JP3205494B2 - 精留システムのための改善された容量を備える組織化充填物 - Google Patents
精留システムのための改善された容量を備える組織化充填物Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気の極低温分離
のような向流蒸気−液体接触により流体混合物の成分分
離を実施するための組織化充填物単位体（区画体）及び
その使用に関係する。ここで、「充填物（パッキン
グ）」とは、塔内での２相の向流流れ中気−液界面にお
いて物質移動を可能ならしめるよう液体に対して表面を
提供するべく塔内部詰め物として使用される所定の形
態、寸法及び形状を有するものを云う。組織化された充
填物（structured packing）とは、個々の充填物部材が
互い同志また塔の軸線に関して特定の配向を有している
規則性のある組織構造を構成する充填物を言及する。
のような向流蒸気−液体接触により流体混合物の成分分
離を実施するための組織化充填物単位体（区画体）及び
その使用に関係する。ここで、「充填物（パッキン
グ）」とは、塔内での２相の向流流れ中気−液界面にお
いて物質移動を可能ならしめるよう液体に対して表面を
提供するべく塔内部詰め物として使用される所定の形
態、寸法及び形状を有するものを云う。組織化された充
填物（structured packing）とは、個々の充填物部材が
互い同志また塔の軸線に関して特定の配向を有している
規則性のある組織構造を構成する充填物を言及する。
【０００２】
【従来の技術】空気のような流体混合物のそれぞれの混
合物成分で富化された２種以上の部分への蒸留は一般
に、塔内部要素すなわち物質移動要素としてトレイ（棚
板）を使用する一つ以上の蒸留塔もしくは精留塔を使用
して実施されてきた。最近、精留塔内部で物質移動要素
として、トレイに替えて、組織化充填物の使用が増大し
つつある。これは組織化充填物がトレイの場合よりはる
かに低い圧力降下しか示さないからである。
合物成分で富化された２種以上の部分への蒸留は一般
に、塔内部要素すなわち物質移動要素としてトレイ（棚
板）を使用する一つ以上の蒸留塔もしくは精留塔を使用
して実施されてきた。最近、精留塔内部で物質移動要素
として、トレイに替えて、組織化充填物の使用が増大し
つつある。これは組織化充填物がトレイの場合よりはる
かに低い圧力降下しか示さないからである。
【０００３】組織化充填物の最近の進展例として、波形
材料製の薄いシート群から作製された組織化充填物を挙
げることができる。一般に、この材料は金属である。組
織化充填物は、薄いシートを波形がシート上で対角方向
に生じるよう波形加工しそしてこの波形シート群を単位
体として波形が塔軸線に対してある角度を為すようにシ
ートを垂直に配向して塔内で使用することにより構成さ
れる。
材料製の薄いシート群から作製された組織化充填物を挙
げることができる。一般に、この材料は金属である。組
織化充填物は、薄いシートを波形がシート上で対角方向
に生じるよう波形加工しそしてこの波形シート群を単位
体として波形が塔軸線に対してある角度を為すようにシ
ートを垂直に配向して塔内で使用することにより構成さ
れる。
【０００４】波形加工組織化充填物における改善例の一
つは、波形加工充填物シート表面の模様付けである。表
面模様付けは充填物シート表面上での液体の一様な広が
りを改善し、以って塔内での蒸気−液体接触、従って物
質移動を改善する。シート表面をフルーティング（溝
（段）つけ、ひだ付け加工）、ランシング（突き刺し加
工）、エンボス加工するといった多くの様々の種類の表
面模様付け技術が知られている。
つは、波形加工充填物シート表面の模様付けである。表
面模様付けは充填物シート表面上での液体の一様な広が
りを改善し、以って塔内での蒸気−液体接触、従って物
質移動を改善する。シート表面をフルーティング（溝
（段）つけ、ひだ付け加工）、ランシング（突き刺し加
工）、エンボス加工するといった多くの様々の種類の表
面模様付け技術が知られている。
【０００５】組織化充填物は蒸留塔の操作において従来
型式のトレイを上回る利点を有するが、充填物のコスト
は一般にトレイのそれより高い。分離をもたらすに必要
とされる充填物の容積は、充填物の高さと塔の直径に依
存する。後者は、充填物の容量により若しくは気体乃至
蒸気と液体が向流接触においてもはや有効に流れなくな
るフラッド点（溢汪点、フラッディング点）により等価
的に設定される。
型式のトレイを上回る利点を有するが、充填物のコスト
は一般にトレイのそれより高い。分離をもたらすに必要
とされる充填物の容積は、充填物の高さと塔の直径に依
存する。後者は、充填物の容量により若しくは気体乃至
蒸気と液体が向流接触においてもはや有効に流れなくな
るフラッド点（溢汪点、フラッディング点）により等価
的に設定される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】増大せる容量を有し、
従ってフラッド条件に達するまでに塔内での処理量の増
大を可能ならしめる組織化充填物が切望されている。本
発明の課題は、従来型式の組織化充填物を上回る改善さ
れた性能の発現を可能ならしめる組織化充填物を提供す
ることである。本発明のまた別の課題は、増大せる容量
を有し、従ってフラッド条件に達するまでに塔処理量の
増大を可能ならしめる、精留塔において使用のための組
織化充填物を提供することである。
従ってフラッド条件に達するまでに塔内での処理量の増
大を可能ならしめる組織化充填物が切望されている。本
発明の課題は、従来型式の組織化充填物を上回る改善さ
れた性能の発現を可能ならしめる組織化充填物を提供す
ることである。本発明のまた別の課題は、増大せる容量
を有し、従ってフラッド条件に達するまでに塔処理量の
増大を可能ならしめる、精留塔において使用のための組
織化充填物を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の１様相によれ
ば、 複数の垂直に配向された組織化充填物シートを含む
組織化充填物単位体にして、単位体の高さの下方５０％
までを構成するベース領域と、単位体の高さの残部の少
なくとも一部を構成するバルク領域とを有し、前記ベー
ス領域における組織化充填物シートの山高さが、バルク
領域における組織化充填物シートの山高さより小さく、
それにより、ベース領域におけるシート間の気体流れに
対する抵抗がバルク領域におけるシート間の気体流れに
対する抵抗より小さくしたことを特徴とする組織化充填
物単位体が提供され、 他の様相によれば、 複数の垂直に
配向された組織化充填物シートを含む組織化充填物単位
体にして、単位体の高さの下方５０％までを構成するベ
ース領域と、単位体の高さの残部の少なくとも一部を構
成するバルク領域とを有し、前記ベース領域における組
織化充填物シートの波形模様がバルク領域における組織
化充填物シートの波形模様より急角度であり、それによ
り、ベース領域におけるシート間の気体流れに対する抵
抗がバルク領域におけるシート間の気体流れに対する抵
抗より小さくしたことを特徴とする組織化充填物単位体
が提供され、 更に他の様相によれば、 複数の垂直に配向
された組織化充填物シートを含む組織化充填物単位体に
して、単位体の高さの下方５０％までを構成するベース
領域と、単位体の高さの残部の少なくとも一部を構成す
るバルク領域とを有し、前記ベース領域における充填物
単位体の開口面積率が、バルク領域における充填物単位
体の開口面積率を超え、それにより、ベース領域におけ
るシート間の気体流れに対する抵抗がバルク領域におけ
るシート間の気体流れに対する抵抗より小さくしたこと
を特徴とする組織化充填物単位体が提供され、
ば、 複数の垂直に配向された組織化充填物シートを含む
組織化充填物単位体にして、単位体の高さの下方５０％
までを構成するベース領域と、単位体の高さの残部の少
なくとも一部を構成するバルク領域とを有し、前記ベー
ス領域における組織化充填物シートの山高さが、バルク
領域における組織化充填物シートの山高さより小さく、
それにより、ベース領域におけるシート間の気体流れに
対する抵抗がバルク領域におけるシート間の気体流れに
対する抵抗より小さくしたことを特徴とする組織化充填
物単位体が提供され、 他の様相によれば、 複数の垂直に
配向された組織化充填物シートを含む組織化充填物単位
体にして、単位体の高さの下方５０％までを構成するベ
ース領域と、単位体の高さの残部の少なくとも一部を構
成するバルク領域とを有し、前記ベース領域における組
