FI82391B - Flytbaeddsanordning. - Google Patents

Description

1 82391

Lei j ukerroslaitteisto Tämä keksintö koskee leijukerroslaitteistoa, joka sisältää leijutusverkon (ts. kaasunjakelulevyn), jossa on 5 lukuisia pintoja, joilla on eri kaltevuudet, ja joka lei-jutusverkko on yhteydessä poistokammioon, ja myös tämän laitteiston käyttöä eri prosesseissa, joihin sisältyy lei-jukerroksen käyttö.

On tunnettua, että jauhemuodossa oleva kiinteä aine 10 saatetaan leijutukseen kohoavassa kaasuvirrassa, jolloin koko kiinteä ja kaasumainen faasi muodostavat tiiviin ja homogeenisen kerroksen, jolla on näennäisesti juoksevan aineen ominaisuudet. Jauhemuodossa olevan kiinteän aineen leijutus on yleensä helppo operaatio, kun kaasuvirran no-15 peus sovitetaan jauhemaisen kiinteän aineen hiukkaskoon mukaan. Se vaatii leijutuskaasun tasaista jakamista leijutetun kiinteän aineen kerrokseen. Tämä jakaminen saavutetaan yleisesti leijutusverkolla, joka on sijoitettu leiju-kerroslaitteiston pohjaosaan.

20 Tällainen leijutusverkko on laite, joka on varus tettu aukoilla ja verkon alta syötettävä kaasuvirta on jaettava tasaisesti näiden aukkojen läpi.

Lukuisissa leijutustekniikkaa käyttävissä teollisissa sovellutuksissa leijutusverkko on varustettu poisto-25 laitteella, joka sallii valmistettujen tuotteiden ulospur-kamisen joko jatkuvasti tai operaation lopussa, jos prosessi on epäjatkuva. Näin on asianlaita erityisesti jauhe-muodossa olevien kiinteiden aineiden rakeistusprosesseis-sa, kuten kemiallisten lannoitteiden, sementin, sammutta-30 mattoman kalkin, lasijauheen, hankausaineiden, mineraali-tai orgaanisten aineiden, palavien aineiden, elintarviketuotteiden tai farmaseuttisten tuotteiden rakeistuksessa. Muissa leijutustekniikkaa käyttävissä prosesseissa on tärkeää kyetä poistamaan nopeasti leijukerrosreaktorista agg-35 lomeraatteja, jotka ovat muodostuneet sattumalta useiden, 2 82391 kiinteiden hiukkasten tarttuessa tai sulaessa yhteen; ottaen huomioon näiden agglomeraattien koon niitä ei voida pitää leijutettuna ja ne kerrostuvat leijutusverkolle; eri pituisten aikojen kuluttua näiden agglomeraattien kerään-5 tyminen voi näin ollen aiheuttaa tässä verkossa olevien aukkojen tukkeutumista.

Agglomeraatteja voi esiintyä erityisesti leijutuk-sella tapahtuvissa kivihiilen kaasutusprosesseissa. Tässä tapauksessa on välttämätöntä kyetä vetämään pois leijuker-10 rosreaktorista kivihiilituhka, joka on enemmän tai vähemmän pehmentynyt lämpötilan vaikutuksesta ja jolla on taipumus aiheuttaa rakeiden tarttumista. Näin ollen nämä tuhkat on tyhjennettävä mahdollisimman nopeasti ennen kuin tuhkan agglomeraatit saavuttavat haitalliset dimensiot.

15 Agglomeraatteja voi muodostua myös etyleenisesti tyydyttämättömien monomeerien polymerointi- tai kopolyme-rointiprosesseissa kaasufaasissa, kun työskennellään lei-jukerroslaitteistolla yhden tai useamman kiinteän katalyytin tai initiaattorin läsnäollessa, mikä johtaa polymeeri-20 hiukkasten muodostumiseen, jotka kasvavat reaktion edistyessä, joita polymeerihiukkasia pidetään leijutetussa tilassa kohoavan kaasuvirran avulla, joka sisältää sanottuja etyleenisesti tyydyttämättömiä monomeereja. Koska polymerointi- tai kopolymerointireaktio on eksoterminen, 25 kuumia kohtia saattaa syntyä ja ne johtavat, kun leijuker-roksessa vallitsevat paikalliset olosuhteet sallivat, polymeeri- tai kopolymeerihiukkasten pehmenemiseen ja agglomeraattien muodostumiseen.

EP patenttihakemuksesta nro 0 088 655 on tunnettua 30 polymeroida tai kopolymeroida alfa-oleflineja leijukerrok-sessa leijukerrosreaktorissa, joka sisältää pohjaosassaan leijutusverkon, josta on aukko yhdistetty pystysuoraan alipaineputkistoon, joka putkisto on varustettu pikavent-tiilillä ja on yhdistetty tyhjennysastiaan. Kaasun syöttö-35 putki on yhdistetty pystyputkistoon kohdassa, joka sijait- 3 82391 see venttiilin ja leijutusverkon välillä. Vaikka tämä laitteisto on tyydyttävä leijukerrosreaktoriin sisältyvän leijukerroksen vetämiseen kokonaan tai osittain alipaineeseen, työskenneltäessä sanotussa patenttihakemuksessa esi-5 tetyissä olosuhteissa on havaittu, että tyhjennysastian tilavuudesta voisi tulla kohtuuttoman suuri, kun leijuker-rosreaktorilla on suhteellisen suuri halkaisija, n. 2 m tai enemmän ja se on varustettu vaakasuoralla leijutusver-kolla.

10 On myös ehdotettu käytettäväksi leijukerroslait- teistoa, jonka päärakenneosa on muodoltaan sylinteri, jolla on pystysuora pyörimisakseli ja joka laitteisto sisältää alaosassaan leijutusverkon, jolla on katkaistun kartion muoto, joka on varustettu keskiosastaan aukolla, joka 15 on suorassa yhteydessä tyhjennysputkeen, joka yhdistää leijukerroksen ja ulkopuolen. Leijutusverkon suppilomainen muoto vastaa katkaistun pyörimiskartion sivupintaa, jonka näennäinen kärki on suuntautunut alaspäin, jonka akseli on pystysuora ja vaippa muodostaa vaakatason kanssa kulman, 20 joka on suhteellisen suuri, verkolle kerrostuneiden rakeiden tai agglomeraattien tyhjentämisen edistämiseksi leiju-kerroslaitteistosta ja jotka hiukkaset liukuvat painovoiman vaikutuksesta pitkin leijutusverkon seinämää alimpaan kohtaan, jossa sijaitsee aukko, joka on yhteydessä tyhjen-25 nysputkeen. Tällaisessa laitteistossa on tunnettua käyttää myös leijutusverkkoa, jolla on katkaistun kartion muoto, jonka näennäinen kärki on suuntautunut alaspäin ja joka on yhdistetty leijukerroslaitteiston sylinterimäiseen runkoon pienellä ympärysosalla, joka muodostaa vaakatason kanssa 30 suuren kulman, vähintään 60°C. Leijutusverkko on yhteydessä ulkopuolen kanssa tyhjennysputken avulla. On kuitenkin havaittu, että tällaisten leijutusverkkojen käyttö aiheuttaa leijukerroksessa heterogeenisyyttä, joka on sitä voimakkaampaa, mitä suurempi on kartion vaipan kulma ja mitä 35 suurempi on leijukerroslaitteiston koko. Näin ollen teol- 4 82391 lisen mittakaavan leijukerroslaitteistolla, jolla on pyö-rähdyssylinterin muoto, jolla on pystyakseli ja jonka halkaisija on vähintään 0,5 m ja yleensä yli 1 m, tasoerosta, joka vallitsee tämän tyyppisen leijutusverkon keskustan ja 5 ulkokehän välillä, tulee huomattava verrattuna leijuker-roksen korkeuteen, mikä johtaa leijukerroksen painehä-viöön, joka on huomattavasti pienempi ulkokehällä kuin keskellä. Tästä johtuen on havaittu, että muodostuu leiju-tuskaasun valikoivia kulkureittejä, ilmiö, joka tunnetaan 10 "kanavoitumisena". Nämä valikoivat kulkureitit paikantuvat yllä mainitussa tapauksessa pitkin leijukerroslait-teiston seinämiä, mikä aiheuttaa huonosti sekoittuneen vyöhykkeen muodostumisen leijukerroksen keskelle ja tästä johtuen edistää agglomeraattien muodostumista tähän vyö-15 hykkeeseen. Lisäksi kohoavan kaasuvirran läpikulkenut määrä, joka on suurempi seinämän lähellä kuin leijukerroksen keskellä, häiritsee kiinteiden hiukkasten laskeutuvaa virtausta ja johtaa hydrodynaamisiin epästabiilisuusilmiöi-hin, jotka saattavat tulla haitallisiksi leijukerroslait-20 teiston hyvälle toiminnalle.

Nyt on keksitty leijukerroslaitteisto, joka sisältää leijutusverkon, joka tekee mahdolliseksi ratkaista yllä mainitut vaikeudet nimittäin helpottamalla verkolle kerrostuneiden rakeiden tai agglomeraattien nopeaa tyhjen-25 tämistä laitteistosta tyhjennyskammioon ja edistämättä "kanavoitumis"-ilmiöiden esiintymistä leijukerroksessa. Leijutusverkko soveltuu erityisen hyvin suurdimensioiseen leij ukerroslaitteistoon.

Tämä keksintö koskee tämän vuoksi leijukerroslait-30 teistoa, jolla on pyörähdyssylinterin muoto, jolla on pystysuora akseli ja säde R2, käsittäen alaosassaan leijutusverkon, joka on varustettu keskustastaan pyöreällä aukolla, jonka säde on r ja joka on yhteydessä tyhjennysput-keen, ja jolle laitteistolle on keksinnön mukaan tunnus- 35 omaista, että tyhjennysputki on yhteydessä täydellä vir- ii 5 82391 tauksella toimivan, nopeasti avautuvan venttiilin kautta tyhjennyskammioon, joka on varustettu poistovälineellä, ja että leijutusverkolla on pyörähdyspinnan muoto, joka koostuu vähintään kahden samanakselisen katkaistun pyörähdys-5 kartion TCX ja TC2 yhteenliittyneistä sivupinnoista, joiden näennäiset kärjet on suunnattu alaspäin: katkaistun pyörähdyskartion TCX sisältäessä vaipan, joka muodostaa vaakatason kanssa kulman Ax, joka on välillä 0-15°, ja kaksi pohjaa, jotka koostuvat 10 ympyröistä, joiden säteet ovat r ja Rx, säteen Rx ollessa suurempi kuin r, katkaistun pyörähdyskartion TC2 sisältäessä vaipan, joka muodostaa vaakatason kanssa kulman A2, joka on suurempi kuin kulma Ax ja korkeintaan 30°, ja kaksi 15 pohjaa, jotka koostuvat ympyröistä, joiden säteet ovat Rx ja R2 siten, että 0,2 £ Rx/R2 <0,8 20 ja että tyhjennyskammion tilavuus on verrannollinen säteeseen Rx yhtälön RX/(V)1/3 <0,8 mukaisesti.

