JPS63236536A - 固体・液体間の反応試験装置 - Google Patents
固体・液体間の反応試験装置Info
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- JPS63236536A JPS63236536A JP6894587A JP6894587A JPS63236536A JP S63236536 A JPS63236536 A JP S63236536A JP 6894587 A JP6894587 A JP 6894587A JP 6894587 A JP6894587 A JP 6894587A JP S63236536 A JPS63236536 A JP S63236536A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J16/00—Chemical processes in general for reacting liquids with non- particulate solids, e.g. sheet material; Apparatus specially adapted therefor
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、高温高圧下における固体Φ液体間の反応の態
様を調べることを可能にした反応試験装置に関するもの
であり、特に、固体の体積が太きく変化しないような反
応における反応速度を理論的に予測するための基礎実験
等に有効に利用できる反応試験装置に関するものである
。
様を調べることを可能にした反応試験装置に関するもの
であり、特に、固体の体積が太きく変化しないような反
応における反応速度を理論的に予測するための基礎実験
等に有効に利用できる反応試験装置に関するものである
。
［従来の技術］
流体・固体間の反応は無数にあり、工業的にも容器内に
液体の栓流を発生させるようにした栓流（ｐｌｕｇ ｆ
ｌｏｗ）型（ｂ）、反応槽に液体を供給すると同時に反
応液を排出しながら反応槽内において固体及び液体を攪
拌機で攪拌する混合フロー型（ｃ）の三つに大別される
。
液体の栓流を発生させるようにした栓流（ｐｌｕｇ ｆ
ｌｏｗ）型（ｂ）、反応槽に液体を供給すると同時に反
応液を排出しながら反応槽内において固体及び液体を攪
拌機で攪拌する混合フロー型（ｃ）の三つに大別される
。
上記のいずれの場合も、反応を促進するために固体粒子
は流体の流れの中に置かれているが、同ＩＡ（ａ）及び
（ｃ）の場合は、粒子のまわりの流速が一定でないので
、反応速度の解析は勢い経験にたよらざるを得す、ｆｄ
ｔ適条件を見つけるために数多くの試行が必要である。
は流体の流れの中に置かれているが、同ＩＡ（ａ）及び
（ｃ）の場合は、粒子のまわりの流速が一定でないので
、反応速度の解析は勢い経験にたよらざるを得す、ｆｄ
ｔ適条件を見つけるために数多くの試行が必要である。
また、同図（ｂ）の場合も、そのままでは入口と出口で
反応進行度が異なる欠点がある。
反応進行度が異なる欠点がある。
これらの方法に対し、固体・流体間の反応機構［＋９７
２１）であり、広く利用されている。
２１）であり、広く利用されている。
この回転ディスク法は、ディスク状に形成した固体を回
転させ、その回転する固体ディスクに液流を当てるとい
うもので、以下の特長を持っている。
転させ、その回転する固体ディスクに液流を当てるとい
うもので、以下の特長を持っている。
１、流れを当てるためのフロートンネルが不要である。
２、溶液の量が少なくて良い。
３、ディスク外端部での不均一な流れの問題が軽減され
る。
る。
４、溶液が三次元的に動いているので、ナビエ・ストー
クス則が適用できる。
クス則が適用できる。
５、ディスクの全面にわたって熱物質伝導係数が等しい
。
。
しかしながら、この方法では、ディスクに加工できるだ
けの大きな固体が必要なばかりでなく、ディスク玉の位
置１こより流速が異なるので、結果の数学的な解析が容
易では無い、そのため、応用がごく限られた範囲にとど
まらざるを得なかった。
けの大きな固体が必要なばかりでなく、ディスク玉の位
置１こより流速が異なるので、結果の数学的な解析が容
易では無い、そのため、応用がごく限られた範囲にとど
まらざるを得なかった。
［発明が解決しようとする問題点］
本発明は、固体−液体反応機構の解明を、少ない固体量
で、しかも少ない試行回数のデータから、筒中な数学的
解析により容易に行えるようにした反応試験装置を提供
するものである。
で、しかも少ない試行回数のデータから、筒中な数学的
解析により容易に行えるようにした反応試験装置を提供
するものである。
［開閉点を解決するための手段］
ト記目的を達成するため、本発明の反応試験装置は、耐
熱性及び耐圧性を有する筒状容器内の圧力室に、細長い
パイプを配設し、上記パイプの一端に圧力室内の液体に
対してパ・イブ内への軸流を発生させるプロペラを設け
ると共に、該パイプの他端側に球状に形成した反応させ
るべき固体を内装可能とし、且つ上記パイプはプロペラ
によってパイプ内の固体装着位置に栓流を発生させるに
十分な長さに設定し、パイプと圧力室の内壁との間に、
パイプ内を通過した液体をパイプの基端側に還流させる
ための波路を形成することによって構成される。
熱性及び耐圧性を有する筒状容器内の圧力室に、細長い
パイプを配設し、上記パイプの一端に圧力室内の液体に
対してパ・イブ内への軸流を発生させるプロペラを設け
ると共に、該パイプの他端側に球状に形成した反応させ
るべき固体を内装可能とし、且つ上記パイプはプロペラ
によってパイプ内の固体装着位置に栓流を発生させるに
十分な長さに設定し、パイプと圧力室の内壁との間に、
パイプ内を通過した液体をパイプの基端側に還流させる
ための波路を形成することによって構成される。
［作 用〕
固体と液体の反応を行わせるには、固体の球をパイプの
一端に配置し、圧力室内に所要の液体を必要な圧力にな
るように注入し、また液体を必要な温度に保ちながら、
プロペラを回転させる。このプロペラの回転に伴い、圧
力室内の液体はパイプ内及び波路を通って圧力室内を強
制対流せしめられ、パイプ内における固体の珠の装着位
置においては栓流となる。
一端に配置し、圧力室内に所要の液体を必要な圧力にな
るように注入し、また液体を必要な温度に保ちながら、
プロペラを回転させる。このプロペラの回転に伴い、圧
力室内の液体はパイプ内及び波路を通って圧力室内を強
制対流せしめられ、パイプ内における固体の珠の装着位
置においては栓流となる。
このようにして、圧力室内は、温度、圧力、液体の流速
が一定に保たれ、迂つ固体の球の装着位置においては栓
流が発生するので、固体Φ液体間の反応速度を容易に調
べることができ、固体と液体との反応機構の数学的解析
が非常に容易になる。
が一定に保たれ、迂つ固体の球の装着位置においては栓
流が発生するので、固体Φ液体間の反応速度を容易に調
べることができ、固体と液体との反応機構の数学的解析
が非常に容易になる。
［実施例］
第１図は、本発明に係る反応試験装置の実施例を示すも
のである。
のである。
この反応試験装設は、高温（例えば４００℃）及び高圧
（例えば４００ｋｇ／ａｍ″）に耐える耐熱性及び耐圧
性をもった筒状容器！を備え、この容器ｌ内に形成され
た細長い円筒状の圧力室２の一端は、液体の注入口４及
び排巾口５を有する中蓋３をキャップ６の螺７ｔで固定
することによって閉鎖し、また、上記圧力室２の他端は
、タービン・ブレード型プロペラ８のシャフト８を挿通
した中δ７をキャップｌＯの螺着で固定することにより
閉鎖している。このプロペラ８は、その回転により圧力
室２内の液体に対して軸泣を発生させるものであるが、
そのプロペラ８のシャフト９は、中蓋７から外部に突出
させることなく、その中蓋７の内部に位置する被駆動磁
石１１を有し、中蓋７の外部において被駆動磁石１１の
まわりに回転駆動される外部誘導磁石１２の作用により
、その被駆動磁石１１を回転駆動可使に構成している。
（例えば４００ｋｇ／ａｍ″）に耐える耐熱性及び耐圧
性をもった筒状容器！を備え、この容器ｌ内に形成され
た細長い円筒状の圧力室２の一端は、液体の注入口４及
び排巾口５を有する中蓋３をキャップ６の螺７ｔで固定
することによって閉鎖し、また、上記圧力室２の他端は
、タービン・ブレード型プロペラ８のシャフト８を挿通
した中δ７をキャップｌＯの螺着で固定することにより
閉鎖している。このプロペラ８は、その回転により圧力
室２内の液体に対して軸泣を発生させるものであるが、
そのプロペラ８のシャフト９は、中蓋７から外部に突出
させることなく、その中蓋７の内部に位置する被駆動磁
石１１を有し、中蓋７の外部において被駆動磁石１１の
まわりに回転駆動される外部誘導磁石１２の作用により
、その被駆動磁石１１を回転駆動可使に構成している。
また、上記中蓋７の内端面には、圧力室２内に挿入され
る８肉ステンレスにより形成した細長いパイプ１４が取
付けられている。上記パイプ目は。
る８肉ステンレスにより形成した細長いパイプ１４が取
付けられている。上記パイプ目は。
少なくともパイプ内の固体装着位置における流れを栓流
（ｐｌｕｇ ｆｌａｗ）とするため、その栓流を発生さ
せるに十分な長さに形成し、具体的にはパイプ１４の長
さと内径の比（長さ／内径）を２５以上としたものであ
る。さらに、上記パイプ１４には、中蓋７への取付は部
分に近い位置に多数の液体流通孔ｔ５を穿設し、それら
の流通孔１５の開設位置よりも内方に前記プロペラ８を
位置させている。一方、パイプ１４の他端近傍には、圧
力室２内の液体と反応させる固体の球１Ｂを接着等によ
り取付けた胴体を形成している。
（ｐｌｕｇ ｆｌａｗ）とするため、その栓流を発生さ
せるに十分な長さに形成し、具体的にはパイプ１４の長
さと内径の比（長さ／内径）を２５以上としたものであ
る。さらに、上記パイプ１４には、中蓋７への取付は部
分に近い位置に多数の液体流通孔ｔ５を穿設し、それら
の流通孔１５の開設位置よりも内方に前記プロペラ８を
位置させている。一方、パイプ１４の他端近傍には、圧
力室２内の液体と反応させる固体の球１Ｂを接着等によ
り取付けた胴体を形成している。
なお、図中、２０．２１は固定用のナツト、２２．２３
はバッキング、 ２４．２５はバックアップリング、２
８２７は水抜き孔を示している。
はバッキング、 ２４．２５はバックアップリング、２
８２７は水抜き孔を示している。
上記構成を有する反応試験装置において固体と液体の反
応を行わせるには、固体の球１８を取付けた網体１７を
パイプ１４の端部に取付け、中蓋３に設けた液体の注入
口４から圧力室２内に所要の液体を必安な圧力になるよ
うに注入し、また必要な温度になるように液体を加熱し
、その状態でプロペラ８を回転させる。このプロペラ８
の回転に伴い、圧力室２内の液体はパイプに設けた流通
孔１５から入り、パイプ１４の他端から流出して、流路
１８により再び流通孔１５偏に還流し、圧力室２内を強
制対流せしめられ、パイプ１４内における固体の球１Ｂ
の装着位置においては栓流となる。
応を行わせるには、固体の球１８を取付けた網体１７を
パイプ１４の端部に取付け、中蓋３に設けた液体の注入
口４から圧力室２内に所要の液体を必安な圧力になるよ
うに注入し、また必要な温度になるように液体を加熱し
、その状態でプロペラ８を回転させる。このプロペラ８
の回転に伴い、圧力室２内の液体はパイプに設けた流通
孔１５から入り、パイプ１４の他端から流出して、流路
１８により再び流通孔１５偏に還流し、圧力室２内を強
制対流せしめられ、パイプ１４内における固体の球１Ｂ
の装着位置においては栓流となる。
このようにして、圧力室２内は、温度、圧力。
液体の流速が一定に保たれ、且つ固体の球１Ｂの装着位
置においては栓流が発生するので、固体・液体間の反応
速度を容易に調べることができ、固体と液体との反応機
構の数学的解析が非常暢容易になる。特に、固体・液体
間の反応の速度は、流速により変化するが、反応の最適
条件をより少ない試行回数のデータから数学的に推定す
ることができれば工業化学玉料する点が多い、上記反応
試験装置は、流速の反応速度に対する影響を調べ、その
数学的解析による固体・液体反応機構の解明に極めて好
適なものである。
置においては栓流が発生するので、固体・液体間の反応
速度を容易に調べることができ、固体と液体との反応機
構の数学的解析が非常暢容易になる。特に、固体・液体
間の反応の速度は、流速により変化するが、反応の最適
条件をより少ない試行回数のデータから数学的に推定す
ることができれば工業化学玉料する点が多い、上記反応
試験装置は、流速の反応速度に対する影響を調べ、その
数学的解析による固体・液体反応機構の解明に極めて好
適なものである。
上述した数学的解析の方法は、Ｌｅｖｅｎｓｐｉｅｌ
Ｏ。
Ｏ。
”Ｃｈｅｓｉｃａｌ Ｒｅａｃｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅ
ｅｒｉｎｇ ２ｎｄ ａｄ、’（Ｊｏｈｎ Ｗ目ｅ２
．Ｎ、Ｙ、１９７２）により打ち立てられ、その後数人
の手によって発展させられているｕｎｒｅａｃｔｅｄ
ｃｏｒｅ ５ｏｄｓｌ （未反応核モデル）１′を性廃
棄物の地層内処分の安全性の検討、溶脱による低品位鉱
石よりの金属の回収に際して、それらの反応速度を理論
的に予測するための基礎実験用の装置として、広く利用
することができる。
ｅｒｉｎｇ ２ｎｄ ａｄ、’（Ｊｏｈｎ Ｗ目ｅ２
．Ｎ、Ｙ、１９７２）により打ち立てられ、その後数人
の手によって発展させられているｕｎｒｅａｃｔｅｄ
ｃｏｒｅ ５ｏｄｓｌ （未反応核モデル）１′を性廃
棄物の地層内処分の安全性の検討、溶脱による低品位鉱
石よりの金属の回収に際して、それらの反応速度を理論
的に予測するための基礎実験用の装置として、広く利用
することができる。
【発明の効果１
このような本発明の固体・液体間の反応試験装置によれ
ば、 １、反応させる固体の量が少なくて良い（径３〜４鳳脂
の球）。
ば、 １、反応させる固体の量が少なくて良い（径３〜４鳳脂
の球）。
２、固体が球対称であるため、数学的処理が簡単である
。このため、現実に化学工業で用いられる反応器への応
用が容易である。
。このため、現実に化学工業で用いられる反応器への応
用が容易である。
３、前記回転ディスク法のように、大きなディスクを容
器内に置く必要が無いので、装置を小型化でき、結果的
に高温高圧側に大きく限界を広げることができる０例え
ば、回転ディスク法では １００℃、１気圧までしか使
用できなかったが、上記反応試験装置は４００℃、４０
０気圧まで使用可能にすることが容易である。
器内に置く必要が無いので、装置を小型化でき、結果的
に高温高圧側に大きく限界を広げることができる０例え
ば、回転ディスク法では １００℃、１気圧までしか使
用できなかったが、上記反応試験装置は４００℃、４０
０気圧まで使用可能にすることが容易である。
４、固体表面における液体の流速が一定であるため、流
速を変えることにより、反応速度との関係を正確に測定
できる。
速を変えることにより、反応速度との関係を正確に測定
できる。
などの効果を期待することができる。
さらに、これらのデータをもとに、固体表面における反
応の律速段階（Ｒａｔｅ−１ｉｍｉｔｉｎｇ ５ｔｅｐ
）が一体何であるのかが解明できる０反応を律速しでい
る機構がこのようにして判明すると、その点のみを改良
することによって、反応時間の飛躍的減少、反応効率の
増加等をはかることができる。
応の律速段階（Ｒａｔｅ−１ｉｍｉｔｉｎｇ ５ｔｅｐ
）が一体何であるのかが解明できる０反応を律速しでい
る機構がこのようにして判明すると、その点のみを改良
することによって、反応時間の飛躍的減少、反応効率の
増加等をはかることができる。
第１図は本発明に係る反応試験装置の実施例を示す断面
図、第２図（ａ）〜（Ｃ）は従来の反応容器の概要を示
す構成図である。 ｌ・・筒状容器、 ２・Φ圧力室、 ８ ・・プロペラ、 １４・−パイプ、１６１１拳
固体の球、 １Ｂ一番流路。 指定代理人 工業技術院地質調査所長 垣 見 俊 弘 第１図
図、第２図（ａ）〜（Ｃ）は従来の反応容器の概要を示
す構成図である。 ｌ・・筒状容器、 ２・Φ圧力室、 ８ ・・プロペラ、 １４・−パイプ、１６１１拳
固体の球、 １Ｂ一番流路。 指定代理人 工業技術院地質調査所長 垣 見 俊 弘 第１図
Claims (1)
- １、耐熱性及び耐圧性を有する筒状容器内の圧力室に、
細長いパイプを配設し、上記パイプの一端に圧力室内の
液体に対してパイプ内への軸流を発生させるプロペラを
設けると共に、該パイプの他端側に球状に形成した反応
させるべき固体を内装可能とし、且つ上記パイプはプロ
ペラによってパイプ内の固体装着位置に栓流を発生させ
るに十分な長さに設定し、パイプと圧力室の内壁との間
に、パイプ内を通過した液体をパイプの基端側に還流さ
せるための流路を形成したことを特徴とする固体・液体
間の反応試験装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6894587A JPS63236536A (ja) | 1987-03-25 | 1987-03-25 | 固体・液体間の反応試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6894587A JPS63236536A (ja) | 1987-03-25 | 1987-03-25 | 固体・液体間の反応試験装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63236536A true JPS63236536A (ja) | 1988-10-03 |
| JPH0436736B2 JPH0436736B2 (ja) | 1992-06-17 |
Family
ID=13388312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6894587A Granted JPS63236536A (ja) | 1987-03-25 | 1987-03-25 | 固体・液体間の反応試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63236536A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108246380A (zh) * | 2018-03-05 | 2018-07-06 | 詹淇钧 | 一种化学教学用实验系统 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4574717B2 (ja) * | 2009-03-30 | 2010-11-04 | 雅英 市川 | 金属ナトリウムと水の反応により水素ガスを発生させる装置及び水素ガスの製造方法 |
| SG181516A1 (en) | 2009-12-25 | 2012-07-30 | Morinaga Milk Industry Co Ltd | Electrolysis water-making apparatus |
-
1987
- 1987-03-25 JP JP6894587A patent/JPS63236536A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108246380A (zh) * | 2018-03-05 | 2018-07-06 | 詹淇钧 | 一种化学教学用实验系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0436736B2 (ja) | 1992-06-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |