JPS61192305A - 気液混合方法 - Google Patents
気液混合方法Info
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- JPS61192305A JPS61192305A JP60031260A JP3126085A JPS61192305A JP S61192305 A JPS61192305 A JP S61192305A JP 60031260 A JP60031260 A JP 60031260A JP 3126085 A JP3126085 A JP 3126085A JP S61192305 A JPS61192305 A JP S61192305A
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- 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
- B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
- B01F23/2319—Methods of introducing gases into liquid media
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (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】
（産業上の利用分野）
本発明は、気液混合方法に関するものである。
凝縮性成分の蒸気と液体を混合する操作は、水蒸気と水
を混合して温水をつくる場合、あるいは化学反応装置か
ら高温の蒸気として得られた物質を液体と直接混合して
急冷し凝縮する場合等において重要である。
を混合して温水をつくる場合、あるいは化学反応装置か
ら高温の蒸気として得られた物質を液体と直接混合して
急冷し凝縮する場合等において重要である。
（従来の技術）
凝縮性成分の蒸気を急冷して凝縮する方法としては、従
来、熱交換器を用いる間接的冷却方法があるが、これに
対して蒸気と液とを直接混合する方法は熱交換の効率が
良く、熱交換器を必要としないという点で有利である。
来、熱交換器を用いる間接的冷却方法があるが、これに
対して蒸気と液とを直接混合する方法は熱交換の効率が
良く、熱交換器を必要としないという点で有利である。
蒸気と液とを直接混合する方法としては、従来、液を満
した容器中に吹き込みノズルを通して蒸気を吹き込む方
法および液が流れている導管に蒸気の導管を結合して導
管中で混合する方法などがある。また、蒸気吹込ノズル
部分にエジェクターを設ける方法、導管中の混合する部
分にスタティックミキサーあるいはラインミキサーを設
ける方法などが知られている。
した容器中に吹き込みノズルを通して蒸気を吹き込む方
法および液が流れている導管に蒸気の導管を結合して導
管中で混合する方法などがある。また、蒸気吹込ノズル
部分にエジェクターを設ける方法、導管中の混合する部
分にスタティックミキサーあるいはラインミキサーを設
ける方法などが知られている。
蒸気と液体セを直接混合する場合のひとつの問題点は、
急激な混合によって騒音や振動を発生することである。
急激な混合によって騒音や振動を発生することである。
この現象は蒸気と液の安定な混合を妨げるだけでなく、
激しい場合にはスチームハンマー、ウォーターハンマー
ト呼ハれる衝激波を発生し、流体の圧力や流れを乱すと
ともに導管やタンクに大きな衝激を与え破損することも
ある。エジェクターやスタティックミキサーを設ける方
法は、スチームハンマーヲ防止し安定的に蒸気と液を混
合する方法である。
激しい場合にはスチームハンマー、ウォーターハンマー
ト呼ハれる衝激波を発生し、流体の圧力や流れを乱すと
ともに導管やタンクに大きな衝激を与え破損することも
ある。エジェクターやスタティックミキサーを設ける方
法は、スチームハンマーヲ防止し安定的に蒸気と液を混
合する方法である。
（発明が解決しようとする問題点）
蒸気と液を混合する際の圧力損失は工業的に重要である
。圧力損失が大きい場合には、温水を製造するのに必要
以上に高い圧力のスチームが必要になりエネルギー的に
不利となる。従来用いられていたエジェクターやスタテ
ィックミキサーは、導管内の圧力損失を大きくする点が
不利である。蒸気と液を混合する処理量の範囲が広く、
小流量から大流量まで変動してもスチームハンマーを防
止することも工業的に重要な点である。従来のエジェク
ターやスタティックミキサーを用いる方法は、蒸気と液
の混合部分における流速を大きくすることによって安定
な混合を達成しているものであるので装置の太きさと流
体の量の関係が適正な範囲においてのみ有効である。装
置の大きさに対して流量が少々すぎるとヌチームハンマ
ーカー玉発生するようになる。
。圧力損失が大きい場合には、温水を製造するのに必要
以上に高い圧力のスチームが必要になりエネルギー的に
不利となる。従来用いられていたエジェクターやスタテ
ィックミキサーは、導管内の圧力損失を大きくする点が
不利である。蒸気と液を混合する処理量の範囲が広く、
小流量から大流量まで変動してもスチームハンマーを防
止することも工業的に重要な点である。従来のエジェク
ターやスタティックミキサーを用いる方法は、蒸気と液
の混合部分における流速を大きくすることによって安定
な混合を達成しているものであるので装置の太きさと流
体の量の関係が適正な範囲においてのみ有効である。装
置の大きさに対して流量が少々すぎるとヌチームハンマ
ーカー玉発生するようになる。
本発明者らは、スチームハンマーを発生することなく安
定的に蒸気と液とを混合する方法について鋭意検討した
結果、圧力損失が小さく流量の変動範囲が著しく広い場
合においても安定的に操作できる方法を見出し、本発明
を完成した。
定的に蒸気と液とを混合する方法について鋭意検討した
結果、圧力損失が小さく流量の変動範囲が著しく広い場
合においても安定的に操作できる方法を見出し、本発明
を完成した。
（問題点を解決するだめの手段）
すなわち、本発明は凝縮性成分の蒸気を液体と混合して
蒸気を液化させるにあたって、蒸気の容稽に基づいてｏ
、 ｏ ｏ ｏ ｉ倍量上の量の非凝縮性気体を存在さ
せることを特徴とする気液混合方法である。以下に詳細
説明する。
蒸気を液化させるにあたって、蒸気の容稽に基づいてｏ
、 ｏ ｏ ｏ ｉ倍量上の量の非凝縮性気体を存在さ
せることを特徴とする気液混合方法である。以下に詳細
説明する。
本発明の方法による気液混合は、気液を流通する導管中
でおこなう他に気液混合用のタンク内でおこなうことも
できる。また熱交換用のジャケット内においておこなう
ことも可能であり、熱交換を行うだめの伝熱面をもつこ
ともできる。
でおこなう他に気液混合用のタンク内でおこなうことも
できる。また熱交換用のジャケット内においておこなう
ことも可能であり、熱交換を行うだめの伝熱面をもつこ
ともできる。
混合すべき液体は連続的に流通するかあるいは回分式に
するととができる。凝縮して増加した液だけを抜き出す
こともできる。
するととができる。凝縮して増加した液だけを抜き出す
こともできる。
蒸気は連続的あるいは間欠的に併給する。
流体の成分は、水をはじめとして、フレオン、プロピレ
ン等の相変化を利用して熱媒体や作動流体として用いる
ことのできる物質にすることができる。また通常液体で
あって加熱することによって蒸気かえられるよう々芳香
族炭化水素、脂肪族度化水素およびその化合物あるいは
、そのハロゲン化合物などの誘導体を適用することもで
きる。蒸留によって精製する物質は気相及び液相の両方
の相になわうるので適用することができる。ベンゼン、
トルエン、キシレン、アセトン、アルコール、塩化ビニ
ルモノマー、二塩化エタン等のように工業的に大量に扱
われる物、質に適用できる。また以上９物質の混合物と
するとともできる。液組成と蒸気組成は同じにすること
もできるし異なっていてもよく、混合の目的に応じて決
めることができる。
ン等の相変化を利用して熱媒体や作動流体として用いる
ことのできる物質にすることができる。また通常液体で
あって加熱することによって蒸気かえられるよう々芳香
族炭化水素、脂肪族度化水素およびその化合物あるいは
、そのハロゲン化合物などの誘導体を適用することもで
きる。蒸留によって精製する物質は気相及び液相の両方
の相になわうるので適用することができる。ベンゼン、
トルエン、キシレン、アセトン、アルコール、塩化ビニ
ルモノマー、二塩化エタン等のように工業的に大量に扱
われる物、質に適用できる。また以上９物質の混合物と
するとともできる。液組成と蒸気組成は同じにすること
もできるし異なっていてもよく、混合の目的に応じて決
めることができる。
本発明の最大の特徴は、混合すべき蒸気と液体の他に第
三成分として非凝縮性の気体を存在させることである。
三成分として非凝縮性の気体を存在させることである。
非凝縮性気体は、蒸気と液体とを混合して蒸気が凝縮し
ても非凝縮状態を保つ成分を用いる。窒素、酸素、水素
、ヘリウム、炭酸ガス等が好ましい。メタン、エタン、
エチレン等の低沸点炭化水素を用いることもできる。ま
たそれらの混合物を使うこともできる。
ても非凝縮状態を保つ成分を用いる。窒素、酸素、水素
、ヘリウム、炭酸ガス等が好ましい。メタン、エタン、
エチレン等の低沸点炭化水素を用いることもできる。ま
たそれらの混合物を使うこともできる。
非凝縮性成分としては混合すべき蒸気および液体よりも
