JP2003522013A - 固体物質を気体から分離する方法および装置 - Google Patents

固体物質を気体から分離する方法および装置

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、粒状体を気体ストリームから分離する方法および装置に関する。当該方法によれば、浮遊した粒子を含む気体ストリームが分離装置内に送られ、分離装置は少なくとも２つのマルチプルインレット・マルチサイクロン（１６Ａ〜１６Ｃ）を含み、そこで粒子は気体から遠心力によって分離される。本発明によれば、マルチプルインレット・マルチサイクロン装置を形成するように、マルチインレット・サイクロンのうち少なくとも２つ（１６Ａ〜１６Ｃ）が並列して作動するようにされる分離装置が採用される。本発明のサイクロン・アセンブリは、例えばＦＣＣユニットの第一次分離器として使用してよいが、より有利にはそれはＦＣＣユニットの第二次または第三次分離器として作用して、先行の分離段階の排ガスから「微粉」を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、請求項１のプレアンブルに記載の、気体から固体を分離する方法に
関する。
【０００２】 本発明の方法によれば、固体を担持する気体フロー（または気体流）が、少な
くとも２つのマルチプルインレット・サイクロン（または複数入口サイクロン）
によって形成される分離ユニットを含む分離装置中に送られ、そこで、固体は遠
心力の作用下で気相から分離される。
【０００３】 本発明はまた、請求項１３のプレアンブルに記載の、少なくとも２つのマルチ
プルインレット・サイクロンにより形成されるアセンブリを含むサイクロン装置
に関する。
【０００４】 本発明の方法および装置は、特に、炭化水素の処理に付随するプロセスに関連
して使用するのに適している。これらのプロセスには、例えば、接触および熱的
分解、脱水素、フィッシャー−トロプシュ合成、マレイン酸無水物の製造、およ
びメタンの酸化二量化が含まれる。尤も、これらに加えて、本発明は一般に、気
体フローからの固体の分離に適用可能である。したがって、適用の別の主な領域
は熱および電気エネルギの生成において認識され得、その場合、開示される技術
は特に固体燃料燃焼ボイラに関して使用するのに適している。
【０００５】 炭化水素転化プロセスは、常套的には、固定床反応器および流動床反応器（流
動接触反応器）を用いて実施される。本明細書において、「流動接触プロセス装
置」という用語は、微粒子を霧状にした触媒を、例えばゆっくりと上向きに昇る
気体フロー中に浮遊させ、触媒が所望の反応を促進するプロセスで使用される装
置を指すために使用される。
【０００６】 当該分野で最も幅広く採用されている流動接触反応器システムの１つは、ＦＣ
Ｃ装置、即ち、流動接触分解装置であり、それは一般に、主たる構成要素として
、速い流動フロー相で操作される管状のライザー、稀釈された浮遊相で操作され
る大容量反応器、および流動床相で操作される再生器を含む。
【０００７】 ＦＣＣユニットにおいて、ライザーおよび大容量反応器は、浮遊した固体の気
体フローを運ぶ。フローの粒状体および生成ガスは、遠心力をベースとして作用
するサイクロンで互いに分離される。一般的に、気体フローは、全体の分離効率
を向上させるために複数のサイクロンの列を通過させられる。それは、通常の構
成の単一のサイクロンは、１５μｍより小さい粒子に関して、劣った分離性能を
示すためである。
【０００８】 サイクロン分離装置は、粒状体の浮遊物を接線流としてサイクロンの円筒セク
ション内に導く、コイル状または螺旋状にされた構造のいずれかを有し、それに
より触媒粒子は内壁に近づけられ、したがって、フローがサイクロンの円筒セク
ション内で旋回して一般的には７〜９回転した後、円筒セクションと連続してい
る円錐セクションに入るときに、遠心力により気体から分離されるようになる。
また、軸流サイクロンが知られている。軸流サイクロンにおいては、管の内部を
流れる気体ストリームが、ベーン（または羽根）によって回転運動させられ、そ
れにより、遠心力によって、固体が管の壁に向うように導かれて、その結果、気
体ストリームから分離されるようになる。
【０００９】 軸流サイクロンは、英国特許公報１，５９２，０５１号および１，５２６，５
０９号で説明されている。引用した公報に開示されているように、軸流サイクロ
ンは、管状のサイクロン・チャンバーを含み、当該チャンバーは、第１端部に、
処理すべき気体ストリームのための入口（または流入）開口部を有し、他方の端
部に、処理した気体のための出口（または流出）開口部を有する。この種のサイ
