JPH08150314A - 気液接触装置 - Google Patents
気液接触装置Info
- Publication number
- JPH08150314A JPH08150314A JP6294672A JP29467294A JPH08150314A JP H08150314 A JPH08150314 A JP H08150314A JP 6294672 A JP6294672 A JP 6294672A JP 29467294 A JP29467294 A JP 29467294A JP H08150314 A JPH08150314 A JP H08150314A
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- JP
- Japan
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- gas
- liquid
- packing
- filling
- vapor
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- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/32—Packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit or module inside the apparatus for mass or heat transfer
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 気体と液体とを効率よく接触させる充填物を
内蔵した気液接触装置に関する。 【構成】 充填物を内部に有し、下部から供給した気体
と上部から流下させられた液体とを充填物表面で接触さ
せる気液接触装置内において、前記充填物が鉛直な気体
通路を有し、かつ前記通路と垂直方向に径０．１〜２ｍ
ｍの円形面積に相当する多数の貫孔を有してなる気液接
触装置。
内蔵した気液接触装置に関する。 【構成】 充填物を内部に有し、下部から供給した気体
と上部から流下させられた液体とを充填物表面で接触さ
せる気液接触装置内において、前記充填物が鉛直な気体
通路を有し、かつ前記通路と垂直方向に径０．１〜２ｍ
ｍの円形面積に相当する多数の貫孔を有してなる気液接
触装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は気体と液体とを効率よく
接触させる充填物を内蔵した気液接触装置に関し、より
詳細には、気体中の成分を液体に吸収させることを容易
にし、かつ、供給気体流の圧損を少なくして効率のよい
気液接触を可能とする充填物を内蔵した気液接触装置に
関する。
接触させる充填物を内蔵した気液接触装置に関し、より
詳細には、気体中の成分を液体に吸収させることを容易
にし、かつ、供給気体流の圧損を少なくして効率のよい
気液接触を可能とする充填物を内蔵した気液接触装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】化学プラントでは気体中に含まれる特定
成分を除去するため、特定成分を吸収する液体と効率よ
く接触させる気液接触法が多用されている。例えば、火
力発電所ではボイラの燃焼排ガス中のＣＯ2 の除去に利
用され、回収されたＣＯ2 を大気へ放出することなく貯
蔵することが可能となっている。このような気液接触装
置には気液接触を促進させるため充填物が使用され、先
に当該出願人による特開平４−２７１８０９号公報も知
られている。ここに、前記公報掲載の充填物を図３に示
す。
成分を除去するため、特定成分を吸収する液体と効率よ
く接触させる気液接触法が多用されている。例えば、火
力発電所ではボイラの燃焼排ガス中のＣＯ2 の除去に利
用され、回収されたＣＯ2 を大気へ放出することなく貯
蔵することが可能となっている。このような気液接触装
置には気液接触を促進させるため充填物が使用され、先
に当該出願人による特開平４−２７１８０９号公報も知
られている。ここに、前記公報掲載の充填物を図３に示
す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記充
填物は管状構造体の気液接触面が滑らかに鏡面処理され
ている場合には、気液接触面を流下する吸収液が表面張
力あるいは凝縮力により糸状をなして流れ、充填物表面
の全体に広がらず濡れ面積が少なくなり、この結果、気
液の接触面積効率が低下し気液接触による気体の吸収効
率が下がる場合がある。また、充填物は装置内で多数が
使用されるために気液接触効率の向上と共にその製作が
容易であることや多量の気体を効率よく処理するため
に、気体流に対して抵抗の少ないことが望まれる。かか
る現状から、気体中の成分の液体への移転をより向上さ
せ、しかも多量の気体を効率よく処理することのできる
