DE3440373C2 - Fließbettvorrichtung - Google Patents

Abstract

Eine verbesserte Fließbettvorrichtung hat einen Belüftungsboden, welcher sich auf darunter angeordneten Stützeinrichtungen abstützt. Die Stützeinrichtungen umfassen sich quer über den Innenraum des Gehäuses erstreckende Träger und eine Anzahl von aufrecht auf den Trägern stehenden, stabförmigen Stützen, auf deren oberen Enden der Belüftungsboden ruht. Gegebenenfalls gehören zu den Stützeinrichtungen auch mit den Trägern einstückige oder fest damit verbundene Ringe und/oder wenigstens ein an der inneren Wandfläche des Gehäuses einwärts hervorstehender Vorsprung. Auf den Ringen kann jeweils eine Anzahl von aufrecht stehenden Stützen angeordnet sein.

Description

richtungen für Gasverteilerplatten in Fließbetten sind Fig.5B eine schematische Darstellung der recht-

aus der DE-AS 29 27 111 und der US-PS 37 82 903 be- winkligen Kreuzung zweier Träger,

kannt. 65 Die Fließbettvorrichtung von Fig. 1 dient beispiels-

Der Erfindung liegt im Hinblick auf den Stand der weise der Erzeugung von Polyolefin in Form eines G ra-

Technik die Aufgabe zugrunde, eine Abstützung für ei- nulats durch ein in Gegenwart eines Katalysators ausge-

ne Gasverteilerplatte für ein Fließbett aufzuzeigen, die führtes Polymerisationsverfahren.

Die Fließbettvorrichtung hat ein Gehäuse 10, in dem ein Polymerisationsvorgang stattfindet und das in seinem unteren Bereich mit einer mit Lochungen versehenen Gasverteilerplatte 12 ausgestattet ist auf der das Fließbett Fruht

Ein Gasauslaßrohr 14 ist am oberen Ende des Gehäuses 10 angeschlossen, während an dessen unterem Ende eine Zufuhrleitung 16 für gasförmiges Olefin angeschlossen ist das als Rohmaterial zugeführt wird. Die Gasauslaßleitung 14 ist über einen Sammler 18, eine Verbindungsleitung 19, einen Gaskühler 20, eine Zwischenleitung 21 und ein Gebläse 22 mit der Zufuhrleitung 16 verbunden, so daß sich ein geschlossener Gaskreislauf ergibt Der Sammler 18 dient dazu, in dem über die Auslaßleitung 14 ausströmenden Gas mitgeführte Teilchen aufzufangen. An einer im mittleren Bereich des Gaskreislaufs liegenden Stelle ist an der Zwischenleitung 21 eine Zuleitung 23 angeschlossen, über die dem Gaskreislauf das als Rohmaterial verwendete, gasförmige Olefin zuzuführen ist

Der für die Polymerisation notwendige Katalysator wird dem Gehäuse 10 über eine Zuleitung 24 und einen in der Seitenwand des Gehäuses 10 gebildeten Einlaß 26 zugeführt :

Bei Aufnahme des Betriebs der Fließbettvorrichtung wird ein gasförmiges Olefin als Rohmaterial enthaltendes Gas über die Zufuhrleitung 16 in den unteren Teil des Gehäuses 10 eingeblasen, das dann die Gasverteilerplatte 12 durchströmt und in den oberhalb dieser gelegenen Innenraum des Gehäuses eintritt. Dadurch werden der der Fließbettvorrichtung zugeführte Kataiysator und das durch die Polymerisationsreaktion erzeugte granulierte Polyolefin fluidisiert. Bei Berührung mit dem Katalysator wird das als Rohmaterial zugeführte Gas einer Polymerisationsreaktion unterworfen, so daß granuliertes Polyolefin entsteht. Bereits vorhandenes granuliertes Polyolefin wird dabei zu Wachstum angeregt, so daß sich der Durchmesser der Teilchen vergrößert. Im Fließbett Fvorhandenes granuliertes Polyolefin wird als Reaktionsprodukt 30 über einen Auslaß 28 in der Seitenwand eines tief erliegenden Teils des Gehäuses 10 aus diesem ausgetragen.

Die Abstützung für die Gasverteilerplatte 12 weist eine Anzahl von sich quer durch das Gehäuse 10 erstreckenden Trägern 36, eine Anzahl von einstückig mit den Trägern 36 verbundenen ringförmigen Trägern 38 und eine Anzahl von aufrecht auf den Träger 36 und ringförmigen Trägern 38 stehenden Stützen 40 auf, wobei die Träger 36 und ringförmige Träger 38 jeweils mit Abstand unterhalb der Gasverteilerplatte 12 angeordnet sind.

Bei der gezeigten Ausführungsform ist ferner eine Anzahl von an der inneren Wandfläche des Gehäuses 10 einwärts vorstehenden Vorsprüngen 42, welche in Abständen entlang der inneren Umfangswand des Gehäuses angeordnet sind, vorgesehen. Anstelle mehrerer einzelner Vorsprünge 42 kann auch ein geschlossener, entlang der inneren Umfangswand des Gehäuses verlaufender ringförmiger Vorsprung vorgesehen sein.

In dem in F i g. 2 dargestellten Beispiel sind vier Trä-

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decken. Die Träger 36 sind durch Schweißnähte oder Schraubverbindungen einstückig bzw. fest mit den ringförmigen Trägern 38 verbunden. In F i g. 3 ist durch den Buchstaben t das Maß angegeben, mit welchem sich die Träger 36 und ringförmigen Träger 38 überlappen.

Von den Oberkanten der Träger 36 und 38 ragen jeweils mehrere stabförmige Stützen 40 senkrecht nach oben, so daß die oberen Enden der Stützen in einer Höhe mit den oberen Stirnflächen der Vorsprünge 42 liegen. Die Stützen 40 können als massive Stäbe oder als Rohrstücke hohl ausgeführt sein.

Die Gasverteilerplatte 12 ruht auf den Stützen 40 und Vorsprüngen 42 im Gehäuse 10, wobei zu bemerken ist, daß die Fließbettvorrichtung hier zwar mit den Vor-Sprüngen 42 versehen ist, daß diese jedoch auch ohne solche Vorsprünge ausgeführt sein kann.

Die Anzahl der Träger 36, der ringförmigen Träger 38 und der stabförmigen Stützen 40 wird je nach dem Innendurchmesser des Gehäuses 10, nach den Reaktionsbedingungen usw. in angemessener Weise bestimmt

Wie zu erkennen ist sind die Träger 36 und ringförmigen Träger 38 in einem gewissen Abstand unterhalb der Gasverteilerplatte 12 angeordnet, so daß die bei einem Anprall der Gase an die Gasverteilerplatte 12 entstehenden Turbulenzen nicht bis in den Bereich der Träger 36 und ringförmigen Träger 38 zurückwirken und das Gas den Bereich, in welchem die Träger 36 und ringförmigen Träger 38 angeordnet sind, ungestört durchströmt. Dadurch kann es nicht zu Ablagerungen von im Gas mitgeführten Feststoffteilchen an den Trägern 36 und ringförmigen Trägern 38 aufgrund von etwa in dem Gas vorhandenen Turbulenzen kommen. Selbst wenn sich aus irgenwelchen Gründen größere Mengen von Feststoffteilchen an den Trägern 36 und ringförmigen Trägern 38 festsetzen sollten, bleibt dies ohne Einfluß auf die Gasverteilerplatte 12, da diese mit Abstand zu den Trägern angeordnet ist. Dadurch wird ein Verstopfen der Gasverteilerplatte 12 durch Fremdkörper weitgehend verhindert

Da die einzelnen Stützen 40 jeweils nur über eine sehr kleine Fläche mit der Gasverteilerplatte 12 in Berührung sind, können sich in den betreffenden Bereichen nur sehr geringe Mengen von Feststoffteilchen festsetzen, und an den Stützen 40 festgesetzte Teilchen können nicht zu einer Verstopfung der Gasverteilerplatte 12 führen.

Weil ferner die Stützen 40 senkrecht stehend angeordnet sind, wirkt das von der Gasverteilerplatte-12 getragene Gewicht, einschließlich ihres Eigengewichts, in Axialrichtung auf die Stützen 40, so daß eine sehr hohe Biegefestigkeit der Stützen gewährleistet ist. Es ist daher möglich, den Durchmessr der Stützen 40 auf ein sehr kleines Maß von beispielsweise weniger als 20 mm zu verringern. Eine solche Verringerung des Durchmessers der Stützen 40 führt zu einer entsprechenden Verkleinerung ihrer Oberflächen, so daß sich der Ansatz von Feststoffteilchen daran weiter vermindert.

Die Träger 36 und 38 erhalten vorzugsweise ein Profil, das den Ansatz von Feststoffteilchen daran auf ein Mindestmaß beschränkt. Beispiele für bevorzugte Profi

inneren Wandfläche des Gehäuses befestigt, z. B. angeschweißt oder angeschraubt sind und sich paarweise rechtwinklig kreuzen.

Zu den Stützeinrichtungen gehören ferner zwei ringförmige Träger 38, welche koaxial miteinander derart angeordnet sind, daß ihre unteren Kanten die oberen Kanten der Träger 36 in einem gewissen Ausmaß über-

gen sich abwärts stetig zu einer scharfen Unterkante.

Bei Verwendung eines derartigen Profils entstehen in der Gasströmung an den unteren Bereichen der Träger 36 und 38 nur sehr geringe Turbulenzen, wodurch sich der Ansatz von Feststoffteilchen in diesen Bereichen weiter verringert.

Der Abstand zwischen der Gasverteilerplatte 12 und

den Trägern 36,38 wird vorzugsweise so bestimmt, daß an den Trägern 36,38 angesetzte Schichten nicht bis zur Unterseite der Gasverteilerplatte 12 anwachsen können. In der Praxis beträgt dieser Abstand vorzugsweise wenigstens 30 mm und insbesondere vorzugsweise mehr als 50 mm.

Falls die Verbindungen der Träger 36 mit den ringförmigen Trägern 38 und der Träger 36 mit der inneren Wandfläche des Gehäuses 10 als Schweißverbindungen ausgeführt werden, werden die Eckenbereiche an den Stellen, an denen die Träger an die Umfangswand des Gehäuses anstoßen bzw. an denen die Träger einander überkreuzen, vorzugsweise mit einer konkav gerundeten Auftragsschweißung ausgeführt, wie die Fig.5A und 5 B zeigen. Dabei solider Radius R der Ausrundung so groß, wie es im Rahmen des angewendeten Schweiß-Verfahrens möglich ist, sein. Je größer dieser Radius R ist, umso geringer ist die Neigung zur Bildung von Ansätzen der Feststoffteilchen in den Eckenbereichen.

Es ist zu bemerken, daß das in F i g. 3 durch den Buchstäben t bezeichnete Maß der Überlappung an den Stellen, an denen die Träger 36 und die ringförmigen Träger 38 einander überkreuzen, im Hinblick auf die notwendige Festigkeit so klein wie möglich sein soll. Eine Verkleinerung des Überlappungsbereichs an den Kreuzungsstellen der Träger 36 und 38 führt ebenfalls zu einer Verringerung der Ansätze von Feststoffteilchen in diesen für derartige Ansätze anfälligen Bereichen.

Die Erfindung ist vorstehend im Hinblick auf die Erzeugung von granuliertem Polyolefin in einer Fließbettvorrichtung beschrieben worden, sie ist jedoch für die verschiedensten, mit einem Fließbett arbeitenden, chemischen Reaktions- oder Syntheseanlagen verwendbar, z. B. für eine Anlage zur Synthese von Acrylnitril, zur Erzeugung von Phthalsäureanhydrid, zum Trocknen, Kalzinieren oder Verbrennen irgendwelcher Stoffe, zum Mischen, Sortieren oder Granulieren irgendwelcher Stoffe und zur Kohlevergasung sowie für ähnliche Anlagen und Vorrichtungen.

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Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 mit an der Gasverteilerplatte unmittelbar anliegenden Patentansprüche: Stützen geringen Querschnitts und in möglichst gerin ger Zahl auskommt und bei der die Höhenlage der Gas-

1. Fließbettvorrichtung mit einem Gehäuse, mit verteilerplatte über dem Boden des Reaktionsgefäßes -einer waagerecht in dem Gehäuse gelagerten Gas- 5 bzw. am Boden dessen Gaskammer keinen Einfluß auf

verteilerplatte und mit unterhalb der Gasverteilei · die Ausbildung der Stützen hat

platte angeordneten stehenden sowie stabförmigen Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Fließ-Stützen und ringförmigen Trägern, dadurch ge- bettvorrichtung der eingangs angegebenen Gattung dakennzeichnet, daß quer den Innenraum des durch gelöst, daß quer den Innenraum des Gehäuses Gehäuses (10) durchsetzende, einander rechtwinklig io durchsetzende, einander rechtwinklig kreuzende Träger kreuzende Träger (36) unterhalb der Ebene der Gas- unterhalb der Ebene der Gasverteilerplatte an der inverteilerplatte (12) an der Innenwand des Gehäuses nenwand des Gehäuses befestigt sind, daß auf die sich befestigt sind, daß auf die sich kreuzenden Träger kreuzenden Träger wenigstens ein ringförmiger Träger (36) wenigstens ein ringförmiger Träger (38) in fester in fester Verbindung mit den sich kreuzenden Trägern Verbindung mit den Trägern (36) aufgesetzt ist und 15 aufgesetzt ist und daß die Stützen mit ihren unteren daß die Stützen (40) mit ihren unteren Enden an den Enden an den sich kreuzenden Trägern sowie dem we-Trägern (36,38) und mit ihren oberen Enden an der nigstens einen ringförmigen Träger und mit ihren obe-Gasverteilerplatte (12) angeordnet sind. ren Enden an der Gasverteilerplatte angeordnet sind.

2. Fließbettvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch Bei einer derartigen Ausbildung können die sich kreugekennzeichnet, daß die Oberkanten der sich kreu- 20 zenden und die ringförmigen Träger unterhaib der Ebezenden Träger (36) und die Unterkanten eines jeden ne der Gasverteilerplatte an der Gehäuseinnenwand in ringförmigen Trägers (38) einander überlappen. einer solchen Höhe befestigt werden, daß zwischen den

3. Fließbettvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, Trägern -and der Gasverteilerplatte ein ausreichender dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Träger (36, Abstand verbleibt, der eine Beeinflussung der Gasströ-38) eine sich zu seiner Unterkante hin stetig verjün- 25 mung zur Gasverteilerplatte — auch wenn sich an den gende Querschnittsform aufweist Trägern Ablagerungen festsetzen — ausschließt Die

Stützen selbst können damit relativ kurz gehalten wer-

den, so daß sie auch bei kleinem Querschnitt eine ausreichende Festigkeit haben, und die Gasverteilerplatte 30 kann unter Beibehaltung der relativen kurzen Stützen in

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fließbettvorrich- jeder beliebigen Höhe im Gehäuse angeordnet werden, tung mit einem Gehäuse, mit einer waagerecht in dem Auf diese Weise können Einrichtungen, die bisher mit Gehäuse gelagerten Gasverteilerplatte und mit unter- Rücksicht auf die Knickfestigkeit der Stützen, d. h. gehalb der Gasverteilerplatte angeordneten stehenden so- ringer Abstand zwischen Gehäuse und Gasverteilerwie stabförmigen Stützen und ringförmigen Trägern. 35 platte, außerhalb des Gehäuses angeordnet werden

Eine derartige Fließbettvorrichtung ist durch die mußten, z. B. Gebläse, nun innerhalb des Gehäuses un-US-PS 25 95 384 bekannt geworden. Die stehenden tergebracht werden. Es können nun aber auch Gase mit Stützen müssen die Gasverteilerplatte selbst und das hohen Temperaturen zur Bildung des Fließbetts verauf dieser ruhende Granulat für das Fließbett tragen. wendet oder in dieses eingeleitet werden, was bisher im Sie müssen deshalb eine ausreichende Stärke haben, 40 Hinblick auf die Stützvorrichtungen nicht in Betracht d.h. ihre an der Gasverteilerplatte angreifende Quer- kam. Die Festigkeit der Stützkonstruktion, die durch die schnittsfläche wird relativ groß, oder sie müssen in gro- sich kreuzenden und die ringförmigen Träger schon ßer Anzahl vorhanden sein. In beiden Fällen besteht die recht hoch ist, kann noch dadurch erhöht werden, wenn Gefahr, daß durch im Gasstrom mitgeführte Fremdkör- die sich kreuzenden und die ringförmigen Träger sich an per Ablagerungen an den Verbindungsstellen zwischen 45 ihren einander zugewandten Kanten überlappen, d. h., den oberen Enden der Stützen sowie der Gasverteiler- an diesen Kanten ineinandergreifen. Aufgrund der erfinplatte aufgebaut werden, die einen solchen Umfang an- dungsgemäß erreichten hohen Stabilität der Stützkonnehmen können, daß Durchtritte in der Gasverteiler- struktion kann die Gasverteilerplatte eine größere Fläplatte zugesetzt werden, was dann dazu führt, daß der ehe erhalten, so daß ein großes Fließbett ausgebildet Gasstrom zur Aufrechterhaltung des Fließbetts un- 50 werden kann.

gleichmäßig verteilt wird und der Betrieb der das Fließ- Der Erfindungsgegenstand wird unter Bezugnahme

bett enthaltenden Vorrichtung zur Reinigung unterbro- auf die Zeichnung erläutert. Es zeigt

chen werden muß. F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Fließbett-

Der bekannten Abstützung der Gasverteilerplatte vorrichtung im lotrechten Schnitt;

haftet aber noch ein weiterer Nachteil an, der darin 55 F i g. 2 den Schnitt nach der Linie 2-2 in der Fig. 1;

liegt, daß, wenn man gezwungen ist oder wünscht, die F i g. 3 den Schnitt nach der Linie 3-3 in der F i g. 2;

Gasverteilerplatte in größerer Höhe über dem Boden Fig.4A bis 4C Schnitte von unterschiedliche Profile

des jeweiligen Reaktionsgefäßes anzuordnen, auch die aufweisenden Trägern für die Abstützung der Gasver-

Stützen länger werden müssen, was naturgemäß deren teilerplatte;

Abmessungen, Ausbildung und/oder Anzahl beeinflußt, 60 Fig.5A eine schematische Darstellung von Aufirag-

d. h, die Gefahr des Zusetzens von Durchtritten in der schweißungen eines Bereichs, in dem die Träger mit der

Gasverteilerplatte wird noch größer. Weitere Stützein- Innenwand des Gehäuses verbunden sind;