(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）第１の円筒、（Ｂ）第１の円筒の内部にあって、気体をラセン状に上昇させるためのラセン状仕切板を外周壁面に有する第２の円筒および（Ｃ）流下液が流下するため第１の円筒の内周壁面とラセン状仕切板との間に設けられた隙間、とを有することを特徴とする気液接触装置。
【請求項２】
第２の円筒の内部に、第２の円筒と同様にその外周壁面にラセン状仕切板を有する第３の円筒を、および必要に応じて、さらにその内部に順次同様のラセン状仕切板を有する第ｎ番目円筒を、それぞれの各円筒間に所定の隙間をもって設けた請求項１記載の気液接触装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遠心力を利用した新規な気液接触装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、蒸留塔，精留塔、ガス吸着塔、ガス放散塔などの気液接触装置の分離能力を上げるためには、棚段式の場合は塔を高くしてその段数を増やすことにより、充填式の場合には充填部分の高さを高くすることにより、それぞれ対応してきた。
【０００３】
しかしながら、この装置を室内に設置しなければならないときには、その高さは当然に制約を受け、棚段の数を増やしたり、充填部分の高さを目的とする高さとすることができなくなる。そこで、塔を分割するなどの手段により高さを抑えることはできるが、エネルギー使用量の増大、付帯設備の増加、配管の複雑化などの問題を生じていた。
【０００４】
向流気液接触型の従来からの棚段式の場合、ある制限高さ内で棚段数を増やす目的で、単純に段間隔を小さくしようとすると流下液が対向する蒸気の運動エネルギーに抗され、下降が不可能となるフラッデイングがおこったり、気液接触時に液滴が蒸気に同伴される飛沫の増加を招き、分離能力が著しく低下するため、このような手段は採用できない。一方、現在工業的に実用化されている充填式の場合には、１理論段あたりの高さが１５０ｍｍを下回ることは極めて困難とされている。
【０００５】
そこで本発明者らは、孔を有しないで端部に切り欠き部を設けた棚段を、切り欠き部の位置が左右交互に、かつ段間隔が１０〜１５０ｍｍ、好ましくは１０〜１００ｍｍになるよう塔内に多数設置し、溢流管を用いることなく液体を切り欠き部より下方の棚段に流下させ、一方気体は液体と本質的に向流方向に流すことにより、棚段と棚段との間隔をはるかに小さくした棚段式気液接触装置を提案した。これにより理論段数が多くても気液接触装置の高さをある程度の範囲内に抑えることに成功し、特願平１０−１９２４０１号として出願した。
【０００６】
しかし、前記出願発明では棚段の間隔が狭いので気体（または蒸気）の流速が相対的に高くなり、かつ液体とガス体の流れ方向が向流であるため、飛沫同伴やフラッディングを発生しない気体流速はそれほど大きくすることができず、処理能力の点で充分満足できない面があった。
【０００７】
いずれにしろ、従来技術では蒸留塔などの気流接触装置において、気体による液相からの飛沫同伴量は、気体が飛沫を持ち上げる力と、重力が飛沫を落下させる力の釣り合いで決められている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、気相が旋回流のために従来技術においては予想もできなかった速い気体流速にしても飛沫同伴がなく、また処理装置の大きさに対する処理能力を大幅に向上した気液接触装置を提供する点がある
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記の目的を達成するため、気相を遠心場に置くことにより、気相中の液飛沫を持ち上げる力と、重力が液飛沫を落下させる力のバランスを崩し、気体の流速を上げ気体の液飛沫を持ち上げる力を大きくしても液体が流下できるような新規な気液接触装置の開発に成功したのである。
【００１０】
すなわち、本発明は（Ａ）第１の円筒、（Ｂ）第１の円筒の内部にあって、気体をラセン状に上昇させるためのラセン状仕切板を外周壁面に有する第２の円筒および（Ｃ）流下液が流下するため第１の円筒の内周壁面とラセン状仕切板との間に設けられた隙間、とを有することを特徴とする気液接触装置に関する。
【００１１】
本発明の基本的な装置の具体例は、図４にその断面図として示している。図４に示す装置は図１に示す最外部の第１の円筒１の内側に図２に示す「ラセン状仕切板３を外周壁面に有する第２の円筒２」を挿入してなる気流接触装置である。
【００１２】
本発明においては、処理すべき気体（蒸気を含む）は、最外部に位置する第１の円筒１と第２の円筒２との間に存在するラセン状仕切板３によって形成された空間を上方にラセンを画きながら上昇する。このように気体がラセンを画きながら上昇することにより気体には下から気体を吹き上げる力の他に、遠心力が作用するので、気体中に存在する飛沫は最外部の第１の円筒１の内壁面に飛ばされ、内壁面を流下してくる流下液と一体化する。とくに、この遠心力は与えられた半径において周速度の２乗に比例することから、気体の流速が早いほど飛沫は壁面に飛ばされる割合が高くなり、その分気体が飛沫同伴する割合が減少することになる。
【００１３】
本発明の基本パターンは「第１の円筒」と「ラセン状仕切板を外周壁面に有する第２の円筒」との組み合せにあるが、一定のスペースを占める装置の効率を一層高めるために、第２の円筒の内側に所定の隙間をもって「ラセン状仕切板を外周壁面に有する第３の円筒」を設け、必要に応じてこの要領で、第４、第５…第ｎ番目の円筒を設けて、多層式とすることができる。
【００１４】
その具体側を図５に示す。図５の装置は、図１に示す第１の円筒１の内部に、図２に示すラセン状仕切板３を外周壁面に有する第２の円筒２を設け、さらにその内部に図３に示すラセン状仕切板５を外周壁面に有する第３の円筒４を設けてなる装置である。これにより図４の装置のほぼ倍の効率を達成することができる。
【００１５】
前記第２の円筒、第３の円筒、第４の円筒…第ｎ番目の円筒の大きさの関係は特に制限はなく運転条件によりいろいろの態様を持つことが可能である。各円筒によって形成されている内壁の直径方向の距離を一定にする場合や、内壁と外壁で囲まれるガス流路の容積を一定にする場合などを例示することができる。
【００１６】
ラセン状仕切板の傾斜角度は、処理温度、液体の粘度など、いろいろの条件により一概には言えないが、通常水平面を基準にして１°〜１０°、好ましくは１°〜５°である。あまり傾斜がきつくなると図６に示すように矢印Ａと矢印Ｂがほぼへ並流的になるという本発明のメリットが相殺される可能性が高まり好ましくない。
【００１７】
第１の円筒１とラセン状仕切板３との間には隙間があり、その隙間には「流下液を降下させるのに役立つガイド」を設けることが好ましい。このようなガイドとしては整流板、ラセン状物などであることができる。
【００１８】
これらの「流下液を降下させるのに役立つガイド」は、その目的からして流下液が気体の上昇に逆らって効率よく流下することを助ける役割を果たす物であるから、例えば液降下を促進する整流板やラセン状物は、気体の流れが右上（図６の矢印Ａ）である場合には右下(図６の矢印Ｂ)に傾斜をもって円筒内壁面に取り付けられていることが好ましい。さらに整流板やラセン状物などのガイドは可動式とし、操作条件に合わせて傾斜角度を調節できるようにすることが好ましい。
【００１９】
また、本発明においては流下液および／または気体の流路に「気液接触助成部材」を設けることが好ましい。気体の流路とは、この場合円筒壁面やラセン状仕切板で囲まれた領域であり、気液接触助成部材としては、網状物（金属、合成樹脂などからなるネット状物など）、邪魔板、突起物などを挙げることができる。図１に示す金網６はその１例である。
【００２０】
【発明の効果】
（１）気体を円周方向に施回させて遠心力を発生させ、これにより気体中の飛抹は、周壁方向に押しやられ、外周壁面またはそこに設けられた気液接触助成部材表面で、流下液と接触し、効率よく捕集される。
（２）気体の流速を上げれば、遠心力は気体の流速の２乗に比例して高くなるため、ガス流速を高くしても同伴された飛沫が捕捉されやすい構造である。したがって装置の体積当たりの処理効率、処理能力が格段に優れており、従来の装置と比較して装置のコンパクト化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置の一部であり、本発明装置の最外部を形成している第１の円筒とその内壁面に設けられた金網を示す断面図である。
【図２】図１で示す第１の円筒の内部に挿入してセットされる「ラセン状仕切板を外周壁面に有する第２の円筒」を示す斜視図である。
【図３】図２で示す第２の円筒の内部に挿入してセットされる「ラセン状仕切板を外周壁面に有する第３の円筒」を示す斜視図である。
【図４】図１で示す第１の円筒の内部に、図２で示す第２の円筒を挿入して構成された本発明装置の１例を示す断面図である。
【図５】図１に示す第１の円筒の内部に、図２で示す第２の円筒を挿入し、さらに第２の円筒の内部に図３で示す第３の円筒を挿入して構成された本発明装置の他の例を示す断面図である。
【図６】気体の流れを矢印Ａとして示し、流下液の流れを矢印Ｂで示す本発明の作用説明図である。
【符号の説明】
１  第１の円筒
２  第２の円筒
３  ラセン状仕切板
４  第３の円筒
５  ラセン状仕切板
６  金網
７  金網
【図１】
0004252693.tif 000002
【図２】
0004252693.tif 000003
【図３】
0004252693.tif 000004
【図４】
0004252693.tif 000005
【図５】
0004252693.tif 000006
【図６】
0004252693.tif 000007