JPH09168733A - 固体充填体のベットを経てガス流を供給するための装置 - Google Patents
固体充填体のベットを経てガス流を供給するための装置Info
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- JPH09168733A JPH09168733A JP8286944A JP28694496A JPH09168733A JP H09168733 A JPH09168733 A JP H09168733A JP 8286944 A JP8286944 A JP 8286944A JP 28694496 A JP28694496 A JP 28694496A JP H09168733 A JPH09168733 A JP H09168733A
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- 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
- B01J8/02—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
- B01J8/0214—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 in a cylindrical annular shaped bed
-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 固体充填体のベットを経てガス流を供給する
ための装置を提供すること 【手段】 垂直方向に設けられている少なくとも一つの
流出口孔列１０を備えた垂直なガス供給管（７）が充填
体３の多孔性の、円筒形の流れ面５に対して間隔をもっ
て、このガス供給管と流れ面の間に円筒形の環状空域が
形成されるように設けられていること、および本質的に
流出するガスを転向させる案内板１１ａとして形成され
ている案内部材１１が、環状空域内で本質的に接線方向
の流出方向を形成するために流出口孔列の傍らに或いは
上方に設けられている
ための装置を提供すること 【手段】 垂直方向に設けられている少なくとも一つの
流出口孔列１０を備えた垂直なガス供給管（７）が充填
体３の多孔性の、円筒形の流れ面５に対して間隔をもっ
て、このガス供給管と流れ面の間に円筒形の環状空域が
形成されるように設けられていること、および本質的に
流出するガスを転向させる案内板１１ａとして形成され
ている案内部材１１が、環状空域内で本質的に接線方向
の流出方向を形成するために流出口孔列の傍らに或いは
上方に設けられている
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、同心的に設けられ
ている垂直なガス供給管を備えており、特に中空円筒形
の触媒ベットに対して内方から外方へと半径方向で充填
体を経てガス状の液体を固体充填体をへて供給するため
の装置であって、この場合充填体の流れ面がバスケット
面、篩面等として形成されている装置に関する。
ている垂直なガス供給管を備えており、特に中空円筒形
の触媒ベットに対して内方から外方へと半径方向で充填
体を経てガス状の液体を固体充填体をへて供給するため
の装置であって、この場合充填体の流れ面がバスケット
面、篩面等として形成されている装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】このような中空円筒形の触媒ベットは公
知である。ここに一例として本出願人のヨーロッパ特許
第０ １５８ １３０号をあげる。このヨーロッパ特許
公報に記載の実施例により、中空円筒形の触媒ベットは
流れが内方から行なわれるが、もちろんこのような構造
では、流れが触媒ベットの全高さにわたって等しい強さ
でおよび均一に行なわれることは保証されない。この公
知の構造にあっては、供給されるガスおよび流出するガ
スを同じ方向で案内することは可能であり、これはＵ−
