DE926546C

DE926546C - Device for layer height regulation in a contact vessel

Info

Publication number: DE926546C
Application number: DEC6082A
Authority: DE
Inventors: Maurice Accaries
Original assignee: Compteurs Schlumberger SA
Current assignee: Compteurs Schlumberger SA
Priority date: 1951-07-09
Filing date: 1952-07-08
Publication date: 1955-04-21

Description

Vorrichtung zur Schichthöhenregelung in einem Kontaktgefäß Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Niveauregelung einer Wirbelschicht.Device for regulating the layer height in a contact vessel The invention relates to a device for level control of a fluidized bed.

Bekanntlich treten verschiedene Schwierigkeiten auf, wenn es sich darum handelt, in einem Gefäß, in welchem feste Teilchen sich in einer Wirbelschicht befinden, ein konstantes Niveau aufrechtzuerhalten. It is well known that various difficulties arise when this occurs it is about it, in a vessel in which solid particles are in a fluidized bed are located to maintain a constant level.

So ergeben sich beispielsweise bei Verfahren, bei denen feste pulverförmige Teilchen mit Gasen in Berührung gebracht werden sollen, Schwierigkeiten bei einer gleichmäßigen Verteilung der festen Stoffe und bei der Sicherung der Regelmäßigkeit der eingebrachten Pulvermengen. Diese Schwierigkeiten erhöhen sich noch, wenn es sich darum handelt, den Kontakt im Wirbelschichtverfahren durchzuführen, bei dem man häufig mit geringer Pulverkonzentration und großer Oberfläche arbeitet. For example, in processes in which solid, powdery Particles are to be brought into contact with gases, difficulties in a uniform distribution of solid matter and ensuring regularity the amount of powder introduced. These difficulties only increase when there is is a matter of making the contact in the fluidized bed process, in which one often works with a low powder concentration and a large surface.

Fig. I zeigt eine bekannte Vorrichtung zur Durchführung des Wirbelschichtverfahrens. I ist das Reaktionsgefäß, welches durch den Trichter 2 mittels einer Leitung 3 gespeist wird. In dem Gefäß I wird das Pulver durch das bei 4 eintretende und bei 5 austretende Medium in durchwirbeltem Zustand gehalten. Der Abzug des Pulvers aus dem Gefäß I erfolgt kontinuierlich mittels einer beliebigen Vorrichtung 6. Es ist erforderlich, daß die Speisung durch die Leitung 3 gleich dem Abzug durch die Vorrichtung 6 ist. Infolgedessen muß man zwischen 2 und I bei 7 eine Vorrichtung einschalten, welche eine Regelung bewirkt. Diese Vorrichtung kann aus einem von der Abzugsvorrichtung 6 abhängigen Verteiler bestehen. Meistenteils ist es bei solchen mechanischen Apparaten jedoch schwierig, die beiden Fördermengen einander an- zugleichen. Wenn das Gefäß 1 gegenüber der in Umlauf befindlichen Pulvermenge einen geringen Durchmesser hat, so kann sich das Niveau sehr schnell ändern und zu einer Erhöhung des Druckverlustes in I führen. Diese Änderung des Druckverlustes kann ihrerseits zur Regelung benutzt werden, indem man die Arbeit der Vorrichtungen 6 und 7 von dieser Druckänderung abhängig macht. Fig. I shows a known device for carrying out the fluidized bed process. I is the reaction vessel which is fed through the funnel 2 by means of a line 3 will. In the vessel I the powder is passed through the one entering at 4 and exiting at 5 Medium kept in a turbulent state. The withdrawal of the powder from the vessel I. takes place continuously by means of any device 6. It is necessary that the feed through the line 3 is equal to the withdrawal by the device 6. As a result, one must switch on a device between 2 and I at 7, which causes a regulation. This device can consist of one of the trigger devices 6 dependent distributors exist. Mostly it is with such mechanical devices difficult, however, to match the two flow rates to one another. at the same time. If the vessel 1 compared to the amount of powder in circulation is a small Diameter, the level can change very quickly and lead to an increase of the pressure drop in I. This change in pressure loss can in turn can be used to regulate the operation of devices 6 and 7 of makes this pressure change dependent.

