JPS6345629B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、噴霧ノズルを有する流動層反応装置
を使用して液体状（溶液およびスラリー状のもの
を含む）の物質または気体状の物質を処理（化学
反応、乾燥等）し、固体状の物質を得る装置にお
いて、当該物質を噴霧供給するノズルに関する。 例えば使用済み核燃料の再処理工場等に由来す
るウランまたは／およびプルトニウムは通常硝酸
ウラニル（以下UNHと記す）または硝酸プルト
ニウムの形で精製され、それからUO₃または／お
よびPuO₂に転化され、ウランに関してはさらに
必要に応じてUO₂（二酸化ウラン）あるいはUF₆
（六フツ化ウラン）に転化されるが、このUNH
からUO₃に転化される工程には、噴霧ノズルを有
する流動層反応装置が使用される。 核燃料サイクルのUF₆の再転換（廃品UF₆の再
転換を含む）工場等に由来する場合、UF₆はH₂O
により加水分解されてUO₂F₂（フツ化ウラニル）
に転化される。このUF₆の加水分解用の反応装置
として噴霧ノズルを有する流動層反応装置が使用
できる。 使用済みの核燃料取扱い施設等より排出される
液体放射性廃棄物の処理工場においては、各種の
放射性廃棄物の塩類を含む溶液を処理して、当該
物質の塩類を乾燥あるいは熱分解して固体状の物
質に転化させるが、そのための乾燥あるいは熱分
解用の反応装置として噴霧ノズルを有する流動層
反応装置が使用される。 また、一般的にある物質の溶液、例えば硼酸水
溶液あるいは硝酸アルミニウム水溶液等を噴霧・
乾燥（熱分解をも含む）して、粒状の硼酸あるい
は酸化アルミニウム等を得るプロセスにおいて
は、これらの処理装置として噴霧ノズルを有する
流動層反応装置が有効に利用できる。 本発明は、以上のような液体状（溶液およびス
ラリー状のものを含む）の物質または気体状の物
質を処理（化学反応、乾燥等）し固体状の物質を
得るための噴霧ノズルを有する流動層反応装置に
おける当該物質を噴霧供給するノズルに関するも
ので、その特徴とするところは流動層への原料の
供給ノズルの先端に誘導筒を取り付けることにあ
る。 本発明は、一般に液体状または気体状の物質を
処理し固体状の物質を得るための噴霧ノズルを有
する流動層反応装置に適用できるものであるが、
以下、UNH（硝酸ウラニル）熱分解（いわゆる
脱硝）のための流動層反応装置を例にとつて本発
明を説明する。 流動層によるUNHの熱分解は、原料である
UNHを噴霧気体とともに噴霧ノズルにより流動
層反応装置内に吹き込み、外部より熱を与えて熱
分解し、UO₃粉末を製造するのが常法である。こ
のUNHの熱分解反応は急激な吸熱反応であるた
め、噴霧ノズル先端付近は温度がかなり低下する
ので、噴霧ノズルの先端には未分解UNH、凝縮
したH₂O、UO₃粉末等が付着し、徐々に成長して
塊状物となることがしばしばである。この塊状物
はある程度成長すると、流動層内は激しい攪拌状
態にあるため、噴霧ノズル先端より落下する。こ
の塊状物は、後に図面に言及して説明されるよう
に、ノズルの先端部から円筒状に生成することが
多い。 このようにして生成した塊状物は、流動層内の
激しい攪拌状態のため、一部は脱落し、小さいも
のは生成されるUO₃粉末とともにUO₃粉末抜出し
配管等より排出されるが、大きいものはそのまま
流動層内に残留する。残留する塊状物の大きさは
流動層の操作条件あるいは装置の設計条件等によ
つて変るが、使用済み核燃料の再処理工場等にお
ける脱硝用流動層反応装置の場合、装置の分解な
しに生成する塊状物を完全に排出できるような装
置の設計は、例えば、臨界等の問題もあり装置の
径等との関係上難しい。また、流動層反応装置に
おいては、安定した流動状態を得るため、あるい
は所望の製品を得るための操作条件等が限定され
ることが多く、噴霧ノズル表面に生成する塊状物
を流動層内の攪拌によつて完全に脱落させるだけ
の操作条件とすることは至難であり、生成した塊
状物が、そのまま脱落せずに成長することもしば
しばである。生成した塊状物が噴霧ノズル表面よ
り脱落することなく成長すると、塊状物はだんだ
んと噴霧ノズルの表面全体を覆うようになり、や
がて噴霧体の吹き出し口を覆うようになる。この
ような状態になると、噴霧ノズルが閉塞状態にな
り、一定量の原料（UNH）の供給が不可能にな
る。UNHの供給量が乱れると、装置の温度制御
が難しくなり、装置の操作の維持と所望の製品を
得ることが事実上困難となる。この塊状物の発生
を完全に防止する方法はいまなお完成されていな
い。塊状物が成長してノズルが閉塞した場合ある
いは閉塞の防止の対策として、クリーニングニー
ドルにより機械的にノズル先端の塊状物に穴をあ
ける（この操作により塊状物が噴霧ノズル表面よ
り落下する場合もある）方法、あるいは加圧容器
に蓄えた温水または酸等によりスプレーノズルを
洗浄する方法等が提案されているが、前者の方法
はニードルを機械的に往復作動させるため、しば
しばニードルの破損を生じる欠点を有する他、ニ
ードルを戻す際に流動層内のUO₃粉末を噴霧体の
供給径路（噴霧ノズル内の液供給径路）へ巻き込
み、より強固な閉塞状態を生じさせることもしば
しばであり、さらに、ニードルの作動時には流動
層への供給が停止されることにより装置の運転管
理に悪影響をおよぼすため、実用上、実装置への
採用は不可能である。後者の方法は、本出願人に
よつて先に開示（特開昭55−19052号）された方
法であり、該方法によれば、噴霧ノズルの閉塞が
生じた（閉塞の生じかけた場合を含む）場合にそ
の都度、あるいは閉塞の生じる前に周期的に、加
圧液を噴霧ノズルの液供給径路より噴射・洗浄す
ることにより噴霧ノズルの閉塞を解除あるいは防
止することができる。噴霧ノズルが閉塞した場合
でも、この加圧液の噴射・洗浄方法により原料液
の供給径路を再開通することが可能であり、閉塞
状態を解除することができ安定した噴霧状態（安
定した流動状態）を維持することができる。 しかしながら、該方法は、閉塞排除には効果的
ではあるが、閉塞現象を生じなくすることはでき
ない。一度閉塞状態を引き起すまでに成長した塊
状物は、比較的大きいものが多く、仮に噴霧ノズ
ル先端より脱落させることができたとしても、流
動層内に徐々に蓄積し、長時間運転を実施する場
合には流動特性に悪影響を及ぼし、運転停止に到
ることもある。これらの塊状物は、その大きさが
比較的小さい場合には、流動層よりの製品排出用
の配管（通常オーバーフローとアンダーフローが
ある）より製品と同時に抜出すことができる。例
えばUNHの熱分解流動層反応装置の場合では、
その操作条件等を勘案するとオーバーフローより
最大約20mm程度の塊状物であれば抜出すことがで
きる。また、流動層が充分に大口径の場合には流
動層下部に設けるアンダーフロー（抜出し管）の
口径を塊状物が通過可能なものにすることによ
り、その口径にみあつた塊状物の抜出しが可能で
ある。しかしながら、使用済み核燃料の再処理等
濃縮ウランやプルトニウムを取扱う場合（この場
合、臨界管理上流動層口径が制限される）のよう
に、それが不可能な小口径の場合にはアンダーフ
ロー（抜出し管）上部にスクリーン等を設け、塊
状物が抜出し管に入らないようにする等の対策が
実施されている（特開昭55−7529号）が、その場
合には塊状物は流動層内の整流板上に残留し、根
本的解決策にはなつていない。仮にアンダーフロ
ー（抜出し管）の口径が充分大きくとれる場合で
も、アンダーフローよりの流動層内の粉末の抜出
しは、流動層を形成する粉末および塊状物が同時
に押出されるため、流動層高の変動を生じ、運転
管理の面から好ましくない。 運転停止後に該塊状物を流動層内から除去する
場合には、装置を分解する必要があるので、分解
時にUO₃粉末等の飛散防止対策設備等を設けなけ
ればならない。 この塊状物生成に関する説明は、代表例として
UNHの熱分解反応の場合を例にとつて説明して
いるが、UNHの熱分解反応に限らず、一般に、
噴霧ノズルを有する流動層を使用して液体状また
は気体状の物質を処理し固体状の物質を得る装置
において、当該物質を噴霧供給する場合に共通し
て生じる問題である。 現在実用化されている流動層装置内に運転時に
ある程度の塊状物は存在するがこの塊状物につい
ては原則的にはそれが完全に除去されることが望
ましいが、本発明者らはUNHの熱分解反応用等
の流動層装置の運転経験によつて、この塊状物は
装置の大きさ、運転条件、塊状物の物性等にもよ
るが、その生成（蓄積）量がある一定量以下であ
れば、特に流動特性に悪影響を及ぼすことなく流
動層装置の運転を可能ならしめるものであること
を見出している。 本発明者らはこのような知見およびUNHの熱
分解反応用流動層装置等の運転経験から得られた
知見、すなわち噴霧ノズル表面の塊状物は通常円
筒状に成長することが多いことおよび塊状物が円
筒状に付着している場合には噴霧ノズルの閉塞が
生じにくく運転操作が安定であること等の点に着
目して本発明に到達した。 すなわち、本発明は噴霧ノズルを有する流動層
を使用して液体状（溶液およびスラリー状のもの
を含む）の物質または気体状の物質を処理（化学
反応、乾燥等）し固体状の物質を得る装置におい
て、当該物質を噴霧供給するノズルの先端に誘導
筒を取り付けたことを特徴とする噴霧ノズルにあ
る。 本発明によれば、一般的に噴霧ノズルを有する
流動層反応装置を使用して液体状の物質または気
体状の物質を処理し固体状の物質を得る装置にお
いては、当該物質を噴霧供給するノズル（噴霧ノ
ズル）の先端に該物質または／およびその生成物
あるいは流動層を形成する粉末物質等の付着等に
よる塊状物が生成し、ノズルの閉塞等を引き起し
たり、塊状物の蓄積による運転操作等の阻害が生
じることがあるが、これらの問題を解決し、流動
層反応装置の長期運転を可能にする噴霧ノズルを
提供することができる。 次に図面を参照して本発明を具体的に説明す
る。 第１，２図は従来のノズルにおける塊状物生成
の状況を図解したものである。第１，２図におい
て、５は反応装置の器壁であり、１は噴射ノズル
であり、４は被処理液体（この場合UNHの溶
液）の供給管である。生成する塊状物はUNH熱
分解の場合、UNHの熱分解・乾燥によつて生成
したUO₃および生成して流動層を形成している
UO₃粒子等よりなつており、生成機構は次のよう
に考えられている。すなわち、噴霧ノズル１（４
はUNH溶液の供給管）より噴霧された噴霧体３
（この場合はUNHおよびH₂O）が流動層形成物
質（この場合はUO₃粉末）によつてはねかえさ
れ、噴霧ノズルの表面に付着する。噴霧ノズルの
表面は、前述のようにUNHの熱分解反応による
吸熱により温度が低下していてUNHの固結温度
以下になつているため、その部分（噴霧ノズル表
面）にUNHが析出する。このUNHが外部から
熱を受け熱分解してUO₃に変化して塊状物２を形
成する。また、第２図のＡで示す噴霧ノズルの外
周の近傍には、流動層へ噴霧体を供給することお
よび流動化ガス等の流れの相互作用により渦流が
発生する。この渦流に流動層を形成しているUO₃
粉末の一部が巻き込まれ、湿つた噴霧ノズル表面
あるいは未乾燥の塊状物表面に付着し、新たに塊
状物の一部を形成し成長する。 本発明によつてノズルの先端に誘導筒を設ける
ことにより、 噴霧ノズルの閉塞が生じず、流動層反応装置
の運転において安定した操作が可能となるこ
と。 塊状物の大きさが小型化し流動化され易い物
