JP2005224721A - Liquid dispersion apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液分散装置に関するものである。 The present invention relates to a liquid dispersion apparatus.
従来、プロセス装置、例えば、蒸留装置においては、多成分を含む原液から各成分を分離させるために蒸留塔が使用される。 Conventionally, in a process apparatus, for example, a distillation apparatus, a distillation column is used to separate each component from a stock solution containing multiple components.
図2は従来の蒸留塔の部分断面図である。 FIG. 2 is a partial sectional view of a conventional distillation column.
図において、11は蒸留塔であり、該蒸留塔11の塔本体12の高さ方向におけるほぼ中央に、例えば、二つの成分A及びBを含有する原液Mが供給される供給口13が形成される。なお、成分Aは成分Bより沸点が低いものとする。そして、前記塔本体12内における供給口13より上方に濃縮部AR11が、供給口13より下方に回収部AR12が形成され、前記濃縮部AR11及び回収部AR12によって複数の理論段が構成される。
In the figure, 11 is a distillation column, and a
前記回収部AR12においては、原液Mが降下し、上方ほど成分Aに富んだ蒸気を、下方ほど成分Bに富んだ液体を発生させるとともに、該成分Bに富んだ液体が降下する。そして、成分Bに富んだ液体は、塔本体12の塔底において図示されない缶出液出口から缶出液として排出される。該缶出液の一部は、図示されない蒸発器に送られ、該蒸発器によって蒸気にされ、前記回収部AR12より下方に形成された蒸気入口14を介して塔本体12内に供給される。続いて、前記蒸気は、前記回収部AR12に供給され、該回収部AR12内を上昇する間に、原液Mと接触し、該原液Mから成分Aに富んだ蒸気を発生させる。
In the recovery unit AR12, the stock solution M descends, generating vapor rich in the component A toward the upper side and generating liquid rich in the component B toward the lower side, and the liquid rich in the component B descends. Then, the liquid rich in component B is discharged as bottoms from a bottoms outlet (not shown) at the bottom of the
そして、前記成分Aに富んだ蒸気は、濃縮部AR11に供給され、濃縮部AR11内を上昇し、塔本体12の塔頂において、蒸気出口15から排出される。続いて、成分Aに富んだ蒸気は、図示されない凝縮器に送られ、該凝縮器において凝縮され、成分Aに富んだ液体になり、留出液として排出される。
Then, the vapor rich in the component A is supplied to the concentration unit AR11, rises in the concentration unit AR11, and is discharged from the
また、蒸留塔11のプロセス性能を表す分離性能を高くするために、留出液の一部が前記濃縮部AR11に還流液として還流される。そのために、前記濃縮部AR11より上方に還流液入口16が形成され、該還流液入口16を介して前記還流液が濃縮部AR11に供給される。それに伴って、濃縮部AR11内を上昇する成分Aに富んだ蒸気と成分Aに富んだ液体とが接触させられ、成分Aの濃度が高くされる。
Further, in order to increase the separation performance representing the process performance of the
ところで、前記構成の蒸留塔11においては、前記濃縮部AR11及び回収部AR12に、充填(てん)物として規則充填物が充填される。該規則充填物が充填された蒸留塔11においては、塔本体12の内径(以下「塔径」という。)の大小に関係なく、分離性能が高くなるので、一理論段当たりの充填物の高さ(以下「充填高さ」という。)を表す値HETP、及び一理論段当たりの圧力損失を表す値ΔPを小さくすることができる。そして、分離性能を高くするために、蒸留塔11内を降下する液体が塔本体12の水平方向において均一に分散させられるようになっている。
By the way, in the
すなわち、還流液入口16を介して供給された還流液を濃縮部AR11に向けて分散させるために、濃縮部AR11より上方にチューブラ型の液分散装置21が配設され、濃縮部AR11から降下した液体、及び供給口13を介して供給された原液Mを集めるために、濃縮部AR11より下方にラミナー型の集液装置22が配設され、該集液装置22によって集められた液体を回収部AR12に向けて分散させるために、回収部AR12より上方に開放溝型の液分散装置23が配設される。
That is, in order to disperse the reflux liquid supplied via the reflux
前記液分散装置21は、上端が開放され、塔本体12の中心において垂直に延在させて配設され、前記還流液入口16に接続された排出パイプ24から排出された液体を溜(た)めて所定の水頭圧を発生させる開放静圧型のスタンドパイプ25、該スタンドパイプ25の下端において水平方向に延在させられ、スタンドパイプ25内の液体を径方向に分配するメインヘッダ26、及び該メインヘッダ26と連結させられ、かつ、水平方向に延在させられ、メインヘッダ26内の液体をメインヘッダ26に対して直角の方向に分配する複数のアームチューブ27を備える。そして、該アームチューブ27の底には液体を分散させるための複数の図示されない分散口が形成される。したがって、還流液入口16を介して還流された還流液は、スタンドパイプ25に溜められ、メインヘッダ26及びアームチューブ27を介して濃縮部AR11に向けて分散させられる。
The
また、前記集液装置22は、塔本体12の内周に沿って集液溝28を形成するコレクタボックス29、及び該コレクタボックス29の対向する部分間に、所定のピッチで互いに平行に架設された複数のコレクタラミナ31を備え、各コレクタラミナ31によって集められた液体は、集液溝28に送られる。
The