充填物の開発が熱望されている。
填物は管状構造体の気液接触面が滑らかに鏡面処理され
ている場合には、気液接触面を流下する吸収液が表面張
力あるいは凝縮力により糸状をなして流れ、充填物表面
の全体に広がらず濡れ面積が少なくなり、この結果、気
液の接触面積効率が低下し気液接触による気体の吸収効
率が下がる場合がある。また、充填物は装置内で多数が
使用されるために気液接触効率の向上と共にその製作が
容易であることや多量の気体を効率よく処理するため
に、気体流に対して抵抗の少ないことが望まれる。かか
る現状から、気体中の成分の液体への移転をより向上さ
せ、しかも多量の気体を効率よく処理することのできる
充填物の開発が熱望されている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記問題点
に鑑み、充填物について詳細に検討した結果、充填物に
特定径の貫孔を設けることによりかかる問題点を解決し
うることを見いだし、本発明を完成した。すなわち、本
発明は充填物を内部に有し、下部から供給した気体と上
部から流下させた液体とを充填物表面で接触させる気液
接触装置内において、前記充填物が鉛直な気体通路を有
し、かつ前記通路と垂直方向に径０．１〜２ｍｍの円形
面積に相当する多数の貫孔を有することを特徴とする気
液接触装置を提供するものである。また、充填物の通路
と垂直に形成された貫孔の開孔率が５〜７０％であるこ
とを特徴とする前記気液接触装置を提供するものであ
る。さらに、充填物が隔置された複数の板状物からな
る、あるいは充填物の水平断面が碁盤の目状または波線
と平行線の組合わせ状であることを特徴とする前記気液
接触装置を提供するものである。
に鑑み、充填物について詳細に検討した結果、充填物に
特定径の貫孔を設けることによりかかる問題点を解決し
うることを見いだし、本発明を完成した。すなわち、本
発明は充填物を内部に有し、下部から供給した気体と上
部から流下させた液体とを充填物表面で接触させる気液
接触装置内において、前記充填物が鉛直な気体通路を有
し、かつ前記通路と垂直方向に径０．１〜２ｍｍの円形
面積に相当する多数の貫孔を有することを特徴とする気
液接触装置を提供するものである。また、充填物の通路
と垂直に形成された貫孔の開孔率が５〜７０％であるこ
とを特徴とする前記気液接触装置を提供するものであ
る。さらに、充填物が隔置された複数の板状物からな
る、あるいは充填物の水平断面が碁盤の目状または波線
と平行線の組合わせ状であることを特徴とする前記気液
接触装置を提供するものである。
【０００５】
【作用】本発明の気液接触装置によれば、内蔵された充
填物が特定径の貫孔を有し、鉛直な気体通路を有するの
で気体流の圧損を少なくすることができるとともに、液
体が充填物の裏面まで貫孔を通って流れるため液下時間
が長くなり、しかも貫孔表面に液膜が形成されることか
ら気液接触面の低減を防止することができる。また、貫
孔が鉛直な気体通路と垂直に設けられるのも液体の滞留
時間を増す作用がある。なお、この貫孔を０．１〜２ｍ
ｍの円形面積に相当するような面積にしたのは上述した
ように貫孔表面に液膜が形成されるようにするためであ
る。このため、気液の接触効率を著しく増大させること
が可能となる。さらに、最も簡単には貫孔を設けるのみ
であるため充填物の製作が容易である。
填物が特定径の貫孔を有し、鉛直な気体通路を有するの
で気体流の圧損を少なくすることができるとともに、液
体が充填物の裏面まで貫孔を通って流れるため液下時間
が長くなり、しかも貫孔表面に液膜が形成されることか
ら気液接触面の低減を防止することができる。また、貫
孔が鉛直な気体通路と垂直に設けられるのも液体の滞留
時間を増す作用がある。なお、この貫孔を０．１〜２ｍ
ｍの円形面積に相当するような面積にしたのは上述した
ように貫孔表面に液膜が形成されるようにするためであ
る。このため、気液の接触効率を著しく増大させること
が可能となる。さらに、最も簡単には貫孔を設けるのみ
であるため充填物の製作が容易である。
【０００６】以下、本発明の気液接触装置について詳細
に説明する。本発明の気液接触装置をＣＯ2 吸収装置と
して使用した場合を図１に示し、本発明の一例として説
明する。まず、図１に示すごとく、気液接触装置は気液
接触反応を促進させるための充填物を内蔵する。図１に
は板状の充填物を示した。なお図１において１はＣＯ2
吸収装置、２は複数枚を隔置した板状の充填物（貫孔は
図示省略）、３はＣＯ2 吸収液を輸送するライン、４は
液体分散ノズル、５はＣＯ2 を吸収した吸収液溜め部、
６はＣＯ2 含有燃焼排ガス、７はＣＯ2 を除去したクリ
ーン排ガスを示す。
に説明する。本発明の気液接触装置をＣＯ2 吸収装置と
して使用した場合を図１に示し、本発明の一例として説
明する。まず、図１に示すごとく、気液接触装置は気液
接触反応を促進させるための充填物を内蔵する。図１に
は板状の充填物を示した。なお図１において１はＣＯ2
