JPS5840139A - 触媒装置 - Google Patents
触媒装置Info
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- JPS5840139A JPS5840139A JP57144571A JP14457182A JPS5840139A JP S5840139 A JPS5840139 A JP S5840139A JP 57144571 A JP57144571 A JP 57144571A JP 14457182 A JP14457182 A JP 14457182A JP S5840139 A JPS5840139 A JP S5840139A
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- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
- F01N2330/08—Granular material
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】
本発明は、流体入口と流体出口とその中に集められた複
数の個々の触媒本体(catalyst bodies
)とを有する容器を含み、各触媒本体が反応のための触
媒活性物質を含む表面コーティングを担持し、作動時に
、入口から出口へ容器中を通る流の一般的方向に流体が
通過することを特徴とする、化学反応の触媒作用に用い
るための装置に関する。
数の個々の触媒本体(catalyst bodies
)とを有する容器を含み、各触媒本体が反応のための触
媒活性物質を含む表面コーティングを担持し、作動時に
、入口から出口へ容器中を通る流の一般的方向に流体が
通過することを特徴とする、化学反応の触媒作用に用い
るための装置に関する。
容器内圧無秩序に集められた複数の触媒ベレットからな
る触媒装置は当業界で公知である。例えば、マグロ−ヒ
ル社(McGraw−8111)発行のJ、 J。
る触媒装置は当業界で公知である。例えば、マグロ−ヒ
ル社(McGraw−8111)発行のJ、 J。
カーベリー(J、 J、 Carberry )著I化
学オヨヒ触媒反応工学(Chsmlcal and C
atalytlc ReactlonEnglneer
lng ) ’を参照されたい。また、英国特許出願公
告用2.053,957A号は、反応が行われる条件に
対して抵抗性の金属または合金上に担持された触媒の存
在下に於けるある種の化学反応の実2!liiを記載し
ている。触媒担体は容器中にあってもよく、また小さな
無秩序充填ハニカムの形体であってもよい。
学オヨヒ触媒反応工学(Chsmlcal and C
atalytlc ReactlonEnglneer
lng ) ’を参照されたい。また、英国特許出願公
告用2.053,957A号は、反応が行われる条件に
対して抵抗性の金属または合金上に担持された触媒の存
在下に於けるある種の化学反応の実2!liiを記載し
ている。触媒担体は容器中にあってもよく、また小さな
無秩序充填ハニカムの形体であってもよい。
ている。本発明は、触媒装置内にある種の秩序立った配
列で触媒本体(Catalyst body )を与え
、それに・よって性能の改善を達成せんとするものであ
る。
列で触媒本体(Catalyst body )を与え
、それに・よって性能の改善を達成せんとするものであ
る。
本発明は、流体入口と流体出口とその中に集められた複
数の個々の触媒本体とを有し、各触媒本体は反応に対す
る触媒活性物質を含む表面コーティングを担持し、作動
時に、入口から出口へ容器中を通る流の・一般的方向に
流体が流れるようになっている容器であって、各触媒本
体が秩序立った所定の大きさと配列の複数の内部チャン
ネル(channels ) を有していてチャンネ
ル中を通る実質的に無制限な流体流を可能にしかつ各触
媒本体が触媒本体を摩損から保護するための外部保護境
界を有し、かつ容器の断面を占める1個以上の列(tr
aln )からなる所定の配向で触媒本体を集め、該列
または各列および各触媒本体の該チャンネルが該流の一
般的方向と整列して通路を構成し、該通路を通って流体
が該一般的方向に流れるようになっていることを特徴と
する容器を含む。
数の個々の触媒本体とを有し、各触媒本体は反応に対す
る触媒活性物質を含む表面コーティングを担持し、作動
時に、入口から出口へ容器中を通る流の・一般的方向に
流体が流れるようになっている容器であって、各触媒本
体が秩序立った所定の大きさと配列の複数の内部チャン
ネル(channels ) を有していてチャンネ
ル中を通る実質的に無制限な流体流を可能にしかつ各触
媒本体が触媒本体を摩損から保護するための外部保護境
界を有し、かつ容器の断面を占める1個以上の列(tr
aln )からなる所定の配向で触媒本体を集め、該列
または各列および各触媒本体の該チャンネルが該流の一
般的方向と整列して通路を構成し、該通路を通って流体
が該一般的方向に流れるようになっていることを特徴と
する容器を含む。
本発明の触媒本体中のチャンネルは互いに実質的に平行
であることができ、円筒形本体の場合には、円筒の主軸
に対して平行であることができる。
であることができ、円筒形本体の場合には、円筒の主軸
に対して平行であることができる。
製造のし易さおよび装置の要求によって、別のチャンネ
化配列も可能である。
化配列も可能である。
装置の作動時、流体反応剤は流体入口から容器中へ蓬さ
れる。反応剤は触媒本体内のチャンネル中を通って流れ
、その結果、化学反応を触媒する触媒活性物質と接触す
る。反応の流体生成物は流体出口を通って容器から出る
。容器中を通る流体流の一般的方向は下方向であっても
よく、あるいは適宜に他の方向であってもよい。
れる。反応剤は触媒本体内のチャンネル中を通って流れ
、その結果、化学反応を触媒する触媒活性物質と接触す
る。反応の流体生成物は流体出口を通って容器から出る
。容器中を通る流体流の一般的方向は下方向であっても
よく、あるいは適宜に他の方向であってもよい。
本発明の装置は、細長い管や円筒や球や円錐やドラムの
ような、公知のおよび可能な現存する形の触媒本体用容
器を用いて実施することができるという実施上の利益が
ある。ラジアル接触コンバーターおよび軸向き接触コン
バーターの両者を用いることができる。本発明に用いる
触媒本体は、公知の容器内で使用するために適当な寸法
で製造することができる。触媒本体は、最初がらあるい
はある期間後に上記の所定の配向を取るような方法で、
容器内に入れることができる。本発明の装置は、特別な
触媒本体のチャンネルを構成する壁によって担持される
触媒活性物質が装置内の他の触媒本体と接触しないよう
に保護されている、すなわち触媒本体の表面積の相当な
部分が機械的に硬くかつ抵抗性の外部保護境界内部にあ
り、かくして摩損しないように保護されているので、重
大な摩損問題で悩まされることはない。
ような、公知のおよび可能な現存する形の触媒本体用容
器を用いて実施することができるという実施上の利益が
ある。ラジアル接触コンバーターおよび軸向き接触コン
バーターの両者を用いることができる。本発明に用いる
触媒本体は、公知の容器内で使用するために適当な寸法
で製造することができる。触媒本体は、最初がらあるい
はある期間後に上記の所定の配向を取るような方法で、
容器内に入れることができる。本発明の装置は、特別な
触媒本体のチャンネルを構成する壁によって担持される
触媒活性物質が装置内の他の触媒本体と接触しないよう
に保護されている、すなわち触媒本体の表面積の相当な
部分が機械的に硬くかつ抵抗性の外部保護境界内部にあ
り、かくして摩損しないように保護されているので、重
大な摩損問題で悩まされることはない。
本明細書中に於て、I流体lとは、情況によって、触媒
されるべき反応の反応剤あるいはかがる反応の生成物の
いずれかを含む流体またはそのいずれかからなる流体を
意味する。
されるべき反応の反応剤あるいはかがる反応の生成物の
いずれかを含む流体またはそのいずれかからなる流体を
意味する。
本発明の特別な装置内の触媒本体は、実質的に同様な内
部寸法、例えば大きさ、密度および(まタハ)チャンネ
ルの配列を有することができる−0しかし、ある用途で
は、本発明の装置はすべてが同じ内部寸法ではなり触媒
本体を含む。この方法で、装置中を流れる反応剤が触媒
活性物質と接触する機会を多くすることによって触媒効
率を増加させることができる。tた、装置の触媒本体の
内部寸法のかかる変化によって、装置の異なる部分の反
応性を調節することができ、それKよって温度分布のよ
シ正確な制御を行うことができる。
部寸法、例えば大きさ、密度および(まタハ)チャンネ
ルの配列を有することができる−0しかし、ある用途で
は、本発明の装置はすべてが同じ内部寸法ではなり触媒
本体を含む。この方法で、装置中を流れる反応剤が触媒
活性物質と接触する機会を多くすることによって触媒効
率を増加させることができる。tた、装置の触媒本体の
内部寸法のかかる変化によって、装置の異なる部分の反
応性を調節することができ、それKよって温度分布のよ
シ正確な制御を行うことができる。
本発明の装置内の複数の触媒本体とは、該装置の触媒効
率が、容器内に単一の触媒本体が充填されており、該単
一本体が本発明の装置内の触媒本体と同じ装置容積比率
を占めかつ該本体と同じ内部チャンネルサイズおよび配
列を有しかつ該本体と同じ表面コーティングを有する同
一寸法の装置の触媒効率よシ大きくなるような数を意味
する。
率が、容器内に単一の触媒本体が充填されており、該単
一本体が本発明の装置内の触媒本体と同じ装置容積比率
を占めかつ該本体と同じ内部チャンネルサイズおよび配
列を有しかつ該本体と同じ表面コーティングを有する同
一寸法の装置の触媒効率よシ大きくなるような数を意味
する。
触媒本体が1つの列のみからなるある配向で集められか
つそれら本体がほぼ同様な内部寸法を有する場合の本発
明の1つの実施態様に於ては、あ、る特別な本体のチャ
ンネルが装置内の次の隣接する1個(または2個以上)
の本体のチャンネルと正確に整列することは到底あシ得
ない。(このことはかかる整列を与えるための装置の組
み立てに於て考えられる工程は取られないと仮定する)
。
つそれら本体がほぼ同様な内部寸法を有する場合の本発
明の1つの実施態様に於ては、あ、る特別な本体のチャ
ンネルが装置内の次の隣接する1個(または2個以上)
の本体のチャンネルと正確に整列することは到底あシ得
ない。(このことはかかる整列を与えるための装置の組
み立てに於て考えられる工程は取られないと仮定する)
。
隣接本体のチャンネルとの相当な非整列があるであろう
。これらの環境では、単一触媒本体のみが存在する上記
装置に比べて反応剤のより大きい混合度が与えられる点
で、装置の触媒効率はそれによって増強される。
。これらの環境では、単一触媒本体のみが存在する上記
装置に比べて反応剤のより大きい混合度が与えられる点
で、装置の触媒効率はそれによって増強される。
触媒本体が容器の断面をI占めるIための本発明の必要
条件は、流体反応剤が触媒活性物質ヲ仔回lする率を最
少にすることである。しかし、I迂回Iをさらに最少に
するために、容器の内壁が触媒活性物質を含む表面コー
ティングを担持することもできる。本体が1つの列のみ
からなるある配向で集められる場合の実施態様に於ては
、各触媒本体は、例えば、本体が容器に接着しないよう
にするためおよび本体を容器から取シ出すことを容易に
するため、容器の内側寸法よりも小さい外側寸法をもつ
ことができる。かかる環境では、特別な1つの本体の容
器に対する配置は、必ずしも隣接の1個または2個以上
の本体の配置と同じである必要はない。かかる寸法の差
異がもし与えられるならば、かかる差異は、容器と本体
との膨張係数の差異によって決められ、使用中に起こる
よごれの見込みによって4決められる。本体および容器
がおのおの円筒形である場−合には、本体の外径と容器
の内径との間の差異は、例えば0.05cm〜0.43
の範囲であることができる。さらに、容器と本体との間
の接触を最少圧したい場合には、スペーサーを、例えば
容器または本体のいずれかに取付けて設けることができ
る。
条件は、流体反応剤が触媒活性物質ヲ仔回lする率を最
少にすることである。しかし、I迂回Iをさらに最少に
するために、容器の内壁が触媒活性物質を含む表面コー
ティングを担持することもできる。本体が1つの列のみ
からなるある配向で集められる場合の実施態様に於ては
、各触媒本体は、例えば、本体が容器に接着しないよう
にするためおよび本体を容器から取シ出すことを容易に
するため、容器の内側寸法よりも小さい外側寸法をもつ
ことができる。かかる環境では、特別な1つの本体の容
器に対する配置は、必ずしも隣接の1個または2個以上
の本体の配置と同じである必要はない。かかる寸法の差
異がもし与えられるならば、かかる差異は、容器と本体
との膨張係数の差異によって決められ、使用中に起こる
よごれの見込みによって4決められる。本体および容器
がおのおの円筒形である場−合には、本体の外径と容器
の内径との間の差異は、例えば0.05cm〜0.43
の範囲であることができる。さらに、容器と本体との間
の接触を最少圧したい場合には、スペーサーを、例えば
容器または本体のいずれかに取付けて設けることができ
る。
装置の他の実施態様に於ては、その地点に於ける一般的
な流体流方向に垂直に選ばれた容器の断面を多数の列が
通るような配向で本体を集めることができる。
な流体流方向に垂直に選ばれた容器の断面を多数の列が
通るような配向で本体を集めることができる。
装置内の物質移動は、短い長さの触媒本体を用いること
によって増強させることができる。1つの列のみがある
′本発明の実施態様に於ては、容器の主軸に対して垂直
な触媒本体表面の自然の不規則性が、触媒本体間の半径
方向物質移動を起こさせるのに通常充分であろう。しか
し、本発明は、おのおのの触媒本体が次の隣接の11′
Imまたは2個以上の本体と近接または接触する装置に
限定されるものではない。かくして、ある環境では、各
本体を次の隣接の11固または2個以上の本体と分離さ
せることによって熱勾配を制御する必要があるかもしれ
ない。それ故、1列(train ) ’という用語は
適宜に解放されねばならない。さらに、1列(trai
n ) #とは、各本体が必ず次の隣接の1 +1i!
