JPH06269628A - 気液接触装置 - Google Patents

気液接触装置

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JPH06269628A
JPH06269628A JP5059844A JP5984493A JPH06269628A JP H06269628 A JPH06269628 A JP H06269628A JP 5059844 A JP5059844 A JP 5059844A JP 5984493 A JP5984493 A JP 5984493A JP H06269628 A JPH06269628 A JP H06269628A
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JP
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gas
liquid
liquid contact
contact
packing
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JP5059844A
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English (en)
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Masumi Fujii
眞澄 藤井
Zenji Hotta
善次 堀田
Taiichirou Suda
泰一朗 須田
Koichi Kitamura
耕一 北村
Yukihiro Jinno
幸弘 神野
Tomio Mimura
富雄 三村
Shigeru Shimojo
繁 下條
Chikanori Karasaki
睦範 唐崎
Masaki Iijima
正樹 飯島
Shigeaki Mitsuoka
薫明 光岡
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Kansai Electric Power Co Inc
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kansai Electric Power Co Inc
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 気液接触装置に関する。 【構成】 水平断面が任意形状の充填物が充填された気
液接触装置であって、前記充填物は鉛直に形成された気
液接触となる内壁を有し、前記気液接触面を前記気液接
触装置内に気体の流れに対し平行になるように多数配置
し、その充填物の上部から供給された液体を前記気液接
触面に沿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
気液接触面が板状体の表面に網状体を貼着した素材から
なる気液接触装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は気液接触装置に関し、例
えば燃焼排ガス中に含まれるCO2 をCO2吸収液と接
触させて除去するCO2 吸収装置のように、気体と液体
を効率よく接触させることのできる気液接触装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】化学プラントにおける吸収工程で採用さ
れている気液を接触させる方法として、気液ができるだ
けよく接触する必要から泡鐘塔(バブル キャップ プ
レートタワー)や充填塔が用いられてきた。また後者の
充填物としてはラシヒリングなどの各種形状をしたもの
が使用されてきた。
【0003】しかし、前記燃焼排ガス中のCO2 の吸収
のような気液接触装置においては大量のガスを短時間で
効率よく処理する必要がある。従って、ガス流路にガス
流の拡大、縮小、衝突がなく、また渦流の発生がなく、
これらに起因する無駄な圧力損失を殆ど生じないものが
望まれる。更に、できるだけ簡単な装置で、しかも気液
接触面積を大きく接触時間を長くすることができ、結果
的に接触効率が高いものが望まれている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで燃焼排ガス中
に含まれるCO2 を除去するCO2 吸収装置に関し、本
出願人は先に特願平3−33089号において、図1
(本発明の気液接触装置の概略図を兼ねる)に例示する
ような水平断面が格子状の管状構造体である充填物が充
填された気液接触装置であって、前記管状構造体内壁は
鉛直に形成された気液接触面であり、前記気液接触面を
前記気液接触装置内に気体の流れに対し平行になるよう
に多数配置し、その充填物の上部から供給された液体を
前記気液接触面に沿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を提
案した。
【0005】すなわち、図1において、1はCO2 吸収
装置本体、2は管状構造体充填物であり、複数段配設さ
れ、3はCO2 吸収液を輸送するライン、4は液体分散
ノズル、5はCO2 を吸収した吸収液溜め部、6はCO
2 含有燃焼排ガス、7はCO 2 を除去したクリーン排ガ
スである。この場合において、管状構造体の断面は各種
形状のものが採用され得るが、単一形状でなり立ってい
てもよく、あるいは複数の形状を組み合わせたものであ
ってももちろん構わない。さらに水平断面で形成する任
意形状は円のように閉じたものでもよいし開いているも
のでも構わない。
【0006】このような管状の充填物を設置した吸収装
置では、気体(以下、「ガス」ともいう)の流れは気液
接触面に対して平行であり、そして吸収液が管状充填物
の内壁である気液接触面に保持され表面に沿って流下を
続ける間に、ガス流と接触してCO2 を吸収する。これ
により、従来のラシヒリングの如き充填物と異なり圧力
損失を非常に小さくできることを示した。
【0007】しかしながら、前記CO2 吸収装置におい
ては充填物である管状構造体の内壁の気液接触面が滑ら
かに鏡面処理されている場合、改善すべき点も残されて
いた。すなわち管状構造体の気液接触面を流下する吸収
液が表面張力あるいは凝縮力により内壁全体に広がらず
糸状をなして流れ、濡れ面積(気液の接触面積)が小さ
くなり、また吸収液の気液接触面上における流下の滞留
時間も短くなり、この結果CO2 の吸収効率が必ずしも
満足できるものではなかった。
【0008】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは上
記改善すべき課題に鑑み鋭意検討した結果、気液接触面
に特定の素材を使用することにより前記課題を見事に解
決できるとの知見を得て、本発明を完成させることがで
きた。
【0009】すなわち、本発明は水平断面が任意形状の
充填物が充填された気液接触装置であって、前記充填物
は鉛直に形成された気液接触となる内壁を有し、前記気
液接触面を前記気液接触装置内に気体の流れに対し平行
になるように多数配置し、その充填物の上部から供給さ
れた液体を前記気液接触面に沿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、前記気液接触面が板状体の表面に網状
体を貼着した素材からなることを特徴とする気液接触装
置に関するものである。
【0010】さらにまた本発明によれば、上記の態様を
有する燃焼排ガス中のCO2 の吸収のための気液接触装
置が提供される。
【0011】
【作用】本発明によれば、気液接触装置内に充填される
充填物の内壁における気液接触面の面積を増加させ、さ
らに液体の流下滞留時間を長くし、気液の接触効率を著
しく増大させることができる。
【0012】以下、本発明の気液接触装置をCO2 吸収
装置、すなわち燃焼排ガス中に含まれるCO2 をCO2
吸収液と接触させて除去する装置に適用した例として、
図面を参照して説明する。前記図1において、CO2
収装置本体1内に、水平断面が任意形状の充填物2が複
数段配設される。図1においては水平断面の形状は格子
状である。装置本体1には、その上部の液分散ノズル4
と下部の吸収液溜め部5とをつなぐCO2 吸収液輸送ラ
イン3が接続される。ライン3の途中には、図示しない
が必要に応じて吸収液からCO2 を除いて吸収能力を高
める吸収液再生プロセスが設けられる。液分散ノズル4
は輸送ライン3を通って送られてきたCO2 吸収液を充
填物2にできるだけ均等に分散させるように設けられ
る。装置本体1の下部には充填物2を通って下方へ流下
しつつCO2 を吸収したCO2 吸収液を溜める前記吸収
液溜め部5が設けられる。装置本体1の下部側方にはC
2含有燃焼排ガス6を装置本体1内に導入するための
開口部が設けられる。装置本体1の上方には充填物2内
を通って上方へ流れる間に吸収液によりCO2 が除去さ
れたクリーン排ガス7を外部へ排出するための開口部が
設けられる。
【0013】本発明の特徴は充填物の内壁に形成される
気液接触面が板状体の表面に網状体を貼着した素材から
なることである。図2は図1の充填物である管状構造体
2の一部分22を示す構成図であり、そのような気液接
触面の拡大図の一例を図3に示す。図3において、網状
体31の目の織り方は平織りであるが、これに限定され
る必要はなく、綾織りなど種々の編み目が採用できる。
【0014】板状体32に網状体31を貼着する方法は
特に限定されず、水平断面が任意形状の管状構造体に加
工する際、および使用する状態で剥離しないものであれ
ば溶接や接着などいかなる手段でも構わない。また両者
の材質は好ましくは気液接触させるガスおよび液体に浸
されないものが採用される。例えば金網(ワイヤーメッ
シュ)、プラスチック製の網あるいはその他の材料から
なる網状体を用いてもよい。網状体を構成する線条物は
地面に対し種々の角度を有するように設置してもよい。
また目開きとしては、好ましくは3メッシュ以上、さら
に好ましくは8メッシュ以上の網目数を有するものが選
ばれる。
【0015】図4は本発明の充填物42の別の態様を示
す斜視図である。図4においては、網状体を貼着した板
状体が短冊の折り畳み状を形成して気液接触装置本体に
充填される。
【0016】図5は本発明の充填物の斜視図の別の態様
を示す。この例では円筒状のCO2吸収装置本体胴部5
1内に表面に網状体を貼着した板状体からなる充填物5
2がそれらの気液接触面が互いに平行になるように間隔
をおいて並べたものである。各板状体の両側面には網状
体を貼着されており、また各網状体を貼着した板状体の
間には必要に応じてスペーサーを挿入してもよい。各板
状体の間隔(設置密度)は前後の板状体に流下する吸収
液同士が接触しない範囲で、かつ燃焼排ガスの上昇抵抗
が支障のない範囲内で選択すればよい。図5のような板
状体の場合は、上部から供給された吸収液は板状体の一
点に付着すると、網状体により水平方向に広がりながら
流下して燃焼排ガスと接触するので接触面積が大きくな
り、かつ吸収液の流下滞留時間が大きくなるので気液の
接触効率が非常によくなる。
【0017】
【実施例】
