JPS6023858B2 - 不均質系反応を増進させるための方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は不均質系の化学反応および物理反応を増進する
ための装置に関する。

ガス状、固体状および液状或はこれらの組合わせからな
る異つた状態にある物質間の物理的並に化学反応を最大
ならしめるために種々の反応器が知られている。

このような目的ための多くの公知の反応器は、大気圧又
は加圧式のタンク或はケットルと損梓タンク反応器のよ
うなバッチ式のものである。又、充てん材を詰め込まれ
たコラム型の反応、乱流或は流動床型の吸収反応器、高
乱流（ｈｉｇｈｔｕｒｂ山ｅｎｔｆｌｏｗ）型のスクラ
バー、或は湿潤壁又は他の接触型の反応器のごとき表面
反応が行われる連続式の反応器も使用されている。従来
の不均質系反応器は、反応時間が期待される時間よりも
長くかかり、連続式反応器の場合にはいよいよ低速反応
が達成されるべき所望反応の完遂を可能としないという
ように、期待された程に効果的ではない。公知の連続式
不均質系反応器の他の大きな欠点は、固体物質が使用さ
れる際の目詰り（ｐｌ増ｇｎｇ）の問題である。他の大
きな欠点は、高乱流スクラバー或は接触反応器の大きな
エネルギー消耗を伴う大きな圧力損失である。従って、
本発明の一つの目的は、極めて効率がよく、かつ広範囲
の変化に応用可能な、異つた状態にある反応物質間の反
応を行わしめるための装置と方法とを提供することにあ
る。本発明の他の目的は、大きな反応動作をひきおこす
複数の状態を含む反応を行わしめるための装置と方法と
を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、自己洗浄を行って目詰りの
ない装置を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、高温ガス流内において複数
の状態にある物質間の極めて効果的な反応を行わしめる
ための装置と方法とを提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、高圧状態の下で複数の状態
にある物質間の反応を行わしめるための装置と方法とを
提供することにある。

本発明の他の目的は、バックステージ或はコラム内の充
てん材によって大きな乱流或は牽引力の損失を伴う過度
のエネルギー損失がなく、複数の状態の物質間の連続的
な反応を行うための装置と方法とを提供することにある
。

本発明の他の目的は、液体を高速にて蒸発させ、短い通
路において短時間の中に所望の蒸発を可能とする装置と
方法とを提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、ガスを液体と接触させて冷
却させ、液体は高温ガスから熱を吸収することにつて蒸
発せしめられるようにしたガス冷却のための装置と方法
とを提供することにある。以下、添附図に沿って本発明
の実施例につき説明する。第１図を参照すると、不均質
系反応装置は外方ケーシングー川こより形成されてし、
。

外方ケーシング内１０の横断面形状は好ましくは円筒形
であるが、正方形、矩形、三角形、多角形或は他の対称
多角形であってもよく、又、装置の軸に関して対称的な
他の幾可学的形状でも満足できるものであり、ここで要
求される条件はケーシングが装置内部を液密および気密
関係に包囲し、かつその内部をガス流がコントロールさ
れて通過されるということである。不均質系反応装置の
利用と維持に最大の融通性を与えるために、ケーシング
１０は両端に１１および１３で示されるフランジをもっ
てセクションごとに形成され、各セクションは同様なフ
ランジ１２，１４をもつ隣接のケーシングセクションに
剛蚤されるようになっている。第１図に示されたフラン
ジの代りに、他の適当な接合手段を使用することができ
る。当初の製造と大きなユニットへの設置において最大
の経済性を与えるために、複雑のセクションを搬送およ
び組立てを行う前に溶接することができる。第１図は３
つステージをもつ不均質系反応装置を示している。

該不均質系反応装置はその軸を垂直にして配置されてお
り、その上部には固体、液体および気体反応物質の入口
を備えている。入口は垂直或は水平位置に設けられる。
ガス流は装置を通して流れるに十分な速度と圧力で入口
を通してケーシング１０の頂部に供給されるが、或はガ
ス出口にある排出用ブロアによりコントロールされる。
本発明の不均質系反応装置は所望の反応、蒸発或は冷却
の対象物に通した正圧又は負圧状態下において作動され
、それ構成材料によってのみ制限される。反応物質の導
入速度は、高い吸収効率が望まれる低速の反応からデミ
スティング（ｄｅｍｉｓｔｉｎｇ）の必要性がなく閉鎖
されたループ循環が可能な高速反応に至る迄それに適合
させるように選ぶことができる。スプレィ４１が入口の
中央部においてシリンダ１０に配置されていて、液状或
は固体状の反応物質、吸着剤、吸収剤或は冷却剤をドロ
ップ状にして反応物質流内へ導入するが、そのドロップ
の大きさは直径が約４０〜１５００ミクロン程度が好ま
しい。

蒸発作用があるとき、もしドロップが他の所望の作用を
なすためにそのドロップの寸法を過度に減少することな
いこノズルから離れることを望むなら‘ま、その蒸発作
用を補償するためにより大きなドロップが望まれる。ス
プレイ４１は好ましくは中実型のコーンスプレィである
が、或る応用例においては、ファン、中空コーン、或は
液を分子化させる回転円板であってもよく、それらのス
プレィはそれ自身で或はいくつか組合つてドロップ液を
ノズル２１内に入る前の汚れたガス流の横断面全体に亘
つて導入可能とするように配置される。当該装置を通し
て最大の加速度差、減速差および速度差を与え、これに
より反応速度を増大するために異つたサイズのドロップ
液を使用することが望まれる。スプレイのパターンはノ
ズル２１の入口２５の全領域を横切ってのびることが望
まれ、このためスプレイのいかなる適切な配置パターン
も満足的である。

固体を放散するように設計されたスプレィ４１もまた使
用可能であり、ノズル２１の入口２５で反応物質流に上
述したサイズの固体状の分子状物質を導入する。不均質
系の固体、液体および気体流を含む反応物質は入口２５
を通して収束ノズル２１内に入る。

入口は丸くかつノズルは円錐形であることが好ましいが
、装置の聡に対して対称である他の幾何学的形状も満足
的である。出口の有効横断面積で割られた入口の有効横
断面積で定義付けられるノズル比は、約２〜６４である
べきであり、約２〜３６が好ましく、約２〜１２が多く
の低い圧力損失を伴うプロセスのために特に好ましい。
ここで有効面積とはガス流の軸に直角な面積を意味する
。ノズルの収束部の長さは、第１図において符号Ａで示
された収束角度と上述したノズル比とにより定される。
平均収束角度は約６〜２０ｏであり、約８〜１がが好ま
しく、約１２〜１６ｏが多くの低い圧力損失を伴うプロ
セスのために特に好ましい。ここで平均収束角度とは入
口から出口へ引いた直線と第１図において符号１０で示
される垂直直線との間の測定角度を意味する。／ズル２
１の側壁は直線である必要はなく、幾分琴曲状にするこ
とができる。入口および又は出口における側壁は、入口
における圧縮或は出口における膨張による庄力損失を減
少するために轡曲せしめ或は張り出されることができる
。ガソリンや他の石油留出物或は燃料のごとき揮発性液
体の蒸発を内燃機関の吸込流内にひき起こすために使用
されるときは、約２〜４のノズル比と約１２〜１６ｏの
収束角度が特に適切であることが蟹つた。

固体および液体相を気体相から分離する必要がないよう
な反応、或は冷却塔において生ずる蒸発プロセスと関連
するような質量変化現象（ｍａｓｓびａ船ｆｅｒｐｈｅ
肌ｍｅＭ）に対しては、／ズル出口後方のガス流内に衝
突面は使用されない。

第１図において、ノズル２１，２２はそれらと関連した
、プレートのごとき衝突手段もたない。第１図において
、一連のノズルの最后のノズルであるノズル２３は、清
浄なガス出口の前でガス流から液体および固体分子状物
質を除去するために衝突手段を備えている。適切な衝突
板は、第１図において３１と示されている。衝突板３１
は、実質的にノズル２３の出口からの全ての液体および
固体物質を当該衝突板に衝突させ、かつほとんど圧力損
失を生ずることないこガスが当該衝突板まわりを通過で
きるように当該衝突板とシリンダー０との間に十分な領
域を与えるように寸法付けられている。衝突板３１は図
示のように平板であるが、板の縁まわりをガスが通過し
易いようにしかつ分子状物質の除去を容易にするために
、いくぶん轡曲形の板を使用することができる。ノズル
の出口から衝突板３１迄の別離は出口２４の直型の約１
．３〜２．球音であるべきであり、約１．６〜２．針音
が好ましい。

付加的なスプレー４４および４５が適切に配置されてお
り、これによりそこからのスプレー発射物は分子状物質
を衝突板３１から洗い流してそれを装置を通して液体出
口から排出する。

。それらのスプレーは衝突板３１の外周まわり‘こ配置
された複数のスプレーであるから、衝突板の中央に配置
された単一スプレーであるか、或はまた衝突板上に斜め
に吹き付けるように配置された単一スプレーであっても
よい。十分な流体が使用されるときは、衝突表面は流体
それ自体であり、分子状物質は衝突板にぶつかったり付
着することないこ流体は捉えられる。この衝突板３１上
のスプレーの重要な点は、それらが十分な力と方向とを
もった十分な量の流体を与え、それにより衝突板３１が
分子状物質から比較的自由であるということである。反
応袋鷹はまた、衝突面を洗浄するために補助的なスプレ
ーなしでも作動可能である。本発明装置は、第１図に示
されたように、統一的構造からなるために、複数のノズ
ルおよび衝突手段からなるステージを一つの上に次の一
つを積重ねて容易に配置することができ、第１図に示さ
れたように３つのユニットを直列におくことが容易にで
きる。

本発明においては、１つから約６つまでの直列に結合さ
れたノズルのステージが多くの不均質系反応装置の使用
によって適切である。好ましくは２〜４ステージを直列
状態にして使用する。所望の化学的或は物理的反応を完
遂するために必要とあらば、いかなる数の／ズルのステ
ージをも直列状態にして使用することができる。直列状
態に配置されたノズルのステージは、異つた入口および
出口面積比、および異つた収束角度をもつノズルによっ
て異つた反応特性を得ることができ、また各ステージに
複数のノズルを備えることにより装置全体の長さを短く
することができる。もし所要の空間が制限されている場
合には、ステージは直線上にされる必要はなく、互いに
直角に配置するか他の角度配置にすることができ、これ
によりケーシング１０を都合のよい空間に合わせるよう
に屈曲させたり轡曲させることができる。ステージ或は
ノズルの数は反応物質の反応の困難性によってコントロ
ールされ、特に反応の困難な材料についてはより多くの
数のステージが必要である。これはまた、ノズルの収束
角度又は有効断面積比によって影響される。第１図に示
されているように、底部ステージの下に液体とスラリー
を除去するための容器１５が設けられている。

また第１図に示すように、ガスを除去するための出口手
段が導管１６として設けられている。装置の内か外にお
いて清浄ガスの流路内にデミスター（ｄｅｍｉｓｔｅｒ
）１７を設けることが好ましく、これによりガス流の中
に残っている細かい滴下液をそれに含まれている固体或
はガスと共に除去する。また、閉鎖されたループ循環が
化学処理に含まれる場合には、上言己デミスタ−を除去
することが望ましく、これによりガスおよび固体と混合
状態にある滴下液はその混合体が反応器に戻る迄反応し
つづける。一つのデミスタ−とノズル比４およびノズル
収束角が約１５０のノズルとをもつ装置を使用する場合
、入口速度が約５３３の／分（２１００フィート／分）
であれば、１つのノズルの圧力損失は８．８９肌水柱（
３．５インチ水柱）であり、直列配置した２つのノズル
の圧力損失は１４．５肌水柱（５．７インチ水柱）であ
り、直列配置した３つのノズルの圧力損失は１７．７８
肌水柱（７．０インチ水柱）であり、直列配置した４つ
のノズルの圧力損失は２１伽水柱（８．３インチ水柱）
であるので収束ノズルの垂直配置は特に都合がよい。

それ故ノズルの垂直直列配置の圧力損失は累積される圧
力損失よりも小さい。２つのステージをもつ不均質系反
応装置であって該２つのステージが約５３３の／分（２
１００フィート／分）の入口速度に適合するように設計
された第１図に図示された１つの衝突板を有する圧応器
の圧力損失は、石炭の燃焼ガスから酸化ィオウを除去す
る場合においてノズル比４およびノズル収束角が約１〆
のノズルを使用し、入口速度が約９６．５仇／分（３８
０フィート／分）であるときは２．２８ｃ取水柱（０．
９インチ水柱）である。

第１図に示されているように、第２のステージのノズル
２２は第１のステージのものと形状は同じである。しか
しながら、コーン入口の前のノズルと、同じステージ或
は異つたステージの衝突面に液体を供給するノズルとの
双方に供給される水又は液体化学物質は個々にコントロ
ールされ得る。すなわち、容積は変えることができ、ま
た使用される液体は各場合に変えることができる。符号
２１のごときノズルを通る流れの中の液体、固体および
気体反応物質の通過は、一これら液体、固体および気体
反応物質間の親密な接触を増進させ、その結果所望の大
きな反応速度が得られる。不均質系反応装置の高い反応
効率は、ノズル２１を圧縮性ガスとともに通る非圧縮性
物質の組合わせと、ノズル出口２４からの流出につづい
て生ずる比較的大きな膨張とによって得られる速度差、
加速度差および減速差によるものと思われる。反応物質
を含む流れの中には、あるサイズ範囲の圧縮性および非
圧縮性物質が存在する。固体又は液体ドロップの付加に
よりガス流に加えられた付加的な分子状物質は、ガス流
の非圧縮性成分を所望の通り増大するために原則的には
非圧縮性である。スプレィ４１は広範囲に亘る選択サイ
ズの液体或は固体分子状物質を導入するのに使用可能で
あり、そしてこの入口ガス流内への液体或は固体分子状
物質の比較的広い範囲のサイズとともに非圧縮性の分子
状物質およびドロップを通過して流れる圧縮性ガスの極
めて大きな衝突速度と圧縮速度を増進させ、その結果極
めて効率のよい反応が得られる。第２図は本発明装置の
他の実施例を示す。

第２図に示された装置においては、ガス流はノズル２１
，２２を通って上方へ通過する。この装置の対応する部
品は第１図と同一番号を有し、かつその機能も同じであ
る。第２図の装置においては、ノズルは、液体と固体を
含む液体とがケーシング１０の内側に沿って下方に流れ
ることができるようにしてケーシング１０から内方に取
付けられている。ガス入口をこえて液体が流れるのを防
止すべく、とし、４９が設けられている。第２図の形状
は、既存の或は最近の上昇気流型スタック（ｓｏｃｋｓ
）或は集合フードスタックの設置に特に適している。

第１図に示されたのと同じように、本発明装置の高さ或
は長さを最小にすべ〈、第３図に示すように各ステージ
に複数のノズルを設けることができる。

第３図に示された変形例は、実質的に液密でかつ気密の
外方ケーシング内１００を有し、該ケーシングは一端に
ガス入口１ １８をそして池端に清浄ガス出口を有する
。ケーシング１００は各端部に番号１１１，１１３で示
すようにフランジを有し、同様なフランジ１１２，１１
４をもつ隣接のケーシングセクションに接合されるよう
になっている。第３図に示すように、第１のステージは
板１６０を有し、該板を通してガスノズル１５０，１５
１が設けられている。上述した特性をもつガスノズルが
適当数設けられるが、一つのステージに約２個から６個
が好適である。上述したのと同様に、ノズル１５１，１
５０の入口前方にそれぞれ設けられたスプレー１４１，
１４２のように、ガスノズルの入口の前方でスプレーに
より液体或は固体パーティクルが付加され得る。ノズル
１５０，１５１の出口後方には衝突手段がなく、ガスは
第二のステージのノズルへ入る前に膨張する。ガス流は
収束ノズルを通過した後、衝突板１３２で例示するよう
に、ノズル出口の後で衝突面にぶつかる。

上述したように、衝突面は図示ごとき衝突板からなるこ
とができ、また分子状物質を衝突板から洗い流すために
、符号１４７，１４８で示すように、液体スプレーを備
えることができる。複数のノズル後方の衝突板はまた、
各ノズルからのガス流が対応する衝突面にぶつかり、そ
の後そのガス流が上記衝突面のまわりを自由に通って当
該衝突板のアツセンブリの下側の空間に通ずるような寸
法形状をもった一連の分離板とすることもできる。陥穿
井１ １５はパーティクルおよび又はイｂ学物質を含む
液体を除去するための手段として設けられている。

また、図示のようにノズルを保持している板にドレン抜
孔を設けることができ、これによって陥穿弁１１５は装
置全体をドレン抜きにしている。ガス入口の反対側にお
ける装置の端部からガスを除去するための排出手段が図
示のように設けられている。清浄なガス中に残っている
液体の細かいドロップを除去するために、装置が液体ス
プレーと一緒に使用されるときは図示のようにデミスタ
ー１１７を設けるのが望ましい。本発明装置の統一的構
造のために、多くのユニットは容易に端部を合わせて配
置され、第３図に示すようにつのユニットを直列に配置
することができる。

１つから約６つまでの直列に連結した複数ノズルのステ
ージが本発明装置にとって適切であり、望ましくは２乃
至４のノズルと衝突手段のステージが直列状態にして使
用される。

先に第１図に関して述べた統一的な構成はここでも当て
はまる。又、図から解るように、この装置はガスが下方
、或は上方、或はさらに水平に流れるように配置できる
。もちろん、ガスはまた斜めに流すこともでき、さらに
上述したように、装置は必要とされる物理的空間に適合
するように曲げたり轡曲させることもできる。本発明の
装置と方法とは、一つ以上の物質相を含む吸収、気体〜
液体或は気体〜固体或は気体〜液体〜固体間の化学反応
、重合、蒸発、吸着、ストリッピング、ガス冷却、およ
び濃縮反応に適する。

気体相は気体反応物質であるが、気体反応物質を含むか
、或は所望の反応に関しては反応しなくてもよい。同様
に、導入される固体および液体は反応物質であるか或は
所望の反応に関しては反応しなくてもよい。本発明方法
は、化学的或は物理的プロセスを別々に含むか、或は両
プロセスを同時に行ってもよい。一つのステージが特に
化学的或は物理的反応用に設計され、また同じ装置内の
他のステージが他の形式の反応用に設計されてもよい。
それ故、本発明の装置と方法とは多くのプロセスのため
の融通性を与える。本発明の装置と方法は「従来のスク
ラバー或は充てん材を使用した吸収装瞳よりも、より大
きな自由度をもった流れを含む作用状態を与える。

本発明の装置と方法は、また汚染防止用の分子除去装置
よりも大きな自由度をもった作用状態を与える。本発明
の装置と方法における作用は、ノズル内の相対速度に大
きく依存し、導入されるガス流の速度にはそれ程依存し
ない。速度５３３肌／分（２１００フィート／分）用に
設計された本発明装置は、設計流速の１８％で作用し、
レィノルズ数が設計値の１８％に落ち、そして９５％以
上の満足的な反応が得られた。同様に、液体流速は、９
５％以上の反応を維持しながら８倍程度増大された。こ
のようにして、０．５から２０までの液体対気体の割合
の変化が高い反応効率を維持しながら行なわれた。この
ことは、本発明の装置が、本発明装置を、作動に際しガ
ス洗浄システムから、高容量の液体ノズルの如き最少限
の調整でもつて製造目的のための化学操作の一体部分る
べきものへと機能させる液体再循環比とガス流変化とを
もたらす操作の変化態様に応答する工程上の融通性を備
えていることを示している。液体ノズルを固体ノズルに
変えることにより、本発明装置は高温状態にある乾燥モ
ードで作用する。従来の充てん材床或はベンチュリ型ス
クラバーは、装置に設計変更を加えなければそのような
種々の状態では作用できない。ガス流内における化学的
および物理的反応を含む本発明の方法は以下の段階を含
む。即ち、まずガス流と固体又は液体を実質的に液密お
よび気密なケーシングの一端内へ挿入し、次に上記ガス
流と固体或は液体をケーシング内にあってその入口がガ
ス入口と運通しているノズルを通過せしめるが、この場
合ノズルの入口は出口の有効断面積の約２倍から６４倍
の有効横断面積を有し、ノズルの平均収束角度は約６度
から２０度とし、かつガス流の加速と減速はガスと固体
と液体の中少くとも２つの状態を接触せしめてノズルを
通過する際に反応物の化学的および物理的反応を生ぜし
め、次に液体と固体パーティクル物質をケーシングの池
端から除去し、そしてガスをケーシングの池端から分離
して除去する段階を含む。液体、固体或は液体と固体の
集塊物は、ガス流から分離するためにノズル後方で衝突
手段に衝突させることもできる。以下に本発明の応用例
を示す。

応用例 １ 第１図に示したような、そして同図に関して前述したよ
うな装置が、前処理した脱フッ素化したリン酸塩鉱から
液体肥料をつくるために使用された。

乾燥基準で約６．２重量パーセンテージのィオウを含む
石炭が下込めトーかこより供給されて過剰空気の下でダ
ブルパス・ファイャチューブボィフー（ｄｏ血！ｅｐａ
ｓｓｆｉｒｅｔ肋ｅｂｏｉｌｅｒ）内で燃焼され、鰹道
ガスはボイラーから衝突板のない単一ステージの第２図
に示した装置と同様な冷却タワ−の底部に超過された。
ボイラーからの流出ガス流は冷却タワーを通ってから各
ノズル出口の下に衝突板をもつ第１図に示したような２
つのステージからなる不均質系反応装置を通過された。
入口対出口のノズル比は４：１であり、また収束角度は
約１？であった。約０．１８％以下のフッ素を含む脱フ
ッ素化したリン酸塩鉱は水道水に約２週間浸債すること
によって前処理された。水と前処理された脱フッ素化さ
れたリン酸塩鉱のみをタンクに付与したところ不均質系
反応装置のノズルスプレィにへの循環液のｐＨ‘ま６．
９０であり、不均質系反応装置から冷却タワーの液体ス
プレィに通される液体のｐＷま６．５０であり、しかし
て蓄積ガスから９２．５％の二酸化イオゥが除去された
ものが得られた。上述した水と脱フッ素化したリン酸塩
鉱に加えてこの系にアンモニアが付加されたとき、二酸
化ィオウの除去率は９６％を超えて増加し、リン酸塩鉱
とアンモニアの変換は亜硫酸カルシウム、硫酸カルシウ
ムおよびアンモニウムリン酸鉱塩の反応生成物の下に９
０％に達した。この結果６．２％の石炭を燃焼させなが
ら不均質系反応装置からの二酸化ィオゥの流出は９■岬
きどであり、これは米国連邦環境局の許容量以下である
。応用例 ２ 第２図に示した装置と同様な２つのステージの不均質系
反応装置が、ハンバーガーおよびたまねぎを油揚げする
グリルから出る蒸気を処理するために設置された。

各ノズルの前で新鮮な水がガス流中にあるスプレィノズ
ルに使用された。流出ガス流は熱油、ハンバーガーおよ
びたまねぎの臭いが無いことがわかった。室内への温か
い流出ガスの環流はかなり熱保存に役立つ。レストラン
のグリルからの熱は、循環によって水を保存し、空気を
衛生的にししかも脱臭するために循環される溶液に適当
な酸化剤を加えることによって、保存される。応用例
３ 平均収束角度１２〜１ｙ出口に対する入口の面積比２対
３の単一ノズルを有する本発明の単一ステジからなる不
均質系反応装置が、流入する分子化されたガソリンをさ
らに気化するために２気筒自動車キャブレターとマニホ
ルドキャブレターマゥントとの間に設置された。

