JPS62169888A - 気体原料を酸化する方法および装置 - Google Patents
気体原料を酸化する方法および装置Info
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
Ｅ産業上の利用分野］
本発明は、少なくとも一種の酸化ガスからなるガス混合
物を混合することによって、酸化し得る装入物（燃料）
を気相で酸化させるための新規な装置と、かかる装置の
活用および酸化方法に関するものである。
物を混合することによって、酸化し得る装入物（燃料）
を気相で酸化させるための新規な装置と、かかる装置の
活用および酸化方法に関するものである。
更に詳しく言えば、本発明は例えば高級同族列メタノー
ルおよびアルコールを合成する場合の如く、実質的に炭
素と水素の一酸化物からなる合成ガスを調製するために
、炭化水素のような酸化し得る装入物をゆっくりとＲつ
部分的に酸化させるために適用されるものである。また
本発明は、例えばリホーミング廃棄物を水蒸気と共に酸
化させたり、ベンゼンの酸化あるいはアンモニア酸化反
応にも適用したりできるものである。
ルおよびアルコールを合成する場合の如く、実質的に炭
素と水素の一酸化物からなる合成ガスを調製するために
、炭化水素のような酸化し得る装入物をゆっくりとＲつ
部分的に酸化させるために適用されるものである。また
本発明は、例えばリホーミング廃棄物を水蒸気と共に酸
化させたり、ベンゼンの酸化あるいはアンモニア酸化反
応にも適用したりできるものである。
酸化ガスとは主として酸素、オゾンまたはハロゲンを挙
げることができるが、ここでは例として酸素との反応に
のみ言及することにする。
げることができるが、ここでは例として酸素との反応に
のみ言及することにする。
［従来技術］
メタンを部分的に酸化させる技術は、例えば米国特許第
２，８２１．１１７号に開示されているように公知なも
のである。この酸化反応は、ガスの混合が完全に行われ
ない火焔の中で行われるので、酸素が豊富に存在する域
では急速に高い温度となる。かくして高温で生成された
ガスは、次に酸化すべき装入物の豊富な域で混合され、
後に続く工程で触媒のタリン力形成を可能にするような
炭素生成を伴いながら、分子のクラブキングを引起こす
。メタンの場合にはカーボンの発生が認められるので、
例えば一酸化炭素および水素からメタノールを合成する
場合には、後で塵埃除去器を用いて生成されたガスを精
製してから使用しなければならない。
２，８２１．１１７号に開示されているように公知なも
のである。この酸化反応は、ガスの混合が完全に行われ
ない火焔の中で行われるので、酸素が豊富に存在する域
では急速に高い温度となる。かくして高温で生成された
ガスは、次に酸化すべき装入物の豊富な域で混合され、
後に続く工程で触媒のタリン力形成を可能にするような
炭素生成を伴いながら、分子のクラブキングを引起こす
。メタンの場合にはカーボンの発生が認められるので、
例えば一酸化炭素および水素からメタノールを合成する
場合には、後で塵埃除去器を用いて生成されたガスを精
製してから使用しなければならない。
このようなカーボンブラックの発生以外に、反応ガスが
酸素と接触する域では過熱状態になり易く、多くの場合
にこの過熱は反応装置の入口にまで波及し、酸化させる
べきガスは気相での反応速度に比して非常にゆっくりと
混合されるので望ましくない影響を与える。かかる緩慢
なガスの混合現象は、酸素が吐出量に応じた太い単一の
流路から反応装置内に送り込まれる場合に起こるもので
、このような太いパイプがら高速でガスを噴射しても、
酸素分子は反応速度と比較すると極めて緩慢な速度を以
て放散されるのである。更に、酸素が噴射されるオリフ
ィスは反応装置内の酸化させるべきガスが循環している
チャンバへ開口しているため、このゆっくりとした循環
速度に順応してしまい、酸素分子の急速な分散には支障
となる訳である。
酸素と接触する域では過熱状態になり易く、多くの場合
にこの過熱は反応装置の入口にまで波及し、酸化させる
べきガスは気相での反応速度に比して非常にゆっくりと
混合されるので望ましくない影響を与える。かかる緩慢
なガスの混合現象は、酸素が吐出量に応じた太い単一の
流路から反応装置内に送り込まれる場合に起こるもので
、このような太いパイプがら高速でガスを噴射しても、
酸素分子は反応速度と比較すると極めて緩慢な速度を以
て放散されるのである。更に、酸素が噴射されるオリフ
ィスは反応装置内の酸化させるべきガスが循環している
チャンバへ開口しているため、このゆっくりとした循環
速度に順応してしまい、酸素分子の急速な分散には支障
となる訳である。
前述した従来技術は、特に西ドイツ特許第１、８０４，
０９３号並びにフランス特許第１，３９５．２５Ｇ号に
開示されているので参照されたい。
０９３号並びにフランス特許第１，３９５．２５Ｇ号に
開示されているので参照されたい。
また米国特許第２．７７２，１４９号によれば、反応ガ
スの混合は柔かい多孔質の隔膜の表面で行なわれる。す
なわちこの特許が開示するものは前述の如き反応操作に
おいて、反応させるべきガスである酸素と炭化水素が同
一方向に向けて噴射され、多孔質の隔膜に流れ当って混
合される反応装置である。この技術は、反応ガスをスピ
ーディに混合できるという利点を呈している。
スの混合は柔かい多孔質の隔膜の表面で行なわれる。す
なわちこの特許が開示するものは前述の如き反応操作に
おいて、反応させるべきガスである酸素と炭化水素が同
一方向に向けて噴射され、多孔質の隔膜に流れ当って混
合される反応装置である。この技術は、反応ガスをスピ
ーディに混合できるという利点を呈している。
然し乍ら、かかる技術で反応ガスを混合する場合でも、
ガスは隔膜の気孔を比較的ゆっくりとした速度で通過す
るため、酸化反応は実質的に隔膜の気孔をガスが通過し
た直後、すなわちこの隔膜上で行なわれるため、隔膜自
体が高温に耐えるような材料で作成されなければならな
い。また容量の大きな反応装置を所望するならば、隔膜
の表面もそれだけ広げなければならないので、結果的に
製造コストも割高になってしまい実用的でない。
ガスは隔膜の気孔を比較的ゆっくりとした速度で通過す
るため、酸化反応は実質的に隔膜の気孔をガスが通過し
た直後、すなわちこの隔膜上で行なわれるため、隔膜自
体が高温に耐えるような材料で作成されなければならな
い。また容量の大きな反応装置を所望するならば、隔膜
の表面もそれだけ広げなければならないので、結果的に
製造コストも割高になってしまい実用的でない。
ヨーロッパ特許第０．００１，９４（ｉ号には酸素の吐
出量を重要視して、酸素を複数の平行な流路から送り出
す反応装置が開示されている。この反応装置では、酸素
が単一の太いパイプから直接反応装置内に送り込まれる
のではなく、チャンバ内で均一に分散するように複数の
オリフィスから放出させるもので、吐出量をセーブする
ために流路の先端に形成されたオリフィスの少なくとも
１個は、その幅が３ｍｍ以下の細いスリット状になって
いる。更に、酸化させるべきガス中に酸素を急速に放散
させるため、酸素が噴射されるオリフィスを備える前記
複数本の流路の回りでガスが激しく旋回運動するように
なっている。このような旋回運動は、酸化させるべきガ
ス（装入物）を反応装置の内壁に接するように吹き付け
ることによって得られるものである。
出量を重要視して、酸素を複数の平行な流路から送り出
す反応装置が開示されている。この反応装置では、酸素
が単一の太いパイプから直接反応装置内に送り込まれる
のではなく、チャンバ内で均一に分散するように複数の
オリフィスから放出させるもので、吐出量をセーブする
ために流路の先端に形成されたオリフィスの少なくとも
１個は、その幅が３ｍｍ以下の細いスリット状になって
いる。更に、酸化させるべきガス中に酸素を急速に放散
させるため、酸素が噴射されるオリフィスを備える前記
複数本の流路の回りでガスが激しく旋回運動するように
なっている。このような旋回運動は、酸化させるべきガ
ス（装入物）を反応装置の内壁に接するように吹き付け
ることによって得られるものである。
その他、酸化反応の速度を遅くして火焔の伝播を抑制す
るために壁面の効果を利用する技術は、エディジョン・
チクニップ社（ｌＥｄ ｉ ｔ ｔｏｎｓＴｃｃｈｎｉ
ｐ）発行のジエΦド・ソエット（Ｇ、 ｄａＳｏａｔｃ
）並びにア・フージイエ（Ａ、 Ｆｅｕｇｉｃｒ）著［
燃焼の物理的および化学的形態Ｊ （Ａｓｐｅｃｔｓ
ｐｈｙｓｉｑｕｅｓ ａｔ ｅｈｉｍｉｑｕｅｓ ｄａ
ｌａ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ）第８７頁〜第９３頁に
記載されている。特にこれを本発明の背景になっている
技術分野の公知文献として参照されたい。
るために壁面の効果を利用する技術は、エディジョン・
チクニップ社（ｌＥｄ ｉ ｔ ｔｏｎｓＴｃｃｈｎｉ
ｐ）発行のジエΦド・ソエット（Ｇ、 ｄａＳｏａｔｃ
）並びにア・フージイエ（Ａ、 Ｆｅｕｇｉｃｒ）著［
燃焼の物理的および化学的形態Ｊ （Ａｓｐｅｃｔｓ
ｐｈｙｓｉｑｕｅｓ ａｔ ｅｈｉｍｉｑｕｅｓ ｄａ
ｌａ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ）第８７頁〜第９３頁に
