DE2401735A1 - Vorrichtung zum klassieren von partikeln und abtrennen von feinkorn - Google Patents

Vorrichtung zum klassieren von partikeln und abtrennen von feinkorn

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Description

Vorrichtung zum Klassieren von Partikeln und Abtrennen von Feinkorn
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Klassieren von Partikeln und Abtrennen von Feinkorn,' und insbesondere die Abtrennung von Katalysatorfeinkorn bzw. -staub von Katalysatoren in einem Bewegtbettkohlenwasserstoff umwandlungsverfahren.
Bei Bewegtbettkohlenwasserstoffumwandlungsverfahren wird unvermeidlich Katalysatorfeinkorn bzw. -staub erzeugt. Dieser Katalysatorstaub muß aus dem umlaufenden Katalysator entfernt werden.
Nach dem Stand der Technik ist eine Unzahl von Verfahren zum Klassieren von Partikeln bzw. Feststoffteilchen nach ihrer jeweiligen. Teilchengröße bekannt. Mit Hilfe von Zyklonscheidern kann man Partikel durch ihre Korngrößenverteilung klassieren und einen Fluidstrom, d.h. einen Gas- oder Flüssigkeitsstrom erzeugen, der im wesentlich frei von Feststoffteilchen ist. Ein Nachteil der Trennung mit Zyklonen ist der Partikelabrieb, der sich dadurch ergibt, daß die Partikel mit den Zyklonwänden in Berührung kommen.
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Der Abrieb ist unerwünscht, da die dabei erzeugten feinkörnigen Materialien bzw. der dabei erzeugte Staub zu Verstopfungen in Leitungen oder Katalysatorverlusten führen kann.
Eis bestand daher ein Bedarf an einer verbesserten Vorrichtung zum Auftrennen von Partikeln, die bei einem Bewegtbettkohlenwasserstoffumwandlungsverfahren verwendet werden kann. Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine derartige Vorrichtung zur Verfugung zu stellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine . Vorrichtung zum Klassieren von Partikeln und Abtrennen von Feinkorn gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie in Kombination
a) einen Aufnähmetrichter aus einem senkrecht angeordneten Behälter mit einem oberen und einem unteren Abschnitt,
b) eine senkrecht angeordnete, mit dem oberen Abschnitt des Aufnahmetrichters verbundene und mit dem Aufnahme'trichter kommunizierende Sichtleitung mit einem unteren Abschnitt und einem oberen Abschnitt, der eine größere horizontale Innenquerschnittsfläche als der untere Abschnitt besitzt,
c) einen an den oberen Abschnitt der Sichtleitung angeschlossenen Feinkorn- und Fluidauslaß,
d) eine die Außenwand des Aufnahmetrichters durchsetzende und sich durch diesen nach oben bis in den unteren Abschnitt der Sichtleitung erstreckende, senkrecht angeordnete Partikel-Trägerfluid-Einlaßleitung
und
e) einen mit dem Aufnahmetrichter verbundenen Partikelauslaß
aufweist.
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Weitere bevorzugte Merkmale, Vorteile und Ausführungsformen der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung zu ersehen.
Die beiliegende Zeichnung gibt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wieder.
Es zeigt:
Figur. 1 eine vertikale Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
und
Figur 2 eine waagrechte Schnittansicht durch die in Figur 1 wiedergegebene Vorrichtung längs der Schnittlinie 2-2 von Figur 1.
Die Hauptbestandteile der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung sind:
Ein Aufnahmetrichter 1 ; eine senkrecht angeordnete Sichtleitung 2; eine senkrecht angeordnete Partikel-Trägerfluid-Ein- . laßleitung 5 (Leitung 5); ein Feinkorn- und Fluidauslaß 9 (Auslaß 9), der mit dem oberen Teil der Sichtleitung 2 verbunden ist; ein Partikelauslaß 6, der mit dem Aufnahmetrichter Λ verbunden ist; und ein mit der Seite des Aufnahmetrichters 1 verbundener Sekundärträgerfluideinlaß 17, der ein Eventualmerkmal der Erfindung darstellt.
Der Aufnahmetrichter 1 ist ein vertikaler Zylinder mit einer Haube 8 am oberen Ende und einem Konus 7 am Boden. Die Seitenwände 22 des Aufnähmetrichters 1 stehen senkrecht. In einem unteren Abschnitt des Aufnahmetrichters 1 kann ein dichtes Bett 26 aus Partikeln angesammelt werden.
Die Sichtleitung 2 ist typischerweise eine senkrecht angeordnete Leitung mit einem oberen Abschnitt 3 und einem unteren Abschnitt 4. Die Innenquerschnittsflache des oberen Abschnitts 3 ist größer als diejenige des unteren Abschnitts 4« Vorzugsweise befindet sich der obere Abschnitt 3 direkt über
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dem. kleineren unteren Abschnitt 4.
Die Leitung 5 durchsetzt eine untere Wand des Aufnahmetrichters 1 und erstreckt sich in den unteren Abschnitt 4- der Sichtleitung 2 hinein. Die Leitung 5 ist in dem unteren Abschnitt 4 der Sichtleitung 2 konzentrisch mit dieser so angeordnet, daß ein Ringraum 27 gebildet wird. Der in die Sichtleitung 2 hineinragende Abschnitt der Leitung 5» Abschnitt 23, erstreckt sich vorzugsweise nicht über den unteren Abschnitt 4 der Sichtleitung 2 hinaus. Mit der Leitung 5 ist eine Zufuhrleitung 20 verbunden, durch die Trägerfluid und Partikel mit geregelter Geschwindigkeit in die Leitung 5 eingespeist werden. Der Aufnahmetrichter 1 ist gegen die Atmosphäre abgedichtet, um zu verhindern, daß Fluid von außen in den Aufnahmetrichter 1 eindringen oder aus dem Aufnahmetrichter 1 entweichen kann.
Der Sekundärträgerfluideinlaß 17, der gegebenenfalls vorgesehen werden kann, wird vorzugsweise an einem Teil der Seitenwand des Aufnahmetrichters mit diesem verbunden, um durch eine Sekundärträgerfluidzufuhrleitung mit durch ein Ventil 19 geregelter Geschwindigkeit zugeführtes Sekundärträgerfluid eintreten lassen zu können. Das Sekundärträgerfluid strömt in einen.Raum 25 des Aufnahmetrichters 1, von da durch den Ringraum 27 nach oben und von da in einen Innenraum 24 der Sichtleitung 2. Eine Leitung verbindet einen Peinkornsammelbehälter 14 mit dem Auslaß 9, der am Kopf der Sichtleitung 2 angeordnet ist. Das Trägerfluid und die Partikel fließen in den Eeinkornsammelbehälter 14, wo man die Partikel filtert oder sich in einem unteren Teil des Peinkornsammelbehälters 14 absetzen läßt. Die feinkörnigen Partikel werden durch eine Leitung 15 mit durch ein Ventil 16 geregelter Geschwindigkeit wiedergewonnen. Das Trägerfluid wird aus dem Peinkornsammelbehälter durch eine Leitung 12 abgezogen und kann durch die Sekundärträgerfluidzufuhrleitung 18
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und/oder die Zufuhrleitung 20 in den Aufnahmetricher Λ zurückgeführt werden.
Figur 2 zeigt eine Horizontalquerschnittsansicht des Aufnahmetrichters 1, der Sichtleitung 2 und der Partikel-Trägerfluid-Einlaßleitung 5· In Figur 2 sind eine Seitenwand 22 des Aufnahmetrichters 1, eine Seitenwand des unteren Abschnitts 4 der Sichtleitung 2, der Abschnitt 23 der Partikel-Trägerfluid-Einlaßleitung 5» der Ringraum 27 und der Innenraum 25 des Aufnahmetrichters 1 zu erkennen.
Die Vorrichtung der Erfindung trennt Partikel von einem Trägerfluid ab und scheidet feinkörnige Partikel von größeren Partikeln.Im normalen Betrieb fließt ein Strom aus Trägerfluid, großen und feinen Partikeln durch die Zufuhrleitung 20 in die Leitung 5· Das gesamte Material tritt aus der Leitung 5 durch deren oberen Auslaß 31 aus. Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform fließt Sekundärträgerfluid durch den Sekundärträgerfluideinlaß 17 in den Aufnähmetrichter 1 und tritt schließlich durch das untere ■ offene Ende 32 der Sichtleitung 2 in den Ringraum 27 ein. Durch den Innenraum 24 des oberen Abschnitts 3 der Sichtleitung 2 steigt Trägerfluid aus der Leitung 5 zusammen mit Sekundärträgerfluid aus dem Sekundärträgerfluideinlaß 17 auf, wodurch im Abschnitt 3 vorhandene feine Partikel ausgespült werden. Die feinkörnigen Partikel und das Trägerfluid werden aus dem oberen Abschnitt 3 der Sichtleitung 2 durch den Auslaß 9 abgezogen. Größere Partikel, die im oberen Abschnitt 3 der Sichtleitung 2 nicht herausgespült werden, gelangen durch den Ringraum 27 nach unten in den unteren Abschnitt der Sichtleitung 2 und kommen dabei mit dem aufsteigenden Sekundärträgerfluidstrom in Berührung. Im unteren Abschnitt 4 herrscht eine höhere Trägerfluidgeschwindigkeit, wodurch im oberen Abschnitt 3 der Sichtleitung 2 nicht abgetrennte feinkörnige Partikel in den Abschnitt 3 zurückgeführt werden. Große Partikel ver-
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lassen den unteren Abschnitt 4- der Sichtleitung 2 .durch deren unteres offenes Ende 32 und fallen in das Bett 26, das sich im Boden des Aufnähmetrichters 1 befindet. Die Partikel im Bett 26 sind im wesentlichen frei von feinkörnigen Partikeln. Diese großen Partikel werden durch den Partikelauslaß 6 mit einer durch das Ventil 29 geregelten Geschwindigkeit abgezogen.
Gegenstand der Erfindung ist im wesentlichen eine zweistufige Sicht-Vorrichtung, die zum Abtrennen von feinkörnigen Partikeln und Trägerfluid aus einem Gemisch aus Trägerfluid und festen Teilchen bzw. Partikeln benutzt werden kann. Die Erfindung ist insbesondere für Verfahren verwendbar,bei denen ein Katalysator von einer Betriebs- oder Vorratseinheit zu einer anderen Einheit gefördert werden soll und während dieses Transports feinkörnige Partikel entfernt werden sollen.
Die Auswahl der Baumaterialien" für die Vorrich-. tungen der Erfindung ist nicht kritisch. Es können Metall, Kunststoff und alle anderen Materialien verwendet werden, die dem Abrieb bzw. Verschleiß, dem Druck und der Temperatur widerstehen können, denen die Vorrichtung ausgesetzt wird.
Der Aufnähmetrichter 1 besteht im wesentlichen aus einem senkrechten Zylinder mit oberen und unteren Abschnitten.
Das gegebenenfalls verwendete Sekundartragerfluid ermöglicht es, die Fluidgeschwindigkeit im Ringraum 27 des unteren Abschnitts 4 der Sichtleitung 2 zu regeln. Wenn kein Sekundarträgerfluideinlaß 17 vorgesehen wird, so herrscht in der Regel kein Fluidsteigstrom im unteren Abschnitt 4- der Sichtleitung 2. Die Verwendung von Sekundartragerfluid ist bevorzugt, um eine zweite Sichtung der im Ringraum 27 im unteren Abschnitt 4- der Sichtleitung 2 nach
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unten fallenden Partikel zu ermöglichen. Die Verhältnisse der Tragerfluidgeschwxndigkeiten in den beiden Abschnitten und 4 hängen auch von der Fließrate des Trägerfluids durch die Leitung 5 sowie von den Querschnittsflächenverhältnissen des oberen Abschnitts 3 und des unteren Abschnitts 4 ab.
Der Aufnähmetrichter Λ besitzt eine vertikale Sichtleitung 2, die im allgemeinen durch den oberen Abschnitt des Aufnahmetrichters 1 verläuft. Die Sichtleitung 2 weist vorzugsweise einen oberen Abschnitt 3 und einen unteren Abschnitt 4 auf. Der obere Abschnitt 3 besitzt eine größere Querschnittsfläche als der untere Abschnitt 4. Die Sichtleitung 2 kann vollständig innerhalb des Aufnähmetriehters oder, wie in Figur 1 gezeigt, zum Teil außerhalb des Aufnahmetrichters 1 liegen. Wahlweise kann die Sichtleitung 2 an der Oberseite des Aufnahmetrichters 1 angeordnet und ihr unterer Abschnitt 4 mit dem Aufnahmetrichter 1 verbunden werden. Mit dem oberen Abschnitt 3 der Sichtleitung 2 ist der Auslaß 9 verbunden, der zur Entfernung der feinkörnigen Partikel und des Trägerfluids dient.
Die vorzugsweise vertikale Leitung 5 verläuft durch den unteren Abschnitt des Aufnahmetrichters 1 und erstreckt sich von da in den unteren Abschnitt 4 der Sichtleitung 2. Vorzugsweise erstreckt sich die Leitung 5 in d.en unteren Abschnitt der Sichtleitung 2 hinein und ist mit dieser koachsial bzw. konzentrisch angeordnet. Die Leitung 5 kann sich ein kleines Stück in den oberen Abschnitt der Sichtleitung 2 hineinerstrecken oder in dem konischen Teil der Sichtleitung 2 enden, der den oberen Abschnitt mit dem unteren Abschnitt 4 verbindet.
Der obere Abschnitt 3 und der untere Abschnitt 4 der Sichtleitung 2 sind in Abstimmung mit den durch die Leitung 5 und den Sekundärträgerfluideinlaß 17 eintretenden Trägerfluidmengen so bemessen, daß man im Innenraum 24 und im Ringraum 27 jeweils die gewünschte Strömungsgeschwindigkeit
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erzielt. Die erforderliche Geschwindigkeit kann experimentell bestimmt oder berechnet werden. In der Regel werden die Geschwindigkeiten geringfügig über der Endabsetzgeschwindigkeit der größten Partikel liegen, die als Feinkorn durch den Auslaß 9 entfernt werden sollen.
Für ein'Betriebsmodell der in der Zeichnung.wiedergegebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, das als Feinkornseparator für eine kontinuierlich arbeitende Bewegtbettreformieranlage verwendet wird, seien beispielshalber folgende Bemessungsangaben genannt:
Der obere Abschnitt 3 der Sichtleitung 2 wird aus einem 1,5 m langen Rohr mit einem Innendurchmesser von 8,5 cm hergestellt. Der untere Abschnitt 4- der Sichtleitung 2 ist ein 1,3 m langes Rohr mit einem Innendurchmesser von 7*4- cm und einer Wandstärke von 0,76 cm. Die Sichtleitung 2 erstreckt sich 1,35 m unter dem Boden der Haube 8 in einen Aufnahmetrichter mit einem Durchmesser von 0,9 m. Der Abstand zwischen dem Boden der Haube 8 und der Oberseite des Konus 7 am Boden des Aufnahmetrichters 1 beträgt 2,1 m. Für die Partikel-Trägerfluid-Einlaßleitung 5 wird ein Rohr mit - einem Innendurchmesser von 2,4 cm und einer Wandstärke von 0,4-5 cm verwendet. Wenn nach dem Entwurf ein Druck von 1,7 kp/cm und eine Temperatur von 260 C als Betriebsbedingungen vorgesehen sind, so kann für den Behälter Kohlenstoff- bzw. Flußstahl verwendet werden. Für die sehr speziellen Zwecke dieser Konstruktion, durch die Katalysatorstaub bzw. -feinkorn aus der Regenerierschleife eines Bewegtbettreformers entfernt werden soll, betragen die Sollfließraten bzw. -geschwindigkeit en im unteren Abschnitt 4- der Sichtleitung 2 etwa 3,0 m/Sekunde und im oberen Abschnitt der Sichtleitung etwa 2,7 m/Sekunde. Bei diesen Geschwindigkeiten ist die Trennung zwischen den Feinkcrnanteilen und dem Katalysator sehr scharf. Es werden dabei durch den Auslaß 9 100 % des Feinkorns mit einem Durchmesser von. 0,6 mm und nur 1 # Partikel mit einem Durchmesser von 1 mm entfernt.
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Claims (1)

14. Januar 1971»
Patentansprüche
1· Vorrichtung zum Klassieren von Partikeln und Abtrennen von Feinkorn, dadurch gekennzeichnet , daß sie in Kombination
a) einen Aufnahmetrichter (1) aus einem senkrecht angeordneten Behälter mit einem oberen und einem unteren Abschnitt,
b) eine senkrecht angeordnete, mit dem oberen Abschnitt des Aufnahmetrichters(1) verbundene und mit dem Aufnahmetrichter (1) kommunizierende Sichtleitung (2) mit einem unteren Abschnitt (4·) und einem oberen Abschnitt (5)» der eine größere horizontale Innenquerschnittsfläche als der untere Abschnitt. (4) besitzt,
c) einen an den oberen Abschnitt (3) der Sichtleitung (2) ; angeschlossenen Peinkorn- und Pluidauslaß (9)»
d) eine die Außenwand des Aufnähmetriehters (1) durchsetzende und sich durch diesen nach oben bis in den unteren Abschnitt (4-) der Sichtleitung (2) erstreckende, senkrecht angeordnete Partikel-Trägerfluid-Einlaßleitung (5) \
e) einen mit dem Aufnahmetrichter (1) verbundenen Partikelauslaß (6) ■ .
aufweist.
• t
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Partikel-Trägerfluid-Einlaßleitung (5) bis zum oberen Ende des unteren Abschnitts (4) in die Sichtleitung (2) hineinerstreckt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Partikelauslaß (6) mit dem unteren.
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Abschnitt des Aufnahmetrichters (1) verbunden ist.
4-, Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß ein Sekundartragerfluideinlaß (17) mit dem Aufnahmetrichter (1) verbunden ist.
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DE2401735A 1973-01-15 1974-01-15 Vorrichtung zum Klassieren von in einem Trägerfluid dispergierten Feststoffteilchen Expired DE2401735C2 (de)

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Legal Events

Date Code Title Description
D2 Grant after examination
8380 Miscellaneous part iii

Free format text: IN SP.1, Z. 60 AENDERN IN: ZYKLONSCHNEIDERN" IN "ZYKLONSCHEIDERN. IN SP. 7, Z. 2AENDERN "0,3 M/S" IN "3,0 M/S". IN SP. 7, Z. 7 WIRD HINTER "100%" FOLGENDER SATZTEIL EINGEFUEGT: "DES FEINKORNS MIT EINEM DURCHMESSER BIS 0,6 MM UND NUR 1%"

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