性となり、このためオーバーフローより排出さ
れ易くなり、流動層内へ蓄積して運転管理上に
悪影響を及ぼすことがなくなること。 等の効果を生ずる。この事実は全く経験的に把握
されたものであつて、このような効果が何故に得
られるかについて目下のところ理論的な解明はで
きていないが、生成した塊状物およびその断面等
の観察結果より次のように考えられる。すなわち
噴霧ノズル表面への付着塊状物は一般的な（従来
の）噴霧ノズルでは、まず第２図のＡで示すノズ
ルの外周から同図のＢ，Ｃで示す点の方向に向か
つて成長（発達）する。この成長途中において、
一部の塊状物は流動層内の激しい攪拌状態によつ
て脱落させられるが、途中で脱落しなかつた塊状
物は噴霧ノズル表面のほぼ全域（第１図のＡ，
Ｂ，Ｃ点を含む全領域）を覆い、さらに成長が進
むとノズルより噴霧される噴霧体の流動層内にお
ける進路をも覆うようになる。この状態が閉塞が
生じる状態であり、この時点において噴霧体の噴
射圧力により塊状物に加えられる力が塊状物の噴
霧ノズル表面への付着力に打ち勝てば塊状物は噴
霧ノズルの表面より脱落する。本出願人が先に開
示した加圧液を噴射・洗浄してノズルの閉塞を防
止または解除する方法は、塊状物を溶かす作用に
加えて、この原理を応用して噴霧ノズルの閉塞に
よる不都合を解消するものである。）このような
場合、従来の噴霧ノズルでは、 塊状物と噴霧ノズル表面との接触（付着）面
積が大きく付着が強固で塊状物がノズル表面よ
り脱落しにくい。 塊状物が成長途中で脱落するために受ける力
は流動層の攪拌による粒子の運動力および装置
の振動により加わる力が主であり、途中で脱落
しなかつた塊状物はノズルの噴霧体通路付近ま
で噴霧ノズル表面ほぼ全域にわたつて成長する
ため、塊状物の付着（して成長）する時間が長
くなり、塊状物とノズル表面との接触付着面積
が大となり付着力が大となる。この結果塊状物
は脱落しにくく、しかもその間に乾燥がすすむ
ため、付着力はより大きく強固なものとなる。 これに対し、本発明では、 第３図に示すように噴霧ノズルの先端に取付
けた誘導筒６の先端６ａに塊状物２が付着し成
長するため、塊状物の接触（付着）面積が小さ
く付着力が弱いため塊状物は脱落し易くなる。 塊状物は成長途中（大きく成長しない段階）
において、第４図に示すように、噴射されてあ
る程度拡がつた噴霧体３による力を受ける。こ
の時点では付着した塊状物がまだあまり強固に
なつていないことおよび付着面積の小さい（し
たがつて付着力の小さい）こととあいまつて、
噴霧ノズルの誘導筒の先端より簡単に脱落す
る。 このような作用により、本発明を採用すれば、
噴霧ノズルの閉塞が生じることがなくなり、か
つ、生成される塊状物の大きさが小さくなる。小
さくなつた塊状物は前述したように流動化され易
く、オーバーフローより排出されるようになる。
このため、従来の噴霧ノズルを使用した流動層型
の反応装置で見られたような噴霧ノズルの閉塞に
よる運転管理上の乱れや塊状物の蓄積による運転
停止等のトラブルは解消され、噴霧ノズルを有す
る流動層反応装置を長期に安定して運転、操作す
ることが可能となる。 第５図は本発明の噴霧ノズルが適用される１例
としてのUNH熱分解反応用流動層反応装置の図
式的縦断面図である。 装置は塔状をなし幾つかの部分から組み立てら
れており、その底部には流動化気体の導入口１
７、該気体のプールのためのウインドボツクス
８、該気体の整流板９、温度測定装置１２、アン
ダーフロー抜出管１３、反応気体または液体導入
のためのノズル１、オーバーフロー出口管１２、
操作用の管１８、加熱手段１６、温度測定装置１
５，１５′、フイルター１０、気体排出口１１等
を備えている。これは全く既知のものであるから
これ以上に詳しく説明する要はない。 この装置の操作を代表例としてUNHの熱分解
反応の場合を例にとつて説明する。第５図に示す
ように、原料液であるUNH溶液ｕは噴霧用気体
ｐとともに噴霧ノズル１より流動層７内に吹き込
まれ、熱分解によりUO₃に転化される。流動層７
は生成したUO₃粒子の粉末で形成されており、こ
の中には一部前述の塊状物も含まれる。UO₃粒子
を流動化させるための流動化ガスｆは導入口１７
からウインドボツクス８を経て導入され整流板９
を通つて流動層内に入る。熱分解反応により生成
されるガスおよび流動化ガスおよび噴霧用気体
は、流動層反応装置の上部に取付けられた固気分
離フイルタ１０で内部に随伴する微小なUO₃粒子
を分離された後、気体排出口１１から廃ガス処理
系へ送られる。 第６図は本発明にかかる誘導筒を取りつけた噴
霧ノズルを拡大して示した断面図である。ａは縦
断面図、ｂは誘導筒の断面を示す。 ノズル１は既知の噴霧ノズルであり、本発明に
かかる誘導筒６の噴霧ノズルへの取付けは通常の
溶接等の方法により簡単に実施することができ
る。本発明を最も簡単な実施には第６図に示した
ような筒を使用すれば良いが、誘導筒の形状は第
６図に示すものばかりでなく例えば第７図または
第８図に示したようなものも有効である。第７図
に示すものはその先端が上側に開くように斜めに
切断されている。第８図に示すものはその断面が
正方形である。その他の形状も有効である。 本発明の方法により、噴霧ノズルを有する流動
層反応装置を用いて液体状（溶液およびスラリー
状のものを含む）の物質または気体状の物質を処
理（化学反応、乾燥等）し固体状の物質を得る装
置において、当該物質を供給噴霧するノズルの閉
塞および反応過程において生成する塊状物の蓄積
による流動層操作への悪影響を起こすことなし
に、流動層反応装置を長期に安定して運転、操作
することできる。 本発明を実施するにあたつて、噴霧ノズルの先
端に取付ける誘導筒の長さは、原料液等の供給
量、噴霧用気体の量、使用するノズルの仕様、原
料液等の供給圧力等の操作条件によつて当業者が
通常の知識に基づき容易に設計製作できる。 次に本発明を実施例と比較例によつて説明する
が、これは単に例示であつて本発明の技術範囲が
これに限定されるものではない。また、これらの
実施例において、原料の導入点近傍における流動
化気体の線速度は単に流動化ガス速度と、原料の
導入速度は処理速度と、噴霧用気体／原料液容量
比は噴霧化条件（Ａ／Ｌ）と記す。 比較例 １ 内径６インチ（15.24cm）の流動層反応装置を
使用してUNHの熱分解反応によりUO₃を得た。
装置はオーバーフロー排出型で、流動層高は90cm
であつた。操作条件は次の通り。 反応温度 285℃ UNH溶液濃度 1200ｇ−Ｕ／ 処理速度 10Kg−Ｕ／hr 流動化ガス速度 30cm／ｓ 噴霧化条件（Ａ／Ｌ） 300 噴霧ノズル 市販品（通常のノズルで誘導筒な
し） 以上の条件で12時間の運転を実施したが、噴霧
ノズルの閉塞が頻繁に生じ、噴霧圧力の上昇等で
場合によつてはUNHの供給が停止することがあ
つた。その都度、加圧温硝酸による噴霧ノズルの
噴射・洗浄（以下、単にクリーニングと略称す
る）を実施しながら運転をつづけた。装置の運転
中、オーバーフローより最大約20mmの塊状物の排
出が観察された。また、運転終了後、流動層内に
残留した塊状物の粒度分布を調べたところ次のよ
うであつた。

【表】 実施例 １ 比較例１と同じ装置を使用してUNHを熱分解
してUO₃を得た。操作条件は噴霧ノズルを除いて
比較例１と同じである。 反応温度 285℃ UNH溶液濃度 1200ｇ−Ｕ／ 処理速度 10Kg−Ｕ／hr 流動化ガス速度 30cm／ｓ 噴霧化条件（Ａ／Ｌ） 300 噴霧ノズル 市販品の先端に第６図に示す構造の
誘導筒を取付けたもの 誘導筒の長さ 15mm 誘導筒の直径 内径12mmφ 以上の条件で12時間の運転を実施したが、噴霧
