KR102030924B1 - 촉매 로딩 장치 및 이를 포함하는 시스템 - Google Patents

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KR102030924B1 KR1020180043196A KR20180043196A KR102030924B1 KR 102030924 B1 KR102030924 B1 KR 102030924B1 KR 1020180043196 A KR1020180043196 A KR 1020180043196A KR 20180043196 A KR20180043196 A KR 20180043196A KR 102030924 B1 KR102030924 B1 KR 102030924B1
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황창명
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유한기술주식회사
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Abstract

일 실시예에 따른 촉매 로딩 장치는 촉매들이 공급되는 내부 공간과, 상기 내부 공간으로부터 반응기의 복수 개의 튜브들의 각각으로 촉매들을 가이드 하도록 구성된 복수 개의 컨트롤 파이프들을 포함하는 바스켓; 및 상기 내부 공간의 촉매들이 상기 복수 개의 컨트롤 파이프들을 통해 상기 복수 개의 튜브들로 낙하하도록 상기 바스켓을 진동시키는 파워 박스를 포함할 수 있다.

Description

촉매 로딩 장치 및 이를 포함하는 시스템{APPARATUS FOR LOADING CATALYST AND SYSTEM COMPRISING THE SAME}
이하, 실시예들은 촉매 로딩 장치 및 이를 포함하는 시스템에 관한 것이다.
에틸렌과 산소를 반응시켜 에틸렌 옥사이드(ethylene oxide)를 생산하는 반응기가 개발되어 있다. 이러한 반응기의 내부에는 복수 개(e.g. 약 10,000개 내지 15,000개)의 튜브들이 설치되고, 각각의 튜브에는 은(Ag)을 함유한 촉매가 각각의 튜브의 일정 높이까지 로딩된다. 각각의 튜브에 로딩되는 촉매는 통상적으로 3년을 주기로 새로운 촉매로 교체된다.
복수 개의 튜브들에 로딩된 오래된 촉매를 튜브들로부터 언로딩한 후 새로운 촉매를 튜브들에 로딩하는 장치들이 개발되고 있다. 예를 들어, 한국공개특허공보 제10-2011-0066141호는 촉매관 다발을 포함하는 반응기에서의 촉매 자동 교환 장치를 개시하고 있다. 이와 관련하여, 튜브 위에 템플릿(template)을 설치하고, 템플릿 위에 촉매를 쌓고, 근로자가 손바닥으로 촉매 알갱이를 비벼서 촉매 알갱이를 템플릿에 형성된 홀(hole)에 밀어 넣는 방식이 있다. 이러한 방식은 근로자가 촉매 알갱이를 접촉하는 과정에서 많은 양의 분진이 발생하므로, 분진으로 인한 근로자의 호흡기 질환을 유발함과 아울러, 반복적인 촉매 알갱이의 접촉으로 인한 근로자의 근골격계 질환을 유발하였다. 또한, 이러한 방식은 많은 양의 분진이 촉매와 함께 튜브에 유입되면서 촉매 로딩 높이의 편차가 크게 발생하였으며, 튜브에 로딩된 촉매의 높이를 조절할 수 없어서 촉매를 튜브의 위까지 가득 채운 후 튜브로부터의 촉매의 이탈을 방지하기 위한 별도의 구조 - 예를 들어, 세라믹 볼과 스프링 등 - 의 설치를 위한 공간 확보를 위해 일정 깊이만큼 튜브로부터 촉매를 다시 언로딩하는 흡입(sucking) 공정이 요구된다.
일 실시예에 따른 목적은 근로자의 촉매와의 직접적인 접촉을 방지하도록 반응기의 튜브로 촉매를 자동으로 로딩하는 촉매 로딩 장치 및 이를 포함하는 시스템을 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 튜브로 로딩되는 촉매의 높이를 조절하는 촉매 로딩 장치 및 이를 포함하는 시스템을 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 튜브로 촉매를 로딩하는 과정에서 발생하는 분진을 제거하는 촉매 로딩 장치 및 이를 포함하는 시스템을 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 촉매 로딩 장치는 촉매들이 공급되는 내부 공간과, 상기 내부 공간으로부터 반응기의 복수 개의 튜브들의 각각으로 촉매들을 가이드 하도록 구성된 복수 개의 컨트롤 파이프들을 포함하는 바스켓; 및 상기 내부 공간의 촉매들이 상기 복수 개의 컨트롤 파이프들을 통해 상기 복수 개의 튜브들로 낙하하도록 상기 바스켓을 진동시키는 파워 박스를 포함할 수 있다.
상기 바스켓과 상기 파워 박스 사이에 여유 거리가 형성되도록 상기 바스켓은 상기 파워 박스의 내부에 수용되고, 상기 바스켓의 진동 시, 상기 바스켓은 상기 여유 거리 내에서 진동하도록 구성될 수 있다.
상기 바스켓은 상기 바스켓의 사이드로부터 연장하는 스윙 샤프트를 더 포함하고, 상기 파워 박스는 상기 스윙 샤프트에 동력을 전달하도록 구성된 엑추에이터를 포함하고, 상기 스윙 샤프트에 동력이 전달되면, 상기 스윙 샤프트가 상기 파워 박스에 대하여 수평 방향으로 이동하며 상기 바스켓이 진동할 수 있다.
