JPS58148126A - 磁気的に安定化された連続横流流動床 - 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】 （発明の背景） 本発明は磁気的に安定化された流動床における流動粒子
の連続的な横流れ（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ　ｆｌｏｗ　
）のための方法に関する。より詳しくは、本発明は連続
慣流プロセスの間、磁気安定化流動床中の粒子の流れの
均一性を改善することに関する。

最近、Ｒ，Ｅ、　Ｒｏｉ＠ｎｓｗ＊１ｇは磁気安定化し
た流動化した磁化性粒子に関する多くの特徴を報告し、
その現象の系統的解釈を与えた（Ｓｃｌ・ｎｃ・、２０
４：５７−６０　（１９７９）　：　ｌｎｄ、　Ｅｎｇ
、　Ｃｈ＠ｒｎ、　Ｆｕｎｄａｍ、。

１８、（３）：２ｉ−２６９（１９７９）：＾口、　Ｃ
ＩＯ，Ｅ。

Ｓｙｍｐ、　Ｓｓｒ、、　７７　（２０５）、ｐｐ　８
−１６（１９８１）、Ｌｕｃｃｈ＠ｓｌ　　ら、！１０
回世界石油会議会報（Ｐｒｏｃ、ｏｆ　　ｔｈｅ　１０
ｔｈ　Ｗｏｒｌｄ　Ｐｅｔｒｏｌ＠ｕｍＣｏｎｇｒｅｓ
ｓ→、！カレスト、ルーマニア、１９７９．４、Ｈｓｙ
ｄ＠ｎ　ａｎｄ　５ｏｎｓ　１フイラデルフアア、Ｐａ
。

（１９７９）並びに米国特許第４，１１５，９２７号及
び第４．１３６，０１６号明細書〕。これらの刊行物に
は磁気安定化流動床（Ｍｇ２）、珠に流動化気体の流れ
と共線的に適用した均一な磁場に当てたときの全体とし
て気泡又は脈動のない床の静止、流体状状Ｏが記載きれ
た。未安定化は、（ａ）適用磁場、すなわち磁気的影響
不在の床を流動化するのに必要な標準最小流動化見掛は
流体速度（ｎｏｒｍａｌ　ｍｌｎｌｍｕｍ　ｆｌｕｌｄ
目ａｔｌｏｎ　５ｕｐｅｒずＩＣ１１ｆｌｕｌｃｌ　ｖ
＊Ｉｏｃｌｔｙ　）　（υｒｎｆ）　　によって定義さ
れる下限と、（ｂ）適用磁場の存在下の連続流動化の間
、安定化床を通る圧力差の時間的変動を生ずるのに必要
な見掛は流体速度（０丁）によシ定義される上限との間
の範ｄにある広範な運転速度（見掛は流体速度として表
わす）を壱する非バグリング流動状繍となる。米国特許
第４．１１５．９２７号明細書において、Ｒｏｓｅｎｓ
ｗｅｌｇ　は安定に流動化した固体が液体に類似し、固
体輸送が容易にな）、同時に圧降下が流動床の圧降下に
限定されることを開示している。また慣用の流動床プロ
セスに通常関連する逆混合がない。

よル最近には、米国特許第４，２４７，９８７号明細書
（そのペルイー出願はペルイー特許第８８５．５９０号
として１９８１年３月２９日に付与された）Ｋは床の流
動性を増加するために床のバグリング域と安定化域との
間の転移位置又紘その実質的近傍で連続的に固体を添加
又は除去した磁気安定化床の向流運転が記載された。

固体対象物及び流動化し九粉体を移動するための流体ジ
ェットの使用は以前に開示された。例えば、米１ｆｉｌ
特許！３，１３１，９７４号、第５．１８０，６８８号
及び＠ｉ　５０４，６１９号明細書：　Ｆｕｔ・「、Ｒ
，Ｅ、「９気ジエツトを協用した固体運搬（Ｃｏｎｖｅ
ｙｌｎｇ　Ｓｏ目ｄ　Ｗｉｔｈ　Ｃｏｏｐ＊ｒａｔＩｎ
ｇＳａｒｉａｓ　ｏｆ月ｒ　Ｊｅｔｓ　）Ｊ　、＾ＳＭ
Ｅ　ＳｙｍｐｏｓＩｕｍ　ｏｎＦｌｏｗ　ｏｆ　５ｏｌ
ｌｄｓ　）、−ストン、！サチエ、−セツツ、１９６８
年１０月２０−２５日（論文４６８−　？ＡＨ−５１）
　：　５ｈｌｎｏｈａｒａｓに、　ａｎｄ　Ｔａｎａｋ
ｓ　。

Ｔ、、　　　Ｊ、　　Ｃｈ＠ｒｒｃ　　Ｅｎｇ、ｏず　
Ｊａｐａｎ、５，２７９（１９７２）：並びにＷｏｏｄ
ｏｏｏｋ％Ｃ，Ｒ，、ａｎｄ　Ｍａｓｏｎ　、　Ｊ、　
Ｓ、、　「空気重力運搬（＾暑ｒ　Ｇｒａｖｌｔｙ　Ｃ
ｏｎｖｅｙｌｎｇ　）　：粉体は流動化し滑動させよ（
ＦｌｕＩｄｌｘ＊　Ｙｏｕｒ　Ｐｏｗｄ・ｒａｎｄ　Ｌ
ｅｔ　Ｉｔ　Ｓ％Ｉｄｓ　）　、Ｉｎｔ＊ｒｎａｔ　１
ｏｎａｌ　Ｐｏｗｄ＠ｒａｎｄ　　Ｂｕｌｋ　　５ｏｌ
ｉｄ　　Ｈａｎｄｌｌｎｇ　　ａｎｄ　　Ｐｒｏｃｅｓ
ｓｉｎｇ　　Ｃｏｎｆ。

Ｐｒｏ：＠＠ｅＪＩｎｇｍ　％　フイ２デルフイア、Ｐ
ａ、１９７９年５月１５−１７日を参照されたい。開示
された装置ては、ジェットは流入流体が所望の固体移動
の方向にかなりの速度の成分を有するように向けられる
。それ故、運動量は流入流体と接触した固体に伝達され
る。慣用の流動床に用いるときは流体は固体に運動を与
えるだけでなく流動化手段もｔ走与える。

（発明の要約） 本発明によれば、固体の逆混合を抑えるのに十分な強さ
をもつ九磁気装置により安定化される懸濁し九磁化性粒
子の床が、床を上昇状態で通過する流動化流体と容器内
で接触し、その後粒子が流体との接触からはずされる流
動化条件下ＶＣ流体と固体とを接触ばれる方法が提供さ
れ、その方法は床中の粒子の少（とも一部分が流動化流
体の流れに対して横切る（すなわち、平行でない）方向
に通ることを特徴とする。

粒子を含む床の横速度プロフィール（ｔｒａｎｓνｅｔ
ｖｓｅｖｅｌｏｃｉｔｙ　ｐｒｏｆ目・）及び高さプロ
フィールは見掛は流体速度、磁気安定化装置の強さ、床
の傾斜角及び平均固体速度を適当に調整することにょシ
一層大きい均一性を有するであろう。固体速度プロフィ
ールの均一性の改良はまた米粒子の流路に適当に設計し
九堰を用いることによプ得ることができる。

本発明の好まし員−具体化例では米粒子の流動性は床の
バブリング城と安定化域との開の転移位置又はその実質
的近傍で床を運転することにより増加される。本明細書
において表現「転移位置の実質的近傍」とは流動性比（
ｆｌｕｌｃｌｌｔｙ　ｒａｔｉｏ　　）〔又祉転移速度
（ｔｒｓｎｓｌｔｌｏｎ　ｖｅｌｏｃｌｔｙ　）と運転
速度の差対転移速度と標準最小流動化見掛の差〕を−０
，１と＋０．５との間に維持することを示す。流動性比
は数学的に次のように示すことができる： Ｕｙ　　ＬＪｍｌ 式中Ｕ丁　は磁気安定化装置の存在下の床の圧力差の時
間的変動（ｔｉｍｅ−ｖａｒｙｉｎｇ　ｆｌｕｃｔｕｓ
ｔｌｏｎ　）　　を生ずるに必要な見掛は流体速度、’
ｍｆは磁気影響のない磁化性粒子の床を流動化するに必
要な標準最小流動化見掛は流体速度、ｕｏ、は実際の運
転見掛は流体速度である。

他の好ましい具体化例では流入流動化流体は固体の移動
方向（すなわち横流方向）に実質的速度成分を持って床
に入る。床に入る流動化流体の横運動量は固体に伝達さ
れて床の横流を生じ、伝達される横運動量は流体が床［
４人される角度、流動流体の速度、固体の横流速度など
のような種々Ｏ運転条件による。好ましくは、床に入る
流動化流体鉱床を支持する整流装置を通過することＫよ
シ固体流の方向に向けられる。

流動床は磁気装置（すなわち磁気安定化装置）によシ安
定化され、磁気装置は床内の粒子の逆混合を抑えるのに
十分な、しかし過度の粒子対粒子の引力を生ずるよりは
低い強さであるべきである。

同様に、流動化流体の見掛は速度は磁気影曖のない標準
最小流動化見掛は速度を超え、しかし固体の逆混合を生
ずる見掛は速度未満であるべきである。

（発明の詳細な説明） 最も一般的な具体化例では、本発明は磁気安定化流動床
（ｍ暴ｇｎｓｔｌｃａｌｌｙ　５ｔａｂｉｌｉｚ＠ｄず
Ｉｕｌｄｌｚ＠ｄｂ＠ａ　）を含む固体又は粒子の横流
（ｔｒａｎｓｖ・「１・ｆｌｏｗ　）　１ｃＩＩする。

より＃ＰＬ＜は、本＠明は磁化性粒子が上方移動流動化
流体と接触する横流の間、磁化性粒子の安定化した流動
床の固体速度プロフィール及び床＾プロフィールの均一
性を改善する方法に関し、前記床はりｍｆとＵ７　　と
の間の見掛は流体速度（５ｕｐｓｒｔｌｃｌａｌ管１ｕ
ｌｄ　ｖｅｌｏｃｉｔｙ　）　　で磁気安定化装置に当
てられる。より拘−な速度プロフィールは、磁気安定化
装置の強さの増加、流動化流体の見掛は速度の減少、床
傾斜角の減少又は平均固体速度の減少のそれぞれ単独又
は他との組合せにより得ることができる・よ〕均一な床
高プロフィール紘磁気安定化装置の強さの減少、流動化
流体の見掛は速度の増加、床傾斜角の増加又は平均固体
速度の増加のそれぞれ単独又は他との組合せによ勺得る
ことができる。従つ°Ｃ１本発明を用いて実質上均一な
固体速度プロフィール及び床高プロフィールを磁場、流
動化流体の見掛は速度、床傾斜角及び平均固体速度を適
当に調整することによシ得ることができる。また固体速
度プロフィール及び床高プロフィールの均一性を床出口
における固体流の堰の適当な設計によシ高めることがで
きる。

本明細書において表現「実質上均一な速度プロフィール
」又は「実質上平らな速度プロフィール」は０．２５よ
り大きくない流れ特性指数（ｇｌｏｗｂ＠ｈａｖｌｏｒ
　Ｉｎｄｅｘ　）　ｎ　　を持つ非ニユートン擬塑性（
すなわちせん断滅粘性（５ｈｅａｒ　ｔｈｌｎｎｌＢ　
）　）流体で得られると同様の速度プロフィールを示す
（Ｒ，８，８ｒｌｄ％Ｒ，Ｃ，＾ｒｍｓｔｒｏｎｇ　、
　Ｏ，Ｈａｓｓａｇｅｒ、高分子溶液の動力学（Ｄｙｎ
ａｍｉｃｓ　ｏｆ　Ｐｏｌｙｍ＠ｒｌ。

Ｌｉｑｕｉｄｓ　）　、ＩＫ　１巻、流体力学（Ｆｌｕ
ｌｄＭｅａｈａｎｌｃｓ　）　：　ＪｏＭ　ＷＩＬｅｙ
　ａｎｄ　５ｏｎｓ　１１１９．２１４、ニスー冒−り
（１９７７）参照）。流れ特性指数が０に近づくと床高
横断速度プロフィールは平になる：すなわち、床高を横
切る任意点における局所固体速度Ｖ、は、Ｖｍ　”　Ｑ
ｖ　／＾（Ｑｖ　　は体積固体流量、＾は固体流断面積
である）と定義される平均固体速＃ｖｍ　に等しい。ｎ
の値を増加するとき整流板（Ｄｌｓｔｒｌｂｕｔｏｒ　
）から床表面への速度プロフィールの増加部分が速度勾
配を示す。勾配を示す速度プロフィールの部分は流れ媒
質のレオロジー特性による。ｎが１に等しいとき速度プ
ロフィールは抛物線であり、局所固体速度は平均固体速
度の２倍程度の高さであることができる。従って、表現
の「実質上均一な（及び実質上平らな）速度プロフィー
ル」は床高の少くとも７５慢（床表面から測足）におい
て局所固体速度Ｖ、が、固体の導入又は床からの取出し
によ磁化ずる流れの撹乱によって影響されない固体の流
路沿いの任意点において平均固体速度ｖｍ　の１５嗟よ
り大きく偏移しない速度プロフィールを表す。同様に、
用いた表現の「均一な床高プロフィール」は、床高りが
、固体の導入又は床からの取出しによ磁化ずる流れの撹
乱によって影響されない固体の流路沿いの任意位置にお
いて床の入口と出口との間の中間点で一定し九平均床高
の２０嗟（好ましくは１ｏ慢）よ〕大きく偏移しない床
高プロフィールを示す。

床を安定化する磁気装置は床内の粒子逆混合を抑えるの
に十分な、しかし過度の粒子対粒子の引力を生ずるよシ
低い強さであるべきである。磁気安定化装置は永久的に
磁化した粒子を用いて（米１ｉｉｌＩＩＩ＃許１１１４
．２６１，１０１号明細書に記載されるようＫ）内ｓＫ
、又は適用磁場を用いて外ｆ！１５ＶＣ生成することが
できる。用いる磁気安定化装置は内部又は外部（外部が
好ましい）Ｋあることができるけれども、本発明は以下
、外力のｔｊｉｌ（すなわち重力）の方向に旧う実質的
成分を有する外部通用磁場の使用に関して記載される。

本発明に用いる磁気安定化流動床ＦｉＵｍｆとＵ７との
間の広範な見掛は流体速度を有する静止、非パゾリング
流体状の床と記載される。安定化した流動化し九粒子床
の流動性は、流動性比、即ち（υＴ　”　’０９　）　
／　（υＴ−Ｕｍｆ）（以下υｔとして示す）が−０，
１〜＋０．５、好ましくは−０，０５〜＋０．２、よシ
好ましくは−０，０１〜＋０．１の範囲にあるような床
のバブリング城と安定化域との間の転移位置に実質上近
い一層狭い範鍾内で床を運転することによシ改善するこ
とができる。

特定の処理目的により、床かりｍｆと０丁　との間の狭
い範囲で運転される特定のグロセスは、バブリング方式
（流動性比の亀の値に相当する）で又は実質上気泡の形
成がなく（流動性比の正の値に相当する）析なうことが
できる。例えば、床は熱伝達が所望きれるとき、通粛バ
ノリング方式で運転されよう。しかし通常は、磁気安定
化装置の強さｔ床中の実値的なバブルの形成又は流体の
パイ・ヤスを避は又は抑えるように保持することが好ま
しい。

本発明のこの特定の真体化例の重曹な特徴は、磁場が増
加するか又は見掛は流体速度が転移における値０丁　よ
シ減少すると磁気的に安定化された流動粒子の床の流動
性がバブリング又は転移流動化速度ＵＴ　Ｋおける流動
性から連続的に減少することである。従って、移動する
床の場合に増加した流動性の利点を得るために、安定な
非ノ（シリンダ床とバブリング域との間の転移の位置に
接近して運転することが好ましい。ｕ７　　に接近して
運転される横流安定床は、床出口に固体流を制御する堰
の不在で垂直方向に非橙流固体速度プロフィールを示す
。Ｕ７　から遠く離れて運転される横流安定化床は実質
上の栓流（すなわち、平らな）固体速度プロフィールを
示す。床がよシ流動域で運転されるときの栓流プロフィ
ールからの偏移は、床出口の適当な設計の固体流の堰に
よシ減少又は実質的に排除することができる。

床の流動性は、所与見掛は流体速度及び適用磁場におけ
る床粒子の安息角を測定することにより決定できる。後
記の表Ｐ／、　Ｖ及び■中のデータは適用した磁場の増
加又は転移点から見掛は気体速度を減少することにより
安息角が増加することを示す、従って、増加した末流動
性を得るために、安定化した流動床を低い適用磁場又は
高い流体転移速度で（すなわち、できるだけ転移に接近
して）運転すべきである。粒子の誘導磁化（Ｉｎｄｕｃ
＠ｄｍａｇｎｅｔｌｚａｔｌｏｎ　）は床中の過度の粒
子対粒子の引力を生ずるのに十分であろう。

本発明の他の好ましい具体化例では、流体の実質的速度
成分が横流方向、すなわち固体流の方向、にあるように
、流動化流体を床中へ（通常床の下部へ、好ましくは流
体を方向づける整流装置を通して）導入することにより
固体は便宜にしかも簡単に輸送される。流動化流体の横
の運動量は床固体の少くとも一部に伝達され、それが床
の横流を生ずる。用いた冥質上又はかなりの速度成分と
は床固体の少くとも一部分（好ましくは主要部分）の横
の流れを誘発する（すなわち、開始し、維持する）のに
十分な横方向の速度成分を持った床に入る流動化流体を
示す。この技術の使用は、文献に開示された高価かつ不
便な気体、水力及び機械輸送装置の必要性を減少又は排
除する。加えて、床中へ多量の固体を再導入する必要本
また減少又は排除することができ、それによって固体流
の方向沿いの床の深さにおける勾配の大きさが減少する
・さらに輸送による固体摩損及び装置の摩食もまた最小
化される。

磁気安定化流動床は全体的な固体逆混合が実質的になく
、また気体流動化床中のノ（シリング及び液体流動化床
中のロール・セル（ｒｏｌｌ　−Ｃ＠ＩＩ　）挙動のよ
うな流体バイノ臂スが実質的罠ない膨張し九固定床の外
観を有する。磁場の適用は、磁場不在の初期流動化（Ｉ
ｎｃｉｐｉｅｎｔ　ｆｌｕｌｄｌｚａｔｌｏｎ　）　　
における流動床の流量の２倍、５ＷＩ、１０倍又はより
以上の見掛は流体流量を、全体的固体逆混合及び流体パ
イｔ４スの実質的な不在で可能にする。見掛は流体速度
が増加すると、床中の圧力降下は、適用磁場をうけない
通常の流動床から期待される４のと同様であり、圧力降
下は最小流動化速度における床重量と断面積との比に相
当する値に増加し、次いで流体速度が増加すると比較的
一定のま壇である。この安定な流動床条件は、接触容器
に固体が連続的に添加され、取出されても存続する。

一般に１横流安定化床中の整流装置（例えば整流グリッ
ド）、から隔った床表面の位置杖床の進路に沿って不均
一であり、不均一床高プロフィールとして示される。床
はまた固体流の角度として示される動水勾配（ｈｙｄｒ
ａｕｌｌｃ　ｇｒａｄｌ＠ｎｔ　）　　を示すであろう
。加えて、横流磁気安定化流動床は前記床の深さを横切
る不均一固体速度プロフィールを示す。床高プロフィー
ル及び横固体速度プロフィールはともＩＩＣＲ動化流体
化流体は速度、適用磁場、固体スループット割合、床形
状、床傾斜角、整流板及び固体人口の設計、並びに出口
堰の設計によソて影響される。連続横流磁気安定化流動
床の若干の適用は実質上均一な横固体速度プロフィール
及び床高プロフィールを必要とする。均一な固体速度プ
ロフィールは、それらが接触、分離及び反応の効率を改
善するので有利である。床高の均一性は、不十分な気体
−固体接触及び潜在的には床の不安定化の原因となり得
る気体の不完全分配を防ぐので望ましい。横流流動床の
これらの望ましい特性は運転パラメーター（適用磁場及
び見掛は速度のような）を適当に調整することによ）、
箇九床の幅及び高さ、床傾斜角、並びに堰の高さ及び配
置のような設計ツタラメ−ターの適当な選択によ〕達成
できる◎ 上記磁気安定化床（ＭＳ８）は表１に４！約するように
流動床と固定床の両方式の主要利点を一つの系に結合す
る。

表　　　　１ 小粒度で低ムＰ　　　　　　町　　　町　　　合流体パ
イ・譬スの不在　　　　否　　　町　　　町連続的固体
スループット　　町　　　可　　　否固体逆混合の回避
　　　　　否　　　町　　　町原からの同伴の回避　　
　　否　　　町　　　町磁気安定化床の利点の例として
、小粒度の使用は床粒子内の拡散抵抗を減少し、粒子は
（触媒又は溶剤であれ）一層有効に使用できる。同時に
、高い圧力降下及び全体的流体ノ（イ／４スが排除され
る。もし溶剤として使用されれば磁気成分を有する小粒
は一層大きい吸着粒子よりも接触流体から収着種を一層
早く移動することを可能ＫＬ、それにより一層早く平衡
に近づけることができる。また磁気安定化床では若干の
工程又は操作を一つの反応系に組合せることができる：
例えば、同時的な反応と流体対粒子熱交換、粒子除去に
加え九化学反応など。追加の利点は、固体を床に＃加又
は床から除去できることである。安定化床は移動性であ
るので、連続反応をしばしば再生とともに行なうことが
可能で、触媒又は溶剤の活性を、短いサイクルにより他
の容器中で速やかに回復することができる。

