WO2012137936A1 - 触媒反応装置 - Google Patents

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WO2012137936A1
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catalyst
reaction
amorphous alloy
region
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一毅 村橋
森田　健太郎
讓 加藤
篤 村田
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新日鉄エンジニアリング株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a catalytic reaction apparatus that reacts, for example, a liquid and a gas using, for example, a finely divided catalyst.
  • the reactor is filled with gas from below to fill the reactor. Some of them react with the reaction solution and the catalyst, and separate and discharge the product liquid and product gas as reaction products from above.
  • a reaction liquid 103 in which a fine powdery catalyst 102 is dispersed is filled in a capsule reactor 101.
  • a demister 104 that removes the liquid and catalyst mist scattered by the louver method, and a cyclone 105 that captures the scattered liquid and catalyst by centrifugal force.
  • a source gas supply pipe 107 is provided below the reactor 101, and bubbles 108 of the source gas are discharged from the nozzle 107 a into the reaction solution 103. As a result, a gas-liquid solid three-phase slurry is formed in the reactor 101.
  • a cylindrical fine wire mesh filter 109 that prevents the catalyst 102 from flowing out is provided in the vicinity of the liquid surface of the reaction solution 103, and the liquid 110 as a reaction product is separated from the catalyst from the wire mesh filter 109, and the reactor. 101 is discharged to the outside.
  • the discharged product liquid 110 is conveyed to an external gas-liquid separator 112 through a pipe line. Then, the gas containing the unreacted raw material dissolved in the product liquid 110 by the heater 113 is separated from the product liquid 110 and expelled and discharged to the other.
  • the finely divided catalyst 102 As one means for solving these problems, it is necessary to hold the finely divided catalyst 102 from the reactor 101 so as not to flow out or settle together with the liquid 110.
  • the catalyst 102 When the catalyst 102 is fixed and held in the reactor 101, it is filled with catalyst pellets having a certain size or more instead of the fine catalyst 102, or the catalyst 102 is filled in a honeycomb shape. Things were done.
  • the reaction gas is bubbled to form a gas-liquid two-phase flow.
  • the reaction liquid 103 was flowed by bubble buoyancy, and the catalyst was flowed by the flow of liquid to achieve uniform dispersion.
  • a fluidized bed that allows the particulate catalyst 102 to flow by direct gas flow is provided, or the liquid is mixed and flowed by a stirrer or a pump without depending on the force of the gas to uniformly disperse the catalyst.
  • Patent Documents 1 to 4 techniques described in the following Patent Documents 1 to 4 have been proposed.
  • metal powder or the like mixed in hydraulic oil such as hydraulic equipment is removed as contaminants that cause malfunction and failure.
  • a mesh member is filled with a filter member made of a wire made of an amorphous metal material.
  • the filter member which magnetized the metal powder which is a ferromagnetic material by distribute
  • These techniques are merely to adsorb a ferromagnetic substance contained in a fluid such as hydraulic oil with a magnetized filter member.
  • the particulate catalyst 102 cannot be used, and the catalyst is charged or replaced in the reactor 101.
  • the catalyst is in the form of a catalyst pellet or honeycomb, the reaction efficiency is low compared to that using a finely divided catalyst.
  • the present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a catalytic reaction apparatus capable of improving the efficiency of the catalytic reaction by adsorbing and holding the catalyst.
  • a catalytic reaction apparatus includes a reactor and a catalyst holding unit that is provided in the reactor and holds a particulate catalyst, and uses the catalyst in the reactor to produce a product.
  • the catalyst holding unit is an amorphous alloy fine wire housed in the reactor, and a magnetizing device that is provided outside the reactor and applies a magnetic force to the amorphous alloy fine wire.
  • the catalyst includes at least a part of a ferromagnetic material, and is dispersed and adsorbed on the amorphous alloy fine wire by the magnetic force of the magnetizing device.
  • a magnetic field is generated in the reactor by the magnetizing device to magnetize the amorphous alloy fine wire, thereby uniformly dispersing and adsorbing the catalyst containing the ferromagnetic material on the amorphous alloy fine wire.
  • the reaction product can be obtained by reacting the fluid with the catalyst in the reactor.
  • liquid, gas, or the like can be used as the fluid.
  • the catalyst holding part may be provided on the upper side of the reactor.
  • the reaction is caused by the fluid and the catalyst in the reactor, for example, even if the catalyst is caused to flow in the vertical direction together with the fluid, the catalyst is likely to fall due to gravity sedimentation. Then, the concentration of the catalyst tends to be high and the concentration of the catalyst tends to be low on the upper side, but by providing a catalyst holding unit on the upper side of the reactor, a magnetic field is generated in the catalyst holding unit by the magnetizing device.
  • the catalyst containing the ferromagnetic material can be uniformly dispersed and adsorbed and held on the upper side of the reactor.
  • the upper side of the reactor can be held at a uniform catalyst concentration in the same manner as the lower side. Therefore, the catalyst uniformly dispersed throughout the reactor The reaction of the fluid can be performed efficiently and a reaction product can be obtained.
  • the reaction is performed between the fluid and the catalyst on the lower side of the reactor, and the reaction product gas and the remaining unreacted raw material flow together above the reactor, and at that time, the catalyst is held on the upper side of the reactor. Since the unreacted raw material can be uniformly reacted by the catalyst held by adsorption and held by the amorphous alloy fine wire magnetized by the magnetic field generated by the magnetizing device, the reaction can proceed uniformly in the catalyst holding unit. While obtaining more reaction products, the discharge of unreacted raw materials can be suppressed.
  • a catalytic reactor comprises a first reactor, a second reactor connected to the downstream side of the first reactor, and a fine catalyst provided in the second reactor.
  • a catalyst holding unit for holding the catalyst, and obtaining a product using the catalyst in the first and second reactors, wherein the catalyst holding unit is housed in the second reactor.
  • the reaction is caused by the fluid and the catalyst in the first reactor, and the fluid extracted from the downstream side of the first reactor is supplied to the second reactor.
  • the fluid withdrawn from the first reactor contains unreacted raw material components.
  • the catalyst tends to fall due to gravity sedimentation in the first reactor. Since the concentration is high and the catalyst concentration tends to decrease on the upper side, sufficient reaction does not necessarily take place on the downstream side, and unreacted raw material components flow out with much fluid extracted as reaction products. There can be.
  • the catalyst holding unit is provided in the second reactor provided on the path of the extracted fluid, the catalyst containing the ferromagnetic material is converted into an amorphous alloy thin wire by the magnetizing device in the catalyst holding unit. Evenly dispersed and adsorbed and held, the raw material components such as the liquid and gas accompanying the reaction product and the gas dissolved in the liquid react efficiently with the catalyst uniformly dispersed in the second reactor to produce the reaction product. Obtainable.
  • a finely divided catalyst is accompanied by a liquid-solid slurry state on the liquid side of the extracted fluid, and a finely divided catalyst is accompanied with a mist-like liquid droplet on the gas side, but is provided on the path of the extracted fluid.
  • the packed layer of the amorphous alloy fine wire filled in the catalyst holding part provides a mist collecting action, so that it is possible to prevent the mist-like liquid droplets from flowing out.
  • the catalyst holding unit is partitioned by a cylindrical tube made of a nonmagnetic metal, two partition plates that partition the axially orthogonal section of the cylindrical tube, and the two partition plates, and the amorphous alloy thin wire
  • the magnetizing device may be disposed on an outer portion of the cylindrical tube in the first region.
  • a magnetic field is generated by the magnetizing device in the first region partitioned by the partition plate by the magnetizing device arranged outside the first region, and is formed outside the first region. Almost no magnetic flux is generated. Therefore, the amorphous alloy fine wire can be efficiently magnetized and the catalyst can be strongly adsorbed and held in a dispersed state.
  • reaction temperature in the first region may be adjusted as a heat transfer surface.
  • the flow passage of the temperature adjusting heat medium is arranged in the second region, so that the first region is interposed through the partition plate.
  • the reaction temperature of the fluid and the catalyst can be adjusted by raising or cooling to a more suitable one.
  • the catalyst holding unit is partitioned by a cylindrical tube made of a nonmagnetic metal, an even number of four or more partition plates that divide an axially orthogonal section of the cylindrical tube, and each of the two partition plates.
  • a temperature control heat medium passage provided in the second region, and the reaction temperature of the first region may be adjusted using the partition plate as a heat transfer surface.
  • the catalyst holding portion is filled with the amorphous alloy fine wires by an even number of partition plates provided in the cylindrical tube so that the catalyst is evenly distributed and held, and the first region and the temperature in which the flowing fluid reacts with each other.
  • the second region in which the flow path of the adjusting medium is arranged can be alternately provided. Therefore, the reaction temperature of the fluid and the catalyst in the plurality of first regions can be adjusted to a temperature preferable for the reaction as a whole.
  • the magnetizing device may switch between generation and disappearance of magnetic force.
  • a magnetic force is generated in the catalyst holding unit by the magnetizing device, and when the catalyst is removed, the magnetic force of the catalyst holding unit is increased by separating the magnetizing device. Extinguish.
  • the opening / closing drive means can switch the permanent magnet between a position facing the catalyst holding portion and a position separated from the catalyst holding portion.
  • an electromagnet is used, the current is turned on. , OFF to switch.
  • a plurality of the second reactors are provided in parallel, selectively connect the first reactor and one of the second reactors, and magnetize the other second reactor. You may demagnetize the magnetic force by an apparatus.
  • the unreacted raw material component and the finely divided catalyst are supplied to the fluid extracted from the first reactor and supplied to the second reactor.
  • the catalyst of one of the second reactors is supplied.
  • the unreacted raw material component is reacted with the catalyst in the holding portion, and during this time, the magnetic force of the catalyst holding portion of the other second reactor is extinguished, and the treatment such as back washing and repair can be performed.
  • the second reactor can be used alternately. It is possible to collect and reversely transfer the catalyst that continuously flows out from one reactor. Therefore, the reaction of the unreacted raw material component is continuously promoted while preventing clogging, and the outflow loss of the raw material component and the catalyst can be prevented.
  • a plurality of the second reactors may be connected in series, and the second reactor on the most upstream side may be temporarily removed from the connection system and then connected to the most downstream side after washing or treatment. .
  • the fluid is sequentially supplied to a plurality of second reactors connected in series.
  • the reaction treatment of the catalyst held in the catalyst holding portion and the unreacted raw material component is sequentially performed.
  • the catalyst containing the ferromagnetic material is adsorbed and collected on the amorphous alloy fine wire by the magnetic force.
  • the catalyst of the second reactor is retained by periodically removing the connection of the second reactor on the most upstream side in advance from the connection system (flow path) and connecting it in series on the most downstream side after the backwash treatment.
  • the catalyst which is adsorbed and collected in the portion and accumulated can be removed by backwashing the magnetic force as appropriate. Therefore, it can be continuously used for the reaction treatment while preventing clogging.
  • a plurality of the reactors may be connected in series, and the most upstream reactor may be temporarily removed from the connection system and then connected to the most downstream side after washing or treatment.
  • the fluid is supplied to the next reactor connected in series and unreacted.
  • the raw material components are sequentially subjected to a reaction treatment with the catalyst in the catalyst holding unit.
  • the particulate catalyst is adsorbed and collected in the catalyst holding part.
  • the magnetic force is generated again after washing or processing in the state where the most upstream reactor is disconnected and the magnetic force disappears.
  • the catalyst can be adsorbed and held on the amorphous alloy fine wire of the catalyst holding part by the magnetic force of the magnetizing apparatus, and the catalyst can be used without depending on the flow of fluid such as liquid or gas.
  • the reaction efficiency can be improved by achieving uniform dispersion retention.
  • the reactor having the catalyst holding part of the present invention does not depend on the mixing state in the flow direction of fluid such as liquid or gas, and thus can be designed as, for example, a piston flow type reactor, which improves the volumetric efficiency of the reaction amount.
  • the amount of reaction products produced can be increased and the loss of unreacted raw materials is reduced.
  • the particulate catalyst accompanying the extracted fluid passes through the catalyst holding part and is dispersed and fixed by adsorption collection and does not flow out, it is necessary to provide another catalyst filtering device and return device in the fluid outflow path. There is no.
  • the catalyst is adsorbed and held by magnetic force, the spatial concentration of the catalyst can be set high. Furthermore, adsorption / collection / fixing / holding and removal / backwashing / removing of the catalyst can be easily performed by switching the magnetic force on and off by the magnetizing device.
