JPH04317702A - 気液接触装置 - Google Patents
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
塔や吸収塔等の気体と液体間の熱移動または物質移動を
目的とする棚段式気液接触装置に関する。
が多く使用されており、本出願人はこの装置に関して多
くの発明や改善を行い、これらを提案しているが、一例
を挙げれば、(1)特公昭49−45131号公報や(
2)特公昭46−31321号公報等がある。(1)の
発明は、多段に設けたトレーの中央部に下方の空間に通
ずる孔を設け、この孔を囲み、塔壁との間に環状の空間
を形成する気液接触構造体を設けたものであり、この気
液接触構造体は多孔板からなる円筒壁とこの円筒壁の上
端を閉止する蓋と、この蓋の裏側に円筒部の直径方向で
垂直に設けた仕切板より構成されているものである。こ
の発明は、1段のトレー上で2回以上の気液接触を行な
わせるものであって、気液の接触回数が多い分だけ効率
が良い装置である。しかし、この装置の場合には処理量
が比較的少ない場合や処理量が安定している場合には優
れた効果を奏するものであるが、処理量が増加すると気
体の流れが乱れて一定した状態で気液接触を行うことが
困難となるという問題がある。
つ液の一部を通過させるための小孔を設けた堰をトレー
の開口部を囲んで設け、この堰の上方に円筒状の多孔板
を延長し、この多孔板の開口部を蓋で閉止した気液接触
構造体を設けた装置である。この発明は、堰を通過して
気液接触構造体の内部に流入した液が棚板にあけた開口
部より吹き上げる気流によって吹き飛ばされて液と混合
して混合流体となり、気液接触構造体の内部で混相流を
発生させながら円筒状の多孔体より外部に噴出させるも
のである。
状の多孔体より噴出する時に気液が分離されるだけであ
り、気液負荷の増大に伴ない分離しにくくなり、上昇蒸
気に多くの液滴が同伴(即ち、飛沫同伴現象)すること
で良好な気液の接触ができなくなくという問題がある。 気液分離を更に積極的に向上させる装置として(3)特
開昭52−149265 号公報によって棚段式ミスト
キャッチヤーが提案されている。この発明は、トレーの
開口部に有蓋無底のキャップを設け、このキャップの側
部を開孔し、この開孔の外側に案内羽根を設け、更に、
この案内羽根の先端に液ポケット部を形成したものであ
り、この液ポケット部にミスト含有する気流を衝突させ
てミストを分離し、分離した液体を下方のトレー上に導
くものである。
液分離を行う場合には優れた効果を奏するものであるが
、気液の流量が変化すると飛沫同伴が多くなり、精度よ
く気液分離を行うことが困難となるという問題がある。 特に、案内羽根に案内された蒸気はトレー上の液面上に
噴出するので、この液面の変動を起こすと共に、飛沫同
伴を増加させ、分離効率を低下させるという問題がある
。
置は、比較的安定した蒸気の流量に対してそれぞれ優れ
た気液接触効果を奏するものであることが確認されてい
る。しかし、蒸気の流量を増加すると飛沫同伴が多くな
り、それと共に効率の低下をきたし、処理能力が限定さ
れるという問題があった。
を解消するために得れたものであって、蒸気の流量が増
加して飛沫が気液接触構造体より噴出しても、これを確
実に捕捉して液を分離し、残りの蒸気あるいはガスをト
レー上の液面上に導きながらこの液面に乱れを発生する
ことを防止して段効率を低下させず、処理能力を増加さ
せることができる装置を提供することを第1の目的とす
る。このように飛沫同伴を減少させることによって蒸気
の流速を増加してその流量を増加させることを可能にし
、更に、塔径を減少させ、比較的小型化でき易い装置を
提供するものである。
の本発明に係る気液接触装置は、塔本体の内部に上下に
間隔をあけて配置したトレーにあけた貫通穴の上を包囲
するように気液接触体を設け、この気液接触体は上部の
周囲に蒸気を噴出するスリットと下部に処理液を流入さ
せる流入孔あるいはスリットを設けた胴体と、このスリ
ットより噴出する蒸気を案内する案内板と蒸気を受けて
液滴を分離するポケット板からなる案内羽根で構成され
