JPS6023856B2 - 流動層内流動状態の検出方法 - Google Patents
流動層内流動状態の検出方法Info
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- JPS6023856B2 JPS6023856B2 JP8164278A JP8164278A JPS6023856B2 JP S6023856 B2 JPS6023856 B2 JP S6023856B2 JP 8164278 A JP8164278 A JP 8164278A JP 8164278 A JP8164278 A JP 8164278A JP S6023856 B2 JPS6023856 B2 JP S6023856B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/1809—Controlling processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00601—Controlling the conductivity
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は流動層内流動状態の検出方法、詳しくは、化学
プロセス、製鉄プロセスに多く使用される一般流動層に
おいて層内の流動状態を検出する方法に関するものであ
る。
プロセス、製鉄プロセスに多く使用される一般流動層に
おいて層内の流動状態を検出する方法に関するものであ
る。
一般に、反応塔（反応炉）の流動層内の流動状態につい
ては目視検出することが困難であるため、流動層の上下
間の差圧（層圧損）等から類推するのが普通である。
ては目視検出することが困難であるため、流動層の上下
間の差圧（層圧損）等から類推するのが普通である。
例えば、第１図に示すようにな流動層式還元製鉄プロセ
スにおいては、炉ａ内に投入された原料（鉄鉱石粉体）
ｂは、炉ａの下方から送風される還元ガスｃにより流動
層ｄをなすと共に、該還元ガスｃにより還元され、製品
として還元鉄ｅが出てくる。
スにおいては、炉ａ内に投入された原料（鉄鉱石粉体）
ｂは、炉ａの下方から送風される還元ガスｃにより流動
層ｄをなすと共に、該還元ガスｃにより還元され、製品
として還元鉄ｅが出てくる。
従来このプロセスにおいて、上記流動層ｄにおける流動
状態を把握する場合、還元ガガス導入管ｆ内の圧力Ｐ，
と炉頂排ガス管ｇ内の圧力Ｐ２とを検出し圧力損失検出
器ｈ‘こより層圧損△Ｐ（Ｐ，一Ｐ２）を測定して行っ
ている。しかし、この層圧損測定方法では、第３図に線
Ａで示すように、流動層の範囲（硫動初期からその末基
まで）では流動状態（流速）がほぼ一定となるため、流
動しているのは判っても、どの位の流動状態、極端な場
合〔ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ（焼結状態）の場合〕の他は炉
内での流動状態は全く判らない。
状態を把握する場合、還元ガガス導入管ｆ内の圧力Ｐ，
と炉頂排ガス管ｇ内の圧力Ｐ２とを検出し圧力損失検出
器ｈ‘こより層圧損△Ｐ（Ｐ，一Ｐ２）を測定して行っ
ている。しかし、この層圧損測定方法では、第３図に線
Ａで示すように、流動層の範囲（硫動初期からその末基
まで）では流動状態（流速）がほぼ一定となるため、流
動しているのは判っても、どの位の流動状態、極端な場
合〔ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ（焼結状態）の場合〕の他は炉
内での流動状態は全く判らない。
そこで本発明者は、上述の従来方法に鑑み種々研究、実
験したところ、第３図に線Ｂで示すように、炉内の流動
物質の電気抵抗Ｑはその流速により変化する特性に着目
し、その抵抗値を測定しておけば流動状態を正確にとら
えることを見し、出し本発明を完成した。
験したところ、第３図に線Ｂで示すように、炉内の流動
物質の電気抵抗Ｑはその流速により変化する特性に着目
し、その抵抗値を測定しておけば流動状態を正確にとら
えることを見し、出し本発明を完成した。
本発明は、化学プロセス、製鉄プロセスにおいて流動層
内の流動状態を正確に測定することを目的としたもので
、流動層内の流動物質が導電性物質である化学プロセス
、製鉄プロセスにおいて、流動層の電気抵抗を反応塔の
内壁に所要数対をなして設けた電極に電流を流すことに
より測定し、該電気抵抗を予め求せておいた流動層の流
動状態と電気抵抗との関係と比較し、流動層の流動状態
を検出することを特徴とする流動層内流動状態の検出方
方法に係るものである。
内の流動状態を正確に測定することを目的としたもので
、流動層内の流動物質が導電性物質である化学プロセス
、製鉄プロセスにおいて、流動層の電気抵抗を反応塔の
内壁に所要数対をなして設けた電極に電流を流すことに
より測定し、該電気抵抗を予め求せておいた流動層の流
動状態と電気抵抗との関係と比較し、流動層の流動状態
を検出することを特徴とする流動層内流動状態の検出方
方法に係るものである。
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
第２図は本発明の一実施例に関し、例えば最近提案され
た浮遊式流動層還元製鉄プロセス（浮遊式還元製鉄プロ
セスとも云う）（特顔昭５１−１５７７２６号−特開昭
５３一８３９１６号−参照）に適用した場合の例である
。
た浮遊式流動層還元製鉄プロセス（浮遊式還元製鉄プロ
セスとも云う）（特顔昭５１−１５７７２６号−特開昭
５３一８３９１６号−参照）に適用した場合の例である
。
図において、１は反応塔（還元炉）であり、この反応塔
１の底部には、加熱された還元ガスＣを炉内に導入する
ための導入系２が接続してあり、また炉頂には、鉄鉱石
、酸化べレット等のような酸化鉄原材料Ｄ及び炭素粒体
Ｅ等の導電性物質を装入するための袋入系３が接続して
ある。
１の底部には、加熱された還元ガスＣを炉内に導入する
ための導入系２が接続してあり、また炉頂には、鉄鉱石
、酸化べレット等のような酸化鉄原材料Ｄ及び炭素粒体
Ｅ等の導電性物質を装入するための袋入系３が接続して
ある。
前記反応塔１の内壁には電極４が必要に応じて所要数対
をなして設けてあり、該電極４，４に結んだ配線５には
、流動層（浮遊式流動層）Ｆの電気抵抗を計測する電気
抵抗測定器６が設けてあり、また炉頂排ガス系７内の圧
力Ｐ２と前記導入系２内の圧力Ｐ，とを測定し層圧損△
Ｐを検出する層圧損検出器８が設けてあり、更に前記電
気抵抗測定器６の測定信号と上記層圧損検出器８の層圧
損信号とを所定の演算をして炉内の流動状態を検出する
検出装９が設けてある。
をなして設けてあり、該電極４，４に結んだ配線５には
、流動層（浮遊式流動層）Ｆの電気抵抗を計測する電気
抵抗測定器６が設けてあり、また炉頂排ガス系７内の圧
力Ｐ２と前記導入系２内の圧力Ｐ，とを測定し層圧損△
Ｐを検出する層圧損検出器８が設けてあり、更に前記電
気抵抗測定器６の測定信号と上記層圧損検出器８の層圧
損信号とを所定の演算をして炉内の流動状態を検出する
検出装９が設けてある。
尚、Ｇは反応塔１から製品として出る還元鉄、日は反応
塔１から上記還元鉄Ｇと分離して出るチャー（コークス
化の前段階のもの）である。
塔１から上記還元鉄Ｇと分離して出るチャー（コークス
化の前段階のもの）である。
この反応塔１の始動期に際しては、予熱（或は加熱され
た）還元ガスＣを炉内に吹き込むと、この還元ガス（還
元雰囲気）Ｃは炉頂から炉頂排ガスとして排出され、再
度炉内に循環される。この循環をくり返すことにより循
環ガスの還元度は上昇していく。炉内に予め袋入されて
いた炭素粒体Ｅが、上記雰囲気中に浮遊し炉内に炭素粒
体Ｃの浮遊式流動層（浮遊層）Ｆが形成される。次に、
電極４，４間に電圧を印加すると、前記流動層Ｆを形成
する炭素粒体Ｅに通電され、ジュール熱によって炉内温
度が上昇する。
た）還元ガスＣを炉内に吹き込むと、この還元ガス（還
元雰囲気）Ｃは炉頂から炉頂排ガスとして排出され、再
度炉内に循環される。この循環をくり返すことにより循
環ガスの還元度は上昇していく。炉内に予め袋入されて
いた炭素粒体Ｅが、上記雰囲気中に浮遊し炉内に炭素粒
体Ｃの浮遊式流動層（浮遊層）Ｆが形成される。次に、
電極４，４間に電圧を印加すると、前記流動層Ｆを形成
する炭素粒体Ｅに通電され、ジュール熱によって炉内温
度が上昇する。
この状態で、炉内に酸化鉄原材料Ｄが装入されると、上
記流動層Ｆを通過して炉底に降下する。この酸化鉄原材
料○が上記流動層Ｆを通過する際に、次の如き反対式（
１），（０），（ｍ）により還元反応がなされる。Ｆｅ
２０３十３ＣＯ＝２Ｆｅ＋３Ｃ０２ ．．…・
（１）Ｆｅ２ぴ十父こ班ｅ十父０ ・・・・・
・（０）Ｃ十Ｃ０２＝２ＣＯ上記（１）式から酸化鉄（
Ｆｅ２０３）は、炉内加熱温度に促進され、一酸化炭素
（ＣＯ）を含む還元雰囲気ガスにより還元されて、二酸
化炭素（Ｃ０２）が生成され、上記（ｍ）式から一酸化
炭素が生成される。
記流動層Ｆを通過して炉底に降下する。この酸化鉄原材
料○が上記流動層Ｆを通過する際に、次の如き反対式（
１），（０），（ｍ）により還元反応がなされる。Ｆｅ
２０３十３ＣＯ＝２Ｆｅ＋３Ｃ０２ ．．…・
（１）Ｆｅ２ぴ十父こ班ｅ十父０ ・・・・・
