CN1128683A - 细碎颗粒的精选装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于细碎颗粒的精选装置，它能把一股颗粒流分离成至少一股精选了的细碎颗粒流和至少一股细碎颗粒浓度减少了的颗粒流。除输入和取出装置之外，该装置包括至少两层分离层，每层至少含有一个其轴是倾斜的或明显垂直的漏斗，漏斗开口朝上，布置在输入装置下面，用来收集颗粒，所说漏斗被连接到至少一个指向下部的导流板上，以便使颗粒能够靠重力流动并且在与漏斗同一水平的位置上形成一个颗粒斜坡。
Description
本发明涉及一种用于细碎颗粒的精选装置，特别可用于具有一些移动床式催化反应器的设备中，尤其可用于催化重整设备中。
在每种反应器中，特别是在移动床反应器中，细碎颗粒的存在是有害的，因为它可引起好几种弊病。
首先，这些颗粒招致媒介物孔隙度的改变，这就干扰了气体流动的均匀性，因而直接损害了设备的性能。
其次，在移动床自身内部，细颗粒的存在改变了固体颗粒的流动状况，尤其是在环形床(同心栅栏划定范围的)的情况下，和中央收集器的栅栏接触后，由于被流体拖带，细碎颗粒被推向中央收集器的栅栏，这些颗粒可能会阻塞中央收集器。在这种情况下，这一栅栏的摩擦特性便被大大降低，这就引起颗粒的移动在该区域减弱，或甚至可以招致把重要或不重要的颗粒群的栅栏阻塞，甚至还可把全部移动床阻塞，这对移动床式反应器以至相应的全部设备的运行和性能都非常有害。
为了弥补这些缺陷，本发明提出一种精选装置，其目的是把一股细碎颗粒浓度为C0的颗粒流(根据需要，把其平均粒径小于一个限定阈值的颗粒规定为细颗粒，这是或绝对或相对地就颗粒的平均粒径而言的)分离成至少两股颗粒流。所得到的颗粒流至少有一股(指的是细碎颗粒浓度减小的那股颗粒流)的细颗粒浓度为C1，明显地小于C0，而另一股(其它股)颗粒流(叫做精选了的细碎颗粒流)的浓度C2却相反地明显大于开始时颗粒流的浓度C0。
为了实现这一目的，要寻求一种不含有旋转部件或不以高速拖带颗粒(如旋风分离器那样)的装置，该装置不会打碎颗粒(可能是在某些筛子上的情况那样)，并且为了能与现有工业设备合成一体，该装置是尽可能简单，尽可能紧凑的。
更确切地说，本发明涉及一种在重力流中细碎颗粒的精选装置，它包括：
-至少一个通过重力把细碎颗粒浓度为C0的待处理颗粒流输入的装置，
-至少两个分离层，每层至少含有一个其轴是倾斜的或明显垂直的漏斗，漏斗开口朝上，布置在所说输入装置的下面，用来收集所说颗粒，所说分离层还至少具一个指向下部并连接到所说漏斗上的导流板，以便使颗粒能通过重力流动并且产生一个与漏斗在同一水平位置上的颗粒斜坡，
-至少一个取出至少一股叫做精选了的颗粒流的细碎颗粒浓度为C1＞C0的颗粒流的装置，所说装置明显是按照最后一个漏斗的轴线布置的，
-至少一个用来回收至少一股细碎颗粒浓度为C1＜C0的颗粒流的装置。
本发明的装置及其运行情况将通过附图1和2被更好地理解。
-图1描述的是一种有多个分离层的实施形式，
-图2详细地表示了一个分离层。
在图1中，本发明的装置被放置在一个圆筒形的、底部为圆锥形的(而且也可以完全是半球形的或椭圆形的)并具有外壁的壳体1中。
输入装置2，在重力作用下把待处理的颗粒流引导到第一分离层的水平高度上。
该颗粒流的最大部分由几乎呈球状的颗粒构成的，就是说，由能滚动的且大小变化的颗粒构成的。这些尺寸并不限制本发明，作为例子，人们给出的重整催化剂颗粒的颗粒直径为1.5至2.8mm。
颗粒流靠重力作用流过本装置。
在图1中，第一分离层包括一个漏斗3和一个连接到所说漏斗上的导流板4。
每一分离层都有这种结构，这种结构显示在图2中。
图1有串联形式的两个分离层。向第二分离器输送颗粒的装置是第一分离器的开口5，它最好是一截短管。
根据开采物的应力，可容易地想象出增加分离层的数目来提高细碎颗粒的分离精度。
漏斗3、导流板4和输入装置都明显地在同一轴线上，该轴线是垂直或倾斜的，且最好是垂直的，以便能够靠重力流动。
为了在通过一个缩小了尺寸的开口重新分布颗粒之前，收集一部分来自上部输入装置的颗粒，漏斗被明显地安置在第一输入点的垂线位置上。所说漏斗开口朝上。其上部直径最好是容器直径的一部分，大约在1/4和2/3之间，并且其上部被安排成能拦截固体颗粒斜坡的一部分，在1/3和3/4之间，同时留有可供剩余颗粒流通过的环行空间。
