JPH026843A - 気液接触塔 - Google Patents

気液接触塔

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JPH026843A
JPH026843A JP1027316A JP2731689A JPH026843A JP H026843 A JPH026843 A JP H026843A JP 1027316 A JP1027316 A JP 1027316A JP 2731689 A JP2731689 A JP 2731689A JP H026843 A JPH026843 A JP H026843A
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sheet
metal
gas
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coating
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John T Lavin
ジョン・テレンス・ラヴィン
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BOC Group Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、気液接触塔に関するものであり、更に詳しく
述べると気液接触塔用の充填物及びその製造方法に関す
る。
（従来の技術） 気液接触塔たとえば蒸留塔では、上昇する蒸気が下降す
る液と緊密に接触する。塔内には、このような接触が起
る表面を提供する部材が配置されている。この部材は間
隔をあけた有孔の水平トレイからなり、液はそれを横切
って流れ、上昇する蒸気はそれを通過し、気体と液体が
互いに接触するのである。トレイの出口からきた液は下
降管の使用により下方トレイの入口の導かれる。
気体と液体を接触させる別法は、塔内で充填物を使用す
る方法である。代表的な塔内充填物は、定まった流通路
を有する規則的な構造のものである。この塔内充填物は
活性物質を交換する大表面を有し、低い圧力降下で高い
分離性能を与える。
この充填要素は代表的には波形シート材料から構成され
、基軸に対しである角度をもつ交差開放路を形成する。
その結果、充填物を経て流れるガスは、平行な要素方向
で混合される。要素を次々と取り替えることにより、塔
の全断面に放射状の混合が誘起される。
ＩＩ造を有する塔内充填物は、液体混合物を分留するた
め常温以上で操作される蒸留塔に広く使用されてはいる
が、低温（ｃｒｙｏｇｃｎｉｃ　ｔｅｗ＋ｐｅｒａｔｍ
ｅ）ガス混合物たとえば空気の分離には、小規模の場合
を除いて商業的に広く使用されていない。実際たとえば
空気を蒸留する場合、塔高さの制限に困難がある。
（発明が解決しようとする課題） 本発明は、前記の困難を改善できる蒸留塔又はその他の
気液接触接触塔の充填物を提供するものである。
（課題を解決するための手段） 本発明は、各々気液接触通路を定めて各々湿潤性表面を
有する気液接触部材の一以上の配列からなり、各部材が
金属シートから構成され、かつ、前記の各湿潤性表面が
多数の開孔を有する気液接触部材の一以上の配列を含む
気液接触塔用の充填物であって、金属材料とプラスチッ
ク材料の微粒混合物を金属シート上に散布して金属内に
埋置されたプラスチック粒子を含む被覆を前記表面上に
形成し、かつ、斯く形成された被覆を加熱して揮発又は
その他の方法でプラスチック材料を除去し、それにより
該被覆内に孔を形成することにより前記の表面を形成す
ることを特徴とする気液接触塔用の充填物を提供するも
のである。
本発明は、金属材料とプラスチック材料の微粒混合物を
金属シート上に散布して金属内に埋置されたプラスチッ
ク粒子を含む一以上の被覆を各シート前記表面上に形成
すること、該被覆を加熱して揮発又はその他の方法でプ
ラスチック材料を除去し、それにより被覆内に孔を形成
すること、シート内に気液接触通路を形成すること、及
び該シ−トを塔内で配列することからなる気液接触塔用
の充填物を製造する方法も提供する。
被覆の有孔率は、プラスチック扮末と金属扮末との質量
比に関係する。平均孔寸法はプラスチック粒子の平均寸
法に大幅に関係する。従って本発明は、平均孔寸法とは
独立に有孔率の変えることが可能であり、従って低温蒸
留にて分離されるガス混合物の性質に応じて特に設計さ
れた表面にすることができる。
代表的なプラスチック粒子では、平均寸法を１５乃至１
５０ミクロン範囲にすることができる。基材表面上に散
布される混合物中の金属粒子：プラスチック粒子の代表
的質量比は、被覆の有孔率が２０乃至５０％となるよう
４：１乃至■：１範囲の値を有する。所望ならば、更に
多孔質の被覆を形成してもよい。
金属粒子の平均寸法は、本発明には限界的なものではな
く、プラスチックの平均寸法より大であっても小であっ
てもよい。同様に被覆の厚みも本発明には限界的でない
。本発明等は、実験に際して、深さが５．１．２．５及
び１．７ミクロン（５０００分の１インチ、１万分の１
インチ、１，５万分の１インチ）の多孔質単層からなる
被覆及び平均孔寸法が相異なるこのような多孔質層を二
層含む被覆を調製した。粒寸法分布は、液体ホールドア
ツプ及び湿潤を最適にし、ＨＥＴＰ（理論段に等価な高
さ）を最小にするよう設計することが好ましい。
プラスチック粒子及び金属粒子の形状は、それぞれ規則
的であっても不規則であってもよいが、流れ特性はスプ
レーコーティング法に使用可能なものでなくてはならな
い。
本発明充填物の製造に用いる被覆シートは、代表的には
１５乃至１５０ミクロン範囲内の平均寸法〈より代表的
には１５乃至５０ミクロン範囲の寸法〉を有する開口し
た凹角の孔又は穴の網状組織からなる表面を有する。こ
の被覆は、仕上シートに卓越した濡れ特性を与えるよう
な性質を有する。
このような特性は、良好な気液接触に導く特性である。
更には、この湿潤特性は充填物のＨＦＴＰを比較的低下
させ、従ってその圧力低下を比較的小さくする。このよ
うな特性は、空気内の類似した揮発物のような低温流体
混合物を分離する際に特に有益である。
各シートに気液接触通路を定める互い違いの（ａＨｅｒ
ｍａｔｅ　）山部及び谷部が形成されていると好適であ
る。これに加え、各通路から隣接通路へ蒸気を通過でき
るよう、シー１〜は有孔であることが好ましい。互い違
いのシート内で通路が異なった方向に傾斜するようシー
トを配列することが好ましい。
プラスチックと金属の混合物を基材上に散布する方法は
、プラズマスプレー法が好ましい。別法としてフレーム
スプレー法も使用できる。このスプレー法は、孔の軸を
任意の所望配向にするよう調節されるが、答礼の軸は代
表的には基材表面に対して直角である。
一般に、この混合物はプラスチックと金属の分離粒子か
らなるが、所望ならばプラスチックと金属の複合粒子を
含有してもよい。
金属被覆の組成は、シー１ル組成と同一であっても異な
るものであってもよい。この金属は代表的にはアルミニ
ウム若しくは銅又はアルミニウム若しくは銅をベースと
する合金からなる。プラスチック粒子は各種プラスチッ
ク材料の広い範囲から選択することが可能ではあるが、
本発明の実験ではポリエステル粒子を使用した、シート
はアルミニウム又は銅製のものが好ましい。
プラスチック粒子がポリエステル材料である場合、沈積
ポリエステルを揮発させるには５００乃至５５０℃範囲
の温度を使用することが好ましい。
付属図面を引用した例示により本発明の方法及び装置を
説明する。
第１図は、本発明の構造充填物の透視概要図である。
第２図は、第１図に示した充填物断片の平面概要図であ
る。
第３図は、第１図に示した充填物断片の側面概要図であ
る。
第４図は、第１乃至３図に示した充填物のシート形成部
断片の断面概要図である。
第５図は、第１乃至３図に示した充填物の一部を形成し
うる別シート断片の断面概要図である。
第６図は、本発明充填物のシート形成部表面の電子顕微
鏡写真であって、その表面を実際寸法の５００倍の倍率
で示している。
第７図は、第６図と同様であるが、倍率５０００倍の電
子顕微鏡写真である。
第１乃至３図は、熱伝導性金属、通常アルミニウム又は
銅の垂直シート２を多数包含した構造充填物を示す。第
２図及び第３図には、三個の隣接するシート４．６及び
８からなる断片のみを示す。
各シートには一方の側からみて互い違いの山部と谷部が
設けられている。隣り合う山の間の表面が、気液接触通
路１０を形成する。同様に他の側からみても、各シート
に互い違いの山と谷が設けられていて、隣り合うピーク
間の表面はやはり気液接触通路ｌＯを形成する。−組の
互い違いシートにより定められる通路ＩＯは、頂部の左
側から底部の右側に向けて傾斜し、互い違いシートの別
組上では頂部の右側から底部の左側に向けて傾斜する。
シートは全て互いに同一であることが好ましい。−組の
互い違いシートを他の組に関して逆にすると、通路ＩＯ
の傾斜は別の方向になる。各シートには穴が穿たれ、こ
の穴が液体と気体を一通路１０から隣の通路各１０に流
す。穴１２は代表的には各シート表面積の５乃至１５％
を占める。各シートには多数の平行小縁部１４が設けら
れ、シートの一面から他面に向けて横方向に伸長する。
（第３図）第４図に示すように、各シートはその両面上
に多孔質金属の表面層１６を有し、この多孔質金属はシ
ートと同じ組成を有する。各シートの厚みは、０１乃至
１．０ｍｍ範囲が好ましい。第５図に示した別の実施態
様では、シートの各面上に複数の多孔質金属層がある。
代表的には、各内層１８の平均孔寸法は各外層２０のそ
れよりも小であるが、所望ならばこの平均孔寸法の違い
を逆にしてもよい。
本発明方法の一例では、代表的にはアルミニウム製の第
１乃至３図に示したシートに、下記手順により多孔質ア
ルミニウムーシリコン被覆を施こす。ショツトブラスト
法により先ず表面を洗浄する。次にケイ素−アルミニウ
ム合金とポリエステル粉末の特許権所有の混合物（メト
コ（Ｍｅｔｃｏ）６０１ＮＳ）で表面をプラズマスプレ
ーする。プラズマは、スプレー室にゲージ圧６８９ｋＰ
ａ（１００ｐｓｉｇ）のアルゴンとゲージ圧３４５ｋＰ
ａ　（５０ｐｓｉｇ）の水素を供給して形成される。こ
の散布は、プラスチック粉末と金属粉末との混合物を２
．３乃至３．２ｋｇ／時（５乃至７ボンド／時）の速度
で用いる。アルミニウム試料の表面上に、ポリエステル
粒子を分散させたアルミニウムの連続マトリックスを形
成する９次に真空内５４０℃程度の温度で２時間加熱し
て、ポリエステルを追い出す。この結果、各試料上には
一般に基材表面に対して直角の軸を有する開いた凹角孔
の網状組織を含む表面が残る。所望ならば、被覆後に通
路ＩＯと孔１２を形成する。
第６及び７図は、アルミニウム６０重量％とポリエステ
ル４０重量％との混合物をアルミニウム基村上にプラズ
マスプレーしたあと、得られた被覆基材を５００℃で２
時間焼成して形成された好適表面の電子顕微鏡写真であ
る。被覆の厚みは０．３８ｍｍであった。
第６図は被覆表面を実際寸法の５００倍率で示し、第７
図はその表面を実際寸法の５０００倍率で示したもので
ある。
４、　　［図面の簡単な説明］ 第１図は、本発明の構造充填物の透視概要図である。
第２図は、第１図に示した充填物断片の平面概要図であ
る。
第３図は、第１図に示した充填物断片の側面概要図であ
る。
第４図は、第１乃至３図に示した充填物のシート形成部
断片の断面概要図である。
第５図は、第１乃至３図に示した充填物の一部を形成し
うる別シート断片の断面概要図である。
第６図は、本発明充填物のシート形成部表面の電子顕微
鏡写真であって、その表面を実際寸法の５００倍の倍率
で示している９ 第７図は、第６図と同様であるが、倍率５０００＠の電
子顕微鏡写真である。
へ ＦＩＧ、６ ＦＩＧ、７ ５Ｏｃｔ （別紙） 明細書第１４真下５〜１行全部を下記に訂正する。
「　第６図は本発明の充填物のシート形成表面の粒子構
造の電子顕微鏡写真であって、その表面を実際寸法の５
００倍の倍率で示している第７図は第６図と同じシート
形成表面の粒子構造の電子顕微鏡写真であって、その表
面を実際寸法の５０００倍の倍率で示している。
丁 続 捕 Ｅ 書（方式） 巾件の表ボ ３゜ 補正をする者 ・］［件との関係　　　特許出願人 住所 名　称　　ザ・ビーオーシー・グループ・ピーエルシー
４゜ 代 住 理 所 人 東京都「−代１１１区大ｆ町二丁目２番１号新大手町ビ
ル　２０６区 ６゜ 補正の対象 明細書の〔図面の簡単な説明〕の欄
【図面の簡単な説明】
７゜ ？＋ｌｉ正の内容

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、各々気液通路を定めて各々湿潤性の表面を有する気
    液接触部材の一以上の配列を含み、各部材が金属シート
    から構成され、かつ、前記の各湿潤性表面が多数の開放
    孔を包含する気液接触塔用の充填物であって、金属材料
    とプラスチック材料との粒状混合物を金属シートに散布
    して金属内に埋置されたプラスチック粒子を含む被覆を
    前記表面上に形成し、かつ、斯く形成された被覆を加熱
    してそのプラスチック材料を揮発又はその他の方法によ
    り除去し、それにより該被覆内に前記孔を形成すること
    により前記の表面を形成することを特徴とする気液接触
    塔用の充填物。 ２、前記の被覆が２０乃至５０％の有孔率を有する請求
    項１記載の充填物。 ３、孔の平均寸法が１５乃至５０ミクロンである請求項
    １又は２に記載の充填物。 ４、孔の平均寸法が１５乃至５０ミクロンである請求項
    ３記載の充填物。 ５、気液接触通路を定めるため互い違いの山部及び谷部
    を各シートに形成する請求項１乃至４記載の充填物。 ６、使用時に各通路から隣接通路に蒸気が通過できるよ
    うシートに孔をあける請求項５記載の充填物。 ７、交互並列シート内で通路が相異なる方向に傾斜する
    ようシートを配列する請求項５又は６記載の充填物。 ８、シートがアルミニウム又は銅を材料とする請求項１
    乃至８記載の充填物。 ９、金属被覆がアルミニウム又は銅を材料とする請求項
    ８記載の充填物。 １０、実質的に付属図面を引用して説明したような気液
    接触塔用の充填物。 １１、金属材料とプラスチック材料との粒状混合物を金
    属シート上に散布し、金属内に埋置されたプラスチック
    粒子を含む一以上の被覆を各シートの表面上に形成する
    こと、該被覆を加熱して揮発その他の方法によりプラス
    チック材料を除去し、それにより該被覆内に孔を形成す
    ること、該シート内に気液接触通路を形成すること、及
    び該シートを塔内で配列することからなる気液接触塔用
    の充填物を製造する方法。 １２、プラスチック粒子が、１５乃至１５０ミクロン範
    囲内の平均寸法を有する請求項１１記載の方法。 １３、シート上に散布される混合物中の金属粒子：プラ
    スチック粒子の質量比が、４：１乃至１：１範囲内の値
    を有する請求項１１又は１２記載の方法。 １４、プラスチックと金属との混合物をプラズマスプレ
    ー法又はフレームスプレー法により沈積させる請求項１
    １乃至１３記載の方法。 １５、金属被覆がアルミニウム若しくは銅又はアルミニ
    ウム若しくは銅をベースとする合金からなる請求項１１
    乃至１４記載の方法。 １６、プラスチック粒子がポリエステル材料からなり、
    かつ、５００乃至５５０℃範囲内の温度を使用して沈積
    ポリエステルを揮発させる請求項１１乃至１５記載の方
    法。 １７、実質的に付属図面を引用して説明したような気液
    接触塔用の充填物を製造する方法。
JP1027316A 1988-02-05 1989-02-06 気液接触塔 Pending JPH026843A (ja)

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GB8802627 1988-02-05
GB888802627A GB8802627D0 (en) 1988-02-05 1988-02-05 Liquid-vapour contact columns

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EP (1) EP0327279B1 (ja)
JP (1) JPH026843A (ja)
AU (1) AU615297B2 (ja)
CA (1) CA1315670C (ja)
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ZA (1) ZA89795B (ja)

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