KR20150097868A - Packing and Distillation Tower comprising the same - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a filling material which may include: a porous plate which is prepared in a plate shape and has multiple holes at which gas rises by penetrating the plate; a pipe unit which is installed by penetrating the porous plate and protrudes from the upper side of the porous plate at a fixed height, providing the fluid flowing on the upper side of the porous plate with a path heading to the lower part of the porous plate when the fluid exceeds a predetermined height; an outline wall plate which is prepared in a direction crossing the porous plate along the edges of the porous plate, forming a space where the fluid flowing on the upper side of the porous plate and the gas rising from the lower part of the porous plate contact; and a filling material which includes a porous rectangular hole prepared in a rectangular shape surrounding the outside of the outline wall plate and has multiple through holes on the outside. Therefore, the present invention can increase contact efficiency of the gas and the fluid; can reduce pressure loss, increasing the processing amount; and can reduce an imbalance of the fluid distribution, in addition, installation and maintenance of interior structures of the distillation tower are simple.

Description

충진물 및 이를 포함하는 증류탑{Packing and Distillation Tower comprising the same}[0001] The present invention relates to a packing and a distillation tower comprising the same,

본 발명은 충진물 및 이를 포함하는 증류탑에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 증류탑 내부에서 기체와 액체의 접촉효율을 향상시키고 처리량을 증대시키기 위한 증류탑 내부의 충진물 및 이를 포함하는 증류탑에 관한 것이다.The present invention relates to a packing material and a distillation column comprising the same, and more particularly, to a packing material and a distillation column containing the same in a distillation column for improving the efficiency of gas-liquid contact inside the distillation column and increasing throughput.

화학공정에서 비점이 다른 혼합물을 분리할 목적으로 사용하는 증류탑은 기체와 액체의 접촉장치로 충진탑(Packed Tower)과 다단탑(Tray Tower)으로 분류할 수 있는 데 이와 같은 분류는 기체와 액체를 접촉시키기 위해 탑 내부에 설치되는 구조물의 형태에 따른다.The distillation column used to separate mixtures with different boiling points in the chemical process can be classified as Packed Tower and Tray Tower as gas and liquid contact devices, Depending on the type of structure installed inside the tower to make contact.

다단탑은 탑 내에 여러 개의 트레이(Tray, 또는 단)를 설치하여, 하단에서 상승하는 기체(Vapor, 또는 Gas)와 상단에서 하강하는 액체(Liquid)가 트레이에서 서로 접촉하여 열 및 물질전달이 진행되도록 한다.In the multi-stage tower, several trays (trays or stages) are installed in the tower so that the gas (vapor or gas) rising from the bottom and the liquid descending from the top come into contact with each other in the tray, .

충진탑(Packed Tower)은, 탑 내에 충진물을 가득 채워 탑 상부에서 액체가 충진물 표면을 따라 고르게 흘러내리면서 하부에서 충진물과 충진물 사이의 공간을 통해 상승하는 기체와 연속적으로 접촉하면서 열 및 물질전달이 진행되도록 한다.The packed tower fills the tower with filling material so that the liquid continuously flows down from the top of the tower to the gas rising through the space between the packing and the filling material while flowing down evenly along the surface of the packing material, Let's proceed.

다단탑은, 트레이(Tray)에서만 기체와 액체가 접촉하는 불연속적인 형태인 반면, 충진탑은 충진물이 채워진 공간 전체에서 기체와 액체가 연속적으로 접촉하는 형태를 가지고 있다는 점에서 다르다.The multi-stage tower is different in that it is in a discontinuous form in which gas and liquid contact only in the tray, whereas the filling tower has a form in which the gas and the liquid are in continuous contact throughout the space filled with the filling material.

이러한 이유로, 하나의 증류탑 내에 다단탑과 충진탑을 혼합하여 사용하고자 하는 경우, 구간을 분리하여 사용하는 것이 일반적이다.For this reason, when a multi-stage tower and a packed tower are mixed in one distillation tower, it is general to use the section separately.

도 1은 기본적인 형태의 트레이인 다공판으로 구성된 종래 다단탑의 내부 구조를 간략히 나타낸 축방향 단면도이고, 도 2는 도 1의 반경 방향 단면도이다.FIG. 1 is an axial cross-sectional view schematically showing the internal structure of a conventional multi-stage tower composed of a porous plate which is a basic type of tray, and FIG. 2 is a radial sectional view of FIG.

도 1 및 도 2를 참조하여 가장 기본적인 형태의 트레이인 다공판(Sieve Tray)으로 구성된 다단탑에서 기체와 액체가 접촉하여 열 및 물질전달이 일어나는 과정을 설명하면 다음과 같다.Referring to FIGS. 1 and 2, a process of heat and mass transfer by contacting a gas with a liquid in a multi-stage tower composed of a sieve tray, which is the most basic type of tray, will be described.

상단(n-1번째 단, 101a)의 액체(Ln -1)는, 위어(weir, 103a)를 넘쳐흘러 n-1번째 단과 n번째 단에 걸쳐 수직으로 설치된 다운커머(downcomer, 102)로 유입된 후, n번째 단의 다공판(101b) 위를 수평으로 흘러 n번째 단의 위어(weir, 103b)를 넘쳐흘러 하단(n+1번째 단)으로 내려간다.The liquid (L n -1 ) at the top (n-1 st stage, 101a) flows down the weir 103a and is supplied to the downcomer 102 vertically installed at the n- Flows horizontally over the perforated plate 101b at the n-th stage, flows over the weir 103b at the n-th stage and descends to the bottom (n + 1) -th stage.

액체가 다공판 위를 수평으로 흐르는 동안, 하단(n+1번째 단)에서 n번째 단의 다공판(101b)에 설치된 여러 개의 홀(Hole, 104)을 통해 상승하는 기체 (Vn+1)와 접촉하면서 열 및 물질전달이 일어난다.(Vn + 1 ) rising through a plurality of holes (Hole) 104 provided in the nth-stage perforated plate 101b in the lower (n + 1) -th stage while the liquid horizontally flows on the perforated plate, And heat and mass transfer occur.

도 1에서, V 또는 L의 하첨자는 기체, 또는 액체가 떠나는 단의 숫자를 의미하며, 어두운 영역은 액체가 차치하는 부분을 나타낸다.In Fig. 1, the dotted line of V or L means the number of the gas or the stage at which the liquid leaves, and the dark region indicates the portion of the liquid.

여기서, 다운커머(102)는 상단에서 흘러내리는 액체를 모아두었다가 n번째 단의 다공판(101b) 위로 흘려 보내는 댐과 유사한 역할을 하는데, 이를 위해 설치되는 다운커머가 차지하는 영역(105)에서는 기체와 액체가 접촉을 하지 못하므로 전체 다단탑의 단면적에서 기체와 액체의 접촉면적이 감소된다.Here, the downcomer 102 is similar to a dam that collects the liquid flowing down from the upper end and flows over the perforated plate 101b of the n-th stage. In the area 105 occupied by the downcomer installed for this purpose, Since the liquid does not contact, the contact area between the gas and the liquid in the cross-sectional area of the entire multi-stage tower is reduced.

또한, 기체 또는 액체의 유량이 증가할수록 다운커머 내에 필요한 액체수위는 높아지게 되기 때문에 처리량을 증가시키기 위해서는 다운커머의 면적을 넓히거나 높이를 증가시켜야 한다.Also, as the flow rate of the gas or liquid increases, the liquid level required in the downcomer increases, so the area of the downcomer or the height must be increased to increase the throughput.

결론적으로, 기존 다단탑의 처리량을 증대시키기 위해서는, 다운커머가 차지하는 면적을 감소시켜 기체와 액체가 접촉하는 면적을 증가시키거나, 또는 다운커머의 높이를 낮추어 트레이(Tray, 단) 수를 증가시켜야 하는데, 이와는 반대로 처리량이 증가할수록 다운커머의 높이와 면적이 오히려 증가되어야 하는 단점이 있다.In conclusion, to increase the throughput of existing multistage towers, it is necessary to reduce the area occupied by the downcomer to increase the area of contact between the gas and the liquid, or to increase the number of trays by lowering the height of the downcomer In contrast, as the throughput increases, the height and area of the downcomer must be increased.

한편, 충진탑은 내부에 충진되는 충진물의 형태에 따라 일정한 형태의 충진물 구조를 갖는 구조형 충진탑(Structured Packed Tower)과 불규칙 형태의 충진물 구조를 갖는 비구조형 충진탑(Random Packed Tower)로 구분할 수 있다.Meanwhile, the filling tower can be classified into a structured packed tower having a certain type of packing structure and a random packed tower having an irregular shaped packing structure depending on the type of the filling material to be filled therein .

도 3의 (a)는 종래의 구조형 충진탑을, (b)는 종래의 비구조형 충진탑을 나타낸 도면이다.FIG. 3 (a) shows a conventional structure-type filling column, and FIG. 3 (b) shows a conventional unfusing type filling column.

충진탑은, 다단탑에 비하여 압력 손실이 적고, 설치가 용이하여 종래 다단탑의 처리량을 증대시키기 위해 교체 설치되거나 또는 지름이 상대적으로 작은 탑에 적용하고 있다. 그러나, 충진탑에서는 충진물을 따라 액체가 하부로 흘러내리면서 충진물에 고르게 분배되지 못하고 탑의 벽 쪽으로 흘러내려, 기체와 액체의 접촉효율이 저하되는 단점이 있다.The filling tower has a lower pressure loss than that of the multi-stage tower and is easily installed so as to replace the conventional multi-stage tower or to be applied to a tower having a relatively small diameter. However, in the filling tower, the liquid flows downward along the filling material, and is not evenly distributed to the filling material, and flows down toward the wall of the tower, thereby deteriorating the contact efficiency between the gas and the liquid.

특히, 충진물 사이에 이물질이 축적되거나 충진물 일부가 부식에 의하여 손상될 경우, 액체의 분배 불균형 현상은 더욱 심화되어 증류탑의 처리성능이 크게 감소되는 문제가 있다. 또한 충진물 사이에 이물질을 제거하거나 손상된 충진물 일부를 교체하기가 매우 어려운 단점이 있다.Particularly, when foreign matter accumulates between the packing materials or a part of the packing material is damaged by the corrosion, the dispensing unbalance phenomenon of the liquid is further exacerbated and the treatment performance of the distillation tower is greatly reduced. In addition, there is a disadvantage that it is very difficult to remove foreign substances between the fillings or to replace some of the damaged fillings.

따라서, 이러한 종래의 충진탑 및 다단탑의 단점을 보완하기 위한 기술의 개발이 필요하다.Therefore, it is necessary to develop a technique to overcome the disadvantages of such conventional filling tower and multistage tower.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기체와 액체의 접촉효율을 향상시키고 압력손실을 감소시킴으로써 증류탑의 처리량을 증대시킬 수 있고 설치 및 유지 보수가 용이한 증류탑 내부 구조물, 즉 충진물 및 이를 포함하는 증류탑을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an internal structure of a distillation column which can increase the throughput of the distillation column and improve the installation and maintenance by improving the contact efficiency between gas and liquid, And it is an object of the present invention to provide a distillation column containing the same.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 증류탑 내부에 충진되는 충진물에 있어서, 판 형상으로 마련되며 판면을 관통하여 기체가 상승하는 복수의 홀이 형성되는 다공판; 상기 다공판의 판면을 관통하여 설치되며 상기 다공판 상면에 일정 높이로 돌출되어 상기 다공판의 상면에 흐르는 액체가 일정 높이를 초과하면 상기 다공판의 하부로 하강하는 통로를 제공하는 파이프 유닛; 상기 다공판의 가장자리를 따라 상기 다공판의 판면에 교차되는 방향으로 마련되어 상기 다공판의 상면에 흐르는 액체와 상기 다공판의 하부에서 상승하는 기체가 접촉하는 공간을 형성하는 둘레벽판; 및 구형 형상으로 상기 둘레벽판의 외부를 감싸도록 마련되며 둘레면에 복수의 관통공이 형성되는 다공구를 포함하는 충진물을 제공한다.To achieve the above object, according to the present invention, there is provided a packed product packed in a distillation column, comprising: a perforated plate provided in a plate shape and having a plurality of holes passing through a plate surface to raise a gas; A pipe unit installed to penetrate the plate surface of the perforated plate and protruding at a predetermined height from the upper surface of the perforated plate to provide a passage downward to a lower portion of the perforated plate when liquid flowing on the upper surface of the perforated plate exceeds a predetermined height; A circumferential wall plate provided along the edge of the perforated plate in a direction crossing the plate surface of the perforated plate to form a space in which liquid flowing on the upper surface of the perforated plate and a gas rising from a lower portion of the perforated plate contact each other; And a multi-tool which is provided so as to surround the outside of the peripheral wall plate in a spherical shape and has a plurality of through holes formed on a circumferential surface thereof.

상기 파이프 유닛은, 상기 다공판의 판면을 관통하여 설치되며 상기 다공판 상면에 일정 높이로 돌출되어 마련되는 파이프; 및 상기 파이프의 하단에 마련되어 상기 파이프 내부를 따라 하강하는 액체를 사방으로 분사시키는 씰을 포함할 수 있다.Wherein the pipe unit comprises: a pipe installed through the plate surface of the perforated plate and protruding from the upper surface of the perforated plate at a predetermined height; And a seal provided at a lower end of the pipe for spraying the liquid falling along the inside of the pipe in all directions.

상기 파이프 유닛은, 상기 파이프의 상부 외측을 감싸는 형태로 마련되어 상부에서 하강하는 액체가 상기 파이프로 직접 유입되는 것을 방지하는 배플을 더 포함할 수 있다.The pipe unit may further include a baffle provided to surround the upper portion of the pipe so as to prevent the liquid descending from the upper portion from being directly introduced into the pipe.

상기 배플은 상단 측면을 따라 기체 배출구가 마련될 수 있다.The baffle may be provided with a gas outlet along the upper side.

상기 씰은 상기 배플과 동일 형태로 상호 대칭되도록 마련될 수 있다.The seal may be configured to be symmetrical with respect to the baffle in the same form.

상기 둘레벽판은, 상기 다공구와 중심이 같은 구의 구띠 형상으로 마련되어 상기 다공판이 지면에 나란하게 배치되도록 상기 다공구의 내측면에 접촉 지지될 수 있다.The circumferential wall plate may be supported in contact with the inner surface of the multi-tool so that the perforated plate is disposed in parallel with the ground, and is provided in the shape of a sphere having the same center as the multi-tool.

상기 다공판은, 버블캡(Bubble Cap) 또는 고정밸브(Fixed Valve)가 마련되어 상승하는 기체를 통과시킬 수 있다.The perforated plate may be provided with a bubble cap or a fixed valve to allow a rising gas to pass therethrough.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 내부에 상기 충진물이 충진되는 증류탑을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a distillation column in which the filling material is filled.

본 발명의 충진물 및 이를 포함하는 증류탑에 따르면, 기체와 액체의 접촉효율을 향상시키고 압력손실이 감소되어 공정 처리량을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.According to the filling material of the present invention and the distillation column containing the same, the efficiency of contact between the gas and the liquid can be improved and the pressure loss can be reduced, thereby increasing the throughput of the process.

또한, 증류탑 내부 구조물의 설치 및 유지 보수가 용이하며 액체의 분배 불균형 현상을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, it is easy to install and maintain the structure inside the distillation column, and the dispensing unbalance phenomenon of the liquid can be reduced.

도 1은 종래 다단탑의 내부 구조를 간략히 나타낸 축방향 단면도이다.
도 2는 도 1의 반경 방향 단면도이다.
도 3은 종래 구조형 충진탑과 비구조형 충진탑의 내부 구조를 간략히 나타낸 축방향 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 증류탑의 구조를 간략히 나타낸 축방향 단면도이다.
도 5는 도 4의 충진물의 확대 사시도이다.
도 6은 도 5의 충진물에서 파이프 유닛의 확대 사시도이다.
도 7은 도 5의 다공구를 제외한 충진물의 정면도이다.1 is an axial cross-sectional view schematically showing an internal structure of a conventional multi-stage tower.
2 is a radial cross-sectional view of Fig.
3 is an axial cross-sectional view schematically illustrating the internal structure of a conventional structured packing tower and an unstructured packing tower.
4 is an axial cross-sectional view schematically illustrating the structure of a distillation column according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an enlarged perspective view of the filler of FIG. 4;
Figure 6 is an enlarged perspective view of the pipe unit in the fill of Figure 5;
FIG. 7 is a front view of the filling material excluding the multi-tool of FIG. 5; FIG.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In addition, the preferred embodiments of the present invention will be described below, but it is needless to say that the technical idea of the present invention is not limited thereto and can be variously modified by those skilled in the art.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 증류탑의 구조를 간략히 나타낸 축방향 단면도이고, 도 5는 도 4의 충진물의 확대 사시도이며, 도 6은 도 5의 충진물에서 파이프 유닛의 확대 사시도이고, 도 7은 도 5의 다공구를 제외한 충진물의 정면도이다.4 is an enlarged perspective view of the filling material of FIG. 4, FIG. 6 is an enlarged perspective view of the pipe unit in the filling material of FIG. 5, and FIG. 7 is a front view of the filling material excluding the multi-tool of Fig.

이러한 도 4 내지 도 7은, 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것이며, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.4 through 7 clearly show only the main feature parts in order to conceptually clearly understand the present invention and as a result various variations of the illustrations are expected and the scope of the present invention is not limited by the specific shapes shown in the drawings Need not be limited.

도 4를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 증류탑(1)은, 내부에 복수의 충진물(200)이 충진되어 액체와 기체가 충진물(200)을 통하여 상호 접촉하면서 열 및 물질 전달이 일어난다.4, the distillation tower 1 according to an embodiment of the present invention is configured such that a plurality of the fillers 200 are filled therein and the liquid and the gas are in contact with each other through the fillers 200, It happens.

본 실시예에서 증류탑(1)은 비구조형 충진탑(Random Packed Tower)의 형태를 가지고 충진물(200)이 내부에 불규칙하게 배열될 수 있다.In this embodiment, the distillation column 1 may be irregularly arranged inside the packing 200 in the form of a random packed tower.

도 5를 참조하면, 충진물(200)은, 다공판(210), 파이프 유닛(220), 둘레벽판(230) 및 다공구(240)를 포함한다.5, the filler 200 includes a perforated plate 210, a pipe unit 220, a perimeter wall plate 230, and a multi-tool 240.

다공판(210)은, 판 형상으로 마련되며 판면을 관통하여 기체가 상승하는 복수의 홀(211, hole)이 형성된다. 다공판(210)의 상면에는 액체가 흐르며 다공판(210)의 하부에서 상승하는 기체는 복수의 홀(211)을 통하여 다공판(210)의 상부로 이동하면서 액체와 접촉된다.The perforated plate 210 is formed in a plate shape and has a plurality of holes 211 through which the base rises. The liquid flowing in the upper surface of the perforated plate 210 and the gas rising in the lower portion of the perforated plate 210 are moved to the upper portion of the perforated plate 210 through the plurality of holes 211 to be in contact with the liquid.

본 실시예에서 다공판(210)은 복수의 홀(211)이 형성되어 기체를 상승시키나, 다공판(210)에 버블캡(Bubble Cap) 또는 고정밸브(Fixed Valve)가 마련되어 상승하는 기체를 통과시킬 수도 있다.In the present embodiment, the perforated plate 210 has a plurality of holes 211 formed therein to raise the gas, but the perforated plate 210 is provided with a bubble cap or a fixed valve, .

버블캡(Bubble Cap)은 액체유량이 기체유량보다 상대적으로 적을 경우, 홀을 통과한 기체의 힘에 의해 액체가 홀을 충분히 덮지 못하고 홀을 피해 흘러가는 제팅(jetting) 현상이 발생할 수　있으며 이를 방지할 목적으로 홀 상부에 뚜껑을 씌운 형태이다.When the liquid flow rate is relatively smaller than the gas flow rate, the bubble cap can not sufficiently cover the holes due to the force of the gas passing through the holes and may cause jetting phenomenon that flows away from the holes. The top of the hole is covered with a lid.

고정밸브(Fixed Valve)는 여러 개의 작은 홀을 통과하면서 발생되는 압력손실을 방지할 목적으로　홀 개수를 줄이고 홀 크기를 키우고(예를 들면, 4.5mm에서 25mm)　그 대신 홀 위에 열린 덮개를 씌운 형태이다.The fixed valve is designed to reduce the number of holes and increase the hole size (for example, from 4.5 mm to 25 mm) in order to prevent the pressure loss caused by passing through several small holes, to be.

파이프 유닛(220)은, 다공판(210)의 판면을 관통하여 설치되며 다공판(210) 상면에 일정 높이로 돌출되어 다공판(210)의 상면에 흐르는 액체의 수위가 일정 높이를 초과하면 다공판(210)의 하부로 하강하는 통로를 제공한다.The pipe unit 220 is installed through the plate surface of the perforated plate 210 and protrudes at a predetermined height from the upper surface of the perforated plate 210. When the level of the liquid flowing on the upper surface of the perforated plate 210 exceeds a predetermined height And provides a descending passage to the lower portion of the stencil 210.

도 6을 참조하면, 파이프 유닛(220)은, 다공판(210)의 판면을 관통하여 설치되며 다공판(210) 상면에 일정 높이로 돌출되어 마련되는 파이프(221)와, 파이프(221)의 하단에 마련되어 파이프(221) 내부를 따라 하강하는 액체를 사방으로 분사시키는 씰(224)과, 파이프(221)의 상부 외측을 감싸는 형태로 마련되어 상부에서 분사되는 액체가 파이프(221)로 직접 유입되는 것을 방지하는 배플(222)을 포함한다.6, the pipe unit 220 includes a pipe 221 installed through the plate surface of the perforated plate 210 and protruding at a predetermined height from the upper surface of the perforated plate 210, A seal 224 provided at the lower end of the pipe 221 for spraying the liquid falling down along the inside of the pipe 221 in four directions and a liquid surrounding the upper part of the pipe 221 so that the liquid sprayed from the upper part directly flows into the pipe 221 (Not shown).

파이프(221)는, 다공판(210)의 판면을 관통하여 삽입되며 다공판(210)의 상면에 일정 높이로 돌출된다. 따라서, 다공판(210)의 상면에 흐르는 액체는 일정 높이가 초과되면 파이프(221)를 통하여 다공판(210)의 하부로 이동될 수 있다.The pipe 221 is inserted through the plate surface of the perforated plate 210 and protrudes at a predetermined height from the upper surface of the perforated plate 210. Therefore, the liquid flowing on the upper surface of the perforated plate 210 can be moved to the lower portion of the perforated plate 210 through the pipe 221 when the height thereof is higher than a predetermined height.

배플(222, baffle)은, 파이프(221)의 상부 외측을 감싸는 형태로 마련되어 상부 트레이 어셈블리(200)에서 분사되는 액체가 파이프(221) 내부로 직접 유입되는 것을 방지한다. 즉, 배플(222)은 파이프(221)의 상부 일 영역을 감싸도록 마련되며 상단에 배플 햇(222a)을 형성하여 상부에서 분사되는 액체가 파이프(221) 내부로 직접 유입되는 것을 방지한다.The baffle 222 is provided so as to surround the upper part of the upper part of the pipe 221 to prevent the liquid injected from the upper tray assembly 200 from flowing directly into the pipe 221. That is, the baffle 222 is provided so as to surround one upper area of the pipe 221 and the baffle plate 222a is formed at the upper end thereof to prevent the liquid sprayed from the upper part from flowing directly into the pipe 221.

또한, 배플(222)의 상단 측면에는 기체 배출구(222b)가 형성되어 배플(222) 내부로 유입된 기체가 액체와 분리되어 상부로 빠져나갈 수 있다.A gas outlet 222b is formed on the upper side of the baffle 222 so that the gas introduced into the baffle 222 can be separated from the liquid and can escape to the upper part.

씰(224)은, 파이프(221) 하단에 마련되어 파이프(221)를 통과하여 이동하는 액체가 그대로 하강하는 것을 방지하고 액체를 사방으로 분사시킨다.The seal 224 is provided at the lower end of the pipe 221 to prevent the liquid moving through the pipe 221 from descending as it is, and to eject the liquid in all directions.

본 실시예에서 씰(224)은 배플(222)과 동일 형태로 상호 대칭되도록 마련된다. 도 6을 참조하면, 씰(224)과 배플(222)은 동일 형태로 마련되고, 파이프(221)는 다공판(210)의 상하방으로 동일한 높이로 돌출되도록 마련되어 상호 대칭의 형상을 이룬다. 이에 의해서, 충진물(200)이 불규칙하게 증류탑(1) 내부에 충진될 때에 다공판(210)의 상하면이 뒤바뀌는 경우에도 씰(224)과 배플(222)이 서로의 역할을 대신할 수 있다.In this embodiment, the seal 224 is configured to be symmetrical with respect to the baffle 222 in the same shape. 6, the seal 224 and the baffle 222 are provided in the same shape, and the pipes 221 are provided so as to protrude from the upper and lower sides of the perforated plate 210 at the same height, and have mutually symmetrical shapes. The seal 224 and the baffle 222 can replace each other even when the upper and lower surfaces of the perforated plate 210 are reversed when the filling material 200 is filled in the distillation tower 1 irregularly.

다공판(210)을 기준으로 하방에 놓이는 씰(224)은 배플(222)과 동일한 형태를 가지므로 파이프(221)를 통하여 하강하는 액체가 하방에 형성된 기체 배출구(222b)를 통하여 사방으로 분사된다.Since the seal 224 disposed below the perforated plate 210 has the same shape as the baffle 222, the liquid descending through the pipe 221 is injected in four directions through the gas outlet 222b formed at the lower side .

둘레벽판(230, round wall plate)은, 다공판(210)의 가장자리를 따라 다공판(210)의 판면에 교차되는 방향으로 마련되어 다공판(210)의 상면에 흐르는 액체와 다공판(210)의 하부에서 상승하는 기체가 접촉하는 공간을 형성한다. 즉, 둘레벽판(230)은 다공판(210)의 측면에서 다공판(210)을 지지하며, 일정 높이로 마련됨으로써 다공판(210)의 상면에 액체가 일정 높이로 고일 수 있는 공간을 마련한다. 둘레벽판(230) 또한 파이프 유닛(220)과 마찬가지로 다공판(210)의 상하면이 뒤바뀌는 경우에도 동일한 형상이 되도록 다공판(210)을 기준으로 상하 대칭형상으로 마련된다.The round wall plate 230 is provided along the edge of the perforated plate 210 in a direction intersecting the surface of the perforated plate 210 so that the liquid flowing on the upper surface of the perforated plate 210 and the liquid flowing through the perforated plate 210 Thereby forming a space in contact with the gas rising from the lower part. That is, the perimeter wall plate 230 supports the perforated plate 210 on the side surface of the perforated plate 210, and is provided at a predetermined height to provide a space on the upper surface of the perforated plate 210 where the liquid can have a predetermined height . Similarly to the pipe unit 220, the perimeter wall plate 230 is also provided in a vertically symmetrical shape with respect to the perforated plate 210 so as to have the same shape when the upper and lower surfaces of the perforated plate 210 are reversed.

둘레벽판(230)은 다공구(240)와 중심이 같은 구의 구띠(zone of sphere) 형상으로 마련되어 다공판(210)이 지면에 나란하게 배치되도록 다공구(240)의 내측면에 접촉 지지된다. 이에 의해서, 충진물(200)이 증류탑(1) 내부에 불규칙하게 충진될 때에 다공구(240) 내부의 구조물(다공판(210), 파이프 유닛(220) 및 둘레벽판(230))이 다공구(240) 내부에서 유동하면서 둘레벽판(230)이 다공구(240)의 내측면에 접촉 지지되도록 이동하여 다공판(210)이 지면에 나란하게 배치된다.The circumferential wall plate 230 is provided in the form of a zone of sphere having the same center as that of the multi-tool 240 so that the perforated plate 210 is held in contact with the inner surface of the multi-tool 240 so as to be arranged on the ground. The structure (the perforated plate 210, the pipe unit 220, and the peripheral wall plate 230) inside the multi-tool 240 is filled with the multi-tool (not shown) when the filling material 200 is irregularly filled in the distillation tower 1 240 so that the peripheral wall plate 230 moves in contact with the inner surface of the multi-tool 240, and the perforated plate 210 is disposed in parallel with the ground.

다공구(240, multi-hole ball)는 구형 형상으로 둘레벽판(230)의 외부를 감싸도록 마련되며 둘레면에 복수의 관통공(241)이 형성된다. 복수의 관통공(241)을 통하여 상부에서 하강하는 액체와 하부에서 상승하는 기체가 다공구(240) 내부로 유출입 된다.The multi-tool ball 240 is formed in a spherical shape so as to surround the outside of the circumferential wall plate 230 and has a plurality of through holes 241 formed on the circumferential surface thereof. The liquid descending from the upper portion and the gas rising from the lower portion flow into and out of the multi tool 240 through the plurality of through holes 241. [

이러한 구성을 갖는 증류탑(1)의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.The operation of the distillation column 1 having such a structure will be described below.

분리가 필요한 액체혼합물은 증류탑(1)의 상부에서 하부로 이동되며, 액체를 분별증류시키기 위한 기체(증기)가 증류탑(1)의 하부에서 상부로 이동하면서 액체와 기체가 상호 접촉하여 열 및 물질 전달이 이루어진다.The liquid mixture requiring separation is moved from the upper part of the distillation column 1 to the lower part, and the gas (vapor) for fractionally distilling the liquid moves upward from the lower part of the distillation column 1, Delivery is done.

액체의 이동 과정은 내부 구조물의 기본 단위 유닛인 충진물(200)을 기초로 설명한다. 증류탑(1) 내부에 충진되는 충진물(200)은 둘레벽판(230)이 다공구(240)의 내부에서 유동하면서 다공구(240)의 내측면에 접촉 지지되어 다공판(210)이 지면과 나란하게 배치된다.The process of moving the liquid will be described on the basis of the filling material 200 which is the basic unit unit of the internal structure. The filling material 200 filled in the distillation column 1 is supported by the peripheral wall plate 230 in contact with the inner surface of the multi-tool 240 while flowing inside the multi-tool 240, Respectively.

다공판(210)이 지면과 나란하게 배치된 상태에서, 증류탑(1) 상부에서 강하된 액체는 다공구(240)의 관통공(241)을 통하여 다공판(210) 상면으로 이동되며, 다공판(210)에 형성된 복수의 홀(211)을 통하여 상승하는 기체와 접촉하면서 열 및 물질 전달이 이루어진다. 이때 액체는 다공판(210) 및 둘레벽판(230)에 의하여 형성되는 공간에 일시적으로 적재되어 기체와 접촉된다.The liquid dropped from the upper portion of the distillation column 1 is moved to the upper surface of the perforated plate 210 through the through holes 241 of the multi-tool 240 while the perforated plate 210 is disposed in parallel with the paper surface, Heat and mass transfer are made while contacting the rising gas through the plurality of holes 211 formed in the substrate 210. At this time, the liquid is temporarily placed in a space formed by the perforated plate 210 and the peripheral wall plate 230, and is contacted with the gas.

액체의 수위가 다공판(210)의 상면에 일정 높이 이상이 되면 액체는 파이프 유닛(220)의 파이프(221)를 통하여 다공판(210)의 하부로 이동된다. 파이프(221)를 통하여 이동되는 액체는 파이프(221) 하단에 마련되는 씰(224)을 통해 사방으로 분리되면서 하강한다.The liquid is moved to the lower portion of the perforated plate 210 through the pipe 221 of the pipe unit 220. When the liquid level is higher than the predetermined height on the upper surface of the perforated plate 210, The liquid moving through the pipe 221 is lowered in four directions through the seal 224 provided at the lower end of the pipe 221.

도 7을 참조하면 둘레벽판(230)의 돌출 높이는 파이프(221)의 돌출 높이보다 크게 형성되어 다공판(210) 상면의 액체가 일정 높이가 되었을 경우 먼저 파이프(221)를 통하여 하강된다.7, the protrusion height of the peripheral wall plate 230 is formed to be larger than the protrusion height of the pipe 221, and when the liquid on the upper surface of the perforated plate 210 reaches a predetermined height, the protrusion height is first lowered through the pipe 221.

배플(222, Baffle)의 배플 햇(222a, Baffle Hat)은 위에서 하강하는 액체가 파이프(221) 내로 직접 하강하는 것을 방지하며, 상부에서 하강하는 액체가 충진물(200)의 다공판(210) 상면에 적재될 수 있도록 한다. 액체와 함께 배플(222) 내부로 유입된 기체는 배플(222) 상부에 마련되는 기체 배출구(222b)를 통하여 액체와 분리되어 상부로 빠져나간다.The baffle hat 222a of the baffle 222 prevents the lowering liquid from directly descending into the pipe 221 and prevents the liquid falling from the upper surface So that it can be stacked on. The gas introduced into the baffle 222 together with the liquid is separated from the liquid through the gas outlet 222b provided on the upper portion of the baffle 222 and then escapes to the upper portion.

씰(224)은 상술한 바와 같이 배플(222)과 동일 형태로 상호 대칭되도록 마련되므로 충진물(200)이 증류탑(1) 내에 불규칙하게 충진될 때에 다공판(210)의 상하면이 뒤바뀌는 경우에도 서로의 역할을 대신할 수 있다.The seal 224 is provided to be symmetrical with respect to the baffle 222 in the same manner as described above. Therefore, even when the upper and lower surfaces of the perforated plate 210 are reversed when the filler 200 is irregularly filled in the distillation tower 1, Role can be substituted.

이러한 작용을 갖는 충진물(200)은 복수가 증류탑(1) 내에 충진되어 충진물(200)의 표면에서 액체와 기체가 접촉하는 면적을 제공함과 동시에 충진물(200) 내부에서 일종의 트레이(tray, 단)를 제공하여 기체와 액체가 접촉하는 면적을 증가시키고 공정 처리량을 증대시킬 수 있다.The filling material 200 having such an action is filled in the distillation tower 1 to provide an area where the liquid and the gas are in contact with each other on the surface of the filling material 200 and a tray Thereby increasing the area of contact between the gas and the liquid and increasing the process throughput.

또한, 본 실시예의 충진물(200)은 불규칙하게 증류탑(1) 내부에 충진되더라도 충진물(200) 내부의 다공판(210)이 지면과 나란하게 배치되도록 설계됨으로써 설치가 용이하며 단위 유닛으로 마련됨으로써 유지 보수가 용이한 효과가 있다.Also, even if the filling material 200 of the present embodiment is filled irregularly in the distillation tower 1, the perforated plate 210 inside the filling material 200 is designed to be arranged in parallel with the paper surface, There is an effect of easy maintenance.

더불어 충진물(200) 내부의 파이프 유닛(220)에 의하여 액체가 하부로 고르게 재분배되므로 액체의 분배 불균형 현상을 감소시킬 수 있다.In addition, since the liquid is uniformly redistributed to the lower part by the pipe unit 220 inside the filling material 200, the liquid dispensing unbalance phenomenon can be reduced.

이와 같이 본 발명의 증류탑(1) 및 그 충진물(200)에 의하면, 종래 다단탑과 충진탑의 단점을 보완하여 공정 처리량을 증가시키면서, 설치 및 유지 보수가 용이하고, 액체의 분배 불균형 현상을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the distillation column 1 of the present invention and the filling material 200 thereof, it is possible to supplement the disadvantages of the conventional multi-stage column and the filling column to increase the throughput and facilitate the installation and maintenance, There is an effect that can be made.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. will be. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings . The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

1 : 증류탑
200 : 충진물
210 : 다공판
211 : 홀
220 : 파이프 유닛
221 : 파이프
222 : 배플
222a : 배플 햇
222b : 기체 배출구
224 : 씰
230 : 둘레벽판
240 : 다공구
241 : 관통공1: Distillation tower
200: packing
210: Perforated plate
211: hole
220: Pipe unit
221: pipe
222: Baffle
222a: Baffle Hat
222b:
224: Seals
230: Perforated plate
240: Multitool
241: Through hole

Claims (8)

증류탑 내부에 충진되는 충진물에 있어서,
판 형상으로 마련되며 판면을 관통하여 기체가 상승하는 복수의 홀이 형성되는 다공판;
상기 다공판의 판면을 관통하여 설치되며 상기 다공판 상면에 일정 높이로 돌출되어 상기 다공판의 상면에 흐르는 액체가 일정 높이를 초과하면 상기 다공판의 하부로 하강하는 통로를 제공하는 파이프 유닛;
상기 다공판의 가장자리를 따라 상기 다공판의 판면에 교차되는 방향으로 마련되어 상기 다공판의 상면에 흐르는 액체와 상기 다공판의 하부에서 상승하는 기체가 접촉하는 공간을 형성하는 둘레벽판; 및
구형 형상으로 상기 둘레벽판의 외부를 감싸도록 마련되며 둘레면에 복수의 관통공이 형성되는 다공구를 포함하는 충진물.In the packing material filled in the distillation tower,
A perforated plate provided in a plate shape and having a plurality of holes penetrating the plate surface to raise the gas;
A pipe unit installed to penetrate the plate surface of the perforated plate and protruding at a predetermined height from the upper surface of the perforated plate to provide a passage downward to the lower portion of the perforated plate when the liquid flowing on the upper surface of the perforated plate exceeds a predetermined height;
A circumferential wall plate provided along the edge of the perforated plate in a direction crossing the plate surface of the perforated plate to form a space in which liquid flowing on the upper surface of the perforated plate and a gas rising from a lower portion of the perforated plate contact each other; And
And a plurality of through holes formed in a circumferential surface of the circumferential wall plate to surround the outside of the circumferential wall plate in a spherical shape. 제1항에 있어서,
상기 파이프 유닛은,
상기 다공판의 판면을 관통하여 설치되며 상기 다공판 상면에 일정 높이로 돌출되어 마련되는 파이프; 및
상기 파이프의 하단에 마련되어 상기 파이프 내부를 따라 하강하는 액체를 사방으로 분사시키는 씰을 포함하는 충진물.The method according to claim 1,
The pipe unit includes:
A pipe extending through the plate surface of the perforated plate and protruding at a predetermined height from the upper surface of the perforated plate; And
And a seal provided at a lower end of the pipe for spraying the liquid falling along the inside of the pipe in all directions. 제2항에 있어서,
상기 파이프 유닛은,
상기 파이프의 상부 외측을 감싸는 형태로 마련되어 상부에서 하강하는 액체가 상기 파이프로 직접 유입되는 것을 방지하는 배플을 더 포함하는 충진물.3. The method of claim 2,
The pipe unit includes:
And a baffle provided to surround the upper portion of the pipe so as to prevent the liquid descending from the upper portion from being directly introduced into the pipe. 제3항에 있어서,
상기 배플은 상단 측면을 따라 기체 배출구가 마련되는 것을 특징으로 하는 충진물.The method of claim 3,
Wherein the baffle is provided with a gas outlet along an upper side thereof. 제4항에 있어서,
상기 씰은 상기 배플과 동일 형태로 상호 대칭되도록 마련되는 것을 특징으로 하는 충진물.5. The method of claim 4,
Wherein the seal is configured to be symmetrical with respect to the baffle in the same shape. 제1항에 있어서,
상기 둘레벽판은,
상기 다공구와 중심이 같은 구의 구띠 형상으로 마련되어 상기 다공판이 지면에 나란하게 배치되도록 상기 다공구의 내측면에 접촉 지지되는 것을 특징으로 하는 충진물.The method according to claim 1,
The peripheral wall plate
Wherein the multi-plate is supported in contact with the inner surface of the multi-tool so that the multi-plate is disposed in parallel with the ground. 제1항에 있어서,
상기 다공판은,
버블캡(Bubble Cap) 또는 고정밸브(Fixed Valve)가 마련되어 상승하는 기체를 통과시키는 것을 특징으로 하는 충진물.The method according to claim 1,
The perforated plate,
Wherein a bubble cap or a fixed valve is provided to allow a rising gas to pass therethrough. 내부에 제1항 내지 제7항 중 어느 하나에 따른 충진물이 충진되는 증류탑.A distillation column in which the packing according to any one of claims 1 to 7 is filled.
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CN114100177A (en) * 2021-11-11 2022-03-01 钱卿瑜 Plate-type packing rectifying tower

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