JPH03127606A - 充填塔構造 - Google Patents
充填塔構造Info
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- JPH03127606A JPH03127606A JP1262010A JP26201089A JPH03127606A JP H03127606 A JPH03127606 A JP H03127606A JP 1262010 A JP1262010 A JP 1262010A JP 26201089 A JP26201089 A JP 26201089A JP H03127606 A JPH03127606 A JP H03127606A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/04—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds
-
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- B01J8/0446—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical
- B01J8/0449—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical in two or more cylindrical beds
- B01J8/0453—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical in two or more cylindrical beds the beds being superimposed one above the other
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(mffi上の利用分野〕
本発明は、充填塔構造に係り、充填塔軽■化とともにム
ダ空間部によるロス、例えばパージロス低減に寄与する
構造に関するものである。
ダ空間部によるロス、例えばパージロス低減に寄与する
構造に関するものである。
従来の装置は、特開昭60−78638号や特開昭59
−1?7131’jjなどのように縦型円筒吸着塔を使
用しているが、下塔の原料ガス(不純ガス)入口部には
、ガスを均一に分散させ、更に偏流を起こさせない配慮
からガス分散器が取り付けられ、その上、サポートで支
えられている吸着剤充填部までは、ある高さの空間部が
設けられている。
−1?7131’jjなどのように縦型円筒吸着塔を使
用しているが、下塔の原料ガス(不純ガス)入口部には
、ガスを均一に分散させ、更に偏流を起こさせない配慮
からガス分散器が取り付けられ、その上、サポートで支
えられている吸着剤充填部までは、ある高さの空間部が
設けられている。
従来装置の一例を11!2図により説明する。第2図は
切替時間が1分前後と短い吸IF、説着により空気中の
酸素を濃縮する例で従来の吸着剤の充填W11で、原料
ガス2は下塔入口ノズル3より供給され、吸着により精
製されて製品ガス4となり上場の出口ノズル5より排出
される。充填Ml内には、前処理用吸着剤であるill
光填物6が下層2分離精製用吸着剤である主充填物7が
上層となってサポート8で支持されており、サポート8
と副充填物6、および副充填物6と主充填物7の境界に
は、金網9が敷いてあり、充填物6,7の脱落や混合を
避けである。また、ガスの偏流防止のために、充#A塔
1のガス2,4の出入口には分散器lOが設置されてお
り、特に下塔には更に整流効果をもたせるために空間部
を持たせている。
切替時間が1分前後と短い吸IF、説着により空気中の
酸素を濃縮する例で従来の吸着剤の充填W11で、原料
ガス2は下塔入口ノズル3より供給され、吸着により精
製されて製品ガス4となり上場の出口ノズル5より排出
される。充填Ml内には、前処理用吸着剤であるill
光填物6が下層2分離精製用吸着剤である主充填物7が
上層となってサポート8で支持されており、サポート8
と副充填物6、および副充填物6と主充填物7の境界に
は、金網9が敷いてあり、充填物6,7の脱落や混合を
避けである。また、ガスの偏流防止のために、充#A塔
1のガス2,4の出入口には分散器lOが設置されてお
り、特に下塔には更に整流効果をもたせるために空間部
を持たせている。
これを純酸素量50 ONm”/h 、 93%の酸
素を得る装置に適用し、パージロスをあたってみると次
のようになる。
素を得る装置に適用し、パージロスをあたってみると次
のようになる。
1゜充填塔形状 (
11)塔 径
(2)塔高
3墳使用)