상기 파워 박스는 상기 바스켓과 접촉하도록 구성된 휠 베어링; 및 상기 휠 베어링을 지지하도록 구성된 휠 베어링 서포트를 포함하고, 상기 바스켓은 상기 휠 베어링과 구름 접촉하며 상기 파워 박스에 대하여 수평 방향으로 진동할 수 있다.
상기 파워 박스는 상기 파워 박스와 상기 복수 개의 튜브들의 적어도 일부에 각각 고정된 파워 박스 서포트를 포함하고, 상기 파워 박스 서포트는 상기 복수 개의 튜브들을 따라 상승 또는 하강하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따른 촉매 로딩 장치는 촉매들이 공급되는 내부 공간; 상기 내부 공간으로부터 반응기의 복수 개의 튜브들의 각각으로 촉매들을 가이드 하도록 구성된 복수 개의 컨트롤 파이프들로서, 상기 복수 개의 컨트롤 파이프들의 각각의 사이드에 형성되고 촉매들이 상기 복수 개의 컨트롤 파이프들을 통해 이동하는 동안 발생하는 분진을 배출하도록 구성된 분진 배출 홀을 각각 포함하는 복수 개의 컨트롤 파이프들; 및 상기 분진 배출 홀과 소통하도록 배치되고 상기 분진 배출 홀로부터 배출되는 분진을 흡입하는 흡입 파이프를 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 컨트롤 파이프들은 복수 개의 열들로 구성되는 매트릭스 구조로 배치되고, 상기 흡입 파이프는 제1컬럼의 컨트롤 파이프들 및 상기 제1컬럼의 컨트롤 파이프들에 인접한 제2컬럼의 컨트롤 파이프들 사이에 배치될 수 있다.
상기 제1컬럼의 컨트롤 파이프들과 상기 제2컬럼의 컨트롤 파이프들은 상기 흡입 파이프를 기준으로 서로 엇갈리도록 배치될 수 있다.
상기 촉매 로딩 장치는 복수 개의 서포트 홀들을 구비하는 서포트 플레이트; 및 상기 복수 개의 서포트 홀들의 각각에 대응하는 복수 개의 제1 가이드 홀들을 구비하고, 상기 서포트 플레이트로부터 이격되게 배치되는 제1 가이드 플레이트를 포함하고, 상기 복수 개의 컨트롤 파이프들은 상기 복수 개의 서포트 홀들에 고정되며 상기 복수 개의 서포트 홀들과 상기 복수 개의 제1 가이드 홀들을 통과하도록 배치되고, 상기 흡입 파이프는 상기 서포트 플레이트와 상기 제1 가이드 플레이트 사이에 배치될 수 있다.
상기 촉매 로딩 장치는 상기 복수 개의 튜브들의 각각에 대응하는 복수 개의 제2 가이드 홀들을 구비하며 상기 제1 가이드 플레이트로부터 이격되게 배치되는 제2 가이드 플레이트를 더 포함하고, 상기 복수 개의 컨트롤 파이프들을 통해 이동하는 촉매들이 상기 제2 가이드 플레이트를 거쳐 상기 복수 개의 제2 가이드 홀들을 통해 개별적으로 상기 복수 개의 튜브들의 각각으로 로딩될 수 있다.
일 실시예에 따른 촉매 로딩 장치 및 이를 포함하는 시스템은 근로자의 촉매와의 직접적인 접촉을 방지하도록 반응기의 튜브로 촉매를 자동으로 로딩할 수 있다.
일 실시예에 따른 촉매 로딩 장치 및 이를 포함하는 시스템은 튜브로 로딩되는 촉매의 높이를 조절할 수 있다.
일 실시예에 따른 촉매 로딩 장치 및 이를 포함하는 시스템은 튜브로 촉매를 로딩하는 과정에서 발생하는 분진을 제거할 수 있다.
일 실시예에 따른 촉매 로딩 장치 및 이를 포함하는 시스템의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 촉매 로딩 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 분진 제거 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 촉매 로딩 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 촉매 로딩 장치를 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 촉매 로딩 장치의 바스켓을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 5의 바스켓의 6-6에서 바라본 바스켓의 단면을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 7은 도 5의 바스켓의 7-7에서 바라본 바스켓의 단면을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 촉매 로딩 장치의 파워 박스를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
이하, 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시예에 기재한 설명은 다른 실시예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 촉매 로딩 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 촉매 로딩 시스템(1)은 반응기(10)의 복수 개의 튜브(16)들에 대하여 촉매들을 로딩 및 언로딩 하는 시스템으로, 복수 개의 튜브(16)들로 로딩된 기존의 촉매들을 언로딩 또는 제거한 후, 새로운 촉매들을 복수 개의 튜브(16)들로 로딩할 수 있다.
촉매 로딩 시스템(1)은 반응기(10), 촉매 공급 장치(20), 분진 제거 장치(30), 촉매 로딩 장치(40), 공기 공급 장치(50), 분진 분리 장치(60) 및 공기 압력 조절 장치(70)를 포함할 수 있다.
반응기(10)는 유입구(12)와 유출구(14)를 구비한다. 반응기(10)는 실질적으로 원통형일 수 있다. 일 예에서, 반응기(10)의 상부에 유입구(12)가 형성되고, 반응기(10)의 하부에 유출구(14)가 형성될 수 있다. 반응기(10)는 복수 개의 튜브(16)들을 포함한다. 복수 개의 튜브(16)들은 반응기(10)의 수직으로 및 평행하게 배열되며 반응기(10)의 내부에 수용된다. 화학 물질들은 복수 개의 튜브(16)들을 통과하며 복수 개의 튜브(16)들에 로딩된 촉매들과 접촉할 수 있다. 일 예에서, 복수 개의 튜브(16)들의 개수는 약 10,000개 내지 약 15,000개의 범위 내일 수 있다. 일 예에서, 복수 개의 튜브(16)들에 로딩될 촉매들 또는 로딩되어 있는 촉매들은 은(Ag)을 포함할 수 있다. 한편, 공기와 촉매들은 반응기(10)의 유입구(12)를 통과하는 복수 개의 라인들을 통해 반응기(10)의 외부로부터 반응기(10)의 내부로 진입한다.
촉매 공급 장치(20)는 반응기(10)로 촉매들을 공급하도록 구성된다. 일 예에서, 촉매 공급 장치(20)는 호퍼(hopper)를 포함할 수 있다. 촉매 공급 장치(20)의 촉매들은 촉매 공급 장치(20)로부터 반응기(10)로 이어지는 라인을 통해 이동한다. 촉매 공급 장치(20)의 촉매들은 상기 라인 상의 압력 구배에 의해 이동할 수 있다. 일 예에서, 촉매 공급 장치(20)는 엑추에이터(미도시)를 포함할 수 있다. 엑추에이터는 공기 공급 장치(50)로부터 공급되는 공기를 이용하여 촉매 공급 장치(20)의 촉매를 반응기(10)로 공급할 수 있다.
분진 제거 장치(30)는 촉매 공급 장치(20)로부터 반응기(10)로 이동하는 촉매들에 포함된 분진을 제거하도록 구성될 수 있다. 촉매들은 촉매 공급 장치(20)와 분진 제거 장치(30)를 연결하는 라인을 통해 촉매 공급 장치(20)로부터 분진 제거 장치(30)로 이동하고, 분진 제거 장치(30)에 의해 분진이 제거된 후 분진 제거 장치(30)로부터 반응기(10)의 내부로 연장하는 라인을 통해 반응기(10)의 내부로 이동한다.
촉매 로딩 장치(40)는 촉매 공급 장치(20)로부터 공급되는 촉매들을 반응기(10)의 복수 개의 튜브(16)들로 공급하도록 구성된다. 촉매들은 분진 제거 장치(30)에 의해 분진이 제거된 상태에서 분진 제거 장치(30)로부터 반응기(10)의 내부로 연장하며 촉매 로딩 장치(40)로 이어지는 라인을 통해 이동한다. 촉매 로딩 장치(40)는 촉매들을 복수 개의 튜브(16)들로 개별적으로 및 연속적으로 낙하시켜 설정 높이까지 복수 개의 튜브(16)들로 촉매들을 로딩할 수 있다. 한편, 촉매 로딩 장치(40)는 복수 개의 튜브(16)들로 촉매들을 로딩하는 동안 복수 개의 튜브(16)들로 낙하하는 촉매들로부터 분진을 제거하도록 구성될 수 있다.
분진 제거 장치(30)가 이동하는 촉매들로부터 분진을 제거하는 공정이 일차 분진 제거 공정이라 한다면, 촉매 로딩 장치(40)가 낙하하는 촉매들로부터 분진을 제거하는 공정을 이차 분진 제거 공정이라 할 수 있다. 이와 같이, 촉매들이 복수 개의 튜브(16)들로 로딩될 때 촉매들에 다량의 분진이 포함되어 있으면 복수 개의 튜브(16)들로 로딩되는 촉매들의 높이를 계산하는데 오차가 발생할 수 있으므로, 일차 분진 제거 공정과 이차 분진 제거 공정을 통해 촉매들로부터 분진을 제거함으로써 오차의 발생을 감소시킬 수 있다.
공기 공급 장치(50)는 촉매 공급 장치(20), 분진 제거 장치(30) 및 촉매 로딩 장치(40)로 공기를 공급하도록 구성된다. 일 예에서, 공기 공급 장치(50)는 컴프레서(compressor)를 포함할 수 있으며, 공급하는 공기는 압축 공기의 상태일 수 있다. 공기 공급 장치(50)의 공기는 촉매 공급 장치(20)와 공기 공급 장치(50)를 연결하는 라인, 분진 제거 장치(30)와 공기 공급 장치(50)를 연결하는 라인 및 촉매 로딩 장치(40)와 공기 공급 장치(50)를 연결하는 라인을 통해 촉매 공급 장치(20), 분진 제거 장치(30) 및 촉매 로딩 장치(40)로 각각 이동한다. 일 예에서, 공기 공급 장치(50)는 촉매 공급 장치(20)의 엑추에이터(미도시), 분진 제거 장치(30)의 진동기(34)(도 2 참조) 및 촉매 로딩 장치(40)의 엑추에이터(429)(도 3, 도 4 및 도 8 참조)로 공기를 공급할 수 있다.