織化充填物シートの波形模様がバルク領域における組織
化充填物シートの波形模様より急角度であり、それによ
り、ベース領域におけるシート間の気体流れに対する抵
抗がバルク領域におけるシート間の気体流れに対する抵
抗より小さくしたことを特徴とする組織化充填物単位体
が提供され、 更に他の様相によれば、 複数の垂直に配向
された組織化充填物シートを含む組織化充填物単位体に
して、単位体の高さの下方５０％までを構成するベース
領域と、単位体の高さの残部の少なくとも一部を構成す
るバルク領域とを有し、前記ベース領域における充填物
単位体の開口面積率が、バルク領域における充填物単位
体の開口面積率を超え、それにより、ベース領域におけ
るシート間の気体流れに対する抵抗がバルク領域におけ
るシート間の気体流れに対する抵抗より小さくしたこと
を特徴とする組織化充填物単位体が提供され、
【０００８】また別の様相によれば、 複数の垂直に配向
された組織化充填物シートを含む組織化充填物単位体に
して、単位体の高さの下方５０％までを構成するベース
領域と、単位体の高さの残部の少なくとも一部を構成す
るバルク領域とを有し、ベース領域における組織化充填
物シートの山高さをバルク領域における組織化充填物シ
ートの山高さより小さくした組織化充填物単位体を下降
して液体を流し、該組織化充填物単位体を上昇して気体
を流し、それにより、気体を、バルク領域を通過する場
合より低い流れ抵抗下にベース領域を通過せしめること
を包含する気体及び液体の向流流れのための方法が提供
され、 他の様相によれば、 複数の垂直に配向された組織
化充填物シートを含む組織化充填物単位体にして、単位
体の高さの下方５０％までを構成するベース領域と、単
位体の高さの残部の少なくとも一部を構成するバルク領
域とを有し、ベース領域における組織化充填物シートの
波形模様をバルク領域における組織化充填物シートの波
形模様より急角度とした組織化充填物単位体を下降して
液体を流し、そして該組織化充填物単位体を上昇して気
体を流し、それにより、気体を、バルク領域を通過する
場合より低い流れ抵抗下にベース領域を通過せしめるこ
とを包含する気体及び液体の向流流れのための方法が提
供され、 また他の様相によれば、 複数の垂直に配向され
た組織化充填物シートを含む組織化充填物単位体にし
て、単位体の高さの下方５０％までを構成するベース領
域と、単位体の高さの残部の少なくとも一部を構成する
バルク領域とを有し、ベース領域における充填物単位体
の開口面積率がバルク領域における充填物単位体の開口
面積率を超えるようにした組織化充填物単位体を下降し
て液体を流し、そして該単位体を上昇して気体を流し、
それにより、気体を、バルク領域を通過する場合より低
い流れ抵抗下にベース領域を通過せしめることを包含す
る気体及び液体の向流流れのための方法が提供される。
された組織化充填物シートを含む組織化充填物単位体に
して、単位体の高さの下方５０％までを構成するベース
領域と、単位体の高さの残部の少なくとも一部を構成す
るバルク領域とを有し、ベース領域における組織化充填
物シートの山高さをバルク領域における組織化充填物シ
ートの山高さより小さくした組織化充填物単位体を下降
して液体を流し、該組織化充填物単位体を上昇して気体
を流し、それにより、気体を、バルク領域を通過する場
合より低い流れ抵抗下にベース領域を通過せしめること
を包含する気体及び液体の向流流れのための方法が提供
され、 他の様相によれば、 複数の垂直に配向された組織
化充填物シートを含む組織化充填物単位体にして、単位
体の高さの下方５０％までを構成するベース領域と、単
位体の高さの残部の少なくとも一部を構成するバルク領
域とを有し、ベース領域における組織化充填物シートの
波形模様をバルク領域における組織化充填物シートの波
形模様より急角度とした組織化充填物単位体を下降して
液体を流し、そして該組織化充填物単位体を上昇して気
体を流し、それにより、気体を、バルク領域を通過する
場合より低い流れ抵抗下にベース領域を通過せしめるこ
とを包含する気体及び液体の向流流れのための方法が提
供され、 また他の様相によれば、 複数の垂直に配向され
た組織化充填物シートを含む組織化充填物単位体にし
て、単位体の高さの下方５０％までを構成するベース領
域と、単位体の高さの残部の少なくとも一部を構成する
バルク領域とを有し、ベース領域における充填物単位体
の開口面積率がバルク領域における充填物単位体の開口
面積率を超えるようにした組織化充填物単位体を下降し
て液体を流し、そして該単位体を上昇して気体を流し、
それにより、気体を、バルク領域を通過する場合より低
い流れ抵抗下にベース領域を通過せしめることを包含す
る気体及び液体の向流流れのための方法が提供される。
【０００９】（用語の定義）ここで使用するものとして
の用語「塔」は、蒸留或いは分留を実施するためのカラ
ム或いは帯域、即ち液体及び気体相を向流で接触して例
えば塔内に充填した充填物要素において蒸気及び液体相
を接触することにより流体混合物の分離をもたらす接触
カラム或いは帯域を意味する。蒸留塔のこれ以上の詳細
については、マックグローヒル・ブック・カンパニー出
版、Ｒ．Ｈ．Ｐｅｒｒｙ等編「ケミカル・エンジニアズ
・ハンドブック」１３節、１３−３頁、「連続蒸留プロ
セス」を参照されたい。
の用語「塔」は、蒸留或いは分留を実施するためのカラ
ム或いは帯域、即ち液体及び気体相を向流で接触して例
えば塔内に充填した充填物要素において蒸気及び液体相
を接触することにより流体混合物の分離をもたらす接触
カラム或いは帯域を意味する。蒸留塔のこれ以上の詳細
については、マックグローヒル・ブック・カンパニー出
版、Ｒ．Ｈ．Ｐｅｒｒｙ等編「ケミカル・エンジニアズ
・ハンドブック」１３節、１３−３頁、「連続蒸留プロ
セス」を参照されたい。
【００１０】「蒸気及び液体接触分離プロセス」は成分
に対する蒸気圧差に依存するプロセスである。高蒸気圧
成分（即ち、より高揮発性、低沸点）は蒸気相に濃縮す
る傾向があり、他方、低蒸気圧成分（即ち、より低揮発
性、高沸点）は液体相に濃縮する傾向がある。「蒸留」
は、揮発性成分を蒸気相に濃縮し、それにより、低揮発
性成分を液体相に残すのに液体混合物の加熱作用を使用
する分離プロセスである。「部分凝縮」とは、揮発性成
分を蒸気相に濃縮し、それにより、低揮発性成分を液体
相に残すのに液体混合物の冷却作用を使用する分離プロ
セスである。「精留或いは連続蒸留」とは、蒸気相と液
体相の向流処理により得られるような順次しての部分蒸
発及び凝縮を組み合わせる分離プロセスである。蒸気及
び液体相の向流接触は断熱的でありうるしまたそうでな
い場合もあり、そして相間の積分型あるいは微分型接触
を含みうる。混合物を分離するのに精留の原理を利用す
る分離プロセス設備は、精留塔、蒸留塔或いは分留塔と
互換的に呼ばれることが多い。極低温精留は、約６５．
５℃（１５０Ｋ）以下の温度で少なくとも部分的に実施
される精留である。
に対する蒸気圧差に依存するプロセスである。高蒸気圧
成分（即ち、より高揮発性、低沸点）は蒸気相に濃縮す
る傾向があり、他方、低蒸気圧成分（即ち、より低揮発
性、高沸点）は液体相に濃縮する傾向がある。「蒸留」
は、揮発性成分を蒸気相に濃縮し、それにより、低揮発
性成分を液体相に残すのに液体混合物の加熱作用を使用
する分離プロセスである。「部分凝縮」とは、揮発性成
分を蒸気相に濃縮し、それにより、低揮発性成分を液体
相に残すのに液体混合物の冷却作用を使用する分離プロ
セスである。「精留或いは連続蒸留」とは、蒸気相と液
体相の向流処理により得られるような順次しての部分蒸
発及び凝縮を組み合わせる分離プロセスである。蒸気及
び液体相の向流接触は断熱的でありうるしまたそうでな
い場合もあり、そして相間の積分型あるいは微分型接触
を含みうる。混合物を分離するのに精留の原理を利用す
る分離プロセス設備は、精留塔、蒸留塔或いは分留塔と
互換的に呼ばれることが多い。極低温精留は、約６５．
５℃（１５０Ｋ）以下の温度で少なくとも部分的に実施
される精留である。
【００１１】用語「充填物（パッキング）」とは、塔内
での２相の向流流れ中気−液界面において物質移動を可
能ならしめるよう液体に対して表面を提供するべく塔内
部詰め物として使用される所定の形態、寸法及び形状を
有する中実のもしくは中空のものを云う。
での２相の向流流れ中気−液界面において物質移動を可
能ならしめるよう液体に対して表面を提供するべく塔内
部詰め物として使用される所定の形態、寸法及び形状を
有する中実のもしくは中空のものを云う。
【００１２】用語「ＨＥＴＰ」とは、塔理論段により実
現される組成変化に均等である組成の変化を実現する充
填物高さを意味する。用語「理論段」とは、存在する蒸
気と液体流れとが平衡状態にあるような蒸気と液体との
間での接触プロセス段を意味する。
現される組成変化に均等である組成の変化を実現する充
填物高さを意味する。用語「理論段」とは、存在する蒸
気と液体流れとが平衡状態にあるような蒸気と液体との
間での接触プロセス段を意味する。
【００１３】「組織化された充填物（パッキング）」と
は、個々の充填物部材が互い同志また塔の軸線に関して
特定の配向を有している規則性のある組織を構成する充
填物を意味する。規則化充填物とも呼ぶことができる。
個々の部材が互いに或いは塔軸線に対してある特定の配
向を有しないような「無秩序充填物」と対照的に使用さ
れる。その例としては、米国特許第４，１８６，１５９
号、４，２９６，０５０号及び４，９２９，３９９号及
び５，１３２，０５６号に開示されるものを挙げること
が出来る。
は、個々の充填物部材が互い同志また塔の軸線に関して
特定の配向を有している規則性のある組織を構成する充
填物を意味する。規則化充填物とも呼ぶことができる。
個々の部材が互いに或いは塔軸線に対してある特定の配
向を有しないような「無秩序充填物」と対照的に使用さ
れる。その例としては、米国特許第４，１８６，１５９
号、４，２９６，０５０号及び４，９２９，３９９号及
び５，１３２，０５６号に開示されるものを挙げること
が出来る。
【００１４】用語「気体流れ抵抗」とは、充填物の単位
高さ当たり気体が受ける圧力降下を意味し、例えばｍｂ
ａｒ／ｍ単位として表示される。
高さ当たり気体が受ける圧力降下を意味し、例えばｍｂ
ａｒ／ｍ単位として表示される。
【００１５】ここで使用されるものとしての用語「単位
体高さ」とは、充填物単位体すなわち垂直配向シート群
から構成される集合物としての単位体の高さを云う。こ
の高さは、蒸気が充填物ユニットに流入する水平面と蒸
気が充填物ユニットから流出する水平面との間の差であ
る。各充填物ユニットは、「ブリック」と呼ばれること
があり、積み重ねたブリックが充填された塔を構成す
る。
体高さ」とは、充填物単位体すなわち垂直配向シート群
から構成される集合物としての単位体の高さを云う。こ
の高さは、蒸気が充填物ユニットに流入する水平面と蒸
気が充填物ユニットから流出する水平面との間の差であ
る。各充填物ユニットは、「ブリック」と呼ばれること
があり、積み重ねたブリックが充填された塔を構成す
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】一般に、本発明は、精留システム
において使用される場合のような組織化充填物において
は、組織化充填物単位体の下方領域における気体流れ抵
抗が組織化充填物単位体の主要部において受けるそれよ
り減じられるなら、組織化充填物の容量は著しく増大さ
れうるとの知見を取り込んだものである。すなわち、組
織化充填物単位体すなわちブリックへの気体乃至蒸気の
流入と関連する圧力降下は、この下方領域における組織
化充填物の形態が組織化充填物単位体の上方部分におけ
るのと同じ形態を有するなら受けるはずの圧力降下より
も低いものとされる。気体流れ抵抗におけるこの局所的
な減少が、気体の上向き流れが単位体を通しての液体の
下向き流れを阻止してフラッド状態に達する点に至るま
でに単位体を通しての気体乃至蒸気の上方への流れの増
大を可能ならしめる。本組織化充填物単位体の容量の増
大は、ある所定の分離に対して従来より少ない組織化充
填物を使用することを可能ならしめ、従って分離を実施
するコストを低減する。
において使用される場合のような組織化充填物において
は、組織化充填物単位体の下方領域における気体流れ抵
抗が組織化充填物単位体の主要部において受けるそれよ
り減じられるなら、組織化充填物の容量は著しく増大さ
れうるとの知見を取り込んだものである。すなわち、組
織化充填物単位体すなわちブリックへの気体乃至蒸気の
流入と関連する圧力降下は、この下方領域における組織
化充填物の形態が組織化充填物単位体の上方部分におけ
るのと同じ形態を有するなら受けるはずの圧力降下より
も低いものとされる。気体流れ抵抗におけるこの局所的
な減少が、気体の上向き流れが単位体を通しての液体の
下向き流れを阻止してフラッド状態に達する点に至るま
でに単位体を通しての気体乃至蒸気の上方への流れの増
大を可能ならしめる。本組織化充填物単位体の容量の増
大は、ある所定の分離に対して従来より少ない組織化充
填物を使用することを可能ならしめ、従って分離を実施
するコストを低減する。
【００１７】本発明は、組織化充填物を使用することの
できる任意の蒸留、吸収或いはストリッピング・プロセ
スにおいて使用することができる。一つの特に有益な用
途は、空気を窒素、酸素及び／或いはアルゴン成分に極
低温で精留する場合のような極低温精留プロセスにおい
てである。他の有用な蒸留プロセスの例としては、油の
分留、炭化水素の分離及びアルコールの蒸留を挙げるこ
とができる。
できる任意の蒸留、吸収或いはストリッピング・プロセ
スにおいて使用することができる。一つの特に有益な用
途は、空気を窒素、酸素及び／或いはアルゴン成分に極
低温で精留する場合のような極低温精留プロセスにおい
てである。他の有用な蒸留プロセスの例としては、油の
分留、炭化水素の分離及びアルコールの蒸留を挙げるこ
とができる。
【００１８】蒸留塔は、産業界において広く様々の分離
のために使用されている。ここ十年にわたり、組織化充
填物が、従来からの蒸留トレイもしくは無秩序充填物と
比較するときその低い圧力降下及び高い物質移動により
優先して選択されるようになった。
のために使用されている。ここ十年にわたり、組織化充
填物が、従来からの蒸留トレイもしくは無秩序充填物と
比較するときその低い圧力降下及び高い物質移動により
優先して選択されるようになった。
【００１９】組織化充填物は、図１に示されるような垂
直軸線に対して或る角度をなす波形模様を備える垂直配
向シート群から構成される。シート群は、図２に示され
るようにまた後で図５に明示するように隣り合うシート
の波形模様の方向が逆転されるように配列される。充填
物は塔内に一般に１５〜３０ｃｍ（６〜１２インチ）の
高さである層を成して据え付けられる。図３に示される
ように、混合作用を増進するために、隣り合う層は垂直
軸線の中心として廻してずらされる。小さな塔において
は、各層はシートのすべてを穿孔するロッドを使用して
個々のシートを互いに固定することにより形成された充
填物の単一単位体から構成することができる。大きな塔
においては、各充填物層は、容器の断面を埋めるように
互いに嵌合する幾つかの単位体から構成されうる。図４
は、単一の単位体から成る層と、１０単位体から成る層
とを例示する。充填床全体は多数の充填物層を含み、層
の数は分離を行うに必要とされる充填高さにより設定さ
れる。図５は、波形模様と同じ角度垂直軸線に対して傾
斜して図３にＸＸとして記した充填物を通しての配列様
相を示す。波形模様は、波高さｈと基部長さｂとにより
特性づけられる。図示される波形模様は鋭尖（鋸歯状）
であるが、丸み付ける（ｓｉｎ曲線状）こともできる。
シートは図５にＡにより示すように波形模様の山と谷に
沿っての接触点で互いに接触する。
直軸線に対して或る角度をなす波形模様を備える垂直配
向シート群から構成される。シート群は、図２に示され
るようにまた後で図５に明示するように隣り合うシート
の波形模様の方向が逆転されるように配列される。充填
物は塔内に一般に１５〜３０ｃｍ（６〜１２インチ）の
高さである層を成して据え付けられる。図３に示される
ように、混合作用を増進するために、隣り合う層は垂直
軸線の中心として廻してずらされる。小さな塔において
は、各層はシートのすべてを穿孔するロッドを使用して
個々のシートを互いに固定することにより形成された充
填物の単一単位体から構成することができる。大きな塔
においては、各充填物層は、容器の断面を埋めるように
互いに嵌合する幾つかの単位体から構成されうる。図４
は、単一の単位体から成る層と、１０単位体から成る層
とを例示する。充填床全体は多数の充填物層を含み、層
の数は分離を行うに必要とされる充填高さにより設定さ
れる。図５は、波形模様と同じ角度垂直軸線に対して傾
斜して図３にＸＸとして記した充填物を通しての配列様
相を示す。波形模様は、波高さｈと基部長さｂとにより
特性づけられる。図示される波形模様は鋭尖（鋸歯状）
