JP2008521596A - 接触装置および接触方法ならびにそれらの使用 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、それぞれ全体が本明細書に参照援用されている、2004年11月30日出願の米国特許出願第11/001,701号、および2004年11月30日出願の米国仮出願第60/632,433号の優先権を主張するものである。
本発明は一般に接触装置および接触方法の分野に関する。具体的な実施形態において、本発明は2つ以上の流体を接触させる装置および方法、ならびに、燃料などの液体からの混入物質の除去またはそれらへの補助物質の添加などへのそれらの使用に関する。他の実施形態においては、本発明は一般に触媒反応装置および触媒反応方法の分野に関する。他の具体的な実施形態では、本発明は2つ以上の流体を触媒反応させる装置および方法、ならびに、燃料などの液体からの混入物質の除去またはそれらへの補助物質の添加などへのそれらの使用に関する。
液体からの物質の除去または液体への物質の添加は、多くの用途で有益となり得る。たとえば、液体への気体の添加は炭酸飲料の生産に必要である。液体からの気体の除去は、たとえば、浄化液体を製造するために望ましいことがある。浄化液体は多くの用途で望ましい。特に液体からの混入物質の除去は多くの商工業の用途で必要とされることがある。たとえば、ディーゼル燃料またはジェット燃料などの燃料の場合、燃料中の不純物は、維持費をかさませ性能を劣化させ得る。たとえば、燃料中に酸素が存在すると、この燃料を用いるジェット・エンジンなどの機械の性能を劣化させ得る。さらに、酸素飽和燃料がコーキングを起こし燃料の流れが制限されるとき、燃料によってもたらされる冷却剤機能または放熱機能が阻害され得る。
本発明は、液体から成分を効率よく、かつ/または均一に除去できるようにする液体浄化装置および液体浄化法、ならびに液体に成分を効率よく、かつ/または均一に添加できるようにする液体注入装置および液体注入法に関する。これらの成分は、たとえば、液体から除去すべき不要なものの場合もあり、あるいは液体に添加が望ましいまたは添加すべきものの場合もあるが、それぞれ本明細書では「成分」と呼ぶ。この際、開示した実施形態では、液体と流体との混合を促進させる多孔質媒質中を液体と流体とを通過させることによって液体の浄化または液体への注入をもたらす。液体と流体との間の分圧、活性度、逃散度、または成分濃度の差により、これらの液体と流体との混合物中において液体と流体との間の成分の移動が促進される。
本発明の一実施形態において、液体と流体との間で成分を移動させる装置が含まれる。この装置は、液体および流体の少なくとも1つが成分を有する液体と流体とを混合させるように構成された多孔質媒質が含まれる。さらに、この多孔質媒質は、成分の少なくとも一部分を液体から流体へ移動させるように構成されている。また、この装置は液体と流体とを分離する分離器を備えても良い。
Claims (33)
- 液体と流体とを混合させるように構成された多孔質媒質を備えた液体と流体との間の接触を促進させるための装置であって、前記液体と前記流体の少なくとも1つはその中に成分を有し、前記多孔質媒質が前記液体と前記流体との間の接触を促進させるように構成された、前記装置。
- 前記接触によって、前記成分の少なくともいくらかが前記液体と前記流体との間で移動する、請求項1に記載の装置。
- 前記混合の後で前記液体と前記流体とを分離するための分離器をさらに備える、請求項1に記載の装置。
- 前記移動が前記液体から前記流体までの成分移動を伴うとき、前記流体から前記成分を除去するように構成された流体浄化モジュールをさらに備える、請求項2に記載の装置。
- 前記流体浄化モジューが圧力スイング吸着モジュールを備える、請求項4に記載の装置。
- 前記流体浄化モジュールが前記流体中の前記成分の少なくとも一部分を触媒消費するように構成された、請求項4に記載の装置。
- 前記流体浄化モジュールから前記多孔質媒質まで前記流体を移動させるように構成された再循環ラインをさらに備える、請求項4に記載の装置。
- 前記分離器から前記多孔質媒質まで前記流体を移動させるように構成された再循環ラインをさらに備える、請求項3に記載の装置。
- 前記流体と混合した気化液体を前記分離器から分離するように構成された蒸気トラップをさらに備える、請求項3に記載の装置。
- 前記多孔質媒質は500ミクロン未満の孔径を有する孔を備える、請求項1に記載の装置。
- 前記孔径が約400ミクロンである、請求項10に記載の装置。
- 前記流体と前記液体との混合物を前記多孔質媒質に提供するように構成された予備混合器をさらに備える、請求項1に記載の装置。
- 前記予備混合器が、
前記多孔質媒質の方に向いた進路内に前記液体を通過させるための複数の実質的に軸方向の流路;及び
前記流体を前記進路内に拡散させるための多孔質体:
とを備える、請求項12に記載の装置。 - 前記予備混合器が、前記予備混合器の円周周辺に沿った、前記流体を受け取って前記多孔質体に向けるための環状の通路をさらに備える、請求項13に記載の装置。
- 前記多孔質媒質が不活性材料からなる、請求項1に記載の装置。
- 前記分離器が少なくとも1つの遠心分離器を備える、請求項3に記載の装置。
- 前記液体が燃料であり、前記成分が成分ガスである、請求項1に記載の装置。
- 前記燃料がディーゼル燃料、ケロシン燃料およびジェット燃料のうちの少なくとも1つである、請求項17に記載の装置。
- 前記成分ガスが酸素である、請求項17に記載の装置。
- 前記成分が前記混合前の前記液体中に溶解された成分ガスである、請求項1に記載の装置。
- 前記流体が気体である、請求項1に記載の装置。
- 前記流体が非反応性気体である、請求項21に記載の装置。
- 前記非反応性気体が、窒素、アルゴン、ヘリウム、および二酸化炭素のうちの少なくとも1つである、請求項22に記載の装置。
- a)液体と流体とを多孔質媒質中を通過させる工程であって、前記液体と前記流体の少なくとも1つはその中に成分を有し、前記通過によって前記液体と前記流体とを混合させ前記液体と前記流体との間の接触を促進させる工程:を含む、液体と流体との接触を促進させる方法。
- 前記液体が燃料であり前記成分が成分ガスである、請求項24に記載の方法。
- 前記流体が気体である、請求項24に記載の方法。
- 前記接触は、前記成分の前記液体と前記流体との間の移動を促進させるように構成された、請求項24に記載の方法。
- 前記流体と前記液体が、前記成分の移動が所望のレベルになるように選択された流体−液体比で前記多孔質媒質中を通過させる、請求項27に記載の方法。
- 多孔質体;及び
孔であってそこを流れる流体とそこを流れる成分を有する液体とを高シェアで混合させるのに十分小さな孔径を有する孔:
を備える、液体と流体との混合を促進させる多孔質媒質。 - a)液体と流体とを多孔質媒質中を通過させる工程であって、前記液体はその中に成分ガスを含有し、前記通過によって前記液体と前記流体を混合させ前記成分ガスの少なくともいくらかを前記液体から前記流体に移動させる、工程;
b)前記液体と前記流体とを分離する工程であって、前記分離された流体は前記成分ガスの少なくともいくらかを含む、工程;
c)前記成分ガスを前記流体から除去する工程;及び
d)工程a)のどんな継続にも使用するために工程c)において除去された成分ガスを有する前記流体を再循環させる工程:
を含む、液体浄化方法。 - 複数の軸方向の流路であって、前記軸方向の流路に実質的に整列している進路に液体を通過させるための流路と;
前記進路中に流体を拡散させるための多孔質体と:
を備える、液体と流体とを混合させるように構成された混合用本体。 - 前記多孔質体の円周周辺に沿った、前記流体を受け取って前記多孔質体内に向けるための環状の通路をさらに備える、請求項31に記載の混合用本体。
- 前記複数の反応物質を触媒活性な多孔質媒質中を通過させる工程であって、前記通過によって前記複数の反応物質を混合し前記1つまたは複数の反応物質を化学転化させて、それらから1つまたは複数の生成物を生成する工程:
を含む、複数の反応物質を触媒転化してそれらから1つまたは複数の生成物を生成する方法。
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