字形の流れ部によって達せられる。その際、流出する反
応ガスのための環状空域の断面は等しいか、或いは軸方
向で供給される生ガスのための環状空域の断面より大き
く選択されている。
知である。ここに一例として本出願人のヨーロッパ特許
第０ １５８ １３０号をあげる。このヨーロッパ特許
公報に記載の実施例により、中空円筒形の触媒ベットは
流れが内方から行なわれるが、もちろんこのような構造
では、流れが触媒ベットの全高さにわたって等しい強さ
でおよび均一に行なわれることは保証されない。この公
知の構造にあっては、供給されるガスおよび流出するガ
スを同じ方向で案内することは可能であり、これはＵ−
字形の流れ部によって達せられる。その際、流出する反
応ガスのための環状空域の断面は等しいか、或いは軸方
向で供給される生ガスのための環状空域の断面より大き
く選択されている。
【０００３】しかし、この構成は十分とは言いがたい。
何故なら、この構成にあっては、軸方向での供給速度が
過度に高くあってはならないからである。このヨーロッ
パ特許の実施例にあっては、この供給速度４，８３ｍ／
秒であるに過ぎない。しかも、低い速度にあっては必然
的に断面が大きくなると言う欠点を有している。ヨーロ
ッパ特許第０ ４４６ ５９２号には、圧力損失を発生
させるための僅かな孔を備えた有孔の壁構造体が開示さ
れており、この壁構造体は触媒ベット内への入口の手前
において圧力が等しくなるように構成されている。この
場合、触媒ベットはガス透過性の少なくとも領域毎に第
一の壁構造に当接している第二の、壁構造で囲繞されて
いる。
何故なら、この構成にあっては、軸方向での供給速度が
過度に高くあってはならないからである。このヨーロッ
パ特許の実施例にあっては、この供給速度４，８３ｍ／
秒であるに過ぎない。しかも、低い速度にあっては必然
的に断面が大きくなると言う欠点を有している。ヨーロ
ッパ特許第０ ４４６ ５９２号には、圧力損失を発生
させるための僅かな孔を備えた有孔の壁構造体が開示さ
れており、この壁構造体は触媒ベット内への入口の手前
において圧力が等しくなるように構成されている。この
場合、触媒ベットはガス透過性の少なくとも領域毎に第
一の壁構造に当接している第二の、壁構造で囲繞されて
いる。
【０００４】もちろんこの公知の構成の欠点は、孔から
流出する放射状流れが、これが触媒を囲繞しているガス
透過性の壁構造体に、そしてまた独自の触媒領域自体に
少なくとも部分的に当たるほど高い速度を有しているこ
とである。壁構造体が互いに当接し合う位置にあって
は、触媒の流れは不可能であり、従って触媒層の或る深
さにおいて始めて均一なガスの配分が達せられるに過ぎ
ない。
流出する放射状流れが、これが触媒を囲繞しているガス
透過性の壁構造体に、そしてまた独自の触媒領域自体に
少なくとも部分的に当たるほど高い速度を有しているこ
とである。壁構造体が互いに当接し合う位置にあって
は、触媒の流れは不可能であり、従って触媒層の或る深
さにおいて始めて均一なガスの配分が達せられるに過ぎ
ない。
【０００５】同じような発明に関するドイツ民主共和国
特許第３０１ ８７３号公報には、さらさらした流動性
の触媒材料を備えた反応器が記載されているが、この反
応器にあっては触媒ベットは選択的に内方から外方へと
流通可能である。触媒バスケット内には、流れ案内体と
して形成されている押出し体が設けられており、この押
出し体により、大体拡散されなかった流れ物質が触媒バ
スケットの全高さにわたって均一になる。触媒バスケッ
トの流れに対する直接的な作用はそこにおいては行なわ
れていない。何故なら、触媒バスケットを経る流通に対
する重心が外方から内方へと向けられており、押出し体
が下流の領域内に存在しているからである。
特許第３０１ ８７３号公報には、さらさらした流動性
の触媒材料を備えた反応器が記載されているが、この反
応器にあっては触媒ベットは選択的に内方から外方へと
流通可能である。触媒バスケット内には、流れ案内体と
して形成されている押出し体が設けられており、この押
出し体により、大体拡散されなかった流れ物質が触媒バ
