(57)【要約】そのセルがその第１端部から第２端部に向けて、垂直下方に平行に延在する方向を向く第１のマルチセルラー押出体を備えたリアクタを提供することにより、気体反応物流および流下薄膜液体反応物流を含む反応を行う方法を開示する。押出体は、押出体の両端において開放する第１の複数のセルおよび押出体の一端または両端において閉鎖する第２の複数のセルを有し、第２の複数のセルは、隣接するセルの１以上のグループに配列され、押出体を通って延在する少なくとも１つの流体通路の少なくとも一部を画成するよう協働する。方法は、少なくとも１つの流体通路において第１の熱交換液を流している間に、第１の複数のセルの中心の上方または下方に気体反応物流を流し、さらにその間に第１の複数のセルの内面下方に、液体反応物薄膜を流すステップを有する。方法を実行する様々な代替装置も開示する。
2011514838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体反応物流および流下薄膜液体反応物流を含む反応を行う方法であって、
そのセルがその第１端部から第２端部に向けて、垂直下方に平行に延在する方向を向く第１のマルチセルラー押出体であって、該第１のマルチセルラー押出体は、該押出体の両端において開放する第１の複数のセルおよび該押出体の一端または両端において閉鎖する第２の複数のセルを有し、該第２の複数のセルは、隣接するセルの１以上のグループに配列され、該押出体を通って延在する少なくとも１つの流体通路の少なくとも一部を画成するよう協働し、前記通路は前記第２の複数のセルに沿って前後に蛇行する経路を有する第１のマルチセルラー押出体を備えたリアクタを提供する工程と；
前記少なくとも１つの流体通路において第１の熱交換液を流している間に、前記第１の複数のセルの中心の上方または下方に気体反応物流を流し、さらにその間に前記第１の複数のセルの内面下方に、液体反応物薄膜を流す工程と、
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記リアクタを提供する工程が、前記第１の複数のセルの内面内または内面上に、触媒材料を有するリアクタを提供する工程をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記リアクタを提供する工程が、前記第１のマルチセルラー押出体の下方に位置する少なくとも第２のマルチセルラー押出体を有するリアクタを提供するステップをさらに備え、前記第２の押出体は、少なくとも１つの第２の押出体流体通路を画成する、複数の第２の押出体開放セルおよび複数の第２の押出体閉鎖セルを有し、（１）液体反応物薄膜を流す工程が、前記第２の押出体開放セルの内面下方に液体反応物薄膜を流す工程をさらに含み、（２）気体反応物流を流す工程が、前記第２の押出体開放セルの中心の上方または下方に気体反応物流を流す工程をさらに含み、（３）熱交換液を流す工程が、前記少なくとも１つの第２の押出体流体通路を通じて第２の熱交換液を流す工程をさらに含むことを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
気体反応物流を流下薄膜液体反応物流と反応させるリアクタであって、
そのセルがその第１端部から第２端部に向けて、垂直下方に平行に延在する方向を向く第１のマルチセルラー押出体であって、該第１のマルチセルラー押出体は、該押出体の両端において開放する第１の複数のセルおよび該押出体の一端または両端において閉鎖する第２の複数のセルを有し、該第２の複数のセルは、隣接するセルの１以上のグループに配列され、該押出体を通って延在する少なくとも１つの流体通路の少なくとも一部を画成するよう協働する第１のマルチセルラー押出体と、
前記押出体の前記第１の端部において前記第１の複数のセルに流体を供給できるよう構成されかつ配置された流体源と、
前記第１の複数のセルを通って気体を流すことができるよう構成されかつ配置された、前記押出体の上方または下方のいずれかにある気体源と、
前記少なくとも１つの流体通路に接続され、熱交換液をその内部を通じて流すことができるように構成されかつ配置された熱交換液源と、
を備えたことを特徴とするリアクタ。
【請求項５】
前記押出体の前記第１および第２の端部において、第１および第２のフレームバリアをさらに備えたことを特徴とする請求項４記載のリアクタ。