その結果、ガソリンの進行里程は２３％ほど増大し、ま
たＣ０２放出物は成分によって１の音程減少した。面積
比２対４のノズルを４気筒キャブレターに関して同様な
位置に使用したところ、ガソリンの進行里程は１０〜１
７％ほど増大したが、２気筒キャブレターの場合に得ら
れた最適な静止、発火およびキャブレタ−調節の利点は
得られなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は単一のノズルを垂直に直列に配置しその中をガ
ス流が下方へ通過するようにした本発明装置の一実施例
の断面図、第２図は単一のノズルを垂直に直列に配置し
その中をガス流が上方へ通過するようにした本発明装置
の他の実施例の断面図、第３図は各ステージに複数のノ
ズルを備えその中をガス流が水平に流動するようにした
本発明装置の他の実施例の断面図を示す。 １０，１００……ケーシング、２１，２２，２３，２４
，１５０，１５１，１５４，１５５・・・・・・ノズル
、３１，１３２・・・・・・衝突板、４１，４２，４３
，４４，４５，１４１，１４２，１４３，１４４，１４
７，１４８……スプレイ。 Ｚ ーゾ ｚ‐２ ｒＺ］‐３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ガス流中で不均質系の化学的および物理的な反応を
   増進せしめるための低圧力損失を伴う方法であつて、ガ
   ス流と固体或は液体反応物質を実質的に液密および気密
   のケーシング内に通す段階と、前記ガス流と固体或は液
   体を前記ケーシング内にあつてしかも該ケーシングの一
   端と連通した入口を有する一つのノズルを通して通過せ
   しめる段階と、前記ケーシングから液体と分子状物質を
   除去する段階と、前記ケーシングの他端からガスを分離
   して除去する段階とを含み、前記ノズルの入口はノズル
   出口の有効横断面積の約２倍から約６４倍の有効横断面
   積を有し、また同ノズルの平均収束角度は約６度から２
   ０度であり、前記ガスはノズルを通過する際に当該ガス
   流の加速および減速が前記ガス、固体および液体の少く
   とも２つの状態接触せしめて化学的および物理的な反応
   を生ぜしめるようになつている不均質系反応を増進せし
   めるための方法。 ２ 前記固体および液体を前記ノズル出口の下流で衝突
   手段に衝突させる段階をさらに含む特許請求の範囲１の
   方法。 ３ 前記方法が液体蒸発の物理的反応である特許請求の
   範囲１の方法。 ４ 前記ノズル入口の有効横断面積がノズル出口の有効
   横断面積の約２倍から約４倍であり、前記ノズルの平均
   収束角度が約１２度乃至１６度である特許請求の範囲３
   の方法。 ５ 前記一つのケーシング内を通る気体の圧力損失が８
   ．８９ｃｍ水柱（３．５インチ水柱）以下である特許請
   求の範囲１の方法。 ６ 前記ノズルの平均収束角度が約８度乃至１８度であ
   る特許請求の範囲１の方法。 ７ ガス流中で不均質系の化学的および物理的反応を増
   進させるための低圧力損失を伴う装置であつて、一端に
   ガス入口を有しかつ他端にガス出口を有する実質的に液
   密および気密のケーシングと、前記ケーシングの前記一
   端に設けられて液体および固体の反応物質を導入するた
   めの手段と、前記ケーシング内に設けられ一端に前記ガ
   ス入口と連通した入口を有し他端に出口を有するノズル
   と、所望の反応に従つて前記ケーシングから液体と分子
   状物質を除去するための手段と、前記ケーシング内の他
   端からガスを前記液体と分子状物質とからは分離して除
   去するための手段とからなり、前記ノズルの入口はガス
   流が該ノズルをバイパスするのを実質的に避けるために
   前記ケーシングに対して実質的に閉止関係にあり、また
   前記ノズルの入口はノズル出口の有効横断面積の約２倍
   から約６４倍の有効横断面積を有し、前記ノズルの平均
   収束角度は約６度乃至２０度である不均質系反応を増進
   せしめるための装置。 ８ 前記ノズル出口の後方に該ノズル出口から或る距離
   をおいて衝突手段がさらに設けられており、これにより
   前記ノズル出口から出てくるガス流中に捉えられている
   実質的に全ての液体と分子状物質を前記衝突手段に衝突
   するのを保障するようにした特許請求の範囲７の装置。 ９ 前記衝突手段の前記ノズル出口からの距離が該ノズ
   ル出口の直径の約１．３倍から約２．５倍である特許請
   求の範囲８の装置。１０ 前記ノズルの平均収束角度が
   約１２度乃至１６度である特許請求の範囲７の装置。 １１ 前記ノズルの前で前記ガス流中にドロツプ状態の
   液体を導入するスプレイ手段をさらに含む特許請求の範
   囲７の装置。 １２ 前記ドロツプの直径が約４０ミクロン乃至約１５
   ００ミクロンである特許請求の範囲１１の装置。 １３ 前記ノズルの前で前記ガス流中に固体の分子状物
   質を導入するスプレイ手段をさらに含む特許請求の範囲
   ７の装置。 １４ 前記ケーシング内に一つの単一ノズルからなるス
   テージが配置されている特許請求の範囲７の装置。 １５ 前記ケーシング内に２つから約６つの単一ノズル
   からなるステージが直列に配置されている特許請求の範
   囲７の装置。 １６ 前記ケーシング内にそれぞれのステージが２つか
   ら約６つの複数のノズルを備えた１つから約６つのステ
   ージが配置されている特許請求の範囲７の装置。 １７ 各ステージの圧力損失が８．８９ｃｍ水柱（３．
   ５インチ水柱）以下である特許請求の範囲７の装置。 １８ 前記ノズルの平均収束角度が約８度乃至１８度で
   ある特許請求の範囲７の装置。 １９ 前記ノズル入口が前記ノズル出口の有効横断面積
   の約２倍から約３６倍の有効横断面積をもつ特許請求の
   範囲７の装置。 ２０ 前記ノズルの平均収束角度が約１２度乃至約１６
   度であり、前記ノズルの入口は前記ノズル出口の有効面
   積の約２倍から約４倍の有効横断面積をもつ特許請求の
   範囲７の装置。