱水槽１１７の左右両側には、熱風ＨＢが導風される熱媒体室１１３が設けられ、左側の熱媒体室１１３は、仕切板１１４によって、上下に２分割され、図２に示す如く、左下側の熱媒体室１１３Ａと左上側の熱媒体室１１３Ｃとが形成されている。なお、右側の熱媒体室１１３は、熱媒体室１１３Ｂとする。
【0024】
加熱水槽１１７の下半分の上下前後の中心の左右方向に、蒸発塔１１０の右側の外側から左下側の熱媒体室１１３Ａにかけて、熱媒体路１１１が貫通している。熱媒体路１１１は、左下側の熱媒体室１１３Ａに、熱源３００からの熱風ＨＢを導風するものである。図４に示すように、左下側の熱媒体室１１３Ａから右側の熱媒体室１１３Ｂの下半分側に向けて２０本の熱媒体管１１２が、加熱水槽１１７内を貫通している。熱媒体管１１２は、加熱水槽１１７内の海水ＳＷを熱風ＨＢの熱によって加熱し、海水ＳＷの溶媒である水を蒸発させて水蒸気ＶＷを発生させるものである。海水ＳＷが加熱されて水が水蒸気ＶＷとして蒸発するとき、海水ＳＷの溶質である塩分は気化せず海水ＳＷに留まるため、水蒸気ＶＷは塩分が除去されたものとなる。
【0025】
図４に示すように、加熱水槽１１７の右側の熱媒体室１１３Ｂの上半分から左上側の熱媒体室１１３Ｃに、２１本の熱媒体管１１２が加熱水槽１１７を貫通し、熱風ＨＢは、右側の熱媒体室１１３Ｂから左上側の熱媒体室１１３Ｃに導風されるとともに、加熱水槽１１７内の海水ＳＷの溶媒である水を気化させて水蒸気ＶＷを発生させる。つまり、熱風ＨＢは、熱源３００から熱媒体路１１１を通り左下側の熱媒体室１１３Ａに導風され、左下側の熱媒体室１１３Ａから熱媒体管１１２を通り右側の熱媒体室１１３Ｂの下側に導風され、右側の熱媒体室１１３Ｂ内を上に移動し、熱媒体室１１３Ｂの上側から熱媒体管１１２を通り左上側の熱媒体室１１３Ｃに導風されて、加熱水槽１１７内の海水ＳＷの溶媒である水を気化させて水蒸気ＶＷとするものである。左上側の熱媒体室１１３の外側には、熱風ＨＢを蒸留装置１００の外に放出する排気塔１１６が設けられ、熱風ＨＢは、外部に放出される。
【0026】
左下側の熱媒体室１１３Ａには、熱風ＨＢの温度を測定する熱風温度計１２０が設置され、熱風ＨＢの温度と、詳しくは後述する海水ＳＷの温度を測定する水温計１１９の温度とにより、熱源３００の出力が調整される。
【0027】
加熱水槽１１７の上側は、内側上方が上方に凹んだ形状の天井壁１２５で覆われ、天井壁１２５の中心から上方に誘導管１２６が延設され、気化した溶媒としての水蒸気ＶＷを誘導管１２６の蒸気出口１２７から凝縮塔１６０に移送する。誘導管１２６の外周は、断熱材１２８が被覆されている（図３）。水蒸気ＶＷが誘導管１２６に接触して液化（結露）するのを防ぐためである。加熱水槽１１７の上側の左端には、海水ＳＷが供給される海水供給口１２１が設けられている。加熱水槽１１７の右側に、水位調節器１２２が設置され、加熱水槽１１７の水位は、水位調節器１２２が供給バルブ１２４を開閉することによって、海水供給口１２１から流入される海水ＳＷの量が調整され、水位がおよそ一定に保たれる。
【0028】
加熱水槽１１７には、海水ＳＷの温度を測定する水温計１１９が設置され、熱風温度計１２０とともに、熱源の出力を調整する。
【0029】
また、加熱水槽１１７には、塩分濃度計１２９が設置され、塩分濃度を確認することにより、海水ＳＷが煮詰まり塩分が析出する前に、海水ＳＷを交換することができる。海水ＳＷを交換する際の塩分濃度は、一例として、塩分の析出が始まる濃度（２２質量％）よりわずかに薄い２０質量％とすることができる。加熱水槽１１７の底面には、排出ドレン１１８が設けられ、詳しくは後述するが、海水ＳＷが煮詰まった高濃度塩水ＣＷは、これを回収する濃縮水回収槽２５０へと移送される。
【0030】
凝縮塔１６０は、加熱水槽１１７の天井壁１２５の上に連接され、誘導管１２６の蒸気出口１２７から移送された水蒸気ＶＷを液化させて蒸留水ＤＷとする設備である。凝縮塔１６０が蒸発塔１１０の天井壁１２５の上に連接されているため、蒸留装置１００は、コンパクトなものとすることができる。
【0031】
凝縮塔１６０内には、凝縮塔１６０内を水平方向に横断する上部仕切板１７１と下部仕切板１７２とがそれぞれ設けられ、上部仕切板１７１と下部仕切板１７２とで区切られた間は、冷却水ＲＷが循環する冷却器１６１としての冷却層１７０が形成されている。誘導管１２６が冷却層１７０を下から上に貫通し、蒸発塔１１０で発生した水蒸気ＶＷは、加熱水槽１１７から誘導管１２６を通って、冷却層１７０の上に配置された蒸気溜１６５に移送される。
【0032】
蒸気溜１６５には導風バルブ１７７が設置され、蒸気溜１６５内が異常高温や異常高圧となった際に、蒸気溜１６５に外気が導風される。蒸気溜１６５とこれに連通する液溜部１６６には、温度を測定する温度計１６８と圧力を測定する圧力計１６９が設置されている。
【0033】
凝縮塔１６０（蒸気溜１６５）の天井面１６２には、冷却水ＲＷを循環させることによって、水蒸気ＶＷを冷却する冷却ジャケット１７５が備えられている。冷却ジャケット１７５を備える天井面１６２が冷却器１６１として作用するため、蒸留装置１００をコンパクトなものとすることができる。天井面１６２で冷却された水蒸気ＶＷの一部は、液化して蒸留水ＤＷとなり、冷却層１７０の上部仕切板１７１の上に落下する。
【0034】
図３に示すように、冷却層１７０には、６０本の冷却管１６４が上下に貫通して設けられている。冷却層１７０の上部仕切板１７１の上に落下した蒸留水ＤＷは、冷却管１６４を伝い、凝縮塔１６０の液溜部１６６に流れる。また、誘導管１２６の蒸気出口１２７から排出される水蒸気ＶＷは、逐次排出されることにより、冷却層１７０を貫通する冷却管１６４に流れ、冷却管１６４内で冷却され蒸留水ＤＷに変化し、冷却管１６４を伝い、凝縮塔１６０の液溜部１６６に流れる。
【0035】
液溜部１６６に流れた蒸留水ＤＷは、詳しくは後述するが、蒸留水槽２３０のエゼクタ２３４によって、蒸留水槽２３０に減圧吸引される。エゼクタ２３４によって吸引されているため、凝縮塔１６０内と蒸発塔１１０の加熱水槽１１７内は、減圧された状態となる。このため、常圧の状態と比較して、海水ＳＷを低温で気化させて水蒸気ＶＷとすることができ、実施形態の蒸留装置１００は、熱効率に優れるものとすることができる。
【0036】
次に、実施形態の蒸留装置１００から構成される第１実施形態の蒸留プラント１を構成する付属設備について説明する。
【0037】
図１に示すように、第１実施形態の蒸留プラント１を構成する付属設備として、海水ＳＷを供給する海水槽２１０と、海水ＳＷから蒸留した蒸留水ＤＷを回収等する溶媒水槽としての蒸留水槽２３０と、海水ＳＷが煮詰まった高濃度塩水ＣＷを回収する濃縮水回収槽２５０と、蒸発塔１１０の熱源となる燃焼炉３１０と、を備える。
【0038】
海水槽２１０（図１）は、蒸発塔１１０の加熱水槽１１７に、海水ＳＷを供給するタンクであり、海水ＳＷが貯蔵され、供給ポンプ２１２によって海水ＳＷが加熱水槽１１７の海水供給口１２１に供給される。海水ＳＷの供給量は、水位調節器１２２が供給ポンプ２１２と供給バルブ１２４を開閉することによって、調整され、海水槽２１０内の水位がおよそ一定に保たれる。
【0039】
溶媒水槽としての蒸留水槽２３０（図５）は、備えられたエゼクタ２３４によって、海水ＳＷから蒸留した蒸留水ＤＷを吸引回収することに加え、凝縮塔１６０内と蒸発塔１１０の加熱水槽１１７内を減圧にするものである。さらに、蒸留水槽２３０は、凝縮塔１６０の冷却層１７０と冷却ジャケット１７５に、冷却水ＲＷを供給するタンクである。
【0040】
蒸留水槽２３０は、蒸留水ＤＷを溜める主水槽２３１と補助水槽２３２を備え、主水槽２３１には、主水槽２３１の蒸留水ＤＷを循環させる循環配管２３３が備えられ、循環配管２３３には、蒸留水ＤＷを循環させる循環ポンプ２３５と、吸引ポンプとして作用するエゼクタ２３４とが備えられ、凝縮塔１６０で生じた蒸留水ＤＷをエゼクタ２３４が吸引し、蒸留水ＤＷを蒸留水槽２３０に貯める。エゼクタ２３４が、蒸留水ＤＷを吸引するとともに、凝縮塔１６０内と蒸発塔１１０の加熱水槽１１７内を減圧状態にするため、常圧の状態と比較して、海水ＳＷを低温で気化させ水蒸気ＶＷとすることができるため、実施形態の蒸留装置１００は、熱効率に優れるものとすることができる。主水槽２３１には、蒸留水ＤＷの温度を測定する蒸留水温度計２４６と、主水槽２３１内の圧力を一定に保つ大気開放管２４５とが設けられている。
【0041】
なお、蒸留装置１００の運転開始時など、蒸留水槽２３０に蒸留水ＤＷが無く、吸引ポンプとしてのエゼクタ２３４を作動させることができない際には、送風機（図示せず）を用いて、凝縮塔１６０の導風バルブ１７７から蒸気溜１６５と液溜部１６６に送風し、液溜部１６６の蒸留水ＤＷを、エゼクタ２３４を介して主水槽２３１に流入させることができる。導風バルブ１７７からの送風は、大気開放管２４５から主水槽２３１の外に排出される。
【0042】
主水槽２３１には、凝縮塔１６０の冷却器１６１としての冷却層１７０と冷却ジャケット１７５に、冷却水ＲＷ（蒸留水ＤＷ）を送る冷却配管２３８が備えられている。冷却配管２３８は、主水槽２３１から、冷却水ポンプ２３９、分岐２４０を経て、冷却層１７０と冷却ジャケット１７５に冷却水ＲＷを送り、冷却層１７０と冷却ジャケット１７５で水蒸気ＶＷ（蒸留水ＤＷ）を冷却した冷却水ＲＷを再び主水槽２３１に回収する。冷却配管２３８には、蒸留水ＤＷを取り出すことができる取出バルブ２４１が備えられている。
【0043】
主水槽２３１には、オーバーフロー導管が備えられ、主水槽２３１に溜まった一定水量以上の蒸留水ＤＷを補助水槽２３２に流す。補助水槽２３２には、蒸留水取出口２４４が設けられ、蒸留水ＤＷを飲料水などとして使用することができる。
【0044】
濃縮水回収槽２５０（図１）は、蒸発塔１１０の加熱水槽１１７にて、海水ＳＷが煮詰まった高濃度塩水ＣＷを回収するものである。海水ＳＷは、塩の析出を防ぐため、定期的に交換する必要がある。塩が析出する濃度の２２質量％よりわずかに薄い濃度の２０質量％が交換の目安となる。塩分濃度は、蒸発塔１１０の塩分濃度計１２９で確認することができる。濃縮水回収槽２５０で回収された高濃度塩水ＣＷは、さらに煮詰めることによって、海水ＳＷの溶質が濃縮された塩（食塩）を得ることができる。
【0045】
燃焼炉３１０（図１）は、蒸発塔１１０に送る熱源を供与するものである。燃焼炉３１０の燃料ＦＵとしては、有機廃棄物燃料又はバイオマス燃料を使用することができる。燃料ＦＵが有機廃棄物燃料又はバイオマス燃料であることによって、実施形態の蒸留装置を環境にやさしいものとすることができる。
【0046】
（第二実施形態）
図６に示すように、第二実施形態の蒸留装置１００は、蒸発塔１１０に送る熱源３００にメタンガス（都市ガス）を燃焼させる加熱バーナ３２０を用いたものである。第二実施形態の蒸留装置１００は、第一実施形態の蒸留装置１００と比較して、熱源３００が異なり、その他については第一実施形態の蒸留装置１００と同じであるため、第一実施形態と共通する要素については、同じ符号を用いてその説明を省略する。第二実施形態の蒸留装置１００では、熱源３００に都市ガスを用いることにより、第二実施形態の蒸留装置１００は、安定した熱源３００を得ることができるものである。
