JPH0638909B2 - 気体懸濁反応装置 - Google Patents
気体懸濁反応装置Info
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- JPH0638909B2 JPH0638909B2 JP61161754A JP16175486A JPH0638909B2 JP H0638909 B2 JPH0638909 B2 JP H0638909B2 JP 61161754 A JP61161754 A JP 61161754A JP 16175486 A JP16175486 A JP 16175486A JP H0638909 B2 JPH0638909 B2 JP H0638909B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
- C04B7/43—Heat treatment, e.g. precalcining, burning, melting; Cooling
- C04B7/434—Preheating with addition of fuel, e.g. calcining
-
- 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
- B01J8/08—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles
- B01J8/14—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles moving in free vortex flow apparatus
-
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、以下に述べる形式の如き、その軸心が垂直方
向に取付けられかつ下方および内方にに傾斜した底部壁
面を有する実質的に円筒状の容器と、処理される粒状の
材料および燃料を前記底部壁面に隣接する位置に導入す
る手段と、前記材料との反応、および（または）燃料の
燃焼、および材料の懸濁のため、気体の噴流を底部壁面
を介して上向きに前記容器の中心方向に導入する手段と
からなる気体懸濁反応装置に関する。
向に取付けられかつ下方および内方にに傾斜した底部壁
面を有する実質的に円筒状の容器と、処理される粒状の
材料および燃料を前記底部壁面に隣接する位置に導入す
る手段と、前記材料との反応、および（または）燃料の
燃焼、および材料の懸濁のため、気体の噴流を底部壁面
を介して上向きに前記容器の中心方向に導入する手段と
からなる気体懸濁反応装置に関する。
従来の技術 反応装置内への導入時においては気体の速度は高く、典
型的には20乃至35ｍ／秒であるが容器の断面を流れる気
体の平均速度は10ｍ／秒だけ低下する。しかし、気体の
速度は容器の断面を横切る方向に一定ではなく、中心部
付近では平均気体速度より遥かに高く、また容器壁面に
沿う方向ではこの平均値よりも小さい。壁面付近では、
気体速度は材料の粒子の落下速度よりも遅い。この結
果、材料の粒子は壁面に沿って容器の底部に流れ、ここ
でこの粒子は中心部の気体流に再び乗せられて運ばれ
る。このような内部の材料の環境により、反応装置内の
材料の滞留時間は反応装置を流通する気体流通時間の４
乃至５倍まで延長される。
型的には20乃至35ｍ／秒であるが容器の断面を流れる気
体の平均速度は10ｍ／秒だけ低下する。しかし、気体の
速度は容器の断面を横切る方向に一定ではなく、中心部
付近では平均気体速度より遥かに高く、また容器壁面に
沿う方向ではこの平均値よりも小さい。壁面付近では、
気体速度は材料の粒子の落下速度よりも遅い。この結
果、材料の粒子は壁面に沿って容器の底部に流れ、ここ
でこの粒子は中心部の気体流に再び乗せられて運ばれ
る。このような内部の材料の環境により、反応装置内の
材料の滞留時間は反応装置を流通する気体流通時間の４
乃至５倍まで延長される。
妥当な高さの反応装置の場合には５秒から30秒までの滞
留時間を得ることができ、これは例えばセメントの生材
料中の炭酸カルシウムの燬焼にためには充分である。
留時間を得ることができ、これは例えばセメントの生材
料中の炭酸カルシウムの燬焼にためには充分である。
リンの燬焼、または鉄鉱石の還元の如き他のプロセスに
おいては、３乃至５分の範囲内にかなり長い滞留時間が
要求される。
おいては、３乃至５分の範囲内にかなり長い滞留時間が
要求される。
問題を解決する手段 従って、本発明の目的は、長い滞留時間を有する気体懸
濁反応装置の提供にある。
濁反応装置の提供にある。
この目的は下記の形式の反応装置によって達成される
が、本装置は、本発明によれば、容器内の材料を乗せて
運ぶ気体が螺線経路に従って流れるようにこの気体を容
器の軸心周囲に回転させるための手段と、容器の壁面に
沿って落下する材料を容器軸心に向って内側に移動させ
るための手段とが容器の内側に沿って上方で間隔をおい
て分散して取付けられることを特徴とする。
が、本装置は、本発明によれば、容器内の材料を乗せて
運ぶ気体が螺線経路に従って流れるようにこの気体を容
器の軸心周囲に回転させるための手段と、容器の壁面に
沿って落下する材料を容器軸心に向って内側に移動させ
るための手段とが容器の内側に沿って上方で間隔をおい
て分散して取付けられることを特徴とする。
回転運動により、前記材料は円筒状の容器壁面に向って
飛散させられ、この壁面で材料が停止して前記壁面に沿
って容器底部に向って落下する。このように反応装置の
内部の材料の循環運動を増大することによって材料の平
均滞留時間は長くなるが、この過程はそれ単独で、広範
囲にわたる逆混合即ちほとんど処理を完了した材料の未
処理の新しい材料との混合と同時に、容器底部における
望ましくない材料濃度の増大を生じるおそれがある。
飛散させられ、この壁面で材料が停止して前記壁面に沿
って容器底部に向って落下する。このように反応装置の
内部の材料の循環運動を増大することによって材料の平
均滞留時間は長くなるが、この過程はそれ単独で、広範
囲にわたる逆混合即ちほとんど処理を完了した材料の未
処理の新しい材料との混合と同時に、容器底部における
望ましくない材料濃度の増大を生じるおそれがある。
この状態は、容器壁面に沿って落下する材料を容器軸心
に向って内方に移動させる手段によって対処され、ここ
で材料がその領域において勝る速い気流において再び懸
濁させられる。このような手段は容器内で上方まである
間隔で取付けられ、この装置を上方向に通過した材料即
ち気流に乗せられて運ばれた材料は下方向へは同じ装置
を小さな割合でしか通過できない、即ち容器壁面に沿っ
て落下する。このように、容器底部における望ましくな
い材料の大きな濃度は、容器の長手方向にわたり分散し
た材料の局部的な小さな濃度塊を多くすることにより置
換される。
に向って内方に移動させる手段によって対処され、ここ
で材料がその領域において勝る速い気流において再び懸
濁させられる。このような手段は容器内で上方まである
間隔で取付けられ、この装置を上方向に通過した材料即
ち気流に乗せられて運ばれた材料は下方向へは同じ装置
を小さな割合でしか通過できない、即ち容器壁面に沿っ
て落下する。このように、容器底部における望ましくな
い材料の大きな濃度は、容器の長手方向にわたり分散し
た材料の局部的な小さな濃度塊を多くすることにより置
換される。
望ましい構成によれば、容器の軸心周囲における材料を
乗せて運ぶ気流の回転を生じる手段は、容器壁面から内
方へ突出する案内ベーン材料である。この回転運動は、
必要に応じて、他の方法例えば容器壁面に体して接線方
向の成分に体してある方向の補助的な気流で吹出すこと
により補うこともできる。
乗せて運ぶ気流の回転を生じる手段は、容器壁面から内
方へ突出する案内ベーン材料である。この回転運動は、
必要に応じて、他の方法例えば容器壁面に体して接線方
向の成分に体してある方向の補助的な気流で吹出すこと
により補うこともできる。
更に、望ましい構成によれば、容器の壁面に沿って落下
する材料を容器の軸心に向って移動させるための手段は
リングまたは他の環状の取付け部材であって、その各々
は円錐の頂点が略々容器の軸心においた内方かつ下方に
傾斜する円錐台状の面を有する。この円錐台状の面の外
径は、容器の内径と対応し、かつ容器の軸心と前記円錐
台状面との間の角度は30゜より大きくはない。
する材料を容器の軸心に向って移動させるための手段は
リングまたは他の環状の取付け部材であって、その各々
は円錐の頂点が略々容器の軸心においた内方かつ下方に
傾斜する円錐台状の面を有する。この円錐台状の面の外
径は、容器の内径と対応し、かつ容器の軸心と前記円錐
台状面との間の角度は30゜より大きくはない。
本発明については、次に図面に関して更に詳細に説明す
る。
る。
実施例 第１図に示されたプラトンにおいては、材料は底部に対
して予熱された材料が管路２を介して供給される反応装
置の容器１内で処理される。処理のための燃料は入口部
３において容器の底部へ供給され、燃料および（また
は）材料中の可燃性物質の燃焼のための空気は管路４を
介して容器底部の中心の入口部に対して導入される。処
理された材料を乗せて運ぶ反応装置の排気ガスは、出口
管路５を経てサイクロン６へ送られ、ここで処理された
材料は沈降させられてサイクロン６の材料出口７から排
出される。
して予熱された材料が管路２を介して供給される反応装
置の容器１内で処理される。処理のための燃料は入口部
３において容器の底部へ供給され、燃料および（また
は）材料中の可燃性物質の燃焼のための空気は管路４を
介して容器底部の中心の入口部に対して導入される。処
理された材料を乗せて運ぶ反応装置の排気ガスは、出口
管路５を経てサイクロン６へ送られ、ここで処理された
材料は沈降させられてサイクロン６の材料出口７から排
出される。
サイクロン６から、排気は例えば多数の直列に結合され
たサイクロンを表わすブロックとして略図的に示される
予熱器を８を通過する。
たサイクロンを表わすブロックとして略図的に示される
予熱器を８を通過する。
生材料は入口部９を経て予熱器８へ送られ、予熱器８を
出た気体は出口部10を通って、沈澱器11に対して導か
れ、更に管路12を経て大気中へ排出される。
出た気体は出口部10を通って、沈澱器11に対して導か
れ、更に管路12を経て大気中へ排出される。
第２図に示される案内ベーン巣団は、本手段が容器１内
に取付けられる時容器１の軸心に位置する垂直線21に沿
って接合された比較的薄い４枚のベーン20からなってい
る。これらベーン20はプロペラのように捻られ、ベーン
の外縁部20ａは垂直位置から45゜傾斜している。
に取付けられる時容器１の軸心に位置する垂直線21に沿
って接合された比較的薄い４枚のベーン20からなってい
る。これらベーン20はプロペラのように捻られ、ベーン
の外縁部20ａは垂直位置から45゜傾斜している。
案内ベーン20は、耐熱性材料から作られあるいはこの耐
熱性材料で被覆される。４枚のベーンが示されるが、４
枚以上もしくはそれ以下のベーンを使用することができ
る。また更にベーンの中心部な中心軸心と略々平行であ
り従って接線方向の気体流に大きな影響を及ぼさない。
従って、ベーンの中心部を省略して、案内ベーンが内壁
面の中心部に取付けられた傾斜羽根の形態を呈するよう
にすることができる。
熱性材料で被覆される。４枚のベーンが示されるが、４
枚以上もしくはそれ以下のベーンを使用することができ
る。また更にベーンの中心部な中心軸心と略々平行であ
り従って接線方向の気体流に大きな影響を及ぼさない。
従って、ベーンの中心部を省略して、案内ベーンが内壁
面の中心部に取付けられた傾斜羽根の形態を呈するよう
にすることができる。
第３図は、容器内に取付けるためのリングを示す。点線
31で示された軸心を有するリング30は、その軸心31を容
器軸心と一致させて容器内に取付けるように設計されて
いる。リング30の外径は容器１の内径と一致し、リング
の上面は円錐台状でありかつ頂点が軸心にくる仮想的な
円錐32に沿って下方へ向うよう狭くなっている。リング
は下方から流れる気体が通過するように意図されるた
め、その下面33は流動抵抗を少なくするように丸味が付
けられている。
31で示された軸心を有するリング30は、その軸心31を容
器軸心と一致させて容器内に取付けるように設計されて
いる。リング30の外径は容器１の内径と一致し、リング
の上面は円錐台状でありかつ頂点が軸心にくる仮想的な
円錐32に沿って下方へ向うよう狭くなっている。リング
は下方から流れる気体が通過するように意図されるた
め、その下面33は流動抵抗を少なくするように丸味が付
けられている。
第４図は、多数の案内ベーン20およびリング30を有する
容器区域が容器に沿って内部に配置される状態を示し、
これらの区域は「Ｘ」で記されている。リングおよびベ
ーンの分布は各区域内で同じでもよく、あるいは各区域
毎に異なっていてもよい。
容器区域が容器に沿って内部に配置される状態を示し、
これらの区域は「Ｘ」で記されている。リングおよびベ
ーンの分布は各区域内で同じでもよく、あるいは各区域
毎に異なっていてもよい。
第４Ａ図に示す事例では、各区域は、容器内で等しい間
隔で配置されている。第４Ｂ図に示す事例では、頂部と
底部に２つの余分なリング30が取付けられ、第１に容器
頂部に達した材料が容器からその出口５を経て出るよう
に懸濁状態に保持されることを保証し、第２に、容器底
部における材料が気体入口部４に落下しないように懸濁
状態に保持されることを保証する。
隔で配置されている。第４Ｂ図に示す事例では、頂部と
底部に２つの余分なリング30が取付けられ、第１に容器
頂部に達した材料が容器からその出口５を経て出るよう
に懸濁状態に保持されることを保証し、第２に、容器底
部における材料が気体入口部４に落下しないように懸濁
状態に保持されることを保証する。
第４Ｃ図に示す事例では、容器の底部における多数のリ
ング30により容器底部付近の材料負荷が減少することを
保証するが、容器の頂部においては内部に部品のない空
間が開放されたままである。
ング30により容器底部付近の材料負荷が減少することを
保証するが、容器の頂部においては内部に部品のない空
間が開放されたままである。
案内ベーン20とリング30が交互に位置する方法は、問題
の区域における材料の分布に対して決定的な方法であ
る。
の区域における材料の分布に対して決定的な方法であ
る。
第５ａ図に示した容器区域の事例においては、区域の底
部における二重リング30が、この区域に導入される材料
が区域の底部へはごく一部しか通過しないが、それ以降
の各案内ベーン20により材料を乗せて運ぶ気体に更に強
い回転運動を生じさせる。これにより材料は容器の内壁
面に吹飛ばされて、更に沈降されかつ壁面に沿って下方
へ落下する。そして材料はリング30に出会って再び上方
へ流れる気体流に乗せられる。底部における２つのリン
グと区域内に更に上方に多数のベーンを設ける形態は、
材料濃度が区域内で上方に減少する材料の分布を生じる
ことになる。
部における二重リング30が、この区域に導入される材料
が区域の底部へはごく一部しか通過しないが、それ以降
の各案内ベーン20により材料を乗せて運ぶ気体に更に強
い回転運動を生じさせる。これにより材料は容器の内壁
面に吹飛ばされて、更に沈降されかつ壁面に沿って下方
へ落下する。そして材料はリング30に出会って再び上方
へ流れる気体流に乗せられる。底部における２つのリン
グと区域内に更に上方に多数のベーンを設ける形態は、
材料濃度が区域内で上方に減少する材料の分布を生じる
ことになる。
第５ｂ図による形態によれば、リング30は区域内の中間
における案内ベーン20間に挿入され、このリンクにおい
て材料の局部的な濃度集中が生じることになる。
における案内ベーン20間に挿入され、このリンクにおい
て材料の局部的な濃度集中が生じることになる。
第５ｃ図に示した区域は、底部に１つのリング30しか持
たない第５ｂ図に示した区域とは異なる。この事例は、
容器の下方部分への比較的重い材料粒子の若干の逆流が
要求される場合に用いることができる。
たない第５ｂ図に示した区域とは異なる。この事例は、
容器の下方部分への比較的重い材料粒子の若干の逆流が
要求される場合に用いることができる。
ある区域内のリングおよび案内ベーンの分布は図に示し
た事例には限定されるものではなく、区域内の所要の材
料分布を達成するため自由に選択することができる。同
様に、リングおよび案内ベーンは各区域に配置されるの
ではなく容器内で自由に配置することができる。
た事例には限定されるものではなく、区域内の所要の材
料分布を達成するため自由に選択することができる。同
様に、リングおよび案内ベーンは各区域に配置されるの
ではなく容器内で自由に配置することができる。
第１図は気体懸濁反応装置による材料の処理プラントを
示す概略図、第２図は反応装置の容器内に取付けるため
の案内ベーン手段を示す斜視図、第３図は同様な反応装
置容器内に取付けためのリングを示す断面図、第４図は
内部の取付け部材を有する部分の実施可能な位置を示す
反応装置容器の概略図、および第５図は案内ベーンおよ
び環状の内部部材の配置を示す反応装置容器の断面図で
ある。 １……容器、２……管路、３……入口部、４……管路、
５……出口管路、６……サイクロン、７……材料出口、
８……予熱器、９……入口部、10……出口部、11……沈
澱器、12……管路、20……ベーン、30……リング。
示す概略図、第２図は反応装置の容器内に取付けるため
の案内ベーン手段を示す斜視図、第３図は同様な反応装
置容器内に取付けためのリングを示す断面図、第４図は
内部の取付け部材を有する部分の実施可能な位置を示す
反応装置容器の概略図、および第５図は案内ベーンおよ
び環状の内部部材の配置を示す反応装置容器の断面図で
ある。 １……容器、２……管路、３……入口部、４……管路、
５……出口管路、６……サイクロン、７……材料出口、
８……予熱器、９……入口部、10……出口部、11……沈
澱器、12……管路、20……ベーン、30……リング。
Claims (4)
- 【請求項１】軸心が実質的に垂直方向になるように、か
つ底部壁面が下方および内方に傾斜するように取付けら
れた実質的に円筒状の容器と、処理される粒状の材料お
よび燃料を容器の底部壁面に隣接する位置に導入する手
