DE904174C

DE904174C - Method and device for transporting solid particles by means of gases

Info

Publication number: DE904174C
Application number: DEH9702A
Authority: DE
Inventors: David Benjamin Ardern
Original assignee: Houdry Process Corp
Current assignee: Houdry Process Corp
Priority date: 1950-09-13
Filing date: 1951-09-12
Publication date: 1954-02-15

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Transport fester Teilchen mittels Gasen Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Anlagen, in denen feste Kontaktmaterialteilchen oder -körnchen einen Abwärtsweg durchlaufen, auf dem sie durch eine Behandlungszone geführt, mit fließenden Stoffen in Kontakt gebracht und danach aufwärts befördert und dann wieder zum Abwärtsweg zurückgebracht werden. Die Erfindung befaßt sich im besonderen mit dem \Veg, auf dem die Teilchen durch ein längeres senkrechtes Auftriebsrohr mittels eines Gases oder anderen fließenden Stoffes aufwärts befördert werden.Method and device for transporting solid particles by means of gases the Invention relates to methods and plants in which solid contact material particles or granules travel a downward path through a treatment zone guided, brought into contact with flowing materials and then promoted upwards and then brought back to the downward path. The invention is concerned in particular with the \ Veg, on which the particles pass through a longer perpendicular Buoyancy tube conveyed upwards by means of a gas or other flowing substance will.

Derartige Verfahren oder nlagen, die besonders auf die Bedürfnisse der chemischen und 01-raffinationsindustrien zugeschllitterl sind. haben ein weites Anwendungsgebiet. So kann das körnige Kontaktmaterial ein l)oröser oder kompakter fester Stoff sein und aus einem Katalysator oder aus katalytisch trägem Alaterial bestehen, wovon das letztere als Wärmeaustauscher oder zur Adsorption oder Fraktionierung von Gasen dient. Das körnige Kontaktmaterial wird vorteilhafterweise in Gestalt verhältnismäßig großer Teilchen oder Körnchen, wie z.U. geformter Kügelchen, geformter Halbkügelchen u. dgl., mit einer Größe von etwa I,3 bis 13 mm verwandt, die sich, ganz oder teilweise durch Einwirkung der Schwerkraft, als geschlossenes, abwärts sinkendes, wirbelfreies Bett in einer der Technik bekannten Weise durch die Behandlungszonen bewegen. Such processes or systems that are particularly tailored to the needs the chemical and oil refining industries. have a lot Field of use. For example, the granular contact material can be more or more compact be solid and made of a catalyst or catalytically inert aluminum consist of the latter as a heat exchanger or for adsorption or fractionation of gases is used. The granular contact material is advantageously shaped relatively large particles or granules, e.g. shaped beads, shaped Hemispheres and the like, with a size of about 1.3 to 13 mm, which are completely or partially by the action of gravity, as a closed, downward Sinking, eddy-free bed through the treatment zones in a manner known in the art move.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, das körnige Kontaktmaterial zum erneuten Durchlaufen der Behandlungszonen dieser Anlagen durch eine pneu- matische Förderung zu heben. Die Anlage kann einen einzelnen Abwärtsweg mit mehreren darin in verschiedener Höhe angeordneten Behandlungszonen enthalten, durch die das Kontaktmaterial nacheinander fließt, so daß die festen Teilchen während eines vollständigen Arbeitskreislaufes nur einmal durch das Auftriebsgas gehoben zu werden brauchen. Die Anlage kann auch eine Mehrzahl von Fördervorrichtungen und/oder Abwärtswegen enthalten, von denen jeder Abwärtsweg eine einzige Verfahrenszone enthält. It has proven advantageous to use the granular contact material to run through the treatment zones of these systems again through a pneumatic matic Lift promotion. The plant can have a single downward path with several in it Contain treatment zones arranged at different heights through which the contact material flows successively, so that the solid particles during a complete cycle only need to be lifted once by the buoyancy gas. The plant can also contain a plurality of conveyors and / or downward paths, one of which each downward path contains a single process zone.

In derartigen Anlagen bietet die Verwendung eines Gases zur Aufwärtsbeförderung des körnigen Kontaktmaterials an Stelle der früher verwendeten mechani,schen Fördervo rrichtungen, sowohl was die Steuerung der ,Betriebsbedingungen als auch was den Nutzeffekt des Verfahrens (einschließlich Anlage- und Instandsetzungskosten) betrifft, viele Vorteile, wirft aber zur gleichen Zeit neue Probleme auf. Eines der Hauptprobleme bei dem Betrieb von pneumatischen Förderungsanlagen der hier beschriebenen Art liegt darin, gleichzeitig eine hohe Um.laufgeschwindigkeit der festen Teilchen sowie eine leichte und schnelle Umkehr der nach oben gerichteten in die nach unten gerichtete Bewegung zu erreichen, wobei die Abnutzung oder der Bruch der festen Teilchen bei dieser Umkehr niedrig gehalten werden soll. In such systems, the use of a gas for upward conveyance offers of the granular contact material in place of the previously used mechanical feeder servo directions, both for the control of the, operating conditions and the Effectiveness of the process (including installation and maintenance costs) concerns, many advantages, but at the same time poses new problems. One of the main problems is in the operation of pneumatic conveying systems of the type described here in it, at the same time a high circulation speed of the solid particles as well as a easy and quick reversal of the upward to the downward one To achieve movement, with the wear and tear or breakage of the solid particles this reversal should be kept low.

Die bisher bekannten Verfahren und Anlagen für die Umkehrung des Teilchenflusses vom Aufwärtsweg auf den Abwärtsweg haben eine starke Abnutzung der Teilchen zur Folge und/oder machen die Anwendung von sperrigen und kostspieligen Vorrichtungen notwendig. Wenn der Gas auftrieb mit vorzugsweise niedrigem Druckabfall zwischen den Enden des Auftriebsrohres und demzufolge mit hohen Gasgeschwindigkeiten betrieben wird, so bewegen sich die das Rohr durchlaufenden Teilchen beim Austritt aus dem Förderrohr mit so hohen Geschwindigkeiten, daß sie eine beträchtliche Wegstrecke benötigen, um ihre Aufwärtsbewegung durch die verlangsamende Wirkung der Schwerkraft in eine Abwärtsbewegung zu ändern. Dementsprechend muß die die Spitze des Förderrohres umgebende Kammer oder Zone hoch sein; ein derartiger Behälter wird gewöhnlich als Abscheidungskammer bezeichnet, da er zur Entbindung des Auftriebsgases aus den festen Teilchen benutzt wird. Da sich die Abscheidungskammer notwendigerweise am oberen Ende der Auftriebsanlage befindet, deren Höhe 30 bis 60 m betragen kann, so vervielfachen sich bei Vergrößerung der Kammerhöhe die Schwierigkeiten und Kosten der Abstützung und Verstrebung in dieser Höhe. Daher wird durch eine kleinere Abscheidungskammer nach der vorliegenden Erfindung beträchtlich an Baukosten für die Verstrebung gespart. The previously known methods and systems for reversing the Particle flow from the upward path to the downward path have a strong wear and tear of the Particles result in and / or make the application bulky and costly Devices necessary. When the gas is buoyant, preferably with a low pressure drop between the ends of the buoyancy tube and consequently with high gas velocities is operated, the particles passing through the pipe move as they exit out of the conveyor pipe at such high speeds that they travel a considerable distance need to keep their upward movement due to the slowing action of gravity to change into a downward movement. Accordingly, it must be the tip of the delivery pipe surrounding chamber or zone be high; such a container is usually called Deposition chamber called because it is used to release the buoyancy gas from the solid Particle is used. Since the deposition chamber is necessarily at the top The end of the buoyancy system is located, the height of which can be 30 to 60 m, so multiply If the chamber height is increased, the difficulties and costs of the support increase and bracing at this height. Therefore, by using a smaller deposition chamber According to the present invention, the construction costs for the strut are saved considerably.

Eine zusätzliche Schwierigkeit ergibt sich bei der industriellen Anwendung von pneumatischen Förderanlagen, da hierbei ein Umlauf sehr großer Mengen Kontaktmaterial, wie z. B. IOO bis 400 t pro Stunde, zu bewältigen ist. Diese Schwierigkeit läßt sich durch Anwendung einer Vielfachförderung überwinden, in der eine Mehrzahl paralleler Förderrohre in gleichem Abstand um eine gemeinsame senkrechte Achse angeordnet ist. Eine derartige Vielfachförderung umgeht zwar Schwierigkeiten, die bei einer einfachen Förderung gleicher Leistung auftreten würden, führt aber zu neuen Problemen. Eines dieser Probleme besteht darin, daß es erwünscht ist, die Förderrohre verhältnismäßig nahe zusammen, z. B. in einem Abstand von etwa O,I5 bis 1,2 m, anzuordnen, so daß die Förderrohre mit geringstmöglichem Aufbau gestützt werden können. Wenn eine gemeinsame Ab scheidungskammer für verhältnismäßig dicht beieinander angeordnete Förderrohre verwendet wird, kann das in der Abscheidungskammer stattfindende Zusammenprallen zwischen den aus benachbarten Förderrohren austretenden oder aus sprühenden Teilchen beträchtliche Abnutzung der Teilchen verursachen. Selbst wenn getrennte Abscheidungskammern verwendet werden, ist es erwünscht, diese Kammern so nahe zusammen wie möglich anzuordnen, um die Kosten der tragenden Konstruktion für die verschiedenen Gefäße zu verringern. Eine andere Auswirkung, die unter gewissen Bedingungen bei Förderrohren mit verhältnismäßig großem Durchmesser auftritt, ist ein Pilzeffekt, bei dem die ausströmenden Teilchen, anstatt nach außen zu strömen oder zu sprühen und sich in der Entbindungskammer abzusetzen, eine verhältnismäßig dichte Wolke oder Masse von über dem Förderrohr schwebenden Teilchen bilden. Selbstverständlich führt der Zusammenstoß der aus dem Auftrieb austretenden Teilchen mit denen in der Wolke zu unerwünschter Abnutzung. An additional difficulty arises with the industrial one Use of pneumatic conveying systems, since very large quantities are circulated here Contact material, such as B. 100 to 400 t per hour is to be mastered. This difficulty can be overcome by applying multiple funding in which a plurality parallel conveyor pipes are arranged equidistantly around a common vertical axis is. Such multiple funding avoids difficulties that arise in a simple promotion of the same performance would arise, but leads to new problems. One of these problems is that it is desirable to keep the delivery pipes proportionate close together, e.g. B. at a distance of about 0.15 to 1.2 m, so that the conveyor pipes can be supported with the least possible structure. If a common From the separation chamber for relatively close together delivery pipes is used, the collision occurring in the deposition chamber can occur between the particles emerging from or spraying from adjacent conveyor pipes cause considerable wear on the particles. Even if separate deposition chambers are used, it is desirable to arrange these chambers as close together as possible, to reduce the cost of the supporting structure for the various vessels. Another effect that, under certain conditions, is relative to conveyor pipes with large diameter occurs, is a fungus effect, in which the outflowing particles, instead of pouring out or spraying and getting into the delivery chamber to settle a relatively dense cloud or mass from above the conveyor pipe floating particles. Of course, the collision leads to the Upwelling particles with those in the cloud cause unwanted wear.

