JP2023062902A - Liquid distribution device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体分配装置に関する。 The present invention relates to liquid dispensing devices.
蒸留（精留）プロセスや吸収プロセスに広く用いられる充填塔では、気液を向流接触させることで気液間の物質移動を促進し、特定の成分を分離あるいは濃縮する。充填塔の内部には、充填物が充填された充填層が位置しており、充填層内では液が重力を推進力として充填物表面上を液膜あるいは液滴状に流下し、ガス（蒸気）が塔頂塔底の圧力差を推進力として充填層内を上昇する。この過程における気液接触により、気相あるいは液相中の特定の成分が分離／濃縮される。そして、この気液接触を効率的に行うため、流下液が充填層内を一様に流れるようにすることを目的として、充填塔内の充填層の上部に液体分配装置が設置される。 Packed columns, which are widely used in distillation (rectification) processes and absorption processes, promote gas-liquid mass transfer by causing gas-liquid countercurrent contact, thereby separating or concentrating specific components. Inside the packed tower, there is a packed bed filled with packing material. In the packed bed, the liquid flows down on the surface of the packing material in the form of a liquid film or droplets with the force of gravity acting as a driving force, and gas (vapor) ) rises in the packed bed with the pressure difference at the top and bottom of the tower as the driving force. Due to gas-liquid contact in this process, specific components in the gas phase or liquid phase are separated/concentrated. In order to carry out this gas-liquid contact efficiently, a liquid distributor is installed above the packed bed in the packed tower for the purpose of making the falling liquid flow uniformly in the packed bed.
液体分配装置には多くの種類があり、液分配方法も様々である。
特許文献１には、パン型と呼ばれる液体分配装置が開示されている。パン型の液体分配装置は、液を下方に散布するための散布孔が複数配置された底板と、両端が開口する筒状のライザー管を複数備え、下端が底板の下方に開口するようにライザー管が底板上に立設されている。また、ライザー管は、底板上に溜まる液面よりも高くなるような長さに設定される。
パン型の液体分配装置では、底板に溜まった液ヘッドにより、散布孔から下方へ液が散布され、下方から上昇するガスがライザー管を介して底板の上方に通気する。
There are many types of liquid dispensing devices and different methods of liquid dispensing.
In a pan-type liquid distributor, liquid is sprayed downward through spray holes by a liquid head accumulated in the bottom plate, and gas rising from below is ventilated above the bottom plate through riser pipes.
特許文献２には、トラフ型と呼ばれる液体分配装置が開示されている。トラフ型の液体分配装置は、蒸留塔内の空間の中央に位置し、一の方向に延在する主液通路（メインチャネル）と、主液通路と連通し、一の方向と直行する他の方向に延在する複数の副液通路（サブチャネル）とを備える。また、主液通路および副液通路の上面は開放されており、主液通路の底面には副液通路に液を分配するための孔が、副液通路の底面には液を下方に散布するための散布孔が、それぞれ複数配置されている。
トラフ型の液体分配装置では、主液通路および副液通路に液を溜め、その液ヘッドにより、主液通路から副液通路へ液が分配され、副液通路の散布孔から下方へ液が散布され、主液通路および副液通路の間隙から上昇ガスが上方に通気する。
In a trough-type liquid distribution device, liquid is stored in the main liquid passage and the sub-liquid passage, and the liquid is distributed from the main liquid passage to the sub-liquid passage by the liquid head, and the liquid is sprayed downward from the spray hole of the sub-liquid passage. The ascending gas ventilates upward from the gap between the main liquid passage and the sub liquid passage.
特許文献３には、パイプ型と呼ばれる液体分配装置が開示されている。パイプ型の液体分配装置は、トラフ型の液体分配装置と同様に、蒸留塔内の空間の中央に位置し、一の方向に延在する主液通路（メインチャネル）と、主液通路と連通し、一の方向と直行する他の方向に延在する複数の副液通路（サブチャネル）とを備える。また、主液通路および副液通路は閉空間となっており、主液通路の底面には副液通路に液を分配するための孔が、副液通路の底面には液を下方に散布するための散布孔が、それぞれ複数配置されている。
パイプ型の液体分配装置では、主液通路および副液通路に液を溜め、その液ヘッドにより、主液通路から副液通路へ液が分配され、副液通路の散布孔から下方へ液が散布され、主液通路および副液通路の間隙から上昇ガスが上方に通気する。
In a pipe-type liquid distribution device, liquid is stored in the main liquid passage and the sub-liquid passage, and the liquid head distributes the liquid from the main liquid passage to the sub-liquid passage, and the liquid is sprayed downward from the spray holes of the sub-liquid passage. The ascending gas ventilates upward from the gap between the main liquid passage and the sub liquid passage.
