WO2009022753A1 - 接触塔 - Google Patents

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WO2009022753A1
WO2009022753A1 PCT/JP2008/064766 JP2008064766W WO2009022753A1 WO 2009022753 A1 WO2009022753 A1 WO 2009022753A1 JP 2008064766 W JP2008064766 W JP 2008064766W WO 2009022753 A1 WO2009022753 A1 WO 2009022753A1
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Takashi Nakayama
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Definitions

  • the present invention is a contact tower for performing liquid-liquid contact such as absorption, emission, distillation, etc., liquid-liquid contact such as extraction, etc., and liquid-liquid contact such as liquid between liquid including solid such as slurry, etc. About. Background art
  • the contact tower is provided with a mechanism for increasing the contact area by dispersing the two fluids well to increase the efficiency of the mass transfer and the balancing operation.
  • Different types are used accordingly.
  • the main types of gas-liquid contact towers are: (1) supplying liquid in the form of droplets into the tower using a pressure pump or the like, Spray towers to be dispersed, bubble scrubbers to disperse air bubbles in a column filled with liquid phase, (2) Air flows by flowing liquid on the surface of the packing filled in the tower. Packed towers to increase the liquid contact interface, (3) Temporarily hold the liquid flowing down in the tower. Install trays at regular intervals, and stay on the tray through foam bells and holes provided in each tray. There is a tray tower and the like that disperses air bubbles in the liquid phase. [0 0 0 4]
  • gas-liquid contact towers such as spray towers and bubble towers, of the type in which liquid droplets and bubbles are dispersed in the gas phase and liquid phase, respectively, are dispersed states of gas and liquid compared with packed towers.
  • the advantage is that the time for gas-liquid contact is relatively short, and the total number of theoretical plates in the entire tower is equivalent to one or two. For this reason, for example, in order to obtain high absorptivity and diffusion rate in an absorption tower or a diffusion tower, a special device configuration such as connecting a plurality of contact towers in series to multistage the device is required, and the complexity of the device is increased. There is a problem in terms of cost increase.
  • the number of theoretical plates of the contact tower can be designed relatively freely by increasing or decreasing the packing height of the packing and the actual number of trays.
  • the contact between the gas and the liquid is mainly performed on the surface of the liquid film or the surface of the bubbles in the liquid phase, so the liquid is sufficiently dispersed on the gas phase side. Further improvement has been considered without any mention.
  • the plate column employs a contact mechanism that disperses air bubbles in the liquid phase, the forming phenomenon, which reduces the throughput and treatment efficiency due to bubbling of the liquid phase, is the operating range of the contact column ( There is also a problem that the supply amount and ratio of gas and liquid, the kind of fluid that can be treated, etc. are narrowed.
  • a plate column type gas-liquid contact column 100 is a plate without holes which has a liquid flowing down the column and a rising gas.
  • a technique for performing gas-liquid contact while cocurrent flow on a surface of 101 is described.
  • the purpose of this technology is to develop a compact contact tower that can be installed, for example, in a room, and is not a technology that aims to further improve the dispersion state of the gas and the liquid.
  • a packed column type gas-liquid contact reaction column 110 is filled with a hydrophobic catalyst in the gas-liquid contact reaction column 110.
  • a technology is disclosed that prevents the liquid flow from being deviated by using a hydrophobic catalyst by separating into a plurality of cells 11.
  • the wall surface of each cell 1 1 1 is a direction (horizontal direction) transverse to the flow direction (vertical direction) of liquid and gas.
  • a technique is disclosed that forms a fluid flow depending on the waveform shape by forming the fluid into a corrugated waveform, and increases the contact area between the gas flow and the fluid flow.
  • the present technology has a configuration similar to the embodiment of the present invention described later in that the column is divided into a plurality of cells, but in the mechanism of gas-liquid contact, it flows down the wall surface of the cell 11 1 It is intended to bring the surface of the liquid into contact with the gas and the liquid, and there is no disclosure of any technique for dispersing the liquid in the gas phase.
  • FIG. 27 As an example of liquid-liquid contact, the inventor of the present application has shown in FIG. 27 that, as shown in FIG. 27, a plurality of stages in the liquid-liquid contact tower 120 where the descending heavy liquid (H) and the rising light
  • the tray 121 is provided, and a part of the tray 121 is cut away to form a channel 123 for the light and heavy liquid solution, and a weir plate 12 extending vertically downward from the end on the channel 123 side of each tray 121
  • Patent Document 3 a liquid-liquid contact tower 120 provided with 2
  • An opening 124 is provided in the sheathing plate 122, and the light liquid (L 3 ) temporarily retained below the tray 121 by being anchored by the sheathing plate 122 is horizontally jetted through the opening 124.
  • the inventor of the present invention has also been developing a technique for further improving the dispersion state between heavy and light liquids in a liquid-liquid contact column.
  • Patent Document 1
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-333657: Claim 1, Paragraph 0010, FIG. 1
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-333657: Claim 1, Paragraph 0010, FIG. 1
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-333657: Claim 1, Paragraph 0010, FIG. 1
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-333657: Claim 1, Paragraph 0010, FIG. 1
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-333657: Claim 1, Paragraph 0010, FIG. 1
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-333657: Claim 1, Paragraph 0010, FIG. 1
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-333657: Claim 1, Paragraph 0010, FIG. 1
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-333657
  • JP-A 2000-254402 Paragraphs 0015 to 0020, FIG. 1, FIG. 4 Patent Document 3
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-80283: Paragraphs 001 to 0019, Paragraph 0032, Fig. 5 Disclosure of the Invention
  • the present invention has been made under the circumstances as described above, and the object of the present invention is to An object of the present invention is to provide a contact tower capable of contacting two-phase fluid under a scattering state and facilitating multistage formation.
  • an ascending fluid which is a gas is supplied from the lower part in the column, and a descending fluid which is a liquid is supplied from the upper part in the column to make countercurrent contact between gas and liquid.
  • the cells forming the countercurrent contact space of the ascending fluid and descending fluid are formed in multiple stages so that the cells on the upper side and the cells on the lower side adjacent to each other along the flow path of the ascending fluid and the descending fluid become uneven. What I provided
  • the cells on the upper side and the cells on the lower side are separated by the partition walls, and in the partition walls of each stage, the lower part of the cells on the upper side is the descending fluid accumulated in the partition and the descending fluid is stored in the lower side.
  • Upstream from the cell on the lower side flows into the cell on the upper side, above the region where the downward fluid jet holes are provided so as to eject to the side cells and the downward fluid is collected. It is characterized in that and are provided.
  • the contact column according to the other invention supplies an ascending fluid which is a liquid from the lower part in the column, and supplies a descending fluid which is a liquid from the upper part in the column, thereby bringing the liquids into countercurrent contact.
  • an ascending fluid which is a liquid from the lower part in the column
  • a descending fluid which is a liquid from the upper part in the column
  • the cells forming the countercurrent contact space of the ascending fluid and descending fluid are formed in multiple stages so that the cells on the upper side and the cells on the lower side adjacent to each other along the flow path of the ascending fluid and the descending fluid become uneven. What I provided
  • the cells on the upper side and the cells on the lower side are separated by the partition walls, and in the partition on each side of the cells on the upper side, the descending fluid accumulated in the cells on the upper side has the potential energy
  • the downward fluid jet holes are provided so as to eject the lower side cells, and the upward fluid from the lower side cells is flown upward at the upper side of the downward fluid jet holes due to its buoyancy. And a rising fluid inlet that flows into the water supply chamber.
  • the contact column according to the present invention comprises: an ascending fluid which is a liquid from the lower part in the column, and a descending fluid which is a liquid from the upper part in the column; In the tower
  • the cells forming the countercurrent contact space of the ascending fluid and descending fluid are formed in multiple stages so that the cells on the upper side and the cells on the lower side adjacent to each other along the flow path of the ascending fluid and the descending fluid become uneven. What I provided
  • the cells on the upper side and the cells on the lower side are separated by partitions, and the rising fluid accumulated in the cells on the lower side is buoyant on the upper side of the cells on the lower side in the partitions on each side.
  • An ascending fluid ejection hole is provided so as to eject to the cell on the upper stage side, and a descending fluid from the cell on the upper stage side is placed on the lower side cell on the lower side by the potential energy thereof. It is characterized in that an incoming downward fluid inlet is provided.
  • each of the contact towers provided with the descending fluid ejection holes the cells on the upper side and the cells on the lower side are in a positional relationship in which parts are stacked one on top of the other, and the ejection holes of the descending fluid are
  • the contact column may be provided on at least one of the lower side surface and the bottom surface of the upper-stage cell, and the contact tower provided with the ascending fluid ejection hole may include: the upper-stage cell and the lower-stage cell
  • the upper and lower fluid ejection holes may be provided on at least one of the upper side surface and the ceiling surface of the lower side cell, respectively, in a positional relationship in which a part of them is stacked vertically.
  • the outlet for the descending fluid, the outlet for the ascending fluid, the ascending fluid inlet and the inlet for the descending fluid may be slits extending in the lateral direction or the longitudinal direction, or holes arranged in a large number in the lateral direction or the longitudinal direction. It is preferable to be configured by
  • a first shutter may be provided which opens and closes in accordance with the amount of the descending fluid stuck to the partition, in which case the first shutter is attached by the first biasing means.
  • the downflowing fluid jet so that it is closed by force It may be provided on the outflow side of the hole, and may be configured to be opened by being biased by the first biasing means by the pressure from the descending fluid accumulated in the cell on the upper side, that is, the hydraulic pressure.
  • the first shutter descends to close the descending fluid ejection hole. It may be configured to ascend and descend between the uplifting position where the downfalling fluid ejection holes are opened, and configured to ascend from the downfalling position by the buoyancy of the downfalling fluid accumulated in the cell on the upper side. Further, at this time, if the downward fluid outlet hole is also provided on the bottom surface of the cell, the first shutter may be configured to close the downward fluid ejection hole of the bottom surface in the downward position. In addition, the first shutter moved up and down by the buoyancy of the descending fluid may be provided with a buoyancy adjustment member that protrudes in the lateral direction toward the upper cell side.
  • the rising fluid inlet port receives the rising according to the pressure of the rising fluid flowing from the lower cell to the upper cell.
  • a second shutter may be provided that opens and closes a portion of the fluid inlet, in which case the second shutter is biased to be closed by the second biasing means and the ascending fluid inlet may be provided.
  • the pressure sensor may be provided on the outflow side of the valve, and may be opened against the bias of the second biasing means by the pressure from the rising fluid.
  • the bottom surface of the cell may be inclined so as to be lowered toward the ejection holes provided in the cell, which is suitable when the descending fluid is a slurry or the like containing powder.
  • a plurality of cell rows in which a large number of the cells are arranged in one vertical row are arranged, and cells belonging to each cell row and cells in cell rows adjacent to the cell row are arranged in a staggered manner.
  • the cell rows may be arranged side by side concentrically in a cylindrical contact column, arranged side by side along one direction.
  • the contact column according to the present invention comprises cells in multiple stages forming countercurrent contact spaces between the rising fluid (gas or liquid) and the falling fluid (liquid), and in each of these cells, the cells on the upper side eject Since the downflow fluid jetted out through the holes and the upflow fluid flowed in from the lower cell via the inlet are brought into countercurrent contact, it is possible to create a good dispersion state in each cell. As a result, for example, in the case of a gas-liquid contact tower, it is possible to improve the absorption efficiency of absorption operation and the diffusion efficiency of diffusion operation.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the entire structure of a gas-liquid contact tower according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 2 is an explanatory view schematically showing the flow directions of gas and liquid in the gas-liquid contact tower. It is a figure.
  • FIG. 3 is an explanatory view showing the structure of the contact space inside the gas-liquid contact tower.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the structure of the contact space.
  • FIG. 5 is a perspective view for explaining the action of the contact space.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view for explaining the action of the contact space.
  • FIG. 7 is a side view showing a modification of the gas / liquid inlet / outlet supplied to the contact space.
  • FIG. 8 is an explanatory view showing a modified example of the contact space.
  • FIG. 9 is an explanatory view showing a second modified example of the contact space.
  • FIG. 10 is an explanatory view showing a third modified example of the contact space.
  • FIG. 11 is an explanatory view showing a fourth modified example of the contact space.
  • FIG. 12 is a front view and a longitudinal sectional view of a cell provided with first and second shutters.
  • FIG. 13 is an explanatory view showing an operation of a cell provided with the first and second shutters.
  • FIG. 14 is a front view of a cell according to a first modified example of the first shutter.
  • FIG. 15 is a longitudinal sectional view of a cell according to the first modified example.
  • FIG. 16 is an explanatory view showing an operation of a cell according to the first modification.
  • FIG. 17 is a longitudinal sectional view of a cell according to second and third modified examples of the first shutter.
  • FIG. 18 is an explanatory view showing an operation of a cell according to the second and third modified examples.
  • FIG. 19 is a longitudinal sectional view showing an application example of the inside of the gas-liquid contact column to a distillation column.
  • FIG. 20 is a longitudinal sectional view for explaining the operation of the liquid-liquid contact tower according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 is a longitudinal cross-sectional view showing a configuration example of an extraction tower to which the liquid-liquid contact tower according to the second embodiment is applied.
  • FIG. 22 is a longitudinal sectional view showing a modification of the second embodiment.
  • FIG. 23 is a longitudinal sectional view showing the configuration of a distillation column used in the experiments in the examples.
  • FIG. 24 is a longitudinal cross-sectional view showing the configuration of a liquid-liquid extraction tower used in a comparative example experiment of the other examples.
  • FIG. 25 is a longitudinal cross-sectional view showing the configuration of the liquid-liquid extraction tower used in the experiment in the other embodiment.
  • FIG. 26 is an explanatory view of the related art of a gas-liquid contact tower.
  • FIG. 27 is an explanatory view of the related art of liquid-liquid contact column. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIGS. 1 to 4 are longitudinal sectional views schematically showing the overall structure of the gas-liquid contact tower 1 according to the embodiment, and FIGS. 3 and 4 are explanatory views of the internal structure thereof.
  • the gas-liquid contact column 1 is constituted of, for example, a cylindrical container made of stainless steel, and has a role of causing a gas rising in the gas-liquid contact column 1 (rising fluid) to be in countercurrent contact with a similarly descending liquid (descending fluid). Play.
  • the top of the gas-liquid contact tower 1 A liquid supply unit 11 for supplying liquid into the gas-liquid contact column 1, and a gas extraction unit 14 for extracting gas are provided in the bottom of the column.
  • a liquid outlet 12 for extracting and a gas supplier 13 for supplying a gas are provided.
  • the gas-liquid contact tower 1 in the gas-liquid contact area between the liquid supply unit 11 and the gas supply unit 13, the gas-liquid contact tower 1 is turned to the left and right toward FIG.
  • a vertically extending vertical wall 10 is provided at a diameter position of a circle drawn by the inner circumferential surface of the gas-liquid contact tower 1 so as to be bisected.
  • a plurality of horizontal walls 21 are provided at equal intervals in the left side area 20 of the gas-liquid contact tower 1 divided by the vertical walls 10, whereby the space of the left side area 20 is divided into a plurality of up and down directions.
  • a plurality of horizontal walls 31 are provided at equal intervals with the horizontal wall 21 so that the space of the right area 30 is in the vertical direction.
  • the horizontal wall 31 of the right side area 30 is positioned at an intermediate height level between the horizontally adjacent horizontal walls 21 in the left side area 20.
  • the gas-liquid contact tower 1, and the vertical wall 10, which are vertically adjacent to each other is called a cell
  • the liquid contact column 1 two cell rows in which these cells are arranged in multiple stages in one vertical row are formed, and the cells belonging to one cell row and the cells of the other cell row are arranged in a staggered manner. It is in the state.
