JPS5892459A - 湿潤粉末状吸着剤の再生方法および該方法を実施するための装置 - Google Patents

湿潤粉末状吸着剤の再生方法および該方法を実施するための装置

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JPS5892459A
JPS5892459A JP57173709A JP17370982A JPS5892459A JP S5892459 A JPS5892459 A JP S5892459A JP 57173709 A JP57173709 A JP 57173709A JP 17370982 A JP17370982 A JP 17370982A JP S5892459 A JPS5892459 A JP S5892459A
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JP
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fluidized bed
adsorbent
gas
agent
sludge
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JP57173709A
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ユルゲン・クライン
ペ−タ−・シユルツ
デイ−トヘルム・ケルヒ
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ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
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Uhde GmbH
Bergwerksverband GmbH
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、IM111粉末状吸着剤の再生方法および該
方法を実施するための装置に関する。
粉末状吸着剤は、粒径約1■以下、多くは100声m以
下の粒子を有する。そして、かかる吸着剤さしては活性
炭が圧倒的に多用されているがそれ以外のものも用いら
れている。かかる吸着剤は、例えば下水処理プラントに
おいて、特に所謂活性スラッジ処理に用いられ、ヤとで
生ずる化学処理を促進する作用をする0又、かかる吸着
剤は、専ら液相における吸着処理にも用いることができ
る0更に、もし必要とあれば、該吸着剤に触媒作用を営
ませることもできる。ともあれ、かかる微粉状の吸着剤
は相当高価なものであり、それゆえ該吸着剤を再生して
再使用することが試みられている〇 本発明は、例えば下水処理プラントから出る活性炭の混
ざったスラッジ処理の如く、きわめて低いまネルギー効
果で、吸着剤を可能な限り完全に再生しうる方法を提供
することを目的とする。更に、本発明は、上記の方法を
実施するだめの装置を提供することを目的とする。
該方法に関する目的は特許請求の範囲第1項に記載の構
成により達成でき、該装置に関する目的は特許請求の範
囲第8項に記載の構成により達成できる0又、本発明の
その他の付帯的な目的及び効果は特許請求の範囲の従属
項に記載の構成により達成できる。
最も一般的な再生工程においても他の再生工程において
も、再活性化を従来の操作条件で行っている0例えば1
砂、灰或いは同様の不活性物質が流動材兼熱担体物質と
して用いられる。
又、乾燥及び再生工程の両工程に用いる渦流ガスは、大
抵の場合酸化剤を含まず、且つ公知方法における温度及
び組成で乾燥条件及び再生条件を充すことが必要である
驚くべきことに、本発明方法によると、単一工程法にお
けるのと殆んど同じ活性の吸着剤が、単一工程法に要す
るより少いエネルギーで得られることがわかった〇 本発明方法によれば、特許請求の範囲第2項の構成に従
うと、処理工程から取り出した渦流ガスの少くとも一部
を新鮮な渦流ガスに混入することが可能である。これは
、乾燥工程における渦流ガスの率度は、再生工程におけ
るそれよりも低くて、よいからである。
特に、湿潤状態の吸着剤を、例えば下水処理プラントの
所謂活性スラッジ槽内で得られるスラッジと混合すると
