JP3146422B2 - 気液接触装置のための液体分配器 - Google Patents
気液接触装置のための液体分配器Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
- B01D53/18—Absorbing units; Liquid distributors therefor
- B01D53/185—Liquid distributors
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- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、気液接触装置、殊に充填媒体上に液体を分
配するための分配器に関する。
配するための分配器に関する。
典型的な気液接触装置においては、産業界において塔
として知られている鉛直方向に細長い密封された容器内
に充填媒体が収容される。充填媒体は当業者には周知の
スクリーン又はシート金属の波形シート或いはリング又
はサドルの如きランダム充填物から構成することができ
る。通常、液体はオリフィス皿、樋或いはスプレイノズ
ル分配器によって充填媒体の上面上に分配される。気体
は気体入口ノズルから容器内に導入され、充填媒体を通
って流動して充填媒体の表面上にて気体と接触し、容器
の気体出口開口を通して流出される。重力の作用によっ
て液体が充填媒体を通って流下する際には、液体は充填
媒体の表面を濡らし、更生液表面を形成して流体間の効
果的な接触を推進せしめる。充填媒体を通過した液体は
液体出口に流動する。通常、液体流に対して気体は逆方
向に流動せしめられるが、同方向に流動せしめられる場
合もある。
として知られている鉛直方向に細長い密封された容器内
に充填媒体が収容される。充填媒体は当業者には周知の
スクリーン又はシート金属の波形シート或いはリング又
はサドルの如きランダム充填物から構成することができ
る。通常、液体はオリフィス皿、樋或いはスプレイノズ
ル分配器によって充填媒体の上面上に分配される。気体
は気体入口ノズルから容器内に導入され、充填媒体を通
って流動して充填媒体の表面上にて気体と接触し、容器
の気体出口開口を通して流出される。重力の作用によっ
て液体が充填媒体を通って流下する際には、液体は充填
媒体の表面を濡らし、更生液表面を形成して流体間の効
果的な接触を推進せしめる。充填媒体を通過した液体は
液体出口に流動する。通常、液体流に対して気体は逆方
向に流動せしめられるが、同方向に流動せしめられる場
合もある。
充填された塔の効率は分配器の性能によって大幅に制
限される。液体分配特性は、(1)分配密度即ち単位面
積当りの分配点の数、(2)塔の断面における分配点の
幾何学的均一性、及び(3)分配点からの液体流の均一
性によって評価される。
限される。液体分配特性は、(1)分配密度即ち単位面
積当りの分配点の数、(2)塔の断面における分配点の
幾何学的均一性、及び(3)分配点からの液体流の均一
性によって評価される。
重力分配器においては、分配点からの液体流の均一性
は連行蒸気並びに分配器の計量液体出口近傍における液
体のヘッド(深さ)及び速度によって大きく影響され
る。連行蒸気が存在せず、速度は無視できる僅かなもの
であり、全ての出口においてヘッドが実質上同一である
のが理想的である。現在の実施技術様式では上記理想の
達成は容易でない。分配器デッキに導入される部位にて
液体は鉛直方向流速を有し、分配器デッキの計量オリフ
ィスの領域において分散する際に屡々水平方向流速を有
する。分配器デッキ領域においてヘッドは大幅に変動し
得る。液体ヘッドが僅かである或いは存在しない乾出口
が存在することもある。
は連行蒸気並びに分配器の計量液体出口近傍における液
体のヘッド(深さ)及び速度によって大きく影響され
る。連行蒸気が存在せず、速度は無視できる僅かなもの
であり、全ての出口においてヘッドが実質上同一である
のが理想的である。現在の実施技術様式では上記理想の
達成は容易でない。分配器デッキに導入される部位にて
液体は鉛直方向流速を有し、分配器デッキの計量オリフ
ィスの領域において分散する際に屡々水平方向流速を有
する。分配器デッキ領域においてヘッドは大幅に変動し
得る。液体ヘッドが僅かである或いは存在しない乾出口
が存在することもある。
液体分配に関する問題の幾つかは、米国特許第4,472,
325号、米国特許第4,808,350号或いは本出願人の米国特
許第5,013,491号に開示されている型のスロットを有す
る流管を使用することによって低減することができる。
多数の区分された皿及び精密ダイによって形成された流
管を使用して分配器を形成することによって性能を改良
することができる。しかしながら、流量が変動すると、
分配流速パターンが屡々大きく変化する。
325号、米国特許第4,808,350号或いは本出願人の米国特
許第5,013,491号に開示されている型のスロットを有す
る流管を使用することによって低減することができる。
多数の区分された皿及び精密ダイによって形成された流
管を使用して分配器を形成することによって性能を改良
することができる。しかしながら、流量が変動すると、
分配流速パターンが屡々大きく変化する。
本発明は、連行蒸気を除去して分配点からの流れの均
一性を改良し、分配器液体出口開口近傍において乱流を
低減し、水平方向流速を低減し、ヘッド差を低減して、
広範囲の流量範囲に渡って満足し得る液体分配を達成す
ることを可能にする。
一性を改良し、分配器液体出口開口近傍において乱流を
低減し、水平方向流速を低減し、ヘッド差を低減して、
広範囲の流量範囲に渡って満足し得る液体分配を達成す
ることを可能にする。
発明の要約 本発明は、デッキにはその下方の表面に液体を排出す
るためにデッキを貫通する出口開口が配設されている、
気液接触装置内の充填媒体の床上に液体を分配する装置
に関する。一局面において、本発明は、デッキの上方に
間隔をおいて壁が配設されていて、この壁とデッキとの
間に減速空間が規定されている構成を含んでいる。壁に
は減速空間に液体を供給するための入口開口を構成する
穴が形成されている。これらの入口開口はデッキの出口
開口から水平方向に変位されており、液体は入口開口か
ら出口開口まで減速空間を通って水平に流動する。減速
空間の境界は入口開口と出口開口との間に位置せしめら
れており、減速空間の鉛直方向面積は関連する入口開口
の全ての総面積よりも大きい。従って、境界を通って出
口開口に流動する液体の流速は、入口開口を通って減速
空間に流動する液体の流速よりも相当低速である。
るためにデッキを貫通する出口開口が配設されている、
気液接触装置内の充填媒体の床上に液体を分配する装置
に関する。一局面において、本発明は、デッキの上方に
間隔をおいて壁が配設されていて、この壁とデッキとの
間に減速空間が規定されている構成を含んでいる。壁に
は減速空間に液体を供給するための入口開口を構成する
穴が形成されている。これらの入口開口はデッキの出口
開口から水平方向に変位されており、液体は入口開口か
ら出口開口まで減速空間を通って水平に流動する。減速
空間の境界は入口開口と出口開口との間に位置せしめら
れており、減速空間の鉛直方向面積は関連する入口開口
の全ての総面積よりも大きい。従って、境界を通って出
口開口に流動する液体の流速は、入口開口を通って減速
空間に流動する液体の流速よりも相当低速である。
他の局面において、本発明は、複数個の分配器デッキ
が水平方向に間隔をおいて配設されている、液体を分配
する装置に関する。隣接するデッキ間の上昇気体空間に
は1個或いはそれ以上の混合羽根ユニットが装着されて
おり、混合羽根ユニットの各々は上昇蒸気に渦を生成す
るための複数枚の傾斜羽根手段を有する。
が水平方向に間隔をおいて配設されている、液体を分配
する装置に関する。隣接するデッキ間の上昇気体空間に
は1個或いはそれ以上の混合羽根ユニットが装着されて
おり、混合羽根ユニットの各々は上昇蒸気に渦を生成す
るための複数枚の傾斜羽根手段を有する。
本発明の他の特徴は、少なくとも幾つかのデッキに付
設されてデッキから液体を受け取る延長樋を配設するこ
とである。かかる延長樋はデッキのいずれの出口開口も
寄与することができない領域に配置された液体出口を有
し、従って基礎的なデッキによって分配されない充填媒
体の領域に液体を排出する。
設されてデッキから液体を受け取る延長樋を配設するこ
とである。かかる延長樋はデッキのいずれの出口開口も
寄与することができない領域に配置された液体出口を有
し、従って基礎的なデッキによって分配されない充填媒
体の領域に液体を排出する。
好ましくは、「デッキ」は皿の底壁であり、「壁」は
本明細書において「前箱(prebox)」と称する、供給手
段から液体を受け取る受器の底壁である。デッキ及び壁
は細長く延在し、壁の上面に液体が供給される供給領域
から傾斜して延びている。デッキは側壁によって囲まれ
ており、壁はそこから下方に延びてデッキに接触する脚
でよいスペーサによってデッキから支持されている。
本明細書において「前箱(prebox)」と称する、供給手
段から液体を受け取る受器の底壁である。デッキ及び壁
は細長く延在し、壁の上面に液体が供給される供給領域
から傾斜して延びている。デッキは側壁によって囲まれ
ており、壁はそこから下方に延びてデッキに接触する脚
でよいスペーサによってデッキから支持されている。
本発明は種々の形態で実施され得るが、添付図面には
好適実施例を図示している。
好適実施例を図示している。
図面の簡単な説明 図1は、図1aの線I−Iに沿って見た簡略平面図。
図1aは、装置の鉛直方向断面図。
図2は、図1の線II−IIに沿って見た樋の断面図。
図3は、図2の線III−IIIに沿って見た延長樋の断面
図。
図。
図4は、本発明に従って構成された偏向羽根ユニット
の側面図。
の側面図。
図5は、図1の線V−Vに沿って見た断面図。
図5aは、本発明の好適実施例における穴及び前箱支持
脚を示す拡大断面図。
脚を示す拡大断面図。
図5bは、前箱と皿との好適連結様式の詳細を示す拡大
断面図。
断面図。
図6は、装置の一部の斜面図。
図7は、塔内の、本発明に従って構成された装置が装
備されている部位を示す簡略図。
備されている部位を示す簡略図。
図8及び図9は、本発明によって得られる優れた分配
性能を示す線図。