吸収装置、２は複数枚を隔置した板状の充填物（貫孔は
図示省略）、３はＣＯ2 吸収液を輸送するライン、４は
液体分散ノズル、５はＣＯ2 を吸収した吸収液溜め部、
６はＣＯ2 含有燃焼排ガス、７はＣＯ2 を除去したクリ
ーン排ガスを示す。
【０００７】本発明の気液接触装置に内蔵される充填物
は装置下部から供給した気体が装置上方に向かって移動
できるように鉛直な気体通路を有する。充填物が板状で
ある場合には複数枚が鉛直に隔置されることが好まし
い。このように配置すれば、気体流が充填物の気液接触
面に対して平行に配置されることとなるため、気体の流
路に気体流の拡大や縮小、衝突や渦流の発生がなく、こ
れに起因する圧力損失を小さくすることができる。特に
処理気体量が多い場合には、気体流に対する圧損を最小
にすることにより気体供給のためのポンプ圧を最小にす
ることができる。
は装置下部から供給した気体が装置上方に向かって移動
できるように鉛直な気体通路を有する。充填物が板状で
ある場合には複数枚が鉛直に隔置されることが好まし
い。このように配置すれば、気体流が充填物の気液接触
面に対して平行に配置されることとなるため、気体の流
路に気体流の拡大や縮小、衝突や渦流の発生がなく、こ
れに起因する圧力損失を小さくすることができる。特に
処理気体量が多い場合には、気体流に対する圧損を最小
にすることにより気体供給のためのポンプ圧を最小にす
ることができる。
【０００８】本発明の充填物は前記した鉛直な気体通路
と垂直に形成された貫孔を有することが特徴である。孔
径は０．１〜２ｍｍであることが好ましく、特に好まし
くは０．３〜１ｍｍである。孔は、孔に形成される液膜
が安定することから好ましくは円形であるが、円形に限
定されず、上記貫孔で形成される開孔面積と同等の面積
となれば三角形、星形、楕円形などでもよい。孔径が前
記範囲にあるとき、気液接触効率が高くなるが、その理
由としては孔に液膜を張ることができ、実質的に表面積
を増やすことができるからであると推定される。具体的
には、装置上部から供給された液体が前記貫孔を有する
充填物表面に保持され、充填物表面に沿って流下する間
に気体流と接触し、気体中に含まれる特定成分を吸収さ
せることができると考えられる。また開孔率は５〜７０
％の範囲であることが好ましく、より好ましくは１０〜
４０％である。この範囲で優れた気液接触効率を得るこ
とができる。
と垂直に形成された貫孔を有することが特徴である。孔
径は０．１〜２ｍｍであることが好ましく、特に好まし
くは０．３〜１ｍｍである。孔は、孔に形成される液膜
が安定することから好ましくは円形であるが、円形に限
定されず、上記貫孔で形成される開孔面積と同等の面積
となれば三角形、星形、楕円形などでもよい。孔径が前
記範囲にあるとき、気液接触効率が高くなるが、その理
由としては孔に液膜を張ることができ、実質的に表面積
を増やすことができるからであると推定される。具体的
には、装置上部から供給された液体が前記貫孔を有する
充填物表面に保持され、充填物表面に沿って流下する間
に気体流と接触し、気体中に含まれる特定成分を吸収さ
せることができると考えられる。また開孔率は５〜７０
％の範囲であることが好ましく、より好ましくは１０〜
４０％である。この範囲で優れた気液接触効率を得るこ
とができる。
【０００９】本発明の充填物の形状は板状でもよいが、
図２の斜視図に示したように貫孔ｂを有する充填物ａの
断面が碁盤の目状のもの及び図３の水平断面図に示した
ような波線状板ａ′と平行線状板ａ″の組合わせ状でも
よい。さらに、充填物は一体物に限らず、同形状のもの
を複数組合わせて使用してもよい。
図２の斜視図に示したように貫孔ｂを有する充填物ａの
断面が碁盤の目状のもの及び図３の水平断面図に示した
ような波線状板ａ′と平行線状板ａ″の組合わせ状でも
よい。さらに、充填物は一体物に限らず、同形状のもの
を複数組合わせて使用してもよい。
【００１０】また、材質についても磁器、金属、シリカ
繊維などセラミックファイバ、並びにポリエチレンのよ
うなプラスチックスなど吸収液によって腐食、膨潤など
影響を受けないものなら何れでもよい。製造法について
も、板状物にパンチ孔を設け、板状のまま、あるいは図
４に示したごとく組合わせて成形することができる。ま
た他の充填物と成形充填物との組合わせや、コルゲート
マシン成形法などが適用され、形状、材質によって経済
的な製法が選定できる。
繊維などセラミックファイバ、並びにポリエチレンのよ
うなプラスチックスなど吸収液によって腐食、膨潤など
影響を受けないものなら何れでもよい。製造法について
も、板状物にパンチ孔を設け、板状のまま、あるいは図
４に示したごとく組合わせて成形することができる。ま
た他の充填物と成形充填物との組合わせや、コルゲート
マシン成形法などが適用され、形状、材質によって経済
的な製法が選定できる。
【００１１】本発明による気液接触装置をＣＯ2 吸収装
置として、その使用例を図１を用いて説明する。貫孔を
