JPH06269627A - 気液接触装置 - Google Patents
気液接触装置Info
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- JPH06269627A JPH06269627A JP5059843A JP5984393A JPH06269627A JP H06269627 A JPH06269627 A JP H06269627A JP 5059843 A JP5059843 A JP 5059843A JP 5984393 A JP5984393 A JP 5984393A JP H06269627 A JPH06269627 A JP H06269627A
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- absorption
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- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
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- Gas Separation By Absorption (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 気液接触装置に関する。
【構成】 気液接触装置内に充填される充填物の断面が
各種形状の管状構造体であり、その管状部は直線を示
し、その気液接触面を気体の流れに対して平行になるよ
うに多数個配置し、その充填物の上方から液体を供給
し、供給された液体を充填物表面に添って流下させると
共に、下部から気体を供給して気体と液体とを接触させ
る気液接触装置において、前記充填物気液接触面が吸
収液との親液性を有するものとし、該管状構造体の形状
が円形、６角形以上の多角形である気液接触装置。
各種形状の管状構造体であり、その管状部は直線を示
し、その気液接触面を気体の流れに対して平行になるよ
うに多数個配置し、その充填物の上方から液体を供給
し、供給された液体を充填物表面に添って流下させると
共に、下部から気体を供給して気体と液体とを接触させ
る気液接触装置において、前記充填物気液接触面が吸
収液との親液性を有するものとし、該管状構造体の形状
が円形、６角形以上の多角形である気液接触装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は気液接触装置に関し、特
に燃焼排ガス中に含まれる炭酸ガスを除去するに適する
同装置に関する。
に燃焼排ガス中に含まれる炭酸ガスを除去するに適する
同装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近時、地球温暖化問題が提起され、わけ
てもＣＯ2 の寄与度が大きく、その排出量の低減が世界
的な課題となってきている。大気中に排出されるＣＯ2
の大部分は化石燃料の燃焼に起因するところが大きく、
これら燃焼排ガス中のＣＯ2 を除去する排出量の低減が
重要である。しかし、重質油、石炭、天然ガスなどを燃
焼させる事業用や自家発電用ボイラなどにおいて、排ガ
ス中のＮＯｘやＳＯｘを除去する技術は実用化されてい
るが、公害防止としてＣＯ2 を除去する排煙処理装置は
実用化されていなかった。
てもＣＯ2 の寄与度が大きく、その排出量の低減が世界
的な課題となってきている。大気中に排出されるＣＯ2
の大部分は化石燃料の燃焼に起因するところが大きく、
これら燃焼排ガス中のＣＯ2 を除去する排出量の低減が
重要である。しかし、重質油、石炭、天然ガスなどを燃
焼させる事業用や自家発電用ボイラなどにおいて、排ガ
ス中のＮＯｘやＳＯｘを除去する技術は実用化されてい
るが、公害防止としてＣＯ2 を除去する排煙処理装置は
実用化されていなかった。
【０００３】一方、排煙中のＣＯ2 を原料として回収
し、炭酸ガス含有飲料やさらには２次回収の終了した油
層内へＣＯ2 を圧入し、残原油を回収する、いわゆるＥ
ＯＲ（Euhanced Oil Recovery) プラント原料として用
いる方法が発表されている。（文献名：「 Process to
recover CO2 from flue gas gets first large-scale t
ryout in Texas」Oil & Journal , Feb. 14 , 1983 )
し、炭酸ガス含有飲料やさらには２次回収の終了した油
層内へＣＯ2 を圧入し、残原油を回収する、いわゆるＥ
ＯＲ（Euhanced Oil Recovery) プラント原料として用
いる方法が発表されている。（文献名：「 Process to
recover CO2 from flue gas gets first large-scale t
ryout in Texas」Oil & Journal , Feb. 14 , 1983 )
【０００４】これらのＣＯ2 の回収としては、アミン系
化合物、炭酸カリウムのようなアルカリ性水溶液中のＣ
Ｏ2 を化学的に吸収させる方法、メタノール、ポリエチ
レングリコール、メチルエーテル、プロピレンカーボネ
イトなどを溶剤として物理的に吸収させる方法など各種
手段が採られ得るが、代表的な方法は吸収剤としてモノ
エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノー
ルアミンなどのアミン系化合物の水溶液を用いる吸収方
法である。モノエタノールアミンを化学吸収剤として用
いた場合のＣＯ2 ガスの吸収反応式は下記（１）式の通
りである。 ＯＨＣＨ2 ＣＨ2 ＮＨ2 ＋Ｈ2 Ｏ＋ＣＯ2 →ＯＨＣＨ2 ＣＨ2 ＣＨ3 ＨＣＯ3 ・・・・（１）
化合物、炭酸カリウムのようなアルカリ性水溶液中のＣ
Ｏ2 を化学的に吸収させる方法、メタノール、ポリエチ
レングリコール、メチルエーテル、プロピレンカーボネ
イトなどを溶剤として物理的に吸収させる方法など各種
手段が採られ得るが、代表的な方法は吸収剤としてモノ
エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノー
ルアミンなどのアミン系化合物の水溶液を用いる吸収方
法である。モノエタノールアミンを化学吸収剤として用
いた場合のＣＯ2 ガスの吸収反応式は下記（１）式の通
りである。 ＯＨＣＨ2 ＣＨ2 ＮＨ2 ＋Ｈ2 Ｏ＋ＣＯ2 →ＯＨＣＨ2 ＣＨ2 ＣＨ3 ＨＣＯ3 ・・・・（１）
【０００５】このモノエタノールアミンなどアミン類は
水との溶解性が非常によく自由な濃度で均一水溶液を形
成するが、通常、２０〜３０％程度で使用される。さら
に（１）式からも分かるようにモノエタノールアミンと
ＣＯ2 は当モル的に反応する。このことから、モノエタ
ノールアミンのＣＯ2 吸収容量はかなり大きく、温度に
もよるが５０℃程度であれば０．５０ＣＯ2 ／モノエタ
ノールアミン（モル比）に達する。
水との溶解性が非常によく自由な濃度で均一水溶液を形
成するが、通常、２０〜３０％程度で使用される。さら
に（１）式からも分かるようにモノエタノールアミンと
ＣＯ2 は当モル的に反応する。このことから、モノエタ
ノールアミンのＣＯ2 吸収容量はかなり大きく、温度に
もよるが５０℃程度であれば０．５０ＣＯ2 ／モノエタ
ノールアミン（モル比）に達する。
【０００６】従って、これら吸収剤を用いるＣＯ2 吸収
装置ではモノエタノールアミン水溶液とＣＯ2 ガスの接
触面積ができるだけ大きくとれるような充填物を装置内
に充填し、上部から吸収液を供給し下部からＣＯ2 を含
むガスを供給して、充填物上を吸収液が流下する間にＣ
Ｏ2 ガスと接触させＣＯ2 を吸収する方法が採られてき
た。従来これら充填物としては代表的にはラシヒリング
（Raschig ring) 、レッシングリング（Lessing ring)
、ベールサドル（Berl Saddle)と呼ばれるような磁器
製品が用いられるのが一般的である。
装置ではモノエタノールアミン水溶液とＣＯ2 ガスの接
触面積ができるだけ大きくとれるような充填物を装置内
に充填し、上部から吸収液を供給し下部からＣＯ2 を含
むガスを供給して、充填物上を吸収液が流下する間にＣ
Ｏ2 ガスと接触させＣＯ2 を吸収する方法が採られてき
た。従来これら充填物としては代表的にはラシヒリング
（Raschig ring) 、レッシングリング（Lessing ring)
、ベールサドル（Berl Saddle)と呼ばれるような磁器
製品が用いられるのが一般的である。
【０００７】しかしながら、これらＣＯ2 ガス吸収装置
には事業用ボイラのような大容量排ガスを取扱うには圧
力損失が大きく、ブロワ動力が増加して所要電力量が増
加するため不経済である欠点がある。
には事業用ボイラのような大容量排ガスを取扱うには圧
力損失が大きく、ブロワ動力が増加して所要電力量が増
加するため不経済である欠点がある。
【０００８】これに対し、本発明者らは従来のラシヒリ
ングなどの充填物を用いた気液接触装置の欠点を解消し
た炭酸ガス吸収装置を提供するため、断面が各種形状の
管状構造体で該構造体の管状部は直線状を示す充填物を
該吸収装置に充填し、該充填物の気液接触面をガス流れ
に対して平行になるように多数配置してなることを特徴
とする炭酸ガス吸収装置を提案した（特願平３−３３０
８９号）。また、上記複数段の充填物の各間に前記上方
から流下させる液体を受け、分散させて下方に流下させ
る分散板を設けたことを特徴とする気液接触装置、さら
に、前記気液接触面がＪＩＳ Ｂ０６０１に規定する中
心平均粗さが５０μｍ以上である粗面部を有することを
特徴とする気液接触装置を提案した。
ングなどの充填物を用いた気液接触装置の欠点を解消し
た炭酸ガス吸収装置を提供するため、断面が各種形状の
管状構造体で該構造体の管状部は直線状を示す充填物を
該吸収装置に充填し、該充填物の気液接触面をガス流れ
に対して平行になるように多数配置してなることを特徴
とする炭酸ガス吸収装置を提案した（特願平３−３３０
８９号）。また、上記複数段の充填物の各間に前記上方
から流下させる液体を受け、分散させて下方に流下させ
る分散板を設けたことを特徴とする気液接触装置、さら
に、前記気液接触面がＪＩＳ Ｂ０６０１に規定する中
心平均粗さが５０μｍ以上である粗面部を有することを
特徴とする気液接触装置を提案した。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】前記提案における炭酸
ガス吸収装置は、管状部が直線状を示す各種形状の管状
構造体を充填物として充填し、かつ直線状管状部をガス
流れに平行になるようにしているので無駄な圧力損失が
なく、従ってガス供給動力エネルギが節約できると共に
装置を小型にすることができるものである。
ガス吸収装置は、管状部が直線状を示す各種形状の管状
構造体を充填物として充填し、かつ直線状管状部をガス
流れに平行になるようにしているので無駄な圧力損失が
なく、従ってガス供給動力エネルギが節約できると共に
装置を小型にすることができるものである。
【００１０】このような、管状構造体をガス−液接触装
置として有効に作用させるためには、管状構造体の上部
から供給される吸収液を該管状構造体の多数からなる管
状孔にできるだけ均一に供給すること、また供給された
吸収液は該管状孔内のガス並流面を可及的全面にわたっ
て均一に濡らしながら流下することが必要である。この
ためには、吸収液流量を増加して充分に供給すればガス
吸収面からは目的を達するのであるが、前述のようなア
ミン系化合物やメタノールなどを吸収液とする実用的な
ＣＯ2 吸収法では吸収液流量をできるだけ少量として吸
収液中のＣＯ2濃度を高めて、該吸収液からＣＯ2 を回
収し吸収液を再生する工程におけるスチームや動力など
の再生エネルギを節約するのがプロセス成立上の要件で
ある。
置として有効に作用させるためには、管状構造体の上部
から供給される吸収液を該管状構造体の多数からなる管
状孔にできるだけ均一に供給すること、また供給された
吸収液は該管状孔内のガス並流面を可及的全面にわたっ
て均一に濡らしながら流下することが必要である。この
ためには、吸収液流量を増加して充分に供給すればガス
吸収面からは目的を達するのであるが、前述のようなア
ミン系化合物やメタノールなどを吸収液とする実用的な
ＣＯ2 吸収法では吸収液流量をできるだけ少量として吸
収液中のＣＯ2濃度を高めて、該吸収液からＣＯ2 を回
収し吸収液を再生する工程におけるスチームや動力など
の再生エネルギを節約するのがプロセス成立上の要件で
ある。
【００１１】この吸収液流量は通常ガス流量当りの比
（以下、Ｌ／Ｇと呼ぶ）で示されるが、例えば本出願人
らが先に提案した燃焼排ガス中の二酸化炭素と硫黄酸化
物を除去する方法（特願平３−２０３０４号）の実施例
では、硫黄酸化物吸収装置においてはＬ／Ｇが２５．６
であるのに対し、二酸化炭素吸収装置においてはＬ／Ｇ
が２．０と前者の約１／１０以下である。
（以下、Ｌ／Ｇと呼ぶ）で示されるが、例えば本出願人
らが先に提案した燃焼排ガス中の二酸化炭素と硫黄酸化
物を除去する方法（特願平３−２０３０４号）の実施例
では、硫黄酸化物吸収装置においてはＬ／Ｇが２５．６
であるのに対し、二酸化炭素吸収装置においてはＬ／Ｇ
が２．０と前者の約１／１０以下である。
【００１２】このように、特に二酸化炭素吸収装置にお
いては可及的少流量の吸収液を管状構造体の多数の管状
孔に均一に供給し、さらに管状孔内のできるだけ全面に
わたって均一に濡らしながら流下すると云う難しい条件
を達成しなければならない。
いては可及的少流量の吸収液を管状構造体の多数の管状
孔に均一に供給し、さらに管状孔内のできるだけ全面に
わたって均一に濡らしながら流下すると云う難しい条件
を達成しなければならない。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明者らは前記課題に
鑑み、小流量の吸収液による管状構造体の効果的ガス吸
収装置につき、種々実験を重ね鋭意検討した結果、以下
の２条件を満たすことが特に有効であるとの知見を得
て、本発明を完成させることができた。 （１）管状構造体表面は吸収液との親液性を有するもの
であること。 （２）該表面での吸収液流下時において、液が偏よらな
い管状形状を有すること。
鑑み、小流量の吸収液による管状構造体の効果的ガス吸
収装置につき、種々実験を重ね鋭意検討した結果、以下
の２条件を満たすことが特に有効であるとの知見を得
て、本発明を完成させることができた。 （１）管状構造体表面は吸収液との親液性を有するもの
であること。 （２）該表面での吸収液流下時において、液が偏よらな
い管状形状を有すること。
【００１４】すなわち、本発明は （１）気液接触装置内に充填される充填物の断面が各種
形状の管状構造体であり、その管状部は直線を示し、そ
の気液接触面を気体の流れに対して平行になるように多
数個配置し、その充填物の上方から液体を供給し、供給
された液体を充填物表面に添って流下させると共に、下
部から気体を供給して気体と液体とを接触させる気液接
触装置において、前記充填物気液接触面が吸収液との親
液性を有するものとし、該管状構造体の形状が、円形、
６角形以上の多角形であることを特徴とする気液接触装
置。 （２）管状構造体の代わりに、充填物を多数の平行板が
スペーサによって支持される構造物とし、該平行板間隔
と該スペーサの設置間隔との比を３〜７にしてなること
を特徴とする上記（１）記載の気液接触装置。 （３）気体が燃焼排ガスであり、液体がＣＯ2 吸収液で
あることを特徴とする上記（１）または（２）記載の気
液接触装置。 である。
形状の管状構造体であり、その管状部は直線を示し、そ
の気液接触面を気体の流れに対して平行になるように多
数個配置し、その充填物の上方から液体を供給し、供給
された液体を充填物表面に添って流下させると共に、下
部から気体を供給して気体と液体とを接触させる気液接
触装置において、前記充填物気液接触面が吸収液との親
液性を有するものとし、該管状構造体の形状が、円形、
６角形以上の多角形であることを特徴とする気液接触装
置。 （２）管状構造体の代わりに、充填物を多数の平行板が
スペーサによって支持される構造物とし、該平行板間隔
と該スペーサの設置間隔との比を３〜７にしてなること
を特徴とする上記（１）記載の気液接触装置。 （３）気体が燃焼排ガスであり、液体がＣＯ2 吸収液で
あることを特徴とする上記（１）または（２）記載の気
液接触装置。 である。
【００１５】
【作用】すなわち、本発明の特徴の一つは管状構造体ま
たは平行板状構造体の表面が吸収液によって濡れやすい
材質または処理がなされていて、親液性を有しているこ
とである。
たは平行板状構造体の表面が吸収液によって濡れやすい
材質または処理がなされていて、親液性を有しているこ
とである。
【００１６】本発明の構造物材質は先願特願平３−３３
０８９号にても提案したように、磁器、金属、シリカ繊
維などセラミックファイバ並びにポリエチレンのような
プラスチックなど吸収液によって腐食、膨潤など影響を
受けないものならいずれでもよい。このうち、磁器やセ
ラミックファイバなどは材質上吸収液に濡れやすい性質
を有しているが、金属やプラスチックについては通常は
破水性を有するものが多く、そのまゝでは吸収液に濡れ
難い。このような場合には脱脂などの通常の手段のほ
か、表面の材質、形状を変える必要があり、有効な手段
としては次のとおりの手段がある。
０８９号にても提案したように、磁器、金属、シリカ繊
維などセラミックファイバ並びにポリエチレンのような
プラスチックなど吸収液によって腐食、膨潤など影響を
受けないものならいずれでもよい。このうち、磁器やセ
ラミックファイバなどは材質上吸収液に濡れやすい性質
を有しているが、金属やプラスチックについては通常は
破水性を有するものが多く、そのまゝでは吸収液に濡れ
難い。このような場合には脱脂などの通常の手段のほ
か、表面の材質、形状を変える必要があり、有効な手段
としては次のとおりの手段がある。
【００１７】（１）表面に微少な凹凸を形成させる手
段。 サンドブラストなど機械的方法、ステンレス板の酸洗な
ど化学的方法、多孔板や金網などの採用。 （２）表面の改質手段。 金属面の電解処理やアルカリ処理による金属酸化物によ
る表面被膜、その他、親水性のポリマーや塗料の塗布。
段。 サンドブラストなど機械的方法、ステンレス板の酸洗な
ど化学的方法、多孔板や金網などの採用。 （２）表面の改質手段。 金属面の電解処理やアルカリ処理による金属酸化物によ
る表面被膜、その他、親水性のポリマーや塗料の塗布。
【００１８】本発明の特徴のもう一つは充填物の形状で
ある。一般的に、充填物の形状としては先願特願平３−
３３０８９号にて提案したごとく、格子状、６角形、矩
形、３角形、Ｕ字形などのガス平行流を形成するものが
あるが、その表面で吸収液は１００μｍ程度の薄膜とな
って流下しようとしても、全面にわたって均一に流下す
るにはその充填物の形状面には制限がある。すなわち、
上記の形状群では表面がある角度をもった面で形成さ
れ、交差部が矩形では９０°３角形では６０°などを示
す。ところが、充填物の表面を流下する吸収液はその間
に次第にこの角度をもった交差部に集中して流れるよう
になり、管状表面の吸収液は次第に少なくなって、形成
されていた薄膜が破れて吸収液の流れない部分を生じる
現象があり、ガス−液接触に有効に作用しない乾いた面
が発生しやすいことがある。
ある。一般的に、充填物の形状としては先願特願平３−
３３０８９号にて提案したごとく、格子状、６角形、矩
形、３角形、Ｕ字形などのガス平行流を形成するものが
あるが、その表面で吸収液は１００μｍ程度の薄膜とな
って流下しようとしても、全面にわたって均一に流下す
るにはその充填物の形状面には制限がある。すなわち、
上記の形状群では表面がある角度をもった面で形成さ
れ、交差部が矩形では９０°３角形では６０°などを示
す。ところが、充填物の表面を流下する吸収液はその間
に次第にこの角度をもった交差部に集中して流れるよう
になり、管状表面の吸収液は次第に少なくなって、形成
されていた薄膜が破れて吸収液の流れない部分を生じる
現象があり、ガス−液接触に有効に作用しない乾いた面
が発生しやすいことがある。
【００１９】そこで、本発明においては交差部の影響を
取り除くため、また影響を小さくするため、充填物の水
平断面が円形または六角形以上の多角形としたり、平行
板状にするものであり、後者の平行板の間にスペーサを
挿入して結果的に充填物の水平断面形状が矩形状になる
時にはその矩形の長辺の長さ：短辺の長さの比を大きく
採るようにするものである。
取り除くため、また影響を小さくするため、充填物の水
平断面が円形または六角形以上の多角形としたり、平行
板状にするものであり、後者の平行板の間にスペーサを
挿入して結果的に充填物の水平断面形状が矩形状になる
時にはその矩形の長辺の長さ：短辺の長さの比を大きく
採るようにするものである。
【００２０】
【実施例】 実験例１ 図１のＣＯ2 吸収試験装置を用い、本発明の管状充填物
の一本を吸収管とし、この吸収管の表面処理条件のＣＯ
2 吸収性能に及ぼす影響を求めた。
の一本を吸収管とし、この吸収管の表面処理条件のＣＯ
2 吸収性能に及ぼす影響を求めた。
【００２１】（１）試験装置と方法 〇吸収管：高さ１ｍ×内径１５ｍｍφ 〇吸収管材質（Ａ）ＳＵＳ管＋金網４０メッシュ内張 （Ｂ）ＳＵＳ管＋塩酸処理 （Ｃ）ＳＵＳ管＋サンドブラスト処理 （Ｄ）ＳＵＳ管（無処理）比較例 〇吸収液：モノエタノールアミン３０ｗｔ％水溶液 〇吸収ガス：ＣＯ2 ：１０ｖｏｌ％、Ｎ2 ：残の合成ガ
ス
ス
【００２２】（２）実験結果 実験結果を下記表１に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】液ホールド量は吸収液供給時と停止時にお
ける液タンクのレベル差から求めた液量から吸収液供給
ライン液量を差し引いて求めた。
ける液タンクのレベル差から求めた液量から吸収液供給
ライン液量を差し引いて求めた。
【００２５】表１の結果に示すように、ＣＯ2 吸収率は
吸収管Ａ＞Ｃ≒Ｂ＞Ｄの順となった。表面に微少な凹凸
処理を行った場合はいずれも、単なる脱脂処理のみの比
較例よりＣＯ2 吸収率が高かった。また、ＣＯ2 吸収率
の順とガス吸収液ホールド量の順は一致しており、液の
広がりと濡れやすさの順を示していると考えられる。
吸収管Ａ＞Ｃ≒Ｂ＞Ｄの順となった。表面に微少な凹凸
処理を行った場合はいずれも、単なる脱脂処理のみの比
較例よりＣＯ2 吸収率が高かった。また、ＣＯ2 吸収率
の順とガス吸収液ホールド量の順は一致しており、液の
広がりと濡れやすさの順を示していると考えられる。
【００２６】このような、金属表面の処理は表面の親水
性を増すものであればよく、ステンレス表面の電解処理
によるクロム酸化被膜、ＳＳ−４１材の熱アルカリ処理
によるＦｅ3 Ｏ4 被膜、その他、親水性のポリマーや塗
料の塗布が有効であった。
性を増すものであればよく、ステンレス表面の電解処理
によるクロム酸化被膜、ＳＳ−４１材の熱アルカリ処理
によるＦｅ3 Ｏ4 被膜、その他、親水性のポリマーや塗
料の塗布が有効であった。
【００２７】実験例２ 吸収管形状と吸収液の濡れの関係を調べるため、浸辺長
を同一とした円管、正三角管、正方管を透明アクリル樹
脂で製作し（内側を粗面加工して材質の濡れやすさを同
一とした）、図１のＣＯ2 吸収試験装置によって吸収試
験を行った。下記表２に結果を示す。
を同一とした円管、正三角管、正方管を透明アクリル樹
脂で製作し（内側を粗面加工して材質の濡れやすさを同