そして、前記液分散装置23は、集液溝28と連通させられた排出パイプ32、該排出パイプ32の下端において水平方向に延在させられ、上端が開放され、前記排出パイプ32から排出された液体を溜めるとともに、径方向に分配する第1の分配溝33、及び第1の分配溝33の直下において水平方向に延在させられ、上端が塔本体12の系内に開放され、第1の分配溝33内の液体を第1の分配溝33に対して直角の方向に分配する複数の第2の分配溝34を備える。また、該第2の分配溝34の底には液体を分散させるための複数の図示されない分散口が形成される。したがって、集液溝28に送られた液体は、供給口13を介して供給された原液Mと共に、排出パイプ32を介して第1の分配溝33に溜められ、第2の分配溝34を介して回収部AR12に向けて分散させられる(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、前記従来の液分散装置21、23においては、いずれの場合も、アームチューブ27、第2の分配溝34等の底に形成された各分散口から液体を分散させるようになっているので、例えば、閉塞(そく)性を有する液体を分散させると、前記分散口が閉塞されることがあり、その場合、液体を均一に分散させることができなくなり、偏流現象(マルディストリビューション)が発生したり、圧力損失が大きくなったりして、蒸留塔11の分離性能がその分低くなってしまう。
However, in each of the conventional
そこで、例えば、前記第2の分配溝34の側壁に分配口を形成し、該分配口から側方に向けて液体を分散させることが考えられるが、液体を均一に分散しようすると、多くのドリップポイント(分散口の位置)を確保する必要があり、液分散装置23の構造が複雑になってしまう。また、分散させられ、降下する液体が上昇する蒸気によってあおられるので、液体を均一に分散させることができなくなり、偏流現象が発生し、蒸留塔11の分離性能がその分低くなってしまう。
Thus, for example, it is conceivable to form a distribution port on the side wall of the
本発明は、前記従来の液分散装置23の問題点を解決して、液体を均一に分散させることができ、蒸留塔の分離性能を高くすることができる液分散装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the problems of the conventional liquid dispersion device 23 and to provide a liquid dispersion device that can uniformly disperse a liquid and improve the separation performance of a distillation column. To do.
そのために、本発明の液分散装置においては、互いに並列に配設され、底壁、側壁及び端壁から成り、上端が開放された複数の分配溝と、該各分配溝に隣接させて、前記側壁と平行に配設された液壁とを有する。 Therefore, in the liquid dispersion apparatus of the present invention, a plurality of distribution grooves, which are arranged in parallel with each other and are composed of a bottom wall, a side wall, and an end wall, and whose upper ends are opened, are adjacent to the distribution grooves, and A liquid wall disposed in parallel with the side wall.
そして、前記側壁の上縁に複数の溢(いつ)流堰(せき)が形成される。 A plurality of overflow weirs are formed on the upper edge of the side wall.
本発明の他の液分散装置においては、さらに、前記分配溝と前記液壁との間に流路が形成される。そして、該流路の上端が開放される。 In another liquid dispersion apparatus of the present invention, a flow path is further formed between the distribution groove and the liquid wall. Then, the upper end of the flow path is opened.
本発明の更に他の液分散装置においては、さらに、前記二つの側壁のうちの一方の側壁に前記溢流堰が形成される。 In still another liquid dispersion apparatus of the present invention, the overflow weir is further formed on one of the two side walls.
本発明の更に他の液分散装置においては、さらに、前記一方の側壁と液壁との第1の距離は、他方の側壁と液壁との第2の距離より短くされる。 In still another liquid dispersion apparatus of the present invention, the first distance between the one side wall and the liquid wall is shorter than the second distance between the other side wall and the liquid wall.
本発明の更に他の液分散装置においては、さらに、前記液壁は、互いに隣接する各分配溝間に二つ配設される。そして、該分配溝の各側壁の上縁に複数の溢流堰が形成される。 In still another liquid dispersion apparatus of the present invention, two liquid walls are disposed between the distribution grooves adjacent to each other. A plurality of overflow weirs are formed at the upper edge of each side wall of the distribution groove.
本発明の更に他の液分散装置においては、さらに、前記各側壁と各液壁との第1、第2の距離は、隣接する二つの液壁間の第3の距離より短くされる。 In still another liquid dispersion apparatus of the present invention, the first and second distances between the side walls and the liquid walls are shorter than a third distance between two adjacent liquid walls.
本発明の更に他の液分散装置においては、さらに、前記各分配溝より上流側に他の分配溝が形成される。そして、該他の分配溝内の液体は前記各分配溝に分配される。 In another liquid dispersion apparatus of the present invention, another distribution groove is further formed on the upstream side of each distribution groove. The liquid in the other distribution groove is distributed to the distribution grooves.
本発明によれば、液分散装置においては、互いに並列に配設され、底壁、側壁及び端壁から成り、上端が開放された複数の分配溝と、該各分配溝に隣接させて、前記側壁と平行に配設された液壁とを有する。 According to the present invention, in the liquid dispersion apparatus, a plurality of distribution grooves, which are arranged in parallel with each other and are composed of a bottom wall, a side wall, and an end wall, and whose upper ends are opened, are adjacent to the distribution grooves, and A liquid wall disposed in parallel with the side wall.
そして、前記側壁の上縁に複数の溢流堰が形成される。 A plurality of overflow weirs are formed at the upper edge of the side wall.
この場合、各分配溝に隣接させて液壁が配設され、分配溝の側壁の上縁に複数の溢流堰が形成されるので、分配溝内の液体は、溢流堰においてオーバフローし、分散させられる。したがって、閉塞性を有する液体を使用したり、閉塞物、汚れ物等が混入している液体を使用したりしても、前記溢流堰が閉塞されることがなく、液体を均一に分散させることができる。その結果、偏流現象が発生したり、圧力損失が大きくなったりすることがなくなり、蒸留塔の分離性能を向上させることができる。 In this case, a liquid wall is disposed adjacent to each distribution groove, and a plurality of overflow weirs are formed on the upper edge of the side wall of the distribution groove, so that the liquid in the distribution groove overflows in the overflow weir, Be distributed. Therefore, even if a liquid having an occlusive property is used or a liquid in which an obstructed substance, a dirty object or the like is mixed is used, the overflow weir is not obstructed and the liquid is uniformly dispersed. be able to. As a result, the drift phenomenon does not occur and the pressure loss does not increase, and the separation performance of the distillation column can be improved.
また、液体は、液壁に衝突した後、長さ方向に広がって下縁に至るので、液壁上を移動する間にドリップポイントの数が多くなり、実質的に連続線となって下縁から滴下する。その結果、液分散装置の構造を複雑にすることなく、多くのドリップポイントを確保することができる。 In addition, after the liquid collides with the liquid wall, it spreads in the length direction and reaches the lower edge, so the number of drip points increases while moving on the liquid wall, and the lower edge becomes a substantially continuous line. Drip from. As a result, many drip points can be secured without complicating the structure of the liquid dispersion device.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明の第1の実施の形態における液分散装置の要部を示す斜視図、図3は本発明の第1の実施の形態における蒸留塔の部分断面図、図4は本発明の第1の実施の形態における液分散装置の断面図、図5は図4のX−X断面図、図6は本発明の第1の実施の形態における液分散装置の要部を示す拡大図、図7は本発明の第1の実施の形態におけるノッチ堰の第1の例を示す図、図8は本発明の第1の実施の形態における液壁の下縁の第1の例を示す図、図9は本発明の第1の実施の形態における液分散装置の動作を説明する図、図10は本発明の第1の実施の形態におけるノッチ堰の第2の例を示す図、図11は本発明の第1の実施の形態におけるノッチ堰の第3の例を示す図、図12は本発明の第1の実施の形態における液壁の下縁の第2の例を示す図、図13は本発明の第1の実施の形態における液壁の下縁の第3の例を示す図、図14は本発明の第1の実施の形態における液壁の下縁の第4の例を示す図である。 FIG. 1 is a perspective view showing a main part of a liquid dispersion apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 3 is a partial sectional view of a distillation column according to the first embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 5 is a sectional view of the liquid dispersing apparatus in the first embodiment, FIG. 5 is a sectional view taken along line XX in FIG. 4, and FIG. 6 is an enlarged view showing the main part of the liquid dispersing apparatus in the first embodiment of the present invention. FIG. 7 is a diagram showing a first example of the notch weir in the first embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a diagram showing a first example of the lower edge of the liquid wall in the first embodiment of the present invention. FIG. 9 is a view for explaining the operation of the liquid dispersion apparatus in the first embodiment of the present invention. FIG. 10 is a view showing a second example of the notch weir in the first embodiment of the present invention. FIG. 12 shows a third example of the notch weir in the first embodiment of the present invention, and FIG. 12 shows the lower edge of the liquid wall in the first embodiment of the present invention. The figure which shows a 2nd example, FIG. 13 is a figure which shows the 3rd example of the lower edge of the liquid wall in the 1st Embodiment of this invention, FIG. 14 is the liquid wall in the 1st Embodiment of this invention It is a figure which shows the 4th example of the lower edge.
図において、11は蒸留塔であり、該蒸留塔11の塔本体12の高さ方向におけるほぼ中央に、例えば、第1、第2の成分としての二つの成分A及びBを含有する原液Mが供給される供給口13が形成される。なお、成分Aは成分Bより沸点が低いものとする。そして、前記塔本体12内における供給口13より上方に濃縮部AR11が、供給口13より下方に回収部AR12が形成され、前記濃縮部AR11及び回収部AR12によって複数の理論段が構成される。
In the figure, 11 is a distillation column, and a stock solution M containing, for example, two components A and B as the first and second components is provided at approximately the center in the height direction of the
前記回収部AR12においては、原液Mが降下し、上方ほど成分Aに富んだ蒸気を、下方ほど成分Bに富んだ液体を発生させるとともに、該成分Bに富んだ液体が降下する。そして、成分Bに富んだ液体は、塔本体12の塔底において図示されない缶出液出口から缶出液として排出される。該缶出液の一部は、図示されない蒸発器に送られ、該蒸発器によって蒸気にされ、前記回収部AR12より下方に形成された蒸気入口14を介して塔本体12内に供給される。続いて、前記蒸気は、前記回収部AR12に供給され、該回収部AR12内を上昇する間に、原液Mと接触し、該原液Mから成分Aに富んだ蒸気を発生させる。
In the recovery unit AR12, the stock solution M descends, generating vapor rich in the component A toward the upper side and generating liquid rich in the component B toward the lower side, and the liquid rich in the component B descends. Then, the liquid rich in component B is discharged as bottoms from a bottoms outlet (not shown) at the bottom of the
そして、前記成分Aに富んだ蒸気は、濃縮部AR11に供給され、濃縮部AR11内を上昇し、塔本体12の塔頂において、蒸気出口15から排出される。続いて、成分Aに富んだ蒸気は、図示されない凝縮器に送られ、該凝縮器において凝縮され、成分Aに富んだ液体になり、留出液として排出される。
Then, the vapor rich in the component A is supplied to the concentration unit AR11, rises in the concentration unit AR11, and is discharged from the
また、蒸留塔11のプロセス性能を表す分離性能を高くするために、留出液の一部が前記濃縮部AR11に還流液として還流される。そのために、前記濃縮部AR11より上方に還流液入口16が形成され、該還流液入口16を介して前記還流液が濃縮部AR11に供給される。それに伴って、濃縮部AR11内を上昇する成分Aに富んだ蒸気と成分Aに富んだ液体とが接触させられ、成分Aの濃度が高くされる。
Further, in order to increase the separation performance representing the process performance of the
ところで、前記構成の蒸留塔11においては、前記濃縮部AR11及び回収部AR12に、充填物として規則充填物が充填される。該規則充填物が充填された蒸留塔11においては、塔本体12の塔径の大小に関係なく、分離性能が高くなるので、一理論段当たりの充填高さを表す値HETP、及び一理論段当たりの圧力損失を表す値ΔPを小さくすることができる。そして、分離性能を高くするために、蒸留塔11内を降下する液体が塔本体12の水平方向において均一に分散させられるようになっている。
By the way, in the
すなわち、還流液入口16を介して供給された還流液を濃縮部AR11に向けて分散させるために、濃縮部AR11より上方にチューブラ型の液分散装置21が配設され、濃縮部AR11から降下した液体、及び供給口13を介して供給された原液Mを集めるために、濃縮部AR11より下方にラミナー型の集液装置22が配設され、該集液装置22によって集められた液体を回収部AR12に向けて分散させるために、回収部AR12より上方に開放溝型の液分散装置53が配設される。
That is, in order to disperse the reflux liquid supplied via the
前記液分散装置21は、上端が開放され、塔本体12の中心において垂直に延在させて配設され、前記還流液入口16に接続された排出パイプ24から排出された液体を溜めて所定の水頭圧を発生させる開放静圧型のスタンドパイプ25、該スタンドパイプ25の下端において水平方向に延在させられ、スタンドパイプ25内の液体を径方向に分配するメインヘッダ26、及び該メインヘッダ26と連結させられ、かつ、水平方向に延在させられ、メインヘッダ26内の液体をメインヘッダ26に対して直角の方向に分配する複数のアームチューブ27を備える。そして、該アームチューブ27には液体を分散させるための複数の図示されない分散口が形成される。したがって、還流液入口16を介して還流された還流液は、スタンドパイプ25に溜められ、メインヘッダ26及びアームチューブ27を介して濃縮部AR11に向けて分散させられる。