所说漏的外缘7应设置在距颗粒的输入装置(短管2或5)下端的距离为H的高度上。这一距离约计几个厘米。
根据这一距离的值，斜坡尖端可以是自由的或非自由的。
还可以在漏斗的外缘7和界线之间规定一个距离h，所说限线来自颗粒进料短管的相应边缘并且与水平面形成一个等于斜坡与水平面夹角R(图2)或静止角的角度。颗粒的斜坡角和摩擦角可以从周知的实验中得到，有些已被标准化了。
漏斗出口的开口5的截面(就是在漏斗轴线上的)最好是与颗粒的输入装置的截面相似，它也可以小些。
漏斗(或平面)相对于水平面的倾斜角α大于颗粒在导流板表面上的滑行角，以便靠在漏斗这边的颗粒能够均匀地流动。该倾斜角也可以至少大于滑行角5到10度。形成漏斗的圆锥台或棱柱体的底部可以用一段短管6加长。
导流板的目的是把最大最圆的颗粒推向外壁和四周。它的形状为圆锥台形成棱柱形，开口朝下。在上部，其直径衔接到漏斗上部的直径，这样，如果漏斗和导流板真是圆锥台形(锥形)的话，则其相交线即为圆形，但是如果漏斗或/或流导板都是棱柱形的话，则其相交线为一折线。导流板和漏斗就是这样被连接的。在下部，导流板留有一个能让颗粒通过的足以避免靠在外壳1的外壁的结拱或阻塞效应的空间L，故此，这个空间应该至少是最大粒径的10倍，而最好是至少20倍，但又不能太宽，以致斜坡从导流板的这边向中央坍倒，而不能到达下面紧接着的漏斗的外缘。这个导流板相对于水平面的倾斜角至少要大于颗粒的导流板表面上的滑行角大约5到10度，以便能使靠在该导流板上的颗粒均匀地流动。
依据所要的分离的颗粒的性质来确定角度α、量值L(导流板下端与外壁之间的距离)和h(漏斗上缘与斜坡上表面之间的垂直距离)或H(漏斗上缘与输入装置之间的垂直距离)。
当一个斜坡在有负荷的进料开口下自然形成时，在此输入的颗粒的粒度分布是相当宽的，也就是说，所说颗粒同时含有一些明显圆形的颗粒和一些其它有较多棱角的颗粒，这些多棱角的颗粒经常引起圆形颗粒的破坏，在这种情况下，所有这些颗粒不是都具有相同的概率通过这样的斜坡或斜坡的这一区域。实际上，最大的颗粒沿斜坡滚动要容易得多，结果只停留在四周，而最细小的颗粒一方面具有较小的动能便较容易且较快地停下来了，而另一方面又有许多遇到移动的颗粒间的起伏、小间隙的机会，结果便滞塞和停下来。同样，具有较平角或面的颗粒则有较大的可能性停留在斜坡坡面上而到不了四周。因此，从斜坡轴心，即进料点的垂直位置，直到四周，即斜坡的下部，颗粒的直径是均匀增加的。
所提出的装置的原理就是利用这一效应把在进料开口的铅垂位置上所形成的斜坡的一部分均匀地向中心集中。这一过程可以通过把几个分离层迭加在一起的方式重复一次或多次，所说分离层每一层的目的都是把一股颗粒流分离而两股，细碎颗粒含量大的一股颗粒被再次引向中央，而细碎颗粒含量少的另一股颗粒流则被推向外部。
要注意的是，务必把紧接着的漏斗(结合在导流板上的)布置成能在该漏斗水平位置所产生的斜坡和从上部导流板流出的自由颗粒之间形成交叉点(图1中的M)，该交叉点应位于所说漏斗上部的外面。
如上面所指出的那样，导流板的表面可以是圆锥台形或棱柱形的，其表面可以是光滑的或者可以是带有缝隙或孔的栅栏或板形式的，以便在中等或大的颗粒向四周滑行的同时，让最细的颗粒通过。如果这个隔板不是平的(如图1中所示的那样)，则更有利的是在栅栏或穿孔板下放置一个小平板，该小平板能够把穿过栅栏的细颗粒收集起来并重新集中到中央。很显然，这个对中的例如为圆锥台形的小板或环状套8不应该因此而妨碍从前一个中心开口5落下的斜坡的流动。很明显，这圆锥台形的板是指向装置下部和所结合的漏斗的轴线的。
每股颗粒流的取出可以当然地用一个适当的装置进行独立的调整，例如像机械或气动节流门那样的装置。更有利的是，人们也可以规定距离L和短管12和10的直径以便可以自由地流动而不被分选。在这种情况下，所进行的是断断续续的分选作业。
在装置底部，精选的细碎颗粒流的取出是通过装置9完成的，这个装置明显是根据最后一个漏斗的轴线而被安置的，显然重要的是漏斗高于取出装置。
根据图1，更便利的是该装置9含有一个连接到一个漏斗11上的短管10，所说漏斗用来收集在最后一个漏斗轴线周围区域所精选出的颗粒流。具有收集和排出精选颗粒流功能的完全不同的装置也是适宜的。
余下的、含有其它各种颗粒而又未被装置9排出的颗粒流，在图1中方便地由外壳1的最好是圆锥形或椭圆形的底部回收并由一个装置12排出。