(実施例、比較例)板状体の表面に網状体を貼着した素
材を気液接触面に用いた場合の気液接触の効率を確認す
るモデル試験として、円筒内面を前記素材で形成したも
のと他の素材から形成したものとを比較した。
【0018】使用した試験装置を図6に示す。61は鉛
直に設置された長さ1.15m、内径18mmのSUS管
からなる吸収管である。そのSUS内面は温度30℃の
35%塩酸溶液に10分間浸漬して化学処理したもの
(比較例1)、サンドブラスト処理したもの(中心平均
粗さ1μm、比較例2)、および20メッシュ金属金網
を張り合わせたもの(実施例)の3種を用いた。62は
30%のモノエタノールアミン水溶液からなるCO2
収液槽で定量ポンプ63により吸収液入口64から吸収
管61の上部に供給される。吸収液は4リットル/Hで
吸収管の内円周の一点に供給され、前記内面の素材の違
いにより流下時に広がり程度が異なることとなる。試験
ガスと接触しながら流下した吸収液は液貯め67に導か
れる。一方、吸収管61の下部に設置されたガス入口6
5からCO2 濃度9.7〜9.8 vol%(窒素濃度9
0.2〜90.3 vol%)に調整された試験ガスが2m
3 /Hの流量で供給される。試験ガスは吸収管61の入
口65付近でCO2 連続分析計68によりCO2 濃度を
分析され、吸収管内を上昇する際にCO2 吸収液と接触
し、ガス出口69の前で同じくCO2 濃度の連続分析を
受けた後、系外に排出される。試験はすべて室温(25
℃)で行った。
【0019】この試験により得られた結果を図7および
図8に示す。図7は気液接触面の素材の違いによるCO
2 吸収率(%、縦軸)と液ガス比L/G(横軸、リット
ル/m3 N)の関係を示す。また、図8は各接触面素材
を使用した場合の吸収管の液ホールドアップ量(右縦
軸、ミリリットル/m)を示す。
【0020】図7,図8から明らかなように、本発明の
板状体の表面に網状体を貼着した素材としてのSUS管
の内面に20メッシュ金網を取り付けた吸収管は吸収率
および液ホールドアップ量ともに他の素材よりもはるか
に優れるものであることが分かる。試験後に吸収管の内
壁を検査したところ、濡れ率が比較例1では60%、比
較例2では26%であったのに対し、実施例では81%
であった。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、気液接触面を流下する
液体が糸状でなく接触面に広く広がる結果、流下滞留時
間が長くなり、結果的に気液接触効率が著しく向上させ
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の気液接触装置を適用したCO2 吸収装
置の全体構成図。
【図2】前記CO2 吸収装置内に設けられた充填物の一
部分を示す構成図。
【図3】図2の充填物内壁に形成された気液接触面の拡
大図。
【図4】本発明の充填物の別の態様を示す説明図。
【図5】本発明の充填物の別の態様を示す説明図。
【図6】本発明の気液接触装置の効果を示すための試験
装置の説明図。
【図7】気液接触面の素材の違いによるCO2 吸収効率
の違いを示す試験結果の図表。
【図8】気液接触面の素材の違いによる充填物の液ホー
ルド量の違いを示す試験結果の図表。
フロントページの続き (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 唐崎 睦範 東京都千代田区丸の内2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2丁目5番1号 三 菱重工業株式会社内 (72)発明者 光岡 薫明 広島県広島市西区観音新町4丁目6番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水平断面が任意形状の充填物が充填され
    た気液接触装置であって、前記充填物は鉛直に形成され
    た気液接触となる内壁を有し、前記気液接触面を前記気
    液接触装置内に気体の流れに対し平行になるように多数
    配置し、その充填物の上部から供給された液体を前記気
    液接触面に沿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、
    前記気液接触面が板状体の表面に網状体を貼着した素材
    からなることを特徴とする気液接触装置。
  2. 【請求項2】 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第1項記載の気液
    接触装置。
JP5059844A 1993-01-13 1993-03-19 気液接触装置 Pending JPH06269628A (ja)

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EP94250001A EP0606964B1 (en) 1993-01-13 1994-01-03 Apparatus for gas-liquid contact
DE69409264T DE69409264T2 (de) 1993-01-13 1994-01-03 Vorrichtung zur Durchführung eines Gas-Flüssigkeitkontaktes
DK97250219T DK0803277T3 (da) 1993-01-13 1994-01-03 Apparat til gas-væskekontakt
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