JPS60222103A - 気液接触塔 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は気液接触塔に係り、蒸留および精留操作によっ
て特定の成分を分離するに好適な気液接触塔の構造に関
するものである。

〔発明の背景〕

化学装置において、多孔板は構造が簡単で高い気液接触
効率を有し、しかも安価であるため、蒸留、精留、吸収
等化学工業の種々の気液接触−作に幅広畷使用されてい
る。

従来、気液接触塔として広く使用されている旋回流方式
あるいは直交流方式等の気液接触塔の他に、マルチパス
分流方式の気液接触塔が考案されている。これらは、多
孔板上の液の流動に関し次のような挙動を示す。旋回浦
、方式は多孔板上の液が旋回しながら気液接触操作を行
なうもので、液深は遠心力のため培ｌ！！（外０１１１
　）に向って液勾配が付畷ため、外側では高鳴内側では
低くなる（塔径４００１＋１１１１では約６閣程度）。

直交流方式は液の涛れ方向に対しガスの吹き抜けによる
影υが大きいため、気液接触が進むにつれ液深が次第に
浅くなるという挙動を示す。また、マルチパス分流方式
においてはセクト部の液の波れが不安定なため、均一な
液深を保持することが困難である。

このような各涛れ方式について気液接触操作を行なった
場合、ガスは液深の小さい部分に偏流するため部分発泡
の原因となる。反対に液深の大きい部分は、多孔板上の
液重とガス圧のバランスが取れな曵なるいわゆるウィー
ビング現象を生ずる。

このことは、良好な気液接触操作を得るために解決すべ
き基本的な問題である。これらの問題に対し接木的な解
決策はないため、多孔板の使用条件に適合した最適な仕
様の多孔板を選定することが重要である。すなわち、液
深による影蓼を小さくするために堰高さを高くし、かつ
、多孔板の開口比を小さくすれば気液接触操作が大きく
な１１、ウィービング停止速度も小さ・くなる。反面、
ゲ液接触塔の圧力損失の増加という問題が生じ、必然的
に運転費の増加を引き起こす。

このために、気液接ｉｎの各部（士堵上、中。

下部及び下塔）において多孔板の特性に応じ使い分ける
が、堵効率および圧力損失の一方を犠牲にしなければな
ちなかった。また、Ｒ近前述の気液接触塔を利用して大
負の液体およびガスを処理する傾向があるが、一方では
気液接触塔のコンパクト化による設備費の低減、装置の
低圧力損失化による運転費の低減が重要な課題となって
いる。このためには、多孔板上の液とガスとの気液接触
による発泡率を上げることが課題となる。発泡率を土げ
ることによ１１同−塔効率に対しガス速度が減少でき、
もしくは同一圧力損失に対し塔効率が上がる。

現在、多孔板を設計する際、ウィービング停止速度が支
配的となっているため、ガス流速はその速度以上で決定
されているが、その状態での多孔板上の液は必ずしも全
面発泡状態に到達し得ない（水−空気系の流動実験で確
認されている。）という欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑みなされたも
ので、その目的とするところは、多孔板の安定操作範囲
の下限で多孔板上の液を全面発泡状態とすることにより
、従来仕様の多孔板と比較しより高い塔効率を有する気
液接触塔を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴とするところは、多孔板の下部に垂直方向
に多数のガス通路を形成した整流部材な設冒したことに
ある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１および２図により説明す
る。第１図は直交漬方式棚段において。

本発明の整流部材を設置した図、第２図は整流部材の詳
細および機能を示した図である。

上部の棚段より気液接触を終えた液が溢流管６より下降
し多孔板ｌ上の液受皿２に法人後、入口堰３を越え多孔
板１上に流出する。一方、下部の棚段よ暑）上昇してき
たガスは、多孔板１の下部に設冒しである整流部材４を
通過し多孔板１上の液と接触する。ガスと接触した液の
高沸点成分はガスとの熱交換により液と分離され、次第
に低沸点成分の富んだ液となる。その液は出口堰５を乗
り越え溢流管６中を浦、下し、下部の棚段上の液受皿２
へと流入する。以下、その動作を繰り返しながら液は次
第に低沸点成分の富んだ液となる。

第２図は本発明の整流部材４の断面を示し、整流部材４
を構成している六角筒のコア４Ａはウオールによって細
かく分けられていて、互いに平行に隣接して多数の垂直
方向のガス通路を形成している。そのコア４Ａの果合体
で構成されている整潴部材４は各棚段の下部に多孔板と
一体に設置されている。

次に、その桜能を説明すると、前述したように多孔板１
上の液は各部れ方式特有の液勾配を生ずは流れにく（な
る。液勾配をなくするには、多孔板１を傾斜させること
によＩ）解消できるが、勾配値についての正確な値が各
流れ方式、液量および培径との関係で明確でないため現
実的には難しい。

水−空完系の流動実験によって明らかになった問題点と
しては、他に発泡部分が多孔板１上を常に移動し再現性
がないということである。この現象は、部分発泡状態に
てガス塘速および液量な一定に設定した状態であり、原
因が不明である。この現象について推考すれば、棚段内
のガスの流動状態が非常に不安定で、一種の乱気流の状
態で流□動ｌノていると考えられる。

ガス涛、辿を次第に上げてい（と多孔板上の液は全面発
泡状態となるが、その時のガス流速（穴部通過速度）が
約８　ｍ　／　ｓであるとすれば、逆にガス速度を８　
ｍ　／　ａから徐々に下げていった場合、約５ｍ／８で
も全面発泡状態となっているということが、実験で確認
されている。このことは、ガスの流、動状襲が一度安定
すればより低いガス流速でも全面発泡状態になり得るこ
とである。そのためにも、棚段間のガスの流動状態を低
いガス流速で安定させる二とが重要である。

以上述べたことからも判るように、多孔板１下部のガス
の流動状態を安定させるために、整流部材４を多孔板ｌ
の下部に設置すればガスが多孔板１を通過する前に整流
部拐４により整流されるため、安定した流シ１状襲で多
孔板ｌの子孔４Ｂを通過でき、より低いガス流速で全面
発泡状態になり得る。

本実施例によれば、ガス速度がより小さい速度で多孔板
上の液が全面発泡されるため、埼効率が増加する。した
がって、棚段数が減少し接触塔の製作費が低減できる。

また、運転時のガス流速が小さいため、運転コスト（コ
ンプレッサーの消費動力）が安（なる効果がある。

上述した実施例では、整流部材４を六角筒のコア４Ａの
東合体で構成したものについて説明したが、任意の形状
の筒状体あるいは仕切板等により多数の垂直方向のガス
通路を形成し、て整流部材を構成しても、上述と同様の
効果を得ることができる。

〔発明の効果〕

未発明によれば、多孔板を通過する時のガス速度がよ１
）低い速度で多孔板上の液を全面発泡状態にする二とが
可能なため、接勅塔の圧力損失が低減できる。また、同
一ガス速度でよ＋１高い塔効率が得られるため、塔の製
作費および運転コストが低減できる効果がある。すなわ
ち、低圧力損失型で高効率の気液接触塔が安価に提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は未発明による気液接触塔の一実施例を
示すもので、第１図は縦断面図、第２図は多孔板と整流
部材が一体となった棚段の詳細な示す斜視図である。 ｌ・・・・・・多孔枦、２・・・・・・液受皿、３・・
二・・・入口堰、４・・・・・・整流部材、４Ａ・・・
・・・コア、４Ｂ・・・・・・子孔、５・・・・・出口
増、６・・・・・・溢涛管才１図 業２図 ６

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　気液接触塔の内部に設置される複数の棚段の便々の
   棚段が多数の孔を有する多孔板で構成され、上方より多
   孔板上に液体を湾入させ、下方よりガスを該多孔板の孔
   より上昇させ多孔板上で気液接触を行う気液接触塔にお
   いて、前記多孔板の下部に垂直方向に多数のガス通路を
   形成した整流部材を設置したことを特徴とする気液接触
   塔。