專利名稱：溶液的分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從含有兩種以上的物質(zhì)的混合物中分離目標(biāo)物質(zhì)的濃 度高的高濃度溶液、或者將包含在溶液中的目標(biāo)物質(zhì)分離的方法和裝置，特別涉及適合于從生物乙醇(biomass alcohol)、酒、酒原料等醇溶 液中分離更高濃度的醇、或者從石油中分離目標(biāo)物質(zhì)的濃度高的溶液的 裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，由于使用在汽油中添加醇的燃料，所以希望有提高醇濃度 的技術(shù)。醇可以通過(guò)使玉米等有機(jī)物發(fā)酵而便宜地制造。但是，由于通 過(guò)該方法制造的生物乙醇濃度較低，所以需要將水分離而處理為高濃 度。為了從醇中分離水而變?yōu)楦邼舛?，使用蒸餾的方法。但是，該方法 有能量消耗變大的缺點(diǎn)。如果為了將醇處理為高濃度而消耗大量的能 量，則即使將其添加到汽油中并燃燒，總體上也不能節(jié)約汽油消耗。本發(fā)明者開(kāi)發(fā)了以較少的能量消耗提高醇濃度的分離裝置(參照專 利文獻(xiàn)l)專利文獻(xiàn)l:特開(kāi)2001-314724號(hào)公報(bào)該分離裝置將醇溶液填充到密閉構(gòu)造的霧化室中，通過(guò)超聲波振子 使該霧化室的醇溶液產(chǎn)生超聲波振動(dòng)而霧化為薄霧，使霧化的薄霧凝聚 回收，來(lái)分離高濃度的醇溶液。該分離裝置能夠分離高濃度的醇作為目 標(biāo)物質(zhì)是通過(guò)以下的動(dòng)作達(dá)到的。醇比水容易移動(dòng)到溶液的表面，表面的溶液的醇的濃度變高。如果 在此狀態(tài)下使其超聲波振動(dòng)，則高濃度的醇在超聲波振動(dòng)的能量作用下 變?yōu)楸§F，以細(xì)微的粒子釋放到空氣中。被釋放到空氣中的薄霧的醇濃 度變高。這是因?yàn)榇紳舛容^高的表面的溶液容易變?yōu)楸§F。此外，醇比水容易氣化也使薄霧的醇濃度變高。這是因?yàn)?，從醇水溶液的薄霧中醇 比水更多地氣化，使包含在輸送氣體中的醇濃度變高。因而，如果從輸 送氣體中回收包含在輸送氣體中的霧化的薄霧、和從薄霧中氣化的成分 即薄霧成分，則分離出高濃度的醇溶液。該方法能夠不將溶液加熱而分 離高濃度的醇溶液。因此，能夠以較少的能量消耗高濃度地分離目標(biāo)物 質(zhì)。此外，由于不加熱，所以還具有能夠不使目標(biāo)物質(zhì)變質(zhì)而分離的特 長(zhǎng)。但是，以上的分離裝置具有不能使醇水溶液的濃度成為很高、例如90%以上的高濃度的缺點(diǎn)。因此，為了使例如醇濃度成為90%以上的高 濃度，需要多次反復(fù)用分離裝置將醇水溶液分離來(lái)提高濃度。但是，如 果多次反復(fù)分離，則有總的能量消耗變大的缺點(diǎn)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是以消除該缺點(diǎn)為目的而開(kāi)發(fā)的，本發(fā)明的重要的目的是提 供一種能夠通過(guò)1次處理得到很高濃度的溶液的溶液分離裝置。本發(fā)明將溶液以薄霧的形式霧化到輸送氣體中，將包含霧化的薄霧 的輸送氣體移送到回收部3中，在回收部3中，從霧化的薄霧成分中分離并回收特定的目標(biāo)物質(zhì)。溶液的分離是通過(guò)以下工序而從輸送氣體中分離目標(biāo)物質(zhì)借助輸送氣體，使薄霧成分與具有分子篩作用的分子篩吸附劑4接觸，從而使包含在薄霧成分中的吸附成分吸附到分子篩吸附 劑4中，由此從薄霧成分中分離吸附成分的吸附工序；和從包含在由吸附工序分離了吸附成分的輸送氣體中的薄霧成分中分離沒(méi)有吸附到分 子篩吸附劑4中的非吸附成分的分離工序。本發(fā)明能夠使溶液超聲波振動(dòng)而以薄霧的形式霧化到輸送氣體中。 此外，本發(fā)明能夠?qū)⑷芤簭膰婌F噴嘴15噴霧而以薄霧的形式霧化到輸 送氣體中。本發(fā)明可以使用合成沸石的分子篩作為分子篩吸附劑4。 本發(fā)明可以使溶液為醇水溶液、使分離的目標(biāo)物質(zhì)為比溶液濃度高的醇、通過(guò)分子篩吸附劑4吸附包含在薄霧成分中的水作為吸附成分、 將沒(méi)有吸附到分子篩吸附劑4中的非吸附成分作為目標(biāo)物質(zhì)的醇。在該 分離中，可以在吸附工序中吸附吸附成分的水而從薄霧成分中分離，在 分離工序中從分離了水的薄霧成分中分離作為非吸附成分的目標(biāo)物質(zhì) 的醇。本發(fā)明可以使包含在由吸附工序分離了吸附成分的薄霧成分中的 非吸附成分在分離工序中吸附到第2吸附劑7中而從輸送氣體中分離。本發(fā)明可以在將輸送氣體用冷卻部19冷卻后，使其與分子篩吸附 劑4接觸，從而使吸附成分吸附到分子篩吸附劑4中。本發(fā)明的溶液的分離裝置具備將溶液霧化到輸送氣體中的霧化室 1、使溶液以薄霧的形式霧化到該霧化室1的輸送氣體中的霧化機(jī)構(gòu)2、 和使分子篩吸附劑4吸附由霧化機(jī)構(gòu)2霧化而用輸送氣體移送的薄霧成 分而從輸送氣體中分離的回收部3。回收部3具備吸附回收部5和分離 回收部6。在吸附回收部5中，使具有分子篩作用的分子篩吸附劑4吸 附包含在輸送氣體的薄霧成分中的吸附成分，并且從分子篩吸附劑4釋 放吸附的吸附成分，從而從薄霧成分中分離。在分離回收部6中，從由 吸附回收部5排出的包含薄霧成分的輸送氣體中分離包含在沒(méi)有被吸 附回收部5吸附的薄霧成分中的非吸附成分分離。在分離裝置中，由吸 附回收部5吸附薄霧成分的吸附成分而從輸送氣體中分離，由分離回收 部6吸附并分離薄霧成分的非吸附成分。在本發(fā)明的溶液的分離裝置中，霧化機(jī)構(gòu)2可以具備通過(guò)超聲波振 動(dòng)將霧化室1的溶液霧化為薄霧并使其飛散到輸送氣體中的超聲波振 子11、和連接在該超聲波振子11上并對(duì)超聲波振子11供給高頻率電力 使其產(chǎn)生超聲波振動(dòng)的超聲波電源12。在本發(fā)明的溶液的分離裝置中，霧化機(jī)構(gòu)2可以具備將溶液以薄霧 的形式噴霧到霧化室1中而霧化的噴霧噴嘴15、和對(duì)該噴霧噴嘴15加 壓供給溶液的加壓泵16。在本發(fā)明的溶液的分離裝置中，可以使吸附吸附成分的分子篩吸附劑4為合成沸石的分子篩。在本發(fā)明的溶液的分離裝置中，可以使溶液為醇水溶液，使吸附回 收部5的分子篩吸附劑4為將包含在薄霧成分中的水作為吸附成分吸附的分子篩。在本發(fā)明的溶液的分離裝置中，分離回收部6可以具備將包含在由 吸附回收部5的分子篩吸附劑4分離了吸附成分的薄霧成分中的非吸附 成分吸附而分離的第2吸附劑7，該第2吸附劑7吸附非吸附成分而從 輸送氣體中分離。在本發(fā)明的溶液的分離裝置中，可以使溶液為醇水溶液，使吸附回 收部5的分子篩吸附劑4為將包含在薄霧成分中的水作為吸附成分吸附 的分子篩，使分離回收部6的第2吸附劑7為吸附醇的吸附劑。在本發(fā)明的溶液的分離裝置中，吸附回收部5可以在密閉室20中 填充有分子篩吸附劑4，并且在該密閉室20上連結(jié)有真空泵22，由真 空泵22從密閉室20排氣，從分子篩吸附劑4釋放吸附成分。在本發(fā)明的溶液的分離裝置中，可以將密閉室20經(jīng)由開(kāi)閉閥21連 結(jié)到霧化室1，將開(kāi)閉閥21打開(kāi)而從霧化室1將包含薄霧成分的輸送 氣體供給到密閉室20中，使吸附成分吸附到分子篩吸附劑4中，將開(kāi) 閉閥21關(guān)閉而將密閉室20減壓，從分子篩吸附劑4釋放薄霧成分。在本發(fā)明的溶液的分離裝置中，可以在一對(duì)密閉室20中填充有分 子篩吸附劑4， 一對(duì)密閉室20經(jīng)由開(kāi)閉閥21連結(jié)到霧化室1。在該分 離裝置中，可以將一個(gè)開(kāi)閉閥21打開(kāi)而將包含薄霧成分的輸送氣體供 給到密閉室20中，使吸附成分吸附到分子篩吸附劑4中，將另一個(gè)開(kāi) 閉閥21關(guān)閉而從密閉室20排氣，從分子篩吸附劑4釋放吸附成分，將 開(kāi)閉閥21交替地開(kāi)閉，從輸送氣體中分離吸附成分。在本發(fā)明的溶液的分離裝置中，吸附回收部5可以具備溫度控制部 26。該溫度控制部26可以將吸附輸送氣體的吸附成分的分子篩吸附劑 4的溫度控制得比釋放吸附成分的分子篩吸附劑4的溫度低。本發(fā)明具有能夠通過(guò)1次處理得到很高濃度的溶液的特征。圖7是表示本發(fā)明能夠通過(guò)1次處理使醇水溶液成為高濃度的圖表。該圖在橫 軸上表示處理前的醇水溶液的濃度，在縱軸上表示處理后的醇水溶液的濃度。由該圖表可知，本發(fā)明的裝置能夠通過(guò)1次處理將40重量％的 醇水溶液濃縮為約97重量％的高濃度。雖然沒(méi)有圖示，但在本發(fā)明者 以前開(kāi)發(fā)的、專利文獻(xiàn)1所示的方法中，通過(guò)1次的處理只能夠?qū)?0 重量％的醇水溶液濃縮為約60重量％、將60重量％的醇水溶液濃縮為 約80重量％，此外，對(duì)于80重量％的醇水溶液幾乎不能濃縮。因而， 由此可知，本發(fā)明的裝置能夠通過(guò)1次處理使醇水溶液成為高濃度。此 外，本發(fā)明與蒸餾的方法相比較，還實(shí)現(xiàn)了能夠顯著減少消耗能量的特 征。這是因?yàn)椋景l(fā)明將溶液以薄霧的形式霧化到輸送氣體中，使包含 在霧化的薄霧成分中的吸附成分吸附到分子篩吸附劑中而分離，從被分 子篩吸附劑吸附而分離了吸附成分的輸送氣體中分離沒(méi)有吸附到分子 篩吸附劑中的非吸附成分。


圖1是表示有關(guān)本發(fā)明的一實(shí)施例的溶液的分離裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示有關(guān)本發(fā)明的另一實(shí)施例的溶液的分離裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。圖3是表示有關(guān)本發(fā)明的另一實(shí)施例的溶液的分離裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。圖4是表示有關(guān)本發(fā)明的另一實(shí)施例的溶液的分離裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。圖5是表示霧化室和超聲波霧化機(jī)的一例的概略剖視圖。圖6是表示溫度控制部的一例的概略結(jié)構(gòu)圖。圖7是表示溶液的分離裝置使醇水溶液成為高濃度的圖表。符號(hào)說(shuō)明1霧化室2霧化機(jī)構(gòu) 3回收部 4分子篩吸附劑 5吸附回收部6分離回收部7第2吸附劑8送風(fēng)機(jī)9移送管道10超聲波霧化機(jī)11超聲波振子12超聲波電源13泵14原液槽15噴霧噴嘴16加壓泵17壓縮機(jī)18冷卻管19冷卻部20密閉室20A第l密閉室20B第2密閉室21開(kāi)閉閥22真空泵23吸引管道24吸引閥25冷卻器26溫度控制部27熱交換器28加溫機(jī)構(gòu) 29冷卻機(jī)構(gòu) 30控制閥 31溫水箱 32冷水箱 33冷凍循環(huán) 34散熱器 35吸熱器 36壓縮器 37膨脹閥 38冷卻器 40密閉室 40A第1密閉室 40B第2密閉室 41開(kāi)閉閥 42真空泵 43吸引管道 44吸引閥 45冷卻器 46溫度控制部 47冷卻部 W溶液面 P液柱具體實(shí)施方式
以下，基于

本發(fā)明的實(shí)施例。但是，以下所示的實(shí)施例是 例示用來(lái)將本發(fā)明的技術(shù)思想具體化的溶液的分離方法和分離裝置的 實(shí)施例，本發(fā)明并不將溶液的分離裝置特定為以下的結(jié)構(gòu)。進(jìn)而，該說(shuō)明書為了使權(quán)利要求書容易理解，將對(duì)應(yīng)于實(shí)施例所示 的部件的標(biāo)號(hào)賦予給權(quán)利要求書及發(fā)明內(nèi)容中所示的部件。但是，決不 是將權(quán)利要求書所示的部件確定為實(shí)施例的部件。本發(fā)明的溶液的分離裝置從含有至少兩種物質(zhì)的溶液中分離高濃 度的特定溶液。本發(fā)明并沒(méi)有特定溶液的溶劑和溶質(zhì)，溶劑主要是水， 但除了水以外也可以使用醇等有機(jī)溶劑。溶液例如是以下的物質(zhì)。(1) 生物乙醇(2) 清酒、啤酒、葡萄酒、食醋、料酒、烈酒、燒酒、白蘭地、 威士忌、利久酒(3) 含有流烯、里哪醇、檸檬萜、多酚類等香料、芳香成分或香氣成分的溶液(4) 含有屬于作為飽和烴的鏈垸烴、環(huán)鏈垸烴、作為不飽和烴的 鏈烯烴、環(huán)鏈烯烴、鏈炔、或者醚、硫醚、或者芳香族烴中的任一種有 機(jī)化合物、或者它們結(jié)合而成的物質(zhì)的溶液(5) 含有將屬于作為飽和烴的鏈烷烴、環(huán)鏈垸烴、作為不飽和烴 的鏈烯烴、環(huán)鏈烯烴、鏈炔、或者醚、硫醚、或者芳香族烴中的任一種 的有機(jī)化合物、或者它們的結(jié)合體的至少一個(gè)氫原子或官能團(tuán)用鹵素取 代后的物質(zhì)的溶液(6) 含有將屬于作為飽和烴的鏈烷烴、環(huán)鏈烷烴、作為不飽和烴 的鏈烯烴、環(huán)鏈烯烴、鏈炔、或者醚、硫醚、或者芳香族烴中的任一種 有機(jī)化合物、或者它們的結(jié)合體的至少一個(gè)氫原子或官能團(tuán)用羥基取代 后的物質(zhì)的溶液(7) 含有將屬于作為飽和烴的鏈烷烴、環(huán)鏈烷烴、作為不飽和烴 的鏈烯烴、環(huán)鏈烯烴、鏈炔、或者醚、硫醚、或者芳香族烴中的任一種 有機(jī)化合物、或者它們的結(jié)合體的至少一個(gè)氫原子或官能團(tuán)用氨基取代 后的物質(zhì)的溶液(8) 含有將屬于作為飽和烴的鏈烷烴、環(huán)鏈烷烴、作為不飽和烴 的鏈烯烴、環(huán)鏈烯烴、鏈炔、或者醚、硫醚、或者芳香族烴中的任一種ii有機(jī)化合物、或者它們的結(jié)合體的至少一個(gè)氫原子或官能團(tuán)用羰基取代 后的物質(zhì)的溶液(9) 含有將屬于作為飽和烴的鏈烷烴、環(huán)鏈垸烴、作為不飽和烴 的鏈烯烴、環(huán)鏈烯烴、鏈炔、或者醚、硫醚、或者芳香族烴中的任一種 有機(jī)化合物、或者它們的結(jié)合體的至少一個(gè)氫原子或官能團(tuán)用羧基取代 后的物質(zhì)的溶液(10) 含有將屬于作為飽和烴的鏈烷烴、環(huán)鏈烷烴、作為不飽和烴的鏈烯烴、環(huán)鏈烯烴、鏈炔、或者醚、硫醚、或者芳香族烴中的任一種 有機(jī)化合物、或者它們的結(jié)合體的至少一個(gè)氫原子或官能團(tuán)用硝基取代 后的物質(zhì)的溶液(11) 含有將屬于作為飽和烴的鏈烷烴、環(huán)鏈烷烴、作為不飽和烴 的鏈烯烴、環(huán)鏈烯烴、鏈炔、或者醚、硫醚、或者芳香族烴中的任一種 有機(jī)化合物、或者它們的結(jié)合體的至少一個(gè)氫原子或官能團(tuán)用氰基取代 后的物質(zhì)的溶液(12) 含有將屬于作為飽和烴的鏈烷烴、環(huán)鏈烷烴、作為不飽和烴 的鏈烯烴、環(huán)鏈烯烴、鏈炔、或者醚、硫醚、或者芳香族烴中的任一種 有機(jī)化合物、或者它們的結(jié)合體的至少一個(gè)氫原子或官能團(tuán)用巰基取代 后的物質(zhì)的溶液(13) 含有將在上述(4) (12)的溶液中含有的任一種以上的 原子用金屬離子取代后的物質(zhì)的溶液(14) 含有將在上述(4) (12)的溶液中含有的分子中的任意 的氫原子、碳原子或官能團(tuán)用(4) (12)的分子中的任意的分子取 代后的物質(zhì)的溶液本發(fā)明將含有兩種以上的物質(zhì)的溶液以薄霧的狀態(tài)噴霧到輸送氣 體中，成為霧化的薄霧成分。為了霧化為薄霧，使溶液進(jìn)行超聲波振動(dòng) 而以薄霧的狀態(tài)噴霧到輸送氣體中，或者從噴霧噴嘴將溶液以細(xì)微的粒 子的狀態(tài)噴霧到輸送氣體中。被噴霧到輸送氣體中的薄霧成分通過(guò)使特 定的吸附成分吸附在分子篩吸附劑中而從輸送氣體中分離。分子篩吸附劑是將包含在薄霧成分中的吸附成分吸附的、具有分子篩作用的吸附 劑。由分子篩吸附劑分離了吸附成分的薄霧成分再?gòu)妮斔蜌怏w中將非吸 附成分分離。本發(fā)明例如從醇水溶液中分離高濃度的醇。在該方式中，使吸附在 分子篩吸附劑中的吸附成分為水、使不被吸附的非吸附成分為醇，能夠 高效率地分離高濃度的醇。在該方式中，使醇水溶液以薄霧的形式霧化 到輸送氣體中。在霧化的薄霧成分中，使吸附成分的水吸附到分子篩吸 附劑中。在將吸附成分的水吸附并分離后的薄霧成分中，作為非吸附成 分的醇濃度變高。在此狀態(tài)下，非吸附成分的高濃度的醇被從輸送氣體 中分離。通過(guò)超聲波振動(dòng)使溶液霧化為薄霧的方法能夠更高效率地得到 高濃度的醇。這是因?yàn)槌暡ㄕ駝?dòng)的霧化能夠使薄霧的醇濃度比溶液?jiǎn)Jo通過(guò)超聲波振動(dòng)而使被霧化的薄霧和沒(méi)有成為薄霧而殘留的溶液 中含有的物質(zhì)的濃度變得不同的一個(gè)理由是因?yàn)榘谌芤褐械奈镔|(zhì) 移動(dòng)到表面而變?yōu)楸砻孢^(guò)剩的比例不同。變?yōu)楸砻孢^(guò)剩的物性較強(qiáng)的溶 液由于表面濃度變高，所以如果使其超聲波振動(dòng)而使表面的溶液成為薄 霧并霧化，則薄霧中容易變?yōu)楸砻孢^(guò)剩的物質(zhì)的濃度變高。因而，如果 從該薄霧中回收表面過(guò)剩的物性較強(qiáng)的物質(zhì)，則其濃度變高。即，能夠 從溶液中分離含有高濃度的物質(zhì)的部分。進(jìn)而，即使溶液被噴霧噴嘴以薄霧的狀態(tài)噴霧到輸送氣體中，因?yàn)?前面所述的理由，薄霧成分中容易氣化的成分的濃度也變得比溶液高。 因此，如果通過(guò)噴霧噴嘴將醇水溶液噴霧到輸送氣體中，則薄霧成分的 醇濃度變得比溶液高。進(jìn)而，本發(fā)明中，將溶液的被霧化的薄霧成分通 過(guò)分子篩吸附劑分離為吸附成分和非吸附成分。因而，本發(fā)明并不將使 溶液霧化為薄霧的手段特定為超聲波振動(dòng)。例如，也可以將溶液從噴霧 噴嘴以細(xì)微的粒子噴霧到輸送氣體中而使其成為薄霧。以下，表示使溶液為醇、從醇中分離高濃度的醇的裝置和方法。但 是，本發(fā)明并不將溶液特定為醇。這是因?yàn)?，被霧化為薄霧的薄霧成分能夠通過(guò)吸附劑分離為吸附成分和非吸附成分。圖1至圖4所示的分離裝置具備將溶液霧化到輸送氣體中的霧化室I、 將溶液以薄霧的形式霧化到該霧化室1的輸送氣體中的霧化機(jī)構(gòu)2、 將由霧化機(jī)構(gòu)2從溶液中以薄霧的形式霧化的薄霧成分回收的回收部 3、和將由霧化室1霧化的薄霧成分與輸送氣體一起向回收部3移送的 送風(fēng)機(jī)8。圖1和圖2的霧化機(jī)構(gòu)2使溶液超聲波振動(dòng)而霧化為薄霧。圖3和 圖4的霧化機(jī)構(gòu)2通過(guò)加壓泵16將溶液加壓而供給到噴霧噴嘴15中， 從噴霧噴嘴15噴霧而霧化為薄霧。通過(guò)超聲波振動(dòng)將溶液霧化為薄霧的霧化機(jī)構(gòu)2是使霧化室1的溶 液超聲波振動(dòng)而霧化為薄霧的超聲波霧化機(jī)10。