【発明の詳細な説明】
【優先権の主張】
【０００１】
本出願は、発明の名称が、「統合された熱交換を伴う流下薄膜リアクタのための方法および装置」である、２００８年２月２９日に出願された欧州特許出願第０８３０５０４１．９の優先権を主張する。
【関連出願】
【０００２】
本出願は、発明の名称が「ハニカム連続フローリアクタ」である、２００７年３月３１日に出願された、米国仮出願第６０／９２１，０５３号、および発明の名称が「ハニカム連続フローリアクタのための装置および方法」である、２００７年１２月３１日に出願された米国仮出願第６１／０１８，１１９号に関連する。
【技術分野】
【０００３】
本発明は、統合された熱交換を伴う流下薄膜リアクタのための方法および装置に関する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様によれば、リアクタを提供することにより、気体反応物流および流下薄膜反応物流を含む反応を行う方法を開示する。リアクタは、そのセルがその第１端部から第２端部に向けて、垂直下方に平行に延在する方向を向く第１のマルチセルラー押出体を備え、該押出体は、該押出体の両端において開放する第１の複数のセルおよび該押出体の一端または両端において閉鎖する第２の複数のセルを有し、第２の複数のセルは、隣接するセルの１以上のグループに配列され、少なくとも一部において、該押出体を通って延在する少なくとも１つの流体通路を画成する；また方法は、少なくとも１つの流体通路において第１の熱交換液を流している間に、第１の複数のセルの中心の上方または下方に気体反応物流を流し、さらにその間に第１の複数のセルの内面下方に、液体反応物薄膜を流す工程をさらに有する。
【０００５】
本発明の他の態様によれば、流下薄膜反応物流を用いて、気体反応物流を反応させるのに有用なリアクタが開示される。このリアクタは、そのセルがその第１端部から第２端部に向けて、垂直下方に平行に延在する方向を向く第１のマルチセルラー押出体を備える。押出体は、押出体の両端において開放する第１の複数のセルおよび押出体の一端または両端において閉鎖する第２の複数のセルを有し、第２の複数のセルは、隣接するセルの１以上のグループに配置され、少なくとも一部において、押出体を通って延びる少なくとも１つの流体通路を画成する。このリアクタは、さらに押出体の第１の端部において、第１の複数のセルに流体を供給できるように構成されかつ配置された流体源；第１の複数のセルに気体を流すことができるように構成されかつ配置された、押出体の上方または下方に位置する気体源；および熱交換液をそこに流すように構成されかつ配置された、少なくとも１つの流体通路に接続された熱交換液源を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の一実施形態による、セルに垂直な平面における流体経路を示す、押出マルチセルラー体またはハニカムを備えたリアクタ構成部品の平面図
【図２】本発明の実施形態による流体経路のさらなる詳細を示す、図１の押出マルチセルラー体またはハニカムを備えたリアクタ構成部品の側面斜視図
【図３】チャンネルを相互に接続するための本発明に適した方法を示す、押出体の一端または両端において閉鎖されたチャンネルの断面図
【図４】チャンネルを相互に接続するための本発明に適した他の方法を示す、押出体の一端または両端において閉鎖されたチャンネルの断面図
【図５】本発明の他の実施形態による、セルに垂直な平面における流体経路を示す、押出マルチセルラー体またはハニカムを備えたリアクタ構成部品の平面図
【図６】押出体の入力および出力ポートに接続された流体連結器を示す、図５の押出マルチセルラー体またはハニカムを備えたリアクタ構成部品の側面斜視図
【図７】本発明の一実施形態による、押出体への流体接続を示す、押出マルチセルラー体またはハニカムを備えたリアクタ構成部品の断面図
【図８】押出体の一端または両端における入力および出力ポートに接続された流体連結器を示す、押出マルチセルラー体またはハニカムを備えたリアクタ構成部品の斜視図
【図９】本発明の他の実施形態による、押出体への流体接続を示す、押出マルチセルラー体またはハニカムを備えたリアクタ構成部品の断面図
【図１０】本発明の一実施形態による、流体反応物、気体反応物および熱交換液の押出体２０への供給を示す斜視図
【図１１】反応物および熱交換液の供給を示す押出体２０の断面図
