(57)【要約】      （修正有）【課題】充填塔壁面近傍領域におけるガス圧力損失を均等化し充填塔内の充填剤の早期破過劣化を回避でき、また、充填剤が完全反応することでガス吸着処理装置の性能向上及びランニングコストの低減を図ることができるガス吸着処理装置の充填塔を提供する。【解決手段】ガス吸着処理装置の充填塔は外筒１の下部にガスを流入するための入口ガス９が設けられ、ガス流入室７を経て充填剤３を支持しガスを通過させるためのスリットの開いた支持整流盤４が設けられ、支持整流盤４の上に内筒２が設置されている。上部にはガス流出室８が設けられて最終的には吸着処理ガス１０として排出される。【選択図】図３
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
有害ガス吸着処理装置の充填塔であって、前記充填塔の外筒の内側にさらに内筒を設置して二重筒構造とすることを特徴とするガス吸着処理装置の充填塔。
【請求項２】
前記充填塔の前記外筒内側面に沿って断面円形状の丸棒が所定の位置で水平方向に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載のガス吸着処理装置の充填塔。
【請求項３】
前記充填塔の前記内筒側面に沿って断面円形状の丸棒が所定の位置で水平方向に取り付けられることを特徴とする請求項１又は２に記載のガス吸着処理装置の充填塔。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、ガス吸着処理装置の充填塔において、ガスを通過させる際にガス偏流によって生じる充填剤が偏流することによる早期劣化を解決するための充填塔の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガスに含まれる特定の成分を除去する場合は、その成分と親和性のある充填剤あるいは化学反応する充填剤等を充填した装置にガスを通過させて、この成分と充填剤とを相互作用させてガス中より該成分を除去する方法が採られる。
【０００３】
一般的なガス処理装置は、除害剤などの粒子状の充填剤を充填した層においては、装置の壁面の存在により、充填剤層内の空隙率が均一にならないことが「壁効果」として知られている。壁面近傍領域では、充填剤の粒子が点接触に近い状態で存在するため、空隙率は１に近くなり、壁面から離れた領域の空隙率よりも高くなる。また、粒子配置に幾何的な制約が生じるため、その影響を受けて空隙率が変動する。
【０００４】
一般的に、充填剤層内をガスが流れる時は、充填剤層内の各部において、ガスは圧力損失が等しくなるように、その流量が配分される。ガスの圧力損失は、充填剤層内の空隙率が大きい場所あるいは充填剤層の厚みが薄い場所では小さくなるが、例えば、充填剤層の厚みがどこも同じであれば、壁効果により空隙率が高くなっている壁面近傍では、ガスの圧力損失が他の領域のガスの圧力損失よりも小さくなる。すると、壁面近傍のガスの圧力損失が他の領域のガスの圧力損失と等しくなるように、壁面近傍のガスの流量が増加する。
すなわち、充填剤層内の壁面近傍では、壁効果により他の領域よりもガスの流量が増加して、ガスの偏流が生じる。
【０００５】
また、壁面近傍では空隙率が大きいため、充填剤の密度が他の領域よりも低下しており、前記のガスの偏流の効果と合わせて、壁面近傍の充填剤は、他の領域の充填剤よりも選択的に早期破過してしまう。
【０００６】
これまでに、「壁効果」を低減する方法として、例えば、半球シート内張り法が提案されている。これは、充填剤を充填する部分の装置の内壁に、充填剤粒子と同一の内径を持つ半球状の粒子を千鳥状配列したシートを内張りする方法である。
【０００７】
しかし、半球シート内張り法の場合、半球シートの材質の耐ガス性あるいはシートの物理的強度問題、充填塔の内壁へ取り付ける際の接着剤の接着強度等の問題があり、「壁効果」防止の持続性に問題がある。
【０００８】
他の方法として、充填剤の充填厚さが均一であれば「壁効果」により空隙率が高くなっている塔壁面はガスの圧力損失が軸中心部より減少するために、圧力損失を均等にするために充填塔壁内面近傍の充填層厚みを高くすることで圧力損失を均等にする方法が知られている。
【０００９】
しかし、この方法では充填塔径が大きい場合は充填塔壁内面と軸中心間距離が大きくなり最適充填層厚さを決定することが困難であった。
【００１０】
また、他の方法として、特許文献１のように、充填塔の充填剤支持底盤を塔壁より軸中心部分を高くし軸中心付近の圧力損失を低減し塔内の圧力損失を均等にする方法が知られている。
【００１１】
しかし、この方法では充填塔の充填剤支持底盤の最適凸寸法を決定するためには充填剤の粒径及び充填方法を正確に決定する必要があり困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−２７２０８３号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【００１３】
ガス吸着処理装置の充填塔に前述の３方法を適用した場合、不規則なガス流れの状況下で、前述の１番目に紹介の半球シート内張り法において長期間密着させた状態で吸着性能を保持することは非常に難しく、安定性、コスト面、接着剤の性能の面から課題のある技術であり、第２、第３に紹介の方法における充填層厚さを壁付近は厚めに、軸中心付近を薄めにすることで圧力損失を均等にするには長期間維持安定性において問題があり、この問題を解決する新たな技術開発が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本考案は、上記課題を鑑みてなされたものであり、請求項１のガス吸着処理装置の充填塔は、有害ガス吸着処理装置の充填塔であって、前記充填塔の外筒の内側にさらに内筒を設置して二重筒構造とすることを特徴としている。
