JPS60106528A - 増湿装置 - Google Patents
増湿装置Info
- Publication number
- JPS60106528A JPS60106528A JP58212512A JP21251283A JPS60106528A JP S60106528 A JPS60106528 A JP S60106528A JP 58212512 A JP58212512 A JP 58212512A JP 21251283 A JP21251283 A JP 21251283A JP S60106528 A JPS60106528 A JP S60106528A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- wall
- liquid
- flow rate
- amt
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/20—Mixing gases with liquids
- B01F23/21—Mixing gases with liquids by introducing liquids into gaseous media
- B01F23/214—Mixing gases with liquids by introducing liquids into gaseous media using a gas-liquid mixing column or tower
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Air Humidification (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は増湿装置に関し、特に被増湿気体と液体とを直
接接触させると共に、さらに該液体は第５の流体と間接
接触させて、第５の流体が持っている熱を該液体の蒸発
に用いることによって、被増湿気体を増湿させる装置の
改良に関する。
接接触させると共に、さらに該液体は第５の流体と間接
接触させて、第５の流体が持っている熱を該液体の蒸発
に用いることによって、被増湿気体を増湿させる装置の
改良に関する。
従来、この種の増湿装置は、水蒸気改質法により炭化水
素気体と水蒸気を所定の割合で混合し、触媒存在下にて
加熱改質し、アンモニア合成用或はメタノール合成用の
原料ガスを製造する工程において、炭化水素気体中に水
蒸気を混合する一手段として用いられている。
素気体と水蒸気を所定の割合で混合し、触媒存在下にて
加熱改質し、アンモニア合成用或はメタノール合成用の
原料ガスを製造する工程において、炭化水素気体中に水
蒸気を混合する一手段として用いられている。
従来用いられている増湿装置の一例に、濡れ壁を用いて
被増湿気体と水を直接接触させ、被増湿気体を増湿させ
る濡れ様式増湿装置がある。
被増湿気体と水を直接接触させ、被増湿気体を増湿させ
る濡れ様式増湿装置がある。
第１図は該濡れ様式増湿装置の概略説明図である。
第１図において、水１０２はスプレ１０５から供給され
、伝熱管１０４の上部をオーバーフローして、その内面
を液膜を形成して流下する。
、伝熱管１０４の上部をオーバーフローして、その内面
を液膜を形成して流下する。
該水線伝熱管１０４０轡部を流下する間、管壁を通して
加熱媒体１０５より供給される熱により加熱され、蒸発
する。被増湿気体１０１はチャンネル入口１０６７にら
供給され、伝熱管１０４内で加熱増湿され、チャンネル
出口１０７から回収される。加熱媒体１０３は胴側流体
入口１０８から供給され管の外部空間を流れ、管内流体
を加熱し自身は冷却されて胴側流体出口１０９から回収
される。なお、第１図においては管１０４は１本しか図
示されていないが、実施に当っては十分な効果を得るた
めに管群を用いる必要があることは言うまでもない。
加熱媒体１０５より供給される熱により加熱され、蒸発
する。被増湿気体１０１はチャンネル入口１０６７にら
供給され、伝熱管１０４内で加熱増湿され、チャンネル
出口１０７から回収される。加熱媒体１０３は胴側流体
入口１０８から供給され管の外部空間を流れ、管内流体