【図１２】２つの押出体２０Ａ，２０Ｂを備えたリアクタ１０の一実施形態を示す図
【図１３】単一のリアクタの一部として配列された複数の押出体２０Ａ〜２０Ｄの斜視図
【図１４】フレームバリアスクリーン８４の配置を示す断面図
【図１５】フレームバリアスクリーンの他の取り付けを示す図
【図１６】フレームバリアスクリーンの他の取り付けを示す図
【図１７】反応物液の供給を目的としたフレームバリアスクリーンの使用を示す断面図
【図１８】フレームバリアスクリーンに代えて、多孔性フレームバリアの使用を示す断面図
【図１９】本発明の一実施形態による、セルに垂直な平面における他の流体経路を示す、押出マルチセルラー体またはハニカムを備えたリアクタ構成部品の平面図
【図２０】本発明の一実施形態による、セルに垂直な平面におけるさらに他の流体経路を示す、押出マルチセルラー体またはハニカムを備えたリアクタ構成部品の平面図
【図２１】１つの経路から開始するとともに、押出体内において開始する２つの経路を有する、分岐または分割経路のための本発明に適した方法を示す、押出体の一端または両端において閉鎖されたチャンネルの断面図
【図２２】押出体の一端部の入力ポートにおいて押出体内において開始する多数の通路を示す、押出体またはハニカム構造の一端部の部分平面図
【図２３】押出体の一端部の入力ポートにおいて押出体内において開始する多数の通路を示す、押出体またはハニカム構造の一端部の部分側面図
【図２４】本発明の押出体２０内の熱交換経路２８を構成する他の方法を示す、押出体２０の部分断面図
【図２５】閉鎖セルの下方のパターンに対応する、プラグまたはプラグ材料２６のための他のパターンを示す、押出体２０の端部の他の平面図
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明の現時点での好ましい実施形態についての詳細を、添付の図面を参照して以下に説明する。可能であれば、同一または同様の部分を参照するために、図面において同一の参照番号が使用される。
【０００８】
本発明は流下薄膜反応のための方法および装置に関する。図１は、本発明の装置および方法に適したリアクタ構成部品１２の平面図である。リアクタ構成部品１２は、その一実施形態を図１に示すマルチセルラー押出体２０を備える。押出体２０は、押出体の一端から他端の方向に平行に延在する複数のセルを有し、図１において真正面にセルが見られる。セルは押出体の両端において開放する第１の複数のセル２２、および押出体の一端または両端において閉鎖する第２の複数のセル２４を有する。第２の複数のセル２４は、本実施形態においては、押出体の端部またはその近傍において、少なくとも一部が第２の複数のセル２４のチャンネル内に配され、１以上のプラグ２６または事実上連続するプラグ材料２６により閉鎖されている。第２の複数のセル２４（閉鎖セル）は、本実施形態においては１つのグループであるが、隣接するセルの１以上のグループとなるように配置され、押出体２０を通って延在する流体通路２８を画成することを補助するように協働する。通路２８は、通路およびその経路の双方を示す矢印２８により示される大まかな方向において、セル２４に沿って上下方向に蛇行する経路に続いてもよい。通路またはその経路２８は、押出体２０の端部３２，３４またはその近傍においてのみ、セル２４に対して側方垂直に延在してもよく、そこにおいてはセル２４間の壁は、セル２４間の流体連通が可能なように、短縮されるかまたは曲げられるか、他の様式で連通しているか穴が空いている。
【０００９】
セル２４間のそのような短縮された壁は、図３，４の断面図に示され、押出体２０の端部またはその近傍において、通路または経路２８がセル２４に対して側方垂直に延在して接続できるようになっている。図３に示すように、経路２８はセル２４に沿った方向における上下の単一セルに続くものであってもよい。これに代えて、２つのセルに続く経路が平行となっている図４に示すように、経路２８は、連続する２以上のセルが平行となっている各々のグループに続くものであってもよい。
【００１０】