Es führt dies jedoch zu verhältnismäßig verwickelten Regelsystemen. Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Schichthöhenregelung dadurch vorzunehmen, daß man das Zulaufrohr für das Pulver in eine seitlich an dem Hauptbehälter ansitzende Kammer münden läßt. Jedoch führt dieses Verfahren bei Wirbelschichten nicht zum Ziel. Entweder erfaßt nämlich die Wirbelzone auch die Seitenkammer, dann tritt keine Stauwirkung am Ausgang des Rohres auf, oder in der Seitenkammer herrschen statische Verhältnisse. In diesem Fall bildet sich im Ruhezustand ein Schüttkegel.However, this leads to relatively complex control systems. It has already been proposed to regulate the layer height by that the feed pipe for the powder is placed in a side of the main container Chamber can open. However, this method does not lead to fluidized beds Target. Either the vertebral zone also encompasses the side chamber, then none occurs The damming effect at the exit of the pipe or in the side chamber is static Conditions. In this case, a cone of heap is formed in the resting state.

Wenn dieser Kegel sich vollständig innerhalb der Seitenkammer befindet, kann die angehäufte Feststoffmenge niemals in das Wirbelschichtgefäß abfließen. Reicht dagegen eine Erzeugende des erwähnten Kegels über den Rand der Kammer ins Innere der großen Wirbelschichtkammer, so entleert sich die Kammer, und der Behälter entleert sich, bis ein Niveaugleichgewicht entstanden ist. Dadurch ist die Regelung unwirksam.When this cone is completely inside the side chamber, the accumulated solids can never drain into the fluidized bed vessel. If, on the other hand, a generatrix of the above-mentioned cone extends over the edge of the chamber into Inside the large fluidized bed chamber, the chamber and the container are emptied empties until a level equilibrium has arisen. This is the scheme ineffective.

Die Erfindung hat die Aufgabe, diesen beim gegenseitigen Inberührungbringen von festen Teilen und Gasen auftretenden Schwierigkeiten abzuhelfen. The invention has the task of bringing them into mutual contact solve problems caused by solid parts and gases.

Es geschieht dies dadurch, daß die Eigenschaften der in Wirbelkontakt mit einem Medium gebrachten Teilchen ausgenutzt werden. Das Ziel der Erfindung wird mit Hilfe einer Vorrichtung ver,virklicht, die aus der Kombination eines Hilfsgefäßes zur Wirbelschichtbildung und einer Anlage besteht, in welcher feste pulverförmige Teilchen und Gase miteinander in Berührung gebracht werden.It does this because the properties of the in vortex contact particles brought with a medium are exploited. The aim of the invention becomes with the help of a device ver, realized, which consists of the combination of an auxiliary vessel for fluidized bed formation and a system in which solid powdery Particles and gases are brought into contact with one another.

Gegenstand der Erfindung ist eine Pulverspeisevorrichtung, mit deren Hilfe es möglich ist, auf einfache Weise durch automatische Regelung ein konstantes Niveau aufrechtzuerhalten. Zu diesem Zweck wird ein Regelsystem mit einem Hilfsgefäß der oben beschriebenen Art und einer doppelten Wand (Mantel) kombiniert. The invention relates to a powder feed device with which Help it is possible in a simple manner through automatic regulation a constant Maintain level. For this purpose, a control system with an auxiliary vessel is used of the type described above and a double wall (jacket) combined.

In Fig. 2 ist die Niveauregelvorrichtung dargestellt. Diese Vorrichtung kennzeichnet sich durch die Kombination einer Wirbelschichtanlage nach Fig. 1, einer Pulverspeisevorrichtung mit einem Hilfsgefäß mit Wirbelschicht und doppelter Wand (Mantel) und eines Regelsystems, welches auf das das Hilfsgefäß speisende Gas einwirkt. In Fig. 2, the level control device is shown. This device characterized by the combination of a fluidized bed system according to FIG. 1, one Powder feeding device with an auxiliary vessel with fluidized bed and double wall (Jacket) and a control system which acts on the gas feeding the auxiliary vessel.

In Fig. 2 ist 208 ein kleines zylindrisches Gefäß, in welches die Speiseleitung 203 einmündet. Dieses Gefäß ist in beliebiger Weise an dem Deckel von 201 befestigt, wobei zwischen diesem Deckel und dem Gefäß 208 ein freier Durchgang verbleibt. 209 ist ein ebenfalls an dem Deckel von 201 befestigter zylindrischer Mantel. Dieser Mantel ragt bis zu dem Niveau des in 201 enthaltenen Pulvers herunter. Unterhalb der Leitung 203 mündet ein Rohr 210 aus, in welchem ein Hilfsgas strömt. Das Ende des Rohres 210 trägt einen kegligen Hut 211, welcher die Verteilung des Hilfsgases in dem Gefäß 208 sichert. Das Hilfsgas wird von einem Druckerhöher 212 geliefert, der mit einem Druckregler 2I3 mit einem Auslaß entweder in die freie Luft oder in die Ansaugleitung von 212 versehen ist. In Fig. 2, 208 is a small cylindrical vessel into which the Feed line 203 opens. This vessel is in any way on the lid of 201, with a free passage between this lid and the vessel 208 remains. 209 is a cylindrical one also attached to the lid of 201 A coat. This jacket extends down to the level of the powder contained in 201. A pipe 210, in which an auxiliary gas flows, opens out below the line 203. The end of the tube 210 carries a conical hat 211, which the distribution of the Auxiliary gas in the vessel 208 secures. The auxiliary gas is supplied by a pressure booster 212 Supplied with a pressure regulator 2I3 with an outlet either in the free Air or into the suction line of 212.

Wenn der Druckerhöher 212 in Betrieb gesetzt wird, so wird das Pulver von 203 durch das Hilfsgas abgezapft, und es füllt nach und nach das Gefäß 208 an, in welchem es in Wirbelung gehalten wird.When the pressure booster 212 is activated, the powder becomes tapped from 203 by the auxiliary gas, and it gradually fills the vessel 208, in which it is kept in vortex.

Unter der Einwirkung der Expansion am oberen Ende von 208 bewegt sich das Pulver in den Ringraum zwischen 208 und 209 und fällt dann auf die Schicht von 201. Das Hilfsgas entweicht zusammen mit dem Hauptgas in 20I durch die Leitung 205.Under the action of expansion at the top of 208 moves the powder enters the annulus between 208 and 209 and then falls onto the layer of 201. The auxiliary gas escapes through line 205 together with the main gas in 20I.

Die Menge für die Pulverspeisung im Betrieb ist derart berechnet, daß die Speisung durch 208 größer ist als der Abzug durch 206. Das Pulverniveau in 201 hat infolgedessen die Neigung, anzusteigen und beispielsweise von dem Niveau 214 auf das Niveau 215 überzugehen. Das Hilfsgas muß also den Widerstand der in 208 enthaltenen Pulverschicht vermehrt um denjenigen der Schicht zwischen 2I4 und 215 überwinden. The amount for the powder feed in the company is calculated in such a way that that the feed through 208 is greater than the draw through 206. The powder level in 201 consequently has a tendency to rise and, for example, from the level 214 to move to level 215. The auxiliary gas must therefore have the resistance of the in 208 contained powder layer increased by that of the layer between 2I4 and 215 overcome.

Der Druckverlust des Hilfsgaskreislaufes erhöht sich in Abhängigkeit von der Gesamthöhe des Pulvers und von dem Ausgangsdruck p für das Niveau 214. Er wird Pl für das Niveau 215. Wenn der Druckregler 2I3 auf den Druck p eingestellt ist, so wird der Gaskreislauf unterbrochen, wenn der Druckverlust P1 wird. Die Pulverspeisung hört dann auf. Das Niveau in 201 fängt dann an zu fallen, um dann schließlich wieder das Niveau 2I4 zu erreichen. Wenn sich der Druckverlust des Hilfskreises entsprechend vermindert, so stellt sich erneut eine Abgabe des Mediums ein, und die Pulverspeisung beginnt auch von neuem. The pressure loss in the auxiliary gas circuit increases as a function on the total height of the powder and on the outlet pressure p for level 214. Er becomes Pl for level 215. When pressure regulator 2I3 is set to pressure p is, the gas circuit is interrupted when the pressure loss becomes P1. The powder feed then stop. The level in 201 then begins to fall, and then finally again to reach level 2I4. If the pressure loss in the auxiliary circuit changes accordingly reduced, the medium will be released again, and the powder will be fed in again also starts all over again.

Die Niveauänderung 2I5 und 214 hängt also von der Empfindlichkeit des Reglers 213 ab. Ganz allgemein sei bemerkt, daß die Niveanänderung mit Leichtigkeit auf 10 cm oder sogar noch weniger vermindert werden kann. The change in level 2I5 and 214 therefore depends on the sensitivity of the controller 213. In general, it should be noted that the change in level is easy can be decreased to 10 cm or even less.

Das Hilfsgas wird zweckmäßig der Ableitung der in dem gespeisten Gefäß reagierenden Gase zugeführt. Je nach der Art des Gases kann dieses in die Atmosphäre entweichen oder im Kreislauf wieder angesaugt werden. The auxiliary gas is expediently the discharge of the fed in Reacting gases supplied to the vessel. Depending on the type of gas, this can be in the The atmosphere can escape or be sucked in again in the circuit.

Die Höhe des Hilfsgefäßes, d. h. also der Druckverlust, wird je nach dem vorliegenden Fall in Abhängigkeit von dem zugelassenen Überdruck am unteren Ende der Speiseleitung, von der Feinheit des Pulvers oder von der Geschwindigkeit des Hilfsgases im Betrieb bestimmt. The height of the auxiliary vessel, i.e. H. so the pressure loss will depend on in the present case depending on the permitted overpressure at the lower End of the feed line, the fineness of the powder or the speed of the auxiliary gas determined during operation.

Der Druckerhöher mit Regler kann durch einen Ventilator ersetzt werden, dessen Ausstoß druck und Leistung den vorliegenden Bedingungen angepaßt sind. Das System zeigt eine große Arbeitsgenauigkeit, da man das Niveau in dem Reaktionsgefäß in Abhängigkeit entweder von dem Regeldruck oder von der Hilfsgasmenge verändern lassen kann. The pressure booster with regulator can be replaced by a fan, whose output pressure and performance are adapted to the prevailing conditions. That System shows great working accuracy, since you can see the level in the reaction vessel change depending on either the control pressure or the amount of auxiliary gas can leave.

Die Form des Speisegefäßes und des Verteilungsmantels kann beliebig sein. Man kann diesen Teilen also eine zylindrische, parallelepipedische, halbzylindrische, kegelstumpfförmige oder keglige Form geben. Bei dem Hilfsgas kann es sich entweder um das Reaktionsgas selbst oder um ein beliebiges anderes Gas handeln, welches mit dem Hauptgas reagiert oder nicht reagiert. The shape of the feed vessel and the distribution jacket can be any be. You can share these so a cylindrical, parallelepiped, give semi-cylindrical, frustoconical or conical shape. The auxiliary gas can it is either the reaction gas itself or any other gas, which reacts or does not react with the main gas.

Die Druckregelung kann durch irgendeinen üblichen Apparat erfolgen, der auf hydraulischer oder elektrischer Basis, mit Membran oder Windkessel arbeitet. Die ganze Vorrichtung kann symmetrisch in der Achse des Hauptreaktionsgefäßes angeordnet oder sogar mit diesem zusammengebaut werden, je nach den gegebenen Konstruktionsmöglichkeiten kann man die Vorrjchtung aber auch getrennt unterbringen. The pressure control can be done by any conventional apparatus, which works on a hydraulic or electrical basis, with a membrane or an air chamber. The whole device can be arranged symmetrically in the axis of the main reaction vessel or even assembled with it, depending on the design options the device can also be accommodated separately.

PATEXTANSPR0CHE I. Vorrichtung zur Schichthöhenregelung in einem Kontaktgefäß, in welchem pulverförmige Stoffe mit eingeblasenen Gasen in Form einer Wirbelschicht in gegenseitige Berührung gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kontaktgefäß in dessen Mittelachse oberhalb der Wirbelschicht ein oben offenes und mit Abstand von einem nach unten ragenden offenen Mantel umgebenes Hilfswirbelschichtgefäß angeordnet ist, in welches die Zuleitung der pulverförmigen Stoffe und eine Hilfsgasleitung einmünden. CLAIMS I. Device for layer height control in one Contact vessel in which powdery substances with blown gases in the form of a Fluidized bed are brought into mutual contact, characterized in that that in the contact vessel in its central axis above the fluidized bed a top open auxiliary fluidized bed vessel surrounded at a distance by an open jacket protruding downwards is arranged, in which the supply line for the powdery substances and an auxiliary gas line merge.

Claims

2. Apparatus according to claim I, characterized in that the auxiliary gas line is fed with the main gas.

3. Apparatus according to claim I or 2, characterized by a pressure regulator located in the auxiliary gas line.

References: French Patent No. 93 '316.