Nach der vorliegenden Erfindung werden diese unerwünschten Auswirkungen in Anlagen der hier beschriebenen Art dadurch auf ein Mindestmaß zurückgeführt bzw. überwunden, daß aus Fördergas und Teilchen bestehende Teilströme durch mehrere senkrechte Förderrohre, die im gleichen Abstand von einer gemeinsamen senkrechten Achse angebracht sind und deren obere Teile nach oben in Richtung von der gemeinsamen Achse exzentrisch nach außen breiter werden, geführt werden. According to the present invention, these undesirable effects are eliminated in systems of the type described here, reduced or reduced to a minimum. overcome that consisting of conveying gas and particles partial flows through several vertical Conveying pipes attached equidistant from a common vertical axis and their upper parts are eccentric upward in the direction from the common axis to become wider outwards, to be guided.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung werden die aus Teilchen und Gas bestehenden Ströme vom oberen Ende des Förderrohres in eine gemeinsame Abscheidungskammer ausgelassen, deren waagerechter Querschnitt beträchtlich größer ist als der die Enden der Förderrohre umschreibende Kreis. In der Abscheidungszone strömen die verschiedenen, aus Teilchen und Gas bestehenden Ströme von der gemeinsamen Achse divergierend nach außen, so daß die Teilchen benachbarter Förderwege nur geringfügig oder nicht aufeinanderprallen und sich leichter absetzen können. According to one embodiment of the invention, they are made from particles and gas streams from the top of the production pipe into a common separation chamber omitted, whose horizontal cross-section is considerably larger than that of the Circle circumscribing the ends of the delivery pipes. In the separation zone the different, streams consisting of particles and gas diverging from the common axis outside, so that the particles of adjacent conveying paths collide only slightly or not at all and can settle down more easily.

Unter diesen Umständen wird die durch Aufeinanderprall oder Reibung der Teilchen verursachte Abnutzung auf ein Mindestmaß zurückgeführt.In these circumstances, it is caused by collision or friction the wear caused by the particles is minimized.

Die Erfindung ist beSonders bei katalytischen Erdölumwandlungsanlagen anwendbar, und zum Zwecke der Erläuterung der Erfindung wird sie weiter unten in Zusammenhang mit einer kataly- tischen Krackanlage zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen mit hohem Siedebereich in Motorenbenzin beschrieben werden. Eine derartige Anlage wird in ihren Einzelheiten im folgenden an Hand der Erläuterung der Zeichnungen dargestellt. The invention is particularly useful in petroleum catalytic converters applicable, and for the purpose of explaining the invention, it is described below in Connection with a catalytic table cracking plant for conversion of hydrocarbons with a high boiling range in motor gasoline. Such a system is explained in detail below on the basis of the explanation of the drawings.

Fig. 1 der Zeichnung ist ein vereinfachter, schematischer Aufriß einer typischen Anlage, bei der die vorliegende Erfindung angewandt werden kann; Fig. 2 und 3 sind vergrößerte, zum Teil im Schnitt gegebene Ansichten des in Fig. 1 dargestellten oberen Teils der Gasauftriebsrohre und der Entbindungskammer; Fig. 2 ist ein teilweise im Schnitt längs Linie 2-2 in Fig. 3 dargestellter Aufriß und Fig. 3 eine Aufsicht entlang der Linie 3-3 in Fig. 2; Fig. 4 und 5 sind vergrößerte Ansichten einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die als Oberteile der in Fig. I, 2 und 3 gezeigten Gasauftriebsrohre zu verwenden sind, wobei Fig. 4 eine Seitenansicht und Fig. 5 eine Aufsicht darstellen; Fig. 6 und 7 sind Aufsichten von Abarten der in Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführungsform der Erfindung. Figure 1 of the drawings is a simplified, schematic elevation a typical plant to which the present invention may be applied; FIGS. 2 and 3 are enlarged views, partly in section, of the FIG. 1 shown upper part of the gas lift tubes and the delivery chamber; Fig. 2 is an elevation, partly in section, taken along line 2-2 in FIG Fig. 3 is a plan view taken along line 3-3 in Fig. 2; Figs. 4 and 5 are enlarged Views of an embodiment of the present invention shown as the tops of FIGS in Fig. I, 2 and 3 are to be used gas lift tubes, Fig. 4 a Side view and Fig. 5 represent a plan view; Figures 6 and 7 are top views of variations of the embodiment of the invention shown in Figs.

In Fig. I ist eine typische Ausführungsform der Anlagert dargestellt, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht. Da dile Erfindung sich in erster Linie mit dem Förderteil der Anlage befaßt und da die Betriebsweise und der Aufbau des Reaktionskessels und des Regenerationskessels oder -ofens der in Fig. t gezeigten typischen Anlage bereits ausreichend beschrieben wurde, wird auf eine ausführliche Darstellung und Beschreibung derselben der Kürze wegen verzichtet. Verschiedenartige Anordnungen des Reaktionskessels und des Ofens können in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden, wie z. B. die im »Houdry Pioneer«, Bd. 5, Nr. I, vom Februar I950 gezeigte Anordnung. Die in Fig. I dargestellte Anlage unterscheidet sich von der in der angeführten Veröffentlichung beschriebenen dadurch, daß in der ersteren ein Vielfachförderer benutzt wird, während die letztere einen einzelnen Auftrieb verwendet. In Fig. I a typical embodiment of the plant is shown, to which the present invention relates. Because dile invention is in first place Line concerned with the conveying part of the system and there the mode of operation and the structure of the reaction kettle and the regeneration kettle or furnace of those shown in Fig. t typical system has already been adequately described, is referred to a detailed Representation and description of the same are omitted for the sake of brevity. Various Arrangements of the reaction vessel and the furnace can be used in connection with the present Invention can be used such. B. in the "Houdry Pioneer", Vol. 5, No. I, from Arrangement shown in February 1950. The system shown in Fig. I differs differs from that described in the cited publication in that in the the former a multiple conveyor is used, while the latter a single Buoyancy used.

Wie in Fig. I angedeutet, fließen verhältnismäßig große Teilchen festen Krackkatalysators, wie Teilchen mit einem Durchmesser zwischen etwa I bis I5 mm und vorzugsweise etwa 2 bis 8 mm abwärts durch eineReaktions- oder Krackzone in der oberen Hälfte der auf der linken Seite der Fig. I dargestellten Anlage als ein sich abwärts bewegendes, geschlossenes wirbelfreies Bett, werden mit Kohlenwasserstoffen unter Bildung von gekrackten Produkten in Kontakt gebracht und werden durch ein Rohr oder zu einer Regenerationszone (untere Hälfte der Anlage, links in Fig. I) befördert, in der der in der Krackzone auf den Katalysatorteilchen abgelagerte Koks entfernt wird. As indicated in Fig. I, relatively large particles flow solid cracking catalyst, such as particles between about 1 to 15 mm and preferably about 2 to 8 mm down through a reaction or cracking zone in the upper half of the system shown on the left side of FIG a downward moving, closed fluidized bed, are filled with hydrocarbons with the formation of cracked products and are brought into contact by a Pipe or to a regeneration zone (lower half of the system, left in Fig. I) in which the coke deposited on the catalyst particles in the cracking zone Will get removed.

Die Katalysatorteilchen werden vom Regenerationskessel abgelassen und fließen als geschlossene, nicht wirbelnde Säule durch ein Rohr abwärts in die Einlaßkammer 10 der pneumatischen Förderung, die den Boden einer Mehrzahl von Förderrohren umgibt, und werden als eine Mehrzahl stetiger Ströme durch ein Transportgas, das mit z. B. etwa 0,07 bis 0,7 kg/cm2 in die Einlaßkammer 10 durch die Rohre II und bzw. oder 12 eingeführt wird, senkrecht aufwärts gefördert. Jede beliebige Bauart, die für Mehrfachförderanlagen geeignet ist, kann für die Einlaßkammer 10 verwendet werden. Es kann auch je eine Einlaßkammer (für jedes Förderrohr) verwendet werden. Das für die Aufwärtsförderung benutzte Gas kann aus der Anlage stammen oder später darin verwendet werden, z. B. Abgas oder Kohlenwasserstoffe in flüssigem oder gasförmigem Zustand, oder man kann ein Gas wie Luft oder Wasserdampf eigens für den Auftrieb benutzen. The catalyst particles are drained from the regeneration kettle and flow as a closed, non-swirling column through a pipe downwards into the Inlet chamber 10 of the pneumatic conveying, which is the bottom of a plurality of conveying tubes surrounds, and are as a plurality of steady streams through a transport gas, the with z. B. about 0.07 to 0.7 kg / cm2 into the inlet chamber 10 through the tubes II and or or 12 is introduced, conveyed vertically upwards. Any design, which is suitable for multiple conveyor systems can be used for the inlet chamber 10 will. One inlet chamber (for each delivery pipe) can also be used. The gas used for the upward movement can come from the plant or later used therein e.g. B. exhaust gas or hydrocarbons in liquid or gaseous form State, or you can use a gas such as air or water vapor specifically for buoyancy use.

Die Kontaktmaterialteilchen bewegen sich durch eine Mehrzahl senkrechter zylindrischer Rohre I3 aufwärts in eine geschlossene, die oberen Enden der Auftriebsrohre I3 umgebende Abscheidekammer I4, die eine allen Auftriebsrohren gemeinsame, umgrenzte Abscheidungszone für das Gas und die festen Teilchen umschließt. Das abgetrennteFördergas wird danach aus der Kammer 14 vom oberen Ende derselben durch das Rohr ausgelassen. The contact material particles move through a plurality of perpendicular ones cylindrical tubes I3 upwards into a closed one, the upper ends of the buoyancy tubes Separation chamber I4 surrounding I3, which delimited a separation chamber common to all buoyancy tubes Separation zone for the gas and the solid particles encloses. The separated conveying gas is then discharged from the chamber 14 from the upper end thereof through the tube.

Die von dem Fördergas getrennten Katalysatorteilchen setzen sich auf der Oberfläche des in der Kammer 14 befindlichen Bettes 22 ab, von dem sie durch eine Leitung 16 als verhältnismäßig geschlossene, wirbelfreie Säule zu dem Reaktionskessel fließen. Die Gestaltung der Abscheidekammer I4 ist nicht ein Teil dieser Erfindung, es können vielmehr auch andere als die erläuterte Abscheidekammer, die die Tätigkeit des Trennens des Fördergases und der Katalysatorteilchen durch verschiedene, besondere Methoden vollziehen, verwendet werden. Das Gas kann sogar nach der an der Spitze des Auftriebs stattfindenden Trennung von den Katalysatorteilchen, falls erwünscht, abwärts durch das im Abscheider befindliche Katalysatorbett geführt werden, z. B. wenn Kohlenwasserstoffe als Auftriebsmittel verwendet werden und ein Kracken derselben erwünscht ist, wobei das Auftriebsgas von den Katalysatorteilchen am Boden des in Kammer 14 befindlichen Bettes endgültig getrennt wird. Auf jeden Fall ist die waagerechte Querschnittsfläche der Kammer 14 beträchtlich größer als die unmittelbar die Enden der Förderrohre I3 umgebende Fläche, z. B. 5- bis 25mal die Fläche des die Enden der Förderrohre I3 umschreibenden Kreises, so daß die aus den Förderrohren ausströmenden Teilchen nicht gegen die Wände prallen. Wenn freies Absetzen der aus den Auftriebsrohren strömenden Teilchen als Mittel zur Trennung der Teilchen und des Auftriebsgases verwendet wird, muß auch der Abstand der Decke der Kammer 14 von den Enden der in einer gemeinsamen waagerechten Ebene endenden Förderrohre I3 groß genug sein, so daß nur geringfügiges oder kein Aufschlagen der Teilchen auf die Decke der Abscheidungskammer erfolgt. So kann z. B. ein Abstand von ungefähr 3 bis 10 m angewendet werden, wenn die Katalysatorteilchen mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 9 m/sec aus Rohren mit einem Durchmesser von 15 bis 50 cm austreten. The catalyst particles separated from the conveying gas settle on the surface of the bed 22 located in the chamber 14 from which it passes through a line 16 as a relatively closed, eddy-free column to the reaction vessel flow. The design of the separation chamber I4 is not part of this invention, Rather, it can also be other than the illustrated separation chamber that the activity the separation of the conveying gas and the catalyst particles by different, special ones Methods to be used. The gas can even go after the one on top the buoyancy separation from the catalyst particles, if desired, be passed down through the catalyst bed in the separator, e.g. B. when hydrocarbons are used as buoyants and cracking them is desirable, with the buoyancy gas from the catalyst particles at the bottom of the in Chamber 14 located bed is finally separated. In any case, the horizontal one Cross-sectional area of the chamber 14 is considerably larger than that directly at the ends the area surrounding the conveyor pipes I3, e.g. B. 5 to 25 times the area of the ends of the conveying pipes I3 circumscribing the circle, so that the flowing out of the conveying pipes Particles don't hit the walls. When free settling out of the buoyancy tubes flowing particles as a means of separating the particles and the buoyant gas is used, the distance between the ceiling of the chamber 14 and the ends of the in a common horizontal plane ending conveyor pipes I3 be large enough so that little or no impact of the particles on the ceiling of the deposition chamber he follows. So z. B. a distance of about 3 to 10 m can be used when the catalyst particles from pipes at an average speed of 9 m / sec with emerge with a diameter of 15 to 50 cm.

Wie aus Fig. I und 2 ersichtlich, sind die Förderrohre senkrecht in gleichem Abstand von einer gemeinsamen senkrechten Achse angeordnet. Wie in der Fig. 3 gezeigt, liegen die Mittelpunkte der unteren Teile der Auftrichsrohre auf einem Kreis. dessen Mittelpunkt sich auf der obengenannten gedachten, gemeinsamen senkrechten Achse befindet, und sind symmetrisch über den Kreis verteilt. As can be seen from FIGS. I and 2, the delivery pipes are vertical arranged equidistant from a common vertical axis. Like in the As shown in Fig. 3, the centers of the lower parts of the Auftrichsrohre lie on a circle. whose center is on the above-mentioned imaginary, common vertical axis, and are symmetrically distributed over the circle.

Ferner liegt der Alittelpunkt der gemeinsamen Abscheidungskammer, die. wie in der Zeichnung gezeigt, vorzugsweise einen kreisförmigen waagerechten Querschnitt besitzt ebenfalls auf dieser senkrechten Achse.Furthermore, the center of the common separation chamber is located, the. as shown in the drawing, preferably a circular horizontal one Cross-section also has on this vertical axis.

In Übereinstimmung mit der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsforni der Erfindung haben die unteren längeren Teile I3a der Förderrohre eine konstante. kreisförmige Querschnittsfläche. während die oberen kürzeren Teile der Förderrohre I3t) einen in bezug auf die gedachte gemeinsame Achse exzentrisch nach außen weisenden konischen Verlauf nehmen. Diese exzentrische, konische Form kann verschiedene Gestalt haben. Das Ende des Förderrohres in Fig. 5 endet in einem Kreis 13b, dessen Mittelpunkt. auf den Mittelpunkt des tillteren Rohres 13a bezeogen, exzentrisch liegt. Das Ende kann wahlweise auch die in Fig. 6 gezeigte Form von zwei durch parallele. ebene Wände verbundenen, voneinander entfernten Halbkreisen I7 besitzen. oder es kann wie in Fig. 7 die Gestalt eines Ovals 19 haben. I)ie Stopfbuchsen 21, die die Kammer 14 an den Rohreintrittsstellen der Kammer abdichten, werden so gestaltet, daß sie auf jede besondere Gestalt der Auftriebsrohroberteile passen. In accordance with the embodiment shown in the drawing According to the invention, the lower longer parts I3a of the conveyor pipes have a constant. circular cross-sectional area. while the upper shorter parts of the conveyor pipes I3t) one pointing eccentrically outward with respect to the imaginary common axis take a conical course. This eccentric, conical shape can have various shapes to have. The end of the conveyor pipe in Fig. 5 ends in a circle 13b, the center of which. referred to the center of the tillter tube 13a, is eccentric. The end can optionally also the shape shown in Fig. 6 of two by parallel. level Walls connected, separated semicircles I7 have. or it can as in FIG. 7 have the shape of an oval 19. I) ie glands 21 that make up the chamber 14 seal at the tube entry points of the chamber, are designed so that they fit on any particular shape of the buoyancy tube tops.

In allen dargestellten Ausführungsformen befindet sich der Teil des Querschnitts des Endes jedes Förderrohres, der der gemeintsamen Achse am nächsten ist, in senkrechter Verlängerung des entsprechenden Querschnitteils, des unteren Rohrstückes I3a (d. h. der Teil des Querschnitts jedes Förderrohres, der der gemeinsamen Achse am nächsten liegt, ist über die gesamte senkrechte Ausdehnung des Förderrohres parallel zu und mit konstantem Abstand von der Achse angebracht). Anders ausgedrückt berühren sich bei senkrechter Abwärtsprojektion des Querschnitts am oberen Rohrende die waagerechten Querschnitte des oberen und des unteren Rohrendes I3 an dem Punkt, welcher der der Mehrzahl von Förderrohren gemeinsamen senkrechten Achse am nächsten liegt (s. Fig. 5, 6 und 7). Als Ergebnis dieser Bauweise fließt nur der Teil des aus Gas und Teilchen zusammengesetzten Stromes in jedem Förderweg rsdlial nach außen., der von der gemeinsamen Achse aller Förderrohre am weitesten entfernt liegt, während der Strom im oberen Teil jedes Förderrohres im übrigen aufwärts fließt. In all of the illustrated embodiments, the part of the Cross-section of the end of each conveyor pipe closest to the common axis is, in a vertical extension of the corresponding cross-section part, the lower Length of pipe I3a (i.e. that part of the cross-section of each conveyor pipe that of the common Axis closest is over the entire vertical extension of the conveyor pipe mounted parallel to and at a constant distance from the axis). Expressed differently touch each other when the cross-section is projected vertically downwards at the upper end of the pipe the horizontal cross-sections of the upper and lower pipe ends I3 at the point which is closest to the vertical axis common to the plurality of conveyor tubes lies (see Figs. 5, 6 and 7). As a result of this construction, only part of the flows flow composed of gas and particles in each conveying path rsdlial to the outside., which is furthest away from the common axis of all conveyor pipes, while the current in the upper part of each delivery pipe otherwise flows upwards.

Die in der Zeichnung dargestellten Förderanlagen werden durch das aus Kammer 10 erfolgende Einlassen von Teilchen und Auftriebsgas in das untere Ende jedes Förderrohres betrieben, wobei die :NIenge und die Geschwindigkeit des Gases ausreichend sind, die .Nufwärtsl)ewegung der Teildien zu beschleunigen. Ein aus Gas und Teilchen bestehender Strom fließt mit durch den unteren Teil jedes Förderrohres. der eine konstante, kreisförmige Fliel;;fläche hesitzt, aufwärts, bis er den oberen Teil des Förderweges r3b erreicht. Da der Teil des Umfanges eines jeden Förderrohres, der von der allen Auftridsrohren gemeinsamen senkrechten Achse entfernt liegt, sich nach außen verbreiter. fließt jeder der aus Gas und Teilchen bestehenden Ströme für sich längs einer mittleren Flußlinie. die von der gemeinsamen Achse divergier. d. h. der Massenmittelpunkt der in jedem Strom verteilten Teilchen entfernt sich ständig in dem Anlage mehr von der gemeinsamen Achse, wie sich der Strom weiter aufwärts bewegt. Die Ströme werden deshalb so aus den oberen Enden der Förderrohre austreten, daß sie sich von der gemeinsamen Achse und dem Mittelpunkt der Kammer 14 entfernen. Dementsprechend können Förderrohre der Größe, wie sie in Anlagen der üblichen Größe Anwendung finden. z. B. solche mit einem Durchmesser von etwa 7,5 bis 65 cm im unteren Teil, in einem Kreis mit verhältnismäßig kleinem Halbmesser, z. B. vorzugsweise etwa 0,3 bis I,5 m, angeordnet werden, ohne daß eine durch Zusammenprall der verschiedenen Ströme verursachte Störung auftritt. The conveyor systems shown in the drawing are supported by the admitting particles and buoyant gas from chamber 10 to the lower end each conveying pipe operated, whereby the: length and the velocity of the gas are sufficient to accelerate the upward movement of the parts. On off Current consisting of gas and particles also flows through the lower part of each delivery pipe. the one constant, circular fliel ;; surface sits upwards until it reaches the upper one Part of the conveying path r3b reached. Since the part of the circumference of each conveyor pipe, which lies at a distance from the vertical axis common to all Auftridsrohren, itself outwardly widened. flows each of the streams consisting of gas and particles by itself along a mean flow line. diverging from the common axis. d. H. the center of mass of the particles distributed in each stream moves away constantly in the system more of the common axis as the current continues moved upwards. The flows are therefore so out of the upper ends of the delivery pipes emerge that they differ from the common axis and the center of the chamber 14 remove. Accordingly, conveying pipes of the size as they are in plants of the usual size apply. z. B. those with a diameter of about 7.5 up to 65 cm in the lower part, in a circle with a relatively small radius, z. B. preferably about 0.3 to 1.5 m, can be arranged without a collision the disturbance caused by the various currents occurs.

In einer besonderen Hinsicht kann die Erfindung als Hilfe bei der Steuerung der Geschwindigkeit des Gases und damit der Teilchen im oberen Teil jeder pneumatischen Förderung verwendet werden. In a particular respect, the invention can be used as an aid in Control the speed of the gas and therefore the particles in the upper part of each pneumatic conveying can be used.

Aus der Verringerung des Gasdruckes bei der Aufwärtsbewegung des Gasstromes ergibt sich eine Geschwindigkeitsabnahme. die durch die Vergrößerung des Querschnitts hervorgerufen wird. Nach der Erfindung wächst die waagerechte Querschnittsflädle des Rohres, d. h. das Fließgebiet des Gases und der Teilchen, im oberen Teil jedes Rohres allmählich, bis sie an dem Ende einen Höchstwert erreicht. Als Abhängige des Größenverhältnisses zwischen der zusätzlichen Fläche, die durch die Ausdehnung der waagerechten Querschnittsfläche des oberen Teils jedes Förderrohres entstanden ist, und der konstanten waagerechten Querschnittsfläche im unteren Teil jedes Rohres kann die Geschwindigkeit des aus Gas und Teilchen bestehenden Stromes als Gesamtheit um ein leichtes wachsen, kann gleichbleiben oder über den oberen Teil jedes Auftriebsrohres wesentlich nachlassen.From the reduction in gas pressure as the gas flow moves upwards there is a decrease in speed. by increasing the cross-section is caused. According to the invention, the horizontal cross-sectional area grows of the pipe, d. H. the flow area of the gas and the particles, in the upper part of each Tube gradually until it peaks at the end. As an addict the size ratio between the additional area created by the extension the horizontal cross-sectional area of the upper part of each conveyor pipe and the constant horizontal cross-sectional area in the lower part of each tube can be the speed of the gas and particle flow as a whole to grow a little, can stay the same or over the top of each buoyancy tube decrease significantly.

Es können auf diese Weise die Teilchen im oberen Teil des Rohres allmählich verlangsamt werden, so daß sie aus dem Ende desselben mit einer Geschwindigkeit austreten, die wesentlich geringer als die im Auftrieb erreichte Höchstgeschwindigkeit ist, z. B. etwa 10 bis 400/& dieser Höchstgeschwindigkeit, die im allgemeinen etwa an dem Punkt erreicht wird, an dem die Teilchen in den oberen konischen Teil des Auftriebsrohres eintreten. Die Verlangsamung wird hierbei sanft und ohne Schlagen (Bildung von voneinander getrennten, verhältnismäßig dichten Körpern oder Wolken aus Teilchen. die sich in ununterbrochenem Strom im Auftrieb aufwärts bewegen) erreicht. In this way the particles in the upper part of the pipe can be removed gradually slowed down so that they are coming out of the end of the same at one speed exit, which is much lower than the maximum speed reached in the lift is e.g. B. about 10 to 400 / & this top speed, which is generally is reached roughly at the point at which the particles enter the upper conical part enter the buoyancy tube. The slowdown will be gentle and without hitting (Formation of separate, relatively dense bodies or clouds from particles. which move upwards in uninterrupted current in buoyancy).

Eine derartige Verlangsamung kann man durch Verwendung von verhältnismäßig kleinen Erweiterungswinkeln, wie z. B. etwa 0,2 his 50 erreichen. wobei dieser Winkel als die Neigung der Außenwand gegenüber der senkrechten Achse des Auftriebsrohres gemessen wird, wobei die Erweiterung sich über ein verhältnismäßig langes Oberteil, z. B. über etwa 3 bis 9 m, erstreckt. Wenn man dagegen verhältnismäßig große Erweiterungswinkel, z. B. etwa 10 bis 300, anwenden will, erstreckt sich zweckmäßigerweise das konische Stück nur über einen verhältnismäßig kleinen Bereich des Auftriebsweges, z. B. etwa o,6 bis I,5 m. Der hier verwendete Begriff Auftriebsweg wird für den Weg verwandt, der sich vom unteren Ende bis zum oberen Ende des gesamten Rohres I3 erstreckt.Such a slowdown can be achieved by using Proportional small extension angles, such as B. reach about 0.2 to 50. where this angle as the inclination of the outer wall with respect to the vertical axis of the buoyancy tube is measured, with the extension extending over a relatively long upper part, z. B. extends over about 3 to 9 m. If, on the other hand, one uses relatively large expansion angles, z. B. about 10 to 300 want to apply, expediently extends the conical Piece only over a relatively small area of the lift path, e.g. B. about o.6 to 1.5 m. The term lift path used here is used for the path which extends from the lower end to the upper end of the entire pipe I3.

Etwas kleinere Erweiterungswinkel und bzw. oder kleinere Bereiche, über die sie sich erstrecken, sollten verwendet werden, wenn es erwünscht ist, die Geschwindigkeit des aus Gas und Teilchen bestehenden Stromes konstant zu halten oder das Maß, in dem er sich sonst beschleunigen würde, herabzusetzen, so daß die Geschwindigkeit sich nur leicht erhöht.Slightly smaller extension angles and / or smaller areas, over which they extend should be used if so desired Keeping the speed of the gas and particle stream constant or reduce the extent to which it would otherwise accelerate so that the Speed increases only slightly.

Obwohl die Zeichnung die konischen Wände gerade darstellt, liegt es innerhalb des Bereichs der Erfindung, sie auch gekrümmt zu verwenden, so daß der äußere Umfang des Förderrohres in leichtem Maße trompetenähnliche Form hat. Im allgemeinen ist es vorzuziehen, die Förderrohre so zu gestalten, daß das Verhältnis der waagerechten Querschnittsfläche an dem Ende des Rohres zu der am unteren Ende des Rohres zwischen etwa I,3 1 und 5 : 1 beträgt, wobei man ein Verhältnis von etwa I,5: I bis 3: I bevorzugt, falls man die Teilchen im oberen Teil des Auftriebs zu verlangsamen wünscht. Although the drawing shows the conical walls straight, lies it is within the scope of the invention to use them also curved so that the outer circumference of the delivery pipe is slightly trumpet-like in shape. In general, it is preferable to design the delivery pipes so that the ratio the horizontal cross-sectional area at the end of the tube to that at the lower end of the tube is between about 1.3 and 5: 1, with a ratio of about I, 5: I to 3: I preferred if the particles are in the upper part of the buoyancy want to slow down.

Die Verlangsamung der Teilchen im oberen Teil der Auftriebswege ist besonders vorteilhaft, wenn die Höchstgeschwindigkeit der Teilchen über g m/sec hinausgeht. Eine wesentliche Vergrößerung der Höchstgeschwindigkeit über diesen Wert hinaus erfordert einen beträchtlichen Zuwachs in der Höhe der Abscheidungskammer. Mittels der Erfindung kann man größere Höchstgeschwindigkeiten ohne Vergrößerung der Abscheidungskammerhöhe dadurch anwenden, daß die Teilchen im oberen Teil des Auftriebsweges verlangsamt werden, wodurch die durch hohe Abscheidungskammern hervorgerufenen Ausgaben, wie bereits ausgeführt, vermieden werden. The slowing down of the particles in the upper part of the lift paths is particularly advantageous if the maximum speed of the particles is above g m / sec goes out. A substantial increase in top speed over this one Value also requires a substantial increase in the height of the deposition chamber. By means of the invention one can achieve higher maximum speeds without increasing the size the deposition chamber height apply in that the particles in the upper part of the Buoyancy can be slowed down, whereby the caused by high separation chambers Expenses, as already stated, are avoided.

In allen dargestellten Ausführungsformen hat ein wesentlicher Teil der Teilchen beim Austritt aus dem oberen Ende des Auftriebsweges eine kleine nach der Seite gerichtete Geschwindigkeitskomponente. Das trägt dazu bei, die Teilchen unmittelbar über dem Auftriebsweg so zu bewegen, daß die Teilchendichte in diesem Bereich mit einer sich daraus ergehenden Verminderung der Neigung der Teilchen, einen Pilz oder eine Wolke zu bilden, wesentlich verringert wird. In all of the illustrated embodiments has an essential part of the particles as they exit the upper end of the lift path a little behind the side-directed velocity component. That helps keep the particles to move directly over the lift path so that the particle density in this Area with a resulting reduction in the inclination of the particles, forming a mushroom or cloud is significantly reduced.

Es versteht sich von selbst, daß die Erfindung bei einem zweiten Bereich von Geschwindigkeiten und Teilchenkonzentration oder -dichte in der Auftriebszone anwendbar ist. Verschiedene Geschwindigkeiten und Konzentrationen können durch Veränderung der Menge und des Druckes des Auftriebsgases. etwa durch Steuerung der durch die Leitungen ii oder 12 eingeführten Gesamtmenge oder Einzelmengen an Auftriebsgas hervorgerufen werden. Ein wirksamer Bereich der Teilchendichte bei der industriellen Anwendung mit Teilchen der obengenannten Größe liegt zwischen etwa 0,5 l>is 200/0 der Stapeldichte der Teilchen, d. h. Dichte der gepackten Teilchenmasse). Bei handelsüblichen Katalysatoren mit einer Stapel dichte von etwa 0,64 bils o,88 kg/dmS haben sich Durchschnittskonzentrationen von etwa o,oI6bls 0,II2 kg/dmS als besonders vorteilhaft herausgestellt. Die Erfahrung bat gezeigt, daß die Teilchengeschwindigkeiten vorteilhafter zwischen etwa 6 und 18 m/sec liegen (die durchschnittliche Geschwindigkeit der Teilchen bei erfolgter Beschleunigung zugrunde geliegt), ohwohl auch niedrigere Geschwindigkeiten, im allgemeinen in verhältnismäßig kleinen Auftriebsanlagen wie solchen mit 15 m Höhe oder weniger, angewandt werden können. It goes without saying that the invention in a second Range of velocities and particle concentration or density in the upwelling zone is applicable. Different speeds and concentrations can be achieved by changing the amount and pressure of the buoyancy gas. about by controlling the through the Lines ii or 12 introduced total amount or individual amounts of buoyant gas be evoked. An effective range of particle density in industrial Use with particles of the above size is between about 0.5 l> is 200/0 the stacking density of the particles, d. H. Density of the packed particle mass). With commercially available Catalysts with a stack density of about 0.64 bils o.88 kg / dmS have proven themselves Average concentrations of around 0.16bls 0.12 kg / dmS are particularly advantageous exposed. Experience has shown that the particle velocities are more advantageous between about 6 and 18 m / sec (the average speed of the particles based on successful acceleration), although also lower speeds, generally in relatively small buoyancy systems such as 15 m Height or less, may be applied.

Obgleich die Erfindung in Zusammenhang mit einer Anlage hesehrieben wurde, die eine gemeinsame Abscheidungskammer verwendet, so kann sie ebenso, wie oben ausgeführt, nutzbringend bei Anlagen angewandt werden, die getrennte Abscheidungskammern oder -zonen fiir jeden Auftrieb besitzen. Indem man jedes Förderrohr exzentrisch in jeder Abscheidungskammer anbringt, d. h. nahe einer Seite derselben, kann die Gruppe der Abscheidungszonen vorteilhafterweise innerhalb der Mindestumgrenzungsfläche der Förderrohre angeordnet werden. Unter diesen Bedingungen entlädt sich der aus Gas und Teilchen bestehende Strom in der Weise in jeder Abscheidungskammer, daß er von der Wand der Abscheidungskammer, die der gemeinsamen senkrechten Achse der Gruppe von Förderrohren am nächsten ist, divergierend nach außen sprüht. Wegen der räumlich engen Anordnung der einzelnen Abscheidungszonen, die durch eine derartige Einrichtung ermöglicht wird, können alle Abscheidungskammern durch einen einzigen Aufbau abgestützt werden, wobei die Kosten, verglichen mit denen der einzelnen Abstützung jeder Kammer, verhältnismäßig niedrig sind. Although the invention is being used in connection with an installation that uses a common deposition chamber, it can as well as stated above, can be used usefully in systems which have separate deposition chambers or zones for each buoyancy. By making each delivery pipe eccentric mounts in each deposition chamber, d. H. near one side of the same, the Group of the deposition zones advantageously within the minimum boundary area the conveyor pipes are arranged. Under these conditions the discharges Gas and particulate flow exist in such a way in each deposition chamber that he from the wall of the deposition chamber, which is the common vertical axis of the Group of conveyor pipes is closest, spraying diverging outward. Because of the spatially narrow arrangement of the individual deposition zones caused by such Facility is enabled, all deposition chambers can be through a single one Structure to be supported, the cost compared to that of the individual support each chamber, are relatively low.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Circulation process in which solid particles with a flowing substance come into contact, whereby the solid particles move through a Move the treatment zone downwards and then through a larger number of delivery lines are moved upwards by means of a conveying gas, characterized in that the from buoyancy gas and solid particles standing particle streams by several vertical, side by side in a circle around an imaginary vertical axis arranged conveyor lines, the upper parts of which in the direction of the imaginary axis become wider eccentrically to the outside, are diverted into a deposition zone.

2. The method according to claim 1, characterized in that the horizontal Cross-section of the delivery zone arranged concentrically to the common axis is chosen to be much larger than the circular area that the ends of the delivery lines includes.

3. The method according to claim 2, characterized in that the cross section of the delivery lines is gradually enlarged in their upper parts.

4. Device for performing the method according to the claims I to 3, characterized by a larger number perpendicular, longer to a common vertical axis and ending in a common horizontal plane Tubes, a separation chamber that surrounds the tops of the tubes, the upper parts of the tubes are eccentric outwards with respect to the common axis gradually expand.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the eccentric Extension of the tubes at their upper ends is designed so that the of the common axis facing away from part of the pipe circumference is conical, while the the part facing the axis is parallel to the axis.