JPH01254242A - 流動層反応装置及び流動層反応方法 - Google Patents
流動層反応装置及び流動層反応方法Info
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- JPH01254242A JPH01254242A JP63294272A JP29427288A JPH01254242A JP H01254242 A JPH01254242 A JP H01254242A JP 63294272 A JP63294272 A JP 63294272A JP 29427288 A JP29427288 A JP 29427288A JP H01254242 A JPH01254242 A JP H01254242A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
ｉｔよ二皿旦ユ１
本発明は、粒子の破砕や流動層処理塔からの飛散が少な
く且つ温度制御の容易な流動層反応装置及びそれを用い
た流動層反応方法に関する。
く且つ温度制御の容易な流動層反応装置及びそれを用い
た流動層反応方法に関する。
従来の技術
流動層での発熱を伴う処理においては次の様な四題があ
った。例えば石油ピッチを造粒し、酸化不融化する際に
、空気により造粒ピッチを流動させつつ、温度を、ヒげ
て酸化不融化処理することは従来からよく行なわれてい
る方法であるが、いかに流動層が熱の利用効率の優れた
装置であったとしても流動用空気のみを用いて酸化によ
る大量の発熱を除去するためには粒子の循環速度が遅い
ため余りにも多量のガスを必要とするので好ましい方法
とは云えない。吸熱を伴う反応においても同様の問題が
ある。
った。例えば石油ピッチを造粒し、酸化不融化する際に
、空気により造粒ピッチを流動させつつ、温度を、ヒげ
て酸化不融化処理することは従来からよく行なわれてい
る方法であるが、いかに流動層が熱の利用効率の優れた
装置であったとしても流動用空気のみを用いて酸化によ
る大量の発熱を除去するためには粒子の循環速度が遅い
ため余りにも多量のガスを必要とするので好ましい方法
とは云えない。吸熱を伴う反応においても同様の問題が
ある。
また、流動層内に冷却バイブ等の熱除去装置を入れるこ
とも考えられるが、バイブ等を配設することによって、
造粒粒子の流動を阻害し局所発熱を起こし、発熱暴走反
応の原因となるので、好ましいものではない。特に大型
装置になる程、多孔板付近で流動層を形成させる酸化用
空気の供給が他の場所と較べ十分であるために、−重粒
子の動きが鈍くなると発熱間が除熱量を上廻り急激な酸
化反応が起こりやすくなる。一般に粒子の動きを激しく
するには流動ガス速度を大きくすれば良いが、大型装置
では処理効率の上からもＷ４高を高くするため流動ガス
が大きな気泡に成長し流１１１ｍ上部で、弾けることに
より粒子の飛散が著しくなる欠点がある。その上、冷却
バイブ等による熱の除去は、酸化反応の様に反応の湿度
依存性の高い発熱反応の場合、本質的にその冷却効果の
応答が遅く、温度制御が困難である。
とも考えられるが、バイブ等を配設することによって、
造粒粒子の流動を阻害し局所発熱を起こし、発熱暴走反
応の原因となるので、好ましいものではない。特に大型
装置になる程、多孔板付近で流動層を形成させる酸化用
空気の供給が他の場所と較べ十分であるために、−重粒
子の動きが鈍くなると発熱間が除熱量を上廻り急激な酸
化反応が起こりやすくなる。一般に粒子の動きを激しく
するには流動ガス速度を大きくすれば良いが、大型装置
では処理効率の上からもＷ４高を高くするため流動ガス
が大きな気泡に成長し流１１１ｍ上部で、弾けることに
より粒子の飛散が著しくなる欠点がある。その上、冷却
バイブ等による熱の除去は、酸化反応の様に反応の湿度
依存性の高い発熱反応の場合、本質的にその冷却効果の
応答が遅く、温度制御が困難である。
本発明者等は造粒ピッチの酸化不融化反応における酸化
熱を速やかに除去するために流動層上から、水をスプレ
ーすることを流動装置に適用したが、大型流動層では、
上部で冷１１された粒子が下部の多孔板付近に流下する
迄に時間がかかり流動層内に温度分布ができる傾向にあ
る。そのため−度温度分布ができると温度の高い所はど
さらに温度が上昇するという悪循環を起こす。
熱を速やかに除去するために流動層上から、水をスプレ
ーすることを流動装置に適用したが、大型流動層では、
上部で冷１１された粒子が下部の多孔板付近に流下する
迄に時間がかかり流動層内に温度分布ができる傾向にあ
る。そのため−度温度分布ができると温度の高い所はど
さらに温度が上昇するという悪循環を起こす。
また従来の気固系反応装置では、流動粒子とガスとを反
応させる事のみを目的とし、破砕粒子や飛散した粒子は
サイクロンで回収し、流動層内に戻す方法が採用されて
