アンモニアの回収装置及び回収方法
【課題】アンモニアを効率良く回収でき且つエネルギー消費を抑えることができるとともに、スケールの影響を受けずに連続的運転を可能にしたアンモニア回収装置及び回収方法を提供する。
【手段】アンモニア回収装置１は、２重効用に接続される第１フラッシュ型蒸発器Ａ１と第２フラッシュ型蒸発器Ａ２を備える。蒸発器Ａ１は缶Ｂ１と加熱器Ｃ１とを備え、蒸発器Ａ２は缶Ｂ２と加熱器Ｃ２とを備える。加熱器Ｃ１には外部蒸気が供給される。缶Ｂ１で生成されたアンモニア含有蒸気は加熱器Ｃ２の加熱源として利用される。缶Ｂ２には外部から処理液が供給される管１３が接続され、缶Ｂ２で蒸発されなかったアンモニア含有処理液は、缶Ｂ１に供給される。缶Ｂ２には凝縮器２が接続され、加熱器Ｃ２にはアンモニア水を排出する管１９が接続され、管１９は凝縮器２に接続される。缶Ｂ１にはアンモニアが除去された処理液を排出する管９が接続されている。
【手段】アンモニア回収装置１は、２重効用に接続される第１フラッシュ型蒸発器Ａ１と第２フラッシュ型蒸発器Ａ２を備える。蒸発器Ａ１は缶Ｂ１と加熱器Ｃ１とを備え、蒸発器Ａ２は缶Ｂ２と加熱器Ｃ２とを備える。加熱器Ｃ１には外部蒸気が供給される。缶Ｂ１で生成されたアンモニア含有蒸気は加熱器Ｃ２の加熱源として利用される。缶Ｂ２には外部から処理液が供給される管１３が接続され、缶Ｂ２で蒸発されなかったアンモニア含有処理液は、缶Ｂ１に供給される。缶Ｂ２には凝縮器２が接続され、加熱器Ｃ２にはアンモニア水を排出する管１９が接続され、管１９は凝縮器２に接続される。缶Ｂ１にはアンモニアが除去された処理液を排出する管９が接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンモニアを含有する廃液よりアンモニアを回収する装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アンモニアを含有する廃液よりアンモニアを回収する方法としては、放散塔及び吸収塔を備えたアンモニアストリッピング設備を用いる方法が知られている。
しかし、上記の方法では、高効率でアンモニアを回収できない。加えて、蒸発分離したアンモニア含有蒸気は、そのまま吸収塔に送られ、冷却・凝縮させるためエネルギー消費が多いという問題もある。
そこで、複数の蒸発器を多重効用缶に構成したアンモニア回収装置が提案されている（以下の特許文献１参照）。このような構成により、アンモニアを効率良く回収でき、且つエネルギー消費を抑えることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３８０９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１に記載の従来例では、蒸発器としては水平管型蒸発器が用いられているため、スケール成分の多い廃液の場合には、伝熱面にスケールが付着し、運転が困難となるという問題が生じる。
【０００５】
本願発明は、上記課題に鑑みて考え出されたものであり、その目的は、アンモニアを効率良く回収でき且つエネルギー消費を抑えることができるとともに、スケールの影響を受けずに連続的運転を可能にしたアンモニア回収装置及び回収方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係るアンモニア回収装置は、アンモニアを含有する処理液からアンモニアを回収するアンモニア回収装置であって、アンモニア含有処理液を加熱する加熱器と、前記加熱器から供給されたアンモニア含有処理液をフラッシュ蒸発させるフラッシュ缶とから構成されるフラッシュ型蒸発器を複数連続的に接続し、各フラッシュ型蒸発器において蒸発処理が多工程で実行される多重効用缶を構成し、初段フラッシュ型蒸発器の加熱器には外部蒸気が供給されるように配管されるとともに、前記複数のフラッシュ型蒸発器の相互間においては、前段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶で生成されたアンモニア含有蒸気を後段フラッシュ型蒸発器の加熱器の加熱源として導くように配管され、最終段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶には、当該フラッシュ缶で生成されたアンモニア含有蒸気を凝縮しアンモニア水として排出する凝縮器を接続するとともに、初段を除く各段のフラッシュ型蒸発器の加熱器には、前段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶から供給されたアンモニア含有蒸気がアンモニア含有処理液と熱交換され凝縮してアンモニア水として排出するアンモニア水排出ラインを接続したことを特徴とする。
【０００７】
上記の如く、蒸発部と加熱部とを分離したフラッシュ型蒸発器を用いることにより、スケールの影響を受けにくくなり、連続的な装置の運転が可能になる。また、複数のフラッシュ型蒸発器を多重効用に接続した構成により、省エネルギー化が図られる。さらに、各段のフラッシュ型蒸発器にてアンモニア回収運転が行われることにより、全体としてアンモニア除去率が大幅に向上する。
なお、用語「フラッシュ缶」とは、液体を飽和蒸気圧以下の圧力の雰囲気中に配置することによりフラッシュ蒸発させ、缶内に水平管等の加熱手段を有さない蒸発缶を意味する。
【０００８】
本発明は、前記最終段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶には、外部からアンモニア含有処理液を供給する第１アンモニア含有処理液供給ラインを配管するとともに、前記複数のフラッシュ型蒸発器の相互間においては、後段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶で蒸発されなかったアンモニア含有処理液を前段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶に供給する第２アンモニア含有処理液供給ラインを配管し、初段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶にはアンモニアが除去されたアンモニア除去処理液を排出するアンモニア除去処理液排出ラインを接続するように構成するのが好ましい。
【０００９】
外部からアンモニア含有処理液を供給するのは、複数のフラッシュ缶の何れであってもよいが、特に、最終段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶に供給する構成の場合が、最も効率良くアンモニアを回収でき、且つ省エネルギー化を実現できる。
【００１０】
本発明は、さらに、各段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶に設けられ、内部に貯留されるアンモニア含有処理液の液面が設定上限値及び設定下限値に達したことを検出する検知手段と、前記第１アンモニア含有処理液供給ラインに設けられる第１制御弁と、前記第２アンモニア含有処理液供給ライン毎に設けられる第２制御弁と、前記アンモニア除去処理液排出ラインに設けられる第３制御弁と、前記検知手段の検知結果により、前記第１〜第３制御弁の開閉を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、第１制御弁及び第２制御弁を閉状態し且つ第３制御弁を閉状態として各段フラッシュ缶にアンモニア含有処理液を供給する第１処理工程と、各段フラッシュ缶の液面が設定上限値に達した場合には第１制御弁及び第２制御弁を開状態として蒸発運転を行う第２処理工程と、各段フラッシュ缶のいずれかの液面が設定下限値に達した場合には第３制御弁を開状態としてアンモニアが除去された処理液を所定量排出する第３処理工程を、繰り返し行う場合もある。
【００１１】
上記構成により、バッチ要素を付加した運転を行うことができ、アンモニア回収効率を向上させることができる。
【００１２】
また、本発明に係るアンモニア回収方法は、アンモニアを含有する処理液からアンモニアを回収するアンモニア回収方法であって、アンモニア含有処理液を加熱する加熱器と、前記加熱器から供給された加熱アンモニア含有処理液をフラッシュ蒸発させるフラッシュ缶とから構成されるフラッシュ型蒸発器を複数備え、これら複数のフラッシュ型蒸発器を多重効用に接続し、初段フラッシュ型蒸発器の加熱器には外部蒸気を供給し、前記複数のフラッシュ型蒸発器の相互間においては、前段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ管で生成されたアンモニア含有蒸気を後段フラッシュ型蒸発器の加熱器の加熱源として導き、最終段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶に凝縮器を接続し、この凝縮器にて当該フラッシュ缶から供給されたアンモニア含有蒸気を凝縮させ生成されたアンモニア水を排出させるとともに、初段を除く各段のフラッシュ型蒸発器の加熱器では、前段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶から供給されたアンモニア含有蒸気がアンモニア含有処理液と熱交換が行われることにより生成されたアンモニア水を排出させることを特徴とする。
【００１３】
上記構成により、アンモニアを効率良く回収でき且つエネルギー消費を抑えることができるとともに、スケールの影響を受けずに連続的運転を可能にしたアンモニア回収方法が実現できる。
【００１４】
本発明に係るアンモニア回収方法は、前記最終段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶に、外部からアンモニア含有処理液を供給するとともに、前記複数のフラッシュ型蒸発器の相互間においては、後段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶で蒸発されなかったアンモニア含有処理液を前段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶に供給し、初段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶にて、アンモニアが除去された処理液を排出させるのが好ましい。
【００１５】
上記構成の回収方法であれば、最も効率良くアンモニアを回収でき、且つ省エネルギー化を実現できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、蒸発部と加熱部とを分離したフラッシュ型蒸発器を多重効用に接続することにより、アンモニアを効率良く回収でき且つエネルギー消費を抑えることができるとともに、スケールの影響を受けずに連続的運転を可能にしたアンモニア回収装置及び回収方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態１に係るアンモニア回収装置の全体構成図。
【図２】実施の形態２に係るアンモニア回収装置の全体構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施の形態に基づいて詳述する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１は実施の形態１に係るアンモニア回収装置の全体構成図である。本実施の形態において、対象となる処理液は、例えば太陽電池排水（ＣＩＧＳ）やバッファードフッ酸（ＢＨＦ）排水である。また、アンモニア回収装置に供給される処理液としては、アンモニア濃度が高く、且つ、処理すべき液量が極めて大きいことを特徴とするものであり、具体的には、１日当たり約４０〜２００ｔ、アンモニア濃度２％以上（好ましくは３％以上）のアンモニア含有処理液（原液）である。なお、アンモニア濃度の上限としては１５％以下、多くても２０％以下である。加えて、この原液は、酸化亜鉛等が含有されたスケール成分の多い処理液である。このような特質がある処理液からアンモニアを効率良く回収するため、本発明に係るアンモニア回収装置１が用いられる。
【００１９】
アンモニア回収装置１は、第１フラッシュ型蒸発器Ａ１［前段フラッシュ型蒸発器（初段フラッシュ型蒸発器）に相当］、第２フラッシュ型蒸発器Ａ２［後段フラッシュ型蒸発器（最終段フラッシュ型蒸発器）に相当］、凝縮器２等を含んで構成されている。第１フラッシュ型蒸発器Ａ１と第２フラッシュ型蒸発器Ａ２とは、第１フラッシュ型蒸発器Ａ１で生成された蒸気を、第２フラッシュ型蒸発器Ａ２に供給して第２フラッシュ型蒸発器Ａ２の加熱源として利用する２重効用蒸発器を構成する。
【００２０】
第１フラッシュ型蒸発器Ａ１、第２フラッシュ型蒸発器Ａ２は液体を飽和蒸気圧以下の圧力の雰囲気中に配置することによりフラッシュ蒸発を行う装置である。本実施の形態における第１フラッシュ型蒸発器Ａ１は、アンモニア含有処理液３を加熱して、アンモニア含有蒸気を排出するように形成されている。この第１フラッシュ型蒸発器Ａ１はフラッシュ缶Ｂ１を備える。フラッシュ缶Ｂ１は、筒形に形成されており、内部に処理液３を貯留することができるようになっている。フラッシュ缶Ｂ１には、処理液を供給するための管４（第２アンモニア含有処理液供給ラインに相当）が接続されている。また、フラッシュ缶Ｂ１には、内部にて生成されたアンモニア含有蒸気を排出するための管５が接続されている。
【００２１】
本実施の形態における第１フラッシュ型蒸発器Ａ１は、フラッシュ缶Ｂ１に貯留するアンモニア含有処理液３を循環するための循環流路を含む。循環流路には、管６が配置されている。第１フラッシュ型蒸発器Ａ１は循環ポンプ７を備えている。循環ポンプ７は、フラッシュ缶Ｂ１の底部に接続されている。第１フラッシュ型蒸発器Ａ１は散布器８を備えている。散布器８は、循環ポンプ７に接続されている。散布器８は、フラッシュ缶Ｂ１の上部に配置されている。散布器８は、処理液３をフラッシュ缶Ｂ１の内部に散布できるように形成されている。また、循環ポンプ６は、管９（アンモニア除去処理液排出ラインに相当）を通してアンモニアが除去された処理液を排出することができるように形成されている。
【００２２】
第１フラッシュ型蒸発器Ａ１は、加熱器としてのヒータＣ１を備える。ヒータＣ１は、熱交換器である。ヒータＣ１は、循環ポンプ７によって循環する処理液３を加熱するように形成されている。このヒータＣ１には、蒸気発生機器としてのボイラで生成された生蒸気（外部蒸気）が管１０を通って供給される。ヒータＣ１において、処理液３と生蒸気との間で熱交換が行われ処理液３が加熱される。ヒータＣ１の出口には、蒸気ト゛レンを排出する管１１が接続されており、管１１にはポンプ５０が配置されている。
【００２３】
第２フラッシュ型蒸発器Ａ２は、基本的には第１フラッシュ型蒸発器Ａ１と同様な構成を有している。即ち、本実施の形態における第２フラッシュ型蒸発器Ａ２は、アンモニア含有処理液１２を加熱して、アンモニア含有蒸気を排出するように形成されている。この第２フラッシュ型蒸発器Ａ２はフラッシュ缶Ｂ２を備える。フラッシュ缶Ｂ２は、筒形に形成されており、内部に処理液１２を貯留することができるようになっている。フラッシュ缶Ｂ２には、処理液（原液）を供給するための管１３（第１アンモニア含有処理液供給ラインに相当）が接続されている。また、フラッシュ缶Ｂ２には、内部にて生成されたアンモニア含有蒸気を凝縮器２に導くための管１４が接続されている。
【００２４】
本実施の形態における第２フラッシュ型蒸発器Ａ２は、フラッシュ缶Ｂ２に貯留するアンモニア含有処理液１２を循環するための循環流路を含む。循環流路には、管１５が配置されている。第２フラッシュ型蒸発器Ａ２は循環ポンプ１６を備えている。循環ポンプ１６は、フラッシュ缶Ｂ２の底部に接続されている。第２フラッシュ型蒸発器Ａ２は散布器１７を備えている。散布器１７は、循環ポンプ１６に接続されている。散布器１７は、フラッシュ缶Ｂ２の上部に配置されている。散布器１７は、処理液１２をフラッシュ缶Ｂ２の内部に散布できるように形成されている。また、循環ポンプ１６は、管４を通して処理液（運転初期時には原液を、運転中においては一部アンモニア除去された処理液）をフラッシュ缶Ｂ１に供給するように形成されている。
【００２５】
第２フラッシュ型蒸発器Ａ２は、加熱器としてのヒータＣ２を備える。ヒータＣ２は、熱交換器である。ヒータＣ２は、循環ポンプ１６によって循環する処理液１２を加熱するように形成されている。このヒータＣ２には、フラッシュ缶Ｂ１で生成されたアンモニア含有蒸気が管５を通って供給され、処理液１２とアンモニア含有蒸気との間で熱交換が行われ処理液１２が加熱される。ヒータＣ２において、余剰アンモニア含有蒸気は管１８、管１４を通って凝縮器２に供給され、熱交換により凝縮されたアンモニア水は管１９（アンモニア水排出ラインに相当）を通って凝縮器２の液貯部に供給される。
【００２６】
凝縮器２には冷却水が供給されており、凝縮器２に導かれたアンモニア含有蒸気が凝縮された凝縮水（アンモニア水）は、管１９を介して供給されるヒータＣ２からの凝縮水（アンモニア水）と伴に、凝縮器２の液貯の底部から凝縮水ポンプ２０により系外に排出されるようになっている。凝縮器２にはアフター凝縮器２１を接続されており、凝縮器２で凝縮されない余剰蒸気がアフター凝縮器２１によって凝縮され、アンモニア回収効率の向上が図られている。なお、アフター凝縮器２１には真空ポンプ２２が接続されており、凝縮器２、フラッシュ缶Ｂ２、ヒータＣ２、フラッシュ缶Ｂ１、及びヒータＣ１が減圧状態に保持されている。
【００２７】
次いで、上記構成のアンモニア回収装置１の処理動作について説明する。先ず、運転初期においては、アンモニア含有処理液（原液）が管１３を介してフラッシュ缶Ｂ２に供給され、さらに管４を介してフラッシュ缶Ｂ１に供給される。そして、一定量レベルの液面になると、蒸発処理の運転が開始される。なお、運転中は、所定の液面を維持するようにアンモニア含有処理液（原液）が連続して供給される。
【００２８】
運転中の処理は以下の通りである。
ヒータＣ１では、生蒸気と処理液３とが熱交換されて処理液３が加熱される。加熱された処理液３は散布器８からフラッシュ缶Ｂ１内部に散布され、フラッシュ蒸発し、アンモニア含有蒸気が生成される。このアンモニア含有蒸気は管５を通ってヒータＣ２に供給され、ヒータＣ２の加熱源として利用される。
【００２９】
ヒータＣ２では、アンモニア含有蒸気と処理液１２とが熱交換されて処理液１２が加熱される。加熱された処理液１２は散布器１７からフラッシュ缶Ｂ２内部に散布され、フラッシュ蒸発し、アンモニア含有蒸気が生成される。また、ヒータＣ２にて、フラッシュ缶Ｂ１から供給されたアンモニア含有蒸気のうち余剰分は、管１８、管１４を介して凝縮器２に供給される。また、ヒータＣ２にて、アンモニア含有蒸気が処理液１２と熱交換されることにより凝縮して生成されたアンモニア水は、管１５を介して凝縮器２の液貯部に導かれる。そして、凝縮器２にて、管１４を介して供給されるアンモニア含有蒸気が凝縮され、アンモニア水としてポンプ２０によって系外に排出される。
【００３０】
このようにして、第１フラッシュ型蒸発器Ａ１及び第２フラッシュ型蒸発器Ａ２により、アンモニア含有処理液の蒸発濃縮が行われ、アンモニア水はポンプ２０によって系外に排出されるとともに、アンモニアが除去された処理液はポンプ７によって系外に排出される。従って、アンモニア濃度が高く、且つアンモニア含有処理液が多い場合であっても、第１フラッシュ型蒸発器Ａ１及び第２フラッシュ型蒸発器Ａ２にて、連続して蒸発濃縮処理が行われることにより、効率良くアンモニアを回収することができる。また、蒸発器としては、加熱部と蒸発部が分離したフラッシュ型を用いることにより、スケールの付着を抑制でき、装置の連続運転を可能とする。
【００３１】
（実施の形態２）
図２は実施の形態２に係るアンモニア回収装置の全体構成図である。図２において、図１と同様の構成要素には同一の参照符号を付し、詳細な説明は省略する。この実施の形態２では、バッチ要素を考慮した運転を行うことを特徴とするものである。
【００３２】
図２において、Ｖ１は第１制御弁、Ｖ２は第２制御弁、Ｖ３は第３制御弁であり、これら制御弁Ｖ１〜Ｖ３は制御装置６０によって開閉動作が制御されている。また、フラッシュ缶Ｂ１には、液面を検知するレベルスイッチＬＳ１ａ，ＬＳ１ｂが設けられている。レベルスイッチＬＳ１ａは上限設定レベルを検知するものであり、レベルスイッチＬＳ１ｂは下限設定レベルを検知するものである。同様に、フラッシュ缶Ｂ２には、液面を検知するレベルスイッチＬＳ２ａ，ＬＳ２ｂが設けられている。レベルスイッチＬＳ２ａは上限設定レベルを検知するものであり、レベルスイッチＬＳ２ｂは下限設定レベルを検知するものである。
【００３３】
次いで、上記構成のアンモニア回収装置の運転制御について説明する。先ず、第１制御弁Ｖ１及び第２制御弁Ｖ２を閉状態し且つ第３制御弁Ｖ３を閉状態として各段フラッシュ缶にアンモニア含有処理液を供給する（第１処理工程）。次いで、各段フラッシュ缶の液面が設定上限値に達した場合には第１制御弁Ｖ１及び第２制御弁Ｖ２を開状態として蒸発運転を行う（第２処理工程）。次いで、各段フラッシュ缶のいずれかの液面が設定下限値に達した場合には第３制御弁Ｖ３を開状態としてアンモニアが除去された処理液を所定量排出する（第３処理工程）。次いで、第１処理工程に戻り、その後、第１〜第３処理工程を繰り返し行う。このような運転により、アンモニア回収効率を向上させることができる。
【００３４】
（その他の事項）
（１）上記実施の形態では、対象処理液としては、アンモニア濃度が極めて高く（アンモニア濃度が２％以上）且つ処理量が多い場合（１日当たりの処理量が４０〜２００ｔ）を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。但し、本発明は、アンモニア濃度が極めて高い処理液（アンモニア濃度が２％以上）の場合やアンモニア含有処理液の処理量が多い場合（１日当たりの処理量が４０〜２００ｔ）に適用するのが好ましい。アンモニア含有処理液が少ない場合には、１つの容器に液を充填して蒸発させ、次いで、液を再度充填して蒸発させるバッチ処理の運転を行うことは可能である。しかし、アンモニア含有処理液が多い場合には、上記バッチ方式で処理することは、極めて大きな容器を必要とし設備が大型化し、現実的には困難である。一方、本発明のように、複数の蒸発器を多重効用缶に構成し、各段の蒸発器にてアンモニア回収を連続的に運転することにより、アンモニア含有処理液が多い場合にも効率よく回収が行われるので、アンモニア濃度が極めて高い処理液（アンモニア濃度が７〜８％）の場合に適用するのが好ましい。また、各段の蒸発器にてアンモニア回収を連続的に運転することにより、アンモニア除去率が大幅に向上するので、アンモニア濃度が極めて高い処理液（アンモニア濃度が７〜８％）の場合に適用するのが好ましい。
【００３５】
（２）上記実施の形態におけるアンモニア回収装置の後段に、ヒートポンプ利用の蒸気圧縮型蒸発濃縮装置又はエゼクター駆動型の蒸発濃縮装置を備えたシステムを配置して、アンモニア回収装置からのアンモニア除去処理液をさらに減容・固形化処理を行うようにしてもよい。ヒートポンプ利用の蒸気圧縮型蒸発濃縮装置やエゼクター駆動型の蒸発濃縮装置では、アンモニア濃度が高い処理液の場合、効率の良い運転ができない。従って、アンモニア濃度が高い処理液の場合には、前段処理として本発明に係るアンモニア回収装置でアンモニアを除去しておくことにより、後段での高効率の運転が可能になるという利点がある。
【００３６】
（３）上記実施の形態では、蒸発器は２重効用に接続したが、３重効用あるいはそれ以上の多重効用に接続した構成を用いてもよい。このような構成であれば、さらに蒸気消費量を少なくでき、省エネルギー化を達成できる。
【００３７】
（４）上記実施の形態では、フラッシュ缶Ｂ２に、外部からアンモニア含有処理液を供給する管１３（第１アンモニア含有処理液供給ラインに相当）が接続されていたが、フラッシュ缶Ｂ１に接続する構成であってもよい。但し、最も効率良くアンモニアを回収し、且つ省エネルギー化を実現するためには、管１３をフラッシュ缶Ｂ２に接続する構成が好ましい。
なお、管１３（第１アンモニア含有処理液供給ラインに相当）をフラッシュ缶Ｂ１に接続する構成の場合には、フラッシュ缶Ｂ２からフラッシュ缶Ｂ１にアンモニア含有処理液を供給する管４を省略し、フラッシュ缶Ｂ１からフラッシュ缶Ｂ２にアンモニア含有処理液を供給する新たな管を設けると共に、フラッシュ缶Ｂ２からアンモニア除去処理液を系外に排出するように構成するのが好ましい。
【００３８】
（５）また、蒸発器を３重効用あるいはそれ以上の多重効用に接続した構成を用いる場合においても、上記（４）の２重効用の場合と同様に、外部からアンモニア含有処理液を供給する管１３（第１アンモニア含有処理液供給ラインに相当）は、何れの段のフラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶に接続する構成であってもよいが、特に、最終段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶に接続する構成の場合が、最も効率良くアンモニアを回収でき、且つ省エネルギー化を実現できる。
なお、蒸発器を３重効用あるいはそれ以上の多重効用に接続し、且つ管１３（第１アンモニア含有処理液供給ラインに相当）を最終段のフラッシュ缶以外の何れかのフラッシュ缶に接続する構成の場合には、上記（４）の２重効用の場合と同様に、管１３が接続された当該缶からその他の各缶に順次連続してアンモニア含有処理液を供給できるように、複数のフラッシュ型蒸発器相互間にアンモニア含有処理液供給用管を介在させて各缶を直列に配管接続すると共に、直列接続された最後の缶からアンモニア除去処理液を系外に排出するように構成するのが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、アンモニアを含有する廃液からアンモニアを回収するアンモニア回収装置及びアンモニア回収方法に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１：アンモニア回収装置
２：凝縮器
４：管（第２アンモニア含有処理液供給ラインに相当）
９：管（アンモニア除去処理液排出ラインに相当）
１３：管（第１アンモニア含有処理液供給ラインに相当）
１９：管（アンモニア水排出ラインに相当）
６０：制御装置
Ａ１：第１フラッシュ型蒸発器［前段フラッシュ型蒸発器（初段フラッシュ型蒸発器）に相当］
Ａ２：第１フラッシュ型蒸発器［後段フラッシュ型蒸発器（最終段フラッシュ型蒸発器）に相当］
Ｂ１：第１フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶
Ｂ２：第２フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶
Ｃ１：第１フラッシュ型蒸発器の加熱器
Ｃ２：第２フラッシュ型蒸発器の加熱器
Ｖ１：第１制御弁
Ｖ２：第２制御弁
Ｖ３：第３制御弁
ＬＳ１ａ，ＬＳ１ｂ，ＬＳ２ａ，ＬＳ２ｂ：レベルスイッチ（検知手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンモニアを含有する廃液よりアンモニアを回収する装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アンモニアを含有する廃液よりアンモニアを回収する方法としては、放散塔及び吸収塔を備えたアンモニアストリッピング設備を用いる方法が知られている。
しかし、上記の方法では、高効率でアンモニアを回収できない。加えて、蒸発分離したアンモニア含有蒸気は、そのまま吸収塔に送られ、冷却・凝縮させるためエネルギー消費が多いという問題もある。
そこで、複数の蒸発器を多重効用缶に構成したアンモニア回収装置が提案されている（以下の特許文献１参照）。このような構成により、アンモニアを効率良く回収でき、且つエネルギー消費を抑えることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３８０９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１に記載の従来例では、蒸発器としては水平管型蒸発器が用いられているため、スケール成分の多い廃液の場合には、伝熱面にスケールが付着し、運転が困難となるという問題が生じる。
【０００５】
本願発明は、上記課題に鑑みて考え出されたものであり、その目的は、アンモニアを効率良く回収でき且つエネルギー消費を抑えることができるとともに、スケールの影響を受けずに連続的運転を可能にしたアンモニア回収装置及び回収方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係るアンモニア回収装置は、アンモニアを含有する処理液からアンモニアを回収するアンモニア回収装置であって、アンモニア含有処理液を加熱する加熱器と、前記加熱器から供給されたアンモニア含有処理液をフラッシュ蒸発させるフラッシュ缶とから構成されるフラッシュ型蒸発器を複数連続的に接続し、各フラッシュ型蒸発器において蒸発処理が多工程で実行される多重効用缶を構成し、初段フラッシュ型蒸発器の加熱器には外部蒸気が供給されるように配管されるとともに、前記複数のフラッシュ型蒸発器の相互間においては、前段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶で生成されたアンモニア含有蒸気を後段フラッシュ型蒸発器の加熱器の加熱源として導くように配管され、最終段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶には、当該フラッシュ缶で生成されたアンモニア含有蒸気を凝縮しアンモニア水として排出する凝縮器を接続するとともに、初段を除く各段のフラッシュ型蒸発器の加熱器には、前段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶から供給されたアンモニア含有蒸気がアンモニア含有処理液と熱交換され凝縮してアンモニア水として排出するアンモニア水排出ラインを接続したことを特徴とする。
【０００７】
上記の如く、蒸発部と加熱部とを分離したフラッシュ型蒸発器を用いることにより、スケールの影響を受けにくくなり、連続的な装置の運転が可能になる。また、複数のフラッシュ型蒸発器を多重効用に接続した構成により、省エネルギー化が図られる。さらに、各段のフラッシュ型蒸発器にてアンモニア回収運転が行われることにより、全体としてアンモニア除去率が大幅に向上する。
なお、用語「フラッシュ缶」とは、液体を飽和蒸気圧以下の圧力の雰囲気中に配置することによりフラッシュ蒸発させ、缶内に水平管等の加熱手段を有さない蒸発缶を意味する。
【０００８】
本発明は、前記最終段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶には、外部からアンモニア含有処理液を供給する第１アンモニア含有処理液供給ラインを配管するとともに、前記複数のフラッシュ型蒸発器の相互間においては、後段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶で蒸発されなかったアンモニア含有処理液を前段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶に供給する第２アンモニア含有処理液供給ラインを配管し、初段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶にはアンモニアが除去されたアンモニア除去処理液を排出するアンモニア除去処理液排出ラインを接続するように構成するのが好ましい。
【０００９】
外部からアンモニア含有処理液を供給するのは、複数のフラッシュ缶の何れであってもよいが、特に、最終段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶に供給する構成の場合が、最も効率良くアンモニアを回収でき、且つ省エネルギー化を実現できる。
【００１０】
本発明は、さらに、各段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶に設けられ、内部に貯留されるアンモニア含有処理液の液面が設定上限値及び設定下限値に達したことを検出する検知手段と、前記第１アンモニア含有処理液供給ラインに設けられる第１制御弁と、前記第２アンモニア含有処理液供給ライン毎に設けられる第２制御弁と、前記アンモニア除去処理液排出ラインに設けられる第３制御弁と、前記検知手段の検知結果により、前記第１〜第３制御弁の開閉を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、第１制御弁及び第２制御弁を閉状態し且つ第３制御弁を閉状態として各段フラッシュ缶にアンモニア含有処理液を供給する第１処理工程と、各段フラッシュ缶の液面が設定上限値に達した場合には第１制御弁及び第２制御弁を開状態として蒸発運転を行う第２処理工程と、各段フラッシュ缶のいずれかの液面が設定下限値に達した場合には第３制御弁を開状態としてアンモニアが除去された処理液を所定量排出する第３処理工程を、繰り返し行う場合もある。
【００１１】
上記構成により、バッチ要素を付加した運転を行うことができ、アンモニア回収効率を向上させることができる。
【００１２】
また、本発明に係るアンモニア回収方法は、アンモニアを含有する処理液からアンモニアを回収するアンモニア回収方法であって、アンモニア含有処理液を加熱する加熱器と、前記加熱器から供給された加熱アンモニア含有処理液をフラッシュ蒸発させるフラッシュ缶とから構成されるフラッシュ型蒸発器を複数備え、これら複数のフラッシュ型蒸発器を多重効用に接続し、初段フラッシュ型蒸発器の加熱器には外部蒸気を供給し、前記複数のフラッシュ型蒸発器の相互間においては、前段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ管で生成されたアンモニア含有蒸気を後段フラッシュ型蒸発器の加熱器の加熱源として導き、最終段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶に凝縮器を接続し、この凝縮器にて当該フラッシュ缶から供給されたアンモニア含有蒸気を凝縮させ生成されたアンモニア水を排出させるとともに、初段を除く各段のフラッシュ型蒸発器の加熱器では、前段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶から供給されたアンモニア含有蒸気がアンモニア含有処理液と熱交換が行われることにより生成されたアンモニア水を排出させることを特徴とする。
【００１３】
上記構成により、アンモニアを効率良く回収でき且つエネルギー消費を抑えることができるとともに、スケールの影響を受けずに連続的運転を可能にしたアンモニア回収方法が実現できる。
【００１４】
本発明に係るアンモニア回収方法は、前記最終段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶に、外部からアンモニア含有処理液を供給するとともに、前記複数のフラッシュ型蒸発器の相互間においては、後段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶で蒸発されなかったアンモニア含有処理液を前段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶に供給し、初段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶にて、アンモニアが除去された処理液を排出させるのが好ましい。
【００１５】
上記構成の回収方法であれば、最も効率良くアンモニアを回収でき、且つ省エネルギー化を実現できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、蒸発部と加熱部とを分離したフラッシュ型蒸発器を多重効用に接続することにより、アンモニアを効率良く回収でき且つエネルギー消費を抑えることができるとともに、スケールの影響を受けずに連続的運転を可能にしたアンモニア回収装置及び回収方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態１に係るアンモニア回収装置の全体構成図。
【図２】実施の形態２に係るアンモニア回収装置の全体構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施の形態に基づいて詳述する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１は実施の形態１に係るアンモニア回収装置の全体構成図である。本実施の形態において、対象となる処理液は、例えば太陽電池排水（ＣＩＧＳ）やバッファードフッ酸（ＢＨＦ）排水である。また、アンモニア回収装置に供給される処理液としては、アンモニア濃度が高く、且つ、処理すべき液量が極めて大きいことを特徴とするものであり、具体的には、１日当たり約４０〜２００ｔ、アンモニア濃度２％以上（好ましくは３％以上）のアンモニア含有処理液（原液）である。なお、アンモニア濃度の上限としては１５％以下、多くても２０％以下である。加えて、この原液は、酸化亜鉛等が含有されたスケール成分の多い処理液である。このような特質がある処理液からアンモニアを効率良く回収するため、本発明に係るアンモニア回収装置１が用いられる。
【００１９】
アンモニア回収装置１は、第１フラッシュ型蒸発器Ａ１［前段フラッシュ型蒸発器（初段フラッシュ型蒸発器）に相当］、第２フラッシュ型蒸発器Ａ２［後段フラッシュ型蒸発器（最終段フラッシュ型蒸発器）に相当］、凝縮器２等を含んで構成されている。第１フラッシュ型蒸発器Ａ１と第２フラッシュ型蒸発器Ａ２とは、第１フラッシュ型蒸発器Ａ１で生成された蒸気を、第２フラッシュ型蒸発器Ａ２に供給して第２フラッシュ型蒸発器Ａ２の加熱源として利用する２重効用蒸発器を構成する。
【００２０】
第１フラッシュ型蒸発器Ａ１、第２フラッシュ型蒸発器Ａ２は液体を飽和蒸気圧以下の圧力の雰囲気中に配置することによりフラッシュ蒸発を行う装置である。本実施の形態における第１フラッシュ型蒸発器Ａ１は、アンモニア含有処理液３を加熱して、アンモニア含有蒸気を排出するように形成されている。この第１フラッシュ型蒸発器Ａ１はフラッシュ缶Ｂ１を備える。フラッシュ缶Ｂ１は、筒形に形成されており、内部に処理液３を貯留することができるようになっている。フラッシュ缶Ｂ１には、処理液を供給するための管４（第２アンモニア含有処理液供給ラインに相当）が接続されている。また、フラッシュ缶Ｂ１には、内部にて生成されたアンモニア含有蒸気を排出するための管５が接続されている。
【００２１】
本実施の形態における第１フラッシュ型蒸発器Ａ１は、フラッシュ缶Ｂ１に貯留するアンモニア含有処理液３を循環するための循環流路を含む。循環流路には、管６が配置されている。第１フラッシュ型蒸発器Ａ１は循環ポンプ７を備えている。循環ポンプ７は、フラッシュ缶Ｂ１の底部に接続されている。第１フラッシュ型蒸発器Ａ１は散布器８を備えている。散布器８は、循環ポンプ７に接続されている。散布器８は、フラッシュ缶Ｂ１の上部に配置されている。散布器８は、処理液３をフラッシュ缶Ｂ１の内部に散布できるように形成されている。また、循環ポンプ６は、管９（アンモニア除去処理液排出ラインに相当）を通してアンモニアが除去された処理液を排出することができるように形成されている。
【００２２】
第１フラッシュ型蒸発器Ａ１は、加熱器としてのヒータＣ１を備える。ヒータＣ１は、熱交換器である。ヒータＣ１は、循環ポンプ７によって循環する処理液３を加熱するように形成されている。このヒータＣ１には、蒸気発生機器としてのボイラで生成された生蒸気（外部蒸気）が管１０を通って供給される。ヒータＣ１において、処理液３と生蒸気との間で熱交換が行われ処理液３が加熱される。ヒータＣ１の出口には、蒸気ト゛レンを排出する管１１が接続されており、管１１にはポンプ５０が配置されている。
【００２３】
第２フラッシュ型蒸発器Ａ２は、基本的には第１フラッシュ型蒸発器Ａ１と同様な構成を有している。即ち、本実施の形態における第２フラッシュ型蒸発器Ａ２は、アンモニア含有処理液１２を加熱して、アンモニア含有蒸気を排出するように形成されている。この第２フラッシュ型蒸発器Ａ２はフラッシュ缶Ｂ２を備える。フラッシュ缶Ｂ２は、筒形に形成されており、内部に処理液１２を貯留することができるようになっている。フラッシュ缶Ｂ２には、処理液（原液）を供給するための管１３（第１アンモニア含有処理液供給ラインに相当）が接続されている。また、フラッシュ缶Ｂ２には、内部にて生成されたアンモニア含有蒸気を凝縮器２に導くための管１４が接続されている。
【００２４】
本実施の形態における第２フラッシュ型蒸発器Ａ２は、フラッシュ缶Ｂ２に貯留するアンモニア含有処理液１２を循環するための循環流路を含む。循環流路には、管１５が配置されている。第２フラッシュ型蒸発器Ａ２は循環ポンプ１６を備えている。循環ポンプ１６は、フラッシュ缶Ｂ２の底部に接続されている。第２フラッシュ型蒸発器Ａ２は散布器１７を備えている。散布器１７は、循環ポンプ１６に接続されている。散布器１７は、フラッシュ缶Ｂ２の上部に配置されている。散布器１７は、処理液１２をフラッシュ缶Ｂ２の内部に散布できるように形成されている。また、循環ポンプ１６は、管４を通して処理液（運転初期時には原液を、運転中においては一部アンモニア除去された処理液）をフラッシュ缶Ｂ１に供給するように形成されている。
【００２５】
第２フラッシュ型蒸発器Ａ２は、加熱器としてのヒータＣ２を備える。ヒータＣ２は、熱交換器である。ヒータＣ２は、循環ポンプ１６によって循環する処理液１２を加熱するように形成されている。このヒータＣ２には、フラッシュ缶Ｂ１で生成されたアンモニア含有蒸気が管５を通って供給され、処理液１２とアンモニア含有蒸気との間で熱交換が行われ処理液１２が加熱される。ヒータＣ２において、余剰アンモニア含有蒸気は管１８、管１４を通って凝縮器２に供給され、熱交換により凝縮されたアンモニア水は管１９（アンモニア水排出ラインに相当）を通って凝縮器２の液貯部に供給される。
【００２６】
凝縮器２には冷却水が供給されており、凝縮器２に導かれたアンモニア含有蒸気が凝縮された凝縮水（アンモニア水）は、管１９を介して供給されるヒータＣ２からの凝縮水（アンモニア水）と伴に、凝縮器２の液貯の底部から凝縮水ポンプ２０により系外に排出されるようになっている。凝縮器２にはアフター凝縮器２１を接続されており、凝縮器２で凝縮されない余剰蒸気がアフター凝縮器２１によって凝縮され、アンモニア回収効率の向上が図られている。なお、アフター凝縮器２１には真空ポンプ２２が接続されており、凝縮器２、フラッシュ缶Ｂ２、ヒータＣ２、フラッシュ缶Ｂ１、及びヒータＣ１が減圧状態に保持されている。
【００２７】
次いで、上記構成のアンモニア回収装置１の処理動作について説明する。先ず、運転初期においては、アンモニア含有処理液（原液）が管１３を介してフラッシュ缶Ｂ２に供給され、さらに管４を介してフラッシュ缶Ｂ１に供給される。そして、一定量レベルの液面になると、蒸発処理の運転が開始される。なお、運転中は、所定の液面を維持するようにアンモニア含有処理液（原液）が連続して供給される。
【００２８】
運転中の処理は以下の通りである。
ヒータＣ１では、生蒸気と処理液３とが熱交換されて処理液３が加熱される。加熱された処理液３は散布器８からフラッシュ缶Ｂ１内部に散布され、フラッシュ蒸発し、アンモニア含有蒸気が生成される。このアンモニア含有蒸気は管５を通ってヒータＣ２に供給され、ヒータＣ２の加熱源として利用される。
【００２９】
ヒータＣ２では、アンモニア含有蒸気と処理液１２とが熱交換されて処理液１２が加熱される。加熱された処理液１２は散布器１７からフラッシュ缶Ｂ２内部に散布され、フラッシュ蒸発し、アンモニア含有蒸気が生成される。また、ヒータＣ２にて、フラッシュ缶Ｂ１から供給されたアンモニア含有蒸気のうち余剰分は、管１８、管１４を介して凝縮器２に供給される。また、ヒータＣ２にて、アンモニア含有蒸気が処理液１２と熱交換されることにより凝縮して生成されたアンモニア水は、管１５を介して凝縮器２の液貯部に導かれる。そして、凝縮器２にて、管１４を介して供給されるアンモニア含有蒸気が凝縮され、アンモニア水としてポンプ２０によって系外に排出される。
【００３０】
このようにして、第１フラッシュ型蒸発器Ａ１及び第２フラッシュ型蒸発器Ａ２により、アンモニア含有処理液の蒸発濃縮が行われ、アンモニア水はポンプ２０によって系外に排出されるとともに、アンモニアが除去された処理液はポンプ７によって系外に排出される。従って、アンモニア濃度が高く、且つアンモニア含有処理液が多い場合であっても、第１フラッシュ型蒸発器Ａ１及び第２フラッシュ型蒸発器Ａ２にて、連続して蒸発濃縮処理が行われることにより、効率良くアンモニアを回収することができる。また、蒸発器としては、加熱部と蒸発部が分離したフラッシュ型を用いることにより、スケールの付着を抑制でき、装置の連続運転を可能とする。
【００３１】
（実施の形態２）
図２は実施の形態２に係るアンモニア回収装置の全体構成図である。図２において、図１と同様の構成要素には同一の参照符号を付し、詳細な説明は省略する。この実施の形態２では、バッチ要素を考慮した運転を行うことを特徴とするものである。
【００３２】
図２において、Ｖ１は第１制御弁、Ｖ２は第２制御弁、Ｖ３は第３制御弁であり、これら制御弁Ｖ１〜Ｖ３は制御装置６０によって開閉動作が制御されている。また、フラッシュ缶Ｂ１には、液面を検知するレベルスイッチＬＳ１ａ，ＬＳ１ｂが設けられている。レベルスイッチＬＳ１ａは上限設定レベルを検知するものであり、レベルスイッチＬＳ１ｂは下限設定レベルを検知するものである。同様に、フラッシュ缶Ｂ２には、液面を検知するレベルスイッチＬＳ２ａ，ＬＳ２ｂが設けられている。レベルスイッチＬＳ２ａは上限設定レベルを検知するものであり、レベルスイッチＬＳ２ｂは下限設定レベルを検知するものである。
【００３３】
次いで、上記構成のアンモニア回収装置の運転制御について説明する。先ず、第１制御弁Ｖ１及び第２制御弁Ｖ２を閉状態し且つ第３制御弁Ｖ３を閉状態として各段フラッシュ缶にアンモニア含有処理液を供給する（第１処理工程）。次いで、各段フラッシュ缶の液面が設定上限値に達した場合には第１制御弁Ｖ１及び第２制御弁Ｖ２を開状態として蒸発運転を行う（第２処理工程）。次いで、各段フラッシュ缶のいずれかの液面が設定下限値に達した場合には第３制御弁Ｖ３を開状態としてアンモニアが除去された処理液を所定量排出する（第３処理工程）。次いで、第１処理工程に戻り、その後、第１〜第３処理工程を繰り返し行う。このような運転により、アンモニア回収効率を向上させることができる。
【００３４】
（その他の事項）
（１）上記実施の形態では、対象処理液としては、アンモニア濃度が極めて高く（アンモニア濃度が２％以上）且つ処理量が多い場合（１日当たりの処理量が４０〜２００ｔ）を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。但し、本発明は、アンモニア濃度が極めて高い処理液（アンモニア濃度が２％以上）の場合やアンモニア含有処理液の処理量が多い場合（１日当たりの処理量が４０〜２００ｔ）に適用するのが好ましい。アンモニア含有処理液が少ない場合には、１つの容器に液を充填して蒸発させ、次いで、液を再度充填して蒸発させるバッチ処理の運転を行うことは可能である。しかし、アンモニア含有処理液が多い場合には、上記バッチ方式で処理することは、極めて大きな容器を必要とし設備が大型化し、現実的には困難である。一方、本発明のように、複数の蒸発器を多重効用缶に構成し、各段の蒸発器にてアンモニア回収を連続的に運転することにより、アンモニア含有処理液が多い場合にも効率よく回収が行われるので、アンモニア濃度が極めて高い処理液（アンモニア濃度が７〜８％）の場合に適用するのが好ましい。また、各段の蒸発器にてアンモニア回収を連続的に運転することにより、アンモニア除去率が大幅に向上するので、アンモニア濃度が極めて高い処理液（アンモニア濃度が７〜８％）の場合に適用するのが好ましい。
【００３５】
（２）上記実施の形態におけるアンモニア回収装置の後段に、ヒートポンプ利用の蒸気圧縮型蒸発濃縮装置又はエゼクター駆動型の蒸発濃縮装置を備えたシステムを配置して、アンモニア回収装置からのアンモニア除去処理液をさらに減容・固形化処理を行うようにしてもよい。ヒートポンプ利用の蒸気圧縮型蒸発濃縮装置やエゼクター駆動型の蒸発濃縮装置では、アンモニア濃度が高い処理液の場合、効率の良い運転ができない。従って、アンモニア濃度が高い処理液の場合には、前段処理として本発明に係るアンモニア回収装置でアンモニアを除去しておくことにより、後段での高効率の運転が可能になるという利点がある。
【００３６】
（３）上記実施の形態では、蒸発器は２重効用に接続したが、３重効用あるいはそれ以上の多重効用に接続した構成を用いてもよい。このような構成であれば、さらに蒸気消費量を少なくでき、省エネルギー化を達成できる。
【００３７】
（４）上記実施の形態では、フラッシュ缶Ｂ２に、外部からアンモニア含有処理液を供給する管１３（第１アンモニア含有処理液供給ラインに相当）が接続されていたが、フラッシュ缶Ｂ１に接続する構成であってもよい。但し、最も効率良くアンモニアを回収し、且つ省エネルギー化を実現するためには、管１３をフラッシュ缶Ｂ２に接続する構成が好ましい。
なお、管１３（第１アンモニア含有処理液供給ラインに相当）をフラッシュ缶Ｂ１に接続する構成の場合には、フラッシュ缶Ｂ２からフラッシュ缶Ｂ１にアンモニア含有処理液を供給する管４を省略し、フラッシュ缶Ｂ１からフラッシュ缶Ｂ２にアンモニア含有処理液を供給する新たな管を設けると共に、フラッシュ缶Ｂ２からアンモニア除去処理液を系外に排出するように構成するのが好ましい。
【００３８】
（５）また、蒸発器を３重効用あるいはそれ以上の多重効用に接続した構成を用いる場合においても、上記（４）の２重効用の場合と同様に、外部からアンモニア含有処理液を供給する管１３（第１アンモニア含有処理液供給ラインに相当）は、何れの段のフラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶に接続する構成であってもよいが、特に、最終段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶に接続する構成の場合が、最も効率良くアンモニアを回収でき、且つ省エネルギー化を実現できる。
なお、蒸発器を３重効用あるいはそれ以上の多重効用に接続し、且つ管１３（第１アンモニア含有処理液供給ラインに相当）を最終段のフラッシュ缶以外の何れかのフラッシュ缶に接続する構成の場合には、上記（４）の２重効用の場合と同様に、管１３が接続された当該缶からその他の各缶に順次連続してアンモニア含有処理液を供給できるように、複数のフラッシュ型蒸発器相互間にアンモニア含有処理液供給用管を介在させて各缶を直列に配管接続すると共に、直列接続された最後の缶からアンモニア除去処理液を系外に排出するように構成するのが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、アンモニアを含有する廃液からアンモニアを回収するアンモニア回収装置及びアンモニア回収方法に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１：アンモニア回収装置
２：凝縮器
４：管（第２アンモニア含有処理液供給ラインに相当）
９：管（アンモニア除去処理液排出ラインに相当）
１３：管（第１アンモニア含有処理液供給ラインに相当）
１９：管（アンモニア水排出ラインに相当）
６０：制御装置
Ａ１：第１フラッシュ型蒸発器［前段フラッシュ型蒸発器（初段フラッシュ型蒸発器）に相当］
Ａ２：第１フラッシュ型蒸発器［後段フラッシュ型蒸発器（最終段フラッシュ型蒸発器）に相当］
Ｂ１：第１フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶
Ｂ２：第２フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶
Ｃ１：第１フラッシュ型蒸発器の加熱器
Ｃ２：第２フラッシュ型蒸発器の加熱器
Ｖ１：第１制御弁
Ｖ２：第２制御弁
Ｖ３：第３制御弁
ＬＳ１ａ，ＬＳ１ｂ，ＬＳ２ａ，ＬＳ２ｂ：レベルスイッチ（検知手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンモニアを含有する処理液からアンモニアを回収するアンモニア回収装置であって、
アンモニア含有処理液を加熱する加熱器と、前記加熱器から供給されたアンモニア含有処理液をフラッシュ蒸発させるフラッシュ缶とから構成されるフラッシュ型蒸発器を複数連続的に接続し、各フラッシュ型蒸発器において蒸発処理が多工程で実行される多重効用缶を構成し、
初段フラッシュ型蒸発器の加熱器には外部蒸気が供給されるように配管されるとともに、前記複数のフラッシュ型蒸発器の相互間においては、前段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶で生成されたアンモニア含有蒸気を後段フラッシュ型蒸発器の加熱器の加熱源として導くように配管され、
最終段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶には、当該フラッシュ缶で生成されたアンモニア含有蒸気を凝縮しアンモニア水として排出する凝縮器を接続するとともに、初段を除く各段のフラッシュ型蒸発器の加熱器には、前段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶から供給されたアンモニア含有蒸気がアンモニア含有処理液と熱交換され凝縮してアンモニア水として排出するアンモニア水排出ラインを接続したことを特徴とするアンモニア回収装置。
【請求項２】
前記最終段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶には、外部からアンモニア含有処理液を供給する第１アンモニア含有処理液供給ラインを配管するとともに、前記複数のフラッシュ型蒸発器の相互間においては、後段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶で蒸発されなかったアンモニア含有処理液を前段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶に供給する第２アンモニア含有処理液供給ラインを配管し、初段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶にはアンモニアが除去されたアンモニア除去処理液を排出するアンモニア除去処理液排出ラインを接続するように構成した、請求項１記載のアンモニア回収装置。
【請求項３】
さらに、
各段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶に設けられ、内部に貯留されるアンモニア含有処理液の液面が設定上限値及び設定下限値に達したことを検出する検知手段と、
前記第１アンモニア含有処理液供給ラインに設けられる第１制御弁と、
前記第２アンモニア含有処理液供給ライン毎に設けられる第２制御弁と、
前記アンモニア除去処理液排出ラインに設けられる第３制御弁と、
前記検知手段の検知結果により、前記第１〜第３制御弁の開閉を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、第１制御弁及び第２制御弁を閉状態し且つ第３制御弁を閉状態として各段フラッシュ缶にアンモニア含有処理液を供給する第１処理工程と、各段フラッシュ缶の液面が設定上限値に達した場合には第１制御弁及び第２制御弁を開状態として蒸発運転を行う第２処理工程と、各段フラッシュ缶のいずれかの液面が設定下限値に達した場合には第３制御弁を開状態としてアンモニアが除去された処理液を所定量排出する第３処理工程を、繰り返し行う、請求項２記載のアンモニア回収装置。
【請求項４】
アンモニアを含有する処理液からアンモニアを回収するアンモニア回収方法であって、
アンモニア含有処理液を加熱する加熱器と、前記加熱器から供給された加熱アンモニア含有処理液をフラッシュ蒸発させるフラッシュ缶とから構成されるフラッシュ型蒸発器を複数備え、これら複数のフラッシュ型蒸発器を多重効用に接続し、
初段フラッシュ型蒸発器の加熱器には外部蒸気を供給し、前記複数のフラッシュ型蒸発器の相互間においては、前段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ管で生成されたアンモニア含有蒸気を後段フラッシュ型蒸発器の加熱器の加熱源として導き、
最終段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶に凝縮器を接続し、この凝縮器にて当該フラッシュ缶から供給されたアンモニア含有蒸気を凝縮させ生成されたアンモニア水を排出させるとともに、初段を除く各段のフラッシュ型蒸発器の加熱器では、前段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶から供給されたアンモニア含有蒸気がアンモニア含有処理液と熱交換が行われることにより生成されたアンモニア水を排出させることを特徴とするアンモニア回収方法。
【請求項５】
前記最終段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶に、外部からアンモニア含有処理液を供給するとともに、前記複数のフラッシュ型蒸発器の相互間においては、後段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶で蒸発されなかったアンモニア含有処理液を前段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶に供給し、初段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶にて、アンモニアが除去された処理液を排出させる、請求項４記載のアンモニア回収方法。
【請求項１】
アンモニアを含有する処理液からアンモニアを回収するアンモニア回収装置であって、
アンモニア含有処理液を加熱する加熱器と、前記加熱器から供給されたアンモニア含有処理液をフラッシュ蒸発させるフラッシュ缶とから構成されるフラッシュ型蒸発器を複数連続的に接続し、各フラッシュ型蒸発器において蒸発処理が多工程で実行される多重効用缶を構成し、
初段フラッシュ型蒸発器の加熱器には外部蒸気が供給されるように配管されるとともに、前記複数のフラッシュ型蒸発器の相互間においては、前段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶で生成されたアンモニア含有蒸気を後段フラッシュ型蒸発器の加熱器の加熱源として導くように配管され、
最終段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶には、当該フラッシュ缶で生成されたアンモニア含有蒸気を凝縮しアンモニア水として排出する凝縮器を接続するとともに、初段を除く各段のフラッシュ型蒸発器の加熱器には、前段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶から供給されたアンモニア含有蒸気がアンモニア含有処理液と熱交換され凝縮してアンモニア水として排出するアンモニア水排出ラインを接続したことを特徴とするアンモニア回収装置。
【請求項２】
前記最終段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶には、外部からアンモニア含有処理液を供給する第１アンモニア含有処理液供給ラインを配管するとともに、前記複数のフラッシュ型蒸発器の相互間においては、後段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶で蒸発されなかったアンモニア含有処理液を前段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶に供給する第２アンモニア含有処理液供給ラインを配管し、初段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶にはアンモニアが除去されたアンモニア除去処理液を排出するアンモニア除去処理液排出ラインを接続するように構成した、請求項１記載のアンモニア回収装置。
【請求項３】
さらに、
各段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶に設けられ、内部に貯留されるアンモニア含有処理液の液面が設定上限値及び設定下限値に達したことを検出する検知手段と、
前記第１アンモニア含有処理液供給ラインに設けられる第１制御弁と、
前記第２アンモニア含有処理液供給ライン毎に設けられる第２制御弁と、
前記アンモニア除去処理液排出ラインに設けられる第３制御弁と、
前記検知手段の検知結果により、前記第１〜第３制御弁の開閉を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、第１制御弁及び第２制御弁を閉状態し且つ第３制御弁を閉状態として各段フラッシュ缶にアンモニア含有処理液を供給する第１処理工程と、各段フラッシュ缶の液面が設定上限値に達した場合には第１制御弁及び第２制御弁を開状態として蒸発運転を行う第２処理工程と、各段フラッシュ缶のいずれかの液面が設定下限値に達した場合には第３制御弁を開状態としてアンモニアが除去された処理液を所定量排出する第３処理工程を、繰り返し行う、請求項２記載のアンモニア回収装置。
【請求項４】
アンモニアを含有する処理液からアンモニアを回収するアンモニア回収方法であって、
アンモニア含有処理液を加熱する加熱器と、前記加熱器から供給された加熱アンモニア含有処理液をフラッシュ蒸発させるフラッシュ缶とから構成されるフラッシュ型蒸発器を複数備え、これら複数のフラッシュ型蒸発器を多重効用に接続し、
初段フラッシュ型蒸発器の加熱器には外部蒸気を供給し、前記複数のフラッシュ型蒸発器の相互間においては、前段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ管で生成されたアンモニア含有蒸気を後段フラッシュ型蒸発器の加熱器の加熱源として導き、
最終段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶に凝縮器を接続し、この凝縮器にて当該フラッシュ缶から供給されたアンモニア含有蒸気を凝縮させ生成されたアンモニア水を排出させるとともに、初段を除く各段のフラッシュ型蒸発器の加熱器では、前段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶から供給されたアンモニア含有蒸気がアンモニア含有処理液と熱交換が行われることにより生成されたアンモニア水を排出させることを特徴とするアンモニア回収方法。
【請求項５】
前記最終段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶に、外部からアンモニア含有処理液を供給するとともに、前記複数のフラッシュ型蒸発器の相互間においては、後段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶で蒸発されなかったアンモニア含有処理液を前段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶に供給し、初段フラッシュ型蒸発器のフラッシュ缶にて、アンモニアが除去された処理液を排出させる、請求項４記載のアンモニア回収方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−１５３０４３（Ｐ２０１１−１５３０４３Ａ）
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５６６７（Ｐ２０１０−１５６６７）
【出願日】平成２２年１月２７日（２０１０．１．２７）
【出願人】（０００１４３９７２）株式会社ササクラ (138)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２７日（２０１０．１．２７）
【出願人】（０００１４３９７２）株式会社ササクラ (138)
【Ｆターム（参考）】
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