(57)【要約】【課題】回転流動床中に流体を一連の層状に注入するための装置と、触媒重合方法、固体粒子の乾燥またはその他処理方法または流体の触媒変換方法。【解決手段】固定円形壁（2）の周りに分配した一連の噴射器（12）によって円形反応室の固定円形壁（2）に沿って固定円形壁の周りに1種または複数の流体（13）一連の連続した層を噴射し、この流体（13）は固体粒子（17）を随伴し、高速回転運動で円形反応室を通り、固体粒子（17）は遠心力によって濃縮され、中心ダクト（3）の周りに回転流動床を形成し、流体は中心ダクト（3）を介して除去される。
2009507633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形反応室（6）と、この円形反応室（6）の円形壁（2）の周りに配置された一種または複数の流体を供給するための装置と、この流体を除去するための装置と、円形反応室（6）の片側に配置された固体粒子を供給するための装置と、円形反応室（6）の反対側に配置された固体粒子を除去するための装置とを有する回転流動床装置において、
流体を除去するための上記装置が、円形反応室（6）を縦方向に貫通するか、円形反応室（6）中に挿入された中心ダクト（7）を有し、この中心ダクト（7）の壁は中心ダクト（7）を介して中央から上記流体を円形反応室（6）から排出するための少なくとも一つの排出開口（14）を有し、
流体を供給するための上記装置は、上記流体（13）を上記円形壁（2）に沿って一連の層にして注入して円形壁（2）上に分配させ、中心ダクト（7）の周りを回転させ、固体粒子（17）を回転運動に随伴させ、遠心力によって上記一連の層を通って円形壁（2）の方へ固体粒子（17）をスラストさせる流体インジェクタ（12）を有し、
上記遠心力は平均して少なくとも重力の３倍に等しく、固体粒子（17）が形成する回転流動床は中心ダクト（7）から一定距離の所を回転し且つ上記円形壁（2）に沿って摺動し、さらに、固体粒子（17）は中心ダクト（7）の排出開口（14）を介して中央から除去される前に上記流動床を通過した流体の層で支持され、求心力は固体粒子（17）に加わる上記遠心力によって相殺されること特徴とする装置。
【請求項２】
排出開口（14）が縦方向に配置され、排出開口（14）の幅（36）の平均が中心ダクト（3）の壁と上記円形壁(2)との間の距離の平均の半分以下であることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項３】
排出開口（14）の断面図の合計が流体インジェクタ（12）の出口の断面図の合計の２倍以下であることを特徴とする請求項1または２に記載の装置。
【請求項４】
排出開口（14）の面が中心ダクト（3）の壁に対して60度〜120度の角度を成すことを特徴とする請求項1〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
中心ダクト（7）の横断面が一つ以上の排出開口（14）を通ることを特徴とする請求項1〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
流体インジェクタ（12）による流体の層の噴射方向が、流体インジェクタ（12）下流側に位置した円形壁（2）に対して30度以下の角度を成すことを特徴とする請求項1〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
流体インジェクタ（12）の出口の面が、流体インジェクタの下流側に位置した円形壁（2）に対して60度〜120度間の角度を成すことを特徴とする請求項1〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
円形壁（2）の各環状セクションが90度の間隔で少なくとも一つのの流体インジェクタ（12）を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
互いに隣り合った２つの流体インジェクタ（12）の間の距離が円形壁の平均半径（33）以下である請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
流体インジェクタ（12）の出口が薄く、好ましくは円形反応室の平均半径（31）の１／２０以下の幅を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
互いに隣り合った２つの流体インジェクタ（12）の間にある円形壁（2）の面が平らで、円形壁（2）が多角形をしている請求項1〜１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
流体を供給するための装置が円形壁（2）を取り囲んだ流体フィードチャンバ（5）を有し、上記の流体を供給するための装置と流体を除去するための装置とによって、流動床によって、この流体フィードチャンバ（5）と中心ダクト（7）との間の圧力差が円形壁(2)上に生じる平均遠心圧力以上に維持されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
フィードチャンバ（5）が縦方向壁によって縦方向セグメントに分割され、各縦方向セグメントに対応するインジェクタ（12）に互いに異なる圧力で流体が供給されることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
フィードチャンバ（5）が横断環状壁（20）によって一連の環状セクションに分割され、各々の環状セクションに対応するインジェクタ（12）に別々に流体が供給されていて、回転流動床の対応する環状セクションを互いに異なる組成および／または温度および／または噴射速度を有する流体が横切ることを特徴とする請求項12または13に記載の装置。
【請求項１５】
円形反応室（6）を少なくとも一つの翼形をしたデフレクタ（偏向板）が縦方向に横切り、このデフレクタは少なくとも1つの排出開口（14）の上流の中心ダクト（7）の近くにあり且つ排出開口（14）を越えて延びていることことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
デフレクタ（50）が中空であり、流体フィード装置（5）によって上記流体が供給され且つ少なくとも一つの流体インジェクタ（12）を備え、この流体インジェクタ（12）はその後方端縁（56）に沿って上記流体を薄い層（58）にして噴射し、排出開口（14）の下流で中心ダクト（3）の壁に沿って流すことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
中空のデフレクタの下流に位置したエッジ（50）と排出開口（14）にある下流に位置した中心ダクト（13）の壁との間の距離（57）が上記エッジ（56）と円形壁（2）との間の距離（60）の半分以下であることを特徴とする請求項15または16に記載の装置。
【請求項１８】
中心ダクト（3）の壁がその両端の少なくとも一つで拡大しており、この拡大した壁から一定の距離離れた所に流体を除去するためのチューブ（10）を同心状に有し、拡大した壁に排出管を有し、中心ダクト（7）に随伴され且つ拡大した壁に沿って遠心力でスラストされた固体粒子（17）は上記排出管から除去されることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１９】
円形反応室（6）が移送ライン（91）によって他の類似したチャンバに接続されており、上記移送ライン（91）は前記固体粒子（17）を円形反応室（6）から上記の他の類似したチャンバへ移送し、移送ライン（91）の入口は上記の固体粒子を供給するための装置の反対側で円形反応室（6）の円形壁（2）の近くにあり、その出口は上記の固体粒子を除去するための装置の反対側で上記の他の類似したチャンバの中心ダクト（7）の近くにあることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２０】
円形反応室（6）が上記の固体粒子を除去するため装置の近くに制御リング（26）を含み、この制御リング（26）の外側エッジは円形壁（2）に沿って延び且つそれに固定され、その内側エッジは中心ダクト（7）からの平均距離の所で中心ダクト（7）と円形壁（2）との間の平均距離の１／４以上であり、内側エッジと中心ダクトとの間の空間に移る必要のある回転流動床中で懸濁した固体粒子（17）は制御リングの片側から反対側へ通過することを特徴とする請求項１〜１９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２１】
制御リング（26）が円形壁（2）に対向した少なくとも一つの流路（27）を有し、この流路（27）は制御リング（26）の片側にある固体粒子（17）を内側エッジと中心ダクト（7）との間の空間を通過せずに、その反対側へ移すことを特徴とする請求項20に記載の装置。
【請求項２２】
流体が気体(100)であり、さらに、前記中心ダクト（7）を通過した液体注入装置を有し、この液体注入装置は流動床の表面の少なくとも一部の上へ液体を細かな液滴(120)にして噴霧することを特徴とする請求項１〜２１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２３】
円形反応室（6）が１セットのターン（旋回部材）または螺旋ターンの一部を有し、このターンの外側エッジは円形壁（2）に沿って延び且つそれに固定され、このターンの内側エッジは中心ダクト（7）からの平均距離の所で中心ダクトと円形壁（2）との間の平均距離の１／４以上であることを特徴とする請求項１〜２２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２４】
上記の流体を供給するための装置が流体を除去するためのライン中に挿入された少なくとも一つのエジェクタ（105）を有し、上記フィード流体は非常に高い速度で注入され、除去ラインで除去されて円形反応室(6)へ再循環された流体と混合されることを特徴とする請求項1〜２３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２５】
流動床（00）の回転軸線が垂直線に対して45度以下の角度を成し、中心ダクト（7）が円形反応室（6）の上側を通り、反対側では一定の距離で終わり、中心ダクト（7）の横断面は頂部から下流へ次第に減少していることを特徴とする請求項１〜２４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２６】
円形反応室（6）の平均半径が頂部から下流へ次第に減少することを特徴とする請求項25に記載の装置。
【請求項２７】
流動床（O0）の回転軸線が垂直線に対して45度以下の角度を成し、円形反応室（6）が回転流動床を複数の環状セクションに分割する分離リング（80）を有し、この分離リング（80）の外側は円形壁に沿って延び且つそれに固定され、その内側エッジは中心ダクト（7）からの平均距離で中心ダクト（7）と円形壁（2）との間の平均距離の１／４以上であり、内側エッジと中心ダクト（7）との間の空間中に通過しなければならない回転流動床中の懸濁した固体粒子（17）は分離リング（80）の片側からその反対側へ通ることを特徴とする請求項1〜２６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２８】
分離リング（80）が中空で、そこにフィード装置から流体が供給され、この流体はリング（80）の上側表面に沿って回転流動床の回転方向へ一連の層状に注入されることを特徴とする請求項27に記載の装置。
【請求項２９】
分離リング（80）が円形壁（2）に対向した少なくとも一つの流路を有していて、分離リング（80）より上方にある固体粒子(17)を、内側エッジと中心ダクト(7)との間の空間を通らずに下流へ流すことができるようにしたことを特徴とする請求項27または28に記載の装置。
【請求項３０】
分離リング(80)が、ターンまたは螺旋ターンの一部であり、その傾斜は上流を向いていることを特徴とする請求項27〜29のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３１】
流動床（00）の回転軸線が垂直線に対して45度より大きな角度を成し、排出開口（14）が円形反応室(6)の下側縦方向部分側にあることを特徴とする請求項１〜３０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３２】
流動床（00）の回転軸線が垂直線に対して45度より大きな角度を成し、上記デフレクタの先端（54）が円形反応室(6)の下側縦方向部分の側にあることを特徴とする請求項15〜24のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３３】
流体を除去するための上記装置によって流体を供給するための記装置へ流体を再循環するための装置を有し、この再循環装置は再循環された流体の温度および／または組成を調節するためめの処理装置（102）を有する請求項1〜３２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３４】
中心ダクト（7）が横断壁（115.1〜115.3）によって横断方向にセクション（Ａ°〜Ｄ°）に分割され、このセクションは中心ダクト（7）中に配置された放出管（10）に接続されていて、中心ダクト(7)の上記セクションから来る流体を別々に除去し、処理して、円形反応室（6）の対応するセクションまたは他のセクションへ再循環することを特徴とする請求項１〜３３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３５】
円形反応室（6）が、円形壁（2）と中心ダクト（7）との間に固定された環状壁（116.1〜116.3）によって、中心ダクトの上記セクションに対応する環状セクションに分割され、各環状壁（116.1〜116.3）が固体粒子を環状セクションから隣りの環状セクションへ通すための少なくとも一つの流路（117.3への117.1）を円形壁側に有するか、上記横断壁が流体を一つのセクションから隣りのセクションへ通すための少なくとも一つの流路（118.1〜118.3）を中心ダクト（7）の側またはその内部に有することを特徴とする請求項34に記載の装置。
【請求項３６】
固体粒子を除去するための上記装置によって除去された固体粒子を再循環するための装置を有し、たの装置は上記の固体粒子を固体粒子を供給するための上記装置を用いて円形反応室（6）へ再循環することを特徴とする請求項１〜３６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３７】
固体粒子（17）が触媒粒子であり、この触媒粒子を再循環するための上記装置が触媒粒子を再生させる装置を有することを特徴とする請求項36に記載の装置。
【請求項３８】
回転流動床中に懸濁する固体粒子（17）の触媒重合、乾燥またはその他の処理、回転流動床中ての流体の触媒変換の方法であって、
請求項1〜32のいずれか一項に記載の円形反応室（6）中に、重力より少なくとも３倍の大きさの遠心力を発生させる平均回転速度で固体粒子(17)を随伴する流速および噴射圧力で、流体を一連の層状に注入し、円形反応室（6）を貫通するか、その中に挿入された中心ダクト（7）を介して除去する段階から成ることを特徴とする方法。
【請求項３９】
請求項33〜35のいずれか一項に記載のように、流体を再循環させること段階を有することを特徴とする、回転流動床中に懸濁する固体粒子（17）の触媒重合、乾燥またはその他処理方法。
【請求項４０】
請求項36および37のいずれかに記載のように、固体粒子（17）を再循環させること段階を有することを特徴とする請求項38または39に記載の回転流動床中に懸濁する固体粒子（17）の触媒重合、乾燥またはその他の処理方法。
【請求項４１】
液体を細かな液滴（120）にして固体粒子（17）上のスプレーし、固形物に含浸されるか、それを被覆した上記液体を、回転流動床中を通過する流体（100）と化学反応させる段階を含むことを特徴とする請求項38〜40のいずれか一項に記載の回転流動床中に懸濁する固体粒子（17）の触媒重合、含浸、被覆またはその他の処理方法。
【請求項４２】
請求項1〜37のいずれか一項に記載の装置の重合方法方法での使用。
【請求項４３】
少なくとも一つ流体がα−オレフィンを含むことを特徴とする請求項42に記載の使用。
【請求項４４】
固体粒子が触媒である、請求項1〜37のいずれか一項に記載の装置の回転流動床を通る流体または流体混合物の触媒変換方法での使用。
【請求項４５】
流体または流体混合物がオレフィンを含み、上記触媒変換がオレフィンの分子量の分布を変えることを特徴とする請求項44に記載の使用。
【請求項４６】
流体または流体混合物がエチルベンゼンを含み、上記触媒変換がそれを脱水素してスチレンに変換することを含むことを特徴とする請求項44に記載の使用。
【請求項４７】
固体粒子が上記脱水素で生じる水素と化学反応可能な成分を含み、それによって流体または流体混合物中の水素の濃度を低下させ、上記成分は円形反応室の外部で再生することができることを特徴とする請求項46に記載の使用。
【請求項４８】
請求項1〜37のいずれか一項に記載の装置の固体粒子から揮発成分を抽出または乾燥する方法での使用。
【請求項４９】
請求項1〜37のいずれか一項に記載の装置の固体粒子の含浸または被覆方法での使用。
【請求項５０】
固体粒子が穀物、粉末またはその他の農業起源の断片であることを特徴とする請求項48または49に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定された環状反応室内部の回転流動床中へ一連の流体層を注入するための装置と、回転流動床中に懸濁した固体粒子を触媒重合、乾燥、含浸、コーテング、その他の処理をするための方法と、この装置を用いて流体をクラッキング、脱水素、その他の触媒変換する方法とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
重力のみが関与する従来の流動床固体で粒子を高濃縮するためには、流動床を通る流体が重力に起因する固体粒子の下向き圧力より高い上昇圧力を固体粒子に加えて上昇速度を上げ、流動床を通る流体の流量を減らし、流体中に懸濁した固体粒子の速度に対する流体速度の差を小さくする必要がある。
【０００３】
回転流動床では重力より遠心力の方が実質的に高く、流動床を放射状に通る流体によって生じる求心圧力、従って流速が実質的に高くなり、流体の流速と固体粒子の速度との差が大きくなる結果、流体と固体粒子との接触が良くなり、流動床を通す流体の容積を実質的に増加させることができ、固体粒子を冷却、過熱および／または乾燥する能力が向上する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
回転流動床が固定された円筒形壁に沿って摺動し、回転流動床がこの円筒形壁で支持される場合、固体粒子によって固定円筒形壁に加わる圧力によって、流動床の厚さ、濃度および回転速度に比例して固体粒子は遅くなる。従って、回転する機械的手段を用いて回転角運動量を維持しないいと、回転速度は急速に低下する。反応装置の内部に可動手段が存在する場合、および／または、流動床の回転方向に高速度で流体を噴射する場合には問題が生じる。
【０００５】
しかし、流体の濃度が固体粒子の濃度よりはるかに低い場合には、必要な角運動量を固体粒子へ移すために注入しなければならない流体の量は非常に大きくなるため、厚くて濃い流動床を形成し、流体と固体粒子とを正しく分離することはできない。
【０００６】
排出部の排出開口が狭い場合には、円筒形チャンバの対称軸に対して直角に且つ円筒形壁に接線状に高速で噴射した流体は中心ダクトの周りを複数回ターンした後に流体の排出開口を有する中心ダクトに入るが、固体粒子が円筒形チャンバ中に入った瞬間から流体は遅くなる。この遅くなる程度は流体の比重に対する固体粒子の比重の比に比例する。従って、流体が直接除去される比率が高くなり、中心ダクトに沿った流体の流れが排出開口の下流で逆転し、乱流が生じて固体粒子が排出開口中へ随伴されることになり、円筒形チャンバ内部に厚くて濃い流動床を形成することができなくなる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、円形反応室と、この円形反応室の円形壁の周りに配置された一種または複数の流体を供給するための装置と、この流体を除去するための装置と、円形反応室の片側に配置された固体粒子を供給するための装置と、円形反応室の反対側に配置された固体粒子を除去するための装置とを有する回転流動床装置において、下記（ａ）〜（ｃ）を特徴とする装置を提供する：
（ａ）流体を除去するための上記装置が、円形反応室を縦方向に貫通するか、円形反応室中に挿入された中心ダクトを有し、この中心ダクトの壁は中心ダクトを介して中央から上記流体を円形反応室から排出するための少なくとも一つの排出開口を有し、
（ｂ）流体を供給するための上記装置は、上記流体を上記円形壁に沿って一連の層にして注入して円形壁上に分配させ、中心ダクトの周りを回転させ、固体粒子を回転運動に随伴させ、遠心力によって上記一連の層を通って円形壁の方へ固体粒子をスラストさせる流体インジェクタを有し、
（ｃ）上記遠心力は平均して少なくとも重力の３倍に等しく、固体粒子が形成する回転流動床は中心ダクトから一定距離の所を回転し且つ上記円形壁に沿って摺動し、さらに、固体粒子は中心ダクトの排出開口を介して中央から除去される前に上記流動床を通過した流体の層で支持され、求心力は固体粒子に加わる上記遠心力によって相殺される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明では、円形反応室の円形壁の周りに分布させた噴射器（インジェクタ）が円形壁に沿って一種または複数の流体を層状に注入して一連の流体層を形成する。この一連の流体層は反応室の内部で中心ダクトの周りを高速で回転し、中心ダクトの中に通り、中心ダクトの中心軸線に沿って進む。中心ダクトは一つまたは複数の排出開口を備え、従って、流体は中央から除去できる。
【０００９】
円形反応室の片側から供給された固体粒子の流れは円形反応室を横切り、反対側で除去される。その間に固体粒子は流体に随伴されて高速回転運動させられ、遠心力によって円形反応装置室から出る前に、固体粒子は濃い回転流動床中で十分に濃縮される。固体粒子の少なくとも一部は円形壁に沿って移動する一連の流体層の求心圧力によって支持される。一連の流体層は円形壁に対して固体粒子の摩擦を減らし、流体クッションの役目をする。
【００１０】
流体は円形反応室を囲んだ流体の供給チャンバを有する供給装置によって供給され、供給装置と中心ダクトとの間の圧力差は回転流動床の遠心力に起因する平均圧力より高くするのが好ましく、流体は回転流動床を支持し且つ平均遠心力、好ましくは重力の3倍より大きな平均遠心力を発生させる速度で回転させるのに適した流速にするのが好ましい。中心ダクト中への固体粒子の随伴を避けるために、反応室の半径および固体粒子の濃度と流体との比が増加した時には、上記速度および／または流体の噴射と除去との圧力差を大きくし、固体粒子の回転角運動量のロスを減らさなければならない。
【００１１】
そのために、圧力と反応室の円形壁上への固体粒子の濃縮、従って、スローダウンとを制限するために、反応室の各環状のセクションに少なくとも90度の間隔で一回流体を噴射する（すなわち4回噴射する）のが好ましく、さらに好ましくは少なくとも7回、最も好ましくは少なくとも11回噴射するのが好ましい。噴射する一連の流体層の数を多くし、従って、噴射と噴射の間の距離を短くし、円形室の平均半径以下にして、下流域の噴射器から注入される流体層に達する前に、上流域の噴射器から注入された流体層中を通った後に円形壁と接触する固体粒子の量および濃度を制限するのが好ましい。
【００１２】
噴射器の断面形状は充分な速度、好ましくは流動床中の固体粒子の所望回転速度の少なく２倍の速度で流体が層状に注入されるように設計するのが好ましい。流体は噴射の時点で反応室の平均半径の20分の1以下の厚さを有し、円形壁に対して鋭角、好ましくは30度以下の角度を成し、流体噴射器の出口開口の面は下流側の円形壁と60度〜120度の間の角度を成して、噴射器を出た時の流体のスラストが半径方向または求心方向よりも接線方向となるようにするのが好ましい。
【００１３】
円形壁は円筒形にすることができるが、種々の半径半径にすることができ、さらには、流体噴射器間を平面にすることもできる。この後者の場合には、円形壁は多角形であり、噴射器の数が増加すると各噴射器の片側の面は180度の角度に近づく。
【００１４】
中心ダクトの周りの流体の回転を容易にし、放出開口の下流で中心ダクトの壁に沿って流体が逆流する可能性を減らすために、中心ダクトの断面は単一の流体放出開口以上であってはならない。この開口は幅が狭く、縦方向に延び、中心ダクトと円形壁との間の平均距離の半分以下の平均幅を有するのが好ましい。放出開口の断面の合計は流体の噴射器の出口開口の断面の合計の２倍以下であるのが好ましく、流体の噴射器の出口開口自体は円形反応室の平均縦方向断面の半分以下であるのが好ましい。放出開口の面は中心ダクトの壁に対して60度〜120度の角度を成すのが好ましい。中心ダクトの壁は排出開口の下流側からその反対側へ向かって反応室の円形壁から次第に離れ、螺旋状の形状を有するのが好ましい。
【００１５】
本発明装置は、中心ダクトの壁の近くで反応室中を縦方向に延びた少なく一つの翼状のデフレクタ（偏向板）をさらに有することができる。このデフレクタの先端縁は流体除去開口の上流域にあり、その後端縁はこの流体除去開口の下流にあって、デフレクタと中心ダクトの壁との間の空間に入った固体粒子（一般に最も細かい固体粒子）を再導入する役目をする。上記空間の入口断面は排出開口の断面の合計より大きくするのが好ましく、上記後端縁と中心ダクトの壁との間の距離は後端縁と円形壁との間の距離の半分以下にするのが好ましい。このデフレクタは中空にすることができ、その後端縁に沿って流体噴射器を備えることができる。この流体噴射器は排出開口の下流で中心ダクトの壁に沿って固体粒子が上昇するのを防止するために、薄い流体の層を略平行、好ましくは排出開口の下流で中心ダクトの壁に対して約30度で高速に注入する。
【００１６】
本発明装置はさらに、固体粒子の出口の近くに配置された少なくとも一つの横方向に延びた制御リングを有することができる。この制御リングの外側エッジは円形壁に沿って延び、それに固定され、その内側エッジは中心ダクトからの平均距離の所で中心ダクトを取り囲んでいる。この平均距離は、固体粒子が中心ダクトの排出開口の近くに接近しないで流動床の片側から反対側へ通過できるようにするために、中心ダクトと円形壁との間の平均距離の四分の一以上にするのが好ましい。この制御リングは流動床が所望の上流厚さに届かない限り、制御リングの上流域から下流への固体粒子の移動を防ぎ、従って、スローダウンするのを防ぐ役目をする。この制御リングは固体粒子の供給を止めた時に、円形反応室を少しづつ抜き出すのに充分な最小の流れを作ることができるようにするために、円形壁に沿った流路を有している。
【００１７】
本発明装置はさらに、一組の螺旋形のターン（螺旋羽根）を有することができる。この螺旋形のターンの外側エッジは円形壁に沿って延び且つそこに固定され、その内側エッジは中心ダクトから平均距離の所で中心ダクトを取り囲んでいる。螺旋形ターンと中心ダクトとの間の空間内を他の方向へ螺旋形ターンに沿って延びたときに、中心ダクトの排出開口の近くに接近しないで、固体粒子が一つの縦方向へ進行できるようにするために、上記の平均距離は中心ダクトと円形壁との間の平均距離の四分の一以上であるのが好ましい。
【００１８】
この螺旋形ターンは連続した螺旋羽根でも不連続な螺旋羽根でもよく、また、または一組のフィンから作ることもでき、流動床の回転の軸が傾斜している場合には固体粒子が円形反応室の一端から多端まで複数回通り、および／または、または垂直である場合には縦方向に不地区数回上昇するようになっている。類似の装置は本発明者の下記特許出願に記載されている。
【特許文献１】2004年4月14日出願のベルギー特許出願第2004/0186号
【特許文献２】2004年12月12日出願のベルギー特許出願第2004/0612号
【００１９】
本発明では流動床の回転軸は水平でも、傾斜していても、垂直でもよい。水平か、45度以下、好ましくは30度以下傾いた場合、固体粒子の平均速度、その濃縮およびそれが薄い流体層に加える圧力は反応室の底部の方が高くなる。従って、外側の分配室を縦方向分離壁によって複数の縦方向セグメントに分割して、反応室に応じて各流体噴射器の流体噴射圧力を違えるのが好ましい。
【００２０】
流動床の回転軸線を垂直にするか、45度以上、好ましくは少なくとも60度傾ける場合には、中心ダクトから一定距離の所、好ましくは円形壁と中心ダクトとの間の平均距離の1／３以下の所に、分離リングを設け、中心ダクトを取り囲む、この分離リングは円形壁に固定でき、固体粒子が中心ダクトの排出開口の近くに接近せずにこの空間中に移ることができるようにして、固体粒子が過度に急速に落下するのを防止する役目をする。固体粒子によって上記分離リングの上側表面に加わる圧力によって固体粒子の落下だけでなく回転運動も遅くなる。必要な場合には、分離リングは中空にすることができ、その上側表面に沿って固体粒子の回転方向に薄い層状に流体を注入する流体噴射器を備えることができる。
【００２１】
本発明装置では上記の分離リングを螺旋形ターンに代えることができる。この螺旋形ターンは中空でもよく、また、連続した螺旋羽根でも、不連続な螺旋羽根で形成でき、フィンに分割してもよく、円形壁に固定される。螺旋形ターンまたはフィンの傾きの向きは固体粒子を上方へ随伴する。固体粒子を円形壁に沿って迅速に回転させる。螺旋形ターンの上側表面に沿って上昇した固体粒子が、中心ダクトの排出開口の近くに接近せずに、上記空間中へ下降して戻ることができるようにするために、螺旋形ターンの内側エッジと中心ダクトとの間の平均距離は円形壁と中心ダクトとの間の平均距離の四分の一以上にするのが好ましい。これによって固体粒子を円形反応室の底部へ供給し、最上部で除去することが可能になる。これに類似した装置は本発明者の上記特許文献１（2004年4月14日出願のベルギー特許出願番号2004/0186）および特許文献２（2004年12月12日出願のベルギー特許出願第2004/0612号）に記載されている。
【００２２】
本発明装置では中心ダクトは円形反応室の片側のみ、好ましくは流動床の回転軸が垂直または傾斜している場合には上部のみを貫通し、反対側に達する前に終わることができる。中心ダクトの断面は次第に小さくすることができ、円形反応室中に位置したその末端は開いても、閉じていてもよい。
【００２３】
本発明装置では、分配室を横方向環状分離壁によって一連の環状セクションに分割し、各セクションに量および種類の異なる流体を供給して、回転流動床の対応セクションを通過させることができる。これらの流体は同じセクションに再循環するか、中心ダクトが一連のセクションに分割されている（中心ダクト内部を通るチューブに接続し、各流体を別々に除去することができる）場合には他のセクションへ再循環することができる。
【００２４】
本発明では複数の円形反応室を直列に配置することができ、一つのチャンバからの固体粒子の出口を次のチャンバの固体粒子の入口に接続し、触媒の場合には固体粒子を必要に応じて適当な装置によって所定の時間再生処理した後に円形反応室へ再循環することができる。
【００２５】
本発明装置の他の実施例の特徴は、上記円形反応室が他の類似した円形反応室に接続され、一つの円形反応室から他の類似した円形反応室へ移送ラインを介して固体粒子が移送される。固体粒子を供給するため入口は固体粒子を供給する装置の反対側で円形反応室の円形壁の近くに位置し、出口は上記の類似した円形反応室から固体粒子を除去するための装置の反対側で上記の類似した円形反応室の中心ダクトの近くに位置している天にある。上記の類似した装置は本発明者の上記特許文献２（2004年12月12日出願のベルギー特許出願第2004/0612号）に記載されている。
【００２６】
本発明は、極めて多量の流体を濃い回転流動床を通って通過させ、固体粒子と流体とをより良く分離させ、流体濃度が低い場合でも、反応装置の内部で回転機械手段を用いずに急速回転させて高い遠心力を得るのに適している。流体および／または固体粒子は必要に応じて適当な処理をした後に簡単に再循環でき、滞流時間は調節することができる。本発明方法は流体と固体粒子との間に良い接触を必要とする場合、例えば小型反応装置での固体粒子の急速乾燥および／または発熱触媒反応やエチレンの触媒重合、エチルベンゼンの接触脱水素反応または軽質ガソリンの接触分解のような吸熱反応の温度制御での熱伝達に特に有利である。
【００２７】
本発明はさらに、所望速度で触媒粒子を再生するのに適しており、固体粒子の回転速度が高いので、固体粒子が会合物を形成したり、反応装置表面に付着するのを減らすことができる。また、固体粒子と反応装置表面との間に流体クッションが存在するので、固体粒子の摩擦および反応装置壁の摩擦も減る。
【実施例】
【００２８】
［図1］は（x）−（z）軸面での概念的縦断面図である。（x）軸は流動床の回転軸線（00'）と一致し、（z）軸は円筒形反応装置の垂直上向きの軸線と一致している。円筒形反応装置は三つの同心壁、すなわち、外壁（1）と、円形壁とよばれる中央壁（2）と、中心ダクトの壁とよばれる中心壁（3）とを有する。外壁と中心壁との間の空間は２つの環状側壁（4.1）、（4.2）によって閉じられている。外壁と円形壁との間の空間（5）は流体のフィードチャンバ（供給室）であり、円形壁と中心壁との間の空間（6）は円形反応室であり、中心壁の内部の空間は中心ダクト（7）である。
【００２９】
