JPS602098B2 - 粒状物の密充填配向装置 - Google Patents

粒状物の密充填配向装置

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JPS602098B2
JPS602098B2 JP52099100A JP9910077A JPS602098B2 JP S602098 B2 JPS602098 B2 JP S602098B2 JP 52099100 A JP52099100 A JP 52099100A JP 9910077 A JP9910077 A JP 9910077A JP S602098 B2 JPS602098 B2 JP S602098B2
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discharge pipe
tower
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JP52099100A
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JPS5433275A (en
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安彦 今本
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Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
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Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/0015Feeding of the particles in the reactor; Evacuation of the particles out of the reactor

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Auxiliary Methods And Devices For Loading And Unloading (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は粒状物の密充填配向装置に関し、詳しくは触媒
あるいは成型物等の粒状物を貯槽、固体と液体、固体と
気体あるいは固体と液体と気体間等の吸着、吸収および
抽出等を目的とした充填塔あるいは反応を伴う固定床反
応装置に導入する際に、粒状物を一定方向に規則的に密
充填することのできる装置に関する。
一般に種々の粒状物を充填塔あるいは反応塔等に充填す
るには、まず地上から搭頂部までリフト、ベルトコンベ
ヤー、ノゞスケツトコンベヤー、ニューマティックコン
ベャー等によって輸送後、直接塔内へ投入して充填する
ことが多く行われている。
しかし強度的にもいろいろ粒状物を直接塔内に投入する
と、落下時に衝撃等により破砕や粉化を生じ、使用上の
問題となることが多い。また機械的強度の大きい粒状物
であっても、充填時に粒子同士の衝突によって破砕、粉
化することがあり、充填の際に特別の注意を払う必要が
ある。通常はこれらの破砕や粉化を抑制するために、た
とえば触媒粒子の充填の場合、専用のシュート管を反応
塔内に組み込み、十分な注意を払いながら人手による極
めて非能率的な作業を行っているのが現状である。近年
、人手を要せず機械を用いて触媒粒子を充填する装置が
開発された(特開昭50−133165)。
これは成形された円筒状触媒を充填するためのもので、
モーター‘こよって回転される回転軸に頂部が接続され
、底面の直径が約30〜60弧の円錐形状をした装置で
あり、反応塔の各部へ均一に充填できる装置である。し
かしながら、上記装置を用いて均一な触媒充填をより効
果的に行うためには、充填層面が常に平坦に維持されて
いることが必要である。
この平坦さは充填速度によって影響を受け、充填速度が
増加するほど層面の凹凸は増し不均質化する。そのため
充填速度を抑制しなければならないが、このことは充填
時間の増加につながり実際上好ましくないこととなる。
また触媒粒子がガス煤質中を自由落下してゆくとき個々
の粒子同士で衝突や接触時の相互干渉の頻度が高まり、
これが高まるほど均一分散性が悪化し、粒子の好ましく
ない破砕や粉化が生ずることとなる。さらに平均自由港
下距離を落下した粒子が触媒層を形成している表面の触
媒粒子と直接衝突するため、ここでも粒子の破砕や粉化
が多く見受けられる。触媒反応塔あるいは吸着塔などへ
の成型粒状物の充填における上言己のような粒子破砕や
粉化は、反応中の圧力損失を高めるだけでなく、粒子層
間を流れる液体や気体の偏流度を強めるため、ホットス
ポットのような局部的に生ずる急激な発熱反応等の原因
にも結びつき、予定された操業時間の短縮、製品の変質
、不要な副産物の生成あるいは不安定な操業条件を引き
起すことになり好ましくないものである。
このような充填の問題に加えて、普通固体粒子を容器等
に充填するとき、単位容積当りの充填重量で表わされる
充填密度を高くするために、充填塔あるいは反応塔の内
外壁等にハンマーやバイブレーター等による機械的振動
を与えることが実施されている。しかしこのような方法
でも塔蓬や壁厚等で充填物にその振動が伝えられるには
限界がある。さらに機械的に振動が伝えられて高い充填
密度が得られても塔内の各部断面では不均一なでたらめ
な方向を向いた不規則な充填態様となるなど様々な問題
点がある。本発明者は、上述のような充填状態について
永年研究を続けてきた結果、成型粒状物を充填する際に
充填層表面を刷毛や櫛などで引っ掻くようにしたりある
いは一定方向に断続的に配置した突起物または繊維物等
を用いることによって一定方向を向いた規則的な充填状
態を容易かつ確実に得られることを見出し、これに基づ
いて本発明を完成するに至った。
第1図、第2図は本発明の装置の説明図を示し、第3図
は塔内部における回転軸、下段ホッパー、ホッパー支持
体、排出管および刷毛部の結合状態を示す断面図である
本発明の装置を上記第1〜第3図に基づいて説明すれば
、塔1頂部に配設した上段ホツパー2、塔1内部に配設
した下段ホッパー3、両ホッパーを連絡する充填用シュ
ート管4、塔1頂部から塔内に垂下した回転軸5、前記
下段ホッパー3を支持するとともに前記回転軸5に回転
伝達板6を介して取付けたホッパ−支持体7、該支持体
を介し前言己下段ホッパー3底部に接続した排出管8お
よび該排出管8出口付近に取付けた刷毛9よりなる粒状
物の密充填配向装置である。
充填塔あるいは反応塔1の頂部に配設した上段ホッバー
2に定量された充填物や触媒粒子等の成型粒子は、その
破砕および粉砕を防ぐために前記上段ホッパー2底部に
接続されている充填用シュート管4内に導入され、この
中を徐々に移動落下して塔1内部の下段ホッパー3に導
かれる。
この下段ホッパ‐3はホッパー支持体7によって支持さ
れており、またこのホッパー支持体7は回転伝達板6を
介して塔1頂部から塔内に垂下せられた回転軸5に取付
けられている。なお、ここで回転軸5と前述の上段ホッ
パー2およびシュート管4との位置関係は特に制限はな
く、第1図に示すように回転軸5を上段ホッパー2、シ
ュート管4の外部に独立させてもよく、また第2図に示
すように両者内を貫通させても差支えない。さらにホッ
パー支持体7の底部には刷毛9を備えた排出管8が接続
されている。従って下段ホッパー3に導かれた粒状物は
ホツパー支持体7を通って排出管8に至り、この排出管
出口より排出される。この際回転軸5を回転すれば排出
管8も同時に回転しながら粒状物を排出することになる
。ここで排出管8を第1〜第3図に示すように略く字状
に曲げ、排出管出口を回転軸5の軸心から偏った位置に
設ければ、排出管8を出る粒状物は充填層表面に広く均
等に分散されてゆく。なお、排出管8は鉛直に伸びてい
ると粒状物の落下速度が大きくなるので、管途中から先
端にかけて鉛直から水平方向の間の適宜角度に曲げて構
成することが好ましい。分散された粒子はそのままでは
バラバラな不均一状態のため目的とする規則的な充填状
態は得られない。そのため、本発明の装置においては、
前記排出管8の出口付近に刷毛9が取付けられている。
その結果、回転軸5の回転に従って刷毛9が充填層表面
を回転移動して掻きならして各粒子の配向を整え、規則
正しい充填状態とすることができる。ここで通常は上述
の如く塔1を固定して回転軸5を回転することにより、
排出管8ならびに刷毛9を塔1内部で回転させるが、設
計上の都合等、諸々の条件に応じて排出管8および刷毛
9を固定して塔自体を回転させるか、あるいは排出管8
および刷毛9と塔1の両方を逆方向に回転させることに
よっても同様の効果をあげることができる。
なお、本発明の装置において排出管8は充填層面に粒状
物を均等に分散するために設置するものであり、粒状物
の規則的な充填態様を得るためには、例えば第5図に示
すように省略することもでき必ずしも必要とするもので
はない。しかし刷毛9による粒子の配向を容易とし、刷
毛9の移動時の粒子抵抗による負荷を常に均一に保持す
るためには排出管8を設置することが望ましく、またこ
の排出管8は1個でもよいが、さらに複数個を設置すれ
ばより好結果が得られる。粒状物を配向するための刷毛
9は第3図のように排出管8出口付近あるいは第5図の
ように支持体7および台座10を介して下段ホッパー3
の底部に直接取付ける。
台座1川ま前述の如く排出管8あるいは下段ホッパー支
持体7に取付けられ、刷毛9を固定できるような構成と
なっている。刷毛9の材質は柔軟性のあるもの、例えば
天然繊維、人工繊維および動物の毛などが好ましく、接
触する粒状物を傷つけないようなものから選択される。
さらに充填作業中は刷毛9は粒状物と軽く接触している
ため、長時間にわたって連続使用する場合には耐摩耗性
のあるものが好ましい。また刷毛の形状は刷毛状以外に
櫛状、繊維状、櫛枝状等があり、たとえばペンキ用や絵
具用の刷毛のような形状のものも使用できる。刷毛9の
長さは充填すべき粒状物の最大長軸の3倍以上とするの
が好ましく、特に4〜6倍とするのが最適である。本発
明の装置による粒状物の充填は、気相あるいは液相の両
媒体中で行うことができ、これらの粒状物が充填される
充填塔あるいは反応塔は、任意の断面形状、たとえば円
形、正方形、長方形、楕円形等であっても適用すること
ができる。ここで正方形、楕円形等については刷毛の取
付け部分にスプリング等を設けることによって、ほとん
ど回転によるデッドスペースを除去することができ、ま
た長方形の場合には回転軸の回転を往復運動に変換する
機構を取付けることによって刷毛を平行移動させ目的を
達することができる。本発明の装置の回転軸5の回転速
度を制御して刷毛9の回転移動速度を様々に調節するこ
とにより、刷毛の各毛間中の粒子の滞在時間を変えるこ
とができ、規則充填の最適速度を実際の充填前に調べる
ことが可能である。
たとえば円形断面をもつ塔の場合、10〜12仇.p.
m.で刷毛9は回転移動され、方形断面の塔では30柳
/分〜20仇奴/分で平行移動される。本発明の装置に
よって規則充填できる粒状物は、少なくとも1本以上の
幾何学的な対称軸を有した種々の断面形状をもち、その
断面における対称の中心を通って測定される最大長さと
、これを垂直方向に測定される粒子の軸の長さの比が約
1′50〜2/3で、断面部の最大長さが5〜6側のも
のがあげられ、さらに具体的には第6図に示すような各
種粒状物が考えられる。
また断面に対称軸をもたない粒子の場合でも断面部の最
大長さと軸の長さの比が約1/50〜2/3のものであ
れば本発明の装置により密に充填することができる。こ
れらの粒状物の充填速度は、2仇吻/分〜100肋/分
で、最大15仇伽/分である。
本発明の装置によって規則充填された場合、その粒状物
間の空隙率は最密充填のときの値と同じく35〜45%
である。なお密充填になっていても、空隙率が約40%
程度あるので反応実験等で問題とされているような圧力
損失の心配は全くない。なお本発明の装置を用いて、粒
状物を充填する場合、刷毛9は、常に充填層の表面に接
触する位置になければならない。
そのため充填状況に応じて回転軸5を上下に移動できる
構造としておけば、当該回転軸5に取り付けられている
刷毛9は、回転軸5と共に上下に移動し常に好適な位置
に設置される。以上の如く、本発明の装置を用いれば塔
内へ充填する粒状物を刷毛により一定方向に規則的に配
列することができ、均一かつ配向性よく密充填すること
ができる。
次に本発明の装置を用いた実施例を示す。
実施例 1 第1図に示す本発明の装置を用いて、アルミナ担体にコ
バルトおよびモリブデンを担持した直径1/32インチ
の市販脱硫触媒を内径7仇肋および150側の塩化ビニ
ル製の円筒状容器に充填量700夕、藤の回転数3仇.
p.m.、充填速度40肌/分の条件で充填した。
結果を第1表に示す。第1表 なお同量の触媒を内径7仇肋の充填容器に自然に充填し
た場合、充填容量が1190の‘であり、また充填密度
は0.59タ′の【であった。
このことから本発明の装置を用いると同一容量当り約1
4wt%多く充填できることがわかった。実施例 2 第1図に示す本発明の装置を用いて、実施例1と同じ触
媒を内径35側の塩化ビニル製の円筒状容器に充填量5
00夕、軸の回転数50〜6び.p.m.、充填速度8
仇舷/分の条件で充填したところ、充填容量800の‘
、充填密度0.63タ′の‘であった。
なお、同量の触媒を自然に充填した場合、充填容量87
0の‘、充填密度0.58多/の‘であった。このこと
から本発明の装置を用いると同一容量当り約8.5M%
多く充填できることがわかった。実施例 3第2図に示
す本発明の装置を用いて、直径1/128インチ、長さ
/直径の比が10〜50であるアルミナの円筒状成型粒
子を、内径35肋および55肋の塩化ビニル製の円筒状
容器に充填量100夕、軸の回転数4仇.p.m.、充
填速度3仇肋/分の条件で充填した。
結果を第2表に示す。第2表 なお同量のアルミナを自然に充填した場合、内径35側
の充填容器に充填したときは充填容量320の‘、充填
密度0.31夕/の【であり、また内径55肋の充填容
器に充填したときは充填容量305の‘、充填密度0.
33夕/泌であった。
このことから本発明の装置を用いると同一容量当り約4
0〜6肌t%多く充填できることがわかった。実施例
4 ガッチサラン常圧残澄油を実施例1と同じ触媒を用いて
下記条件にて水素化脱硫反応を行ったところ第3表に示
すような結果が得られた。
水素化脱硫反応条件 原料油:ガッチサラン常圧浅薄油 硫黄2.63×%、バナジウム117PPm生成油:硫
黄含有率=1.3納め%反応圧力:110k9/鮒G 空塔速度:1.2球r‐1 第3表 ×軸の回転数30r.p.m.充填速度4物〆分で行っ
た。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は本発明の装置の各態様を示す説明図、
第3図および第5図はそれぞれ下段ホッパーから刷毛に
至るまでの状態を示す断面図、第4図は第3図のA−A
′断面図である。 また第6図は本発明の装置にて充填することのできる成
型粒状物の各態様を示す。第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 塔1頂部に配設した上段ホツパー2、塔1内部に配
    設した下段ホツパー3、両ホツパーを連絡する充填用シ
    ユート管4、塔1頂部から塔内に垂下した回転軸5、前
    記下段ホツパー3を支持するとともに前記回転軸5に回
    転伝達板6を介して取付けたホツパー支持体7、該支持
    体を介し前記下段ホツパー3底部に接続した排出管8お
    よび該排出管8出口付近に取付けた刷毛9よりなる粒状
    物の密充填配向装置。
JP52099100A 1977-08-20 1977-08-20 粒状物の密充填配向装置 Expired JPS602098B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63318396A (ja) * 1987-06-23 1988-12-27 三井化学株式会社 凝縮液排出装置
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