분진 분리 장치(60)는 분진 제거 장치(30)와 촉매 로딩 장치(40)로부터 제거되는 분진을 포집하고 저장하도록 구성된다. 분진 제거 장치(30)에서 제거된 분진은 분진 제거 장치(30)와 분진 분리 장치(60)를 연결하는 라인을 통해 분진 분리 장치(60)로 이동하고, 촉매 로딩 장치(40)로부터 제거된 분진은 촉매 로딩 장치(40)와 분진 분리 장치(60)를 연결하는 라인을 통해 분진 분리 장치(60)로 이동한다.
압력 조절 장치(70)는 분진 분리 장치(60)에 연결되어 분진 제거 장치(30)와 촉매 로딩 장치(40)의 각각에서 분진을 제거하도록 분진 분리 장치(60)의 공기의 압력을 조절하도록 구성된다. 일 예에서, 압력 조절 장치(70)는 분진 제거 장치(30)와 촉매 로딩 장치(40)의 각각에서 분진을 흡입하게 하는 흡입 압력을 조절할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 분진 제거 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 분진 제거 장치(30)는 압축 공기를 이용하여 촉매들로부터 분진을 제거하도록 구성될 수 있다. 분진 제거 장치(30)는 바디(32), 진동기(34) 및 스크린(36)을 포함할 수 있다.
바디(32)는 촉매 유입구(321), 적어도 하나 이상의 분진 유출구(322, 323) 및 촉매 유출구(324)를 구비할 수 있다. 일 예에서, 바디(32)는 실질적으로 테이퍼 진(tapered) 형상을 구비할 수 있다. 촉매들이 촉매 유입구(321)를 통해 바디(32)의 내부로 진입하면, 바디(32)의 내부에서 촉매들에 포함된 분진이 제거된다. 제거된 분진은 적어도 하나 이상의 분진 유출구(322, 323)로 이동하고, 남은 촉매는 촉매 유출구(324)를 통해 바디(32)의 외부로 이동한다. 일 예에서, 촉매 유입구(321)는 바디(32)의 상부에 형성되고, 적어도 하나 이상의 분진 유출구(322, 323)는 바디(32)의 상부 및/또는 하부에 형성되고, 촉매 유출구(324)는 바디(32)의 하부에 형성될 수 있다.
진동기(34)는 바디(32)를 진동시키도록 구성된다. 일 예에서, 진동기(34)는 공기 공급 장치(50)(도 1 참조)로부터 공급되는 공기를 이용하여 바디(32)를 진동시킬 수 있다. 일 예에서, 진동기(34)는 바디(32)의 사이드에 설치될 수 있다. 진동기(34)에 의해 바디(32)가 진동하면, 촉매들도 진동하고 촉매들의 덩어리가 분리되며 분진이 발생할 수 있다.
스크린(36)은 촉매 유입구(321)를 통해 바디(32)의 내부로 유입하는 촉매들로부터 분진을 분리하도록 구성될 수 있다. 스크린(36)에 의해 제거된 분진은 적어도 하나 이상의 분진 유출구(322, 323)를 통해 바디(32)의 외부로 이동하고, 남은 촉매들은 촉매 유출구(324)를 통해 바디(32)의 외부로 이동한다. 일 예에서, 분진과 촉매들은 흡입 방식에 의하여 - 예를 들어, 도 1의 분진 분리 장치(60) 및 압력 조절 장치(70)에 의하여 - 각각 적어도 하나 이상의 분진 유출구(322, 323) 및 촉매 유출구(324)를 통해 바디(32)의 외부로 흡입될 수 있다. 스크린(36)은 촉매들은 남기고 분진을 제거하기에 적합한 크기의 메쉬(mesh)를 구비할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 촉매 로딩 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 4는 일 실시예에 따른 촉매 로딩 장치를 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 촉매 로딩 장치(40)는 복수 개의 튜브(16)들(도 1 참조)로 촉매들을 로딩하도록 구성된다. 촉매 로딩 장치(40)는 촉매들이 공급되는 내부 공간을 구비하는 바스켓(410) 및 바스켓(410)에 동력을 공급하여 바스켓(410)의 내부 공간의 촉매들을 복수 개의 튜브(16)들(도 1 참조)로 가이드 하도록 구성되는 파워 박스(420)를 포함할 수 있다. 바스켓(410)과 파워 박스(420)는 서로 커플링될 수 있다. 일 예에서, 바스켓(410)은 파워 박스(420)보다 상부에 위치할 수 있다. 바스켓(410) 및 파워 박스(420)의 상세한 구조는 이하 도 5 내지 도 8을 함께 참조하며 상세하게 설명하기로 한다.
도 5는 일 실시예에 따른 촉매 로딩 장치의 바스켓을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5를 참조하면, 바스켓(410)은 복수 개의 제1 사이드 패널(411)들, 서포트 플레이트(412), 제1 가이드 플레이트(414), 복수 개의 컨트롤 파이프(416)들 및 스윙 샤프트(419)를 포함할 수 있다. 설명의 편의상 바스켓(410)의 복수 개의 제1 사이드 패널(411)들 중 전방의 제1 사이드 패널은 그 도시를 생략한다.
