KR101859514B1 - 분산판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기체와 액체를 효과적으로 접촉시키기 위한 분산판에 관한 것으로, 상향의 기체와 하향의 액체가 만나 반응하는 반응탑에 사용되는 분산판에 있어서, 상기 하향의 액체가 저장되는 저수부(110)와; 상기 저수부(110)에 설치되며 속이 빈 기둥형 액체 하강부(120)와; 상기 저수부(110) 이외의 영역에 설치되며 상기 상향의 기체가 유입될 수 있는 구멍을 갖는 기체 상승부(130)와; 상기 저수부(110)와 상기 반응탑을 연결하는 연결부재(140)를 포함하고, 상기 액체 하강부(120)에서 소정 높이에 상기 하향의 액체가 유출될 수 있는 제1구멍(121)이 형성되고, 상기 액체 하강부(120)에서 상기 제1구멍(121)보다 더 높은 위치에 상기 제1구멍(121)보다 큰 직경을 갖는 제2구멍(122)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

분산판{Distribution plate}

본 발명은 기체와 액체를 효과적으로 접촉시키기 위한 분산판에 관한 것이다.

화학공정에서 비등점이 다른 혼합물을 분리할 목적으로 사용하는 증류탑은 기체와 액체의 접촉장치로 충진탑(packed tower)과 다단탑(tray tower)으로 분류할 수 있으며, 이와 같은 분류는 기체와 액체를 접촉시키기 위해 탑 내부에 설치되는 구조물의 형태에 따른다.

다단탑은 탑 내에 여러 개의 트레이(tray)를 설치하여 하단에서 상승하는 기체와 상단에서 하강하는 액체가 트레이에서 서로 접촉하여 열 및 물질 전달이 진행된다.

충진탑은 탑 내에 충진물을 가득 채워 탑 상부에서 액체가 충진물 표면을 따라서 고르게 흘러내리면서 하부에서 충진물과 충진물 사이의 공간을 통해 상승하는 기체와 연속적으로 접촉하면서 열 및 물질 전달이 이루어진다.

한편 충진물을 사용하여 체류시간과 접촉면적을 증가시켜 기체와 액체 사이의 물질 전달의 효율을 높이고 있지만 충진물을 사용하더라도 흡수액의 편류가 발생할 수 있으며, 관 내에서 편류가 발생하면 액체와 가스의 접촉 면적이 저하되어 효율이 저하된다.

이와 관련하여 종래에는 다공성의 분산판을 이용하여 기체와 액체를 접촉시키게 되나, 이러한 분산판은 경사지게 설치되는 경우에 분산판 설치에도 불구하고 여전히 편류가 발생하는 문제점이 있다. 또한 편류를 막기 위하여 액체의 하강을 위한 구멍을 작게 설정하는 경우에는 압력 강하가 발생하는 문제점이 있다.

공개특허공보 제10-2004-0000149호(공개일자: 2004.01.03)

본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 설치 각도에 상관없이 편류의 발생을 방지하고 압력 강하가 발생하지 않으면서 기체와 액체의 접촉효율을 높일 수 있는 분산판을 제공하고자 하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 분산판은, 상향의 기체와 하향의 액체가 만나 반응하는 반응탑에 사용되는 분산판에 있어서, 상기 하향의 액체가 저장되는 저수부와; 상기 저수부에 설치되며 속이 빈 기둥형 액체 하강부와; 상기 저수부 이외의 영역에 설치되며 상기 상향의 기체가 유입될 수 있는 구멍을 갖는 기체 상승부와; 상기 저수부와 상기 반응탑을 연결하는 연결부재를 포함하고, 상기 액체 하강부에서 소정 높이에 상기 하향의 액체가 유출될 수 있는 제1구멍이 형성되고, 상기 액체 하강부에서 상기 제1구멍보다 더 높은 위치에 상기 제1구멍보다 큰 직경을 갖는 제2구멍이 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제2구멍은 저수부의 높이보다 낮은 위치에 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제1구멍은 상기 액체 하강부의 측면에 설치되고, 상기 제2구멍은 상기 액체 하강부의 단면에 설치되는 것을 특징으로 하는 분산판.

바람직하게는, 상기 저수부는 복수의 단위 저수부를 포함하고, 상기 단위 저수부는 상면이 개방된 직육면체 형태인 것을 특징으로 한다.

보다 바람직하게는, 상기 단위 저수부는 다른 단위 저수부와 평행하게 이격되어 있는 것을 특징으로 한다.

보다 바람직하게는, 상기 복수의 단위 저수부는 연통부에 의해 서로 연통되어 있는 것을 특징으로 하며, 더욱 바람직하게는, 상기 복수의 단위 저수부 중에서 중앙에 위치한 단위 저수부와 연통부의 양 단부는 상기 연결부재와 결합되어 있는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 단위 저수부에 상기 액체 하강부가 복수개 설치되는 것을 특징으로 하며, 보다 바람직하게는, 상기 복수개의 액체 하강부는 동일 간격으로 이격되어 있는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 기체 상승부는 상기 단위 저수부의 사이에 위치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 분산판은, 액체가 하향 유출되는 구멍이 형성된 액체 하강부가 구비되어 액체가 저장되는 저수부와, 저수부 이외의 영역에 설치된 기체 상승부를 포함하여, 압력 강하가 발생하지 않으면서도 기체와 액체의 접촉효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 상부가 개방된 직육면체 형태의 단위 저수부가 복수개로 구성되고 복수의 단위 저수부가 서로 연통된 구조를 갖는 저수부를 포함함으로써, 경사를 갖고 설치가 되더라도 각 단위 저수부에 액체가 분산되어 저장이 가능하여 편류 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 분산판의 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 분산판의 횡단면 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 분산판의 평면도.

본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 분산판의 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 분산판의 횡단면 구성도이다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 분산판은, 상향의 기체와 하향의 액체가 만나 반응하는 반응탑에 사용되는 분산판에 관한 것으로, 하향의 액체가 저장되는 저수부(110)와; 저수부(110)에 설치되며 속이 빈 기둥형 액체 하강부(120)와; 저수부(110) 이외의 영역에 설치되며 상기 상향의 기체가 유입될 수 있는 구멍을 갖는 기체 상승부(130)와; 상기 저수부(110)와 상기 반응탑을 연결하는 연결부재(140)를 포함한다.

저수부(110)는 상부가 개방된 직육면체 형태를 기본 단위로 하며, 복수의 단위 저수부로 구성되며, 바람직하게는, 각 단위 저수부는 서로 연통된 구조를 갖는다.

액체 하강부(120)는 하향의 액체가 유출될 수 있는 제1구멍(121)이 소정 높이에 관통 형성되며, 제1구멍(121) 보다 더 높은 위치에 제1구멍(121)보다 큰 직경을 갖는 제2구멍(122)이 형성된다.

제1구멍(121)은 적절한 사이즈(수 mm) 범위에서 결정될 수 있으며, 제1구멍(121)을 통해 유출되는 액체의 량은 과하지 않게 배출이 이루어져 액체 하강부(120)의 내측 벽면을 따라서 아래로 이동이 이루어지며, 이때 액체 하강부(120)를 통해 상향으로 유입되는 기체와 접촉이 이루어져 열 및 물질 전달이 이루어질 수 있다.

바람직하게는, 제1구멍(121)은 액체 하강부(120)의 측면에 형성되고, 제2구멍(122)은 액체 하강부(120)의 상측 단면에서 상부로 개방된 개구부에 의해 제공된다.

제2구멍(122)은 저수부(110) 보다 일정 높이(h) 아래에 위치하게 되며, 따라서 저수부(110)에 액체가 제2구멍(122) 높이까지 채워지는 경우에는 제1구멍(121)만으로 배출되었던 액체가 제2구멍(122)으로 오버플로우되어 하향 배출이 이루어진다.

도면부호 123은 액체 하강부(120)의 최하단에 관통 형성된 제3구멍이며, 따라서 저수부(110)에 채워진 물은 제3구멍(123)을 통해 항시 일정 유량만큼 배출이 이루어질 수 있다.

도시되지 않았으나, 액체 하강부는 서로 다른 높이에 복수 개의 구멍이 추가로 형성될 수 있으며, 해당 구멍 높이까지 액체가 저수부에 채워지는 경우에는 그 구멍을 통해 액체의 배출이 이루어져 저수부(110)에 채워지는 유량의 증가에 따라서 액체 하강부(120)의 구멍을 통해 더 많은 량의 액체가 하향 유출된다.