該超聲波霧化機(jī)10具 備使霧化室1的溶液超聲波振動(dòng)而霧化為薄霧的1個(gè)或多個(gè)超聲波振子II、 和連接在該超聲波振子11上而對(duì)超聲波振子11供給高頻率電力使 其產(chǎn)生超聲波振動(dòng)的超聲波電源12。這些圖中所示的裝置將在霧化室1 中從溶液變?yōu)楸§F而霧化的薄霧成分用送風(fēng)機(jī)8與輸送氣體一起移送 到回收部3中。其中，盡管沒(méi)有圖示，但分離裝置也可以做成利用靜電 場(chǎng)或超聲波移送薄霧的構(gòu)造。霧化室l如圖所示，經(jīng)由泵13連結(jié)儲(chǔ)存有溶液的原液槽14，能夠 從原液槽14連續(xù)地供給溶液。該裝置一邊將霧化室1的溶液排出，一 邊從原液槽14供給溶液，防止霧化室1的溶液的醇等目標(biāo)物質(zhì)濃度降 低。此外，如圖的箭頭A所示，霧化室1的溶液不會(huì)循環(huán)到原液槽14 中而排出到外部，可以防止原液槽14中含有的目標(biāo)物質(zhì)的濃度降低。 其中，霧化室也可以在目標(biāo)物質(zhì)的濃度降低后將溶液替換為新的溶液。 該方法是經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間則將溶液替換為新的溶液的方法、即批量式更 換溶液。霧化室1的溶液被超聲波霧化纟幾10霧化為薄霧。被超聲波霧化機(jī) 10霧化的薄霧中，目標(biāo)物質(zhì)的濃度比溶液高。因而，通過(guò)用超聲波霧 化機(jī)10將溶液霧化為薄霧，從薄霧中分離并回收目標(biāo)物質(zhì)，能夠?qū)⒏邼舛鹊娜芤焊咝实胤蛛x。通過(guò)超聲波霧化機(jī)10使霧化室1的溶液超聲波振動(dòng)，成為比霧化 室1的溶液濃度高的薄霧而從溶液面W飛散。如果使溶液超聲波振動(dòng)，則在溶液面W上形成液柱P，從該液柱P的表面產(chǎn)生薄霧。圖5所示的超聲波霧化機(jī)io在填充有溶液的霧化室1的底部，朝上配設(shè)有超聲波霧化機(jī)10的超聲波振子11。超聲波振子11從底部朝向溶液面W朝 上放射超聲波，使溶液面W產(chǎn)生超聲波振動(dòng)，產(chǎn)生液柱P。超聲波振 子ll沿垂直方向放射超聲波。圖中的超聲波霧化機(jī)IO具備多個(gè)超聲波振子11和使這些超聲波振 子11產(chǎn)生超聲波振動(dòng)的超聲波電源12。超聲波振子11以水密封構(gòu)造固 定在霧化室1的底部上。多個(gè)超聲波振子11使溶液超聲波振動(dòng)的裝置 可以更有效地將溶液霧化為薄霧。超聲波振子11及超聲波電源12如果將霧化室1的溶液加熱則有品 質(zhì)降低的問(wèn)題。熱帶來(lái)的害處可以通過(guò)將超聲波振子11強(qiáng)制地冷卻來(lái) 消除。進(jìn)而，優(yōu)選地將超聲波電源12也冷卻。超聲波電源12雖然不會(huì) 直接將溶液加熱，但將周圍加熱而間接地將溶液加熱。超聲波振子11 及超聲波電源12如圖5所示，可以在它們上以熱耦合的狀態(tài)配設(shè)冷卻 管18，即通過(guò)以接觸的狀態(tài)配設(shè)冷卻管18來(lái)冷卻。冷卻管18中流過(guò) 由冷卻機(jī)冷卻的液體或冷卻劑、或者地下水或自來(lái)水等的冷卻水，從而 將超聲波振子11和超聲波電源12冷卻。圖3的霧化機(jī)構(gòu)2具備將溶液吸入并加壓的加壓泵16、和將從該加 壓泵16供給的加壓的溶液以薄霧的狀態(tài)噴霧而霧化的噴霧噴嘴15。噴 霧噴嘴15將溶液以薄霧狀態(tài)噴霧到霧化室1的輸送氣體中而霧化。圖4的霧化機(jī)構(gòu)2具備噴霧噴嘴15和對(duì)該噴霧噴嘴15供給加壓的 輸送氣體的氣體的壓縮機(jī)17。輸送氣體是空氣或惰性氣體。使輸送氣 體為空氣的裝置在壓縮機(jī)17中使用壓縮器。該霧化機(jī)構(gòu)2的噴霧噴嘴 15是供給溶液和加壓氣體、使溶液成為細(xì)微的薄霧而噴霧的雙流體噴 嘴。該噴霧噴嘴15通過(guò)從壓縮機(jī)17供給的加壓氣體，使溶液成為細(xì)微的薄霧而噴霧以進(jìn)行霧化。在霧化室1中被霧化的溶液的薄霧借助輸送氣體流入到回收部3中。為了使薄霧流入到回收部3中，將回收部3用移送管道9連結(jié)在霧 化室1上。圖2至圖4所示的分離裝置是通過(guò)送風(fēng)機(jī)8使輸送氣體循環(huán) 到回收部3和霧化室1中的構(gòu)造。在這些分離裝置中，使從霧化室1移 送到回收部3中，被分離了薄霧成分的輸送氣體回流到霧化室1中。這 些分離裝置優(yōu)選地將惰性氣體作為輸送氣體填充到霧化室1和回收部3 中。該裝置通過(guò)惰性氣體防止霧化室1及回收部3中的溶液的變質(zhì)。因 此，能夠在更高品質(zhì)的狀態(tài)下得到高濃度的溶液。其中，在輸送氣體中 也可以使用空氣。此外，圖1所示的分離裝置不將從霧化室1移送到回 收部3中的輸送氣體再次回流到霧化室1中而釋放到大氣中。這些分離 裝置使用空氣作為輸送氣體?；厥詹?從輸送氣體中分離由霧化機(jī)1霧化的薄霧成分并回收?；?收部3具備從輸送氣體中回收包含在薄霧成分中的吸附成分的吸附回 收部5、和從薄霧成分中分離沒(méi)有被吸附回收部5吸附的薄霧成分中含 有的非吸附成分的分離回收部6。進(jìn)而，圖l和圖3所示的回收部3具 備將供給到吸附回收部5中的輸送氣體冷卻的冷卻部19。冷卻部19將包含薄霧成分的輸送氣體冷卻，提高吸附劑的吸附效 率。此外，該冷卻部19將包含在輸送氣體中的薄霧凝聚，將比溶液濃 度高的醇溶液回收。由冷卻部19回收的醇溶液比溶液的濃度高，但是 比由分離回收部6回收的醇溶液濃度低。例如，在使溶液的醇濃度為 40 80重量％時(shí)，由冷卻部19回收的醇溶液的濃度為約55重量％ 約 85重量％。使溶液的醇濃度為40 80重量％時(shí)，以下詳述的由分離回 收部6回收的醇溶液的濃度為97重量％以上的很高的濃度。圖示的冷卻部19在密閉構(gòu)造的腔室中內(nèi)裝有將輸送氣體和薄霧冷 卻的冷卻器38。圖中的冷卻器38是將翅片(未圖示)固定在熱交換管 上的熱交換器。該冷卻器38使冷卻用的冷卻劑或冷卻水循環(huán)到熱交換 管中而冷卻。但是，冷卻器也可以做成具備珀?duì)柼鹊碾娮永鋮s器。在霧化室1中被霧化的薄霧成分的一部分結(jié)露、凝聚在冷卻器38上而 被回收。含有被冷卻部19冷卻的薄霧成分的輸送氣體被移送到吸附回 收部5中。由于薄霧不是氣體，所以不一定要冷卻而凝聚回收。但是， 通過(guò)將薄霧冷卻可以迅速地回收。吸附回收部5使包含在由冷卻部19冷卻的輸送氣體和薄霧成分中 的吸附成分的水吸附到分子篩吸附劑4中而分離。吸附回收部5通過(guò)以 下工序?qū)⑽匠煞值乃畯妮斔蜌怏w的薄霧成分中分離使包含在薄霧成 分中的吸附成分的水接觸分子篩吸附劑4而吸附的吸附工序、和使在吸 附工序中吸附在分子篩吸附劑4中的吸附成分的水從分子篩吸附劑4中 釋放的釋放工序。在吸附回收部5中，使釋放工序中的壓力比吸附工序中的壓力低， 從而將吸附成分的水從薄霧成分中分離。即，在吸附回收部5中，使釋 放吸附的吸附成分時(shí)的壓力比吸附吸附成分時(shí)的壓力低，從而將吸附成 分的水從薄霧成分中分離。使釋放工序中的壓力比吸附工序中的壓力低是因?yàn)榉肿雍Y吸附劑4 的吸附量隨著壓力而變化。分子篩吸附劑4吸附吸附成分的水的特性根 據(jù)分子篩吸附劑4的種類和吸附成分的種類而不同，但一般有在相同的 溫度下如果壓力變高則吸附量增加、如果壓力變低則吸附量減少的趨 勢(shì)。此外，分子篩吸附劑4的吸附量在相同的壓力下具有如果溫度變高 則減少、溫度變低則增加的趨勢(shì)。本發(fā)明的分離裝置利用該特性，將包含在薄霧成分中的吸附成分分 離，將更高濃度的醇等目標(biāo)物質(zhì)回收。即，通過(guò)使釋放工序中的壓力比 吸附工序中的壓力低，在吸附工序中使分子篩吸附劑4吸附大量的吸附 成分，在釋放工序中減少分子篩吸附劑4能夠吸附的吸附成分的量，從 分子篩吸附劑4中釋放吸附成分。吸附回收部5具備填充有分子篩吸附劑4的密閉室20、控制流入到 該密閉室20中或從密閉室20排出的輸送氣體的通過(guò)的開(kāi)閉閥21、和 連結(jié)到密閉室20并從密閉室20排氣的真空泵22。密閉室20是封閉的腔室，在內(nèi)部中填充有分子篩吸附劑4。分子篩 吸附劑4是合成沸石的分子篩。有關(guān)分子篩，使用可吸附吸附成分的水 的有效細(xì)孔徑的分子篩、例如有效細(xì)孔徑為3埃的分子篩。分子篩吸附 劑4根據(jù)吸附成分的不同而有效細(xì)孔徑不同。例如，有效細(xì)孔徑為5埃 的分子篩吸附碳數(shù)為3以上的正構(gòu)垸烴，而不吸附異構(gòu)烷烴、苯、甲苯 等。因此，使用該有效細(xì)孔徑的分子篩，能夠從異構(gòu)垸烴、苯、甲苯等 中吸附而分離碳數(shù)為3以上的正構(gòu)垸烴。密閉室20經(jīng)由移送管道9連結(jié)在冷卻部19的排出側(cè)。從冷卻部19 流入的包含薄霧成分的輸送氣體在通過(guò)密閉室20時(shí)，使吸附成分吸附 到分子篩吸附劑4中。密閉室20將排出側(cè)連結(jié)到分離回收部6上，將 吸附了吸附成分的水的輸送氣體供給到分離回收部6中。進(jìn)而，圖1至圖4所示的密閉室20將排出側(cè)經(jīng)由移送管道9連結(jié) 到分離回收部6上。在連結(jié)到密閉室20的流入側(cè)和排出側(cè)的移送管道 9上設(shè)有開(kāi)閉閥21。吸附回收部5在將開(kāi)閉閥21打開(kāi)的狀態(tài)下將包含 薄霧成分的輸送氣體供給到密閉室20中，使分子篩吸附劑4吸附包含 在輸送氣體中的薄霧成分。進(jìn)而，密閉室20經(jīng)由吸引管道23連結(jié)到真空泵22的吸入側(cè)。在 吸引管道23上設(shè)有吸引閥24。真空泵22從密閉室20強(qiáng)制地排氣而將 密閉室20減壓。分子篩吸附劑4如果被減壓則將吸附的吸附成分釋放。 真空泵22將從分子篩吸附劑4釋放的吸附成分強(qiáng)制地排氣。圖1和圖 3的裝置在真空泵22的排出側(cè)連結(jié)著冷卻器25。冷卻器25將從分子篩 吸附劑4釋放的吸附成分冷卻而結(jié)露，或者凝聚而成為液體的水回收。 因而，冷卻器25將被分子篩吸附劑4吸附的吸附成分的水排出。但是， 如圖2和圖4所示，并不一定需要該冷卻器。這是因?yàn)?，使吸附成分?水的裝置能夠?qū)姆肿雍Y吸附劑釋放的吸附成分的水丟棄。圖3所示的分離裝置將送風(fēng)機(jī)8配設(shè)在冷卻部19和吸附回收部5 之間。該分離裝置將由送風(fēng)機(jī)8循環(huán)的輸送氣體以加壓狀態(tài)供給到吸附 回收部5和分離回收部6中。送風(fēng)機(jī)8可以將例如加壓到比大氣壓高壓的輸送氣體供給到吸附回收部5和分離回收部6中。使供給到吸附回收 部5和分離回收部6中的輸送氣體成為加壓狀態(tài)的分離裝置具有能夠增 加吸附工序中的吸附量的特長(zhǎng)。因此，能夠高效率地從輸送氣體中分離 吸附成分和非吸附成分。但是，吸附回收部5也可以分別控制連結(jié)到密 閉室20的吸入側(cè)的開(kāi)閉閥21、和連結(jié)到密閉室20的排出側(cè)的開(kāi)閉閥 21，調(diào)節(jié)供給到密閉室20中的輸送氣體的壓力。進(jìn)而，分離裝置并不 一定需要使供給的輸送氣體的壓力比大氣壓高，也可以使其為大氣壓。 進(jìn)而，圖中所示的吸附回收部5具備由第1密閉室20A和第2密閉 室20B構(gòu)成的一對(duì)密閉室20。該構(gòu)造的吸附回收部5具有能夠一邊將 一對(duì)密閉室20切換為吸附工序和釋放工序一邊在一對(duì)密閉室20中高效 率地將吸附成分的水分離的特長(zhǎng)。該構(gòu)造的吸附回收部5如以下這樣從 輸送氣體中分離吸附成分。(1) 將第1密閉室20A的開(kāi)閉閥21打開(kāi)，將第2密閉室20B的 開(kāi)閉閥21和第1密閉室20A的吸引閥24關(guān)閉。在此狀態(tài)下從冷卻部 19供給的輸送氣體流入到第1密閉室20A內(nèi)，使填充在第1密閉室20A 中的分子篩吸附劑4吸附吸附成分的水。(2) 經(jīng)過(guò)規(guī)定的時(shí)間后，將第1密閉室20A的開(kāi)閉閥21和第2 密閉室20B的吸引閥24關(guān)閉，將第2密閉室20B的開(kāi)閉閥21打開(kāi)。 在此狀態(tài)下從冷卻部19供給的輸送氣體不流入到第1密閉室20A中而 流入到第2密閉室20B內(nèi)，使填充在第2密閉室20B中的分子篩吸附 劑4吸附吸附成分的水。(3) 將第1密閉室20A的吸引閥24打開(kāi)，通過(guò)真空泵22從第1 密閉室20A排氣。第1密閉室20A被減壓，從分子篩吸附劑4將吸附 成分的水分離。