DE2927111B2 - Ausströmboden für ein Fließbett - Google Patents
Ausströmboden für ein FließbettInfo
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/1818—Feeding of the fluidising gas
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Description
2. Ausströmboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Schlitzes (38)
zwischen 20 und 50 μπι beträgt.
Die Erfindung betrifft einon Ausströmboden zur gleichförmigen Verteilung von Gas auf ein Fließbett aus
Teilchen mit einer Größe im Bereich zwischen 20 und 150 μηι mit Strömungsverteileinrichtungen aus einem
hohlen, mit Gewinde versehenen Basisabschnitt und aus einem oberen radial perforierten Abschnitt mit
Abdeckung gegen das Fließbett.
Ein typisches fluidisiertes Bett bzw. Fließbett, wie es beispielsweise bei katalytischen crack-Einheiten verwendet
wird, enthält eine große Menge verhältnismäßig teuren Katalysatormaterials aus Teilchen mit einer
Größe im Bereich zwischen 20 und 150μηι. Zur
optimalen Nutzung des Katalysatormaterials sollte das Gas, welches in derartigen Einheiten von unten nach
oben durch das Katalysatorbett geleitet wird, möglichst lange in Kontakt mit möglichst viel Katalysatormaterial
gehalten werden. Dementsprechend ist eine möglichst gleichförmige Verteilung des zugeführten Gases auf das
Katalysatorbett erforderlich, zumal Katalysatoreinheiten der betrachteten Art sehr groß sein können und
beispielsweise einen Durchmesser von 10 m besitzen. Ein gebräuchliches Verfahren zur Verteilung des Gases
in einer derartigen Einheit besteht darin, unter dem Bett aus Katalysatormaterial, aus welchem bei Einleiten des
Gases ein Fließbett wird, einem perforierten Ausströmboden oder eine ebene Anordnung von Rohren
vorzusehen, die viele Zweige und Perforationen besitzen, über die das Gas in das Bett eingeleitet wird.
Rohrartige Ausströmeinheiten sind teuer. Außerdem sind rohrartige Ausströmeinheilen und Ausströmböden
der bekannten Bauart insofern nicht sehr wirkungsvoll, als die Strömung versucht, sich Kanäle durch die
Bereiche des Bettes zu bahnen, die unmittelbar über den Perforationen liegen, während andere Abschnitte des
Bettes umgangen werden. Außerdem sinkt das Fließbett beim Abschalten der Gaszufuhr in sich zusammen,
wobei viele der das Bett bildenden Teilchen durch den bei der Abschaltung auftretenden Gasrückschwall in die
Perforationen angesaugt werden. Diese Teilchen können die Gebläse oder dergleichen zerstören und
außerdem bei erneutem Einschalten der Gaszufuhr Probleme verursachen, wenn sie durch die Perforationen
zurückgedrückt werden müssen. Weiterhin haben die Teilchen eine starke Erosionswirkung und können
ίο daher die Perforationen bzw. öffnungen rasch vergrößern.
Hierdurch ändert sich aber der Druckabfall und die Strömungscharakteristik, wodurch letztlich der
angestrebte intensive Kontakt zwischen Gas und Katalysatormaterial beeinträchtigt wird.
Die vorstehend aufgezeigten Probleme, insbesondere hinsichtlich des Eindringens von Partikeln des Fließbetts
in die Strömungsverteilungseinrichtungen, werden bei Ausströmböden mit Strömungsverteilungseinrichtungen
der eingangs beschriebenen Art weitgehend vermieden, obwohl der obere radial perforierte
Abschnitt bei den bekannten Slrömungsverteiiungseinrichtungen sehr große Perforationen besitzt, die einen
Durchmesser von etwa 4,76 mm besitzen. Der perforierte obere Abschnitt ist nämlich mit einem konisch
abgeschlossenen Zylinder bedeckt, so daß das die Perforationen verlassende Gas als im Querschnitt
ringförmige Strömung zunächst nach unten gelenkt wird. Hierdurch wird zwar ein optimaler Kontakt
zwischen Gas und Katalysatormaterial gewährleistet,
in da die Strömung am Ausströmboden umgelenkt und
dann gleichmäßig nach oben durch das Bett geleitet wird, andererseits sind die bekannten Strömungsverteilungseinrichtungen
jedoch sehr teuer, und außerdem bläst die nach unten gerichtete Gasströmung die erosiven Katalysatorteilchen gegen die plattenförmigen
Elemente des Ausströmbodens, die rasch erodieren. Dieser Schaden kann allerdings dadurch verringert
werden, daß den einzelnen Strömungsverteilungseinrichtungen große Unterlagscheiben zugeordnet werden,
die entsprechend dem Verschleiß regelmäßig ausgewechselt werden.
Ausgehend vom Stande der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Ausströmboden
der eingangs genannten Art anzugeben, der bei gleichmäßiger Gasverteilung und optimalem Kontakt
zwischen Gas und Fließbettmaterial vergleichsweise billig herstellbar ist und eine hohe L.ebensdauererwartung
besitzt.
Diese Aufgabe wird bei einem Ausströmboden der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung
dadurch gelöst, daß die Außenwand des oberen, radial perforierten Abschnitts von einem kontinuierlichen, im
Querschnitt keil- bzw. dreieckförmig ausgebildeten Formdraht gebildet wird, der derart zu einer Wendel
gewickelt ist, daß sich eine im wesentlichen zylindrische Mantelfläche mit einem kontinuierlichen wendeiförmigen
Schlitz ergibt, dessen Breite nicht mehr als ungefähr 75 μπι beträgt, und daß eine abgerundete Rippe des
Formdrahts, welche der die Mantelfläche bildenden
w) Fläche desselben gegenüberliegt und mit dieser über nach innen zusammenlaufende Seitenflächen verbunden
ist, an im Abstand befindlichen Punkten mit in axialer Richtung des oberen Abschnitts verlaufenden, einen
Kern desselben bildenden Stangen verschweißt ist.
h5 Gemäß der Erfindung werden also mehrere Strömungsverteilungseinrichtungen
spezieller Bauart im Abstand voneinander mit den üblicherweise aus ein oder mehreren Platten bestehenden übrigen Teilen des
Ausströmbodens verschraubt oder auch mit einer ebenen Rohranordnung, in der nach oben offene
Gewindeöffnungen zum Einschrauben der StrömungE-vsrteilungseinrichtung
vorgesehen sind. Das Gas zum Erzeugen des Fließbettes tritt dabei an den einzelnen ">
Strömungsverteilungseinrichtungei; aus einem kontinuierlichen
wendeiförmigen Schlitz aus, dessen Breite kleiner als die maximale Teilchengröße ist. Beispielsweise
ist bei einer Teilchengröße zwischen 20 und 150 μΐη
eine Spaltbreite zwischen etwa 20 und 50 μιη vorteilhaft,
allgemein ist die Schlitzbreite kleiner als ungefähr 75 μηι. Der geschlitzte, dem perforierten Abschnitt der
vorbekannten Strömungsverteilungseinrichtungen entsprechende Abschnitt wird vorzugsweise so hergestellt,
wie dies in der US-PS 20 46 458 beschrieben ist. Eine ü Schlitzbreite unter 20 μηι würde zwar sicherstellen, daß
keine Teilchen mit einer Größe zwischen 20 und 150 μπι
in den Schlitz eindringen könnten; derart schmale Schlitze könnten jedoch einen übermäßig großen
Druckabfall erzeugen. Bei einem typischen Fließbett ist :o im Bereich der Schlitzöffnungen ein Druckabfall von
etwa 0,06 kp/cm2 empfehlenswert, wenn das Gas mit einem Druck von etwa 1,4 bis 2,8 kp/cm2 zugeführt wird.
Die Anzahl und der Abstand der Ströniungsverteilungseinrichtungen wird ferner so gewählt, daß dieser „■">
erwünschte Druckabfall erzielt wird. Wenn der Druckabfall über jeder Strömungsverteilungseinrichtung groß
ist, dann können also offenbar nur wenige Ein heiten zur Erzielung des gewünschten Gesamtdruckabfalles verwendet
werden. Der Abstand der einzelnen Strömungs-Verteilungseinrichtungen kann zwischen etwa 1? und
78 cm schwanken. )e größer jedoch der Abstand ist, desto weniger gleichförmig ist die Strömungsverteilung
in dem Fließbett. Umgekehrt muß bei einem zu kleinen Druckabfall über den einzelnen Sirömungsverteilungs- i>
einrichtungen eine große Zahl derselben verwendet werden. Diese führt zwar zu einer sehr gleichförmigen
Strömungsverteilung, ist jedoch andererseits auch entsprechend teuer.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nächste- w
hend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische, teilweise aufgebrochene
Ansicht eines Regenerators mi» erfindungsgemäßem Ausströmboden,
F i g. 2 eine Seitenansicht einei Strömungsverteilungseinrichtung
für einen Ausströmboden gemäß der Erfindung und
Fig.3 einen vergrößerten Teil-Längsschnitt durch die Strömungsverteilungseinrichtung gemäß F i g. 2
längs der Linie 3-3 in dieser Figur.
Im einzelnen zeigt Fig. 1 ein Regeneratorgefäß 10
mit einem Fließbett aus einem Katalysatonnaterial. Das
gezeigte Gefäß 10 entspricht in seiner Funktion einer bekannten Katalysator-Regenerationseinheit, wie sie in
der US-PS 39 53 175 beschrieben ist. Verbrauchtes Katalysatormaterial wird dem Gefäß 10 über ein
Einlaßrohr 14 zugeführt, während einem Ausströmboden 24, der vom Boden des Gefäßes 10 und
Bodenbettplatten 26 gebildet wird, die auf Trägern 28 gehalten sind, von einem Gebläse 18 Druckluft über ein
Rückschlagventil 20 und ein Rohr 22 zugeführt wird. Auf den Bettplatten 26 sind im Abstand voneinander
mehrere identische Strömungsverteilungseinrichtungen
30 montiert, die mit Gewinde versehene Basisabschniiic
32 besitzen, welche mittels Muttern 34 an den Bettplatten 26 festgeschraubt sind. Die Ströinungsverteilungseinrichtungen
30 sind an ihrer Oberseite durch eine Endplatte 36 verschlossen, die verhindert, daß Teile
des Katalysatormaterials 12 in die Strömungsve.-teilungseinrichtungen 30 eindringen, wenn das Gebläse 18
stillgesetzt wird. Die Strömungsverteilungseinrichtuiigen
weisen ferner in ihrem oberen Abschnitt einen wendeiförmigen Schlitz 38 auf, der dem Abstand
zwischen den einzelnen Gängen bzw. Windungen eines wendelförmig gewickelten Formdrahtes 40 entspricht.
Dieser im Querschnitt dreieckige bzw. keilförmige Formdraht ist an mehreren im Abstand voneinander
befindlichen Punkten mit mehreren inneren Stangen 42 verschweißt. Der Formdraht 40 besteht vorzugsweise
aus einem gegenüber dem Katalysatormaterial korrosions- und erosionsbeständigen Material, wie z. B.
Edelstahl. Die Breite des Schlitzes 38 sollte so konstant wie möglich sein und im allgemeinen unter ungefähr
75 μπι liegen. Die bevorzugte Schlitzbreite beträgt bei
einem Katalysatormaterial aus Teilchen mit einer Größe zwischen 20 und 150 μπι etwa 20 bis 50 μπι.
Claims (1)
1. Ausströmboden zur gleichförmigen Verteilung von Gas auf ein Fließbett aus Teilchen mit einer
Größe im Bereich zwischen 20 und 150 μπι mit Strömungsverteileinrichtungen aus einem hohlen,
mit Gewinde versehenen Basisabschnitt und aus einem oberen radial perforierten Abschnitt mit
Abdeckung gegen das Fließbett, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand des oberen,
radial perforierten Abschnitts von einein kontinuierlichen, im Querschnitt keil- bzw. dreieckförmig
ausgebildeten Formdraht gebildet wird, der derart zu einer Wendel gewickelt ist, daß sich eine im
wesentlichen zylindrische Mantelfläche mit einem kontinuierlichen wendeiförmigen Schlitz (38) ergibt,
dessen Breite nicht mehr als ungefähr 75 μηι beträgt und daß eine abgerundete Rippe des Formdrahts
(40), welche der die Mantelfläche bildenden Fläche desselben gegenüber liegt und mit dieser über nach
innen zusammenlaufende Seitenflächen verbunden ist, an im Abstand befindlichen Punkten mit in
axialer Richtung des oberen Abschnitts verlaufenden, einen Kern desselben bildenden Stangen (42)
verschweißt ist.
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