JPH0251650B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液体及び固体粒子の少くともいずれ
か一方、及び気体汚染物を含有するガスの浄化装
置に関するものである。

ガスを処理して気体汚染物を除去するのにしば
しば塔が使用され、ここで気体汚染物を含有する
ガス流を向流洗浄液と接触させる。洗浄液の組成
は、ガス流中の気体汚染物が洗浄液中に溶解され
るように選択される。たとえば、この種の処理
は、ガスをさらに移送する前に生成天然ガスに対
して施こされる。天然ガスはしばしば湿潤状態、
即ち主として水蒸気を含有する軽質炭化水素流で
生成される。水蒸気は通常ガスが配管系に入る前
に除去されて、配管系壁部の腐蝕を防止する。

水蒸気を除去するには、ガスを塔中に供給し、
ここでガスをたとえばトリエチレングリコールの
ような向流吸収剤と接触させる。この接触によ
り、水蒸気は吸収剤によつて除去される。天然ガ
スは、水蒸気の他に、多くの場合より重質の炭化
水素の液滴をも含有する。このような液滴の存在
は極めて望ましくないものである。何故なら、こ
れらの液滴は容易に吸収剤の発泡をひき起こし、
それにより塔における生産性を制約すると共に、
塔から流出するガス流によるグリコールの同伴を
ひき起こすからである。したがつて、ガスを吸収
剤と接触させる前に、これらの液滴を天然ガスか
ら除去する手段を講ずる必要がある。

ガスを処理する他の例は、石油留分を水添熱分
解する工程から生ずる反応器流出物流を処理する
ことである。この種の反応器流出物流は、水添熱
分解油と水と主として水素から成るガスとからな
つている。ガスから石油と水とを分離除去した
後、ガスを新鮮水で洗浄してたとえば弗化物、ア
ンモニアおよび亜硫酸塩のようなイオン性汚染物
の微量を除去する。この洗浄工程においては、ガ
スが油滴を含有しないことが重要である。何故な
ら、これらの油滴は著しく新鮮水を汚染し、した
がつて水を洗浄剤として再使用する前にさらに水
の処理を必要とするからである。

上記の例は液体汚染物を含有するガスに関する
ものであるが、ガスは固体汚染物に含有すること
もでき、これを洗浄工程前に除去すべきである。

上記から明瞭なように、ガスを洗浄する前に、
洗浄液を汚染するような液体及び固体粒子の少く
ともいずれか一方をガスから除去することが重要
である。

これを行なう周知の方法は、別途の容器すなわ
ち洗浄塔においてガスを洗浄液と接触させる前に
液体及び固体粒子の少くともいずれか一方をガス
から分離用容器で除去することである。しかしな
がら、２種の容器を使用することは、特に高圧に
おいて特殊製作された容器を使用する必要がある
場合、高価につく。

したがつて、分離操作と洗浄操作とは単一の容
器で併行して行なうのが一般的である。液体及び
固体粒子の少くともいずれか一方を含有するガス
をこの種の容器の低部に強制流入させ、ここで液
体及び固体粒子の少くともいずれか一方をガス流
から除去する。次いで、ガスは容器の上部に上昇
し、この上部においてガスは向流する洗浄剤によ
り洗浄される。次いで、洗浄剤を回収し、いわゆ
る抜取トレーの装置により低部への流入を防止す
る。ガスを容器の下部から上部中へ流入させうる
ためには、この種の抜取トレーにガス通路を設け
る。洗浄剤が前記ガス通路を介して容器の下部に
流入するのを避けるための手段を講ずる必要があ
る。

容器の低部におけるガスからの汚染物の分離
は、一般に重力の作用により、すなわち特殊の分
離装置を用いることなく行なわれる。しかしなが
ら、この過程は、容器の洗浄空間中に流入するガ
スにより汚染物が容易に同伴されるためたいして
効率的でない。しばしば、分離は、液体および固
体粒子を含有するガスをフイルタ材料の層に通す
ことにより行なわれる。しかしながら、この種の
層は特に汚染物が粘着性または汚染性である場
合、容易に閉塞されることがある。したがつて、
分離操作をしばしば停止してフイルタ材料の層を
清浄または交換せねばならない。さらに、この種
のフイルタ材料の層は多くのスペースを必要と
し、このことは特に高圧で操作する場合塔をより
大型かつ高価にする。

