アンモニア水の分離方法

水を凍結させ氷を取り除く事によりアンモニアを抽出することは
できそうな気がしますが、アンモニアと水の結合が凍結で
どの程度分離できるのか学問的には分かりません。
ひょっとしたら氷の中にアンモニアがいくらか閉じこめられたり
しないのかな？とも思います。

実用的には、アンモニアを分離するために投入するエネルギーコストを
比較したら遙かに加熱の方が少ないのではないでしょうか。
装置の構造も加熱の方が簡単です。

お礼

2009/10/20 08:00

　回答ありがとうございます、参考になりました。
１００％に近い分離でなくても良いのです。アンモニア水の温度を極力上げずにアンモニア濃度を上げる方法がポイントです。圧力調整も少ないのがベストです。

質問者

ちょうど今、第３種冷凍機械責任者の対策授業中でして（笑）、
ちょっと目に留まったので書き込みます。

古くからアンモニアは、それ自体が冷却用「冷媒」として使われてきました。
ですので、そのアンモニアそのものを更に冷やして凍らせるってのは、
現実的には難しく、フルオロカーボン（＝フロンガス，商品名フレオン）の
発明まで待つ事になったのだと思います。

当然ですが、アンモニアと水を分離するには、
加熱による分離が最も簡単で、実用的な方法です。

探せば他にもあるのでしょうが、簡単な方法で出来るなら、
実用的に他の選択をする必要がなかったのでは？と思います。

何か冷凍機械責任者の対策本なら、詳しい構造の説明がありますので、
本屋で立ち読みしてみて下さい。

もうちょい、追記ね。

アンモニアを使った吸収冷凍機という方式では、
アンモニア水は、溶液ポンプで高圧側の精留器・発生器へ送られます。
発生器で加熱され、高圧のアンモニア蒸気となり、精留器で精製され、
凝縮器で再び凝縮します。

ここで、加熱じゃなくて他の方法をと考えたのでしたら、
冷媒＝アンモニアと、吸収剤＝水との、巧みな熱収支や、
可動部分が溶液ポンプのみという、大きなメリットを思い出して下さい。
系を複雑にするメリットは少ないと思います。

> 吸収式で過熱をせずに分離できれば運転コストの低減につながると推測しています。

吸収式では、加熱ヒーター等を用いずに、
凝縮器の熱を使って発生器を暖めています。
これ以上のコスト削減は無いでしょう。

悪い事を言いませんから、何か１冊、冷凍機械責任者の対策本を御覧下さい。

お礼

2009/10/20 07:52

　回答の程ありがとうございます。大変参考になりました。
追記　吸収式で過熱をせずに分離できれば運転コストの低減につながると推測しています。臭化リチウムの吸収式でも同推測しています。

質問者

蒸留が一番簡単(古くからある）手法です

冷凍は難しいです
それができたらアイスクリンなんていうものは存在できません

科学の勝利で
浸透膜を使えば
蒸留より安くできるはずです

http://www.affrc.go.jp/ja/research/seika/data_cryo/h11/cryo99031

ただ凍らして半分ぐらい溶融させ除去
凍らせて半分ぐらい溶融　除去を繰り返せば
分離できるかもしれませんが

蒸留よりコストがかかるでしょう

↑
うちでは牛乳をその方法で、濃縮させおいしく頂いてます
おなかゴロゴロになるけど

単純ですよ
牛乳を買ってきます
凍らせます
自然解凍します　半分ぐらい凍ってるのがみそ
解けた分だけコップにうつします
飲みます

基本蒸留と同じ　
蒸留は気化点の違いを利用
これは溶融点の違いを利用です

今年の夏発見しました　早く冷やそうとして　冷凍庫へ←　冷蔵庫のパワーが凄すぎて　というか、出し忘れて凍る…早く飲みたい…途中で飲む　ウマーって感じです

ジュースなどでも使えます


アンモニアと水の比重がわかりませんが、牛乳の場合　単純に全解凍した場合でも分離します　比重の関係で　＆　融点の関係でしょうね
上澄みは　薄く　下のほうは濃くなります


ただ　１００％切り離せるわけではないですが
濃度を上げる方法としては利用できるかもしれません

お礼

2009/10/20 08:07

　非常に参考になりました、ありがとうございました。
つきましては、牛乳の濃縮方法の詳細をもう少し記載して頂くと助かります。半分くらい溶融させて浸透膜でこすのでしょうか？どうぞ宜しく御願いいたします。

質問者

直接の回答でなくて申し訳ありませんが、分離の目的、分離に掛けられる
コストの目安などをご呈示頂きたいと感じます。（定性的な表現でも
構いませんので）

水とアンモニアに分離した成分のうち、水が必要ということは考えにくい
ですから、消去法で考えるとアンモニアが欲しいということでしょうか？

そうであれば、新規にアンモニアを購入したほうが良さそうに思えます。

コストに関係なく、技術的な可能性としてのお問い合わせでしょうか。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%83%B3%E3%83%A2%E3%83%8B%E3%82%A2

Wikipediaによれば、アンモニアの融点は、-77℃程のようですから、アンモ
ニア水の温度を下げていけば、先に水分の方が固体になって、液体のアンモ
ニアが残りそうな感じですね。

水が固体になった場合、機械的に分離する必要があることあたりが課題なの
でしょうか？　素人が想像しているだけなので、あてにしないで下さい。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%83%B3%E3%83%A2%E3%83%8B%E3%82%A2#.E3.82.A2.E3.83.B3.E3.83.A2.E3.83.8B.E3.82.A2.E6.B0.B4

お礼

2009/10/18 10:11

　ご回答ありがとうございます。
目的が明らかでなかった為、お手数かける事になりました事をお詫び申し上げます。
　目的は冷凍機サイクルの疑問を解きたいのです。アンモニア吸収式の冷凍サイクルではアンモニアと水を分離する場合、加熱による分離を行っていますが、最終的に加熱による分離を何故選択したのか知りたいのです。アンモニア水を凍結させてアンモニアと水(氷)に分離する方法も思案されたはずですし、他の方法も色々と思案したはず？と私は悩んでいます。どうかこの疑問を解くアドバイスをいただきたいのです。宜しく御願いいたします。

　

　ありがとうございます、参考になりました。
他に思い当たる事がありましたら追記のほど宜しく御願いいたします。

質問者