dまたは2個以上の本体と固定された関係にあることを
意味するととるべきでないことを指摘しておく。1列(
train ) ’とは、単に、本体の相対的な空間配
置を示すためにのみ用いられる。U・・・・・と整列し
た( at igned witn ) ’とは、1つ
または2つ以上の列が流の一般的方向と正確に一直線に
なることを必ずしも意味しない。かくして、本発明に於
ては、後で示すように、正確な整列から幾らかの角度的
なずれが可能である。要するに、列の最大の方向成分が
流の一般的方向と整列している。また、1つまたは2つ
以上の列は上記制限内で枝分かれすることもできる。′
容器内に2つ以上の列がある場合、列は、例えば、〃い
にほぼ・F行であることができる。
によって増強させることができる。1つの列のみがある
′本発明の実施態様に於ては、容器の主軸に対して垂直
な触媒本体表面の自然の不規則性が、触媒本体間の半径
方向物質移動を起こさせるのに通常充分であろう。しか
し、本発明は、おのおのの触媒本体が次の隣接の11′
Imまたは2個以上の本体と近接または接触する装置に
限定されるものではない。かくして、ある環境では、各
本体を次の隣接の11固または2個以上の本体と分離さ
せることによって熱勾配を制御する必要があるかもしれ
ない。それ故、1列(train ) ’という用語は
適宜に解放されねばならない。さらに、1列(trai
n ) #とは、各本体が必ず次の隣接の1 +1i!
dまたは2個以上の本体と固定された関係にあることを
意味するととるべきでないことを指摘しておく。1列(
train ) ’とは、単に、本体の相対的な空間配
置を示すためにのみ用いられる。U・・・・・と整列し
た( at igned witn ) ’とは、1つ
または2つ以上の列が流の一般的方向と正確に一直線に
なることを必ずしも意味しない。かくして、本発明に於
ては、後で示すように、正確な整列から幾らかの角度的
なずれが可能である。要するに、列の最大の方向成分が
流の一般的方向と整列している。また、1つまたは2つ
以上の列は上記制限内で枝分かれすることもできる。′
容器内に2つ以上の列がある場合、列は、例えば、〃い
にほぼ・F行であることができる。
容器内の本体のすべてが必ずしも1つまたは2つ以上の
列の形である必要はないことを認めるべきである。かく
して、装置の触媒性能に顕著な影響を与えないで本体の
一部が無秩序配列で存在することができる。
列の形である必要はないことを認めるべきである。かく
して、装置の触媒性能に顕著な影響を与えないで本体の
一部が無秩序配列で存在することができる。
本体は個々に容器内に入れてもよく、あるいは例えば本
体が一緒につながれて1つまたは2つ以上の列を構成す
る場合には本体を予め作った1つまたは2つ以上の列と
して容器内に入れることができる。
体が一緒につながれて1つまたは2つ以上の列を構成す
る場合には本体を予め作った1つまたは2つ以上の列と
して容器内に入れることができる。
互いにほぼ平行な配列で複数のチャンネルを有する、本
発明で使用するための触媒本体は、例えばチャンネルの
方向に対して直角な本体の部分1cIn2 当たり4
00〜4個のチャンネルを有することができる。好まし
くは、表面積を最大にしかつ装置使用時のチャンネルの
目詰まりの危険を最少にするため、1α2 当たシかか
るチャンネルが200〜25個ある。
発明で使用するための触媒本体は、例えばチャンネルの
方向に対して直角な本体の部分1cIn2 当たり4
00〜4個のチャンネルを有することができる。好まし
くは、表面積を最大にしかつ装置使用時のチャンネルの
目詰まりの危険を最少にするため、1α2 当たシかか
るチャンネルが200〜25個ある。
容器の主軸は直線であることが好ましいが、他ば、容器
の主軸は、少なくとも部分的に弓形路であることができ
る。
の主軸は、少なくとも部分的に弓形路であることができ
る。
不発8Aを使用する場合、容器中へ本体を無秩序充填(
例えば・・二カム形の)する場合よりも数多くの利点が
ある。第1は、容器の内容物が一般的なガス流方向と整
列した実質的な数の列からなる場合には、容器に沿った
圧力降下が相当に減少されるということである。第2は
、流体流の一般的方向と列が整列していると、反応剤流
体中の本体の触媒活性が増強されることである。
例えば・・二カム形の)する場合よりも数多くの利点が
ある。第1は、容器の内容物が一般的なガス流方向と整
列した実質的な数の列からなる場合には、容器に沿った
圧力降下が相当に減少されるということである。第2は
、流体流の一般的方向と列が整列していると、反応剤流
体中の本体の触媒活性が増強されることである。
これらの現象の1つの説明は、触媒本体がガス流の一般
的方向と整列している場合には、反応剤流体が触媒本体
の中央を通過することがより可能になるということであ
る。かくして、装置の単位体積当たりでより多くの触媒
表面が反応剤に帯露され、触媒本体1個当たりでよシ高
い触媒活性が得られる。