ており、更に、前記案内板の下端より下方であって、処
理液の液面より上方に位置し、案内羽根より噴出するガ
ス流を液面から逸らすために蒸気を噴出するサイドホー
ルを設けて構成されている。
案内羽根のポケット板に受止められて流下するが、この
案内羽根の下端部に設けたサイドホールより蒸気の一部
が噴出しているので、これによって流下方向が変更され
て処理液の液面に直接に噴射しなくなり、この液面を変
動させることを防止できる。従って、処理量を増加して
蒸気量が増加しても、液面を一定に保持できるので、段
効率を低下させることなく、処理量を増加することがで
きる。
を説明する。図1は本発明の実施例に係る気液接触装置
の要部を示す垂直断面図であり、直立した円筒状の塔本
体1の内部の上下方向に、例えば 300〜600 m
m程度の間隔をあけてトレー2が棚段状に設けてある。 そしてこのトレー2上には高いガス負荷で処理される高
性能の気液接触体3が多数設けられている。この塔本体
1の側部には処理液の供給口4が開口され、トレー2上
に設けた気液接触体3の中央部に開口した貫通穴5より
上昇する蒸気あるいはガスを受入れることができるよう
になっている。
2上に固定された胴体6の下部構造6aと、これの上部
に形成されている上部構造部6bとから構成されている
。そしてこの気液接触体3は図3のように円形のもの、
図4のように長方形のもの等があり、気液接触装置の能
力に応じて最適な構造のものが採用される。さて、下部
構造6aは図3の形式のものは平断面が円形であり、図
4の形式のものは平断面が長方形である。そしてこの下
部構造6aが処理液Lに没する位置か、トレー2に接す
る部分に流入孔あるいはスリット8が開口されており、
更に液面Fより上部であって、後述する案内羽根14の
下端の近傍に、本発明の特徴部分であるサイドホール9
が開口されている。トレー2上の液面Fの位置はこのト
レー2の端部に設けた堰板12の高さによって調節され
るが、目的とする気液接触をさせるためには、この液面
Fの状態が一定になるように運転することが重要である
。
部の開口を閉止する蓋15と下部構造6aとの間に配置
された案内羽根14が図5に示すように相互に隣接する
ことによって生じるスリット状の開口11より構成され
ている。この案内羽根14の構造は、先に本出願人が提
案した特開昭52−149265 号公報に記載された
構造のものを採用することができる。図5には典型的な
案内羽根14の断面形状を示しており、この案内羽根1
4は案内板14aと、これの先端に固定されたポケット
板14bとから構成されたものや図6及び図7に示すよ
うに案内板14aとポケット板14bとが一体的に形成
されているもの等があるが、実際には装置の大きさと処
理量によって変更することが必要である。
羽根14を有する気液接触装置のミストの分離作用につ
いて説明すると、図2に示すようにトレー2に開口した
貫通穴5より下方のトレーより上昇する蒸気Sは胴体6
の内部を上昇し、蓋15の部分で反転してスリット11
より案内羽根14側に流出し、図5に示すようにポケッ
ト板14bの曲がり部に形成されたポケットP内に受け
止められ、この部分で気液が分離されてガスGの一部は
この案内羽根14の間から塔本体1内に流出する。一方
、ポケットPに捕捉された液Lは、図2及び図6のよう
にこのポケット板14bに沿ってガスgと共に流下する
。
て流下するガスgの処理である。図2に示すように、こ
のガスgの一部は処理液Lの液面F上に噴射されること
になるが、これが処理量(負荷量)の増加と共にガスg
の量が増加して液面Fを乱す原因となっている。このガ
スgによって液面Fが乱れると処理液Lの深さが変化す
る。この処理液Lの深さの変動と共に流入孔あるいはス
リット8より胴体6の内部に流入する処理液Lの量が変
動し、下段より胴体6内を上昇する蒸気Sとの気液接触
状態が変動することとなり、その結果、蒸留や吸収等の
操作が不安定となる。前記事情から、気液接触体3内を
通過する蒸気Sの量、即ち蒸気Sの速度を増加(ガス負
荷を増加)して塔径を小さくすることができなかったの
である。
羽根14の下端14cより僅かに下方の位置にサイドホ
ール9を開口した点に特徴がある。このサイドホール9
は、案内羽根14より下方に噴出するガスgの噴射方向
を液面Fから少しでも逸らせてこの液面Fへの影響を少
なくするように制御するためのもので、胴体6内を上昇
する蒸気Sの一部をこれより噴出してガスgに衝突させ
る。
3の高さが350mm、胴体6の内径が200mm、案
内羽根14の外径が260mm、高さが190mmの場
合には、このサイドホール9の直径は20mmで、21
個を胴体6の円周方向に均等に配分した。そして案内羽
根14の下端14cとサイドホール9の上端との間の距
離は10〜20mm程度で、このサイドホール9の下端
と液面Fからの高さが前記サイドホール9の直径の3〜
4倍程度であることが好ましいことが経験的に確認され
ている。
根14で案内されるガスgの噴射方向を制御して液面F
に悪影響を与えないと言う作用が第1であるが、気液接
触体3を通過する蒸気Sの量が増加すると流通抵抗が増
加するので、この蒸気Sの一部をバイパスすることによ
って案内羽根14に噴射される蒸気Sの量を若干低下さ
せて前記流通抵抗を減少させる作用をすることにある。
けた気液接触体3を設けた装置と、サイドホール9を設
けない従来の気液接触体3を設けた装置の運転例を対比
して説明する。図8は縦軸に塔効率を、横軸にトレー2
の貫通穴5を基準の流速についてのパラメータで、線速
度を密度補正した運動エネルギー的指標をそれぞれとっ
て描いたシクロヘキサン−Nヘプタン系の蒸留装置にお
ける全還流(常圧)効率データを示しており、線Nは本
発明に係る装置のデータを、線Oは旧型の装置のデータ
をそれぞれ示している。この図8より理解されるように
、本発明に係る装置は塔効率が5〜8%程度向上してい
ることが確認されている。
段あたりのガス側の抵抗を示し、横軸と図8と同様に運
動エネルギー的指標をそれぞれとって描いており、本発
明に係る装置はこのデータに示されるように各種の条件
において従来の装置より、約10〜20%は改善されて
いることが確認されている。
内部に上下に間隔をあけて配置したトレーにあけた貫通
穴の上を包囲するように気液接触体を設け、この気液接
触体は上部の周囲に蒸気を噴出するスリットと下部に処
理液を流入させる流入孔あるいはスリットを設けた胴体
と、このスリットより噴出する蒸気を案内する案内板と
蒸気を受けて液滴を分離するポケット板からなる案内羽
根で構成されており、更に、前記案内板の下端より下方
であって、処理液の液面より上方に位置し、案内羽根よ
り噴出するガス流を液面から逸らすために蒸気を噴出す
るサイドホールを設けて構成されている。
流は処理液の液面に直接に噴射されるのではなく、斜め
方向あるいは横方向に方向を変更されることになるので
液面に大きな変動を与えることを防止できる。そのため
に処理量を増加しても安定した蒸留や吸収等の操作を行
うことができる。また、胴体中を上昇する蒸気の一部が
バイパスされるために通気抵抗を減少させることができ
る。
経済的な装置を製作することが可能である。
断面図である。
断面図である。
ある。
接触体 5 貫通穴 6 胴体 6a 下部構造 6b
上部構造 8 流入孔 9 サイドホール 14 案内羽根
15 蓋。
Claims (1)
- 【請求項1】塔本体の内部に上下に間隔をあけて配置し
たトレーにあけた貫通穴の上を包囲するように気液接触
体を設け、この気液接触体は上部の周囲に蒸気を噴出す
るスリットと下部に処理液を流入させる流入孔あるいは
スリットを設けた胴体と、このスリットより噴出する蒸
気を案内する案内板と蒸気を受けて液滴を分離するポケ
ット板からなる案内羽根で構成されており、更に、前記
案内板の下端より下方であって、処理液の液面より上方
に位置し、案内羽根より噴出するガス流を液面から逸ら
すために蒸気を噴出するサイドホールを設けてなる気液
接触装置。
Priority Applications (4)
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