JPS6323802B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6323802B2 JPS6323802B2 JP56177193A JP17719381A JPS6323802B2 JP S6323802 B2 JPS6323802 B2 JP S6323802B2 JP 56177193 A JP56177193 A JP 56177193A JP 17719381 A JP17719381 A JP 17719381A JP S6323802 B2 JPS6323802 B2 JP S6323802B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- heat transfer
- steady operation
- transfer surface
- during steady
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D1/00—Evaporating
- B01D1/22—Evaporating by bringing a thin layer of the liquid into contact with a heated surface
- B01D1/222—In rotating vessels; vessels with movable parts
- B01D1/223—In rotating vessels; vessels with movable parts containing a rotor
- B01D1/225—In rotating vessels; vessels with movable parts containing a rotor with blades or scrapers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、遠心薄膜蒸発器による溶液の蒸発処
理方法に係り、特に、原子力発電所において発生
する放射性溶液のように溶解性物質を溶液を蒸発
処理するに好適な溶液の蒸発処理方法に関するも
のである。
理方法に係り、特に、原子力発電所において発生
する放射性溶液のように溶解性物質を溶液を蒸発
処理するに好適な溶液の蒸発処理方法に関するも
のである。
原子力発電所において、硫酸ナトリウム、海水
成分、腐食生成物等の溶解性物質を溶解し、か
つ、放射能を帯びた放射性溶液が発生する。この
放射性溶液は、放射能汚染等環境汚染を防止する
ために高度に濃縮あるいは乾燥粉体化して減容処
理した後に処分する必要があり、近年、放射性溶
液を高度に濃縮あるいは乾燥粉体化するために遠
心薄膜蒸発器により放射性溶液を蒸発処理する方
法が提案されている。
成分、腐食生成物等の溶解性物質を溶解し、か
つ、放射能を帯びた放射性溶液が発生する。この
放射性溶液は、放射能汚染等環境汚染を防止する
ために高度に濃縮あるいは乾燥粉体化して減容処
理した後に処分する必要があり、近年、放射性溶
液を高度に濃縮あるいは乾燥粉体化するために遠
心薄膜蒸発器により放射性溶液を蒸発処理する方
法が提案されている。
ところが、遠心薄膜蒸発器による溶液の蒸発処
理時には、遠心薄膜蒸発器の伝熱胴の伝熱面（以
下、伝熱面と略）が、溶液が蒸発濃縮し溶解性物
質が析出を開始する領域（以下、濃縮領域と略）
と、溶液の蒸発濃縮が進行し析出した溶解性物質
が伝熱面に付着成長する領域（以下、スラリー領
域と略）と、溶液の蒸発濃縮が更に進行して伝熱
面に付着した溶解性物質の流動性が無くなり回転
する回転翼の掻取力により掻取られ粉体化する領
域（以下、粉粒体領域と略）の３領域に分れるた
め、上記の放射性溶液に限らず他の溶液の蒸発処
理時においても、溶液の蒸発濃縮が進行する過程
で伝熱面のスラリー領域で析出した溶解性物質が
付着成長するため伝熱面の蒸発処理能力が低下
し、遠心薄膜蒸発器の運転を定期的に停止して伝
熱面のスラリー領域に付着成長した溶解性物質を
洗浄除去しなければならず、遠心薄膜蒸発器の稼
動率が低下するといつた欠点があつた。また、遠
心薄膜蒸発器で蒸発処理される溶液が、放射性溶
液の場合は、伝熱面のスラリー領域に付着成長し
た溶解性物質の洗浄除去作業時に作業者が放射能
被曝を受ける危険性が高いといつた安全上の欠点
もあつた。
理時には、遠心薄膜蒸発器の伝熱胴の伝熱面（以
下、伝熱面と略）が、溶液が蒸発濃縮し溶解性物
質が析出を開始する領域（以下、濃縮領域と略）
と、溶液の蒸発濃縮が進行し析出した溶解性物質
が伝熱面に付着成長する領域（以下、スラリー領
域と略）と、溶液の蒸発濃縮が更に進行して伝熱
面に付着した溶解性物質の流動性が無くなり回転
する回転翼の掻取力により掻取られ粉体化する領
域（以下、粉粒体領域と略）の３領域に分れるた
め、上記の放射性溶液に限らず他の溶液の蒸発処
理時においても、溶液の蒸発濃縮が進行する過程
で伝熱面のスラリー領域で析出した溶解性物質が
付着成長するため伝熱面の蒸発処理能力が低下
し、遠心薄膜蒸発器の運転を定期的に停止して伝
熱面のスラリー領域に付着成長した溶解性物質を
洗浄除去しなければならず、遠心薄膜蒸発器の稼
動率が低下するといつた欠点があつた。また、遠
心薄膜蒸発器で蒸発処理される溶液が、放射性溶
液の場合は、伝熱面のスラリー領域に付着成長し
た溶解性物質の洗浄除去作業時に作業者が放射能
被曝を受ける危険性が高いといつた安全上の欠点
もあつた。
本発明は、遠心薄膜蒸発器の稼動率を大幅に向
上できる溶液の蒸発処理方法を提供することを目
的としたもので、伝熱面が少なくとも濃縮領域と
スラリー領域と粉体化領域とに分れる遠心薄膜蒸
発器により溶液を蒸発処理する方法において、前
記溶液の蒸発処理中に定常運転時の前記スラリー
領域が定常運転時の前記粉体化領域若しくは濃縮
領域に、かつ、定常運転時の前記濃縮領域若しく
は粉体化領域が定常運転時の前記スラリー領域に
移動可能に前記伝熱面の温度を定常運転時の温度
より低下若しくは上昇させ、移動した前記濃縮領
域、スラリー領域および粉体化領域を定常運転時
の元の領域にそれぞれ復帰可能に前記伝熱面の温
度を定常運転時の温度に戻すことを特徴とし、遠
心薄膜蒸発器の運転を停止することなく伝熱面の
スラリー領域に付着成長した溶解性物質を除去し
ようとするものである。
上できる溶液の蒸発処理方法を提供することを目
的としたもので、伝熱面が少なくとも濃縮領域と
スラリー領域と粉体化領域とに分れる遠心薄膜蒸
発器により溶液を蒸発処理する方法において、前
記溶液の蒸発処理中に定常運転時の前記スラリー
領域が定常運転時の前記粉体化領域若しくは濃縮
領域に、かつ、定常運転時の前記濃縮領域若しく
は粉体化領域が定常運転時の前記スラリー領域に
移動可能に前記伝熱面の温度を定常運転時の温度
より低下若しくは上昇させ、移動した前記濃縮領
域、スラリー領域および粉体化領域を定常運転時
の元の領域にそれぞれ復帰可能に前記伝熱面の温
度を定常運転時の温度に戻すことを特徴とし、遠
心薄膜蒸発器の運転を停止することなく伝熱面の
スラリー領域に付着成長した溶解性物質を除去し
ようとするものである。
本発明の一実施例を第１図、第２図により説明
する。
する。
第１図は、遠心薄膜蒸発器の構成を示すもの
で、伝熱胴１０の外側には加熱ジヤケツト胴１２
が熱媒体室１３を形成するように設けられ、伝熱
胴１０の内側には液分配器１４並びに複数段の回
転翼１５が取付けられた回転軸１６が上部軸受箱
１７と下部軸受箱１８で駆動車１９により回転可
能に支持され設けられている。伝熱胴１０の液分
配器１４の対向位置には溶液入口２０が、伝熱胴
１０の上部には蒸発物出口２１が、伝熱胴１０の
下部には粉体出口２２がそれぞれ設けられてい
る。また、加熱ジヤケツト胴１２の上部には熱媒
体入口２３が、下部には熱媒体出口２４が設けら
れている。
で、伝熱胴１０の外側には加熱ジヤケツト胴１２
が熱媒体室１３を形成するように設けられ、伝熱
胴１０の内側には液分配器１４並びに複数段の回
転翼１５が取付けられた回転軸１６が上部軸受箱
１７と下部軸受箱１８で駆動車１９により回転可
能に支持され設けられている。伝熱胴１０の液分
配器１４の対向位置には溶液入口２０が、伝熱胴
１０の上部には蒸発物出口２１が、伝熱胴１０の
