JPH0116523B2 - - Google Patents

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JPH0116523B2
JPH0116523B2 JP58232123A JP23212383A JPH0116523B2 JP H0116523 B2 JPH0116523 B2 JP H0116523B2 JP 58232123 A JP58232123 A JP 58232123A JP 23212383 A JP23212383 A JP 23212383A JP H0116523 B2 JPH0116523 B2 JP H0116523B2
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JP
Japan
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layer
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gas
surface area
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JP58232123A
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Kozo Fujita
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Sasakura Engineering Co Ltd
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Sasakura Engineering Co Ltd
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Publication date
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  • Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、原液中に溶存する酸素等の溶解性ガ
スを、原液から脱気する装置に関するものであ
る。
〔従来の技術とその問題点〕
溶液中に存在するガス、特に酸素が装置や配管
系統を腐食させたり、微生物の繁殖の原因になる
ことは周知のことであり、液中から溶存ガスを除
去することは工業的立場から望ましいところであ
る。
従来、充填塔による脱気器1は、例えば特開昭
58−101784号公報等に記載され、且つ、第1図の
ように、ガスを溶存した原液を、ケーシング内に
ラシヒリング等の充填物を層状に充填して成る充
填物層3の上部に対して原液供給管2より散布
し、充填物層を流下する間に原液が薄膜状にな
り、表面積が大となつて溶存ガスが放散され、脱
気された原液は、下部の取出管4より取り出す一
方、放散されたガスは、上部の抽気管5より真空
装置に吸引されて系外に排気される。
このような充填物層3には、一般的なラシヒリ
ングやポールリングで、同一形状の充填物が層状
に充填されているが、脱気性能は充填物層におけ
る有効接触面積に支配される。
この有効接触面積を大きくするために、充填物
の濡れ面積、すなわち、充填物の比表面積(充填
物の単位体積あたりの表面積)の大きくて、且
つ、充填物層の空隙率が小さいもの、例えば小形
状の充填物を使用すると、通過流体の抵抗が大き
くなり、すなわち、充填物層内部の気相側の圧力
が大きくなり、脱気すべきガスの分圧が高くなつ
て、脱気できなくなり、また、放散されたガスが
加圧下で再吸収されたりして脱気性能が悪くな
る。
更には、原水及び放散されたガスの圧力損失が
大きくなることにより、放散されたガスが充填物
層を通過上昇することができなくなり、その結
果、フラツデイング(溢汪現象)を起こすなど、
充填塔における単位断面積あたりの処理液量に限
界があつた。
この限界に起因であるフラツデイングの限界流
量に関しては、一般における気・液向流接触型の
充填塔では、上昇ガスの流量Gと下降液の流量L
との間に、第2図に示すように、相対関係がある
ことが知られている。
この第2図において、パラメータは、充填物の
比表面積及び充填物層の空隙率による因子であ
り、外側の曲線ほど充填物における比表面積が小
さく、また、充填物層における空隙率の大きい場
合を示している。
例えば、非常に小さい充填物では、内側の曲線
Aに、大きい充填物では、外側の曲線Dに相当す
るものである。
すなわち、フラツデイングの限界流量は G=(L,a,1/ε3) の関数になり、ここで G=ガス流量 L=液流量 a=充填物の単位体積あたりの表面積、 つまり、充填物の比表面積 ε=充填物層の空隙率 である。
このフラツデイングの限界流量の関係は、原水
の供給液流量が一定の場合、充填物が密であるほ
ど、すなわち、充填物の比表面積が大きいほど、
また、充填物層の空隙率が小さいほど、フラツデ
イングを起こし易いことを意味している。
実際の脱気器の運転操作では、フラツデイング
限界流量の数10〜60パーセント位が適した流量範
囲であり、個々の充填物に対して、脱気性能に適
したガス流量及び液流量の最適流量操作範囲を求
めると、第2図に準じた第3図の相関関係を得る
ことができる。
この第3図において、パラメータは第2図と同
様であり、充填物における比表面積及び充填物層
における空隙率によつて異なるものである。
次に、充填物層における脱気の流動現象につい
て説明すると、充填物層のうち上層に散布された
原水からは一時的に多量のガスが真空下に放散さ
れるが、充填物層内を下方に流れるに従つて充填
物の表面に形成される薄膜からは、溶解している
ガスが気相中のガス濃度に応じて少しづつ放散さ
れ、充填物層の最下段層では、略気・液平衡状態
になり、原水からの放散はほとんどなくなる。
すなわち、充填物層の下層では上昇するガスの
流量は、ほぼ0であるが、充填物層の上層に行く
程、充填物層内を上昇するガスの流量は増加す
る。一方、液の流量は、脱気分が減少するだけ
で、ほとんど変化しない。
従つて、前記した従来の脱気器では、充填物層
3を、下層から上層までを同じ大きさの充填物を
充填することによつて構成し、充填物の比表面積
及び充填物層の空隙率を、下層から上層までを同
じ値にしているために、フラツデイング現象が発
生しない状態での操作範囲は、充填物層の上層に
おけるガス流量及び液流量に支配されるから、充
填物層における下層での脱気性能は、律速的なも
のになつて脱気率が低下するし、処理液量も少な
くしなければならないのであつた。
本発明は、上記に鑑み充填物層の各層におい
て、安定した流量範囲で、しかも高い脱気性能を
維持できる脱気器を提供するものである。
〔問題を解決するための手段〕
この目的を達成するため本発明は、ケーシング
内部に充填物を層状に充填する一方、前記ケーシ
ングの上部に原液の供給管及びガスの抽気管を、
ケーシングの下部に処理液の取出管を各々設けて
成る充填塔において、前記充填物層のうち上層
を、充填物の比表面積が小さくて且つ充填物層の
空隙率が大きい層に、下層を、充填物の比表面積
が大きくて且つ充填物層の空隙率が小さい層に構
成した。
〔実施例〕
以下本発明の実施例を、添付の図面によつて説
明する。
第4図において、脱気器1は、上部に原液の供
給管2及びガスの抽気管5を、下部に処理液の取
出管4を有するケーシング6にて構成されてい
て、該ケーシング6は、その内部に例えばラシヒ
リングからなる充填物7を、有孔支持板8上に層
状に充填されて充填物層3が形成されている。
この充填物層3は、4層に別れ、最下段の充填
物層には、称呼寸法6mm(1/8インチ)のラシヒ
リングが、その上の層には、称呼寸法12mm(1/2
インチ)のラシヒリングが、更にその上の層に
は、称呼寸法20mm(3/4インチ)のラシヒリング
が、そして最上段の層には、称呼寸法25mm(1イ
ンチ)のラシヒリングが各々充填されるというよ
うに、各層ごとに寸法の異なるラシヒリングの充
填によつて構成されている。
この場合、ラシヒリングは、丸善株式会社発
行、化学工業協会編、「化学工業便覧」(改訂四
版)の第525頁等に記載されている通り、その称
呼寸法が小さくなると、充填物の比表面積が大き
くなる一方充填物層の空隙率が小さくなり、ま
た、その称呼寸法が大きくなると、充填物の比表
面積が小さくなると共に充填物層の空隙率が大き
くなるものであるから、前記のように構成するこ
とにより、充填物層3を、下層においては充填物
の比表面積を大きく充填物層の空隙率を小さくす
ることができ。また、上層においては充填物の比
表面積を小さく充填物層の空隙率を大きくするこ
とができる。
原液は、ケーシング6の上部における原液の供
給管2より散布装置9を経て充填物層3を散布さ
れ、充填物7の表面を薄膜状になつて流下する。
原液中の溶存酸素は、気相中の酸素濃度に応じ
て放散され、放散された酸素は充填物層3内を上
昇し、ケーシング6の上部におけるガス抽気管5
より真空装置(図示せず)を経て系外へ排出され
る。
一方、充填物層3内で脱気された原液は、ケー
シング6の下部における取出管4より取出され、
各用途、例えば海水淡水化装置の原水として供給
される。
前記充填物層3の下部では、ガスの発生はほと
んど無であるが、充填物層3の上部ほど、放散さ
れたガスが蓄積され、ガスの上昇流量は増加し、
充填物層3の最上部では、ガスの上昇流量は最大
になる。
例えば、溶存酸素8ppmの水を脱気すれば、水
1m3あたり約6Nのガスが発生し、これは30℃
の真空中では約150の容量になる一方、充填物
層3を流下する液の流量は、脱気分が減少するだ
けで殆んど変化しない。
これは、第3図において、充填物層3のうち最
上段層における称呼寸法25mm(1インチ)ラシヒ
リングの最適流量の操作範囲D、次層における称
呼寸法20mm(3/4インチ)ラシヒリングの最適流
量の操作範囲C、次層における称呼寸法12mm(1/
2インチ)ラシヒリングの最適流量の操作範囲B、
最下段層における称呼寸法6mm(1/8インチ)ラ
シヒリングの最適流量の操作範囲Aに対して、液
流量で流した場合のガス流量gA→gB→gC→
gDに至る破線を追従することを意味するもので
ある。
この場合、充填物層3の総てについて、大きい
称呼寸法25mm(1インチ)のラシヒリングを充填
すれば、充填物層のうち上層及び下層とも最適流
量の操作範囲内に収まり、フラツデイング等のお
それはないが、脱気効率の面からは、比表面積が
小さくて且つ空隙率が大きい、称呼寸法25mm(1
インチ)のラシヒリングであるために、脱気効率
は減少する。