床は磁性材料及び非磁性材料を含有することができる。

例えば、非磁性粒子を強磁性物質又Ｆｉ７エリ磁性物質
との混合物又は複合物として使用できる。磁性Ｆｅ３Ｏ
４、ｒ−ｅｌｌｌ鉄化鉄ｅ２Ｏｇ）、ＭＯ＠Ｆ＠２０３
（ＭはＺｎ、　Ｍｎ、　Ｃｕ　　などのような金属又紘
金属の混合物である）形態のフェライト頌：鉄、ニッケ
ル、コバルト及びガリウムを含む強磁性元素、強磁性元
素の合金などを含み、しかしこれに限定されない強磁性
物質及び７エリ磁性物質のすべてが磁化性かつ流動化性
の粒子固体として使用てき、それらは非磁性粒子との混
合又は複合に使用される。

あるいは、名目上非磁化性の材料紘それ自体強磁性物質
又はフェリ磁性物質をその化学的又は物理的組織中に含
有することができる。この場合には非磁性材料は磁気的
性質を示す。従って非磁性材料に追加磁性材料を混合又
は複合する必要はない。

本発明に用いる磁化性粒子は適当な磁化性性質（またあ
る場合には収着又は触媒の性質）を有さねばならない。

適用罠より種々の磁化性粒子を利用できる。濾過及び熱
伝達のような非触媒操作にはステンレス鋼、コバルト、
鉄及びニッケルのような強磁性材料差ひに天然フェライ
トを使用できる。触媒又は収着用途には磁化性粒子は適
当な触媒あるいはシリカ、アルミナ又はシリカ−アルミ
ナのような収着粒子基体中に含めることができるっ磁化
性収層粒Ｐの製法は米国％許第４．２４７．９８７号明
細４に記載されている。

非磁性成分と混合又は複合するときの磁化性成分の重量
１分はプロセス条件、本発明の特定適用などにより変る
。従って、これらの因子により床中の磁化性成分の部分
は１電量−未満から１００重ｉ１憾程度の多蓋までの範
Ｂであることができる。

好ましくは、床中の磁化性成分の部分は少くとも１０重
量％であり、よシ好ましくは約２５〜７５重を優であろ
う。

米粒子（複合物又は混合物）は典型的には約５０〜約１
．５００ミクロンの範囲の平均粒径を有する。粒子は単
−粒度又は数粒度範囲の混合物であることができる。同
様に粒子は任意形状、例えば球状、不規則な形状又Ｆｉ
細形であることができる。

＝ｖｒのために床固体が比較的小さい強さの適用磁場で
床を安定化するのに十分な磁化を達成することが望まし
い。強磁性粒子をｇｉ場内に置くときには、米国特許第
４，２４７．９８７号明細書に記載されるように誘導磁
化Ｆｉ出性材料、強磁性粒子の形状及び床の形状の関数
である。

慣用の永久磁石、電磁石又は両者を使用して磁場を与え
ることができる。電磁石は交流又は直流により刺敏する
ことができるが、しかし直流刺激磁場が好ましい。ソリ
ッドステート制御又はトランス／！１流＃＃ｒｔ使用し
て直流により人力するとき電磁石は床粒子に磁場を適用
するのに特に好ましく、流動化流体の流、れに応答して
床粒子の流動化を安定化する優れた方法を与える。

本＠明は外部適用磁場を生ずるのに用いる磁石の形状又
は配置によって限定されない。磁石は任意の大きさ５強
さ又は形状であることができ、用いる固体、所要安定化
の程度などにより床より上方又は下方に置くことができ
る。磁石は容器の内部又は外部に置くことができ、また
容器構造物の一体部分として柑いてもよい。プロセスは
いかなる容器又は容器材料にも何ら限定されず、工業に
現在使用される接触容器に用いるために容易に適用でき
る。好ましい具体例では、ンレノイド状電磁石が、最も
均一な磁場、従って最良の安定性を床全体に与えるので
流動宋音包囲するのに用いられる。

磁性粒子を適当に選択すると商業プラン）Ｋおける電磁
場源に必要な動力が適度であろう、磁石の動力散逸が発
生する熱は自然対流、空冷並びに冷媒処理及び再循環に
必要な付帯設備を用いて除去することができる。磁場源
は非常に自信をもってコンピューター設計し特定の強さ
及び均一性を有する適用磁場を与えることができる。

接触帝城中の流動固体に適用すべき出湯の強さは磁化性
粒子の磁化及び所望の安定化の８Ｋによる。比較的弱い
磁気的性質を有する粒子、例えばある護合物及び合金、
は強い磁気的性質を有する粒子固体、例えば鉄、よりも
同様の安定化効果を達成するのにより強い磁場の適用を
必要とする。

固体の大きさ及び形状もまた用うべき磁場の強さに対し
て影響を有する０粒子の磁化は、床中の粒子を凝固又は
固着して連続運転を妨げる傾向がある過厩の粒子対粒子
の引力及び凝集を起すに足るほど十分であるべきではな
い。しかし、電磁石に↓り生成される場の強さは電磁石
の電流強さＫよるので、操作員は磁場の強さを容易に調
整して使用した特定系に所望種変の安定化を達成するこ
とができる。磁場を適用する特定の方法はまた米国特許
第５，４４０，７５１号、＄５，４５９，８９９号％纂
４，１１５，９２７号及び第４，１４３，４６９号明細
書、英国＃ｆ許＠１，１４８，５１３号明細書並びに公
表文献１例えばＭ、Ｖ、ＦＩＩｌｐｐｏｖ、応用電磁流
体力学（＾９ｐＨｅｄ　Ｍａｇｎｅｔｏｈｙｄｒｏｄｙ
ｎａｍｌｃｓ）　。

Ｔｒｕｄｙ　Ｉｎ５ｔｉｔｕｔｅ　Ｆｌｚｌｋａ　Ａｋ
ａｄ、　Ｎａｕｋ、、　ＬａｔｖｌｌｓｋｏｌＳＳＲ１
２：２１５−２５６　（１９６０）　Ｓ　１ｖａｎｏｖ
ら、にｌｎ＠ｔｅに−ｖａｌ、１１（５１：　１２１４
−１２１９（１９７０）：１ｖａｎｏｖら、Ｚｈｕｒａ
ｎａｌ　Ｐｒ１ｋｌａｄｎｏｌ　Ｋｈｌｍｌｌ　、　４
５：２４８−２５２（１９７２）：　　及びＲ＊　　Ｅ
　、ＲＯＳ　’ｌ！　Ｗ’ａ　Ｉ　ｇ　Ｔ８Ｃｌ＠ｎ＠
＠　、旦４　　：５７−６０（１９７９）に記載されて
いる。鍾も好ましく適用された磁場は米１１ｍ１ｔ％許
第４，１１５，９２７号明細薔に記載されるような均一
磁場であろう。通用磁場の強さは本発明の特定の適用に
より広く変ることができるが、しかし最小化して運転費
用を減少すべきである。

典植的にＦｉ空容器の適用磁場は約５〜約１５００エル
ステツド、好ましくは約１０〜約１０００エルステツド
の範囲であろう。

本発明は広範な処理配置に用りることができる。

例えば、前記の連続横ｆｔ接触を経た後、磁化性粒子を
接触室からはずすことができる。しかしその移動は間欠
的であってもよい。所望ならば、床粒子は接触室に循環
又は−回通過方式で前記の室を通過させることができる
：例えば、鉄鉱石還元処理装置又は固体乾燥工程。他の
配置の例としては、磁化性粒子を第１接触室から連続的
（又は間欠的）に移動し、＃４１接触室に循環する前に
再生用の第２接触室へ送ることができる。

同様に、本＠明は固体の粒子除去、収着分層プロセス、
及び固体一固体分離プロセスを含む、しかしこれに限定
されない種々のプロセスに容易に通用できる。例えば本
発明は流体流からの小汚染物粒子の除去に、特に商業的
電気集塵装置及びバッグハウスの能力を超える高温、尚
圧で好適である。気相床には、慣用の気相流動床を濾過
に対し無能力にする気泡及びパイ／４スがない。液相流
動床に対しては通常存在するロール９セル挙動が、床が
安定化されたときに存在しない。小粒度固体の沈降床に
比較して磁気安定化床の膨張した組織は、流体入口面で
結筐る傾向なくよシ多量の粒子を捕集することができる
。固体の流れ特性は、粒子帯有固体が他の再生及び粒子
除去用の容器に流れる連続固体流方式の使用を容易にす
る。

流入する流動化流体が固体流の方向に速度成分を有する
特定の具体化例では、そのプロセスを任意の適当な容器
又は接触帯域中で行なうことができる。容器は内部支持
物、トレーなどを備えることができる１、好ましくは、
床を支持し、気体又は液体であることができる流入する
流動化流体を分配する整流装置が容器の下部に配置され
よう。用いる特定の整流装置は、それが流動化流体の少
くとも一部分を床固体流の方向に向けることができる、
すなわち、流体（通常１１ｔ／を装置に隣接する床の下
部中の流体）が所望の床固体流の床を出る流動化流体の
流れを横切る方向に速度成分を持って床に入るならば臨
界的ではない。配向は所望の固体流の方向に傾けた穴す
なわち通孔を含有する整流装置を、単独にあるいはノズ
ル又は調板（ｌｏｕｖ＠ｒ　）　　と組合せて用いるこ
とにより得ることができる。通常このよう々傾斜した推
進路は床中の流動化流体の均一な分布を確保するために
何列も、片寄シに互い違いに配列される。しかし穴の実
際の間隔並びにその大きさ及び形状は床中の固体の種類
、流動化流体の速度などにより襞る。所望ならば推進路
を床中に延ばし、グリ、ラド又は多孔板の上ｓＫ配装す
ることができる。

推進路を傾ける角度は用いる特定の固体及び流動化流体
、固体速度、磁場の強さなどのようなプロセスノ量ラメ
ーターによシ広範に変えることがてきる。しかし通常、
推進路は固体流の方向に―線に関して約５〜約８５°の
角度に傾けられる。

床に入る流動化流体は速度の水平成分及び垂直成分を有
するであろう。しかし、流体のすべてが床の流動化に役
立つけれども、速度の水平成分を持つ流体の部分のみが
床中の固体の横の流れを開始し維持するのに寄与する。

本発明は、単独にあるいは流体操作（例えば、乾燥、酸
性ガス除去、成分の選択的な吸着又は吸収、固体／固体
の分離）、固体の熱容量を利用する流体の加熱及び冷却
、ガスからの粒子の除去、ガスからの飛沫及びｆｆｉ霧
の除去並びに固体及び流体の熱及び接触転化を含む、し
かしこれに限定されない種々の操作と組合せて用いるこ
とができる。