的方向と整列している場合には、反応剤流体が触媒本体
の中央を通過することがより可能になるということであ
る。かくして、装置の単位体積当たりでより多くの触媒
表面が反応剤に帯露され、触媒本体1個当たりでよシ高
い触媒活性が得られる。
もう1つの重要な利益は、容器中へ本体を非無秩序充填
することによシ、容器内の空隙率(νoldage )
が顕著に減少されることである。空隙率とは個々の触媒
本体で占められない容積の百分率である。ここで、個々
の本体の容積は本体の外部境界内の全容積を含む、従っ
て、1個の本体内にあるチャンネルの容積は、空隙率(
voldage)の計算では本体の容積に含まれる。
することによシ、容器内の空隙率(νoldage )
が顕著に減少されることである。空隙率とは個々の触媒
本体で占められない容積の百分率である。ここで、個々
の本体の容積は本体の外部境界内の全容積を含む、従っ
て、1個の本体内にあるチャンネルの容積は、空隙率(
voldage)の計算では本体の容積に含まれる。
不必要な空隙は、反応剤の生成物へのある程度の転化を
起こさせるに必要な装置の容積を増加させることKなる
。また、ある場合には、同一容積内圧よシ多数の本体を
入れて置くこと罠より、より高い程度の転化率が得られ
るという利点もある。
起こさせるに必要な装置の容積を増加させることKなる
。また、ある場合には、同一容積内圧よシ多数の本体を
入れて置くこと罠より、より高い程度の転化率が得られ
るという利点もある。
加えて、望ましくない空隙の存在は、容器内で起こシ得
る均−反応対不均−反応の比率を変化するため、反ろ剤
から望ましくない副生成物への転化比率を増加する可能
性がある。
る均−反応対不均−反応の比率を変化するため、反ろ剤
から望ましくない副生成物への転化比率を増加する可能
性がある。
本発明は、高い圧力降下によって効率が損なわれるプロ
セスの触媒作用に用すられる。典型的なノロセスとして
は、管状容器内で行われまたは行われ得る高度の発熱ま
たは吸熱反応が含まれる。
セスの触媒作用に用すられる。典型的なノロセスとして
は、管状容器内で行われまたは行われ得る高度の発熱ま
たは吸熱反応が含まれる。
その他の典型的なプロセスには、反応中に反応速度が触
媒中への拡散によっである程度制御されるプロセスが含
まれる。これらの反応では、小さい触媒本体の使用で得
られる利益と付随する圧力降下の増加の不利益との間で
しばしば妥協に達する。
媒中への拡散によっである程度制御されるプロセスが含
まれる。これらの反応では、小さい触媒本体の使用で得
られる利益と付随する圧力降下の増加の不利益との間で
しばしば妥協に達する。
さらに、触媒ペレットの分解によるかあるいは容器に入
って来る流体の一部分が空隙内で析出または分解するか
のいずれかの理由で容器の空隙内に固体粒子が蓄積され
るための圧力降下が問題となる反応がある。
って来る流体の一部分が空隙内で析出または分解するか
のいずれかの理由で容器の空隙内に固体粒子が蓄積され
るための圧力降下が問題となる反応がある。
これらの範噴の1つ以上に入る典型的なプロセスには、
炭化水素のスチームリフオーミング、メタネーション、
炭化水素の選択的な完全酸化、二酸化硫黄の三酸化硫黄
への酸化、アンモニアの酸化、水素化脱硫法、メタノー
ル合成、水性がス転化反応が含まれる。
炭化水素のスチームリフオーミング、メタネーション、
炭化水素の選択的な完全酸化、二酸化硫黄の三酸化硫黄
への酸化、アンモニアの酸化、水素化脱硫法、メタノー
ル合成、水性がス転化反応が含まれる。
触媒本体はセラミック材料製または金属製でよい。適当
なセラミック材料の例はムライト、コージーライト、炭
化珪素、窒化珪素、ジルコニアである。適当な金属の例
はアルミニウム担持鉄ベース合金、アルミニウム、ステ
ンレス鋼、高Nl 含置端である。アルミニウム担持
鉄ペース合金の1例は、重量組成でCr10〜30%、
At 1〜10襲、CO〜0.5%であシ、残シはFe
である。
なセラミック材料の例はムライト、コージーライト、炭
化珪素、窒化珪素、ジルコニアである。適当な金属の例
はアルミニウム担持鉄ベース合金、アルミニウム、ステ
ンレス鋼、高Nl 含置端である。アルミニウム担持
鉄ペース合金の1例は、重量組成でCr10〜30%、
At 1〜10襲、CO〜0.5%であシ、残シはFe
である。
かかる合金は、英国登録商標lフエクラロイ(FECR
ALLOY )#で発売されている。
ALLOY )#で発売されている。
耐高温脆化性が重要である場合には、かがる合金は、C
r209!rまで、At 1〜10%、Yo、1〜5.
01残りがFs の重量組成の規格内で作られる。あ
る程度の高温脆化が許容される場合には、25重量%ま
での高クロム含量を用いることができる。特に好ましい
組成は、Cr15.50〜16.50優、At4.6〜
5.6チ、YO03〜1.0チ、残りがFa のフェ
クラロイ(FECRALLOY) (登録商標)合金で
ある。
r209!rまで、At 1〜10%、Yo、1〜5.