図６に示すように、第二実施形態の蒸留装置１００は、蒸発塔１１０に送る熱源３００にメタンガス（都市ガス）を燃焼させる加熱バーナ３２０を用いたものである。第二実施形態の蒸留装置１００は、第一実施形態の蒸留装置１００と比較して、熱源３００が異なり、その他については第一実施形態の蒸留装置１００と同じであるため、第一実施形態と共通する要素については、同じ符号を用いてその説明を省略する。第二実施形態の蒸留装置１００では、熱源３００に都市ガスを用いることにより、第二実施形態の蒸留装置１００は、安定した熱源３００を得ることができるものである。
【0047】
（第三実施形態）
図７に示すように、第三実施形態の蒸留装置１００は、蒸発塔１１０に送る熱源３００に高温高圧の蒸気を発生する熱源ボイラ３３０を用いたものである。熱源３００が高温高圧の蒸気であるため、熱媒体室１１３には、蒸気が冷えて液化した水を排出する排水ドレン１１５が設けられている。また、熱源３００が高温高圧の蒸気であり、蒸発塔１１０内を高温高圧に保つため、排気塔１１６には、閉バルブ１３０が付設されている。第三実施形態の蒸留装置１００は、第一実施形態の蒸留装置１００と比較して、熱源３００が異なり、その他については第一実施形態の蒸留装置１００と同じであるため、第一実施形態と共通する要素については、同じ符号を用いてその説明を省略する。熱源３００に高温高圧の蒸気を発生する熱源ボイラ３３０を用いることにより、第三実施形態の蒸留装置１００は、例えば、ゴミ焼却炉で発生する副産物の高温高圧の蒸気によって、蒸留プラント３を運転することができる。
図７に示すように、第三実施形態の蒸留装置１００は、蒸発塔１１０に送る熱源３００に高温高圧の蒸気を発生する熱源ボイラ３３０を用いたものである。熱源３００が高温高圧の蒸気であるため、熱媒体室１１３には、蒸気が冷えて液化した水を排出する排水ドレン１１５が設けられている。また、熱源３００が高温高圧の蒸気であり、蒸発塔１１０内を高温高圧に保つため、排気塔１１６には、閉バルブ１３０が付設されている。第三実施形態の蒸留装置１００は、第一実施形態の蒸留装置１００と比較して、熱源３００が異なり、その他については第一実施形態の蒸留装置１００と同じであるため、第一実施形態と共通する要素については、同じ符号を用いてその説明を省略する。熱源３００に高温高圧の蒸気を発生する熱源ボイラ３３０を用いることにより、第三実施形態の蒸留装置１００は、例えば、ゴミ焼却炉で発生する副産物の高温高圧の蒸気によって、蒸留プラント３を運転することができる。
【実施例0048】
実施例の蒸留プラントは、第二実施形態の蒸留プラント２であり、以下の形態のものを使用した。
【0049】
蒸留装置１００
蒸発塔１１０
加熱水槽１１７ Ｗ１０００ｍｍ×Ｄ８００ｍｍ×Ｈ８００ｍｍ
熱媒体路１１１ Ф２５０ｍｍ×Ｌ１２００ｍｍ×１本
熱媒体管１１２ Ф６０ｍｍ×Ｌ１０００ｍｍ×３０本
凝縮塔１６０ Ｗ８００ｍｍ×Ｄ８００ｍｍ×Ｈ１０００ｍｍ
冷却層１７０ Ｗ８００ｍｍ×Ｄ８００ｍｍ×Ｈ５００ｍｍ
冷却管１６４ Ф６０ｍｍ×Ｌ５００ｍｍ×９０本
冷却ジャケット１７５ Ｗ８００ｍｍ×Ｄ８００ｍｍ×Ｈ１００ｍｍ
液溜部１６６ Ｗ８００ｍｍ×Ｄ８００ｍｍ×Ｈ３００ｍｍ
海水槽２１０ Ｗ１０００ｍｍ×Ｄ１０００ｍｍ×Ｈ１０００ｍｍ
供給ポンプ２１２ ４０Ａ ０．２ｋＷ
蒸留水槽２３０
主水槽２３１ Ｗ１０００ｍｍ×Ｄ６００ｍｍ×Ｈ８００ｍｍ
循環ポンプ２３５ ５０Ａ ０．７５ｋＷ
冷却水ポンプ２３９ ４０Ａ ０．４ｋＷ