を加熱し自身は冷却されて胴側流体出口１０９から回収
される。なお、第１図においては管１０４は１本しか図
示されていないが、実施に当っては十分な効果を得るた
めに管群を用いる必要があることは言うまでもない。
第２図に第１’ｉｊｌの伝熱管１０４の縦断面の一部を
拡大して示す。図中１０１〜１０４は第１図と同じを意
味し、２０２は水膜である。
拡大して示す。図中１０１〜１０４は第１図と同じを意
味し、２０２は水膜である。
第１図に示した従来装置においては水量が少ないと、水
膜２０２が破断し壁面が乾くという欠点があった。この
現象を以下「ドライパッチが発生する」という。ドライ
パッチの発生は非加熱条件では、液膜内の局所表面張力
分布、あるいは核沸騰の気泡生成等に起因するが、蒸発
によって水量が少なくなった領域に発生しやす゛く、下
記の整置をもたらす。
膜２０２が破断し壁面が乾くという欠点があった。この
現象を以下「ドライパッチが発生する」という。ドライ
パッチの発生は非加熱条件では、液膜内の局所表面張力
分布、あるいは核沸騰の気泡生成等に起因するが、蒸発
によって水量が少なくなった領域に発生しやす゛く、下
記の整置をもたらす。
■ ドライパッチ発生時に水中のＣＺ−イオンの濃縮が
おこり、オースティナイト系ステンレス鋼の伝熱管を用
いた場合応力腐食割れ（ｓｅａ） ｔ−生じることがあ
る。（一般の炭素鋼では炭酸腐食を生ずるためステンレ
ス鋼を使用することが多い。
おこり、オースティナイト系ステンレス鋼の伝熱管を用
いた場合応力腐食割れ（ｓｅａ） ｔ−生じることがあ
る。（一般の炭素鋼では炭酸腐食を生ずるためステンレ
ス鋼を使用することが多い。
■ 不規則な壁面の乾湿による温度変動により局部的熱
応力の繰りかえしが生じ伝熱管材質の熱疲労が発生する
。
応力の繰りかえしが生じ伝熱管材質の熱疲労が発生する
。
本発明の目的は、上記従来装置の欠点を解消してドライ
パッチ発生による伝熱管の破壊のない改良された増湿装
置を提供することにある。
パッチ発生による伝熱管の破壊のない改良された増湿装
置を提供することにある。
本発明者ら鉱上記目的達成のため研究努力の結果、ドラ
イパッチが発生しない程度に水を再循環させ、管内面の
単位幅当りの水量を増加させることによシ従来装置の欠
点を克服できることを見出した。
イパッチが発生しない程度に水を再循環させ、管内面の
単位幅当りの水量を増加させることによシ従来装置の欠
点を克服できることを見出した。
すなわち本発明の要旨は、水又は水を主成分とする液体
を加熱された垂直壁土にぬれ壁を形成させて流下させ、
これに接して流れるガスを増湿させるぬれ壁式増湿装置
において、増湿させる（蒸発する）液量より多量の水を
供給し、ぬれかべ出口における未蒸発液を液供給部に再
循環する手段を有し、かつ、その液流量が式増湿装置に
ある。
を加熱された垂直壁土にぬれ壁を形成させて流下させ、
これに接して流れるガスを増湿させるぬれ壁式増湿装置
において、増湿させる（蒸発する）液量より多量の水を
供給し、ぬれかべ出口における未蒸発液を液供給部に再
循環する手段を有し、かつ、その液流量が式増湿装置に
ある。
以下図面に基いて、本発明の詳細な説明する。
第３図は、本発明の増湿装置の一実施例の概略説明図で
あシ、図中３０１は被増湿気体、５０２轢給水、５０５
は加熱媒体、３０４は伝熱管、５０５はスプレ、５０６
はチャンネル入口、５０７はチャンネル出口、３０８は
胴側流体入口、３０９は胴側流体出口、３１０は循環ポ
ンプである。
あシ、図中３０１は被増湿気体、５０２轢給水、５０５
は加熱媒体、３０４は伝熱管、５０５はスプレ、５０６
はチャンネル入口、５０７はチャンネル出口、３０８は
胴側流体入口、３０９は胴側流体出口、３１０は循環ポ
ンプである。
第３図においても説明の便のため伝熱管５０４は１本し
か図示されていないが、実施に当っては十分な効果を得
るために管群な用いる必要があることは言うまでもない
。
か図示されていないが、実施に当っては十分な効果を得
るために管群な用いる必要があることは言うまでもない
。
加熱媒体５０５ｄ胴側流体入口５０８から供給され、管
の外部空間を流れ、管内流体を加熱し、加熱媒体自身は
冷却されて胴側流体出口５０９から回収される。
の外部空間を流れ、管内流体を加熱し、加熱媒体自身は
冷却されて胴側流体出口５０９から回収される。
また、被増湿気体５０１はチャンネル入口５０６から供
給され、伝熱管５０４内で加熱増湿され、チャンネル出
口５０７から回収される。
給され、伝熱管５０４内で加熱増湿され、チャンネル出
口５０７から回収される。
上記加熱媒体５０５および被増湿気体３０１の流量は、
プロセス条件から決定される。
プロセス条件から決定される。
そして水５０２はスプレ５０５から供給さ九伝熱管１０
４内面を液膜を形成して蒸発しながら流下し、未蒸発水
り循環ポンプ５１０により、再び上部スプレ５０５に再
循環される。蒸発分量を・５０・２よル補給する。
４内面を液膜を形成して蒸発しながら流下し、未蒸発水
り循環ポンプ５１０により、再び上部スプレ５０５に再
循環される。蒸発分量を・５０・２よル補給する。
上記循環水量はドライパッチが発生しない条件から決定
する。即ち、断熱条件、加熱条件（未沸騰域）、核沸騰
条件下において液膜が安定して形成されれは良い。例え
ば以下のそれぞれを満足するように、決定する。
する。即ち、断熱条件、加熱条件（未沸騰域）、核沸騰
条件下において液膜が安定して形成されれは良い。例え
ば以下のそれぞれを満足するように、決定する。
（イ）断熱条件：液膜レイノルズ数Ｒｅ１） Ｒｅ ｍ
ｉｎを満たせば良い。
ｉｎを満たせば良い。
ただし、ＧＬ：循環水全質量流量（ユ／θ）Ｎ ：伝熱
管５０４；本数（−） ｄ ：伝熱管５０４；内径（ｍ） ｋＬ ＝循環水粘性係数（Ｐａ８） σ Ｎ ｇ 表面張力（Ｎ／ｌｔ ） ρＬ ＝ １ 密度（ゆ７ｍ３） ｇ ：重力加速度（、、／ｌｌ”ン とすると、 ＲｏＸＪ＝ ４ＧＬ／ＮπｄμｒＪ（−）であり、Ｒｅ
ｍ１ｎは例えば下記式で表わされる。
管５０４；本数（−） ｄ ：伝熱管５０４；内径（ｍ） ｋＬ ＝循環水粘性係数（Ｐａ８） σ Ｎ ｇ 表面張力（Ｎ／ｌｔ ） ρＬ ＝ １ 密度（ゆ７ｍ３） ｇ ：重力加速度（、、／ｌｌ”ン とすると、 ＲｏＸＪ＝ ４ＧＬ／ＮπｄμｒＪ（−）であり、Ｒｅ
ｍ１ｎは例えば下記式で表わされる。
を満たせば良い。
ただしｋＬ：循環水熱伝導率（Ｗ／ｍｋ）（Ｗ；ワット
、に；ケルビン） Ｐｒ：循環水プラントル数 （−） Ｔ ：温度（Ｃ） とすると、例えば ＲｅＬ≦２０００ において、 ＲｅＬ）２０００ において、 を満たせば良い。
、に；ケルビン） Ｐｒ：循環水プラントル数 （−） Ｔ ：温度（Ｃ） とすると、例えば ＲｅＬ≦２０００ において、 ＲｅＬ）２０００ において、 を満たせば良い。
（ハ）核沸騰条件：例えば、第４図を用いてドライパッ
チが発生しない条件を得る。第４図（出典；藤田、植田
１日本機械学会論文集４５巻５７６号（昭５２−９）Ｐ
、５′５８９〜Ｆ、５５９Ｂ）は、長さ６００ｍ５径２
５ｍ、 ｒｆｉｎ９５．５℃の下向き蒸気流におけるグ
ラフで、・は消滅するドライパッチの発生、口は消滅し
ないドライパッチの発生を示す。
チが発生しない条件を得る。第４図（出典；藤田、植田
１日本機械学会論文集４５巻５７６号（昭５２−９）Ｐ
、５′５８９〜Ｆ、５５９Ｂ）は、長さ６００ｍ５径２
５ｍ、 ｒｆｉｎ９５．５℃の下向き蒸気流におけるグ
ラフで、・は消滅するドライパッチの発生、口は消滅し
ないドライパッチの発生を示す。
また、図中のｒｔ は、ｒｔ ＝ＧＬ／ Ｎｇｄを意味
し、添字ｉｎ は入口、ｏｕｔは出口値を示す。
し、添字ｉｎ は入口、ｏｕｔは出口値を示す。
従って、例えば熱流束が２ Ｘ １ Ｇ’ （ｋｃａｌ
／ ｍ”ｈ ）、以下の場合に、’ｆ Ｏｕｔ≧０．０
２ （ｋｇ／ｉｎｓ ）であれば、核沸騰によるドライ
パッチは発生しない。
／ ｍ”ｈ ）、以下の場合に、’ｆ Ｏｕｔ≧０．０
２ （ｋｇ／ｉｎｓ ）であれば、核沸騰によるドライ
パッチは発生しない。
実際の運転条件は液膜温度２５０℃であり、ＲｅＬ≧２
０００であるので、前記（ロ）項のｑｍ＝ｍ型番な式と
なる。この式に２５０℃の液膜の物性値（粘性係数μい
密度ｐいプラントル数Ｐｒ、表面張力σい熱伝導率ｋＬ
など）を代入すると、ｑ＜＆９９Ｘ１ ０ｉ ｒＬ凰
”−−−（１１が得られる。
０００であるので、前記（ロ）項のｑｍ＝ｍ型番な式と
なる。この式に２５０℃の液膜の物性値（粘性係数μい
密度ｐいプラントル数Ｐｒ、表面張力σい熱伝導率ｋＬ
など）を代入すると、ｑ＜＆９９Ｘ１ ０ｉ ｒＬ凰
”−−−（１１が得られる。
この式（１）をグラフにしたものが第５図である。
この第５図の輯線部の範囲内で操業することによって本
発明の目的が達成できる。
発明の目的が達成できる。
以上詳述した本発明の増湿装置による効果はまずドライ
パッチが発生しないため、管壁におけるクロルイオンＯ
ｔ−の濃縮がなくなル、応力腐食割れの心配がなくなる
ので伝熱管にステンレスを使用できること、さらに管壁
の乾湿交番を防ぐことにより、伝熱管の熱疲労による破
壊を防ぐことができること、そしてドライパッチの発生
を防ぐには、伝熱管内面への供給水量を蒸発量以上にす
る必要があるが、未蒸発水を再循環させることにより、
循環水の受熱量を有効に使用できることである。
パッチが発生しないため、管壁におけるクロルイオンＯ
ｔ−の濃縮がなくなル、応力腐食割れの心配がなくなる
ので伝熱管にステンレスを使用できること、さらに管壁
の乾湿交番を防ぐことにより、伝熱管の熱疲労による破
壊を防ぐことができること、そしてドライパッチの発生
を防ぐには、伝熱管内面への供給水量を蒸発量以上にす
る必要があるが、未蒸発水を再循環させることにより、
循環水の受熱量を有効に使用できることである。
本発明の増湿装置は、例えばメタノールプラント改質系
における天然ガス増湿器（サチュレータ）等、その他一
般の増湿装置として広く利用できる。 −
における天然ガス増湿器（サチュレータ）等、その他一
般の増湿装置として広く利用できる。 −
第１図は従来の濡れ壁式増湿器の概略説明図、第２図は
第１図の従来装置の管の縦断面の一部拡大図、 □ 第３図は本発明の増湿装置の一例の概略説明図、 第４図は一般的な熱流束ｑと単位ぬれ幅当シの水の質量
流速の関係を示すグラフ、第５図は本発明の操業条件を
示すグラフである。 第１図 １０１ １υ２ 第２図 ａ 第３図 ３０） ↓ ９、 （Ｋｃａｌ／ｉＨ） 第５図 「（に９／ｒＩｌｓ）
第１図の従来装置の管の縦断面の一部拡大図、 □ 第３図は本発明の増湿装置の一例の概略説明図、 第４図は一般的な熱流束ｑと単位ぬれ幅当シの水の質量
流速の関係を示すグラフ、第５図は本発明の操業条件を
示すグラフである。 第１図 １０１ １υ２ 第２図 ａ 第３図 ３０） ↓ ９、 （Ｋｃａｌ／ｉＨ） 第５図 「（に９／ｒＩｌｓ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 水又は水を主成分とする液体を加熱された垂直壁土にぬ
れ壁を形成させて流下させ、これに接して流れるガスを
増湿させるぬれ様式増湿装置において、増湿させる（蒸
発する）液量より多量の水を供給し、ぬれかべ出口にお
ける未蒸発液を液供給部に再循環する手段を有し、がっ
、その液流量が 熱流束ｑ （５，９９Ｘ １０’ ｒ”” ・・・（１
）を満足するようにしたことを特徴とするぬれ壁ｒ：年
単位れ幅当りの水の質！流量 （ｋｇ／ｍｅ） （１１式を第５図に斜線で示す。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58212512A JPH0825722B2 (ja) | 1983-11-14 | 1983-11-14 | 増湿装置 |
| AU35332/84A AU577553B2 (en) | 1983-11-14 | 1984-11-12 | A humidifier |
| CA000467674A CA1258618A (en) | 1983-11-14 | 1984-11-13 | Method of humidifying a gas |
| DE3441860A DE3441860A1 (de) | 1983-11-14 | 1984-11-13 | Als rieselfilmbefeuchter ausgebildete befeuchtungsanlage |
| GB08428707A GB2152839B (en) | 1983-11-14 | 1984-11-14 | A humidifier |
| US06/863,519 US4705654A (en) | 1983-11-14 | 1986-05-15 | Method of humidifying a gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58212512A JPH0825722B2 (ja) | 1983-11-14 | 1983-11-14 | 増湿装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60106528A true JPS60106528A (ja) | 1985-06-12 |
| JPH0825722B2 JPH0825722B2 (ja) | 1996-03-13 |
Family
ID=16623897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58212512A Expired - Lifetime JPH0825722B2 (ja) | 1983-11-14 | 1983-11-14 | 増湿装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0825722B2 (ja) |
| AU (1) | AU577553B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013540689A (ja) * | 2010-10-27 | 2013-11-07 | ジーティーエイティー・コーポレーション | ハイドロクロリネーションのための加熱装置およびそれに関連する方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5610546A (en) * | 1979-07-06 | 1981-02-03 | Matsushita Electric Works Ltd | Preparation of phenol resin molding compound |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1094276B (de) * | 1959-05-26 | 1960-12-08 | Koppers Gmbh Heinrich | Verfahren zur indirekten Erwaermung eines Gemisches aus einer Fluessigkeit und einemGas |
-
1983
- 1983-11-14 JP JP58212512A patent/JPH0825722B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1984
- 1984-11-12 AU AU35332/84A patent/AU577553B2/en not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5610546A (en) * | 1979-07-06 | 1981-02-03 | Matsushita Electric Works Ltd | Preparation of phenol resin molding compound |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013540689A (ja) * | 2010-10-27 | 2013-11-07 | ジーティーエイティー・コーポレーション | ハイドロクロリネーションのための加熱装置およびそれに関連する方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0825722B2 (ja) | 1996-03-13 |
| AU577553B2 (en) | 1988-09-29 |
| AU3533284A (en) | 1985-05-23 |
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