JPS5845768Y2 - 固体−気体接触反応装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は新規な固体−気体接触反応装置に関する。

さらに詳しくは、固体と気体との接触反応を効率よく行
なわせうるようにすると共に反応熱の逸散が効果的に行
なわれるようにした固体−気体接触反応装置に関する。

本考案の固体−気体接触反応装置は、蓋つきトラフより
なる反応室および該反応室を振動させるための振動装置
からなり、前記トラフ上に複数個の堰が間隔をおいて設
けられており、該反応室の一端に原料固体の供給口およ
び他端に固体反応生成物の受器が設けられ、かつその反
応室の一端に反応気体供給口および他端に気体出口が設
けられてなる固体−気体接触反応装置であり、このよう
な構成とすることにより固体と気体との接触反応を効率
よく行なわせると共に熱移動を容易ならしめうるように
したものである。

本考案の反応装置においては、必要に応じて反応室を加
熱するための加熱器、および振動装置を過熱から保護す
るための冷却器を設けてもよい。

また本考案の反応装置においては通常、反応室の蓋の下
方に突出する邪魔板を設けてもよく、これにより反応気
体は向きが変えられ、トラフ上の固体と充分に接触せら
れる。

また振動装置としてはロータリーバイブレータ一式のも
のまたは電磁石式のものが用いられ、固体粉体の形状な
いし粒度などに応じて使いわけられる。

一般に粒度が小さいばあいは電磁石式のものが好ましい
。

本考案の固体−気体接触反応装置を用いてえられる作用
効果について、たとえば炭素粉末をフッ素ガスによりフ
ッ素化するフッ化炭素の製造に使用するばあいを例にあ
げて説明すれば、炭素および生成するフッ化炭素（以下
、これらを粒体という）は、一般に微粉体であり、とく
に後者は滑り易く、移送しにくい上に熱伝導度が小さい
にもかかわらず、粉体は滑るようにスムーズに移動され
、また炭素とフッ素ガスとの接触および反応熱の逸散が
効果的で、反応熱の除去がきわめて良好に行なわれて反
応の熱コントロールが容易となり、またトラフに堰を設
けることにより粉体層の層厚および輸送量を任意にコン
トロールでき、反応器の小型化ができる。

さらに前記トラフの堰の手前で該粉体に渦巻き状に混合
が起り、この渦巻き状混合により均一に反応を行なわせ
しめることに寄与する。

かくしてこの粉体は、順次基をのりこえて滑るように輸
送され、熱のコントロールが容易で、分解による収率の
低下を防いで均一なフッ化炭素が連続的に製造できるな
どの種々の利点を発揮する。

また本考案においては反応器の構造が簡単で大型化が容
易であり、振動の振幅あるいはトラフの傾斜角度などを
変えることにより粉体輸送のコントロールを容易に行な
うことができ、しかも粉体輸送がスムーズで粉立ちがな
く振動による粉塵爆発などの異常反応を起すことがない
。

このように本発明の方法はフッ化炭素の量産化プロセス
として工業上きわめて有利である。

つぎに本考案の装置を図面によって詳細に説明する。

第１図は本考案の固体−気体接触反応装置の一実施例（
電磁石式のばあい）を示す断面図である。

第１図において、１はトラフ、２は蓋、３はホッパー、
３ａはロータリーフィーダー、４は受器、１３は振動装
置である。

トラフ１には内側上方に突出する複数個の堰８が設けら
れ、また該トラフ１の外側には加熱器９および冷却器１
０が配置されている。

蓋２には下方に突出する複数個の邪魔板７が設けられ、
またホッパー３、ロータリーフィーダー３ａ、気体出口
６およびフッ素ガス供給口５が設けられている。

受器４は前記トラフの他端にフレキシブルホース１４で
接合され、固体反応生成物はロータリーバルブ１６によ
り適宜取り出される。

振動装置１３は電磁石１２を有し、該電磁石によって板
バネ１１を介して保持されている前記トラフ１を振動せ
しめるように構成されている。

なお１５は前記トラフ内部におかれた温度計である。

つぎに前記反応装置を用いた固体−気体接触反応の態様
について説明する。

原料のホッパー３からロータリーフィーダー３０を通し
て供給された炭素は振動するトラフ１上を受器４の方向
へ移送される。

トラフ１上の炭素はフッ素ガス供給口５から供給される
フッ素ガス（フッ素ガスは単独またはチッ素ガス、アル
ゴンガス、炭酸ガス、空気などの不活性ガスで希釈して
用いられる）と通常向流接触し、反応が行なわれる。

粉体の振動輸送は、振動装置の制御器からの脈流電流に
よって電磁石１２が励磁されると、トラフ１は急激に後
下方に引きつけられ、その速度が大きいために粉体は宙
にうき、重力によって該トラフ上の前方に落下する。

ついで前記板バネ１１の力によってトラフ１は前上方に
押し返されて粉体をさらに前方へ移動させる。

その際前記トラフ上に突出する堰８において、粉体は渦
巻き状に混合され、フッ素ガスとよりよく接触して均一
に反応しながら滑るようにスムーズに移動されて反応生
成物はフレキシブルホース１４を介して受器４に捕集さ
れる。

またフッ素ガスは蓋２の下方に突出する邪魔板７に衝突
して向き変えられ、トラフ上の粉体と充分に接触せられ
る。

未反応のフッ素ガスは気体出口６から排出される。

本考案の固体−気体接触反応装置にあっては、前述のよ
うに振動するトラフを用いかつ該トラフ上および着下側
に複数個の堰および邪魔板を間隔をおいて設け、炭素と
フッ素ガスとの接触をよくしかつ連続的に反応させるよ
うにしたため炭素およびフッ素ガスが有効に利用でき、
床面積あたりの生産能力を大幅に向上させることができ
る。

さらに混合がよいためむらのない反応がおこる。

また向流接触が行なわれるときは、トラフ始端部（ホッ
パー側）の炭素には濃度の低いフッ素ガスが接触するた
め急激な反応が行なわれず、トラフ終端部（受器側）の
反応の進んだ炭素には濃度の高いフッ素ガスが接触して
反応するため、反応効率がきわめてよい。

しかして本発明における粉体の振動輸送条件としてはつ
ぎのごとき条件が望ましく採用される。

すなわち、前記トラフの振動数は通常毎分３０００〜３
６００回程度で該トラフ上の粉体を滑らに振動輸送する
ことができるが、その振幅としては０．１〜ｌ ｍｍ、
好ましくは０．１〜９．４ｍｍの範囲で行なうのが好ま
しく、これにより粉体はあたかも静止面であるかのごと
き外観を呈して移動がスムーズに行なわれる。

振幅が１ｍｍより大きいときには粉体の粉立ちが多くな
る。

トラフ上に設けられる堰の高さとしては１〜６ｍｍ、好
ましくは２〜４ｍｍが採用される。

前記堰の高さが１ｍｍより小さいときは粉体層が薄くな
りすぎて反応器の面積を広くする必要があり、また６ｍ
ｍより大きいときは粉体の移動および均一混合が困難に
なると共に反応熱の蓄熱が起りやすくなる。

トラフ面の傾度は粉体が降下する斜面の傾度を十とし、
上昇する斜面の傾度を−とじ、−４〜＋４°、好ましく
は一２〜０°（０°はトラフ面が水平のとき）の範囲が
採用される。

前記トラフ面の傾度が４°より大きいときは粉体が上昇
せず、また＋４°より大きいときは粉体が雪崩状に滑っ
て輸送コントロールが困難となる。

本考案の固体−気体接触反応装置においては、粉体の輸
送量、輸送速度ならびに粉体層の厚さは前記堰の高さ、
トラフの振幅、トラフ面の傾度などにより適宜調節され
る 本考案の振動輸送型固体−気体接触反応装置の運転にあ
たっては、連続振動（反応中宮時トラフを振動する）方
式または間欠的振動（反応時にトラフの振動と停止をく
り返す）方式のいずれをも採用することができ、また必
要に応じ反応器を複数個連結して運転することももちろ
ん可能である。

また反応器の材質としては、使用する気体の反応性を考
慮して決定され、通常モネルメタル、ニッケルなどが用
いられる。

ロータリーバイブレータ一式の振動装置においては、電
動機の回転子軸の両端に取付けられたアンバランスウェ
イトの加振力により反応室が振動せしめられる。

本考案の固体−気体接触反応装置は、前記のごとく炭素
をフッ素ガスによりフッ素化するフッ化炭素の製造に使
用されるが、もとよりこれに限定されることなく無機粉
体、ポリマー粉体などのハロゲンガスその低反応性ガス
による化学反応、たとえばヨウ素とフッ素ガスとの反応
、アルミナとフッ化水素ガスとの反応、フッ化コバルト
とフッ素ガスとの反応、ポリテトラフルオロエチレン、
ポリエチレン、ポリスチレンなどのポリマー粉体に対す
るフッ素ガスなどによる化学反応ないし表面処理などに
おいても有効に使用する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の固体−気体接触反応装置の一実施例を
示す断面図である。 図面の主要符号 １ニドラフ、２：蓋、３：ホッパ−１
３ａ：ロータリーフィーダー、７：邪魔板、８：堰、１
３：振動装置、５：反応気体供給口、６：気体出口、９
：加熱器、１０：冷却器。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 蓋つきトラフよりなる反応室および該反応室を振動
   させるための振動装置からなり、前記トラフ上に複数個
   の堰が間隔をおいて設けられており、該反応室の一端に
   原料固体の供給口および他端に固体反応生成物の受器が
   設けられ、かつその反応室の一端に反応気体供給口およ
   び他端に気体出口が設けられてなることを特徴とする固
   体−気体接触反応装置。 ２ トラフ上に５〜３０ｃｍあたり１個の堰を設けてな
   る実用新案登録請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 堰の高さが１〜５ｍｍである実用新案登録請求の範
   囲第１項または第２項記載の装置。 ４ 蓋の下面に邪魔板を設けてなる実用新案登録請求の
   範囲第１項、第２項または第３項記載の装置。 ５ 反応室に該反応室を加熱するための加熱器が設けら
   れてなる実用新案登録請求の範囲第１項、第２項、第３
   項または第４項記載の装置。 ６ 振動装置がロータリーバイブレータ一式または電磁
   石式のものである実用新案登録請求の範囲第１項、第２
   項、第３項、第４項または第５項記載の装置。 ７ トラフの外側底部と振動装置との間に冷却器が設け
   られてなる実用新案登録請求の範囲第１項、第２項、第
   ３項、第４項、第５項または第６項記載の装置。