、特許請求の範囲第3項及び第4項の構成に従うと、ス
ラッジと共に@着剤を乾燥するのに都合がよい。比較的
不活性なスラッジについては、本発明方法により、乾燥
したスラッジ塊を風力分離等の公知方法により再生工程
に入る前に乾燥した吸着剤から分離するのがよい。この
分離は、乾燥したスラッジ粒子のほとんどが1mより大
きく、従って吸着剤の粒子から選別し易い場合は簡単に
行える。従って、再生工程の短縮化と所要エネルギーの
節減ができる。乾燥物質をガス化しうるスラッジに関し
ては、本発明により、乾燥工程で得られる固体物質の全
量を分離工程内に移し、少くとも部分的に乾燥スラッジ
をガス化するのがよい。
このようにすれば、吸着剤の分離を要しない。
縫くべきことに、前述の如く乾燥スラッジのガス化或い
は部分的なガス化を行っても、吸着剤の活性低下にはほ
とんど影響せず、且つガス化しなかったスラッジの固体
残留物の粒子は・吸着剤の粒子と粒径が略一致すること
がわかった。
更に、再生工程で吸着剤から分離された投与物質を、本
発明方法により部分的にガス化するト、乾燥スラッジの
ガス化におけると同様の効果が得られるので特に好都合
であることも判明した。又、前記方法は、スラッジのガ
ス化と組合せて行うことも可能である。
本発明方法2は、連続操作が可能であり、特に吸着剤と
して活性炭を使用する場合は連続操作がし易い0尚・こ
の場合、再生工程とは、活性炭の活性化である。
本発明方法に基づいて例えば下水処理プラントの活性ス
ラッジに粉末状活性炭を使用すると、本発明の再生では
、活性炭粉末を再活性化させるだけでなく、スラッジの
非ガス化成分即ち活性炭に変えられる所謂バイオマスを
も再活性化させる0従って、1サイクルにおける活性炭
粉末の損耗瀘は明らかに10体積%以下にとどめること
ができる。而してかかる活性炭粉末を用いると下水処理
プラントの処理能力を増大させることができる。活性炭
とバイオマスとの重置比は、例えばl:1乃至1:20
までの範囲内とすることができる0乾燥工程前に予じめ
脱水することにより、通常の固体粒子の5〜35%が得
られる0゛ とりわけ、砂は流動材無熱相持充填物とじて使用される
。砂は大略均一な粒径分布を有し、且つ粒径の選別は公
知の判定規準により流動層に適するものとすることがで
きるO従って、中間の粒径に関して注意を払えば足りる
。又、渦流ガスは乾燥工程中、流動層を通って上方にス
ラッジを送り、流動層炉から排出するO使用する砂とし
ては、粒径l〜2鱈の珪砂を使用するのが好ましい0又
、その粒径分布範囲が小さければ小さいほど好結果が得
られるので、使用前に充填物質をフィルターで選別処理
するの、が望ましい。更に、該充填物質は、乾燥される
べき物質及び渦流ガスに対し、化学的に中性アあること
が望ましい。
充填物は、乾燥されるべき物質の分散性を高め、望まし
くない塊状化の生成を妨げる。本発明によると、湿潤状
態にある吸着剤は流動層の下部領域内に供給され、一方
その供給手段は渦流ガスの導入部位(流動床の底板)よ
り多少高い位置に設けるのがよい。かくすれば、流動層
の横断面上にスラッジがより均等に配分されるからであ
る。スラッジを流動材兼熱担体たる充填物の層中を通過
させ且つ同時に乾燥させる操作は余り速く行うべきでな
い。渦流ガスと被処理物質問に完全な熱交換がなされず
、所望の乾燥と再生がなされないことになるからである
渦流ガスと共に流動層の上部から乾燥或いは再生された
物質を排出するには、種々の方法があるが、排出される
渦流ガスが問題の粒子を担Rするようにするのが好まし
い。このガスと固体粒子との混合物の流れは、工程ライ
ン中に接続された固体分離器内でガスと固体物質に分離
されるが、それには公知のサイクロンを用いれば十分で
ある。
流動層によって達する高さは、流入面の大きさとは無関
係で、最大処理強度と関係する。それゆえ、充填物とし
て砂を用いる場合は例えば、500〜8005mの流動
層を用いる。
被処理物質の装入は、適当な供給手段により行われるが
、貯蔵槽から行われるのが望ましい。
新鮮な渦流ガスに排出渦流ガスを少くとも部分゛的に混
合するには、流動層を去る渦流ガスの熱損失をできるだ
け限られたものにする方法を採るべきである。乾燥工程
に入る渦流ガス(混合物)の温度は、通常500〜so
o’aの範囲であり、一方再生工程でFisoo〜1.