回收剩余颗粒流的完全不同的装置也是适宜的，特别是那些通常为此设置在移动床式反应器或筒仓底部的装置。
在另一种情况下，所有的漏斗和导流板都可以是呈凹形的，特别是如果它们是由小平面组成的话，并且它们还可以具有非平滑的连接线以便能够允许一个较大的固体流量变化而不影响装置的运行原理。
再另一种情况是，上述的装置显然不是旋转的，而只是对其形状和容积进行限制，只要遵循所述的基本原则，这些装置完全为半球形或甚至为平面也是有益的。此时整个装置与上述装置的一部分相对应，说明书和用来表示所提出装置的剖面的图1和2中所给出的示意图则完全保持有效，只是如果装置不再是回转体时，漏斗一词不仅表示圆锥台形或同一平滑表面的漏斗的一半或四分之一部分，同样，当导流板不再是回转体而是半圆形或平滑形时，情况则是一样的。
在图1的装置中，每一分离层都在同一轴线上直线排列。这种排列并不是必须遵行的，在分离层的轴线间可以留有一段距离，但是有限的。实际上，大部分颗粒应该降落到锥体面积内(由漏斗上缘所确定的截面)。
根据另一种变形情况，多个分离装置在同一平面上、在给每个第一分离层都配有待处理颗粒进料装置的同一壳体内可以“并联”共存。
根据另一种实施方式，可以规定，在分离层之间安装一个单独的漏斗或细颗粒收集器以便把精选的颗粒流重新集中到中央，或者安装单独的导流板以便把最大颗粒引到四周。
这些变化的所有组合都是可能的。
根据本发明的装置的优点是每股颗粒流都被重复分选，尤其是来自第一分离层的较细颗粒流可被接下来的每一层重复分选，以便在至少两层分离层，最好是多于2层的分离层终结时，细碎颗粒的浓度被明显地减少。实现这一目的是通过使用根据本发明的装置，也多亏利用了动力学的斜坡效应，就是说，每一颗粒都总是在运动，于是就形成了斜坡并流动，该斜坡永远不会被阻塞(除了催化剂颗粒会贴紧)。这一效应也能使外壳在必要时排空而不把颗粒流混合在一起。
Claims (13)
1.在重力流中细碎颗粒的精选装置，其特征在于它包括：
-至少一个通过重力把细碎颗粒浓度为C0的待处理颗粒流输入的装置，
-至少两层分离层，每层至少含有一个其轴是倾斜的或明显垂直的漏斗，漏斗开口朝上，布置在所说输入装置的下面，用来收集所说颗粒，所说分离层还至少具有一个指向下部并连接到所说漏斗上的导流板，以便使颗粒能够靠重力流动并且产生一个与漏斗在同一水平位置上的颗粒斜坡，
-至少一个取出至少一股称做精选了的颗粒流的、细碎颗粒浓度为C1＞C0的颗粒流的装置，所说装置明显是按照最后一个漏斗的轴线布置的，
-至少一个用来回收至少一股细碎颗粒浓度为C1＜C0的颗粒流的装置。
2.根据权利要求1的装置，其特征在于：所说导流板和漏斗是圆锥台形的。
3.根据权利要求1的装置，其特征在于：所说导流板和漏斗是棱柱形的。
4.根据上述权利要求之一的装置，其特征在于：在连续的分离层之间包括至少一个没连结导流板的漏斗。
5.根据上述权利要求之一的装置，其特征在于：在连续的分离层之间包括至少一个未被连结到漏斗上的导流板。
6.根据上述权利要求之一的装置，其特征在于：细碎颗粒浓度为C1＜C0的颗粒流由壳体的底部回收，在所说壳体中安装有本装置。
7.根据上述权利要求之一的装置，其特征在于：它含有至少两个并联的分离装置。
8.根据上述权利要求之一的装置，其特征在于：导流板由一个栅栏构成并且在所说栅栏下面该导流板配有一个平板以便把细碎颗粒收集起来并重新集中到中央。
9.根据上述权利要求之一的装置，其特征在于：漏斗的倾斜角α至少大量颗粒在导流板表面上的滑行角5度。
10.根据上述权利要求之一的装置，其特征在于：导流板相对于水平面的倾斜角至少大于颗粒在导流板表面上的滑行角5度。
11.根据上述权利要求之一的装置，其特征在于：在包含装置的外壳的外壁和导流板端部之间的面对面的距离至少等于最大颗粒直径的10倍。
12.根据上述权利要求之一的装置，其特征在于：它位于一个具有一个锥形、椭圆形或半球形底部的壳体内。
13.根据上述权利要求之一的装置，其特征在于：它所处理的重整催化剂的颗粒直径在1.5到2.8mm之间。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C01 | Deemed withdrawal of patent application (patent law 1993) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |