JP2000037621A - 粒状物の供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粒状触媒が充填された各反応管の圧力損失を
低く、均一に揃えて反応効率を高めることができる粒状
物の供給装置を提供する。 【解決手段】 ホッパー２から排出される粒状物の量を
ゲート７，９の開度を調整することにより調整し、排出
量が調整された状態の粒状物を、複数通路を有するトラ
フ３の各通路に導入し、複数通路を共通して支持してい
るバイブレータ４でトラフ３を振動させることにより、
粒状物をトラフ３の先端側に移動させ供給先に供給する
粒状物の供給装置であって、トラフ３が、トラフ３先端
から少なくともトラフ３先端寄り部位までに、トラフ３
先端が高くなるように傾斜部を形成してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粒状物を供給先に
供給する供給装置に関し、より詳しくは、球状，円筒
状，長方形状に成形された成形触媒、或いは不定形状の
粒状触媒を反応器に充填する場合に好適である粒状物供
給装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、粒状物の供給装置として例えば特
開昭59−139923号公報に記載の触媒充填機が知られてい
る。同公報に記載の触媒充填機は、図６(ａ)の平面図、
及び図６(ｂ)の正面図に示されているように、粒状触媒
を蓄えるためのホッパー５０と、電磁フィーダー駆動部
５１ａ及びトラフ５１ｂからなりホッパー５０出口近傍
に配置される電磁フィーダ５１と、電磁フィーダ５１の
先端部に配置されたロート５２と、そのロート５２と反
応管とを接続する導管５３とから構成されている。

【０００３】上記構成において、ホッパー５０から送り
出される粒状触媒は、電磁フィーダ５１を振動させるこ
とによってトラフ５１ｂ上を移動しロート５２に送り込
まれるようになっており、粒状触媒の送り速度は、電磁
フィーダ駆動部５１ａに印加する電圧を調整することに
よって変化させることができる。なお、電磁フィーダ５
１はスプリング５３を介して架台５４に支持されてい
る。

【０００４】上記構成によれば、多管垂直型反応器を構
成している各反応管内に粒状触媒を充填する際に、一度
に多量の粒状触媒が殺到することに起因するブリッジン
グ現象を防いで粒状触媒を均一に充填することが可能に
なり、また、充填作業時間を大幅に短縮することができ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の触媒充填機では、粒状触媒の移送量は専ら電磁
フィーダの振動数に依存しているため、移送量を正確に
制御することが困難であり、また、複数の電磁フィーダ
を個別に振動させる構成であるため、ある反応管につい
ては粒状触媒が均一に充填されたとしても多数の反応管
それぞれを同じ充填状態にすることは困難である。ま
た、粒状触媒の移送時に発生する粉状物も粒状触媒の充
填状態がばらつく原因となっている。すなわち、電磁フ
ィーダの振動を利用して粒状触媒を移送させる場合、粒
状触媒が成形触媒または表面担持量の多い担持触媒等で
あると移送時に粉状物の発生が避けられず、その粉状物
が粒状触媒と供に移動して反応管内に侵入すると、粒状
触媒間の空隙がその粉状物によって埋められてしまい圧
力損失を高めることになる。

【０００６】このように反応管毎に圧力損失のばらつき
が生じると、圧力損失が小さい反応管については、原料
ガスが速く流れて触媒の反応不足が生じ、その逆に、圧
力損失が大きい反応管については原料ガスの流れが遅く
なって反応が過剰になる。その結果、多数本の反応管に
よって構成されている反応器の処理効率が低下するだけ
でなく、反応が過剰に行われる反応管内の粒状触媒だけ
が速く劣化するという問題が起こる。

【０００７】また、反応管内に粉状物が侵入して反応器
全体の圧力損失が高くなった場合、その反応器に対して
反応ガスを送り込むためのポンプ動力を増加させなけれ
ばならないため、ポンプの負荷が大きくなるとともに電
力の消費が増加することになる。

【０００８】従って、気相または液相反応を行う構成の
多管型反応器では、反応効率を高める上で、粒状触媒が
充填された各反応管について圧力バランスを取ることが
極めて重要になっている。

【０００９】本発明は以上のような従来の触媒充填機に
おける課題を考慮してなされたものであり、粒状触媒が
充填された各反応管の圧力損失を低く、均一に揃えて反
応効率を高めることができる粒状物の供給装置を提供す
るものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、ホッパーから
排出される粒状物の量をゲートの開度を調整することに
より調整し、排出量が調整された状態の粒状物を、複数
通路を有するトラフの各通路に導入し、複数通路を共通
して支持しているバイブレータでトラフを振動させるこ
とにより、粒状物をトラフの先端側に移動させ供給先に
供給する粒状物の供給装置であって、トラフが、トラフ
先端から少なくともトラフ先端寄り部位までに、トラフ
の先端が高くなるように傾斜部を形成してなる粒状物の
供給装置である。

【００１１】上記粒状物の供給装置において傾斜部は、
トラフ全体が上向きに傾斜するもので構成することがで
き、また、トラフ先端寄り部位からトラフ先端までが部
分的に上向きに傾斜したもので構成することもできる。

【００１２】また、傾斜部の傾斜角は１〜１０°の範囲
であることが好ましく、より好ましくは１〜５°の範囲
である。上記傾斜角が１°を下回ると、粉状物が粒状物
と供に移動して供給先である例えば反応器内に侵入する
ため好ましくない。また、傾斜角が１０°を上回ると、
粒状触媒の移送速度が低下し過ぎてトラフ上に滞留し、
そしてバイブレータによる振動が過剰に作用して新たに
粉状物を発生する恐れがあり、加えて充填時間も長くな
るという不都合が生じる。傾斜角が１〜５°の範囲で
は、充填効率を低下させずに粉状物の同伴を確実に防止
することができ、バランスの良い粒状物の供給が達成で
きる。

【００１３】本発明において、バイブレータは、トラフ
を斜め上方向に振動させるように構成することが好まし
い。

【００１４】本発明において、ホッパー内には、複数通
路に対応するように仕切壁によって仕切られた複数の貯
留室を形成することが好ましい。

【００１５】ゲートの開度の調整は、複数の貯留室出口
部に昇降自在に設けられたゲートによって行うことがで
きる。

【００１６】通路には、粒状物移送時に発生した粉状物
を排出する排出部を形成することが好ましい。一方、通
路の先端寄りにはふるい部を形成することが好ましい。
これら排出部及びふるい部は、それぞれトラフに独立に
形成されてもよく、また、同じ部位に共通して形成され
るものであってもよい。

【００１７】本発明において粒状物の形状は、特に限定
されず定形、不定形のどちらの形態であってもよいが、
定形の形態の一例としては球状、円筒状、長方形状等の
粒状物が示される。

【００１８】また、本発明において上記粒状物が触媒で
ある場合、粒状物の供給先は多管垂直型反応器の各反応
管が示される。詳しくは、酸化エチレン，無水フタル
酸，無水マレイン酸，アクロレイン，アクリル酸等の製
造に使用される、数千本に及ぶ反応管を集合させた構成
の反応器が示される。また、本発明は成形触媒、或いは
表面担持量の多い担持触媒を供給する場合に特に好適で
ある。

【００１９】本発明に従えば、ホッパーに蓄えられてい
る粒状物の排出量がまずゲートの開度によって調整さ
れ、ゲートから排出された粒状物は傾斜部を有するトラ
フの各通路に導入される。各通路内の粒状物は、トラフ
にバイブレータで振動が与えられることによってトラフ
の先端側に移動する。このとき、バイブレータの振動を
受け粒状物同士が互いに接触しその表面に付着している
粉状物が通路に脱落するため、粉状物等の不要な成分を
取り除いた状態で粒状物のみを供給先へ供給することが
できる。また、トラフの傾斜部は、粒状物に同伴してき
た粉状物や通路上に堆積した粉状物が供給先に侵入する
ことを防止することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面に示した好ましい実施
の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は、本
発明に係る粒状物の供給方法に使用する粒状物供給装置
を触媒充填機に適用した場合の構成を示したものであ
る。

【００２１】同図において、触媒充填機１は、図示しな
い反応器上部に据え付けられ、マンホール等の充填口か
ら導管Ｐを降ろし、各反応管上部にその導管Ｐの下端を
接続するようになっている。