【００１５】
また、請求項２記載の考案は、前記充填塔の前記外筒内側面に沿って断面円形状の丸棒が所定の位置で水平方向に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載のガス吸着処理装置の充填塔である。
【００１６】
また、請求項３記載の考案は、前記充填塔の前記内筒側面に沿って断面円形状の丸棒が所定の位置で水平方向に取り付けられることを特徴とする請求項１又は２に記載のガス吸着処理装置の充填塔である。
【考案の効果】
【００１７】
本考案のガス吸着処理装置の充填塔は、充填塔壁面近傍領域におけるガス圧力損失を均等化し充填塔内の充填剤の早期破過劣化を回避でき、また、充填剤が完全反応することでガス吸着処理装置の性能向上及びランニングコストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本考案のガス吸着処理装置の充填塔の第１の実施例であり、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は上面断面図である。
【図２】本考案のガス吸着処理装置の充填塔の第２の実施例であり、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は上面断面図である。
【図３】本考案のガス吸着処理装置の充填塔の第２の実施例におけるガス流れの模式図である。
【図４】本考案のガス吸着処理装置の充填塔の第２の実施例におけるガス流れの模式図であり、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は上面断面図である。
【図５】実運転時の写真であり、（ａ）は内筒なしの場合、（ｂ）は内筒ありの場合である。
【考案を実施するための形態】
【００１９】
以下、本考案の実施例を図を用いて説明する。ガス吸着処理装置の充填塔１００は、図１〜４のように、外筒１、内筒２、充填剤３、支持整流盤４、外筒丸棒５、内筒丸棒６、ガス流入室７、ガス流出室８、入口ガス９、吸着処理ガス１０で構成されている。
【００２０】
図１は丸棒が設置されていない場合のガス吸着処理装置の充填塔である。図２〜４は丸棒が設置されている場合のガス吸着処理装置の充填塔となっている。丸棒は「壁効果」による圧力損失を塔全体に分散させ圧力損失減少を均等にして偏流を少なくするために取り付けられる。
【００２１】
図１は丸棒が設置されていない場合のガス吸着処理装置の充填塔１００の第１の実施例であり、図１（ａ）の正面断面図では、ガスは下から上に流れていくようになっていて、外筒１の下部にガスを流入するための入口ガス９が設けられ、ガス流入室７を経て充填剤３を支持しガスを通過させるためのスリットの開いた支持整流盤４が設けられ、支持整流盤４の上に内筒２が設置されている。上部にはガス流出室８設けられて最終的には吸着処理ガス１０として排出される。
【００２２】
図２は第２の実施例であり、図１の構成に加え、外筒１の内側面に沿って断面円形状の外筒丸棒５が所定の位置で水平方向に取り付けられ、さらに、内筒２の外側面、内側面の両方に沿って断面円形状の内筒丸棒６が所定の位置で水平方向に取り付けられている。外筒丸棒５及び内筒丸棒６の直径は１０ｍｍ内外となっている。
【００２３】
内筒丸棒６は図２（ａ）の正面断面図のように内筒２の外面、内面でチドリ状に設けると、より一層「壁効果」による圧力損失を塔全体に分散させ圧力損失減少を均等にして偏流を少なくすることができる。
【００２４】
充填塔内部のガス流れについて第２の実施例である図３を利用して説明する。ガスの流れ方の概略はガス流れ１１のように流れ、ガスの流れる領域としては図３（ａ）の充填剤層Ａ、Ｂ、Ｃの領域に分けて比較する。ガスは入口ガス９から流入し、ガス流入室７を経て支持整流盤４のスリットを通過して充填剤層Ａ、Ｂ、Ｃの各領域へ分流する。
【００２５】
充填剤層Ａ、Ｃの領域は対称となっているので基本的なガス流れ１１は同じである。通常内筒及び丸棒が設けられていない状態では壁面近傍領域において充填剤が点接触状態にあることから空げき率が高くなる。すなわち圧力損失が壁から離れた箇所より低くなり偏流が生じる「壁効果」が生じる。
【００２６】
本考案では、充填剤層Ａ、Ｃにおけるガス流体の分散化を行い「壁効果」を減少させるために内筒２を設置し、外筒１内側面に取り付けられた外筒丸棒５により流れ抵抗を高くすることにより圧力損失を均等化し、さらに、充填剤層Ｂに流入したガス圧力損失も内筒２内外側面に取り付けられた内筒丸棒６により圧力抵抗を増加させることで「壁効果」対策を３面で防止することにより圧力損失を塔全体で均等化する、すなわちガス流体偏流を防止することとなり、充填剤の劣化寿命を均等化することで充填剤の完全反応を促進することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本考案によって期待される分野として乾流脱硫装置、活性炭吸着塔、イオン交換樹脂等に使用した場合に効果が期待できる。
【符号の説明】
【００２８】
Ａ    充填剤層
Ｂ    充填剤層
Ｃ    充填剤層
１００    ガス吸着処理装置の充填塔
１    外筒
２    内筒
３    充填剤
４    支持整流盤
５    外筒丸棒
６    内筒丸棒
７    ガス流入室
８    ガス流出室８
９    入口ガス
１０    吸着処理ガス
１１    ガス流れ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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