JPS6365373B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は気流中に混入した固体または液体粒
子を除去し、または気流中の溶解可能なガス成分
を除去するためのガス、もしくは液体用スクラバ
ー（洗浄器）を含む物質移動接触装置に関するも
のである。本発明はまた、概して気体及び液体間
の親密な接触を基本的に要求する何らかのガス処
理工程に適用できるものである。この種の処理操
作は、概して気体及び液体間の熱交換を行なわせ
る処理と、物質移動処理と、冷却された液体と接
触させることにより液体飽和し、もしくは部分的
に飽和した気流を乾燥させる処理と、色抜き処理
（stripping）、蒸留その他の処理を含むものであ
る。

化学工業技術においては、上述のガス洗浄工程
に加えて、常套的に所定の容器内でガスまたは蒸
気と液体とを互いに親密に接触させることにより
物質移動反応、エネルギー移動反応、及び化学反
応、またはこれらを結合した反応を行なわせる
種々の分野が存在する。液体または気体の原料の
流れは気液接触容器に連続的に導入され、気体及
び液体の生成流が連続的に引き出される。容器を
通る２つの流れの流路は大部分の場合、向流型で
あり、液体は容器の頂部近傍より導入され底部か
ら引き出されるが、逆に気体は容器の底部近傍よ
り導入されて頂部から引き出される。しかしなが
ら場合によつては２つの流れが容器内に同方向に
流通する同方向型が採用される。

通常、気液接触容器内には受動装置、すなわち
液体及び気体が互いに所望の度合で接触すること
により所望の速度において所期の反応を生ずるよ
うにした構造が取り付けられる。すなわち内部構
造は何らの駆動力をも供給されず、可動部分をほ
とんど含まないという意味において受動型である
（ここにいう可動とは容器中を移動する気体また
は液体の影響下において動くことを意味する）。
受動装置の構造としてはバルブトレーと、充填カ
ラム及び格子を含むものが採用される。容器の設
計は、理想的には工程と処理操作及び構造につい
ての考察が十分なされたものでなければならな
い。接触反応は品質（純度）及び数量（収量）の
観点から十分効率的でなければならない。さらに
効率的に供給されたエネルギーを用いるととも
に、最低の圧力降下による反応を達成することが
重要である。また装置は単純かつ経済的に製作さ
れ、かつ容易に洗浄し、維持できるものでなけれ
ばならない。また容器サイズも重要であり、望ま
しくは容器は可能な限り小型で短い寸法に仕上げ
るべきである。

以上の考察は次のように要約することができ
る。すなわち気液接触装置は好ましいエネルギー
効率及び低い圧力降下において良好な生成品質と
収量を得られるものであること、また気液接触装
置は単純に製作でき、実用的であつて、容易に維
持できること、さらに最小の装置サイズ及び高さ
（タワーサイズ）において最大の処理時間特性
（スループツト容量）を実現できるものでなけれ
ばならない。

したがつて本発明の基本目的は、以上の要求を
実質的に満足するより低い製作及び運転コストに
おいて高い効率を発揮するようにした気液接触装
置を提供することである。

これらの目的及びそれ以外の目的の達成手段に
ついては以下の詳細な説明及び図面の記載から明
らかとなるであろう。要約すれば、本発明の装置
は装置内の気流中に配置された特別の輪郭を有す
る格子部材を有する改良された気液接触装置であ
る。格子部材は理想的には開放容器内のガス流に
おける理論的速度（風圧）プロフイールと接触液
のいずれも長さ単位で表される静止ヘツド及び動
作ヘツドとの代数和に等しい断面プロフイールを
有する。この断面プロフイールとは、実質上水平
面内に位置する周縁から中央部にかけて垂下状に
湾曲した格子部材の、前記周縁を含む水平面から
の垂下距離分布により特定されるものであり、本
発明の基本形においては、この垂下距離分布が前
記代数和の分布に対応し、このような形状は自由
懸垂カテナリー型格子によつて近似的に実現され
る。格子には約５〜40％またはそれ以上の余分の
深さが加えられ、これにより導入された液体を支
持するエネルギー不均衡を生じ、したがつてその
導出を許容するものである。格子部材は可撓性材
料から形成されるが、これは洗浄の容易性からも
有利である。格子は個個に配列されるか、または
所定の間隔毎に対をなして配列される。後者の対
配列構成の場合にはより改良された粒子除去性能
を有する。装置は向流系及び同方向流系において
用いることができる。したがつて接触用液体は気
流の反対側から注入されるか、または気流と一緒
に注入される。格子部材は75％以上の開口面積を
有するのが効果的である。