ノズルの閉塞は全くなく安定した操作が可能であ
つた。運転中、比較例１の場合と同様にオーバー
フローより最大約14mmの塊状物の排出が観察され
た。また、運転終了後の流動層内に残留した塊状
物の粒度分布は次のようであつた。

【表】 実施例 ２ 比較例１と同じ装置を使用して、実施例１と同
じ操作条件でUNHを熱分解してUO₃を得た。た
だし噴霧ノズルの先端に取付けた誘導筒の長さは
10mmのものを使用した。この条件で12時間の運転
を実施したが、実施例１の場合と同じく、噴霧ノ
ズルの閉塞はなく操作は安定したものであつた。
塊状物の大きさは最大でも16mm×16mmを越えるも
のは観察されなかつた。 実施例 ３ 比較例１と同じ装置を使用して、実施例１と同
じ操作条件でUNHを熱分解してUO₃を得た。た
だし噴霧ノズルの先端に取付けた誘導筒は第７図
のものを使用した。（誘導筒の長さは最長部分で
20mm、最短部分で10mm）この条件で12時間の運転
を実施したが、実施例１の場合と同じく、噴霧ノ
ズルの閉塞はなく操作は安定したものであつた。
塊状物の大きさは最大でも16mm×16mmを越えるも
のは観察されなかつた。 実施例 ４ 比較例１と同じ装置で実施例１と同じ操作条件
でUNHを熱分解した。ただし噴霧ノズルの先端
に取付けた誘導筒はその断面の一辺が12mmの矩形
（第８図に示す形状）で、長さ15mmのものを使用
した。この条件で12時間の運転を実施したが、結
果は実施例１の場合とほぼ同様であつた。 比較例 ２ 比較例１と同じ装置、同じ条件でUNHを熱分
解してUO₃を得た。延運転時間にして約150時間
の運転を実施したが、噴霧ノズルの閉塞がしばし
ば生じ、クリーニングを実施しながらの運転であ
つた。運転時間130時間頃より流動層の上部と下
部（整流板近傍）の温度測定値に差が生じるよう
になり流動層内の混合状態が悪化している兆候が
観察された。運転時間150時間に到り、流動特性
が極端に悪化し、噴霧ノズルからのUNHの供給
が不安定となつたり、一定の運転管理（温度の維
持）ができなくなつたため運転を停止した。運転
終了後、内部のUO₃粉末を抜出したが塊状物が多
く抜出し操作は極めて困難であつた。流動層内に
はUO₃粉末抜出し後も整流板上に塊状物が残り、
残留した塊状物の蓄積状態を観察したところ、大
径（約20mm以上）の塊状物粒子が整流板上に厚さ
約５cm（1.95Kg−UO₃）蓄積していた。蓄積した
塊状物の粒度分布を調べたところ次のようであつ
た。

【表】 実施例 ５ 比較例１と同じ装置で、実施例１の操作条件で
UNHを熱分解してUO₃を得た。約180時間の運
転を実施したが、噴霧ノズルの閉塞はほとんどな
く、安定した運転操作が可能であつた。180時間
の連続運転後も何らの不都合も観察されず、なお
も連続運転が可能であつた。運転中、オーバーフ
ローより最大約20mmの大きさの塊状物の排出が観
察された。運転終了後の内部のUO₃粉末の抜出し
もスムーズであり、UO₃粉末抜出し後に流動層装
置内に残留した塊状物の量も約0.35Kg−UO₃と少
なく20mm以上の塊状物は観察されなかつた。な
お、残留した塊状物の粒度分布を調べたところ次
のようであつた。

【表】 比較例 ３ 内径３インチ（7.62cm）の流動層反応装置を使
用してUF₆を加水分解反応により転化してUO₂F₂
を得た。装置はオーバーフロー排出型で、流動層
高は40cmであり操作条件は次の通りである。 反応温度 600℃ 処理速度 ５Kg−UF₆／hr 流動化ガス速度 35cm／ｓ （H₂O／UF₆）モル比 5.5 噴霧ノズル 市販品（比較例１で使用したものと
同仕様のノズル） 以上の条件で６時間の運転を実施したが、噴霧
ノズルの閉塞が頻繁に生じ、噴霧圧力の上昇等で
