JPH0418659Y2

JPH0418659Y2 -

Info

Publication number: JPH0418659Y2
Application number: JP1986123035U
Authority: JP
Priority date: 1986-08-11
Filing date: 1986-08-11
Publication date: 1992-04-27
Also published as: JPS6332631U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、液体に気体を吸収または液体と気体
を反応させる気液接触装置に係り、特に液体を存
在させた反応容器の底部に気泡の細分化手段を設
けた気液接触装置に関するものである。

（従来の技術）気液を接触させて液体に気体を吸収、または液
体と気体を反応させる気液接触装置においては、
一般に気体の物質移動が律速となる。気体側の反
応抵抗が大きい場合は、発生した気泡を微細化す
ることによつて気液界面積が増大し、気体の吸収
速度または反応速度が向上する。また、これによ
り反応塔のコンパクト化を図ることもできる。し
かし、通常の気泡塔は気泡径が大きいため、回転
翼等を取り付けて気泡の細分化を行つていた。そ
の従来技術の一例として特開昭58−186425号に示
された装置を第５図に示す。この装置は、反応塔
１と該反応塔１の底部に設けられた回転軸７と、
該回転軸に水平に取り付けられた回転板１６と、
該回転板１６の下部に設けられた、多数の散気孔
１２を有するリング状の散気管１３を有するガス
供給管２とからなり、回転板１６はその周辺部に
多数の貫通孔１４を有し、回転板１６の端縁と容
器１０の内周壁との間には液体を上下方向に還流
させる空隙１５が設けられ、さらに回転板１６の
上方には容器１０の内周壁に沿い整流手段として
複数の邪魔板９が設けられている。なお、８は軸
受、および１０は支持部材である。このような構
成において、散気管１３から吐き出された気体と
混合した気液混合流が回転板１６の貫通孔１４を
通り上昇するときに、気泡は貫通孔１４の端縁で
切断され微細化されて容器１０内に分散される。
この装置によれば、気体吐出用散気管１３の上部
に、気液が上下方向に通過し得る貫通孔１４を有
する水平回転板１６を設置したことにより、回転
板の消費電力を低減するとともに良好な気液混合
が得られる。

なお、この種の装置を開示した関連文献とし
て、例えば特開昭55−13133号、特開昭58−14935
号、特開昭58−17823号、特開昭59−90697号、特
開昭59−147630号、特開昭60−200923号等が挙げ
られる。

（考案が解決しようとする問題点）しかしながら、これらの従来技術は、気泡の均
一細分化、消費動力の低減については配慮されて
いなかつた。すなわち、上記従来技術のうち傘型
アトマイザやスクリユー等は、回転体と液の界面
に生じる剪断力によつて気泡を細分化するため
に、強い剪断力を得るには回転体を高速で回転さ
せる必要があり、消費動力が大きくなるという欠
点がある。また、この場合気泡が均一に細分化さ
れず幅広い分布をもつようになり、平均気泡径が
大きくなるという問題がある。一方、メツシユ状
の板を回転させて気泡を細分化する装置では、液
中での回転抵抗は小さいが、一旦球状になつた気
泡は表面張力が非常に大きいため、細分化されに
くく、細分化するためには大きな動力を必要とす
る欠点がある。また液の性状によつては、切断さ
れた気泡がその後すぐに合体してしまう場合もあ
る。

本考案の目的は、上記従来技術の欠点を除き、
少ない消費動力で気泡を均一に細分化し、気液界
面積を増大させ得る気液接触装置を提供すること
にある。

（問題点を解決するための手段）上記問題点は、ガス分散器の直上部にカツテイ
ングブレードを設け、ガス分散器のノズル出口か
ら発生する成長期の気泡を切断することにより解
決される。

すなわち、本考案は、液体を存在させた容器の
底部にガス分散器を有し、接触させる気体をガス
分散器を通して前記容器に供給する気液接触装置
において、ガス分散器の分散孔の直上部にガス分
散器のノズル出口から発生する成長期の気泡を切
断するカツテイングブレードを設けたことを特徴
とする。

本考案において、ガス分散孔とカツテイングブ
レードの位置関係は、第２Ｃ図に示すようにガス
分散孔から吐き出される発生期の気泡を切断する
ことができれば特に限定されないが、カツテイン
グブレードが回転体の場合は、後述の実施例に示
すように、ガス分散板の中心部には孔をあけず、
周縁部のみにガス分散孔を多数あけ、その近傍に
カツテイングブレードを配置したものが好まし
い。このようにすれば、低動力で効率よく気泡の
微細化を達成することができる。またカツテイン
グブレードは針状ブレードが好適である。カツテ
イングブレードは回転駆動のみならず、振動駆動
させてもよい。

（作用）本考案においては、ガス分散器の直上部に設け
られたカツテイングブレードの回転または振動運
動により、気泡は分散器の孔から離脱する前、つ
まり気泡の成長過程の途中の段階で切断されるよ
うになるため、分散器より発生する気泡をすべて
確実に細分化し、均一な微小気泡を得ることがで
きる。また、本考案は、回転体と液体の界面に生
じる剪断力によつて気泡を細分化する従来の方法
と異なり、第２Ｃ図に示すように孔に付着してい
る発生期の気泡を機械的に切断するため、カツテ
イングブレードの回転または振動速度をとくに高
くする必要はない。また発生期の気泡は表面張力
が小さいため、低動力で細分化できる。さらにカ
ツテイングブレードは液体中での回転または振動
抵抗が小さいため、消費動力を低減することがで
きる。

（実施例）第１図は、本考案の実施例を取りつけた気液接
触装置の正面図である。また、第２Ａ図および第
２Ｂ図は、第１図のガス分散器およびカツテイン
グブレードの詳細図、第２Ｃ図は、カツテイング
ブレードによる気泡の切断状態を示す模式図であ
る。第１図の装置は、反応塔１の下部に取り付け
られた、周縁部に多数の分散孔３を有する多孔板
４と、その直上部に円板の側面に針状ブレード５
を有するカツテイングブレード６と、このカツテ
イングブレードが下端に取り付けられるととも
に、多孔板４の中心部に取り付けられた軸受８に
よつて下端を支持された回転軸７と、中心部に内
挿され、さらに液体の整流手段として反応塔１の
内周壁に設けられた複数の邪魔板９とから主とし
て構成される。なお、２は多孔板４の下部塔底に
設けられたガス供給管である。邪魔板９は回転軸
の周辺に生じる旋回流を整流するためのものであ
る。このような構成において、ガス供給管２より
送られてきた気体は、多孔板４の分散孔３を通過
し気泡として液体中に分散されるが、多孔板４の
直上でカツテイングブレード６が回転しているた
め、第２Ｃ図に示すように気泡は成長過程の途中
の段階で該カツテイングブレード６によつて切断
され、微小気泡として分散孔３から離脱し、塔内
に分散される。これにより、低動力で、微小かつ
均一な気泡が得られる。

第３図は、本考案の第１図の気液接触装置を用
いて行つた気泡の細分化実験における、カツテイ
ングブレードの回転数と平均気泡径の関係を示す
図である。実験条件は、反応温度70℃、圧力
1atm、ガス空塔速度３cm／secであり、反応塔内
には触媒液が満たされている。カツテイングブレ
ードの回転数が零のとき（カツテイングブレード
がない場合）の平均気泡径を１とすると、
650rpmでは平均気泡径は0.28となり、これ以上
回転数を上げても気泡径はそれほど小さくならな
いことがわかる。

第４図は、これらの値を用いて求めた気液界面
積とカツテイングブレードの回転数の関係を示す
グラフであるが、カツテイングブレードが無い場
合の気液界面積を１とすると、650rpmでは約10
倍の気液界面積が得られている。これによりガス
側の容量計数KG・ａは非常に大きくなり、反応
塔をコンパクト化できることがわかる。また、カ
ツテイングブレードを取り付けた場合は、回転数
をそれほど上げなくても気泡を細分化できるた
め、装置の運転コストを低減できることがわか
る。

本考案におけるカツテイングブレードの作動方
法としては、前述のように回転の他に振動も適用
することができ、同様の効果を得ることができ
る。さらに、カツテイングブレードによつて切断
できるものは、ガス分散器から発生する気泡だけ
に限らず、ノズルから吐き出す連続的なガス体の
流れにも適用可能である。

本考案は、例えばオレフイン酸化プロセス、オ
レフイン酸化反応におけるO₂錯体の形成、カル
ボニル化反応におけるCO錯体の形成などを行う
気泡塔として用いられるばかりでなく、石灰石／
石膏法における亜硫酸カルシウムの酸化、さらに
は最近注目されているバイオテクノロジー等にお
いて用いられる懸濁気泡として応用することも可
能である。

（考案の効果）本考案によれば、ガス分散器から生成する気泡
を均一に細分化し、気液界面積を高めることがで
きるため、吸収速度または反応速度が向上するの
で、反応塔をコンパクトにすることができる。ま
た、カツテイングブレードの回転速度を高くする
ことなく気泡を細分化することができ、さらにカ
ツテイングブレードは液体との接触面積が小さく
液中での回転抵抗が少ないため、従来の水平回転
板に比べ回転所要動力を低減することも可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の実施例を示す気液接触装置
の正面図、第２Ａ図および第２Ｂ図は、それぞれ
第１図の装置を構成するガス分散器およびカツテ
イングブレードの詳細図、第２Ｃ図は、本考案を
構成するカツテイングブレードが成長期の気泡を
切断する状態を示した模式図、第３図は、本考案
におけるカツテイングブレードの回転数と平均気
泡径の関係を示す図、第４図は、本考案における
カツテイングブレードの回転数と気液界面積の関
係を示す図、第５図は、従来のこの種の気液接触
装置の正面断面図、第５Ａ図は、第５図のＡ−
A′線に沿つた矢視方向の断面図である。１……反応塔、２……ガス供給管、３……ガス
分散孔、４……多孔板、５……針状ブレード、６
……カツテイングブレード、７……回転軸、８…
…軸受、９……邪魔板。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 液体を存在させた容器の底部にガス分散器を
有し、接触させる気体をガス分散器を通して前
記容器に供給する気液接触装置において、ガス
分散器の分散孔の直上部に、ガス分散器のノズ
ル出口から発生する成長期の気泡を切断するカ
ツテイングブレードを設けたことを特徴とする
気液接触装置。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項において、ガ
ス分散器は円形で、その中心部には孔をあけず
に、その周辺部に多数の孔を有し、かつその近
傍に回転駆動されるカツテイングブレードが配
置されることを特徴とする気液接触装置。