JP2020108886A - 固体粒子の容器内への装填 - Google Patents

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Abstract

【課題】容器、例えば反応器に固体粒子を装填するための固体粒子分配装置を提供する。【解決手段】容器に固体粒子（２２）を装填するための固体粒子の分配装置（２０）は、固体粒子供給ホッパー（２１）、回転部材と、回転部材を回転軸の周りで回転駆動するための駆動部材と、回転部材によって担持され、回転軸に対するシャフトの回転時に、立てられる、または立てられるように適合される、少なくとも１つのデフレクタ要素（２５、２５’、２５’’）のセットと、を含み、装置では、供給ホッパーは、回転軸に対して非対称に適合された少なくとも１つの開口部（２９）のセットを画定し、回転軸を通過する多くとも１つの対称面を規定する。【選択図】図３

Description

本発明は、容器、特に反応器内への固体粒子の分配に関する。
反応器、特に化学、電気化学、石油または石油化学タイプの反応器に、分割された状態の固体粒子を装填することが知られている。これらの粒子は、例えば、ボール、グレイン、円柱、トローチ、バトン、または他の任意の形状をとることができ、一般に比較的小さな寸法を有する。
粒子は、特に固体触媒のグレインであり、通常押し出されて、規則的な形状またはシングルローブまたはマルチローブのバトンの形状で生産され、その寸法は状況によって数十分の一ミリメートルから数センチメートルまで変化する場合がある。
目的は、短時間で制限された空間に多くの固体粒子を均一かつできるだけ一様に装填することである。
本明細書の残りの部分でより具体的に言及されるのは、化学反応器への触媒のグレインの「高密度装填」と呼ばれるこの用途である。ここで「高密度装填」とは、制限された空間、短い装填時間、高い密度、均一性および一様性を調和させるために行われる降雨効果による装填を意味する。
しかしながら、記載された装置は、より一般的には、固体粒子を反応器または他の容器に装填する文脈で用途を見出すことができる。
化学反応器内の触媒粒子の固定ベッドの密度を高めることを可能にするいくつかの方法と装置はすでに公知である。
例えば、国際公開第２０１０／０７６５２２号（Ｃｏｔｔａｒｄら）を引用することができる。記載された装置は、回転シャフトとデフレクタ要素を含み、比較的小さな断面のオリフィスを介して反応器に導入できるという意味で有利であり、半剛性デフレクタ要素が回転部材の回転時に立てられる。
国際公開第２０１０／０７６５２２号に記載されているタイプの装置は、一般に、反応器の上部を介して装填される粒子の導入と、落下する際の個々の粒子と機械的デフレクタとの衝突とを有し、粒子のランダムな偏差を引き起こす。このように垂直方向の落下から外れた粒子は、理想的には、充填前線の表面全体に降雨の影響で個別に自由に落下し、高密度で均一な堆積物を形成する。
分配装置は、従来、反応器の上部および反応器の中心に位置する反応器の充填開口部に設置されており、これは他の操作に問題があることが判明する可能性がある。
例えば、１つまたは複数の測定プローブ（またはセンサ）を反応器の内側に配置して、特に充填中に反応器にすでに落下した固体粒子のレベルを測定することができる。より一般的には、容器への固体粒子の装填の監視に関連するパラメータを測定するために、プローブが反応器内に設置される。
それにも関わらず、特に分配装置とプローブ支持体を含むこの種の分配システムの反応器への設置は、実行が比較的困難であることが判明する可能性がある。このタイプの機器のオペレータが直面する主な制約の１つは、プレート、熱電対、およびこれらの要素の支持を含む場合がある反応器の極端な内部全体のサイズにリンクされていることである。したがって、この制約は、設置と調整のために分配装置を操作するためにオペレータが利用できる小さな空間にリンクしている。
国際公開第２０１０／０７６５２２号
したがって、全体のサイズの点でそれほど厳しくない制約を有する固体粒子を装填するシステムの必要性が存在する。
容器、例えば反応器に固体粒子を装填するために固体粒子を分配させるための装置が提案され、
重力によってホッパーから粒子を排出するための少なくとも１つの開口部のセットを画定する固体粒子供給ホッパーと、
回転部材と、回転部材に結合されて、重力ベクトルの方向の成分をもつ方向を有する回転軸、例えば重力ベクトルに平行な回転軸の周りに回転するように回転部材を駆動する駆動部材と、
供給ホッパーの少なくとも１つの開口部のセットの下流に、回転軸に対して立てられた、または回転軸に対して立てられるように適合された回転部材によって担持された少なくとも１つのデフレクタ要素のセットと、を含む。
本発明によれば、供給ホッパーの少なくとも１つの開口部のセットが、回転軸に対して非対称に適合して、回転軸を通過する多くとも１つの対称面を規定する。