操作は不安定であつた。運転終了後、流動層内に
塊状物が残留しており、その数は５個、大きさで
最大のものは32mm×18mm×16mmであつた。 実施例 ６ 比較例３と同じ装置、同じ条件で、噴霧ノズル
のみ実施例１で使用したものと同仕様のもので
UNHの熱分解に代えてUF₆を加水分解を行なつ
た。 以上の条件で12時間の運転を実施したが、噴霧
ノズルの閉塞は生じず、安定した運転操作が維持
できた。12時間運転後も何ら不都合は観察され
ず、さらに長期の連続運転が可能であつた。運転
終了後、流動層内に残留した塊状物は16mm以上の
大きさのものは観察されなかつた。 比較例 ４ 内径４インチ（10.16cm）の流動層反応装置を
使用して硝酸アルミニウム溶液を熱分解させ酸化
アルミニウムを得た。装置はオーバーフロー排出
型で、流動層高は50cmである。操作条件は次の通
りである。 反応温度 400℃ 硝酸アルミニウム濃度 2mol％ 処理速度 0.8Kg−Al₂O₃／hr 流動化ガス速度 30cm／ｓ 噴霧化条件（Ａ／Ｌ） 400 噴霧ノズル 比較例３で使用したものと同仕様の
ノズル 以上の条件で６時間の運転を実施したが、噴霧
ノズルの閉塞が頻繁に生じ、噴霧圧力の上昇等で
操作は不安定であつた。 実施例 ７ 比較例４と同じ装置、同じ条件で、噴霧ノズル
のみ実施例１で使用したものと同仕様のものに変
えて硝酸アルミニウム溶液を熱分解させた。12時
間の運転を実施したが、噴霧ノズルの閉塞は生じ
ず、安定した運転操作が維持できた。12時間運転
後も何ら不都合は観察されず、さらに長期の連続
運転が可能であつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、硝酸ウラニル等の熱分解等によつて
噴霧ノズルの表面に生じる塊状物の形状を模式的
に示した断面図である。第２図は、従来（市販）
の噴霧ノズルにおいて塊状物の成長してゆく過程
を説明するために噴霧ノズル表面における各点を
示した説明図である。第３図は、本発明に従つて
誘導筒を取りつけた噴霧ノズルの誘導筒の先端に
生成する塊状物の付着状態を模式的に示した断面
図である。第４図は、本発明に従つて誘導筒を取
りつけた噴霧ノズルの誘導筒の先端における噴霧
体の拡がり状態を模式的に示した断面図である。
第５図は、本発明が適用される基本的なUNHの
熱分解用流動層反応装置の断面図である。第６図
のａは基本的な噴霧ノズルおよびその先端に取付
ける本発明にかかる誘導筒の断面図、同図のｂは
該誘導筒の正面図である。第７図は本発明に使用
できる噴霧ノズルの先端に取付ける誘導筒の別の
例の正面図および側面図、第８図は該誘導筒の別
の例の正面図および側面図である。 これらの図において、２００……流動層反応装
置、５……反応装置の器壁、１……非処理物質の
供給噴霧ノズル、６……誘導筒。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液体状（溶液およびスラリー状のものを含
   む）の物質または気体状の物質を処理（化学反
   応、乾燥等）して、流動層状態で固体状の物質を
   得る流動層反応装置に使用する被処理物質を噴霧
   供給するノズルであつて、その先端に基端がノズ
   ル先端に固定された誘導筒を取り付けたことを特
   徴とする噴霧ノズル。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の噴霧ノズルで
   あつて、その誘導筒が単純な円筒状であるもの。 ３ 特許請求の範囲第２項に記載の噴霧ノズルで
   あつて、その誘導筒の先端が上側に開くように斜
   めに切断されているもの。 ４ 特許請求の範囲第１項に記載の噴霧ノズルで
   あつて、その誘導筒が正方形の断面を有するも
   の。