・（０）Ｃ十Ｃ０２＝２ＣＯ上記（１）式から酸化鉄（
Ｆｅ２０３）は、炉内加熱温度に促進され、一酸化炭素
（ＣＯ）を含む還元雰囲気ガスにより還元されて、二酸
化炭素（Ｃ０２）が生成され、上記（ｍ）式から一酸化
炭素が生成される。
従って炉内に吹き込まれる還元ガスＣ即ち一酸化炭素を
含んだガスは炉内で反応後炉頂排ガスとして排出された
後、再び還元ガスとして炉内に戻る。上述のように炉内
において、前記流動層Ｆの炭素及び一酸化炭素を含む還
元雰囲気により酸化鉄原材量Ｄは還元され、炉底から製
品としての還元鉄Ｇと、チヤ一日が出てくる。
含んだガスは炉内で反応後炉頂排ガスとして排出された
後、再び還元ガスとして炉内に戻る。上述のように炉内
において、前記流動層Ｆの炭素及び一酸化炭素を含む還
元雰囲気により酸化鉄原材量Ｄは還元され、炉底から製
品としての還元鉄Ｇと、チヤ一日が出てくる。
ここで炉内における流動層Ｆ内の流動状態の検出は次の
ように行われる。
ように行われる。
検出を流れる還元ガスＣが流動層Ｆを通って△Ｐだけ圧
力が低下すると、その層圧損△Ｐは層圧損検出器８によ
り前記圧力Ｐ，とＰ２とから検出され、その信号が検出
装置９に送られる（該△Ｐ信号は、主に、流動層状態を
確認するために利用する。
力が低下すると、その層圧損△Ｐは層圧損検出器８によ
り前記圧力Ｐ，とＰ２とから検出され、その信号が検出
装置９に送られる（該△Ｐ信号は、主に、流動層状態を
確認するために利用する。
）これと同時に電気抵抗測定器６により流動層Ｆ内の電
気抵抗（２種即ち炭素粒体と酸化鉄の混合流動物質の電
気抵抗）Ｑが測定され、その信号が検出装置９に送られ
、前記層圧損△Ｐ信号と所定の演算処理され、どの位の
流動状態であるかが正確に検出される。上述の実施例は
層圧損△Ｐと電気抵抗○の両者から検出を行っているが
、電気抵抗からだけでも正確に検出できる。
気抵抗（２種即ち炭素粒体と酸化鉄の混合流動物質の電
気抵抗）Ｑが測定され、その信号が検出装置９に送られ
、前記層圧損△Ｐ信号と所定の演算処理され、どの位の
流動状態であるかが正確に検出される。上述の実施例は
層圧損△Ｐと電気抵抗○の両者から検出を行っているが
、電気抵抗からだけでも正確に検出できる。
本発明ではこれらが骨子となる。即ち、炉内ガス流速が
速くなると炉内電気抵抗Ｑが大きな値になり、逆に流速
が遅くなるとＱは４・ごな値になるので、前記層圧損△
Ｐが所定値以内にあること（第３図における流動層の状
態であること）、及び流動層圧は一定であることを前提
条件として、流動状態を前記測定電気抵抗値により換算
し、流動初期（流動層状態初期）から流動末期（流動層
状態末期）までのどの位置にあるかを正確に検出するこ
とができる。
速くなると炉内電気抵抗Ｑが大きな値になり、逆に流速
が遅くなるとＱは４・ごな値になるので、前記層圧損△
Ｐが所定値以内にあること（第３図における流動層の状
態であること）、及び流動層圧は一定であることを前提
条件として、流動状態を前記測定電気抵抗値により換算
し、流動初期（流動層状態初期）から流動末期（流動層
状態末期）までのどの位置にあるかを正確に検出するこ
とができる。
第４図は還元ガスとしてＮ２ガスを用いた場合のＮ２ガ
ス流量（Ｚ／ｍｉｎ）−抵抗値特性曲線を示す（この場
合炉内装入物すなわち導電性物質は、鉄鉱石粉７０％（
重量％）、コークス粉末３０％（重量％）からなるよう
２種混合物質である）ものであり、予めこの特性曲線を
求めておき、これを利用し流動層の測定電気低抗値から
上述のような正確な検出ができる。
ス流量（Ｚ／ｍｉｎ）−抵抗値特性曲線を示す（この場
合炉内装入物すなわち導電性物質は、鉄鉱石粉７０％（
重量％）、コークス粉末３０％（重量％）からなるよう
２種混合物質である）ものであり、予めこの特性曲線を
求めておき、これを利用し流動層の測定電気低抗値から
上述のような正確な検出ができる。
尚、以上述べた実施例は、浮遊式流動層還元製鉄プロセ
ス（流動物が炭素物質と鉄質物の２種混合物質である）
に適用した場合について例示したが、他の一般流動層式
の化学プロセス、製鉄プロセスなど、例えば装入原料が
鉄質物のみである鉄流動層式の製鉄プロセス、流動層内
の流動物が石炭のみである石炭ガス化プロセス等にも適
用でき、この場合、石炭がチャ−更にはコークスに変化
することにより導電性が生ずる。
ス（流動物が炭素物質と鉄質物の２種混合物質である）
に適用した場合について例示したが、他の一般流動層式
の化学プロセス、製鉄プロセスなど、例えば装入原料が
鉄質物のみである鉄流動層式の製鉄プロセス、流動層内
の流動物が石炭のみである石炭ガス化プロセス等にも適
用でき、この場合、石炭がチャ−更にはコークスに変化
することにより導電性が生ずる。
以上述べたように本発明の検出方法は、層内流動物が導
電性物質である場合に流動層の電気抵抗を測定すること
により流動状態を検出するので、どの位の流動状態であ
るか（流動初期から流動末期までのどの位置にあるか）
を正確にしかも迅速に（電気抵抗の計測の方が層圧損の
側よりもスピードが速いため）把握、検知することがで
きる。
電性物質である場合に流動層の電気抵抗を測定すること
により流動状態を検出するので、どの位の流動状態であ
るか（流動初期から流動末期までのどの位置にあるか）
を正確にしかも迅速に（電気抵抗の計測の方が層圧損の
側よりもスピードが速いため）把握、検知することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第１図は従釆の検出方法を示す説明図、第２図は本発明
の一実施例に関するもので流動層内流動状態の検出方法
を示す説明図、第３図は電気抵抗及び層圧損と流動状態
との関係を示すグラフ、第４図はＮ２ガス流量−抵抗値
特性曲線を示すグラフである。 １・・・・・・反応塔、２・・・・・・導入系、３・・
・・・・装入系、４・・・・・・電極、６・・・・・・
電気抵抗測定器、Ｄ・・・・・・酸化鉄原材料、Ｅ・・
・・・・炭素粒体、Ｆ・・・・・・流動層。 第１図第２図 第３図 第４図
の一実施例に関するもので流動層内流動状態の検出方法
を示す説明図、第３図は電気抵抗及び層圧損と流動状態
との関係を示すグラフ、第４図はＮ２ガス流量−抵抗値
特性曲線を示すグラフである。 １・・・・・・反応塔、２・・・・・・導入系、３・・
・・・・装入系、４・・・・・・電極、６・・・・・・
電気抵抗測定器、Ｄ・・・・・・酸化鉄原材料、Ｅ・・
・・・・炭素粒体、Ｆ・・・・・・流動層。 第１図第２図 第３図 第４図
Claims (1)
- １ 流動層内の流動物質が導電性物質である化学プロセ
ス、製鉄プロセスにおいて、流動層の電気抵抗を反応塔
の内壁に所要数対をなして設けた電極に電流を流すこと
により測定し、該電気抵抗を予め求めておいた流動層の
流動状態と電気抵抗との関係と比較し、流動層の流動状
態を検出することを特徴とする流動層内流動状態の検出
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8164278A JPS6023856B2 (ja) | 1978-07-05 | 1978-07-05 | 流動層内流動状態の検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8164278A JPS6023856B2 (ja) | 1978-07-05 | 1978-07-05 | 流動層内流動状態の検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS558848A JPS558848A (en) | 1980-01-22 |
| JPS6023856B2 true JPS6023856B2 (ja) | 1985-06-10 |
Family
ID=13751986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8164278A Expired JPS6023856B2 (ja) | 1978-07-05 | 1978-07-05 | 流動層内流動状態の検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6023856B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2594548B1 (fr) * | 1986-02-19 | 1989-05-19 | Bp Chimie Sa | Procede et dispositif pour detecter des anomalies dans un lit fluidise et application aux reacteurs a lit fluidise de polymerisation d'alphaolefines en phase gazeuse |
-
1978
- 1978-07-05 JP JP8164278A patent/JPS6023856B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS558848A (en) | 1980-01-22 |
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