積層構造の多重効用海水蒸発濃縮器の性能予測－自然対流蒸発による上面冷却の傾斜濃縮器－

摘要

積層構造の多重効用海水蒸発濃縮器について，一次元定常モデルを構築し解析した．濃縮器は傾斜させて設置され，その下面は加熱，上面が自然対流蒸発により冷却される．解析結果より次の知見が得られた．①総蒸発量は，効用数5程度で最大値を取った後，効用数の増加に伴い徐々に減少するが，一方，蒸発倍率（人力熱量に対する全蒸発に要する熱量の比）は初め急に増加した後飽和の傾向を示す．②強制対流付加による上面の蒸発冷却の促進は，総蒸発量に比較的小さい増加を生じるが，蒸発倍率にはほとhど影響を与えない．③供給前の海水予熱は，蒸発倍率を著しく改善するが，一方，総蒸発量の増加は限定的であり，効用数が多い場合には逆に減少する．④濃縮倍率の増加に伴い，蒸発倍率は初め増加するが，後にその増加は緩慢になる．一方，総蒸発量は低下する．⑤濃縮器下面の加熱湿度を低下させると，蒸発倍率は大きく改善するが，総蒸発量の著しい低下を招く．⑥上述した海水予熱と濃縮倍率の増加および加熱温度の低下は，濃縮器内で海水の温度上昇のために消費される熱量を減少させて，蒸発倍率を向上させる．