JPH11503099A - Non-mechanical valve - Google Patents

Non-mechanical valve

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JPH11503099A
JPH11503099A JP8529793A JP52979396A JPH11503099A JP H11503099 A JPH11503099 A JP H11503099A JP 8529793 A JP8529793 A JP 8529793A JP 52979396 A JP52979396 A JP 52979396A JP H11503099 A JPH11503099 A JP H11503099A
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JP
Japan
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valve
solids
flow
gas
legs
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Application number
JP8529793A
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Japanese (ja)
Inventor
ジョン ハーディ,グレゴリー
ジェームズ ドライ,ロッド
ジョン ビービイ,コリン
Original Assignee
テクノロジカル リソーシズ プロプライエタリー リミテッド
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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    • B01J8/0025Feeding of the particles in the reactor; Evacuation of the particles out of the reactor by an ascending fluid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

(57)【要約】 流動化可能な固形物の流れを制御するための非機械式バルブ(3)が開示されている。バルブ(3)はパイプを有しており、該パイプは、上端に固形物入り口(13)を備えた上流側脚部(5)と、上端に固形物出口(14)を備えた下流側脚部(7)と、脚部(5、7)の下端を相互に接続するベース部(9)とを有している。バルブ(3)は、更に脚部(5、7)の各々に曝気ガスを導入してバルブ(3)を通る固形物の流動化された流れを維持する手段と、脚部(5、7)への曝気ガスの流れを調節してバルブ(3)を通る固形物の流れを制御する手段とを有している。 SUMMARY A non-mechanical valve (3) for controlling the flow of a fluidizable solid is disclosed. The valve (3) has a pipe comprising an upstream leg (5) with a solids inlet (13) at the upper end and a downstream leg with a solids outlet (14) at the upper end. And a base (9) for connecting the lower ends of the legs (5, 7) to each other. The valve (3) further comprises means for introducing aeration gas into each of the legs (5, 7) to maintain a fluidized flow of solids through the valve (3), and the legs (5, 7). Means for controlling the flow of solids through the valve (3) by regulating the flow of aeration gas to the vessel.

Description

【発明の詳細な説明】 非機械式バルブ 本発明は、細粒子化された固形物材料のための非機械式バルブに関わる。 流動床式処理ユニットへ、また、該流動床式処理ユニットから制御された状態 で固形物を給送することは、しばしばユニットの満足のゆく作業にとって最も有 力な要求である。制御された固形物の流れを達成することに失敗した場合、ユニ ットは非作動状態に置かれ得る。それ故、信頼性ある固形物取扱いシステムを開 発することにより、流動床式処理ユニットの開発において強い経済的影響力が示 される。仮に固形物が、処理される間流動化されなくとも、流動化可能な材料を 処理する他の形式の処理ユニット(例えば、回転キルン)にも同じことが当ては まる。 一般に、固形物取扱いでの困難性は温度変化により複雑化される。プロセスの 給送材料が周囲温度状態(あるいは、それに近い温度状態)である場合、適度な 危険性でもって在来の固形物取扱い戦略を当てはめることができる。低温の(言 い換えれば、750℃よりも低い)流動床方法の場合、流動床材料が過度に粘着 性のものでないなら、流動床材料が化学的に活動的なものでないなら、あるいは 、流動床材料がバルブ機構の詰まりで取扱いづらくなるものでないなら、制御さ れた状態で固形物を取り除くのに機械式バルブを利用することができる。 同じことは、750℃よりも上の温度で作動する流動床プロセスからの固形物 除去の場合本当ではない。この温度範囲では、機械式バルブを用いることは、か ようなバルブが多くの工業用応用例で用いられているにもかかわらず、また、あ る場合、満足のゆく結果を得ているにもかかわらず、概ね得策ではない。一般に 熱い固形物応用例の場合の機械式バルブは各応用例に対して再開発する必要があ り、このことは時間が掛かり、またコストも掛かってしまう。別の要因は、継続 維持してゆくことに費用が掛かると言うことである。最終分析において、簡単な 非機械式代替例を利用可能であれば、それは機械式バルブにとって好ましいオプ ションである。 流動床のための非機械式バルブは、フランス国、コンピエーニュ在住の、循環 する流動床に関する第2回国際会議の議事録で刊行されたティー・エム ノール トン(T.M.Knowlton )氏による「非機械式の固形物給送及び流動床を循環させ るためのリサイクル装置」と題する文献の、1988年3月14日から3月18 日の第31頁から第41頁に論評されていた。L−バルブ、J−バルブ及びV− バルブの検討において、「バルブ」モード(言い換えれば、制御された固形物流 )での作動では脱流動化された固形物の包装床の存在が必要とされていると、テ ィー・エム ノールトン氏は結論付けている。例として、L−バルブにおいては 、包装床は水平部に形成され、曝気ガスは、エルボよりも上に短い距離だけ通過 する。包装床を通過するガスの抗力により、固形物は排出方向に移動し、そして 、流出割合は、どのくらいの量のガスがこのようにその包装床を通過して流れて いるかに鋭敏である。曝気ガスの量を調整することにより、固形物の排出割合を 変えることが可能である。 この形式の非機械式バルブは、固形物が(砂のように)粗くて非粘着性のもの であれば、うまく作動する。