φ3,000朋
T、 L〜T、 L 3,000icm(うち空間部
高さ500M) 2:1 楕円 28 m” ism’(但し、副充填 物6および切替弁まで の配管分考慮) (3) 鏡 (41塔容積 (5)空間容積 1、 操作条件 il+ 原料空気量 6,300 Nm”/h
(正味)(2)操作圧力 吸着 1.2a(a再
生 0.45ata (3) 大気条件 76011Hq、 30℃
。
高さ500M) 2:1 楕円 28 m” ism’(但し、副充填 物6および切替弁まで の配管分考慮) (3) 鏡 (41塔容積 (5)空間容積 1、 操作条件 il+ 原料空気量 6,300 Nm”/h
(正味)(2)操作圧力 吸着 1.2a(a再
生 0.45ata (3) 大気条件 76011Hq、 30℃
。
80那RH
(4) 切替サイクル 60秒
以上の条件からパージロスを求めると、キ590 Nm
7h となり、原料空気の9.4%のパージロス分を原料空気
(こ追加する必要がある。これは、真空ポンプを使って
排気するガスについても同様である。
7h となり、原料空気の9.4%のパージロス分を原料空気
(こ追加する必要がある。これは、真空ポンプを使って
排気するガスについても同様である。
このパージロス(半空間容積)は、大容量となって塔径
が大きくなるに従い増加するため、電力原単位のみなら
ず、プラントコストの面でも不利となっていた。
が大きくなるに従い増加するため、電力原単位のみなら
ず、プラントコストの面でも不利となっていた。
上記従来技術、特に切替時間の短いガスの吸着における
充填塔では、充填塔内の空間部によるパージロスの低減
、および軽量化についての配慮がされておらず、これに
伴なう電力原単位の増加とともに、充填塔、原料ガス供
給ブロア、再生用真空ポンプおよびバルブ、配管類など
のコストアップにつ々がる欠点があった。
充填塔では、充填塔内の空間部によるパージロスの低減
、および軽量化についての配慮がされておらず、これに
伴なう電力原単位の増加とともに、充填塔、原料ガス供
給ブロア、再生用真空ポンプおよびバルブ、配管類など
のコストアップにつ々がる欠点があった。
本発明の目的は、充填塔の空間部容積を低減することに
より、充#X塔の軽量化を図るとともに、特に、切替時
間の短いガスの吸着においてはパージロスを低減して電
力原単位を下げる効果を持つ充填塔構造を提供すること
にある。
より、充#X塔の軽量化を図るとともに、特に、切替時
間の短いガスの吸着においてはパージロスを低減して電
力原単位を下げる効果を持つ充填塔構造を提供すること
にある。
上記目的は、充填塔下墳部に直接副充填物を充填し、そ
の上部に主充填物を充填することにより、充填塔内の空
+1fi部容積を低減することにより連成される。
の上部に主充填物を充填することにより、充填塔内の空
+1fi部容積を低減することにより連成される。
充填塔内の空間部に光#(物を充填することにより、空
nus容槓を低減することができる。また、この充填物
は、流体の分数効果を有するために分散器の省略が可能
となる。更に、充填物を直接充填塔で支持するためにサ
ポートの省略も可能となる。
nus容槓を低減することができる。また、この充填物
は、流体の分数効果を有するために分散器の省略が可能
となる。更に、充填物を直接充填塔で支持するためにサ
ポートの省略も可能となる。
一方、充填物の充填高さは、分散効果を持たせるために
数百1g(2ooIIj1前後)高くなるが、この部分
の圧損は、分散器の圧損に比べて大きくなるものではな
い。
数百1g(2ooIIj1前後)高くなるが、この部分
の圧損は、分散器の圧損に比べて大きくなるものではな
い。
以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。
fJ1図は、本発明により空間容積を低減した、切替時
間が1分前後の吸着に用いられる吸着剤の充填塔lの構
造図である。従来の第2図における空間部11に前処理
用の吸着剤である副充填物6を充填し、その上に分離精
製用の吸着剤である主充填物7を充填したもので、原料
ガス2の入口には、置網9とともに、充填物6,7の受
皿3を設置した。また、充填物6,7の境界、更に主充
填物7の上部には、それぞれ充填物6,7の混合防止、
並びに固定の目的で金網9を設置した。ガスの流れは、
通常の充填塔1と同様に、原料ガス2が下塔部ノズル3
より供給され、不純物および分離除去物質を吸着除去後
、製品ガス4として上塔部ノズル5より出て行く構成と
なっている。
間が1分前後の吸着に用いられる吸着剤の充填塔lの構
造図である。従来の第2図における空間部11に前処理
用の吸着剤である副充填物6を充填し、その上に分離精
製用の吸着剤である主充填物7を充填したもので、原料
ガス2の入口には、置網9とともに、充填物6,7の受
皿3を設置した。また、充填物6,7の境界、更に主充
填物7の上部には、それぞれ充填物6,7の混合防止、
並びに固定の目的で金網9を設置した。ガスの流れは、
通常の充填塔1と同様に、原料ガス2が下塔部ノズル3
より供給され、不純物および分離除去物質を吸着除去後
、製品ガス4として上塔部ノズル5より出て行く構成と
なっている。
このような吸着における充填物lでは、ガスの空塔速度
は、充填物6,7が流動化しない速度(充填物形状:約
2〜4Mの球あるいはベレツト)の50Cm711以下
(通常10〜20cm/ s )であるが、このような
充填場lでは、充填物6,7の流動抵抗が支配的となり
、原料ガス2は、充填部入口より100〜200朋の位
置でほぼ均一流となることがシミ、レージ雪ンから判明
している。
は、充填物6,7が流動化しない速度(充填物形状:約
2〜4Mの球あるいはベレツト)の50Cm711以下
(通常10〜20cm/ s )であるが、このような
充填場lでは、充填物6,7の流動抵抗が支配的となり
、原料ガス2は、充填部入口より100〜200朋の位
置でほぼ均一流となることがシミ、レージ雪ンから判明
している。
そこで、副充填物6を受皿捻より必要高さ200朋増加
した充填高となるよう充填した。コストの面から見ると
、この分の充填物6だけアップとなるが、特に水分除去
用の場合、充填物6コストは安価であり、充m塔1の軽
量化(充填物サポート8等インターナルも不要となる)
の方が遥かにコストダウンとなる。
した充填高となるよう充填した。コストの面から見ると
、この分の充填物6だけアップとなるが、特に水分除去
用の場合、充填物6コストは安価であり、充m塔1の軽
量化(充填物サポート8等インターナルも不要となる)
の方が遥かにコストダウンとなる。
ここで本発明による充填塔l構造を使用した時のパージ
ロスを求めてみる。条件等は、従来の充填塔1構造で評
価した時と同様、空気中の酸素を93%にまで濃縮する
吸着とし、純酸素量50ONm”/h、 操作条件も
同様として算出する。次に変更点のみ下記に示すと、 (1)鏡 101サラ型 (2)堵容M121rjI (3)空間部容積 6m”(副充填物6および切替弁
までの配管分考慮) l、2−0.45 273 3.600パージロス
= (6) (’) (−−) (−’)1.033
303 60−!1−235Nd/h となり、パージロスは正味原料空気量の3.7%に低減
する。
ロスを求めてみる。条件等は、従来の充填塔1構造で評
価した時と同様、空気中の酸素を93%にまで濃縮する
吸着とし、純酸素量50ONm”/h、 操作条件も
同様として算出する。次に変更点のみ下記に示すと、 (1)鏡 101サラ型 (2)堵容M121rjI (3)空間部容積 6m”(副充填物6および切替弁
までの配管分考慮) l、2−0.45 273 3.600パージロス
= (6) (’) (−−) (−’)1.033
303 60−!1−235Nd/h となり、パージロスは正味原料空気量の3.7%に低減
する。
以上の結果を従来ペースと比較すると次のようになる。
従来例では、電力原単位が0.46(kwh/Ni)近
募であるから1本発明により、これが0,44(kwh
/NXI/)以下に低減できることになる。
募であるから1本発明により、これが0,44(kwh
/NXI/)以下に低減できることになる。
本発明 従来例
原料空気量(Ntl”/h)、 6,535
6.890同 比(−)
1 1.05排気ガス11(Nm”/h)
5,997 6.352同 比(−)
1 1.06電力原単
位比(−)11.06 また、コストの面では、本発明によち充填塔1の容量を
従来の75%に低減できる。更に、従来要した充填物6
.7のサポート8やガス分散器lOが省略できる。そし
て原料空気ブロアや再生用の真空ポンプの負荷が軽減で
きるなど、コストダウンに結びつ<要素が大きい。更に
、大容量になるに従い、パージロスの比率が太き(なる
ため、上記要素の他に、原料ガスラインや排気ガスライ
ンのバルブや配管類のサイズダウンも可能となり、本発
明によるノリ1トは、更に大きくなる。
6.890同 比(−)
1 1.05排気ガス11(Nm”/h)
5,997 6.352同 比(−)
1 1.06電力原単
位比(−)11.06 また、コストの面では、本発明によち充填塔1の容量を
従来の75%に低減できる。更に、従来要した充填物6
.7のサポート8やガス分散器lOが省略できる。そし
て原料空気ブロアや再生用の真空ポンプの負荷が軽減で
きるなど、コストダウンに結びつ<要素が大きい。更に
、大容量になるに従い、パージロスの比率が太き(なる
ため、上記要素の他に、原料ガスラインや排気ガスライ
ンのバルブや配管類のサイズダウンも可能となり、本発
明によるノリ1トは、更に大きくなる。
以上1本発明では、特に、切替R問が短い吸着において
副充填物6の使用量が多iなるものの、その他でのコス
トダウンの比率が大h(、総合的にコストダウンが可能
となるとともに電力原単位の低減も可能となる。
副充填物6の使用量が多iなるものの、その他でのコス
トダウンの比率が大h(、総合的にコストダウンが可能
となるとともに電力原単位の低減も可能となる。
一方、切替時間の短い吸着以外の用途においても、充填
物6.7の一部を流体の整流2分散目的に使用すること
により、埼容積の低減、インターナル(ガス分散器10
.サポート8など)省略による構造の簡略化、軽量化が
期待できる。
物6.7の一部を流体の整流2分散目的に使用すること
により、埼容積の低減、インターナル(ガス分散器10
.サポート8など)省略による構造の簡略化、軽量化が
期待できる。
本発明によれば、充填塔の軽量化、開票化が可能なので
、プラントコスト低減の効果がある。また、特に切替時
間の短い吸着における、ガス分離。
、プラントコスト低減の効果がある。また、特に切替時
間の短い吸着における、ガス分離。
不純物除去では、本発明により、パージロスが低減でき
るので、処理ガス量の効率が上るため、電力原単位の低
減とともに回転機類のサイズダウン、更に管類のサイズ
ダウンによるコスト低減の効果がある。
るので、処理ガス量の効率が上るため、電力原単位の低
減とともに回転機類のサイズダウン、更に管類のサイズ
ダウンによるコスト低減の効果がある。
第1図は、本発明の一実施例の′3f、填塔の構造図、
第2図は、従来の充填場の構造図である。
第2図は、従来の充填場の構造図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、充填塔下塔部に空間部を形成することなく充填物を
充填したことを特徴とする充填塔構造。 2、充填塔の下塔部に前処理用の吸着剤を充填し、その
上部に分離用吸着剤を充填したことを特徴とする充填塔
構造。 3、前記下塔部に充填した充填物あるいは吸着剤に原料
流体の分散整流の効果をもたせ、分散器を省略したこと
を特徴とする請求項第1項、又は請求項第2項記載の充
填塔構造。4、前記空間部の除去および分散器の省略に
より充填塔を軽量化したことを特徴とする請求項第1項
又は請求項第3項記載の充填塔構造。 5、前記前処理用の吸着剤と分離用吸着剤との混合防止
を可動のメッシュで行うよう構成したことを特徴とする
請求項第2項記載の充填塔構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1262010A JPH03127606A (ja) | 1989-10-09 | 1989-10-09 | 充填塔構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1262010A JPH03127606A (ja) | 1989-10-09 | 1989-10-09 | 充填塔構造 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03127606A true JPH03127606A (ja) | 1991-05-30 |
Family
ID=17369766
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1262010A Pending JPH03127606A (ja) | 1989-10-09 | 1989-10-09 | 充填塔構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03127606A (ja) |
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US5704967A (en) * | 1995-10-13 | 1998-01-06 | Advanced Technology Materials, Inc. | Fluid storage and delivery system comprising high work capacity physical sorbent |
US5707424A (en) * | 1994-10-13 | 1998-01-13 | Advanced Technology Materials, Inc. | Process system with integrated gas storage and delivery unit |
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