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JPH0671531B2 - Liquid-liquid separator - Google Patents
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JPH0671531B2 - Liquid-liquid separator - Google Patents

Liquid-liquid separator

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Publication number
JPH0671531B2
JPH0671531B2 JP63246926A JP24692688A JPH0671531B2 JP H0671531 B2 JPH0671531 B2 JP H0671531B2 JP 63246926 A JP63246926 A JP 63246926A JP 24692688 A JP24692688 A JP 24692688A JP H0671531 B2 JPH0671531 B2 JP H0671531B2
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JP
Japan
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liquid
membrane
evaporator
separation
raw material
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JP63246926A
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道夫 高橋
功三 小島
健 北村
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株式会社新潟鐵工所
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  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、食品、水産加工、医薬、石油化学、一般化
学等の工業、さらには他の各種溶剤を使用する工業など
において、共沸混合物や混合溶剤等を濃縮しあるいは分
離するのに使用される分離装置に係わり、詳しくはパー
ベーパレーション膜を用いた浸透気化法によって水−エ
チルアルコールなど主に水−親水性有機溶剤系の液液分
離を行う装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Industrial field of application" The present invention relates to an azeotropic mixture in industries such as food, fishery processing, pharmaceuticals, petrochemicals, general chemistry, etc., as well as industries using other various solvents. Related to a separation device used for concentrating or separating a mixed solvent, a mixed solvent, etc., more specifically, a liquid liquid mainly composed of water-hydrophilic organic solvent such as water-ethyl alcohol by a pervaporation method using a pervaporation membrane. The present invention relates to a separation device.

「従来の技術」 膜分離は、相の変化を伴わず、成分の膜中における透過
速度の差によって分離するため、本質的に省エネルギー
の技術であり、海水の淡水化、排水処理、食品工業にお
ける成分濃縮などに広く採用されている。
"Prior art" Membrane separation is an energy-saving technology because it separates the components according to the difference in the permeation rate in the membrane without changing the phase. Widely used for component concentration.

ところで、水とアルコール、ベンゼンとシクロヘキサン
のように分子の大きさがあまり違わない液液混合物や、
普通の蒸留では分離できない共沸混合物、さらには水と
酢酸のごとく分離の難しい沸点差の小さい液液混合物の
分離・精製には、通常の膜分離技術の適用が困難である
ことから、近年、パーベーパレーション膜(以下、PV膜
と略称する)を用いて行う浸透気化法(パーベーパレー
ション法)の採用が試みられている。
By the way, a liquid-liquid mixture such as water and alcohol, benzene and cyclohexane whose molecular sizes are not so different,
Since it is difficult to apply ordinary membrane separation technology to the separation and purification of an azeotropic mixture that cannot be separated by ordinary distillation, and further a liquid-liquid mixture with a small boiling point difference such as water and acetic acid that is difficult to separate, it is difficult in recent years to Attempts have been made to adopt a pervaporation method (pervaporation method) performed using a pervaporation membrane (hereinafter abbreviated as PV membrane).

PV膜としては、マレイン酸で架橋したポリビニルアルコ
ールの複合膜や、カルボキシルメチルセルロースとポリ
アクリレートの混合物膜、さらにはCoSO4で処理したキ
トサン膜などが知られている。また、該PV膜を用いて行
う浸透気化法とは、第2図に示すようにPV膜31を隔てて
その1字側に液液系混合物からなる原料液32を供給し、
2次側を減圧して液体混合物中の膜と親和性を有する成
分を優先的に蒸気で取り出す膜分離法である。
Known PV films include a composite film of polyvinyl alcohol crosslinked with maleic acid, a film of a mixture of carboxymethyl cellulose and polyacrylate, and a film of chitosan treated with CoSO 4 . Further, the pervaporation method performed using the PV membrane is as shown in FIG. 2, in which the raw material liquid 32 composed of a liquid-liquid mixture is supplied to the one-character side of the PV membrane 31 with a space between them.
This is a membrane separation method in which the secondary side is decompressed to preferentially take out components having an affinity for the membrane in the liquid mixture by vapor.

このような浸透気化法を工業的に利用し実用化するに
は、例えば水とエタノールからなる原料液に食塩等の無
機塩が含まれている場合、膜分離によって水を選択的に
除去するに伴なって該無機塩が膜上に部分的にも過飽和
となり析出し、これがPV膜の分子内細孔(通常10Å以
下)を閉塞して本来の分離機能を損なってしまう。ま
た、一般にPV膜は非多孔質膜(あっても、10Å以下の孔
径)に該当し、透過側から圧力をかけ保持液側に流体を
流すことによる、いわゆる逆圧洗浄は不可能であり、一
旦ファウリングしてしまうと、洗浄は困難を伴うことか
ら、原料液に前処理を施して予め無機塩を除去しておく
必要がある。そして、このような前処理を行うための装
置として、各種の膜を用いた処理装置の採用が考えられ
るが、精密濾過膜(MF)、限外濾過膜(UF)、ルーズRO
等は微細粒子の除去率が低い、特に水溶性無機塩の除去
効果はほとんど期待できない。唯一水溶性無機塩の除去
効果のある逆浸透膜(RO)でも、浸透圧の制約から20wt
%以下の低濃度水溶液にしか適応できない。しかも、こ
れらの膜法は、膜面上のファウリングを抑える必要か
ら、原料液に対する処理液の回収率が低いという本質的
な弱点を持っており、実用化が困難であり、現在のとこ
ろ原料液を一旦蒸発させて上記無機塩を分離除去する蒸
発缶が、原料液に対する処理液の回収率も高くとれるこ
とおよび無機塩を含む固形分の除去率も高いなどの理由
により最も有効なPV膜装置の前処理法といえる。
In order to industrially utilize and practically use such a pervaporation method, for example, when the raw material liquid consisting of water and ethanol contains an inorganic salt such as sodium chloride, it is necessary to selectively remove water by membrane separation. Along with this, the inorganic salt is partially supersaturated and deposited on the membrane, which blocks the intramolecular pores (usually 10 Å or less) of the PV membrane and impairs the original separation function. In addition, PV membranes generally correspond to non-porous membranes (even if they have a pore size of 10 Å or less), so-called back pressure cleaning is impossible by applying pressure from the permeate side and flowing the fluid to the retentate side. Once fouling is performed, cleaning is difficult, so it is necessary to pretreat the raw material liquid to remove the inorganic salt in advance. As a device for performing such pretreatment, it is possible to adopt a treatment device using various membranes, such as microfiltration membrane (MF), ultrafiltration membrane (UF) and loose RO.
Etc., the removal rate of fine particles is low, and in particular, the effect of removing water-soluble inorganic salts can hardly be expected. Even with a reverse osmosis membrane (RO), which is the only one that has the effect of removing water-soluble inorganic salts, it is 20wt due to osmotic pressure restrictions
It can only be applied to low-concentration aqueous solutions below 10%. Moreover, these membrane methods have an essential weakness that the recovery rate of the processing liquid to the raw material liquid is low because it is necessary to suppress fouling on the film surface, and it is difficult to put them into practical use. The evaporator that evaporates the liquid once to separate and remove the inorganic salts is the most effective PV membrane because of the high recovery rate of the processing liquid to the raw material liquid and the high removal rate of solids containing inorganic salts. It can be said to be a pretreatment method for the device.

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、上記の蒸発缶法による前処理装置を用い
て浸透気化法を行うには、前処理として原料液を蒸発せ
しめるのに多大なエネルギーを消費するため、分離装置
全体の運転コストが高くなり、不経済になるという問題
がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in order to perform the pervaporation method using the above-mentioned pretreatment device by the evaporator method, a large amount of energy is consumed to evaporate the raw material liquid as the pretreatment, so that the separation is performed. There is a problem that the operating cost of the entire device becomes high and it becomes uneconomical.

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、PV膜を用いる浸透気化法を行うにあた
り、運転コストを低く押さえることができ、製品コスト
を低減し得る液液分離装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the invention is to perform a pervaporation method using a PV membrane so that the operating cost can be kept low and the product cost can be reduced. To provide.

「課題を解決するための手段」 この発明の液液分離装置では、PV膜を用いて浸透気化法
により液液分離を行う分離装置において、上記PV膜を備
えた分離部と、原料液を前処理して上記分離部に供給す
る前処理部を有し、上記前処理部が、原料液を蒸発せし
める蒸発缶と、該蒸発缶から導出された蒸気を加圧する
圧縮機と、該圧縮機より導出された蒸気の凝縮熱を熱源
とするリボイラーを具備し、上記蒸発缶からの缶出液を
上記リボイラーに導入せしめ、原料液の大部分を蒸発せ
しめるに必要な熱を回収するため熱交換した後蒸発缶に
循環せしめる循環サイクルを備えたこと、または上記蒸
発缶内に、圧縮機より導出された蒸気の凝縮熱を熱回収
するためのリボイラーを設けたことを上記課題の解決手
段とした。
"Means for Solving the Problem" In the liquid-liquid separation device of the present invention, in a separation device for performing liquid-liquid separation by a pervaporation method using a PV membrane, a separation unit including the PV film and a raw material liquid The pretreatment unit has a pretreatment unit that processes and supplies the treated liquid to the separation unit, the pretreatment unit evaporates a raw material liquid, a compressor that pressurizes vapor derived from the evaporation can, and a compressor Equipped with a reboiler that uses the condensation heat of the derived steam as a heat source, the bottom liquid from the evaporator was introduced into the reboiler, and heat exchange was performed to recover the heat necessary for evaporating most of the raw material liquid. The means for solving the above-mentioned problems is to provide a circulation cycle for circulating the heat to the post-evaporator or to provide a reboiler for recovering the heat of condensation of the steam discharged from the compressor in the evaporator.

「作用」 この発明の液液分離装置によれば、前処理部にて一旦原
料の大部分を蒸発させることによってかなりの回収率で
処理液を得ることができ、しかも原料液中の無機塩を含
めた固形分の除去を良好に行うことができ、かつ蒸発缶
からの蒸気を加圧後、その凝縮液を上記原料の蒸気原料
の蒸発熱に充てることにより、前処理部にて消費される
エネルギーが大幅に低減される。
[Operation] According to the liquid-liquid separation device of the present invention, the treatment liquid can be obtained with a considerable recovery rate by temporarily evaporating most of the raw material in the pretreatment section, and further, the inorganic salt in the raw material liquid can be removed. It is possible to satisfactorily remove the solid content including the vapor, and after pressurizing the vapor from the evaporator, the condensed liquid is consumed by the heat of vaporization of the vapor of the above-mentioned raw material to be consumed in the pretreatment section. Energy is significantly reduced.

「実施例」 以下、この発明を図面を利用して詳しく説明する。第1
図はこの発明の液液分離装置における一実施例の概略フ
ローを示すもので、図中符号1は前処理部、2は分離部
である。
[Examples] Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First
The figure shows a schematic flow of one embodiment of the liquid-liquid separation device of the present invention. In the figure, reference numeral 1 is a pretreatment section, and 2 is a separation section.

