JPH01245846A - 三相ガスリフト・ループリアクタ及びガスリフト・ループリアクタのヒステリシス効果を低減する方法 - Google Patents
三相ガスリフト・ループリアクタ及びガスリフト・ループリアクタのヒステリシス効果を低減する方法Info
- Publication number
- JPH01245846A JPH01245846A JP1011748A JP1174889A JPH01245846A JP H01245846 A JPH01245846 A JP H01245846A JP 1011748 A JP1011748 A JP 1011748A JP 1174889 A JP1174889 A JP 1174889A JP H01245846 A JPH01245846 A JP H01245846A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas lift
- area
- loop reactor
- draft tube
- lift loop
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000000694 effects Effects 0.000 title claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 36
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 25
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 8
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 229930182555 Penicillin Natural products 0.000 description 1
- JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N Penicillin G Chemical compound N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C(O)=O)(C)C)C(=O)CC1=CC=CC=C1 JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000011138 biotechnological process Methods 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009903 catalytic hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229940049954 penicillin Drugs 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/12—Activated sludge processes
- C02F3/22—Activated sludge processes using circulation pipes
- C02F3/223—Activated sludge processes using circulation pipes using "air-lift"
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
- B01J19/2415—Tubular reactors
- B01J19/2435—Loop-type reactors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/20—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium
- B01J8/22—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium gas being introduced into the liquid
- B01J8/224—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium gas being introduced into the liquid the particles being subject to a circulatory movement
- B01J8/226—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium gas being introduced into the liquid the particles being subject to a circulatory movement internally, i.e. the particles rotate within the vessel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
- C12M27/18—Flow directing inserts
- C12M27/22—Perforated plates, discs or walls
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
- C12M29/06—Nozzles; Sprayers; Spargers; Diffusers
- C12M29/08—Air lift
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00716—Means for reactor start-up
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、三相ガスリフト・ループリアクタに使用され
るドラフトチューブ及び該ドラフトチューブを使用する
方法に関する。
るドラフトチューブ及び該ドラフトチューブを使用する
方法に関する。
浮遊固体粒子をもつガスリフト・ループリアクタは、多
くの化学的及び生物工学的プロセスに適用されている。
くの化学的及び生物工学的プロセスに適用されている。
かようなプロセス(処理方法)の例として、触媒メタン
化処理、合成ガスを例えば炭化水素に変換する処理、亜
硫酸ガス(So□)の酸化処理、触媒水素化処理、石炭
の微生物脱硫処理、生物学的廃水処理、及びバクテリア
、酵母及び菌類等の固定化微生物を用いた化合物生成処
理がある。このバクテリア等の固定化微生物を用いた化
合物生成処理の例として、(a)製造開始時は窒素のよ
うな不活性ガスを、その後は反応中に形成されるガスを
使用しての、エタノール、ブタノール及びイソプロピル
アルコール等のアルコールの嫌気的製造、又は(b)ペ
ニシリン、酵素(エンザイム)のような化合物の好気的
製造がある。
化処理、合成ガスを例えば炭化水素に変換する処理、亜
硫酸ガス(So□)の酸化処理、触媒水素化処理、石炭
の微生物脱硫処理、生物学的廃水処理、及びバクテリア
、酵母及び菌類等の固定化微生物を用いた化合物生成処
理がある。このバクテリア等の固定化微生物を用いた化
合物生成処理の例として、(a)製造開始時は窒素のよ
うな不活性ガスを、その後は反応中に形成されるガスを
使用しての、エタノール、ブタノール及びイソプロピル
アルコール等のアルコールの嫌気的製造、又は(b)ペ
ニシリン、酵素(エンザイム)のような化合物の好気的
製造がある。
気泡塔及び懸濁固形物をもつガスリフトリアクタの始動
時には、固体粒子の懸濁状態を得るのに重大な問題が生
じる。三相ガスリフトリアクタにおいて固体粒子の懸濁
状態を得るには、その後にこの懸濁状態を維持するのに
要するガス速度に比べて非常に大きなガス速度が必要と
される。この問題は、J、 Heck及びU、 0nk
enによって詳細に説明されている(例えばrchem
、 Ing、 Techn、 J、58 (1986)
、No、2、第131〜133頁、及びrChe−m
ical f!ngineering 5cience
J 42 (1987) 、No、5、第1211〜
1212頁 参照)。これらの文献の記事においては、
完−金な固体懸濁液の創成と維持との間に生じるヒステ
リシス効果について論じられている。
時には、固体粒子の懸濁状態を得るのに重大な問題が生
じる。三相ガスリフトリアクタにおいて固体粒子の懸濁
状態を得るには、その後にこの懸濁状態を維持するのに
要するガス速度に比べて非常に大きなガス速度が必要と
される。この問題は、J、 Heck及びU、 0nk
enによって詳細に説明されている(例えばrchem
、 Ing、 Techn、 J、58 (1986)
、No、2、第131〜133頁、及びrChe−m
ical f!ngineering 5cience
J 42 (1987) 、No、5、第1211〜
1212頁 参照)。これらの文献の記事においては、
完−金な固体懸濁液の創成と維持との間に生じるヒステ
リシス効果について論じられている。
第1図(この第1図は、上記文献から勝手に借用したも
のである)は、ドラフトチューブを備えていない空気/
水/ガラス粒子の装置(システム)における、空塔ガス
速度(V sg)の関数としての圧力降下(Δp)の測
定結果を示すものである。
のである)は、ドラフトチューブを備えていない空気/
水/ガラス粒子の装置(システム)における、空塔ガス
速度(V sg)の関数としての圧力降下(Δp)の測
定結果を示すものである。
懸濁状態は、気泡塔の圧力降下を測定することによって
判断される。ガス速度が増大するとき(第1図における
A−B)、圧力降下は、懸濁液中の固体粒子の量と共に
増大する。特定のガス流量において、圧力は段階的に上
昇する(第1図のB −C)。この時点で、完全な固体
懸濁液の状態に到達する。ガス速度が更に増大しても(
第1図のC−D> 、圧力降下は実質的に生じない。ガ
ス速度が減少するとき(第1図のD−E)、完全な固体
懸濁液の状態が維持され、E点において初めて、圧力降
下は段階的に減少する。上記文献の著者は、完全な固体
懸濁液を創成するのに必要なガス流量は、この状態を維
持するのに必要なガス流量に比べ非常に大きいことを明
瞭に説明している。
判断される。ガス速度が増大するとき(第1図における
A−B)、圧力降下は、懸濁液中の固体粒子の量と共に
増大する。特定のガス流量において、圧力は段階的に上
昇する(第1図のB −C)。この時点で、完全な固体
懸濁液の状態に到達する。ガス速度が更に増大しても(
第1図のC−D> 、圧力降下は実質的に生じない。ガ
ス速度が減少するとき(第1図のD−E)、完全な固体
懸濁液の状態が維持され、E点において初めて、圧力降
下は段階的に減少する。上記文献の著者は、完全な固体
懸濁液を創成するのに必要なガス流量は、この状態を維
持するのに必要なガス流量に比べ非常に大きいことを明
瞭に説明している。
上記文献においては、ヒステリシス効果が、ドラフトチ
ューブを備えた浮遊固体の気泡塔においても試験されて
いる。これらの結果を比較すると、簡単な気泡塔の場合
に比べ、ドラフトチューブを備えた気泡塔の場合には、