【００２２】触媒充填装置１は、粒状物としての粒状触
媒を蓄えるホッパー２と、そのホッパー２の出口近傍か
ら斜め上向き方向に配置されたトラフ３と、そのトラフ
３に振動を与えるバイブレータ４とを有し、ホッパー２
から排出される粒状触媒をトラフ３の各通路３ａに沿っ
て移動させ、供給先としての反応器に接続されている導
管Ｐ内に導入するように構成されている。

【００２３】以下、各部の構成について詳しく説明す
る。

【００２４】ホッパー２内部には、垂直方向に平行して
形成された複数の仕切壁５によって仕切られる複数の貯
留室６が設けられている。ホッパー２の後壁面２ａは粒
状触媒の安息角より大きな傾斜に形成され、後壁面２ａ
と対向する前壁面２ｂ下方には、トラフ３の底面を略下
辺とする矩形状の開口２ｃが形成されている。なお、ホ
ッパー２はトラフ３上に配置されているが、トラフ３を
振動させた際に衝突しないよう所定の間隔が設けられて
いる。

【００２５】また、前壁面２ｂには、図２に示すよう
に、その前壁面２ｂに沿って昇降し得る第１のプレート
７が備えられおり、この第１のプレート７と平行して粒
状触媒の移送方向下流側には、梁材８の縦壁面に沿って
昇降し得る第２のプレート９が配置されている。上記第
１及び第２のプレートはそれぞれ独立して昇降させるこ
とができるようになっており、粒状触媒の排出量を調整
するためのゲートとみなすことができる。以下、第１の
プレート７及び第２のプレート９をそれぞれゲート７及
び９と呼ぶ。

【００２６】上記ゲート７及びゲート９には、それぞれ
長孔７ａ，９ａ（図１(ｂ)参照）が垂直方向に形成され
るとともに、各長孔７ａ，９ａと対応して前壁面２ｂ及
び梁材８にはそれぞれ貫通孔が穿設され、上記長孔と貫
通孔とに蝶ねじ１０ａ，１０ａがそれぞれ挿通され、ナ
ット１０ｂを締め付けることによりゲート７及びゲート
９をそれぞれ所望の高さ、すなわち所望の開口幅にて固
定することができるようになっている。なお、梁部材８
は移動架台１２上に固定されている架台ＦＲ間に水平方
向に張架されている。

【００２７】図１において、トラフ３はバイブレータ４
上面ＨＬより５°上向きに傾斜した状態でバイブレータ
４上に取り付けられている。また、トラフ３は浅箱状部
材から構成されており、貯留室６の数に対応した数の通
路３ａがそのトラフ３内に平行して設けられている。従
って貯留室６から排出される粒状触媒は、仕分けされた
状態でそのまま通路３ａ内に導入される。上記通路３ａ
の出口には、通路３ａ内を移送された粒状触媒を導管Ｐ
内に案内するための案内部が形成されている。

【００２８】案内部は、図３に示すように、通路３ａの
幅を略導管Ｐの内径まで集束させる側壁３ｂ，３ｂと、
導管Ｐの内径ｄと同径に穿設された貫通孔３ｃと、その
貫通孔３ｃと同じ内径ｄを有し貫通孔３ｃ下縁から下向
きに突設された筒部３ｄ（図１(ａ)参照）と、から構成
されている。この筒部３ｄは導管Ｐを固定する導管固定
部として機能する。なお、導管Ｐは上記筒部３ｄと反応
管とを接続するためのものであるが、反応器のすべての
部位の反応管と接続することができるよう、ゴム或いは
塩化ビニル、またはポリエチレン等の柔軟性を有する部
材で構成することが好ましい。