200’ Oの温度が要求される。混合されるべきガス
は、渦流ガスとして使用される種々の高温の燃焼ガスに
選択的に或いは累積的に加えられ、例えば、バーナーそ
れ自体内で廃ガスを所望どうり冷却し、必要に応じて物
質を保護しうるようにする。混合は流動層炉内でも行う
こをができるが、温度を均一化する混合室内で行うのが
好ましい。更K。
燃焼廃ガスを生成するために所望の燃焼空気を予熱し、
流動層から排出される渦流ガスの相当の熱量の−St利
用するのが望ましい。
上記方法を実施するための装置としては、乾燥工程に使
用する流動層炉として長さと幅の比が4以上のものを使
用するのが望ましい。かくすれば、熱エネルギーに対す
る流動面積を効率よく利用することがで−きる0即ち複
数個の装入手段を使用する場合でも、これらを互いに悪
影響が生じないように配置しうるのである。
本発明装置の他の実施例においては、流動層の側面に装
入手段として複数個の装入シュートを設けるのが好まし
い0これらの装入シュートは、例えば、一端でより大き
な排出面を有するように、渦流ガスの流れ方向に斜状に
した管の形態とし、処理物が局部的に集中装入されるの
をなくするようにするのが好ましい。このようにすれば
、流動層炉内への被処理物の導入速度が減じられ、分散
効果が得られる。特に、取替の容易なシュートが好まし
い。
本発明の他の実施例においては、流動床の底板上方に設
けた!入手段の高さ位置は、流動層の高さに比し約1:
l)から1 : 50の範囲内である0該流動層内にお
いては、装入手段の高さを約100 mとするのが特に
好ましく、それより高くすると流動層炉内の被処理物の
滞留時間及び処理強度が減じ、逆に低くするとベーキン
グ現象を生じて流動床の底板に目詰りを生じさせる〇後
者の場合、流動材兼熱担体たる充填物の分散効果が減退
する。
本発明装置に用い不流動床の底板は、通常の場合とは異
なり、格子状のものが特に好ましい。
例えばガス排出部位の上方に設けたベル形部材など従来
のガス偏向装置は、渦流ガス内に残存する固体粒子の流
れを阻害するので好ましくない。しかしながら、この欠
点は、格子状底板を設けることにより解消できる。従っ
て排出渦流ガスからの固体粒子の分離は100 %であ
る必要はない。但し装置内を余りに多量の固体粒子が循
環移動することになるのは11Fましく逐い。一方、驚
くべきことに、特に底板を格子棒で構成すると流動物質
は底板を下方に通過しないことが判明した。更に、乾燥
工程に使用する流動層炉の底板の下方、少くとも該流動
層炉のいずれかの箇処に、渦流ガスを均質化するための
ガス混合室を設けると1特にエネルギー効率の面で有利
であり、付加装置即ち流動層炉の前に接続した別途のガ
ス混合室を設ける必要もないので好都合である。更に、
前記ガス混合室に設は九分妓管から取出した渦流ガスに
よって、第二流動層炉(再生工程)をも同時に作動せし
めることができる〇 尚、本発明のその他の目的、特徴、効果並びにその応用
範囲は、添付図面に基づく以下の実施例に関する詳細な
説明により一層明らかとなる筈である。又、この明細置
皿ひに図面に示された具体的な特徴のすべて並びにこれ
らの特徴から論理的に導かれる種々の組合せはすべて本
発明の技術的範囲に属するものである。
(以下余白) 以下、本発明を図面に示す実施例に基き説明する。
第1図において、(1)は、例えば、下水処理プラント
から生ずる下水スラッジに混入すべき湿潤性吸着剤を充
填貯蔵するだめの貯蔵槽を示す。
被処理物質は適当な公知の搬送装置(2)を介して、1
個又は複数個の装入手段(3)から流動層炉(4)中に
導入される。該流動層炉は、長さと幅の比が少くとも4
:1でhub略長刃長方形室として形成されており、操
作時における流動層(5)は600〜700 mの高さ
を有し、エアレーション兼熱担持物質たる砂より成って
いる。被処理物質は流動層内に配分供給され、流動層を
通過して上方に導かれると共に乾燥される。装入手段(
3)は、下部からの渦流ガスが透過しうるi板(6)の
上方、約100 +swの−ところに配するのが好まし
く、且つ通常4個乃至それ以上を例えば流動層炉(4)
の長手方向に等間隔で設ける。
砂より成る流動層内で乾燥された後、被処理物質は流動
層から排出された渦流ガスと共に管路(7)を通って固