  • the unreacted raw material components and the particulate catalyst accompanying the extraction fluid such as the reaction product in the first reactor are:
  • a reaction product can be obtained by efficiently reacting with the catalyst uniformly dispersed in the catalyst holding part of the second reactor. At the same time, it becomes possible to adsorb and collect the fine particulate catalyst, and it is possible to suppress the unreacted raw material component and the fine particulate catalyst from being discharged and lost.
  • the catalyst holding unit is attached to the first region.
  • a magnetic field is formed by the magnetic device, and almost no magnetic flux is generated outside the first region. Therefore, the amorphous alloy fine wire can be efficiently magnetized and the catalyst can be strongly adsorbed and held in a dispersed state.
  • the catalyst holding unit adjusts the reaction temperature by alternately providing a plurality of first regions and second regions in which the flow passages of the temperature control heat medium are arranged via an even number of partition plates, The reaction temperature of the fluid and the catalyst in the first region can be adjusted more efficiently to a temperature preferable for the reaction.
  • the magnetizing device can switch between generation and extinction of magnetic force, when the catalyst is uniformly dispersed and adsorbed, the magnetizing device generates the magnetic force, and when removing the catalyst, the magnetizing device extinguishes the magnetic force. Can be made.
  • a plurality of second reactors are provided in parallel, selectively connecting the first reactor and one of the second reactors, and demagnetizing the magnetic force generated by the magnetizing device of the other second reactor.
  • any one of the second reactors can be alternately used to prevent clogging and promote the reaction of the fluid.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of the catalytic reaction device shown in FIG.
  • FIG. 3 is a horizontal sectional view showing an opening / closing drive means of the magnetizing device of the catalyst reaction device according to the embodiment and showing a magnetized ON state in which the magnetizing device is disposed in close proximity to each other.
  • FIG. 3 shows the principal part structure of the catalytic reaction apparatus by the modification of 1st embodiment.
  • FIG. 8 It is explanatory drawing which shows the principal part structure of the catalytic reaction apparatus by 4th embodiment. It is a schematic diagram which shows the principal part structure of the catalytic reaction apparatus by 5th embodiment. It is a schematic diagram which shows the use condition of the catalytic reaction apparatus shown in FIG. 8, Comprising: It is a figure which shows the state from which two of the three 1st reactors were connected in series, and one was isolate
  • FIG. 9A It is a schematic diagram which shows the use condition of the catalytic reaction apparatus shown in FIG. 8, Comprising: One different from FIG. 9A and FIG. 9B is isolate
  • FIGS. 1 and 2 show a catalytic reaction apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention.
  • a catalytic reaction apparatus 1 shown in FIGS. 1 and 2 includes a cylindrical first reactor 2 arranged in the vertical direction. Inside the first reactor 2, for example, a nonmagnetic metal partition plate 3 made of a pair of substantially parallel plates extends downward from the upper side.
  • the first reactor 2 is formed in, for example, a capsule shape, and its lower end surface 2a forms a hemispherical concave curved surface below the partition plate 3, and its upper end surface 2b is hemispherical above the partition plate 3.
  • a concave curved surface is formed.
  • the first reactor 2 is provided with a catalyst holding unit 20. The catalyst holding unit 20 will be described later.
  • the first reactor 2 is made of, for example, a non-magnetic metal made of SUS piping, has a capsule shape so as to withstand high pressure, and is made of a thick tube such as sch80.
  • the reaction liquid 10 flows from the lower side to the upper side by the raw material gas 11. Therefore, the lower side of the first reactor 2 is called the upstream side, and the upper side is called the downstream side.
  • the lower side of the first reactor 2 is called the upstream side
  • the upper side is called the downstream side.
  • a pair of partition plate 3 is provided in the height direction center area
  • a first region partitioned by the pair of partition plates 3 and the arc-shaped portion 2 c on the peripheral side surface of the first reactor 2 is an inner region 4.
  • the inner region 4 has a shape similar to the numeral “0” in the horizontal section.
  • a pair of arc-shaped second regions provided on both sides of the inner region 4 with the partition plates 3 interposed therebetween are defined as outer regions 5.
  • the inner region 4 and the outer region 5 are partitioned so that fluids do not circulate within a range where the partition plate 3 is provided.
  • the ratio of the sum of the horizontal cross-sectional areas of the two outer regions 5 to the horizontal cross-sectional area of the inner region 4 is in the range of 1: 5 to 1: 100.
  • a pair of support fittings 8a and 8b made of a grating formed of a nonmagnetic metal such as stainless steel are disposed above and below the first region.
  • the inner region 4 sandwiched between the two partition plates 3 between the support fittings 8a and 8b is filled with an amorphous alloy fine wire 9 having a high magnetic permeability and little residual magnetism.
  • the amorphous alloy thin wire 9 is, for example, irregularly curled with a long ribbon and is formed into a crushed shape, and is filled in the entire volume partitioned between the upper and lower support fittings 8a and 8b and the pair of partition plates 3.
  • reaction liquid 10 that is one reaction fluid is accommodated in the first reactor 2, and a raw material gas 11 that is the other reaction fluid is dispersed in the reaction liquid 10 as bubbles. ing. Therefore, the reaction liquid 10 and the raw material gas 11 are gas-liquid two-phase fluids and are filled in the inner region 4 of the first reactor 2 and the portion up to the lower end portion 2a.
  • the liquid level is the upper side of the upper support fitting 8a.
  • the pair of outer regions 5 are partitioned in a liquid-tight manner with respect to the reaction liquid 10 by the partition plate 3 and the upper and lower support fittings 8a and 8b.
  • a temperature control heat medium is supplied from an external pipe (not shown). By circulating, it is liquid-tightly separated from the reaction solution 10 in the inner region 4. For example, by circulating cooling water or hot water in the outer region 5, the reaction rate can be adjusted by removing heat from the reaction solution 10 or heating through the partition plate 3.
  • a supply pipe 13 for supplying the raw material gas 11 is inserted below the inner region 4 in the first reactor 2.
  • the raw material gas 11 is bubbled from the discharge port 13 a provided in the supply pipe 13 to the inner region 4 in the first reactor 2, and the reaction liquid 10 is stirred.
  • a drainage pipe 15 is provided on the upper side of the support fitting 8 a to extract the liquid 14 as a product after the reaction liquid 10 and the raw material gas 11 have reacted.
  • the unreacted raw material gas 11 is mixed as a dissolved state or bubbles.
  • a discharge pipe 17 through which the exhaust gas 16 is extracted to the outside is attached to the upper end surface 2b of the first reactor 2. The exhaust gas 16 is mixed with unreacted raw material gas 11 and gas generated by the reaction.
  • a fine particle catalyst 19 that is adsorbed and held by the alloy thin wire 9 by magnetism exists in a dispersed state.
  • the catalyst 19 contains a ferromagnetic element such as iron, cobalt, or nickel as at least a part of the catalyst element.
  • the catalyst 19 is present throughout the inner region 4 partitioned by the partition plate 3 and is entirely in contact with the reaction solution 10.
  • the magnetizing device 21 In the first reactor 2, the magnetizing device 21 is provided with a pair of permanent magnets 22 at opposing positions outside the inner region 4. The pair of permanent magnets 22 are connected to each other by a yoke 23 that forms a return path outside the first reactor 2.
  • a uniform and high magnetic field is formed in the inner region 4 by the permanent magnets 22 disposed on both sides of the inner region 4, and the two permanent magnets 22, the yoke 23, and the inner region 4
  • a closed magnetic circuit is formed.
  • the outer region 5 partitioned by the partition plate 3 is out of the magnetic circuit, the magnetic flux hardly passes.
  • a magnetic gradient is formed in the amorphous alloy thin wire 9 by the magnetic field in the inner region 4 of the first reactor 2, whereby the catalyst 19 containing a ferromagnetic material is adsorbed and held on the surface of the amorphous alloy thin wire 9.
  • a configuration including a pair of permanent magnets 22 provided outside the first reactor 2 with respect to the inner region 4 is referred to as a catalyst holding unit 20.
  • the pair of permanent magnets 22 and the yoke 23 can be selectively set at a magnetization position (see FIG. 2) facing the first reactor 2 and a demagnetization position spaced from the first reactor 2.
  • Open / close driving means 24 for controlling the operation is provided.
  • the opening / closing drive means 24 includes a guide rail 25 that guides the advancing and retreating movement of the permanent magnet 22 and the yoke 23, a rod 26 connected to, for example, the central portion of the semicircular yoke 23 in a horizontal section, and the rod 26 to expand and contract.
  • An air cylinder 27 to be operated.
  • the rod 26 expands and contracts when the air cylinder 27 is turned on and off, so that the permanent magnet 22 provided on the yoke 23 is opposed to the inner region 4 of the first reactor 2 and from the first reactor 2. It is possible to move between the demagnetization positions that are separated from each other.
  • the reaction method of the reaction liquid 10 and the raw material gas 11 by the catalyst reaction apparatus 1 described above will be described.
  • the pair of permanent magnets 22 provided on the yoke 23 is positioned at the magnetized position by the opening / closing drive means 24 and is opposed to the inner region 4 of the first reactor 2.
  • the catalyst holding unit 20 is located in the central region in the longitudinal direction of the first reactor 2. Thereby, a strong magnetic field is uniformly generated in the inner region 4 of the first reactor 2 located between the pair of permanent magnets 22, and the amorphous alloy fine wire 9 filled in the inner region 4 is magnetized.
  • the finely divided catalyst 19 dispersed and mixed in the reaction liquid 10 is adsorbed and held by the magnetic gradient generated on the amorphous alloy fine wire 9 in the ferromagnetic part. Therefore, the finely divided catalyst 19 can be adsorbed and held substantially uniformly in the amorphous alloy fine wire 9 without depending on the stirring of the reaction solution 10 or the flow of the reaction solution 10. Therefore, it can suppress that the catalyst 19 sinks with the gravity.
  • the raw material gas 11 is discharged as bubbles from the discharge port 13a of the supply pipe 13 inserted on the lower end 2a side of the first reactor 2. Then, the bubble-like source gas 11 discharged into the reaction solution 10 rises and flows into the inner region 4 to stir the reaction solution 10.
  • the reaction liquid 10 filled in the inner region 4 of the catalyst holding unit 20 is filled with the amorphous alloy fine wire 9 in the whole between the upper and lower support fittings 8a and 8b.
  • the bubbles of the source gas 11 are dispersed.
  • the finely divided catalyst 19 is adsorbed and held on the surface of the amorphous alloy fine wire 9 in a dispersed state.
  • the catalyst 19 Since the catalyst 19 is substantially uniformly dispersed and adsorbed and held on the amorphous alloy thin wire 9 in the inner region 4 by the strong magnetic field of the permanent magnet 22 in the magnetizing device 21, the catalyst 19 is reacted with the reaction solution 10 and the raw material gas. 11 reaction is promoted. In the outer region 5, almost no magnetic field is generated by the permanent magnet 15.
  • the reaction liquid 10 and the raw material gas 11 are catalytically reacted in the inner region 4 to generate a liquid 14 containing a reaction product, and is discharged to the outside by a drain pipe 15 provided on the upper side of the inner region 4. .
  • the unreacted source gas 11 remains slightly in the liquid 14, the amount of the unreacted source gas 11 is reduced as compared with the case where the catalyst holding unit 20 according to the present embodiment is not provided. ing.
  • the unreacted raw material gas 11 that has flowed upward from the reaction solution 10 into the first reactor 2 is discharged to the outside as a discharge gas 16 from the discharge pipe 17 of the upper end 2b together with the product gas.
  • the catalyst 19 is fixedly held on the amorphous alloy thin wire 9 by magnetic force in the catalyst holding unit 20 provided in the central region of the first reactor 2. Can do. Accordingly, even if the fluid such as the reaction liquid 10 or the raw material gas 11 is not flowed or stirred, a uniform dispersion of the fine catalyst 19 is achieved and the reaction of the reaction liquid 10 or the raw material gas 11 is sufficiently promoted. it can. Specifically, the flow conditions of the reaction liquid 10 and the particle size and specific gravity of the catalyst 19 are not restricted, and the physical properties such as the particle diameter of the catalyst 19 and the flow conditions do not need to be adjusted.
  • reaction of the reaction liquid 10 and the raw material gas 11 does not depend on the mixed state in the flow direction of the reaction liquid 10 and the raw material gas 11 and can be designed as a piston flow reactor, for example. Therefore, the volumetric reaction efficiency is improved, the ratio of the produced reaction product can be increased, and the outflow loss of the unreacted raw material component can be reduced.
  • the catalyst 19 since the catalyst 19 is dispersed and held in the amorphous alloy fine wire 9 in the liquid, the catalyst 19 flows out from the drainage pipe 15 together with the liquid 14 containing the reaction product on the downstream side of the catalyst holding unit 20. There is nothing. Therefore, the decrease in the catalyst 19 in the first reactor 2 can be suppressed, and the space concentration of the catalyst 19 can be set high by being adsorbed and held by the amorphous alloy thin wire 9. Moreover, it is not necessary to provide a device for filtering and separating the catalyst 19 in the outflow path of the liquid 14 on the downstream side of the catalyst reaction unit 20.
  • the opening / closing drive means 24 can easily perform the trapping / fixing / holding and detachment / backwash removal of the catalyst 19 by switching the magnetic force of the magnetizing device 21 on and off.
  • the amorphous alloy thin wire 9 has high thermal conductivity, can efficiently diffuse the heat of the exothermic reaction on the adsorbing catalyst 19, and is less likely to cause temperature unevenness.
  • the catalyst 19 since the catalyst 19 is adsorbed and held on the surface of the amorphous alloy thin wire 9, the catalyst 19 does not settle due to insufficient flow of the reaction liquid 10 or the like, and conversely does not flow out of the drainage pipe 15 due to flow. Therefore, the reaction liquid 10 can be easily circulated by the pump, and the risk of damaging the catalyst 19 is small.
  • this invention is not limited to the structure of the catalytic reaction apparatus 1 by the above-mentioned embodiment, A suitable change, addition, etc. can be performed unless it deviates from the summary of this invention.
  • the first reactor 23 is a capsule type, and has substantially the same configuration as the first reactor 2 in the first embodiment.
  • the difference from the first reactor 2 is that the catalyst holding unit 20 is provided on the downstream side of the first reactor 23, that is, at an upper position close to the upper end 2b.
  • the region from the lower end 2a to the support fitting 8a is not provided with a catalyst holding portion constituted by the magnetizing device 21 or the like. Therefore, the region from the lower end 2a to the support fitting 8a is defined as a pre-reactor 25 as a normal reaction zone in which the catalyst 19 flows and reacts with the flow of the reaction liquid 10 due to bubbling of the raw material gas 11.
  • a catalyst holding unit 20 is provided on the downstream side of the preliminary reactor 25.
  • the preliminary reactor 25 is filled with the reaction liquid 10, and the reaction liquid 10 contains a fine catalyst 19. Then, the bubble-like source gas 11 discharged from the discharge port 13a of the supply pipe 13 generates a bubble flow to cause a gas-liquid two-phase flow, whereby the reaction solution 10 flows upward to disperse the catalyst 19. To promote the reaction.
  • the concentration of the catalyst 19 in the reaction liquid 10 in the first reactor 23 is likely to be higher in the lower preliminary reactor 25 than in the upper catalyst holding unit 20 because the catalyst 19 is gravity settled.
  • the upper catalyst holding unit 20 can adsorb and hold the catalyst 19 on the surface of the amorphous alloy thin wire 9 by the magnetizing device 21, so that the spatial concentration of the catalyst 19 also in the catalyst holding unit 20. Can be kept high.
  • the first reactor 23 maintains a state where there is no lean portion of the concentration of the catalyst 19 between the lower preliminary reactor 25 and the upper catalyst holding unit 20. it can. Therefore, by reacting the raw material gas 11 with the catalyst 19 in the reaction solution 10, a uniform and efficient reaction can be performed throughout.
  • the catalyst reaction device 27 according to the second embodiment shown in FIG. 5 does not include the catalyst holding unit 20, and includes the first reactor 28 having the same configuration as the preliminary reactor 25 described above, and the first reactor. And a second reactor 30 connected to the 28 drainage pipes 15.
  • the second reactor 30 has substantially the same configuration as the first reactor 2 of the catalyst reaction apparatus 1 according to the first embodiment, and includes a catalyst holder 20.
  • the first reactor 28 is formed in a capsule shape, the reaction solution 10 is accommodated therein, and the catalyst 19 is dispersed.
  • the catalyst 19 includes a ferromagnetic material at least partially.
  • a supply pipe 13 for the source gas 11 is provided below the first reactor 28, and the source gas 11 is discharged as bubbles into the reaction liquid 10 in the vicinity of the lower end 2a to be raised.
  • the reaction liquid 10 is caused to flow by the bubbles of the raw material gas 11 to disperse the catalyst 19.
  • a drain pipe 15 for discharging the liquid 14 after the reaction is attached at a position slightly lower than the liquid level of the reaction liquid 10, and the generated gas and the raw material gas 11 are attached to the upper end 2b.
  • a discharge pipe 17 is provided.
  • the drain pipe 15 is connected to the lower end 2 a of the second reactor 30, and the catalyst holding unit 20 is provided in the second reactor 30.
  • the raw material gas 11 is supplied from the supply pipe 13 in the first reactor 28.
  • This raw material gas 11 is supplied into the reaction solution 10 containing fine particles of the catalyst 19 dispersed as bubbles, and makes the reaction solution 10 fluid.
  • the reaction liquid 10 and the raw material gas 11 react with each other by the catalyst 19, but the catalyst 19 is gravity settled in the same manner as the preliminary reactor 25 described above.
  • the concentration tends to be high and the concentration of the catalyst 19 is low on the upper side.
  • the liquid 14 after the reaction relatively contains the unreacted raw material gas 11 and the catalyst 19 is also extracted.
  • the liquid 14 is supplied from the drainage pipe 15 to the second reactor 30.
  • the catalyst 19 is adsorbed and held by the catalyst holding unit 20 in a state of being uniformly dispersed on the surface of the amorphous alloy fine wire 9 magnetized by the magnetizing device 21. Therefore, the unreacted raw material gas 11 and the reaction liquid 10 remain in the liquid 14 after reacting in the first reactor 28, but on the surface of the amorphous alloy thin wire 9 in the inner region 4 in the catalyst holding unit 20.
  • the reaction is further promoted by the uniformly dispersed and adsorbed catalyst 19. Therefore, the unreacted raw material component remaining in the liquid 14 can be reliably subjected to the reaction treatment by the catalytic reaction, and the remaining amount of the unreacted raw material component can be further reduced or eliminated.
  • the catalyst 19 accompanying the liquid is also adsorbed and collected by the amorphous alloy thin wire 9, reducing the outflow of the catalyst 19 to the downstream, Or it can be extinguished.
  • the reaction liquid 10 and the raw material gas 11 are reacted with the catalyst 19 in the conventional first reactor 28 in the previous stage, and the reaction liquid 10 and the raw material gas 11 are not reacted in the generated liquid 14. Even if the reaction raw material component and the outflowing catalyst 19 are included, since the catalyst holding unit 20 that disperses and adsorbs the catalyst 19 in the second reactor 30 is provided in the subsequent stage, the unreacted raw material component contained in the liquid 14 is removed. It is possible to react more efficiently. At the same time, the catalyst 19 can be efficiently adsorbed and collected and reused. Therefore, the unreacted raw material component and the outflowing catalyst 19 in the liquid 14 after the reaction can be further reduced or eliminated.
  • Second reactor 30 may be provided in parallel, for example.
  • the drainage pipe 14 is connected to the lower end 2a on the side where the liquid 14 is supplied, and the liquid 14 after the reaction is supplied to any of the second reactors 30 by the switching operation by the switching valves 31a and 31b.
  • a catalytic reaction is performed by holding the catalyst 19 using the magnetizing device 21 in one second reactor 30 to which the drainage pipe 15 is connected, and the drainage pipe 15 is connected in the other second reactor 30.
  • the catalyst 19 can be detached from the amorphous alloy thin wire 9 by the demagnetization of the magnetizing device 21 or backwashed and removed.
  • the catalytic reaction and the washing may be selectively performed by alternately switching the switching valves 31a and 31b for the two second reactors 30.
  • the catalytic reaction may be performed by holding the catalyst using the magnetizing device 21 simultaneously in the plurality of second reactors 30.
  • a first reactor 33 that does not include the catalyst holding unit 20 and a second reactor 34 that includes the catalyst holding unit 20 are integrated in series. It is connected.
  • the first reactor 33 has substantially the same configuration as that of the first reactor 28 according to the second embodiment, and a second reactor 34 having a relatively small inner diameter is connected to the upper end of the first reactor 33 by a tapered portion 35. Is provided.
  • the first reactor 33 and the second reactor 34 are formed in a capsule shape.
  • a supply pipe 13 for the source gas 11 is provided, and the source gas 11 is discharged into the reaction liquid 10 as bubbles in the vicinity of the lower end 2a to be raised.
  • the bubbles of the raw material gas 11 cause the reaction solution 10 to flow to disperse the catalyst 19 and promote the reaction.
  • a wire mesh filter 37 having a cylindrical shape such as a cylindrical shape is disposed at a position slightly lower than the liquid level of the reaction solution 10.
  • the upper ends of these wire mesh filters 37 are connected to a drain pipe 15 for discharging the liquid 14 after reaction to the outside.
  • the metal mesh filter 37 prevents the catalyst 19 from being discharged to the outside along with the liquid 14 after the reaction.
  • the unreacted raw material gas 11 flows upward from the liquid surface of the reaction liquid 10 together with the gas generated by the reaction, the unreacted raw material gas 11 passes through the taper portion 35. Collected and flows into the second reactor 34. Further, the liquid mist of the reaction liquid 14 and the fine particulate catalyst 19 are also scattered as droplets together with the reaction product gas and the unreacted raw material gas 11 and are introduced together with the second reactor 34.
  • the second reactor 34 is provided with the catalyst holding unit 20 described above. Therefore, the amorphous alloy fine wire 9 filled in the inner region 4 is adsorbed in a state where the catalyst 19 is uniformly dispersed by the magnetic field of the pair of permanent magnets 22 of the magnetizing device 21.
  • the catalyst holding unit 20 of the second reactor 34 the reaction between the unreacted raw material gas 11 flowing from the first reactor 33 and the mist of the reaction liquid 10 is promoted by the dispersed and adsorbed catalyst 19.
  • the scattered fine particle catalyst is also adsorbed and collected on the surface of the amorphous alloy fine wire 9 by the magnetic gradient of the amorphous alloy fine wire 9.
  • the mist of the reaction solution 14 scattered as droplets collides with the packed layer of the amorphous alloy fine wire 9 and is collected, dropped to the first reactor 33 by gravity, and returned. Further, the catalyst 19 adsorbed and held on the surface of the amorphous alloy fine wire 9 is appropriately detached and back-washed by demagnetizing the catalyst holding unit 20 and flowing a liquid from above, and dropped into the first reactor 33. Can be returned.
  • the raw material gas 11 in the first reactor 33, the raw material gas 11 is released as bubbles into the reaction solution 10 to cause an upward flow. Thereby, the catalyst 19 is diffused by flowing together with the reaction solution 10 and the raw material gas 11. Then, in the first reactor 33, the raw material gas 11 reacts with the reaction liquid 10 and the catalyst 19, and the liquid 14 after the reaction is discharged to the outside from the drain pipe 15 through the wire mesh filter 37.
  • the catalyst 19 has a tendency that the concentration on the upper side of the reaction solution 10 is thin and the concentration on the lower side tends to be thick due to gravity sedimentation, so that unreacted raw material components that cannot be reacted due to the concentration difference of the catalyst 19 remain.
  • the reaction product gas and the unreacted raw material gas flow upward from the liquid level. Further, a part of the reaction liquid 10 is accompanied with the gas as mist, and the fine catalyst is ejected as droplets and rises with the outflow gas.
  • the unreacted components such as the raw material gas 11 that have passed through the first reactor 33 are introduced into the inner region 4 of the catalyst holding unit 20 and reacted by the catalyst 19 that is adsorbed and held. Further, the mist of the reaction solution 10 is collected by colliding with the packed bed of the amorphous alloy fine wire 9 and is returned to the reactor 33 by gravity. Further, the particles of the catalyst 19 are adsorbed and collected by the magnetic force of the catalyst holding unit. Thus, the raw material components such as the unreacted raw material gas 11 are reduced by the reaction by the catalyst 19. The liquid mist and the catalyst are prevented from flowing out by the amorphous alloy fine wire 9. As a result, the unreacted raw material, the liquid mist, and the catalyst 19 are suppressed or prevented from losing to the outside from the upper end portion 34a of the second reactor 34.
  • the raw material gas 11 reacts with the reaction liquid 10 and the catalyst 19 in the first reactor 33, and the liquid 14 after the reaction is discharged via the wire mesh filter 37. It is discharged from the liquid pipe 14 to the outside.
  • the unreacted raw material gas 11 that has passed through the reaction liquid 14 and the mist of the reaction liquid 10 are sufficiently reacted by the catalyst holding unit 20 provided in the second reactor 34. Therefore, it is prevented that the unreacted raw material component is discharged outside.
  • the magnetic gradient of the catalyst holding unit 20 prevents the particulate catalyst accompanying the raw material gas 11 from being adsorbed and scattered and scattered outside.
  • the catalyst holding unit 40 provided in the first reactor 39 of the catalyst reaction apparatus 38 according to the fourth embodiment shown in FIG. 7 is a plurality of partition plates 3 consisting of an even number in the first reactor 39 which is a cylindrical housing.
  • four partition plates 3 are provided.
  • two sets of inner regions 4 partitioned by two opposing partition plates 3 are formed, and three outer regions 5 are formed between and outside the two regions.
  • the two inner regions 4 are filled with amorphous alloy fine wires 9 respectively.
  • a pair of permanent magnets 22 is arranged outside the inner regions 4 as a magnetizing device 21 so as to face each other.
  • the two sets of permanent magnets 22 are also provided with a pair of opening / closing drive means 24 (not shown) for moving the permanent magnets 22 so as to face and separate from the first reactor 39, respectively.
  • each inner region 4 is filled with the reaction solution 10 containing the catalyst 19, and the raw material gas 11 is supplied as bubbles from the discharge port 13 a of the supply pipe 13 of the lower raw material gas 11.
  • cooling water circulates in the three outer regions 5 as a temperature adjusting medium through external pipes (not shown).
  • the permanent magnet 22 can be disposed oppositely in the relatively narrow inner region 4 as the magnetizing device 21, and a stronger magnetic field can be set.
  • the amorphous alloy fine wire 9 can be more strongly magnetized to uniformly disperse and fix the catalyst 19, so that the reaction between the reaction solution 10, the raw material gas 11, and the catalyst 19 can be performed more evenly and strongly in the inner region 4. It can be carried out. Therefore, the unreacted raw material liquid 10 and the raw material gas 11 are further reduced, and these discharges can be further suppressed to improve the reaction efficiency.
  • the inner region 4 provided in the first reactor 39 is not limited to two and may be three or more. In any case, it is preferable to provide an even number of partition plates 3 that partition the inner region 4.
  • each 1st reactor 2 shall be distinguished by code
  • a discharge pipe 42 is provided in each supply pipe 13 connected to each first reactor 2, and the liquid 14 after the reaction is branched from the supply pipe 13 and discharged.
  • the pipes 13, 15 and 42 are provided with switching valves 43, 44 and 45 for opening and closing, respectively.
  • the direction of the first reactor 2 is set upside down depending on the connection form.
  • FIGS. 9A to 9C A method of using the catalyst reaction apparatus 41 having such a configuration will be described with reference to FIGS. 9A to 9C.
  • FIG. 9A, FIG. 9B, and FIG. 9C any two first reactors 2 are connected in series by switching the switching valves 43, 44, and 45, respectively, and the remaining one first reactor 2 is connected. The separated state is shown.
  • the first reactor 2 ⁇ / b> C is shut off from the pipeline and demagnetized by turning off the magnetizing device 21. Therefore, the catalyst 19 is removed from the thin amorphous alloy wire 9, washed, repaired, or other maintenance is performed. Therefore, the two first reactors 2A and 2B are connected in series, and by turning on the magnetizing device 21, the catalyst 19 can be adsorbed on the amorphous alloy thin wire 9 in a dispersed state in each catalyst holding unit 20. Thereby, the raw material gas 11 is caused to react with the reaction liquid 10 and the catalyst 19 sequentially in the first reactors 2 ⁇ / b> A and 2 ⁇ / b> B via the tubes 13, 15 and 43. Thereby, the liquid 14 after the reaction can be discharged in a state where there is almost no unreacted source gas 11.
  • the first reactor 2 ⁇ / b> A is disconnected from the pipeline, and the first reactor 2 ⁇ / b> C that has undergone maintenance such as cleaning and repair replacement is connected to the downstream side of the first reactor 2 ⁇ / b> B.
  • the raw material gas 11 is supplied to the first reactors 2B and 2C to cause the reaction.
  • the first reactor 2B is shut off from the pipeline, and the first reactor 2A that has undergone maintenance such as cleaning and repair replacement is connected to the downstream side of the first reactor 2C.
  • the raw material gas 11 is supplied to the first reactors 2C and 2A to cause the reaction.
  • some of the first reactors 2 can be shut off from the pipeline, and the catalyst 19 can be removed or washed.
  • the remaining first reactor 2 performs a catalyst reaction using the catalyst holding unit 20, and sequentially connects the first reactor 2 that has been subjected to maintenance such as cleaning and repairing to the rearmost position, so that the catalyst 19 A plurality of first reactors 2 can be used continuously without worrying about clogging or failure.
  • the catalyst reaction apparatus 41 by 5th embodiment mentioned above it replaces with the 1st reactor 2 by 1st embodiment, the 1st reactor 23 of the catalyst reaction apparatus 41 by a modification, the catalyst holding
  • the present invention can be applied to the first reactor 33 and the second reactor 34 of the unit 30, the first reactor 39 of the catalyst holding unit 38 according to the fourth embodiment, and the like.
  • a plurality of second reactors 30 may be arranged as shown in FIGS. 9A to 9C and used in series in the same manner.
  • the first reactors 2, 23, 39 using the catalyst holding unit 20 and the second reactors 30, 34 are formed in a cylindrical shape, so that the high-pressure and high-temperature reaction liquid 10 and the raw material gas are formed. 11 reaction can also be used.
  • the reaction liquid 10 and the source gas 11 are not high pressure or high temperature, they are not limited to a cylindrical shape, and may be a polygonal cylinder shape such as a square cylinder used in the prior art. In these cases, the partition plate 3 is not necessary, and the outer region 5 may not be provided. Therefore, the amorphous alloy thin wire 9 is added to the entire cross-sectional volume of the first reactor 2, 23, 39 or the second reactor 30, 34.
  • the catalyst 19 can be dispersed and adsorbed by the magnetizing device 21.