段と、前記材料との反応、および（または）燃料の燃
焼、および材料の懸濁のため、底部壁面を介して上方へ
容器の中心部に気体の噴流を導入する手段とを有する気
体懸濁反応装置において、 容器を通って前記材料を乗せて運ぶ気体流を容器の軸心
の周囲で回転させて前記気体流を螺線状の経路に従わせ
る手段と、前記容器壁面に沿って流下する材料を容器軸
心に向って内方に移動させる手段とを、前記容器の内側
に沿って間隔をおいて配設したことを特徴とする気体懸
濁反応装置。 - 【請求項２】前記気体を回転させる前記手段が、前記容
器の壁面から内方に突出する案内ベーン部材であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の気体懸濁反応
装置。 - 【請求項３】前記材料を内方に移動させる前記手段が環
状の取付け具であり、各環状取付け具が、円錐の頂点を
実質的に容器軸心とする内方および下方に傾斜する円錐
台状の面を有することを特徴とする特許請求の範囲第１
項または第２項に記載の気体懸濁反応装置。 - 【請求項４】前記の円錐台状面の最も大きな直径が前記
容器の内径と一致し、かつ容器の軸心と円錐台状面との
間の角度が30゜より大きくないことを特徴とする特許請
求の範囲第３項記載の気体懸濁反応装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8517335 | 1985-07-09 | ||
| GB08517335A GB2177616B (en) | 1985-07-09 | 1985-07-09 | Gas suspension reactor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6238234A JPS6238234A (ja) | 1987-02-19 |
| JPH0638909B2 true JPH0638909B2 (ja) | 1994-05-25 |
Family
ID=10582020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61161754A Expired - Lifetime JPH0638909B2 (ja) | 1985-07-09 | 1986-07-09 | 気体懸濁反応装置 |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4822574A (ja) |
| JP (1) | JPH0638909B2 (ja) |
| CN (1) | CN1005965B (ja) |
| BR (1) | BR8603197A (ja) |
| CA (1) | CA1270637A (ja) |
| DE (1) | DE3621090C2 (ja) |
| FR (1) | FR2584622B1 (ja) |
| GB (1) | GB2177616B (ja) |
| IN (1) | IN167342B (ja) |
| MA (1) | MA20729A1 (ja) |
| TN (1) | TNSN86103A1 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4131962C2 (de) * | 1991-09-25 | 1998-03-26 | Hismelt Corp Pty Ltd | Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von heissen Gasen mit Feststoffen in einem Wirbelbett |
| CA2095480C (en) * | 1993-05-04 | 1995-02-14 | Paulo Goes Koeberle | Multistage turbulent circulating fluidized bed reactor |
| US5961725A (en) * | 1997-10-21 | 1999-10-05 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Conical baffle for semiconductor furnaces |
| DE10106482A1 (de) * | 2001-02-13 | 2002-08-14 | Basf Ag | Hydroformylierung |
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