いる。これから知られる様に、技術改良の方向はガス空
塔速度を上げる方向であって、粒子の破砕のない製品を
流ｖＪ層内から得るべく、なるべくガス空塔速度を下げ
て粒子の運動を緩やかにするという技術はあまり検討さ
れていない。
応させる事のみを目的とし、破砕粒子や飛散した粒子は
サイクロンで回収し、流動層内に戻す方法が採用されて
いる。これから知られる様に、技術改良の方向はガス空
塔速度を上げる方向であって、粒子の破砕のない製品を
流ｖＪ層内から得るべく、なるべくガス空塔速度を下げ
て粒子の運動を緩やかにするという技術はあまり検討さ
れていない。
すが解′ しようとする口
本発明は、流動層において、発熱又は吸熱反応を受ける
粒子の飛散や破砕を防止し、且つ粒子の循環速度を大き
くし温度制御の容易な方法及びその装置を提供すること
を目的とする。
粒子の飛散や破砕を防止し、且つ粒子の循環速度を大き
くし温度制御の容易な方法及びその装置を提供すること
を目的とする。
間 を解決するための
第１図の流動層反応塔１は、本発明の流動層反応装置の
一つを示すものであり、流動層２を、その上部で形成す
る多孔板３を流ＩＩＩ！ｉ！反応塔下部に有する。多孔
板３は開孔率が場所により異なり、少くとも外周部（８
部）は平均開口率より大きい開口率を有し、平均開孔率
より大きな開孔率を有する部分の面積が平均開孔率以下
の開孔率である部分（以下、内部と呼ぶ。第１図ではＡ
部がこれに当る。）の面積に対する比を１／１５〜１／
２、好ましくは１７１０〜１／３とし、平均開孔率より
大きな開孔率を有する部分の平均開孔率が平均開孔率以
下の開孔率である部分の平均開孔率の２〜８倍であり、
より好ましくは３〜６倍である。
一つを示すものであり、流動層２を、その上部で形成す
る多孔板３を流ＩＩＩ！ｉ！反応塔下部に有する。多孔
板３は開孔率が場所により異なり、少くとも外周部（８
部）は平均開口率より大きい開口率を有し、平均開孔率
より大きな開孔率を有する部分の面積が平均開孔率以下
の開孔率である部分（以下、内部と呼ぶ。第１図ではＡ
部がこれに当る。）の面積に対する比を１／１５〜１／
２、好ましくは１７１０〜１／３とし、平均開孔率より
大きな開孔率を有する部分の平均開孔率が平均開孔率以
下の開孔率である部分の平均開孔率の２〜８倍であり、
より好ましくは３〜６倍である。
ここで開孔率とは多孔板の流動層形成面側の表面の開孔
率であり、面積とは孔のある部分も含み、多孔板の流動
層形成面側の表面の面積である。また外周部とは外周を
含む部分である。
率であり、面積とは孔のある部分も含み、多孔板の流動
層形成面側の表面の面積である。また外周部とは外周を
含む部分である。
流動層反応塔１の底部にはドレン扱き口４が、多孔板３
の下方には、加熱流動ガス尋人口５が設けられている。
の下方には、加熱流動ガス尋人口５が設けられている。
多孔板３の上方で流動＠２の下部には被反応粒子取り出
し【］６が設けられている。
し【］６が設けられている。
更に被反応粒子の導入ロアが反応塔１上部で且つ多孔板
３上に形成される流動層２よりも上方に、冷却液スプレ
ーノズル８が反応塔１上部に設けられている。また流動
ガス排出口９が流動層反応塔１の頂部に設けられている
。ここでドレン扱き口４及び冷却液スプレーノズル８は
反応を受ける粒子が吸熱のみを受ける場合、或いは後述
する説明より明らかになる通り、本発明の優れた循環速
度により加熱流動ガスのみで発熱の除去がｎＪ能なとき
は必要としない。
３上に形成される流動層２よりも上方に、冷却液スプレ
ーノズル８が反応塔１上部に設けられている。また流動
ガス排出口９が流動層反応塔１の頂部に設けられている
。ここでドレン扱き口４及び冷却液スプレーノズル８は
反応を受ける粒子が吸熱のみを受ける場合、或いは後述
する説明より明らかになる通り、本発明の優れた循環速
度により加熱流動ガスのみで発熱の除去がｎＪ能なとき
は必要としない。
第１図の反応塔１の流動層２の被反応粒子及び気泡の動
きを観察するために、縦断面に透明塩化ビニル板を貼っ
た半円筒（直径：１７ＦＬ）の下部に、本発明の多孔板
を設けたもの及び従来の多孔板を設けたものを作り活性
炭粒子を入れ底部より空気を導入して、それぞれの流動
状態を観察した結果を第２図及び第３図に示す。第２ａ
図及び第２ｂ図は本発明の多孔板を用いたときの流動状
態図であり、第３ａ図及び第３ｂ図は従来の多孔板を用
いたときの流動状態図である。第３ａ図及び第３ｂ図に
おいて、使用した活性炭粒子の平均粒径は６００戸、最
小流動化速度（Ｕ 、、）は１１ａ／Ｓ、静止層高９０
０ｍ、多孔板１２の開孔率は約０．８％、平均ガス空塔
速度（Ｕｏ）は１５α／Ｓ〜２５α／Ｓであった。
きを観察するために、縦断面に透明塩化ビニル板を貼っ
た半円筒（直径：１７ＦＬ）の下部に、本発明の多孔板
を設けたもの及び従来の多孔板を設けたものを作り活性
炭粒子を入れ底部より空気を導入して、それぞれの流動
状態を観察した結果を第２図及び第３図に示す。第２ａ
図及び第２ｂ図は本発明の多孔板を用いたときの流動状
態図であり、第３ａ図及び第３ｂ図は従来の多孔板を用
いたときの流動状態図である。第３ａ図及び第３ｂ図に
おいて、使用した活性炭粒子の平均粒径は６００戸、最
小流動化速度（Ｕ 、、）は１１ａ／Ｓ、静止層高９０
０ｍ、多孔板１２の開孔率は約０．８％、平均ガス空塔
速度（Ｕｏ）は１５α／Ｓ〜２５α／Ｓであった。
第３ａ図は正面状態図、第３ｂ図は流動層上部のＩｆ−
ＩＩ断面図である。空塔速度が大になる程気泡１４は大
きく成長し徴しく粒子が跳ね上がるが、流動層内の一部
では矢印の示す様に粒子が上下する所と、下に向かって
流下する所があり、上下する箇所は時間と共に移動する
。これは多孔板上どの点からも均一にガスが抜けると、
第３ａ図に示す様に気泡は中央よりに集まり、上部では
壁際に一部の粒子の下向流を生じるが下部では気泡がラ
ンダムに上がって来るため粒子の流下が妨げられ、粒子
は単に上上動を繰り返すのみとなってしまうことによる
。
ＩＩ断面図である。空塔速度が大になる程気泡１４は大
きく成長し徴しく粒子が跳ね上がるが、流動層内の一部
では矢印の示す様に粒子が上下する所と、下に向かって
流下する所があり、上下する箇所は時間と共に移動する
。これは多孔板上どの点からも均一にガスが抜けると、
第３ａ図に示す様に気泡は中央よりに集まり、上部では
壁際に一部の粒子の下向流を生じるが下部では気泡がラ
ンダムに上がって来るため粒子の流下が妨げられ、粒子
は単に上上動を繰り返すのみとなってしまうことによる
。
他方、第２ａ図は本発明の一実ＩＪ！！ｉ態様の正面状
態を示し、第２ｂ図は流動層上部のＩ−Ｉ断面図であり
、多孔板の外周部（Ｂ部）の平均開孔率が内部（第２ａ
図ではＡ部）の平均開孔率の２〜８倍、好ましくは３〜
６倍であって、内部の面積に対する外周部の面積の比が
１／１５〜１／２好ましくは１７１０〜１／３の条件を
満たす多孔板を用いると、多孔板の内部を通過するガス
の、多孔板内部の上の平均ガス空塔速度Ｕｏ＾が粒子の
最小流動化速度Ｕ□ｆの１，２〜２．５倍と低い範囲で
も第２ａ図の矢印に示すような粒子の定常的な下向流が
得られる。
態を示し、第２ｂ図は流動層上部のＩ−Ｉ断面図であり
、多孔板の外周部（Ｂ部）の平均開孔率が内部（第２ａ
図ではＡ部）の平均開孔率の２〜８倍、好ましくは３〜
６倍であって、内部の面積に対する外周部の面積の比が
１／１５〜１／２好ましくは１７１０〜１／３の条件を
満たす多孔板を用いると、多孔板の内部を通過するガス
の、多孔板内部の上の平均ガス空塔速度Ｕｏ＾が粒子の
最小流動化速度Ｕ□ｆの１，２〜２．５倍と低い範囲で
も第２ａ図の矢印に示すような粒子の定常的な下向流が
得られる。
本発明の多孔板を用いると第２ａ図の様に壁際からのガ
スの流れが多いため、気泡は若干中央によるものの第３
ａ図に較べ、壁寄りを上昇し流動層頂部に達する。この
ため第２ａ図及び第２ｂ図に示す様に中央付近には気泡
の破裂はなく、常に粒子がＦ方へ引き込まれ矢印の様に
流下し、再び気泡と共に上昇する。また、多孔板の外周
部を通過するガスの、その部分の上の平均ガス空塔速度
Ｕｏ８を次の式 ％式％） を満たす様に定めることにより粒子の循環速度を大きく
し、温度制御を容易とする流動層処理が得られる。ここ
でＵｌ「は流動層内で反応する粒子、流動層内の温度、
圧力が定まれば自ずと定められる値であり、”ＯＡは前
述した通り、Ｕａｔの１．２〜２．５倍に制限される。
スの流れが多いため、気泡は若干中央によるものの第３
ａ図に較べ、壁寄りを上昇し流動層頂部に達する。この
ため第２ａ図及び第２ｂ図に示す様に中央付近には気泡
の破裂はなく、常に粒子がＦ方へ引き込まれ矢印の様に
流下し、再び気泡と共に上昇する。また、多孔板の外周
部を通過するガスの、その部分の上の平均ガス空塔速度
Ｕｏ８を次の式 ％式％） を満たす様に定めることにより粒子の循環速度を大きく
し、温度制御を容易とする流動層処理が得られる。ここ
でＵｌ「は流動層内で反応する粒子、流動層内の温度、
圧力が定まれば自ずと定められる値であり、”ＯＡは前
述した通り、Ｕａｔの１．２〜２．５倍に制限される。
また内部の面積に対する外周部の面積の比が前）ｉ！シ
た通り、１７１５〜１／２に制限されているのでＵ。Ｂ
の上限は自ずと限定される。
た通り、１７１５〜１／２に制限されているのでＵ。Ｂ
の上限は自ずと限定される。
Ｕ 、Ｕ は流動層全体の平均ガス空塔速度Ｕ。
０＾ ＯＢ
と多孔板各部の面積分率と開孔面積分率とから求められ
る。
る。
ところで、流動層内径に対する層高が小さい場合、多孔
板幾何中心部上に粒子の循環を妨げられるところが生ず
るので、粒子を高速循環させるべく多孔板幾何中心部を
内部よりも平均開孔率を大きくする必要がある〆（第４
図参照）。かかる場合、多孔板は、その幾何中心部（０
部）と外周部（Ｂ部）の平均開口率を内部（Ａ部）の平
均開孔率よりも大きく、内部の平均開孔率に対する幾何
中心部の平均開孔率の比並びに内部の平均開孔率に対す
る外周部の平均開孔率の比が２〜８、好ましくは３〜６
とし、且つ、幾何中心部の面積と外周部の面積とを併せ
た面積に対する内部の面積の比が１／１５〜１／２、好
ましくは１／１０〜１／３どする。
板幾何中心部上に粒子の循環を妨げられるところが生ず
るので、粒子を高速循環させるべく多孔板幾何中心部を
内部よりも平均開孔率を大きくする必要がある〆（第４
図参照）。かかる場合、多孔板は、その幾何中心部（０
部）と外周部（Ｂ部）の平均開口率を内部（Ａ部）の平
均開孔率よりも大きく、内部の平均開孔率に対する幾何
中心部の平均開孔率の比並びに内部の平均開孔率に対す
る外周部の平均開孔率の比が２〜８、好ましくは３〜６
とし、且つ、幾何中心部の面積と外周部の面積とを併せ
た面積に対する内部の面積の比が１／１５〜１／２、好
ましくは１／１０〜１／３どする。
ここで幾何中心部とは多孔板の流＠層形成面側の面の幾
何中心を含む、平均開孔率よりも開孔率の大きな部分を
云う。幾何中心部の面積に対する外周部の面積の比は５
〜１５とするのが好適に用いられる。
何中心を含む、平均開孔率よりも開孔率の大きな部分を
云う。幾何中心部の面積に対する外周部の面積の比は５
〜１５とするのが好適に用いられる。
流動層内径に対する層高が更に小さい場合、多孔板幾何
中心部の他に幾何中心部と外周部の間にも粒子の循環を
妨げられるところが一つ又は複数のηｉｖｉにおいて生
ずる。そのような場合にはその部分の開孔率も多孔板の
平均開孔率より大きくする必要がある。かかる場合、多
孔板は、その平均開孔率より大きな開孔率を有する部分
の面積の平均開孔率以下の開孔率である部分の面積に対
する比を１７１５〜１／２、好ましくは１７１０〜１／
３とし、平均開孔率より大きな部分の開孔率が平均開孔
率以下の開孔率である部分の平均開孔率の２〜８倍、好
ましくは３〜６倍とする。この様に開孔率の大きな部分
を外周部の他に幾何中心部、場合１よってはその他にも
有する多孔板の場合もＵＯＡ、Ｕｏ。
中心部の他に幾何中心部と外周部の間にも粒子の循環を
妨げられるところが一つ又は複数のηｉｖｉにおいて生
ずる。そのような場合にはその部分の開孔率も多孔板の
平均開孔率より大きくする必要がある。かかる場合、多
孔板は、その平均開孔率より大きな開孔率を有する部分
の面積の平均開孔率以下の開孔率である部分の面積に対
する比を１７１５〜１／２、好ましくは１７１０〜１／
３とし、平均開孔率より大きな部分の開孔率が平均開孔
率以下の開孔率である部分の平均開孔率の２〜８倍、好
ましくは３〜６倍とする。この様に開孔率の大きな部分
を外周部の他に幾何中心部、場合１よってはその他にも
有する多孔板の場合もＵＯＡ、Ｕｏ。
に関する舶述の式
ＬＪ ＯＡ／ ＬＪ 、（−１，２〜２．５（Ｕｏ８−
ＵＩｌｌｊ） ／ （ＵｏＡ−ＩＪ、Ｂ） ＞ ５は成
立する。無論この場合はＵ。８は多孔板の平均開孔率よ
り大きい開孔率を有する部分を通過するガスの、多孔板
上の平均ガス空塔速度、”ＯＡは多孔板の平均開孔率以
下の開孔率を有する部分を通過するガスの、多孔板上の
平均ガス空塔速度である。
ＵＩｌｌｊ） ／ （ＵｏＡ−ＩＪ、Ｂ） ＞ ５は成
立する。無論この場合はＵ。８は多孔板の平均開孔率よ
り大きい開孔率を有する部分を通過するガスの、多孔板
上の平均ガス空塔速度、”ＯＡは多孔板の平均開孔率以
下の開孔率を有する部分を通過するガスの、多孔板上の
平均ガス空塔速度である。
本発明の流動層反応装置及び流動層反応方法が適用され
る反応としては発熱又は吸熱を伴う反応であれば任意の
ものが適用されるが、暴走反応の虞れがあるという理由
で発熱反応、なかでも酸化反応の場合に本発明は効果的
である。反応を受ける固体としては、ビオライト、ジル
コニア等の無機物の如き、高融点のものから石油系ピッ
チビーズ、キチン、コラーゲンの如き低融点のもの迄の
広い範囲のものが用いられる。また加熱流動ガスとしで
は空気、スチーム、窒素ガス、燃焼ガス等が例示される
。加熱流動ガスの温度は反応に必要な温度であれば良く
、個々の固気反応系により異なるが、例えば、石油系ピ
ッチビーズを酸化不融化する場合には、１３０〜１５０
℃の空気が好適に用いられる。冷却液としては好ましく
は水が用いられる。
る反応としては発熱又は吸熱を伴う反応であれば任意の
ものが適用されるが、暴走反応の虞れがあるという理由
で発熱反応、なかでも酸化反応の場合に本発明は効果的
である。反応を受ける固体としては、ビオライト、ジル
コニア等の無機物の如き、高融点のものから石油系ピッ
チビーズ、キチン、コラーゲンの如き低融点のもの迄の
広い範囲のものが用いられる。また加熱流動ガスとしで
は空気、スチーム、窒素ガス、燃焼ガス等が例示される
。加熱流動ガスの温度は反応に必要な温度であれば良く
、個々の固気反応系により異なるが、例えば、石油系ピ
ッチビーズを酸化不融化する場合には、１３０〜１５０
℃の空気が好適に用いられる。冷却液としては好ましく
は水が用いられる。
泣１ｕ弧１
本発明によれば、平均ガス空塔速度が小さくても、粒子
の循環速度が大きく、且つ破砕や飛散が殆どない流動層
反応方法及び流動層反応装置が得られる。その上温度制
御が容易で設定した温度プロファイルに従って自動運転
することが出来る。
の循環速度が大きく、且つ破砕や飛散が殆どない流動層
反応方法及び流動層反応装置が得られる。その上温度制
御が容易で設定した温度プロファイルに従って自動運転
することが出来る。
実施例−１
流動層内径１２００ｍｇ 、静止層高約１０００＃Ｉの
第１図に示される流動層反応装置で平均粒径４７０Ｊｌ
！Ｒの石油ピッチピースの酸化不融化反応を行った。多
孔板には、外周６０＃ＩＩＩ中（８部）には１．７７％
の開孔率の孔をあけその内側１０８０ｍ径の範囲（Ａ部
）には０．４４％の開孔率の穴を開けた。（全体の平均
開孔率は０．６９％である）。また、穴径は１．５ｍと
した。
第１図に示される流動層反応装置で平均粒径４７０Ｊｌ
！Ｒの石油ピッチピースの酸化不融化反応を行った。多
孔板には、外周６０＃ＩＩＩ中（８部）には１．７７％
の開孔率の孔をあけその内側１０８０ｍ径の範囲（Ａ部
）には０．４４％の開孔率の穴を開けた。（全体の平均
開孔率は０．６９％である）。また、穴径は１．５ｍと
した。
Ｂ部面積とＡ部面積の比は１９：８１であり、８部の開
孔率とＡ部の開口率の比は４：１であった。流動層内に
は第１図に示される様に５個の熱雷対１１を設置した。
孔率とＡ部の開口率の比は４：１であった。流動層内に
は第１図に示される様に５個の熱雷対１１を設置した。
流８層内温度は自動温度調節器でコントロールされ、１
２０℃から０３℃／ｍｉｎ ｒ ３００℃まで！を温し
た。昇温は１５０℃の加熱空気で行われ、１５０℃近辺
からは酸化発熱により設定した背温速度を上まわるので
、温度プロファイルに従う様、水スプレーを行ってコン
トロールした。
２０℃から０３℃／ｍｉｎ ｒ ３００℃まで！を温し
た。昇温は１５０℃の加熱空気で行われ、１５０℃近辺
からは酸化発熱により設定した背温速度を上まわるので
、温度プロファイルに従う様、水スプレーを行ってコン
トロールした。
熱電対■は多孔板中央上、多孔板から１０００＃Ｉｌｌ
＋の位置０は多孔板の中央上、多孔板から５０ｍの位置
に設置した。Ｏは多孔板上５０Ｍで壁から２００ｍに、
Ｏは０の真上で多孔板から１０００ｍに位置する。■は
０と同一平面内で中心角が９０６ずれた位置で多孔板上
５０朧に設置した。■〜■熱電対は、ペン書きレコーダ
ーに接続し、各箇所の温度を連続的に記録をした。その
結果■及びθの点の温度はスプレーとほぼ同時に温度が
トリ■の点の温度はその１．５〜３秒後に０及び０の点
の温度は２〜４秒後に温度変化を生じスプレー停止後、
５秒以内に■〜０の点の温度はほぼ同一の温度であった
。
＋の位置０は多孔板の中央上、多孔板から５０ｍの位置
に設置した。Ｏは多孔板上５０Ｍで壁から２００ｍに、
Ｏは０の真上で多孔板から１０００ｍに位置する。■は
０と同一平面内で中心角が９０６ずれた位置で多孔板上
５０朧に設置した。■〜■熱電対は、ペン書きレコーダ
ーに接続し、各箇所の温度を連続的に記録をした。その
結果■及びθの点の温度はスプレーとほぼ同時に温度が
トリ■の点の温度はその１．５〜３秒後に０及び０の点
の温度は２〜４秒後に温度変化を生じスプレー停止後、
５秒以内に■〜０の点の温度はほぼ同一の温度であった
。
流動層内のＵｍｆは７．Ｏｃ！Ｒ／Ｓ、流動層全体の平
均ガス空塔速度Ｕ。は２１．Ｏ〜２５．０ｃ／Ｓとした
ので、ＵＯ八が１３．４〜１６．０ｃｍ ／Ｓ及び”Ｏ
Ｂが５３．６〜６３．８ｃｍ ／Ｓであり（Ｕ□Ａ／Ｕ
、４） ＝ １．９〜２．３で、（ＵＱＢ−Ｕｌ！ｌｙ
＞ ／ （Ｕ□Ａ−Ｕｌ、ｌｆ） ＝ ６．３〜７．３
であった。
均ガス空塔速度Ｕ。は２１．Ｏ〜２５．０ｃ／Ｓとした
ので、ＵＯ八が１３．４〜１６．０ｃｍ ／Ｓ及び”Ｏ
Ｂが５３．６〜６３．８ｃｍ ／Ｓであり（Ｕ□Ａ／Ｕ
、４） ＝ １．９〜２．３で、（ＵＱＢ−Ｕｌ！ｌｙ
＞ ／ （Ｕ□Ａ−Ｕｌ、ｌｆ） ＝ ６．３〜７．３
であった。
この条件で設定した温度プロファイルに従い自動運転を
おこなうことができ、史に、はとんど粒子破砕及び飛散
のない流１ｉｌ１層反応が出来た。
おこなうことができ、史に、はとんど粒子破砕及び飛散
のない流１ｉｌ１層反応が出来た。
比較例
実施例−１と同一の装置で、多孔板を開孔率０．６９％
の均一な分布の多孔仮に変換し流動層内平均ガス空塔速
度Ｕ。が２１〜２５ｃａ＋／Ｓで実施例１と同一の温度
プロファイルで反応を行った。はぼ同一の粒子径の粒子
を用いた。この結果、Ｕ ／Ｕｌ。
の均一な分布の多孔仮に変換し流動層内平均ガス空塔速
度Ｕ。が２１〜２５ｃａ＋／Ｓで実施例１と同一の温度
プロファイルで反応を行った。はぼ同一の粒子径の粒子
を用いた。この結果、Ｕ ／Ｕｌ。
・・３〜３．６にもかかわらず水スプレー後、■及びＯ
の点の温度の降下と◎、０及び０の点の温度の降下の間
に多くの場合３〜１５秒の差があり、時には３０秒以上
の遅れもあり、粒子の循環の定常性がなかった。
の点の温度の降下と◎、０及び０の点の温度の降下の間
に多くの場合３〜１５秒の差があり、時には３０秒以上
の遅れもあり、粒子の循環の定常性がなかった。
この状態で酸化不融化反応を行ったところ、０の点の温
度が温度調節器測定端よりも５℃以上高くなり、さらに
差が開く傾向だったので、マニュアルで水スプレー量を
多くしＵ を−時的に３０ｚ ／Ｓまで上げて内温を均
一にした。この操作は反応終了までに４回行わねばなら
なかった。
度が温度調節器測定端よりも５℃以上高くなり、さらに
差が開く傾向だったので、マニュアルで水スプレー量を
多くしＵ を−時的に３０ｚ ／Ｓまで上げて内温を均
一にした。この操作は反応終了までに４回行わねばなら
なかった。
実施例−２
直径２７００５ＭＩＩの流動層に第４図に示す外周６０
＃ＩＩＩ！中部（８部）及び中心部３００ｆｌ径（０部
）を有する多孔板１５を設置して石油ピッチビーズの酸
化不融化反応を行った。Ａ部面積と８部の面積と０部の
面積の合計との比［Ａ ：（Ｂ、＋Ｃ，）］は約９：
１であり、ＡＩの多孔板の開孔率と８部及び０部の多孔
板開孔率の比（Ａ ：Ｂ 及びＡ ：ｘ
ｘ × Ｃ）を１＝４とした。平均粒子径６００−１ＵＩｆ× ＝１１ＣＩ４／Ｓの粒子で、流ｌＪ層全体の平均ガス空
塔速度Ｕ。−２０〜２５α／Ｓで反応さｔ！、 １５
０〜３００℃まで８時間で設定した温度ブＬｌファイル
に従い自動運転を行った。この条件では、 ＬＪ ＯＡ／ Ｕ 、［−１，４〜１．７（ＵｏＢ−ｔ
Ｊ、Ｂ） ／ （ｔＪｏＡＵｌｆ） ＝ ８．１〜１
１．８であった。
＃ＩＩＩ！中部（８部）及び中心部３００ｆｌ径（０部
）を有する多孔板１５を設置して石油ピッチビーズの酸
化不融化反応を行った。Ａ部面積と８部の面積と０部の
面積の合計との比［Ａ ：（Ｂ、＋Ｃ，）］は約９：
１であり、ＡＩの多孔板の開孔率と８部及び０部の多孔
板開孔率の比（Ａ ：Ｂ 及びＡ ：ｘ
ｘ × Ｃ）を１＝４とした。平均粒子径６００−１ＵＩｆ× ＝１１ＣＩ４／Ｓの粒子で、流ｌＪ層全体の平均ガス空
塔速度Ｕ。−２０〜２５α／Ｓで反応さｔ！、 １５
０〜３００℃まで８時間で設定した温度ブＬｌファイル
に従い自動運転を行った。この条件では、 ＬＪ ＯＡ／ Ｕ 、［−１，４〜１．７（ＵｏＢ−ｔ
Ｊ、Ｂ） ／ （ｔＪｏＡＵｌｆ） ＝ ８．１〜１
１．８であった。
また、粒子の破砕及び／又は飛散はほとんどなかった。
第１図は本発明の流動層反応装置の概略図であり、第２
ａ図及び第２ｂ図は本発明の流動層の状態図であり、第
３ａ図及び第３ｂ図は従来の流動層の状態図であり第４
図は本発明の流動層反応装置の多孔板の他の態様図であ
る。 １・・・流動層反応塔、２・・・流動層、３・・・多孔
板、５・・・加熱流動ガス導入口、６・・・粒子取出口
、８・−・冷却液スプレーノズル、１４・・・気泡、代
理人弁理士 船 山 武 第２ａ図 第３ａ図 第２ｂ図 第３ｂ図
ａ図及び第２ｂ図は本発明の流動層の状態図であり、第
３ａ図及び第３ｂ図は従来の流動層の状態図であり第４
図は本発明の流動層反応装置の多孔板の他の態様図であ
る。 １・・・流動層反応塔、２・・・流動層、３・・・多孔
板、５・・・加熱流動ガス導入口、６・・・粒子取出口
、８・−・冷却液スプレーノズル、１４・・・気泡、代
理人弁理士 船 山 武 第２ａ図 第３ａ図 第２ｂ図 第３ｂ図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）流動層反応塔下部に位置し、その上部で被反応粒
子の流動層を形成させる多孔板であつて、該多孔板の開
孔率が場所により異なり、少なくとも外周部は平均開孔
率より大きい開孔率を有し、平均開孔率より大きな開孔
率を有する部分の面積が平均開孔率以下の開孔率である
部分の面積に対する比を１／１５〜１／２とし、前者の
平均開孔率が後者の平均開孔率の２〜８倍である多孔板
、 該多孔板より下側に位置する加熱流動ガス導入口、該多
孔板の上側に位置する被反応粒子取り出し口、反応塔の
上部で且つ該多孔板上に形成される流動層よりも上方に
位置する、被反応粒子の導入口、及び、 反応塔頂部のガス排出口からなる流動層反応装置。 （２）多孔板の幾何中心部が平均開孔率より大きい請求
項（１）記載の流動層反応装置。（３）多孔板の幾何中
心部の面積に対する外周部の面積の比が５〜１５である
請求項（２）記載の流動層反応装置。 （４）流動層反応塔下部に位置し、その上部で被反応粒
子の流動層を形成させる多孔板であつて、該多孔板の流
動層形成面側の開孔率が場所により異なり、少なくとも
外周部は平均開孔率より大きい開孔率を有し、平均開孔
率より大きな開孔率を有する部分の面積が平均開孔率以
下の開孔率である部分の面積に対する比を１／１５〜１
／２とし、前者の平均開孔率が後者の平均開孔率の２〜
８倍である多孔板、 該多孔板より下側に位置する加熱流動ガス導入口、該多
孔板の上側に位置する被反応粒子取り出し口、該反応塔
の上部で且つ該多孔板上に形成される流動層よりも上方
に位置する、被反応粒子の導入口、及び 反応塔頂部のガス排出口からなる流動層反応装置に、 該加熱流動ガス導入口から、反応に必要な温度の加熱流
動ガスを下記２式 Ｕ＿Ｏ＿Ａ／Ｕ＿ｍ＿ｆ＝１．２〜２．５ （Ｕ＿Ｏ＿Ｂ−Ｕ＿ｍ＿ｆ）／（Ｕ＿Ｏ＿Ａ−Ｕ＿ｍ＿
ｆ）＞５（但し、流動層内温度及び圧力下において、Ｕ
＿ｍ＿ｆは粒子最小流動化速度、Ｕ＿Ｏ＿Ｂは多孔板の
平均開孔率より大きい開孔率を有する部分を通過するガ
スの、多孔板上の平均ガス空塔速度、Ｕ＿Ｏ＿Ａは多孔
板の平均開孔率以下の開孔率を有する部分を通過するガ
スの、多孔板上の平均ガス空塔速度である。）を満たす
様に導入することを特徴とする流動層反応方法。 （５）反応塔上部に冷却液スプレーノズル、反応塔底部
にドレイン抜き口を設け、流動層で反応を受ける粒子が
球状ピッチピーズであり、加熱流動ガスが空気であり、
且つ流動層反応によって酸化不融化される請求項（４）
記載の流動層反応方法。 （６）球状ピッチの平均粒径が４００〜６００μｍであ
り、加熱流動空気の温度が１３０〜１５０℃である請求
項（５）記載の流動層反応方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63294272A JPH0815549B2 (ja) | 1987-12-10 | 1988-11-21 | 流動層反応装置及び流動層反応方法 |
| US07/280,408 US4931259A (en) | 1987-12-10 | 1988-12-06 | Fluidized-bed reaction apparatus and a fludizing bed reaction process using the same |
| CA000585577A CA1332201C (en) | 1987-12-10 | 1988-12-09 | Fluidized-bed reaction apparatus and a fluidizing bed reaction process using the same |
| DE8888311676T DE3880279T2 (de) | 1987-12-10 | 1988-12-09 | Wirbelbettreaktionsapparat und reaktionsverfahren. |
| ES198888311676T ES2039652T3 (es) | 1987-12-10 | 1988-12-09 | Aparato de reaccion con lecho fluidizado y un procedimiento de reaccion en lecho fluidizado que lo utiliza. |
| AT88311676T ATE88105T1 (de) | 1987-12-10 | 1988-12-09 | Wirbelbettreaktionsapparat und reaktionsverfahren. |
| EP88311676A EP0320282B1 (en) | 1987-12-10 | 1988-12-09 | Fluidized-bed reaction apparatus and a fluidizing bed reaction process using the same |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31247587 | 1987-12-10 | ||
| JP62-312475 | 1987-12-10 | ||
| JP63294272A JPH0815549B2 (ja) | 1987-12-10 | 1988-11-21 | 流動層反応装置及び流動層反応方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01254242A true JPH01254242A (ja) | 1989-10-11 |
| JPH0815549B2 JPH0815549B2 (ja) | 1996-02-21 |
Family
ID=26559752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63294272A Expired - Lifetime JPH0815549B2 (ja) | 1987-12-10 | 1988-11-21 | 流動層反応装置及び流動層反応方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4931259A (ja) |
| EP (1) | EP0320282B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0815549B2 (ja) |
| CA (1) | CA1332201C (ja) |
| DE (1) | DE3880279T2 (ja) |
| ES (1) | ES2039652T3 (ja) |
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| US5536167A (en) * | 1993-02-26 | 1996-07-16 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for sintering cement clinker |
| US5944513A (en) * | 1992-12-28 | 1999-08-31 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Apparatus for manufacturing cement clinker |
| CN103938526A (zh) * | 2014-04-22 | 2014-07-23 | 济南大学 | 一种雾化法均质泡沫沥青发生器与发泡方法 |
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| FI103582B (fi) * | 1997-12-19 | 1999-07-30 | Valtion Teknillinen | Menetelmä metallia sekä orgaanista ainesta sisältävän materiaalin käsi ttelemiseksi, johon sisältyy metallin erotus |
| DE19850332A1 (de) * | 1998-11-02 | 2000-05-04 | Jobst O A Zoellner | Lochboden für die Erzeugung einer Wirbelschicht |
Family Cites Families (14)
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| FR1348445A (ja) * | 1964-04-10 | |||
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| JPS5923924Y2 (ja) * | 1977-01-22 | 1984-07-16 | 日本碍子株式会社 | 流動燃焼炉 |
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-
1988
- 1988-11-21 JP JP63294272A patent/JPH0815549B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1988-12-06 US US07/280,408 patent/US4931259A/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-12-09 ES ES198888311676T patent/ES2039652T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1988-12-09 EP EP88311676A patent/EP0320282B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-12-09 DE DE8888311676T patent/DE3880279T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-12-09 CA CA000585577A patent/CA1332201C/en not_active Expired - Fee Related
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