JPH10244101A - 気泡消滅装置を有する蒸留塔 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 化学薬品を用いないで発生した気泡を消滅さ
せ上段のトレイに気泡を進入させない気泡消滅装置を有
する蒸留塔を提供する。 【解決手段】 ほぼ水平な床に気体流通口２２を有し上
面を流れる液体に気体流通口２２より気体を流入して液
体と気体を接触させ蒸留作用を行うトレイ２１を複数段
配置した蒸留塔において、トレイ２１の下部に網目体２
４を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トレイ上で液体に
気体が混入して発生する気泡を消滅する装置を有する蒸
留塔に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は一般に用いられている蒸留装置の
全体図を示す。蒸留塔１は多段のトレイにより構成さ
れ、各トレイ上を流れる液体と上昇する気体を接触さ
せ、塔頂側に低い沸点の成分を集め、塔底側に沸点の高
い成分を集める。塔頂部に上昇してきた低沸点成分は凝
縮器２に送られ液化して還流タンク３に蓄えられ、ポン
プ１１により一部を蒸留塔１に還流し、残りは留出液７
として取り出される。還流および留出の制御は弁１３，
１４により行われる。塔底部には、加熱器４が設けられ
流下してきた液体を加熱して循環させ、気体を発生させ
る。流下してきた液体が濃縮されると、ポンプ１０によ
り予熱器５を経由して原料６を加熱した後、缶出液８と
して取り出される。加熱器４への循環とポンプ１０によ
る排出は弁１５，１６により制御される。原料６はポン
プ９により弁１２を介して予熱器５に送られ、加熱され
た後蒸留塔１に供給される。

【０００３】図３は蒸留塔１内のトレイを示す。トレイ
（棚段）２１はほぼ水平な平板で、気体を下方から流入
させ、上面を流れる液体と接触させるための気体流通口
２２が多数設けられている。トレイ２１の外形は蒸留塔
壁に固定されている円周部と、ダウンカマー２３が設け
られている直線部よりなる。ダウンカマー２３は垂直板
で上端はトレイ２１より突出しており、液体の流れに対
して堰を構成している。この堰によりトレイ２１上には
蒸留作用を行うのに適切な深さで液体が流れる。気体流
通口２２より流入した気体は小さな泡となって液体中を
上昇するが、一部はそのまま気泡３０となって空間に飛
び出してゆく。

【０００４】加熱器４で蒸発した気体は、気体流通口２
２を通過し、トレイ２１上の液体中を小さな泡となって
上昇する。これによって気体と液体が十分接触し、気体
の一部が液化し、この液化の際に放出する凝縮熱で、液
体の一部が気化する。このトレイ２１上で行われる物質
の移動と熱移動により、トレイ２１を去る気体はトレイ
２１に入ってきたときよりも沸点の低い成分が濃縮さ
れ、液体は沸点の高い成分が濃縮される。このような蒸
留作用が各トレイ２１毎にに行われるので、塔頂部には
沸点の低い成分のガスが濃縮され、塔底部には沸点の高
い成分の液体が濃縮される。このようにして得られた気
体は凝縮器２で液化され留出液７として取り出される
が、一部は液体を常に頂部から流下させるため、蒸留塔
に還流される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】トレイ２１上で泡とな
り周囲の液体と接触して蒸留作用を行った気体は、再び
気体となって液体から飛び出して行くものもあるが、一
部は気泡のまま液体から飛び出し、そのまま上段のトレ
イ２１の気体流通口２２から流入するものが発生する。
この気泡内の気体は前の段のトレイ２１の液体で包まれ
ているため、新たに入ったトレイ２１の液体と接触でき
ない。これにより気液接触効率が低下し、蒸留効率が低
下する。このため従来は化学薬品（アンチフォーム剤）
で界面活性化することにより泡立ちを防止していた。こ
のような化学薬品は製品となる留出液や缶出液にも含ま
れることになり品質低下が問題となっていた。またこの
薬品注入装置の設備費や運転、維持費がかかっていた。

【０００６】本発明は上述の問題に鑑みてなされたもの
で、化学薬品を用いないで気泡を消滅させ上段のトレイ
に気泡を進入させない気泡消滅装置を有する蒸留塔を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明では、ほぼ水平な床に気体流通口を
有し上面を流れる液体に気体流通口より気体を流入して
液体と気体を接触させ蒸留作用を行うトレイを複数段配
置した蒸留塔において、前記トレイの下部に網目体を設
ける。