性能を示す線図。
詳細な説明 図1は塔内の分配器2を示す平面図である。供給パイ
プ1又は内部装置からの液体は矩形の主即ち中央分散箱
4に導入される。分散箱4はその底壁に出口開口6を有
する。図1aに明確に図示する如く、分散箱4に付設され
た前箱受器5の底壁には開口7が形成されており、前箱
受器5の底壁と分散箱4の底壁とによって規定された空
間に上記開口7から液体が流入せしめられる。分散箱4
の出口開口6からの液体は4個の副即ち区域分散箱8に
流入する。区域分散箱8の各々は鉛直方向に延びるスリ
ットが形成されている管10を有し、かかる管10が主分配
皿12に液体を供給する出口を構成する。区域分散箱8の
各々は鉛直方向に延びるスロットが形成されている管14
も有し、かかる管14からの液体は出口開口18を有する樋
16を介して最外側の分配皿20に給される。主分配皿12の
幾つかはスロットが形成されている出口管22を有し、か
かる出口管22は延長樋24に液体を導く。延長樋24はスロ
ットが形成されている出口管26を有し、かかる出口管26
は分配皿12又は20のいずれも幾何学的に寄与し得ない領
域における注ぎ点を構成する。図2及び図3は、スロッ
トが形成されている流管28を介して液体が排出される延
長樋24の長手方向断面図及び横方向断面図である。
プ1又は内部装置からの液体は矩形の主即ち中央分散箱
4に導入される。分散箱4はその底壁に出口開口6を有
する。図1aに明確に図示する如く、分散箱4に付設され
た前箱受器5の底壁には開口7が形成されており、前箱
受器5の底壁と分散箱4の底壁とによって規定された空
間に上記開口7から液体が流入せしめられる。分散箱4
の出口開口6からの液体は4個の副即ち区域分散箱8に
流入する。区域分散箱8の各々は鉛直方向に延びるスリ
ットが形成されている管10を有し、かかる管10が主分配
皿12に液体を供給する出口を構成する。区域分散箱8の
各々は鉛直方向に延びるスロットが形成されている管14
も有し、かかる管14からの液体は出口開口18を有する樋
16を介して最外側の分配皿20に給される。主分配皿12の
幾つかはスロットが形成されている出口管22を有し、か
かる出口管22は延長樋24に液体を導く。延長樋24はスロ
ットが形成されている出口管26を有し、かかる出口管26
は分配皿12又は20のいずれも幾何学的に寄与し得ない領
域における注ぎ点を構成する。図2及び図3は、スロッ
トが形成されている流管28を介して液体が排出される延
長樋24の長手方向断面図及び横方向断面図である。
大きな塔においては、図1aに示す如く、弦の一部の長
さの皿12を中央分散箱4の下面に配設されているトラス
29から懸架することができる。区域分散箱8は皿12によ
って支持されている。例えば直径が8フィート(略240c
m)以下である小さい塔においては、弦の全長と同一の
長さの皿12を使用し、区域分散箱を使用することなく1
個の中央分散箱から全ての皿12に液体を供給することが
できる。
さの皿12を中央分散箱4の下面に配設されているトラス
29から懸架することができる。区域分散箱8は皿12によ
って支持されている。例えば直径が8フィート(略240c
m)以下である小さい塔においては、弦の全長と同一の
長さの皿12を使用し、区域分散箱を使用することなく1
個の中央分散箱から全ての皿12に液体を供給することが
できる。
分配皿12及び20は間隔をおいて配設されており、上昇
気体のための空間31が形成されている。分配器における
上記再混合渦を増進せしめるために、分配皿間の空間に
傾斜混合羽根ユニット30が挿入されている。図4に示す
如く、ユニット30の各々は等間隔をおいて配置されター
ンロックストリップ34によって接続された3枚の羽根32
を有している。各羽根の鉛直方向下部は均一な幅を有
し、各羽根の傾斜上部は上昇気体空間から羽根ユニット
が滑落するのを防止するために幅広にせしめられてい
る。図5に示すとおり、羽根の縁は傾斜せしめられてい
て、後述する前箱壁84に楔止めされている。製作の際に
は、ストリップ34の両縁に形成されているノッチが羽根
32に整合するまで羽根32の水平スロット内に一方のター
ンロックストリップ34が挿入される。次いで、このスト
リップがその長手方向軸線を中心として回転され、その
ノッチが羽根に係合せしめられて羽根を保持する。米国
特許第4,557,876号には他の装置に使用されている同様
なターンロックストリップが開示されている。羽根ユニ
ットは隣接する皿の縁に支持され、羽根の傾斜した上端
そらせ板部が回転流を生成して上昇蒸気を混合するよう
に配向される。隣接する羽根ユニットの羽根は相互に反
対方向に傾斜せしめることができる。
気体のための空間31が形成されている。分配器における
上記再混合渦を増進せしめるために、分配皿間の空間に
傾斜混合羽根ユニット30が挿入されている。図4に示す
如く、ユニット30の各々は等間隔をおいて配置されター
ンロックストリップ34によって接続された3枚の羽根32
を有している。各羽根の鉛直方向下部は均一な幅を有
し、各羽根の傾斜上部は上昇気体空間から羽根ユニット
が滑落するのを防止するために幅広にせしめられてい
る。図5に示すとおり、羽根の縁は傾斜せしめられてい
て、後述する前箱壁84に楔止めされている。製作の際に
は、ストリップ34の両縁に形成されているノッチが羽根
32に整合するまで羽根32の水平スロット内に一方のター
ンロックストリップ34が挿入される。次いで、このスト
リップがその長手方向軸線を中心として回転され、その
ノッチが羽根に係合せしめられて羽根を保持する。米国
特許第4,557,876号には他の装置に使用されている同様
なターンロックストリップが開示されている。羽根ユニ
ットは隣接する皿の縁に支持され、羽根の傾斜した上端
そらせ板部が回転流を生成して上昇蒸気を混合するよう
に配向される。隣接する羽根ユニットの羽根は相互に反
対方向に傾斜せしめることができる。
図6は区域分散箱8と分配皿12との一部を図示してお
り、これら区域分散箱8と分配皿12とには本発明に従っ
て前箱が配設されている。区域分散箱8は2枚の側壁40
及びデッキ即ち底壁41を有し、底壁41は分配皿12に液体
を放出するための、スロットが形成されている管10の如
き出口開口を有する。前箱42は分散箱8内に装着された
受器である。この前箱42は底壁44、傾斜側壁46、上方に
向かって外側に延びる傾斜フランジ48及び上部側壁延長
部49を有する。フランジ48から打ち抜かれて下方に延び
るタブが前箱42を分散箱8上に支持する。同様なタブ配
列について、後に図5bに関連して説明する。底壁41及び
44間の空間52に液体を導入するために、底壁44には開口
50が形成されている。上部空間52は底壁41及び44によっ
て規定される高さHと横方向境界Bによって規定される
幅Wを有する。
り、これら区域分散箱8と分配皿12とには本発明に従っ
て前箱が配設されている。区域分散箱8は2枚の側壁40
及びデッキ即ち底壁41を有し、底壁41は分配皿12に液体
を放出するための、スロットが形成されている管10の如
き出口開口を有する。前箱42は分散箱8内に装着された
受器である。この前箱42は底壁44、傾斜側壁46、上方に
向かって外側に延びる傾斜フランジ48及び上部側壁延長
部49を有する。フランジ48から打ち抜かれて下方に延び
るタブが前箱42を分散箱8上に支持する。同様なタブ配
列について、後に図5bに関連して説明する。底壁41及び
44間の空間52に液体を導入するために、底壁44には開口
50が形成されている。上部空間52は底壁41及び44によっ
て規定される高さHと横方向境界Bによって規定される
幅Wを有する。
開口50の合計面積は空間52の境界面積より小さい。こ
の関係により、空間52は減速空間として作用し、液体は
開口50を通って流入した時の速度よりも低速で境界を通
って流出する。
の関係により、空間52は減速空間として作用し、液体は
開口50を通って流入した時の速度よりも低速で境界を通
って流出する。
前箱42は連行蒸気の離脱、液体深さの横方向分散及び
分散箱内での液体速度の相当な低減のための時間を生成
する。従って、分散箱開口10及び14を通して5個の分配
皿12及び20に液体が実質上同一の流量率で放出される。
分散箱内での液体速度の相当な低減のための時間を生成
する。従って、分散箱開口10及び14を通して5個の分配
皿12及び20に液体が実質上同一の流量率で放出される。
図5及び図6に示す如く、分配皿12はデッキ60及び2
枚の側壁62を有する。デッキ60を通る液体出口開口は、
デッキ60を通って延在している一組の付設流管63によっ
て構成されている。デッキ60の上方において、流管63の
各々は傾斜した開口上端及び鉛直方向に延びるスロット
66を有する。デッキ60上の液体はオリフィス計量スロッ
ト66を通って管63内に流入し、管63を流下して充填材料
床上に流動する。
枚の側壁62を有する。デッキ60を通る液体出口開口は、
デッキ60を通って延在している一組の付設流管63によっ
て構成されている。デッキ60の上方において、流管63の
各々は傾斜した開口上端及び鉛直方向に延びるスロット
66を有する。デッキ60上の液体はオリフィス計量スロッ
ト66を通って管63内に流入し、管63を流下して充填材料
床上に流動する。
流管63或いは他の形態の出口開口を通る流れの均一性
を増進せしめるために、分配皿内には前箱70が装着され
ている。分配皿12及びそれらの前箱70は水平方向に細長
く延びており、分散箱8から前箱70に液体が導入される
流入領域から下方に若干傾斜せしめられている。図6に
図示する前箱70は底壁72を有する受器であり、底壁72に
は分配皿12に液体を放出するための開口74が形成されて
いる。開口74は底壁から下方にタブを折り曲げることに
よって形成することもできる。図5aに明確に図示されて
いる如く、折り曲げタブは皿12のデッキ60上に底壁72を
支持する脚76を構成する。オリフィス領域並びにヘッド
の調節及び/又は特有の幾何学的制限を補償する部位を
配設するために、任意の前箱に付加的な櫛目穴(図示し
ていない)を形成することができる。
を増進せしめるために、分配皿内には前箱70が装着され
ている。分配皿12及びそれらの前箱70は水平方向に細長
く延びており、分散箱8から前箱70に液体が導入される
流入領域から下方に若干傾斜せしめられている。図6に
図示する前箱70は底壁72を有する受器であり、底壁72に
は分配皿12に液体を放出するための開口74が形成されて
いる。開口74は底壁から下方にタブを折り曲げることに
よって形成することもできる。図5aに明確に図示されて
いる如く、折り曲げタブは皿12のデッキ60上に底壁72を
支持する脚76を構成する。オリフィス領域並びにヘッド
の調節及び/又は特有の幾何学的制限を補償する部位を
配設するために、任意の前箱に付加的な櫛目穴(図示し
ていない)を形成することができる。
前箱は底壁72の両縁から上方に延びる側壁78、側壁78
の上縁から外側に延びる傾斜フランジ79及び上部側壁延
長部84を有する。側壁78及びフランジ79の、上方に向か
って外側への傾斜は、前箱の有効幅を最大限にせしめ
て、液体速度を最小限にせしめ、液相から蒸気相が分離
され得る自由表面の面積を最大限にせしめる。図5bに示
す如く、タブ80はフランジ79から折り曲げられて、上部
側壁延長部84から下方に皿の側壁62の内側に突出し、皿
60内に前箱70を位置付ける。タブ80を形成することによ
って生成される穴82は前箱壁に沿って蒸気圧差が生成さ
れるのを防止乃至低減する。
の上縁から外側に延びる傾斜フランジ79及び上部側壁延
長部84を有する。側壁78及びフランジ79の、上方に向か
って外側への傾斜は、前箱の有効幅を最大限にせしめ
て、液体速度を最小限にせしめ、液相から蒸気相が分離
され得る自由表面の面積を最大限にせしめる。図5bに示
す如く、タブ80はフランジ79から折り曲げられて、上部
側壁延長部84から下方に皿の側壁62の内側に突出し、皿
60内に前箱70を位置付ける。タブ80を形成することによ
って生成される穴82は前箱壁に沿って蒸気圧差が生成さ
れるのを防止乃至低減する。
デッキ60と前箱の底壁72は、高さhが水平方向寸法よ
りも相当小さい減速空間81を規定する。減速空間81の水
平方向幅はwで示されている。壁72に形成されている開
口74は、液体を重力で空間81内に供給する入口開口とし
て機能する。減速空間の境界は入口開口74と流管63との
間の線bを含む鉛直平面内に位置する。減速空間81の境
界の鉛直方向面積は空間81に至る開口74の全面積よりも
相当大きい。
りも相当小さい減速空間81を規定する。減速空間81の水
平方向幅はwで示されている。壁72に形成されている開
口74は、液体を重力で空間81内に供給する入口開口とし
て機能する。減速空間の境界は入口開口74と流管63との
間の線bを含む鉛直平面内に位置する。減速空間81の境
界の鉛直方向面積は空間81に至る開口74の全面積よりも
相当大きい。
全てのレベルにおいて、減速空間の高さは水平方向寸
法よりも相当小さい。H:W及びh:wの比率は1:2或いはそ
れ以下であるべきである。図7に簡略に図示されている
如く、分配器は塔90内に装填され、ランダム充填物或い
は組織的充填物の床92の上方に位置せしめられる。気体
は入口94から充填物の床92、分配器2を通って出口96に
流動する。液体は供給パイプ98から分配器2に流動し、
分配器2を通って充填物の床92に流動し、床92を通って
液体出口100に流動する。
法よりも相当小さい。H:W及びh:wの比率は1:2或いはそ
れ以下であるべきである。図7に簡略に図示されている
如く、分配器は塔90内に装填され、ランダム充填物或い
は組織的充填物の床92の上方に位置せしめられる。気体
は入口94から充填物の床92、分配器2を通って出口96に
流動する。液体は供給パイプ98から分配器2に流動し、
分配器2を通って充填物の床92に流動し、床92を通って
液体出口100に流動する。
本発明に従って構成された分配器の正常動作において
は、供給パイプ1から主前箱5に液体が流入され、主前
箱5において分離のための幾分かの滞留時間が生成され
る。液体は開口7を通って主分散箱の減速空間9に流動
し、かかる減速空間9において乱流及び速度が低減され
る。次いで、液体は中央分散箱内の出口6に流れ、かか
る出口6を通って、前箱42及び減速空間52を有する区域
分散箱8に流れる。区域分散箱8の出口10から液体は分
散皿12及び20に流れる。
は、供給パイプ1から主前箱5に液体が流入され、主前
箱5において分離のための幾分かの滞留時間が生成され
る。液体は開口7を通って主分散箱の減速空間9に流動
し、かかる減速空間9において乱流及び速度が低減され
る。次いで、液体は中央分散箱内の出口6に流れ、かか
る出口6を通って、前箱42及び減速空間52を有する区域
分散箱8に流れる。区域分散箱8の出口10から液体は分
散皿12及び20に流れる。
液体の運動エネルギーの一部は、前箱5、42、70の各
々の上流端近傍にて底壁の上面上の液体受容領域に液体
が衝突する時に消散せしめられる。前箱内の液体は当初
から連行蒸気を含有していることがあり、また前箱内で
のフラッシュ或いは乱流によって付加的な連行蒸気が生
成されることもある。液体が前箱内にある時に蒸気相が
分離され得、かかる分離は液体の表面積を最大限にせし
め前箱を傾斜せしめることによって助長される。前箱が
存在しない場合の如く出口開口6、10及び63に直接的に
流動するのではなくて、液体は前箱を通って出口開口に
水平に流動する。デッキ60上に流動し、流管63に流動し
てこれを通って流れる前に、液体の幾分かは、更に細長
い前箱内を低液体供給率で、皿12又は20の長手方向に流
動する。
々の上流端近傍にて底壁の上面上の液体受容領域に液体
が衝突する時に消散せしめられる。前箱内の液体は当初
から連行蒸気を含有していることがあり、また前箱内で
のフラッシュ或いは乱流によって付加的な連行蒸気が生
成されることもある。液体が前箱内にある時に蒸気相が
分離され得、かかる分離は液体の表面積を最大限にせし
め前箱を傾斜せしめることによって助長される。前箱が
存在しない場合の如く出口開口6、10及び63に直接的に
流動するのではなくて、液体は前箱を通って出口開口に
水平に流動する。デッキ60上に流動し、流管63に流動し
てこれを通って流れる前に、液体の幾分かは、更に細長
い前箱内を低液体供給率で、皿12又は20の長手方向に流
動する。
前箱5、42及び70内の液体は完全乱流であり得る。液
体が開口7、50、74を通って流れる時に、4、8或いは
12の底壁に及び/又は減速空間9、52、81内の液体に衝
突することに起因して、液体の運動エネルギーが部分的
に消散せしめられる。次いで、液体は開口7、50、74か
ら出口6、10又は63に水平に流動する。各減速空間を囲
む境界領域の鉛直方向面積は減速空間の夫々に至る入口
開口の全ての総面積よりも相当大きい故に、境界を横切
って流れる液体の流速は減速空間への液体の流速よりも
相当低い。液体が境界を通過する時に、より深い領域に
移動するので、液体は更に減速される。
体が開口7、50、74を通って流れる時に、4、8或いは
12の底壁に及び/又は減速空間9、52、81内の液体に衝
突することに起因して、液体の運動エネルギーが部分的
に消散せしめられる。次いで、液体は開口7、50、74か
ら出口6、10又は63に水平に流動する。各減速空間を囲
む境界領域の鉛直方向面積は減速空間の夫々に至る入口
開口の全ての総面積よりも相当大きい故に、境界を横切
って流れる液体の流速は減速空間への液体の流速よりも
相当低い。液体が境界を通過する時に、より深い領域に
移動するので、液体は更に減速される。
本発明の重要な利点は、充填媒体のより一層均一な灌
漑を提供し、分配の前に液相からの蒸気相の分離を促進
し、分配皿内における水平方向液体速度を低減し、分配
皿全体に渡ってより一層均一なヘッドを実現し、そして
液体の流速及びヘッドの広範は範囲で装置が充分満足に
作動することを可能にすることである。
漑を提供し、分配の前に液相からの蒸気相の分離を促進
し、分配皿内における水平方向液体速度を低減し、分配
皿全体に渡ってより一層均一なヘッドを実現し、そして
液体の流速及びヘッドの広範は範囲で装置が充分満足に
作動することを可能にすることである。
分配器性能の重要な要素は変動係数(“CV")であ
る。流動係数は、分配器の各注入点における流量値を測
定し、かかる流量値を統計的に分析することによて定め
られる。CVは平均値で除算された流量値の標準偏差値で
あり、%で表現される。10%以下のCVは市販されている
充填物がそれらの潜在効果を達成することを可能にする
ことが立証されている。
る。流動係数は、分配器の各注入点における流量値を測
定し、かかる流量値を統計的に分析することによて定め
られる。CVは平均値で除算された流量値の標準偏差値で
あり、%で表現される。10%以下のCVは市販されている
充填物がそれらの潜在効果を達成することを可能にする
ことが立証されている。
図8は、立方フィート(900立方cm)当り毎分1乃至
9ガロン(3.785リットル乃至34.065リットル)の液体
流量を関数とするCVを示している。三角を付した線は、
流管及び前箱を備えた1個の細長い皿から得られたもの
である。かかる線は流量の上記範囲全体に渡ってCVが10
%を越えることはなく、通常は6%乃至それ以下である
ことを示している。
9ガロン(3.785リットル乃至34.065リットル)の液体
流量を関数とするCVを示している。三角を付した線は、
流管及び前箱を備えた1個の細長い皿から得られたもの
である。かかる線は流量の上記範囲全体に渡ってCVが10
%を越えることはなく、通常は6%乃至それ以下である
ことを示している。
図8において丸を付した線は、米国特許第4、808、3
50に開示されている分配器と同様な対応する大きさの分
配器から得られたデータを示している。低流量において
本発明に従う分配器は顕著に優れており、そしてまた全
流量範囲において本発明に従う分配器はより一層低いCV
を示している。
50に開示されている分配器と同様な対応する大きさの分
配器から得られたデータを示している。低流量において
本発明に従う分配器は顕著に優れており、そしてまた全
流量範囲において本発明に従う分配器はより一層低いCV
を示している。
分配デッキ上の液体ヘッドを関数とする変動係数
(“CV")は図9に示されている。三角を付した線及び
丸を付した線は図8の場合と同様なデータを示してい
る。0.6インチ(1.47cm)から2.4インチ(5.88cm)まで
の範囲において、本発明に従って構成された分配皿は優
れた分配特性を示している。
(“CV")は図9に示されている。三角を付した線及び
丸を付した線は図8の場合と同様なデータを示してい
る。0.6インチ(1.47cm)から2.4インチ(5.88cm)まで
の範囲において、本発明に従って構成された分配皿は優
れた分配特性を示している。
図示した実施例から異なった種々の変形例が可能であ
ることが当業者には理解されるであろう。例えば、流管
6、10及び63、円形穴、方形穴或いは適宜の形態乃至形
状の開口によって液体出口を形成することができる。従
って、本発明は図示の実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲の記載に含まれる広範囲の変形装置
及び方法が本発明に含まれることが強調される。
ることが当業者には理解されるであろう。例えば、流管
6、10及び63、円形穴、方形穴或いは適宜の形態乃至形
状の開口によって液体出口を形成することができる。従
って、本発明は図示の実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲の記載に含まれる広範囲の変形装置
及び方法が本発明に含まれることが強調される。
Claims (21)
- 【請求項1】気液接触装置内で充填媒体の床上に液体を
分配するための装置にして、 下方に位置する表面に液体を排出するための、貫通出口
開口が配設されているデッキと、 該デッキの下方に間隔をおいて配設され、水平方向寸法
よりも高さが小さい減速空間を該デッキとの間に規定す
る壁とを含み、 該壁には該減速空間に液体を供給するための入口開口を
構成する穴が配設されており、該入口開口は該出口開口
の実質上全てから水平方向に変位して配置され、液体が
該入口開口から該出口開口に該減速空間を通って水平方
向に流動せしめられ、 該減速空間は該入口開口と該出口開口の実質上全てとの
間に位置する境界を有し、該境界の鉛直方向面積は該減
速空間に関連する該入口開口の全ての総面積よりも相当
大きく、該境界を通って該出口開口に流動する液体の流
速は該入口開口を通って該減速空間に流動する液体の流
速よりも相当低い、ことを特徴とする装置。 - 【請求項2】該出口開口は該デッキの上方に突出し且つ
該デッキを貫通して延びている流管によって構成され、
該流管の壁には計量オリフィスが形成されている、請求
項1記載の装置。 - 【請求項3】該デッキ上に該壁を支持するスペーサが配
設されている、請求項1記載の装置。 - 【請求項4】該デッキの上方に位置する受器を含み、該
壁は該受器の底壁であり、該受器に液体を供給する手段
が配設されている、請求項1記載の装置。 - 【請求項5】該デッキと該壁とは水平方向に細長く同一
方向に延在し、実質上同一の長さを有する、請求項1記
載の装置。 - 【請求項6】該デッキを囲む側壁が配設されており、該
受器は該側壁から支持されている、請求項1記載の装
置。 - 【請求項7】該壁から下方に延びて該デッキ上に該壁を
支持する脚を有する、請求項1記載の装置。 - 【請求項8】該境界は液没せしめられている、請求項1
記載の装置。 - 【請求項9】圧力容器と該容器内の充填媒体の床とを含
み、該デッキは充填媒体の該床の上方に配置され、該出
口開口からの液体は該充填媒体上に排出される、請求項
1記載の装置。 - 【請求項10】該壁は供給領域を有する上面を有し、該
供給領域に液体を供給するための手段が配設され、該壁
は該供給領域から下方に傾斜せしめられていて、上界面
上の液体からの連行蒸気の重力相分離を推進せしめる、
請求項1記載の装置。 - 【請求項11】該デッキと該壁とは水平方向に細長く延
在する請求項10記載の装置。 - 【請求項12】分配装置は間隔をおいて配設された複数
個の細長い皿から構成されており、該皿間を通って気体
が流動することができ、該皿の各々の底壁が該デッキを
構成する、請求項1記載の装置。 - 【請求項13】気液接触装置内で充填媒体の床上に液体
を分配するための装置にして、 下方に位置する充填媒体上に液体を排出するための貫通
出口開口が配設されている複数個のデッキを含み、 該デッキは水平方向に間隔をおいて配置されていて、蒸
気が上昇することができる上昇気体空間を規定してお
り、 該上昇気体空間には混合羽根ユニットが装着されてお
り、該混合羽根ユニットは上昇蒸気に渦を生成せしめる
ための複数枚の傾斜羽根手段を含んでいる、ことを特徴
とする装置。 - 【請求項14】該羽根手段の各々は鉛直部分と傾斜部分
とを含んでいる、請求項13記載の装置。 - 【請求項15】該羽根手段は細長いストリップによって
一体に連結されている、請求項13記載の装置。 - 【請求項16】該羽根手段は幅広にせしめられた上部を
有し、該上部によって該羽根ユニットが該上昇気体空間
から滑落するのが防止されている、請求項13記載の装
置。 - 【請求項17】気液接触装置内で充填媒体の床上に液体
を分配するための装置にして、 下方に位置する充填媒体上に液体を排出するための貫通
出口開口が配設されている複数個のデッキを含み、 該デッキの少なくとも幾つかには延長樋が付設されてお
り、該デッキは夫々の延長樋に至る出口開口を有し、該
延長樋はその下方の充填媒体上に液体を分配するための
液体出口を有し、該延長樋の該液体出口は該デッキの該
出口開口によって分配されない領域に配置されている、
ことを特徴とする装置。 - 【請求項18】該延長樋の該出口開口は壁に開口が形成
されている管によって構成されている、請求項17記載の
装置。 - 【請求項19】気液接触装置内で充填媒体の床上に液体
を分配するための装置にして、 下方に位置する充填媒体上に液体を排出するための貫通
出口開口が配設されている複数個のデッキと、 該デッキの各々の上方に間隔をおいて配設され、水平方
向寸法よりも高さが小さい減速空間を夫々の該デッキと
の間に規定する壁とを含み、 該壁の各々には夫々の該減速空間に液体を供給するため
の入口開口を構成する穴が配設されており、該入口開口
は夫々の該デッキの該出口開口から水平方向に変位して
配置され、液体は該入口開口から該出口開口に該減速空
間を通って水平方向に流動せしめられ、 該減速空間の各々は該入口開口と該出口開口との間に位
置する境界を有し、該境界の各々の鉛直方向面積は夫々
の該減速空間に関連する該入口開口の全ての総面積より
も相当大きく、該境界を通って該出口開口に流動する液
体の流速は該入口開口を通って該減速空間に流動する液
体の流速よりも相当低く、 該デッキは水平方向に間隔をおいて配置され、蒸気が上
昇することができる上昇気体空間を規定しており、 該上昇気体空間には混合羽根ユニットが装着されてお
り、該混合羽根ユニットは上昇蒸気に渦を生成せしめる
ための複数枚の傾斜羽根手段を含んでおり、 該デッキの少なくとも幾つかには延長樋が付設されてお
り、該デッキは夫々の延長樋に至る出口開口を有し、該
延長樋はその下方の充填媒体上に液体を分配するための
液体出口を有し、該延長樋の該液体出口は該デッキの該
出口開口によって分配されない領域に配置されている、
ことを特徴とする装置。 - 【請求項20】気液接触装置内で充填媒体の床上に液体
を分配するための装置にして、 下方に位置する表面上に液体を排出するための貫通出口
開口が配設されているデッキと、 該デッキの上方に間隔をおいて配設され、水平方向寸法
よりも高さが小さい減速空間を該デッキとの間に規定す
る壁とを含み、 該壁には該減速空間に液体を供給するための入口開口を
構成する穴が配設されており、該入口開口は該出口開口
から水平方向に変位して配置され、液体が該入口開口か
ら該出口開口に該減速空間を通って水平方向に流動せし
められ、 該減速空間は該入口開口と該出口開口との間に位置する
境界を有し、該境界の鉛直方向面積は該減速空間に関連
する該入口開口の全ての総面積よりも相当大きく、該境
界を通って該出口開口に流動する液体の流速は該入口開
口を通って該減速空間に流動する液体の流速よりも相当
低く、 該壁は供給領域を有する上面を有し、該供給領域に液体
を供給するための手段が配設され、該壁から上方に延在
し且つ傾斜して該上面上の液体からの連行蒸気の重力相
分離を推進せしめる側壁が配設されている、ことを特徴
とする装置。 - 【請求項21】該デッキと該壁とは水平方向に細長く延
在する、請求項20記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US564,347 | 1990-08-08 | ||
US07/564,347 US5061407A (en) | 1990-08-08 | 1990-08-08 | Liquid distributor for gas-liquid contact apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06500264A JPH06500264A (ja) | 1994-01-13 |
JP3146422B2 true JP3146422B2 (ja) | 2001-03-19 |
Family
ID=24254103
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP51562491A Expired - Fee Related JP3146422B2 (ja) | 1990-08-08 | 1991-08-08 | 気液接触装置のための液体分配器 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5061407A (ja) |
EP (1) | EP0542918B1 (ja) |
JP (1) | JP3146422B2 (ja) |
AU (1) | AU8545591A (ja) |
CA (1) | CA2091468A1 (ja) |
DE (1) | DE69118385D1 (ja) |
WO (1) | WO1992002295A1 (ja) |
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-
1990
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-
1991
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