JPH07275686A - 循環流動反応装置 - Google Patents
循環流動反応装置Info
- Publication number
- JPH07275686A JPH07275686A JP6748194A JP6748194A JPH07275686A JP H07275686 A JPH07275686 A JP H07275686A JP 6748194 A JP6748194 A JP 6748194A JP 6748194 A JP6748194 A JP 6748194A JP H07275686 A JPH07275686 A JP H07275686A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- powder
- gas
- fluidized bed
- solid
- reaction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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- Cyclones (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、反応流動層から固気分離装置へ粉
体とガスとの混合流を導く管内での粉体の堆積を防止す
る手段を提供することを目的とする。 【構成】 反応流動層からガスとともに排出された粉体
を固気分離装置でガスと分離し、分離した粉体を再度反
応流動層へと循環させる循環流動反応装置において、反
応流動層から固気分離装置へ粉体とガスとの混合流を導
く導管における粉体の搬送方向と水平面とのなす角を、
通過する粉体の安息角以上とすること。
体とガスとの混合流を導く管内での粉体の堆積を防止す
る手段を提供することを目的とする。 【構成】 反応流動層からガスとともに排出された粉体
を固気分離装置でガスと分離し、分離した粉体を再度反
応流動層へと循環させる循環流動反応装置において、反
応流動層から固気分離装置へ粉体とガスとの混合流を導
く導管における粉体の搬送方向と水平面とのなす角を、
通過する粉体の安息角以上とすること。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、粉状鉱石の流動層を形
成し、この流動層に還元ガスを導入して還元する流動還
元装置に関する。
成し、この流動層に還元ガスを導入して還元する流動還
元装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】循環流動層を用いて粉鉱石を還元する装
置は、特開平４−３１４８３１号公報をはじめ多数出願
されている。ガスと粒子を分離し粒子を循環させる循環
流動層においては、固気分離装置は不可欠である。この
固気分離装置としては、通常、構造が簡単なサイクロン
が用いられる。サイクロンの構造は種々提案されてい
る。例えば、化学工学便覧改定五版（昭和６３年，丸善
株式会社発行）の７８０ページには、サイクロンの標準
寸法が図示されており、固気分離装置へ粉体とガスとの
混合流を導く部分は、サイクロン直径の２分の１の高さ
と５分の１の幅とを持っている。また、その部分は水平
である。
置は、特開平４−３１４８３１号公報をはじめ多数出願
されている。ガスと粒子を分離し粒子を循環させる循環
流動層においては、固気分離装置は不可欠である。この
固気分離装置としては、通常、構造が簡単なサイクロン
が用いられる。サイクロンの構造は種々提案されてい
る。例えば、化学工学便覧改定五版（昭和６３年，丸善
株式会社発行）の７８０ページには、サイクロンの標準
寸法が図示されており、固気分離装置へ粉体とガスとの
混合流を導く部分は、サイクロン直径の２分の１の高さ
と５分の１の幅とを持っている。また、その部分は水平
である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】反応流動層から固気分
離装置へ粉体とガスとの混合流を導く管（以下、導管と
もいう）を水平とした場合、その管の底面に粉体が堆積
する現象が認められる場合がある。特に、粉鉱石のよう
に比重が３以上の重たい粉体をハンドリングする場合
は、堆積した粉体をガス流により吹き飛ばすことは困難
となる。また、堆積した粉鉱石を還元ガスに長時間さら
すと金属化が進行しスティッキング状態となり、最悪の
場合、反応流動層と固気分離装置との間の管が閉塞する
トラブルが発生することもあった。しかし、従来は堆積
した粒子を操業中に除去する方策はなく、設備休止時に
堆積した粉体の除去を行うしか方策はなかった。
離装置へ粉体とガスとの混合流を導く管（以下、導管と
もいう）を水平とした場合、その管の底面に粉体が堆積
する現象が認められる場合がある。特に、粉鉱石のよう
に比重が３以上の重たい粉体をハンドリングする場合
は、堆積した粉体をガス流により吹き飛ばすことは困難
となる。また、堆積した粉鉱石を還元ガスに長時間さら
すと金属化が進行しスティッキング状態となり、最悪の
場合、反応流動層と固気分離装置との間の管が閉塞する
トラブルが発生することもあった。しかし、従来は堆積
した粒子を操業中に除去する方策はなく、設備休止時に
堆積した粉体の除去を行うしか方策はなかった。
【０００４】また、粉体と除去しても操業を行うとこの
部分の圧力損失が徐々に上昇してゆく。本出願人は先に
特願平４−３２７０６２号において、反応流動層から固
気分離装置へ粉体とガスとの混合流を導く管の途中にお
ける圧力損失を測定し、その圧力損失値とガス流速とに
より粒子循環量を検知する方法を提案したが、粉体の堆
積により圧力損失が変化すれば、この発明に基づき圧力
損失より粒子循環量を知ることは、原理的に不可能とな
る。
部分の圧力損失が徐々に上昇してゆく。本出願人は先に
特願平４−３２７０６２号において、反応流動層から固
気分離装置へ粉体とガスとの混合流を導く管の途中にお
ける圧力損失を測定し、その圧力損失値とガス流速とに
より粒子循環量を検知する方法を提案したが、粉体の堆
積により圧力損失が変化すれば、この発明に基づき圧力
損失より粒子循環量を知ることは、原理的に不可能とな
る。
【０００５】このように、反応流動層と固気分離装置と
の間に粉体が堆積することは、圧力損失が上昇するこ
と、閉塞する可能性があること、スティッキングが進行
しやすいこと、粒子循環量の測定も困難になることなど
種々の問題を引き起こす。かかる現状に鑑み、本発明
は、反応流動層から固気分離装置へ粉体とガスとの混合
流を導く管内での粉体の堆積を防止する手段を提供する
ことを目的とする。
の間に粉体が堆積することは、圧力損失が上昇するこ
と、閉塞する可能性があること、スティッキングが進行
しやすいこと、粒子循環量の測定も困難になることなど
種々の問題を引き起こす。かかる現状に鑑み、本発明
は、反応流動層から固気分離装置へ粉体とガスとの混合
流を導く管内での粉体の堆積を防止する手段を提供する
ことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、反応流動層か
らガスとともに排出された粉体を固気分離装置でガスと
分離し、分離した粉体を再度反応流動層へと循環させる
循環流動反応装置において、反応流動層から固気分離装
置へ粉体とガスとの混合流を導く導管における粉体の搬
送方向と水平面とのなす角を、通過する粉体の安息角以
上とすることを特徴とする。
らガスとともに排出された粉体を固気分離装置でガスと
分離し、分離した粉体を再度反応流動層へと循環させる
循環流動反応装置において、反応流動層から固気分離装
置へ粉体とガスとの混合流を導く導管における粉体の搬
送方向と水平面とのなす角を、通過する粉体の安息角以
上とすることを特徴とする。
【０００７】
【作用】通常、導管内のガス流速は、壁部分が遅く中心
部分が速い分布を形成している。壁付近の流速の遅いガ
スと接触する粉体は、底面に堆積する傾向を示す。鉱石
と比べて比重の小さい石炭やチャーは、一旦は底部に堆
積しても、堆積することによりガス流路が狭められるた
めガス流速が増加し、最終的には吹き飛ばされ、閉塞に
いたることはない。しかし、鉱石は比重が大きいために
ガスにより吹き飛ばしにくく、さらに還元されスティッ
キング状態となるため、閉塞にいたる場合がある。
部分が速い分布を形成している。壁付近の流速の遅いガ
スと接触する粉体は、底面に堆積する傾向を示す。鉱石
と比べて比重の小さい石炭やチャーは、一旦は底部に堆
積しても、堆積することによりガス流路が狭められるた
めガス流速が増加し、最終的には吹き飛ばされ、閉塞に
いたることはない。しかし、鉱石は比重が大きいために
ガスにより吹き飛ばしにくく、さらに還元されスティッ
キング状態となるため、閉塞にいたる場合がある。
【０００８】導管の粉体の搬送方向と水平面とのなす角
を通過する粉体の安息角以上とすることにより、堆積し
ようとする粉鉱石は、固気分離装置もしくは流動反応装
置へと排出されるため、導管部には堆積しない。固気分
離装置の入口の位置と流動反応装置の出口の位置を水平
な導管を採用していた時と同じにして本発明を適用する
には、導管部が上昇、下降する図２（ａ）のような構造
となる。導管部に堆積しようとする粉体は、操業条件や
導管部のガス流の状態に応じて固気分離装置、流動反応
装置のいずれかに排出される。
を通過する粉体の安息角以上とすることにより、堆積し
ようとする粉鉱石は、固気分離装置もしくは流動反応装
置へと排出されるため、導管部には堆積しない。固気分
離装置の入口の位置と流動反応装置の出口の位置を水平
な導管を採用していた時と同じにして本発明を適用する
には、導管部が上昇、下降する図２（ａ）のような構造
となる。導管部に堆積しようとする粉体は、操業条件や
導管部のガス流の状態に応じて固気分離装置、流動反応
装置のいずれかに排出される。
【０００９】固気分離装置を流動反応装置よりも低く位
置させ、装置全体の高さを低くする場合、導管部は図２
（ｂ）のような構造となり、導管部に堆積しようとする
粉体は、固気分離装置に排出される。固気分離装置を流
動反応装置よりも高く位置させ、ダウンカマー部分の高
さを確保する場合、導管部は図２（ｃ）のような構造と
なり、導管部に堆積しようとする粉体は、流動反応装置
に排出される。堆積しようとする粉体を固気分離装置も
しくは流動反応装置のどちら側に排出するかは、装置全
体の高さ、ダウンカマー部の必要高さ、加工の容易さな
どから総合的に判断すればよく、粉体の導管部での堆積
を防止する観点からの優劣はない。
置させ、装置全体の高さを低くする場合、導管部は図２
（ｂ）のような構造となり、導管部に堆積しようとする
粉体は、固気分離装置に排出される。固気分離装置を流
動反応装置よりも高く位置させ、ダウンカマー部分の高
さを確保する場合、導管部は図２（ｃ）のような構造と
なり、導管部に堆積しようとする粉体は、流動反応装置
に排出される。堆積しようとする粉体を固気分離装置も
しくは流動反応装置のどちら側に排出するかは、装置全
体の高さ、ダウンカマー部の必要高さ、加工の容易さな
どから総合的に判断すればよく、粉体の導管部での堆積
を防止する観点からの優劣はない。
【００１０】
【実施例】本発明を適用した粉状鉱石の循環流動還元装
置の概要を図１に示す。原料供給口８から反応流動層１
に粉状鉄鉱石を投入し、反応流動層１の底部の反応ガス
導入口９から、還元ガス６を導入して流動層を形成し、
固気反応によって粉状鉱石を還元する。こうして還元さ
れた鉱石はライザーの頂部から排ガスとともに排出さ
れ、導管７を通過して固気分離装置２へと導かれる。固
気分離装置２で捕集された鉱石はダウンカマー３から反
応流動層１に循環する。その一部は分岐管２２を経て製
品として抜き出す。
置の概要を図１に示す。原料供給口８から反応流動層１
に粉状鉄鉱石を投入し、反応流動層１の底部の反応ガス
導入口９から、還元ガス６を導入して流動層を形成し、
固気反応によって粉状鉱石を還元する。こうして還元さ
れた鉱石はライザーの頂部から排ガスとともに排出さ
れ、導管７を通過して固気分離装置２へと導かれる。固
気分離装置２で捕集された鉱石はダウンカマー３から反
応流動層１に循環する。その一部は分岐管２２を経て製
品として抜き出す。
【００１１】固気分離装置２と反応流動層１との間の導
管７において、導管７における粉体の搬送方向と水平面
とのなす角は４５°とした。循環流動する粉体の安息角
は３８°であった。導管の形状は図２（ａ）のものとし
た。図３に本発明適用装置における、反応流動層１と固
気分離装置２の間の圧力損失の時間推移を示す。対比と
して、図２（ｄ）の形態の水平な導管を持つ従来法での
圧力損失の推移を図３にあわせて示す。
管７において、導管７における粉体の搬送方向と水平面
とのなす角は４５°とした。循環流動する粉体の安息角
は３８°であった。導管の形状は図２（ａ）のものとし
た。図３に本発明適用装置における、反応流動層１と固
気分離装置２の間の圧力損失の時間推移を示す。対比と
して、図２（ｄ）の形態の水平な導管を持つ従来法での
圧力損失の推移を図３にあわせて示す。
【００１２】いずれの場合も、操業条件は、下記のとお
りである。 反応温度 ：８５０℃ 製品還元率 ：７５〜８３％ 還元ガス組成：ＣＯ＝５０％、Ｈ2 ＝３０％、Ｎ2 ＝２
０％
りである。 反応温度 ：８５０℃ 製品還元率 ：７５〜８３％ 還元ガス組成：ＣＯ＝５０％、Ｈ2 ＝３０％、Ｎ2 ＝２
０％
【００１３】本発明の適用により、長期間にわたり、流
動還元炉と固気分離装置間の圧力損失が安定的に推移し
た。また、休止時に調査したところ、導管の上昇部、下
降部ともに粒子の堆積は認められなかった。
動還元炉と固気分離装置間の圧力損失が安定的に推移し
た。また、休止時に調査したところ、導管の上昇部、下
降部ともに粒子の堆積は認められなかった。
【００１４】
【発明の効果】本発明によって、反応流動層から固気分
離装置へ粉体とガスとの混合流を導く管内での粉体の堆
積が防止され、長期間にわたり閉塞トラブルもなく安定
な操業が維持される。
離装置へ粉体とガスとの混合流を導く管内での粉体の堆
積が防止され、長期間にわたり閉塞トラブルもなく安定
な操業が維持される。
【図１】本発明方法に基づく流動還元装置フローの模式
図である。
図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は本発明および対比例における
固気分離装置と反応流動層との位置関係を示す図面であ
る。
固気分離装置と反応流動層との位置関係を示す図面であ
る。
【図３】実施例および対比例における固気分離装置と反
応流動層との間の圧力損失の推移の図表である。
応流動層との間の圧力損失の推移の図表である。
１ 反応流動層 ２ 固気分離装置 ３ ダウンカマー ４ 循環粒子 ５ 還元ガス吹き込みノズル ６ 還元ガス ７ 導管 ８ 原料供給口 ９ 反応ガス導入口 １０ 底部流動化ガス １１ 粒子循環用ガス １２ 傾斜管 １３ 分散板 ２１ 還元鉱石 ２２ 分岐管 ２３ 排ガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２７Ｂ 15/02
Claims (1)
- 【請求項１】 反応流動層１からガスとともに排出され
た粉体を固気分離装置２でガスと分離し、分離した粉体
を再度反応流動層１へと循環させる循環流動反応装置に
おいて、反応流動層１から固気分離装置２へ粉体とガス
との混合流を導く導管７における粉体の搬送方向と水平
面とのなす角を、通過する粉体の安息角以上とすること
を特徴とする循環流動反応装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6748194A JPH07275686A (ja) | 1994-04-05 | 1994-04-05 | 循環流動反応装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6748194A JPH07275686A (ja) | 1994-04-05 | 1994-04-05 | 循環流動反応装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07275686A true JPH07275686A (ja) | 1995-10-24 |
Family
ID=13346217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6748194A Withdrawn JPH07275686A (ja) | 1994-04-05 | 1994-04-05 | 循環流動反応装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07275686A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019104693A (ja) * | 2017-12-11 | 2019-06-27 | 旭化成株式会社 | （メタ）アクリロニトリルの製造方法 |
-
1994
- 1994-04-05 JP JP6748194A patent/JPH07275686A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019104693A (ja) * | 2017-12-11 | 2019-06-27 | 旭化成株式会社 | （メタ）アクリロニトリルの製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010605 |