JPH03193133A - ガス反応器 - Google Patents
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- JPH03193133A JPH03193133A JP33328189A JP33328189A JPH03193133A JP H03193133 A JPH03193133 A JP H03193133A JP 33328189 A JP33328189 A JP 33328189A JP 33328189 A JP33328189 A JP 33328189A JP H03193133 A JPH03193133 A JP H03193133A
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Classifications
-
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- 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
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/0207—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid flow within the bed being predominantly horizontal
-
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-
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- B01J8/0469—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical in two or more cylindrical annular shaped beds the beds being superimposed one above the other
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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】
(技術分野)
本発明は、内部に触媒又は吸着剤からなる分離された。
複数の充填層を有するとともに、その各充填層内部及び
充填層外周部に軸方向への流体通路を有するガス反応器
に関するものである。
充填層外周部に軸方向への流体通路を有するガス反応器
に関するものである。
(従来技術及びその問題点)
従来、内部に触媒又はガス吸着剤からなる充填層を有す
るとともに、その充填層外周部に充填層を包囲する周面
に多数の透孔を有する筒状体又はその外周部に沿って周
面に多数の透孔を有する多数の筒状体を列設し、その充
填層内部に周面に多数の透孔を有する筒状体を配設した
構造のガス反応器は知られている。このような反応器は
、原料ガスが半径方向に流れるため、ラジアルフロー式
反応器と呼ばれ、反応器入口と出口との間の圧力降下が
小さいという利点を有し、反応成分に気体を含む各種反
応を行わせるためのガス反応器として用いられている。
るとともに、その充填層外周部に充填層を包囲する周面
に多数の透孔を有する筒状体又はその外周部に沿って周
面に多数の透孔を有する多数の筒状体を列設し、その充
填層内部に周面に多数の透孔を有する筒状体を配設した
構造のガス反応器は知られている。このような反応器は
、原料ガスが半径方向に流れるため、ラジアルフロー式
反応器と呼ばれ、反応器入口と出口との間の圧力降下が
小さいという利点を有し、反応成分に気体を含む各種反
応を行わせるためのガス反応器として用いられている。
しかし、このような反応器は、反応に際しての圧力降下
が小さいという利点があるものの、反応ガスと充填層と
の間の接触時間が短いため、反応率を充分に高くするこ
とが困難であるという問題を有している。このような問
題を解決するためには、反応器の直径を大きくし、ガス
と充填層との接触時間を長くすればよいが、しかし、こ
の場合には、直径の大きな反応器を製作することが技術
的に困難である上、反応器の設置面積も広くなるため、
実用的ではない。
が小さいという利点があるものの、反応ガスと充填層と
の間の接触時間が短いため、反応率を充分に高くするこ
とが困難であるという問題を有している。このような問
題を解決するためには、反応器の直径を大きくし、ガス
と充填層との接触時間を長くすればよいが、しかし、こ
の場合には、直径の大きな反応器を製作することが技術
的に困難である上、反応器の設置面積も広くなるため、
実用的ではない。
また、前記した如きラジアルフロー式反応器の欠点を改
良するために、反応器内のガスの一部を軸方向にも流す
、いわゆる縦軸方向/半径方向併流式反応器が提案され
ている(例えば、特開昭56−81129号)、シかし
、この反応器においても、ガスと充填層との間の接触時
間は未だ大きいものではなく、増大された接触時間を得
るには、充填層を多数層に細分割し、ガスの流れ方向を
縦軸方向と半径方向とに交互に多数繰返させる必要があ
る。
良するために、反応器内のガスの一部を軸方向にも流す
、いわゆる縦軸方向/半径方向併流式反応器が提案され
ている(例えば、特開昭56−81129号)、シかし
、この反応器においても、ガスと充填層との間の接触時
間は未だ大きいものではなく、増大された接触時間を得
るには、充填層を多数層に細分割し、ガスの流れ方向を
縦軸方向と半径方向とに交互に多数繰返させる必要があ
る。
従って反応器内が複雑化するとともに、充填剤の充填効
率が低下する等の新しい問題を生じる。
率が低下する等の新しい問題を生じる。
(発明の課題)
本発明は、従来の反応器に見られる前記問題を解決し、
反応ガスと充填層の接触時間を増加させるとともに、充
填剤の充填率を高め、かつ高められた反応率を与える内
部構造の単純化されたガス反応器を提供することをその
課題とする。
反応ガスと充填層の接触時間を増加させるとともに、充
填剤の充填率を高め、かつ高められた反応率を与える内
部構造の単純化されたガス反応器を提供することをその
課題とする。
(課題を解決するための手段)
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を重
ねた結果、本発明を完成するに至った。
ねた結果、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明によれば、内部に触媒又は吸着剤から
なる分離された複数の充填層を有するとともに、各充填
層外周部に充填層を包囲する周面に多数の透孔を有する
筒状体を配設し、各充填層内部に周面に多数の透孔を有
する筒状体を配設した構造を有するガス反応器において
、各充填層外周部に配設した筒状体と反応器内壁面との
間に形成される空隙部及び/又は該充填層内部に配設し
た筒状体内の空隙部にその上下を遮断する閉塞部を設け
たことを特徴とするガス反応器が提供される。
なる分離された複数の充填層を有するとともに、各充填
層外周部に充填層を包囲する周面に多数の透孔を有する
筒状体を配設し、各充填層内部に周面に多数の透孔を有
する筒状体を配設した構造を有するガス反応器において
、各充填層外周部に配設した筒状体と反応器内壁面との
間に形成される空隙部及び/又は該充填層内部に配設し
た筒状体内の空隙部にその上下を遮断する閉塞部を設け
たことを特徴とするガス反応器が提供される。
また、本発明によれば、内部に触媒又は吸着剤からなる
分離された複数の充填層を有するとともに、各充填層外
周部に沿って周面に多数の透孔を有する多数の筒状体を
列設し、各充填層内部に周面に多数の透孔を有する筒状
体を配設した構造を有するガス反応器において、各充填
層外周部に沿って列配設した筒状体内の空隙部及び/又
は各充填層内部に配設した筒状体内の空隙部にその上下
を遮断する閉塞部を設けたことを特徴とするガス反応器
が提供される。
分離された複数の充填層を有するとともに、各充填層外
周部に沿って周面に多数の透孔を有する多数の筒状体を
列設し、各充填層内部に周面に多数の透孔を有する筒状
体を配設した構造を有するガス反応器において、各充填
層外周部に沿って列配設した筒状体内の空隙部及び/又
は各充填層内部に配設した筒状体内の空隙部にその上下
を遮断する閉塞部を設けたことを特徴とするガス反応器
が提供される。
(実施例)
次に、本発明の実施例を図面により説明する。
第1図は、本発明のガス反応器の説明断面図を示す。こ
の図において、A及びBは軸方向に分離して配設された
充填層を示し、1は反応器の外殻、2は充填層Aの外周
部にこれを包囲するように配設した周面に多数の透孔3
を有する筒状体、4は充填層内部に配設した周面に多数
の透孔5を有する筒状体を示す。20は充填層A外周部
に配設した筒状体2と反応器の外殻内壁との間に形成さ
れる環状の空− 隙部であり、21は充填層A内に配設した筒状体4内の
空隙部を示す。これらの空隙部20.21は、流体通路
を形成する。6は空−隙部20を上下に遮断するための
閉塞部を示し、周方向に沿って配設される。
の図において、A及びBは軸方向に分離して配設された
充填層を示し、1は反応器の外殻、2は充填層Aの外周
部にこれを包囲するように配設した周面に多数の透孔3
を有する筒状体、4は充填層内部に配設した周面に多数
の透孔5を有する筒状体を示す。20は充填層A外周部
に配設した筒状体2と反応器の外殻内壁との間に形成さ
れる環状の空− 隙部であり、21は充填層A内に配設した筒状体4内の
空隙部を示す。これらの空隙部20.21は、流体通路
を形成する。6は空−隙部20を上下に遮断するための
閉塞部を示し、周方向に沿って配設される。
8は空隙部21を上下に遮断す閉塞部を示す。7は筒状
体2の閉塞部6から伸びる周面閉塞部である。9は筒状
体4の閉塞部8から伸びる周面閉塞部である。
体2の閉塞部6から伸びる周面閉塞部である。9は筒状
体4の閉塞部8から伸びる周面閉塞部である。
lOは筒状体4の上端に設けた閉塞部、11は充填層A
の上方に設けたジャマ板、12は反応器の入口部、13
は反応器の出口部を各示す。40は充填層Aの底板を示
し、その中央部は開口し、筒状体4内を流れる流体が充
填層B方向へ流れるようになっている。42は充填層B
の外周部にこれを包囲するように配設した周面に多数の
透孔43を有する筒状体、44は充填層B内部に配設し
た周面に多数の透孔45を有する筒状体を示す。51は
充填層B外周部に配設した筒状体42と反応器の外殻内
壁との間に形成される環状の空隙部であり、52は充填
層B内に配設した筒状体44内の空隙部を示す。これら
の空隙部51 、52は、流体通路を形成する。46は
空隙部51− を上下に遮断するための閉塞部を示し、周方向に沿って
配設される。48は空隙部52を上下に遮断する閉塞部
を示す、47は筒状体42の閉塞部46から伸びる周面
閉塞部である。49は筒状体44の閉塞部48から伸び
る周面閉塞部である。50は筒状体44の上端に設けた
閉塞部を示す。Fは分離された充填層Aと充填層Bとの
間の隔離空間を示し、41はその隔離空間F内に設けた
ジャマ板を示す。
の上方に設けたジャマ板、12は反応器の入口部、13
は反応器の出口部を各示す。40は充填層Aの底板を示
し、その中央部は開口し、筒状体4内を流れる流体が充
填層B方向へ流れるようになっている。42は充填層B
の外周部にこれを包囲するように配設した周面に多数の
透孔43を有する筒状体、44は充填層B内部に配設し
た周面に多数の透孔45を有する筒状体を示す。51は
充填層B外周部に配設した筒状体42と反応器の外殻内
壁との間に形成される環状の空隙部であり、52は充填
層B内に配設した筒状体44内の空隙部を示す。これら
の空隙部51 、52は、流体通路を形成する。46は
空隙部51− を上下に遮断するための閉塞部を示し、周方向に沿って
配設される。48は空隙部52を上下に遮断する閉塞部
を示す、47は筒状体42の閉塞部46から伸びる周面
閉塞部である。49は筒状体44の閉塞部48から伸び
る周面閉塞部である。50は筒状体44の上端に設けた
閉塞部を示す。Fは分離された充填層Aと充填層Bとの
間の隔離空間を示し、41はその隔離空間F内に設けた
ジャマ板を示す。
各筒状体2,42及び4,44は、細孔を穿設した金属
板、金属格子、多孔質板等のガスや液体(本明細書では
、単に流体とも言う)を透過させる材料を用いて形成す
ることができる。各筒状体2,42及び4.44の周面
に設けた透孔の寸法は、ガス又は液体が透過し、充填剤
粒子が流出しない大きさであればよく、通常、直径寸法
で、0.1mm以上、好ましくは0.5〜50mm程度
である。充填層A及びBは、あらかじめ、充填剤の充填
及び抜出しに便利なように金網バスケット等の袋状物に
入れた状態で反応器内に充填することができる。この場
合には、各筒状体の透孔は目の粗いものでもよい。
板、金属格子、多孔質板等のガスや液体(本明細書では
、単に流体とも言う)を透過させる材料を用いて形成す
ることができる。各筒状体2,42及び4.44の周面
に設けた透孔の寸法は、ガス又は液体が透過し、充填剤
粒子が流出しない大きさであればよく、通常、直径寸法
で、0.1mm以上、好ましくは0.5〜50mm程度
である。充填層A及びBは、あらかじめ、充填剤の充填
及び抜出しに便利なように金網バスケット等の袋状物に
入れた状態で反応器内に充填することができる。この場
合には、各筒状体の透孔は目の粗いものでもよい。
筒状体2,42と反応器外殻内壁部との間の空隙部20
.51及び筒状体4,44内の空隙部21.52に設け
る閉塞部は、それら空隙部を上下に遮断し得る構造のも
のであればいかなるものでもよい。空隙部20,51を
上下に遮断する閉塞部を形成する方法としては、例えば
、環状のジャマ板を反応器内壁に直接溶接する方法や、
反応器内壁にあらかじめジャマ板取付部を溶接しておき
、これに環状のジャマ板をボルト締めする方法等がある
。環状のジャマ板は、反応器内壁への取付けが容易なよ
うに分割しておくことができる。また耐熱性パツキンを
空隙部内に充填する方法や、ガスケットを取付ける方法
、さらに、ジャマ板を複数の形状記憶合金で作り、反応
開始時に反応温度の上昇とともに空隙部を遮断する方法
等がある。
.51及び筒状体4,44内の空隙部21.52に設け
る閉塞部は、それら空隙部を上下に遮断し得る構造のも
のであればいかなるものでもよい。空隙部20,51を
上下に遮断する閉塞部を形成する方法としては、例えば
、環状のジャマ板を反応器内壁に直接溶接する方法や、
反応器内壁にあらかじめジャマ板取付部を溶接しておき
、これに環状のジャマ板をボルト締めする方法等がある
。環状のジャマ板は、反応器内壁への取付けが容易なよ
うに分割しておくことができる。また耐熱性パツキンを
空隙部内に充填する方法や、ガスケットを取付ける方法
、さらに、ジャマ板を複数の形状記憶合金で作り、反応
開始時に反応温度の上昇とともに空隙部を遮断する方法
等がある。
また、空隙部21.52を閉塞する方法としては、耐熱
性パツキンをその空隙部に充填する方法等があるが、一
般には、流体の流れを完全遮断するように金属板により
その空隙部を密封するのがよい。
性パツキンをその空隙部に充填する方法等があるが、一
般には、流体の流れを完全遮断するように金属板により
その空隙部を密封するのがよい。
各周面閉塞部7,47及び9,49は、必要に応じて設
けられるもので、流体がその周面部分を透過するのを抑
制又は防止する構造のものであればよい。
けられるもので、流体がその周面部分を透過するのを抑
制又は防止する構造のものであればよい。
筒状体の周面を閉塞する方法としては、例えば、筒状体
の内周面又は外周面に沿って金属板を添接する方法の他
、閉塞部を形成する個所の筒状体の周面部を、あらかじ
め透孔のない周面部に形成する方法等がある。
の内周面又は外周面に沿って金属板を添接する方法の他
、閉塞部を形成する個所の筒状体の周面部を、あらかじ
め透孔のない周面部に形成する方法等がある。
第2図に、充填層Aの外周部に形成された空隙部20の
閉塞構造例について示す。第2図において、25は空隙
閉塞部材を示し、断面コの字形の金属板からなるもので
ある。この金属板は、反応器外殻内壁の周方向に沿って
配設され、軸方向に対して水平な面26が空隙閉塞部を
形成し、その水平面を形成する金属板の端部は、溶接に
より反応器外殻内壁に固定されている。また、この金属
板の軸方向の平面部27は、周面閉塞部材として作用し
、筒状体2の外周面と接触し、周面閉塞部7を形成する
。
閉塞構造例について示す。第2図において、25は空隙
閉塞部材を示し、断面コの字形の金属板からなるもので
ある。この金属板は、反応器外殻内壁の周方向に沿って
配設され、軸方向に対して水平な面26が空隙閉塞部を
形成し、その水平面を形成する金属板の端部は、溶接に
より反応器外殻内壁に固定されている。また、この金属
板の軸方向の平面部27は、周面閉塞部材として作用し
、筒状体2の外周面と接触し、周面閉塞部7を形成する
。
第3図は、空隙部20の閉塞構造の変形例を示す。
第3図において、25は空隙閉塞部材を示し、断面丁字
形の金属板からなるものである。この金属板は、−11
= 反応器外殻内壁の周方向に沿って配設され、軸方向に対
して水平な面26が空隙閉塞部を形成し、その水平面2
6を形成する金属板の一方の端部は、溶接により反応器
外殻内壁に固定されている。また、この金属板の軸方向
の平面部27は周面閉塞部材として作用し、筒状体2の
外周面と接触し、周面閉塞部7を形成する。
形の金属板からなるものである。この金属板は、−11
= 反応器外殻内壁の周方向に沿って配設され、軸方向に対
して水平な面26が空隙閉塞部を形成し、その水平面2
6を形成する金属板の一方の端部は、溶接により反応器
外殻内壁に固定されている。また、この金属板の軸方向
の平面部27は周面閉塞部材として作用し、筒状体2の
外周面と接触し、周面閉塞部7を形成する。
周面閉塞部7は、筒状体2の周面において、空隙閉塞部
6の上方又は下方、あるいは上方と下方の両方向に向け
て配設される。周面閉塞部7の軸方向の長さにより、ガ
スと充填層との接触時間、反応成分にガスとともに液体
が含まれているときには、ガスと液体と充填層の接触時
間を調節することができる。周面閉塞部の軸方向の長さ
が長い程、その接触時間は長くなる。従って、この周面
閉塞部の長さは、反応の種類や反応器の大きさ等に応じ
て適当に定められる。一般には、この周面閉塞部の軸方
向の長さは、充填層外周部に配設した筒状体周面と、充
填層内部に配設した筒状体周面との間の最短距離の0.
2〜10倍の範囲に規定するのが12 よい。即ち、第3図において、0.2≦Ω/r≦10の
関係が得られるように設計するのが好ましい。
6の上方又は下方、あるいは上方と下方の両方向に向け
て配設される。周面閉塞部7の軸方向の長さにより、ガ
スと充填層との接触時間、反応成分にガスとともに液体
が含まれているときには、ガスと液体と充填層の接触時
間を調節することができる。周面閉塞部の軸方向の長さ
が長い程、その接触時間は長くなる。従って、この周面
閉塞部の長さは、反応の種類や反応器の大きさ等に応じ
て適当に定められる。一般には、この周面閉塞部の軸方
向の長さは、充填層外周部に配設した筒状体周面と、充
填層内部に配設した筒状体周面との間の最短距離の0.
2〜10倍の範囲に規定するのが12 よい。即ち、第3図において、0.2≦Ω/r≦10の
関係が得られるように設計するのが好ましい。
また、充填層A内に配設する筒状体4の周面に設ける周
面閉塞部は、前記した充填層外周部に配設した筒状体2
と同様にして配設することができる。
面閉塞部は、前記した充填層外周部に配設した筒状体2
と同様にして配設することができる。
この場合にも、その周面閉塞部の軸方向の長さは、充填
層外周部に配設した筒状体周面と、充填層内部に配設し
た筒状体周面との最短距離の0.2〜10倍にするのが
よい。
層外周部に配設した筒状体周面と、充填層内部に配設し
た筒状体周面との最短距離の0.2〜10倍にするのが
よい。
充填層Bの外周部に形成された空隙部51及び充填層B
内に配設された空隙部52の閉塞構造も、前記と同様の
構造とすることができる。
内に配設された空隙部52の閉塞構造も、前記と同様の
構造とすることができる。
ジャマ板11は、反応器入口部12から入った流体分散
させるためのものである。ジャマ板41は充填層A内に
配設した筒状体4の先端から流出する流体を分散させる
ためのものである。これらのジャマ板は、金属板や多孔
板、金網等が用いられる。40は充填層Aの底板で、中
央部が開口した環状のもので、その周端部は反応器外殻
lに接合している。
させるためのものである。ジャマ板41は充填層A内に
配設した筒状体4の先端から流出する流体を分散させる
ためのものである。これらのジャマ板は、金属板や多孔
板、金網等が用いられる。40は充填層Aの底板で、中
央部が開口した環状のもので、その周端部は反応器外殻
lに接合している。
このものは金属板から構成され、充填層の下面を閉塞す
る。
る。
充填層A及びBは、触媒又は吸着剤から構成される。そ
の充填層を構成する粒子の大きさは、平均粒径て、0.
1−50mm、好ましくは0.5−20+al11であ
る。
の充填層を構成する粒子の大きさは、平均粒径て、0.
1−50mm、好ましくは0.5−20+al11であ
る。
第1図に示した矢印は、反応器人口12から流体を導入
した時のその流れ状態を模式的に示すものである。
した時のその流れ状態を模式的に示すものである。
本発明の反応器においては種々の変更が可能である。先
ず、閉塞部6,46及び8,48は、1個に限らず、複
数個配設することができる。また、反応器の軸方向に対
し、閉塞部6,46と閉塞部8,48を交互に配設する
ことができる。これによって、一つの充填層を多段式充
填層として機能させることが可能となり、効率的な接触
反応を行わせることができる。即ち、閉塞部6,46と
閉塞部8,48とを交互に配設する時には、反応原料で
ある流体のうち空隙部20.51を流れる流体はその閉
塞部6,46の個所において充填層中心部への方向の流
れとなる。一方、空隙部21.52を流れる流体は、そ
の閉塞部8,48の個所において充填層の外周方向への
流れとなる。
ず、閉塞部6,46及び8,48は、1個に限らず、複
数個配設することができる。また、反応器の軸方向に対
し、閉塞部6,46と閉塞部8,48を交互に配設する
ことができる。これによって、一つの充填層を多段式充
填層として機能させることが可能となり、効率的な接触
反応を行わせることができる。即ち、閉塞部6,46と
閉塞部8,48とを交互に配設する時には、反応原料で
ある流体のうち空隙部20.51を流れる流体はその閉
塞部6,46の個所において充填層中心部への方向の流
れとなる。一方、空隙部21.52を流れる流体は、そ
の閉塞部8,48の個所において充填層の外周方向への
流れとなる。
従って、閉塞部6,46と閉塞部8,48の1つの組合
せにより、2段式の充填層が形成されることとなり、閉
塞部の数に応じた段数の充填層が1つの充填層内に形成
されることとなり、非常に接触効率のよい充填層が形成
される。
せにより、2段式の充填層が形成されることとなり、閉
塞部の数に応じた段数の充填層が1つの充填層内に形成
されることとなり、非常に接触効率のよい充填層が形成
される。
また、本発明の反応器は、各充填層A、B外周部に筒状
体2,42を配設するかわりに、第4図に示すように、
充填層内の筒状体4,44と同様に周面に多数の透孔を
設けるとともに、その内部の空隙部に閉塞部を設けた多
数の管状体23を用い、これらの管状体23を充填MA
、B外周部に沿って、各充填IA。
体2,42を配設するかわりに、第4図に示すように、
充填層内の筒状体4,44と同様に周面に多数の透孔を
設けるとともに、その内部の空隙部に閉塞部を設けた多
数の管状体23を用い、これらの管状体23を充填MA
、B外周部に沿って、各充填IA。
Bを包囲するように列設することができる。この場合、
各筒状体23は、その各筒状体の外周面を相互に密接さ
せることが好ましいが、必ずしも密接させなくてもよい
。また各筒状体23内の空隙部に対する閉塞部の形成は
、前記筒状体4,44の場合と同様にして行うことがで
きる。筒状体23の断面形状は、円形状、半円形状、四
角形状等の各種の形状であることができる。各充填MA
、B内に設ける筒状体4,44は1つに限らず、複数個
を用いること15− ができる。
各筒状体23は、その各筒状体の外周面を相互に密接さ
せることが好ましいが、必ずしも密接させなくてもよい
。また各筒状体23内の空隙部に対する閉塞部の形成は
、前記筒状体4,44の場合と同様にして行うことがで
きる。筒状体23の断面形状は、円形状、半円形状、四
角形状等の各種の形状であることができる。各充填MA
、B内に設ける筒状体4,44は1つに限らず、複数個
を用いること15− ができる。
さらに、本発明の反応器は、下降流方式の反応器として
使用し得る他、上昇流方式の反応器として使用すること
ができる。上昇流方式の反応器として使用する場合、各
充填層は、その上昇流のために上方に膨張するので、充
填層の上部には、金網や多孔板を配設するのがよい。
使用し得る他、上昇流方式の反応器として使用すること
ができる。上昇流方式の反応器として使用する場合、各
充填層は、その上昇流のために上方に膨張するので、充
填層の上部には、金網や多孔板を配設するのがよい。
本発明においては、充填層は、通常、固定床として用い
られるが、必要に応じて、各充填層の上部と下部にそれ
ぞれ充填剤を連続的又は間欠的に供給及び抜出すための
バルブを取付けることによって移動床方式の充填層とし
て用いることもできる。このような移動床方式の充填層
として使用することによって、触媒や吸着剤の劣化の激
しい反応系に対する触媒反応塔や吸着反応塔として有利
に適用することができる。
られるが、必要に応じて、各充填層の上部と下部にそれ
ぞれ充填剤を連続的又は間欠的に供給及び抜出すための
バルブを取付けることによって移動床方式の充填層とし
て用いることもできる。このような移動床方式の充填層
として使用することによって、触媒や吸着剤の劣化の激
しい反応系に対する触媒反応塔や吸着反応塔として有利
に適用することができる。
また、充填層内部には、反応が発熱反応の場合には、そ
の発熱を吸収する冷却管又は冷却装置を、反応が吸熱反
応の場合には、その吸熱に相当する熱量を補充するため
の加熱管や加熱装置を配設す=16 ることもできる。
の発熱を吸収する冷却管又は冷却装置を、反応が吸熱反
応の場合には、その吸熱に相当する熱量を補充するため
の加熱管や加熱装置を配設す=16 ることもできる。
本発明の反応器を発熱反応用に適用する場合、反応器外
殻を2重管構造にしてその2重管で形成される空隙部内
に原料ガスを流通させるとともに、充填層内部に配設し
た筒状体内に導管を挿入し、その導管内にも原料ガスを
流通させ、反応器内部を冷却する構造のものとするのが
好ましい。第5図にその反応器の説明断面図を示す。
殻を2重管構造にしてその2重管で形成される空隙部内
に原料ガスを流通させるとともに、充填層内部に配設し
た筒状体内に導管を挿入し、その導管内にも原料ガスを
流通させ、反応器内部を冷却する構造のものとするのが
好ましい。第5図にその反応器の説明断面図を示す。
第5図において、lは外管、30はその外管内に挿入さ
れた内管を示し、31はその2重管内に形成された空隙
部を示す。33及び53は各充填層内に配設された各筒
状体4,44に内挿された導管を示す。内管30の上端
は密閉され、天井部を形成する。内管30の下端も密閉
され、底部を形成するが、その中央部には導管53を内
挿した筒状体44が挿通されている。内管30を挿通し
た筒状体44はさらに外管1を挿通して、反応生成物排
出管を形成する。筒状体44に内挿された導管53の下
端は密閉される。その外管1と外管30との間の空隙部
31に位置する導管53の周壁には、複数の開口が設け
られ、この間口は、その外側の筒状体44の周壁に設け
られた開口と筒体を介して連絡し、空隙部31の流体が
、筒状体44内の空隙部52を流れる反応生成物と混入
することなく導管53内に流入し得るようになっている
。この導管53の周壁開口と筒状体44の周壁開口との
間を連絡する筒体の断面形状は、円形状、方形状等の種
々の形状であることができる。第6図に、反応器底部の
X−Y断面図を示す。1は外管、44は筒状体、53は
導管を示す。62は、導管53の周壁開口61と筒状体
44の周壁開口60とを連絡する筒体を示す。2重管内
空隙部31内の流体は、筒状体44の周壁開口60から
筒体62内に入り、導管53の周壁開口61を通って導
管53内に入る。一方、筒状体44内の流体は、その空
隙部52を通って反応器外へ排出される。
れた内管を示し、31はその2重管内に形成された空隙
部を示す。33及び53は各充填層内に配設された各筒
状体4,44に内挿された導管を示す。内管30の上端
は密閉され、天井部を形成する。内管30の下端も密閉
され、底部を形成するが、その中央部には導管53を内
挿した筒状体44が挿通されている。内管30を挿通し
た筒状体44はさらに外管1を挿通して、反応生成物排
出管を形成する。筒状体44に内挿された導管53の下
端は密閉される。その外管1と外管30との間の空隙部
31に位置する導管53の周壁には、複数の開口が設け
られ、この間口は、その外側の筒状体44の周壁に設け
られた開口と筒体を介して連絡し、空隙部31の流体が
、筒状体44内の空隙部52を流れる反応生成物と混入
することなく導管53内に流入し得るようになっている
。この導管53の周壁開口と筒状体44の周壁開口との
間を連絡する筒体の断面形状は、円形状、方形状等の種
々の形状であることができる。第6図に、反応器底部の
X−Y断面図を示す。1は外管、44は筒状体、53は
導管を示す。62は、導管53の周壁開口61と筒状体
44の周壁開口60とを連絡する筒体を示す。2重管内
空隙部31内の流体は、筒状体44の周壁開口60から
筒体62内に入り、導管53の周壁開口61を通って導
管53内に入る。一方、筒状体44内の流体は、その空
隙部52を通って反応器外へ排出される。
充填層A内の筒状体4内に挿入された導管33の上端は
充填層Aの上方の空間に開口し、その下端は分離された
充填層Aと充填層Bとの間の空間F内に設けられた熱交
換器34を介して、充填層B内の筒状体44内に挿入さ
れた導管53の上端と連結する。
充填層Aの上方の空間に開口し、その下端は分離された
充填層Aと充填層Bとの間の空間F内に設けられた熱交
換器34を介して、充填層B内の筒状体44内に挿入さ
れた導管53の上端と連結する。
熱交換器34は、第7図に示すように、上下2枚の金属
板35 、36の間に多数のパイプ37を立設し、その
パイプの両端を金属板35.36の表面に開口させると
ともに、上部金属板35の中央部を開口させて開口部3
8を形成し、これに導管33の下端部を接続させ、金属
板35.36の外周部を内管30の内壁に接合させた構
造のものである。前記のような構造の反応器では、反応
器入口12から入った原料流体は、反応器の周囲の空隙
部31を流れて反応器底部からを上昇し、その内に筒状
体44と導管53との間を流れる流体との間で熱交換を
行った後、導管53の上端開口部から熱交換器34に入
り、ここで反応流体との間で熱交換を行なう。そして、
熱交換後、筒状体4内に挿入した導管33内を上昇し、
その間に、筒状体4と導管33との間を流れる流体との
間で熱交換を行った後、その上端開口部から反応器上部
へ流出し、ここから反応器内の充填層を下方向に通過し
た後、反応器出口13から排出される。
板35 、36の間に多数のパイプ37を立設し、その
パイプの両端を金属板35.36の表面に開口させると
ともに、上部金属板35の中央部を開口させて開口部3
8を形成し、これに導管33の下端部を接続させ、金属
板35.36の外周部を内管30の内壁に接合させた構
造のものである。前記のような構造の反応器では、反応
器入口12から入った原料流体は、反応器の周囲の空隙
部31を流れて反応器底部からを上昇し、その内に筒状
体44と導管53との間を流れる流体との間で熱交換を
行った後、導管53の上端開口部から熱交換器34に入
り、ここで反応流体との間で熱交換を行なう。そして、
熱交換後、筒状体4内に挿入した導管33内を上昇し、
その間に、筒状体4と導管33との間を流れる流体との
間で熱交換を行った後、その上端開口部から反応器上部
へ流出し、ここから反応器内の充填層を下方向に通過し
た後、反応器出口13から排出される。
なお、第5図において、熱交換器34は必ずしも配設す
る必要はなく、配設しない場合には導管5319 と導管33とを直結する。また、熱交換器は各充填層の
間に配設し得る他、反応器底部に配設することもできる
。さらに、反応器内に設ける充填層の数は、2個に限ら
ず、3個以上を配設することもできる。
る必要はなく、配設しない場合には導管5319 と導管33とを直結する。また、熱交換器は各充填層の
間に配設し得る他、反応器底部に配設することもできる
。さらに、反応器内に設ける充填層の数は、2個に限ら
ず、3個以上を配設することもできる。
(発明の効果)
本発明の反応器においては、充填層外周部に設けた空隙
部20.51を流れる流体は、その閉塞部6゜46のた
めに、この個所において充填層中心部方向へ流れ、筒状
体4,44の空隙部21.52内に侵入するかあるいは
いったん充填層を通って再び閉塞部6゜46の下方の空
隙部20.51に侵入するし、また、充填層の内部の空
隙部21.52を流れる流体は、その閉塞部8,48の
個所において充填層外周方向へ流れ、空隙部20.51
に侵入するかあるいはいったん充填層を通って再び閉塞
部8,48の下方の空隙部2]、52内に侵入すること
になる。従って、本発明の反応器では、従来の反応器の
場合に比べて、流体と各充填層との接触時間が増加し、
接触効率の良いものとなっている。
部20.51を流れる流体は、その閉塞部6゜46のた
めに、この個所において充填層中心部方向へ流れ、筒状
体4,44の空隙部21.52内に侵入するかあるいは
いったん充填層を通って再び閉塞部6゜46の下方の空
隙部20.51に侵入するし、また、充填層の内部の空
隙部21.52を流れる流体は、その閉塞部8,48の
個所において充填層外周方向へ流れ、空隙部20.51
に侵入するかあるいはいったん充填層を通って再び閉塞
部8,48の下方の空隙部2]、52内に侵入すること
になる。従って、本発明の反応器では、従来の反応器の
場合に比べて、流体と各充填層との接触時間が増加し、
接触効率の良いものとなっている。
0
本発明の反応器は、反応成分としてガス又はガスと液体
を含む各種反応に適用される。次にその反応例を示す。
を含む各種反応に適用される。次にその反応例を示す。
(1)反応成分がガスのみからなる触媒反応例シフト反
応、メタネーション反応、SNG反応(CO+3H2→
CH4+1(,0)、メタノール合成反応、アンモニア
合成反応等。
応、メタネーション反応、SNG反応(CO+3H2→
CH4+1(,0)、メタノール合成反応、アンモニア
合成反応等。
(2)反応成分がガスと液体からなる触媒反応側灯軽油
の水添脱硫反応又は分解反応、重質油の水添脱硫反応又
は分解反応、石炭の一次液化油の水素化精製反応、頁岩
油の水素化精製反応又は分解反応、ナフサ改質反応等。
の水添脱硫反応又は分解反応、重質油の水添脱硫反応又
は分解反応、石炭の一次液化油の水素化精製反応、頁岩
油の水素化精製反応又は分解反応、ナフサ改質反応等。
(3)ガスの吸着反応(この場合、充填層は吸着剤から
構成される) 排煙脱硫反応、排煙脱硝反応等。
構成される) 排煙脱硫反応、排煙脱硝反応等。
また、本発明の構造の反応器は、自動車排ガス浄化用触
媒コンバーターとして適用することもできる。
媒コンバーターとして適用することもできる。
第1図は本発明の反応器の1つの実施例についての説明
断面図、第5図はその変形例を示す。 第2図は空隙部閉塞構造の1例を示す説明断面図、第3
図はその変形例を示す。 第4図は充填層外周部に沿って多数の筒状体を列設した
構造の反応器の説明水平断面図を示す。 第6図は、第5図に示した反応器のX−Y断面図を示す
。 第7図は熱交換器の斜視図を示す。 1・・・反応器外殻、2,4.44・・・筒状体、3,
43,5,45透孔、20,51,21.52・・・空
隙部、6..46,8.48・・・閉塞部、A、B・充
填層。
断面図、第5図はその変形例を示す。 第2図は空隙部閉塞構造の1例を示す説明断面図、第3
図はその変形例を示す。 第4図は充填層外周部に沿って多数の筒状体を列設した
構造の反応器の説明水平断面図を示す。 第6図は、第5図に示した反応器のX−Y断面図を示す
。 第7図は熱交換器の斜視図を示す。 1・・・反応器外殻、2,4.44・・・筒状体、3,
43,5,45透孔、20,51,21.52・・・空
隙部、6..46,8.48・・・閉塞部、A、B・充
填層。
Claims (11)
- (1)内部に触媒又は吸着剤からなる分離された複数の
充填層を有するとともに、各充填層外周部に充填層を包
囲する周面に多数の透孔を有する筒状体を配設し、各充
填層内部に周面に多数の透孔を有する筒状体を配設した
構造を有するガス反応器において、各充填層外周部に配
設した筒状体と反応器内壁面との間に形成される空隙部
及び/又は各充填層内部に配設した筒状体内の空隙部に
その上下を遮断する閉塞部を設けたことを特徴とするガ
ス反応器。 - (2)内部に触媒又は吸着剤からなる分離された複数の
充填層を有するとともに、各充填層外周部に沿って周面
に多数の透孔を有する多数の筒状体を列設し、各充填層
内部に周面に多数の透孔を有する筒状体を配設した構造
を有するガス反応器において、各充填層外周部に沿って
列設した筒状体内の空隙部及び/又は各充填層内部に配
設した筒状体の空隙部にその上下を遮断する閉塞部を設
けたことを特徴とするガス反応器。 - (3)各充填層の外周部に配設した筒状体と反応器内壁
との空隙部に設けた閉塞部と、充填層内部に配設した筒
状体内の空隙部に設けた閉塞部とを、反応器の軸方向に
交互に配設した請求項1の反応器。 - (4)各充填層外周部に沿って列設した筒状体内の空隙
部に設けた閉塞部と、各充填層内部に配設した筒状体内
の空隙部に設けた閉塞部とを、反応器の軸方向に交互に
配設した請求項2の反応器。 - (5)各充填層の外周部に配設した筒状体の閉塞部から
該筒状体の周面に沿って下方及び/又は上方に伸びる周
面閉塞部を有する請求項1又は3の反応器。 - (6)各周面閉塞部の軸方向の長さが、該充填層外周部
に配設した筒状体周面と該充填層内部に配設した筒状体
周面との間の最短距離の0.2〜10倍である請求項5
の反応器。 - (7)各充填層の外周部に沿って列設した筒状体内の空
隙部に設けた閉塞部から該筒状体の周面に沿って下方及
び/又は上方に伸びる周面閉塞部を有する請求項2又は
4の反応器。 - (8)該周面閉塞部の軸方向の長さが、該充填層外周部
に沿って列設した筒状体周面と該充填層内部に配設した
筒状体周面との間の最短距離の0.2〜10倍である請
求項7の反応器。 - (9)各充填層内に配設した筒状体内の空隙部に設けた
閉塞部から該筒状体の周面に沿って下方及び/又は上方
に伸びる周面閉塞部を有する請求項1〜8のいずれかの
反応器。 - (10)該周面閉塞部の軸方向の長さが、充填層外周部
に配設した筒状体周面又は充填層外周部に沿って列設し
た筒状体周面と充填層内部に配設した筒状体周面との間
の最短距離の0.2〜10倍である請求項9の反応器。 - (11)各充填層内部に配設した筒状体内部に、原料流
体が流れる導管を挿入するとともに、各導管を直接又は
熱交換器を介して連結した請求項1〜10のいずれかの
反応器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33328189A JPH03193133A (ja) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | ガス反応器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33328189A JPH03193133A (ja) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | ガス反応器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03193133A true JPH03193133A (ja) | 1991-08-22 |
Family
ID=18264346
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33328189A Pending JPH03193133A (ja) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | ガス反応器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03193133A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011517294A (ja) * | 2008-02-27 | 2011-06-02 | ケロッグ ブラウン アンド ルート エルエルシー | 分流の接触器 |
-
1989
- 1989-12-22 JP JP33328189A patent/JPH03193133A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011517294A (ja) * | 2008-02-27 | 2011-06-02 | ケロッグ ブラウン アンド ルート エルエルシー | 分流の接触器 |
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