JP2511936Y2 - 充填塔 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、充填塔に関し、特に空気液化分離装置の圧
縮空気の水洗，冷却に使用する水洗冷却塔及び該水洗冷
却塔に冷却水を供給する冷水塔に適した充填塔に関す
る。

〔従来の技術〕

従来から、気体，液体の冷却や各種成分の吸収操作等
に充填塔が多く用いられている。この充填塔としては、
該塔の内部に充填した充填材の上部から液体を流下さ
せ、下部から気体を上昇させて気液接触させる向流式充
填塔が多く用いられている。

また上記充填材としては、ラシヒリング，レッシング
リング，ポールリング，ベルルサドル塔の円筒面あるい
は複雑な曲面を有する充填材（本明細書においては、こ
れらを面型充填材と称する。）と、テラレット，ディク
ソンリング等の線状体を屈曲させて、あるいは線状体を
網状に組合せた充填材（本明細書においては、これらを
線型充填材と称する。）とが知られている。

上記面型充填材は、液分散性が良好であり、従来から
広く用いられてきているが、近時、充填塔における圧力
損失の低減や性能向上を目的として線型充填材が使用さ
れるようになってきている。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、通常用いられる線型充填材は、液分散
能力が低いため、あらかじめ細かく分散させた状態の液
体を充填材上部から流下させる必要がある。即ち、精密
な液分散機構が要求されるため、種々の型式の液分散機
構について様々な工夫が成されている。例えば実開昭55
-107202号公報等に記載された液分配器のような溢流型
式のもの、あるいは実開昭58-178336号公報等に記載さ
れた散液装置のように通孔から液を流下させるもの、実
開昭58-178336号公報，同58-178336号公報等に記載され
たようなノズル型式のものなどのような精密液分散機構
が提案されている。しかし、このような液分散機構は、
液体の汚れに弱いという欠点がある。例えば、シャワー
状の液滴を生成する分散機構の場合には、ノズル部に目
詰りを起こして均一な液分散が得られなくなることがあ
る。

特に、原料となる空気を圧縮，精製，冷却して窒素や
酸素等を製造する空気液化分離装置の原料空気圧縮機の
後段に設けられ、該圧縮機により圧縮されて昇温した原
料空気を洗浄，冷却する水洗冷却塔や、該水洗冷却塔に
冷却水を供給する冷水塔においては、一般に冷却水とし
て通常の工業用水等を用いるため、さらにクーリングタ
ワー等による空冷方式が併用されたりするため、冷却水
の汚れは避けられないものであった。また、分散機能を
良くする程、製作に要する材料，加工数に多くを必要と
するため塔全体のコストアップの要因となり、改善を迫
られていた。

従って、線型充填材を用いて圧力損失を低減し、原料
空気圧縮機の動力費の低減を図るにしても、目詰り等の
障害を生じることなく十分な液分散能力を有し、かつ低
コストの液分散機構を用意する必要があった。

そこで本考案は、充填塔における圧力損失を低減しな
がら、簡単な構成で十分な液分散を行うことができる充
填塔を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記した目的を達成するために、本考案の充填塔は、
該充填塔における充填材充填部分の内、液分散器直下部
分のみに液分配能力を有する面型充填材を充填するとと
もに、該面型充填材の下方残部に圧力損失の少ない線型
充填材を充填したことを特徴としている。

〔作用〕

上記のごとく充填材として線型充填材を用いることに
より圧力損失の低減を図れ、線型充填材の上部に面型充
填材を充填することにより、充填材上部から流下する液
体を、十分に分散させて下部の線型充填材に流下させる
ことができる。

〔実施例〕

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本考案を適用した充填塔を示すもので、充填
塔１の内部には、上方からミスト除去層2,液分散器3,面
型充填材層4,線型充填材層５が設けられている。また塔
頂部には気体導出管６が、塔上部には上記液分散器３に
対応して液導入管７が、塔下部には気体導入管８が、塔
底部には液導出管９がそれぞれ設けられている。

上記ミスト除去層２は、従来の充填塔と同様に構成さ
れるもので、例えば、適宜なワイヤーメッシュや充填材
を用いることができる。また、上記液分散器３として
は、多孔板の多数の孔から液を流下させるもの、スプレ
ーノズル型式のもの、堰または溢流型式のものなど、各
種型式のものを用いることができるが、従来通りのもの
を用いればよい。

そして上記面型充填材層４には、例えば第２図に示す
ラシヒリング10、あるいは第３図に示すベルルサドル11
等の面構造を有する面型充填材を充填している。この面
型充填材層の厚さは、上記液分散器３から流下する液を
均一に分散できるように設定される。

ここで、充填塔の液分散器の液分布点の数としては、
一般に（D_T/0.15）^２（D_Tは塔内径）以上が必要である
といわれている。これは56〜57個/m²であり、約13cm角
に１個程度の液分布点を配置することになる。ラシヒリ
ング等の横方向への液分散能力を有する面型充填材を用
いた従来の充填塔ならば、上記液分布点で十分である
が、液分散能力を持たない線型充填材では、上記の倍以
上の液分布点を必要とする。

従って、上記のごとく液分散器３の下方、線型充填材
層５の上部に面型充填材４を積層配置することにより、
液分散器３から流下した液体を面型充填材層４で十分に
分散させてから下段の線型充填材層５に流下させること
ができる。例えば２インチのラシヒリングを１段に敷き
並べると、1m²当り300〜400個並び、そのそれぞれに液
分布点が生じることから、下段への液分散点を大幅に増
大させることができる。従って、従来通りの液分散器を
設けた上で、線型充填材層５の上段に２インチのラシヒ
リングを数段、例えば５〜６段積重ねることにより、下
段への均一な液分散を確実に行うことができる。

また、上記線型充填材層５には、例えば第４図に示す
テラレット12、あるいは第５図に示すディクソンリング
13等の線状体からなる線型充填材を充填している。この
線型充填材層５は、所定の気液接触を行うのに十分な高
さで設けられる。

例えば空気液化分離装置の水洗冷却塔では、気体導入
管８から導入される高温の原料空気を、液導入管７から
導入される冷却水と接触させ、所定の温度に降温させて
気体導出管６から導出できるように設定される。また、
冷水塔では、液導入管７から導入される高温の冷却水
を、気体導入管８から導入される気体、即ち液化精留設
備から排出される排窒素等の低温乾燥ガスにより、所定
の温度に降温させて液導出管９から導出できるように設
定される。

従って、前記面型充填材層４の充填高さは、上記線型
充填材層５の充填高さに比べてごく僅かでよいため、面
型充填材層４における圧力損失もごく僅かである。例え
ばラシヒリングを5000mmの高さで充填していた既設の水
洗冷却塔に本考案を適用する場合、下部に線型充填材を
4700mm充填し、その上部に面型充填材を300mm充填する
ことにより、従来と同様の冷却能力を得ながら、該塔に
おける圧力損失を大幅に低減することができ、圧縮機の
動力費を大幅に削減できる。このとき、充填材全部を線
型充填材に変更した場合には、液分散器３を精密な液分
散機能を有するものに変更しなければならないが、本考
案を適用することで、既設のラシヒリング用の液分散器
をそのまま用いることができる。

尚、面型充填材及び線型充填材の形状や充填厚さは、
充填塔の使用目的や大きさ、気液の量等により適宜に選
択することができる。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案の充填塔は、該充填塔に
おける充填材充填部分の内、液分散器直下部分のみに液
分配能力を有する面型充填材を充填するとともに、該面
型充填材の下方残部に圧力損失の少ない線型充填材を充
填したから圧力損失の低減を図りながら十分な液分散能
力による効率のよい気液接触を図れる。また液分散器に
精密な分散能力を必要としないため、簡単な構成の液分
散器を用いることができる。従って液の汚れに強く、空
気液化分離装置の水洗冷却塔及び冷水塔に用いて経済的
で、かつ製作容易であり、極めて好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の充填塔の一実施例を示す説明図、第２
図及び第３図は面型充填材の例を示すもので、第２図は
ラシヒリングを示す斜視図、第３図はベルルサドルを示
す斜視図、第４図及び第５図は線型充填材の例を示すも
ので、第４図はテラレットを示す斜視図、第５図はディ
クソンリングを示す斜視図である。 １……充填塔、３……液分散器、４……面型充填材層、
５……線型充填材層

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に充填した充填材の上部から液体を流
   下させ、該液体と充填材下部から上昇する気体とを向流
   接触させて気液接触を行う空気分離装置の水洗冷却塔及
   び冷水塔として用いる充填塔において、該充填塔におけ
   る充填材充填部分の内、液分散器直下部分のみに液分配
   能力を有する面型充填材を充填するとともに、該面型充
   填材の下方残部に圧力損失の少ない線型充填材を充填し
   たことを特徴とする充填塔。