[发明专利]溶液浓缩装置及方法

权利要求书

1.一种溶液浓缩装置，在由闪蒸部和冷凝部构成的容器内，从喷嘴的出口向所述闪蒸部内的溶液中输送溶液，由所述冷凝部冷凝利用闪蒸法从溶液气化的溶剂，从所述容器分离取出该冷凝的液体、和利用所述闪蒸法浓缩的溶液，所述溶液浓缩装置的特征在于，

每1个所述喷嘴的出口的从所述溶液最终气化的溶剂量设定在由以下数学式(1)规定的量X以下，

X＝1.5×(to/tb)×(Pb/Po)mol/s............(1)

其中，to：273、tb：溶液的沸点，to和tb的单位是K，

Po：1.01×10⁵Pa、Pb：容器内压Pa，

所述冷凝部具有接收器，在将从所述溶液的气液界面位置到所述接收器的高度规定为H时，将所述溶剂量X和高度H的关系设定为：

在X＜0.3mol/s时，为0.1m≤H≤2.0m、

在0.3mol/s≤X≤0.6mol/s时，为0.5m≤H≤2m、

在0.6mol/s＜X时，为1.0m≤H≤2.0m。

2.如权利要求1所述的溶液浓缩装置，其特征在于，将来自所述喷嘴出口的溶液的流速设定在10mol/(m²·s)以上、2000mol/(m²·s)以下。

3.如权利要求1或2所述的溶液浓缩装置，其特征在于，在将所述溶液的气液界面的面积设定为S时，将所述溶剂量X和面积S的关系设定为：

在X＜0.3mol/s时，为0.008m²≤S≤7.0m²、

在0.3mol/s≤X≤0.6mol/s时，为0.7m²≤S≤7.0m²、

在0.6mol/s＜X时，为1.7m²≤S≤7.0m²。

4.如权利要求1或2所述的溶液浓缩装置，其特征在于，具备多个所述喷嘴出口，这些多个出口的开口中心间间距设定在100mm以上。

5.如权利要求1或2所述的溶液浓缩装置，其特征在于，所述喷嘴在所述容器外具备压力调节阀，检测从所述压力调节阀到所述出口的喷嘴内压。

6.如权利要求1或2所述的溶液浓缩装置，其特征在于，所述喷嘴和容器内溶液的接触面温度设定在低于溶液的沸点+2℃。

7.如权利要求6所述的溶液浓缩装置，其特征在于，所述喷嘴在外表面具有绝热部件。

8.如权利要求7所述的溶液浓缩装置，其特征在于，所述绝热部件形成的喷嘴管壁的内侧基准总传热系数设定在1.0W/m²以下。

9.如权利要求7或8所述的溶液浓缩装置，其特征在于，所述绝热部件由绝热层构成，所述绝热层具有由内管和外管构成的双重管结构，所述内管和外管的间隙设定在5mm以上30mm以内，在从所述喷嘴贯通容器的部分到所述出口之间，在内管和外管的间隙内，只封入有空气或氩气。

10.如权利要求1或2所述的溶液浓缩装置，其特征在于，具备冷却循环部，该冷却循环部由用于使在所述容器中浓缩的溶液返回到所述喷嘴的循环路、和冷却该循环路中的溶液的冷却部构成，所述冷却循环部在停止向喷嘴输送液体时运行，将滞留在所述喷嘴中的溶剂气体及溶液置换成被冷却的溶液。

11.一种溶液浓缩方法，在由闪蒸部和冷凝部构成的容器内，从喷嘴的出口向所述闪蒸部内的溶液中输送溶液，由所述冷凝部冷凝利用闪蒸法从溶液气化的溶剂，从所述容器分离取出该冷凝的液体、和利用所述闪蒸法浓缩的溶液，所述溶液浓缩方法的特征在于，

每1个所述喷嘴的出口的从所述溶液最终气化的溶剂量设定在由以下数学式(1)规定的量X以下，

X＝1.5×(to/tb)×(Pb/Po)(mol/s)............(1)

其中，to：273、tb：溶液的沸点、to和tb的单位是K，

Po：1.01×10⁵Pa、Pb：容器内压Pa。

12.如权利要求11所述的溶液浓缩方法，其特征在于，将来自所述喷嘴出口的溶液的流速设定在10mol/(m²·s)以上、2000mol/(m²·s)以下。