ガス吸収装置用規則充填物
【課題】 ガス吸収装置用規則充填物のぬれ性及び剛性を向上させることを目的とする。
【解決手段】
板状体のプレートを複数枚並列させて組み立ててなり、前記プレート本体には突出する複数の筒体からなる液受け部と、表裏両面に貫通する複数の透孔又は表裏両面に突出する複数の突出部からなる液分散部と、プレート本体の下面を凹凸上に形成してなる液渡し部から構成されることを特徴とする。前記プレート本体の表裏両面のうち少なくともいずれか一方の面に複数の小溝を水平方向に設けて形成した凹凸面による気液接触部を設けることが好ましい。前記板状体のプレートの左右両端部に、一方側の面に突出する突片と他方側の面に突出する溝とからなる連結部を形成し、複数枚並列させて各連結部の突片を隣接する溝に嵌めて組み立てるようにすることができる。
【解決手段】
板状体のプレートを複数枚並列させて組み立ててなり、前記プレート本体には突出する複数の筒体からなる液受け部と、表裏両面に貫通する複数の透孔又は表裏両面に突出する複数の突出部からなる液分散部と、プレート本体の下面を凹凸上に形成してなる液渡し部から構成されることを特徴とする。前記プレート本体の表裏両面のうち少なくともいずれか一方の面に複数の小溝を水平方向に設けて形成した凹凸面による気液接触部を設けることが好ましい。前記板状体のプレートの左右両端部に、一方側の面に突出する突片と他方側の面に突出する溝とからなる連結部を形成し、複数枚並列させて各連結部の突片を隣接する溝に嵌めて組み立てるようにすることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、排ガスを液体中に吸収させるために気液接触装置に充填される気液接触用の規則充填物に関する。さらに、詳しくは排ガスと液体の接触面積を増大させるとともに、ぬれ性を向上させることにより効率的なガス吸収を実現し、耐久性に優れたガス吸収装置用規則充填物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、火力発電所や化学プラント等では、アンモニアやハロゲン化水素、二酸化炭素等の排ガスを吸収回収するために、円筒状や矩形状の吸収塔に充填物を充填した気液接触装置が用いられている。気液接触装置は、上方から流下する液体と下方から上昇する排ガスとを充填物を介して接触させることにより、二酸化炭素等の特定の成分を液体に吸収させて回収するものである。これら気液接触装置は、大量の上昇する排ガスと上方から流下する液体とを短時間で処理する必要があり、充填される気液接触用充填物は、充填物表面において排ガスと液体とを効率よく接触させることが望まれる。
【０００３】
充填物表面において排ガスと液体が効率よく接触するには、充填物の総表面積が大きく、液体ができるだけぬれ広がり、液体が流下する速度が遅く表面に留まっている時間が長いほど好ましい。液体がぬれ広がって表面に留まっている時間が長いほどぬれ性が良好であるという。ぬれ性が良好であれば、充填物表面での気液の接触が長くなり、それだけ排ガスの吸収効率が向上することになる。
【０００４】
このような気液接触装置に用いられる気液接触用の充填物としては、排ガスの送り込み圧力を小さくするために、規則充填物が用いられる。気液接触装置は、積層された充填物の間を流下する液体と上昇する排ガスが移動する間に、規則充填物の表面において液体と排ガスが十分に接触することによって、排ガス中の特定の成分を吸収した液体を回収するように構成されている。
【０００５】
このような気液接触用の充填物として、例えば、多数の孔を有し、塔軸に対して傾斜した波形状の流路を有する薄板材を、前記流路が交差するように配置し、前記薄板材に高さの異なる２種類の凸部を多数設けた充填物が提案されている。また、多数の孔と凸部とが配置され、塔軸に対して傾斜した波形状の流路を有する薄板材を、前記流路が交差するように配置され、前記凸部が所定の間隔を設けた複数の列を形成し、前記孔を前記凸部と凸部との間に位置するようにした充填物が提案されている。前者の構造に関しては、特開平８−１６８６７０号公報に記載されており、後者の構造に関しては、特許３３１９１７４号公報に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８―１６８６７０号公報
【特許文献２】特許３３１９１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記公報に記載されている充填物は、波形状に形成した流路が、液体と排ガスとを半径方向において分散・混合する構造となっており、分散性において必ずしも十分なものではなかった。また、薄板材に高さが異なる２種類の凸部を多数設けた特開平８―１６８６７０号公報記載の充填物は、横方向の分散性は向上するものの、液膜を形成し排ガスと接触させるという点では満足できるものではなかった。
【０００８】
また、孔を凸部と凸部との間に位置するように形成した特許３３１９１７４号公報記載の充填物は、傾斜した流路が液体と排ガスの分散性において問題があると共に、孔と凸部は塔軸方向においては直線状に配列されているために分散性において十分とはいえなかった。さらに、上記公報記載の充填物は、いずれも吸収塔に充填する際に上段の充填物と下段の充填物の上下面を当接して組み立てるために、薄板材においては強度において問題があった。
【０００９】
この発明はかかる現況に鑑みてなされたもので、液体及び排ガスの分散性を向上させて効率的な気液接触を図ると共に、高強度なガス吸収装置用充填物を提供することを目的とする。また、この発明は、充填物の材質としてポリプロピレン組成物を用いることによって高強度で耐薬品性に優れているとともに、ぬれ性を向上させたガス吸収装置用規則充填物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は上記目的を達成するために次のような構成とした。即ち、この発明に係る規則充填物は、
板状体のプレートを複数枚並列させて組み立ててなり、前記プレート本体には突出する複数の筒体からなる液受け部と、表裏両面に貫通する複数の透孔又は表裏両面に突出する複数の突出部からなる液分散部と、プレート本体の下面を凹凸上に形成してなる液渡し部から構成されることを特徴とする。また、板状体のプレートを複数枚並列させて組み立ててなり、前記プレート本体には突出する複数の筒体からなる液受け部と、表裏両面に貫通する複数の透孔又は表裏両面に突出する複数の突出部からなる液分散部と、表裏両面のうち少なくともいずれか一方の面に複数の小溝を水平方向に設けて形成した凹凸面による気液接触部と、プレート本体の下面を凹凸上に形成してなる液渡し部から構成されるガス吸収用規則充填物としてもよい。
前記板状体のプレートの左右両端部に、一方側の面に突出する突片と他方側の面に突出する溝とからなる連結部を形成することが好ましい。前記プレート本体に突出する複数の筒体からなる液受部が中空状であり、表裏いずれか一方を雄側、他方側を雌側として複数枚並列させ、前記各連結部の突片を隣接する溝に嵌め合いして組み立てるようにすることができる。
【００１１】
前記プレート本体に突出する複数の筒体からなる液受部が円筒状筒体であり、下列は上列に対して半ピッチずらして２列に配列することができる。また、液受部を構成する複数の円筒状筒体は、３列の配列とし、上列、中列、下列が１／３ピッチずらして３列に配列することが好ましい。そして、上記板状体のプレートを複数板並列させて組み立てるときは、複数枚の板状体のプレートの末端に板状体の凸プレート及び凹プレートを配置し、横断面が正方形になるように配置することが好ましい。前記プレートの左右両側端部の連結部の適宜の位置に係合部が設けられており、前記係合部は、連結部の一方側の溝を形成する外側壁に溝内に貫通するように設けた透孔と、連結部の一方側を形成する突片に形成した突起とからなる構成とすることができる。
【００１２】
前記板状体のプレートは、材質がポリプロピレン樹脂組成物、またはセルロースパウダーとポリプロピレン樹脂組成物の混合物とすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、液体の分散性を向上させて効率的な気液接触を図ることができ、組み立てが簡単で吸収性能に優れたガス吸収装置用規則充填物を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】規則充填物の平面図である。
【図２】規則充填物を構成する中プレートの実施形態を示す一部を省略した正面図である。
【図３】同じく平面図である。
【図４】同じく側面図である。
【図５】図１Ａ−Ａ線における縦断面図である。
【図６】図２Ｂ−Ｂ線における一部を省略した拡大横断面図である。
【図７】微小溝を示す部分拡大正面図である。
【図８】同じく、微小溝を示す部分拡大断面図である。
【図９】係合部を示す拡大断面斜視図である。
【図１０】係合部の透孔部分を示す拡大断面斜視図である。
【図１１】規則充填物を構成する凸プレートの側面図である。
【図１２】同じく凸プレートを図１のＡ−Ａ線に相当する部分で切断した縦断面図である。
【図１３】同じく凸プレートを図２のＢ−Ｂ線に相当する部分で切断した横断断面図である。
【図１４】規則充填物を構成する凹プレートの側面図である。
【図１５】同じく凹プレートを図１のＡ−Ａ線に相当する部分で切断した縦断面図である。
【図１６】同じく凹プレートを図２のＢ−Ｂ線に相当する部分で切断した縦断面図である。
【図１７】規則充填物として中プレート、凸プレート及び凹プレートを組み立てた状態の一部を省略した横断面図である。
【図１８】充填物を積層した状態の上下段を示す説明図である。
【図１９】第２実施形態の中プレートの一部を省略した正面図である。
【図２０】同じく図１９のＤ−Ｄ線における縦断面図である。
【図２１】第２実施形態の凸プレートの図１９のＤ−Ｄ線に相当する部分で切断した縦断面図である。
【図２２】第２実施形態の凹プレートの図１９のＤ−Ｄ線に相当する部分で切断した縦断面図である。
【図２３】セルロース量と物性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本願に係る規則充填物を図面に基づいて説明する。図１は、第１実施形態における一部を省略した規則充填物を示す。規則充填物１は、板状体の中プレート２、同じく板状体の凸プレート３及び板状体の凹プレート４によって構成される。中プレート２は、垂直に多数立設され平行に組み立てられるものであり、凸プレート３及び凹プレート４は、前記組み立てられた中プレート２の両側面に取り付けられるものである。中プレート２、凸プレート３及び凹プレート４を組み立てたとき、全体として平面において正方形状に組み立てられる。
【００１６】
図１〜図６に基づいて、中プレート２を説明すると、中プレート２は、プレート本体５に液受部６、液分散部７、気液接触部８、液渡し部９を順次下方に向けて形成し、プレート本体５の両側端にプレート本体５を垂直に並列した状態で組み立てられるように連結部１０が設けられている。以下に、各構成について詳述する。
【００１７】
前記液受部６は、中空状筒体１３を一定の間隔を空けて水平に配列してなり、図２に示す実施形態では、上下二列に配列されており、下段の中空状筒体１３は上段の中空状筒体１３と中空状筒体１３との間に位置するように半ピッチずれて形成されている。前記中空状筒体１３は、図３及び図６に明らかなように、プレート本体５の表裏に突出しており、一方を開口させて雌部１４とし、反対側を先端部分に小径部を形成した雄部１５としている。前記雌部１４が突出されている側を表面とすると、雄部１５は裏面に突出することになり、中プレート２を組み立てたとき、中空状筒体１３の前記雄部１５の小径部が隣接する雌部１４に嵌合することになる。
【００１８】
前記中空状筒体１３の水平方向の間隔寸法は、特に限定されないが中空状筒体１３の直径寸法より僅かに狭い寸法とすることが好ましい。下段における中空状筒体１３の列においては、上記の通り半ピッチずれて配列されている。また、中空状筒体１３の上段と下段の垂直方向における間隔は、適宜選択することができるが、中空状筒体１３の直径寸法より狭い寸法とすることが好ましい。
【００１９】
図示する実施形態では、中空状筒体１３の列は２列に配列したが、これに限定されるものではなく、２列以上の複数列とすることができ、あるいは１列であってもよい。例えば、中空状筒体１３を３列に配列した場合には、上列、中列、下列が１／３ピッチずらして配列することが好ましい。２列配列より３列配列とする方が、液受部のガスの断面通過流路が大きくなり、ガス流速を下げることができるため圧力損失が低くなる。いわゆる、落下液のフラッディングが抑制されることになる。
【００２０】
上記構成の液受部６においては、上方から流下してきた液体が中空状筒体１３の上段の列群で分散され、さらに下段の列群で分散されて流下することになる。中プレート２においては、表裏において同時に同様な液体の分散による流下が行われることになる。尚、プレート本体５の肉厚、中空状筒体１３の外径及び突出寸法は適宜決定することができるが、例えば、肉厚を１．０〜３ｍｍ、中空状筒体１３の外径を４〜１２ｍｍ、好ましくは６〜１０ｍｍとし、突出寸法を２〜６ｍｍ、好ましくは３〜４ｍｍとすることができる。
【００２１】
次に、液分散部７について説明する。液分散部７は、透孔１６を一定の間隔で水平方向に複数列配列することによって形成されている。透孔１６は、表裏に貫通しており、表面から裏面へ、あるいは裏面から表面への液体の分流を促し、液体の分散を一層促進する。透孔１６の水平方向及び垂直方向の間隔は、透孔１６の直径と同じ寸法とすることができ、水平方向において上下の透孔１６は互いに半ピッチずらして形成されている。透孔１６の水平方向の列数は、実施形態では６列に形成されているが、複数列であれば特に限定されない。
【００２２】
液受部６から流下してきた液体は、液分散部７の透孔１６によって表裏いずれにも分流が行われて分散が促進され、気液接触界面が増加し効率的な気液接触が行われる。前記透孔１６の大きさは、液体の性質等によって適宜決定すればよい。例えば、透孔１６の直径を３〜７ｍｍ、好ましくは４〜６ｍｍとすることができる。透孔１６の多少の間隔のズレや列のズレは許容される。
【００２３】
次いで、液分散部７の下方の気液接触部８について説明する。気液接触部８は、水平方向に設けた小溝１７による凹凸面１８によって形成されている。前記小溝１７は、プレート本体５の左右両端に渡って形成されており、前記液受部６、液分散部７及び後述する液渡し部９を含むプレート本体５の表裏の全面に形成されている。図２では、小溝１７を横線によって部分的に示してある。図７は小溝を形成した一部を拡大した部分表面図であり、図８は一部を拡大した部分断面図である。
【００２４】
前記小溝１７は、流下する液体を保持しながら水平方向に拡散させて全体として液膜を形成するものであって、例えば、溝幅Ｗ及び溝深さＨを０．２〜０．５ｍｍ、溝間隔Ｐを０．３〜０．７ｍｍとすることができる。小溝１７の断面形状は、角型，Ｕ字状、Ｖ字状等いずれの形状であってもよい。前記小溝１７は、上述したようにプレート本体５の表裏全面に形成されているから、液受部６や液分散部７においても小溝１７による凹凸面１８が形成されている。従って、流下する液体は、分散を繰り返しながらも凹凸面１８の部分では液膜を形成しており、気液接触が効率的に行われる。
【００２５】
上記第１実施形態では、液受部６、液分散部７、及び気液接触部８は、上下に分けて２ヶ所に形成されており、上方の液受部６、液分散部７、及び気液接触部８と下方の液受部６Ａ、液分散部７Ｂ、及び気液接触部８Ｂは全く同一に形成されている。尚、液受部６Ａの中空状筒体の大きさ、液分散部７Ａの透孔１６の大きさ、及び気液接触部８Ａの溝の大きさは、全て同じ大きさでなくともよい。また、液受部６Ａ、液分散部７Ａ、及び気液接触部８Ａの水平方向における列の数も、必ずしも上下において同一でなくともよい。
【００２６】
次に、液渡し部９について説明すると、液渡し部９は、気液接触部８Ａの液体を均等に分散させながら下段の中プレート２へ流下させるもので、凹部１９と凸部２０によって凹凸状に形成されている。凸部２０のピッチは、中プレート２を垂直に並列させて連結したときの間隔と同じであって、上段の充填物を載せて９０度回転させたとき凸部２０ａが下段の中プレート２の上面に当接される。
【００２７】
凸部２０の部分は、積み重ねたとき下段の中プレート２の上面に当接し、液体を分散しながら流下させる。なお、凸部２０は図示する実施形態では、積み重ねたとき下段の中プレートの上面に安定して当接するように先端を水平面に形成されているが、湾曲していても尖っていてもよい。
【００２８】
さらに、プレート本体５の両側端に設けた連結部１０の構成について説明する。連結部１０は、プレート本体５の左右両側端に対称に形成されている。従って、右側端の連結部１０について説明し、左側端の同一構成については同一符号を付して説明は省略する。連結部１０は、プレート本体５の一方側の面、図示する例では表面側に突出する溝２２と、プレート本体５の一方側の面、図示する例では裏面側に突出する突片２３とからなる。
【００２９】
前記溝２２は、平行する内側壁２２ａと外側壁２２ｂによって形成されており、外側壁２２ｂの内面は開口部に向かって僅かに外側に傾斜している。外側壁２２ｂの内面を外側に傾斜させることによって、後述する突起を容易に係止させることができる。突片２３は、前記溝２２に嵌合する大きさに形成されており、中プレート２を組み立てて中空状筒体１３の雄部１５の小径部を隣接する雌部１４に嵌合させたとき、前記溝２２と突片２３とが嵌合するように形成されている。
【００３０】
前記連結部１０の上下端部と中間部には、前記連結部１０の連結状態を保持するための係合部２５が設けられている。前記係合部２５は、図９及び図１０に示すように、前記溝２２を形成する外側壁２２ｂに溝内に貫通するように穿設した透孔２６と、突片２３の前記透孔２６に対応する部分の外面に形成した突起２７とからなる。前記透孔２６は、図２では外側壁２２ｂの内面にスリットとして現れている。前記突起２７は、突片２３を溝２２に嵌合させたときに溝の内側から透孔２６に差し込まれて係止する。
