JPS6024497A - 触媒充填方法 - Google Patents
触媒充填方法Info
- Publication number
- JPS6024497A JPS6024497A JP13102983A JP13102983A JPS6024497A JP S6024497 A JPS6024497 A JP S6024497A JP 13102983 A JP13102983 A JP 13102983A JP 13102983 A JP13102983 A JP 13102983A JP S6024497 A JPS6024497 A JP S6024497A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- water
- mist
- hydrogen gas
- hydrophobic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、水・水素ガス間の水素同位体交換反応塔、特
に、水ミスト・水素ガス並流接触反応塔に好適な疎水性
触媒層に関するものである。
に、水ミスト・水素ガス並流接触反応塔に好適な疎水性
触媒層に関するものである。
現在、水・水素ガス間の水素同位体交換反応用触媒とし
て、スチレン・ジビニルペンゼ／共電合体（以下Ｓ、Ｄ
、Ｂ、と称する）を担体とし、表面に白金を担持させた
ものと、ポリテトラフルオロエチレン（以下テフロンと
称する）を相体とし、表面に白金を担持させたものの二
種類の疎水性触媒が開発されている（例えば、中根良平
外編「重水素およびナトリウムの分離Ｊ（１９８２年）
、学会出版゛センター）。Ｓ、Ｄ、Ｂ系の疎水性触媒は
、担体比表面積が大きく撥水性もテフロンに比べ弱く、
触媒充填層中での水のホールドアツプも多いこトカら、
一般に、強撥水性を有するテフロン系の疎水性触媒よシ
も、単位体積当シの触媒活性が為い。
て、スチレン・ジビニルペンゼ／共電合体（以下Ｓ、Ｄ
、Ｂ、と称する）を担体とし、表面に白金を担持させた
ものと、ポリテトラフルオロエチレン（以下テフロンと
称する）を相体とし、表面に白金を担持させたものの二
種類の疎水性触媒が開発されている（例えば、中根良平
外編「重水素およびナトリウムの分離Ｊ（１９８２年）
、学会出版゛センター）。Ｓ、Ｄ、Ｂ系の疎水性触媒は
、担体比表面積が大きく撥水性もテフロンに比べ弱く、
触媒充填層中での水のホールドアツプも多いこトカら、
一般に、強撥水性を有するテフロン系の疎水性触媒よシ
も、単位体積当シの触媒活性が為い。
しかし、Ｓ、Ｄ、Ｂ、系の疎水性触媒を、水ミスト・水
素ガス並流接触反応塔（特開昭５５−１２１８３２ ）
に適用した場合には、触媒層上部で水ミストの衝突によ
シ、触媒表面が水でカバーされるため、定密状態の触媒
活性が、初期値から約２０％も低下するという問題があ
る。
素ガス並流接触反応塔（特開昭５５−１２１８３２ ）
に適用した場合には、触媒層上部で水ミストの衝突によ
シ、触媒表面が水でカバーされるため、定密状態の触媒
活性が、初期値から約２０％も低下するという問題があ
る。
本発明の目的は、水ミスト・水素ガス並流接触反応塔に
最適な触媒充填層を提供することにある。
最適な触媒充填層を提供することにある。
本発明では、テフロン系の疎水性触媒を、水ミスト・水
素ガス並流接触反応塔に適用した場合には、定常状態の
触媒活性が、初期値とほぼ等しく、実際、触媒層上部の
触媒表面が水でカバーされることもないという事実に着
目し、本発明を考案するに至った。
素ガス並流接触反応塔に適用した場合には、定常状態の
触媒活性が、初期値とほぼ等しく、実際、触媒層上部の
触媒表面が水でカバーされることもないという事実に着
目し、本発明を考案するに至った。
本発明の特徴は、水ミスト・水素ガス並流接触反応用触
媒充填層において、触媒層を二層構造とし、上流側には
下流側よシ撥水性の強い触媒を、下流側には上流側より
撥水性の弱い融媒を充填することにある。
媒充填層において、触媒層を二層構造とし、上流側には
下流側よシ撥水性の強い触媒を、下流側には上流側より
撥水性の弱い融媒を充填することにある。
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明を実施するのに最適な反応装置の１例を
示す図で、１は液体水、２はアルゴン・水素混合ガス、
３はミスト発生器、４は疎水性触媒層、５はミスト分離
器、６は水溜である。ここで、ミスト発生器３は、気・
液二流体ノズルが用いられており、水素ガス中へのアル
ゴンの混合割合を変化させることによシ、発生するミス
ト粒径を約１μｍから数１０μｍの範囲で調整すること
ができる。
示す図で、１は液体水、２はアルゴン・水素混合ガス、
３はミスト発生器、４は疎水性触媒層、５はミスト分離
器、６は水溜である。ここで、ミスト発生器３は、気・
液二流体ノズルが用いられており、水素ガス中へのアル
ゴンの混合割合を変化させることによシ、発生するミス
ト粒径を約１μｍから数１０μｍの範囲で調整すること
ができる。
液体水１は、ミスト発生器３によシ微細な水の粒子に変
換された後、アルゴン・水素ｒＭ ｅ 、７／ ス２の
流れに同伴されて疎水性触媒層４に入る。水ミストと水
素ガスは、疎水性触媒層内で、ＨＤＯ（ミスト）十Ｈ２
（気） ；＝ Ｈ２Ｏ（ミスト） ＋Ｈ，１） （気）
・・・・・・・・・・・・（１） なる、水素同位体交換反応を起した後、ミスト分離器５
で再び液体水と水素ガスに分離され、液体水は水溜６に
トラップされ、水素ガスは反応塔外に取シ出される。
換された後、アルゴン・水素ｒＭ ｅ 、７／ ス２の
流れに同伴されて疎水性触媒層４に入る。水ミストと水
素ガスは、疎水性触媒層内で、ＨＤＯ（ミスト）十Ｈ２
（気） ；＝ Ｈ２Ｏ（ミスト） ＋Ｈ，１） （気）
・・・・・・・・・・・・（１） なる、水素同位体交換反応を起した後、ミスト分離器５
で再び液体水と水素ガスに分離され、液体水は水溜６に
トラップされ、水素ガスは反応塔外に取シ出される。
第２図は、液体水として組成が５多重水、９５チ軽水の
水を、アルボ／・水素混合ガスとして１００％軽水素ガ
スを用い、常圧下、３０Ｃの触媒充填層（５伽φＸ１０
ｍ”）中で反応させた時の、触媒活性と全触媒充填層に
占める白金−テフロン系触媒充填層長さく上部）の関係
を示したものである。発生するミスト粒子の平均粒径は
、約５０μｍである。（１）式で示される同位体交換反
応後の水素ガス中のＨＤ濃度の測定値から、次式によっ
て、触媒単位体積当シの反応速度１１．ｖをめ触媒活性
の指標とした。
水を、アルボ／・水素混合ガスとして１００％軽水素ガ
スを用い、常圧下、３０Ｃの触媒充填層（５伽φＸ１０
ｍ”）中で反応させた時の、触媒活性と全触媒充填層に
占める白金−テフロン系触媒充填層長さく上部）の関係
を示したものである。発生するミスト粒子の平均粒径は
、約５０μｍである。（１）式で示される同位体交換反
応後の水素ガス中のＨＤ濃度の測定値から、次式によっ
て、触媒単位体積当シの反応速度１１．ｖをめ触媒活性
の指標とした。
・・・・・・・・・・・・ （２）
ここで、■は触媒層の体積、Ｇは水素ガスの流量、ｙは
水素ガス中のＩ（Ｄ濃度を示す。添字のｉｎ、ｏｕｔ、
ｅＱはそれぞれ触媒層入口部、出口部、平衡状態を示す
。Ｙｅｓは次式によシ計算できる。
水素ガス中のＩ（Ｄ濃度を示す。添字のｉｎ、ｏｕｔ、
ｅＱはそれぞれ触媒層入口部、出口部、平衡状態を示す
。Ｙｅｓは次式によシ計算できる。
ｙ−ｑ−（ｘ＋（Ｇ／Ｌ）・ｙ＋−）／（α十（Ｇ／Ｌ
）） ・Ｃ３）ここで、Ｌは水の流量、Ｘは供給水中の
ＨＤ濃度、αは分離係数を示す。
）） ・Ｃ３）ここで、Ｌは水の流量、Ｘは供給水中の
ＨＤ濃度、αは分離係数を示す。
触媒層上部の白金−テフロン系触媒充填層長さを増加さ
せることにより、得られる触媒活性は、白金−８，Ｄ、
Ｂ、系触媒のみを充填した場合に比べ、次第に増加し、
白金−テフロン系触媒充填層長さが約５鋸で最大となる
。
せることにより、得られる触媒活性は、白金−８，Ｄ、
Ｂ、系触媒のみを充填した場合に比べ、次第に増加し、
白金−テフロン系触媒充填層長さが約５鋸で最大となる
。
第３図は、アルゴン・水素混合ガスとして、７０チアル
ゴン、３０チ水素混合ガスを用いた時の実験結果を示し
たもので、他の実験条件は第２図の場合と同一である。
ゴン、３０チ水素混合ガスを用いた時の実験結果を示し
たもので、他の実験条件は第２図の場合と同一である。
この場合には、ミスト化器から発生するミスト粒子の平
均粒径は約８μｍでおる。
均粒径は約８μｍでおる。
ミスト粒子が微細になっても、触媒層上部の白金−テフ
ロン系触媒充填層長さを増加させることにより、得られ
る触媒活性は、白金−８，Ｄ、Ｂ、系触媒のみを充填し
た場合に比べ、増加する傾向は見られるが、増加率は第
２図に比べ小さい。また、増加量が最大となる白金−テ
フロン系触媒充填層長さも約２ｍで第２図に比べ短かい
。
ロン系触媒充填層長さを増加させることにより、得られ
る触媒活性は、白金−８，Ｄ、Ｂ、系触媒のみを充填し
た場合に比べ、増加する傾向は見られるが、増加率は第
２図に比べ小さい。また、増加量が最大となる白金−テ
フロン系触媒充填層長さも約２ｍで第２図に比べ短かい
。
変形例
上記実施例では、テフロン系触媒と８１）Ｂ系触媒の境
界面は水平面状になっているが、それ以外の形状にする
ことも可１＃ｊ、ｃ−ある。一般に、気・液二流体ノズ
ルから噴霧されたミスト粒子の粒径はノズルの中心部分
が大きく、周辺部では小さくなる傾向がある。この場合
には、例えば、第４図に示す、両触媒の境界面がスリバ
チ状になるように触媒を充填することにより、本発明の
効果をより有効に発揮させることが可能である。
界面は水平面状になっているが、それ以外の形状にする
ことも可１＃ｊ、ｃ−ある。一般に、気・液二流体ノズ
ルから噴霧されたミスト粒子の粒径はノズルの中心部分
が大きく、周辺部では小さくなる傾向がある。この場合
には、例えば、第４図に示す、両触媒の境界面がスリバ
チ状になるように触媒を充填することにより、本発明の
効果をより有効に発揮させることが可能である。
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
１、水ミスト・水素ガス並流接触反応における触媒単位
体＠Ｍ尚シの反応効率が約２０％向上する。
体＠Ｍ尚シの反応効率が約２０％向上する。
２、水ミストの粒径が１０〜５０Ａｍと大きくなった場
合にも、触媒充填層全体の反応効率の変動を約１／２に
低減することができる。
合にも、触媒充填層全体の反応効率の変動を約１／２に
低減することができる。
第１図は本発明を実施するのに最適な反応装置の構成を
示す図、第２図、第３図は本発明の実施効果を示す図、
第４図は本発明の変形例を示す図である。 １・・・液体水、２・・・アルゴン・水素混合ガス、３
・・・ミス；・発生器、４・・・神木性触媒層、５・ペ
スト分＄ ３ 目 σ 、５″ ｌθ 台金−７７ｒＩ〉未角欠蝶舟項層長さくＣ帆う＄４図
示す図、第２図、第３図は本発明の実施効果を示す図、
第４図は本発明の変形例を示す図である。 １・・・液体水、２・・・アルゴン・水素混合ガス、３
・・・ミス；・発生器、４・・・神木性触媒層、５・ペ
スト分＄ ３ 目 σ 、５″ ｌθ 台金−７７ｒＩ〉未角欠蝶舟項層長さくＣ帆う＄４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、水ミスト・水素ガス並流接触反応用触媒充填層にお
いて、触媒層を二層構造とし、上流側には下流側よシ撥
水性の強い触媒を、下流側には上流側より撥水性の弱い
触媒を充填することを特徴とした触媒充填方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、上流側の触媒とし
てポリテトラフルオロエチレン系の多孔性担体に触媒金
属を担持させた疎水性触媒を、下流側の触媒としてステ
レンジビニベンゼン系の多孔性担体に触媒金属を担持さ
せた疎水性触媒を用いることを特徴とした触媒充填方法
。 ３、特許請求の範囲第２項において、触媒金属として、
白金を用いることを特徴とした触媒充填方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13102983A JPS6024497A (ja) | 1983-07-20 | 1983-07-20 | 触媒充填方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13102983A JPS6024497A (ja) | 1983-07-20 | 1983-07-20 | 触媒充填方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6024497A true JPS6024497A (ja) | 1985-02-07 |
Family
ID=15048346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13102983A Pending JPS6024497A (ja) | 1983-07-20 | 1983-07-20 | 触媒充填方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6024497A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2874120A1 (fr) * | 2004-08-09 | 2006-02-10 | Cogema Logistics Sa | Procede et dispositif d'elimination des gaz inflammables dans une enceinte fermee et enceinte equipee d'un tel dispositif |
-
1983
- 1983-07-20 JP JP13102983A patent/JPS6024497A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2874120A1 (fr) * | 2004-08-09 | 2006-02-10 | Cogema Logistics Sa | Procede et dispositif d'elimination des gaz inflammables dans une enceinte fermee et enceinte equipee d'un tel dispositif |
| WO2006021727A1 (fr) * | 2004-08-09 | 2006-03-02 | Tn International | Procede et dispositif d'elimination des gaz inflammables dans une enceinte fermee et enceinte equipee d'un tel dispositif |
| US7655201B2 (en) | 2004-08-09 | 2010-02-02 | Tn International | Method and device for removing inflammable gases in a closed chamber and chamber equipped with such a device |
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