The
また、前記集液装置22は、塔本体12の内周に沿って集液溝28を形成するコレクタボックス29、及び該コレクタボックス29の対向する部分間に、所定のピッチで互いに平行に架設された複数のコレクタラミナ31を備え、各コレクタラミナ31によって集められた液体は、集液溝28に送られる。
The
そして、前記液分散装置53は、集液溝28と連通させられた排出パイプ32、該排出パイプ32の下端に配設され、排出パイプ32から排出された液体を受け、該液体の動的なエネルギーを吸収する緩衝装置54、該緩衝装置54の下端に接続され、水平方向に延在させてメインチャンネルとして形成された第1の分配溝56、該第1の分配溝56と連通させ、第1の分配溝56に対して直角の方向に、互いに並列に、かつ、水平方向に延在させてアームチャンネルとして形成された第2の分配溝57、及び該各第2の分配溝57に隣接させて配設され、第2の分配溝57から送られた液体を受けて、下方に分散させる液壁58を備える。
The
前記緩衝装置54は、断面が矩(く)形の形状を有する筐(きょう)体61を備え、該筐体61内に充填物として規則充填物62が充填される。液体は、規則充填物62を通過する間に動的なエネルギーが吸収され、脈打つことなく緩衝装置54から第1の分配溝56に排出される。
The
該第1の分配溝56は、上端が塔本体12の系内に開放された矩形の形状を有し、前記緩衝装置54から排出された液体を溜めるとともに、径方向に形成された第1、第2の室56A、56Bに分配する。そのために、第1の分配溝56は、底壁63、二つの側壁64及び図示されない二つの端壁を備え、各側壁64に、第1の分配溝56を前記各第2の分配溝57と連通させるための開口65が形成される。
The
前記各第2の分配溝57は、上流側に配設された第1の分配溝56の各側壁64から、第1の分配溝56に対して直角の方向に突出させて互いに平行に形成され、上端が塔本体12の系内に開放された矩形の形状を有し、前記第1の分配溝56から送られた液体を第1の分配溝56に対して直角の方向に分配する。そして、前記各第2の分配溝57は、前記底壁63と一体に形成された底壁67、互いに平行に形成された第1、第2の側壁68、70、及び前記側壁64と反対側の端部に形成された端壁69を備え、第1、第2の側壁68、70のうちの一方、本実施の形態においては、第1の側壁68の上縁には、液体をオーバフローさせるために、図7に示されるように、複数の溢流堰としての「V」字状のノッチ堰59が所定のピッチで形成される。
Each of the
また、前記各第2の分配溝57に隣接させて、第1、第2の側壁68、70と平行に液壁58が配設される。すなわち、液壁58は、互いに隣接する各第2の分配溝57の第1、第2の側壁68、70とそれぞれ第1、第2の距離w1、w2を置いて配設され、第1、第2の側壁68、70と各液壁58との間に上端及び下端が開放された第1、第2の流路72、73が形成される。前記液壁58は、「I」字状の形状を有し、第2の分配溝57の長さ方向に延在させて配設され、上縁ueは第2の分配溝57の上端より高く、下縁deは第2の分配溝57の下端より低くされる。
A
したがって、集液溝28に送られた液体は、供給口13を介して供給された原液Mと共に、排出パイプ32を介して第1の分配溝56に溜められ、第1、第2の室56A、56Bに分配された後、更に各第2の分配溝57に分配され、各第2の分配溝57に溜められた後、各ノッチ堰59においてオーバフローして回収部AR12に向けて分散させられる。
Therefore, the liquid sent to the
この場合、第2の分配溝57内において、液体は、塔本体12内を降下する液体の負荷に対応するレベルで溜められ、ノッチ堰59においてオーバフローし、前記液壁58に衝突し、該液壁58に沿って流れた後、液壁58の下縁deから、回収部AR12の規則充填物71の上面に滴下する。なお、本実施の形態において、図8に示されるように、下縁deは水平方向に直線状に延在させて形成される。
In this case, in the
前記第1の分配溝56の寸法が大きいと、第1の分配溝56の底壁63の投影面積がその分大きくなり、第1の分配溝56の直下において規則充填物71に液体を分散させることができなくなってしまう。そこで、第1の分配溝56の寸法が大きい場合に、必要に応じて底壁63に複数の分散口を形成することができる。その場合、塔本体12内において、第1の分配溝56が配設される中央部においては、分散させられた液体が他の部分より多く集まるので、前記分散口のドリップポイントを少なくすることができる。したがって、各分散口の直径をその分大きくすることができるので、分散口が閉塞するのを防止することができ、各分散口を介して液体を確実に分散させることができる。
When the size of the
また、前記液壁58は、上縁ueが第2の分配溝57の上端より所定の距離だけ高くなるように配設するのが好ましい。その場合、第1の流路72の上端が開放されていても、ノッチ堰59においてオーバフローした液体が上縁ueを超えて液壁58の裏側に流れるのを防止することができる。さらに、前記液壁58は、下縁deを規則充填物71の上面に近接させて配設するのが好ましい。その場合、上昇する蒸気を整流させることができるとともに、降下する液体が蒸気によって偏流させられるのを防止することができる。各液壁58の下縁deと規則充填物71の上面との距離をLpとしたとき、各距離Lpは、水平方向において互いに等しくされ、
0≦Lp≦50〔mm〕
にされる。
The
0 ≦ Lp ≦ 50 [mm]
To be.
