JPS5867336A - ガスおよび液体の接触方法と充填材 - 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、質量および熱の交換の過程、特に、蒸溜と、
粘溜、ガスの除塵と共に、抽出、吸ｌソ、＋１Ｒｍ＋、
乾燥おＪ：び加湿の様な操作に適用されガスおよび液体
を１シ触づ−る方法に関する。

まｌこ、本発明は、この方法の適用のための充填祠に関
し、該充填材は、塔のかなりな部分を構成する。

充填材を有する塔内のガスおよび液体の流れの形成から
成る質量および熱の交換の過程は、通常、向流の運動で
運転される。

アゾイアフラグミック（ａｄｉａｐｈｒａｇｍｉｃ）質
量および熱の交換の公知で適用される方法では、この交
換は、向流の運動の液体の膜と、ガスとの接触で行われ
る。液体は、塔の檗おＪ：び充填材装置の表面に沿って
流下し、上方へ流れるガスに接触覆る。相の接触は、液
体の膜の表面で行われ、接触時間は、向流運動のため、
非常に短い。界面の表面と共に、相の接触時間の持続は
、この状態では、充填材要素の表面の形状で条件づけら
れる。

しかしながら、この表面の過度な拡大は、流れの抵抗の
増加で制限される。

現在まで適用される充填材は、増大する質量および熱の
交換を得る如く、表面の最大の展開の原理を実ＩＭｖる
。

ラシヒリング、ベール４ノドルまたはインタ１］ツクス
の様な通常の充填材と、切除部を右づるリング（ビアレ
ツキイ、パル）、孔明ぎリング（キＡ７ノン）および特
別成形部品（インターパックス、スデーダム、ズルツア
ー）の様な改良された通常の充填４オどは、産業１−の
目的に使用される。

最も＝１ンバク１−な４７４造は、水平および垂「１の
シー１〜のパックないしデユープで作られるバック充填
材を示し、横断面での液体ａ５よびガスの相の均等イｒ
接触を！ｌ、！ｉ徴とする。

垂直または水平のシー１への場合では、液体は、’ｔｒ
Ｄい層で流干し、相の接触は、その表面で行われる。１
つの弯更実施例は、格子積の充填材を示し、該充填材の
作用は、篩板のものと同様である。これ等は、折曲げら
れた孔明きシートで作られ、正方形断面のヂＸ７ンネル
を形成力る態様で一緒に膜性される。液体は、壁を流下
し、ガス流に混合する。

また、正方形断面のセルを形成し、格子の形状のセル充
填材は公知であり、該セルは、その下方の部分でＪｌｉ
曲ぼられ、ガスが流通するスリツ１〜を形成し、一方、
液体の流れは、該セル内で分けられ、従って、接触面を
増大づ−る。

現在までに適用される解決方法は、幾つかの欠点と、不
都合とを示す。

従って、通常の充填材は、全体の表面の濡れの欠如と、
所謂「流路の形成」とによって生じる激しい流れの可能
性の結果の低い融通性で特徴づけられる。改良された通
常の充填材は、負荷を増大する可能性を有しているが、
通常の充填材に比し流れ抵抗の２倍または３倍の増大を
示し、一層複雑なその形状のため、製造するのが一層困
何である。

パック充填材は、通常の充填Ｈに比し、負荷を増大し相
の接触を改善し一層大きな流量を得て流れ抵抗を低減す
るのを可能に覆る。しかしながら、これ等の形状は、一
層複雑でこれ等の実施を困難にする。

その上部で間口し、その下部にスリットを有する要素を
備えるセル充填材の構造は、簡単であり、産業上の溶液
で低い流れ抵抗において５ｍ／秒よ５− でのガス速度（空の断面でｉｔ算される）を得る可能性
を形成づる。

しかしながら、この充填材は、セルの内部でのみガス流
れを撹拌して液体流れを分断するのを可能にηる。カス
と液体との過度に大ぎい負荷は、セルからの液体の押出
しまたは充填材の上での泡の層の浮遊を誘発し、従って
、流れの間の接触時間の低減に導く。

本発明の目的は、充填材の表面を過度に広げる必要性な
しに、ガスと液体との接触時間を延長すると同口ｙに、
界面の表面を増大することである。

自流の塔内で充填材にガスと、液体とを接触される本発
明の方法は、向流が、充填材要素と、充填材層の間の空
間どにおいて接触する以外に、ガスと、液体とが、各要
素内でそれ自体の間で接触すると共に、合流の渦巻運動
と、交差流とで接触することを特徴とする。これ等の運
動は、要素の壁の形状によって得られる。充填材層の間
での作用物ｒ′Ｉの１８触は、充填＋Ａ要素の相ｎに対
Ｊる入口および出口の形状と、位置とで生じる乱流運動
に−〇− おいて行われる。

充填月要素の内部の流れの同時旋回で加えられる合流運
動の結果、相の接触時間は延長され、流れの間の質量お
よび熱の交換は、増大される。ガスおにび液体の流れの
渦巻は、熱および質量の交換を改善すると同時に、充填
材の壁への不純物の沈澱を防止する。

ガスおよび液体に接触Ｊ−る本発明の充Ｊｆｉ材は、規
則的な多角形の断面を右づる再現可能な要素で構成され
る層から成る。該充填材は、総ての要素が、イの重なる
２つのスζ１向壁で作られるノズルの形状をその下部に
形成されることを特徴とげる。

これ等の壁は、同時に、壁の残余でスリブｌ−を形成り
−る。

該ノズルは、要素の垂直壁にガス流を方向づりる態様で
設けられる。この壁は、その上部に、半径方向または成
る角度の曲りを右すると同時に、要素の断面の縮小を構
成する。法面りは、同時に、液体および゛ガスの流れの
渦巻運動を」ｆり犬づ−る。

充填材の再現可能な要素は、層をなして設置され、水平
面での隣の層の（ｆｆ置は、入口および川口の構造が肋
間のガスおよび液体の乱流運動での接触を任意のＷｔ買
で保証Ｊるため、随意である。継続する充填材層の間の
垂直線での距離は、ガスおよび液体の流れのパラメータ
に依存して充填材層の高さの零から３倍までになる。充
填材の最適作用条件に対し、この距離は、最も有利に零
から１つの層の高さまでに４ｒる。

液体おにびガスを接触する本発明の方法は、該方法を適
用づ−る充填材と共に、ガスおよび液体の流れの流量の
大ぎな限界内での塔の作用を可能にで−る。これ等は、
装置の安定した運転において、５ｍ／秒のオーダのガス
流の早い速度と、２０ｋｇ／　ｍ２秒までの液体の流量
との使用を可能にする。

ガス流の１ｑられる速度は、充填材層の１ｍに対してル
）算される同一の流れ抵抗で通常の充填材（ラシヒリン
グ〉のものよりも平均′ｃ５イ８早い。

本発明の７′５法と、充填材との適用ＩＪ、液体および
ガスの等しい流量で等しい高さのセル充Ｉ＋１月に比較
して熱および質量の交換係数を平均で１００％増大する
可能性を与える。これ等の結果は、装置の全体の方法を
装置の製作費と共に著しく低減することを可能にする。

実例 本発明のガスおよび液体を接触覆る方法は、該方法を適
用する充填材と共に、直径２００ｍｍを有する重直な塔
に使用された。この塔内には、充填材の５層が設置され
、要素の寸法は、２０Ｘ２０ｘ４Ｑｍｍである。継続す
る層では、要素は、水平面で相互に対して任意の角度に
転倒された。各要素のノズルのスリットは、等しく、最
小断面で３ｍｍになった。電気ヒータで加熱された空気
は、ファンでｊ７％に送入きれた。水は、タンクから塔
にポンプで圧入された。充填材より」−に位置する散水
装置は、塔の横断面で均等な液体の分配を与えた。

ガス、液滴分離装置は、散水装置の上方に設けられた。

空気および水の温度は、熱雷対Ｆｅ　−ＫＯで測定され
た。充填材を流通する際のガスの静圧降下は、示差水柱
雷で測定された。

９− 塔に流入、流出する空気の湿度は、［湿球温度訓」の表
示に基づ゛いて測定された。

空気流の貿都の流量は、試験中に１，３０ｋｇ／　ｍ２
秒から３．４６ｋｇ／　ｍ２秒マテニ変更すれた。塔の
安定なｊｎ（動は、１８０５０Ｗ／ｍ３度から１２２６
８０Ｗ／　ｍ３度までの限界内で散布される水の密度で
１！〕られだ。

同一の作業条イ′１で行われたセル充填材との比較試験
は、本発明の解決方法ににる熱伝達率が、セル充ｌａ　
ＩＮの６のよりも１２０％大きいことを実証した。

本発明の解決方法は、添４＝Ｊ図面を参照する下記の説
明で明瞭になる。

充填材は、規則的な多角形断面を右づ゛る再現可能な要
素で構成される層１から成る。該要素は、要素２の重な
る２つの対向壁５．６で形成されるノズル３の形状を（
の下部に形成される。

これ等の檗は、該檗の残余にスリットを同時に形成する
。ノズル３は、上部に半径方向の曲り７を右する要素２
の垂直壁５にガスの流れを方向づ−１０＝ 【プる態様で設【プられる。

ガスおよび液体の流れの運動は、第１図に示され、ガス
の流れは、破線で示され、液体の流れは、実線で示され
る。

ガスは、ノズルを通って下から要素に流入し、これは、
ガスの速度の増大をもたらす。液体は、ガスに対して向
流の関係で上から要素に送入される。

ノズルから流出するガスの流れは、流下する液体を捕捉
しその一部を再循環して渦巻の合流状態に設定する。別
の旋回は、上部にお（プる壁の曲りのために生じ、また
、該上部では、上方から流入する液体の旋回流による捕
捉を生じる。

要素の内側に生じる液体およびガスの流れの渦巻の合流
は、相の接触時間を延長し、熱おＪ：び質量の交換の比
率を増大し、そのＪ−１１死」空間の形成の可能性を除
去し、従って、不純物の充填Ｉ内の沈澱を防止する。

ガス流の一部は、相豆に対する充填材入口おにび出口の
位置決めにより、乱流運動の層間の空間に設定される狭
くなった要素の上部を通り要素から出る。

これと同時に、ガスは、流下する液体に混合し、従って
、相の接触面を更に増大する。ノズルと近くの９どの間
に形成される要素の下部のスリ７１へは、ノズルから流
出する流れの方向に対して横方向へ要素に対してガス流
の一部を方向づ（′Ｊる。これは、相の接触比率をも増
大する。

【図面の簡単な説明】

第１図は２つの充填材層の要素の作用の図式的な図、第
２図は該充材層の断面図を示す。 １・・・充ｌ眞月層 ２・・・充填材要素 ３・・・ノズル ５．６・・・要素の垂直な対向壁 代理人　浅　　村　　　１ム 外４名 ２２ 第１頁の続き ■発　明　者　ズビグニエウ・レスジクジンスキー ボーランド国ワルシャワ・ビイ トムス力・メトル４エイ ＠発　明　者　クルジスズトフ・ロガルスキーポーラン
ド国ワルシャワ・ドウ ニコウスキーゴ・ストルア ０発　明　者　ヨゼフ・ジイクジンスキーポーランド国
ワルシャワ・コラ ジーエゴ・ストル４ 手続補正書（方式） １、事件の表示 昭和ｓ７年特許願第々ρ乏９夕け ３、補正をする者 事件との関係　ｆＩｒＦＦ出願人 ４、代理人 ５、補正命令の日付 昭和に／年／ρ月２ｚ日 ６、補正により増加する発明の数 ７、補正の対象 図ｉ＋＋ｉ　Ｊ、ｌ　Ｈ争ｒ９　　（１’ｌ’ｉ’ａ−
ＦＪ９ｒｌ、）８、補正の内容　　別紙のとおり

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　向流の塔の充填４Ｊで行われるガスおＪ、び液
   体の接触方法において。 充填材要素と、充填材層間の空間とにおりる向流接触以
   外に、ガスおよび液体が、相互にあらゆる要素内で接触
   すると共に、渦巻の合流運動と、交差流とにおいても接
   触し、これ等の要素の壁の形状により要素内にもたらさ
   れ、一方、充填４Ａ層間の該作用物質の接触が、該充填
   材要素の入口および出口の相互に対づる形状と、位置と
   で生じる乱流運動で行われることを特徴とする方法。
2. （２）　規則的な多角形の断面を有する再現可能な要素
   で構成される層から成り特許請求の範囲第１項記載の方
   法でガスおよび液体を接触さＵる充填材において。 これ等の前記要素が、その下部で、該要素の２つの重な
   る対向壁（５，６）で作られるノズル（３）の形状に成
   形されると同時に、これ等の壁とそれ等の残部どの間に
   スリブ１〜を形成し、一方、該ノズル（３）が、該要素
   の垂直壁（５）へガス流を方向づ【ノる態様に設【ノら
   れ、該壁が、液体およびガスの流れの渦巻運動を増大す
   ると同時に該要素（２）の断面の縮小を形成リ−る半径
   方向または成る角度の曲りをその上部に有することを特
   徴とする充填材。
3. （３）　　Ｑｊｒ　Ｗｒ晶求の範囲第２項記載の充填材
   において、 継続Ｊる充填材層（１）間の垂直線の距離が、水平向で
   の該充填材層の任意の相ｎ位買で、該充填材層の高さの
   零から３倍まで、有利には、零から１．０倍までになる
   ことを特徴とする充填材。