JPH0498082A - 深冷分離装置の精留塔 - Google Patents

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、ガス分離装置をはじめとする深冷分離装置の
精留塔に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、深冷法による空気分離装置やガス分離装置では
、気液接触による深冷分離を行うための精留塔が設けら
れる。この精留塔内には、上下方向に複数段の精留器が
設けられ、各精留皿上を流れる液体と、この精留器を通
じて上昇するガスとの接触により、両者の間て熱および
物質移動操作が行われ、精留分離が行われる。ここで、
上記精留器に用いられるものとしては、多孔板やバブル
トレイ等が知られているが、深冷分離装置においては、
上昇ガスの圧力揖失か小さく、かつ製作も容易で安価な
多孔板か多用されている。

第５図は、従来の精留塔の内部構造の一例を示したもの
である。この精留塔９０内には、上下方向に複数段に亘
って多孔板９１が水平に配設されており、その左右には
、上側の多孔板９１の出口と下側の多孔板９１の入口と
を結ぶ液通路９２が形成されている。また、第６図にも
示されるように、各多孔板９１において、多数の孔が形
成されている領域のすぐ上流側の位置には上流側堰（せ
き）９３が立設され、下流側端部には下流側堰９４が立
設されている。

このような構造において、精留塔９０の上部に還流され
た液は、各多孔板９１上および液通路９２を伝って下降
し、この下降液と、多孔板９１の孔を通じて上昇するガ
スとが接触することにより、両者の間で熱および物質移
動操作が行われ、精留分離が実現される。また、各多孔
板９１を流れる液は、この多孔板９１の孔を通じて上昇
するガスの圧力（動圧）によって下から支えられること
となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のような精留塔をもつ深冷分離装置では、大きな負
荷変動に対応したり、安価な夜間電力を利用したりする
ために、生産量の大幅な増減がよ（行われる。例えば、
上記夜間電力を有効利用するためには、夜間生産量を増
やし、昼間減量するといった生産量の調整が行われる。

ところが、生産量か削減された状態では、これに伴って
上昇するガスの圧力（動圧）も必然的に下がるため、多
孔板９１の孔からの液漏れか顕著となる。

しかも、多孔板９１上を流れる液の深さは、その流動抵
抗のために、多孔板９１の下流側よりも上流側で大きく
なり易く、この上流側でガスの上昇がより困難となるた
めに上流側での液漏れか特に顕著となる。このように上
流側で漏れた液は、下の段の多孔板９１の下流側部分に
落下するため、計２段の多孔板９１をバイパスすること
になり、精留効率の大幅な低下は免れ得ない。

本発明は、このような事情に鑑み、簡単な構造で、液漏
れによる精留効率の低下を効果的に抑制することができ
る深冷分離装置の精留塔を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上下方向に複数段に亘って多孔板が配設され
、各多孔板の両側に降下液の入口および出口が交互に設
けられ、各多孔板上を流れる降下液と多孔板の孔を通・
して上昇する上昇ガスとが接触するように構成された深
冷分離装置の精留塔において、各多孔板の出口側部分が
入口側部分よりも低くなるように各多孔板を構成すると
ともに、各多孔板の出口側端部にこの多孔部の入口側部
分と同等もしくはそれ以上の高さをもっ堰（せき）を設
けたものである（請求項１）。

また本発明は、上下方向に複数段に亘って多孔板が配設
され、各多孔板の両側に降下液の入口および出口が交互
に設けられ、各多孔板上を流れる降下液と多孔板の孔を
通じて上昇する上昇ガスとが接触するように構成された
深冷分離装置の精留塔において、各多孔板を無孔の盲板
部と多孔部とで構成するとともに、多孔部を各多孔板の
中央よりも出口よりの部分に設けたものである（請求項
２）　。

〔作　用〕

まず、請求項１記載の構成によれば、多孔板の下流側部
分を上流側部分よりも低くした分たけ、この下流側部分
上を流れる液の深さは大きくなる。

これにより、下流側部分の孔を上昇するガスの量が減る
ため、多孔板からの液漏れ量は下流側部分に偏り、上流
側部分での液漏れか抑制される。

また、請求項２記載の構成によれば、各多孔板の多孔部
で液漏れが生しても、この漏れた液は下の多孔板の多孔
部の上流側に落下するので、バイパスされる経路は短い
。

〔実施例〕

本発明の第１実施例を第１図に基ついて説明する。

ここに示される精留塔１０の内部には、多数の孔をもつ
多孔板１２が上下方向に複数段に亘って設けられている
。各多孔板１２は、左右交互に入口および出口を有して
おり、上側の多孔板１２の出口と下側の多孔板１２の入
口とは上下方向に延びる液通路１４で結ばれている。

さらに、この精留塔１０の特徴として、各多孔板１２は
、その上流側部分１６よりも下流側部分１８が一段低く
なる２段構造とされている。また、各多孔板１２におい
て多数の孔が配設されて（Ｘる領域の上流側および下流
側には各々上流側堰２０および下流側堰２２が立設され
、下流側堰２２の高さは上流側堰２０の高さと略等しく
設定されている。

このような構造において、各液通路１４および多孔板１
２上を伝って下降する液と、多孔板１２の孔を通じて上
昇するガスとが各多孔板１２上で接触することにより、
精留分離が実現される。このとき、精留による製品の生
産量が少ないほど、すなわち上昇ガスの圧力（動圧）が
低いほど、液を下から支える力は弱くなり、液漏れ量は
大きくなる。

ところが、この構造では、各多孔板１２の下流側端部に
下流側堰２２が立設されるとともに、各多孔板１２の下
流側部分１８が上流側部分１６よりも一段低い段構造と
なっているので、下流側部分１８上の液深は上流側部分
１６上の液深よりも大きくなり、この下流側部分１８で
のガスの上昇量が抑えられ、その分上流側部分１６での
ガス上昇圧は上昇する。このため、上記液漏れは下流側
部分１８に偏ってなされ、上流側部分１６での液漏れが
抑えられることになる。このように下流側部分１８で漏
れた液は、下側の多孔板１２の上流側部分に落下するの
で、気液接触を行うための経路をほとんどバイパスしな
い。

すなわち、この構造では、多孔板１２からの液漏れを下
流側部分１８での液漏れに偏らせ、気液接触を行うため
の経路を大きくバイパスする漏れである上流側部分１６
での漏れを極力抑えるようにしているので、上記液漏れ
が生じても、これに伴う精留効率の低下を効果的に抑制
することができる。

なお、この実施例では２段構造の多孔板１２を示したが
、多段階に亘って下流側部分が低くなるような階段状に
多孔板１２を形成するようにしてもよい。

第２実施例を第２図に示す。この精留塔１０では、多孔
板１２を傾斜させることにより、その下流側部分が上流
側部分よりも低くなるように構成されている。この構造
においても、下流側部分の液深が増大することにより、
上流側部分の液漏れが抑制され、精留効率は高く保持さ
れる。

なお、以上説明した各実施例では、下流側堰２２の高さ
が上流側堰２０と路間等のものを示しているが、この下
流側堰２２の高さは少なくとも多孔板１２の上流側部分
の高さと同等まで確保されていれば、下流側部分の液深
を十分に確保することが可能である。また、上流側堰２
０は特に設けなくてもよい。

第３実施例を第３図（ａ）（ｂ）に示す。ここでは、特
に少量の精留処理を行う場合に好適な装置が示されてい
る。

一般に、プラントの処理量が少ない場合には、その分精
留塔の塔径が縮小されるが、この塔径があまり小さいと
却って製作が困難となり、コストが削減されない場合が
ある。そこでこの実施例では、各多孔板１２が、無孔の
盲板部２６と、多数の孔をもつ多孔部２８とで構成され
ており、この多孔部２８の配設面積によって気液接触領
域の調整が行われている。

しかも、各多孔板１２において多孔部２８は中央よりも
出口側よりの位置に配されており、その上流側および下
流側に上流側堰２０および下流側堰２２が立設されてい
る。

このような構造によれば、各多孔部２８で液漏れが生じ
ても、この漏れた液は下の多孔板１２の多孔部２８の上
流側の領域に落下するので、従来装置に比べ、液漏れに
より経路がバイパスされる度合は極めて小さい。よって
この構造においても、液漏れによる精留効率の低下を効
果的に抑制することができる。

なお、第３図（ａ）では、上側の多孔板１２の多孔部２
８の下方に下側の多孔板１２の多孔部２８が全く存在し
ないものを示しているが、上側の多孔板１２の多孔部２
８の上流側部分と下側の多孔板１２の多孔部２８の上流
側部分とが多少オーバーラツプしていてもよい。

また、多孔部２８の配設面積が比較的大きく、その上流
側と下流側とで液漏れの度合に差が生し易い場合には、
第４図に示されるように、上記多孔部２８を前記各実施
例と同様に下流側部分１８が上流側部分１６よりも低く
なるように構成すればよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明は、各多孔板の出口側部分を入口側
部分よりも低くするとともに、各多孔板の出口側端部に
堰を設け（請求項１）、あるいは、各多孔板を無孔の盲
板部と多孔部とで構成するとともに、多孔部を各多孔板
の中央よりも出口よりの部分に設けたもの（請求項２）
であるので、各多孔板における液漏れを出口側部分に偏
らせ、上記液漏れによる経路のバイパス度合を下げるこ
とにより、精留効率の低下を効果的に抑制することがで
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例における精留塔の要部を示
す断面図、第２図は第２実施例における精留塔の要部を
示す断面図、第３図（ａ）は第３実施例における精留塔
の要部を示す断面図、同図（ｂ）は同要部を示す平面図
、箪４図は他の実施例における精留塔の要部を示す断面
図、第５図は従来の精留塔の一例を示す断面図、第６図
は同精留塔の要部を示す断面図である。 １０・・・精留塔、１２・・・多孔板、１６・・・多孔
板の上流側部分、１８・・・多孔板の下流側部分、２２
・・・下流側堰、２６・・・盲板部、２８・・・多孔部
。 特許出願人　　　　　株式会社　神戸製鋼折代　理　人
　　　　　弁理士　　小谷　悦司同　　　　　　　弁理
士　　長１）　正量　　　　　　　弁理士　　伊藤　孝
夫第　　１ 図 １つ （ａ） 第　　３ 図 ］ン 第　　２ 図 第　　４ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、上下方向に複数段に亘って多孔板が配設され、各多
   孔板の両側に降下液の入口および出口が交互に設けられ
   、各多孔板上を流れる降下液と多孔板の孔を通じて上昇
   する上昇ガスとが接触するように構成された深冷分離装
   置の精留塔において、各多孔板の出口側部分が入口側部
   分よりも低くなるように各多孔板を構成するとともに、
   各多孔板の出口側端部にこの多孔部の入口側部分と同等
   もしくはそれ以上の高さをもつ堰（せき）を設けたこと
   を特徴とする深冷分離装置の精留塔。 ２、上下方向に複数段に亘って多孔板が配設され、各多
   孔板の両側に降下液の入口および出口が交互に設けられ
   、各多孔板上を流れる降下液と多孔板の孔を通じて上昇
   する上昇ガスとが接触するように構成された深冷分離装
   置の精留塔において、各多孔板を無孔の盲板部と多孔部
   とで構成するとともに、多孔部を各多孔板の中央よりも
   出口よりの部分に設けたことを特徴とする深冷分離装置
   の精留塔。