すなわち、本発明の装置は、入口及び出口並び
に前記入口及び出口を接続する導管路を具備した
ハウジング部材において、 (a) 実質上水平面内に位置する全周が前記導管路
の内壁面に接して懸架され、全体としてガス流
通方向に直交するように自由懸垂配置された少
なくとも１個の可撓性格子部材、及び (b) 前記格子部材上に選択的な流速Ｌにおいて液
を分配するための手段を備え、 (c) 前記全周を含む水平面からの前記格子部材の
垂下距離プロフイールをその平面座標内におけ
る前記接続用導管路内のガス流の所定の理論速
度圧と、前記分配された液における静止ヘツド
及び動作ヘツドの和の分布に対応するように
し、かつ格子開口面積率を約40〜90％としたこ
とにより、前記液が前記格子部材の上側窪み面
上に分配されたときは、前記選択された液流速
Ｌと、与えられた平均ガス速度との関係に応じ
た流動層が前記格子部材の窪み面上に形成され
るようにしたものである。さらに現有の容器に
おいて本発明の装置を用いようとする場合、及
び現有の構造が１個の格子の利用に不都合であ
るような場合には複数の格子モジユールを採用
することができる。これらモジユールの各々は
気流の速度圧プロフイールを近似した形式の格
子または格子対を含むように設計され、これに
よつてそれらの総和的効果を、実質上容器内に
単一の格子または格子対が懸垂支持された場合
と同様な効果に接近させることができる。

本発明の原理は種々の形式の気液接触装置に適
用できるものと理解すべきである。しかしながら
説明の便宜上、以下の記載においてはガススクラ
バー装置に組込まれたものとする。

第１図を参照すると、装置１０は汚染ガスを通
過させるためのハウジング部材１２を具備し、こ
のハウジング部材は入口１４及び１６を有するも
のとして示されている。これらの入口及び出口間
に洗浄容器１８または管路が配置されている。

容器にはさらにドレイン出口２０、再循環用液
接続口２２、及びシエブロンすなわちミストエリ
ミネータ２４が配置されるが、これらは本発明と
は基本的に無関係な要素である。

容器内には複数の格子部材２６〜３６が懸設さ
れている。これらは図示しないが適宜の手段、た
とえば円形リム片などにより、容器の側面から懸
架されている。これらの格子部材は基本的に気流
方向と直交するように配列されている。

この図において格子部材は対配列として示され
ているが、後述するところから明らかな通り、本
発明の原理は格子部材の単独配列においても同様
に適用される。

第１図から明らかな通り、格子部材２６〜３６
は浅い放物線形の輪郭を有する。その設計の特定
及び効果については以下に述べる通りである。

図示の実施例において各格子対の上方には洗浄
液を各格子対の上部格子における凹型側部上に分
配するための手段３８が配置されている。この分
配手段は洗浄液源に接続されたヘツダー４０，４
２及び４４を具備している。内側パイプ４６，４
８及び５０はそれぞれ５２，５４及び５６で示す
開放混合設計からなる複数の典型的な低圧（５―
10psig）ノズルに液を分配するものである。これ
らのノズルは容器の横幅を横切つた頂部格子部材
２６，３０及び３４の上面に液滴を落下させるも
のである。液注入法は本発明の性能にとつてそれ
ほど重要なものではなく、たとえばスプレー式、
自由流通式、接触式及び溢流式などの種々の液注
入手段を用いることができる。

ガスが導管、すなわちスクラバー容器を通過す
ると、速度圧プロフイールは浅い放物線を近似す
る形となる。この速度圧は容器の中央において最
大となり、側壁部においてほぼ０に減少する。

いずれか与えられた点における単位質量流量で
は（均質混合物であるものと仮定して）次のよう
になる。

M_X＝V_GXρ ここに M_X＝質量流量（1b／ft²／sec） V_GX＝点Ｘにおけるガス速度（ft／sec） ρ＝ガス密度（1b／ft³） したがつて単位質量流量は容器の中央において
最も大きくなる。

タワーガス速度が増大（10〜15ft／sec以上）
すればこの効果はより顕著なものとなる。容器中
央における質量流量は壁部における流量の数百倍
となる場合がある。

もし洗浄液が容器の直径を通じて均一にスプレ
ーされ、もしくは散布された場合、いずれかの点
Ｘにおける洗浄液とガス質量流量との比率はＬ／M_X となり、この場合、Ｌ＝液体速度（gps）であ
り、M_X＝点ｘにおける質量流量（1b／ft²／sec）
である。

これは一定の温度において作動するガススクラ
バーの吸収率が、汚染ガスに対して露出した洗浄
液の特定の品質に関連することを示している。

したがつて吸収、衝突または遮断率はスクラバ
ーの直径方向を通じて変化する。すなわち、これ
らの率は壁面と容器中央との間の点におけるより
も中央のほうが低くなるが、これは前記中間点の
ガス速度が中央より大きくなるからである（M_X
が大きくなればなるほどＬ／M_Xは低くなる）。

上記のことを補償するように、容器の直径を通
じて比例的にスプレーを行なつたとすれば性能は
より低下する。これは気液接触時間がガス速度の
より速い中央部においてより短かくなるからであ
る。スプレーは所期速度に重力の加速度が結合さ
れることに基づき、この状況はさらに促進され
る。

さらに中央領域において下部ほどスプレー液量
を増加し（向流型の場合）、または下部ほど液量
を少なくする場合（同方向流の場合）、分布及び
ガス混合問題が発生する。

しかしながら適当な形状の格子が容器側壁とそ
の格子との接点より十分低いところに近地点
（perigee）又は最低点を有するならば、その格子
の断面プロフイールは容器内を上昇する汚染ガス
の速度圧プロフイールに（鏡像において）近似し
たものとなり、吸収その他の率に対する速度圧の
効果はかなりの程度無視することができる。その
結果、この高い速度領域においてより多くの洗浄
液を提供し、さらに気流に対し中央領域でより大
きい抵抗を発生させることにより、側壁近傍のガ
ス賂を増大させることができる。したがつて容器
全体を有効に利用することができる。

格子は金属または非金属可撓性物質から形成す
ることができる。すなわちその材料は速度プロフ
イールに近似された形状としてプレス成形され、
これにより所望の格子を得ることができる。ま
た、所望の格子形状はそれに近似するよう形成さ
れた浅い円形メツシユまたは互いに接続された複
数の円形メツシユセグメントによつて得ることが
できる。非剛性材料からなる格子は、所望に応じ
て洗浄の便宜のために機械的に撓むことができ
る。格子部材については芯ビームまたは他の補強
部材を用いる必要はない。

格子の総開口面積は種々の条件を受け容れるよ
うに選択される。たとえば開口面積は使用する洗
浄液の量を維持する必要がある場合には小さくす
べきであり、これによつて格子部材の侵食及び摩
滅を減少し、もしくはその構造的強度（大きい容
器径間について）を増大させることができる。逆
に必要なエネルギー要求を制限すべき場合、また
は大量の洗浄液を採用する場合（ガス汚染濃度が
高い場合）、もしくは石灰石スラリーなどの固体
を高いパーセントで含む洗浄液の排出を容易にす
るため、さらには高密度汚染粒子が存在するよう
な場合には、より大きい開口面積を持つことが要
求される。概して総開口面積は50〜75％程度が普
通であるが、場合によつては85〜90％程度までの
きわめて大きい開口面積が用いられることもあ
る。しかしながらこのようにきわめて大きい開口
面積の場合、格子スクラバーの性能は通常のスプ
レータワーの性能に近いものとなり、スプレータ
ワー固有の問題を考慮しなければならなくなる。

格子形状の設定において、容器を横切るいずれ
かの点におけるその深さ寸法d_Xは次の式により与
えられる。

d_X＝P_VX＋HSL＋HDL （式１） ここにP_VX＝点ｘにおけるガスの速度圧 HSL＝洗浄液の静止ヘツド HDL＝洗浄液の動作ヘツド 注：これは代数和であり、成分の相対的な符号は
式が同方向流型及び向流型の両システムに適
用できるように定められるべきである。上向
きに作用する圧力を負とするならば、下向き
の圧力は正となる。

HSL及びHDLは容器を横切る相対的な定数で
ある。

可撓性格子であるから、その輪郭において実質
的な放物線（カテナリー型及び理想格子プロフイ
ールの近似型）が描かれるならば、計算は容器の
中央部における格子の深さdcのみの計算に単純
化される。

dc＝P_vc＋HSL＋HDL （式２） 次の常套的なピトー管式を用いて水のガス速度
圧を算定することができる。

ただし単位はin／secであり、ここにV_GAVGはガ
ス速度の平均値、Q_AVGは流量ft³／min、A_pは容
器断面積ft²、そしてρは実際の温度及び圧力条
件におけるキヤリアガス密度1ds／ft³である。流
量と容器面積を知つてPV_AVGを求めるには、 P_VAVG＝Q_AVG ²／Ao ρ²／1096.2 による。P_AVにおいて得られた値は標準的な手続
きにおいて中央部におけるガス圧P_vcに変換され
る。これは式３が中央部の圧力ではなく、平均ガ
ス速度圧を表わすが故に1.1を掛けることによつ
て得られる。したがつてP_vc＝1.1P_VAVG。洗浄液
の静止ヘツドHSLは次の式から決定される。

HSL＝Ｌ／ρl Ｒ／A_OG ここにＬは液流量（gal／min）、ρlは液密度、
（gal／ft³）Ao_Gは格子開口面積（ft²）、そしてＲ
は格子について実験的に定められた保持時間
（分）であり、典型的には最小0.1秒／60（分）、す
なわち0.0017分である。フイートにおけるヘツド
HSLは12を掛けることによりインチに変換され、
さらに2.54を掛けることによりセンチメートルに
変換される。

動作ヘツドHDLは小係数であり、それほど重
要ではない。それはスプレーノズルによつて格子
の近傍に適用されるならば洗浄液の速度圧とな
る。

もしカテナリー格子の近地点が正確にdcであ
るならば、液体とガスとの間にエネルギー平衡条
件が存在することになる。格子の頂部に導入され
た液体は停滞しくは流動するが、直ちには排出さ
れない。

しかしながら発明者が行なつた実験によれば、
洗浄液を支持する不平衡を発生させる必要が示さ
れている。これは成形された格子をさらに深くす
ることにより達せられる。この深さの増大とdtは
多くの因子によつて変化するものである。すなわ
ち、 汚染ガスが粒子物質を含んでいるか否か、 汚染ガス密度 洗浄液の粘度 タワーガス速度 格子部材その他の侵食、もしくは腐食の許容限
度 などである。

たとえばテスト結果は上に計算されたdcの値
を通じて５％（粒子―自由ガスの場合）から40％
（混入粒子の場合）まで変化し得ることを示して
いる。

単一の格子のまわりにおける液体と気体との接
触状態を描く略図は第２図に示されている。洗浄
液５８は上方から接触部に向かつて滴下してくる
ものとして示されている。すでに述べた通り、洗
浄液は種々の方法において格子６２の上面６０に
導入され得る。これは以下に述べる流動域の動作
に限るものではない。

流通ガスは速度圧プロフイール６４を有するも
のとして示されている。このガスがカテナリー型
格子６２に到達すると、格子上及びその下方に強
乱流域６６が形成される。さらに気液接触面６８
は格子の頂面上を通じて均一に分布形成される。

この接触面６８の上方において、洗浄液の落下
及びランダムに分散した汚染ガスとが効果的に相
互作用する流動域が形成される。これは本発明の
改良された吸収特性をもたらすものである。流動
域の高さは液サイズ及びガス速度の関数となるで
あろう。この流動域が高くなればなるほどガス吸
収及び粒子除去特性が増大する。妥当な窪み形状
を有する格子の場合、流動域の頂面７２は実質上
平担なものとして示される。比較的浅い窪み形状
によれば前記頂面の中心部は容器側面の近傍域よ
り高くなる。これは容器側壁に向かうガスの分散
が少なく、ガス洗浄効果が低いことを表わしてい
る。実際上ガスの流通はきわめて浅い窪み形状の
格子について生ずるものである。

洗浄液を支持するエネルギー不平衡のために、
流動域における液滴はしばしば収集され、格子に
おける一定の“動作時間”が過ぎた後、排出され
る。この排出は基本的には格子の中央部近傍にお
いて発生する。排出された液は放出、再生、及び
再使用のために下方の排液溜に集められる。流動
域における液滴の動作時間は種々の因子に従つて
変化するが、それは３〜４秒として実験的に定め
られている。

上記の効果は写真及び実験室試験、並びにフイ
ールドパイロツトテスト及び分析により検証され
た。

正確に形成された格子であるため、流通ガスの
速度圧プロフイールは比較的均一となり、中心か
らのガスは容器側壁に向かつて分散する。格子の
上方を流れる流体はこの運動に逆らつて通路７４
に沿つて側壁から中央に向かう。

一時汚染物が基本的にガス状であるような状況
においては、単一格子式のカテナリー格子スクラ
バーが効果的であることが判明した。

汚染物質としてSO₂を用い、洗浄液として石灰
石スラリーを用いたパイロツト試験において比較
可能な液体ガス比におけるベンチユリースクラバ
ーを通じてのSO₂の除去効率の顕著な改善が認め
られた。形成された格子によるSO₂除去は、15〜
25のＬ／Ｇ値（Ｇ＝cfmにおけるガス流量）を用
いて85〜92％であつた。ベンチユリースクラバー
は10〜30のＬ／Ｇ値において30〜55％のSO₂除去
を達することができた。同様の効率はタワースク
ラバーにおいても得られたが、Ｌ／Ｇ比が50〜
100というきわめて高い値の場合のみである。

第３図は実験的に導き出されたデータに従つて
Ｌ／Ｇをカテナリー型格子についてのガス速度に
対して作図したものである。この曲線の上方にお
ける領域７６は流動域７０を形成する受容れ可能
な起こり得るガス速度についての種々のＬ／Ｇ比
を反映している。曲線の下方の領域７８において
は流動は生じない。本発明に従つた汚染物質除去
効率及び与えられたガス速度においてＬ／Ｇ比は
領域７６においてシステム動作が行なわれるよう
に選択される。

第４図は種々のガス速度及び液―対―ガス比に
おける単一格子型カテナリースクラバーについて
の種々の圧力降下を示すものである。

これらのパイロツトテストはカテナリースクラ
バーにおけるガス速度を、典型的なスプレー塔ス
クラバーにおける速度より早くできることを示し
ている。20ft／secまでの対面速度が不規則性を
伴なわずに形成された。これより上方のグラフは
作図されていないが、単一格子により、25fpsま
での対面速度を達成することができる。より高い
ガス速度はより小型でかつ経済的な触触塔の形成
を可能にするものであり、したがつて経済的な投
資を制限し、かつ動作スペースを縮小することが
できる。

25ft／sec以上の液流量パターンは不連続とな
る。この場合、乱流状態にある流動洗浄液は破壊
される。したがつて第４図の圧力降下曲線は破線
で示すように不連続となる。カテナリー型におけ
る最適ガス速度（サイズのＬ／Ｇ比における最良
の流動状態に基づく）はタワースクラバーにおけ
る８〜12ft／secに比較して約16ft／secとなると
ともに、好ましい気液接触状態はこれらの条件下
において得られるものである。

ウエツトオペレーシヨンにおけるより低い圧力
降下は、ドライオペレーシヨンにおける場合と同
様、緊急状態において容器を直通する一時的バイ
パス路の形成を許容するものである。ドライ損失
は典型的には0.2〜0.4水／格子程度である。

粒子除去領域において（＋１ミクロン）単一の
格子は約65％の効率を有することが見出された。
本発明はその基本原理の延長として、第１の格子
から所定の最大距離以内の間隔でこれに平行した
第２の格子を配置することを含むものである。第
５図は粒子除去能力を高めることができた格子対
を示すものである。

ここに上部格子８０は下部格子８２と同様の形
状であつて、経験的に定められた距離８４だけ下
部格子の上方に位置している。理論上、２本の格
子間隔の最小値は設定されないが、１本の格子を
他方の格子上に物理的に接触させた場合にはシス
テム性能は単一格子の場合と同じになることは明
らかである。

２本の格子間の最大距離８２はガス密度及び格
子開口面積を含む種々の変数の関数となるであろ
う。たとえばガス対面速度30ft／sec（格子対によ
つて、より高速となることが可能である）、格子
開口面積60％そしてガス密度0.075 1bs／ft³でパ
イロツトテストを行なつた結果、約６インチの最
大間隔が決定された。

概して３〜６インチの間隔は改善された性能を
もたらすものである。一般に、ガス密度または速
度が減少するとき、格子間隔を減少させる。また
格子開口面積が減少すると間隔は増大する。

間隔を制御する基本的な帰結は、格子間領域８
６において乱流域が形成されることである。格子
間隔が大き過ぎる場合、流通ガスは速度圧プロフ
イールを再確立してそれを下部格子に到達するも
のとして示現させることができる。

下部格子はエネルギー消散器として作用するこ
とができる。領域８６におけるガスの不規則的な
運動と、低下したエネルギーレベルは上部格子の
直上における乱流域の存在可能性を、単一格子配
列の場合と同様、最小化するものである。その結
果、スクラバー格子は上部格子面上にフイルムを
形成し、運動は再び通路８８に沿つて容器の中央
に向かうことになる。

格子面上の右側における洗浄及びフイルムによ
り格子除去能力が高められる。パイロツトテスト
によれば20格子、すなわち格子対配列により＋１
ミクロンの粒子物質を99.7％除去することができ
た。これは格子対を横切つて約1.9インチW.C.の
全圧力降下におけるものである。これはベンチユ
リースクラバーと比較してサイクロニツクスクラ
バーにおいて８〜10インチW.C.の圧力降下を要
求するものである。

再び上部格子の直上に注目すると、この部分の
容積内には流動域９０が形成される。同一のパラ
メータ条件及び格子設計のすべてに対し、流動域
９０の上面９２は実質上単一格子の場合と同様、
上部格子の上方から等距離の位置にある。この流
動域は単位体積当たりの洗浄液量が制御された高
密度値となり、これによつて液―粒子相互作用を
高め、洗浄液の増大表面領域を通じたガス吸収特
性を向上させるものである。

ガスは再び側壁に向かい、液体は容器の中央に
向かつて移動する。液は上部格子を通じて乱流域
８６に浸入し、かつ排出され、ここでガスと洗浄
剤との間でさらなる反応が生ずる。最終的に液体
は下部格子８２に浸入して容器の底部に落下し、
そこから処理されて再循環される。

実施例の設計は、流量伸縮性、すなわち最大許
容ガス流量―対―最小ガス流量の比率を３〜１と
いうきわめて高い値にするものである。

本発明は単一格子の単配列または複数の配列と
し、あるいは１または複数の格子対とし、さらに
は単格子及び格子対の混合配列として用いること
ができ、これにより所望のガスもしくは粒子吸収
能を得ることができる。

格子設計はガス速度プロフイールに洗浄液の静
的及び動的ヘツドを加味したものの鏡像を反映し
たものであるが、それはこの設計（カテナリーな
ど）を近似し、かつ本発明の教示を採用した格子
形状が改良された吸収及び粒子除去の度合を意図
的に種々に変化し得るものと理解すべきである。

さらに実施例は本発明の原理を向流方式に適用
したものであることに留意すべきである。設計は
また、同方向スクラバーに対しても適用される。
後者の場合、ガス流及び洗浄液は格子の窪み側面
に加えられる。典型的にはこのような適用におい
て格子が小さい開口面積を有することになる。

さらに液体とガスとが同方向であれば、格子は
より浅い窪み型にすることができる。

実施例の設計は液体乱流域を形成することによ
り自洗浄効果を高め、固形物をたい積させるとい
う利益を有する。

また、本発明の原理を用いて現有のシステムを
改善することに関し、多くの場合には容易、かつ
比較的廉価にこれを行なうことができる。すなわ
ち、格子を装備するにあたつて特別の工具、固定
具、または補強材等を要しないからである。実際
に、設計は通常の吸収装置より小さい空間しか必
要としない。

しかしながら、他の現有のシステムにおいては
これを改善しようとして前述した格子配列を用い
ることは却つて実際的でない場合がある。すなわ
ち一定の適用概念においては、改良された接触タ
ワーにおける好ましい性能をもたらす本発明の理
論的概念を採用することが可能であり、この場合
には十分な経済性を伴なうものである。

第６〜１０図は本発明の原理を採用した格子モ
ジユールを示すものである。第６図及び７図は典
型的な装備におけるセグメントを示すものであ
る。モジユール１００などのような複数の円筒形
モジユールはプレート１０２上に支持される。こ
のプレート１０２は、これを容器側壁またはプレ
ート懸架支持構造に保持させるための取付けフラ
ンジ１０４を有する。

各モジユールは本発明に従つて適当な材料から
形成されたハウジング１０５を有する。ハウジン
グは典型的には長さ２フイート以下で直径が容器
中のガス流量（cfm）、Ｇ及び容器直径に応じて、
たとえば６インチ、８インチ、12インチ、18イン
チ、20インチ、24インチというぐあいに変化させ
られたものである。一般に与えられた容器内にお
けるハウジングは均一な長さ及び直径を有する。

各モジユールにおけるガス流の速度プロフイー
ルは、このように変形されない容器（すなわちモ
ジユール盤を用いない容器）における既知のガス
速度から経験的に決定される。一般に各モジユー
ルにおけるガス流量は変形されない容器中のガス
流量を使用したモジユール数で割つた値となる。