一とした）、図１のＣＯ2 吸収試験装置によって吸収試
験を行った。下記表２に結果を示す。
【００２８】
【表２】
【００２９】ＣＯ2 吸収率の順は円管≒６角管＞正方管
＞正三角管であった。これは吸収液ホールド量との順と
一致した。
＞正三角管であった。これは吸収液ホールド量との順と
一致した。
【００３０】この実験例ではアクリル製であり、内部観
察が可能である。観察によると、いずれも吸収液入口部
では均一に濡れているが、円管および６角管ではそのま
ゝ吸収液出口部までほゞ１００％濡れた状態で流下し
た。一方、正方管、正三角管では液は角に集中して糸を
引いて流下する傾向があり、濡れ率は２０％程度と認め
られた。
察が可能である。観察によると、いずれも吸収液入口部
では均一に濡れているが、円管および６角管ではそのま
ゝ吸収液出口部までほゞ１００％濡れた状態で流下し
た。一方、正方管、正三角管では液は角に集中して糸を
引いて流下する傾向があり、濡れ率は２０％程度と認め
られた。
【００３１】この理由は、よく判らないが、角部でのガ
ス−液表面張力の関係から角部に吸収液が集中すること
や吸収管は垂直に設置されているが、若干は傾いており
液が流下する間に偏よって流れ角部でせき止められて集
中することが考えられる。これに対して、円管ではこの
ような角部がないため均一に流下する。この角部への液
集中は６角部では認められなかったことから、角の角度
によるものと考えられ９０°では液は集中し、１２０°
では集中はないと思われる。従って、このような形状を
示す構造体としては、６角管以上の多角管、円管及び平
行板が好ましいことが判る。
ス−液表面張力の関係から角部に吸収液が集中すること
や吸収管は垂直に設置されているが、若干は傾いており
液が流下する間に偏よって流れ角部でせき止められて集
中することが考えられる。これに対して、円管ではこの
ような角部がないため均一に流下する。この角部への液
集中は６角部では認められなかったことから、角の角度
によるものと考えられ９０°では液は集中し、１２０°
では集中はないと思われる。従って、このような形状を
示す構造体としては、６角管以上の多角管、円管及び平
行板が好ましいことが判る。
【００３２】実験例３ 実際の大容量ガスを処理するガス吸収装置に平行板状の
構造体の充填物を適用する場合、多数の平行板を構造体
として支えるために、板と板の間にスペーサを挿入す
る。このスペーサと平行板とは後述する図２に示すよう
に９０°以下の角度をなして交差するのでスペーサ間の
間隔をある程度以上広くして、角部への吸収液の集中に
よる影響を避けなければならない。平行板状構造体の形
状の最適性を調べるため、平行板とスペーサで区切られ
る矩形の短辺と長辺の比を変化させて、ＣＯ2 吸収試験
を行なった。
構造体の充填物を適用する場合、多数の平行板を構造体
として支えるために、板と板の間にスペーサを挿入す
る。このスペーサと平行板とは後述する図２に示すよう
に９０°以下の角度をなして交差するのでスペーサ間の
間隔をある程度以上広くして、角部への吸収液の集中に
よる影響を避けなければならない。平行板状構造体の形
状の最適性を調べるため、平行板とスペーサで区切られ
る矩形の短辺と長辺の比を変化させて、ＣＯ2 吸収試験
を行なった。
【００３３】吸収装置構成は図１と同一であるが、吸収
管は外形１０ｃｍφ×１００ｃｍ高さの大きさとし、吸
収液はスプレーノズルを吸収管に充填した平行板状構造
物の上部に設けて分散した。ガス量は４２ｍ3 Ｎ／ｈで
液ガス比Ｌ／Ｇ２．０リットル／ｍ3 ｈとした。
管は外形１０ｃｍφ×１００ｃｍ高さの大きさとし、吸
収液はスプレーノズルを吸収管に充填した平行板状構造
物の上部に設けて分散した。ガス量は４２ｍ3 Ｎ／ｈで
液ガス比Ｌ／Ｇ２．０リットル／ｍ3 ｈとした。
【００３４】この試験では充填物のガス通過圧力損失を
調べるため、吸収塔出入口部に差圧計を設けた。表３に
試験結果を示す。
調べるため、吸収塔出入口部に差圧計を設けた。表３に
試験結果を示す。
【００３５】
【表３】
【００３６】以上から、スペーサ間隔１０ｍｍ（形状正
方形）の場合がＣＯ2 吸収率最少で、該間隔が大きくな
るに従って増加し、４０ｍｍ付辺で最高値を示し、それ
以上の比ではやゝ減少する傾があった。これは正方形の
場合、すなわち平行板間隔とスペーサ間隔の比が１の場
合は充填物である平行板状構造体の単位断面積当りの全
浸辺長は一番大きいが角部の数も多く、この部分への吸
収液の集中によって、管状構造体の内部のガスと接触す
る面が部分的に吸収液の流下しない状態を示し全体とし
てＣＯ2 吸収率の低下を示したものと考えられ実験２の
結果を示す。さらにスペーサ間隔が大きくなるに従って
該全浸辺長は減少するが、角部の数もそれに従って減少
