RU2446872C2

RU2446872C2 - Contact device

Info

Publication number: RU2446872C2
Application number: RU2010109748/05A
Authority: RU
Inventors: Такаси НАКАЯМА (JP); Такаси НАКАЯМА
Original assignee: ДжейДжиСи КОРПОРЕЙШН
Priority date: 2007-08-16
Filing date: 2008-08-13
Publication date: 2012-04-10
Also published as: RU2010109748A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to device intended for bringing in contact of gas with fluid, fluid with fluid and gas with fluid and solid. Device inner space is divided by baffles into multiple cells. Said cells make areas of counterflow contact of upward fluid flow and downward fluid flow in said device. Downward fluid flow inlet made in vertical wall of every stage acts as resistance for fluid volume formation and makes downward fluid flow locked by said baffle entering the adjacent cell of lower lateral stage. Intake port of upward fluid flow made at top side of said inlet makes upward fluid flow flowing in from lower lateral stage cells.

EFFECT: better dispersion of two-phase fluids in contact.

22 cl, 43 dwg, 3 tbl, 10 ex

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение касается контактора для выполнения контакта газ - жидкость, такого как абсорбция, отгонка и дистилляция, контакта жидкость - жидкость, такого как экстракция, и контакта газ - жидкость - твердое вещество, такого как каталитическая реакция жидкости, включая твердое тело, такое как суспензия, и газ.The present invention relates to a contactor for performing a gas-liquid contact, such as absorption, distillation and distillation, a liquid-liquid contact, such as extraction, and a gas-liquid-solid contact, such as a catalytic liquid reaction, including a solid, such as a suspension , and gas.

Уровень техникиState of the art

В промышленности, такой как нефтепереработка, газоочистка и нефтехимия, используется много процессов, таких как поглощение (абсорбция), отгонка, дистилляция, экстракция и каталитическая реакция, в которых отделение, очистка и превращение конкретного вещества осуществляется путем, например, создания контакта газа и жидкости друг с другом или создания контакта двух видов жидкостей друг с другом, чтобы использовать отдачу или прием вещества или энергии, которые переходят между этими текучими средами, реакцию между веществами и подобное. Например, контакторы, такие как поглотительная колонна, отгоночная колонна или экстракционная колонна, в которых две текучие среды в разных фазах заставляют контактировать друг с другом в колонне, чтобы способствовать массопереносу на поверхности раздела между текучими средами, и дистилляционная колонна, в которой температурный градиент задают в направлении высоты колонны, и отделение и очистка вещества осуществляются путем использования равновесия пар - жидкость, представляют собой оборудование, широко применяемое в этих процессах.In industry, such as oil refining, gas purification and petrochemicals, many processes are used, such as absorption (absorption), distillation, distillation, extraction and catalytic reaction, in which the separation, purification and transformation of a particular substance is carried out by, for example, creating a gas-liquid contact with each other or creating contact between two types of liquids with each other in order to use the release or reception of a substance or energy that passes between these fluids, a reaction between substances and the like. For example, contactors, such as an absorption column, stripping column or extraction column, in which two fluids in different phases are forced to contact each other in the column to facilitate mass transfer at the interface between the fluids, and a distillation column in which a temperature gradient is set in the direction of the height of the column, and the separation and purification of the substance is carried out by using equilibrium pairs - liquid, are equipment that is widely used in these processes.

Обычно контактор обеспечивается механизмом для увеличения эффективности массопереноса путем диспергирования двух текучих сред очень хорошо друг в друге, чтобы сделать площадь контакта больше, и различные типы контакторов используются соответственно конкретной текучей среде или применяемому процессу. С такой точки зрения среди основных типов газожидкостных контакторов, например, есть (1) распылительная колонна или форсуночный скруббер, где жидкость подается в колонну в жидком капельном состоянии путем использования нагнетательного насоса и подобного, и жидкие капли диспергируются в газовой фазе, барботажная колонна, в которой пузырьки диспергируются в колонне, заполненной жидкой фазой, (2) насадочная колонна, в которой жидкость заставляют течь в состоянии жидкой пленки на поверхности насадочного объекта, расположенного в колонне, чтобы сделать поверхность контакта газ - жидкость больше, (3) тарельчатая колонна, в которой тарелки, заставляющие жидкость, временно пребывающую на них, течь вниз в колонне, располагаются с заданным интервалом, и пузырьки диспергируются в жидкой фазе, пребывающей на тарелке, посредством колпачка или отверстия, обеспеченного в каждой тарелке, и так далее.Typically, the contactor is provided with a mechanism to increase mass transfer efficiency by dispersing the two fluids very well in each other to make the contact area larger, and different types of contactors are used according to the particular fluid or process used. From this point of view, among the main types of gas-liquid contactors, for example, there are (1) a spray column or nozzle scrubber where liquid is supplied to the column in a liquid droplet state by using a pressure pump and the like, and liquid droplets are dispersed in the gas phase, a bubble column, in which bubbles are dispersed in a column filled with a liquid phase, (2) a packed column in which liquid is forced to flow in a state of a liquid film on the surface of a packed object located in the column, which to make the gas-liquid contact surface larger, (3) a dish-shaped column, in which the plates, which make the liquid temporarily staying on them, flow downward in the column, are arranged at a specified interval, and the bubbles are dispersed in the liquid phase, which is on the plate, by means of a cap or holes provided in each plate, and so on.

Среди этих газожидкостных контакторов такие типы, как распылительная колонна и барботажная колонна, в которых жидкие капли или пузырьки диспергируются в газовой фазе или жидкой фазе соответственно, имеют преимущество в том, что дисперсионное состояние газа и жидкости является хорошим по сравнению с аналогичным состоянием насадочной колонны и подобного, но период времени контакта газ - жидкость является относительно коротким, и число теоретических тарелок во всей колонне эквивалентно только одной или двум. Следовательно, чтобы получить высокую эффективность поглощения или эффективность отгонки в, например, поглотительной колонне или отгоночной колонне, используют специальное строение оборудования, например, делая оборудование многостадийным путем соединения множества контакторов последовательно, и это является проблемой с точки зрения сложности оборудования и увеличения стоимости.Among these gas-liquid contactors, types such as a spray column and a bubble column in which liquid droplets or bubbles are dispersed in the gas phase or liquid phase, respectively, have the advantage that the dispersion state of the gas and liquid is good compared to the similar state of the packed column and similar, but the gas-liquid contact time period is relatively short, and the number of theoretical plates in the entire column is equivalent to only one or two. Therefore, in order to obtain high absorption efficiency or stripping efficiency in, for example, an absorption column or stripping column, a special equipment structure is used, for example, making equipment multi-stage by connecting multiple contactors in series, and this is a problem in terms of equipment complexity and cost increase.

Напротив, в насадочной колонне или тарельчатой колонне число теоретических тарелок контактора может проектироваться сравнительно свободно путем увеличения/уменьшения упакованной высоты насадки или действительного числа тарелок. Однако рассматривая механизм газожидкостного контакта, контакт газа и жидкости происходит главным образом на поверхности жидкой пленки или на поверхности пузырьков в жидкой фазе, и нельзя сказать, что жидкость находится в хорошо диспергированном состоянии, так что дополнительное улучшение изучается. Кроме того, в тарельчатой колонне, так как применяется механизм контакта, при котором пузырьки диспергируются в жидкой фазе, существует проблема пенообразования, то есть вспенивание жидкой фазы снижает производительность или эффективность обработки, сужает рабочий диапазон (величину подачи газ/жидкость или подаваемую пропорцию, типы обрабатываемых текучих сред) контактора.In contrast, in a packed column or plate column, the number of theoretical contactor plates can be designed relatively freely by increasing / decreasing the packed height of the nozzle or the actual number of plates. However, considering the mechanism of gas-liquid contact, the contact of gas and liquid occurs mainly on the surface of the liquid film or on the surface of the bubbles in the liquid phase, and it cannot be said that the liquid is in a well-dispersed state, so further improvement is being studied. In addition, in a dish column, since a contact mechanism is used in which the bubbles are dispersed in the liquid phase, there is a problem of foaming, that is, foaming of the liquid phase reduces the productivity or processing efficiency, narrows the operating range (gas / liquid flow rate or feed ratio, types process fluid) contactor.

В патентном документе 1 описана технология, в которой, как показано на фиг.26А, в газожидкостном контакторе 100 тарельчатого типа газожидкостный контакт осуществляется, когда нисходящая жидкость и восходящий газ в колонне принуждаются течь параллельно по поверхности тарелки 101 без отверстия. Однако целью настоящей технологии является разработать компактный контактор, который может быть расположен в помещении, например, а не дополнительно усилить дисперсионное состояние газа и жидкости.Patent Document 1 describes a technology in which, as shown in FIG. 26A, gas-liquid contact is made in a gas-liquid plate-shaped contactor 100 when the downward liquid and the upward gas in the column are forced to flow parallel over the surface of the plate 101 without an opening. However, the purpose of this technology is to develop a compact contactor that can be located in a room, for example, and not further enhance the dispersion state of gas and liquid.

В патентном документе 2 описана технология, в которой в газожидкостной каталитической реакционной колонне 110 насадочного типа, как показано на фиг.26В, путем разделения внутренней части жидкостной каталитической реакционной колонны 110 на множество ячеек 111, в которых упакован гидрофобный катализатор, предотвращается смещение течения жидкости благодаря использованию гидрофобного катализатора. Кроме того, описывается технология, в которой, как показано на фиг.26С, путем преобразования поверхности стенки каждой ячейки 111 в волновую форму в направлении (горизонтальное направление), поперечном направлению (вертикальное направление) течения жидкости и течения газа, чтобы сформировать течение жидкости, зависящее от формы волны, площадь контакта потока жидкости и потока газа увеличивается. Настоящая технология имеет строение, подобное строению одного варианта осуществления настоящего изобретения, описанного позднее, в том отношении, что внутренняя область колонны разделена на множество ячеек, но по механизму газожидкостного контакта газ и жидкость принуждаются контактировать друг с другом на поверхности жидкости, текущей вниз по поверхности стенки ячейки 111, и ничего не говорится о технологии диспергирования жидкости в газовой фазе.Patent Document 2 describes a technology in which a packed-type gas-liquid catalytic reaction column 110, as shown in FIG. the use of a hydrophobic catalyst. In addition, a technology is described in which, as shown in FIG. 26C, by converting the wall surface of each cell 111 into a waveform in the direction (horizontal direction), transverse to the direction (vertical direction) of the fluid flow and gas flow, to form a fluid flow, depending on the waveform, the contact area of the fluid flow and gas flow increases. The present technology has a structure similar to the structure of one embodiment of the present invention described later, in that the inner region of the column is divided into many cells, but the gas-liquid contact mechanism is forced to contact each other on the surface of the liquid flowing down the surface the walls of the cell 111, and nothing is said about the technology of dispersing the liquid in the gas phase.

Кроме того, в качестве примера контакта жидкость - жидкость настоящий изобретатель разработал жидкостно-жидкостный контактор 120, в котором, как показано на фиг.27, множество тарелок 121 обеспечивается в жидкостно-жидкостном контакторе 120, чтобы заставить тяжелую жидкость (Н), которая течет вниз, и легкую жидкость (L), которая течет вверх, контактировать друг с другом, причем часть тарелки 121 отрезана, чтобы образовать путь течения 123 для тяжелой жидкости и легкой жидкости, и обеспечивается пластина перемычки 122, проходящая вертикально вниз от конечной части стороны пути течения 123 каждой тарелки 121 (патентный документ 3). Эта пластина перемычки 122 обеспечивается с отверстием 124, и легкая жидкость (L₃), блокированная пластиной перемычки 122 и временно пребывающая под тарелкой 121, вытекает в состоянии струи в горизонтальном направлении (L₁) через отверстие 124 и диспергируется в тяжелой жидкости (Н) путем образования жидких капель (L₂) с помощью сдвигового напряжения от тяжелой жидкости (Н), текущей вниз, посредством чего обе жидкости могут эффективно вступать в контакт друг с другом. Для такой технологии настоящий изобретатель выступает с развитием технологии, дополнительно улучшающей дисперсионное состояние тяжелой и легкой жидкостей в жидкостно-жидкостном контакторе.In addition, as an example of a liquid-liquid contact, the present inventor has developed a liquid-liquid contactor 120 in which, as shown in FIG. 27, a plurality of plates 121 are provided in the liquid-liquid contactor 120 to cause a heavy liquid (H) to flow downward, and the light liquid (L), which flows upward, is in contact with each other, and part of the plate 121 is cut off to form a flow path 123 for heavy liquid and light liquid, and a jumper plate 122 is provided extending vertically downward from ary part of the flow path 123 side of each tray 121 (Patent Document 3). This jumper plate 122 is provided with an opening 124, and a light liquid (L ₃ ) blocked by the jumper plate 122 and temporarily staying under the plate 121, flows in a horizontal jet state (L ₁ ) through the opening 124 and disperses in a heavy liquid (H) by forming liquid droplets (L ₂ ) by shear stress from a heavy liquid (H) flowing downward, whereby both liquids can effectively come into contact with each other. For such a technology, the present inventor advocates the development of a technology that further improves the dispersion state of heavy and light liquids in a liquid-liquid contactor.

[Патентный документ 1][Patent Document 1]

Выложенная японская патентная заявка № 2002-336657: пункт формулы изобретения 1, параграф 0010, фиг.1Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-336657: Claim 1, Paragraph 0010, FIG. 1

[Патентный документ 2][Patent Document 2]

Выложенная японская патентная заявка № 2000-254402: параграфы от 0015 до 0020, фиг.1, фиг.4Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-254402: Paragraphs 0015 to 0020, FIG. 1, FIG. 4

[Патентный документ 3][Patent Document 3]

Выложенная японская патентная заявка № Hei 7-80283: параграфы от 0017 до 0019, параграф 0032, фиг.5Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-80283: Paragraphs 0017 to 0019, Paragraph 0032, FIG. 5

Описание изобретенияDescription of the invention

Настоящее изобретение сделано при таких обстоятельствах и его задачей является обеспечить контактор, способный заставлять текучие среды двух фаз контактировать друг с другом в хорошо диспергированном состоянии, и который может быть легко сделан многоступенчатым.The present invention has been made under such circumstances and its object is to provide a contactor capable of causing fluids of two phases to contact each other in a well-dispersed state, and which can be easily made multi-stage.

Согласно настоящему изобретению контактор, в котором восходящая текучая среда, представляющая собой газ, подается от нижней части в колонне, а нисходящая текучая среда, представляющая собой жидкость, подается от верхней части колонны, и данные газ и жидкость подвергаются противоточному контакту, включает в себя:According to the present invention, a contactor in which an ascending fluid representing a gas is supplied from the bottom of the column and a downstream fluid representing a liquid is supplied from the top of the column, and the gas and liquid are subjected to countercurrent contact, includes:

обеспечение множества ярусов ячеек таким образом, что ячейка верхнего бокового яруса и ячейка нижнего бокового яруса, соседствующие друг с другом вдоль путей течения восходящей текучей среды и нисходящей текучей среды, находятся на разных ярусах, причем ячейка образует область противоточного контакта восходящей текучей среды и нисходящей текучей среды;providing a plurality of tiers of cells in such a way that the cell of the upper side tier and the cell of the lower side tier adjacent to each other along the flow paths of the ascending fluid and the descending fluid are on different tiers, the cell forming a region of countercurrent contact of the ascending fluid and the descending fluid environment;

разделение ячейки верхнего бокового яруса и ячейки нижнего бокового яруса с помощью перегородки; иseparation of the cell of the upper side tier and the cell of the lower side tier using a partition; and

обеспечение в перегородке соответствующих ярусов отверстия ввода нисходящей текучей среды в нижней части ячейки верхнего бокового яруса, так что нисходящая текучая среда, блокированная перегородкой и прибывающая, вводится в ячейку нижнего бокового яруса, и обеспечение приточного порта восходящей текучей среды в более высокой стороне, чем область, в которой пребывает нисходящая текучая среда, причем через приточный порт восходящей текучей среды восходящая текучая среда из ячейки нижнего бокового яруса течет в ячейку верхнего бокового яруса.providing in the partition of the respective tiers a downstream fluid inlet opening in the lower part of the cell of the upper side tier, so that the descending fluid blocked by the partition and arriving is introduced into the cell of the lower side tier, and providing the supply port of the upward fluid at a higher side than the region where the descending fluid resides, and through the inlet port of the ascending fluid, the ascending fluid from the cell of the lower side tier flows into the cell of the upper side tier.

Согласно другому изобретению контактор, в котором восходящая текучая среда, представляющая собой жидкость, подается от нижней части в колонне, а нисходящая текучая среда, представляющая собой жидкость, подается от верхней части колонны, и данные жидкости подвергаются противоточному контакту, включает в себя:According to another invention, a contactor in which an upward fluid, which is a liquid, is supplied from the bottom of the column, and a downward fluid, which is a liquid, is supplied from the top of the column, and these liquids are subjected to countercurrent contact, includes:

обеспечение в перегородке соответствующих ярусов отверстия ввода нисходящей текучей среды в нижней части ячейки верхнего бокового яруса, так что нисходящая текучая среда, пребывающая в ячейке верхнего бокового яруса, вводится с помощью ее потенциальной энергии в ячейку нижнего бокового яруса, и обеспечение приточного порта восходящей текучей среды в более высокой стороне, чем отверстие ввода нисходящей текучей среды, причем через приточный порт восходящей текучей среды восходящая текучая среда из ячейки нижнего бокового яруса течет посредством ее плавучести в ячейку верхнего бокового яруса.providing in the partition of the corresponding tiers of the opening of the input of the descending fluid in the lower part of the cell of the upper side tier, so that the descending fluid residing in the cell of the upper side tier is introduced with its potential energy into the cell of the lower side tier, and providing the supply port of the ascending fluid on a higher side than the downstream fluid inlet, with ascending fluid flowing from the cell of the lower side tier through the inlet port of the upward fluid by means of its buoyancy in the cell of the upper lateral tier.

Согласно еще одному изобретению контактор, в котором восходящая текучая среда, представляющая собой жидкость, подается от нижней части в колонне, а нисходящая текучая среда, представляющая собой жидкость, подается от верхней части колонны, и данные жидкости подвергаются противоточному контакту, включает в себя:According to another invention, a contactor in which an ascending fluid, which is a liquid, is supplied from the bottom of the column, and a downward fluid, which is a liquid, is supplied from the top of the column, and these liquids are subjected to countercurrent contact, includes:

обеспечение в перегородке соответствующих ярусов отверстия ввода восходящей текучей среды в верхней части ячейки нижнего бокового яруса, так что восходящая текучая среда, пребывающая в ячейке нижнего бокового яруса, вводится с помощью ее плавучести в ячейку верхнего бокового яруса, и обеспечение в более нижней стороне, чем отверстие ввода восходящей текучей среды, приточного порта нисходящей текучей среды, через который нисходящая текучая среда из ячейки верхнего бокового яруса течет посредством ее потенциальной энергии в ячейку нижнего бокового яруса.providing in the partition of the corresponding tiers of the opening of the input of the ascending fluid in the upper part of the cell of the lower side tier, so that the ascending fluid residing in the cell of the lower side tier is introduced by buoyancy into the cell of the upper side tier, and providing in the lower side than an upstream fluid inlet port, a downstream fluid inlet port through which the downward fluid flows from the cell of the upper side tier through its potential energy into the cell of the lower second-tier side.

Каждый контактор, описанный выше, имеющий отверстие ввода нисходящей текучей среды, может быть построен так, что ячейка верхнего бокового яруса и ячейка нижнего бокового яруса находятся во взаимном расположении, в котором их части уложены выше и ниже друг друга, и отверстие ввода нисходящей текучей среды обеспечено в нижней боковой поверхности и/или нижней поверхности ячейки верхнего бокового яруса, тогда как в контакторе, имеющем отверстие ввода восходящей текучей среды, ячейка верхнего бокового яруса и ячейка нижнего бокового яруса могут быть во взаимном расположении, в котором их части уложены выше и ниже друг друга, и отверстие ввода восходящей текучей среды может быть обеспечено в верхней боковой поверхности и/или потолочной поверхности ячейки нижнего бокового яруса. Предпочтительно, когда отверстие ввода нисходящей текучей среды, отверстие ввода восходящей текучей среды, приточный порт восходящей текучей среды или приточный порт нисходящей текучей среды представляют собой прорезь, проходящую в поперечном направлении или продольном направлении, или секцию многочисленных отверстий, расположенных в поперечном направлении или продольном направлении.Each contactor described above having a downstream fluid inlet may be constructed such that the cell of the upper side tier and the cell of the lower side tier are in a mutual arrangement in which their parts are stacked above and below each other, and the opening of the downstream fluid provided in the lower side surface and / or lower surface of the cell of the upper side tier, while in the contactor having an upstream fluid inlet, the cell of the upper side tier and the cell of the lower side tier can ut be in the mutual arrangement in which parts thereof are stacked above and below each other, and the input hole uplink fluid may be provided in the upper side surface and / or ceiling surface side of the lower tier cell. Preferably, when the downstream fluid inlet, the upstream fluid inlet, the upward fluid inlet port or the downward fluid inlet port is a slot extending in the transverse direction or longitudinal direction, or a section of multiple openings located in the transverse direction or longitudinal direction .

Кроме того, в контакторе, в котором газ представляет собой восходящую текучую среду и жидкость представляет собой нисходящую текучую среду, можно обеспечить отверстие ввода нисходящей текучей среды с первой заслонкой, открывающейся и закрывающейся соответственно количеству нисходящей текучей среды, блокированной перегородкой, чтобы предотвратить восходящую текучую среду, текущую в ячейке нижнего бокового яруса, от протекания в ячейку верхнего бокового яруса через отверстие ввода нисходящей текучей среды. В этом случае первая заслонка может быть обеспечена на стороне вытекания отверстия ввода нисходящей текучей среды таким образом, чтобы закрываться путем отклонения с помощью первого отклоняющего средства, и может быть построена так, чтобы открываться против отклонения первым отклоняющим средством посредством давления, то есть гидравлического давления нисходящей текучей среды, пребывающей в ячейке верхнего бокового яруса.In addition, in a contactor in which the gas is an ascending fluid and the liquid is a descending fluid, a downstream fluid inlet can be provided with a first damper opening and closing correspondingly to the amount of the descending fluid blocked by the baffle, to prevent the ascending fluid flowing in the cell of the lower side tier, from the flowing into the cell of the upper side tier through the downstream fluid inlet. In this case, a first shutter may be provided on the outflow side of the downstream fluid inlet so as to be closed by deflection by the first deflecting means, and may be constructed to open against deflection by the first deflecting means by pressure, i.e., downward hydraulic pressure fluid residing in the cell of the upper side tier.

Дополнительно, в контакторе, в котором газ представляет собой восходящую текучую среду и жидкость представляет собой нисходящую текучую среду, в этом случае можно обеспечить отверстие ввода нисходящей текучей среды на боковой поверхности ячейки, первая заслонка выполнена с возможностью перемещения вверх и вниз между нижним положением, в котором закрыто отверстие ввода нисходящей текучей среды, и верхним положением, в котором оно открыто и может подниматься за счет плавучести нисходящей текучей среды, пребывающей в ячейке верхнего бокового яруса. Дополнительно, в случае если отверстие ввода нисходящей текучей среды выполнено на нижней поверхности ячейки, первая заслонка выполнена с возможностью закрытия указанного отверстия нижней поверхности в нижнем положении. Дополнительно, первая заслонка, перемещаемая вверх и вниз за счет плавучести нисходящей текучей среды, может иметь компенсатор плавучести, выступающий в боковом направлении в направлении верхнего яруса боковой ячейки.Additionally, in the contactor, in which the gas is an upward fluid and the liquid is a downward fluid, in this case, it is possible to provide a hole for introducing a downward fluid on the side surface of the cell, the first shutter is arranged to move up and down between the lower position, in which closes the opening of the downward fluid inlet, and the upper position, in which it is open and can be raised due to the buoyancy of the downward fluid residing in the cell of the upper side tier. Additionally, in the event that the downstream fluid inlet is made on the lower surface of the cell, the first shutter is configured to close said lower surface opening in the lower position. Additionally, the first valve, moving up and down due to the buoyancy of the downward fluid, may have a buoyancy compensator protruding laterally in the direction of the upper tier of the side cell.

Дополнительно, в контакторе, в котором газ представляет собой восходящую текучую среду и жидкость представляет собой нисходящую текучую среду, возможно когда приточный порт восходящей текучей среды обеспечивается второй заслонкой, открывающей и закрывающей часть приточного порта восходящей текучей среды соответственно давлению восходящей текучей среды, текущей из ячейки нижнего бокового яруса в ячейку верхнего бокового яруса. В этом случае можно рассмотреть конструкцию, в которой вторая заслонка обеспечивается на стороне вытекания приточного порта восходящей текучей среды таким образом, чтобы закрываться путем отклонения с помощью второго отклоняющего средства и открываться против отклонения вторым отклоняющим средством посредством давления восходящей текучей среды и так далее.Additionally, in a contactor in which the gas is an ascending fluid and the liquid is a descending fluid, it is possible when the inlet port of the ascending fluid is provided with a second valve opening and closing a portion of the inlet port of the ascending fluid according to the pressure of the ascending fluid flowing from the cell the lower side tier into the cell of the upper side tier. In this case, it is possible to consider a design in which a second damper is provided on the outflow side of the upstream fluid inlet port so as to be closed by deflection by the second deflecting means and opened against deflection by the second deflecting means by pressure of the upward fluid, and so on.

Нижняя поверхность ячейки может быть наклонена, чтобы снижаться к отверстию ввода, обеспеченному в данной ячейке, и это применимо для случая, когда нисходящая текучая среда представляет собой суспензию и подобное, содержащую измельченный материал.The bottom surface of the cell may be inclined to lower to the inlet opening provided in the cell, and this is applicable for the case where the downward fluid is a suspension and the like containing crushed material.

Кроме того, возможно, что располагается множество линий ячеек, в которых многочисленные ячейки расположены в одну продольную линию, причем ячейки, принадлежащие каждой линии ячеек, и ячейки соседней линии ячеек располагаются на разных ярусах, причем соответствующие линии ячеек размещаются поперечно вдоль одного направления, и соответствующие ячейки размещаются концентрически поперечно в контакторе, имеющем цилиндрическую форму.In addition, it is possible that there are a plurality of cell lines in which multiple cells are arranged in a single longitudinal line, wherein the cells belonging to each cell line and the cells of the adjacent cell line are located on different tiers, the corresponding cell lines being transversely along one direction, and respective cells are arranged concentrically transversely in a cylindrical contactor.

Контактор согласно настоящему изобретению имеет многочисленные ярусы ячеек, образующих пространства противоточного контакта восходящей текучей среды (газа или жидкости) и нисходящей текучей среды (жидкости) в каждой из этих ячеек, и нисходящая текучая среда, вводимая из ячейки верхнего бокового яруса через отверстие ввода, и восходящая текучая среда, текущая из ячейки нижнего бокового яруса через приточный порт, подвергаются противоточному контакту, так что хорошее дисперсионное состояние может быть получено в каждой ячейке. В результате в случае газожидкостного контактора, например, можно увеличить эффективность поглощения операции поглощения или эффективность отгонки операции отгонки.The contactor according to the present invention has numerous tiers of cells forming countercurrent contact spaces of the upward fluid (gas or liquid) and the downward fluid (liquid) in each of these cells, and the downward fluid introduced from the cell of the upper side tier through the inlet opening, and the ascending fluid flowing from the cell of the lower side tier through the supply port is subjected to countercurrent contact, so that a good dispersion state can be obtained in each cell. As a result, in the case of a gas-liquid contactor, for example, it is possible to increase the absorption efficiency of the absorption operation or the distillation efficiency of the distillation operation.

Кроме того, так как эти пространства контакта могут быть легко сформированы путем только разделения внутренней части колонны перегородками, можно легко создать многоярусную колонну, так что становится возможно построить сложный контактор при низкой стоимости.In addition, since these contact spaces can be easily formed by only dividing the inside of the column with partitions, it is easy to create a multi-tiered column so that it becomes possible to build a complex contactor at a low cost.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг.1 представляет собой продольный вид в разрезе, показывающий структуру всего газожидкостного контактора согласно одному варианту осуществления данного изобретения;Figure 1 is a longitudinal sectional view showing the structure of the entire gas-liquid contactor according to one embodiment of the present invention;

фиг.2 представляет собой поясняющий вид, показывающий направления, в которых газ и жидкость текут в газожидкостном контакторе;2 is an explanatory view showing directions in which gas and liquid flow in a gas-liquid contactor;

фиг.3А и фиг.3В представляют собой поясняющие виды, показывающие структуру области контакта в газожидкостном контакторе;figa and figv are explanatory views showing the structure of the contact area in a gas-liquid contactor;

фиг.4 представляет собой вид в перспективе, показывающий структуру области контакта;4 is a perspective view showing the structure of the contact area;

фиг.5 представляет собой вид в перспективе для объяснения действия области контакта;5 is a perspective view for explaining the effect of the contact area;

фиг.6 представляет собой продольный вид в разрезе для объяснения действия области контакта;6 is a longitudinal sectional view for explaining the effect of the contact area;

фиг.7А-7С представляют собой виды поверхности сбоку, показывающие примеры модификации входа/выхода газа или жидкости, подаваемых в область контакта;figa-7C are side views of the surface, showing examples of modifications of the input / output of gas or liquid supplied to the contact area;

фиг.8А и фиг.8В представляют собой поясняющие виды, показывающие пример модификации области контакта;figa and figv are explanatory views showing an example of a modification of the contact area;

фиг.9А-9С представляют собой поясняющие виды, показывающие второй пример модификации области контакта;figa-9C are explanatory views showing a second example of a modification of the contact area;

фиг.10А-10С представляют собой поясняющие виды, показывающие третий пример модификации области контакта;figa-10C are explanatory views showing a third example of a modification of the contact area;

фиг.11А и фиг.11В представляют собой поясняющие виды, показывающие четвертый пример модификации области контакта;11A and 11B are explanatory views showing a fourth example of a modification of a contact area;

фиг.12А и фиг.12В представляют собой вид спереди и продольный вид в разрезе ячейки, имеющей первую и вторую заслонки;figa and figv are a front view and a longitudinal sectional view of a cell having a first and second shutter;

фиг.13А и фиг.13В представляют собой поясняющие виды, показывающие действие ячейки, имеющей первую и вторую заслонки;figa and figv are explanatory views showing the action of the cell having the first and second shutters;

фиг.14 представляет собой вид спереди ячейки согласно первому примеру модификации первой заслонки;Fig. 14 is a front view of a cell according to a first modification example of a first shutter;

фиг.15 представляет собой продольный вид в разрезе ячейки согласно первому примеру модификации;Fig is a longitudinal sectional view of a cell according to a first modification example;

фиг.16А и 16В представляют собой поясняющие виды, показывающие действие ячейки согласно первому примеру модификации;figa and 16B are explanatory views showing the action of the cell according to the first modification example;

фиг.17А и 17В представляют собой продольные виды в разрезе ячеек согласно второму и третьему примерам модификации первой заслонки;figa and 17B are longitudinal views in section of cells according to the second and third examples of modifications of the first damper;

фиг.18А и 18В представляют собой поясняющие виды, показывающие действия ячеек согласно второму и третьему примерам модификации;figa and 18B are explanatory views showing the actions of the cells according to the second and third examples of modifications;

фиг.19 представляет собой продольный вид в разрезе, показывающий пример применения внутренней области газожидкостного контактора для дистилляционной колонны;FIG. 19 is a longitudinal sectional view showing an example of application of an inner region of a gas-liquid contactor for a distillation column; FIG.

фиг.20 представляет собой продольный вид в разрезе, объясняющий действие жидкостно-жидкостного контактора согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения;FIG. 20 is a longitudinal sectional view explaining an action of a liquid-liquid contactor according to a second embodiment of the present invention; FIG.

фиг.21 представляет собой продольный вид в разрезе, показывающий соответствующий пример экстракционной колонны, в которой применяется жидкостно-жидкостный контактор согласно второму варианту осуществления, описанному выше;Fig.21 is a longitudinal sectional view showing a corresponding example of an extraction column in which a liquid-liquid contactor according to the second embodiment described above is used;

фиг.22 представляет собой продольный вид в разрезе, показывающий пример модификации второго варианта осуществления, описанного выше;FIG. 22 is a longitudinal sectional view showing an example of a modification of the second embodiment described above;

фиг.23 представляет собой продольный вид в разрезе, показывающий строение дистилляционной колонны, используемой в эксперименте в рабочем примере;Fig is a longitudinal sectional view showing the structure of a distillation column used in the experiment in a working example;

фиг.24 представляет собой продольный вид в разрезе, показывающий строение жидкостно-жидкостной экстракционной колонны, используемой в эксперименте сравнительного примера в другом рабочем примере;Fig is a longitudinal sectional view showing the structure of a liquid-liquid extraction column used in the experiment of the comparative example in another working example;

фиг.25 представляет собой продольный вид в разрезе, показывающий строение жидкостно-жидкостной экстракционной колонны, используемой в эксперименте в другом рабочем примере, описанном выше;Fig is a longitudinal sectional view showing the structure of a liquid-liquid extraction column used in the experiment in another working example described above;

фиг.26А-26С представляют собой поясняющие виды, относящиеся к обычной технологии газожидкостного контактора; и26A-26C are explanatory views related to conventional gas-liquid contactor technology; and

фиг.27 представляет собой поясняющий вид, относящийся к обычной технологии жидкостно-жидкостного контактора.Fig. 27 is an explanatory view related to conventional liquid-liquid contactor technology.

Лучший вариант осуществления изобретенияThe best embodiment of the invention

В качестве одного варианта осуществления согласно настоящему изобретению газожидкостный контактор 1, осуществляющий газожидкостный контакт, такой как поглощение или отгонка, берется в качестве примера, и его структура описывается с использованием фиг.1-4. Фиг.1 и фиг.2 представляют собой продольные виды в разрезе, схематично показывающие полную структуру газожидкостного контактора 1 согласно настоящему изобретению, тогда как фиг.3А, фиг.3В и фиг.4 представляют собой поясняющие виды его внутренней структуры.As one embodiment of the present invention, a gas-liquid contactor 1 making gas-liquid contact, such as absorption or stripping, is taken as an example, and its structure is described using FIGS. 1-4. Fig. 1 and Fig. 2 are longitudinal sectional views schematically showing the complete structure of a gas-liquid contactor 1 according to the present invention, while Fig. 3A, Fig. 3B and Fig. 4 are explanatory views of its internal structure.

Газожидкостный контактор 1, образованный из цилиндрического контейнера, сделанного, например, из нержавеющей стали, заставляет газ (восходящая текучая среда), восходящий в этом газожидкостном контакторе, и жидкость (нисходящая текучая среда), нисходящую в газожидкостном контакторе, контактировать в противотоке друг с другом. Как показано на фиг.1, верхняя часть колонны газожидкостного контактора обеспечена секцией 11 подачи жидкости, чтобы подавать жидкость во внутреннее пространство газожидкостного контактора 1, и секцией 14 выпуска газа, чтобы выпускать газ, тогда как нижняя часть колонны обеспечена секцией 12 выпуска жидкости, чтобы выпускать жидкость, и секцией 13 подачи газа, чтобы подавать газ.The gas-liquid contactor 1, formed from a cylindrical container made, for example, of stainless steel, causes the gas (ascending fluid) ascending in this gas-liquid contactor and the liquid (descending fluid) descending in the gas-liquid contactor to contact in countercurrent with each other . As shown in FIG. 1, the upper part of the gas-liquid contactor column is provided with a liquid supply section 11 to supply liquid to the interior of the gas-liquid contactor 1 and the gas discharge section 14 to discharge gas, while the lower part of the column is provided with a liquid discharge section 12 to discharge liquid, and a gas supply section 13 to supply gas.

Как показано на фиг.1, в области газожидкостного контакта между секцией 11 подачи жидкости и секцией 13 подачи газа в газожидкостном контакторе 1 обеспечена вертикальная стенка 10, проходящая вертикально в диаметральном положении круга, образованного внутренней периферийной поверхностью газожидкостного контактора 1 таким образом, чтобы разделять основной корпус газожидкостного контактора 1 на две части - правую и левую на фиг.1.As shown in FIG. 1, in the gas-liquid contact region between the liquid supply section 11 and the gas supply section 13, a vertical wall 10 is provided in the gas-liquid contactor 1, extending vertically in the diametrical position of the circle formed by the inner peripheral surface of the gas-liquid contactor 1 so as to separate the main the body of the gas-liquid contactor 1 in two parts - the right and left in figure 1.

В левой боковой области 20 газожидкостного контактора 1, отделенной вертикальной стенкой 10, обеспечено множество горизонтальных стенок 21 с равными интервалами, посредством чего пространство левой боковой области 20 разделено на множество областей в продольном направлении. С другой стороны, в правой боковой области 30, отделенной вертикальной стенкой 10, обеспечено множество горизонтальных стенок 31 с равными интервалами на других ярусах относительно горизонтальных стенок 21, посредством чего пространство правой боковой области 30 разделено на множество областей в продольном направлении. Следует заметить, что горизонтальная стенка 31 правой боковой области 30 располагается на уровне высоты середины горизонтальных стенок 21, продольно соседствующих в левой боковой области 20.In the left side region 20 of the gas-liquid contactor 1, separated by a vertical wall 10, a plurality of horizontal walls 21 are provided at equal intervals, whereby the space of the left side region 20 is divided into many regions in the longitudinal direction. On the other hand, in the right side region 30 separated by the vertical wall 10, a plurality of horizontal walls 31 are provided at equal intervals on other tiers with respect to the horizontal walls 21, whereby the space of the right side region 30 is divided into many regions in the longitudinal direction. It should be noted that the horizontal wall 31 of the right side region 30 is located at a height level of the middle of the horizontal walls 21, longitudinally adjacent to the left side region 20.

Следовательно, когда пространство, ограниченное двумя горизонтальными стенками 21, 21 (31, 31), продольно соседствующими друг с другом, стенкой 15 колонны газожидкостного контактора 1 и вертикальной стенкой 10, называется ячейкой, в газожидкостном контакторе 1 образовано две линии ячеек, в каждой из которых эти ячейки продольно располагаются на множестве ярусов, и ячейки, принадлежащие одной из линии ячеек, расположены на других ярусах относительно ячеек, принадлежащих другим линиям ячеек. Следует отметить, что в последующем описании ссылочные позиции 22, 32 соответственно относятся к ячейке левой боковой области 20 и ячейке правой боковой области 30.Therefore, when the space bounded by two horizontal walls 21, 21 (31, 31), longitudinally adjacent to each other, the wall 15 of the column of the gas-liquid contactor 1 and the vertical wall 10, is called a cell, two lines of cells are formed in the gas-liquid contactor 1, in each of of which these cells are longitudinally arranged on a plurality of tiers, and the cells belonging to one of the cell lines are located on other tiers relative to the cells belonging to other cell lines. It should be noted that in the following description, reference numerals 22, 32 respectively refer to a cell of the left side region 20 and a cell of the right side region 30.

Эти ячейки 22, 32 составляют противоточно контактирующие пространства газа и жидкости, текущих в газожидкостном контакторе 1. Соответствующие ячейки 22, 32 в газожидкостном контакторе имеют строение, аналогичное друг другу, и далее ячейка 32, показанная пунктирной линией на фиг.1, например, берется в качестве примера для объяснения. Фиг.3А представляет собой вид сверху (видимый от поверхности А-А на фиг.1) горизонтальной стенки 31 нижней стороны поверхности ячейки 32, тогда как фиг.3В представляет собой вид поверхности сбоку (видимый от поверхности В-В на фиг.3А) вертикальной стенки 10 ячейки 32. Фиг.4 представляет собой вид в перспективе, показывающий внутреннюю структуру ячейки 32 газожидкостного контактора 1.These cells 22, 32 constitute countercurrently contacting spaces of gas and liquid flowing in the gas-liquid contactor 1. The corresponding cells 22, 32 in the gas-liquid contactor have a structure similar to each other, and then the cell 32 shown by the dashed line in Fig. 1, for example, is taken as an example for explanation. FIG. 3A is a top view (visible from surface AA in FIG. 1) of a horizontal wall 31 of the lower side of the surface of cell 32, while FIG. 3B is a side view of the surface (visible from surface BB in FIG. 3A) vertical wall 10 of cell 32. FIG. 4 is a perspective view showing the internal structure of cell 32 of a gas-liquid contactor 1.

Как показано на фиг.3В, в вертикальной стенке 10 в положениях сразу под соответствующими горизонтальными стенками 21, 31 образованы отверстия 51 для протока газа, сделанные в виде прорезей, проходящих в горизонтальном направлении, тогда как в положениях непосредственно над соответствующими горизонтальными стенками 21, 31 в вертикальной стенке 10 образованы отверстия 52 для протока жидкости, проходящие в горизонтальном направлении и сделанные, например, в виде трех прорезей. Нижние поверхности соответствующих горизонтальных стенок 21, 31 и верхние периферийные края прорезей отверстий 51 для протока газа являются общими, тогда как положение высоты самой нижней прорези из данных трех прорезей, составляющих отверстие 52 для протока жидкости, подобрано так, чтобы быть ниже, чем поверхность жидкости объема жидкости в то время как работа газожидкостного контактора 1 становится стационарной, как будет показано ниже.As shown in FIG. 3B, in the vertical wall 10, in the positions immediately below the respective horizontal walls 21, 31, gas flow openings 51 are formed in the form of slots extending in the horizontal direction, while in the positions immediately above the corresponding horizontal walls 21, 31 openings 52 for liquid flow are formed in the vertical wall 10, extending in the horizontal direction and made, for example, in the form of three slots. The lower surfaces of the respective horizontal walls 21, 31 and the upper peripheral edges of the slots of the gas flow openings 51 are common, while the height position of the lowermost cut of these three slots constituting the liquid flow opening 52 is selected to be lower than the surface of the liquid liquid volume while the operation of the gas-liquid contactor 1 becomes stationary, as will be shown below.

С помощью вышеописанного строения, как показано на виде в перспективе на фиг.4, например, когда вертикальная стенка 10 видна от определенной ячейки 32, отверстие 51 для потока газа и отверстие 52 для потока жидкости в верхней половине стороны соответственно равнозначны (равны) порту вытекания газа, из которого газ, являющийся восходящей текучей средой, вытекает в ячейку 22 в диагонально верхнем боковом ярусе (предыдущего яруса), и равнозначны порту втекания жидкости, в который жидкость, являющаяся нисходящей текучей средой, втекает из ячейки 22 в диагонально верхнем боковом ярусе. Аналогично, отверстие 51 для протока газа и отверстие 52 для протока жидкости в нижней половине стороны соответственно равнозначны порту втекания газа, из которого газ втекает из ячейки 22 в диагонально нижнем боковом ярусе (следующий ярус), и порту вытекания жидкости, из которого жидкость вытекает в ячейку 22 в диагонально нижнем боковом ярусе.Using the above-described structure, as shown in perspective view of FIG. 4, for example, when the vertical wall 10 is visible from a specific cell 32, the gas flow hole 51 and the liquid flow hole 52 in the upper half of the side are respectively equal to the leakage port gas, from which the gas, which is an ascending fluid, flows into the cell 22 in the diagonally upper lateral tier (the previous tier), and is equivalent to the liquid inflow port, into which the liquid, which is a descending fluid, flows from the cell 22 into iagonalno upper tier side. Similarly, the gas flow opening 51 and the liquid flow opening 52 in the lower half of the side are respectively equivalent to the gas inlet port from which gas flows from the cell 22 in the diagonally lower side tier (next tier), and the liquid outflow port from which the liquid flows into cell 22 in the diagonally lower lateral tier.

Другими словами, порт вытекания жидкости, обеспеченный в ячейке 22 в диагонально верхнем боковом ярусе от ячейки 32, показанной на фиг.4, равнозначен порту втекания жидкости ячейки 32, тогда как порт вытекания газа, обеспеченный в ячейке 22 в диагонально нижнем боковом ярусе, равнозначен порту втекания газа ячейки 32. Как установлено выше, с помощью отверстий 51 для протока газа и отверстий 52 для протока жидкости, обеспеченных в соответствующих ячейках 22, 32, путь течения, в котором газ течет вверх, и путь течения, в котором жидкость течет вниз, образованы в газожидкостном контакторе 1, как показано на фиг.2. Следует заметить, что стрелка, показанная пунктирной линией на фиг.2, указывает течение 17 газа, тогда как стрелка, показанная сплошной линией, указывает течение 16 жидкости.In other words, the fluid outlet port provided in the cell 22 in the diagonal upper side tier from the cell 32 shown in FIG. 4 is equivalent to the fluid inlet port of the cell 32, while the gas out port provided in the cell 22 in the diagonally lower side tier is equivalent the gas inlet port of cell 32. As stated above, by using gas flow openings 51 and liquid flow openings 52 provided in respective cells 22, 32, a flow path in which gas flows up and a flow path in which liquid flows down image Vanir in the gas-liquid contactor 1 as shown in Figure 2. It should be noted that the arrow shown by the dashed line in FIG. 2 indicates the gas flow 17, while the arrow shown by the solid line indicates the fluid flow 16.

Здесь отверстие 52 для протока жидкости образовано в виде узкого пути течения щелевидной формы, как описано выше, вследствие чего это отверстие 52 для протока жидкости функционирует в качестве сопротивления, когда жидкость, втекающая в ячейку 32, вытекает в ячейку 22 в диагонально нижнем боковом ярусе, как показано на фиг.4. В результате пространства нижних сторон в соответствующих ячейках 22, 32 становятся секциями 53 пребывания, блокирующими и удерживающими жидкость, текущую в ячейках 22, 32, с помощью вертикальной стенки 10, и жидкость, текущая в ячейках 22, 32, направляется в ячейки 32, 22 нижнего бокового яруса через отверстие 52 для протока жидкости после формирования некоторого объема жидкости в секции 53 пребывания. Глубина (глубина жидкости) объема жидкости, пребывающего в секции 53 пребывания, определяется величиной потока жидкости, подаваемой секцией 11 подачи жидкости, и чем больше величина потока, тем больше глубина жидкости, тогда как чем меньше величина потока, тем меньше глубина жидкости.Here, the hole 52 for the fluid duct is formed in the form of a narrow slit-like flow path, as described above, whereby this hole 52 for the fluid duct functions as a resistance when the fluid flowing into the cell 32 flows into the cell 22 in the diagonally lower side tier, as shown in FIG. As a result, the spaces of the lower sides in the respective cells 22, 32 become stay sections 53, blocking and holding the fluid flowing in the cells 22, 32 using the vertical wall 10, and the fluid flowing in the cells 22, 32 is directed to the cells 32, 22 the lower side tier through the hole 52 for the flow of fluid after the formation of a certain volume of fluid in section 53 of the stay. The depth (liquid depth) of the volume of liquid staying in the stay section 53 is determined by the amount of liquid flow supplied by the liquid supply section 11, and the larger the flow, the greater the depth of the liquid, while the smaller the flow, the smaller the depth of the liquid.

На основании описанной выше конструкции действие газожидкостного контактора 1 согласно настоящему варианту осуществления будет описано со ссылкой на фиг.5 и фиг.6. Фиг.5 представляет собой вид в перспективе, объясняющий механизм газожидкостного контакта потока 17 газа и потока 16 жидкости в ячейке 32, показанной на фиг.4, тогда как фиг.6 представляет собой продольный вид в разрезе, схематично показывающий состояние газожидкостного контакта в газожидкостном контакторе 1.Based on the above construction, the operation of the gas-liquid contactor 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 5 and FIG. 6. FIG. 5 is a perspective view explaining a gas-liquid contact mechanism of the gas stream 17 and the liquid stream 16 in the cell 32 shown in FIG. 4, while FIG. 6 is a longitudinal sectional view schematically showing the state of the gas-liquid contact in the gas-liquid contactor one.

Жидкость, подаваемая в газожидкостный контактор 1 с помощью секции 11 подачи жидкости, показанной на фиг.1, течет вниз в колонне с помощью гравитации, проходя через соответствующие ячейки 22, 32, и достигает ячейки 22 в диагонально верхнем боковом ярусе от ячейки 32, показанной на фиг.5. Здесь, как уже описано, жидкость, подаваемая в ячейку 22 верхнего бокового яруса, находится в секции 53 пребывания, блокированная вертикальной стенкой 10, и образует объем жидкости. Когда данный объем жидкости образуется в секции 53 пребывания, потенциальная энергия жидкости в этом объеме жидкости превращается в кинетическую энергию у отверстия 52 для протока жидкости и становится силой, выталкивающей жидкость в ячейку 32 нижнего бокового яруса. В результате если смотреть от ячейки 32 нижнего бокового яруса, жидкость, пребывающая в секции 53 пребывания или ячейке 22 верхнего бокового яруса, вводится в виде листоподобного жидкого потока 16 через щелеподобное отверстие 52 для протока жидкости, как показано на фиг.5. Как можно узнать из таких действий, щелеподобное отверстие 52 для протока жидкости играет роль отверстия ввода, вводящего жидкость, блокированную вертикальной стенкой 10 и пребывающую в секции 53 пребывания, в ячейку 32 нижнего бокового яруса.The fluid supplied to the gas-liquid contactor 1 using the fluid supply section 11 shown in FIG. 1 flows downward in the column using gravity, passing through the respective cells 22, 32, and reaches the cell 22 in the diagonal upper side tier from the cell 32 shown figure 5. Here, as already described, the liquid supplied to the cell 22 of the upper side tier is located in the stay section 53, blocked by the vertical wall 10, and forms a volume of liquid. When a given volume of liquid is generated in the holding section 53, the potential energy of the liquid in this volume of liquid is converted into kinetic energy at the liquid flow opening 52 and becomes the force pushing the liquid into the cell 32 of the lower side tier. As a result, when viewed from the cell 32 of the lower side tier, the fluid residing in the stay section 53 or the cell 22 of the upper side tier is introduced as a sheet-like liquid stream 16 through a slit-like opening 52 for the fluid flow, as shown in FIG. 5. As can be learned from such actions, the slit-like opening 52 for the flow of liquid plays the role of the inlet opening, introducing the liquid blocked by the vertical wall 10 and residing in the stay section 53, in the cell 32 of the lower side tier.

С другой стороны, газ, подаваемый в газожидкостный контактор 1 из секции 13 подачи газа, течет вверх в газожидкостном контакторе 1 под действием давления, сжимающего газ, или силы всплытия, действующей на газ, проходя через соответствующие ячейки 22, 32, достигает ячейки 22 в диагонально нижнем боковом ярусе от ячейки 32, показанной на фиг.5, и направляется в ячейку 32 через отверстие 51 для протока газа. Как уже описано, так как отверстие 51 для протока газа образовано в форме прорези, газ становится листообразным быстрым газовым потоком 17 и вводится из отверстия 51 для протока газа, если смотреть со стороны ячейки 32, как показано на фиг.5.On the other hand, the gas supplied to the gas-liquid contactor 1 from the gas supply section 13 flows upward in the gas-liquid contactor 1 by the pressure compressing the gas or the ascent force acting on the gas, passing through the respective cells 22, 32, reaches the cell 22 in diagonally lower side tier from the cell 32 shown in Fig.5, and is sent to the cell 32 through the hole 51 for the gas flow. As already described, since the gas flow opening 51 is formed in the form of a slot, the gas becomes a sheet-like fast gas stream 17 and is introduced from the gas flow opening 51 when viewed from the side of the cell 32, as shown in FIG. 5.

Здесь, как уже описано, так как отверстие 51 для протока газа ячейки 32 обеспечено в положении непосредственно под отверстием 52 для протока жидкости, газовый поток 17 пересекается с потоком 16 жидкости до расширения в пространстве ячейки 32 и снижения его скорости и течет таким образом, что раздувает поток 16 жидкости снизу. В результате поперечная сила путем пересечения с воздушным потоком 17 действует на поток 16 жидкости, и поток 16 жидкости превращается в капли жидкости и диспергируется в пространстве ячейки 32, как показано на фиг.6. Таким образом, посредством того, что отверстие 52 для протока жидкости и отверстие 51 для протока газа расположены выше и ниже друг друга, ячейка 32 функционирует в качестве пространства, в котором поток 16 жидкости и поток 17 газа подвергаются противоточному контакту.Here, as already described, since the gas flow opening 51 of the cell 32 is provided in a position immediately below the fluid flow opening 52, the gas flow 17 intersects the fluid flow 16 until it expands in the space of the cell 32 and decreases its speed and flows in such a way that inflates the fluid stream 16 from below. As a result, the transverse force by intersecting with the air stream 17 acts on the liquid stream 16, and the liquid stream 16 is converted into liquid droplets and dispersed in the space of the cell 32, as shown in Fig.6. Thus, by virtue of the fact that the hole 52 for the fluid flow and the hole 51 for the gas flow are located above and below each other, the cell 32 functions as a space in which the fluid stream 16 and the gas stream 17 are subjected to countercurrent contact.

Далее, так как быстрый газовый поток 17 сразу после вытекания из отверстия 51 для протока газа вызывает снижение давления вокруг газового потока 17, можно также вызывать действие ускоренного ввода потока 16 жидкости путем затягивания в жидкости, проходящей вблизи отверстия 52 для протока жидкости.Further, since the fast gas stream 17 immediately after flowing out of the gas flow opening 51 causes a decrease in pressure around the gas flow 17, it is also possible to cause an accelerated injection of the fluid flow 16 by drawing it into the fluid passing close to the liquid flow opening 52.

Массоперенос выполняется между поверхностями капель жидкости, диспергированных в ячейке 32, и окружающим газом, и массоперенос происходит из газа в жидкость в случае поглощающей колонны или из жидкости в газ в случае отгоночной колонны. С другой стороны, так как площадь горизонтального сечения пространства внутри ячейки 32 больше, чем площадь отверстия 51 для протока газа, газовый поток 17 течет вверх в ячейке 32 со скоростью, постепенно уменьшающейся после пересечения с потоком 16 жидкости. Когда течение газового потока 17 замедляется, сила газового потока 17, раздувающая капли жидкости, ослабевает, так что капли жидкости начинают оседать вниз в секцию 53 пребывания, и газ и жидкость разделяются. С другой стороны, даже в случае, когда течение газового потока 17 снижает его скорость, можно достаточно отделять капли жидкости в противоточном контакте, в котором мелкие капли жидкости сопровождаются газовым потоком, путем установления туманоуловителя в отверстие 51 для протока газа.Mass transfer is performed between the surfaces of liquid droplets dispersed in cell 32 and the surrounding gas, and mass transfer occurs from gas to liquid in the case of an absorption column or from liquid to gas in the case of a stripping column. On the other hand, since the horizontal cross-sectional area of the space inside the cell 32 is larger than the area of the gas flow opening 51, the gas stream 17 flows upward in the cell 32 with a speed gradually decreasing after crossing the fluid stream 16. When the flow of the gas stream 17 is slowed down, the force of the gas stream 17 inflating the liquid droplets weakens, so that the liquid droplets begin to settle down into the residence section 53, and the gas and liquid are separated. On the other hand, even in the case where the flow of the gas stream 17 reduces its speed, it is sufficient to separate the liquid droplets in a countercurrent contact in which small liquid droplets are accompanied by a gas stream by installing a mist eliminator in the gas flow opening 51.

При достижении горизонтальной стенки 31 в верхней стороне поверхности газ, восходящий в ячейке 32, направляется в ячейку 22 в диагонально верхнем боковом ярусе через отверстие 51 для протока газа, обеспеченное в вертикальной стенке 10. С другой стороны, капли жидкости, осевшие в секцию 53 пребывания, сливаются с объемом, образованным в секции 53 пребывания, концентрация там делается однородной, и затем капли жидкости направляются в ячейку 22 в диагонально нижнем боковом ярусе через отверстие 52 для протока жидкости.Upon reaching the horizontal wall 31 on the upper side of the surface, the gas rising in the cell 32 is directed to the cell 22 in the diagonally upper side tier through the gas flow hole 51 provided in the vertical wall 10. On the other hand, liquid droplets deposited in the stay section 53 , merge with the volume formed in the stay section 53, the concentration there becomes homogeneous, and then drops of liquid are sent to the cell 22 in the diagonally lower lateral tier through the hole 52 for the fluid flow.

Таким образом, в соответствующих ячейках 22, 32 газожидкостного контактора 1 повторяющимся образом выполняется операция осуществления газожидкостного контакта путем превращения жидкости в капли жидкости и диспергирования их в газе и операция разделения газа и жидкости после газожидкостного контакта и направления их в ячейки 22, 32 стороны ниже по ходу вдоль соответствующих путей течения, посредством чего протекает поглощение или отгонка между газом и жидкостью. Когда жидкость достигает дна колонны, жидкость прекращает контактировать с газом и выпускается в секцию 12 выпуска жидкости. Аналогично для газа после того как газ достигает вершины колонны, газ прекращает контактировать с жидкостью и выпускается в секцию 14 выпуска газа.Thus, in the respective cells 22, 32 of the gas-liquid contactor 1, the operation of performing gas-liquid contact by converting the liquid into liquid droplets and dispersing them in the gas and the separation of gas and liquid after the gas-liquid contact and directing them to the cells 22, 32 of the side below along the respective flow paths, whereby absorption or distillation takes place between the gas and the liquid. When the liquid reaches the bottom of the column, the liquid stops contacting with the gas and is discharged into the liquid discharge section 12. Similarly, for gas, after the gas reaches the top of the column, the gas stops contacting with the liquid and is discharged to the gas discharge section 14.

В газожидкостном контакторе 1 согласно настоящему варианту осуществления, описанному выше, может быть получен следующий эффект. Внутренняя область газожидкостного контактора 1, осуществляющего газожидкостный контакт, разделена на множество ячеек 22, 32, образующих пространства противоточного контакта газа и жидкости, и жидкость, пребывающая в секции 53 пребывания соответствующих ячеек 22, 32, вводится в ячейки 22, 32 нижнего бокового яруса через отверстие 52 для протока жидкости, играющее роль отверстия ввода, или направляется в ячейки 22, 32 верхнего бокового яруса под действием силы, с которой газ течет вверх в ячейках 22, 32. Следовательно, соответствующие текучие среды могут забрасываться в соседние ячейки 22, 32 без использования специального средства приложения давления. В соответствующих ячейках 22, 32 поток 16 жидкости и поток 17 газа, которые вводятся в форме листов, например, подвергаются противоточному контакту, и капли жидкости диспергируются в газовой фазе, так что может быть получено хорошее дисперсионное состояние. В результате ВЭТТ (высота, эквивалентная теоретической тарелке) становится низкой, приводя к улучшению эффективности поглощения, эффективности отгонки или подобного.In the gas-liquid contactor 1 according to the present embodiment described above, the following effect can be obtained. The inner region of the gas-liquid contactor 1 making gas-liquid contact is divided into a plurality of cells 22, 32, forming spaces of countercurrent contact of gas and liquid, and the liquid staying in the stay section 53 of the respective cells 22, 32 is introduced into the cells 22, 32 of the lower side tier through the hole 52 for the fluid flow, acting as an input hole, or is sent to the cells 22, 32 of the upper side tier under the action of the force with which the gas flows upward in the cells 22, 32. Therefore, the corresponding fluids can t thrown into adjacent cells 22, 32 without the use of special means of applying pressure. In the respective cells 22, 32, the liquid stream 16 and the gas stream 17, which are introduced in the form of sheets, for example, are subjected to countercurrent contact, and the liquid droplets are dispersed in the gas phase, so that a good dispersion state can be obtained. As a result, the HETP (height equivalent to the theoretical plate) becomes low, leading to improved absorption efficiency, distillation efficiency or the like.

Кроме того, в добавление к тому факту, что ВЭТТ является низкой, как уже описано, так как газ и жидкость текут вверх/вниз с изгибом их путей в колонне при прохождении через множество ячеек 22, 32 в газожидкостном контакторе 1 согласно настоящему варианту осуществления, высота газожидкостного контактора 1 может быть дополнительно сделана компактной по сравнению с обыкновенной тарельчатой колонной и подобной, в которой газ и жидкость линейно текут вверх/вниз, причем времена пребывания газа и жидкости в колоннах являются одинаковыми.In addition, in addition to the fact that the HETP is low, as already described, since gas and liquid flow up / down with bending of their paths in the column when passing through a plurality of cells 22, 32 in the gas-liquid contactor 1 according to the present embodiment, the height of the gas-liquid contactor 1 can be additionally made compact compared to an ordinary disk column and the like in which gas and liquid flow linearly up / down, and the residence times of gas and liquid in the columns are the same.

Далее, так как капли жидкости, образовавшиеся в соответствующих ячейках 22, 32, являются большими по сравнению с каплями в распылительной колонне и подобной, разделение газа и жидкости является легким, даже когда поток жидкости быстрый, и можно делать пропускную способность на единицу площади сечения больше или делать диаметр колонны меньше с такой же пропускной способностью.Further, since the liquid droplets formed in the respective cells 22, 32 are large compared to the droplets in the spray tower and the like, gas and liquid separation is easy even when the liquid flow is fast, and the throughput per unit cross-sectional area can be made larger or make the diameter of the column smaller with the same throughput.

В отличие от тарельчатой колонны, в которой газ диспергируется в жидкой фазе, пребывающей на тарелке, для выполнения газожидкостного контакта, так как ячейки 22, 32 согласно настоящему варианту осуществления не приспособлены заставлять газовый поток проходить через жидкую фазу, возникновения пенообразования (вспенивание жидкой фазы) можно избежать или ограничить его. Вследствие такого отличия механизма контакта от механизма контакта тарельчатой колонны потеря давления газового потока становится меньше, так что движущая сила, необходимая чтобы направлять газ в газожидкостный контактор 1, становится меньше, также вызывая экономию энергии.Unlike a tray column in which gas is dispersed in the liquid phase residing on the plate, for gas-liquid contact, since the cells 22, 32 according to the present embodiment are not adapted to cause the gas stream to pass through the liquid phase, foaming (foaming of the liquid phase) You can avoid or limit it. Due to such a difference between the contact mechanism and the disk column contact mechanism, the pressure loss of the gas stream becomes smaller, so that the driving force necessary to direct the gas to the gas-liquid contactor 1 becomes smaller, also causing energy savings.

Так как эти ячейки 22, 32 могут быть легко образованы путем разделения внутренней области газожидкостного контактора 1 вертикальной стенкой 10 и горизонтальными стенками 21, 31, можно легко увеличить число тарелок, так что возможно построит сложный газожидкостный контактор 1 с меньшей стоимостью.Since these cells 22, 32 can be easily formed by dividing the inner region of the gas-liquid contactor 1 by a vertical wall 10 and horizontal walls 21, 31, the number of plates can be easily increased, so that it is possible to build a complex gas-liquid contactor 1 with a lower cost.

Путем обеспечения отверстия 52 для протока жидкости и отверстия 51 для протока газа в форме прорезей поток 16 жидкости и поток 17 газа могут быть получены в листоподобной форме, пересекаясь друг с другом в ячейках 22, 32, так что большая поперечная сила прикладывается к жидкости газовым потоком 17, и поток 16 жидкости легко диспергируется с меньшими каплями жидкости, обеспечивая хорошее дисперсионное состояние. Следует отметить, что формы отверстия 52 для протока жидкости, отверстия 51 для протока газа и подобного не ограничиваются формами, показанными на фиг.3В, и возможно, что, например, отверстие 52 для протока жидкости делается путем расположения многочисленных, более коротких прорезей, как показано на фиг.7А, или что многочисленные отверстия 52 для протока жидкости из секций круглых отверстий расположены, как показано на фиг.7В. Также возможно, что отверстие 52 для протока жидкости обеспечивается в виде множества длинных прорезей, расположенных в вертикальном направлении, как показано на фиг.7С, и, дополнительно, что прорезь отверстия 51 для протока газа разделяется, и многочисленные прорези располагаются в поперечном направлении, например. Кроме того, возможно, что многочисленные отверстия 51 для протока газа из секций отверстий расположены в поперечном направлении подобно отверстию 52 для протока жидкости, показанному на фиг.7В, соответствующий рисунок опущен.By providing a hole 52 for the fluid flow and a hole 51 for the gas flow in the form of slots, the fluid stream 16 and the gas stream 17 can be obtained in sheet-like form, intersecting each other in cells 22, 32, so that a large transverse force is applied to the liquid by the gas stream 17, and the fluid stream 16 is easily dispersible with smaller drops of liquid, providing a good dispersion state. It should be noted that the shapes of the fluid duct hole 52, the gas duct hole 51 and the like are not limited to the shapes shown in FIG. 3B, and it is possible that, for example, the fluid duct hole 52 is made by arranging multiple, shorter slots, such as shown in FIG. 7A, or that multiple openings 52 for fluid flow from sections of circular holes are arranged as shown in FIG. It is also possible that the hole 52 for the flow of liquid is provided in the form of many long slots located in the vertical direction, as shown in figs, and, in addition, that the slot of the hole 51 for the gas duct is separated, and numerous slots are located in the transverse direction, for example . In addition, it is possible that the plurality of gas flow openings 51 from the hole sections are arranged in the transverse direction like the fluid flow opening 52 shown in FIG. 7B, the corresponding pattern is omitted.

Вариант осуществления, объясняемый с использованием фиг.1-6, сконструирован так, что внутренняя область газожидкостного контактора 1 вертикально разделена на две линии, и соседние ячейки располагаются на разных ярусах, но число линий ячеек или формы соответствующих ячеек 22, 32 в газожидкостном контакторе 1 не ограничиваются настоящим вариантом осуществления. Возможно, как показано на фиг.8А и фиг.8В, например, что круг, нарисованный круговой поверхностью газожидкостного контактора 1, вертикально разделяется на три части, то есть три линии ячеек располагаются поперечно вдоль одного направления, и ячейки 22, 32, 42 соответствующих линий ячеек располагаются на других ярусах от ярусов соседних ячеек 22, 32, 42.An embodiment explained using FIGS. 1-6 is designed so that the inner region of the gas-liquid contactor 1 is vertically divided into two lines, and adjacent cells are arranged on different tiers, but the number of cell lines or the shape of the respective cells 22, 32 in the gas-liquid contactor 1 not limited to the present embodiment. It is possible, as shown in FIGS. 8A and 8B, for example, that the circle drawn by the circular surface of the gas-liquid contactor 1 is vertically divided into three parts, that is, the three cell lines are transversely along the same direction, and the cells 22, 32, 42 corresponding cell lines are located on other tiers from the tiers of neighboring cells 22, 32, 42.

Кроме того, ячейки не ограничиваются ячейкой, сечение Х-Z которой является прямоугольным, как показано на фиг.1 или фиг.8А. Например, как показано на фиг.9А-9С, можно сконструировать так, что части ячеек 22, 32, 42 верхних боковых ярусов и ячеек 22, 32, 42 нижних боковых ярусов уложены выше и ниже друг друга, так что объем секции 53 пребывания становится больше. В противоположность вышесказанному можно сконструировать так, что соответствующие ячейки 22, 32, 42 на фиг.9А сделаны верхней стороной ниже, так что объем секции 53 пребывания становится меньше.In addition, the cells are not limited to a cell whose cross-section X-Z is rectangular, as shown in FIG. 1 or FIG. 8A. For example, as shown in FIGS. 9A-9C, it is possible to construct such that parts of the cells 22, 32, 42 of the upper side tiers and the cells 22, 32, 42 of the lower side tiers are stacked above and below each other, so that the volume of the stay section 53 becomes more. In contrast to the foregoing, it is possible to construct so that the corresponding cells 22, 32, 42 in FIG. 9A are made with the upper side lower, so that the volume of the stay section 53 becomes smaller.

Когда конструируется так, что части ячеек 22, 32, 42 верхних боковых ярусов и нижних боковых ярусов уложены выше и ниже друг друга, расположение отверстий 52 для протока жидкости не ограничивается вертикальной стенкой 10, как приведено выше, но можно сконструировать так, что отверстия 52 для протока жидкости обеспечиваются в горизонтальных стенках 21, 31 нижних сторон поверхности ячеек 22, 32, как показано на фиг.9А-9С. Кроме того, на фиг.10А-10С показан пример газожидкостного контактора 1, имеющего такую структуру, что внутренняя область газожидкостного контактора 1 концентрически разделена в вертикальном направлении, и цилиндрические линии ячеек располагаются концентрически поперек, и такой тип газожидкостного контактора 1 также включен в настоящее изобретение. Следует отметить, что численное обозначение 18 на чертежах указывает балку для поддержания ячеек 22, 32 внутренней стороны.When it is designed so that the portions of the cells 22, 32, 42 of the upper side tiers and the lower side tiers are stacked above and below each other, the arrangement of the fluid ducts 52 is not limited to the vertical wall 10 as described above, but it is possible to design such that the holes 52 for fluid flow are provided in the horizontal walls 21, 31 of the lower sides of the surface of the cells 22, 32, as shown in figa-9C. 10A-10C also shows an example of a gas-liquid contactor 1 having such a structure that the inner region of the gas-liquid contactor 1 is concentrically divided in the vertical direction, and the cylindrical cell lines are concentrically transverse, and this type of gas-liquid contactor 1 is also included in the present invention . It should be noted that the numerical designation 18 in the drawings indicates a beam for supporting cells 22, 32 of the inner side.

Затем на фиг.11А и фиг.11В приведен пример газожидкостного контактора 1, используемого для поглотительной колонны или отгоночной колонны, в которой обрабатывается суспензия, содержащая измельченную твердую примесь в жидкости, и для каталитической реакционной колонны, в которой суспензия, содержащая катализатор, и газ вступают в контакт друг с другом, чтобы вызвать реакцию. Когда суспензия обрабатывается в газожидкостном контакторе 1, существует возможность того, что измельченный материал в суспензии оседает и накапливается на горизонтальных стенках 21, 31, нарушая течение суспензии, текущей вниз в колонне. Поэтому в газожидкостном контакторе 1, показанном на фиг.11А и фиг.11В, горизонтальные стенки 21, 31 являются наклонными, и наклон становится ниже в направлении отверстия 51 для протока газа, вследствие чего измельченный материал в суспензии может выпускаться в ячейки 22, 32 ниже по ходу без накопления на горизонтальных стенках 21, 31. Следует отметить, что обрабатываемые объекты, к которым может применяться такой газожидкостный контактор 1, не ограничиваются суспензией, содержащей измельченный материал, но газожидкостный контактор 1 может применяться для контакта газ - твердое тело измельченного материала (твердое тело), нисходящего в газожидкостном контакторе 1, и газа, а также для контакта жидкость - твердое тело измельченного материала (твердое тело), нисходящего в газожидкостном контакторе 1, и жидкости.Then, FIGS. 11A and 11B show an example of a gas-liquid contactor 1 used for an absorption column or stripping column in which a suspension containing ground solid impurity in a liquid is treated, and for a catalytic reaction column in which a suspension containing a catalyst and gas come in contact with each other to cause a reaction. When the suspension is processed in a gas-liquid contactor 1, it is possible that the crushed material in the suspension settles and accumulates on the horizontal walls 21, 31, disrupting the flow of the suspension flowing down the column. Therefore, in the gas-liquid contactor 1 shown in FIGS. 11A and 11B, the horizontal walls 21, 31 are inclined, and the inclination becomes lower in the direction of the gas flow hole 51, whereby the ground material in the suspension can be discharged into the cells 22, 32 below along without accumulation on horizontal walls 21, 31. It should be noted that the processed objects to which such a gas-liquid contactor 1 can be applied are not limited to a suspension containing ground material, but a gas-liquid contactor 1 can be used Xia for contacting gas - solid particulate matter (solid), downward in the gas-liquid contactor 1 and a gas as well as the contact liquid - solid particulate matter (solid), downward in the gas-liquid contactor 1 and a liquid.

В газожидкостном контакторе 1 согласно настоящему варианту осуществления, объясняемому с использованием фиг.5 и фиг.6, например, поток 16 жидкости, вводимый из отверстия 52 для протока жидкости из объема жидкости, образованного в секции 53 пребывания, и газовый поток 17, текущий вверх через отверстие 51 для протока газа, пересекают друг друга, так что поток 16 жидкости раздувается и поперечная сила прикладывается к потоку 16 жидкости, диспергируя капли жидкости в соответствующих ячейках 22, 32, посредством чего создается хорошее состояние газожидкостной дисперсии. Здесь, когда газожидкостный контактор 1 функционирует с низкой пропускной способностью и т.д., например, может быть случай, когда скорость течения газового потока 17, вытекающего из отверстия 51 для протока газа, замедляется, ослабляя силу, раздувающую поток 16 жидкости, а также поперечную силу, приводя к ухудшению газожидкостного дисперсионного состояния.In the gas-liquid contactor 1 according to the present embodiment, explained using FIGS. 5 and 6, for example, a liquid stream 16 introduced from a liquid flow opening 52 from a liquid volume formed in the holding section 53 and a gas stream 17 flowing upward through the hole 51 for the gas flow, they intersect each other, so that the liquid stream 16 is inflated and a transverse force is applied to the liquid stream 16, dispersing liquid droplets in the respective cells 22, 32, whereby a good state of gas-liquid is created total dispersion. Here, when the gas-liquid contactor 1 operates with low throughput, etc., for example, there may be a case where the flow rate of the gas stream 17 flowing out of the gas flow opening 51 slows down, weakening the force that inflates the liquid stream 16 and lateral force, leading to deterioration of the gas-liquid dispersion state.

На фиг.6 изображено состояние, когда жидкость вводится из всех прорезей, составляющих отверстие 52 для протока жидкости, но при работе с низкой пропускной способность или подобной глубина жидкости в объеме жидкости иногда может быть ниже, чем положение прорези, обеспеченной в верхнем боковом ярусе. В этом случае жидкость не вводится из прорези, обеспеченной в более высоком положении, чем объем жидкости, и ячейка 32 нижнего бокового яруса и ячейка 22 верхнего бокового яруса переходят в состояние сообщения через эту прорезь. В результате часть газа, восходящего в ячейке 22 нижнего бокового яруса, может течь в ячейку 22 верхнего бокового яруса через соединяющую прорезь, уменьшая скорость течения газового потока 17, проходящего через отверстие 51 для протока газа, и ухудшая газожидкостное дисперсионное состояние.FIG. 6 shows a state where liquid is introduced from all of the slots making up the hole 52 for the liquid duct, but when operating with a low throughput or the like, the depth of the liquid in the liquid volume can sometimes be lower than the position of the slot provided in the upper side tier. In this case, the liquid is not introduced from the slot provided in a higher position than the volume of the liquid, and the cell 32 of the lower side tier and the cell 22 of the upper side tier enter a communication state through this slot. As a result, part of the gas ascending in the cell 22 of the lower side tier can flow into the cell 22 of the upper side tier through the connecting slot, reducing the flow rate of the gas stream 17 passing through the gas duct 51 and worsening the gas-liquid dispersion state.

Ячейки 22, 32, показанные на фиг.12А и фиг.12В, имеют механизм, предотвращающий такое ухудшение газожидкостного дисперсионного состояния при работе с низкой пропускной способностью или подобном. Фиг.12А представляет собой вид спереди вертикальной стенки 10 ячейки 22, показанной на фиг.13А, например, где вертикальная стенка 10 видна из ячейки 32 стороны ниже по ходу, тогда как фиг.12В представляет собой продольный вид в разрезе ячейки 22, видимой от поверхности С1-С1', показанной на фиг.12А. В примерах, показанных на следующих фиг.12А-18В, описаны случаи, когда соответствующие ячейки 22, 32 имеют отверстие 52 для протока жидкости, образованное с тремя прорезями в целом, то есть две прорези обеспечены в вертикальной стенке 10 и одна прорезь обеспечена в горизонтальных стенках 21, 31.Cells 22, 32 shown in FIGS. 12A and 12B have a mechanism to prevent such deterioration of the gas-liquid dispersion state when operating with low throughput or the like. FIG. 12A is a front view of the vertical wall 10 of the cell 22 shown in FIG. 13A, for example, where the vertical wall 10 is visible from the cell 32 of the side downstream, while FIG. 12B is a longitudinal sectional view of the cell 22 visible from surface C1-C1 'shown in figa. In the examples shown in the following FIGS. 12A-18B, cases are described where the respective cells 22, 32 have a hole 52 for a fluid duct formed with three slots in total, that is, two slots are provided in the vertical wall 10 and one slot is provided in the horizontal walls 21, 31.

В примере, показанном на фиг.12А и фиг.12В, ячейка 22 имеет первую заслонку, предотвращающую ячейку 22 от перехода в состояние сообщения с соседней ячейкой 32 в случае, когда глубина жидкости в объеме жидкости становится меньше, чем положение, где обеспечена прорезь отверстия 52 для протока жидкости. В настоящем примере первая заслонка обеспечивается в верхнем боковом ярусе отверстия 52 для протока жидкости (прорези), обеспеченного в виде двух ярусов из верхней и нижней прорезей в вертикальной стенке 10. Первая заслонка имеет пластину 71 заслонки прямоугольной формы, немного большую, чем прорезь, например, и поворотная ось 711, выступающая горизонтально вправо и влево, обеспечивается в верхней крайней части пластины 71 заслонки.In the example shown in FIGS. 12A and 12B, the cell 22 has a first shutter preventing the cell 22 from transitioning to a state of communication with the neighboring cell 32 in the case where the liquid depth in the liquid volume becomes less than the position where the hole is cut 52 for fluid flow. In the present example, the first shutter is provided in the upper side tier of the hole 52 for fluid flow (slots), provided in the form of two tiers of the upper and lower slots in the vertical wall 10. The first shutter has a plate 71 of a rectangular shutter slightly larger than the cut, for example and a pivot axis 711 protruding horizontally to the right and left is provided at the upper end of the damper plate 71.

