CN113316483A - 喷嘴、固体物质提取装置、固体物质提取系统和固体物质提取方法 - Google Patents

喷嘴、固体物质提取装置、固体物质提取系统和固体物质提取方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供能够实现从管体提取固体物质的作业的作业效率和作业精度的提高的喷嘴、固体物质提取装置、固体物质提取系统和固体物质提取方法。喷嘴(100)具有：使气体流通的流道(140)、形成于流道(140)的前端侧的前端开口部(111)、形成于流道(140)的基端侧的基端开口部(121)、以及形成于比前端开口部(111)靠基端侧的位置并将在流道(140)流动的气体的一部分向基端侧排出的侧孔，朝向流道的方向形成有一个以上前端开口部，沿流道的周向形成有一个以上侧孔，当从基端开口部供给气体时，从一个以上前端开口部排出的气体流量(Q1a)与从一个以上侧孔排出的气体流量(Q1b)的比率(Q1a/Q1b)为0.05～0.7。

Description

喷嘴、固体物质提取装置、固体物质提取系统和固体物质提取 方法
技术领域
本发明涉及一种用于对填充在例如多管式反应器的反应管等管体内的颗粒状的固体物质进行提取的喷嘴、固体物质提取装置、固体物质提取系统以及固体物质提取方法。
背景技术
在石油化工行业领域中，利用管式反应器进行许多接触反应，如碳氢化合物的裂解反应、重整反应、氧化反应、氨氧化反应和还原反应等。用于这些反应的反应器配备有数千至数万个反应管(以下，有时简称为“管体”)，反应管内填充有适合各个接触反应的催化剂、非活性材料等颗粒状固体物质(以下，有时将在管体内部填充的催化剂等颗粒状固体物质称为“填充物”)。例如，在专利文献1中公开了如下方法：在填充有以钼、铋和铁为必要构成成分的第一级反应用催化剂的层和填充有以钼和钒为必要构成成分的第二级反应用催化剂的层之间设置非活性材料的填充层，并使用一个换热型多管式反应器通过两步接触气相氧化反应来从丙烯合成丙烯酸。
当用于这些接触反应的催化剂等填充物在化工厂中长期使用时，由于中毒、结焦、烧结等原因而使活性、选择性等催化功能受到损害，或者机械强度降低，或者压力损失增加，从而使工厂的稳定和高效运行变得不可能。因此，将性能变差的催化剂等固体物质从管中提取出，以由其他的新的催化剂取代。此外，在对反应器、管体进行维修或检查时，有时也会实施将催化剂等固体物质从管体中提取出的作业。
作为从反应器内的管体中提取这些催化剂等固体物质的方法，例如，已知有使用在管体的下端形成的开口部的方法。在这种方法中，作业者进入反应器内部，将棒状的部件等插入在管体的下端形成的开口部以推起催化剂等填充物，并使管体内部的固体物质松动的同时落下。
在上述方法中，每当作业者用棒状的部件推起时，填充于管体内部的催化剂等固体物质和/或固体物质的粉碎物就会落下，从而降落到作业者身上。此外，由于作业场所因产生大量粉尘而变得环境恶劣，作业者不可避免地要穿戴防尘服、防尘面具、护目镜、手套等。因此，从效率和卫生的角度来看，基于上述方法的提取作业不能说是一种理想的方法。
在专利文献2记载的方法中，考虑到上述问题，例如，作为第一实施方式，采用了如下作业过程：通过插入管体内部的吸管来产生吸力，而从在管体上端形成的开口部提取固体物质。此外，作为第二实施方式，为了更高效地提取固体物质，采用了如下作业过程：通过在管体内部产生吸力的同时从插入管体内部的喷射管向固体物质排出空气等气体，从而使管体内部的填充物流动以进行提取。
与作业者以手动作业从在管体下端形成的开口部提取填充物的方法相比，上述方法能够提高作业效率。此外，由于被吸管吸到管体上端侧的填充物能直接送入收集用的容器、泵车，因此填充物不会落在作业者身上，卫生状况也能得到改善。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11-130722号公报
专利文献2：日本特开2007-90215号公报
发明内容
(发明要解决的问题)
然而，在专利文献2中作为第二实施方式记载的方法中，例如，以下方面被作为问题提出。
当将气体向填充于管体的催化剂等固体物质排出时，如果气体的排出量(喷射量)过大，则大量的固体物质因气体的喷射而流动，一下子被卷到管体的上端侧。其结果，容易发生固体物质被夹在插入管体内部的气体排出用软管或喷射管与反应管内壁之间的二次堵塞(桥)，每次都需要中断提取作业来进行清除堵塞的处理，因此提取作业的效率就会降低。此外，由于一次性提取了大量的固体物质，因而不需要提取的固体物质也会被提取出来，提取量的精度也会下降。
另一方面，如果向填充于管体的固体物质排出的气体量过小，则管体中的固体物质变得难以流动，卷到在管体上端形成的开口部侧的固体物质量减少，提取效率下降。此外，当气体排出量极小时，固体物质不会移动到管体的上端，固体物质有时根本无法被提取出来。在这种情况下，有必要在管体内部产生极大的吸力，以便使固体物质向在管体上端形成的开口部侧移动，但是，如果产生过大的吸力，则产生从管体下端的开口部侧流向管体上端部侧的气体上流，且固体物质向管体的上端侧流动。因此，在如专利文献1记载的不同种类的固体物质在管体内部层状填充的情况下，当只有填充在上层侧的固体物质被选择性地提取时，如果发生上述那样的气体上流所导致的固体物质流动，则填充在下层侧的固体物质有可能与填充在上层侧的固体物质一起被提取出来。
如上所述，在如专利文献2记载的从管体中提取颗粒状固体物质的作业中采用向固体物质排出气体的方法的情况下，如果没有适当地调整在使固体物质流动的同时向管体的上端侧移动的气体的吹气量、抽吸量的设定，则可能因此而降低作业效率，或者发生提取精度的降低而使原本不需要提取的固体物质被提取。
鉴于与固体物质提取方法有关的常规技术，本发明的发明人们着眼于以下问题而完成了本发明，即，在如专利文献2的实施方式2记载的固体物质提取方法中，当气体从插入管体内部的喷射管向固体物质排出以使管体内部的固体物质流动时，如果分别适当调整从喷出管排出气体以使固体物质流动的气体流量和用于使流动的固体物质向在管体上部形成的开口部侧顺畅地移动的气体流量，则能否解决上述问题。
换言之，本发明的目的是提供一种能够实现从管体提取固体物质的作业的作业效率和作业精度的提高的喷嘴、固体物质提取装置、固体物质提取系统和固体物质提取方法。
(用于解决问题的技术方案)
本发明的一个方式涉及的喷嘴，能与向填充有颗粒状的固体物质的管体供给气体的导管连接，所述喷嘴具有：流道，使所述气体流通；前端开口部，形成于所述流道的前端侧；基端开口部，形成于所述流道的基端侧；以及侧孔，形成于比所述前端开口部靠基端侧的位置，并将在所述流道流动的所述气体的一部分向基端侧排出，朝向所述流道的方向形成有一个以上所述前端开口部，沿所述流道的周向形成有一个以上所述侧孔，当从所述基端开口部供给所述气体时，从一个以上所述前端开口部排出的气体流量(Q1a)与从一个以上所述侧孔排出的气体流量(Q1b)的比率(Q1a/Q1b)为0.05～0.7。
本发明的另一方式涉及的固体物质提取方法，在从与导管连接的喷嘴向填充有颗粒状的固体物质的管体供给气体的同时，在所述管体的内部产生吸力以将所述固体物质向所述管体的外部提取，所述气体的供给包括如下过程：在从朝所述喷嘴的流道的方向形成于所述喷嘴的一个以上前端开口部向填充于所述管体的所述固体物质排出所述气体的同时，从沿所述喷嘴的周向形成于所述喷嘴的一个以上侧孔向所述喷嘴的基端侧排出所述气体，从一个以上所述前端开口部排出的气体流量(Q1a)与从一个以上所述侧孔排出的气体流量(Q1b)的比率(Q1a/Q1b)为0.05～0.7。
(发明效果)
根据本发明，在提取填充于管体内部的颗粒状固体物质时，能够适当地调整为了使填充的固体物质流动而朝向固体物质排出的气体的排出量和为了使流动的固体物质移动至管体的上端开口部侧而排出的气体的排出量之间的平衡。因此，能够抑制通过排出到管体内部的气体而从管体内部提取期望以上数量的固体物质的状况，并能够在提高提取固体物质的作业效率的同时提高提取的精度。
附图说明
图1是将实施方式涉及的提取装置的一部分放大表示的立体图。
图2是实施方式涉及的喷嘴的俯视图。
图3是从图2所示的箭头3方向观察的喷嘴的主视图。
图4是从图2所示的箭头4方向观察的喷嘴的后视图。
图5是喷嘴和导管的沿纵向的纵剖视图。
图6是将图5中所示的虚线6所包围的部分放大表示的图。
图7是变形例涉及的喷嘴的主视图。
图8是概要表示实施方式涉及的反应器的图。
图9是表示实施方式涉及的管体内部的剖视图。
图10是用于说明实施方式涉及的固体物质的提取方法的剖视图。
图11是用于说明实施方式涉及的固体物质的提取方法的剖视图。
图12是用于说明实施方式涉及的固体物质的提取方法的剖视图。
图13是用于说明实施方式涉及的固体物质的提取方法的剖视图。
图14是用于说明实施方式涉及的固体物质的提取方法的剖视图。
具体实施方式
下面参照附图来对本发明的实施方式进行说明。下面的描述并不是为了限制请求保护范围中记载的技术范围、术语的含义。为了方便解释，图中的尺寸比例是夸张的，可能与实际比例不同。此外，说明书中显示的范围“X～Y”意味着“X以上且Y以下”。
图1～图7是表示实施方式涉及的固体物质提取装置(以下简称为“提取装置”)10、喷嘴100和导管200的图，图8是概要地表示实施方式涉及的固体物质提取系统(以下简称为“提取系统”)1和反应器500的图，图9是表示实施方式涉及的管体510的内部513的剖视图，图10～图14是用于说明实施方式涉及的固体物质提取方法(以下简称为“提取方法”)的剖视图。
例如，如图8、图9所示，可以实施本实施方式涉及的提取方法以将填充于在化工厂设置的反应器500的管体510的内部513的颗粒状固体物质(以下简称为“固体物质”)M1提取到管体510的外部。
管体510是反应管，该管体填充有例如颗粒状的催化剂、颗粒状的陶瓷(例如二氧化硅的球体、氧化铝的球体、氧化锆的球体)、颗粒状的金属拉丝环等。在管体510的高度方向(图8、图9中所示的箭头z1-z2方向)的上端，形成有上端开口部511，该上端开口部与管体510的外部连通。在管体510的高度方向的下端，形成有下端开口部512，该下端开口部与管体510的外部连通。根据作为用途的接触反应，反应管体510可以形成为：例如，内径为10mm～60mm，高度为1000mm～15000mm。
在管体510的内部513可以只填充相同种类的固体物质，或者例如如图8和图9所示那样在管体510的高度方向的不同位置填充由不同种类的固体物质M1和M2构成的多个层L1、L2。当管体510的内部513填充有不同种类的固体物质时，第一层L1可以由颗粒状固体物质M1构成，第二层L2可以由颗粒状固体物质M2构成。固体物质M1可以是，例如，外径形成为1mm～15mm的、球形的接触反应用的催化剂。例如，固体物质M2可以使用具有与固体物质M1不同的形状或成分的接触反应用的催化剂、成形为环形状(环状)的金属拉丝环。尽管省略图示，但在管体510的内部513中，在管体510的比第二层L2更低的下端侧，可以再由与固体物质M1或固体物质M2相同或不同种类的颗粒状固体物质形成其他的层。
管体510不限于在化工厂设置的反应器500的反应管。另外，各固体物质M1和M2的种类不限于例示的那些。此外，各固体物质M1和M2的形状、大小也不受限制。另外，各固体物质M1、M2被填充到管体510的内部513的形式(有无形成层、各层的高度、层的数量等)不受限制。此外，管体510可以不像图8所示那样在铅垂方向上配置，例如，该管体可以在倾斜方向、水平方向上配置。
(喷嘴)
喷嘴100是能够与导管200连接的喷嘴，该导管向填充有颗粒状固体物质M1、M2的管体510供给气体。如图1、图2、图5所示，喷嘴100具有：使气体流通的流道140、在流道140的前端侧形成的前端开口部111、在流道140的基端侧形成的基端开口部121、以及形成于比前端开口部111靠基端侧的位置且将在流道140流动的气体的一部分向基端侧排出的侧孔。朝着流道140的方向形成有一个以上前端开口部111，且沿着流道140的周向形成有一个以上侧孔。喷嘴100可以有例如在图1中用符号151、152、153、154、155、156表示的六个侧孔。喷嘴100设置有前端开口部111和侧孔，从而使得当向比喷嘴100的基端开口部121靠前端侧供给气体时，从一个以上前端开口部111排出的气体流量(Q1a)和从一个以上侧孔排出的气体流量(Q1b)的比率(Q1a/Q1b)为0.05～0.7。
在各图中，喷嘴100的纵向用符号X表示，与纵向正交的第一方向用符号Y表示，与纵向和第一方向分别正交的第二方向用符号Z表示。在本说明书的说明中，喷嘴100的前端侧意指向管体510内插入的插入方向的前端侧(图2的左侧和图5的下侧)，喷嘴100的基端侧意指与喷嘴100相连的导管200被配置的一侧(图2的右侧和图5的上侧)。
如图10所示，作用如下：从喷嘴100的前端开口部111排出的气流a1主要用于使在管体510的内部513填充的固体物质M1松动，且从喷嘴100的一个以上侧孔排出的气流a2主要用于将松动的固体物质M1向管体510的上端开口部511推起(移动)。其结果，能够将固体物质M1高效地向管体510的外部提取。
如图1、图2、图3所示，喷嘴100可以具有：前端部110、基端部120、以及位于前端部110和基端部120之间的主体部130。
前端部110可以形成为具有外径向前端侧减小的锥形形状。再有，前端部110的形状没有特别限制。例如，前端部110可以具有前端向前端侧圆状弯曲的形状，或者也可以以恒定的外径向前端侧大体直线状延伸。
主体部130可以形成为例如在前端部110和基端部120之间以大体恒定的外径延伸。基端部120可以形成为例如具有与主体部130大体相同的外径。
例如，喷嘴100可以由金属材料形成。例如，可以使用SUS来作为形成喷嘴100的金属材料。然而，形成喷嘴100的材料并没有特别限制。喷嘴100可以由SUS以外的金属材料形成，也可以由树脂等金属材料以外的材料形成。
主体部130的截面形状(由Y-Z平面表示的正交截面形状)可以形成为例如大体圆形。为了使喷嘴100的主体部130的截面形状为圆形，例如，可以通过在具有六边形截面形状的管状部件的平坦的六个平面上各形成一个侧孔，然后在该管状部件的各平面上施行倒角处理来进行制造以使管状部件的截面形状形成为圆形。再有，主体部130的截面形状不限于圆形。例如，主体部130的截面形状可以是椭圆形，也可以是六边形等多边形。然而，当主体部130的截面形状为圆形时(换言之，主体部130的外部形状为圆筒形状)，向喷嘴100的基端侧移动的固体物质M1难以被夹在喷嘴100和管体510的内壁之间。因此，在实施固体物质M1的提取作业时，可以使固体物质M1顺畅地朝管体510的上端侧移动，并且可以抑制在管体510的内部发生固体物质M1的二次堵塞。
如图2、图5所示，流道140可以形成为具有：形成于前端部110内部的第一部位141、形成于主体部130内部的第二部位142、以及形成于基端部120内部的第三部位143。
流道140可以形成为具有圆形截面形状(Y-Z平面内所示的正交截面的形状)。例如，如图5所示，第一部位141可以形成为具有比第二部位142和第三部位143更小的直径(流道直径)。此外，在第一部位141和第二部位142之间可以形成直径向前端侧逐渐变小的过渡部分。再有，第三部位143的形成可以省略。此外，第一部位141和第二部位142可以具有大体相同的直径，也可以具有不同的直径。
如图2、图5所示，在第三部位143可以形成台阶部143a，该台阶部用于将导管200的前端部210插入并连接到喷嘴100的基端部120。此时，导管200可以以导管200的前端部210抵接配置于台阶部143a的状态与喷嘴100固定。只要形成基端开口部121的位置比喷嘴100的一个以上侧孔更靠近基端侧并且能够向流道140内供给气体，则没有特别限制。虽然将导管200和喷嘴100固定的方法没有特别限制，但可以根据导管200和喷嘴100的材料等而采用粘接、熔接、焊接等方法。再有，可以通过将喷嘴100的底端120插入导管200的前端部210的内部来将导管200和喷嘴100固定。此外，导管200和喷嘴100也可以通过其他的管状部件(适配器)来连接。
如图3所示，喷嘴100的前端开口部111在从喷嘴100的正面观察的俯视图(从图2所示的箭头3方向观察的俯视图)中可以形成为圆形形状。喷嘴100将经导管200流入喷嘴100的流道140内的气体通过前端开口部111向喷嘴100的前端侧排出。前端开口部111的平面形状不只限于圆形，也可以是例如椭圆形、多边形等形状。另外，只要在喷嘴100形成的前端开口部111的数量为一个以上，则没有特别限制。另外，只要能够形成用于使固体物质M1向喷嘴100的前端侧流动的气流，则前端开口部111的具体形状等没有特别限制。例如，前端开口部111可以在相对于图5所示的流道140的轴线c1倾斜的方向上开口。
在喷嘴100沿喷嘴100的周向形成有一个以上侧孔，该侧孔用于将在流道140流动的气体的一部分向喷嘴100的基端侧排出。再有，只要在喷嘴100形成的侧孔的数量是一个以上，则没有特别限制。
如图2所示，在X-Y平面上观察时的俯视中，喷嘴100的第一侧孔151可以形成为大体圆形。侧孔的数量是一个以上即可，优选是两个以上。作为一个例子，图1～图3表示了具有六个侧孔的喷嘴100的例子。在喷嘴100中，可以将第一侧孔151、第二侧孔152、第三侧孔153、第四侧孔154、第五侧孔155、第六侧孔156中的每个都形成为大致相同的形状。然而，在喷嘴100形成的一个以上侧孔的每个都可以具有不同的形状、外径等。此外，侧孔的平面形状不仅限于圆形，也可以是例如椭圆、多边形等。此外，只要侧孔能够形成朝向喷嘴100的基端侧的气流，则侧孔在喷嘴100中形成的位置没有特别限制。在喷嘴100形成两个以上侧孔的情况下，优选各侧孔形成为在喷嘴100的周向上相互之间隔开相等的间隔。此外，例如，侧孔可以形成在主体部130以外的部分。
喷嘴100的前端开口部111的数量和开口直径、喷嘴100的侧孔的数量和开口直径可以在从一个以上前端开口部排出的气体流量(Q1a)与从一个以上侧孔排出的气体流量(Q1b)的比率为0.05至0.7的范围内任意设定。例如，当前端开口部111的开口形状为圆形且只设置一个前端开口部111的情况下，前端开口部111的直径d1(参照图6)可以是0.5mm～4.0mm。例如，当侧孔的开口形状为圆形且设置六个侧孔的情况下，各侧孔的直径d2(参照图6)可以是0.5mm～4.0mm。
在图3中，在喷嘴100中，各侧孔彼此沿流道140的周向(图5中所示的轴线c1的周向)相互之间隔开相等间隔地配置。在图3所示的喷嘴100中形成有六个侧孔，在流道140的周向上相邻的各侧孔的角度θ1为60°。再有，角度θ1不一定是精确的60°，例如，可以在尺寸公差范围内波动。此外，在喷嘴100形成的侧孔的数量是6个以外的个数的情况下，角度θ1可以根据侧孔的数量来改变。此外，侧孔之间形成的角度θ1不一定是均匀的大小，在流道140的周向上大小可以不同。然而，从当气体从侧孔排出时在喷嘴100周围形成均匀的气流的角度来看，优选角度θ1是均等的。
尽管一个以上侧孔在喷嘴100的纵向(X轴方向)上的位置没有特别限制，但是，为了使在管体510的内部513中流动的固体物质M1迅速向管体510的上端开口部511移动，优选在从喷嘴100的前端开口部111向纵向的基端侧离开3mm～50mm的位置上形成一个以上侧孔，较优选在从前端开口部111向纵向的基端侧离开5mm～25mm的位置形成一个以上侧孔，更优选在从前端开口部111向纵向的基端侧离开5mm～15mm的位置形成一个以上侧孔。此外，当在喷嘴100形成一个以上侧孔的情况下，该侧孔可以在喷嘴100的纵向(X轴方向)上的不同位置形成。即，当有两个以上侧孔时，所有的侧孔可以沿着流道140的同一周向形成，也可以不沿着同一周向形成。
喷嘴100的前端开口部111的开口面积可以形成为例如0.2mm2～12.6mm2。喷嘴100的前端开口部111的开口面积优选为0.79mm2～4.9mm2，更优选为1.13mm2～2mm2。
通过以上述尺寸示例形成前端开口部111和各侧孔，当从喷嘴100的基端开口部121供给气体时，可以将从一个以上前端开口部111排出的气体流量(Q1a)与从一个以上侧孔排出的气体流量(Q1b)的比率(Q1a/Q1b)设置为期望大小0.05～0.7。
如图6所示，在喷嘴100形成的一个以上侧孔可以相对于流道140的轴线c1以30°以上且小于90°的角度向喷嘴100的基端侧开口。各侧孔相对于轴线c1倾斜的角度θ2可以定义为，例如，当各侧孔在图6所示的喷嘴100沿纵向的剖视图上具有恒定直径时，通过侧孔中心位置的直线h1与轴线c1之间形成的角度。此外，当侧孔不具有恒定的直径时(例如，当侧孔具有直径以锥形方式变化的截面形状时)，角度θ2可以定义为，例如，将位于喷嘴100内壁侧的侧孔的中心位置和位于喷嘴100外壁侧的侧孔的中心位置连接的线与轴线c1之间形成的角度。再有，虽然为了方便说明，图6中只显示了第二侧孔152和第五侧孔155，但其他侧孔151、153、154、156也可以以与第二侧孔152和第五侧孔155相同的方式，相对于喷嘴100的轴线c1以30°以上且小于90°的角度向喷嘴100的基端侧开口。
只要从侧孔排出的气体能够形成朝向喷嘴100的基端侧的气流，则侧孔倾斜的角度θ2没有特别限制。例如，侧孔倾斜的角度θ2只要大于0°即可。然而，当考虑到在喷嘴100形成侧孔时的作业性的情况下，侧孔倾斜的角度θ2优选为30°以上且小于90°。
由于喷嘴100的各侧孔都以上述那样的角度向基端侧开口，所以当气体从各侧孔排出时，喷嘴100很容易保持为在管体510的内部513将固体物质M1卷起的状态(图10所示的状态)。再有，考虑到更稳定地保持固体物质M1在管体510的内部513被卷起且不易发生堵塞(阻塞)的状态，各侧孔向基端侧开口的角度θ2优选为30°～60°，更优选为40°～50°。
虽然喷嘴100各部分的尺寸没有特别限制，但是，例如，喷嘴100的纵向长度可以形成为20mm～400mm。再有，第一部位141、第二部位142和第三部位143的直径可以彼此不同，也可以全部相同。另外，流道140的第二部位142的直径可以形成为例如4mm。此外，喷嘴100的主体部130的外径可以形成为例如5mm。
图7中表示了形成有第一侧孔151、第二侧孔152、第三侧孔153、第四侧孔154这四个侧孔的喷嘴。如该喷嘴那样，只要在喷嘴中形成的侧孔的数量为一个以上，则没有特别限制。此外，在这个喷嘴中，形成有四个侧孔，在流道140的周向上相邻的侧孔的角度θ1优选为以在周向上均匀的方式形成为90°。此外，在如该喷嘴那样形成有多个侧孔的情况下，角度θ1可以在流道140的周向上全部相同，也可以不同。另外，在该喷嘴中，侧孔向基端侧开口的角度θ2也可以全部为相同大小，另外，也可以使对角位置(在图7所示的主视图上对置的位置)处的两个侧孔(例如侧孔151、153)的角度为相同大小(例如45°)，使其他的成对侧孔(例如侧孔152、154)的角度为其他的相同大小(例如60°)。上述侧孔向基端侧开口的角度是一个例子，可以改变。另外，在喷嘴中形成的侧孔的数量是四以上的偶数的情况下，也可以使成对配置的各侧孔开口的角度θ2不同。另外，当在喷嘴形成一个以上侧孔的情况下，侧孔开口的角度θ2可以在一个以上侧孔的每个不同，也可以形成具有相同角度的侧孔组和具有其他角度的侧孔。此外，当在喷嘴形成多个侧孔的情况下，侧孔的数量也可以是奇数。当在喷嘴形成的侧孔的数量是奇数的情况下，侧孔之间形成的角度θ1和侧孔开口的角度θ2的大小也没有特别限制。
再有，只要本发明涉及的喷嘴设有一个以上前端开口部、且设有一个以上侧孔、并且从一个以上前端开口部排出的气体流量(Q1a)和从一个以上侧孔排出的气体流量(Q1b)的比率(Q1a/Q1b)为0.05～0.7，则喷嘴的具体结构没有限制。例如，喷嘴可以设有一个前端开口部和一个侧孔，且侧孔的角度θ2为30°以上且90°以下的角度。此外，例如，当喷嘴设有多个侧孔时，侧孔之间形成的角度θ1可以不相等。
(导管)
如图5所示，导管200可以包括在内部形成有流道215的中空的管状部件。在图5中，导管200的前端部210通过喷嘴100的基端开口部121插入喷嘴100的流道140中。在连接有喷嘴100的状态下，导管200的流道215通过导管200的前端开口部211与喷嘴100的流道140连通。供给到导管200的流道215内的气体通过导管200的流道215和前端开口部211向喷嘴100的流道140内流入。
导管200可以包括例如橡胶制、树脂制、金属制等公知的配管(或管状部件)。例如，导管200可以由能够将从管体510的上端开口部511侧(参照图9)朝向喷嘴100的前端侧而对导管200施加的压入力传递到填充在管体510中的固体物质M1的材料等构成。再有，尽管在本实施例的描述中，为了方便，上端开口部511表示“管体的上端”的位置，但喷嘴100和导管200插入管体510的插入部位并不只限于管体510的上端。
固体物质M1在管体510的内部513中静置的期间可能吸收水分等而硬化成块，或者当催化反应持续一段时间后反应副产品、催化成分的一部分等可能附着在固体物质的表面而使固体物质相互粘附或粘附在管体510的内壁上。当导管200被配置为如上所述那样传递压入力的情况下，当进行提取固体物质M1的作业时，如图12所示，将导管200压入管体510的内部513，并且喷嘴100的前端部110对在管体510的内部513粘附的固体物质M1进行碰撞以施加冲击力，从而使固体物质M1松动。因此，能够将固体物质M1顺畅地提取出来。
为了使导管200能够如上述那样对在管体510的内部513粘附的固体物质M1施加冲击力，导管200优选由例如刚性较高的树脂材料或金属材料构成。
虽然导管200的外径没有特别限制，但优选以在将导管200插入管体510的内部513时能够防止固体物质M1、固体物质M2被夹在管体510的内壁和导管200之间而发生堵塞的尺寸形成。此外，虽然导管200的内径也没有特别限制，但如果导管200的内径过小，则不能向喷嘴100送入使固体物质M1浮起用的足够量的气体。从这个角度看，管体510的内径和导管200的外径优选形成为满足例如下式1。
(式1)固体物质M1或固体物质M2的粒径[mm]≤(管体510的内径[mm]－导管200的外径[mm])/2
关于导管200的内径，只要导管200具有能够导入使固体物质M1或固体物质M2松动并能够将固体物质M1或固体物质M2移动到导管200的基端侧的量的气体程度的内径即可，例如，导管200的内径可以是2mm～10mm。
例如，为了能够对在管510的内部513粘附的固体物质M1施加冲击力，如图13所示，导管200可以具有：沿导管200的延伸方向被分割且具有预定刚性的多个中继管250；以及将相邻的中继管250彼此连接的连接部251。各中继管250的长度形成得比导管200的总长度短。因此，可以防止整个导管200在该导管全长范围内在管体510的内部513被极度弯曲。因此，当将导管200压入管体510的内部513时，能够通过各中继管250将压入力可靠地向导管200的前端侧传递。再有，虽然中继管250的材料和连接部251的材料没有特别限制，但是，例如，可以使用树脂材料、金属材料。另外，中继管250的数量和一个中继管250的长度也没有特别限制。
(提取装置)
如图1、图5所示，提取装置10可以具有喷嘴100和与喷嘴100连接的导管200。
提取装置10可以构成为能够用于固体物质M1的提取方法的装置。在导管200的内部形成有能够使气体流通的流道215。喷嘴100能够与导管200的前端部210连接。喷嘴100将从导管200和基端开口部121向喷嘴100的流道140内供给的气体通过喷嘴100的一个以上前端开口部111和一个以上侧孔向喷嘴100的外部排出。将从喷嘴100的前端开口部111排出的气流在图10中以箭头a1概要表示，并将从喷嘴100的一个以上侧孔排出的气流在图10中以箭头a2概要表示。再有，虽然对从喷嘴100排出的气体的种类没有特别限制，可以使用氮气、空气、将氮气和空气以一定比例混合的气体等，但是，从安全、经济的角度来看，空气最优选。
如图9、图11所示，提取装置10还可以具备冲击力施加部件310，该冲击力施加部件构成为能够与喷嘴100所连接的导管200一起插入管体510的内部513。冲击力施加部件310可以构成为将从管体510的上端开口部511侧向喷嘴100的前端侧施加的压入力对填充在管体510中的固体物质M1进行传递。如上所述，当固体物质M1在管体510的内部513粘附时，冲击力施加部件310可用于对在管体510的内部513粘附的固体物质M1施加冲击力。冲击力施加部件310可以包括例如金属制的线状部件(钢琴线等)、棒状部件。再有，冲击力施加部件310的长度、截面形状、厚度、具体材料等没有特别限制。
此外，如图14所示，提取装置10还可以具有冲击力施加部件330，该冲击力施加部件被安装于喷嘴100的前端部110或主体部130的外周面的一部分。冲击力施加部件330可以与冲击力施加部件310同样地包括例如金属制、树脂制的的线状部件、棒状部件。当从管体510的内部513提取固体物质M1时，从喷嘴100的前端开口部111排出气体，同时，由冲击力施加部件330对在管体510的内部513粘附的固体物质M1施加冲击力，从而使固体物质M1的粘附松动并将固体物质M1顺畅地提取。再有，冲击力施加部件330的前端例如可以朝向前端侧形成为尖锐的形状。通过将冲击力施加部件330的前端形成为上述形状，可以很容易地使在管体510的内部513粘附的固体物质M1松动。冲击力施加部件330的长度、截面形状、厚度、向喷嘴100安装的安装位置、具体材料等没有特别限制。
(提取系统)
如图8和图9所示，提取系统1可以具有：具备喷嘴100和导管200的提取装置10(参照图1)、通过喷嘴100和导管200向管体510的内部513供给气体的供气机410、以及在管体510的内部513产生吸力并使固体物质M1向管体510的外部移动的抽吸机420。
供气机410可以包括例如能够输送压缩空气的公知的压缩机。导管200可以与供气机410连接。抽取系统1可以设有例如延长导管200以与供气机410连接的管、用于对供气机410的输出进行调整的单元(控制装置)、预定的阀等。再有，实施提取方法期间的供气机410的输出的调整例如可以由省略图示的作业者等来实施。
抽吸机420可以包括例如对气体进行抽吸而产生负压的公知的集尘器。如图8、图9所示，抽吸机420可以通过配管320、管t1、收集容器430和管t2而与管体510连接。
为了从管体510的内部513提取固体物质M1，需要使在使填充于管体510的内部513的固体物质M1向管体510的外部移动的方向上作用的气体线速度比固体物质M1的终端沉降速度(u)大。在本实施方式中，可以通过以流体量(Q2)来对管体510的内部513进行抽吸以提取固体物质M1，该流体量(Q2)超过管体510的内部513中的气体线速度与终端沉降速度(u)相等的流体量(Q0)。再有，本说明书中的终端沉降速度(u)的定义将在后面描述。
在此，本实施方式中的气体的抽吸量Q2例如可以以满足下式2为条件。
(式2)Q2/Q0>1
例如，如果Q2/Q0≤1，则固体物质M1的提取变得困难。因此，优选满足式2的条件。再有，虽然Q2/Q0大于1即可，但是，从提取作业时的经济性角度看，为1.5以下，优选为1.3以下，更优选为1.15以下。
如图9所示，在配管320中可以形成气体能够流通的内部空间321。管t1可以与位于配管320一端侧的开口部连接。位于配管320另一端侧的开口部可以与管体510的上端开口部511连接。管体510的内部513可以通过配管320和管t1而与收集容器430连结。此外，如图8所示，收集容器430和抽吸机420可以通过管t2连结。当使抽吸机420工作时，管体510的内部513被抽吸，作为提取对象的固体物质M1通过配管320和管t1而向收集容器430移动。再有，提取系统1中使用的装置、设备、部件、器具等的种类、布局等没有特别限制，可以适当改变。
各管t1、t2可以包括例如在内部形成流道的中空的管状部件。收集容器430可以包括例如金属制的容器(桶等)。收集容器430的内部结构没有特别限制。收集容器430可以具有以下结构：将已提取的固体物质收集并储存在收集容器的内部，而尽可能使固体物质不向管t2和抽吸机420移动。
配管320例如能由公知的L形管构成。如图9所示，在配管320可以形成：孔321a，该孔用于将喷嘴100和导管200通过配管320的内部空间321插入管体510的内部513；以及孔321b，该孔用于将冲击力施加部件310通过配管320的内部空间321插入管体510的内部513。再有，只要能插入喷嘴100和导管200，则孔321a的大小、形状不受限制。另外，只要能插入冲击力施加部件310，则孔321b的大小、形状不受限制。例如，孔321a和孔321b可以以相同直径形成，也可以以不同直径形成。此外，在配管320可以设置具有孔321a和孔321b两者的功能的一个孔。
(提取方法)
接下来，说明固体物质M1的提取方法。在此，说明选择性地对在管体510层状地填充的固体物质M1、M2中的、形成第一层L1的固体物质M1进行提取时的作业步骤的一例。
在本实施方式涉及的提取方法中，如图8、图9所示，将喷嘴100和导管200插入填充有固体物质M1的管体510的内部513。此外，如有必要，在本实施方式涉及的提取方法中，将提取装置10所具备的冲击力施加部件310插入管体510的内部513。再有，提取方法可以由多人实施，例如例如由作业者H1和作业者H2实施，或者也可以由作业者H1或作业者H2单独实施。
如图8、图9和图10所示，在本实施方式涉及的提取方法中，将气体从供气机410通过导管200和喷嘴100供给到填充有固体物质M1的管体510的内部513，同时，利用抽吸机420在管体510的内部513产生吸力以将固体物质M1向管体510的外部提取。在本实施方式涉及的提取方法中，当向管510的内部513供给气体时，从形成于喷嘴100的前端开口部111(参照图2、图6)向填充在管体510的内部513中的固体物质M1排出气体，同时，从形成于喷嘴100的一个以上侧孔(参照图2、图6)向喷嘴100的基端侧排出气体。利用抽吸机420的抽吸而产生的气流的方向优选为与通过导管200和喷嘴100供给的气体的供给方向相反，即、成为朝向管体510的上端开口部511侧的方向。再有，在图10中，由箭头b表示抽吸机420所进行的气体的抽吸。
如上所述，在喷嘴100中，当从基端开口部121侧供给气体时，从一个以上前端开口部111排出的气体流量(Q1a)与从一个以上侧孔排出的气体流量(Q1b)的比率(Q1a/Q1b)为0.05～0.7。因此，从一个以上前端开口部111排出的气体的流量和从一个以上侧孔排出的气体的合计的流量被调整为适当的平衡。因此，喷嘴100可以抑制对填充的固体物质M1直接喷射的气体的流量变得过大或变得过小。此外，当多个固体物质M1粘附于管体510的内部513的情况下，喷嘴100也能通过从前端开口部111排出的气体来使固体物质M1的粘附松动，并能轻易地将固体物质M1向管体510的上端开口部511侧卷起。
被向管体510的上端开口部511侧卷起的固体物质M1通过被喷射从一个以上侧孔向喷嘴100的基端侧排出的气体而被保持为在管体510的内部513被卷起的状态。在本实施方式涉及的提取方法中，在固体物质M1被从喷嘴100排出的气体卷起的同时，使抽吸机420工作以在管体510的内部513产生吸力，从而使固体物质M1通过管体510的上端开口部511向管体510的外部顺畅地移动以进行提取。
这里，在提取固体物质M1的方法中，优选将从一个以上前端开口部111和一个以上侧孔排出的气体的每单位时间的合计的排出量(Q1)与每单位时间对管体510的内部513进行抽吸的抽吸量(Q2)的比率(Q1/Q2)设定为1以下。虽然使Q1/Q2大于1也可以提取固体物质M1，但是，使Q1/Q2为1以下能够更高效地将移动到管体510上端侧的固体物质M1向在反应器500的外部配置的收集容器430排出。此外，通过如上述那样调整气体的排出量(Q1)和抽吸量(Q2)之间的关系，向管体510的内部513供给的气体的流入量和从管体510的内部513抽吸的气体的抽吸量之间的平衡变得适当。例如，如果气体的排出量与气体的抽吸量相比过大，则气体流到管体510的下端开口部512，且填充在位于比第一层L1靠下侧的第二层L2中的固体物质M2流动。结果，固体物质M2在管体510的内部513被卷起，固体物质M2与固体物质M1一起向管体510的外部移动。此外，例如，如果气体的流入量与气体的抽吸量相比过小，则管体510的外部的空气通过管体510的下端开口部512被吸入管体510的内部513，因而填充在位于比第一层L1靠下侧的第二层L2中的固体物质M2流动。结果，与在气体的流入量与气体的抽吸量相比过大的情况下同样，固体物质M2与固体物质M1一起向管体510的外部移动。
针对上述问题，通过将从一个以上前端开口部111和一个以上侧孔排出的气体的每单位时间的合计的排出量(Q1)与管体510的内部513的每单位时间的抽吸量(Q2)的比率(Q1/Q2)设定为1以下，而使向管体510的内部513供给的气体的流入量和从管体510的内部513抽吸的气体的抽吸量之间的平衡变得适当，并且能够精度良好地将填充在第一层L1中的固体物质M1提取。
再有，如上所述，虽然从一个以上前端开口部111和一个以上侧孔排出的气体的每单位时间的合计的排出量(Q1)与管体510的内部513的每单位时间的抽吸量(Q2)的比率(Q1/Q2)优选为1以下，但是，考虑到向管体510的内部513流入的气体的流入量和从管体510的内部513抽吸的气体的抽吸量之间的平衡，比率(Q1/Q2)较优选为0.3～0.8，更优选为0.5～0.7。
当固体物质M1在管体510的内部513粘附的情况下，在本实施方式涉及的提取方法中，例如，如图11所示那样使用冲击力施加部件310对在管体510的内部513粘附的固体物质M1施加冲击力，从而使固体物质M1的粘附松动。再有，当使用冲击力施加部件310施加冲击力时，可以继续从喷嘴100排出气体，也可以停止。例如，当冲击力有可能施加到第二层L2的情况下，停止从喷嘴100排出气体，从而能够抑填充在第二层L2的固体物质M2因气体而过度流动。
此外，如图12、图13、图14所示，通过将导管200向前端侧压入，并通过喷嘴100直接施加冲击力或使用冲击力施加部件330来施加冲击力，而可以使固体物质M1松动。使用冲击力施加部件310施加冲击力的作业和使用导管200、冲击力施加部件330施加冲击力的作业可以在从一个管体510提取固体物质M1的作业中任意地组合。此外，实施对固体物质M1施加冲击力的作业的时间、次数等没有特别限制。另外，提取固体物质M1的作业和对固体物质M1施加冲击力的作业可以由一个作业者H1实施，也可以由多个作业者来实施。
如上所述，本实施方式涉及的喷嘴100是构成为能够与导管200连接的喷嘴，该导管向填充有颗粒状固体物质M1的管体510供给气体。喷嘴100具有：使气体流通的流道140；在流道140的前端侧形成的前端开口部111；在流道140的基端侧形成的基端开口部121；以及形成于比前端开口部111靠基端侧的位置，且将在流道140流动的气体的一部分向基端侧排出的侧孔。朝着流道140的方向形成一个以上前端开口部111，且沿着流道140的周向形成一个以上侧孔。在喷嘴100中，当从基端开口部121供给气体时，从一个以上前端开口部111排出的气体流量(Q1a)和从一个以上侧孔排出的气体流量(Q1b)的比率(Q1a/Q1b)为0.05～0.7。
此外，固体物质提取方法是在通过与导管200连接的喷嘴100向填充有颗粒状固体物质M1的管体510供给气体的同时在管体510的内部513产生吸力以将固体物质M1向管体510的外部提取的固体物质提取方法。气体的供给包括从朝着喷嘴100的流道140的方向在喷嘴100形成的一个以上前端开口部111向填充于管体510中的固体物质M1排出气体的同时从沿着喷嘴100的周向在喷嘴100形成的一个以上侧孔向喷嘴100的基端侧排出气体。在固体物质提取方法中，从一个以上前端开口部111排出的气体流量(Q1a)与从一个以上侧孔排出的气体流量(Q1b)的比率(Q1a/Q1b)为0.05～0.7。
根据本实施方式，当提取在管体510的内部513填充的颗粒状固体物质M1时，可以适当调整为了使填充的固体物质M1流动而向固体物质M1排出的气体的排出量与为了使流动的固体物质M1移动到管体510的上端开口部511侧而排出的气体的排出量之间的平衡。因此，能够抑制利用排出到管体510的内部513的气体而将固体物质M1从管体510的内部513提取出期望以上的量，且能够提高固体物质M1的提取的作业效率并且提高提取的精度。
(实施例)
以下是用于说明本发明的效果的实施例。在实施例中，举出从管体中提取填充于管体中的陶瓷球的例子来具体描述本发明的实施方式。再有，在实施例的说明中，将上述实施方式中所示的一部分附图与部件编号一起引用来进行说明。然而，本发明并不只限于各附图表示的内容和以下说明的实施例的内容。
表1表示实施例中使用的喷嘴的规格。此外，表2表示实施例的结果。
虽然在实施例中表示在喷嘴形成的侧孔为六个的情况下的例子，但并不限于此，不言而喻的是，侧孔的数量、θ1、θ2等可以根据本发明的主旨来适当改变。
在实施例中，在各种条件下对填充有陶瓷球(颗粒状固体物质)的十根管体(反应管)进行提取作业。
实施例中说明的“提取所需的平均时间”、“发生二次堵塞的次数”、“从前端开口部排出的气体流量(Q1a)与从侧孔排出的气体流量(Q1b)的比率(Q1a/Q1b)”、“终端沉降速度(u)和形成终端沉降速度(u)的空气量(Q0)”可以如下述那样求出。
(1)关于提取所需的平均时间(每一根管体的平均提取时间)
由提取所需的平均时间(秒/根)＝从十根管体提取固体物质(固体物质M1)所需的总时间(秒)/10来求出。
(2)关于二次堵塞的发生次数
二次堵塞的发生次数是对十根管体实施提取作业时发生二次堵塞的频率。再有，二次堵塞是指在管体的内部在插入管体内部的导管的外表面与管体的内壁之间或者喷嘴的外表面与管体的内壁之间夹入固体物质而发生堵塞的状态。即使在发生二次堵塞的情况下，也并不是完全不能从管体的内部提取固体物质。
(3)关于从前端开口部排出的气体流量(Q1a)与从侧孔排出的气体流量(Q1b)的比率(Q1a/Q1b)
Q1a：从喷嘴的前端开口部排出的气体流量(Nm3/Hr)
Q1b：从喷嘴的所有侧孔排出的气体流量(Nm3/Hr)
Q1：为从基端侧流入喷嘴的气体流量(Nm3/Hr)，也就是喷嘴的总排出量。相当于Q1＝Q1a+Q1b。
在实施例中，通过导管200而以Q1的流量向喷嘴100导入气体。在喷嘴100的前端开口部111安装有流量测定用的管。流量测定用的管的另一端与气体流量计连接，并仅将从喷嘴100的前端开口部111排出的气体作为对象来测定气体流量Q1a。从气体流量Q1和气体流量Q1a求出从喷嘴100的所有侧孔排出的气体流量Q1b(Q1b＝Q1－Q1a)。根据以上内容，而求出从喷嘴100的前端开口部111排出的气体流量Q1a与从喷嘴100的所有侧孔排出的气体流量Q1b的比率(Q1a/Q1b)。
(4)关于终端沉降速度(u)和形成终端沉降速度的空气量(Q0)
准备了与进行提取的固体物质相同直径的6mm陶瓷球(硅铝球)。然后，在铅垂方向上设置与进行提取的管体相同的不锈钢制管(内径25mm，长度6500mm)，并使空气从管的下端开口部处以预定的流量流通。将一个准备好的硅铝球从管的上端开口部投入管内，并测定硅铝球在管内处于悬浮状态时的空气流量，从而求出形成终端沉降速度(u)的空气量(Q0)。再有，该空气量具体可利用例如以下任何一种方法来测定。(a)在初期从管的下端开口部流通的空气量小，且投入的硅铝球从管的下端开口部落下的情况下，逐渐增加来自下端开口部侧的空气量，并成为硅铝球不会从管的下端开口部落下的时间点的空气量。(b)在初期从管的下端开口部流通的空气流量大，且投入的硅铝球从不锈钢管的上端开口部飞出的情况下，逐渐减小来自下端开口部侧的空气量，并成为硅铝球不会从管的上端开口部飞出的时间点的空气量。(c)当使硅铝球在管内落下时，在硅铝球既没有从管的下端开口部落下也没有从上端开口部飞出的情况下，采用此时的空气量。实施五次上述作业，取平均值来作为形成该硅铝球在该管内的终端沉降速度(u)的空气量(Q0)。
(提取作业的条件)
作为管体510，在铅垂方向上设置内径为25mm、长度为6500mm的不锈钢制管，并在管的下端安装不锈钢丝网以进行支承从而不使填充在管内的固体物质从管下部落下。在管中填充直径为6mm的硅铝球，使填充层高度为6000mm，然后，在以下所示的条件下实施提取作业。
(1)使用空气作为排出用的气体。
(2)使用外径为6mm、内径为4.5mm的尼龙制管来作为导管200。
(3)喷嘴100的各部分的尺寸如下。纵向的长度为40mm，基端开口部121的直径和流道140的第二部位142的直径均为4mm，流道140的主体部130的外径为5mm，主体部130的截面形状为圆形。
(4)喷嘴100的材料为SUS 304制。
(5)在喷嘴100设置一个前端开口部111和距离前端开口部10mm的基端侧的周向上的六个侧孔。前端开口部111和侧孔的开口形状都是圆形。表1所示的d1是前端开口部111的直径，d2是各侧孔的直径。
(6)在提取固体物质时，以25.0m3/小时(Q1)向喷嘴100内导入空气。再有，在表1中以喷嘴编号1～10表示将喷嘴100的除上述(3)和(4)外的各规格进行改变的例子。此外，在表1和表2中表示以25.0m3/小时(Q1)向各喷嘴导入空气时的Q1a/Q1b的值。这里，表1中表示的*1～*2意指以下规格。
*1：在图3所示的喷嘴(流道的周向上的各侧孔的角度θ1为60°的喷嘴)中，侧孔151、153、155的图6所示的角度θ2为45°，侧孔152、154、156的图6所示的角度θ2为60°。
*2：将直径为1.5mm、长度为20mm的SUS304制的棒作为冲击力施加部件330焊接在喷嘴的前端(参照图14)。
(7)在抽取固体物质时，使用在不锈钢制管的上端开口部侧设置的配管320和抽吸机420(参照图8、图9)来以预定的抽吸量Q2对不锈钢制管的内部进行抽吸。再有，在不锈钢制管内，能够实现陶瓷球的最终沉降速度(u)的空气量(Q0)是39m3/小时。
(实施例1)
作为喷嘴100，使用了表1中所示的喷嘴编号1的喷嘴。在将与导管200连接的喷嘴100的前端从管体510的上端开口部511向管体510的下部逐渐插入的同时，在管体510的内部513产生吸力，并将在管体510的内部513填充的陶瓷球全部提取。对共计十根管体510实施该提取作业。在从十根管体510中提取陶瓷球的作业中，共发生了12次二次堵塞。提取所需的平均时间为40秒。
(实施例2～6)
在实施例2～6中，除了将喷嘴100的种类分别变更为表1中所示的喷嘴编号2～6的种类之外，与实施例1同样地对填充有陶瓷球的十根管体510实施提取作业。表2中表示在提取作业中发生的二次堵塞的发生次数和提取所需的平均时间。
(实施例7～10)
在实施例7～10中，将喷嘴100的种类分别变更为表1中所示的喷嘴编号7～10的种类，并且如表2中记载那样变更Q1/Q2和Q2/Q0。其他条件与实施例1相同，对填充有陶瓷球的十根管体510实施提取作业。表2中表示在提取作业中发生的二次堵塞的发生次数和提取所需的平均时间。
(实施例11)
在实施例11中，使用与实施例9相同的喷嘴编号为9的喷嘴100，将Q1/Q2和Q2/Q0如表2中记载那样变更，并且从管体510的上端侧插入钢琴线(4mm×2mm方形，长度为7,000mm)来作为冲击力施加部件310(参照图11)以向陶瓷球施加冲击力。其他条件与实施例1相同，对填充有陶瓷球的十根管体510实施提取。表2中表示提取作业中的二次堵塞的发生次数和提取所需的平均时间。
[表1]
Figure BDA0003147738620000261
[表2]
Figure BDA0003147738620000271
从表2所示的结果可以确认，通过从一个以上前端开口部排出的气体流量(Q1a)与从一个以上侧孔排出的气体流量(Q1b)的比率(Q1a/Q1b)为0.05～0.7，从而在对管体510的内部513处的二次堵塞的发生进行抑制的同时从管体510快速抽取固体物质。另外，从实施例10、实施例11可以确认，通过利用冲击力施加部件310、330，而能够缩短固体物质的提取时间。
虽然通过实施方式及实施例来说明了本发明涉及的喷嘴、固体物质提取装置、固体物质提取系统和固体物质提取方法，但是，本发明涉及的喷嘴、固体物质提取装置、固体物质提取系统和固体物质提取方法并不仅限于说明书中说明的内容，可以根据请求保护范围的记载来进行适当改变。
本申请基于2019年1月25日提交的日本专利申请第2019-011467号，该申请的公开内容通过参照而被全部引用。
符号说明
1 固体物质提取系统
10 固体物质提取装置
100 喷嘴
110 喷嘴的前端部
111 喷嘴的前端开口部
120 喷嘴的基端部
121 喷嘴的基端开口部
130 喷嘴的主体部
140 喷嘴的流道
151 第一侧孔(侧孔)
152 第二侧孔(侧孔)
153 第三侧孔(侧孔)
154 第四侧孔(侧孔)
155 第五侧孔(侧孔)
156 第六侧孔(侧孔)
200 导管
215 导管的流道
250 中继管
251 连接部
310、330 冲击力施加部件
320 配管
410 供气机
420 抽吸机
500 反应器
510 管体
511 管体的上端开口部
513 管体的内部
M1、M2 固体物质。

Claims (12)

1.一种喷嘴，能与向填充有颗粒状的固体物质的管体供给气体的导管连接，所述喷嘴的特征在于，具有：
流道，使所述气体流通；
前端开口部，形成于所述流道的前端侧；
基端开口部，形成于所述流道的基端侧；以及
侧孔，形成于比所述前端开口部靠基端侧的位置，并将在所述流道流动的所述气体的一部分向基端侧排出，
朝向所述流道的方向形成有一个以上所述前端开口部，
沿所述流道的周向形成有一个以上所述侧孔，
当从所述基端开口部供给所述气体时，从一个以上所述前端开口部排出的气体流量Q1a与从一个以上所述侧孔排出的气体流量Q1b的比率Q1a/Q1b为0.05～0.7。
2.根据权利要求1所述的喷嘴，其中，
所述侧孔相对于所述流道的沿纵向的轴线以30°以上且小于90°的角度向所述喷嘴的基端侧开口。
3.根据权利要求1或2所述的喷嘴，其中，
沿着所述流道的周向隔开互相相等的间隔形成有两个以上所述侧孔。
4.一种固体物质提取装置，其特征在于，具备：
权利要求1～3中任一项所述的喷嘴；以及
所述导管，与所述喷嘴连接。
5.根据权利要求4所述的固体物质提取装置，其中，
所述导管构成为能将向所述喷嘴的前端侧施加的压入力向填充于所述管体的所述固体物质传递。
6.根据权利要求5所述的固体物质提取装置，其中，
所述导管具有：多个中继管，沿所述导管的延伸方向被分割并且具有预定的刚性；以及连接部，将相邻的所述中继管彼此连接。
7.根据权利要求4～6中任一项所述的固体物质提取装置，其中，
所述固体物质提取装置具有冲击力施加部件，所述冲击力施加部件构成为能够插入所述管体中并用于对填充于所述管体的所述固体物质施加冲击力。
8.一种固体物质提取系统，其特征在于，具有：
权利要求4～7中任一项所述的固体物质提取装置；
供气机，通过所述导管和所述喷嘴将所述气体向所述管体的内部进行供给；以及
抽吸机，在所述管体的内部产生吸力并使所述固体物质向所述管体的外部移动。
9.一种固体物质提取方法，在从与导管连接的喷嘴向填充有颗粒状的固体物质的管体供给气体的同时，在所述管体的内部产生吸力以将所述固体物质向所述管体的外部提取，所述固体物质提取方法的特征在于，
所述气体的供给包括如下过程：在从朝所述喷嘴的流道的方向形成于所述喷嘴的一个以上前端开口部向填充于所述管体的所述固体物质排出所述气体的同时，从沿所述喷嘴的周向形成于所述喷嘴的一个以上侧孔向所述喷嘴的基端侧排出所述气体，
从一个以上所述前端开口部排出的气体流量Q1a与从一个以上所述侧孔排出的气体流量Q1b的比率Q1a/Q1b为0.05～0.7。
10.根据权利要求9所述的固体物质提取方法，其中，
从一个以上所述前端开口部和一个以上所述侧孔排出的所述气体的每单位时间的总计的排出量Q1与每单位时间对所述管体的内部进行抽吸的抽吸量Q2的比率Q1/Q2为1以下。
11.根据权利要求9或10所述的固体物质提取方法，其中，
在所述管体的内部层状地填充有不同种类的所述固体物质。
12.根据权利要求9～11中任一项的固体物质提取方法，其中，
所述固体物质提取方法包括如下步骤：对在所述管体的内部填充的所述固体物质施加冲击力。
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