JPH026562B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 少なくとも１つの水平有孔トレー６と、これ
に直接取り付けられ、互いに連結したセル９で構
成された垂直バー８からなるグリツドの形態をな
した泡リテーナ７とを収容する容器１を含む物質
移動装置において、 トレー６と隣接する泡リテーナ７のバー８の下
部は中実であり、グリツドのセル９は、泡リテー
ナ７のバーの上部の孔を介して互いに連通してい
ることを特徴とする装置。

２ 泡リテーナ７のバー８の下部中実部の高さ
は、泡リテーナ７のバー８の高さの0.1乃至0.5倍
であることを特徴とする請求の範囲第１項記載の
装置。

３ 泡リテーナ７の孔の全体面積とトレー６の孔
の全体面積との比は、1.2乃至3.0であることを特
徴とする請求の範囲第１項又は第２項記載の装
置。

４ 装置に２つ以上のトレーを設けた場合には、
泡リテーナ７の高さＢは、トレー間の距離Ｈの
0.6乃至1.0倍であることを特徴とする請求の範囲
第１項Ｂ至第３項のいずれかに記載の装置。

５ 泡リテーナ７の各セル９には、少なくとも２
つの対角線の邪魔板１４，１５が一方を他方より
上にして十字形に置かれ、邪魔板１４，１５の高
さは、セル９の辺長の少なくとも1.5倍に等しい
ことを特徴とする請求の範囲第１項乃至第４項の
いずれかに記載の装置。

６ 泡リテーナの各セル９には、少なくとも１つ
の十字形の邪魔板１１が設けられ、前記邪魔板１
１の高さは、セル９の辺長の少なくとも1.5倍に
等しいことを特徴とする請求の範囲第１項乃至第
４項のいずれかに記載の装置。

７ セル９に設けた邪魔板１２，１３には孔が開
けられていることを特徴とする請求の範囲第５項
又は第６項記載の装置。

技術分野 本発明は、化学工業及び石油工業に関し、特
に、物質移動装置に関する。

従来の技術 ひとつの有孔トレー又はいくつかの有孔トレー
とスプレーとを有する容器の中での気体−液体接
触のための物質移動装置が公知である（エム・イ
エー・パジン著、「ピエニユイエ ガザアチツイ
ーチエリ、チエプロアブミエンニキ イ アフサ
ルベリ」（Pennye gazoochistiteli，
teploobmenniki ｉ absorbery）、レニングラー
ド、1959年、51頁参照）。

スプレーから供給された液体が移動しやすい泡
の層をトレーに形成し、大量の気体流から一定の
気体又はダストを吸収する。

トレーの正味の横断面積を通る気体の流速が遅
く（通常、２又は2.3m／ｓ以下である）トレー
の泡の層が薄い（およそ100mm）ため、公知の
装置の容量は小さい。

容量を増やそうとすると乱流が引き起こされ、
この乱流は泡で覆われていないトレーの部分を残
し、気体の一部は未処理のトレーを通過する。

又、熱及び物質移動に加えて、気体の湿式洗浄
に対処することができる物質移動装置が公知であ
る（ソ連発明者証第434969号参照）。この公知の
装置の容器は有孔トレーを有し、これらのトレー
の各々は、直立バーでできたグリツドの形態の接
触泡リテーナを備えている。各バーの高さは泡の
層厚の0.2乃至0.6倍であり、グリツドの正味の横
断面積は装置の正味の横断面積の少なくとも0.8
倍である。泡リテーナのバーの一部にはトレーの
表面のそばに孔が設けられている。

泡リテーナの主な目的は、微細構造の薄くて均
一な泡の層をトレーに供給し、明確に変動するこ
となしに、相の接触面での連続的な流れを供給す
ることである。換言すれば、泡リテーナは乱流を
除去し、従つて、装置の容量を増大させる。

しかしながら、気体の流速が2.6乃至3.0m／ｓ
以上の公知の装置で行われる熱及び物質移動の処
理は、（大気条件下における空気−水システムの
ため）効果的ではない。泡の層の頂部に生ずる断
続的な渦がグリツドのセルからその軸線に沿つて
液体の一部を駆逐し、この部分を、活動的な物質
移動又はダストの回収のための媒体として役立た
なくする。

泡リテーナのバーの下部の孔開けによつて、ト
レーの表面全体にわたつて一様な分布の液体流を
得ることはできない。

発明の開示 本発明の主な目的は、性能と有効性の両方を増
大させ、トレーの表面全体にわたつて微細構造を
もつ泡の形態の液体を均一に分布させ、そしてグ
リツドセルの軸線に沿つて液体の跳ね返りを阻止
するように泡リテーナを設計した物質移動装置を
提供することである。

本発明の本質は、少なくとも１つの水平な有孔
トレーと、これに直接取り付けられ互いに連結し
たセルを形成する直立バーで構成されたグリツド
の形態の泡リテーナとを収容する容器を含む物質
移動装置において、泡リテーナのバーの下部は中
実であり、グリツドのセルは、泡リテーナのバー
の上部の孔を介して互いに連通していることを特
徴とする装置にある。

かかる構成により、泡リテーナのバーの孔を介
して一方のセルから他方のセルに泡があふれる結
果として、トレーの液体の分布を確実にする。泡
リテーナのバーの中実部は、トレーのくぼみ又は
傾斜に対してトレーに沿つて液体があふれないよ
うにし、これにより、比較的大きな表面積のトレ
ーに液体が均一に分布するようにするのに役立
つ。

泡リテーナのバーの中実下部は、バーの全高さ
の0.1乃至0.5倍の高さを有するのが好ましい。こ
れは、トレー面のくぼみ及び傾斜に液体がたまら
ないようにし、トレーの表面全体にわたつて層を
均一に分布させる。

又、泡リテーナの孔の全面積とトレーの孔の全
面積との比は1.2乃至3.0であるのが好ましい。

この比により、液体が一方のセルから他方のセ
ルにあふれるとき、泡層の信頼できる制御が得ら
れる。

さらに、装置が２つ以上のトレーを有する場合
には、泡リテーナの高さは２つのトレー間の距離
の0.6乃至1.0倍であるのが好ましい。

これと同じ高さの泡リテーナにより、気体の広
範囲の流速にわたつて物質移動装置の効果的な作
動が得られる。

小さな直径の装置では、泡リテーナは、２つの
隣接したトレー間の距離全体に及ぶことができ
る。大きな直径の装置では、泡リテーナの高さ
は、トレー間の距離よりも幾分小さいのが実用的
である。このように形成された遮断されていない
空間により、気体が上に位置するトレーに到達す
る前に、気体（蒸気）の流れの再分布が行われ
る。

一方を他方より上にして十字形に置かれた少な
くとも２つの対角線の邪魔板を泡リテーナの各セ
ルに設け、邪魔板の高さをセルの辺長の少なくと
も1.5倍にするのが好ましい。

邪魔板に当たつた液体が拡散しセル壁の方へ向
けられるので、軸線方向への跳ね返りは生じな
い。重ねられた十字形の邪魔板でこの工程が繰り
返され、跳ね返り効果が高められる。大きなセル
の中でさえ、泡は安定する。

又、各セルに少なくとも１つの十字形の邪魔板
を設け、この邪魔板の高さをセルの辺長の少なく
とも1.5倍にすることが好ましい。

十字形の邪魔板は対角線の邪魔板よりも跳ね返
りを抑え、物質移動装置の性能を増大させる。こ
れは、対角線の邪魔板の容器の中のセルの寸法を
変えることなしに、セルの寸法か気体（蒸気）の
流速のいずれかを増大させることによつて達成で
きる。

さらに、セルの邪魔板に孔を設けることが好ま
しい。

有孔邪魔板は、跳ね返りを抑え泡をセル中に保
持する点において、中実邪魔板よりも効果的であ
る。この性能は、気体又は蒸気の流速を増大させ
る。

【図面の簡単な説明】

次に、以下の添付図面を参照して、本発明の好
適な実施例を例示として説明する。

第１図は本発明による装置の側断面図、第２図
は泡リテーナの軸測投影図、第３図は頂部では十
字形の邪魔板、それより下では２つの対角線の邪
魔板を示す泡リテーナのセルの側断面図、第４図
は第３図の−線における断面図、第５図はセ
ルの中の対角線に配置された十字形邪魔板の軸測
投影図、第６図は距離を隔てて置かれた２つの対
角線の邪魔板の軸測投影図である。

発明を実施する最良の態様 第１図を参照すると、矩形又は円形断面の物質
移動装置の容器１が、気体入口管２と、気体出口
管３と、使用済の液体を装置から出すユニオン４
とを備えている。スプレー５が容器１の中の水平
有孔トレー６より上に置かれ、前記トレー６には
泡の層が形成され保持されている。有孔トレー６
は、有孔板か、或いは規則的なグリツドを形成す
る別々のチユーブ（ロツド）のいずれかで作られ
ている。セル９付きのグリツドを構成する直立バ
ー８で作られた泡リテーナ７が、トレー６に直接
取り付けられている。

正方形セル９の一辺の長さＣはセルの側面の高
さＢの0.08乃至0.25倍である。

第１図の物質移動装置は２つのトレーを備えて
いるが、本発明によれば、トレーを１つだけ設け
ても良いし、２つ以上設けても良い。２つ以上の
トレーをもつ装置では、泡リテーナの高さＢは２
つの隣接するトレー６間の距離Ｈの0.6乃至1.0倍
である。

泡リテーナ７の軸測投影図である第２図を参照
すると、リテーナのセル９は、バー８の頂部に設
けた孔１０を介して互いに連通し、バー８の下部
は中央に作られている。各バー８の中実部の高さ
はバー８の高さＢの0.1乃至0.5倍である。

泡リテーナ７のバー８に孔１０を配列する方法
が、セル９の側断面図である第３図に詳細に示さ
れている。孔１０の数と直径は、泡リテーナ７の
孔１０の全断面積とトレーの孔の全断面積との比
が1.2乃至3.0であるように選定されている。

泡リテーナ７のバー８と平行に延びているバー
１２，１３によつて形成された十字形の邪魔板１
１が、セル９の頂部に取り付けられている。

対角線の邪魔板１４，１５が、十字形の邪魔板
１１の下に間隔を隔てて取り付けられている。

第４図は、泡リテーナ７のバー８と平行に固定
されているバー１２，１３の十字形の邪魔板１１
の変形を示す。

第５図は、互いに接触しないように泡リテーナ
７の（細線で示した）セル９の中に置かれている
対角線の邪魔板１４，１５を示す。しかしなが
ら、互いに接触するように置かれた対角線の邪魔
板でも良い。

第６図は、泡リテーナ７の（細線で示した）セ
ル９の内部に置かれた対角線バー１７，１８をも
つ十字形邪魔板１６の変形を示す。

泡リテーナのバーと平行に置かれた十字形邪魔
板（第４図）とセルの対角線と一致する邪魔板
（第５図）とは、同じ性能を有する。選択は、泡
リテーナを製造するプロセス次第である。

第３図乃至第６図に示す邪魔板は中実のバーで
作られるが、有孔邪魔板を使用しても良い。有孔
邪魔板の場合には、これらの邪魔板は軽量である
だけでなく、セルの中の液体の跳ね返りをチエツ
クし、最大気体（蒸気）流速で物質移動装置に良
好な性能を与える手段として一層効果的である。

本発明の物質移動装置は次のように作動する。

管２から入れられた気体又は蒸気は有孔トレー
６を通過し、スプレー５によつて供給された液体
に接触する。

気体による液体の撹拌のためトレー６に形成さ
れた泡の層は、熱及び物質移動そして気体の浄化
のために微細構造を有し、高速で移動する。浄化
された気体は管３を通つて装置から出て行き、液
体はユニオン４を通つて出て行く。

液体の不均一な供給によるトレー６の液体の深
部における動揺は、泡リテーナ７のセル間の液体
の循環により相殺される。

使用するトレーの直径が大きい場合には、気体
をより上にあるトレーに均一に供給するために、
泡リテーナより上に自由空間を設けるのが実用的
である。直径が小さな場合には、物質移動装置、
従つて泡リテーナは、２つの隣接するトレー間の
全体距離に及ぶことができる。

泡リテーナのセルの内側に設けられた十字形又
は対角線の邪魔板は、跳ね返りを生じさせ泡の層
を一層安定させるセル中央における乱流を制御す
る。有孔邪魔板は、中実の邪魔板よりも一層良好
に泡を保持し再分布させる点で特に効果的であ
る。泡リテーナのセルの中に対角線又は十字形の
有孔邪魔板をもつ装置は、泡リテーナを特徴とす
る他の設計の物質移動装置で達成することができ
ない最大気体（蒸気）流速で作動する。

開示した物質移動装置は、吸収脱着装置、分留
ユニツト及び気体浄化設備の性能の問題に対する
解答を、従来の装置よりも1.5乃至２倍提供する。

それは別として、開示した装置は、熱及び物質
移動の機構の高度の有効性のため、製品の純度を
向上させる。

工業上の適用性 本発明は、物質移動設備のかなめである物質移
動塔の性能を向上させ、単位容量当たりの性能が
良いコンパクトな設備の開発を可能にする。本発
明を使用して、物質移動プロセスを処理する化学
工業、石油化学工業、食品工業、石油工業及びガ
ス工業を利することができる。

本発明の好適な分野は、コンデンセートを処理
するためのデタナイザー及びスタビライザーと、
天然ガスを処理するための高圧吸収塔と、合成ゴ
ムの製造に使用される精留塔と、極低温エアセパ
レーシヨン設備と、ガススクラバーとを含む。