KR20220127306A - 유동층 가스 분배 노즐 및 유동층 반응기 - Google Patents

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gas inlet
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오구잔 나린
뵌 브로슈
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두산 렌트제스 게엠베하
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Abstract

본 발명은 유동층 가스 분배 노즐에 관한 것으로, 이 노즐은 그의 기능적 위치에서,
- 가스 입구 관(10) - 이 가스 입구 관은
● 내면(10i),
● 외면(10o),
● 관련 가스 공급부로부터 가스를 수용하도록 되어 있는
하측 단부 부분(10l),
● 상측 단부 부분(10u), 및
● 가스 입구 관(10)에 형성되고, 각기 가스 입구 관(10)의 내면(10i)으로부터 가스 입구 관(10)의 외면(10o)까지 연장되어
있는 복수의 개구(12)를 가짐 -, 및
- 가스 입구 관(10)에 연결되거나 연결 가능한 가스 분배 캡(20)을 가지며,
가스 분배 캡은
,● 상측 정상부(20u),
● 상측 정상부(20u) 아래 수직 거리에 배치되고 가스 입구
관(10)을 둘러싸는 하측 바닥부(20l),
● 내면(20i)과 외면(20o)을 가지며 상측 정상부(20u)와 하측
바닥부(201) 사이에 연장되어 있는 주변 벽(20w), 및
● 주변 벽(20w)의 내면(20i)으로부터 주변 벽(20w)의 외면(20o)까지
연장되어 있는 주변 벽(20w) 내부의 출구(22)를 갖는다.

Description

유동층 가스 분배 노즐 및 유동층 반응기
본 발명은 유동층 반응기에 사용되는 유동층 가스 분배 노즐 및 각각의 유동층 반응기에 관한 것이다.
일반적으로 유동층 반응기는 연소기, 보일러, 기화기 등의 형태로 되어 있다. 유동층 반응기는 일반적으로 미립자 물질, 예컨대 석탄과 같은 연료 물질, 모래 및 재(ash)의 층을 지지하는 그리드(그레이트(grate) 또는 천공 판이라고도 함)를 포함한다. 공기와 같은 반응 가스가, 유동층 반응기의 유동 바닥을 형성하는(결국 그리드와 함께) 유동층 가스 분배 노즐에 의해 그 층 안으로 도입된다. 미립자 물질 안으로 공급되어 통과하는 가스의 결과로, 그 미립자 물질은 유체 같은 상태로 된다.
다양한 유형의 유동층 가스 분배 노즐이 종래 기술에 알려져 있다. 본 발명이 참조하는 공지된 노즐의 한 유형이 EP 2 884 171 B1에 알려져 있으며, 그의 기능 위치에서 다음과 같은 특징을 포함한다:
- 내면, 외면, 관련 가스 공급부로부터 가스를 수용하도록 되어 있는 하측 단부 부분, 상측 단부 부분, 바람직하게는 상측 단부 부분에 형성되는 복수의 개구를 갖는 가스 입구 관(각 개구는 가스 입구 관의 내면으로부터 가스 입구 관의 외면까지 연장되어 있음),
- 가스 입구 관에 연결되거나 연결 가능하고, 상측 정상부, 이 상측 정상부 아래 수직 거리에 배치되고 가스 입구 관을 둘러싸는(바람직하게는 가스 입구 관의 외면 가까이 또는 그에 접촉하여 배치되는) 하측 바닥부, 내면과 외면을 가지며 상측 정상부와 하측 바닥부 사이에 연장되어 있는 주변 벽, 주변 벽의 내면으로부터 그 주변 벽의 외면까지 연장되어 있는 주변 벽 내부의 출구를 갖는 가스 분배 캡.
따라서, 가스는 가스 입구 관의 하측 단부 부분의 내부로부터 상측 단부 부분의 개구를 통해 가스 입구 관의 외면의 대응하는 부분과 공기 분배 캡의 주변 벽의 내면 사이의 공간 안으로 들어가고 또한 그 공간으로부터 가스 분배 캡의 출구를 통해 주변 영역으로 흐를 수 있다.
이 설계는, 축은 가스 입구 관이 되고 머리부는 공기 분배 캡이 되는 버섯과 유사하다. 다시 말해, 가스는 가스 입구 관을 통해 수직 위쪽으로 공급되고, 가스 입구 관의 상측 단부 부분에 있는 개구를 통과해, 가스 입구 관과 공기 분배 캡 사이의 대부분의 환형 공간 안으로 들어가고, 이어서 실질적으로 수평인 방향으로 가스 분배 캡의 출구 및 가스 분배 캡의 주변 벽을 통과하여 주변 영역 안으로 그리고 특히 유동층 반응기의 유동층 안으로 들어가게 된다.
관련 가스 공급부로부터 제공되는 가스의 일정한 압력에서, 유동층 분배 노즐을 통해 흐르는 양은 개구와 출구의 수, 크기 및 형상에 달려 있고, 그래서 유동층 가스 분배 노즐은 특정 용례의 경우에 맞게 구성되어야 한다.
GB 1 396 588 A 및 CN 201 429 075 Y 각각은 가스 분배 캡이 정확히 하나의 위치에서 가스 입구 관에 고정되는 유동층 가스 분배 노즐을 개시하며, 그래서 가스 분배 캡에 있는 개구는 가스 입구 관에 있는 개구와 일치한다.
따라서, 본 발명의 목적은, 공지된 노즐의 단점을 해결하고, 유동층에 제공될 가스의 양에 관한 수요에 쉽게 맞춰질 수 있는 유동층 가스 분배 노즐을 제공하는 것이다.
이 목적은 독립 청구항의 특징을 갖는 유동층 가스 분배 노즐로 해결된다. 노즐의 바람직한 실시예는 종속 청구항 및 설명부에 기재되어 있으며, 바람직한 실시예의 단일 특징은 기술적으로 의미 있는 방식으로 서로 결합될 수 있다.
위의 목적은, 특히, 가스 분배 캡은 적어도 제1 위치 및 제2 위치에서(바람직하게는 또한 제3, 제4 위치 또는 추가 위치에서) 가스 입구 관에 연결될 수 있고 제2 위치에서 가스 분배 캡은 개구 중의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 폐쇄함으로써 달성된다.
개구 중의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 폐쇄함으로써, 가스에 대한 유동 단면이 변경(특히 감소)되어, 가스가 동일한 압력으로 공급될 때, 유동층 안으로 제공되는 가스의 양이 쉽게 변경될 수 있다. 따라서, 유동층 반응기의 건설 현장에서, 가스 분배 캡이 제1 위치에서 또는 제2 (또는 제3, 제4 또는 추가의) 위치에서 가스 입구 관에 연결되는지 여부를 판단할 수 있다.
바람직하게는, 제2 (또는 임의의 추가) 위치는 미리 결정된 연결 위치이다. 대안적으로, 제1 위치는 미리 결정된 위치이다. 추가 실시예에서, 제1 및 제2 (및 임의의 추가) 위치는 미리 결정된 연결 위치이다. 따라서, 가스 입구 관 및 가스 분배 캡은 제1 미리 결정된 연결 위치 및/또는 제2 미리 결정된 연결 위치를 제공하도록 (물리적으로/기계적으로/구조적으로) 구현될 수 있다. 바람직하게는, 가스 입구 관 및 가스 분배 캡은 제1 미리 결정된 연결 위치 및 제2 미리 결정된 연결 위치, 바람직하게는 추가의 미리 결정된 연결 위치를 제공하도록 (물리적으로/기계적으로/구조적으로) 구현될 수 있다. 따라서, 각각의 미리 결정된 연결 위치는 가스 입구 관의 각각의 기계적 특징 및 가스 분배 캡의 대응하는 기계적 특징에 의해 고유하게 식별된다.
바람직하게는, 가스 입구 관 및 가스 분배 캡은, 제1 위치에서 가스 입구 관의 개구가 가스 분배 캡에 의해 전혀 폐쇄되지 않도록(예를 들어, 덮이지 않도록) 구현되며, 그래서, 하측 단부 부분을 통해 제공되는 가스가 가스 입구 관의 모든 개구를 통해 흐를 수 있다.
바람직하게는, 가스 분배 캡 및 가스 입구 관은, 제2 위치에서 모든 개구의 전체 단면적의 적어도 25%, 더 바람직하게는 적어도 40% 또는 심지어 적어도 50%가 가스 분배 캡에 의해 폐쇄되도록 구현된다. 제2 위치에서 전체 개구 수의 한 절반이 가스 분배 캡에 의해 완전히 폐쇄되는 것도 가능하다.
가스 분배 캡이 3개 또는 4개의 위치에서 가스 입구 관에 연결될 수 있으면, 모든 개구의 전체 단면적의 20%∼30%가 제2 위치에서 폐쇄되고, 40%∼60%가 제3 위치에서 폐쇄되며 그리고 70%∼90%는 제4 위치에서 폐쇄된다. 3개 또는 4개의 가능한 (특히 미리 결정된 연결) 위치의 경우, 개구 수의 1/4이 제2 위치에서 완전히 폐쇄되고, 개구 수의 1/2이 제3 위치에서 완전히 폐쇄되며, 그리고 개구 수의 3/4은 제3 위치에서 폐쇄될 수 있다.
제1 위치는, 가스 분배 캡이 가스 입구 관의 원주 방향으로의 회전 운동에 의해 변위된다는 점에서 제2 위치와 다를 수 있다. 따라서, 가스 분배 캡은 가스 입구 관에 대해 2개, 3개, 4개 또는 그 이상의 상이한 회전 위치에서 연결, 특히 고정될 수 있다.
바람직하게는, 가스 분배 캡의 제1 위치는, 가스 분배 캡은 가스 입구 관의 길이 방향으로 축방향으로 변위된다는 점에서 가스 분배 캡의 제2 위치와 상이하다. 따라서, 가스 분배 캡은 가스 입구 관의 길이 방향에 대해 2개, 3개, 4개 또는 그 이상의 상이한 위치에서 연결/고정될 수 있다.
물론, 가스 분배 캡이 다른 위치에서 축방향으로 그리고 회전적으로 변위되는 것도 가능하며, 여기서 방향은 가스 입구 관을 기준으로 한다.
적어도 하나의 미리 결정된 연결 위치를 제공하기 위해, 한 실시예에서 오목부(위에서 언급한 기계적 특징) 및 대응하는 돌출부(위에서 언급한 대응하는 기계적 특징)가 가스 입구 관의 상측 단부 부분 및 가스 분배 캡의 상측 정상부의 내측면에 형성될 수 있고, 오목부는 한 위치에서(예를 들어, 제2 위치에서) 대응하는 돌출부 내에 배치되고 다른 위치(예를 들어, 제1 위치)에서는 배치되지 않는다. 바람직하게는, 오목부는 가스 입구 관의 상측 단부 부분에 형성되고 돌출부는 가스 분배 캡에 형성되며, 그래서 제1 위치에서 돌출부는 가스 입구 관의 상측 단부 부분의 상측 단부면에 배치되고(그에 접촉하고), 돌출부는 제2 위치에서 각각의 오목부 내에 배치된다. 따라서, 가스 분배 캡은 제1 위치와 제2 위치 사이에서 길이방향으로 그리고 회전적으로 오프셋되어 배치되며, 그리하여, 오목부(돌출부를 수용함)는 또한 가스 분배 캡의 회전 운동을 피한다.
오목부 및 돌출부는, 돌출부가 각각의 오목부 내에 마찰로 잠금되도록 형성될 수 있다.
제3 (특히 미리 결정된) 위치를 제공하기 위해, 가스 분배 캡이 제3 위치에 배치될 때 돌출부가 배치되는 추가 그룹의 오목부가 가스 입구 관의 상측 단부 부분에 형성될 수 있다. 돌출부가 각각의 제4 또는 추가 위치에서 배치되는 추가(제3 또는 그 이상) 그룹의 오목부가 있을 수 있다. 또한, 돌출부가 제1 위치에서 배치되는 일 그룹의 오목부가 제공될 수 있다. 각 위치에 대한 오목부는, 원주 방향 위치 및 깊이에 있어, 다른 위치의 오목부와 다르다.
이 경우에, 가스 분배 캡의 정상부에 축방향 힘이 가해지면, 그 힘은 가스 분배 캡의 내측면에 형성된 돌출부를 통해 가스 입구 관에 전달된다.
다른 (미리 결정된) 위치를 제공하기 위해, 추가 실시예에서 가스 입구 관은, 적어도 2개의 관 위치결정 구멍(위에서 언급한 기계적 특징)의 적어도 제1 관 그룹을 가질 수 있고, 가스 분배 캡은 적어도 2개의 캡 위치결정 구멍(위에서 언급한 대응하는 기계적 특징과 같은)의 적어도 제1 캡 그룹을 가질 수 있고, 적어도 하나의 핀이 관 위치결정 구멍 및 캡 위치결정 구멍을 통과하여 가스 분배 캡을 가스 입구 관에 연결하게 된다. 적어도 하나의 핀은 가스 분배 캡이 의도치 않게 제거되지 않도록 해주고 또한 힘이 가스 분배 캡에 가해질 경우 또한 힘 전달을 제공할 수 있다.
적어도 하나의 핀을 제거할 때 가스 분배 캡은 가스 입구 관과 다른 위치에 쉽게 재위치될 수 있다.
또한 이 경우에, 제1 또는 제2 위치에서, 가스 분배 캡의 내측면은 그의 상측 정상부에서 가스 입구 관의 상측 단부면에 접촉할 수 있고, 다른 위치에서는 적어도 하나의 핀이 가스 분배 캡과 가스 입구 관 사이의 연결을 제공한다.
적어도 하나의 핀이 하나 이상의 위치에서 가스 분배 캡을 가스 입구 관에 연결할 수 있도록, 가스 입구 관은 적어도 2개의 관 위치결정 구멍의 제2 관 그룹을 포함하고, 제2 관 그룹의 관 위치결정 구멍은 제1 관 그룹의 관 위치결정 구멍에 대해 바람직하게는 길이 방향 및 특히 또한 원주 방향으로 오프셋되어 배치된다. 대안적으로, 가스 분배 캡은 적어도 2개의 캡 위치결정 구멍의 제2 캡 그룹을 포함하고, 제2 캡 그룹의 캡 위치결정 구멍은 제1 캡 그룹의 캡 위치결정 구멍에 대해 바람직하게는 길이 방향 및 특히 또한 원주 방향으로 오프셋되어 배치된다. 물론, 추가의 위치를 제공하기 위해, 다른 그룹의 위치결정 구멍에 대해 길이 방향 및 특히 또한 원주 방향으로 오프셋되어 배치되는 관 위치결정 구멍 또는 캡 위치결정 구멍의 다른 추가 그룹이 있을 수 있다.
관 위치결정 구멍은 가스 입구 관에 있는 개구의 아래쪽에 위치될 수 있다. 그러나 바람직하게는 관 위치결정 구멍은 가스 입구 관 (의 상측 단부 부분)에 있는 개구의 위쪽에 위치된다.
캡 위치결정 구멍은 출구의 위쪽 또는 아래쪽에서 가스 분배 캡의 주변 벽에 위치될 수 있다. 그러나 바람직하게는 캡 위치결정 구멍은 가스 분배 캡의 상측 정상부 또는 그 상측 정상부에 가까운 주변 벽에 형성된다.
적어도 하나의 핀의 직경은, 그 핀이 위치결정 구멍에 마찰로 잠금되도록 정해질 수 있다. 핀의 길이는, 핀이 캡의 외면 위로 돌출하지 않도록 정해질 수 있다.
각각의 위치에서 2개의 대향 배치된 캡 위치결정 구멍과 2개의 대향 배치된 관 위치결정 구멍을 통과하는 정확히 하나의 핀이 있을 수 있다. 이 경우 그 핀은 가스 입구 관의 내측 단면 위로 연장된다.
대안적으로, 캡 위치결정 구멍과 관 위치결정 구멍의 각 쌍에 대해 각각의 위치에 하나의 핀이 있을 수 있다. 이러한 핀은, 바람직하게는, 그 핀이 가스 입구 관의 내면 및 가스 분배 캡의 외면 위로 돌출되지 않아 가스(특히 가스 입구 관의 내부 있는) 및/또는 미립자 물질(특히 캡의 외측면에 있는)과의 접촉을 피하거나 최소화하게 해주는 길이를 갖는다. 이렇게 해서, 난류 및 침식이 최소화/회피될 수 있다.
핀은 홈이 있는 맞춤 핀(dowel pin)(독일어: Zylinderkerbstift)으로 구현될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 가스 입구 관의 개구는 적어도 개구의 제1 그룹 및 개구의 제2 그룹에 배치될 수 있으며, 제1 그룹의 개구와 제2 그룹의 개구는 가스 입구 관의 길이 방향으로 서로에 대해 오프셋되어 배치되며, 제2 위치에서 제1 그룹의 개구는 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 가스 분배 캡에 의해 폐쇄된다. 따라서, 제2 위치에서 제2 그룹의 개구는 완전히 폐쇄되지만, 바람직하게는, 다른 개구는 전혀 폐쇄되지 않는다. 이렇게 해서, 단지 부분적으로 폐쇄한 개구에 의한 가스 유동의 난류가 회피된다.
이와 관련하여, 또한 제1 그룹의 개구와 제2 그룹의 개구는 각각 가스 입구 관의 원주 방향으로 연장되는 열로 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 추가(제3, 제4 또는 그 이상) 그룹의 개구도 서로 상하로 배치될 수 있다.
적어도 제2 위치에서, 개구를 폐쇄하기 위해, 가스 분배 캡은 적어도 제2 위치에서 가스 입구 관의 상측 단부 부분 안으로 연장되거나 그 상측 단부 부분을 둘러싸는 칼라(돌출부)를 가질 수 있으며, 그리하여 그 칼라는 제2 위치에서 개구 중의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 폐쇄한다. 칼라는 가스 입구 관의 원주 방향으로 균일하게 또한 완전하게 연장될 수 있다. 대안적으로, 칼라는 가스 입구 관의 원주 방향으로 서로 앞뒤로 배치되는 개별 부분들을 가질 수 있다. 따라서, 제1 위치에서 칼라는, 가스 입구 관의 개구가 덮이지 않고 반면에 제2 위치에서는 개구의 적어도 일부가 칼라의 각 부분에 의해 부분적으로 또는 심지어 완전히 덮이도록 배치될 수 있다.
장착된 상태에서 가스 분배 캡의 출구와 가스 입구 관의 개구는 가스 입구 관의 길이 방향으로 서로에 대해 오프셋되어 배치될 수 있고, 그래서 가스 입구 관의 개구를 통해 흐르는 가스는, 가스 분배 캡의 출구를 통해 수평 방향으로 가스 분배 노즐을 떠나기 전에, 가스 입구 관의 외면과 주변 벽의 내면 사이의 공간에서 아래쪽으로 향할 수 있다.
본 발명은 또한 복수의 전술한 유동층 가스 분배 노즐을 포함하는 유동층 반응기에 관한 것이다. 복수의(4개 이상, 바람직하게는 10개 이상 또는 심지어 20개 이상) 노즐이 유동층 반응기의 유동 바닥에서 열을 지어 또는 엇갈려 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 그룹의 유동층 가스 분배 노즐은, 제1 위치에서 그의 가스 입구 관에 연결되는 가스 분배 캡을 가지며, 제2 그룹의 유동층 가스 분배 노즐은, 제2 위치에서 그의 가스 입구 관에 연결되는 가스 분배 캡을 갖는다. 따라서, 제1 그룹의 가스 분배 노즐을 포함하는 유동 바닥의 일부분에는, 제2 그룹의 유동층 가스 분배 노즐을 포함하는 유동 바닥의 제2 부분에서 보다 많은 양의 가스가 각 노즐에 의해 제공된다.
이제, 기술적 배경 및 본 발명은 본 발명의 실시예를 단면도로 개략적으로 나타내는 도면과 관련하여 설명될 것이다.
도 1은 제2 위치에 있는 유동층 가스 분배 노즐의 제1 실시예를 나타낸다.
도 2는 제1 위치에 있는 도 1의 노즐을 나타낸다.
도 3은 유동층 가스 분배 노즐의 제2 실시예의 가스 입구 관을 나타낸다.
도 4는 노즐의 제2 실시예의 가스 분배 캡을 나타낸다.
도 5는 제2 위치에 있는 제2 실시예를 나타낸다.
도 6은 제1 위치에 있는 유동층 가스 분배 노즐의 제3 실시예를 나타낸다.
도 7은 제2 위치에 있는 유동층 가스 분배 노즐의 제3 실시예를 나타낸다.
도 8은 제3 위치에 있는 유동층 가스 분배 노즐의 제3 실시예를 나타낸다.
도 1 내지 도 8에 나타나 있는 유동층 가스 분배 노즐은 가스 입구 관(10) 및 가스 분배 캡(20)을 포함한다.
가스 입구 관(10)은 내면(10i)과 외면(10o)을 가지며, 하측 단부 부분(10l)으로부터 상측 단부 부분(10u)까지 연장된다. 하측 단부 부분(10l)은 관련 가스 공급부로부터 가스를 수용하도록 되어 있다. 가스 입구 관(10)의 상측 단부 부분(10u)에는 복수의 개구(12)가 형성되어 있다. 각 개구(12)는 내면(10i)으로부터 가스 입구 관(10)의 외면(10o)까지 연장된다. 개구(12)는 가스 입구 관(10)의 원주 방향으로 연장되는 2개의 열로 배치된다. 개구(12)의 하측 열은 개구(12)의 제1 그룹을 형성하고, 개구(12)의 상측 열은 개구(12)의 제2 그룹을 형성한다.
가스 분배 캡은 상측 정상부(20u) 및 하측 바닥부(20l)를 가지며, 하측 바닥부(20l)는 상측 정상부(20u) 아래 수직 거리에 배치되고 가스 입구 관(10)을 둘러싸고, 하측 바닥부(20l)는 가스 입구 관(10)의 외면(10o)에 접촉한다. 가스 분배 캡(20)의 주변 벽(20w)은 상측 정상부(20u)로부터 하측 정상부(20l)까지 연장된다. 주변 벽(20w)은 내면(20i)과 외면(20o)을 갖는다. 또한, 출구(22)가 주변 벽(20w)에 형성되며, 출구(22)는 내면(20i)으로부터 외면(20o)까지 연장된다. 추가적으로, 가스 분배 캡(20)은 상측 정상부(20u)에서 내측면에 형성된 칼라(17)를 갖는다.
도 1 및 2에 나타나 있는 실시예에 따르면, 제1 쌍의 관 위치결정 구멍(15.1a, 15.1b) 및 제2 쌍의 관 위치결정 구멍(15.2a, 15.2b)이 개구(12)의 아래쪽에서 가스 입구 관(10)에 형성되고, 관 위치결정 구멍(15.2a, 15.2b)은 관 위치결정 구멍(15.1a, 15.1b)의 위쪽에 배치된다. 가스 분배 캡(20)은 대응하는 한 쌍의 캡 위치결정 구멍(16.1a, 16.1b)을 갖는다.
도 2에 나타나 있는 제1 위치에서, 핀(18)이 캡 위치결정 구멍(16.1a, 16.1b)과 관 위치결정 구멍(15.2a, 15.2b)을 통해 연장되어, 가스 분배 캡(20)을 가스 입구 관(10)에 연결하고 고정시킨다. 제1 위치에서, 가스 입구 관(10)에 있는 모든 개구(12)가 노출되어, 하측 단부 부분(10l)으로부터 가스 입구 관(10) 안으로 흐르는 가스가 개구(12)를 통해 가스 입구 관(10)과 가스 분배 캡(20) 사이의 중간 공간 안으로 흐르고 또한 이 중간 공간으로부터 출구(22)를 통해 주변 내로 흐른다.
가스 분배 캡(20)을 다른 위치에 있게 하기 위해 핀(18)이 제거되고 가스 분배 캡(20)이 도 1에 나타나 있는 위치로 축방향 아래쪽으로 변위된다. 이 위치에서 핀(18)은 캡 위치결정 구멍(16.1a, 16.1b) 및 관 위치결정 구멍(15.1a, 15.1b)을 통과한다. 이 위치에서 가스 입구 관(10)에 있는 개구(10)의 상측 열은 관(10)에 삽입되는 칼라(17)에 의해 폐쇄된다.
도 3 내지 도 5의 실시예에 따르면, 가스 입구 관(10)은 그의 상측 단부 부분(10u)에서 오목부(13)를 갖는다. 추가적으로, 가스 분배 캡(20)은 칼라(17) 옆에서 돌출부(14)를 갖는다.
도 5에 나타나 있는 제2 위치에서, 돌출부(14)는 오목부(13) 내에 배치되며, 칼라(17)는 상측 열의 개구(12)를 덮는다.
가스 분배 캡(20)은 도 5에 나타나 있는 제2 위치로부터 위쪽으로 들어 올려질 수 있고, 돌출부(14)가 그의 하측 표면으로 오목부(13) 사이의 가스 입구 관(10)의 상측 단부면에 안착되도록 약 90°회전될 수 있고, 제1 위치에서 상측 열의 개구(12)는 덮이지 않는다.
따라서, 제2 위치에서, 가스 입구 관의 하측 단부 부분(10l)에서 가스 입구 관(10)에 들어가는 가스는 하측 열의 개 구(12)만을 통해 흐를 수 있고, 그래서 유동층 가스 분배 노즐을 통해 흐르는 가스의 양은, 동일한 가스 압력이 가해질 때, 제1 위치에 대해 감소된다.
도 6 내지 도 8에 나타나 있는 실시예에 따르면, 제1 쌍의 관 위치결정 구멍(15.1a, 15.1b), 제2 쌍의 관 위치결정 구멍(15.2a, 15.2b) 및 제3 쌍의 관 위치결정 구멍(15.3a, 15.3b)이 개구(12)의 위쪽에서 가스 입구 관(10)에 형성되며, 관 위치결정 구멍(15.1a, 15.1b)은 관 위치결정 구멍(15.2a, 15.2b)의 위쪽에 배치되고 또한, 그에 대해 원주방향으로 변위 되고, 그 관 위치결정 구멍(15.2a, 15.2b)은 관 위치결정 구멍(15.3a, 15.3b)의 위쪽에 배치되고 또한 그에 대해 원주방향으로 변위된다. 가스 분배 캡(20)은 평평한 방식으로 형성되는 상측 정상부(20u)의 바로 아래쪽에서 대응하는 한 쌍의 캡 위치결정 구멍(16.1a, 16.1b)을 갖는다.
도 6에 나타나 있는 제1 위치에서, 핀(18)은 캡 위치결정 구멍(16.1a, 16.1b) 및 관 위치결정 구멍(15.1a, 15.1b)을 통해 연장되어, 가스 분배 캡(20)을 가스 입구 관(10)에 연결하고 고정시킨다. 제1 위치에서, 가스 입구 관(10)에 있는 모든 개구(12)는 노출되며, 그래서 하측 단부 부분(10l)으로부터 가스 입구 관(10) 안으로 흐르는 가스가 개구(12)를 통해 가스 입구 관(10)과 가스 분배 캡(20) 사이의 중간 공간 안으로 흐르며 그리고 이 중간 공간으로부터 출구(22)를 통해 주변 내로 흐른다.
가스 분배 캡(20)을 추가 위치에 있게 하기 위해 핀(18)이 제거되고 가스 분배 캡(20)이 회전되고, 도 7에 나타나 있는 제2 위치로 축방향 아래쪽으로 변위된다. 이 위치에서 핀(18)은 캡 위치결정 구멍(16.1a, 16.1b) 및 관 위치결정 구멍(15.2a, 15.2b)을 통과하게 된다. 이 제2 위치에서 가스 입구 관(10)에 있는 상측 열의 개구(10)는 관(10)을 둘러싸는 칼라(17)에 의해 부분적으로 폐쇄된다.
가스 분배 캡(20)을 또 다른 위치에 있게 하기 위해 핀(18)이 제거되고 가스 분배 캡(20)이 회전되고, 도 8에 나타나 있는 제3 위치로 축방향 아래쪽으로 변위된다. 이 위치에서 핀(18)은 캡 위치결정 구멍(16.1a, 16.1b) 및 관 위치결정 구멍(15.3a, 15.3b)을 통과한다. 이 제3 위치에서 가스 입구 관(10)에 있는 개구(10)의 상측 열은 관(10)을 둘러싸는 칼라(17)에 의해 완전히 폐쇄된다.
도 1, 2 및 6 내지 8의 실시예에서 정확히 하나의 핀(18)이 나타나 있지만, 캡 위치결정 구멍(16.1a) 및 관 위치결정 구멍(15.1a)의 각 쌍에 대해 각각의 위치에 하나의 핀이 있을 수 있다. 이러한 핀은, 바람직하게는, 그 핀이 가스 입구 관(10)의 내면(10i) 및 가스 분배 캡(20)의 외면(20o) 위로 돌출되지 않아 가스 및/또는 미립자 물질(가스 분배 캡(20)의 외측면에 있음)과의 접촉을 피하거나 최소화하게 해주는 길이를 갖는다.

Claims (14)

  1. 유동층 가스 분배 노즐로서,
    기능적 위치에서,
    - 가스 입구 관(10) - 이 가스 입구 관은
    ● 내면(10i),
    ● 외면(10o),
    ● 관련 가스 공급부로부터 가스를 수용하도록 되어 있는
    하측 단부 부분(10l),
    ● 상측 단부 부분(10u), 및
    ● 상기 가스 입구 관(10)에 형성되고, 각기 가스 입구 관(10)의 내면(10i)으로부터 가스 입구 관(10)의 외면(10o)까지 연장되어
    있는 복수의 개구(12)를 가짐 -, 및
    - 상기 가스 입구 관(10)에 연결되거나 연결 가능한 가스 분배 캡(20)을 가지며,
    상기 가스 분배 캡은
    ,● 상측 정상부(20u),
    ● 상기 상측 정상부(20u) 아래 수직 거리에 배치되고 상기 가스 입구
    관(10)을 둘러싸는 하측 바닥부(20l),
    ● 내면(20i)과 외면(20o)을 가지며 상기 상측 정상부(20u)와 하측
    바닥부(201) 사이에 연장되어 있는 주변 벽(20w), 및
    ● 상기 주변 벽(20w)의 내면(20i)으로부터 주변 벽(20w)의 외면(20o)까지
    연장되어 있는 주변 벽(20w) 내부의 출구(22)를 가지며,
    상기 가스 분배 캡(20)은 적어도 제1 위치 및 제2 위치에서 상기 가스 입구 관(10)에 연결될 수 있으며, 상기 제2 위치에서 상기 가스 분배 캡(20)은 적어도 부분적으로 상기 개구(12) 중의 적어도 일부를 폐쇄하는, 유동층 가스 분배 노즐.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 위치 및/또는 제1 위치는 미리 결정된 연결 위치인, 가스 분배 노즐.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가스 입구 관(10) 및 가스 분배 캡(20)은 적어도 제2 미리 결정된 연결 위치, 바람직하게는 제1 미리 결정된 연결 위치 및 제2 미리 결정된 연결 위치를 제공하도록 구현되는, 가스 분배 노즐.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 위치에서 상기 가스 분배 캡(20)은 길이 방향으로 상기 제2 위치에 대해 오프셋되어 배치되는, 가스 분배 노즐.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    오목부(13) 및 대응하는 돌출부(14)가 상기 가스 입구 관(10)의 상측 단부 부분(10u) 및 가스 분배 캡(20)의 상측 정상부의 내측면에 형성되어 있고, 상기 오목부(13)는 상기 위치 중의 한 위치에서 상기 대응하는 돌출부(14) 내부에 배치되고 다른 위치에서는 배치되지 않는, 가스 분배 노즐.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 입구 관(10)은, 적어도, 2개의 관 위치결정 구멍(15.1a, 15.1b)의 제1 관 그룹을 가지며, 상기 가스 분배 캡(20)은, 적어도, 2개의 캡 위치결정 구멍(16.1a, 16.1b)의 제1 캡 그룹을 가지며, 2개의 캡 위치결정 구멍(16.1a, 16.1b)은 관 위치결정 구멍(15.1a, 15.1b)에 대응하며, 적어도 하나의 핀(18)이 상기 관 위치결정 구멍(15.1a, 15.1b)과 캡 위치결정 구멍(16.1a, 16.1b)을 통과하여 상기 가스 분배 캡(20)을 가스 입구 관(10)에 연결하는, 가스 분배 노즐.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가스 입구 관(10)은 적어도 2개의 관 위치결정 구멍(15.2a, 15.2b)의 제2 관 그룹을 포함하고, 제2 관 그룹의 관 위치결정 구멍(15.2a, 15.2b)은 제1 관 그룹의 관 위치결정 구멍(15.1a, 15.1b)에 대해 길이 방향 및/또는 원주 방향으로 오프셋되어 배치되는, 가스 분배 노즐.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 가스 분배 캡(20)은 적어도 2개의 캡 위치결정 구멍의 제2 캡 그룹을 포함하고, 제2 캡 그룹의 캡 위치결정 구멍은 제1 캡 그룹의 캡 위치결정 구멍(16.1a, 16.1b)에 대해 길이 방향 및/또는 원주 방향으로 오프셋되어 배치되는, 가스 분배 노즐.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 입구 관(10)의 개구(12)는 적어도 개구(12)의 제1 그룹 및 개구(12)의 제2 그룹에 배치되며, 제1 그룹의 개구(12)와 제2 그룹의 개구(12)는 가스 입구 관(10)의 길이 방향으로 서로에 대해 오프셋되어 배치되며, 상기 제2 위치에서 제1 그룹의 개구는 적어도 부분적으로 상기 가스 분배 캡(20)에 의해 폐쇄되는, 가스 분배 노즐.
  10. 제9항에 있어서,
    각 그룹의 개구(12)는 상기 가스 입구 관(10)의 원주 방향으로 연장되는 열로 배치되는, 가스 분배 노즐.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 분배 캡(20)은 적어도 제2 위치에서 상기 가스 입구 관(10)의 상측 단부 부분(10u) 안으로 연장되거나 그 상측 단부 부분을 둘러싸는 칼라(17)를 가지며, 그리하여 상기 칼라(17)는 개구(12) 중의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 폐쇄하는, 가스 분배 노즐.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 분배 캡(20)의 출구(22)와 가스 입구 관(10)의 개구(12)는 가스 입구 관(10)의 길이 방향으로 서로에 대해 오프셋되어 배치되는, 가스 분배 노즐.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 복수의 유동층 가스 분배 노즐을 포함하는 유동층 반응기.
  14. 제13항에 있어서,
    제1 그룹의 유동층 가스 분배 노즐은, 제1 위치에서 그의 가스 입구 관(10)에 연결되는 가스 분배 캡(20)을 가지며, 제2 그룹의 유동층 가스 분배 노즐은, 제2 위치에서 그의 가스 입구 관(10)에 연결되는 가스 분배 캡(20)을 갖는, 유동층 반응기.




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