[发明专利]溶液的分离装置

说明书

技术领域

本发明涉及从含有两种以上的物质的混合物中分离目标物质的浓度高的高浓度溶液、或者将包含在溶液中的目标物质分离的方法和装置，特别涉及适合于从生物乙醇(biomass alcohol)、酒、酒原料等醇溶液中分离更高浓度的醇、或者从石油中分离目标物质的浓度高的溶液的装置。

背景技术

近年来，由于使用在汽油中添加醇的燃料，所以希望有提高醇浓度的技术。醇可以通过使玉米等有机物发酵而便宜地制造。但是，由于通过该方法制造的生物乙醇浓度较低，所以需要将水分离而处理为高浓度。为了从醇中分离水而变为高浓度，使用蒸馏的方法。但是，该方法有能量消耗变大的缺点。如果为了将醇处理为高浓度而消耗大量的能量，则即使将其添加到汽油中并燃烧，总体上也不能节约汽油消耗。

本发明者开发了以较少的能量消耗提高醇浓度的分离装置(参照专利文献1)

专利文献1：特开2001-314724号公报

该分离装置将醇溶液填充到密闭构造的雾化室中，通过超声波振子使该雾化室的醇溶液产生超声波振动而雾化为薄雾，使雾化的薄雾凝聚回收，来分离高浓度的醇溶液。该分离装置能够分离高浓度的醇作为目标物质是通过以下的动作达到的。

醇比水容易移动到溶液的表面，表面的溶液的醇的浓度变高。如果在此状态下使其超声波振动，则高浓度的醇在超声波振动的能量作用下变为薄雾，以细微的粒子释放到空气中。被释放到空气中的薄雾的醇浓度变高。这是因为醇浓度较高的表面的溶液容易变为薄雾。此外，醇比水容易气化也使薄雾的醇浓度变高。这是因为，从醇水溶液的薄雾中醇比水更多地气化，使包含在输送气体中的醇浓度变高。因而，如果从输送气体中回收包含在输送气体中的雾化的薄雾、和从薄雾中气化的成分即薄雾成分，则分离出高浓度的醇溶液。该方法能够不将溶液加热而分离高浓度的醇溶液。因此，能够以较少的能量消耗高浓度地分离目标物质。此外，由于不加热，所以还具有能够不使目标物质变质而分离的特长。

但是，以上的分离装置具有不能使醇水溶液的浓度成为很高、例如90％以上的高浓度的缺点。因此，为了使例如醇浓度成为90％以上的高浓度，需要多次反复用分离装置将醇水溶液分离来提高浓度。但是，如果多次反复分离，则有总的能量消耗变大的缺点。

发明内容

本发明是以消除该缺点为目的而开发的，本发明的重要的目的是提供一种能够通过1次处理得到很高浓度的溶液的溶液分离装置。

本发明将溶液以薄雾的形式雾化到输送气体中，将包含雾化的薄雾的输送气体移送到回收部3中，在回收部3中，从雾化的薄雾成分中分离并回收特定的目标物质。溶液的分离是通过以下工序而从输送气体中分离目标物质：借助输送气体，使薄雾成分与具有分子筛作用的分子筛吸附剂4接触，从而使包含在薄雾成分中的吸附成分吸附到分子筛吸附剂4中，由此从薄雾成分中分离吸附成分的吸附工序；和从包含在由吸附工序分离了吸附成分的输送气体中的薄雾成分中分离没有吸附到分子筛吸附剂4中的非吸附成分的分离工序。

本发明能够使溶液超声波振动而以薄雾的形式雾化到输送气体中。此外，本发明能够将溶液从喷雾喷嘴15喷雾而以薄雾的形式雾化到输送气体中。

本发明可以使用合成沸石的分子筛作为分子筛吸附剂4。

本发明可以使溶液为醇水溶液、使分离的目标物质为比溶液浓度高的醇、通过分子筛吸附剂4吸附包含在薄雾成分中的水作为吸附成分、将没有吸附到分子筛吸附剂4中的非吸附成分作为目标物质的醇。在该分离中，可以在吸附工序中吸附吸附成分的水而从薄雾成分中分离，在分离工序中从分离了水的薄雾成分中分离作为非吸附成分的目标物质的醇。

本发明可以使包含在由吸附工序分离了吸附成分的薄雾成分中的非吸附成分在分离工序中吸附到第2吸附剂7中而从输送气体中分离。

本发明可以在将输送气体用冷却部19冷却后，使其与分子筛吸附剂4接触，从而使吸附成分吸附到分子筛吸附剂4中。