JPH08252402A - 充填塔及び空気分離装置 - Google Patents
充填塔及び空気分離装置Info
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- JPH08252402A JPH08252402A JP5853795A JP5853795A JPH08252402A JP H08252402 A JPH08252402 A JP H08252402A JP 5853795 A JP5853795 A JP 5853795A JP 5853795 A JP5853795 A JP 5853795A JP H08252402 A JPH08252402 A JP H08252402A
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- packing
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- liquid
- packed
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- 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
-
- 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
- F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
- F25J2200/04—Processes or apparatus using separation by rectification in a dual pressure main column system
-
- 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
- F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
- F25J2200/90—Details relating to column internals, e.g. structured packing, gas or liquid distribution
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- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明の目的は低コストで製作が容易な第２の
充填物を第１の充填物の最下端に設けることで、液体の
流下を滑らかにし、充填塔の圧力損失の低減，運転操作
の範囲拡大を図るものである。さらには、本発明の充填
塔を空気分離装置に適用することで、装置の小型化，低
コスト化を図ることを目的としている。 【構成】気体１１は充填塔１０の入口配管１３を通っ
て、塔底に入り、塔頂に向かって上昇する。一方、塔頂
からの液体１２は気体１１と第１の充填物４０を介して
気液接触しながら、充填物４０の最下端に設けられた流
路が塔軸に対して平行な第２の充填物４１を通って滑ら
かに流下する。
充填物を第１の充填物の最下端に設けることで、液体の
流下を滑らかにし、充填塔の圧力損失の低減，運転操作
の範囲拡大を図るものである。さらには、本発明の充填
塔を空気分離装置に適用することで、装置の小型化，低
コスト化を図ることを目的としている。 【構成】気体１１は充填塔１０の入口配管１３を通っ
て、塔底に入り、塔頂に向かって上昇する。一方、塔頂
からの液体１２は気体１１と第１の充填物４０を介して
気液接触しながら、充填物４０の最下端に設けられた流
路が塔軸に対して平行な第２の充填物４１を通って滑ら
かに流下する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は蒸気と液体接触を行う構
造化された充填物およびこのような充填物を具備した充
填塔に関し、特に性能向上された充填塔あるいは空気分
離装置用の充填塔に関するものである。
造化された充填物およびこのような充填物を具備した充
填塔に関し、特に性能向上された充填塔あるいは空気分
離装置用の充填塔に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】充填物からの液の落下を円滑に行う手段
としての従来例としては、特開平６−３１２１０２号公
報に記載されているように、充填物の下端に比表面積の
小さい、短い形状の液流れ促進部を設置したことを特徴
とするものが公知であった。
としての従来例としては、特開平６−３１２１０２号公
