JPH06331267A - 精留塔 - Google Patents
精留塔Info
- Publication number
- JPH06331267A JPH06331267A JP11815993A JP11815993A JPH06331267A JP H06331267 A JPH06331267 A JP H06331267A JP 11815993 A JP11815993 A JP 11815993A JP 11815993 A JP11815993 A JP 11815993A JP H06331267 A JPH06331267 A JP H06331267A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- packing
- rectification column
- flow
- liquid
- gas
- 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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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
- F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
- F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
- F25J3/04866—Construction and layout of air fractionation equipments, e.g. valves, machines
- F25J3/04896—Details of columns, e.g. internals, inlet/outlet devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
- F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
- F25J3/04406—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a dual pressure main column system
- F25J3/04412—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a dual pressure main column system in a classical double column flowsheet, i.e. with thermal coupling by a main reboiler-condenser in the bottom of low pressure respectively top of high pressure column
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は精留塔内の充填物に流入するガスの均
一な速度分布を形成し、充填物内での気液接触を良好に
行うことができる精留塔を提供することにある。 【構成】原料空気の一部は配管５４を介して空気分離装
置の精留塔の下塔１に入り、減速され流れは拡大する。
その後、レデューサ５で流路を絞られ流れは緩やかに増
速して、均一な速度分布で充填物６に流入し、主凝縮器
２で還流液として流下する。充填物６中では、この還流
液と原料空気が効率良く気液接触して精留される。
一な速度分布を形成し、充填物内での気液接触を良好に
行うことができる精留塔を提供することにある。 【構成】原料空気の一部は配管５４を介して空気分離装
置の精留塔の下塔１に入り、減速され流れは拡大する。
その後、レデューサ５で流路を絞られ流れは緩やかに増
速して、均一な速度分布で充填物６に流入し、主凝縮器
２で還流液として流下する。充填物６中では、この還流
液と原料空気が効率良く気液接触して精留される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は蒸気と液体接触を行う精
留塔に関するもので、特に充填物を有する精留塔の性能
向上のための構造に関する。
留塔に関するもので、特に充填物を有する精留塔の性能
向上のための構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の充填物を用いた精留塔の構造に関
しては、特開昭６３−１５１３３１号公報の図１に記載
されている。
しては、特開昭６３−１５１３３１号公報の図１に記載
されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術は充填物に流入するガス流の速度分布を均一にす
る構造に関しての問題について触れられていなかった。
本発明の目的は、充填物に流入するガス流速を均一に
し、精留効率の良い精留塔を提供することにある。
来技術は充填物に流入するガス流の速度分布を均一にす
る構造に関しての問題について触れられていなかった。
本発明の目的は、充填物に流入するガス流速を均一に
し、精留効率の良い精留塔を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的は、精留塔内の
充填物の上流にガス流速を均一化させるためのガス増速
手段あるいはガス増速手段と流れを整流する装置を設け