前処理部1は、原料供給源3に各配管を介して熱交換器
4、蒸発缶5、圧縮機6、リボイラー7が順次配設され
たものである。熱交換器4は、蒸発缶5からの留出分を
熱源とするもので、原料供給源3から導入された原料液
を予熱するものである。蒸発缶5は、導入された原料液
を適宜な温度にまで加熱し蒸発せしめるものであって、
その頂部5aから留出分となる蒸気を、また底部5bから缶
出液を導出せしめるものである。この場合に留出分とな
る蒸気は、無機塩等の不純物が実質的に除去されたもの
となり、一方缶出液は、原料液中に含まれていた不純物
が濃縮された状態で含まれたものとなる。圧縮機6とし
ては、直接吸引型のコンプレッサーが用いられるが、型
式としては、スクリューコンプレッサー、ターボコンプ
レッサー、ルーツコンプレッサー等が適宜それぞれの仕
様にあわせ選定される。この圧縮機6は、蒸発缶5から
導出された蒸気を加圧するもので、加圧された蒸気34の
凝縮熱は後述するリボイラー7の熱源に充てられるもの
である。ここで、蒸発缶5からの導出ガスより大略5〜
20℃高い温度にて凝縮するように蒸気34は圧縮機6にて
加圧されている。リボイラー7は、上記加圧された留出
蒸気34の凝縮熱を熱源にして蒸発缶5からの缶出液のほ
ぼ全量を加熱し、これを再度蒸発缶5に導入せしめるも
のである。ここで、蒸発缶5と、該蒸発缶5から缶出液
を導出せしめるための缶出管8と、該缶出管8の中間部
から分岐して上記リボイラー7に接続連通しさらに蒸発
缶5に接続連通する循環管9と、該循環管9中の缶出管
8とリボイラー7との間に配設されたポンプ10と、リボ
イラー7とから、缶出液のほぼ全量をリボイラー7で加
熱して蒸発缶5に返送するための循環サイクル11が形成
されている。また、リボイラー7の熱源として該リボイ
ラー7に導入された後凝縮液は、さらに接続管12を介し
て上記熱交換器4に導かれ、ここで原料液を予熱するた
めの熱源として利用される。そして、熱交換器4には、
熱源として利用された凝縮液を分離部2に移送するため
の移送管13が配設されている。
In the pretreatment unit 1, a heat exchanger 4, an evaporator 5, a compressor 6, and a reboiler 7 are sequentially arranged in the raw material supply source 3 via respective pipes. The heat exchanger 4 uses the distillate from the evaporator 5 as a heat source, and preheats the raw material liquid introduced from the raw material supply source 3. The evaporator 5 heats the introduced raw material liquid to an appropriate temperature and evaporates it.
The vapor that is the distillate is discharged from the top portion 5a and the bottom liquid is discharged from the bottom portion 5b. In this case, the vapor that becomes the distillate is one in which impurities such as inorganic salts have been substantially removed, while the bottoms liquid is contained in a state where the impurities contained in the raw material liquid are concentrated. Will be things. As the compressor 6, a direct suction type compressor is used, and as the model, a screw compressor, a turbo compressor, a roots compressor or the like is appropriately selected according to the respective specifications. The compressor 6 pressurizes the steam discharged from the evaporator 5, and the condensation heat of the pressurized steam 34 is used for the heat source of the reboiler 7 described later. Here, the gas discharged from the evaporator 5 is approximately 5 to 5
The vapor 34 is pressurized by the compressor 6 so as to condense at a temperature higher by 20 ° C. The reboiler 7 heats almost all of the bottom liquid from the evaporator 5 using the heat of condensation of the pressurized distillate vapor 34 as a heat source, and introduces it into the evaporator 5 again. Here, the evaporation can 5, the extraction pipe 8 for extracting the extraction liquid from the evaporation can 5, the branch from the middle part of the extraction pipe 8 are connected and communicated with the reboiler 7, and the evaporation can 5 A recirculation pipe 9 connected to and communicates with the recirculation pipe 9, a pump 10 disposed between the recirculation pipe 7 and the recirculation pipe 7 and the reboiler 7 heats almost all of the recirculation liquid from the recirculation pipe 7. A circulation cycle 11 is then formed for returning to the evaporator 5. Further, the post-condensate introduced into the reboiler 7 as the heat source of the reboiler 7 is further guided to the heat exchanger 4 through the connecting pipe 12 and used as a heat source for preheating the raw material liquid. And in the heat exchanger 4,
A transfer pipe 13 is provided for transferring the condensate used as a heat source to the separation unit 2.

分離部2は、上記移送管13の中間部に配設された熱交換
器4と、蒸発缶5からの留出分である凝縮液(以下、留
出分と略称する)を加熱するための加熱器15と、該加熱
器15に各配管を介して連設された多段PV膜モジュール16
と、該多段PV膜モジュール16に連設された分離液回収管
17および分離蒸気回収管18とからなっている。熱交換器
14は、上記熱交換器4にて原料液を予熱することにより
熱が消費された留出分を加熱するためのもので、後述す
る多段PV膜モジュール16からの回収液を熱源とするもの
である。加熱器15は、外部から供給されたスチームまた
は電力を熱源とするもので、上記熱交換器4からの留出
分をPV膜による浸透気化法で分離するのに適した温度に
まで加熱するものである。多段PV膜モジュール16は、複
数のPV膜モジュール19…が接続管20…を介して連続的に
配設されたものであり、PV膜モジュール19…のそれぞれ
に分離蒸気回収管18…が連設されたものである。ここ
で、それぞれのPV膜モジュール19は、通常複数枚のPV膜
21を容器に納めて一体化したものであり、PV膜21を隔て
てその1次側を留出分の流路とし、2次側に上記分離蒸
気回収管18を連設したものである。また、接続管20…
は、二つのPV膜モジュール19、19におけるPV膜21、21の
それぞれの一次側を連通せしめて留出分の流路となるも
のであり、その中間部を上記加熱器15内に位置せしめ、
これにより一方のPV膜モジュール19から導出された留出
分を再加熱するものである。また、多段PV膜モジュール
16の最下流側に位置するPV膜モジュール16aには、そのP
V膜21の一次側に分離液回収管17が連設されている。こ
の分離液回収管17は、その中間部に上記熱交換器14を配
設したもので、PVモジュール16aから導出された液液分
離処理後の分離液を熱源として熱交換器14に導き、さら
に熱交換後の分離液を図示しない回収タンクに導くもの
である。分離蒸気回収管18には、多段PV膜モジュール16
から導出された分離蒸気を冷却して凝縮せしめるための
冷却ユニット22が配設されている。この冷却ユニット22
は、冷却部23と、該冷却部23にて冷却された冷媒を導入
循環して多段PV膜モジュール16から導出された分離蒸気
を凝縮せしめるための熱交換部24とからなるものであ
る。熱交換部24には、凝縮液回収管25と非凝縮性ガス回
収管26とが配設されており、非凝縮性ガス回収管26には
真空ポンプ27が配設されている。凝縮液回収管25には図
示しない回収タンクが連設されており、これによって分
離蒸気の凝縮液は回収される。
The separation unit 2 is for heating a heat exchanger 4 arranged in the middle of the transfer pipe 13 and a condensate (hereinafter, abbreviated as a distillate) which is a distillate from the evaporator 5. Heater 15 and multi-stage PV membrane module 16 connected to the heater 15 via respective pipes
And a separated liquid recovery pipe connected to the multi-stage PV membrane module 16
17 and a separated vapor recovery pipe 18. Heat exchanger
14 is for heating the distillate in which heat has been consumed by preheating the raw material liquid in the heat exchanger 4, and uses the liquid recovered from the multi-stage PV membrane module 16 described later as the heat source. is there. The heater 15 uses steam or electric power supplied from the outside as a heat source, and heats the distillate from the heat exchanger 4 to a temperature suitable for separating by a pervaporation method using a PV membrane. Is. In the multi-stage PV membrane module 16, a plurality of PV membrane modules 19 ... Are continuously arranged via connection pipes 20. The separated vapor recovery pipes 18 ... Are connected to each of the PV membrane modules 19 ... It was done. Here, each PV membrane module 19 is usually a plurality of PV membranes.
21 is placed in a container and integrated, and the primary side of the PV membrane 21 is used as a distillate flow path, and the separated vapor recovery pipe 18 is connected to the secondary side. In addition, connection pipe 20 ...
The two PV membrane modules 19, the PV membranes in the PV membranes 21 and 21 are to connect the respective primary sides of the PV membranes to form a distillate flow path, and the intermediate portion thereof is located in the heater 15.
As a result, the distillate derived from one PV membrane module 19 is reheated. Also, multi-stage PV membrane module
The PV membrane module 16a located on the most downstream side of 16 has the P
A separated liquid recovery pipe 17 is connected to the primary side of the V membrane 21. The separated liquid recovery pipe 17 is provided with the heat exchanger 14 in the middle thereof, and guides the separated liquid after the liquid-liquid separation process, which is derived from the PV module 16a, to the heat exchanger 14 as a heat source, and further The separated liquid after heat exchange is guided to a recovery tank (not shown). The separated vapor recovery pipe 18 has a multi-stage PV membrane module 16
A cooling unit 22 is provided for cooling and condensing the separated vapor derived from the. This cooling unit 22
Is composed of a cooling unit 23 and a heat exchange unit 24 for introducing and circulating the refrigerant cooled in the cooling unit 23 to condense the separated vapor discharged from the multi-stage PV membrane module 16. The heat exchange section 24 is provided with a condensate recovery pipe 25 and a non-condensable gas recovery pipe 26, and a vacuum pump 27 is provided in the non-condensable gas recovery pipe 26. A recovery tank (not shown) is connected to the condensate recovery pipe 25 so that the condensate of the separated vapor is recovered.

このような構成の液液分離装置を用いて例えば常温の水
とエタノールとの混合液(エタノール濃度68wt%)から
エタノールを分離回収するには、まず原料液として上記
混合液を熱交換器4に供給する。次に、熱交換器4にて
約80〜85℃まで予熱された混合液を蒸発缶5に導入し、
リボイラー7を加熱源として0.4kg/cm2Gの圧力下で93℃
程度にまで加熱されると原料液の大略13分の12の重量に
相当する部分が蒸気(エタノール濃度71wt%)となって
蒸発缶より留出し、その後圧縮機6に導入されここで吐
出圧力1.4kg/cm2Gまで加圧される。この場合に蒸発して
得られた留出分には、混合液中に不純物として存在して
いた無機塩等の固形分が実質的に除去されている。ここ
で加圧された留出分は後述のリボイラー内で約103℃で
全量凝縮するようになる。また、蒸発缶5に供給された
混合液の残部は、不純物としての無機塩等が約13倍に濃
縮されて缶出液となり、缶出管8に導出される。また、
缶出管8に導出された缶出液のほぼ全量は、循環管9に
配設されたポンプ10により吸引されて循環管9内に導か
れ、さらにリボイラー7を通過して前述のごとく、加圧
された留出分の凝縮潜熱を得て加熱された後、蒸発缶5
に返送される。凝縮した留出液34は、前述のごとく熱交
換器4に導かれて、供給された原料混合液を予熱する。
In order to separate and recover ethanol from a mixed liquid of water and ethanol (ethanol concentration: 68 wt%) at room temperature using the liquid-liquid separator having such a configuration, first, the mixed liquid is used as a raw material liquid in the heat exchanger 4. Supply. Next, the mixed liquid preheated to about 80 to 85 ° C. by the heat exchanger 4 is introduced into the evaporator 5,
93 ℃ under the pressure of 0.4kg / cm 2 G using reboiler 7 as a heating source
When heated to a certain degree, the portion corresponding to the weight of about 12/3 of the raw material liquid becomes vapor (ethanol concentration 71 wt%) and distills from the evaporator, and then is introduced into the compressor 6 where the discharge pressure is 1.4. Pressurized to kg / cm 2 G. In this case, the distillate obtained by evaporation has substantially removed solid components such as inorganic salts which were present as impurities in the mixed liquid. The distillate pressurized here is totally condensed at about 103 ° C. in the reboiler described later. In addition, the balance of the mixed liquid supplied to the evaporator 5 is concentrated to about 13 times as much as inorganic salts as impurities and becomes a bottom liquid, which is led to the bottom pipe 8. Also,
Almost all of the bottom liquid discharged to the bottom pipe 8 is sucked by the pump 10 provided in the circulation pipe 9 and guided into the circulation pipe 9, further passes through the reboiler 7, and is added as described above. After being heated by obtaining latent heat of condensation of the compressed distillate, the evaporator 5
Will be returned to. The condensed distillate 34 is introduced into the heat exchanger 4 as described above to preheat the supplied raw material mixture.

なお、不純物としての無機塩等を濃縮した缶出液は、原
料と蒸発缶から留出した蒸気との量の差に相当する分
(この場合、原料の13分の1)だけ、ポンプ10の吐出側
より系外に排出され、蒸発缶内の不純物濃度を一定範囲
内に保つ。
In addition, the bottom liquid obtained by concentrating the inorganic salts as impurities is equivalent to the difference in the amount of the raw material and the vapor distilled from the evaporator (in this case, 1/3 of the raw material), and the pump 10 It is discharged from the discharge side to the outside of the system to keep the impurity concentration in the evaporator within a certain range.