少なくとも１つの開口部のこのセットは、回転軸に垂直で、かつ少なくとも１つの開口部のセットの下に位置する少なくとも１つの平面（有利には、少なくとも１つの開口部のセットと少なくとも１つのデフレクタ要素のセットとの間の）について、平面内にあって頂点が回転軸上にある第１の角度セクタを通って落下する粒子の流量は、その平面内にあって頂点が回転軸上にある第２の角度セクタを通って落下する粒子の流量よりも厳密に高くなるように適合されてもよく、第１および第２の角度セクタは同じ角度値を有し、分離されている。
例えば、少なくとも１つの開口部のセットは、例えば、回転軸がホッパーの対称軸と異なる状況において、円形ベースを備えた円筒形ホッパーに対して対称的に分布していてもよい。特に、これらの２つの軸は平行であってもよい。回転軸の一方の側の粒子の流量は、他方の側よりも高い。
ホッパーは、例えば、非円形のプロファイル、例えば楕円形または長方形のプロファイルを有してもよい。
円形プロファイルと、粒子の排出の少なくとも１つの方向を別の方向よりも有利にするために回転軸に対して非対称に適合された少なくとも１つの有効セクションのセットを有する少なくとも１つの開口部のセットと、を備えたホッパーが提供されてもよい。
少なくとも１つの開口部のセットは、ホッパーの１つまたは複数の側壁および／またはホッパーの底部に画定されてもよい。
例えば、異なるサイズの複数の開口部があってもよく、特に、ホッパーの一方の側が他方の側よりも大きい開口部を含んでもよい。このような非対称性により、１つまたは複数の他の粒子を犠牲にして、粒子の１つまたは複数の分布方向を優先させることができる。
また、容器の垂直中心軸に対して偏心するように分配装置を設置することにより、比較的均一な装填を達成することができる。この偏心した設置により、プローブなどの他の要素のための空間を空けることができる。したがって、本発明は、高密度な装填とコンパクトさを組み合わせることができる。
さらに、このようにして容器の中心の空間を解放することを可能にすることにより、比較的中央に配置されたセンサによって行われる測定は、センサが偏心している場合よりも信頼性が高いことが証明されているので、本発明は装填のより良い監視を可能にすることができる。
例えば、ホッパーの壁の角度位置に応じて高さが変化するストリップを形成する開口部があってもよく、その結果、粒子が他の１つまたは複数を犠牲にして１つまたは複数の方向に落下することが好ましい。
一実施形態では、少なくとも１つの開口部は、例えばフラップまたは他の手段により個別に調整されてもよい。これにより、角度位置による流量の変動の調整が可能になり、したがって、容器内の選択された位置へのより良い適応が可能になる。
少なくとも１つのデフレクタ要素のセットは、回転軸を通る複数の対称軸を規定することができ、回転速度は少なくとも１回転にわたって一定であり得る。
しかしながら、少なくとも１つのデフレクタ要素のセットは、有利には、回転軸に対して立てられたときに、回転部材の回転軸に垂直な平面内のセットの投影が、回転軸の周りに非対称分布を有し、回転軸を通る対称面を多くとも１つ規定するようなものであってもよい。
駆動部材は、有利には、それが結合される回転部材が３６０°以下の角度範囲にわたって角速度の変動を伴う運動をもたらすようなものであってもよい。
例えば、速度は３５０°未満の角度範囲で高く、残りの範囲で低くなってもよい。したがって、１回転中に、反発の速度（デフレクタ要素の粒子への透過性を指す言語の乱用により）を変更することができ、それは、これらのデフレクタ要素の反発がデフレクタ要素の速度に依存するためであって、これにより、他の分配方向を犠牲にして一部の分配方向を優先することができる。
しかしながら、駆動部材は、有利には、それが結合される回転部材が、３６０°以下、有利には３５０°以下の角度範囲の端部で回転方向が反転する振動運動を行うようなものであってもよい。
したがって、例えば、回転部材は、３５０°以下、有利には３３０°以下、有利には３２０°以下、有利には３１０°以下、有利には２７０°以下の角度範囲にわたって、１つの回転方向から反対方向に向かう往復運動を行うことができる。
したがって、より大きな偏向角度範囲と限られた移動距離にわたる回転を組み合わせることにより、その角度範囲に対応する偏差方向を優先することができ、この装置を容器、例えば反応器の対称軸または中心軸に設置するのではなく、偏心して設置することにより、均一な装填とより小さい全体サイズの調整を達成することができる。したがって、センサなどの他の機器を設置するための空間を解放できる。
従来技術では、デフレクタ要素は、回転シャフトの周囲に規則的に分布した半剛性材料のストラップを含んでもよい。ストラップはもちろん別の要素であるが、回転軸に垂直なときにスムージング、例えばストラップの２０°または３０°（またはより厳密に７２０°をストラップの数で割ったもの、例えば６本のストラップの場合は１２０°）にわたって平均化すれば、３６０°にわたる等方性分布が達成される。ストラップの投影は、２、３、４、またはそれ以上の対称面を規定する。
上記の装置では、デフレクタ要素が回転軸に対して立てられたとき、回転軸に垂直な平面内のそれらの投影は、回転軸を通る対称面を規定せず、１つのみを規定する。
特に、ローブの分布は、ローブの形状に応じて、回転軸を通る単一の対称面を規定することができるか、または対称面を規定しない。
一実施形態では、単一のデフレクタ要素があってもよい。
そのデフレクタ要素は、より大きな偏向角度範囲を規定するように半径方向の長さが変化する状態で、回転軸の周りに３６０°延びていてもよい。このデフレクタ要素は、例えば、可撓性または剛性の材料から作製することができる。
あるいは、この単一のデフレクタ要素は、制限された範囲、例えば２７０°にわたって、１８０°にわたって、または６０°以下にわたって延びてもよい。半径方向の長さは、このすべての制限された範囲で同一であるか、異なってもよい。
別の実施形態では、セットは、異なるサイズであり得る複数のデフレクタ要素を含んでもよい。
各デフレクタ要素は、例えば、１°から３０°、有利には５°から２０°、例えば１０°程度の角度範囲を占めることができる。
一実施形態では、デフレクタ要素は、回転部材の全周囲にわたって提供され得るが、例えば、隣接するデフレクタ要素間の間隔、長さおよび／または材料はデフレクタ要素ごとに異なる。
デフレクタ要素は、制限された角度範囲、例えば、３２０°未満、有利には２８０°、１８０°、または１２０°未満、しかし有利には５°を超えて及ぶ範囲のみに分布してもよい。
デフレクタ要素は、任意選択的に、この制限された角度範囲内で規則的に分布してもよく、そうでなくてもよい。
この制限された角度範囲にわたって分布するデフレクタ要素は、任意選択的に同一の材料で作られていてもよく、そうでなくてもよい。
この制限された角度範囲に分布するデフレクタ要素は、任意選択的に、同一または異なる長さ（半径方向）を有してもよい。
複数のデフレクタ要素は、有利には、少なくとも１つの短いデフレクタ要素と少なくとも１つの長いデフレクタ要素を含み、各長いデフレクタ要素は短いデフレクタ要素の長さより大きい半径方向の長さを有する。
一実施形態では、制限角度範囲にのみ分布する複数のデフレクタ要素は、その制限角度範囲のそれぞれの端部に２つの短いデフレクタ要素と、これら２つの短いデフレクタ要素間の少なくとも１つの長いデフレクタ要素を含んでもよい。
別の実施形態では、３６０°にわたって分布する４〜１２個のデフレクタ要素があってもよい。例えば、デフレクタ要素のセットは、長さが変化するデフレクタ要素を含んでもよい。
本発明は、デフレクタ要素の特定の形態に限定されない。
少なくとも１つのデフレクタ要素は、有利には、このデフレクタ要素が、回転部材の回転とは独立に、容器内への導入位置から回転軸に対して立てられた位置に行くことができるように、回転部材と関節接続を画定してもよい。
したがって、特に、装置は、少なくとも１つのデフレクタ要素と協働する少なくとも１つの連結部材をさらに含み、連結部材のロッドが作動するときに、デフレクタ要素を容器内への導入位置から回転軸に対して立てられた位置まで行くことができる、例えば上または下に引っ張られる。
例えば、少なくとも１つのデフレクタ要素は、剛性材料で作られてもよい。
例えば、剛性デフレクタ要素は、この剛性デフレクタ要素が容器への導入位置から回転軸に対して立てられた位置まで通過できるように、回転部材と関節接続を画定する剛性ロッドを含んでもよい。この通過は、任意選択的に単に回転のために行われてもよいし、そうでなくてもよい。
容器への導入位置では、デフレクタ要素は、回転軸に対して平行またはわずかに傾いていてもよい（その軸と０〜３０°の角度を有利に形成する）。
別の例によれば、少なくとも１つのデフレクタ要素は、可撓性または半剛性材料で作られたストラップを含んでもよい。
ストラップは、例えば硬質プラスチック、例えばＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ゴム、強化ゴム、または他の材料から作られてもよい。
特に、アルミニウム製のコアとゴム製のカバーまたはマトリックスを提供できる。
振動運動は、３６０°以下、有利には３００°以下の角度範囲にわたって有利に生成され得る。
往復運動は、有利には周期的、すなわち数秒間、有利には数分間同一であってもよい。
周期は、数分の１秒のオーダー、例えば、１００分の１秒または１０分の１秒のオーダー、または例えば１秒のオーダーであってもよい。
駆動部材は、有利には、回転部材の角速度が、時間の少なくとも８０％、有利には時間の少なくとも９０％または９５％の最大値の少なくとも８０％を表すようなものであってもよい。したがって、ゼロ交差は比較的急峻であり、遠心力によって立てられたデフレクタ要素の場合に有利となり得る。
公知の方法では、装填される粒子の分布は角速度の関数である。
比較的複雑な振動運動も使用でき、例えば、すべての周期で拡張された角度範囲を掃引し、周期ごとに数回拡張された角度範囲で外接角度範囲を掃引する。いくつかの期間の経過にわたって、デフレクタ要素は、外接する角度範囲で統計的に長く存在する。
駆動部材は、３６０°以下の角度範囲にわたる角速度の変動を伴う運動、例えば振動運動を生じさせるように制御されるモータを含んでもよい。その場合、装置は、例えば、モータを制御するためのマイクロコントローラタイプの処理手段を含んでもよい。
駆動部材は、例えばステッピングモータを含んでもよい。
電動モータを制御するための処理手段、例えば、マイクロコントローラまたは他の手段は、電動モータに振動運動を課すように電動モータを制御するようにプログラムされてもよい。
これらの処理手段は、モータで運ばれるか、または反応器の外側に残っていてもよい。
本発明は、上記の往復運動を行う限り、処理手段の特定の形態に限定されない。
別の実施形態では、駆動部材は、連続回転運動を行うように制御されるモータ、例えば電動モータまたは他のモータと、モータの連続回転運動を３６０°以下の角度範囲にわたる角速度の変動を伴う運動、例えば３６０°以下、有利には３５０°以下の角度範囲に制限される振動運動に変換するための要素と、を含んでもよい。これらの変換要素は、一方ではモータと、他方では回転部材と協働してもよい。これらの変換要素は、例えば、ローラ、カム、および／またはモータのシャフトおよび回転部材と協働する、当業者に周知の他の運動変換要素を含んでもよい。
特に、変換要素は、振り子時計のように、回転運動を振動運動に変換するために、開口部に配置されたピンを端部に有するオフセットラグを備えた偏心ローラを含んでもよい。
駆動部材は、機械的運動を伴う空気圧モータを含んでもよい。
回転軸および供給ホッパーは、例えば任意選択で同軸であってもよい。特に、少なくとも１つの非対称開口部のセットの場合、そのセットの開口部または複数の開口部に対してオフセットされた回転軸が提供されてもよい。
分配装置は、駆動部材および／または回転部材と協働するかまたは一体である回転シャフトを含んでもよい。
そのシャフトは、任意選択的に供給ホッパーに受け入れられてもよい。例えば、シャフトに対してわずかにオフセットした供給ホッパーがあり得る。
デフレクタ要素は、任意選択で、例えば複数のレベルで、互いに異なる高さに固定されてもよい。
複数のレベルに分布されたデフレクタ要素の場合、任意選択で、あるレベルから別のレベルに五点形分布を提供することができる。
さらに、水平な床に置かれたときに中心垂直軸を規定する容器と、容器に中心垂直軸に対して偏心した位置に設置された上記装置と、を含むアセンブリが提案される。
容器は、反応器または他の容器であってもよい。
反応器は、任意選択で、化学的、電気化学的、石油または石油化学的タイプのものであってもよい。
反応器は、触媒反応中に試薬および生成物を収容するように適合されてもよい。
容器は、その上部に、容器の最大直径と同じ直径の、または有利にはより小さい直径のオリフィスを有してもよい。
容器の最大直径は、数メートル程度、あるいは１メートル以下の程度であってもよい。
オリフィスの直径は、例えば、数メートル、１メートルまたは１デシメートル程度であってもよい。後者の場合、複数の折り畳み可能な剛性デフレクタ要素を提供することが特に有利であり得る。
さらに、上部にオリフィスを有する容器、例えば反応器内に上記のような固体粒子を分配する装置を設置するための方法が提案され、本方法では、容器の中心軸に対して偏心位置にある少なくとも回転部材および少なくとも１つのデフレクタ要素のセットがオリフィスを通過する。設置は、容器の上部に画定されたオリフィスを介して行われる。
このオリフィスは、一実施形態では、比較的小さな寸法を有してもよく、偏心していてもよい。
最後に、本発明は、中央垂直軸を含む容器、好ましくは触媒反応器に固体粒子を装填する方法にある。本方法は、
ａ）上部に、好ましくは容器の中心軸に対して偏心した位置にある容器の開口部を介した、上記の分配装置の容器内への設置と、
ｂ）装置の回転部材を回転するように駆動することと、
ｃ）回転部材が回転し続けている間に、装置の供給ホッパーに粒子を導入することにより粒子を装填することと、を含む。
１つの好ましい実施形態によれば、回転部材は、３５０°以下、好ましくは３３０°以下、より好ましくは３２０°以下、より良好には３１０°以下、さらにより良好には２７０°以下に及ぶ角度範囲の端部で回転方向が反転する振動運動（すなわち、往復運動）を行う。
本出願において、「高い」、「低い」、「上部」、「下部」、「垂直」、「水平」、「横方向」、「上方」、「下方」などの用語は、それらの用語の標準的な意味で定義され（つまり、垂直方向は重力ベクトルの方向であり、重力ベクトルは下向きになっている）、通常の使用条件の下に置かれた容器の場合、すなわち、長手方向軸が重力ベクトルの方向を向いている。もちろん、クレームされた主題は、特に輸送中に異なる方向に向けることができる。
原則として、本出願では、「１つ」は「１つまたは複数」を意味する。
特に、本発明は、例えば高さが数十センチメートルで開口部が直径数センチメートルの小さな寸法の反応器に用途を見出すことができる。これらの反応器は、触媒反応に適していてもよい。
しかし、本発明はその用途に限定されない。例えば、反応器の高さが数メートル、直径が数メートルであってもよい
本発明は、非限定的な実施形態を示す図を参照してよりよく理解されるであろう。
反応器と従来技術の固体粒子分配装置の一例を含むアセンブリを模式的に示す図である。 動いているときの従来技術のアセンブリの一例の下からの概略図である。 一実施形態による、動いているときのアセンブリの一例の上からの概略図である。 動いているときの別の実施形態による固体粒子分配装置の一例の概略断面図である。 停止または低速で回転しているときの、別の実施形態による固体粒子分配装置の一例の一部の概略斜視図である。 本発明の一実施形態によるアセンブリの一例の一部の垂直面における断面図である。 容器内への導入位置にデフレクタ要素を備えた、別の実施形態による固体粒子分配装置の一例の一部の概略斜視図である。 停止または低速で回転しているときの図７Ａからの固体粒子分配装置の例の一部の概略斜視図である。 停止または低速で回転しているときの、別の実施形態による固体粒子分配装置の一例の一部の高度に概略的な図である。
同一または類似の要素を指定するために、１つの図から別の図に同一の符号を使用することがある。
図１を参照すると、反応器１は、特に固体粒子６、７を分配するための装置３の通路のために、オリフィスと呼ばれる開口部１３を画定する。
分配装置３は、例えば、国際公開第２０１０／０７６５２２号に記載されているものと同じタイプのものであってもよい。
示された例では、分配装置は、アーム上の反応器１のプレート４に載っている。
装置３は、固体粒子のより良い分配のために、半剛性ストラップ９をさらに含む。これらの半剛性ストラップ９はそれぞれ、固体粒子６、７を供給するためのホッパー５を通って垂直軸（Ｄ）に沿って延在するシャフト３１に一端が固定されている。
このホッパーは、それ自体公知の方法で、図示されていない固体粒子の貯蔵部に接続されてもよい。
装填中に、固体粒子は、ストラップ９の上方に位置するホッパーの一端に画定された開口部８を通って流れる。
また、シャフト３１が、図示されていないモータによって回転駆動されるので、ストラップがシャフトから斜めに離れるように延びる。
ホッパー５から落下する粒子は、これらのストラップ上で跳ね返りやすく、したがって、軌道から逸脱する傾向がある。これらのいくぶんランダムな偏差により、固体粒子の高密度装填が可能になる。
分配装置３は、反応器１に不活性ボール６および触媒粒子７を装填することを可能にする。
反応器に装填された製品、または反応器の装填により、分配装置、例えば図１のベッド６、７によって反応器に分配される固体粒子は、用語の化学的な意味での試薬および製品、および／またはその他を意味する。
図２を参照すると、従来技術で公知のタイプの固体粒子分配装置が、反応器の開口部１３を介して反応器１に設置されて示されている。
この装置は、その中心軸上でシャフト１７と交差するホッパー５を含む。
このシャフト１７は、ホッパー５を越えて下方に延びており、端部には、シャフトの周囲に規則的に分配された４つの同一のストラップが取り付けられている。
図２に示すように、シャフトが回転駆動されると、ストラップはシャフトに対して立てられる。角速度は、少なくとも約１０回転にわたって、通常は比較的長い期間にわたって一定である。したがって、ストラップは、ブレードの分布の対称性と回転方向の反転がないため、優先方向なしに、大量の固体粒子を散らすことができる。
図３を参照すると、本発明の一実施形態による方法に従って反応器１０に設置されたときの一実施形態による固体粒子分配装置２０の一例が示されている。
この固体粒子分配装置２０は、例えば直径１０ｃｍまたは１２ｃｍの反応器のオリフィス２に収容される例えば直径８ｃｍのホッパー２１を含む。
ホッパー２１は、ホッパー２１内を循環する固体粒子（図示せず）を通過させるために、円筒形ホッパー２１の底部全体を占める開口部２９を越えて下方に延びるシャフト２４と交差している。
シャフト２４とホッパー２１は同心ではなく、シャフト２４はホッパー２１の中心対称軸に対して偏心していることが分かる。その結果、開口部２９は、このシャフト２４に対して非対称に適合され、その結果、固体粒子の流量は、シャフトの一方の側が他方の側よりも高くなる。
この例では、８つのストラップ２５、２５’、２５’’がこのシャフト２４に取り付けられている。
この例では、これらのストラップの各々は、ゴム製のシースで囲まれたアルミニウムのコア（図示せず）を含む。
ストラップ２５、２５’、２５’’の各々は、ピボット接続を形成するために一端でシャフト２４に固定され、他端は自由のままであるため、シャフトが動いているときにストラップをシャフトに対して立てることができる。
あるいは、ストラップ２５’’は非常に短いので、シャフト２４にしっかりと取り付けることができる。
ストラップのセットは、回転運動中のシートの平面に平行な平面におけるそれらの投影が、シャフト２４の軸の周りに非対称的に分布するように適合されている、すなわち、このシャフトを通過する対称面を区別することができない。
この実施形態では、ストラップは３６０°で分布している。
図示されていない実施形態では、ストラップは、ほぼ９０°にわたって広がる角度範囲に外接され、回転軸に対してそれと対称的な角度範囲にわたってストラップはない。
シャフト２４は、例えば２４０°の移動後に回転方向を変える振動運動で駆動される。
シャフト２４は、反応器の中心軸に対して偏心して設置されており、他の装置３０を設置するための空間を空けることができる。
シャフト２４は、最初に、ゼロ速度で交差する平面が、反応器の中心軸とシャフトを通る垂直平面のいずれかの側に、同様の距離または等しい距離であるように配向され、振動運動中、この垂直面は、少なくとも１つの比較的長いストラップ２５、２５’によってしばしば交差され、これにより、反応器の中心および装置２０からより離れた反応器の壁の部分への偏差を促進する。したがって、反応器の比較的高密度の装填を達成することができる。
この例では、すべてのストラップが同じ長さではない（急速な動きの場合、半径方向に）わけではなく、ストラップ２５はストラップ２５’よりも短く、反応器の壁近くのストラップ２５’’はストラップ２５’よりもさらに短いことに留意されたい。
図４の実施形態では、わずかにまたはほとんど円形の非常に柔軟な材料の層から製造されたただ１つのデフレクタ要素１２５が、シャフト１１７の周りに偏心して取り付けられている。
シャフトの周りに立てられたとき、またはフラットのとき、角度θ１に対応する第１の角度セクタ１０１上の、このデフレクタ要素の面積は、シャフト１１７の軸に対してセクタ１０１に対称な（および角度θ１’に対応し、したがってθ１と等しい値）第２の角度セクタ１０２上のこのデフレクタ要素の面積よりもはるかに高い。
したがって、振動運動を適用することにより、好ましくは粒子を角度セクタ１０１上に傾けることにより、粒子の偏差の等方性を解消し、反応器の中心軸に対する偏心位置によって引き起こされる対称性の欠如を緩和することが可能である。
図５の実施形態では、ストラップ２２５は様々な高さに配置され、異なる長さを有する。
急速な動きの場合、回転軸に垂直な平面（Ｐ）のストラップの突起は、角度φ１のシャフトに結び付けられた角度セクタよりも、角度φ２＝φ１にわたって広がる対称な角度セクタよりも大きい領域に対応する。
図６には、一部３１１のみが示されている反応器、固体粒子分配装置、および熱電対３１８を含む一実施形態によるアセンブリの上部が示されている。
熱電対３１８は、反応器の上部開口部を覆うカバー３１２に固定されている。
このカバー３１２は、より大きな直径の上部３０５に固定された小さな直径のホッパー下部３０６を導入することができる通路を画定する。
この通路は、例えば、１２センチメートルに対して、１０センチメートルのオーダーの直径を有してもよい。
反応器は、例えば６０センチメートルの直径を有し、５立方メートルに近い容積を画定してもよい。
このカバー３１２のおかげで、粉塵による漏れや損傷が防止され、さらに、反応器を開く必要がなくなるため、準備時間が短縮される。
ホッパーを通過するのは、交互運動モータ３０７と、シャフト３１７に取り付けられて関節運動する剛性プラスチックストラップ３２５に接続されたシャフト３１７である。
ホッパー３０５、３０６は、反応器の開口部の中心軸に対してオフセットして設置される。
これらのストラップ３２５は、シャフト３１７の回転軸の周りに３６０°にわたって分布するのではなく、例えば、６０°未満の限られた角度部分にわたって分布する。
分配装置が反応器に設置され、ストラップが少なくとも大まかに言って反応器の中心に向かって配向される。
ホッパー３０６には、ほとんどストラップ３２５の上方に示されていない開口部を介して流れる触媒（図示せず）が充填されている。
モータ３０７は、モータ３０７のロータに固定されたシャフト３１７に振動運動をインポートするようにプログラムされた、示されていないマイクロコントローラによって制御される。
例えば、毎秒５０〜５００周期、例えば毎秒１００または２００周期が提供されてもよい。
図７Ａおよび図７Ｂの実施形態では、分配装置４１７は、複数の、ここでは４つの横方向開口部４１９を画定するホッパー４１８を含む。
この実施例では、各開口部４１９は、垂直レール上に取り付けられてスライドするブロッキングフラップ４２０を備えている。したがって、各開口部４１９の有効断面は、開口部４１９のセットがホッパーの周囲に非対称的に分布し、特定の方向にホッパーに含まれる粒子の排出を促進するように調整することができる。
これらの開口部４１８の下には、剛性プラスチック製のデフレクタ要素４２５が回転要素４２１に取り付けられている。
その回転要素４２１は、符号を付していない変換手段により、ホッパーに対して中央に配置され、図示されていないモータによって回転駆動されるホッパーを横切るシャフトと協働する。
特にローラを含むこれらの変換手段は、シャフトの連続回転運動を回転要素４２１の振動運動に変換することを可能にする。
各デフレクタ要素４２５の端部の関節は、そのデフレクタ要素と回転要素４２１との間のピボット接続を画定する。
より正確には、互いに向かい合う２つのフランジ４２７がデフレクタ要素にねじで固定されている。これらのフランジ４２７は、回転要素４２１に画定された穴を通過するロッド４２６を受け入れるためのオリフィスを画定する。
したがって、このピボット接続のおかげで、デフレクタ要素４２５は、図７Ａに示すような容器内への導入位置から、図７Ｂに示すような展開位置まで通過することができる。
この実施形態では、１つの位置から他の位置へのこの通過は、連結部材４２２によって達成される。この部材は、互いに関節接合された複数のロッドを含み、中央垂直ロッド４２３と放射状ロッド４２４を含む。放射状ロッド４２４は、デフレクタ要素２４５に関節接合され、連結部材４２２は、中央ロッド４２３の垂直運動が、傘のように、放射状ロッド４２４、したがってデフレクタ要素４２５の動きを駆動するようになっている。
したがって、容器に取り付けられたデフレクタ要素は、モータを始動する前に立てられてもよい。
したがって、デフレクタ要素の角度に対する回転速度の影響を減らすことができ、場合によってはゼロにすることができる。したがって、回転速度は、回転軸とデフレクタ要素に結び付けられた長手方向との間のこの角度とは独立に、粒子の透過性に影響を与えることができる。
連結部材は、有利には、少なくとも１つのデフレクタ要素（例えば、デフレクタ要素のすべてまたは各デフレクタ要素）の角度位置が調整可能になるように適合されてもよい。
この装置は、その非対称性により、装填に関して比較的高い性能を提供することが証明されている。
実際、出願人は、容器の寸法、回転速度、デフレクタ要素の寸法、粒子の大きさ、粒子の重量、装填されたすべての粒子の質量などを含む、特定の数のパラメータの関数として、装填密度を比較的満足のいく方法でシミュレートした。図１と同じタイプの分配装置でテストを実行する前にこのようなシミュレーションを実施すると、実験結果はシミュレーションで得られた結果と一致する。
シミュレーションとテストは、図７Ｂの分配装置を使用して実行され、シミュレーションは、公知のシミュレーション方法に従って、実際のテスト値に対応するパラメータの値（容器の寸法、デフレクタ要素の平均長さ、デフレクタ要素の幅など）を用いて実行された。驚くべきことに、シミュレートされた密度よりもはるかに高い装填密度が達成される。シミュレートされた予想される密度は、立方メートルあたり１．４６２トンであったが、実験により、分配装置が容器内の偏心位置を占有した場合、実験では立方メートルあたり１．５０５トンの密度、つまりほぼ１５％の増加が生じた。
図８を参照すると、別の実施形態による分配装置の例が示されており、デフレクタ要素５２５はすべて同じ長さであり、ホッパーがシャフト５１０の回転軸に対して非対称の開口部５１８を画定する間、一定速度で連続回転運動で駆動される。したがって、触媒のグレインはほとんど容器の中心に向かって放出され、デフレクタ要素により相対的な均一性が得られる。
容器５０１は、少数の排出口、ここでは２つの排出口５０３、５０４を画定するカバー５０２によって上部が閉じられていることに留意されたい。一方の排出口５０３は分配装置の通過に対応し、他方の排出口５０４はプローブまたは他の装置の通過に対応してもよい。
１ 反応器
２ オリフィス
３ 分配装置
４ プレート
５ ホッパー
６ 固体粒子、不活性ボール、ベッド
７ 固体粒子、触媒粒子、ベッド
８ 開口部
９ ストラップ
１０ 反応器
１３ 開口部
１７ シャフト
２０ 固体粒子分配装置
２１ ホッパー
２４ シャフト
２５ ストラップ
２５’ ストラップ
２５’’ ストラップ
２９ 開口部
３０ 他の装置
３１ シャフト
１０１ 第１の角度セクタ
１０２ 第２の角度セクタ
１１７ シャフト
１２５ デフレクタ要素
２２５ ストラップ
２４５ デフレクタ要素
３０５ 上部、ホッパー
３０６ ホッパー下部、ホッパー
３０７ 交互運動モータ
３１１ 一部
３１２ カバー
３１７ シャフト
３１８ 熱電対
３２５ プラスチックストラップ
４１７ 分配装置
４１８ ホッパー、開口部
４１９ 横方向開口部
４２０ ブロッキングフラップ
４２１ 回転要素
４２２ 連結部材
４２３ 中央垂直ロッド、中央ロッド
４２４ 放射状ロッド
４２５ デフレクタ要素
４２６ ロッド
４２７ フランジ
５０１ 容器
５０２ カバー
５０３ 排出口
５０４ 排出口
５１０ シャフト
５１８ 開口部
５２５ デフレクタ要素

Claims (16)

  1. 容器に固体粒子を装填する場合に前記粒子を分配するための装置（２０）であって、
    重力によってホッパーから前記粒子を排出するための少なくとも１つの開口部（２９）のセットを画定する固体粒子供給ホッパー（２１）と、
    回転部材（２４）と、
    前記回転部材に結合されて、重力ベクトルの方向の成分をもつ方向を有する回転軸の周りに回転するように前記回転部材を駆動する駆動部材と、
    前記供給ホッパーの前記少なくとも１つの開口部のセットの下流における、前記回転軸に対して立てられた、または、前記回転軸に対して立てられるように構成された前記回転部材によって担持された少なくとも１つのデフレクタ要素（２５、２５’、２５’’）のセットと、を含み、
    前記供給ホッパーの前記少なくとも１つの開口部のセットが、前記回転軸に対して非対称に適合して、前記回転軸を通過するせいぜい１つの対称面を規定することを特徴とする、装置（２０）。
  2. 前記少なくとも１つのデフレクタ要素のセットは、前記回転軸に対して立てられたときに、前記回転部材の前記回転軸に垂直な平面内の前記セットの投影が、前記回転軸の周りに非対称分布を有し、前記回転軸を通る対称面をせいぜい１つ規定する、請求項１に記載の分配装置。
  3. 前記駆動部材は、前記駆動部材が結合されている前記回転部材（２４；１１７；２１７；３１７；４２１）が、最大で３５０°に及ぶ角度範囲の端部で回転方向が反転する振動運動を生じさせるようなものである、請求項１または２に記載の分配装置。
  4. 少なくとも１つのデフレクタ要素（２５；３２５；４２５；５２５）は剛性である、請求項１から３のいずれか一項に記載の分配装置。
  5. 少なくとも１つのデフレクタ要素（４２５）は、このデフレクタ要素が、前記回転部材の前記回転とは独立に、前記容器内への導入位置から前記回転軸に対して立てられた位置に設定され得るように、前記回転部材（４２１）と関節接続を画定する、請求項１から４のいずれか一項に記載の分配装置。
  6. 少なくとも１つのデフレクタ要素（４２５）と協働する少なくとも１つの連結部材（４１９）をさらに含み、
    前記連結部材のロッド（４２３）が作動するときに、前記デフレクタ要素を前記容器内への前記導入位置から前記回転軸に対して立てられた位置まで移動させることができる、請求項５に記載の分配装置。
  7. 前記駆動部材は、連続回転運動を生じさせるように制御されるモータと、前記モータの前記連続回転運動を３６０°以下の角度範囲にわたって角速度の変動を伴う運動に変換する要素と、を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の分配装置。
  8. 複数のデフレクタ要素（２５、２５’、２５’’；２２５；３２５；４２５；５２５）を含み、好ましくは、そのサイズが異なる、請求項１から７のいずれか一項に記載の分配装置。
  9. 前記デフレクタ要素は、５°を超えて３２０°未満、好ましくは２８０°未満、より好ましくは１８０°未満、さらにより良好には１２０°未満の角度範囲にわたって分布している、請求項１から８のいずれか一項に記載の分配装置。
  10. 前記回転軸は前記ホッパーの軸とは異なる、請求項１から９のいずれか一項に記載の分配装置。
  11. 前記供給ホッパーの前記少なくとも１つの開口部のセットが、異なるサイズの複数の開口部、特に前記ホッパーの一方の側のサイズが他方の側よりも大きい開口部を含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の分配装置。
  12. 上部にオリフィスを有する容器に、請求項１から１１のいずれか一項に記載の固体粒子分配装置を設置するための方法であって、
    少なくとも前記回転部材および前記少なくとも１つのデフレクタ要素のセットが、前記容器の中心軸に対して偏心した位置で前記オリフィスを通過するようにする、方法。
  13. 中心垂直軸を規定する容器（１０；３１１；５０１）と、
    前記中心軸に対して偏心した位置の上部に規定された前記容器の開口部を介して前記容器に設置された、請求項１から１１のいずれか一項に記載の分配装置（２０；４１７）と、を含むアセンブリ。
  14. 前記容器は触媒反応反応器である、請求項１３に記載のアセンブリ。
  15. 中心垂直軸を含む容器に固体粒子を装填する方法であって、
    ａ）上部、好ましくは前記容器の中心軸に対して偏心した位置にある前記容器の開口部を介した、請求項１から１１のいずれか一項に記載の分配装置（２０； ４１７）の前記容器内への設置と、
    ｂ）前記装置の前記回転部材（２４；１１７；２１７；３１７；４２１）を回転するように駆動することと、
    ｃ）前記回転部材が回転し続けている間に、前記装置の前記供給ホッパー（２１）に粒子を導入することにより前記粒子を装填することと、を含む方法。
  16. 前記回転部材は、３５０°以下、好ましくは３３０°以下、より好ましくは３２０°以下、より良好には３１０°以下、さらにより良好には２７０°以下に及ぶ角度範囲の端部で回転方向が反転する振動運動を行うことを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
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