  • reference numerals 2 2 and 3 2 are assigned to the cell in the left side area 20 and the cell in the right side area 30 respectively.
  • FIG. 3 (a) is a plan view of the horizontal wall 31 on the bottom side of the cell 32 (from the A-A 'plane in Fig. 1).
  • Figure 3 (b) is also a side view of the vertical wall 10 of the cell 3 2 (viewed in the direction of arrows B- B 'in Figure 3 (a)).
  • FIG. 4 is a perspective view showing the internal structure of the cell 32 in the gas-liquid contactor 1.
  • a gas flow port 51 consisting of a horizontally extending slit is formed, and the vertical wall At a position immediately above each of the horizontal walls 2 1 and 3 1 at 10, there is formed a liquid flow port 52 which is formed in the horizontal direction and which is, for example, a three-step slit.
  • the gas flow inlets 51 share the lower surface of each horizontal wall 2 1, 31 and the upper edge of the slit, and among the three stages of slits constituting the liquid flow inlet 52
  • the height position of the lowermost slit is set to be lower than the liquid level of the liquid pool when the operation of the gas-liquid contact tower 1 is in a steady state as described later.
  • the gas flow port 51 and the liquid flow port 52 on the upper half side are respectively oblique. It corresponds to the gas outlet port for flowing out the gas that is the rising fluid to the cell 22 on the upper (upper) side and the liquid inlet that the liquid that is the descending fluid flows in from the cell 22 on the diagonal upper side. .
  • the gas flow port 51 and the liquid flow port 52 in the lower half side are gas inflow ports into which gas flows in from the cells 22 on the obliquely lower (next) side, and cells in the diagonal lower side. It corresponds to the liquid outlet from which the liquid flows out.
  • the liquid outlet provided in the cell 22 on the diagonal upper side of the cell 32 shown in FIG. 4 corresponds to the liquid inlet of the cell 32 and is provided in the cell 22 on the diagonal lower side.
  • the gas outlet corresponds to the gas inlet of the cell 32.
  • a channel and a descending channel of liquid will be formed.
  • the arrow shown by the broken line in FIG. 2 shows the air flow 17, and the arrow shown by the solid line shows the liquid flow 16. [0 0 2 9]
  • the liquid passage 52 is configured as a narrow narrow flow passage, the liquid passage 52 is formed in the cell 32 as shown in FIG. It functions as a resistance when the inflowing liquid flows out to the diagonally lower side cell 22.
  • the space on the lower side in each of the cells 22 and 32 becomes a retention portion 53 in which the liquid flowing in the cells 22 and 32 is blocked by the vertical wall 10 and stored.
  • the liquid flowing inside the 32 forms a liquid pool in the retaining portion 53, and is then delivered to the cells 32 and 22 on the lower side through the liquid flow port 52.
  • the depth (liquid depth) of the liquid pool accumulated in the stagnation part 53 is determined by the flow rate of the liquid supplied from the liquid supply part 11; the larger the flow rate, the deeper the liquid depth and the smaller the flow rate. And the liquid depth becomes shallow.
  • FIG. 5 is a perspective view for explaining the gas-liquid contact mechanism between the gas flow 17 and the liquid flow 16 in the cell 32 shown in FIG. 4.
  • FIG. 6 is a gas-liquid contact column 1 It is the longitudinal cross-sectional view which showed the state of liquid contact typically.
  • the liquid supplied into the gas-liquid contact column 1 from the liquid supply unit 11 shown in FIG. 1 descends in the column while passing through the cells 22 and 32 by gravity, and the cell shown in FIG. Reaches cell 2 2 on the diagonal upper side of.
  • the liquid supplied to the cell 22 on the upper side is retained in the retaining portion 53 by being blocked by the vertical wall 10 to form a liquid reservoir.
  • the potential energy of the liquid in the liquid pool is converted into kinetic energy at the liquid flow port 52, and the liquid is pushed out to the lower cell 32 side. It will be a force.
  • the liquid accumulated in the retention portion 53 of the upper side cell 22 passes through the slit-like liquid passage 52. , Sheet-like liquid flow 16 and spout.
  • the slit-like liquid flow-through port 52 is blocked by the vertical wall 10 and is used as an ejection hole for ejecting the liquid accumulated in the retention portion 53 to the lower cell 32. Play a role.
  • the gas supplied from the gas supply unit 13 into the gas-liquid contact tower 1 passes through the cells 22 and 32 by the pressure for pushing the gas and the buoyancy acting on the gas. Ascends to reach the cell 22 on the obliquely lower side of the cell 32 shown in FIG. 5 and is delivered to the cell 32 via the gas flow port 51.
  • the gas flow port 51 is configured in a slit shape, as shown in FIG. 5, when viewed from the cell 32 side, the gas becomes a sheet-like fast gas flow 17. It is introduced from the flow outlet 51.
  • the gas flow port 51 of the cell 32 is provided immediately below the liquid flow port 52. Before expanding and decelerating in the space of 2, it intersects with the fluid flow 16 and this fluid flow 16 is blown up from below. As a result, shear force is exerted on the liquid flow 16 due to the intersection with the air flow 17, and the liquid is dispersed as droplets in the space of the cell 32 as shown in FIG. In this manner, the cell 32 can be brought into countercurrent contact with the liquid flow 16 and the air flow 17 by arranging the liquid flow port 52 and the gas flow port 51 one above the other. Act as.
  • the liquid is dispersed as droplets and dispersed in the gas body for gas-liquid contact, and the gas and liquid after the gas-liquid contact are separated. Then, along the respective flow paths, the operation of sending out to the downstream cells 22 and 32 is repeated, and absorption and diffusion between gas and liquid progress.
  • the liquid reaches the bottom of the column, the liquid ends contact with the gas and is withdrawn to the fluid outlet 12.
  • contact with the liquid is terminated and the gas is withdrawn to the gas outlet 14.
  • the gas-liquid contact tower 1 has the following effects.
  • the inside of the gas-liquid contact column 1 that performs gas-liquid contact is divided into a plurality of cells 2 2 and 3 2 that form a countercurrent contact space between gas and liquid, and is accumulated in the retention portion 5 3 of each cell 2 2
  • the liquid is ejected to the cells 22 and 32 on the lower side through the liquid passage 52 serving as an ejection port, and the force of the gas rising in the cells 22 and 32 is Use it to send it to cells 2 2 and 3 2 on the upper side. For this reason, each fluid can be vigorously pumped to the adjacent cells 2 2 and 3 2 without using special pressurizing means.
  • gas or liquid does not meander in the tower when passing through the plurality of cells 22 and 32.
  • the height of the gas-liquid contact column 1 is further increased even if the residence time of the gas or liquid in the column is the same, as compared with the conventional plate column, etc., which rises and falls in a straight line. Con It can be pact.
  • the gas flows in the liquid phase. Since the mechanism does not pass through, it can avoid or suppress the occurrence of forming (foaming of the liquid phase). Also, due to the difference in the contact mechanism with the tray column, the pressure loss of the air flow becomes smaller, and the power required to feed the gas to the gas-liquid contact tower 1 becomes smaller, which contributes to energy saving.
  • these cells 2 2 and 3 2 can be easily formed simply by separating the inside of the gas-liquid contact tower 1 by the vertical wall 10 and the horizontal walls 2 1 and 3 1, it is possible to easily multistage.
  • the high performance gas-liquid contact tower 1 can be constructed at low cost.
  • the liquid passage 52 and the gas passage 51 in the form of a slit, it is possible to make the liquid flow 16 and the air flow 17 form a sheet and intersect them in the cells 22 and 32. Therefore, a strong shear force is applied to the liquid from the air flow 17, and the liquid flow 16 is easily dispersed into smaller droplets, and a good dispersion state can be obtained.
  • the shapes of the liquid passage 52, the gas passage 51, etc. are not limited to those shown in FIG. 3 (b), for example, as shown in FIG. 7 (a). Alternatively, a plurality of short slits may be arranged in the flow port 52, or a large number of liquid flow ports 52 forming a circular hole may be disposed as shown in FIG. 7 (b).
  • the liquid passage 5 2 may be provided with a plurality of elongated slits aligned in the vertical direction, or, for example, the slit of the gas passage 51 may be divided. A large number may be arranged in the horizontal direction. Furthermore, although illustration is omitted, as in the case of the liquid passage 52 shown in FIG. 7 (b), a large number of gas passage 51 forming a hole may be arranged in the lateral direction. [0044]
  • the inside of the gas-liquid contact tower 1 is vertically divided into two rows, and adjacent cells are arranged in a staggered manner.
  • the number of cell rows in the gas-liquid contact tower 1 and the shapes of the cells 22 and 32 are not limited to those in the embodiment.
  • the circle drawn by the inner circumferential surface of the gas-liquid contactor 1 is divided into three vertically, and three rows of cells are horizontally arranged along one direction.
  • the cells 22, 32, 42 in each cell row may be arranged in a staggered arrangement with the adjacent cells 22, 32, 42.
  • the cell is not limited to one having a rectangular X-Z cross section.
  • the upper side cells 22, 32, 42 and the lower side cells 22, 32, 42 are partially stacked on each other.
  • the volume of the retention portion 53 may be increased.
  • the volume of the retaining portion 53 may be reduced by inverting the top and bottom of each cell 22, 32, 42 in FIG. 9 (a).
  • the liquid passage 52 is vertical as exemplified above.
  • the present invention is not limited to the case where it is provided on the wall 10, and as shown in FIG. 9 (a) to FIG. 9 (c), liquid flows to the horizontal walls 21 and 31 on the bottom side of the cells 22 and 32. A mouth 52 may be provided.
  • FIGS. 10 (a) to 10 (c) the inside of the gas-liquid contact tower 1 is concentrically separated in the vertical direction, and the cylindrical cell rows are arranged side by side concentrically.
  • An example of the contact tower 1 is shown, and such a type of gas-liquid contact tower 1 is also included in the present invention.
  • Reference numeral 18 in the figure is a beam for supporting the inner cells 22 and 32.
  • Fig. 11 (a) and Fig. 11 (b) the absorption tower and the diffusion tower for treating slurry containing powder solid impurities in the liquid, the slurry containing the catalyst and the gas are brought into contact.
  • the gas-liquid contact tower 1 used for a catalytic reaction tower to be reacted is illustrated.
  • Gas-liquid contact tower When the slurry is processed in one column, the powder particles in the slurry settle and accumulate on the horizontal walls 21 and 31 and there is a possibility that the flow of the slurry descending in the column may be obstructed. . Therefore, in the gas-liquid contact tower 1 shown in Fig. 1 1 (a) and Fig.
  • the horizontal walls 2 1 and 3 1 are provided with a slope, and this slope is directed to the gas flow port 5 1
  • the lower temperature allows the particles in the slurry to be discharged to the downstream cells 22 and 32 without being deposited on the horizontal walls 21 and 31.
  • the processing object to which such a gas-liquid contact tower 1 can be applied is not limited to the slurry containing powder particles, and the gas-liquid contact tower can be used.
  • a liquid flow is produced by forming a liquid pool in the retention portion 53 and letting it flow out from the liquid flow port 52. 6 and the air flow 17 which has risen through the gas flow port 51 are crossed to blow up the liquid flow 16 and apply a shear force to the liquid flow 16 so that each cell 2 2, 3 2 By dispersing the droplets in the inside, a good dispersion state of gas and liquid is created.
  • the flow velocity of the air flow 17 flowing out of the gas flow port 51 decreases, and the force or shear force to blow up the liquid flow 16 In some cases, the dispersion of gas and liquid may deteriorate.
  • FIG. 6 shows a state in which the liquid is ejected from all the slips forming the liquid flow port 52, but the liquid depth of the liquid pool is provided on the upper side during the low processing operation and the like. It may be lower than the slit position. In this case, the liquid is not jetted from the slit provided at a position higher than the liquid pool, and the lower cell 32 and the upper cell 22 communicate with each other through the slit. Become. As a result, a part of the gas rising in the lower cell 32 flows into the upper cell 22 through the communicating slit and the flow velocity of the air flow 17 passing through the gas flow port 51 is In some cases, the dispersion of gas and liquid may deteriorate.
  • FIG. 12 (a) is a front view of the vertical wall 10 of the cell 22 shown in FIG. 13 (a) as viewed from the cell 32 on the downstream side
  • FIG. 12 (b) is the cell 22 shown in FIG. Fig. 12 is a vertical cross-sectional side view taken from the CI-C1 'plane shown in Fig. 12 (a).
  • each cell 22, 32 has two slits provided on the vertical wall 10 and one slit provided on the horizontal walls 21 and 31. The case where the liquid passage 52 composed of a total of three slits is provided will be described.
  • the cell 22 is adjacent when the depth of the liquid pool is lower than the position where the slit of the liquid passage 52 is provided.
  • a first shutter is provided to prevent communication with the mating cell 32.
  • the first shutter is installed on the upper side of the liquid flow openings 52 (slits) provided on the vertical wall 10 in the upper and lower two stages.
  • the first shutter has, for example, a rectangular shutter plate 71 which is slightly larger than a slit plate, and a pivot shaft 71 1 projecting horizontally in the horizontal direction is provided at the upper end of the shutter plate 71. There is.
  • the shutter plate 71 is, as shown in FIG. 12 (b), viewed from the cell 22 in which the liquid pool is formed, the outlet side of the liquid flow port 52 (slit), that is, the liquid flow 16 flows out.
  • the vertical wall 10 in the downstream cell 32 is installed.
  • a ring-shaped bearing portion 7 1 2 is fixed to the vertical wall 10 1, and the shutter plate is turned by making the above-mentioned turning shaft 7 1 1 penetrate through the bearing portion 7 1 2.
  • 7 1 Installed in a suspended state from 1 1
  • the shutter plate 71 is formed to be a size larger than the slit forming the liquid passage 52, a force is applied from the direction of the cell 32 shown in FIG. 12 (b). Even, the shutter plate 71 is locked by the vertical wall 10 with the slit closed. On the other hand, when a force is applied from the direction of the cell 22 shown in the figure, the shutter plate 71 moves to the inside of the lower cell 32 according to the applied force. It can turn towards the head and open the closed slit.
  • a biasing means such as a lapping panel, biased in the closing direction of the shutter plate 71, ie, in the direction of pressing the shutter plate 71 against the wall surface of the vertical wall 10, is combined with the rotating shaft 721. If the shutter plate 71 starts to open, the flow rate of the liquid flow 16 may be adjusted.
  • the second shutter is an elongated rectangular shutter plate 72 as well as the first shutter described above, and
  • the rotary shaft 72 1 is provided at the upper end of the plate 72 and protrudes horizontally in the horizontal direction, and a bearing portion 72 2 through which the rotary shaft 7 21 passes.
  • the shutter plate 72 of the second shutter is, in this example, a width larger than the gas flow passage 51 formed in a slit shape, and the height is about half of the gas flow passage 51. It is formed in the size of.
  • the bearing portion 72 2 is disposed on the side of the cell 22 where the air flow 17 flows out so that the position at which the pivot shaft 72 1 is stretched is at a height substantially at the center of the gas flow passage 51.
  • the shutter plate 72 is disposed in a state of being suspended from the rotating shaft 7 2 1 by penetrating the rotating shaft 7 2 1
  • the shutter plate 72 closes a part of the gas flow passage 51, for example, the lower half, and the shutter plate 72 is viewed from the direction of the cell 32 shown in FIG. 12 (b). Even if a small force is applied so as not to lift the shutter plate 72, the shutter plate 72 hardly moves while partially blocking the gas flow port 51. However, when the force applied from the direction of the cell 32 further increases, the shutter plate 72 rotates toward the inside of the cell 22 centering on the rotation axis 721 and is blocked. The outlet 51 will be gradually opened.
  • a biasing means such as a winding panel is biased in a direction to close the shutter plate 72, that is, in a direction to press the shutter plate 72 against the wall surface of the vertical wall 10. You can also adjust the flow rate of the air flow 17 when the shutter plate 72 starts to open.
  • the operation of the first shutter is as shown in FIG. 13 (a), the throughput of the gas-liquid contact tower 1 is low, and the residence of each cell 22, 32 is If the liquid (liquid volume of the descending fluid) formed in the liquid reservoir does not reach the slit on the upper side of the liquid flow port 52, the shutter shutter plate 71 of the first shutter is turned. The force to move it does not work. Therefore, when the shutter plate 71 is suspended from the pivot shaft 71, for example, the lower cell 32 and the upper cell 22 or the lower cell 22 and the upper cell Close the slit with the shutter plate 71 pressed against the vertical wall 10 by the pressure difference with the inside of 32.
  • the configuration of the first shutter is not limited to the rotary type shown in FIGS. 12 (a) and 12 (b).
  • the shutter plate 73 is made of, for example, a stainless steel member having a hollow inside, and receives vertical force from the liquid pool accumulated in each of the cells 22 and 32.
  • the fluid passage 52 (slit) may be opened and closed by raising and lowering along 10.
  • 732 is a guide member for guiding the moving direction of the shutter plate 73
  • 731 is a slider which is interposed between the shutter plate 73 and the guide member 732 and travels in the guide member 732 is there.
  • the shutter plate 73 is configured so as to be able to open and close two slits (liquid flow ports 52) provided in the upper and lower two stages on the vertical wall 10, for example, as shown in FIG. 16 (a).
  • the liquid level of the liquid is low and the shutter plate 73 is hardly raised from the lowered position, and the slit provided on the vertical wall 10 ( The liquid flow port 52) is in a closed state, and the liquid flow 16 is jetted only from the slit (liquid flow port 52) provided on the horizontal wall 21.
  • the configuration of the shutter plate 73 moved up and down by the buoyancy of the liquid pool is not limited to the flat plate shape shown in FIGS. 14 to 16 (b).
  • a protruding plate 74 protruding along the horizontal wall 21 may be provided at the lower end portion of 73 a so that the cross-sectional shape of the entire plate 73 a is L-shaped.
  • a buoyancy adjustment member 75 is provided at a predetermined height position of the shutter plate 73b so as to project laterally inward into the cells 22 on the upper side, and the entire cross section of the plate 73b. Even if it is configured to be T-shaped, it should be.
  • the buoyancy adjusting member 75 for example, as shown in FIGS. 18 (a) and 18 (b), it is possible to change the buoyancy acting on the shutter plate 73b in accordance with the liquid level of the liquid pool. As a result, for example, by changing the height position at which the buoyancy adjusting member 75 is provided, the liquid level of the liquid pool in the retaining portion 53 when each slit (liquid flow port 52) is opened and closed is adjusted. be able to.
  • the shutter plates 73, 73a, 73b which move up and down by receiving buoyancy from the liquid pool, are not limited to the case where they are formed of hollow members inside, for example, plastic, etc. It may be made of a material whose specific gravity is lighter than that of the liquid.
  • the gas-liquid contact column 1 can also be applied to, for example, a distillation column for separating and purifying a liquid.
  • a liquid supply unit 11 for supplying a preheated liquid is provided in the middle stage of the gas-liquid contact column 1, and the temperature between the top side and the bottom side
  • a gradient and bringing it into a vapor-liquid equilibrium state according to the temperature in each cell 2 2, 3 2 light components are extracted from the gas extraction portion 1 4 at the top of the column, and the liquid extraction portion 1 at the bottom of the column 1 It is designed to extract heavy components from two.
  • Reference numeral 61 in FIG. 19 denotes a capacitor for condensing the gas extracted from the gas outlet 14.
  • the reference numeral 62 denotes reheating the liquid extracted from the liquid outlet 12. It is a reboiler to
  • FIG. 20 is a longitudinal sectional view schematically showing the inside of the liquid-liquid contact tower 1a according to the second embodiment, and a diagram similar to that of the first embodiment is shown.
  • the same code as 6 is attached.
  • the overall configuration of the liquid-liquid contact tower 1a is such that 11 is a heavy fluid supply unit, 12 is a heavy fluid extraction unit, 13 is a light fluid supply unit, and 14 is a light solution withdrawal.
  • the structure is the same as that of the gas-liquid contact tower 1 shown in FIG. 1, for example, except for the outlet, so the illustration is omitted.
  • the configuration of each of the cells 22 and 32 is the same as that shown in FIG. 4 and is not shown. However, the point is that 51 is a light liquid passage and 52 is a heavy liquid passage.
  • the second embodiment is different from the cells 2 2 and 3 2 according to the first embodiment.
  • the heavy liquid accumulated in the cells 2 2 and 3 2 on the upper side is provided with a slit by the potential energy thereof.
  • the light liquid is lifted by buoyancy from the slit-like light liquid flow port 51 provided immediately below the heavy liquid flow port 52 and sheet-like Flow into the upper cell 2 2, 3 2.
  • the liquid-liquid contact column 1a shown in FIG. 20 is constructed so that the heavy liquid is in the dispersed phase and the light liquid is in the continuous phase, and the light liquid is below the vicinity of the heavy liquid flow port 52.
  • the light liquid flow port 51 After the flow rate rises rapidly at the light liquid flow port 51 provided on the side and flows into the cells 22 and 32 on the upper side with the flow speed becoming maximum, the light liquid flow port 51 The velocity drops sharply as you move away from.
  • heavy fluid ejected in sheet form from the plurality of heavy fluid flow ports 52 installed in the vertical direction rushes into the area where the light fluid flows, the sheet flow of the heavy fluid is as shown in FIG.
  • deformation is amplified in the form of a corrugated plate, and the expansion of the liquid-liquid interface area proceeds, and eventually it splits into a large number of droplets.
  • the droplets generated at the upper heavy liquid flow port 52 drop, and the sheet or the split of the heavy liquid generated at the heavy liquid flow port 52 from the lowermost stage to the lowermost stage It collides with the generated droplets and coalesces or disperses or breaks up.
  • the liquid-liquid interface area between the heavy liquid and the surrounding light liquid becomes extremely large, and the droplets after formation are united, dispersed and divided repeatedly, so that mass transfer progresses For example, extraction of a specific substance can be performed effectively.
  • the large number of droplets produced are uniform in size and diameter, it is difficult to produce microdroplets, and therefore, for example, flooding is less likely to occur.
  • the variations described with reference to FIGS. 8 to 11 may be applied to the liquid-liquid contact column 1 a as well.
  • a pulsator 19 is connected to the lower stationary portion which is the bottom of the extraction tower 1d according to the present embodiment, which is the bottom of the extraction tower 1d. Together with the pulsations generated by Can do more effectively.
  • reference numeral 11 a denotes a heavy liquid supply unit
  • 12 a denotes a heavy liquid extraction unit
  • 13 a denotes a light liquid supply unit
  • 14 a denotes a light liquid extraction unit.
  • the light liquid accumulated in the cells 2 2 and 32 on the lower side is formed into a slit by the buoyancy of the light liquid flow port (jet hole) 5 2 a Erupts in sheet form to the cells 2 2 and 3 2 on the upper side via
  • the heavy liquid is lowered by potential energy from the slit-like heavy liquid flow port 51a provided immediately above the light liquid flow port 52a. It flows as a sheet-like flow into cells 2 2 and 3 2 on the lower side.
  • the light liquid flows into the area where the heavy liquid flows like a sheet at the maximum flow rate.
  • the sheet flow of light liquid is deformed and amplified in a corrugated sheet shape as shown in FIG. Eventually it breaks up into a large number of droplets.
  • the droplets generated at the lower light liquid flow port 52a rise, and the light from the one stage to the uppermost stage is raised.
  • the horizontal walls 21 and 31 may be provided with an inclination that increases toward the light-liquid flow port 52a to facilitate the discharge of the light-liquid.
  • the light liquid flow port 52 a is a horizontal wall on the ceiling surface side so that the cells 2 2 and 3 2 on the upper side and the cells 2 2 and 3 2 on the lower side are stacked one on top of the other. 2 1, 3 1 may also be provided.
  • the diameter of droplets generated in efficient extraction may be somewhat large. Therefore, as in the example of FIG.
  • the pulsation generator 19 be connected to the lower stationary part, which is the bottom of the extraction column comprising the liquid-liquid contact column 1b according to the present embodiment?
  • the generated droplets can be made smaller and extraction can be performed more effectively by using pulsation generated by sending an air pulse.
  • the sheet shape is compared with the liquid-liquid contact tower 120 described in the background art using FIG.
  • the liquid phase (or liquid liquid), which is the dispersed phase that jets out, and the liquid liquid (or liquid), which is the continuous phase, can be more vigorously crossed, so the liquid-liquid interface area at the time of liquid droplet formation is further increased. It is possible to increase the coalescence of droplets after generation, to increase the frequency of fragmentation, to further increase the mass transfer rate, and to improve the extraction efficiency.
  • the heavy liquid or light liquid
  • the heavy liquid is ejected in a sheet shape, so that the size and diameter of the formed droplets become more uniform, and the generation of microdroplets is suppressed.
  • Can for example, improve the flooding speed.
  • the inside of the cylindrical tower is separated by the partition wall including the vertical wall 10 and the horizontal walls 21, 31 and 41.
  • the contact tower contained in this invention is like this example. It is not limited to what you share.
  • cells 2 2, 3 2 and 4 2 having a cubic shape are manufactured separately, and liquid flow ports 52 of two adjacent cells 2, 3 2 and 4 2 and gas flow ports 5 1 are
  • the present invention also includes contact towers that are connected by piping and configured to be staggered.
  • the main body of the gas-liquid contact tower 1 is a transparent cylindrical tube made of polyvinyl chloride with a column diameter of 210 mm and a height of 1,200 mm, and a partition wall made of stainless steel (SUS 304) (vertical wall 10, horizontal wall 21, 31) were used to form cells 22, 32, 42.
  • the height of each cell 22, 32, 42 was 20 ° mm, and the inside of the cylindrical pipe was separated so that the cell rows stacked in 5 rows were arranged horizontally in 3 rows.
  • the side surface of each cell 22, 32, 42 has almost the same configuration as that shown in FIG. 3 (b), and the height of the slit in the liquid passage 52 in the vertical direction is 3 mm. This was 1 O mm for the 51 slits.
  • Example 1 Air was supplied at a superficial velocity of 0.5 mZs, and the superficial velocity of water was changed to 0.5, 1.0, and 1.5 cmz.
  • Example 2 The superficial velocity of air was changed to 1. OmZs under the same conditions as in Example 1 to change the superficial velocity of water.
  • Example 3 The superficial velocity of air was changed to 1.5 mZ s, and the superficial velocity of water was changed under the same conditions as in Example 1.
  • Example 4 The superficial velocity of air was 1.0 mZ s, and instead of water, a low concentration (0.5 wt%) aqueous solution of effervescent aqueous solution was supplied, and the superficial velocity was 0. It was changed to 5, 1.0, 1.5 cmz.
  • Example 5 The superficial velocity of air is 1. OmZs, and a small amount of surfactant TRITON X-100 is mixed in water (5 mg, L) as a foaming aqueous solution instead of water. It was changed to 0.5, 1.0, 1.5 cmZs. [0 0 8 0]
  • the water is dispersed as droplets in each of the cells 22 and 32 under any of the conditions of (Example 1) to (Example 3).
  • a liquid pool was formed in the retention portion 53 after being separated from the gas phase.
  • foaming there was no foaming in (Example 4) and (Example 5).
  • a gas is dispersed in a low concentration aqueous ethanol solution or an aqueous solution containing a small amount of surfactant, a bubble layer is formed in the upper layer of the liquid. Will occur.
  • droplets are dispersed in a gas as in this example, foaming can be avoided, and a bubble layer will not be generated, so that an effect of preventing a decrease in processing capacity due to forming can be obtained.
  • the vertical wall 10 and the horizontal walls 2 1 and 3 1 are provided with a liquid flow port 52, and the gas is directly below the liquid flow port 52 on the vertical wall 10 side.
  • a flow outlet 51 was provided, cells 2 and 3 2 with 2 rows were manufactured (Fig. 2 3), and incorporated into an existing distillation column, and a distillation test and a radiation test were conducted.
  • the distillation column had an inner diameter of 198 mm and a height of 3300 mm, and installed cells 2 2 3 2 of 2 ⁇ IJ 7 stages (total 14 stages). Each cell 2 2, 3 2 has a height of 400 mm, a gas flow port 5 1 is 2 O mm wide, a liquid flow port 5 2 has a horizontal wall with a 3 mm wide slit 2 ⁇ IJ, a vertical wall Three rows of 3 mm wide slits.
  • the distillation column is equipped with a riboiler 62 at the bottom and a condenser 61 at the top.
  • a portion of the mixed solution of ethylbenzene and blackout benzene (ethylbenzene weight fraction 0.50, croton benzene weight fraction 0.50) is fed to the bottom of the distillation column, and a portion thereof is sent to the reboiler 62.
  • the bottom liquid was raised to a predetermined temperature while returning the reboiler outlet liquid to the bottom.
  • the vapor flowing out of the column top is led to a condenser 61, cooled and liquefied, and the entire distillate is returned to the column top.
  • the pressure of the condenser 61 was maintained at atmospheric pressure, and after the temperature of each liquid at the outlet of the reboiler, the bottom, and the top of the column, and the reflux flow rate became constant, the top solution and the solution at the bottom were sampled and analyzed by gas chromatography. Table 1 shows the measurement results of the top solution and bottom solution when steady state was reached.
  • Benzylbenzene-monochlorobenzene mixed liquid (ethylbenzene molar fraction: 0.73 9; chlorobenzene molar fraction: 0.62 1) is continuously supplied to the top of the stripping tower, and the distillate is distilled from the top of the tower. The whole amount, the bottoms from the bottom was withdrawn. After reaching a steady state, the top solution and the bottom solution were sampled and analyzed by gas chromatography. The measurement results are shown in Table 2.
  • Example 7 In the emission test of (Example 7), when the outlet temperature of the reboiler 62 is maintained at 1 36. 4 and the raw material supply amount to the diffusion tower is set to 2 60 kgzh, the distillation amount is 2 5 3 k The total cell efficiency was 50%. In the emission test of Example 8 in which the throughput was further increased, assuming that the outlet temperature of the reboiler 62 was maintained at 13.6 ° C. and the raw material supply amount to the diffusion tower was set to 35 kgzh, The total cell efficiency was 64%, with the output of 2 3 8 kgzh and the output of 67 kgzh. Increasing the throughput and increasing the amount of liquid retained in each cell improved the contact efficiency.
  • a mixed solvent of acetic acid (ethyl acetate 8 Ovol% + cyclohexane 2 Ovol% (following, solvent) was prepared from aqueous acetic acid solution (hereinafter referred to as a raw material) having a concentration of 29 wt%.
  • a raw material aqueous acetic acid solution having a concentration of 29 wt%.
  • a weir plate type liquid-liquid extraction column 120 having a structure shown in FIG. 24 (Patent Document 3) was used.
  • the liquid-liquid extraction column 120 has an inner diameter of 208 mm, and the liquid flow path 1 2 3 opening area ratio of the tray 12 1 (liquid flow area area cross-sectional area) is 32%, and the dispersed phase liquid is As a flow path, 25 trays 1 2 1 having four 25 mm ⁇ 2 O mm rectangular openings 1 24 were arranged at 25 0 10 mm intervals.
  • the raw material is a heavy liquid
  • the solvent is a light liquid
  • the former is the dispersed phase
  • the solvent ratio (weight ratio of the solvent raw material) is selected to be 2/1
  • the liquid countercurrent at a temperature of about 20 ° C and atmospheric pressure I was in contact.
  • the extraction amount was an acetic acid concentration of 2.3 wt% at a liquid flow rate of 131 kgh. It was ⁇ . 64 m when the liquid-liquid equilibrium calculation was performed to obtain the height per one theoretical plate (hereinafter referred to as “HET S”).
  • Feed amount 218 kgzh, solvent (acetic acid concentration: 0%) feed amount: 436 kg / h, extractive amount is 132 kg / h of liquid flow rate
  • concentration of acetic acid was 1.5 wt%.
  • Liquid-liquid equilibrium calculation was performed to obtain HE TS, which was 0.54 m.
  • the extraction amount was an acetic acid concentration of 1.2 wt% at a liquid flow rate of 205 kg h. It was 0.49 m when liquid-liquid equilibrium calculation was performed to obtain the height per one theoretical plate (hereinafter referred to as "HETS").
  • Table 3 summarizes the throughput and extraction efficiency according to Comparative Example 1 and the present invention.

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Abstract

本発明の目的は、良好な分散状態のもとで２相の流体を接触させることが可能であり、且つ多段化の容易な接触塔を提供することである。　接触塔１は、内部を隔壁（垂直壁１０、水平壁２１、３１）により複数のセル２２、３２に分離され、各セル２２、３２は、当該接触塔１内を上昇する上昇流体と、接触塔１内を下降する下降流体との向流接触空間となる。各段の垂直壁１０に設けられた下降流体噴出孔５２は隔壁に堰き止められて溜まった下降流体を隣接する下段側のセル２２、３２に噴出させ、この噴出孔５２の上方側に設けられた上昇流体入口５１は下段側のセル２２、３２からの上昇流体を流入させる。

Description

明細書
接触塔
技術分野
[ 0 0 0 1 ]
本発明は、 吸収、 放散、 蒸留等の気液接触や抽出等の液々接触、 またスラリー 等の固体を含んだ液体と気体との接触反応等の気液固接触等を行うための接触塔 に関する。 背景技術
[ 0 0 0 2 ]
石油精製やガス精製、 石油化学等の産業においては、 例えば気体と液体とを接 触させたり、 2種類の液体同士を接触させたりすることにより、 これらの流体間 で進行する物質やエネルギーの授受、 物質間の反応等を利用して特定の物質の分 離や精製、 変換を行う吸収、 放散、 蒸留、 抽出、 接触反応等のプロセスが多数採 用されている。 例えば、 相の異なる 2流体を塔内で接触させ、 流体間の界面にて 物質移動を進行させる吸収塔、 放散塔や抽出塔、 塔の高さ方向に温度勾配を付与 し、 気液平衡を利用して物質の分離、 精製を行う蒸留塔等の接触塔は、 これらの プロセスに広く採用されている装置である。
[ 0 0 0 3 ]
. 一般に接触塔には、 2流体を互いによく分散させることにより接触面積を大き くして物質移動や平衡操作の効率を高めるための機構が設けられており、 取り扱 われる流体や適用されるプロセスに応じて種々のタイプのものが使い分けられて いる。 このような観点から見ると、 例えば気液接触塔の主なタイプには、 （1 ) 加圧ポンプ等を用いて液体を液滴の状態で塔内に供給し、 気相内に液滴を分散さ せるスプレー塔ゃジエツトスクラバー、 液相で満たされた塔内に気泡を分散させ る気泡塔、 （2 ) 塔内に充填した充填物の表面に液膜状に液体を流すことで気液 接触界面を大きくする充填塔、 （3 ) 塔内を流下する液体を一時的に滞留させる 棚段を一定間隔で設置し、 各棚段に設けられた泡鐘や孔を通して棚段上に滞留し ている液相内に気泡を分散させる棚段塔等がある。 [ 0 0 0 4 ]
これらの気液接触塔のうちスプレー塔や気泡塔のように液滴や気泡をそれぞれ 気相、 液相内に分散させるタイプのものは、 充填塔等と比較して気体と液体との 分散状態がよいという利点があるが、 気液接触の時間が比較的短く、 塔全体の理 論段数が 1〜 2段相当しかない。 このため、 例えば吸収塔や放散塔において高い 吸収率や放散率を得るためには、 複数の接触塔を直列に接続して装置を多段化す る等の特別な装置構成が必要となり、 装置の複雑化ゃコスト増大の観点から問題 カある。
[ 0 0 0 5 ]
これに対して充填塔や棚段塔は、 充填物の充填高さや棚段の実段数を増減する ことで接触塔の理論段数を比較的自由に設計できる。 しかしながら気液接触の機 構に注目すると、 気体と液体との接触は主に液膜の表面や液相内の気泡表面にて 行われるため、 気相側では液が十分に分散された状態にあるとはいえず更なる改 善が検討されてきた。 また棚段塔では、 液相内に気泡を分散させるという接触機 構を採用しているため、 液相の泡立ちにより処理量や処理効率を低下させてしま うフォーミング現象が接触塔の操作範囲 （気体や液体の供給量や供給比率、 処理 可能な流体の種類等） を狭くしてしまうという問題もあった。
[ 0 0 0 6 ]
ここで特許文献 1には、 図 2 6 ( a ) に示すように、 棚段塔タイプの気液接触 塔 1 0 0について、 塔内を流下する液体と上昇する気体とを孔のない棚段 1 0 1 の表面で並流させながら気液接触を行う技術が記載されている。 し力 し、 本技術 の目的は例えば室内に設置可能なコンパク 卜な接触塔を開発することであり、 気 体と液体との分散状態の更なる向上を目的とする技術ではない。
[ 0 0 0 7 ]
また特許文献 2には、 充填塔タイプの気液接触反応塔 1 1 0にっき、 図 2 6 ( b ) に示すように、 この気液接触反応塔 1 1 0内を、 疎水性の触媒の充填された 複数のセル 1 1 1に分離することで、 疎水性の触媒を用いることによる液流の偏 流を防止する技術が記載されている。 更に図 2 6 ( c ) に示すように、 各々のセ ル 1 1 1の壁面を液体、 気体の流れ方向 （垂直方向） を横切る方向 （水平方向） に波打つ波形に形成することによって、 当該波形形状に依存した液流を形成し、 気流と液流との接触面積を大きくする技術が記載されている。 本技術は、 塔内を 複数のセルに分離する点において後述する本発明の実施の形態と似た構成を備え ているが、 気液接触の機構においては、 セル 1 1 1の壁面を流下する液の表面に て気体と液体とを接触させるものであり、 気相において液を分散させる技術につ いては何ら記載されていない。
[0008]
また液々接触の例として、 本願の発明者は、 図 27に示すように、 下降する重 液 （H) と上昇する軽液 （L) とを接触させる液々接触塔 120内に、 複数段の 棚段 121を設け、 この棚段 121の一部を切り欠いて重軽両液の流路 123と すると共に、 各棚段 121の流路 123側の端部から垂直下方に伸びる堰板 12 2を設けた液々接触塔 120を開発した （特許文献 3) 。 この堰板 122には、 開口部 124を設けてあり、 堰板 122に堰止められて棚段 121下方に一時的 に滞留した軽液 （L3) は開口部 124を介して水平方向にジェット状に流出し (L,) 、 下降する重液 （H) からの剪断力を受けて液滴 （L2) となることによ り重液 （H) 内に分散し、 両液体を効率的に接触させることができる。 このよう な技術に対して本発明者は、 液々接触塔における重軽液間の分散状態を更に改善 する技術の開発も進めてきた。
特許文献 1
特開 2002— 336657号公報：請求項 1、 第 0010段落、 図 1 特許文献 2
特開 2000— 254402号公報：第 0015〜 0020段落、 図 1、 図 4 特許文献 3
特開平 7— 80283号公報：第 001 7〜 0019段落、 第 0032段落、 図 5 発明の開示
[0009]
本発明は、 このような事情の下になされたものであり、 その目的は、 良好な分 散状態のもとで 2相の流体を接触させることが可能であり、 且つ多段化の容易な 接触塔を提供することにある。
[ 0 0 1 0 ]
本発明に係る接触塔は、 塔内の下部から気体である上昇流体を供給すると共に 、 前記塔内の上部から液体である下降流体を供給して、 気体及び液体を向流接触 させる接触塔において、
前記上昇流体及び下降流体の向流接触空間を形成するセルを、 上昇流体及び下 降流体の流路に沿って互いに隣接する上段側のセルと下段側のセルとが段違いに なるように多段に設けたことと、
前記上段側のセルと前記下段側のセルとを隔壁により分離したことと、 各段の隔壁において、 前記上段側のセルの下部には、 当該隔壁に堰き止められ て溜まった下降流体が前記下段側のセルに噴出するように下降流体噴出孔が設け られると共に下降流体が溜まる領域よりも上方側には、 当該下段側のセルからの 上昇流体が当該上段側のセルに流入する上昇流体流入口が設けられていることと 、 を特徴とする。
[ 0 0 1 1 ]
また、 他の発明に係る接触塔は、 塔内の下部から液体である上昇流体を供給す ると共に、 前記塔内の上部から液体である下降流体を供給して、 液体同士を向流 接触させる接触塔において、
前記上昇流体及び下降流体の向流接触空間を形成するセルを、 上昇流体及び下 降流体の流路に沿って互いに隣接する上段側のセルと下段側のセルとが段違いに なるように多段に設けたことと、
前記上段側のセルと前記下段側のセルとを隔壁により分離したことと、 各段の隔壁において、 前記上段側のセルの下部には、 当該上段側のセルに溜ま つた下降流体がその位置エネルギーにより前記下段側のセルに噴出するように下 降流体噴出孔が設けられると共に下降流体噴出孔ょりも上方側には、 当該下段側 のセルからの上昇流体がその浮力により当該上段側のセルに流入する上昇流体流 入口が設けられていることと、 を特徴とする。
[ 0 0 1 2 ] 更にまた他の発明に係る接触塔は、 塔内の下部から液体である上昇流体を供給 すると共に、 前記塔内の上部から液体である下降流体を供給して、 液体同士を向 流接触させる接触塔において、
前記上昇流体及び下降流体の向流接触空間を形成するセルを、 上昇流体及び下 降流体の流路に沿って互いに隣接する上段側のセルと下段側のセルとが段違いに なるように多段に設けたことと、
前記上段側のセルと前記下段側のセルとを隔壁により分離したことと、 各段の隔壁において、 前記下段側のセルの上部には、 当該下段側のセルに溜ま つた上昇流体がその浮力により前記上段側のセルに噴出するように上昇流体噴出 孔が設けられると共に上昇流体噴出孔ょりも下方側には、 当該上段側のセルから の下降流体がその位置エネルギーにより当該下段側のセルに流入する下降流体流 入口が設けられていることと、 を特徴とする。
[ 0 0 1 3 ]
下降流体噴出孔を備えた上記の各接触塔は、 前記上段側のセルと前記下段側の セルとは、 互いに一部が上下に積層された位置関係にあり、 前記下降流体の噴出 孔は、 前記上段側のセルの下部側面及び底面の少なくとも一方に設けられるよう に構成してもよく、 また上昇流体噴出孔を備えた接触塔は、 前記上段側のセルと 前記下段側のセルとは、 互いに一部が上下に積層された位置関係にあり、 前記上 昇流体の噴出孔は、 それぞれ前記下段側のセルの上部側面及び天井面の少なくと も一方に設けられるようにしてもよい。 また、 前記下降流体の噴出孔、 上昇流体 の噴出孔、 上昇流体流入口や下降流体の流入口は、 横方向若しくは縦方向に延び るスリット、 または横方向若しくは縦方向に多数配列された孔部により構成され ていることが好ましい。
[ 0 0 1 4 ]
また気体を上昇流体とし、 液体を下降流体とする接触塔において、 下降流体噴 出孔には、 下段側のセルを流れる上昇流体が当該下降流体噴出孔を介して上段側 のセルへと流れ込むことを防止するために、 前記隔壁に堰き止められた下降流体 の量に応じて開閉する第 1のシャッターを設けてもよく、 このとき前記第 1のシ ャッタ一は第 1の付勢手段により付勢されて閉じられるように当該下降流体噴出 孔の流出側に設けられ、 上段側のセルに溜まった下降流体からの圧力、 即ち液圧 により前記第 1の付勢手段の付勢に杭して開かれるように構成してもよい。
[ 0 0 1 5 ]
また気体を上昇流体とし、 液体を下降流体とする接触塔において、 下降流体噴 出孔がセルの側面に設けられている場合には、 前記第 1のシャッターはこの下降 流体噴出孔を閉じる下降位置と、 当該下降流体噴出孔を開く上昇位置との間で昇 降するように構成され、 上段側のセルに溜まった下降流体の浮力により下降位置 から上昇するように構成してもよい。 更にこのとき、 下降流体嘖出孔がセルの底 面にも設けられている場合には、 前記第 1のシャッターは前記下降位置において 当該底面の下降流体噴出孔を閉じるように構成するとよい。 また下降流体の浮力 により昇降する前記第 1のシャッターは、 上段側のセル側へ向けて横方向に突出 する浮力調整部材を備えていてもよい。
[ 0 0 1 6 ]
この他、 気体を上昇流体とし、 液体を下降流体とする接触塔において、 上昇流 体流入口には、 下段側のセルから上段側のセルへと流入する上昇流体の圧力に応 じて当該上昇流体流入口の一部を開閉する第 2のシャッターが設けられていても よく、 この場合、 当該第 2のシャッターは第 2の付勢手段により付勢されて閉じ られるように前記上昇流体流入口の流出側に設けられ、 上昇流体からの圧力によ り前記第 2の付勢手段の付勢に抗して開かれる構成とする場合等が考えられる。
[ 0 0 1 7 ]
また、 前記セルの底面を、 当該セルに設けられた噴出孔に向けて低くなるよう に傾斜させてもよく、 これは下降流体が粉粒体を含むスラリー等である場合に好 適である。
[ 0 0 1 8 ]
さらに、 多数の前記セルを縦 1列に配置したセル列が複数列配置され、 各セル 列に属するセルと、 そのセル列に隣接するセル列のセルとが段違いに配置させ、 各セル列を一方向に沿って横に並べたり、 円筒状に形成された接触塔内に、 各セ ル列を同心円状に横に並べたりしてもよい。
[ 0 0 1 9 ] 本発明に係る接触塔は、 上昇流体 （気体や液体） と下降流体 （液体） との向流 接触空間を形成するセルを多段に備え、 これらの各セル内では、 上段側のセルか ら噴出孔を介して噴出させた下降流体と、 下段側のセルから流入口を介して流入 させた上昇流体とを向流接触させるので、 各セル内に良好な分散状態を作り出す ことができる。 この結果、 例えば気液接触塔の場合には、 吸収操作の吸収効率や 放散操作の放散効率を向上させることができる。
またこれらの接触空間は、 塔内を隔壁により分離するだけで簡単に形成できる ので、 容易に多段化す.ることが可能であり、 高性能の接触塔を低コストで建設す ることが可能となる。 図面の簡単な説明
図 1は、 発明の実施の形態に係る気液接触塔の全体の構造を示す縦断面図である 図 2は、 前記気液接触塔内を気体及び液体が流れる方向を模式的に示した説明図 である。
図 3は、 前記気液接触塔内部の接触空間の構造を示す説明図である。
図 4は、 前記接触空間の構造を示す斜視図である。
図 5は、 前記接触空間の作用を説明するための斜視図である。
図 6は、 前記接触空間の作用を説明するための縦断面図である。
図 7は、 前記接触空間に供給される気体や液体の入出口の変形例を示した側面図 である。
図 8は、 前記接触空間の変形例を示した説明図である。
図 9は、 前記接触空間の第 2の変形例を示した説明図である。
図 1 0は、 前記接触空間の第 3の変形例を示した説明図である。
図 1 1は、 前記接触空間の第 4の変形例を示した説明図である。
図 1 2は、 第 1、 第 2のシャッターを備えたセルの正面図及び縦断面図である。 図 1 3は、 前記第 1、 第 2のシャッターを備えたセルの作用を示す説明図である 図 1 4は、 前記第 1のシャッターの第 1の変形例に係わるセルの正面図である。 図 1 5は、 前記第 1の変形例に係わるセルの縦断面図である。
図 1 6は、 前記第 1の変形例に係わるセルの作用を示す説明図である。
図 1 7は、 前記第 1のシャッターの第 2、 第 3の変形例に係わるセルの縦断面図 である。
図 1 8は、 前記第 2、 第 3の変形例に係わるセルの作用を示す説明図である。 図 1 9は、 前記気液接触塔内部の蒸留塔への適用例を示す縦断面図である。 図 2 0は、 本発明の第 2の実施の形態に係る液々接触塔の作用を説明するための 縦断面図である。
図 2 1は、 上記第 2の実施の形態に係わる液々接触塔を適用した抽出塔の構成例 を示す縦断面図である。
図 2 2は、 上記第 2の実施の形態の変形例を示す縦断面図である。
図 2 3は、 実施例中の実験に使用した蒸留塔の構成を示す縦断面図である。 図 2 4は、 他の実施例中の比較例実験に使用した液々抽出塔の構成を示す縦断面 図である。
図 2 5は、 上記他の実施例中の実験に使用した液々抽出塔の構成を示す縦断面図 である。
図 2 6は、 気液接触塔の従来技術に関する説明図である。
図 2 7は、 液々接触塔の従来技術に関する説明図である。 発明を実施するための最良の形態
[ 0 0 2 0 ]
本発明に係る実施の形態として、 吸収や放散等の気液接触を行う気液接触塔 1 を例に、 図 1〜図 4を用いてその構造を説明する。 図 1、 図 2は実施の形態に係 る気液接触塔 1の全体構造を模式的に示した縦断面図であり、 図 3、 図 4はその 内部構造についての説明図である。
[ 0 0 2 1 ]
気液接触塔 1は、 例えばステンレススチール製の円筒容器から構成され、 この 気液接触塔 1内を上昇する気体 （上昇流体） と、 同じく下降する液体 （下降流体 ) とを向流接触させる役割を果たす。 図 1に示すように、 気液接触塔 1の塔頂部 には、 気液接触塔 1内に液体を供給するための液体供給部 1 1と、 気体を抜き出 すための気体抜出部 1 4とが設けられており、 塔底部には、 液体を抜き出すため の液体抜出部 1 2と、 気体を供給するための気体供給部 1 3とが設けられている
[ 0 0 2 2 ]
図 1に示すように気液接触塔 1内には、 液体供給部 1 1と気体供給部 1 3との 間の気液接触領域において、 気液接触塔 1本体を図 1に向かって左右に 2等分す るように、 この気液接触塔 1の内周面が描く円の直径位置にて垂直に伸びる垂直 壁 1 0が設けられている。
[ 0 0 2 3 ]
垂直壁 1 0により区画された気液接触塔 1の左側領域 2 0には水平壁 2 1が等 間隔に複数段設けられ、 これにより左側領域 2 0の空間が上下方向に複数に区画 されている。 一方、 垂直壁 1 0により区画された右側領域 3 0には、 前記水平壁 2 1と段違いにして水平壁 3 1が等間隔に複数段設けられ、 これにより右側領域 3 0の空間が上下方向に複数に区画されている。 なお、 右側領域 3 0の水平壁 3 1は、 左側領域 2 0において上下に隣接する水平壁 2 1の中間の高さレベルに位 置している。
[ 0 0 2 4 ]
従って、 互いに上下に隣接する 2枚の水平壁 2 1、 2 1 ( 3 1、 3 1 ) 、 気液 接触塔 1の周壁 1 5及び垂直壁 1 0により囲まれる空間をセルと呼ぶと、 気液接 触塔 1内にはこれらのセルを縦 1列に多段に配置したセル列が 2列形成され、 一 方のセル列に属するセルと他方のセル列のセルとが段違いに配置された状態とな つている。 なお、 以下の説明では、 左側領域 2 0のセル及び右側領域 3 0のセル に対して夫々符号 2 2、 3 2を割り当てることとする。
[ 0 0 2 5 ]
これらのセル 2 2、 3 2は、 気液接触塔 1内を流れる気体と液体との向流接触 空間を成している。 気液接触塔内の各セル 2 2、 3 2は互いに似た構成を備えて いるので、 以下、 例えば図 1中の破線内に示したセル 3 2を例に説明する。 図 3 ( a ) はセル 3 2の底面側の水平壁 3 1の平面図 （図 1の A— A ' 面より矢視） であり、 図 3 ( b ) は同じくセル 3 2の垂直壁 1 0の側面図 （図 3 ( a ) の B— B ' 面より矢視） である。 また図 4は、 気液接触塔 1内におけるセル 3 2の内部 構造を示した斜視図である。
[ 0 0 2 6 ]
図 3 ( b ) に示すように、 垂直壁 1 0において各水平壁 2 1、 3 1の直ぐ下方 位置には、 水平方向に伸びるスリットからなる気体通流口 5 1が形成され、 また 垂直壁 1 0における各水平壁 2 1、 3 1の直ぐ上方位置には、 水平方向に伸び、 例えば 3段のスリッ卜からなる液体通流口 5 2が形成されている。 気体通流口 5 1は、 各水平壁 2 1、 3 1の下面とそのスリ ッ トの上縁とを共有しており、 また 液体通流口 5 2を構成する 3段のスリットのうちの最下段のスリットの高さ位置 は、 後述のように気液接触塔 1の運転が定常状態になったときの液溜まりの液面 よりも低くなるように設定されている。
[ 0 0 2 7 ]
以上の構成により、 例えば図 4の斜視図に示すように、 あるセル 3 2から垂直 壁 1 0を見たとき、 上半分側における気体通流口 5 1及び液体通流口 5 2は夫々 斜め上段 （前段） 側のセル 2 2に対して上昇流体である気体を流出する気体流出 口及び、 斜め上段側のセル 2 2から下降流体である液体が流入する液体流入口に 相当することになる。 また、 同じく下半分側における気体通流口 5 1及び液体通 流口 5 2は、 夫々斜め下段 （次段） 側のセル 2 2から気体が流入する気体流入口 及び、 斜め下段側のセル 2 2に対し液体が流出する液体流出口に相当することに なる。
[ 0 0 2 8 ]
即ち、 図 4に示したセル 3 2の斜め上段側のセル 2 2に設けられた液体流出口 は、 当該セル 3 2の液体流入口に相当し、 斜め下段側のセル 2 2に設けられた気 体流出口は、 当該セル 3 2の気体流入口に相当することになる。 このようにして 、 各セル 2 2、 3 2に設けられた気体通流口 5 1、 液体通流口 5 2によって、 気 液接触塔 1内には、 図 2に示すように気体の上昇する流路及び液体の下降する流 路が形成されることになる。 なお図 2中に破線で示した矢印は気流 1 7を示して おり、 実線で示した矢印は液流 1 6を示している。 [ 0 0 2 9 ]
ここで、 既述のように液体通流口 5 2がスリツト状の狭い流路として構成され ていることにより、 この液体通流口 5 2は、 図 4に示すように、 セル 3 2内に流 入した液体が斜め下段側のセル 2 2へと流出する際の抵抗として機能する。 この 結果、 各セル 2 2、 3 2内の下方側の空間は、 そのセル 2 2、 3 2内を流れる液 体を垂直壁 1 0によって堰き止めて溜める滞留部 5 3となり、 セル 2 2、 3 2内 を流れる液体はこの滞留部 5 3に液溜まりを形成してから液体通流口 5 2を介し て下段側のセル 3 2、 2 2へと送り出されることになる。 この滞留部 5 3に溜ま る液溜まりの深さ （液深） は、 液体供給部 1 1より供給される液体の流量によつ て決まり、 流量が大きいほど液深は深くなり、 流量が小さいと液深は浅くなる。
[ 0 0 3 0 ]
以上に説明した構成に基づいて、 本実施の形態に係る気液接触塔 1の作用を図 5、 図 6を参照しながら説明する。 図 5は、 図 4に示したセル 3 2内における気 流 1 7と液流 1 6との気液接触機構を説明するための斜視図であり、 図 6は気液 接触塔 1内の気液接触の状態を模式的に示した縦断面図である。
[ 0 0 3 1 ]
図 1に示す液体供給部 1 1より気液接触塔 1内に供給された液体は、 重力によ つて各セル 2 2、 3 2を通りながら塔内を下降し、 図 5に示すセル 3 2の斜め上 段側のセル 2 2に到達する。 ここで既述のように、 上段側のセル 2 2に供給され た液体は、 垂直壁 1 0に堰き止められることにより滞留部 5 3に滞留して液溜ま りを形成している。 滞留部 5 3に液溜まりが形成されると、 この液溜まり内の液 体の持つ位置エネルギーが液体通流口 5 2にて運動エネルギーに変換され、 液体 を下段側のセル 3 2側へ押し出す力となる。 この結果、 下段側のセル 3 2から見 ると、 図 5に示すように、 上段側のセル 2 2の滞留部 5 3に溜まっていた液体が 、 スリット状の液体通流口 5 2を介し、 シート状の液流 1 6となって噴出する。 これらの作用から分かるように、 スリツト状の液体通流口 5 2は垂直壁 1 0に堰 き止められて滞留部 5 3に溜まった液体を下段側のセル 3 2に噴出させる噴出孔 としての役割を果たす。
[ 0 0 3 2 ] 一方で気体供給部 1 3より気液接触塔 1内に供給された気体は、 気体を押し込 む圧力や気体に働く浮力によって各セル 2 2、 3 2を通りながら気液接触塔 1内 を上昇して、 図 5に示すセル 3 2の斜め下段側のセル 2 2に到達し、 気体通流口 5 1を介して当該セル 3 2へと送り出される。 既述のように気体通流口 5 1はス リット状に構成されているため、 図 5に示すように、 当該セル 3 2側から見ると 気体はシート状の速い気流 1 7となって気体通流口 5 1より導入される。
[ 0 0 3 3 ]
ここで、 既述のようにセル 3 2の気体通流口 5 1は、 液体通流口 5 2の直ぐ下 方位置に設けられているため、 気流 1 7は、 この気流 1 7がセル 3 2の空間内で 拡大して減速する前に液流 1 6と交差し、 この液流 1 6を下から吹き上げるよう にして流れる。 この結果、 液流 1 6には気流 1 7と交差したことによる剪断力が 働き、 図 6に示すように液滴となってセル 3 2の空間内に分散される。 このよう に、 液体通流口 5 2と気体通流口 5 1とが互いに上下に配置されていることによ り、 セル 3 2は液流 1 6と気流 1 7とを向流接触させる空間として機能する。
[ 0 0 3 4 ]
また、 気体通流口 5 1を出た直後の速い気流 1 7は、 その気流 1 7の周りに圧 力低下を生ずるため、 液体通流口 5 2の近傍を通過する際に液体を引き込んで液 流 1 6の噴出を促進する作用を得ることもできる。
[ 0 0 3 5 ]
セル 3 2内に分散した液滴表面では、 周囲の気体との間で物質移動が行われ、 吸収塔の場合には気体から液体へ、 放散塔の場合には液体から気体へと物質の移 動が進行する。 一方、 セル 3 2内の空間の水平断面積は気体通流口 5 1の開口面 積より広いため、 気流 1 7は液流 1 6と交差した後、 徐々に減速しながらセル 3 2内を上昇していく。 気流 1 7の流れが遅くなると、 液滴を吹き上げる気流 1 7 の力が弱くなり、 液滴は滞留部 5 3へと沈降を開始して気体と液体とが分離され る。 一方、 気流 1 7の流れが減速した場合であっても、 微小液滴が気流に同伴さ れる向流接触においては、 気体通流口 5 1にデミスターを設置することにより液 滴を十分に分離させることができる。
[ 0 0 3 6 ] そしてセル 3 2内を上昇する気体は、 上面側の水平壁 3 1に到達すると、 垂直 壁 1 0に設けられた気体通流口 5 1を介して斜め上段側のセル 2 2へと送り出さ れる。 一方で滞留部 5 3へと沈降した液滴は、 滞留部 5 3に形成されている液溜 まりに合流し、 ここで濃度が均一化された後に液体通流口 5 2を介して斜め下段 側のセル 2 2へと送り出される。
[ 0 0 3 7 ]
このようにして気液接触塔 1内の各セル 2 2、 3 2では、 液体を液滴にして気 体内に分散し気液接触を行う動作と、 気液接触後の気体と液体とを分離し、 それ ぞれの流路に沿って下流側のセル 2 2、 3 2へと送り出す動作とが繰り返して行 われ、 気液間の吸収や放散が進行する。 そして液体が塔底に達すると、 液体は気 体との接触を終えて液体抜出部 1 2へと抜き出される。 また気体についても同様 に塔頂に到達した後、 液体との接触を終えて気体抜出部 1 4へと抜き出される。
[ 0 0 3 8 ]
以上に説明した本実施の形態に係る気液接触塔 1によれば以下のような効果が ある。 気液接触を行う気液接触塔 1内を気体と液体との向流接触空間を形成する 複数のセル 2 2、 3 2に区画し、 各セル 2 2、 3 2の滞留部 5 3に溜まった液体 を、 噴出孔としての役割を果たす液体通流口 5 2を介して下段側のセル 2 2、 3 2に噴出させたり、 これらのセル 2 2、 3 2内を気体が上昇する力を利用して、 上段側のセル 2 2、 3 2に送り出したりする。 このため特別な加圧手段を用いず に夫々の流体を隣接するセル 2 2、 3 2に勢いよく送り出すことができる。 そし て、 各セル 2 2、 3 2内では、 例えばシート状に噴出した液流 1 6と気流 1 7と が向流接触し、 気相内に液滴が分散して、 良好な分散状態を作り出すことができ る。 この結果、 H E T S (—理論段数あたりの高さ ： Height Equivalent to a T heoretical Stage) が低くなつて吸収効率や放散効率等の向上に寄与する。
[ 0 0 3 9 ]
また、 既述のように H E T Sが低いことに加え、 本実施の形態に係る気液接触 塔 1内では気体や液体が複数のセル 2 2、 3 2を通過する際に塔内を蛇行しなが ら上昇、 下降するので、 直線状に上昇、 下降する従来の棚段塔等に比べて、 塔内 における気体や液体の滞留時間が同じであっても気液接触塔 1の高さを更にコン パクトにできる。
[ 0 0 4 0 ]
また、 スプレー塔等と比較して各セル 2 2、 3 2内で形成される液滴が大きい ので、 気体の流れが速くても気液の分離が容易であり、 単位断面積あたりの処理 量を大きくすることや、 同じ処理量であれば塔径を小さくすることができる。
[ 0 0 4 1 ]
また、 棚段上に滞留させた液相内に気体を分散させて気液接触を行う棚段塔と は異なり、 本実施の形態に係るセル 2 2、 3 2では、 気流が液相内を通過する機 構とはなっていないため、 フォーミング （液相の泡立ち） の発生を回避または抑 えることができる。 また棚段塔とのこのような接触機構の違いにより、 気流の圧 力損失も小さくなつて、 気液接触塔 1に気体を送り込むために必要な動力が小さ くなり省エネルギーにも貢献する。
[ 0 0 4 2 ]
またこれらのセル 2 2、 3 2は、 気液接触塔 1内を垂直壁 1 0や水平壁 2 1、 3 1で分離するだけで簡単に形成できるので、 容易に多段化することが可能であ り、 高性能の気液接触塔 1を低コストで建設することが可能となる。
[ 0 0 4 3 ]
更に、 液体通流口 5 2や気体通流口 5 1をスリット状に設けることにより、 セ ル 2 2、 3 2内に液流 1 6や気流 1 7をシート状にして交差させることができる ので、 気流 1 7から液体により強い剪断力を加え、 液流 1 6はより小さな液滴に 分散されやすくなつて、 良好な分散状態を得られる。 なお、 これら液体通流口 5 2や気体通流口 5 1等の形状は、 図 3 ( b ) に示したものに限定されるものでは なく、 例えば図 7 ( a ) に示すように液体通流口 5 2を更に短いスリットを多数 配列したり、 図 7 ( b ) に示すように円形の孔部を成す液体通流口 5 2を多数配 置したりするようにしてもよい。 また図 7 ( c ) に示すように、 液体通流口 5 2 を垂直方向に細長いスリットを複数並べた状態で設けてもよいし、 更に例えば気 体通流口 5 1のスリットを分割して横方向に多数配列してもよい。 更に、 図示は 省略するが、 図 7 ( b ) に示した液体通流口 5 2と同様に、 孔部を成す気体通流 口 5 1を横方向に多数配列してもよい。 [0044]
また、 図 1〜図 6を用いて説明した実施の形態においては、 気液接触塔 1内を 垂直に 2列に分割し、 隣接するセル同士が段違いに配置された構造となっている が、 気液接触塔 1内のセル列の数や各セル 22、 32の形状は当該実施の形態に 限定されるものではない。 例えば図 8 (a) 、 図 8 (b) に示すように、 気液接 触塔 1の内周面が描く円を垂直に 3分割して 3列のセル列が一方向に沿って横に 並ぶようにし、 各セル列内のセル 22、 32、 42が隣接するセル 22、 32、 42と段違いに配置されるようにしてもよい。
[0045]
更にセルは、 図 1や図 8 (a) に示したようにその X— Z断面が矩形のものに 限定されるものではない。 例えば図 9 (a) 〜図 9 (c) に示すように、 上段側 のセル 22、 32、 42と下段側のセル 22、 32、 42との一部が互いに上下 に積層されるように構成し、 滞留部 53の体積が大きくなるようにしてもよい。 またこれとは反対に、 図 9 (a) の各セル 22、 32、 42の天地を反転させて 、 滞留部 53の体積が小さくなるように構成してもよレ、。
[0046]
またこのように上段側と下段側とのセル 22、 32、 42の一部が互いに上下 に積層されるように構成する場合には、 液体通流口 52は、 これまで例示してき たように垂直壁 10に設ける場合に限定されるものではなく、 図 9 (a) 〜図 9 (c) に併せて示してあるように、 セル 22、 32の底面側の水平壁 21、 31 に液体通流口 52を設けるように構成してもよい。 更にまた図 10 (a) 〜図 1 0 (c) には気液接触塔 1内を垂直方向に同心円状に分離して、 円筒状のセル列 を同心円状に横に並べた構造の気液接触塔 1の例を示しており、 このようなタイ プの気液接触塔 1も本発明には含まれる。 なお図中の 18は内側のセル 22、 3 2を支えるための梁である。
[0047]
続いて図 1 1 (a) 、 図 1 1 (b) には、 液体に粉粒状の固体不純物を含むス ラリ一を処理する吸収塔や放散塔、 触媒を含んだスラリーと気体とを接触させて 反応させる接触反応塔等に用いられる気液接触塔 1を例示している。 気液接触塔 1塔内でスラリーを処理する場合には、 水平壁 2 1、 3 1上にスラリー内の粉粒 体が沈降、 堆積することにより塔内を下降するスラリーの流れを阻害してしまう おそれがある。 そこで図 1 1 ( a ) 、 図 1 1 ( b ) に示した気液接触塔 1では、 水平壁 2 1、 3 1に傾斜を設けてあり、 この傾斜が気体通流口 5 1へ向けて低く なっていることによりスラリー内の粉粒体を水平壁 2 1、 3 1上に堆積させずに 下流のセル 2 2、 3 2へと排出できる。 なお、 このような気液接触塔 1を適用可 能な処理対象は、 粉粒体を含むスラリーに限定されるものではなく、 気液接触塔
1内を流下する粉粒体 （固体） と気体との固気接触、 液体との固液接触にも適用 することができる。
[ 0 0 4 8 ]
本実施の形態に係わる気液接触塔 1は、 例えば図 5、 図 6にて説明したように 滞留部 5 3に液溜まりを形成して液体通流口 5 2から嘖出させた液流 1 6と、 気 体通流口 5 1を介して上昇してきた気流 1 7とを交差させ、 当該液流 1 6を吹き 上げると共に液流 1 6に剪断力を加え、 各セル 2 2、 3 2内に液滴を分散させる ことにより気体と液体との良好な分散状態を作り出している。 ここで例えば気液 接触塔 1を低処理量で運転している場合などには、 気体通流口 5 1から流出する 気流 1 7の流速が低下し、 液流 1 6を吹き上げる力や剪断力が弱まって気液の分 散状態が悪化する場合もある。
[ 0 0 4 9 ]
また図 6では、 液体通流口 5 2を成す全てのスリッ卜から液体を噴出している 状態を示しているが、 低処理運転時などには液溜まりの液深が上段側に設けられ たスリッ トの位置よりも低くなることがある。 この場合には、 液溜まりよりも高 い位置に設けられているスリットからは液体が噴出されなくなり、 下段側のセル 3 2と上段側のセル 2 2とが当該スリットを介して連通した状態となる。 この結 果、 下段側のセル 3 2内を上昇する気体の一部が連通したスリットを介して上段 側のセル 2 2へと流れ込み、 気体通流口 5 1を通過する気流 1 7の流速が低下し て気液の分散状態が悪化する場合もある。
[ 0 0 5 0 ]
図 1 2 ( a ) 、 図 1 2 ( b ) に示すセル 2 2、 3 2は、 こうした低処理運転時 などにおける気液の分散状態の悪化を防止する機構を備えている。 図 1 2 (a) は、 例えば図 1 3 (a) に示すセル 22の垂直壁 1 0を下流側のセル 32から見 た正面図であり、 図 1 2 (b) は、 当該セル 22を図 1 2 (a) に示した CI- C 1 ' 面より矢視した縦断側面図である。 以下の図 1 2〜図 1 8に示す例では、 各 セル 22、 32は垂直壁 1 0に設けられた 2本のスリッ トと水平壁 2 1、 3 1に 設けられた 1本のスリットとの合計 3本のスリットからなる液体通流口 52を備 えている場合について説明する。
[005 1]
図 1 2 (a) 、 図 1 2 (b) に示した例において、 セル 22は液溜まりの液深 が液体通流口 52のスリットが設けられている位置よりも低くなつた場合に、 隣 り合うセル 32と連通された状態となることを防ぐための第 1のシャッターを備 えている。 本例では第 1のシャッターは垂直壁 1 0に上下 2段に設けられた液体 通流口 52 (スリット） の上段側に設置されている。 第 1のシャッターは例えば スリツ卜よりも一回り大きな矩形状のシャッタープレート 7 1を備え、 このシャ ッタープレート 7 1の上端部には左右水平方向に突出する回動軸 7 1 1が設けら れている。
[0052]
シャッタープレート 7 1は、 図 1 2 (b) に示すように、 液溜まりの形成され るセル 22から見て液体通流口 52 (スリッ ト） の出口側、 即ち、 液流 1 6が流 出する下流側のセル 32内の垂直壁 1 0面に設置される。 当該垂直壁 1 0面には 、 例えばリング状の軸受部 7 1 2が固定されており、 この軸受部 7 1 2に前述の 回動軸 7 1 1を貫通させることによりシャッタープレートが回動軸 7 1 1より懸 垂された状態で設置される。
[0053]
既述のように、 シャッタープレート 7 1は液体通流口 5 2をなすスリットより も一回り大きなサイズに形成されているので、 図 1 2 (b) に示すセル 32の方 向から力が加わっても、 シャッタープレート 7 1はスリツトを塞いだ状態で垂直 壁 1 0面にて係止される。 一方、 同図に示すセル 22の方向から力が加わった場 合には、 シャッタープレート 7 1は加わる力に応じて下段側のセル 32の内側へ 向かって回動し、 塞がれていたスリットを開放することができる。 ここで例えば 前記シャッタープレート 7 1を閉じる方向、 即ちシャッタープレート 7 1を垂直 壁 1 0の壁面に押し付ける方向に付勢された例えば卷きパネなどの付勢手段を回 動軸 7 2 1と組み合わせて設け、 シャッタープレート 7 1が開き始める際の液流 1 6の流量を調節してもよい。
[ 0 0 5 4 ]
次に気体通流口 5 1に設けられた第 2のシャッターの構成について説明すると 、 第 2のシャッターは、 既述の第 1のシャッターと同様に、 細長い矩形状のシャ ッタープレート 7 2と、 シャッタープレート 7 2の上端部に設けられ左右水平方 向に突出する回動軸 7 2 1と、 この回動軸 7 2 1を貫通させる軸受部 7 2 2と、 を備えている。 ここで第 2のシャッターのシャッタープレート 7 2は、 本例では その幅がスリット状に形成された気体通流口 5 1よりも一回り大きく、 高さが気 体通流口 5 1の半分程度の大きさに形成されている。 そして例えば回動軸 7 2 1 の張設される位置が気体通流口 5 1のほぼ中央の高さとなるように、 気流 1 7の 流出するセル 2 2側に軸受部 7 2 2を配置して回動軸 7 2 1を貫通させることに よりシャッタープレート 7 2は当該回動軸 7 2 1に懸垂された状態で配設される
[ 0 0 5 5 ]
この結果、 シャッタープレート 7 2は、 気体通流口 5 1の一部、 例えば下側半 分を塞いだ状態となり、 図 1 2 ( b ) に示すセル 3 2の方向からシャッタープレ ート 7 2を持ち上げられないような小さな力が加わったとしても、 シャッタープ レート 7 2は気体通流口 5 1の一部を塞いだままの状態で殆ど動かない。 しかし 、 セル 3 2の方向から加わる力が更に大きくなつていくと、 シャッタープレート 7 2は回動軸 7 2 1を中心としてセル 2 2の内側へ向けて回動し、 塞がれていた 気体通流口 5 1が徐々に開放されることとなる。 ここで例えば前記シャッタープ レート 7 2を閉じる方向、 即ちシャッタープレート 7 2を垂直壁 1 0の壁面に押 し付ける方向に付勢された例えば巻きパネなどの付勢手段を回動軸 7 2 1と組み 合わせて設け、 シャッタープレート 7 2が開き始める際の気流 1 7の流量を調節 してもよレ、。 [0056]
以上に説明した 2つのシャッターのうち、 第 1のシャツタ一の作用を説明する と、 図 1 3 (a) に示すように気液接触塔 1の処理量が低く、 各セル 22、 32 の滞留部 53に形成される液溜まりの液 ¼ (下降流体の液量） が液体通流口 52 をなす上段側のスリットに達していない場合には、 第 1のシャッターのシャツタ 一プレート 7 1を回動させようとする力が働かない。 このため、 シャッタープレ ート 7 1は回動軸 7 1 1から懸垂された状態で、 また例えば下段側のセル 32と 上段側のセル 22内、 または下段側のセル 22内と上段側のセル 32内との圧力 差によってシャッタープレート 7 1が垂直壁 1 0面に押し付けられた状態でスリ ットを塞ぐ。
[0057]
この結果、 下段側のセル 32、 22内を上昇する気体がこのセルを介して上段 側のセル 22、 32へと流れ込むことを防止し、 気体通流口 5 1を通過する気流 1 7の流速を落とさないよにすることができる。 一方、 気液接触塔 1の処理量が 増え、 液溜まりの液位が前記上段側のスリットに達すると、 シャッタープレート 7 1を回動させる力が加わり、 図 1 3 (b) に示すように塞がれていたスリット を開放して液溜まりの液位 （液量） に応じて液流 1 6を噴出させることができる
[0058]
次に第 2のシャッターの動作を説明すると、 処理量の低い図 1 3 (a) に示す 状態では、 各セル 22、 32内を上昇する気体の量が少ないことからシャッター プレート 72に働く圧力が小さく、 当該シャッタープレート 72は気体通流口 5 1の下側半分を塞いだまま殆ど動かない。 この結果、 気体通流口 5 1の開口面が 小さくなり、 各セル 22、 32内を上昇する気体の量が少ない場合であっても当 該通流口 5 1を通過する気流 1 7の流速の低下を抑えることができる。
[0059]
そして図 1 3 (b) に示すように気液接触塔 1の処理量が増えると、 各セル 2 2、 32内を上昇する気体の量も増えて気体から受ける圧力も大きくなることに よりシャッタープレート 72が回動し、 塞がれていた気体通流口 5 1を開放して 気流の通過する開口面が大きくなる。 この結果、 開口面が小さいままの状態と比 ベて圧力損失がそれ程大きくならずに、 必要な流速を保った気流 1 7を形成する ことができる。
[0060]
これら第 1のシャッター、 第 2のシャッターを設けることにより、 気液接触塔 1の処理量が低い場合であっても、 気体通流口 5 1を通過する気流 1 7の流速低 下を抑え、 液体通流口 52から噴出する液流 1 6を吹き上げる力や液流に 1 6に 働く剪断力を維持して気液の良好な分散状態を維持することができる。
[006 1]
ここで第 1のシャッターの構成は、 図 1 2 (a) 、 図 1 2 (b) に示した回動 式のものに限定されない。 例えば図 1 4〜図 1 5に示すように、 シャッタープレ ート 73を例えば内部が中空のステンレス部材などで構成し、 各セル 22, 32 内に溜まった液溜まりからの浮力を受けて垂直壁 1 0に沿って昇降することによ り、 液体通流口 52 (スリ ッ ト） を開閉するようにしてもよい。 図中、 732は シャッタープレート 73の移動方向をガイ ドするガイ ド部材であり、 73 1はシ ャッタープレート 73とガイ ド部材 732との間に介設され、 ガイ ド部材 732 内を走行するスライダーである。
[0062]
本例においてシャッタープレート 73は、 垂直壁 1 0に上下 2段に設けられた 2つのスリ ッ ト （液体通流口 52) を開閉できるように構成されており、 例えば 図 1 6 (a) に示すように気液接触塔 1を低処理運転している場合には、 液溜ま りの液位が低くシャッタープレート 73は下降位置から殆ど上昇せずに垂直壁 1 0に設けられたスリッ ト （液体通流口 52) は閉じられた状態となっていて、 液 流 1 6は水平壁 2 1に設けられたスリッ ト （液体通流口 52) からのみ噴出して いる。
[0063]
そして気液接触塔 1の処理量が増え、 滞留部 53内の液溜まりの液位が上昇し 始めると、 液溜まりからの浮力を受けたシャッタープレート 73が上昇位置まで 上昇し、 垂直壁 1 0の下段側のスリット （液体通流口 52) が開いて液流 1 6の 噴出を開始する。 そして更に処理量が増えると上段側のスリット （液体通流口 5 2) も開いて、 図 16 (b) に示すように全てのスリットから液流 16が噴出す る p
[0064]
ここで液溜まりの浮力によって昇降するシャッタープレート 73の構成は図 1 4〜図 16 (b) に示した平板形状に限定されるものではなく、 例えば図 17 ( a) に示すように、 シャッタープレート 73 aの下端部に水平壁 21に沿って突 出する突出プレート 74を設けてプレート 73 a全体の断面形状が L字型となる ように構成してもよい。 この場合には、 図 18 (a) 、 図 18 (b) に示すよう に液溜まりの液位に応じて水平壁 21、 31に設けられたスリット （液体通流口 52) の開閉も行うことができる。
[0065]
また図 17 (b) に示すように、 シャッタープレート 73 bの予め決めた高さ 位置に上段側のセル 22内向けて横方向に突出する浮力調整部材 75を設けてプ レート 73 b全体の断面形状が T字型となるように構成してもよレ、。 浮力調整部 材 75を設けることによって、 例えば図 18 (a) 、 図 18 (b) に示すように シャッタープレート 73 bに働く浮力を液溜まりの液位に応じて変化させること が可能となる。 この結果、 例えば浮力調整部材 75を設ける高さ位置を変化させ ることにより、 各スリ ッ ト （液体通流口 52) が開閉される際の滞留部 53内の 液溜まりの液位を調整することができる。
なお、 液溜まりからの浮力を受けて昇降するシャッタープレート 73、 73 a 、 73 bは、 内部が中空の部材で構成する場合に限定されず、 例えばプラスチッ クなど、 気液接触塔 1にて処理される液体よりも比重の軽い部材で構成してもよ レ、。
[0066]
以上に説明したセル 22、 32、 42の構成のしかたの様々なバリエーション は、 例えば、 気液接触塔 1の処理量、 各セル 22、 32、 42内の気体や液体の 滞留時間、 吸収、 放散の効率、 取り扱う気体や液体の流れ易さ、 メンテナンスや 建設のし易さ等を考慮して総合的に決定するとよい。 [ 0 0 6 7 ]
更にまた本発明に係る気液接触塔 1は、 図 1 9に示すように、 例えば液体を分 離、 精製する蒸留塔にも適用することができる。 図 1 9に示した気液接触塔 1は 、 例えば予め加熱された液体を供給する液体供給部 1 1を気液接触塔 1の中段に 設け、 塔頂側と塔底側との間に温度勾配をつけて、 各セル 2 2、 3 2内の温度に 応じた気液平衡状態に近づけることにより、 塔頂の気体抜出部 1 4から軽質分を 抜き出し、 塔底の液体抜出部 1 2から重質分を抜き出すようになつている。 なお 図 1 9中の 6 1は気体抜出部 1 4から抜き出された気体を凝縮させるためのコン デンサ一であり、 6 2は液体抜出部 1 2から抜き出された液体を再加熱するため のリボイラーである。
[ 0 0 6 8 ]
以上これまでは、 気体と液体とを接触させる気液接触塔 1に関する実施の形態 及びその変形例を説明してきたが、 本発明に係る接触塔で取り扱い可能な流体の 組み合わせはこれに限られない。 第 2の実施の形態として、 例えば塔内を上昇す る軽液 （上昇流体） と、 塔内を下降する重液 （下降流体） との間の液々接触によ り、 例えば抽出等を行うための液々接触塔 1 aにも本発明は適用することができ る。
[ 0 0 6 9 ]
図 2 0は、 第 2の実施の形態に係る液々接触塔 1 aの内部の状態を模式的に示 した縦断面図であり、 第 1の実施の形態と同様の構成のものには図 6と同じ符号 を付してある。 本実施の形態では、 液々接触塔 1 aの全体構成は、 1 1を重液供 給部、 1 2を重液抜出部とし、 1 3を軽液供給部、 1 4を軽液抜出部とした以外 は、 例えば図 1に示した気液接触塔 1と同様の構成を備えているので図示を省略 する。 また、 各セル 2 2、 3 2の構成も図 4に示したものと同様であり図示は省 略するが、 5 1を軽液通流口、 5 2を重液通流口とした点が、 第 1の実施の形態 に係るセル 2 2、 3 2とは異なっている。
[ 0 0 7 0 ]
第 2の形態に係る液々接触塔 1 aにおいては、 上段側のセル 2 2、 3 2に溜ま つた重液がその位置エネルギーにより、 スリット状に設けられた重液通流口 （噴 出孔） 5 2を介して下段側のセル 2 2、 3 2へとシート状に噴出する。 一方、 下 段側のセル 2 2、 3 2からは重液通流口 5 2の直ぐ下方に設けられたスリット状 の軽液通流口 5 1より、 軽液が浮力により上昇しながらシート状の流れとなって 上段側のセル 2 2、 3 2に流入する。
[ 0 0 7 1 ]
図 2 0に示した液々接触塔 1 aは、 重液が分散相、 軽液が連続相となるように 構成されたものであって、 軽液は重液通流口 5 2付近の下方側に設けられた軽液 通流口 5 1にて流速が急速に上昇し、 流速が最大となった状態で上段側のセル 2 2、 3 2に流入した後、 軽液通流口 5 1から離れるにつれ流速が急低下していく 。 この軽液が流入する領域に、 縦方向に設置された複数の重液通流口 5 2よりシ ート状に噴出する重液が突入すると、 重液のシート状の流れは、 図 2 0に示すよ うに波板状に変形増幅されて、 液々界面積の拡大が進行し、 最終的には分裂して 多数の液滴となる。 さらに、 上方側の重液通流口 5 2で生成した液滴は下降し、 その一段下から最下段に至るまでの重液通流口 5 2で生成した重液のシートある いはそれから分裂生成した液滴に衝突して、 合一あるいは分散あるいは分裂する 。 各セル 2 2、 3 2に開口している重液通流口 5 2の数及びノまたは面積が大き いほど液滴の合一、 分裂の頻度が高い。 この液滴が生成する過程で、 重液と周囲 の軽液との液々界面積が極めて大きくなるうえ、 生成後の液滴が合一、 分散、 分 裂を繰り返すため、 物質移動が進行し、 例えば特定の物質の抽出を効果的に行う ことができる。 さらに、 生成した多数の液滴は大きさ、 滴径が揃っており、 微小 液滴が生成しにくいため、 例えばフラッデイングが発生しにくくなる。 なお、 か かる液々接触塔 1 aにおいても図 8〜図 1 1を用いて説明したバリエーションを 適用してもよいことは勿論である。
[ 0 0 7 2 ]
一方、 界面張力が大きい抽出系、 あるいは重液と軽液の粘度が高い抽出系では 、 生成する液滴径がやや大きく、 抽出を効率よく行えない場合もある。 そこで図 2 1に示すように、 例えば本実施の形態に係わる液々接触塔 1 aからなる抽出塔 1 dの塔底部である下方静置部に脈動発生器 1 9を接続するかあるいは空気パル スを送ることにより発生させた脈動を併用して、 生成液滴をより小さくし、 抽出 をより効果的に行える。 なお、 図 2 1中において 1 1 aは重液供給部、 1 2 aは 重液抜出部、 1 3 aは軽液供給部、 1 4 aは軽液抜出部である。
[ 0 0 7 3 ]
一方、 軽液を分散相、 重液を連続相とする場合には、 図 2 2に示した液々接触 塔 l bのように、 図 4に示したセル 3 2の天地を反転させ、 当該図中の 5 1が重 液通流口 （重液通流口 5 1 aと記す） 、 5 2が軽液通流口 （軽液通流口 5 2 aと 記す） となっている点が、 図 2 0にて説明した液々接触塔 1 aとは異なっている
[ 0 0 7 4 ]
当該液々接触塔 1 bにおいては、 下段側のセル 2 2、 3 2に溜まった軽液がそ の浮力により、 スリ ッ ト状に設けられた軽液通流口 （噴出孔） 5 2 aを介して上 段側のセル 2 2、 3 2へとシート状に噴出する。 一方、 上段側のセル 2 2、 3 2 からは軽液通流口 5 2 aの直ぐ上方に設けられたスリット状の重液通流口 5 1 a より、 重液が位置エネルギーにより下降しながらシート状の流れとなって下段側 のセル 2 2、 3 2に流入する。
[ 0 0 7 5 ]
この結果、 軽液通流口 5 2 a付近の上方側に設けられた重液通流口 5 1 aより 、 流速が最大の状態で重液がシート状に流入している領域に、 軽液通流口 5 2 a よりシート状に噴出する軽液が突入すると、 軽液のシート状の流れは図 2 2に示 すように波板状に変形増幅されて、 液々界面が拡大し、 最終的には分裂して多数 の液滴となる。 さらに縦方向に連設された軽液通流口 5 2 aのうち、 下方側の軽 液通流口 5 2 aで生成した液滴は上昇し、 その一段上から最上段に至るまでの軽 液通流口 5 2 aで生成した軽液のシートあるいはそれから分裂生成した液滴に衝 突して、 合一あるいは分散あるいは分裂する。 各セル 2 2、 3 2に開口している 軽液通流口 5 2 aの数及び または面積が大きいほど液滴の合一、 分裂の頻度が 高い。 この結果、 図 2 0を用いて説明した既述の液々接触塔 1 aと同様に、 重液 と周囲の軽液との液々界面積が極めて大きくなるうえ、 生成後の液滴が合一、 分 散、 分裂を繰り返すため、 物質移動が進行し、 効果的な抽出を行うことができる だけでなく、 生成した多数の液滴は大きさ、 滴径が揃っており、 微小液滴が生成 しにくいため、 例えばフラッデイングが発生しにくくなる。 なお、 当該液々接触 塔 1 bにおいても、 例えば軽液通流口 5 2 aへ向けて高くなる傾斜を水平壁 2 1 、 3 1に設けて、 軽液を排出し易くしてもよく、 また上段側のセル 2 2、 3 2と 下段側のセル 2 2、 3 2との一部が互いに上下に積層されるようにして、 軽液通 流口 5 2 aを天井面側の水平壁 2 1、 3 1にも設けるようにしてもよい。 一方、 界面張力が大きい抽出系、 あるいは重液と軽液の粘度が高い抽出系では、 効率よ く抽出を行う上で生成する液滴径がやや大きい場合もある。 そこで既述の図 2 2 の例と同様に、 例えば本実施の形態に係わる液々接触塔 1 bからなる抽出塔の塔 底部である下方静置部に例えば脈動発生器 1 9を接続するかあるいは空気パルス を送ることにより発生させた脈動を併用して、 生成液滴をより小さく し、 抽出を より効果的に行える。
[ 0 0 7 6 ]
以上に説明したように、 図 2 0及び図 2 2に示した第 2の実施の形態では、 図 2 7を用いて背景技術にて説明した液々接触塔 1 2 0と比較してシート状に噴出 する分散相である重液 （あるいは軽液） と連続相である軽液 （あるいは重液） と をより勢いよく交差させることができるので、 液滴生成時の液々界面積をより増 大させ、 生成後の液滴の合一、 分裂の頻度を高め、 物質移動速度をより増大させ ることが可能となり、 抽出効率を向上させることができる。 さらに、 従来の液柱 状の噴出とは異なり、 シート状に重液 （あるいは軽液） を噴出させるので、 生成 液滴の大きさ、 滴径がより均一になり、 微小液滴の生成を抑制でき、 例えばフラ ッディング速度を向上させることができる。
[ 0 0 7 7 ]
以上、 第 1、 第 2の実施の形態において説明した接触塔 1、 l aでは、 円筒状 の塔内を垂直壁 1 0や水平壁 2 1、 3 1、 4 1からなる隔壁にて分離して複数の セル 2 2、 3 2、 4 2を形成したものを例示したが、 本発明に含まれる接触塔は 、 これらの例のように隣り合うセル 2 2、 3 2、 4 2同士で隔壁を共有するもの に限定されない。 例えば、 立方体形状を備えたセル 2 2、 3 2、 4 2を個別に製 作し、 隣り合うセル 2 2、 3 2、 4 2の液体通流口 5 2、 気体通流口 5 1同士を 夫々配管にて接続して段違いになるようにした接触塔も本発明に含まれる。 実施例
[0078]
(実験 1)
図 8 (a) 、 図 8 (b) に示したものとほぼ同様の構成を備えた気液接触塔 1 を製作し、 気液接触の状態を確認した。
A. 実験方法
気液接触塔 1の本体には塔径が 210 mm、 高さが 1， 200 mmの塩ビ製で 透明な円筒管を用い、 ステンレス （SUS 304) 製の隔壁 （垂直壁 10、 水平 壁 21、 31) を用いてセル 22、 32、 42を形成した。 各セル 22、 32、 42の高さは 20◦ mmとし、 5段に積み上げたセル列が横方向に 3列並ぶよう に前記円筒管内を分離した。 各セル 22、 32、 42の側面は、 図 3 (b) に示 したものとほぼ同様の構成であり、 液体通流口 52のスリツトの上下方向の高さ を 3 mmとし、 気体通流口 51のスリットではこれを 1 Ommとした。
[0079]
上述の気液接触塔 1に液体供給部 1 1より水を供給し、 気体供給部 13より空 気を供給しこれらを向流接触させた。
(実施例 1) 空気を空塔速度 0. 5mZsで供給し、 水の空塔速度を 0. 5、 1. 0、 1. 5 c mZ sと変化させた。
(実施例 2) 空気の空塔速度を 1. OmZsとし、 実施例 1と同様の条件で水 の空塔速度を変化させた。
(実施例 3 ) 空気の空塔速度を 1. 5 mZ sとし、 実施例 1と同様の条件で水 の空塔速度を変化させた。
(実施例 4 ) 空気の空塔速度を 1. 0 mZ sとし、 水の代わりに発泡性の水溶 液である低濃度 （0. 5w t%) エタノール水溶液を供給し、 空塔速度を 0. 5 、 1. 0、 1. 5 c mZ sと変化させた。
(実施例 5) 空気の空塔速度を 1. OmZsとし、 水の代わりに発泡性の水溶 液として界面活性剤 TR I TON X— 100の微量を水に混入 （5mg,L) し、 これを 0. 5、 1. 0、 1. 5 cmZsと変化させた。 [ 0 0 8 0 ]
B . 実験結果
目視による気液状態の観察結果によると、 （実施例 1 ) 〜 （実施例 3 ) のいず れの条件においても、 各セル 2 2、 3 2内にて水は液滴となって分散すると共に 、 その後、 気相から分離され滞留部 5 3に液溜まりが形成されることを確認でき た。 また （実施例 4 ) 及び （実施例 5 ) では発泡が全くないことを確認した。 低 濃度エタノール水溶液や微量界面活性剤含有水溶液に気体を分散させると、 液体 の上層部に気泡層が生成するため、 棚段塔での気液接触ではフォーミングが発生 し、 処理能力が低下する問題が生ずる。 しかし、 本例のように気体中に液滴を分 散させると、 発泡が回避でき、 気泡層が生成しないため、 フォーミングによる処 理能力低下を防ぐ効果が得られる。
[ 0 0 8 1 ]
(実験 2 )
図 9に示したものと同様に、 垂直壁 1 0及び水平壁 2 1、 3 1に液体通流口 5 2を設け、 垂直壁 1 0側の液体通流口 5 2の直ぐ下方位置に気体通流口 5 1を設 け、 列数が 2のセル 2 2、 3 2を製作し （図 2 3 ) 、 既設の蒸留塔に組み込んで 、 蒸留試験、 放散試験を行った。
A. 実験方法
蒸留塔は塔内径 1 9 8 mm、 高さ 3 , 3 0 0 mmで、 これに 2歹 IJ 7段 （合計 1 4段） のセル 2 2、 3 2を設置した。 各セル 2 2、 3 2の高さは 4 0 0 mm、 気 体通流口 5 1は 2 O mm幅、 液体通流口 5 2は水平壁に 3 mm幅スリットカ 2歹 IJ 、 垂直壁に 3 mm幅スリ ッ トが 3列とした。 また当該蒸留塔は、 塔底部にリボイ ラー 6 2を備え、 塔頂部にコンデンサー 6 1を備えている。
[ 0 0 8 2 ]
最初にェチルベンゼン一クロ口ベンゼン混合液を用い、 全還流条件下で、 蒸留 試験を行った。
つぎに、 原料であるェチルベンゼンとク口口ベンゼンの混合物を蒸留塔の塔頂 に供給して、 原料供給量ならびにリボイラー 6 2の温度を変え、 還流なしで放散 試験を行った。 いずれの実験においても、 塔頂からの蒸気をコンデンサー 6 1に 導き、 圧力を大気圧に保った。
(実施例 6 )
ェチルベンゼン一クロ口ベンゼン混合液 （ェチルベンゼン重量分率 0 . 5 0、 クロ口ベンゼン重量分率 0 . 5 0 ) を蒸留塔の塔底に仕込んだ後、 この一部をリ ボイラー 6 2に送り、 リボイラー出口液を塔底に戻しながら、 塔底液を所定温度 まで上昇させた。 塔頂から流出する蒸気はコンデンサー 6 1に導き、 冷却液化さ せた後、 留出液全量を塔頂に還流する。 コンデンサー 6 1の圧力を大気圧に保ち 、 リボイラー出口、 塔底、 塔頂の各液温度、 還流流量が一定になつてから、 塔頂 液、 塔底液をサンプリングし、 ガスクロマトグラムで分析した。 定常状態に達し たときの塔頂液、 塔底液の測定結果を表 1に示す。
(実施例 7 )
ェチルベンゼン一クロ口ベンゼン混合液 （ェチルベンゼンモル分率 0 . 3 7 9 、 クロ口ベンゼンモル分率 0 . 6 2 1 ) を放散塔の塔頂に連続的に供給し、 塔頂 から留出液全量、 塔底から缶出液を抜き出した。 定常状態に達した後、 塔頂液、 塔底液をサンプリングし、 ガスクロマトグラムで分析した。 測定結果を表 2に示 す。
(実施例 8 )
放散塔への原料 （ェチルベンゼンモル分率 0 . 4 2 6、 クロ口ベンゼンモル分 率 0 . 5 7 4 ) 供給量を実施例 7より約 1 7 %増加させ、 同じ方法で運転し、 デ ータを採取した。 測定結果を表 2に示す。
(表 1 )
測定項目 、運転結果 実施例 6
質 流量 kg/h 261
/皿 人口 °C 99.7
塔頂 °C 133.0
塔底 °C 136.5
リポイラ一出口 °C 137.4
組成 塔頂
クロ口ベンゼン mol fr. 0.655
ェチルベンゼン mol fr. 0.345
塔底
クロ口ベンゼン mol fr. 0.456
ェチルベンゼン mol fr. 0.544
理論段数 ― 6.9
総括セル効率 % 49 (表 2)
Figure imgf000031_0001
[0083]
B. 実験結果
(表 1) に示した実験結果によれば、 （実施例 6) の全還流蒸留試験において 、 仕込み時の組成と比較して塔頂部にて低沸点のクロ口ベンゼン （132 ) の 濃度が高くなり、 塔底部にて高沸点のェチルベンゼン （136. 2°C) の濃度が 高くなつているので、 蒸留塔内にて両成分の分留が行われていることがわかる。 リボイラー 62の出口温度 137. 4°C、 コンデンサー 61からの還流量 261 k gZhのとき、 測定した塔頂、 塔底の各組成 （モル分率 （mol fr.) ) から計 算した理論段数は 6. 9段であり、 総括セル効率は 49%であった。
[0084]
また （表 2) に示した実験結果によると、 （実施例 7) 、 （実施例 8) のいず れにおいても混合液のフィード組成に対して塔頂部からの留出液では低沸点のク ロロベンゼン濃度が高くなり、 塔底部からの缶出液では高沸点のェチルベンゼン 濃度が高くなつているので、 蒸留塔内では軽質分の放散が行われていることがわ かる。
[00 8 5]
(実施例 7) の放散試験では、 リボイラー 6 2の出口温度を 1 3 6. 4 に保 ち、 放散塔への原料供給量を 2 6 0 k gZhに設定すると、 留出量 2 5 3 k gZ h、 缶出量 7 k gZhとなり、 総括セル効率は 50%であった。 さらに処理量を 増した （実施例 8) の放散試験では、 リボイラー 6 2の出口温度を 1 3 6. 6°C に保ち、 放散塔への原料供給量を 3 0 5 k gZhとすると、 留出量 2 3 8 k gZ h、 缶出量 67 k gZhとなり、 総括セル効率は 64 %となった。 処理量を上げ 、 各セルでの液滞留量を増加させると、 接触効率が向上した。
[00 8 6]
(実験 3)
以下の比較例ならびに実施例においては、 いずれも濃度 2 9 w t %の酢酸水溶 液 （以下、 原料という） から、 酢酸を酢酸ェチル 8 Ovol% +シクロへキサン 2 Ovol%の混合溶剤 （以下、 溶剤という） で抽出する液々抽出操作を行った。
(比較例 1 )
抽出装置として、 図 24に示す構造をもつ堰板型液々抽出塔 1 20 (特許文献 3) を用いた。 当該液々抽出塔 1 2 0は内径が 2 0 8mmであり、 棚段 1 2 1の 液流路 1 2 3開口面積比 （液流路面積 塔断面積） を 3 2%とし、 分散相液流路 として 2 5mm X 2 Ommの矩形の開口部 1 24を 4個有する堰板型棚段 1 2 1 を、 棚段間隔 1 0 Ommで 2 5段配置した。
原料が重液、 溶剤が軽液であり、 前者を分散相として、 溶剤比 （溶剤ノ原料の 重量比） を 2/1に選び、 温度約 2 0°C、 大気圧下で液々向流接触させた。 原料供給量 2 1 8 k g/h、 溶剤 （酢酸濃度 0%) 供給量 4 3 6 k g/h のとき、 抽残量は液流量 1 3 1 k g hで酢酸濃度 2. 3 w t %であった。 液々平衡計算を行って一理論段数当りの高さ （以下、 「HET S」 という。 ） を 求めたところ、 ◦. 64 mであった。
原料および溶剤の供給量を増加し、 原料 3 3 5 k gZh、 溶剤 6 7 0 kg Zhとしたとき、 フラッデイングが発生した。
[00 8 7] (実施例 9)
抽出装置として、 図 25に示す構造を備えた本発明の実施の形態に係るセル式 抽出装置 （液々接触塔 l c) を用いて実験を行った。 内径 208mmの塔内に 3 列 12段のセル 22、 32、 42を設置し、 各セル 22、 32、 42の高さを 2 0 Omm, 重液通流口 52のスリットを幅 5mm、 2列とし、 軽液通流口 51の 幅を 20 mmとした。 原料及び溶剤の供給量以外の条件は比較例 1と同様にした 原料供給量 218 k gZh、 溶剤 （酢酸濃度 0%) 供給量 436 k g/h のとき、 抽残量は液流量 132 k g/hで酢酸濃度 1. 5wt%であった。 液々平衡計算を行って HE TSを求めたところ、 0. 54 mであった。
原料供給量 335 k gZh、 溶剤 （酢酸濃度 0%) 供給量 670 k g,h のとき、 抽残量は液流量 205 k gノ hで酢酸濃度 1. 2 w t %であった。 液々平衡計算を行って一理論段数当りの高さ （以下、 「HETS」 という。 ） を 求めたところ、 0. 49 mであった。
原料および溶剤の供給量を増加し、 原料 450 k g/h、 溶剤 900 k g Zhとしたとき、 フラッデイングが発生した。
比較例 1と本発明による処理量、 抽出効率をまとめると、 表 3の通りである。
[0088]
(表 3) 液供給量 ( /h) 抽出効率
比較例 1 ； 実翻 9
原料 溶剤 抽出率 HETS 抽出率 HETS
(%) (m) (%) (m)
218 436 95.2 0.64 96.9 0.54
335 670 * * 97.5 0.49
450 900 * *
*)フラッデイング発生
(表 3) に示した実験結果によれば、 液供給量を同じ条件 （原料 218 k g/ h、 溶剤 436 kgZh) にした場合において、 （比較例 1) の堰板型の液々抽 出塔 120と、 （実施例 9) のセル型の液々抽出塔 1 cとの抽出実験の結果を比 較すると、 （実施例 9 ) の方が （比較例 1) よりも HETSの値が約 15. 6% 小さく、 抽出効率がよい。 また （比較例 1) にてフラッデイングが発生する液供 給量 （原料 335 k gZh、 溶剤 670 k g/h) においても、 （実施例 9) で はフラッディンを生じずに抽出操作が可能であった。

Claims

請求の範囲
1 . 塔内の下部から気体である上昇流体を供給すると共に、 前記塔内の上部から 液体である下降流体を供給して、 気体及び液体を向流接触させる接触塔において 前記上昇流体及び下降流体の向流接触空間を形成するセルを、 上昇流体及び下 降流体の流路に沿って互いに隣接する上段側のセルと下段側のセルとが段違いに なるように多段に設けたことと、
前記上段側のセルと前記下段側のセルとを隔壁により分離したことと、 各段の隔壁において、 前記上段側のセルの下部には、 当該隔壁に堰き止められ て溜まった下降流体が前記下段側のセルに噴出するように下降流体噴出孔が設け られると共に下降流体が溜まる領域よりも上方側には、 当該下段側のセルからの 上昇流体が当該上段側のセルに流入する上昇流体流入口が設けられていることと 、 を特徴とする接触塔。
2 . 前記下降流体噴出孔には、 下段側のセルを流れる上昇流体が当該下降流体噴 出孔を介して上段側のセルへと流れ込むことを防止するために、 前記隔壁に堰き 止められた下降流体の量に応じて開閉する第 1のシャツタ一が設けられているこ とを特徴とする請求項 1に記載の接触塔。
3 . 前記第 1のシャッターは第 1の付勢手段により付勢されて閉じられるように 当該下降流体噴出孔の流出側に設けられ、 上段側のセルに溜まった下降流体から の圧力により前記第 1の付勢手段の付勢に抗して開かれることを特徴とする請求 項 2に記載の接触塔。
4 . 前記下降流体噴出孔はセルの側面に設けられ、 前記第 1のシャッターはこの 下降流体噴出孔を閉じる下降位置と、 当該下降流体噴出孔を開く上昇位置との間 で昇降するように構成され、 上段側のセルに溜まった下降流体の浮力により下降 位置から上昇することを特徴とする請求項 2に記載の接触塔。
5 . 前記下降流体噴出孔は更にセルの底面にも設けられ、 前記第 1のシャツタ一 は前記下降位置において当該底面の下降流体噴出孔を閉じるように構成されてい ることを特徴とする請求項 4に記載の接触塔。
6 . 前記第 1のシャッターは、 上段側のセル側へ向けて横方向に突出する浮力調 整部材を備えていることを特徴とする請求項 4に記載の接触塔。
7 . 前記上昇流体流入口には、 下段側のセルから上段側のセルへと流入する上昇 流体の圧力に応じて当該上昇流体流入口の一部を開閉する第 2のシャッターが設 けられていることを特徴とする請求項 1に記載の接触塔。
8 . 前記第 2のシャッターは第 2の付勢手段により付勢されて閉じられるように 前記上昇流体流入口の流出側に設けられ、 上昇流体からの圧力により前記第 2の 付勢手段の付勢に杭して開かれることを特徴とする請求項 7に記載の接触塔。
9 . 塔内の下部から液体である上昇流体を供給すると共に、 前記塔内の上部から 液体である下降流体を供給して、 液体同士を向流接触させる接触塔において、 前記上昇流体及び下降流体の向流接触空間を形成するセルを、 上昇流体及び下 降流体の流路に沿って互いに隣接する上段側のセルと下段側のセルとが段違いに なるように多段に設けたことと、
前記上段側のセルと前記下段側のセルとを隔壁により分離したことと、 各段の隔壁において、 前記上段側のセルの下部には、 当該上段側のセルに溜ま つた下降流体がその位置エネルギーにより前記下段側のセルに噴出するように下 降流体噴出孔が設けられると共に下降流体噴出孔よりも上方側には、 当該下段側 のセルからの上昇流体がその浮力により当該上段側のセルに流入する上昇流体流 入口が設けられていることと、 を特徴とする接触塔。
1 0 . 前記上段側のセルと前記下段側のセルとは、 互いに一部が上下に積層され た位置関係にあり、
前記下降流体の噴出孔は、 前記上段側のセルの下部側面及び底面の少なくとも 一方に設けられていることを特徴とする請求項 1または 9に記載の接触塔。
1 1 . 前記下降流体の噴出孔は、 横方向若しくは縦方向に延びるスリ ッ ト、 また は横方向若しくは縦方向に多数配列された孔部により構成されていることを特徵 とする請求項 1または 9に記載の接触塔。
1 2 . 前記上昇流体の流入口は、 横方向若しくは縦方向に延びるスリット、 また は横方向若しくは縦方向に多数配列された孔部により構成されていることを特徴 とする請求項 1または 9に記載の接触塔。
1 3 . 前記セルの底面は、 当該セルに設けられた噴出孔に向けて低くなるように 傾斜していることを特徴とする請求項 1または 9に記載の接触塔。
1 4 . 塔内の下部から液体である上昇流体を供給すると共に、 前記塔内の上部か ら液体である下降流体を供給して、 液体同士を向流接触させる接触塔において、 前記上昇流体及び下降流体の向流接触空間を形成するセルを、 上昇流体及び下 降流体の流路に沿って互いに隣接する上段側のセルと下段側のセルとが段違いに なるように多段に設けたことと、
前記上段側のセルと前記下段側のセルとを隔壁により分離したことと、 各段の隔壁において、 前記下段側のセルの上部には、 当該下段側のセルに溜ま つた上昇流体がその浮力により前記上段側のセルに噴出するように上昇流体噴出 孔が設けられると共に上昇流体噴出孔ょりも下方側には、 当該上段側のセルから の下降流体がその位置エネルギーにより当該下段側のセルに流入する下降流体流 入口が設けられていることと、 を特徵とする接触塔。
1 5 . 前記上段側のセルと前記下段側のセルとは、 互いに一部が上下に積層され た位置関係にあり、
前記上昇流体の噴出孔は、 それぞれ前記下段側のセルの上部側面及び天井面の少 なくとも一方に設けられていることを特徴とする請求項 1 4に記載の接触塔。
1 6 . 前記上昇流体の噴出孔は、 横方向若しくは縦方向に延びるスリッ ト、 また は横方向若しくは縦方向に多数配列された孔部により構成されていることを特徴 とする請求項 1 4に記載の接触塔。
1 7 . 前記下降流体の流入口は、 横方向若しくは縦方向に延びるスリッ ト、 また は横方向若しくは縦方向に多数配列された孔部により構成されていることを特徴 とする請求項 1 4に記載の接触塔。
1 8 . 多数の前記セルを縦 1列に配置したセル列が複数列配置され、 各セル列に 属するセルと、 そのセル列に隣接するセル列のセルとが段違いに配置されている ことを特徴とする請求項 1、 9または 1 4に記載の接触塔。
1 9 . 前記各セル列は、 一方向に沿って横に並んでいることを特徴とする請求項 1 8に記載の接触塔。
2 0 . 接触塔は円筒状に形成され、 前記各セル列は同心円状に横に並んでいるこ とを特徴とする請求項 1 8に記載の接触塔。
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