DE2727589C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abtrennen von Feststoffteilchen aus einem Gasstrom mit einem Steigrohr, welches mit einer Haube versehen ist, die einen unten vor­ ragenden Flansch aufweist, wobei der Strom aus Feststoff­ teilchen in allgemeine Abwärtsrichtung gelenkt wird und wobei die Feststoffteilchen und der Gasstrom getrennt aus der Haube austreten können.

Solche Vorrichtungen finden sich in großer Zahl in Raffinieren und chemischen Fabriken, beispielsweise in katalytischen Krack­ anlagen, Regeneratoren, Strippern. In diesen Einheiten müssen beträchtliche Mengen Katalysatorteilchen zirkulieren. Deren Transport erfolgt mit Hilfe eines Gases, bei dem es sich um das gasförmige Kohlenwasserstoffgemisch für die Umsetzung, ein Regenerationsgas oder ein Transportgas handeln kann. Am Ende des Steigrohres muß der Strom aus Katalysatorteilchen vom Gasstrom getrennt werden, damit die Reaktionsbedingungen, wie Verweilzeiten, Fluidisierung u. dgl., im Raum, in den das Steig­ rohr mündet, gesteuert werden können. Normalerweise wird die Trennung der beiden Ströme mit Hilfe einer Platte oder einer Haube mit nach unten vorstehendem Flansch bewirkt.

Es ist eine Vorrichtung bekannt (US-PS 21 72 133), mit der aus einem Rauchgas Feststoffteilchen abgetrennt werden sollen. Hierfür wird die Dispersion aus Feststoffteilchen und Gas am oberen Ende eines Steigrohres in drei Teilströme unter­ teilt, deren jeder in einem geschlossenen Kanal strömt, der praktisch um 180° nach unten gebogen ist. An dem nach unten gerichteten Austrittsende jedes Kanals tritt die Dispersion in eine Kammer ein, die beträchtlich größeren Querschnitt hat als die Kanäle. Dadurch soll sich eine Verzögerung der Strömung des Gasanteiles ergeben, so daß die Feststoffteilchen sich vom Gas trennen und schneller abwärts fließen in einen Abgabekanal oder Sammelkanal. Das Gas soll wieder nach oben strömen, wobei mittels Platten und Hindernissen die noch im Gas verbliebenen Feststoffteilchen abgetrennt werden sollen. Da bei dieser bekannten Vorrichtung die Gaskanäle entlang ihrer Unterseite geschlossen sind, kann das Gas erst dann sich von den Feststoffen trennen, wenn es aus den Austritts­ enden der Kanäle ausgetreten ist. Wenn diese Vorrichtung in einer katalytischen Krackanlage verwendet würde, würde sich trotz der Verzögerung der Gasgeschwindigkeit in der Kammer eine sehr schlechte Trennung von Gas und Feststoffteilchen ergeben. Außerdem würden sich durch die Platten und Hinder­ nisse große Probleme ergeben, wenn die Vorrichtung in einem Prozeß verwendet wird, bei welchem hohe Strömungsgeschwindig­ keit vorhanden ist.

Es ist auch eine Vorrichtung der einleitend genannten Art be­ kannt (FR-PS 12 74 652), bei welcher die Haube nach Art eines Kreuzganggewölbes gestaltet ist und einen rechteckigen Grund­ rahmen aufweist, der unmittelbar neben dem Austrittsende des Steigrohres einen freien Raum beläßt, durch den der Gas­ strom nach unten austreten soll. An dem eigentlichen horizon­ talen Rahmenteil ist eine Mehrzahl von Lochstutzen gebildet, durch die hindurch die Feststoffteilchen nach unten austreten sollen. Irgendwelche Führungen, mit denen die Feststoffteil­ chen zu den Lochstutzen gerichtet werden, sind nicht vorhanden. Somit sammeln sich, insbesondere wenn der Gasstrom eine große Menge Feststoffteilchen enthält, die Feststoffteilchen an dem Raum zwischen den Lochstutzen an und fallen auch an dessen innerem Rand herab, wodurch sie praktisch einen geschlossenen Vorhang aus Feststoffteilchen bilden, der das Ausströmen des Gases behindert.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Abtrennen von Feststoffteilchen aus einem Gasstrom derart zu gestalten, daß einwandfreie Abtrennung der Feststoffteilchen auch dann erhalten wird, wenn der Gasstrom eine große Menge Feststoff­ teilchen enthält.

Gelöst wird diese Aufgabe, ausgehend von einer Vorrichtung der einleitend genannten Art, gemäß der Erfindung dadurch, daß der Flansch mit mehreren radial nach außen über seinen Umfang vorragenden Ablenkorganen für die Feststoffteilchen versehen ist, die auf dem Umfang in gleichen Abständen ange­ ordnet sind.

Bei Verwendung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung setzen die Feststoffteilchen nach dem Austritt aus dem Oberende des Steigrohres aufgrund ihrer hohen kinetischen Energie zunächst ihre Bewegung in horizontaler Richtung innerhalb der Haube fort, bis sie die von der Haube am weitesten entfernte Stelle erreichen. Dabei wird als Folge der Mehrzahl von Ablenk­ organen der aus dem Steigrohr austretende Feststoffstrom in eine Anzahl von Teilströmen unterteilt, deren Anzahl der Anzahl der Ablenkorgane entspricht. An der von der Haube am weitesten entfernt liegenden Stelle werden dann die einzelnen Feststoff­ ströme nach unten abgelenkt. Somit ist kein geschlossener Vor­ hang aus Feststoffteilchen vorhanden. Das Gas strömt als Folge der viel niedrigeren kinetischen Energie im wesentlichen über den Rand der Ablenkorgane dort, wo keine Feststoffteilchen nach unten fließen. Dadurch ist ein Mitreißen von Feststoff­ teilchen verhindert, und der Wirkungsgrad der Trennung ist verbessert.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Außenenden der Ablenkorgane höchstens fünfmal so weit von der Mitte der Haube entfernt wie der Teil oder die Teile zwischen den Ab­ lenkorganen. In dieser Hinsicht sind der verfügbare Raum und die kinetische Energie der Teilchen die bestimmenden Faktoren.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform hat die Haube die Gestalt eine gleichseitigen Dreiecks. Eine solche Aus­ führung ist insbesondere bei industriellen Krackanlagen vor­ teilhaft, wobei dann die Ecken des Dreiecks zwischen zwei einander benachbarten, nach unten ragenden Eintauchbeinen von Zyklonen liegen, die oben im Reaktor angebracht sind. Bei dieser Ausführungsform wird der verfügbare Raum optimal ausgenutzt und eine gut verteilte Zufuhr von Katalysator­ teilchen zur Masse der aufzuwirbelnden Teilchen erzielt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Ablenkorgane der Haube in radialer Richtung glatt gebogen. Hierbei können die an den Ablenkorganen ankommenden Feststoffteilchen sich längs einer glatt gekrümmten Bahn nach unten zum Rand des Flansches bewegen, was das Strömungs­ muster günstig beeinflußt.

Eine unter Gesichtspunkten der Konstruktion attraktive Lösung ergibt sich dann, wenn erfindungsgemäß die nicht vorragenden Teile der Haube zwischen den Ablenkorganen den gleichen Durch­ messer wie das Steigrohr haben und zum Verbinden der Haube mit dem Steigrohr verwendet sind.

Weiterhin wird es erfindungsgemäß bevorzugt, daß, um das Aus­ strömen des Gases zu erleichtern, die Seiten der Ablenkorgane eine zurückspringende Kante haben.

Schließlich wird es erfindungsgemäß bevorzugt, daß die Haube an ihrer Innenseite mit einer pyramidenartigen Führungsein­ richtung versehen ist, welche die Strömung aus dem Steigrohr kommender Stoffe lenkt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeich­ nungen einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine katalytische Krack­ anlage;

Fig. 2a und 2b eine dreieckige Haube;

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines Flanschteiles;

Fig. 4, 5 und 6 verschiedene Ausführungsbeispiele eines Steigrohres mit einer Haube;

Fig. 7 ein Anordnungsbeispiel in einer Krackanlage;

Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Steigrohrs mit Haube.

Fig. 1 zeigt den Reaktor 1 einer katalytischen Krackan­ lage. Durch einen Einlaß werden frische Katalysatorteilchen in ein Steigrohr 3 geführt. Ein Teil der Gaszufuhr erfolgt durch den Einlaß 4. Die Katalysatorteilchen werden durch den Strom nach oben mitgerissen. Ein großer Teil der Krackumsetzung er­ folgt bereits im Steigrohr. Die restliche Gaszufuhr erfolgt durch eine Einlaßstelle 5. Die im Boden des Reaktors vorhandene Katalysatormasse 6 wird durch den von der Einlaßstelle 5 kommen­ den Strom aufgewirbelt oder fluidisiert.

Die im Steigrohr 3 aufsteigende Dispersion aus Kataly­ satorteilchen und Gas prallt auf eine Haube 7. Die Feststoff­ teilchen verlassen die Haube in Richtung des Pfeiles 8, während das Gas in Richtung des Pfeiles 9 strömt. Beide Ströme sind gleichmäßig über den gesamten Umfang des Flansches der Haube 7 verteilt. Das gasförmige Produkt wird durch eine doppelte Reihe von Zyklonen 10 und 11, von denen für jede Reihe nur einer ge­ zeigt ist, durch einen Auslaß 12 abgeführt. Die abgetrennten Ka­ talysatorteilchen gelangen durch untere Eintauchbeine 13 und 14 nach unten. Verbrauchte Katalysatorteilchen werden durch einen Auslaß 14 a dem Stripper und Regenerator zugeführt.