しかし、少しでも粘着性だと、結果として不動の固 形物プラグを形成する包装床となり、バルブは機能しなくなる。逆に、固形物が 余りにも細かい(例えば、流動化された割れ触媒)と、それらは、必要に応じ包 装床を形成するのに十分早く脱流動化しない。従って、バルブを通過する固形物 の流れは早く、制御されていない。曝気ガスの流れを停止することによりバルブ を切ることができるが、流れの割合は、曝気が再開されるや否や高い割合状態に 戻る。その結果、流量割合の制御ができなくなり、バルブは単に「オンオフ」装 置としてのみ機能する。(粉体における高い微細レベルでもってした場合のごと く)固形物の脱曝気時間が十分に長ければ、曝気ガスが切られても材料の流れは 全く停止しない。 ティー・エム ノールトン氏は、固形物の流れ制御機能を有していない「自動 」装置としてループシール及びシールポットを述べている。多くの近代の循環流 動床(CFB)システムはサイクロンからライザヘ固形物を戻すためのループシ ールを用いている。固形物はループシールを通過し、どんな割合でも、それら固 形物はループシールの入り口に近づき、そして全体の固形物循環割合の制御を 他の手段により達成している。この場合、ループシールは圧力釣合い装置として 、純粋に作動してCFBサイクロンのアンダーフローからの固形物をある圧力で 受領し、そして固形物をより高い圧力でライザの底部へ移送している。この状況 では、固形物給送が「氾濫するものでない」場合だけそれは正確に作動すること ができる。言い換えれば、固形物給送がループシールそれ自体内の流れ抵抗より 、むしろ外部制約により制限されている場合だけ固形物給送は正確に作動するこ とができる。「あふれた」固形物給送の応用例の場合、ループシールにより制御 することができない高い固形物移送量が与えられる。 粉体が、常に、完全に流動化されていない場合塊を形成することができる微細 な熱い粉体のための適宜の非機械式固形物流制御バルブは、現在存在していない 。バルブのL−バルブ族は、包装床が必要であるために、また微細な粉体に対し て制御ができないために不適である。ループシール並びにそれの関係物は曝気制 御を介しての流れ調整に対する限界を提示していない。 本発明の目的は、上述した欠点を受けず、微細な粘着性の固形物に対する非機 械式流れ制御を可能にする非機械式バルブを提供することである。 本発明によれば、 (i) 一端に固形物のための入り口と、他端に固形物のための出口とを有 しているパイプであって、該パイプは、2つの直立した脚部と、該脚部の下端を 互いに接続するベース部とを有している前記パイプと、 (ii) 曝気ガスを前記脚部の各々に導入して前記バルブを通る固形物の流 動化された流れを維持するための手段と、 (iii)前記脚部に向かう曝気ガスの流れを調節して前記バルブを通過する 固形物の流れを制御するための手段と、 を有している流動化可能な固形物の流れを制御するための非機械式バルブが提 供される。 用語「パイプ」は、流動化し得る固形物を搬送することができる円形の、ある いは非円形の断面のダクトのいかなる形状を意味していると、ここでは理解され る。 曝気ガス導入手段は、各脚部に少なくとも1つの曝気ガス入り口を有している のが好ましい。 曝気ガス導入手段は、曝気ガスを各曝気ガス入り口に移送するための手段を有 しているのが好ましい。 曝気ガス導入手段は、ベース部に少なくとも1つの曝気ガス入り口を有してい るのが好ましい。 曝気ガス移送手段は、ベース部におけるその、あるいは各入り口に曝気ガスを 移送するようにされているのが好ましい。 ベース部は水平でもよく、角度が付されていてもよく、あるいは他の適宜の幾 何学的形状のものであってもよい。 本発明によれば、固形物入り口と固形物出口とを有しているパイプを有してお り、該パイプは、2つの直立した脚部と、該脚部の下端を互いに接続するベース 部とを有している、非機械式バルブにより流動化可能な固形物の流れを制御する 方法であって、 (i) 前記バルブを固形物であふれた状態に維持すること、 (ii) 曝気ガスを各脚部内に注入して流動化された状態で前記入り口から 前記出口へ前記バルブ内を流れるように固形物を維持することと、 (iii)前記脚部への曝気ガスの注入を制御して前記バルブを通過する固形 物の流れを制御することと、 を有している方法も得られる。 工程(iii)は、一方の脚部に比較して他方の脚部への曝気ガスの流れを増 大し、あるいは減少してバルブを通過する固形物の流れを制御することを有して いるのが好ましい。 添付図面を参照して、本発明を例として更に説明する。添付図面において、 図1は、本発明の非機械式バルブの好適実施例の部分的概略垂直断面図であり 、 図2は、図1に示されたバルブの圧力のバラツキを示しているグラフであり、 図3は、異なる深さを有している図1に示された形式の2つの非機械式バルブ の場合の圧力変化を示しているグラフの部分的概略垂直断面図である。 図1を参照して、非機械式バルブ3の好適実施例は2つの脚部5、7を有する 概ねU字形のパイプを有しており、該2つの脚部5、7は水平ベース部9により 互いに接続されている。脚部5は固形物入り口13を含んでおり、また脚部7は 固形物出口シュート15に接続された固形物出口14を含んでいる。 バルブ3は、更に (i) 曝気ガスを脚部5に導入するための曝気入り口、即ちポート1及び ポート2、 (ii) 曝気ガスを水平部9に導入するための曝気入り口、即ちポート3及 びポート4、及び (iii)曝気ガスを脚部7に導入するための曝気入り口、即ちポート5、 を有している。 バルブ3は、更に曝気入り口、即ちポート1から5の各々に曝気ガスを供給す るための手段(図示せず)を有している。曝気ガスの目的は、バルブ3内の固形 物を流動化された状態に維持することと、バルブ3内の固形物の流れを制御する ために、脚部5、7の各々における差圧勾配の原理でそのバルブ3が作動するの を可能にすることである。 この原理によれば、点Aのところで固形物入り口13に入る固形物は、それら が、曝気入り口ポート1及びポート2からのガスにより脚部5から点Bまで通過 して落ちるので、流動化された状態に保たれる。流動化が行われる状況は次のよ うになっている。即ち、固形物の通過に対して向流をなして、ガスの泡/スラグ が脚部5の内側のエルボ(点B)から点Aに向かって上方に通過する。 点Bから、固形物は水平部9に沿って通過し、次いで点Cまで脚部7内を上方 に通過し、再び、曝気入り口ポート3、ポート4及びポート5により流動化され た状態に保たれる。脚部7は、即ち点B乃至点Cは並流状態をなして上方に流れ るガスの泡/スラグ及び固形物と一緒に作用する。点Cから、固形物は、点Dの ところで固形物出口シュート15を介してバルブ出口まで通過する。 図2を参照して、バルブ3内の固形物に作用する圧力は、固形物が点Aから点 Bに脚部5を通って下方に流れにつれて増加し、その後、固形物が点Bから点C に脚部7を通って上方に流れにつれて減少する。バルブ3の圧力変化の範囲を決 定する図2に示されたラインの勾配はポート1−5を介してバルブ3に供給され る曝気ガスの量の関数である。 固形物流れの制御は、脚部5、7の各々に供給される曝気ガスの量を変えるこ とにより達成される。各脚部5、7での曝気の範囲は放出(voidage )を決定し 、曝気の増加は時間で平均された放出での単調な予測可能な増加に移動する。流 動床を横切る圧力差は放出の強い関数であるので、バルブ3を通して移動する固 形物の駆動力は、その圧力差を制御することにより直接制御することができる。 具体的には、脚部7への曝気ガスの流れを増加させると、脚部7での圧力勾配 が減少し、それ故、上流側の脚部5における駆動力が増加する。従って、バルブ 3を通して、増加した固形物の流れが存在する。更に、脚部5への曝気ガスの流 れを増加させると、脚部5での圧力勾配が減少し、それ故、上流側の脚部5にお ける駆動力が減少する。従って、バルブ3を通して、減少した固形物の流れが存 在する。 点A及びDでの圧力は、概ね同じではない。点A及びDが同じ圧力であったら 、脚部5の長さ(L1)と脚部7の長さ(L2)とはほぼ同じである。脚部5、7 の直径が同じであると仮定して、点Aが点Dよりも高ければ、次元L1は、圧力 の差を発生させるのに必要とされる流動床の高さに対応する量だけ、(等圧の場 合に比べて)より長くなる。更に、同じ仮定で、点Aが点Dよりも低い圧力であ れば、次元L2は、対応する量だけより長くなる。 システムの制御感度はバルブ3の深さに比例しており、ここで「深さ」とは、 流動床が脚部5、7の双方に共通している垂直距離と定義される。このことは図 3を参照して最も良く図示されており、該図3は、各脚部5、7に対して異なる 深さ及び同じ直径の図1及び図2に示された形式の2つのバルブ3a、3bを示 し、また、各バルブ3a、3bの長さに沿った圧力の変化のグラフを示している 。グラフを比較すれば容易に判る通り、各バルブ3の圧力範囲はバルブ3の深さ に直接比例しており、脚部5、7のより大きな共通長さを有しているバルブ3b はより大きな圧力変化を有している。 圧力変化は重要なパラメータである。何故なら、それはバルブの作動圧力範囲 の指示だからである。具体的には、深さが不十分な場合、固形物流のための圧力 駆動力が変化することのできる範囲は小さい。その結果、好ましくない制御範囲 となる。一般に、図1から図3に示された形式のバルブ3を、1mよりも深い深 さの、好ましくは3mよりも深い深さの流動床で作動させることが望ましい。 バルブ3は重要な自己安定化に関する特徴を有しており、該自己安定化に関す る特徴により、該バルブ3は制御目的で特に魅力のあるものとされている。バル ブ3が安定した流れ条件で、且つ外部のバラツキにより、バルブ3への固形物の 流量が増加するとすれば、レスポンスは圧力増加A−Bで下り坂であり、また圧 力低下B−Cにおいて対応する増加である。こうして、バルブ3を通過する固形 物の正味の駆動力は減少し、固形物の流量はそれの予め覆された状態に向かって かき乱され戻る。これのミラーイメージ(鏡像)は、バルブ3内への固形物流量 が減少する際に作用する。この自己安定化特徴により優れた作動特性が与えられ 、バルブ3を自動流れ制御に十分適したものとする。 バルブ3を評価するために、鉄鉱石前還元のための工業用循環流動床システム を、バルブ3に適合させた。バルブ3は、深さ6mの下降流脚部5と長さ6mの 150mmID上昇流脚部7とを備えた200mmのIDパイプを有していた。 図1に示されるごとく曝気ガスを加えた。バルブ3を横切る圧力差は5から10 kPaであったし、バルブ3への固形物入り口13はより高い圧力にあった。曝 気割合は、2つの脚部5、7の各々におけるガス速度が0.1から0.5m/s の範囲であるように調節された。50ミクロンの平均粒子寸法を備えた鉄鉱石を 、バルブ3で次々と用いた。 本発明の精神、並びに範囲から逸脱することなく、図に示されたバルブの好適 実施例に多くの変形をなすことができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Non-Mechanical Valve The present invention relates to a non-mechanical valve for finely divided solid materials. Controlled feeding of solids to and from the fluidized bed processing unit is often the most dominant requirement for satisfactory operation of the unit. If an attempt to achieve a controlled solids flow fails, the unit may be placed inactive. Therefore, developing a reliable solids handling system has shown a strong economic impact in the development of fluidized bed processing units. The same applies to other types of processing units (eg, rotary kilns) that process fluidizable materials even if the solids are not fluidized during processing. Generally, difficulties in handling solids are complicated by temperature changes. If the process feed is at or near ambient temperature, conventional solids handling strategies can be applied with reasonable risk. For low temperature (in other words, below 750 ° C.) fluidized bed processes, if the fluidized bed material is not overly sticky, if the fluidized bed material is not chemically active, or If is not difficult to handle due to clogged valve mechanisms, mechanical valves can be used to remove solids in a controlled manner. The same is not true for solids removal from fluidized bed processes operating above 750 ° C. In this temperature range, the use of mechanical valves is notwithstanding such valves being used in many industrial applications and in some cases with satisfactory results. Not a good idea. In general, mechanical valves for hot solids applications need to be redeveloped for each application, which is time consuming and costly. Another factor is that maintaining it is expensive. In the final analysis, if a simple non-mechanical alternative is available, it is a preferred option for mechanical valves. Non-mechanical valves for fluidized beds are described in "Non-mechanical Valves" by TM K. Knowlton, published in the minutes of the second international conference on circulating fluidized beds, Compiegne, France. Entitled "Recycling Apparatus for Feeding Solids and Circulating a Fluidized Bed" on pages 31 to 41, March 14 to March 18, 1988. In consideration of L-valves, J-valves and V-valves, operation in the "valve" mode (in other words, controlled solids flow) requires the presence of a packed bed of de-fluidized solids. Said Mr M. Norton. As an example, in an L-valve, the packaging floor is formed in a horizontal section and the aerated gas passes a short distance above the elbow. Due to the drag of the gas passing through the packing bed, the solids move in the direction of discharge and the outflow rate is sensitive to how much gas is thus flowing through the packing bed. By adjusting the amount of the aeration gas, it is possible to change the discharge rate of solids. This type of non-mechanical valve works well if the solids are coarse (such as sand) and non-sticky. However, any stickiness will result in a wrapping floor that will form an immobile solid plug and the valve will fail. Conversely, if the solids are too fine (eg, a fluidized cracked catalyst), they will not defluidize quickly enough to form a packaging floor if needed. Thus, the flow of solids through the valve is fast and uncontrolled. The valve can be turned off by stopping the flow of the aeration gas, but the flow rate returns to the high rate state as soon as the aeration is resumed. As a result, the flow rate cannot be controlled, and the valve only functions as an "on-off" device. If the deaeration time of the solids is long enough (as with high fines levels in the powder), the flow of material will not stop at all if the aeration gas is turned off. TM Norton describes loop seals and seal pots as "automatic" devices without solids flow control. Many modern circulating fluidized bed (CFB) systems use a loop seal to return solids from the cyclone to the riser. Solids pass through the loop seal, at any rate they approach the entrance of the loop seal, and control of the overall solids circulation rate is achieved by other means. In this case, the loop seal, as a pressure balancing device, operates purely to receive solids from the CFB cyclone underflow at a certain pressure and to transfer the solids at a higher pressure to the bottom of the riser. In this situation, it can only work correctly if the solids feed is not "flooding." In other words, solids delivery can only operate correctly if solids delivery is limited by external constraints, rather than flow resistance within the loop seal itself. For "spillover" solids feed applications, loop seals provide high solids transfer rates that cannot be controlled. There is currently no suitable non-mechanical solid flow control valve for fine hot powders that can form a lump if the powder is not always fully fluidized. The L-valve family of valves is unsuitable because of the need for a packing floor and because of the inability to control fine powders. The loop seal, and its relatives, does not present a limit for flow regulation via aeration control. It is an object of the present invention to provide a non-mechanical valve that allows non-mechanical flow control on fine sticky solids without