図１，２のリアクタ構成部品の他の実施形態において、図２に示すように、経路はセルに沿った方向においてのみならず、図５の平面図に示すように、セルに対して垂直な平面においても蛇行する。図５の平面図における複数の閉鎖セル２４は、セル２４，２２に対して垂直な平面において概ね蛇行している。流体通路２８は、このように図５の平面図の見え隠れする方向においては比較的高周波数にて、図５の平面内において比較的低周波数にて蛇行している。この二重に蛇行する経路構造により、経路および開放セル２２の間の大きな表面領域を維持しつつ、総経路量を大きくするとともに総経路長を長くすることが可能となり、リアクタ１２の総パッケージサイズを小さくすることが可能となる。
【００１１】
図５に示す、セルに垂直な平面における閉鎖セルの蛇行配置のみが可能な配置ではなく、用途によっては他の配置が可能であるかまたは望ましい。しかしながら、図１または図５の平面内における経路の形状に拘わらず、経路２８の大多数を占める押出体２０内のセルの方向に垂直な平面が、１つのセルの幅のみであることが望ましい。これにより、非常に高い体積対面積比を有することが可能な、流体経路を容易に製造できることとなる。経路２８の列間に位置する開放セル２２が、図５に示すものと同様に、１つのセルのみの幅のグループに配置されてもよい。これにより、非常に高い体積対面積比も有する開放セルを通る流体経路が可能となる。
【００１２】
図１および図５に示すように、所望とするならば、１以上のセルの幅のグループ２５において、閉鎖セル２４の追加のセルを、経路の入口および出口ポート３０の周囲においてプラグにより塞いでもよい。これらの追加の塞がれたセルは、経路２８に流体連通を提供するためのオーリングシール、燃料フリットシール、ポリマー接着剤シールまたは他の望ましいシールシステムのための支持部を提供可能であり、通常は、通路または経路２８の一部を形成しない。アクセス管３６が、塞がれたセルの２つのグループ２５に対してシールされた一実施形態を図６に示す。
【００１３】
押出体またはハニカム２０は、耐久性および化学不活性のために、押出ガラス、ガラスセラミック、セラミック材料により形成することが望ましい。強度および不活性に優れ、ガラスおよびあるセラミックよりも高い熱伝導性を有することから、現時点ではアルミナセラミックが通常好ましい。他のより高い熱伝導率材料を用いてもよい。マルチセルラー体は、１平方インチ当たり少なくとも２００セルのセル密度を有することが望ましい。より高い密度とすることにより、より高い熱交換性能が可能となる。１平方インチ当たり、３００かそれ以上の、もしくは４５０かそれ以上のセルを有する押出体は、高性能装置を形成するための潜在的な関心事項であろう。
【００１４】
図７は、マルチセルラー体またはハニカムを備えた、本発明の一実施形態の主要部の断面図であり、本発明の一実施形態による押出体への流体接続を示している。図７の実施形態において、流体ハウジング４０は、シール４２を介して押出体を支持する。ハウジング４０は、押出体を取り囲む１つのユニットを備えていてもよく、あるいはハウジングが部分４０Ａ，４０Ｂを備えたものとなるように、中央部４０Ｃを取り除いてもよい。本発明の現時点で好ましい実施形態によれば、液体薄膜反応物および気体反応物用の反応物通路または経路４８は、ハウジング４０と相まって、（図１，５に示す）開放チャンネル２２を通って形成される。押出体２０における経路２８は、流体連結器４６を通る流体管６４によりアクセスされ、熱交換液または所望の熱源またはシンクとして機能する反応のために利用される。流体管６４はハウジング４０における開口６１を通り、この開口６１には、シール４４が設けられている。
【００１５】
図８は、押出マルチセルラー体またはハニカム２０を備えた、リアクタ構成部品１２の分解斜視図であり、押出体２０の側面において、入力および出力ポートに接続するよう配置された流体連結器４６を示す。流体連結器４６は、流体通路５４を囲む一段高くなった接続リング５２を有する流体連結器体５０を有する。組み立てられたとき、ゴム状のオーリング５６は、一段高くなったリング５２により、押出体２０の側面に形成された平坦面５８に接触して圧縮状態に維持される。押出体２０内の多数の壁構造は、平坦面５８に対する強い圧縮シールのための十分な支持部を提供する。燃料フリットシール、ポリマー接着剤シールおよび意図される用途のための適切なそのようなシールを含む、他のシール方法を用いることが可能である。
【００１６】
