JPH0815549B2 - 流動層反応装置及び流動層反応方法 - Google Patents
流動層反応装置及び流動層反応方法Info
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- JPH0815549B2 JPH0815549B2 JP63294272A JP29427288A JPH0815549B2 JP H0815549 B2 JPH0815549 B2 JP H0815549B2 JP 63294272 A JP63294272 A JP 63294272A JP 29427288 A JP29427288 A JP 29427288A JP H0815549 B2 JPH0815549 B2 JP H0815549B2
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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、粒子の破砕や流動層処理塔からの飛散が少
なく且つ温度制御の容易な流動層反応装置及びそれを用
いた流動層反応方法に関する。
なく且つ温度制御の容易な流動層反応装置及びそれを用
いた流動層反応方法に関する。
従来の技術 流動層での発熱を伴う処理においては次の様な問題が
あった。例えば石油ピッチを造粒し、酸化不融化する際
に、空気により造粒ピッチを流動させつつ、温度を上げ
て酸化不融化処理することは従来からよく行なわれてい
る方法であるが、いかに流動層が熱の利用効率の優れた
装置であったとしても流動用空気のみを用いて酸化によ
る大量の発熱を除去するためには粒子の循環速度が遅い
ため余りにも多量のガスを必要とするので好ましい方法
とは云えない。吸熱を伴う反応においても同様の問題が
ある。
あった。例えば石油ピッチを造粒し、酸化不融化する際
に、空気により造粒ピッチを流動させつつ、温度を上げ
て酸化不融化処理することは従来からよく行なわれてい
る方法であるが、いかに流動層が熱の利用効率の優れた
装置であったとしても流動用空気のみを用いて酸化によ
る大量の発熱を除去するためには粒子の循環速度が遅い
ため余りにも多量のガスを必要とするので好ましい方法
とは云えない。吸熱を伴う反応においても同様の問題が
ある。
また、流動層内に冷却パイプ等の熱除去装置を入れる
ことも考えられるが、パイプ等を配設することによっ
て、造粒粒子の流動を阻害し局所発熱を起こし、発熱暴
走反応の原因となるので、好ましいものではない。特に
大型装置になる程、多孔板付近で流動層を形成させる酸
化用空気の供給が他の場所と較べ十分であるために、一
度粒子の動きが鈍くなると発熱量が除熱量を上廻り急激
な酸化反応が起こりやすくなる。一般に粒子の動きを激
しくするには流動ガス速度を大きくすれば良いが、大型
装置では処理効率の上からも層高を高くするため流動ガ
スが大きな気泡に成長し流動層上部で、弾けることによ
り粒子の飛散が著しくなる欠点がある。その上、冷却パ
イプ等による熱の除去は、酸化反応の様に反応の温度依
存性の高い発熱反応の場合、本質的にその冷却効果の応
答が遅く、温度制御が困難である。
ことも考えられるが、パイプ等を配設することによっ
て、造粒粒子の流動を阻害し局所発熱を起こし、発熱暴
走反応の原因となるので、好ましいものではない。特に
大型装置になる程、多孔板付近で流動層を形成させる酸
化用空気の供給が他の場所と較べ十分であるために、一
度粒子の動きが鈍くなると発熱量が除熱量を上廻り急激
な酸化反応が起こりやすくなる。一般に粒子の動きを激
しくするには流動ガス速度を大きくすれば良いが、大型
装置では処理効率の上からも層高を高くするため流動ガ
スが大きな気泡に成長し流動層上部で、弾けることによ
り粒子の飛散が著しくなる欠点がある。その上、冷却パ
イプ等による熱の除去は、酸化反応の様に反応の温度依
存性の高い発熱反応の場合、本質的にその冷却効果の応
答が遅く、温度制御が困難である。
本発明者等は造粒ピッチの酸化不融化反応における酸
化熱を速やかに除去するために流動層上から、水をスプ
レーすることを流動装置に適用したが、大型流動層で
は、上部で冷却された粒子が下部の多孔板付近に流下す
る迄に時間がかかり流動層内に温度分布ができる傾向に
ある。そのため一度温度分布ができると温度の高い所ほ
どさらに温度が上昇するという悪循環を起こす。
化熱を速やかに除去するために流動層上から、水をスプ
レーすることを流動装置に適用したが、大型流動層で
は、上部で冷却された粒子が下部の多孔板付近に流下す
る迄に時間がかかり流動層内に温度分布ができる傾向に
ある。そのため一度温度分布ができると温度の高い所ほ
どさらに温度が上昇するという悪循環を起こす。
また従来の気固系反応装置では、流動粒子とガスとを
反応させる事のみを目的とし、破砕粒子や飛散した粒子
はサイクロンで回収し、流動層内に戻す方法が採用され
ている。これから知られる様に、技術改良の方向はガス
空塔速度を上げる方向であって、粒子の破砕のない製品
を流動層内から得るべく、なるべくガス空塔速度を下げ
て粒子の運動を緩やかにするという技術はあまり検討さ
れていない。
反応させる事のみを目的とし、破砕粒子や飛散した粒子
はサイクロンで回収し、流動層内に戻す方法が採用され
ている。これから知られる様に、技術改良の方向はガス
空塔速度を上げる方向であって、粒子の破砕のない製品
を流動層内から得るべく、なるべくガス空塔速度を下げ