逆に、充填物層3の総てについて、小さい称呼
寸法6mm(1/8インチ)のラシヒリングを充填す
れば、比表面積が大きくて且つ空隙率が小さいた
めに、上層での最適流量の操作範囲を外れ、フラ
ツデイング現象を起すから、液流量を多くするこ
とができない結果になる。
これに対して、本発明のように、充填物層3
を、下層においては充填物の比表面積を大きく充
填物層の空隙率を小さくし、上層においては充填
物の比表面積を小さく充填物層の空隙率を大きく
した構成にしたときには、充填物層3の上層にお
いて、最適流量の操作範囲を外れてフラツデイン
グ現象を起すことを防止できて、液流量を増大で
きる一方、充填物層3の下層において、脱気効率
が減少することを解消できる。
なお、本発明者の実験によると、5m3/hの海
水を脱気する場合、ケーシング6の内径を1mに
した脱気器において、第4図に示すように、最上
段の層に称呼寸法25mm(1インチ)のラシヒリン
グを使用すれば、フラツデイング現象を起すこと
がなく安定した操作ができるが、最上段の層に称
呼寸法12mm(1/2インチ)のラシヒリング又は称
呼寸法20mm(3/4インチ)のラシヒリングを使用
した場合には、海水の流量が3.5m3/hにおいて
フラツデイング現象を起し、正常な運転はできな
いのであつた。
また、内径1mのケーシング6内の総てに称呼
寸法25mm(1インチ)のラシヒリングを充填し
て、5m3/hの海水を処理した場合、処理海水中
の溶存酸素濃度は0.5ppm程度にしか下がらなか
つた。これに対して、充填物層3を、前記した第
4図のように、四層にした場合には、5m3/hの
海水における溶存酸素濃度を0.02ppmに低減でき
るのであつた。
第5図は、第4図の同一形状で寸法の異なる充
填物に代えて、最上段層には、称呼寸法25mm(1
インチ)のラシヒリングを、中段層には、称呼寸
法25mm(1インチ)のポールリングを、そして、
最下段層には、称呼寸法25mm(1インチ)のベレ
ルサドルを各々充填した場合を示すものである。
ここに使用する、ポールリングは、一般的に言
つてラシヒリングよりも比表面積が大きくて空隙
率が小さく、また、ベレルサドルも、一般的に言
つてポールリングよりも比表面積が大きくて空隙
率が小さいものであるから、充填物層3を、下層
においては充填物の比表面積を大きく充填物層の
空隙率を小さくし、上層においては充填物の比表
面積を小さく充填物層の空隙率を大きく構成する
ことができるのであり、この第5図の場合では、
前記第4図の場合と略同様の実験結果が得られ
た。
〔発明の作用・効果〕
以上の通り本発明は、ケーシング内部に充填物
を層状に充填する一方、前記ケーシングの上部に
原液の供給管及びガスの抽気管を、ケーシングの
下部に処理液の取出管を各々設けて成る充填塔に
おいて、前記充填物層のうち上層を、充填物の比
表面積が小さくて且つ充填物層の空隙率が大きい
層に、下層を、充填物の比表面積が大きくて且つ
充填物層の空隙率が小さい層に構成したことによ
り、充填物層の上層において、最適流量の操作範
囲を外れてフラツデイング現象を起すことを防止
できる状態のもとで液流量を増大できる一方、充
填物層3の下層において、脱気効率が減少するこ
とを解消できる。
従つて、本発明によると、安定した流量操作範
囲と優れた脱気効率とを得ることができると共
に、処理液量を増大できる効果を有する。
しかも、このような効果は、放散されたガスを
系外へ効率よく排出させるために充填塔の底部よ
りストリツピングスチームを導入する場合にも適
用できるから、応用範囲が広い利点をも有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の充填塔による常温真空脱気器の
内部説明図、第2図は充填塔におけるフラツデイ
ング限界流量範囲を示す気−液流量相関曲線、第
3図は充填塔における最適流量操作範囲を示す気
−液流量相関曲線、第4図は本発明の実施例を示
す脱気器の内部説明図、第5図は本発明の他の実
施例を示す脱気器の内部説明図である。 1……脱気器、2……原液の供給管、3……充
填物層、4……処理液の取出管、5……ガスの抽
気管、6……ケーシング、7……充填物、8……
有孔支持板、9……散布装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ケーシング内部に充填物を層状に充填する一
    方、前記ケーシングの上部に原液の供給管及びガ
    スの抽気管を、ケーシングの下部に処理液の取出
    管を各々設けて成る充填塔において、前記充填物
    層のうち上層を、充填物の比表面積が小さくて且
    つ充填物層の空隙率が大きい層に、下層を、充填
    物の比表面積が大きくて且つ充填物層の空隙率が
    小さい層に構成したことを特徴とする脱気器。
JP23212383A 1983-12-07 1983-12-07 脱気器 Granted JPS60125211A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58101784A (ja) * 1981-12-10 1983-06-17 Yamaha Motor Co Ltd 原水淡水化装置

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