報に記載されているように、充填物の下端に比表面積の
小さい、短い形状の液流れ促進部を設置したことを特徴
とするものが公知であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例は経済性，あるいは具体的な液流れ促進部の形状に
関して十分なものではなかった。すなわち、充填物の大
きさがことなる第２の液流れ促進部を製作あるいは購入
すること自体がコストアップにつながるからである。
来例は経済性，あるいは具体的な液流れ促進部の形状に
関して十分なものではなかった。すなわち、充填物の大
きさがことなる第２の液流れ促進部を製作あるいは購入
すること自体がコストアップにつながるからである。
【０００４】本発明の目的は低コストで製作が容易な第
２の充填物を第１の充填物の最下端に設けることで、液
体の流下を滑らかにし、充填塔の圧力損失の低減，運転
操作の範囲の拡大を図るものである。
２の充填物を第１の充填物の最下端に設けることで、液
体の流下を滑らかにし、充填塔の圧力損失の低減，運転
操作の範囲の拡大を図るものである。
【０００５】さらには、本発明の充填塔を気液接触を行
う精留塔に用いることで、空気分離装置の小型化，低コ
スト化を図ることを目的としている。
う精留塔に用いることで、空気分離装置の小型化，低コ
スト化を図ることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
には、塔内を流下する液体を、充填物の下端より、滑ら
かに流下させる必要がある。このための手段として、積
層された充填物の下部にフラッディング点が前述の充填
物よりも大きい第２の充填物を設けることにより達成さ
れる。フラッディング点とは、気体の流速を上げた時に
圧力損失が急増し、さらに流速を上げた場合に、液が流
下しなくなる状態である。
には、塔内を流下する液体を、充填物の下端より、滑ら
かに流下させる必要がある。このための手段として、積
層された充填物の下部にフラッディング点が前述の充填
物よりも大きい第２の充填物を設けることにより達成さ
れる。フラッディング点とは、気体の流速を上げた時に
圧力損失が急増し、さらに流速を上げた場合に、液が流
下しなくなる状態である。
【０００７】該第２の充填物は、例えば、第１の充填物
と同じ流路形状で塔軸に対する流路の傾斜角度が０度
（並行）な充填物、あるいは第１の充填物よりもフラッ
ディング点が大きくなる流路の傾斜角度を有する充填物
により構成される。
と同じ流路形状で塔軸に対する流路の傾斜角度が０度
（並行）な充填物、あるいは第１の充填物よりもフラッ
ディング点が大きくなる流路の傾斜角度を有する充填物
により構成される。
【０００８】
【作用】充填物を積層した場合に、液流量あるいは気体
流量をある程度増加していくと、まず最初に最下部の充
填物での液の停滞が生じその部分での圧力損失が増大す
るが、その上の段の充填物での気液の流動状況には変化
がない。したがって最下部の充填物をフラッディング点
が大きくなる流路の傾斜角度を有する充填物を用いる
と、すなわち流路が塔軸に対して並行な充填物では、公
知の流路が４５度になっている第１の充填物よりも気体
流速が小さくなるために同じ比表面積（同じ波形流路）
でもフラッディングを生じることなく、液体を十分に分
散させて下方に滑らかに流下させることができる。第２
の充填物の塔軸に対する流路の傾斜角度は３０度より小
さいことが望ましい。
流量をある程度増加していくと、まず最初に最下部の充
填物での液の停滞が生じその部分での圧力損失が増大す
るが、その上の段の充填物での気液の流動状況には変化
がない。したがって最下部の充填物をフラッディング点
が大きくなる流路の傾斜角度を有する充填物を用いる
と、すなわち流路が塔軸に対して並行な充填物では、公
知の流路が４５度になっている第１の充填物よりも気体
流速が小さくなるために同じ比表面積（同じ波形流路）
でもフラッディングを生じることなく、液体を十分に分
散させて下方に滑らかに流下させることができる。第２
の充填物の塔軸に対する流路の傾斜角度は３０度より小
さいことが望ましい。
【０００９】また液流量あるいは気体流量が大きくて、
フラッディングに対して余裕が少ない領域では、充填塔
の塔径を変えずに、同じ比表面積の充填物の流路の傾斜
角度を変化させることでコスト的に有利な充填塔を提供
できる。
フラッディングに対して余裕が少ない領域では、充填塔
の塔径を変えずに、同じ比表面積の充填物の流路の傾斜
角度を変化させることでコスト的に有利な充填塔を提供
できる。
【００１０】空気分離装置は原料空気を高圧塔と低圧塔
から成る複式精留塔及びアルゴン塔により、窒素，酸素
及びアルゴンの沸点差を利用して精留分離を行なう。従
来、精留塔には棚段を用いていたが、理論段当りの圧力
損失が小さい構造化された充填物に置き代えることによ
り、精留塔での圧力損失を低減できることが公知となっ
ている。本発明によるより操作範囲の広い充填塔を設け
ることにより、さらに塔径を小さくでき、空気分離装置
の小型化・低コスト化を提供できる。
から成る複式精留塔及びアルゴン塔により、窒素，酸素
及びアルゴンの沸点差を利用して精留分離を行なう。従
来、精留塔には棚段を用いていたが、理論段当りの圧力
損失が小さい構造化された充填物に置き代えることによ
り、精留塔での圧力損失を低減できることが公知となっ
ている。本発明によるより操作範囲の広い充填塔を設け
ることにより、さらに塔径を小さくでき、空気分離装置
の小型化・低コスト化を提供できる。
【００１１】
【実施例】図１に本発明の充填塔の一実施例を示す。気
体１１は充填塔１０（部分的にしか示していない）の入
口配管１３を通って、塔底に入り、塔頂に向って上昇す
る。一方、塔頂からの液体１２は気体１１と第１の充填
物４０を介して気液接触しながら、充填物４０の最下端
に設けられた第２の充填物４１を通って滑らかに流下す
る。ここで第１の充填物とは単位体積当りの比表面積が
大きい（例えば８００ｍ2／ｍ3以上）の構造化された充
填物である。
体１１は充填塔１０（部分的にしか示していない）の入
口配管１３を通って、塔底に入り、塔頂に向って上昇す
る。一方、塔頂からの液体１２は気体１１と第１の充填
物４０を介して気液接触しながら、充填物４０の最下端
に設けられた第２の充填物４１を通って滑らかに流下す
る。ここで第１の充填物とは単位体積当りの比表面積が
大きい（例えば８００ｍ2／ｍ3以上）の構造化された充
填物である。
【００１２】図２に充填物４０の薄板、例えばアルミプ
レ−ト１を折り曲げ加工した形態の一実施例を示す。ア
ルミプレート１は塔軸Ｚに対して４５度に傾斜して折り
曲げた、例えば波形状の液体が流下する及び気体が上昇
するための流路４と適当な開口率で設けた小孔３を有
し、さらにアルミプレ−ト１には微小溝３が全面に渡っ
て具備されている（図では部分的にしか示していな
い）。また、アルミプレ−ト１は交互に流路が交差する
ように配置され、所定の枚数を重ねることにより一般的
には円筒状の１つのエレメントを構成する。
レ−ト１を折り曲げ加工した形態の一実施例を示す。ア
ルミプレート１は塔軸Ｚに対して４５度に傾斜して折り
曲げた、例えば波形状の液体が流下する及び気体が上昇
するための流路４と適当な開口率で設けた小孔３を有
し、さらにアルミプレ−ト１には微小溝３が全面に渡っ
て具備されている（図では部分的にしか示していな
い）。また、アルミプレ−ト１は交互に流路が交差する
ように配置され、所定の枚数を重ねることにより一般的
には円筒状の１つのエレメントを構成する。
【００１３】図３に充填物４１の構造図を示す。アルミ
プレート１´は前述のアルミプレ−トと１と同様な波形
状の流路を有するが、塔軸Ｚに対して平行に設けられて
おり、アルミプレ−ト１´とアルミプレ−ト１´の間に
はプレ−トが重ならないように薄い板の平板５が設けら
れている。従って液体には塔軸Ｚに対して平行に落下す
る。なお、本実施例では、同じ型で第２の充填物が製作
できるように波形状の流路は第１の充填物と同じ形状に
なっている。このため生産設備がコスト的に有利にな
る。
プレート１´は前述のアルミプレ−トと１と同様な波形
状の流路を有するが、塔軸Ｚに対して平行に設けられて
おり、アルミプレ−ト１´とアルミプレ−ト１´の間に
はプレ−トが重ならないように薄い板の平板５が設けら
れている。従って液体には塔軸Ｚに対して平行に落下す
る。なお、本実施例では、同じ型で第２の充填物が製作
できるように波形状の流路は第１の充填物と同じ形状に
なっている。このため生産設備がコスト的に有利にな
る。
【００１４】窒素系（液体窒素と窒素ガス）で、全還流
（上昇するガスの質量流量と下降する液体窒素の質量流
量が同じ）で、充填物の比表面積が約８００ｍ2／ｍ3の
充填物を用いて、フラッディングを起こすガス流速を実
験的に測定したものを図４に示す。横軸βは塔軸に対す
る波形の角度でありβが０度の場合は塔軸と並行な場合
を示す。なお、実験は直径約φ１００ｍｍの充填物を３
段重ねて行った。曲線６は最下部の充填物のデ−タで曲
線７はその上に設けられた充填物のデ−タである。従っ
て、比較的比表面積が大きい充填物ではまず最下部で液
の停滞が起こりフラッディングが生じ、次にその上に位
置する充填物でフラッディングが起こることが実験的に
確認された。一般的な充填物の塔軸に対する波形の角度
βは４５度であるから、最下部でのフラッディングを防
止するためには少なくとも、βは余裕を見て３０°より
小さく必要がある。特に本実施例のようにβが０度の場
合は最下部で液の停滞は生じず、円滑に液は流下する。
（上昇するガスの質量流量と下降する液体窒素の質量流
量が同じ）で、充填物の比表面積が約８００ｍ2／ｍ3の
充填物を用いて、フラッディングを起こすガス流速を実
験的に測定したものを図４に示す。横軸βは塔軸に対す
る波形の角度でありβが０度の場合は塔軸と並行な場合
を示す。なお、実験は直径約φ１００ｍｍの充填物を３
段重ねて行った。曲線６は最下部の充填物のデ−タで曲
線７はその上に設けられた充填物のデ−タである。従っ
て、比較的比表面積が大きい充填物ではまず最下部で液
の停滞が起こりフラッディングが生じ、次にその上に位
置する充填物でフラッディングが起こることが実験的に
確認された。一般的な充填物の塔軸に対する波形の角度
βは４５度であるから、最下部でのフラッディングを防
止するためには少なくとも、βは余裕を見て３０°より
小さく必要がある。特に本実施例のようにβが０度の場
合は最下部で液の停滞は生じず、円滑に液は流下する。
【００１５】図５には第２の充填物の実施形態として、
塔軸に対する波形の角度が３０度のときの一実施形態を
示す。図２と同一符号のものの説明は省略するが、図４
で説明したように本構造でも同じ流路形状で充填物最下
部でのフラッディングは防止でき、充填物の最下部での
液の流下は円滑である。また、上述したフラッディング
の条件を満足できれば、必ずしも第１の充填物の流路形
状と第２の充填物の流路形状は同じにする必要はない。
塔軸に対する波形の角度が３０度のときの一実施形態を
示す。図２と同一符号のものの説明は省略するが、図４
で説明したように本構造でも同じ流路形状で充填物最下
部でのフラッディングは防止でき、充填物の最下部での
液の流下は円滑である。また、上述したフラッディング
の条件を満足できれば、必ずしも第１の充填物の流路形
状と第２の充填物の流路形状は同じにする必要はない。
【００１６】以上、詳細に説明したように、本実施例に
よれば容易な構造でフラッディング点を大きくすること
ができるので、充填塔の内径を大きくする必要がなく、
充填塔の小形化ができるとともに充填塔の低コスト化に
寄与できる効果がある。
よれば容易な構造でフラッディング点を大きくすること
ができるので、充填塔の内径を大きくする必要がなく、
充填塔の小形化ができるとともに充填塔の低コスト化に
寄与できる効果がある。
【００１７】図６に本発明の充填物を空気分離装置に用
いた場合の実施例を示す。空気分離装置は高圧塔３２及
び低圧塔３４とから成る複式精留塔と、アルゴンを分離
するための粗アルゴン塔３５と、膨張タービン３１とか
ら構成され、低圧塔３４と高圧塔３２の塔頂との間に主
凝縮器３３を設置し、高圧塔３２，低圧塔３４及び粗ア
ルゴン塔３５内にそれぞれ精留を行うための気液接触手
段を内蔵する。本実施例では高圧塔３２には従来の棚段
を、低圧塔３４及び粗アルゴン塔３５には例えば図２で
示した充填物４０が設けられている。次にその動作原理
について説明する。圧縮機で圧縮され、さらに熱交換器
で１００Ｋまで冷却された原料空気の一部は配管１０
１，１０３を通って膨張タービン３１に導かれ、膨張タ
ービン３１で断熱膨張して冷却され、配管１０４を通っ
て低圧塔３４の中部に冷熱用として供給される。一方、
残り原料空気は配管１０２を通って高圧塔３２の塔底に
供給されて塔内を上昇し、塔頂の凝縮器３３で凝縮され
還流液として流下し、棚段で上昇ガスと気液接触して精
留される。その結果、塔頂には高純度窒素の液及びガス
が、塔底には液体空気が得られる。高圧塔３２の塔頂の
高純度窒素は配管１１０及び膨張弁８１を通って低圧塔
３４の塔頂に供給される。不純液窒素は高純度液窒素取
出し位置より下方の位置から配管１０９及び膨張弁８２
を通って低圧塔３４の上部に供給される。さらに、塔底
の液体空気は２分され、その一方は配管１０５，１０
６，及び膨張弁８３を通って低圧塔３４の中部に供給さ
れ、他方は配管１０７及び膨張弁８４を通って粗アルゴ
ン塔３５の凝縮器３６に冷媒として供給され、熱交換を
行いガス化して配管１０８を通って低圧塔３４の中部に
供給される。低圧塔３４では、塔頂に供給された高純度
窒素と、中部に供給された不純液窒素と液体空気とが還
流液として充填物４０の中を流下するが、低圧塔３４の
最下部には図１の実施例で示したフラッディング点が充
填物４０よりも大きい充填物４１が設けられてあるので
円滑に流下し塔底に溜まる。塔底の凝縮器３３で高圧塔
３２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、自身は気化して低圧塔３４の上昇ガスとな
り、充填物４０内で気液接触して精留される。その結
果、塔底には高純度酸素が、また塔頂には高純度窒素が
それぞれ得られ、配管１１５及び配管１１４から製品酸
素及び製品窒素として取出す。さらに、低圧塔３４の上
部から窒素に富むガスが不純窒素として配管１１３を通
って取出され、その寒冷は熱交換器で回収された後、大
気に放出される。一方、低圧塔３４の下部を上昇するガ
スは配管１１１を通って、粗アルゴン塔３５の塔底に供
給される。粗アルゴン塔３５に供給されたガスは規則充
填物４０を通って塔内を上昇し、塔頂の凝縮器３６で冷
媒の液体空気と熱交換し、液体空気をガス化させると共
に、自身は凝縮して還流液として流下し、充填物４０内
で効率良く気液接触して精留される。その結果、塔頂に
は高濃度のアルゴンが得られる、これを配管１１６を通
って取出し、製品粗アルゴンとする。また、還流液は粗
アルゴン塔３５の配管１１２を通って低圧塔３４の中部
に戻される。従って、以上詳細に説明したように、本実
施例によれば液負荷の大きい低圧塔の最下部でのガス流
速を従来よりも大きくできるので塔径を小さくすること
ができ、低圧塔の小形化を達成できる。
いた場合の実施例を示す。空気分離装置は高圧塔３２及
び低圧塔３４とから成る複式精留塔と、アルゴンを分離
するための粗アルゴン塔３５と、膨張タービン３１とか
ら構成され、低圧塔３４と高圧塔３２の塔頂との間に主
凝縮器３３を設置し、高圧塔３２，低圧塔３４及び粗ア
ルゴン塔３５内にそれぞれ精留を行うための気液接触手
段を内蔵する。本実施例では高圧塔３２には従来の棚段
を、低圧塔３４及び粗アルゴン塔３５には例えば図２で
示した充填物４０が設けられている。次にその動作原理
について説明する。圧縮機で圧縮され、さらに熱交換器
で１００Ｋまで冷却された原料空気の一部は配管１０
１，１０３を通って膨張タービン３１に導かれ、膨張タ
ービン３１で断熱膨張して冷却され、配管１０４を通っ
て低圧塔３４の中部に冷熱用として供給される。一方、
残り原料空気は配管１０２を通って高圧塔３２の塔底に
供給されて塔内を上昇し、塔頂の凝縮器３３で凝縮され
還流液として流下し、棚段で上昇ガスと気液接触して精
留される。その結果、塔頂には高純度窒素の液及びガス
が、塔底には液体空気が得られる。高圧塔３２の塔頂の
高純度窒素は配管１１０及び膨張弁８１を通って低圧塔
３４の塔頂に供給される。不純液窒素は高純度液窒素取
出し位置より下方の位置から配管１０９及び膨張弁８２
を通って低圧塔３４の上部に供給される。さらに、塔底
の液体空気は２分され、その一方は配管１０５，１０
６，及び膨張弁８３を通って低圧塔３４の中部に供給さ
れ、他方は配管１０７及び膨張弁８４を通って粗アルゴ
ン塔３５の凝縮器３６に冷媒として供給され、熱交換を
行いガス化して配管１０８を通って低圧塔３４の中部に
供給される。低圧塔３４では、塔頂に供給された高純度
窒素と、中部に供給された不純液窒素と液体空気とが還
流液として充填物４０の中を流下するが、低圧塔３４の
最下部には図１の実施例で示したフラッディング点が充
填物４０よりも大きい充填物４１が設けられてあるので
円滑に流下し塔底に溜まる。塔底の凝縮器３３で高圧塔
３２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、自身は気化して低圧塔３４の上昇ガスとな
り、充填物４０内で気液接触して精留される。その結
果、塔底には高純度酸素が、また塔頂には高純度窒素が
それぞれ得られ、配管１１５及び配管１１４から製品酸
素及び製品窒素として取出す。さらに、低圧塔３４の上
部から窒素に富むガスが不純窒素として配管１１３を通
って取出され、その寒冷は熱交換器で回収された後、大
気に放出される。一方、低圧塔３４の下部を上昇するガ
スは配管１１１を通って、粗アルゴン塔３５の塔底に供
給される。粗アルゴン塔３５に供給されたガスは規則充
填物４０を通って塔内を上昇し、塔頂の凝縮器３６で冷
媒の液体空気と熱交換し、液体空気をガス化させると共
に、自身は凝縮して還流液として流下し、充填物４０内
で効率良く気液接触して精留される。その結果、塔頂に
は高濃度のアルゴンが得られる、これを配管１１６を通
って取出し、製品粗アルゴンとする。また、還流液は粗
アルゴン塔３５の配管１１２を通って低圧塔３４の中部
に戻される。従って、以上詳細に説明したように、本実
施例によれば液負荷の大きい低圧塔の最下部でのガス流
速を従来よりも大きくできるので塔径を小さくすること
ができ、低圧塔の小形化を達成できる。
【００１８】図７には空気分離装置の他の実施例を示
す。図６と同一符号のものの説明は省略する。低圧塔３
４は４つの塔領域に分割されている。低圧塔３４の下部
の充填物４１を除いて、充填物４０は図６で記載したも
のと同じである。低圧塔３４の下部領域すなわち、充填
物４１が組込まれている領域は、低圧塔３４の上部，中
部からの還流液が合流し、流下する液量が最大となる領
域である。このように液負荷が大きい場合にフラッディ
ングを防止するためには、比較的塔内径を大きくしてガ
スの空塔速度を小さく押える必要がある。しかしなが
ら、塔内径を大きくすることはコスト的に不利である。
従って、本実施例の充填物４１は充填物４０と同じ比表
面積でありながら、フラッディング点を大きく取れる図
５で説明した塔軸に対する波形流路の傾斜が３０度にな
った充填物を設けている。さらには流路の傾斜を適当に
変えることによって、上塔３４を同一内径で設計するこ
とも可能である。従って、以上詳細に説明したように、
本実施例によれば空気分離装置の充填塔を小形化でき、
効率の良い空気分離装置を提供できる効果がある。
す。図６と同一符号のものの説明は省略する。低圧塔３
４は４つの塔領域に分割されている。低圧塔３４の下部
の充填物４１を除いて、充填物４０は図６で記載したも
のと同じである。低圧塔３４の下部領域すなわち、充填
物４１が組込まれている領域は、低圧塔３４の上部，中
部からの還流液が合流し、流下する液量が最大となる領
域である。このように液負荷が大きい場合にフラッディ
ングを防止するためには、比較的塔内径を大きくしてガ
スの空塔速度を小さく押える必要がある。しかしなが
ら、塔内径を大きくすることはコスト的に不利である。
従って、本実施例の充填物４１は充填物４０と同じ比表
面積でありながら、フラッディング点を大きく取れる図
５で説明した塔軸に対する波形流路の傾斜が３０度にな
った充填物を設けている。さらには流路の傾斜を適当に
変えることによって、上塔３４を同一内径で設計するこ
とも可能である。従って、以上詳細に説明したように、
本実施例によれば空気分離装置の充填塔を小形化でき、
効率の良い空気分離装置を提供できる効果がある。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、比表面積の大きい充填
物を用いた充填塔の操作範囲を大きくでき、充填塔の内
径を小さくできるのでコスト的に有利な充填塔を提供で
きる効果がある。さらに、本実施例の充填塔を空気分離
装置に具備することで、装置の小形化及び低コスト化に
寄与できる効果がある。
物を用いた充填塔の操作範囲を大きくでき、充填塔の内
径を小さくできるのでコスト的に有利な充填塔を提供で
きる効果がある。さらに、本実施例の充填塔を空気分離
装置に具備することで、装置の小形化及び低コスト化に
寄与できる効果がある。
【図１】本発明による充填塔の一実施例を示す断面図で
ある。
ある。
【図２】従来の充填物を示す展開図である。
【図３】本発明による充填物の一実施例を示す構造図で
ある。
ある。
【図４】フラッディングを起こすガス流速を表す特性図
である。
である。
【図５】本発明による充填物の他の実施例を示す構造図
である。
である。
【図６】本発明の充填物を空気分離装置に用いた場合の
一実施例を示すフロー図である。
一実施例を示すフロー図である。
【図７】本発明の充填物を空気分離装置に用いた場合の
一実施例を示すフロー図である。
一実施例を示すフロー図である。
１，１´…アルミプレート、４…流路、５…平板、１０
…充填塔、１１…気体、１２…液体、３１…膨張タービ
ン、３２…高圧塔、３４…低圧塔、３５…粗アルゴン
塔、４０…第１の充填物、４１…第２の充填物。
…充填塔、１１…気体、１２…液体、３１…膨張タービ
ン、３２…高圧塔、３４…低圧塔、３５…粗アルゴン
塔、４０…第１の充填物、４１…第２の充填物。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 成恭 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 (8)
- 【請求項１】少なくとも１つの液成分を分離するための
精留塔であって、前記精留塔が少なくとも１つの原料ガ
ス流入配管と、塔頂取出し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塔軸に対し
て傾斜した波形状の流路を有する第１の充填物を複数積
層して気液接触を行なう精留塔において、前記第１の充
填物の最下端に、塔軸に対して並行な波形状の流路を有
する第２の充填物が少なくとも１段具備されていること
を特徴とする充填塔。 - 【請求項２】前記第２の充填物が塔軸に対して傾斜した
波形状の流路を有し、前記第１の充填物よりも塔軸の対
する傾斜角が小さいことを特徴とする請求項１記載の充
填物。 - 【請求項３】前記第１の充填物と前記第２の充填物の流
路形状が同じであることを特徴とする請求項１または請
求項２記載の充填塔。 - 【請求項４】前記第２の充填物の流路の塔軸に対する傾
きが３０度よりも小さいことを特徴とする請求項１また
は請求項２記載の充填塔。 - 【請求項５】少なくとも１つの液成分を分離するための
精留塔であって、前記精留塔が少なくとも１つの原料ガ
ス流入配管、塔頂取出し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塔軸に対して
傾斜した波形状の流路を有する第１の充填物を複数積層
して気液接触を行うとともに、前記第１の充填物と同じ
比表面積で塔軸に対する前記波形状の流路の角度が異な
る第２の充填物を複数積層した精留部分を有することを
特徴とする充填塔。 - 【請求項６】充填物が収納される部分の塔内径が同一で
あることを特徴とする請求項５記載の充填塔。 - 【請求項７】請求項１から請求項６のいずれかに記載さ
れた充填塔から成る塔を少なくとも１塔を具備する空気
分離装置。 - 【請求項８】高圧塔と低圧塔から成る複式精留塔とアル
ゴンを精留するアルゴン塔を具備した空気分離装置にお
いて、前記高圧塔と前記低圧塔及びアルゴン塔の少なく
とも１塔が請求項１から請求項６のいずれかに記載の充
填塔から成ることを特徴とする空気分離装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5853795A JPH08252402A (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | 充填塔及び空気分離装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5853795A JPH08252402A (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | 充填塔及び空気分離装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08252402A true JPH08252402A (ja) | 1996-10-01 |
Family
ID=13087198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5853795A Pending JPH08252402A (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | 充填塔及び空気分離装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08252402A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015512775A (ja) * | 2012-03-06 | 2015-04-30 | エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッドＡｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | ストラクチャードパッキング |
| CN111520974A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-08-11 | 开封黄河空分集团有限公司 | 一种全低压空分设备用膨胀空气液化器 |
-
1995
- 1995-03-17 JP JP5853795A patent/JPH08252402A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015512775A (ja) * | 2012-03-06 | 2015-04-30 | エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッドＡｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | ストラクチャードパッキング |
| CN111520974A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-08-11 | 开封黄河空分集团有限公司 | 一种全低压空分设备用膨胀空气液化器 |
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