25 Leijutusverkon keskiosalle, joka koostuu TCX:n sivu pinnasta on luonteenomaista kaksi vaakasuoraa pyöreää pohjaa. Pienempi näistä kahdesta pohjasta vastaa leijutusverkon keskireikää. Se koostuu ympyrästä, jonka säde on r ja joka on edullisesti sama kuin tyhjennysputken säde. Suu-30 rempi näistä kahdesta pohjasta koostuu ympyrästä, jonka säde on Rx ja joka on suurempi kuin r, mutta pienempi kuin leijukerroslaitteiston säde R2. Kulma Ax voi olla 0; tässä tapauksessa TCx:n sivupinnasta tulee tasomainen ja vaakasuora rengas, joka koostuu pinnasta, joka sisältyy kahden 35 samassa tasossa olevan ympyrän väliin, joiden säteet ovat r ja Rx.

6 82391

Yhteenliittynyt osa, joka sijaitsee leijutusverkon keskiosan yläpuolella, koostuu katkaistun pyörähdyskartion TC2 sivupinnasta, jolle on luonteenomaista, että vaippa muodostaa vaakatason kanssa kulman A2, joka on suurempi 5 kuin kulma Ax, edullisesti yli 10° ja enintään 30°, edullisesti enintään 25°. Itse asiassa on havaittu, että kun kulma A2 on pienempi tai yhtä suuri kuin kulma Ax ja erityisesti alle 10°, rakeita tai agglomeraatteja, jotka ovat saattaneet kerrostua leijutusverkolle tai ovat sen lähei-10 syydessä, ei voida tehokkaasti tyhjentää leijukerroksen ulkopuolelle keskiaukon kautta. Itse asiassa on havaittu, että kaasusuihku, joka poistuu verkon aukoista, muodostaa esteen rakeiden tai agglomeraattien liukumiselle leijutusverkolle, kun kulma A2 on riittämätön. Lisäksi, kun kulma 15 A2 on liian suuri, erityisesti yli 30°C, havaitaan "kanavoi tumis"-ilmiöiden esiintymistä leijukerroksen siinä vyöhykkeessä, joka sijaitsee pitkin teollisessa mittakaavassa käytetyn leijukerroslaitteiston seinämiä. Sitä vastoin leijutusverkon käyttö, joka sisältää tämän keksinnön mu-20 kaisesti katkaistun pyörähdyskartion TC2 sivupinnan ja jonka kulma A2 on suurempi kuin kulma Ax ja enintään 30°, tekee mahdolliseksi sekä taata leijukerroksen erinomaisen homogeenisyyden että edistää kaikkien niiden rakeiden tai agglomeraattien nopeaa tyhjentämistä, jotka ovat saattaneet 25 kerrostua verkolle tai ovat sen läheisyydessä.

Sille osalle leijutusverkkoa, joka koostuu katkaistun pyörähdyskartion TC2 sivupinnasta, on myös luonteenomaista kaksi vaakasuoraa pyöreää pohjaa. Suurempi näistä kahdesta pohjasta vastaa leijukerroslaitteiston vaakasuo-30 raa leikkausta, joka koostuu ympyrästä, jonka säde on R2. TC2:n pienempi pohja, joka koostuu ympyrästä, jonka säde on Rj, on identtinen TC^n suuremman pohjan kanssa niin, että TC^n ja TC2:n sivupinta yhtyvät. Ympyrä, jonka säde on R1# on näin ollen TC^n ja TC2:n yhteinen pohja ja säteen R2 35 arvo on valittu siten, että suhde Rx/R2 on vähintään 0,2 ja korkeintaan 0,8. Itse asiassa on havaittu, että kun suhde li 7 82391

Rx/R2 on alle 0,2, "kanavoitumis"-ilmiöitä saattaa esiintyä leijukerroksessa pitkin leijukerroslaitteiston seinämiä. Toisaalta kun tämä suhde on yli 0,8 havaitaan, että kaikilla rakeilla tai agglomeraateilla, jotka ovat kerros-5 tuneet leijutusverkolle tai ovat sen läheisyydessä, on taipumus pysähtyä suhteellisen pitkäksi ajaksi tähän lei-jukerroksen vyöhykkeeseen saavuttaakseen haitalliset dimensiot ja kerääntyäkseen suuriksi määriksi.

Yllä kuvattu leijutusverkko esiintyy pyörähdyspin-10 nan muodossa, joka koostuu kahden samanakselisen katkaistun pyörähdyskartion TCX ja TC2 yhteenliittyvistä sivupinnoista. Tarkoituksena ei ole kuitenkaan rajoittaa tämän keksinnön suojapiiriä leijutusverkkoon, joka koostuu vain kahdesta katkaistun kartion sivupinnasta; itse asiassa 15 voidaan myös käyttää leijutusverkkoja, jotka koostuvat useiden samanakselisten, katkaistujen pyörähdyskartioiden yhteenliittyneistä sivupinnoista, jotka sisältävät yhden tai useampia katkaistuja pyörähdyskartioita, jotka noudattavat katkaistun pyörähdyskartion TCX määritelmää, ja yhden 20 tai useampia katkaistuja pyörähdyskartioita, jotka noudattavat katkaistun pyörähdyskartion TC2 määritelmää näennäisten kärkien ollessa suuntautuneet alaspäin. Tyyppiä TCX olevat katkaistut pyörähdyskartiot on järjestetty liitettynä yhteen pyöreiden pohjien väliin, joiden säteet sisäl-25 tyvät ääriarvojen r ja Rx välille; kaikkien näiden katkaistujen kartioiden suuret pohjat muodostavat samalla sen katkaistun kartion pienemmän pohjan, joka on välittömästi seuraava suunnassa, joka kulkee keskustasta kohti leiju-tusverkon ulkokehää. Lisäksi tyyppiä TCX olevilla katkais-30 tuilla pyörähdyskartiollla on vaippa, joka muodostaa vaakatason kanssa kulman Ax, joka on enintään 15° ja edullisesti enintään 10°. Edullisesti katkaistujen kartioiden kulman Ax arvo kasvaa, kun tyyppiä TCX olevat katkaistut pyörähdyskartiot seuraavat toisiaan suunnassa, joka kulkee 35 keskustasta kohti verkon ulkokehää. Niinikään tyyppiä TC2 olevat katkaistut pyörähdyskartiot on järjestetty liitet- 8 82391 tynä yhteen pyöreiden pohjien väliin, joiden säteet sisältyvät ääriarvojen Rx ja R2 väliin, kaikkien näiden katkaistujen kartioiden suuren pohjan muodostaessa samanaikaisesti sen katkaistun kartion pienemmän pohjan, joka seuraa 5 välittömästi suunnassa, joka kulkee keskustasta kohti lei-jutusverkon ulkokehää. Niillä on myös vaippa, joka muodostaa vaakatason kanssa kulman A2, joka on suurempi kuin suurin A2:n arvo, edullisesti yli 10® ja enintään 25°, edullisesti enintään 20®. Edullisesti kulman A2 arvo kasvaa, 10 kun tyyppiä TC2 olevat katkaistut pyörähdyskartiot seuraa-vat toistaan suunnassa, joka kulkee keskustasta kohti verkon ulkokehää.

Kuitenkin tämän tyyppisen leijutusverkon valmistamiseksi käytännöllisellä ja halvalla tavalla on edullista, 15 että katkaistujen pyörähdyskartioiden lukumäärä rajoitettaisiin kumpaakin tyyppiä TCX ja TC2 olevien katkaistujen pyörähdyskartioiden osalta arvoon välille 1-3.

Leijutusverkkoa puhkaisevat aukot, joiden lukumäärä, mitat ja sijoittelu noudattaa asiaankuuluvia teknisiä 20 standardeja. Erityisesti aukkojen läpi kiertävän kaasuvir-ran nopeuden on oltava riittävä estääkseen leijukerroksen muodostavia hiukkasia putoamasta näiden aukkojen läpi; tämä nopeus on yleensä luokkaa muutamia metrejä sekunnissa tai useita kymmeniä metrejä sekunnissa, esimerkiksi välil-25 lä 5-10 cm/s. Lisäksi verkon aukkojen kokonaispinta-ala tai se, mitä kutsutaan verkon läpäisypinnaksi, lasketaan yleensä siten, että läpäisypinta-alan suhde verkon kokonaispinta-alaan on alle 1/10 ja yleensä se on välillä 1/20-1/100. Aukot voivat olla yksinkertaisia sylinterimäi-30 siä reikiä, ts. sellaisia, joilla on pyörähdyssylinterin muoto, jonka akseli muodostaa verkon tason kanssa kulman, joka on yleensä välillä 30-90° ja edullisesti lähellä 90°. Aukkojen halkaisija on yleensä välillä 2-20 mm riippuen leijutusolosuhteista, leijutettavien 1 hiukkasten koosta 35 ja laitteista, joilla näitä hiukkasia syötetään ja puretaan. Leijutusverkon aukoilla voi olla myös raon, kartion 9 82391 ja pienen putken muoto, joka on varustettu suuttimellä tai peitetty kannella. Aukot on myös yleensä järjestetty säännönmukaisesti leijutusverkkoon esimerkiksi säännöllistä kuusikulmiotyyppiä olevaksi verkostoksi, jokaisen aukon 5 ollessa täten tasasivuisen kolmion kärjessä, jonka kolmion sivun pituus on 10-100 mm.

Tässä keksinnössä pyöreä aukko, jonka säde on r, on yhteydessä tyhjennysputkeen, joka on varustettu täydellä virtauksella toimivalla, nopeasti aukenevalla venttiilil-10 lä, joka tyhjennysputki yhdistää leijukerroksen tyhjennys-kammion, joka on sijoitettu venttiilin alapuolelle. Niiden rakeiden tai agglomeraattien tyhjennys, jotka saattavat olla kerrostuneet leijutusverkolle tai joita on sen läheisyydessä, voidaan toteuttaa avaamalla venttiili nopeasti 15 tyhjennyskammion poistovälineen ollessa suljettu, sulke malla sitten sanottu venttiili ja mahdollisen kaasunpois-ton jälkeen keräämällä rakeet tai agglomeraatit talteen sanotun poistovälineen kautta. Tämä järjestely on erityisen edullinen, kun leijukerroslaitteistoa käytetään ilma-20 kehän painetta suuremmassa paineessa.

Lisäksi on yllättäen havaittu, että leijutusverkon muoto on jossain määrin suhteessa tyhjennyskammioon. Tarkemmin sanoen sen ympyrän säteen Rx arvo, joka muodostaa kahden katkaistun pyörähdyskartion TCX ja TC2 yhteisen poh-25 jän, on leijutusverkon tärkeä ominaispiirre suhteessa tyh-jennyskammion tilavuuteen (V). On havaittu, että on edullista valita säde siten, että

Ri/(V)1/3 s 0,8 30

Kun tämä suhde on yli 0,8, havaitaan usein, että leijutus-verkolla olevat rakeet tai agglomeraatit eivät aina täysin tule puretuksi; jäljelle jäävät hiukkaset tai agglomeraatit pyrkivät tällöin saavuttamaan huomattavat mitat ja 35 tukkimaan leijutusverkon. On havaittu, että tietyissä prosesseissa, joissa jauhemainen kiinteä aine, joka on leiju- 10 82391 tettu, koostuu hieman takertuvista hiukkasista, joilla on taipumus agglomeroitua helposti toisiinsa, on edullista, että suhde R/(V)1/3 olisi sellainen, että; 5 0,4 <; Rx/(V)1/3 < 0,7

Leijukerroslaitteiston tilavuuden ja tyhjennyskam-mion tilavuuden välinen suhde on edullisesti 1000:1 - 10:1 ja edullisimmin välillä 200:1 - 30:1.

10 Tyhjennysputken sisäsäde on edullisesti identtinen leijutusverkon keskiaukon säteen r kanssa. Säteen r arvo on yleensä välillä 10-1000 kertaa leijukerroslaitteistossa leijutettavien hiukkasten keskisäde ja edullisesti tämä suhde on välillä 30-300. Liian pieni säde r aiheuttaisi 15 tyhjennysputken tukkeutumisvaaran ja liian suuri r aiheuttaisi häiriövaaran leijukerroksessa, kuten "kanavoitumis"-ilmiöitä.

Edelleen tyhjennysputken tukkeutumisen välttämiseksi on suositeltavaa kierrättää viime mainitussa kohoavaa 20 kaasuvirtaa, jonka nopeus on 5-50 kertaa, edullisesti suunnilleen 10-30 kertaa se kaasun miniminopeus, joka veisi mukanaan leijutushiukkaset sanottuun tyhjennysputkeen. Riittämätön nopeus saattaisi aiheuttaa tyhjennysputken tukkeutumista ja liian suuri nopeus saattaisi aiheuttaa 25 häiriöiden vaaran leijutettuun kerrokseen, kuten "kanavoi-tumis"-ilmiöitä. Tämän kohoava kaasuvirta voidaan syöttää tyhjennysputkeen putken avulla, joka johtaa siihen kohdassa, joka sijaitsee venttiilin yläpuolella ja edullisesti sen välittömässä läheisyydessä.

30 Tämä keksintö koskee myös menetelmää leijukerros laitteiston käyttämiseksi, joka sisältää leijutusverkon ja tyhjennyslaitteen, kuten yllä esitettiin. Kiinteiden hiukkasten pitämiseksi leijutetussa tilassa kerroksessa, lei-jutuskaasun nopeuden leijukerroksen läpi on oltava suurem-35 pi kuin hiukkasten minimi leijutusnopeus Vnf ja edullisesti se on n. 1,5-10 kertaa ja erityisemmin n. 3-8 kertaa v„f.

il 82391

Lisäksi on edullista, että leijukerroksessa vallitsevan paineen suhde siihen, joka vallitsee täydellä virtauksella toimivan, nopeasti avautuvan venttiilin ulko-osassa, ts. tyhjennyskammiossa, on suurempi kuin 5, edullisesti välil-5 lä 10-25; näiden kahden paineen välinen ero voi myös olla suurempi kuin 0,4 MPa ollen edullisesti välillä 0,5-2,5 MPa. Tämä tekee mahdolliseksi helpottaa niiden rakeiden tai agglomeraattien nopeaa ja täydellistä tyhjennystä, jotka ovat saattaneet kerrostua leijutusverkolle tai ovat 10 sen läheisyydessä.

Tätä keksintöä voidaan käyttää prosesseissa, joissa käytetään leijutustekniikkaa, erityisesti prosesseissa, joissa rakeistetaan jauhemuodossa olevia kiinteitä aineita. Laitteisto soveltuu erityisen hyvin paineen alaisena 15 toimivaan leijutukseen ja myös jauheille, jotka koostuvat hiukkasista, joiden keskihalkaisija on välillä 0,1-5 mm ja jotka saattavat olla hieman takertuvia tai taipuvaisia agglomeroitumaan helposti. Tällä tavoin tätä laitteistoa voidaan käyttää leijukerrosoperaatioissa, jotka on tarkoi-20 tettu koksin kaasutukseen tai erityisemmin yhden tai useamman etyleenisesti tyydyttämättömän monomeerin, kuten eteenin, propeenin, 1-buteenin, 1-hekseenin, 4-metyyli-l-penteenin ja 1-okteenin polymerointiin tai kopolymeroin-tiin kaasufaasissa. Etyleenisesti tyydyttämättömien mono-25 meerien polymerointi tai kopolymerointi voidaan suorittaa Ziegler-Matta-tyypin katalyyttisysteemin läsnäollessa, joka koostuu toisaalta kiinteästä katalyytistä (a), joka sisältää alkuaineiden jaksollisen järjestelmän ryhmään IV, V tai VI kuuluvan siirtymämetalliin atomeja, ja toisaalta 30 kerakatalyytistä (b), joka koostuu sanotun järjestelmän ryhmien I-III metallien organometalliyhdisteestä. Tämä polymerointi tai kopolymerointi voidaan suorittaa myös katalyytin läsnäollessa, joka koostuu kromioksidiyhdis-teestä yhdistettynä raemaiseen tukiaineeseen, joka perus-35 tuu tulenkestoiseen oksidiin ja on aktivoitu lämpökäsitte-lemällä vähintään 250°C:n lämpötilassa ja korkeintaan siinä i2 82391 lämpötilassa, jossa raemalnen tukiaine alkaa sintrautua, ei-pelkistävässä atmosfäärissä, edullisesti hapettavassa atmosfäärissä. Yleensä se suoritetaan paineessa välillä 0,5-5 MPa ja lämpötilassa välillä 0-115°C.

5 Tätä keksintöä kuvataan rajoittamattomalla tavalla kuvioissa 1, 2 ja 3 esitettyjen kaavioiden avulla.

Kuvio 1 on yksinkertaistettu kaavio leijukerros-laitteiston alaosasta, joka sisältää tämän keksinnön mukaisen leijutusverkon, jonka kulma Ax ei ole nolla.

10 Kuvio 2 on yksinkertaistettu kaavio leijukerros- laitteiston alaosasta, joka sisältää tämän keksinnön mukaisen leijutusverkon, jonka kulma Ax on nolla.

Kuvio 3 on yksinkertaistettu kaavio leijukerros-laitteiston alaosasta, joka toimii paineen alaisena ja 15 joka sisältää leijutusverkon ja -laitteen, jossa käytetään tyhjennyskammiota.

Kuviot 1 ja 2 esittävät kaaviomuodossa: kohdassa 1 leijukerroslaitteistoa tarkasteltuna lähellä sen pohjaa, 20 - kohdassa 2 leijutusverkkoa, joka koostuu kahden katkaistun pyörähdyskartion TC2 ja TC2 yhteenliite-tyistä sivupinnoista, kohdassa 3 ja 4 leijutuskaasun syöttöputkia, kohdassa 5 leijutusverkon keskiaukkoa, joka on yhtey-25 dessä kohdassa 6 tyhjennysputkeen, joka tekee mahdolli seksi poistaa nopeasti rakeet tai agglomeraatit, jotka ovat saattaneet kerrostua leijutusverkolle 2 tai ovat sen läheisyydessä.

30 Kuvioissa 1 ja 2:

Ax esittää kulmaa, jonka katkaistun pyörähdyskartion TC2 vaippa muodostaa vaakatason kanssa, joka kulma on erikoisesti nolla kuviossa 2, A2 esittää kulmaa, jonka katkaistun pyörähdyskartion 35 TC2 vaippa muodostaa vaakatason kanssa, r esittää sen ympyrän sädettä, joka vastaa sekä katkaistun ii 13 82391 pyörähdyskartion TCt pienempää pohjaa että leijutus-verkon keskiaukkoa 5,

Rj esittää sen ympyrän sädettä, joka vastaa TC^n suurempaa pohjaa ja TC2:n pienempää pohjaa ja R2 5 esittää sen ympyrän sädettä, joka vastaa sekä TC2:n suurempaa pohjaa, että leijukerroslaitteiston 1 vaakasuoraa poikkileikkausta.

Kuviossa 3 esitetty leijukerroslaitteisto sisältää leijutusverkon, jossa on keskiaukko, kaksi syöttöputkea 10 leijutuskaasulle ja tyhjennysputken, kuten eri osanumerot 1, 2, 3, 4, 5 ja 6 kaavamaisesti esittävät kuvioissa 1 ja 2; se sisältää myös: kohdassa 7 täydellä virtauksella toimivan, nopeasti avautuvan venttiilin, joka on sijoitettu tyhjennys-15 putkeen 6, kohdassa 8 kaasun syöttöputken, joka tekee mahdolliseksi kierrättää tyhjennysputkessa 6 kohoavaa kaasuvirtaa, kohdassa 9 tyhjennyskammion, joka on varustettu 20 alaosastaan poistoputkella 10, joka kyetään sulke maan venttiilillä 11, kohdassa 12 putken, joka on varustettu venttiilillä 13, ja joka tekee mahdolliseksi syöttää valinnaisesti inerttiä kaasua tyhjennyskammioon 9 ja koh-25 dassa 14 putken, joka on varustettu venttiilillä 15, joka tekee mahdolliseksi laskea nopeasti painetta, joka vallitsee tyhjennyskammiossa 9, jos se on tarpeen.

Kuviossa 3 esitettyä leijukerroslaitteistoa käyte-30 tään seuraavalla tavalla, mitä tulee niiden rakeiden tai agglomeraattien tyhjentämiseen, jotka ovat kerrostuneet leijutusverkolle tai ovat sen läheisyydessä.

Pitäen leijukerroslaitteistoon 1 sisältyvät jauhe-muodossa olevat kiinteät aineet leijutustilassa syöttämäl-35 lä leijutuskaasua putkiin 3 ja 4, kaasua syötetään jatkuvasti putkeen 8 ja on mahdollista, että tämä on samaa tai i4 82391 erilaista kuin leijutuskaasu; kaasun kohoamisnopeus tyh-jennysputkessa 6 on 5-50 kertaa pulverimuodossa olevien kiinteiden aineiden minimileijutusnopeus tyhjennysputkessa 6; edullisesti kaasun kohoamisnopeus tyhjennysputkessa 6 5 on sellainen, että jauhemuodossa olevat kiinteät aineet, joilla on taipumus olla tässä putkessa 6, kulkeutuvat ylöspäin niin sanotun "tulppavirtaus"-vaikutuksen avulla; sykkivätyyppisessä virtauksessa lämmönsiirrot kaasun ja kiinteän aineen välillä ovat erittäin voimakkaat, mikä 10 tekee mahdolliseksi niiden jauhemuodossa olevien kiinteiden aineiden tehokkaan jäähdytyksen, jotka saattavat olla liian kuumia ja ovat taipuvaisia olemaan putkessa.

Niiden rakeiden tai agglomeraattien tyhjentämiseksi, jotka ovat leijutusverkolla 2 tai sijaitsevat sen lä-15 heisyydessä, venttiili 7 avataan tyhjennysputken 6 asettamiseksi yhteyteen kammion 9 kanssa, jossa paine on huomattavasti alempi kuin leijukerroslaitteistossa 1 vallitseva paine; venttiilin 7 avautumisnopeus voidaan valita siten, että tyhjennysputken 6 yläosasta pohjalle syntyvä 20 kaasuvirta ei häiriinny putken 8 kautta syötetyn kaasuvir-ran vaikutuksesta. Leijutusverkon 2 erikoisen muodon johdosta sille kerrostuneet rakeet tai agglomeraatit kerääntyvät enimmäkseen sanotun verkon keskiosaan, joka koostuu TCx:n sivupinnasta; rakeet tai agglomeraatit, jotka ovat 25 kerrostuneet osalle, joka sijaitsee leijutusverkon keskiosan yläpuolella, ts. osassa, joka koostuu TC2:n sivupinnasta, liukuvat painovoiman vaikutuksesta pitkin tätä verkkoa keskiosaan. Venttiilin 7 nopea avautuminen tuottaa kaikkien niiden hiukkasten tehokkaan imun, jotka ovat lei-30 jutusverkon keskiosassa tai sijaitsevat sen läheisyydessä. Venttiiliä 7 pidetään auki lyhyt ajanjakso, joka on muutamien sekuntien luokkaa, tyhjennyskammion 9 täyttymisen sallimiseksi. Venttiilin 7 sulkemisen jälkeen tyhjennys-kammion 9 sisältö puretaan ulkopuolelle avaamalla venttii-35 li 11. Venttiilin 11 sulkemisen jälkeen ja kun haluttu is 82391 paine on uudelleen saatu aikaan tyhjennyskammioon 9, voidaan suorittaa uusi tyhjennysoperaatio.

Saattaa olla tarkoituksenmukaista varustaa tyhjen-nyskammio 9 putkella 12 ja 14, jotka on varustettu samassa 5 järjestyksessä venttiileillä 13 ja 15. Heti kun tyhjen-nyskammio 9 on täytetty ja venttiili 7 on suljettu, saattaa olla tietyissä tapauksissa edullista avata venttiili 15 tyhjennyskammiossa 9 vallitsevan paineen laskemiseksi nopeasti tällöin avaamalla venttiili 13 ja syöttämällä 10 kaasua, joka voi olla inerttiä, putken 12 kautta tämän kaasun kiertämisen takaamiseksi tyhjennyskammion 9 läpi ajanjakson aikana, joka riittää eliminoimaan esimerkiksi kaasuseoksen jäännökset, jotka tulevat leijukerroslait-teistosta 1. Venttiilit 13 ja 15 suljetaan sitten ennen 15 tyhjennyskammion 9 sisällön tyhjentämistä avaamalla venttiili 11.

Kuten on ollut mahdollista todeta leijukerroslait-teiston usean kuukauden teollisen hyväksikäytön jälkeen tuottamalla polyeteeniä kaasufaasissa tämän keksinnön mu-20 kaisesti, on mahdollista suorittaa erinomaisissa käyttöjä turvallisuusolosuhteissa niiden rakeiden ja agglome-raattien nopea tyhjennys leijukerroksen ulkopuolelle, jotka ovat kerrostuneet verkolle tai ovat sen läheisyydessä.

Esimerkki 1 25 Eteenin polymerointi kaasufaasissa suoritetaan lei- jukerroslaitteessa, jollainen on esitetty kuviossa 3, joka sisältää leijukerroslaitteiston 1, joka toimii polymeroin-tireaktorina ja jolla on pyörähdyssylinterin muoto, jonka säde R2 on 1,5 m ja jolla on pystysuora akseli. Leijuker-30 roslaitteiston 1 alaosa sisältää leijutusverkon 2, joka on keskuksestaan yhteydessä pyöreän aukon 5 kautta, jonka säde r on 0,05 m, tyhjennysputkeen 6, jolla on pyörähdyssylinterin muoto, jonka säde on r ja jolla on pystysuora akseli. Tyhjennysputki 6 on varustettu täydellä virtauk-35 sella toimivalla, nopeasti avautuvalla venttiilillä 7, ie 82391 joka on pallokammiotyyppiä ja jota käyttää pneumaattinen säätö, joka aikaansaa sen täydellisen avautumisen suunnilleen 0,5 sekunnissa. Se sisältää myös kaasuseoksen syöttö-putken 8, jota seosta virtaa pysyvästi nopeudella n. 25 5 m3/h ja jolla kaasuseoksella on sama koostumus ja sama paine ja lämpötila kuin kaasuseoksella, jota syötetään leiju-kerroslaitteistoon putkien 3 ja 4 kautta. Tyhjennysputki 6 on yhdistetty tyhjennyskammioon 9, jonka tilavuus on V, joka vastaa 1.100 m3. Tämä kammio on varustettu alaosastaan 10 laskuputkella 10, joka sisältää pallokammiotyyppiä olevan, täydellä virtauksella toimivan venttiilin 11. Leijukerros-laitteistossa 1 oleva 2,1 MPa:n paine pidetään vakiona polymeroinnin aikana; tyhjennyskammiossa 9 oleva paine on ilmakehän paine.

15 Leijukerroksen läpi kierrätetään kaasuseosta, joka sisältää 50 til.-% eteeniä ja 50 til.-% vetyä, 92°C:n lämpötilassa. Tämä kaasuseos kiertää 50 cm/s:n kohoamisnopeu-della leijukerroksen läpi, joka koostuu polymeroitavan eteenin hiukkasista, joiden painokeskimääräinen halkaisija 20 on 650 mikronia. Leijukerroslaitteistoon 1 syötetään myös olefiinipolymerointikatalyyttiä, jota käytetään esipoly-meerin muodossa, katalyytin ja esipolymeerin ollessa valmistettu FR patentin nro 2 405 961 esimerkin 1 tietojen mukaisesti.

25 Leijutusverkko 2 koostuu kahden samanakselisen kat kaistun pyörähdyskartion TCX ja TC2 yhteenliittyneistä sivupinnoista, joilla on vaippa, joka muodostaa vaakatason kanssa 6°:n kulman Ax ja 12°;n kulman A2. Sen ympyrän säde Rj, joka muodostaa kahden katkaistun pyörähdyskartion TCX 30 ja TC2 yhteisen pohjan, on 0,7 m. Verkon aukoilla on pyö-rähdyssylinterin muoto, jonka halkaisija on 3 mm, ja pystysuora akseli verkon tason suhteen. Läpäisypinta-alan suhde verkon kokonaispinta-alaan on 1/34. Nämä aukot on järjestetty säännönmukaisesti leijutusverkolle säännölli-35 siä kuusikulmiotyyppiä olevan verkoston mukaisesti jokai-

II

17 82391 sen aukon ollessa sivultaan 22 mm olevan tasakylkisen kolmion kärjessä.

Leijukerroslaitteiston 1 alaosan puhdistamiseksi suoritetaan seuraavat toimenpiteet pysäyttämättä polyme-5 rointia:

Venttiili 7 avataan ja tämä venttiili jätetään auki noin 10 sekunniksi venttiilin 11 ja venttiilien 13 ja 15 jäädessä kiinni ja pitäen putken 8 kautta tulevaa kaasuvirtaa vakionopeudessa; 10 - Venttiili 7 suljetaan, minkä jälkeen jotta vältet täisiin polymerointumisen jatkumisen vaara tyhjen-nyskammiossa 9, venttiili 15 avataan tyhjennyskam-miossa 9 vallitsevan paineen laskemiseksi nopeasti, tämän paineen laskiessa näin arvosta 2,1 MPa suun-15 nilleen ilmakehän paineeseen;

Seuraavaksi avaamalla venttiili 13 putken 12 kautta syötettyä typpivirtaa kierrätetään useita minuutteja tyhjennyskammiossa 9 olevan polyeteenijauheen läpi; 20 - Seuraavaksi venttiilit 13 ja 15 suljetaan ja tyh- jennyskammion sisältö kerätään talteen avaamalla venttiili 11; kun tyhjennyskammio 9 on tyhjä, venttiili 11 suljetaan.

Näiden operaatioiden jälkeen voidaan havaita, sen 25 jälkeen, kun polymerointi on pysäytetty ja leijukerros-laitteistosta poistettu kaasu, että mitään agglomeraattia ei jää kerrostuneeksi leijutusverkolle 2 tai ole sen läheisyydessä ja että tämän leijutusverkon käyttö ei edistä agglomeraattien muodostumista leijutuskerrokseen minkään 30 "kanavoitumis"-ilmiön avulla.

Esimerkki 2

Eteenin polymerointi suoritetaan samanlaisen kokoonpanon avulla kuin esimerkissä 1 kuvattiin paitsi, että sen sijaan, että käytettäisiin leijutusverkkoa, jonka kul-35 ma on 6° ja säde 0,7 metriä, käytetään leijutusverk- _ - 1 ___ is 82391 koa, jonka kulma Ax on 0° ja säde Rx 0,6 m, tämän verkon ollessa sellainen kuin kuviossa 2 on kaavamaisesti esitetty.

Suoritetaan esimerkissä 1 kuvatut operaatiot ja sen 5 jälkeen kun polymerointi on pysäytetty ja leijukerroslait- teistosta poistettu kaasu, havaitaan, ettei mitään agglo-meraattia jää kerrostuneeksi leijutusverkolle 2 tai ole sen läheisyydessä ja että tämän leijutusverkon käyttö ei edistä agglomeraattien muodostumista leijutettuun kerrok-10 seen.

Claims (8)

1. Leijukerroslaitteisto, jolla on pyörähdyssylinterin muoto, jolla on pystysuora akseli ja säde R2, käsit- 5 tää alaosassaan leijutusverkon (2), joka on varustettu keskustastaan pyöreällä aukolla (5), jonka säde on r ja joka on yhteydessä tyhjennysputkeen (6), tunnettu siitä, - että tyhjennysputki (6) on yhteydessä täydellä 10 virtauksella toimivan nopeasti avautuvan venttiilin (7) kautta tyhjennyskammioon (9), joka on varustettu poistovä-lineellä (11), ja että leijutusverkolla (2) on pyörähdys-pinnan muoto, joka koostuu vähintään kahden samanakselisen katkaistun pyörähdyskartion TCX ja TC2 yhteenliittyneistä 15 sivupinnoista, joiden näennäiset kärjet on suunnattu alaspäin, - katkaistun pyörähdyskartion TCX sisältäessä vaipan, joka muodostaa vaakatason kanssa kulman A2, joka on välillä 0-15°, ja kaksi pohjaa, jotka koostuvat ympyröis- 20 tä, joiden säteet ovat r ja R1# säteen R1 ollessa suurempi kuin r, - katkaistun pyörähdyskartion TC2 sisältäessä vaipan, joka muodostaa vaakatason kanssa kulman A2, joka on suurempi kuin Ax ja korkeintaan 30°, ja kaksi pohjaa, jot- 25 ka koostuvat ympyröistä, joiden säteet ovat Rx ja R2 siten, että 0,2 £ Rx/R2 S 0,8 ja että tyhjennyskammion (9) tilavuus (V) on verrannolli-30 nen säteeseen Rx yhtälön RX/(V)1/3 < 0,8 mukaisesti.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen leijukerroslait-35 teisto, tunnettu siitä, että kaksi pohjaa, jotka 20 82391 koostuvat ympyröistä, joiden säteet ovat R: ja R2 ovat sellaiset, että 0,4 < Ri/Rj £ 0,6 5

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen leijukerroslait-teisto, tunnettu siitä, että tyhjennyskammion (9) tilavuus ja säde Rj leijutusverkossa (2) ovat sellaiset, että 10 0,4 < Rt/(V)1/3 < 0,7

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen leiju-kerroslaitteisto, tunnettu siitä, että kaasun syöt-töputki (8) johtaa tyhjennysputkeen (6) kohdassa, joka 15 sijaitsee täydellä virtauksella toimivan, nopeasti avautuvan venttiilin (7) yläpuolella ja sen välittömässä läheisyydessä .

5. Menetelmä patenttivaatimuksen 1 mukaisen leiju-kerroslaitteiston hyväksikäyttämiseksi, tunnettu 20 siitä, että leijukerroslaitteistossa vallitsevan paineen suhde täydellä virtauksella toimivan, nopeasti avautuvan venttiilin (7) ulko-osassa vallitsevaan paineeseen on yli 5 ja edullisesti välillä 10-25.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen leijukerroslait- 25 teisto, tunnettu siitä, että sitä sovelletaan kivihiilen kaasuttamiseen.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen leijukerroslait-teisto, tunnettu siitä, että sitä sovelletaan ety-leenisesti tyydyttämättömien monomeerien polymerointiin 30 tai kopolymerointiin kaasufaasissa.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen leijukerroslait-teisto, tunnettu siitä, että sitä sovelletaan jau-hemuodossa olevien kiinteiden aineiden rakeistukseen. il 21 82391