記載されている。特にこれを本発明の背景になっている
技術分野の公知文献として参照されたい。
純粋な酸素を供給して燃焼を行う場合、高温で酸化反応
が起こり速い流速でフラックスが発生して熱伝播される
。そのため爆発が誘発され易い状態となり、反応を継続
させてゆくためには火焔を抑えるための機構を反応装置
の内部に具備する必要がある。特にメタンを部分的に酸
化させる操作は、爆発を極力抑制するように反応装置の
内部構造に留意しなければならない。
が起こり速い流速でフラックスが発生して熱伝播される
。そのため爆発が誘発され易い状態となり、反応を継続
させてゆくためには火焔を抑えるための機構を反応装置
の内部に具備する必要がある。特にメタンを部分的に酸
化させる操作は、爆発を極力抑制するように反応装置の
内部構造に留意しなければならない。
［発明の目的］
斜上の従来技術が提起する問題に対処するためには、下
記に掲げるような目標が打ち出される。すなわち、実質
的に以下の２点を正確に操作できれば前述した従来技術
における不都合が解決されるのである。
記に掲げるような目標が打ち出される。すなわち、実質
的に以下の２点を正確に操作できれば前述した従来技術
における不都合が解決されるのである。
一酸索と酸化すべき装入物を殆ど均一に混合するために
、酸素とガス状装入物を完全にコントロールして分配す
る。特に酸素分子が急速に放散されるように分配されな
ければならない。
、酸素とガス状装入物を完全にコントロールして分配す
る。特に酸素分子が急速に放散されるように分配されな
ければならない。
一部分的な酸化反応を行う場合には爆発を阻止し、しか
も１０００℃以上で反応が継続しなければならないので
、反応装置および混合装置を高温に耐え得るように保護
することに留意し、「火焔の発生を停止させるか、また
は楔止める。」 かかる必要条件に鑑みて、本発明は従来技術における弊
害を解消する新規な方法を提供するものである。正確に
は本発明は、酸化生成物を受容れる少なくとも一種の酸
化ガスからなるガスを混合することによって、酸化し得
る装入物を気相で酸化させる方法に関するものである。
も１０００℃以上で反応が継続しなければならないので
、反応装置および混合装置を高温に耐え得るように保護
することに留意し、「火焔の発生を停止させるか、また
は楔止める。」 かかる必要条件に鑑みて、本発明は従来技術における弊
害を解消する新規な方法を提供するものである。正確に
は本発明は、酸化生成物を受容れる少なくとも一種の酸
化ガスからなるガスを混合することによって、酸化し得
る装入物を気相で酸化させる方法に関するものである。
［発明の構成］
前述の目的を達成するために本発明に従えば、ガスの混
合物と酸化し得る装入物を、前記装入物が流れる第１区
域と得られた酸化反応生成物が流れる第２区域との間に
少なくとも位置する接触混合域で接触させ、前記第１区
域および第２区域は多数の流路を呈する多方向空間を画
成し、前記流路は少なくとも１つの方向に沿って最大限
１０５９メートルの寸法であり、この寸法は前記装入物
を酸化反応させることにより生ずる火焔を楔止める長さ
に相当し、前記接触混合域は多孔質な材料で作成された
複数の互いに平行なパイプからなる酸化ガス混合物供給
区域を有し、この供給区域は多くとも楔止められる火焔
の長さと等しい間隔を以て前記第１区域および第２区域
から離れて位置するものである。
合物と酸化し得る装入物を、前記装入物が流れる第１区
域と得られた酸化反応生成物が流れる第２区域との間に
少なくとも位置する接触混合域で接触させ、前記第１区
域および第２区域は多数の流路を呈する多方向空間を画
成し、前記流路は少なくとも１つの方向に沿って最大限
１０５９メートルの寸法であり、この寸法は前記装入物
を酸化反応させることにより生ずる火焔を楔止める長さ
に相当し、前記接触混合域は多孔質な材料で作成された
複数の互いに平行なパイプからなる酸化ガス混合物供給
区域を有し、この供給区域は多くとも楔止められる火焔
の長さと等しい間隔を以て前記第１区域および第２区域
から離れて位置するものである。
前記第１区域と第２区域との間にある複数の多方向空間
は、前記接触混合域に直接隣接して位置していることが
好ましい。
は、前記接触混合域に直接隣接して位置していることが
好ましい。
また本発明は、前述した手法を実施するための反応装置
にも係るものである。
にも係るものである。
この反応装置は、酸化ガスおよび装入物を供給する手段
と、反応生成物を排出する手段からなるものである。更
に本装置は、下記の構成要素を組合せてなるものである
。
と、反応生成物を排出する手段からなるものである。更
に本装置は、下記の構成要素を組合せてなるものである
。
一一方において酸化ガス供給手段に、他方においてセラ
ミック材料でなる多孔質な反数の平行なパイプに接続さ
れる少なくとも１個の酸化ガス分配器と、 −少なくとも１つの方向に沿って最大限１０ミリメート
ルの寸法であり、前記装入物を酸化反応させることによ
り生ずる火焔を楔止める長さに相当する多数の流路を呈
する多方向空間を画成し、且つ酸化し得る前記装入物を
供給するための手段に接続されるセラミック材料の内張
りで被覆された少なくとも１個の第１チャンバと、 −少なくとも１つの方向に沿って最大限１０ミリメート
ルの寸法であり、前記装入物を酸化反応させることによ
り生ずる火焔を楔止める長さに相当する多数の流路を呈
する多方向空間を画成し、且つ前記反応生成物を排出す
るための手段に接続されるセラミック材料の内張りで被
覆された少なくとも１個の第２チャンバからなり、前記
第１チャンバと第２チャンバは前記多孔質な複数のパイ
プから、多くトも楔止められる火焔の長さと等しい間隔
を以て互いに位置している。
ミック材料でなる多孔質な反数の平行なパイプに接続さ
れる少なくとも１個の酸化ガス分配器と、 −少なくとも１つの方向に沿って最大限１０ミリメート
ルの寸法であり、前記装入物を酸化反応させることによ
り生ずる火焔を楔止める長さに相当する多数の流路を呈
する多方向空間を画成し、且つ酸化し得る前記装入物を
供給するための手段に接続されるセラミック材料の内張
りで被覆された少なくとも１個の第１チャンバと、 −少なくとも１つの方向に沿って最大限１０ミリメート
ルの寸法であり、前記装入物を酸化反応させることによ
り生ずる火焔を楔止める長さに相当する多数の流路を呈
する多方向空間を画成し、且つ前記反応生成物を排出す
るための手段に接続されるセラミック材料の内張りで被
覆された少なくとも１個の第２チャンバからなり、前記
第１チャンバと第２チャンバは前記多孔質な複数のパイ
プから、多くトも楔止められる火焔の長さと等しい間隔
を以て互いに位置している。
前記の間隔は０．０５〜１Ｑａａ＋が好ましく、０．１
〜５ａｍが最適である。また前記パイプは、その表面全
体が多孔質なものがよい。前記第１チャンバおよび第２
チャンバに連通ずる前記多方向空間は、０．１〜０．５
＋ｕ＋の寸法を呈するのが好ましく、その形状も均一で
あることが望まれる。
〜５ａｍが最適である。また前記パイプは、その表面全
体が多孔質なものがよい。前記第１チャンバおよび第２
チャンバに連通ずる前記多方向空間は、０．１〜０．５
＋ｕ＋の寸法を呈するのが好ましく、その形状も均一で
あることが望まれる。
温度条件（例えばメタンを部分的に酸化させるためには
１４００℃）並びに好ましくは純粋な酸素の存在を念頭
に入れて、前記の装入物と酸化生成物をセラミック材料
の壁面で囲まれた空間に流通させ、且つ前記酸化ガス混
合物を同様にセラミック材料の壁面で囲まれた流路に流
通させる。耐火性のセラミック材料としては、ムル石、
シリコンカーバイド（炭化珪素）、菫青石、アルミナ、
珪石、例えばＳ ｉ３Ｎ４の如き窒化珪素、酸化アルカ
リ土類、酸化遷移金属およびこれらの混合物を用いるこ
とができる。然し乍ら、優れた熱伝導性を有しているた
めに熱を均一に分散させるという点からするとシリコン
カーバイドを選択することが好ましい。更にこの材料は
押出し加工が容易であるため、反応装置に組み込むには
最適である。
１４００℃）並びに好ましくは純粋な酸素の存在を念頭
に入れて、前記の装入物と酸化生成物をセラミック材料
の壁面で囲まれた空間に流通させ、且つ前記酸化ガス混
合物を同様にセラミック材料の壁面で囲まれた流路に流
通させる。耐火性のセラミック材料としては、ムル石、
シリコンカーバイド（炭化珪素）、菫青石、アルミナ、
珪石、例えばＳ ｉ３Ｎ４の如き窒化珪素、酸化アルカ
リ土類、酸化遷移金属およびこれらの混合物を用いるこ
とができる。然し乍ら、優れた熱伝導性を有しているた
めに熱を均一に分散させるという点からするとシリコン
カーバイドを選択することが好ましい。更にこの材料は
押出し加工が容易であるため、反応装置に組み込むには
最適である。
前記した各チャンバ（第１チャンバおよび第２チャンバ
）は、多孔質な材料でなる前記パイプ１１′＃に隣接し
た部分が、これらパイプ群によって占められる流路面と
同様な表面になっている。
）は、多孔質な材料でなる前記パイプ１１′＃に隣接し
た部分が、これらパイプ群によって占められる流路面と
同様な表面になっている。
すなわち、ガスの流束に対応するように、一方では装入
物が流れる面と、他方では反応生成物の流れる面が、多
孔質なパイプによって実際に形成される面と正確に対面
することが好ましいのである。しかして、例えば多孔質
な箇所ではない酸化ガスの分配器区域レベル、すなわち
酸化ガスが滲み出てこない部分では、前記第１チャンバ
および第２チャンバは焼成セラミックペーストで蓋をし
た状態で対面しているため、装入物・１トびに酸化ガス
は流れない。
物が流れる面と、他方では反応生成物の流れる面が、多
孔質なパイプによって実際に形成される面と正確に対面
することが好ましいのである。しかして、例えば多孔質
な箇所ではない酸化ガスの分配器区域レベル、すなわち
酸化ガスが滲み出てこない部分では、前記第１チャンバ
および第２チャンバは焼成セラミックペーストで蓋をし
た状態で対面しているため、装入物・１トびに酸化ガス
は流れない。
前記分配器は、完全に多孔質な材料で作成された腹数本
の導通パイプを備えるものであるが、一実施例において
は前記のチャンバに収容される後述の「蜜蜂の巣」の形
状に対応して、部分的に多孔質なパイプ群であってもよ
い。いずれにせよ、これら段数本のパイプ群の多孔質区
域は反応装置全体の縦軸と垂直な関係、換言すればガス
状装入物の流れる方向と垂直に広がっている場合に優れ
た結果が得られるものである。
の導通パイプを備えるものであるが、一実施例において
は前記のチャンバに収容される後述の「蜜蜂の巣」の形
状に対応して、部分的に多孔質なパイプ群であってもよ
い。いずれにせよ、これら段数本のパイプ群の多孔質区
域は反応装置全体の縦軸と垂直な関係、換言すればガス
状装入物の流れる方向と垂直に広がっている場合に優れ
た結果が得られるものである。
しかし前記パイプ群によって形成される多孔質区域は、
このように必ず反応装置の縦軸に対して垂直に配置しな
ければならないものでもなく、傾斜させた構造にして所
望する効果を狙うことも可能である。
このように必ず反応装置の縦軸に対して垂直に配置しな
ければならないものでもなく、傾斜させた構造にして所
望する効果を狙うことも可能である。
多孔質な前記パイプ群は、ガスの流束が淀みなく流れて
いくように、隣接したパイプが交互にずれながら分配器
から延長し、１本おきに同一平面上に配置される。酸化
ガス（酸素）を供給するための分配器を２個具備した反
応装置が好ましいが、その場合、各分配器は複数の平行
な多孔質パイプに接続され、前述したようにパイプ群は
１本おきにずらして配置されているから、互いに接触し
ない第１の層および第２の層を画成する訳である。この
ようにパイプ群によって２層構造にすることは、流束に
従ってスムーズにガスを流しながら反応を熱学的にコン
トロールするために有用である。尚、同一層で隣接する
２本の平行なパイプの間隔は、最大限パイプ自体の太さ
と同一な配置とする。
いくように、隣接したパイプが交互にずれながら分配器
から延長し、１本おきに同一平面上に配置される。酸化
ガス（酸素）を供給するための分配器を２個具備した反
応装置が好ましいが、その場合、各分配器は複数の平行
な多孔質パイプに接続され、前述したようにパイプ群は
１本おきにずらして配置されているから、互いに接触し
ない第１の層および第２の層を画成する訳である。この
ようにパイプ群によって２層構造にすることは、流束に
従ってスムーズにガスを流しながら反応を熱学的にコン
トロールするために有用である。尚、同一層で隣接する
２本の平行なパイプの間隔は、最大限パイプ自体の太さ
と同一な配置とする。
例えば酸素を含有する酸化混合混合ガスを流通させるパ
イプが隣接している場合に、反応装置の縦軸を含む面に
沿って、少なくともこれらパイプの１本には複数の孔が
穿設される。これらの孔は、ガスの流束を流すと同時に
火焔を「楔止める」ために０．０５〜１０ｍｍの寸法（
楔止められる火焔の長さ）を呈している。
イプが隣接している場合に、反応装置の縦軸を含む面に
沿って、少なくともこれらパイプの１本には複数の孔が
穿設される。これらの孔は、ガスの流束を流すと同時に
火焔を「楔止める」ために０．０５〜１０ｍｍの寸法（
楔止められる火焔の長さ）を呈している。
前述したものとは異なり単一の分配器のみを具備する反
応装置では、下列のパイプ群の上縁は、上列のパイプ群
の下縁よりも高い位置に配置される。また多孔質な材料
にて作成される前記パイプの各々の太さは、反応装置本
体の大きさに従って可変である。例えば５〜５０ｍｍの
ものが用いられるが、諸条件に鑑みた場合、１０〜２０
ＩＩＩ＠のちのが最適である。
応装置では、下列のパイプ群の上縁は、上列のパイプ群
の下縁よりも高い位置に配置される。また多孔質な材料
にて作成される前記パイプの各々の太さは、反応装置本
体の大きさに従って可変である。例えば５〜５０ｍｍの
ものが用いられるが、諸条件に鑑みた場合、１０〜２０
ＩＩＩ＠のちのが最適である。
一方、これら多孔質のパイプの長さも実施例の態様に従
って可変のものであるが、反応装置の形式いかんによら
ず、酸化反応が行われる箇所が完全におおえるような長
さでなければならない。反応装置が円筒形状でシリンダ
タイプのものでは、複数の平行な多孔質パイプ群によっ
て形成される層が、反応装置の内壁周面にぴったりと装
着されるような円形になる長さである。
って可変のものであるが、反応装置の形式いかんによら
ず、酸化反応が行われる箇所が完全におおえるような長
さでなければならない。反応装置が円筒形状でシリンダ
タイプのものでは、複数の平行な多孔質パイプ群によっ
て形成される層が、反応装置の内壁周面にぴったりと装
着されるような円形になる長さである。
すなわち、このようなタイプのものでは短いものから徐
々に長いものが選択されるのである。
々に長いものが選択されるのである。
然し乍ら、反応装置の縦軸に対して垂直ではない傾斜し
た層をパイプ群が形成するような場合には、当然の帰結
としてこの層は楕円形になるから、全体としてパイプ群
が楕円になるように個々の長さを決定する。しかして反
応装置の有効断面積の全てに亘って酸素を極めて均一に
供給できる層が完成される訳であるが、この層は後述す
る構造によって矢張り均一に分散される酸化すべきガス
状装入物によって吹き払われる。
た層をパイプ群が形成するような場合には、当然の帰結
としてこの層は楕円形になるから、全体としてパイプ群
が楕円になるように個々の長さを決定する。しかして反
応装置の有効断面積の全てに亘って酸素を極めて均一に
供給できる層が完成される訳であるが、この層は後述す
る構造によって矢張り均一に分散される酸化すべきガス
状装入物によって吹き払われる。
この動作によって２つのチャンバと酸素供給分配器の間
に画成される区域で優れた微細混合（マイクロミキシン
グ）と共に、急速な分散が達成されるのである。
に画成される区域で優れた微細混合（マイクロミキシン
グ）と共に、急速な分散が達成されるのである。
前記多孔質の孔隙率（気孔率）は、与えられた吐出量に
ついて気圧の減少量が充分なものであり、全ての多孔質
パイプに酸素導入分配器から酸素が供給されるようなも
のが選択される。
ついて気圧の減少量が充分なものであり、全ての多孔質
パイプに酸素導入分配器から酸素が供給されるようなも
のが選択される。
かかる孔隙率（気孔率）は限定的なものではないが、０
．０５〜１０バールの気圧減少量のものが好ましい。
．０５〜１０バールの気圧減少量のものが好ましい。
円筒形状の反応装置内壁に嵌合される裏張りは、前記チ
ャンバの各々を占めるものであるが、この目地のない裏
張り内部には多数のダクトが「蜜蜂の巣」のように形成
されている。これらダクトの１本１本は全て平行に導通
していて且つ反応装置の縦軸とも平行である。その１本
当たりの断面は０．００２５〜１００ａｕ＋＋２である
が、０．１〜２０ＩＩ１ｍ２の大きさが好ましい。また
各ダクトの表面は全て均質なことが望まれる。このよう
なダクトの構成要件は、ガス状の装入物を目地のない裏
張りの縦軸に沿って均一に分散させるために特に必要で
ある。
ャンバの各々を占めるものであるが、この目地のない裏
張り内部には多数のダクトが「蜜蜂の巣」のように形成
されている。これらダクトの１本１本は全て平行に導通
していて且つ反応装置の縦軸とも平行である。その１本
当たりの断面は０．００２５〜１００ａｕ＋＋２である
が、０．１〜２０ＩＩ１ｍ２の大きさが好ましい。また
各ダクトの表面は全て均質なことが望まれる。このよう
なダクトの構成要件は、ガス状の装入物を目地のない裏
張りの縦軸に沿って均一に分散させるために特に必要で
ある。
前記の「蜜蜂の巣」形状のダクトの代わりに、例えば球
状および桿状のセラミック粒子で両チャンバ内または一
方のチャンバ内を充填してもよい。その場合、ガスの流
路を形成するという観点から、セラミック粒子の大きさ
は０．０１〜１０ｍｍの範囲のものが用いられ、特に０
．１〜５ｍｍのものが好ましい。更に、球状粒子を充填
した場合、粒子間には最大限でも粒子自体の半径に等し
い大きさの空間しかできないため、適当な粒度の粒子を
選択して用いることで所望する「火焔の楔止め」が期待
できる訳である。すなわち、粒度の細かいセラミック粒
子をチャンバに充填すれば、その粒度に比例してガス流
のダクトとなる前記空間の大きさも小さくなるのである
。このようにして「蜜蜂の果」タイプのダクトでは難儀
である火焔の大幅な縮減が、純粋酸素の存在のもとて化
学量論的に圧力をかけながら酸化反応を遂行することが
可能となる。
状および桿状のセラミック粒子で両チャンバ内または一
方のチャンバ内を充填してもよい。その場合、ガスの流
路を形成するという観点から、セラミック粒子の大きさ
は０．０１〜１０ｍｍの範囲のものが用いられ、特に０
．１〜５ｍｍのものが好ましい。更に、球状粒子を充填
した場合、粒子間には最大限でも粒子自体の半径に等し
い大きさの空間しかできないため、適当な粒度の粒子を
選択して用いることで所望する「火焔の楔止め」が期待
できる訳である。すなわち、粒度の細かいセラミック粒
子をチャンバに充填すれば、その粒度に比例してガス流
のダクトとなる前記空間の大きさも小さくなるのである
。このようにして「蜜蜂の果」タイプのダクトでは難儀
である火焔の大幅な縮減が、純粋酸素の存在のもとて化
学量論的に圧力をかけながら酸化反応を遂行することが
可能となる。
実際のところ前述した「蜜蜂の巣」タイプのダクトを一
様に細くすることは至難の技であって、仮にそのような
極細のダクト群を完成できたとしても反応装置に着脱す
る際に誤って破損してしまう程、取扱いに留意しなけれ
ばならない脆いものであろう。更に、粒子状のセラミッ
ク材の特徴としては、チャンバへの充填および排出が簡
単に行え、またニッケルおよびバナジウムの如き金属を
含有する重い装入物を取扱う場合には、析出したカーボ
ンをか焼することによって、或は化学的な方法（例えば
酸を用いる）によって粒子を再生できることである。
様に細くすることは至難の技であって、仮にそのような
極細のダクト群を完成できたとしても反応装置に着脱す
る際に誤って破損してしまう程、取扱いに留意しなけれ
ばならない脆いものであろう。更に、粒子状のセラミッ
ク材の特徴としては、チャンバへの充填および排出が簡
単に行え、またニッケルおよびバナジウムの如き金属を
含有する重い装入物を取扱う場合には、析出したカーボ
ンをか焼することによって、或は化学的な方法（例えば
酸を用いる）によって粒子を再生できることである。
その他の実施例によれば、２つのチャンバの少なくとも
一方が「蜜蜂の巣」タイプのダクトを包含した目地のな
い裏張りを有する構造である。このタイプのダクトは全
て互いに平行であり且つ反応装置の縦軸とも平行である
ことが好ましい。これらのダクトはチャンバ内を細かく
縦軸方向に仕切るものであって、その１本の断面積は０
．０２５〜１００＋ａａ＋２であるが、例えば２５ｃ−
に達するような大きなものとすることも可能である。
一方が「蜜蜂の巣」タイプのダクトを包含した目地のな
い裏張りを有する構造である。このタイプのダクトは全
て互いに平行であり且つ反応装置の縦軸とも平行である
ことが好ましい。これらのダクトはチャンバ内を細かく
縦軸方向に仕切るものであって、その１本の断面積は０
．０２５〜１００＋ａａ＋２であるが、例えば２５ｃ−
に達するような大きなものとすることも可能である。
また前述した２つの実施例において、これらダクトの少
なくとも１本に粒子の直径が０．０１〜１ｏａｎｓ、好
ましくは０．１〜５ｍｍの大きさのセラミック粒を部分
的または全体的に充填することもできる。このような構
成にすることによって、酸化され得るガス状装入物はダ
クトと粒子間の空間に導かれ、酸化ガス（酸素）が供給
される分配器のレベルでこのガス状装入物を均一に分散
させると共に、優先する流れの可能性がないために反応
装置の断面積全体に規則的な吐出を可能にする。ダクト
に粒子を充填する場合は、一般的に触媒を混合すること
が行なわれる。
なくとも１本に粒子の直径が０．０１〜１ｏａｎｓ、好
ましくは０．１〜５ｍｍの大きさのセラミック粒を部分
的または全体的に充填することもできる。このような構
成にすることによって、酸化され得るガス状装入物はダ
クトと粒子間の空間に導かれ、酸化ガス（酸素）が供給
される分配器のレベルでこのガス状装入物を均一に分散
させると共に、優先する流れの可能性がないために反応
装置の断面積全体に規則的な吐出を可能にする。ダクト
に粒子を充填する場合は、一般的に触媒を混合すること
が行なわれる。
かかる実施例でも充填する粒子の形状はいかなるもので
あってもよく、また一様なものでも不揃いのものでもよ
いが、粒子間に形成される空間が重要であるが故に、粒
子の大きさ、特に球状の場合にはその直径が選択のパラ
メータとなってくる。例えば目地のない裏張りの内部に
形成された「蜜蜂の巣」タイプのダクトを用いる場合、
第１チャンバおよび第２チャンバ或いはダクト全体の長
さは１０〜３，０００ｗの間で設計することができる。
あってもよく、また一様なものでも不揃いのものでもよ
いが、粒子間に形成される空間が重要であるが故に、粒
子の大きさ、特に球状の場合にはその直径が選択のパラ
メータとなってくる。例えば目地のない裏張りの内部に
形成された「蜜蜂の巣」タイプのダクトを用いる場合、
第１チャンバおよび第２チャンバ或いはダクト全体の長
さは１０〜３，０００ｗの間で設計することができる。
然し乍ら、酸素に接触混合される区域よりも上流にある
チャンバの長さは、下流のチャンバの長さよりも短くす
ることが好ましく、このため上流の第１チャンバの長さ
は２０〜５００ ｍｍのもの、下流の第２チャンバは１
００〜２，０００ｍｍに作成したものを用いる。
チャンバの長さは、下流のチャンバの長さよりも短くす
ることが好ましく、このため上流の第１チャンバの長さ
は２０〜５００ ｍｍのもの、下流の第２チャンバは１
００〜２，０００ｍｍに作成したものを用いる。
酸素を供給する分配器のレベルに達する前に、ガス状の
酸化すべき装入物は、その端面が前記分配器に対向して
いる第１チャンバ内を、前記ダクトによって反応装置の
縦軸に沿って導かれながら流れて行く。しかして流れて
行く空間（例えば「蜜蜂の巣」タイプのダクト）および
パイプの断面形状は、多角形、正方形、長方形、円筒状
、楕円形、環状あるいは三角形などから選択されるが、
目地のない裏張り内に形成されたダクトの場合、その１
本１本のダクト断面は正方形であることが有利である。
酸化すべき装入物は、その端面が前記分配器に対向して
いる第１チャンバ内を、前記ダクトによって反応装置の
縦軸に沿って導かれながら流れて行く。しかして流れて
行く空間（例えば「蜜蜂の巣」タイプのダクト）および
パイプの断面形状は、多角形、正方形、長方形、円筒状
、楕円形、環状あるいは三角形などから選択されるが、
目地のない裏張り内に形成されたダクトの場合、その１
本１本のダクト断面は正方形であることが有利である。
ガス状の装入物は、下から上に或いは上から下に流れる
ものであるが、竪型反応装置の場合では上から下に向っ
て流れて行き、酸素が滲み出す多孔質のパイプ７１丁と
ダクト群の終端によって画成される域で酸素と接触する
。このため酸素を供給する分配器の上流（第１チャンバ
）および下流（第２チャンバ）に位置する「蜜蜂の巣」
には、前記分配器およびパイプ７１丁の形状に対応して
凹部が穿設され、多孔質なこれらパイプ群との間に、好
ましくは均等な空間が形成される。この空間に深さは最
大限１００１＋１１ （楔止められる火焔の長さ）に抑
えられ、０．１〜５ｍｍが適当である。いずれにせよ四
部の形状は、各パイプよりもＬ記の数値だけ大きく穿設
され、これらパイプの周面に平行な一往の空間を形成す
るようになっている。
ものであるが、竪型反応装置の場合では上から下に向っ
て流れて行き、酸素が滲み出す多孔質のパイプ７１丁と
ダクト群の終端によって画成される域で酸素と接触する
。このため酸素を供給する分配器の上流（第１チャンバ
）および下流（第２チャンバ）に位置する「蜜蜂の巣」
には、前記分配器およびパイプ７１丁の形状に対応して
凹部が穿設され、多孔質なこれらパイプ群との間に、好
ましくは均等な空間が形成される。この空間に深さは最
大限１００１＋１１ （楔止められる火焔の長さ）に抑
えられ、０．１〜５ｍｍが適当である。いずれにせよ四
部の形状は、各パイプよりもＬ記の数値だけ大きく穿設
され、これらパイプの周面に平行な一往の空間を形成す
るようになっている。
第１チャンバ内を導かれたガス状装入物は、開口したダ
クト１１丁の末端形状が多孔質のパイプ群の形状と一致
する範囲において、酸素が供給されるこれら多孔質パイ
プ群に出来る限り近接して吹き当てられる。「蜜蜂の巣
」タイプではない粒子充填型のものでも同様で、下端部
の粒子群は直接これらの酸素供給パイプに夫々接触し、
楔止める火焔の長さとの関係で用いることができる最小
限の細かい粒子を充填すればそれだけ粒子間の空間も挟
まり、より近くでガス状装入物をパイプ群に吹き当てる
ことが可能である。
クト１１丁の末端形状が多孔質のパイプ群の形状と一致
する範囲において、酸素が供給されるこれら多孔質パイ
プ群に出来る限り近接して吹き当てられる。「蜜蜂の巣
」タイプではない粒子充填型のものでも同様で、下端部
の粒子群は直接これらの酸素供給パイプに夫々接触し、
楔止める火焔の長さとの関係で用いることができる最小
限の細かい粒子を充填すればそれだけ粒子間の空間も挟
まり、より近くでガス状装入物をパイプ群に吹き当てる