従って、本発明の使用は、触媒プロセスを反応生成物の
一つの選択的除去と組合せることができ、あるいは粒子
の除去をガス対ガスの熱交換及びガス脱硫と組合せるこ
とができる。本発明はまた、１容器から他の容器へ、又
は一つの容器の１１ＩＩｌから同じ容器の他側へ固体を
輸送するため、あるいは粒子捕捉、固体／固体の分離、
化学反応などが同−帯域又は別の帯域中で生ずる磁気的
に安定化され九流動固体に横の流れを生成させるために
用いることができる。

本発明に用いる運転条件は特定用途によ勺広く健るであ
ろう。しかし一般に、温度は雰囲気又はそれ未満から床
内の磁性成分のキュＩＪ−ｍ度までの範囲であ〕、圧力
は好ましくは約０．０３〜約Ｓ　ＯｍＰｓの範囲であろ
う。一般に、床を含む固体と流動化流体との接触時間は
単に床の少くと龜一部分に流れを開始し、維持するのに
十分であることが必要であるにすぎない。流動化流体の
見掛は速度はＵｍ？とｕ７　　との間の範囲であろうし
、整流板の傾斜（床傾斜角として示す）、容器の形状、
流動化される特定の固体などによシ費るであろう。

しかし、好ましくは、見掛は流体速度は約０．０００１
〜約５−／’　ｌ＠Ｃの範囲てあろう。液相の見掛は流
体速度は好ましくは約０．０００１〜約０．１ｍ／ｓｅ
ｃてあろうが、一方気相の見掛は流体速度は好ましくは
約０．００１〜５ｍ／５ｅｃｏ範囲であろう。同様に、
固体横流速度は流動化流体の速度、容器の形状、流動化
される固体、等に依存して広く変化できる。しかし、一
般的には固体速度は約０．００１〜約２０　ｏｃａ／　
ｓａｃ、より好ましくは約０．００１〜約５０　ｃｍ　
／　ｓ＠ｃ　％最も好ましくａＯ、００１〜２０ｃａｌ
　ｓ＠ｃの範囲であろう。

本＠明の特定の適用Ｖｃ唸組合せたサイクルシステムに
おける動力回収用膨張タービンに＠触する前の加圧流動
床石炭燃焼装置から発生した高温ガスからの粒子の除去
が含まれる。そのような方法では石炭、石灰石及び圧縮
空気が加圧流動床ゲイ？−に供給される。ゲイラーから
の高＠ガス（９２５°、９５０　ｋＰａ　）は第１及び
第２サイクロンに送られて灰分が除去される。次いでガ
スは連続的に横流磁気安定化接触装首に供給され流入粒
子の９９十−が除去される。粒子帯有固体流はバブリン
グ床エリュトリエーター（・１ｕｔｒｌａｔｏｒ　）Ｋ
ｆｌｌｌ、れる。少量の空気又は水蒸気がこの床を流動
化し、７クイアツシエを頂部に運ぶために用いられる。

エリュトリエーターガスの部分冷却後、粒子を慣用電気
集塵装置によシ除（ことができる。

浄化され丸高ｌ１１７！／スは次いで空気圧縮、動力発
生用タービンに送給される。

本発明は、床の比重又は密度を調整することにより異な
る密度を有する非磁性固体を含む混合物を分嶋するのに
適用できる。このＩｌｌ整は異なる密度を有する非磁性
固体を含む混合物を横流磁気安定化床へ導入することに
よシ達成される。床媒質よりも密な固体は床中に沈む傾
向があり、一方床媒ｉＩより軽い固体は床の表面上に浮
動する傾向がある。２又はよプ多（の真なる密度の部分
は仁の方法によシ回収できるので、固体の再混合を排除
する丸めに床を安定化すべきである。好ましくは、固体
の移動を容易托し急速な分離を促進するために増加した
床の流動性で運転すべきである。

＾度に磁化した床から磁化固体を除く能力は多くの用途
に重要である。鉄及び鋼のようなある種の磁化性同体で
は粒子対粒子の引力が約５００ガウスより大きい粒子磁
化値（Ｍ）で連続装置中の床の流動性を制限する床中の
粘着性に導く。換言すれば、ある磁化性粒子床の流動性
は、適用磁場を床がスラッゾ（Ｓｌｕｇ　）　　として
凝固する点にあけるに伴って減少する。低流動性は流れ
の停止及び床の［固５１（ｌｏｃｋｉｎｇ　）　Ｊを生
じ、それが磁気的に安定化した床の円滑な運転に悪い影
響を与えることができる。従って、床の流動性は磁気安
定化未吸着装置又は反応装置システムの設計に対する重
要な／ｆラメーターである。

本楯明拡次の実施例を参照することによ〕さらに理解さ
れよう、それらの実施例は本発明を限定するものではな
い。

実施例１ ｗ４１図は横流磁気安定化法試験装置の平面図（上の図
）及び側面図（下の図）である。固体は床２の上方左側
から添加されて右へ流れ、グリッド６の地部の２．５１
の空間４を通って出る。固体の流れ方向における床の長
さは約６８．６ｃｒｔｔで、２．５２及び７．６ｃｍの
床幅が用いられる。グリッド６は２区１６＾及び６Ｂに
分割され、それぞれ約５４．３傭の長さて、流動化空気
８が独立に送給される。

連続運転は床の下から上への固体の空気輸送を用いて達
成される。固体は床から右側の２．５１移送管中へ流れ
、次いて２．５１の立上り管を上昇して７．６ｃｍの離
脱区画に運び上げられる。

磁場は韮列に連結し、一方を他方よシ上方１５．５ｃｍ
＋ＪＩｉｌして置いた二つのンレノイド電磁石１０によ
って生成される。磁石はす１４エナメル鋼［１７００巻
で作られ、内側寸法２２ＣＩＩＸ９４．５１に設計し九
楕円形である。よ〕小さい曲率半径のために磁場は当然
磁石の端部でょ）高い。

試験の実１＃ＡＫおｈて、初めに固体を添加して激しく
流動化した。次いで固体微積が始ｔシ流動化気体の速度
が確立され丸。次いで磁場を適用した。

磁場及び見掛は気体速度が床固体横流速度及び床高ｆ　
ｏ　フィールに及ぼす影響を、固体循環で気体速度を設
定するととくよ）決定し、次いで流動化速度の若干の値
に対して適用磁場を増加した。

データは安定化のすぐ上から固体流が停止し死点又は、
十の試験装置で得ることができる蛾大磁場の約１５０エ
ルステツドまでの範囲で磁場の強さを増加して得られた
。固体横流速度は固体が２点間を移動するのに必要な時
間を測定することにより決定した。その地点は約２Ｓｃ
ｓａｌＩＩＩれており、末端効果を排除するため床の中
心に向けて配置した。

固体流の角度線間じ２点における床の高さを測定するこ
とＫより決定した。床嵩プｏフィールは床の長さに沿っ
た数点（約５１間隔）で床高りを記録することによシ決
定した。第２図唸床傾斜角（ｆｆ）の整流板、固体流の
角度（ｒ）、床高プロフィール及び横固体速度プロフィ
ールを明確にする。

用い九特定の末鎖斜角は本発明の４９定の適用によ）広
く変えることができる。しかし通常末鎖斜角紘水平面に
関して４５″未満で、好ましくは５０°未満であろう（
すなわち、床は整流装置又はグリッド沿いの固体流と反
対方向に傾けられる）。

従って、１１１２図に示すように床表面は、固体が床か
ら取出される場所よシ固体が導入される場所でよ）高い
高さにある。典型的には、末鎖斜面は０〜約２０°又は
それ未満の範囲であろう。

上記装置を用いて種々の運転・中ラメーター（すなわち
、末鎖斜角、固体スループット、適用磁場及び流動化速
度）が横固体速度及び床高１ロフイールの均一性に及ぼ
す影響を決定するために試験を行なった。これらの試験
に用いた固体は７０重量−のステンレス鋼−アル建す、
米国篩サイズ−ｚｏ　　＋ａｏ、平均粒度２７５μであ
った。これらの試験の結果は平均床高に関して第３〜６
図に示される。平均床高り床長全体に測定したプロフィ
ールを積算することＫよ〕得られた。

第３図は末鎖斜角（ロ）が増加すると、見掛は流体速度
（υス）、適用磁場（ＨＡ）及び固体質量流量（Ｑ、）
が一定であるときに平均床高（ｆｉ）が減少することを
示す。１ｇ４図は適用磁場が増加すると、一定ｕ１１Ｑ
＠及びαで平均床高の鋭敏な増加を生ずることを示す。

第５図は見掛は流体速度が転移速度（υＴ）Ｋ近づくと
平均床高が減少することを示すつ第６図に示されるよう
に、見掛は流体速度が増加すると固体はより早い速度で
流れる。従って、床高ハ同−固体スルーデツ）Ｋ対し減
少する。

末鎖斜角及び適用磁場が床高プロフィールに及ぼす影響
はそれぞれ第７図、第８図に示される。

′ｍ７図は他の・奢ラメーターを実質上一定に保持しな
がら末鎖斜角を０．５６°から２．８１°に増加すると
よシ均一な床高プロフィールを生じ九ことを示す。しか
し、平均床高Ｈ３，５１１から約２．５ＧＩＩＩＣ減少
した。よ〕深い床（すなわち、増加した床高）がよシ高
い末鎖斜角で必要であれば、適当な高さの堰を使用すべ
きである。１ｎ８図は磁場の１７５エルステツドから１
４５エルステツドへの減少が床高プロフィールに対し末
鎖斜角の増加と同様の影響を有し、すなわち床プロフィ
ールがより埼−になることを示す。

見掛は流体速度が固体流の角度ｒ（第２図参〇に関して
示し九床高プロフィールに及ぼす影響は、−１２＋２０
米国篩サイズを有する７０重量−のステンレス鋼−アル
ミナの複合物粒子に対し第９図に示される。そこに示さ
れるように床高の不均一性（すなわち、固体流の角度）
は見掛は気体速度が増加するに伴い減少する。

、以下の解析は本発明をさらに例示するために提供され
る。磁気安定化流動床が降伏応力を示すことは知られて
お夛（米国特許第４，２４７．９８７号明細書第１６〜
１９欄参照）、それは本明細書に開示する固体速度及び
床高プロフィールを勘案すると、床置体が降伏応力τ。