加熱バーナ３２０ ２５０，０００ｋｃａｌ/ｈ
実施例の蒸留プラントでは、海水ＳＷから１時間当たり５００Ｌの蒸留水ＤＷが得られた。都市ガスの使用量は、１時間当たり２５ｍ3であった。凝縮塔１６０の蒸気溜１６５の圧力は、ゲージ圧で－０．０４ＭＰａであった。
蒸発塔１１０
加熱水槽１１７ Ｗ１０００ｍｍ×Ｄ８００ｍｍ×Ｈ８００ｍｍ
熱媒体路１１１ Ф２５０ｍｍ×Ｌ１２００ｍｍ×１本
熱媒体管１１２ Ф６０ｍｍ×Ｌ１０００ｍｍ×３０本
凝縮塔１６０ Ｗ８００ｍｍ×Ｄ８００ｍｍ×Ｈ１０００ｍｍ
冷却層１７０ Ｗ８００ｍｍ×Ｄ８００ｍｍ×Ｈ５００ｍｍ
冷却管１６４ Ф６０ｍｍ×Ｌ５００ｍｍ×９０本
冷却ジャケット１７５ Ｗ８００ｍｍ×Ｄ８００ｍｍ×Ｈ１００ｍｍ
液溜部１６６ Ｗ８００ｍｍ×Ｄ８００ｍｍ×Ｈ３００ｍｍ
海水槽２１０ Ｗ１０００ｍｍ×Ｄ１０００ｍｍ×Ｈ１０００ｍｍ
供給ポンプ２１２ ４０Ａ ０．２ｋＷ
蒸留水槽２３０
主水槽２３１ Ｗ１０００ｍｍ×Ｄ６００ｍｍ×Ｈ８００ｍｍ
循環ポンプ２３５ ５０Ａ ０．７５ｋＷ
冷却水ポンプ２３９ ４０Ａ ０．４ｋＷ
加熱バーナ３２０ ２５０，０００ｋｃａｌ/ｈ
実施例の蒸留プラントでは、海水ＳＷから１時間当たり５００Ｌの蒸留水ＤＷが得られた。都市ガスの使用量は、１時間当たり２５ｍ3であった。凝縮塔１６０の蒸気溜１６５の圧力は、ゲージ圧で－０．０４ＭＰａであった。
【0050】
（その他実施形態）
実施形態の蒸留装置は、以下のような形態であっても実施することができる。
実施形態の蒸留装置は、以下のような形態であっても実施することができる。
【0051】
実施形態の蒸留装置は、海水ＳＷから蒸留水ＤＷを蒸留するものを例として記載したが、クロムやヒ素といった重金属などの有害物質を含有する水から有害物質を含有しない蒸留水ＤＷの蒸留にも適用することができる。また、アルコール濃度を高める蒸留酒の蒸留などにも適用することができる。さらに、正確な温度管理が必要となるが、水と有機溶媒の混合物から、水又は有機溶媒を取り出す蒸留にも適用することができる。この場合、沸点が低い水又は有機溶媒が蒸留水槽２３０に回収され、沸点が高い水又は有機溶媒が濃縮水回収槽２５０から回収される。
【符号の説明】
【0052】
１…蒸留プラント、２…蒸留プラント、３…蒸留プラント、１００…蒸留装置、１１０…蒸発塔、１１１…熱媒体路、１１２…熱媒体管、１１３…熱媒体室、１１３Ａ…熱媒体室、１１３Ｂ…熱媒体室、１１３Ｃ…熱媒体室、１１４…仕切板、１１５…排水ドレン、１１６…排気塔、１１７…加熱水槽、１１８…排出ドレン、１１９…水温計、１２０…熱風温度計、１２１…海水供給口、１２２…水位調節器、１２４…供給バルブ、１２５…天井壁、１２６…誘導管、１２７…蒸気出口、１２８…断熱材、１２９…塩分濃度計、１３０…閉バルブ、１６０…凝縮塔、１６１…冷却器、１６２…天井面、１６４…冷却管、１６５…蒸気溜、１６６…液溜部、１６８…温度計、１６９…圧力計、１７０…冷却層、１７１…上部仕切板、１７２…下部仕切板、１７５…冷却ジャケット、１７７…導風バルブ、２１０…海水槽、２１２…供給ポンプ、２３０…蒸留水槽、２３１…主水槽、２３２…補助水槽、２３３…循環配管、２３４…エゼクタ、２３５…循環ポンプ、２３８…冷却配管、２３９…冷却水ポンプ、２４０…分岐、２４１…取出バルブ、２４４…蒸留水取出口、２４５…大気開放管、２４６…蒸留水温度計、２５０…濃縮水回収槽、３００…熱源、３１０…燃焼炉、３２０…加熱バーナ、３３０…熱源ボイラ、ＣＷ…高濃度塩水、ＤＷ…蒸留水、ＦＵ…燃料、ＨＢ…熱風、ＲＷ…冷却水、ＳＷ…海水、ＶＷ…水蒸気。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】