矢印（9）で象徴的に示した流体のフード（導入）にはチューブ（8）が使われる。流体は外壁（1）または環状側壁（4.1）、（4.2）を介してフィード・チャンバ（5）に入り、矢印（11）によって象徴的に示すように中心ダクト（7）からチューブ（10）を介して排出される。円形壁（2）には流体噴射器となる縦方向スリット(12）が形成されている。この縦方向スリット(12）は所定の長さで長手方向に延び（図示した例では円形反応室の一端から他端まで連続して延び）、互いから離れて配置されている。矢印（13）によって象徴的に示した流体は円形反応室（6）中に高速で噴射され、円形壁（2）に沿って薄い層を形成し、中心ダクト（7）の円形反応室（6）から矢印（15）によって象徴的に示した流体となって中心ダクト（3）の壁に形成された放出開口（14）に入る。流体は円形反応室内を高速回転するので、流体の速度の接線成分は放射方向成分よりも実質的に高いが、この接線成分は図１の面に対して垂直なので、この図では見えない。
【００３０】
ライン（16）は小さい円（17）で象徴的に示した固体粒子を側壁（4.1）を介して導入するのに用いられる。投入された固体粒子は回転運動する流体に随随伴され、その遠心力によって円形壁（2）に沿って保持され、流動床を形成する。流動床の表面（18）はほぼ円筒形である。固体粒子（17）は反対側の環状側壁（4.2）に形成されたライン（19）から除去される。上記空間（5）は互いに異なる種類および／または互いに異なる圧力の流体を供給するために環状壁（20）によって複数の分配チャンバの環状セクシッン（A）、（B）、（C）に分割されている。
【００３１】
流体を除去するためのチューブ（10）は両端が拡大した中心ダクト（3）中に挿入され、一種のサイクロンを形成している。中心ダクトに入った固体粒子は高速で回転され、円錐壁（24）に沿って濃縮され、チューブ（25）を介して除去され、必要に応じて再循環される。
【００３２】
流動床は円形壁に取りつけた制御リング（26）で分割でき、この制御リング（26）には必要に応じて固体粒子が一方の側からもう他方の側へ通過できる一つ以上の流路（27）を形成することができる。ライン（16）を通る固体粒子（17）のフィード速度が流路（27）を通る固体粒子の移送速度より高い場合には、制御リングの中央を経へオーバーフローして反対側へ移る粒子の量が十分になるまで、制御リング（26）の上流側の流動床の厚さ（28）は増加する。また、ライン（19）を通る固体粒子の出口での流速がフィード速度より高い場合には、制御リング（26）の下流側の流動床の厚さ（29）が減少し、粒子の出口での流速が入口での流速に自動的に合うまで固体粒子が希薄化される。この装置は固体粒子のフィード速度が十分に高い場合に制御リング（26）の上流域の流動床、好ましくは出口（19）の近くに位置した流動床の体積をほぼ一定に維持する役目をする。流路（27）は固体粒子のフィードを止めたに円形反応室から全ての固体粒子を除去するのにも使用される。
【００３３】
この反応装置は水平であるので、重力効果によって円形反応室の最上部（28）と底部（30）との間で流動床の厚さおよび／または固体粒子濃度に違いがでる。粒子の濃度および速度は底部（30）で最高になり、従って、流動床の厚さは最小になり、中心ダクト（7）を介して随随伴される率が減るので、出口（14）は反応装置の底部（30）に設けるのが好ましい。
【００３４】
排出開口（14）の面は中心ダクトの壁に対して垂直であるので、反応室の厚さまたは幅（31）は排出開口（14）の下流で最小であり、その上流域で最大（32）である。この図では円形壁（2）は円筒形であり、従って、その半径（33）は一定であるが、中心ダクト（3）の壁の曲率半径は変えることができ、出口（14）の上流域で最大（35）で、その下流域で最小（34）である。
【００３５】
排出開口（14）の幅（36）は流体（11）の排出を容易にするために反応室の中央で最大で、環状側壁（4.1）、（4.2）の近くで最小であり、従って、中心ダクトの断面はその両端がより大きくなっている。これらの壁によって遅くされた固体粒子が中心ダクト中に随伴されるのを妨ぐために、上記の幅（36）は環状側壁に対してゼロにするのが好ましい。
【００３６】
反応装置をわずかに斜めにすることで出口へ向かう粒子の流れを増加させ、反応室中での滞流時間を減少させることができる。この場合には遠心力に対する重力の傾き度合いに応じて流動床の表面はわずかに円錐形になる。
【００３７】
［図２］は［図1］の反応装置の（y）−（z）軸面での概念的な断面図である。この図では環状分配チャンバ（5）が４つの管状分配チャンバ（5.1）〜（5.4）になっている。各管状分配チャンバは一つまたはセットになった流体噴射器（12）に連結されている。噴射器の数が少ない場合、この配列が好ましい。
【００３８】
中心ダクトの壁（3）は螺旋状で、その曲率半径（35）は排出開口（14）の上流域が小さく（34）なっている。ダクトの周りを回転する流体の速度は排出開口(14)に近づくにつれて増加するので、円形チャンバの幅（31）は上流域（32）より下流が小さいのが好ましい。
【００３９】
中心ダクトの出口（14）の下流に生じることのある逆流によって発生する乱流（矢印（38）で図示）の帯域の断面図を面（37）で示してある。この乱流は固体粒子（一般には最も細かい粒子）を排出開口（14）を介して排出させる原因となる。
【００４０】
反応装置の底部で遠心力に加わる重力の役目を観察することは有用である。この重量は反応装置の底部において固体粒子の速度、従って遠心力を増加させ、円形壁に対してより高い圧力を発生させるので、管状分配チャンバ（5.3）の噴射圧力をより高くすることができる。さらに、出口（14）の上流域での管状チャンバ（5.2）の噴射圧力を下げて、固体粒子に加わる流体の求心圧力を減らして、中心ダクト中へ随伴される危険を減らすのが好ましい。
【００４１】
数値シュミレーションから、直径が40cmの円筒形チャンバで、円筒形チャンバの周りの各環状セクションに互いに90度に分布させた４つの流体噴射器から円筒形の壁に対して30度の角度で空気を大気圧で注入することで濃い回転流動床が形成できるということが分っている。しかし、噴射スリットの上流域（ここでは濃度が理論的な最高値に近づき、従って、流動床の回転に対する抵抗が増加する）では多量の固体粒子が薄い流体層を通過し、円形表面に沿ってスローダウンするということが分かっている。また、噴射器の上流域でスローダウンして高圧を発生させる固体粒子と、噴射器出口の開口の固体粒子の上記高圧力を相殺させる必要のある高い噴射圧力の流体との間の相互作用によって、局所的に強い求心スラストが発生すること、そしてこの強いスラスト力が固体粒子の排出開口の上流域にある場合にはこのスラスト力で固体粒子は排出開口の方へ押され、固体粒子が減失する原因となることも分っている。
【００４２】
このブレーキ効果を減らし、固体粒子のロスの原因となる共振現象を避けるために、噴射器の数、好ましくはその主数を増やし、および／または、噴射器間の距離を同一でなくすのが好ましい。また、噴射器および円形壁の形状を流体の求心スラストが最小になり、接線スラストが良くなる形クにするのが好ましい。従って、［図２］では噴射器の出口開口を円筒形の円形表面と平行な面と実質的に一致させて、液体の噴射角度が小さい場合でも固体粒子に加わる流体の圧力に起因する求心スラストを良くしている。
【００４３】
［図３］は流体噴射器の周りの区域の概念的な断面図を示し、流体噴射器（12）の下流で円形壁（2.2）をわずかに変形させて、出口面の向きを変えてある。この流体噴射器（12）は平らで、円形壁（2.3）の延長上の（B）で接し、平らな壁面（2.2）に対して約90度の角度（40）を成している。出口の上流域側の(A)で流体（13.1）の高圧力によって生じるスラストは円形壁に対してより接線状になる。
【００４４】
小さい円（17）で象徴的に示した極めて濃縮された固体粒子はコンパクトなセットを形成し、噴射器（12.1）の上流で円形壁（2.1）に沿って方向（41.1）へ摺動する。この固体粒子は噴射器出口でライン（42.1）に沿った流体（13）の流れと合って次第に流れを変え、流体のライン（41.2）に沿って加速され、従って、濃度が次第に低下し、固体粒子は次第にコンパクトでなくなり、固体粒子中に入る流体のライン（42.2）の量が次第に増え、流体は流動床中に深く入り（42.3）、壁（2.3）から離れる。
【００４５】
固体粒子の流れライン（41.2）と壁（2.2）との間の空間（43）中の流体の圧力は流体の出口を固体粒子が閉塞するのを防止し、従って、流れライン（41.2）に沿って曲げるのに十分な圧力でなければならない。流体が固体粒子を加速すると、そのエネルギー、従って、その圧力は減少し、流れライン（41.3）に沿った固体粒子を円形壁（2.3）に接近させ、それによってスローダウンし、従って、次の噴射器の前を通過するまでに濃度が増加し、これを繰り返す。
【００４６】
噴射器出口（12）の平と円形壁との間の角度（40）が０度に近い［図２］の場合には固体粒子の方向変化（41.2）はより突然に起こり、より高い圧力が生じ、噴射器の上流域にある固体粒子に上記の面に対して垂直な方向、従って求心力方向により高い流体スラストを発生し、流れライン（41.2）は壁（2.2）からより離れ、上流域での固体粒子のスローダウンが増加し、中心ダクトに近い方へ運ばれる。
【００４７】
この図は反応室の湾曲壁によって固体粒子がどのようにしてスローダウンするか、また、流体ジェットの噴射によって生じる障害物を打ち当てることでコンパクトなセットが形成し、それが固体粒子の通常のスライドを遅くできるかを示し、噴射器の出口開口の配置と向きおよび流体の噴射方向の向きによって上記ブレーキ効果と固体粒子よって出口の上流域で流体に加わる求心圧力とを最小化できるかを示している。
【００４８】
［図４］は反応室の（y）−（z）軸面に沿った概念的な断面図を示し、反応装置へ流体を供給、除去するための装置を変形して、流体から固体粒子へ接線方向と求心方向の間の角運動量の比率を改善し、中心ダクトの排出開口（14）を通って逃げる固体粒子の量を減らすようにしたものである。この図では噴射器の数は１１に増やしてあり、供給室は円形壁（2）を取り囲んだ円筒壁(1)でまとめ、縦方向壁（49）によって縦方向セグメント（5.1）〜（5.4）に分割して各流体噴射器（12）に異なる圧力を供給するのが好ましい。
【００４９】
円形壁は２つの噴射器（12）の間が平面であり、従って、反応室は多角形である。それに沿った固体粒子の滑走を容易にして、噴射スリットの、そして、それゆえに、減少へのそれらの濃縮上流域を減らすために図5に示される排列に従って進行する。流体がこの表面と平行してそれらの耐性を注入される。
【００５０】
図の平面に対して縦方向の垂直である断面図（50）を有する中空の翼形のデフレクタ円形反応室（6）、そして、二つの環状側壁（4.1）、（4.2）に固定して、そして、この図において、加圧流体がどれによって、そこにおいて、導かれることができるかについて示されなくて、ある距離をおいて（51）中心ダクト（3）（排出開口（14）の上流域）の壁から置かれる）。それは、それ間の空間（53）および中心ダクトの壁に流体流れ（52）に水路を開く。
【００５１】
デフレクタ（50）が随伴できる最先端の（54）に沿って、発達できる乱れ地帯（37）この空間（53）に固体粒子。好ましくは排出開口（14）、これらの固体粒子を速める流体（52）の速度、次第に増加および遠心力の厚さ（36）より大きい距離（51）は、中空のデフレクタ(50)のカーブさせられた内側の壁（55）に沿って、それらを押し込む
【００５２】
向こうに反応室（6）に戻る吸引作用を生産している中心ダクト（3）の壁に、デフレクタ（中心ダクト（3）の壁から、距離（57）に位置する）の後縁（56）は、高い速度で多かれ少なかれ平行して流体（58）の薄層を注入するための一つ以上の流体噴射器については、好ましくは約30度未満で用意をされる。排出開口（14）（デフレクタの内側の壁（55）に沿って流動している固体粒子）。しかし、乱れ地帯（59.1）が、中心ダクト（3）の薄い流体層（58）および壁との間に開発されることができて、出口（14）に、これらの粒子の一部を返す流動性逆反応を発生できる。Toが、この影響を最小にする、最先端および円形壁間の距離（60）の半分好ましくは不足して、短いことは低い空間（53）の、そして、それゆえに、流体流れ（52）が低いために速めなければならない固体粒子の数量のための、そして、距離（57）のための圧降下には好ましい。
【００５３】
他の乱れ地帯（59.2）によって、流体ジェット（58）および円形壁との間に開発されることができて、耐性をこの地帯の流動床上流域の回転に増やす流動逆反応が生じることができる。それの影響を最小にするために、それは平行の薄い流体層（58）の噴射のために好ましくまたは中心ダクト（3）の壁の方向を、僅かに目指す。
【００５４】
［図５］は２つの噴射器（12.1）、（12.2）の周りの帯域の拡大図。を示す。固体粒子（噴射器（12.1）の上流域）は、平面壁（2.1）に沿って、流れライン（41.1）に沿ってすべる。出口表面が約90度から角度（40）を作る噴射器（12.1）から、それらはその出口で流体流れ（13.1）に対する圧力を出す。平面については、壁（2.2）の表面およびそれらは、それに圧力が固体粒子の圧力を補正して、流れライン（41.2）に沿って、それらを転じる流れライン（42.1）に続くことを強制して、反応室を入れている流体の通常の膨張を防ぐ。そして、それは次第にこの流体の層に深く入りこむ。固体粒子が、障害（それはそれらの濃縮に従うより多くであるかよりpermeableでないデフレクタとして作用する）を形成する。そして、それら‖流れライン（42.2）および多角形の壁（2.2）間の流体を限る。そして、それが幅が狭い空間において、限られるので、高い平均速度を保持する流体がエネルギーおよびそれゆえに、圧力を失ってそれがそれを流動性に沿って流動している粒子が線をひく（41.3）、それらおよびそれゆえに、それらの濃縮を速めることは減少させる固形物へ移す、そして、このことにより流れラインを可能にして、それらの透過性が増加するように、壁（2.2）からそれるために（42.3）、そして、それゆえに、流体（それはいくつかのそのエネルギーを失った）を綿毛を遅くする可能にする。それらがゆっくりすべる壁（2.2）に沿って、固体粒子の流れライン（41.4）は最終的に減少する。そして、それらの濃縮は次の噴射器（12.2）に届く前に増加する。そして、その他その他。
【００５５】
噴射器の固体粒子流れ上流域の濃縮が、流体噴射器（12.1）および増加（12.2）間の距離として、そして、それゆえに、それらの数減少として増加する。そして、平面壁（2.2）の表面が壁（2.1）のように、そして、［図3］において、（2.3）カーブさせられる場合、それらが固体粒子流れ（41.1）上の追加の圧力を出して、そして、（41.4）、それはそれらを遅くして、それらの濃縮および耐性を流動床の回転に増やす。
【００５６】
噴射器の数がより高い場合、二つの噴射器間の偏差（66）の角度はより小さい。それによって、固体粒子流れ（41.2）の偏差を減少させている。そして、（41.3）、そして、それゆえに、圧力が流体流れ（13.1）に行った、そして、（13.2）、そして、それゆえに、また、多角形の円形壁に沿ってこれらの流体を通過した後に濃縮できる固体粒子の数量が、流れる。そして、それゆえに、また、流動床の回転に耐性。噴射器出口（12.1）の平面および多角形の円形壁（2.2）によって、できた角度（40）が、約90度、この壁（2.2）と実質的には平行して方向の流体（13.1）の噴射を可能にしている。そして、このことにより
接する角運動量の数量を増やすことは、固体粒子に移った。
【００５７】
この図は、圧力によって、遠心力を相殺して、これらの粒子が流体噴射器の数が高い場合、非常に低い耐性を有する多角形の円形壁に沿って、回転にすべることを可能にする流体クッションによって、固体粒子が運ばれることを示す。
【００５８】
円形反応室は、他の類似したチャンバ（次のチャンバの入口、16）に接続している上流域チャンバからの固体粒子の出口、19と直列に接続されることができる。これらの円形反応室は、お互いの延長の、側面によって、横にまたは上に置かれることができる。それらは、傾けられることが可能であるかまたは垂直でありえる。
【００５９】
［図６］は（x）−（z）軸面での概念的な縦断面を示す。上に置かれた円形チャンバの二つのセクションの接続の（垂直で、流動床の回転（00.prime。）の軸と一致している（z）軸）。円錐の流動床存在（それらより上に直接位置する流動床の一部を支える分離リング（80）によって、環状のセクションに再分割される反応室（6）アールの流動床）の表面（18）。これらは中空にして、噴射器（82）を通して多かれ少なかれ、平面に平行を注入するための開口（81）を経たチャンバ（5）を分配している流体に、つながった‖（x）、そして、回転（00.prime。）（流体）の軸への（y）軸および垂直‖薄層の矢印（83）によって、象徴する、それは分離リング（80）の上の一部にもたれかかる固体粒子を支えて、回転させる。反応室の底に位置する分離リング（85）が、中心ダクト（3）の壁に長くなる。その一方で、他の分離リング(80)
排出開口を経た中心ダクトに随伴されることを避けるために、一定の距離で中心ダクト（3）の壁から残ると共に、広い中心の開口（好ましくは円形壁間の平均距離の一つの四分の一および固体粒子が、そこにおいて、通過することを可能にする中心ダクトより大きい）を有する
(14)
【００６０】
固体粒子（90）の流れは、分離リング（85）を通過して、下院の上の一部に深く入りこむ（92）移送ライン（91）を経た上の円形反応室の底から出発する。流体流れ（11）は、一つ以上のライン（93）によって、中心ダクト（7）から除去する。
【００６１】
流動床の向こうの液圧が多かれ少なかれ各円形反応室の同じものである場合、移送ライン（91）（流動床において、円形壁の近くに位置する）の入口の圧力がその出口（流動床の外側に中心ダクトの壁の近くに位置する）で、圧力より高いことに気がつかれなければならない。それによって、反応装置が水平なおよび同じ高さで位置するときでも、一つの反応装置からもう一方まで固体粒子の移植を容易にしている。
【００６２】
最後に固体粒子（95）、それは排出開口を通過している中心ダクト（7）に深く入りこんだ‖（14）、そして、落ちる‖中心ダクト（そこからチューブ（96）によって、離れたアール）の底において、回転、それらを相交わらせるために、それが移送ライン（90）として、実際に同じ平面において、ない。この場所での圧力が反応室の圧力未満であるので、該当する平均によって、選択的に再循環されるために、これらの固体粒子は別にそれゆえに集められていなければならない。
【００６３】
分離リング（80）は、螺旋形のターンと取り替えられることが可能である。ターンの傾斜が上昇の場合、円形壁に沿って、そして、螺旋形のターンに沿って回転固体粒子は上がる。この場合、移送ライン（91）の下部が円形壁に沿って位置する場合、上院に固体粒子を下院から移すことは、可能である。そこにおいて、圧力が、このライン（91）の一部が位置する最も高いものでおよび高い方の部分である‖中心ダクト、そこにおいて、圧力は、最も低いものである。移されないかまたは円形反応室の上の一部から移動しなかった粒子は、ターンおよび中心ダクトの内側エッジ間の中心の空間の中へと戻して、落ちることができる。螺旋形のターンは、また、中空であることができて、それらの上側表面に沿って円形反応室に注入される流体については供給された。それらは、連続であるか不連続なhelic~l螺旋を形成できるかまたはターン（上昇の方向において、指向されて、固定されたひれと同様の）の画分にこなごなになっていてもよい。
【００６４】
流体流れは、対物レンズに適している排列に従って再循環されることができる。例えば、［図７］は固体粒子の乾燥に適した配置を示す図。チューブ（16）によって、直列に置かれる二つの円形反応室の一つ一方の側に導かれる、第2のチャンバの対向端部で置かれるチューブ（19）を通して出ることに適している排列（一つの反応装置から移送ライン（91）を経た据付けをとっているもう一方へのこれらの粒子の移植）を示す。
【００６５】
涼しいおよび乾いた気体（100）は、固体粒子の出口（19）側に位置するフィード・チャンバの環状のセクション（F）を供給しているチューブ（8.1）によって、導かれる。それらの乾燥を完了すると共に、この気体がそれから圧縮機（101.1）によって、外へ吸われるチューブ（19）を通して、それらが出る前に、それが冷やす熱い固体粒子と接触して、それが熱される‖出口チューブ（11.1）。それが、処理単位（102.1）によって、再循環される。そして、（102.2）（例えば熱交換器）および／または凝縮器、チューブ（8.2）によって、そして、環状のセクション（E）に（8.3）、そして、（D）。それが、それから続いて圧縮機（101.2）によって、そして、チューブにおいて、（101.3）処理単位（8.6）に再循環される（8.3）から（102.2）ために（102.5）環状のセクションにから、次第に固体粒子から水分を除去するために、(A)に（D）。流体。そして、それは、水分を有する荷を積む、そして、それは固体粒子によって、冷やされた。そして、それはチューブの味方のチューブ（16）によって、導かれる‖（8.6）、そして、それは熱して、それで除去する（103）。
【００６６】
固体粒子は、流動床を通過している流体の化成に触媒作用を起こす触媒であってもよい。この場合、流体は次第に変わる。それが、再生させられることができて、該当する装置によって、再循環した使用済み触媒を有する反応装置へのその最初の流路の間の接触において、そして、フレッシュであるか再生させられた触媒および処理単位を有するその第2の流路の間、ある‖から（102.1）ために（102.5）また、望ましくない成分（例えばそばに吸収または凝縮）を除去することを役立つことができる。流動床の回転の軸が何について垂直にまたは急傾斜で傾けられるかことを、そして、中心ダクト（7）が一定の距離で下側（4.2）より上に、何について終わるか、。
【００６７】
［図８］は［図1］と同様な反応装置の概念的な縦断面図を示す。中心ダクトの底は、［図８］に示すように、閉じていることができるかまたは開くことができる。この場合、中心ダクトを入れている固体粒子はそこから底を通して操業停止の間、除去できる、しかし、操作の間、渦は、そこにおいて、円形反応室の底にたまる固体粒子を随伴できる。
【００６８】
除去する流体の数量があまりに大きくないときに、この配位は有利でもよい。流動床の表面（18）が円錐の、非常にわずかに円錐の流体（13）が交差させなければならないこのダイアグラム（非常に高い遠心力を意味すること）の反応室の下部およびそれゆえに、その滞流時間の流動床のより高い厚さが、そこにおいて、より長い。これが避けられることである場合、円形チャンバ（2）がまた、円形反応室の下部に注入される流体のこの違いおよび／または数量を減らすために円錐でもよくて増加できる（例えばそばに、そこにおいて、分配チャンバの環状のセクション（C）の流体噴射器および／または圧力の数および／または断面図を増やすこと）。
【００６９】
図のために、図8も圧縮機を使用することのないこの流体の画分を再循環するためのエジェクタによって、流体を供給するための系の排列から成る。この排列は、流体が一二度再循環されなければならないだけである時および圧縮機の使用が難しい時のために、例えば、例えば、流体であるか非常に高い温度の腐食性のために、エチルベンゼンの脱水素またはガソリンの接触分解のために軽オレフィンに例えば役に立つ。
【００７０】
処理単位（102）（例えば窯）に、それを随伴するために再循環される（11.1）流体の出口チューブ（10.1）への非常に高い速度で注入され（106）て、チューブ（8）を経た、チューブ（10.2）を通して、処理単位の方へ除去する（11.2）ことの前の反応装置に、それを再循環するために、選択的に予熱される流体フィード（100）は、圧力の下にエジェクタ（105）に注入される。
【００７１】
［図９］は［図1］の一方と同様な反応装置の縦断面を示す。遠心圧縮機（不毛な、108.1）、108.2がインペラ（109.1）によって、象徴した中心ダクトの各末端で、成る。そして、（109.2）、それは通過している伝染シャフト（111）を使用している普通のモーター（110）により駆動される。中心ダクトによる。フレッシュな流体（112）は、固体粒子（選択的に処理単位（113）（例えば例えば水分凝縮器）を通過すること）の出口側面（19）に置かれるチューブ（8.1）により供給される。それが、それから数を再循環される時間、続いてそばに圧縮機（108.1）、そして、すっかりチューブ（108.2）（8.2）、そして、（8.3）、そして、除去することの前の処理単位（102）（例えば例えば加熱装置）。この非常にコンパクトな排列が、例えば、農業の穀物を乾かすための簡単に移動できる単位において、都合よく使うことができる。
【００７２】
多様なおよび／または広い分子分布ポリマーを得るために、例えばモノマーを含んでいて、おそらく異なる組成物を有している活性流体および／または一つのセクションからもう一方への温度の混合液の懸濁の触媒粒子を重合させるために、流体流れは、同じ環状のセクションに再循環されることができる。
【００７３】
［図10］は広い分子分布ポリマーを得る用途で使用される配置の図を示す。フィード・チャンバおよび中心ダクトが、四つのセクションに分割される‖それぞれ（A）ために（D）、そして、（度）ために（D度）横断壁によって、から（20.1）ために（20.3）、そして、から（115.1）ために（115.3）。これらの壁が、そばに環状の横断壁を長くなることができる（116.1）ためにまた、フィード・チャンバの四つのセクションに対応する。そして、もう一方によりよく流体を一つのセクションから切り離すために、ダクトがアール（117.3）にその流路を提供した（117.1）中心の四つの環状のセクションへのチャンバがこれらの環状の横断壁において、備えをした円形の反応を切り離すために（116.3）ために（116.1）ために、もう一方に固体粒子を一つの環状のセクションから移すための円形壁に沿って、（116.3）、そして、流路‖から（118.1）ために中心ダクトに対してまたは流体の中心ダクトの多様なセクション間の圧力を等しくするために流路のためのそれ内部で（118.3）。
【００７４】
4つの圧縮機（108.1）〜（108.4）はらセクション（Ａ°）〜（D°）の（11.1）〜（11.4）から流体を吸い込む。同心のチューブによる中心ダクトの、から（10.1）ために（10.4）(A)からのフィード・チャンバへのそれを再循環するために（D）チューブによって、から（8.1）ために（8.4）処理単位（92.1）による、通過する（92.4）（例えば望ましくない成分のオプションの禁断を有するおよび／または再循環される前に浄化される流体の熱交換器）。再循環された流体が、それから回転流動床を通過して、中心ダクトの排出開口を入れる、から（14.1）ために、再び同じセクションに再循環されるために、（14.4）。必要に応じて、フレッシュな流体（119）が、直接フィード・チューブにより供給されることができる（8.1）ために（8.4）。
【００７５】
流体が気体である場合、少なくとも中心ダクトを通過している一つ以上のチューブ（121）によって、流動床の表面の一部上の液体の微粉液滴（120）にスプレーすることは可能である。
【００７６】
流体によって、固体粒子に送信される運動量が平均の回転の速度（Vp）で、そのままに反応室内部でから移されるそれらを速めるのに十分な場合、これらの排列は作動できるだけである。そして、それは遠心力のために流体によって、動作する求心力の圧力を相殺して、壁に沿って乱れのための角運動量および摩擦のそれらの減失を相殺するために十分に高い。
【００７７】
固体粒子による遅くなる綿毛であった後に、重大な還流を避けるために充分な平均の接する速度を保持することは、流体にはまた、必要である。例えば、それは記載されている排列の反応室に上記（それは（14）ペルセクションを開いている一つの出口だけを含む）を残すことの前の、そして、流体がどちらであるか少なくとも一つの半分ターンが多かれ少なかれ一様に円形壁に沿って注入した平均を理解しなければならない。
【００７８】
一つの例として、流体濃度に対する影響がわずかであるとみなされる圧力変化の影響を無視して、反応室の環状のセクションのための最初の条件はおおよそ以下のように書くことができる。
Ｋｅ×ｍ×（Ｖｉ−Ｖｔ）×Ｖｉ×Ｅｉ＝Ｃｃ×Ｍ×ｐ×Ｅ×（２×Ｒ−Ｅ）×Ｋｆ×Ｖｐ        （１）
ここで、Ｋｅは、流体から粒子に対する接線角運動量の移転効率の可変係数であり。Ｋｅは、噴射された流体が、その運動エネルギーおよび／またはその圧力の一部を角運動に変換するための円形壁と固体粒子の「壁」との間に閉じ込められるとき１より大きい可能性がある。
ｍ、ＶｉおよびＶｔは、それぞれ、流体の濃度の平均値、噴射速度および接線速度である。
Ｅｉは、環状のセクションを通る噴射器の出口開口の厚さ（幅）の合計である。
ＣｃおよびＭは、固体粒子の平均濃縮および濃度である。
ＥおよびＲは、反応室の平均厚さ（幅）および半径である。
そして、Ｋｆは、固体粒子が時間の単位につき受信しなければならない、平均の回転速度Ｖｐに達して維持するために固体粒子が単位時間当り受けねばならない角運動量のパーセント（％）を表す可変摩擦係数である。
【００７９】
ｍ一定と仮定して（これは圧力変化がわずかな場合ほぼ正しい）、流体質量の保存は、以下の式を与える。
Ｅｉ×Ｖｉ≒（１−Ｃｃ）×Ｅ×Ｖｔ／ａ
ここで、ａは、反応室を出る前に流体によって運ばれる回転又は部分回転の平均数である。
【００８０】
Ｖｐ＝β×Ｖｔの場合、β＜１は、流体中の固体粒子のスリップ係数であり、式（１）は以下のようになる。
（１−Ｃｃ）／ａ≒Ｅｉ／Ｅ＋Ｘ×（２−Ｅ／Ｒ）        （２）
ここで、
Ｘ＝ｐ×Ｒ×β×Ｃｃ×Ｋｆ×Ｍ／（Ｋｅ×ｍ×Ｖｉ）
【００８１】
第２の条件は、ａ＞ａ°と書くことができる。ここで、１／２にほぼ近いａ°は、ダクトへ過剰な量の粒子が補足される逆流を避けるために中心ダクトの周りを流体が平均して進行しなければならない部分回転の最小数である。かくして、式（2）は、以下のようになる。
Ｘ＝ｐ×Ｒ×β×Ｃｃ×Ｋｆ×Ｍ／（Ｋｅ×ｍ×Ｖｉ）＜［（１−Ｃｃ）／ａ°−Ｅｉ／Ｅ］／（２−Ｅ／Ｒ）      （３）
そして、Ｘは1未満であることが好ましい。
【００８２】
これは、濃度比Ｍ／ｍが非常に高いときに（それは、流体が大気圧に近い圧力の気体である場合にほぼ相当する）、比の積（Ｒ／Ｖｉ）×（Ｃｃ×Ｋｆ／Ｋｅ）が非常に小さくなければならないことを示しており、比（Ｃｃ×Ｋｆ／Ｋｅ）は小さく、および／または流体噴射速度Ｖｉが高く半径Ｒが大きいことを必要とする。それ故、大気圧に近い圧力の気体を使用している工業規模の反応装置内の許容範囲内である平均の固体粒子濃縮を得るためには、流体から固体粒子への角運動量の移転が高効率であり、固体粒と円形壁との間の摩擦が低いことが必要である。
【００８３】
さらに、デフレクタ（４０）又は出口（１４）の上流の中心ダクト（３）の壁に過剰な数の粒子が接近することを防止するために、固体粒子に働く遠心力は、円形壁に近い流体の平均半径方向速度（Ｖｒ）の二乗に比例している流体の求心圧力より大きくなければならない。これは、第一次近似で、以下のように表すことができる。
Ｖｒ＜Ｖｃ×Ｖｐ／（ｇ×Ｒ）1/2      （４）、
ここで、ｇは重力加速度である。Ｖｃは、臨界上昇速度である。そして、Ｖｃは、重力だけで均衡が図られる場合には、濃い流動床を得るために越えてはいない固体粒子の大きさが小さければ小さいほど、低い値である。
【００８４】
流体濃度の変化を無視することを可能にするわずかな圧力変化での流体質量の保存は、以下の式を与える。
２×ｐ×Ｒ×Ｖｒ≒Ｅ×Ｖｔ／ａ
そして、もしＲおよびＶｃがｍおよびｍ／ｓと表されるならば、不等式（４）は以下のようになる。
Ｅ＜２×ｐ×ａ×β×Ｖｃ×（Ｒ／ｇ）1/2＜  ２×ａ×Ｖｃ×（Ｒ）1/2        （５）
【００８５】
この不等式は、臨界速度Ｖｃおよびそれゆえに固体粒子の大きさが非常に低いときに、反応室の最大平均厚さがＲの平方根に比例して増加できるだけであり、そして、比Ｅ／Ｒが非常に低いことが望ましい場合には、小さな直径の反応室を使用することが好ましいことを示している。
【００８６】
最大流体噴射速度（Ｖｉ）が制限されるときに、流動床が最大の流体流と交差することが望ましい場合、流体噴射器の全断面積（Ｅｉ）は増加しなければならない。臨界速度（Ｖｃ）が低い場合、上記の条件は、反応室の平均厚さ（幅）がおよそ以下のようである時に最適が達成されることを決定するのに役立つ。
Ｅ＝２×ｐ×ａ°×β×Ｖｃ×（Ｒ／ｇ）1/2      （６）、
Ｅｉ＝Ｅ×［（１−Ｃｃ）／1/2−Ｘ×（２−Ｅ／Ｒ）］      （７）
【００８７】
また、第一次近似として、ａ°は０．５に近く、βは１に近いとして、ｍおよびｍ／ｓで表すと、
Ｅ／Ｒ＜Ｖｃ／（Ｒ）1/2      （８）
Ｅｉ／Ｅ＜２×（１−Ｃｃ）−Ｘ×（２−Ｅ／Ｒ）      （９）
これは、固体粒子が小さいので、Ｖｃおよび従ってＥ／Ｒが低い時、Ｘが低く、従って、一般的には、噴射速度Ｖｉが高いことを示している。
【００８８】
しかし、実際問題として、境界状態に接近することを避けるために、反応室及び気体噴射器の最適厚さ（幅）を推定するために、固体粒子の平均濃縮（Ｃｃ）および／または理論的な流体噴射速度（Ｖｉ）を使用することが賢明である。それらは、使用したい固体粒子濃縮より高くそして使用したい流体噴射速度より低い。
実施例
【００８９】
デジタルシュミレーションから、反応室の直径が0.4mで、中心ダクトの直径が0.14mで、単一の排出開口のみを有し、８つの噴射器（各出口の厚さ（幅）は0.004 m）を介して大気圧の空気を30m/秒の速度で注入した時に非常に小さい固体粒子を含む平均濃度Ccが30％で、臨界速度Vc が0.4m/sであるものから流体と固体粒子とを良く分離できることが分かっている。この場合、流体は中心ダクトの周りに平均して一回と半回転だけ周り、反応装置中の流体の滞流時間は約1/10秒手ある。固体粒子の濃度が10％から30％へ次第に増加した時の固体粒子および流体の推定平均接線速度はそれぞれ約4.6〜4m/s、5.5〜５m/sであり、係数ｘとCc x Kf/keの積はそれぞれ0.9〜１および7％/s〜8％/sで変化し、固体粒子の濃度が増加したとき、従って、流体のチャネリングしている固体粒子の「壁」が増加した時には、気体から固体粒子へ変換される角運動量の効率が向上することが確認されている。固体粒子の平均濃度が28％に接近し、係数ｘが１に近ずくと、
中心ダクトを介して失われる固体粒子が急増すると思われる。
【００９０】
流体噴射器の数を減らして4にした場合、Cc x Ｋf/Keの積は約2.5倍だけ高くなる。従って、気体の噴射速度Viを60ｍ/秒へ増加させて、係数ｘを１以下に維持する必要がある。濃度が25％以上では中心ダクトを経た固体粒子の減失が大きくなる。従って、N/ｍの比が高い場合には気体噴射器の数を多くする必要がある。中心ダクトの排出開口の数を増加させた場合には、中心ダクトの単位横断当たりの一つの排出開口のみを有する場合、低濃度でも固体粒子のロスが大きくなる。
【００９１】
流体濃度への固体粒子の濃度の割合がより低く25の時間である場合、例えば圧力を25のバールに増やすことによって、流体はより速く約五つの時間を回転させて、中心ダクトの周りに、そこにおいて、入る前に平均の二つを超える回転を理解する。そして、遠心力は約25のより高い時間である。これは、固体粒子の濃縮を増やしておよび／または流体噴射速度を減少させておよび／または流体および固体粒子の非常によい遊離を維持すると共に、反応室の直径を増やすことを可能にする。
摩擦係数（Kf）がより低い場合、性能はまた、改善されることができる。そして、角運動量の係数の交換効率である場合移植（氷）はより高い。そして、それは流体噴射器の、そして、噴射器のプロフィルを改善することによる。そして、円形チャンバの数を増やすことによって、得られることが可能である。
【００９２】
流体液体が、わずかに、流体および固体粒子の臨界速度Vcが大いにより低く濃度のわずかな違いによる場合であっても、許容範囲内である遊離を保存することを可能にして、固体粒子、回転のその数、回転の速度および遠心力が更に増加するより、軽い。これらの例が、噴射速度のそれが流体のそれへの固体粒子の濃度の割合が数百である時だけであることを示す。
【００９３】
流体は固体粒子の所望の回転の速度より非常に高くなければならないおよび／または、反応室は小さい直径を有しなければならない。
【００９４】
本発明の装置は、触媒重合、乾燥、含浸、コーテング、焙焼または流動床の懸濁の固体粒子の他の処理のまたはクラッキング、脱水素または流体または流動床を通過している混合流体の他の触媒作用の変換の産業のプロセスに加えられることが可能である。
【００９５】
本発明装置を用いたプロセスの例
ガソリンのクラッキングしてオレフィンへ変換
［図８］に示した円筒形反応室は直径が１mで、長さが4.5mで、平均厚さ（幅）は0.23mであり、容積は約2.5m2である。流体（100）は噴射温度および圧力で約5kg/m3の濃度を有する高温に予熱されたるクラッキングガソリンから成る。これを高速（例えば200〜300m/s、これで圧力は100〜200000 Paになる）でジェクタ（105）へ吹き込み、所望温度（600℃以上）へ加熱する。それと同時にリサイクル流体を炉（102）を随伴し、反応室17個の噴射スリットを介して例えば60m/sの速度すなわち毎時400トンの速度で注入する。流量は約23m3/sすなわち、１時間当たり0.005mになる（この高速度では反応室を貫通する中心ダクトは両側で流体を除去する必要がある。反応装置は水平でも垂直でもよい）。再循環流体の量が約50％の場合、クラッキングガソリンのフィード速度は毎時約200トンであり、反応室中での平均滞流時間は約１秒の10分の２である。Cc x Kf x M/m x Keが約30の場合、Xは約0.7になり、チューブ（16）を介して供給される触媒粉末は約13m/sの平均回転速度（Vp）の流体に随伴し、重力の約３５倍の遠心力が生じ、円筒壁上に約30000 Paの圧力が生じる。それによって流体は2 m /s以上の速度で流動床を通過できる。触媒粉末はチューブ（19）を介して除去され、再生後に数分〜数時間の循環時間で簡単に再循環できる。
【００９６】
農業穀物の乾燥
農業起源の穀物は［図９］の装置で乾燥できる。チャンバをordryingしている反応室は、上記の例のそれらとして同じディメンションを有することができる。この場合、それらを冷やして、それらの乾燥を完了すると共に、フレッシュな空気（112）はそれらを熱するために穀物出口（19）側の反応室の末端を通過するチューブ（8.1）、選択的にすっかり水分凝縮器、113を通して導かれる。ライン（10.1）による遠心圧縮機またはファン（108.1）によるこの空気（11.1）は、それから外になるまで吸われる』が、そして、加えて、加熱装置（102）において、熱された後のライン（8.2）を経た反応装置に再循環する。何度か再循環された後に、この空気（11.2）は、ライン（10.2）による遠心圧縮機またはファン（108.2）によって、吸い込まれて、ライン（8.3）を経た反応装置に、加熱装置（102）により熱された後に再循環した。
【００９７】
再び何度か再循環された後に、この水分荷を積んだ空気は、穀物をクールダウンした。そして、それはラインを通して供給される‖（16）、そして、それは熱して、それで除去する(114)。存在が圧縮機またはファンによって、外になるまで吸った、反応装置の圧力が未満である空気大気圧（それは、乾燥に有利である）、そして、機械の平均‖簡単に乾燥した穀物転送する、大気圧での貯蔵のための。空気は、23のm3の同じ速度/上記の例または毎時約100トンのsで乾燥室に注入されることができる。それが再循環された5〜10の時間である場合、これは時間につき10〜20トンおよび約5〜10の時間の穀物を有する接触時間のフレッシュな空気数量に0.1秒を与える。
【００９８】
毎時20トンを乾かすための90秒の平均滞流時間を与えて、乾燥室の穀物の数量が、500kg、約‖それ‖ワーキングの空気および可能性の高い速度および低い圧力をより高い温度で穀物の短い滞流時間および冷却のおかげで与えられる十分にあることができる、それらは反応装置を残す。
【００９９】
このアセンブリはコンパクトなおよび簡単に移動できるために造られることが可能である。そして、それは流体の非常に大きい数量によって、高い速度で遠心力のおかげで横切りされる濃い流動床を有する効果を証明する。
【０１００】
エチレンとオクテンの気相共重合
反応装置の圧力が低くもはや2、3の時間を超えない最高である場合、エチレンおよびオクテンの気相共重合が可能なだけでオクテン分圧が70℃で約0.2のバールに限られているので、大気圧  これらの圧力で、熱量がこれらによって、非常に産出したこと発熱反応が、比較的不活発な触媒を使用することによって、または回転流動床を必要とするために、このことにより据付け工事のコストを増やして、反応速度の下へまたは流動床による気体のこの種の大きい数量を追い越すことによって、遅くなる不活性ガスを有する活性気体の、例えば［図10］に示されるダイアグラムに従う混合液を薄めることによって、除去できるだけである。オクテンは、中心ダクトを通過しているチューブ（121）による反応室への微粉液滴（120）において、スプレーされることができておよび／またはガスの形において、フレッシュなエチレン（119）および流体がチューブ（8.1）のうちの少なくとも一つを通して、再循環した（8.4）のと、同じ時間で供給されることができる  情報については、円筒形の反応室は、例えば、10m、1.6m、長さおよび、活性流体の流体噴射速度が35rn/sである場合約50のm3/sを注入するために、0.005m厚さの29の噴射スリットから成っている厚さ0.32の直径を有することができる。圧力は、約3回、再循環された活性流動がある大気圧（重量によって、約20％のオクテン濃縮ができるようにすること）であるかどうか  毎時700トン（ポリマーの毎時約10〜20トンの重合熱を除去することに適している）。  体積が約12のm3である反応室のポリマーの数量は、約3トンである、ポリマーに10〜15分の反応室の粒子滞流時間を与えること、非常に活性触媒を使用することを可能にすること。ポリマー粒子の回転の速度が、あってもよい‖里m/、そう遠心力約16の時間に重力を与えて、s流動床が、約0.2秒の1.5rn/sのを超える視線速度については交差していることができる。
【０１０１】
多様なポリマーを得るために、コモノマのないまたはより軽いコモノマを有する非常により高い圧力で作動できる他の反応装置の後、この反応装置は、直列に、例えばインストールされることができる。
回転流動床を通過することは、流体の組成物および／または温度を次第に変化させることにはまた、適切である。
【０１０２】
固体粒子の含浸またはコーテング
［図10］のダイアグラムが、また、固体粒子を含浸させるかまたはおおうために使うことができる。含浸またはコーテングの役に立つことはスプレーされることができる流体  チューブ（16）によって、固体粒子のフィード側面に置かれる反応室の一部への微粉液滴（120）の形。これらの粒子はそれから円形反応室の連続した環状のセクションにおいて、乾かされる。そして、再循環された流体の温度が十分に高い、そして、固体粒子が該当する装置によって、再循環されることができる場合、それがいくつかのコーテング層を加えるのに必要な場合、固体粒子を含浸させるかまたはおおうことの役に立っている成分は焼かれさえすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明装置の（x）−（z）軸面での概念的縦断面図。
【図２】［図1］の反応装置の（y）−（z）軸面での概念的な断面図。
【図３】流体噴射器の周りの区域の概念的な断面図。
【図４】反応室の（y）−（z）軸面に沿った概念的な断面図。
【図５】２つの噴射器（12.1）、（12.2）の周りの帯域の拡大図。
【図６】本発明装置の（x）−（z）軸面での概念的な縦断面
【図７】固体粒子の乾燥に適した配置を示す図。
【図８】［図1］と同様な反応装置の概念的縦断面図。
【図９】［図1］と同様な反応装置の概念的な縦断面図。
【図１０】広い分子分布ポリマーを得るために用途に適した配置の図。
【図１】
2009507633.tif 000003
【図２】
2009507633.tif 000004
【図３】
2009507633.tif 000005
【図４】
2009507633.tif 000006
【図５】
2009507633.tif 000007
【図６】
2009507633.tif 000008
【図７】
2009507633.tif 000009
【図８】
2009507633.tif 000010
【図９】
2009507633.tif 000011
【図１０】
2009507633.tif 000012
【誤訳訂正書】
【提出日】平成20年5月20日(2008.5.20)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定された環状反応室内部の回転流動床中へ一連の流体層を注入するための装置と、回転流動床中に懸濁した固体粒子を触媒重合、乾燥、含浸、コーテング、その他の処理をするための方法と、この装置を用いて流体をクラッキング、脱水素、その他の触媒変換する方法とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
重力のみが関与する従来の流動床固体で粒子を高濃縮するためには、流動床を通る流体が重力に起因する固体粒子の下向き圧力より高い上昇圧力を固体粒子に加えて上昇速度を上げ、流動床を通る流体の流量を減らし、流体中に懸濁した固体粒子の速度に対する流体速度の差を小さくする必要がある。
【０００３】
回転流動床では重力より遠心力の方が実質的に高く、流動床を放射状に通る流体によって生じる求心圧力、従って流速が実質的に高くなり、流体の流速と固体粒子の速度との差が大きくなる結果、流体と固体粒子との接触が良くなり、流動床を通す流体の容積を実質的に増加させることができ、固体粒子を冷却、過熱および／または乾燥する能力が向上する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
回転流動床が固定された円筒形壁に沿って摺動し、回転流動床がこの円筒形壁で支持される場合、固体粒子によって固定円筒形壁に加わる圧力によって、流動床の厚さ、濃度および回転速度に比例して固体粒子は遅くなる。従って、回転する機械的手段を用いて回転角運動量を維持しないと、回転速度は急速に低下する。反応装置の内部に可動手段が存在する場合、および／または、流動床の回転方向に高速度で流体を噴射する場合には問題が生じる。
【０００５】
しかし、流体の濃度が固体粒子の濃度よりはるかに低い場合には、必要な角運動量を固体粒子へ移すために注入しなければならない流体の量は非常に大きくなるため、厚くて濃い流動床を形成し、流体と固体粒子とを正しく分離することはできない。
【０００６】
排出部の排出開口が狭い場合には、円筒形チャンバの対称軸に対して直角に且つ円筒形壁に接線状に高速で噴射した流体は中心ダクトの周りを複数回ターンした後に流体の排出開口を有する中心ダクトに入るが、固体粒子が円筒形チャンバ中に入った瞬間から流体は遅くなる。この遅くなる程度は流体の比重に対する固体粒子の比重の比に比例する。従って、流体が直接除去される比率が高くなり、中心ダクトに沿った流体の流れが排出開口の下流で逆転し、乱流が生じて固体粒子が排出開口中へ随伴されることになり、円筒形チャンバ内部に厚くて濃い流動床を形成することができなくなる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、円形反応室と、この円形反応室の円形壁の周りに配置された一種または複数の流体を供給するための装置と、この流体を除去するための装置と、円形反応室の片側に配置された固体粒子を供給するための装置と、円形反応室の反対側に配置された固体粒子を除去するための装置とを有する回転流動床装置において、下記（ａ）〜（ｃ）を特徴とする装置を提供する：
（ａ）流体を除去するための上記装置が、円形反応室を縦方向に貫通するか、円形反応室中に挿入された中心ダクトを有し、この中心ダクトの壁は中心ダクトを介して中央から上記流体を円形反応室から排出するための少なくとも一つの排出開口を有し、
（ｂ）流体を供給するための上記装置は、上記流体を上記円形壁に沿って一連の層にして注入して円形壁上に分配させ、中心ダクトの周りを回転させ、固体粒子を回転運動に随伴させ、遠心力によって上記一連の層を通って円形壁の方へ固体粒子をスラストさせる流体インジェクタを有し、
（ｃ）上記遠心力は平均して少なくとも重力の３倍に等しく、固体粒子が形成する回転流動床は中心ダクトから一定距離の所を回転し且つ上記円形壁に沿って摺動し、さらに、固体粒子は中心ダクトの排出開口を介して中央から除去される前に上記流動床を通過した流体の層で支持され、求心力は固体粒子に加わる上記遠心力によって相殺される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明では、円形反応室の円形壁の周りに分布させた噴射器（インジェクタ）が円形壁に沿って一種または複数の流体を層状に注入して一連の流体層を形成する。この一連の流体層は反応室の内部で中心ダクトの周りを高速で回転し、中心ダクトの中に通り、中心ダクトの中心軸線に沿って進む。中心ダクトは一つまたは複数の排出開口を備え、従って、流体は中央から除去できる。
【０００９】
円形反応室の片側から供給された固体粒子の流れは円形反応室を横切り、反対側で除去される。その間に固体粒子は流体に随伴されて高速回転運動させられ、遠心力によって円形反応装置室から出る前に、固体粒子は濃い回転流動床中で十分に濃縮される。固体粒子の少なくとも一部は円形壁に沿って移動する一連の流体層の求心圧力によって支持される。一連の流体層は円形壁に対して固体粒子の摩擦を減らし、流体クッションの役目をする。
【００１０】
流体は円形反応室を囲んだ流体の供給チャンバを有する供給装置によって供給され、供給装置と中心ダクトとの間の圧力差は回転流動床の遠心力に起因する平均圧力より高くするのが好ましく、流体は回転流動床を支持し且つ平均遠心力、好ましくは重力の3倍より大きな平均遠心力を発生させる速度で回転させるのに適した流速にするのが好ましい。中心ダクト中への固体粒子の随伴を避けるために、反応室の半径および固体粒子の濃度と流体との比が増加した時には、上記速度および／または流体の噴射と除去との圧力差を大きくし、固体粒子の回転角運動量のロスを減らさなければならない。
【００１１】
そのために、圧力と反応室の円形壁上への固体粒子の濃縮、従って、スローダウンとを制限するために、反応室の各環状のセクションに少なくとも90度の間隔で一回流体を噴射する（すなわち4回噴射する）のが好ましく、さらに好ましくは少なくとも7回、最も好ましくは少なくとも11回噴射するのが好ましい。噴射する一連の流体層の数を多くし、従って、噴射と噴射の間の距離を短くし、円形室の平均半径以下にして、下流域の噴射器から注入される流体層に達する前に、上流域の噴射器から注入された流体層中を通った後に円形壁と接触する固体粒子の量および濃度を制限するのが好ましい。
【００１２】
噴射器の断面形状は充分な速度、好ましくは流動床中の固体粒子の所望回転速度の少なく２倍の速度で流体が層状に注入されるように設計するのが好ましい。流体は噴射の時点で反応室の平均半径の20分の1以下の厚さを有し、円形壁に対して鋭角、好ましくは30度以下の角度を成し、流体噴射器の出口開口の面は下流側の円形壁と60度〜120度の間の角度を成して、噴射器を出た時の流体のスラストが半径方向または求心方向よりも接線方向となるようにするのが好ましい。
【００１３】
円形壁は円筒形にすることができるが、種々の半径半径にすることができ、さらには、流体噴射器間を平面にすることもできる。この後者の場合には、円形壁は多角形であり、噴射器の数が増加すると各噴射器の片側の面は180度の角度に近づく。
【００１４】
中心ダクトの周りの流体の回転を容易にし、放出開口の下流で中心ダクトの壁に沿って流体が逆流する可能性を減らすために、中心ダクトの断面は単一の流体放出開口以上であってはならない。この開口は幅が狭く、縦方向に延び、中心ダクトと円形壁との間の平均距離の半分以下の平均幅を有するのが好ましい。放出開口の断面の合計は流体の噴射器の出口開口の断面の合計の２倍以下であるのが好ましく、流体の噴射器の出口開口自体は円形反応室の平均縦方向断面の半分以下であるのが好ましい。放出開口の面は中心ダクトの壁に対して60度〜120度の角度を成すのが好ましい。中心ダクトの壁は排出開口の下流側からその反対側へ向かって反応室の円形壁から次第に離れ、螺旋状の形状を有するのが好ましい。
【００１５】
本発明装置は、中心ダクトの壁の近くで反応室中を縦方向に延びた少なく一つの翼状のデフレクタ（偏向板）をさらに有することができる。このデフレクタの先端縁は流体除去開口の上流域にあり、その後端縁はこの流体除去開口の下流にあって、デフレクタと中心ダクトの壁との間の空間に入った固体粒子（一般に最も細かい固体粒子）を再導入する役目をする。上記空間の入口断面は排出開口の断面の合計より大きくするのが好ましく、上記後端縁と中心ダクトの壁との間の距離は後端縁と円形壁との間の距離の半分以下にするのが好ましい。このデフレクタは中空にすることができ、その後端縁に沿って流体噴射器を備えることができる。この流体噴射器は排出開口の下流で中心ダクトの壁に沿って固体粒子が上昇するのを防止するために、薄い流体の層を略平行、好ましくは排出開口の下流で中心ダクトの壁に対して約30度で高速に注入する。
【００１６】
本発明装置はさらに、固体粒子の出口の近くに配置された少なくとも一つの横方向に延びた制御リングを有することができる。この制御リングの外側エッジは円形壁に沿って延び、それに固定され、その内側エッジは中心ダクトからの平均距離の所で中心ダクトを取り囲んでいる。この平均距離は、固体粒子が中心ダクトの排出開口の近くに接近しないで流動床の片側から反対側へ通過できるようにするために、中心ダクトと円形壁との間の平均距離の四分の一以上にするのが好ましい。この制御リングは流動床が所望の上流厚さに届かない限り、制御リングの上流域から下流への固体粒子の移動を防ぎ、従って、スローダウンするのを防ぐ役目をする。この制御リングは固体粒子の供給を止めた時に、円形反応室を少しづつ抜き出すのに充分な最小の流れを作ることができるようにするために、円形壁に沿った流路を有している。
【００１７】
本発明装置はさらに、一組の螺旋形のターン（螺旋羽根）を有することができる。この螺旋形のターンの外側エッジは円形壁に沿って延び且つそこに固定され、その内側エッジは中心ダクトから平均距離の所で中心ダクトを取り囲んでいる。螺旋形ターンと中心ダクトとの間の空間内を他の方向へ螺旋形ターンに沿って延びたときに、中心ダクトの排出開口の近くに接近しないで、固体粒子が一つの縦方向へ進行できるようにするために、上記の平均距離は中心ダクトと円形壁との間の平均距離の四分の一以上であるのが好ましい。
【００１８】
この螺旋形ターンは連続した螺旋羽根でも不連続な螺旋羽根でもよく、また、または一組のフィンから作ることもでき、流動床の回転の軸が傾斜している場合には固体粒子が円形反応室の一端から多端まで複数回通り、および／または、または垂直である場合には縦方向に不地区数回上昇するようになっている。類似の装置は本発明者の下記特許出願に記載されている。
【特許文献１】2004年4月14日出願のベルギー特許出願第2004/0186号
【特許文献２】2004年12月12日出願のベルギー特許出願第2004/0612号
【００１９】
本発明では流動床の回転軸は水平でも、傾斜していても、垂直でもよい。水平か、45度以下、好ましくは30度以下傾いた場合、固体粒子の平均速度、その濃縮およびそれが薄い流体層に加える圧力は反応室の底部の方が高くなる。従って、外側の分配室を縦方向分離壁によって複数の縦方向セグメントに分割して、反応室に応じて各流体噴射器の流体噴射圧力を違えるのが好ましい。
【００２０】
流動床の回転軸線を垂直にするか、45度以上、好ましくは少なくとも60度傾ける場合には、中心ダクトから一定距離の所、好ましくは円形壁と中心ダクトとの間の平均距離の1／３以下の所に、分離リングを設け、中心ダクトを取り囲む、この分離リングは円形壁に固定でき、固体粒子が中心ダクトの排出開口の近くに接近せずにこの空間中に移ることができるようにして、固体粒子が過度に急速に落下するのを防止する役目をする。固体粒子によって上記分離リングの上側表面に加わる圧力によって固体粒子の落下だけでなく回転運動も遅くなる。必要な場合には、分離リングは中空にすることができ、その上側表面に沿って固体粒子の回転方向に薄い層状に流体を注入する流体噴射器を備えることができる。
【００２１】
本発明装置では上記の分離リングを螺旋形ターンに代えることができる。この螺旋形ターンは中空でもよく、また、連続した螺旋羽根でも、不連続な螺旋羽根で形成でき、フィンに分割してもよく、円形壁に固定される。螺旋形ターンまたはフィンの傾きの向きは固体粒子を上方へ随伴する。固体粒子を円形壁に沿って迅速に回転させる。螺旋形ターンの上側表面に沿って上昇した固体粒子が、中心ダクトの排出開口の近くに接近せずに、上記空間中へ下降して戻ることができるようにするために、螺旋形ターンの内側エッジと中心ダクトとの間の平均距離は円形壁と中心ダクトとの間の平均距離の四分の一以上にするのが好ましい。これによって固体粒子を円形反応室の底部へ供給し、最上部で除去することが可能になる。これに類似した装置は本発明者の上記特許文献１（2004年4月14日出願のベルギー特許出願番号2004/0186）および特許文献２（2004年12月12日出願のベルギー特許出願第2004/0612号）に記載されている。
【００２２】
本発明装置では中心ダクトは円形反応室の片側のみ、好ましくは流動床の回転軸が垂直または傾斜している場合には上部のみを貫通し、反対側に達する前に終わることができる。中心ダクトの断面は次第に小さくすることができ、円形反応室中に位置したその末端は開いても、閉じていてもよい。
【００２３】
本発明装置では、分配室を横方向環状分離壁によって一連の環状セクションに分割し、各セクションに量および種類の異なる流体を供給して、回転流動床の対応セクションを通過させることができる。これらの流体は同じセクションに再循環するか、中心ダクトが一連のセクションに分割されている（中心ダクト内部を通るチューブに接続し、各流体を別々に除去することができる）場合には他のセクションへ再循環することができる。
【００２４】
本発明では複数の円形反応室を直列に配置することができ、一つのチャンバからの固体粒子の出口を次のチャンバの固体粒子の入口に接続し、触媒の場合には固体粒子を必要に応じて適当な装置によって所定の時間再生処理した後に円形反応室へ再循環することができる。
【００２５】
本発明装置の他の実施例の特徴は、上記円形反応室が他の類似した円形反応室に接続され、一つの円形反応室から他の類似した円形反応室へ移送ラインを介して固体粒子が移送される。固体粒子を供給するため入口は固体粒子を供給する装置の反対側で円形反応室の円形壁の近くに位置し、出口は上記の類似した円形反応室から固体粒子を除去するための装置の反対側で上記の類似した円形反応室の中心ダクトの近くに位置している天にある。上記の類似した装置は本発明者の上記特許文献２（2004年12月12日出願のベルギー特許出願第2004/0612号）に記載されている。
【００２６】
本発明は、極めて多量の流体を濃い回転流動床を通って通過させ、固体粒子と流体とをより良く分離させ、流体濃度が低い場合でも、反応装置の内部で回転機械手段を用いずに急速回転させて高い遠心力を得るのに適している。流体および／または固体粒子は必要に応じて適当な処理をした後に簡単に再循環でき、滞流時間は調節することができる。本発明方法は流体と固体粒子との間に良い接触を必要とする場合、例えば小型反応装置での固体粒子の急速乾燥および／または発熱触媒反応やエチレンの触媒重合、エチルベンゼンの接触脱水素反応または軽質ガソリンの接触分解のような吸熱反応の温度制御での熱伝達に特に有利である。
【００２７】
本発明はさらに、所望速度で触媒粒子を再生するのに適しており、固体粒子の回転速度が高いので、固体粒子が会合物を形成したり、反応装置表面に付着するのを減らすことができる。また、固体粒子と反応装置表面との間に流体クッションが存在するので、固体粒子の摩擦および反応装置壁の摩擦も減る。
【実施例】
【００２８】
［図1］は（x）−（z）軸面での概念的縦断面図である。（x）軸は流動床の回転軸線（00'）と一致し、（z）軸は円筒形反応装置の垂直上向きの軸線と一致している。円筒形反応装置は三つの同心壁、すなわち、外壁（1）と、円形壁とよばれる中央壁（2）と、中心ダクトの壁とよばれる中心壁（3）とを有する。外壁と中心壁との間の空間は２つの環状側壁（4.1）、（4.2）によって閉じられている。外壁と円形壁との間の空間（5）は流体のフィードチャンバ（供給室）であり、円形壁と中心壁との間の空間（6）は円形反応室であり、中心壁の内部の空間は中心ダクト（7）である。
【００２９】
矢印（9）で象徴的に示した流体のフード（導入）にはチューブ（8）が使われる。流体は外壁（1）または環状側壁（4.1）、（4.2）を介してフィード・チャンバ（5）に入り、矢印（11）によって象徴的に示すように中心ダクト（7）からチューブ（10）を介して排出される。円形壁（2）には流体噴射器となる縦方向スリット(12）が形成されている。この縦方向スリット(12）は所定の長さで長手方向に延び（図示した例では円形反応室の一端から他端まで連続して延び）、互いから離れて配置されている。矢印（13）によって象徴的に示した流体は円形反応室（6）中に高速で噴射され、円形壁（2）に沿って薄い層を形成し、中心ダクト（7）の円形反応室（6）から矢印（15）によって象徴的に示した流体となって中心ダクト（3）の壁に形成された放出開口（14）に入る。流体は円形反応室内を高速回転するので、流体の速度の接線成分は放射方向成分よりも実質的に高いが、この接線成分は図１の面に対して垂直なので、この図では見えない。
【００３０】
ライン（16）は小さい円（17）で象徴的に示した固体粒子を側壁（4.1）を介して導入するのに用いられる。投入された固体粒子は回転運動する流体に随随伴され、その遠心力によって円形壁（2）に沿って保持され、流動床を形成する。流動床の表面（18）はほぼ円筒形である。固体粒子（17）は反対側の環状側壁（4.2）に形成されたライン（19）から除去される。上記空間（5）は互いに異なる種類および／または互いに異なる圧力の流体を供給するために環状壁（20）によって複数の分配チャンバの環状セクシッン（A）、（B）、（C）に分割されている。
【００３１】
流体を除去するためのチューブ（10）は両端が拡大した中心ダクト（3）中に挿入され、一種のサイクロンを形成している。中心ダクトに入った固体粒子は高速で回転され、円錐壁（24）に沿って濃縮され、チューブ（25）を介して除去され、必要に応じて再循環される。
【００３２】
流動床は円形壁に取りつけた制御リング（26）で分割でき、この制御リング（26）には必要に応じて固体粒子が一方の側からもう他方の側へ通過できる一つ以上の流路（27）を形成することができる。ライン（16）を通る固体粒子（17）のフィード速度が流路（27）を通る固体粒子の移送速度より高い場合には、制御リングの中央を経へオーバーフローして反対側へ移る粒子の量が十分になるまで、制御リング（26）の上流側の流動床の厚さ（28）は増加する。また、ライン（19）を通る固体粒子の出口での流速がフィード速度より高い場合には、制御リング（26）の下流側の流動床の厚さ（29）が減少し、粒子の出口での流速が入口での流速に自動的に合うまで固体粒子が希薄化される。この装置は固体粒子のフィード速度が十分に高い場合に制御リング（26）の上流域の流動床、好ましくは出口（19）の近くに位置した流動床の体積をほぼ一定に維持する役目をする。流路（27）は固体粒子のフィードを止めた円形反応室から全ての固体粒子を除去するのにも使用される。
【００３３】
この反応装置は水平であるので、重力効果によって円形反応室の最上部（28）と底部（30）との間で流動床の厚さおよび／または固体粒子濃度に違いがでる。粒子の濃度および速度は底部（30）で最高になり、従って、流動床の厚さは最小になり、中心ダクト（7）を介して随随伴される率が減るので、出口（14）は反応装置の底部（30）に設けるのが好ましい。
【００３４】
排出開口（14）の面は中心ダクトの壁に対して垂直であるので、反応室の厚さまたは幅（31）は排出開口（14）の下流で最小であり、その上流域で最大（32）である。この図では円形壁（2）は円筒形であり、従って、その半径（33）は一定であるが、中心ダクト（3）の壁の曲率半径は変えることができ、出口（14）の上流域で最大（35）で、その下流域で最小（34）である。
【００３５】
排出開口（14）の幅（36）は流体（11）の排出を容易にするために反応室の中央で最大で、環状側壁（4.1）、（4.2）の近くで最小であり、従って、中心ダクトの断面はその両端がより大きくなっている。これらの壁によって遅くされた固体粒子が中心ダクト中に随伴されるのを妨ぐために、上記の幅（36）は環状側壁に対してゼロにするのが好ましい。
【００３６】
反応装置をわずかに斜めにすることで出口へ向かう粒子の流れを増加させ、反応室中での滞流時間を減少させることができる。この場合には遠心力に対する重力の傾き度合いに応じて流動床の表面はわずかに円錐形になる。
【００３７】
［図２］は［図1］の反応装置の（y）−（z）軸面での概念的な断面図である。この図では環状分配チャンバ（5）が４つの管状分配チャンバ（5.1）〜（5.4）になっている。各管状分配チャンバは一つまたはセットになった流体噴射器（12）に連結されている。噴射器の数が少ない場合、この配列が好ましい。
【００３８】
中心ダクトの壁（3）は螺旋状で、その曲率半径（35）は排出開口（14）の上流域が小さく（34）なっている。ダクトの周りを回転する流体の速度は排出開口(14)に近づくにつれて増加するので、円形チャンバの幅（31）は上流域（32）より下流が小さいのが好ましい。
【００３９】
中心ダクトの出口（14）の下流に生じることのある逆流によって発生する乱流（矢印（38）で図示）の帯域の断面図を面（37）で示してある。この乱流は固体粒子（一般には最も細かい粒子）を排出開口（14）を介して排出させる原因となる。
【００４０】
反応装置の底部で遠心力に加わる重力の役目を観察することは有用である。この重量は反応装置の底部において固体粒子の速度、従って遠心力を増加させ、円形壁に対してより高い圧力を発生させるので、管状分配チャンバ（5.3）の噴射圧力をより高くすることができる。さらに、出口（14）の上流域での管状チャンバ（5.2）の噴射圧力を下げて、固体粒子に加わる流体の求心圧力を減らして、中心ダクト中へ随伴される危険を減らすのが好ましい。
【００４１】
数値シュミレーションから、直径が40cmの円筒形チャンバで、円筒形チャンバの周りの各環状セクションに互いに90度に分布させた４つの流体噴射器から円筒形の壁に対して30度の角度で空気を大気圧で注入することで濃い回転流動床が形成できるということが分っている。しかし、噴射スリットの上流域（ここでは濃度が理論的な最高値に近づき、従って、流動床の回転に対する抵抗が増加する）では多量の固体粒子が薄い流体層を通過し、円形表面に沿ってスローダウンするということが分かっている。また、噴射器の上流域でスローダウンして高圧を発生させる固体粒子と、噴射器出口の開口の固体粒子の上記高圧力を相殺させる必要のある高い噴射圧力の流体との間の相互作用によって、局所的に強い求心スラストが発生すること、そしてこの強いスラスト力が固体粒子の排出開口の上流域にある場合にはこのスラスト力で固体粒子は排出開口の方へ押され、固体粒子が減失する原因となることも分っている。
【００４２】
このブレーキ効果を減らし、固体粒子のロスの原因となる共振現象を避けるために、噴射器の数、好ましくはその主数を増やし、および／または、噴射器間の距離を同一でなくすのが好ましい。また、噴射器および円形壁の形状を流体の求心スラストが最小になり、接線スラストが良くなる形にするのが好ましい。従って、［図２］では噴射器の出口開口を円筒形の円形表面と平行な面と実質的に一致させて、液体の噴射角度が小さい場合でも固体粒子に加わる流体の圧力に起因する求心スラストを良くしている。
【００４３】
［図３］は流体噴射器の周りの区域の概念的な断面図を示し、流体噴射器（12）の下流で円形壁（2.2）をわずかに変形させて、出口面の向きを変えてある。この流体噴射器（12）は平らで、円形壁（2.3）の延長上の（B）で接し、平らな壁面（2.2）に対して約90度の角度（40）を成している。出口の上流域側の(A)で流体（13.1）の高圧力によって生じるスラストは円形壁に対してより接線状になる。
【００４４】
小さい円（17）で象徴的に示した極めて濃縮された固体粒子はコンパクトなセットを形成し、噴射器（12.1）の上流で円形壁（2.1）に沿って方向（41.1）へ摺動する。この固体粒子は噴射器出口でライン（42.1）に沿った流体（13）の流れと合って次第に流れを変え、流体のライン（41.2）に沿って加速され、従って、濃度が次第に低下し、固体粒子は次第にコンパクトでなくなり、固体粒子中に入る流体のライン（42.2）の量が次第に増え、流体は流動床中に深く入り（42.3）、壁（2.3）から離れる。
【００４５】
固体粒子の流れライン（41.2）と壁（2.2）との間の空間（43）中の流体の圧力は流体の出口を固体粒子が閉塞するのを防止し、従って、流れライン（41.2）に沿って曲げるのに十分な圧力でなければならない。流体が固体粒子を加速すると、そのエネルギー、従って、その圧力は減少し、流れライン（41.3）に沿った固体粒子を円形壁（2.3）に接近させ、それによってスローダウンし、従って、次の噴射器の前を通過するまでに濃度が増加し、これを繰り返す。
【００４６】
噴射器出口（12）の平と円形壁との間の角度（40）が０度に近い［図２］の場合には固体粒子の方向変化（41.2）はより突然に起こり、より高い圧力が生じ、噴射器の上流域にある固体粒子に上記の面に対して垂直な方向、従って求心力方向により高い流体スラストを発生し、流れライン（41.2）は壁（2.2）からより離れ、上流域での固体粒子のスローダウンが増加し、中心ダクトに近い方へ運ばれる。
【００４７】
この図は反応室の湾曲壁によって固体粒子がどのようにしてスローダウンするか、また、流体ジェットの噴射によって生じる障害物を打ち当てることでコンパクトなセットが形成し、それが固体粒子の通常のスライドを遅くできるかを示し、噴射器の出口開口の配置と向きおよび流体の噴射方向の向きによって上記ブレーキ効果と固体粒子よって出口の上流域で流体に加わる求心圧力とを最小化できるかを示している。
【００４８】
［図４］は反応室の（y）−（z）軸面に沿った概念的な断面図を示し、反応装置へ流体を供給、除去するための装置を変形して、流体から固体粒子へ接線方向と求心方向の間の角運動量の比率を改善し、中心ダクトの排出開口（14）を通って逃げる固体粒子の量を減らすようにしたものである。この図では噴射器の数は１１に増やしてあり、供給室は円形壁（2）を取り囲んだ円筒壁(1)でまとめ、縦方向壁（49）によって縦方向セグメント（5.1）〜（5.4）に分割して各流体噴射器（12）に異なる圧力を供給するのが好ましい。
【００４９】
円形壁は２つの噴射器（12）の間が平面であり、従って、反応室は多角形である。従って、流体は［図５］に示すように上記平面と平行に噴射され、固体粒子の上記平面上での摺動が容易になり、噴射スリット上流域でのその濃縮が減り、従って、その移送抵抗が減少する。
【００５０】
図の面に垂直な断面で示された中空の翼形のデフレクタ（50）は円形反応室（6）を縦方向に延び、２つの環状側壁（4.1）、（4.2）（この図に示されていない）に固定され、排出開口（14）の上流域で中心ダクト（3）の壁から一定距離（51）の所にある。加圧流体はこのデフレクタ（50）を介して導入でき、中心ダクトと壁とデフレクタ（50）との間の空間（53）に流体の流れ（52）を導く。
【００５１】
デフレクタ（50）の先端エッジ（54）に沿って生じる可能性のある乱流地帯（37）によって固体粒子が上記空間（53）中に随伴されることがある。従って、上記の距離（51）を排出開口（14）の厚さ（36）より大きくして、固体粒子を加速する流体（52）の速度を次第に増加させ、遠心力によって中空のデフレクタ(50)の湾曲した内側の壁（55）に沿ってスラストさせるのが好ましい。
【００５２】
中心ダクト（3）の壁から距離（57）の所に位置したデフレクタの後端エッジ（56）には一つまたは複数の流体噴射器を設けて、中心ダクト（3）の壁に対してほぼ平行、好ましくは約30度以下の角度で流体（58）の薄層を高速で注入し、吸引作用を生じさせて、デフレクタの内側の壁（55）に沿って流れる固体粒子を排出開口（14）の先で反応室（6）へ戻す。しかし、中心ダクト（3）の壁と薄い流体層（58）との間に乱流地帯（59.1）が生じ、逆方向の流動が生じ、粒子の一部を出口（14）へ戻すことがある。この影響を最小にするために空間（53）中の圧力降下を小さくし、流体の流れ（52）が加速しなければならない固体粒子の量を少なくし、従って、距離（57）を短くし、好ましくは先端エッジと円形壁との間の距離（60）の半分以下にするのが好ましい。
【００５３】
流体ジェット（58）と円形壁との間にも別の乱流地帯（59.2）が生じる。この乱流地帯（59.2）は逆方向への流動の原因となり、この地帯の上流域での流動床への抵抗を増加させる。この影響を最小にするために薄い流体層（58）の噴射方向を中心ダクト（3）の壁と平行にするか、その方向に僅かに傾けるのが好ましい。
【００５４】
［図５］は２つの噴射器（12.1）、（12.2）の周りの地帯の拡大図を示し、固体粒子は噴射器（12.1）の上流域で平らな壁（2.1）に沿って流れライン（41.1）に沿ってスライドする。この固体粒子は噴射器（12.1）からの出口の所で流体の流れ（13.1）に圧力を加える。この出口表面は壁（2.2）の表面に対して約90度の角度（40）を成し、反応室に入る流体の通常の膨張を防ぎ、流れライン（41.2）に沿って流れることを強制し、その圧力で固体粒子の圧力を補正し、流れライン（42.1）に沿って拡大させ、次第に流体の層中へ浸入させる。固体粒子は濃度に応じた透過性を有するデフレクタの役目をするバリア（障害物）を形成し、流れライン（42.2）と多角形壁（2.2）との間に流体を閉じ込める役目をする。流体は幅の狭い空間中に閉じ込められるため高い平均速度を維持し、流れライン（41.3）に沿って流動している粒子にエネルギーを与えてエネルギー、従って圧力を失い、粒子を加速し、従って、濃度が低下し、透過性が増加し、その結果、流れライン（42.3）を壁（2.2）から離し、エネルギーを失った流体はスローダウンする。固体粒子の流れライン（41.4）は最終的に壁（2.2）に沿って流れ、それに沿って摺動し、スローダウンし、次の噴射器（12.2）に達する前にその濃度は増加する。
【００５５】
噴射器の上流域の固体粒子流の濃度は、流体噴射器（12.1）と（12.2）との間の距離が増加する（従って、その数が減少する）と増加する。従って、平面壁（2.2）の表面が［図３］の（2.1）、（2.3）のように湾曲している場合には固体粒子の流れ（41.1）、（41.4）に追加の圧力を加え、それによって固体粒子の流れはスローダウンされ、濃度が増加し、流動床の回転に対する抵抗が増加する。
【００５６】
噴射器の数が多くなり、従って、固体粒子流れ（41.2）、（41.3）の偏流が減少し、流体の流れ（13.1）、（13.2）に加わる圧力が低下し、これらの流体を通過した後に多角形の円形壁に沿って濃縮可能な固体粒子の量が減少し、流動床の回転に対する抵抗が減少したときに、２つの噴射器の間の角度の差（66）は小さくなる。流体（13.1）を多角形円形壁（2.2）と実質的に平行な方向に噴射できるようにするために、噴射器出口（12.1）の面と多角形円形壁（2.2）とが成す角度（40）は約90度にして、固体粒子に移動される接線角運動量を増加させる。
【００５７】
この図は固体粒子が流体クッションによって運ばれ、流体噴射器の数が高い場合、圧力が遠心力を相殺し、粒子が非常に低い回転抵抗で多角形円形壁に沿って摺動するのを可能にすることを示している。
【００５８】
円形反応室は他の類似した円形反応室に直列に接続できる。上流域の円形反応室からの固体粒子の出口（19）を次の円形反応室の入口（16）に接続する。これらの円形反応室は互いに並べて延長するか、重ねることができ、傾けても、垂直でもよい。
【００５９】
［図６］は２つの円形反応室のセクションを互いに上下に重ねて接続した流動床の（z）軸を回転軸線（00'）と一致させた（x）−（z）軸面での概念的縦断面図である。流動床の表面（18）は円錐形で、反応室（6）の流動床は分離リング（80）によって複数の環状セクションに再分割されている。分離リング（80）とその上の流動床の一部を直接支持している。複数の環状セクションは開口（81）を介して流体分配室（5）に連通し、（x）−（y）軸面にほぼ平行で、回転軸線（00'）に垂直な噴射器（82）を通して矢印（83）で象徴的に示した所定量の流体を薄層状に噴射し、固体粒子を支持し、回転させる。固体粒子は分離リング（80）上に支持される。反応室の底部に位置した分離リング（85）は中心ダクト（3）の壁まで延び、他の分離リング(80)は固体粒子の通過を許すために広い（好ましくは円形壁と中心ダクトとの間の平均距離の四分の一以上の）中心開口を有している。この中心開口は排出開口(14)を経て中心ダクトに随伴されるのを避けるために中心ダクト（3）の壁から一定の距離の所にある。
【００６０】
固体粒子（90）の流れは上側の円形反応室の底部から移送ライン（91）を経て出る。移送ライン（91）は分離リング（85）を通過し、下側の円形反応室の上部に挿入（92）されている。流体の流れ（11）は一つまたは複数のライン（93）を介して中心ダクト（7）から除去される。
【００６１】
流動床上の流体の圧力が各円形反応室でほぼ同じ場合には、流動床中の円形壁の近くに位置した移送ライン（91）の入口の圧力は中心ダクトの壁の近くに位置した流動床の外側の出口の圧力より高くなり、従って、反応装置が水平およびほぼ同じ高さに位置していたとしても一つの反応装置から他の反応装置への固体粒子の移送が容易に行なえるということは理解できよう。
【００６２】
最後に、排出開口（14）を通過して中心ダクト（7）中に入った固体粒子（95）は回転しながら中心ダクトの底に落下し、チューブ（96）によって分離される。このチューブ（96）は移送ライン（90）と同一平面にはなく、互いに交差している。この場所での圧力は反応室の圧力以下であるので、これらの固体粒子は別に回収しなければならない。その後、必要に応じて再循環する。
【００６３】
分離リング（80）は螺旋形ターンに代えることができる。この螺旋形ターンの傾斜が上向きの場合、螺旋形ターンに沿って円形壁上を回転する固体粒子は上昇する。この場合には、移送ライン（91）の下部が圧力が最も高い円形壁に位置し、移送ライン（91）の上部が圧力が最も低い中心ダクトの所に位置していれば、固体粒子を下側円形反応室から上側円形反応室へ移すことができる。円形反応室の上部から移動も、除去もされなかった粒子は螺旋形ターンと中心ダクトの内側エッジとの間の中心空間中へ戻ることができる。螺旋形ターンを中空にし、流体を噴射供給して、その上側表面に沿って流体を円形反応室中に注入することもできる。螺旋形ターンは連続ターンまたは不連続な螺旋形ターンにでき、また、固定羽根と同様に螺旋形ターンを上方向を向いた部分に分けることもできる。
【００６４】
流体の流れは対象に適した配列に従って再循環できる。例えば、［図７］は直列に配置された２つの円形反応室の一方の側に設けたチューブ（16）を介して導入、第2のチャンバの反対側端部に設けたチューブ（19）を介して取出す固体粒子の乾燥に適した配置である。一方の反応装置から他方の反応装置への粒子の移送は移送ライン（91）を介して行なう。
【００６５】
固体粒子の出口（19）側に位置したフィードチャンバの環状セクション（F）へ供給するチューブ（8.1）を介して冷却された乾燥気体（100）が導入される。この乾燥気体は熱い固体粒子と接触して冷却され、固体粒子は加熱される。乾燥が完了するとチューブ（19）を通して圧縮機（101.1）によって吸引され出口チューブ（11.1）を介して外部へ排出される。気体は処理装置（102.1）、（102.2）、例えば熱交換器および／または凝縮器を通ってチューブ（8.2）、（8.3）を介して環状セクション（E）および（D）へ再循環される。さらに、チューブ（8.3）〜（8.6）の圧縮機（101.2）、（101.3）によって処理装置（102.2）〜（102.5）を通って環状セクション（D）〜(A)へ再循環され、次第に固体粒子から水分が除去される。固体粒子によって冷却され、水分を含んだ流体は（103）の所で除去される。固体粒子はチューブ（8.6）の側でチューブ（16）によって導入され、加熱される。
【００６６】
固体粒子は流動床を通る流体を化学的に触媒する触媒にすることができる。この場合、流体は次第に変換される。流体は反応装置を最初に流れる間に使用済み触媒と接触し、第2回目に流れる間にフレッシュな触媒または再生された触媒と接触する。処理装置（102.1）〜（102.5）で望ましくない成分を、例えば吸収または凝縮で除去することができる。上記の使用済み触媒は適当な装置によって再生され、再循環できる。
【００６７】
［図８］は［図1］と同様な反応装置の概念的な縦断面図であるが、流動床の回転軸線は垂直か、急角度で傾けられており、中心ダクト（7）は下側（4.2）から一定距離の上方で終わっている。中心ダクトの底部は［図8］に示すように閉じていても、開いていてもよい。この場合、中心ダクト中に入った固体粒子は操業停止時にその底部を通して除去できるが、円形反応室の底にたまった固体粒子は操作中に渦によっては随伴できる。
【００６８】
この配置は除去する流体の量があまりに多くないときに有利である。流動床の表面（18）が円錐（図ではわずかに円錐）であるので、非常に高い遠心力が加わり、流体（13）は反応室下部の流動床のより厚さの厚い部分を横断しなければならないので、そこでの滞流時間はより長くなる。これを避けなければならない場合には、円形チャンバ（2）も円錐にして差を小さくし、および／または、円形反応室の下部に注入される流体の量を増加させる。例えば、流体噴射器および／または分配チャンバの環状のセクション（C）の圧力の数および／または断面を増加させる。
【００６９】
［図８］にも流体の一部を圧縮機を使用せずに再循環するためのエジェクタによって流体を供給する系を有している。この配置は流体を一回または二回だけしか再循環しない場合や、圧縮機の使用が難しい場合、例えば、流体が腐食性の場合や、エチルベンゼンの脱水素またはガソリンの軽質オレフィンへの接触分解のように非常に高温度か場合に特に有利である。
【００７０】
流体のフィード（100）は必要に応じて予熱されてから、圧力下でエジェクタ（105）中に注入され、非常に高い速度で再循環（11.1）される流体の出口チューブ（10.1）中に注入（106）され、処理装置（102）、例えば炉中へ随伴され、チューブ（8）を介して反応装置に再循環された後、チューブ（10.2）を通って処理装置へ除去（11.2）される。
【００７１】
［図９］は［図1］と同様な反応装置の縦断面図で、中心ダクトの両側にインペラ（109.1）（109.2）によって象徴的に示した遠心圧縮機（108.1）（108.2）を有している。これらの遠心圧縮機は一般に中心ダクトを貫通した駆動シャフト（111）を用いてモーター（110）で駆動される。フレッシュな流体（112）は固体粒子の出口側（19）に配置されたチューブ（8.1）を介して供給され、必要な場合には処理装置（113）、例えば水分凝縮器を通る。次いで、必要な回数だけチューブ（8.2）、（8.3）および処理装置（102）、例えば加熱装置を介して圧縮機（108.1）、（108.2）によって再循環された後に除去される。この配置は極めてコンパクトで、例えば、農業穀物の乾燥用の簡単に移動可能なユニットとして使用することができる。
【００７２】
流体の流れを一つのセクションから他方のセクションへ同じ環状セクションで再循環して、例えばマルチモダル（多峰）および／または広い分子量分布を有するポリマーを得るために、モノマーを含んだ、必要に応じて異なる組成および／または温度の活性流体の混合物中に懸濁した触媒粒子を重合させるために使用できる。
【００７３】
［図１０］はこの種の用途に使用される配置を示す。供給室と中心ダクトは横断壁（20.1）〜（20.3）および（115.1）〜（115.3）によってそれぞれ４つのセクション（A）〜（D）および（A°）〜（D°）に分割されている。これらの横断壁は環状横断壁（116.1）〜（116.3）を介して延長して、円形反応室を４つの供給室および中心ダクトに対応する４つのセクションに分割し、一つのセクションから他のセクションへの流体の分離を良くすることもできる。これら環状横断壁（116.1）〜（116.3）には固体粒子を円形壁に沿って一つの環状セクションから他の環状セクションへ移すための流路（117.1）〜（117.3）を設け、また、中心ダクトの各セクションの間の圧力を同じにするための流体の流路として、中心ダクト上またはその内部に流路（118.1）〜（118.3）を設ける。
【００７４】
4つの圧縮機（108.1）〜（108.4）は同心チューブ（10.1）〜（10.4）を介して中心ダクトのセクション（Ａ°）〜（D°）の流体（11.1）〜（11.4）を吸い込み、チューブ（8.1）〜（8.4）および処理単位（92.1）〜（92.4）、例えば熱交換器を介して、必要に応じて望ましくない成分を除去し、および／または、再循環前に浄化してから、供給室(A)〜（D）へ再循環する。再循環された流体は回転流動床を通り、中心ダクトの排出開口（14.1）〜（14.4）に入り、再び同じセクションに再循環される。必要に応じて、フレッシュな流体（119）がフィード・チューブ（8.1）〜（8.4）から直接供給できる。
【００７５】
流体が気体である場合、少なくとも中心ダクトを貫通した一つまたは複数のチューブ（121）によって流動床の表面の一部の上へ細かな液体の液滴（120）をスプレーすることができる。
【００７６】
この配置での運転は、流体によって固体粒子に伝達される運動量が平均回転速度（Vp）で反応室内部から移送できる場合、すなわち、平均回転速度（Vp）が十分に高く、流体によって生じる求心圧力を遠心力で相殺でき、壁に沿った乱流および摩擦に起因する角運動量によるロスを相殺できるだけの十分に高い場合にのみ可能である。
【００７７】
固体粒子によってスローダウンした後の逆流を避けるために、流体は充分な平均接線速度を維持する必要がある。例えば、セクション毎に単一の出口（14）のみを有し、流体が円形壁に沿ってほぼ一様に注入される上記配置では、反応室を離れる前に平均して少なくとも一回半ターンする必要がある。
【００７８】
一つの例として、流体濃度に対する影響がわずかであるとみなされる圧力変化の影響を無視した場合、反応室の環状セクションの最初の条件はおおよそ以下のように書くことができる。
Ｋｅ×ｍ×（Ｖｉ−Ｖｔ）×Ｖｉ×Ｅｉ＝Ｃｃ×Ｍ×ｐ×Ｅ×（２×Ｒ−Ｅ）×Ｋｆ×Ｖｐ        （１）
（ここで、
Ｋｅは流体から粒子へ伝達される接線角運動量の効率の可変係数であり、運動エネルギーおよび／または圧力の一部を角運動に変換され、噴射された流体が円形壁と固体粒子の「壁」との間に閉じ込められる場合には１より大きく、
ｍ、ＶｉおよびＶｔはそれぞれ流体の濃度の平均値、噴射速度および接線速度であり、
Ｅｉは環状セクションを貫通した噴射器の出口開口の厚さ（幅）の合計であり、
ＣｃおよびＭは固体粒子の平均濃縮および濃度であり、
ＥおよびＲは反応室の平均厚さ（幅）および半径であり、
Ｋｆは平均回転速度Ｖｐを維持したまま固体粒子が単位時間当たりに受けなければならない角運動量のパーセント（％）を表す可変摩擦係数である）
【００７９】
ｍが一定と仮定すると（これは圧力変化がわずかな場合ほぼ正しい）、流体質量の保存から以下の式が与えられる。
Ｅｉ×Ｖｉ≒（１−Ｃｃ）×Ｅ×Ｖｔ／ａ
（ここで、ａは反応室を出る前に流体によって運ばれる回転数又は回転率の平均数）
【００８０】
Ｖｐ＝β×Ｖｔの場合には、β＜１が流体中の固体粒子のスリップ係数であり、式（１）は以下のようになる。
（１−Ｃｃ）／ａ≒Ｅｉ／Ｅ＋Ｘ×（２−Ｅ／Ｒ）        （２）
（ここで、Ｘ＝ｐ×Ｒ×β×Ｃｃ×Ｋｆ×Ｍ／（Ｋｅ×ｍ×Ｖｉ））
【００８１】
第２の条件はａ＞ａ°と書くことができる。ここで、ａ°は１／２にほぼ近く、ダクトへ過剰な量の粒子が補足される逆流を避けるために中心ダクトの周りを流体が平均して進行しなければならない回転数の最小数である。従って、式（2）は以下のようになる。
Ｘ＝ｐ×Ｒ×β×Ｃｃ×Ｋｆ×Ｍ／（Ｋｅ×ｍ×Ｖｉ）＜［（１−Ｃｃ）／ａ°−Ｅｉ／Ｅ］／（２−Ｅ／Ｒ）      （３）
このＸは1未満であるのが好ましい。
【００８２】
これは、流体が大気圧に近い圧力の気体である場合にほぼ相当し、濃度比Ｍ／ｍが非常に高い時に、比の積（Ｒ／Ｖｉ）×（Ｃｃ×Ｋｆ／Ｋｅ）は非常に小さくなければならないことを示しており、比（Ｃｃ×Ｋｆ／Ｋｅ）が小さく、および／または、流体の噴射速度Ｖｉが高く、半径Ｒが大きいことが必要である。それ故、大気圧に近い圧力の気体を使用する工業規模の反応装置で許容範囲内の平均固体粒子濃縮を得るためには、流体から固体粒子への角運動量の伝達が高効率で且つ固体粒子と円形壁との間の摩擦が低いことが必要である。
【００８３】
さらに、デフレクタ（４０）又は出口（１４）の上流の中心ダクト（３）の壁に過剰な数の粒子が接近することを防止するために、固体粒子に働く遠心力は、円形壁に近い流体の平均半径方向速度（Ｖｒ）の二乗に比例する流体の求心圧力より大きくなければならない。これは第一次近似で以下のように表すことができる。
Ｖｒ＜Ｖｃ×Ｖｐ／（ｇ×Ｒ）1/2      （４）
（ここで、ｇは重力加速度、Ｖｃは臨界上昇速度で、重力だけでバランスが図られる場合には、濃い流動床を得るために越えてはならない固体粒子の寸法が小さくなればなるほど低い値になる）
【００８４】
圧力変化がわずかで、流体の濃度変化が無視できる場合には、流体質量保存則から以下の式が与えられる：
２×ｐ×Ｒ×Ｖｒ≒Ｅ×Ｖｔ／ａ
ＲおよびＶｃをｍおよびｍ／ｓで表すと、不等式（４）は以下のようになる。
Ｅ＜２×ｐ×ａ×β×Ｖｃ×（Ｒ／ｇ）1/2＜  ２×ａ×Ｖｃ×（Ｒ）1/2        （５）
【００８５】
この不等式は臨界速度Ｖｃが非常に低いとき、従って、固体粒子の寸法が非常に小さい場合、反応室の最大平均厚さはＲの平方根に比例して増加するだけであるので、比Ｅ／Ｒを非常に低くすることが望ましくない場合には直径の小さな反応室を使用するのが好ましいことを示している。
【００８６】
流動床が流体流と最大限交差することが望まれ、最大流体噴射速度（Ｖｉ）が制限される場合には、流体噴射器の全断面積（Ｅｉ）を増加させなければならない。臨界速度（Ｖｃ）が低い場合には上記条件を用いて反応室の平均厚さ（幅）がほぼ以下の場合に最適化が達成できる：
Ｅ＝２×ｐ×ａ°×β×Ｖｃ×（Ｒ／ｇ）1/2      （６）、
Ｅｉ＝Ｅ×［（１−Ｃｃ）／1/2−Ｘ×（２−Ｅ／Ｒ）］      （７）
【００８７】
第一次近似ではａ°は０．５に近く、βは１に近いので、ｍおよびｍ／ｓで表すと、下記の式に成る：
Ｅ／Ｒ＜Ｖｃ／（Ｒ）1/2      （８）
Ｅｉ／Ｅ＜２×（１−Ｃｃ）−Ｘ×（２−Ｅ／Ｒ）      （９）
これは、固体粒子が小さいためＶｃ、従ってＥ／Ｒが低い時には、Ｘを小さくし、従って、噴射速度Ｖｉを高くする必要があることを示している。
【００８８】
しかし、実際に境界状態に近くなるのを避けるためには、使用する固体粒子の濃度より高く、流体の噴射速度よりは低い固体粒子の平均濃縮（Ｃｃ）および／または理論的流体噴射速度（Ｖｉ）を用いて反応室と気体噴射器の最適厚さ（幅）を推定するのが好ましい。
実施例
【００８９】
デジタルシュミレーションから、反応室の直径が0.4mで、中心ダクトの直径が0.14mで、単一の排出開口のみを有し、８つの噴射器（各出口の厚さ（幅）は0.004 m）を介して大気圧の空気を30m/秒の速度で注入した時に非常に小さい固体粒子を含む平均濃度Ccが30％で、臨界速度Vc が0.4m/sであるものから流体と固体粒子とを良く分離できることが分かっている。この場合、流体は中心ダクトの周りに平均して一回と半回転だけ周り、反応装置中の流体の滞流時間は約1/10秒である。固体粒子の濃度が１０％から３０％へ次第に増加した時の固体粒子および流体の推定平均接線速度はそれぞれ約４．６〜４ｍ／ｓ、５．５〜５ｍ／ｓであり、係数ｘとＣｃ  ｘ  Ｋｆ／ｋｅの積はそれぞれ０．９〜１および７％／ｓ〜８％／ｓで変化し、固体粒子の濃度が増加したとき、従って、流体のチャネリングしている固体粒子の「壁」が増加した時には、気体から固体粒子へ変換される角運動量の効率が向上することが確認されている。固体粒子の平均濃度が２８％に接近し、係数ｘが１に近づくと、中心ダクトを介して失われる固体粒子が急増すると思われる。
【００９０】
流体噴射器の数を減らして４にした場合、ＣｃｘＫｆ／Ｋｅの積は約２．５倍だけ高くなる。従って、気体の噴射速度Ｖｉを６０ｍ／秒へ増加させて、係数ｘを１以下に維持する必要がある。濃度が２５％以上では中心ダクトを経た固体粒子の減失が大きくなる。従って、Ｎ／ｍの比が高い場合には気体噴射器の数を多くする必要がある。中心ダクトの排出開口の数を増加させた場合には、中心ダクトの単位横断当たりの一つの排出開口のみを有する場合、低濃度でも固体粒子のロスが大きくなる。
【００９１】
流体の濃度に対する固体粒子の濃度の割合が低く、25倍以下の場合には、例えば圧力を25バールに増やすことによって流体は約５倍速く回転し、中心ダクトに入る前に平均して２回以上中心ダクトの周りを回転し、遠心力は約25倍高くなる。それによって固体粒子の濃度を増加でき、および／または、流体の噴射速度を減少でき、および／または、反応室の直径を増加でき、しかも、流体と固体粒子との分離をより良く分離状態に維持することができる。摩擦係数（Kf）を低くすることで性能をさらに改善できる。また、流体噴射器の数を増やし、噴射器および円形反応室のプロフィル（断面形状）を改善することで角運動量の交換係数の効率（Ke）を高くすることができる。
【００９２】
流体が固体粒子よりわずかに軽い液体である場合には、密度の差がわずかなため臨界速度Vcがはるかに低い場合でも、回転数、回転速度および遠心力を更に増加することで流体と固体粒子との分離を維持することができる。
【００９３】
これらの実施例は、流体の噴射速度を固体粒子の所望の回転速度よりはるかに高くしなければならず、および／または、反応室の直径を小さくしなければならないのは流体の密度が固体粒子の密度の比が数百の場合のみであることを示している。
【００９４】
本発明の装置は、触媒重合、乾燥、含浸、コーテング、焙焼または流動床中での懸濁固体粒子の他の処理またはクラッキング、脱水素または流体または流動床を通過する混合流体のその他の触媒変換の産業プロセスに適用することができる。
【００９５】
本発明装置を用いたプロセスの例
ガソリンのクラッキングによるオレフィンへ変換
［図８］に示した円筒形反応室は直径が１mで、長さが4.5mで、平均厚さ（幅）は0.23mであり、容積は約2.5m2である。流体（100）は高温に予熱された密度が約5kg/m3のクラッキングガソリンから成り、所定の噴射温度および圧力で高速（例えば200〜300m/s、これで圧力は100〜200000 Paになる）で噴射器（105）中に吹き込まれ、所望温度（600℃以上）に加熱される。それと同時にリサイクル流体を炉（102）に随伴し、反応室中へ17個の噴射スリットを介して例えば６０ｍ／ｓの速度すなわち毎時４００トンの速度で注入する。流量は約２３ｍ3／ｓすなわち１時間当たり０．００５ｍになる（この高速度では反応室を貫通する中心ダクトは両側で流体を除去する必要がある。反応装置は水平でも垂直でもよい）。再循環流体の量が約５０％の場合、クラッキングガソリンのフィード速度は毎時約２００トンであり、反応室中での平均滞流時間は約１秒の１０分の２である。ＣｃｘＫｆｘＭ／ｍｘＫｅが約３０の場合、Ｘは約０．７になり、チューブ（16）を介して供給される触媒粉末は約１３ｍ／ｓの平均回転速度（Ｖｐ）の流体に随伴し、重力の約３５倍の遠心力が生じ、円筒壁上に約３００００Ｐａの圧力が生じる。それによって流体は２ｍ／ｓ以上の速度で流動床を通過できる。触媒粉末はチューブ（19）を介して除去され、再生後に数分〜数時間の循環時間で簡単に再循環できる。
【００９６】
農業穀物の乾燥
農業起源の穀物は［図９］の装置で乾燥できる。反応室すなわち乾燥室は上記実施例と同じ寸法にすることができる。この場合にはフレッシュな空気（112）を必要に応じて水分凝縮器（113）を通ってチューブ（8.1）を介して穀物出口（19）側の反応室の端部を通って導入して、穀物を加熱してそれを乾燥および冷却する。次いで、空気（11.1）はライン（10.1）を介して遠心圧縮機またはファン（108.1）によって外部に吸引され、加熱装置（102）で加熱された後にライン（8.2）を介して反応装置へ再循環される。この空気（11.2）は何度か再循環された後にライン（10.2）を介して遠心圧縮機またはファン（108.2）によって吸い出され、加熱装置（102）で加熱された後にライン（8.3）を介して反応装置に再循環される。水分を含んだ空気は何度か再循環された後にライン（16）を通って供給される加熱された穀物によって冷却された後に(114)の所で除去される。
【００９７】
空気は圧縮機またはファンによって外部に吸い出されるので、反応装置内の圧力は大気圧以下になり、乾燥に有利になる。乾燥した穀物は機械的な手段で容易に移送して大気圧で貯蔵することができる。空気は上記実施例と同じ速度の23m3/秒すなわち毎時約100トンで乾燥室に噴射できる。5〜10回再循環した場合、フレッシュな空気の量は１時間当たり10〜20トンになり、穀物との接触時間は0.1秒の約5〜10倍になる。
【００９８】
乾燥室中での穀物量が約500kgの場合、90秒の平均滞流時間で毎時20トンを乾燥できる。反応装置を出るまでの滞流時間を短くして穀物を冷却できるので、低圧力の空気を高速度にすれば十分であり、作業を高温度で行うこともできる。
【００９９】
この装置はコンパクトに構築でき、簡単に移動でき、遠心力を利用して濃い流動床を多量の流体を高速度で横切らせることができるという利点がある。
【０１００】
エチレンとオクテンの気相共重合
エチレンとオクテンの気相共重合は、オクテン分圧が70℃で約0.2バールに制限されるので、反応装置の圧力が低い場合、最高でも大気圧の数倍を超えない圧力の場合にのみ可能である。この圧力で極めて大きな発熱量を除去できるのは、相対的に不活性な触媒を用いた場合か、活性気体の混合物を不活性ガスで希釈して反応速度を遅くした場合（これは設備コストを上昇させる）か、例えば［図10］に示すように流動床中に多量の気体を流して流動床を回転させた場合だけである。本発明ではオクテンを中心ダクトを貫通するチューブ（121）を介して反応室中へ細かな液滴（120）にしてスプレーでき、および／または、チューブ（8.1）、（8.4）を介して再循環されるフレッシュなエチレン（119）および流体と一緒にガスの形で同時に供給することができる。例えば、円筒形反応室は直径が1.6mで、長さが10mで、厚さが0.32mで、厚さが0.005mの噴射スリットを29個有し、流体の噴射速度が35 m /秒の場合、活性流体を約50m3/秒で注入することができる。圧力が大気圧の約３倍にした場合、オクテン濃度は約20重量％にでき、再循環される活性流体は毎時700トンになる。これでポリマーから毎時約10〜20トンの重合熱を除去することができる。容積が約12m3の反応室で重合できるポリマーの量は約３トンで、反応室中でのポリマー粒子の滞流時間は10〜15分になり、従って、非常に活性な触媒を使用することが可能になる。ポリマー粒子の回転速度は約11m/秒で、遠心力は重力の約16倍になり、約0.2秒間で流動床を1.5 m /秒以上の放射方向速度で横切ることができる。
【０１０１】
この反応装置を直列に連結し、他方の反応装置をより高い圧力で運転し、コモノマーは入れないか、より軽いコモノマーを入れてマルチモダルな(多峰)ポリマーを得ることができる。この装置は回転流動床を通過する流体の組成および／または温度を次第に変化させる場合に適している。
【０１０２】
固体粒子の含浸またはコーテング
［図10］の装置は固体粒子の含浸にも使用できる。この含浸またはコーテングに使用される流体はチューブ（16）を介して固体粒子の供給側にある反応室の一部へ細かな液滴（120）の形でスプレーできる。固体粒子は次いで円形反応室の一連の環状セクションで乾燥される。再循環された流体の温度が十分に高く、固体粒子を適当な装置によって再循環でき、複数のコーテング層を加える必要がある場合には、固体粒子を含浸または被覆する成分を焼く(カ焼する)こともできる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明装置の（x）−（z）軸面での概念的縦断面図。
【図２】［図1］の反応装置の（y）−（z）軸面での概念的な断面図。
【図３】流体噴射器の周りの区域の概念的な断面図。
【図４】反応室の（y）−（z）軸面に沿った概念的な断面図。
【図５】２つの噴射器（12.1）、（12.2）の周りの帯域の拡大図。
【図６】本発明装置の（x）−（z）軸面での概念的な縦断面
【図７】固体粒子の乾燥に適した配置を示す図。
【図８】［図1］と同様な反応装置の概念的縦断面図。
【図９】［図1］と同様な反応装置の概念的な縦断面図。
【図１０】広い分子分布ポリマーを得るために用途に適した配置の図。
【国際調査報告】
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