有する板状の複数枚の充填物を、鉛直な気体通路を有す
るように気体流と平行に一段あるいは複数段に配設す
る。ＣＯ2 吸収装置１には、その上部の液分散ノズル４
と下部の吸収液溜め部５とをつなぐＣＯ2 吸収液輸送ラ
イン３が接続されている。液分散ノズル４は輸送ライン
３を通って送られてきたＣＯ2 吸収液を板状充填物２に
できるだけ均等に分散させるように設けられる。ＣＯ2
吸収装置１の下部には、板状充填物２を通って下方へ流
下しつつＣＯ2 を吸収したＣＯ2 吸収液を溜める前記吸
収液溜め部５が設けられる。ＣＯ2 吸収装置１の下部側
方にはＣＯ2 含有燃焼排気体６を装置１内に導入するた
めの開口部が設けられ、装置１の上方には、板状充填物
２内を通って上方へ流れる間に吸収液によりＣＯ2 が除
去されたクリーン排ガス７を外部へ排出するための開口
部が設けられている。板状充填物２はＣＯ2 吸収装置１
内を下方から上方へ流れる燃焼排気体を、その貫孔を有
する板状の気液接触面と平行に通過させる一方、液分散
ノズル４から供給された吸収液をその気液接触面を通っ
て下方へ流下させるようになっている。
置として、その使用例を図１を用いて説明する。貫孔を
有する板状の複数枚の充填物を、鉛直な気体通路を有す
るように気体流と平行に一段あるいは複数段に配設す
る。ＣＯ2 吸収装置１には、その上部の液分散ノズル４
と下部の吸収液溜め部５とをつなぐＣＯ2 吸収液輸送ラ
イン３が接続されている。液分散ノズル４は輸送ライン
３を通って送られてきたＣＯ2 吸収液を板状充填物２に
できるだけ均等に分散させるように設けられる。ＣＯ2
吸収装置１の下部には、板状充填物２を通って下方へ流
下しつつＣＯ2 を吸収したＣＯ2 吸収液を溜める前記吸
収液溜め部５が設けられる。ＣＯ2 吸収装置１の下部側
方にはＣＯ2 含有燃焼排気体６を装置１内に導入するた
めの開口部が設けられ、装置１の上方には、板状充填物
２内を通って上方へ流れる間に吸収液によりＣＯ2 が除
去されたクリーン排ガス７を外部へ排出するための開口
部が設けられている。板状充填物２はＣＯ2 吸収装置１
内を下方から上方へ流れる燃焼排気体を、その貫孔を有
する板状の気液接触面と平行に通過させる一方、液分散
ノズル４から供給された吸収液をその気液接触面を通っ
て下方へ流下させるようになっている。
【００１２】
【実施例】本発明を実施例により、さらに詳細に説明す
る。ただし本発明はこれに限定されるものではない。
る。ただし本発明はこれに限定されるものではない。
【００１３】（実施例）径１００ｍｍ、高さ１０００ｍ
ｍのＣＯ2 吸収塔内に、板状の充填物を７ｍｍのピッチ
で鉛直に設置し、気体にＣＯ2 含有空気、液体にＣＯ2
吸収液として３０ｗｔ％モノメタノールアミン溶液を用
いて、気体と液体の量比を２．７５リットル／ｍ3 Ｎで
流下し、温度１３〜１９℃、入口ＣＯ2 ４〜５ｖｏｌ％
の条件で、板状充填物に施した孔径の違いによるＣＯ2
吸収性能を比較した。すなわち、本発明にかかる充填物
として、径０．５ｍｍで開孔率２３％の貫孔を有する平
板を用い、比較検討する他の充填物としては径３ｍｍで
開孔率３３％の貫孔を有する板を用いた。結果を図５に
示す。図の横軸はガスの流速（ｍ／ｓ）を、縦軸はＣＯ
2 吸収率（％）を示す。
ｍのＣＯ2 吸収塔内に、板状の充填物を７ｍｍのピッチ
で鉛直に設置し、気体にＣＯ2 含有空気、液体にＣＯ2
吸収液として３０ｗｔ％モノメタノールアミン溶液を用
いて、気体と液体の量比を２．７５リットル／ｍ3 Ｎで
流下し、温度１３〜１９℃、入口ＣＯ2 ４〜５ｖｏｌ％
の条件で、板状充填物に施した孔径の違いによるＣＯ2
吸収性能を比較した。すなわち、本発明にかかる充填物
として、径０．５ｍｍで開孔率２３％の貫孔を有する平
板を用い、比較検討する他の充填物としては径３ｍｍで
開孔率３３％の貫孔を有する板を用いた。結果を図５に
示す。図の横軸はガスの流速（ｍ／ｓ）を、縦軸はＣＯ
2 吸収率（％）を示す。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による充填
物によれば、気液接触面積を大きくとることができ、気
液接触効率を大幅に向上させることができる。しかも多
数が用いられる充填物として、貫孔を施すだけで製作可
能であることから製作上至便である。
物によれば、気液接触面積を大きくとることができ、気
液接触効率を大幅に向上させることができる。しかも多
数が用いられる充填物として、貫孔を施すだけで製作可
能であることから製作上至便である。
【図１】本発明による気液接触装置の一例を示す説明
図。
図。
【図２】本発明の気液接触装置に充填される他の充填物
の例の斜視図。
の例の斜視図。
【図３】本発明の気液接触装置のさらに他の充填物の例
の水平断面図。
の水平断面図。
【図４】従来のＣＯ2 吸収装置内に設けられた充填物の
形状の一例を示す説明図。
形状の一例を示す説明図。