01残りがFs の重量組成の規格内で作られる。あ
る程度の高温脆化が許容される場合には、25重量%ま
での高クロム含量を用いることができる。特に好ましい
組成は、Cr15.50〜16.50優、At4.6〜
5.6チ、YO03〜1.0チ、残りがFa のフェ
クラロイ(FECRALLOY) (登録商標)合金で
ある。
上記合金はCoおよび(ま九は) Nlを含んでいても
よいが、その含量は各元素0〜3重量%の範囲に限定さ
れるべきである。しかし、Co O〜5チ、Nl
O〜5チの範囲でこれらを添加しても、受容できる性能
を得ることができる。
よいが、その含量は各元素0〜3重量%の範囲に限定さ
れるべきである。しかし、Co O〜5チ、Nl
O〜5チの範囲でこれらを添加しても、受容できる性能
を得ることができる。
もう1つの合金は、英国登録商標カンタールである。か
かる合金の典型的な例は、およその重量組成がCr22
.5%、At4.59A、Co 2.0−1c、o、i
係、残シFeである。
かる合金の典型的な例は、およその重量組成がCr22
.5%、At4.59A、Co 2.0−1c、o、i
係、残シFeである。
本発明に用いるセラミック材料の触媒本体は当業界で公
知の方法で製造され、例えば、本発明で用いるためのハ
ニカム構造で製造される。本発明で使用するための金属
の触媒本体は、少なくとも一部分、本体中を通るチャン
ネルを構成する波形金属で製造される。例えば、本発明
で使用するための金属触媒本体は、lスイスロールI型
に巻かれた渦巻き状の交互の平面および波形シートから
なることができる。かかる本体は、ワイヤーまたはスプ
リットリングまたは座金のような外部からの締付は手段
あるいは溶接によって一緒に保持することができる。永
久的な固定を与えかつ本体のプロフィルをほとんど乱さ
ない点で、点溶接または線溶接が好ましい。このことは
、本体を容器中にしつかルと適合させ、それによって装
置のI死l容積の発生を最少にすることができる。
知の方法で製造され、例えば、本発明で用いるためのハ
ニカム構造で製造される。本発明で使用するための金属
の触媒本体は、少なくとも一部分、本体中を通るチャン
ネルを構成する波形金属で製造される。例えば、本発明
で使用するための金属触媒本体は、lスイスロールI型
に巻かれた渦巻き状の交互の平面および波形シートから
なることができる。かかる本体は、ワイヤーまたはスプ
リットリングまたは座金のような外部からの締付は手段
あるいは溶接によって一緒に保持することができる。永
久的な固定を与えかつ本体のプロフィルをほとんど乱さ
ない点で、点溶接または線溶接が好ましい。このことは
、本体を容器中にしつかルと適合させ、それによって装
置のI死l容積の発生を最少にすることができる。
触媒本体上の表面コーティングは、触媒活性物質として
の1種以上の遷移金属元素またはそれらの化合物、例え
ばF& Co%NI% Ru%Rh、 Pct、 Os
。
の1種以上の遷移金属元素またはそれらの化合物、例え
ばF& Co%NI% Ru%Rh、 Pct、 Os
。
1「、Pt、Cu、^g、Auの金属、ならびKV、C
r、Mo。
r、Mo。
W、Mnの酸化物および混合酸化物を含むことができる
。触媒活性物質の選択は、大体において、触媒作用によ
って処理される反応によって実際に決定される。好まし
くは、触媒活性物質は、セラミックコーティング、例え
ばAj203、CeO2、Y2O3、丁IO2、ZrO
2、Tt102.5to2 のような耐火酸化物コー
ティングで担持される。かかるコーティングは、当業界
で公知の方法、例えば英国特許明細置薬1.568.8
61号記載の方法で適用することができる。
。触媒活性物質の選択は、大体において、触媒作用によ
って処理される反応によって実際に決定される。好まし
くは、触媒活性物質は、セラミックコーティング、例え
ばAj203、CeO2、Y2O3、丁IO2、ZrO
2、Tt102.5to2 のような耐火酸化物コー
ティングで担持される。かかるコーティングは、当業界
で公知の方法、例えば英国特許明細置薬1.568.8
61号記載の方法で適用することができる。
触媒本体の製造に於て、触媒活性物質は、当業界で公知
の方法、例えば溶液含浸を行い、次いで分解、スノぐツ
タリング、プラズマコーティング、炎吹付け、蒸着また
は焼結を行って適用することができる。
の方法、例えば溶液含浸を行い、次いで分解、スノぐツ
タリング、プラズマコーティング、炎吹付け、蒸着また
は焼結を行って適用することができる。
もう1つの面に於て、本発明は、触媒活性物質が反応の
触媒作用をする条件の下で、本発明の装置を通して反応
のための1種または2種以上の反応剤を流すことからな
る化学反応の触媒作用の方法を提供する。
触媒作用をする条件の下で、本発明の装置を通して反応
のための1種または2種以上の反応剤を流すことからな
る化学反応の触媒作用の方法を提供する。
以下、添付図面の第1図〜第7図を参照しながら、本発
明の幾つかの実施方法を、単なる例として説明する。
明の幾つかの実施方法を、単なる例として説明する。
第1図について説明すると、・容器1は中央円筒部2と
下端部3と上端部4とからなる。下端部3は容器1へ流
体を送るための入口管5を備えており、上端部4は容器
1から流体を送シ出すための出口f6を備えている。容
器lは、容器l内に充填された、複数の、一般に円筒形
の本体8からなる単一の列7を備えていて、各本体8は
容器の断面を満たすようになっている。各本体8は、そ
の一般に平坦な側面によって、次の隣接の1個または2
個の本体と接触している。
下端部3と上端部4とからなる。下端部3は容器1へ流
体を送るための入口管5を備えており、上端部4は容器
1から流体を送シ出すための出口f6を備えている。容
器lは、容器l内に充填された、複数の、一般に円筒形
の本体8からなる単一の列7を備えていて、各本体8は
容器の断面を満たすようになっている。各本体8は、そ
の一般に平坦な側面によって、次の隣接の1個または2
個の本体と接触している。
次に、第2図について説明する。触媒本体8を、容器1
内の適所忙於て、よシ詳細に示しである。
内の適所忙於て、よシ詳細に示しである。
各本体はIスイx o −A/ (5ulss−rol
l ) ’型のコイル渦巻状に巻かれた交互の平面シー
ト9と波形シート10とからなっている。シート9およ
び10のおのおのは金属製である。外側平面シート9′
は外側保護本体8を構成する。このコイルは、溶接(図
面には示してない)によって巻きもどらないようになっ
ている。シート9および10は、触媒本体8中を通って
伸びている複数の通路を構成する。シート9および10
のおのおのは担体物質層(図面には示してない)を担持
し、担体物質層はまた触媒性物質層(図面には示してな
い)1−担持している。
l ) ’型のコイル渦巻状に巻かれた交互の平面シー
ト9と波形シート10とからなっている。シート9およ
び10のおのおのは金属製である。外側平面シート9′
は外側保護本体8を構成する。このコイルは、溶接(図
面には示してない)によって巻きもどらないようになっ
ている。シート9および10は、触媒本体8中を通って
伸びている複数の通路を構成する。シート9および10
のおのおのは担体物質層(図面には示してない)を担持
し、担体物質層はまた触媒性物質層(図面には示してな
い)1−担持している。
第1図に示した装置の作動時には、容器1中へ、入口’
f5から矢印aで示す方向へ流体反応剤が送りこまれる
。反応剤は列7中を通り、そこから触媒本体8内の通路
12中を通シ、それによって反応剤の化学反応を触媒す
る触媒活性物質(図面には示してない)と接触する。化
学反応の生成物は、出口管6を通って、矢印すで示す方
向へ、容器から出る。矢印1およびbは容器1を通る流
体流の一般的方向を示し、該一般的方向は容器1内で矢
筒3図〜第6図について説明すると、各図面は、第1図
に示した容器と同様な型の円筒形容器1を示す。、容器
lは第1図に示したものと同様な入口管および出口管(
図には示してない)を備えている。第3図〜第6図の各
容器は第1図および第2図に示した触媒本体8と同様な
複数の触媒本体8を備えている。図面中には、本体80
代表的な見本しか示してない。触媒本体8は本体の列7
からなる1つの配向で集められる。幾つかの列7の整列
は、代表的な場合に点線で示してあり、各列7は点線の
方向に流体の通路を構成する。
f5から矢印aで示す方向へ流体反応剤が送りこまれる
。反応剤は列7中を通り、そこから触媒本体8内の通路
12中を通シ、それによって反応剤の化学反応を触媒す
る触媒活性物質(図面には示してない)と接触する。化
学反応の生成物は、出口管6を通って、矢印すで示す方
向へ、容器から出る。矢印1およびbは容器1を通る流
体流の一般的方向を示し、該一般的方向は容器1内で矢
筒3図〜第6図について説明すると、各図面は、第1図
に示した容器と同様な型の円筒形容器1を示す。、容器
lは第1図に示したものと同様な入口管および出口管(
図には示してない)を備えている。第3図〜第6図の各
容器は第1図および第2図に示した触媒本体8と同様な
複数の触媒本体8を備えている。図面中には、本体80
代表的な見本しか示してない。触媒本体8は本体の列7
からなる1つの配向で集められる。幾つかの列7の整列
は、代表的な場合に点線で示してあり、各列7は点線の
方向に流体の通路を構成する。
第3図〜第6図に示した各装置の作動時には、入口管(
図には示してないンから、矢印δで示す方向に、容器1
中へ流体反応剤が送シこまれる。
図には示してないンから、矢印δで示す方向に、容器1
中へ流体反応剤が送シこまれる。
反応剤は列7中を通シ、そこから触媒本体8内の通路(
図には示してない)中を通り、それによって、反応剤の
反応を触媒する触媒活性物質(図には示してない)と接
触する。化学反応の生成物は、出口管(図には示してな
い)を通って、矢印すで示す方向に、容器1から出る。
図には示してない)中を通り、それによって、反応剤の
反応を触媒する触媒活性物質(図には示してない)と接
触する。化学反応の生成物は、出口管(図には示してな
い)を通って、矢印すで示す方向に、容器1から出る。
矢印aおよびbは容器1を通る流体流の一般的方向を示
す。かくして、列7は該一般的方向と整列している。
す。かくして、列7は該一般的方向と整列している。
下記の実施例中、実施例1および2は本発明の実施例で
あるが、実施例^、B%Cは比較実施例であシ、本発明
の実施例ではない。
あるが、実施例^、B%Cは比較実施例であシ、本発明
の実施例ではない。
実施例1
円筒形容器(長さ9cm、直径6.51)に、第1図お
よび第2図に示したタイプの、?フエクラロイ(FEC
RALLOY )#鋼製の円筒形本体(長さ0.9傭、
直径0.85CI!、波形の深さ1wm )480個を
充填した。本体を、容器の主軸と整列させかつ互いにほ
ぼ平行な直線状の列の形で充填した。容器内の空隙率(
死空間)を、容器の全容積の分率として、また圧力損失
を容器の主軸の一般的方向に於ける容器中を通る空気流
速の関数として測定した。
よび第2図に示したタイプの、?フエクラロイ(FEC
RALLOY )#鋼製の円筒形本体(長さ0.9傭、
直径0.85CI!、波形の深さ1wm )480個を
充填した。本体を、容器の主軸と整列させかつ互いにほ
ぼ平行な直線状の列の形で充填した。容器内の空隙率(
死空間)を、容器の全容積の分率として、また圧力損失
を容器の主軸の一般的方向に於ける容器中を通る空気流
速の関数として測定した。
実施例A
実施例1の操作を繰返した。但し、容器内に触媒本体を
無秩序に充填した。
無秩序に充填した。
実施例日
実施例1の操作を繰返した。但し、触媒本体を容器内に
無秩序に充填した後、振動させた。
無秩序に充填した後、振動させた。
実施例C
実施例1の操作を繰返した。但し、触媒を列の形で容器
内に充填したが、どの列も容器の主軸と整列させなかっ
た。
内に充填したが、どの列も容器の主軸と整列させなかっ
た。
空隙率の結果は下記の通シである。
また、圧力降下の結果を第7図に示したが、第7図には
軸に石って測定した量および単位をグラフに示しである
。グラフ中の記号は下記のように上記実施例の装置につ
いて得た値を示す。
軸に石って測定した量および単位をグラフに示しである
。グラフ中の記号は下記のように上記実施例の装置につ
いて得た値を示す。
X:実施例1、Δ:実施例^、○:実施例8、〜口:実
施例C0第7図から、実施例1の装置は、与えられた圧
力降下に対して、実施例A、日、Cの装置よυもずっと
高い空気流速を可能にすることがわかる。
施例C0第7図から、実施例1の装置は、与えられた圧
力降下に対して、実施例A、日、Cの装置よυもずっと
高い空気流速を可能にすることがわかる。
実施例2
実施例1で使用した480個の触媒本体を、616)/
lのN + (NO3) 2・6H20と 220 P
/l(D At205 トを含むニッケル・アルミナウ
ォッシュコー) (washcoat ) で被覆し
た。この被覆本体を乾燥した後、450℃に於て、空気
中で15分間焼成した。焼成後、ウォッシュコートの質
量はモノリス本体(monollths bodies
) の元の質量の12.7%になった。この本体を
、次に550℃に於て、30分間水素中で還元した後、
内径6.5cInの容器中に無秩序に充填して床をつく
った。次に、250℃に於て、さらに還元を行った。
lのN + (NO3) 2・6H20と 220 P
/l(D At205 トを含むニッケル・アルミナウ
ォッシュコー) (washcoat ) で被覆し
た。この被覆本体を乾燥した後、450℃に於て、空気
中で15分間焼成した。焼成後、ウォッシュコートの質
量はモノリス本体(monollths bodies
) の元の質量の12.7%になった。この本体を
、次に550℃に於て、30分間水素中で還元した後、
内径6.5cInの容器中に無秩序に充填して床をつく
った。次に、250℃に於て、さらに還元を行った。
活性測定中、16N2:ICO:3H2の組成のガxl
、全流速50t/分(H,S、 V、=+−909oh
7.1)で容器へ供給した。−酸化炭素の不在下に於−
て、床の中央が224℃の温度に達するように%ガスを
予熱した。
、全流速50t/分(H,S、 V、=+−909oh
7.1)で容器へ供給した。−酸化炭素の不在下に於−
て、床の中央が224℃の温度に達するように%ガスを
予熱した。
から取シ出し、本体の内部チャンネルがチャンネル中を
通るガス流の一般的方向と完全に整列するように再充填
した。この触媒本体を上記と正確に同じ方法で還元した