図８の実施形態のようなリアクタ構成部品１２により、本発明のリアクタ１０の他の実施形態の主要部の断面図である図９に示す、現時点で好ましい他のリアクタ１０の構成が可能となる。図９のリアクタ１０は、押出マルチセルラー体またはハニカム２０を備え、押出体２０への側方ポート流体接続を含む。図８の実施形態による利点は、シール４４が存在しないこと、および２つの流体経路２８，４８の間の直接のシール（シール４４または流体連結器４６等）が存在しないことを含む。したがって、シール材料は、各経路の流体のために独立して最適化されてもよく、シールが存在しないことにより、２つの経路２８，４８の流体が混合することにはならないであろう。
【００１７】
気体反応物流を流下薄膜反応物流と反応させるためのリアクタは、リアクタの関連した表面において、薄い流下薄膜を形成するための何らかの方法または手段を必要とする。本発明の装置および方法の実施形態によれば、液体反応物は、図１０に示すように、例えば１以上の液体供給管６４により供給される。液体反応物は、プラグまたは連続プラグ材料２６の表面、もしくは換言すれば押出体２０の閉鎖セル上の面２７を流れまたは面２７に滴下される。図１１の断面図に示すように、液体反応物流物６２は、続いて液体反応物流６２を表す矢印６２により示される経路に続き、押出体２０の閉鎖セルのエッジ上を流れ、開放セルの内面に落下する。この場合、気体反応物流４８は、反流フローにおける開放セルの中心を流れる。一方、熱源またはシンクとして機能する反応を提供する反応物流をも形成してもよい熱交換液は、経過２８に沿って流される。液体収集器６６は、反応物液体流６２を収集する。
【００１８】
本発明の他の実施形態によるリアクタ１０を図１２の概略断面図に示す。それぞれが押出体２０Ａ，２０Ｂを備えた反応物構成部品１２Ａ，１２Ｂは、各押出体が垂直下方に延在するそのセルによって方向付けられた状態で、上下に配置される。各押出体２０Ａ，２０Ｂは、上述した図１〜６を参照して説明したように、押出体の両端において開放する第１の複数のセル２２、および押出体の一端または両端において閉鎖する第２の複数のセル２４を有する。開放セル２２は、行われる所望の反応に応じて、１以上の触媒材料をその表面内または表面上に含んでいてもよい。表示を容易にするために、図１２においては図１〜６に示した詳細な部分のいくつかを示していないか、番号を付与していないことに留意されたい。
【００１９】
図１〜６に示すように、第２の複数のセル２４は、隣接するセルの１以上のグループに配置され、押出体２０Ａ，２０Ｂを通って延在する少なくとも１つの流体経路２８において、少なくとも一部分を画成するよう協働する。
【００２０】
図１２のリアクタ１０は、液体供給管６４を通って押出体２０Ａの第１端部の第１の複数のセル２２に反応物流体流６２を供給可能なように配置された、流体源１０８をさらに備える。供給された流体流６２は、後述するリアクタ１０のハウジング構成部品により包含される流体の環状リング６３を形成する。環状流体リングは、高い位置にある押出体２０Ａの連続するプラグ材料２６Ａの表面２７に溢れ出る。流体流６２は表面２７から溢れ出て、押出体２０Ａの開放セル２２の内部を下って流下薄膜を形成する。
【００２１】
押出体２０Ａは、本実施形態においては押出体２０Ａ，２０Ｂよりも大きいセルサイズを有する開放セル押出体が短く形成されたようなスペーサ８２を介して、押出体２０Ｂに接続される。したがって、液体反応物流は、押出体２０Ａの開放セルからスペーサの内面を通って押出体２０Ｂの開放セルまで下方へ流れる。
【００２２】
リアクタ１０は、双方の押出体２０Ａ，２０Ｂの第１の複数のセル２２を通って気体反応物流４８が流れることができるように、気体注入管２８を介して接続された気体源を備える。２つの熱交換液源１１２が、そこを通って熱交換液６０を流すことができるように、押出体２０Ａ，２０Ｂ内の対応する流体通路２８に接続される。所望とするならば、２つの押出体２０Ａ，２０Ｂにおいて、異なる流体または少なくとも異なる温度を用いてもよい。
【００２３】
図１２に示すように、本実施形態は流体連結器５０Ａ，５０Ｂを介して、熱交換液経路にアクセスするためのサイドポートを使用する。図７に示すエンドポートを用いてもよい。
【００２４】
押出体２０Ａ，２０Ｂを支持するハウジングの構成部品は、反応物気体流４８がリアクタから排出できるように、それを通って気体出力管８０が延在する、リアクタ１０の上端部にあるエンドプレート７６、およびそれを通ってガス注入管６８も延在する液体収集器６６を形成するエンドプレートを有する。ハウジングの様々な部分は、オーリング７２によりエンドプレート７６，６６にシールされた、管部分７０により形成される。押出体２０Ａ，２０Ｂの端部近傍において、管部分７０は、押出体２０Ａ，２０Ｂを支持する取付けリング７４にオーリング７２によりシールされ、同様にスペーサ８２はシール４２によりシールされる。シール４２は、ゴム状シール、エポキシ樹脂ベースまたは任意の適切な材料であればよい。図１２に示す実施形態において、上側のシール４２は、環状リザーバまたは流体リング６３も有し、反応流体注入管６４のシールを提供する。
【００２５】
図１３の斜視図に示すように、本発明によるリアクタは、例えば図示の押出体２０Ａ〜Ｄのような、２以上のマルチセルラー押出体を有するものであってもよく、それぞれの押出体は、それぞれが第１の押出体２０Ａの下方に位置し、それぞれが図１〜６に示すように、対応する少なくとも１つの流体通路を画成する、対応する複数の開放セルおよび対応する複数の閉鎖セルを有する。第１の押出体２０Ａに続く連続する押出体２０Ｂ〜２０Ｄは、対応する上方の押出体から、流体反応物および気体反応物のいずれかまたは双方を受け取るように、位置決めされ配置される。熱交換液流６０Ａ〜６０Ｄは、各押出体２０Ａ〜２０Ｄと共通であっても別個のものであってもよい。各押出体２０Ａ〜２０Ｄの垂直方向の長さは、行われる反応の必要性に応じて選択されてもよい：また、他よりも短い押出体２０Ｃに示すように、押出体は一定の長さである必要はない。
【００２６】
ある流下薄膜反応の状況下においては、可燃性または爆発性の反応物が使用されるか、もしくは可燃性または爆発性の製品が製造される可能性があるため、リアクタ１０内に起こりうる炎または爆発の伝搬を回避することが望ましい。したがって、本発明においては、図１４に示すように、押出体２０Ａ〜２０Ｃのそれぞれの端部に配置された、フレームバリアスクリーン８４をさらに使用してもよい。スクリーン８４は、スクリーン８４をしっかりと保持するように協働するテンションリング８６，８８等により、任意の方法により取り付けられてもよい。スクリーン８４の使用とともに、リアクタの設計および反応の工学技術の目的のため、押出体２０Ａ〜２０Ｃの長さ（すなわちセルの長さ）およびセルの幅は、制御できない反応または爆発性の反応のあらゆるリスクを回避するよう選択可能である。さらに、この最適化のために、押出体の長さは必要に応じて異なるものとしてもよい。
【００２７】
スクリーン８４の取付けまたは保護のために、図１５の上部に示すように、端面クランプ９０を有していてもよく、そこではスクリーンは閉鎖セルの上において、面２７の一部の上にクランプされる。図の下部に示すように、端面クランピングを、開放セルを有する押出体９２の一部を用いることによって行ってもよい。テンションリングは、端面クランピングとともに使用してもよく、使用しなくてもよい。
【００２８】
２つの他のスクリーン取り付けの態様を図１６に示すが、図１６において、トップスクリーン８４は閉鎖セルの上部に位置する接着部９４に取り付けられる。ボトムスクリーン８４は、延在するプラグ２６Ｅに併合されるように取り付けられる。テンションリングは、いずれにせよ任意であるが、延在するプラグ２６の場合には不要であると思われる。
【００２９】
図１７の断面図に示すように、フレームバリアスクリーンは、反応物の供給を補助するために使用されてもよい。トップスクリーン８４は、反応物流６２を流体環状リング６３から押出体２０の閉鎖セルの上部へ毛管作用で運ぶかまたは他の様式で案内するのに役立ち、図に示すように湾曲してもよいボトムスクリーンは、反応物流６２を押出体２０の開放セルの下部から環状の受け取りトラフ１１４へ毛管作用で運ぶかまたは他の様式で案内するのに役立つ。この実施形態において、ガス反応物流４８は逆流可能であるが、スクリーン８４に沿いかつ離れる反応物流体の動きを支援するために、図示のように好ましくは並流方向にある。
【００３０】
フレームバリアスクリーンの他の例として、図１８の断面図に示すように、多孔性体フレームバリア９６を用いてもよい。多孔性体は、図示のように反応物流体の供給を支援してもよい。
【００３１】
