JPS60106529A - 増湿装置 - Google Patents
増湿装置Info
- Publication number
- JPS60106529A JPS60106529A JP58212513A JP21251383A JPS60106529A JP S60106529 A JPS60106529 A JP S60106529A JP 58212513 A JP58212513 A JP 58212513A JP 21251383 A JP21251383 A JP 21251383A JP S60106529 A JPS60106529 A JP S60106529A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- liquid
- pipe
- humidified
- tube
- 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.)
- Pending
Links
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)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (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３の流体と間接
接触させて、第３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に
関する。
接接触させると共に、さらに該液体は第３の流体と間接
接触させて、第３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、アンモニア合成用あるいはメタノール合成
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、アンモニア合成用あるいはメタノール合成
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として、ぬれ壁塔を
用いて、被増湿気体と液体を直接接触させ、被増湿気体
を増湿させる装置の概略説明図を第１図に示す。
用いて、被増湿気体と液体を直接接触させ、被増湿気体
を増湿させる装置の概略説明図を第１図に示す。
第１図において、被増湿気体と直接接触し該気体を増湿
させる液体すなわち供給−液１０２は、スプレ１０５か
ら供給され、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。当該液は、管１０４
の内部を流下する間、管壁を通して加熱媒体１０５より
供給される熱をもらい受けて一部蒸発し、残部は管１０
４の下端を経て、胴１１０の下部から取り出され、循環
使用される。被増湿気体１０１はチャンネル入口１０６
から供給され、管１０４から供給され、管１０４の外部
空間を流れながら、管内流体を加熱して胴側流体出口１
０９から回収される。なお図中１１１は邪魔板、１１２
は管板である。
させる液体すなわち供給−液１０２は、スプレ１０５か
ら供給され、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。当該液は、管１０４
の内部を流下する間、管壁を通して加熱媒体１０５より
供給される熱をもらい受けて一部蒸発し、残部は管１０
４の下端を経て、胴１１０の下部から取り出され、循環
使用される。被増湿気体１０１はチャンネル入口１０６
から供給され、管１０４から供給され、管１０４の外部
空間を流れながら、管内流体を加熱して胴側流体出口１
０９から回収される。なお図中１１１は邪魔板、１１２
は管板である。
第２図に、管１０４の縦断面の一部を拡大して示す。第
２図に於て、管壁１０４の外部には加熱媒体１・０５が
流れ、内部には蒸発させるべき液体の流下液膜２０２と
被増湿気体１０１が流れている。このとき、液の蒸発を
効率よく実現させるためにはできるだけ薄い液膜２０２
を、管壁１０４の全面にわたって安定して形成させるこ
とが必要である。
２図に於て、管壁１０４の外部には加熱媒体１・０５が
流れ、内部には蒸発させるべき液体の流下液膜２０２と