  • the cylindrical first reactors 2, 23, 39 and the second reactors 30, 34 are not provided with the partition plates 3, and the entire cross-sectional volume is filled with the amorphous alloy fine wires 9, so that the permanent
  • the magnetizing device 21 may be used with the magnets 22 arranged opposite to each other.
  • the permanent magnet 22 is used as means for forming a magnetic field in the magnetizing device 21, but an electromagnet may be used instead.
  • an electromagnet may be used instead.
  • the magnetization and demagnetization can be switched by turning the current on and off, the opening / closing drive means 24 need not be provided.
  • the present invention is a catalytic reaction apparatus comprising a reactor and a catalyst holding unit that is provided in the reactor and holds a finely divided catalyst, and obtains a product using the catalyst in the reactor.
  • the catalyst holding unit includes: an amorphous alloy fine wire housed in the reactor; and a magnetizing device that is provided outside the reactor and applies a magnetic force to the amorphous alloy fine wire.
  • the present invention relates to a catalytic reaction device that includes at least a part of a ferromagnetic material and is dispersed and adsorbed on the amorphous alloy fine wire by the magnetic force of the magnetizing device.
  • the catalyst can be adsorbed and held on the amorphous alloy fine wire of the catalyst holding unit by the magnetic force of the magnetizing device, and the catalyst can be uniformly dispersed and held without relying on the flow of fluid such as liquid or gas. Reaction efficiency can be improved.

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Abstract

　本発明に係る触媒反応装置（１）は、反応器（２）と、前記反応器に設けられ、微粒状の触媒（１９）を保持する触媒保持部（２０）と、を備え、前記反応器内で前記触媒を用いて生成物を得る触媒反応装置であって、前記触媒保持部は、前記反応器内に収納されたアモルファス合金細線（９）と、前記反応器の外側に設けられ、前記アモルファス合金細線に磁力を作用させる着磁装置と、を備え、前記触媒は、少なくとも一部に強磁性体を含み、前記着磁装置の磁力によって前記アモルファス合金細線に分散して吸着される。

Description

触媒反応装置
　本発明は、例えば微粒状の触媒を使用して例えば液とガスとを反応させる触媒反応装置に関する。
　本願は、２０１１年４月８日に日本に出願された特願２０１１－０８６３１７号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　従来、触媒を用いて反応器内で液とガスとを反応させて、生成物として液やガスを生成させる触媒反応装置において、例えば反応器内に下方からガスを充填して反応器内に満たされた反応液及び触媒と反応させて、上方から反応生成物としての生成液と生成ガスとを分離して排出させるものがある。
　例えば、図１０に示す気液固三相を含む触媒反応装置１００では、カプセル状の反応器１０１内に、微粉状の触媒１０２を分散させた反応液１０３が充填されている。液面の上方には、ルーバー式で飛散する液と触媒のミストとを取り除くデミスター１０４と、飛散する液と触媒とを遠心力によって捕捉するサイクロン１０５とが設けられている。これにより、最終的に生成ガスと残りの未反応原料ガスとだけが、上端部から管路を通って排出されることになる。
　そして、反応器１０１の下側には原料ガスの供給管１０７が設けられ、ノズル１０７ａから原料ガスの気泡１０８を反応液１０３内に吐出する。これによって反応器１０１内に気液固三相スラリーが形成される。
　また、反応液１０３の液面近傍には、触媒１０２の流出を防ぐ筒状の微細な金網フィルター１０９が設けられ、この金網フィルター１０９から反応生成物としての液１１０が触媒と分離されて反応器１０１の外部に排出される。排出された生成液１１０は、管路を介して外部の気液分離装置１１２に搬送される。そして、加熱器１１３によって生成液１１０に溶解した未反応原料を含むガスは、生成液１１０から分離して追い出され、他へ排出されることになる。
　このような触媒反応装置１００において、反応後の生成液１１０が反応器１０１から排出されると、金網フィルター１０９を通って液１１０中に分散する微細な触媒１０２が液と一体に流出してしまうという問題があった。また、反応器内１１０においては、触媒１０２が重力沈降するため、反応器１０１の上方では液中での触媒１０２の濃度が薄く、下方では濃度が濃くなる傾向があった。そのため、反応器１０１の上方での反応が進みにくかった。
　これらを解消するための１つの手段として、反応器１０１内から微粒状の触媒１０２が液１１０と共に流出、又は沈降しないように保持する必要がある。反応器１０１内で触媒１０２を固定して保持する場合には、微粒状の触媒１０２に代えて一定以上の大きさを持つ触媒ペレットを充填したり、触媒１０２をハニカム状にして充填したりすること等が行われていた。
　また、反応器１０１内で触媒１０２を固定しない場合には、均一で高効率な反応条件を達成するために、反応ガスを気泡状にして気液２相流を形成させ、反応器１０１内の反応液１０３を気泡浮力によって流動させ、液の流れで触媒を流動させて均一な分散を図っていた。又は、直接ガス流によって微粒状の触媒１０２を流動させる流動層を設けたり、或いはガスの力に依らずに液を攪拌機やポンプで混合流動させ、触媒を均一分散させたりしていた。
　一方、磁気分離フィルター装置として、下記特許文献１～４に記載された技術が提案されている。これらの磁気分離フィルター装置では、例えば油圧機器などの作動油に混入した金属粉等は汚染物として作動不良や故障の原因になるため、除去している。
　この作動油浄化装置は、網状容器内に非晶質金属材料の線材からなるフィルター部材が充填されている。そして、網状容器の周囲に磁気発生手段を配設して磁場をかけた状態で網状容器内に金属粉を含む作動油を流通させることで、強磁性体である金属粉を磁化されたフィルター部材で吸着させて除去している。
　これらの技術は単に、作動油等の流体中に含まれる強磁性体物質を磁化されたフィルター部材で吸着するというものにすぎない。
実開昭５９－１５８４２１号公報 実開昭５６－１２１４１５号公報 特開平４－２８１８０７号公報 特開平１０－５５１０号公報
　ところで、触媒反応装置１００において、上述のように触媒１０２を反応器１０１で固定する場合には、微粒子状の触媒１０２を使用できず、反応器１０１への触媒の充填や交換は微粒子状の触媒と異なって、人手による作業が必要であり手間がかかる欠点がある。しかも、触媒が触媒ペレット状やハニカム状であるため、微粒状の触媒を用いたものと比較して反応効率が低かった。
　他方、触媒１０２を反応器１０１で固定しない場合には、いずれの場合であっても、微粒状の触媒が重力で沈降することを避けて液中に均一に分散させるために、ガスや液による触媒の流動と分散とを反応中に継続させる必要がある。そのため、流体の流れが反重力方向になるように、下方から上方へ流動させてその流速を一定流速以上に設定する必要があった。そのため、結果的に、流体の流通流量条件と反応器の水平断面積との関係で制約を受けることになるという欠点があった。
　また、反応器１０１内の液の混合を促進する手段として、ポンプによる液循環を採用する場合には、吸い込み側に微細金網フィルター等の触媒流出防止手段を設けない限り、触媒粒子がポンプに流入したときに、高速で回転するポンプインペラーと触媒とが衝突して両者の摩耗や損耗を招くため望ましくない。
　触媒反応装置では、高効率に反応させるために均一な反応を行う必要があり、微粒状の触媒を用いて反応器内の流体にできるだけ均一に分散させる必要がある。ところが、流体の流動条件は、偏流や流動パターンの変化によって大幅に変わりやすく、その結果として触媒の沈降を招き、反応率や容積効率等の低下や、触媒劣化につながるおそれもあった。特に、気液固３相からなる気泡塔の場合、ガス空塔速度、ガスホールドアップ、フローパターンの関係が複雑であり、定量指標が得難く制御も容易ではなかった。
　本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、触媒を吸着保持することで触媒反応の効率を向上できる触媒反応装置を提供することを目的とする。
（１）本発明に係る触媒反応装置は、反応器と、前記反応器に設けられ、微粒状の触媒を保持する触媒保持部と、を備え、前記反応器内で前記触媒を用いて生成物を得る触媒反応装置であって、前記触媒保持部は、前記反応器内に収納されたアモルファス合金細線と、前記反応器の外側に設けられ、前記アモルファス合金細線に磁力を作用させる着磁装置と、を備え、前記触媒は、少なくとも一部に強磁性体を含み、前記着磁装置の磁力によって前記アモルファス合金細線に分散して吸着される。
　本発明によれば、着磁装置によって磁場を反応器内に生じさせてアモルファス合金細線を磁化させることで強磁性体を含む触媒をアモルファス合金細線に均一に分散させて吸着保持させ、この状態において反応器内で流体を触媒と反応させることで反応生成物を得ることができる。
　なお、流体として例えば液、ガス等を用いることができる。
（２）前記触媒保持部が前記反応器の上側に設けられていてもよい。
　この場合には、反応器内で流体と触媒とによって反応を生じさせる際、例えば、触媒を流体と共に上下方向に流動させたとしても、重力沈降によって触媒は降下し易いので、反応器の下側では触媒の濃度が濃く、上側で触媒の濃度が薄くなる傾向があるが、反応器の上側に触媒保持部を設けることで、着磁装置によって磁場を触媒保持部に生じさせ、触媒保持部でアモルファス合金細線を磁化させることで強磁性体を含む触媒を反応器の上側で均一に分散させて吸着保持させることができる。
この状態において触媒保持部で流体を触媒と反応させることで反応器の上側を下側と同様に均一な触媒濃度に保持することができるため、反応器全体に亘って均一に分散された触媒によって流体の反応を効率良く行うことができ、反応生成物を得ることができる。
　或いは、反応器の下側において、流体と触媒とで反応が行われ、反応生成ガスと残りの未反応原料とが共に反応器の上方に流通するが、その際、反応器の上側に触媒保持部を設置することで、未反応原料は、触媒保持部で、着磁装置で生成する磁場によって磁化されたアモルファス合金細線によって分散して吸着保持された触媒によって、均一に反応が進行できるため、より多くの反応生成物を得つつも未反応原料の排出を抑制できる。
（３）本発明に係る触媒反応装置は、第一反応器と、前記第一反応器の下流側に接続された第二反応器と、前記第二反応器に設けられ、微粒状の触媒を保持する触媒保持部と、を備え、前記第一、第二反応器内で前記触媒を用いて生成物を得る触媒反応装置であって、前記触媒保持部は、前記第二反応器内に収納されたアモルファス合金細線と、前記第二反応器の外側に設けられ、前記アモルファス合金細線に磁力を作用させる着磁装置と、を備え、前記触媒は、少なくとも一部に強磁性体を含み、前記着磁装置の磁力によって前記アモルファス合金細線に分散して吸着される。
　本発明によれば、第一反応器内で流体と触媒とによって反応を生じさせて、第一反応器の下流側から抜き出された流体を第二反応器へ供給させる。第一反応器から抜き出される流体には、未反応の原料成分が含まれており、例えば第一反応器で触媒が重力沈降によって降下し易い傾向があるため、反応器の下側では触媒の濃度が濃く上側で触媒の濃度が薄くなる傾向があるため、下流側では必ずしも十分な反応が行われず、未反応の原料成分が、反応生成物として抜き出される流体に多く随伴して流出することがあり得る。
　このような場合であっても、抜き出し流体の経路上に設けた第二反応器に触媒保持部を設けているので、触媒保持部では着磁装置によって強磁性体を含む触媒がアモルファス合金細線に均一に分散して吸着保持され、反応生成物に随伴する液やガス及び液に溶解したガス等の原料成分が、第二反応器で均一分散された触媒と効率よく反応して反応生成物を得ることができる。
　これによって未反応の原料成分が排出されロスとなることを抑制できる。又、抜き出し流体の、液側には微粒状の触媒が液固スラリー状態として随伴し、ガス側にはミスト状の液飛沫と共に微粒状の触媒が随伴するが、抜き出し流体の経路上に設けた第二反応器に触媒保持部を設けておくことで、触媒が強磁性体を含むために触媒保持部の磁気吸着力によってアモルファス合金細線に捕集され、触媒の流出を防止できる。
　又、ガス側では、触媒保持部に充填したアモルファス合金細線の充填層がミスト捕集作用をもたらすのでミスト状の液飛沫が流出することも防止できる。
