KR20120071329A - 작은 액체 로드를 위한 질량 전달 방법, 구조화된 패킹 및 질량 전달 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 질량 전달 방법은 제 1 유체와 제 2 유체를 질량 전달 장치 안으로 전달하는 단계를 포함하며, 이 질량 전달 장치는 헤드 영역, 베이스 영역 및 질량 전달 영역을 갖는 용기를 포함하며, 제 1 유체는 적어도 상기 질량 전달 영역에서 제 2 유체와 접촉하게 되며, 질량 전달 영역은 헤드 영역과 베이스 영역 사이에 배치되고, 또한 질량 전달 영역은 구조화된 패킹을 포함하고, 이 패킹은 비금속 재료의 섬유 가닥을 포함하는 직물로 된 다수의 이웃하는 층들을 포함한다. 질량 전달 장치는 최대 3 m3/m2/h 의 유체 로드(load)에서 작동한다. 구조화된 패킹의 직물은 씨실로 형성되는 비금속 재료의 섬유 가닥을 포함하며, 씨실은 적어도 100 g/1000 m 의 실 번수를 가지며, 또한 씨실은 적어도 20 실/25.4 mm 를 포함한다.

Description

작은 액체 로드를 위한 질량 전달 방법, 구조화된 패킹 및 질량 전달 장치{METHOD OF MASS TRANSFER, STRUCTURED PACKING AND MASS TRANSFER APPARATUS FOR A SMALL LIQUID LOAD}
본 발명은 작은 액체 로드(load)를 위한 질량 전달 방법, 이 질량 전달 방법에 사용되는 구조화된 패킹 및 상기 구조화된 패킹을 갖는 질량 전달 장치에 관한 것이다. 특히, 본 질량 전달 장치는 흡수 장치 또는 증류 칼럼으로 설계될 수 있다.
구조화된 패킹은 예컨대 증류 칼럼이나 흡수 칼럼과 같은 질량 전달 장치에서 설치물로서 사용된다. 이 패킹은 특히 액체 로드가 낮고/낮거나 액체의 표면 장력이 높은 경우에 가스와 액체 사이의 질량을 전달을 개선하는 역할을 한다. 구조화된 패킹은 일반적으로, 미리 정해진 규칙적인 배열로 배치되는 얇은 벽의 요소로 구성되며, 이러한 요소에는 유체가 적하물 또는 막으로 존재한다. 이들 얇은 벽의 요소는 가스가 이 요소를 관류할 수 있도록 질량 전달 장치에 배치된다. 가스는 질량 전달 장치를 관류하면서, 얇은 벽의 요소의 표면에 있는 액체와 접촉하게 된다. 이 접촉 동안에, 가스에 풍부한 성분들이 액체에 전달되거나 또는 그 반대 방향으로도 전달될 수 있는데, 이는 질량 전달이 일어날 수 있음을 의미한다.
단위 시간당 질량 전달의 양은 가스의 액체의 경계면에 비례한다. 패킹에 있어서 액체에 젖는 표면의 비율이 클 수록, 상기 경계면도 더 커지게 된다.
질량 전달 방법, 즉 증류법 또는 흡수법의 경우, 구조화된 패킹을 사용해서 두 유체 간에 가능한 한 넓은 질량 전달 표면을 발생시킨다. 이를 위해, 액체인 한 유체가 패킹 표면 상으로 직접 흐르고 가스인 다른 유체는 대향류 방식으로 패킹 통로(얇은 벽의 요소로 형성됨) 안에서 흐르게 된다. 이들 두 유체는 서로 직접 접촉하고 그들의 상(phase) 경계면에서 에너지 및/또는 질량을 서로 교환 및/또는 전달하게 된다. 이러한 이유로, 이상적인 질량 전달 및/또는 에너지 교환을 위해서는, 가능한 한 넓은 상 경계면을 형성하는데 이용가능한 패킹 표면 전체에 액체가 존재하는 것이 필요하다.
그러나, 정확히는 이러한 필요성은 예컨대 액체 로드가 낮은 경우에는 항상 만족되는 것은 아니다. 낮은 액체 로드가 의미하는 바는, 너무 많은 액체가 질량 전달 장치를 통해 안내되어 최선의 경우에는 구조화된 패킹의 패킹 표면이 막으로 젖는다는 것이다(이는 패킹의 전체 패킹 표면이 상 경계면을 형성함을 의미한다). 칼럼의 단위 표면적 당 액체 유량을 액체 로드 L 이라고 한다. 특히, 액체가 높은 표면 장력을 가져 젖음성이 불량하고 액체 로드가 매우 작은 경우에(예컨대, 물 같은 시스템), 패킹 표면의 단지 작은 일 부분만 액체로 젖게 되고 이렇게 해서 에너지 전달 및 질량 전달을 위한 상 경계면이 급격히 감소되는 일이 생긴다.
양호한 젖음성은 횡 통로 구조를 갖는 주름형 직물층을 갖는 구조화된 패킹으로 얻어진다. 이러한 횡 통로 구조는 예컨대 DE 1442714 에 기재되어 있다.
GB 451014 에 따르면, 섬유간의 거리가 매우 작아서 모세관성이 높고 그리 하여 젖음성이 매우 양호한 섬유 재료를 갖는 직물이 특히 유리한 것으로 밝혀졌다. 이러한 섬유 재료는 예컨대 EP 531255 A1 에 따르면 유리나 현무암으로 구성될 수 있다. 섬유 재료로 만들어진 구조화된 패킹의 기계적인 안정성을 보장하기 위해, 섬유는 DE 1442714 또는 DE 2434082 에서 보는 바와 같이 강선이나 플라스틱 선과 같은 다른 재료로 함께 웨브되거나, 또한 DE 1769739 에서 보는 바와 같이 대응하는 프레임 구조 상에 걸쳐진다.
직물 패킹은 물 같은 시스템에서도 유리하게 사용된다. 예컨대, 물 같은 시스템을 증류하기 위한 것으로 순수한 금속 직물로 만들어진 다수의 패킹이 EP 2119713 A1 에 언급되어 있다. US 7411098 에는 물 증류를 위한 작은 직물 패킹도 제공되어 있다.
EP-A-1477224 에는 낮은 비 유체 로드에서 작용하는 금속 직물로 만들어진 횡 통로 패킹이 알려져 있다. 비 유체 로드는 패킹의 비표면적 a 에 대한 유체 로드 L 의 비로 결정된다. EP-A-1477224 에 따르면, L/a 비는 최대값 10 l/mh 미만이다. 비 표면적 a 은 패킹이 차지하는 부피에 대한 패킹의 표면적의 비로 정의된다. 상기 L/a 비는 또한 가장자리 로드(edge load)라고 한다. 보통 가장자리 로드가 크면 패킹 표면의 젖음성이 양호하게 되는데, 이는 특정량의 액체가 패킹의 표면의 작은 영역에 있기 때문이다. 그러나, 유체 로드가 동일하고 패킹의 표면적이 훨씬 더 큰 경우 가장자리 로드는 작게 되는데, 보통의 경우 이렇게 되면 패킹의 표면의 젖음성이 상당히 악화된다.
그러나, 금속 직물로 만들어진 이러한 패킹은 패킹 표면에 좁은 밴드 형태의 막을 형성하는 것으로 나타났는데, 이는 유체 로드가 작을 때 그리고/또는 액체가 큰 표면 장력(즉, 바람직하게는 30 mN/m 보다 큰 표면 장력, 특히 50 mN/m 보다 큰 표면 장력)을 갖는 경우 패킹 표면의 매우 작은 부분만 젖게 됨을 의미한다.
EP 0416 649 A 에는 구조화된 패킹을 위한 직물층이 기재되어 있는데, 이에 따르면 씨실에 있는 모세관 작용 실이 양호한 젖음 거동을 갖는데, 이는 액체가 수평 방향으로 더 잘 분포될 수 있음을 의미한다. 이는 비금속 재료로 만들어진 씨실로 얻어진다. EP 0416 649 A 에 따르면, 패킹 또는 칼럼 필러 요소는 자기 분리 능력을 가지며, 이러한 요소로 인해 별도의 액체 분포는 불필요하게 된다. 본 출원인이 수행한 연구에 따르면 EP 0416 649 A 에 따른 직물 층은 상업적인 용도가 전혀 없었다. 더욱이, 패킹 상에 액체 상을 균일하게 분포시키기 위해서는 액체 분포기가 기본적으로 있어야 하며, 따라서 EP 0416 649 A 에 언급된 이점은 실용적인 가치가 없는 것 같다. 따라서 본 발명의 직물층과 EP 0416 649 A 에 따른 직물층의 비교는 상기한 이유로 가능하지 않다.
횡 채널 패킹을 갖는 촉매 반응기용 패킹 요소가 문헌 EP 1 308 204 A1 에 또한 나타나 있다. 횡 채널 패킹의 이웃하는 층들 사이에는 직물층이 배치된다. 이 직물층은 촉매 작용의 수행에 사용되며 중간층으로 형성된다. 이 중간층은 파형 프로파일을 가질 수 있으며 지지 패킹을 형성하는 이웃하는 층과 함께 횡 채널 패킹을 형성할 수 있다. 이 중간층의 날실과 씨실은 직물 실을 포함할 수 있다. EP 1 308 204 A1 에 따른 해결 대상 문제는, 촉매 작용이 수행될 수 있게 해주는 층을 제공하는 것인데, 따라서 패킹 표면의 젖음성을 증가시킬 필요는 없다. 유사한 구성의 직물층을 생각할 수 있는데, 이 직물층은 서로 옆에 배치되어 접촉점에서 서로 접촉하여 서로에 영향을 주어야 한다. 이러한 상호 작용은 EP 1 308 204 A1 에 따른 패킹 요소에서는 가능하지 않은데, 이웃하는 직물층이 없기 때문이다. 직물층은 정해진 형상의 막 사이에 배치되며, 따라서 직물층은 서로의 옆에 배치되지 않는다.
이러한 이유로 본 발명의 목적은 젖은 패킹 표면의 부분이 구조화된 패킹에 의해 증가될 수 있는, 질량 전달 방법, 이 질량 전달 방법을 수행하기 위한 구조화된 패킹 및 질량 전달 방법을 수행하기 위한 질량 전달 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은 제 1 유체와 제 2 유체를 질량 전달 장치 안으로 전달하는 단계를 포함하는 질량 전달 방법으로서, 상기 질량 전달 장치는 헤드 영역, 베이스 영역 및 질량 전달 영역을 갖는 용기를 포함하며, 제 1 유체는 적어도 상기 질량 전달 영역에서 제 2 유체와 접촉하게 되며, 질량 전달 영역은 헤드 영역과 베이스 영역 사이에 배치되고, 또한 질량 전달 영역은 구조화된 패킹을 포함하고, 이 패킹은 비금속 재료의 섬유 가닥을 포함하는 직물로 된 다수의 이웃하는 층들을 포함하는 상기 질량 전달 방법으로 달성된다. 상기 질량 전달 장치는 최대 3 m3/m2h 의 유체 로드(load), 바람직하게는 최대 0.5 m3/m/h 의 유체 로드(load)에서 작동한다. 이웃하는 층들은 서로 옆에 배치된다.
특히, 상기 제 1 유체 또는 제 2 유체 중의 하나는 적어도 30 mN/m, 바람직하게는 적어도 50 mN/m 의 표면 장력을 갖는다.
전술한 실시 형태에 따른 방법에 따르면, 상기 유체는 물, 아민, 아미드, 특히 디메틸포름아미드, 일가 또는 다가 알코올, 특히 지방산 알코올, 모노에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 플라스틱의 단량체, 특히 MDI(diphenylmethane diisocyanate), DMT(dimethylterephthalate), 카르복실산, 특히 지방산, 에스테르, 특히 지방산 에스테르 또는 상기 성분들 중의 적어도 두 성분의 혼합물을 포함한다.
본 발명에 따른 질량 전달 장치를 위한 구조화된 패킹은 헤드 영역과 베이스 영역을 갖는다. 이 구조화된 패킹은 상기 헤드 영역을 향하는 상부측과 저부측을 형성하는 다수의 이웃하는 층들을 포함한다. 저부측은 베이스측을 향한다. 상기 층은 상기 상부측과 저부측 사이에 있는 벽 요소를 갖는다. 상기 벽 요소는 씨실로 형성되는 비금속 재료의 섬유 가닥을 포함하는 직물로 형성되며, 상기 씨실은 적어도 100 g/1000 m 의 실 번수를 가지며, 또한 그 씨실은 적어도 20 실/25.4 mm 를 포함한다.
바람직한 실시 형태에 따르면, 비금속 재료로 만들어진 적어도 두 섬유 가닥들은 직접 서로 인접하여 배치된다. 상기 패킹의 비표면적은 0 m2/m3 ? 최대 500 m2/m3 이다.
비금속 재료의 섬유 가닥 사이에 금속선이 배치될 수 있다. 씨실에는 날실이 짜넣어질 수 있고, 이 날실의 적어도 일 부분은 금속선으로 만들어진다. 비금속 재료의 상기 섬유 가닥은 유리, 현무암 또는 폴리머를 포함할 수 있다. 상기 금속선은 바람직하게는 스테인레스강, 티타늄, 하스텔로이, 듀플렉스, 탄탈륨을 포함하거나 코팅을 가질 수 있다. 이 코팅은 특히 내부식성을 증가시키는 역할을 할 수 있다.
바람직한 실시 형태에 따른 구조화된 패킹은 파형부를 갖는 벽을 갖는 층을 가지며, 이 파형부를 통해 다수의 개방 채널들이 형성되고, 이들 채널은 패킹의 상부측에서부터 그 패킹의 저부측까지 이르며, 상기 채널은 제 1 파 골부, 제 1 파 정상부 및 제 2 파 정상부를 포함하며, 제 1 파 정상부와 제 2 파 정상부는 제 1 파 골부의 경계를 이루며, 제 1 및 2 파 정상부는 제 1 최고부와 제 2 최고부를 갖는다.
특히 질량 전달 장치는 전술한 실시 형태 중 어느 하나에 따른 구조화된 패킹을 포함한다. 이 질량 전달 장치는 특히 흡수 장치 또는 증류 칼럼으로 구성될 수 있다.
전술한 실시 형태 중 어느 하나에 따른 질량 전달 장치는 헤드 영역, 베이스 영역 및 이 헤드 영역과 베이스 영역 사이에 배치되는 질량 전달 영역을 가지며, 유체 분포기가 상기 질량 전달 장치에 배치되어 있어, 제 1 유체가 상기 유체 분포기에 의해 상기 구조화된 패킹의 상부측상으로 분포될 수 있으며, 제 1 유체는 구조화된 패킹의 층의 벽 표면상에 막으로서 가해질 수 있고 또한 이와 관련하여 제 1 유체에 대해 역류로 흐르는 제 2 유체와 접촉할 수 있다. 상기 유체는 특히 물, 아민, 아미드, 특히 디메틸포름아미드, 일가(monohydric) 또는 다가(polyhydric) 알코올, 특히 지방산 알코올, 모노에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 플라스틱의 단량체, 특히 MDI(diphenylmethane diisocyanate), DMT(dimethylterephthalate), 카르복실산, 특히 지방산, 에스테르, 특히 지방산 에스테르를 포함한다. 상기 유체는 특히 또한 상기 성분들 중의 적어도 두 성분의 혼합물을 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 "다가" 는 "이가(bivalent)" 도 포함하는데, 즉 디올(diol)도 포함하는 것이다.
다음 실시 형태 중의 어느 하나에 따른 구조화된 패킹에서는, 지금까지 사용되고 있는 금속 직물과 비교하여 패킹 표면의 이용이 개선되어 있다.
순수한 금속 직물은 낮은 모세관성만 갖기 때문에, 이러한 직물은 씨실로 형성되는 비금속 재료의 섬유 가닥을 포함하는 층을 포함한다.
추가로, 순수한 금속 직물은 섬유 가닥의 적어도 일 부분을 포함하는 직물 패킹과 비교하여 구입에 상당히 더 많은 비용이 든다.
본 발명은, 금속선과 섬유 가닥을 포함하는 직물로 제조된 구조화된 패킹으로서 특히 최대 3 m3/m2h, 바람직하게는 최대 0.5 m3/m2h 의 매우 작은 유체 로드와 물 시스템을 갖는 증류와 흡수 분야에서 사용되는 경우, 일반적인 구조화된 패킹과 비교하여 상 경계 표면이 증가되고 그래서 에너지 전달이 더 높게 되며 그리고/또는 질량 전달이 개선된 구조화된 패킹을 갖는 질량 전달 장치를 포함한다. 하이브리드 직물 패킹은 가장자리 로드가 10 l/mh 보다 작은, 특히 2 l/mh 보다 작은 경우에 특히 유리하다. 가장자리 로드에 대한 하한 경계값은 유리하게는 적어도 0.2 l/mh 이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
도 1 은 본 발명에 따른 구조화된 패킹을 포함하는 질량 전달 장치를 나타낸다.
도 2 는 본 발명에 따른 구조화된 패킹의 일 실시 형태를 나타낸다.
도 3 은 일반적인 구조화된 패킹의 젖음성을 도시한다.
도 4 는 본 발명에 따른 구조화된 패킹의 젖음성을 도시한다.
도 5 는 본 발명에 따른 패킹의 액체 분포를 종래 기술의 패킹과 비교하여 도시한 것이다.
도 6 은 본 발명에 따른 패킹의 분리 성능을 종래 기술과 비교하여 나타낸 것이다.
도 7 은 DMF의 흡수에 대해 금속판 패킹, 금속 직물 패킹 및 하이브리드 직물 패킹을 비교한 것이다.
도 8 은 본 발명에 따른 패킹의 일 변형예를 나타낸 것이다.
도 1 은 구조화된 패킹(7)을 포함하는 질량 전달 장치를 나타낸다. 이 구조화된 패킹(7)은 패킹 몸체를 형성하는 몇개의 층(10, 100)을 포함한다. 두 유체 상(phase) 사이에 있는 질량 전달 수단은 구조화된 패킹(7)으로 이해된다. 이 구조화된 패킹(7)은 질량 전달 장치(2)에 사용된다. 질량 전달 장치는 특히 칼럼(5)으로 구성될 수 있는데, 이 칼럼은 증류, 정류, 흡수 및 탈착에 사용될 수 있다.
상기 질량 전달 장치는 헤드 영역과 베이스 영역을 갖는다. 구조화된 패킹(7)은 적어도 층(10, 100)을 포함하며, 이 층은 헤드 영역을 향하는 상부측과 베이스 영역을 향하는 저부측을 형성한다. 상기 층은 상기 상부측과 저부측 사이에 있는 벽 요소를 갖는다.
보통 상기 구조화된 패킹(7)은 규칙적이고 반복적인 기하학적 관계로 서로 관련되어 있는 다수의 층(10, 100)을 포함한다. 이웃하는 층들 사이의 거리는 예컨대 이러한 기하학적 관계에 따라 선택될 수 있다. 이웃하는 층들 사이의 거리는 기하학적 관계로 인해 주기적으로 동일한 값을 가질 수 있는데, 따라서 집합된 층에 의해, 동일하거나 적어도 주기적으로 같은 분리 거리가 특징인 구조가 생기게 된다. 전체적인 구조화된 패킹에 주기성이 발견되는데, 그래서 그 패킹은 규칙적인 구조를 갖게 된다. 이 구조는 특히 파형부로 형성될 수 있다.
도 1 에 따른 층(10, 100)은 파형부를 갖는 얇은 벽의 요소르 구성된다. 이 파형부는 고위부(즉, 파 정상부)와 골짜기형 저위부(즉, 파 골부)가 주기적으로 반복해서 존재하는 것이 특징이다. 상기 파형부는 특히 테이퍼형 가장자리 또는 파 정상부 및/또는 반경을 갖는 파 골부를 갖는 지그재그형 부분을 갖는 접힘부로 구성될 수 있다. 상기 층은 이웃하는 두 층의 파형부가 주 유동 방향에 대해 어떤 각도로 기울어지도록 서로에 대해 배치된다. 이러한 이유로, 이웃하는 층(10, 100)의 파형부는 서로를 가로질러 배치된다.
제 1 층(10)과 제 2 층(100) 각각은 비금속 재료 가닥을 포함하는 직물로 구성된 벽 요소로 구성된다. 이와 관련하여, 이러한 벽 요소는 전체 길이를 포함할 수 있으며 또는 그러나 이의 일 부분만 형성할 수 있다. 벽 요소는 편평한 판의 형상을 가질 수 있다. 이에 대한 대안으로, 벽 요소는 파형부, 특히 지그재그형 부분 또는 둥근 최고부와 골 바닥부를 갖는 파형부를 가질 수 있다.
제 1 층(10)과 제 2 층(100)이 도 1 에 나타나 있는데, 이 도에는 패킹(7)의 상부측(8)이 나타나 있다. 패킹(7)의 상부측(8)은 주 유동 방향(6)에 본질적으로 수직하게 배치된다. 휘발성 더 큰 유체가 흐르는 유동 방향을 주 유동 방향(6) 이라고 하며, 특히 이 유체는 삽입물이 없는 칼럼내에서 위쪽으로 흐르는 가스, 즉 칼럼(5)의 헤드의 방향으로 흐르는 가스이다. 주 유동 방향의 반대 방향은 휘발성이 작은 유체가 흐르는 방향인데, 이 유체는 일반적으로 삽입물이 없는 칼럼을 통과하는, 즉 칼럼내를 자유 낙하하면서 흐르는 액체이다. 유동 방향은 패키징에서 주 유동 방향에서 국부적으로 벗어날 수 있는데, 이는 유동이 패킹내의 층에 의해 편향될 수 있기 때문이다.
구조화된 패킹(7)의 제 1 층(10)은 파형부를 가지며, 다수의 개방 채널(12, 14, 16)이 이 파형부에 의해 형성된다. 이 채널은 또한 제 1 파 골부(22), 제 1 파 최고부(32) 및 제 2 파 최고부(42)를 포함한다. 제 1 파 최고부(32)와 제 2 파 최고부(42)는 제 1 파 골부(22)의 경계를 이룬다. 제 1 파 최고부(32)와 제 2 파 최고부(42)는 제 1 정상부(33) 및 제 2 정상부(43)를 갖는다. 제 1 파 골부(22)는 골 바닥부(23)를 갖는다. 제 1 파 골부(22)는 골 바닥부(23)를 가지며, 제 1 정상부(33)로부터 파 골부(22)의 골 바닥부(23)까지의 수직 거리는 파 골부(22)의 골 바닥부(23)까지의 제 2 정상부(43)의 수직 거리와 같다.
제 1 파 최고부(32)의 제 1 정상부(33)와 제 1 파 골부(22)의 골 바닥부(23) 사이의 수직 거리는 또한 파 높이라고도 한다. 이 파 높이는 상기 수직 거리와 같다. 나타나 있는 본 발명의 실시 형태에 따른 층에서, 상기 파 높이는 본질적으로 일정한데, 이는 파 높이가 0.5 mm 범위의 일반적인 공차 범위내에 있음을 의미한다.
구조화된 패킹(7)의 제 2 층(100)은 파형부를 가지며, 이 파형부는 층(10)의 파형부와 같이 형성되는데, 하지만 주 유동 방향에 대해 다른 각도로 기울어져 있다.
도 2 에는, 본 발명에 따른 구조화된 패킹의 한 층의 벽 요소의 일 부분이 나타나 있다. 개별적인 층상 주름형 층들은 도 1 에서 보는 바와 같이 서로의 옆에 배치될 때 횡방향 채널 구조를 형성한다. 상기 층(10)은 일 위빙(weaving) 방향으로 있는 금속선 및 다른 위빙 방향으로 있는 비금속 재료, 예컨대 유리 또는 현무암의 섬유 가닥으로 구성된다. 유리하게는, 금속선은 날실이고, 섬유 가닥은 유리하게 씨실을 형성한다. 이와 관련하여, 금속선은 주름형 층의 충분한 기계적 변형성과 안정성을 보장해 주고 섬유 가닥은 높은 모세관성을 보장해 주는데, 이러한 모세관성으로 인해 요망되는 젖음성이 얻어진다.
씨실은 100 tex 에 상당하는 적어도 100 g/1000 m의 실 강도를 갖는다. 이러한 실 강도를 위한 씨실은 적어도 20실/25.4 mm(=1 인치)를 포함한다.
비금속 재료의 섬유 가닥은 특히 유리, 현무암 또는 폴리머의 섬유 가닥을 포함할 수 있다. 예컨대 부식과 같은 화학적인 영향 또는 예컨대 온도와 같은 열적 열향 또는 예컨대 압력과 같은 기계적 영향에 대한 층의 저항성을 증가시키기 위해 비금속 재료의 섬유 가닥에 추가하여 금속선을 섞어 짜넣을 수 있다. 금속선은 스테인레스강, 티타늄, 하스텔로이, 듀플렉스, 탄탈륨을 포함하거나 또는 코팅을 포함할 수 있다.
상기 젖음성을 개선하기 위해, 비금속 재료로 된 적어도 두개의 섬유 가닥을 직접 서로의 옆에 배치할 수 있다.
유리하게는 도 2 에서 보는 바와 같이 세개, 특히 바람직하게는 다섯개의 섬유 가닥을 직접 서로의 옆에 배치할 수 있다. 그러면 금속선은 비금속 재료의 다수의 섬유 가닥 사이에 배치될 수 있다. 세개의 섬유 가닥들이 직접 서로의 옆에 배치되면, 하이브리드 직물 패킹이 특히 세개의 축 직물로 형성되고, 다섯개의 섬유 가닥들이 직접 서로의 옆에 배치될 때는 하이브리드 직물이 특히 다섯개의 축 직물로 형성된다.
씨실에는 날실이 짜넣어지고, 이 경우 날실의 적어도 일 부분은 금속선으로 형성된다. 바람직하게는 씨실의 배향은 주 유동 방향이다.
직물층이 얼마 잘 젖는지는 도 3 및 4 에 도시되어 있는 바와 같이 물 방울을 사용하는 젖음성 시험에서 명백히 알 수 있다. 순수한 금속 직물을 갖는 비주름형 층과 본 발명에 따른 비주름형 직물 층을 수직으로 걸쳐 놓고 상측 경계에서 물 방울을 선택적으로 투여하였다. 이와 관련하여, 비주름형 층이 편평한 표면을 갖는 것을 의미한다. 순수한 금속 직물로 된 이 층의 경우, 물방울은 주로 직물 표면에서 이동하고 직물에 흡수되지 않는 것으로 밝혀졌다(도 3 참조). 물 방울의 퍼짐은 작고 물 방울 폭은 전체 이동 길이에 걸쳐 투여 지점에서의 폭과 대략 같다.
이와는 대조적으로, 도 4 에서 보는 바와 같이 섬유 가닥을 갖는 직물 층의 직물에서는 물 방울의 퍼짐이 일어나게 된다. 투여 지점으로부터 물은 직물 안으로 흡수되어 직물의 안과 그 위에서 퍼지게 된다. 유동은 직물 표면에서 뿐만 아니라, 대부분은 직물의 내부에서도 일어난다. 본 출원의 경우, 이러한 상황은 패킹내의 액체에 대해 상 경계면이 더 커지게 되고 또한 보유 시간이 증가됨을 의미한다.
액체의 유량이 증가하면, 이에 따라 잉여의 액체가 직물의 외부 표면을 따라 흐르게 된다. 이렇게 해서, 직물에서의 액체 보유 시간은 최대 수분에서 수초로 감소하게 된다. 따라서, 특히 질량 전달의 속도가 본질적으로 액체에서의 보유 속도에 의존하는 시스템의 경우에는, 질량 전달이 일어날 수 없거나 또는 부분적으로만 일어나게 되며, 따라서 더 큰 패킹 높이가 필요하거나 다수의 패킹이 배치되어야 한다. 단위 시간당의 질량 전달 양을 결정하는 것은 액체내로의 전달 성분의 보유 속도이므로, 이러한 시스템은 또한 액체 제한적이라고 한다.
도 5 는 금속 직물 및 유리 섬유의 섬유 가닥을 포함하는 씨실을 갖는 혼합 직물의 경우에 구조화된 패킹의 다수의 주름형 층의 바닥측에서의 액체 유동 분포를 나타낸다. 이와 관련하여, 파형부를 갖는 층은 도 1 과 관련하여 설명한 바와 같은 주름형 층으로 이해한다. 흐르는 액체는 바람직하게는 큰 표면 장력을 가지며, 액체는 특히 물일 수 있다. 층의 가장자리 길이에 대한 액체의 분포는 가로축에 나타나 있다. 가장자리 길이는 층의 폭인데, 즉 주 유동 방향에 수직하게, 다시 말해 질량 전달 장치의 종축선의 방향으로 형성되는 면에서 층의 연장을 말한다.
가장자리 길이의 어떤 영역에 모여 측정되는 물의 양은 세로축에 나타나 있다. 액체의 투여 지점은 대략 가로축의 중앙에 위치한다. 수직선은 도 3 또는 4 의 투여 지점과 유사한 액체가 패킹 층상으로 도입되는 위치를 나타낸다.
액체의 분포는 금속 직물에 대해서는 실선으로 나타나 있고, 하이브리드 직물에 대해서는 액체 분포가 점섬으로 나타나 있다. 액체 유동은 도 3 또는 도 5 에서 보는 바와 같이 횡방향 채널 구조의 경사진 채널에 의해 편향된다. 흥미롭게도 액체는 금속 직물에서 주 유동 방향으로부터 실제로 액체가 투여되는 주름형 층의 개방 채널의 방향으로 편향된다. 이웃하는 층으로의 액체 유동의 전달은 명백히 일어나지 않는다. 액체의 분포는 도 3 에 나타나 있는 유동 거동에 상당하는 좁은 영역에 있다.
하이브리드 직물에 있는 액체는 스스로 바람직한 방향으로 분포되지 않고, 오히려 분배는 이웃하는 채널의 가장자리와 경사의 좌우 절반에서 대략 동일한 비율로 비교적 균일하게 일어난다. 이로부터, 섬유 가닥으로 인해 액체의 퍼짐이 개선된다는 것으로 결론을 내릴 수 있다. 섬유 가닥은 액체로 젖고, 섬유 가닥 내부와 패킹의 층 표면에서 액체 유동이 형성된다. 이웃하는 층들은 접촉점에서 액체를 더 쉽게 흡수한다. 따라서 액체는 한 층에서 이웃 층으로 보다 쉽게 도달할 수 있으며 이러한 이유로 층에 더 잘 분포된다.
이 흡인 효과는 금속 직물 패킹에서는 존재하지 않는다. 이러한 이유로 이 직물에서는 유체의 분포가 불량하게 되는데, 이는 금속 직물의 경우에 도 5 에서 보는 바와 같은 액체의 일측 분포로 확인된다.
250 mm 의 내경과 수 미터의 패킹 높이를 갖는 증류 칼럼에서 다른 시험을 수행하였다. 매우 잘 알려져 있는 시험계인 시스/트랜스-데칼린(cis/trans-Dekalin)(U.Onken, W. Arlt: "Recommended test mixtures for distillation columns", 화학 공학회, 1990)이 10 mbar의 헤드 압력과 총 환류(reflux)에서 증류로 분리된다. 이렇게 낮은 헤드 압력과 이 높은 진공에서는 그 영역에서 최대 3 m3/m2h, 바람직하게는 최대 0.5 m3/m2h의 매우 작은 유체 로드가 나타나게 된다. 섬유 가닥을 갖는 직물 패킹에 있어서 상당히 개선된 분리 성능이 도 6 에서 보는 바와 같이 동일한 기하학적 형상의 순수한 금속 직물 패킹에 대해서도 특히 이 영역에서 나타났다. 도 6 은 칼럼내에 있는 휘발성이 큰 유체의 속도(F 계수로 표현됨)에 따르는 미터 당 분리 단계의 수(NTSM)를 나타낸다. 상기 F 계수는 질량 전달 장치를 관류하는 제 2 유체의 속도를 그 제 2 유체의 밀도에 곱한 값의 제곱근으로 주어진다. 이와 관련하여, 제 2 유체는 휘발성이 큰 유체로 이 유체의 유동 방향은 질량 전달 장치의 베이스 영역에서 헤드 영역으로 향한다. 실선은 순수한 금속 직물로 형성된 구조화된 패킹에 대한 미터 당 분리 단계의 수(NTSM)를 나타내고, 점선은 섬유 가닥으로 직물로서 형성된 동일한 기하학적 치수와 형상의 구조화된 패킹에 대한 NTSM 을 나타낸다.
금속 직물 패킹과 또한 비금속 재료로 된 섬유 가닥을 갖는 직물 패킹 모두에 대해, F 계수가 작을 수록 미터 당 이론적 분리 단계의 수가 증가된다.
비금속 재료로 된 섬유 가닥을 갖는 직물 패킹은 미터 당 이론적 분리 단계의 수가 크다는 것이 특징이다. 이로써 이러한 구조화된 패킹으로 더 높은 분리 효율이 얻어지는 것으로 나타났다.
다른 적용예는 CO2용 흡수 장치의 세척부이다. 이러한 흡수 장치는 일반적으로 흡수 칼럼으로 구성된다. 배기 가스 유동에서 CO2를 분리하기 위해 아민이 빈번히 흡수 칼럼에 사용된다. 사실 이들 아민은 낮은 증기압을 갖지만, 사용되는 아민의 증기압에 따라 CO2가 제거된 배출 가스에서 여전히 작은 농도로 발견된다. 이러한 원치 않는 아민 배출을 줄이기 위해 소위 세척부가 이러한 흡수 칼럼의 단부에 배치되는데, 이 세척부에서 아민은 물로 배출 가스 밖으로 다시 세척된다.
일반적으로 이러한 세척부는 높은 물 로드를 갖는 구조화된 패킹에서 작동하여 그 구조화된 패킹이 충분히 젖게 해준다. 물은 회로에서 안내되어 높은 물 로드를 보장해 준다. 이 회로는 또한 재순환(펌프 어라운드)이라고 한다. 물 균형이 유지되고 또한 많은 폐수가 발생하지 않도록 새로운 물의 공급은 적게 유지되어야 한다. 이와 관련하여, 액체는 구조화된 패킹의 하단부에 모이게 되고, 부차적인 유동으로서 제거되고 대부분은 구조화된 패킹의 상단부에서 액체 분포기에 의해 상기 구조화된 패킹 상으로 균일하게 재분포된다. 아민이 들어 있는 물 같은 액체를 재안내하는 것으로는, 가스 유동을 임의의 작은 아민 농도로 정화시킬 수가 없다. 상기 세척부를 새로운 물로만 작동시키고자 한다면, 결과적으로 얻어지는 유체 로드가 매우 작게 되어 패킹 높이가 매우 크게 된다. 필요한 큰 패킹 높이로 인해 압력 손실이 또한 증가하게 되고 그리 하여 상기한 용도에 대한 작업비가 더 높게 된다.
이제 세척부는 본 발명에 따른 구조화된 패킹으로 매우 작은 유체 로드에서 효율적으로 작동될 수 있다. 정확하게 말하면 매우 많은 물이 구조화된 패킹을 통해 안내되어 충분한 젖음이 보장된다. 유체 로드는 0.03 m3/m2h ? 0.5 m3/m2h 이다. 상기한 재순환과 비교하여 감소된 물(하지만 아민이 없는)의 양으로도 배출 가스 유동에서 상당히 낮은 아민 농도를 얻을 수 있는데, 이는 아민이 매우 작은 증기압을 가지며 또한 수용성이 매우 크기 때문이다. 추가적으로, 본 발명에 따른 구조화된 패킹의 사용으로 세척부의 압력 손실은 최소한으로 줄어든다. 또한, 순환 펌프가 필요 없고 구조화된 패킹의 하단부에서 액체를 모아 제거할 필요가 없으므로, 투자비와 작업비도 절감된다.
다른 바람직한 실시 형태에 따르면, 공기로부터 디메틸 포름아미드(DMF)의 흡수가 수중에서 수행된다. DMF는 수용성이 크기 때문에 흡수를 위해서는 소량의 물만 요구된다. 흡수를 수행하기 위한 물이 DMF 함유 가스와 접촉하게 된다. 물과 가스의 접촉면이 클 수록, DMF 가 더 빨리 가스에서 물로 전달될 수 있댜. 이 접촉면은 질량 전달면에 상당한다. 질량(여기서는 DMF)은 전체 질량 전달면에서 가스에서 물로 전달된다. 질량 전달면은 일반적으로 상기 구조화된 패킹으로 이용가능하게 된다. 물은 구조화된 패킹의 표면을 덮는 얇은 막을 형성하여 그 구조화된 패킹을 따라 스스로 분포된다.
이 측정의 결과는 도 7 에 나타나 있는데, 이 도는 서로 다른 패킹 종류에 대해 흡수 계수(A/m)의 함수로 미터당 전달 유닛의 수(NTUM)를 나타낸다. 흡수 계수는 평형 선도(x-y 선도)에서 작업선 A 의 구배와 평형선 m 사이의 비를 나타낸다. 이렇게 해서, 작업선 A 의 구배는 가벼운 휘발성 유체의 몰(mol) 유동에 대한 무거운 휘발성 유체의 몰 유동의 비로 계산된다.
본 발명에 따른 구조화된 패킹을 이하 하이브리드 직물 패킹 GlasG 라고 하고, 이하 MetallG 라고 하는 금속 직물 패킹과 이하 BlechP 라고 하는 금속판 패킹이 패킹 종류로 사용되었다.
다음 테이블에는 사용된 패킹 종류의 비 표면적 a 이 나타나 있다.
종류 a[m2/m3] 구성
GlasG
□		 250 유리 섬유 씨실을 갖는 직물
MetallG
◇		 450 금속 직물
BlechP
△		 250 금속판
그래프에서 보는 바와 같이, 하이브리드 직물 패킹은 금속 직물 패킹과 유사한 흡수 효율을 갖는다. 그러나, 하이브리드 직물 패킹의 이 효율은 대략 절반의 비 표면적으로 얻어진다.
이와 비교하여, 금속판 패킹에서는 하이브리드 직물 패킹과 동일한 비표면적에서 미터당 분리 단계의 수 또는 NTUM(미터당 전달 유닛의 수)가 감소되는데, 그 이유는 금속판 패킹의 열등한 젖음성 때문에 그렇다.
MetallG : BlechP 에 대한 2:1의 비표면적 비로부터, 금속 직물 패킹 (MetallG)에 대한 미터당 이론적 분리 단계의 수(NTUM)는 BlechP 경우의 미터당 이론적 분리 단계의 수(NTUM)의 대략 두배가 되는 것으로 예상된다. 그러나, 금속 직물 패킹 (MetallG)에 대한 미터당 이론적 분리 단계의 수(NTUM)는 실제로는 BlechP 경우의 미터당 이론적 분리 단계의 수(NTUM)의 단지 1.6 배이다. 그 이유는 비표면적의 열등한 이용으로 설명될 수 있는데, 이는 금속 직물 MetallG 의 경우에 가장자리 로드(edge load)가 더 작기 때문이다.
금속판 패킹 BlechP 과 MetallG 형의 금속 직물 패킹 모두에서 유체 로드 L 이 동일한 경우 금속판 패킹에 대한 에지 로드는 금속 직물 패킹에 대한 에지 로드 보다 크지만, BlechP 의 표면적은 MetallG의 것 보다 훨씬 작은데, 이는 서두에서 언급한 종래 기술에서도 알 수 있다.
이론에 따르면, 비 표면적이 동일할 때 NTUM(GlasG)는 NTUM(BlechP)와 동일해야 한다. 그러나, 도 7 에 따라 얻어진 결과에 의하면, NTUM 에 대해 이들 패킹 사이에 1.5 팩터의 차가 있다. 이 팩터는 비 표면적의 차로는 명확히 설명될 수 없으므로, 비금속 재료의 섬유 가닥을 포함하고 이런 이유로 개선된 젖음성을 갖는 직물을 사용해서 개선이 되어야 한다.
GlasG 형의 하이브리드 직물 패킹의 경우, 씨실로 사용되는 실은 다음에 열거된 바와 같은 실 번수(yarn count)를 갖는다: 유리 섬유(GF, 136 tex)는 136 g/1000 m 의 실 번수를 가지며, 현무암 섬유(BF, 577 tex)는 577 g/1000 m 의 실 번수를 갖는다. 직물의 형성에 있어서 가닥의 배열에 대해 이하 설명한다.
제 1 변형예에 따르면, 직물은 위에 주어진 바와 같은 실 번수를 갖는 유리 섬유(GF)로 구성되며 이 유리 섬유 사이에 주기적으로 배열된 스테인레스강의 금속선을 포함하며, 이 금속선의 선 두께는 0.16 mm 이다. 이 배열에서 직물의 밀도는 0.616 kg/m2 이다. 이 경우 70.6 실/25.4 mm(= 1 인치)가 날실 방향으로 배열되고 40.9 실/25.4 mm(= 1 인치)가 씨실 방향으로 배열된다.
제 2 변형예에 따르면, 직물은 위에 주어진 바와 같은 실 강도를 갖는 현무암 섬유(BF) 및 유리 섬유 사이에 주기적으로 배열된 스테인레스강의 금속선으로 구성되며, 이 금속선의 선 강도는 0.16 mm 이다. 이 배열에서 직물의 밀도는 0.923 kg/m2 이다. 이 경우 70.6 실/25.4 mm(= 1 인치)가 날실 방향으로 배열되고 25.7 실/25.4 mm(= 1 인치)가 씨실 방향으로 배열된다.
놀랍게도, 상기 두 섬유 가닥 중의 적어도 하나를 포함하는 직물에 있어서, 거의 두 배의 비 표면적을 갖는 금속 직물 패킹(MetallG)의 경우 만큼 높은 미터당 이론적 분리 단계의 수가 나타날 수 있다.
하이브리드 직물 패킹의 특히 유리한 실시 형태가 도 8 에 나타나 있다. 도 8 에 나타나 있는 하이브리드 직물 패킹의 층은 하부 경계 영역, 중간 영역 및 상부 경계 영역을 갖는다. 상기 층이 구조화된 패킹의 일 부분으로서 질량 전달 장치 안으로 삽입되면 상기 경계 영역들은 그 층의 상측과 하측에 위치된다. 이들 경계 영역들은 주 유동 방향에 대한 각도가 중간 영역에서 보다 작도록 형성되어 있다. 특히, 상기 각도는 주 유동 방향에 대한 중간 영역의 채널의 경사 각도가 얻어질 때까지 최소 값에서 연속적으로 증가할 수 있다. 대응하는 경계 영역의 유동 저항은 상하부 경계 영역의 특별한 설계로 인해 중간 영역에 대해 감소된다. 상기 각도의 최소 값은 특히 0°가 될 수 있으며, 따라서 가장자리에서 채널 만곡부에서의 접선은 주 유동 방향에 평행하다.
비금속 재료의 섬유 가닥과 금속선의 다른 조합이 또한 도 8 에 나타나 있다. 예컨대, 금속 가닥(51, 52)이 금속선(50) 대신에 배치될 수 있다. 이에 대한 대안으로, 도 2 에 이미 나타나 있는 바와 같이, 섬유 가닥(53, 54, 55, 56, 57)은 직접 서로의 경계를 이루면서 배열될 수 있다. 또한 다섯개 미만의 더 적은 섬유 가닥이 서로의 경계를 이루면서 배열될 수 있는데, 예컨대 도 8 에 나타나 있는 세개의 섬유 가닥(58, 59, 60) 또는 도 8 에 나타나 있는 두개의 섬유 가닥(61, 62)가 서로의 경계를 이루면서 배열될 수 있다.
마지막으로 이렇게 하여, 일반적인 구조화된 패킹에 불량하게 분포되는 액체에 대해 본 하이브리드 직물 패킹이 매우 적합한 것으로 나타났다. 또한, 본 하이브리드 직물 패킹은 유체 로드가 매우 작은 경우에도 적합하다.

Claims (15)

  1. 제 1 유체와 제 2 유체를 질량 전달 장치 안으로 전달하는 단계를 포함하는 질량 전달 방법으로서, 상기 질량 전달 장치는 헤드 영역, 베이스 영역 및 질량 전달 영역을 갖는 용기를 포함하며, 제 1 유체는 적어도 상기 질량 전달 영역에서 제 2 유체와 접촉하게 되며, 질량 전달 영역은 헤드 영역과 베이스 영역 사이에 배치되고, 또한 질량 전달 영역은 구조화된 패킹을 포함하고, 이 패킹은 비금속 재료의 섬유 가닥을 포함하는 직물로 된 다수의 이웃하는 층들을 포함하는 상기 질량 전달 방법에 있어서,
    상기 질량 전달 장치는 최대 3 m3/m2/h 의 유체 로드(load)에서 작동하는 것을 특징으로 하는 질량 전달 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 질량 전달 장치는 최대 0.5 m3/m2/h 의 유체 로드에서 작동하는 질량 전달 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 유체 또는 제 2 유체 중의 하나는 적어도 30 mN/m, 바람직하게는 적어도 50 mN/m 의 표면 장력을 갖는 질량 전달 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유체는 물, 아민, 아미드, 특히 디메틸포름아미드, 일가 또는 다가 알코올, 특히 지방산 알코올, 모노에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 플라스틱의 단량체, 특히 MDI(diphenylmethane diisocyanate), DMT(dimethylterephthalate), 카르복실산, 특히 지방산, 에스테르, 특히 지방산 에스테르 또는 상기 성분들 중의 적어도 두 성분의 혼합물을 포함하는 질량 전달 방법.
  5. 헤드 영역과 베이스 영역을 갖는 질량 전달 장치를 위한 구조화된 패킹으로서, 이 구조화된 패킹은 상기 헤드 영역을 향하는 상부측과 상기 베이스 영역을 향하는 저부측을 형성하는 다수의 이웃하는 층들을 포함하고, 이 층은 상기 상부측과 저부측 사이에 있는 벽 요소를 갖는 상기 구조화된 패킹에 있어서,
    상기 벽 요소는 씨실로 형성되는 비금속 재료의 섬유 가닥을 포함하는 직물로 형성되며, 상기 씨실은 적어도 100 g/1000 m 의 실 번수를 가지며, 또한 그 씨실은 적어도 20 실/25.4 mm 를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조화된 패킹.
  6. 제 5 항에 있어서,
    비금속 재료로 만들어진 적어도 두 섬유 가닥들은 직접 서로 인접하여 배치되는 구조화된 패킹.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 패킹의 비표면적은 0 m2/m3 ? 최대 500 m2/m3 인 구조화된 패킹.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    비금속 재료의 섬유 가닥 사이에 금속선이 배치되어 있는 구조화된 패킹.
  9. 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 씨실에는 날실이 짜넣어지고, 이 날실의 적어도 일 부분은 금속선으로 만들어져 있는 구조화된 패킹.
  10. 제 5 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    비금속 재료의 상기 섬유 가닥은 유리, 현무암 또는 폴리머를 포함하는 구조화된 패킹.
  11. 제 6 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속선은 스테인레스강, 티타늄, 하스텔로이, 듀플렉스, 탄탈륨을 포함하거나 코팅을 갖는 구조화된 패킹.
  12. 제 5 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 층의 벽은 파형부를 가지며, 이 파형부를 통해 다수의 개방 채널들이 형성되고, 이들 채널은 패킹의 상부측에서부터 그 패킹의 저부측까지 이르며, 상기 채널은 제 1 파 골부, 제 1 파 정상부 및 제 2 파 정상부를 포함하며, 제 1 정상부와 제 2 파 정상부는 제 1 파 골부의 경계를 이루며, 제 1 및 2 파 정상부는 제 1 최고부와 제 2 최고부를 갖는 구조화된 패킹.
  13. 제 5 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 구조화된 패킹을 포함하는 질량 전달 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    흡수 장치 또는 증류 칼럼으로 구성되어 있는 질량 전달 장치.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    헤드 영역, 베이스 영역 및 이 헤드 영역과 베이스 영역 사이에 배치되는 질량 전달 영역을 가지며, 유체 분포기가 상기 질량 전달 장치에 배치되어 있어, 제 1 유체가 상기 유체 분포기에 의해 상기 구조화된 패킹의 상부측상으로 분포될 수 있으며, 제 1 유체는 구조화된 패킹의 층의 벽 표면상에 막으로서 가해질 수 있고 또한 이와 관련하여 제 1 유체에 대해 역류로 흐르는 제 2 유체와 접촉할 수 있는 질량 전달 장치.
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