【０００８】下段のトレイで発生した気泡はその上の段
のトレイ下部に設けられた網目体を通過する際網目に触
れて割れ、内部の気体を放出するとともに、液体となっ
て網目に滞留する。この滞留量が増加してくると滴下し
て下段の液体と混合する。これにより気体流通口から流
入するのは大部分気体となり、気泡は少なくなるので気
液接触効率の低下を防止できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。図１は本発明の実施形態の気
泡消滅装置を有するトレイを示す図である。図３と同一
の符号は同一の部材を表す。なお、本トレイが設けられ
る蒸留塔とその付属装置は図２で説明した装置と同じで
あるので説明を省略する。トレイ２１はほぼ水平な平板
よりなり、気体が流入する気体流通口２２を全面に多数
有している。トレイ２１の平面外形は蒸留塔１の囲壁に
固定されている円周部と、ダウンカマー２３が設けられ
ている直線部からなる。ダウンカマー２３は垂直板より
なり、その上端はトレイ２１より突出して堰を構成し、
蒸留反応を行うのに十分な液体の深さを確保している。
塔頂部より還流された液体はトレイ２１上を流れ、ダウ
ンカマー２３に沿って落下し次段のトレイ２１を流れ
る。

【００１０】トレイ２１の下部には網目体２４が設けら
れている。網目体２４は平面的な網目を多段に積層した
もので、各網目は互いにずらして配置され上昇する気泡
３０が接触するようになっている。網目の大きさは発生
する気泡の大きさにより決めるが、泡より十分小さけれ
ばよい。網目は金属細線（スチールワイヤ、ステンレス
ワイヤ）などで構成されるが、腐食の恐れがある場合な
どには合成樹脂で構成されたものでもよい。また、網目
体として金属や合成樹脂の繊維を綿状に固め所定の厚さ
としたものを用いてもよい。

【００１１】還流された液体は塔頂部のトレイ２１から
順次下段のトレイ２１へ流下し、塔底部へ到達すると、
加熱器４により加熱され、沸点の低い成分は気体とな
り、各トレイ２１の気体流通口２２を通り液体と混合し
て蒸留作用を行う。気体流通口２２より流入した気体は
小さな泡となって上昇しながら液体と接触し蒸留作用を
行う。液体中の泡は液体を出る時膜が破れ気体となる
が、一部はそのまま気泡３０となって空間に飛び出す。
これらの気泡３０は網目体２４に流入したとき、網目に
衝突し膜が破損して内部に包まれた気体は開放され、気
体流通口２２より流入し、トレイ２１上で液体と接触し
て蒸留作用を行う。破れた液体の膜は網目に付着し、液
体となって滴下し、下段のトレイ２１の液体と混合す
る。これによりトレイ２１上の液体内では気体と液体の
接触が十分なされ、蒸留効率が向上する。

【００１２】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
は、トレイの下部に網目体を設けることにより、通過す
る気泡を破壊して気体と液体に分離するため、トレイを
流れる液体には常に気体が流入し気液接触効率が向上す
る。これにより、従来のように泡立ちを押さえる化学薬
品を用いないので、製品となる留出液や缶出液に化学薬
品が含まれなくなり品質低下の恐れがない。さらに薬品
注入装置が不要になるので、この設備費や運転、維持費
も不要となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトレイ構造を示す図である。

【図２】通常の蒸留装置の全体を示す図である。

【図３】従来のトレイ構造を示す図である。

【符号の説明】

１ 蒸留塔 ２ 凝縮器 ３ 還流タンク ４ 加熱器 ５ 予熱器 ２１ トレイ ２２ 気体流通口 ２３ ダウンカマー ２４ 網目体 ３０ 気泡

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ほぼ水平な床に気体流通口を有し上面を
   流れる液体に気体流通口より気体を流入して液体と気体
   を接触させ蒸留作用を行うトレイを複数段配置した蒸留
   塔において、前記トレイの下部に網目体を設けたことを
   特徴とする気泡消滅装置を有する蒸留塔。