JPH0747106B2 - 吸着により流体を浄化するための容器及び装置 - Google Patents

吸着により流体を浄化するための容器及び装置

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JPH0747106B2
JPH0747106B2 JP59035486A JP3548684A JPH0747106B2 JP H0747106 B2 JPH0747106 B2 JP H0747106B2 JP 59035486 A JP59035486 A JP 59035486A JP 3548684 A JP3548684 A JP 3548684A JP H0747106 B2 JPH0747106 B2 JP H0747106B2
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は反応器、特に少なくとも一つの粒子環状ベツド
を有している吸着剤によつて流体を浄化するための容器
に関し、これは、処理すべき流体の供給源と出口とに連
結するようにされたそれぞれ第１の区域と第２の区域を
限定するケースを備え、前記二つの区域が活性材料の粒
子の環状ベツドを収容するようにされた少なくとも一つ
の空間によつて分離されており、前記少なくとも一つの
空間が、ケースの垂直な軸線と同軸の二つの環状格子に
よつて限定されており、かつ垂直な母線をもつたスリー
ブの形を有している。
本発明は特に、蒸留によつて空気の成分を分離するため
の装置の寒冷部に、空気が入る前の大気の乾燥および二
酸化炭素除去に適用し得る。
（従来の技術） 吸着による空気の浄化技術は、リバーシング熱交換器に
おける冷却沈積によつて浄化する競合技術をしのぐかな
りの利点を有し、これは空気流量の70％までを純粋なガ
スの形で供給する可能性を有し、また生産される二酸化
炭素を除去した30％の乾燥窒素は吸着剤を再生するのに
十分である。吸着による浄化技術がモレキユラーシーブ
のベツドを有するときは、このモレキユラーシーブの特
性が、空気中にわずかに存在し蓄積作用によつて危険と
なる、二酸化炭素以外のアセチレンのような不純物を阻
止するので、この技術を使用することによりさらに安全
性を増す。この技術の信頼性は極めてすぐれており、か
つ実施することが容易である。この浄化技術は、ガス流
の切替えがリバーシング熱交換器を用いる技術の場合よ
りもずつと頻度が少ないので、それに伴なう震動、騒音
及びガスの損失を制限できる。
他方、吸着による浄化は投資コストも運転コストも、特
にこれが大量の流体の浄化に関するとき高くなる。投資
に関して、重要な事項は吸着剤それ自体であり、これは
例えば１日当り約1000トンの酸素製造装置用の浄化装置
の約30％のコストを占める。
処理される流体が一つ以上の触媒粒子環状ベツドを通つ
て半径方向に通過する触媒反応器も周知である。しかし
ながら達成すべき反応か、特に吸着による処理の場合の
ように、装置内の流体流の温度がしばしば変化すると
き、この周知の装置は熱の膨脹−収縮の差により粒子の
破壊と劣化の高い危険を有する。
（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は、環状ベツドの技術をこのような反応に
拡張し、特に大量の流体、特に空気の吸着による浄化
を、信頼できかつ繰返し行い得る要領で、また低いコス
トで達成し、一方処理済流体の良好な分配と、用いられ
る吸着剤粒子の機械的特性と適合する流体循環速度を維
持することである。
（課題を解決するための手段） したがつて本発明は、格子の少くとも一つが軸線方向に
剛性であり、両格子が互に独立して軸線方向に熱的に膨
脹し、かつもつとも内側の位置ともつとも外側の位置に
配置された二つの格子が半径方向に剛性である反応器、
特に吸着により流体を浄化するための前記した種類の容
器を提供する。
望ましくは全ての格子が、各端部で相互に堅固に連結さ
れ、また単一の格子が軸線方向に剛性であり、一方一つ
又は複数個の他の格子が軸線方向に可撓性である。この
実施例において、軸線方向に可撓性である格子は、それ
自身の膨脹と軸線方向に剛性な格子の膨脹を補償するよ
う弾性的に変形することができる。
本発明は更に上に限定したような、容器の外側区域が浄
化すべき流体源に連結される少なくとも一つの容器を備
えた、吸着により浄化するための装置を提供する。
結果として生じる流体の流れ方向は、一方はアルミナに
よつて構成され、他方はモレキユラーシーブによつて構
成される二つの吸着剤ベツドが用いられるとき、大気の
浄化の場合に矛盾するように見える。事実、空気は先ず
モレキユラーシーブよりも大きい密度と粒子サイズを有
するアルミナを通過し、したがつてこれはモレキユラー
シーブよりも高い摩損の前に循環速度に達する。更に、
必要とされる圧縮エネルギーを増大する不都合な結果と
なる通過単位長さ当りの圧力低下は、速度の増大ととも
に、また粒子のサイズの減少とともに増大する。
これら二つの考察は、モレキユラーシーブの半径方向内
側にアルミナを配置するようになると理論的に考えられ
る。しかしながら、可逆的配置により、これは熱による
再生段階の間、熱い流体が外側格子に到達する前に二つ
の吸着ベツドにその熱の主要部だけでなく全体をも引き
渡すという事実によつて補償し得る。したがつて外側格
子は一層限られた範囲に加熱され、またそれ故変形をあ
まり受けず、これは後に述べるように、格子と吸着剤ベ
ツドの機械的特性に関して有利な結果を有する。更に容
器のケースはこの場所で熱の損失がもはや心配ないの
で、特別な断熱の必要がない。
本発明のいくつかの実施例を添付図を参照して以下説明
する。
（実施例） 第１図に示される吸着により浄化するための容器１は、
一般に垂直軸線Ｘ−Ｘの囲りの回転体であり、また空気
蒸留装置の寒冷部で処理するようにされた大気の乾燥お
よび二酸化炭素除去を達成するのに用いられる。この容
器１は主として外方ケース２で構成され、これは三つの
格子5,6と７、及び剛性の懸架底部８によつて保持され
る二つの吸着ベツド３と４を有する。
適当な手段によつて枠（図示せず）に固定されるケース
２は、円形の横断面形状を有している円筒形スリーブ９
によつて構成され、かつ半楕円形の縦断面を有している
ドーム10,11によつて両端が閉じられている。上方ドー
ム10は中央開口12、開口13の内側リング及び開口14の外
側リングを有し、また下方ドーム11は、浄化すべき空気
源（図示せず）に連結される開口15、及び例えば蒸留装
置の寒冷部から出る二酸化炭素を除去された乾燥窒素で
ある再生用流体を周囲の大気に排出するための開口16を
有する。
三つの格子5,6,7は、軸線Ｘ−Ｘを有する円筒形であ
る。各々の格子は、金属平板製のそれぞれのガードリン
グ17によつて上方ドーム10から懸架される。中央リング
17は、中央開口12の周囲に連結され、中間リング17は、
開口13と14のリング間に位置するドーム10の円周に連結
され、また外側リング17は、開口14とリングとスリーブ
９へのドーム10の結合部との間に位置するこのドームの
円周に連結される。開口13と14は、二つの吸着ベツド３
と４の重力による充填と、吸上けによる排出に用いら
れ、吸着ベツドはそれぞれ格子６と７の間の環状空間及
ひ格子５と６の間の環状空間に配置される。
各格子は、その下端が底部８の上面に固定される。底部
は平らで上方にわん曲され、またその外径は外側格子５
の径と実質的に等しい。
格子５ないし７は各々フレーム構造18を有する。吸着粒
子を保持するために、格子５と６のフレーム構造の内側
部及び格子７のフレーム構造の外側部に細かな金網20が
固定される。
第２図と第３図に示されるように、三つのフレーム構造
18は、同一形状の打抜き孔を有しているパンチングメタ
ルから作られる。これらのパンチングメタルの各々は、
長円形開口の等間隔の列21を有する。これらの開口は、
列21に垂直な任意の直線Ｄか多数の開口を横切るよう
に、一方の列から次の列に開口の半分の長さだけずらさ
れ、そのとき列21間には平らなバンド22があり、その一
つが第２図と第３図にハツチングして示される。
こうして当該パンチングメタルは、それが応力を受ける
方向に基き極めて異なる機械的特性を有する。即ちこれ
は列21と平行では、頑丈なバンド22によりメタル特有の
弾性だけを有し、他方、これらの列21と垂直方向の場
合、このメタルはかなり大きな弾性のある可撓性を有す
る。
中間格子６のフレーム構造18において列21は、第２図に
示すように垂直に配置される。こうして格子６は、軸線
方向には実質的に剛性であり、かつ円周（又は半径）方
向には弾性的に可撓性であると考えられる。他方二つの
格子５と７のフレーム構造18において列21は、第３図に
示すように円周に沿つて水平に配置される。これら二つ
の格子５と７はしたがつて、円周（又は半径）方向に実
質的に剛性であり、また軸線方向には弾性的に可撓性で
ある。形容詞の「剛性」なる語は、当該方向（軸線又は
円周方向）における唯一の可能な変形が、メタルそれ自
体の弾性及び熱に基因する膨脹−収縮によることを意味
するものと解するべきである。各々の細かい金網20は、
少なくとも対応する方向にそれを支持するフレーム構造
の可撓性と少なくとも等しい可撓性を有することは理解
されよう。金網20は特にエキスパンドメタル型のもので
あつてよい。内側格子７が受ける外圧に耐えることがで
きるように、この格子７は厚いフレーム構造18を有しま
た内側補強リング（図示せず）を有してもよい。
ケース２の内側空間は次のものを含むことがわかる： 即ちスリーブ９と外側格子５との間に狭い環状区域23、
この区域は、底部８と下方ドーム11との間にある壁24に
よつて底部８の下方に延びている； 外側格子５と中間格子６との間に、上方ドームから底部
８に延びている環状区域；この区域には開口14を通して
吸着ベツド３が満たされ、このベツドは望ましくは２な
いし5mmの直径を有しているボールであるアルミナの粒
子によつて構成される； 中間格子６と内側格子７との間に、上方ドーム10から底
部８に延びている環状区域；この区域には開口13を通し
て吸着ベツド４が満たされ、このベツドはモレキユラー
シーブ、例えば1.6ないし2.5mmの直径を有しているボー
ル状の、10Åの吸収孔を有するＸ型のモレキユラーシー
ブの粒子によつて構成される。
容器１はパイプ25によつて完成され、このパイプは、上
方ドーム10の開口12にシールパツキングつきで同軸に挿
入されかつフランジをつけた取付部によつてしつかりと
保持される。このパイプは、例えばほほ40μの細かいメ
ツシユを有している金網の管状フイルタ26を備え、この
フイルタの基部27は、フイルタ26の全高に亘つて延びる
ほぼ円錐形の打抜き孔のない分配要素28の基部に結合さ
れる。更に塵排出パイプ29が、底部８の中央区域から下
方ドーム11を通つて延び、また排水パイプ30が、このド
ーム11の下部から出て開口16に連結される窒素出口パイ
プ内に開口する。
空気入口開口15に面している平らな底部８の存在は、液
体−水分離器を構成する利点を得させる。底部８の下面
には環状スカート31が固定され、このスカートは、先広
がりの円錐形状に続いた円筒形を有し、その端部はコレ
クタ樋32を構成するよう曲げられる。コレクタ樋の底部
からは、窒素出口パイプに開口する排出管33が出てい
る。空気は先広がりのパイプ34を通つて底部に送られ、
この底部付近のパイプ端部には、水平外側フランジ35が
設けられる。
容器１に組込まれる全てのパイプには勿論弁（図示せ
ず）が設けられ、こうして以下説明する作動サイクルを
実施することが可能である。
浄化工程 開口15は空気源と、例えば蒸留装置の空気コンプレツサ
の約６絶対バールで吐出端部と連通される。開口16は閉
鎖されまたパイプ25は装置の寒冷部の熱交換ラインの空
気入口端部と連通される。
圧縮空気が底部８に突き当る。遠心作用によつてそれに
含まれる水の滴がこの底部の全方向にまた次でスカート
31に流れる。これらの滴は樋32に集められ管33を通して
排出される。樋の深く狭い形状により、空気は収集した
水を再び取り込むようなことはなく、またパイプ34の内
側につくられる水の膜もフランジ35によりこの樋に送ら
れる。
液状の水が除去された空気は、次に室24に分配され、そ
こから空気は低速度で外側環状区域23に通過する。空気
は次に、その水分を吸収するアルミナのベツド３を軸線
XXに向かつて半径方向に通過し、次いでそのCO2を吸収
するモレキユラーシーブのベツド４を通過する。ベツド
３と４が薄いために、空気がこれらを通過するとき、圧
力低下は小さい。
二酸化炭素を除去された乾燥空気は、取り込んだかもし
れない吸着剤の塵を捕捉するフイルタ26を通過し、次い
でパイプ25を通つて容器１を離れる。要素28は、フイル
タ26の基部から頂部へ空気の通過する断面積を漸次確実
に増加し、これは空気流が漸次増大するに対応する。こ
のようにしてフイルタ26における空気の均一な上昇速度
が得られ、これはベツド３と４の高さに従つて空気の均
一な配分を確実にする。この配分の均一性は、回転放物
面の形状をした要素28の所定の輪郭を前提とする。しか
しながら、この要素の製造を容易にするため、これは複
数の重ねた、その頂角が第１図に示すように下から上方
に増大する切頭円錐形の形に十分近似してつくることが
できる。
再生工程 吸着剤の二つのベツドは、パイプ25を蒸留装置の熱交換
ラインから出る低圧の、二酸化炭素を除去された乾燥窒
素（ほほ１絶対バールの圧力）のパイプに連結すること
により空気源から開口15を遮断することによつて、また
開口16を周囲大気と連通することによつて再生される。
普通これらの操作は、本実施例の場合のように、処理さ
れた空気が明らかに高い圧力で供給されるならば、容器
を減圧する操作が先立つ。
したがつて窒素はパイプ25を通つて容器１に入り、フイ
ルタ26を外方向に通過し、また多分それらを詰まらせる
ことなく、次いでベツド４とベツド３を引き続いて通過
し、これは前の浄化工程の間吸着されるCO2と水で満た
されている。窒素は最後に、外側区域23を、次いで室24
を通過し、そして開口16を通つて周囲空気に排出され
る。
再生の第１段階の間、窒素は容器１に到達する前に加熱
される。熱不連続面は、内側格子７から外側格子５に次
第に伝播し、また格子と吸着ベツドの種々の点の間で各
瞬間に大きな温度勾配又は温度差を生じる。再生の第２
段階の間、二つのベツド３と４をそれらの初期吸着温度
に復帰するよう、窒素の加熱が停止される。前とは反対
の方向に温度勾配をつくつている冷不連続面は、そのと
き内側格子７から外側格子５に伝播する。前述した三つ
の格子の構造は、信頼できかつ繰返し行われる要領で熱
に起因する膨脹−収縮の保持を可能にする。以下、軸線
方向に生じ次いで円周方向に向けられる膨脹−収縮を先
づ初めに検討する。
（１）軸線方向の膨脹−収縮：中間格子６のみが軸線方
向に剛性である。それ故これは三つの格子と二つのベツ
ド３と４の底部８の重量のみを支持し、またこの重量及
びこれが受ける温度変化による膨脹と収縮から起因する
弾性伸長だけを受ける。この格子６が熱的に膨脹又は収
縮するとき、それは困難なく他の二つの格子５と７に影
響をし、したがつて同じ水平面内に初めて位置する三つ
の格子の対応する点の全ては、当該膨脹又は収縮の後
に、他の共通の水平面内に見出される。更に他の二つの
格子５と７の一方が加熱又は冷却されるとき、その膨脹
又は収縮する傾向はその弾性によつて補償され、その全
長は格子６の全長によつて規定される。したがつてその
いずれの点も垂直に動かない。
それ故、周期的な温度勾配は、格子の壁と他の二つの格
子の壁との間でどこにも相対的な摺動を引き起こさず、
従つて吸着ベツドに垂直方向の剪断は生じず、またこう
してこれらのベツドを構成している粒子に摩耗は生じな
い。
（２）円周方向の膨脹−収縮：再生の初期に熱不連続断
面が内側格子７に関連するだけの場合、格子７は、その
小さな直径のために僅かな範囲ではあるが、半径方向に
膨脹する。したがつてこれはベツド４に遠心力を及ぼ
し、その上方レベルは「サイロ効果（silo effect）」
という名称で知られる現象により上昇しない。その結
果、格子７の膨脹はベツド４内に圧力を広げるが、この
圧力は中間格子６の半径方向の大きな可撓性により、中
間格子６を介してベツド３に伝達される。格子７の膨脹
に起因する内側ベツド４の容積の減少は、こうして二つ
のベツド全体にわたつて分配され、またこれはベツド４
の粒子と格子７への応力をかなり低減する。
これらの応力はその後加熱の増大、したがつて二つのベ
ツドの吸着剤粒子の膨脹とともに増加し、また次に熱不
連続面が吸着剤粒子の大きな半径方向の膨脹により外側
格子に到達するならは、またいずれの場合も冷却段階の
初期に、内側格子７及び次いで二つの吸着剤ベツドが収
縮するとき、これらの応力は減少する。特に、再生用窒
素の加熱は、熱不連続面がほぼベツド３に到達するとき
停止される。
その後、冷却が外側格子５に到達するとき、この格子は
その円周方向の収縮により、この格子の大きな直径によ
る外側ベツド３に大きな求心性のスラストを及ぼす。前
述のようにサイロ効果は、圧力がこのベツドに広がるよ
うにベツド３の上方レベルが上昇するのを防止する。再
び半径方向に可撓性である格子６がこの圧力をベツド４
に伝達し、また外側ベツド３に与えられる容積の減少
は、二つのベツド間に分散され、従つてこれはベツド３
の粒子と格子５への応力をかなり減少する。
粒子の破壊を防止しかつ粒子の弾性変形内に維持するた
めに、二つのベツド３と４の粒子が繰返し受ける十分に
低いレベルの応力を維持することによつて、再生の初期
に、内側格子７と吸着剤の一部が、加熱した再生用ガス
の温度を受け、一方外側格子（大きな直径の格子）がこ
の温度をまだ受けない最も好ましくない時期の間でさえ
も、引き続く再生を達成することは可能であることを実
験が示した。これらの条件のもとで、引き続くサイクル
の間、吸着剤ベツドに許される容積が最大（格子７は冷
たく、格子５は熱い）であり、また格子の破壊の危険が
排除されるとき、漸次増大する二つの吸着剤ベツドの圧
縮は生じない。
熱サイクルによる応力のレベルを更に一層減少するため
に、窒素の加熱は、外側格子５に極めて接近してベツド
３内に配置される温度センサ131によつて、熱不連続面
が外側格子に決して到達しないよう制御し得る。熱不連
続面の出現がセンサ131で検知されるまで窒素に加えら
れる熱量を増大することによつて、一つのサイクルから
次のサイクルに、引き続く近似値によつて進められる。
もし軸線Ｘ−Ｘに向つてセンサ131から半径方向に少し
離れたベツド３内に配置される第２の温度センサ132も
用いられるならば、この制御は簡単になり、また計算機
の補助なしに容易に実施し得る。各々の再生によつて、
熱不連続面はセンサ132に到達するがセンサ131には到達
しないときに、最適の加熱が得られる。これらの条件の
もとで、格子５は熱に起因する膨脹−収縮を受けないの
みならず、ケース２は決して加熱されず、その故特別の
断熱なしに構成し得る。
第４図の浄化容器1Aも又一般に垂直軸線Ｘ−Ｘの囲りの
回転体である。これは第１図のケース２と同じ全体形状
の外方ケース2Aを備え、これは、円筒形スリーブ9A、上
方ドーム10A及び下方ドーム11Aによつて形成される。
上方ドーム10Aには中央開口12A及び充填開口13Aと14Aの
二つのリング装置が設けられる。下方ドーム11Aは、空
気入口兼窒素出口用中央開口15A及び窒素入口兼空気出
口用用横開口16Aを有する。
剛性の平らな底部8Aは、ケース2Aの下部に配置される。
この底部は中央開口41を有し、開口の周囲は剛性のチユ
ーブ42の上端部に固定される。このチユーブの基部は下
方ドーム11Aの中央開口15Aの囲りに固定される。
内側格子5Aは、その下端部で開口41の囲りの底部8Aに固
定され、また外側格子7Aはその下端部で底部8Aの周囲に
固定され、その直径はスリーブ9Aの直径よりも僅かに小
さい。中間の円筒形格子6Aは、格子5AS6Aとの間に位置
する追加の中間格子6Bと同様にその基部で底部8Aに固定
される。
格子5A,6A,6B及び7Aの各々は、吸着剤粒子を保持するの
に十分小さく、かつこれらの格子に垂直方向に顕著な弾
性のある可撓性を付与するのを排除するような配置と形
状の開口をもつた、パンチングメタルによつて構成され
る。この金属板は軸線Ｘ−Ｘをもつた円筒形の全体形状
を有し、また交互に内側と外側のリブであり、かつ相互
に隣接する（第５図）長手方向リブ43を有し、またこれ
は金属板に波形の外観を与える。端部の格子5Aと7Aは、
一連の水平な剛性リング44,45をそれぞれ内側と外側に
備え、各列の一つのリングは第４図に示される。したが
つてこれらの端部格子は円周方向及び軸線方向の両方に
剛性であり、一方二つの中間格子6Aと6Bは軸線方向には
剛性であるが、円周方向には弾性的に可撓性である。更
に格子の全ては、金属ガードリング46を備えているそれ
らの上方端部で自由である。三つの外側リング46は、ド
ーム10Aに固定されるそれぞれの円筒形ガイド47によつ
て外側で軸線方向に摺動して案内され、ガイドの一つは
開口14Aの外側で、二つ目は開口14Aと開口13Aとの間
で、また三つ目は開口13Aと中央開口12Aとの間でドーム
10Aに固定される。中央ガードリング46は上方ドーム48
で終る。リング46、ガイド47及びドーム48は打抜き孔が
ない。
格子5Aと6Bとの間の環状空間には、大きな粒子サイズ
（５ないし10mmの直径を有しているボール）のアルミナ
のベツド3Aが開口12Aを介して満たされ、これは比較的
高いガス流速を可能にする。格子6Aと6B間の隣接する環
状空間には、小さな粒子サイズ（２ないし5mmの直径を
有しているボール）のアルミナのベツド3Bが開口13Aを
介して満たされ、また格子6Aと7Aとの間の環状空間には
モレキユラーシーブのベツド4A（1.6ないし2.5mmの直径
を有しているボール）で10Åの細孔を有しているＸタイ
プのモレキユラーシーブ）が開口14Aを介して満たさ
れ、その摩損制限速度は小さな粒子サイズのアルミナの
それよりも小さい。これら三つのベツドは、第１図の実
施例におけるように、充填開口を介して吸上げにより空
にされる。
第４図に示されるように、ベツド3Aのレベルは、中央リ
ング46の基部上に、ある高さを有するよう配置され、こ
れは少なくともこのベツド3Aの半径方向厚さに等しく、
ベツド3Bのレベルは少し低く、格子6Bと組合されるガイ
ド47よりも僅かに下に位置する。同様にベツド4Aのレベ
ルは少し低く、格子6Aと組合されるガイドよりも僅かに
下に位置する。可撓性シールリング49は、その下縁部に
よつて外方リング46の外面に、またその上縁部によつて
組合されるガイド47に固定される。同様に可撓性シール
リング50は、その下縁部によつてベツド4Aの僅か上で格
子6Aと組合されるリング46の外面に、またリングの上縁
部によつて対応するガイド47に固定される。
この実施例において、ガスの流れ方向は第１図に対して
逆にされる。
浄化段階において、空気は中央開口15A及びチユーブ42
に送られ、また第４図に矢印で示すように三つの吸着剤
ベツドを通して半径方向外方に通過する。空気は二つの
アルミナベツド3Aと3Bを通過しながら脱水され、次にモ
レキユラーシーブで二酸化炭素を除去され、その速度
は、空気が中央軸線Ｘ−Ｘから離れるにつれて次第に減
少する。浄化した空気は、外側格子7Aとスリーブ9Aとの
間の外側環状空間内に集まり、底部8A下方に位置する下
方室24Aを通過し、また開口16Aによつて容器1Aを離れ
る。
再生段階において、二酸化炭素を除去された乾燥窒素
は、開口16Aを介して容器1Aに入り、室24Aに、次いで環
状空間23Aに分配され、また次に三つの吸着剤ベツドを
連続して通つて求心力方向に通過し、中央空間に入りか
つチユーブ42と下方開口15Aによつて容器を離れる。第
１図の実施例において、格子は軸線方向に相互に独立し
て自由に膨脹し、また円周方向における膨脹によつて生
成される圧力は、二つの中間の格子6Aと6Bの円周方向の
可撓性により三つのベツドの全てに伝達される。更にリ
ブ43は、ガスの通過に供される断面積が増大する利点を
有する。
このサイクルの各段階の間、中央ベツド3Aのガードの高
さ及び可撓性リング49と50の存在は、三つの吸着剤ベツ
ドを通るガスの有効な通路を保証する。
この実施例において、再生の初期に窒素は熱い状態で環
状空間23に到達することは注目される。これは例えば圧
力の平衡を可能にする薄いシート51によつて、容器の内
部雰囲気から分離された静的空気の薄い層により、容器
の関係部分全体にケース2Aの断熱の存在を要する。
変形として、二つの中間格子6Aと6Bは、少なくともリブ
43によつて限定されるある波形の谷即ち底部に、例えば
加熱ケーブルによつて形成される加熱要素52を有しても
良く、それらの二つを第５図に示した。各要素52は、二
つの隣接するリブ43に固定される細かい金網53で被わ
れ、これは吸着剤粒子が、確実にこの要素52と直接接触
しないようにする。格子53は勿論、必要とする円周方向
の可撓性を有する。
この付加的加熱は再生用窒素を再熱するのに役立つ。普
通の外部再熱に比べてこの内部再熱の利点は２倍であ
る。即ち一方では、低い温度を予想している容器の上流
の配管、弁、パツキングその他の技術についての利益が
あり、他方では、熱の局部的な供給により吸着剤ベツド
内の熱の通過時間がより短いので再生時間についての利
益がある。
三つの吸着剤ベツドの再成に必要な窒素の加熱を最小に
する目的で、内側ベツド3Aには内側格子5Aに近接して温
度センサ132Aが設けられ、これは第１図に関して前述し
た再生と同じ再生の制御をもたらす。
更に容器1A内に、格子5Aの全高にわたつて空気の分配の
均一性を改善するための手段も設け得る。これらの手段
は、例えば第４図に一点鎖線で示される入口管54で構成
することができ、その直径は格子5Aの直径よりも小さ
く、またこれは開口15Aからこの格子5Aの高さの半分よ
り少し下のレベルまで立ち上がる。変形として、第１図
の要素28のような要素をその先端を下にして用い得る。
どちらかの方向に弾性的可撓性を有している格子フレー
ム構造体を構成するよう、打抜き孔を設けた波形板を第
１図の装置にも用い得ることは理解されるだろう。した
がつて垂直波形により半径方向の可撓性を、円形又はら
せん状の波形により軸線方向の可撓性を有する。各々の
場合この波形は、正方形、台形、正弦波形等の種々の断
面を有し得る。
一方向の可撓性を有している格子を得るために他の変形
も又予測することができる。例えば、第６図に台形波を
もつた波形板55のリングの積み重ねによつて形成される
ハニカム状の筒形フレーム構造体の一部が示されてい
る。これらの波形は一つのリングから次のリングに半ピ
ツチだけずらされ、また水平の向かい合つている区域56
が相互に固定される。このように形成されたフレーム構
造体は、軸方向にのみ可撓性であるが半径方向に剛性で
ある。
第７図に示す他の実施例において、これは第１図と第４
図の実施例のいずれにも適用し得、各々の格子は可撓性
パイプ又はホースの要領でらせんに巻いたパンチングメ
タルのフレーム構造体を有する。コイルはある軸方向の
弾性を有する鈎止め57によつて相互に結合される。この
鈎止めした組立体は例えば図示されるように内側への折
曲部58を有し、次に各コイルの上方縁部分のための外側
への折曲部59、及び上に位置されるコイルの下方縁部分
のための３重折曲部を備え、これは前の二重折曲部を取
囲みかつ内側への折曲部60、外側への折曲部61及び最後
の内側への折曲部62から成る。
更に第１図と第４図の実施例は、格子の全体的な配列に
関して次のような要領で組合せ得る。即ち第１図の二つ
のベツドを有している容器を考えると、格子５と７は軸
方向半径方向の両方に剛性で、かつ第４図と同様なパツ
キングが上端部に備えた格子と置き換えられ、これはパ
ツキングがそれぞれのガードリング17に摺動するのを可
能にする。
本発明による容器１又は1Aは、製造される窒素のほぼ40
％の適当な再生流量により、またはつきりと低減した投
資コストで大能力（例えば320.000Nm3/hrまでの）空気
分離装置用として意図される空気の処理を可能にする。
円筒形リング内の吸着剤ベツドの配置によるケース２又
は2Aの内方スペースへの高い充填率が、反転時にガスの
損失が少なくなるということも注目される。
更に出願人は、水平の流れ方向については、吸着剤粒子
の消耗前の制限速度が上昇垂直流に対応する速度よりも
数倍高く、従つてこれら速度はもはや制限要因を必然的
に構成しないことを確認した。技術的に可能な高い速度
はむしろ制限され、他の考察、特に吸着剤ベツド通過時
の圧力低下及びこれらのベツドの高さ全体にわたるガス
の分配の均一性の問題に関する考察によつて、通常の装
置に用いられるのよりも明らかに高い値に制限される。
本発明は変化する温度の流体が活性な材料、特に触媒の
粒子の１つ以上の環状のベツドを通過させられる、他の
種類の反応にも適用し得ることは理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による、吸着により浄化するための容器
の第１の実施例の略図的な縦断面図であり、第２図と第
３図はこの容器の細部を示し、第４図は本発明による、
吸着により浄化するための容器の第２の実施例の第１図
と同様の図であり、第５図は第４図のＶ−Ｖ線に沿つた
半横断面図であり、第６図は一変形の部分的斜視図であ
り、また第７図は他の変形の部分切欠図である。 １…容器、２…外方ケース、3,4…吸着剤のベツド、5,
6,7…格子、８…底部、９…円筒形スリーブ、10,11…ド
ーム、13,14…開口、15,16…開口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラペイル・ポ−ル フランス国ブリイ・シユル・マルヌ・シユ マン・デ・グイボ−（番地その他表示な し) (72)発明者 ル−マン・ジヤン・イベ フランス国メゾン・アルフオル・ドマイ ヌ・シヤト−・ガイラル27 (72)発明者 プチ・ピエ−ル フランス国シヤトナイ・マラブリイ・リ ユ・デユ・ガル・ド・ゴ−ル16 (72)発明者 ソウテイ・ピエ−ル フランス国ベルサイユ・プラス・ロイア ル・グラン・シエクル４

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】垂直な軸線を有し、処理すべき流体の供給
    源と出口とにそれぞれ連結される第１の区域と第２の区
    域を限定するケースを備え、前記第１の区域及び第２の
    区域が活性材料の粒子の環状ベツドを収容する少なくと
    も一つの空間によつて分離されており、前記少なくとも
    一つの空間が、前記軸線と同軸の二つの環状格子によつ
    て限定されており、かつ垂直な母線をもつたスリーブの
    形を有し、前記格子の少なくとも一方が軸線方向に剛性
    であり、両格子が互に独立して軸線方向に熱的に自由に
    膨張し、かつもつとも内側の位置ともつとも外側の位置
    に配置された二つの格子が半径方向に剛性である、吸着
    により流体を浄化するための容器。
  2. 【請求項２】少なくとも三つの格子を有し、各中間格子
    が半径方向に可撓性である特許請求の範囲第１項に記載
    の吸着により流体を浄化するための容器。
  3. 【請求項３】全ての格子が各端部で相互に堅固に連結さ
    れ、また格子の一つだけが軸線方向に剛性であり、一方
    一つ又は複数個の他の格子が軸線方向に可撓性である特
    許請求の範囲第１項又は第２項に記載の吸着により流体
    を浄化するための容器。
  4. 【請求項４】格子がケースから吊下げられ、またそれら
    の基部で、吊下げられた剛性の底部によつて相互に連結
    される特許請求の範囲第３項に記載の吸着により流体を
    浄化するための容器。
  5. 【請求項５】全ての格子が、それらの基部でケースに連
    結された剛性の底部に固定され、それらの上端部が自由
    端である特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の吸着
    により流体を浄化するための容器。
  6. 【請求項６】各格子の上端部が、ケースに連結された案
    内隔壁に沿つて摺動し得る特許請求の範囲第５項に記載
    の吸着により流体を浄化するための容器。
  7. 【請求項７】底部が上方に僅かにわん曲されている特許
    請求の範囲前記第４項から第６項のいずれか１項に記載
    の吸着により流体を浄化する容器。
  8. 【請求項８】一方向に可撓性を有している各格子が、こ
    の方向にオーバラツプする開口を有する特許請求の範囲
    前記第１項から第７項のいずれか１項に記載の吸着によ
    り流体を浄化するための容器。
  9. 【請求項９】半径方向に可撓性を有している少なくとも
    一つの格子及び軸線方向に可撓性を有している少なくと
    も一つの格子を備え、これら前記格子のフレーム構造体
    が、同じ要領で打抜かれかつ各々が細長い開口の平行な
    列を有する金属板から構成され、前記開口が一つの列か
    ら次の列に偏倚される特許請求の範囲第８項に記載の吸
    着により流体を浄化するための容器。
  10. 【請求項１０】半径方向又は軸線方向に可撓性である各
    格子が波形の形状を有し、この波形が前記方向と直角に
    向けられる特許請求の範囲前記第１項から第８項のいず
    れか１項に記載の吸着により流体を浄化するための容
    器。
  11. 【請求項１１】軸線方向に可撓性である各格子のフレー
    ム構造体が波形にしたリングの積重ねによつて構成さ
    れ、これらのリングが波形の半ピツチだけ偏倚されかつ
    波形の頂部によつて相互に固定される特許請求の範囲第
    １項から第８項のいずれか１項に記載の吸着により流体
    を浄化するための容器。
  12. 【請求項１２】軸線方向に可撓性である各格子のフレー
    ム構造体がらせん状に巻いたパンチングメタルによつて
    構成され、コイルが軸線方向に可撓性の締付手段によつ
    て相互に結合されている特許請求の範囲第１項から第８
    項のいずれか１項に記載の吸着により流体を浄化するた
    めの容器。
  13. 【請求項１３】波形の格子が波形のいくつかの底に配置
    した加熱要素を有する特許請求の範囲第10項に記載の吸
    着により流体を浄化するための容器。
  14. 【請求項１４】前記第２の区域がフイルタを備える特許
    請求の範囲第１項から第13項のいずれか１項に記載の吸
    着により流体を浄化するための容器。
  15. 【請求項１５】前記第１の区域付近の環状ベツドには、
    前記区域を限定する格子に近接して第１の温度センサが
    設けられる特許請求の範囲第１項から第14項に記載の吸
    着により流体を浄化するための容器。
  16. 【請求項１６】前記第１の区域付近の環状ベツドには、
    第２の温度センサが設けられ、このセンサが第１の温度
    センサから短かい半径方向距離に配置される特許請求の
    範囲第15項に記載の吸着により流体を浄化するための容
    器。
  17. 【請求項１７】容器の中央区域には、これを通過する流
    体を分配するためのほぼ円錐形の要素が設けられる特許
    請求の範囲第１項から第16項のいずれか１項に記載の吸
    着により流体を浄化するための容器。
  18. 【請求項１８】流体入口及び出口管が、容器の中央区域
    にもつとも内側の格子のほぼ中間の高さまで延びる特許
    請求の範囲第１項から第17項のいずれか１項に記載の吸
    着により流体を浄化するための容器。
  19. 【請求項１９】垂直な軸線を有し、処理すべき流体の供
    給源と出口とにそれぞれ連結される第１の区域と第２の
    区域を限定するケースを備え、前記第１の区域及び第２
    の区域が活性材料の粒子の環状ベツドを収容する少なく
    とも一つの空間によつて分離されており、前記少なくと
    も一つの空間が、前記軸線と同軸の二つの環状格子によ
    つて限定されており、かつ垂直な母線をもつたスリーブ
    の形を有し、前記格子の少なくとも一方が軸線方向に剛
    性であり、両格子が互に独立して軸線方向に熱的に自由
    に膨張し、かつもつとも内側の位置ともつとも外側の位
    置に配置された二つの格子が半径方向に剛性である流体
    浄化容器を少なくとも一つ備え、前記容器の外側区域
    が、浄化すべき流体源に連結される吸着により流体を浄
    化するための装置。
  20. 【請求項２０】浄化すべきガスが、底部に向かい合う関
    係で容器に供給され、この底部が格子を相互に連結しか
    つ滴分離器を構成しているじやま板が設けられるガスを
    浄化するための特許請求の範囲第19項に記載の吸着によ
    り流体を浄化するための装置。
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