　なお、第二反応器だけでなく第一反応器にも触媒保持部を設けてもよく、この場合には反応効率が一層向上する。
（４）前記触媒保持部は、非磁性金属からなる筒状管と、前記筒状管の軸直交断面を仕切る２枚の仕切り板と、前記２枚の仕切り板で仕切られ、前記アモルファス合金細線が収納された第一領域と、を備え、前記着磁装置が、前記第一領域における前記筒状管の外側部分に配置されていてもよい。
　この場合には、触媒保持部では、第一領域の外側に配置された着磁装置によって仕切り板で仕切られた第一領域内に着磁装置による磁場が形成され、第一領域の外側にはほとんど磁束は生じない。そのため、効率よくアモルファス合金細線を磁化できて触媒を分散状態で強く吸着保持できる。
（５）前記筒状管の第一領域と前記仕切り板とで仕切られた第二領域と、前記第二領域に設けられた温度調節用熱媒体の流路と、を備え、前記仕切り板を伝熱面として前記第一領域内の反応温度を調整してもよい。
　この場合には、第一領域における触媒と流体との反応に好適な反応温度に応じて、第二領域に温度調節用熱媒体の流路を配置することで仕切り板を介して第一領域の流体と触媒の反応温度とをより好適なものに昇温または冷却する等して調整できる。
（６）前記触媒保持部は、非磁性金属からなる筒状管と、前記筒状管の軸直交断面を仕切る４枚以上の偶数枚の仕切り板と、各２枚の前記仕切り板で仕切られた複数の第一領域に収納された前記アモルファス合金細線と、前記第一領域の筒状管の外側部分に配置した前記着磁装置と、前記仕切り板を介して前記第一領域と交互に設けられた第二領域と、前記第二領域に設けられた温度調節用熱媒体の流路と、を備え、前記仕切り板を伝熱面として前記第一領域の反応温度を調整してもよい。
　この場合には、触媒保持部を筒状管に設けた偶数枚の仕切り板によってアモルファス合金細線を充填して触媒を均等に分散保持させ、流通する流体が反応するようにした第一領域と温度調節用媒体の流路を配置した第二領域とを交互に設けることができる。そのため、複数の第一領域内における流体と触媒の反応温度とを全体に反応に好ましい温度に調整できる。
（７）前記着磁装置が磁力の発生と消滅とを切り換えてもよい。
　この場合には、触媒を均一に分散吸着する場合には着磁装置により触媒保持部に磁力を発生させ、触媒を除去する場合には着磁装置を離間する等して触媒保持部の磁力を消滅させる。着磁装置に永久磁石を用いた場合には開閉駆動手段によって永久磁石を触媒保持部に対して対向する位置と離間した位置とに切換移動させることができ、電磁石を用いた場合では電流のＯＮ，ＯＦＦで切換できる。
（８）前記第二反応器は、複数並列に設けられ、前記第一反応器といずれか一方の前記第二反応器とを選択的に連結し、他方の前記第二反応器の前記着磁装置による磁力を消磁させても良い。
　この場合には、第一反応器からの抜き出し流体に、未反応原料成分と微粒状の触媒とが随伴して第二反応器へ供給されるが、その際、一方の第二反応器の触媒保持部で未反応原料成分を触媒と反応させ、その間に他方の第二反応器の触媒保持部の磁力を消滅させた状態で逆洗浄や補修等の処理を行うことができる。特に、第二反応器の触媒保持部に吸着捕集した触媒は磁力を消滅させた状態で逆洗浄によって第一反応器に返送すれば、交互にいずれかの第二反応器を使用して第一反応器から連続的に随伴流出する触媒の捕集と逆送が可能となる。従って、目詰まりを防ぎつつ連続的に未反応原料成分の反応を促進して、原料成分及び触媒の流出ロスが防止できる。
（９）前記第二反応器は、複数直列に連結され、最も上流側の前記第二反応器は、連結系から一旦外された後、洗浄または処理後に最も下流側に連結させられてもよい。
　この場合には、第一反応器から抜き出される流体に、未反応原料成分や微粒状触媒が随伴していても、その流体が、直列に連結された複数の第二反応器へ順次供給されて触媒保持部に保持された触媒と未反応原料成分との反応処理が順次行われる。また同時に、強磁性体を含む触媒は磁気力によってアモルファス合金細線に吸着捕集される。その際、定期的に、最も上流側の第二反応器の連結を予め連結系（流路）から外して逆洗処理後に最も下流側に直列に連結することで、第二反応器の触媒保持部に吸着捕集して蓄積する触媒を適宜、磁力を消滅させた状態で逆洗することによって除去できる。従って、目詰まりを防ぎつつ、連続して反応処理に使用できる。
（１０）前記反応器は、複数直列に連結され、最も上流側の前記反応器は、連結系から一旦外された後、洗浄または処理後に最も下流側に連結させられてもよい。
　この場合には、最初の反応器から抜き出される流体に、未反応原料成分や微粒状触媒が随伴していても、その流体が、直列に連結された次の反応器へ供給されて未反応原料成分は触媒保持部の触媒との反応処理が順次行われる。また、微粒状触媒は触媒保持部に吸着捕集されるが、その際、適宜、最も上流側の反応器の連結を外して磁力を消滅させた状態で洗浄または処理した後に、再び磁力を発生させて最も下流側に直列に連結することで、触媒保持部を含む反応器を逆洗浄処理しながら目詰まりを防いで連続して反応処理に使用できる。
（１）本発明による触媒反応装置によれば、着磁装置の磁力によって触媒を触媒保持部のアモルファス合金細線に吸着保持することができ、液やガス等の流体の流動に頼らなくても触媒の均一な分散保持を達成して反応効率を向上できる。
　また、本発明の触媒保持部を有する反応器は、液やガス等の流体の流れ方向の混合状態に依存しないために例えばピストンフロー型反応器として設計でき、反応量の容積効率が向上して産出する反応生成物量を増大できると共に未反応原料のロスが減少する。
　しかも、抜き出し流体に随伴する微粒状触媒が触媒保持部を通過する際に吸着捕集により分散して固定され、流出しないので、流体の流出経路に別の触媒の濾過装置と返送装置を設ける必要がない。また、触媒は磁力で吸着保持するため触媒の空間濃度を高く設定できる。更に、触媒の吸着捕集・固定保持と離脱・逆洗除去を着磁装置による磁力のＯＮ、ＯＦＦを切り換えることで容易に行うことができる。
（２）反応器の上側に上述した触媒保持部を備えているから、反応器の上側を含めて全体に亘って均一に分散された触媒によって、未反応原料と触媒との反応を効率良く行うことができる。従って、高収率で反応生成物を得ることができ、ガス等の未反応原料成分及び微粒状触媒が反応器の上端部から排出してロスすることを抑制できる。
（３）第一反応器の下流側に接続した第二反応器に触媒保持部を設けたから、第一反応器における反応生成物等の抜き出し流体に随伴する未反応原料成分及び微粒状触媒が、第二反応器の触媒保持部で均一分散された触媒と効率よく反応して反応生成物を得ることができる。また、同時に、微粒状触媒の吸着捕集も可能となり、未反応原料成分及び微粒状触媒が排出してロスすることを抑制できる。
（４）非磁性金属からなる筒状管内に、２枚の仕切り板で仕切られてアモルファス合金細線を充填した第一領域と着磁装置とを設けたから、触媒保持部では第一領域内に着磁装置による磁場が形成され、第一領域の外側にはほとんど磁束は生じない。そのため、効率よくアモルファス合金細線を磁化できて触媒を分散状態で強力に吸着保持できる。
（５）筒状管の第二領域に温度調節用熱媒体の流路が設けられたから、仕切り板を介して第一領域の流体と触媒の反応温度をより好適なものに加熱または冷却をして調整できる。
（６）触媒保持部は、偶数枚の仕切り板を介して第一領域と温度調節用熱媒体の流路を配置した第二領域とを交互に複数設けて反応温度を調整するから、複数の第一領域内における流体と触媒の反応温度をより効率的に全体に反応に好ましい温度に調整できる。
（７）着磁装置は磁力の発生と消滅を切り換えできるから、触媒を均一に分散吸着する場合には着磁装置で磁力を発生させ、触媒を除去する場合には着磁装置による磁力を消滅させることができる。
（８）第二反応器が複数並列に設けられ、第一反応器といずれか一方の第二反応器を選択的に連結し、他方の第二反応器の着磁装置による磁力を消磁させるようにしたから、交互にいずれかの第二反応器を使用して目詰まりを防いで流体の反応を促進できる。
（９）第二反応器が複数直列に連結されると共に、最も上流側の第二反応器の連結を適宜連結系（流路）から外して、磁力を消滅させた状態で洗浄または処理した後に、再び磁力を発生させて最も下流側に連結するようにしたから、洗浄等しながら目詰まりを防いで連続して反応処理に使用できる。
（１０）触媒保持部を備えた反応器の最も上流側の反応器の連結を連結系（流路）から外して、磁力を消滅させた状態で洗浄または処理した後に、再び磁力を発生させて最も下流側に連結するため、触媒保持部を含む反応器を洗浄等しながら目詰まりを防いで連続して反応処理に使用できる。
本発明の第一実施形態による触媒反応装置の要部構成を示す説明図である。 図１に示す触媒反応装置のＡ－Ａ線断面図である。 実施形態による触媒反応装置の着磁装置の開閉駆動手段を示すもので、着磁装置が近接対向配置となった着磁ＯＮ状態を示す水平断面図である。 第一実施形態の変形例による触媒反応装置の要部構成を示す図である。 第二実施形態による触媒反応装置の要部構成を示す説明図である。 第三実施形態による触媒反応装置の要部構成を示す説明図である。 第四実施形態による触媒反応装置の要部構成を示す説明図である。 第五実施形態による触媒反応装置の要部構成を示す模式図である。 図８に示す触媒反応装置の使用状態を示す模式図であって、三つの第一反応器のうちの二つが直列に接続され、一つが分離された状態を示す図である。 図８に示す触媒反応装置の使用状態を示す模式図であって、三つの第一反応器のうち、図９Ａとは異なる一つが分離され、残り二つの第一反応器が直列に接続された状態を示す図である。 図８に示す触媒反応装置の使用状態を示す模式図であって、三つの第一反応器のうち、図９Ａ、図９Ｂとは異なる一つが分離され、残り二つの第一反応器が直列に接続された状態を示す図である。 従来の触媒反応装置の要部構成を示す図である。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による触媒反応装置について説明する。
（第一実施形態）
　図１乃至図３は、本発明の第一実施形態による触媒反応装置１を示す。
　図１及び図２に示す触媒反応装置１は、上下方向に配設された円筒状の第一反応器２を備えている。この第一反応器２の内部には、例えば一対の略平行板からなる非磁性金属の仕切り板３が上側から下方向に向けて延びている。第一反応器２は、例えばカプセル状に形成されており、その下端面２ａは仕切り板３の下方で半球状の凹曲面を形成し、その上端面２ｂは仕切り板３の上方で半球状の凹曲面を形成している。また、第一反応器２には触媒保持部２０が設けられている。この触媒保持部２０については後述する。
　第一反応器２は、例えばＳＵＳ配管からなる非磁性金属で形成され、高圧に耐え得るように例えばカプセル形状とされ、ｓｃｈ８０等の肉厚管で形成されている。
　なお、本実施形態の図１に示す第一反応器２において、原料ガス１１によって反応液１０は下側から上側に流れる。よって、第一反応器２の下側を上流側、上側を下流側という。他の実施形態においても同様とする。
　そして、第一反応器２において、その高さ方向中央領域に一対の仕切り板３が設けられている。図２に示す第一反応器２において、一対の仕切り板３と第一反応器２の周側面の円弧状部２ｃとで仕切られた第一領域が、内側領域４とされる。
この内側領域４は、水平断面で数字の「０」に似た形状とされている。また、各仕切り板３を挟んで内側領域４の両側に設けられた円弧状の一対の第二領域が、外側領域５とされている。
　内側領域４と外側領域５とは、仕切り板３が設けられた範囲内で流体が互いに流通しないように仕切られている。２つの外側領域５の水平断面積の和と内側領域４の水平断面積との比は、１：５～１：１００の範囲とされている。
　第一反応器２の内側領域４には、その上下にステンレス等の非磁性金属で形成したグレーチングからなる一対の支持金具８ａ，８ｂが配設されている。支持金具８ａ，８ｂ間における２枚の仕切り板３に挟まれた内側領域４には、高透磁率で残留磁気の少ないアモルファス合金細線９が充填されている。アモルファス合金細線９は、例えば細長リボンを不規則にカールして、たわし状とされ、上下の支持金具８ａ，８ｂと一対の仕切り板３との間で仕切られた容積全体に充填されている。
　また、第一反応器２内には一方の反応用の流体である反応液１０が収容されており、この反応液１０内には他方の反応用の流体である原料ガス１１が気泡として分散されている。そのため、反応液１０と原料ガス１１とは、気液二相流体となって、第一反応器２の内側領域４とその下端部２ａまでの部分とに満たされている。なお、液面は上側の支持金具８ａの上側とされている。
　また、一対の外側領域５は、仕切り板３と上下の支持金具８ａ，８ｂとで反応液１０に対して液密に仕切られており、例えば図示しない外部の管路から温度調節用熱媒体が循環することで、内側領域４の反応液１０に対して液密に分離されている。例えば外側領域５に冷却水や温水を循環させることで、仕切り板３を介して反応液１０との間で除熱したり加熱したりして反応速度を調整できる。
　また、第一反応器２における内側領域４の下方には、原料ガス１１を供給する供給管１３が挿入されている。供給管１３に設けた吐出口１３ａから原料ガス１１が気泡となって第一反応器２内の内側領域４に吐出され、反応液１０を撹拌するようになっている。
　また、第一反応器２において、支持金具８ａの上側には、反応液１０と原料ガス１１とが反応した後の生成物としての液１４を外部に抜き出す排液管１５が設けられている。この抜き出される液１４には、未反応原料ガス１１が溶解状態もしくは気泡として混入している。そして、第一反応器２の上端面２ｂには、排出ガス１６が外部に抜き出される排出管１７が取り付けられている。この排出ガス１６には、未反応原料ガス１１や反応によって生成されるガス等が混入している。
　そして、第一反応器２内の内側領域４内には、アモルファス合金細線９と共に、その合金細線９に磁気によって吸着保持される微粒状の触媒１９が分散状態で存在している。この触媒１９中には、触媒元素の少なくとも一部として、鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性体の元素が含まれている。
　なお、この触媒１９は、仕切り板３で仕切られた内側領域４内全域に存在し、反応液１０に対して全体的に接触している。
　次に、図３により着磁装置２１について説明する。
　第一反応器２において、着磁装置２１には、内側領域４の外側の対向する位置に一対の永久磁石２２が設けられている。これら一対の永久磁石２２は、第一反応器２の外側で帰磁路を構成するヨーク２３によって接続されている。
　着磁装置２１において、内側領域４の両側にそれぞれ配設された永久磁石２２によって、内側領域４内には均一で高い磁場が形成され、二つの永久磁石２２とヨーク２３と内側領域４との間で閉じた磁気回路が形成される。なお、仕切り板３で仕切られた外側領域５は、磁気回路から外れるので、磁束はほとんど通過しない。第一反応器２の内側領域４内の磁場によってアモルファス合金細線９に磁気勾配が形成され、それによって強磁性体を含む触媒１９がアモルファス合金細線９の表面上に吸着保持される。
　ここで、第一反応器２において、第一反応器２の筒状管部分であって支持金具８ａ、８ｂ及び仕切り板３に挟まれた内側にアモルファス合金細線９が充填された内側領域４と、内側領域４に対して第一の反応器２の外側に設けられた一対の永久磁石２２と、を含む構成を触媒保持部２０という。
　そして、一対の永久磁石２２とヨーク２３とを、第一反応器２に対向する着磁位置(図２参照)と、第一反応器２から離間する消磁位置と、に選択的に取り得るように作動制御する開閉駆動手段２４を備えている。
　この開閉駆動手段２４は、永久磁石２２とヨーク２３との進退移動をガイドするガイドレール２５と、水平断面で半円状のヨーク２３の例えば中央部に連結されたロッド２６と、ロッド２６を伸縮作動させるエアシリンダー２７と、を備えている。
　エアシリンダー２７のＯＮ、ＯＦＦによってロッド２６が伸縮することで、ヨーク２３に設けた永久磁石２２を第一反応器２の内側領域４に対して対向する着磁位置と、第一反応器２から離間する消磁位置と、の間で移動可能とさせている。
　次に、上述した触媒反応装置１による反応液１０と原料ガス１１との反応方法について説明する。
　図１及び図２に示すように、開閉駆動手段２４によってヨーク２３に設けた一対の永久磁石２２を着磁位置に位置させ、第一反応器２の内側領域４に対向させる。このとき、第一の反応器２の長手方向中央領域に触媒保持部２０が位置する。これにより、一対の永久磁石２２間に位置する第一反応器２の内側領域４には強い磁場が均一に発生し、内側領域４内に充填されたアモルファス合金細線９が磁化される。
　これによって、反応液１０に分散混入された微粉状の触媒１９は、その強磁性体の部分がアモルファス合金細線９に発生した磁気勾配により吸着保持される。そのため、反応液１０の撹拌や反応液１０の流動に頼らなくても、微粉状の触媒１９をアモルファス合金細線９に略均一に分散状態に吸着保持できる。そのため、触媒１９がその重力で沈降してしまうことを抑制できる。
　この状態で、原料ガス１１を、第一反応器２の下端部２ａ側に挿入されている供給管１３の吐出口１３ａから気泡として吐出させる。すると、この反応液１０内に吐出された気泡状の原料ガス１１は、上昇して内側領域４内に流動して反応液１０を撹拌させる。このとき、図１及び図２において、触媒保持部２０の内側領域４内に満たされた反応液１０中には、上下の支持金具８ａ，８ｂ間の全体にアモルファス合金細線９が充填されると共に、原料ガス１１の気泡が分散されている。更に、微粒状の触媒１９が分散状態でアモルファス合金細線９の表面に吸着保持されている。
　そして、着磁装置２１における永久磁石２２の強い磁場によって、内側領域４内のアモルファス合金細線９に触媒１９が略均一に分散して吸着保持されているため、触媒１９が反応液１０と原料ガス１１との反応を促進させる。
　なお、外側領域５内には永久磁石１５による磁場がほとんど発生しない。
　そして、内側領域４内で反応液１０と原料ガス１１とが触媒反応されて反応生成物を含む液１４が生成され、内側領域４の上側に設けられた排液管１５によって外部に排出される。このとき、この液１４内には未反応の原料ガス１１が僅かに残存しているが、本実施形態による触媒保持部２０を有しない場合と比べて未反応の原料ガス１１の量は低減している。また、反応液１０から第一反応器２内の上方に流出した未反応の原料ガス１１は、生成ガスと共に上端部２ｂの排出管１７から排出ガス１６として外部へ排出される。
　このとき、触媒１９はアモルファス合金細線９に吸着保持されているから、反応生成物を含む液１４に随伴して触媒１９が流出することを抑制できる。そのため、第一反応器２内の触媒１９の減少を防いで反応効率の低下を防止できる。
　上述のように、本実施形態による触媒反応装置１によれば、第一の反応器２の中央領域に設けられた触媒保持部２０において、触媒１９を磁力によってアモルファス合金細線９に固定保持することができる。従って、反応液１０や原料ガス１１等の流体の流動や撹拌手段等に頼らなくても微粒状の触媒１９の均一な分散を達成して、反応液１０や原料ガス１１等の反応を十分促進できる。具体的には、反応液１０の流動条件や触媒１９の粒径・比重等の拘束を受けず、触媒１９の粒径等の物性や流動条件の調整をしなくて済む。
　また、反応液１０や原料ガス１１等の反応は、反応液１０や原料ガス１１等の流れ方向の混合状態に依存しないため、例えばピストンフロー型反応器として設計できる。よって、容積反応効率が向上し、産出する反応生成物の割合を増大できると共に、未反応原料成分の流出ロスを減少させることができる。
　しかも、液中において触媒１９がアモルファス合金細線９に分散して吸着保持されているので、触媒保持部２０の下流側で、排液管１５から反応生成物を含む液１４と共に触媒１９が流出することがない。そのため、第一反応器２内の触媒１９の減少を抑制できると共に、アモルファス合金細線９に吸着保持されることで、触媒１９の空間濃度を高く設定できる。しかも、触媒反応部２０の下流側で、液１４の流出経路に触媒１９の濾過分離や返送等の装置を設けなくてもよい。
　更に、開閉駆動手段２４によって触媒１９の吸着捕集・固定保持と離脱・逆洗除去とを、着磁装置２１の磁力のＯＮ、ＯＦＦを切り換えることで容易に行うことができる。
　また、アモルファス合金細線９は、熱伝導性が高く、吸着する触媒１９上での発熱反応の熱を効率的に拡散でき、温度ムラが起きにくい。また、触媒１９がアモルファス合金細線９の表面に吸着保持されていることで、触媒１９が反応液１０等の流動不足で沈降したり、逆に流動によって排液管１５から流出したりしない。そのため、反応液１０のポンプによる循環を容易に行え、触媒１９を損傷するおそれは小さい。
　また、外側領域５に例えば冷却水等の温度調節用熱媒体を循環させることで、内側領域４の反応液１０との間で熱交換させることができる。従って、除熱や加熱によって反応熱とバランスさせて吸着保持部の温度調節を行うことができ、これによって反応速度を適正域に調節することができる。
　なお、本発明は上述の実施形態による触媒反応装置１の構成に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない限り適宜の変更や追加等が行える。
　次に、本発明の他の実施形態や変形例等について説明する。なお、上述の第一実施形態と同一または同様な部分、部材等には同一の符号を用いて説明する。
（第一実施形態の変形例）
　本発明の第一実施形態の変形例による触媒反応装置２４について、図４により説明する。
　図４に示す触媒反応装置２４において、第一の反応器２３はカプセル型であり、第一実施形態における第一反応器２と概略同一構成とされている。第一反応器２との相違点は、触媒保持部２０が第一反応器２３の下流側、即ち上端部２ｂに近い上方位置に設けられていることである。
　そのため、触媒反応装置２４における第一反応器２３において、下端部２ａから支持金具８ａまでの領域は、着磁装置２１等で構成する触媒保持部を備えていない。従って、下端部２ａから支持金具８ａまでの領域は、原料ガス１１のバブリングによる反応液１０の流動で触媒１９が流動して反応を起こす、通常の反応区域として予備反応器２５と規定する。そして、この予備反応器２５の下流側に、触媒保持部２０が設けられている。
　予備反応器２５内には、反応液１０が充填され、その反応液１０内に微粒状の触媒１９が含まれている。そして、供給管１３の吐出口１３ａから吐出される気泡状の原料ガス１１が気泡流を生じさせて気液２相の流れを起こすことで、反応液１０が上方に流動して触媒１９を分散させて反応を促進させる。
　この場合、第一反応器２３における反応液１０内の触媒１９の濃度は、触媒１９が重力沈降するため、上側の触媒保持部２０側よりも下側の予備反応器２５の方が濃くなり易い。
　しかしながら、本変形例によれば、上側の触媒保持部２０では着磁装置２１によって触媒１９をアモルファス合金細線９の表面上に吸着保持できるので、この触媒保持部２０内においても触媒１９の空間濃度を高く維持できる。
　従って、本変形例による触媒反応装置２４によれば、第一の反応器２３において、下側の予備反応器２５と上側の触媒保持部２０とで触媒１９の濃度の希薄部分が無い状態を保持できる。従って、反応液１０内で原料ガス１１を触媒１９と反応させることで、全体に亘って均一で効率の良い反応を行わせることができる。
（第二実施形態）
　次に、本発明の第二実施形態による触媒反応装置２７について、図５により説明する。
　図５に示す第二実施形態による触媒反応装置２７は、触媒保持部２０を備えておらず、上述した予備反応器２５と同様な構成を備えた第一反応器２８と、この第一反応器２８の排液管１５に接続された第二反応器３０と、を備えている。
　第二反応器３０は、第一実施形態による触媒反応装置１の第一反応器２と概略同一構成とされており、触媒保持器２０を備えている。
　第一反応器２８は、カプセル状に形成されていて、内部に反応液１０が収容されていると共に触媒１９が分散されている。触媒１９は、第一実施形態と同様に少なくとも一部に強磁性体を含んでいる。
　第一反応器２８の下側には、原料ガス１１の供給管１３が設けられ、下端部２ａの近傍で原料ガス１１を気泡として反応液１０内に吐出して上昇させている。この原料ガス１１の気泡によって反応液１０の流動を起こさせて触媒１９を分散させる。
　第一反応器２８の上側には、反応液１０の液面より若干低い位置に反応後の液１４を排出するための排液管１５が取り付けられ、上端部２ｂには生成ガスと原料ガス１１とを排出する排出管１７が設けられている。
　そして、排液管１５は、第二反応器３０の下端部２ａに接続され、この第二反応器３０内に触媒保持部２０が設けられている。
　第二実施形態による触媒反応装置２７によれば、第一反応器２８では原料ガス１１が供給管１３から供給される。この原料ガス１１は、気泡として微粒状の触媒１９を分散して含む反応液１０内に供給され、反応液１０に流動性を持たせる。この状況で触媒１９によって反応液１０と原料ガス１１とが反応するが、上述の予備反応器２５と同様に、触媒１９が重力沈降するため、第一反応器２８内の下端側では触媒１９の濃度が高く、上側では触媒１９の濃度が低いという傾向を呈する。
　そのため、反応後の液１４は、未反応原料ガス１１を比較的含んでいると共に触媒１９も随伴して抜き出される。こうして、液１４は、排液管１５から第二反応器３０へ供給される。第二反応器３０では、触媒保持部２０によって触媒１９が着磁装置２１により磁化されたアモルファス合金細線９の表面に均一に分散された状態で吸着保持されている。
　そのため、第一反応器２８で反応した後の液１４には、未反応原料ガス１１や反応液１０が残存しているが、触媒保持部２０における内側領域４内のアモルファス合金細線９の表面に均一分散されて吸着された触媒１９によって更に反応が促進される。よって、液１４中に残存する未反応原料成分を触媒反応で確実に反応処理でき、未反応原料成分の残量をより低減させ、或いは消滅させることができる。
　さらに、内側領域４内のアモルファス合金細線９には磁気勾配が存在するので、液に随伴する触媒１９も、アモルファス合金細線９に吸着捕集され、後流への触媒１９の流出を低減させ、或いは消滅させることができる。
　従って、第二実施形態による触媒反応装置２７によれば、前段で従来型の第一反応器２８で反応液１０と原料ガス１１とを触媒１９で反応処理させ、生成された液１４中に未反応原料成分と流出する触媒１９とが含まれていても、後段において第二反応器３０に触媒１９を分散して吸着する触媒保持部２０を設けたから、液１４に含まれる未反応原料成分を一層効率良く反応させることができる。同時に、触媒１９を効率的に吸着捕集して再利用に供することができる。従って、反応後の液１４中の未反応原料成分及び流出する触媒１９をより低減させ、或いは消滅させることができる。
　なお、上述の第二実施形態による触媒反応装置２７では、後段に触媒保持部２０を有する第二反応器３０を１つ設けたが、図５に一点鎖線で示すように複数（図では２つ）の第二反応器３０を例えば並列に設けてもよい。
　この場合、液１４を供給する側の下端部２ａに排液管１４を接続し、切換弁３１ａ、３１ｂによる切り換え作業によって反応後の液１４をいずれかの第二反応器３０に供給するようにしてもよい。この場合、排液管１５が接続された一方の第二反応器３０で着磁装置２１を用いた触媒１９の保持によって触媒反応を行うと共に、他方の第二反応器３０では排液管１５を遮断し、着磁装置２１の消磁によるアモルファス合金細線９からの触媒１９の脱離や逆洗除去等を行うことができる。
　このように二つの第二反応器３０について切換弁３１ａ、３１ｂを交互に切り換えることで、触媒反応と洗浄等とを選択的に行ってもよい。或いは複数の第二反応器３０で同時に着磁装置２１を用いた触媒の保持によって触媒反応を行っても良い。
（第三実施形態）
　次に、本発明の第三実施形態による触媒反応装置３２について、図６により説明する。
　図６に示す第三実施形態による触媒反応装置３２は、触媒保持部２０を備えていない第一反応器３３と、触媒保持部２０を備えた第二反応器３４と、が一体に且つ直列に接続されている。
　第一反応器３３は、第二実施形態による第一反応器２８と概略同一構成とされ、その上端部にテーパ部３５によって縮径されて内径の比較的小さい第二反応器３４が連結して設けられている。第一反応器３３と第二反応器３４とは、カプセル状に形成されている。
　第一反応器３３の下側部分には、原料ガス１１の供給管１３が設けられ、下端部２ａの近傍で原料ガス１１を気泡として反応液１０内に吐出して上昇させる。この原料ガス１１の気泡によって、反応液１０の流動を起こさせて触媒１９を分散させて反応を促進させる。
　第一反応器３３の上側には、反応液１０の液面より若干低い位置に、例えば円筒状等の筒状をなす金網フィルター３７が１または複数(図では２つ)配設されている。これらの金網フィルター３７の上端は、反応後の液１４を外部に排出するための排液管１５に接続されている。この金網フィルター３７によって、触媒１９が反応後の液１４に随伴して外部に排出されることを防止している。
　そして、第一反応器３３において、反応で生成されたガスと共に未反応原料ガス１１が反応液１０の液面から上方に流出した場合には、この未反応原料ガス１１はテーパ部３５を介して集合させられて第二反応器３４に流入する。また、反応液１４の液ミスト及び微粒状触媒１９についても、反応生成ガスや未反応原料ガス１１と共に飛沫として飛散し、第二反応器３４に同伴して導入される。
