分流の接触器
液体、気体、及び／又は多相混合物を粒子状固体と接触させるためのシステム及び方法。本システムは、第１ヘッドとその上に配置された第２ヘッドを有するボディを備えることができる。２又はそれ以上の別個の固定床を、ボディの断面に渡って配置することができる。１又は複数の非遮断の流体流路が各固定床を迂回することができ、１又は複数のバッフルを固定床間に配置することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は一般的に、固定床触媒作用に対する分流の接触器及びそれを用いるための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一酸化炭素は、シンガス製造及び他の化学プロセスの副生成物である。一酸化炭素は触媒毒又は汚染物質となり得るため、下流プロセスに対して問題となり得る。しかし一酸化炭素は、可燃性で、反応性が高く、ある程度の濃度で潜在的に有毒であり、何らかの著しい量で大気中に放出することはできない。
【０００３】
一酸化炭素を酸化させて二酸化炭素にするためのプロセスが用いられている。このような技術は一般的に一酸化炭素変成として知られており、触媒的に駆動される（例えば、米国特許第１，５０９，０４３号明細書、米国第４，３１３，９０８号明細書、米国第４，３８０，５２９号明細書、米国第５，９８５，２３１号明細書、及び米国第６，６９２，７０５号明細書を参照のこと）。任意の触媒プロセスと同様に、床の幾何学的形状が反応の動作及び最適化において１つの重要な因子である。多くの場合に、所望する生成物の生成量を最大にすること、又は逆に、望ましくない副生成物の生成を最小にすることは、流体の滞留時間に大きく依存する。
【０００４】
流体の滞留時間は一般的に、床容積と床に対する容積流量とに基づく。そのため、所定の滞留時間を維持しながら流量を増加させるか、又は一定の流量において滞留時間を増加させるためには通常、床容積を比例的に増加させる必要がある。床を通って生じる圧力低下は一般的に床深さに比例するため、床容積の増加は一般的に、圧力低下が制限される応用例に対して一定の床深さを維持して床表面積を増加させることによって行われる。
しかし経済的側面及びスペースの制限によって、既存の容器内又は処理設備内において断面積を増加させることはできない場合が多い。そういった場合には、床容積の増加は一般的に、既存の床に深さを追加するか又は付加的な容器を並列若しくは直列に追加することによって行われる。床深さを増加させると、床を通って生じる圧力低下が増えることになり、これは、常に望ましいわけではなく、場合によっては選択肢ではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、好適な滞留時間が得られ、圧力低下を最小にし、スペース要求を最小にするためのシステム及び方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
それゆえ、前述の本発明の特徴を詳細に理解することができるように、前述で簡単にまとめている本発明のより詳しい説明を、実施形態に言及することによって行われてもよい。実施形態の一部は添付の図面に例示されている。しかし、添付の図面は本発明の典型的な実施形態のみを例示しており、したがって本発明の範囲を限定していると考えるべきではないことに注意されたい。なぜならば、本発明は他の同様に効果的な実施形態を認めてもよいからである。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】説明した１又は複数の実施形態による例示的な接触器の部分断面図を示す図である。
【図２】図１の線２−２に沿って示す接触器内に配置された第１固定床及び流路の断面図を示す。
【図３】図１の線３−３に沿って示す接触器内に配置された第２固定床及び流路の断面図を示す図である。
【図４】説明した１又は複数の実施形態による別の例示的な接触器の部分断面図を示す図である。
【図５】説明した１又は複数の実施形態によるまた別の例示的な接触器の部分断面図を示す図である。
【図６】説明した１又は複数の実施形態によるさらに他の例示的な接触器の部分断面図を示す図である。
【図７】説明した１又は複数の実施形態によるさらにまた別の例示的な接触器の部分断面図を示す図である。
【図８】図７の線８−８に沿って示す接触器内に配置された第１固定床及び流路の断面図を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次に詳細な説明を示す。添付の請求項はそれぞれ別個の発明を規定しており、これら発明は、侵害目的上、請求項において特定される種々の要素又は限定に対する均等物を含んでいるものとみなされる。文脈に応じて、「発明」に対する以下の言及はすべて、場合によっては、ある特定の実施形態のみを指してもよい。他の場合には、「発明」に対する言及は、請求項のうちの１又は複数（しかし必ずしも全てではない）において説明される主題を指すものとみなされる。次に本発明をそれぞれ以下に詳細に説明する。具体的な実施形態、バージョン、及び実施例が含まれる。しかし本発明は、これらの実施形態、バージョン、又は実施例に限定されるわけではない。これらは、この特許における情報を、利用可能な情報及び技術と組み合わせたときに、当業者が本発明を作り及び用いることができるように含まれているものである。
【０００９】
液体、気体、及び／又は多相混合物を粒子状固体と接触させるためのシステム及び方法が提供される。本システム又は接触器は、第１ヘッドとその上に配置された第２ヘッドを有するボディを備えることができる。２又はそれ以上の別個の固定床を、ボディの断面内に及び断面に渡って配置することができる。１又は複数の非遮断の流体流路を用いて一方又は両方の固定床を迂回することができ、１又は複数のバッフルを固定床間に配置してボディ内の流れを調節することができる。各固定床は、１又は複数の活性（「非不活性」）固体、例えば１又は複数の触媒、１又は複数のイオン交換樹脂、１又は複数の吸収剤、１又は複数の吸着剤、又はそれらの任意の組み合わせを備えることができる。
【００１０】
図を参照して、図１に、１又は複数の実施形態による例示的な接触器１００の部分断面図を示す。接触器１００は、ボディ１０２、第１端部又はヘッド１０４、第２端部又はヘッド１０６、バッフル１４０、１又は複数の接続部（１５０、１６０、１７０、及び１７２の４つを示す）を備えることができる。２又はそれ以上の固定床（１３０、１３２の２つを示す）を、ボディ１０２の内径（すなわち断面）内に及び内径に渡って配置することができる。１又は複数の実施形態において、各床１３０、１３２は、各床を通って配置された１又は複数の非遮断の流路又は導管１１０、１１５を除いて、ボディ１０２の内径全体と接触していることができる。
【００１１】
１又は複数の実施形態において、１又は複数の流路１１０は少なくとも部分的に、第１床１３０を通って配置又は形成することができる。１又は複数の流路１１０は、その第１端部において、第１ヘッド１０４内に画定される容積又はプレナム１０５と流体連通していることができ、その第２端部において、床１３０、１３２間に配置された容積又はプレナム１１７と流体連通していることができる。
【００１２】
１又は複数の実施形態において、１又は複数の流路１１５は少なくとも部分的に、第２床１３２を通って配置又は形成することができる。流路１１５は、その第１端部において容積１３４と流体連通していることができ、その第２端部において容積１２５と流体連通していることができる。容積１３４は、第１床１３０とバッフル１４０との間に画定される空のスペース又はプレナムとすることができる。容積１２５はヘッド１０６内において収容又は画定される。
【００１３】
流路１１０（「第１流路」又は「第１床迂回路」）は、第１床１３０の周りの又は第１床１３０を通る迂回路を与えて、その中に収容される流体が第１床１３０に接触しないようにすることができる。流路１１５（「第２流路」又は「第２床迂回路」）は、第２床１３２の周りの又は第２床１３２を通る迂回路を与えて、その中に収容される流体が第２床１３２に接触しないようにすることができる。流路１１０、１１５を、図２及び３を参照して以下にさらに説明することができる。図２に、第１床１３０の接触器１００の線２−２に沿った断面図を示す。２、３、４、又は５以上の流路１１０を用いて、流体流れを床１３０の周りに迂回させるか又は送ることができる。図２には、４つの流路１１０を示す。流路１１０は、任意のパターン及び／又は任意の周波数で床１３０の全体に渡って並べることができる。図２に示すように、流路１１０は、床１３０を通って一様に配置することができ、固定床によって完全に囲むことができる。したがって、床１３０内の固体は、ボディ１０２の内径又は断面全体を覆うか又はそれらに広がることができる。
【００１４】
図３に、第２床１３２の接触器１００の線３−３に沿った断面図を示す。１、２、３、４、又は５以上の流路１１５を用いて、流体流れを床１３２の周りに迂回させるか又は送ることができる。流路１１５は、ランダムに並べることもできるし、床１３２の断面の全体に渡って一様に分配することもできる。図３に示すように、単一の流路１１５を床１３２を通って配置することができる。単一の流路１１５を、図示するように床１３２の中心を通って配置することもできるし、又は流路１１５を、中心をはずして、例えば床１３２の外周部又は周囲の近くに、配置若しくは並べることもできる。第１床１３０の固体と同様に、第２床１３２の固体は、ボディ１０２の内径又は断面全体を覆うか又はそれらに渡って広がることができる。
【００１５】
図１を再び参照して、１又は複数のディフューザ１４２を、流路１１０、１１５に隣接して配置するか又は位置付けることができる。各ディフューザ１４２は、同じか又は異なるものとすることができる。ディフューザ１４２は、複数の開口部（例えば「シャワーヘッド」構成）か又は接触器１００内に流体を分配するのに適した任意の他の構成を備えることができる。各ディフューザ１４２は、流体を一様に分配するために、任意の数の開口部及び任意のサイズの開口部を備えることができる。１又は複数の実施形態において、１又は複数の噴霧ノズル（図示せず）を、１又は複数のディフューザ１４２の開口部の一部又は全部内に配置することができる。
【００１６】
１又は複数の実施形態において、ディフューザ１４２の周りに並べた開口部のサイズ（すなわち直径）及び開口部のパターンを用いて、それらを通る流体の流れを変更、調整、又は操作することができる。例えば、ランダムな又は均一なパターンのより小さいか又は種々のサイズの開口部を、ディフューザ１４２の一方の側又は半分上に配置することができ、一方で、ランダムな又は均一なパターンのより大きい直径か又は種々のサイズの開口部を、同じディフューザ１４２の第２側又は半分上に配置することができる。同様に、異なるディフューザ１４２として、各ディフューザが種々のサイズ及びパターンの開口部を有してそこを通る流体の流れを変更、調整、又は操作する、ディフューザ１４２を用いることができる。
【００１７】
また接触器１００は、その中の床１３０、１３２を支持するための支持アセンブリを備えることができる。各支持アセンブリは、床１３０、１３２の重量を支持及び保持するように構成することができる。各支持アセンブリは、１又は複数の締結具１２２及び１又は複数のスクリーン１２４を備えることができる。スクリーン１２４は、締結具１２２上に置くことができるかその他の場合には配置することができる。締結具１２２は、接触器１００の内面上に配置（例えば溶接又はボルト締め）することができ、任意の１又は複数のクリップ、ボルト、フック、Ｉ形梁、溝などとすることができる。構造支持体１２２及びスクリーン１２４は、任意のプロセス適合材料（例えばアルミニウム、鋼鉄、合金鋼、ステンレス鋼、ステンレス鋼合金、非鉄金属、非鉄金属合金、又はそれらの組み合わせなど）から製作することができる。
【００１８】
固定床１３０、１３２についてより詳細に考えると、床１３０、１３２内の固体又は粒子は、同じか又は異なるものとすることができる。１又は複数の実施形態において、床１３０、１３２は、１若しくは複数の触媒、１若しくは複数の吸着剤、１若しくは複数の吸収剤、１若しくは複数のイオン交換樹脂、及び／又は１若しくは複数のモレキュラーシーブの単層を収容することができる。１又は複数の実施形態において、床１３０、１３２は、２又はそれ以上の層として、各層が、１若しくは複数の不活性材料、１若しくは複数の触媒、１若しくは複数のイオン交換樹脂、１若しくは複数の吸着剤、１若しくは複数の吸収剤、１若しくは複数のイオン交換樹脂、１若しくは複数のモレキュラーシーブ、それらの混合物、又はそれらの任意の組み合わせを収容する、２又はそれ以上の層を、収容することができる。１又は複数の触媒は、鉄、クロム、銅、亜鉛、アルミニウム、その酸化物、その合金、若しくはその混合物であるか又はそれらを含むことができる。少なくとも１つの特定の実施形態において、触媒層は、ズードケミー（Ｓｕｄ Ｃｈｅｍｉｅ）タイプＣ１２−４−０２触媒（錠剤サイズが６ｍｍｘ６ｍｍ、かさ密度が１１２０ｋｇ／ｍ３（７０ｌｂｓ／ｆｔ３））を、一酸化炭素を二酸化炭素に転化させるために含むことができる。少なくとも１つの特定の実施形態において、各床１３０、１３２は、１又は複数の不活性材料の第１層、１又は複数の不活性材料の第２層、１又は複数の活性固体（１又は複数の触媒、吸着剤、吸収剤、イオン交換樹脂、及び／又はモレキュラーシーブを備える）を収容する第３層を収容することができる。これを図４に示す。
【００１９】
ボディ１０２、第１ヘッド１０４及び第２ヘッド１０６は、取り外し可能な締結具（例えば、これらに限定されないが、ボルト及び他の同様の締結具）を用いて着脱可能に接続することができる。１又は複数の実施形態において、ボディ１０２、第１ヘッド１０４、及び第２ヘッド１０６を、互いに溶接及び／又はリベット留めすることができる。ヘッド１０４、１０６は任意の形状又は輪郭を有することができる。例えば、ヘッド１０４、１０６は、平坦、ＡＳＭＥくぼみ、放物線、円錐状、又はプロセスデザイン圧力及び温度要求を満足するために用いられる業界で知られている任意の他のタイプの形状とすることができる。図１では例示的な円筒型のボディ１０２を示しているが、他の幾何学的形状を用いることができる。例えば、ボディ１０２は、円筒型のシェルとして、直径が約０．２ｍ（０．６ｆｔ）〜約２０ｍ（６６ｆｔ）、約０．５ｍ（１．６ｆｔ）〜約１０ｍ（３２．８ｆｔ）、又は約１ｍ（３ｆｔ）〜約７ｍ（２３ｆｔ）の範囲のものとすることができる。
【００２０】
接続部１５０、１６０、１７０、１７２は、固体及び流体の導入及び／又は除去が容易になるように、並びに接触器１００の内部を維持するのに好都合であるように、接触器１００（ボディ１０２並びにヘッド１０４、１０６を備える）の周りのどこにでも配置することができる。１又は複数の実施形態において、接続部１５０、１６０、１７０、及び１７２は、ネジ山付き、フランジ付き、突合わせ溶接、又は流体配管又はチュービングを取り付けるために用いる任意の他の形態の接続方法とすることができる。１又は複数の実施形態において、接続部１５０、１６０、１７０、及び１７２を溶接することができる。１又は複数の実施形態において、接続部１５０、１６０、１７０、及び１７２は、取り外し可能な締結具（例えばネジ山付きの接続部）を用いて着脱可能に接続することができる。１又は複数の接続部１５０、１６０、１７０、及び１７２は、適切な材料（例えば、これらに限定されないが、アルミニウム、鋼鉄、合金鋼、ステンレス鋼、ステンレス鋼合金、非鉄金属、非鉄金属合金、又はそれらの組み合わせなど）から、プロセス組成、プロセス条件、及び所望の耐食性に基づいて製作することができる。
【００２１】
１又は複数の実施形態において、バッフル１４０を床１３０、１３２間に配置することができる。２つの床１３０、１３２を超える数の床を用いる場合、２つのバッフル１４０を用いることができ、１つのバッフル１４０を隣接する床間に用いる。図１に示すように、バッフル１４０を２つの床１３０、１３２間に配置して、２つの床間か又は２つの床の周りで流体流れを分離及び／又は方向転換することができる。バッフル１４０は、床１３０の底部又は第２端部から任意の距離に配置することができる。床１３０とバッフル１４０との間の距離によって、容積１３４のサイズが決定される。このサイズは、接触器１００を通って生じる所望の圧力低下及び/又は滞留時間に依存し得る。
【００２２】
バッフル１４０はトレイ又は他の収集部材とすることができる。バッフル１４０は、接触器１００の中心線に交差するように、及びボディ１０２の内径に隣接するように、配置することができる。バッフル１４０は、接触器１００の垂直軸に対して水平方向又は斜めとすることができる。バッフル１４０は、各床１３０、１３２を互いから分離して、第１床１３０を通過した（すなわち、第１床１３０を出た）流体が第２床１３２から出るのを阻み、その結果、第２床１３２を第２流路１１５を介して迂回するように構成することができる。こうして、第２流路１１５はバッフル１４０の上面と流体連通しており、第１流路１１０はバッフル１４０の上面とは流体連通していない。１又は複数の実施形態において、バッフル１４０は、アルミニウム、鋼鉄、合金鋼、ステンレス鋼、ステンレス鋼合金、非鉄金属、非鉄金属合金、又はそれらの組み合わせから製作することができる。
【００２３】
１又は複数の実施形態において、流路１１５の第１端部を、せきを形成するバッフル１４０の上面を越えて高くするか、その他の場合には上面を越えて延ばすことができる。せきは、流路１１５内に溢れる前のバッフル１４０上の流体の容積又はヘッドを形成することができる。このような実施形態は、液体供給用接触器（例えば水処理用のイオン交換樹脂を収容する液体接触器）に対して有用であり得る。
【００２４】
図４に、１又は複数の実施形態による例示的な接触器２００の部分断面図を示す。接触器２００の固定床１３０、１３２は、少なくとも２つの不活性層２３２間に配置された少なくとも１つの活性固体層２３４を備えることができる。各不活性層２３２は、不活性材料（例えば板状アルミナ、ムライト、セラミック、それらの混合物、又はそれらの組み合わせなど）の１又は複数の別個の層を備えることができる。各不活性層２３２の各別個の層は、同じ（すなわち単層）か又は異なるものとすることができる。例えば、各不活性層２３２は、約９２％ｗｔ〜約１００％ｗｔ、約９２％ｗｔ〜約９７％ｗｔ、又は約９２％ｗｔ〜約９５％ｗｔの凝集体Ａｌ２Ｏ３及びＳｉＯ２アッセイの一様な層を含むことができる。１又は複数の実施形態において、不活性層２３２は、約１％ｗｔから、約０．７５％ｗｔから、約０．５％ｗｔから、又は約０．２５％ｗｔ以下からのＦｅ２Ｏ３の凝集体アッセイの一様な層を含むことができる。１又は複数の実施形態において、各層２３２の深さは、約１０ｃｍ（４インチ）〜約５１ｃｍ（２０インチ）、約１０ｃｍ（４インチ）〜約３０ｃｍ（１２インチ）、又は約１０ｃｍ（４インチ）〜２０ｃｍ（８インチ）の深さ（すなわち、高さ）の範囲とすることができる。不活性層２３２の深さは、床１３０、１３２を通って生じる所望の圧力低下及び滞留時間に依存し得る。
【００２５】
１又は複数の実施形態において、活性固体層２３４は、以下のものを備えることができる（ただし、これらに限定されない）。１又は複数の触媒又は触媒タイプ、１又は複数のイオン交換樹脂、１又は複数の吸着剤、１又は複数の吸収剤、及び１又は複数のモレキュラーシーブである。固体層２３４の深さは変えることができる。例えば、層２３４の深さは、約１．８ｍ（７２インチ）〜約３．６ｍ（１４４インチ）、約２．１ｍ（８４インチ）〜約３．４ｍ（１３２インチ）、又は約２．４ｍ（９６インチ）〜約３．０ｍ（１２０インチ）の範囲とすることができる。層２３４の深さは、床１３０、１３２を通って生じる所望の圧力低下及び滞留時間に依存し得る。
【００２６】
図１〜４を参照して、流体（すなわち、液体又は気体）をボディ１０２に第１接続部（「入口」）１５０を介して導入することができ、第１容積１０５内に第１ディフューザ１４２を用いて分配することができる。分配された流体の第１部分が、第１床（「上部床」）１３０を通って流れて、処理済み流体（「第１流出物」）を得ることができ、分配された流体の第２部分が、第１床１３０を１又は複数の流路１１０を介して迂回して第２床（「下部床」）１３２に至ることができる。第１床１３０からの処理済み流体を、バッフル１４０上で分離又は収集した後に、第２床１３２の周りに流路１１５を介して迂回させることができる。第１床１３０を流路１１０を介して迂回した流体の第２部分を、第２床１３２に渡って分配して、第２床１３２を出る処理済み流体（「第２流出物」）を容積１２５内に得ることができる。流路１１０の出口に隣接する１又は複数のディフューザ１４２を用いて、流体流れを床１３２に渡って、より良好に分配することができる。第１流出物（第１床１３０から）を流路１１５から出すことができ、第２床１３２からの第２流出物と組み合わせるかその他の場合には混合することができる。混合された流出物は、接触器１００、２００から第２接続部（「出口」）１６０を介して出すことができる。１又は複数の実施形態において、接触器１００又は２００のいずれかを通る流体流れを逆にすることができる。すなわち、流体を接触器に接続部１６０を介して導入して、接続部１５０を介して出すことができる。
【００２７】
分配された流体の第１部分は、接触器１００、２００に入ってくる供給物の少なくとも１０体積％、２０体積％、５０体積％、６０体積％、７０体積％、８０体積％、９０体積％、９５体積％、又は９９体積％とすることができる。残りは、第２床１３２において処理される分配された流体の第２部分となり得る。処理すべき流体を分流して別個の部分にすることによって、接触器１００、２００を通って生じる圧力低下、及び接触器１００、２００の断面積を、最小限にするか又は少なくとも低減することができる。
別個の床１３０、１３２を通る流量を低減することによって、各床１３０、１３２における滞留を増加させることができる。あるいは、各床１３０、１３２内での一定の滞留時間を、別個の床１３０、１３２を通る流量と、各床１３０、１３２における固体容積との両方を比例して低減することによって、維持することができる。こうして所望の滞留時間、最小の圧力低下、及び最小のスペース要求をすべて、単一の容器（すなわち、接触器）内で得ることができる。
【００２８】
１又は複数の実施形態において、第１床１３０及び１又は複数の流路１１５を通って流れる流体の第１部分の圧力低下を、１又は複数の流路１１０及び第２床１３２を通って流れる流体の第２部分の圧力低下と、平衡させるか又は等しくすることができる。接触器１００、２００内の独立した流路を通って生じる差圧を平衡させるか又は等しくすることによって、安定した床性能及び枯渇を得ることができ、その結果、活性固体（例えば、その中の触媒）の効率及び寿命の両方を最適化することができる。１又は複数の流体導管１１０を通って生じる圧力低下を増加又は低減するための種々のデバイス又は技術（例えばダンパー（図示せず）、バルブ（図示せず）、可変オリフィスディフューザ（図示せず）、又はその機能的等価物）を用いて、接触器を通る各独立した流体流路に対する圧力低下を調整及び／又は平衡させることができる。
【００２９】
図５に、１又は複数の実施形態による別の例示的な接触器５００の部分断面図を示す。接触器５００は、ボディ１０２、第１端部又はヘッド１０４（その内部の容積１０５を画定する）、第２端部又はヘッド１０６（その内部の容積１２５を画定する）、バッフル１４０、及び１又は複数の接続部（１５０、１６０、及び１７２の３つを示す）を備えることができる。２又はそれ以上の固定床（１３０、１３２の２つを示す）を、ボディ１０２の内径（すなわち断面）内に及び内径に渡って配置して、その間に容積１１７、１３４を形成することができる。１又は複数の実施形態において、迂回路（すなわち、流路）５１５、５２５を、床１３０、１３２の外部とし、ボディ１０２及び／又はヘッド１０４、１０６の外側の周りに配置することができる。１又は複数の流れ制御装置５１１、５１６（例えば、これらに限定されないが、バルブ、ダンパー、可変オリフィスディフューザ、又はその機能的等価物）を、１又は複数の流路５１０、５１５、５２５内に配置して、そこを通る流体流れを阻むか又は調節することができる。図５に示すように、１又は複数の実施形態において、圧力制御装置５１１、５１６をバルブとすることができる。
【００３０】
１又は複数の流路５１０の第２端部を、ヘッド１０４と第１床１３０の最上部とによって画定される容積１０５と流体連通させることができる。流路５１５の第１端部を、１又は複数の流路５０５と流体連通させることができ、一方で、流路５１５の第２端部を、バッフル１４０と第２床１３２の最上部とによって画定される容積１１７と流体連通させることができる。１又は複数の流路５２５の第１端部を、第１床１３０の底部とバッフル１４０とによって画定される容積１３４と流体連通させることができ、１又は複数の流路５２５の第２端部を、ヘッド１０６と第２床１３２の底部とによって画定される容積１２５と流体連通させることができる。
【００３１】
１又は複数のディフューザ５４２を、第１容積１０５内において、１又は複数の流路５１０（接触器５００に接続部１５０を介して入ることができる）の第２端部の周りに配置することができる。また１又は複数のディフューザ５４２を、容積１１７内の１又は複数の流路５１５の第２端部に隣接して配置するか又は位置付けることができる。１又は複数の実施形態において、１又は複数のディフューザ５４２は、前述したディフューザ１４２と同じとすることができるか、又は１又は複数のディフューザ５４２を、図５に示すようにパイプヘッダとすることができる。パイプヘッダ５４２は、１又は複数の開口部を収容する環状又はツリー形状の導管とすることができる。１又は複数の実施形態において、１又は複数の噴霧ノズル（図示せず）を、１又は複数のディフューザ５４２の開口部の一部又は全部内に配置することができる。１又は複数の実施形態において、各開口部は同じ直径を有することができるか、又は開口部は種々の直径を有して、床１３０、１３２に渡って流体流れを平均させるかその他の場合には優先的に分散させることができる。
【００３２】
動作時には、ライン５０５内の流体（すなわち液体又は気体）を、ライン５１０を介した第１部分と第２部分５１５とに配分するかその他の場合には分流することができる。第１部分は、ボディ１０２に第１接続部（「入口」）１５０を介して導入することができ、第１容積１０５内に第１ディフューザ５４２を用いて分配することができる。分配された流体の第１部分は、第１床（「上部床」）１３０を通って流して、処理済み流体（「第１流出物」）を得ることができる。ライン５０５内の流体の第２部分は、第１床１３０を１又は複数の流路５１５を介して迂回させることができ、容積１１７内にディフューザ５４２を介して分配させることができる。分配された流体の第２部分は、第２床（「下部床」）１３２を通って流して、第２床１３２を出る処理済み流体（「第２流出物」）を容積１２５内に得ることができる。分配された流体の第１部分は、ライン５０５内の入ってくる供給物の少なくとも１０体積％、２０体積％、５０体積％、６０体積％、７０体積％、８０体積％、９０体積％、９５体積％、又は９９体積％とすることができる。残りは、第２床１３２に流路５１５を介して導入される分配された流体の第２部分となり得る。
【００３３】
第１床１３０からの処理済み流体を、バッフル１４０上で分離又は収集した後に、第２床１３２の周りに流路５２５を介して迂回させることができる。第１流出物（第１床１３０から）を、流路５２５の出口において分配することができ、第２流出物と組み合わせるかその他の場合には混合することができる。混合された流出物は、接触器５００から第２接続部（「出口」）１６０を介して出すことができる。１又は複数の実施形態において、接触器５００を通る流体流れを逆にすることができる。すなわち流体を、接触器に接続部１６０を介して導入して、接続部１５０を介して出すことができる。
【００３４】
図６に、１又は複数の実施形態によるさらに他の例示的な接触器６００の部分断面図を示す。接触器６００は、ボディ１０２、第１端部又はヘッド１０４、第２端部又はヘッド１０６、１又は複数の接続部１５０、１６０、１７２、固定床１３０、１３２、締結具１２２、スクリーン１２４、及びディフューザ１４２を備えることができるのは、前述した通りである。接触器６００に対する供給物を、側部接続部１７２を通って容積６０５内に送ることができる。ボディ１０２内での流体力学及び圧力低下に基づいて、流体供給物を床１３０、１３２に対して送り、分流し、その他の場合には配分することができる。例えば、供給物の第１部分は、第１床１３０を通って「上方流れ方向」又は「第１流れ方向」に流れて、容積１０５内の第１流出物を形成することができ、供給物の第２部分は、第２床１３２を通って「下方流れ方向」又は「第２流れ方向」に流れて、容積１２５内の第２流出物を形成することができる。第１流出物は、接触器６００から接続部１５０を介して引き出すことができ、一方で、第２流出物は、接触器６００から接続部１６０を介して引き出すことができる。
【００３５】
１又は複数の実施形態において、接触器６００に対する流体供給物を、接続部１５０及び１６０の間で分割し、分流し、又は配分することができる。１又は複数の実施形態において、供給物の第１部分は、接触器６００に入口１５０を介して入れることができ、第２部分は入口１６０を通って入れることができる。第１部分は、第１床１３０を通って下方又は第１方向に流れることができ、その結果、容積６０５内に集まることができる第１流出物を形成することができる。第２部分は、第２床１３２を通って上方又は第２方向に流れることができ、その結果、容積６０５内に集まることができる第２流出物を形成することができる。第１及び第２流出物は、互いに接触し、容積６０５内で混合して、組み合わされた流出物をその中で形成することができる。組み合わされた流出物は、接触器６００から側部接続部１７２を介して引き出すことができる。
【００３６】
１又は複数の実施形態において、収集器アセンブリ６７３を容積６０５内に配置することができる。収集器アセンブリ６７３は、配置された複数の開口部６７４を備えて、その中を複数の流路が通れるようにすることができる。収集器アセンブリ６７３は、容積６０５とコネクタ１７２との間の流体連通を開口部６７４を介して与えることができる。
【００３７】
１又は複数の実施形態において、収集器アセンブリ６７３は、そこから伸びる１又は複数の分岐又はアーム（図示せず）を備えることができる。分岐は、収集器アセンブリ６７３のボディから単一平面（例えば容器６００の中心線に対する水平面）に沿って、延びることができる。また各分岐を、容器６００の中心線に対してある角度で配置することができる。角度は、水平方向から約１度〜約３０度だけ何れかの方向（すなわち上方又は下方）に、ずれることができる。より詳細には、角度は、水平方向から約−２０度〜約＋２０度、又は約−１０度〜約＋１０度、又は約−５度〜約＋５度だけ、ずれることができる。
【００３８】
開口部６７４は、収集器アセンブリ６７３の分岐上か又はボディ及び分岐の両方上に、配置することができる。開口部６７４のサイズ及び形状は、容器６００内の所望の流動力学に基づいて設けることができる。各開口部６７４は、例えば円形とすることができる。開口部６７４は、収集器アセンブリ６７３の各分岐及び／又はボディの周りに、ランダムに又は規則正しいパターンで並べることができる。特定の実施形態において、開口部６７４の少なくとも１つの列を、床１３０からの流体流れの方向に交差するように配置し、開口部６７４の少なくとも１つの列を、床１３２からの流体流れの方向に交差するように配置する。
【００３９】
図７に、１又は複数の実施形態によるさらにまた別の例示的な接触器７００の部分断面図を示す。接触器７００は、ボディ１０２、第１端部又はヘッド１０４、第２端部又はヘッド１０６、１又は複数の接続部１５０、１６０、１７２、固定床１３０、１３２、締結具１２２、スクリーン１２４、及びディフューザ１４２を備えることができるのは、前述した通りである。１又は複数の実施形態において、第１床１３０は、２又はそれ以上の同心の副床（２つを図示する）７３２、７３４を備えることができる。同様に、第２床１３２は、２又はそれ以上の同心の副床（２つを図示する）７４２、７４４を備えることができる。第１又は上部の副床７３２、７３４は、それらの間に複数の流路７１２、７３６、７３８を画定することができ、第２又は下部の副床７４２、７４４は、それらの間に複数の流路７２２、７４６、７４８を画定することができる。これを図８に、より明瞭に示す。
【００４０】
図８に、第１床１３０の線８−８に沿った断面図を示す。図８に示すように、各副床７３２、７３４は、１又は複数の内壁７７０及び１又は複数の外壁７７２によって画定される環状（すなわちリング状）とすることができる。１又は複数の内壁７７０及び１又は複数の外壁７７２を、穿孔された金属又は金属スクリーニングを用いて製作して、流路７１２、７３６、７３８及び副床７３２、７３４への又はそれらからの流体流れを可能にすることができる。第２固定床１３２の各副床７４２、７４４は、副床７３２、７３４の場合（図８に示す）と同じ方法で並べることができることを理解されたい。図示しないが、第２固定床１３２の副床７４２、７４４をずらして、すなわちボディ１０２の半径に沿って副床７３２、７３４とは異なる点の間に配置して、流路の変化が形成されるようにすることができる。
【００４１】
動作時には、供給物を接触器７００に、接続部１５０、１６０の一方又は両方を介して導入することができる。接続部１５０から、供給物のすべて又は少なくとも第１部分が、ボディ１０２に入り、ディフューザ１４２を通って流れ、容積７０５を通って流れて、環状すなわちリング状の流路７１２内に入ることができる。流路７１２内の流体は、第１方向（例えば内側）に副床７３２を通って流れ、第１流出物として流路７３６内に現れることができる。また流路７１２内の流体は、第２方向（例えば外側）に副床７３４を通って流れて、第２流出物として流路７３８内に現れることができる。第１及び第２流出物は、床１３０及び１３２の間の容積７１０内に流れ込むことができる。接続部１６０から、供給物のすべて又は少なくとも第２部分が、ボディ１０２に入り、ディフューザ（図示せず）を通って流れ、容積７２５を通って流れて、環状すなわちリング状の流路７２２内に入ることができる。流路７２２内の流体は、内側に副床７４２を通って流れて、第３流出物として流路７４６内に現れることができる。また流路７２２内の流体は、外側に副床７４４を通って流れて、第４流出物として流路７４８内に現れることができる。第３及び第４流出物は、床１３０及び１３２の間の容積７１０内に流れ込むことができる。容積７１０内の組み合わされた流出物（第１、第２、第３、及び／又は第４）を、ボディ１０２から１又は複数の接続部１７２を介して引き出すことができる。
【００４２】
１又は複数の実施形態において、接触器７００に対する供給物を、ボディ１０２の側壁上の接続部１７２を通って送ることができる。ボディ１０２内では、供給物の第１部分が第１床１３０の流路７３６及び７３８に入ることができる。流路７３６内の供給物は、第２方向（例えば外側）に、副床７３２を通って流れて、第１流出物として流路７１２内に出ることができる。また流路７３８内の供給物は、第１方向（例えば内側）に、副床７３４を通って流れて、第２流出物として流路７１２内に出ることができる。組み合わされた第１及び第２流出物は、容積７０５内のヘッド１０４内に流れ込むことができ、ボディ１０２から１又は複数の接続部１５０を介して引き出すことができる。供給物の第２部分は、第２床１３２の流路７４６及び７４８に入ることができる。流路７４６内にある供給物の部分は、第２方向（「外側」）に副床７４２を通って流れて、第３流出物として流路７２２内に出ることができる。また流路７４８内にある供給物の部分は、第１方向（「内側」）に副床７４４を通って流れて、第４流出物として流路７２２内に出ることができる。組み合わされた第３及び第４流出物は、容積７２５内のヘッド１０６内に流れ込むことができ、ボディ１０２から１又は複数の接続部１６０を介して引き出すことができる。
【００４３】
接触器１００、２００、５００、６００、及び７００を、均質な気体及び／又は液相流体並びに二相（すなわち気体及び液相の）流体とともに、用いることができる。任意の１又は複数の接触器１００、２００、５００、６００、及び７００を、単独で又は任意の組み合わせで、並列か又は直列か又は両方であるかにかかわらず、用いることができる。任意の１又は複数の接触器１００、２００、５００、６００、及び７００を、単独で又は任意の組み合わせで、並列か又は直列か又は両方であるかにかかわらず、一酸化炭素シフト反応器（変成反応器）として、例えばシンガス中の一酸化炭素を二酸化炭素に変成させるために、用いることができる。
【００４４】
１又は複数の実施形態において、容器を変更又は後付けして、本明細書で説明した接触器１００、２００、５００、６００、及び７００のいずれか１つを実現することができる。例えば、後付け部品は、締結具１２２及びスクリーン１２４を、用いるべき床１３０の所望する数に基づいて取り付けることを、含むことができる。１又は複数の流体流路１１０、１１５を、図５に示すように、適切な床１３０、１３２内に形成することもできるし、又は容器の外面上に配置することもできる。１又は複数のディフューザ１４２を、流路１１０、１１５の端部に隣接して取り付けることができ、バッフル１４０を、隣接する床１３０、１３２の間に収めることができる。このような後付け部品は、接触器を通る流れを増加させることが望ましい場合に、好都合となり得る。単一床の接触器を通る流れを増加させると、接触器を通って生じる圧力低下が増加して望ましくないであろう。接触器内に第２床１３２を追加することによって、第１床１３０及び第２床１３２における床深さを低減できる一方で、接触器内の活性固体（例えば触媒）の全容積を保持することができる。接触器を通る流れを分流して、２つの床１３０、１３２に渡って並行して流れるようにすることができるため、床深さを低減することができ、接触器を通る流量を増やすことができる一方で、比較的一定の圧力低下を維持することができる。
【００４５】
ある実施形態及び特徴について、数値上限の組及び数値下限の組を用いて説明してきた。当然のことながら、特に断りのない限り、任意の下限から任意の上限までの範囲が意図されている。ある下限、上限、及び範囲が、以下の１又は複数の請求項において現れる。すべての数値は、「約（ａｂｏｕｔ）」又は「およそ（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」示した値であり、当業者によって予想されるであろう実験誤差及び変動が考慮される。
【００４６】
種々の用語について前述で定義した。請求項で用いる用語が前述で定義されていない場合には、少なくとも１つの刊行物又は登録特許において反映されるようにその用語に当業者が与える最も広い定義を、その用語に与えられるべきである。その上さらに、本出願において引用される特許、試験手順、及び他の文献はすべて、このような開示が本出願と矛盾しない程度に、及びこのような取り入れが許されるすべての管轄に対して、参照により完全に取り入れられている。
【００４７】
前述したことは本発明の実施形態に関しているが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく本発明の他の実施形態及びさらなる実施形態を考え出されてもよく、本発明の範囲は特許請求の範囲によって定められる。
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は一般的に、固定床触媒作用に対する分流の接触器及びそれを用いるための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一酸化炭素は、シンガス製造及び他の化学プロセスの副生成物である。一酸化炭素は触媒毒又は汚染物質となり得るため、下流プロセスに対して問題となり得る。しかし一酸化炭素は、可燃性で、反応性が高く、ある程度の濃度で潜在的に有毒であり、何らかの著しい量で大気中に放出することはできない。
【０００３】
一酸化炭素を酸化させて二酸化炭素にするためのプロセスが用いられている。このような技術は一般的に一酸化炭素変成として知られており、触媒的に駆動される（例えば、米国特許第１，５０９，０４３号明細書、米国第４，３１３，９０８号明細書、米国第４，３８０，５２９号明細書、米国第５，９８５，２３１号明細書、及び米国第６，６９２，７０５号明細書を参照のこと）。任意の触媒プロセスと同様に、床の幾何学的形状が反応の動作及び最適化において１つの重要な因子である。多くの場合に、所望する生成物の生成量を最大にすること、又は逆に、望ましくない副生成物の生成を最小にすることは、流体の滞留時間に大きく依存する。
【０００４】
流体の滞留時間は一般的に、床容積と床に対する容積流量とに基づく。そのため、所定の滞留時間を維持しながら流量を増加させるか、又は一定の流量において滞留時間を増加させるためには通常、床容積を比例的に増加させる必要がある。床を通って生じる圧力低下は一般的に床深さに比例するため、床容積の増加は一般的に、圧力低下が制限される応用例に対して一定の床深さを維持して床表面積を増加させることによって行われる。
しかし経済的側面及びスペースの制限によって、既存の容器内又は処理設備内において断面積を増加させることはできない場合が多い。そういった場合には、床容積の増加は一般的に、既存の床に深さを追加するか又は付加的な容器を並列若しくは直列に追加することによって行われる。床深さを増加させると、床を通って生じる圧力低下が増えることになり、これは、常に望ましいわけではなく、場合によっては選択肢ではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、好適な滞留時間が得られ、圧力低下を最小にし、スペース要求を最小にするためのシステム及び方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
それゆえ、前述の本発明の特徴を詳細に理解することができるように、前述で簡単にまとめている本発明のより詳しい説明を、実施形態に言及することによって行われてもよい。実施形態の一部は添付の図面に例示されている。しかし、添付の図面は本発明の典型的な実施形態のみを例示しており、したがって本発明の範囲を限定していると考えるべきではないことに注意されたい。なぜならば、本発明は他の同様に効果的な実施形態を認めてもよいからである。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】説明した１又は複数の実施形態による例示的な接触器の部分断面図を示す図である。
【図２】図１の線２−２に沿って示す接触器内に配置された第１固定床及び流路の断面図を示す。
【図３】図１の線３−３に沿って示す接触器内に配置された第２固定床及び流路の断面図を示す図である。
【図４】説明した１又は複数の実施形態による別の例示的な接触器の部分断面図を示す図である。
【図５】説明した１又は複数の実施形態によるまた別の例示的な接触器の部分断面図を示す図である。
【図６】説明した１又は複数の実施形態によるさらに他の例示的な接触器の部分断面図を示す図である。
【図７】説明した１又は複数の実施形態によるさらにまた別の例示的な接触器の部分断面図を示す図である。
【図８】図７の線８−８に沿って示す接触器内に配置された第１固定床及び流路の断面図を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次に詳細な説明を示す。添付の請求項はそれぞれ別個の発明を規定しており、これら発明は、侵害目的上、請求項において特定される種々の要素又は限定に対する均等物を含んでいるものとみなされる。文脈に応じて、「発明」に対する以下の言及はすべて、場合によっては、ある特定の実施形態のみを指してもよい。他の場合には、「発明」に対する言及は、請求項のうちの１又は複数（しかし必ずしも全てではない）において説明される主題を指すものとみなされる。次に本発明をそれぞれ以下に詳細に説明する。具体的な実施形態、バージョン、及び実施例が含まれる。しかし本発明は、これらの実施形態、バージョン、又は実施例に限定されるわけではない。これらは、この特許における情報を、利用可能な情報及び技術と組み合わせたときに、当業者が本発明を作り及び用いることができるように含まれているものである。
【０００９】
液体、気体、及び／又は多相混合物を粒子状固体と接触させるためのシステム及び方法が提供される。本システム又は接触器は、第１ヘッドとその上に配置された第２ヘッドを有するボディを備えることができる。２又はそれ以上の別個の固定床を、ボディの断面内に及び断面に渡って配置することができる。１又は複数の非遮断の流体流路を用いて一方又は両方の固定床を迂回することができ、１又は複数のバッフルを固定床間に配置してボディ内の流れを調節することができる。各固定床は、１又は複数の活性（「非不活性」）固体、例えば１又は複数の触媒、１又は複数のイオン交換樹脂、１又は複数の吸収剤、１又は複数の吸着剤、又はそれらの任意の組み合わせを備えることができる。
【００１０】
図を参照して、図１に、１又は複数の実施形態による例示的な接触器１００の部分断面図を示す。接触器１００は、ボディ１０２、第１端部又はヘッド１０４、第２端部又はヘッド１０６、バッフル１４０、１又は複数の接続部（１５０、１６０、１７０、及び１７２の４つを示す）を備えることができる。２又はそれ以上の固定床（１３０、１３２の２つを示す）を、ボディ１０２の内径（すなわち断面）内に及び内径に渡って配置することができる。１又は複数の実施形態において、各床１３０、１３２は、各床を通って配置された１又は複数の非遮断の流路又は導管１１０、１１５を除いて、ボディ１０２の内径全体と接触していることができる。
【００１１】
１又は複数の実施形態において、１又は複数の流路１１０は少なくとも部分的に、第１床１３０を通って配置又は形成することができる。１又は複数の流路１１０は、その第１端部において、第１ヘッド１０４内に画定される容積又はプレナム１０５と流体連通していることができ、その第２端部において、床１３０、１３２間に配置された容積又はプレナム１１７と流体連通していることができる。
【００１２】
１又は複数の実施形態において、１又は複数の流路１１５は少なくとも部分的に、第２床１３２を通って配置又は形成することができる。流路１１５は、その第１端部において容積１３４と流体連通していることができ、その第２端部において容積１２５と流体連通していることができる。容積１３４は、第１床１３０とバッフル１４０との間に画定される空のスペース又はプレナムとすることができる。容積１２５はヘッド１０６内において収容又は画定される。
【００１３】
流路１１０（「第１流路」又は「第１床迂回路」）は、第１床１３０の周りの又は第１床１３０を通る迂回路を与えて、その中に収容される流体が第１床１３０に接触しないようにすることができる。流路１１５（「第２流路」又は「第２床迂回路」）は、第２床１３２の周りの又は第２床１３２を通る迂回路を与えて、その中に収容される流体が第２床１３２に接触しないようにすることができる。流路１１０、１１５を、図２及び３を参照して以下にさらに説明することができる。図２に、第１床１３０の接触器１００の線２−２に沿った断面図を示す。２、３、４、又は５以上の流路１１０を用いて、流体流れを床１３０の周りに迂回させるか又は送ることができる。図２には、４つの流路１１０を示す。流路１１０は、任意のパターン及び／又は任意の周波数で床１３０の全体に渡って並べることができる。図２に示すように、流路１１０は、床１３０を通って一様に配置することができ、固定床によって完全に囲むことができる。したがって、床１３０内の固体は、ボディ１０２の内径又は断面全体を覆うか又はそれらに広がることができる。
【００１４】
図３に、第２床１３２の接触器１００の線３−３に沿った断面図を示す。１、２、３、４、又は５以上の流路１１５を用いて、流体流れを床１３２の周りに迂回させるか又は送ることができる。流路１１５は、ランダムに並べることもできるし、床１３２の断面の全体に渡って一様に分配することもできる。図３に示すように、単一の流路１１５を床１３２を通って配置することができる。単一の流路１１５を、図示するように床１３２の中心を通って配置することもできるし、又は流路１１５を、中心をはずして、例えば床１３２の外周部又は周囲の近くに、配置若しくは並べることもできる。第１床１３０の固体と同様に、第２床１３２の固体は、ボディ１０２の内径又は断面全体を覆うか又はそれらに渡って広がることができる。
【００１５】
図１を再び参照して、１又は複数のディフューザ１４２を、流路１１０、１１５に隣接して配置するか又は位置付けることができる。各ディフューザ１４２は、同じか又は異なるものとすることができる。ディフューザ１４２は、複数の開口部（例えば「シャワーヘッド」構成）か又は接触器１００内に流体を分配するのに適した任意の他の構成を備えることができる。各ディフューザ１４２は、流体を一様に分配するために、任意の数の開口部及び任意のサイズの開口部を備えることができる。１又は複数の実施形態において、１又は複数の噴霧ノズル（図示せず）を、１又は複数のディフューザ１４２の開口部の一部又は全部内に配置することができる。
【００１６】
１又は複数の実施形態において、ディフューザ１４２の周りに並べた開口部のサイズ（すなわち直径）及び開口部のパターンを用いて、それらを通る流体の流れを変更、調整、又は操作することができる。例えば、ランダムな又は均一なパターンのより小さいか又は種々のサイズの開口部を、ディフューザ１４２の一方の側又は半分上に配置することができ、一方で、ランダムな又は均一なパターンのより大きい直径か又は種々のサイズの開口部を、同じディフューザ１４２の第２側又は半分上に配置することができる。同様に、異なるディフューザ１４２として、各ディフューザが種々のサイズ及びパターンの開口部を有してそこを通る流体の流れを変更、調整、又は操作する、ディフューザ１４２を用いることができる。
【００１７】
また接触器１００は、その中の床１３０、１３２を支持するための支持アセンブリを備えることができる。各支持アセンブリは、床１３０、１３２の重量を支持及び保持するように構成することができる。各支持アセンブリは、１又は複数の締結具１２２及び１又は複数のスクリーン１２４を備えることができる。スクリーン１２４は、締結具１２２上に置くことができるかその他の場合には配置することができる。締結具１２２は、接触器１００の内面上に配置（例えば溶接又はボルト締め）することができ、任意の１又は複数のクリップ、ボルト、フック、Ｉ形梁、溝などとすることができる。構造支持体１２２及びスクリーン１２４は、任意のプロセス適合材料（例えばアルミニウム、鋼鉄、合金鋼、ステンレス鋼、ステンレス鋼合金、非鉄金属、非鉄金属合金、又はそれらの組み合わせなど）から製作することができる。
【００１８】
固定床１３０、１３２についてより詳細に考えると、床１３０、１３２内の固体又は粒子は、同じか又は異なるものとすることができる。１又は複数の実施形態において、床１３０、１３２は、１若しくは複数の触媒、１若しくは複数の吸着剤、１若しくは複数の吸収剤、１若しくは複数のイオン交換樹脂、及び／又は１若しくは複数のモレキュラーシーブの単層を収容することができる。１又は複数の実施形態において、床１３０、１３２は、２又はそれ以上の層として、各層が、１若しくは複数の不活性材料、１若しくは複数の触媒、１若しくは複数のイオン交換樹脂、１若しくは複数の吸着剤、１若しくは複数の吸収剤、１若しくは複数のイオン交換樹脂、１若しくは複数のモレキュラーシーブ、それらの混合物、又はそれらの任意の組み合わせを収容する、２又はそれ以上の層を、収容することができる。１又は複数の触媒は、鉄、クロム、銅、亜鉛、アルミニウム、その酸化物、その合金、若しくはその混合物であるか又はそれらを含むことができる。少なくとも１つの特定の実施形態において、触媒層は、ズードケミー（Ｓｕｄ Ｃｈｅｍｉｅ）タイプＣ１２−４−０２触媒（錠剤サイズが６ｍｍｘ６ｍｍ、かさ密度が１１２０ｋｇ／ｍ３（７０ｌｂｓ／ｆｔ３））を、一酸化炭素を二酸化炭素に転化させるために含むことができる。少なくとも１つの特定の実施形態において、各床１３０、１３２は、１又は複数の不活性材料の第１層、１又は複数の不活性材料の第２層、１又は複数の活性固体（１又は複数の触媒、吸着剤、吸収剤、イオン交換樹脂、及び／又はモレキュラーシーブを備える）を収容する第３層を収容することができる。これを図４に示す。
【００１９】
ボディ１０２、第１ヘッド１０４及び第２ヘッド１０６は、取り外し可能な締結具（例えば、これらに限定されないが、ボルト及び他の同様の締結具）を用いて着脱可能に接続することができる。１又は複数の実施形態において、ボディ１０２、第１ヘッド１０４、及び第２ヘッド１０６を、互いに溶接及び／又はリベット留めすることができる。ヘッド１０４、１０６は任意の形状又は輪郭を有することができる。例えば、ヘッド１０４、１０６は、平坦、ＡＳＭＥくぼみ、放物線、円錐状、又はプロセスデザイン圧力及び温度要求を満足するために用いられる業界で知られている任意の他のタイプの形状とすることができる。図１では例示的な円筒型のボディ１０２を示しているが、他の幾何学的形状を用いることができる。例えば、ボディ１０２は、円筒型のシェルとして、直径が約０．２ｍ（０．６ｆｔ）〜約２０ｍ（６６ｆｔ）、約０．５ｍ（１．６ｆｔ）〜約１０ｍ（３２．８ｆｔ）、又は約１ｍ（３ｆｔ）〜約７ｍ（２３ｆｔ）の範囲のものとすることができる。
【００２０】
接続部１５０、１６０、１７０、１７２は、固体及び流体の導入及び／又は除去が容易になるように、並びに接触器１００の内部を維持するのに好都合であるように、接触器１００（ボディ１０２並びにヘッド１０４、１０６を備える）の周りのどこにでも配置することができる。１又は複数の実施形態において、接続部１５０、１６０、１７０、及び１７２は、ネジ山付き、フランジ付き、突合わせ溶接、又は流体配管又はチュービングを取り付けるために用いる任意の他の形態の接続方法とすることができる。１又は複数の実施形態において、接続部１５０、１６０、１７０、及び１７２を溶接することができる。１又は複数の実施形態において、接続部１５０、１６０、１７０、及び１７２は、取り外し可能な締結具（例えばネジ山付きの接続部）を用いて着脱可能に接続することができる。１又は複数の接続部１５０、１６０、１７０、及び１７２は、適切な材料（例えば、これらに限定されないが、アルミニウム、鋼鉄、合金鋼、ステンレス鋼、ステンレス鋼合金、非鉄金属、非鉄金属合金、又はそれらの組み合わせなど）から、プロセス組成、プロセス条件、及び所望の耐食性に基づいて製作することができる。
【００２１】
１又は複数の実施形態において、バッフル１４０を床１３０、１３２間に配置することができる。２つの床１３０、１３２を超える数の床を用いる場合、２つのバッフル１４０を用いることができ、１つのバッフル１４０を隣接する床間に用いる。図１に示すように、バッフル１４０を２つの床１３０、１３２間に配置して、２つの床間か又は２つの床の周りで流体流れを分離及び／又は方向転換することができる。バッフル１４０は、床１３０の底部又は第２端部から任意の距離に配置することができる。床１３０とバッフル１４０との間の距離によって、容積１３４のサイズが決定される。このサイズは、接触器１００を通って生じる所望の圧力低下及び/又は滞留時間に依存し得る。
【００２２】
バッフル１４０はトレイ又は他の収集部材とすることができる。バッフル１４０は、接触器１００の中心線に交差するように、及びボディ１０２の内径に隣接するように、配置することができる。バッフル１４０は、接触器１００の垂直軸に対して水平方向又は斜めとすることができる。バッフル１４０は、各床１３０、１３２を互いから分離して、第１床１３０を通過した（すなわち、第１床１３０を出た）流体が第２床１３２から出るのを阻み、その結果、第２床１３２を第２流路１１５を介して迂回するように構成することができる。こうして、第２流路１１５はバッフル１４０の上面と流体連通しており、第１流路１１０はバッフル１４０の上面とは流体連通していない。１又は複数の実施形態において、バッフル１４０は、アルミニウム、鋼鉄、合金鋼、ステンレス鋼、ステンレス鋼合金、非鉄金属、非鉄金属合金、又はそれらの組み合わせから製作することができる。
【００２３】
１又は複数の実施形態において、流路１１５の第１端部を、せきを形成するバッフル１４０の上面を越えて高くするか、その他の場合には上面を越えて延ばすことができる。せきは、流路１１５内に溢れる前のバッフル１４０上の流体の容積又はヘッドを形成することができる。このような実施形態は、液体供給用接触器（例えば水処理用のイオン交換樹脂を収容する液体接触器）に対して有用であり得る。
【００２４】
図４に、１又は複数の実施形態による例示的な接触器２００の部分断面図を示す。接触器２００の固定床１３０、１３２は、少なくとも２つの不活性層２３２間に配置された少なくとも１つの活性固体層２３４を備えることができる。各不活性層２３２は、不活性材料（例えば板状アルミナ、ムライト、セラミック、それらの混合物、又はそれらの組み合わせなど）の１又は複数の別個の層を備えることができる。各不活性層２３２の各別個の層は、同じ（すなわち単層）か又は異なるものとすることができる。例えば、各不活性層２３２は、約９２％ｗｔ〜約１００％ｗｔ、約９２％ｗｔ〜約９７％ｗｔ、又は約９２％ｗｔ〜約９５％ｗｔの凝集体Ａｌ２Ｏ３及びＳｉＯ２アッセイの一様な層を含むことができる。１又は複数の実施形態において、不活性層２３２は、約１％ｗｔから、約０．７５％ｗｔから、約０．５％ｗｔから、又は約０．２５％ｗｔ以下からのＦｅ２Ｏ３の凝集体アッセイの一様な層を含むことができる。１又は複数の実施形態において、各層２３２の深さは、約１０ｃｍ（４インチ）〜約５１ｃｍ（２０インチ）、約１０ｃｍ（４インチ）〜約３０ｃｍ（１２インチ）、又は約１０ｃｍ（４インチ）〜２０ｃｍ（８インチ）の深さ（すなわち、高さ）の範囲とすることができる。不活性層２３２の深さは、床１３０、１３２を通って生じる所望の圧力低下及び滞留時間に依存し得る。
【００２５】
１又は複数の実施形態において、活性固体層２３４は、以下のものを備えることができる（ただし、これらに限定されない）。１又は複数の触媒又は触媒タイプ、１又は複数のイオン交換樹脂、１又は複数の吸着剤、１又は複数の吸収剤、及び１又は複数のモレキュラーシーブである。固体層２３４の深さは変えることができる。例えば、層２３４の深さは、約１．８ｍ（７２インチ）〜約３．６ｍ（１４４インチ）、約２．１ｍ（８４インチ）〜約３．４ｍ（１３２インチ）、又は約２．４ｍ（９６インチ）〜約３．０ｍ（１２０インチ）の範囲とすることができる。層２３４の深さは、床１３０、１３２を通って生じる所望の圧力低下及び滞留時間に依存し得る。
【００２６】
図１〜４を参照して、流体（すなわち、液体又は気体）をボディ１０２に第１接続部（「入口」）１５０を介して導入することができ、第１容積１０５内に第１ディフューザ１４２を用いて分配することができる。分配された流体の第１部分が、第１床（「上部床」）１３０を通って流れて、処理済み流体（「第１流出物」）を得ることができ、分配された流体の第２部分が、第１床１３０を１又は複数の流路１１０を介して迂回して第２床（「下部床」）１３２に至ることができる。第１床１３０からの処理済み流体を、バッフル１４０上で分離又は収集した後に、第２床１３２の周りに流路１１５を介して迂回させることができる。第１床１３０を流路１１０を介して迂回した流体の第２部分を、第２床１３２に渡って分配して、第２床１３２を出る処理済み流体（「第２流出物」）を容積１２５内に得ることができる。流路１１０の出口に隣接する１又は複数のディフューザ１４２を用いて、流体流れを床１３２に渡って、より良好に分配することができる。第１流出物（第１床１３０から）を流路１１５から出すことができ、第２床１３２からの第２流出物と組み合わせるかその他の場合には混合することができる。混合された流出物は、接触器１００、２００から第２接続部（「出口」）１６０を介して出すことができる。１又は複数の実施形態において、接触器１００又は２００のいずれかを通る流体流れを逆にすることができる。すなわち、流体を接触器に接続部１６０を介して導入して、接続部１５０を介して出すことができる。
【００２７】
分配された流体の第１部分は、接触器１００、２００に入ってくる供給物の少なくとも１０体積％、２０体積％、５０体積％、６０体積％、７０体積％、８０体積％、９０体積％、９５体積％、又は９９体積％とすることができる。残りは、第２床１３２において処理される分配された流体の第２部分となり得る。処理すべき流体を分流して別個の部分にすることによって、接触器１００、２００を通って生じる圧力低下、及び接触器１００、２００の断面積を、最小限にするか又は少なくとも低減することができる。
別個の床１３０、１３２を通る流量を低減することによって、各床１３０、１３２における滞留を増加させることができる。あるいは、各床１３０、１３２内での一定の滞留時間を、別個の床１３０、１３２を通る流量と、各床１３０、１３２における固体容積との両方を比例して低減することによって、維持することができる。こうして所望の滞留時間、最小の圧力低下、及び最小のスペース要求をすべて、単一の容器（すなわち、接触器）内で得ることができる。
【００２８】
１又は複数の実施形態において、第１床１３０及び１又は複数の流路１１５を通って流れる流体の第１部分の圧力低下を、１又は複数の流路１１０及び第２床１３２を通って流れる流体の第２部分の圧力低下と、平衡させるか又は等しくすることができる。接触器１００、２００内の独立した流路を通って生じる差圧を平衡させるか又は等しくすることによって、安定した床性能及び枯渇を得ることができ、その結果、活性固体（例えば、その中の触媒）の効率及び寿命の両方を最適化することができる。１又は複数の流体導管１１０を通って生じる圧力低下を増加又は低減するための種々のデバイス又は技術（例えばダンパー（図示せず）、バルブ（図示せず）、可変オリフィスディフューザ（図示せず）、又はその機能的等価物）を用いて、接触器を通る各独立した流体流路に対する圧力低下を調整及び／又は平衡させることができる。
【００２９】
図５に、１又は複数の実施形態による別の例示的な接触器５００の部分断面図を示す。接触器５００は、ボディ１０２、第１端部又はヘッド１０４（その内部の容積１０５を画定する）、第２端部又はヘッド１０６（その内部の容積１２５を画定する）、バッフル１４０、及び１又は複数の接続部（１５０、１６０、及び１７２の３つを示す）を備えることができる。２又はそれ以上の固定床（１３０、１３２の２つを示す）を、ボディ１０２の内径（すなわち断面）内に及び内径に渡って配置して、その間に容積１１７、１３４を形成することができる。１又は複数の実施形態において、迂回路（すなわち、流路）５１５、５２５を、床１３０、１３２の外部とし、ボディ１０２及び／又はヘッド１０４、１０６の外側の周りに配置することができる。１又は複数の流れ制御装置５１１、５１６（例えば、これらに限定されないが、バルブ、ダンパー、可変オリフィスディフューザ、又はその機能的等価物）を、１又は複数の流路５１０、５１５、５２５内に配置して、そこを通る流体流れを阻むか又は調節することができる。図５に示すように、１又は複数の実施形態において、圧力制御装置５１１、５１６をバルブとすることができる。
【００３０】
１又は複数の流路５１０の第２端部を、ヘッド１０４と第１床１３０の最上部とによって画定される容積１０５と流体連通させることができる。流路５１５の第１端部を、１又は複数の流路５０５と流体連通させることができ、一方で、流路５１５の第２端部を、バッフル１４０と第２床１３２の最上部とによって画定される容積１１７と流体連通させることができる。１又は複数の流路５２５の第１端部を、第１床１３０の底部とバッフル１４０とによって画定される容積１３４と流体連通させることができ、１又は複数の流路５２５の第２端部を、ヘッド１０６と第２床１３２の底部とによって画定される容積１２５と流体連通させることができる。
【００３１】
１又は複数のディフューザ５４２を、第１容積１０５内において、１又は複数の流路５１０（接触器５００に接続部１５０を介して入ることができる）の第２端部の周りに配置することができる。また１又は複数のディフューザ５４２を、容積１１７内の１又は複数の流路５１５の第２端部に隣接して配置するか又は位置付けることができる。１又は複数の実施形態において、１又は複数のディフューザ５４２は、前述したディフューザ１４２と同じとすることができるか、又は１又は複数のディフューザ５４２を、図５に示すようにパイプヘッダとすることができる。パイプヘッダ５４２は、１又は複数の開口部を収容する環状又はツリー形状の導管とすることができる。１又は複数の実施形態において、１又は複数の噴霧ノズル（図示せず）を、１又は複数のディフューザ５４２の開口部の一部又は全部内に配置することができる。１又は複数の実施形態において、各開口部は同じ直径を有することができるか、又は開口部は種々の直径を有して、床１３０、１３２に渡って流体流れを平均させるかその他の場合には優先的に分散させることができる。
【００３２】
動作時には、ライン５０５内の流体（すなわち液体又は気体）を、ライン５１０を介した第１部分と第２部分５１５とに配分するかその他の場合には分流することができる。第１部分は、ボディ１０２に第１接続部（「入口」）１５０を介して導入することができ、第１容積１０５内に第１ディフューザ５４２を用いて分配することができる。分配された流体の第１部分は、第１床（「上部床」）１３０を通って流して、処理済み流体（「第１流出物」）を得ることができる。ライン５０５内の流体の第２部分は、第１床１３０を１又は複数の流路５１５を介して迂回させることができ、容積１１７内にディフューザ５４２を介して分配させることができる。分配された流体の第２部分は、第２床（「下部床」）１３２を通って流して、第２床１３２を出る処理済み流体（「第２流出物」）を容積１２５内に得ることができる。分配された流体の第１部分は、ライン５０５内の入ってくる供給物の少なくとも１０体積％、２０体積％、５０体積％、６０体積％、７０体積％、８０体積％、９０体積％、９５体積％、又は９９体積％とすることができる。残りは、第２床１３２に流路５１５を介して導入される分配された流体の第２部分となり得る。
【００３３】
第１床１３０からの処理済み流体を、バッフル１４０上で分離又は収集した後に、第２床１３２の周りに流路５２５を介して迂回させることができる。第１流出物（第１床１３０から）を、流路５２５の出口において分配することができ、第２流出物と組み合わせるかその他の場合には混合することができる。混合された流出物は、接触器５００から第２接続部（「出口」）１６０を介して出すことができる。１又は複数の実施形態において、接触器５００を通る流体流れを逆にすることができる。すなわち流体を、接触器に接続部１６０を介して導入して、接続部１５０を介して出すことができる。
【００３４】
図６に、１又は複数の実施形態によるさらに他の例示的な接触器６００の部分断面図を示す。接触器６００は、ボディ１０２、第１端部又はヘッド１０４、第２端部又はヘッド１０６、１又は複数の接続部１５０、１６０、１７２、固定床１３０、１３２、締結具１２２、スクリーン１２４、及びディフューザ１４２を備えることができるのは、前述した通りである。接触器６００に対する供給物を、側部接続部１７２を通って容積６０５内に送ることができる。ボディ１０２内での流体力学及び圧力低下に基づいて、流体供給物を床１３０、１３２に対して送り、分流し、その他の場合には配分することができる。例えば、供給物の第１部分は、第１床１３０を通って「上方流れ方向」又は「第１流れ方向」に流れて、容積１０５内の第１流出物を形成することができ、供給物の第２部分は、第２床１３２を通って「下方流れ方向」又は「第２流れ方向」に流れて、容積１２５内の第２流出物を形成することができる。第１流出物は、接触器６００から接続部１５０を介して引き出すことができ、一方で、第２流出物は、接触器６００から接続部１６０を介して引き出すことができる。
【００３５】
１又は複数の実施形態において、接触器６００に対する流体供給物を、接続部１５０及び１６０の間で分割し、分流し、又は配分することができる。１又は複数の実施形態において、供給物の第１部分は、接触器６００に入口１５０を介して入れることができ、第２部分は入口１６０を通って入れることができる。第１部分は、第１床１３０を通って下方又は第１方向に流れることができ、その結果、容積６０５内に集まることができる第１流出物を形成することができる。第２部分は、第２床１３２を通って上方又は第２方向に流れることができ、その結果、容積６０５内に集まることができる第２流出物を形成することができる。第１及び第２流出物は、互いに接触し、容積６０５内で混合して、組み合わされた流出物をその中で形成することができる。組み合わされた流出物は、接触器６００から側部接続部１７２を介して引き出すことができる。
【００３６】
１又は複数の実施形態において、収集器アセンブリ６７３を容積６０５内に配置することができる。収集器アセンブリ６７３は、配置された複数の開口部６７４を備えて、その中を複数の流路が通れるようにすることができる。収集器アセンブリ６７３は、容積６０５とコネクタ１７２との間の流体連通を開口部６７４を介して与えることができる。
【００３７】
１又は複数の実施形態において、収集器アセンブリ６７３は、そこから伸びる１又は複数の分岐又はアーム（図示せず）を備えることができる。分岐は、収集器アセンブリ６７３のボディから単一平面（例えば容器６００の中心線に対する水平面）に沿って、延びることができる。また各分岐を、容器６００の中心線に対してある角度で配置することができる。角度は、水平方向から約１度〜約３０度だけ何れかの方向（すなわち上方又は下方）に、ずれることができる。より詳細には、角度は、水平方向から約−２０度〜約＋２０度、又は約−１０度〜約＋１０度、又は約−５度〜約＋５度だけ、ずれることができる。
【００３８】
開口部６７４は、収集器アセンブリ６７３の分岐上か又はボディ及び分岐の両方上に、配置することができる。開口部６７４のサイズ及び形状は、容器６００内の所望の流動力学に基づいて設けることができる。各開口部６７４は、例えば円形とすることができる。開口部６７４は、収集器アセンブリ６７３の各分岐及び／又はボディの周りに、ランダムに又は規則正しいパターンで並べることができる。特定の実施形態において、開口部６７４の少なくとも１つの列を、床１３０からの流体流れの方向に交差するように配置し、開口部６７４の少なくとも１つの列を、床１３２からの流体流れの方向に交差するように配置する。
【００３９】
図７に、１又は複数の実施形態によるさらにまた別の例示的な接触器７００の部分断面図を示す。接触器７００は、ボディ１０２、第１端部又はヘッド１０４、第２端部又はヘッド１０６、１又は複数の接続部１５０、１６０、１７２、固定床１３０、１３２、締結具１２２、スクリーン１２４、及びディフューザ１４２を備えることができるのは、前述した通りである。１又は複数の実施形態において、第１床１３０は、２又はそれ以上の同心の副床（２つを図示する）７３２、７３４を備えることができる。同様に、第２床１３２は、２又はそれ以上の同心の副床（２つを図示する）７４２、７４４を備えることができる。第１又は上部の副床７３２、７３４は、それらの間に複数の流路７１２、７３６、７３８を画定することができ、第２又は下部の副床７４２、７４４は、それらの間に複数の流路７２２、７４６、７４８を画定することができる。これを図８に、より明瞭に示す。
【００４０】
図８に、第１床１３０の線８−８に沿った断面図を示す。図８に示すように、各副床７３２、７３４は、１又は複数の内壁７７０及び１又は複数の外壁７７２によって画定される環状（すなわちリング状）とすることができる。１又は複数の内壁７７０及び１又は複数の外壁７７２を、穿孔された金属又は金属スクリーニングを用いて製作して、流路７１２、７３６、７３８及び副床７３２、７３４への又はそれらからの流体流れを可能にすることができる。第２固定床１３２の各副床７４２、７４４は、副床７３２、７３４の場合（図８に示す）と同じ方法で並べることができることを理解されたい。図示しないが、第２固定床１３２の副床７４２、７４４をずらして、すなわちボディ１０２の半径に沿って副床７３２、７３４とは異なる点の間に配置して、流路の変化が形成されるようにすることができる。
【００４１】
動作時には、供給物を接触器７００に、接続部１５０、１６０の一方又は両方を介して導入することができる。接続部１５０から、供給物のすべて又は少なくとも第１部分が、ボディ１０２に入り、ディフューザ１４２を通って流れ、容積７０５を通って流れて、環状すなわちリング状の流路７１２内に入ることができる。流路７１２内の流体は、第１方向（例えば内側）に副床７３２を通って流れ、第１流出物として流路７３６内に現れることができる。また流路７１２内の流体は、第２方向（例えば外側）に副床７３４を通って流れて、第２流出物として流路７３８内に現れることができる。第１及び第２流出物は、床１３０及び１３２の間の容積７１０内に流れ込むことができる。接続部１６０から、供給物のすべて又は少なくとも第２部分が、ボディ１０２に入り、ディフューザ（図示せず）を通って流れ、容積７２５を通って流れて、環状すなわちリング状の流路７２２内に入ることができる。流路７２２内の流体は、内側に副床７４２を通って流れて、第３流出物として流路７４６内に現れることができる。また流路７２２内の流体は、外側に副床７４４を通って流れて、第４流出物として流路７４８内に現れることができる。第３及び第４流出物は、床１３０及び１３２の間の容積７１０内に流れ込むことができる。容積７１０内の組み合わされた流出物（第１、第２、第３、及び／又は第４）を、ボディ１０２から１又は複数の接続部１７２を介して引き出すことができる。
【００４２】
１又は複数の実施形態において、接触器７００に対する供給物を、ボディ１０２の側壁上の接続部１７２を通って送ることができる。ボディ１０２内では、供給物の第１部分が第１床１３０の流路７３６及び７３８に入ることができる。流路７３６内の供給物は、第２方向（例えば外側）に、副床７３２を通って流れて、第１流出物として流路７１２内に出ることができる。また流路７３８内の供給物は、第１方向（例えば内側）に、副床７３４を通って流れて、第２流出物として流路７１２内に出ることができる。組み合わされた第１及び第２流出物は、容積７０５内のヘッド１０４内に流れ込むことができ、ボディ１０２から１又は複数の接続部１５０を介して引き出すことができる。供給物の第２部分は、第２床１３２の流路７４６及び７４８に入ることができる。流路７４６内にある供給物の部分は、第２方向（「外側」）に副床７４２を通って流れて、第３流出物として流路７２２内に出ることができる。また流路７４８内にある供給物の部分は、第１方向（「内側」）に副床７４４を通って流れて、第４流出物として流路７２２内に出ることができる。組み合わされた第３及び第４流出物は、容積７２５内のヘッド１０６内に流れ込むことができ、ボディ１０２から１又は複数の接続部１６０を介して引き出すことができる。
【００４３】
接触器１００、２００、５００、６００、及び７００を、均質な気体及び／又は液相流体並びに二相（すなわち気体及び液相の）流体とともに、用いることができる。任意の１又は複数の接触器１００、２００、５００、６００、及び７００を、単独で又は任意の組み合わせで、並列か又は直列か又は両方であるかにかかわらず、用いることができる。任意の１又は複数の接触器１００、２００、５００、６００、及び７００を、単独で又は任意の組み合わせで、並列か又は直列か又は両方であるかにかかわらず、一酸化炭素シフト反応器（変成反応器）として、例えばシンガス中の一酸化炭素を二酸化炭素に変成させるために、用いることができる。
【００４４】
１又は複数の実施形態において、容器を変更又は後付けして、本明細書で説明した接触器１００、２００、５００、６００、及び７００のいずれか１つを実現することができる。例えば、後付け部品は、締結具１２２及びスクリーン１２４を、用いるべき床１３０の所望する数に基づいて取り付けることを、含むことができる。１又は複数の流体流路１１０、１１５を、図５に示すように、適切な床１３０、１３２内に形成することもできるし、又は容器の外面上に配置することもできる。１又は複数のディフューザ１４２を、流路１１０、１１５の端部に隣接して取り付けることができ、バッフル１４０を、隣接する床１３０、１３２の間に収めることができる。このような後付け部品は、接触器を通る流れを増加させることが望ましい場合に、好都合となり得る。単一床の接触器を通る流れを増加させると、接触器を通って生じる圧力低下が増加して望ましくないであろう。接触器内に第２床１３２を追加することによって、第１床１３０及び第２床１３２における床深さを低減できる一方で、接触器内の活性固体（例えば触媒）の全容積を保持することができる。接触器を通る流れを分流して、２つの床１３０、１３２に渡って並行して流れるようにすることができるため、床深さを低減することができ、接触器を通る流量を増やすことができる一方で、比較的一定の圧力低下を維持することができる。
【００４５】
ある実施形態及び特徴について、数値上限の組及び数値下限の組を用いて説明してきた。当然のことながら、特に断りのない限り、任意の下限から任意の上限までの範囲が意図されている。ある下限、上限、及び範囲が、以下の１又は複数の請求項において現れる。すべての数値は、「約（ａｂｏｕｔ）」又は「およそ（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」示した値であり、当業者によって予想されるであろう実験誤差及び変動が考慮される。
【００４６】
種々の用語について前述で定義した。請求項で用いる用語が前述で定義されていない場合には、少なくとも１つの刊行物又は登録特許において反映されるようにその用語に当業者が与える最も広い定義を、その用語に与えられるべきである。その上さらに、本出願において引用される特許、試験手順、及び他の文献はすべて、このような開示が本出願と矛盾しない程度に、及びこのような取り入れが許されるすべての管轄に対して、参照により完全に取り入れられている。
【００４７】
前述したことは本発明の実施形態に関しているが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく本発明の他の実施形態及びさらなる実施形態を考え出されてもよく、本発明の範囲は特許請求の範囲によって定められる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ヘッド及びその上に配置された第２ヘッドを有するボディ、
前記ボディの断面に渡って配置された２又はそれ以上の別個の固定床、
各固定床を迂回するように構成された１又は複数の非遮断の流路、並びに、
固定床間に配置された１又は複数のバッフル、
を備えた分流の接触器であって、
各固定床が、１若しくは複数の触媒、１若しくは複数のイオン交換樹脂、１若しくは複数の吸収剤、１若しくは複数の吸着剤、又はそれらの任意の組み合わせを備えた、
接触器。
【請求項２】
前記１又は複数の流路の放出端に隣接して配置された１又は複数のディフューザをさらに備えた請求項１の接触器。
【請求項３】
各固定床が第１不活性層、第２不活性層、及び活性層を備えた請求項１の接触器であって、前記活性層は、前記１若しくは複数の触媒、イオン交換樹脂、吸収剤、吸着剤、又はそれらの任意の組み合わせを備え、前記活性層は、前記第１不活性層と第２不活性層の間に配置されている、接触器。
【請求項４】
前記１又は複数の流路が前記ボディの外部に配置されており、そこに配置された１又は複数の圧力制御装置を備えた請求項１の接触器。
【請求項５】
前記１又は複数の流路が前記固定床内に配置されている、請求項１の接触器。
【請求項６】