しかしながら、パン型の液体分配装置では、底板を設けるために液が溜まる面積が大きくなり、運転増減量に対応するために必要な液深を溜める必要があることから、底板上に溜める液量（液ホールドアップ）が大きいという課題がある。また、パン型の液体分配装置では、ガス通過面積が小さいことに加え、ライザー管の管路長が長くなるために圧力損失が大きくなり、液ヘッドによる更なる液ホールドアップの増加を招くという課題がある。 However, in the pan-type liquid distribution device, since the bottom plate is provided, the area for storing the liquid becomes large, and it is necessary to store the liquid depth necessary to correspond to the increase or decrease in the amount of operation. There is a problem that the liquid holdup) is large. Further, in the pan-type liquid distribution device, in addition to the small gas passage area, the length of the riser pipe is long, resulting in a large pressure loss and a further increase in liquid hold-up due to the liquid head. There is
トラフ型の液体分配装置では、底板を設けないために液が溜まる面積が小さくなり、ガスが通過する面積が大きくなるため、液ホールドアップや圧力損失を低減できるが、構造が複雑になるという課題がある。また、トラフ型の液体分配装置では、パン型の液体分配装置と同様に、液通路（チャネル）上に溜める液の高さを低減することが困難である。 In the trough-type liquid distribution device, since the bottom plate is not provided, the area where the liquid accumulates is small, and the area through which the gas passes is large, so liquid hold-up and pressure loss can be reduced, but the structure is complicated. There is Further, in the trough-type liquid distribution device, it is difficult to reduce the height of the liquid accumulated on the liquid passage (channel) as in the case of the pan-type liquid distribution device.
パイプ型の液体分配装置では、装置の小型化が可能であるが、液通路（チャネル）が閉空間であるため、液通路を流れる液の流速が大きくなるという課題がある。また、パイプ型の液体分配装置では、液通路（チャネル）内への気泡の混入により、液の均一分配性能が損なわれるとの課題がある。 A pipe-type liquid distribution device can be downsized, but has a problem that the flow velocity of the liquid flowing through the liquid passage increases because the liquid passage (channel) is a closed space. Further, in the pipe-type liquid distribution device, there is a problem that the uniform distribution performance of the liquid is impaired due to the inclusion of air bubbles in the liquid passage (channel).
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、簡便な構造で、液ホールドアップの低減、及び圧力損失の低減が可能であり、液の均一分配性能が高い液体分配装置を提供することを課題とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and provides a liquid distribution device that has a simple structure, is capable of reducing liquid holdup and pressure loss, and has high uniform liquid distribution performance. The challenge is to
上記の課題を達成するために、本発明は以下の構成を採用する。
［１］ 上方から下降する液体を下方に分配して流下させ、下方から上昇する気体を上方に通過させる液体分配装置であって、
前記液体を貯留する閉空間と、前記閉空間の上方に位置する第１空間とを区画する天板と、
前記閉空間と、前記閉空間の下方に位置する第２空間とを区画する床板と、
前記第１空間に位置し、前記閉空間と連通する液体流路を有する液体供給管と、
前記閉空間を貫通し、前記第１空間と前記第２空間とを連通する複数の気体通気管と、を備え、
前記床板が、前記閉空間と前記第２空間とを連通する複数の貫通孔を有する、液体分配装置。
［２］ 前記天板と前記床板とが鉛直方向上下に対向するように配置され、
前記天板と前記床板との鉛直方向の距離が、前記液体流路の鉛直方向の距離よりも短い、［１］に記載の液体分配装置。
［３］ 前記天板が、前記液体供給管と連結する位置を頂点とする凸形状である、［１］又は［２］に記載の液体分配装置。
［４］ 前記気体通気管が、鉛直方向に断面視した場合、下方から上方に向かって漸次縮径するテーパ形状である、［１］乃至［３］のいずれかに記載の液体分配装置。
［５］ 前記床板を平面視した場合、前記床板の全面積に対する前記気体通気管が占める面積の割合が、２０～５０％である、［１］乃至［４］のいずれかに記載の液体分配装置。
［６］ 前記貫通孔が、１００～１５００点／ｍ２となるように、前記床板に設けられる、［１］乃至［５］のいずれかに記載の液体分配装置。
In order to achieve the above objects, the present invention employs the following configurations.
[1] A liquid distribution device for distributing liquid descending from above downward and allowing gas rising from below to pass upward,
a top plate that separates a closed space for storing the liquid from a first space located above the closed space;
a floorboard that separates the closed space from a second space located below the closed space;
a liquid supply pipe located in the first space and having a liquid channel communicating with the closed space;
a plurality of gas vent pipes penetrating the closed space and communicating the first space and the second space;
The liquid distribution device, wherein the floor plate has a plurality of through holes that communicate the closed space and the second space.
[2] The top plate and the floor plate are arranged so as to vertically face each other,
The liquid distribution device according to [1], wherein the vertical distance between the top plate and the floor plate is shorter than the vertical distance of the liquid channel.
[3] The liquid distribution device according to [1] or [2], wherein the top plate has a convex shape with a vertex at a position where the top plate is connected to the liquid supply pipe.
[4] The liquid distribution device according to any one of [1] to [3], wherein the gas vent pipe has a tapered shape that gradually decreases in diameter from bottom to top when viewed in a vertical cross section.
[5] The liquid distributor according to any one of [1] to [4], wherein the ratio of the area occupied by the gas vent pipe to the total area of the floor plate is 20 to 50% when the floor plate is viewed from above. Device.
[6] The liquid distributor according to any one of [1] to [5], wherein the through holes are provided in the floor plate so as to have 100 to 1500 points/m 2 .
本発明の液体分配装置は、簡便な構造であって、液ホールドアップの低減、及び圧力損失の低減が可能であり、液の均一分配性能が高い。 The liquid distribution device of the present invention has a simple structure, can reduce liquid hold-up and pressure loss, and has high uniform liquid distribution performance.
以下、本発明について、添付の図面を参照し、実施形態を示して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail by showing embodiments with reference to the accompanying drawings.
In addition, in the drawings used in the following explanation, in order to make the features easier to understand, the characteristic portions may be enlarged for convenience, and the dimensional ratios of each component may not necessarily be the same as the actual ones. do not have.
＜液体分配装置＞
先ず、本発明を適用した一実施形態である液体分配装置の構成について、説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る液体分配装置を示す斜視図である。
図１に示すように、本実施形態の液体分配装置１は、天板２、床板３、液体供給管４、ライザー管（気体通気管）５を備えて、概略構成されている。
<Liquid distributor>
First, the configuration of a liquid distribution device, which is an embodiment to which the present invention is applied, will be described.
1 is a perspective view of a liquid dispensing device according to an embodiment of the present invention; FIG.
As shown in FIG. 1, the
本実施形態の液体分配装置１は、上方から下降する液体を下方に分配して流下させ、下方から上昇する気体を上方に通過させる装置である。具体的には、液体分配装置１は、後述する図４（ａ）に示すように、蒸留塔１０の内側に、鉛直方向上下に配置された充填層２０（２０Ａ，２０Ｂ）の間の空間に配置される。これにより、液体分配装置１は、上方に位置する充填層２０Ａから下降する液体（下降液）を下方に位置する充填層２０Ｂに分配して流下させ、下方に位置する充填層２０Ｂから上昇する気体を通過させて上方の充填層２０Ａに供給する。
The
天板２は、液体を貯留する閉空間Ｖ１と、閉空間Ｖ１の上方に位置する第１空間Ｖ２とを区画する板状の部材である。
天板２には、平面視した際、中央に液体供給管４が配置され、液体供給管４の周囲に複数の開口２ａが配置されている。
The
A
床板３は、液体を貯留する閉空間Ｖ１と、閉空間Ｖ１の下方に位置する第２空間Ｖ３とを区画する板状の部材である。
床板３には、平面視した際、複数の開口３ａと、複数の貫通孔６とが、互いに重ならないように配置されている。
The
A plurality of
閉空間Ｖ１は、天板２と、床板３と、図示略の側面とからなる筒状容器７の内側に位置し、液体を貯留するための空間である。
The closed space V1 is located inside the
筒状容器７は、鉛直方向上下に延在する軸線を有し、鉛直方向の上方に天板２を、鉛直方向の下方に床板３を、それぞれ有する。天板２と床板３とは、天板２の下面と床板３の上面とが互いに対向するように配置されている。これにより、天板２は閉空間Ｖ１と筒状容器７の上方の第１空間Ｖ２とを区画し、床板３は閉空間Ｖ１と筒状容器７の下方の第２空間Ｖ３とを区画する。
The
筒状容器７の形状（すなわち、閉空間Ｖ１の形状）は、円筒型であってもよいし、角筒型であってもよい。なお、筒状容器７が円筒型の場合、天板２及び床板３を平面視した際の形状は円形となる。一方、筒状容器７が角筒型の場合、天板２及び床板３を平面視した際の形状は多角形となる。
The shape of the cylindrical container 7 (that is, the shape of the closed space V1) may be cylindrical or rectangular. When the
筒状容器７を構成する、天板２、床板３及び図示略の側面の材質は、特に限定されるものではなく、閉空間Ｖ１に貯留する液体の種類に応じて適宜選択することができる。
例えば、閉空間Ｖ１に貯留する液体が、液化空気、液化窒素、液化酸素等である場合、筒状容器７の材質としては、ステンレス、アルミニウム等を用いることが可能である。
The materials of the
For example, when the liquid stored in the closed space V1 is liquefied air, liquefied nitrogen, liquefied oxygen, or the like, stainless steel, aluminum, or the like can be used as the material of the
液体供給管４は、液体分配装置１の上方から下降する液体を、筒状容器７の内側の閉空間Ｖ１に供給するための配管である。液体供給管４の内側は、液体が流れる液体流路４Ａとなっている。
The
液体供給管４は、筒状容器７の上方の第１空間Ｖ２に位置し、液体供給管４の下端（先端）が天板２の中央部分に接続されている。これにより、筒状容器７の内側の閉空間Ｖ１と、液体供給管４の内側の液体流路４Ａとが連通するため、液体分配装置１の上方から下降する液体を、液体供給管４を介して筒状容器７の内側の閉空間Ｖ１に供給できる。
The
ライザー管（上昇管）５は、液体分配装置１の下方から上昇する気体を液体分配装置１の上方に通過させるための流路を有する部材である。換言すると、ライザー管５は、筒状容器７の下方の第２空間Ｖ３から上昇する気体を、内側の流路を介して閉空間Ｖ１をバイパスし、筒状容器７の上方の第１空間Ｖ２に通過させるための部材である。
The riser pipe (rising pipe) 5 is a member having a flow path for allowing gas rising from below the
ライザー管５は、両端が開口する筒状（中空状）の部材である。ライザー管５は、鉛直方向上下に軸線が延在するように配置され、それぞれ筒状容器７（すなわち、閉空間Ｖ１）を貫通するように配置される。ライザー管５の両端は、筒状容器７の天板２及び床板３をそれぞれ貫通し、ライザー管５の上端開口５ａが第１空間Ｖ２に、下端開口５ｂが第２空間Ｖ３にそれぞれ臨むように配置される。また、ライザー管５の上端開口５ａと天板２の開口２ａとが液密となるように接合されており、下端開口５ｂと床板３の開口３ａとが液密となるように接合されている。これにより、筒状容器７の下方の第２空間Ｖ３から上昇する気体は、ライザー管５の内側の空間を介して筒状容器７を通過し、第１空間Ｖ２に到達することができる。
The
ライザー管５の材質は、特に限定されるものではない。ライザー管５の材質としては、筒状容器７と同じ材質とすることができる。
また、ライザー管５の形状は、円筒型であってもよいし、角筒型であってもよい。
The material of the
Moreover, the shape of the
なお、本実施形態では、ライザー管５の上端開口５ａと天板２の開口２ａとが面一であり、下端開口５ｂと床板３の開口３ａとが面一である場合を一例として説明したが、これに限定されない。
ライザー管５の上端開口５ａが天板２の上面よりも上方に位置し、ライザー管５の上端寄りの胴部（筒状部）と天板２の開口２ａとが液密となるように接合されていてもよい。
また、ライザー管５の下端開口５ｂが床板３の下面よりも下方に位置し、ライザー管５の下端寄りの胴部（筒状部）と床板３の開口３ａとが液密となるように接合されていてもよい。
In the present embodiment, the upper end opening 5a of the
The upper end opening 5a of the
In addition, the
貫通孔６は、筒状容器７（すなわち、閉空間Ｖ１）に貯留された液体を下方に分配して流下させるための散布孔である。貫通孔６は、床板３に位置し、床板３の上面と下面とを貫通する。貫通孔６により、筒状容器７の内側の閉空間Ｖ１と、筒状容器７の下方の第２空間Ｖ３とが連通するため、筒状容器７に貯留された液体を下方に分配して流下させることができる。
The through-
筒状容器７を構成する天板２及び床板３の面積Ｓ１は、特に限定されるものではなく、適宜選択することができる。例えば、本実施形態の液体分配装置１を蒸留塔に用いる場合、天板２及び床板３の面積Ｓ１は、０．０１～３０ｍ２とすることができる。
The area S1 of the
また、筒状容器７の鉛直方向における高さ（すなわち、天板２と床板３との鉛直方向の距離）Ｈ１は、特に限定されるものではなく、適宜選択することができる。例えば、本実施形態の液体分配装置１を蒸留塔に用いる場合、閉空間Ｖ１の鉛直方向における高さＨ１は、３０～３５０ｍｍとすることができ、２００～３００ｍｍとすることが好ましい。
閉空間Ｖ１の鉛直方向における高さＨ１を上記好ましい範囲とすることで、閉空間Ｖ１を貫通するライザー管５の鉛直方向の高さ（長さ）を短縮できる。これにより、従来のパン型の液体分配装置よりも圧力損失を低減できる。
Further, the vertical height of the cylindrical container 7 (that is, the vertical distance between the
By setting the vertical height H1 of the closed space V1 within the preferred range, the vertical height (length) of the
液体供給管４の鉛直方向に垂直な断面積Ｓ２は、特に限定されるものではなく、適宜選択することができる。例えば、本実施形態の液体分配装置１を蒸留塔に用いる場合、液体供給管４の断面積Ｓ２は、０．００１～１８ｍ２とすることができる。
また、液体供給管４の断面積Ｓ２は、天板２及び床板３の面積Ｓ１の１０～６０％の範囲とすることが好ましく、２０～５０％の範囲とすることがより好ましい。液体供給管４の断面積Ｓ２を上記範囲とすることで、供給液線速の低減に加えて必要なガスライザー管の面積を確保することができる。
A cross-sectional area S2 perpendicular to the vertical direction of the
Moreover, the cross-sectional area S2 of the
液体供給管４の鉛直方向における高さ（流体流路４Ａの鉛直方向の距離）Ｈ２は、特に限定されるものではなく、適宜選択することができる。例えば、本実施形態の液体分配装置１を蒸留塔に用いる場合、液体供給管４の高さＨ２は、１０～２００ｍｍとすることができ、３０～１３０ｍｍとすることが好ましい。
また、液体供給管４の高さＨ２は、筒状容器７の鉛直方向の高さＨ１よりも短ければよく、筒状容器７の鉛直方向の高さＨ１の１～８０％の範囲とすることが好ましく、１０～６５％の範囲とすることがより好ましい。液体供給管４の高さＨ２を上記範囲とすることで、運転時の液深が天板２の下まで低下することなく液を分配できる。
The vertical height of the liquid supply pipe 4 (vertical distance of the
Moreover, the height H2 of the
ライザー管５の鉛直方向に垂直な断面積Ｓ３は、特に限定されるものではなく、適宜選択することができる。例えば、本実施形態の液体分配装置１を蒸留塔に用いる場合、ライザー管５の断面積Ｓ３は、０．００９～１２ｍ２とすることができる。
また、ライザー管５の断面積Ｓ３の総面積は、天板２及び床板３の面積Ｓ１の２０～７０％の範囲とすることが好ましく、３５～６５％の範囲とすることがより好ましい。ライザー管５の断面積Ｓ３の総面積を上記範囲とすることで、本液分配器で発生する圧力損失を抑制できる。
A cross-sectional area S3 perpendicular to the vertical direction of the
The total cross-sectional area S3 of the
貫通孔６の鉛直方向に垂直な断面積Ｓ４は、特に限定されるものではなく、適宜選択することができる。例えば、本実施形態の液体分配装置１を蒸留塔に用いる場合、貫通孔６の細孔径Ｓ４は、２～１０ｍｍとすることができる。
また、貫通孔６の断面積Ｓ４の総面積は、天板２及び床板３の面積Ｓ１の０．０１～２０％の範囲とすることが好ましく、０．０３～１２％の範囲とすることがより好ましい。貫通孔６の断面積Ｓ４の総面積を上記範囲とすることで、塔の断面に対して良好に液を分配することが出来る。
A cross-sectional area S4 perpendicular to the vertical direction of the through
In addition, the total area of the cross-sectional area S4 of the through
貫通孔６は、１００～１５００点／ｍ２となるように床板３に設けられておる床板３に設ける貫通孔６の面積当たりの個数を充填物の種類に応じて上記範囲とすることで、液体の均一分配性能を向上することが可能となる。
The through-
例えば、本実施形態の液体分配装置１を蒸留塔に用いる場合、蒸留塔の運転時に液体分配装置１の筒状容器７内の閉空間Ｖ１は必ず液体で満たされており、液面は液体供給管４内の液体流路４Ａに存在する。また、蒸留塔の運転増減の際には液体供給管４内の液体流路４Ａで液面が変動する。
For example, when the
本実施形態の液体分配装置１によれば、液体分配装置１内（すなわち、閉空間Ｖ１内）の液ホールドアップを低減させ、蒸留塔の起動時及び運転時の増減量に対して高速対応が可能となる。
According to the
また、本実施形態の液体分配装置１によれば、天板２、複数の貫通孔６を有する床板３、液体供給管４、及び複数のライザー管（気体通気管）５を備える、簡便な構造（換言すると、底面３に複数の貫通孔６を有する筒状容器７と、筒状容器７に液体を供給する液体供給管４と、筒状容器７を鉛直方向上下に貫通する複数のライザー管５とを備える、簡便な構造）であるため、安価に製造できる。
Further, according to the
（用途）
本実施形態の液体分配装置１は、図４（ａ）に示す蒸留塔１０や、吸収塔や冷却塔等の用途に適用できる。
(Application)
The
以上説明したように、本実施形態の液体分配装置１によれば、従来のパン型と同様に、簡便な構造であるため、小型化、及び生産コストを低減できる。
したがって、本実施形態の液体分配装置１を空気分離装置の蒸留塔に適用した場合、省スペース化により空気分離装置の小型化（塔容器、断熱材など）が可能となる。
また、空気分離装置の蒸留塔に液体分配装置１を据え付けする際に傾いた場合であっても、蒸留塔内を下降する液体の偏流を抑制できる。
As described above, according to the
Therefore, when the
Further, even if the
また、本実施形態の液体分配装置１によれば、ライザー管５の鉛直方向の長さを短縮することで、筒状容器７（閉空間Ｖ１）の容量を減少できるため、液ホールドアップを低減できる。
したがって、本実施形態の液体分配装置１を空気分離装置の蒸留塔に適用した場合、増減量運転等、需要の変動に対して迅速に順応できる。
Further, according to the
Therefore, when the
また、本実施形態の液体分配装置１によれば、ライザー管５の鉛直方向の長さを短縮することで、圧力損失を低減できる。
さらに、本実施形態の液体分配装置１によれば、床板３に複数の貫通孔６を設けるため、液体の均一分配性能を向上できる。
Further, according to the
Furthermore, according to the
＜他の実施形態＞
先ず、本発明を適用した他の実施形態である液体分配装置の構成について、説明する。
図２は、本発明の他の実施形態に係る液体分配装置を示す斜視図である。
図２に示すように、本実施形態の液体分配装置２１は、天板２、床板３、液体供給管４、ライザー管（気体通気管）５に加えて、さらに複数の貫通孔９を有する中間板８を備えて、概略構成されている。
なお、図２に示す液体分配装置２１の構成要素のうち、図１に示す液体分配装置１と同一の構成要素には、図１と同一の符号を付してその説明を省略する。
<Other embodiments>
First, the configuration of a liquid distribution device that is another embodiment to which the present invention is applied will be described.
FIG. 2 is a perspective view of a liquid dispensing device according to another embodiment of the invention.
As shown in FIG. 2 , the
Among the components of the
中間板８は、天板２と床板３との間の閉空間Ｖ１に位置し、閉空間Ｖ１を上方の空間と下方の空間とに区画する板状の部材である。
中間板８には、平面視した際、複数の開口８ａと、複数の貫通孔９とが、互いに重ならないように配置されている。
The
In the
中間板８の開口８ａには、ライザー管５がそれぞれ挿通されている。
中間板８の開口８ａは、ライザー管５の胴部（筒状部）のうち、上端開口５ａと下端開口５ｂとの間に固定されている。
なお、開口８ａへのライザー管５の固定方法は、特に限定されるものではなく、中間板８の開口８ａとライザー管５とを溶接によって接合して固定してもよいし、ライザー管５を鉛直方向の断面形状を鉛直方向下方に向かって僅かに広がるテーパ形状とし、中間板８をライザー管５の鉛直方向上方から差し込んで固定してもよい。
The
The opening 8 a of the
The method of fixing the
貫通孔９は、筒状容器７（すなわち、閉空間Ｖ１）のうち、中間板８によって区画された上方の空間に貯留された液体を下方の空間に分配して流下させるための散布孔である。貫通孔９は、中間板８に位置し、中間板８の上面と下面とを貫通する。貫通孔９により、筒状容器７内の閉空間Ｖ１のうち、上方の空間と下方の空間とが連通するため、筒状容器７に貯留された液体を下方に予備分配して流下させることができる。
The through
貫通孔９の鉛直方向に垂直な断面積Ｓ５は、貫通孔６の断面積Ｓ４よりも大きければ特に限定されるものではなく、適宜選択することができる。例えば、本実施形態の液体分配装置１を蒸留塔に用いる場合、貫通孔９の断面積Ｓ５は、天板２及び床板３の面積Ｓ１の０．０１～２０％の範囲とすることが好ましく、０．０３～１２％の範囲とすることがより好ましい。
また、貫通孔９の断面積Ｓ５の総面積は、貫通孔６の断面積Ｓ４の総面積と等しくすることが好ましい。
A cross-sectional area S5 of the through-
Moreover, it is preferable that the total area of the cross-sectional area S5 of the through
以上説明したように、第２実施形態の液体分配装置２１によれば、上述した液体分配装置１と同様に、簡便な構造によって、液ホールドアップの低減、及び圧力損失の低減が可能であり、液の均一分配性能を向上できる。
As described above, according to the
また、第２実施形態の液体分配装置２１によれば、閉空間Ｖ１を鉛直方向上下に区画し、複数の貫通孔９を有する中間板８を備える構成であり、閉空間Ｖ１の上方の空間から下方の空間へ液体を予備分配できるため、液の均一分配性能をより高めることができる。
Further, according to the
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、上述した実施形態の液体分配装置１，２１によれば、天板２が平板状である構成を一例として説明したが、これに限定されない。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, according to the
図３は、本発明の実施形態に係る液体分配装置の変形例を示す断面図である。
図３に示すように、本実施形態の変形例である液体分配装置３１は、筒状容器３７の軸方向に沿って断面視した際、天板３２が、液体供給管４と連結する位置を頂点とする、上方に凸の形状（凸形状）である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a modification of the liquid distribution device according to the embodiment of the invention.
As shown in FIG. 3 , in a
液体分配装置３１によれば、筒状容器３７の上面を構成する天板３２が液体供給管４に向かって傾斜しているため、筒状容器３７（閉空間Ｓ３１）内の気泡が貫通孔６での液分配に影響を及ぼすことを排除できる。
According to the
また、上述した実施形態の液体分配装置１，２１によれば、ライザー管５が、鉛直方向に断面視した場合、下方から上方にわたって同一径である構成を一例として説明したが、これに限定されない。例えば、ライザー管（気体通気管）が、鉛直方向に断面視した場合、下方から上方に向かって漸次縮径するテーパ形状であってもよい。このような構成により、筒状容器上面にガスが滞留せず、円滑に液体供給管から液を抜き出すことができる。
Further, according to the
また、上述した実施形態の液体分配装置１，２１によれば、筒状容器７が天板２と床板３と図示略の側面とによって形成される構成を一例として説明したが、これに限定されない。例えば、液体分配装置が蒸留塔内に設置される場合、天板２と床板３とをそれぞれ蒸留塔の内壁に液密となるように接合することで、筒状容器７（すなわち、閉空間Ｖ１）を形成する構成であってもよい。
Further, according to the
以下、検証試験によって本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。 The present invention will be described in detail below through verification tests, but the present invention is not limited to these.
＜検証試験＞
図４は、検証試験を説明するための断面模式図である。図４（ａ）は、空気分離装置の蒸留塔の塔頂に上述した実施形態の液体分配装置１を配置して液分配を行う場合（実施例）を示す。図４（ｂ）は、空気分離装置の蒸留塔の塔頂に従来のトラフ型の液体分配装置を配置して液分配を行う場合（比較例）を示す。
<Verification test>
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the verification test. FIG. 4(a) shows a case (example) in which liquid distribution is performed by arranging the
（実施例）
図４（ａ）では、充填塔１０の内側の空間の上部及び下部にそれぞれ充填層２０（２０Ａ、２０Ｂ）が配置されており、上部の充填層２０Ａと下部の充填層２０Ｂとの間の空間に、図１に示す液体分配装置１が配置されている。
充填塔１０では、先ず、上部の充填層２０Ａの底部から流下する液体が捕集、混合され、液体分配装置１へ供給される。次いで、液体分配装置１に供給された液体は、下部の充填層２０Ｂの上方へ分配されて供給される。
(Example)
In FIG. 4(a), the packed layers 20 (20A, 20B) are arranged in the upper and lower portions of the inner space of the packed
In the packed
（比較例）
図４（ｂ）では、図４（ａ）に示す液体分配装置１にかえて、従来のトラフ型の液体分配装置が配置されている。
(Comparative example)
In FIG. 4(b), a conventional trough-type liquid distribution device is arranged in place of the
（検証結果）
比較例（トラフ型の液体分配装置１０１）では、液分配器の断面にわたって、最高処理液流量時に溜まる堰の高さを確保する必要があるため、作業人員の頭から所定のスペースを確保しようとする場合、上部の充填層２０Ａと下部の充填層２０Ｂとの間に広い空間が必要となる。
これに対して、実施例（本発明の液体分配装置１）では、鉛直方向において省スペース化が可能であるため、比較例よりも少ない空間で所定のスペースを確保できる。
(inspection result)
In the comparative example (the trough-type liquid distributor 101), it is necessary to ensure a height of the weir that accumulates at the maximum processing liquid flow rate across the cross section of the liquid distributor. In this case, a wide space is required between the
On the other hand, in the example (
また、比較例と比べて実施例（本発明の液体分配装置１）では、液ホールドアップが少ないため、需要が変動した際に対応に要する時間を短縮できる。
Further, in the example (the
１，２１，３１・・・液体分配装置
２，３２・・・天板
２ａ・・・開口
３・・・床板
３ａ・・・開口
４・・・液体供給管
５・・・ライザー管（気体通気管）
５ａ・・・上端開口
５ｂ・・・下端開口
６・・・貫通孔
７，３７・・・筒状容器
８・・・中間板
８ａ・・・開口
９・・・貫通孔
１０・・・蒸留塔
２０，２０Ａ，２０Ｂ・・・充填層
Ｈ１・・・天板と床板との鉛直方向の距離
Ｈ２・・・液体流路の鉛直方向の距離
Ｖ１・・・閉空間
Ｖ２・・・第１空間
Ｖ３・・・第２空間
5a
Claims (6)
前記液体を貯留する閉空間と、前記閉空間の上方に位置する第１空間とを区画する天板と、
前記閉空間と、前記閉空間の下方に位置する第２空間とを区画する床板と、
前記第１空間に位置し、前記閉空間と連通する液体流路を有する液体供給管と、
前記閉空間を貫通し、前記第１空間と前記第２空間とを連通する複数の気体通気管と、を備え、
前記床板が、前記閉空間と前記第２空間とを連通する複数の貫通孔を有する、液体分配装置。 A liquid distribution device for distributing and flowing down a liquid descending from above and allowing a gas rising from below to pass upward,
a top plate that separates a closed space for storing the liquid from a first space located above the closed space;
a floorboard that separates the closed space from a second space located below the closed space;
a liquid supply pipe located in the first space and having a liquid channel communicating with the closed space;
a plurality of gas vent pipes penetrating the closed space and communicating the first space and the second space;
The liquid distribution device, wherein the floor plate has a plurality of through holes that communicate the closed space and the second space.
前記天板と前記床板との鉛直方向の距離が、前記液体流路の鉛直方向の距離よりも短い、請求項１に記載の液体分配装置。 The top plate and the floor plate are arranged so as to vertically face each other,
2. The liquid distributor according to claim 1, wherein the vertical distance between said top plate and said floor plate is shorter than the vertical distance between said liquid channels.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2021173073A JP2023062902A (en) | 2021-10-22 | 2021-10-22 | Liquid distribution device |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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|---|---|
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
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2021
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