の擬塑性（せん断滅粘性）流体のレオロジー特性を有す
ることを示唆する。そのようなレオロジー特性は約０．
２よυ上のせん断速度に対し単純・−ワー・ロー・モデ
ル（ｐｏｗ＠ｒ　ｌａｗ　ｍｏｄｅｌ　）によって近似
することができる： ｄＶ＠　　ｎ τ＝　ｋ　（−）　　　　　　　（１１ｈ 式（１）及び流れ固体に対する見掛けせん断速度、ｄＶ
＠　／　ｄｈｚ　８　Ｖｍ／　ｏＨから、流れる磁気安
定化固体に対する有効粘度（声・）を、 ｙｍｎ−１ μ・＝ｋ　（−）　　　　　　　＋２ンＨ （式中腕は流体粘稠度指数（ｆｌｕｌｄ　ｃｏｎｓｌｓ
ｔ＠ｎｃｙｌｎｄ＠Ｘ　）　、ｎは流れ特性指＃ｖｍは
平均横固体速度、ＤＨは相当床径（ｈｙｄｒａｕｌｌｃ
　ｂｅｄ　ｄｌｓｒｎ＊ｔ＊ｒ　）である。） と定義できる。有効法速度は後記床高プロフィールの理
論解析及び試験データを用いて評価した。

第１０図は種々の適用磁場強さに対するｋ及びｎを伴っ
た有効法粘度の最小自乗法の適合性（ｔｈｅ　１ｅａｓ
ｔ　５ｑｕａｒ＠ｆｉｔ　）　　を示す。そこに示され
るように、安定化され九固体は擬塑性特性を示す、すな
わち、見掛けせん断速度が増加するとともに有効法粘度
が減少する（流動性が増加する）。

８１０図はまた、適用磁場の減少が有効床粘度を低下（
すなわち、流動性を増加）することを示す。

より低い適用磁場におけるより低い有効床粘度がよシ浅
い床（第４図に示すように）及びより均一な床１１１ｉ
でロフイールを生ずる。見掛は流体速度が床粘度に及ぼ
す影響は第１０図に明瞭に示されていない、しかしそれ
は見掛けせん断速度ノ４ラメーター中に存在する。方向
的には見掛は気体速度が増加すると床粘度が減少し、第
９図に示すように床高プロフィールの均一性（固体流の
角度ｒ）が減少する。１１１１０図はまた磁気安定化法
有効粘度が慣用の流動床粘度に匹敵できたことを示す。

−５秒−１より大きい見掛けせん断速度及び１７５工ル
ステツド未満の適用磁場に対し約５０／アズ未満。よシ
高い適用磁場及び（又は）より低いせん断速度に対′し
ては慣用の流動床におけるよりも大きくなる。

１ｓ１図に示したと同じＷ＆置において、横固体速度プ
ロフィールの均一性に及ぼす種々の変数の影響を決定す
るために試験を行なりた。これらの試験の結果社第１１
図及び第１２図に示され、局所速度と平均横固体速度と
の比（Ｖｓ／Ｖｒｎ）が減少床高（ｈ／ｈｔ　）　、ｈ
ｔ　　は床の中心における全床高である、の関数として
プロットされる。ｍ１１図鉱低い適用磁場に対して（す
なわち、Ｈ＾が１４５エルステツドｔｔＣ等しいか又は
それ未満）固体速度プロフィールがはソ抛物線であシ、
すなわち所望の栓流プロフィールからかな夛偏移してい
ることを示す。しかし第１２図はよシ高い適用磁場にお
いて、そのプロフィールが床＾の主要部において、殊に
小さい傾斜角て栓流条件に接近したことを示す。これら
のプロフィールは磁気安定化固体のせん断減粘性特性と
一致する、すなわち、適用磁場が増加すゐと流動化媒質
が一層粘性（よシ低い流動）にな９、式（２）中の流れ
特性指数がよシ小さい値に達しく第１０図参照）、・ヤ
ワー〇ロー・流体にょ力与えられるような速度プロフィ
ールが平らＫなる。１ｓ１２図のデータは高磁場におい
てさえ、速度プロフィールが原爆斜角の増すに伴って均
一性が少くなるであろうことを示す。しかし、安定化さ
れ九固体のレオロジー特性は適用磁場の増加がよ）高い
原爆斜角における速度プロフィールの不均一性を排除て
きることを示唆している。固体速度プロフィールはまた
、１１１３図及び＠１４図にそれぞれ示すように、見掛
は流体速度の減少により又は堰高の増加によ〕改善でき
る。

固体の横流が転移温度及び固体流ノ々ターンに及ぼす影
響を決定するため横流磁気安定化床を用いて他の一連の
試験を行なり九。用い九装置は幅１０．１４（５１、長
さ５５．８８ｃｍで多孔板グリッドを有し、１１１図に
示すものと類似する構成であった。固体人口じゃま板を
多孔板グリッドより５．５１上方の開口に設け、それを
通してホツノ臂−から固体が流れ九。床の他端で固体は
高さ７．６１の堰を超えて流れた。装置はそれぞれ内情
直径０．９１帛、外側直径１−５２ｍ５高さ１５．９傭
の４電磁石により包囲され、各磁石間に１７．８傭の間
隔を置いえ。

ナ６０重ｔｑｋを含んでいた。２粒度の固体を試験した
：　１８０−８４０　Ｐｇ　　（ｊｐ　＝　４５０μ＃
Ｉ）及び　７１０−１６８０　　戸ｍ　　（ｊｐ　　＝
　　１ｏ　　ｓ　　ｏ　　μｍ　）、但しｄｐ　　は平
均体積表面粒径（ｍｅａｎ　ｖｏｌｕｒｎｅｓｕｒｆａ
ｃ＠ｐａｒｔｌｃｌｅ　ｄｌａｍｓｔ＠ｒ　）である、
固体祉希釈相立管により床出口から固体供給ホラ／４−
ＶＣ輸送された。

両粒度の粒子の回分及び循環横流床における転移速度の
比較が第１５図に見られる。Ｌは初期設定床深さである
。そこに示されるように、パゾリングへの転移速度は連
続固体水平流によって影響されず、同じ固体の回分床と
同様であった。

大部分の試験において床はほぼ検流状態で移動すること
が見られた。床の９０嚢以上は検流速度を示し、一方１
０１未満が底部に若干の抗力（ｄｒａｇ　）　　を示し
た。栓流への接近を示すデータは表１に示される。

床がよシ狭い範囲で運転される特定の具体化例特徴づけ
られる。従ってそれは横流床を安定床とパラリング床と
の間の転移点において又はその近くで運転する基礎を確
立する。

実施例２ 表置に用い九と同じ固体を用いて追加の横の床流動−カ
データが得られ、流動性の規準として流れ抵抗指数（ｆ
ｌｏｗ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃ＠Ｉｎｄ＠ｘ　）を用いて
表置に示される。表置のデータは、一定磁場において見
掛は流体速度の減少が流れ抵抗指数の増加、従って流動
性の減少を生ずることを明らかに示している。従って、
最大流動運転条件は転移位置に一層近い（すなわち高い
流体速度及び低い磁場の）ものである。

実施例５ （磁化固体の流動能力） 下記に行なつ九試験は自由光Ｊｌｉ（ｌｏｏｓ・１ｙｐ
ａｃｋ＠ｄ　）　　床の安息角［ｙａする床粒子の安息
角を尿流動性の尺度として使用できることを示す。安息
角βは固体の堆積の表面が水平面となす角度である。測
定法によシ種々の安息角を定義することがてきる。例え
ば、注入法安息角（ｐｏｕｒ・ｄ　ａｎｇｌ・ｏｆ　ｒ
ｈｏｓ・）は漏斗から注いだ固体の堆積の勾配の最大角
度である。対照的に傾斜性安息角（ｔｌｌｔｌｎｇ　ａ
ｎｇｌｅ　ｏｆ　ｒｅｐｏｓ＠）は抜は落ち（ｓｌｏｕ
ｇｈ）　　が起る前の固体床の最大傾斜角度である。

凝集のない固体（粒子間力のない固体）の流動床の特徴
は安息角βが見掛は速度Ｕの増加に伴いｕ　＝’ｏ　ｖ
ｃおける初期埴β０　から最小流動化速度υｍｔ　ＶＣ
おける０に徐々に減少する。従って、初期安息角β０　
は自由充填床の内部摩擦角φにほぼ等しい。従って式１
１１は ■ となる。φの正接は粒子間摩擦係数として示される。

速度の増加に伴なう安息角の減少は、相当する粒子間摩
擦の減少に起因する。粒子間摩擦が非常に小さくなるか
又は消失すると固体はせん断に対し非常に小さい抵抗を
有するか又は抵抗を有さなｈ完全な液体状性質を示し安
息角紘０になる。

速度の増加Ｖこ伴なう粒子間摩擦の減少はまた、初期流
動化した床の粘度に反映される。これらの床では、流れ
限界（ずｌｏｗ　１ｌｒｎｌｔ　）　　％すなわち、そ
れ未満では床が剛い組繊のような性質を示すせん断応力
τ。、　が見掛は速度の増加に伴って減少し、蛾φ流動
化速度でＯＶＣ近づく。最小流動化未満ては床は半流動
状１ｌＶｃあυ、０よシ大きい安息角及び流れ限界をも
つある種のプラスチックに類似する。

粒子間凝集力が存在すれば、磁気安定化床の場甘のよう
に、式（１）及び（２）は適用できない。磁場によって
与えられたこれらの凌果力は磁化した固体粒子のレオロ
ジー特性を変え、従って安息角に影参を及ぼす。

（磁気安定化床中の固体安息角の試験測定）７．６２Ｃ
ｒｎ直径の流動床容器を磁化性固体で部分充填すること
により注入法安息角を−ｊ定した。

実貞上均−な磁場を与えるためにソレノイド電磁石を固
体の床の回りに配置した。容器の下部の整流板グリッド
を通して空気を送ることにより床を流動化した。固体の
堆積が増加して７．６２６１１直径の表面を損うように
立てた漏斗から追加の磁化性固体を容器内に注入した。

種々の試験の結果は衣■及びＶに示される。

傾斜法安息角を上記と同様の方法で測定した。

容器に磁化性固体を部分充填し、磁場を適用し。

グリッドを通して空気を通すことによｐ床を流動化した
。次いで床表面を流れの方向及び容器の壁に垂直に留め
ながら固体の滑りのない最大角度まで床、ｆ！ｉ！面を
水平軸に関して非常に徐々に傾けた。

最大角Ｉｆを超えて床表面が傾いたときに嘴Ｖが生じた
。固体が滑り始めたときの水平面に対する床表面の角度
が安息角と定義される。傾斜法安息角のデータは表■に
示される。

それに適用磁場０で示されるようＫ、安息角は速度の増
ＭＪＫ羊って減少し、最小流動化速度で０に近づく。こ
れは式（１１及び（２）と−蔵する。通用磁場が０より
大きいときは、安息角は同様に速度の増加に伴って減少
するが、しかし最小流動化速度よりもより大きい速度で
０に近づく。データＶよ安息角がほぼ転移速度で０にな
ることを示す。これは磁気安定化床が、圧力降下が最小
流動化より上でほぼ床ｔＩＩｌｖｃ等しいにもＺ・かわ
らず転移速度より上の速度に達するまでＱま完全流体で
ないことを示唆している。転移速度未満では千流動状紬
にある。

表　　　　　■ 注入法安息 材料：　　５５ｗｔ、慢ステンレス鋼ビーズ粒度：１９
２μｍ 粒子密度：　２　ｆ　／　ｃｍ３ 床　高：　３．３〜５．１副 床　径：　　７．６２１：１１１１ ０　　　　　　０　　　　　０ ０　　　　　　０　　　　　５ １３０　　　　　　５７　　　　　　０１３０　　　　
　　．５７　　　　　　０１５０　　　　　　５７　　
　　　　４・４１３０　　　　　　５７　　　　　　７
．８１３０５７７．８ ２００　　　　　　８２　　　　　　０２００　　　　
　　８２　　　　　　０２００　　　　　　８２　　　
　　　４．５２００　　　　　　　Ｂ２　　　　　　４
，３２００　　　　　　８２　　　　　　７．８２００
　　　　　　８２　　　　　　７．８２００　　　　　
　８２　　　　　　１０１０　　　　　１２４　　　　
　　０ ３００　　　　　１２４　　　　　　７．８３００　　
　　　　Ｌ２４　　　　　　１４．２ｎｏ　　　　　　
１２４　　　　　　１９．３安息角β、ｆ　　　　Ｔａ
ｎβ　　備　　　考５１　　　　　　０．６０　　Ｕｍ
ｆ＝５３／ｓ＠ｃ５　　　　　　０．０６ ５４　　　　　　０．６６　　　Ｕ７　　＝１２．Ｅ１
５Ｌ／ｓ＠ｃ３７．５　　　　０．７６ ２２　　　　　　　　　０．４０ ７．５　　　　０．１３ ６　　　　　　０．１０ ４５　　　　　　１．００　　　Ｌ１２　　＝１７．２
ｃＩＩｖｓ＠ｃ４３　　　　　　０．９３ ５４　　　　　　　　　０．６４ ３１０．６０ １８．５　　　　０．５５ １５　　　　　　０．２６ ４９　　　　　　１．１３　　０７＝　２６．Ｃ−〆５
ａｃ５６　　　　　　　Ｑ、７５ ２５０．４６ １５　　　　　　０．２６ 安息角は磁場の増加に伴なって増加する。高い場及び低
速度ないし逼幽な速度で、床は自由充填固体の安息角よ
シも高い値ＫＪする。これは高い粒子磁化において、磁
気安定化床中の流動性が充填魔におけるよりも低いこと
を意味しよう０表ＶＫ示した試験に用いたマグネサイト
の場合には高い適用磁場で床は高度に組織化され、堆積
の表面に針状−の形成が観察された。針秋物の長さは磁
化に伴って増加し、ときにＦｉ漏斗の光漏に達した。

（尿流動性に及ぼす粒子間凝集力の影響）磁気安定化床
における粒子間磁力の存在は膨張状園においても機械的
強さを有する床組縁を生ずる０粒子は、各衝突が膠質性
粒子間に凝集を生ずるので慣用の流動床におけるような
「自由流動（ｆｒｓ＊　ｆｌｏｗｉｎｇ月ではない。床
は０より大きい降伏応力をもつ一種のグラスチックにｌ
ｌ供する。磁力が増加すると変形及び流れの抵抗が増加
する。

畜らに流れ特性は適用場の方向に沿う床粒子の双極子−
双極子配向により異方性である。表ＷｓＶ及び■のデー
タを解析するとこれらの力の尿流動性に及ぼす影響が安
息角に反映されることを示す−従って流動床中の磁化固
体の安息角は磁気安定化床中の固体の相対的流動性の規
準として使用できるＯ 流れ抵抗指数Ｒ１′ｉ次のように定義される：式中βは
所与の速度及び粒子磁化で測定した注入性安息角であり
、β。はＵ＝Ｏ１Ｍｐｔ　ＯＫおける自由充填固体の注
入性安息角であり、φは内部摩擦角でβ。に等しくとら
れる。Ｒ−０のときに床は完全ＫｔＩｔ動化し、流動性
は磁場なしで初期Ｋｍ動化した床の流動性にＷｓ似する
。Ｒ＝１のとき、尿流動性は実質上固体の充填床の流動
性と同じであろう６０＜Ｒ＜１に対しては床は充填床と
流動床の間の流動性を持つ半流動状態にある。Ｒ〉１に
対しては沫虜動性は充填床の流動性よりも小さいであろ
う。

表ｙ、ｖ及び■の１９２きクロンのステンレス１ｉ１３
８重量％のピーズを、ＨＡ＝３００エルステッド（Ｍ＝
１２５ガウス）で用いた床に対するデータを用いると流
れ抵抗指数は見掛は速度の関数として次の値を有した： Ｕ（偏４・ｃ）　　　−Ｒ ｏ　　　　　　１．８５ Ｕｒｎ、＝＝５　　　　　１．７ｇ Ｑ　、　５Ｕ７　＝１５ ０．８　０丁　　＝２１　　　　　　　　　　　０．５
７ＬＩ７＝２６　　　　　０．００ 僅しり＝転移速度である。

従ってこの例に対してυの５０％又はより大きｈ見掛は
流体速度で流れ抵抗指数は１未膚であり、床は自由充填
床より大きい流動性を有する。

表ｙ、ｖ及びｖＫ示した試−”結果は、粒子間磁力によ
）磁気安定化床のｆｌ＃性は粒子磁化の増加並びに床廖
彊及び見掛は連麿の減少に伴って減少することを示す、
安息角及び流れ抵抗指数は、同一同体の充填床及び完全
流動化床の流動性に関連する磁気安定化床における流動
性の良好な指標である・ 実施例４ 安定化床からバブリング床への転移に接近しする増加す
る流動性の領域を例示するために横流磁気安定化床Ｋｆ
ＩＰいて追加試験を行なった。増加した流動性は流動化
媒質の見掛は速度の増加又は磁場の強さの減少（又は減
少した永久磁化を有する粒子の使用）Ｋより得ることが
できる。

第１６図及び第１７図は磁場及び見掛は気体速度が−１
２＋２０米ｍｓサイズを有する７０重量％ステンレス鋼
−アルきすの複合物粒子に対する固体横流速度及び固体
流の角度に及ぼす影響を示す、　！１６図では固体横流
速＆（すなわち、尿流動性）が適用磁場を増加するか又
は見掛は気体速度を減少することによ）減少する。１ｇ
１７図では水平面に関する固体流の角度が適用磁場が増
加すると増加し、見掛は速度が増加すると減少する・＃
１１８図は−２０＋３０米国簡サイズの鋼球に対する第
１７図に示したものと同様のデータのクロスデａットで
あり、より低い流動性比で転移の位置により接近して運
転すると自に磁気安定化床中の横流に対する増加し九床
流動性が得られることを示す。

次の論−及び実施１ＰＩ１５〜ａＶｉ流人流動化流体が
横方向に速度の成分を有する他の好ましい具体化例Ｋｌ
ｉする。この具体化例では、デミセスを種々の配置で行
なうことができる。例えば、１配置では接触容器又は帝
埴が閉鎖される（すなわち、固体が容器から取出されな
い）ので、固体が接触容器内の閉鎖ループ中で実質上同
一方向に循環する（すなわち、固体の流路が同じ地点に
おいて始まｂかつ終る）、固体の流路は何ら特定の配置
（すなわち、環状、矩形など）Ｋ限定されないけれども
、第１９ａ１ｇｌＫ１配置が示され、流動化流体２６が
通る傾斜？ｌ、４路２４を有するＩＩＲ板グリツＦＪ２
が平婁帯の形状で配列されているので固体ＯＩＩ気安気
安流化流動床で示されゐように円形（すなわち円形コン
ベヤ状）に均一に回転する。

所望なら、環状グリッドは、異なる流動化流体又は異な
る条件の流体を異なる区画を通して床に導入できるよう
に第１９ｂ図に示される多数の区画に分割できる。従っ
てグリッド上方で回転する固体の磁気安定化床は連続的
に異なる流体ＲＫさらされる。この配置では床より上の
帯域はグリッドのように分割できるが、しかしいくらか
床が回転できるように放射状に配置し、それにより異な
るグリッド区−に相当する種々の区画から生成物流の分
離、取出しが可能である。

例えば、第１９ｂ図に示した区ｊｉＢ、［）及びＦのよ
うに一つ置きのグリッドの区画中へ不活性−一ノガスを
導入し、区−＾５ｃ５１はＥから導入されるガスの混合
を最少にすることが望首れるであろう。この配置では床
上方の蒸気９間は＾、Ｃ及びＥに相当する３区画のみに
分割され、＾、Ｃ及びＥの製品区画中でパージガスが捕
集されるであろう。

第２０　ａ−ｃ　ＷＪＦｉ、本発明のこの好ましい異体
化例のなお他の配置を示し、固体（又は粒子）の実質上
固定され九（又は一定の）インベントリ−（Ｉｎｖ＠ｎ
ｔｏｒｙ）を含む床は床の上部が実質上下部とは反対の
方向に移動するように接触容器内で循環される。そこに
示されるように、固体の床の循環は床の下部を誘発する
ことにより生じ、所望の固体流の方向に傾斜したジェッ
ト又は推進路３４を有するＩＩＲ板グリグリッド８２し
て床に入る流動化流体３０の流れの方向を横切る方向に
移動する。

そのと自固体＃′ｉ接触して接触容器３６の１境界（同
４１１にじゃま板のような容器３６内の境界を含む４の
とする）により転向されるので、前記床の上部は床の下
部の移動とは実買上反対の方に流れる。逆流する床の上
部は接触して容器の反対側の境界３８（同様にじゃま板
のような容器内の他の境界を含むものとする）により転
向されるので上Ｓは床の下部となる。嬉２Ｑａｘｃ中の
矢は上記＃！鎖ループ内の床の自己循ｍを示す。

用い九ＩＩ！蜆の「実質上反対（又は逆）方向」あるい
は「実質上反対（又は逆）の方向」は床の１部分（又は
層）が床の他ＩｇＩｊ（又は部分）の方向とは反対の方
向に移動する：すなわち、実質上鏡像である層が反対方
向に移動することを示す、１層の方向は他の層の方向に
平行であっても平行でなくて龜よい。表現の「固体の実
質上固定した、又は一定のインベントリ−」は新固体を
加えて生成物流とともＫｊｌ！２出される固体を置換す
るととくより分離媒質中に実質上同量の固体が維持され
ること全示す。新固体の添加Ｆｉ連続的に、又Ｆｉ接触
容器中の固体インベントリ−を変動させる周期的であっ
てもより。

ｌＥ２０８図に示すようにグリッド３２が水平であると
きには逆移動は床の底部の流れＫよって達成された床高
の勾配から生ずる。従ってこの配置では全体の床高がグ
リッドを横切って絢−ではなり、グリッドが傾斜してい
るときは第２０ｂ図に示すように、傾斜ジェットを通過
する流動化流体が床の下部中の固体を斜面の上へ運び、
一方床の上ｌ１ｌ）の固体は重力により下方へ流れる。

仁の配置でｒｔ流れはグリッドを横切る床高が実質上均
一である、すなわち実質的に床ａｌｌｉＫ勾配がない、
ように調整できる。第２０Ｃ図に示す放射流には固体の
流れは床の下部で半径方向に内向きで、床の上部で半径
方向に外向きであろう。

第２０８〜Ｃ図に示すように、磁気安定化訛動床はグリ
ッド３２の下方及び上方に、床面体が妨害され表いで通
湯できる十分な間隔を備えたじゃま板４０によ〕２つ又
はより多くの帯域に分けることができる。／４′−ジ帯
域に挿入して好ましくない汚染を防ぐことができる。第
２０・及び２０ｂ図でにじゃ筒板４０Ｆｉプレートを直
線的に横切り、−１篇２ＯＣ図ではじゃま板４０が円形
で内部円筒城管外ｇａ環状部から分離する。渡体誘発自
己循濃磁気安定化流動床の使用は、嬌管、スタントノ臂
イブ及びサイクロンなしで帯域＾から帯域日への固体の
流れ及び帯域＾への戻りを可能にする。従って固体の同
伴及び摩損が蛾少になる。

ＪＩ２０ａ図に示した自己循環未配ｔ１は、例えば樵々
の用途に使用でき、その着干が次に列挙される： （・）　触媒反応（例えば帯域＾中）と連続再生又は触
ｌＫ再コンジショニンダ（帯域Ｂ中）。

伽）帯域Ａ中の化学反応とこれに続く帯域Ｂ中の固体再
生：例えば固体（ＣｕＯ又ｑｃ・０）とＳＯ企との化学
反応による帯域＾中のＳＯ２除去とこれに続く帯域Ｂ中
の還元流体又はＨによる再生。

（Ｃ）　　帯線＾中の吸着（例えば乾燥）とこれに綬〈
帯域Ｂ中の脱着。

（ｄ）＊壌固体管熱坦体として用いる帯線＾中及び帝城
Ｂ中の流体流間の熱交換。

伽）帯域＾中の流体からの粒子除去２と九に続く帯域Ｂ
中の循環固体からのこれらの粒子の除去（ｆｆｌｌ、ｔ
バーｘ−！Ｊニトリエージ冒ン）。

他の具体化例（例示なし）Ｋおｈて、床の一部に慣用の
グリッドが設電され、それＫよって流動化流体が常法で
（グリッドに垂直又は直角Ｋ）導入される。第２０−図
においてはおそらくこれが帯域日であろう。なお他の具
体化例において（ｔた例示なし）＊触帯域の部分は磁気
的に安定化する必要がなく、すなわち、流体パイ／＃ス
した普通の流動化、床面体の逆混合及び細粒のエリュト
リエーシ曹ンはこの帯域で生ずるであろう。上記の好ま
しい具体化例の単独又は組合せた特に好ましい適用は流
体流からの細粒又は粒子の除去である。

第２０・図を２番目の具体化例の例示に用いると粒子を
含有する流体流は帯域＾（これは磁気的に安定化されて
いる）中へ導入され、その中で前記粒子が捕捉され石。

捕捉された粒子は次いで帯域Ｂ（これは磁気的に安定化
されない）中へ循環されてエリュトリエーションにより
そこから去される・実施例５ ステンレス鋼７０重量％とアルミナ３０重量％との複合
−粒子を第２１ａ図に示した幅２．５４１１憂さ６８．
６１の磁気安定化床装置４２に入れた・粒子は１５００
ミクロンの平均粒度、２．９ｆ／ｅＨの密度を有した。

装置の下部は厚さ０．６４１の穴４６を穿孔したアルミ
ニウム整流板グリッド４４を収容し、各穴は直径０．０
６１ｃｓ＋で所望固体流の方向に垂線に対し２５°傾け
た。穴は０．４２４ｃｓ＋噛し、１／２（すなわち０　
、２１２　ａｍ）間隔をあけて片寄せた列に配列し念（
煉屹層状）。

各列中Ｏ穴の中心線はＩＩ接大の中心線から０・５０８
１間隔を置いた。グリッドの平面図及び匈面図は第２１
１）及び２１Ｃ図にそれぞれ示される。装置全体を、並
列に連結し１方を他方の上１５．５ＧＫ離して配置した
各φ１４エナメル銅線７００巻゛で作った２つのソレノ
イド電磁石４８により供給される垂直磁場中に置いた・
磁石は内側寸法２２２Ｘ９４．５３に設計した楕円形で
あった。連続同体スループットは床の出口払ら固体を取
出しそれを入口へ空気運搬することによ〕達成した。

整流板グリッド４４を２．８９’の角度に傾け、固体出
口を固体人口より高くした。流動化９気５０Ｆｉ見掛は
速度的９６　ａａ／ｓ＠ｃでグリッドを通過シ、磁場は
約１０３．５エルステツドに設定した。

床粒子は重力に逆らって平均床高１．７２ｃ１にで傾斜
整流板を昇進するのが視覚ｉｍｍされた。さらに床の表
面を固体流の方向にｇｉ流根板グリッド関してさらに０
．９°、すなわち固体流の方向°に水平面に関して合計
３．７９°傾けた。

その実施例は空気が床ｔ−流動化するだけでなく、床中
の粒子を固体勾配に逆って上方へ輸送する手段を与える
ことを示す・ 実施例６ 実施例５のステンレス鋼（３３）／アルミナ複合物を第
２２図に示したように長さ６６．５ｃｘ、幅７・６２１
の矩形装置中に入れた。その装置は、移動すゐ床の流路
が幅約２　、５４ａｘであるように長さ６１１、幅２　
ｅ　５４　Ｃ：１１の矩形の中心スペーサーを囲った。

装置は実施例５のソレノイド磁石により包囲し、床ｒｉ
冥施例５に用いたと同様の仕様を有するグリッドに空気
を通すことにより流動化した・ 床高は視覚的に測定し、床の上面における固体水平迷ｔ
Ｌを、床の表面上を浮流するコルクの線速度を測定しる
ことくより決定した。試険は一２０＋５０米国簡鋼球で
繰返した。両試験の結果Ｆｉ表１に示される。

仁の実施例は横流磁気安定化床中で固体の循環（禦２２
図中に矢で示される）を誘発、繍持し。

同時ＫＲ動化流体を比較的安定な床高を維持するＯＫ使
用できることを実証する。

実施例７ 円形コンベヤ型の磁気安定化床中で若干の試験ヲ行すい
、ステンレス鋼７０重量憾とアルミナ５０重量−の複合
物を、グリッド穴５４０１８列を有する＊Ｒ１１グリッ
ド５２上で水平に循環した。

固体Ｒ（矢により示した）の方向を示すグリッドの平面
図は第２ＳＩｌｉＩＫ例示される。グリッド５２及び穴
５４はｆａ２１ｂ及び２１ｃ図に示したグリッドと、半
円形部が次のような間隔（＾点から測定して）の゛グリ
ッド大を有することを除き同様の配列１寸法を有した・ 列　　　　大関の角度　　　　半径、１１　　　　　３
０’５５’　　　　　　０．８４８２２１８４６’　　
　　　　　１．２７３３　　　　１６°４０’　　　　
　　　１．６９７４１５°２８′２゜１２１ ５１１°１７’　　　　　　２．５４５６９°４３’　
　　　　　　２．９６９７８°３１’　　　　　　３．
３９３ ８７°”　　　　　　　３．８１８ ９６°５０’　　　　　　４．２４２ １０６６１５’　　　　　　４．６６６１１５°４２’
　　　　　　５．０９ １２５°１６’　　　　−５，５１４ １３４°５５’　　　　　　５．９．５８１４４°３４
’　　　　　　６．５６５１５４°１７’　　　　　　
６．７８７１６４°２’　　　　　　　７．２１１１７
　　　　　３°４９’　　　　　　７．６５５１８３°
３６′　　　　　　♂、ＯＪ−９循環床は透明な合成壁
によって保持され”る。

ンレノイド電磁石は直列に連結され装置全体を包囲して
一つを他方の上方１５　、５ｏＩｔ離して配置し良、各
電磁石は設計が楕円形で、す８エナメル鋼纏５０８１１
１で作られ、３ＱＣ１ｌＩＸＩＱｌ＄ｃｒｎの内側寸法
を有した。

各試験において、グリッドを通して９気を導入し磁場不
在で床を流動化した。空気の流れが増加すると床ＩＩｉ
最小流動化速変でバブルし始めた。グリッドを横切る着
千の固体の水平移動もまた観察された。これはグリッド
穴の傾斜による固体流の方向の３！１１度成分を有する
流動化気体からの運動エネルギーが伝達されることに起
因し友、空気ｙｌＡｆかさらに増加すると床全体に激し
いバブリングが生じ固体がなお流入空気によって移動し
ているかどうか決定するのを困１１ｉＫ　Ｌ７’ｊ、磁
場を適用し。

増加すると固体運動は整然となシ装置を回る固体の水平
移動が観察された。床が確立されたときに固体の均一な
移動が現われ、磁場が増加すると速度が減少した。固体
が厘纏区−の一つＫａつて固定した距離を移動するＯＫ
必要な時間を測定するととＫよシ固体速度を視覚的に測
定した。同様の測定を流路の幅沿いの数位置で行ない固
体流プロフィールを得た。

第２４ａ及び２４ｂＷＡＦｉ−２０＋２５及び−３０＋
３５米国欝複金物それぞれに対し一定流動化９気速度で
磁場が固体流れパターンに及ぼす影響を例示である。そ
ｊＫ示されるように、固体速度プロフィールは同様の形
状を維持し、一方平均固体速ＷＩＬＦｉ磁場の増加に伴
ない減少する。

第２５ｍ及び２５ｂ図Ｆｉ−２０＋２５及び−３０＋３
５米国篩複合物それぞれに対し一定磁場で見掛は気体速
度が固体流れパターンに及ぼす影響の例示である。そこ
に示されるように、固体速度は高い見掛は気体速度で増
加する。

第２６図は−３０＋５５米国−複合物に対し固体流量に
及ぼす磁場と見掛は気体速度の組合せ九影響を示す、こ
のように増加した流動化流体の遣変と減少した磁場の強
さで固体はよシ逼やかに輸送される０両／４ラメータは
従って固体流量の制御に使用できる・ 蒙２７図は−２０＋２５米国−複合物に対し一定流動化
９気速度及び磁場で床高が床上部表面におけｂ固体の流
れｉ４ターンに及はす影響の例示である。そこに示され
るように、！！面における固体速度は積降し床高（ｄｕ
ｍｐ＠ｄ　ｂ＠ｄ　ｈｓｌｇｈｔ　）が増加するに伴っ
て減少する。用いた積降し床高とは床中へ流動化流体を
導入する前の固体の初期の深さを示す。

一定流動化気体速度における−３０　　＋３５米国一複
合体に対し固体流量に及ぼす磁場と積降し床高の組合せ
九影響は第２８図に示される。それに例示されるように
初期の床高が高いほど床の上部表面における固体運度が
低い。

第２９図は−３０＋３５米国篩の複合物に対し一定見掛
は流動化気体速度で床高が固体流量に及ぼす影響の例示
である。

実施ｆｌｉ８ 実施例５のステンレス鋼（ＳＳ）アルミナ複合物粒子を
１１３０図に示した幅２．５４ｃｍ、長さ３２．５ｃ＋
ｗの矩形形状の容器５６に、入れた。籾子を、実施例５
に記載し＠２　ｌ　ｂ及び２１ｃ図に例示した垂線に対
して２５″の角＃に傾斜し九穴６２を含む整流板グリッ
ド６ｏを通して空気Ｓ８を通すことＫよシ流動化し喪、
第、３０図に示すようにグリッドは水平面に関して角α
に傾けられ。

すなわちグリッドはグリッドの近傍又ＦｉＩＩＩＮ１１
する床の下部中の固体流の方向に傾けられ友。

装置全体を実施例５に記載した２個の電磁石６４によっ
て供給された喬直磁場中Ｋｔいた。

傾斜穴６２を通った空気５８の通過がグリッド６０の近
傍で床の底部の固体を穴を穿孔した方向に移動させた。

床の上部表面の固体が、グリッド近傍の固体流とは実質
上反対方向に移動することが観察された。従って第３０
図に矢で示したように渡体誘発自己循環床が確立された
。

整流板グリッドが水平面に関して傾斜しているのに加え
て床の上部表面はグリッドに関して角βに傾斜した。従
って床の上部表面は水平面に関して合計α＋βの角ＷＩ
ＬＫ傾斜し本。

試験を実線例６のステンレス鋼／アルミナ複合物及び鋼
球を用いて種々の条件で行なつ九。試験の結果は表■に
示される。

表　　　　　　　ｖｔｉ ３８／アルｉす複合体　　　　　　９９．２　　　　　
　　５．５１０９．１　　　　　　　　　６・０ １５４．１　　　　　　　　１２．７ １２１．０　　　　　　　　６．８ １３４．１　　　　　　　　　９．７ 鋼　　　　球　　　　　　　　１２１．５　　　　　　
　　３・１１２１．５　　　　　　　　　２．６ ４．２　　　　　　４４　　　　１．９°　　１．８０
５．２　　　　　　７４　　　　１．９°　　３．３０
４．８　　　　　　１４８　　　　１．９°　　６．０
゜５．９　　　　　　１０３　　　　１．９°　　５．
０゜６．２　　　　　　１５３　　　　１．９°　　３
．６゜５．２　　　　　　３０−　　　１．９°　　１
．５゜５．２　　　　　　５０　　　　　４．５°　　
０．３゜これらの試験は流動化流体を自己循環磁気安定
化流動体の連続運転を開始し、維持するのに使用できる
ことを実証する。加えて、鋼球を用いた試験は一定の見
掛は気体速度及び適用磁場においてαの増加に伴いβが
減少することを示す。通常αｔｊ４５’未満、好ましく
Ｆｉ３０’未満であろう。

典蓋的にはαは０〜２０’又は未満の範囲であろう・

【図面の簡単な説明】

１１図は横流磁気安定化流動床試験装置の平面図（上の
図）及び側面図（下の図）の略図。 ｗＸ２図は横流磁気安定化流動床における固体の流れ及
びそれに関連する角度。 第３図は横流磁気安定化流動床における床傾斜角が平均
床高に及ぼす影響。 蒙４図は横波磁気安定化流動床における適用磁場が平均
床高に及ぼす影響。 第５図ｔｉ横流磁気安定化流動床における流動化連駅と
転移速度との比が平均床高に及ぼす影響。 第６図は横ｆｌＬ磁気安定化流動床における流動化速度
と転移速度との比が平均速ｆＫ及ぼす影響。 第７図は横流磁気安定化流動床における床傾斜角が床高
プロフィールに及ぼす影響。 第８図は横流磁気安定化流動床における適用磁場が床高
プロフィールＫＥＬはス影響。 第９図は横流磁気安定化流動床における適用磁場及び見
掛は気体速度が固体流の角度に及ぼす影響。 第１０図は磁気安定化流動床の有効粘度が／ｌワー・ロ
ー流体として相関することの例示。 Ｗ１１図＃′ｉ横流磁気安定化流動床の低い適用磁場に
おける固体速変グロフィール。 １Ｍ１２図は横流磁気安定化流動床におけるよプ高い適
用磁場及び異なる床傾斜角における固体連層プロフィー
ル、 第１３図＃′１４１１ｉｔＩｌ磁気安定化流動床におけ
る見掛は流体速度が固体速度プロフィールに及ぼす影響
。 第１４図は横流磁気安定化流動床における堰高増加が固
体速度プロフィールに及ばず影響。 ！＠１５図は横流磁気安定化流動床における固体信置が
転移押掛は速ＷＫ及ぼす影響。 第１６図は横流磁気安定化流動床における適用磁場及び
ａｍけ気体速度が固体横流速度に及ぼす影響。 第１７図は横流磁気安定化流動床における適用磁場及び
見舞は気体速度が固体流の角度に及はず影響、　　′ おける増加した固体流動性。 ’ｌｌｉ　１９　ｍ　’（ＩＩ面図）及び１９ｂ（平面
図）図は回転横流磁率安定化流動床における固体輸、送
を誘発するための流動化流体の使用。 第２０ａ、２０ｂ及び２０ｃ図は横流磁気安定化流動床
における固体の自己機部の一発するための流動化流体の
使用。 第２１ｍ、２１ｂ及び２１ｃＦＩＩＪ＃ｉＲ体誘発横流
磁気安定化流動床における固体の輸送の研究に用いた試
験装置。 ［２２図＃ｉ流体誘発横流磁気安定化流動床における固
体の輸送の研究に用いた試験装置の平面図。 第２３図Ｆｉ流体誘発検流磁気安定化流動床における固
体の輸送の研究に用いた試験装置。 第２４ｍ及び２４ｂ図＃ｉ流体誘発横流磁気安定化流動
床における。磁轡ヲ固体の流れ・譬ターンに及はす影響
。 第２５ａ及び２シｂ図はＲ体鋳−発検流一気安定化流動
床における見掛は気体速度が固体の流れ／４ターンに及
ぼす影響−１ 第２６図＃′１１５１体−発検流磁気安定化流動床にお
ける磁場及び気体速度が固体流量に及埋ず影響。 第２７図＃ｉ流体ｅ発横流磁気安定化流動床におけ、床
あよい体。ヮ科２１．−２よ、よす影響゛゛。 雛２８図は流体誘発横流磁気安定化流動床における磁場
及び床高が固体流量に＆はす影響、第２９図は流体誘発
検流磁気安定化流動床における床高が固体流量に及ぼす
影響。 第３０図を流体−発自己機部横流磁気安定化流動床にお
ける固体の輸送の研究に用い九試験装置の例示である。 図中。 ２・・・床、４・・・９間、６・・・グリッド、８・・
・流動化空気、１０・・・ンレノイド電磁石、２２・・
・整流板グリッド、２４・・・傾斜推進路、２６・・・
流動化流体。 ３０・・・流動化流体、３２・・・ｌ１ｔｌｔ板グリツ
ド、３４・・・推進路、３６・・・接触容器、３８・・
・境界、４０・・・じゃま板、４２・・・磁気安定化床
装置、４４・・・整流板グリッド、４６・・・穴、４８
・・・ンレノイド電磁石。 ｓＯ・・・流動化空気、５２・・・整流板グリッド、５
４・・・グリッド大、５６・・・容器、５８・・・空気
、６０・・・整＃Ｉ職グリッド、６２・・・大、６４・
・・ンレノイド電磁石。 ＦＩＧ、　Ｉ ＦＩＧ、　２ 適用硲場−１０ＥＩＩ ５介畳カイし速度９ｊｉＥ袴速度、　　ジ、ノＪ。 ＦＩＧ　７ 床入０力゛らの距離　＋＋ａｌ ０．１　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
１００泳固停見柑はヒん働速度　ｍＶ、ＩＯ，＋ｓｅｃ
’＋局湧遠度月平ＩＩ；ｌ固体速度　Ｖ、／Ｖ。 局所速度開平１研司体速度、　Ｖ、／Ｖ、・固体横清速
度 １ ＋ＣＩｌ／ＳＥＣＩ ＦＩＧ、１５ −１６４− ＦＩＧ、　１６ ＦＩＧ、１７ ＦＩＧ、　１８ ＦＩＧ、　１９ａ ＦＩＧ、　２０ｂ ＦＩＧ、　２０Ｃ 第１頁の続き 優先権主張　＠１９８２年２月２日■米国（ＵＳ）［有
］３４５０９６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　固体の逆混合を抑えるのに十分な強さをもっ
   た磁気装置により安定化された懸濁した磁化性粒子の床
   が、床中を上昇状態で通過する流動化流体と容器内で接
   触し、その後その粒子が流体との接触からはずされる流
   動化条件下に流体と固体とを接触させる方法であって、
   その床中の粒子の少くとも一部分が流動化流体の流れに
   対して横切る方向に通ることを特徴とする方法。 慟　転移速度と運転速度との差と、転移速度と標準最小
   流動化速度との差との比が−０，１と十０．５の間の範
   囲にあることを特徴とする特許請求のＩＩｌ！囲第（！
   ）項記載の方法。 （勾　導入中横方向に速度成分を有する流動化流体を床
   の下部へ導入し、その流体を床の上部表面から除くこと
   を特徴とする特許請求の範囲＄１１（１）項又は第偉）
   項記載の方法。 （４）流動化流体を、床中へ導入する前に横方向に速度
   成分を持つ方向に向けるようにＩＩ流床装置に通すこと
   を特徴とする特許請求の範囲第（３）項記載の方法。 （５）磁化性粒子が非強磁性材料、強磁性材料、フェリ
   磁性材料の複合物又はそれらの混合物であることを特徴
   とする特許請求の範囲！　＋１１項ないし第（４）項の
   いずれか一項に記載の方法。 （６）　　磁化性粒子が非強磁性材料と混合されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項ないし第（
   ４）項のいずれか一項に記載の方法。 （７）　　床粒子の速度プロフィールが実質上向−であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲ｓ　１１１項ないし
   Ｍ　（６）項のいずれか一項に記載の方法。 （８）　　床粒子の高さプロフィールが実質上均一であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項ないし爲
   （７）項のいずれか一項に記載の方法。 （９）　　磁気装置が外部から適用された磁場であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲！　＋１）項ないし第１
   ８）項のいずれか一項に記載の方法。 舖　磁気装置が永久的に磁化した粒子を用いて得られる
   ことを特徴とする％！ｌ’Ｆｔｒｌｌ求の範囲！　（１
   １項ないし纂ｔｕｒ項のいずれか一項に記載の方法。