であるが、丸み付ける（ｓｉｎ曲線状）こともできる。
シートは図５にＡにより示すように波形模様の山と谷に
沿っての接触点で互いに接触する。
【００２０】波形模様付きシート組織化充填物のすべて
は上述した特徴を共有するが、多数の変更が行われてい
る。変更例としては、充填シートにおける穴の使用とそ
の寸法並びにシートに適用される表面組織のタイプを挙
げることができる。充填物は比表面積（単位容積あたり
の表面積）により特性付けられるものとして幾種かの寸
法で作製される。様々の寸法が、波高さｈと基部長さｂ
を変更することにより実現される。例えば、波高さの減
少は単位容積あたりの表面積を増大する。一層大きな比
表面積の充填物の使用は所定の分離に必要とされる充填
物の高さを減じるが、許容しうる流体速度は減少され
る。つまり、流れに対して一層大きな断面積が必要とさ
れる。
は上述した特徴を共有するが、多数の変更が行われてい
る。変更例としては、充填シートにおける穴の使用とそ
の寸法並びにシートに適用される表面組織のタイプを挙
げることができる。充填物は比表面積（単位容積あたり
の表面積）により特性付けられるものとして幾種かの寸
法で作製される。様々の寸法が、波高さｈと基部長さｂ
を変更することにより実現される。例えば、波高さの減
少は単位容積あたりの表面積を増大する。一層大きな比
表面積の充填物の使用は所定の分離に必要とされる充填
物の高さを減じるが、許容しうる流体速度は減少され
る。つまり、流れに対して一層大きな断面積が必要とさ
れる。
【００２１】充填物の高さは、必要とされる平衡ステー
ジの数と等価理論プレート高さ（ＨＥＴＰ）の積から計
算される。ＨＥＴＰは物質移動効率の目安である。塔の
断面積は、主として蒸気及び液体の流量及び密度により
指定される。代表的に、塔は使用される特定の充填物の
フラッド点における流量の８０〜９０％の範囲で運転さ
れるように設計される。フラッド点は塔が運転可能な、
一定の液体流量における最大蒸気流量とみなすことがで
きる。それは、物理的には、蒸気ローディングが液体が
蒸気に抗して重力下で向流的にもはや流れることができ
ないようなものとなるときに発生する。一般に、高い比
表面積の充填物ほど、シート間の流れに対して利用しう
る寸法が小さくなるから、低いフラッド点を有する。
ジの数と等価理論プレート高さ（ＨＥＴＰ）の積から計
算される。ＨＥＴＰは物質移動効率の目安である。塔の
断面積は、主として蒸気及び液体の流量及び密度により
指定される。代表的に、塔は使用される特定の充填物の
フラッド点における流量の８０〜９０％の範囲で運転さ
れるように設計される。フラッド点は塔が運転可能な、
一定の液体流量における最大蒸気流量とみなすことがで
きる。それは、物理的には、蒸気ローディングが液体が
蒸気に抗して重力下で向流的にもはや流れることができ
ないようなものとなるときに発生する。一般に、高い比
表面積の充填物ほど、シート間の流れに対して利用しう
る寸法が小さくなるから、低いフラッド点を有する。
【００２２】本発明は、充填物単位体への蒸気流入点と
関連する圧力降下を減じそして単位体からの液体の通過
を容易ならしめるよう形態付けられた組織化充填物単位
体を提供する。組織化充填物単位体を通して流れる気体
及び蒸気と云う用語はここでは同義的に使用される。こ
の圧力降下の減少は、各単位体の波形模様の波高さｈの
０．１〜２０倍の範囲にあるベース領域（図６にＬで表
す）における組織化充填物シートを、当該ベース領域に
おける寸法形態がその上方の領域として定義されるバル
ク領域（図６にＵで表す）のそれとは異なるように形態
づけることにより達成される。円柱状の単位体が図６に
は示されるが、任意の単位体形態が本発明と共に使用さ
れうる。ベース領域Ｌは組織化充填物単位体の高さＨの
下方５０％までを構成しうるが、好ましくは高さＨの下
方５％、最も好ましくは高さＨの下方２．５％を構成す
る。
関連する圧力降下を減じそして単位体からの液体の通過
を容易ならしめるよう形態付けられた組織化充填物単位
体を提供する。組織化充填物単位体を通して流れる気体
及び蒸気と云う用語はここでは同義的に使用される。こ
の圧力降下の減少は、各単位体の波形模様の波高さｈの
０．１〜２０倍の範囲にあるベース領域（図６にＬで表
す）における組織化充填物シートを、当該ベース領域に
おける寸法形態がその上方の領域として定義されるバル
ク領域（図６にＵで表す）のそれとは異なるように形態
づけることにより達成される。円柱状の単位体が図６に
は示されるが、任意の単位体形態が本発明と共に使用さ
れうる。ベース領域Ｌは組織化充填物単位体の高さＨの
下方５０％までを構成しうるが、好ましくは高さＨの下
方５％、最も好ましくは高さＨの下方２．５％を構成す
る。
【００２３】ベース領域における気体流れ抵抗をバルク
領域における気体流れ抵抗より小さくすることを可能な
らしめるような様々の異なった形態の組織化充填物が本
発明の実施において使用される。これら型式の形態が別
個にもしくは組み合わせて使用されそして４つの例を以
下に掲げる。 （ｉ）ベース領域における動水半径Ｒh をバルク領域に
おけるより大きく、好ましくはバルク領域におけるその
値の１．１倍まで大きくする。ここでＲh はＲh＝Ａ／
Ｓ（ここで、Ａは水平面において充填物を通しての断面
積でありそしてＳは濡れ周囲長さである。）により与え
られる。 （ｉｉ）ベース領域における波高さをバルク領域におけ
るより小さくする、好ましくはバルク領域のそれの９０
％未満であるよう小さくする。 （ｉｉｉ）ベース領域における波形模様をバルク領域に
おけるより好ましくは少なくとも５度急傾斜とする。 （ｉｖ）充填物材料の開口面積率を充填物単位体のバル
ク領域におけるそれに比較してベース領域において好ま
しくは２０％以上大きくする。「開口面積率」とは単位
面積の金属シートにおいて例えば穿孔によりシートから
金属を除去した面積の割合を意味する。
領域における気体流れ抵抗より小さくすることを可能な
らしめるような様々の異なった形態の組織化充填物が本
発明の実施において使用される。これら型式の形態が別
個にもしくは組み合わせて使用されそして４つの例を以
下に掲げる。 （ｉ）ベース領域における動水半径Ｒh をバルク領域に
おけるより大きく、好ましくはバルク領域におけるその
値の１．１倍まで大きくする。ここでＲh はＲh＝Ａ／
Ｓ（ここで、Ａは水平面において充填物を通しての断面
積でありそしてＳは濡れ周囲長さである。）により与え
られる。 （ｉｉ）ベース領域における波高さをバルク領域におけ
るより小さくする、好ましくはバルク領域のそれの９０
％未満であるよう小さくする。 （ｉｉｉ）ベース領域における波形模様をバルク領域に
おけるより好ましくは少なくとも５度急傾斜とする。 （ｉｖ）充填物材料の開口面積率を充填物単位体のバル
ク領域におけるそれに比較してベース領域において好ま
しくは２０％以上大きくする。「開口面積率」とは単位
面積の金属シートにおいて例えば穿孔によりシートから
金属を除去した面積の割合を意味する。
【００２４】単位体のベース領域における組織化充填物
を単位体のバルク領域における組織化充填物とはバルク
領域におけるよりベース領域における気体流れ抵抗の低
減をもたらすように異ならしめるこれら４型式の配列構
成について幾つかの特定具体例の例示を含めて以下に詳
しく述べる。
を単位体のバルク領域における組織化充填物とはバルク
領域におけるよりベース領域における気体流れ抵抗の低
減をもたらすように異ならしめるこれら４型式の配列構
成について幾つかの特定具体例の例示を含めて以下に詳
しく述べる。
【００２５】図１〜４に示されるような組織化充填物
は、垂直に配列されそして通常一つの単位体を構成する
ように充填物を通して伸延する単数乃至複数本のロッド
を使用して連結された波形模様付きシート群から成る。
これら単位体は代表的に１５〜３０ｃｍ（６〜１２イン
チ）の高さである。一つの充填物層は、単位体高さに相
当しそして代表的に円形である塔断面全体にわたって延
在する。従来からの実施において、充填物シートは高さ
において実質上一様でありそして各単位体の上面と底面
とが実質上平坦となるように整直に切られた縁辺を有す
る。単位体は順次積み重ねられる。
は、垂直に配列されそして通常一つの単位体を構成する
ように充填物を通して伸延する単数乃至複数本のロッド
を使用して連結された波形模様付きシート群から成る。
これら単位体は代表的に１５〜３０ｃｍ（６〜１２イン
チ）の高さである。一つの充填物層は、単位体高さに相
当しそして代表的に円形である塔断面全体にわたって延
在する。従来からの実施において、充填物シートは高さ
において実質上一様でありそして各単位体の上面と底面
とが実質上平坦となるように整直に切られた縁辺を有す
る。単位体は順次積み重ねられる。
【００２６】図７は本発明の一具体例を端面図で例示す
る。この具体例においては、単位体を構成するシート
は、所要の長さに切断されそして後単位体を形成するよ
うに一緒に置かれるとき垂直方向に交互にずらされる。
この態様で、シートの半分は単位体の底面まで伸延し、
そして残りの半分は単位体の上面まで伸延する。すなわ
ち、ベース領域内においては、第１の複数の組織化充填
物シートが一つおきに第２の複数の組織化充填物シート
の縁辺を超えて伸延する。この食い違い関係が、ベース
領域における動水半径Ｒh をバルク領域におけるそれに
比べて有効に倍増する。ただし、バルク領域における上
方部分の食い違い部分を除く。食い違い高さｈs は、波
高さｈの０．１ｈ〜２０ｈの範囲内、好ましくは０．５
ｈ〜２ｈの範囲内である。最適値は特定の用途に依存す
る。食い違い高さを増加することはフラッド点を増加す
る傾向がある。反面、この結果として、ベース領域にお
ける比表面積の減少と充填物の荷重担持能力の減少が生
じる。充填物の荷重担持能力は、構成材料、充填物の比
表面積、シートの厚さ及び充填物の上端における塔内部
要素の支持と関連して生じうる要件に強く依存する。
る。この具体例においては、単位体を構成するシート
は、所要の長さに切断されそして後単位体を形成するよ
うに一緒に置かれるとき垂直方向に交互にずらされる。
この態様で、シートの半分は単位体の底面まで伸延し、
そして残りの半分は単位体の上面まで伸延する。すなわ
ち、ベース領域内においては、第１の複数の組織化充填
物シートが一つおきに第２の複数の組織化充填物シート
の縁辺を超えて伸延する。この食い違い関係が、ベース
領域における動水半径Ｒh をバルク領域におけるそれに
比べて有効に倍増する。ただし、バルク領域における上
方部分の食い違い部分を除く。食い違い高さｈs は、波
高さｈの０．１ｈ〜２０ｈの範囲内、好ましくは０．５
ｈ〜２ｈの範囲内である。最適値は特定の用途に依存す
る。食い違い高さを増加することはフラッド点を増加す
る傾向がある。反面、この結果として、ベース領域にお
ける比表面積の減少と充填物の荷重担持能力の減少が生
じる。充填物の荷重担持能力は、構成材料、充填物の比
表面積、シートの厚さ及び充填物の上端における塔内部
要素の支持と関連して生じうる要件に強く依存する。
【００２７】また別の食い違い配列の具体例は、組織化
充填物シートを半分が減少せる高さを有するように切断
することと関連する。これらはその後図８に示すように
並べられる。図８に例示した具体例は本発明の特に好ま
しい具体例である。食い違い度ｈs は図７に例示した具
体例と同様である。この具体例では充填物単位体の上面
は平坦であるが、他方先の具体例においては上面は食い
違っている。図８に例示したこの食い違い配列がベース
領域における動水半径Ｒh をバルク領域におけるそれに
比べて有効に倍増する。
充填物シートを半分が減少せる高さを有するように切断
することと関連する。これらはその後図８に示すように
並べられる。図８に例示した具体例は本発明の特に好ま
しい具体例である。食い違い度ｈs は図７に例示した具
体例と同様である。この具体例では充填物単位体の上面
は平坦であるが、他方先の具体例においては上面は食い
違っている。図８に例示したこの食い違い配列がベース
領域における動水半径Ｒh をバルク領域におけるそれに
比べて有効に倍増する。
【００２８】単位体への気体に流入と関連しての圧力降
下を減じるための別の手段は、気体が曲がりくねりの少
ない流路をたどるよう配列することである。これは、隣
り合うシート間での接触点（図５にＡにより示した）の
数を減じ、それにより構造体を開通しそして一層多くの
垂直流路を促進することにより達成されうる。これはそ
うした変更を行わない充填物に比較して気体速度及び気
体に対する行路長さの両方を減じる。この具体例の実施
例が図９〜１１に示される。図９は、すべてのシートを
平坦化ベース領域を有するものとした場合の斜視図及び
端面図である。図１０は、ベース領域において波高さを
減じた波形模様を有する充填物の斜視図及び端面図であ
る。
下を減じるための別の手段は、気体が曲がりくねりの少
ない流路をたどるよう配列することである。これは、隣
り合うシート間での接触点（図５にＡにより示した）の
数を減じ、それにより構造体を開通しそして一層多くの
垂直流路を促進することにより達成されうる。これはそ
うした変更を行わない充填物に比較して気体速度及び気
体に対する行路長さの両方を減じる。この具体例の実施
例が図９〜１１に示される。図９は、すべてのシートを
平坦化ベース領域を有するものとした場合の斜視図及び
端面図である。図１０は、ベース領域において波高さを
減じた波形模様を有する充填物の斜視図及び端面図であ
る。
【００２９】図１１には、ベース領域が同じ波高さを有
するが一層急な角度にある波形模様を有する具体例を斜
視図及び正面図で例示するものである。これは、実際の
気体速度を減じ、従って充填物のベース領域における気
体圧力降下を減じる。
するが一層急な角度にある波形模様を有する具体例を斜
視図及び正面図で例示するものである。これは、実際の
気体速度を減じ、従って充填物のベース領域における気
体圧力降下を減じる。
【００３０】図１２〜１４において、材料の開口面積率
が充填物のバルク領域を上回って著しく増大される、好
ましくは少なくとも２０％増大される具体例が例示され
る。これは、穴、ルーバー、ノッチもしくはスロットの
増大を通して達成される。上記のすべてがそこを通して
の蒸気の通過を許容し、一層多量の蒸気垂直流れとバル
ク領域におけるよりベース領域においての一層低い圧力
降下をもたらす。
が充填物のバルク領域を上回って著しく増大される、好
ましくは少なくとも２０％増大される具体例が例示され
る。これは、穴、ルーバー、ノッチもしくはスロットの
増大を通して達成される。上記のすべてがそこを通して
の蒸気の通過を許容し、一層多量の蒸気垂直流れとバル
ク領域におけるよりベース領域においての一層低い圧力
降下をもたらす。
【００３１】本発明の実施において、組織化充填物単位
体のベース領域における気体流れ抵抗は、組織化充填物
単位体のバルク領域における気体流れ抵抗より少なくと
も１０％、好ましくは少なくとも２０％小さいと考えら
れる。
体のベース領域における気体流れ抵抗は、組織化充填物
単位体のバルク領域における気体流れ抵抗より少なくと
も１０％、好ましくは少なくとも２０％小さいと考えら
れる。
【００３２】ベース領域及びバルク領域に対してここに
記載した条件及び配列はそれぞれの領域全体を通して存
在することが好ましいけれども、特定の条件及び配列は
それぞれの領域の一部のみにおいても存在しうる。
記載した条件及び配列はそれぞれの領域全体を通して存
在することが好ましいけれども、特定の条件及び配列は
それぞれの領域の一部のみにおいても存在しうる。
【００３３】
【実施例】図１５及び１６において、従来型式の組織化
充填物配列に比較しての本発明の利点を例示するデータ
並びに組織化充填物単位体が互いにスペースを置いて離
間される時に受ける結果と比較しての本発明の実施で得
られる驚くべき結果を例示するデータが呈示される。単
位体に間隔を置くことの非有効性及び本発明の有効性
が、３つの単位体の充填物を使用して３０．５ｃｍ（１
２インチ）ガラス製カラムにおいてなされた実験により
実証された。各単位体は約２８ｃｍ（１１インチ）高さ
と２９．８ｃｍ（１１．７５インチ）直径を有した。各
単位体はカラム内で１層を構成した。これら試験におい
て、様々の充填物の容量が２８リットル／分（７．４ガ
ロン／分）の一定の水ロード（装入流量）及び様々の空
気流量において床を横切っての圧力降下を測定すること
により試験された。図１５及び１６は約５００ｍ2 ／ｍ
3 の比表面積を有する充填物からの結果を示す。結果
は、床を横切っての圧力降下対空気容量係数Ｃｖとして
表されている。空気容量係数Ｃｖは、Ｃｖ＝ｕg √（ρ
g ／（ρL −ρg ））（ここで、ｕg は塔断面積に基づ
いての空気空塔速度であり、ρL は水の密度でありそし
てρg は空気の密度である。）により定義される。
充填物配列に比較しての本発明の利点を例示するデータ
並びに組織化充填物単位体が互いにスペースを置いて離
間される時に受ける結果と比較しての本発明の実施で得
られる驚くべき結果を例示するデータが呈示される。単
位体に間隔を置くことの非有効性及び本発明の有効性
が、３つの単位体の充填物を使用して３０．５ｃｍ（１
２インチ）ガラス製カラムにおいてなされた実験により
実証された。各単位体は約２８ｃｍ（１１インチ）高さ
と２９．８ｃｍ（１１．７５インチ）直径を有した。各
単位体はカラム内で１層を構成した。これら試験におい
て、様々の充填物の容量が２８リットル／分（７．４ガ
ロン／分）の一定の水ロード（装入流量）及び様々の空
気流量において床を横切っての圧力降下を測定すること
により試験された。図１５及び１６は約５００ｍ2 ／ｍ
3 の比表面積を有する充填物からの結果を示す。結果
は、床を横切っての圧力降下対空気容量係数Ｃｖとして
表されている。空気容量係数Ｃｖは、Ｃｖ＝ｕg √（ρ
g ／（ρL −ρg ））（ここで、ｕg は塔断面積に基づ
いての空気空塔速度であり、ρL は水の密度でありそし
てρg は空気の密度である。）により定義される。
【００３４】ケース１は、従来態様で積み重ねた従来か
らそのままの、変更を加えていない充填物の床を横切っ
ての圧力降下である。ケース２〜４は、単位体の間に１
ｈ、２ｈ及び３ｈの水平スペースを置いた床を横切って
の圧力勾配をそれぞれ示す。スペースの形成は、単位体
間のスペースにおける気体流れに対して９５％を超える
開口面積を許容する４つの金属製スぺーサを使用して実
現した。ケース５は、充填物シートを図７により示され
たような波形模様の波高さｈの０．８〜１．２倍（波高
さｈ＝６．６ｍｍ（０．２６インチ））交互に食い違い
関係とした床を横切っての圧力降下を示す。すべての場
合の圧力勾配は、床圧力降下を変更を加えていない充填
物の高さにより割ることによってとられた。圧力降下対
容量係数のデータの形態は組織化充填物を代表するもの
である。圧力降下の増大速度は、空気流量と共に増加す
る。おおよそ４．２ｃｍ水柱／ｍ（０．５インチ水柱／
フィート）において、圧力降下は液体の滞留量の急激な
増加により急速に増加し始める。これはローディングの
開始を示す。フラッド点は通常８．３〜１７ｃｍ水柱／
ｍ（１〜２インチ水柱／フィート）の圧力降下において
起こるものとして定義される。
らそのままの、変更を加えていない充填物の床を横切っ
ての圧力降下である。ケース２〜４は、単位体の間に１
ｈ、２ｈ及び３ｈの水平スペースを置いた床を横切って
の圧力勾配をそれぞれ示す。スペースの形成は、単位体
間のスペースにおける気体流れに対して９５％を超える
開口面積を許容する４つの金属製スぺーサを使用して実
現した。ケース５は、充填物シートを図７により示され
たような波形模様の波高さｈの０．８〜１．２倍（波高
さｈ＝６．６ｍｍ（０．２６インチ））交互に食い違い
関係とした床を横切っての圧力降下を示す。すべての場
合の圧力勾配は、床圧力降下を変更を加えていない充填
物の高さにより割ることによってとられた。圧力降下対
容量係数のデータの形態は組織化充填物を代表するもの
である。圧力降下の増大速度は、空気流量と共に増加す
る。おおよそ４．２ｃｍ水柱／ｍ（０．５インチ水柱／
フィート）において、圧力降下は液体の滞留量の急激な
増加により急速に増加し始める。これはローディングの
開始を示す。フラッド点は通常８．３〜１７ｃｍ水柱／
ｍ（１〜２インチ水柱／フィート）の圧力降下において
起こるものとして定義される。
【００３５】図１５を参照すると、単位体間にスペース
を持たない従来ケース（ケース１）とスペースを持つケ
ース（ケース２、３及び４）との間に認めうる差異は認
められない。対照的に、本発明の食い違い式組織化充填
物単位体は図１６に示されるように約１７％の容量にお
ける劇的な改善を与えた（ケース５）。この改善は、使
用した実験系統が充填物をフラッドするに十分の空気流
れを提供できないようなものであった。空気流量の全範
囲にわたって、圧力降下は従来型式の充填物に対してよ
り一貫して低かった。３．８ｃｍ水柱／ｍ（０．４５イ
ンチ水柱／フィート）の圧力降下において、ベース領域
において異なった長さを有する交互しての組織化充填物
シート、すなわち食い違い配列を備える本発明の充填物
単位体は、従来の充填物に対する０．０６ｍ／ｓ（０．
１９５ｆｔ／ｓ）の値に対して０．０６９ｍ／ｓ（０．
２３ｆｔ／ｓ）のＣｖ値を有した。これは容量における
１７％を上回る増加を表す。
を持たない従来ケース（ケース１）とスペースを持つケ
ース（ケース２、３及び４）との間に認めうる差異は認
められない。対照的に、本発明の食い違い式組織化充填
物単位体は図１６に示されるように約１７％の容量にお
ける劇的な改善を与えた（ケース５）。この改善は、使
用した実験系統が充填物をフラッドするに十分の空気流
れを提供できないようなものであった。空気流量の全範
囲にわたって、圧力降下は従来型式の充填物に対してよ
り一貫して低かった。３．８ｃｍ水柱／ｍ（０．４５イ
ンチ水柱／フィート）の圧力降下において、ベース領域
において異なった長さを有する交互しての組織化充填物
シート、すなわち食い違い配列を備える本発明の充填物
単位体は、従来の充填物に対する０．０６ｍ／ｓ（０．
１９５ｆｔ／ｓ）の値に対して０．０６９ｍ／ｓ（０．
２３ｆｔ／ｓ）のＣｖ値を有した。これは容量における
１７％を上回る増加を表す。
【００３６】一層高い比表面積（おおよそ８００ｍ2 ／
ｍ3 ）の充填物を用いて別の一連の試験を行った。これ
ら実験において、従来型式の充填物がまず試験された。
その後、第２の試験組を単位体のベースにおけるシート
を山高さの５倍に相当するベース領域にわたって平坦化
して行った。この場合、平坦化ベースを有する単位体は
従来型式の単位体より大きな容量を有することが観察さ
れた。これは、空気流量が増加されるにつれ、平坦化ベ
ースを持つ単位体を除く単位体のすべてにおいて周辺に
沿って液体の著しい滞留が起こったという事実により示
された。
ｍ3 ）の充填物を用いて別の一連の試験を行った。これ
ら実験において、従来型式の充填物がまず試験された。
その後、第２の試験組を単位体のベースにおけるシート
を山高さの５倍に相当するベース領域にわたって平坦化
して行った。この場合、平坦化ベースを有する単位体は
従来型式の単位体より大きな容量を有することが観察さ
れた。これは、空気流量が増加されるにつれ、平坦化ベ
ースを持つ単位体を除く単位体のすべてにおいて周辺に
沿って液体の著しい滞留が起こったという事実により示
された。
【００３７】
【発明の効果】本発明の実施において、組織化充填物単
位体のベース領域における気体流れ抵抗は、組織化充填
物単位体のバルク領域における気体流れ抵抗より少なく
とも１０％、好ましくは少なくとも２０％小さいと考え
られる。気体流れ抵抗におけるこの局所的な減少が、気
体の上向き流れが単位体を通しての液体の下向き流れを
阻止してフラッド状態に達する点に至る前に単位体を通
しての気体乃至蒸気の上方への流れの増大を可能ならし
める。実施例によれば、本発明の食い違い式組織化充填
物単位体は従来例に比べ約１７％の容量における大幅な
改善を与えた。本組織化充填物単位体の容量の増大は、
所要の分離に対して少ない組織化充填物を使用すること
を可能ならしめ、従って分離を実施するコストを低減す
る。
位体のベース領域における気体流れ抵抗は、組織化充填
物単位体のバルク領域における気体流れ抵抗より少なく
とも１０％、好ましくは少なくとも２０％小さいと考え
られる。気体流れ抵抗におけるこの局所的な減少が、気
体の上向き流れが単位体を通しての液体の下向き流れを
阻止してフラッド状態に達する点に至る前に単位体を通
しての気体乃至蒸気の上方への流れの増大を可能ならし
める。実施例によれば、本発明の食い違い式組織化充填
物単位体は従来例に比べ約１７％の容量における大幅な
改善を与えた。本組織化充填物単位体の容量の増大は、
所要の分離に対して少ない組織化充填物を使用すること
を可能ならしめ、従って分離を実施するコストを低減す
る。
【００３８】本発明を好ましい具体例に基づいて詳しく
説明したが、本発明の範囲内で本発明を別様に具現する
ことができることを当業者は理解しよう。
説明したが、本発明の範囲内で本発明を別様に具現する
ことができることを当業者は理解しよう。
【図１】本発明の新規な組織化充填物配列構成及び塔内
でのその使用を説明するために呈示された一般的組織化
充填物を表す説明図である。
でのその使用を説明するために呈示された一般的組織化
充填物を表す説明図である。
【図２】同じく、一般的組織化充填物を表す説明図であ
る。
る。
【図３】同じく、３層の一般的組織化充填物を表す説明
図である。
図である。
【図４】一般的組織化充填物を表す説明図で、単一の単
位体から成る充填物層と、１０単位体から成る充填物層
とを例示する。
位体から成る充填物層と、１０単位体から成る充填物層
とを例示する。
【図５】波形模様と同じ角度垂直軸線に対して傾斜して
図３にＸＸとして記した充填物を通しての配列様相を示
す。
図３にＸＸとして記した充填物を通しての配列様相を示
す。
【図６】本発明の組織化充填物単位体のベース領域とバ
ルク領域を例示する説明図である。
ルク領域を例示する説明図である。
【図７】本発明の具体例の一つを例示する説明図であ
る。
る。
【図８】本発明の具体例の一つを例示する説明図であ
る。
る。
【図９】本発明の具体例の一つを例示する説明図であ
る。
る。
【図１０】本発明の具体例の一つを例示する説明図であ
る。
る。
【図１１】本発明の具体例の一つを例示する説明図であ
る。
る。
【図１２】本発明の具体例の一つを例示する説明図であ
る。
る。
【図１３】本発明の具体例の一つを例示する説明図であ
る。
る。
【図１４】本発明の具体例の一つを例示する説明図であ
る。
る。
【図１５】床を横切っての圧力降下対空気容量係数Ｃｖ
の関係を示すグラフであり、ケース１は、従来態様で積
み重ねた従来からそのままの、変更を加えていない充填
物の床を横切っての圧力降下を、ケース２〜４は、単位
体の間に１ｈ、２ｈ及び３ｈの水平スペースを置いた床
を横切っての圧力勾配をそれぞれ示す。
の関係を示すグラフであり、ケース１は、従来態様で積
み重ねた従来からそのままの、変更を加えていない充填
物の床を横切っての圧力降下を、ケース２〜４は、単位
体の間に１ｈ、２ｈ及び３ｈの水平スペースを置いた床
を横切っての圧力勾配をそれぞれ示す。
【図１６】床を横切っての圧力降下対空気容量係数Ｃｖ
の関係を示すグラフであり、ケース１は、従来態様で積
み重ねた従来からそのままの、変更を加えていない充填
物の床を横切っての圧力降下を、ケース５は、本発明に
従い充填物シートを交互に食い違い関係とした床を横切
っての圧力降下を示す。
の関係を示すグラフであり、ケース１は、従来態様で積
み重ねた従来からそのままの、変更を加えていない充填
物の床を横切っての圧力降下を、ケース５は、本発明に
従い充填物シートを交互に食い違い関係とした床を横切
っての圧力降下を示す。
ｈ 波高さ ｂ 基部長さ Ａ 接触点 Ｕ バルク領域 Ｌ ベース領域 Ｈ 単位体の高さ ｈs 食い違い高さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−312101（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−20624（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01J 19/32 B01D 3/26
Claims (6)
- 【請求項１】 複数の垂直に配向された組織化充填物シ
ートを含む組織化充填物単位体にして、単位体の高さの
下方５０％までを構成するベース領域と、単位体の高さ
の残部の少なくとも一部を構成するバルク領域とを有
し、前記ベース領域における組織化充填物シートの山高
さが、バルク領域における組織化充填物シートの山高さ
より小さく、それにより、ベース領域におけるシート間
の気体流れに対する抵抗がバルク領域におけるシート間
の気体流れに対する抵抗より小さいことを特徴とする組
織化充填物単位体。 - 【請求項２】 複数の垂直に配向された組織化充填物シ
ートを含む組織化充填物単位体にして、単位体の高さの
下方５０％までを構成するベース領域と、単位体の高さ
の残部の少なくとも一部を構成するバルク領域とを有
し、前記ベース領域における組織化充填物シートの波形
模様がバルク領域における組織化充填物シートの波形模
様より急角度であり、それにより、ベース領域における
シート間の気体流れに対する抵抗がバルク領域における
シート間の気体流れに対する抵抗より小さいことを特徴
とする組織化充填物単位体。 - 【請求項３】 複数の垂直に配向された組織化充填物シ
ートを含む組織化充填物単位体にして、単位体の高さの
下方５０％までを構成するベース領域と、単位体の高さ
の残部の少なくとも一部を構成するバルク領域とを有
し、前記ベース領域における充填物単位体の開口面積率
が、バルク領域における充填物単位体の開口面積率を超
え、それにより、ベース領域におけるシート間の気体流
れに対する抵抗がバルク領域におけるシート間の気体流
れに対する抵抗より小さいたことを特徴とする組織化充
填物単位体。 - 【請求項４】 複数の垂直に配向された組織化充填物シ
ートを含む組織化充填物単位体にして、単位体の高さの
下方５０％までを構成するベース領域と、単位体の高さ
の残部の少なくとも一部を構成するバルク領域とを有
し、ベース領域における組織化充填物シートの山高さを
バルク領域における組織化充填物シートの山高さより小
さくした組織化充填物単位体を下降して液体を流し、該
組織化充填物単位体を上昇して気体を流し、それによ
り、気体を、バルク領域を通過する場合より低い流れ抵
抗下にベース領域を通過せしめることを包含する気体及
び 液体の向流流れのための方法。 - 【請求項５】 複数の垂直に配向された組織化充填物シ
ートを含む組織化充填物単位体にして、単位体の高さの
下方５０％までを構成するベース領域と、単位体の高さ
の残部の少なくとも一部を構成するバルク領域とを有
し、ベース領域における組織化充填物シートの波形模様
をバルク領域における組織化充填物シートの波形模様よ
り急角度とした組織化充填物単位体を下降して液体を流
し、そして該組織化充填物単位体を上昇して気体を流
し、それにより、気体を、バルク領域を通過する場合よ
り低い流れ抵抗下にベース領域を通過せしめることを包
含する気体及び液体の向流流れのための方法。 - 【請求項６】 複数の垂直に配向された組織化充填物シ
ートを含む組織化充填物単位体にして、単位体の高さの
下方５０％までを構成するベース領域と、単位体の高さ
の残部の少なくとも一部を構成するバルク領域とを有
し、ベース領域における充填物単位体の開口面積率がバ
ルク領域における充填物単位体の開口面積率を超えるよ
うにした組織化充填物単位体を下降して液体を流し、そ
して該単位体を上昇して気体を流し、それにより、気体
を、バルク領域を通過する場合より低い流れ抵抗下にベ
ース領域を通過せしめることを包含する気体及び液体の
向流流れのための方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US31749994A | 1994-10-04 | 1994-10-04 | |
| US317499 | 1994-10-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08206492A JPH08206492A (ja) | 1996-08-13 |
| JP3205494B2 true JP3205494B2 (ja) | 2001-09-04 |
Family
ID=23233926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27823195A Expired - Lifetime JP3205494B2 (ja) | 1994-10-04 | 1995-10-03 | 精留システムのための改善された容量を備える組織化充填物 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5632934A (ja) |
| EP (1) | EP0707885B1 (ja) |
| JP (1) | JP3205494B2 (ja) |
| KR (1) | KR100233787B1 (ja) |
| CN (1) | CN1091646C (ja) |
| BR (1) | BR9504265A (ja) |
| CA (1) | CA2159752C (ja) |
| DE (1) | DE69510000T2 (ja) |
| ES (1) | ES2132489T3 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9522086D0 (en) | 1995-10-31 | 1996-01-03 | Ici Plc | Fluid-fluid contacting apparatus |
| US5700403A (en) * | 1996-01-24 | 1997-12-23 | Praxair Technology, Inc. | Distillation column employing structured packing which reduces wall flow |
| ID22551A (id) * | 1997-02-13 | 1999-11-04 | Praxair Technology Inc | Pembungkus dengan kapasitas lebih baik serta efisiensi pemindahan kumpulan tinggi |
| EP0925109B1 (de) * | 1997-07-04 | 2009-04-01 | Kühni Ag | Einbauten für stoffaustauschkolonnen |
| FR2771025B1 (fr) * | 1997-11-17 | 2000-01-28 | Air Liquide | Bande ondulee pour garnissage ondule-croise et son application a des colonnes de distillation embarquees |
| US6101841A (en) * | 1998-10-02 | 2000-08-15 | Praxair Technology, Inc. | Cryogenic rectification system with high strength and high capacity packing |
| US5921109A (en) * | 1998-10-21 | 1999-07-13 | Praxair Technology, Inc. | Method for operating a cryogenic rectification column |
| EP1016457B1 (en) | 1998-12-28 | 2003-05-07 | Nippon Sanso Corporation | Vapour-liquid contactor, cryogenic air separation unit and method of gas separation |
| US6509082B1 (en) | 1999-06-25 | 2003-01-21 | The Boc Group, Inc. | Structured packing |
| US6713158B2 (en) * | 1999-06-25 | 2004-03-30 | The Boc Group, Inc. | Structured packing |
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| US6478290B2 (en) | 1999-12-09 | 2002-11-12 | Praxair Technology, Inc. | Packing for mass transfer column |
| US6212907B1 (en) | 2000-02-23 | 2001-04-10 | Praxair Technology, Inc. | Method for operating a cryogenic rectification column |
| DE10008983A1 (de) * | 2000-02-25 | 2001-08-30 | Linde Ag | Verfahren zur Herstellung einer Packung für den Stoff- und Wärmeaustausch |
| US6517058B1 (en) | 2000-03-02 | 2003-02-11 | Sandkuhl Clay Works, Inc. | Fill packs for use in heat and mass transfer devices |
| DE10010810A1 (de) * | 2000-03-08 | 2001-09-13 | Montz Gmbh Julius | Flüssigkeitsverteiler und Verfahren zum Betreiben |
| FR2806325B1 (fr) * | 2000-03-17 | 2002-10-18 | Air Liquide | Module de garnissage, son procede de fabrication, et appareil de traitement de fluide(s) comportant un garnissage correspondant |
| US6378332B1 (en) | 2000-09-07 | 2002-04-30 | Praxair Technology, Inc. | Packing with low contacting crimp pattern |
| US6314756B1 (en) | 2000-09-07 | 2001-11-13 | Praxair Technology, Inc. | Structured packing with asymmetric crimp pattern |
| GB0022688D0 (en) * | 2000-09-15 | 2000-11-01 | Ingen Process Ltd | Removal and disposal of sour reservoir components |
| US6321567B1 (en) * | 2000-10-06 | 2001-11-27 | Praxair Technology, Inc. | Structured packing system for reduced distillation column height |
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| DE10124386A1 (de) * | 2001-05-18 | 2002-11-28 | Basf Ag | Verfahren zur Destillation oder Reaktivdestillation eines Gemisches, das mindestens eine toxische Komponente enthält |
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| WO2003008092A1 (de) * | 2001-07-14 | 2003-01-30 | Linde Aktiengesellschaft | Geordnete packung für den stoff- und wärmeaustausch |
| DE10134312A1 (de) | 2001-07-14 | 2003-02-06 | Linde Ag | Geordnete Packung für den Stoff- und Wärmeaustausch |
| FR2827527A1 (fr) * | 2001-07-20 | 2003-01-24 | Air Liquide | Module d'interface,son procede de fabrication,et appareil de fluide(s) comportant un module d'interface correspondant. |
| KR100398813B1 (ko) * | 2001-08-31 | 2003-09-29 | (주)에이엠티퍼시픽 | 증류장치용 타워인터널의 구조 패킹 |
| US20030086846A1 (en) * | 2001-11-05 | 2003-05-08 | Adusei George Y. | Monolith stacking configuration for improved flooding |
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| FR2947188A1 (fr) * | 2009-06-24 | 2010-12-31 | Air Liquide | Bande pour module de garnissage, module de garnissage et installation de distillation correspondants |
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