JPS6082132A - レ−ザ光による反応器 - Google Patents

レ−ザ光による反応器

Info

Publication number
JPS6082132A
JPS6082132A JP18841583A JP18841583A JPS6082132A JP S6082132 A JPS6082132 A JP S6082132A JP 18841583 A JP18841583 A JP 18841583A JP 18841583 A JP18841583 A JP 18841583A JP S6082132 A JPS6082132 A JP S6082132A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser beam
reaction
reactor
reflecting mirror
tank
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
Application number
JP18841583A
Other languages
English (en)
Inventor
Morio Hirata
平田 名男
Akira Katayama
章 片山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Priority to JP18841583A priority Critical patent/JPS6082132A/ja
Publication of JPS6082132A publication Critical patent/JPS6082132A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/12Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
    • B01J19/121Coherent waves, e.g. laser beams

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、レーザ光を利用して化学反応を行なう反応器
に係り、特に櫓体内に反射鏡を設けて、レーザ光の反射
による照射体積を増大し、もって反応効率の向上を図る
ことができる化学反応を行なう反応器に1iJJする。
一般に、化学物質であるエチレンやアセチレンを生成す
る場合や或いは化学比v1物を化学的に処理する揚台な
どのように、原料物を加熱す熱媒体が用いられ、原料物
を加熱づ°るようになっている。
ところで、この加熱手段として、上++t! シicご
とき熱媒体の他に最近レーザ光が注目されるJ、うにな
った。
このレーザ光は、単色性・指向性が強く、二lヒーレン
スが良いなどの大きな特色を持った光源であり、赤外線
域、可視光線域、紫外m域内で特定波長のレーザ光の発
生が可能である。このレーザ光を直接原料物に照射する
ことにより光化学反応や熱化学反応を生ぜしめ、これに
より物質の買換反応、離脱反応、付加反応、異性化反応
或いはイオン化反応などを行なって、目的とする反応生
成物を10ることができる。
上記光化学反応は、レーザ光で分子の電子を励起状態に
上げてそれによって化合物のα酸・塩基性、双極子モー
メント、分子錯体形成能、オルト・メタ・バラ配向性等
の化学的性質を塁底状fIIlの分子と異なったものと
し、さらに励起状態の間にである。この方法は、従来の
熱化学反応では作れないあるいは作ることが困nな化合
物を合成するために以前から利用されている光反応(例
えば波長0.4〜0.6μmの光を出す高圧水銀灯を利
用)の延長線上のものである。
また、上記熱化学反応としては、赤外レーザで特定の振
動単位を励起して化学反応を起したり、強力なレーデか
ら発生ずる高熱を利用して化学反応を起したり、或いは
通常の条件では反応しない2成分系にレーザ光を作用さ
せて一方の成分を活性にした上で他の成分と熱反応を起
したりする場合がある。
例えば、特定の振動励起状態を起させる例としては下記
(1)式に示づごとき反応が行なわれる。
CH* OI−1*十B r r −+2HBr −1−HCOOH−(11この時Cf−
1sot−1とCDI ODとが共存するとCHiOl
lのみが3r+ と反応し一〇(重水素)の濃縮が生ず
る。
また、2成分系に、一方の成分を活性化し、他成分と熱
反応を起す例としては、下記+21 、 +31式に示
づごどぎ反応が行なわれる。
hν OA+−一92Cρ ・・・ (2) (hν:レーザ光の有すエネルギ) OA −1−lI X −+ l−I OA + X 
’−o+(X=Br、1等) ところで、化学品を合成する場合において、反応効率を
増大させることが必然的に要請されるが、従来の反応器
にあっては槽体内の一端から照射したレーザ光を他端に
設けた例えばグラファイトのごとき遮蔽材で受ける構造
となっているため、原料物のレーザ光による照射体積が
少なく、反応効率を充分に向上させることができないと
いう不都合があった。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に
解決すべく創案されたものである。
本発明の目的は、レーザ光による反応器において反応効
率を向上させて消費エネルギを可及的に低減することが
できる反応器を提供することにある。
本発明は、槽体内に貯留された原わ1物に、レーザ光を
照射して化学反応物を生成するレーザ光にJ:る反応器
において、上記槽体内に、この中に照射されたレーザ光
を反射させて原料物の照射体積を増大するだめの反射鏡
を段番ノることにより上記目的を達成づるbのである。
以下に本発明の好適一実施例を添付図面に基づいて詳述
する。
第1図乃至第3図は本発明に係る反応器を示す縦断面図
である。
まず、第1図に示づ反応器は管型反応器を示づしのであ
り、この外殻を構成する槽体1はその内径の大きい円筒
体状に成型されている。この槽体1の一端には化学反応
を行なう液体又は気体状の原料物を導入するための原料
物導入口2が設けられると共に、他端には合成された反
応物を排出するための化学反応物排出口3が設けられて
いる。
また、化学反応物排出D 3の近傍の槽体側壁(図示例
にあっては上部)にはこの槽体1内ヘレーザ光A@:導
入するためのレーザ光導入口4が設けられると共に、こ
の導入口4には図示しないレーザ光発生装置が連設され
ている。ここに使用づるレーザ充交の周波数tよ、生ぜ
しめるべき化学反応によりづなわち原料物の相異により
、それに対応させて選択されることになる。
上記レーザ光導入口4に相対向づ′る槽体内壁には、レ
ーザ光の第1回目の反射を行なう第1の反射鏡5が上記
原料物導入口2の方向にやや傾斜させて設けられており
、反射光を相体1の長手方向に少し傾斜させて進行させ
るように構成されている。この反射光の到達する槽体側
壁には第2の反DJ 116が槽体1の長手方向にほぼ
平行に設【ノられており、反射光をこれに相対向する槽
体側壁に向番ノでジグザグ状に進行させるように構成さ
れている。以下同様に、第3の反射鏡7、第4の反射鏡
8が槽体1の長手方向に所定間隔を隔てて設けられてお
り、槽体1内に導入されたレーザ光Aを反射を繰り返し
ながら槽体1の長手方向へ進行させるようになっている
。この反射を繰り返1°間に、レーザ光が原着物により
徐々に吸収されることになるが、透過性の良好な原料物
を反応させる場合には更に第5、第6・・・の反射鏡を
設【プ光路を増大させるように溝成し、いずれにし゛て
もレーザ光が槽体内壁に吸収されない構造とする。各反
射鏡は当然に反射の法則に従って配置されるものであり
、槽体1内における光路を良くして原料物の照射体積を
増大し得るならば上記配置例に限定されないのは勿論で
ある。
また各反射鏡の(Δ質としては、使用するレーザ光に対
して吸収率が小さく反射率の大きいガラス材が通常使用
されるが、これに限定されず例えば高度に研磨された金
属板の如く反射率の高い材質ならばどのようなものでも
よい。
次に、第2図に示す反応器はループ反応器を示すもので
あり、この外殻を構成する槽体9は、口径の大きいパイ
プを11ot転する如く折り曲げてそれぞれの角度がほ
ぼ90度になるように四角形状にループさせて成型され
ており、前記同様に一端には原着物導入口2が設けられ
、他端には化学反応物排出口3が設けられている。槽体
9の第1曲折部10にはレーザ光導入口4が設けられて
おり、レーザ光が槽体9内を通って第2曲折部11に向
けて進行するようになついてる。そして、第2曲折部2
には前述したと同様な第1の反tJJ鏡5がパイプの長