【００２９】また、ホッパー２下方の各通路３ａ底面に
は、通路３ａ内を移動する粒状触媒から発生した粉状物
をトラフ３外に排出するための排出部としての排出孔が
多数穿設されている。一方、通路３ａの出口寄り（粒状
触媒移動方向において案内部より上流側）には、図４に
示すように、粒状触媒の移送時において粒状触媒から発
生する粉状物をトラフ３先端側で落下させるためのふる
い部としての孔部３ｅが多数形成されている。孔部３ｅ
はパンチングメタルで構成されており、この孔部３ｅを
設けることにより、粉状物が反応管内に侵入することを
防止することができ、且つ粒状触媒の円滑な移動が得ら
れるようになっている。また、孔部３ｅと対応してその
下方には孔部３ｅを落下した粉状物を回収するための回
収箱３ｆ（図１(ａ)参照）が備えられており、この回収
箱３ｆは、回収した粒状物が満杯になった場合には取り
外して廃棄することができるようになっている。

【００３０】なお、上記孔部３ｅはパンチングメタルに
限らず、スリット状の開口で構成することもできる。要
するに、粒状触媒については通過させることができ、粉
状物については貫通孔３ｃに送らず通路３ａ外へ排出す
ることができるものであれば、任意の形状の孔部を使用
することができる。このように、孔部３ｅを備えたトラ
フ３は、振動時においてふるい部として機能するように
なっている。

【００３１】通常、上記したホッパー２、トラフ３、仕
切壁５、貯留室６、プレート７，９等は、各種金属板や
硬化性樹脂板等を加工することによって構成できるが、
金属板で構成する場合には、防錆性に優れ且つ耐薬品性
にも優れた例えばステンレス鋼を使用することが好まし
い。また、粒状物が移動する際に接触する面、具体的に
はトラフ３の通路３ａ壁面、仕切壁５、貯留室６内壁面
等の仕上げ精度については通常の仕上げで十分である
が、テフロンコーティング或いはテフロン等のシート材
貼り付け、または表面研磨を行うことにより、摩擦抵抗
を低減させることが好ましい。

【００３２】上記バイブレータ４は、キャスター１１付
きの移動架台１２上にコイルスプリング１３及びベース
フレーム１４を介して取り付けられ、バイブレータ４の
上面にトラフ３を固定している。このバイブレータ４
は、市販品で構成することができるが、電磁石を利用し
た電磁式のものを利用することが好ましい。なぜなら、
電磁石に印加する電圧を変化させることによって振動数
を変化させ粒状触媒のトラフ内移動速度を調整すること
ができるからである。また、バイブレータ４は、これら
に限らず、偏心式のモータいわゆるバイブロモータを使
用したバイブレータ、エアーの供給方向を電磁弁を介し
て切り換えることによりピストンを往復移動させる空気
式バイブレータ等、任意の振動方式のバイブレータを適
宜使用することができる。また、このバイブレータ４を
振動させる方向は、トラフ３の先端に向かって斜め上向
き方向に作用させるものとする。

【００３３】なお、図１中、符号１５はバイブレータ４
の動作を制御する制御盤を示し、符号１６は中継端子箱
を示している。

【００３４】上記構成を有する触媒充填装置の動作を以
下に説明する。なお、筒部３ｄと反応器の反応管は、予
め導管Ｐを介して接続されているものとする。

【００３５】ホッパー２の各貯留室６内にそれぞれ必要
量の粒状触媒を充填し、制御盤１５に備えられたバイブ
レータ４の電源スイッチを投入すると、バイブレータ４
がトラフ３を振動させ、ホッパー２内の粒状触媒は、ゲ
ート７，９によって排出量が規制されつつ通路３ａ内に
送り出される。

【００３６】バイブレータ４の振動方向は、斜め上向き
方向に作用するため、通路３ａ内に送り出された粒状触
媒は、トラフ３に沿ってその先端である筒部３ｄ側に移
動する。このとき、トラフ３上の粒状物は、傾斜部とし
ての傾斜している通路を溯ることになるため、水平方向
に配置されているトラフに比べ移動速度が遅くなる。そ
してトラフ３上で滞留する時間が増えた状態で振動を受
けることにより粒状触媒同士が接触してその表面に付着
している粉状物が脱落する。

【００３７】さらに、トラフ３の通路３ａ出口側には、
ふるい部としての孔部３ｅが備えられているため、粒状
触媒から脱落した粉状物がトラフ３の先端側に移動して
もその孔部３ｅから落下して通路３ａ外部に排出され
る。それにより、粉状物を完全に取り除いた粒状触媒の
みが通路３ａにおける案内部の筒部３ｄに導入される。
このようにして筒部３ｄから少量ずつ連続的に落下する
粒状触媒は、導管Ｐを介して反応管内に充填される。

【００３８】なお、本発明における傾斜部は、上記実施
形態では全体が上向きに傾斜したトラフで構成したが、
これに限らず、図５に示すように、トラフ３１における
ゲート出口部３１ａの通路については水平に配置し、そ
れより先の通路３１ｂが傾斜しているトラフで構成する
こともできる。

【００３９】また、本発明におけるゲートは、上記実施
形態においては、二枚のプレートで構成したが、これに
限らず、それ以下またはそれ以上の枚数のプレートで構
成することもできる。また、ゲートの高さは、粒状触媒
の形態、移送量等に基づいて調整することが好ましく、
ゲートの昇降については、上記実施形態に示した手動調
整に限らず、ステッピングモータやギア機構等を用いて
自動化することもできる。

【００４０】また、本発明は、上記した粒状触媒を反応
器に充填する触媒充填装置に限らず、ホッパー出口を一
箇所とし、その出口に扇状に広がるトラフを備えれば、
幅広のコンベア等に対して粒状物を供給することも可能
になる。すなわち、トラフの形状を変えることにより、
様々な構成の供給先装置に対し、粉状物を取り除いた状
態の粒状物を均一な状態で供給することができるように
なる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば、ゲートの開度によって供給量の調整さ
れた粒状物がトラフ上に排出され、粉状物が除去された
粒状物のみが供給先に供給される。従って、供給先が反
応器である場合には、各反応管内には粉状物が侵入する
ことを防止することができ、且つ粒状触媒を均一に充填
することができる。よって各反応管の圧力損失を低く、
均一に揃えることができ、反応効率を高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の触媒充填機の構成を示す説明図であ
る。

【図２】図１のゲート部の構成を示す拡大縦断面図であ
る。

【図３】図１の通路先端部の構成を示す要部平面図であ
る。

【図４】図１のトラフ先端部の構成を示す要部平面図で
ある。

【図５】本発明のトラフの他の構成を示す説明図であ
る。

【図６】従来の触媒充填機の構成を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 触媒充填機 ２ ホッパー ３ トラフ ３ａ 通路 ３ｄ 筒部 ３ｅ 孔部 ３ｆ 回収箱 ４ バイブレータ ５ 仕切壁 ６ 貯留室 ７，９ ゲート

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホッパーから排出される粒状物の量をゲ
   ートの開度を調整することにより調整し、排出量が調整
   された状態の前記粒状物を、複数通路を有するトラフの
   各通路に導入し、前記複数通路を共通して支持している
   バイブレータで前記トラフを振動させることにより、前
   記粒状物を前記トラフの先端側に移動させ供給先に供給
   する粒状物の供給装置であって、 前記トラフが、前記トラフ先端から少なくとも前記トラ
   フ先端寄り部位までに、前記トラフ先端が高くなるよう
   に傾斜部を形成してなることを特徴とする粒状物の供給
   装置。
2. 【請求項２】 前記バイブレータは、前記トラフを斜め
   上方向に振動させるように構成されている請求項１記載
   の粒状物の供給装置。
3. 【請求項３】 前記ホッパー内に、前記複数通路に対応
   するように仕切壁によって仕切られた複数の貯留室が形
   成されている請求項１または２に記載の粒状物の供給装
   置。
4. 【請求項４】 前記ゲートの開度の調整が、前記複数の
   貯留室出口部に昇降自在に設けられたゲートによって行
   われる請求項３記載の粒状物の供給装置。
5. 【請求項５】 前記通路に、前記粉状物を排出する排出
   部が形成されている請求項１〜４のいずれかに記載の粒
   状物の供給装置。
6. 【請求項６】 前記通路の先端寄りにふるい部が形成さ
   れている請求項１〜５のいずれかに記載の粒状物の供給
   装置。
7. 【請求項７】 前記粒状物が触媒であり、前記供給先が
   多管垂直型反応器の各反応管である請求項１〜６のいず
   れかに記載の粒状物の供給装置。