このようにして、蒸発缶に必要なばく大な蒸発エネルギ
ーは、上記圧縮機の動力(当該蒸発エネルギーの1/10〜
1/15程度)で実質的に十分賄うことができるようにな
る。
In this way, the large amount of evaporation energy required for the evaporator is the power of the compressor (1/10 of the evaporation energy concerned).
(About 1/15) will be able to cover substantially enough.

次いで、熱交換器4から導出した留出分(凝縮液)を熱
交換器14に導いて加熱し、さらにこれを加熱器15に導入
して80〜90℃程度にまで加熱する。
Next, the distillate (condensate) discharged from the heat exchanger 4 is introduced into the heat exchanger 14 to be heated, and further introduced into the heater 15 to be heated to about 80 to 90 ° C.

その後、加熱した留出分を多段PV膜モジュール16に導入
し、PV膜モジュール19にて浸透気化法による分離を行
い、留出分中の水を蒸気として分離せしめる。そして、
一部の水を分離除去した留出分を接続管20に導き、次の
PV膜モジュール19に導入して同様に水を分離し、さらに
これを順次繰り返し多段で膜分離を行うことにより、原
料液としての混合液から水を除去した目的とする濃度の
エタノールを分離液回収管17に導出し、これを回収して
製品を得る。また、各PV膜モジュール19から導出された
水蒸気は、膜性能によっては若干トレースとしてエタノ
ール蒸気を含むが、冷却ユニット22にて凝縮され、廃液
として回収される。
Then, the heated distillate is introduced into the multi-stage PV membrane module 16, and the PV membrane module 19 separates it by the pervaporation method to separate the water in the distillate as steam. And
The distillate from which some of the water has been separated and removed is led to the connecting pipe 20, and the next
Water is removed in the same manner by introducing it to the PV membrane module 19, and this is repeated in sequence to perform membrane separation in multiple stages to recover the ethanol of the desired concentration by removing water from the mixed liquid as the raw material liquid. The product is led to a pipe 17 and collected to obtain a product. Further, the water vapor led out from each PV membrane module 19 contains ethanol vapor as a trace depending on the membrane performance, but is condensed in the cooling unit 22 and collected as a waste liquid.

なお、上記実施例ではPV膜モジュール19を複数配設して
直列多段PVモジュール16としたが、原料液からの脱水量
が少ない場合などには単段のPV膜モジュールを使用する
ようにしてもよい。
In the above example, a plurality of PV membrane modules 19 are arranged to form the series multi-stage PV module 16, but a single-stage PV membrane module may be used when the amount of dehydration from the raw material liquid is small. Good.

「発明の効果」 以上説明したように、この発明の液液分離装置は、前処
理部が原料液を蒸発せしめる蒸発缶と、該蒸発缶から導
出した蒸気を加圧する圧縮機と、該圧縮機より導出され
た加圧蒸気の凝縮熱を熱源とするリボイラーを具備し、
上記蒸発缶からの缶出液を上記リボイラーに導入せし
め、熱交換した後蒸発缶に循環せしめる循環サイクルを
備えたものであるから、後段のPV膜に好ましい程度に原
料液中の無機塩等の除去を良好に行うことができ、かつ
高収率な処理液を得ることができると共に蒸発缶からの
加圧された蒸気の凝縮熱リボイラーの熱源に用いること
により、前処理部にて消費されるエネルギーを大幅に低
減することができ、よって装置全体の運転コストを低く
しえて、製品コストの大幅な低減を図ることができる。
"Effects of the Invention" As described above, the liquid-liquid separation device of the present invention includes an evaporator that allows the pretreatment section to evaporate the raw material liquid, a compressor that pressurizes the vapor drawn from the evaporator, and the compressor. It is equipped with a reboiler that uses the condensation heat of the pressurized steam derived from
Introducing the bottom liquid from the evaporator to the reboiler, and since it is equipped with a circulation cycle in which heat is exchanged and then circulated to the evaporator, inorganic salts and the like in the raw material liquid to a degree suitable for the PV film in the subsequent stage. It can be removed satisfactorily, and a high-yield treatment liquid can be obtained, and it is consumed in the pretreatment part by using it as the heat source of the condensation heat reboiler of the pressurized steam from the evaporator. Energy can be significantly reduced, and thus the operating cost of the entire apparatus can be reduced, and the product cost can be significantly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明の請求項1に記載した液液分離装置の
概略構成を示すフロー図、第2図は浸透気化法を説明す
るための原理図、第3図はこの発明の請求項2に記載し
た液液分離装置における前処理部の概略構成を示すフロ
ー図である。 1……前処理部、2……分離部、5……蒸発缶、6……
圧縮機、7……リボイラー、 8……缶出管、9……循環管、10……ポンプ、11……循
環サイクル、 16……多段PV膜モジュール 19……PV膜モジュール、21……PV膜。
FIG. 1 is a flow chart showing a schematic configuration of the liquid-liquid separation device described in claim 1 of the present invention, FIG. 2 is a principle diagram for explaining the pervaporation method, and FIG. 3 is claim 2 of the present invention. It is a flow diagram showing a schematic structure of a pretreatment unit in the liquid-liquid separation device described in. 1 ... Pretreatment section, 2 ... Separation section, 5 ... Evaporator, 6 ...
Compressor, 7 ... Reboiler, 8 ... Outlet pipe, 9 ... Circulation pipe, 10 ... Pump, 11 ... Circulation cycle, 16 ... Multi-stage PV membrane module 19 ... PV membrane module, 21 ... PV film.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】パーベーパレーション膜を具備し、このパ
ーベーパレーション膜で浸透気化法により液液分離を行
う分離装置であって、 上記パーベーパレーション膜を備えた分離部と、原料液
を前処理して上記分離部に供給する前処理部を有し、 上記前処理部が、原料液を蒸発せしめる蒸発缶と、該蒸
発缶から導出された蒸気を加圧する圧縮機と、該圧縮機
より導出された蒸気の凝縮熱を熱源とするリボイラーを
具備し、上記蒸発缶からの缶出液を上記リボイラーに導
入せしめ、原料液の大部分を蒸発せしめる熱を回収する
ため熱交換した後蒸発缶に循環せしめる循環サイクルを
備えたことを特徴とする液液分離装置。
1. A separation device comprising a pervaporation membrane and performing liquid-liquid separation by this pervaporation membrane by a pervaporation method, comprising: a separation section having the pervaporation film; The pretreatment unit has a pretreatment unit for processing and supplying it to the separation unit, and the pretreatment unit includes an evaporator for evaporating the raw material liquid, a compressor for pressurizing the vapor derived from the evaporator, and a compressor for compressing the vapor. Equipped with a reboiler that uses the heat of condensation of the derived steam as a heat source, the liquid discharged from the evaporator is introduced into the reboiler, and heat is exchanged to recover the heat that evaporates most of the raw material liquid. A liquid-liquid separation device comprising a circulation cycle for circulating the liquid.
【請求項2】パーベーパレーション膜を具備し、このパ
ーベーパレーション膜で浸透気化法により液液分離を行
う分離装置であって、 上記パーベーパレーション膜を備えた分離部と、原料液
を前処理して上記分離部に供給する前処理部を有し、 上記前処理部が、原料液を蒸発せしめる蒸発缶と、該蒸
発缶から導出された蒸気を加圧する圧縮機を具備し、上
記蒸発缶内に、圧縮機より導出された蒸気の凝縮熱を熱
回収するためのリボイラーを設けたことを特徴とする液
液分離装置。
2. A separation device comprising a pervaporation membrane and performing liquid-liquid separation by this pervaporation membrane by a pervaporation method, comprising: a separation part having the pervaporation film; The pretreatment unit has a pretreatment unit for processing and supplying it to the separation unit, and the pretreatment unit includes an evaporation can for evaporating the raw material liquid and a compressor for pressurizing the vapor derived from the evaporation can. A liquid-liquid separation device, characterized in that a reboiler for recovering heat of condensation heat of vapor derived from a compressor is provided in the can.
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