Пластина 71 заслонки располагается, как показано на фиг.12В, с выходной стороны отверстия 52 для протока жидкости (прорезь), если смотреть из ячейки 22, в которой образован объем жидкости, то есть на поверхности вертикальной стенки 10 в ячейке 32 стороны ниже по ходу, в которую вытекает поток 16 жидкости. На поверхности вертикальной стенки 10 прикреплена принимающая ось секция 712 кольцевой формы, например, и когда вышеописанная поворотная ось 711 проникает в принимающую ось секцию 712, пластина заслонки располагается в состоянии свисания от поворотной оси 711.The damper plate 71 is located, as shown in FIG. 12B, from the output side of the fluid flow opening 52 (slot), as viewed from the cell 22 in which the fluid volume is formed, that is, on the surface of the vertical wall 10 in the cell 32 of the side downstream into which a fluid stream 16 flows. On the surface of the vertical wall 10, a ring-shaped receiving section 712 is attached, for example, and when the pivot axis 711 described above penetrates the receiving axis section 712, the shutter plate is in a state of drooping from the pivot axis 711.

Как уже установлено, пластина 71 заслонки формируется так, чтобы иметь размер немного больше, чем прорезь, составляющая отверстие 52 для протока жидкости, и даже если сила прилагается в направлении от ячейки 32, показанной на фиг.12В, пластина 71 заслонки запирается с помощью вертикальной стенки 10 в состоянии покрытия прорези. С другой стороны, если сила прилагается в направлении от ячейки 22, показанной на фиг.12В, пластина 71 заслонки поворачивается к внутренней части ячейки 32 нижнего бокового яруса соответственно приложенной силе, так что закрытая заслонка может освобождаться. Здесь также можно обеспечить отклоняющее средство, винтовую пружину, например, отклоняющее в направлении закрывания пластины 71 заслонки, например, то есть в направлении прижимания пластины 71 заслонки к поверхности вертикальной стенки 10, в комбинации с поворотной осью 721, чтобы регулировать величину течения потока 16 жидкости в то время, когда пластина 71 заслонки начинает открываться.As already established, the damper plate 71 is formed to have a size slightly larger than the slot constituting the fluid passage hole 52, and even if force is applied in the direction from the cell 32 shown in FIG. 12B, the damper plate 71 is locked using a vertical wall 10 in the state of coverage of the slot. On the other hand, if the force is applied in the direction from the cell 22 shown in FIG. 12B, the damper plate 71 rotates to the inside of the cell 32 of the lower side tier according to the applied force, so that the closed damper can be released. It is also possible to provide a deflecting means, a coil spring, for example, deflecting in the closing direction of the damper plate 71, for example, that is, in the direction of pressing the damper plate 71 against the surface of the vertical wall 10, in combination with the rotary axis 721, in order to regulate the flow rate of the fluid stream 16 while the damper plate 71 begins to open.

Теперь будет описано строение второй заслонки, обеспечиваемой в отверстии 51 для протока газа. Вторая заслонка имеет подобно вышеуказанной первой заслонке пластину 72 заслонки вытянутой прямоугольной формы, поворотную ось 721, обеспеченную в верхней крайней части пластины 72 заслонки и выступающую горизонтально вправо и влево, и принимающую ось секцию 722, в которую проникает поворотная ось 721. Здесь, в настоящем примере, пластина 72 заслонки второй заслонки сформирована так, что имеет ширину немного больше, чем отверстие 51 для протока газа, сделанное в форме прорези, и высоту приблизительно в половину высоты отверстия 51 для протока газа. Принимающая ось секция 722 располагается на стороне ячейки 22, в которую вытекает газовый поток 17, таким образом, что, например, место, в котором растянута поворотная ось 721, представляет собой почти середину высоты отверстия 51 для протока газа, и поворотная ось 721 проникает в принимающую ось секцию 722, вследствие чего пластина 72 заслонки располагается в состоянии свисания с поворотной оси 721.Now will be described the structure of the second damper provided in the hole 51 for the flow of gas. The second shutter has, like the aforementioned first shutter, a rectangular shutter plate 72, a rotary axis 721, provided at the upper end of the shutter plate 72 and protruding horizontally left and right, and an axis receiving section 722 into which the rotary axis 721 penetrates. Here, in the present As an example, the damper plate 72 of the second damper is formed so that it has a width slightly larger than the slot 51 for the gas duct and is approximately half the height of the gas duct 51. The receiving axis section 722 is located on the side of the cell 22 into which the gas stream 17 flows, so that, for example, the place where the rotary axis 721 is stretched is almost the middle of the height of the gas flow opening 51, and the rotary axis 721 penetrates into the axis receiving section 722, whereby the damper plate 72 is in a state of overhang with the pivot axis 721.

В результате пластина 72 заслонки устанавливается в состояние, когда пластина 72 заслонки закрывает часть отверстия 51 для протока газа, например нижнюю половину отверстия 51 для протока газа, и даже если малая сила, не достаточная для подъема пластины 72 заслонки, прикладывается в направлении от ячейки 32, показанной на фиг.12В, пластина 72 заслонки едва сдвигается от состояния закрывания части отверстия 51 для протока газа. Однако как только сила, прилагаемая в направлении от ячейки 32, становится больше, пластина 72 заслонки поворачивается к внутренней части ячейки 22 вокруг поворотной оси 721, так что закрытое отверстие 51 для протока газа постепенно освобождается. Здесь также можно обеспечить отклоняющее средство, винтовую пружину, например, отклоняющую в направлении закрывания пластины 72 заслонки, например, то есть в направлении прижимания пластины 72 заслонки к поверхности вертикальной стенки 10, в комбинации с поворотной осью 721, чтобы регулировать величину течения газового потока 17 в то время когда пластина 72 заслонки начинает открываться.As a result, the damper plate 72 is set to a state where the damper plate 72 covers a portion of the gas flow hole 51, for example, the lower half of the gas flow hole 51, and even if a small force insufficient to lift the damper plate 72 is applied away from the cell 32 12B, the damper plate 72 barely shifts from the closing state of a portion of the gas flow opening 51. However, as soon as the force exerted in the direction from the cell 32 becomes larger, the damper plate 72 rotates toward the inside of the cell 22 around the pivot axis 721, so that the closed gas flow opening 51 is gradually released. It is also possible to provide a deflecting means, a coil spring, for example, deflecting in the closing direction of the damper plate 72, for example, that is, in the direction of pressing the damper plate 72 against the surface of the vertical wall 10, in combination with the rotary axis 721, in order to regulate the flow rate of the gas stream 17 while the damper plate 72 begins to open.

Действие первой заслонки из двух заслонок, описанных выше, будет объяснено. Как показано на фиг.13А, в случае когда пропускная способность газожидкостного контактора 1 является низкой и уровень жидкости (количества жидкости нисходящей текучей среды) объема жидкости, образованного в секции 53 пребывания соответствующих ячеек 22, 32, не достигает прорези верхнего бокового яруса, составляющей отверстие 52 для протока жидкости, сила, заставляющая пластину 71 заслонки первой заслонки поворачиваться, не действует. Таким образом, пластина 71 заслонки закрывает прорезь в состоянии свисания с поворотной оси 711 и в состоянии, когда пластина 71 заслонки прижата к поверхности вертикальной стенки 10 разницей давлений между, например, внутренней частью ячейки 32 нижнего бокового яруса и внутренней частью ячейки 22 верхнего бокового яруса, или между внутренней частью ячейки 22 нижнего бокового яруса и внутренней частью ячейки 32 верхнего бокового яруса.The operation of the first shutter of the two shutters described above will be explained. As shown in FIG. 13A, in the case where the throughput of the gas-liquid contactor 1 is low and the liquid level (amount of liquid of the descending fluid) of the volume of liquid formed in the stay section 53 of the respective cells 22, 32 does not reach the slot of the upper side tier constituting the hole 52 for fluid flow, the force causing the shutter plate 71 of the first shutter to rotate does not apply. Thus, the shutter plate 71 closes the slot in a state of hanging from the pivot axis 711 and in a state where the shutter plate 71 is pressed against the surface of the vertical wall 10 by the pressure difference between, for example, the inside of the cell 32 of the lower side tier and the inside of the cell 22 of the upper side tier , or between the inside of the cell 22 of the lower side tier and the inside of the cell 32 of the upper side tier.

В результате газ, восходящий в ячейках 32, 22 нижнего бокового яруса, может предохраняться от протекания в ячейки 22, 32 верхнего бокового яруса через прорезь, так что скорость течения газового потока 17, проходящего через отверстие 51 для протока газа, не замедляется. С другой стороны, когда пропускная способность газожидкостного контактора 1 увеличивается и уровень жидкости объема жидкости достигает прорези верхнего бокового яруса, прикладывается сила, заставляющая пластину 71 заслонки поворачиваться, и, как показано на фиг.13В, закрытая прорезь освобождается, так что поток 16 жидкости может вводиться соответственно уровню жидкости (количеству жидкости) объема жидкости.As a result, the gas rising in the cells of the lower side tier 32, 22 can be prevented from flowing into the cells 22, 32 of the upper side tier through the slot, so that the flow rate of the gas stream 17 passing through the gas duct 51 does not slow down. On the other hand, when the throughput of the gas-liquid contactor 1 increases and the liquid level of the liquid volume reaches the slot of the upper side tier, a force is applied causing the damper plate 71 to rotate, and as shown in FIG. 13B, the closed slot is released so that the fluid stream 16 can administered according to the liquid level (liquid amount) of the liquid volume.

Теперь будет описана работа второй заслонки. В состоянии низкой пропускной способности, показанном на фиг.13А, так как количество газа, восходящего в соответствующих ячейках 22, 32, невелико, сила, действующая на пластину 72 заслонки, мала, так что пластина 72 заслонки едва сдвигается и оставляет закрытой нижнюю половину отверстия 51 для протока газа. В результате площадь отверстия 51 для протока газа становится маленькой, и можно ограничить замедление скорости течения газового потока 17, проходящего через отверстие 51, даже в случае, когда количество газа, восходящего в соответствующих ячейках 22, 32, мало.The operation of the second shutter will now be described. In the low flow state shown in FIG. 13A, since the amount of gas rising in the respective cells 22, 32 is small, the force exerted on the damper plate 72 is small, so that the damper plate 72 barely moves and leaves the lower half of the hole closed 51 for gas flow. As a result, the area of the gas flow hole 51 becomes small, and it is possible to limit the deceleration of the flow rate of the gas stream 17 passing through the hole 51, even when the amount of gas rising in the respective cells 22, 32 is small.

Как показано на фиг.13В, когда пропускная способность газожидкостного контактора 1 увеличивается, количество газа, восходящего в соответствующих ячейках 22, 32, также увеличивается, приводя к большему приложению давления газом, вследствие чего пластина 72 заслонки поворачивается, освобождая закрытое отверстие 51 для протока газа, так что площадь отверстия, через которое проходит газовый поток, становится больше. В результате можно сформировать газовый поток 17, поддерживающий необходимую скорость течения, без большого увеличения потери давления по сравнению с состоянием, в котором открытая площадь остается маленькой.As shown in FIG. 13B, when the throughput of the gas-liquid contactor 1 increases, the amount of gas rising in the respective cells 22, 32 also increases, resulting in a greater application of gas pressure, whereby the damper plate 72 rotates, releasing the closed gas flow opening 51 so that the area of the hole through which the gas stream passes becomes larger. As a result, a gas stream 17 can be formed that maintains the required flow rate without a large increase in pressure loss compared to a state in which the open area remains small.

Путем обеспечения данных первой заслонки и второй заслонки, даже в случае когда пропускная способность газожидкостного контактора 1 является низкой, можно ограничить замедление скорости течения газового потока 17, проходящего через отверстие 51 для протока газа, и поддерживать силу, раздувающую поток 16 жидкости, вводимый из отверстия 52 для протока жидкости, и поперечную силу, действующую на поток 16 жидкости, так что может поддерживаться хорошее дисперсионное состояние газа и жидкости.By providing the data of the first damper and the second damper, even in the case where the throughput of the gas-liquid contactor 1 is low, it is possible to limit the deceleration of the flow rate of the gas stream 17 passing through the gas flow hole 51 and to maintain the force that inflates the fluid stream 16 introduced from the hole 52 for the fluid flow, and the transverse force acting on the fluid flow 16, so that a good dispersion state of the gas and liquid can be maintained.

Здесь строение первой заслонки не ограничивается поворотным типом, показанным на фиг.12А и фиг.12В. Например, как показано на фиг.14-15, можно сконструировать пластину 73 заслонки с, например, полым элементом из нержавеющей стали и подобным, где пластина 73 заслонки движется вверх и вниз вдоль вертикальной стенки 10, получая плавучесть от объема жидкости, пребывающего в соответствующих ячейках 22, 32, вследствие чего отверстие 52 для протока жидкости (прорезь) открывается и закрывается. На чертеже ссылочная позиция 732 указывает направляющий элемент, задающий направление движения пластины 73 заслонки, тогда как ссылочная позиция 731 указывает ползун, расположенный между пластиной 73 заслонки и направляющим элементом 732 и бегущий в направляющем элементе 732.Here, the structure of the first damper is not limited to the rotary type shown in figa and figv. For example, as shown in FIGS. 14-15, it is possible to construct a damper plate 73 with, for example, a hollow stainless steel member and the like, where the damper plate 73 moves up and down along the vertical wall 10, obtaining buoyancy from the volume of fluid residing in the respective cells 22, 32, as a result of which the hole 52 for the fluid flow (slot) opens and closes. In the drawing, reference numeral 732 indicates a guide member defining a direction of movement of the shutter plate 73, while reference position 731 indicates a slider located between the shutter plate 73 and the guide member 732 and running in the guide member 732.

В настоящем примере пластина 73 заслонки сконструирована способной открывать и закрывать две прорези (отверстие 52 для протока жидкости), обеспеченные в два яруса из верхней и нижней прорезей в вертикальной стенке 10. В случае когда низкая пропускная способность осуществляется в газожидкостном контакторе 1, как показано на фиг.16А, например, уровень жидкости объема жидкости является низким, пластина 73 заслонки едва сдвигается от нижнего положения, и прорези (отверстие 52 для протока жидкости) в вертикальной стенке 10 находятся в закрытом состоянии, поток 16 жидкости вводится только из прорези (отверстия 52 для протока жидкости), обеспеченной в горизонтальной стенке 21.In the present example, the damper plate 73 is designed to open and close two slots (hole 52 for fluid flow), provided in two tiers from the upper and lower slots in the vertical wall 10. In the case where low throughput is carried out in the gas-liquid contactor 1, as shown in Fig. 16A, for example, the liquid level of the liquid volume is low, the damper plate 73 is barely shifted from the lower position, and the slots (hole 52 for the fluid duct) in the vertical wall 10 are in a closed state In fact, the fluid stream 16 is introduced only from the slot (openings 52 for the fluid duct) provided in the horizontal wall 21.

Когда пропускная способность газожидкостного контактора 1 увеличивается и уровень жидкости объема жидкости в секции 53 пребывания начинает расти, пластина 73 заслонки, получающая плавучесть от данного объема жидкости, движется вверх в верхнее положение, так что прорезь (отверстие 52 для протока жидкости) нижнего бокового яруса вертикальной стенки 10 открывается и начинает ввод потока 16 жидкости. Когда пропускная способность дополнительно увеличивается, прорезь (отверстие 52 для протока жидкости) верхнего бокового яруса также открывается, так что поток 16 жидкости вводится из всех прорезей, как показано на фиг.16В.When the throughput of the gas-liquid contactor 1 increases and the liquid level of the liquid volume in the stay section 53 begins to increase, the damper plate 73, receiving buoyancy from a given volume of liquid, moves up to the upper position, so that the slot (hole 52 for the fluid channel) of the lower side tier is vertical the wall 10 opens and begins to enter the fluid stream 16. When the throughput is further increased, the slot (fluid passage hole 52) of the upper side tier also opens, so that the fluid stream 16 is introduced from all the slots, as shown in FIG. 16B.

Здесь конструкция пластины 73 заслонки, движущейся вверх и вниз под действием плавучести от объема жидкости, не ограничивается плоской формой, показанной на фиг.14-16В, но можно также обеспечить, как показано на фиг.17А, например, выступающую пластину 74, выступающую вдоль горизонтальной стенки 21 в нижнем крайнем положении пластины 73а заслонки, так что сечение всей пластины 73а имеет L-образную форму. В этом случае, как показано на фиг.18А и фиг.18В, прорези (отверстия 52 для протока жидкости), обеспеченные в горизонтальных стенках 21, 31, также могут открываться и закрываться соответственно уровню жидкости объема жидкости.Here, the design of the damper plate 73 moving up and down due to buoyancy from the liquid volume is not limited to the flat shape shown in Figs. 14-16B, but it can also be provided, as shown in Fig. 17A, for example, a protruding plate 74 protruding along horizontal wall 21 in the lower extreme position of the damper plate 73a, so that the cross section of the entire plate 73a is L-shaped. In this case, as shown in FIGS. 18A and 18B, the slots (openings 52 for fluid flow) provided in the horizontal walls 21, 31 can also be opened and closed according to the liquid level of the liquid volume.

Как показано на фиг.17В, также можно обеспечить корректор 75 плавучести, выступающий в поперечном направлении к внутренней части ячейки 22 верхнего бокового яруса в заданном положении высоты пластины 73b заслонки, так что сечение всей пластины 73b имеет Т-образную форму. Путем обеспечения корректора 75 плавучести становится возможно изменять плавучесть, действующую на пластину 73b заслонки соответственно уровню жидкости объема жидкости, как показано на фиг.18А и фиг.18В, например. В результате путем изменения положения высоты, на которой обеспечен корректор 75 плавучести, например, можно регулировать уровень жидкости объема жидкости в секции 53 пребывания в то время, когда соответствующие прорези (отверстие 52 для протока жидкости) открываются и закрываются. Следует отметить, что пластины 73, 73а, 73b заслонки, движущиеся вверх и вниз, получая плавучесть от данного объема, не ограничиваются конструкцией с полым элементом, могут быть сконструированы с элементом, например пластическим, плотность которого меньше, чем плотность жидкости, обрабатываемой в газожидкостном контакторе 1.As shown in FIG. 17B, it is also possible to provide a buoyancy corrector 75 protruding laterally to the inside of the cell 22 of the upper side tier at a predetermined height position of the damper plate 73b, so that the cross section of the entire plate 73b is T-shaped. By providing the buoyancy corrector 75, it becomes possible to change the buoyancy acting on the damper plate 73b according to the liquid level of the liquid volume, as shown in FIG. 18A and FIG. 18B, for example. As a result, by changing the position of the height at which the buoyancy corrector 75 is provided, for example, it is possible to adjust the liquid level of the liquid of the liquid in the stay section 53 at the same time that the corresponding slots (opening 52 for the liquid flow) open and close. It should be noted that damper plates 73, 73a, 73b moving up and down, receiving buoyancy from a given volume, are not limited to the hollow element design, can be constructed with an element, for example, plastic, whose density is lower than the density of the liquid processed in gas-liquid contactor 1.

Различные вариации конструкций ячеек 22, 32, 42, описанные выше, могут быть определены с всесторонней точки зрения, рассматривая, например, пропускную способность газожидкостного контактора 1, время пребывания газа или жидкости в соответствующих ячейках 22, 32, 42, эффективность поглощения или отгонки, легкость течения используемых газа или жидкости, легкость обслуживания или сооружения и подобное.The various design variations of the cells 22, 32, 42 described above can be comprehensively determined by considering, for example, the throughput of the gas-liquid contactor 1, the residence time of the gas or liquid in the respective cells 22, 32, 42, the absorption or distillation efficiency, ease of flow of gas or liquid used, ease of maintenance or construction, and the like.