手方向に対して約45度の角度になるように設けられ、
反射光に90度の偏角を生ぜしめこれを第3の曲折部1
2に向けて進行させるように構成されている。同様に、
第3の及び第4の曲折部12.13にも第2及び第3の
反)1鎮6,7がそれぞれパイプの長手方向に対して約
45度の角度になるように設けられ、反射光に90度の
偏角を生せしめるようになっている。従って、レーザ光
は反射を繰り返しつつ四角形状に屈曲された槽体9内を
進行してゆくことになる。
尚、ここで使用される各反射鏡は前記同様反射効率が良
いものであればかならずしもガラスに限定されない。
次に第3図に示す反応器は通常の槽型の反応器を示すも
のであり、この外殻を構成する槽体13は、上底14ど
下底15とを―えた大口径の円筒体状に成型されている
。上底14と下底15とにはイれぞれ原料物々入口2と
化学反応物排出口3とが設けられている。
上記上底14の一側には槽体13内に向けて傾斜させた
レーザ光導入口4が設けられており、レーザ光を槽体1
3内へ斜め下方に横切る如く導入するようになっている
。槽体下底15の内側には、導入されたレーザ光を槽体
内を横切る如く斜め上方へ反射させるための第1の反射
鏡5がやや傾斜さUて設けられると共に、この反射光が
到達する槽体内側にはこの内壁に沿って第2の反射鏡6
が設けられてJ3す、これに対向する内壁に向けて反射
光を進行させるように構成されている。
更に槽体内側には上記第2の反射鏡6がらの反射光を受
けて反射するだめの第3の反射鏡7が段番プられると共
に、槽体の上底16にはこの第3の反Q4鏡7からの反
射光を受けて反射するための第4の反射鏡8が設けられ
ており、櫓体13の底部に向けて導入されたレーザ光を
、反射を繰り返しながら槽体13の上方へ進行させ得る
ようになっている。
尚、原料物の吸収率が小さい場合には、更に第5、第6
の反射鏡を屈折の法則に従って設【ノ、原料物の照射体
積の増大を図るようにする。
次に、本発明の作用について説明する。
各反応器の槽体1.9.13内には、その原ゎ1導入口
2より例えばメチルアルコール(C1−1sO1−1)
などの原料物Mが尋人されており、槽体1゜9.13内
で化学反応により合成された化学反応物Nは化学反応物
排出口3がら槽外に排出されている。
一方、各槽体に設けたレーザ光導入口4がら図示しない
レーザ発生装置にて発生したレーザ光ρが槽体内に向け
て導入されている。このレーザ光の波長は生ぜしめる化
学反応に応じて適宜選択されるのは勿論である。
槽体1.9.13内へ導入されたレーザ光はそれぞれ第
1の反射鏡5、第2の反射鏡6、第3の反射鏡7及び第
4の反射鏡8(第2図にあっては第4の反射鏡は設けて
ない)へと順次反射を繰り返して槽体内を進行し、原料
物を照射する。この間にレーザ光の有するエネルギは原
料物に吸収されて徐々に減衰する一方、原料物は所定の
光化学反応或いは熱化学反応を起して新たな物質が形成
される。特に、本願にあっては、レーザ光を反射させる
ことにより光路を長くして照射体積を増大さぜたのでレ
ーザ光の有するエネルギが完全吸収され、従来の反応器
に比較してその反応効率を可及的に向上させることがで
きる。
また、よりエネルギの大きなレーザ光を使用づる場合に
は、更に反射の法則に従って第5、第6の反射鏡を設け
ることによりレーザ光のエネルギを完全に化学反応に寄
与させることができる。尚、前記実施例にあっては熱源
としてレーザ光のみを用いた場合について説明したが、
通常の加熱源である蒸気加熱とat用してもよいことは
勿論である。
以上要するに本発明によれば次の如き優れた効果を発揮
する。
(1) 槽体内に反射鏡を設けることにより原料物の照
射体積を増大させることができるので、反応効率を可及
的に向上させることができる。
(2) レーザ光の有するエネルギを完全吸収できるの
でエネルギの無駄がなく経湾的である。
(3) 構造が簡単なので既設の装置にも容易に採用づ
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図は本発明の好適一実施例に係る反応器
を示す縦断面図である。 尚、図中1.9.13は槽体、5,6,7゜8は反射鏡
、交はレーザ光、Mは原料物、Nは化学反応物である。 特V【出願人 石川島播MS重工業株式会社代理人弁理
士 絹 谷 信 雄

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 桁体内に貯dノされた原料物に、レーザ光を照射して化
    学反応物を生成Jるレーザ光による反応器において、上
    記槽体内に、この中に照射された上記レーザ光を反射さ
    せて上記原料物の照射体積を増大するための反射鏡を設
    けたことを特徴とする1ノーザ光による反応器。
JP18841583A 1983-10-11 1983-10-11 レ−ザ光による反応器 Pending JPS6082132A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18841583A JPS6082132A (ja) 1983-10-11 1983-10-11 レ−ザ光による反応器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18841583A JPS6082132A (ja) 1983-10-11 1983-10-11 レ−ザ光による反応器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6082132A true JPS6082132A (ja) 1985-05-10

Family

ID=16223255

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18841583A Pending JPS6082132A (ja) 1983-10-11 1983-10-11 レ−ザ光による反応器

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6082132A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018038130A1 (ja) * 2016-08-26 2018-03-01 日本電気株式会社 化学反応装置、及びその製造方法
WO2018211820A1 (ja) * 2017-05-18 2018-11-22 日本電気株式会社 物、装置、及び処理方法
JPWO2020188953A1 (ja) * 2019-03-20 2020-09-24

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018038130A1 (ja) * 2016-08-26 2018-03-01 日本電気株式会社 化学反応装置、及びその製造方法
JPWO2018038130A1 (ja) * 2016-08-26 2019-06-24 日本電気株式会社 化学反応装置、及びその製造方法
WO2018211820A1 (ja) * 2017-05-18 2018-11-22 日本電気株式会社 物、装置、及び処理方法
JPWO2018211820A1 (ja) * 2017-05-18 2020-06-11 日本電気株式会社 物、装置、及び処理方法
US20200206713A1 (en) * 2017-05-18 2020-07-02 Nec Corporation Object, device, and processing method
JPWO2020188953A1 (ja) * 2019-03-20 2020-09-24
WO2020188953A1 (ja) * 2019-03-20 2020-09-24 日本電気株式会社 分散系、処理方法、及び化学反応装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Neyts et al. Plasma catalysis: synergistic effects at the nanoscale
Cassano et al. Photoreactor analysis and design: fundamentals and applications
US5015349A (en) Low power density microwave discharge plasma excitation energy induced chemical reactions
EP0198361A2 (en) Method and apparatus for thin film formation using photo-induced chemical reaction
US6633042B1 (en) Solar photoreactor
JPH03111577A (ja) マイクロ波プラズマ発生装置およびそれを利用するダイヤモンド膜の製造方法
JPS59135730A (ja) 表面改質装置
RU2215061C1 (ru) Высокоскоростной способ осаждения алмазных пленок из газовой фазы в плазме свч-разряда и плазменный реактор для его реализации
Alfano et al. Scattering effects produced by inert particles in photochemical reactors. 1. Model and experimental verification
JPS6082132A (ja) レ−ザ光による反応器
US4247379A (en) Method for chemical reactions using high intensity radiant energy and system therefor
US8236143B2 (en) Controlling chemical reactions by spectral chemistry and spectral conditioning
US5328575A (en) Photochemical process and sytem for performing a photochemical process
JPS5932122A (ja) 表面改質装置
CA2137489C (en) Method of controlling a photoreaction with a laser beam
KR100329805B1 (ko) 광촉매 반응기
TWI745580B (zh) 處理裝置
JP2021175716A (ja) モノクロロエチレンカーボネートの製造方法
JPH0410901Y2 (ja)
JPS6087847A (ja) レ−ザ光による反応器
JP2004508171A (ja) 化学プロセス及びプラント
JP7349111B1 (ja) 還元反応装置、及び被処理化合物の還元体の製造方法
Dunkin Photochemistry
JP2926205B2 (ja) レーザによる有害ガス連続分解装置
JP2000015090A (ja) 光化学反応用紫外線照射装置