JPH05200201A - 気液接触装置 - Google Patents
気液接触装置Info
- Publication number
- JPH05200201A JPH05200201A JP4013699A JP1369992A JPH05200201A JP H05200201 A JPH05200201 A JP H05200201A JP 4013699 A JP4013699 A JP 4013699A JP 1369992 A JP1369992 A JP 1369992A JP H05200201 A JPH05200201 A JP H05200201A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- perforated plate
- gas
- liquid
- small holes
- pressure loss
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】気液接触装置に組み込まれる多孔板の圧力損失
の低減と、運転操作範囲の広い多孔板を提供することに
ある。 【構成】多孔板２の下面あるいは両面に多孔板２の小孔
６より孔径の違う開口部７を設けることにより構成す
る。 【効果】ガスの流れ抵抗を低減できるため、圧力損失が
小さく、かつ、運転操作範囲の広い多孔板を提供するこ
とができる効果が得られる。
の低減と、運転操作範囲の広い多孔板を提供することに
ある。 【構成】多孔板２の下面あるいは両面に多孔板２の小孔
６より孔径の違う開口部７を設けることにより構成す
る。 【効果】ガスの流れ抵抗を低減できるため、圧力損失が
小さく、かつ、運転操作範囲の広い多孔板を提供するこ
とができる効果が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば空気を液化し、
精留操作により空気から窒素，酸素及びアルゴンを分離
する気液接触装置に関するもので、蒸留，精留，吸収等
化学工業の気液接触装置として幅広く使用されるもので
ある。
精留操作により空気から窒素，酸素及びアルゴンを分離
する気液接触装置に関するもので、蒸留，精留，吸収等
化学工業の気液接触装置として幅広く使用されるもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】気液接触装置の従来の技術には、例え
ば、特開昭５６ー３３００５号「気液接触装置」や特公
昭４２ー４５６８号「液体と蒸気とを接触させる棚段」
等がある。多孔板上で気液接触しながら流れる液体は、
重力による自由流れであるため多孔板上の液高さは多孔
板の位置により分布がある。これらの発明はこの分布を
一定にするため、液高さの差異に応じて多孔板を傾斜さ
せて精留塔に取り付けることにより、液高さの分布をほ
ぼ一定に保ち良好な気液接触を行なわせ、あるいは、多
孔板の上流の一部を傾斜させ蒸気を多孔板の下流に吹き
出させ、気液接触を行なわせるものである。
ば、特開昭５６ー３３００５号「気液接触装置」や特公
昭４２ー４５６８号「液体と蒸気とを接触させる棚段」
等がある。多孔板上で気液接触しながら流れる液体は、
重力による自由流れであるため多孔板上の液高さは多孔
板の位置により分布がある。これらの発明はこの分布を
一定にするため、液高さの差異に応じて多孔板を傾斜さ
せて精留塔に取り付けることにより、液高さの分布をほ
ぼ一定に保ち良好な気液接触を行なわせ、あるいは、多
孔板の上流の一部を傾斜させ蒸気を多孔板の下流に吹き
出させ、気液接触を行なわせるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】空気分離装置では、精
留塔に数十段組み込まれている多孔板の圧力損失がその
まま空気圧縮機の消費電力に影響を与えるため、空気圧
縮機の吐出圧力が空気分離装置の性能を表すと言っても
過言ではない。多孔板を内蔵した精留塔の能力を十分に
発揮するには多孔板上の気液の流動を最良にする必要が
ある。また、精留塔の圧力損失は、空気圧縮機等の消費
電力に大きく影響するため圧力損失は極力小さくするこ
とが望ましい。多孔板の小孔はパンチング等により開口
される。このときの圧力損失は、「蒸留工学ハンドブッ
ク」等に記載されているように、乾き圧力損失，液シー
ルによる圧力損失及び表面張力による圧力損失の和で推
定される。
留塔に数十段組み込まれている多孔板の圧力損失がその
まま空気圧縮機の消費電力に影響を与えるため、空気圧
縮機の吐出圧力が空気分離装置の性能を表すと言っても
過言ではない。多孔板を内蔵した精留塔の能力を十分に
発揮するには多孔板上の気液の流動を最良にする必要が
ある。また、精留塔の圧力損失は、空気圧縮機等の消費
電力に大きく影響するため圧力損失は極力小さくするこ
とが望ましい。多孔板の小孔はパンチング等により開口
される。このときの圧力損失は、「蒸留工学ハンドブッ
ク」等に記載されているように、乾き圧力損失，液シー
ルによる圧力損失及び表面張力による圧力損失の和で推
定される。
【０００４】それぞれの圧力損失を低減するためには、
多孔板の小孔の孔径を大きくする方法や上記従来技術の
ように多孔板を傾斜させて液シールの厚さを小さくする
方法等がある。しかし、空気分離装置等に利用される多
孔板は高い精留効率を要求されるため、孔径を大きくす
ることはウイーピングの発生や気液の部分発泡を引き起
こし、精留効率を低下せしめ、また、多孔板を傾斜させ
て精留塔に組み込むには、その構造が難しく装置価格の
上昇を招く恐れがある。
多孔板の小孔の孔径を大きくする方法や上記従来技術の
ように多孔板を傾斜させて液シールの厚さを小さくする
方法等がある。しかし、空気分離装置等に利用される多
孔板は高い精留効率を要求されるため、孔径を大きくす
ることはウイーピングの発生や気液の部分発泡を引き起
こし、精留効率を低下せしめ、また、多孔板を傾斜させ
て精留塔に組み込むには、その構造が難しく装置価格の
上昇を招く恐れがある。
【０００５】本発明は、多孔板上の気液の接触を良好に
保ち、圧力損失が小さく、かつ、ウイーピングを起こし
にくく精留塔の運転操作範囲の広い気液接触装置を提供
することを目的とする。
保ち、圧力損失が小さく、かつ、ウイーピングを起こし
にくく精留塔の運転操作範囲の広い気液接触装置を提供
することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的は、圧力損失が
小さく、ウイーピングを起こしにくい多孔板を提供する
ことにより達成される。本発明では、パンチング等の手
段で開口された多孔板の少なくとも下面方向の小孔を上
面方向における小孔の孔径より大きな孔径を持つ構造と
したものである。すなわち、多孔板の板厚方向に少なく
とも孔径あるいは断面積の異なった小孔を有した構造と
した多孔板としたものである。
小さく、ウイーピングを起こしにくい多孔板を提供する
ことにより達成される。本発明では、パンチング等の手
段で開口された多孔板の少なくとも下面方向の小孔を上
面方向における小孔の孔径より大きな孔径を持つ構造と
したものである。すなわち、多孔板の板厚方向に少なく
とも孔径あるいは断面積の異なった小孔を有した構造と
した多孔板としたものである。
【０００７】
【作用】多孔板下方からの上昇ガスが多孔板の小孔を通
過するときの圧力損失は、一般に知られているオリフィ
スの式を補正したもので推定される。しかし、周知のご
とくオリフィスではオリフィスのガスの入口の形状がそ
の圧力損失に大きく左右される。例えば、オリフィスの
式で推定される圧力損失の係数はオリフィスの形状の相
違によりほぼ１０倍の差が生じる。本発明では、多孔板
の小孔の孔径より大きな孔を設けた部分がオリフィスの
形状の相違の部分に相当し、本発明の形状により、圧力
損失を従来より低減できる作用を持つ。
過するときの圧力損失は、一般に知られているオリフィ
スの式を補正したもので推定される。しかし、周知のご
とくオリフィスではオリフィスのガスの入口の形状がそ
の圧力損失に大きく左右される。例えば、オリフィスの
式で推定される圧力損失の係数はオリフィスの形状の相
違によりほぼ１０倍の差が生じる。本発明では、多孔板
の小孔の孔径より大きな孔を設けた部分がオリフィスの
形状の相違の部分に相当し、本発明の形状により、圧力
損失を従来より低減できる作用を持つ。
【０００８】一方、多孔板から下降する液体が溢流管を
介さずに直接多孔板の小孔から下方の多孔板上に落下す
るウイーピングは、精留効率に悪影響を及ぼす。運転操
作範囲が広く取れるということはウイーピングが起こり
にくい多孔板を提供することにある。ウイーピングの発
生の有無は、多孔板下面の小孔の濡れ長さ、つまり多孔
板の孔径と液体の表面張力により定まる。本発明の形状
の多孔板では、濡れ長さが長く取れるためウイーピング
が起こりにくく、運転操作範囲が広く取れるという作用
を持つ。また、濡れ長さが長く取れるということは表面
張力による圧力損失低減にも寄与する。
介さずに直接多孔板の小孔から下方の多孔板上に落下す
るウイーピングは、精留効率に悪影響を及ぼす。運転操
作範囲が広く取れるということはウイーピングが起こり
にくい多孔板を提供することにある。ウイーピングの発
生の有無は、多孔板下面の小孔の濡れ長さ、つまり多孔
板の孔径と液体の表面張力により定まる。本発明の形状
の多孔板では、濡れ長さが長く取れるためウイーピング
が起こりにくく、運転操作範囲が広く取れるという作用
を持つ。また、濡れ長さが長く取れるということは表面
張力による圧力損失低減にも寄与する。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を図に示す実施例について説明
する。図４は、本発明の多孔板を組み込んだ精留塔の透
視図を示し、図１は、本発明による多孔板の第１の実施
例の断面図を示す。図４において、多孔板２は精留塔１
内に数十段組み込まれている。多孔板２上には液体３が
上方から、多孔板２上では上流から下流に流れ、下方か
らガス４が上昇し、多孔板２上でガス４と液体３の気液
接触が行なわれ、空気の成分の分離が行なわれる。気液
接触が行なわれたガス４は上昇して上方の多孔板２に流
入する。液体３は、溢流管５を介して下方の多孔板２に
流入する。このような作用が数十段繰返されて上方に窒
素を、下方に酸素を分離する。そして、この多孔板１
段，１段をガス４が通過する際、圧力損失が発生して空
気圧縮機に影響を与える。
する。図４は、本発明の多孔板を組み込んだ精留塔の透
視図を示し、図１は、本発明による多孔板の第１の実施
例の断面図を示す。図４において、多孔板２は精留塔１
内に数十段組み込まれている。多孔板２上には液体３が
上方から、多孔板２上では上流から下流に流れ、下方か
らガス４が上昇し、多孔板２上でガス４と液体３の気液
接触が行なわれ、空気の成分の分離が行なわれる。気液
接触が行なわれたガス４は上昇して上方の多孔板２に流
入する。液体３は、溢流管５を介して下方の多孔板２に
流入する。このような作用が数十段繰返されて上方に窒
素を、下方に酸素を分離する。そして、この多孔板１
段，１段をガス４が通過する際、圧力損失が発生して空
気圧縮機に影響を与える。
【００１０】図１において、液体３は多孔板２の上流よ
り多孔板２上を流れ、ガス４は下方より多孔板２に流入
する。多孔板２には小孔６が規則正しく開口され、小孔
６の下方には小孔６の孔径より少なくとも大きな孔径を
持つ開口部７を有する。ガス４と液体３は、多孔板２上
で気液接触を行なう。ガス４が多孔板２に流入する際、
開口部７の設置による作用で滑らかに多孔板２に流入で
き、流入時の圧力損失が小さくなる。このため、多孔板
２をガス４が通過する際の圧力損失を低減することがで
きる。また、多孔板２の小孔６が、多孔板２の板厚方向
で孔径の違う領域を有し、下方ほどその濡れ長さが長い
構造のため、ウイーピングが起こりにくく運転操作範囲
が広い。
り多孔板２上を流れ、ガス４は下方より多孔板２に流入
する。多孔板２には小孔６が規則正しく開口され、小孔
６の下方には小孔６の孔径より少なくとも大きな孔径を
持つ開口部７を有する。ガス４と液体３は、多孔板２上
で気液接触を行なう。ガス４が多孔板２に流入する際、
開口部７の設置による作用で滑らかに多孔板２に流入で
き、流入時の圧力損失が小さくなる。このため、多孔板
２をガス４が通過する際の圧力損失を低減することがで
きる。また、多孔板２の小孔６が、多孔板２の板厚方向
で孔径の違う領域を有し、下方ほどその濡れ長さが長い
構造のため、ウイーピングが起こりにくく運転操作範囲
が広い。
【００１１】図２は本発明の第２の実施例の多孔板の断
面図を示す。本実施例では、多孔板２の下面と小孔６と
が曲線で接続されているものである。つまり、開口部７
の形状に丸みを持たせたものである。本実施例によれ
ば、更にガスの流れが滑らかになる効果があり、圧力損
失を低減できる。
面図を示す。本実施例では、多孔板２の下面と小孔６と
が曲線で接続されているものである。つまり、開口部７
の形状に丸みを持たせたものである。本実施例によれ
ば、更にガスの流れが滑らかになる効果があり、圧力損
失を低減できる。
【００１２】図３は、本発明の第３の実施例の多孔板の
断面図を示す。本実施例では開口部７を多孔板の上下に
設けたものである。多孔板２上面の開口部により、多孔
板２からガス４が広がって上昇するため発泡が促進さ
れ、部分発泡が起こりにくい効果を得る。なお、多孔板
２の加工において、開口部７は小孔６をパンチング等で
開口した後、再びパンチング等の塑性加工等の技術によ
り達成できる。
断面図を示す。本実施例では開口部７を多孔板の上下に
設けたものである。多孔板２上面の開口部により、多孔
板２からガス４が広がって上昇するため発泡が促進さ
れ、部分発泡が起こりにくい効果を得る。なお、多孔板
２の加工において、開口部７は小孔６をパンチング等で
開口した後、再びパンチング等の塑性加工等の技術によ
り達成できる。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、多孔板の下面あるいは
両面に多孔板の小孔より孔径の違う開口部を設けること
により、ガスの流れ抵抗を低減できるため、圧力損失が
小さく、かつ、運転操作範囲の広い多孔板を提供するこ
とができる効果が得られる。
両面に多孔板の小孔より孔径の違う開口部を設けること
により、ガスの流れ抵抗を低減できるため、圧力損失が
小さく、かつ、運転操作範囲の広い多孔板を提供するこ
とができる効果が得られる。
【図１】本発明の第１の実施例の多孔板の断面図を示
す。
す。
【図２】本発明の第２の実施例の多孔板の断面図を示
す。
す。
【図３】本発明の第３の実施例の多孔板の断面図を示
す。
す。
【図４】本発明の多孔板を組み込んだ精留塔の透視図を
示す。
示す。
１…精留塔、２…多孔板、３…液体、４…ガス、６…小
孔、７…開口部。
孔、７…開口部。
フロントページの続き (72)発明者 喜多 修 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内
Claims (2)
- 【請求項１】多数の小孔を有する多孔板の上方から液体
を下降させ、下方からガスを上昇させて液体とガスとを
接触させる気液接触装置において、前記多孔板の少なく
とも下面に、多孔板の板厚方向で孔径、あるいは断面積
の違う領域を有した小孔を備えていることを特徴とする
気液接触装置。 - 【請求項２】多孔板の小孔の孔径、あるいは断面席が、
該多孔板の少なくとも下面方向に大きくなっていること
を特徴とする請求項記載の気液接触装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4013699A JPH05200201A (ja) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | 気液接触装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4013699A JPH05200201A (ja) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | 気液接触装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05200201A true JPH05200201A (ja) | 1993-08-10 |
Family
ID=11840453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4013699A Pending JPH05200201A (ja) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | 気液接触装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05200201A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010051959A (ja) * | 2008-08-27 | 2010-03-11 | Bayer Materialscience Ag | 流体流れを分割するための方法 |
-
1992
- 1992-01-29 JP JP4013699A patent/JPH05200201A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010051959A (ja) * | 2008-08-27 | 2010-03-11 | Bayer Materialscience Ag | 流体流れを分割するための方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532 |
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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