JPS63243689A - 材料と熱交換カラムの交換セグメントのうえに液体を均一に分布する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）　産業の利用分野 本発明は特許請求の範囲第１項の１）１１文によって材
料と熱交換カラムの交換セグメントのうえに液体を均一
に分布する装置に関する。

液体分布器はこの性質のカラムの同面のうえに液体を均
一に分布することを意図している。

本発明の適用が右利であるそのようなカラムの従来の型
は特に交換セグメントが順序正しい充填物から成り立っ
た、例えば波状の層に似た要素から成りＡ″１つカラム
である。しかしながら、本発明は交換セグメントが充填
物、例えば、ラシイ・リング（Ｒａｓｃｈｉｇ　ｒｉｎ
ｇ）の不規則な充填によるか、または、ひいに平行に設
けられた複数の垂直な流路のそれぞれを１グループから
なるものに用いられる。即ち、それらは個々の流路の１
つの大ぎな径を与えるように流路はこれらの充填物で満
されるか、または、複数の流路の小さい径が与えられて
、カラムは所謂膜力ラムとして製造されるか何れかであ
る。

そのようなカラムでは、例えば、蒸留、精留、油出、吸
収、及び同位元素混合物からの物質の分離は、液体と蒸
気又はガス媒体との間の熱交換と同様に化学交換反応に
基づいている。

０　先行技術と問題点 数多くの液体分布器の中から、幾つかの既知のまたしば
しば使用される型を以下に挙げる。

既知の装置は、例えば、液体分離器がオーバフロ一方式
を有する数多くの均一に配置された穿孔または穿孔のあ
るノズル穴底またはｆＦａ底として作られたものから成
っている。

この設計は全体のカラム断面のうえにいくらか均一な液
体の分布を達成するためにカラムの大きい断面を蔽うと
いう不利を有する。蒸気カラム及び分離器とカラム壁の
間の可能な隙間にかかわらず、蒸気の通過用の断面は大
いに狭められ、これは大きい圧力低下となる。横方向の
細管が配置されることは既に示唆されている。しかしな
がら、この方策は液分布の均一性を増大するが、ガスの
大ぎい圧力低下を僅かな程度小さくすることができるに
過ぎない。

さらに公知の装置は、液体分布器が下側に液体流用の穿
孔を右する所謂箱状またＬｉ管状の分布器（パイプ・マ
ニホールド）として１歿造されろことを本質とする。

しかしながら、これらの分布器の幾つかは、液体が箱ま
たはパイプの下方で流れ出すことができるだけで、液体
の細かい分布が可能であるためには大ぎい数の箱または
パイプに対する附加する請求が起こり、大きな数の箱ま
たはパイプは、一方、ガス側に犬さ゛い圧力低トを起こ
し、また他の一方では建造ということではノ１常に手が
こんだ実質的不利な点を右する。

その効果は、第一に述べた場合は、分離効果及び最後に
述べた場合では、熱の移動が交換セグメントの表面上の
液の均一な細かい分布に非常に影響されていることが知
られている。

ドイツ特許ＤＥＰ２７　５２　３９１から、分布の配置
は知られており、それ４；Ｌ　＋ａ上部が聞いた互いに
平行に並べられたＵ字形の流路から成り立つと言われて
おり、流路は直立する脚の上方縁のところに液用のｄ連
間口を形成するＶ字形のスリブ１−を有する。液体口過
開口の前方で開口に接近して連続した案内壁があると言
われている。

脚と案内壁との間の間隙は液体の貫通量がそれを満たす
ような大きさである。液体は間隙で準゛絞られ′を受け
る結果、幅の広い液の流れが起きる。案内壁は流路の脚
を越えて延びると言われまたオーバフロー・スリットが
設【ノられ、その結果大きい応力を受けると間隙に溜ま
る液体はこれらのスリットを通って外に流れることがで
きると言われている。小さい液体のはでざえｂその流出
を所望の方法で達成するためにはワイＶの網または拡げ
た網が置かれその結果発生する毛細管力とそのすぐ侵ろ
の貫通開口のところにできる動的圧力とによって液体の
横方向の分イｂが起きる。

周知の分布器にはいくつかの重要４Ｔ欠点がある。

案内壁の流路の脚からの距離は液体前・■によって正確
に調節されねばならずまた操作条件の変史は操作を中断
することを要求する。

間隙の幅はξ１通開口より大きさで１つのオーダの違い
がありまたそれに加えて間隙はワイヤの網または拡げた
網を含むことさえあるので、汚染の危険、及び結果とし
てのつまりの危険が大ぎい。

さらに、周知の装置は本質的にオーバフロー装置ｕがあ
り、これは装置を傾いた位置に首かれることに対して極
めて敏感にする。

間隙のなかに入り込む液体は、さらに比較的に低いｔ４
通速度を右する。何故ならば流路脚のオーバフロー・ス
リットの水！￥＾ざは比較的に低く、また貫通速度はこ
の水準高さの画数であるからである。

（Ｉ）　　本発明及び本発明の目的 本発明は交換カラム内での液体の均一な分布用の装置で
高い分布品質を有し液体膜ＩＪに依＃ぜず製造の見地か
ら見て命中である装置を目的としている。

この目的は特許請求の範囲第１項の特徴とする部分に述
べる記載によって達成される。

本発明の口利なさらに別の発１１（は二次的特許請求の
範囲第２項から第６項までに記載されている１゜本発明
では液体ジェットの運動のエネルギは液体を拡げるのに
利用されている。

本発明では作動の良好な機構がｊ７成される。何故なら
ば、液体の衝撃壁のうえでの拡がりは例えば５０ｍから
２００　ｍｔｓまでの入口供給水？（１という非常に大
きい範囲内においてさえ、以下の測定データから明らか
なように驚く程変化が小さいからである。

ξ１通孔径−ｅｍｍ Ｉｌｉ撃壁までの距離−１２ｍｍ 衝撃壁の高さ＝穴から充填物表面までの液体の落下（高
さ）　＝　　１２０ｍ 液体膜の幅＝狭い液流の長さ−ｂ（ｓ）側方流路内の水
準の高さ−ｈ’（ｍｍ）テスト媒体＝９８％エチルアル
コール ｈ（ｓ）　　　　　　　　　　　　ｂ（＃＋屑　）上記
の測定データのなかに入口供給水準が倍率４で減小する
とき、拡散面積は僅か２７％小さくなるだけである。

本発明によって作ったＨ’？Ｉでは、例えば箱型または
管壁の分布器と比べ−Ｃｋきざのいくつかのオーダでよ
り小さいいくつかの液体口過間［１によって同じ程度の
液体分布の良さが達成されることかできる。液体目通開
口は対応してより大きくなることができ、その結果本発
明に従って建造された装置は汚染に対する敏感さは相当
小さくなる。

もし分布器が規則正しい充填物と共に使用されるときは
、分布器はそのアームが分布装置の下方の充填物層の主
なる拡がり方向に対して垂直に配置されるように方向づ
けられることが最もよい７管状または流路形であること
のできる各流路に対する分布器のアームまたは流路の改
は従来の分布器と比べて相当減らされることかできる。

、このことは自由ガス貫通の断面を大きくし、よってガ
ス相での圧力損失は小さくなる。

そのうえ、本発明による装ａ９は簡ｊ（ｉな標準部品を
使って特定の適用に対応して製）告されることができ・
る。

特許請求の範囲第３項から第６項までの特徴は特に高い
ガスの速度で、ガスによつＣ液体を随伴することを防ぐ
ために行なわれた本発明のさらに右利な開発に関する。

０　実施例 以下で、本発明は添付した図に図式的に示される実施例
を参照して説明される。

材料交換部分で例えば精留カラム１のような交換カラム
では、例えばＣＨＰ　　３９８　５０３から知られるよ
うな規ｒＩ１．＋正しい構造の充填物２が配置される。

カラムの液体の流入と流出のダクトにはそれぞれガス流
入と流出のダクト３へ・６が接続される。

供給ダクト３を通って液体は分布器のなかに送られる。

分布器は頂上において聞いた主流路７を右Ｊる。この主
流路からその下に置かれ損上部が問いている流路８には
液が送られる。流路は本発明による衝撃壁９で以下に図
を参照してより訂しく説明される雨！Ａ壁を備える。

第２ａ図から第２Ｃ図までで明白であるように、側方流
路８は実施例ではＵ字形の流路として建造されているが
、これはまたチューブから成り立つことができ、衝撃壁
９を備える。このＶｊＪ５！壁は１０にに向かって曲げ
られまた側方流路の１つの脚にしっかりと接続される。

原理では、間隙の対向する側はまた液体を上方に随伴す
ることを防ぐため壁によって閉塞されることがでいる。

側方流路の脚の下方の部分では、液体用のｉ連間口が設
けられている。

開口１０を通って液体は比較的に高速で流れ出し、壁９
を打もそのうえ′ｃＩＩＩ！！物線状に分布される。

貫通して流れる流体の運動のエネルギは分布に利用され
ている。

勿論、側壁の両側に衝撃壁がまた配置されることができ
る。

第３ａ図から第３Ｃ図までの図は第２ａ図から第２Ｃ図
までと、側壁の下方部分に追加的にａｒｌ壁が配置され
るということ以外では合致する。この方策によって特に
大きいガス流速でガスによる液体同伴のよりよくさえあ
る防止が得られる１゜第４図から第４Ｃ図に示される実
施例は第２ａ図から第２Ｃ図までと、２つの貫通開口’
ＩＯａと１０ｂが１つが伯の上方にあるように配性され
た２つの貫通開口１０ａと１０ｂがあるということ以外
では合致する。これは装置が広い範囲の筒中状態を蔽う
ことを許す。

２段階分布器では、もし上方及び下方の列の貫通開口か
らの液体が並んで配■される別々の衝撃壁を打ちそこで
拡がるならば好都合である。

第５ａ図から第５Ｃ図に示される実施例についても同じ
ことが言える。第５ａ図から第５Ｃ図までの図は第３ａ
図から第３Ｃ図までの図と各場合に遮蔽壁■が流路壁８
のところに置かれること以外では合致する。

第６ａ図と第６ｂ図で並びに第７図と第８図では別撃壁
に対して異なる実施例が示され、そこで第１の場合（第
６ａ図と第６ｂ図）は衝撃壁は波形１２を有し第２の場
合（第７図）は下方の領域に液体のより良い分布をする
ための穿孔１３がある。

第８図による）Ｍ撃壁９は液体をよりよく滴として落と
すことを詔すためその下方端のところが鋸刃状になって
いる。

４　図面のｉｙ！ｉｌｉな説明 第１図は本発明による分布装詔の交換カラムの断面図、 第２ａ図から第２Ｃ図までは本発明の実施例の斜視図、
側面図及び正面図、 第３ａ図から第３Ｃ図、第４ａ図から第４Ｃ図、及び第
５ａ図から第５Ｃ図まぐの図は本発明の変容実施例の図
、 第６ａ図と第６ｂ図、第７図及び第８図は衝撃壁の特別
のモデルの図である。

図において。

１・・・カラム、２・・・充填物、３・・・供給ダクト
、４・・・液体流出ダクト、５・・・ガス流入ダクト、
６・・・ガス流出ダクト、７・・・主流路、８・・・側
方流路、９・・・衝撃壁。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）供給装置から側壁のなかにある、幾つかの貫通開
   口を通つて交換セグメントによつて形成される上方の断
   面表面のうえに液体を分布して、分布器の流路の材料及
   び熱交換カラムの交換セグメントのうえに液体を均一に
   分布する装置において、横方向流路の壁の下方領域にあ
   る貫通開口は有効でありまた大きい運動量を有してそれ
   らの開口から貫通する流体は衝撃壁として製造されてい
   る案内壁を打ち、衝撃壁から流路側壁までの距離は始め
   の膜の厚さより大きいことを特徴とする材料と熱交換カ
   ラムの交換セグメントのうえに液体を均一に分布する装
   置。
2. （２）特許請求の範囲第１項に記載の装置において、衝
   撃壁の流路の側壁までの距離は貫通開口の寸法より大き
   いことを特徴とする材料と熱交換カラムの交換セグメン
   トのうえに液体を均一に分布する装置。
3. （３）特許請求の範囲第１項に記載の装置において、衝
   撃壁は頂上部分に向かつてある角度を持つて曲げられ流
   路の側壁に接続されていることを特徴とする材料と熱交
   換カラムの交換セグメントのうえに流体を均一に分布す
   る装置。
4. （４）特許請求の範囲第１項に記載の装置において、衝
   撃壁に平行に延び衝撃壁の下方縁に届く遮断壁は側壁の
   下方縁と接続することを特徴とする材料と熱交換カラム
   の交換セグメントのうえに液体を均一に分布する装置。
5. （５）特許請求の範囲第１項に記載の装置において、衝
   撃壁の下方領域に少なくとも一列の穴が設けられること
   を特徴とする材料と熱交換カラムの交換セグメントのう
   えに液体を均一に分布する装置。
6. （６）特許請求の範囲第５項に記載の装置において、遮
   断壁と衝撃壁の間の対向する側壁は連続する壁を通つて
   互いに接続することを特徴とする材料と熱交換カラムの
   交換セグメントのうえに液体を均一に分布する装置。