(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸収器、発生器、凝縮器、および蒸発器を含むアンモニア水吸収装置であって、
前記発生器（１０）が、第１の濃厚液体供給投入（２２）及び第２の第２の濃厚液体供給投入（２４）と、前記第１の投入供給と前記第２の投入供給との間に位置する断熱脱着器セクション（１６）と、ボイラー（２０）又はリボイラー（３５）と、前記ボイラー又はリボイラーと前記断熱脱着器セクションとの間に位置する加熱溶液脱着器セクション（１４）と、精留器とを有する第１の発生器構成、又は、単一の濃厚液体供給投入（２２）と、前記濃厚液体投入供給（２２）の下方に位置するＧＡＸ脱着器セクション（３６）と、ボイラー（２０）又はリボイラー（３５）と、前記ボイラー又はリボイラーと前記ＧＡＸ脱着器セクションとの間に位置する加熱溶液脱着器セクション（３４）と、精留器とを有する第２の発生器構成を備え、
前記発生器は、前記ボイラーの内部空間および／または前記加熱溶液脱着器セクションおよび／または前記ＧＡＸ脱着器セクションおよび／または前記精留器が、その質量にわたって実質上均一な密度を有すると共に発生器の温度においてアンモニア水溶液に不活性である構造化パッキング材料（１１）で実質上充填されたことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記ボイラー（１２）が、その中に同心の煙道管およびその間の環状空間を有する円筒形シェルを含み、前記環状空間が前記構造化パッキング材料で実質上充填されている請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記加熱溶液脱着器セクション、ＧＡＸ脱着器セクションまたは精留器セクションの少なくとも１つが、低濃度吸収溶液をその中に導き、前記シェルの内部または外部の周りに延在してそれによって熱交換伝達を行う配管を有する、一般に垂直なシェルを含む請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記加熱溶液脱着器セクション、ＧＡＸ脱着器セクションまたは精留器の少なくとも１つが、その間に固定された熱交換フィンを有する第１と第２の同心シェルを含む熱交換流体流路を組み込んだ請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記構造化パッキング材料が、ステンレススチールまたは炭素鋼を含む請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記構造化パッキング材料が、編んだワイアメッシュの層を含む請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記構造化パッキング材料が、公称直径約０．０５１〜０．１０２ｍｍ（約０．００２〜０．００８ｉｎ．）の金属フィラメントを含む請求項１、５または６に記載の装置。
【請求項８】
少なくとも１つの前記セクション内の前記構造化パッキング材料が、非金属組成物を含む請求項１に記載の装置。
【請求項９】
１つまたは複数の前記セクション内の前記構造化パッキング材料がポリプロピレンを含む請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記発生器の前記１つまたは複数のセクション内の前記構造化パッキング材料が、約０．４０〜約０．６４ｇ／ｃｍ３（約２５〜約４０ｌｂｓ．／ｃｕ．ｆｔ）の密度を有する請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
構造化パッキング材料を含む前記発生器セクションの内側断面積が、発生器のアンモニア冷媒設計容量の約０．０２８４ｃｍ２／ｇ／時（約０．２ｓｑ．ｉｎ．／ｌｂ．／ｈｒ）未満である請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
１つまたは複数の前記セクションの内側断面積が、アンモニア冷媒あたり０．００２ｃｍ２／ｇ／時（０．１５ｓｑ．ｉｎ．／ｌｂ．／ｈｒ）以下である請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
１つまたは複数の前記セクションの内側断面積が、アンモニア冷媒あたり０．０００７ｃｍ２／ｇ／時（０．０５ｓｑ．ｉｎ．／ｌｂ．／ｈｒ）以下である請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記発生器の少なくとも１つの前記セクションに、前記構造化パッキング材料上に液体を均一に分配するための１つまたは複数の装置を含む請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記精留器セクションが、前記分離セクションから分離したシェル（４８）を含む請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記発生器内に前記構造化パッキング材料中の泡および／または泡沫を制御するための機械的および／または化学的な泡制御を含む請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
前記機械的な泡制御が、加熱溶液脱着器セクションの最下端とボイラーまたはリボイラーの最上端の間に垂直の空間を含む請求項１６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の背景）
アンモニア水吸収システムは主要な構成要素として吸収器、発生器、凝縮器、蒸発器を組み込む。上記システムは従来技術で良く知られており、例えば、米国特許第５，３６７，８８４号、第５，５４８，９７１号および第５，４９０，３９３号に開示されている。これらのアンモニア水吸収システムはヒートポンプ、冷却装置、チラー、加熱器具、チラーヒーターとして設計し運転することができる。
【０００２】
アンモニア水吸収システムの発生器は蒸留カラムとして動作し、構成要素としてボイラー、分離（ｓｔｒｉｐｐｉｎｇ）セクションまたは分離器、および精留セクションを含む。システムの吸収器からの、アンモニアに富む液体を含む発生器への供給組成物は、１つまたは複数の供給点または入り口点で発生器に導入される。ボイラーは熱の投入と同時に液体および蒸気の向流を製造するように設計される。主要な熱はボイラーの有限の長さと高さにわたって導入され、熱の投入領域ではアンモニアの濃度が大きく変化する。あるシステムではボイラーはリボイラーと置き換えられ、熱は主エネルギー源から投入されるが、カラムの底に近い液体から平衡して分離する蒸気からのもの以外大きなアンモニアの分離はない。したがってリボイラーは単に蒸気を発生器カラムへ送り返す。
【０００３】
分離セクションは最も高い（最も冷たい）供給点より下方にある発生器カラムの全てのセクションを含む。分離セクションでは、熱は蒸留カラムの底を出る溶液から回収され、回収された熱はボイラーの上方のカラム部分に戻される。分離セクションは３つの部分を含む。即ち、加熱溶液脱着器（ＳＨＤ）、断熱脱着器または発生器−吸収器熱交換（ＧＡＸ）脱着器のいずれか、およびボイラーである。ＳＨＤは低濃度溶液、即ち発生器カラムの底からの溶液から、低濃度溶液が吸収器に向かう前に熱を抽出する分離セクションの部分である。分離セクションの断熱脱着器は熱の投入がなく、通常、最も冷たい供給点とＳＨＤの間に位置する。ＧＡＸ脱着器は、発生器カラムの底からの低濃度液体または第２の流体伝熱によって吸収器から熱を受け取る。通常、ＧＡＸアンモニア水吸収システムの発生器はＧＡＸ脱着器または断熱脱着器のいずれかを有するが、両方ともではない。システムが高濃度液体ＧＡＸを用いる場合には断熱セクションが使用され、一方、低濃度液体ＧＡＸまたは第２流体ＧＡＸにはＧＡＸ脱着器が使用される。発生器の追加の構成要素は、最も高い（最も冷たい）供給点の上方の発生器のセクションになる精留器である。上述した上記発生器は図に示されており、以下でさらに詳細に説明する。
【０００４】
システム吸収器から発生器カラムへの供給物は比較的アンモニア含有量の高い溶液を含む濃厚液体である。上記濃厚液体は通常４０％から５０％のアンモニアを有するが、ある運転条件下では２０％程度まで低くなることもある。上記濃厚液体は、発生器から吸収器に向かう低濃度液体と対照的であり、これは定格条件で約１％〜約１５％、通常約３％〜約５％のアンモニアを有する水に富んだ組成物を含む。高濃度液体ＧＡＸ吸収サイクルでは、発生器への濃厚液体の供給を分岐させて、一部を吸収器のＧＡＸ熱交換器を通過させ、他の部分は直接発生器に向かわせることによって熱を回収する。２つの部分は異なる位置にある発生器に導かれる。１つの供給流は精留器あるいはその近くに単相流体として沸点以下の温度で導入される。通常は二相組成物である第２の流れは第１の単相液体供給よりも低く位置するカラムに導入される。第２の供給流は、その沸点以上の温度に加熱されたとき、２相の混合物になることが望ましい。前述のアンモニア水吸収システムに使用される従来の発生器は、カラム長さの様々な位置で蒸留カラムへ熱を伝えるために複数のプレートおよび取り付けた伝熱管を備えて設計されてきた。上記発生器カラムは前述の特許に記載されている。
【０００５】
（発明の概要）
本発明の目的は、構造化パッキング材料で充填された少なくとも１つの発生器内部の空間部分を有する、改善されたアンモニア水吸収発生器である。
【０００６】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
本発明では、改善されたアンモニア水吸収システム発生器は、発生器カラムの内部空間の一部分または全てにわたって構造化パッキング材料を使用する。本発明の発生器アセンブリーがそれと共に使用される、吸収器アセンブリー、凝縮器、および蒸発器を含む、本発明のアンモニア水吸収装置の他の主要な構成要素は図には示されていない。これらのアンモニア水吸収システムは、ヒートポンプ、冷却装置、チラー、加熱器具、チラーヒーターとして設計し運転することができる。図１の実施形態では、発生器１０はそれがアンモニア水吸収装置において通常配置され使用されるように、縦型の垂直な位置で示される単一シェル内の４つの異なるセクションを含む。
【０００７】
発生器カラムの分離セクションは組合せボイラー、ＳＨＤ、および断熱セクションを含み、第１の供給投入２２近くのレベルＣの下方の発生器の最も熱いセクションに位置する。したがって分離セクションは最も高い（最も冷たい）供給点の下方の発生器カラムの全てのセクションを含み、一方精留器は最も高い供給点の上方の発生器のセクションである。カラムの最も冷たいセクションはレベルＣの上方に位置する精留器１８である。導管２１は精留器からの冷媒蒸気を吸収装置の凝縮器へ導く。発生器カラムの下方部分にはカラムの最低端からレベルＡに延在するボイラーセクション１２がある。ボイラーの上方にはカラムの長さに沿ってレベルＡとＢの間に位置するＳＨＤセクション１４があり、位置Ｂは第２の供給２４が導入されるレベルである。ＳＨＤセクション１４の上方に位置して、カラムの長さに沿ってレベルＢとレベルＣの間に延在する断熱脱着器セクション１６があり、レベルＣは第１の供給投入２２に相当する。発生器１０の上方部分にはレベルＣと発生器カラムの上端の間に延在する精留器１８がある。発生器１０はシェルに沿って縦に積み重ねた異なるセクションから作られた、単一のまたは共通のシェルとして図示されているが、発生器は以下で説明するように異なるセクションを含む１つまたは複数のシェルから構成してもよい。
【０００８】
ボイラーセクション１２はボイラーセクションの長さに沿って延在する火炎管１３を備えるバーナー１５によって加熱され、バーナーからの排気ガスは火炎管の端１７で排出される。バーナーは主エネルギー源からボイラーに熱を提供する。ボイラーセクションからの熱は低濃度液体を使用して配管２０を経由してＳＨＤセクション１４に導かれる。ＳＨＤセクション１４の長さに沿って延在する熱交換器２５は低濃度液体からの顕熱を送達する。
【０００９】
図１に図示した実施形態は、２つの液体供給点を組み込んでいる。第１の供給２２は単相の流体として液体の沸点またはそのわずかに低い温度でカラムに導入される。供給は前述のように通常４０％〜５０％のアンモニアを有する濃厚液体で、吸収器から供給投入２２に導かれる。第２の供給投入２４は吸収器のＧＡＸ熱交換器セクションから導かれた濃厚液体吸収流体である。第２の供給流は断熱脱着器セクション１６とＳＨＤセクション１４を分離する位置で発生器カラムに噴射される。供給入り口装置は噴霧器、噴出器、ノズル、分配器、ヘッダー、または当業者には理解され知られた、構造化パッキング材料に液体を均一に分配する他の装置を含む。
【００１０】
図１に示す実施形態では、発生器カラムの全てのセクションの内部に構造化パッキング１１を詰めている。しかし、本発明はカラムのセクションの全てに詰めることには制限されず、代わりに選択したセクションに詰めることができる。多くの場合、全てのセクションには構造化パッキングを使用しない方が好ましく有利であろう。したがって、任意の１つまたは複数のセクションに構造化パッキングを組み込むことができる。構造化パッキングは、現在種々の発生器セクションに取り付けてあるトレー、コイル、バッフルなどの通常の発生器内部の構成要素に置き換わることを意図している。本明細書で使用される構造化パッキングは、繰り返しパターンを含み、隣接または重ね合わさった平たくした管状メッシュ要素の層を含む実質上均質な材料を含む。構造化パッキングはその質量全体にわたって実質上均一な密度を有する。本発明の発生器カラムに使用される構造化パッキング材料の例は、米国特許第４，０１４，５５７号に開示されている。市場の構造化パッキング材料の例は登録商標を有するＧｏｏｄｌｏｅ（登録商標）としてＭｅｔｅｘ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって販売されている。市場で入手可能な他の構造化パッキングはやはりＭｅｔｅｘ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって販売されているＯｐｔｉｃ−Ｐａｃｋである。上記の材料は細いワイアから形成することができ、管状形状に編み、次いで紐状に平たくし、紐の軸と４５°の角度に波形をつけることができる。上記の２つの紐を波形が互いに交差するように紐の１つを回転させて互いに巻き、その巻物は円筒形のカートリッジを形成する。カートリッジはそれが取り付けられるカラムの内径（ＩＤ）よりもわずかに大きく巻かれる。上記カートリッジは弾力があり、カラム内に実質上バイパス導管がないようにしっかり詰めることができる。この実施形態では、その中に構造化パッキングが使用される種々の発生器セクションは、トレーなど従来の発生器カラム内部の構成要素を含まない。しかし、カラムの１つまたは複数のセクションは発生器のシェル壁に近接する中心煙道管および／または伝熱コイルを含むことができる。したがって、例えば、セクションの長さに沿って延在する同心の煙道管を有する円筒形シェルセクションでは、シェル壁と管の間の環状の空間が図１に示すように構造化パッキング材料で充填される。構造化パッキング材料は、発生器内で出会う温度で水−アンモニア溶液に不活性ないかなる材料からも製造することができる。通常の運転温度は、精留器は約９３．３℃（約２００°Ｆ）以下であるが、約９３．３℃（約２００°Ｆ）以上から約２０４．４℃（約４００°Ｆ）までまたはそれ以上である。上記材料は溶液に濡れ性があり、あるいは濡れ性があるように作られる。構造化パッキングの製造に有用な金属には、鋼、ステンレススチール、ニッケル、およびインコネル（登録商標）、モネル（登録商標）、カーペンター２０（登録商標）、ハステロイ（著作権所有）など所有権をもつ合金を含む種々の鋼合金、ニッケル、チタン、アルミニウム、タンタル、ジルコニウム、銀被覆銅がある。好ましい構造化パッキング材料にはステンレススチール、特にＡＩＳＩグレードで３０４、３０４Ｌ、３１６を有するステンレススチールまたはマルテンサイト４００シリーズ合金がある。構造化パッキング材料に使用される好ましい金属フィラメントは公称直径約０．０５１ｍｍ（約０．００２インチ）〜０．２０３ｍｍ（０．００８インチ）である。使用可能な非金属材料にはポリプロピレン、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）（ＴＦＥ）、Ｔｅｆｅｚｅｌ（登録商標）（ＥＴＦＥ）、Ｈａｌｃａｒ（登録商標）（ＥＣＴＦＥ）、Ｋｙｎａｒ（登録商標）（ＰＶＤＦ）、ポリエステル、ポリエチレンなどがある。ポリプロピレンなど、アンモニアに適合性のあるプラスチックは精留器など低温セクションでは本発明のパッキング材料として有用である。
【００１１】
１つまたは複数のセクションに使用される構造化パッキングは、液体と蒸気がパッキングに均等に分配されるとより効率的である。構造化パッキング材料は急速に分配される液体には非常に効果的であるが、供給点での不十分な分配量を減らし、必要な分配を達成するために加える詰め物の高さの必要性を最小にする液体分配器を使用することが重要である。分配器はカラムのシェルが異なる区分に分離する所と同様に、供給点で効果的に使用することができる。上記の分配器は、そのような均一な分配を達成するために、カラム内に配置した噴霧器、ノズル、噴出器などの形とすることができる。
【００１２】
発生器の１つまたは複数のセクションに使用される構造化パッキングは、種々の液体または蒸気の装填が最適化され、あるいはコスト効果が最適化される。その最適化はパッキングを製造する材料のメッシュサイズまたはフィラメントサイズを変えることによって達成される。通常これらを変化させることによって異なる密度（パッキングの見かけの体積当たりの重量）のパッキングが得られ、密度は０．４１〜０．６５ｇ／ｃｍ3（２５〜４０ｌｂｓ．／ｃｕ．ｆｔ．）の範囲、さらに好ましくは最大の効率である約０．４９〜約０．５７ｇ／ｃｍ3（約３０〜約３５ｌｂｓ．／ｃｕ．ｆｔ．）である。他の蒸留物質移動装置と比べて構造化パッキングの他の利点は、液体と蒸気の装填を比較的大きくできることで、これは所定の容量に対する発生器のシェル直径がより小さいことを意味する。直径が小さいことは、シェルへのまたはシェルからの熱移動が低コストかつ効果的であることを意味し、それによってコストのかかる内部の熱交換構造の必要性がなくなる。パッキングは、発生器のアンモニア冷媒設計容量が内側断面積約０．０２８４ｃｍ2／ｇ／時（約０．２ｓｑ．ｉｎ．／ｌｂ．／ｈｒ）未満である１つまたは複数の発生器セクションに取り付けられる。１つまたは複数のセクションのパッキングのアンモニア冷媒あたりの内側断面積が０．００２ｃｍ2／ｇ／時（０．１５ｓｑ．ｉｎ．／ｌｂ．／ｈｒ）以下であることがより好ましい。ある場合には、０．０００７ｃｍ2／ｇ／時（０．０５ｓｑ．ｉｎ．／ｌｂ．／ｈｒ）の低さまで運転可能で、発生器カラムの直径が大巾に縮小される。さらに、比較的小径の発生器カラムでは、現在の市場の吸収発生器と比べて効率的な分離を行うことができる。例えば、６０，０００Ｂｔｕｈの発生器の１つまたは複数のセクションに上述のような構造化パッキングを用いることによって、アンモニア水吸収サイクルＧＡＸの公称冷却容量は、一般に使用されるプレート型熱交換構成要素を有する直径１５．２４ｃｍ（６ｉｎ．）の発生器カラムと比べ、内径６．９９ｃｍ（２．７５ｉｎ．）まで小さくすることができる。内径１５．２４ｃｍ（６ｉｎ．）の発生器に通常使用される３ＲＴ冷却の市場の装置は、約０．００５５ｃｍ2／ｇ／時（約０．３９ｉｎ．2／ｌｂ．／ｈｒ）の冷媒と同等の約３２，６８８ｇ／時（約７２ｌｂ．／ｈｒ）の冷媒を必要とする。対照的に、本発明による構造化パッキングを取り付けたカラムは冷媒発生の正規化断面積０．０００７ｃｍ2／ｇ／時（０．０５ｉｎ．2／ｌｂ．／ｈｒ）の小ささで動作する。
【００１３】
以下は本明細書に述べた１つまたは複数のセクションに構造化パッキングを有する発生器の例であって、環境温度３５℃（９５°Ｆ）の定格条件で４５，４００〜６８，１００ｇ／時（１００〜１５０ｌｂｓ．／ｈｒ）のアンモニア冷媒を冷却する設計容量を有する発生器であって、少なくとも１つのセクションが約１５．２４ｃｍ（約６ｉｎ．）未満、好ましくは約１１４．３ｃｍ（約４．５ｉｎ．）以下、さらに好ましくは約８．８９ｃｍ（約３．５ｉｎ．）以下の内径を有し、環境温度３５℃（９５°Ｆ）の定格条件で２２，７００〜４５，４００ｇ／時（５０〜１００ｌｂｓ．／ｈｒ）のアンモニア冷媒を冷却する設計容量を有する発生器であって、少なくとも１つのセクションが約１５．２４ｃｍ（約６ｉｎ．）未満、好ましくは約１０．１６ｃｍ（約４ｉｎ．）以下、さらに好ましくは約７．６２ｃｍ（約３ｉｎ．）以下の内径を有し、環境温度３５℃（９５°Ｆ）の定格条件で５６，７５０〜１１３，５００ｇ／時（１２５〜２５０ｌｂｓ．／ｈｒ）のアンモニア冷媒を冷却する設計容量を有する発生器であって、少なくとも１つのセクションが約１５．２４ｃｍ（約６ｉｎ．）未満の内径を有し、環境温度３５℃（９５°Ｆ）の定格条件で２．７４〜３．８４冷凍トン（２．５〜３．５ＵＳ冷凍トン）の設計容量を有する発生器であって、少なくとも１つのセクションが約１５．２４ｃｍ（約６ｉｎ．）未満、好ましくは約１０．１６ｃｍ（約４ｉｎ．）以下、さらに好ましくは約７．６２ｃｍ（約３ｉｎ．）以下の内径を有し、環境温度３５℃（９５°Ｆ）の定格条件で３．７３〜４．９４冷凍トン（３．４〜４．５ＵＳ冷凍トン）の設計容量を有する発生器であって、少なくとも１つのセクションが約１５．２４ｃｍ（約６ｉｎ．）未満、好ましくは約１０．１６ｃｍ（約４ｉｎ．）以下、さらに好ましくは約７．６２ｃｍ（約３ｉｎ．）以下の内径を有し、環境温度３５℃（９５°Ｆ）の定格条件で４．９４〜６．０４冷凍トン（４．５〜５．５ＵＳ冷凍トン）の設計容量を有する発生器であって、少なくとも１つのセクションが約１５．２４ｃｍ（約６ｉｎ．）未満、好ましくは約１１．４３ｃｍ（約４．５ｉｎ．）以下の内径を有し、環境温度３５℃（９５°Ｆ）の定格条件で６．５９〜８．７８冷凍トン（６〜８ＵＳ冷凍トン）の設計容量を有する発生器であって、少なくとも１つのセクションが約１５．２４ｃｍ（約６ｉｎ．）未満の内径を有する。
【００１４】
熱の投入と熱の回収を容易にするために発生器で使用できる多くの選択がある。例えば、低濃度液体を運ぶための配管をカラムの外側に巻きつけることができ、この場合、配管はシェルと良好に熱的接触をするように取り付ける。管をシェルに火炎溶接（ｂｌａｚｉｎｇ）または半田付けすることはその熱的接触を高める通常の手段である。また伝熱コイルは、コイルをシェル壁に接触させ、構造化パッキングを配管コイルの中にしっかりはめ込んで発生器シェルの内部に配置することもできる。伝熱コイルに直接接触する発生器中の溶液ではパッキングへの良い熱的接触は重要ではなく、またシェルとの良好な熱的接触も必要ない。伝熱流体のための流体流路は、螺旋フィンで分離した同心シェルによって形成することができ、このフィンはどちらかのシェル壁に固定することができる。また伝熱路は発生器中の低濃度液体と溶液の間に流体境界を設ける螺旋フィンを使用することによって提供することもできる。
【００１５】
効果的な熱投入のために煙道ガスをボイラーの中心に通すことなど、発生器カラムセクション内の他の種々の構成を使用することができる。煙道ガスからの追加の熱を、例えば、そこ以外は構造化パッキング材料で充填したこれらのセクションの中心に煙道ガス導管を通すことによって発生器のＳＨＤおよびＧＡＸセクションに移送することもまた有益である。また別法として発生器カラムを熱回収のための煙道ガス導管で被覆し、カラムの中心にガスを通すこともできる。
【００１６】
図２は発生器カラム３０の別法の実施形態を図示しており、ボイラーは適切な熱源から主要な熱を投入するリボイラー３５と置き換わっている。リボイラーからの熱は導管システム３１を経由し、伝熱配管２９によってＳＨＤセクション３４へ導かれる。カラムはレベルＢとＣの間に延在するＧＡＸ脱着器セクション３６を含み、レベルＣは吸収器から単相の高濃度液体を投入する好ましい位置である。伝熱コイル３７はＧＡＸ脱着器セクション３６内に取り付けられる。さらにカラムは冷媒蒸気を凝縮器に導くための配管３３を備える精留器セクション３８を含む。繰り返すが、発生器カラムの全てのセクションを構造化パッキング１１と共に示しているが、多くの用途においてパッキングは全てのセクションには使用されない。この例では単一供給２２が示されている。
【００１７】
図３は発生器カラム４０の他の実施形態を図示しており、バーナー１５からの煙道ガスが導かれるボイラーセクション４２を含む。ボイラーセクションからの熱は配管２０を経由してレベルＡとＢの間に延在するＳＨＤセクション４４に伝達される。熱は伝熱コイル２５を経由してＳＨＤセクションに分配される。断熱脱着器セクション４６はレベルＢとＣの間に延在する。ＳＨＤおよび断熱脱着器セクションは実質上構造化パッキング１１で充填される。配管４１は断熱脱着器セクションからの蒸気を精留器セクション４８に導き、凝集物が管４３を経由して断熱脱着器に戻る。導管３３は冷媒蒸気を凝縮器に導く。図示した実施形態では、ＧＡＸ伝熱セクションがなく、カラムの断熱セクションの直径はボイラーおよびＳＨＤセクションよりも小さいことが認められよう。構造化パッキング１１はＳＨＤセクション４４および断熱脱着器セクション４６内にのみ使用される。局部凝縮器５１が精留器４８内で使用され、精留器は他の発生器から分離したシェル内に収容されている。図１は断熱セクションと組み合わせたボイラーを示し、一方、図２はＧＡＸセクションと組み合わせたリボイラーを有する。これらの組合せは例示および定義の目的のためのみである。ボイラーをＧＡＸセクションと組み合わせ、リボイラーを断熱セクションを有するカラムと組み合わせることも可能である。
【００１８】
水−アンモニア溶液は泡沫または泡を生成する傾向が非常に低いが、アンモニア水吸収組成物は通常クロム酸ナトリウムおよび水酸化ナトリウムなどの腐食抑制剤を含有し、これは組成物を発泡し易くする傾向がある。構造化パッキング材料は泡または泡沫が存在して溢れ出ることに敏感であるので、特に液体または蒸気の或る装填レベルでは、泡沫または泡を制御する機械的または化学的な手段を使用することが有益であり好ましい。大部分の泡沫はカラムのボイラーセクションで生じる。したがって、ボイラーとＳＨＤセクションの間で機械的消泡器を使用することが好ましい。緩いワイアメッシュは有用な機械的消泡器の一例である。他の有用な機械的消泡器は単にセクション間の空隙の容積であり、これは泡沫がボイラーからＳＨＤへ入るのを防止または少なくする。化学物質もまた泡沫制御に使用することができ、水酸化物の含有量を通常のレベルの水酸化ナトリウム０．１５％より下または２５０ｐｐｍ以下に下げることを含む。別法の抑制剤は、登録商標をもつ材料Ａｄｖａｇｕａｒｄ１０００（登録商標）などの所有権をもつ材料またはクロム酸ナトリウムおよび／または水酸化ナトリウムを使用しない抑制剤を含む。さらに泡沫または泡を減少させる化学的手段はアンチモン含有腐食抑制剤の使用を含む。
【００１９】
構造化パッキングを発生器カラム内に使用する利点は、特に小径のカラムに短いカラムを使用することを含む。また上記発生器は、装着された伝熱配管を備える複雑な蒸留プレートおよび他の現在使用されている発生器設計と比べて実質的にコストが低い。少ない再還流で必要な分離をなし遂げることによって高い効率のサイクルが達成される。さらに、小径の発生器は軽いシステム、少ない溶液の在庫、小さな外形、素早い起動をもたらす。本発明の他の利点同様、これらの利点は当業者には明白であろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による発生器の実施形態の側面断面図であり、構造化パッキングで充填された発生器の異なるセクションを図示している。
【図２】  本発明による発生器の実施形態の側面断面図であり、構造化パッキングで充填された発生器の異なるセクションを図示している。
【図３】  本発明による発生器の実施形態の側面断面図であり、構造化パッキングで充填された発生器の異なるセクションを図示している。
【図１】
0004740520.tif 000002
【図２】
0004740520.tif 000003
【図３】
0004740520.tif 000004