スケットの全高さにわたって均一になる。触媒バスケッ
トの流れに対する直接的な作用はそこにおいては行なわ
れていない。何故なら、触媒バスケットを経る流通に対
する重心が外方から内方へと向けられており、押出し体
が下流の領域内に存在しているからである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記の公知の構成に対
して本発明の根底をなす課題は、中空円筒形の充填体(S
chuettung)の内部を経る流れを維持しつつ、半径方向で
内方から外方へと充填体を経て流通する均一な流れが達
せられる装置を提供することである。
して本発明の根底をなす課題は、中空円筒形の充填体(S
chuettung)の内部を経る流れを維持しつつ、半径方向で
内方から外方へと充填体を経て流通する均一な流れが達
せられる装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、冒頭に記
載した様式の装置にあって、垂直方向に設けられている
少なくとも一つの流出口孔列を備えた垂直なガス供給管
が充填体の多孔性の、円筒形の流れ面に対して間隔をも
って、このガス供給管と流れ面の間に円筒形の環状空域
が形成されるように設けられていること、および本質的
に流出するガスを転向させる案内板として形成されてい
る案内部材が、環状空域内で本質的に接線方向の流出方
向を形成するために流出口孔列の傍らに或いは上方に設
けられていることによって解決される。
載した様式の装置にあって、垂直方向に設けられている
少なくとも一つの流出口孔列を備えた垂直なガス供給管
が充填体の多孔性の、円筒形の流れ面に対して間隔をも
って、このガス供給管と流れ面の間に円筒形の環状空域
が形成されるように設けられていること、および本質的
に流出するガスを転向させる案内板として形成されてい
る案内部材が、環状空域内で本質的に接線方向の流出方
向を形成するために流出口孔列の傍らに或いは上方に設
けられていることによって解決される。
【０００８】この様式の液体案内により、媒体の軸方向
での供給が行われる傍ら固体充填体が存在していな状態
におかれた環状空域内に接線方向での流れが行なわれ、
従って固体充填体内に入る以前に、液体の環流が形成さ
れる。従って、全周面にわたって均一な圧力の生成維持
が可能となり、従って固体充填体の全く均一な流れが形
成される。
での供給が行われる傍ら固体充填体が存在していな状態
におかれた環状空域内に接線方向での流れが行なわれ、
従って固体充填体内に入る以前に、液体の環流が形成さ
れる。従って、全周面にわたって均一な圧力の生成維持
が可能となり、従って固体充填体の全く均一な流れが形
成される。
【０００９】本発明により、環状空域内への液体の比較
的高い流出速度により作業を行うことが可能となり、し
かもこの場合固体充填体の所定の半径方向での流れ速度
が超過されることがない。他の有利な構成は、請求項２
から６に記載した。使用例に従って、流出口孔列からの
出口の直ぐ前方において圧力均衡空域を形成するため
に、案内板が本質的に半環状に形成されているのが有利
である。
的高い流出速度により作業を行うことが可能となり、し
かもこの場合固体充填体の所定の半径方向での流れ速度
が超過されることがない。他の有利な構成は、請求項２
から６に記載した。使用例に従って、流出口孔列からの
出口の直ぐ前方において圧力均衡空域を形成するため
に、案内板が本質的に半環状に形成されているのが有利
である。
【００１０】これらの構成に対して択一的に或いはこれ
らの構成を組合わせて、流出開口がガス供給管の壁内の
それぞれの半径に対して迎え角をもって形成されてお
り、従ってこれらの流出開口が傾斜位置を占めることだ
けで或る程度の接線方向の流出が達せられる。また、こ
の場合圧力均衡空域を備えた、或いは備えていない他の
転向板を設けることも可能である。
らの構成を組合わせて、流出開口がガス供給管の壁内の
それぞれの半径に対して迎え角をもって形成されてお
り、従ってこれらの流出開口が傾斜位置を占めることだ
けで或る程度の接線方向の流出が達せられる。また、こ
の場合圧力均衡空域を備えた、或いは備えていない他の
転向板を設けることも可能である。
【００１１】ガス供給管が多数の流出口孔列、例えば相
対して設けられる二つの流出口孔列を有しているのが有
利である。固体充填体内への可能な限り大きい流入面積
を可能にするために、充填体が（自体公知の）バスケッ
ト面として形成されるが、同様な方法により多孔性の孔
板或いは多数の孔を備えている管面を設けることが可能
である。
対して設けられる二つの流出口孔列を有しているのが有
利である。固体充填体内への可能な限り大きい流入面積
を可能にするために、充填体が（自体公知の）バスケッ
ト面として形成されるが、同様な方法により多孔性の孔
板或いは多数の孔を備えている管面を設けることが可能
である。
【００１２】本発明により、環状空域の容量が、この環
状空域内での単位時間当たり供給されるガス量の多数倍
が単位時間当たり環状流を形成するように設定されてい
るのが有利である。これにより、環状空域内部に特に良
好な流動均衡が達せられ、その結果固体充填体の流れ面
が極めて均一に圧送作用を受けるようになる。
状空域内での単位時間当たり供給されるガス量の多数倍
が単位時間当たり環状流を形成するように設定されてい
るのが有利である。これにより、環状空域内部に特に良
好な流動均衡が達せられ、その結果固体充填体の流れ面
が極めて均一に圧送作用を受けるようになる。
【００１３】これを達するための可能性は、環状空域内
に接線方向で整向されているスリット状の流出開口を備
えている装置にあって、環状空域と一つのスリットもし
くは多数のスリットの寸法の設定が以下の関数
に接線方向で整向されているスリット状の流出開口を備
えている装置にあって、環状空域と一つのスリットもし
くは多数のスリットの寸法の設定が以下の関数
【００１４】
【外３】 式中
【００１５】
【外４】 は媒体の流動する有効容量 ｈ ［ｍ］スリット高さ ｈ1 ［ｍ］スリット高さ＋構造寸法、例えばスリット覆
い板の厚み ｌ ［ｍ］スリットの長さ ｎ ［−］スリットの数 ｒa ［ｍ］環状空域の外径 ｒｏ［ｍ］垂直なガス供給管（７）の外径 （この場合Γ［ｍ2 ／秒で］は０，１より小さくなく、
１０より大きくなく、特に０，５と６の間の値である）
で行なわれることにある。
い板の厚み ｌ ［ｍ］スリットの長さ ｎ ［−］スリットの数 ｒa ［ｍ］環状空域の外径 ｒｏ［ｍ］垂直なガス供給管（７）の外径 （この場合Γ［ｍ2 ／秒で］は０，１より小さくなく、
１０より大きくなく、特に０，５と６の間の値である）
で行なわれることにある。
【００１６】以下に添付した図面に図示した発明の実施
の形態に付き本発明を詳細に説明する。
の形態に付き本発明を詳細に説明する。
【００１７】
【発明の実施の形態】図面において全体を参照符号１で
示した装置は、本質的に、図１に関連して、外方から内
方へと、ただ概略のみを示した断面が環状の容器２、こ
の容器内に同心状に設けられていてかつ外方に孔が形成
されている保留バスケット４と内方に孔が形成されてい
る保留バスケット５を備えている固体充填体３により形
成されており、その際参照符号６で示した中心軸線に対
して同心的にガス供給管７が、内方の保留バスケット５
に対して環状空域８が形成されるように設けられてい
る。外方の保留バスケット４と容器２の内壁面間には参
照符号９で示した環状空域が同様に形成されている。
示した装置は、本質的に、図１に関連して、外方から内
方へと、ただ概略のみを示した断面が環状の容器２、こ
の容器内に同心状に設けられていてかつ外方に孔が形成
されている保留バスケット４と内方に孔が形成されてい
る保留バスケット５を備えている固体充填体３により形
成されており、その際参照符号６で示した中心軸線に対
して同心的にガス供給管７が、内方の保留バスケット５
に対して環状空域８が形成されるように設けられてい
る。外方の保留バスケット４と容器２の内壁面間には参
照符号９で示した環状空域が同様に形成されている。
【００１８】図面に示したように、同心的に、この発明
の実施の形態にあっては、垂直方向に整向されたガス供
給管７に二つの流出口孔列１０が設けられており、それ
らの流出口孔は参照符号１０ａで示した。特に図２およ
び図３から明瞭であるように流出口孔列１０は同心的に
設けられているガス供給管７内において外方へと指向し
ている案内部材１１により、流出が行われる際ガス供給
管７に対して接線方向での流出方向が−これは図３にお
いて矢印１２で示した−形成されるように覆われてい
る。
の実施の形態にあっては、垂直方向に整向されたガス供
給管７に二つの流出口孔列１０が設けられており、それ
らの流出口孔は参照符号１０ａで示した。特に図２およ
び図３から明瞭であるように流出口孔列１０は同心的に
設けられているガス供給管７内において外方へと指向し
ている案内部材１１により、流出が行われる際ガス供給
管７に対して接線方向での流出方向が−これは図３にお
いて矢印１２で示した−形成されるように覆われてい
る。
【００１９】接線方向での流れ１２を達するために、例
えば図３による発明の実施の形態にあっては、案内部材
１１はそれぞれ片側が溶接されている板１１ａとして、
図１において参照符号１３で示した接線方向での流出間
隙が現出するように形成されている。この接線方向での
流出により、環状空域８内に、図３において矢印１４で
示した環状流を形成する流れ面５が生じる。図１から図
３において概略図でのみ示した内方の保留バスケット５
の流入開口、即ち孔は参照符号１５で示し、外方の保留
バスケット４内の切欠きもしくは孔は図１には別して示
しさなかった。
えば図３による発明の実施の形態にあっては、案内部材
１１はそれぞれ片側が溶接されている板１１ａとして、
図１において参照符号１３で示した接線方向での流出間
隙が現出するように形成されている。この接線方向での
流出により、環状空域８内に、図３において矢印１４で
示した環状流を形成する流れ面５が生じる。図１から図
３において概略図でのみ示した内方の保留バスケット５
の流入開口、即ち孔は参照符号１５で示し、外方の保留
バスケット４内の切欠きもしくは孔は図１には別して示
しさなかった。
【００２０】図４には、幾分変形した発明の実施の形態
が示しされている。この発明の実施の形態にあっては、
同心的に設けられているガス供給管７ａの孔１０ａを備
えた流出口孔列１０は、流出開口１３ａが形成されるよ
うに案内板１１ｂを備えており、この案内板１１ｂは大
体半環状に形成されており、これにより小さな圧力均衡
空域１６が形成され、この圧力均衡空域内において、ガ
スがスリット１３ａを経て接線方向で流出する以前に、
この流出するガスの圧力の均衡が、ガス供給管７ａの全
高さにわたって形成される。
が示しされている。この発明の実施の形態にあっては、
同心的に設けられているガス供給管７ａの孔１０ａを備
えた流出口孔列１０は、流出開口１３ａが形成されるよ
うに案内板１１ｂを備えており、この案内板１１ｂは大
体半環状に形成されており、これにより小さな圧力均衡
空域１６が形成され、この圧力均衡空域内において、ガ
スがスリット１３ａを経て接線方向で流出する以前に、
この流出するガスの圧力の均衡が、ガス供給管７ａの全
高さにわたって形成される。
【００２１】図５と図６には、保留バスケットの流れ面
の可能な構成の例を簡略図示した。図５は流れ５の平面
図であり、他方図６は同じ流れ面の図５の切断線ＶＩ−
ＶＩに沿った側面図である。この発明の実施の形態にあ
っては、垂直な担持体１８間に水平な保留部材１７が、
ガスが環状流を形成するための比較的大きな流出開口１
９が形成されるように設けられている。この場合、ここ
に図示した構成と異なる構成をとることも可能である。
の可能な構成の例を簡略図示した。図５は流れ５の平面
図であり、他方図６は同じ流れ面の図５の切断線ＶＩ−
ＶＩに沿った側面図である。この発明の実施の形態にあ
っては、垂直な担持体１８間に水平な保留部材１７が、
ガスが環状流を形成するための比較的大きな流出開口１
９が形成されるように設けられている。この場合、ここ
に図示した構成と異なる構成をとることも可能である。
【００２２】
【発明の効果】本発明による上記の構成により、中空円
筒形の充填体を経る流れの維持の下に、半径方向で内方
から外方へと充填体を経て流通する均一な流れが達せら
れる。
筒形の充填体を経る流れの維持の下に、半径方向で内方
から外方へと充填体を経て流通する均一な流れが達せら
れる。
【図１】本発明による装置の簡略化した鉛直断面図であ
る。
る。
【図２】図３の切断線ＩＩ−ＩＩに沿った図１による装
置の部分領域の拡大した鉛直断面図である。
置の部分領域の拡大した鉛直断面図である。
【図３】ほぼ図２の切断線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面
図である。
図である。
【図４】同心的に設けられているガス供給管の他の構成
の詳細図である。
の詳細図である。
【図５】バスケット面としての充填体の流れ面の部分領
域の図である。
域の図である。
【図６】図５の切断線ＶＩ−ＶＩに沿った断面図であ
る。
る。
１ 装置 ２ 容器 ３ 充填体 ４ 保留バスケット ５ 保留バスケット ６ 中心軸線 ７ ガス供給管 ８ 環状空域 ９ 環状空域 １０ 流出口孔列 １０ａ 流出孔 １１ 案内部材 １１ａ 案内板 １１ｂ 案内板 １２ 流出状態 １３ 流出間隙 １４ 矢印 １５ 流入開口 １６ 圧力均衡空域 １７ 保留部材 １８ 担持体 １９ 流出開口
Claims (6)
- 【請求項１】 同心的に設けられている垂直なガス供給
管を備えており、特に中空円筒形の触媒ベットに対して
内方から外方へと半径方向で充填体を経てガス状の液体
を固体充填体をへて供給するための装置であって、この
場合充填体の流れ面がバスケット面、篩面等として形成
されている装置において、垂直方向に設けられている少
なくとも一つの流出口孔列（１０）を備えた垂直なガス
供給管（７）が充填体（３）の多孔性の、円筒形の流れ
面（５）に対して間隔をもって、このガス供給管と流れ
面の間に円筒形の環状空域が形成されるように設けられ
ていること、および本質的に流出するガスを転向させる
案内板（１１ａ）として形成されている案内部材（１
１）が、環状空域内で本質的に接線方向の流出方向を形
成するために流出口孔列（１０）の傍らに或いは上方に
設けられていることを特徴とする装置。 - 【請求項２】 案内板（１１ａ）が圧力均衡空域（１
６）形成するために本質的に半環状に形成されているこ
とを特徴とする請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 流出開口（１３）がそれぞれの半径に対
して迎え角を形成していることを特徴とする請求項１或
いは２に記載の装置。 - 【請求項４】 ガス供給管（７）が多数の流出口孔列
（１０）を備えていることを特徴とする請求項１から３
までのいずれか一つに記載の装置。 - 【請求項５】 環状空域（８）の容量が、この環状空域
（８）内での単位時間当たり供給されるガス量の多数倍
が単位時間当たり環状流となるように設定されているこ
とを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記
載の装置。 - 【請求項６】 環状空域（８）内に接線方向に整向され
ているスリット状の流出開口（１３）を備えており、こ
の際この環状空域（８）と一つのスリットもしくは多数
のスリット（１３，１３ａ）の寸法の設定が以下の関数 【外１】 式中 【外２】 は媒体の流動する有効容量 ｈ ［ｍ］スリット高さ ｈ1 ［ｍ］スリット高さ＋構造寸法、例えばスリット覆
い板の厚み ｌ ［ｍ］スリットの長さ ｎ ［−］スリットの数 ｒa ［ｍ］環状空域の外径 ｒｏ［ｍ］垂直なガス供給管（７）の外径 （この場合Γ［ｍ2 ／秒で］は０，１より小さくなく、
１０より大きくなく、特に０，５と６の間の値である）
で行なわれることを特徴とする請求項５に記載の装置。
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