JP2010526651A - インジェクターアッセンブリ、化学反応装置、および化学プロセス - Google Patents
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Abstract
Description
Cavg=追加の成分が結果として得られる成分ストリーム12と完全に混合されていることを仮定した、問われているポイントにおける追加の成分の平均濃度;
C1=断面面積に跨って間隔をあけて置かれた約1000の位置の各々における追加の成分の実際の濃度;
A=問われているポイントにおける反応装置導管16の断面面積
である。
発明を更に描写するためにこの予言的な例が提供される。
Cavg=0.07で、追加の酸素ガスが結果として得られる反応物ストリーム12と完全に混合されていることを仮定した、問われているポイントにおける追加の酸素の平均濃度;
C1は0から1の範囲で、計算的流体力学を使って断面面積Aに跨って間隔をあけて置かれた約1000の位置において決定された追加の酸素の実際の濃度;
A=38.5平方インチで、問われているポイントにおける反応装置導管16の断面面積
である。
Claims (18)
- 反応装置導管の導管開口部をその縦軸に沿って流れる成分ストリームに追加の成分を注入するインジェクターアッセンブリであって、前記アッセンブリは反応装置導管の第一および第二のセクションを一緒に流動的に接続するようなやり方で反応装置導管の第一のセクションの下流端と反応装置導管の第二のセクションの上流端の間に取付け可能となっており、前記アッセンブリは、
上流端、下流端、および前記上流端と下流端の間に配置され反応装置導管の第一および第二のセクションの導管開口部と流体通信するように揃えることができるインジェクター導管開口部を規定するインジェクター導管壁を有するインジェクター導管であって、前記インジェクター導管壁は、反応装置導管中の成分ストリームに追加の成分を横向きに注入するための、それを通じて伸びている少なくとも一つのポートを含むものと、
前記インジェクター導管壁の外側周りにその断面周囲に沿って伸びており前記ポートと流体通信している外側チェンバーであって、前記外側チェンバーは追加の成分の源から追加の成分を受け取る入口を含むものと、
からなるインジェクターアッセンブリ。 - 前記インジェクター導管壁は、反応装置導管中の成分ストリームに追加の成分を横向きに注入するための、それを通じて伸びている複数のポートを含み、前記外側チェンバーは前記ポートの各々と流体通信している、請求項1のインジェクターアッセンブリ。
- 前記ポートは、前記インジェクター導管壁の断面周囲の周りに間隔をあけて置かれている、請求項2のインジェクターアッセンブリ。
- 前記アッセンブリは更に、前記インジェクター導管と前記外側チェンバーの間に配置されたスペーサー板であって、前記スペーサー板は前記ポートと前記外側チェンバーの間に配置され前記ポートと前記外側チェンバーを一緒に流動的に接続している通路を含むものからなる、請求項1のインジェクターアッセンブリ。
- 前記アッセンブリは更に、前記インジェクター導管と前記外側チェンバーの間に配置されたスペーサー板であって、前記スペーサー板は前記ポートの各々と前記外側チェンバーの間に配置された通路を含み、前記通路の各々は前記対応するポートと前記外側チェンバーを一緒に流動的に接続しているものからなる、請求項2のインジェクターアッセンブリ。
- 反応装置導管の縦軸と少なくとも近似的に平行である流路に成分ストリームを通す反応装置導管であって、前記反応装置導管は第一のセクションと第二のセクションを含み、前記第一および第二のセクションの各々は上流端、下流端、および前記上流端と下流端の間に配置された反応装置導管開口部を規定する反応装置導管壁を有するものと、
成分ストリームに追加の成分を注入するインジェクターアッセンブリであって、前記アッセンブリは前記反応装置導管の前記第一のセクションの前記下流端と前記反応装置導管の前記第二のセクションの前記上流端の間に配置され前記第一および第二のセクションを一緒に流動的に接続しているものとからなり、前記アッセンブリは、
上流端、下流端、および前記上流端と前記下流端の間に配置されインジェクター導管開口部を規定するインジェクター導管壁を有するインジェクター導管であって、前記インジェクター導管開口部は前記反応装置導管の前記第一および第二のセクションの前記導管開口部と揃えられてそれらと流体通信しており、前記インジェクター導管壁は、成分ストリームに追加の成分を横向きに注入するための、それを通じて伸びている少なくとも一つのポートを含むものと、
前記インジェクター導管壁の外側周りにその断面周囲に沿って伸びており前記ポートと流体通信している外側チェンバーであって、前記外側チェンバーは追加の成分の源から追加の成分を受け取る入口を含むものとを含む、
化学反応装置。 - 前記インジェクター導管壁はそれを通じて伸びている複数のポートを含み、前記外側チェンバーは前記ポートの各々と流体通信している、請求項6の反応装置。
- 前記ポートは、前記インジェクター導管壁の断面周囲の周りに間隔をあけて置かれている、請求項7の反応装置。
- 前記インジェクターアッセンブリは更に、前記インジェクター導管と前記外側チェンバーの間に配置されたスペーサー板であって、前記スペーサー板は前記ポートと前記外側チェンバーの間に配置され前記ポートと前記外側チェンバーを一緒に流動的に接続している通路を含むものを含む、請求項6の反応装置。
- 前記インジェクターアッセンブリは更に、前記インジェクター導管と前記外側チェンバーの間に配置されたスペーサー板であって、前記スペーサー板は前記ポートの各々と前記外側チェンバーの間に配置された通路を含み、前記通路の各々は前記対応するポートと前記外側チェンバーを一緒に流動的に接続しているものを含む、請求項7の反応装置。
- 前記外側チェンバーは、前記インジェクター導管壁の外側周りにその断面周囲に沿って、および前記反応装置導管の縦軸と少なくとも近似的に垂直である方向にある前記スペーサー板の周りに伸びている導管である、請求項10の反応装置。
- 前記反応装置導管は、その前記第一および第二のセクションを含み、前記インジェクター導管は少なくとも近似的に真っ直ぐな経路中に一緒に軸上で揃えられている、請求項11の反応装置。
- 成分が反応装置導管を通してその縦軸に沿って成分ストリームとして流れるようにするようなやり方で、反応装置導管中に一つ以上の成分を導入することと、
前記反応装置導管の断面周囲の周りに間隔をあけて置かれた複数のポートを通して追加の成分を前記成分ストリームに横向きに注入することであって、前記追加の成分は前記追加の成分が前記成分ストリームの外側境界層を顕著に浸透するようにさせるのに十分な速度で前記ポートを通して注入されていることと、
からなる化学プロセス。 - 追加の成分は、結果として得られる成分ストリームに対応するナタリー数が0から0.5の範囲になるようにさせるのに十分な速度で前記ポートを通して前記成分ストリーム中に注入される、請求項13のプロセス。
- 追加の成分は、結果として得られる成分ストリームに対応するナタリー数が0.3以下になるようにさせるのに十分な速度で前記ポートを通して前記成分ストリーム中に注入される、請求項13のプロセス。
- 前記追加の成分は、外側チェンバーから前記反応装置導管中の前記ポートへ通され、前記外側チェンバーは、前記反応装置導管の外側周りにその断面周囲に沿って前記反応装置導管の縦軸と少なくとも近似的に垂直である方向に伸びる導管である、請求項13のプロセス。
- 前記追加の成分を、前記外側チェンバーを通してその縦軸に沿って渦を巻くようにするステップ、から更になる請求項16のプロセス。
- 二酸化チタンを生成するプロセスであって、
ガス状のチタニウムハライドと酸素を、チタニウムハライドと酸素が反応装置導管を通してその縦軸に沿って反応物ストリームとして流れるようにするようなやり方で、反応装置の反応装置導管の第一の反応ゾーンに導入することと、
ガス状のチタニウムハライド、酸素、およびその混合物から選ばれた追加の成分を、前記第一の反応ゾーンの下流である前記反応装置導管中の第二の反応ゾーンに導入することであって、前記追加の成分は前記追加の成分が前記反応物ストリームの外側境界層を顕著に浸透するようにさせるのに十分な速度で、前記反応装置導管の断面周囲の周りに間隔をあけて置かれた複数のポートから前記反応物ストリームに横向きに注入されることと、
前記反応装置導管の前記第一および/または第二の反応ゾーン中でチタニウムハライドと酸素が気相で反応することを許容して、二酸化チタン粒子とガス状の反応生成物を形成することと、
前記二酸化チタン粒子を前記ガス状の反応生成物から分離することと、
からなるプロセス。
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