JP2011092839A - 触媒充填方法及び触媒充填装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】対向する平面1を有する中空扁平状の触媒充填容器2に、粒状の触媒3を充填する触媒充填装置であって、平面1に設けられた触媒供給口4から触媒充填容器2の内部に触媒3を供給する触媒供給手段5と、触媒供給口4とは別に設けられた気体吸引口26a、26bから触媒充填容器2の内部の気体を、平面1に沿う方向Xに流動させて吸引する吸引手段7とを備える。
【選択図】図1
Description
また、特許文献1に開示の技術では、触媒の触媒充填容器への充填時に発生する触媒粉が、触媒充填容器に貯まることとなる。このため、充填後、別途触媒粉を除去する工程を実行する必要があった。
また、特許文献2に開示の技術では、対向する平面の一方側から他方側に向けて気体が流動するため、例えば、平面に沿う方向の端部等においては、気体の流動が少なく、触媒粉が貯まる虞があった。
前記平面に設けられた触媒供給口から前記触媒充填容器の内部に前記触媒を供給しながら、
前記触媒供給口とは別に設けられた気体吸引口から前記触媒充填容器の内部の気体を、前記平面に沿う方向で流動させて吸引し前記触媒を前記触媒充填容器に充填する点にある。
前記平面に設けられた触媒供給口から前記触媒充填容器の内部に触媒を供給する触媒供給手段と、
前記触媒供給口とは別に設けられた気体吸引口から前記触媒充填容器の内部の前記気体を、前記平面に沿う方向に流動させて吸引する吸引手段を備える点にある。
また、触媒の触媒充填容器への充填により生成される触媒粉は、吸引手段による吸引により触媒充填容器の平面に沿う方向に流動する気体によって、触媒充填容器の内部から除去することができる。これにより、触媒充填容器に触媒を充填しながらも、触媒充填容器から触媒粉を適切に除去できる。
以上から、本発明により、内部に触媒を充填する触媒充填容器において、当該触媒充填容器に略均一な密度で触媒を充填しながらも、触媒充填容器内から触媒粉を除去できる触媒充填方法を実現できる。
前記触媒充填容器の前記平面の中央部位に設けられた前記触媒供給口から前記触媒を前記触媒充填容器へ供給しながら、
前記触媒充填容器の前記平面に沿う方向の外縁にある外縁部位のうち、前記触媒供給口を挟んで対向する対向部位の夫々に設けられた前記気体吸引口から前記触媒充填容器の内部の前記気体を吸引する点にある。
前記吸引手段は、前記触媒充填容器の前記平面に沿う方向の外縁にある外縁部位のうち、前記触媒供給口を挟んで対向する対向部位に、夫々設けられた気体吸引口から前記気体を吸引する点にある。
前記触媒充填容器内の前記気体を吸引しながら、前記触媒充填容器の内部に前記触媒を供給して充填する充填時に、前記触媒充填容器に振動を加える点にある。
単一の吸引手段により吸引力を発生させ、複数の前記触媒充填容器の内部の前記気体を、同時に吸引すると共に、個々の前記触媒充填容器に前記触媒を供給して充填する点にある。
前記触媒充填容器から前記気体を吸引する吸引力を、吸引開始時から吸引終了時までの間において徐々に高める点にある。
上記特徴構成によれば、触媒充填容器から気体を吸引するときの吸引力を、吸引開始時から吸引終了時までの間において徐々に高めるので、触媒の充填に伴って増大する圧力損失を補って、吸引開始時から吸引終了時まで、触媒を略均一な密度で充填することができる。
前記吸引手段は、
前記気体の流れ方向で前記気体吸引口の下流側において、前記触媒の充填により生成される触媒粉を内部に貯留する触媒粉貯留部を有する点にある。
前記気体吸引口の口径は、前記触媒の粒径よりも小さい点にある。
前記気体吸引口は、前記触媒充填容器が触媒反応容器として働く場合、前記触媒充填容器の内部を流通する原料流体が流入する原料流体流入口、又は前記原料流体が流出する原料流体流出口となる点にある。
前記触媒供給口と前記気体吸引口との間に、前記触媒の粒径よりも小さい口径の穿孔を複数有する仕切板が介在されている点にある。
触媒3は、例えば、白金触媒、パラジウム触媒、ルテニウム触媒等の触媒であって、粒状のものが好適に用いられる。当該触媒3の粒径は、例えば、0.5mm以上9.0mm以下のものが用いられる。
本発明の触媒充填装置の説明に先立って、触媒3が充填される触媒充填容器2について、図1に基づいて説明する。
触媒充填容器2は、底部に平面1を有し当該平面1の対向する側が開放した開放部10を有する皿状容器形成部8、9を、互いの開放部10を対向させるように接続することで形成される。当該一対の皿状容器形成部8、9は、開放部10の外縁に沿う鍔部11、12を有し、当該鍔部11、12を溶接等により接続することで、対向する平面1を有する中空扁平形状の触媒充填容器2として機能する。尚、一対の皿状容器形成部8、9の間には、外縁の形状が鍔部11、12に沿う形状の仕切板13が設けられている。当該仕切板13が、触媒充填容器2の内部の空間を、平面1に沿う方向(図1でX方向)にて、区画している。当該仕切板13は、触媒充填容器2の内部の一方の触媒充填空間14から、他方の触媒充填空間15へ、良好に熱が伝わる構造となっている。
尚、以下の説明では、皿状容器形成部8、及び当該皿状容器形成部8により形成される触媒充填空間14に、触媒3を充填する構成、及び方法について説明するが、通常、触媒充填容器2は、皿状容器形成部9、及び当該皿状容器形成部9により形成される触媒充填空間15にも触媒3が充填される。
また、当該原料流体流入口16及び原料流体流出口17の触媒充填空間14側には、通気性仕切板35が設けられている。当該通気性仕切板35は、原料流体流入口16から触媒充填容器2内へ流入する原料流体を整流して、触媒充填容器2に充填された触媒3へ導くと共に、触媒充填容器2の内部の触媒3を適切な位置に保持する目的で設けられている。
本発明では、当該通気性仕切板35として、触媒3の粒径よりも小さい穿孔が多数設けられているものを用いる。これにより、それを介した触媒充填空間14の内部に充填された触媒3の原料流体流入口16及び原料流体流出口17への移動を禁止し、且つ、気体の流通は許容する。当該通気性仕切板35により、触媒充填空間14に充填された触媒3は、原料流体流入口16及び原料流体流出口17から外部へ漏出することが防止される。
触媒供給手段5は、図示しない触媒導入部から触媒3を受ける漏斗状受部19と、当該漏斗状受部19の出口側に接続され、触媒3を漏斗状受部19から触媒充填容器2へ導く触媒供給管20とから構成されている。
触媒充填容器2の平面1の中央部位には、触媒供給口4が設けられている。触媒供給口4は、平面1に対して、触媒充填容器2の内側へ凹欠した環状凹部22と、当該環状凹部22から触媒充填容器2の外側へ突出した円筒状の触媒供給ノズル23とから構成されている。
上記触媒供給管20は、当該触媒供給ノズル23に外嵌している状態で、その外側から締結バンド24により締結されることにより、触媒供給ノズル23へ接続される。以上から、触媒供給手段5は、漏斗状受部19が触媒導入部(図示せず)から触媒3を受け入れると、触媒供給管20及び触媒供給口4を介して、触媒3を触媒充填容器2の内部へ導くように機能する。
尚、触媒充填容器2の平面1の中央部位は、触媒充填容器2の対向する外縁からの距離が略等しい部位である。
図1に戻り、吸引手段7は、触媒供給口4に設けられた気体吸引口26a、26bに接続された気体吸引管29と、当該気体吸引管29を介して触媒充填容器2の内部の気体を吸引する吸引ポンプ27と、気体の流れ方向で気体吸引口26a、26bの下流側で吸引ポンプ27の上流側にて、触媒粉を捕捉して貯留する触媒粉貯留部28とから構成されている。尚、上記気体吸引管29は、気体吸引口26a、26bを外嵌して、その外側を締結バンド30により締結することにより、気体吸引口26a、26bに接続されている。
また、当該気体吸引口26a、26bは、触媒充填容器2が触媒反応容器として働く場合、触媒充填容器2の内部を流通する原料流体が流入する原料流体流入口16、及び、又は原料流体が流出する原料流体流出口17を気体吸引口26a、26bとして用いることが好ましい。これにより、触媒充填容器2の製造工程を短縮できると共に、製造コストを抑制できる。
本発明の触媒充填装置は、触媒充填容器2に振動を加えるバイブレーター37が、触媒充填容器2を載置可能に設けられている。これにより、触媒3が、触媒充填容器2に供給されながら、吸引手段7により触媒容器2の気体が吸引されて触媒3が充填されているときに、触媒充填容器2の内部の触媒3を、振動により分散させることができる。これにより、触媒3の粒子同士の間に、隙間が生じることを好適に防止することができる。
次に、本発明の触媒充填方法について、図4のフロー図に基づいて説明する。
(♯01)作業者は、触媒充填容器2に予め設けられた触媒供給口4の触媒供給ノズル23に、触媒供給管20を外嵌し、締結バンド24等にて締結して、連通接続する。
(♯02)次に、作業者は、触媒充填容器2の気体吸引口26a、26bに、気体吸引管29を外嵌し、締結バンド30等にて締結して、連通接続する。このとき、気体吸引口26a、26bの何れか一方を封止し、他方からのみ気体を吸引することもできる。
(♯03)そして、触媒充填容器2の内部へ触媒供給管20を介して、触媒3の供給を開始する。触媒3は、この時点において、触媒供給口4付近にて滞積するのみであり、触媒充填容器2の全体へ移動することはない。
(♯04)作業者は、触媒3の供給を続けながら、吸引ポンプ27を作動させる。これにより、触媒充填容器2の内部の気体は、気体吸引口26a、26bより吸引されることとなり、触媒充填容器2の平面1に沿う方向(図1でX方向)において、気体が流動する。触媒3は、当該気体の流動により、触媒充填容器2の平面1に沿う方向において、押圧されて移動する。そして、触媒3は、触媒充填容器2の平面1に沿う方向で、中央から外縁へ向けて充填される。
このとき、吸引ポンプ2が気体を吸引する力は、触媒充填開始時から触媒充填終了時までの間に、徐々に強くするように設定することが好ましい。これにより、触媒充填容器2に触媒3が充填されていくことに伴い増大する気体の圧力損失を補うことができる。尚、吸引ポンプ27は、触媒3の供給が開始される前から作動していてもよい。
(♯05)次に、作業者は、触媒充填容器2に振動を加えるバイブレーター37を作動させる。これにより、触媒充填容器2の内部の触媒3が振動によって分散され、充填された触媒3同士の間に隙間が形成されることを抑制できる。尚、バイブレーター37は、触媒3の充填が開始される前に作動されていてもよい。
(♯06)作業者は、触媒3の供給量や、触媒充填容器2の重量、触媒3の供給時間、触媒供給管20の内部を目視する事等により、触媒3の充填が完了したか否かを判断する。
(♯07)触媒3の充填が完了している場合、作業者は、触媒3の供給を停止し、吸引ポンプ27を停止する。
(♯08)次に、触媒供給管20を触媒供給口4から取り外すと共に、気体吸引管29を気体吸引口26a、26bから取り外す。
(♯09)作業者は、切断工具により、触媒供給ノズル23を切断する。当該切断位置は、触媒充填容器2の平面1に沿う方向(図1のXに沿う方向)において、平面1より触媒充填容器2の内側であることが好ましい。
(♯10)触媒供給口4の開口33に封止蓋34を嵌め込み、溶接により固定する。
(A)上記実施形態において、気体吸引口26a、26bは、触媒充填容器2の外縁に2つ設けられるものとしたが、別に単一であってもよい。また、2つより多く設けられていてもよく、例えば、触媒充填容器2の平面1の2対の対向する外縁の夫々に、1対の気体吸引口26a、26bを設けるように構成してもよい。
2 :触媒充填容器
3 :触媒
4 :触媒供給口
5 :触媒供給手段
7 :吸引手段
13 :仕切板
16 :原料流体流入口
17 :原料流体流出口
26 :気体吸引口
27 :吸引ポンプ
28 :触媒粉貯留部
31 :外縁部位
35 :通気性仕切板
37 :バイブレーター
Claims (12)
- 対向する平面を有する中空扁平状の触媒充填容器に、粒状の触媒を充填する触媒充填方法であって、
前記平面に設けられた触媒供給口から前記触媒充填容器の内部に前記触媒を供給しながら、
前記触媒供給口とは別に設けられた気体吸引口から前記触媒充填容器の内部の気体を、前記平面に沿う方向で流動させて吸引し前記触媒を前記触媒充填容器に充填する触媒充填方法。 - 前記触媒充填容器の前記平面の中央部位に設けられた前記触媒供給口から前記触媒を前記触媒充填容器へ供給しながら、
前記触媒充填容器の前記平面に沿う方向の外縁にある外縁部位のうち、前記触媒供給口を挟んで対向する対向部位の夫々に設けられた前記気体吸引口から前記触媒充填容器の内部の前記気体を吸引する請求項1に記載の触媒充填方法。 - 前記触媒充填容器内の前記気体を吸引しながら、前記触媒充填容器の内部に前記触媒を供給して充填する充填時に、前記触媒充填容器に振動を加える請求項1又は2に記載の触媒充填方法。
- 単一の吸引手段により吸引力を発生させ、複数の前記触媒充填容器の内部の前記気体を、同時に吸引すると共に、個々の前記触媒充填容器に前記触媒を供給して充填する請求項1乃至3の何れか一項に記載の触媒充填方法。
- 前記触媒充填容器から前記気体を吸引する吸引力を、吸引開始時から吸引終了時までの間において徐々に高める請求項1乃至4の何れか一項に記載の触媒充填方法。
- 対向する平面を有する中空扁平状の触媒充填容器に、粒状の触媒を充填する触媒充填装置であって、
前記平面に設けられた触媒供給口から前記触媒充填容器の内部に触媒を供給する触媒供給手段と、
前記触媒供給口とは別に設けられた気体吸引口から前記触媒充填容器の内部の前記気体を、前記平面に沿う方向に流動させて吸引する吸引手段とを備える触媒充填装置。 - 前記触媒供給手段は、前記平面の中央部位に設けられた前記触媒供給口から前記触媒を前記触媒充填容器へ供給するものであり、
前記吸引手段は、前記触媒充填容器の前記平面に沿う方向の外縁にある外縁部位のうち、前記触媒供給口を挟んで対向する対向部位に、夫々設けられた気体吸引口から前記気体を吸引する請求項6に記載の触媒充填装置。 - 前記触媒充填容器に振動を加える加振手段を備えている請求項6又は7に記載の触媒充填装置。
- 前記吸引手段は、
前記気体の流れ方向で前記気体吸引口の下流側において、前記触媒の充填により生成される触媒粉を内部に貯留する触媒粉貯留部を有する請求項6乃至8の何れか一項に記載の触媒充填装置。 - 前記気体吸引口の口径は、前記触媒の粒径よりも小さい請求項6乃至9の何れか一項に記載の触媒充填装置。
- 前記気体吸引口は、前記触媒充填容器が触媒反応容器として働く場合、前記触媒充填容器の内部を流通する原料流体が流入する原料流体流入口、又は前記原料流体が流出する原料流体流出口となる請求項6乃至10の何れか一項に記載の触媒充填装置。
- 前記触媒供給口と前記気体吸引口との間に、前記触媒の粒径よりも小さい口径の穿孔を複数有する仕切板が介在されている請求項6乃至11の何れか一項に記載の触媒充填装置。
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