て粒子の運動を緩やかにするという技術はあまり検討さ
れていない。
発明が解決しようとする問題点 本発明は、流動層において、発熱又は吸熱反応を受け
る粒子の飛散や破砕を防止し、且つ粒子の循環速度を大
きくし温度制御の容易な方法及びその装置を提供するこ
とを目的とする。
る粒子の飛散や破砕を防止し、且つ粒子の循環速度を大
きくし温度制御の容易な方法及びその装置を提供するこ
とを目的とする。
問題を解決するための手段 第１図の流動層反応塔１は、本発明の流動層反応装置
の一つを示すものであり、流動層２を、その上部で形成
する多孔板３を流動層反応塔下部に有する。多孔板３は
開孔率が場所により異なり、少くとも外周部（Ｂ部）は
平均開口率より大きい開口率を有し、平均開孔率より大
きな開孔率を有する部分の面積の平均開孔率以下の開孔
率である部分（以下、内部と呼ぶ。第１図ではＡ部がこ
れに当る。）の面積に対する比を1/15〜1/2、好ましく
は1/10〜1/3とし、平均開孔率より大きな開孔率を有す
る部分の平均開孔率が平均開孔率以下の開孔率である部
分の平均開孔率の２〜８倍であり、より好ましくは３〜
６倍である。
の一つを示すものであり、流動層２を、その上部で形成
する多孔板３を流動層反応塔下部に有する。多孔板３は
開孔率が場所により異なり、少くとも外周部（Ｂ部）は
平均開口率より大きい開口率を有し、平均開孔率より大
きな開孔率を有する部分の面積の平均開孔率以下の開孔
率である部分（以下、内部と呼ぶ。第１図ではＡ部がこ
れに当る。）の面積に対する比を1/15〜1/2、好ましく
は1/10〜1/3とし、平均開孔率より大きな開孔率を有す
る部分の平均開孔率が平均開孔率以下の開孔率である部
分の平均開孔率の２〜８倍であり、より好ましくは３〜
６倍である。
ここで開孔率とは多孔板の流動層形成面側の表面の開
孔率であり、面積とは孔のある部分も含み、多孔板の流
動層形成面側の表面の面積である。また外周部とは外周
を含む部分である。
孔率であり、面積とは孔のある部分も含み、多孔板の流
動層形成面側の表面の面積である。また外周部とは外周
を含む部分である。
流動層反応塔１の底部にはドレン抜き口４が、多孔板
３の下方には、加熱流動ガス導入口５が設けられてい
る。多孔ば３の上方で流動層２の下部には被反応粒子取
り出し口６が設けられている。更に被反応粒子の導入口
７が反応塔１上部で且つ多孔板３上に形成される流動層
２よりも上方に、冷却液スプレーノズル８が反応塔１上
部に設けられている。また流動ガス排出口９が流動層反
応塔１の頂部に設けられている。ここでドレン向き口４
及び冷却液スプレーノズル８は反応を受ける粒子が吸熱
のみを受ける場合、或いは後述する説明より明らかにな
る通り、本発明の優れた循環速度により加熱流動ガスの
みで発熱の除去が可能なときは必要としない。
３の下方には、加熱流動ガス導入口５が設けられてい
る。多孔ば３の上方で流動層２の下部には被反応粒子取
り出し口６が設けられている。更に被反応粒子の導入口
７が反応塔１上部で且つ多孔板３上に形成される流動層
２よりも上方に、冷却液スプレーノズル８が反応塔１上
部に設けられている。また流動ガス排出口９が流動層反
応塔１の頂部に設けられている。ここでドレン向き口４
及び冷却液スプレーノズル８は反応を受ける粒子が吸熱
のみを受ける場合、或いは後述する説明より明らかにな
る通り、本発明の優れた循環速度により加熱流動ガスの
みで発熱の除去が可能なときは必要としない。
第１図の反応塔１の流動層２の被反応粒子及び気泡の
動きを観察するために、縦断面に透明塩化ビニル板を貼
った半円筒（直径:1m）の下部に、本発明の多孔板を設
けたもの及び従来の多孔板を設けたものを作り活性炭粒
子を入れ底部より空気を導入して、それぞれの流動状態
を観察した結果を第２図及び第３図に示す。第2a図及び
第2b図は本発明の多孔板を用いたときの流動状態図であ
り、第3a図及び第3b図は従来の多孔板を用いたときの流
動状態図である。第3a図及び第3b図において、使用した
活性炭粒子の平均粒径は600μｍ、最小流動化速度
（Umf）は11cm/S、静止層高900mm、多孔板12の開孔率は
約0.8％、平均ガス空塔速度（U0は15cm/S〜25cm/Sであ
った。第3a図は正面状態図、第3b図は流動層上部のII−
II断面図である。空塔速度が大になる程気泡14は大きく
成長し激しく粒子が跳ね上がるが、流動層内の一部では
矢印の示す様に粒子が上下する所と、下に向かって流下
する所があり、上下する箇所は時間と共に移動する。こ
れは多孔板上どの点からも均一にガスが抜けると、第3a
図に示す様に気泡は中央よりに集まり、上部では壁際に
一部の粒子の下向流を生じるが下部では気泡がランダム
に上がって来るため粒子の流下が妨げられ、粒子は単に
上下動を繰り返すのみとなってしまうことによる。
動きを観察するために、縦断面に透明塩化ビニル板を貼
った半円筒（直径:1m）の下部に、本発明の多孔板を設
けたもの及び従来の多孔板を設けたものを作り活性炭粒
子を入れ底部より空気を導入して、それぞれの流動状態
を観察した結果を第２図及び第３図に示す。第2a図及び
第2b図は本発明の多孔板を用いたときの流動状態図であ
り、第3a図及び第3b図は従来の多孔板を用いたときの流
動状態図である。第3a図及び第3b図において、使用した
活性炭粒子の平均粒径は600μｍ、最小流動化速度
（Umf）は11cm/S、静止層高900mm、多孔板12の開孔率は
約0.8％、平均ガス空塔速度（U0は15cm/S〜25cm/Sであ
