DE957838C - Vorrichtung zum Zuleiten feinteiliger Feststoffe in eine Wirbelschicht - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 7. FEBRUAR 1957

Si9553 IVa,/I2g

Die Erfindung bezieht sich auf das Zuleiten feiöverteüten Feststoffs in eine Feststaffwirbelschicht.

Das Zuleiten feinverteilten Feststoffs aus einem Vorratsbehälter in Abwärtsrichtung mittels eines Zuleitungsrahrs in eine Feststoffwirbelschicht ist allgemein bekannt, z. B. aus der deutschen Patentschrift 860635 und der französischen Patentschrift 953 869. Auch bei der Rückführung- von Feststoffteilchen, die, bei Verwendung eines Gases zum. Aufrechterhalten eines· wirbelnden, flüssigkeitsähndichen Zustandes, von diesem Gase mitgerissen worden sind, findet diese Art der Zufuhr Anwendung. Zweckmäßig leitet man hierbei das Gas durch einen Staubscheider, der beispielsweise ein Zyklon sein kann, um sodann die mittels dieser Vorrichtung entfernten festen Teilchen über ein Einführung-srohr wieder der Feststoffwirbelschicht zuzuleiten.

Es- haftet dem besagten Zufuhrmodus der Nachteil an, daß das zum Aufrechterhalten des wirbelnden, flüssigkeitsähnlichen Zustandes aufwärts durch die Feststoffwirbelschicht geleitete Gas die Neigung aufweist, durch das zum Zuleiten von Feststoffteilchen vorgesehene Rohr zu entweichen, wodurch· die Zufuhr zum Stillstand kommen wird.

Es wurde nunmehr gefunden, diaß es möglich ist, einen feinverteilten Feststoff unbehindert in Abwärtsricbtung in eine Feststoffwirbelschicht zuzuleiten,' vorausgesetzt, daß das Zuleitungsrohr gerade an Ort und Stelle d'es Niveaus des Feststoffs, oder aber niedriger, in den oben- offenen geräumigeren Teil eines sich in der Abwärtsrichtung stetig verjüngenden Raums mündet, dessen offener unterer Tei^:l> eine Querschnittfläche aufweist,

ίο welche derjenigen des Zuleitungsrohrs höchstens annähernd gleichkommt.

Mit der Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielt man, daß die Zufuhr des Feststoffs unbehindert stattfindet. Das' aufsteigende Gas kann an der engen Unterseite in den unterhalb des Zuleitungsrohrs angeordneten Raum eintreten und sich von dort aus in dem oberen Teil des Raumes ständig über eine immer größere Querschnittfläche verteilen. Die Neigung des Gases, im Aufsteigen in das Zuleifrungsrohr einzutreten, wird! dadurch unterbunden.

Auf die Zuführgeschwindigkeit des Feststoffs, die bekanntlich durch den Feststoffzuf uhirdruck. bedingt ist, vermögen die Abmessungen der Vorrichtung ihren Einfluß auszuüben. Je nachdem man die lichte Weite der oberen öffnung größer wählt, ergibt sich eine größere Zufuhrgeschwindigkeit des Feststoffs. Auch die lichte Weite der unteren öffnung kann man variieren. Die lichte Weite der unteren öffnung soll man im Fall der Verwendung geräumiger Zuleitungsrohre vorzugsweise kleiner als die des Zuleitungsrohrs wählen; beispielsweise soll· man sie um die Häl'fte kleiner wählen.

Die erfinidungsgemäße Vorrichtung läßt sich zusammen mit Zuleitungs- und Standrohren verschiedenerlei Art verwenden.

Die Vorrichtung eignet sich besonders zur Anwendung in einer Reaktionssäule, in der feinverteilte Feststoffe — insonderheit Katalysatorteilchen — und' Gase oder Dämpfe miteinander in Berührung gebracht werden. Die festen Teilchen werden im Gegenstrom mn Gasen durch die Reaktionssäule, die eine Reihe Lochplatten in etagenweiser Anordnung enthält, durchgeleitet, und die Strömung der durch, die öffnungen der Lochplatiten aufsteigenden Gase hält das oberhalb der Platten befindliche Festmaterial dauernd in einem wirbelnden flüssigkeitsähnliehen Zustand, während weiterhin diese Platten mit einem durch sie hindurchgehenden Abfuhrrohr ausgestattet sind, und diese Kombination ist so ausgeführt, daß die Stelle, wo die einzelnen Abfuhrrohre in den Platten stecken, etagenweise wechselt und die festen Teilchen unter betrieblichen Verhältnissen, durch diese Abfuhrrohre hindurch nach der jeweils tieferliegenden Lochplatte abfließen und infolgedessen oberhalb jeder dieser Platten eine Wirbel schicht aufrechterhalten wird¹, deren Höhe durch die Höhe des oberen Randes des in der Platte steckenden Abfuhrrohres festgelegt ist' und weiterhin der untere Teil eines derartigen Abfuhrrohres an einer Stelle endet, die auf der gleichen Höhe liegt wie das Niveau des· oberen Randes des in¹ der tieferliegenden .Platte steckenden Abfuhrrohres, oder etwas niedriger.

Die Reaktionssäule kann nun erheblich verbessert werden, wenn die einzelnen Abfuhrrohre mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet werden.

Man erzielt mit dieser Verbesserung, daß der Feststoff diürch die Abfuhrrohre ohne Behinderung durch aufsteigendes Gas abwärts strömen kann. Bilden sich Gasblasen in der Feststoffwirbelschicht, so vermögen diese nicht bis zum unteren Rohrende vorzudringen, weil sie sich in dem unterhalb des Rohres angeordneten Raum über eine immer größeren Querschnittfläche verteilen und sich dann infolge dies Zutritts von Feststoff, welcher aus dem Rohr abwärts strömt, zerteilen.

Diese Verbesserung verhütet das Auftreten des als hinderlich empfundenen Phänomens der sogenannten »Hindurehblasung von Gas« durch die für den Feststofftransport vorgesehenen Rohre.

Die. Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. ι einen senkrechten Querschnitt eines Reaktionsgefäßes, in dem die erfindungsgemäße Vorrichtung angewandt wird', .

Fig. 2- eine Draufsicht der besagten Vorrichtung,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer go Reaktionssäule, in der eine Anzahl der erfindungsgemäßen Vorrichtungen Anwendung findet, und

Fig. 4 und 5 zeigen schematische Darstellungen anderer Reaktionsgefäße, in denen die erfindungsgemäße Vorrichtung benutzt wird¹.

Gemäß Fig. 1 wird in einem Gefäß 1 eine Schicht feinverteilten Feststoffs 2 oberhalb eines Rostes 3 mittels eines über die Leitung 4 zugeleiteten Gases in einem wirbelnden flüssigkeitsähnliehen Zustand gehalten. Die Feststoff zufuhr erfolgt über ein Zuleitungsrohr 5, dias in einem Raum 6, der von einer pyramidenstumpf- oder kegelstumpf förmige,n Wand 7 begrenzt wird, mündet. Dieser Raum 6 ist oben und unten offen. Die Wand 7, die den- Raum 6 begrenzt, ist mittels Stangen 9 an dem Zuleitungsrohr befestigt. Die Feststoff abfuhr erfolgt über die Leitung 10.

In Fig. 2 wird in der Draufsicht gezeigt, wie die Stangen 9 befestigt sind. Die Befestigung kann auch in anderer Weise erfolgen, beispielsweise durch Verbindung mit der Seitenwand des Gefäßes ι oder mit dem Rost 3.

Fig. 3 zeigt eine Reaktionssäule 1, die eine Reihe Lochpktten enthält, durch die hindurch das über den Einlaß 4 zugeleitete Gas aufsteigt, welches dann später über den Gasabzug 11 entweicht. Der Feststoff wird über das Rohr 5 zugeleitet und strömt anschließend durch die Ableitungsrohre 5 hindurch abwärts. Hierbei bildet sich oberhalb jeder Lochplatte 3 eine Fest stoff schicht 2, die von dem aufsteigenden Gas in einem wirbelnden flüssigkeitsähnliehen Zustand gehalten wird. DeT Feststoff der unterst befindlichen Schicht wird über das Rohr 10 abgeführt. Aus dem Zuleitungsrohr 5 und gleichfalls aus den Abfuhrrohren 5 strömt¹ der Feststoff in den oberen geräumigeren

Teil der einzelnen von der Wand 7 begrenzten Räume, die unter jedem der Abfuhrrohre vorhanden sind'.

Die erfinidungsgemäße Vorrichtung gewährt als zusätzlichen Vorteil, daß beim Füllern der Reaktionssäule mit dem Feststoff das Durchströmen von Gas durch die Rohre 5 aufhört, sobald der FeStStOfT" durch die Rohre durchzuströmen beginnt, was das Ingangsetzen der Reaktionssäule erleichtert.

Fig. 4 zeigt zwei Anwendungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung. In einem Reaktionsgefäß ι wird' eine Feststoffschicht 2¹ mittels eines aufwärts strömenden Gases, das über die Leitung· 4 und den Verteiler 4_a zugeleitet wird, in einem wirbelnden flüssigkeitsähnliehen Zustand gehalten. Die Aufgabe des Feststoffs erfolgt aus dem Gefäß 12 über das Zuleitungsrohr 5. Durch Einleitung geringer Mengen, Hilfsgas über die mit den; Regelhähnen· 16, 17 und 18 ausgestatteten Leitungen 13, 14 und 15 wird der Feststoff in< dem Zuleitungsrohr 5 in Bewegung gehalten. Die Abfuhr des Feststoffs erfolgt über die mit dem Regelhahn io_a ausgestattete Leitung 10. Das feststoffhaltige Gas wird über die Leitung 11 in einen Staubschei'der 19 eingeleitet; die in diesem Scheider abgetrennten Teilchen werden über das Z'uleitungsrofhr 5_a wieder der Feststoffwirbelschicht 2 zugeleitet. Das nunmehr feststofffreie Gas wird über die Leitung.20 abgeführt.

Das ZuleiitungsiOhr 5 sowie auch das Zuleitungsrohr 5„ ist mit der erfinidungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet. Jedes dieser Rohre mündet in einen von der Wand 7 begreneten Raum.

Fig. 5 zeigt in schematischer Form, wie die Vorrichtung bei der Rückführung aus dem Gase entfernten Feststoffs angewandt werden kann. Die Figur zeigt den oberen Teil eines Reaktionsgefäßes i. In diesem Gefäß wird eine Feststoffschicht Ln einem wirbelnden flüssigkeitisähnlichen Zustand gehalten. Das über den Einlaß 21 zutretende feststoffhaltige Gas wird der Reihe nach durch drei Zyklone geleitet, wobei der erste Zyklon mit dem zweiten, der zweite mit dem dritten- über je ein Rohr 2*2 miteinander verbunden sind; nach Durchgang durch diese drei Zyklone entweicht das Gas über den Auslaß 23. Der mittels der Zyklone entfernte Feststoff wird über die Zuführungsrohre 5 wieder der Feststoffschieht 2 zugeleitet. An jedem der Zuleitungsrohre 5 ist die erfindungsgemäße, von der Wand 7 begrenzte Vorrichtung befestigt.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Zuleiten, !einteiliger Feststoffe in eine Wirbelschicht durch ein senkrechtes Zuleitungsrohr, das am oder unter dem Niveau der Wirbelschicht endet, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Zuleitungsrohrs (5) ein sich vom unteren Ende des Zuleitungsrohrs aus abwärts erstreckender, mit dem Zuleitungsrohr koaxialer Behälter (7) mit konvergierenden Seitenflächen angeordnet ist, wobei der durch die. Behälterwandung begrenzte, oben· und unten offene Raum (6) am unteren Ende (8) einen kleineren, am oberen Ende einen größeren Querschnitt hat als das Zuleitungsrohr.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des Raumes mittels Stangen an dem Zuleitungsrohr -be-' festilgt' ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 860635; französische Patentschrift Nr. 953 869.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© «09 579/489 8. (609 782 1, 57)