복수 개의 제1 사이드 패널(411)들은 촉매들이 공급되는 내부 공간을 규정한다. 복수 개의 제1 사이드 패널(411)들은 바스켓(410)의 사이드들에 설치되고, 인접한 제1 사이드 패널(411)들이 서로 연결되며 내부 공간을 형성할 수 있다. 복수 개의 제1 사이드 패널(411)들이 이루는 형상은 다각형상일 수 있다.
서포트 플레이트(412)는 복수 개의 제1 사이드 패널(411)들에 의해 규정되는 내부 공간의 내부에 설치될 수 있다. 바스켓(410)의 내부 공간으로 촉매들이 공급되면, 서포트 플레이트(412)로 촉매들이 (일시적으로) 저장될 수 있다. 서포트 플레이트(412)는 복수 개의 제1 사이드 패널(411)들에 의해 둘러싸일 수 있다. 일 예에서, 서포트 플레이트(412)는 평평(flat)할 수 있다. 일 예에서, 서포트 플레이트(412)와 복수 개의 제1 사이드 패널(411)들이 이루는 각도는 실질적으로 직각일 수 있다.
서포트 플레이트(412)는 복수 개의 서포트 홀(413)들을 구비할 수 있다. 복수 개의 서포트 홀(413)들은 서포트 플레이트(412)를 관통하도록 구성된다. 복수 개의 서포트 홀(413)들은 복수 개의 열들로 구성되는 매트릭스 구조로 서포트 플레이트(412)에 형성될 수 있다. 복수 개의 서포트 홀(413)들은 각각 복수 개의 컨트롤 파이프(416)들에 대응되고, 대응하는 복수 개의 컨트롤 파이프(416)들의 각각을 지지하도록 구성될 수 있다. 일 예에서, 복수 개의 서포트 홀(413)들의 각각의 크기는 이들에 대응하는 복수 개의 컨트롤 파이프(416)들의 각각의 크기와 실질적으로 동일할 수 있다.
제1 가이드 플레이트(414)는 복수 개의 컨트롤 파이프(416)들이 각각 대응하는 복수 개의 튜브(16)들(도 1 참조)을 향하도록 복수 개의 컨트롤 파이프(416)들의 방향을 가이드 할 수 있다. 제1 가이드 플레이트(414)는 복수 개의 제1 사이드 패널(411)들에 의해 규정되는 내부 공간의 내부에 설치될 수 있다. 제1 가이드 플레이트(414)는 복수 개의 제1 사이드 패널(411)들에 의해 둘러싸일 수 있다. 일 예에서, 제1 가이드 플레이트(414)는 평평할 수 있다. 일 예에서, 제1 가이드 플레이트(414)는 서포트 플레이트(412)에 대해 평행할 수 있다. 일 예에서, 제1 가이드 플레이트(414)는 서포트 플레이트(412)의 하부에 배치될 수 있다.
제1 가이드 플레이트(414)는 복수 개의 제1 가이드 홀(415)들을 구비할 수 있다. 복수 개의 제1 가이드 홀(415)들은 제1 가이드 플레이트(414)를 관통하도록 구성된다. 복수 개의 제1 가이드 홀(415)들은 복수 개의 열들로 구성되는 매트릭스 구조로 제1 가이드 플레이트(414)에 형성될 수 있다. 복수 개의 제1 가이드 홀(415)들은 각각 복수 개의 서포트 홀(413)들 및 복수 개의 컨트롤 파이프(416)들에 대응되고, 대응하는 복수 개의 컨트롤 파이프(416)들이 복수 개의 튜브(16)들(도 1 참조)을 향하도록 복수 개의 컨트롤 파이프(416)들을 가이드 할 수 있다. 일 예에서, 복수 개의 제1 가이드 홀(415)들의 각각의 크기는 이들에 대응하는 복수 개의 컨트롤 파이프(416)들의 각각의 크기와 실질적으로 동일할 수 있다.
복수 개의 컨트롤 파이프(416)들은 바스켓(410)의 내부 공간으로 공급되는 촉매들을 복수 개의 튜브(16)들(도 1 참조)로 가이드 하도록 구성된다. 일 예에서, 복수 개의 컨트롤 파이프(416)들은 실질적으로 원통형을 구비할 수 있다. 복수 개의 컨트롤 파이프(416)들은 각각의 일 단이 서포트 플레이트(412)에 고정되고 서포트 플레이트(412)에 대해 수직하게 서포트 플레이트(412)로부터 복수 개의 튜브(16)들을 향하여 연장할 수 있다. 복수 개의 컨트롤 파이프(416)들은 각각 대응하는 복수 개의 서포트 홀(413)들과 복수 개의 제1 가이드 홀(415)들을 통과하도록 배치될 수 있다. 바스켓(410)의 내부 공간의 촉매들, 특히 서포트 플레이트(412) 상의 촉매들은 복수 개의 컨트롤 파이프(416)들을 통해 복수 개의 튜브(16)들로 낙하한다.
스윙 샤프트(419)는 복수 개의 제1 사이드 패널(411)들 중 적어도 하나 이상의 사이드 패널에 설치될 수 있다. 스윙 샤프트(419)는 제1 사이드 패널(411)로부터 수평 방향으로 연장할 수 있다. 스윙 샤프트(419)는 후술할 파워 박스(420)의 엑추에이터(429)로부터 동력을 공급받아 파워 박스(420)에 대하여 수평 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다.