기체 상승부(130)는 저수부(110) 이외의 영역에 관통 형성된 구멍이며, 상향 이동하는 기체의 상당량은 기체 상승부(130)를 통해 액체와의 접촉 없이 상향 이동이 이루어져 압력 강하가 발생되는 것을 방지한다.

도 3은 본 발명에 따른 분산판의 평면도이다.

도 3을 참고하면, 저수부(110)는 상부가 개방된 직육면체 형태를 기본 단위로 하는 복수의 단위 저수부(111)로 구성될 수 있으며, 바람직하게는, 각 단위 저수부(111)는 인접한 단위 저수부와 연통부(112)에 의해 서로 연통된다.

본 실시예에서 단위 저수부(111)는 다른 단위 저수부와 평행하게 이격되어 연통부(112)에 의해 연통되며, 단위 저수부(111) 중에서 중앙에 위치하는 단위 저수부(111a)와 연통부(112)는 연결부재(140)와 결합된다. 본 실시예에서 저수부(110)는 5개의 단위 저수부가 나란하게 마련됨을 보여주고 있다.

본 실시예에서 연결부재(140)는 고리 형상의 플레이트로서, 저수부(110) 중의 중앙에 위치하는 단위 저수부(111a)와, 이와 수직하게 마련되는 연통부(112)는 연결부재(140)와 용접 등에 의해 결합될 수 있다.

본 실시예에서 이격되어 배치된 단위 저수부(111) 사이는 빈 공간으로서 상향의 기체가 지나는 기체 상승부(130)로 기능한다.

각 단위 저수부(111)에는 복수의 액체 하강부(120)가 마련되며, 바람직하게는, 복수 개의 액체 하강부(120)는 동일 간격으로 이격되어 배치될 수 있으며, 따라서 동일 간격으로 배치된 각 액체 하강부(120)를 통하여 액체의 하방 유출이 이루어져 전체적으로 분산판 전체에서 균일하게 액체의 하방 유출이 이루어질 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

110 : 저수부 111 : 단위 저수부
112 : 연통부 120 : 액체 하강부
121 : 제1구멍 122 : 제2구멍
130 : 기체 상승부 140 : 연결부재

Claims (10)

1. 상향의 기체와 하향의 액체가 만나 반응하는 반응탑에 사용되는 분산판에 있어서,
   복수의 단위 저수부를 포함하고, 상기 단위 저수부는 상면이 개방된 직육면체 형태로서 상기 단위 저수부는 연통부에 의해 서로 연통되어 하향의 액체가 저장되는 저수부와;
   상기 저수부 바닥에 연직 설치되되, 적어도 하측 단부가 상기 저수부의 바닥면을 관통하여 돌출되게 구비되는 속이 빈 기둥형 액체 하강부와;
   상기 저수부 이외의 영역 중에 상기 단위 저수부의 사이에 설치되며, 상향의 기체가 유입될 수 있는 구멍을 갖는 기체 상승부와;
   상기 저수부와 상기 반응탑을 연결하는 연결부재를 포함하며,
   상기 액체 하강부는,
   소정 높이의 측면에 상기 하향의 액체가 유출될 수 있도록 형성된 제1구멍과, 상기 저수부의 높이보다 낮은 위치에서 상측단에 상기 제1구멍보다 큰 직경을 갖고 상부로 개방된 개구부에 의해 제공되어 하향의 액체가 유출될 수 있는 제2구멍과, 상기 저수부의 바닥면과 같은 높이에 관통 형성되어 항시 일정 유량의 액체 배출이 이루어지는 제3구멍을 포함하는 분산판.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 단위 저수부는 다른 단위 저수부와 평행하게 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 분산판.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 단위 저수부 중에서 중앙에 위치한 단위 저수부와 연통부의 양 단부는 상기 연결부재와 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 분산판.
8. 제1항에 있어서,
   상기 단위 저수부에 상기 액체 하강부가 복수개 설치되는 것을 특징으로 하는 분산판.
9. 제8항에 있어서,
   상기 복수개의 액체 하강부는 동일 간격으로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 분산판.
10. 삭제

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