完全な固体懸濁状態を維持するための最小ガス速度が非
常に小さいことが分かる。また、ドラフトチューブを備
えた気泡塔内に完全な固体懸濁状態を創成するためのガ
ス流量は、ドラフトチューブを備えていない気泡塔内に
完全な固体懸濁状態を創成するためのガス流量よりも明
らかに大きい。従って、ドラフトチューブを備えた気泡
塔におけるヒステリシス効果は、第1図に示すような簡
単な気泡塔におけるヒステリシス効果よりも一層重要な
意味をもつのである。
ューブを備えた浮遊固体の気泡塔においても試験されて
いる。これらの結果を比較すると、簡単な気泡塔の場合
に比べ、ドラフトチューブを備えた気泡塔の場合には、
完全な固体懸濁状態を維持するための最小ガス速度が非
常に小さいことが分かる。また、ドラフトチューブを備
えた気泡塔内に完全な固体懸濁状態を創成するためのガ
ス流量は、ドラフトチューブを備えていない気泡塔内に
完全な固体懸濁状態を創成するためのガス流量よりも明
らかに大きい。従って、ドラフトチューブを備えた気泡
塔におけるヒステリシス効果は、第1図に示すような簡
単な気泡塔におけるヒステリシス効果よりも一層重要な
意味をもつのである。
実際に、ドラフトチューブにガスが流れていないガスリ
フト・ループリアクタにおいては、リアクタの底に固形
物が沈澱することが判明している。
フト・ループリアクタにおいては、リアクタの底に固形
物が沈澱することが判明している。
これらの固形物は、ドラフトチューブにガスが流れ始め
るときに、ガスリフトリアクタの栓(プラグ)として働
く。この栓を構成していない固形物は、リアクタ内で浮
遊(懸濁)している。この始動期間において、固形物の
栓の上方の空間内に固形物はまず見出されない。かよう
な状況下での始動は適正に行われない。なぜならば、固
形物からなる栓の一側から懸濁液内に移行した固形物が
栓の他側に沈澱するからである。例えば、上向き流が存
在するドラフトチューブを備えたガスリフトリアクタを
使用すると、ドラフトチューブの栓の頂部において固形
物の一部が懸濁液に移行するが、これらの固形物はドラ
フトチューブの外に容易に沈澱する。栓の固形物は極く
僅かに移行するだけであるので、栓の形状は維持される
。
るときに、ガスリフトリアクタの栓(プラグ)として働
く。この栓を構成していない固形物は、リアクタ内で浮
遊(懸濁)している。この始動期間において、固形物の
栓の上方の空間内に固形物はまず見出されない。かよう
な状況下での始動は適正に行われない。なぜならば、固
形物からなる栓の一側から懸濁液内に移行した固形物が
栓の他側に沈澱するからである。例えば、上向き流が存
在するドラフトチューブを備えたガスリフトリアクタを
使用すると、ドラフトチューブの栓の頂部において固形
物の一部が懸濁液に移行するが、これらの固形物はドラ
フトチューブの外に容易に沈澱する。栓の固形物は極く
僅かに移行するだけであるので、栓の形状は維持される
。
固体粒子を完全な懸濁状態にするには非常に大きなガス
速度(このガス速度は、その後にこの懸濁状態を維持す
るのに必要ガス速度よりも非常に大きい)が必要である
という問題は、小さな実験室規模の実験では重要な意味
をもつものではない。
速度(このガス速度は、その後にこの懸濁状態を維持す
るのに必要ガス速度よりも非常に大きい)が必要である
という問題は、小さな実験室規模の実験では重要な意味
をもつものではない。
ガス速度を増大することによって、容易に:U濁状態を
得ることができる。前述のように、ガス速度を僅かに増
大させるだけでも懸濁状態を創成することはできるが、
液体速度を充分に増大させることによって、この懸濁状
態をより良いものとすることができる。実際に、装置が
固体懸濁状態を達成する前に、成る量のエネルギを装置
内で消費しなければならない。この初期エネルギは、装
置を懸濁状態に維持するため付加しなければならないエ
ネルギよりも大きいのである。
得ることができる。前述のように、ガス速度を僅かに増
大させるだけでも懸濁状態を創成することはできるが、
液体速度を充分に増大させることによって、この懸濁状
態をより良いものとすることができる。実際に、装置が
固体懸濁状態を達成する前に、成る量のエネルギを装置
内で消費しなければならない。この初期エネルギは、装
置を懸濁状態に維持するため付加しなければならないエ
ネルギよりも大きいのである。
より大きな実験室規模又はパイロットプラント規模での
実験を行う場合には、できる限り大きなガス及び/又は
液体の速度が得られる犠装品を用いることができるが、
商業的に使用するフルスケールのりアクタの場合には、
かような犠装品を使用することは不経済である。なぜな
らば、液体及びガスの入口を過大サイズにしなければな
らないだけでなく、ポンプ及びコンプレッサの寸法をも
過大にしなければならないし、このことはすなわち、ヒ
ステリシス効果を解消させるのに要するガス又は液体の
量の浪費を意味するからである。
実験を行う場合には、できる限り大きなガス及び/又は
液体の速度が得られる犠装品を用いることができるが、
商業的に使用するフルスケールのりアクタの場合には、
かような犠装品を使用することは不経済である。なぜな
らば、液体及びガスの入口を過大サイズにしなければな
らないだけでなく、ポンプ及びコンプレッサの寸法をも
過大にしなければならないし、このことはすなわち、ヒ
ステリシス効果を解消させるのに要するガス又は液体の
量の浪費を意味するからである。
従って本発明の目的は、ドラフトチューブを備えたガス
リフトリアクタのヒステリシス効果を大幅に低減するこ
とである。このヒステリシス効果の低減は、懸濁状態を
得るのに必要なエネルギの実質的な低減に基づ(もので
ある。このことは例えば、本発明のガスリフトリアクタ
の始動時に必要とされるガス及び/又は液体の速度を、
従来のガスリフトリアクタに比べて小さくすることであ
る。本発明の1つの特徴によれば、ガスリフトリアクタ
に使用されるドラフトチューブには、1つ以上の始動開
口部が設けられている。
リフトリアクタのヒステリシス効果を大幅に低減するこ
とである。このヒステリシス効果の低減は、懸濁状態を
得るのに必要なエネルギの実質的な低減に基づ(もので
ある。このことは例えば、本発明のガスリフトリアクタ
の始動時に必要とされるガス及び/又は液体の速度を、
従来のガスリフトリアクタに比べて小さくすることであ
る。本発明の1つの特徴によれば、ガスリフトリアクタ
に使用されるドラフトチューブには、1つ以上の始動開
口部が設けられている。
多くのプロセスにおいて、ガスとして空気が使用される
。
。
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
本発明の1つの実施例においては、第2図に示すように
、ガスリフトリアクタ3に使用されるドラフトチューブ
4には1つ以上の始動開口部1が設けられているや本発
明によるこれらの始動開口部1は特別に作られたもので
あり、ドラフトチューブ4の通常の入口及び出口2から
なるものではない。これらの始動開口部1の合計面積す
なわち全面積は、面積A又はBの小さい方の面積の0.
001〜20%にするのが好ましい。ここで、面積Aと
はドラフトチューブ4の横断面積、面積Bとはりアクタ
3の横断面積からドラフトチューブ4の横断面積を引い
たものである。始動開口部1の全面積は、面積A又は面
積Bの小さい方の0.1〜10%にするのがより好まし
く、0.5〜7%にするのが優れている。
、ガスリフトリアクタ3に使用されるドラフトチューブ
4には1つ以上の始動開口部1が設けられているや本発
明によるこれらの始動開口部1は特別に作られたもので
あり、ドラフトチューブ4の通常の入口及び出口2から
なるものではない。これらの始動開口部1の合計面積す
なわち全面積は、面積A又はBの小さい方の面積の0.
001〜20%にするのが好ましい。ここで、面積Aと
はドラフトチューブ4の横断面積、面積Bとはりアクタ
3の横断面積からドラフトチューブ4の横断面積を引い
たものである。始動開口部1の全面積は、面積A又は面
積Bの小さい方の0.1〜10%にするのがより好まし
く、0.5〜7%にするのが優れている。
始動開口部1は、任意の形状にすることができる。実際
には、例えば第2図に示すような円形の開口部、又は長
い開口部にすることができる。ドラフトチューブ4に長
い開口部1を設ける場合には、該開口部1をドラフトチ
ューブ4の軸線方向に延在させるか(第3図)、この軸
線方向に対して傾斜して延在させるか、或いはこの軸線
方向に直交するように配置(第4図)することができる
。
には、例えば第2図に示すような円形の開口部、又は長
い開口部にすることができる。ドラフトチューブ4に長
い開口部1を設ける場合には、該開口部1をドラフトチ
ューブ4の軸線方向に延在させるか(第3図)、この軸
線方向に対して傾斜して延在させるか、或いはこの軸線
方向に直交するように配置(第4図)することができる
。
ドラフトチューブ4の軸線方向に延在する長い開口部1
を使用する場合には、作動中にこの開口部1が閉鎖され
ないように寸法を定めなければならない。固形物が沈澱
している状態から始動する場合には、ガスリフトループ
プロセスの始動時に初期循環を生じさせるため、大きな
面積をもつ開口部1が必要になる。ドラフトチューブ4
の軸線方向に延在するスリットを用いる場合には、開口
部の面積はスリットの幅によって決定される。このスリ
ットがドラフトチューブ4と同じ長さを有する場合には
、開口部1の全面積が大き過ぎて、静止中に短路現象を
生じさせるか、プロセスの部分始動を招くことになろう
。
を使用する場合には、作動中にこの開口部1が閉鎖され
ないように寸法を定めなければならない。固形物が沈澱
している状態から始動する場合には、ガスリフトループ
プロセスの始動時に初期循環を生じさせるため、大きな
面積をもつ開口部1が必要になる。ドラフトチューブ4
の軸線方向に延在するスリットを用いる場合には、開口
部の面積はスリットの幅によって決定される。このスリ
ットがドラフトチューブ4と同じ長さを有する場合には
、開口部1の全面積が大き過ぎて、静止中に短路現象を
生じさせるか、プロセスの部分始動を招くことになろう
。
当業者には理解できようが、ガスリフトリアクタ3に2
本以上のドラフトチューブ4を設けることも可能である
。かような場合には、少なくとも1本のドラフトチュー
ブ4に前述の始動開口部1を設けることができる。ドラ
フトチューブ4は全体として円筒状の形状を有している
が、他の形状すなわち、截頭円錐形のドラフトチューブ
又は直径の異なる2本以上のチューブを互いに一体化し
たドラフトチューブを使用することもできる。
本以上のドラフトチューブ4を設けることも可能である
。かような場合には、少なくとも1本のドラフトチュー
ブ4に前述の始動開口部1を設けることができる。ドラ
フトチューブ4は全体として円筒状の形状を有している
が、他の形状すなわち、截頭円錐形のドラフトチューブ
又は直径の異なる2本以上のチューブを互いに一体化し
たドラフトチューブを使用することもできる。
始動開口部1の全面積の少なくとも一部は、沈澱した固
形物のレベルの上方に配置するか、或いはこのレベルよ
り極く僅か下方に配置するのが好ましい。
形物のレベルの上方に配置するか、或いはこのレベルよ
り極く僅か下方に配置するのが好ましい。
始動開口部1の全面積及び該開口部1の終端部のレベル
は、例えば、沈澱した固形物の高さと横断面積との比、
及び固形物の嵩密度によって決定される。
は、例えば、沈澱した固形物の高さと横断面積との比、
及び固形物の嵩密度によって決定される。
始動開口部1の適正な寸法は、当業者により容易に決定
することができる。
することができる。
ドラフトチューブ4に始動開口部1を設けることによる
優れた効果は、ドラフトチューブ4の上部の周囲で始動
開口部1を通る循環が生じ、このためより多(の固形物
が浮遊(懸濁)する機会が与えられることによって説明
できる。この特別の循環は、固形物の懸濁を促進すべく
、特に始動時において生じる。この付加的な循環流が充
分に行われると、ライザー及び下降管内に空塔速度(こ
の空塔速度は、粒子の終端沈澱速度(terminal
settling velocity)よりも大きい)
が生じ、ガス又は液体によって巻き上げられた多量の固
形粒子が懸濁状態に維持されるであろう。このようにし
て浮遊される固形物の全体量は、主として、ガス又は液
体の供給量、始動開口部1の面積、及びこの始動開口部
1を通る循環流の大きさに基づいて定められる。始動後
においては、リアクタの底部における固形物の栓は消滅
し、その後、循環はドラフトチューブ4の真下に生じる
ようになって、この循環が加速される。これにより、三
相ガスリフトリアクタが物理的に始動されたことになる
。
優れた効果は、ドラフトチューブ4の上部の周囲で始動
開口部1を通る循環が生じ、このためより多(の固形物
が浮遊(懸濁)する機会が与えられることによって説明
できる。この特別の循環は、固形物の懸濁を促進すべく
、特に始動時において生じる。この付加的な循環流が充
分に行われると、ライザー及び下降管内に空塔速度(こ
の空塔速度は、粒子の終端沈澱速度(terminal
settling velocity)よりも大きい)
が生じ、ガス又は液体によって巻き上げられた多量の固
形粒子が懸濁状態に維持されるであろう。このようにし
て浮遊される固形物の全体量は、主として、ガス又は液
体の供給量、始動開口部1の面積、及びこの始動開口部
1を通る循環流の大きさに基づいて定められる。始動後
においては、リアクタの底部における固形物の栓は消滅
し、その後、循環はドラフトチューブ4の真下に生じる
ようになって、この循環が加速される。これにより、三
相ガスリフトリアクタが物理的に始動されたことになる
。
以上の説明は、単に、本発明の基礎となる問題点を解決
する上での未だ予期されていない特徴を示すものであり
、いかなる点でも本発明を限定又は制限するものではな
い。
する上での未だ予期されていない特徴を示すものであり
、いかなる点でも本発明を限定又は制限するものではな
い。
本発明は、三相ガスリフトリアクタのライザー又は下降
管としてドラフトチューブを使用することをも含むもの
である。
管としてドラフトチューブを使用することをも含むもの
である。
以下に示す実験データは、本発明を説明するためのもの
であり、本発明の範囲を制限するものではない。
であり、本発明の範囲を制限するものではない。
例1
5cmの直径をもつ21のガラス製リアクタに、400
gの砂を添加し、このリアクタを水で充満した。この
リアクタの中央に、直径3cm、高さ74cmのドラフ
トチューブを、リアクタの底の上方1.2cm+の位置
に配置した(第2図)。
gの砂を添加し、このリアクタを水で充満した。この
リアクタの中央に、直径3cm、高さ74cmのドラフ
トチューブを、リアクタの底の上方1.2cm+の位置
に配置した(第2図)。
リアクタの底の中心から空気を供給したが、液体は全く
供給しなかった。
供給しなかった。
(A)始動開口部が設けられていないドラフトチューブ
の場合 ここで、Vsgは、リアクタの全横断面積に基づいて計
算したりアクタ内の空塔ガス速度である。
の場合 ここで、Vsgは、リアクタの全横断面積に基づいて計
算したりアクタ内の空塔ガス速度である。
(B)底からそれぞれ3cm、6cI11及び9c++
1の位置に3つの始動開口部(各始動開口部の直径は0
.6cm)を備えたドラフトチューブの場合(C)底か
ら3cn+の位置に2つ、6.5cmの位置に3つの合
計5つの始動開口部(各始動開口部の直径は0.6cm
)を備えたドラフトチューブの場合上記のように、ドラ
フトチューブの底までの距離及び始動開口部の全面積に
よって、完全な懸濁状態を得るのに必要なガス流量の低
減量が決定される。
1の位置に3つの始動開口部(各始動開口部の直径は0
.6cm)を備えたドラフトチューブの場合(C)底か
ら3cn+の位置に2つ、6.5cmの位置に3つの合
計5つの始動開口部(各始動開口部の直径は0.6cm
)を備えたドラフトチューブの場合上記のように、ドラ
フトチューブの底までの距離及び始動開口部の全面積に
よって、完全な懸濁状態を得るのに必要なガス流量の低
減量が決定される。
開−」−
10cmの直径をもつ25A’のガラス製リアクタに、
2.5 kgの砂を添加し、このリアクタを水で充満し
た。このリアクタの中央に、直径7.4 cn+、長さ
200 cmのドラフトチューブを、リアクタの底の上
方2 cmの位置に配置した(第2図)。
2.5 kgの砂を添加し、このリアクタを水で充満し
た。このリアクタの中央に、直径7.4 cn+、長さ
200 cmのドラフトチューブを、リアクタの底の上
方2 cmの位置に配置した(第2図)。
リアクタの底の中心から空気を供給したが、液体は全く
供給しなかった。
供給しなかった。
(A)始動開口部が設けられていないドラフトチューブ
の場合 (B)底からそれぞれ15cm、30cm及び45cn
+の位置に3つずつ、合計9つの始動開口部(各始動開
口部の直径は1 cm)を備えたドラフトチューブの場
合 この実験においては、リアクタに添加する砂の量を変化
させた。
の場合 (B)底からそれぞれ15cm、30cm及び45cn
+の位置に3つずつ、合計9つの始動開口部(各始動開
口部の直径は1 cm)を備えたドラフトチューブの場
合 この実験においては、リアクタに添加する砂の量を変化
させた。
この実験は、完全な懸濁状態を得るのに必要なガス流量
を減少させたときの、ドラフトチューブに設けた始動開
口部の効果を示すものである。
を減少させたときの、ドラフトチューブに設けた始動開
口部の効果を示すものである。
第1図は、ガスリフトリアクタのヒステリシス効果を示
すものである。 第2図は、ドラフトチューブに設けた円形の開口部を示
すものである。 第3図は、ドラフトチューブに設けられた、軸線方向に
延在する長い開口部を示すものである。 第4図は、ドラフトチューブに設けられた、軸線方向に
直交する長い開口部を示すものである。 1・・・始動開口部、 2・・・ドラフトチューブの出口(入口)、3・・・ガ
スリフトリアクタ、 4・・・ドラフトチューブ。 第1図 第3図 第2図 第4図
すものである。 第2図は、ドラフトチューブに設けた円形の開口部を示
すものである。 第3図は、ドラフトチューブに設けられた、軸線方向に
延在する長い開口部を示すものである。 第4図は、ドラフトチューブに設けられた、軸線方向に
直交する長い開口部を示すものである。 1・・・始動開口部、 2・・・ドラフトチューブの出口(入口)、3・・・ガ
スリフトリアクタ、 4・・・ドラフトチューブ。 第1図 第3図 第2図 第4図
Claims (11)
- (1)1つ以上の始動開口部を備えたドラフトチューブ
を有する三相ガスリフト・ループリアクタ。 - (2)前記ドラフトチューブの横断面積を面積Aとし、
リアクタチューブの横断面積からドラフトチューブの横
断面積を引いた面積を面積Bとするとき、前記始動開口
部の全面積が、面積A及び面積Bの中の小さい方の面積
の0.001〜20%であることを特徴とする請求項1
に記載の三相ガスリフト・ループリアクタ。 - (3)前記始動開口部の全面積が、前記面積A又は面積
Bの中の小さい方の面積の0.1〜10%であることを
特徴とする請求項2に記載の三相ガスリフト・ループリ
アクタ。 - (4)前記始動開口部の各々が実質的に円形状をなして
いることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記
載の三相ガスリフト・ループリアクタ。 - (5)前記始動開口部の各々が長い形状をなしているこ
とを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の三
相ガスリフト・ループリアクタ。 - (6)前記始動開口部の全面積の少なくとも一部が、リ
アクタに沈澱している固形物の上レベルより上方に配置
されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1
項に記載の三相ガスリフト・ループリアクタ。 - (7)懸濁状態を得るためのエネルギを実質的に低減さ
せるのに有効な始動開口部が設けられたドラフトチュー
ブを有していることを特徴とする三相ガスリフト・ルー
プリアクタ。 - (8)ガスが空気であることを特徴とする請求項1〜7
のいずれか1項に記載の三相ガスリフト・ループリアク
タ。 - (9)始動時に付加的な循環流を生じさせて固形物の懸
濁化を促進する手段を備えたドラフトチューブを使用す
ることを特徴とするガスリフト・ループリアクタのヒス
テリシス効果を低減する方法。 - (10)請求項1〜8のいずれか1項に記載のガスリフ
ト・ループリアクタを使用して、懸濁状態を得るのに必
要なエネルギを低減させることを特徴とする請求項9に
記載の方法。 - (11)請求項1〜8のいずれか1項に記載のガスリフ
ト・ループリアクタを使用することを特徴とする化学的
又は生物工学的処理方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL88200104.3 | 1988-01-20 | ||
EP88200104 | 1988-01-20 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01245846A true JPH01245846A (ja) | 1989-10-02 |
Family
ID=8199741
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1011748A Pending JPH01245846A (ja) | 1988-01-20 | 1989-01-20 | 三相ガスリフト・ループリアクタ及びガスリフト・ループリアクタのヒステリシス効果を低減する方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0325337B1 (ja) |
JP (1) | JPH01245846A (ja) |
DE (1) | DE68908572T2 (ja) |
ES (1) | ES2045379T3 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20010057929A (ko) * | 1999-12-23 | 2001-07-05 | 신현준 | 내부 순환 유동층 반응기 및 반응기 내로 공급되는 가스의혼합저감 방법 |
JP2007197636A (ja) * | 2006-01-30 | 2007-08-09 | Nippon Steel Engineering Co Ltd | 気泡塔型炭化水素合成反応器 |
WO2014112510A1 (ja) * | 2013-01-17 | 2014-07-24 | 独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構 | 炭化水素合成反応装置 |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MX9303445A (es) * | 1992-06-10 | 1994-01-31 | Pacques Bv | Sistema y proceso para purificar agua de desperdicio que contiene compuestos nitrogenados. |
DE4237369A1 (de) * | 1992-11-05 | 1994-05-11 | Salzgitter Anlagenbau | Reaktorkonstruktionen für die Methylformiatsynthese |
CN1049008C (zh) * | 1996-08-29 | 2000-02-02 | 中国科学院化工冶金研究所 | 气升内错流式生物反应器 |
IT1292422B1 (it) * | 1997-06-26 | 1999-02-08 | Agip Petroli | Reattore a bolle con draft tube e procedimento per la rigenerazione del catalizzatore in esso contenuto |
WO2017120688A1 (es) * | 2016-01-11 | 2017-07-20 | Edmundo Ganter Parga | Módulo virtual para un reactor aeróbico discontinuo y secuencial |
CN108676709A (zh) * | 2018-05-11 | 2018-10-19 | 同济大学 | 用于黄酒糟和米浆水混合发酵合成单细胞蛋白的气提式反应器和工艺方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54131573A (en) * | 1978-04-04 | 1979-10-12 | Hitachi Ltd | Gas stirring type solid-liquid contactor |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3852384A (en) * | 1972-07-21 | 1974-12-03 | Environmental Technology | Liquid treatment apparatus |
JPS5692781A (en) * | 1979-12-25 | 1981-07-27 | Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd | Draft device for foam column |
US4569757A (en) * | 1980-12-10 | 1986-02-11 | Champion International Corporation | Adapter skirt for static aerator mixer |
EP0220345B1 (en) * | 1985-10-18 | 1991-03-06 | Kaiyo Kogyo Kabushiki Kaisha | Water aeration apparatus |
-
1989
- 1989-01-19 ES ES89200118T patent/ES2045379T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1989-01-19 DE DE89200118T patent/DE68908572T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-01-19 EP EP89200118A patent/EP0325337B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-01-20 JP JP1011748A patent/JPH01245846A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54131573A (en) * | 1978-04-04 | 1979-10-12 | Hitachi Ltd | Gas stirring type solid-liquid contactor |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20010057929A (ko) * | 1999-12-23 | 2001-07-05 | 신현준 | 내부 순환 유동층 반응기 및 반응기 내로 공급되는 가스의혼합저감 방법 |
JP2007197636A (ja) * | 2006-01-30 | 2007-08-09 | Nippon Steel Engineering Co Ltd | 気泡塔型炭化水素合成反応器 |
WO2014112510A1 (ja) * | 2013-01-17 | 2014-07-24 | 独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構 | 炭化水素合成反応装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0325337A2 (en) | 1989-07-26 |
EP0325337B1 (en) | 1993-08-25 |
DE68908572D1 (de) | 1993-09-30 |
ES2045379T3 (es) | 1994-01-16 |
EP0325337A3 (en) | 1989-10-25 |
DE68908572T2 (de) | 1994-03-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zhu et al. | (Gas‐) liquid‐solid circulating fluidized beds and their potential applications to bioreactor engineering | |
US4627917A (en) | Process for the anaerobic decomposition of organic substrate | |
Scott et al. | Use of a tapered fluidized bed as a continuous bioreactor | |
Comte et al. | Hydrodynamics of a three-phase fluidized bed—the inverse turbulent bed | |
US4886644A (en) | Liquid degaser in an ebullated bed process | |
JPH01245846A (ja) | 三相ガスリフト・ループリアクタ及びガスリフト・ループリアクタのヒステリシス効果を低減する方法 | |
US6730221B2 (en) | Dynamic settler | |
JP4203129B2 (ja) | ガス状反応物から液体生成物及び場合によりガス状生成物を製造する方法 | |
US4622147A (en) | Plant for the anaerobic purification of waste water | |
CN102886316A (zh) | 一种用于三相介质分离的水力旋流器 | |
US2606863A (en) | Process and apparatus for the conversion of hydrocarbons and the stripping of vaporizable hydrocarbons from the fouled catalyst | |
Van Der Meer et al. | Mathematical description of anaerobic treatment of wastewater in upflow reactors | |
LT5160B (lt) | Suspensijos atskyrimo būdas, ypač skirtas nutekamųjų vandenų apdorojimui, ir įrenginys jo atlikimui | |
US4670140A (en) | Fixed bed reactor column for anaerobic decomposition processes | |
Ryhiner et al. | Operation of a three‐phase biofilm fluidized sand bed reactor for aerobic wastewater treatment | |
Nagy et al. | Three‐phase mass transfer: improved pseudo‐homogeneous model | |
KR890006526A (ko) | 개선된 유동층 방법 및 장치 | |
US5256380A (en) | Startup openings in a three-phase gaslift loop reactor | |
US8389585B2 (en) | Slurry reactor fines segregation and removal | |
Tobajas et al. | Influence of geometry and solids concentration on the hydrodynamics and mass transfer of a rectangular airlift reactor for marine sediment and soil bioremediation | |
Fan et al. | Gas-liquid mass transfer in a two-stage draft tube gas-liquid-solid fluidized bed | |
CA2995432C (en) | A method of operating a slurry bubble column reactor | |
BAVARIAN et al. | Effect of static liquid height on gas-liquid mass transfer in a draft-tube bubble column and three-phase fluidized bed | |
US3674682A (en) | Heavy oil conversion using fine particles | |
KR0152172B1 (ko) | 고분자 여재를 이용한 폐수의 혐기성 처리장치 |