下部には粉体出口２２がそれぞれ設けられてい
る。また、加熱ジヤケツト胴１２の上部には熱媒
体入口２３が、下部には熱媒体出口２４が設けら
れている。
溶液入口２０より伝熱胴１０内に供給された溶
液は、回転軸１６と一体で駆動車１９により回転
している液分配器１４で伝熱胴１０の円周方向に
均一に分散されて重力により伝熱胴１０の伝熱面
（以下、伝熱面と略）を流下し、回転軸１６と一
体で駆動車１９により回転してい回転翼１５の遠
心力を付与され伝熱面に押広げられて溶液の薄が
形成される。この溶液の薄膜は伝熱面を重力によ
り流下する間に熱媒体入口２３より熱媒体室１３
に供給され熱媒体出口２４より排出される熱媒体
で加熱され蒸発濃縮され、最終的には粉体化され
粉体出口２２より外部に排出される。
液は、回転軸１６と一体で駆動車１９により回転
している液分配器１４で伝熱胴１０の円周方向に
均一に分散されて重力により伝熱胴１０の伝熱面
（以下、伝熱面と略）を流下し、回転軸１６と一
体で駆動車１９により回転してい回転翼１５の遠
心力を付与され伝熱面に押広げられて溶液の薄が
形成される。この溶液の薄膜は伝熱面を重力によ
り流下する間に熱媒体入口２３より熱媒体室１３
に供給され熱媒体出口２４より排出される熱媒体
で加熱され蒸発濃縮され、最終的には粉体化され
粉体出口２２より外部に排出される。
溶解性物質に硫酸ナトリウムを用い、その溶解
濃度が20wt％である溶液の遠心薄膜蒸発器によ
る蒸発処理実験において、定常運転時の伝熱面は
第２図に示すような各領域に分けられる。第２図
で、伝熱面の高さHeの上部領域Haは濃縮領域、
伝熱面の高さHeのほぼ中央の1/3の領域Hbは析
出した硫酸ナトリウムが伝熱面に付着成長したス
ラリー領域、スラリー領域Hbの下部の領域Hcは
粉体化領域である。なお、領域Hdは、伝熱胴１
０の伝熱面の余裕領域であり完全な乾燥粉体領域
であるため硫酸ナトリウムの付着は生じない。定
常運転においては、第２図のスラリー領域Hbに
硫酸ナトリウムが付着成長し、それに伴い伝熱胴
１０の伝熱面の伝熱抵抗が増加し蒸発処理能力が
低下するため、スラリー領域Hbは伝熱面の下部
に拡大し更に蒸発処理能力は低下することになる
が、ある程度、この状態が進行した段階で、例え
ば、熱媒体の温度を定常運転時の熱媒体の温度よ
り低下させて濃縮領域Haを定常運転時のスラリ
ー領域Hbまで拡大させることによりスラリー領
域は定常運転時の粉体化領域Hcに移動する。こ
のことにより硫酸ナトリウムは新たにスラリー領
域となつた領域Hcに付着成長するが、定常運転
時に領域Hbに付着成長した硫酸ナトリウムは濃
縮領域にある溶液中に再溶解すると共に回転翼１
５の掻取力により掻取られ除去される。また、熱
媒体の温度を低下させたことで新たにスラリー領
域となつた領域Hcに不着成長した硫酸ナトリウ
ムは、領域Hbの硫酸ナトリウムが除去された後
に熱媒体の温度を定常運転時の熱媒体の温度に戻
すことで領域Hcは粉体化領域に復帰し回転翼１
５の掻取力により掻取られ粉体化される。このよ
うな操作を定常運転時のスラリー領域での硫酸ナ
トリウムの付着成長度合いに応じて繰返し行うこ
とにより、遠心薄膜蒸発器の運転を停止すること
なくスラリー領域で付着成長した硫酸ナトリウム
を除去することができる。
濃度が20wt％である溶液の遠心薄膜蒸発器によ
る蒸発処理実験において、定常運転時の伝熱面は
第２図に示すような各領域に分けられる。第２図
で、伝熱面の高さHeの上部領域Haは濃縮領域、
伝熱面の高さHeのほぼ中央の1/3の領域Hbは析
出した硫酸ナトリウムが伝熱面に付着成長したス
ラリー領域、スラリー領域Hbの下部の領域Hcは
粉体化領域である。なお、領域Hdは、伝熱胴１
０の伝熱面の余裕領域であり完全な乾燥粉体領域
であるため硫酸ナトリウムの付着は生じない。定
常運転においては、第２図のスラリー領域Hbに
硫酸ナトリウムが付着成長し、それに伴い伝熱胴
１０の伝熱面の伝熱抵抗が増加し蒸発処理能力が
低下するため、スラリー領域Hbは伝熱面の下部
に拡大し更に蒸発処理能力は低下することになる
が、ある程度、この状態が進行した段階で、例え
ば、熱媒体の温度を定常運転時の熱媒体の温度よ
り低下させて濃縮領域Haを定常運転時のスラリ
ー領域Hbまで拡大させることによりスラリー領
域は定常運転時の粉体化領域Hcに移動する。こ
のことにより硫酸ナトリウムは新たにスラリー領
域となつた領域Hcに付着成長するが、定常運転
時に領域Hbに付着成長した硫酸ナトリウムは濃
縮領域にある溶液中に再溶解すると共に回転翼１
５の掻取力により掻取られ除去される。また、熱
媒体の温度を低下させたことで新たにスラリー領
域となつた領域Hcに不着成長した硫酸ナトリウ
ムは、領域Hbの硫酸ナトリウムが除去された後
に熱媒体の温度を定常運転時の熱媒体の温度に戻
すことで領域Hcは粉体化領域に復帰し回転翼１
５の掻取力により掻取られ粉体化される。このよ
うな操作を定常運転時のスラリー領域での硫酸ナ
トリウムの付着成長度合いに応じて繰返し行うこ
とにより、遠心薄膜蒸発器の運転を停止すること
なくスラリー領域で付着成長した硫酸ナトリウム
を除去することができる。
また、溶液が放射性溶液の場合、作業者が放射
線被曝を受ける危険性がなくなる。
線被曝を受ける危険性がなくなる。
なお、熱媒体の温度を逆に定常運転時の熱媒体
の温度より上昇させてスラリー領域を濃縮領域
に、粉体化領域をスラリー領域に移動させてスラ
リー領域で付着成長した硫酸ナトリウムを回転翼
１５の掻取力により掻取り粉体化し除去してもよ
い。
の温度より上昇させてスラリー領域を濃縮領域
に、粉体化領域をスラリー領域に移動させてスラ
リー領域で付着成長した硫酸ナトリウムを回転翼
１５の掻取力により掻取り粉体化し除去してもよ
い。
第３図は、本発明の他の実施例を説明するもの
で、熱媒体室１３を第２図に示した各領域に対応
する位置で仕切板２５ａ〜２５ｃにより仕切り、
仕切られた熱媒体室１３ａ〜１３ｂにそれぞれ熱
媒体入口２３ａ〜２３ｄと熱媒体出口２４ａ〜２
４ｄを設けたものである。
で、熱媒体室１３を第２図に示した各領域に対応
する位置で仕切板２５ａ〜２５ｃにより仕切り、
仕切られた熱媒体室１３ａ〜１３ｂにそれぞれ熱
媒体入口２３ａ〜２３ｄと熱媒体出口２４ａ〜２
４ｄを設けたものである。
このように熱媒体室を第２図に示した各領域に
対応する位置で仕切つた場合は、例えば、熱媒体
室１３ａに熱媒体入口２３ａより供給され熱媒体
出口２４ａより排出される熱媒体の温度を定常運
転温度より低下させても、これとは無関係に熱媒
体室１３ｄに熱媒体入口２３ｄより供給され熱媒
体出口２４ｄより排出される熱媒体の温度を定常
運転温度より上昇させることができるので、必要
伝熱面積の変化を更に少なくすることができる。
また、溶液の伝熱胴１０への供給量はやや減少す
るが、仕切られたある熱媒体室に水等の冷媒を供
給し、その熱媒体室に対応する伝熱胴１０の伝熱
面に溶液からの蒸発物を凝縮させることにより、
遠心薄膜蒸発器の運転中に伝熱胴１０の伝熱面を
部分的に洗浄することもできる。
対応する位置で仕切つた場合は、例えば、熱媒体
室１３ａに熱媒体入口２３ａより供給され熱媒体
出口２４ａより排出される熱媒体の温度を定常運
転温度より低下させても、これとは無関係に熱媒
体室１３ｄに熱媒体入口２３ｄより供給され熱媒
体出口２４ｄより排出される熱媒体の温度を定常
運転温度より上昇させることができるので、必要
伝熱面積の変化を更に少なくすることができる。
また、溶液の伝熱胴１０への供給量はやや減少す
るが、仕切られたある熱媒体室に水等の冷媒を供
給し、その熱媒体室に対応する伝熱胴１０の伝熱
面に溶液からの蒸発物を凝縮させることにより、
遠心薄膜蒸発器の運転中に伝熱胴１０の伝熱面を
部分的に洗浄することもできる。
本発明によれば、伝熱面のスラリー領域で付着
成長した溶解性物質を遠心薄膜蒸発器の運転を停
止することなく除去できるので、遠心薄膜蒸発器
の稼動率を大幅に向上できる効果がある。
成長した溶解性物質を遠心薄膜蒸発器の運転を停
止することなく除去できるので、遠心薄膜蒸発器
の稼動率を大幅に向上できる効果がある。
第１図、第２図は、本発明の一実施例を説明す
るもので、第１図は、遠心薄膜蒸発器の縦断面
図、第２図は、定常運転時の伝熱面の各領域分布
を示す模式図、第３図は、本発明の他の実施例を
説明するもので、遠心薄膜蒸発器の本発明を実施
した熱媒体室の縦断面図である。 １０……伝熱胴、１１……加熱ジヤケツト胴、
１３，１３ａから１３ｄ……熱媒体室、１４……
液分配器、１５……回転翼、２０……溶液入口、
２１……蒸発物出口、２２……粉体出口、２３，
２３ａから２３ｄ……熱媒体入口、２４，２４ａ
から２４ｄ……熱媒体出口、２５ａから２５ｃ…
…仕切板。
るもので、第１図は、遠心薄膜蒸発器の縦断面
図、第２図は、定常運転時の伝熱面の各領域分布
を示す模式図、第３図は、本発明の他の実施例を
説明するもので、遠心薄膜蒸発器の本発明を実施
した熱媒体室の縦断面図である。 １０……伝熱胴、１１……加熱ジヤケツト胴、
１３，１３ａから１３ｄ……熱媒体室、１４……
液分配器、１５……回転翼、２０……溶液入口、
２１……蒸発物出口、２２……粉体出口、２３，
２３ａから２３ｄ……熱媒体入口、２４，２４ａ
から２４ｄ……熱媒体出口、２５ａから２５ｃ…
…仕切板。
Claims (1)
- １ 伝熱面が少なくとも濃縮領域とスラリー領域
と粉体化領域とに分れる遠心薄膜蒸発器により溶
液を蒸発処理する方法において、前記溶液の蒸発
処理中に定常運転時の前記スラリー領域が定常運
転時の前記粉体化領域若しくは濃縮領域に、か
つ、定常運転時の前記濃縮領域若しくは粉体化領
域が定常運転時の前記スラリー領域に移動可能に
前記伝熱面の温度を定常運転時の温度より低下若
しくは上昇させ、移動した前記濃縮領域、スラリ
ー領域および粉体化領域を定常運転時の元の領域
にそれぞれ復帰可能に前記伝熱面の温度を定常運
転時の温度に戻すことを特徴とする溶液の蒸発処
理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17719381A JPS5879502A (ja) | 1981-11-06 | 1981-11-06 | 溶液の蒸発処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17719381A JPS5879502A (ja) | 1981-11-06 | 1981-11-06 | 溶液の蒸発処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5879502A JPS5879502A (ja) | 1983-05-13 |
| JPS6323802B2 true JPS6323802B2 (ja) | 1988-05-18 |
Family
ID=16026799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17719381A Granted JPS5879502A (ja) | 1981-11-06 | 1981-11-06 | 溶液の蒸発処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5879502A (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54123577A (en) * | 1978-03-20 | 1979-09-25 | Toyo Seikan Kaisha Ltd | Concentration automatic control of concentrated solution and plant |
| JPS54137484A (en) * | 1978-04-17 | 1979-10-25 | Otsuka Eiyou Kenkiyuushiyo Kk | Concentration reaction apparatus |
-
1981
- 1981-11-06 JP JP17719381A patent/JPS5879502A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5879502A (ja) | 1983-05-13 |
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