本発明の目的は、液体及び固体粒子の少くとも
いずれか一方及び気体汚染物を含有するガスを分
離かつ洗浄するための装置を提供することであ
る。

本発明によれば前記目的は、トレー構造体を備
えており、前記トレー構造体によつて前記トレー
構造体の下方の第１の分離空間と前記トレー構造
体の上方の洗浄空間とに分離された垂直な塔と、
前記第１の分離空間に開口するガスの入口と、前
記洗浄空間の上部に開口する液体の入口と、前記
洗浄空間の上端部に配置されたガスの出口と、前
記洗浄空間の下端部に配置された液体の第１の出
口と、前記第１の分離空間の下部に配置された液
体の第２の出口とを有しており、前記トレー構造
体は、第２の分離空間を規定する下部水平隔壁及
び上部水平隔壁と、前記第２の分離空間の下部に
配置された排出手段と、前記第１の分離空間と前
記洗浄空間とに開口しており、下端部に配置され
た渦流付与手段を備えた開口管の複数と、前記渦
流付与手段の上方の前記開口管の内部と前記第２
の分離空間とを連結する液体案内手段とを有して
おり、液体及び固体粒子の少くともいずれか一方
及び気体汚染物を含有するガスの浄化装置によつ
て達成される。

本発明のガスの浄化装置においては、供給され
る洗浄液の流量と浄化すべきガスの流量とを別個
に制御し得、入口から供給されたガスから分離さ
れ、第２の分離空間へ液体案内手段を介して案内
された液体又は固体粒子は、排出手段を介して第
２の出口から排出されるので、第２の分離空間へ
案内された液体又は固体粒子が液体の第１の出口
から排出される洗浄液に混入することがなく、洗
浄液を再使用し得る。

以下、本発明を添付図面を参照して実施例につ
きより詳細に説明する。

第１図には、本発明をよりよく理解するための
参考例が示されている。同図において液体及び固
体粒子の少くともいずれか一方を含有するガスの
処理塔を参照符号１によつて示す。管状側壁部２
と底壁部３と頂壁部４とからなる垂直延在する塔
１には、底壁部３における開口部を貫通する開放
端部管状部材６の下端部に形成された入口開口部
５を設ける。水平トレー７よりなるトレー構造体
は、塔の内部を分離空間８と洗浄空間９とに分割
する。分離空間８は、管状側壁部２の１部と、底
壁部３より下方に配置された管状部材６の部分と
により横方向に画成される。開放端部管状部材６
の下部には羽根アセンブリ１０を設置し、この羽
根アセンブリは多数の羽根１１からなつている。
羽根アセンブリ１０と底壁部３との上方に配置さ
れた開放端部管状部材６の部分には、この管状部
材６の外周に配置した多数の縦排出開口部１２を
設ける。

第１図に示したように、管状部材６の上端部を
トレー７より下方に若干離間して配置することに
より、流体通路１３を形成させる。分離空間８か
ら洗浄空間９中へのガス通過用の開放端部管１４
をトレー７の開口部に貫通させる。管体１４は、
その下端部１５を管状部材６内に位置せしめ、管
状部材６および羽根アセンブリ１０とほぼ同軸的
に配置される。出口１６を底壁部３の開口部に配
置して、底壁部３上に集まつた物質を除去する。

トレー７より上方に配置された洗浄空間９に
は、孔部１８を有する多数の平行な洗浄トレー１
７を設け、各トレー１７は流体通路１９を存在さ
せて１つのトレーから次段の下方トレーへの流体
通過を可能にするよう形成される。流体通路１９
の個所において、各洗浄トレー１７にはトレー１
７より１部上方にかつ１部下方に延在する垂直板
２０を設ける。これら垂直板２０は、たとえば溶
接によるような任意適当な方法でトレー１７に固
定することができる。塔１は、さらに洗浄液を洗
浄空間９の上部に供給するための液体入口２１を
備える。後にこの洗浄空間９から洗浄液を除去す
るため、液体出口２２をトレー７の近傍に配置す
る。管体１４を介して洗浄空間９中に流入するガ
スは、後に、頂壁部４の開口部に配置されたガス
出口２３を介して前記洗浄空間９から排出され
る。

操作に際し、たとえば液体粒子として汚染物を
含有するガス流を、入口開口部５を介して分離空
間８中に供給する。分離空間８における羽根アセ
ンブリ１０を通過する際、羽根１１はガス流に回
転運動を付与する。この回転運動により、ガス流
中の液滴は外方に飛散して管状部材６の上部の内
表面に衝突しかつ融合する。管状部材６のこの内
表面上で形成された液層は、その１部が縦開口部
１２を流過すると共に、１部がトレー７と管状部
材６との間の流体通路１３を流過する。底壁部１
３上に集められた分離液は、出口１６を介して分
離空間８から排出される。羽根アセンブリ１０の
作用により液滴が除去されたガス流は、次いで管
体１４を介して洗浄空間９中に流入する。この洗
浄空間９においては、液体入口２１を介して供給
させた洗浄液が洗浄トレー１７を越えて流れる。
管体１４からのガスはトレー１７中の孔部１８を
通つて上方向に流れ、それによりこのトレー１７
上において洗浄液と接触する。この接触により、
ガス流からの成分は洗浄液中に溶解するであろ
う。使用すべき洗浄液の種類は、ガスから除去さ
れるべき成分の詳細に依存する。たとえば、天然
ガスから水蒸気を除去するには、トリエチレング
リコールを適する洗浄液として使用することがで
きる。トレー１７上におけるガスと洗浄液との間
の接触時間は、特にトレー１７より上方の板体２
０の高さに依存する。液体レベルが板体２０の上
端部に達すると、洗浄液はこの板体の上縁部を越
えて次段の下方トレー１７の方向に流下する。ト
レー７に達すると、ガスから同伴された成分を含
む洗浄液は液体出口２２を介して洗浄空間９から
排出される。洗浄液により処理されたガスは洗浄
空間９から除去されて、ガス出口２３を介し排出
される。洗浄液が管体１４を通つて洗浄空間９か
ら流出することにより分離空間８中に流入するの
を防止するため、管体１４の上端部をトレー７よ
り上方に突出させると共に、液体出口２２を管体
１４の前記上端部より下方のレベルに位置せしめ
る。洗浄液により同伴された成分を除去した後、
この洗浄液は液体入口２１を介して塔中に循環さ
せることができる。

次いで、第２図および第３図を参照して本発明
の実施例を説明する。参照符号３０により示され
る塔は管状側壁部３１を有し、これは横方向に第
１の分離空間３２と洗浄空間３３とを包囲する。
分離空間３２は、塔３０の底壁部３４により下方
向に画成される。塔３０の頂壁部３５は、洗浄空
間３３を上方向に画成する。下記する部材で構成
されるトレー構造体３６は分離空間３２と洗浄空
間３３との間に境界を形成する。開口部３７をト
レー構造体３６に設けて、分離空間３２から洗浄
空間３３中へのガス通路とする。管状側壁部３１
の開口部に配置したガスの入口３８を介してガス
を分離空間３２中に供給することができる。分離
空間３２の底部に集まつた物質を除去するには、
液体の第２の出口３９を底壁部３４に配置する。
ガスの流れ方向から見て入口３８の背後に多数の
衝突手段としての湾曲した板４０を位置せしめ、
これらを各板が入口３８からのガス流の一部を妨
げてすなわちガス流の一部と衝突してこれを下方
に偏向させるよう配置する。板４０は、壁部４２
と２つの側壁部とを備える箱状構造体４１の内部
に配置され、一方の側壁部を第２図に示しかつ参
照符号４３で示す。板４０は、それらの側部が前
記側壁部により拘束される。箱状構造体４１より
上方に若干離間させて下部水平隔壁としてのトレ
ー４４を配置し、これを塔３０の管状側壁部３１
によつて支持する。多数の開口管としての管状部
材４５をトレー４４の開口部４６に配置する。こ
れらの各管状部材４５の内部には第１図の１０で
示される如き渦流付与手段としての羽根アセンブ
リを設け、これを第２図に図示しかつ参照符号４
７で示す。上記したトレー構造体３６は、羽根ア
センブリ４７のそれぞれに対し同軸的にトレー構
造体３６の開口部３７が配置されるよう、管状部
材４５を備えるトレー４４の上に配置される。既
述したように、開口部３７は分離空間３２と洗浄
空間３３との間の流体連通を形成する。トレー構
造体３６は上部水平隔壁としてのトレー４８（ト
レー４４より若干上方に離間させかつこれにほぼ
平行にする）と、トレー４４と、管状部材４５
と、排出手段としての排出管５３と、羽根アセン
ブリ４７と、液体案内手段とからなり、液体案内
手段は多数のカツプとしての管状部材４９（その
各々はトレー４４上の管状部材４５を覆つて配置
される）と、カバー板５０（ここに開口部３７を
配置する）と、管体５１とからなつている。下方
に延在する管体５１を、これら管体５１の下端部
が管状部材４５内に位置するように、開口部３７
に配置する。トレー４４とトレー４８との間の第
２の分離空間としてのスペース５２を、排出管５
３を介して塔３０の底部と流体連通させる。

トレー構造体３６により上方に画成された洗浄
空間３３には、ガス通過用の孔部５５を有する多
数の平行な洗浄トレー５４を設ける。最下段の洗
浄トレーを除き、各洗浄トレー５４には管状側壁
部５７と底壁部５８とを有する立下り管５６を設
ける。底壁部５８に液体排出開口部５９を配置す
る。管状側壁部３１の内表面と最下段洗浄トレー
５４の外周の一部に固定された垂直板６０との間
に、流体通路６１を存在させる。液体の入口６２
と液体の第１の出口６３とを側壁部３１に配置し
て、洗浄液をそれぞれ供給および排出する。最後
に、処理ガスを排出するためのガスの出口６４を
塔３０の頂壁部３５に配置する。

操作に際し、液体及び固体粒子の少くともいず
れか一方方として汚染物を含有するガスは入口３
８を介して、分離空間３２内に配置された板４０
を備える箱状構造体４１に導入される。板４０は
入口３８に対して凹となる湾曲した側面を有する
ので、慣性力および遠心力の結果、液体及び固体
粒子の少くともいずれか一方が湾曲した側面に衝
突し、同時にこれら粒子とガスとの間で分離が起
こる。液体及び固体粒子の少くともいずれか一方
は底壁部３４の方向へ下方に落下し、次いで第２
の出口３９を介して分離空間３２から排出され
る。板４０を備える箱状構造体４１から流出する
ガス流は、トレー４４の開口部４６へと上方向に
流れる。板４０は、ほぼ等量のガスが開口部４６
を介して各管状部材４５の内部に流入するように
配置される。羽根アセンブリ４７と接触する際、
箱状構造体４１から出たガス流中に残存する液体
及び固体粒子の少くともいずれか一方は外方に飛
散し、次いで管状部材４５からその上端部を越え
て排出される。分離された液体及び固体粒子の少
くともいずれか一方はスペース５２に集り、次い
で排出管５３を介して塔の底部へ排出され、出口
３９を介して分離空間３２から除去される。処理
すべきガスが主体として固体粒子を含有し、殆ん
ど液体粒子を含有しない場合は、水平トレー４４
の代りに傾斜もしくは屈曲トレーを使用しかつ排
出管５３をこの屈曲もしくは傾斜トレーの最下部
にまたはその近傍に装着するのが有利である。

液体および固体汚染物が除去されたガスは分離
空間３２から流出して、管体５１を介し洗浄空間
３３に流入する。洗浄空間において、洗浄液は液
体入口６２を介して供給された後、下方向に流れ
る。この洗浄液は、１つの洗浄トレー５４から立
下り管５６を介して次段の下方洗浄トレー５４へ
と流下する。管体５１からのガスはトレー５４の
孔部５５を通つて上方向に流れ、それによりトレ
ー５４上にて洗浄液と接触する。この接触によ
り、ガス流の成分は洗浄液中に溶解されまたはそ
こに同伴される。特定成分が除去されたガスは、
ガスの出口６４を介して洗浄空間３３から除去さ
れる。最下段トレー５４に達した洗浄液は、垂直
板６０の上端部を越えて、洗浄空間３３を分離空
間３２から分離するトレー構造体３６の部分を構
成するトレー表面４８へと流れる。溶解または同
伴した液体もしくは固体汚染物を含有する洗浄液
は、出口６３を介して洗浄空間３３から排出され
る。垂直板６０はその下端部をトレー構造体３６
における開口部３７のベルより下方に位置させ、
それにより洗浄液がこれら開口部中に流入するの
を防止する。洗浄空間３３内のガス圧力は、洗浄
液がトレー５４の孔部５５を通過しないが、立下
り管５７および塔壁部３２と板体６０との間の通
路６１を介してトレー表面４８へ押し流されるよ
うに選択される。

次に、第４図を参照して、第２図に示した細部
の変形例につき説明する。

この変形例におけるトレー構造体８３は上部水
平隔壁としてのトレー７０と、下部水平隔壁とし
てのトレー７４と、排出手段としての排出管８２
と、管状部材７７と、渦流付与手段としての羽根
アセンブリ７８と、液体搬送手段とからなる。ト
レー構造体８３は塔壁部７１を有する塔の内部を
第１の分離空間７２と洗浄空間７３とに分割す
る。トレー７４は、トレー７０より下方に若干離
間して配置される。トレー７０および７４には、
それぞれ複数の開口部７５および７６を設ける。
分離空間７２には複数の開口管としての管状部材
７７を設け、これら部材の各々はトレー７０の開
口部７５を貫通してトレー７４の開口部７６に取
り付けられる。各管状部材７７には、第４図に図
示したように羽根アセンブリ７８を配置する。各
管状部材７７の側壁部には多数の液体案内手段と
しての縦開口部７９を配置して、前記部材７７か
ら第２の分離空間としてのスペース８０中へと物
質を排出させる。スペース８０はトレー７０およ
び７４と塔壁部７１とにより包囲される。各縦開
口部７９の上端部は少なくともトレー７０より下
方に配置することが観察される。さらに、上方ト
レー７０には、洗浄空間７３から液体を除去する
ための液体の第１の出口としての屈曲管８１を設
ける。この屈曲管８１は、塔壁部７１における開
口部を貫通する。下方トレー７４には、スペース
８０に集まつた物質を塔の底部へ排出するための
下方に延在する多数の排出管８２を設ける。

操作に際し、液体及び固体粒子の少くともいず
れか一方を含有するガスは、トレー７４より下方
のレベルにて分離空間７２中に流入し、管状部材
７７中に強御流入させられる。次いで羽根アセン
ブリ７８は、ガスからの液体及び固体粒子の少く
ともいずれか一方の分離をもたらす。分離された
液体及び固体粒子の少くともいずれか一方は縦開
口部７９を介して排出され、次いで排出管８２を
介してスペース８０から除去される。液体及び固
体粒子の少くともいずれか一方が除去された主ガ
ス流は、管状部材７７の開放上端部を介して洗浄
空間７３中に流入する。洗浄空間７３において、
ガスはその後、前記図面を参照して記載したと同
様に、洗浄液により洗浄される。洗浄空間７３中
を下方に流下する洗浄液は、トレー７０上に集ま
り、屈曲管８１を介して排出される。洗浄液が管
状部材７７中に流入するのを防止するため、管状
部材７７の上端部は少なくともトレー７０より上
方に位置する。

本発明の実施例は、第１図に示した羽根アセン
ブリの如き形態の渦流付与手段のみに限定されな
い。その代替として、たとえば羽根を備えるハブ
のようなその他任意の型式の渦流付与手段を使用
することもできる。

さらに、本発明の実施例は、第２図に示された
ようなトレーを備える洗浄空間に限定されない。
さらに、洗浄トレーは、噴霧として洗浄液を洗浄
空間の上部に導入する装置で代替することもでき
る。この場合、洗浄空間におけるガス流速をかな
り制限して、洗浄液滴がガス流により同伴される
のを防止せねばならない。他方、開口部１４，３
７におけるガス流速はかなり高くして、これら開
口部中を液体が流下するのを防止すべきである。

第２図に示した塔３０の洗浄空間３３における
最下段トレー５４には、図示した流体通路６１の
代りに、立下り管を設けることもできる。

本発明の実施例は、それぞれトレー４４および
７４に配置された排出管５３，８２に限定されな
い。その代替として、排出管を塔の側壁部におけ
る開口部に配置することもできる。参考例では、
第１図において塔１の底壁部３の開口部を貫通す
る１本のみの開放端部管６を示していることが観
察される。本発明の実施例では、複数の管体を使
用し、それぞれの内部に渦流付与手段に設けると
共に、それぞれを塔の底壁部における開口部に貫
通させている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の参考例の縦断面図、第２図は
本発明の実施例の縦断面図、第３図は第２図の
−線断面図、及び第４図は第２図に示した細部
の変形例の説明図である。 ３０……塔、３２，５２，７２，８０……分離
空間、３３，７３……洗浄空間、３６，８３……
トレー構造体、３８……ガスの入口、３９……第
２の出口、４４，７４……下部水平隔壁、４５，
７７……管状部材、４７，７８……羽根アセンブ
リ、４８，７０……上部水平隔壁、６２……液体
の入口、６３……第１の出口、６４……ガスの出
口、５３，８２……排出管、７９……縦開口部、
８１……屈曲管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ トレー構造体を備えており、前記トレー構造
   体によつて前記トレー構造体の下方の第１の分離
   空間と前記トレー構造体の上方の洗浄空間とに分
   離された垂直な塔と、前記第１の分離空間に開口
   するガスの入口と、前記洗浄空間の上部に開口す
   る液体の入口と、前記洗浄空間の上端部に配置さ
   れたガスの出口と、前記洗浄空間の下端部に配置
   された液体の第１の出口と、前記第１の分離空間
   の下部に配置された液体の第２の出口とを有して
   おり、前記トレー構造体は、第２の分離空間を規
   定する下部水平隔壁及び上部水平隔壁と、前記第
   ２の分離空間の下部に配置された排出手段と、前
   記第１の分離空間と前記洗浄空間とに開口してお
   り、下端部に配置された渦流付与手段を備えた開
   口管の複数と、前記渦流付与手段の上方の前記開
   口管の内部と前記第２の分離空間とを連結する液
   体案内手段とを有しており、液体及び固体粒子の
   少くともいずれか一方及び気体汚染物を含有する
   ガスの浄化装置。 ２ 前記液体案内手段は、夫々の前記開口管の側
   壁の開口からなる特許請求の範囲第１項に記載の
   浄化装置。 ３ 前記塔は、更に前記ガスの入口に凹側面が対
   面しており前記第１の分離空間に配置された湾曲
   した衝突手段を備えている特許請求の範囲第１項
   又は第２項に記載の浄化装置。 ４ 前記排出手段は、前記第２の分離空間と前記
   衝突手段の下方の前記第１の分離空間との間を伸
   長する管である特許請求の範囲第３項に記載の浄
   化装置。 ５ 前記上部水平隔壁は、前記開口管の上端が伸
   長する開口部を備えている特許請求の範囲第１項
   から第４項のいずれか一項に記載の浄化装置。 ６ 前記上部水平隔壁の各開口部の直径は、当該
   開口部を通る前記開口管の外径よりも大であり、
   前記上部水平隔壁は前記開口管の上部の回りに配
   置されたカツプを備えている特許請求の範囲第５
   項に記載の浄化装置。 ７ 前記開口管は前記上部水平隔壁の開口部に適
   合している特許請求の範囲第５項に記載の浄化装
   置。