Fig. 2a zeigt die Oberseite 15 eines Steigrohrs. Darüber ist ei­ ne dreieckige Haube 16 angebracht. Die Maße können an die innere Reihe Eintauchbeine 17 der Zyklone angepaßt sein (Fig. 2b). Die Ecken 18 der dreieckigen Haube 16 bilden die vorspringenden Tei­ le der Haube. Von diesen Stellen aus fließen Katalysatorteilchen nach unten, wie durch die Pfeile 19 angedeutet. Gas steigt längs den dazwischenliegenden Flanschbereichen an, wie für eine Seite durch Pfeil 20 angedeutet ist. Ein Flansch der Haube kann eine zurückspringende Kante 21 haben (Fig. 3), um das Ausströmen des Gases zu erleichtern. Die Haube gemäß Fig. 4, die über einem Steigrohr 22 angebracht ist, hat dreieckige Gestalt und ihre Flansche 23 sind nach innen gekrümmt. Die Strömung des Gases ist durch Pfeile 24 gezeigt, während der Pfeil 25 die Strömung von Katalysatorteilchen andeutet, und zwar jeweils für eine Sei­ te bzw. eine Ecke. Diese Gestalt der Flansche 23 kann von Vor­ teil sein, um die Haube zwischen den nach unten ragenden Ein­ tauchbeinen der Zyklone anzuordnen, die hier nicht gezeigt sind.

In Fig. 5 ist eine sechseckige Haube über einem Steig­ rohr 26 gezeigt. Die Katalysatorteilchen fließen bei diesem Aus­ führungsbeispiel längs der gekrümmten Innenseite der nasenarti­ gen Vorsprünge 27 und verlassen die Haube an den durch Pfeile 28 angezeigten Stellen. Das Gas strömt in der durch die Pfeile 29 gezeigten Richtung längs der Flanschteile, die von Katalysator­ teilchen frei bleiben.

Fig. 6 zeigt wie eine Haube gemäß Fig. 5 mit einem Steigrohr 30 vereinigt werden kann. Zu diesem Zweck ist das obere Ende des Steigrohres 30 mit einer Platte 30 a bedeckt und mit Öffnungen 31 versehen. Vor den Öffnungen 31 sind nasenartige Teile 32 angeordnet, die an zwei Seiten offen sind und an den verbliebenen Wandbereichen 33 des Steigrohrs 30 befestigt sind. Die Seitenwände 34, die Wandbereiche 33 und ein Teil der ge­ krümmten Wände 35 bilden den Flansch der Haube. Die nasenartigen Teile 32 sind in diesem Fall die Vorsprünge.

Fig. 7 zeigt die Anordnung einer sechseckigen Haube 36 zwischen der inneren Reihe Eintauchbeine 37 und der äußeren Rei­ he Eintauchbeine 38 der Zyklone. Diese Haube ist an der Innen­ seite mit einer pyramidenartigen Führungseinrichtung 39 verse­ hen, die die Strömung aus dem Steigrohr kommender Stoffe lenkt.

Fig. 8 zeigt einen Längsschnitt durch eine secheckige Haube 40, die mit Teilen 42 über einem Steigrohr 41 befestigt ist. Auch hier ist eine pyramidenartige Einrichtung 43 vorge­ sehen. Die Katalysatorteilchen fließen in Richtung der Pfeile 44 heraus, während das ausströmende Gas in Richtung des Pfei­ les 45 folgt.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Abtrennen von Feststoffteilchen aus einem Gasstrom mit einem Steigrohr, welches mit einer Haube versehen ist, die einen unten vorragenden Flansch aufweist, wobei der Strom aus Feststoffteilchen in allgemeine Abwärts­ richtung gelenkt wird und wobei die Feststoffteilchen und der Gasstrom getrennt aus der Haube austreten können, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch mit mehreren radial nach außen über seinen Umfang vorragenden Ablenkorganen für die Feststoffteilchen versehen ist, die auf dem Umfang in gleichen Abständen angeordnet sind.

2. Steigrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenenden der Ablenkorgane höchstens fünfmal so weit von der Mitte der Haube entfernt sind wie der Teil oder die Teile zwischen den Ablenkorganen.

3. Steigrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Haube die Gestalt eines gleichseitigen Dreiecks hat.

4. Steigrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkorgane der Haube in radialer Richtung glatt gebogen sind.

5. Steigrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht vorragenden Teile der Haube zwi­ schen den Ablenkorganen den gleichen Durchmesser wie das Steig­ rohr haben und zum Verbinden der Haube mit dem Steigrohr ver­ wendet sind.

6. Steigrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten der Ablenkorgane eine zurück­ springende Kante haben, um das Ausströmen des Gases zu erleich­ tern.

7. Steigrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube an ihrer Innenseite mit einer pyramidenartigen Führungseinrichtung versehen ist, welche die Strömung aus dem Steigrohr kommender Stoffe lenkt.