クロンは、清浄な吸気を必要とする、内燃機関、ディーゼルおよびジェット推進
エンジン、ならびにタービン等と関連して使用するために提案されている。
【００１０】 清浄な空気環境に関する規則がより厳重になり、また、タービンにおけるＦＣ
Ｃ再生ガスの減圧によってエネルギの利用効率をより向上させていることは、Ｆ
ＣＣ装置におけるダスト濃度に対して、ますますより厳しい要求を課している。
サイクロンの直径をより小さくすることによって、分離効率は向上し得るが、そ
れはまた、より多くの数のサイクロンの使用をそれぞれ必要とする。
【００１１】 排ガス（または煙道ガス）がしばしば相当量の不燃性成分を含み、当該成分が
、静電集塵器を汚し、その操作中に余分な負荷を加えるために、エネルギ生成に
おいて静電集塵器に問題が生じる。サイクロン分離におけるより高い効率のおか
げで、これらの成分は、燃焼プロセスにリサイクルされ得、その結果、ボイラの
効率を向上させる。ある場合には、静電集塵器を全く用いることなくシステムを
操作することすら可能であろう。
【００１２】 不十分な分離効率に加えて、常套のＦＣＣ装置は、問題の中でもとりわけ、内
部構造だけでなく触媒および循環固体が腐食することにより、阻害されてきた。
大抵の場合において、これらの問題は、固体および触媒を含まない気相を浄化し
、したがって全体のシステムの重要な部分を形成する分離サイクロンにおいて生
じる。そのような腐食を防止するために、常套のサイクロン構造体は、セラミッ
クのライニングによって内部を保護する必要がある。腐食に関する問題は、小さ
い直径のサイクロンにおいてよりひどくなる。
【００１３】 本発明の目的は、従来技術の上述の不都合を克服することであり、また、気相
から固体を分離する新しい技術を提供することである。
【００１４】 本発明の目標は、サイクロン装置を、複数の並列に接続されたマルチプルイン
レット・サイクロンを含むユニットとして提供することによって、達成される。
予期しないことには、これにより、サイクロン・ユニットの分離効率は、装置の
腐食速度を有意に上昇させることなく、向上され得ることが認められた。
【００１５】 したがって、本発明のサイクロン装置は、並列に接続された少なくとも２つの
マルチプルインレット・サイクロンを含む。サイクロンの各々は、処理すべき浮
遊した（またはエントレインメントされた）固体の気体ストリームのための入口
導管、および入口導管に接続され、実質的に直立した中心軸を有する分離チャン
バー、および気相から固体を分離するために、分離チャンバーにて気体ストリー
ムを実質的に接線流にする、少なくとも２つのガイド・ベーンを有する。サイク
ロン分離チャンバーの下側部分には、分離した固体のためのディップレッグ（ま
たは浸漬脚部もしくはジップレッグ；dipleg）、および分離チャンバーの中心軸
と平行に配置される、固体を含まない分離された気相を排出するための中央導管
が接続される。サイクロンは、マルチプルインレット・サイクロンの入口導管を
互いに接続することによって、また、サイクロンのディップレッグをそれぞれ共
通の排出導管に接続することによって、同時に操作される。
【００１６】 本発明のサイクロン装置は、例えば、ＦＣＣユニットの第一次の分離段階で使
用され得るが、最も有利な用途は、先の分離段階の排ガスにおける最も細かいフ
ラクションの粒状体を分離するための、ＦＣＣユニットの第二次または第三次の
分離段階である。
【００１７】 より具体的には、本発明の方法は、請求項１の特徴部分で述べられているもの
によって特徴付けられる。
【００１８】 さらに、本発明のサイクロン装置は請求項１３の特徴部分で述べられているも
のによって特徴付けられる。
【００１９】 本発明は有意な利点を提供する。たとえば、腐食を引き起こす剪断応力は、本
発明のマルチプルインレット・マルチサイクロンにおいて、例えば軸流サイクロ
ンをベースとする常套のマルチサイクロン装置で生じるそれよりも小さい。それ
にもかかわらず、マルチプルインレット・サイクロンを使用して提供されるマル
チサイクロン装置は、軸流サイクロンを使用して構成されるマルチサイクロン装
置のそれよりも高い分離効率を提供するが、製造コストは実質的に等しい数字で
ある。軸流サイクロンにおいて、固体を担持する気体ストリームの流速は、より
高い分離効率のためには好都合であるように、フロー通路において加速され得な
い。対照的に、マルチプルインレット・サイクロンには、一般的に、まっすぐな
ガイド・ベーンが設けられ、それはメインストリームをサブストリームに分割す
る作用をし、各々はより高い速度に有効に加速され得る。まっすぐなタイプのベ
ーンは、気体ストリームを偏向させる必要が無く、その流速を増加させる必要が
あるだけであるために、まっすぐなガイド・ベーンは、曲ったベーンよりも摩耗
がより少ない。より小さい固体濃度のために、装置の壁の腐食摩耗速度は、最小
限に減少される。同時に、固体粒子の摩耗が減少し、それは、より少ない量の「
微粉」が分離プロセスの間に生成されることを意味する。
【００２０】 マルチプルインレット・マルチサイクロン装置は、気体ストリームが上述のベ
ーンによって分離チャンバーの内壁の近くに導かれるために、第二次または第三
次分離ユニットとして特に有効に機能し得る。したがって、本発明の装置は、極
めて小さい粒子、特に上記で言及した１５μｍよりも小さい寸法を有する粒子を
、従来技術よりも優れた効率で、排ガスから分離することを達成し得、それによ
りＦＣＣ装置は、特にコスト効率の良い方法で、ＦＣＣ装置の操作中、より小さ
いダスト濃度に関する厳しい要求を満たすようにされ得る。競合する技術は、一
般的にエネルギ生成で採用されている静電集塵器に代表されるが、それは、投資
コスト、設置面積要求および操作コストに関して、実質的により費用のかかる選
択である。
【００２１】 エネルギ生成で使用される固体燃料燃焼ボイラに関連して、マルチプルインレ
ット・マルチサイクロン装置は、ある場合には静電集塵器に取って代わるように
、排ガスの不燃性成分を、従来技術により提供される方法よりもより効率的な方
法で除去するために、特に静電集塵装置の前で採用してよい。
【００２２】 常套のＦＣＣ触媒を分離するために使用する場合、本発明のマルチプルインレ
ット、マルチサイクロン装置は、装置が第二次または第三次分離器として使用さ
れるときには、排出ガスのダスト濃度を５０ｍｇ／Ｎｍ３ほどに低くし得る。
【００２３】 次に、本発明は、添付した図面を参照することにより、詳細な説明によって、
より詳しく検討される。
【００２４】 マルチプルインレット・サイクロンの構造は、当該分野において周知であり、
例えば米国特許第３,９６９,０９６号において説明されている。一般に、マルチ
プルインレット・サイクロンは、その分離チャンバーが少なくとも２つの入口開
口部を含むサイクロンであって、気体から固体を分離することが、少なくとも部
分的には遠心力により、気体ストリームを分離チャンバーの壁に沿って接線方向
に導くことによって行われるサイクロンを指す。複数のマルチプルインレット・
サイクロンによって形成されるカスケード（または滝）の接続もまた、周知であ
る。この領域の技術の現状に関して、出願人が提案した配置構成を開示するＰＣ
Ｔ特許出願の公開公報ＷＯ９９／２５４６９が参照される。そこでは、マルチプ
ルインレット・サイクロンを直列に接続することによって、全体の分離効率を実
質的に向上させ得る方法が説明されている。開示された配置構成の更なる利点は
、マルチプルインレット・サイクロンでカスケード式の分離ユニットを構成する
ことによって、それが工場の設置面積を有意に節減することである。それは、そ
のようなサイクロンが互いに同軸を有するように配置され得るためである。しか
しながら、引用した特許出願の公開公報ＷＯ９９／２５４６９は、マルチプルイ
ンレット・サイクロンの可能な並列的な接続についての考察を含んでおらず、ま
た、それによって、よりひどい腐食／摩耗を引き起こすことなく、組合せサイク
ロン装置の分離効率を向上させる可能性についての検討を含んでいないことに留
意すべきである。
【００２５】 並列的な軸サイクロンを含むマルチサイクロンは、米国特許明細書第４，８６
３，５００号、スウェーデン特許明細書第３４６，７０６号、ならびに独国特許
明細書第８４９，５０７号、第９１４，７０１号および１，１４６，３３８号に
より公知である。しかしながら、これらはいずれも、マルチサイクロンの並列的
なサイクロンがマルチプルインレット・サイクロンであり、本発明のように気体
フローを分離チャンバーに導いて分離チャンバーの壁に沿った実質的に接線方向
のストリームにすることによって、分離を行うという解決手段を開示していない
。例えば、独国特許明細書９１４，７０１号は、サイクロン装置であって、その
サイクロンにおいて、分離チャンバーの内部ガイドベーンがあるものを開示して
いる。これらのベーンは、乱流および流れの妨害を分離チャンバー内部で引き起
こし、壁に対する接線流を妨げる。
【００２６】 本発明で採用される、分離ユニット、またはマルチプルインレット・マルチサ
イクロン装置は、並列に接続された、２つ、最も有利には少なくとも３つ、有利
には３〜３００、特に有利には３〜２５のマルチプルインレット・サイクロンを
有する。本発明の明細書において、並列接続という用語は、各サイクロンが共通
の導入パイプおよび共通の排出パイプに接続される形状構成に言及する場合に用
いられる。当該装置において、最も重要な部分は、少なくとも実質的に上向きに
配置された中心軸および少なくとも実質的に円形の断面の内壁を有する分離チャ
ンバーであり、それは分離装置がその中心軸を中心として回転可能に対称である
ことを意味する。マルチプルインレット・マルチサイクロン装置において、すべ
てのサイクロン分離チャンバーは、平行に又は少なくとも実質的に平行に整列し
た中心軸を有する。
【００２７】 分離チャンバーには、処理すべき気体の入口ノズルが接続される。入口ノズル
は、一般に分離チャンバーの中心軸に垂直に配置されており、また、入口ノズル
には軸方向に整列したまっすぐなガイド・ベーン（即ち、装置の中心軸に平行に
整列させられたガイド・ベーン）が設けられている。ガイド・ベーンシステムの
助けによって、処理されている気体は、分離チャンバーの内壁に沿って接線方向
に流れるようにされて、遠心力による気相からの固体の分離を行うことができる
。上述したように、マルチインレット・サイクロンには、気体ストリームをサブ
ストリームに分割させるように作用する、まっすぐなガイド・ベーンがあり、各
々は、加速した気体フローの速度が個々に決定されることを可能にする。サブス
トリームへの分割は、ガイド・ベーンの間で通路を形成することによって実施さ
れ、通路はフローを加速し、それを薄い噴流として分離チャンバーの壁に運び、
そのことはさらに固体の分離をより効果的にする。通路は狭く、実際にはその幅
は多くて分離チャンバーの直径の１０％である。通常、幅は前記直径の１〜８％
である。通路の長さは通路の幅の約０．５〜２０倍である。ガイド・ベーンの数
は、少なくとも２つであり、有利には３〜６０であり、最も有利には８〜３２で
ある。サイクロンのガイド・ベーンは、入ってくる気体フローのための複数の平
行な導入チャンネル（即ち、通路）を含むルーバーを形成するように、サイクロ
ン・チャンバーの内周の周りに環状に配置され、部分的に又は最も有利には全体
的にライザー・チャンネルに達する。分離効率は、サイクロンチャンバー内に到
達するサイクロンが、サイクロン・チャンバーにおいて乱流および流れの阻害を
引き起こすために、ガイド・ベーンが全体的にサイクロン・チャンバーの外側に
ある場合に最も良好である。分離チャンバー内には、さらに、排ガスの排出のた
めに中央導管、および気相から分離された固体の分離のためのディップレッグが
適合させられる（または取り付けられる）。
【００２８】 マルチプルインレット・マルチサイクロン装置の共通の導入チャンネルは、２
つの同心の円筒形または部分的に円錐形のエンベロープ表面によって規定される
空間で形成してよい。当該空間は、その長さ方向の軸の方向において、バッフル
によって、弓形に平行なフローチャンネルに更に分割される。弓形に平行なフロ
ー・チャンネルは、長さ方向に整列させられた放射状のバッフルを、２つの同軸
の円筒形のエンベロープ表面の間に取り付けることによって、提供され得る。ほ
ぼ同等の結果が、サイクロン容器に環状に取り付けられた複数の平行な送込み管
で導入チャンネルを構成することによって得られる。さらに別の可能な配置は、
気体ストリームを、容器に非対称に供給する、例えばマルチサイクロン容器の圧
力壁を通るようにされた入口導管を介して供給することである。
【００２９】 軸流サイクロンと比較して、本発明のサイクロンの構成は、とりわけ、サイク
ロンで浄化されたガスが、有利にはサイクロン・チャンバーの上側部分に適合さ
せられた（または取り付けられた）単一の排出導管を介して、サイクロンから排
出されるように、アレンジすることによって異なっている。
【００３０】 本発明の方法において、マルチプルインレット・マルチサイクロン装置は、複
数段階の分離プロセスの一部として使用され得る。したがって、本発明の第１の
好ましい態様によれば、そのような分離プロセス装置は、常套のサイクロン又は
有利にはマルチプルインレット・サイクロンであってよい第一次分離器、および
上述のマルチプルインレット・マルチサイクロン装置が使用される第二次分離器
を含む。
【００３１】 本発明の別の態様によれば、分離プロセス装置は、常套の第一次および第二次
分離器を含み、それによりマルチプルインレット・マルチサイクロンが第三次分
離器として機能するようにされる。別法において、第一次および第二次分離器の
うち少なくとも１つがマルチプルインレット・マルチサイクロン装置である。常
套のサイクロンの代わりに、直列または並列に接続されたサイクロンもまた使用
してよい。同様に、本発明に従って、常套のマルチプルインレット・サイクロン
を、直列に接続された複数のマルチプルインレット・サイクロンに置き換えるこ
とができる。ここで、上記で引用した特許出願公報ＷＯ９９／２５４６９に開示
された配置が参照される。明らかに、本発明のマルチプルインレット・マルチサ
イクロン装置は、より大きい数の連続した分離段階において、例えば第二次およ
び第三次サイクロンの両方として使用され得る。
【００３２】 上記で概説した装置構成および方法は、流動接触分解（ＦＣＣ）プロセスの生
成ガスからの触媒の分離に適合させてよい。特に有利には、マルチプルインレッ
ト・マルチサイクロン装置は、ＦＣＣユニットの触媒再生器で再生された触媒を
コークス酸化の排ガスから分離するために使用され得る。
【００３３】 他の適当な流動接触プロセスは、特に、接触改質、フタル酸無水物、マレイン
酸無水物またはメタンの酸化二量化、フィッシャー−トロプシュ合成、メタン、
エタンおよび他の炭化水素の塩素化または臭素化、ならびにメタノールのオレフ
ィンまたはガソリンへの転化である。
【００３４】 本発明の１または複数のマルチプルインレット・マルチサイクロンは、流動接
触反応器のライザーに直接接続され、それにより本発明の好ましい態様を実施す
るか、あるいは、サイクロンの入口ノズルは、常套の配置における場合と同様に
、流動接触反応器の気相空間と連絡するように配置される。
【００３５】 図１および図２において、まず常套のサイクロンの接続、それから本発明のサ
イクロンの配置が示され、それにより、常套の形状構成は、ＦＣＣユニットの再
生で使用するために直列に接続された２つのサイクロン（第一次サイクロンおよ
び第二次サイクロン）を有する。実際には、直列に接続されたサイクロンの数は
、図示した２つのサイクロンよりも小さい又は大きい数が使用されるように、変
更してよい。常套のサイクロンの最大径は約１ｍであるので、１よりも多くのサ
イクロンを、処理すべき気体の量に応じて並列に使用してよい。
【００３６】 常套のサイクロンの構成において、ディフューザー１を通過する空気は、再生
器２において触媒を流動化してバブリング床の状態にし、コークスの燃焼反応の
ために酸素を入れる。次に、気体ストリームは、浮遊させた触媒粒子とともに、
再生器２の内部に配置された第一次サイクロン３中に進む。粒状体は、サイクロ
ン・チャンバーの壁で気相から分離し、そこから第一次サイクロンのディップレ
ッグ中に落下する。ディップレッグから、触媒は流動床に戻る。第一次サイクロ
ンを通過した気体フローは、ライザーを経由してサイクロンから出て、第二次サ
イクロン４に進む。ここで、気体は浄化されて、微粉が無くなる。微粉はサイク
ロン・チャンバーの内壁に向うように（またはぶつかるように）導かれ、そこか
ら第二次サイクロンのディップレッグに降下する。第二次サイクロンから、気体
のフローは収集チャンバーに送られて、そこから排出導管５を介して出て行く。
【００３７】 ここで、図２を参照すると、そこで示された再生器６は第一次サイクロン８お
よび第二次サイクロン１３を含み、両者は、再生器６に空気を入れるための共通
の分配器７、および気体フローを通過させて第二次サイクロンから排出させ、し
たがって再生器から完全に排出させるための排出導管１８を有する。第一次サイ
クロンは、再生器６の内部の上側部分に、中央導管１４およびガイド・ベーン・
ルーバー１０で制限された空間９、ならびにチャンバー１１、およびチャンバー
１１の下側部分にて延びるディップレッグ１２を含む。
【００３８】 マルチプルインレット・マルチサイクロンを形成する第二次サイクロン１３は
、第一次サイクロンの内部に配置され、中央導管１４を含み、中央導管１４は上
側部分にて気体排出導管１８内に収束している。気体フローは、中央導管１４と
第二次サイクロンを囲む第一次サイクロンのディップレッグ１２の内壁との間に
形成されたチャンネルを介して、第一次サイクロンから出ていく。チャンネルは
、中央導管１４の内壁と第二次サイクロンのディップレッグ２１の外壁との間に
形成されたチャンネルが、第一次サイクロンから第二次サイクロン１６Ａ、１６
Ｂ、１６Ｃまで通過するように、連続している。この通路チャンネル１５の末端
部分には、ガイド・ルーバー１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃが設けられており、これを
介して、気体フローは分離チャンバー１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ内に送られ得る。
ガイド・ベーン・ルーバー１７Ａ〜１７Ｃは、第二次サイクロン内に流れ込む気
体混合物を、チャンバー１９Ａ〜１９Ｃの内側の壁に沿って旋回運動（または渦
運動）させる。第二次サイクロンのマルチサイクロン・アセンブリは、チャンバ
ー１９Ａ〜１９Ｃから下向きに延びるディップレッグ２０Ａ〜２０Ｃをも含み、
ディップレッグ２０Ａ〜２０Ｃは共通の第二次サイクロンのディップレッグ２１
内に出ていき、ディップレッグ２１は第一次サイクロンのディップレッグ１２の
内部に配置される。図２に示す態様において、チャンネル１５は円形の断面を有
する。この種の円形のチャンネル断面は有利には、固体と気体フローとの混合物
を通過させるのに適しており、また、異なる断面の通路を同様に使用してよい。
【００３９】 本発明によれば、分配器７を通過する空気は、再生器６に含まれる触媒をバブ
リング床の状態に保ち、コークスの燃焼反応に必要とされる酸素を導入する。気
体は浮遊した触媒粒子固体とともに、再生器の上側部分に上昇し、ガイド・ベー
ン・ルーバー１０を通過して空間９に至る。ガイド・ベーン・ルーバー１０は、
気体ストリームを旋回運動させ、そこで粒子は遠心力によって分離されてチャン
バーの壁１１に移動し、そこから第一次サイクロンのディップレッグ１２内に降
下する。ディップレッグから、触媒は流動床に戻る。第一次サイクロンから出て
行く、より浄化された気体のフローは、中央導管１４を介してサイクロン・チャ
ンバーから離れ、そこから、それは、有利には円形断面を有するチャンネル１５
を介して第二次サイクロンのガイド・ベーン・ルーバー１７Ａ〜１７Ｃ内へ更に
上昇する。次に、微粉が、気体フローから分離されてチャンバー１９Ａ〜１９Ｃ
の壁に移動し、そこからそれらは第二次サイクロン・チャンバーのディップレッ
グ２０Ａ〜２０Ｃ内に降下する。第二次サイクロン・チャンバーのディップレッ
グ２０Ａ〜２０Ｃを経由して、微粉は共通の第二次サイクロンのディップレッグ
１２内に落ち、ディップレッグは先に言及したように、第一次サイクロンのディ
ップレッグ１２の内部に配置される。第二次サイクロンを通過した気体フローは
、サイクロンおよび反応容器全体から、排出導管１８を介して出て行く。
【００４０】 図３の解決手段において、旋回運動は、マルチサイクロンへのストリームをス
ムーズにするために用いられる。第一次分離器がマルチプルインレット・サイク
ロンである場合、旋回運動が供給され、旋回運動は滑らかにサイクロンの間に導
かれる。
【００４１】 図３には、ＦＣＣユニットの第３段階として使用するのに適した再生器サイク
ロンが示されている。図２の態様は、第三次サイクロンとして使用するのに特に
適している。ここで、マルチサイクロン装置は、ＦＣＣユニットの圧力容器の外
側に取り付けられている。
【００４２】 その基本的な構成に関して、図３に示すマルチプルインレット・マルチサイク
ロンは、図２に示す第二次サイクロンに類似している。並行して作動するマルチ
プルインレット・マルチサイクロン３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄおよび３１
Ｅは、共通のサイクロン・エンベロープ３２に向かうようにされている（又は適
合させられている）。分離装置の上側部分には、気体フローの排出導管３３が設
けられており、装置の下側部分は、分離した粒子のための排出導管３４を有する
。最も有利には、容器の中心軸は直立するように配置される。容器の上側および
中間部分には、２つの仕切３５および３６が適合させられ（または取り付けられ
）、それらは容器の内部を３つの気体空間に分割する。上側の仕切３５には、並
行して作動するマルチプルインレット・マルチサイクロンの中央導管３７Ａ〜３
７Ｅが、サイクロンの上側空間３９内に出るように、取り付けられる。中央導管
は上側の仕切３５を通過して延び、その出口端部が仕切の上側レベルの僅かに上
に達するようにしている。同様に、下側の仕切３６には、マルチプルインレット
・マルチサイクロンのディップレッグ３８Ａ〜３８Ｅが取り付けられ、当該ディ
ップレッグはサイクロンの下側空間４０内に出る。前記気体排出導管３３は、サ
イクロンの上側空間３８と直接的に連絡し、また、固体排出導管３４はサイクロ
ンの下側空間と連絡している。
【００４３】 仕切は、中間空間４３を規定し、中間空間４３には、サイクロンのエンベロー
プを通過する、浄化すべき気体を中間空間に供給するためのフィード・パイプ４
１が取り付けられている。中間空間は、マルチプルインレット・マルチサイクロ
ンのガイド・ベーン・ルーバー４２Ａ〜４２Ｅと連絡している。
【００４４】 フィード・パイプ４１を通過した、固体が混合された気体ストリームは、中間
空間内を流れ、固体は気体ストリームとともに、マルチプルインレット・マルチ
サイクロンのガイド・ベーン・ルーバー４２Ａ〜４２Ｅに運ばれる。ガイド・ベ
ーンは、気体ストリームを旋回運動させ、そこで粒子は遠心力によって分離され
て導管３１Ａ〜３１Ｅの壁に移動し、そこからマルチサイクロンのディップレッ
グ３８Ａ〜３８Ｅ内に落ちる。触媒粒子は、ディップレッグから、容器の下側空
間４０に落下し、そこから、それらは固体排出導管３４を介して除去され得る。
浄化された気体フローは、中央導管３７Ａ〜３７Ｅを介して出て、上側空間３９
に入り、気体排出導管３３を介して当該空間を離れる。
【００４５】 モジュール式の装置として提供される場合、図３に示すマルチプルインレット
・マルチサイクロンは、実質的により低いレベルのダスト排出を達成することが
望まれる場合、既存のＦＣＣプロセスにおいて、設計変更の（またはレトロフィ
ットの）取り付けに適している。装置は、マルチプルインレット・サイクロンを
備えた分離システムに関して、常套のカスケード式のサイクロンシステムに同様
に適合し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、常套のサイクロンの構成の模式的なレイアウトを示す。
【図２】 図２は、ＦＣＣ反応器の再生器に直列の形態で接続された２つの
サイクロン（第一次および第二次サイクロン）を有する、本発明のサイクロンの
配置を示す。
【図３】 図３は、ＦＣＣユニットの第三次段階の再生器サイクロンとして
使用するのに適合させた、本発明のマルチプルインレット・マルチサイクロン装
置の模式的な構造の側面図を示す。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１４年３月２６日（２００２．３．２６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｆ２３Ｃ 10/18 Ｆ２３Ｃ 11/02 ３０７ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 3K064 AA18 AB01 AC01 AC05 AC13 AD04 AD05 BA19 3K070 DA07 DA29 4D053 AA03 AB01 BA04 BA07 BB02 BB07 BC01 BD04 CA01 DA10 4H029 BE11

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 気体ストリームから粒状体を分離する方法であって、 浮遊した粒子を含む気体ストリームを、少なくとも２つのマルチプルインレッ
    ト・マルチサイクロン（１６Ａ〜１６Ｃ；３１Ａ〜３１Ｅ）を有する分離装置中
    に送り、粒子を気体から遠心力によって分離することを含み、 マルチプルインレット・マルチサイクロン装置を形成するために、少なくとも
    ２つのマルチプルインレット・サイクロン（１６Ａ〜１６Ｃ；３１Ａ〜３１Ｅ）
    が並列して操作されるようにされた分離装置を用いることを特徴とする、方法。
  2. 【請求項２】 処理される気体ストリームが第一次分離装置から排出された
    排ガスであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記第一次分離装置が常套のサイクロンもしくはマルチプル
    インレット・サイクロン、またはそのカスケード式サイクロン配列を含むことを
    特徴とする、請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 処理される気体ストリームが、第二次分離装置から前記マル
    チプルインレット・マルチサイクロン装置に送られることを特徴とする、請求項
    １に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記第一次および第二次分離装置が常套のサイクロンもしく
    はマルチプルインレット・サイクロン、それらのカスケード式サイクロン配列、
    またはマルチプルインレット・サイクロンとカスケード式サイクロン配列の組合
    せを含むことを特徴とする、請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 処理される気体ストリームが、流動接触プロセスから排出さ
    れ、浮遊した触媒を含む生成ガスであることを特徴とする、請求項１〜５のいず
    れか１項に記載の方法。
  7. 【請求項７】 処理される気体ストリームが、触媒再生で実施されるコーク
    スの燃焼から排出され、したがって浮遊した触媒を含む排ガスであることを特徴
    とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記流動接触プロセスが流動接触分解ユニットで実施される
    炭化水素化合物の接触分解を含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１
    項に記載の方法。
  9. 【請求項９】 処理される前記プロセスの排出ガスのストリームが、熱生成
    または発電で実施される固体燃料の流動床燃焼プロセスからの排ガスであること
    を特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 処理されている気体ストリームのダスト濃度が、５０ｍｇ
    ／Ｎｍ３より大きくない値に低下させられることを特徴とする、請求項１〜９の
    いずれか１項に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 粒状体の分離が、３〜２５の並列に接続されたサイクロン
    （１６Ａ〜１６Ｃ；３１Ａ〜３１Ｅ）を用いて実施されることを特徴とする、請
    求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 配置において、３〜２５の並列に接続されたサイクロン（
    １６Ａ〜１６Ｃ；３１Ａ〜３１Ｅ）が使用され、並列に接続されたサイクロンの
    ディップレッグ（２０Ａ〜２０Ｃ；３８Ａ〜３８Ｅ）が共通の排出導管（２７；
    ３４）に向かうようになっていることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 プロセス設備において、気体ストリームから粒状体を分離
    するためのアセンブリであって、 少なくとも２つのマルチプルインレット・サイクロン（１６Ａ〜１６Ｃ；３１
    Ａ〜３１Ｅ）を含み、 少なくとも２つのマルチプルインレット・サイクロンが並列の配列に接続され
    ていることを特徴とする、アセンブリ。
  14. 【請求項１４】 前記並列に接続されたサイクロン（１６Ａ〜１６Ｃ）が、
    ２つの同心の円筒形または部分的に円錐形のエンベロープ表面（１２，１４；１
    ４，２１）の間に形成された共通のガス導入チャンネル（１５）を有し、それに
    より、前記サイクロン（１６Ａ〜１６Ｃ）が前記ガス導入チャンネル（１５）の
    内部空間において作動するようにされていることを特徴とする、請求項１３に記
    載のアセンブリ。
  15. 【請求項１５】 前記ガス導入チャンネル（１５）は、サイクロン分離チャ
    ンバーの中心軸に垂直な面において、実質的に円形の断面を有することを特徴と
    する、請求項１３または１４に記載のアセンブリ。
  16. 【請求項１６】 前記マルチプルインレット・サイクロン（３１Ａ〜３１Ｅ
    ）の中央導管（３７Ａ〜３７Ｅ）が共通のガス導入チャンネル（４０）を通過す
    るようにされていることを特徴とする、請求項１３に記載のアセンブリ。
  17. 【請求項１７】 前記マルチプルインレット・サイクロン（１６Ａ〜１６Ｃ
    ；３１Ａ〜３１Ｅ）の各々に、ガイド・ベーン（１７Ａ〜１７Ｃ；４２Ａ〜４２
    Ｅ）を備え、中心軸が実質的に上向きに配置された分離チャンバーが設けられて
    いることを特徴とする、請求項１３〜１６のいずれか１項に記載のアセンブリ。
  18. 【請求項１８】 前記マルチプルインレット・サイクロンのガイド・ベーン
    （１７Ａ〜１７Ｃ；４２Ａ〜４２Ｅ）が、入ってくる気体フローのための複数の
    平行な導入チャンネルを含むルーバーを形成するように、サイクロンチャンバー
    の内周のまわりに間隔をあけて環状に設けられ、部分的に又は全体的にライザー
    チャンネルに到達していることを特徴とする、請求項１３〜１７のいずれか１項
    に記載のアセンブリ。
  19. 【請求項１９】 前記並列に接続されたマルチプルインレット・サイクロン
    （１６Ａ〜１６Ｃ；３１Ａ〜３１Ｅ）の数が、３〜３００であることを特徴とす
    る、請求項１３〜１８のいずれか１項に記載のアセンブリ。
  20. 【請求項２０】 前記アセンブリが、流動床燃焼で使用される流動接触プロ
    セス装置またはプロセス設備に接続されていることを特徴とする、請求項１３〜
    １９のいずれか１項に記載のアセンブリ。
  21. 【請求項２１】 前記マルチプルインレット・サイクロンが、気体ストリー
    ムをサブストリームに分割するように作用するガイド・ベーンを有していて、加
    速された気体フローの速度が当該サブストリームのいずれについても個々に決定
    されるようにすることを特徴とする、請求項１３〜２０のいずれか１項に記載の
    アセンブリ。
  22. 【請求項２２】 ガイド・ベーンがまっすぐであることを特徴とする請求項
    ２１に記載のアセンブリ。
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