【００３１】
また、突起２７は、係止面を除く外面が僅かに内側に湾曲して形成されている。このように、突起２７の先端部外面を内側への湾曲面とすることによって、溝２２への嵌合が容易になると共に、透孔２６に確実に差し込まれることになる。尚、突起２７の先端部外面を内側への湾曲面とすることなく平面であってもよく、逆に外側への湾曲面としてもよい。また、嵌合部２５は、小幅の複数の透孔と小幅の複数の突起とによって構成してもよい。
【００３２】
次に、図１１〜図１３に基づいて、凸プレート３について説明する。凸プレート３は、中プレート２の雌部１４と溝２２に嵌合するように、液受部６Ｂを中プレート２における中空状筒体１３の雄部１５と連結部１０の突片２３と同一の構成とした。即ち、凸プレート３は、液受部６Ｂと連結部１０Ａを中プレート２の裏面側の構成と同一の形状としたもので、プレート本体５Ａの裏面側に液受部６Ｂを円形状雄部１５Ａによって形成し、連結部１０Ａを突片２３Ａによって形成した。
【００３３】
円形状雄部１５Ａは、図１３に示すように、中心部を凹部とすると共に、先端部外周面に段部を設けて小径部とすることによって形成してなり、前記小径部が中プレート２の中空状筒体１３の一方側に形成した雌部１４に嵌合する。前記雄部１５Ａの配列は、中プレート２の中空状筒体１３の雌部１４と同じであることは勿論である。連結部１０Ａを形成する突片２３Ａは、中プレート２の連結部１０を形成する突片２３と同じであり、突起２７が形成される位置及び形状も同じである。
【００３４】
凸プレート３の表面側の両側端縁部に、断面略半円形状の突起３０が上下端に亘って突設されている。前記突起３０は、凸プレート３の両側端縁部を補強する。尚、凸プレート３と中プレート２との違いは、上記のように、液受部６を雄部１５Ａのみとし、連結部１０Ａを突片２３Ａと突起３０により形成する点だけであり、他の構成は中プレート２と同じである。従って、液分散部７、気液接触部８、及び液渡し部９は、プレート本体５Ａの表裏両面に形成されている。これらの説明については省略する。
【００３５】
凹プレート４については、図１４〜図１６に図示されている。凹プレート４は、凸プレート３とは反対に、液受部６Ｄと連結部１０Ｂを中プレート２の表面側の構成としたものである。即ち、プレート本体５Ｂの表面側に液受部６Ｄを円形状雌部１４Ａによって形成し、連結部１０Ｂを溝２２Ａによって形成した。凹プレート４は、中プレート２の雄部１５と突片２３と嵌合するように、液受部６Ｄを中プレート２における中空状筒体１３の円形状雌部１４と連結部１０の溝２２と同一の構成とした。
【００３６】
円形状雌部１４Ａは、図１６に示すように、中心部を中プレート２の雄部１５が嵌合するように凹部とすることによって形成されている。前記円形状雌部１４Ａの配列は、中プレート２の中空状筒体１３の雄部１５と同じであることは勿論である。連結部１０Ｂを形成する溝２２Ａは、中プレート２の連結部１０を形成する溝２２と同じであり、透孔２６ａが形成される位置及び形状も同じである。
【００３７】
凹プレート４の裏面側の両側端縁部に、断面略半円形状の突起３０ａが上下端に亘って突設されている。前記突起３０ａは、凹プレート４の両側端縁部を補強する。尚、凹プレート４と中プレート２との違いは、上記のように、液受部６を円形状雌部１４Ａのみとし、連結部１０Ｂを溝２２Ａと突起３０ａによって形成する点だけであり、他の構成は中プレート２と同じである。従って、液分散部７、気液接触部８、及び液渡し部９は、プレート本体５Ｂの表裏両面に形成されている。これらの説明については省略する。
【００３８】
次に、規則充填物１を構成する中プレート２、凸プレート３及び凹プレート４の使用方法について説明する。規則充填物１を組み立てるには、先ず中プレート２を並列させて中空状筒部１３の雌部１４と雄部１５を嵌合させると共に、連結部１０における溝２２と突片２３を嵌合させる。雌部１４と雄部１５とが嵌合することによって、プレート本体５同士の間に所定の間隔が設けられる。また、溝２２に突片２３が嵌合したときに、連結部１０の係合部２５においては、外側壁２２ｂに設けた透孔２６に突片２３に設けた突起２７が係止するので、連結部１０の連結状態は確実に保持される。
【００３９】
中プレート２を所定数連結して組み立てた後、表裏それぞれの面に凸プレート３と凹プレート４を連結する。凸プレート３は、中プレート２の表面側に嵌合される。即ち、凸プレート３の雄部１５Ａを中プレート２の雌部１４に嵌合させると共に、凸プレート３の突片２３Ａを中プレート２の溝２２に嵌合させ、さらに係合部２５では、凸プレート３の突片２３に突設した突起２７を中プレート２の溝２２を構成する外側壁２２ｂの透孔２６に係止させる。このように、液受部６と連結部１０の嵌合によって、凸プレート３と中プレート２とは確実に連結される。
【００４０】
次いで、凹プレート４を中プレート２の雄部１５側に連結する。凹プレート４は、複数連結して組み立てた中プレート２の裏面側に嵌合される。即ち、凹プレート４の雌部１４Ａに中プレート２の雄部１５を嵌合させると共に、凹プレート４の溝２２Ａに中プレート２の突片２３を嵌合させ、同時に係合部２５では、中プレート２の突片２３に突設した突起２７を凹プレート４の溝２２を構成する外側壁２２ｂの透孔２６ａに係止させる。このように、液受部６と連結部１０の嵌合によって、凹プレート４と中プレート２とは確実に連結される。
【００４１】
上述のように、中プレート２、凸プレート３及び凹プレート４による規則充填物１の大きさは、平面において正方形状に組み立てることができる（図１及び図１７参照）。また、規則充填物１として組み立てる大きさは特に限定されないが、段積みをするためにはプレート本体の幅（長さ）寸法の半分、或いは倍数とすることが好ましい。
【００４２】
また、上記規則充填物１を気液接触装置に充填する際には、前記規則充填物１を水平に並べると共に、上下に積み重ねられる。上下に段積みすると、図１８に示すように、下段規則充填物の中プレート２、凸プレート３及び凹プレート４の各上端面が、９０度回転させて積み重ねた上段の中プレート２の液渡し部９の凸部２０に当接する。流下してきた液体は、凸部２０から下段の各プレートに受け渡されて行く。
【００４３】
次に、図１９以下に示す第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る規則充填物３１は、第１実施形態に係る規則充填物１と同様に、中プレート３２、凸プレート３３及び凹プレート３４から構成される。前記中プレート３２は第１実施形態の中プレート２に対応しており、前記凸プレート３３は第１実施形態の凸プレート３に対応しており、前記凹プレート３４は第１実施形態の凹プレート４に対応している。規則充填物３１が規則充填物１と異なる点は、中プレート３２、凸プレート３３及び凹プレート３４のいずれにおいても液分散部３７の部分のみである。従って、同一構成については、同一符号を付してその説明は省略する。
【００４４】
尚、第２実施形態における下方の第２液受部６Ｆは、間隔を空けた２つの中空状筒体１３によって構成されている。上方の第１液受部６が中空状筒体１３を水平方向に二列に配設している構成は、第１実施形態と同じであり、中空状筒体１３が雌部１４と雄部１５によって形成されている構成も第１実施形態と同様である。
【００４５】
第２実施形態が第１実施形態と大きく異なる点は、液分散部３７,３７Ａの構成である。液分散部３７は、上面を突出した湾曲面に形成した突出部３８を複数配設してなる。突出部３８は、所定の間隔で水平方向に複数列配設してなるとともに、上下方向において重ならないようにずらして配列されている。図示する実施形態では、上段の突出部３８の左端が、下段の突出部３８の中央部に位置するように配設されている。前記突出部３８は、中プレート３２の表裏両面に同様に配設されている。
【００４６】
上記液分散部３７では、上方から流下してきた液体は、突出部３８において一部の液体は突出部３８の上面を水平方向に分散され、残りの液体は突出部３８を乗り越えて流下する。流下する液体は、突出部３８では、上面を水平方向へ流れ、一部は乗り越えることによって分散が繰り返される。そして、液分散部３７Ａにおいても、突出部３８は小溝１７の中に浮島のように配設されているから、小溝１７の部分でもさらに分散が促進される。
【００４７】
前記規則充填物３１を構成する凸プレート３３は、第１実施形態の凸プレート３の構成に対応し、中プレート３２の表側面に連結されるもので、図２１に示すように、間隔を設けた２つの雄部１５Ａによる液受部と突出部３８による液分散部は裏側面にのみ設けられている。従って、第１液受部６Ｂ、第２液受部６Ｆにおいては雄部１５Ａのみが形成され、また連結部１０Ａが突片２３Ａと突起３０によって構成されており、他の構成は凸プレート３と同様である。
【００４８】
また、凹プレート３４は、第１実施形態の凹プレート４に対応し、中プレート３２の裏側面に連結されるもので、間隔を設けた２つの雌部１５Ａによる第２液受部６Ｇと液分散部３７，３７Ａを構成する突出部３８は表側面にのみ設けられている(図２３参照)。従って、第１液受部６Ｄ、第２液受部６Ｇにおいては雌部１４Ａのみが形成され、また連結部１０Ｂが溝２２Ａと突起３０ａによって構成されており、他の構成は凹プレート４と同様である。
【００４９】
上記第２実施形態の規則充填物３１の使用方法は、第１実施形態の規則充填物１と同様であるからその説明は省略する。上記実施形態のように、プレート本体に液受部、液分散部、気液接触部及び液渡し部の構成によって、流下する液体は分散が促進されて液膜を形成し、効率的な気液接触が行われる。
【００５０】
第１実施形態及び第２実施形態の使用方法について、いずれも複数並列させた中プレートの両側の末端に凹プレート及び凸プレートを配置する組み立てについて説明したが、いずれの実施形態においても凹プレート及び凸プレートを省略することができる。単に、凹プレート及び凸プレートを省略してもよいが、凹プレート及び凸プレートを省略した場合には、複数配列した中プレートの組合せ形状を他の適宜なプレートにより保持するようにしてもよい。
【００５１】
次に、充填物用組成物として耐久性に優れたポリプロピレン樹脂組成物について提案する。この発明に係るポリプロピレン樹脂組成物は、耐久性に優れた規則充填物とするために、ポリプロピレン樹脂組成物に対してセルロースパウダーを１〜６０ｗｔ％混合してなる。前記セルロースパウダーは、植物繊維であれば特に限定されないが、高度に精製して微細化した天然木材セルロースであることが好ましい。セルロースパウダーの平均粒子径は、３〜７１０μｍとし、好ましくは６〜５０μｍとする。
【００５２】
ポリプロピレン樹脂組成物は、比重が小さく成形が容易な上、強度が高く薬品に強い特色を有しており、セルロースパウダーを混合することによって高い耐久性を得ることができる。以下に、ポリプロピレン樹脂組成物にセルロースパウダーを混合することによって耐久性が向上することを実施例によって説明する。
【実施例１】
【００５３】
<セルロースパウダーを混合した場合の物性>
まず、ポリプロピレン樹脂組成物にセルロースパウダーを混合した場合の物性について試験した。以下に試験例について説明する。ポリプロピレン樹脂組成物には、日本ポリプロ株式会社製のノバテックＰＰＭＨ４（商品名）を使用し、セルロースパウダーには、日本製紙ケミカル株式会社製のＫＣフロックＷ-１００ＧＫ（商品名）（表においてはセルロースＢと表示する）を使用し、１０ｗｔ％混合した。
【００５４】
<セルロースパウダーの混合と引張降伏強さ、破壊伸び及び引張弾性率>
次に、ポリプロピレン樹脂組成物単独の場合とポリプロピレン樹脂組成物にセルロースパウダーを混合した場合の引張降伏強さ、破壊伸び及び引張弾性率物性について試験した。
【００５５】
以下に試験例について説明する。ポリプロピレン樹脂組成物には、日本ポリプロ株式会社製のノバテックＰＰＭＨ４（商品名）を使用し、セルロースパウダーには、上記物性の試験で用いたものと同じ日本製紙ケミカル株式会社製のＫＣフロックＷ−１００ＧＫ（商品名）（セルロースＢ）を使用し、混合量を変更した。
【００５６】
試験片の形状は、射出成形品のダンベル状５号形であって、１１５ｍｍ×２５ｍｍ×肉厚２．０ｍｍの大きさである。試験方法は、上記試料を用いた引張試験によった。試験機には、ＲＴＦシリーズの引張試験機を用いた。先ず試験条件として、引っ張り速度：２０ｍｍ／ｍｉｎ、試験温度：２４℃(室温)及び８０℃で乾熱し、試験湿度：５１％で行った。試験結果を表１に示す。
【００５７】
【表１】
【００５８】
また、上記試験結果を図２３に示す。図２３（a）は、セルロース量と引張降伏強さを示すグラフであり、図２３(ｂ)は、セルロース量と破壊伸びを示すグラフであり、図２３（ｃ）は、セルロース量と引張弾性率を示すグラフであり、図２３（ｄ）は、試験片のセルロース量と８０℃に乾熱した場合の物性保持率を示したグラフである。
【００５９】
上記表１及び図２３から、引張降伏強さにおいては、試験温度が試験片を２４℃(室温)の場合と試験片を８０℃に乾熱した場合を比較すると、引張降伏強さ（ＭＰa）は、ＰＰ（ポリプロピレン樹脂組成物）のみでは２１％程度ダウンするが、セルロースパウダーを混合したものは、１３〜１８％ダウンとなり耐熱性が向上する傾向が見られる。即ち、ＰＰのみの場合には１００％から７９％にダウンするが、セルロース５％混合ＰＰでは１００％から８２％にダウン、セルロース１０％混合ＰＰでは１００％から８５％にダウン、セルロース１５％混合ＰＰでは１００％から８７％にダウンするに止まっている。
【００６０】
また、破壊伸び（％ＧＬ）においては、試験温度が試験片を２４℃(室温)の場合と試験片を８０℃に乾熱した場合を比較すると、破壊伸び（％ＧＬ）は、ＰＰ（ポリプロピレン樹脂組成物）のみでは５倍程度伸びてしまうが、セルロースパウダーを混合したものは、１〜２倍程度の伸びとなり、セルロースを混合することで熱影響を受けない傾向が見られる。即ち、ＰＰのみの場合には４．９４倍伸びるが、セルロース５％混合ＰＰでは２．０倍の伸び、セルロース１０％混合ＰＰでは１．０７倍の伸び、セルロース１５％混合ＰＰでは０．９５倍の伸びに止まっている。
【００６１】
引張弾性率（ＭＰa）においては、試験温度が試験片を２４℃(室温)とした場合には、ＰＰのみと比較するとセルロースを混合することで引張弾性率が１．０３〜１．１７倍程度向上する傾向が見られる。即ち、セルロース５％混合ＰＰでは１．０３倍、セルロース１０％混合ＰＰでは１．０５倍、セルロース１５％混合ＰＰでは１．１７倍とそれぞれセルロースを混合したことにより弾性率が向上する傾向にある。
【００６２】
また、試験温度が試験片を８０℃に乾熱した場合の引張弾性率（ＭＰa）は、ＰＰのみと比較するとセルロースを混合することで引張弾性率が１．３３〜１．３８倍程度向上する傾向が見られる。試験片が２４℃(室温)での結果より高温（８０℃乾熱）の方が引張弾性率は優れる結果となった。即ち、セルロース５％混合ＰＰでは１．３３倍、セルロース１０％混合ＰＰでは１．３４倍、セルロース１５％混合ＰＰでは１．３８倍とそれぞれセルロースを混合したことにより弾性率が向上する傾向にある。上記結果から、ＰＰのみの場合に比較してセルロースを混合した場合には、高温時での方がより弾性率に差が出る結果となった。
【符号の説明】
【００６３】
１：規則充填物
２：中プレート
３：凸プレート
４：凹プレート
５：プレート本体
６：液受部
６Ｆ：第２液受部
７：液分散部
８：気液接触部
９：液渡し部
１０：連結部
１３：中空状筒体
１４：雌部
１５：雄部
１６：透孔
１７：小溝
１８：凹凸面
１９：凹部
２０：凸部
２２：溝
２２ａ：内側壁
２２ｂ：外側壁
２３：突片
２５：係合部
２６：透孔
２７：突起
３１：規則充填物
３２：中プレート
３３：凸プレート
３４：凹プレート
３７：液分散部
３８：突出部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、排ガスを液体中に吸収させるために気液接触装置に充填される気液接触用の規則充填物に関する。さらに、詳しくは排ガスと液体の接触面積を増大させるとともに、ぬれ性を向上させることにより効率的なガス吸収を実現し、耐久性に優れたガス吸収装置用規則充填物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、火力発電所や化学プラント等では、アンモニアやハロゲン化水素、二酸化炭素等の排ガスを吸収回収するために、円筒状や矩形状の吸収塔に充填物を充填した気液接触装置が用いられている。気液接触装置は、上方から流下する液体と下方から上昇する排ガスとを充填物を介して接触させることにより、二酸化炭素等の特定の成分を液体に吸収させて回収するものである。これら気液接触装置は、大量の上昇する排ガスと上方から流下する液体とを短時間で処理する必要があり、充填される気液接触用充填物は、充填物表面において排ガスと液体とを効率よく接触させることが望まれる。
【０００３】
充填物表面において排ガスと液体が効率よく接触するには、充填物の総表面積が大きく、液体ができるだけぬれ広がり、液体が流下する速度が遅く表面に留まっている時間が長いほど好ましい。液体がぬれ広がって表面に留まっている時間が長いほどぬれ性が良好であるという。ぬれ性が良好であれば、充填物表面での気液の接触が長くなり、それだけ排ガスの吸収効率が向上することになる。
【０００４】
このような気液接触装置に用いられる気液接触用の充填物としては、排ガスの送り込み圧力を小さくするために、規則充填物が用いられる。気液接触装置は、積層された充填物の間を流下する液体と上昇する排ガスが移動する間に、規則充填物の表面において液体と排ガスが十分に接触することによって、排ガス中の特定の成分を吸収した液体を回収するように構成されている。
【０００５】
このような気液接触用の充填物として、例えば、多数の孔を有し、塔軸に対して傾斜した波形状の流路を有する薄板材を、前記流路が交差するように配置し、前記薄板材に高さの異なる２種類の凸部を多数設けた充填物が提案されている。また、多数の孔と凸部とが配置され、塔軸に対して傾斜した波形状の流路を有する薄板材を、前記流路が交差するように配置され、前記凸部が所定の間隔を設けた複数の列を形成し、前記孔を前記凸部と凸部との間に位置するようにした充填物が提案されている。前者の構造に関しては、特開平８−１６８６７０号公報に記載されており、後者の構造に関しては、特許３３１９１７４号公報に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８―１６８６７０号公報
【特許文献２】特許３３１９１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記公報に記載されている充填物は、波形状に形成した流路が、液体と排ガスとを半径方向において分散・混合する構造となっており、分散性において必ずしも十分なものではなかった。また、薄板材に高さが異なる２種類の凸部を多数設けた特開平８―１６８６７０号公報記載の充填物は、横方向の分散性は向上するものの、液膜を形成し排ガスと接触させるという点では満足できるものではなかった。
【０００８】
また、孔を凸部と凸部との間に位置するように形成した特許３３１９１７４号公報記載の充填物は、傾斜した流路が液体と排ガスの分散性において問題があると共に、孔と凸部は塔軸方向においては直線状に配列されているために分散性において十分とはいえなかった。さらに、上記公報記載の充填物は、いずれも吸収塔に充填する際に上段の充填物と下段の充填物の上下面を当接して組み立てるために、薄板材においては強度において問題があった。
【０００９】
この発明はかかる現況に鑑みてなされたもので、液体及び排ガスの分散性を向上させて効率的な気液接触を図ると共に、高強度なガス吸収装置用充填物を提供することを目的とする。また、この発明は、充填物の材質としてポリプロピレン組成物を用いることによって高強度で耐薬品性に優れているとともに、ぬれ性を向上させたガス吸収装置用規則充填物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は上記目的を達成するために次のような構成とした。即ち、この発明に係る規則充填物は、
板状体のプレートを複数枚並列させて組み立ててなり、前記プレート本体には突出する複数の筒体からなる液受け部と、表裏両面に貫通する複数の透孔又は表裏両面に突出する複数の突出部からなる液分散部と、プレート本体の下面を凹凸上に形成してなる液渡し部から構成されることを特徴とする。また、板状体のプレートを複数枚並列させて組み立ててなり、前記プレート本体には突出する複数の筒体からなる液受け部と、表裏両面に貫通する複数の透孔又は表裏両面に突出する複数の突出部からなる液分散部と、表裏両面のうち少なくともいずれか一方の面に複数の小溝を水平方向に設けて形成した凹凸面による気液接触部と、プレート本体の下面を凹凸上に形成してなる液渡し部から構成されるガス吸収用規則充填物としてもよい。
前記板状体のプレートの左右両端部に、一方側の面に突出する突片と他方側の面に突出する溝とからなる連結部を形成することが好ましい。前記プレート本体に突出する複数の筒体からなる液受部が中空状であり、表裏いずれか一方を雄側、他方側を雌側として複数枚並列させ、前記各連結部の突片を隣接する溝に嵌め合いして組み立てるようにすることができる。
【００１１】
前記プレート本体に突出する複数の筒体からなる液受部が円筒状筒体であり、下列は上列に対して半ピッチずらして２列に配列することができる。また、液受部を構成する複数の円筒状筒体は、３列の配列とし、上列、中列、下列が１／３ピッチずらして３列に配列することが好ましい。そして、上記板状体のプレートを複数板並列させて組み立てるときは、複数枚の板状体のプレートの末端に板状体の凸プレート及び凹プレートを配置し、横断面が正方形になるように配置することが好ましい。前記プレートの左右両側端部の連結部の適宜の位置に係合部が設けられており、前記係合部は、連結部の一方側の溝を形成する外側壁に溝内に貫通するように設けた透孔と、連結部の一方側を形成する突片に形成した突起とからなる構成とすることができる。
【００１２】
前記板状体のプレートは、材質がポリプロピレン樹脂組成物、またはセルロースパウダーとポリプロピレン樹脂組成物の混合物とすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、液体の分散性を向上させて効率的な気液接触を図ることができ、組み立てが簡単で吸収性能に優れたガス吸収装置用規則充填物を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】規則充填物の平面図である。
【図２】規則充填物を構成する中プレートの実施形態を示す一部を省略した正面図である。
【図３】同じく平面図である。
【図４】同じく側面図である。
【図５】図１Ａ−Ａ線における縦断面図である。
【図６】図２Ｂ−Ｂ線における一部を省略した拡大横断面図である。
【図７】微小溝を示す部分拡大正面図である。
【図８】同じく、微小溝を示す部分拡大断面図である。
【図９】係合部を示す拡大断面斜視図である。
【図１０】係合部の透孔部分を示す拡大断面斜視図である。
【図１１】規則充填物を構成する凸プレートの側面図である。
【図１２】同じく凸プレートを図１のＡ−Ａ線に相当する部分で切断した縦断面図である。
【図１３】同じく凸プレートを図２のＢ−Ｂ線に相当する部分で切断した横断断面図である。
【図１４】規則充填物を構成する凹プレートの側面図である。
【図１５】同じく凹プレートを図１のＡ−Ａ線に相当する部分で切断した縦断面図である。
【図１６】同じく凹プレートを図２のＢ−Ｂ線に相当する部分で切断した縦断面図である。
【図１７】規則充填物として中プレート、凸プレート及び凹プレートを組み立てた状態の一部を省略した横断面図である。
【図１８】充填物を積層した状態の上下段を示す説明図である。
【図１９】第２実施形態の中プレートの一部を省略した正面図である。
【図２０】同じく図１９のＤ−Ｄ線における縦断面図である。
【図２１】第２実施形態の凸プレートの図１９のＤ−Ｄ線に相当する部分で切断した縦断面図である。
【図２２】第２実施形態の凹プレートの図１９のＤ−Ｄ線に相当する部分で切断した縦断面図である。
【図２３】セルロース量と物性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本願に係る規則充填物を図面に基づいて説明する。図１は、第１実施形態における一部を省略した規則充填物を示す。規則充填物１は、板状体の中プレート２、同じく板状体の凸プレート３及び板状体の凹プレート４によって構成される。中プレート２は、垂直に多数立設され平行に組み立てられるものであり、凸プレート３及び凹プレート４は、前記組み立てられた中プレート２の両側面に取り付けられるものである。中プレート２、凸プレート３及び凹プレート４を組み立てたとき、全体として平面において正方形状に組み立てられる。
【００１６】
図１〜図６に基づいて、中プレート２を説明すると、中プレート２は、プレート本体５に液受部６、液分散部７、気液接触部８、液渡し部９を順次下方に向けて形成し、プレート本体５の両側端にプレート本体５を垂直に並列した状態で組み立てられるように連結部１０が設けられている。以下に、各構成について詳述する。
【００１７】
前記液受部６は、中空状筒体１３を一定の間隔を空けて水平に配列してなり、図２に示す実施形態では、上下二列に配列されており、下段の中空状筒体１３は上段の中空状筒体１３と中空状筒体１３との間に位置するように半ピッチずれて形成されている。前記中空状筒体１３は、図３及び図６に明らかなように、プレート本体５の表裏に突出しており、一方を開口させて雌部１４とし、反対側を先端部分に小径部を形成した雄部１５としている。前記雌部１４が突出されている側を表面とすると、雄部１５は裏面に突出することになり、中プレート２を組み立てたとき、中空状筒体１３の前記雄部１５の小径部が隣接する雌部１４に嵌合することになる。
【００１８】
前記中空状筒体１３の水平方向の間隔寸法は、特に限定されないが中空状筒体１３の直径寸法より僅かに狭い寸法とすることが好ましい。下段における中空状筒体１３の列においては、上記の通り半ピッチずれて配列されている。また、中空状筒体１３の上段と下段の垂直方向における間隔は、適宜選択することができるが、中空状筒体１３の直径寸法より狭い寸法とすることが好ましい。
【００１９】
図示する実施形態では、中空状筒体１３の列は２列に配列したが、これに限定されるものではなく、２列以上の複数列とすることができ、あるいは１列であってもよい。例えば、中空状筒体１３を３列に配列した場合には、上列、中列、下列が１／３ピッチずらして配列することが好ましい。２列配列より３列配列とする方が、液受部のガスの断面通過流路が大きくなり、ガス流速を下げることができるため圧力損失が低くなる。いわゆる、落下液のフラッディングが抑制されることになる。
【００２０】
上記構成の液受部６においては、上方から流下してきた液体が中空状筒体１３の上段の列群で分散され、さらに下段の列群で分散されて流下することになる。中プレート２においては、表裏において同時に同様な液体の分散による流下が行われることになる。尚、プレート本体５の肉厚、中空状筒体１３の外径及び突出寸法は適宜決定することができるが、例えば、肉厚を１．０〜３ｍｍ、中空状筒体１３の外径を４〜１２ｍｍ、好ましくは６〜１０ｍｍとし、突出寸法を２〜６ｍｍ、好ましくは３〜４ｍｍとすることができる。
【００２１】
次に、液分散部７について説明する。液分散部７は、透孔１６を一定の間隔で水平方向に複数列配列することによって形成されている。透孔１６は、表裏に貫通しており、表面から裏面へ、あるいは裏面から表面への液体の分流を促し、液体の分散を一層促進する。透孔１６の水平方向及び垂直方向の間隔は、透孔１６の直径と同じ寸法とすることができ、水平方向において上下の透孔１６は互いに半ピッチずらして形成されている。透孔１６の水平方向の列数は、実施形態では６列に形成されているが、複数列であれば特に限定されない。
【００２２】
液受部６から流下してきた液体は、液分散部７の透孔１６によって表裏いずれにも分流が行われて分散が促進され、気液接触界面が増加し効率的な気液接触が行われる。前記透孔１６の大きさは、液体の性質等によって適宜決定すればよい。例えば、透孔１６の直径を３〜７ｍｍ、好ましくは４〜６ｍｍとすることができる。透孔１６の多少の間隔のズレや列のズレは許容される。
【００２３】
次いで、液分散部７の下方の気液接触部８について説明する。気液接触部８は、水平方向に設けた小溝１７による凹凸面１８によって形成されている。前記小溝１７は、プレート本体５の左右両端に渡って形成されており、前記液受部６、液分散部７及び後述する液渡し部９を含むプレート本体５の表裏の全面に形成されている。図２では、小溝１７を横線によって部分的に示してある。図７は小溝を形成した一部を拡大した部分表面図であり、図８は一部を拡大した部分断面図である。
【００２４】
前記小溝１７は、流下する液体を保持しながら水平方向に拡散させて全体として液膜を形成するものであって、例えば、溝幅Ｗ及び溝深さＨを０．２〜０．５ｍｍ、溝間隔Ｐを０．３〜０．７ｍｍとすることができる。小溝１７の断面形状は、角型，Ｕ字状、Ｖ字状等いずれの形状であってもよい。前記小溝１７は、上述したようにプレート本体５の表裏全面に形成されているから、液受部６や液分散部７においても小溝１７による凹凸面１８が形成されている。従って、流下する液体は、分散を繰り返しながらも凹凸面１８の部分では液膜を形成しており、気液接触が効率的に行われる。
【００２５】
上記第１実施形態では、液受部６、液分散部７、及び気液接触部８は、上下に分けて２ヶ所に形成されており、上方の液受部６、液分散部７、及び気液接触部８と下方の液受部６Ａ、液分散部７Ｂ、及び気液接触部８Ｂは全く同一に形成されている。尚、液受部６Ａの中空状筒体の大きさ、液分散部７Ａの透孔１６の大きさ、及び気液接触部８Ａの溝の大きさは、全て同じ大きさでなくともよい。また、液受部６Ａ、液分散部７Ａ、及び気液接触部８Ａの水平方向における列の数も、必ずしも上下において同一でなくともよい。
【００２６】
次に、液渡し部９について説明すると、液渡し部９は、気液接触部８Ａの液体を均等に分散させながら下段の中プレート２へ流下させるもので、凹部１９と凸部２０によって凹凸状に形成されている。凸部２０のピッチは、中プレート２を垂直に並列させて連結したときの間隔と同じであって、上段の充填物を載せて９０度回転させたとき凸部２０ａが下段の中プレート２の上面に当接される。
【００２７】
凸部２０の部分は、積み重ねたとき下段の中プレート２の上面に当接し、液体を分散しながら流下させる。なお、凸部２０は図示する実施形態では、積み重ねたとき下段の中プレートの上面に安定して当接するように先端を水平面に形成されているが、湾曲していても尖っていてもよい。
【００２８】
さらに、プレート本体５の両側端に設けた連結部１０の構成について説明する。連結部１０は、プレート本体５の左右両側端に対称に形成されている。従って、右側端の連結部１０について説明し、左側端の同一構成については同一符号を付して説明は省略する。連結部１０は、プレート本体５の一方側の面、図示する例では表面側に突出する溝２２と、プレート本体５の一方側の面、図示する例では裏面側に突出する突片２３とからなる。
【００２９】
前記溝２２は、平行する内側壁２２ａと外側壁２２ｂによって形成されており、外側壁２２ｂの内面は開口部に向かって僅かに外側に傾斜している。外側壁２２ｂの内面を外側に傾斜させることによって、後述する突起を容易に係止させることができる。突片２３は、前記溝２２に嵌合する大きさに形成されており、中プレート２を組み立てて中空状筒体１３の雄部１５の小径部を隣接する雌部１４に嵌合させたとき、前記溝２２と突片２３とが嵌合するように形成されている。
【００３０】
前記連結部１０の上下端部と中間部には、前記連結部１０の連結状態を保持するための係合部２５が設けられている。前記係合部２５は、図９及び図１０に示すように、前記溝２２を形成する外側壁２２ｂに溝内に貫通するように穿設した透孔２６と、突片２３の前記透孔２６に対応する部分の外面に形成した突起２７とからなる。前記透孔２６は、図２では外側壁２２ｂの内面にスリットとして現れている。前記突起２７は、突片２３を溝２２に嵌合させたときに溝の内側から透孔２６に差し込まれて係止する。
【００３１】
また、突起２７は、係止面を除く外面が僅かに内側に湾曲して形成されている。このように、突起２７の先端部外面を内側への湾曲面とすることによって、溝２２への嵌合が容易になると共に、透孔２６に確実に差し込まれることになる。尚、突起２７の先端部外面を内側への湾曲面とすることなく平面であってもよく、逆に外側への湾曲面としてもよい。また、嵌合部２５は、小幅の複数の透孔と小幅の複数の突起とによって構成してもよい。
【００３２】
次に、図１１〜図１３に基づいて、凸プレート３について説明する。凸プレート３は、中プレート２の雌部１４と溝２２に嵌合するように、液受部６Ｂを中プレート２における中空状筒体１３の雄部１５と連結部１０の突片２３と同一の構成とした。即ち、凸プレート３は、液受部６Ｂと連結部１０Ａを中プレート２の裏面側の構成と同一の形状としたもので、プレート本体５Ａの裏面側に液受部６Ｂを円形状雄部１５Ａによって形成し、連結部１０Ａを突片２３Ａによって形成した。
【００３３】
円形状雄部１５Ａは、図１３に示すように、中心部を凹部とすると共に、先端部外周面に段部を設けて小径部とすることによって形成してなり、前記小径部が中プレート２の中空状筒体１３の一方側に形成した雌部１４に嵌合する。前記雄部１５Ａの配列は、中プレート２の中空状筒体１３の雌部１４と同じであることは勿論である。連結部１０Ａを形成する突片２３Ａは、中プレート２の連結部１０を形成する突片２３と同じであり、突起２７が形成される位置及び形状も同じである。
【００３４】
凸プレート３の表面側の両側端縁部に、断面略半円形状の突起３０が上下端に亘って突設されている。前記突起３０は、凸プレート３の両側端縁部を補強する。尚、凸プレート３と中プレート２との違いは、上記のように、液受部６を雄部１５Ａのみとし、連結部１０Ａを突片２３Ａと突起３０により形成する点だけであり、他の構成は中プレート２と同じである。従って、液分散部７、気液接触部８、及び液渡し部９は、プレート本体５Ａの表裏両面に形成されている。これらの説明については省略する。
【００３５】
凹プレート４については、図１４〜図１６に図示されている。凹プレート４は、凸プレート３とは反対に、液受部６Ｄと連結部１０Ｂを中プレート２の表面側の構成としたものである。即ち、プレート本体５Ｂの表面側に液受部６Ｄを円形状雌部１４Ａによって形成し、連結部１０Ｂを溝２２Ａによって形成した。凹プレート４は、中プレート２の雄部１５と突片２３と嵌合するように、液受部６Ｄを中プレート２における中空状筒体１３の円形状雌部１４と連結部１０の溝２２と同一の構成とした。
【００３６】
円形状雌部１４Ａは、図１６に示すように、中心部を中プレート２の雄部１５が嵌合するように凹部とすることによって形成されている。前記円形状雌部１４Ａの配列は、中プレート２の中空状筒体１３の雄部１５と同じであることは勿論である。連結部１０Ｂを形成する溝２２Ａは、中プレート２の連結部１０を形成する溝２２と同じであり、透孔２６ａが形成される位置及び形状も同じである。
【００３７】
凹プレート４の裏面側の両側端縁部に、断面略半円形状の突起３０ａが上下端に亘って突設されている。前記突起３０ａは、凹プレート４の両側端縁部を補強する。尚、凹プレート４と中プレート２との違いは、上記のように、液受部６を円形状雌部１４Ａのみとし、連結部１０Ｂを溝２２Ａと突起３０ａによって形成する点だけであり、他の構成は中プレート２と同じである。従って、液分散部７、気液接触部８、及び液渡し部９は、プレート本体５Ｂの表裏両面に形成されている。これらの説明については省略する。
【００３８】
次に、規則充填物１を構成する中プレート２、凸プレート３及び凹プレート４の使用方法について説明する。規則充填物１を組み立てるには、先ず中プレート２を並列させて中空状筒部１３の雌部１４と雄部１５を嵌合させると共に、連結部１０における溝２２と突片２３を嵌合させる。雌部１４と雄部１５とが嵌合することによって、プレート本体５同士の間に所定の間隔が設けられる。また、溝２２に突片２３が嵌合したときに、連結部１０の係合部２５においては、外側壁２２ｂに設けた透孔２６に突片２３に設けた突起２７が係止するので、連結部１０の連結状態は確実に保持される。
【００３９】
中プレート２を所定数連結して組み立てた後、表裏それぞれの面に凸プレート３と凹プレート４を連結する。凸プレート３は、中プレート２の表面側に嵌合される。即ち、凸プレート３の雄部１５Ａを中プレート２の雌部１４に嵌合させると共に、凸プレート３の突片２３Ａを中プレート２の溝２２に嵌合させ、さらに係合部２５では、凸プレート３の突片２３に突設した突起２７を中プレート２の溝２２を構成する外側壁２２ｂの透孔２６に係止させる。このように、液受部６と連結部１０の嵌合によって、凸プレート３と中プレート２とは確実に連結される。
【００４０】
次いで、凹プレート４を中プレート２の雄部１５側に連結する。凹プレート４は、複数連結して組み立てた中プレート２の裏面側に嵌合される。即ち、凹プレート４の雌部１４Ａに中プレート２の雄部１５を嵌合させると共に、凹プレート４の溝２２Ａに中プレート２の突片２３を嵌合させ、同時に係合部２５では、中プレート２の突片２３に突設した突起２７を凹プレート４の溝２２を構成する外側壁２２ｂの透孔２６ａに係止させる。このように、液受部６と連結部１０の嵌合によって、凹プレート４と中プレート２とは確実に連結される。
【００４１】
上述のように、中プレート２、凸プレート３及び凹プレート４による規則充填物１の大きさは、平面において正方形状に組み立てることができる（図１及び図１７参照）。また、規則充填物１として組み立てる大きさは特に限定されないが、段積みをするためにはプレート本体の幅（長さ）寸法の半分、或いは倍数とすることが好ましい。
【００４２】
また、上記規則充填物１を気液接触装置に充填する際には、前記規則充填物１を水平に並べると共に、上下に積み重ねられる。上下に段積みすると、図１８に示すように、下段規則充填物の中プレート２、凸プレート３及び凹プレート４の各上端面が、９０度回転させて積み重ねた上段の中プレート２の液渡し部９の凸部２０に当接する。流下してきた液体は、凸部２０から下段の各プレートに受け渡されて行く。
【００４３】
次に、図１９以下に示す第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る規則充填物３１は、第１実施形態に係る規則充填物１と同様に、中プレート３２、凸プレート３３及び凹プレート３４から構成される。前記中プレート３２は第１実施形態の中プレート２に対応しており、前記凸プレート３３は第１実施形態の凸プレート３に対応しており、前記凹プレート３４は第１実施形態の凹プレート４に対応している。規則充填物３１が規則充填物１と異なる点は、中プレート３２、凸プレート３３及び凹プレート３４のいずれにおいても液分散部３７の部分のみである。従って、同一構成については、同一符号を付してその説明は省略する。
【００４４】
尚、第２実施形態における下方の第２液受部６Ｆは、間隔を空けた２つの中空状筒体１３によって構成されている。上方の第１液受部６が中空状筒体１３を水平方向に二列に配設している構成は、第１実施形態と同じであり、中空状筒体１３が雌部１４と雄部１５によって形成されている構成も第１実施形態と同様である。
【００４５】
第２実施形態が第１実施形態と大きく異なる点は、液分散部３７,３７Ａの構成である。液分散部３７は、上面を突出した湾曲面に形成した突出部３８を複数配設してなる。突出部３８は、所定の間隔で水平方向に複数列配設してなるとともに、上下方向において重ならないようにずらして配列されている。図示する実施形態では、上段の突出部３８の左端が、下段の突出部３８の中央部に位置するように配設されている。前記突出部３８は、中プレート３２の表裏両面に同様に配設されている。
【００４６】
上記液分散部３７では、上方から流下してきた液体は、突出部３８において一部の液体は突出部３８の上面を水平方向に分散され、残りの液体は突出部３８を乗り越えて流下する。流下する液体は、突出部３８では、上面を水平方向へ流れ、一部は乗り越えることによって分散が繰り返される。そして、液分散部３７Ａにおいても、突出部３８は小溝１７の中に浮島のように配設されているから、小溝１７の部分でもさらに分散が促進される。
【００４７】
前記規則充填物３１を構成する凸プレート３３は、第１実施形態の凸プレート３の構成に対応し、中プレート３２の表側面に連結されるもので、図２１に示すように、間隔を設けた２つの雄部１５Ａによる液受部と突出部３８による液分散部は裏側面にのみ設けられている。従って、第１液受部６Ｂ、第２液受部６Ｆにおいては雄部１５Ａのみが形成され、また連結部１０Ａが突片２３Ａと突起３０によって構成されており、他の構成は凸プレート３と同様である。
【００４８】
また、凹プレート３４は、第１実施形態の凹プレート４に対応し、中プレート３２の裏側面に連結されるもので、間隔を設けた２つの雌部１５Ａによる第２液受部６Ｇと液分散部３７，３７Ａを構成する突出部３８は表側面にのみ設けられている(図２３参照)。従って、第１液受部６Ｄ、第２液受部６Ｇにおいては雌部１４Ａのみが形成され、また連結部１０Ｂが溝２２Ａと突起３０ａによって構成されており、他の構成は凹プレート４と同様である。
【００４９】
上記第２実施形態の規則充填物３１の使用方法は、第１実施形態の規則充填物１と同様であるからその説明は省略する。上記実施形態のように、プレート本体に液受部、液分散部、気液接触部及び液渡し部の構成によって、流下する液体は分散が促進されて液膜を形成し、効率的な気液接触が行われる。
【００５０】
第１実施形態及び第２実施形態の使用方法について、いずれも複数並列させた中プレートの両側の末端に凹プレート及び凸プレートを配置する組み立てについて説明したが、いずれの実施形態においても凹プレート及び凸プレートを省略することができる。単に、凹プレート及び凸プレートを省略してもよいが、凹プレート及び凸プレートを省略した場合には、複数配列した中プレートの組合せ形状を他の適宜なプレートにより保持するようにしてもよい。
【００５１】
次に、充填物用組成物として耐久性に優れたポリプロピレン樹脂組成物について提案する。この発明に係るポリプロピレン樹脂組成物は、耐久性に優れた規則充填物とするために、ポリプロピレン樹脂組成物に対してセルロースパウダーを１〜６０ｗｔ％混合してなる。前記セルロースパウダーは、植物繊維であれば特に限定されないが、高度に精製して微細化した天然木材セルロースであることが好ましい。セルロースパウダーの平均粒子径は、３〜７１０μｍとし、好ましくは６〜５０μｍとする。
【００５２】
ポリプロピレン樹脂組成物は、比重が小さく成形が容易な上、強度が高く薬品に強い特色を有しており、セルロースパウダーを混合することによって高い耐久性を得ることができる。以下に、ポリプロピレン樹脂組成物にセルロースパウダーを混合することによって耐久性が向上することを実施例によって説明する。
【実施例１】
【００５３】
<セルロースパウダーを混合した場合の物性>
まず、ポリプロピレン樹脂組成物にセルロースパウダーを混合した場合の物性について試験した。以下に試験例について説明する。ポリプロピレン樹脂組成物には、日本ポリプロ株式会社製のノバテックＰＰＭＨ４（商品名）を使用し、セルロースパウダーには、日本製紙ケミカル株式会社製のＫＣフロックＷ-１００ＧＫ（商品名）（表においてはセルロースＢと表示する）を使用し、１０ｗｔ％混合した。
【００５４】
<セルロースパウダーの混合と引張降伏強さ、破壊伸び及び引張弾性率>
次に、ポリプロピレン樹脂組成物単独の場合とポリプロピレン樹脂組成物にセルロースパウダーを混合した場合の引張降伏強さ、破壊伸び及び引張弾性率物性について試験した。
【００５５】
以下に試験例について説明する。ポリプロピレン樹脂組成物には、日本ポリプロ株式会社製のノバテックＰＰＭＨ４（商品名）を使用し、セルロースパウダーには、上記物性の試験で用いたものと同じ日本製紙ケミカル株式会社製のＫＣフロックＷ−１００ＧＫ（商品名）（セルロースＢ）を使用し、混合量を変更した。
【００５６】
試験片の形状は、射出成形品のダンベル状５号形であって、１１５ｍｍ×２５ｍｍ×肉厚２．０ｍｍの大きさである。試験方法は、上記試料を用いた引張試験によった。試験機には、ＲＴＦシリーズの引張試験機を用いた。先ず試験条件として、引っ張り速度：２０ｍｍ／ｍｉｎ、試験温度：２４℃(室温)及び８０℃で乾熱し、試験湿度：５１％で行った。試験結果を表１に示す。
【００５７】
【表１】
【００５８】
また、上記試験結果を図２３に示す。図２３（a）は、セルロース量と引張降伏強さを示すグラフであり、図２３(ｂ)は、セルロース量と破壊伸びを示すグラフであり、図２３（ｃ）は、セルロース量と引張弾性率を示すグラフであり、図２３（ｄ）は、試験片のセルロース量と８０℃に乾熱した場合の物性保持率を示したグラフである。
【００５９】