するため、管状構造体のガス接触面がガス−液接触面と
して有効に働く部分が急増し、その結果全体としてＣＯ
2 吸収率の増加を示す。しかし、平行板間隔とスペーサ
間隔との比が４〜５を最高のＣＯ2 吸収率として、それ
以上の比となるとＣＯ2 吸収率はやゝ低下してくる。こ
れは、これ以上のスペーサ間隔では平行板状構造体のガ
ス接触面の吸収液による濡れ率がほゞ一定を示すのに対
して、一方のガス接触面が暫減してくるため全体とし
て、有効なガス−液接触面が減少することによると考え
られる。
方形）の場合がＣＯ2 吸収率最少で、該間隔が大きくな
るに従って増加し、４０ｍｍ付辺で最高値を示し、それ
以上の比ではやゝ減少する傾があった。これは正方形の
場合、すなわち平行板間隔とスペーサ間隔の比が１の場
合は充填物である平行板状構造体の単位断面積当りの全
浸辺長は一番大きいが角部の数も多く、この部分への吸
収液の集中によって、管状構造体の内部のガスと接触す
る面が部分的に吸収液の流下しない状態を示し全体とし
てＣＯ2 吸収率の低下を示したものと考えられ実験２の
結果を示す。さらにスペーサ間隔が大きくなるに従って
該全浸辺長は減少するが、角部の数もそれに従って減少
するため、管状構造体のガス接触面がガス−液接触面と
して有効に働く部分が急増し、その結果全体としてＣＯ
2 吸収率の増加を示す。しかし、平行板間隔とスペーサ
間隔との比が４〜５を最高のＣＯ2 吸収率として、それ
以上の比となるとＣＯ2 吸収率はやゝ低下してくる。こ
れは、これ以上のスペーサ間隔では平行板状構造体のガ
ス接触面の吸収液による濡れ率がほゞ一定を示すのに対
して、一方のガス接触面が暫減してくるため全体とし
て、有効なガス−液接触面が減少することによると考え
られる。
【００３７】一方、充填層の圧力損失は充填物のガス接
触面に比例する。これは正方形を最高にしてスペーサ間
隔比が大きくなるに従って減少する結果を示している。
触面に比例する。これは正方形を最高にしてスペーサ間
隔比が大きくなるに従って減少する結果を示している。
【００３８】以上のＣＯ2 吸収率と圧力損失との関係か
ら、スペーサを有する平行板状の構造体としては、前記
間隔比が３以上がよく、望ましくは４〜７程度が最適と
云える。
ら、スペーサを有する平行板状の構造体としては、前記
間隔比が３以上がよく、望ましくは４〜７程度が最適と
云える。
【００３９】以上は図２（ａ）に示す矩形の例で実施し
たが、これに限定されず、例えば図２（ｂ）〜（ｄ）に
示すような各種形状でガス平行流を形成する形状ならば
何れでもよい。
たが、これに限定されず、例えば図２（ｂ）〜（ｄ）に
示すような各種形状でガス平行流を形成する形状ならば
何れでもよい。
【００４０】
【発明の効果】本発明によれば、気液接触面上の吸収液
が全面にわたって均一に分布して流下するので、気液接
触面積を大きくとることができ、気液接触効率を大巾に
向上させることができる。
が全面にわたって均一に分布して流下するので、気液接
触面積を大きくとることができ、気液接触効率を大巾に
向上させることができる。
【図１】本発明気液接触装置の効果を示すための試験装
置の説明図。
置の説明図。
【図２】本発明気液接触装置に使用する平行板状充填物
の各種形状の説明図。
の各種形状の説明図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ０１Ｊ 19/00 ＺＡＢ Ａ 9151−4Ｇ (72)発明者 須田 泰一朗 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 北村 耕一 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 神野 幸弘 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 三村 富雄 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 下條 繁 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 光岡 薫明 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 瀬戸 徹 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 唐崎 睦範 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業株式会社内 (72)発明者 飯島 正樹 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 気液接触装置内に充填される充填物の断