体物質分離器(8)内に導かれ、その中で固体物質は渦
流ガス流から略全量分離される。次いでこの固体物質は
、電路(9)を通って搬送装置αQ内に導かれ、1個又
は複数個の装入手段(川を介して第二の流動層炉(1′
4内に供給される。第1図において、装入手段(3)(
川が夫々1個しか示されていないのは第1図がこれら2
個の流動層炉を通る垂直断面図だからである。第二の流
動層炉(喝は丸形又は角形とすることができ、操作中、
の流動層Q1は6oO〜700 m+の高さを有し、砂
から成っており、且つ装入手段(川は、下方から渦流ガ
スが透過する底板041の上方的100 mのところに
配されている。
吸着剤は、第二流動層炉領内で適当な温度及び渦流ガス
選別により再生される。即ち、吸着剤として粉状活性炭
を使用すると、水性ガス反応が酸素を除外して生じ、下
水処理プラント(バイオマス)のスラッジとの混合物を
使用すると、スラッジはその全部又は一部がガス化され
る。又、この場合は1活性炭から構成される装入物質も
同じくガス化しうる〇 しかしながら、上述したように、前述のバイオマスは、
乾燥工程と再生工程との間で固体物質分離器(8)(第
1図には詳示していない)の前又は後のいずれかで吸着
剤から分離することができる。
再生工程において1吸着剤は流動層−を通って上方に導
かれ1管路輛を通って渦流ガスと共に固体物質分離器領
内に供給される。そしてここで分離された固体物質は、
それが装入される口11のもとの粉末状吸着剤と品質及
び特性の点で略一致する。固体粒子を略全量除去された
ガスは、固体物質分離器四から管路0η及び圧力調整器
(17a)へ導かれ、次いで、固体物質分離器(8)か
ら管路(119,圧力調整器−及び管路−を経て送られ
るガスの一部と所望の渦流ガスの温度と量を調整するた
めに混合されて再使用される工程にもどされる0該ガス
は、真空プロワ−(21)を通り、管路(イ)を経て再
生工程にもどされる。
該ガスの残りは、真空プロワーシ萄によって燃焼用空気
を予熱するだめの熱交換器(ハ)内に導かれ、圧力調整
器(19a)及び管路−を経て大気中に排出される。渦
流ガスを供給するには、液体・ガス状或いは固体の燃料
を管路(2)を経て燃焼室(28a)に供給し・その中
で管路(財)から送られる予熱された燃焼用空気と反応
せしめる0それには、該空気を通常先ずフィルター(2
4&)を通し、次いで10ワー(24b)を経て熱交換
器(財)に送る〇混合室@1lHelllは、流動層炉
(4)の底板(6)の下部のガス混合室内に配されてい
る6高温燃焼ガスは、混合室翰内で、管路−の分岐管路
に設けた圧力調整器(ハ)及び管路(社)を通って混合
室−に還流する渦流ガスと混合される。混合室−に接続
された混合室−から、高温ガスの一部が管路f2ηから
取出され、圧力調整器(82t+)を経て流動層炉u4
内に渦流ガスとして供給される。この混合室−から出る
高温ガスの他の部分流は、続く混合室いりに供給され、
そこで管路(財)から来るガスの一部により更に冷却さ
れ、次いで底板(6)を通って流動層(5)内に渦流ガ
スとして供給される0即ち、この目的のため、対応する
ガス流が、管路(3)から圧力調整器(82&)及び管
路−を経て混合室elll内に供給されるのである。
第2図は、流動層炉(4)の実施例と共に装入手段の構
成を示してあ、る。図示例の場合、装入手段(3)は管
状シュートの態様を呈しており、管軸に対し上方を斜状
に切断した自由端(財)が流動層(5)内に延入してい
る。これらの装入手段は、図面の紙面に対し直角をなす
面に交互に配置させるのが好ましい。即ち第2図は、長
方形状の流動層炉(4)の短辺側側面を示しており、各
装入手段は流動層炉の長辺側側面に千鳥状に設けるのが
好ましいのである。
実施例 本発明方法を実施するため1底面積0.16m、側面比
4:1の流動層炉を乾燥工程に使用したこの流動層炉に
砂を静止時高さが500mmとなるように装填した0こ
の砂の平均粒径は1〜2mであった。燃焼させた化学的
に適量の天然ガスと還流させた化学的に適量の廃ガスよ
り成る温度670°C1流量約420m’n/hの混合
ガスを渦流ガスとして使用した。被処理物J質は、等腫
量のスラッジと混合した活性炭であった。この粉末状活
性炭ハ、90%が40声m以下の粒子より成るもの士1
その平均嵩重量は約4009/lであった〇この活性炭
のうち、平均的1027−の下水を化学工業にあるよう
な生物学的下水処理プラントの活性スラッジ槽内に加え
た。
水性スラッジ中に含まれる固体物質の総量は、乾量25
%(水性スラッジに対し)であった。このスラッジを毎
時1001の割で流動層炉に継続的に供給した。
流動層内の渦流ガス及び乾燥固体物質の温度は、流動床
の底板上1.000mの高さのところで180’Oであ
った。
固体物質は、流動層炉に接続された直径500厘、全高
さ1400讃のサイクロンにおいてガス流から約98%
分離され、搬送装置により再生工程に送られた。この搬
送装置は、攪拌スクリュー装置と供給スクリュー装置か
ら成り、攪拌スク°リュー装置は供給スクリュー装置の
ゲージングの流入端側に気密状忙套嵌されている。再生
工程は、正味幅200鱈の円形の固定した流動層炉本体
と、横断面0.081t/の底板から成る流動層炉によ
って行った。この流動層炉への充填物は、乾燥工程にお
けると同様の粒径を有する砂より成る高さ500 am
の砂層(静止状態)から成る。流動床の底板の下部に訃
ける渦流ガスの温度は1.020°Oであった0毎時2
5即の乾燥物質を乾燥工程から前述の供給スクリュー装
置で流動層炉内に充填し再生した。これは再活性化プ 
 づロセスであり、渦流ガスの組成は、N!: f16
体積・%、602:6体積%、H,O: 28体積%で
あった。これらの条件下で再生を行ったところ、活性炭
への装入物質及びバイオマスの一部はガス化された。バ
イオマスの残りの部分はカーボン及び灰として産出した
〇 かくして得られた再活性化された物質は同様の洗浄プロ
セスで再使用され、吸着能の低下はなく、且つその持続
性も新しい活性炭のそれに劣らないことが認められた。
比較試験として、新鮮で使用されたことのない活性炭と
再生された活性炭を夫々灰に変えた。
その結果、新鮮な活性炭については9.8%の灰分が、
再生された活性炭については約11%の灰分が、夫々得
られた。この灰分のわずがな増加はSプロセス内で乾燥
及びガス化されたバイオマスが比較的高割合であること
に照し驚くべきものであり、本発明方法により粉末状活
性炭を良好に再生しうろことを示している。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法を実施するための装置の概略図であ
り、第2図は本発明に係る装入シュートの断面図である
。 (1)・・・貯蔵槽  (2) Q□・・・搬送装置 
 (3)(川・・・装入手段  (4) t+21・・
・流動層炉  (15) [・・・流動層(6)114
1・・・底板  (7) (9) OQt 117) 
081 t$4 @(2)(財)(至)關・・・管路(
8) 1ll−・・固、体物質分離器  Q7a) 0
91 (loa) (32(aga)(82b)・・・
圧力調整器  r2υ(21a)・・・真空プロワ−(
28す・・・燃焼室  (24a)・・・フイルタ−(
241))・・・プロワ−(至)・・・熱交換器  [
(31ellll・・・混合室 出願人  イルクグシレクスツエアパント ゲーエ””
”’ −ホf)’1名代理人 弁理士 樋 口 豊 治
   ほか2名FIG、2 手続補正書(自発、方式) 昭和57年處か月27日 特許庁長官若 杉 和 夫 殿 1、事件の表示 昭和57年特許願第178709号 2、発明の名称 3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 住 所 ドイツ連邦共和国、4800  エラセン 1
3、フランッフイッシャーグエーク 61 氏名  ベルフグエルクスフェアバント グーエムペー
ノーftJ者エルンスト コールマン及び同ルドル7シ
ュタづし4・ 代  理  人  〒540 5、補正命令の日付    昭和  年  月  。 (発送日 昭和   年   月   日)別]紙の通
り 8、補正の内容 1、出願人の代表音名を記載した訂正劇書、委任状及び
その訳文各1通並びに訂正図面1mを絃許添付して提出
する。 ■、明細書の発明の詳細な説明を以下の如く補正する。 (1)  明細書第9頁第3行目乃至第6行目の[従っ
て、・・・排出する。」を「従って、粒径及び砂の密度
の中間値に関しては、渦流ガスが乾燥工程中、スラッジ
を流動層を通って上方に送り、流動層炉から排出し得る
ように配慮しなければならない。」と補正する。 (2)  明細書第11頁第6行目乃至第8行目の「渦
流ガス・・・累積的に加えられ、」を「渦流ガスとして
使用される高湿の燃焼ガスに椙々の部位で加えられ、」
と補正する。 (3)明細書第20頁第6行目の「この活性炭のうち」
を「この活性炭を」と補正する。 (4)  明細書第20頁第6行目の「下水を」の後に
1容れた」を挿入する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)  i;潤状態の吸着剤を、 1.1  流動材兼熱担体たる充填物を含む第一流動層
    の低部に供給し、 1.2  該充填物を含む第一流動層内を上方に通過せ
    しめると同時に乾燥しく乾燥工程)、1.3  前記第
    一流動層の上部から渦流ガスと共に取出し、 2、  次いで、工程ラインに接続した分離器により渦
    流ガスから分離し1 3.1  流動材兼熱担体たる充填物を装填した第二流
    動層に連続して供給し、 3.2  該充填物を含む第二流動層を上方に通過せし
    めると同時に再生しく再生工程)、3.3  前記第二
    流動層の上部から渦流ガスと共に取出す、 ことを特徴とする湿潤粉末状吸着剤の再生方法。 (2)  取出した渦流ガスを新鮮な渦流ガスに少くと
    も部分的に混入することを特徴とする特許請求の範囲第
    1項に記載の方法。 (3)  湿潤状態の吸着剤と混合したスラッジを吸着
    剤と共に乾燥し、且つ前記再生工程前に公知方法で吸着
    剤から分離することを特徴とする特許請求の範囲第1項
    又は第2項に記載の方法。 (4)  湿潤状態の吸着剤と混合したスラッジを吸着
    剤と共に乾燥し、前記再生工程において少くとも部分的
    にガス化することを特徴とする特許請求の範囲第1項又
    は第2項に記載の方法。 (5)  前記再生工程で吸着剤から分離した投与物質
    を部分的にガス化することを特徴とする特許請求の範囲
    第1項乃至第4項のいずれかに記載の方法。 (6)  吸着剤として活性炭を使用することを特徴と
    する特許請求の範囲第1項乃至第5項のいずれかに記載
    の方法。 (7)  吸着剤を下水処理プラントの処理サイクル中
    に組入れたことを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至
    第6項のいずれかに記載の方法。 (8)a、底部から渦流ガスの噴出する略長方形状の第
    一流動層炉(4)の長辺颯に、湿潤状態の吸着剤を装入
    するだめの装入手段(3)を複数個適宜間隔で配設する
    と共に、 b、第二流動層Oりに、再生すべき乾燥した吸着剤を装
    入するための1個乃至複数個の装入手段(川を設けたこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の方法を実
    施するための装置。 (9)装入シュートの形態の装入手段を流動層炉(4)
    (12J内にその一側から挿入したことを特徴とする特
    許請求の範囲第8項に記載の装置。 9q  前記装入手段(a) c++)の配設位置が流
    動床の底板(6)g41の上方の、流動層の高さの約1
    720  乃至115のところにあることを特徴とする
    特許請求の範囲第8項又は第9項に記載の装置〇(■1
    )  前記流動床の底板(6)041が格子状に形成さ
    れていることを特徴とする特許請求の範囲第8項乃至第
    1θ項のいずれかに記載の装置。 0匂 ガス混合室e21 (fi K11を流動床の底
    板(6)の下部に設けたことを特徴とする特許請求の範
    囲第8項乃至第11項のいずnかに記載の装置。
JP57173709A 1981-10-01 1982-10-01 湿潤粉末状吸着剤の再生方法および該方法を実施するための装置 Pending JPS5892459A (ja)

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