WO2012132113A1 - リボイラ - Google Patents

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reboiler
transfer tube
liquid
tube group
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近藤　喜之
長安　弘貢
上條　孝
修 宮本
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三菱重工業株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • F28D7/1607—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with particular pattern of flow of the heat exchange media, e.g. change of flow direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B35/00—Boiler-absorbers, i.e. boilers usable for absorption or adsorption
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/0066—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids
    • F28D7/0075—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids with particular circuits for the same heat exchange medium, e.g. with the same heat exchange medium flowing through sections having different heat exchange capacities or for heating or cooling the same heat exchange medium at different temperatures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/06—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits having a single U-bend

Definitions

  • the present invention relates to a large reboiler (heat exchanger).
  • Patent Document 1 The process of removing and recovering carbon dioxide from the combustion exhaust gas using the carbon dioxide absorption liquid includes the step of bringing the combustion exhaust gas and the carbon dioxide absorption liquid into contact with each other in the absorption tower, and heating the absorption liquid that has absorbed carbon dioxide in the regeneration tower.
  • a carbon dioxide recovery system is employed in which carbon dioxide is released and the absorbing solution is regenerated and recycled to the absorption tower for reuse.
  • This carbon dioxide recovery system absorbs carbon dioxide present in the gas in the absorption tower in the absorption tower, then separates the carbon dioxide from the absorption liquid by heating in the regeneration tower, and the separated carbon dioxide is recovered separately.
  • the regenerated absorbent is recycled in the absorption tower.
  • the reboiler is used to separate and recover carbon dioxide by heating the absorbent in a regeneration tower.
  • the reboiler is used for cooling that causes heat exchange between the liquid refrigerant and cold water, vaporizes the refrigerant, and circulates the cooled cold water in the building (Patent Document 2).
  • the present inventor attempted to save space and reduce plant costs by increasing the size of a plurality of small reboilers to one.
  • a reboiler in which liquid is supplied from the bottom and evaporated gas is discharged from the top, the gravity of the evaporated gas cannot be ignored, and the gas stays near the top in the container, forming a gaseous lid and It was found to prevent recovery.
  • the present invention provides a large reboiler capable of preventing the accumulation of evaporated gas and achieving space saving and reduction in plant cost.
  • the present invention includes a container in which liquid is supplied from the lower part and vaporized gas is discharged from the upper part, and a heat transfer tube group arranged so as to form a gap penetrating in the vertical direction in the container.
  • a large reboiler having a maximum length of a liquid channel cross-sectional shape exceeding 2 m, wherein the gap occupies an area of 5 to 10% of the area of the channel cross-sectional shape.
  • the present invention it is possible to prevent stagnation of evaporated gas even though the reboiler is enlarged, and it is possible to save space and reduce plant cost.
  • FIG. 2 is an AA cross section of a large reboiler of the type shown in FIG. 1, showing an example in which the arrangement of heat transfer tube groups is the same as that of a small reboiler.
  • FIG. 2 is an AA cross section of the large-sized reboiler of the type shown in FIG. 1 and shows an example in which the heat transfer tube group is arranged so as to form a gap between the periphery of the inner wall in the vertical direction of the reboiler container and the heat transfer tube group.
  • FIG. 1 is an AA cross section of a large reboiler of the type shown in FIG. 1, showing an example in which the arrangement of heat transfer tube groups is the same as that of a small reboiler.
  • FIG. 2 is an AA cross section of the large-sized reboiler of the type shown in FIG. 1 and shows an example in which the heat transfer tube group is arranged so as to form a gap between the periphery of the inner wall
  • FIG. 2 is an AA cross section of a large-sized reboiler of the type shown in FIG. 1 and shows an example in which a gap penetrating in the vertical direction is formed inside a heat transfer tube group.
  • FIG. 5B shows an AA cross section of a large reboiler of the type shown in FIG. 1, and FIG. 5B shows an arrangement in which a gap is formed between the periphery of the inner wall in the vertical direction of the reboiler container and the heat transfer tube group.
  • a) shows the area
  • 1 shows an AA cross section of a large reboiler of the type shown in FIG. 1, FIG.
  • FIG. 6 (b) shows an arrangement in which a gap penetrating in the vertical direction is formed inside the heat transfer tube group, and FIG. A region where the steam quality of the heat tube group is 0.1 or less is indicated by black (filled).
  • FIG. 7B shows an AA cross section of a large reboiler of the type shown in FIG. 1, FIG. 7B shows an arrangement in which the arrangement of heat transfer tube groups is the same as that of a small reboiler, and FIG. 7A shows a heat transfer tube in the arrangement. The area where the vapor quality of the group is 0.1 or less is indicated by black (filled).
  • FIG. 1 shows a reboiler 1 that recovers a gas (for example, carbon dioxide) from a liquid (for example, a carbon dioxide-containing absorbent).
  • a heat transfer tube group 3 is formed by bundling a large number of heat transfer tubes that circulate the heating fluid H in a cylindrical container 2 to which a liquid is supplied from a lower inlet 6. It is structured to be piped.
  • the heat transfer tube group 3 is divided into a forward heat transfer tube group 3 a communicating with the heating fluid inlet 4 and a return heat transfer tube group 3 b communicating with the heating fluid outlet 5.
  • the fluid H turns back across the container 2 and flows out of the heated fluid outlet 5 again through the container 2.
  • the heating fluid H is cooled by exchanging heat with the liquid introduced into the container 2, and the liquid is heated by the heating fluid H to be gas (for example, carbon dioxide gas) and treated liquid (for example, amine).
  • the solution is discharged from the upper outlet 7 of the container.
  • FIG. 2 is an AA cross section of a large reboiler of the type shown in FIG. 1, and shows an example of a large reboiler in which the arrangement of heat transfer tube groups is the same as that of a small reboiler.
  • this large reboiler when a large amount of liquid is processed, the liquid is supplied from the lower part, and when the evaporated gas is discharged from the upper part, the evaporated gas stays near the upper part in the container due to gravity, and the area of the staying steam R is formed. The staying vapor becomes a lid, and the liquid circulates under the lid (indicated by an arrow in FIG. 2), thereby reducing the recovery efficiency of the vapor.
  • FIG. 3 is an AA cross section of the large-sized reboiler of the type shown in FIG. 1, and is an example in which the heat transfer tube group is arranged so as to form a gap penetrating in the vertical direction of the reboiler container.
  • FIG. 3 an example of the aspect which arrange
  • the heat transfer tube group By increasing the flow rate of the liquid circulating through the heat transfer tube group, the area where the heat transfer tube group and the liquid come into contact increases, and the heat exchange performance is enhanced. Further, since the vapor can be prevented from staying, the liquid easily flows, and heat exchange between the liquid and the heating fluid is promoted to improve the heat transfer coefficient. It is possible to improve the average heat transfer performance of the evaporator by eliminating the uneven boiling state in the longitudinal direction perpendicular to the vertical direction. Although the heat conductivity between the heat transfer tube and the bubble is worse than the heat conductivity between the heat transfer tube and the liquid, since the generation of the bubble is suppressed, a decrease in the heat transfer rate is suppressed.
  • FIG. 4 is an AA cross section of the large reboiler of the type shown in FIG. 1, and is an example in which the heat transfer tube group is arranged so as to form a gap penetrating in the vertical direction of the reboiler container.
  • FIG. 4 shows an example of a mode in which a gap penetrating in the vertical direction is formed inside the heat transfer tube group. That is, since the columnar gap is provided inside the heat transfer tube group, steam does not stay inside the heat transfer tube group, and it is easy to escape upward. By making it easy to separate the vapor and the liquid, the heat transfer tube group and the liquid are easily brought into contact with each other, and the heat exchange performance is improved.
  • the liquid can be sufficiently supplied to the heat transfer tubes located in the upper part of the heat transfer tube group, the heat transfer performance in the upper heat transfer tubes is improved, and the boiling performance is improved.
  • the heat conductivity between the heat transfer tube and the bubble is worse than the heat conductivity between the heat transfer tube and the liquid, since the generation of the bubble is suppressed, a decrease in the heat transfer rate is suppressed.
  • a gap formed in the container through which liquid is supplied from the lower portion and evaporated gas is discharged from the upper portion is formed between the periphery of the inner wall in the vertical direction of the container and the heat transfer tube group, and inside the heat transfer tube group. You may use the aspect penetrated to an up-down direction.
  • the large boiler described in the present specification has a liquid channel cross-sectional area, that is, the maximum length of the cross-sectional area in the longitudinal direction that is usually perpendicular to the vertical direction is more than 2 m, preferably 3 m or more, more preferably It is 4 m or more.
  • the upper limit of the length of the maximum cross-sectional area in the longitudinal direction is not particularly limited, taking into account the amount of liquid processed in the reboiler and the content and efficiency of subsequent processing of the recovered gas and degassed liquid. Determined.
  • there is a method such as a vertical type there is a method such as a vertical type, and therefore the upper limit is not particularly limited.
  • the maximum length of the channel cross-sectional shape in the longitudinal direction is, for example, a diameter when the channel cross-sectional shape is a circle, a long diameter when the channel cross-sectional shape is elliptical, and a longest diagonal line when it is a polygon such as a triangle, quadrangle, octagon, etc. It is.
  • the gap penetrating vertically is Occupying an area of 5 to 10%
  • the heat transfer tube group preferably occupies a space of 90 to 95%, ignoring the longitudinal space between the return side tube group and the forward side tube group.
  • the liquid to be treated in the reboiler is not particularly limited as long as gas is generated by heating, and examples thereof include an amine solution that has absorbed carbon dioxide and a liquid refrigerant.
  • the amine solution that has absorbed carbon dioxide can be heat-treated with a reboiler to generate carbon dioxide and regenerate the amine solution.
  • the liquid refrigerant is treated with a reboiler, heat exchange is performed between the liquid refrigerant in the reboiler container and the water flowing through the heat transfer tube to evaporate the liquid refrigerant and cool the water in the structure. It is circulated through the pipes laid in the wall and cooled by exchanging heat with the air in each space.
  • the circulation ratio of the liquid processed by the reboiler is not 3 or more, the generation of gas becomes unstable, and preferably 10 or more.
  • the circulation ratio is represented by (G f + G g ) / G f (where G f is the flow rate (mass) of the circulating liquid and G g is the flow rate (mass) of the generated gas).
  • the processing amount of the liquid in the reboiler is determined in consideration of the processing characteristics and processing capability in the subsequent steps.
  • FIGS. 5 to 7 use a large-sized boiler of the type shown in FIG. 1 having a rectangular flow channel cross-sectional area of 2 m ⁇ 3 m and a maximum diagonal of 3.6 m, and a liquid flow rate of 50 kg / m.
  • the analysis data when changing the arrangement of the heat transfer tube group when the liquid at 118 ° C. is heated to 123 ° C. by heat exchange in 2 s (heat transfer tube group outlet) is shown.
  • 5 to 7 correspond to the AA cross section of FIG. 1, and each of (a) to (c) shows a region where the vapor quality, which is the mass ratio of the vapor in the mixture of the liquid and the vapor, is 0.1 or less. Filled with black, each (b) shows the arrangement of the heat transfer tube group by describing half of the AA cross section of FIG.
  • Example 1 shown in FIG. 5 is an example in which the heat transfer tube group is arranged so as to form a gap between the periphery of the inner wall in the vertical direction of the reboiler container and the heat transfer tube group, as shown in FIG.
  • the vapor quality is 0.1 or less except for a small part, and high heat transfer efficiency is exhibited.
  • the region in which the steam quality x is high (x exceeds 0.1 at atmospheric pressure) is reduced, and the possibility that the heat transfer tube is dried out is reduced.
  • Example 2 shown in FIG. 6 shows an example in which a gap penetrating in the vertical direction is formed inside the heat transfer tube group, and as shown in FIG. The ratio of increases, but it shows acceptable heat transfer efficiency.
  • the comparative example 1 shown in FIG. 7 shows an example in which the arrangement of the heat transfer tube group is the same as the arrangement of the small reboiler, and as shown in FIG. A large proportion shows low heat transfer efficiency.

Abstract

　省スペース化及びプラントコストの低減を達成できる大型リボイラを提供する。具体的には、液体が下部から供給されると共に蒸発したガスが上部から排出される容器と、上記容器内に上下方向に貫通する空隙を形成するように配置された伝熱管群とを備える、上記液体の流路断面形状の最大長さが２ｍを超える大型リボイラであって、上記空隙が、上記流路断面形状の面積のうち５～１０％の面積を占める大型リボイラを提供する。

Description

リボイラ
　本発明は、大型リボイラ（熱交換器）に関する。
　近年、地球の温暖化現象の原因の一つとして二酸化炭素による温室効果が指摘され、地球環境を守る上で二酸化炭素の排出抑制への要求が一層強まる傾向にある。大量の化石燃料を使用する火力発電所などの動力発生設備を対象に、ボイラの燃焼排ガスをアミン系二酸化炭素吸収液と接触させ、燃焼排ガス中の二酸化炭素を除去、回収する方法が提案されている（特許文献１）。
　二酸化炭素吸収液を用い、燃焼排ガスから二酸化炭素を除去・回収する工程としては、吸収塔において燃焼排ガスと二酸化炭素吸収液とを接触させる工程、二酸化炭素を吸収した吸収液を再生塔において加熱し、二酸化炭素を遊離させると共に吸収液を再生して再び吸収塔に循環して再使用する二酸化炭素の回収システムが採用されている。この二酸化炭素の回収システムは、吸収塔においてガス中に存在する二酸化炭素を吸収液に吸収させ、その後再生塔で加熱することで吸収液から二酸化炭素を分離し、分離した二酸化炭素は別途回収すると共に、再生された吸収液は再度吸収塔で循環利用するものである。リボイラは、再生塔にて吸収液を加熱して二酸化炭素を分離、回収するために用いられる。
　また、リボイラは、液状冷媒と冷水との間で熱交換を行わせ、冷媒を気化させ、冷却された冷水を建物内に循環させる冷房に利用されている（特許文献２）。
特開２０１１－０２００９０号公報 特開２００２－３４９９９９号公報
　本発明者は、小型リボイラ複数機分を１機に大型化することで省スペース化及びプラントコストの低減を図った。しかし、液体が下部から供給され、蒸発したガスが上部から排出されるリボイラでは、蒸発したガスの重力が無視できず、ガスが容器内上部近くに滞留し、ガス状の蓋となってガスの回収を妨げることを見出した。本発明は、蒸発したガスの滞留を防止し、省スペース化及びプラントコストの低減を達成できる大型リボイラを提供する。
　本発明は、液体が下部から供給されると共に蒸発したガスが上部から排出される容器と、上記容器内に上下方向に貫通する空隙を形成するように配置された伝熱管群とを備える、上記液体の流路断面形状の最大長さが２ｍを超える大型リボイラであって、上記空隙が、上記流路断面形状の面積のうち５～１０％の面積を占める大型リボイラを提供する。
　本発明によれば、リボイラを大型化したにもかかわらず蒸発したガスの滞留を防止でき、省スペース化及びプラントコストの低減を達成できる。
液体（例えば二酸化炭素含有吸収液）から気体（例えば二酸化炭素）を回収するリボイラを示す。 図１のタイプの大型リボイラのＡ－Ａ断面であり、伝熱管群の配置を小型リボイラの配置と同様とした例を示す。 図１のタイプの大型リボイラのＡ－Ａ断面であり、リボイラの容器の上下方向の内壁の周囲と伝熱管群との間に空隙を形成するように伝熱管群を配置した一例を示す。 図１のタイプの大型リボイラのＡ－Ａ断面であり、伝熱管群の内部に上下方向に貫通する空隙を形成する一例を示す。 図１のタイプの大型リボイラのＡ－Ａ断面を示し、図５（ｂ）はリボイラの容器の上下方向の内壁の周囲と伝熱管群との間に空隙を形成した配置を示し、図５（ａ）は当該配置における伝熱管群の蒸気クオリティが０．１以下の領域を黒（塗りつぶし）で示す。 図１のタイプの大型リボイラのＡ－Ａ断面を示し、図６（ｂ）は伝熱管群の内部に上下方向に貫通する空隙を形成した配置を示し、図６（ａ）は当該配置における伝熱管群の蒸気クオリティが０．１以下の領域を黒（塗りつぶし）で示す。 図１のタイプの大型リボイラのＡ－Ａ断面を示し、図７（ｂ）は伝熱管群の配置を小型リボイラの配置と同様とした配置を示し、図７（ａ）は当該配置における伝熱管群の蒸気クオリティが０．１以下の領域を黒（塗りつぶし）で示す。
発明の実施の形態
　液体（例えば二酸化炭素含有吸収液）から気体（例えば二酸化炭素）を回収するリボイラ１を図１に示す。リボイラ１は、液体が下部入口６から供給される円筒形の容器２の中に、加熱流体Ｈを流通する多数の伝熱管が束になって伝熱管群３を形成し、容器２の長手方向に配管された構造となっている。伝熱管群３は、加熱流体入口４に連通する往路側の伝熱管群３ａと、加熱流体出口５に連通する復路側の伝熱管群３ｂとに分かれており、加熱流体入口４から流入した加熱流体Ｈは容器２内を横切って折り返し、再び容器２内を通って加熱流体出口５から流出する。この過程で、加熱流体Ｈは容器２に導入された液体との間で熱交換を行って冷却され、液体は加熱流体Ｈに加熱されて気体（例えば二酸化炭素ガス）と処理済み液体（例えばアミン溶液）の混合物として容器の上部出口７から排出される。
　図２は、図１のタイプの大型リボイラのＡ－Ａ断面であり、伝熱管群の配置を小型リボイラの配置と同様とした大型リボイラの例を示す。この大型リボイラでは処理する液体が大量となり、液体が下部から供給され、蒸発したガスが上部から排出される際、蒸発したガスが重力により、ガスが容器内上部近くに滞留し、滞留蒸気の領域Ｒを形成する。滞留する蒸気が蓋となり、液体がその下で循環することとなり（図２中に矢印で示す）、蒸気の回収効率を下げる。
　図３は、図１のタイプの大型リボイラのＡ－Ａ断面であり、リボイラの容器の上下方向に貫通する空隙を形成するように伝熱管群を配置した例である。図３では、リボイラの容器の上下方向の内壁の周囲と伝熱管群との間に空隙を形成するように伝熱管群を配置する態様の一例を示す。すなわち、伝熱管群とシェルの間に環状の空隙であるダウンカマを設け、蒸気と液体を分離させるとともに、液体の流量を高める態様である。伝熱管群を循環する液体の流量が増加することで、伝熱管群と液体が接触する面積が増加して、熱交換性能が高まる。また、蒸気の滞留を回避できるため液体が流れ易くなり、液体と加熱流体との熱交換が促進されて熱伝達率の向上を図ることができる。上下方向に垂直な長手方向の沸騰状況の偏りをなくして、蒸発器の平均伝熱性能を向上させることができる。伝熱管と気泡の間の熱伝導率は、伝熱管と液体との間の熱伝導率よりも悪いが、気泡の発生が抑制されるため熱伝達率の低下が抑えられる。
　図４は、図１のタイプの大型リボイラのＡ－Ａ断面であり、リボイラの容器の上下方向に貫通する空隙を形成するように伝熱管群を配置した例である。図４は、伝熱管群の内部に上下方向に貫通する空隙を形成する態様の一例を示す。すなわち、伝熱管群の内部に柱状の空隙を設けるため、伝熱管群内部に蒸気が滞留せずに上部に抜けやすくなる。蒸気と液体を分離しやくすることで伝熱管群と液体が接触しやすくなり、熱交換性能が高くなる。伝熱管群のうち上部に位置する伝熱管にまで液体を十分に供給することができ、上部の伝熱管での伝熱性能が向上し、沸騰性能が向上する。伝熱管と気泡の間の熱伝導率は、伝熱管と液体との間の熱伝導率よりも悪いが、気泡の発生が抑制されるため熱伝達率の低下が抑えられる。
　図示していないが、図３と図４の態様を組合せた態様も可能である。液体が下部から供給されると共に蒸発したガスが上部から排出される容器内に形成される空隙が、容器の上下方向の内壁の周囲と上記伝熱管群との間、及び伝熱管群の内部を上下方向に貫通する態様を用いてもよい。
　本明細書に記載の大型ボイラは、液体の流路断面積、すなわち通常上下方向に垂直な長手方向の断面積の最大の長さが２ｍを超えるものであり、好ましくは３ｍ以上、より好ましくは４ｍ以上である。長手方向の最大の断面積の長さの上限は、特に限定されず、リボイラで処理される液体の量や、回収されるガスやガス除去済みの液体のその後の処理の内容や効率を考慮して決定される。また、長さ、胴径が大きい場合は、縦型にするなどの方法もあるため、上限は特に限定されない。
　長手方向の流路断面形状の最大の長さは、例えば、流路断面形状が円の場合は直径、楕円形の場合は長径、三角形、四角形、八角形等の多角形の場合は最も長い対角線である。