ことが可能である。
前述した４１４造により酸化すべきガス状装入物は、逆
行して混合されることなく、酸素の供給レベルにてチャ
ンバの断面積全体に亘って、しかも均一にむらなく分散
されるのである。また前記パイプ群の周囲に形成される
空間は微小なものであるため、所謂火焔の閉塞現象によ
って爆発（或いはさか火）が阻止される。
行して混合されることなく、酸素の供給レベルにてチャ
ンバの断面積全体に亘って、しかも均一にむらなく分散
されるのである。また前記パイプ群の周囲に形成される
空間は微小なものであるため、所謂火焔の閉塞現象によ
って爆発（或いはさか火）が阻止される。
酸素と均一に混合された後、反応生成物は新たに第２の
チャンバ内を導かれながら流れて行くのであるが、第２
チャンバ内にも前述したものと同様なダクト群または粒
子が充填されている。 処理すべきガス状装入物は、反
応域において２〜ｔｏ、０００毎秒メートルの逗留時間
、更に好ましくは５０〜ｔ、ｏｏｏ毎秒メートルの耐久
時間を有するものがよい。
チャンバ内を導かれながら流れて行くのであるが、第２
チャンバ内にも前述したものと同様なダクト群または粒
子が充填されている。 処理すべきガス状装入物は、反
応域において２〜ｔｏ、０００毎秒メートルの逗留時間
、更に好ましくは５０〜ｔ、ｏｏｏ毎秒メートルの耐久
時間を有するものがよい。
以下、本発明に係る幾つかの実施例が示された図面に沿
って詳説するが、図示の実施例にのみ本発明が限定され
るものではないことを予め付言する。
って詳説するが、図示の実施例にのみ本発明が限定され
るものではないことを予め付言する。
［実施例］
第１図には細長い円筒状の竪型反応装置１が示されてい
るが、この反応装置は吸気した酸素の分配器２および２
０を有しており、これら２個の分配器は、ムル石によっ
て作られ表面が多孔質な複数本のパイプ３と４でなる層
を備えるものである。これらのパイプは互いに平行に配
置されていて、例えば直径が１ｃｍの円筒管である。
るが、この反応装置は吸気した酸素の分配器２および２
０を有しており、これら２個の分配器は、ムル石によっ
て作られ表面が多孔質な複数本のパイプ３と４でなる層
を備えるものである。これらのパイプは互いに平行に配
置されていて、例えば直径が１ｃｍの円筒管である。
第３Ａ図はパイプを上方から見た場合を示しているが、
多孔質表面は２つの半長方形部分２１および２２に分け
られ、中心を前記の酸素分配器２が通っている。反応装
置に入れられて酸化あるいは燃焼されるべき装入物に対
して直面するこれら多孔質表面の面積は約１００ｃＪ程
であり、孔隙率（気孔率）は気圧の減少量が０．５バー
ルに等しくなるようなものが選択される。
多孔質表面は２つの半長方形部分２１および２２に分け
られ、中心を前記の酸素分配器２が通っている。反応装
置に入れられて酸化あるいは燃焼されるべき装入物に対
して直面するこれら多孔質表面の面積は約１００ｃＪ程
であり、孔隙率（気孔率）は気圧の減少量が０．５バー
ルに等しくなるようなものが選択される。
ライン１２から酸素の供給を受ける分配器並びにパイプ
は反応装置の中心縦軸に対して垂直に配されており、反
応装置の放射面に関して上流の区域に位置している。第
２図および第２Ａ図に示される如く、一連のパイプ３と
４は分配器の一方と他方で交互に配置されている。同じ
層の隣接した２本の多孔質パイプの間隔Δは流束のため
にとられるが、パイプの幅りよりも細いか或いは大きく
とっても幅りと等しい位に配される。この実施例では間
隔△は１ｃｍであり、層と層の隔たりは６ｃｍ前後であ
る。
は反応装置の中心縦軸に対して垂直に配されており、反
応装置の放射面に関して上流の区域に位置している。第
２図および第２Ａ図に示される如く、一連のパイプ３と
４は分配器の一方と他方で交互に配置されている。同じ
層の隣接した２本の多孔質パイプの間隔Δは流束のため
にとられるが、パイプの幅りよりも細いか或いは大きく
とっても幅りと等しい位に配される。この実施例では間
隔△は１ｃｍであり、層と層の隔たりは６ｃｍ前後であ
る。
第３図には別の実施例が示されている。すなわち多孔質
なムル石で作成されたパイプが、前述した第３Ａ図のよ
うに長方形部分に広がっているのではなく、酸素分配器
２と２０から層毎に交互にずれながら延長して、反応装
置の断面全体に広がっているものである。それ故、パイ
プの長さは反応装置の円筒壁に接するように長いものと
序々に短いものを用意する必要がある。
なムル石で作成されたパイプが、前述した第３Ａ図のよ
うに長方形部分に広がっているのではなく、酸素分配器
２と２０から層毎に交互にずれながら延長して、反応装
置の断面全体に広がっているものである。それ故、パイ
プの長さは反応装置の円筒壁に接するように長いものと
序々に短いものを用意する必要がある。
また分配器２および２０の長さは、これらが配される反
応装置内部の直径と正確に一致するものが選ばれる。
応装置内部の直径と正確に一致するものが選ばれる。
酸素の供給は前述したライン１２より分配器２および２
０を経て行われるが、この供給ラインは第４Ａ図に示さ
れる如く反応装置の縦軸に沿って配置されたり、ｍ４Ｂ
図のもののように側方向から分配器に接続されたり、更
には第４ｃ図に示すように分離した分配器２に夫々両方
向から接続してもよいものであって、これらは例示に過
ぎず限定されない。
０を経て行われるが、この供給ラインは第４Ａ図に示さ
れる如く反応装置の縦軸に沿って配置されたり、ｍ４Ｂ
図のもののように側方向から分配器に接続されたり、更
には第４ｃ図に示すように分離した分配器２に夫々両方
向から接続してもよいものであって、これらは例示に過
ぎず限定されない。
予め約４５０℃に加熱された酸化され得るガス状装入物
（燃料）は、ライン６を介してこの反応装置内の第１チ
ャンバ２７に送り込まれる。ガス状装入物は第１チャン
バ２７の上部から序々に下部に広がり、やがてチャンバ
２７内を一杯にする。この第１チャンバには長さが２０
ｃｍ程度の目地のない裏張り７が収容されており、この
中にはムル石を反応装置の縦軸と平行に並べて作成した
複数のダクト１３が配されている。ダクト１３の構成は
第５図に示すとおり、丁度蜜蜂の巣に似ており全体とし
て円筒状になっている。ライン６から送り込まれたガス
状装入物はこれらのダクト１３を通って、反応装置の中
間部に位置する前述した分配器２から延長した一連の多
孔質パイプに流れ当たる訳である。そのため第３Ａ図に
示されるような配置のムル石で作成されたパイプ群を用
いる場合には、第５Ａ図のように対応部分にのみガス状
装入物が流れ当たるように、２つの半長方形部分のみを
残してセラミックのペーストで埋めた後、焼成してこれ
を製造する。中央の埋めた部分は分配器２および２ｏに
対応するものであって、分配器にも直接ガス状装入物は
流れ当たらないようになっている。この実施例ではガス
状装入物が流れるダクト１３の面積は１００ｃｄであり
、前述した第３Ａ図に示される多孔質パイプ群の面積、
すなわちライン１２より送り込まれる酸素が漏れ出るパ
イプの多孔質表面と一致するものである。
（燃料）は、ライン６を介してこの反応装置内の第１チ
ャンバ２７に送り込まれる。ガス状装入物は第１チャン
バ２７の上部から序々に下部に広がり、やがてチャンバ
２７内を一杯にする。この第１チャンバには長さが２０
ｃｍ程度の目地のない裏張り７が収容されており、この
中にはムル石を反応装置の縦軸と平行に並べて作成した
複数のダクト１３が配されている。ダクト１３の構成は
第５図に示すとおり、丁度蜜蜂の巣に似ており全体とし
て円筒状になっている。ライン６から送り込まれたガス
状装入物はこれらのダクト１３を通って、反応装置の中
間部に位置する前述した分配器２から延長した一連の多
孔質パイプに流れ当たる訳である。そのため第３Ａ図に
示されるような配置のムル石で作成されたパイプ群を用
いる場合には、第５Ａ図のように対応部分にのみガス状
装入物が流れ当たるように、２つの半長方形部分のみを
残してセラミックのペーストで埋めた後、焼成してこれ
を製造する。中央の埋めた部分は分配器２および２ｏに
対応するものであって、分配器にも直接ガス状装入物は
流れ当たらないようになっている。この実施例ではガス
状装入物が流れるダクト１３の面積は１００ｃｄであり
、前述した第３Ａ図に示される多孔質パイプ群の面積、
すなわちライン１２より送り込まれる酸素が漏れ出るパ
イプの多孔質表面と一致するものである。
蜜蜂の巣のような前記ダクト１３の各々は、１ｍ１１２
の正方形断面となっており、反応装置の縦軸と平行に装
入物（燃料）を送り込む流路を形成し、酸素を分配する
ための前記多孔質パイプ３および４に均一に流れ当てら
れる。ライン１２から供給される酸素が滲み出る多孔質
パイプ群にしかして接触した後のガス状装入物は、これ
らパイプ群の下方に位置する同一形状の「蜜蜂の巣」を
通過するのである。反応装置の下半分を占めるダクト１
３は、前述した上半分のダクトと同様に、目地のない裏
張りの８の中に細長いムル石の板を配置して作成される
ものである。
の正方形断面となっており、反応装置の縦軸と平行に装
入物（燃料）を送り込む流路を形成し、酸素を分配する
ための前記多孔質パイプ３および４に均一に流れ当てら
れる。ライン１２から供給される酸素が滲み出る多孔質
パイプ群にしかして接触した後のガス状装入物は、これ
らパイプ群の下方に位置する同一形状の「蜜蜂の巣」を
通過するのである。反応装置の下半分を占めるダクト１
３は、前述した上半分のダクトと同様に、目地のない裏
張りの８の中に細長いムル石の板を配置して作成される
ものである。
これらダクトの各々は上部と同じ＜１ｍｍ２の正方形で
あり、逆行による再混合現象を最小限に留める役割りを
果たす。
あり、逆行による再混合現象を最小限に留める役割りを
果たす。
ガス状流体は多孔質パイプ表面に接触しながら、これら
パイプの間を縫って通過して行くのであるが、酸素供給
を行う分配器を境にして下半分のチャンバ２８には前述
した如く、反応装置の縦軸と平行なダクト１３を形成す
るべく１ｍｍ２の正方形断面を有する小さな「蜜蜂の巣
」が配置されている。各ダクトの長さは上半分のものよ
りも長く、約００ｃｍの長さを呈している。これらダク
トの役割りは前述したように逆行による再混合現象を最
小限に留めながら酸素と反応した装入物（燃料）を排気
ライン９に導くと共に、ムル石によって作成された細い
流路の集りとその壁面の作用によって「火焔を楔止める
」効果がある。従って酸素との反応による装入物の燃焼
は、急灘は爆発を引起こさずに緩慢に継続することが可
能になる訳である。
パイプの間を縫って通過して行くのであるが、酸素供給
を行う分配器を境にして下半分のチャンバ２８には前述
した如く、反応装置の縦軸と平行なダクト１３を形成す
るべく１ｍｍ２の正方形断面を有する小さな「蜜蜂の巣
」が配置されている。各ダクトの長さは上半分のものよ
りも長く、約００ｃｍの長さを呈している。これらダク
トの役割りは前述したように逆行による再混合現象を最
小限に留めながら酸素と反応した装入物（燃料）を排気
ライン９に導くと共に、ムル石によって作成された細い
流路の集りとその壁面の作用によって「火焔を楔止める
」効果がある。従って酸素との反応による装入物の燃焼
は、急灘は爆発を引起こさずに緩慢に継続することが可
能になる訳である。
第６図および第６Ａ図は反応装置の中間部、すなわち酸
素供給のための多孔質パイプ３および４が配置された部
分におけるダクト１３の状態を断面で示したものである
が、図に明示される如く、各パイプに対応する箇所に四
部が設けられてキャビティ１５が形成され、このキャビ
ティをガス状装入物が通過する際に酸素と結び付くもの
である。各パイプ３．４と裏張り７．８との間には接触
防止のためのスペーサか１４が適宜な数で介在している
。これらのキャビティ１５は第６図に示されるように２
個の「蜜蜂の巣」を合わせた境目に形成されるものであ
るが、第６Ａ図のように一体形成された単一の「蜜蜂の
巣」の中間部の穿孔して作成してもよい。いずれにせよ
キャビティは各々が多孔質パイプ３．４と平行であり、
且つ東張り７および８の内側に配置されるダクト１３と
は垂直な位置関係を有している。
素供給のための多孔質パイプ３および４が配置された部
分におけるダクト１３の状態を断面で示したものである
が、図に明示される如く、各パイプに対応する箇所に四
部が設けられてキャビティ１５が形成され、このキャビ
ティをガス状装入物が通過する際に酸素と結び付くもの
である。各パイプ３．４と裏張り７．８との間には接触
防止のためのスペーサか１４が適宜な数で介在している
。これらのキャビティ１５は第６図に示されるように２
個の「蜜蜂の巣」を合わせた境目に形成されるものであ
るが、第６Ａ図のように一体形成された単一の「蜜蜂の
巣」の中間部の穿孔して作成してもよい。いずれにせよ
キャビティは各々が多孔質パイプ３．４と平行であり、
且つ東張り７および８の内側に配置されるダクト１３と
は垂直な位置関係を有している。
第６図に示される「蜜蜂の巣」を組合せるに際しては前
述したスペーサ１４が重要な役割りをする。すなわちこ
れらのスペーサ１４はセラミック製であって、酸素供給
のためのパイプ３．４をしっかりと「蜜蜂の巣」に保持
するからである。そして１１地のない裏張り７および８
自体は、反応装置の鋼製本体１０の内側にきっちりと嵌
合される。一方、この鋼製本体の内壁には高熱および高
圧に耐えるような耐火コンクリート或は耐火煉瓦の層【
ｌが公知の方法にて被覆されている。
述したスペーサ１４が重要な役割りをする。すなわちこ
れらのスペーサ１４はセラミック製であって、酸素供給
のためのパイプ３．４をしっかりと「蜜蜂の巣」に保持
するからである。そして１１地のない裏張り７および８
自体は、反応装置の鋼製本体１０の内側にきっちりと嵌
合される。一方、この鋼製本体の内壁には高熱および高
圧に耐えるような耐火コンクリート或は耐火煉瓦の層【
ｌが公知の方法にて被覆されている。
以上説明したような構造と、酸素を供給するパイプ並び
に「蜜蜂の巣」を構成する材料（ムル石）によって、１
３００℃前後の非常に高い温度にて酸化反応が行われ、
しかもカーボンが析出せず装入物（燃料）は反応装置中
を１０００毎秒メートルを超えない逗留時間を以って通
過する。
に「蜜蜂の巣」を構成する材料（ムル石）によって、１
３００℃前後の非常に高い温度にて酸化反応が行われ、
しかもカーボンが析出せず装入物（燃料）は反応装置中
を１０００毎秒メートルを超えない逗留時間を以って通
過する。
例えば、ライン６から予め４５０℃前後に加熱されたメ
タンと水蒸気（モル比Ｈ２０／ＣＨ４が約０．８）を送
り込む場合には、ライン１２から１５０℃前後に熱せら
れた酸素を０．５５モル供給する。０２／ＣＨ４のモル
比は例えば０．５〜０．７５であり（本実施例の場合に
は０．５５である）、酸素を供給する分配器から延長し
た多孔質パイプ群を包囲するキャビティ箇所で装入物（
燃料）は酸素と混合されて、Ｈ２／ＣＯのモル比が２に
近い合成ガスが得られ、約１０８０℃の温度のガスが排
出される。尚、反応装置内部の圧力は２０バ一ル前後で
ある。装入物の導入レベルおよび反応生成物のｔ）Ｆ出
しベル、すなわち尋人ライン６と排出ライン９を反応装
置本体のどの高さに取り付けるかは、所望する諸条件に
従って適宜選択されることは勿論である。
タンと水蒸気（モル比Ｈ２０／ＣＨ４が約０．８）を送
り込む場合には、ライン１２から１５０℃前後に熱せら
れた酸素を０．５５モル供給する。０２／ＣＨ４のモル
比は例えば０．５〜０．７５であり（本実施例の場合に
は０．５５である）、酸素を供給する分配器から延長し
た多孔質パイプ群を包囲するキャビティ箇所で装入物（
燃料）は酸素と混合されて、Ｈ２／ＣＯのモル比が２に
近い合成ガスが得られ、約１０８０℃の温度のガスが排
出される。尚、反応装置内部の圧力は２０バ一ル前後で
ある。装入物の導入レベルおよび反応生成物のｔ）Ｆ出
しベル、すなわち尋人ライン６と排出ライン９を反応装
置本体のどの高さに取り付けるかは、所望する諸条件に
従って適宜選択されることは勿論である。
第７図には本発明による別の実施例が示されているが、
この実施例においても反応装置１は上半分のチャンバ２
７と下半分のチャンバ２８に挟まれて、反応装置本体の
直径１０ｃｍに等しい長さの酸素供給分配器２および２
０が具備されている。
この実施例においても反応装置１は上半分のチャンバ２
７と下半分のチャンバ２８に挟まれて、反応装置本体の
直径１０ｃｍに等しい長さの酸素供給分配器２および２
０が具備されている。
然し乍ら、この実施例が先に説明したものと異なるのは
、両チャンバが球状のシリコンカーバイド（炭化珪素）
２４で満たされている点である。
、両チャンバが球状のシリコンカーバイド（炭化珪素）
２４で満たされている点である。
シリコンカーバイドの粒の直径は「火焔を楔止める」程
度に従って適当な大きさのものが選択されるが、この実
施例では直径０．５ｍｍの粒度である。
度に従って適当な大きさのものが選択されるが、この実
施例では直径０．５ｍｍの粒度である。
シリコンカーバイドの粒子は酸素を供給する分配器に固
着し、粒子間の間隙並びに分配器との間にできる間隙は
粒子の半径０．２５ ｍｓ＋以下であって、これらの間
隙をガス状装入物および酸化生成物流体はωって通過し
ながら排気ラインに到達する間に、火焔は抑制されるの
である。
着し、粒子間の間隙並びに分配器との間にできる間隙は
粒子の半径０．２５ ｍｓ＋以下であって、これらの間
隙をガス状装入物および酸化生成物流体はωって通過し
ながら排気ラインに到達する間に、火焔は抑制されるの
である。
酸素を供給するための分配器２および２０の上流に位置
するチャンバ２７の高さは０．４０ ｍ程度であり、下
流に位置するチャンバ２８、すなわち反応域の高さは約
１ｍである。この実施例では第７図に明示される如く、
網２３がシリコンカーバイド粒子を落ちないように保持
している。
するチャンバ２７の高さは０．４０ ｍ程度であり、下
流に位置するチャンバ２８、すなわち反応域の高さは約
１ｍである。この実施例では第７図に明示される如く、
網２３がシリコンカーバイド粒子を落ちないように保持
している。
かかるシリコンカーバイド粒子を包含する反応装置では
、内部気圧は８０バールで機能し、Ｈ２０／ＣＨ４のモ
ル比が１．０４に等しいメタンと水蒸気からなる酸化さ
れ得る装入物（燃料）を予め４００℃に加熱した後、ラ
イン６から導入する。一方、酸素の供給ライン１２から
は、０２／ＣＨ４のモル比が０．６６に等しい割合にな
るように１５０℃に熱せられた酸素が送り込まれる。
、内部気圧は８０バールで機能し、Ｈ２０／ＣＨ４のモ
ル比が１．０４に等しいメタンと水蒸気からなる酸化さ
れ得る装入物（燃料）を予め４００℃に加熱した後、ラ
イン６から導入する。一方、酸素の供給ライン１２から
は、０２／ＣＨ４のモル比が０．６６に等しい割合にな
るように１５０℃に熱せられた酸素が送り込まれる。
酸化反応した後のガス状装入物は１１９０℃になって燃
焼し、次の組成を呈して排出される（５モル）。
焼し、次の組成を呈して排出される（５モル）。
ＣＨ４： ０．３０％
Ｃｏ ： １９．８％
Ｈ２： ４４．７％
ＣＯ２： ５．８％
Ｈ２０： ２９Ｊ％
以上説明した実施例２例は本発明を説明するためのもの
であって、これら２例にのみ本発明の範囲が限定される
訳ではな（、例えば上半分のチャンバを第１実施例の如
く「蜜蜂の果」状に形成し下半分のチャンバ内にはシリ
コンカーバイド粒子を充填した構造にしたり、或はその
逆の構造にすることも勿論可能であり且つ本発明の枠か
ら逸脱しない。
であって、これら２例にのみ本発明の範囲が限定される
訳ではな（、例えば上半分のチャンバを第１実施例の如
く「蜜蜂の果」状に形成し下半分のチャンバ内にはシリ
コンカーバイド粒子を充填した構造にしたり、或はその
逆の構造にすることも勿論可能であり且つ本発明の枠か
ら逸脱しない。
［発明の効果］
本発明に従った方法並びに反応装置によれば、酸化反応
生成物を得るために、酸化し得るガス状装入物を酸素の
供給を以って酸化反応させるに当たり、これら両方の気
体を均一に斑無くしかも急速に混合し、酸化反応も爆発
を伴わずに操作でき、またカーボンが発生しないため得
られた反応生成物は精製の必要がなく、そのまま使用に
供することができるを意義な効果を有するものである。
生成物を得るために、酸化し得るガス状装入物を酸素の
供給を以って酸化反応させるに当たり、これら両方の気
体を均一に斑無くしかも急速に混合し、酸化反応も爆発
を伴わずに操作でき、またカーボンが発生しないため得
られた反応生成物は精製の必要がなく、そのまま使用に
供することができるを意義な効果を有するものである。
第１図は本発明による反応装置全体を示す縦軸方向断面
図、第２図は単一の酸素供給分配器を示す横方向断面図
、第２Ａ図は分配器が２つのものからなる場合の同断面
図、第３図および第３Ａ図は分配器を夫々上から見た場
合の平面図、第４Ａ図、第４Ｂ図並びに第４Ｃ図は酸素
供給の態様を示した説明図、第５図は「蜜蜂巣」タイプ
のダクトを構造を示す斜視図、第５Ａ図はその変形例を
示す斜視図、第６図および第６Ａ図は」１流と下流の間
における酸素供給箇所を詳細に示した説明図、第７図は
粒子をチャンバに充填した他の実施例に従った反応装置
全体を示す縦軸方向断面図である。 ｌ ・・・ 竪型反応装置 ２．２０ ・・・ 分配器 ３．４ ・・・ 多孔質パイプ Ｂ ・・・ 装入ライン ７．８ ・・・ 裏張り ９ ・・・ 排出ライン １０ ・・・ 鋼製本体 １１ ・・・ 被覆色 １２ ・・・ 酸素供給ライン １３ ・・・ ダクト １４ ・・・ スペーサ １５ ・・・ キャビティ ２３・・・網 ２４ ・・・ シリコンカーバイド ２７ ・・・ 第１チャンバ ２８ ・・・ 第２チャンバ Ｌ ・・・ パイプの幅 △ ・・・ パイプ間の間隔 特許出願代理人 弁理士 関根秀太 図面の浄書（内容に変更なし） ＦＩＧ、７ 手続性１ｊ正書（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和６１年特許願第２４５６６６号
３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 アンスティティ フランセーズ ド ベトロ
ール４、代理人 住 所 １０７東京都港区北青山１丁目２呑３号起案
日 昭和６２年１月 ７日 発送日 昭和６２年１月２７日 ６、補正による増加する発明の数 ０７、
補正の対象 （１）適正な図面（第７図） ８、補正の内容 別紙の通り
図、第２図は単一の酸素供給分配器を示す横方向断面図
、第２Ａ図は分配器が２つのものからなる場合の同断面
図、第３図および第３Ａ図は分配器を夫々上から見た場
合の平面図、第４Ａ図、第４Ｂ図並びに第４Ｃ図は酸素
供給の態様を示した説明図、第５図は「蜜蜂巣」タイプ
のダクトを構造を示す斜視図、第５Ａ図はその変形例を
示す斜視図、第６図および第６Ａ図は」１流と下流の間
における酸素供給箇所を詳細に示した説明図、第７図は
粒子をチャンバに充填した他の実施例に従った反応装置
全体を示す縦軸方向断面図である。 ｌ ・・・ 竪型反応装置 ２．２０ ・・・ 分配器 ３．４ ・・・ 多孔質パイプ Ｂ ・・・ 装入ライン ７．８ ・・・ 裏張り ９ ・・・ 排出ライン １０ ・・・ 鋼製本体 １１ ・・・ 被覆色 １２ ・・・ 酸素供給ライン １３ ・・・ ダクト １４ ・・・ スペーサ １５ ・・・ キャビティ ２３・・・網 ２４ ・・・ シリコンカーバイド ２７ ・・・ 第１チャンバ ２８ ・・・ 第２チャンバ Ｌ ・・・ パイプの幅 △ ・・・ パイプ間の間隔 特許出願代理人 弁理士 関根秀太 図面の浄書（内容に変更なし） ＦＩＧ、７ 手続性１ｊ正書（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和６１年特許願第２４５６６６号
３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 アンスティティ フランセーズ ド ベトロ
ール４、代理人 住 所 １０７東京都港区北青山１丁目２呑３号起案
日 昭和６２年１月 ７日 発送日 昭和６２年１月２７日 ６、補正による増加する発明の数 ０７、
補正の対象 （１）適正な図面（第７図） ８、補正の内容 別紙の通り
Claims (16)
- （１）少なくとも一種の酸化ガスからなるガス混合物を
混合することによって、酸化生成物を得るために酸化し
得る装入物を気相で酸化させる方法において、ガス混合
物と酸化し得る装入物を、前記装入物が流れる第１区域
と得られた酸化反応生成物が流れる第２区域との間に少
なくとも位置する接触混合域で接触させ、前記第１区域
および第２区域は多数の流路を呈する多方向空間を画成
し、前記流路は少なくとも１つの方向に沿って最大限１
０ミリメートルの寸法であり、この寸法は前記装入物を
酸化反応させることにより生ずる火焔を楔止める長さに
相当し、前記接触混合域は多孔質な材料で作成された複
数の互いに平行なパイプからなる酸化ガス混合物供給区
域を有し、この供給区域は多くとも楔止められる火焔の
長さと等しい間隔を以て前記第１区域および第２区域か
ら離れて位置させることを特徴とする方法。 - （２）前記装入物、酸化反応生成物および酸化ガス混合
物を、前記第１区域並びに第２区域とセラミック材料に
て作成された前記パイプに夫々流通させることを特徴と
する前記特許請求の範囲第１項に記載の方法。 - （３）酸化ガスを供給するための手段と、酸化し得る装
入物を供給する手段と、反応生成物を排出する手段から
なる前記特許請求の範囲第１項に記載の方法を実施する
ための装置において、下記の構成要素を組合せてなるこ
とを特徴とする装置： −一方において酸化ガス供給手段（１２）に、他方にお
いてセラミック材料でなる多孔質な複数の平行なパイプ
（３、４）に接続される少なくとも１個の酸化ガス分配
器（２）と、 −少なくとも１つの方向に沿って最大限１０ミリメート
ルの寸法であり、前記装入物を酸化反応させることによ
り生ずる火焔を楔止める長さに相当する多数の流路を呈
する多方向空間を画成し、且つ酸化し得る前記装入物を
供給するための手段（６）に接続されるセラミック材料
の内張りで被覆された少なくとも１個の第１チャンバ（
２７）と、 −少なくとも１つの方向に沿って最大限１０ミリメート
ルの寸法であり、前記装入物を酸化反応させることによ
り生ずる火焔を楔止める長さに相当する多数の流路を呈
する多方向空間を画成し、且つ前記反応生成物を排出す
るための手段（９）に接続されるセラミック材料の内張
りで被覆された少なくとも１個の第２チャンバ（２８）
からなり、前記第１チャンバと第２チャンバは前記多孔
質な複数のパイプ（３、４）から、多くとも楔止められ
る火焔の長さと等しい間を以て互いに位置している。 - （４）前記第１チャンバ（２７）および第２チャンバ（
２８）の少なくとも一方は、粒度が０．０１〜１０ｍｍ
の範囲の粒子材料を封じ込めていることを特徴とする前
記特許請求の範囲第３項に記載の反応装置。 - （５）前記第１チャンバ（２７）および第２チャンバ（
２８）のうち粒子材料を封じ込めている少なくとも一方
は、互いに平行な複数のダクト（１３）を集束した少な
くとも１個の裏張り（７または８）を有しており、前記
ダクト（１３）の各々は０．００２５〜１００ｍｍ＾２
の断面積を呈することを特徴とする前記特許請求の範囲
第３項に記載の反応装置。 - （６）前記第１チャンバ（２７）および第２チャンバ（
２８）の少なくとも一方は、互いに平行な複数の前記ダ
クト（１３）を集束した少なくとも１個の裏張り（７ま
たは８）を封じ込めており、前記ダクトの少なくとも１
本には、粒度が０．０１〜１０ｍｍの範囲の粒子材料（
２４）が少なくとも部分的に充填されていることを特徴
とする前記特許請求の範囲第３項に記載の反応装置。 - （７）前記第１チャンバ（２７）と第２チャンバ（２８
）は、装入物および反応生成物を流すため、一断面で示
した場合に、多孔質な材料で作成される前記パイプ（３
、４）によって占められる面と正確に一致する流路面を
呈することを特徴とする前記特許請求の範囲第３項乃至
第６項のいずれか１項に記載の反応装置。 - （８）前記第１チャンバ（２７）および第２チャンバ（
２８）が呈する流路面は、前記パイプ（３、４）の酸化
ガスの流路面と正確に対向していることを特徴とする前
記特許請求の範囲第７項に記載の反応装置。 - （９）反応装置の断面の少なくとも一部は、多孔質な前
記パイプ群によって完全に被覆されることを特徴とする
前記特許請求の範囲第３項乃至第８項のいずれか１項に
記載の反応装置。 - （１０）多孔質な前記パイプ（３、４）は、前記酸化ガ
ス分配器（２）から１本おきにずらして配置され、全体
として２つの層を形成していることを特徴とする前記特
許請求の範囲第３項乃至第９項に記載の反応装置。 - （１１）酸化ガスを供給するために２つの分配器（２、
２０）を有し、これら分配器の各々は交互に段違いに配
置された複数の平行な多孔質パイプに接続されており、
これら複数のパイプ群によって第１および第２の層が画
成され、前記第１の層のパイプ群は第２の層のパイプ群
に対してずれていることを特徴とする前記特許請求の範
囲第３項乃至第９項のいずれか１項に記載の反応装置。 - （１２）多孔質な材料で作成される前記各パイプの幅は
、５〜５０ｍｍの範囲のものであることを特徴とする前
記特許請求の範囲第３項乃至第１１項に記載の反応装置
。 - （１３）同一層上の２本の多孔質パイプ間の間隔は、最
大限でもそのパイプの幅に等しいものであることを特徴
とする前記特許請求の範囲第３項乃至第１２項のいずれ
か１項に記載の反応装置。 - （１４）多孔質パイプの孔隙率は、酸素気圧の減少量が
０．０５〜１０バールになるように選択されることを特
徴とする前記特許請求の範囲第３項乃至第１３項に記載
の反応装置。 - （１５）前記多孔質パイプが隣接して配置される反応装
置において、これら複数のパイプの少なくとも１本には
、縦方向の面に沿って０．０５〜１０ｍｍの範囲の寸法
を呈する複数の孔が穿設されることを特徴とする前記特
許請求の範囲第３項乃至第１２項のいずれか１項、また
は第１４項に記載の反応装置。 - （１６）特に一酸化炭素と水素から高級同族列メタノー
ルおよびアルコールを合成するために、前記特許請求の
範囲第３項乃至第１５項のいずれか１項に記載の反応装
置を活用すること。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8515550A FR2588773B1 (fr) | 1985-10-17 | 1985-10-17 | Procede, reacteur d'oxydation d'une charge oxydable en phase gazeuse et son utilisation |
| FR85/15,550 | 1985-12-30 | ||
| FR85/19,427 | 1985-12-30 | ||
| FR8519427A FR2592319B1 (fr) | 1985-12-30 | 1985-12-30 | Nouveau procede, reacteur d'oxydation d'une charge oxydable en phase gazeuse et son utilisation. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62169888A true JPS62169888A (ja) | 1987-07-27 |
| JPH07482B2 JPH07482B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=26224772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61245666A Expired - Lifetime JPH07482B2 (ja) | 1985-10-17 | 1986-10-17 | 気体原料を酸化する方法および装置 |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4971770A (ja) |
| EP (1) | EP0221813B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07482B2 (ja) |
| AR (1) | AR243095A1 (ja) |
| BR (1) | BR8605067A (ja) |
| CA (1) | CA1290141C (ja) |
| DE (1) | DE3662176D1 (ja) |
| DK (1) | DK167426B1 (ja) |
| MY (1) | MY100457A (ja) |
| NO (1) | NO166394C (ja) |
| NZ (1) | NZ217970A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006062925A (ja) * | 2004-08-30 | 2006-03-09 | Chiyoda Corp | 合成ガスを製造するための反応器および合成ガスの製造方法 |
| JP2010143816A (ja) * | 2008-12-19 | 2010-07-01 | Samsung Sdi Co Ltd | 改質装置 |
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| FR2651689B1 (fr) * | 1989-09-12 | 1991-10-31 | Inst Francais Du Petrole | Reacteur d'oxydation a differentiel de perte de charge et son utilisation. |
| US5254318A (en) * | 1992-07-20 | 1993-10-19 | Stone & Webster Engineering Corporation | Lined reformer tubes for high pressure reformer reactors |
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| US5518700A (en) * | 1994-06-25 | 1996-05-21 | Shell Oil Company | Cyclonic reactor |
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| CN102527301B (zh) * | 2011-12-30 | 2014-01-29 | 中化蓝天集团有限公司 | 多管氧化反应器 |
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| US10737236B2 (en) | 2015-11-23 | 2020-08-11 | Sabic Global Technologies B.V. | Structural catalyst with internal heat transfer system for exothermic and endothermic reactions |
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-
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- 1986-10-15 DK DK493886A patent/DK167426B1/da not_active IP Right Cessation
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- 1986-10-16 NZ NZ217970A patent/NZ217970A/xx unknown
- 1986-10-16 DE DE8686402317T patent/DE3662176D1/de not_active Expired
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- 1986-12-15 MY MYPI86000209A patent/MY100457A/en unknown
-
1988
- 1988-10-31 US US07/264,393 patent/US4971770A/en not_active Expired - Lifetime
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