JPH04180826A - スタティックミキサ内蔵反応管 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は固体触媒又は反応物を存在させると共に流体反
応物を通過させることにより反応を行なう反応管に関す
る。ここで、触媒とは担体に担持されたものを包含する
ものとする。

［従来技術及び課題］ 従来の反応管、特に断面積か大きなものを使用して反応
を行なうと、流体が層状に流れるいわゆるチャネリング
現象か起き、中心部に多く管壁部に少ない流量分布とな
る場合か多く、中心部では触媒寿命の短縮化１周辺部で
は反応効率の悪化等がみられる。

そのため２反応管内に有孔の整流板等を備えることが行
なわれている。しかし、この種の反応管では、圧力損失
が大きく動力の損失が問題となる。また、整流板の直後
力で整流効果があってもすぐに層流になってしまいその
効果を実質的に発揮できない欠点があった。

［解決手段及び作用］ そこで９本発明はかかる課題を解決するために下記手段
を採用した。

粉状触媒及び流動化し得る粉状反応物の一種以上（以下
、「粉状触媒等」という）を充填保持すると共に流体反
応物を通過させる管内に、その粉状触媒等を充填保持し
た位置においてスタティックミキサを備えたことを特徴
とする反応管。

こうした手段によれば、管内に粉状触媒等を充填させた
状態で流体反応物を通過させた場合、スタティックミキ
サの存在によって管の径方向において均一な混合と均一
な滞留をもって反応を行なうことができる。

［好適な手段］ 前記管を内管とし、内管の周囲に空隙をもって外管を配
設し、該外管に熱媒タンクを接続させ。

内外管の空隙に熱媒を流通させるようにするとよい。こ
れによって、内管の反応空間の温度を可変とし、或いは
適宜冷却状態・加熱状態とすることにより９反応を制御
できる。

特に、粉体触媒を充填させて触媒反応を行なう場合、熱
媒を内外管空隙に流通させて内管の反応空間を高温状態
として吸着反応を行わせる一方。

冷媒を空隙に流通させて同空間を低温状態とじて脱着反
応を行なわせれば、触媒反応の収率を大幅に向上させ得
る。

従来１反応管は偏流・層流を生するので、触媒ないしは
固体反応物は別途、多数の通過孔を有する筒状保持体に
保持させたり、或いは最も効率良く反応に供される軸心
部に平板体を備えこれに保持させる等の必要かあった。

これに対して９本発明によれば、径方向において均一な
混合と均一な滞留を可能にするので、粉状触媒等を径方
向全域に亘って充填させてよい。しかも、従来のように
特別に保持（担持）させる必要がなく、単にスタティッ
クミキサ存在位置において充填させ、その充填状態を保
持するための部材（以下、［充填保持部材Ｊという）を
スタティックミキサの軸方向両端に存在させるだけでよ
い。もっとも、この充填保持部材は、粉状触媒等がその
充填状態を保持すると共に流体反応物の流通を阻害しな
いように、所定径を有する多数の連通孔を有すること。

例えばフィルタのようなものであることが必要となる。

尚、この充填保持部材は、付随的に整流作用を有し、こ
れによって径方向においてより均一な反応を行なうこと
ができる。

スタティックミキサ存在位置において充填される粉状触
媒等は比較的粗い塊状（例えば０．５關以上）であって
、流体反応物の通過時においても。

当初の充填状態を保持でき、充填保持部材の目詰りや、
−側への片寄りによる目詰りを防止できるものが望まし
い。

一方、比較的細い粉状触媒等を使用する場合であっても
、これらを所定の大きさのブロック（例えば管径の１１
１０程度）に成形して充填させることにより、同様の効
果を奏し得る。

尚、粉状触媒等の充填状態は、流体反応物の通過を阻害
しない限り、ある程度密に詰めることが好ましい。

充填される物質が粉状触媒である場合、流体反応物とし
ては１例えば物質Ａと物質Ｂとの反応の場合両物質Ａ、
Ｂ、又物質Ｃの脱臭等の反応の場合物質Ｃが該当する。

又、充填される物質が粉状反応物である場合、この粉状
反応物と反応させるべき物質を流体反応物とすればよい
。但し、この場合粉状反応物は、流体反応物との反応に
供されて生成物となった後においては、流動化して充填
位置から移動できるような物質であることを要する。さ
らに、こうした粉状触媒及び粉状反応物を共に充填させ
てもよい。

なお、スタティックミキサとしては各種のバリエーショ
ンをとりうるが２例えば２通常のように捩り角度１８０
０を有する板状のミキサーエレメント二以上を接続角度
９０°で連接してなり、隣接するミキサーエレメントが
逆方向の捩りになっているものを使用すればよい。

［実施例］ 第１図は本発明の反応管の一例を示したものである。第
１図において、１は内管であり、該内管１はフランジ付
の管要素１Ａ、ＩＢ、ＩＣが連結して構成されている。

尚１両端部に位置する管要素ＩＡ、ＩＣは端部側に向か
うにつれて縮径したものとなっている。

中央部の管要素ＩＢには、その内壁に例えば口ウ付で接
合させて軸方向の全域にスタティックミキサ２が収容さ
れている。このスタティックミキサ２は、捩り角度９０
″を有する板状のミキサーエレメント２ａ・・・からな
り、隣接するエレメント２ａと２ａとは捩り方向が逆向
きであり、かつ接続角度９０°をもって連結されている
。一方１両端部の管要素ＩＡ、ＩＣには、夫々、中央部
管要素ＩＢと連結している側の端縁において円板状フィ
ルタ３，３が備えられている。

従って、スタティックミキサ２の存在する部分が中央部
の管要素ＩＢと両フィルタ３，３とで画成されている。

そして、この画成された空間全域に粉状触媒４が充填さ
れると共に、この画成空間が反応空間を構成することに
なる。

又、中央部の管要素ＩＢについては、外管５を有する内
外二重管構造となっており、その構造によって形成され
た空隙に適当間隙で遮蔽板６が備えられると共に、外管
５には熱媒注入管７及び注出管８が付設されている。

第２図は前記実施例の反応管を使用した温度可変型吸着
装置を示すフローシートである。

同図において、　１０が反応管であり、その管要素ＩＡ
には接続管１工により流体反応物タンク１２が接続され
る一方、その管要素ＩＣには接続管１３により生成物タ
ンク１４が接続されている。又、その熱媒注入管７には
途中で分岐された接続管１５により低温熱媒タンク１６
及び高温熱媒タンク１７の各出口が接続される一方、そ
の熱媒注出管８には途中で分岐された接続管１Ｂにより
低温熱媒タンク１Ｂ及び高温熱媒タンク１７の各人口が
接続されている。

従って、三方弁１９．２０を切換ることにより、接続管
１５．１８で反応管ｌＯと低温熱媒タンク１Ｂ（又は高
温熱媒タンク１７）との間に熱媒循環経路が構成される
ことになる。尚、接続管１５には三方弁２０よりも熱媒
注入管７寄りにポンプ２１が備えられている。又、接続
管１１にはポンプ２２が、接続管１３の分岐部には三方
弁２３が備えられている。

かかる温度可変型吸着装置について、まず、三方弁１９
．２０の切換により高温熱媒循環経路を構成させた状態
でポンプ２１を駆動させると、高温熱媒タンク１７から
接続管１５を経て反応管１０の周囲空隙５ａへ高温熱媒
が注入され、触媒反応空間を所定の高温状態に維持する
。次に、この高温状態が定常状態になったとき、ポンプ
２２を駆動させ、流体反応物タンク１２から接続管１１
を経て反応管１０の内管１へ、流体反応物としての脱臭
すべき液体を流入させる。

この脱臭すべき液体は流入側フィルタ３を通過後、粉状
触媒４が充填された反応空間において。

複数（第１図では４個）のミキサーエレメント２ａ・・
・によって２４分割され、螺旋運動しながらかつエレメ
ント２ａ毎に逆捩すしながら、流出側フィルタ３へ向か
って移動する。そのため、脱臭すべき液体は反応空間の
径方向全域において均一に滞留した状態となって、粉状
触媒４により吸着脱臭される。こうして脱臭処理された
液体は流出側フィルタ３を通過後接続管１３を経て生成
物タンク１４に収容される。

そして、脱臭すべき液体について所定量の吸着脱臭処理
が終わった段階で、ポンプ２１．２２の駆動を停止する
。

又２粉状吸着剤４が飽和し性能が落ちてきた場合、三方
弁１９．２０を切換えて低温熱媒循環経路を構成させた
状態でポンプ２１を駆動させ反応管１０の周囲空隙５ａ
へ低温熱媒を注入し、吸着反応空間を所定の低温状態に
維持する。そして、この低温状態において２反応空間に
例えば再生水を流入させれば、粉状吸着剤４に付着した
臭気を脱着できる。

［発明の効果］ 本発明によれば１反応管の径方向において流体反応物の
偏流を防止して確実に整流作用を発揮できる。特に１反
応管が大径であっても、流体反応物が中心部分を通り抜
けるのを防止し１反応空間全域において均一に反応を起
こすことができる。

しかも、充填保持されたあるいは流動する粉状触媒等と
流体反応物との接触効率が高い。従って。

反応収率を大幅に向上でき、充填した粉状触媒等につい
て寿命を平均化できる。

又、担体に保持された触媒あるいは粉状反応物は所定の
反応空間に単にそのまま充填させるだけでよく、簡便で
ある。更に１反応部分の体積が小さく、シかも全体をバ
イブ状のものとして配設できるので１種々の反応装置に
広く適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は反応管の一実施例を示した断面図。 第２図は前記反応管の使用例（温度可変型吸着装置）を
示すフローシート。 を夫々表わす。 １・・・内管 ２・・・スタティックミキサ ４・・・粉状吸着剤　　　５・・・外管５ａ・・・周囲
空隙　　　７・・・熱媒注入管８・・・熱媒注出管　　
　１０・・・反応管出願人　　株式会社ノリタケカンパ
ニーリミテド代理人　　弁理士　　　加　　藤　　朝　
　道第　１　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）粉状触媒及び流動化し得る粉状反応物の一種以上
   （以下、「粉状触媒等」という）を充填保持すると共に
   流体反応物を通過させる管内に、その粉状触媒等を充填
   保持した位置においてスタティックミキサを備えたこと
   を特徴とする反応管。
2. （２）粉状触媒等を充填保持する部材を備えた請求項１
   記載の反応管。
3. （３）前記管を内管とし、内管の周囲に空隙をもって外
   管を配設し、外管に、該空隙に熱媒を流通させる注入口
   及び注出口を備えた請求項１記載の反応管。