後、活性試験を行った。
通るガス流の一般的方向と完全に整列するように再充填
した。この触媒本体を上記と正確に同じ方法で還元した
後、活性試験を行った。
整列した触媒本体を含む容器からの流出ガス中のメタン
の百分率は無秩序充填触媒を含む反応器からの流出ガス
中のメタンの百分率の2倍であった。このことは、触媒
本体の無秩序充填配列に比べて、秩序充填配列の方がず
っと有効性が大きいことを示している。秩序充填配列と
無秩序充填配列の活性の比は、空間速度、触媒本体の直
径:長さ比および全触媒本体寸法に依存すると期待され
る。 44゛ 秩序配列の活性が大きくなることは、各触媒本体の内部
チャンネル中への反応剤ガスの透過が増大するために生
ずるらしい。
の百分率は無秩序充填触媒を含む反応器からの流出ガス
中のメタンの百分率の2倍であった。このことは、触媒
本体の無秩序充填配列に比べて、秩序充填配列の方がず
っと有効性が大きいことを示している。秩序充填配列と
無秩序充填配列の活性の比は、空間速度、触媒本体の直
径:長さ比および全触媒本体寸法に依存すると期待され
る。 44゛ 秩序配列の活性が大きくなることは、各触媒本体の内部
チャンネル中への反応剤ガスの透過が増大するために生
ずるらしい。
第1図は、流体が関与する化学反応の触媒作用のための
触媒装置の中央部の側面図であシ、第2図は、第1図の
線A−Aについての拡大断面図であシ、 第3〜6図は、触媒本体の種々の配向を示す、流体が関
与する化学反応の触媒作用のための触媒装置の概略側面
図であシ、 第7図は、本発明の触媒装置および本発明の部分を形成
しない触媒装置の圧力降下と流速との関係を示すグラフ
である。 図面番号の説明 ■・・・容器、2・・・容器の中央円筒部、3・・・容
器の下端部、4・・・容器の上端部、5・・・入口管、
6・・・出口管、7・・・列車、8・・・触媒本体、9
・・・平面シート、lO・・・波形シート
触媒装置の中央部の側面図であシ、第2図は、第1図の
線A−Aについての拡大断面図であシ、 第3〜6図は、触媒本体の種々の配向を示す、流体が関
与する化学反応の触媒作用のための触媒装置の概略側面
図であシ、 第7図は、本発明の触媒装置および本発明の部分を形成
しない触媒装置の圧力降下と流速との関係を示すグラフ
である。 図面番号の説明 ■・・・容器、2・・・容器の中央円筒部、3・・・容
器の下端部、4・・・容器の上端部、5・・・入口管、
6・・・出口管、7・・・列車、8・・・触媒本体、9
・・・平面シート、lO・・・波形シート
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (璽) 流体入口と流体出口と容器中に集められた多
数の個々の触媒本体と番有する容器を含み、各触媒本体
が反応のための触媒活性物質を含む表面コーティングを
担持し、作動時には、入口から出口へ容器を通る流の一
般的方向に流体が通過する、化学反応の触媒作用に用い
るための装置であって、 各触媒本体が秩序立った所定の大きさおよび配列の複数
の内部チャ/ネルを有し、チャンネルを通して実質的に
無制限な流体流を可能にし、各触媒本体が摩損しないよ
うに保護するための外部保護境界を有し、かつ触媒本体
が容器の断面を占める1個以上の列を含む所定の配向で
集められ、該列または各列および各触媒本体の該チャン
ネルが該一般的方向と整列して通路を構成し、該通路を
通して流体が該一般的方向に通過することを特徴とする
装置。 (2) 互いにかつ容器の主軸に実質的に平行に容器
内に集められた2個以上の列があることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の装置。 (3) 各触媒本体が互いに実質的に平行な配列で複
数のチャンネルを有しかつチャンネルの方向に対して直
角に1触媒本体の部分1 cm2 当たり400〜4
個のチャンネルを有することを特徴とする特許請求の範
囲第1項または第2項のいずれかの項に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB25515 | 1981-08-20 | ||
GB8125515 | 1981-08-20 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5840139A true JPS5840139A (ja) | 1983-03-09 |
Family
ID=10524080
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57144571A Pending JPS5840139A (ja) | 1981-08-20 | 1982-08-20 | 触媒装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0073150B1 (ja) |
JP (1) | JPS5840139A (ja) |
AT (1) | ATE23279T1 (ja) |
DE (1) | DE3274071D1 (ja) |
GB (1) | GB2103953B (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008545527A (ja) * | 2005-05-24 | 2008-12-18 | クリスタフエーズ・インターナシヨナル・インコーポレーテツド | 成分分離装置におけるプロセス流のための分離方法及び組立体 |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB8300554D0 (en) * | 1983-01-10 | 1983-02-09 | Atomic Energy Authority Uk | Catalyst preparation |
GB8316588D0 (en) * | 1983-06-17 | 1983-07-20 | Ici Plc | Contact material |
EP0154011B1 (de) * | 1984-03-02 | 1988-03-09 | INTERATOM Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Katalysatoranordnung aus vielen geordneten Katalysator-Trägerkörpern |
GB8514344D0 (en) * | 1985-06-06 | 1985-07-10 | Ici Plc | Catalyst support |
DE3521767A1 (de) * | 1985-06-19 | 1987-01-02 | Basf Ag | Katalysatorfestbettaufbau unter verwendung wabenfoermiger koerper |
HU197220B (en) * | 1986-03-24 | 1989-03-28 | Budapesti Mueszaki Egyetem | Charge structure particularly in columns chiefly for contacting liquid and gas phases |
DE9210010U1 (ja) * | 1992-07-25 | 1992-10-22 | Heinrich Gillet Gmbh & Co Kg, 6732 Edenkoben, De | |
NL1006477C2 (nl) * | 1997-07-04 | 1999-01-05 | Gastec Nv | Reactor en werkwijze voor het uitvoeren van een chemische reactie. |
US7771156B2 (en) | 2003-09-25 | 2010-08-10 | Corning Incorporated | Method and apparatus for reactor monolith loading |
US20050142049A1 (en) * | 2003-12-31 | 2005-06-30 | Amsden Jeffrey M. | Multi-tubular reactors with monolithic catalysts |
WO2006009453A1 (en) * | 2004-07-19 | 2006-01-26 | Yara International Asa | Catalyst packing, a structured fixed bed reactor and use |
US7501078B2 (en) * | 2007-01-10 | 2009-03-10 | Air Products And Chemicals, Inc. | Process for generating synthesis gas using catalyzed structured packing |
ITVR20080069A1 (it) * | 2008-06-18 | 2009-12-19 | I C I Caldaie S P A | Dispositivo catalizzatore |
US10744426B2 (en) | 2015-12-31 | 2020-08-18 | Crystaphase Products, Inc. | Structured elements and methods of use |
US10054140B2 (en) | 2016-02-12 | 2018-08-21 | Crystaphase Products, Inc. | Use of treating elements to facilitate flow in vessels |
CN107344088B (zh) * | 2017-08-25 | 2023-10-10 | 哈尔滨工业大学(深圳) | 基于均匀光场的低流阻高传质光催化反应模块及反应器 |
WO2021127644A1 (en) | 2019-12-20 | 2021-06-24 | Crystaphase Products, Inc. | Resaturation of gas into a liquid feedstream |
CA3192003A1 (en) | 2020-09-09 | 2022-03-17 | Crystaphase Products, Inc. | Process vessel entry zones |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3208131A (en) * | 1961-03-22 | 1965-09-28 | Universal Oil Prod Co | Rigid catalytic metallic unit and method for the production thereof |
FR1421463A (fr) * | 1964-11-02 | 1965-12-17 | Ferodo Sa | Réacteur catalytique |
FR2204453A1 (en) * | 1972-11-02 | 1974-05-24 | Universal Oil Prod Co | Spaced bed catalytic reactor to purify gases - partic exhaust fumes from IC engines by conversion of hydrocarbons, nitric oxide and carbon monoxide |
DE2640684C2 (de) * | 1975-09-11 | 1981-11-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma, Osaka | Brat- bzw. Kochofen |
JPS54132469A (en) * | 1978-04-05 | 1979-10-15 | Sakai Chem Ind Co Ltd | Packing method for catalyst |
US4348360A (en) * | 1979-11-05 | 1982-09-07 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Catalytic converter for ozone removal in aircraft |
US4388277A (en) * | 1980-06-06 | 1983-06-14 | United Kingdom Atomic Energy Authority | Catalyst device and method |
-
1982
- 1982-08-20 AT AT82304407T patent/ATE23279T1/de active
- 1982-08-20 GB GB08224021A patent/GB2103953B/en not_active Expired
- 1982-08-20 DE DE8282304407T patent/DE3274071D1/de not_active Expired
- 1982-08-20 EP EP82304407A patent/EP0073150B1/en not_active Expired
- 1982-08-20 JP JP57144571A patent/JPS5840139A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008545527A (ja) * | 2005-05-24 | 2008-12-18 | クリスタフエーズ・インターナシヨナル・インコーポレーテツド | 成分分離装置におけるプロセス流のための分離方法及び組立体 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0073150A2 (en) | 1983-03-02 |
GB2103953A (en) | 1983-03-02 |
EP0073150B1 (en) | 1986-11-05 |
DE3274071D1 (en) | 1986-12-11 |
EP0073150A3 (en) | 1984-03-21 |
GB2103953B (en) | 1985-05-09 |
ATE23279T1 (de) | 1986-11-15 |
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