(4) 從第1密閉室20A的分子篩吸附劑4分離的吸附成分的水被 從第1密閉室20A排出而流入到冷卻器25中，被冷卻器25冷卻、凝 結(jié)、凝聚而回收。吸附成分也可以不通過(guò)冷卻器冷卻，而從真空泵排氣 到外部。(5) 進(jìn)而，經(jīng)過(guò)規(guī)定的時(shí)間后，將第1密閉室20A的開(kāi)閉閥21 打開(kāi)，將第2密閉室20B的開(kāi)閉閥21和第1密閉室20A的吸引閥24 關(guān)閉。在此狀態(tài)下，從冷卻部19供給的輸送氣體不流入到第2密閉室 20B內(nèi)而流入到第1密閉室20A內(nèi)，使填充到第1密閉室20A中的分 子篩吸附劑4吸附吸附成分的水。(6) 將第2密閉室20B的吸引閥24打開(kāi)，通過(guò)真空泵22從第2 密閉室20B排氣。第2密閉室20B被減壓，從分子篩吸附劑4將吸附 成分的水分離。(7) 從第2密閉室20B的分子篩吸附劑4分離的吸附成分被從第 2密閉室20B排出而流入到冷卻器25中，被冷卻器25冷卻、凝結(jié)、凝聚而回收。該吸附成分也可以從真空泵排氣到外部。(8) 重復(fù)(2) (7)的工序，即將開(kāi)閉閥21交替地開(kāi)閉，通過(guò) 一對(duì)密閉室20將吸附成分從薄霧成分中分離。進(jìn)而，吸附回收部5能夠使吸附工序中的分子篩吸附劑4的溫度比 釋放工序中的分子篩吸附劑4的溫度低，從而更高效率地將輸送氣體的 吸附成分回收。這如上所述，是因?yàn)榉肿雍Y吸附劑4的吸附量也隨著溫 度而變化。吸附回收部5例如在吸附工序中可以將分子篩吸附劑4冷卻 而增加吸附量。圖1和圖3所示的回收部3通過(guò)冷卻部19將輸送氣體和薄霧成分 冷卻，供給到吸附回收部5中。該裝置可增加吸附工序中的吸附成分的 吸附量，大量地吸附包含在薄霧成分中的吸附成分。但是，回收部并不 一定需要設(shè)置冷卻部，也可以不將包含薄霧成分的輸送氣體用冷卻部冷 卻而供給到吸附回收部中。進(jìn)而，吸附回收部5也可以在釋放工序中將分子篩吸附劑4加溫。 被加溫的分子篩吸附劑4由于能夠吸附的吸附成分的量減少，所以能夠 將吸附的吸附成分高效率地分離。該吸附回收部雖然沒(méi)有圖示，但具備 將分子篩吸附劑加溫的溫度控制部。該溫度控制部例如是加溫器，配設(shè) 在密閉室的內(nèi)部中，將分子篩吸附劑加溫。在加溫器中，可以使用加熱用熱交換器或加熱器。進(jìn)而，圖2和圖4的吸附回收部5為了控制填充在密閉室20中的 分子篩吸附劑4的溫度而具備溫度控制部26。該溫度控制部26是能夠 將填充在密閉室20中的分子篩吸附劑4冷卻及加溫的構(gòu)造。圖6中表示溫度控制部26。該圖所示的溫度控制部26具備配設(shè)在 各密閉室20中的熱交換器27、使溫水循環(huán)到一個(gè)密閉室20的熱交換 器27中的加溫機(jī)構(gòu)28、使冷水循環(huán)到另一個(gè)密閉室20中的冷卻機(jī)構(gòu) 29、切換循環(huán)到各密閉室20中的溫水和冷水的控制閥30、和將加溫機(jī) 構(gòu)28的溫水箱31加熱并將冷卻機(jī)構(gòu)29的冷水箱32冷卻的冷凍循環(huán) 33。熱交換器27配設(shè)在密閉室20的內(nèi)部中。熱交換器27在內(nèi)部循環(huán) 有溫水的狀態(tài)下將分子篩吸附劑4加溫，在內(nèi)部中循環(huán)有冷水的狀態(tài)下 將分子篩吸附劑4冷卻。加溫機(jī)構(gòu)28在溫水箱31的內(nèi)部中配設(shè)有冷凍 循環(huán)33的散熱器34，使由散熱器34加溫的溫水循環(huán)到循環(huán)路徑中， 從而將密閉室20加溫。冷卻機(jī)構(gòu)29在冷水箱32的內(nèi)部中配設(shè)有冷凍 循環(huán)33的吸熱器35，使由吸熱器35冷卻的冷水循環(huán)到循環(huán)路徑中， 從而將密閉室20冷卻。但是，加溫機(jī)構(gòu)和冷卻機(jī)構(gòu)也可以使水以外的 冷卻劑循環(huán)。冷凍循環(huán)33具備將氣化的冷卻劑加壓的壓縮器36、使由該壓縮器 36加壓的冷卻劑液化的散熱器34、通過(guò)液化的冷卻劑的氣化熱強(qiáng)制地 冷卻的吸熱器35、和連接在散熱器34和吸熱器35之間的膨脹閥37。 膨脹閥37使被加壓冷卻而液化的冷卻劑在吸熱部35的內(nèi)部中隔熱膨 脹，通過(guò)冷卻劑的氣化熱將吸熱器35強(qiáng)制地冷卻。該冷凍循環(huán)33調(diào)節(jié) 膨脹閥37的開(kāi)度和壓縮器36的輸出，以使散熱器34和吸熱器35的溫 度成為設(shè)定溫度。以上構(gòu)造的溫度控制部26切換控制閥30，使溫水循環(huán)到一個(gè)密閉 室20的熱交換器27中而加溫，使冷水循環(huán)到另一個(gè)密閉室20的熱交 換器27中而冷卻。該構(gòu)造的溫度控制部26由于能夠通過(guò)一個(gè)冷凍循環(huán)33將一對(duì)密閉室20加溫及冷卻，所以能夠高效率地對(duì)填充在一對(duì)密閉 室20中的分子篩吸附劑4進(jìn)行溫度控制。具備一對(duì)密閉室20的吸附回 收部5在一個(gè)密閉室20處于吸附工序的狀態(tài)下，另一個(gè)密閉室20處于 釋放工序。因而，該溫度控制部26能夠?qū)⑻幱谖焦ば虻拿荛]室20冷 卻而使分子篩吸附劑4高效率地吸附吸附成分，并且能夠?qū)⑻幱卺尫殴?序的密閉室20加溫而將吸附到分子篩吸附劑4中的吸附成分高效率地 分離。分離回收部6將由吸附回收部5分離吸附成分的水、提高了非吸附 成分的醇濃度的薄霧成分回收。該分離回收部6使第2吸附劑7吸附非 吸附成分的醇而分離。分離回收部6通過(guò)以下工序從輸送氣體的薄霧成 分中分離非吸附成分的醇使包含在薄霧成分中的非吸附成分的醇接觸 而吸附在第2吸附劑7上的吸附工序、和使在吸附工序中吸附在第2吸 附劑7中的非吸附成分的醇從第2吸附劑7釋放的釋放工序。分離回收部6與吸附回收部5同樣，使釋放工序中的壓力比吸附工 序中的壓力低，將非吸附成分的醇從薄霧成分中分離。使釋放工序中的壓力比吸附工序中的壓力低是因?yàn)榈?吸附劑7的 吸附量與分子篩吸附劑4同樣隨著壓力而變化。此外，第2吸附劑7的 吸附量在相同的壓力下有如果溫度變高則減少、如果溫度變低則增加的 趨勢(shì)。分離回收部6的第2吸附劑7將包含在薄霧成分中的非吸附成分吸 附，將更高濃度的醇等目標(biāo)物質(zhì)回收。即，通過(guò)使釋放工序中的壓力比 吸附工序中的壓力低，在吸附工序中使第2吸附劑7吸附大量的非吸附 成分，在釋放工序中減少能夠吸附到第2吸附劑7中的非吸附成分的量， 從第2吸附劑7釋放非吸附成分。分離回收部9與吸附回收部5同樣，具備填充第2吸附劑7的密閉 室40、控制流入到該密閉室40中或從密閉室40排出的輸送氣體的通 過(guò)的開(kāi)閉閥41、和連結(jié)到密閉室40并從密閉室40排氣的真空泵42。密閉室40是封閉的腔室，在內(nèi)部中填充有第2吸附劑7。第2吸附劑7是吸附不被分子篩吸附劑4吸附的非吸附成分的醇的合成沸石的分子篩。有關(guān)分子篩，使用可吸附非吸附成分的醇的有效細(xì)孔徑的分子篩、例如有效細(xì)孔徑為5埃的分子篩。第2吸附劑7可以使用能夠吸附由分 子篩吸附劑4分離了吸附成分的薄霧成分的所有的吸附劑，例如也可以 使用沸石、活性炭、氧化鋰、硅膠中的任一種、或者它們的混合物。密閉室40經(jīng)由移送管道9連結(jié)在吸附回收部5的排出側(cè)。進(jìn)而， 在圖1和圖3的裝置中，經(jīng)由冷卻部47將分離回收部6的密閉室40連 結(jié)到吸附回收部5。該分離回收部6使第2吸附劑7從由冷卻部47冷 卻的輸送氣體中吸附非吸附成分的醇而分離。進(jìn)而，圖2至圖4所示的密閉室40將排出側(cè)經(jīng)由移送管道9連結(jié) 到霧化室1，圖1的密閉室40將輸送氣體的排出側(cè)開(kāi)放到大氣中。在 連結(jié)到密閉室40的流入側(cè)和排出側(cè)的移送管道9上設(shè)有開(kāi)閉閥41。分 離回收部6在將開(kāi)閉閥41打開(kāi)的狀態(tài)下將包含薄霧成分的輸送氣體供 給到密閉室40中，使第2吸附劑7吸附包含在輸送氣體中的薄霧成分 的非吸附成分。進(jìn)而，密閉室40經(jīng)由吸引管道43連結(jié)到真空泵42的吸入側(cè)。在 吸引管道43上設(shè)有吸引閥44。真空泵42從密閉室40強(qiáng)制地排氣而將 密閉室40減壓。第2吸附劑7如果被減壓則將吸附的非吸附成分釋放。 真空泵42將從第2吸附劑7釋放的非吸附成分強(qiáng)制地排氣。圖中的裝 置在真空泵42的排出側(cè)連結(jié)著冷卻器45。冷卻器45將從第2吸附劑7釋放的非吸附成分冷卻而結(jié)露，或者 凝聚而將高濃度的醇回收。因而，從冷卻器45排出被第2吸附劑7吸 附的非吸附成分的高濃度的醇。分離裝置如圖3的點(diǎn)劃線所示，可以將送風(fēng)機(jī)8連結(jié)在吸附回收部 5和分離回收部6之間。該送風(fēng)機(jī)8將從吸附回收部5排出的輸送氣體 以加壓狀態(tài)供給到分離回收部6中。該送風(fēng)機(jī)8可以將例如加壓到高壓 的輸送氣體供給到分離回收部6中，使吸附工序中的非吸附成分的吸附 量增加。但是，分離裝置并不一定需要在吸附回收部與分離回收部之間連結(jié)送風(fēng)機(jī)。進(jìn)而，圖中所示的分離回收部6與吸附回收部5同樣，具備由第l 密閉室40A和第2密閉室40B構(gòu)成的一對(duì)密閉室40。該構(gòu)造的分離回 收部6具有能夠一邊將一對(duì)密閉室40切換為吸附工序和釋放工序一邊 在一對(duì)密閉室40中高效率地將非吸附成分的醇分離的特長(zhǎng)。該構(gòu)造的分離回收部6如以下這樣從輸送氣體中分離非吸附成分。(1) 將第1密閉室40A的開(kāi)閉閥41打開(kāi)，將第2密閉室40B的 開(kāi)閉閥41和第1密閉室40A的吸引閥40關(guān)閉。在此狀態(tài)下從吸附回 收部5供給的輸送氣體流入到第1密閉室40A內(nèi)，使填充在第1密閉 室40A中的第2吸附劑7吸附非吸附成分的醇。(2) 經(jīng)過(guò)規(guī)定的時(shí)間后，將第1密閉室40A的開(kāi)閉閥41和第2 密閉室40B的吸引閥40關(guān)閉，將第2密閉室40B的開(kāi)閉閥41打開(kāi)。 在此狀態(tài)下從冷卻部19供給的輸送氣體不流入到第1密閉室40A中而 流入到第2密閉室40B內(nèi)，使填充在第2密閉室40B中的第2吸附劑7 吸附非吸附成分的醇。(3) 將第1密閉室40A的吸引閥40打開(kāi)，通過(guò)真空泵42從第1 密閉室40A排氣。第1密閉室40A被減壓，從第2吸附劑7將非吸附 成分的醇分離。(4) 從第1密閉室40A的第2吸附劑7分離的非吸附成分的醇被 從第1密閉室40A排出而流入到冷卻器45中，被冷卻器45冷卻、凝 結(jié)、凝聚、成為高濃度的醇而回收。(5) 進(jìn)而，經(jīng)過(guò)規(guī)定的時(shí)間后，將第1密閉室40A的開(kāi)閉閥41 打開(kāi)，將第2密閉室40B的開(kāi)閉閥41和第1密閉室40A的吸引閥40 關(guān)閉。在此狀態(tài)下，從冷卻部19供給的輸送氣體不流入到第2密閉室 40B內(nèi)而流入到第1密閉室40A內(nèi)，使填充在第1密閉室40A中的第2 吸附劑7吸附非吸附成分的醇。(6) 將第2密閉室40B的吸引閥40打開(kāi)，通過(guò)真空泵42從第2 密閉室40B排氣。第2密閉室40B被減壓，從第2吸附劑7將非吸附成分的醇在高濃度的狀態(tài)下分離。(7) 從第2密閉室40B的第2吸附劑7分離的非吸附成分被從第 2密閉室40B排出而流入到冷卻器45中，被冷卻器45冷卻、凝結(jié)、凝 聚而回收。(8) 重復(fù)(2) (7)的工序，即將開(kāi)閉閥41交替地開(kāi)閉，通過(guò) 一對(duì)密閉室40將作為非吸附成分的高濃度的醇從薄霧成分中分離。進(jìn)而，分離回收部6與吸附回收部5同樣，能夠使吸附工序中的第 2吸附劑7的溫度比釋放工序中的第2吸附劑7的溫度低、更高效率地 將輸送氣體的非吸附成分回收。圖1和圖3所示的回收部3通過(guò)冷卻部47將輸送氣體和薄霧成分 冷卻，供給到分離回收部6中。該裝置可增加分離工序中的非吸附成分 的吸附量，大量地吸附包含在薄霧成分中的非吸附成分。但是，回收部 并不一定需要設(shè)置該冷卻部，也可以不將包含薄霧成分的輸送氣體冷卻 而供給到分離回收部中。進(jìn)而，分離回收部與吸附回收部同樣，可以在釋放工序中將第2吸 附劑加溫而將吸附的非吸附成分高效率地分離。該分離回收部通過(guò)溫度 控制部將第2吸附劑加溫。溫度控制部例如是加溫器，配設(shè)在密閉室的 內(nèi)部中，將第2吸附劑加溫。在加溫器中可以使用加熱用熱交換器或加 熱器。進(jìn)而，圖2和圖4的分離回收部6與吸附回收部5同樣，具備控制 填充在密閉室40中的第2吸附劑7的溫度的溫度控制部46。該溫度控 制部46做成與圖6所示的吸附回收部5的溫度控制部26相同的構(gòu)造， 能夠?qū)⑻畛湓诿荛]室40中的第2吸附劑7冷卻及加溫。進(jìn)而，溫度控制部46將第2吸附劑7加溫的分離回收部6具有能 夠?qū)姆蛛x回收部6循環(huán)到霧化室1中的輸送氣體加溫、在霧化室1中 高效率地產(chǎn)生薄霧的特長(zhǎng)。這是因?yàn)?，在霧化室1中溶液被霧化為薄霧 的程度隨著溶液和輸送氣體的溫度而變化，如果輸送氣體和溶液的溫度 變高則薄霧的產(chǎn)生量增加。溫度控制部46將輸送氣體加溫到25 30°C 。但是，溫度控制部46也可以將輸送氣體加溫到15 4(TC而供給到霧化 室1中。如果供給到霧化室1中的輸送氣體的溫度變高則薄霧的產(chǎn)生量 變多，但如果溫度過(guò)高則使醇等目標(biāo)物質(zhì)變質(zhì)。相反，如果溫度較低， 則有使目標(biāo)物質(zhì)成為薄霧的效率降低的傾向。本發(fā)明的溶液的分離裝置能夠適合用于從生物乙醇、酒、酒原料等 醇溶液中分離高濃度的醇等的用途中。
權(quán)利要求
1、一種溶液的分離裝置，具備將溶液霧化到輸送氣體中的霧化室(1)、使溶液以薄霧的形式霧化到該霧化室(1)的輸送氣體中的霧化機(jī)構(gòu)(2)、和使分子篩吸附劑(4)吸附由霧化機(jī)構(gòu)(2)霧化而用輸送氣體移送的薄霧成分而從輸送氣體中分離的回收部(3)；回收部(3)具備使具有分子篩作用的分子篩吸附劑(4)吸附包含在輸送氣體的薄霧成分中的吸附成分并且從分子篩吸附劑(4)釋放吸附的吸附成分而從薄霧成分中分離的吸附回收部(5)、和從由該吸附回收部(5)排出的包含薄霧成分的輸送氣體中分離包含在沒(méi)有被吸附回收部(5)吸附的薄霧成分中的非吸附成分的分離回收部(6)；由吸附回收部(5)吸附薄霧成分的吸附成分而從輸送氣體中分離，由分離回收部(6)吸附并分離薄霧成分的非吸附成分。
2、 如權(quán)利要求1所述的溶液的分離裝置，其特征在于，霧化機(jī)構(gòu)(2) 具備通過(guò)超聲波振動(dòng)將霧化室(1)的溶液霧化為薄霧并使其飛散 到輸送氣體中的超聲波振子(11)、和連接在該超聲波振子(11)上并 對(duì)超聲波振子(11)供給高頻率電力使其產(chǎn)生超聲波振動(dòng)的超聲波電源(12)。
3、 如權(quán)利要求1所述的溶液的分離裝置，其特征在于，霧化機(jī)構(gòu) (2)具備將溶液以薄霧的形式噴霧到霧化室(1)中而霧化的噴霧噴嘴 (15)、和對(duì)該噴霧噴嘴(15)加壓供給溶液的加壓泵(16)。
4、 如權(quán)利要求1所述的溶液的分離裝置，其特征在于，吸附吸附 成分的分子篩吸附劑(4)是合成沸石的分子篩。
5、 如權(quán)利要求1所述的溶液的分離裝置，其特征在于，溶液是醇 水溶液，吸附回收部(5)的分子篩吸附劑(4)是將包含在薄霧成分中 的水作為吸附成分吸附的分子篩。
6、 如權(quán)利要求1所述的溶液的分離裝置，其特征在于，分離回收 部(6)具備將包含在由吸附回收部(5)的分子篩吸附劑(4)分離了 吸附成分的薄霧成分中的非吸附成分吸附而分離的第2吸附劑(7)，該第2吸附劑(7)吸附非吸附成分而從輸送氣體中分離。
7、 如權(quán)利要求6所述的溶液的分離裝置，其特征在于，溶液是醇 水溶液，吸附回收部(5)的分子篩吸附劑(4)是將包含在薄霧成分中 的水作為吸附成分吸附的分子篩，分離回收部(6)的第2吸附劑(7) 是吸附醇的吸附劑。
8、 如權(quán)利要求1所述的溶液的分離裝置，其特征在于，吸附回收 部(5)在密閉室(20)中填充有分子篩吸附劑(4)，并且在該密閉室(20) 上連結(jié)有真空泵(22)，真空泵(22)從密閉室(20)排氣，從 分子篩吸附劑(4)釋放吸附成分。
9、 如權(quán)利要求8所述的溶液的分離裝置，其特征在于，密閉室(20) 經(jīng)由開(kāi)閉閥(21)連結(jié)到霧化室(1)，將開(kāi)閉閥(21)打開(kāi)而從霧化室(1)將包含薄霧成分的輸送氣體供給到密閉室(20)中，使吸附成分 吸附到分子篩吸附劑(4)中，將開(kāi)閉閥(21)關(guān)閉而將密閉室(20) 減壓，從分子篩吸附劑(4)釋放薄霧成分。
10、 如權(quán)利要求9所述的溶液的分離裝置，其特征在于，在一對(duì)密 閉室(20)中填充有分子篩吸附劑(4)， 一對(duì)密閉室(20)經(jīng)由開(kāi)閉閥(21) 連結(jié)到霧化室(1)，將一個(gè)開(kāi)閉閥(21)打開(kāi)而將包含薄霧成分 的輸送氣體供給到密閉室(20)中，使吸附成分吸附到分子篩吸附劑(4) 中，將另一個(gè)開(kāi)閉閥(21)關(guān)閉而從密閉室(20)排氣，從分子篩吸附 劑(4)釋放吸附成分，將開(kāi)閉閥(21)交替地開(kāi)閉，從輸送氣體中分 離吸附成分。
11、 如權(quán)利要求1所述的溶液的分離裝置，其特征在于，吸附回收 部(5)具備溫度控制部(26)，溫度控制部(26)將吸附輸送氣體的吸 附成分的分子篩吸附劑(4)的溫度控制得比釋放吸附成分的分子篩吸 附劑(4)的溫度低。
全文摘要
能夠通過(guò)1次處理得到很高濃度的溶液。溶液的分離裝置將溶液以薄霧的形式霧化到輸送氣體中，然后將包含被霧化的薄霧的輸送氣體移送到回收部(3)中，在回收部(3)中，從霧化的薄霧成分中分離并回收特定的目標(biāo)物質(zhì)。溶液的分離裝置借助輸送氣體使薄霧成分與具有分子篩作用的分子篩吸附劑(4)接觸，使包含在薄霧成分中的吸附成分吸附到分子篩吸附劑(4)中，將吸附成分從薄霧成分中分離。從包含在分離了吸附成分的輸送氣體中的薄霧成分中分離沒(méi)有吸附到分子篩吸附劑(4)中的非吸附成分，從而從輸送氣體中分離目標(biāo)物質(zhì)。
文檔編號(hào)C12G3/12GK101247870SQ200680030678
公開(kāi)日2008年8月20日 申請(qǐng)日期2006年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月23日
發(fā)明者關(guān)本泰介, 松浦一雄, 深津鐵夫, 阿部房次 申請(qǐng)人:超音波釀造所有限會(huì)社