도 6은 도 5의 바스켓의 6-6에서 바라본 바스켓의 단면을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 6을 참조하면, 컨트롤 파이프(416)는 연장부(4161), 플랜지(4162) 및 분진 배출 슬롯(4163)을 포함할 수 있다.
연장부(4161)는 서포트 플레이트(412)로부터 서포트 홀(413)과 제1 가이드 홀(415)을 통과하고 복수 개의 튜브(16)들(도 1 참조)을 향하여 연장할 수 있다. 서포트 플레이트(412)의 촉매들은 서포트 홀(413)을 통해 연장부(4161)를 따라 복수 개의 튜브(16)들로 가이드 된다.
플랜지(4162)는 연장부(4162)의 일 단에 형성되고, 서포트 플레이트(412)에 고정될 수 있다. 플랜지(4162)는 서포트 홀(413)의 테두리를 따라 형성된 서포트 요소(4121)에 의해 지지될 수 있다. 일 예에서, 서포트 요소(4121)는 서포트 홀(413)의 테두리를 따라 단차를 형성하도록 구성될 수 있다. 한편, 플랜지(4162)와 서포트 홀(413)의 테두리 사이에 여유 거리(marginal distance)가 있도록 플랜지(4162)와 서포트 홀(413)의 테두리는 서로 이격될 수 있다.
분진 배출 슬롯(4163)은 연장부(4161)의 사이드에 적어도 하나 이상 형성될 수 있다. 촉매들이 컨트롤 파이프(416)의 연장부(4161)를 따라 이동하는 동안 후술할 진동 및/또는 낙하에 의해 발생하는 분진은 분진 배출 슬롯(4163)을 통해 연장부(4161)의 외부로 빠져나갈 수 있다. 일 예에서, 분진 배출 슬롯(4163)은 연장부(4161)의 연장 방향을 따라 연장부(4161)의 사이드에 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 서포트 플레이트(412)와 제1 가이드 플레이트(414) 사이에 흡입력이 작용할 수 있다. 이와 같은 흡입력은 서포트 플레이트(412)와 제1 가이드 플레이트(414) 사이의 공기가 흡입 방향으로 유동하도록 가이드 한다. 이에 따라, 연장부(4161)를 따라 이동하는 촉매들로부터 발생하는 분진이 분진 배출 슬롯(4163)을 통해 서포트 플레이트(412)와 제1 가이드 플레이트(414) 사이로 흡입될 수 있다.
도 7은 도 5의 바스켓의 7-7에서 바라본 바스켓의 단면을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 7을 참조하면, 바스켓(410)은 흡입 파이프(418)를 포함할 수 있다. 흡입 파이프(418)는 서포트 플레이트(412)(도 6 참조) 및 제1 가이드 플레이트(414)(도 6 참조) 사이에 배치될 수 있다. 여기서, 서포트 플레이트(412) 및 제1 가이드 플레이트(414)는 그 사이에 흡입 파이프(418)가 배치되도록 서로 이격될 수 있다. 흡입 파이프(418)는 서포트 플레이트(412)와 제1 가이드 플레이트(414)에 걸쳐 일 방향으로 연장할 수 있다. 일 예에서, 흡입 파이프(418)는 복수 개로 서로 이격되며 배치될 수 있다. 촉매들이 컨트롤 파이프(416a; 416b)를 따라 이동하는 동안 발생하는 분진은 컨트롤 파이프(416a; 416b)로부터 배출되어 흡입 파이프(418)로 흡입될 수 있다. 흡입된 분진은 흡입 파이프(418)를 따라 이동하며 바스켓(410)의 외부로 배출된다.
일 실시예에서, 복수 개의 컨트롤 파이프(416a; 416b)들은 복수 개의 열들로 구성되는 매트릭스 구조로 배치될 수 있다. 매트릭스 구조를 이루는 복수 개의 컨트롤 파이프(416a; 416b)들 중 제1컬럼의 컨트롤 파이프(416a)들은 흡입 파이프(418)의 일 측에 배치되고, 제2컬럼의 컨트롤 파이프(416b)들은 흡입 파이프(418)를 기준으로 제1컬럼의 컨트롤 파이프(416a)들의 맞은편에 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 제1컬럼의 컨트롤 파이프(416a)들 및 제2컬럼의 컨트롤 파이프(416b)들은 흡입 파이프(418)를 기준으로 서로 엇갈리게 배치될 수 있다. 다시 말하면, 제1컬럼의 컨트롤 파이프(416a)들을 열(row) 방향으로 바라볼 때 제2컬럼의 컨트롤 파이프(416b)들이 보이지 않도록, 제1컬럼의 컨트롤 파이프(416a)들과 제2컬럼의 컨트롤 파이프(416b)들이 서로 엇갈리게 배치될 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 촉매 로딩 장치의 파워 박스를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 파워 박스(420)는 복수 개의 제2 사이드 패널(421)들, 제2 가이드 플레이트(422), 휠 베어링 서포트(424), 휠 베어링(425), 파워 박스 서포트(426) 및 엑추에이터(429)를 포함할 수 있다.
복수 개의 제2 사이드 패널(421)들은 복수 개의 컨트롤 파이프(416)(도 5 참조)를 통해 촉매들이 공급되는 내부 공간을 규정한다. 복수 개의 제2 사이드 패널(421)들은 파워 박스(420)의 사이드들에 설치되고, 인접한 제2 사이드 패널(421)들이 서로 연결되며 내부 공간을 형성할 수 있다. 복수 개의 제2 사이드 패널(421)들이 이루는 형상은 다각형상일 수 있다.
제2 가이드 플레이트(422)는 복수 개의 제2 사이드 패널(421)들에 의해 규정되는 내부 공간에 설치될 수 있다. 제2 가이드 플레이트(422)는 복수 개의 제2 가이드 홀(423)들을 구비할 수 있다. 복수 개의 제2 가이드 홀(423)들은 복수 개의 튜브(16)들(도 1 참조)에 대응하도록 제2 가이드 플레이트(422)에 형성될 수 있다. 바스켓(410)의 내부 공간으로부터 복수 개의 컨트롤 파이프(416)들을 통해 파워 박스(420)의 내부 공간으로 촉매들이 공급되면, 공급된 촉매들은 복수 개의 제2 가이드 홀(423)들을 통해 이들에 대응하는 복수 개의 튜브(16)들로 로딩될 수 있다.
휠 베어링(425)은 바스켓(410)(도 5 참조)의 제2 가이드 플레이트(414)(도 5 참조)와 구름 접촉하도록 구성될 수 있다. 일 예에서, 휠 베어링(425)은 복수 개로 복수 개의 제2 사이드 패널(421)들을 따라 서로 이격되며 배치될 수 있다. 휠 베어링 서포트(424)는 휠 베어링(425)을 지지하도록 구성될 수 있다. 휠 베어링 서포트(424)는 파워 박스(420)의 둘레를 따라 복수 개의 제2 사이드 패널(421)들에 설치될 수 있다. 바스켓(410)이 파워 박스(420)에 대하여 진동하는 동안 휠 베어링(425)은 바스켓(410)과 파워 박스(420) 사이의 마찰을 감소시킬 수 있다.
파워 박스 서포트(426)는 복수 개의 튜브(16)들(도 1 참조)을 따라 상승 또는 하강하도록 구성된다. 파워 박스 서포트(426)는 파워 박스(420)와 복수 개의 튜브(16)들에 각각 고정될 수 있다. 일 예에서, 파워 박스 서포트(426)는 파워 박스(420)의 제2 가이드 플레이트(422)에 용접 방식으로 고정될 수 있다. 일 예에서, 파워 박스 서포트(426)는 제2 가이드 플레이트(422)로부터 복수 개의 튜브(16)들을 따라 연장할 수 있다. 일 예에서, 파워 박스 서포트(426)는 복수 개의 튜브(16)들의 적어도 일부에 삽입되며 복수 개의 튜브(16)들에 (도시되지 않았지만) 기계적 방식으로 커플링될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 복수 개의 튜브(16)들로 로딩되는 촉매들의 높이가 조절될 수 있으므로, 촉매를 튜브의 위까지 가득 채운 후 튜브로부터의 촉매의 이탈을 방지하기 위한 별도의 구조 - 예를 들어, 세라믹 볼과 스프링 등 - 의 설치를 위한 공간 확보를 위해 일정 깊이만큼 튜브로부터 촉매를 다시 언로딩하는 흡입 공정이 요구되지 않는다.
엑추에이터(429)는 동력을 발생시키고 바스켓(410)(도 5 참조)에 발생된 동력을 전달하도록 구성되어 바스켓(410)이 진동하게 할 수 있다. 일 예에서, 엑추에이터(429)는 공기 공급 장치(50)(도 1 참조)로부터 공급되는 공기를 이용하는 에어 모터를 포함할 수 있다.
다시 도 3 및 도 4를 참조하면, 일 실시예에서, 촉매 로딩 장치(40)는 파워 박스(420)에 대하여 바스켓(410)을 진동시켜 바스켓(410)의 내부 공간의 촉매들을 복수 개의 튜브(16)들(도 1 참조)로 로딩하도록 구성될 수 있다. 엑추에이터(429)가 엑추에이터(429)에 연결되고 파워 박스(420)에 대하여 수평 방향으로 왕복 운동하도록 구성된 구동 부재(4291)에 동력을 전달하면, 구동 부재(4291)와 스윙 샤프트(419)에 각각 연결된 연결 부재(4292)가 구동 부재(4291)에 전달된 동력을 스윙 샤프트(419)로 전달할 수 있다. 구동 부재(4291)의 수평 방향으로의 왕복 운동과 연결 부재(4292)의 동력 전달에 의해 파워 박스(420)에 대한 스윙 샤프트(419)의 수평 방향으로의 왕복 운동 및 이에 따른 파워 박스(420)에 대한 바스켓(410)의 수평 방향으로의 왕복 운동 및 진동 운동이 구현될 수 있다. 결국, 바스켓(410)의 수평 방향으로의 왕복 운동 및 진동 운동에 의해 바스켓(410)의 내부 공간의 촉매들이 복수 개의 컨트롤 파이프(416)들을 따라 복수 개의 튜브(16)들로 낙하할 수 있다.
일 실시예에서, 바스켓(410)은 파워 박스(420)의 내부에 수용되도록 구성될 수 있다. 이 때, 바스켓(410)과 파워 박스(420) 사이에 여유 거리가 형성되도록 바스켓(410)은 파워 박스(420)에 넉넉히(snugly) 수용된다. 바스켓(410)이 파워 박스(420)에 대해 수평 방향으로 왕복 운동 및 진동 운동을 수행하면, 바스켓(410)은 상기 여유 거리 내에서 파워 박스(420)에 대하여 왕복 운동 및 진동 운동을 수행할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

Claims (10)

  1. 촉매들이 공급되는 내부 공간과, 상기 내부 공간으로부터 반응기의 복수 개의 튜브들의 각각으로 촉매들을 가이드 하도록 구성된 복수 개의 컨트롤 파이프들을 포함하는 바스켓; 및
    상기 내부 공간의 촉매들이 상기 복수 개의 컨트롤 파이프들을 통해 상기 복수 개의 튜브들로 낙하하도록 상기 바스켓을 진동시키는 파워 박스;
    를 포함하고,
    상기 바스켓과 상기 파워 박스 사이에 여유 거리가 형성되도록 상기 바스켓은 상기 파워 박스의 내부에 수용되고,
    상기 바스켓의 진동 시, 상기 바스켓은 상기 여유 거리 내에서 진동하도록 구성되는 촉매 로딩 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 바스켓은 상기 바스켓의 사이드로부터 연장하는 스윙 샤프트를 더 포함하고,
    상기 파워 박스는 상기 스윙 샤프트에 동력을 전달하도록 구성된 엑추에이터를 포함하고,
    상기 스윙 샤프트에 동력이 전달되면, 상기 스윙 샤프트가 상기 파워 박스에 대하여 수평 방향으로 이동하며 상기 바스켓이 진동하는 촉매 로딩 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 파워 박스는
    상기 바스켓과 접촉하도록 구성된 휠 베어링; 및
    상기 휠 베어링을 지지하도록 구성된 휠 베어링 서포트;
    를 포함하고,
    상기 바스켓은 상기 휠 베어링과 구름 접촉하며 상기 파워 박스에 대하여 수평 방향으로 진동하는 촉매 로딩 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 파워 박스는 상기 파워 박스와 상기 복수 개의 튜브들의 적어도 일부에 각각 고정된 파워 박스 서포트를 포함하고, 상기 파워 박스 서포트는 상기 복수 개의 튜브들을 따라 상승 또는 하강하도록 구성되는 촉매 로딩 장치.
  6. 촉매들이 공급되는 내부 공간;
    상기 내부 공간으로부터 반응기의 복수 개의 튜브들의 각각으로 촉매들을 가이드 하도록 구성된 복수 개의 컨트롤 파이프들로서, 상기 복수 개의 컨트롤 파이프들의 각각의 사이드에 형성되고 촉매들이 상기 복수 개의 컨트롤 파이프들을 통해 이동하는 동안 발생하는 분진을 배출하도록 구성된 분진 배출 홀을 각각 포함하는 복수 개의 컨트롤 파이프들; 및
    상기 분진 배출 홀과 소통하도록 배치되고 상기 분진 배출 홀로부터 배출되는 분진을 흡입하는 흡입 파이프;
    를 포함하고,
    상기 복수 개의 컨트롤 파이프들은 복수 개의 열들로 구성되는 매트릭스 구조로 배치되고,
    상기 흡입 파이프는 제1컬럼의 컨트롤 파이프들 및 상기 제1컬럼의 컨트롤 파이프들에 인접한 제2컬럼의 컨트롤 파이프들 사이에 배치되는 촉매 로딩 장치.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1컬럼의 컨트롤 파이프들과 상기 제2컬럼의 컨트롤 파이프들은 상기 흡입 파이프를 기준으로 서로 엇갈리도록 배치되는 촉매 로딩 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    복수 개의 서포트 홀들을 구비하는 서포트 플레이트; 및
    상기 복수 개의 서포트 홀들의 각각에 대응하는 복수 개의 제1 가이드 홀들을 구비하고, 상기 서포트 플레이트로부터 이격되게 배치되는 제1 가이드 플레이트;
    를 포함하고,
    상기 복수 개의 컨트롤 파이프들은 상기 복수 개의 서포트 홀들에 고정되며 상기 복수 개의 서포트 홀들과 상기 복수 개의 제1 가이드 홀들을 통과하도록 배치되고,
    상기 흡입 파이프는 상기 서포트 플레이트와 상기 제1 가이드 플레이트 사이에 배치되는 촉매 로딩 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수 개의 튜브들의 각각에 대응하는 복수 개의 제2 가이드 홀들을 구비하며 상기 제1 가이드 플레이트로부터 이격되게 배치되는 제2 가이드 플레이트를 더 포함하고,
    상기 복수 개의 컨트롤 파이프들을 통해 이동하는 촉매들이 상기 제2 가이드 플레이트를 거쳐 상기 복수 개의 제2 가이드 홀들을 통해 개별적으로 상기 복수 개의 튜브들의 각각으로 로딩되는 촉매 로딩 장치.
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