ることによって達成される。
充填物の上流にガス流速を均一化させるためのガス増速
手段あるいはガス増速手段と流れを整流する装置を設け
ることによって達成される。
【０００５】
【作用】精留塔の下部あるいは他部に設けられたガス流
入配管から導かれたプロセスガスの流れは精留塔で拡大
及び減速されるが、充填物に入る直前の塔断面積をガス
流入部分の塔断面積よりも小さくすることにより、ガス
流速は増速され一様な速度分布となり、充填物に流入す
る。したがって、充填物内で効率良く下降する液と気液
接触が行われる。さらに、充填物の上流側に整流する手
段を設けることにより、より均一な速度分布を得ること
ができ、気液接触効率が更に高まる。
入配管から導かれたプロセスガスの流れは精留塔で拡大
及び減速されるが、充填物に入る直前の塔断面積をガス
流入部分の塔断面積よりも小さくすることにより、ガス
流速は増速され一様な速度分布となり、充填物に流入す
る。したがって、充填物内で効率良く下降する液と気液
接触が行われる。さらに、充填物の上流側に整流する手
段を設けることにより、より均一な速度分布を得ること
ができ、気液接触効率が更に高まる。
【０００６】
【実施例】図１に本発明の一実施例を示す。本実施例で
は例えば空気分離装置の精留塔を示している。空気分離
装置における精留塔は、下塔１と上塔３及び両者の間に
配置された主凝縮器２により構成されている。その原理
を説明すると、圧縮機で圧縮され、熱交換器（図示して
いない）でおよそ１００Ｋまで冷却された原料空気は、
一部は配管５１，５２を通って膨張タービン４で断熱膨
張して低圧，低温の空気となり、配管５３を通って上塔
３の中間部に冷却用として導入される。その低温空気は
レデューサ５’で増速，整流されて充填物６中を上昇す
る。一方、残りの原料空気は配管５４を介して下塔１に
供給される。下塔１に入った原料空気はレデューサ５内
で流れが増速され、半径方向に均一な流速分布となって
充填物６に流入する。充填物６内で十分に半径方向に分
散された原料空気は均一な流速で上昇し、塔頂の主凝縮
器２で凝縮され還流液として流下する。充填物６中では
この還流液と原料空気が効率良く気液接触して精留され
る。その結果、下塔１の塔頂には高純度窒素液及びガス
が、また、塔底には液体空気が得られる。ここで用いら
れている充填物は例えば市販されている規則充填物であ
り、特に圧力損失が小さいために、良い精留効率を保つ
ためには充填物の流入部のガス分散を均一に行うことが
重要である。
は例えば空気分離装置の精留塔を示している。空気分離
装置における精留塔は、下塔１と上塔３及び両者の間に
配置された主凝縮器２により構成されている。その原理
を説明すると、圧縮機で圧縮され、熱交換器（図示して
いない）でおよそ１００Ｋまで冷却された原料空気は、
一部は配管５１，５２を通って膨張タービン４で断熱膨
張して低圧，低温の空気となり、配管５３を通って上塔
３の中間部に冷却用として導入される。その低温空気は
レデューサ５’で増速，整流されて充填物６中を上昇す
る。一方、残りの原料空気は配管５４を介して下塔１に
供給される。下塔１に入った原料空気はレデューサ５内
で流れが増速され、半径方向に均一な流速分布となって
充填物６に流入する。充填物６内で十分に半径方向に分
散された原料空気は均一な流速で上昇し、塔頂の主凝縮
器２で凝縮され還流液として流下する。充填物６中では
この還流液と原料空気が効率良く気液接触して精留され
る。その結果、下塔１の塔頂には高純度窒素液及びガス
が、また、塔底には液体空気が得られる。ここで用いら
れている充填物は例えば市販されている規則充填物であ
り、特に圧力損失が小さいために、良い精留効率を保つ
ためには充填物の流入部のガス分散を均一に行うことが
重要である。
【０００７】下塔１の高純度窒素液は、配管５５および
膨張弁５６を通って上塔３の塔頂に供給される。不純窒
素液は配管５７及び膨張弁５８を通って上塔３の中部に
供給される。さらに、塔底の液体空気は配管５９および
膨張弁６０を通って還流液として利用される。上塔３で
は、塔頂に供給された高純度窒素液と、中部に供給され
た不純窒素液との液体空気とが還流液とし流下し、塔底
の主凝縮器２で下塔１の高純度窒素ガスと熱交換し、窒
素ガスを凝縮させるとともに、自身は気化して上塔３の
上昇ガスとなり充填物６中で気液接触を行い精留され
る。その結果、上塔３の塔底には高純度酸素１００が、
また、塔頂には高純度窒素１０１がそれぞれ得られ、こ
れを取出して製品酸素と製品窒素とする。
膨張弁５６を通って上塔３の塔頂に供給される。不純窒
素液は配管５７及び膨張弁５８を通って上塔３の中部に
供給される。さらに、塔底の液体空気は配管５９および
膨張弁６０を通って還流液として利用される。上塔３で
は、塔頂に供給された高純度窒素液と、中部に供給され
た不純窒素液との液体空気とが還流液とし流下し、塔底
の主凝縮器２で下塔１の高純度窒素ガスと熱交換し、窒
素ガスを凝縮させるとともに、自身は気化して上塔３の
上昇ガスとなり充填物６中で気液接触を行い精留され
る。その結果、上塔３の塔底には高純度酸素１００が、
また、塔頂には高純度窒素１０１がそれぞれ得られ、こ
れを取出して製品酸素と製品窒素とする。
【０００８】図２には図１で示した精留塔の下塔１の構
造図を示す。図１で示したものと同一符号のものの説明
は省略する。原料空気２００の一部は入り口配管５４を
介して下塔１内に流入するが、内部で減速するために図
に示すような流れとなる。しかし、液体空気２０１が貯
蔵されている断面積をレデューサ５を介して緩やかに減
少させると、流れは増流となって流速分布は一様とな
り、充填物６に均一に流入する。したがって、本実施例
によれば均一な流速分布で原料空気が充填物内に流入す
るので、下降流である還流液と均一に気液接触を行うこ
とができ、精留効率を良好に保つ効果があり、原料空気
の流れを均一にするための充填物の裕度を設ける必要が
なく、コスト低減の効果もある。
造図を示す。図１で示したものと同一符号のものの説明
は省略する。原料空気２００の一部は入り口配管５４を
介して下塔１内に流入するが、内部で減速するために図
に示すような流れとなる。しかし、液体空気２０１が貯
蔵されている断面積をレデューサ５を介して緩やかに減
少させると、流れは増流となって流速分布は一様とな
り、充填物６に均一に流入する。したがって、本実施例
によれば均一な流速分布で原料空気が充填物内に流入す
るので、下降流である還流液と均一に気液接触を行うこ
とができ、精留効率を良好に保つ効果があり、原料空気
の流れを均一にするための充填物の裕度を設ける必要が
なく、コスト低減の効果もある。
【０００９】図３には精留塔の下塔１の他の実施例を示
す。図２で示したものと同一符号のものの説明は省略す
る。本実施例では精留効果を高めるために、レデューサ
５の下流に整流格子２０２、例えば適当な圧力損失を有
する多孔板や金網を設けている。したがって、さらに原
料空気２００の流速分布は一様となり、精留効率の良い
精留塔を提供できる効果がある。
す。図２で示したものと同一符号のものの説明は省略す
る。本実施例では精留効果を高めるために、レデューサ
５の下流に整流格子２０２、例えば適当な圧力損失を有
する多孔板や金網を設けている。したがって、さらに原
料空気２００の流速分布は一様となり、精留効率の良い
精留塔を提供できる効果がある。
【００１０】
【発明の効果】本発明によれば、充填物入口でのガスの
流れを均一化できるので気液接触の効率を高める効果が
あり、さらに、精留塔をコンパクト化しコスト低減の効
果がある。また、空気分離装置に適用すれば、精留効率
を高める効果とともに、空気圧縮機の電力費を低減でき
る効果がある。
流れを均一化できるので気液接触の効率を高める効果が
あり、さらに、精留塔をコンパクト化しコスト低減の効
果がある。また、空気分離装置に適用すれば、精留効率
を高める効果とともに、空気圧縮機の電力費を低減でき
る効果がある。
【図１】本発明の一実施例を示す精留塔の構成図であ
る。
る。
【図２】図１で示した精留塔の下塔の構造図である。
【図３】精留塔の下塔の他の実施例を示す構造図であ
る。
る。
１…下塔、２…主凝縮器、３…上塔、５…レデューサ、
６…充填物、２００…原料空気、２０２…整流格子。
６…充填物、２００…原料空気、２０２…整流格子。
Claims (7)
- 【請求項１】少なくとも一つの液成分を分離するための
精留塔であって、この精留塔が少なくとも一つの原料ガ
ス流入配管と、塔頂取出し配管と、還流配管を備えると
ともに、上昇流である蒸気流と下降流である液流との間
で充填物を介して気液接触を行う精留塔において、前記
原料ガス流入配管あるいは他のガス流入配管と充填物の
間にガス流の流速を増速する手段を設けたことを特徴と
する精留塔。 - 【請求項２】前記ガス流速を増速する手段と充填物の間
に流れを整流する手段を設けたことを特徴とする請求項
１記載の精留塔。 - 【請求項３】前記原料ガスは空気であることを特徴とす
る請求項１記載の精留塔。 - 【請求項４】前記充填物は構造化された規則充填物であ
ることを特徴とする請求項１記載の精留塔。 - 【請求項５】前記充填物は構造化された規則充填物であ
ることを特徴とする請求項３記載の精留塔。 - 【請求項６】前記充填物は構造化された規則充填物であ
ることを特徴とする請求項２記載の精留塔。 - 【請求項７】前記原料ガスは空気であることを特徴とす
る請求項６記載の精留塔。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11815993A JPH06331267A (ja) | 1993-05-20 | 1993-05-20 | 精留塔 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11815993A JPH06331267A (ja) | 1993-05-20 | 1993-05-20 | 精留塔 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06331267A true JPH06331267A (ja) | 1994-11-29 |
Family
ID=14729569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11815993A Pending JPH06331267A (ja) | 1993-05-20 | 1993-05-20 | 精留塔 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06331267A (ja) |
-
1993
- 1993-05-20 JP JP11815993A patent/JPH06331267A/ja active Pending
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