Кроме того, газожидкостный контактор 1 согласно настоящему изобретению также может применяться для дистилляционной колонны, разделяющей или очищающей жидкость, например, как показано на фиг.19. Газожидкостный контактор 1, показанный на фиг.19, обеспечивается секцией 11 подачи жидкости, подающей, например, предварительно нагретую жидкость в среднем ярусе газожидкостного контактора 1, и градиент температуры обеспечивается между стороной вершины колонны и стороной дна колонны, чтобы достигать равновесия пар - жидкость соответственно температурам в соответствующих ячейках 22, 32, вследствие чего легкий компонент выпускается из секции 14 выпуска газа на вершине колонны, а тяжелый компонент выпускается из секции 12 выпуска жидкости на дне колонны. Следует отметить, что ссылочная позиция 61 на фиг.19 указывает конденсатор для конденсации газа, выпускаемого из секции 14 выпуска газа, тогда как ссылочная позиция 62 указывает ребойлер для повторного нагрева жидкости, выпускаемой из секции 12 выпуска жидкости.In addition, the gas-liquid contactor 1 according to the present invention can also be used for a distillation column separating or purifying a liquid, for example, as shown in Fig. 19. The gas-liquid contactor 1 shown in Fig. 19 is provided by a liquid supply section 11 supplying, for example, a preheated liquid in the middle tier of the gas-liquid contactor 1, and a temperature gradient is provided between the top of the column and the bottom of the column to achieve vapor-liquid equilibrium, respectively temperatures in respective cells 22, 32, whereby the light component is discharged from the gas discharge section 14 at the top of the column, and the heavy component is discharged from the liquid discharge section 12 at the bottom the columns. It should be noted that reference numeral 61 in FIG. 19 indicates a condenser for condensing the gas discharged from the gas discharge section 14, while reference 62 indicates a reboiler for reheating the liquid discharged from the liquid discharge section 12.

Выше описан вариант осуществления и примеры его модификации в отношении газожидкостного контактора 1, в котором газ и жидкость вступают в контакт друг с другом, но комбинации текучих сред, с которыми может иметь дело контактор согласно настоящему изобретению, не ограничиваются ими. В качестве второго варианта осуществления настоящее изобретение может применяться к жидкостно-жидкостному контактору 1а для выполнения, например, экстракции или подобного с помощью жидкостно-жидкостного контакта легкой жидкости (восходящая текучая среда), текущей вверх в колонне, и тяжелой жидкости (нисходящая текучая среда), текущей вниз в колонне, например.An embodiment and examples of its modification are described above with respect to a gas-liquid contactor 1 in which gas and liquid come into contact with each other, but the fluid combinations that the contactor of the present invention can deal with are not limited to them. As a second embodiment, the present invention can be applied to a liquid-liquid contactor 1a to perform, for example, extraction or the like by means of a liquid-liquid contact of a light liquid (ascending fluid) flowing upward in the column and a heavy liquid (descending fluid) flowing down in a column, for example.

Фиг.20 представляет собой продольный вид с разрезом, схематично показывающий состояние внутренней области жидкостно-жидкостного контактора 1а согласно второму варианту осуществления, и такие же ссылочные позиции, как на фиг.6, относятся к компонентам, строение которых аналогично компонентам первого варианта осуществления. В настоящем варианте осуществления полное строение жидкостно-жидкостного контактора 1а аналогично строению газожидкостного контактора 1, например, показанного на фиг.1, за исключением того, что ссылочная позиция 11 указывает секцию подачи тяжелой жидкости, ссылочная позиция 12 указывает секцию выпуска тяжелой жидкости, ссылочная позиция 13 указывает секцию подачи легкой жидкости и ссылочная позиция 14 указывает секцию выпуска легкой жидкости, изображение которых опущено. Строение соответствующих ячеек 22, 32 подобно строению ячеек, показанных на фиг.4, и изображение пропущено, но данное строение отличается от строения ячеек 22, 32 согласно первому варианту осуществления в том отношении, что ссылочная позиция 51 указывает отверстие для легкой жидкости, а ссылочная позиция 52 указывает отверстие для тяжелой жидкости.FIG. 20 is a longitudinal sectional view schematically showing the state of the inner region of the liquid-liquid contactor 1a according to the second embodiment, and the same reference numbers as in FIG. 6 refer to components whose structure is similar to the components of the first embodiment. In the present embodiment, the overall structure of the liquid-liquid contactor 1a is similar to the structure of the gas-liquid contactor 1, for example, shown in FIG. 1, except that reference numeral 11 indicates a heavy fluid supply section, reference numeral 12 indicates a heavy fluid discharge section, reference position 13 indicates a light fluid supply section and reference numeral 14 indicates a light fluid discharge section whose image is omitted. The structure of the respective cells 22, 32 is similar to the structure of the cells shown in FIG. 4 and the image is omitted, but this structure is different from the structure of the cells 22, 32 according to the first embodiment in that the reference position 51 indicates the hole for the light liquid, and the reference 52 indicates a hole for heavy fluid.

В жидкостно-жидкостном контакторе 1а согласно второму варианту осуществления тяжелая жидкость, пребывающая в ячейках 22, 32 верхних боковых ярусов, вводится с помощью ее потенциальной энергии в листоподобной форме в ячейки 22, 32 нижних боковых ярусов через отверстия 52 для тяжелой жидкости (отверстия ввода), которые обеспечены в форме прорезей. С другой стороны, из ячеек 22, 32 нижних боковых ярусов легкая жидкость течет в ячейки 22, 32 верхних боковых ярусов в виде листоподобных потоков, вытекая вверх посредством плавучести через щелеподобные отверстия 51 для легкой жидкости, обеспеченные непосредственно под отверстиями 52 для тяжелой жидкости.In the liquid-liquid contactor 1a according to the second embodiment, the heavy liquid residing in the cells 22, 32 of the upper side tiers is introduced using its potential energy in sheet-like form into the cells 22, 32 of the lower side tiers through the openings 52 for the heavy liquid (inlet openings) which are provided in the form of slots. On the other hand, from the cells 22, 32 of the lower side tiers, light fluid flows into the cells 22, 32 of the upper side tiers in the form of leaf-like streams, flowing upward through buoyancy through the slit-like openings 51 for the light liquid provided directly below the openings 52 for the heavy liquid.

Жидкостно-жидкостный контактор 1а, показанный на фиг.20, сконструирован так, что тяжелая жидкость становится дисперсной фазой, а легкая жидкость становится непрерывной фазой, и скорость течения легкой жидкости быстро увеличивается у отверстия 51 для легкой жидкости, обеспеченного в нижней стороне вблизи отверстия 52 для тяжелой жидкости, и легкая жидкость течет в ячейки 22, 32 верхнего бокового яруса в состоянии, когда скорость течения является максимальной, и затем скорость течения легкой жидкости быстро снижается по мере удаления от отверстия 51 для легкой жидкости. Когда тяжелая жидкость, вводимая в форме листа через множество отверстий 52 для тяжелой жидкости, обеспеченных в продольном направлении, устремляется в область, в которой течет легкая жидкость, листоподобное течение тяжелой жидкости деформируется и превращается в форму волнистой пластины, как показано на фиг.20, площадь поверхности раздела жидкость - жидкость становится больше, и листоподобное течение тяжелой жидкости в конце разрывается на многочисленные жидкие капли. Далее, жидкие капли, образованные в отверстии 52 для тяжелой жидкости верхнего яруса, текут вниз и сталкиваются с листом тяжелой жидкости, образованным в отверстии 52 для тяжелой жидкости нижнего яруса на одну ступень к самому нижнему ярусу, или сталкиваются с жидкими каплями, оторванными и образованными из него, и затем жидкие капли сливаются, диспергируются или разрушаются. Чем больше число и/или площадь отверстий 52 для тяжелой жидкости, которые открыты в соответствующих ячейках 22, 32, тем выше частота слияния и разрушения жидких капель. В процессе того как образуются жидкие капли, площадь поверхности раздела жидкость - жидкость между тяжелой жидкостью и окружающей легкой жидкостью становится больше, и жидкие капли после образования повторяют слияние, диспергирование и разрушение, протекает массоперенос, и экстракция конкретного материала может эффективно выполняться, например. Кроме того, многочисленные образованные жидкие капли похожи по размеру и диаметру капель, и поэтому мелкие жидкие капли трудно образуются, так что затопление едва ли происходит, например. Следует отметить, само собой, что вариации, объясняемые с использованием фиг.8-11, также могут применяться для жидкостно-жидкостного контактора 1а.The liquid-liquid contactor 1a shown in FIG. 20 is designed so that the heavy liquid becomes a dispersed phase, and the light liquid becomes a continuous phase, and the flow rate of the light liquid rapidly increases at the light liquid opening 51 provided in the lower side near the opening 52 for heavy fluid, and the light fluid flows into the cells 22, 32 of the upper side tier in a state where the flow rate is maximum, and then the flow rate of the light fluid rapidly decreases with distance from the hole Oia 51 for a light fluid. When a heavy fluid introduced in sheet form through a plurality of heavy fluid openings 52 provided in the longitudinal direction rushes into a region in which the light fluid flows, the sheet-like flow of the heavy fluid deforms and becomes a wavy plate, as shown in FIG. the liquid – liquid interface surface becomes larger, and the leaf-like flow of a heavy liquid at the end breaks into numerous liquid drops. Further, liquid droplets formed in the upper layer heavy liquid opening 52 flow down and collide with a heavy liquid sheet formed in the lower layer heavy liquid opening 52 one step to the lowest layer, or collide with liquid drops torn and formed from it, and then the liquid droplets merge, disperse, or collapse. The larger the number and / or area of heavy liquid openings 52 that are open in respective cells 22, 32, the higher the frequency of liquid droplets merging and breaking. In the process of the formation of liquid droplets, the surface area of the liquid-liquid interface between the heavy liquid and the surrounding light liquid becomes larger, and the liquid droplets after the formation repeat the merging, dispersion and destruction, mass transfer occurs, and the extraction of a specific material can be effectively performed, for example. In addition, the numerous liquid droplets formed are similar in size and diameter to the droplets, and therefore, small liquid droplets are difficult to form, so that flooding hardly occurs, for example. It should be noted, of course, that the variations explained using FIGS. 8-11 can also be applied to the liquid-liquid contactor 1a.

С другой стороны, в экстракционной системе, имеющей большое межфазное натяжение, или в экстракционной системе, где тяжелая жидкость и легкая жидкость имеют высокую вязкость, диаметр образованных жидких капель может быть иногда больше в некоторой степени, и экстракция может не выполняться эффективно. Тогда, как показано на фиг.21, генератор 19 пульсации присоединяется к нижестоящей секции, представляющей собой секцию дна колонны экстракционной колонны 1d, например, сделанной из жидкостно-жидкостного контактора 1а согласно настоящему варианту осуществления, или пульсация, генерируемая путем направления воздушного импульса, используется в комбинации, вследствие чего образующаяся жидкая капля делается меньше и экстракция может выполняться более эффективно. Следует отметить, что на фиг.21 ссылочная позиция 11а указывает секцию подачи тяжелой жидкости, ссылочная позиция 12а указывает секцию выпуска тяжелой жидкости, ссылочная позиция 13а указывает секцию подачи легкой жидкости и ссылочная позиция 14а указывает секцию выпуска легкой жидкости.On the other hand, in an extraction system having a high interfacial tension, or in an extraction system where a heavy liquid and a light liquid have a high viscosity, the diameter of the formed liquid droplets may sometimes be larger to some extent, and the extraction may not be performed efficiently. Then, as shown in FIG. 21, the ripple generator 19 is connected to a sub-section representing the bottom section of the column of the extraction column 1d, for example, made of a liquid-liquid contactor 1a according to the present embodiment, or the ripple generated by directing the air pulse is used in combination, whereby the resulting liquid drop is made smaller and extraction can be performed more efficiently. It should be noted that in FIG. 21, reference numeral 11a indicates a heavy fluid supply section, reference numeral 12a indicates a heavy fluid discharge section, reference numeral 13a indicates a light fluid supply section, and reference numeral 14a indicates a light fluid discharge section.

С другой стороны, в случае когда легкая жидкость является дисперсной фазой, а тяжелая жидкость является непрерывной фазой, существует отличие от жидкостно-жидкостного контактора 1а, объясненного на фиг.22, в том, что ячейка 32, показанная на фиг.4, делается верхней стороной вниз, ссылочная позиция 51 на фиг.4 равнозначна отверстию для тяжелой жидкости (указанному как отверстие 51а для тяжелой жидкости), и ссылочная позиция 52 равнозначна отверстию для легкой жидкости (указанному как отверстие 52а для легкой жидкости), как в жидкостно-жидкостном контакторе 1b, показанном на фиг.20.On the other hand, in the case where the light liquid is a dispersed phase and the heavy liquid is a continuous phase, there is a difference from the liquid-liquid contactor 1 a explained in FIG. 22 in that the cell 32 shown in FIG. 4 is made upper side down, the reference position 51 in FIG. 4 is equivalent to a hole for a heavy liquid (indicated as a hole 51a for a heavy liquid), and the reference position 52 is equivalent to a hole for a light liquid (indicated as a hole 52a for a light liquid), as in a liquid-liquid con actors 1b, shown in Figure 20.

В жидкостно-жидкостном контакторе 1b легкая жидкость, пребывающая в ячейках 22, 32 нижних боковых ярусов, вводится в форме листа посредством ее плавучести в ячейки 22, 32 верхних боковых ярусов через отверстие 52а для легкой жидкости (отверстие ввода), обеспеченное в форме прорези. С другой стороны, из ячеек 22, 32 верхних боковых ярусов тяжелая жидкость течет в ячейки 22, 32 нижних боковых ярусов в листоподробном потоке, стекая вниз с помощью потенциальной энергии через щелеподобное отверстие 51а для тяжелой жидкости, обеспеченное непосредственно над отверстием 52а для легкой жидкости.In the liquid-liquid contactor 1b, the light liquid residing in the cells 22, 32 of the lower side tiers is introduced in sheet form by buoyancy into the cells 22, 32 of the upper side tiers through the hole 52a for the light liquid (inlet) provided in the form of a slot. On the other hand, from the cells 22, 32 of the upper side tiers, heavy liquid flows into the cells 22, 32 of the lower side tiers in a leaf-like flow, flowing down with potential energy through the slit-like hole 51a for heavy liquid provided directly above the hole 52a for light liquid.

В результате когда легкая жидкость, вводимая в форме листа через отверстия 52а для легкой жидкости, устремляется в область, где тяжелая жидкость течет в форме листа в состоянии, когда скорость течения является максимальной, из отверстия 51а для тяжелой жидкости, обеспеченного в верхней стороне относительно отверстия 52а для легкой жидкости, листоподобное течение легкой жидкости деформируется и превращается в форму волнистой пластины, как показано на фиг.22, поверхность раздела жидкость - жидкость становится больше, и листоподобное течение легкой жидкости в конце разделяется на многочисленные жидкие капли. Далее, жидкие капли, образованные в отверстии 52а для легкой жидкости нижней стороны среди отверстий 52а для легкой жидкости, последовательно обеспеченных в продольном направлении, текут вверх и сталкиваются с листом легкой жидкости, образованным в отверстиях 52а для легкой жидкости более высокого яруса на одну ступень к самому высокому ярусу, или сталкиваются с жидкими каплями, оторванными и образованными от данного листа легкой жидкости, и затем жидкие капли сливаются, диспергируются или разрушаются. Чем больше число и/или площадь отверстий 52а для легкой жидкости, которые открыты в соответствующих ячейках 22, 32, тем выше частота слияния и разрушения жидких капель. В результате подобно вышеописанному жидкостно-жидкостному контактору 1а, объясняемому с использованием фиг.20, площадь поверхности раздела жидкость - жидкость между тяжелой жидкостью и окружающей легкой жидкостью становится больше, и жидкие капли после образования повторяют слияние, диспергирование и разрушение, и поэтому происходит массоперенос, и возможна не только эффективная экстракция, но также многочисленные образованные жидкие капли одинаковы по размеру и диаметру капель, и мелкие жидкие капли с трудом образуются, так что затопление едва ли происходит, например. Следует также отметить, что в жидкостно-жидкостном контакторе 1b можно наклонять горизонтальные стенки 21, 31, например, делая выше в направлении отверстия 52а для легкой жидкости, чтобы легче выпускать легкую жидкость, а также можно делать ячейки 22, 32 верхних боковых ярусов и ячейки 22, 32 нижних боковых ярусов уложенными выше и ниже друг друга и обеспечить отверстия 52а для легкой жидкости также в горизонтальных стенках 21, 31 потолочной стороны поверхности. С другой стороны, в экстракционной системе, имеющей большое межфазное натяжение, или в экстракционной системе, где тяжелая жидкость и легкая жидкость имеют высокую вязкость, диаметр образованных жидких капель может быть иногда больше в некоторой степени, и экстракция может не выполняться эффективно. Тогда, подобно примеру, показанному на фиг.22, генератор 19 пульсации, например, присоединяется к нижестоящей секции, представляющей собой секцию дна колонны экстракционной колонны, сделанной из жидкостно-жидкостного контактора 1b согласно настоящему варианту осуществления, например, или пульсация, генерируемая путем направления воздушного импульса, используется в комбинации, вследствие чего образующаяся жидкая капля делается меньше и экстракция может выполняться более эффективно.As a result, when the light liquid introduced in the form of a sheet through the openings 52a for the light liquid rushes to the area where the heavy liquid flows in the form of a sheet in a state where the flow rate is maximum, from the opening 51a for the heavy liquid provided in the upper side relative to the opening 52a for a light fluid, the sheet-like flow of the light fluid is deformed and turns into the shape of a wavy plate, as shown in FIG. 22, the liquid-liquid interface becomes larger, and the sheet-like flow l soft liquid at the end is divided into numerous liquid drops. Further, liquid droplets formed in the lower side of the light liquid hole 52a among the light liquid holes 52a successively provided in the longitudinal direction flow upward and collide with the light liquid sheet formed in the light liquid holes 52a of a higher tier one step to to the highest tier, or they encounter liquid droplets torn off and formed from a given sheet of light liquid, and then the liquid droplets merge, disperse, or collapse. The larger the number and / or area of light fluid openings 52a that are open in respective cells 22, 32, the higher the frequency of the coalescence and destruction of liquid droplets. As a result, like the above-described liquid-liquid contactor 1a, explained using FIG. 20, the liquid-liquid interface surface between the heavy liquid and the surrounding light liquid becomes larger, and the liquid droplets after formation repeat the merging, dispersion and destruction, and therefore mass transfer occurs, and not only effective extraction is possible, but also the numerous liquid droplets formed are the same in size and diameter of the droplets, and small liquid droplets are hardly formed, so that flooding It hardly occurs, for example. It should also be noted that in the liquid-liquid contactor 1b, horizontal walls 21, 31 can be tilted, for example by making higher in the direction of the light liquid opening 52a to make it easier to discharge light liquid, and also cells 22, 32 of the upper side tiers and cells can be made 22, 32 of the lower side tiers laid above and below each other and provide openings 52a for light liquid also in the horizontal walls 21, 31 of the ceiling side of the surface. On the other hand, in an extraction system having a high interfacial tension, or in an extraction system where a heavy liquid and a light liquid have a high viscosity, the diameter of the formed liquid droplets may sometimes be larger to some extent, and the extraction may not be performed efficiently. Then, similarly to the example shown in FIG. 22, the ripple generator 19, for example, is connected to a sub-section representing a bottom section of an extraction column column made of a liquid-liquid contactor 1b according to the present embodiment, for example, or a ripple generated by direction an air pulse is used in combination, whereby the resulting liquid drop is made smaller and extraction can be performed more efficiently.

Как описано выше, во втором варианте осуществления, показанном на фиг.20 и фиг.22, можно заставить тяжелую жидкость (или легкую жидкость), являющуюся дисперсной фазой, и легкую жидкость (или тяжелую жидкость), являющуюся непрерывной фазой, которые вводятся в форме листов, энергично пересекаться друг с другом по сравнению с жидкостно-жидкостным контактором 120, описанным в разделе "Уровень техники" с использованием фиг.27, и таким образом можно увеличить площадь поверхности раздела жидкость - жидкость во время образования жидкой капли, увеличивая частоту слияния и разрушения жидких капель после образования и увеличивая скорость массопереноса, так что эффективность экстракции может быть увеличена. Кроме того, так как тяжелая жидкость (или легкая жидкость) вводится в форме листа в отличие от обычного ввода в форме столба жидкости, размер образованных жидких капель и диаметр капель становится более однородным, и образование мелких жидких капель можно сдерживать, так что скорость затопления, например, может быть улучшена.As described above, in the second embodiment shown in FIG. 20 and FIG. 22, it is possible to force a heavy liquid (or light liquid), which is a dispersed phase, and a light liquid (or heavy liquid), which is a continuous phase, which are introduced in the form sheets, intersect vigorously with each other compared with the liquid-liquid contactor 120 described in the "Background" section using Fig, and thus it is possible to increase the surface area of the liquid-liquid interface during the formation of a liquid drop, increasing the frequency of fusion and destruction of liquid droplets after formation and increasing the mass transfer rate, so that the extraction efficiency can be increased. In addition, since a heavy liquid (or light liquid) is introduced in the form of a sheet in contrast to the usual input in the form of a column of liquid, the size of the formed liquid droplets and the diameter of the droplets becomes more uniform, and the formation of small liquid droplets can be suppressed, so that the flooding rate, for example, can be improved.

Выше, в контакторах 1, 1а, описанных в первом и втором вариантах осуществления, приводится контактор, в котором внутренняя область цилиндрической колонны разделена с помощью перегородок, состоящих из вертикальной стенки 10 и горизонтальных стенок 21, 31, 41, образуя множество ячеек 22, 32, 42, но контактор, включенный в настоящее изобретение, не ограничивается данным контактором, в котором соседние ячейки 22, 32, 42 делятся перегородками, как в вышеприведенных примерах. Например, настоящее изобретение включает в себя контактор, в котором ячейки 22, 32, 42, имеющие кубические формы, образованы индивидуально, и отверстия 52 для протока жидкости и отверстия 51 для протока газа соседних ячеек 22, 32, 42 соединяются друг с другом с помощью труб, соответственно находящихся на разных ярусах.Above, in the contactors 1, 1a described in the first and second embodiments, a contactor is provided in which the inner region of the cylindrical column is divided by partitions consisting of a vertical wall 10 and horizontal walls 21, 31, 41, forming a plurality of cells 22, 32 42, but the contactor included in the present invention is not limited to this contactor, in which neighboring cells 22, 32, 42 are divided by partitions, as in the above examples. For example, the present invention includes a contactor in which cubic shaped cells 22, 32, 42 are individually formed, and liquid flow openings 52 and gas flow openings 51 of adjacent cells 22, 32, 42 are connected to each other by pipes, respectively, located on different tiers.

[Рабочий пример][Working example]

(Эксперимент 1)(Experiment 1)

Изготавливали газожидкостный контактор, имеющий почти такое же строение, как контактор, показанный на фиг.8А и 8В, и проверяли состояние газожидкостного контакта.A gas-liquid contactor was made having almost the same structure as the contactor shown in Figs. 8A and 8B, and the state of the gas-liquid contact was checked.

А. Экспериментальный методA. Experimental method

В качестве основного тела газожидкостного контактора 1 использовали прозрачную цилиндрическую трубу, сделанную из поливинилхлорида, которая имела диаметр колонны 210 мм и высоту 1200 мм, и ячейки 22, 32, 42 формировали, используя перегородки (вертикальную стенку 10, горизонтальные стенки 21, 31), сделанные из нержавеющей стали (SUS304). Высоты соответствующих ячеек 22, 32, 42 составляли 200 мм, и внутреннюю часть цилиндрической трубы делили так, что три линии ячеек из пяти уложенных ярусов располагались в поперечном направлении. Поверхности сторон соответствующих ячеек 22, 32, 42 имели почти такое же строение, как показано на фиг.3В, высота в продольном направлении прорези отверстия 52 для протока жидкости была 3 мм, и высота в продольном направлении прорези отверстия 51 для протока газа была 10 мм.As the main body of the gas-liquid contactor 1, a transparent cylindrical tube made of polyvinyl chloride was used, which had a column diameter of 210 mm and a height of 1200 mm, and cells 22, 32, 42 were formed using partitions (vertical wall 10, horizontal walls 21, 31), made of stainless steel (SUS304). The heights of the respective cells 22, 32, 42 were 200 mm, and the inner part of the cylindrical pipe was divided so that three cell lines of five stacked tiers were located in the transverse direction. The surfaces of the sides of the respective cells 22, 32, 42 had almost the same structure as shown in FIG. 3B, the height in the longitudinal direction of the slot of the hole 52 for the fluid duct was 3 mm, and the height in the longitudinal direction of the slot of the hole 51 for the gas duct was 10 mm .

В описанный выше газожидкостный контактор 1 подавали воду из секции 11 подачи жидкости и воздух из секции 13 подачи газа и затем воду и воздух подвергали противоточному контакту.In the above-described gas-liquid contactor 1, water was supplied from the liquid supply section 11 and air from the gas supply section 13, and then the water and air were subjected to countercurrent contact.

(Рабочий пример 1) Воздух подавали с внешней скоростью 0,5 м/с и внешнюю скорость воды варьировали как 0,5 см/с, 1,0 см/с и 1,5 см/с.(Working example 1) Air was supplied at an external speed of 0.5 m / s and the external speed of water was varied as 0.5 cm / s, 1.0 cm / s and 1.5 cm / s.

(Рабочий пример 2) При внешней скорости воздуха 1,0 м/с внешнюю скорость воды варьировали так же, как в рабочем примере 1.(Working example 2) At an external air velocity of 1.0 m / s, the external water velocity was varied in the same way as in working example 1.

(Рабочий пример 3) При внешней скорости воздуха 1,5 м/с внешнюю скорость воды варьировали так же, как в рабочем примере 1.(Working example 3) At an external air velocity of 1.5 m / s, the external water velocity was varied in the same way as in working example 1.

(Рабочий пример 4) При внешней скорости воздуха 1,0 м/с водный раствор с низкой концентрацией (0,5% масс) этанола, представляющий собой пенистый водный раствор, подавали вместо воды и внешнюю скорость варьировали как 0,5 см/с, 1,0 см/с и 1,5 см/с.(Working example 4) At an external air velocity of 1.0 m / s, an aqueous solution with a low concentration (0.5% mass) of ethanol, which is a foamy aqueous solution, was supplied instead of water and the external speed was varied as 0.5 cm / s, 1.0 cm / s and 1.5 cm / s.

(Рабочий пример 5) При внешней скорости воздуха 1,0 м/с небольшое количество поверхностно-активного агента TRITON X-100 подмешивали в воду (5 мг/л), чтобы использовать пенистый водный раствор вместо воды, и внешнюю скорость варьировали как 0,5 см/с, 1,0 см/с и 1,5 см/с.(Working Example 5) At an external air velocity of 1.0 m / s, a small amount of the TRITON X-100 surfactant was mixed into water (5 mg / l) to use a foamy aqueous solution instead of water, and the external velocity was varied as 0, 5 cm / s, 1.0 cm / s and 1.5 cm / s.

В. Экспериментальные результатыB. Experimental results

Согласно результатам визуального наблюдения газожидкостного состояния было доказано, что при любых условиях от рабочего примера 1 до рабочего примера 3 вода превращалась в жидкие капли и диспергировалась в соответствующих ячейках 22, 32, и затем отделялась от газовой фазы, образуя объем жидкости в секции 53 пребывания. Также было доказано, что никакого пенообразования не происходило в рабочем примере 4 и рабочем примере 5. Когда газ диспергируется в водном растворе этанола низкой концентрации или малом количестве водного раствора, содержащего небольшое количество поверхностно-активного агента, слой пены образуется в верхней секции жидкости, и пенообразование происходит при газожидкостном контакте в тарельчатой колонне, создавая проблему пониженной производительности способа. Однако когда жидкие капли диспергируются в газе, как в настоящем примере, пенообразования можно избежать, и никакого пенистого слоя не образуется, то есть может быть получен тот эффект, что предотвращается снижение производительности способа за счет пенообразования.According to the results of visual observation of the gas-liquid state, it was proved that under any conditions from working example 1 to working example 3, water turned into liquid droplets and dispersed in the corresponding cells 22, 32, and then separated from the gas phase, forming a volume of liquid in the stay section 53. It was also proved that no foaming occurred in working example 4 and working example 5. When the gas is dispersed in an aqueous ethanol solution of low concentration or in a small amount of an aqueous solution containing a small amount of surface-active agent, a foam layer forms in the upper section of the liquid, and foaming occurs during gas-liquid contact in the dish column, creating the problem of reduced productivity of the method. However, when liquid droplets are dispersed in a gas, as in the present example, foaming can be avoided and no foamy layer is formed, that is, the effect can be obtained that prevents a decrease in the productivity of the method due to foaming.

(Эксперимент 2)(Experiment 2)

Подобно строению, показанному на фиг.9, отверстия 52 для протока жидкости обеспечивали в вертикальной стенке 10 и горизонтальных стенках 21, 31, и отверстие 51 для протока газа обеспечивали в положении непосредственно ниже отверстия 52 для протока жидкости в стороне вертикальной стенки 10, и ячейки 22, 32 двух линий изготавливали (фиг.23), встраивая в существующую дистилляционную колонну, для выполнения теста дистилляции и теста отгонки.Similar to the structure shown in FIG. 9, fluid flow openings 52 were provided in the vertical wall 10 and horizontal walls 21, 31, and gas flow openings 51 were provided in a position immediately below the fluid flow openings 52 on the side of the vertical wall 10, and the cell 22, 32 of two lines were made (FIG. 23) by incorporating into an existing distillation column to perform a distillation test and a distillation test.

А. Экспериментальный методA. Experimental method

Дистилляционная колонна имела внутренний диаметр колонны 198 мм и высоту 3300 мм, и ячейки 22, 32 располагали в две линии и семь ярусов (четырнадцать ярусов всего). Соответствующие ячейки 22, 32 имели высоту 400 мм, отверстие для протока газа имело высоту 20 мм, и отверстия 52 для протока жидкости представляли собой два ряда прорезей шириной 3 мм в горизонтальной стенке и три ряда прорезей шириной 3 мм в вертикальной стенке. Дистилляционная колонна имела ребойлер 62 в секции дна колонны и конденсатор 61 в секции вершины колонны.The distillation column had an internal column diameter of 198 mm and a height of 3300 mm, and cells 22, 32 were arranged in two lines and seven tiers (fourteen tiers in total). The respective cells 22, 32 had a height of 400 mm, the gas flow opening had a height of 20 mm, and the liquid flow openings 52 were two rows of slots 3 mm wide in a horizontal wall and three rows of slots 3 mm wide in a vertical wall. The distillation column had a reboiler 62 in the column bottom section and a condenser 61 in the column top section.

Сначала тест дистилляции выполняли в условиях полного орошения, используя смешанный раствор этилбензола и хлорбензола.First, a distillation test was performed under full irrigation conditions using a mixed solution of ethylbenzene and chlorobenzene.

Затем смесь этилбензола и хлорбензола подавали в вершину дистилляционной колонны, причем скорость подачи и температуры ребойлера 62 изменяли, тест отгонки выполняли без орошения. В обоих экспериментах пар из вершины колонны вводили в конденсатор 61, поддерживая давление при атмосферном давлении.Then a mixture of ethylbenzene and chlorobenzene was fed to the top of the distillation column, the feed rate and temperature of reboiler 62 were changed, the distillation test was performed without irrigation. In both experiments, steam from the top of the column was introduced into the condenser 61, maintaining the pressure at atmospheric pressure.

(Рабочий пример 6)(Working example 6)

После того как смешанный раствор этилбензола и хлорбензола (массовая доля этилбензола составляла 0,50 и массовая доля хлорбензола составляла 0,50) получали на дне дистилляционной колонны, часть его направляли в ребойлер 62 и с выхода ребойлера жидкость возвращали на дно колонны, температуру жидкости дна колонны повышали до заданной температуры. Пар, вытекающий из вершины колонны, вводили в конденсатор 61, и после охлаждения и конденсации весь жидкий дистиллят стекал обратно в вершину колонны. Давление конденсатора 61 поддерживали при атмосферном давлении, и после того как соответствующие температуры жидкости на выходе ребойлера, дна колонны и вершины колонны, и скорости потока орошения становились постоянными, отбирали образцы из жидкости вершины колонны и жидкости дна колонны и анализировали с помощью газовой хроматографии. Измеренные результаты для жидкости вершины колонны и жидкости дна колонны после достижения стационарного состояния показаны в таблице 1.After a mixed solution of ethylbenzene and chlorobenzene (mass fraction of ethylbenzene was 0.50 and mass fraction of chlorobenzene was 0.50) was obtained at the bottom of the distillation column, part of it was sent to reboiler 62 and the liquid was returned to the bottom of the column from the exit of the reboiler, the temperature of the bottom liquid the columns were raised to a predetermined temperature. Steam flowing from the top of the column was introduced into condenser 61, and after cooling and condensation, all the liquid distillate drained back to the top of the column. The pressure of the condenser 61 was maintained at atmospheric pressure, and after the corresponding temperature of the liquid at the outlet of the reboiler, the bottom of the column and the top of the column, and the flow rate of the irrigation flow became constant, samples were taken from the liquid of the top of the column and the liquid of the bottom of the column and analyzed by gas chromatography. The measured results for the liquid top of the column and the liquid bottom of the column after reaching a stationary state are shown in table 1.

(Рабочий пример 7)(Working example 7)

Смешанный раствор этилбензола и хлорбензола (мольная доля этилбензола составляла 0,379 и мольная доля хлорбензола составляла 0,621) непрерывно подавали в вершину отгоночной колонны, и все количество жидкого дистиллята выпускали из вершины колонны и жидкость дна выпускали из дна колонны. После достижения стационарного состояния отбирали образцы из жидкости вершины колонны и жидкости дна колонны и анализировали с помощью газовой хроматографии. Измеренные результаты показаны в таблице 2.A mixed solution of ethylbenzene and chlorobenzene (the molar fraction of ethylbenzene was 0.379 and the molar fraction of chlorobenzene was 0.621) was continuously fed to the top of the stripping column, and the entire amount of liquid distillate was discharged from the top of the column and the bottom liquid was discharged from the bottom of the column. After reaching a steady state, samples were taken from the liquid at the top of the column and the liquid at the bottom of the column and analyzed using gas chromatography. The measured results are shown in table 2.

(Рабочий пример 8)(Working example 8)

Количество материала (мольная доля этилбензола составляла 0,426 и мольная доля хлорбензола составляла 0,574), подаваемого в отгоночную колонну, увеличивали от количества рабочего примера 7 на приблизительно 17% и операцию выполняли таким же способом, получая данные. Измеренные результаты показаны в таблице 2.The amount of material (the molar fraction of ethylbenzene was 0.426 and the molar fraction of chlorobenzene was 0.574) supplied to the stripping column was increased from the amount of working example 7 by approximately 17% and the operation was performed in the same way, obtaining data. The measured results are shown in table 2.

Таблица 1Table 1 Параметр измерения, результаты операцииMeasurement parameter, operation results Рабочий пример 6Working example 6 Массовая скорость потокаMass flow rate ОрошениеIrrigation кг/чkg / h 261261 ТемператураTemperature Вход орошения
Вершина колонны
Дно колонны
Выход ребойлераIrrigation entry
Top of the column
Column bottom
Reboiler output °С
°С
°С
°С° C
° C
° C
° C 99,7
133,0
136,5
137,499.7
133.0
136.5
137.4 СоставStructure Вершина колонны
Хлорбензол
Этилбензол
Дно колонны
Хлорбензол
ЭтилбензолTop of the column
Chlorobenzene
Ethylbenzene
Column bottom
Chlorobenzene
Ethylbenzene мол. доля
мол. доля
мол. доля
мол. доляpier share
pier share
pier share
pier share 0,655
0,345
0,456
0,5440.655
0.345
0.456
0.544 Число теоретических тарелок
Общая эффективность ячейкиThe number of theoretical plates
Overall cell efficiency -
%-
% 6,9
496.9
49

Таблица 2table 2 Параметр измерения, результаты операцииMeasurement parameter, operation results Рабочий пример 7Working example 7 Рабочий пример 8Working example 8 Массовая скорость потокаMass flow rate Орошение
Подача
Дистиллят
ДоннаяIrrigation
Innings
Distillate
Donna кг/ч
кг/ч
кг/ч
кг/чkg / h
kg / h
kg / h
kg / h 0
260
253
70
260
253
7 0
305
238
670
305
238
67 ТемператураTemperature Вход подачи
Вершина колонны
Дно колонны
Выход ребойлераFeed input
Top of the column
Column bottom
Reboiler output °С
°С
°С
°С° C
° C
° C
° C 100,9
133,2
135,6
136,4100.9
133.2
135.6
136.4 99,7
133,4
136,0
136,699.7
133.4
136.0
136.6 СоставStructure Подача
Хлорбензол
ЭтилбензолInnings
Chlorobenzene
Ethylbenzene мол. доля
мол. доляpier share
pier share 0,621
0,3790.621
0.379 0,574
0,4260.574
0.426 Вершина колонны
Хлорбензол
ЭтилбензолTop of the column
Chlorobenzene
Ethylbenzene мол. доля
мол. доляpier share
pier share 0,627
0,3730.627
0.373 0,599
0,4010.599
0.401 Дно колонны
Хлорбензол
ЭтилбензолColumn bottom
Chlorobenzene
Ethylbenzene мол. доля
мол. доляpier share
pier share 0,440
0,5600.440
0.560 0,489
0,5110.489
0.511 Число теоретических тарелок
Общая эффективность ячейкиThe number of theoretical plates
Overall cell efficiency -
%-
% 7
507
fifty 9
649
64

Согласно экспериментальным результатам, показанным в таблице 1, в тесте дистилляции с полным орошением (рабочий пример 6) так как концентрация низкокипящего хлорбензола (132°С) выше у секции вершины колонны, а концентрация высококипящего этилбензола (136,22°С) выше у секции дна колонны по сравнению с составом во время приготовления, обнаружено, что фракционная дистилляция обоих компонентов выполняется в дистилляционной колонне. Когда температура выхода ребойлера 62 составляет 137,4°С и величина орошения от конденсатора 61 составляет 261 кг/ч, число теоретических тарелок, вычисленное на основании соответствующих измеренных составов у вершины колонны и дна колонны (мольная доля (мол. доля)), составляет 6,9 тарелок, а полная эффективность ячейки составляет 49%.According to the experimental results shown in Table 1, in a complete irrigation distillation test (working example 6) since the concentration of low-boiling chlorobenzene (132 ° С) is higher at the column top section and the concentration of high-boiling ethylbenzene (136,22 ° С) is higher at the section the bottom of the column compared with the composition during preparation, it was found that fractional distillation of both components is carried out in a distillation column. When the outlet temperature of the reboiler 62 is 137.4 ° C and the irrigation value from the condenser 61 is 261 kg / h, the number of theoretical plates calculated on the basis of the corresponding measured compositions at the top of the column and bottom of the column (molar fraction (molar fraction)) is 6.9 plates, and the total cell efficiency is 49%.

Кроме того, согласно экспериментальным результатам, показанным в таблице 2, и в рабочем примере 7, и в рабочем примере 8, концентрация низкокипящего хлорбензола в дистилляте из вершины колонны является высокой, а концентрация высококипящего этилбензола является высокой в выпускаемой жидкости из дна колонны относительно исходного состава смешанного раствора, и обнаружено, что отгонка легкого компонента выполняется в дистилляционной колонне.In addition, according to the experimental results shown in table 2, and in working example 7, and in working example 8, the concentration of low-boiling chlorobenzene in the distillate from the top of the column is high, and the concentration of high-boiling ethylbenzene is high in the discharged liquid from the bottom of the column relative to the initial composition mixed solution, and it was found that the distillation of the light component is performed in a distillation column.

В тесте отгонки рабочего примера 7, когда температура выхода ребойлера 62 поддерживается при 136,4°С и скорость подачи, наполняющей отгоночную колонну, установлена на 260 кг/ч, количество дистиллята составляет 253 кг/ч и количество донной жидкости составляет 7 кг/ч, и общая эффективность ячейки равна 50%. В тесте отгонки рабочего примера 8, в котором пропускная способность дополнительно увеличена, когда температура выхода ребойлера 62 поддерживается при 136,6°С и скорость подачи, наполняющей отгоночную колонну, установлена на 305 кг/ч, количество дистиллята составляет 238 кг/ч и количество донной жидкости составляет 67 кг/ч, и общая эффективность ячейки равна 64%. Когда пропускная способность растет и количества жидкости, пребывающей в соответствующих ячейках, увеличиваются, постоянная эффективность улучшается.In the distillation test of working example 7, when the outlet temperature of the reboiler 62 is maintained at 136.4 ° C and the feed rate filling the stripping column is set to 260 kg / h, the amount of distillate is 253 kg / h and the amount of bottom liquid is 7 kg / h , and the overall cell efficiency is 50%. In the distillation test of working example 8, in which the throughput is further increased when the outlet temperature of reboiler 62 is maintained at 136.6 ° C and the feed rate filling the stripping column is set to 305 kg / h, the amount of distillate is 238 kg / h and the amount the bottom liquid is 67 kg / h and the overall cell efficiency is 64%. When the throughput increases and the amount of fluid residing in the respective cells increases, the constant efficiency improves.

(Эксперимент 3)(Experiment 3)

В следующем сравнительном примере и рабочем примере выполняли операцию жидкостно-жидкостной экстракции, экстрагируя уксусную кислоту из водного раствора уксусной кислоты (далее называемого исходным материалом), имеющего концентрацию 29% масс. в каждом случае, смешанным растворителем (далее называемым растворителем) из этилацетата 80% об. + циклогексана 20% об.In the following comparative example and working example, the liquid-liquid extraction operation was performed, extracting acetic acid from an aqueous solution of acetic acid (hereinafter referred to as the starting material), having a concentration of 29% by weight. in each case, a mixed solvent (hereinafter referred to as the solvent) of ethyl acetate 80% vol. + cyclohexane 20% vol.

(Сравнительный пример 1)(Comparative example 1)

В качестве экстрагирующего аппарата использовали колонну 120 жидкостно-жидкостной экстракции запрудно-тарельчатого типа (патентный документ 3), имеющую структуру, показанную на фиг.24. Колонна 120 жидкостно-жидкостной экстракции имела внутренний диаметр 208 мм, и доля открытой площади пути 123 жидкого течения (площадь пути жидкого течения/площадь сечения колонны) тарелки 121 была 32%, в ней располагались 25 ярусов тарелок 121 запрудно-тарельчатого типа, имеющих четыре отверстия 124 из прямоугольников 25 мм × 20 мм в качестве пути жидкого течения диспергированной фазы при интервале между тарелками 100 мм.As the extraction apparatus, a dam-plate-type liquid-liquid extraction column 120 (Patent Document 3) having the structure shown in FIG. 24 was used. The liquid-liquid extraction column 120 had an inner diameter of 208 mm, and the proportion of the open area of the liquid flow path 123 (liquid flow path / column cross-sectional area) of the plate 121 was 32%, 25 tiers of plates 121 of a dam-plate type were arranged therein having four holes 124 from rectangles of 25 mm × 20 mm as the path of the liquid flow of the dispersed phase with a plate spacing of 100 mm.

Сырье представляло собой тяжелую жидкость, и растворитель представлял собой легкую жидкость, и тяжелая жидкость была диспергированной фазой, и отношение растворителя (массовое отношение растворитель/сырье) выбирали 2/1, жидкостно-жидкостный противоточный контакт выполняли при температуре приблизительно 20°С при атмосферном давлении.The feed was a heavy fluid, and the solvent was a light fluid, and the heavy fluid was a dispersed phase, and the solvent ratio (mass ratio of solvent / feed) was selected 2/1, the liquid-liquid countercurrent contact was performed at a temperature of about 20 ° C. at atmospheric pressure .

Когда скорость подаваемого сырья составляла 218 кг/ч и растворителя (концентрация уксусной кислоты 0%) 436 кг/ч, рафинат имел скорость течения 131 кг/ч и концентрацию уксусной кислоты 2,3% масс. Вычисление равновесия жидкость - жидкость выполняли, чтобы получить высоту, эквивалентную теоретической тарелке (далее называемой ВЭТТ), и ВЭТТ составляла 0,64 м.When the feed rate was 218 kg / h and the solvent (acetic acid concentration 0%) 436 kg / h, the raffinate had a flow rate of 131 kg / h and the concentration of acetic acid was 2.3% by weight. The calculation of the liquid-liquid equilibrium was performed to obtain a height equivalent to the theoretical plate (hereinafter referred to as HETP), and HETP was 0.64 m.

Когда подачу сырья и растворителя увеличивали до 335 кг/ч для сырья и 670 кг/ч для растворителя, происходило затопление.When the feed of feed and solvent was increased to 335 kg / h for feed and 670 kg / h for solvent, flooding occurred.

(Рабочий пример 9)(Working example 9)

Эксперимент выполняли, используя экстрагирующий аппарат ячеистого типа (жидкостно-жидкостный контактор 1с) согласно варианту осуществления настоящего изобретения, который имеет структуру, показанную на фиг.25, в качестве экстрагирующего аппарата. Ячейки 22, 32, 42 трех линий - двенадцать тарелок располагались в колонне, имеющей внутренний диаметр 208 мм, и высота соответствующих ячеек 22, 32, 42 составляла 200 мм, прорези отверстия 52 для тяжелой жидкости имели ширину 5 мм и были расположены в два ряда, и ширина отверстия 51 для легкой жидкости составляла 20 мм. Условия, за исключением скоростей подачи сырья и растворителя, были такие же, как в сравнительном примере 1.The experiment was performed using a cellular type extraction apparatus (liquid-liquid contactor 1c) according to an embodiment of the present invention, which has the structure shown in FIG. 25, as an extraction apparatus. Cells 22, 32, 42 of three lines - twelve plates were located in a column having an inner diameter of 208 mm, and the height of the corresponding cells 22, 32, 42 was 200 mm, the slots of the holes 52 for heavy liquid had a width of 5 mm and were arranged in two rows and the width of the hole 51 for light fluid was 20 mm The conditions, with the exception of the feed rates of the feed and solvent, were the same as in comparative example 1.

Когда подача сырья была 218 кг/ч и подача растворителя (концентрация уксусной кислоты 0%) была 436 кг/ч, рафинат имел скорость потока 132 кг/ч и концентрацию уксусной кислоты 1,5% масс. Вычисление равновесия жидкость - жидкость выполняли, чтобы получить ВЭТТ, и ВЭТТ составляла 0,54 м.When the feed rate was 218 kg / h and the solvent rate (acetic acid concentration 0%) was 436 kg / h, the raffinate had a flow rate of 132 kg / h and the concentration of acetic acid was 1.5% by weight. The calculation of the liquid-liquid equilibrium was performed to obtain the HETP, and the HETP was 0.54 m.

Когда подача сырья была 335 кг/ч и подача растворителя (концентрация уксусной кислоты 0%) была 670 кг/ч, рафинат имел скорость потока 205 кг/ч и концентрацию уксусной кислоты 1,2% масс. Вычисление равновесия жидкость - жидкость выполняли, чтобы получить высоту, эквивалентную теоретической тарелке (далее называемой ВЭТТ), и ВЭТТ составляла 0,49 м.When the feed was 335 kg / h and the solvent (0% acetic acid concentration) was 670 kg / h, the raffinate had a flow rate of 205 kg / h and the concentration of acetic acid was 1.2% by weight. The calculation of the liquid-liquid equilibrium was performed to obtain a height equivalent to the theoretical plate (hereinafter referred to as HETP), and HETP was 0.49 m.

Когда подачу сырья и растворителя увеличивали до 450 кг/ч для сырья и 900 кг/ч для растворителя, происходило затопление.When the feed of feed and solvent was increased to 450 kg / h for feed and 900 kg / h for solvent, flooding occurred.

Пропускная способность и эффективность экстракции для сравнительного примера 1 и настоящего изобретения показаны в таблице 3.The throughput and extraction efficiency for comparative example 1 and the present invention are shown in table 3.

Таблица 3Table 3 Количество подаваемой жидкости (кг/ч)The amount of fluid supplied (kg / h) Эффективность экстракцииExtraction efficiency СырьеRaw materials РастворительSolvent Сравнительный пример 1Comparative Example 1 Рабочий пример 9Working example 9 Экстрагированная уксусная кислота (%)Extracted Acetic Acid (%) ВЭТТ (м)Vett (m) Экстрагированная уксусная кислота (%)Extracted Acetic Acid (%) ВЭТТ (м)Vett (m) 218218 436436 95,295.2 0,640.64 96,996.9 0,540.54 335335 670670 ** ** 97,597.5 0,490.49 450450 900900 ** ** *) происходит затопление*) flooding occurs

Согласно экспериментальным результатам, показанным в таблице 3, в случае когда количества подаваемого сырья были одинаковые (218 кг/ч для сырья, 436 кг/ч для растворителя), при сравнении результатов проверки экстракции колонны 120 жидкостно-жидкостной экстракции запрудно-тарельчатого типа (сравнительный пример 1) и колонны 1с жидкостно-жидкостной экстракции ячеистого типа (рабочий пример 9) величина ВЭТТ в рабочем примере 9 была меньше, чем в сравнительном примере 1, приблизительно на 15,6%, и эффективность экстракции была лучше. Кроме того, при количестве подаваемой жидкости (335 кг/ч для сырья, 670 кг/ч для растворителя), при котором в сравнительном примере 1 происходит затопление, операция экстракции возможна без затопления в рабочем примере 9.According to the experimental results shown in table 3, in the case when the amounts of supplied raw materials were the same (218 kg / h for raw materials, 436 kg / h for solvent), when comparing the results of checking the extraction of the column 120 of liquid-liquid extraction of the dam-plate type (comparative Example 1) and a honeycomb type liquid-liquid extraction column 1c (working example 9), the HETP value in working example 9 was less than in comparative example 1 by about 15.6%, and the extraction efficiency was better. In addition, when the amount of liquid supplied (335 kg / h for raw materials, 670 kg / h for solvent), in which flooding occurs in comparative example 1, the extraction operation is possible without flooding in working example 9.

Claims

1. A contactor in which an upward fluid, which is a gas, is supplied from the bottom of the column, and a downward fluid, which is a liquid, is supplied from the top of the column, and the gas and the dispersed phase of the liquid are in countercurrent contact with the continuous gas phase containing:
providing a plurality of tiers of cells in such a way that the cell of the upper side tier and the cell of the lower side tier adjacent to each other along the flow paths of the ascending fluid and the descending fluid are on different tiers, the cell forming a region of countercurrent contact of the ascending fluid and the descending fluid environment;
separation of the cell of the upper side tier and the cell of the lower side tier using a partition; and
providing in the partition of the corresponding tiers of the opening of the downward fluid, which functions as resistance to form a volume of fluid and is formed by arranging many holes in the height direction or by arranging many vertically elongated holes in the height direction in the transverse direction on the lower part of the side surface of the cell the upper side tier, so that a downward fluid is introduced from the indicated volume of fluid into the cell of the lower side tier CA, and providing the supply port of the ascending fluid is higher than the region into which the descending fluid arrives, and through the supply port of the ascending fluid, the ascending fluid from the cell of the lower side tier flows into the cell of the upper side tier.

2. The contactor according to claim 1, in which:
the downstream fluid inlet is provided with a first shutter opening and closing in accordance with the amount of the downward fluid blocked by the baffle to prevent the upward fluid flowing in the cell of the lower side tier from flowing into the cell of the upper side tier through the downstream inlet.

3. The contactor according to claim 2, in which:
a first damper is provided on the outflow side of the downstream fluid inlet so as to be closed by deflection with the first deflecting means and open against deflection by the first deflecting means by means of downward fluid pressure residing in the cell of the upper side tier.

4. The contactor according to claim 2, in which:
a downstream fluid inlet is provided on a side surface of the cell, and the first shutter is arranged to move up and down between a lower position closing the downstream fluid inlet and an upper position opening the downward fluid inlet, and moves upward from the lower position by buoyancy from the downward fluid residing in the cell of the upper side tier.

5. The contactor according to claim 4, in which:
a downstream fluid inlet hole is also provided on the lower surface of the cell, and the first shutter is configured to close the downward fluid inlet opening on the lower surface in the lower position.

6. The contactor according to claim 4, in which:
the first flap has a buoyancy corrector protruding in the transverse direction to the cell of the upper side tier.

7. A contactor in which an upward fluid, which is a gas, is supplied from the bottom of the column, and a downward fluid, which is a liquid, is supplied from the top of the column, and the dispersed phase of the liquid is subjected to countercurrent contact with a continuous gas phase, comprising:
providing a plurality of tiers of cells in such a way that the cell of the upper side tier and the cell of the lower side tier adjacent to each other along the flow paths of the ascending fluid and the descending fluid are on different tiers, the cell forming a region of countercurrent contact of the ascending fluid and the descending fluid environment;
separation of the cell of the upper side tier and the cell of the lower side tier using a partition; and
providing a downstream fluid inlet in the corresponding tiers in the lower surface of the cell of the upper side tier, functioning as resistance to form a volume of fluid, so that the downward fluid is introduced from the specified volume of fluid into the cell of the lower side tier, and providing an upstream fluid inlet port than the region into which the descending fluid resides, and through the inlet port of the ascending fluid ascending fluid from the lower lateral cell tier flows into the cell upper side tiers.

8. The contactor according to claim 7, in which:
a downstream fluid inlet hole is provided in a lower surface of the cell and provided with a first shutter that is able to rise and lower between a lower position closing the downstream fluid inlet and an upper position opening the downward fluid inlet and which rises from the lower position by buoyancy from a descending fluid residing in the cell of the upper side tier.

9. The contactor according to claim 1 or 7, in which:
the upstream fluid supply port is provided with a second shutter opening and closing a portion of the upward fluid supply port in accordance with the pressure of the upward fluid flowing from the cell of the lower side tier to the cell of the upper side tier.

10. The contactor according to claim 9, in which:
a second damper is provided on the outflow side of the upstream fluid inlet port so as to be closed by deflection with a second deflecting means and open against deflection by a second deflecting means by upward fluid pressure.

11. A contactor in which an upward fluid, which is a liquid, is supplied from the bottom of the column, and a downward fluid, which is a liquid, is supplied from the top of the column, and the dispersed phase of the downward flow is countercurrently contacted with a continuous phase of the upward flow, containing:
providing a plurality of tiers of cells in such a way that the cell of the upper side tier and the cell of the lower side tier adjacent to each other along the flow paths of the ascending fluid and the descending fluid are on different tiers, the cell forming a region of countercurrent contact of the ascending fluid and the descending fluid environment;
separation of the cell of the upper side tier and the cell of the lower side tier using a partition; and
providing in the partition of the corresponding tiers of the opening of the downward fluid, which functions as resistance to form the volume of the downward fluid, and formed by arranging many holes in the height direction or by arranging many vertically elongated holes extending in the direction of height in the transverse direction on the lower part the lateral surface of the cell of the upper lateral tier, so that a downward fluid is introduced using its potential energy from the volume of fluid into the cell of the lower side tier, and the supply port of the ascending fluid is higher than the opening of the inlet of the descending fluid, and through the supply port of the ascending fluid ascending fluid from the cell of the lower side tier flows due to its buoyancy in the cell of the upper side tier.

12. The contactor according to claim 1 or 11, in which:
the cell of the upper side tier and the cell of the lower side tier are in a mutual arrangement in which their parts are stacked above and below each other, and
a downstream fluid inlet hole is provided at the bottom of the side surface and the bottom surface of the cell of the upper side tier.

13. The contactor according to claim 1, 7 or 11, in which:
downward fluid inlet openings are slots extending in the transverse direction or the longitudinal direction, or sections of the openings.

14. The contactor according to claim 1, 7 or 11, in which:
the upstream fluid inlet port is a slot extending in the transverse direction or in the longitudinal direction, or a section of multiple openings located in the transverse direction or the longitudinal direction.

15. The contactor according to claim 1, 7 or 11, in which:
the bottom surface of the cell is inclined to descend to the insertion hole provided in the cell.

16. A contactor in which an upward fluid, which is a liquid, is supplied from the bottom of the column, and a downward fluid, which is a liquid, is supplied from the top of the column, and the dispersed phase of the upward flow is in countercurrent contact with the continuous phase of the downward flow, containing:
providing a plurality of tiers of cells in such a way that the cell of the upper side tier and the cell of the lower side tier adjacent to each other along the flow paths of the ascending fluid and the descending fluid are on different tiers, the cell forming a region of countercurrent contact of the ascending fluid and the descending fluid environment;
separation of the cell of the upper side tier and the cell of the lower side tier using a partition; and
providing an upstream fluid inlet opening in the partition of the respective tiers, functioning as resistance to form an upward fluid volume and formed by arranging a plurality of openings in a height direction or by arranging a plurality of vertically elongated openings extending in a height direction in a transverse direction on an upper side the cell surface of the lower lateral tier, so that the ascending fluid is introduced through its buoyancy from the specified EMA fluid into the cell upper side tiers, and ensuring the supply port downstream of the fluid is lower than the input opening of the ascending fluid through which the fluid downward from the upper tier side cell flows due to its potential energy into the lower side cell tier.

17. The contactor according to clause 16, in which:
the cell of the upper side tier and the cell of the lower side tier are in a mutual arrangement in which their parts are stacked above and below each other, and
an upward fluid inlet opening is provided in the upper part of the side surface and the ceiling surface of the cell of the upper side tier.

18. The contactor according to clause 16, in which:
the upward fluid inlet openings are slots extending in the transverse or longitudinal direction, or sections of the openings.

19. The contactor according to clause 16, in which:
the downstream fluid port is a slot extending in the transverse direction or in the longitudinal direction, or a section of multiple openings located in the transverse direction or the longitudinal direction.

20. The contactor according to claim 1, 7, 11 or 16, in which:
there are many cell lines in which multiple cells are arranged in one line longitudinally, and a cell belonging to each cell line and a cell of an adjacent cell line are located on different tiers.

21. The contactor according to claim 20, in which:
corresponding cell lines are placed transversely along one direction.

22. The contactor according to claim 20, in which:
This contactor is cylindrical in shape and the respective cells are concentrically transverse.