JPH086499Y2 - 液分散器 - Google Patents

液分散器

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JPH086499Y2
JPH086499Y2 JP1990099038U JP9903890U JPH086499Y2 JP H086499 Y2 JPH086499 Y2 JP H086499Y2 JP 1990099038 U JP1990099038 U JP 1990099038U JP 9903890 U JP9903890 U JP 9903890U JP H086499 Y2 JPH086499 Y2 JP H086499Y2
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勇 神田
善継 田村
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日鉄化工機株式会社
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  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は液の分散装置に関し、特に沈降性スラッジの
含有液を処理して、その上澄液を均一に分散する装置に
関する。
[従来の技術] 熱或いは物質移動操作におけるガス冷却或いはガス吸
収、放散等の処理装置として充填塔、多孔板塔及び目皿
塔或いはスプレー式等が目的に応じて使用されている。
これらの処理塔のうち、テラレット(商品名)やラシヒ
リング等の充填物を充填した充填塔が建設費や運転の容
易さから広く使用されている。
このような処理塔を用いて、例えば気液の分散を行う
に際しては諸種の問題がある。例えば多孔板塔及び目皿
塔を使用する場合、これらの塔に液を均一に分散するた
めには、各段に設ける多孔板或いは目皿の水平度を正確
に保つ必要がある。また充填塔の場合は、液に偏流が生
じる傾向がある。この偏流を防止して塔内に均一に分散
させるため各種の分散板が提案されている。
しかしながら近時の産業上の多様化から、一般のガス
冷却、液冷却或いはパルプ産業における黒液の酸化等の
操作にスラッジを含有する液を使用する例が増加してい
る。このようなスラッジを含む液の分散に対しては従来
の液分散器は、これらを構成する孔や空隙の閉塞のため
に使用できない。このような閉塞性の液の分散には、例
えばHydrocarbon Processing,July,P.47,1980及びChemi
cal Engineering,April P.124,1989に記載されているよ
うなV−ノッチ式の液分散器が使用可能である。このノ
ッチ式分散器はオーバーフロータイプであるため、多孔
式のように孔を閉塞することもなく、またトラフの底部
が沈降槽として機能するため、懸濁物質の一部が、ここ
で除去され、閉塞に対して強い分散器である。しかしな
がら、液の分散性の点から多孔式分散器に比較して性能
が落ちる。例えばV−ノッチ型は過剰の液に対して水平
方向の推力を増し、逆に少ない流量ではトラフ側の流れ
が散漫になり、更にトラフ内の液の傾斜により、液の分
散が妨げられる。
一般の充填塔において、ラシヒリングのような面構造
充填物では液が横に広がる傾向を有するため、液分散が
粗い場合でもある程度の効果を期待できる。しかし液が
垂直に落下するテラレット等の線構造充填物では塔頂で
の最初の液分散がそのまま塔底まで保たれるため、最初
の液分散の良否が充填塔の性能に大きな影響を及ぼす。
従ってノッチトラフのように分散の粗い分散器では線構
造充填物の性能を充分に発揮させることは困難である。
さらに液量の変化は、液の落下位置を不均一としこれも
また充填物の性能を充分に発揮できない一因となる。
[考案が解決しようとする課題] 本考案はこれらの問題を解決するためになされたもの
であり、スラッジを含有する液を処理して、スラッジに
よる閉塞を生じることなく上澄液を均一に塔に分散さ
せ、また液量の変化にも対応できる実用的な液分散器の
提供を目的とする。
[課題を解決するための手段] 上記の目的を達成するため、本考案者らはトラフ式と
多孔式の長所を組合わせることにより、横孔式の液分散
器を考案した。
すなわち本考案はトラフの長さ方向の両側に横孔を穿
設した一次トラフ及び二次トラフと、これら両トラフを
連結する液導入部材より成り、塔の直径方向に対して、
水平に微小間隙を設けて複数の二次トラフを並設し、二
次トラフの列の上に、これと直交するように1個或いは
複数個の一次トラフを載置すると共に、液導入部材は、
その一端は一次トラフの横孔を包囲して固定し、他端は
対応する二次トラフに嵌合した構成の液分散器である。
さらには二次トラフの横孔より排出する上澄液が確実
に下向流となるように隣接する二次トラフの各側面に相
互に衝突させるようにする。また各二次トラフの長さ方
向の両側に邪魔板を設けた構成とすることもできる。
[作用] 本考案の構成により、一次トラフにスラッジを含有し
た液が導入されると、スラッジは一次トラフの底部に沈
降し、上澄液は一次トラフの各横孔から、対応する液導
入部材を介してそれぞれの二次トラフに流入する。この
二次トラフ内の液は各二次トラフの多数の横孔から略水
平方向に流出して隣接する二次トラフの両側に相互に衝
突し、さらに邪魔板のある場合は、二次トラフの横孔か
ら水平方向に流出する液流は邪魔板に衝突し、いずれも
下向流及び膜流を形成して均一に液を塔内の充填層上に
散布する。
本考案の液分散器によれば、一次トラフに供給される
原液中のスラッジは一次トラフの底部に沈降して横孔の
閉塞トラブルを発生することなく、長期間上澄液を均一
に塔内の水平断面に対して分散することが可能になる。
[実施例] 本考案の液分散器を図面を参照して説明する。第1図
は本考案による液分散器の平面図であり、第2図、第3
図はそれぞれ第1図のX−X′方向及びY−Y′方向の
断面図である。また第4図は邪魔板を設けた場合の液の
分散状態を示す斜視図、第5図は邪魔板を設けた場合の
液分散器の全体の組立てを示す斜視図である。第6図は
公知のノッチ式分散器の1例を示す斜視図である。
第1図の液分散器は一次トラフ3、二次トラフ5及び
液導入部材4を備え、二次トラフ5は塔内の直径方向
に、互いに小間隙を保持して複数個水平方向に並列さ
れ、図示しない塔内の架台上に固定される。この二次ト
ラフ5の長さ方向に対し直交させて一次トラフ3が載置
される。第1図には一次トラフは1個のみを示している
が、必要に応じて複数個設けることができる。これらの
一次トラフ3及び二次トラフ5は第4図に示すように上
面が開放された箱型に形成される。しかして一次トラフ
3は、底部にスラッジを貯留できるように適宜の深さを
有すると共に、一次トラフ3の長さ方向には、二次トラ
フ5の列に対応させて、これらの二次トラフ5の数に等
しい横孔8が設けられる。これらの各横孔8の位置は、
一次トラフ3の底部に沈積するスラッジが流出されない
深さとし、かつ各横孔8の大きさは流出する液量に応じ
て適宜設定される。
また二次トラフ5の各側面に多数の横孔7が形成され
る。この際二次トラフ5の列において、対抗する各横孔
7の両側から流出する液の集合を防止するため、それぞ
れ対抗する各横孔7の位置を相互にずらして設けること
が好ましい。また各二次トラフ5のそれぞれの長さ方向
の上縁にノッチ9を設けて溢流させることもできる。
さらに二次トラフ5の列における各トラフの間隙は原
液の処理量及び装置の規模により適宜決定され、例え
ば、二次トラフ5の底面における断面の横幅と等しく設
定される。同様に二次トラフ5の深さ、横孔7の位置及
び横孔7の孔数もスラッジを流出させないという本考案
の趣旨を逸脱しない範囲で任意に設定される。
上記の構造を有する一次トラフ3及び二次トラフ5は
液導入部材4により接続される。第4図に示すように、
液導入部材4はその一端が一次トラフ3の横孔8を包囲
して一次トラフ3の側面に溶接等で固定され、他端は開
放された状態で二次トラフ5内に嵌合される。この液導
入部材4は塔内に並設される二次トラフ5の数と同数設
けられ、これらの液導入部材4は、操業時の激しい上昇
気体の影響を受けることなく、一次トラフ3内の液を、
その横孔8から二次トラフ5に確実に導くべく機能す
る。第3図及び第4図には液導入部材4は縦断面が三角
形をなす例を示したが、これは四角形或いは台形等任意
に選定される。また一次トラフ3の横孔8を包囲する側
面及び二次トラフ5に嵌合する底面は開放されてセット
される。
上記構成において、原液導管1及びヘッダ2を介して
スラッジ含有原液は一次トラフ3に導入され、その底部
にスラッジが沈降し、その上澄液は一次トラフ3の各横
孔8からそれぞれの液導入部材4を介して、並列された
二次トラフ5の列のそれぞれに分配される。この分配さ
れた液は次いで各二次トラフ5の側面に設けた多数の横
孔7から水平方向に一斉に流出する。この場合、これら
の流出液は、小間隙を隔てて対向する両隣の二次トラフ
5の側面に相互に衝突し、下向きの液流或いは膜流を形
成して均一に散布される。この際液の分散領域における
上向きのガス流はその圧力が流下液を均一化する方向に
作用する。なお一次トラフ3の底部に沈積したスラッジ
は、例えば吸引等の公知の方法により別途処理される。
次に二次トラフ5の両側に邪魔板を設けた場合につい
て説明する。二次トラフ5の各横孔7より水平方向に流
出する液流を、小間隙を隔てた隣の二次トラフ5の側面
に衝突させる代りに、各二次トラフ5の長さ方向の両側
面に邪魔板6、6′を設ける。これらの邪魔板6、6′
は第4図に示す如く、各二次トラフ5の両側に、例えば
ボルト締め等で小間隙を隔てて固定される。したがって
各二次トラフ5の両側の横孔7から水平方向に流出する
各液流はそれぞれ対向する邪魔板6、6′に衝突して下
向きの液流乃至膜流を形成し、均一な液分散が行われ
る。また液量が変化しても邪魔板により均一な液分散を
得ることができる。
[考案の効果] 本考案による横孔式の液分散器は供給される原液中の
スラッジを一次トラフの底部に沈降、分離させ、その上
澄液を二次トラフに導いて、二次トラフの側面、或いは
二次トラフの両側に設けた邪魔板に衝突させる構成とす
ることにより、スラッジによる閉塞を生ずることなく、
液を均一に分散させることができる。またトラフの傾斜
に対して、本考案の液分散器は従来のノッチドトラフに
比較して格段に優れる。
一般に流量は次の計算式で表わされる(機械工学便
覧、第5版、日本機械学会1974参照)。すなわちノッチ
ドトラフ(90°堰の場合) Q=(8/15)θ/2C(2g)1/2H5/2m3/sec Q∝H5/2 (1) オリフィスの場合 Q=CA(2g)1/2H1/2 Q∝H1/2 (2) (但し、H:液ヘッド(m)、Q:流量(m3/S)、C:流量
係数、A:孔の面積(m2)、θ:ノッチの頂角) ここでノッチドトラフと本考案の横孔式トラフが同寸法
からなるとし、両者のトラフのP点における液深を50mm
とし、Q点における液深を40mmとして両者の液深の差が
共に10mmとする。しかして両者のP点における液深を共
に100%とすると、Q点における両者の液量は上記
(1)及び(2)式から下記のようになる。
ノッチドトラフの場合、100(40/50)5/2=57.2% 本考案の横孔式トラフ100(40/50)1/2=89.4% すなわち、本考案の液分散器の方が分散性が格段に優れ
る。さらに本考案の横孔式トラフは液深を任意に取り得
るので前記P、Q2点における液深をそれぞれ100mm及び9
0mmとしてP、Q点における液深の差を10mm、P点にお
ける液量を100%とすると、前記と同様に、(90/100)
1/2=94.9%となり、本考案の横孔式トラフは液の分散
性がよいことを示す。
上記のように本考案による横孔式の液分散器は従来の
ノッチドトラフと比較してトラフの傾きに影響されずに
良好な液分散性を維持し、かつスラッジによる閉塞を防
止することができる。従って設置時に格別の精度を要せ
ず、かつ構造簡単でメンテナンスも容易であるという優
れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の液分散器の基本構成を示す平面図であ
り、第2図及び第3図はそれぞれ第1図のX−X′方向
及びY−Y′方向の断面図である。また第4図は邪魔板
を設けた場合の液の分散状態を示す斜視図であり、第5
図は邪魔板を設けた液分散器の全体の組立てを示す斜視
図である。第6図は公知のノッチドトラフを示す斜視図
である。 1……原液導管、2……ヘッダ 3……一次トラフ、4……液導入部材 5……二次トラフ、6,6′……邪魔板 7,8……横孔、9……ノッチ 10……ノッチドトラフ、11……吐出口

Claims (2)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】線構造充填物を充填した物質及び熱の移動
    塔において、沈降性スラッジを含有する液を該塔に均一
    に分散するための装置であって、該塔の直径方向に微小
    間隙を設けて水平に配列した二次トラフの列を設け、該
    二次トラフの列の上に、これらに直交させて1個或いは
    複数個の一次トラフを載置し、該一次トラフ及び二次ト
    ラフとも長さ方向の両側に複数の横孔をそれぞれ穿設
    し、かつ一次トラフの各横孔を包囲すると共に、一端を
    該一次トラフに固定し、他端を二次トラフに嵌合させた
    液導入部材とから成り、該一次トラフに供給される原液
    中のスラッジを該一次トラフの底部に沈降させ、上澄液
    を該一次トラフの横孔及び液導入部材を介して、それぞ
    れ対応する該二次トラフに導き、該二次トラフの各横孔
    から排出する上澄液を、隣接する二次トラフの各側面に
    相互に衝突させて下向流を形成させ、均一に液を分散さ
    せるように構成したことを特徴とする液分散器。
  2. 【請求項2】請求項第1項において該二次トラフの長さ
    方向の両側にそれぞれ邪魔板を設けることにより該二次
    トラフの各横孔から排出する上澄液を該邪魔板に衝突さ
    せて下向流を形成させ、均一に液を分散させるように構
    成したことを特徴とする液分散器。
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