JPS58146402A - 気液接触棚段用ダウンカマ− - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、蒸留、吸収などの操作に用いられる気液接触
棚段のダウンカマー（溢流管）に関する。

棚段を有する気液接触装置には、上側の棚段の液を下側
の棚段に降下させるだめの通路として筒状のダウンカマ
ー２内設けられている。しがしながら、従来のダウンカ
マーには、次のような欠点がある。例えば、第１図およ
び第２図に示されるような液分散型トレー１を内蔵する
棚段塔について述べると、下降液はダウンカマー２の溢
流堰部すをオーバー７０−してダウンカマー２内を湾状
に落下するが、この際、溢流口付近で気泡の発生や気泡
の巻き込みにより気液混相を生じ、流体の平均密度が小
さくなるため下段への落下が困難となる。仁のため、気
泡の発生や巻き込みが起きないように、ダウンカマー２
内の流速を液体の一般の空気中の落下速度に比し、数分
の−ないし数十分の−の低速として滞留時間を数秒とす
る必要があり、それに応じた大きさの断面積と容積とを
ダウンカマー２が有することが必要である。

ところで、棚段塔における気液接触に有効な部分は、ト
レー型式にもよるか、それぞれ一孔明き部、キャップ、
パルプなどが配列された部分°であり、この部分は上段
から下りてくるダウンカマーおよび下の段へ下降する。

ダウンカマーの両方の断面積を塔断面積がら差引（・た
面積に相当し、このためダウンカマーの断面積の大きさ
が塔断面積当りの有効気液接触ゾーンの断面積の割合に
対して特に大きな影響を及ぼす。また、塔内を上昇する
気体が通ることのできる空間の断面積は、塔内断面積か
ら、上段から下りるダウンカマーの断面積を差引いたも
のであり、かつ、下段へ下りるダウンカマーの上部の空
間もテッドスペースとなって有効には働かないので、上
昇する気体の実質的速度としては塔断面積から上段側と
下段側の′画者のダウンカマーの断面積を差引いた残り
の断面積に支配され、この実質的速度が速くなる程ミス
トの同伴量が多くなる。このように、精留塔の性能、す
なわち段効率は、塔内断面積当りの有効気液接触ゾーン
の断面積の割合およびミストの同伴量に大きく支配され
るので、塔内断面積当りのダウンカマーの占める断面積
の割合を減らすほど精留塔の性能を向上させる−ことが
できる。

一方、高性能の気液接触棚段塔を計画する場合、気液接
触ゾーンの性能をよくするほど塔断面積当りの処理量が
大きくなるが、それに比例して液量が増えてくるので、
ダウンカマーの所要断面積が増加して気液接触ゾーンの
塔断面積当りの割合が減少する。したがって、棚段塔の
高・性能化をはかるためには気液接触機構の改良と共に
ダウンカマーの高性能化をはからなければならない。

本発明は、上述した事情にかんがみて々されたもので、
性能の高い気液接触棚段用ダウンカマーの提供を目的と
し、このために、本発明のダウンカマーは、小さい断面
積を有する複数個の管からなることを特徴とする。

以下、図面に示された本発明の実施例に基いて本発明の
詳細な説明する。

第３図〜第５図において、ａはダウンカマーとして用い
る管で、矩形又は円形の形状のものである。第３図およ
び第４図は矩形の場合の例を示しており、胴壁６により
矩形の細長い筒状すなわち角管を形成している。従来の
ダウンカマーは通常は１段のトレーについて１個のダウ
ンカマーを設けているが、この場合、１つのダウンカマ
ーの断面積が大きくなり、その処理液量が増えると溢流
堰の長さは断面積の大きさに比例して増えないので、堰
上液の高さが増えてダウン、カマ−内の液の落下表面で
の流動が激しくなって気泡の巻き込みが多くなる。した
がって、角管の断面積は１０３２以下又はその程度が好
ましいが、大容量の塔ア管ａの本数を少なくする場合に
は適宜大きくする。液の流入する上段側のトレー上と液
の流出する下段側のトレー上では圧力差があり、下段側
の圧力が高いの−で管ａ内に液位が生じ、そこで気泡の
巻き込みが起るから、これを防ぐために管ａの下端に孔
明き板５を設けている。そΩ孔径は４φ〜９φ程度でよ
く、孔の総面積は管ａの１本当りの所要最低液量および
最大液量などにより決めればよい。