沸点温度の低い物質あるいはその混合物を用いる。
沸点温度の低い物質あるいはその混合物を用いる。
非凝縮性成分は、蒸気と液を混合するよりも先に、蒸気
中に存在させておくことができる他に、気液混合が起こ
る付近に吹き込んでもよいし、気液混合をおこなうより
も先に液中に吹き込むこともできる。
中に存在させておくことができる他に、気液混合が起こ
る付近に吹き込んでもよいし、気液混合をおこなうより
も先に液中に吹き込むこともできる。
非凝縮性成分の量は蒸気の容積に基づいて０．０００１
倍以上存在させる。更に好ましくは、非凝縮性成分の量
を蒸気の容積に基づいて０．００１倍以上とし、それ以
上いくら多くしてもよいが、事実上、支障ない程度にス
チームハンマー現象止することができる程度まで目的に
応じて任意に量を定めることができる。
倍以上存在させる。更に好ましくは、非凝縮性成分の量
を蒸気の容積に基づいて０．００１倍以上とし、それ以
上いくら多くしてもよいが、事実上、支障ない程度にス
チームハンマー現象止することができる程度まで目的に
応じて任意に量を定めることができる。
凝縮性成分の蒸気と液体とを混合する操作は、水蒸気と
水とを直接混合して温水をつくる場合、あるいは化学反
応装置から高温の蒸気として得られた物質を液体と直接
混合して急冷し凝縮する場合、液相反応器中への蒸気吹
込、加熱用蒸気の吹込、スチームヌ） ＩＪツピングの
蒸気吹込、蒸気タービンへ蒸気を供給する場合等多くの
分野がある。たとえば食品を扱う容器や発醇槽等の蒸気
殺菌、スチーム改質反応器へのスチーム吹込、水溶液系
重合槽昇温の為の蒸気吹込、ポリマー製造プロセスにお
ける残存モノマー除去のだめのスチームス） ＩＪツピ
ング、発電所やボイラープラントにおける蒸気の緊急放
出ラインから水中に放出される場合、あるいは冷えた配
管にスチームを流す場合等においても蒸気と液の混合を
伴ない、本発明を適用しうる。
水とを直接混合して温水をつくる場合、あるいは化学反
応装置から高温の蒸気として得られた物質を液体と直接
混合して急冷し凝縮する場合、液相反応器中への蒸気吹
込、加熱用蒸気の吹込、スチームヌ） ＩＪツピングの
蒸気吹込、蒸気タービンへ蒸気を供給する場合等多くの
分野がある。たとえば食品を扱う容器や発醇槽等の蒸気
殺菌、スチーム改質反応器へのスチーム吹込、水溶液系
重合槽昇温の為の蒸気吹込、ポリマー製造プロセスにお
ける残存モノマー除去のだめのスチームス） ＩＪツピ
ング、発電所やボイラープラントにおける蒸気の緊急放
出ラインから水中に放出される場合、あるいは冷えた配
管にスチームを流す場合等においても蒸気と液の混合を
伴ない、本発明を適用しうる。
本発明の具体的な実施態様の例を図面に基づき説明する
。
。
第１図において、導管１を通じて水を連続的に供給し、
導管２を通じて水蒸気を連続的に供給し、タンクＡで混
合して温水をつくる。この時、導管３を通じて水蒸気へ
窒素ガスを添加する。導管４を通じて温水をとり出す。
導管２を通じて水蒸気を連続的に供給し、タンクＡで混
合して温水をつくる。この時、導管３を通じて水蒸気へ
窒素ガスを添加する。導管４を通じて温水をとり出す。
冷水、水蒸気及び窒素ガスの流量は流量調節バルブを用
いて設定することができる。
いて設定することができる。
第２図は、混合タンクを設けずに、導管中で混合を行な
う一例である。導管２を流れる水蒸気と導管１を流れる
冷水を合流して導管４から温水として流出する。この時
に導管６を通じて水蒸気へ窒素を添加する。
う一例である。導管２を流れる水蒸気と導管１を流れる
冷水を合流して導管４から温水として流出する。この時
に導管６を通じて水蒸気へ窒素を添加する。
（発明の効果）
以上に説明した方法に従って、蒸気と液とを直接混合す
ればスチームハンマーや振動の発生による問題を抑制す
ることができる。蒸気と液とを混合する際にエジェクタ
ーやスタティックミキサーのような特別な装置を必要と
せず、大きな圧力損失が生じない。従来、蒸気の流通開
始や停止などの非定常時において、それぞれの気液混合
装置に特有な流量範囲からはずれるとスチームハンマー
等の問題を生じていたのに対し、本発明の方法は流量影
響されることなく、広い範囲でスチームハンマーや振動
々どの問題を伴わずに操作することができる。本発明は
、かかる操作を要する多くの技術に応用することができ
る。
ればスチームハンマーや振動の発生による問題を抑制す
ることができる。蒸気と液とを混合する際にエジェクタ
ーやスタティックミキサーのような特別な装置を必要と
せず、大きな圧力損失が生じない。従来、蒸気の流通開
始や停止などの非定常時において、それぞれの気液混合
装置に特有な流量範囲からはずれるとスチームハンマー
等の問題を生じていたのに対し、本発明の方法は流量影
響されることなく、広い範囲でスチームハンマーや振動
々どの問題を伴わずに操作することができる。本発明は
、かかる操作を要する多くの技術に応用することができ
る。
（実施例）
本発明の実施例と比較例をあげて具体的に詳細説明する
。
。
実施例１
゛直径１５（１）の円筒状導管の中間部分にしきり弁を
設けて、その片側に水蒸気を導き、反対側には水の導管
を連結して第２図に示したような蒸気と水の混合を行な
った。しきり弁の手前で水蒸気中に窒素ガスを添加した
。しきり弁を開いて水蒸気が６ｏ ｏ （ｋｇ／Ｈｒ
）流れるようにし、この時の水蒸気圧力は概略０．３
（ｋｇ／ｃＩｎ２． Ｇ ）であ ９一 つた。窒素ガスの添加量は１ （Ｎｍ３／Ｈｒ ）とし
た。
設けて、その片側に水蒸気を導き、反対側には水の導管
を連結して第２図に示したような蒸気と水の混合を行な
った。しきり弁の手前で水蒸気中に窒素ガスを添加した
。しきり弁を開いて水蒸気が６ｏ ｏ （ｋｇ／Ｈｒ
）流れるようにし、この時の水蒸気圧力は概略０．３
（ｋｇ／ｃＩｎ２． Ｇ ）であ ９一 つた。窒素ガスの添加量は１ （Ｎｍ３／Ｈｒ ）とし
た。
水の流通量は５０００ （ｋｃｔ／Ｈｒ）で、水温は約
１０でであった。水蒸気と水は導管中ですみやかに混合
し、水蒸気は凝縮液化して約８０″Ｃの温水が連続的に
得られた。温水の流通部分の圧力は約０３（ｋｇ／ａｍ
２・Ｇ）であった。この時、スチームハンマー等の激し
い衝激や振動は発生しなかった。
１０でであった。水蒸気と水は導管中ですみやかに混合
し、水蒸気は凝縮液化して約８０″Ｃの温水が連続的に
得られた。温水の流通部分の圧力は約０３（ｋｇ／ａｍ
２・Ｇ）であった。この時、スチームハンマー等の激し
い衝激や振動は発生しなかった。
比較例１
実施例１と同じ装置で同様の操作を行って水蒸気と水を
混合したあと水蒸気中に添加していた窒素ガスの供給の
みを停止した。この時、気液混合部分を中心にして振動
が発生し、音と衝激をともなったスチームハンマー現象
が発生した。
混合したあと水蒸気中に添加していた窒素ガスの供給の
みを停止した。この時、気液混合部分を中心にして振動
が発生し、音と衝激をともなったスチームハンマー現象
が発生した。
実施例２
実施例１と同様の装置において、窒素を添加する場所の
みを変更した。水蒸気がしきり弁を通過して水と混合す
る部分に窒素ガスを吹き込んだ。水蒸気側の圧力は約０
．４ （ｋｔｌ／ｃｙｎ２・Ｇ）であリ、水蒸気流量ｉ
ｄ４５０ （ｋｔｉ／Ｈｒ ）としだ。１０℃の水を５
０００ （ｋＱ／Ｈｒ ）流通しだ。窒素ガスの吹込量
は５００ （Ｎｌ／Ｈｒ ）とした。水蒸気と水が混合
して約６２′Ｃの温水が得られた。温水流通部分の圧力
は約０．３ （ｋｑ／ａｍ２・Ｇ）であった。この時、
スチームハンマー等の激しい衝激や振動は発生しなかっ
た。
みを変更した。水蒸気がしきり弁を通過して水と混合す
る部分に窒素ガスを吹き込んだ。水蒸気側の圧力は約０
．４ （ｋｔｌ／ｃｙｎ２・Ｇ）であリ、水蒸気流量ｉ
ｄ４５０ （ｋｔｉ／Ｈｒ ）としだ。１０℃の水を５
０００ （ｋＱ／Ｈｒ ）流通しだ。窒素ガスの吹込量
は５００ （Ｎｌ／Ｈｒ ）とした。水蒸気と水が混合
して約６２′Ｃの温水が得られた。温水流通部分の圧力
は約０．３ （ｋｑ／ａｍ２・Ｇ）であった。この時、
スチームハンマー等の激しい衝激や振動は発生しなかっ
た。
比較例２
実施例２と同様な操作を行々つで水蒸気と水を混合した
後、混合部分に吹き込んでいた窒素ガスの供給のみを停
止した。この時、気液混合部分を中心として振動が発生
し音と衝激をとも々つだヌチームハンマー現象が発生し
た。
後、混合部分に吹き込んでいた窒素ガスの供給のみを停
止した。この時、気液混合部分を中心として振動が発生
し音と衝激をとも々つだヌチームハンマー現象が発生し
た。
実施例６
第１図に示したような装置を用いて、導管１から二塩化
エタン液を連結的に供給しタンクＡの温度を６０・°Ｃ
に保った。導管２から１２０°Ｃの二塩化エタン蒸気を
常用１０ Ｎｍ３／ｈ、ｒ最大３０ＯＮｍ３／ｈｒの流
量でタンクＡに吹き込み急冷液化した。この二塩化エタ
ン蒸気中には非凝縮ガスとして酸素約０．５ Ｎｍ３／
ｈｒ及びエチレン約Ｉ Ｎｍ３／ｈｒを存在させた。こ
の時、すべての流量範囲に対して、ハンマリング発生の
問題を生ずることなく操作することができだ。
エタン液を連結的に供給しタンクＡの温度を６０・°Ｃ
に保った。導管２から１２０°Ｃの二塩化エタン蒸気を
常用１０ Ｎｍ３／ｈ、ｒ最大３０ＯＮｍ３／ｈｒの流
量でタンクＡに吹き込み急冷液化した。この二塩化エタ
ン蒸気中には非凝縮ガスとして酸素約０．５ Ｎｍ３／
ｈｒ及びエチレン約Ｉ Ｎｍ３／ｈｒを存在させた。こ
の時、すべての流量範囲に対して、ハンマリング発生の
問題を生ずることなく操作することができだ。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の実施態様の一例及び実施例を説明す
るだめの気液混合装置の概略図、第２図は、本発明の実
施態様の一例及び実施例を説明するだめの気液混合装置
の概略図である。 Ａ：タンク、 Ｂ：弁 １〜４：導管
るだめの気液混合装置の概略図、第２図は、本発明の実
施態様の一例及び実施例を説明するだめの気液混合装置
の概略図である。 Ａ：タンク、 Ｂ：弁 １〜４：導管
Claims (4)
- （１）凝縮性成分の蒸気を液体と混合して蒸気を液化さ
せるにあたつて、蒸気の容積に基づいて０．０００１倍
以上の量の非凝縮性気体を存在させることを特徴とする
気液混合方法。 - （２）液体が水であり、蒸気が水蒸気である特許請求の
範囲第１項記載の気液混合方法。 - （３）液体と蒸気が有機物質である特許請求の範囲第１
項記載の気液混合方法。 - （４）非凝縮性の気体が空気あるいは窒素である特許請
求の範囲第１項記載の気液混合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60031260A JPH0675646B2 (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | 気液混合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60031260A JPH0675646B2 (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | 気液混合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61192305A true JPS61192305A (ja) | 1986-08-26 |
| JPH0675646B2 JPH0675646B2 (ja) | 1994-09-28 |
Family
ID=12326376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60031260A Expired - Fee Related JPH0675646B2 (ja) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | 気液混合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0675646B2 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52155181A (en) * | 1976-06-18 | 1977-12-23 | Tokico Ltd | Vapor recovery apparatus by liquefication |
| JPS5330474A (en) * | 1976-09-01 | 1978-03-22 | Osaka Shinku Kiki Seisakusho | Vapor ejector exhausting gas system using water ejector |
| JPS61167424A (ja) * | 1985-01-20 | 1986-07-29 | Hidemasa Tsuruta | 水に不溶性のガスと混合する水蒸気を分離回収する方法 |
-
1985
- 1985-02-19 JP JP60031260A patent/JPH0675646B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52155181A (en) * | 1976-06-18 | 1977-12-23 | Tokico Ltd | Vapor recovery apparatus by liquefication |
| JPS5330474A (en) * | 1976-09-01 | 1978-03-22 | Osaka Shinku Kiki Seisakusho | Vapor ejector exhausting gas system using water ejector |
| JPS61167424A (ja) * | 1985-01-20 | 1986-07-29 | Hidemasa Tsuruta | 水に不溶性のガスと混合する水蒸気を分離回収する方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0675646B2 (ja) | 1994-09-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |