JP2000502788A

JP2000502788A - サーマルベッド及び触媒ベッド用のチャネルを有するセラミックパッキング

Info

Publication number: JP2000502788A
Application number: JP9524424A
Authority: JP
Inventors: ラン，コ・シー; ファン，ジュン
Original assignee: Lantec Products Inc
Current assignee: Lantec Products Inc
Priority date: 1995-12-29
Filing date: 1996-12-23
Publication date: 2000-03-07
Also published as: ES2202494T3; US6071593A; CA2239195C; DE69628942D1; HK1015026A1; AU1338497A; EP0873491A1; KR19990076861A; CN1144019C; US5851636A; ATE244063T1; WO1997024572A1; CA2239195A1; DE69628942T2; CN1206458A; EP0873491B1; AU703013B2; EP0873491A4

Abstract

(57)【要約】セラミックパッキングエレメント（５００）は、間に溝を形成する平行なリブ（５０４）を有するセラミックプレート（５０２）のスタックから形成される。溝は、対向するプレートと接触することによってチャネルに形成される。リブ（５０４）は、隣接するプレート上のリブの端面と係合したり、あるいは、対向するプレートのリブ（５０４）と相互に挟み込んで、小さなチャネルを形成しても良い。プレート（５０２）は、未焼結状態におけるプレート（５０２）のスタックを焼成することにより、あるいは珪酸ナトリウムなどの無機接着剤によって硬化したプレート（５０２）を接着することにより、互いに接着される。圧力降下及び破壊は減少するであろうし、質量転移及び熱効率は、チャネルへの入口（５４２）を拡大することにより、あるいはリブ（５０４）の間のプレートを貫通する孔を設けることにより、増加する。エレメントは、カラム内に置かれる前に、エレメントのアセンブリの周りに金属バンドを巻き付けることにより、より大きなユニットにあらかじめ組み立てられても良い。

Description

【発明の詳細な説明】サーマルベッド及び触媒ベッド用のチャネルを有するセラミックパッキング関連する出願本願は、１９９５年１２月２９日出願の仮出願番号６０／００９，８７６号及び１９９６年４月５日出願の出願番号０８／６３０，９５８号の一部継続出願である。技術分野本発明は、流体本体を加熱するため及び／又は反応させるために、あるいは触媒のキャリア（担体）として作用させるため、セラミックパッキングのベッドを利用するプロセスに関する。特に、ベッド用の改良されたセラミックパッキングを利用するかようなプロセスに関する。発明の背景第１の流体の熱流から熱を捕獲して貯蔵して、次いで燃焼、酸化、還元、又は触媒の存在下で反応する他の化学反応あるいは触媒なしに反応する他の化学反応で反応する前に、上記熱を第２の流体の冷本体(cold body)に伝達するために、復熱式のサーマルベッドが用いられている。当初は、砂礫がベッド用のパッキングとして使用されていた。セラミックサドルやラッシヒリングが数十年間利用されている。サドルやラッシヒリングは、ランダムに熱交換シェルに充填されるので、フローを阻害するであろう一定の方向に局部的にスタックしてしまう。フローは、材料のベッド全体にわたって非均一であり、サドル、砂礫又はリングを含む熱交換機全体の圧力降下は比較的高く、通常は水位１０インチ（０．２５４ｍ）である。さらに、局所的に阻害された領域は、流体をトラップするかもしれない。これは、第２の流体のフローを汚染したり、あるいは環境中に排出されたりし得る。近年、可燃ガスを清浄化するための復熱式熱酸化システム内の熱交換カラム用のセラミック材料のモノリシックカラムが、来国特許第５，３５２，１１５号明細書に開示された。モノリシックカラムは、より低い圧力降下を示し、サドル又はリングのランダムな充填による汚染を減少させる。触媒層を担持するモノリシックカラムは、また、ガス流を他の産物に合成又は変換する触媒プロセスや、内燃機関又は産業プロセスからの排ガス処理にも使用される。セラミックカラムは、希土類金属などの触媒材料で被覆されている。しかし、モノリシックカラムの製造には、費用がかかる。さらに、モノリシックカラムは、堅く壊れやすい。加熱及び冷却のサイクルが何度も繰り返された後、カラムは応力亀裂を生じ、小さな破片に破壊すなわち粉砕されてしまう可能性がある。カラムは効力がなくなり、モノリシックエレメントの交換を要求するようになる。これは、貴金属又は希土類金属あるいはプラチナ又はパラジウム、ロジウムなどを含有する金属化合物で被覆されているカラムの場合には、非常に高価になる。さらに、モノリシックカラム内のチャネルは、チャネル内に流れるガスの側方への分散を引き起こさないほどガスタイト（気密）である。発明の概要本発明によれば、モノリシックカラムの製造コストに比してわずかな費用で、モノリシックカラムに比してより小さな構造を有するカラムが提供される。均質で単一の本体としてのカラムの製造の代わりに、カラムは複数のセラミックプレートをスタックすることで形成される。セラミックプレートは、硬化した状態でも又は未焼結で硬化していない状態でもよい。セラミックプレートは、リブの間に形成された溝を有する。セラミックプレートのリブと溝とが、対向するセラミックプレートのリブと溝とに平行な状態でスタックされる場合、エレメントを貫通して延びる複数のチャネルを有するエレメントが形成される。セラミックプレートの上のリブは、対向する表面に接着し得る。仮に、対向する表面が平面で、リブが同じ立面高さを有するのであれば、対向する表面は、端面と接触してチャネルを形成する。チャネルは、ガスタイト（気密）でも、対向する表面の間の結合部の連続状態に依存して、流体を側方に移転可能とするものでもよい。チャネルの体積及び断面積は、溝の体積及び断面積により決められるであろう。セラミックプレートは、平坦な一側部と溝付きの一側部とを有していてもよい。セラミックプレートは、平坦で、正方形、矩形、三角形、五角形、六角形又は円形などの規則的な又は不規則な多角形形状を有していてもよい。セラミックプレートは、規則的な波形断面又は反復する五角形断面を有していてもよい。セラミックプレートは、すべてが同一の寸法であってもよいし、スタックした場合に寸法が増加しても減少してもよい。セラミックプレートは、閉鎖円柱形に湾曲していてもよい。各プレートは、先行するプレートの厚みよりも大きな直径を有していてもよい。すべての溝は、好ましくは、互いに平行である。ゆえに、プレートは整合した位置にカラムとスタックされ得る。溝は、すべて１セットの対向する側壁と平行であってもよく、あるいは、１セットの対向する端壁に対して３０度〜６０度の角度を付されていてもよい。セラミックプレートの寸法及びセラミックプレートから形成されたエレメントの寸法は、エレメントの意図された有益性(intended utility)に依存する。エレメントが触媒自動反応器内で使用されるべきものである場合には、エレメントは、端から端まで側部から側部までスタックされてカラムを形成する。エレメントは通常は矩形であり、正方形のプレートから形成される。プレートは、０．５インチ（０．０１２５ｍ）から１２インチ（０．３０４８ｍ）であればよく、通常は、１インチ（０．０２５４ｍ）から４インチ（０．１０１６ｍ）の高さ及び幅である。プレートの厚みは、０．０１インチ（０．０００２ｍ）から１インチ（０．０２５４ｍ）であればよく、通常は、０．０４インチ（０．００１０ｍ）から０．０１インチ（０．０００２ｍ）の範囲である。エレメントの高さは、０．５インチ（０．０１２７ｍ）から５０インチ（１．２７ｍ）であればよく、通常は１インチ（０．０２５４ｍ）から１２インチ（０．３０４８ｍ）の範囲である。エレメントがタワー内にランダムに充填されるランダムパッキングとして用いられる場合には、エレメントは、好ましくは多角形形状であり、通常は０．２インチ（０．０５０８ｍ）から５インチ（０．１２７ｍ）、一般には０．５インチ（０．０１２７ｍ）から３インチ（０．０７６２ｍ）の直径を有する。溝は、湾曲していても、断面三角形でも、断面矩形でもよい。リブの頂部は、鋭角でも、フラットでも、丸みを帯びていてもよい。フラットな頂部は、より大きな接触表面が結合して閉鎖チャネルを形成する場合に好ましい。溝は、できるだけ小さく、できるだけ近接して離隔していることが好ましい。通常は、溝は、０．０１インチ（０．０００２ｍ）から１インチ（０．０２５４ｍ）の深さ及び幅でよく、好ましくは０．０４インチ（０．０１０２ｍ）から０．５インチ（０．０１２７ｍ）の範囲である。エレメントの別の形状は、対向するリブ又は平面表面の端面に固着されているリブの端部の代わりに、１以上のリブが対向する表面内の単一の溝内に配設されていてもよい、というものである。リブの端部は、溝の底面まで延び、溝を２以上のミニチャネルに分割する。これは、非常に小さな溝を有するプレートを鋳造又は押し出し成形する必要性なしに、チャネルの寸法を減少するための容易で信頼性のある方法を提供する。本発明のエレメントは、等価寸法のモノリシックエレメントと同じ量のセラミック材料を含有する。しかし、製造コストは非常に低い。リブ付きプレートは、打ち出し、鋳造又は押し出し成形により製造し得る。プレートは、所望の形状に切断されて、未焼結の状態又は焼成された状態でエレメントの形状にスタックされる。未焼結の硬化していないプレートから形成されたエレメントは、未焼結プレートのスタックを焼成することによって製造される。スタックが焼成されるとき、対向するリブ又は壁と接触するリブの部分は、一緒に溶融する。しかし、リブが接着していない多くの部分は、プレートの拡張及び収縮を受け入れてリブ又はプレートが亀裂しないようにする応力緩和装置として作用する。しかし、処理ガスが同じ方向に流れるから、効率の損失はない。事実、チャネル間のガスの横断方向へのフローを可能とすることによって増長されるべき物質移動効率が現出する。チャネル間の開口部上の鋭利な縁部は、バウンダリ層を侵害するので、物質移動が増加する。物質移動及び応力軽減は、さらに、プレートの壁内に孔を設けることによって増長される。チャネル間及び孔間の流体の側方への拡がりの両者は、カラム内の圧力降下を低下させるのに寄与する。セラミックカラムの反復的なサイクルは、結果的に、カラムへの入口にて始まる亀裂を生じさせる。この亀裂の原因は、減少させることができる。圧力降下は、短い長さのリブを適当に除去することで、入口にてチャネルを広げることによってさらに低下させることができる。チャネル間のガスの分散もまた、持続的なフローを改良する。エレメントはまた、プレートを最初に焼成することによっても形成することができる。硬化したプレートは、次いで、１つのエレメント内にスタックされ、接着剤であらかじめ焼成されたエレメントに接着することにより又はバンドあるいは帯でスタックを結ぶことにより、安定化される。バンド又は帯は、金属でもよいし、又はポリエチレンあるいはサランラップなどの有機プラスチックフィルムなどの不安定な材料でもよい。エレメントの熱交換機すなわちカラムの初期加熱中に、不安定な有機材料は蒸発する。しかし、エポキシ及び／又は有機フィルムなどの有機接着剤の蒸気は、大気中に、炭素酸化物汚染物質を添加することになる。プラスチックを接着するために、水ガラス系接着剤などの無機耐火性接着剤を用いることが好ましい。エレメントの整ったカラム(ordered column)へのスタッキングは、エレメントをスタック内で上下左右に整合させて、接着剤あるいはワイヤ、金網、金属クリップ又は金属バンドなどの機械的な結合手段でスタックを一緒に結合することにより、複数のエレメントを多重エレメント構造に結合させることによって促進され得る。セラミックプレート及びエレメントは、一般に SiO₂，Al₂O₃，MgO，K₂O₂などの組成物を含む耐火性クレイから形成される。セラミックエレメントは、復熱式熱交換機を通過するガスに対して不活性であり、プロセス中に達成される最高温度でも固体のままである。テストは、整合されたチャネルでスタックされた本発明によるリブ付きプレートから形成されたエレメントから形成されたカラムを、同じ表面積を有するモノリシックカラムと比較することにより行われた。驚くべきことに、本発明のスタックされたエレメントを用いた場合には、収率は２０％よりも高かった。鋳造されたエレメントから形成されたチャネルの不規則な表面は、流れ（フロー）抵抗を増加させ、収率を減少させるので、収率がより低くなることが予想された。おそらく、チャネルの凹凸表面は、次の表面へのバウンダリ層に摂動を生じさせたり乱したりし、バウンダリ層内で流れるガスの間に、混合及び反応を増加させる。エレメントへの組立後に未焼結プレートを焼成することにより形成されるエレメントであっても、プレートが接着していないポイントにて応力緩和を提供するが、あらかじめ焼成されたプレートから形成されたエレメントも同様に機能し、結果として応力亀裂を少なくし得る。さらに、最初にプレートを焼成して、後で組み立てる方が非常に廉価である。また、堅い焼成されたプレートは、柔らかい未焼結のプレートよりも取り扱いやすい。さらに、焼成されたプレート内の所定位置に固定された堅いリブは、リブ又はプレートを変形せずに一緒に押圧し得る。未焼結プレート内の柔らかい成形可能なリブは、力が加えられている状態下で取り扱われたり置かれたりする場合に、曲げたり延ばしたりが可能である。本発明の以上の特徴及び他の多くの特徴並びに利点は、添付図面を考慮しながら以下の詳細な説明の参照によって、より理解されるであろう。図面の簡単な説明図１は、本発明によるリブ付きプレートの第１の実施形態を示す斜視図である。図２は、図１に示すリブ付きプレートの複数個の硬化したスタックから形成されたエレメントの斜視図である。図３は、本発明によるリブ付きプレートの別の実施形態を示す斜視図である。図４は、図３に示すリブ付きプレートの複数個の硬化したスタックから形成したエレメントの斜視図である。図５は、リブ付きプレートのさらに別の実施形態を示す斜視図である。図６は、エレメントの形態にて図５に示すプレートの硬化したスタックを示す斜視図である。図７は、リブ付きプレートのさらに別の実施形態を示す斜視図である。図８は、図７に示すような１枚のプレートのリブを有する硬化したプレートのスタックを示す斜視図であり、プレートは対向するプレートの溝内に配設されていて、溝をより小さなチャネルに分割する。図９は、不安定なラップにより結合された硬化したプレートのスタックの立面方向の平面図である。図１０は、焼成したプレートのスタックの立面方向の平面図である。図１１は、金属バンドによって接着されたエレメントのスタックの斜視図である。図１２は、スタックに対する改良を示す別の実施形態の等距離図である。図１３は、図１２の線１２−１２に沿って切り取った断面図である。図１４は、本発明のパッキング媒体、１インチ（０．０２５４ｍ）の砂礫及びモノリス媒体の圧力降下の比較である。発明の詳細な説明図１及び図２を参照する。プレート１０は、未焼結状体又は硬化された状態に焼成された状態のいずれかの状態で示されている。硬化されたプレートは、接着剤により一緒にスタックされて接着されてもよいし、又はスタックされたプレートをプラスチックラッパー（帯）又はタイ、バンド、金属クリップなどで機械的に保持することにより一緒に保持してもよい。未焼結又は焼成された状態でのプレート１０はスタックされて、図２に示すように、エレメント１２を形成する。プレート１０は、複数の平行なリブ１４及び複数の平行なリブ１８を含む。リブ１４は、中央部材１６の頂面１５から延びる。リブ１８は、中央部材１６の底面１７から延びる。溝２１，２３は隣接するリブ１４，１４’及び１８，１８’ の間に形成される。端部リブ１４”及び１８”の対向する端面２６，２８は結合して端壁２２，２４を形成する。対向して隣接する中間に介在するリブ１４，１８の端面２６，２８は結合してチャネル３０を形成する。チャネル３０は、溝２１及び２３の組み合わされた体積を有する。チャネル２１，２３は、閉鎖されていてもよい。好ましくは、ガスは、端面２６，２８の界面を通して、隣接するチャネルにリークする。前述したように、リブ１４，１８の対向する端部２６，２８が隣接するようにプレート１０をスタックする代わりに、リブ１４，１８が対向する溝２１，２３に差し込まれて各溝を２つのチャネルに分割するようにプレートをスタックしてもよい。さて、本発明の第２の実施形態を示す図３及び図４を参照する。プレート１１０は、リブ１１４及び溝１２１を含む。溝１２１は、プレート１１０の支持部材１２６の頂面１２２から延びる。プレート１１０は、リブ１１４の端面１２４が対向するプレート１１０’の背面１２８に取り付けられてエレメント１４０を形成するようにスタックされて示されている。背面１２８は、リブの間の溝１２１を閉鎖してチャネル１３２を形成する。端部リブ１３０は、一緒に結合されて、閉鎖された端壁１３４を形成する。プレート１１４の何枚かは、対向するリブが互いに面して結合されてより大きなチャネル（図示せず）を形成するようにスタックされてもよい。あるいは、プレートの何枚かは、リブが溝に差し込まれて溝の底面に接着されてより小さなチャネルを形成するようにスタックされてもよい。さて、本発明の第３の実施形態を示す図５及び図６を参照する。プレート３１０及びエレメント３１２が示されている。リブ３１４，３１６及び溝３１８，３２０は、中央の対角線(diagonal)リブ３２２に平行に形成されている。エレメント３１２内のリブ３１４，３１６の端面３２４，３２６は、チャネル３２８，３３０を形成する係合状態に示されている。リブは、図７に示すように、溝がより小さなチャネルを形成するように挟み込まれてもよい。図７に示すプレート４００は、複数の平行なリブ４０２及び複数の平行なリブ４０８を含む。リブ４０２は、中央部材４０６の頂面４０４から延びる。リブ４０８は、中央部材４０６の底面４１０から延びる。平面状の側壁４３０を形成するために、対向するプレート４２４は、プレート４００よりも１つ少ないリブ４１８’、４２０’を中央部材４２８の各側に含む。中央部材４２８の各側上にあるプレート４２４の第１のリブ４２１，４２２は、側縁４３６から溝４３２の１／２ほどインデントされている。リブ４０２，４０８は、プレート４００上の溝４１２，４１４よりも狭い。プレート４２４上のリブ４１８，４２０は、溝４３７，４３８よりも狭く、隣接するリブ４０２，４０８又は４１８，４２０の間の距離の１／３以下を占めることが好ましい。図８に示すように、エレメント４６０は、リブ４０２，４０８を対向するプレート４２４の溝４３７，４３８内に配置して、リブ４０２，４０８の端面４４２，４４４を対向する溝４３７，４３８の底面４４６，４４８に着座させることにより組み立てられる。リブ４０２，４０８は、各溝４３７，４３８を２つのチャネル４５０，４５２に分割する。端部リブ４５４，４５６は、プレート４２４の開口端部を閉鎖して、端部の小さなチャネル４６２を形成する。未硬化のプレートのアセンブリは、焼成されてエレメント４６０を形成する。プレート４００及び４２４は、あらかじめ焼成されて、スタック４６０に組み立てられて、前述したように接着剤により又は機械的な保持手段により結合されてもよい。プレート４００，４２４は、各表面から延びるリブを有することを必要としない。背面は、平面状でもよい。背面は、リブの端面又は別のプレートの背面に接着されてもよい。溝は、例えば１個から４個のリブのように、１個以上のリブを受け入れてもよい。エレメントは、より小さなチャネルを形成するために挟み込まれたすべてのプレートを含んでもよい。あるいは、何枚かのプレートは、挟み込まれたリブと溝との領域又はリブの端部が対向するリブの端部に取り付けられる他の領域を有していてもよい。何枚かのプレートは、溝に差し込まれる長いリブ及び対向するプレート上のリブに当接する短いリブを含んでいてもよい。プレートが互いに接着されているエレメントは、堅いが脆いセラミック本体を形成する。リブが対向するリブの端部又は中央サポートの内面に接着していない部分は、いくらかの移動の自由度を有するが、復熱式熱処理中に、反復的に加熱され且つ冷却される際に、エレメントはまだ亀裂が生じたり砕けたり分解したりする。図９及び図１０に示すエレメント５００は、加熱硬化により又は接着剤によっては互いに接着されていない差し込まれたプレート５０２から形成されている。プレート５０２は、複数の平行なリブ５０４を有する。リブ５０４は、中央サポート５０６から下方向に延びる。端部リブ５０７は、中央部材の端部と符合して終始している。リブ５０８は、中央サポート５０６から上方向に延びる。端部リブ５１１は、中央サポートの縁部５１３から端部リブ５０７の幅だけインデントされている。プレート５０２，５０３がスタックされる場合には、端部リブ５０７は、未接着のプレートが滑らないようにインデントされたスペース内にロックされる。中央サポート５０６との組合せにおける端部リブ５０７は、端壁５１２を形成する。所定時間をおいて、各プレートをカラム内に置く。さらに、個々のプレート又はプレートのスタックをＲＴＯすなわち触媒カラム又は熱交換機に充填する取扱中に破壊が生じる可能性がある。図１０に示すように、プレートのスタックは、強いプラスチックのラップ（包装）、好ましくはビニルアセテートビニリデンクロライドコポリマーであるサランなどの収縮ラップ（包装）５１８を端壁５１２に沿って、頂面５１４及び底面５１６を横断させて、プレートを包装することによって一緒に保持されてもよい。エレメント５２０は、次いで、安定な存在として取り扱われ、カラム内に又はより小さなスタックされたエレメントの頂部上に及び／又は隣接して置かれる。熱いガスが最初にカラム内に入ると、ラップ（包装）は、ガス状産物に分解して熱いガスによってカラムから排出されるであろう。さらにカラムの充填速度を上げるために、図示してはいないが、複数のエレメント５２０を金属ストラップ５２２で一緒に結合して図１１に示すようなアセンブリ５２４を形成することもできる。エレメント及びモジュールは、種々の寸法及び形状のアセンブリに組み立てることができる。好ましくは、アセンブリは、矩形カラム形状又は立方体形状を有する。モジュールは、互いに平行なチャネルを有するモジュールを左右で整合させて、同じ軸方向に整合したチャネルを有するモジュールを上下で整合させることができる。８個の６立法インチの立方体モジュールは、１立方フィートの立方体アセンブリを形成するであろう。１８個の４立法インチの立方体モジュールもまた、１立方フィートのアセンブリを形成するであろう。しかし、上述したように、有機フィルム又は接着剤の使用は、環境中に汚染物質を分散する。有機フィルムの残留燃焼産物は、ベッド内に残り得る。図１２及び図１３に示すように、プレート５４０は、珪酸ナトリウム又は珪酸カリウムの水溶液（水ガラス）のフィルムを塗布することにより、一緒に接着される。水は、室温にて空気乾燥中にフィルムから蒸発するであろうし、珪酸ナトリウム又は珪酸カリウムの結合点（ボンド）５３２が、リブ５０８，５０４の端面５３４と溝５３８の底面５３６の間の接点にて形成されるであろう。結合していない対面する表面は、隣接するチャネルの間に流れるガスの側方転移を可能とする。これは、ガスと液体との混合により効果的に寄与して、パッキングの単位体積当たりの熱転移及び質量転移を増加させ、圧力降下を低下させる。混合効率及び応力緩和におけるさらなる改良は、プレート内に孔５４６を形成して、隣接するチャネルの間の連通を増加させることによって与えられる。これはさらに、リブ５４４の短い区域を除去して入口開口５４２をチャネルにまで広げるにつれて、圧力降下を低下させるであろう。図７に従うパッキングモジュールは、水ガラスで被覆されたセラミックプレートのスタックを空気乾燥してモジュールに形成することにより準備される。リブは、面取りされた端部を有する約７ｍｍ高さで、約７．２４ｍｍだけ離隔されている。モジュールは、以下のような寸法と物理特性とを有する。物理的寸法層の厚さ１．５ｍｍモジュール全体の寸法１２インチ×１２インチ×４インチ比表面積２１０Ｆｔ²／Ｆｔ³ 質量７２Ｌｂｓ／Ｆｔ³ ボイドフラクション６０％物理特性比重２．２５〜２．３５吸水率（ＡＳＴＭＣ３７３）＜０．５％耐酸性度 Wt.Loss（ＡＳＴＭＣ２７９） ≦４％最大使用温度２３５０°Ｆ熱容量０．２２ＢＴＵ／ｌｂ°Ｆ低温破壊強度１５，０００ｌｂｓ／ｆｔ² 本発明のパッキングモジュールの性能をセラミックモノリス媒体及び１インチ及び１／２インチの砂礫と比較した。図１４に示すデータは、７０°Ｆにて空気流を利用する３種のパッキング媒体の圧力降下の比較である。砂礫に対する２００ fpmにて９５％ RTO 熱回収を達成するための媒体深さは、本発明の媒体の２ 2/3 ほど深く、モノリスに対する媒体深さは、本発明の多重層媒体（ＭＬＭ）の１ 2/3 ほど深かった。本発明のＭＬＭ媒体は、復熱式熱酸化システム（ＲＴＯ）に対して、最も効率的で、コストパフォーマンスの良い熱回収媒体である。作業データは、ＭＬＭが従来の１インチの砂礫及びモノリスを凌駕する初めての大幅な改良であることを証明する。ＭＬＭは、極度に高い熱効率を与える。新ＭＬＭパッキングは、すべての他のセラミック媒体よりも、熱交換、エネルギー効率及び圧力降下の点で、性能が優れている。ＭＬＭは、キャピタルコスト及び作業コストを低減する。ＭＬＭについては、実地試験及びラボ試験を行ってきたが、その結果は顕著なものである。ＭＬＭは、砂礫と比較して速やかに加熱され冷却される。薄い層状のＭＬＭは、表面の１ｍｍ以内に材料のほとんどを有する。さらに、相互に連結するチャネル（モノリスにおける同一の単一のチャネルとは反対に）ゆえ、すべての方向にガスが流れる。これは、熱転移を増強し、詰まり傾向を減少させる。ＭＬＭパッキングは、エンジニアリングの進歩である。作業コスト及びキャピタルコストの軽減により、及び優れた効率により、ＭＬＭはそれ自身すぐにペイするであろう。ＭＬＭパッキング材料は、数十年間のパッキング設計における最も優れた進歩の一つであり、設計の自由度を与えると信じられる。ＭＬＭは、ＲＴＯ内で利用できるし、硫酸プラントにおける吸着及び乾燥、採鉱、鉱物回収、抽出、溶解、石油化学プラントにおける吸着などの腐食性の流れや高温を含む質量転移への適用にも有用である。本発明の好ましい実施形態のみを説明してきたが、多くの置換、改変及び変形が、請求の範囲において確定された発明の範囲を逸脱せずに可能であることは認められるべきである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９７年７月２５日（１９９７．７．２５）【補正内容】請求の範囲１．第１の端部と第２の端部と、セラミックパッキングエレメントを形成するための第１の表面と第２の表面とを有するセラミックプレートであって、少なくとも上記第１の表面は、上記プレートの第１の表面から延びる第１の端部を有する複数の連続的なリブと、上記リブの間に形成された平行な溝とを有し、こうして、第２のプレートの第１の表面に隣接する上記プレートの配置上にて、上記表面は上記溝を閉鎖してチャネルを形成することを特徴とするセラミックプレート。２．請求項１のセラミックプレートであって、前記プレートは平面状であることを特徴とするセラミックプレート。３．請求項１のセラミックプレートであって、前記プレートの他の表面も又、平行なリブと溝とを含むことを特徴とするセラミックプレート。４．請求項１のセラミックプレートであって、隣接する前記リブの間のスペースは、リブの幅よりも大きいことを特徴とするセラミックプレート。５．請求項１のセラミックプレートであって、前記セラミックは未焼結状態であることを特徴とするセラミックプレート。６．請求項１のセラミックプレートであって、前記セラミックは硬化状態であることを特徴とするセラミックプレート。７．請求項６のセラミックプレートであって、前記表面は、触媒層を含むことを特徴とするセラミックプレート。８．請求項１のセラミックプレートであって、０．５インチから１２インチの範囲の幅及び深さと、０．０１インチから１インチの範囲の厚みを有することを特徴とするセラミックプレート。９．請求項１のセラミックプレートであって、前記リブの間で前記プレートを貫通する穿孔を含むことを特徴とするセラミックプレート。１０．セラミックパッキングエレメントであって、個々のセラミックプレートのスタックと、間に複数の溝を形成する複数の平行な連続するリブを含む第１の表面を有し、上記リブは上記第１の表面と連結する内端部と外端部とを有する、第１のプレートと、上記リブの上記外端部との閉鎖接点にあり、リブの間に平行で実質的に閉鎖されているチャネルを形成する第１の表面を有する第２のセラミックプレートと、上記第１の表面を一緒に接着するための接着手段と、を備えることを特徴とするセラミックパッキングエレメント。１１．請求項１０のセラミックパッキングエレメントであって、前記接着手段は、無機接着剤からなることを特徴とするセラミックパッキングエレメント。１２．請求項１０のセラミックパッキングエレメントであって、前記リブの間のスペースは、対向するリブの幅よりも広く、対向する表面上のリブは対向するプレートの第１の表面に接着された各リブの外端部に挟み込まれていることを特徴とするセラミックパッキングエレメント。１３．請求項１０のセラミックパッキングエレメントであって、前記第２のプレートの第１の表面上のリブは、前記第１のプレートの第１の表面上のリブよりもさらに離隔して設けられており、前記リブの少なくともいくつかは、対向する溝の底面に挟み込まれて着座していることを特徴とするセラミックパッキングエレメント。１４．請求項１０のセラミックパッキングエレメントであって、前記チャネルは、拡大された入口を有することを特徴とするセラミックパッキングエレメント。１５．請求項１０に規定するセラミックパッキングエレメントを複数備えるセラミックパッキングアセンブリであって、上記複数のセラミックパッキングエレメントは上記アセンブリ内に組み込まれており、整合されたチャネルと、上記エレメントを一緒に固着するための固着手段とを有することを特徴とするセラミックパッキングアセンブリ。１６．請求項１５のセラミックパッキングアセンブリであって、前記固着手段は、金属バンドを備えることを特徴とするセラミックパッキングアセンブリ。１７．セラミックパッキングエレメントを形成する方法であって、複数のセラミックプレートの第１の表面上に、複数の平行な連続するリブとその間に形成された平行な溝とを形成する工程と、対向するプレート上のリブが対向する第１の表面と接触するリブの外端部に挟まれてチャネルを形成するように、上記プレートをスタックする工程と、上記外端部を上記対向する第１の表面に接着する工程と、を備えることを特徴とする方法。１８．請求項１７の形成方法であって、前記外端部は、無機接着剤を塗布することによって、前記第１の表面に接着されることを特徴とする方法。１９．プレートの表面上にリブと溝とを有するプレートのスタックから形成されたセラミックパッキングエレメントであって、プレートを隣接する対向するプレートにラッチしてプレートがチャネルに直交する方向に移動しないようにする手段を含み、該手段はプレートの端部リブと共働することを特徴とするセラミックパッキングエレメント。２０．請求項１９のセラミックパッキングエレメントであって、前記第１のプレート上の端部リブは、プレートの側部に配設されており、対向するプレートの端部リブは、第１のプレート上の端部リブの厚さ分だけインデントされており、プレートが対向するプレートのインデントされた端部リブに隣接する第１のプレートの端部リブと組み立てられるとき、チャネルに対して垂直方向への移動が阻止されることを特徴とするセラミックパッキングエレメント。【手続補正書】【提出日】１９９８年６月２４日（１９９８．６．２４）【補正内容】１．本願「請求の範囲」を以下のように補正する。『請求の範囲１．第１の端部と第２の端部と、セラミックパッキングエレメントを形成するための第１の表面と第２の表面とを有するセラミックプレートであって、少なくとも上記第１の表面は、上記プレートの第１の表面から延びる第１の端部を有する複数の連続的なリブと、上記リブの間に形成された平行な溝とを有し、こうして、第２のプレートの第１の表面に隣接する上記リブの配置上にて、上記表面は上記溝を閉鎖してチャネルを形成することを特徴とするセラミックプレート。２．請求項１のセラミックプレートであって、前記プレートは平面状であることを特徴とするセラミックプレート。３．請求項１のセラミックプレートであって、前記プレートの他の表面も又、平行なリブと溝とを含むことを特徴とするセラミックプレート。４．請求項１のセラミックプレートであって、隣接する前記リブの間のスペースは、リブの幅よりも大きいことを特徴とするセラミックプレート。５．請求項１のセラミックプレートであって、前記セラミックは未焼結状態であることを特徴とするセラミックプレート。６．請求項１のセラミックプレートであって、前記セラミックは硬化状態であることを特徴とするセラミックプレート。７．請求項６のセラミックプレートであって、前記表面は、触媒層を含むことを特徴とするセラミックプレート。８．請求項１のセラミックプレートであって、０．５インチから１２インチの範囲の幅及び深さと、０．０１インチから１インチの範囲の厚みを有することを特徴とするセラミックプレート。９．請求項１のセラミックプレートであって、前記リブの間で前記プレートを貫通する穿孔を含むことを特徴とするセラミックプレート。１０．セラミックパッキングエレメントであって、個々のセラミックプレートのスタックと、間に複数の溝を形成する複数の平行な連続するリブを含む第１の表面を有し、上記リブは上記第１の表面と連結する内端部と外端部とを有する、第１のプレートと、上記リブの上記外端部との閉鎖接点にあり、リブの間に平行で実質的に閉鎖されているチャネルを形成する第１の表面を有する第２のプレートと、上記第１及び第２のプレートを一緒に接着するための接着手段と、を備えることを特徴とするセラミックパッキングエレメント。１１．請求項１０のセラミックパッキングエレメントであって、前記接着手段は、無機接着剤からなることを特徴とするセラミックパッキングエレメント。１２．請求項１０のセラミックパッキングエレメントであって、前記リブの間のスペースは、対向するリブの幅よりも広く、対向する表面上のリブは対向するプレートの第１の表面に接着された各リブの外端部に挟み込まれていることを特徴とするセラミックパッキングエレメント。１３．請求項１０のセラミックパッキングエレメントであって、前記第２のプレートの第１の表面上のリブは、前記第１のプレートの第１の表面上のリブよりもさらに離隔して設けられており、前記リブの少なくともいくつかは、対向する溝の底面に挟み込まれて着座していることを特徴とするセラミックパッキングエレメント。１４．請求項１０のセラミックパッキングエレメントであって、前記チャネルは、拡大された入口を有することを特徴とするセラミックパッキングエレメント。１５．請求項１０に規定するセラミックパッキングエレメントを複数備えるセラミックパッキングアセンブリであって、上記複数のセラミックパッキングエレメントは上記アセンブリ内に組み込まれており、整合されたチャネルと、上記エレメントを一緒に固着するための固着手段とを有することを特徴とするセラミックパッキングアセンブリ。１６．請求項１５のセラミックパッキングアセンブリであって、前記固着手段は、金属バンドを備えることを特徴とするセラミックパッキングアセンブリ。１７．セラミックパッキングエレメントを形成する方法であって、複数のセラミックプレートの第１の表面上に、複数の平行な連続するリブとその間に形成された平行な溝とを形成する工程と、対向するプレート上のリブが対向する第１の表面と接触するリブの外端部に挟まれてチャネルを形成するように、上記プレートをスタックする工程と、上記外端部を上記対向する第１の表面に接着する工程と、を備えることを特徴とする方法。１８．請求項１７の形成方法であって、前記外端部は、無機接着剤を塗布することによって、前記第１の表面に接着されることを特徴とする方法。１９．プレートの表面上にリブと溝とを有するプレートのスタックから形成されたセラミックパッキングエレメントであって、プレートを隣接する対向するプレートにラッチしてプレートがチャネルに直交する方向に移動しないようにする手段を含み、該手段はプレートの端部リブと共働することを特徴とするセラミックパッキングエレメント。２０．請求項１９のセラミックパッキングエレメントであって、前記第１のプレート上の端部リブは、プレートの側部に配設されており、対向するプレートの端部リブは、第１のプレート上の端部リブの厚さ分だけインデントされており、プレートが対向するプレートのインデントされた端部リブに隣接する第１のプレートの端部リブと組み立てられるとき、チャネルに対して垂直方向への移動が阻止されることを特徴とするセラミックパッキングエレメント。』

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者ファン，ジュン中華人民共和国ランツホー 730060，キグ，サン―ダン・ストリート 108，ビルディングナンバー８

Claims

【特許請求の範囲】１．セラミックパッキングエレメントを形成するセラミックプレートであって、上記プレートの少なくとも第１の表面は、複数の平行なリブを含み、上記複数の平行なリブの間に平行な溝を形成し、第２のプレートの第１の表面に隣接する上記プレートの配置上で、上記表面は上記溝を閉鎖して、チャネルを形成することを特徴とするセラミックプレート。２．請求項１のセラミックプレートであって、前記プレートは平面状であることを特徴とするセラミックプレート。３．請求項１のセラミックプレートであって、前記プレートの他の表面はさらに、平行なリブと平行な溝とを含むことを特徴とするセラミックプレート。４．請求項１のセラミックプレートであって、前記隣接するリブの間のスペースは、リブの幅よりも大きいことを特徴とするセラミックプレート。５．請求項１のセラミックプレートであって、前記セラミックは未焼結状態にあることを特徴とするセラミックプレート。６．請求項１のセラミックプレートであって、前記セラミックは硬化状態にあることを特徴とするセラミックプレート。７．請求項６のセラミックプレートであって、前記表面は、触媒層を含むことを特徴とするセラミックプレート。８．請求項１のセラミックプレートであって、０．５インチから１２インチの範囲の幅及び深さと、０．０１インチから１インチの範囲の厚みを有することを特徴とするセラミックプレート。９．請求項１のセラミックプレートであって、前記リブの間で前記プレートを貫通する穿孔を含むことを特徴とするセラミックプレート。１０．セラミックパッキングエレメントであって、個々のセラミックプレートのスタックと、複数の平行なリブを含む第１の表面を有し、上記リブの間に複数の溝を形成する第１のプレートと、上記第１のプレートの上記第１の表面との閉鎖接点にあり、平行なチャネルを形成する第１の表面を有する第２のプレートと、上記第１の表面を一緒に接着するための接着手段と、を備えることを特徴とするセラミックパッキングエレメント。１１．請求項１０のセラミックパッキングエレメントであって、前記接着手段は、無機接着剤からなることを特徴とするセラミックパッキングエレメント。１２．請求項１０のセラミックパッキングエレメントであって、前記リブの間のスペースは、前記リブの幅よりも広く、対向する表面上のリブは挟み込まれていることを特徴とするセラミックパッキングエレメント。１３．請求項１０のセラミックパッキングエレメントであって、前記第２のプレートの第１の表面上のリブは、前記第１のプレートの第１の表面上のリブよりもさらに離隔して設けられており、前記リブの少なくともいくつかは、対向する溝の底面に挟み込まれて着座していることを特徴とするセラミックパッキングエレメント。１４．請求項１０のセラミックパッキングエレメントであって、前記チャネルは、拡大された入口を有することを特徴とするセラミックパッキングエレメント。１５．請求項１０に規定するセラミックパッキングエレメントを複数備えるセラミックパッキングアセンブリであって、上記複数のセラミックパッキングエレメントは上記アセンブリ内に組み込まれており、整合されたチャネルと、上記エレメントを一緒に固着するための固着手段とを有することを特徴とするセラミックパッキングアセンブリ。１６．請求項１５のセラミックパッキングアセンブリであって、前記固着手段は、金属バンドを備えることを特徴とするセラミックパッキングアセンブリ。１７．セラミックパッキングエレメントを形成する方法であって、セラミックプレートの第１の表面内に、複数の平行なリブとその間に形成された平行な溝とを形成する工程と、第１のプレートの第１の表面を、第２のプレートの第１の表面と係合させるように置き、上記溝を閉鎖してチャネルを形成する工程と、上記第１の表面を一緒に接着する工程と、を備えることを特徴とする方法。１８．請求項１７の形成方法であって、前記セラミックエレメントは硬化された状態にあり、前記プレートは無機接着剤によって接着されることを特徴とする方法。１９．プレートの表面上にリブと溝とを有するプレートのスタックから形成されたセラミックパッキングエレメントであって、プレートを隣接する対向するプレートにラッチしてプレートがチャネルに直交する方向に移動しないようにする手段を含み、該手段はプレートの端部リブと共働することを特徴とするセラミックパッキングエレメント。２０．請求項１９のセラミックパッキングエレメントであって、前記第１のプレート上の端部リブは、プレートの側部に配設されており、対向するプレートの端部リブは、第１のプレート上の端部リブの厚さ分だけインデントされており、プレートが対向するプレートのインデントされた端部リブに隣接する第１のプレートの端部リブと組み立てられるとき、チャネルに対して垂直方向への移動が阻止されることを特徴とするセラミックパッキングエレメント。