また、第３図および第４図に示さ−れるように、管ａの
上部側面に液の流入孔３を設けてもよい。

これは、管ａの上面から液を溢流させてもよいが、溢流
部での気泡の巻き込みを少なくするには側面に孔を設け
て液を流入させた方が効果的だからである。この孔は、
気液接触ゾーンをできるだけ広くするために、トレー上
のキャップなどの配列の点から気液接触ゾーンの反対側
にしかあけられないが、トレー型式、キャップなどによ
っては孔を小さくして２面又はそれ以上の面にも穿ける
ことができる。孔の位置は、液面下であることが気泡巻
き込みに対して有効であるので、気液接触操作上必要な
最低液面の位置にも下孔４を設けて小液量時の一最低液
面を確保し、多液量時の液面上昇を流入孔乙によって抑
えるようにしてもよい。また、第５図に示されるように
、管ａの上端入口を傾斜させて液を管ａの上面から流入
させるようにしてもよい。

本発明のダウンカマーは、１つのトレーに配設されるも
のであって、上記のような管の複数個からなるために、
下記のような利点を有する。

（１）トレー１段のダウンカマーを小さい断面積の管状
の・もやに分けて複数個設けることにより、液の巻き込
みを少なくし、落下速度を大きくして処理液量を増加さ
せることができる−（２）管ａの下端に孔明き板５を設
けると、管ａ内の液の落下面での気泡の巻き込みを防止
できる。

（３）　　このため、管ａ内の液がスムースに落下でき
るので、処理液量の増加につれて管ａの所要断面積を増
加させなくてもよいから、気液接触ゾーンの塔断面積当
りの割合を減少させなくともよくなる。

（４）管ａの複数個からなるために、１つの管で気泡の
巻き込みが生じたとしても他の管でそれが生じるとはい
えないから、落下流量に変動が生じるのを抑制すること
が可能となる。

（５）管ａの上部側面に流入孔３と下孔４を設は冬場台
には、気泡の発生およびその巻き込みをさらに抑制する
ことができる。

次に実施例を示す。

実施例 第３図および第４図に示される管ａをダウンカマーとし
て用いて第６図〜第８図に示されるように配置した塔径
５００　ｍ１１φ、段間隔４００１１１１の気液分散型
トレーをつくり、一方、トレーの構造の点では同じであ
るが第１図および第２図に示されるようにダウンカマー
２を配した従来型のものをつくって、両者を水−空気系
により比較テストした。この結果、従来型の一ダウンカ
マーに比し、本発明のものは単位断面積当りの流水量を
３〜４倍に増加できた。したがって、ダウンカマーの所
要断面積を２５〜３０％に減らすことができ、それに伴
ってキャップ配列ゾーンすなわち、気液接触ゾーンの面
積を増加させ得たのであり、一定条件、例えば液深６５
ｍ１ｍ、水：空気の流量（重量）比１：１、許容飛沫同
伴量を０゜０６〔ゆ−ＨｚＯ／ｋｇ−ＡＩＲ）に抑えた
場合の最大許容ＦＴを比較すると、従来型ダウンカマー
使用のトレーの場合には最大許容Ｆｔ　”　Ｌ５である
のに対し、本発明のダウンカマー使用のトレーでは４．
０であり、最大許容ＦＴを１５％程度向上させることが
できた。なお、最大許容ＦＴは下記式で表わされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のダウンカマーの一例およびそれを用いた
気液接触棚段トレーの一例を示す平面図、第２図はその
断面図、第３図は本発明のダウンカマーを構成する管の
一例の正面図、第４図はその断面図、第５図はその他の
例の断面図、第６図は本発明のダウンカマーを用いた気
液接触棚段トレーの一例の平面図、第７図はその断面図
、第８図はその斜視図を示す。 １・・・トレー、２・・・ダウンカマー、３・・・流入
口、４・・・下孔、５・・・孔明き板、６・・・胴壁、
ａ・・・管。 代理人　弁理士　小　川　信　− 弁理士　野　口　腎　照 弁理士　斎　下　和　彦 第４図 −１４− 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 塔内を上下方向に複数個の棚で仕切り、該棚には上下方
   向に夫々ダウンカマーを設けて塔内を上昇する気体と塔
   内を下降する液体とを接触させるようにした気液接触塔
   のダウンカマーにおいて、小さい断面積を有する複数個
   の管からなることを特徴とする気液接触棚段用ダウンカ
   マー０