【図５】充填物によるＣＯ2 吸収率の相違を示す図表。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｊ 10/00 １０２ 9342−4Ｄ 19/32 9342−4Ｄ
Claims (4)
- 【請求項１】 充填物を内部に有し、下部から供給した
気体と上部から流下させた液体とを充填物表面で接触さ
せる気液接触装置内において、前記充填物が鉛直な気体
通路を有し、かつ前記通路と垂直方向に径０．１〜２ｍ
ｍの円形面積に相当する多数の貫孔を有することを特徴
とする気液接触装置。 - 【請求項２】 充填物の通路と垂直に形成された貫孔の
開孔率が５〜７０％であることを特徴とする請求項１記
載の気液接触装置。 - 【請求項３】 充填物が隔置された複数の板状物からな
ることを特徴とする請求項１または２記載の気液接触装
置。 - 【請求項４】 充填物の水平断面が碁盤の目状または波
線と平行線の組合わせ状であることを特徴とする請求項
１または２記載の気液接触装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6294672A JPH08150314A (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | 気液接触装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6294672A JPH08150314A (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | 気液接触装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08150314A true JPH08150314A (ja) | 1996-06-11 |
Family
ID=17810814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6294672A Pending JPH08150314A (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | 気液接触装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08150314A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000071472A1 (fr) * | 1999-05-19 | 2000-11-30 | Hitachi Zosen Corporation | Procede de decomposition de compose organochlore |
| JP2014214729A (ja) * | 2013-04-30 | 2014-11-17 | 株式会社デンソー | エンジン湿式後処理装置用の気液接触装置 |
| JP2015136699A (ja) * | 2014-01-21 | 2015-07-30 | イエフペ エネルジ ヌヴェルＩｆｐ Ｅｎｅｒｇｉｅｓ Ｎｏｕｖｅｌｌｅｓ | 液体デフレクタを備えている気体／液体交換カラム用の分配トレイ |
| CN106865743A (zh) * | 2017-03-22 | 2017-06-20 | 武汉理工大学 | 一种零能耗充氧装置 |
-
1994
- 1994-11-29 JP JP6294672A patent/JPH08150314A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000071472A1 (fr) * | 1999-05-19 | 2000-11-30 | Hitachi Zosen Corporation | Procede de decomposition de compose organochlore |
| JP2014214729A (ja) * | 2013-04-30 | 2014-11-17 | 株式会社デンソー | エンジン湿式後処理装置用の気液接触装置 |
| JP2015136699A (ja) * | 2014-01-21 | 2015-07-30 | イエフペ エネルジ ヌヴェルＩｆｐ Ｅｎｅｒｇｉｅｓ Ｎｏｕｖｅｌｌｅｓ | 液体デフレクタを備えている気体／液体交換カラム用の分配トレイ |
| US10722851B2 (en) | 2014-01-21 | 2020-07-28 | IFP Energies Nouvelles | Distributor tray for gas/liquid exchange column with liquid deflector |
| CN106865743A (zh) * | 2017-03-22 | 2017-06-20 | 武汉理工大学 | 一种零能耗充氧装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030107 |