　下部から供給されて蒸発したガスが上部から排出される容器の流路断面形状の面積、すなわち通常上下方向に垂直な長手方向の流路断面形状の面積において、上下方向に貫通する空隙は好ましくは５～１０％の面積を占め、伝熱管群は、復路側の管群と往路側の管群の間の長手方向の空間を無視すると好ましくは９０～９５％の空間を占める。これにより、図３と図４に関して上述したように、伝熱管群の上部に蒸気が滞留せずに上部に抜けやすくなり、蒸気と液体を分離しやくすることで伝熱管群と液体が接触しやすくなり、熱交換性能が高くできる。空隙が、流路断面積の５％未満だと蒸気の滞留が発生し、１０％を超えると伝熱効率の低下を招く。
　リボイラで処理される液体は、加熱により気体を発生するのであれば特に限定されるものでなく、例えば、二酸化炭素を吸収したアミン溶液や、液状冷媒が挙げられる。二酸化ス炭素を吸収したアミン溶液をリボイラで加熱処理し、二酸化炭素を発生させてアミン溶液を再生することができる。また、液状冷媒をリボイラで処理し、リボイラの容器中の液状冷媒と伝熱管に流した水との間で熱交換を行わせて、液状冷媒を蒸発させるとともに、冷却された水を構造物内に敷設した配管を通じて循環させ、各スペースの空気と熱交換させて冷却を行う。
　リボイラで処理される液体の循環比は、３以上でないと気体の発生が不安定となり、好ましくは１０以上である。循環比は、（Ｇｆ＋Ｇｇ）／Ｇｆ（式中、Ｇｆは循環する液体の流量（質量）であり、Ｇｇは発生する気体の流量（質量）である。）で表される。
　リボイラでの液体の処理量は、後続する工程での処理の性質や処理能力を考慮して決定される。
実施例１～２、比較例１
　図５～７は、液体の流路断面積が２ｍ×３ｍの長方形で、その最大長さである対角線が３．６ｍである、図１のタイプの大型ボイラを用い、液体の流量５０ｋｇ／ｍ２ｓ（伝熱管群出口）で１１８℃の液体を熱交換により１２３℃に加熱する場合の伝熱管群の配置を変化させたときの解析データを示す。図５～７は、図１のＡ－Ａ断面に相当し、各（ａ）～（ｃ）は、液体とその蒸気の混合物における蒸気の質量割合である蒸気クオリティが０．１以下の領域を塗りつぶして黒色で示し、各（ｂ）は、図１のＡ－Ａ断面の半分を記載して伝熱管群の配置を示す。
　図５に示す実施例１は、リボイラの容器の上下方向の内壁の周囲と伝熱管群との間に空隙を形成するように伝熱管群を配置した例であり、図５（ａ）に示すように、ごく一部を除いて蒸気クオリティが０．１以下であり、高い伝熱効率を示す。蒸気クオリティｘが高い領域（大気圧でｘが０．１を超える）が低減されて伝熱管がドライアウトする可能性が低くなる。
　図６に示す実施例２は、伝熱管群の内部に上下方向に貫通する空隙を形成した例を示し、図６（ａ）に示すように、容器上部では蒸気クオリティが０．１を超える領域の割合が増加しているが、許容できる伝熱効率を示す。
　図７に示す比較例１は、伝熱管群の配置を小型リボイラの配置と同様とした例を示し、図７（ａ）に示すように、容器上部では蒸気クオリティが０．１を超える領域の割合が大きく、低い伝熱効率を示す。
１　大型リボイラ
２　容器
３　伝熱管群
３ａ　往路側の伝熱管群
３ｂ　復路側の伝熱管群
４　加熱流体入口
５　加熱流体出口
６　下部入口
７　上部出口
Ｈ　加熱流体
Ｒ　滞留蒸気の領域

Claims (3)

  1. 　液体が下部から供給されると共に蒸発したガスが上部から排出される容器と、上記容器内に上下方向に貫通する空隙を形成するように配置された伝熱管群とを備える、上記液体の流路断面形状の最大長さが２ｍを超える大型リボイラであって、上記空隙が、上記流路断面形状の面積のうち５～１０％の面積を占める大型リボイラ。
  2. 　上記空隙が、上記容器の上下方向の内壁の周囲と上記伝熱管群との間に存在する請求項１に記載の大型リボイラ。
  3. 　上記空隙が、上記伝熱管群の内部を上下方向に貫通する請求項１又は請求項２に記載の大型リボイラ。
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