なお、複数の規則充填物71が積層される場合、各規則充填物71当たり、高さに約1〔mm〕程度の公差δが生じる。そこで、該公差δに規則充填物71の積層数Nを乗算することによって算出される総合公差Σδ
Σδ=δ・N
を十分に吸収することができるように前記距離Lpが設定される。
When a plurality of
Σδ = δ · N
The distance Lp is set so that can be sufficiently absorbed.
ところで、前記第1、第2の側壁68、70と対向する各液壁58との第1、第2の距離w1、w2は、
w1<w2
の関係にあり、第1の距離w1は第2の距離w2より短くされる。したがって、ノッチ堰59においてオーバフローした液体は、わずかな第1の距離w1だけ離れた液壁58に衝突することになるので、蒸留塔11の負荷が小さく、第2の分配溝57から送られる液体の量が少なくても、確実に液壁58に衝突する。その結果、ドリップポイントの数を十分に確保することができる。なお、前記第1の距離w1は、ノッチ堰59においてオーバフローする液体の量、蒸留塔11に加わる負荷等の変動量によって変更される。
By the way, the first and second distances w1 and w2 between the first and
w1 <w2
Therefore, the first distance w1 is shorter than the second distance w2. Accordingly, the liquid overflowing in the
前記第1の距離w1は、テスト機による実験結果に基づいて設定され、ノッチ堰59の下端から液体のレベルまでの高さ、すなわち、盛上り高さをhとし、該盛上り高さhの最大値hmax及び最小値hminによって決定され、
1.0×hmax≦w1≦1.5〜3.0×hmin
とするのが好ましい。
The first distance w1 is set based on an experimental result by a test machine, and the height from the lower end of the
1.0 × hmax ≦ w1 ≦ 1.5 to 3.0 × hmin
Is preferable.
本実施の形態においては、第1の距離w1は第2の距離w2より短くされるようになっているが、第1の流路72の上端を閉鎖して蒸気が第1の流路72内を上昇するのを阻止する場合には、第1、第2の距離w1、w2を等しくすることができる。
In the present embodiment, the first distance w1 is shorter than the second distance w2, but the upper end of the
このように、第1の分配溝56から第2の分配溝57への液体の分配は、開口65によって形成される角水路を介して行われ、また、第2の分配溝57内の液体は、ノッチ堰59においてオーバフローし、分散させられるので、閉塞性を有する液体を使用したり、閉塞物、汚れ物等が混入している液体を使用したりしても、前記開口65及びノッチ堰59が閉塞されることがなく、液体を均一に分散させることができる。したがって、偏流現象が発生したり、圧力損失が大きくなったりすることがなくなるので、蒸留塔11の分離性能を向上させることができる。
As described above, the liquid is distributed from the
また、前記ノッチ堰59は、各第1の側壁68の上縁に沿って所定のピッチで等間隔に形成されるので、第2の分配溝57内の液体は、各第1の側壁68の長さ方向において偏流を起こすことなく、均等に分配されてオーバフローし、続いて、液壁58に衝突した後、長さ方向に広がって下縁deに至る。したがって、液壁58上を移動する間にドリップポイントの数が多くなり、実質的に連続線となって下縁deから滴下する。その結果、液分散装置53の構造を複雑にすることなく、多くのドリップポイントを確保することができる。
The notch weirs 59 are formed at equal intervals along the upper edge of each
そして、前記ノッチ堰59は「V」字状の形状を有するので、第2の分配溝57内の液体のレベルが高くなると、その分ノッチ堰59を介して流れる液体の量が多くなるので、第1の側壁68の上縁から液体がオーバフローすることを防止することができる。したがって、液体を常に同じ位置でオーバフローさせることができ、液体が液壁58に衝突する位置を安定させることができる。その結果、液体を均一に分散させることができる。
Since the
また、液壁58による遮蔽(へい)壁効果によって、前記第1の流路72の断面積が第2の流路73の断面積より小さくなり、前記第1の流路72の圧力損失が第2の流路73の圧力損失より大きくなるので、下方から上昇してきた蒸気は第1の流路72を流れることなく、専ら第2の流路73を図9における矢印A方向に上昇する。したがって、蒸留塔11の負荷が小さく、第2の分配溝57から送られる液体の量が少なくても、第1の流路72内において、液体は蒸気によってあおられることなく、薄液膜状態となって矢印B方向に降下するので、液体を均一に分散させることができ、偏流現象が発生することがなくなり、蒸留塔11の分離性能を向上させることができる。
Further, due to the shielding wall effect by the
なお、第1、第2の分配溝56、57内の底部においては、液体がわずかに炭化状態になるが、液体はノッチ堰59を介してオーバフローするので、第1、第2の分配溝56、57内に停滞することなく流動させられる。したがって、仮に、第2の分配溝57の底壁67に分散口を形成しても、該分散口が閉塞させられることはない。
Note that the liquid is slightly carbonized at the bottoms in the first and
