規則充てん物を用いた充てん精留塔の流動特性

• 研究課題/領域番号: 08650886
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 化学工学一般
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 浅野 康一 東京工業大学, 工学部, 教授 (10016389)
• 研究期間 (年度): 1996
• 研究課題ステータス: 完了 (1996年度)
• 配分額: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円); 1996年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
• キーワード: 充てん塔 / 規則充てん物 / 圧力損失 / 液ホールドアップ / ロ-ディング / フラッディング点 / 濡れ特性

研究概要

本研究は、規則充てん物を用いた充てん精留塔の流動特性を検討する目的で、スルザ-社製規則充てん物、「ラボパッキングEX」を充てんしたガラス製充てん塔を用いて、水-空気、水-炭酸ガス、グリセリン-空気および灯油-空気系の4つの系で圧力損失および液ホールドアップの測定を行い、それらのデータをもとに規則充てん物に対するロ-ディング点、フラッディング点および充てん物の濡れ特性について実験的立場から検討したものである。
圧力損失はガス流量および液流量の増加にともない増加することがわかった。一方、液ホールドアップは低ガス流量域で一定の値をとり、その値は液流量の増加にともない増加することがわかった。両者のデータを比較したところ、ロ-ディング点は液ホールドアップのデータから容易に決定できることがわかった。また、規則充てん物のロ-ディング点およびフラッディング点をそれぞれ不規則充てん物に関する大竹の式およびEckertの式と比べたところ、いずれも規則充てん物の場合の方が不規則充てん物に比べて大きくなることがわかった。このことから、規則充てん物の流動特性は不規則充てん物のそれに比べて高性能であることがわかった。
液ホールドアップが一定の領域のデータについて、液が充てん物表面を均一に流れていると仮定して得られる液膜厚さの実測値とNusseltモデルによる理論値と比較したところ、液膜厚さの実測値は理論値よりも大きな値を示していることがわかった。このことから、充てん塔内を流れる液は充てん物上を均一に流れていると判断された。