suffering from the disadvantages mentioned above. According to the invention: (i) a pipe having an inlet for solids at one end and an outlet for solids at the other end, the pipe comprising two upright legs; A pipe having a base connecting the lower ends of the legs to each other; and (ii) introducing aeration gas into each of the legs to direct a fluidized flow of solids through the valve. Means for maintaining; and (iii) means for regulating the flow of aerated gas toward the legs to control the flow of solids through the valve. A non-mechanical valve for controlling the flow of an object is provided. The term "pipe" is understood here to mean any shape of a duct of circular or non-circular cross section capable of carrying solids which can be fluidized. Preferably, the aeration gas introduction means has at least one aeration gas inlet on each leg. The aeration gas introducing means preferably has means for transferring the aeration gas to each aeration gas inlet. The aeration gas introducing means preferably has at least one aeration gas inlet in the base portion. Preferably, the aeration gas transfer means is adapted to transfer the aeration gas to the or each inlet in the base. The base may be horizontal, angled, or of any other suitable geometric shape. According to the present invention, there is provided a pipe having a solids inlet and a solids outlet, the pipe having two upright legs and a base connecting the lower ends of the legs to each other. A method of controlling the flow of a solid that can be fluidized by a non-mechanical valve, comprising: (i) maintaining the valve flooded with the solid; (ii) providing aeration gas. Maintaining solids to flow through the valve from the inlet to the outlet in a fluidized state injected into each leg; and (iii) controlling the injection of aerated gas into the legs. Controlling the flow of solids through the valve. Step (iii) comprises increasing or decreasing the flow of aerated gas to one leg relative to the other leg to control the flow of solids through the valve. Is preferred. The present invention is further described by way of example with reference to the accompanying drawings. 1 is a partially schematic vertical sectional view of a preferred embodiment of the non-mechanical valve of the present invention, and FIG. 2 is a graph showing pressure variations of the valve shown in FIG. FIG. 3 is a partial schematic vertical sectional view of a graph showing the pressure change for two non-mechanical valves of the type shown in FIG. 1 having different depths. Referring to FIG. 1, a preferred embodiment of the non-mechanical valve 3 comprises a generally U-shaped pipe having two legs 5,7, the two legs 5,7 being horizontal base portions 9,9. Are connected to each other. The leg 5 includes a solids inlet 13 and the leg 7 includes a solids outlet 14 connected to a solids outlet chute 15. The valve 3 further comprises (i) an aeration inlet for introducing aeration gas into the leg 5, ie ports 1 and 2; (ii) an aeration inlet for introducing aeration gas into the horizontal section 9, ie port 3 and A port 4, and (iii) an aeration inlet for introducing aeration gas into the leg 7, i.e. a port 5. The valve 3 further comprises means (not shown) for supplying aeration gas to the aeration inlets, i.e. each of the ports 1 to 5. The purpose of the aeration gas is to maintain the solids in the valve 3 in a fluidized state and to control the flow of the solids in the valve 3 by controlling the differential pressure gradient in each of the legs 5, 7. The principle is to enable the valve 3 to operate. According to this principle, the solids entering the solids inlet 13 at point A are fluidized as they fall from leg 5 to point B by gas from aeration inlet ports 1 and 2. Maintained. The situation where liquidation takes place is as follows. That is, the gas bubbles / slag pass upward from the elbow (point B) inside the leg 5 toward the point A in countercurrent to the passage of the solids. From point B, the solids pass along the horizontal section 9 and then pass upward through the legs 7 to point C, again being kept fluidized by the aeration inlet ports 3, 4 and 5. Dripping. The legs 7, ie points B to C, work together with gas bubbles / slag and solids flowing upward in cocurrent. From point C, the solids pass through the solids outlet chute 15 at point D to the valve outlet. Referring to FIG. 2, the pressure acting on the solids in valve 3 increases as the solids flow downward through leg 5 from point A to point B, after which the solids move from point B to point B. It decreases as it flows upward through leg 7 to C 1. The slope of the line shown in FIG. 2 that determines the range of pressure change of valve 3 is a function of the amount of aeration gas supplied to valve 3 via ports 1-5. Control of the solids flow is achieved by varying the amount of aeration gas supplied to each of the legs 5,7. The extent of aeration at each leg 5,7 determines the voidage, and the increase in aeration shifts to a monotonic and predictable increase in emission averaged over time. Since the pressure difference across the fluidized bed is a strong function of the discharge, the driving force of the solids moving through the valve 3 can be controlled directly by controlling the pressure difference. Specifically, increasing the flow of aerated gas to the leg 7 reduces the pressure gradient at the leg 7 and therefore increases the driving force at the upstream leg 5. Thus, there is increased solids flow through the valve 3. Furthermore, increasing the flow of aerated gas to the leg 5 reduces the pressure gradient at the leg 5 and therefore reduces the driving force at the upstream leg 5. Thus, there is a reduced solids flow through the valve 3. The pressures at points A and D are not substantially the same. If there points A and D are at the same pressure, the length of the leg 5 (L 1) and the length of the leg 7 and (L 2) it is substantially the same. Assumed to be the same diameter of the legs 5 and 7, it is higher than point A is the point D, the dimension L 1 is corresponding to the height of the fluidized bed that is required to generate a difference in pressure The amount of time (compared to the case of equal pressure) is longer. Furthermore, the same assumption, if the pressure is lower than the point A is the point D, the dimension L 2 is longer than a corresponding amount. The control sensitivity of the system is proportional to the depth of the valve 3, where "depth" is defined as the vertical distance that the fluidized bed is common to both legs 5,7. This is best illustrated with reference to FIG. 3, which shows two legs of different depth and the same diameter for each leg 5, 7 of the type shown in FIGS. Figure 3 shows valves 3a, 3b and shows a graph of pressure changes along the length of each valve 3a, 3b. As can be easily seen by comparing the graphs, the pressure range of each valve 3 is directly proportional to the depth of the valve 3, and the valve 3b having the greater common length of the legs 5, 7 is larger. Has a pressure change. Pressure change is an important parameter. Because it is an indication of the operating pressure range of the valve. Specifically, when the depth is insufficient, the range in which the pressure driving force for the solid flow can be changed is small. As a result, an undesirable control range is obtained. In general, it is desirable to operate a valve 3 of the type shown in FIGS. 1 to 3 with a fluidized bed at a depth of more than 1 m, preferably of more than 3 m. The valve 3 has important self-stabilizing features, which make it particularly attractive for control purposes. If the flow rate of the solids to the valve 3 increases due to the stable flow conditions of the valve 3 and due to external variations, the response is a downhill slope with the pressure increase AB and a response with the pressure drop BC. Increase. Thus, the net driving force of the solid passing through the valve 3 is reduced and the flow of the solid is disturbed back towards its pre-covered state. This mirror image (mirror image) acts when the solids flow rate into the valve 3 decreases. This self-stabilizing feature provides excellent operating characteristics and makes the valve 3 well suited for automatic flow control. To evaluate Valve 3, an industrial circulating fluidized bed system for iron ore pre-reduction was adapted to Valve 3. The valve 3 had a 200 mm ID pipe with a 6 m deep downflow leg 5 and a 6 m long 150 mm ID upflow leg 7. Aerated gas was added as shown in FIG. The pressure difference across valve 3 was 5 to 10 kPa and the solids inlet 13 to valve 3 was at a higher pressure. The aeration rate was adjusted so that the gas velocity in each of the two legs 5, 7 was in the range of 0.1 to 0.5 m / s. Iron ore with an average particle size of 50 microns was used one after another in Valve 3. Many modifications can be made to the preferred embodiment of the valve shown in the figures without departing from the spirit and scope of the invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S Z,UG),UA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD ,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CZ, DE,DK,EE,ES,FI,GB,GE,HU,I S,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LK,LR ,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN, MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,S D,SE,SG,SI,SK,TJ,TM,TR,TT ,UA,UG,US,UZ,VN (72)発明者 ビービイ,コリン ジョン オーストラリア国 3192 ビクトリア,チ ェルテンハム,レンダー コート 2────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, L U, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF) , CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (KE, LS, MW, SD, S Z, UG), UA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD , RU, TJ, TM), AL, AM, AT, AU, AZ , BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, GB, GE, HU, I S, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LK, LR , LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, S D, SE, SG, SI, SK, TJ, TM, TR, TT , UA, UG, US, UZ, VN (72) Inventor Bebey, Colin John             Australia 3192 Victoria, Chi             Eltenham, Render Court 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.流動化可能な固形物の流れを制御するための非機械式バルブにして、 (i) 一端に固形物のための入り口と、他端に固形物のための出口とを有 しているパイプであって、該パイプは、2つの直立した脚部と、該脚部の下端を 互いに接続するベース部とを有している前記パイプと、 (ii) 曝気ガスを前記脚部の各々に導入して前記バルブを通る固形物の流 動化された流れを維持するための手段と、 (iii)前記脚部に向かう曝気ガスの流れを調節して前記バルブを通過する 固形物の流れを制御するための手段と、 を有している非機械式バルブ。 2.請求の範囲第1項記載のバルブにおいて、曝気ガス導入手段は、各脚部に 少なくとも1つの曝気ガス入り口を有しているバルブ。 3.請求の範囲第2項記載のバルブにおいて、曝気ガス導入手段は、曝気ガス を各曝気ガス入り口に移送するための手段を有しているバルブ。 4.請求の範囲第3項記載のバルブにおいて、曝気ガス導入手段は、ベース部 に少なくとも1つの曝気ガス入り口を有しているバルブ。 5.請求の範囲第4項記載のバルブにおいて、曝気ガス移送手段は、ベース部 におけるその、あるいは各入り口に曝気ガスを移送するようにされているバルブ 。 6.請求の範囲第1項から第5項のいずれか1項に記載のバルブにおいて、ベ ース部は水平であり、あるいは角度が付されているバルブ。 7.固形物入り口と固形物出口とを有しているパイプを有しており、該パイプ が、2つの直立した脚部と、該脚部の下端を互いに接続するベース部とを有して いる非機械式バルブにより流動化可能な固形物の流れを制御する方法であって、 (i) 前記バルブを固形物であふれた状態に維持すること、 (ii) 曝気ガスを各脚部内に注入して流動化された状態で前記入り口から 前記出口へ前記バルブ内を流れるよう固形物を維持すること、および (iii)前記脚部への曝気ガスの注入を制御して前記バルブを通過する固形 物の流れを制御すること、 を有している方法。 8.請求の範囲第7項記載の方法において、工程(iii)は、一方の脚部に 比較して他方の脚部への曝気ガスの流れを増大し、あるいは減少してバルブを通 過する固形物の流れを制御することを有している方法。[Claims]   1. A non-mechanical valve to control the flow of fluidizable solids,   (I) having an inlet for solids at one end and an outlet for solids at the other end; Pipe having two upright legs and a lower end of the legs. Said pipe having a base connected to each other,   (Ii) aeration gas is introduced into each of the legs to allow a flow of solids through the valve; Means for maintaining the mobilized flow;   (Iii) regulating the flow of aerated gas towards said legs to pass through said valve; Means for controlling the flow of solids;   Having a non-mechanical valve.   2. The valve according to claim 1, wherein the aeration gas introducing means is provided on each leg. A valve having at least one aerated gas inlet.   3. 3. The valve according to claim 2, wherein the aeration gas introducing means includes an aeration gas Having means for transferring the gas to each aerated gas inlet.   4. 4. The valve according to claim 3, wherein the aeration gas introducing means includes a base portion. A valve having at least one aerated gas inlet.   5. 5. The valve according to claim 4, wherein the aeration gas transfer means includes a base portion. A valve at or at each of which is adapted to transfer an aerated gas to each inlet .   6. The valve according to any one of claims 1 to 5, wherein The bulb is horizontal or angled.   7. A pipe having a solids inlet and a solids outlet; Has two upright legs and a base connecting the lower ends of the legs to each other. Controlling the flow of solids that can be fluidized by a non-mechanical valve,   (I) maintaining the valve flooded with solids;   (Ii) aerating gas is injected into each leg and fluidized from the entrance; Maintaining solids to flow through the valve to the outlet; and   (Iii) controlling the injection of aeration gas into the legs to allow solids to pass through the valve; Controlling the flow of things,   Having a method.   8. 8. The method according to claim 7, wherein step (iii) comprises the step of: Increase or decrease the flow of aerated gas to the other leg in comparison to Controlling the flow of solids passing therethrough.
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