本実施の形態において、前記ノッチ堰59は、「V」字状の形状を有するが、プロセスの用途又は目的、第2の分配溝57から送られる液体の量、蒸留の精度等に対応させて、図10に示されるような「I」字状のノッチ堰59、図11に示されるような「Y」字状のノッチ堰59等を選択することができる。
In the present embodiment, the
また、本実施の形態において、前記液壁58は、「I」字状の形状を有し、かつ、下縁deは直線状にされるが、プロセスの用途又は目的、液体の特性等に対応させて任意の形状で形成することができる。
Further, in the present embodiment, the
例えば、液体を単に均一に分散させる場合には、図12に示されるように、下縁deに所定の形状、例えば、「V」字状のノッチ75を形成するのが好ましく、液壁58に衝突した液体が飛散するのを防止するためには、図13に示されるように、前記下縁部を湾曲させて蛇腹部76を形成するのが好ましい。また、ノッチ堰59を介してオーバラップさせる液体の量が極めて少ない場合には、図14に示されるように、下縁部を第2の分配溝57側に偏心させるのが好ましい。この場合、下縁部を偏心させることによって、液壁58に、第1の側壁68と平行に下方に延びる第1の壁部77、該第1の壁部77の下端から第2の分配溝57側に向けて斜めに延びる第2の壁部78、及び該第2の壁部78の下端から第1の側壁68と平行に下方に延びる第3の壁部79が形成される。
For example, when the liquid is simply uniformly dispersed, it is preferable to form a predetermined shape, for example, a “V” -shaped
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described.
図15は本発明の第2の実施の形態における液分散装置の動作を説明する図である。 FIG. 15 is a diagram for explaining the operation of the liquid dispersion apparatus in the second embodiment of the present invention.
この場合、各第2の分配溝57は、底壁67、第1、第2の側壁81、82及び図示されない端壁から成り、互いに隣接する各第2の分配溝57間に二つの液壁、すなわち、第1の側壁81と対向させて第1の液壁83が、第2の側壁82と対向させて第2の液壁84が配設され、第1、第2の側壁81、82の上縁には、液体をオーバフローさせるために、複数の溢流堰としての「V」字状のノッチ堰59(図7)が所定のピッチで形成される。
In this case, each
そして、第1の側壁81と第1の液壁83との間に第1の流路85が、第2の側壁82と第2の液壁84との間に第2の流路86が、第1、第2の液壁83、84間に第3の流路87が形成される。なお、図において、12は塔本体、71は規則充填物、AR12は回収部である。
And the
この場合、第1、第2の液壁83、84の各下縁にドリップポイントが形成されるので、ドリップポイントの数を多くし、分散させる液体の量を多くすることができるとともに、液分散装置53の構造を簡素化することができ、蒸留塔11(図3)を小型化することができる。
In this case, since drip points are formed at the lower edges of the first and second
ところで、前記第1、第2の側壁81、82とそれぞれ対向する第1、第2の液壁83、84との第1、第2の距離w11、w12、及び第1、第2の液壁83、84間の第3の距離w13は、
w11=w12<w13
の関係にあり、第1、第2の距離w11、w12は等しくされ、第3の距離w3より短くされる。
By the way, the first and second distances w11 and w12 between the first and second
w11 = w12 <w13
The first and second distances w11 and w12 are made equal and shorter than the third distance w3.
そして、第1、第2の液壁83、84による遮蔽壁効果によって、前記第1、第2の流路85、86の断面積が第3の流路87の断面積より小さくなり、前記第1、第2の流路85、86の圧力損失が第3の流路87の圧力損失より大きくなるので、下方から上昇してきた蒸気は、第1、第2の流路85、86を流れることなく、専ら第3の流路87を図における矢印C方向に上昇する。したがって、蒸留塔11の負荷が小さく、第2の分配溝57から送られる液体の量が少なくても、第1、第2の流路85、86内において、液体は蒸気によってあおられることなく、薄液膜状態となって矢印D方向に降下するので、液体を均一に分散させることができ、偏流現象が発生することがなくなり、蒸留塔11の分離性能を向上させることができる。
Due to the shielding wall effect by the first and second
前記各実施の形態においては、濃縮部AR11及び回収部AR12に、充填物として規則充填物が充填されるようになっているが、規則充填物に代えて不規則充填物を充填することができる。 In each of the above-described embodiments, the concentration unit AR11 and the recovery unit AR12 are filled with a regular packing as a packing, but can be filled with an irregular packing instead of the regular packing. .
前記各実施の形態においては、供給口13を介して供給された原液Mは集液装置22によって集められるようになっているが、供給口13を介して供給された原液Mを第1の分配溝56に供給することができる。その場合、塔径が大きいと第1の分配溝56に供給された原液Mを均一に第2の分配溝57に分配することが困難になるので、第1、第2の分配溝56、57間にサブメインチャンネルとして所定の数の補助分配溝を形成し、該補助分配溝内で液体と原液Mとの混合を行うようにしている。
In each of the above-described embodiments, the stock solution M supplied through the
また、各実施の形態において、第1の側壁68、81及び第2の側壁82にノッチ堰59が形成されるようになっているが、第2の分配溝57の端壁69にもノッチ堰を形成することができる。さらに、第1の分配溝56における側壁64にノッチ堰を形成したり、第1の分配溝56の各端壁にノッチ堰を形成することができる。
In each embodiment, the
前記各実施の形態においては、塔本体12内をフィード側とサイドカット側とに分割しない蒸留塔について説明しているが、本発明を蒸留塔内が中仕切りによって分割された結合型蒸留塔に適用することができる。
In each of the above embodiments, a distillation column that does not divide the inside of the column
また、前記各実施の形態においては、プロセス装置として蒸留装置について説明しているが、本発明を吸収等のプロセス技術を利用した他のプロセス装置に適用することができる。例えば、吸収操作プロセス装置において、窒素酸化物、硫黄酸化物等のガスを吸収したり、廃液処理プロセス装置において、アンモニア、シアン等の廃液処理を行ったり、製品中の不純物の除去、水溶液の脱水精製、溶剤の回収、廃水/プロセス流体からのフェノールの回収、水溶液中の酢酸の回収、処理液中の有機物質の除去等を行ったりすることができる。このように、本発明を各成分が分布する各種のプロセス装置に適用することができる。 In each of the above embodiments, a distillation apparatus has been described as a process apparatus. However, the present invention can be applied to other process apparatuses using a process technique such as absorption. For example, gas such as nitrogen oxides and sulfur oxides is absorbed in absorption operation process equipment, waste liquid treatment such as ammonia and cyanogen is performed in waste liquid treatment process equipment, impurities in products are removed, and aqueous solutions are dehydrated. Purification, solvent recovery, recovery of phenol from wastewater / process fluid, recovery of acetic acid in aqueous solution, removal of organic substances in the processing solution, and the like can be performed. Thus, the present invention can be applied to various process apparatuses in which each component is distributed.
また、前記各実施の形態においては、蒸留塔11内を下方に移動する液体を均一に分散させるための液分散装置53について説明しているが、各種の外部液、内部液等の液体を下方に移動させるときに、液相と気相とを均一に接触させる装置に適用することもできる。
Further, in each of the above embodiments, the
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change variously based on the meaning of this invention, and does not exclude them from the scope of the present invention.
53 液分散装置
56、57 第1、第2の分配溝
58 液壁
59 ノッチ堰
67 底壁
68、81 第1の側壁
69 端壁
70、82 第2の側壁
72、85 第1の流路
73、86 第2の流路
83、84 第1、第2の液壁
53
Claims (7)
(b)該各分配溝に隣接させて、前記側壁と平行に配設された液壁とを有するとともに、
(c)前記側壁の上縁に複数の溢流堰が形成されることを特徴とする液分散装置。 (A) a plurality of distribution grooves that are arranged in parallel to each other and are composed of a bottom wall, side walls, and end walls, and whose upper ends are open;
(B) having a liquid wall disposed adjacent to each of the distribution grooves and parallel to the side wall;
(C) A liquid dispersing apparatus, wherein a plurality of overflow weirs are formed on the upper edge of the side wall.
(b)該流路の上端が開放される請求項1に記載の液分散装置。 (A) a flow path is formed between the distribution groove and the liquid wall;
(B) The liquid dispersion apparatus according to claim 1, wherein an upper end of the flow path is opened.
(b)該分配溝の各側壁の上縁に複数の溢流堰が形成される請求項1に記載の液分散装置。 (A) Two liquid walls are disposed between the distribution grooves adjacent to each other,
(B) The liquid dispersion apparatus according to claim 1, wherein a plurality of overflow weirs are formed on the upper edge of each side wall of the distribution groove.
(b)該他の分配溝内の液体は前記各分配溝に分配される請求項1〜6のいずれか1項に記載の液分散装置。
(A) Another distribution groove is formed on the upstream side of each distribution groove,
(B) The liquid dispersion apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the liquid in the other distribution groove is distributed to each of the distribution grooves.
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CN101785933A (en) * | 2010-03-15 | 2010-07-28 | 无锡市雪浪化工填料有限公司 | Beam-penetrating structure of liquid collection and re-distribution device |
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-
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