気液接触板、気液接触積層ブロック体、気液接触積層構造体及びガス浄化装置
【課題】構成が簡易でしかも、長期間に亙っての運転でも濡れ性能が良好な気液接触板、気液接触積層ブロック体、気液接触積層構造体及びガス浄化装置を提供する。
【解決手段】本発明の気液接触板１０は、基板１１の上側から下側方向に処理液１２が流れ、処理液１２に接触したガス１３の一部が該処理液１２に吸収される気液接触板であって、基板１１の下端部側が所定間隔のピッチを有する下に凸状の鋸歯状部１４を有するものである。また、基板１１には、所定間隔を持って複数段の液分散用の孔群２０が設けられている。その配列は千鳥状配列としている。
【解決手段】本発明の気液接触板１０は、基板１１の上側から下側方向に処理液１２が流れ、処理液１２に接触したガス１３の一部が該処理液１２に吸収される気液接触板であって、基板１１の下端部側が所定間隔のピッチを有する下に凸状の鋸歯状部１４を有するものである。また、基板１１には、所定間隔を持って複数段の液分散用の孔群２０が設けられている。その配列は千鳥状配列としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気液接触効率が良好な気液接触板、気液接触積層ブロック体、気液接触積層構造体及びガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有害または有益なガスを吸収するための装置として、吸収液を利用した気液接触装置が知られている。主に化学プラント等では、排出される二酸化炭素（ＣＯ2）等のガスの吸収効率を向上させるために、例えば円筒状や矩形塔状の吸収塔を用い、塔の内部に気液接触板を配設してガス及び吸収液の接触面積を増やすことが行われている。一般に、気液接触性能は、液膜の総表面積に依存することが知られている。高い気液接触性能を得るためには、気液接触板の表面において、液ができるだけ濡れ広がることが好ましい。なお、液が広く濡れ広がることを、濡れ性能が良好であると表現する。その気液接触板の材料は、主として金属材料が使用されていた。
【０００３】
気液接触板は、吸収塔の容器内に配設されノズルにより吸収液が噴霧されるが、吸収液を容器内に均等に噴霧することは困難であり、容器内に複数枚配設されている気液接触板の全表面に対して濡れ性能を均一化することが困難であった。また、気液接触板を金属製にすると、気液接触塔全体としての重量が大きくなり、気液接触塔を支える構造部品も大型化してしまうといった問題がある。
一方、金属に代わる気液接触板の材料としては、たとえば樹脂等の高分子材料が考えられる。高分子材料は軽量で、かつ加工性がよく、耐薬品性があり、さらに安価であるが、工業用材料として用いられる高分子材料はほとんどが疎水性であり、前記した濡れ性能が得られにくいといった問題がある。
【０００４】
最近では高分子材料でありながら親水性を有する、いわゆる親水性ポリマーも知られている。親水性ポリマーを気液接触板の材料として使用すれば、軽量で、かつ加工性がよく、しかも前記した濡れ性能が得やすい。しかし、親水性ポリマーは、疎水性の高分子材料に比べて一般に高価であり、フィルム等成形体の成形性が悪いといった問題がある。また、親水性ポリマーは水と接触すると水分を吸収して、強度が低下することが知られている点も問題である。
そこで、加工性に優れ、安価で、濡れ性能が気液接触板の幅方向に広がる凹部の底部に親水性を有するようにした気液接触板が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３４０２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記提案では、凹部の底部内に親水性を施すのは手間がかかると共に、長期間に亙っての運転を行うと親水性処理物が脱落し、濡れ性能が低下するという、問題がある。
【０００７】
本発明は、前記問題に鑑み、構成が簡易でしかも、長期間に亙っての運転でも濡れ性能が良好な気液接触板、気液接触積層ブロック体、気液接触積層構造体及びガス浄化装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、基板の上側から下側方向に処理液が流れ、処理液に接触したガスの一部が該処理液に吸収される樹脂製の気液接触板であって、基板の表面を親水化処理するとともに、上側から流れる処理液を気液接触板に分散させる液分散構造と、処理液を気液接触板から均一に流下させる液渡し構造を有することを特徴とする気液接触板にある。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、前記気液接触板は、上側から流下する処理液を気液接触板に接触させる液受け構造を有することを特徴とする気液接触板にある。
【００１０】
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記液渡し構造が、基板の下端部側が所定間隔のピッチを有する下に凸状の鋸歯状であり、下に凸状の鋸歯状部が、左右対称の斜面部と、斜面部の頂面が平坦部とからなることを特徴とする気液接触板にある。
【００１１】
第４の発明は、第１乃至３のいずれか一つの発明において、前記液分散構造が、所定間隔を持つ複数段の孔群又は突起群であり、孔群又は突起群の配列が千鳥配列であることを特徴とする気液接触板にある。
【００１２】
第５の発明は、第４の発明において、前記液受け構造が、前記孔群又は突起群と基板の上縁部との間に、所定間隔を持って凸状の液受け群を有することを特徴とする気液接触板にある。
【００１３】
第６の発明は、第５の発明において、前記液受け群は、複数の円筒又は円柱からなることを特徴とする気液接触板にある。
【００１４】
第７の発明は、第１乃至６のいずれか一つの発明において、前記基板の表面が親水性の粗面構造であることを特徴とする気液接触板にある。
【００１５】
第８の発明は、第１乃至７のいずれか一つの発明において、前記基板が親水性材料を含有してなることを特徴とする気液接触板にある。
【００１６】
第９の発明は、第１乃至８のいずれか一つの発明の気液接触板を鉛直軸方向と直交する方向に重なる積層体であることを特徴とする気液接触積層ブロック体にある。
【００１７】
第１０の発明は、第９の発明の気液接触積層ブロック体が鉛直軸方向に、９０度の位相をもって交互に複数段設けてなることを特徴とする気液接触積層構造体にある。
【００１８】
第１１の発明は、第１０の発明において、前記気液接触積層ブロック体を構成する気液接触板の積層間隔と、下に凸状の鋸歯状部の山部同士の間隔とが同一であることを特徴とする気液接触積層構造体にある。
【００１９】
第１２の発明は、ガスが流通するガス浄化装置本体と、該ガス浄化装置本体内に配設される請求項１０又は１１の気液接触積層構造体と、前記ガス浄化装置本体の底部又は上部のいずれかよりガスを導入するガス導入手段と、ガス導入手段側と異なる側よりガスを排出するガス排出手段と、前記気液接触積層構造体に対して上方から処理液を供給する処理液供給手段と、ガス浄化装置本体の底部付近に設けられた処理液を排出する処理液排出手段とを具備することを特徴とするガス浄化装置にある。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、上側から流れる処理液を気液接触板に分散させる液分散構造と、処理液を気液接触板から均一に流下させる液渡し構造を有することで、処理液の分散性及び液受渡し性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、実施例に係る気液接触板の概略図である。
【図２−１】図２−１は、下に凸状の鋸歯状部の各山部（１ｍｍ）を示す図である。
【図２−２】図２−２は、下に凸状の鋸歯状部の各山部（３ｍｍ）を示す図である。
【図３】図３は、実施例に係る気液接触積層ブロック体の積層状態を示す概略図である。
【図４】図４は、ガス浄化装置の概略図である。
【図５−１】図５−１は、実施例に係る液受け渡しの模式図である。
【図５−２】図５−２は、比較例に係る液受け渡しの模式図である。
【図６−１】図６−１は、実施例に係る液受け部と液分散部を備えた正面図である。
【図６−２】図６−２は、実施例に係る液受け部と液分散部を備えた側面図である。
【図７】図７は、実施例に係る他の気液接触板の概略図である。
【図８−１】図８−１は、実施例に係る孔群を構成する孔の配列状態（二列千鳥配列）を示す図である。
【図８−２】図８−２は、実施例に係る孔群を構成する孔の配列状態（三列千鳥配列）を示す図である。
【図８−３】図８−３は、実施例に係る孔群を構成する孔の配列状態（四列千鳥配列）を示す図である。
【図９−１】図９−１は、実施例に係る孔群を構成する孔（孔径５ｍｍ）を二列千鳥配列で配置した基板の概略図である。
【図９−２】図９−２は、実施例に係る孔群を構成する孔（孔径５ｍｍ）を三列千鳥配列で配置した基板の概略図である。
【図９−３】図９−３は、実施例に係る孔群を構成する孔（孔径５ｍｍ）を二列千鳥配列で配置した基板の概略図である。
【図９−４】図９−４は、実施例に係る孔群を構成する孔（孔径５ｍｍ）を三列千鳥配列で配置した基板の概略図である。
【図９−５】図９−５は、比較例に係る孔群を構成する孔（孔径３ｍｍ）を四列千鳥配列で配置した基板の概略図である。
【図９−６】図９−６は、比較例に係る孔群を構成する孔（孔径４ｍｍ）を四列千鳥配列で配置した基板の概略図である。
【図９−７】図９−７は、実施例に係る孔群を構成する孔（孔径５ｍｍ）を四列千鳥配列で配置した基板の概略図である。
【図９−８】図９−８は、実施例に係る孔群を構成する孔（孔径４ｍｍ）を三列千鳥配列で配置した基板の概略図である。
【図１０】図１０は、試験例に係る基板の濡れ性の評価結果の写真である。
【図１１】図１１は、試験例に係る基板の濡れ性の評価結果の写真である。
【図１２】図１２は、基板の表面処理の相違におけるガス流速と濡れ面積比との関係を示すグラフである。
【図１３】図１３は、実施例に係る基板に横溝を形成した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例】
【００２３】
本発明による実施例に係る気液接触板について、図面を参照して説明する。図１は、気液接触板の概略図である。
図１に示すように、気液接触板１０は、基板１１の上側から下側方向に処理液１２が流れ、処理液１２に接触したガス１３の一部が該処理液１２に吸収される気液接触板であって、基板１１の下端部側が所定間隔のピッチを有する下に凸状の鋸歯状部１４を有するものである。
【００２４】
図２−１は、下に凸状の鋸歯状部１４の各山部（１ｍｍ）を示す図、図２−２は、下に凸状の鋸歯状部１４の各山部（３ｍｍ）を示す図である。
図２−１及び図２−２に示すように、下に凸状の鋸歯状部１４の各山部１４−１〜１４−８は、各々左右対称の斜面部（６〜８ｍｍ）１４ａと、斜面部１４ａの頂面が平坦部（１〜３ｍｍ）１４ｂとから構成されている。
図２−１に示すように、斜面部１４ａが８ｍｍの場合には、平坦部１４ｂが１ｍｍとしている。また、図２−２に示すように、斜面部１４ａが６ｍｍの場合には、平坦部１４ｂが３ｍｍとしている。
【００２５】
この下に凸状の鋸歯状部１４は、気液接触板１０を複数段重ねた場合、後述するように、基板１１の上側から流れてきた処理液１２を次の気液接触板１０に受け渡す液渡し構造の役割を果たしている。
【００２６】
また、図１に示すように、基板１１には、所定間隔を持って複数段の液分散用の孔群２０が設けられている。
この複数段の液分散用の孔群２０は複数の孔２０ａから構成されており、その孔２０ａの配列は千鳥状配列とした液分散構造としている。
この孔２０ａとしては、孔の直径４．５〜６．０ｍｍとしている。
これは、直径が４ｍｍの孔では分散効果が良好に発揮されないからである。
【００２７】
図３は、実施例に係る気液接触積層ブロック体の積層状態を示す概略図である。
図３に示すように、図１に示す気液接触板１０は所定間隔を有して複数（本実施例では８枚）積層されて気液接触積層ブロック体５０を構成し、この気液接触積層ブロック体５０を９０度の位相をもって交互に複数段（３段５０−１〜５０−３）重ねている。
【００２８】
この気液接触積層ブロック体５０とすることで、吸収塔の内部にこの気液接触積層ブロック体５０を複数段（３段５０−１〜５０−３）重ねて充填して、ガス処理をし、ガス１３中に含まれる例えばＣＯ2を処理液１２に吸収させるようにしている。
【００２９】
この気液接触板１０を充填してなる吸収塔は、例えば化学プラントの一設備として備えられ、化学プラント内で発生したガス中に含まれる例えば二酸化炭素、ハロゲン化水素やアンモニアなどの水溶性ガス成分を水等の処理液による吸収で浄化するための吸収塔、あるいは脱臭装置として有利に使用することができる。また、これらのガス成分を水中に溶かして水溶液を製品として得るための溶かし込み装置としても使用することができる。
【００３０】
ここで、処理液１２としては、例えば二酸化炭素やハロゲン化水素の吸収に用いられる吸収液としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどのアミン系化合物の水溶液が用いられる。また、アンモニアの吸収に用いられる吸収液としては、水、希硫酸等の水溶液が用いられる。
【００３１】
図４は、本発明の気液接触積層構造体を用いたガス浄化装置の概略図である。ガス浄化装置の吸収塔内では、気液接触積層ブロック体５０が鉛直軸方向に、９０度の位相をもって交互に複数段（本実施例では５０−１〜５０−７）設けて、多段処理を行うような気液接触積層構造体としている。
【００３２】
図４に示すように、本実施例に係るガス浄化装置７０は、ガス１３が流通するガス浄化装置本体７１と、該ガス浄化装置本体７１内に配設される気液接触積層ブロック体５０が鉛直軸方向に、９０度の位相をもって交互に複数段（本実施例では５０−１〜５０−７）設けて、多段処理を行うような気液接触積層構造体６０と、前記ガス浄化装置本体７１の底部７１ａ（又は上部７１ｂ）のいずれかよりガス１３を導入するガス導入手段であるガス供給口７２と、前記ガス供給口７２の設置側と異なる側より浄化ガス１３ａを排出するガス排出手段であるガス排出口７３と、前記気液接触積層構造体６０に対して上方から処理液１２を供給する処理液供給手段であるノズル７４と、ガス浄化装置本体７１の底部７１ａ付近に設けられた処理液１２を排出する処理液排出手段（排出ライン７５ａ、使用済処理液タンク７５ｂからなる）７５とを具備するものである。なお、処理液１２は処理液タンク７６ａ、供給ポンプ７６ｂ及び供給ライン７６ｃによりノズル７４に導入されている。なお、図中、符号７７はミストを捕集するミストエリミネータを図示する。
【００３３】
また、このガス浄化装置をＣＯ2吸収塔とし、処理液１２としてアミン吸収液を用い、ＣＯ2を吸収した処理液からＣＯ2を追い出す再生塔を設け、アミン吸収液を循環させる循環ラインを設置して、連続して排ガス中のＣＯ2を処理するようにしてもよい。
【００３４】
このガス浄化装置７０は、上方からは処理液１２を噴霧するノズル７４が設けられ、ガス１３は処理液１２と対向する方向（同一方向でもよい）から導入され、気液接触積層ブロック体５０を構成する気液接触板１０の表面で処理液１２との気液接触を行うようにしている。
【００３５】
この多段に積層させる際に、気液接触積層ブロック体５０を単に多段に重ねるのではなく、図３に示すように、９０度の位相をもって交互に重ねることで、処理液１２の落下、液受け渡し、液分散を効率的に行っている。
【００３６】
具体的には、図３では、気液接触積層ブロック体５０を３段（５０−１〜５−３）重ねている状態を示している。先ず、第１段の気液接触積層ブロック体５０−１では、紙面と直交する方向に８枚の気液接触板１０−１〜１０−８が積層されている。そして、第２段の気液接触積層ブロック体５０−２では、紙面と平行する方向に８枚の気液接触板が積層されている（図面ではその内の一枚の気液接触板１０−１のみが見えている）。そして、第３段の気液接触積層ブロック体５０−３では、紙面と直交する方向に８枚の気液接触板１０−１〜１０−８が積層されている。
【００３７】
そして、第２段の気液接触積層ブロック体５０−２の気液接触板１０−１の下方に形成された所定間隔のピッチを有する下に凸状の鋸歯状部１４の各山部１４−１〜１４−８は、第３段の気液接触積層ブロック体５０−３の８枚の気液接触板１０−１〜１０−８にそれぞれ当接している。
【００３８】
図５−１は、実施例に係る液受渡し構造の模式図である。図５−２は、比較例に係る液受渡し構造の模式図である。なお、図５−１では、図３の一部を抜き出している。また、処理液は２本のみ流下させた状態である。
図５−１に示すように、下に凸状の鋸歯状部１４の各山部１４−１〜１４−５同士の間隔Ｄ1と、第３の気液接触積層ブロック体５０−３を構成する気液接触板１０−１〜１０−５の積層間隔Ｄ2とを略同一としている。
なお、従来の端部が直線状の気液接触板の場合には、図５−２に示すように、下段の位相を９０度変えた場合には、気液接触板が傾いている場合に上段側の気液接触板１０１−１の下縁部分と下段側の気液接触板１０１−１〜１０１−５との各当接部分において、処理液１２の落下が不均一になる。
【００３９】
これに対して、本発明のように、下に凸状の鋸歯状部１４の各山部１４−１〜１４−８を形成することで、処理液１２を下段側の気液接触板１０１−１〜１０１−５に均一に渡すことができる。
【００４０】
すなわち、第２段目の気液接触積層ブロック体５０−２から処理液１２が落下する際に、鋸歯状部１４を設けているので、液の落下がその山部１４−１〜１４−８によって行われることとなる。そして、第３段目の気液接触積層ブロック体５０−３が９０度の位相をもって設けられているので、山部１４−１〜１４−８に対応する気液接触板１０−１〜１０−８に液が落下され、処理液１２の受け渡しが確実となる。
【００４１】
このように、第１段の気液接触積層ブロック体５０−１から落下される処理液１２の液の受け渡しが、液渡し部Ａにより確実となると共に、基板に設けた液分散部である複数段の液分散用の孔群２０の液分散部Ｂにより、基板１１の表面全体に処理液１２が広がることとなる。この結果、処理液１２とガス１３との気液接触効率が向上する。
そして、これらが交互に行われるので、結果として液分散効率が向上し、処理液１２とガス１３との気液接触効率が向上することとなる。
【００４２】
図６−１は、実施例に係る液受け部と液分散部を備えた正面図である。図６−２は、その側面図である。
図６−１及び図６−２に示すように、前記孔群２０と基板１１の上縁部１１ａとの間には、所定間隔を持って凸状の液受け群３０を設けるようにしてもよい。
この凸状の液受け群３０は、上方から落下した処理液１２を受止める液受止部の役割を果たしている。
【００４３】
この前記液受け群３０は、複数の円筒（又は円柱）３０ａから構成されている。
円筒（又は円柱）３０ａの径は９ｍｍ程度としている。
【００４４】
これは、図６−１及び図６−２に示すように、液受け群３０の複数の円筒３０ａが存在することで、仮に山部の位置合わせがずれた場合にも、落下した処理液１２はこの円筒３０ａの側壁に当接し、基板１１側に処理液を導くことができる。
円筒３０ａに代わり中実な円柱としてもよい。この円筒や円柱は基板と一体成形により形成される。なお、基板に穴を形成し、この穴にパイプを通すことで液受け群３０とすることもできる。この際には、スペーサが別途必要となる。
【００４５】
また、図７に示すように、他の実施例に係る気液接触板１０は、基板１１に所定間隔を持って突起群２１が設けられている。
この突起群２１の配列も千鳥状配列としている。
この突起群２１により、基板１１を流れる処理液１２の分散性を向上させる分散部の役割を果たしている。
【００４６】
図８−１〜図８−３は孔群の千鳥状配列の一例である。
図８−１は、実施例に係る孔群を構成する孔の配列状態（二列千鳥配列）を示す図である。図８−２は、実施例に係る孔群を構成する孔の配列状態（三列千鳥配列）を示す図である。図８−３は、実施例に係る孔群を構成する孔の配列状態（四列千鳥配列）を示す図である。
【００４７】
図９−１〜図９−８は基板に孔群の千鳥状配列を設けた一例を示す。
図９−１は、実施例に係る孔群を構成する孔（孔径５ｍｍ）を二列千鳥配列で孔を８０個配置した基板の概略図である。図９−２は、実施例に係る孔群を構成する孔（孔径５ｍｍ）を三列千鳥配列で配置した基板の概略図である。図９−３は、実施例に係る孔群を構成する孔を二列千鳥配列で孔を１０４個配置した基板の概略図である。図９−４は、実施例に係る孔群を構成する孔（孔径５ｍｍ）を三列千鳥配列で配置した基板の概略図である。図９−５は、比較例に係る孔群を構成する孔（孔径３ｍｍ）を四列千鳥配列で配置した基板の概略図である。図９−６は、比較例に係る孔群を構成する孔（孔径４ｍｍ）を四列千鳥配列で配置した基板の概略図である。図９−７は、実施例に係る孔群を構成する孔（孔径５ｍｍ）を四列千鳥配列で配置した基板の概略図である。図９−８は、実施例に係る孔群を構成する孔（孔径４ｍｍ）を三列千鳥配列で配置した基板の概略図である。
表１にこれらの千鳥状配列と孔径、ピッチ（Ｐ1、Ｐ2）、個数を示す。
【００４８】
【表１】
【００４９】
図１０及び図１１は、試験例に係る基板の濡れ性の評価結果の写真である。なお、本試験においては、処理液の液量を１０ｃｃ／分で一箇所から流した。
【００５０】
図１０に示すように、三列千鳥配列及び二列千鳥配列はいずれも液分散効果が良好であった。
また、図１１に示すように、孔径３ｍｍの四列千鳥配列、孔径４ｍｍの四列千鳥配列は液分散効果が悪いが、孔径５ｍｍの四列千鳥配列、孔径４ｍｍの三列千鳥配列は液分散効果が良好であった。
【００５１】
さらに、基板１１の表面が親水性の構造であることが好ましい。
基板を構成する材料として樹脂を用いる場合には、親水性が低いので、濡れ性能が低下する。そこで、基板１１の表面を親水性の構造とすることで、濡れ性能を良好としている。
この構造は、例えばサンドブラストやショットブラスト等のブラスト処理、スクラッチャーを用いたスクラッチ処理等の公知の物理的処理により粗面構造とするか、プラズマ処理等の公知の化学的処理により親水基を有する構造とすればよい。
【００５２】
また、基板の材料である樹脂に親水性材料を含有して、予め基板に練りこむようにしてもよい。
【００５３】
ここで、基板１１として使用可能な樹脂材料としては、ＣＯ2を吸収するような場合には、アミン系の吸収液などがアルカリ性であることから、耐アルカリ性を有する樹脂材料が好ましく用いられる。具体的には、ポリプロピレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ナイロン、塩化ビニル等が挙げられる。特に、ポリプロピレンは耐アルカリ性に優れるため、好ましく用いられる。
【００５４】
また、基材に混合される親水性付与材としては、例えば脂肪酸エステル系化合物、ポリエーテル系化合物等が挙げられる。脂肪酸エステル系化合物としては、グリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル等が挙げられる。また、ポリエーテル系化合物としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル等が挙げられる。基材に対する親水性付与材の添加量は、樹脂１００部に対して１重量部〜３０重量部程度とするのが好ましい。
【００５５】
図１２は、基板の表面処理の相違におけるガス流速と濡れ面積比との関係を示すグラフである。
図１２に示すように親水化剤を添加したものを１とすると、ブラスト処理、プラズマ処理が良好であることが判明した。
【００５６】
また、基板１１の表面に鉛直軸と直交する方向に横溝８０を基板１１の一面亙って形成するようにしてもよい。
図１３は、基板１１に横溝を形成した一例を示す図である。
図１３に示すように、基板１１の板厚が２ｍｍの場合、横溝８０の溝幅Ｌは１．０ｍｍから０．３ｍｍとするのが好ましい。また横溝８０と隣接する横溝８０の基板１１の表面の長さＷは０．７５ｍｍ〜０．３ｍｍとするのが好ましい。
この範囲以外の横溝の場合には濡れ性能が良好ではない。
【００５７】
孔を形成した基板より、孔に横溝をつけた基板の方が液の広がりが拡大しているのが確認された。なお、従来の孔も横溝もない通常の基板に対して、孔を形成した基板は共に濡れ面積が大幅に拡大した。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
以上のように、本発明に係る気液接触板、気液接触積層ブロック体、気液接触積層構造体及びガス浄化装置によれば、処理液の分散性が向上し、例えばガス中のＣＯ2を吸収する吸収塔に適用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１０ 気液接触板
１１ 基板
１２ 処理液
１３ ガス
１４ 鋸歯状部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気液接触効率が良好な気液接触板、気液接触積層ブロック体、気液接触積層構造体及びガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有害または有益なガスを吸収するための装置として、吸収液を利用した気液接触装置が知られている。主に化学プラント等では、排出される二酸化炭素（ＣＯ2）等のガスの吸収効率を向上させるために、例えば円筒状や矩形塔状の吸収塔を用い、塔の内部に気液接触板を配設してガス及び吸収液の接触面積を増やすことが行われている。一般に、気液接触性能は、液膜の総表面積に依存することが知られている。高い気液接触性能を得るためには、気液接触板の表面において、液ができるだけ濡れ広がることが好ましい。なお、液が広く濡れ広がることを、濡れ性能が良好であると表現する。その気液接触板の材料は、主として金属材料が使用されていた。
【０００３】
気液接触板は、吸収塔の容器内に配設されノズルにより吸収液が噴霧されるが、吸収液を容器内に均等に噴霧することは困難であり、容器内に複数枚配設されている気液接触板の全表面に対して濡れ性能を均一化することが困難であった。また、気液接触板を金属製にすると、気液接触塔全体としての重量が大きくなり、気液接触塔を支える構造部品も大型化してしまうといった問題がある。
一方、金属に代わる気液接触板の材料としては、たとえば樹脂等の高分子材料が考えられる。高分子材料は軽量で、かつ加工性がよく、耐薬品性があり、さらに安価であるが、工業用材料として用いられる高分子材料はほとんどが疎水性であり、前記した濡れ性能が得られにくいといった問題がある。
【０００４】
最近では高分子材料でありながら親水性を有する、いわゆる親水性ポリマーも知られている。親水性ポリマーを気液接触板の材料として使用すれば、軽量で、かつ加工性がよく、しかも前記した濡れ性能が得やすい。しかし、親水性ポリマーは、疎水性の高分子材料に比べて一般に高価であり、フィルム等成形体の成形性が悪いといった問題がある。また、親水性ポリマーは水と接触すると水分を吸収して、強度が低下することが知られている点も問題である。
そこで、加工性に優れ、安価で、濡れ性能が気液接触板の幅方向に広がる凹部の底部に親水性を有するようにした気液接触板が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３４０２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記提案では、凹部の底部内に親水性を施すのは手間がかかると共に、長期間に亙っての運転を行うと親水性処理物が脱落し、濡れ性能が低下するという、問題がある。
【０００７】
本発明は、前記問題に鑑み、構成が簡易でしかも、長期間に亙っての運転でも濡れ性能が良好な気液接触板、気液接触積層ブロック体、気液接触積層構造体及びガス浄化装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、基板の上側から下側方向に処理液が流れ、処理液に接触したガスの一部が該処理液に吸収される樹脂製の気液接触板であって、基板の表面を親水化処理するとともに、上側から流れる処理液を気液接触板に分散させる液分散構造と、処理液を気液接触板から均一に流下させる液渡し構造を有することを特徴とする気液接触板にある。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、前記気液接触板は、上側から流下する処理液を気液接触板に接触させる液受け構造を有することを特徴とする気液接触板にある。
【００１０】
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記液渡し構造が、基板の下端部側が所定間隔のピッチを有する下に凸状の鋸歯状であり、下に凸状の鋸歯状部が、左右対称の斜面部と、斜面部の頂面が平坦部とからなることを特徴とする気液接触板にある。
【００１１】
第４の発明は、第１乃至３のいずれか一つの発明において、前記液分散構造が、所定間隔を持つ複数段の孔群又は突起群であり、孔群又は突起群の配列が千鳥配列であることを特徴とする気液接触板にある。
【００１２】
第５の発明は、第４の発明において、前記液受け構造が、前記孔群又は突起群と基板の上縁部との間に、所定間隔を持って凸状の液受け群を有することを特徴とする気液接触板にある。
【００１３】
第６の発明は、第５の発明において、前記液受け群は、複数の円筒又は円柱からなることを特徴とする気液接触板にある。
【００１４】
第７の発明は、第１乃至６のいずれか一つの発明において、前記基板の表面が親水性の粗面構造であることを特徴とする気液接触板にある。
【００１５】
第８の発明は、第１乃至７のいずれか一つの発明において、前記基板が親水性材料を含有してなることを特徴とする気液接触板にある。
【００１６】
第９の発明は、第１乃至８のいずれか一つの発明の気液接触板を鉛直軸方向と直交する方向に重なる積層体であることを特徴とする気液接触積層ブロック体にある。
【００１７】
第１０の発明は、第９の発明の気液接触積層ブロック体が鉛直軸方向に、９０度の位相をもって交互に複数段設けてなることを特徴とする気液接触積層構造体にある。
【００１８】
第１１の発明は、第１０の発明において、前記気液接触積層ブロック体を構成する気液接触板の積層間隔と、下に凸状の鋸歯状部の山部同士の間隔とが同一であることを特徴とする気液接触積層構造体にある。
【００１９】
第１２の発明は、ガスが流通するガス浄化装置本体と、該ガス浄化装置本体内に配設される請求項１０又は１１の気液接触積層構造体と、前記ガス浄化装置本体の底部又は上部のいずれかよりガスを導入するガス導入手段と、ガス導入手段側と異なる側よりガスを排出するガス排出手段と、前記気液接触積層構造体に対して上方から処理液を供給する処理液供給手段と、ガス浄化装置本体の底部付近に設けられた処理液を排出する処理液排出手段とを具備することを特徴とするガス浄化装置にある。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、上側から流れる処理液を気液接触板に分散させる液分散構造と、処理液を気液接触板から均一に流下させる液渡し構造を有することで、処理液の分散性及び液受渡し性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、実施例に係る気液接触板の概略図である。
【図２−１】図２−１は、下に凸状の鋸歯状部の各山部（１ｍｍ）を示す図である。
【図２−２】図２−２は、下に凸状の鋸歯状部の各山部（３ｍｍ）を示す図である。
【図３】図３は、実施例に係る気液接触積層ブロック体の積層状態を示す概略図である。
【図４】図４は、ガス浄化装置の概略図である。
【図５−１】図５−１は、実施例に係る液受け渡しの模式図である。
【図５−２】図５−２は、比較例に係る液受け渡しの模式図である。
【図６−１】図６−１は、実施例に係る液受け部と液分散部を備えた正面図である。
【図６−２】図６−２は、実施例に係る液受け部と液分散部を備えた側面図である。
【図７】図７は、実施例に係る他の気液接触板の概略図である。
【図８−１】図８−１は、実施例に係る孔群を構成する孔の配列状態（二列千鳥配列）を示す図である。
【図８−２】図８−２は、実施例に係る孔群を構成する孔の配列状態（三列千鳥配列）を示す図である。
【図８−３】図８−３は、実施例に係る孔群を構成する孔の配列状態（四列千鳥配列）を示す図である。
【図９−１】図９−１は、実施例に係る孔群を構成する孔（孔径５ｍｍ）を二列千鳥配列で配置した基板の概略図である。
【図９−２】図９−２は、実施例に係る孔群を構成する孔（孔径５ｍｍ）を三列千鳥配列で配置した基板の概略図である。
【図９−３】図９−３は、実施例に係る孔群を構成する孔（孔径５ｍｍ）を二列千鳥配列で配置した基板の概略図である。
【図９−４】図９−４は、実施例に係る孔群を構成する孔（孔径５ｍｍ）を三列千鳥配列で配置した基板の概略図である。
【図９−５】図９−５は、比較例に係る孔群を構成する孔（孔径３ｍｍ）を四列千鳥配列で配置した基板の概略図である。
【図９−６】図９−６は、比較例に係る孔群を構成する孔（孔径４ｍｍ）を四列千鳥配列で配置した基板の概略図である。
【図９−７】図９−７は、実施例に係る孔群を構成する孔（孔径５ｍｍ）を四列千鳥配列で配置した基板の概略図である。
【図９−８】図９−８は、実施例に係る孔群を構成する孔（孔径４ｍｍ）を三列千鳥配列で配置した基板の概略図である。
【図１０】図１０は、試験例に係る基板の濡れ性の評価結果の写真である。
【図１１】図１１は、試験例に係る基板の濡れ性の評価結果の写真である。
【図１２】図１２は、基板の表面処理の相違におけるガス流速と濡れ面積比との関係を示すグラフである。
【図１３】図１３は、実施例に係る基板に横溝を形成した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例】
【００２３】
本発明による実施例に係る気液接触板について、図面を参照して説明する。図１は、気液接触板の概略図である。
図１に示すように、気液接触板１０は、基板１１の上側から下側方向に処理液１２が流れ、処理液１２に接触したガス１３の一部が該処理液１２に吸収される気液接触板であって、基板１１の下端部側が所定間隔のピッチを有する下に凸状の鋸歯状部１４を有するものである。
【００２４】
図２−１は、下に凸状の鋸歯状部１４の各山部（１ｍｍ）を示す図、図２−２は、下に凸状の鋸歯状部１４の各山部（３ｍｍ）を示す図である。
図２−１及び図２−２に示すように、下に凸状の鋸歯状部１４の各山部１４−１〜１４−８は、各々左右対称の斜面部（６〜８ｍｍ）１４ａと、斜面部１４ａの頂面が平坦部（１〜３ｍｍ）１４ｂとから構成されている。
図２−１に示すように、斜面部１４ａが８ｍｍの場合には、平坦部１４ｂが１ｍｍとしている。また、図２−２に示すように、斜面部１４ａが６ｍｍの場合には、平坦部１４ｂが３ｍｍとしている。
【００２５】
この下に凸状の鋸歯状部１４は、気液接触板１０を複数段重ねた場合、後述するように、基板１１の上側から流れてきた処理液１２を次の気液接触板１０に受け渡す液渡し構造の役割を果たしている。
【００２６】
また、図１に示すように、基板１１には、所定間隔を持って複数段の液分散用の孔群２０が設けられている。
この複数段の液分散用の孔群２０は複数の孔２０ａから構成されており、その孔２０ａの配列は千鳥状配列とした液分散構造としている。
この孔２０ａとしては、孔の直径４．５〜６．０ｍｍとしている。
これは、直径が４ｍｍの孔では分散効果が良好に発揮されないからである。
【００２７】
図３は、実施例に係る気液接触積層ブロック体の積層状態を示す概略図である。
図３に示すように、図１に示す気液接触板１０は所定間隔を有して複数（本実施例では８枚）積層されて気液接触積層ブロック体５０を構成し、この気液接触積層ブロック体５０を９０度の位相をもって交互に複数段（３段５０−１〜５０−３）重ねている。
【００２８】
この気液接触積層ブロック体５０とすることで、吸収塔の内部にこの気液接触積層ブロック体５０を複数段（３段５０−１〜５０−３）重ねて充填して、ガス処理をし、ガス１３中に含まれる例えばＣＯ2を処理液１２に吸収させるようにしている。
【００２９】
この気液接触板１０を充填してなる吸収塔は、例えば化学プラントの一設備として備えられ、化学プラント内で発生したガス中に含まれる例えば二酸化炭素、ハロゲン化水素やアンモニアなどの水溶性ガス成分を水等の処理液による吸収で浄化するための吸収塔、あるいは脱臭装置として有利に使用することができる。また、これらのガス成分を水中に溶かして水溶液を製品として得るための溶かし込み装置としても使用することができる。
【００３０】
ここで、処理液１２としては、例えば二酸化炭素やハロゲン化水素の吸収に用いられる吸収液としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどのアミン系化合物の水溶液が用いられる。また、アンモニアの吸収に用いられる吸収液としては、水、希硫酸等の水溶液が用いられる。
【００３１】
図４は、本発明の気液接触積層構造体を用いたガス浄化装置の概略図である。ガス浄化装置の吸収塔内では、気液接触積層ブロック体５０が鉛直軸方向に、９０度の位相をもって交互に複数段（本実施例では５０−１〜５０−７）設けて、多段処理を行うような気液接触積層構造体としている。
【００３２】
図４に示すように、本実施例に係るガス浄化装置７０は、ガス１３が流通するガス浄化装置本体７１と、該ガス浄化装置本体７１内に配設される気液接触積層ブロック体５０が鉛直軸方向に、９０度の位相をもって交互に複数段（本実施例では５０−１〜５０−７）設けて、多段処理を行うような気液接触積層構造体６０と、前記ガス浄化装置本体７１の底部７１ａ（又は上部７１ｂ）のいずれかよりガス１３を導入するガス導入手段であるガス供給口７２と、前記ガス供給口７２の設置側と異なる側より浄化ガス１３ａを排出するガス排出手段であるガス排出口７３と、前記気液接触積層構造体６０に対して上方から処理液１２を供給する処理液供給手段であるノズル７４と、ガス浄化装置本体７１の底部７１ａ付近に設けられた処理液１２を排出する処理液排出手段（排出ライン７５ａ、使用済処理液タンク７５ｂからなる）７５とを具備するものである。なお、処理液１２は処理液タンク７６ａ、供給ポンプ７６ｂ及び供給ライン７６ｃによりノズル７４に導入されている。なお、図中、符号７７はミストを捕集するミストエリミネータを図示する。
【００３３】
また、このガス浄化装置をＣＯ2吸収塔とし、処理液１２としてアミン吸収液を用い、ＣＯ2を吸収した処理液からＣＯ2を追い出す再生塔を設け、アミン吸収液を循環させる循環ラインを設置して、連続して排ガス中のＣＯ2を処理するようにしてもよい。
【００３４】
このガス浄化装置７０は、上方からは処理液１２を噴霧するノズル７４が設けられ、ガス１３は処理液１２と対向する方向（同一方向でもよい）から導入され、気液接触積層ブロック体５０を構成する気液接触板１０の表面で処理液１２との気液接触を行うようにしている。
【００３５】
この多段に積層させる際に、気液接触積層ブロック体５０を単に多段に重ねるのではなく、図３に示すように、９０度の位相をもって交互に重ねることで、処理液１２の落下、液受け渡し、液分散を効率的に行っている。
【００３６】
具体的には、図３では、気液接触積層ブロック体５０を３段（５０−１〜５−３）重ねている状態を示している。先ず、第１段の気液接触積層ブロック体５０−１では、紙面と直交する方向に８枚の気液接触板１０−１〜１０−８が積層されている。そして、第２段の気液接触積層ブロック体５０−２では、紙面と平行する方向に８枚の気液接触板が積層されている（図面ではその内の一枚の気液接触板１０−１のみが見えている）。そして、第３段の気液接触積層ブロック体５０−３では、紙面と直交する方向に８枚の気液接触板１０−１〜１０−８が積層されている。
【００３７】
そして、第２段の気液接触積層ブロック体５０−２の気液接触板１０−１の下方に形成された所定間隔のピッチを有する下に凸状の鋸歯状部１４の各山部１４−１〜１４−８は、第３段の気液接触積層ブロック体５０−３の８枚の気液接触板１０−１〜１０−８にそれぞれ当接している。
【００３８】
図５−１は、実施例に係る液受渡し構造の模式図である。図５−２は、比較例に係る液受渡し構造の模式図である。なお、図５−１では、図３の一部を抜き出している。また、処理液は２本のみ流下させた状態である。
図５−１に示すように、下に凸状の鋸歯状部１４の各山部１４−１〜１４−５同士の間隔Ｄ1と、第３の気液接触積層ブロック体５０−３を構成する気液接触板１０−１〜１０−５の積層間隔Ｄ2とを略同一としている。
なお、従来の端部が直線状の気液接触板の場合には、図５−２に示すように、下段の位相を９０度変えた場合には、気液接触板が傾いている場合に上段側の気液接触板１０１−１の下縁部分と下段側の気液接触板１０１−１〜１０１−５との各当接部分において、処理液１２の落下が不均一になる。
【００３９】
これに対して、本発明のように、下に凸状の鋸歯状部１４の各山部１４−１〜１４−８を形成することで、処理液１２を下段側の気液接触板１０１−１〜１０１−５に均一に渡すことができる。
【００４０】
すなわち、第２段目の気液接触積層ブロック体５０−２から処理液１２が落下する際に、鋸歯状部１４を設けているので、液の落下がその山部１４−１〜１４−８によって行われることとなる。そして、第３段目の気液接触積層ブロック体５０−３が９０度の位相をもって設けられているので、山部１４−１〜１４−８に対応する気液接触板１０−１〜１０−８に液が落下され、処理液１２の受け渡しが確実となる。
【００４１】
このように、第１段の気液接触積層ブロック体５０−１から落下される処理液１２の液の受け渡しが、液渡し部Ａにより確実となると共に、基板に設けた液分散部である複数段の液分散用の孔群２０の液分散部Ｂにより、基板１１の表面全体に処理液１２が広がることとなる。この結果、処理液１２とガス１３との気液接触効率が向上する。
そして、これらが交互に行われるので、結果として液分散効率が向上し、処理液１２とガス１３との気液接触効率が向上することとなる。
【００４２】
図６−１は、実施例に係る液受け部と液分散部を備えた正面図である。図６−２は、その側面図である。
図６−１及び図６−２に示すように、前記孔群２０と基板１１の上縁部１１ａとの間には、所定間隔を持って凸状の液受け群３０を設けるようにしてもよい。
この凸状の液受け群３０は、上方から落下した処理液１２を受止める液受止部の役割を果たしている。
【００４３】
この前記液受け群３０は、複数の円筒（又は円柱）３０ａから構成されている。
円筒（又は円柱）３０ａの径は９ｍｍ程度としている。
【００４４】
これは、図６−１及び図６−２に示すように、液受け群３０の複数の円筒３０ａが存在することで、仮に山部の位置合わせがずれた場合にも、落下した処理液１２はこの円筒３０ａの側壁に当接し、基板１１側に処理液を導くことができる。
円筒３０ａに代わり中実な円柱としてもよい。この円筒や円柱は基板と一体成形により形成される。なお、基板に穴を形成し、この穴にパイプを通すことで液受け群３０とすることもできる。この際には、スペーサが別途必要となる。
【００４５】
また、図７に示すように、他の実施例に係る気液接触板１０は、基板１１に所定間隔を持って突起群２１が設けられている。
この突起群２１の配列も千鳥状配列としている。
この突起群２１により、基板１１を流れる処理液１２の分散性を向上させる分散部の役割を果たしている。
【００４６】
図８−１〜図８−３は孔群の千鳥状配列の一例である。
図８−１は、実施例に係る孔群を構成する孔の配列状態（二列千鳥配列）を示す図である。図８−２は、実施例に係る孔群を構成する孔の配列状態（三列千鳥配列）を示す図である。図８−３は、実施例に係る孔群を構成する孔の配列状態（四列千鳥配列）を示す図である。
【００４７】
図９−１〜図９−８は基板に孔群の千鳥状配列を設けた一例を示す。
図９−１は、実施例に係る孔群を構成する孔（孔径５ｍｍ）を二列千鳥配列で孔を８０個配置した基板の概略図である。図９−２は、実施例に係る孔群を構成する孔（孔径５ｍｍ）を三列千鳥配列で配置した基板の概略図である。図９−３は、実施例に係る孔群を構成する孔を二列千鳥配列で孔を１０４個配置した基板の概略図である。図９−４は、実施例に係る孔群を構成する孔（孔径５ｍｍ）を三列千鳥配列で配置した基板の概略図である。図９−５は、比較例に係る孔群を構成する孔（孔径３ｍｍ）を四列千鳥配列で配置した基板の概略図である。図９−６は、比較例に係る孔群を構成する孔（孔径４ｍｍ）を四列千鳥配列で配置した基板の概略図である。図９−７は、実施例に係る孔群を構成する孔（孔径５ｍｍ）を四列千鳥配列で配置した基板の概略図である。図９−８は、実施例に係る孔群を構成する孔（孔径４ｍｍ）を三列千鳥配列で配置した基板の概略図である。
表１にこれらの千鳥状配列と孔径、ピッチ（Ｐ1、Ｐ2）、個数を示す。
【００４８】
【表１】
【００４９】
図１０及び図１１は、試験例に係る基板の濡れ性の評価結果の写真である。なお、本試験においては、処理液の液量を１０ｃｃ／分で一箇所から流した。
【００５０】
図１０に示すように、三列千鳥配列及び二列千鳥配列はいずれも液分散効果が良好であった。
また、図１１に示すように、孔径３ｍｍの四列千鳥配列、孔径４ｍｍの四列千鳥配列は液分散効果が悪いが、孔径５ｍｍの四列千鳥配列、孔径４ｍｍの三列千鳥配列は液分散効果が良好であった。
【００５１】
さらに、基板１１の表面が親水性の構造であることが好ましい。
基板を構成する材料として樹脂を用いる場合には、親水性が低いので、濡れ性能が低下する。そこで、基板１１の表面を親水性の構造とすることで、濡れ性能を良好としている。
この構造は、例えばサンドブラストやショットブラスト等のブラスト処理、スクラッチャーを用いたスクラッチ処理等の公知の物理的処理により粗面構造とするか、プラズマ処理等の公知の化学的処理により親水基を有する構造とすればよい。
【００５２】
また、基板の材料である樹脂に親水性材料を含有して、予め基板に練りこむようにしてもよい。
【００５３】
ここで、基板１１として使用可能な樹脂材料としては、ＣＯ2を吸収するような場合には、アミン系の吸収液などがアルカリ性であることから、耐アルカリ性を有する樹脂材料が好ましく用いられる。具体的には、ポリプロピレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ナイロン、塩化ビニル等が挙げられる。特に、ポリプロピレンは耐アルカリ性に優れるため、好ましく用いられる。
【００５４】
また、基材に混合される親水性付与材としては、例えば脂肪酸エステル系化合物、ポリエーテル系化合物等が挙げられる。脂肪酸エステル系化合物としては、グリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル等が挙げられる。また、ポリエーテル系化合物としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル等が挙げられる。基材に対する親水性付与材の添加量は、樹脂１００部に対して１重量部〜３０重量部程度とするのが好ましい。
【００５５】
図１２は、基板の表面処理の相違におけるガス流速と濡れ面積比との関係を示すグラフである。
図１２に示すように親水化剤を添加したものを１とすると、ブラスト処理、プラズマ処理が良好であることが判明した。
【００５６】
また、基板１１の表面に鉛直軸と直交する方向に横溝８０を基板１１の一面亙って形成するようにしてもよい。
図１３は、基板１１に横溝を形成した一例を示す図である。
図１３に示すように、基板１１の板厚が２ｍｍの場合、横溝８０の溝幅Ｌは１．０ｍｍから０．３ｍｍとするのが好ましい。また横溝８０と隣接する横溝８０の基板１１の表面の長さＷは０．７５ｍｍ〜０．３ｍｍとするのが好ましい。
この範囲以外の横溝の場合には濡れ性能が良好ではない。
【００５７】
孔を形成した基板より、孔に横溝をつけた基板の方が液の広がりが拡大しているのが確認された。なお、従来の孔も横溝もない通常の基板に対して、孔を形成した基板は共に濡れ面積が大幅に拡大した。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
以上のように、本発明に係る気液接触板、気液接触積層ブロック体、気液接触積層構造体及びガス浄化装置によれば、処理液の分散性が向上し、例えばガス中のＣＯ2を吸収する吸収塔に適用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１０ 気液接触板
１１ 基板
１２ 処理液
１３ ガス
１４ 鋸歯状部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上側から下側方向に処理液が流れ、処理液に接触したガスの一部が該処理液に吸収される樹脂製の気液接触板であって、
基板の表面を親水化処理するとともに、上側から流れる処理液を気液接触板に分散させる液分散構造と、処理液を気液接触板から均一に流下させる液渡し構造を有することを特徴とする気液接触板。
【請求項２】
請求項１において、
前記気液接触板は、上側から流下する処理液を気液接触板に接触させる液受け構造を有することを特徴とする気液接触板。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記液渡し構造が、基板の下端部側が所定間隔のピッチを有する下に凸状の鋸歯状であり、下に凸状の鋸歯状部が、左右対称の斜面部と、斜面部の頂面が平坦部とからなることを特徴とする気液接触板。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一つにおいて、
前記液分散構造が、所定間隔を持つ複数段の孔群又は突起群であり、
孔群又は突起群の配列が千鳥配列であることを特徴とする気液接触板。
【請求項５】
請求項４において、
前記液受け構造が、前記孔群又は突起群と基板の上縁部との間に、所定間隔を持って凸状の液受け群を有することを特徴とする気液接触板。
【請求項６】
請求項５において、
前記液受け群は、複数の円筒又は円柱からなることを特徴とする気液接触板。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一つにおいて、
前記基板の表面が親水性の粗面構造であることを特徴とする気液接触板。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一つにおいて、
前記基板が親水性材料を含有してなることを特徴とする気液接触板。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一つの気液接触板を鉛直軸方向と直交する方向に重なる積層体であることを特徴とする気液接触積層ブロック体。
【請求項１０】
請求項９の気液接触積層ブロック体が鉛直軸方向に、９０度の位相をもって交互に複数段設けてなることを特徴とする気液接触積層構造体。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記気液接触積層ブロック体を構成する気液接触板の積層間隔と、下に凸状の鋸歯状部の山部同士の間隔とが同一であることを特徴とする気液接触積層構造体。
【請求項１２】
ガスが流通するガス浄化装置本体と、
該ガス浄化装置本体内に配設される請求項１０又は１１の気液接触積層構造体と、
前記ガス浄化装置本体の底部又は上部のいずれかよりガスを導入するガス導入手段と、
ガス導入手段側と異なる側よりガスを排出するガス排出手段と、
前記気液接触積層構造体に対して上方から処理液を供給する処理液供給手段と、
ガス浄化装置本体の底部付近に設けられた処理液を排出する処理液排出手段とを具備することを特徴とするガス浄化装置。
【請求項１】
基板の上側から下側方向に処理液が流れ、処理液に接触したガスの一部が該処理液に吸収される樹脂製の気液接触板であって、
基板の表面を親水化処理するとともに、上側から流れる処理液を気液接触板に分散させる液分散構造と、処理液を気液接触板から均一に流下させる液渡し構造を有することを特徴とする気液接触板。
【請求項２】
請求項１において、
前記気液接触板は、上側から流下する処理液を気液接触板に接触させる液受け構造を有することを特徴とする気液接触板。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記液渡し構造が、基板の下端部側が所定間隔のピッチを有する下に凸状の鋸歯状であり、下に凸状の鋸歯状部が、左右対称の斜面部と、斜面部の頂面が平坦部とからなることを特徴とする気液接触板。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一つにおいて、
前記液分散構造が、所定間隔を持つ複数段の孔群又は突起群であり、
孔群又は突起群の配列が千鳥配列であることを特徴とする気液接触板。
【請求項５】
請求項４において、
前記液受け構造が、前記孔群又は突起群と基板の上縁部との間に、所定間隔を持って凸状の液受け群を有することを特徴とする気液接触板。
【請求項６】
請求項５において、
前記液受け群は、複数の円筒又は円柱からなることを特徴とする気液接触板。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一つにおいて、
前記基板の表面が親水性の粗面構造であることを特徴とする気液接触板。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一つにおいて、
前記基板が親水性材料を含有してなることを特徴とする気液接触板。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一つの気液接触板を鉛直軸方向と直交する方向に重なる積層体であることを特徴とする気液接触積層ブロック体。
【請求項１０】
請求項９の気液接触積層ブロック体が鉛直軸方向に、９０度の位相をもって交互に複数段設けてなることを特徴とする気液接触積層構造体。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記気液接触積層ブロック体を構成する気液接触板の積層間隔と、下に凸状の鋸歯状部の山部同士の間隔とが同一であることを特徴とする気液接触積層構造体。
【請求項１２】
ガスが流通するガス浄化装置本体と、
該ガス浄化装置本体内に配設される請求項１０又は１１の気液接触積層構造体と、
前記ガス浄化装置本体の底部又は上部のいずれかよりガスを導入するガス導入手段と、
ガス導入手段側と異なる側よりガスを排出するガス排出手段と、
前記気液接触積層構造体に対して上方から処理液を供給する処理液供給手段と、
ガス浄化装置本体の底部付近に設けられた処理液を排出する処理液排出手段とを具備することを特徴とするガス浄化装置。
【図１】
【図２−１】
【図２−２】
【図３】
【図４】
【図５−１】
【図５−２】
【図６−１】
【図６−２】
【図７】
【図８−１】
【図８−２】
【図８−３】
【図９−１】
【図９−２】
【図９−３】
【図９−４】
【図９−５】
【図９−６】
【図９−７】
【図９−８】
【図１２】
【図１３】
【図１０】
【図１１】
【図２−１】
【図２−２】
【図３】
【図４】
【図５−１】
【図５−２】
【図６−１】
【図６−２】
【図７】
【図８−１】
【図８−２】
【図８−３】
【図９−１】
【図９−２】
【図９−３】
【図９−４】
【図９−５】
【図９−６】
【図９−７】
【図９−８】
【図１２】
【図１３】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１２０９９９（Ｐ２０１２−１２０９９９Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７５１１９（Ｐ２０１０−２７５１１９）
【出願日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【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２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【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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