　第二反応器３４には、上述した触媒保持部２０が設けられている。そのため、内側領域４内に充填されたアモルファス合金細線９は、着磁装置２１の一対の永久磁石２２の磁場によって触媒１９を均一に分散させた状態で吸着している。そして、第二反応器３４の触媒保持部２０内では、第一反応器３３から流入した未反応原料ガス１１と反応液１０のミストとの反応が、分散して吸着された触媒１９によって促進される。同時に、飛散する微粒触媒についても、アモルファス合金細線９の磁気勾配によってアモルファス合金細線９の表面上に吸着捕集される。また、飛沫として飛散する反応液１４のミストは、アモルファス合金細線９の充填層に衝突して捕集され、重力によって第一反応器３３に落下して返送される。更に、アモルファス合金細線９の表面上に吸着保持された触媒１９は、適宜、触媒保持部２０を消磁して上から液を流すことにより、離脱・逆洗浄され、第一反応器３３に落下して返送できる。
　第三実施形態による触媒反応装置３２によれば、第一反応器３３では原料ガス１１が気泡として反応液１０内に放出されて上昇流を起こす。これにより、触媒１９が、反応液１０や原料ガス１１と共に流動することで拡散させられる。そして、第一反応器３３で、原料ガス１１が反応液１０と触媒１９とで反応し、反応後の液１４が金網フィルター３７を介して排液管１５から外部に排出される。
　しかし、触媒１９は、重力沈降によって反応液１０の上側の濃度が薄く、下側の濃度が濃くなる傾向があるため、触媒１９の濃度差によって反応しきれない未反応の原料成分が残るが、液面から上方には反応生成ガスと未反応原料ガスとが流出する。また、ガスに随伴して反応液１０の一部はミストとして、又、微粒状触媒も飛沫として飛び出して、流出ガスと共に上昇する。
　第一反応器３３を通過した原料ガス１１等の未反応成分は、触媒保持部２０の内側領域４内に導入され、吸着保持された触媒１９によって反応させられる。また、反応液１０のミストは、アモルファス合金細線９の充填層に衝突して捕集され、重力によって反応器３３に落下して返送される。さらに、触媒１９の粒子は、触媒保持部の磁気力によって吸着捕集される。こうして、未反応原料ガス１１等の原料成分は、触媒１９によって反応で低減処理される。また、液ミストや触媒は、アモルファス合金細線９によって流出を防止される。これらの結果、第二反応器３４の上端部３４ａからは、未反応原料や液ミスト及び触媒１９が外部に流失してロスすることを抑制もしくは防止する。
　上述のように本実施形態による触媒反応装置３２によれば、第一反応器３３で原料ガス１１が反応液１０と触媒１９とで反応し、反応後の液１４が金網フィルター３７を介して排液管１４から外部に排出される。また、反応液１４を通過した未反応原料ガス１１と反応液１０のミストとは、第二反応器３４に設けた触媒保持部２０で十分反応させられる。そのため、未反応原料成分のまま外部に排出されることを防止する。また、触媒保持部２０の磁気勾配によって、原料ガス１１に随伴する微粒状触媒を吸着捕集して、外部に飛散することを防止する。
（第四実施形態）
　次に、本発明の第四実施形態として、触媒保持部２０の別の構成例について説明する。
　図７に示す第四実施形態による触媒反応装置３８の第一反応器３９に設けた触媒保持部４０は、円筒状のハウジングである第一反応器３９において、偶数からなる複数の仕切り板３、ここでは４枚の仕切り板３を具備している。これにより、２つの対向する仕切り板３で仕切られた内側領域４が２組形成され、その間と両外側には３つの外側領域５が形成されている。
　そして、２組の内側領域４には、それぞれアモルファス合金細線９がそれぞれ充填されている。各内側領域４の外側には、着磁装置２１として、それぞれ一対の永久磁石２２が対向して配設されている。これら２組の永久磁石２２についても、それぞれ第一反応器３９に対して対向及び離間可能に永久磁石２２を移動させる一対の開閉駆動手段２４が設けられている(図示略)。
　また、各内側領域４には、それぞれ触媒１９を含む反応液１０が充填され、下方の原料ガス１１の供給管１３の吐出口１３ａから原料ガス１１が気泡として供給される。一方、３つの外側領域５には、それぞれ外部の図示しないパイプを介して温度調節用媒体として例えば冷却水が流通する。
　触媒反応装置３８を上述のような構成にすれば、着磁装置２１として、比較的狭い内側領域４内に永久磁石２２を対向配置でき、より強力な磁場を設定することができる。これにより、アモルファス合金細線９をより強力に磁化させて触媒１９を均一に分散固定できるので、反応液１０と原料ガス１１と触媒１９との反応を、内側領域４内でより均等に且つ強力に行うことができる。従って、未反応の原料液１０や原料ガス１１がより低減され、これらの排出を一層抑制して反応効率を向上できる。
　なお、第一反応器３９内に設ける内側領域４は、２つに限定されることなく３つ以上でもよい。いずれの場合でも、内側領域４を仕切る仕切り板３は、偶数枚設けることが好ましい。
（第五実施形態）
　次に、本発明の第五実施形態として、触媒保持部２０を備えた複数の反応器の配列組み合わせ構成例について説明する。図８に示す触媒反応装置４１について、第一実施形態による触媒反応装置１を例にとって説明する。
　触媒反応装置４１では、触媒保持部２０を備えた第一反応器２を３個並列に配設している。そして、各第一反応器２の下端部２ａ同士を原料ガス１１の供給管１３で接続し、各上端部２ｂ同士を、反応後の液１４を排出する排液管１５で互いに接続する。ここで、各第一反応器２を、符号２Ａ、２Ｂ、２Ｃで区別するものとする。
　そして、各第一反応器２に接続されたそれぞれの供給管１３に排出管４２をそれぞれ設け、反応後の液１４を供給管１３から分岐して排出させている。
　そして、各管１３，１５、４２には、開閉用の切換バルブ４３、４４、４５がそれぞれ設けられている。なお、触媒反応装置４１の使用に際して、３つの第一反応器２のうち２つを直列に接続して使用するため、接続形態によって第一反応器２の向きが上下逆に設定される。
　このような構成を備えた触媒反応装置４１の使用方法について、図９Ａ～図９Ｃにより説明する。なお、図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃは、それぞれ切換バルブ４３、４４、４５の開閉切換により、いずれか２つの第一反応器２が直列に接続され、残りの１つの第一反応器２が分離された状態を示している。
　図９Ａでは、第一反応器２Ｃを管路から遮断し、着磁装置２１のＯＦＦによって消磁している。よって、アモルファス合金細線９から触媒１９を除去したり洗浄したり修理等のメンテナンスがなされる。
　そのため、二つの第一反応器２Ａ、２Ｂは、直列に接続され、着磁装置２１をＯＮすることで各触媒保持部２０において触媒１９をアモルファス合金細線９に分散状態で吸着できる。これにより、管１３，１５，４３を経由して第一反応器２Ａ、２Ｂで順次原料ガス１１が反応液１０と触媒１９とで反応させられる。これによって、殆ど未反応の原料ガス１１がない状態で反応後の液１４を排出できる。
　次に、図９Ｂでは、第一反応器２Ａが管路から遮断され、第一反応器２Ｂの下流側に、先に洗浄や修理交換等のメンテナンスを終えた第一反応器２Ｃを接続した状態で、これら第一反応器２Ｂ，２Ｃに原料ガス１１を供給して反応を行わせている。
　次に、図９Ｃでは、第一反応器２Ｂが管路から遮断され、第一反応器２Ｃの下流側に、先に洗浄や修理交換等のメンテナンスを終えた第一反応器２Ａを接続した状態で、これら第一反応器２Ｃ，２Ａに原料ガス１１を供給して反応を行わせている。
　このようにして、複数の第一反応器２について、一部の第一反応器２を管路から遮断して触媒１９の除去や洗浄等を行える。また、残りの第一反応器２で触媒保持部２０を用いて触媒反応を行い、順次、洗浄や補修等のメンテナンスを終了した第一反応器２を最も後方に接続することで、触媒１９の詰まりや故障等の心配のない状態で複数の第一反応器２を連続して使用できる。
　なお、上述した第五実施形態による触媒反応装置４１では、第一実施形態による第一反応器２に代えて、変形例による触媒反応装置４１の第一反応器２３、第三実施形態による触媒保持部３０の第一反応器３３及び第二反応器３４、第四実施形態による触媒保持部３８の第一反応器３９等について適用できる。また、第二実施形態における触媒保持部２７においても、第二反応器３０を図９Ａ～図９Ｃに示すように複数配設して、同様に直列に使用することもできる。
　上述の各実施形態では、触媒保持部２０を用いる第一反応器２、２３、３９や、第二反応器３０、３４について円筒形状に形成したことで、高圧や高温の反応液１０や原料ガス１１の反応にも用いることができる。
　しかし、反応液１０や原料ガス１１が高圧や高温でない場合には、円筒形状に限定されるものではなく、従来技術で用いたような四角筒等の多角筒形状であっても良い。これらの場合には、仕切り板３が必要なく、外側領域５を設けなくてもよいので、第一反応器２、２３、３９や第二反応器３０、３４の全断面容積にアモルファス合金細線９を充填して、着磁装置２１によって触媒１９を分散吸着できる。
　なお、触媒保持部２０において、円筒状の第一反応器２、２３、３９や、第二反応器３０、３４に仕切り板３を設けずに全断面容積にアモルファス合金細線９を充填し、永久磁石２２を対向配置させて着磁装置２１を使用してもよい。
　また、上述の各実施形態等では、着磁装置２１において磁場を形成する手段として永久磁石２２を用いたが、これに代えて電磁石を用いても良い。この場合には、電流のＯＮ，ＯＦＦで着磁と消磁とを切換できるから、開閉駆動手段２４を設けなくてもよい。
　本発明は、反応器と、前記反応器に設けられ、微粒状の触媒を保持する触媒保持部と、を備え、前記反応器内で前記触媒を用いて生成物を得る触媒反応装置であって、前記触媒保持部は、前記反応器内に収納されたアモルファス合金細線と、前記反応器の外側に設けられ、前記アモルファス合金細線に磁力を作用させる着磁装置と、を備え、前記触媒は、少なくとも一部に強磁性体を含み、前記着磁装置の磁力によって前記アモルファス合金細線に分散して吸着される触媒反応装置に関する。本発明によれば、着磁装置の磁力によって触媒を触媒保持部のアモルファス合金細線に吸着保持することができ、液やガス等の流体の流動に頼らなくても触媒の均一な分散保持を達成して反応効率を向上できる。
１、２４、２７、３２、３８、４１　触媒反応装置
２、２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２３、３９　反応器
３　仕切り板
４　内側領域
５　外側領域
８ａ，８ｂ　支持金具
９　アモルファス合金細線
１０　反応液、液
１１　原料ガス
１３　供給管
１５　排液管
１７　排出管
２０、４０　触媒保持部
２１　着磁装置
２２　永久磁石
２４　開閉駆動手段　　　　　　
２５　予備反応器
２８、３３　第一反応器
３０、３４　第二反応器

Claims (10)

  1. 　反応器と、
    　前記反応器に設けられ、微粒状の触媒を保持する触媒保持部と、を備え、前記反応器内で前記触媒を用いて生成物を得る触媒反応装置であって、
    　前記触媒保持部は、
    　　前記反応器内に収納されたアモルファス合金細線と、
    　　前記反応器の外側に設けられ、前記アモルファス合金細線に磁力を作用させる着磁装置と、を備え、
    　前記触媒は、少なくとも一部に強磁性体を含み、前記着磁装置の磁力によって前記アモルファス合金細線に分散して吸着される触媒反応装置。
  2. 　前記触媒保持部が前記反応器の上側に設けられた請求項１に記載の触媒反応装置。
  3. 　第一反応器と、
    　前記第一反応器の下流側に接続された第二反応器と、
    　前記第二反応器に設けられ、微粒状の触媒を保持する触媒保持部と、を備え、前記第一、第二反応器内で前記触媒を用いて生成物を得る触媒反応装置であって、
    　前記触媒保持部は、
    　　前記第二反応器内に収納されたアモルファス合金細線と、
    　　前記第二反応器の外側に設けられ、前記アモルファス合金細線に磁力を作用させる着磁装置と、を備え、
    　前記触媒は、少なくとも一部に強磁性体を含み、前記着磁装置の磁力によって前記アモルファス合金細線に分散して吸着される触媒反応装置。
  4. 　前記触媒保持部は、
    　　非磁性金属からなる筒状管と、
    　　前記筒状管の軸直交断面を仕切る２枚の仕切り板と、
    　　前記２枚の仕切り板で仕切られ、前記アモルファス合金細線が収納された第一領域と、を備え、
    　前記着磁装置が、前記第一領域における前記筒状管の外側部分に配置された請求項１乃至３のいずれか１項に記載の触媒反応装置。
  5. 　前記筒状管の第一領域と前記仕切り板とで仕切られた第二領域と、
    　前記第二領域に設けられた温度調節用熱媒体の流路と、を備え、
    　前記仕切り板を伝熱面として前記第一領域内の反応温度を調整する請求項４に記載の触媒反応装置。
  6. 　前記触媒保持部は、
    　　非磁性金属からなる筒状管と、
    　　前記筒状管の軸直交断面を仕切る４枚以上の偶数枚の仕切り板と、
    　　各２枚の前記仕切り板で仕切られた複数の第一領域に収納された前記アモルファス合金細線と、
    　　前記第一領域の筒状管の外側部分に配置した前記着磁装置と、
    　　前記仕切り板を介して前記第一領域と交互に設けられた第二領域と、
    　　前記第二領域に設けられた温度調節用熱媒体の流路と、を備え、
    　前記仕切り板を伝熱面として前記第一領域の反応温度を調整する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の触媒反応装置。
  7. 　前記着磁装置が磁力の発生と消滅とを切り換える請求項１乃至６のいずれか１項に記載の触媒反応装置。
  8. 　前記第二反応器は、複数並列に設けられ、
    　前記第一反応器といずれか一方の前記第二反応器とを選択的に連結し、他方の前記第二反応器の前記着磁装置による磁力を消磁させる請求項３に記載の触媒反応装置。
  9. 　前記第二反応器は、複数直列に連結され、
    　最も上流側の前記第二反応器は、連結系から一旦外された後、洗浄または処理後に最も下流側に連結させられる請求項３に記載の触媒反応装置。
  10. 　前記反応器は、複数直列に連結され、
    　最も上流側の前記反応器は、連結系から一旦外された後、洗浄または処理後に最も下流側に連結させられる請求項１に記載の触媒反応装置。
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