被増湿気体１０１が流れている。このとき、液の蒸発を
効率よく実現させるためにはできるだけ薄い液膜２０２
を、管壁１０４の全面にわたって安定して形成させるこ
とが必要である。
尚、第１図で管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。
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。
しかるに、上述の従来の装置にあっては、限定された条
件のもとでしか管壁に接する安定薄液膜（濡壁）を形成
することができないという欠点があった。すなわち、濡
壁形成のために管上端部の液の分配機構に特別な工夫が
必要なこと、濡壁管の垂直度に高精度が要求されること
、レイノルズ数によって決まる流体力学的安定条件の確
保が必要であり、さらに加熱による表面張力の減少や沸
とう現象の発生などの多乱に耐えられる条件を選ぶこと
、などが不可欠であった。
件のもとでしか管壁に接する安定薄液膜（濡壁）を形成
することができないという欠点があった。すなわち、濡
壁形成のために管上端部の液の分配機構に特別な工夫が
必要なこと、濡壁管の垂直度に高精度が要求されること
、レイノルズ数によって決まる流体力学的安定条件の確
保が必要であり、さらに加熱による表面張力の減少や沸
とう現象の発生などの多乱に耐えられる条件を選ぶこと
、などが不可欠であった。
本発明の目的は上述のような従来装置の欠点を解消し、
より増湿効率の高い増湿装置を提供することにあり、本
発明者ら°は鋭意研究の結果、従来の濡壁を形成させた
管にかえて、充てん物を充てんした管を用い、該管内に
被増湿気体と液体とを同時に流すことにより、該管壁に
接する薄い液膜を形成すると共に気液接触面積を増大さ
せるようにして気液直接接触を行ない、気体を増湿させ
る。本発明の増湿装置を完成した。
より増湿効率の高い増湿装置を提供することにあり、本
発明者ら°は鋭意研究の結果、従来の濡壁を形成させた
管にかえて、充てん物を充てんした管を用い、該管内に
被増湿気体と液体とを同時に流すことにより、該管壁に
接する薄い液膜を形成すると共に気液接触面積を増大さ
せるようにして気液直接接触を行ない、気体を増湿させ
る。本発明の増湿装置を完成した。
本発明の要旨は、たて塁のシェル・アンド・チューブ式
熱交換器の管内に充てん物を充てんし、胴側に加熱媒体
、該管内に液体および被増湿気体をそれぞれ流すように
したことを特徴とする増湿装置にある。
熱交換器の管内に充てん物を充てんし、胴側に加熱媒体
、該管内に液体および被増湿気体をそれぞれ流すように
したことを特徴とする増湿装置にある。
本発明の装置は、従来よりはよシ広範囲の条件下で濡壁
を形成することができる、と同時に、液の蒸発を促進す
るために有効な気液界面の面積を増大させることができ
るもので、メタノールプラント改質系に勢ける天然ガス
増湿器（サチュレータ）、その他一般の増湿装置として
広く利用できる。
を形成することができる、と同時に、液の蒸発を促進す
るために有効な気液界面の面積を増大させることができ
るもので、メタノールプラント改質系に勢ける天然ガス
増湿器（サチュレータ）、その他一般の増湿装置として
広く利用できる。
以下図面に基いて本発明の装置を詳細に説明する。
第５図は本発明の装置の一実施例の概略説明図であり、
図中３０１は被増湿気体、５０２は供給液、３０５は加
熱媒体、５０４は管、５０５林スプレ、３０６はチャン
ネル入口、５ｏｚはチャンネル出口、３０８は胴側流体
入口、５０９は胴側流体出口、５１ｏは充てん物、５１
１は邪魔板、３１２は管板、Ｐはポンプを示す。
図中３０１は被増湿気体、５０２は供給液、３０５は加
熱媒体、５０４は管、５０５林スプレ、３０６はチャン
ネル入口、５ｏｚはチャンネル出口、３０８は胴側流体
入口、５０９は胴側流体出口、５１ｏは充てん物、５１
１は邪魔板、３１２は管板、Ｐはポンプを示す。
第３図において、チャンネル人口５０６から供給された
被増湿気体３０１は充てん物５１０のつまった管３０４
内を通過する際、加熱、増湿され、チャンネル出口５０
７から回収される。
被増湿気体３０１は充てん物５１０のつまった管３０４
内を通過する際、加熱、増湿され、チャンネル出口５０
７から回収される。
供給液５０２はスプレ５０５から供給され、充てん物５
１０のつまった管５０４内を流れる際、加熱され、蒸発
する。循環系で、蒸発分は供給液５０２で供給される。
１０のつまった管５０４内を流れる際、加熱され、蒸発
する。循環系で、蒸発分は供給液５０２で供給される。
加熱媒体５０５は胴側流体入口５０８から供給され、胴
側出口５０９よｐ回収される。
側出口５０９よｐ回収される。
ここで、第５図において、液膜を形成させる管５０４は
１本のみしか図示していないが、これは説明の便のため
であって、本発明の具体的実施に当っては、多数の管よ
り成る管群を用いることは言うまでもない。
１本のみしか図示していないが、これは説明の便のため
であって、本発明の具体的実施に当っては、多数の管よ
り成る管群を用いることは言うまでもない。
第４図に管５０４の縦断面の一部を拡大して示す。充て
ん物５１０を管５０４内に充てんすることにより、管５
０４内壁および充てん物５１０表面に液膜５１１が形成
される。したがって、液膜５１１と被増湿気体５０１と
の直接接触面積は、ｔｌぼ充てん物３１０の表面に形成
される液膜５１１ぶんだけ、従来のぬれ壁式増湿法よシ
増加することになる。
ん物５１０を管５０４内に充てんすることにより、管５
０４内壁および充てん物５１０表面に液膜５１１が形成
される。したがって、液膜５１１と被増湿気体５０１と
の直接接触面積は、ｔｌぼ充てん物３１０の表面に形成
される液膜５１１ぶんだけ、従来のぬれ壁式増湿法よシ
増加することになる。
また、充填物３１０の存在により、それを伝わって流下
する液体は絶えず分岐・合流をくシ返すため、従来必要
であったような管上端部の濡壁形成機構や厳密な垂直度
を必要としない。
する液体は絶えず分岐・合流をくシ返すため、従来必要
であったような管上端部の濡壁形成機構や厳密な垂直度
を必要としない。
さらに、液体は管壁に接触して流下している期間に加熱
され、充填物表面に沿って流下する期間では、被増湿気
体と接触して蒸発するが、充填物が存在することによっ
て、被増湿気体３０１０通過流速が増大すること、およ
びヌセルト撤、シャーウッド数の代表長さが減小するこ
とによって、被増湿気体５０１と液体間の熱伝達率およ
び物質伝達率が増大する。
され、充填物表面に沿って流下する期間では、被増湿気
体と接触して蒸発するが、充填物が存在することによっ
て、被増湿気体３０１０通過流速が増大すること、およ
びヌセルト撤、シャーウッド数の代表長さが減小するこ
とによって、被増湿気体５０１と液体間の熱伝達率およ
び物質伝達率が増大する。
上述のような、熱移動および物質移動に対する気液界面
積の増大、移動係数の増大、さらに加熱面、蒸発面の耐
えざる更新による移動推進力の増大等が相乗的に作用す
る結果、本発明の増湿装置は従来のぬれ壁式増湿器よシ
も増湿効率を高めることができる。
積の増大、移動係数の増大、さらに加熱面、蒸発面の耐
えざる更新による移動推進力の増大等が相乗的に作用す
る結果、本発明の増湿装置は従来のぬれ壁式増湿器よシ
も増湿効率を高めることができる。
本発明装置の管内に充填される充填物としては、球状の
もの、ラシヒリング、ボールリンク等、通常用いられる
充填物ならどのようなものでも使用できる。
もの、ラシヒリング、ボールリンク等、通常用いられる
充填物ならどのようなものでも使用できる。
次に、実施例によシ本発明装置の効果を具体的に示す。
本発明による増湿装置（第１図に示すもので、管数を多
くしたもの）を用いて、天然ガスの加湿を行なった。実
施例を第１表に示す。蒸発用液体としては水を、加熱媒
体としては、天然ガスをスチームリフォーミングし、１
次の熱回収を終了したあとのガスを用い、水と天然ガス
とは逆向きに流して向流接触させた。
くしたもの）を用いて、天然ガスの加湿を行なった。実
施例を第１表に示す。蒸発用液体としては水を、加熱媒
体としては、天然ガスをスチームリフォーミングし、１
次の熱回収を終了したあとのガスを用い、水と天然ガス
とは逆向きに流して向流接触させた。
第 １ 表
（管の条件） 内径：２１．４ｍ＋φ
外径：２５．４鱈φ
配列ピッチ：５２．０冒
全本数＝３１５本
材質： ＳＵＢ ５ｏ ４（熱伝導率１７．８（Ｗ／＠
、 Ｋ ） 伝熱汚れ係数：内 ［ＬＯＯＯ１７２（シ’ｍ”、Ｋ）
−”外（ＬＯｏｏｌ ７２ （Ｗ／ｍ”、。Ｋ、−１（
充填物） 磁製ラシヒリング：５ｗｍφＸ ５ 、ＨＣ
加熱条件） 加熱媒体：天然ガスをスチームリフォーム
したあとのガス 入口温度：５２５℃ 出口温度：１９０℃ 加熱媒体境膜伝熱係数： １５００ Ｗ／ｍ”、Ｘ（蒸
発用液体）水の流Ｊｉｌ ： １１．２ ｋｇ／ ｓｅ
ｃ入口温度＝１５８℃ 出口温度＝１９１℃ （、天然ガス） 流ｉ： ３．９ゆ／θθＣ入ロ温度二
１５８℃ 出口温度：１７２℃ 入口湿度：０ｗｔ％−Ｈ１０ｖａｐＯｒ出口湿度： ４
９ ｗｔ％−Ｈ３０ｖａｐｏｒ
、 Ｋ ） 伝熱汚れ係数：内 ［ＬＯＯＯ１７２（シ’ｍ”、Ｋ）
−”外（ＬＯｏｏｌ ７２ （Ｗ／ｍ”、。Ｋ、−１（
充填物） 磁製ラシヒリング：５ｗｍφＸ ５ 、ＨＣ
加熱条件） 加熱媒体：天然ガスをスチームリフォーム
したあとのガス 入口温度：５２５℃ 出口温度：１９０℃ 加熱媒体境膜伝熱係数： １５００ Ｗ／ｍ”、Ｘ（蒸
発用液体）水の流Ｊｉｌ ： １１．２ ｋｇ／ ｓｅ
ｃ入口温度＝１５８℃ 出口温度＝１９１℃ （、天然ガス） 流ｉ： ３．９ゆ／θθＣ入ロ温度二
１５８℃ 出口温度：１７２℃ 入口湿度：０ｗｔ％−Ｈ１０ｖａｐＯｒ出口湿度： ４
９ ｗｔ％−Ｈ３０ｖａｐｏｒ
第１図は従来の濡壁式増湿装置の概略説明図、第２図は
第１図の管１０４の縦断面の一部の拡大図、第３図は本
発明の増湿装置の概略説明図、及び第４図は第３図の充
填物を充填した管５０４の縦断面の一部の拡大図である
。 復代理人 内 １） 明 後代理人 萩 原 亮 − 第１図 ｉｎ＋ 第２図 α 第４図
第１図の管１０４の縦断面の一部の拡大図、第３図は本
発明の増湿装置の概略説明図、及び第４図は第３図の充
填物を充填した管５０４の縦断面の一部の拡大図である
。 復代理人 内 １） 明 後代理人 萩 原 亮 − 第１図 ｉｎ＋ 第２図 α 第４図
Claims (1)
- たて型のシェル・アンド・チューブ式熱交換器の管内に
充てん物を充てんし、胴側に加熱媒体、該管内に液体お
よび被増湿気体をそれぞれ流すようにしたことを特徴と
する増湿装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58212513A JPS60106529A (ja) | 1983-11-14 | 1983-11-14 | 増湿装置 |
| DE3441860A DE3441860A1 (de) | 1983-11-14 | 1984-11-13 | Als rieselfilmbefeuchter ausgebildete befeuchtungsanlage |
| CA000467674A CA1258618A (en) | 1983-11-14 | 1984-11-13 | Method of humidifying a gas |
| 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 |
|---|---|---|---|
| JP58212513A JPS60106529A (ja) | 1983-11-14 | 1983-11-14 | 増湿装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60106529A true JPS60106529A (ja) | 1985-06-12 |
Family
ID=16623913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58212513A Pending JPS60106529A (ja) | 1983-11-14 | 1983-11-14 | 増湿装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60106529A (ja) |
-
1983
- 1983-11-14 JP JP58212513A patent/JPS60106529A/ja active Pending
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