上述したように、本発明は気体反応物流および流下薄膜液体反応物流を含む反応を行う方法も提供することが理解されよう。本発明の方法は、押出体の第１端部から第２端部へ垂直下方に平行にそのセルが延在するように方向付けられた、少なくとも第１のマルチセルラー押出体を提供することを含む。また押出体は、押出体の両端において開放する第１の複数のセル、および押出体の一端または両端において閉鎖する第２の複数のセルを有し、第２の複数のセルは押出体を通って延在する１以上の流体通路の少なくとも一部を画成するよう協働する隣接するセルの１以上のグループとなるように配置されている。１以上の通路は第２の複数のセルに沿って前後に蛇行する経路を有していてもよく、第２の複数のセル内の押出体の端部またはその近傍において、通路はセル管を横方向に接続してもよい。本発明の方法は、さらに、少なくとも１つの流体通路において少なくとも第１の熱交換液を流している間に、第１の複数のセルの中心の上方または下方に気体反応物流を流し、さらにその間に第１の複数のセルの内面下方に、液体反応物薄膜を流すことを含む。本発明の方法は、第１の複数のセル内または上に触媒材料を有するリアクタを提供してもよい。本発明の方法は、異なる熱交換フィードを任意で有し、さらにそれぞれが異なる反応物フィードを任意で有する多数の連続する押出体を使用することを含んでもよい。
【００３２】
本発明の押出体２０を通り、経路２８に沿った熱交換液６０の流れに関連する圧力低下が、特定のリアクタまたは反応デザインのためには大きすぎる場合、フロー経路は統合された分岐構造により、複数の平行な経路に分割できる。図１９，２０は、本発明のさらなる他の実施形態による、セル２２，２４に垂直な平面においてさらに他の流体経路２８を示す、押出マルチセルラー体またはハニカムを備えたリアクタ構成部品１２の平面図である。図に示すように、これらの実施形態は、セルに垂直な平面において経路２８が平行な経路に分割されるように、流体通路２８内における流体経路の分岐または分割を含む。図２１は押出体２０の一端または両端に近いチャンネル２４の断面図であり、セル２４に平行な平面において１つから分割している２つの経路を有し、押出体２０内から開始する、流体経路を分岐または分割する本発明の状況に適した方法を示している。
【００３３】
図２２は、押出体またはハニカム構造の一端の部分平面図であり、押出体の一端の入力ポート３０において押出体内から開始する、多数の平行通路２８を有する分割のための方法または構造を示している。
【００３４】
図２３は、押出体またはハニカム構造の一端の部分側面図であり、押出体の側方の壁または平坦面５８の入力ポート３０において押出体内から開始する、多数の通路２８の他の実施形態を示している。
【００３５】
図２４は、本発明の押出体内において、熱交換流経路２８を形成する他の方法を示す図である。図２４の押出体２０の上部に示すように、ガスケットまたは他のシール材料１０４とともに、形状に合わせたエンドキャップを使用してもよい。とくにこの例において、押出体２０のセルの壁は変更を必要としない。図２４の押出体２０の下部に示した他の例のように、エンドプレート１０２は形状に合わせたシール材料１０４を備えていてもよく、セルからセルへの横方向の通路を可能にしつつ、シール材料１０４が短縮されていない壁の側方を支持することができるように、押出体の壁が短縮される。
【００３６】
図２５Ａ〜２５Ｄは、閉鎖セルの下方のパターンに対応する、プラグまたは連続プラグの他のパターンを示す。各例において、閉鎖セル内に画成される流体経路は、セルの方向に沿って蛇行してもよい。図２５Ｂにおいて、最終的な経路は２回蛇行し、図２５Ｃにおいて、セルに垂直な平面において、経路は押出体２０内において分岐を伴って平行であり、図２５Ｄにおいて、経路はもしあるとすれば押出体２０へ外部の分岐を伴って平行である。
【符号の説明】
【００３７】
１０    リアクタ
１２    リアクタ構成部品
２０    マルチセルラー押出体
２２    第１の複数のセル
２４    第２の複数のセル
２６    プラグ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２５Ｃ】
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【図２５Ｄ】
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【国際調査報告】
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