專(zhuān)利名稱(chēng)::接觸塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
:本發(fā)明涉及一種用于進(jìn)行吸收、放散、蒸餾等氣液接觸、提取等液液接觸或者包含懸浮體(slurry、漿液)等固體的液體與氣體進(jìn)行接觸反應(yīng)等的氣體液體固體接觸等的接觸塔。
背景技術(shù):
:在石油精制、氣體精制、石油化學(xué)等產(chǎn)業(yè)中多采用吸收、放散、蒸餾、提取、接觸反應(yīng)等工藝,例如,通過(guò)使氣體與液體接觸,或者使兩種液體相互接觸,由此,利用在這些流體間所進(jìn)行的物質(zhì)、能量的轉(zhuǎn)移、物質(zhì)間的反應(yīng)等,進(jìn)行特定物質(zhì)的分離、精制、轉(zhuǎn)換。例如,使不同相的兩種流體在塔內(nèi)接觸,在流體間的界面進(jìn)行物質(zhì)移動(dòng)的吸收塔、放散塔、提取塔和沿著塔的高度方向設(shè)置溫度梯度,利用氣液平衡進(jìn)行物質(zhì)的分離、精制的蒸餾塔等的接觸塔便是在這些工藝中被廣泛采用的一種裝置?!闱闆r下,在接觸塔中設(shè)置一種通過(guò)使兩種流體相互良好地分散來(lái)增大接觸面積,從而提高物質(zhì)移動(dòng)、平衡操作的效率的機(jī)構(gòu),并且根據(jù)所要處理的流體和所應(yīng)用的工藝,分別使用各種類(lèi)型的接觸塔。從上述這種觀(guān)點(diǎn)出發(fā),例如,氣液接觸塔的主要類(lèi)型包括(1)使用加壓泵等,在液滴的狀態(tài)下向塔內(nèi)供給液體,使液滴在氣相內(nèi)分散的噴霧塔、噴射洗滌器、使氣泡在被液相充滿(mǎn)的塔內(nèi)分散的氣泡塔;(2)使液體以液膜狀流經(jīng)填充在塔內(nèi)的填充物的表面,以增大氣液接觸界面的填充塔;(3)按照一定間隔設(shè)置用來(lái)使在塔內(nèi)流下的液體暫時(shí)積存的擱板(盤(pán)板、柵板),通過(guò)設(shè)在各個(gè)擱板上的泡罩、?L,使氣泡在積存于隔壁上的液相內(nèi)分散的板式塔等。在這些氣液接觸塔中,如噴霧塔與氣泡塔那樣,使液滴和氣泡分別在氣相、液相內(nèi)分散的類(lèi)型與填充塔等相比,具有氣體與液體的分散狀態(tài)良好的優(yōu)點(diǎn),但是,氣液接觸的時(shí)間較短,整個(gè)塔的理論隔層(層段)數(shù)只相當(dāng)于12層。因此,例如在吸收塔、放散塔中,為了獲得較高的吸收率和放散率,必須采用一種串聯(lián)式連接多個(gè)接觸塔,使裝置多層化的特殊構(gòu)造,從裝置復(fù)雜化和成本增大的觀(guān)點(diǎn)出發(fā),該方法并不理想。與此相反,填充塔和板式塔通過(guò)增減填充物的填充高度和擱板的實(shí)際層數(shù),而能夠比較自由地設(shè)計(jì)接觸塔的理論層數(shù)。但是,從氣液接觸塔的機(jī)構(gòu)出發(fā),氣體與液體的接觸主要是在液膜的表面或者液相內(nèi)的氣泡表面進(jìn)行的,因此,在氣相中,液體并非處于被充分分散的狀態(tài),仍然需要研究以對(duì)其進(jìn)一步進(jìn)行改善。在板式塔中,采用了在液相內(nèi)使氣泡分散的接觸機(jī)構(gòu),因此,由于產(chǎn)生液相氣泡,導(dǎo)致處理量和處理效率下降的泡沫現(xiàn)象縮小了接觸塔的操作范圍(氣體和液體的供給量與供給比率、能夠處理的流體種類(lèi)等)。此處,在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中記載了如下技術(shù)如圖26(a)所示,對(duì)于板式塔類(lèi)型的氣液接觸塔100,使在塔內(nèi)流下的液體與上升的氣體同時(shí)流經(jīng)無(wú)孔的擱板101的表面,進(jìn)行氣液接觸。但是,本技術(shù)的目的是開(kāi)發(fā)一種能夠設(shè)在室內(nèi)的小型接觸塔,其并非為了進(jìn)一步提高氣體與液體的分散狀態(tài)。在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中記載了如下技術(shù)對(duì)于填充塔類(lèi)型的氣液接觸反應(yīng)塔110,如圖26(b)所示,將該氣液接觸反應(yīng)塔110內(nèi)分離成填充有疏水性的催化劑的多個(gè)室111,由此,防止由于使用疏水性的催化劑而導(dǎo)致的液流偏流。而且,如圖26(c)所示,各個(gè)室111的壁面沿著橫切液體、氣體的流向(垂直方向)的方向(水平方向)形成波浪起伏似的波形,由此,根據(jù)該波形形狀形成液流,增大氣流與液流的接觸面積。在將塔內(nèi)分離形成多個(gè)室這一點(diǎn)上,本技術(shù)具備與后述的本發(fā)明的實(shí)施方式相似的構(gòu)造,但是,在氣液接觸機(jī)構(gòu)方面,在從室111的壁面流下的液體的表面使氣體與液體接觸,有關(guān)在氣相中使液體分散的技術(shù)沒(méi)有任何記載。作為液液接觸的例子,本發(fā)明的發(fā)明人開(kāi)發(fā)出了以下這種液液接觸塔120(專(zhuān)利文獻(xiàn)3),如圖27所示,在使下降的重液(H)(重量液體)與上升的輕液(L)(輕量液體)接觸的液液接觸塔120內(nèi)設(shè)置有多層擱板121,切除該擱板121的一部分作為重輕兩種液體的流路123,并且設(shè)置從各個(gè)擱板121的流路123的端部沿垂直下方延伸的堰板122。在該堰板122上設(shè)置有開(kāi)口部124,被堰板123阻擋而暫時(shí)積存在擱板121下方的輕液(L3)通過(guò)開(kāi)口部124沿著水平方向以噴射狀流出(Ll),受到來(lái)自下降的重液(H)的剪斷力的影響而變成液滴(L2),于是,在重液(H)內(nèi)分散,能夠有效地使兩種液體接觸。對(duì)于這種技術(shù),本發(fā)明人也進(jìn)行了進(jìn)一步改善液液接觸塔中的重液與輕液間的分散狀態(tài)的技術(shù)研發(fā)。專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2002-336657號(hào)公報(bào),權(quán)利要求項(xiàng)1、第10段、圖1專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2000-254402號(hào)公報(bào),第1520段、圖l和圖4專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)平7-80283號(hào)公報(bào),第1719段、第32段、圖5
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而提出的,其目的在于提供一種能夠在良好的分散狀態(tài)下使兩相流體接觸,并且容易多層化的接觸塔。本發(fā)明的接觸塔,其特征在于從塔內(nèi)的下部供給作為氣體的上升流體,并且從上述塔內(nèi)的上部供給作為液體的下降流體,使氣體和液體對(duì)流接觸,在這種接觸塔中,按照沿上升流體和下降流體的流路相互鄰接的上層室與下層室位于不同高度位置的方式,多層設(shè)置形成上述上升流體和下降流體的對(duì)流接觸空間的室,上述上層室與上述下層室被隔壁所分隔,在各層隔壁中,在上述上層室的下部設(shè)置有下降流體噴出孔,以使被該隔壁阻擋而積存的下降流體向上述下層室噴出,并且在比下降流體積存區(qū)域更靠上方一側(cè)設(shè)置有來(lái)自該下層室的上升流體流入該上層室的上升流體流入口。本發(fā)明其它方面的接觸塔,其特征在于從塔內(nèi)的下部供給作為液體的上升流體,并且從上述塔內(nèi)的上部供給作為液體的下降流體,使液體與液體對(duì)流接觸,在這種接觸塔中,按照沿上升流體和下降流體的流路相互鄰接的上層室與下層室位于不同高度位置的方式,多層設(shè)置形成上述上升流體和下降流體的對(duì)流接觸空間的室,上述上層室與上述下層室被隔壁所分隔,5在各層隔壁中,在上述上層室的下部設(shè)置有下降流體噴出孔,積存在該上層室中的下降流體利用其位能向上述下層室噴出,并且在下降流體噴出孔的上方設(shè)置有來(lái)自該下層室的上升流體借助其浮力流入該上層室的上升流體流入口。此外,本發(fā)明其它方面的接觸塔,其特征在于從塔內(nèi)的下部供給作為液體的上升流體,并且從上述塔內(nèi)的上部供給作為液體的下降流體,使液體與液體對(duì)流接觸,在這種接觸塔中,按照沿上升流體和下降流體的流路而相互鄰接的上層室與下層室位于不同高度位置的方式,多層設(shè)置形成上述上升流體和下降流體的對(duì)流接觸空間的室,上述上層室與上述下層室被隔壁所分隔,在各層隔壁中,在上述下層室的上部設(shè)置有上升流體噴出孔,以使積存在該下層室中的上升流體通過(guò)其浮力向上述上層室噴出,在比上升流體噴出孔更靠下方一側(cè)設(shè)置有來(lái)自該上層室的下降流體通過(guò)其位能流入該下層室中的下降流體流入口。具備下降流體噴出孔的上述各個(gè)接觸塔可以采用以下方式構(gòu)成上述上層室與上述下層室具有其一部分相互上下層疊的位置關(guān)系,上述下降流體的噴出孔被設(shè)置在上述上層室的下部側(cè)面和底面兩者中的至少一個(gè)上,包括上升流體噴出孔的接觸塔可以采用以下方式構(gòu)成上述上層室與上述下層室具有其一部分相互上下層疊的位置關(guān)系,上述上升流體的噴出孔被分別設(shè)置在上述下層室的上部側(cè)面和頂面兩者中的至少一個(gè)上。上述下降流體的噴出孔、上升流體噴出孔、上升流體流入口和下降流體流入口優(yōu)選由在橫向或縱向延伸的縫隙或者在橫向或縱向排列多個(gè)的孔部構(gòu)成。此外,在以氣體作為上升流體、液體作為下降流體的接觸塔中,為了防止流經(jīng)下層室的上升流體通過(guò)該下降流體噴出孔流入上層室,可以在下降流體噴出孔中設(shè)置有根據(jù)被上述隔壁所阻擋的下降流體的量而開(kāi)閉的第1閘門(mén),此時(shí),上述第1閘門(mén)可以被設(shè)置在該下降流體噴出孔的流出一側(cè),被第1施力單元施加作用力而關(guān)閉,根據(jù)積存在上層室的下降流體的壓力即液壓抵抗上述第1施力單元所施加的作用力而打開(kāi)。此外,在以氣體作為上升流體、液體作為下降流體的接觸塔中,如果下降流體噴出孔被設(shè)置在室的側(cè)面,則上述第1閘門(mén)在關(guān)閉該下降流體噴出孔的下降位置與打開(kāi)該下降流體噴出孔的上升位置之間升降,并且通過(guò)積存在上層室的下降流體的浮力從下降位置上升。此時(shí),如果下降流體噴出孔還被設(shè)置在室的底面,則上述第1閘門(mén)也可以在上述下降位置關(guān)閉該底面的下降流體噴出孔。此外,通過(guò)下降流體的浮力升降的上述第1閘門(mén)也可以具備朝著上層室一側(cè)橫向突出的浮力調(diào)整部件。此外,在以氣體作為上升流體、液體作為下降流體的接觸塔中,可以在上升流體流入口設(shè)置有第2閘門(mén),其根據(jù)從下層室流入上層室的上升流體的壓力開(kāi)閉該上升流體流入口的一部分,在該情況下,該第2閘門(mén)被設(shè)置在上述上升流體流入口的流出一側(cè),被該第2施力單元施加作用力而關(guān)閉,根據(jù)上升流體的壓力抵抗上述第2施力單元所施加的作用力而打開(kāi)。此外,也可以使上述室的底面按照朝著在該室上所設(shè)置的噴出孔的方向降低的方式傾斜,這種方式最適合下降流體是包含粉粒體的懸浮體(漿液)等的情況。而且,多個(gè)上述室縱向配置成一列的室列被配置為多個(gè)列,各個(gè)室列的室和與該室相鄰的室列的室被配置在不同的高度位置,各個(gè)室列沿著一個(gè)方向橫向排列,在形成圓筒狀的接觸塔內(nèi),按照同心圓狀橫向排列各個(gè)室。本發(fā)明的接觸塔包括多層形成上升流體(氣體、液體)與下降流體(液體)的對(duì)流接觸空間的室,在這些各個(gè)室內(nèi),使從上層室通過(guò)噴出孔噴出的下降流體、與從下層室通過(guò)流入口流入的上升流體對(duì)流接觸,因此,能夠在各個(gè)室內(nèi)營(yíng)造出良好的分散狀態(tài)。結(jié)果,例如,如果是氣液接觸塔,則能提高吸收操作的吸收效率和放散操作的放散效率。此外,只要通過(guò)隔壁分離塔內(nèi)便能夠很容易地形成這些接觸空間,因此,不僅能夠很容易構(gòu)成多層接觸塔,而且,也能夠用低成本建設(shè)高性能的接觸塔。圖1是表示發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的氣體液體接觸塔的整體構(gòu)造的縱截面圖。圖2是模式表示氣體和液體在上述氣體液體接觸塔內(nèi)的流向的說(shuō)明圖。圖3是表示上述氣體液體接觸塔內(nèi)部的接觸空間的構(gòu)造的說(shuō)明。圖4是表示上述接觸空間的構(gòu)造的立體圖。圖5是用來(lái)說(shuō)明上述接觸空間的作用的立體圖。圖6是用來(lái)說(shuō)明上述接觸空間的作用的縱截面圖。圖7是表示被供給至上述接觸空間的氣體、液體的出入口的變形例的側(cè)面圖。圖8是表示上述接觸空間的變形例的說(shuō)明圖。圖9是表示上述接觸空間的第2變形例的說(shuō)明圖。圖10是表示上述接觸空間的第3變形例的說(shuō)明圖。圖11是表示上述接觸空間的第4變形例的說(shuō)明圖。圖12是配備有第1、第2閘門(mén)的室的正面圖和縱截面圖。圖13是表示配備有第1、第2閘門(mén)的室的作用的說(shuō)明圖。圖14是上述第1閘門(mén)的第1變形例中的室的正面圖。圖15是上述第1變形例所涉及的室的縱截面圖。圖16是表示上述第1變形例所涉及的室的作用的說(shuō)明圖。圖17是上述第1閘門(mén)的第2、第3變形例中的室的縱截面圖。圖18是表示上述第2、第3變形例所涉及的室的作用的說(shuō)明。圖19是表示上述氣體液體接觸塔內(nèi)部應(yīng)用于蒸餾塔的例子的縱截面圖。圖20是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的第2實(shí)施方式中的液液接觸塔的作用的縱截面圖。圖21是表示應(yīng)用上述第2實(shí)施方式所涉及的液液接觸塔的提取塔的構(gòu)造例子的縱截面圖。圖22是表示上述第2實(shí)施方式的變形例的縱截面圖。圖23是表示在實(shí)施例中的實(shí)驗(yàn)中所使用的蒸餾塔的構(gòu)造的縱截面圖。圖24是表示在其它的實(shí)施例中的比較例實(shí)驗(yàn)中所使用的液液提取塔的構(gòu)造的縱截面圖。圖25是表示在上述其它的實(shí)施例中的實(shí)驗(yàn)中所使用的液液提取塔的構(gòu)造的縱截面圖。圖26是氣液接觸塔的現(xiàn)有技術(shù)的說(shuō)明圖。圖27是液液接觸塔的現(xiàn)有技術(shù)的說(shuō)明圖。具體實(shí)施例方式作為本發(fā)明的實(shí)施方式,以進(jìn)行吸收、分散等的氣體液體接觸的氣液接觸塔1為例,使用圖1圖4對(duì)其構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明。圖1、圖2是表示實(shí)施方式中的氣液接觸塔1的整體構(gòu)造的縱截面示意圖,圖3、圖4是其內(nèi)部構(gòu)造的說(shuō)明圖。氣液接觸塔1例如由不銹鋼制造的圓筒容器構(gòu)成,其起到了使在該氣液接觸塔1內(nèi)上升的氣體(上升氣體)與同樣在其內(nèi)部下降的液體(下降流體)對(duì)流接觸的作用。如圖1所示,在氣液接觸塔1的塔頂部設(shè)置有用來(lái)向氣液接觸塔1內(nèi)供給液體的液體供給部11和用來(lái)提取氣體的氣體取出部14,在塔底部設(shè)置有用來(lái)提取液體的液體取出部12和用來(lái)供給氣體的氣體供給部13。如圖1所示,在氣液接觸塔1內(nèi),在液體供給部11與氣體供給部13之間的氣液接觸區(qū)域,按照將氣液接觸塔1朝著圖1方向左右兩等分的方式,在該氣液接觸塔1的內(nèi)周面描繪的軌跡圓的直徑位置設(shè)置有垂直延伸的垂直壁10。在被垂直壁10劃分的氣液接觸塔1的左側(cè)區(qū)域20,按照相等間隔設(shè)置有多個(gè)水平壁21,由此,左側(cè)區(qū)域20的空間沿上下方向被劃分成多個(gè)區(qū)域。另一方面,在被垂直壁10劃分的右側(cè)區(qū)域30,以與上述水平壁21高度不同(層段不同)的方式,按照相等間隔設(shè)置有多個(gè)水平壁31,由此,右側(cè)區(qū)域30的空間沿著上下方向被劃分成多個(gè)區(qū)域。此外,右側(cè)區(qū)域30的水平壁31位于在左側(cè)區(qū)域20中上下相鄰的水平壁21的中間高度級(jí)別的位置。因此,如果將被上下相鄰的2個(gè)水平壁21、21(31、31)、氣液接觸塔1的周壁15和垂直壁10所圍成的空間稱(chēng)作室(cell),則在氣液接觸塔l內(nèi)形成有兩列使這些室在縱向成為一列而多層配置的室列,屬于其中一個(gè)室列的室與屬于另一個(gè)室列的室被配置在不同的高度(即,位于不同的層段)。在以下的說(shuō)明中,以符號(hào)22、32分別代表左側(cè)區(qū)域20的室和右側(cè)區(qū)域30的室。這些室22、32形成為在氣液接觸塔1內(nèi)流動(dòng)的氣體與液體的對(duì)流接觸空間。由于氣液接觸塔l內(nèi)的各個(gè)室22、32互相具備相似的構(gòu)造,因此,例如以下以圖1中的虛線(xiàn)內(nèi)所示的室32為例進(jìn)行說(shuō)明。圖3(a)是室32的底面一側(cè)的水平壁31的平面圖(從圖l的A-A'面的向視圖),圖3(b)同樣是室32的垂直壁IO的側(cè)面圖(從圖3(a)的B-B'面的向視圖)。圖4是表示氣液接觸塔1內(nèi)的室32的內(nèi)部構(gòu)造的立體圖。如圖3(b)所示,在垂直壁10中,在各個(gè)水平壁21、31的正下方位置形成有由沿水平方向延伸的縫隙構(gòu)成的氣體流通口51,在垂直壁10中,在各個(gè)水平壁21、31的正上方位置形成有由沿著水平方向延伸的例如三層縫隙構(gòu)成的液體流通口52。氣體流通口51共享各個(gè)水平壁21、31的下面及其縫隙的上部邊緣,對(duì)于構(gòu)成液體流通口52的三層縫隙中的最下層的縫隙的高度位置,如后所述,將其設(shè)定為低于氣液接觸塔1的運(yùn)轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的儲(chǔ)液液面。根據(jù)上述構(gòu)造,如圖4的立體圖所示,當(dāng)從某個(gè)室32觀(guān)察垂直壁10時(shí),上半部分的氣體流通口51和液體流通口52分別相當(dāng)于向斜上層(前層)的室22流出作為上升流體的氣體的氣體流出口;和作為下降流體的液體從斜上層室22流入的液體流入口。同樣,下半部分的氣體流通口51和液體流通口52分別相當(dāng)于氣體從斜下層(下一層)的室22流入的氣體流入口;和液體向斜下層室22流出的液體流出口。8g卩,在圖4所示的室32的斜上層的室22中所設(shè)的液體流出口相當(dāng)于該室32的液體流入口,在斜下層室22中所設(shè)的氣體流出口相當(dāng)于該室32的氣體流入口。由此,如圖2所示,通過(guò)在各個(gè)室22、32中所設(shè)置的氣體流通口51、液體流通口52,在氣液接觸塔1內(nèi)形成氣體上升的流路和液體下降的流路。其中,圖2中虛線(xiàn)所示的箭頭表示氣流17,實(shí)線(xiàn)所示的箭頭表示液流16。此處,如上所述,液體流通口52構(gòu)成為縫隙狀的狹窄流路,由此,如圖4所示,該液體流通口52具有作為流入室32內(nèi)的液體向斜下層室22流出時(shí)對(duì)其進(jìn)行阻礙的功能。其結(jié)果,各個(gè)室22、32內(nèi)的下方空間成為利用垂直壁10阻擋并儲(chǔ)存流經(jīng)該室22、32內(nèi)的液體的積存部53,流經(jīng)室22、32內(nèi)的液體在該積存部53中形成積存液體,然后通過(guò)液體流通口52,向下層室32、22而被送出。積存在該積存部53內(nèi)的液體的深度(液體深度)由通過(guò)液體供給部11供給的液體流量所決定,流量越大則液體深度越深,流量越小則液體深度越淺。根據(jù)以上說(shuō)明的構(gòu)造,參照?qǐng)D5、圖6說(shuō)明本實(shí)施方式中的氣液接觸塔1的作用。圖5是用來(lái)說(shuō)明圖4所示的室32內(nèi)的氣流17與液流16的氣液接觸機(jī)構(gòu)的立體圖,圖6是表示氣液接觸塔1內(nèi)的氣液接觸狀態(tài)的縱截面示意圖。由圖1所示的液體供給部11供給至氣液接觸塔1內(nèi)的液體因重力作用,一邊通過(guò)各個(gè)室22、32—邊在塔內(nèi)下降,并到達(dá)圖5所示的室32的斜上層室22。此處,如上所述,被供給至上層的室22的液體被垂直壁10所阻擋,由此,被積存在積存部53中而形成積存液體。如果在積存部53中形成積存液體,則該積存液體內(nèi)的液體的位能(勢(shì)能)在液體流通口52被轉(zhuǎn)換成動(dòng)能,變成將液體推向下層側(cè)室32—側(cè)的作用力。其結(jié)果,如果從下層室32觀(guān)察,則如圖5所示,積存在上層室22的積存部53的液體通過(guò)縫隙狀的液體流通口52,變成板狀(薄片狀)的液流16后而噴出。由這些作用可知,縫隙狀的液體流通口52的作用在于,使被垂直壁10阻擋而積存在積存部53中的液體向下層室32噴出。另一方面,由氣體供給部13供給至氣液接觸塔1內(nèi)的氣體因擠壓氣體的壓力和對(duì)氣體作用的浮力的作用,一邊通過(guò)各個(gè)室22、32—邊在氣液接觸塔1內(nèi)上升,并到達(dá)圖5所示的室32的斜下層的室22,通過(guò)氣體流通口51向該室32送出。如上所述,氣體流通口51構(gòu)成為縫隙狀,因此,如圖5所示,如果從該室32觀(guān)察,則氣體變成板狀(薄片狀)的急速氣流17,然后從氣體流通口51導(dǎo)入。此處,如上所述,由于室32的氣體流通口51被設(shè)置在液體流通口52的正下方位置,因此,對(duì)于該氣流17而言,在該氣流17于室32的空間內(nèi)擴(kuò)散、減速之前與液流16交叉,按照從下方吹起該液流16的方式流過(guò)。其結(jié)果,與氣流17交叉產(chǎn)生的剪斷力(剪切力)作用在液流16上,如圖6所示,液流變成液滴,在室32的空間內(nèi)分散。由此,通過(guò)使液體流通口52與氣體流通口51相互上下地配置,而使室32具有作為使液流16與氣流17對(duì)流接觸的空間的功能。此外,由于該氣流17的周?chē)鷫毫ο陆?,因此,?dāng)剛從氣體流通口51流出后的急速氣流17通過(guò)液體流通口52附近時(shí),也能獲得吸引液體以促進(jìn)液流16噴出的作用。在室32內(nèi)分散后的液滴表面,在其與周?chē)臍怏w之間進(jìn)行物質(zhì)移動(dòng),如果是吸收塔,則物質(zhì)從氣體向液體移動(dòng),如果是分散塔,則物質(zhì)從液體向氣體移動(dòng)。另一方面,由于室32內(nèi)的空間的水平截面積比氣體流通口51的開(kāi)口面積大,因此,氣流17與液流16交叉后,一邊逐漸減速,一邊在室32內(nèi)上升。如果氣流17的流速變緩,則吹起液滴的氣流17的力就會(huì)減弱,液滴開(kāi)始向積存部53降落,從而使氣體與液體分離。另一方面,即使在氣流17的流速減速的情況下,在微小液滴與氣流相伴的對(duì)流接觸中,在氣體流通口51設(shè)置去霧器(demister),而能夠使液滴充分地分離。如果在室32內(nèi)上升的氣體到達(dá)上面的水平壁31,則其通過(guò)設(shè)置在垂直壁10上的氣體流通口51向斜上層的室22而被送出。朝著積存部53下降的液滴與在積存部53中形成的積存液體合流,此處,在濃度變得均勻后,通過(guò)液體流通口52被送出至斜下層室22。這樣,在氣液接觸塔1內(nèi)的各個(gè)室22、32中重復(fù)以下兩個(gè)動(dòng)作液體變成液滴后在氣體內(nèi)分散,進(jìn)行氣液接觸的動(dòng)作;和分離氣液接觸后的氣體與液體,沿著各個(gè)流路向下游側(cè)的室22、32送出的動(dòng)作,進(jìn)行氣液間的吸收、分散。如果液體到達(dá)塔底,則液體結(jié)束與氣體的接觸,被提取向液體取出部12。同樣,氣體到達(dá)塔頂后,結(jié)束與液體的接觸,向氣體取出部14被提取。根據(jù)以上說(shuō)明的本實(shí)施方式中的氣液接觸塔1,具有以下效果。將進(jìn)行氣液接觸的氣液接觸塔1內(nèi)劃分成形成氣體與液體的對(duì)流接觸空間的多個(gè)室22、32,通過(guò)具有噴出孔功能的液體流通口52,將積存在各個(gè)室22、32的積存部53中的液體向下層室22、32噴出,利用在這些室22、32內(nèi)氣體上升的力,將其向上層室22、32送出。因此,無(wú)需使用特別的加壓?jiǎn)卧?,能夠以很?qiáng)的流勢(shì)將各個(gè)流體向鄰接的室22、32送出。在各個(gè)室22、32內(nèi),例如以板狀(薄片狀)噴出的液流16與氣流17對(duì)流接觸,在氣相內(nèi)液滴分散,能夠創(chuàng)造良好的分散狀態(tài)。其結(jié)果,HETS(理論級(jí)當(dāng)量高度-HeightEquivalenttoaTheoreticalStage)變低,有助于提高吸收效率、分散效率等。此外,如上所述,除由于HETS低之外,在本實(shí)施方式中的氣液接觸塔1內(nèi),當(dāng)氣體、液體通過(guò)多個(gè)室22、32時(shí),一邊在塔內(nèi)蜿蜒前行,一邊上升、下降,因此,與現(xiàn)有技術(shù)中的呈直線(xiàn)上升、下降的板式塔等相比,即使塔內(nèi)的氣體和液體的積存時(shí)間相同,也能進(jìn)一步降低氣液接觸塔1的高度。此外,與噴霧塔等相比,在各個(gè)室22、32內(nèi)形成的液滴較大,因此,即使氣體的流速加快,氣液的分離也很容易,能夠增加每單位截面積的處理量,而且,如果是相同的處理量,則能夠縮小塔徑。此外,與使氣體在積存在擱板上的液相內(nèi)分散然后進(jìn)行氣液接觸的板式塔不同,在本實(shí)施方式中的室22、32中,由于并不是氣流通過(guò)液相內(nèi)的機(jī)構(gòu),因此,能夠避免或者抑制氣泡(發(fā)泡、foaming)的產(chǎn)生(產(chǎn)生液相氣泡)。此外,由于這種接觸結(jié)構(gòu)與板塔式的差異,氣流的壓力損耗也減少,向氣液接觸塔1送入氣體所需的動(dòng)力變小,也有利于節(jié)能。此外,由于只要使用垂直壁10和水平壁21、31分離氣液接觸塔1內(nèi)則能很簡(jiǎn)單地形成這些室22、32,因此,不僅能夠很容易地將其設(shè)置成多層,也能夠用較低的成本構(gòu)筑高性能的氣液接觸塔l。而且,通過(guò)將液體流通口52、氣體流通口51設(shè)置成縫隙狀,而能夠使液流16和氣流17在室22、32內(nèi)交叉形成板狀,因此,從氣流17在液體上施加更強(qiáng)的剪斷力,液流16很容易被分散成更小的液滴,從而能夠獲得良好的分散狀態(tài)。這些液體流通口52和氣體流通口51等的形狀并非局限于圖3(b)所示的形狀,例如,如圖7(a)所示,排列多個(gè)更短的縫隙構(gòu)成液體流通口52,或者如圖7(b)所示,配置多個(gè)形成圓形的孔部的液體流通口52也可10以。此外,如圖7(c)所示,既可以在沿垂直方向排列多個(gè)細(xì)長(zhǎng)的縫隙的狀態(tài)下設(shè)置液體流通口52,也可以分割氣體流通51的縫隙,然后橫向排列多個(gè)。雖然省略了圖示,但是,與圖7(b)所示的液體流通口52相同,也可以橫向排列多個(gè)形成孔部的氣體流通口51。此外,在使用圖1圖6所說(shuō)明的實(shí)施方式中,將氣液接觸塔1內(nèi)垂直分割成兩列,并且相鄰的各個(gè)室被配置在不同高度,但是,氣液接觸塔1內(nèi)的室列的數(shù)量、各個(gè)室22、32的形狀并非局限于該實(shí)施方式。例如,也可以如圖8(a)、圖8(b)所示,將氣液接觸塔l的內(nèi)周面描繪的軌跡圓垂直分割成三個(gè)部分,將三列的室列沿著同一方向橫向排列,各個(gè)室列內(nèi)的室22、32、42被配置成與相鄰的室22、32、42處于不同的高度(層段)。而且,如圖l和圖8(a)所示,室的X-Z斷面并非局限于矩形。例如,也可以如圖9(a)圖9(c)所示那樣,上下層疊上層室22、32、42與下層室22、32、42的一部分,增大積存部53的體積。也可以與此相反,使圖9(a)的各個(gè)室22、32、42的頂部與底部上下顛倒,縮小積存部53的體積。此外,這樣如果上下層疊上層與下層的室22、32、42的一部分,則液體流通口52并不局限于如上所示的在垂直壁10上設(shè)置的情況,也可以如圖9(a)圖9(c)所示,在室22、32的底面的水平壁21、31上設(shè)置液體流通口52。此外,在圖10(a)圖10(c)中,表示將氣液接觸塔1內(nèi)沿垂直方向分離形成同心圓狀,以同心圓狀橫向排列圓筒狀的室列的氣液接觸塔1的例子,這種氣液接觸塔1也包含在本發(fā)明中。此外,圖中的標(biāo)號(hào)18表示的是用來(lái)支承內(nèi)側(cè)的室22、32的梁。接下來(lái),在圖11(a)、圖ll(b)中,舉例表示了對(duì)在液體中包含粉粒狀的固體雜質(zhì)的懸浮體(漿液)進(jìn)行處理的吸收塔和分散塔、和使包含催化劑的懸浮體與氣體接觸而反應(yīng)的接觸反應(yīng)塔等中所使用的氣液接觸塔1。如果在氣液接觸塔1塔內(nèi)處理懸浮體(漿液),則懸浮體(漿液)內(nèi)的粉粒體沉降并堆積在水平壁21、31上,這樣就有可能阻擋在塔內(nèi)下降的懸浮體(漿液)流。因此,在圖11(a)、圖ll(b)所示的氣液接觸塔l中,在水平壁21、31上設(shè)置有傾斜面,該傾斜面朝著氣體流通口51變低,由此,懸浮體(漿液)內(nèi)的粉粒體不會(huì)堆積在水平壁21、31上,能夠?qū)⑵湎蛳掠蝹?cè)的室22、32排出。此外,能夠應(yīng)用這種氣液接觸塔1的處理對(duì)象并非局限于包含粉粒體的懸浮體(漿液),也能適用在氣液接觸塔1內(nèi)流下的粉粒體(固體)與氣體的固氣接觸、和與液體的固液接觸。本實(shí)施方式中的氣液接觸塔1如使用圖5、圖6所說(shuō)明的那樣,使在積存部53中形成積存液體然后將其從液體流通口52噴出的液流16、與通過(guò)氣體流通口51上升而來(lái)的氣流17交叉,在吹起該液流16的同時(shí),在液流16上施加剪斷力,使液滴在各個(gè)室22、32內(nèi)分散,于是創(chuàng)造出氣體與液體的良好分散狀態(tài)。此處,例如,在以低處理量運(yùn)轉(zhuǎn)氣液接觸塔1等情況下,從氣體流通口51流出的氣流17的流速下降,吹起液流16的力與剪斷力變?nèi)?,有時(shí)會(huì)導(dǎo)致氣液的分散狀態(tài)惡化。此外,在圖6中,表示從構(gòu)成液體流通口52的所有縫隙噴出液體的狀態(tài),當(dāng)?shù)吞幚磉\(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)等,積存液體的液體深度比設(shè)置在上層的縫隙的位置低。在此情況下,液體不會(huì)從設(shè)置在比積存液體高的位置的縫隙噴出,下層室32與上層室22通過(guò)該縫隙形成連通的狀態(tài)。其結(jié)果,在下層室32內(nèi)上升的氣體的一部分通過(guò)連通的縫隙流入上層室22,通過(guò)氣體流通口51的氣流17的流速下降,有時(shí)會(huì)導(dǎo)致氣液的分散狀態(tài)惡化。圖12(a)、圖12(b)所示的室22、32具備用來(lái)防止在這種低處理運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)氣液的分散狀態(tài)惡化的機(jī)構(gòu)。圖12(a)是例如從下游側(cè)的室32觀(guān)察圖13(a)所示的室22的垂直壁10的正面圖,圖12(b)是從圖12(a)所示的C1-C1'面正視該室22的縱截面?zhèn)让鎴D。在以下圖12圖18所示的例子中,對(duì)各個(gè)室22、32具備液體流通口52的情況進(jìn)行說(shuō)明,其由設(shè)置在垂直壁10上的兩個(gè)縫隙和設(shè)置在水平壁21、31上的一個(gè)縫隙共計(jì)三個(gè)縫隙構(gòu)成。在圖12(a)、圖12(b)所示的例子中,室22在積存液體的液體深度比液體流通口52設(shè)置有縫隙的位置低的情況下,配備用來(lái)防止其與相鄰的室32變成連通狀態(tài)的第1閘門(mén)。在本例中,第1閘門(mén)被設(shè)置在液體流通口52(縫隙)的上層,液體流通口52在垂直壁IO上設(shè)有上下兩層。第1閘門(mén)例如具備比縫隙大一圈的矩形閘板71,在該閘板71的上端部設(shè)置向左右水平方向突出的旋轉(zhuǎn)軸711。如圖12(b)所示,從形成積存液體的室22觀(guān)察,閘板71被設(shè)置在液體流通口52(縫隙)的出口一側(cè),即液流16流出的下游側(cè)的室32內(nèi)的垂直壁10壁面上。在該垂直壁10壁面上例如固定有環(huán)狀的軸承部712,所述的旋轉(zhuǎn)軸711貫通該軸承部712,由此,閘板以從旋轉(zhuǎn)軸711懸垂的狀態(tài)被設(shè)置。如上所述,由于閘板71的尺寸比構(gòu)成液體流通口52的縫隙大一圈,因此,即使從圖12(b)所示的室32的方向施加外力,閘板71也在堵塞縫隙的狀態(tài)下被卡合在垂直壁10的壁面上。如果從該圖所示的室22的方向施加外力,則閘板71根據(jù)所施加的外力,朝著下層室32的內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng),從而能夠打開(kāi)被堵住的縫隙。此處,也可以與旋轉(zhuǎn)軸721組合設(shè)置螺旋彈簧等施力單元,例如向關(guān)閉所述閘板71的方向,即向垂直壁10的壁面推壓閘板71的方向施加作用力,調(diào)節(jié)閘板71開(kāi)始打開(kāi)時(shí)的液流16的流量。下面,對(duì)在氣體流通口51中所設(shè)置的第2閘門(mén)的構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明,第2閘門(mén)與所述的第1閘門(mén)相同,具備細(xì)長(zhǎng)矩形的閘板72、設(shè)置在閘板72的上端部且朝著左右水平方向突出的旋轉(zhuǎn)軸721、和使該旋轉(zhuǎn)軸721貫通的軸承部722。此處,第2閘門(mén)的閘板72在本例中,其寬度比形成縫隙狀的氣體流通口51大一圈,其高度是氣體流通口51的一半左右。例如,架設(shè)旋轉(zhuǎn)軸721的位置大致在氣體流通口51的中央高度,在氣流17流出的室22—側(cè)配置軸承部722,然后使旋轉(zhuǎn)軸721貫通其中,由此,閘板72在懸垂的狀態(tài)下被附設(shè)在該旋轉(zhuǎn)軸721上。其結(jié)果,閘板72變成堵塞氣體流通口51的一部分,例如堵塞其下半部分的狀態(tài),即使從圖12(b)所示的室32的方向施加并不能抬起閘板72的較小的外力,閘板72也在堵塞氣體流通口51的一部分的狀態(tài)下幾乎不動(dòng)。但是,如果從室32的方向施加的外力增大,則閘板72以旋轉(zhuǎn)軸721為中心朝著室22的內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng),被堵塞的氣體流通口51被逐漸打開(kāi)。此處,也可以與旋轉(zhuǎn)軸721組合設(shè)置螺旋彈簧等施力單元,例如其向關(guān)閉所述閘板72的方向,即向垂直壁10的壁面推壓閘板72的方向施加作用力,調(diào)節(jié)閘板72開(kāi)始打開(kāi)時(shí)的氣流17的流量。如果對(duì)上述說(shuō)明的兩個(gè)閘板中的第1閘門(mén)的作用進(jìn)行說(shuō)明,則如圖13(a)所示,如果氣液接觸塔1的處理量低,在各個(gè)室22、32的積存部53中形成的積存液體的液位(下降流體的液量)未達(dá)到構(gòu)成液體流通口52的上層縫隙,則使第1閘門(mén)的閘板71轉(zhuǎn)動(dòng)的外力不會(huì)發(fā)生作用。因此,在閘板71從旋轉(zhuǎn)軸711懸垂的狀態(tài)下,例如根據(jù)下層室32與上層室22內(nèi),或者下層室22內(nèi)與上層室32內(nèi)的壓力差,閘板71在被按壓在垂直壁10的壁面上的狀態(tài)下堵塞縫隙。其結(jié)果,能夠防止在下層室32、22內(nèi)上升的氣體經(jīng)由該室流入上層室22、32,確保通過(guò)氣體流通口51的氣流17的流速不會(huì)下降。另一方面,如果氣液接觸塔1的處理量增加,積存液體的液位達(dá)到所述上層的縫隙,則施加使閘板71轉(zhuǎn)動(dòng)的外力,如圖13(b)所示,能夠打開(kāi)被堵塞的縫隙,然后根據(jù)積存液體的液位(液量)噴出液流16。下面,對(duì)第2閘門(mén)的操作進(jìn)行說(shuō)明,在圖13(a)所示的處理量低的狀態(tài)下,由于在各個(gè)室22、32內(nèi)上升的氣體量少,因此,作用在閘板72上的壓力小,該閘板72—直堵塞氣體流通口51的下半部分而幾乎不動(dòng)。其結(jié)果,即是在氣體流通口51的開(kāi)口面縮小,在各個(gè)室22、32內(nèi)上升的氣體量較少的情況下,也能抑制通過(guò)該流通口51的氣流17的流速下降。如圖13(b)所示,如果氣液接觸塔l的處理量增加,則在各個(gè)室22、32內(nèi)上升的氣體量也會(huì)增加,受到來(lái)自氣體的壓力也會(huì)增大,由此,閘板72會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),打開(kāi)被塞住的氣體流通口51,氣流通過(guò)的開(kāi)口面增大。其結(jié)果,與開(kāi)口面小的狀態(tài)相比,壓力損耗并沒(méi)有那么大,能夠形成保持必要流速的氣流17。通過(guò)設(shè)置這些第1閘門(mén)、第2閘門(mén),即使在氣液接觸塔1的處理量較低的情況下,也能抑制通過(guò)氣體流通口51的氣流17的流速降低,保持將從液體流通口52噴出的液流16吹起的外力和作用在液流16上的剪斷力,能夠保持氣液的良好的分散狀態(tài)。此處,第1閘門(mén)的構(gòu)造并非局限于圖12(a)、圖12(b)所示的旋轉(zhuǎn)式。例如,也可以如圖14圖15所示,采用內(nèi)部中空的不銹鋼部件等構(gòu)成閘板73,受到積存在各個(gè)室22、32內(nèi)的積存液體的浮力的作用而沿著垂直壁10升降,由此來(lái)開(kāi)關(guān)液體流通口52(縫隙)。圖中732是引導(dǎo)閘板73的移動(dòng)方向的引導(dǎo)部件,731是設(shè)在閘板73與引導(dǎo)部件732之間,并且在引導(dǎo)部件732內(nèi)行走的滑塊。在本例中,閘板73能夠開(kāi)閉在垂直壁10上所設(shè)置的上下兩層的兩個(gè)縫隙(液體流通口52),例如,如圖16(a)所示,在低處理運(yùn)轉(zhuǎn)接觸塔l的情況下,積存液體的液位低,閘板73幾乎不會(huì)從下降位置上升,在垂直壁10上所設(shè)的縫隙(液體流通口52)處于被關(guān)閉的狀態(tài),液流16僅從設(shè)在水平壁21上的縫隙(液體流通口52)噴出。如果氣液接觸塔1的處理量增加,積存部53內(nèi)的積存液體的液位升高,則受積存液體的浮力作用,閘板73上升至上升位置,垂直壁10的下層縫隙(液體流通孔52)被打開(kāi),開(kāi)始噴出液流16。如果處理量進(jìn)一步增加,則上層縫隙(液體流通口52)也打開(kāi),如圖16(b)所示,液流16從所有的縫隙噴出。此處,因積存液體的浮力作用而升降的閘板73的構(gòu)造并非局限于圖14圖16(b)所示的平板形狀,例如,也可以如圖17(a)所示,在閘板73a的下端部設(shè)置沿著水平壁21突出的突出板74,使整個(gè)閘板73a的斷面形狀呈L字型。在此情況下,如圖18(a)、圖18(b)所示,也能根據(jù)積存液體的液位,開(kāi)閉設(shè)在水平壁21、31上的縫隙(液體流通口52)。此處,也可以如圖17(b)所示,在閘板73b的預(yù)先確定的高度位置設(shè)置朝著上層室22內(nèi)橫向突出的浮力調(diào)整部件75,使整個(gè)閘板73b的斷面形狀呈T字型。通過(guò)設(shè)置浮力調(diào)整部件75,例如圖18(a)、圖18(b)所示,能夠根據(jù)積存液體的液位改變作用在閘板73b上的浮力。其結(jié)果,通過(guò)改變例如設(shè)置浮力調(diào)整部件75的高度位置,而能夠調(diào)整各個(gè)縫隙(液體流通口52)開(kāi)閉時(shí)積存部53內(nèi)的積存液體的液位。其中,受到積存液體的浮力作用而升降的閘板73、73a、73b并非局限于采用內(nèi)部中空的部件構(gòu)成的方式,例如,也可以采用塑料等比重比在氣液處理塔1中被處理的液體輕的部件構(gòu)成。對(duì)于以上說(shuō)明的室22、32、42的構(gòu)造的各種變形,例如,可以綜合考慮氣液接觸塔1的處理量、各個(gè)室22、32、42內(nèi)的氣體和液體的積存時(shí)間、吸收、分散的效率、所處理的氣體和液體的流動(dòng)性、和維護(hù)與建設(shè)的難易程度等后決定。而且,如圖19所示,本發(fā)明的氣液接觸塔1例如也能應(yīng)用在分離、精制液體的蒸餾塔中。圖19所示的氣液接觸塔l,在氣液接觸塔1的中層設(shè)置有例如供給被預(yù)先加熱的液體的液體供給部ll,在塔頂與塔底之間形成溫度梯度,使其接近符合各個(gè)室22、32內(nèi)的溫度的氣液平衡狀態(tài),由此,從塔頂?shù)臍怏w取出部14提取輕質(zhì)成分,從塔底的液體取出部12提取重質(zhì)成分。其中,圖19中的標(biāo)號(hào)61是用來(lái)使從氣體取出部14中被提取的氣體凝縮的冷凝器,標(biāo)號(hào)62是用來(lái)再加熱從液體取出部12中被提取的液體的再沸器(reboiler)。以上說(shuō)明了有關(guān)使氣體與液體接觸的氣液接觸塔1的實(shí)施方式及其變形例,但是,能夠在本發(fā)明的接觸塔中處理的流體組合并非局限于此。作為第2實(shí)施方式,例如,本發(fā)明也能適用于通過(guò)在塔內(nèi)上升的輕液(上升流體)與在塔內(nèi)下降的重液(下降流體)之間的液液接觸,例如用來(lái)進(jìn)行提取等的液液接觸塔la。圖20是表示第2實(shí)施方式中的液液接觸塔la的內(nèi)部狀態(tài)的縱截面模式示意圖,對(duì)于與第1實(shí)施方式同樣的構(gòu)造標(biāo)注與圖6相同的符號(hào)。在本實(shí)施方式中,除標(biāo)號(hào)11為重液供給部、標(biāo)號(hào)12為重液取出部、標(biāo)號(hào)13為輕液供給部、標(biāo)號(hào)14為輕液取出部之外,液液接觸塔la的整體構(gòu)造例如與圖l所示的氣液接觸塔l相同,因此,省略其圖示。此外,各個(gè)室22、32的構(gòu)造也與圖4所示的構(gòu)造相同,其圖示省略,與第1實(shí)施方式中的室22、32的不同點(diǎn)在于標(biāo)號(hào)51為輕液流通口、標(biāo)號(hào)52為重液流通口。在第2實(shí)施方式中的液液接觸塔la中,積存在上層室22、32中的重液利用其位能,通過(guò)以縫隙狀設(shè)置的重液流通口(噴出孔)52呈板狀(薄片狀、sheet)向下層室22、32噴出。另一方面,輕液從下層室22、32經(jīng)過(guò)在重液流通口52的正下方所設(shè)的縫隙狀的輕液流通口51,借助浮力上升,并且形成板狀(片狀)的液流,然后流入上層室22、32。圖20所示的液液接觸塔la采用重液為分散相、輕液為連續(xù)相的構(gòu)造,輕液的流速在設(shè)于重液流通口52附近的下方的輕液流通口51急速升高,在流速變成最大的狀態(tài)下流入上層室22、32,然后,隨著遠(yuǎn)離輕液流通口51,其流速急速下降。在該輕液所流入的區(qū)域中,如果呈板狀噴出的重液從縱向設(shè)置的多個(gè)重液流通口52突然流入其中,則重液的板狀液流如圖20所示,被變形放大成波板狀,液液界面積繼續(xù)擴(kuò)大,最終分裂變成多個(gè)液滴。而且,在上方的重液流通口52所產(chǎn)生的液滴下降,與在該一層之下至最下層的重液流通口52所產(chǎn)生的重液的板狀液或者從中分裂生成的液滴沖突,或者合二為一,或者分散或者分裂。在各個(gè)室22、32開(kāi)口的重液流通口52的數(shù)量和/或者面積越大,液滴的合成、分裂的頻率越高。在該液滴的生成過(guò)程中,重液與周?chē)妮p液的液液界面積變得極大,而且,由于生成后的液滴重復(fù)合成、分散、分裂,因此,物質(zhì)移動(dòng)加快,例如,能夠有效地進(jìn)行特定物質(zhì)的提取。而且,由于所生成的多個(gè)液滴大小、滴徑一致,難以生成微小的液滴,因此,例如不易發(fā)生溢流。此外,在該液液接觸塔la中,當(dāng)然也可應(yīng)用使用圖8圖ll所說(shuō)明的不同變形。另一方面,在界面張力大的提取系統(tǒng)、或者重液與輕液的粘度高的提取系統(tǒng)中,所生成的液滴直徑略大,有時(shí)無(wú)法有效地進(jìn)行提取。因此,如圖21所示,例如在作為由本實(shí)施方式的液液接觸塔la構(gòu)成的提取塔ld的塔底部的下方靜置部連有接脈動(dòng)發(fā)生器19,或者14并用通過(guò)送出空氣脈沖產(chǎn)生的脈動(dòng),進(jìn)一步縮小生成液滴,從而能夠更有效地進(jìn)行提取。其中,在圖21中,標(biāo)號(hào)11a是重液供給部、標(biāo)號(hào)12a是重液取出部、標(biāo)號(hào)13a是輕液供給部、標(biāo)號(hào)14a是輕液取出部。另一方面,在輕液采用分散相、重液采用連續(xù)相的情況下,如圖22所示的液液接觸塔lb所示,使圖4所示的室32的上下顛倒,該圖中的標(biāo)號(hào)51則變成重液流通口(記作重液流通口51a),標(biāo)號(hào)52變成輕液流通口(記作輕液流通口52a),這一點(diǎn)與圖20中所說(shuō)明的液液接觸塔la不同。在該液液接觸塔lb中,積存在下層室22、32的輕液利用其浮力,通過(guò)以縫隙狀設(shè)置的輕液流通口(噴出孔)52a呈板狀向上層室22、32噴出。另一方面,重液從上層室22、32經(jīng)過(guò)在輕液流通口52a的正上方所設(shè)的縫隙狀的重液流通口51a,利用其位能下降,并且形成板狀的液流,然后流入下層室22、32。其結(jié)果,在重液以其流速最大的狀態(tài),從設(shè)在輕液流通口52a附近的上方的重液流通口51a呈板狀流入的區(qū)域中,如果呈板狀從輕液流通口52a噴出的輕液突然流入其中,則輕液的板狀液流就如圖22所示,被變形放大成波板狀,液液界面擴(kuò)大,最終分裂變成多個(gè)液滴。而且,在縱向連續(xù)設(shè)置的輕液流通口52a中,在下方的輕液流通口52a所生成的液滴上升,與在該一層之上至最上層的輕液流通口52a所生成的輕液的板狀液或者從中分裂生成的液滴落沖突,或者合二為一,或者分散或分裂。在各個(gè)室22、32開(kāi)口的輕液流通口52a的數(shù)量和/或者面積越大,液滴的合成、分裂的頻率越高。結(jié)果,與前面使用圖20所說(shuō)明的液液接觸塔la同樣,重液與周?chē)妮p液的液液界面積變得極大,而且,由于生成后的液滴重復(fù)合成、分散、分裂,因此,物質(zhì)移動(dòng)加快,不僅能夠有效地進(jìn)行提取,而且,由于所生成的多個(gè)液滴大小、液滴直徑一致,難以生成微小的液滴,因此,不易發(fā)生溢流。此外,在該液液接觸塔lb中,例如也在水平壁21、31上設(shè)置朝著輕液流通口52a的方向逐漸變高的傾斜面,使其很容易地排出輕液,或者,上下層疊上層室22、32與下層室22、32的一部分,在天棚面(頂面)的水平壁21、31上也設(shè)置輕液流通口52a。另一方面,在界面張力大的提取系統(tǒng)、或者重液與輕液的粘度高的提取系統(tǒng)中,在有效地進(jìn)行提取方面,有時(shí)所生成的滴徑略大。因此,與前面的圖22的例子同樣,例如在作為由本實(shí)施方式的液液接觸塔lb構(gòu)成的提取塔的塔底部的下方靜止部連接脈動(dòng)發(fā)生器19,或者并用通過(guò)送出空氣脈沖產(chǎn)生的脈動(dòng),進(jìn)一步縮小生成液滴,從而能夠更有效地進(jìn)行提取。如以上說(shuō)明的那樣,在圖20和圖22所示的第2實(shí)施方式中,與使用圖27在
背景技術(shù):
中所說(shuō)明的液液接觸塔120相比,能夠以更強(qiáng)的流勢(shì)使呈板狀噴出的分散相的重量液(或者輕液)與連續(xù)相的輕液(或者重液)交叉,因此,能夠進(jìn)一步增大液滴生成時(shí)的液液界面面積,提高生成后的液滴的合成、分裂頻度,進(jìn)一步加快物質(zhì)移動(dòng)速度,能夠提高提取效率。而且,與現(xiàn)有技術(shù)的液柱狀的噴出不同,而是呈板狀噴出重液(或者輕液),因此,生成的液滴的大小、滴徑更加均勻,能夠抑制微小液滴的生成,例如能夠提高溢流速度。以上,在第l、第2實(shí)施方式中說(shuō)明的接觸塔l、la中,表示了用垂直壁10和水平壁21、31、41構(gòu)成的隔壁分隔圓筒狀的塔內(nèi)而形成多個(gè)室22、32、42的例子,但是,本發(fā)明所包含的接觸塔并非如這些例子所示地局限于在相鄰的室22、32、42中共用隔壁的接觸塔。例如,單獨(dú)制作具備立方體形狀的室22、32、42,分別用配管連接相鄰的室22、32、42的液體流通口52、氣體流通孔51,使其位于不同高度位置的接觸塔也包含在本發(fā)明中。實(shí)施例(實(shí)驗(yàn)l)制造一個(gè)其構(gòu)造與圖8(a)、圖8(b)所示的基本相同的氣液接觸塔1,對(duì)氣液接觸的狀態(tài)進(jìn)行了確認(rèn)。A.實(shí)驗(yàn)方法氣液接觸塔l的本體使用塔徑為210mm、高為1,200mm的透明的由氯乙烯制成的圓筒管,使用不銹鋼(SUS304)制成的隔壁(垂直壁10、水平壁21、31),形成室22、32、42。各個(gè)室22、32、42的高度為200mm,將層疊成5層的室列橫向排成三列來(lái)分離所述圓筒管內(nèi)。各個(gè)室22、32、42的側(cè)面的構(gòu)造與圖3(b)所示基本相同,液體流通口52的縫隙的上下方向的高度為3mm,氣體流通口51的縫隙的上下方向的高度為10mm。從液體供給部11向上述氣液接觸塔1供給水,從氣體供給部13供給空氣,并使它們對(duì)流接觸。(實(shí)施例1)以空塔速度0.5m/s供給空氣,按照0.5、1.0、1.5cm/s改變水的空塔速度。(實(shí)施例2)空氣的空塔速度為1.Om/s,在與實(shí)施例1相同的條件下改變水的空塔速度。(實(shí)施例3)空氣的空塔速度為1.5m/s,在與實(shí)施例1相同的條件下改變水的空塔速度。(實(shí)施例4)空氣的空塔速度為1.Om/s,取代水而供給作為發(fā)泡性水溶液的低濃度(0.5wt%)乙醇水溶液,按照0.5、1.0、1.5cm/s改變空塔速度。(實(shí)施例5)空氣的空塔速度為1.Om/s,取代水而在水中混入作為發(fā)泡性水溶液的微量的界面活性劑TRITONX-100(5mg/L),按照0.5、1.0、1.5cm/s改變空塔速度。B.實(shí)驗(yàn)結(jié)果根據(jù)目測(cè)觀(guān)察的氣液狀態(tài)的觀(guān)測(cè)結(jié)果可以確認(rèn),在(實(shí)施例1)(實(shí)施例3)中任意一個(gè)條件下,在各個(gè)室22、32內(nèi),水都會(huì)變成液滴后分散,然后從氣相分離,在積存部53中形成積存液體。在(實(shí)施例4)和(實(shí)施例5)中,確認(rèn)了完全沒(méi)有產(chǎn)生泡沫。如果將氣體分散在低濃度乙醇水溶液、含有微量界面活性劑的水溶液中,則在液體的上層部生成氣泡層,因此,就會(huì)出現(xiàn)在板式塔的氣液接觸中產(chǎn)生泡沫,處理能力下降這樣的問(wèn)題。但是,如本例所示,如果使液滴分散在氣體中,則能夠避免產(chǎn)生泡沫,不會(huì)生成氣泡層,因此,能夠有效地防止氣泡所導(dǎo)致的處理能力下降。(實(shí)驗(yàn)2)按照與圖9所示相同的方法,在垂直壁10和水平壁21、31上設(shè)置液體流通口52,在垂直壁IO—側(cè)的液體流通口52的正下方位置設(shè)置氣體流通口51,制造列數(shù)為2的室22、32(圖23),并將其組裝在已設(shè)的蒸餾塔中,然后進(jìn)行蒸餾試驗(yàn)、放散試驗(yàn)。A.實(shí)驗(yàn)方法蒸餾塔的內(nèi)徑為198mm,高為3,300mm,在其中設(shè)置2列7層(共計(jì)14層)的室22、32。各個(gè)室22、32的高度為400mm,氣體流通口51的寬度為20mm,液體流通口52在水平壁上設(shè)置2列3mm寬的縫隙,在垂直壁上設(shè)置3列3mm寬的縫隙。此外,該蒸餾塔在塔底部配備有再沸器62,在塔頂部配備有冷凝器61。16首先,使用乙苯-氯苯混合液,在全還流條件(全回流條件)下進(jìn)行蒸餾試驗(yàn)。下面,向蒸餾塔的塔頂供給作為原料的乙苯與氯苯的混合物,然后改變?cè)瞎┙o量和再沸器62的溫度,在無(wú)還流(無(wú)回流)的條件下進(jìn)行放散試驗(yàn)。在任意一個(gè)實(shí)驗(yàn)中,都將來(lái)自塔頂?shù)恼羝麑?dǎo)向冷凝器61,將壓力保持在大氣壓下。(實(shí)施例6)將乙苯-氯苯混合液(乙苯重量分率0.50、氯苯重量分率0.50)裝入蒸餾塔的塔底后,將其一部分送入再沸器62,并將再沸器(reboiler)出口的液體送回塔底,并且使塔底液的溫度上升至規(guī)定溫度。從塔頂流出的蒸汽被導(dǎo)入冷凝器61,使其冷卻液化后,使全部留出液流回塔頂。將冷凝器61的壓力保持在大氣壓下,再沸器出口、塔底、塔頂?shù)母鱾€(gè)液體溫度、回流流量固定后,對(duì)塔頂液體、塔底液體進(jìn)行采樣,使用氣相色譜儀進(jìn)行分析。表1表示出達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)塔頂液體、塔底液體的測(cè)定結(jié)果。(實(shí)施例7)向放散塔的塔頂連續(xù)供給乙苯-氯苯混合液(乙苯摩爾分率O.379、氯苯摩爾分率0.621),從塔頂提取所有留出液體、從塔底提取沉積液。在達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后,對(duì)塔頂液體、塔底液體進(jìn)行采樣,使用氣相色譜儀進(jìn)行分析。表2表示出測(cè)定結(jié)果。(實(shí)施例8)與實(shí)施例7相比,大約增加17%供給放散塔的原料(乙苯摩爾分率O.426、氯苯摩爾分率0.574),采用相同的方法運(yùn)轉(zhuǎn),采取數(shù)據(jù)。表2表示出測(cè)定結(jié)果。(表l)<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>(表2)<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>B.實(shí)驗(yàn)結(jié)果根據(jù)(表l)所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,在(實(shí)施例6)的整個(gè)回流蒸餾試驗(yàn)中,與裝入時(shí)的組成相比,在塔頂部低沸點(diǎn)的氯苯(132°C)的濃度增高,在塔底部高沸點(diǎn)的乙苯(136.2°C)的濃度增高,因此,在蒸餾塔內(nèi)進(jìn)行兩種成分的分餾。當(dāng)再沸器62的出口溫度為137.4t:,來(lái)自冷凝器61的回流量為261kg/h時(shí),由所測(cè)定的塔頂、塔底的各組成(摩爾分率(molfr.))計(jì)算的理論隔壁數(shù)(層數(shù))為6.9層,總室效率為49%。根據(jù)(表2)所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,在(實(shí)施例7)、(實(shí)施例8)任意一個(gè)實(shí)施例中,與混合液的FEED(供給)組成相比,在來(lái)自塔頂部的留出液中,低沸點(diǎn)的氯苯濃度增高,在來(lái)自塔底部的底部殘留液(罐底液)中,高沸點(diǎn)的乙苯濃度增高,因此,在蒸餾塔內(nèi),進(jìn)行輕質(zhì)成分的放散。在(實(shí)施例7)的放散試驗(yàn)中,如果將再沸器62的出口溫度保持在136.4t:,將供給放散塔的原料供給量設(shè)定為260kg/h,則餾出量就會(huì)變?yōu)?53kg/h,底部殘留量(罐底量、bottomproduct)變?yōu)?kg/h,總室效率為50%。而且,在增大處理量(實(shí)施例8)的放散試驗(yàn)中,如果將再沸器62的出口溫度保持在136.6t:,將供給放散塔的原料供給量設(shè)定為305kg/h,則留出量會(huì)變?yōu)?38kg/h,底部殘留量變?yōu)?7kg/h,總室效率為64%。如果提高處理量,增加各個(gè)室中的積存液體量,則接觸效率就會(huì)得到提高。(實(shí)驗(yàn)3)在以下的比較例和實(shí)施例中,均進(jìn)行液液提取操作,使用乙酸乙酯80vol%+環(huán)己烷20vol^的混合溶劑(以下稱(chēng)作溶劑),從濃度為29wt^的乙酸水溶液(以下稱(chēng)作原料)中提取乙酸。(比較例1)作為提取裝置,使用了具有圖24所示構(gòu)造的堰板式液液提取塔120(專(zhuān)利文獻(xiàn)3)。該液液提取塔120的內(nèi)徑為208mm,擱板121的液體流路123的開(kāi)口面積比(液體流路面積/塔截面積)為32%,作為分散相液體流路,按照100mm的隔壁間隔,設(shè)置25層具有4個(gè)25mmX20mm的矩形開(kāi)口部124的堰板式擱板121。原料為重液,溶劑為輕液,前者作為分散相,溶劑比(溶劑/原料的重量比)選作2/1,溫度大約為20°C,在大氣壓下使液體與液體對(duì)流接觸。當(dāng)原料供給量為218kg/h,溶劑(乙酸濃度0%)供給量為436kg/h時(shí),提取殘留量的液流量為131kg/h,乙酸濃度為2.3wt%。通過(guò)液液平衡計(jì)算求出一個(gè)理論級(jí)當(dāng)量高度(以下稱(chēng)作"HETS")為0.64m。增加原料和溶劑的供給量,當(dāng)原料為335kg/h,溶劑為670kg/h時(shí),產(chǎn)生泡沫。(實(shí)施例9)作為提取裝置,使用具備圖25所示的構(gòu)造的本發(fā)明的實(shí)施方式的室式提取裝置(液液接觸塔lc)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在內(nèi)徑為208mm的塔內(nèi)設(shè)置3列12層的室22、32、42,各個(gè)室22、32、42的高度為200mm,重液流通口52的縫隙寬度為5mm,并且設(shè)置有2列,輕液流通口51的寬度為20mm。除原料和溶劑的供給量之外,其余條件與比較例1相同。當(dāng)原料供給量為218kg/h,溶劑(乙酸濃度0%)供給量為436kg/h時(shí),提取殘留量的液流量為132kg/h,乙酸濃度為1.5wt%。通過(guò)液液平衡計(jì)算求出HETS為0.54m。當(dāng)原料供給量為335kg/h,溶劑(乙酸濃度0%)供給量為670kg/h時(shí),提取殘留量的液流量為205kg/h,乙酸濃度為1.2wt%。通過(guò)液液平衡計(jì)算求出一個(gè)理論級(jí)當(dāng)量高度(以下稱(chēng)作"HETS")為0.49m。增加原料和溶劑的供給量,當(dāng)原料為450kg/h,溶劑為900kg/h時(shí),產(chǎn)生泡沫。如果對(duì)比較例1與本發(fā)明的處理量、提取效率進(jìn)行概括,則如表3所示。(表3)19<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>*)發(fā)生溢流根據(jù)(表3)所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,在液供給量為相同條件(原料218kg/h、溶劑436kg/h)的情況下,將(比較例l)的堰板式的液液提取塔120與(實(shí)施例9)的室式的液液提取塔lc的提取實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,(實(shí)施例9)與(比較例1)相比,其HETS值大約小15.6%,提取效率好。此外,即使是在(比較例1)中產(chǎn)生泡沫的液供給量(原料335kg/h、溶劑670kg/h),在(實(shí)施例9)中也不會(huì)產(chǎn)生泡沫,能夠進(jìn)行提取操作。權(quán)利要求一種接觸塔,在所述接觸塔中,從塔內(nèi)的下部供給作為氣體的上升流體,并且從所述塔內(nèi)的上部供給作為液體的下降流體,使氣體和液體對(duì)流接觸,所述接觸塔的特征在于按照沿上升流體和下降流體的流路相互鄰接的上層室與下層室位于不同高度位置的方式,多層設(shè)置形成所述上升流體和下降流體的對(duì)流接觸空間的室,所述上層室與所述下層室被隔壁所分隔,在各層隔壁中,在所述上層室的下部設(shè)置有下降流體噴出孔,以使被該隔壁阻擋而積存的下降流體向所述下層室噴出,并且在比下降流體積存區(qū)域更靠上方一側(cè)設(shè)置有來(lái)自該下層室的上升流體流入該上層室的上升流體流入口。2.如權(quán)利要求l所述的接觸塔,其特征在于為了防止流經(jīng)下層室的上升流體通過(guò)該下降流體噴出孔流入上層室,在所述下降流體噴出孔中設(shè)置有根據(jù)被所述隔壁所阻擋的下降流體的量而開(kāi)閉的第1閘門(mén)。3.如權(quán)利要求2所述的接觸塔,其特征在于所述第1閘門(mén)被設(shè)置在該下降流體噴出孔的流出側(cè),被第1施力單元施加作用力而關(guān)閉,根據(jù)積存在上層室的下降流體的壓力抵抗所述第1施力單元所施加的作用力而打開(kāi)。4.如權(quán)利要求2所述的接觸塔,其特征在于所述下降流體噴出孔被設(shè)置在室的側(cè)面,所述第1閘門(mén)構(gòu)成為在關(guān)閉該下降流體噴出孔的下降位置與打開(kāi)該下降流體噴出孔的上升位置之間升降,通過(guò)積存在上層室的下降流體的浮力從下降位置上升。5.如權(quán)利要求4所述的接觸塔,其特征在于所述下降流體噴出孔還被設(shè)置在室的底面,所述第1閘門(mén)構(gòu)成為在所述下降位置關(guān)閉該底面的下降流體噴出孔。6.如權(quán)利要求4所述的接觸塔,其特征在于所述第1閘門(mén)包括朝上層室一側(cè)在橫向突出的浮力調(diào)整部件。7.如權(quán)利要求1所述的接觸塔,其特征在于在所述上升流體流入口設(shè)置有第2閘門(mén),該第二閘門(mén)根據(jù)從下層室流入上層室的上升流體的壓力開(kāi)閉該上升流體流入口的一部分。8.如權(quán)利要求7所述的接觸塔,其特征在于所述第2閘門(mén)被設(shè)置在所述上升流體流入口的流出側(cè),被第2施力單元施加作用力而關(guān)閉,根據(jù)上升流體的壓力抵抗所述第2施力單元所施加的作用力而打開(kāi)。9.一種接觸塔,在該接觸塔中,從塔內(nèi)的下部供給作為液體的上升流體,并且從所述塔內(nèi)的上部供給作為液體的下降流體,使液體與液體對(duì)流接觸,該接觸塔的特征在于按照沿上升流體和下降流體的流路相互鄰接的上層室與下層室位于不同高度位置的方式,多層設(shè)置形成所述上升流體和下降流體的對(duì)流接觸空間的室,所述上層室與所述下層室被隔壁所分隔,在各層隔壁中,在所述上層室的下部設(shè)置有下降流體噴出孔,積存在該上層室中的下降流體利用其位能向所述下層室噴出,并且在比下降流體噴出孔更靠上方一側(cè)設(shè)置有來(lái)自該下層室的上升流體通過(guò)其浮力流入該上層室的上升流體流入口。10.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求9所述的接觸塔,其特征在于所述上層室與所述下層室具有其一部分相互上下層疊的位置關(guān)系,所述下降流體的噴出孔被設(shè)置在所述上層室的下部側(cè)面和底面兩者中的至少一個(gè)上。11.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求9所述的接觸塔,其特征在于所述下降流體的噴出孔由在橫向或縱向延伸的縫隙或者在橫向或縱向排列多個(gè)的孔部構(gòu)成。12.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求9所述的接觸塔,其特征在于所述上升流體的流入口由在橫向或縱向延伸的縫隙或者在橫向或縱向排列多個(gè)的孔部構(gòu)成。13.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求9所述的接觸塔,其特征在于所述室的底面按照向著在該室上所設(shè)置的噴出孔的方向降低的方式傾斜。14.一種接觸塔,在該接觸塔中,從塔內(nèi)的下部供給作為液體的上升流體,并且從所述塔內(nèi)的上部供給作為液體的下降流體,使液體與液體對(duì)流接觸的,所述接觸塔的特征在于按照沿上升流體和下降流體的流路相互鄰接的上層室與下層室位于不同高度位置的方式,多層設(shè)置形成所述上升流體和下降流體的對(duì)流接觸空間的室,所述上層室與所述下層室被隔壁所分隔,在各層隔壁中,在所述下層室的上部設(shè)置有積存在該下層室中的上升流體通過(guò)其浮力向所述上層室噴出的上升流體噴出孔,并且在比上升流體噴出孔更靠下方一側(cè)設(shè)置有來(lái)自該上層室的下降流體利用其位能流入該下層室的下降流體流入口。15.如權(quán)利要求14所述的接觸塔,其特征在于所述上層室與所述下層室具有其一部分相互上下層疊的位置關(guān)系,所述上升流體的噴出孔被分別設(shè)置在所述下層室的上部側(cè)面和頂面兩者中的至少一個(gè)上。16.如權(quán)利要求14所述的接觸塔,其特征在于所述上升流體的噴出口由在橫向或縱向延伸的縫隙或者在橫向或縱向排列多個(gè)的孔部構(gòu)成。17.如權(quán)利要求14所述的接觸塔,其特征在于所述下降流體的流入口由在橫向或縱向延伸的縫隙或者在橫向或縱向排列多個(gè)的孔部構(gòu)成。18.如權(quán)利要求1、權(quán)利要求9或權(quán)利要求14所述的接觸塔,其特征在于配置多列將多個(gè)所述室縱向配置成一列的室列,屬于各個(gè)室列的室和與該室相鄰的室列的室被配置在不同的高度位置。19.如權(quán)利要求18所述的接觸塔,其特征在于所述各室列沿著一個(gè)方向橫向排列。20.如權(quán)利要求18所述的接觸塔,其特征在于接觸塔形成為圓筒狀,所述各個(gè)室列以同心圓狀橫向排列。全文摘要本發(fā)明的目的在于提供一種能夠在良好的分散狀態(tài)下使兩相流體接觸并且容易構(gòu)筑成多層化的接觸塔。接觸塔(1)的內(nèi)部被隔壁(垂直壁(10)、水平壁(21、31))分隔成多個(gè)室(22、32),各個(gè)室(22、32)形成為在該接觸塔(1)內(nèi)上升的上升流體與在接觸塔(1)內(nèi)下降的下降流體的對(duì)流接觸空間。在各層垂直壁(10)上所設(shè)的下降流體噴出孔(52)使被隔壁阻擋而積存的下降流體向相鄰的下層室(22、32)噴出,在比該噴出孔(52)更靠上方一側(cè)設(shè)置的上升流體流入口(51)使下層室(22、32)的上升流體流入。文檔編號(hào)B01J10/00GK101784334SQ20088010340公開(kāi)日2010年7月21日申請(qǐng)日期2008年8月13日優(yōu)先權(quán)日2007年8月16日發(fā)明者中山喬申請(qǐng)人:日揮株式會(huì)社