個々のハウジングにおける格子構造の設計は、
容器内格子構造について前述した設計基準に従い
各モジユールでの液体及び気体の特性に基づいて
決定される。

第８図（モジユールには単一格子構造を採用す
ることもできるが、ここではモジユール単位にお
いて２個の格子構造を示している）は格子の窪み
面上に溶媒体を導入する一態様を示している。液
１０８はモジユールを支持したプレート１１０上
に分配される。この液はハウジングの頂部１１２
に達し、ここからモジユール内に溢流して上部格
子構造１１４の窪み面に向かう。ここに入つてく
るガス流１１６は格子構造上の液媒体と相互作用
し、これによつて生じた流動域１１７は両者間に
おける所望の物質移動反応をもたらす。格子上の
ハウジング壁の高さは、流動域の高さを受容する
に十分なものとする。格子上に流下した液の流速
は液がプレート１１０上に分配される速度の関数
であり、少なくともモジユール内のガス速度にお
いて、格子の窪み面上に制御された流動域を形成
し得る速度でなければならない。これはやはりす
でに述べた設計基準に従うものである。流動域に
おける液滴はガス媒体との相互作用を経た後、合
体して格子を通り抜け、容器底部に排出され、そ
こで再生処理され、かつ再使用に供される。

第９図は液媒体を格子構造上に導入するために
さらに別の方法を用いた実施例を示すものであ
る。ここにプレート１１８上に位置する液は１２
２及び１２４で示すような開口を通つてモジユー
ル（たとえば１２０）に流入する。プレート上の
液の高さは開口より上位にあり、したがつて液体
シールを形成する。これは液流入点を通るガスバ
イパス流の形成を阻止するものである。開口は、
やはり格子上への十分な液流量が格子対の上方に
おいて制御された流動域を形成するように設計さ
れている。

前述した格子モジユールの変形例は円筒ハウジ
ング内における単一格子または格子対（もしくは
多格子または多格子対）からなるものである。ハ
ウジング形状としては正方形または類似の形状を
採用することもできる。

格子構造上に液媒体を分配する他の態様もま
た、前述のことから自明に採用されるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を採用した気液接触装置
またはガス洗浄装置を部分的に破断して示す正面
図、第２図は流通ガスの速度プロフイール及び格
子部材の設計との関係を示す略図、第３図は種々
のガス速度において装置内に流動条件を生成する
に必要な液体ガス比を反映した実験データに基づ
くグラフ、第４図は種々のガス速度における液対
ガス比との水の圧力降下を示す実験データに基づ
いたグラフ、第５図は本発明の原理に従つて設計
され、かつ配置された格子対のまわりにおける気
液活動状態を示す略図、第６図は本発明の格子モ
ジユール構造の一例を示す平面図、第７図は第６
図に示した格子モジユールの斜視図、第８図は第
６図の８―８線に沿つて取られた側断面図、第９
図は格子構造上に液を分配するための別の方法を
含む第２の実施例の格子モジユール構造の部分断
面を含む正面図である。 １０……気液接触装置、１２……ハウジング部
材、１４……入口、１６……出口、１８……スク
ラバー容器、２０……ドレイン出口、２２……液
接続部、２４……ミストエリミネータ、２６〜３
６，６２……格子部材、３８……液分配手段、４
０，４２，４４……ヘツダ、４６，４８，５０…
…パイプ、８０……上部格子、８２……下部格
子、１００……格子モジユール、１０５……ハウ
ジング部材、１１４……格子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入口及び出口並びに前記入口及び出口を接続
   する導管路を具備したハウジング部材において、 (a) 実質上水平面内に位置する全周が前記導管路
   の内壁面に接し懸架され、全体としてガス流通
   方向に直交するように自由懸垂配置された少な
   くとも１個の可撓性格子部材、及び (b) 前記格子部材上に選択的な流速Ｌにおいて液
   を分配するための手段を備え、 (c) 前記全周を含む水平面からの前記格子部材の
   垂下距離プロフイールをその平面座標内におけ
   る前記接続用導管路内のガス流の所定の理論速
   度圧と、前記分配された液における静止ヘツド
   及び動作ヘツドの和の分布に対応するように
   し、かつ格子開口面積率を約40〜90％としたこ
   とにより、前記液が前記格子部材の上側窪み面
   上に分配されたときは、前記選択された液流速
   Ｌと、与えられた平均ガス速度との関係に応じ
   た流動層が前記格子部材の窪み面上に形成され
   るようにしたことを特徴とする気液接触装置。 ２ 入口及び出口と前記入口及び出口間を接続す
   る導管路とを有する主ハウジング部材を含む気液
   接触装置において、 (a) 少くとも１群のモジユールであつて、各モジ
   ユールが (i) それ自体の入口及び出口を有するモジユー
   ルハウジング部材と、 (ii) 実質上水平面内に位置する全周が前記モジ
   ユールハウジングの内壁面に接して懸架され
   た少なくとも１個の自由懸垂型―可撓性格子
   部材と を具備したものからなる１群の前記モジユール
   と、 (b) 前記モジユール群を、前記導管路を通るガス
   流に直交した一面内において各入口及び出口間
   のモジユール流路を互いにを平行させた状態で
   実質上均等に配列して前記導管路内に取り付け
   ることにより、各モジユールの前記格子部材が
   前記ガス流方向に直交し、さらに各モジユール
   を通るガス流量が前記導管路を通るガス流量を
   前記モジユール群を構成するモジユール数によ
   つて割つた値にほぼ等しくなるようにするため
   の手段と、 (c) 各モジユールの前記格子部材上に、選択され
   た液流量で液を分配する手段とを備え、 (d) 各モジユールの前記格子部材の、前記全周を
   含む水平面からの垂下距離プロフイールを前記
   モジユールのおのおのにおけるガス流の所定の
   理論速度圧プロフイールと前記分配された液の
   静止ヘツド及び動作ヘツドとの和に理論上等し
   くなるようにし、かつ各モジユールの格子開口
   面積率を40〜90％としたことにより、 前記液が前記格子部材の各々における上側窪
   み面上に分配されたときは、前記選択された液
   流量を各モジユールにおける与えられるた平均
   ガス速度との関係に応じた流動層が、前記格子
   部材の各々における窪み上に形成されるように
   した ことを特徴とする気液接触装置。 ３ 前記格子部材が前記ガス流の理論速度圧と、
   前記液の静止ヘツド及び動作ヘツドとの和によつ
   て定まる垂下距離プロフイールに加えて余分の深
   さを有することにより、分配された液のエネルギ
   ーレベルと流通ガスのエネルギーレベルとの間に
   前記液分配を支持するエネルギー不平衡を生じさ
   せ、これによつて液を前記流動層から前記格子部
   材を通じて排出させるようにしたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の装置。 ４ 前記格子部材がカテナリー型であつて、dc
   ＝Pvc＋HSL＋HDL＋ｄ＋により決定された近
   地点深さdcを有し、この場合において、Pvcが前
   記近地点のガス速度圧であり、HSLが分配され
   た液の静止ヘツドであり、HDLが動作ヘツドで
   あり、さらにｄ＋が液分配を支持するエネルギー
   不平衡を生じさせるための余分の深さであること
   を特徴とする特許請求の範囲第３項記載の装置。 ５ 前記導管路内に少なくとも一対の格子部材を
   懸設し、各対中の格子部材が互いに所定距離だけ
   隔つて配置されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第３項記載の装置。 ６ 前記格子部材を可撓性材料から形成し、その
   格子部材の撓みによりたい積された物質を移動さ
   せることができるようにしたことを特徴とする特
   許請求の範囲第３項記載の装置。 ７ 格子開口面積が50〜85％の範囲内にあること
   を特徴とする特許請求の範囲第３項記載の装置。 ８ 格子開口面積が50〜75％の範囲内にあること
   を特徴とする特許請求の範囲第７項記載の装置。 ９ 余分の深さが５〜40％の範囲内にあることを
   特徴とする特許請求の範囲第３項記載の装置。 １０ 前記格子部材が前記ガス流の理論速度圧
   と、前記液の静止ヘツド及び動作ヘツドとの和に
   よつて定まる垂下距離プロフイールに加えて余分
   の深さを有することにより、分配された液のエネ
   ルギーレベルと流通ガスのエネルギーレベルとの
   間に前記液分配を支持するエネルギー不平衡を生
   じさせ、これによつて液を前記流動層から前記格
   子部材を通じて排出させるようにしたことを特徴
   とする特許請求の範囲第２記載の装置。 １１ 前記格子部材がカテナリー型であつて、
   dc＝Pvc＋HSL＋HDL＋ｄ＋により決定された
   近地点深さdcを有し、この場合において、Pvcが
   前記近地点のガス速度圧であり、HSLが分配さ
   れた液の静止ヘツドであり、HDLが動作ヘツド
   であり、さらにｄ＋が液分配を支持するエネルギ
   ー不平衡を生じさせるための余分の深さであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１０項記載の装
   置。 １２ 前記モジユールハウジング部材内に少なく
   とも一対の格子部材を懸設し、各対中の格子部材
   が互いに所定距離だけ隔つて配置されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１０項記載の装
   置。 １３ 前記格子部材を可撓性材料から形成し、そ
   の格子部材の撓みによりたい積された物質を移動
   させることができるようにしたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１０項記載の装置。 １４ 格子開口面積が50〜85％の範囲内にあるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１０項記載の装
   置。 １５ 格子開口面積が50〜75％の範囲内にあるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１４項記載の装
   置。 １６ 余分の深さが５〜40％の範囲内にあること
   を特徴とする特許請求の範囲第１０項記載の装
   置。