上記表１及び図２３から、引張降伏強さにおいては、試験温度が試験片を２４℃(室温)の場合と試験片を８０℃に乾熱した場合を比較すると、引張降伏強さ（ＭＰa）は、ＰＰ（ポリプロピレン樹脂組成物）のみでは２１％程度ダウンするが、セルロースパウダーを混合したものは、１３〜１８％ダウンとなり耐熱性が向上する傾向が見られる。即ち、ＰＰのみの場合には１００％から７９％にダウンするが、セルロース５％混合ＰＰでは１００％から８２％にダウン、セルロース１０％混合ＰＰでは１００％から８５％にダウン、セルロース１５％混合ＰＰでは１００％から８７％にダウンするに止まっている。
【００６０】
また、破壊伸び（％ＧＬ）においては、試験温度が試験片を２４℃(室温)の場合と試験片を８０℃に乾熱した場合を比較すると、破壊伸び（％ＧＬ）は、ＰＰ（ポリプロピレン樹脂組成物）のみでは５倍程度伸びてしまうが、セルロースパウダーを混合したものは、１〜２倍程度の伸びとなり、セルロースを混合することで熱影響を受けない傾向が見られる。即ち、ＰＰのみの場合には４．９４倍伸びるが、セルロース５％混合ＰＰでは２．０倍の伸び、セルロース１０％混合ＰＰでは１．０７倍の伸び、セルロース１５％混合ＰＰでは０．９５倍の伸びに止まっている。
【００６１】
引張弾性率（ＭＰa）においては、試験温度が試験片を２４℃(室温)とした場合には、ＰＰのみと比較するとセルロースを混合することで引張弾性率が１．０３〜１．１７倍程度向上する傾向が見られる。即ち、セルロース５％混合ＰＰでは１．０３倍、セルロース１０％混合ＰＰでは１．０５倍、セルロース１５％混合ＰＰでは１．１７倍とそれぞれセルロースを混合したことにより弾性率が向上する傾向にある。
【００６２】
また、試験温度が試験片を８０℃に乾熱した場合の引張弾性率（ＭＰa）は、ＰＰのみと比較するとセルロースを混合することで引張弾性率が１．３３〜１．３８倍程度向上する傾向が見られる。試験片が２４℃(室温)での結果より高温（８０℃乾熱）の方が引張弾性率は優れる結果となった。即ち、セルロース５％混合ＰＰでは１．３３倍、セルロース１０％混合ＰＰでは１．３４倍、セルロース１５％混合ＰＰでは１．３８倍とそれぞれセルロースを混合したことにより弾性率が向上する傾向にある。上記結果から、ＰＰのみの場合に比較してセルロースを混合した場合には、高温時での方がより弾性率に差が出る結果となった。
【符号の説明】
【００６３】
１：規則充填物
２：中プレート
３：凸プレート
４：凹プレート
５：プレート本体
６：液受部
６Ｆ：第２液受部
７：液分散部
８：気液接触部
９：液渡し部
１０：連結部
１３：中空状筒体
１４：雌部
１５：雄部
１６：透孔
１７：小溝
１８：凹凸面
１９：凹部
２０：凸部
２２：溝
２２ａ：内側壁
２２ｂ：外側壁
２３：突片
２５：係合部
２６：透孔
２７：突起
３１：規則充填物
３２：中プレート
３３：凸プレート
３４：凹プレート
３７：液分散部
３８：突出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状体のプレートを複数枚並列させて組み立ててなり、前記プレート本体には突出する複数の筒体からなる液受け部と、表裏両面に貫通する複数の透孔又は表裏両面に突出する複数の突出部からなる液分散部と、プレート本体の下面を凹凸上に形成してなる液渡し部から構成されることを特徴とするガス吸収用規則充填物。
【請求項２】
板状体のプレートを複数枚並列させて組み立ててなり、前記プレート本体には突出する複数の筒体からなる液受け部と、表裏両面に貫通する複数の透孔又は表裏両面に突出する複数の突出部からなる液分散部と、表裏両面のうち少なくともいずれか一方の面に複数の小溝を水平方向に設けて形成した凹凸面による気液接触部と、プレート本体の下面を凹凸上に形成してなる液渡し部から構成されることを特徴とするガス吸収用規則充填物。
【請求項３】
板状体のプレートの左右両端部に、一方側の面に突出する突片と他方側の面に突出する溝とからなる連結部が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガス吸収用規則充填物。
【請求項４】
プレート本体に突出する複数の筒体からなる液受部が中空状であり、表裏いずれか一方を雄側、他方側を雌側として、複数枚並列させて各連結部の突片を隣接する溝に嵌め合いして組み立てることを特徴とする請求項１〜請求項３に記載のガス吸収用規則充填物。
【請求項５】
プレート本体に突出する複数の筒体からなる液受部が円筒状筒体であり、下列は上列に対して半ピッチずらして２列に配列されていることを特徴とする請求項１〜請求項４に記載のガス吸収用規則充填物。
【請求項６】
プレート本体に突出する複数の筒体からなる液受部が円筒状筒体であり、３列の配列とし、上列、中列、下列が１／３ピッチずらして３列に配列されていることを特徴とする請求項１〜請求項４に記載のガス吸収用規則充填物。
【請求項７】
複数枚の板状体のプレートの末端に板状体の凸プレート及び凹プレートを配置し、横断面が正方形になるように配置することを特徴とする請求項１〜請求項６に記載のガス吸収用規則充填物。
【請求項８】
プレートの左右両側端部の連結部の適宜の位置に係合部が設けられており、前記係合部は、連結部の一方側の溝を形成する外側壁に溝内に貫通するように設けた透孔と、連結部の一方側を形成する突片に形成した突起とからなることを特徴とする請求項１〜請求項７記載のガス吸収用規則充填物。
【請求項９】
材質がポリプロピレンであることを特徴とする請求項１〜請求項８記載のガス吸収用規則充填物。
【請求項１０】
材質がセルロースパウダーとポリプロピレンの混合物であることを特徴とする請求項１〜請求項８記載のガス吸収用規則充填物。
【請求項１】
板状体のプレートを複数枚並列させて組み立ててなり、前記プレート本体には突出する複数の筒体からなる液受け部と、表裏両面に貫通する複数の透孔又は表裏両面に突出する複数の突出部からなる液分散部と、プレート本体の下面を凹凸上に形成してなる液渡し部から構成されることを特徴とするガス吸収用規則充填物。
【請求項２】
板状体のプレートを複数枚並列させて組み立ててなり、前記プレート本体には突出する複数の筒体からなる液受け部と、表裏両面に貫通する複数の透孔又は表裏両面に突出する複数の突出部からなる液分散部と、表裏両面のうち少なくともいずれか一方の面に複数の小溝を水平方向に設けて形成した凹凸面による気液接触部と、プレート本体の下面を凹凸上に形成してなる液渡し部から構成されることを特徴とするガス吸収用規則充填物。
【請求項３】
板状体のプレートの左右両端部に、一方側の面に突出する突片と他方側の面に突出する溝とからなる連結部が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガス吸収用規則充填物。
【請求項４】
プレート本体に突出する複数の筒体からなる液受部が中空状であり、表裏いずれか一方を雄側、他方側を雌側として、複数枚並列させて各連結部の突片を隣接する溝に嵌め合いして組み立てることを特徴とする請求項１〜請求項３に記載のガス吸収用規則充填物。
【請求項５】
プレート本体に突出する複数の筒体からなる液受部が円筒状筒体であり、下列は上列に対して半ピッチずらして２列に配列されていることを特徴とする請求項１〜請求項４に記載のガス吸収用規則充填物。
【請求項６】
プレート本体に突出する複数の筒体からなる液受部が円筒状筒体であり、３列の配列とし、上列、中列、下列が１／３ピッチずらして３列に配列されていることを特徴とする請求項１〜請求項４に記載のガス吸収用規則充填物。
【請求項７】
複数枚の板状体のプレートの末端に板状体の凸プレート及び凹プレートを配置し、横断面が正方形になるように配置することを特徴とする請求項１〜請求項６に記載のガス吸収用規則充填物。
【請求項８】
プレートの左右両側端部の連結部の適宜の位置に係合部が設けられており、前記係合部は、連結部の一方側の溝を形成する外側壁に溝内に貫通するように設けた透孔と、連結部の一方側を形成する突片に形成した突起とからなることを特徴とする請求項１〜請求項７記載のガス吸収用規則充填物。
【請求項９】
材質がポリプロピレンであることを特徴とする請求項１〜請求項８記載のガス吸収用規則充填物。
【請求項１０】
材質がセルロースパウダーとポリプロピレンの混合物であることを特徴とする請求項１〜請求項８記載のガス吸収用規則充填物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１３−５６３１３（Ｐ２０１３−５６３１３Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９７１２８（Ｐ２０１１−１９７１２８）
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【出願人】（０００１５５２２９）株式会社明治ゴム化成 (63)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【出願人】（０００１５５２２９）株式会社明治ゴム化成 (63)
【Ｆターム（参考）】
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