前記圧力制御装置が、ダンパー、パイロット操作制御バルブ、手動調整バルブ、遠隔制御の制御バルブ、及びピンチバルブからなる群から選択される、請求項４の接触器。
【請求項７】
既存の容器を改良して分流の接触器を得るための方法であって、
前記既存の容器内に２又はそれ以上の支持スクリーンを配置する工程であって、各スクリーンは間隔をあけて配置される、工程、
前記支持スクリーンの各々を通って１又は複数の非遮断の流路を形成する工程、及び
隣接する前記支持スクリーン間に１又は複数のバッフルを配置する工程であって、前記１又は複数のバッフルは前記流路に対して実質的に垂直である、工程、
を含む方法。
【請求項８】
前記１又は複数のスクリーンの各々の上に固定床を配置する工程であって、各床は、１又は複数の第１不活性層、１又は複数の第２不活性層、及び前記第１不活性層と前記第２不活性層の間に配置される１又は複数の触媒を備えている、工程、
をさらに含む請求項７の方法。
【請求項９】
各流路の放出端に隣接して１又は複数のディフューザを配置する工程をさらに含む請求項７の方法。
【請求項１０】
１又は複数の流体と１又は複数の固体を接触させるための方法であって、
接触器に供給物を導入する工程であって、
前記接触器が、第１ヘッドとその上に配置された第２ヘッドを有するボディ、前記ボディの断面に渡って配置された第１及び第２固定床、各固定床を迂回するように構成された１又は複数の非遮断の流路、及び前記固定床間に配置された１又は複数のバッフル、を備えている、
工程、
前記第１固定床を通って前記供給物の第１部分を流して第１流出物を得る工程、
前記第１固定床を迂回する前記１又は複数の流路を通って前記供給物の第２部分を流す工程、
前記第２固定床を通って前記第２部分を流して第２流出物を得る工程、
前記第２固定床を迂回する前記１又は複数の流路を通って前記第１流出物を流す工程、並びに、
前記第１流出物と第２流出物を組み合わせる工程、
を含む方法。
【請求項１１】
前記１又は複数の流路の放出端に隣接して配置された１又は複数のディフューザをさらに備えている請求項１０の方法。
【請求項１２】
前記供給物が水素と一酸化炭素との混合物を含んでいる、請求項１０の方法。
【請求項１３】
前記１又は複数の流路内に配置された１又は複数の圧力制御装置をさらに備えている請求項１０の方法。
【請求項１４】
前記１又は複数の圧力制御装置が、バルブ、ダンパー、可変オリフィスディフューザ、又はそれらの任意の組み合わせを備えている、請求項１３の方法。
【請求項１５】
各固定床が、第１不活性層、触媒層、及び第２不活性層を備えている、請求項１０の方法。
【請求項１６】
前記第１不活性層が、板状アルミナ、ムライト、セラミック、それらの混合物、又はそれらの組み合わせを含んでおり、並びに、前記第２不活性層が、板状アルミナ、ムライト、セラミック、それらの混合物、又はそれらの組み合わせを含んでいる、請求項１５の方法。
【請求項１７】
前記触媒層が、鉄、クロム、銅、亜鉛、アルミニウム、酸化鉄、酸化クロム、酸化銅、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、鉄合金、クロム合金、銅合金、亜鉛合金、アルミニウム合金、それらの混合物、又はそれらの組み合わせを含んでいる、請求項１５の方法。
【請求項１８】
各固定床が、１若しくは複数の触媒、１若しくは複数のイオン交換樹脂、１若しくは複数の吸収剤、１若しくは複数の吸着剤、又はそれらの任意の組み合わせを備えている、請求項１０の方法。
【請求項１９】
前記供給物が一酸化炭素を含んでおり、及び前記流出物が二酸化炭素を含んでいる、請求項１０の方法。
【請求項２０】
第１ヘッド及びその上に配置された第２ヘッドを有するボディ、
前記ボディの断面に渡って配置された２又はそれ以上の別個の固定床であって、各固定床が、１若しくは複数の触媒、１若しくは複数のイオン交換樹脂、１若しくは複数の吸収剤、１若しくは複数の吸着剤、又はそれらの任意の組み合わせを備えており、各床が、各床を通って配置された１又は複数の環状の流路を備えている、
固定床、並びに、
前記床間に配置された混合容積であって、そこで、第１床からの流出物が第２床からの流出物と接触して混合することができ、供給物が前記第１ヘッド、前記第２ヘッド、及び前記ボディのうちの任意の２つを通って接触器に入ることができる、
混合容積、
を備えている分流の接触器。
【請求項１】
第１ヘッド及びその上に配置された第２ヘッドを有するボディ、
前記ボディの断面に渡って配置された２又はそれ以上の別個の固定床、
各固定床を迂回するように構成された１又は複数の非遮断の流路、並びに、
固定床間に配置された１又は複数のバッフル、
を備えた分流の接触器であって、
各固定床が、１若しくは複数の触媒、１若しくは複数のイオン交換樹脂、１若しくは複数の吸収剤、１若しくは複数の吸着剤、又はそれらの任意の組み合わせを備えた、
接触器。
【請求項２】
前記１又は複数の流路の放出端に隣接して配置された１又は複数のディフューザをさらに備えた請求項１の接触器。
【請求項３】
各固定床が第１不活性層、第２不活性層、及び活性層を備えた請求項１の接触器であって、前記活性層は、前記１若しくは複数の触媒、イオン交換樹脂、吸収剤、吸着剤、又はそれらの任意の組み合わせを備え、前記活性層は、前記第１不活性層と第２不活性層の間に配置されている、接触器。
【請求項４】
前記１又は複数の流路が前記ボディの外部に配置されており、そこに配置された１又は複数の圧力制御装置を備えた請求項１の接触器。
【請求項５】
前記１又は複数の流路が前記固定床内に配置されている、請求項１の接触器。
【請求項６】
前記圧力制御装置が、ダンパー、パイロット操作制御バルブ、手動調整バルブ、遠隔制御の制御バルブ、及びピンチバルブからなる群から選択される、請求項４の接触器。
【請求項７】
既存の容器を改良して分流の接触器を得るための方法であって、
前記既存の容器内に２又はそれ以上の支持スクリーンを配置する工程であって、各スクリーンは間隔をあけて配置される、工程、
前記支持スクリーンの各々を通って１又は複数の非遮断の流路を形成する工程、及び
隣接する前記支持スクリーン間に１又は複数のバッフルを配置する工程であって、前記１又は複数のバッフルは前記流路に対して実質的に垂直である、工程、
を含む方法。
【請求項８】
前記１又は複数のスクリーンの各々の上に固定床を配置する工程であって、各床は、１又は複数の第１不活性層、１又は複数の第２不活性層、及び前記第１不活性層と前記第２不活性層の間に配置される１又は複数の触媒を備えている、工程、
をさらに含む請求項７の方法。
【請求項９】
各流路の放出端に隣接して１又は複数のディフューザを配置する工程をさらに含む請求項７の方法。
【請求項１０】
１又は複数の流体と１又は複数の固体を接触させるための方法であって、
接触器に供給物を導入する工程であって、
前記接触器が、第１ヘッドとその上に配置された第２ヘッドを有するボディ、前記ボディの断面に渡って配置された第１及び第２固定床、各固定床を迂回するように構成された１又は複数の非遮断の流路、及び前記固定床間に配置された１又は複数のバッフル、を備えている、
工程、
前記第１固定床を通って前記供給物の第１部分を流して第１流出物を得る工程、
前記第１固定床を迂回する前記１又は複数の流路を通って前記供給物の第２部分を流す工程、
前記第２固定床を通って前記第２部分を流して第２流出物を得る工程、
前記第２固定床を迂回する前記１又は複数の流路を通って前記第１流出物を流す工程、並びに、
前記第１流出物と第２流出物を組み合わせる工程、
を含む方法。
【請求項１１】
前記１又は複数の流路の放出端に隣接して配置された１又は複数のディフューザをさらに備えている請求項１０の方法。
【請求項１２】
前記供給物が水素と一酸化炭素との混合物を含んでいる、請求項１０の方法。
【請求項１３】
前記１又は複数の流路内に配置された１又は複数の圧力制御装置をさらに備えている請求項１０の方法。
【請求項１４】
前記１又は複数の圧力制御装置が、バルブ、ダンパー、可変オリフィスディフューザ、又はそれらの任意の組み合わせを備えている、請求項１３の方法。
【請求項１５】
各固定床が、第１不活性層、触媒層、及び第２不活性層を備えている、請求項１０の方法。
【請求項１６】
前記第１不活性層が、板状アルミナ、ムライト、セラミック、それらの混合物、又はそれらの組み合わせを含んでおり、並びに、前記第２不活性層が、板状アルミナ、ムライト、セラミック、それらの混合物、又はそれらの組み合わせを含んでいる、請求項１５の方法。
【請求項１７】
前記触媒層が、鉄、クロム、銅、亜鉛、アルミニウム、酸化鉄、酸化クロム、酸化銅、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、鉄合金、クロム合金、銅合金、亜鉛合金、アルミニウム合金、それらの混合物、又はそれらの組み合わせを含んでいる、請求項１５の方法。
【請求項１８】
各固定床が、１若しくは複数の触媒、１若しくは複数のイオン交換樹脂、１若しくは複数の吸収剤、１若しくは複数の吸着剤、又はそれらの任意の組み合わせを備えている、請求項１０の方法。
【請求項１９】
前記供給物が一酸化炭素を含んでおり、及び前記流出物が二酸化炭素を含んでいる、請求項１０の方法。
【請求項２０】
第１ヘッド及びその上に配置された第２ヘッドを有するボディ、
前記ボディの断面に渡って配置された２又はそれ以上の別個の固定床であって、各固定床が、１若しくは複数の触媒、１若しくは複数のイオン交換樹脂、１若しくは複数の吸収剤、１若しくは複数の吸着剤、又はそれらの任意の組み合わせを備えており、各床が、各床を通って配置された１又は複数の環状の流路を備えている、
固定床、並びに、
前記床間に配置された混合容積であって、そこで、第１床からの流出物が第２床からの流出物と接触して混合することができ、供給物が前記第１ヘッド、前記第２ヘッド、及び前記ボディのうちの任意の２つを通って接触器に入ることができる、
混合容積、
を備えている分流の接触器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公表番号】特表２０１１−５１７２９４（Ｐ２０１１−５１７２９４Ａ）
【公表日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５４８６６７（Ｐ２０１０−５４８６６７）
【出願日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０００３８２
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１０８２５９
【国際公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【出願人】（５０８３６４７４９）ケロッグ ブラウン アンド ルート エルエルシー (10)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０００３８２
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１０８２５９
【国際公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【出願人】（５０８３６４７４９）ケロッグ ブラウン アンド ルート エルエルシー (10)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]