面が各種形状の管状構造体であり、その管状部は直線を
示し、その気液接触面を気体の流れに対して平行になる
ように多数個配置し、その充填物の上方から液体を供給
し、供給された液体を充填物表面に添って流下させると
共に、下部から気体を供給して気体と液体とを接触させ
る気液接触装置において、前記充填物気液接触面が吸収
液との親液性を有するものとし、該管状構造体の形状
が、円形、６角形以上の多角形であることを特徴とする
気液接触装置。 - 【請求項２】 管状構造体の代わりに、充填物を多数の
平行板がスペーサによって支持される構造物とし、該平
行板間隔と該スペーサの設置間隔との比を３〜７にして
なることを特徴とする請求項１記載の気液接触装置。 - 【請求項３】 気体が燃焼排ガスであり、液体がＣＯ2
吸収液であることを特徴とする請求項１または２記載の
気液接触装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5059843A JPH06269627A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 気液接触装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5059843A JPH06269627A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 気液接触装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06269627A true JPH06269627A (ja) | 1994-09-27 |
Family
ID=13124903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5059843A Pending JPH06269627A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 気液接触装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06269627A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017064631A (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | 株式会社Ihi | 充填材 |
| WO2019151230A1 (ja) * | 2018-01-30 | 2019-08-08 | 株式会社Ihi | 充填材、その製造方法及び液膜形成構造 |
-
1993
- 1993-03-19 JP JP5059843A patent/JPH06269627A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017064631A (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | 株式会社Ihi | 充填材 |
| WO2017057118A1 (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | 株式会社Ihi | 充填材 |
| US10596484B2 (en) | 2015-09-30 | 2020-03-24 | Ihi Corporation | Packing |
| WO2019151230A1 (ja) * | 2018-01-30 | 2019-08-08 | 株式会社Ihi | 充填材、その製造方法及び液膜形成構造 |
| JPWO2019151230A1 (ja) * | 2018-01-30 | 2021-01-28 | 株式会社Ihi | 充填材、その製造方法及び液膜形成構造 |
| AU2019214659B2 (en) * | 2018-01-30 | 2021-07-15 | Ihi Corporation | Packing, method for manufacturing same, and liquid film-forming structure |
| US11154809B2 (en) | 2018-01-30 | 2021-10-26 | Ihi Corporation | Packing, method for manufacturing same, and liquid film-forming structure |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20001031 |