JPS5946652B2 - 気液接触塔 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、向い合って流れる気体と液体とを接触させる
ため、上下に距離をおいて気液接触装置を重畳して配置
した気液接触塔に関するものであシ、本発明においては
、液体を下方へ気液接触装置からつぎの気液接触装置へ
と輸送するにあたシ、上下に隣接する２個の気液接触装
置の高度差に対応する液体柱の静的圧力差よシもさらに
高い圧力差を液体に与えるためポンプが使用されておシ
、かつ各気液接触装置は少なくとも１個の反応室を有し
、該反応室は液体を湛えたレベル室によシ囲まれ、液体
は該レベル室から反応室を通ってポンプによって循環さ
せられ、一方反応室内へガスを導入するために各気液接
触装置の底板の中に少なくとも１個のノズルが配置され
ており、また反応室の上方に連結して分離室が設けられ
ている。

この種の気液接触塔は例えば蒸留、抽出、吸収、交換な
での処理、特に同位元素を含む気体または液体の濃縮の
ために必要とされる。

これらの処理において、交換を迅速かつ良好に行い得る
ためには、混合されるべき気体および液体を互いに密接
に接触させることが必要である。

従来の気液接触塔として、気相の流体を流動させるには
、温度差およびそれから生ずる圧力差を利用し、液相の
流体を流動させるには重力を利用する方式が知られてい
る。

この方式の塔では、処理量を増やすためには、塔の横断
面積を増大させるほかない。

例えば公知の蒸留塔において、気相の流動速度を増大さ
せると、重力による分離能力は相を分離させるのに不十
分となってくる。

特に液相と気相の比重の間に顕著な相違が無い場合には
、下流する液相は気相の流れによって押し流されること
がある。

本発明による気液接触塔においては、反応室内における
液体と気体との容積比とプロセスによって定められた塔
全体としての液体と気体との流量比とを互いに無関係に
選択することができるという利点がある。

この場合、相の分離のためには重力の数倍に当る力を使
用することが必要である。

なんとなれば各接触装置において、液体を反応室を通っ
て数回循環させることが必要であるからである。

本発明による塔は、重い同位元素（例えば重水素）を濃
縮するだめの同位元素交換反応を行わせるために有利に
利用することができる。

気液接触塔においては、接触する相の接触面積が増大す
るにつれて、交換される物質量が増大することは公知で
ある。

本発明は、効率よく気体の接触面積を、従来の装置に比
べて遥かに増大すること、すなわち反応室を流過するガ
スをできるだけ小さな気泡に分割することを目的として
いる。

本発明によれば、反応室には固い材料から成る気体液体
透過性の充填層が詰められている。

充填層は例えば整然とした構造を有する構成体、例えば
ワイヤ織物またはワイヤ編物のようなものでよい。

または、羊毛状のワイヤ繊維でもよい。ワイヤは金属ま
たはプラスチックのものでよい。

充填層は反応室内に帯状の断片として配置してもよい。

反応室とほぼ同じ直径のシリンダー状の巻物を反応室内
に配置することも有利である。

この場合巻物は比較的大なる目幅の織物または編物の、
斜めに波状みぞを付けたバンドを巻いてつくられる。

本発明によって、反応室内で小さな気泡が生成され、か
つ気泡が絶えずワイヤに衝突し気泡は破壊されて小気泡
に分割されるため気泡の凝集が阻止され、従って流動す
るガスは頗る大きな表面積を有することになシ、液体と
気体との間の物質交換が太いに改善される。

スクリーン底塔において、液体ベッドを流過スル気泡の
凝集を妨げるために、スクリーン底の上方にある、液体
と気体とから成る泡ベッドの中にワイヤ織物を配置する
ことが公知である。

しかしこの種の塔においては、各段の接触塔の液体量は
塔を通る液体の流量によって決まっているから、液体の
流れる速度には制限がある。

その結果泡ベットノ中に激しい渦流が生ずることはなく
、従って泡ベッドの中にワイヤ織物を配置したとしても
流動するガスの表面積を充分増大することはできない。

さらに流動する気体の量が増大するにつれ、それに比例
して気泡が大きくなり、ついては充填層のワイヤによっ
ては破砕できないような大きさになる。

これに対し、本発明においては、本発明に該当する基型
において執られる装置と、従来のスクリーン底塔の泡ベ
ッドの技術とを組合わせることにより気液接触塔の性能
が顕著に改善されている。

この改善は、充填層を充填した反応室を通シ液体を数回
循環させ、反応室内の泡ベッドの中に強い渦流を生じさ
せ、反応室内を通る気泡をよシ小さくすることによシ達
成される。

ワイヤまたはワイヤ繊維から成る、ガス液体透過性の充
填物を反応室内に配置することによって、気泡の凝集は
避けられる、すなわち気泡はスクリーン底塔の場合とは
異り、遥かに大きな速度をもって反応室を流過し、ワイ
ヤに衝突して破砕されるからである。

以下図面の実施例によって本発明を詳述する。

第１図の塔断面１は、圧力管の中に上下に重畳して配置
された気液接触装置２を示している。

このような塔は、例えば水素とメチルアミンとの間で重
水素を交換するために使われる。

各気液接触装置は反応室３から成り、反応室は塔横断面
上に間隔をおいて数個分配配置することができる。

各反応室には、作動ノズル４ａとディフューザ４ｂとか
ら成る噴射ポンプ４が関連して設けられている。

作動ノズル４ａは、基管と気密に連結された底床に取付
けられている。

反応室３の中には気体液体透過性の充填層、例えば１個
または数個の巻物（第３図参照）がある。

この巻物は反応室３と同じ直径を有し、弛く重なシ合っ
て成層されておシ、また巻物は斜めの波形みぞを有する
織物帯（第４図参照）から形成されていることが有利で
ある。

反応室の上端は分離室６に向って開口している。

分離室において、気体が液体から分離され、気体は管７
を通って上方へ流出し、ついで作動ノズル４ａを通って
１段上方にある気液接触装置に流入する。

各反応室は液体を湛えたレベル室８によ如囲まれており
、液体はポンプ９によシレベル室から導管１０を通り１
段下方にある接触装置のレベル室へと送られる。

液体は絶えず噴射ポンプによってレベル室から反応室内
に吸い込まれ、そこで気体と接触させられる。

上述のように、気泡は高速度をもって巻物５のワイヤに
衝き当り、そこで破砕される。

第２図に表わされた本発明の実施例は第１図のものとは
、液体を還流させる形態が異っているだけである。

第１図に示す各接触装置２においては、塔を通る液体の
全流量に拘束されない液体流量が気体噴射ポンプによっ
て反応室３内へ送られるのに対し、第２図に示された実
施例においては、液体はレベル室からポンプ１１によっ
て反応室内へ送られ、一方気体は接触装置から接触装置
へとノズル１２を通って反応室内へ流れる。

第１図と対応する構造要素はアポストロフを備えた同じ
番号で表わされている。

上述したように、第１図と第２図は本発明を適用した塔
の部分を示したに過ぎない。

塔の頭部と底部とは本発明の理解のためには必要ないか
ら省略した。

塔の底部に気体を導入するための圧力発生器としては、
例えば塔の内部で最下方の底部の下方に配置したコンプ
レッサを使うことができる。

塔に沿う全体の必要圧力低下は、圧力タンクを使用して
得られるが、この気圧接触塔がその１部をなしている全
体設備の中に、圧縮された相を蓄積するための圧力タン
クが既に存在しておシ、この圧力タンクを利用できれば
好都合である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明に従う気液接触塔の２つの
実施例の縦断面図形、第３図は第４図に示すような織物
からつくられた巻物で、気液接触装置の反応室内に配置
されるものを示し、第４図は、ワイヤ織物の１例を示し
ている。 図において、２：気液接触装置、３：反応室、４：噴射
ポンプ、４ａ：作動ノズル、４ｂ＝デイフユーザ、５：
巻物、６：分離室、８ニレベル室、９：ポンプである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 気液接触塔１．１′にして、核塔は塔内に上下に間
   隔を置いて配置され、塔内を向い合って流れる気体と液
   体とを接触させるための気液接触装置２．２′と、 塔内を降下する液体に対し、前記各接触装置２゜２′間
   の高度差に起因し生じる静的圧力差以上の圧力差を液体
   に与え液体の降下運動を増強するポンプ装置９．９′と
   を有し、 前記各気液接触装置２，２′は、反応室３，３′と、該
   反応室３，３′を取囲み液体を湛えるレベル室８．８′
   と、さらに液体をレベル室８．８′から反応室３，３′
   を通って循環させるポンプ４．１１とを有しており、 各気液接触装置２．２′の底床には、少くとも１個の作
   動ノズル４ａが設けられて、気体を反応室３，３′へと
   導いており、反応室３．３′の上端部は気体と液体とを
   分離する分離室６．６′に連接しておシ、 前記反応室３．３′の容積の大部分には、広い接触面積
   を有し、気体液体透過性の充填層が詰められておシ、該
   充填層は、ワイヤーを整然と列べた構造の部材または羊
   毛状ｆ ｌ ｅｅｃｅ のワイヤよシなる部材により構
   成されていることを特徴とする気液接触装置。