った。第3a図は正面状態図、第3b図は流動層上部のII−
II断面図である。空塔速度が大になる程気泡14は大きく
成長し激しく粒子が跳ね上がるが、流動層内の一部では
矢印の示す様に粒子が上下する所と、下に向かって流下
する所があり、上下する箇所は時間と共に移動する。こ
れは多孔板上どの点からも均一にガスが抜けると、第3a
図に示す様に気泡は中央よりに集まり、上部では壁際に
一部の粒子の下向流を生じるが下部では気泡がランダム
に上がって来るため粒子の流下が妨げられ、粒子は単に
上下動を繰り返すのみとなってしまうことによる。
他方、第2a図は本発明の一実施態様の正面状態を示
し、第2b図は流動層上部のＩ−Ｉ断面図であり、多孔板
の外周部（Ｂ部）の平均開孔率が内部（第2a図ではＡ
部）の平均開孔率の２〜８倍、好ましくは３〜６倍であ
って、内部の面積に対する外周部の面積の比が1/15〜1/
2好ましくは1/10〜1/3の条件を満たす多孔板を用いる
と、多孔板の内部を通過するガスの、多孔板内部の上の
平均ガス空塔速度UOAが粒子の最小流動化速度Umfの1.2
〜2.5倍と低い範囲でも第2a図の矢印に示すような粒子
の定常的な下向流が得られる。本発明の多孔板を用いる
と第2a図の様に壁際からのガスの流れが多いため、気泡
は若干中央によるものの第3a図に較べ、壁寄りを上昇し
流動層頂部に達する。このため第2a図及び第2b図に示す
様に中央付近には気泡の破裂はなく、常に粒子が下方へ
引き込まれ矢印の様に流下し、再び気泡と共に上昇す
る。また、多孔板の外周部を通過するガスの、その部分
の上の平均ガス空塔速度UOBを次の式 （UOB−Umf）／（UOA−Umf）＞５ を満たす様に定めることにより粒子の循環速度を大きく
し、温度制御を容易とする流動層処理が得られる。ここ
でUmfは流動層内で反応する粒子、流動層内の温度、圧
力が定まれば自ずと定められる値であり、UOAは前述し
た通り、Umfの1.2〜2.5倍に制限される。また内部の面
積に対する外周部の面積の比が前述した通り、1/15〜1/
2に制限されているのでUOBの上限は自ずと限定される。
UOA、UOBは流動層全体の平均ガス空塔速度U0と多孔板各
部の面積分率と開孔面積分率とから求められる。
し、第2b図は流動層上部のＩ−Ｉ断面図であり、多孔板
の外周部（Ｂ部）の平均開孔率が内部（第2a図ではＡ
部）の平均開孔率の２〜８倍、好ましくは３〜６倍であ
って、内部の面積に対する外周部の面積の比が1/15〜1/
2好ましくは1/10〜1/3の条件を満たす多孔板を用いる
と、多孔板の内部を通過するガスの、多孔板内部の上の
平均ガス空塔速度UOAが粒子の最小流動化速度Umfの1.2
〜2.5倍と低い範囲でも第2a図の矢印に示すような粒子
の定常的な下向流が得られる。本発明の多孔板を用いる
と第2a図の様に壁際からのガスの流れが多いため、気泡
は若干中央によるものの第3a図に較べ、壁寄りを上昇し
流動層頂部に達する。このため第2a図及び第2b図に示す
様に中央付近には気泡の破裂はなく、常に粒子が下方へ
引き込まれ矢印の様に流下し、再び気泡と共に上昇す
る。また、多孔板の外周部を通過するガスの、その部分
の上の平均ガス空塔速度UOBを次の式 （UOB−Umf）／（UOA−Umf）＞５ を満たす様に定めることにより粒子の循環速度を大きく
し、温度制御を容易とする流動層処理が得られる。ここ
でUmfは流動層内で反応する粒子、流動層内の温度、圧
力が定まれば自ずと定められる値であり、UOAは前述し
た通り、Umfの1.2〜2.5倍に制限される。また内部の面
積に対する外周部の面積の比が前述した通り、1/15〜1/
2に制限されているのでUOBの上限は自ずと限定される。
UOA、UOBは流動層全体の平均ガス空塔速度U0と多孔板各
部の面積分率と開孔面積分率とから求められる。
ところで、流動層内径に対する層高が小さい場合、多
孔板幾何中心部上に粒子の循環を妨げられるところが生
ずるので、粒子を高速循環させるべく多孔板幾何中心部
を内部よりも平均開孔率を大きくする必要がある（第４
図参照）。かかる場合、多孔板は、その幾何中心部（Ｃ
部）と外周部（Ｂ部）の平均開口率を内部（Ａ部）の平
均開孔率よりも大きく、内部の平均開孔率に対する幾何
中心部の平均開孔率の比並びに内部の平均開孔率に対す
る外周部の平均開孔率の比が２〜８、好ましくは３〜６
とし、且つ、内部の面積に対する幾何中心部の面積と外
周部の面積とを併せた面積の比が1/15〜1/2、好ましく
は1/10〜1/3とする。ここで幾何中心部とは多孔板の流
動層形成面側の面の幾何中心を含む、平均開孔率よりも
開孔率の大きな部分を云う。幾何中心部の面積に対する
外周部の面積の比は５〜15とするのが好適に用いられ
る。
孔板幾何中心部上に粒子の循環を妨げられるところが生
ずるので、粒子を高速循環させるべく多孔板幾何中心部
を内部よりも平均開孔率を大きくする必要がある（第４
図参照）。かかる場合、多孔板は、その幾何中心部（Ｃ
部）と外周部（Ｂ部）の平均開口率を内部（Ａ部）の平
均開孔率よりも大きく、内部の平均開孔率に対する幾何
中心部の平均開孔率の比並びに内部の平均開孔率に対す
る外周部の平均開孔率の比が２〜８、好ましくは３〜６
とし、且つ、内部の面積に対する幾何中心部の面積と外
周部の面積とを併せた面積の比が1/15〜1/2、好ましく
は1/10〜1/3とする。ここで幾何中心部とは多孔板の流
動層形成面側の面の幾何中心を含む、平均開孔率よりも
開孔率の大きな部分を云う。幾何中心部の面積に対する
外周部の面積の比は５〜15とするのが好適に用いられ
る。
流動層内径に対する層高が更に小さい場合、多孔板幾
何中心部の他に幾何中心部と外周部の間にも粒子の循環
を妨げられるところが一つ又は複数の領域において生ず
る。そのような場合にはその部分の開孔率も多孔板の平
均開孔率より大きくする必要がある。かかる場合、多孔
板は、その平均開孔率より大きな開孔率を有する部分の
面積の平均開孔率以下の開孔率である部分の面積に対す
る比を1/15〜1/2、好ましくは1/10〜1/3とし、平均開孔
率より大きな部分の開孔率が平均開孔率以下の開孔率で
ある部分の平均開孔率の２〜８倍、好ましくは３〜６倍
とする。この様に開孔率の大きな部分を外周部の他に幾
何中心部、場合によってはその他にも有する多孔板の場
合もUOA、UOBに関する前述の式 UOA/Umf＝1.2〜2.5 （UOB−Umf）／（UOA−Umf）＞５ は成立する。無論この場合はUOBは多孔板の平均開孔率
より大きい開孔率を有する部分を通過するガスの、多孔
板上の平均ガス空塔速度、UOAは多孔板の平均開孔率以
下の開孔率を有する部分を通過するガスの、多孔板上の
平均ガス空塔速度である。
何中心部の他に幾何中心部と外周部の間にも粒子の循環
を妨げられるところが一つ又は複数の領域において生ず
る。そのような場合にはその部分の開孔率も多孔板の平
均開孔率より大きくする必要がある。かかる場合、多孔
板は、その平均開孔率より大きな開孔率を有する部分の
面積の平均開孔率以下の開孔率である部分の面積に対す
る比を1/15〜1/2、好ましくは1/10〜1/3とし、平均開孔
率より大きな部分の開孔率が平均開孔率以下の開孔率で
ある部分の平均開孔率の２〜８倍、好ましくは３〜６倍
とする。この様に開孔率の大きな部分を外周部の他に幾
何中心部、場合によってはその他にも有する多孔板の場
合もUOA、UOBに関する前述の式 UOA/Umf＝1.2〜2.5 （UOB−Umf）／（UOA−Umf）＞５ は成立する。無論この場合はUOBは多孔板の平均開孔率
より大きい開孔率を有する部分を通過するガスの、多孔
板上の平均ガス空塔速度、UOAは多孔板の平均開孔率以
下の開孔率を有する部分を通過するガスの、多孔板上の
平均ガス空塔速度である。
本発明の流動層反応装置及び流動層反応方法が適用さ
れる反応としては発熱又は吸熱を伴う反応であれば任意
のものが適用されるが、暴走反応の慮れがあるという理
由で発熱反応、なかでも酸化反応の場合に本発明は効果
的である。反応を受ける固体としては、ゼオライト、ジ
ルコニア等の無機物の如き、高融点のものから石油系ピ
ッチビーズ、キチン、コラーゲンの如き低融点のもの迄
の広い範囲のものが用いられる。また加熱流動ガスとし
ては空気、スチーム、窒素ガス、燃焼ガス等が例示され
る。加熱流動ガスの温度は反応に必要な温度であれば良
く、個々の固気反応系により異なるが、例えば、石油系
ピッチビーズを酸化不融化する場合には、130〜150℃の
空気が好適に用いられる。冷却液としては好ましくは水
が用いられる。
れる反応としては発熱又は吸熱を伴う反応であれば任意
のものが適用されるが、暴走反応の慮れがあるという理
由で発熱反応、なかでも酸化反応の場合に本発明は効果
的である。反応を受ける固体としては、ゼオライト、ジ
ルコニア等の無機物の如き、高融点のものから石油系ピ
ッチビーズ、キチン、コラーゲンの如き低融点のもの迄
の広い範囲のものが用いられる。また加熱流動ガスとし
ては空気、スチーム、窒素ガス、燃焼ガス等が例示され
る。加熱流動ガスの温度は反応に必要な温度であれば良
く、個々の固気反応系により異なるが、例えば、石油系
ピッチビーズを酸化不融化する場合には、130〜150℃の
空気が好適に用いられる。冷却液としては好ましくは水
が用いられる。
発明の効果 本発明によれば、平均ガス空塔速度が小さくても、粒
子の循環速度が大きく、且つ破砕や飛散が殆どない流動
層反応方法及び流動層反応装置が得られる。その上温度
制御が容易で設定した温度プロファイルに従って自動運
転することが出来る。
子の循環速度が大きく、且つ破砕や飛散が殆どない流動
層反応方法及び流動層反応装置が得られる。その上温度
制御が容易で設定した温度プロファイルに従って自動運
転することが出来る。
実施例−１ 流動層内径1200mm、静止層高約1000mmの第１図に示さ
れる流動層反応装置で平均粒径470μｍの石油ピッチビ
ーズの酸化不融化反応を行った。多孔板には、外周60mm
巾（Ｂ部）には1.77％の開孔率の孔をあけその内側1080
mm径の範囲（Ａ部）には0.44％の開孔率の穴を開けた。
（全体の平均開孔率は0.69％である）。また、穴径は1.
5mmとした。Ｂ部面積とＡ部面積の比は19:81であり、Ｂ
部の開孔率とＡ部の開口率の比は4:1であった。流動層
内には第１図に示される様に５個の熱電対11を設置し
た。
れる流動層反応装置で平均粒径470μｍの石油ピッチビ
ーズの酸化不融化反応を行った。多孔板には、外周60mm
巾（Ｂ部）には1.77％の開孔率の孔をあけその内側1080
mm径の範囲（Ａ部）には0.44％の開孔率の穴を開けた。
（全体の平均開孔率は0.69％である）。また、穴径は1.
5mmとした。Ｂ部面積とＡ部面積の比は19:81であり、Ｂ
部の開孔率とＡ部の開口率の比は4:1であった。流動層
内には第１図に示される様に５個の熱電対11を設置し
た。
流動層内温度は自動温度調節器でコントロールされ、
120℃から0.3℃/minで300℃まで昇温した。昇温は150℃
の加熱空気で行われ、150℃近辺からは酸化発熱により
設定した昇温速度を上まわるので、温度プロファイルに
従う様、水スプレーを行ってコントロールした。
120℃から0.3℃/minで300℃まで昇温した。昇温は150℃
の加熱空気で行われ、150℃近辺からは酸化発熱により
設定した昇温速度を上まわるので、温度プロファイルに
従う様、水スプレーを行ってコントロールした。
熱電対は多孔板中央上、多孔板から1000mmの位置
は多孔板の中央上、多孔板から50mmの位置に設置した。
は多孔板上50mmで壁から200mmに、はの真上で多
孔板から1000mmに位置する。はと同一平面内で中心
角が90゜ずれた位置で多孔板上50mmに設置した。〜
熱電対は、ペン書きレコーダーに接続し、各箇所の温度
を連続的に記録した。その結果及びの点の温度はス
プレーとほぼ同時に温度が下りの点の温度はその1.5
〜３秒後に及びの点の温度は２〜４秒後に温度変化
を生じスプレー停止後、５秒以内に〜の点の温度は
ほぼ同一の温度であった。
は多孔板の中央上、多孔板から50mmの位置に設置した。
は多孔板上50mmで壁から200mmに、はの真上で多
孔板から1000mmに位置する。はと同一平面内で中心
角が90゜ずれた位置で多孔板上50mmに設置した。〜
熱電対は、ペン書きレコーダーに接続し、各箇所の温度
を連続的に記録した。その結果及びの点の温度はス
プレーとほぼ同時に温度が下りの点の温度はその1.5
〜３秒後に及びの点の温度は２〜４秒後に温度変化
を生じスプレー停止後、５秒以内に〜の点の温度は
ほぼ同一の温度であった。
流動層内のUmfは7.0cm/S、流動層全体の平均ガス空塔
速度U0は21.0〜25.0cm/Sとしたので、UOAが13.4〜16.0c
m/S及びUOBが53.6〜63.8cm/Sであり、（UOA/Umf）＝1.9
〜2.3で、（UOB−Umf）／（UOA−Umf）＝6.3〜7.3であ
った。この条件で設定した温度プロファイルに従い自動
運転をおこなうことができ、更に、ほとんど粒子破砕及
び飛散のない流動層反応が出来た。
速度U0は21.0〜25.0cm/Sとしたので、UOAが13.4〜16.0c
m/S及びUOBが53.6〜63.8cm/Sであり、（UOA/Umf）＝1.9
〜2.3で、（UOB−Umf）／（UOA−Umf）＝6.3〜7.3であ
った。この条件で設定した温度プロファイルに従い自動
運転をおこなうことができ、更に、ほとんど粒子破砕及
び飛散のない流動層反応が出来た。
比較例 実施例−１と同一の装置で、多孔板を開孔率0.69％の
均一な分布の多孔板に変換し流動層内平均ガス空塔速度
U0が21〜25cm/Sで実施例１と同一の温度プロファイルで
反応を行った。ほぼ同一の粒子径の粒子を用いた。この
結果、U0/Umf＝３〜3.6にもかかわらず水スプレー後、
及びの点の温度の降下と、及びの点の温度の
降下の間に多くの場合３〜15秒の差があり、時には30秒
以上の遅れもあり、粒子の循環の定常性がなかった。
均一な分布の多孔板に変換し流動層内平均ガス空塔速度
U0が21〜25cm/Sで実施例１と同一の温度プロファイルで
反応を行った。ほぼ同一の粒子径の粒子を用いた。この
結果、U0/Umf＝３〜3.6にもかかわらず水スプレー後、
及びの点の温度の降下と、及びの点の温度の
降下の間に多くの場合３〜15秒の差があり、時には30秒
以上の遅れもあり、粒子の循環の定常性がなかった。
この状態で酸化不融化反応を行ったところ、の点の
温度が温度調節器測定端よりも５℃以上高くなり、さら
に差が開く傾向だったので、マニュアルで水スプレー量
を多くしU0を一時的に30cm/Sまで上げて内温を均一にし
た。この操作は反応終了までに４回行わねばならなかっ
た。
温度が温度調節器測定端よりも５℃以上高くなり、さら
に差が開く傾向だったので、マニュアルで水スプレー量
を多くしU0を一時的に30cm/Sまで上げて内温を均一にし
た。この操作は反応終了までに４回行わねばならなかっ
た。
実施例−２ 直径2700mmの流動層に第４図に示す外周60mm巾部（Ｂ
部）及び中心部300mm径（Ｃ部）を有する多孔板15を設
置して石油ピッチビーズの酸化不融化反応を行った。Ａ
部面積とＢ部の面積とＣ部の面積の合計との比［Ay:（B
y＋Cy）］は約9:1であり、Ａ部の多孔板の開孔率とＢ部
及びＣ部の多孔板開孔率の比（Ax:Bx及びAx:Cx）を1:4
とした。平均粒子径600μｍ、Umf＝11cm/Sの粒子で、流
動層全体の平均ガス空塔速度U0＝20〜25cm/Sで反応さ
せ、150〜300℃まで８時間で設定した温度プロファイル
に従い自動運転を行った。この条件では、 UOA/Umf＝1.4〜1.7 （UOB−Umf）／（UOA−Umf）＝8.1〜11.8であった。
部）及び中心部300mm径（Ｃ部）を有する多孔板15を設
置して石油ピッチビーズの酸化不融化反応を行った。Ａ
部面積とＢ部の面積とＣ部の面積の合計との比［Ay:（B
y＋Cy）］は約9:1であり、Ａ部の多孔板の開孔率とＢ部
及びＣ部の多孔板開孔率の比（Ax:Bx及びAx:Cx）を1:4
とした。平均粒子径600μｍ、Umf＝11cm/Sの粒子で、流
動層全体の平均ガス空塔速度U0＝20〜25cm/Sで反応さ
せ、150〜300℃まで８時間で設定した温度プロファイル
に従い自動運転を行った。この条件では、 UOA/Umf＝1.4〜1.7 （UOB−Umf）／（UOA−Umf）＝8.1〜11.8であった。
また、粒子の破砕及び／又は飛散はほとんどなかっ
た。
た。
第１図は本発明の流動層反応装置の概略図であり、第2a
図及び第2b図は本発明の流動層の状態図であり、第3a図
及び第3b図は従来の流動層の状態図であり第４図は本発
明の流動層反応装置の多孔板の他の態様図である。 １……流動層反応塔、２……流動層、３……多孔板、５
……加熱流動ガス導入口、６……粒子取出口、８……冷
却液スプレーノズル、14……気泡、
図及び第2b図は本発明の流動層の状態図であり、第3a図
及び第3b図は従来の流動層の状態図であり第４図は本発
明の流動層反応装置の多孔板の他の態様図である。 １……流動層反応塔、２……流動層、３……多孔板、５
……加熱流動ガス導入口、６……粒子取出口、８……冷
却液スプレーノズル、14……気泡、
Claims (6)
- 【請求項１】流動層反応塔下部に位置し、その上部で被
反応粒子の流動層を形成させる多孔板であって、該多孔
板の開孔率が場所により異なり、少なくとも外周部は平
均開孔率より大きい開孔率を有し、平均開孔率より大き
な開孔率を有する部分の面積の、平均開孔率以下の開孔
率を有する部分の面積に対する比が、1/15〜1/2であっ
て、前者の平均開孔率が後者の平均開孔率の２〜８倍で
ある多孔板、 該多孔板より下側に位置する加熱流動ガス導入口、該多
孔板の上側に位置する被反応粒子取り出し口、反応塔の
上部で且つ該多孔板上に形成される流動層よりも上方に
位置する、被反応粒子の導入口、及び、 反応塔頂部のガス排出口からなる流動層反応装置。 - 【請求項２】多孔板の幾何中心部の開孔率が平均開孔率
より大きい請求項（１）記載の流動層反応装置。 - 【請求項３】多孔板の幾何中心部の面積に対する外周部
の面積の比が５〜15である請求項（２）記載の流動層反
応装置。 - 【請求項４】流動層反応塔下部に位置し、その上部で被
反応粒子の流動層を形成させる多孔板であって、該多孔
板の流動層形成面側の開孔率が場所により異なり、少な
くとも外周部は平均開孔率より大きい開孔率を有し、平
均開孔率より大きな開孔率を有する部分の面積の、平均
開孔率以下の開孔率を有する部分の面積に対する比が、
1/15〜1/2であって、前者の平均開孔率が後者の平均開
孔率の２〜８倍である多孔板、該多孔板より下側に位置
する加熱流動ガス導入口、該多孔板の上側に位置する被
反応粒子取り出し口、該反応塔の上部で且つ該多孔板上
に形成される流動層よりも上方に位置する、被反応粒子
の導入口、及び 反応塔頂部のガス排出口からなる流動層反応装置に、 該加熱流動ガス導入口から、反応に必要な温度の加熱流
動ガスを下記２式 UOA/Umf＝1.2〜2.5 （UOB−Umf）／（UOA−Umf）＞５ （但し、流動層内温度及び圧力下において、Umfは粒子
最小流動化速度、UOBは多孔板の平均開孔率より大きい
開孔率を有する部分を通過するガスの、多孔板上の平均
ガス空塔速度、UOAは多孔板の平均開孔率以下の開孔率
を有する部分を通過するガスの、多孔板上の平均ガス空
塔速度である。）を満たす様に導入することを特徴とす
る流動層反応方法。 - 【請求項５】反応塔上部に冷却液スプレーノズル、反応
塔底部にドレイン抜き口を設け、流動層で反応を受ける
粒子が球状ピッチビーズであり、加熱流動ガスが空気で
あり、且つ流動層反応によって酸化不融化される請求項
（４）記載の流動層反応方法。 - 【請求項６】球状ピッチの平均粒径が400〜600μｍであ
り、加熱流動空気の温度が130〜150℃である請求項
（５）記載の流動層反応方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63294272A JPH0815549B2 (ja) | 1987-12-10 | 1988-11-21 | 流動層反応装置及び流動層反応方法 |
| US07/280,408 US4931259A (en) | 1987-12-10 | 1988-12-06 | Fluidized-bed reaction apparatus and a fludizing bed reaction process using the same |
| AT88311676T ATE88105T1 (de) | 1987-12-10 | 1988-12-09 | Wirbelbettreaktionsapparat und reaktionsverfahren. |
| EP88311676A EP0320282B1 (en) | 1987-12-10 | 1988-12-09 | Fluidized-bed reaction apparatus and a fluidizing bed reaction process using the same |
| DE8888311676T DE3880279T2 (de) | 1987-12-10 | 1988-12-09 | Wirbelbettreaktionsapparat und reaktionsverfahren. |
| ES198888311676T ES2039652T3 (es) | 1987-12-10 | 1988-12-09 | Aparato de reaccion con lecho fluidizado y un procedimiento de reaccion en lecho fluidizado que lo utiliza. |
| CA000585577A CA1332201C (en) | 1987-12-10 | 1988-12-09 | Fluidized-bed reaction apparatus and a fluidizing bed reaction process using the same |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31247587 | 1987-12-10 | ||
| JP62-312475 | 1987-12-10 | ||
| JP63294272A JPH0815549B2 (ja) | 1987-12-10 | 1988-11-21 | 流動層反応装置及び流動層反応方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01254242A JPH01254242A (ja) | 1989-10-11 |
| JPH0815549B2 true JPH0815549B2 (ja) | 1996-02-21 |
Family
ID=26559752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63294272A Expired - Lifetime JPH0815549B2 (ja) | 1987-12-10 | 1988-11-21 | 流動層反応装置及び流動層反応方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4931259A (ja) |
| EP (1) | EP0320282B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0815549B2 (ja) |
| CA (1) | CA1332201C (ja) |
| DE (1) | DE3880279T2 (ja) |
| ES (1) | ES2039652T3 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5298226A (en) * | 1992-10-02 | 1994-03-29 | Praxair Technology, Inc. | Perforated plate fluid distributor and its associated fixed bed vessel |
| DE69330940T2 (de) * | 1992-12-28 | 2002-06-20 | Kawasaki Jukogyo K.K., Kobe | Apparat zur Herstellung von Zementklinker |
| US5944513A (en) * | 1992-12-28 | 1999-08-31 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Apparatus for manufacturing cement clinker |
| TW332857B (en) * | 1993-02-26 | 1998-06-01 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Cement clinker |
| US5422080A (en) * | 1994-03-09 | 1995-06-06 | Tampella Power Corporation | Solids circulation enhancing air distribution grid |
| FI103582B1 (fi) * | 1997-12-19 | 1999-07-30 | Valtion Teknillinen | Menetelmä metallia sekä orgaanista ainesta sisältävän materiaalin käsittelemiseksi, johon sisältyy metallin erotus |
| DE19850332A1 (de) * | 1998-11-02 | 2000-05-04 | Jobst O A Zoellner | Lochboden für die Erzeugung einer Wirbelschicht |
| RU2159145C1 (ru) * | 1999-03-31 | 2000-11-20 | Кубанский государственный технологический университет | Устройство для очистки газов |
| CN103938526B (zh) * | 2014-04-22 | 2016-04-20 | 济南大学 | 一种雾化法均质泡沫沥青发生器与发泡方法 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1348445A (ja) * | 1964-04-10 | |||
| NL140561B (nl) * | 1959-07-02 | 1973-12-17 | Shell Int Research | Verbetering van een blaaskolom voor het continu in tegenstroom blazen van asfaltbitumen. |
| DE1249829B (de) * | 1963-07-15 | 1967-09-14 | Dorr-Oliver Incorporated, Stamford, Conn. (V. St. A.) | Gasverteilungsplatte für Wirbelschichtvorrichtungen |
| US3309784A (en) * | 1964-03-16 | 1967-03-21 | George F Adams | Apparatus for contacting fluidizable solids with gasiform fluids |
| US3437073A (en) * | 1965-12-01 | 1969-04-08 | Wisconsin Alumni Res Found | Method and apparatus for treating particulate material in a fluidized bed |
| GB1459766A (en) * | 1973-03-20 | 1976-12-31 | British Petroleum Co | Combustor |
| GB1463377A (en) * | 1974-05-21 | 1977-02-02 | Westvaco Corp | Process for oxidizing coal |
| US3915657A (en) * | 1974-05-21 | 1975-10-28 | Hercules Inc | Stepped distributor plate fluidized bed reactor |
| GB1536654A (en) * | 1974-10-31 | 1978-12-20 | Exxon Research Engineering Co | Distributing fluids into fluidized beds |
| JPS5923924Y2 (ja) * | 1977-01-22 | 1984-07-16 | 日本碍子株式会社 | 流動燃焼炉 |
| JPS53102138A (en) * | 1977-02-15 | 1978-09-06 | Sankyo Giken Kk | Elctric pachinko machine equipped with apparatus for controlling speeds of balls |
| DE3163732D1 (en) * | 1980-06-14 | 1984-06-28 | Bergwerksverband Gmbh | Process and device for introducing bulk material into fluidized-bed reactors |
| US4419330A (en) * | 1981-01-27 | 1983-12-06 | Ebara Corporation | Thermal reactor of fluidizing bed type |
| US4446629A (en) * | 1981-11-17 | 1984-05-08 | Foster Wheeler Energy Corporation | Fluidized bed heat exchanger utilizing induced circulation |
-
1988
- 1988-11-21 JP JP63294272A patent/JPH0815549B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1988-12-06 US US07/280,408 patent/US4931259A/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-12-09 EP EP88311676A patent/EP0320282B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-12-09 DE DE8888311676T patent/DE3880279T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-12-09 CA CA000585577A patent/CA1332201C/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-12-09 ES ES198888311676T patent/ES2039652T3/es not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0320282A3 (en) | 1990-04-18 |
| DE3880279T2 (de) | 1993-09-02 |
| EP0320282A2 (en) | 1989-06-14 |
| DE3880279D1 (de) | 1993-05-19 |
| CA1332201C (en) | 1994-10-04 |
| US4931259A (en) | 1990-06-05 |
| JPH01254242A (ja) | 1989-10-11 |
| EP0320282B1 (en) | 1993-04-14 |
| ES2039652T3 (es) | 1993-10-01 |
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