(57)【要約】  本発明は、特に燃焼ガスの脱硫に適した多相反応装置に関する。多相反応装置のハウジングの内部には、軸対称体と環状軸対称体からなる組込式回転部材が固定される。ハウジングは円筒状で、その表面は平坦または波状である。環状軸対称体の上に同軸に設定された軸対象体は、環状軸対称体の内側直径以上の最高直径を有する。１つの組込式回転部材とそのハウジングとがユニットを構成し、反応装置は１つまたは複数のそのようなユニットを有することができる。本発明による多相反応装置は、液体の流れパタンを充分に向上させ、固体の堆積を防止し、気体相、液体相、および固体相を実質的に接触させ、物質移送の速度を高めることができ、また単純な構造を有し、使用するのに便利であり、特に環境保護、化学工業、冶金、および建築産業などの分野で使用するのに適している。この反応装置は、組込式回転部材を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応装置の殻を備える多相反応装置であって、回転子と環状回転子からなる組込式回転部材が、該反応装置の殻内部に据え付けられる多相反応装置。
【請求項２】
前記反応装置の殻が円筒形状であり、平坦な内側表面あるいは横方向または縦方向に波状の内側表面を備え、該波状の内側表面を、曲線または多重線を回転させることによって形成することができる請求項１に記載の多相反応装置。
【請求項３】
前記組込式部材の構造が以下のようなもの、すなわち前記環状回転子（３）が前記反応装置の殻（１）に据えられ、直線と曲線を回転軸の周りで回転させることによって形成され、該直線が回転軸と並行であり、該曲線の両端が、該直線の両端にそれぞれ連結され、該直線と該曲線が同じ平面内にあり、該直線と回転軸の間隔が、該曲線と回転軸のそれよりも長く、したがって、前記回転子（２）が前記環状回転子に取り付けられ、該曲線を回転軸の周りで回転させることによって形成され、該曲線の両端が、回転軸の両端にそれぞれ連結され、該曲線と回転軸が同じ平面内にあり、前記回転子と前記環状回転子が同軸である請求項１に記載の多相反応装置。
【請求項４】
前記回転子（２）の最大直径φＤＡが前記環状回転子φＤＢの内側直径以上である請求項１に記載の多相反応装置。
【請求項５】
前記回転子（２）と前記環状回転子（３）からなる組込式回転部材、ならびにそれらの対応する殻が一緒に統合されてユニットを形成し、そのような幾つかのユニットを、前記反応装置に頂部から底部に取り付けることができる請求項１に記載の多相反応装置。
【請求項６】
前記反応装置の殻、前記回転子、および前記環状回転子が個別に製造され、要望に応じて溶接、リベット締め、ネジ締め、またはボルト締めによって据え付けられ、あるいは一回の鋳型成形によって反応ユニットとして据え付けられ、あるいは前記回転子と対応する前記殻のセクションとが、一回の鋳型成形によって一緒に据え付けられ、前記環状回転子とその対応する前記殻のセクションとが、一回の鋳型成形によって一緒に据え付けられ、次いで上述の２つの部分が、溶接、リベット締め、ネジ締め、フランジ接続、または差込継手によって一緒に連結されてユニットになる請求項１乃至３及び５のいずれか１項に記載の多相反応装置。
【請求項７】
前記ユニットを順番に、溶接、リベット締め、ネジ締め、フランジ接続、または差込継手によって共に連結することができる請求項５に記載の多相反応装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多相反応装置、特に気液固系、あるいは気液系、気固系、液固系の多相反応装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多相反応装置は、冶金、化学工業、石油化学工業、および環境保護などの様々な産業で広く使用されている。異なる適用分野の特異性により、気液固系３相間、あるいは気液系、気固系、液固系２相間の反応を促進する反応装置の構成要素は、実際の要件に従ってそれら自体の特徴を有するべきである。例えば「Ａ  Ｍｕｌｔｉｐｈａｓｅ  Ｊｅｔ  Ｏｓｍｏｔｉｃ  Ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｒｅａｃｔｏｒ」という名称の中国特許第ＺＬ９８１１３４７０．ｘ号は、球状の有孔収束注射器、吸出管、拡張槽、および浸透圧性空洞を含む反応装置を開示している。その特徴は、球状有孔収束注射器の球状本体の表面の小さな円錐形開口部が、それぞれ多相流体の移送導管に連結され、拡張槽は、円錐形状の空洞と拡張円錐体から成り、それらの間には隙間があり、凸状の螺旋形穴線を備えた円筒状の開口部が、球状本体の小さな円錐形開口部の頂端部にあり、短い内向きの凸状の螺旋形穴線が、吸出管末端の内側壁にあることである。少なくとも２相の流体の浸透圧効果を高めることを目指して、この従来技術の発明は、組込式部材というそれ自体の特徴を備えて作られている。本出願の発明者は、冶金の諸工程中に排出される二酸化硫黄含有の燃焼ガスの汚染問題を解決する方法で、一連の新たな技術的解決策を提示して、「廃棄物が廃棄物を処理する、廃棄物から富を」の目的を達成した。前記新たな技術的解決のために、方法および主要装置に関する２件の中国特許出願が、特許出願第００１１９４５３．４号および０２２０３５８２．６号として、それぞれ中国特許庁に提出されている。さらに、特許出願第０１１２６７０７．０．号として、中国発明特許出願も提出されている。「Ａ  Ｍｕｌｔｉｐｈａｓｅ  Ｒｅａｃｔｏｒ」という名称の実用新案特許第ＺＬ０２２０３５８２．６号も許可されている。この特許第０２２０３５８２．６号は主に、円錐形状の輪および円錐体からなる反応装置の内側に取り付けられる組込式円錐形状部材に関する。前記組込式部材によって、反応装置内側の流体の速度および方向が、強制的に連続変化され、それによって気体相、液体相、および固体相同士の接触を強化し、反応工程を高めるようになる。同時に、この組込式部材は、反応装置内の固体材料の堆積を遅延させることができる。この種の組込式部材の構造は簡単で、腐食及び摩耗を容易に防止することができる。この円錐状組込式部材の円錐体と円錐状輪ハウジングの円錐状表面は、回転軸の周りに直線を母線として、回転させることによって形成される回転表面である。しかし、これらの回転表面は、実際の複雑な状況に適合することはほとんどない。母線が、必要に応じて直線から曲線に変更される場合、その曲線は回転軸の周りを回転されて回転表面を形成し、上述の回転表面によって形成された回転子と環状回転子が、先の円錐体と円錐状輪に取って代わり、回転子と環状回転子からなる組込式回転部材が、先の組込式円錐状部材に取って代わる。組込式回転部材は、流体の流れパタンを効果的に向上させ、反応物質の気体相、液体相、および固体相同士の接触を高め、物質移送を促進する。したがって、多相反応装置は、より多くの状況に適合することができ、より多くの３相反応または２相反応で使用することが���きる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、簡単な構造、および高い反応力を備え、固体相の死角、堆積、密集のない多相反応装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の目的は、以下の通り達成される。すなわち、中国実用新案特許第ＺＬ０２２３８２６４号の開示に従って、組込式円錐状部材を構成し、また直線または多重線を回転軸の周りで回転させることによって形成された円錐体と円錐状輪が、曲線を必要に応じて回転軸の周りで回転させることによって形成される回転子と環状回転子に変更され、この曲線は、直線および／または曲線の一部も含むことができ、それによって様々な反応の異なった要件を満たすようになる。さらに、多相反応装置の、その動作中の運転操作のし易さを高めるために、いくつかの改良がなされたが、それらは、殻、回転子、および環状回転子の鋳型成形、およびそれら同士の連結、ならびに殻の形状に関するものである。本多相反応装置の特徴は、以下の通りである。すなわち、回転子と環状回転子からなる組込式回転部材が、多相反応装置の殻の内部に据え付けられる。反応装置の殻が円筒状である。殻の表面が平坦とすることができ、あるいは横方向または縦方向に波状にすることができる。この波形状は、曲線または多重線によって形成することができる。反応装置の殻は円筒状であり、殻の内側表面は平坦、あるいは横方向または縦方向に波状であり、波状の内側表面を備えた殻は、曲線または多重線を回転軸の周りに回転させることによって形成される。
【０００５】
上述の組込式回転部材の回転子は、曲線を回転させることによって形成されるが、その両端は回転軸の両端にそれぞれ連結され、またそれは、回転軸の周りで回転軸と同一平面にある。回転子は、必要な壁の厚みを備えて中空とすることができ、または中実とすることができる。環状回転子は、直線と曲線を回転軸の周りで回転させることによって形成され、その直線は、回転軸と並行であり、その曲線の両端は、直線の両端にそれぞれ連結され、直線、曲線、および回転軸は１つの平面内にある。直線と回転軸の間隔は、曲線と回転軸のそれよりも長く、殻の内側壁の半径と全く等しい。環状回転子は中空とすることができる。直線を回転軸の周りで回転させることによって形成される円筒状表面さえも、前記曲線を回転させることによって形成された回転表面が必要な壁の厚みを有している限り、省略することができる。それは中実の回転子であることもできる。
【０００６】
それに基づいて回転子と環状回転子が形成される曲線は、様々な外形の曲線セグメントから構成することができるが、これらの曲線セグメントは、回転軸と同じ平面にある。曲線は単純であり、容易に回転表面を形成することが好ましい。環状回転子の頂端と底端は、環状回転子全体が反応装置の殻上で支持されるように殻に連結され、あるいは鋳型成形によって殻と一体化することができる。回転子は、支持枠によって回転子の殻上に支持され、あるいは鋳型成形によって殻と一体化することができる。環状回転子と回転子は反応装置に同軸に据え付けられる。回転子の最大直径は、環状回転子の内側直径以上であるべきである。通常、回転子は、環状回転子の上に、それらの間に適切な間隔をもって据え付けられ、それによって、原材料が通過するための充分な空間が確実に存在するようにする。
【０００７】
回転子、環状回転子、およびそれらの対応する殻は、反応ユニットを構成する。多相反応装置は、１つの反応ユニット、または幾つかの反応ユニットからなることができる。反応ユニットを製造、組み立て、据え付ける工程では、殻、回転子、および環状回転子は個別に作り出すことができ、次いで回転子と環状回転子が順番に、要件に応じて溶接、リベット締め、ネジ締め、またはボルト締めによって殻に据え付けられる。別法として、完成済み回転子と環状回転子を、殻の対応するセクションに据え付けることができ、次いで殻のセクションが、溶接、リベット締め、ネジ締め、フランジ接続、または差込継手によって一緒に据え付けられる。第３の方法として、回転子、環状回転子、および対応する殻のセクションが、一回の鋳型成形によってユニットとして作られ、次いで殻のセクションが溶接、リベット締め、ネジ締め、フランジ接続、または差込継手によって一緒に据え付けられる。第４の方法として、回転子と殻の対応するセクションが、一回の鋳型成形によって一緒に据え付けられ、環状回転子と殻のその対応するセクションが、一回の鋳型成形に
よって一緒に据え付けられ、ついで上述の２つの部分が、溶接、リベット締め、ネジ締め、フランジ接続、または差込継手によって一緒に連結されてユニットになる；最後に全てのユニットが一緒に連結される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は以下の利点を有する。すなわち、
１．円錐形状の組込式部材の従来の構造が、組込式回転部材に取って代わられ、従来の円錐表面が、回転表面によって取って代わられる。反応装置の設計中に、反応工程を高めるように、流体の流れパタンを回転表面の形態を選択することによって制御することができる。
２．組込式円錐状部材の従来の構造が保たれ、異なった直径の幾つかの幕壁が反応装置に形成されるようになる。従来の組込式部材が保たれ、流体の速度および方向が強制的に連続変化するようになる。これらの措置は、気液固系の３相同士の接触を向上させ、異なった層同士の反応を高める。
３．組込式回転部材の構造は、組込式部材の回転表面以外は、組込式円錐状部材の構造と基本的に同じである。それにもかかわらず、この差異は反応装置の構造を複雑にせず、構造の単純さ、製造のし易さ、および低コストなどの特徴が依然存在する。
４．本発明を実施する時、ユニットまたは構成要素の連結および組合せに関する多様な方法が使用者の選択肢として提供される。
【０００９】
本発明の多相反応装置と従来技術の多相反応装置との違いを図１、図２、および図３で明らかに示す。本発明の多相反応装置の回転子と環状回転子は、回転軸と同じ平面にある曲線を回転させることによって形成される。しかし、組込式円錐形状部材の円錐体と円錐輪は、回転軸と同じ平面にある直線または多重線を回転させることによって形成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下は、図面を参照した実施形態の詳しい記述である。
実施例１
図１に示すように、多相反応装置は、殻および組込式回転部材を含む。反応装置の殻１は、平坦な表面を備えた円筒として作ることができる。回転子２と環状回転子３からなる組込式回転部材が、殻１の内部に据え付けられる。回転子２は、異なった半径の幾つかの弧を連結することによって形成された曲線を回転させることによって形成される。これは、図３の円錐とは明らかに異なる。環状回転子も、異なった半径の幾つかの弧を連結することによって形成された曲線を回転させることによって形成され、図３の円錐とは異なる。環状回転子３は、回転子の殻１上に溶接し、またはリベット締めすることができ、回転子２は、固定ボルスタによって殻１に支持される。回転子は、環状回転子に、間に充分な空間を残して取り付けられ、それによって流体がスムーズに通過することができる。回転子２の直径２φＤＡは、環状回転子の内側直径φＤＢ以上であり、それによって流体速度の変化を強化し、物質移送を加速するようになる。このタイプの構造は、下向きの原材料スラリと上向きの気体流体との向流接触に適しており、また共に下向きの原材料スラリと気体流体との向流接触にも適している。
実施例２
図２で示すように、多相反応装置は殻および組込式回転部材を含む。反応装置の殻１は、円筒形状に製造することができ、回転子２と環状回転子３からなる組込式回転部材は、殻１の内部に据え付けられる。他の曲線を回転させることによって形成される回転子２は、図３に示す円錐体および図１に示す回転子とは異なった形状を有する。他の曲線を回転させることによって形成された回転子３は、図３に示す円錐輪および図１に示す環状回転子とは異なった形状を有する。回転子は、環状回転子に、間に充分な空間を残して取り付
けられ、それによって流体がスムーズに通過することができる。回転子２の直径２φＤＡは、環状回転子の内側直径φＤＢ以上であり、それによって流体速度の変化を強化し、物質移送を加速するようになる。このタイプの構造は、下向きの原材料スラリと上向きの気体流体との向流接触に適しており、また共に下向きの原材料スラリと気体流体との向流接触にも適している。
【００１１】
本発明の一実施形態として、寧波東方銅会社精錬所（Ｎｉｎｇｂｏ  Ｅａｓｔ  Ｃｏｐｐｅｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ  Ｓｍｅｌｔｅｒｙ）は、図２に示す組込式回転部材を使用することによって図３に示す社の過去に使用されていた組込式円錐形状部材を改変した。実質的に同じ動作条件で、再生利用スラリは６％減少して、組込式部材の形状の変化が３相の気液固同士の接触の強化、および物質移送の加速をもたらすことを示す。
【００１２】
上述の実施形態は、本発明の技術的一解決策を述べるものである。発明概念の精神から逸脱しない、本発明に基づく技術的修正形態、例えば回転子と環状回転子の表面に幾つかの放射状トラフを追加したものなどは、全て本発明の保護範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の多相反応装置の一実施形態の部分断面図およびその立体図。
【図２】本発明の多相反応装置の他の実施形態の部分断面図およびその立体図。
【図３】従来技術から知られている多相反応装置の部分断面図およびその立面図。
【図１】
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【図２】
2007506534.tif 000004
【図３】
2007506534.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成16年9月14日(2004.9.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応装置の殻を備える多相反応装置であって、回転子と環状回転子からなる組込式回転部材が、該反応装置の殻内部に据え付けられ、該回転子と該環状回転子が、直線を除く曲線を母線として軸の周りで回転させることによって形成される多相反応装置。
【請求項２】
前記反応装置の殻が円筒形状であり、平坦な内側表面あるいは横方向または縦方向に波状の内側表面を備え、該波状の内側表面を、曲線または多重線を回転させることによって形成することができる請求項１に記載の多相反応装置。
【請求項３】
前記組込式部材の構造が以下のようなもの、すなわち前記環状回転子（３）が前記反応装置の殻（１）に据えられ、直線と曲線を回転軸の周りで回転させることによって形成され、該直線が回転軸と並行であり、該曲線の両端が、該直線の両端にそれぞれ連結され、該直線と該曲線が同じ平面内にあり、該曲線は直線以外のものであり、該直線と回転軸の間隔が、該曲線と回転軸のそれよりも長く、したがって、前記回転子（２）が前記環状回転子に取り付けられ、該曲線を回転軸の周りで回転させることによって形成され、該曲線の両端が、回転軸の両端にそれぞれ連結され、該曲線と回転軸が同じ平面内にあり、前記回転子と前記環状回転子が同軸である請求項１に記載の多相反応装置。
【請求項４】
前記回転子（２）の最大直径φＤＡが前記環状回転子φＤＢの内側直径以上である請求項１に記載の多相反応装置。
【請求項５】
前記回転子（２）と前記環状回転子（３）からなる組込式回転部材、ならびにそれらの対応する殻が一緒に統合されてユニットを形成し、そのような幾つかのユニットを、前記反応装置に頂部から底部に取り付けることができる請求項１に記載の多相反応装置。
【請求項６】
前記反応装置の殻、前記回転子、および前記環状回転子が個別に製造され、要望に応じて溶接、リベット締め、ネジ締め、またはボルト締めによって据え付けられ、あるいは一回の鋳型成形によって反応ユニットとして据え付けられ、あるいは前記回転子と対応する前記殻のセクションとが、一回の鋳型成形によって一緒に据え付けられ、前記環状回転子と
その対応する前記殻のセクションとが、一回の鋳型成形によって一緒に据え付けられ、次いで上述の２つの部分が、溶接、リベット締め、ネジ締め、フランジ接続、または差込継手によって一緒に連結されてユニットになる、請求項１乃至３及び５のいずれか1項に記
載の多相反応装置。
【請求項７】
前記ユニットを順番に、溶接、リベット締め、ネジ締め、フランジ接続、または差込継手によって一緒に連結することができる請求項５に記載の多相反応装置。
【国際調査報告】
2007506534.tif 000006
2007506534.tif 000007
2007506534.tif 000008
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