JPS5817017A - 粉粒体の流量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は粉粒体の流量制御装置に関し、特に、移動層管
と気流輸送管とを組み合わせた粉粒体の輸送装置に使用
するに好適な粉粒体の流量制御装置に関する。

粉粒体を用いるプロセスでは、粉粒体の流量制御装置を
備え几輸送装置を必要とする。例えば、石油の流動接触
分解装置では、粉粒体である触媒が普通の流動層から移
送管で相互に輸送され、循環されている。この場合、触
媒の循環量は反応に直接影響を与えるので、粉粒体の流
量を適正に制御することが必要である。

粉粒体輸送装置の要素としては、流動層、移動層管なら
びに気流輸送管があるが、密度の高い粉粒体あるいは粒
径の比較的大きい粉粒体の輸送には、移動層管と気流速
管とを組み合わせた輸送装置が用いられる。

移動層管と気流速管とを組み合わせた輸送装置の粉粒体
の流量制御方式としては、従来移動層管内にスライドパ
ルプ等の特殊弁を用いるものがあるが、しかしこのよう
な弁を用いるものにあっては、石油の流動接触分解装置
のように特に高温で使用する場合、あるいは移動層管径
が大径である場合には、前記特殊弁が高価なものとなり
、また′粉粒体による摩耗を生じるという問題がある。

このような欠点を改善するために、例えば特公昭５３−
３３１１４号に記載される如く、移動層管の下端に断面
縮小部を設け、該断面縮小部あるいはその上流側近傍に
制御操作ガスを吹き込む方式が提案されている。この方
法は、移動層管の断面縮小部で移動層内の粉粒体の下降
速度を抑制し、この下降速度を抑制された状態の粉粒体
に空気等のガスを制御′操作ガスとして所定量所定速匿
で吹き込み、その吹き込みガス量に応じて下降速度の抑
制度を解除して、粉粒体の流量を制御するものである。

しかしながら、このような制御操作ガスを用いた従来の
方法では移動層管側壁に設けたノズルから操作制御ガス
を吹き込むだけの構造であつｔ九め、多量の粉粒体を輸
送する九めに移動層管径およびそれに伴う断面縮小部の
径を大径にした場合、前記制御操作ガスによる粉粒体の
下降速度の抑制解除効果は移動層管断面全体に波及せず
、下降速度制御即ち流量制御が不安定になり、良好な制
御が得られないという欠点がある。

本発明の目的は、上述のような従来技術の欠点をなくシ
、移動層管径および断面縮小部の径が大径になつ几場合
、即ち多量の粉粒体を輸送する場合にも、正確に粉粒体
の流量を制御し得る粉粒体の流量制御装置を提供するこ
とにある。

即ち、本発明は前述の如き制御操作ガスを使用して移動
層管内の粉粒体の下降速度を制御する形式の流量制御装
置の改良に係るものであシ、本発明によれば移動層管か
らこれに接続された気流輸送管を通して粉粒体を輸送す
る粉粒体輸送装置に使用する粉粒体流量制御装置におい
て、前記移動層管下端において断面縮小部を設け、該断
面縮小部の上流側の移動層管断面内に制御操作ガス供給
導管に接続され比制御操作ガス供給箱を設け、該供給箱
に上流側端断面積が下流側端断面積よシ大きい円錐状の
粉粒体通過孔を複数個形成し、該粉粒体通過孔の壁面に
前記供給箱内部から該粉粒体通過孔へ制御操作ガスを吹
き込むための吹込口を設けたことを特徴とする粉粒体の
流量制御装置が提供される。

かかる構成によれば、粉粒体の下降速度の抑制はそれぞ
れが移動層管の断面縮小部の径よシ小径である複数個の
円錐状の粉粒体通過孔によって行われ、前記下降速度の
抑制解除効果も前記通過孔に形成し友制御操作ガス吹込
口からの制御操作ガスによって行われる。この九め、制
御操作ガスによる粉粒体下降速度の抑制解除効果が移動
層管断面全体において行われることになり、粉粒体の下
降速度が断面全体に亘って均一に制御され安定しｍ正確
な粉粒体の流量制御を行うことができる。

前述の構成において、更に、前記粉粒体通過孔のそれぞ
れの円錐角度を１８０°から粉粒体の安息角の２＠の角
度を差し引いた角度以下にすれば、制御操作ガスを供給
した際の該通過孔での粉粒体の停滞を防止することがで
き、一層良好な粉粒体の流量制御を行うことができる。

更に、前記複数個の粉粒体通過孔の下流側端断面積の合
計を移動層管断面縮小部の下流側端断面積に等しくなる
のが好ましくなるようにすること、が好ましく、こうす
ることによって移動層管での粉粒体の最大輸送量が前記
粉粒体通過孔によって制限されず、該移動層管の断面縮
小部の断面積によって規制される値と同じ値に維持する
ことができる。即ちこれら両部会の断面積を等しくする
ことによって、一方の断面積が最大輸送量の律速（制限
）となるのを防止し、良好な粉粒体の流量制御を行うこ
とができる。

以下第１図ないし第４図を参照して本発明の詳細な説明
する。

第１図および第２図は本発明による粉粒体の流量制御装
置の一実施例を示すものであシ、図示しない粉粒体供給
源ま友は流動層から供給される粉粒体は移動層管１内を
下降しその下端に接続された接続管２を通った後これに
接続された気流輸送管３内へつぎ込まれ、気流輸送用ガ
ス４に乗せられて他の処理段階ま九は流動層へ輸送され
る。

前記移動層管１の下端には断面縮小部５が形成され、該
移動層管内に充満された状態で下降してくる粉粒体の下
降速度を抑制するように・なっている。前記断面縮小部
５の上流側の移動層管断面内には制御操作ガス供給導管
６に接続された制御操作ガス供給箱７が配置されている
。

制御操作ガス制御箱７には、上流側端断面積が下流側端
断面積より大きい円錐状の粉粒体通過孔８が複数個（図
示の例では４個）形成されている。

各粉粒体通過孔８の壁面即ち円錐状の壁面には、前記制
御操作ガス供給箱７の内部から該粉粒体通過孔８へ通じ
る粉粒体吹込口９が形成されている。

図示の例では、第２図に示す如く、各粉粒体通過孔８の
直径方向に相対向する位置に２個ずつの吹出口９が形成
されている。従って粉粒体流量制御時には、制御操作ガ
ス供給導管６から供給される加圧ガス（例えば空気）は
一端制御操作ガス供給箱７内に供給され、しかる後裔粉
粒体通過孔８の吹出口９を通して下降抑制状態にある前
記通過孔８内の粉粒体に吹き込まれる。こうして制御操
作ガスの流量を変化させることによシ粉粒体の下降抑制
解除効果を適性に制御することができる。

前記断面縮小部５の下流側は適当に湾曲され九接続管２
に接続され、該接続管２は所望の角度をもって前記気流
輸送管３に接続されている。該気流輸送管の下端には気
流輸送用ガス４を所望の流速で該管３内へ送給するため
の入口１０が設けられている。この気流輸送用ガスとし
ては通常空気が使用される。

前記粉粒体通過孔８の円錐角度は、粉粒体の停滞を防止
し、安定し交流量制御を行うためには、１８０°から粉
粒体の安息角の２倍を差引いた角度以下にすることが好
ましい。

ま九、前記複数個の粉粒体通過孔８の下流側端断面積の
合計は、前記移動層管１の断面縮小部５の下流側端断面
積と等しくすることが好ましい。

これは、粉粒体通過孔８および断面縮小部５のいずれか
一方によって粉粒体の下降速度が制限されるのを防止し
、良好な流量制御を行うためである。

以上第１図および第２図について説明した本発明の実施
例によれば、移動層管１の断面縮小部の上流側に円錐状
の粉粒体通過孔全複数個設けた制御操作ガス供給箱７を
配置し、該供給箱から各粉粒体通過孔８の壁面に設けた
吹出口から制御操作ガスを吹き出すように構成したので
、たとえ移動層管１の径が大きく多量の粉粒体を輸送す
る場合でも、各通過孔８を通過する粉粒体に対し均一に
制御操作ガスを吹込むことができ、全体的に均一な下降
制御解除効果を与えることができる。このため制御操作
ガス量による粉粒体の流量制御を正確に行うことができ
る。

また粉粒体通過孔８の円錐角度’１１８００から粉粒体
の安息角の２倍を差引いた角度以下にしたので、粉粒体
の停滞を防止し安定した定常的な下降速度が維持される
。この九め、一層良好な粉粒体の流量制御を行うことが
できる。

更に、複数個の粉粒体通過孔８の下流側端断面積の合計
を移動層管１の断面縮小部５の下流側端断面積と略等し
くしたので、粉粒体通過孔８および断面縮小部５のいず
れかによって下降速度が減速されるというような状態が
なく、即ちこれらのいずれかによって粉粒体の最大流量
が制限されるということがなく、最小流量から最大流量
の広い範囲に亘って良好な粉粒体の流量制御を行うこと
ができる。

第３図は２つの流動層１１Ａおよび１１Ｂ内で流動化ガ
ス１２Ａおよび１２Ｂによって流動化されている粉粒体
１３Ａ・および１３ＢＫ−各流動層相互間で輸送し循環
する場合の粉粒体輸送装置に本発明全適用し九適用例を
示す図である。

各流動層１１Ａ、ＩＩＢには液流する粉粒体１３Ａ、１
３Ｂが充満状態で下降してくる移動層管ＩＡおよびＩＢ
ならびに接続管２人および２Ｂを介して、これらの移動
層管に接続され几気流輸送管３Ａ、３Ｂを備え几粉粒体
輸送装置が設けられている。

このように２個の流動層１１Ａおよび１１Ｂｔｌ−有す
る粉粒体輸送装置は、例えば石油の流動接触分解装置で
使用され、粉粒体１３Ａおよび１３Ｂは触媒キ４であシ
、流動層１１Ａは石油の分解塔であシ、流動層１１Ｂは
触媒１４の再生塔である。

第３Ｕにおいて、粉粒体の移動層管ＩＡおよびＩＢは各
流動層１１ＡおよびＩＩＢ内に開口して設けられ、各移
動層管下端には円錐状に断面を縮小された断面縮小部５
Ａおよび５Ｂが設けられている。各断面縮小部５Ａ、５
Ｂの上流側には、第１図および第２図に示し比制御操作
ガス供給箱７Ａ、７Ｂが設けられている。各制御操作ガ
ス供給箱７Ａ、７Ｂは実質上第１図および第２図に示し
九構造と同じ構造を有しておシ、それぞれ制御操作ガス
供給導管６Ａ、６Ｂに接続されている。

これら各供給箱７Ａ、７Ｂには上流側端断面積が下流側
端断面積より大きい円錐状の粉粒体通過孔８Ａ、８Ｂが
それぞれ複数個形成されている。各粉粒体通過孔の壁面
には、第１図および第２図と同様供給箱７Ａ、７Ｂの内
部から該粉粒体通過孔へ制御操作ガスを吹き込むための
吹込口（図示せず）が設けられている。

前記各気流輸送管３Ａ、３Ｂは相対する他の流動層内へ
開口し、それぞれの下端には気流輸送用ガス４Ａ、４Ｂ
の供給口が設けられている。この気流輸送用ガスは前記
制御操作ガスと共に通常空気が使用される。各断面縮小
部５Ａ、５Ｂと各気流輸送管３Ａ、３Ｂとは、好ましい
角度に屈曲された接続管２Ａ、２Ｂにより好ましい接続
角度で接続される。

第３図の構成によれば、流動層１１Ａ内の粉粒体（例え
ば触媒粒子）は移動層管ＩＡ内に液流して下降するが、
その下端近傍には本発明による粉粒体流量制御装置が配
置されているので該粉粒体の下降（流量）が正確に制御
される。

こうして流量制御されて下降した粉粒体１３Ａは、接続
管２人を通って気流輸送管３Ａに入り、気流輸・送用ガ
ス４Ａによって他方の流動層１１Ｂ内へ輸送される。

同様にして流動層１１Ｂ内の粉粒体（再生された触媒粒
子）も流動層１１Ａ内へ流量を制御されながら送シ込ま
れる。

第４図は、第３図の如く２つの流動層１１Ａ。

１１Ｂ間で粉粒体の輸送循環を行う粉粒体輸送装置に対
して本発明を適用した場合と従来の場合の各場合におけ
る粉粒体流量の特性を制御操作ガス量に対して実測した
実験値を示すグラフである。

第４図中曲線Ａは本発−を適用し定場合を示し、曲線Ｂ
は従来例による特性を示す。

上記実験値が得られた粉粒体輸送装置においては、移動
層管の内径は３０５ｍであり、その下端の断面縮小部の
下流側端内径は８０１ｍである。また、これに使用した
粉粒体の平均粒子径は２００ミクａｙ（μｍ）で量密度
は１３５０　Ｋｇ　／　ｍ　３テ、該粉粒体の安息角は
３３度であった。

しかして本発明を適用した曲線Ａの場合は、粉粒体通過
孔８の円錐角度は４０度であり、各粉粒体通過孔の下流
側端断面の直径は４０ｗであシ、このような大きさの粉
粒体通過孔が各移動層管の制御操作ガス供給箱に４個ず
つ設けられ几。

一方従来例の場合は、本発明による制御操作ガス供給箱
は設けられず、単に断面縮小部の上流側近傍に１本の制
御操作ガス供給導管が設けられた。

その他は本発明による曲線Ａの場合および従来例Ｂの場
合とも同一寸法の構造が採用され、同一性状の粉粒体、
同一の輸送方法が採用された。

以上のような条件のもとて２つの流動層管で粉粒体を輸
送循環して、制御操作ガス供給量の変化に対する粉粒体
の流量制御特性を測定し九。測定は常温で行い、制御操
作ガスとしては空気が用いられた。なお粉粒体の流量は
、気流輸送管内の圧力損失を測定して求められた。

第４図の曲線ＡおよびＢから明らかなように本発明の粉
粒体の流量制御装置によれば、従来例に比べ移動層管径
が増大しそれに伴ってその断面縮小部の径が大径になつ
九場合でも、より広い範囲に亘って、制御操作ガスの変
化によって良好に粉粒体の流量を制御することができる
。即ち安定し友比例的な特性が得られるので正確に流量
制御を行うことができる。こうして本発明によれば粉粒
体を用いるプロセスを高性能化することができる。

以上の説明から明らかな如く、本発明によれば、簡単な
構造で信頼性に優れた粉粒体の流量制御装置が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による粉粒体の流量制御装置の一実施例
の接部を示す縦断面図、第２図は第１図中の線■−■か
ら見た矢視断面図、第３図は本発明の粉粒体の流量制御
装置を採用した２つの流動層管で粉粒体の輸送循ｌｌヲ
行うプロセスを例示する概略縦断面図、第４図は制御操
作ガス量の変化に対する粉粒体ガス流量の変化を本発明
を実施した場合および従来例の場合を例示して示す特性
図表である。 １・・・移動層管、２・・・接続管、３・・・気流輸送
管、４・・・気流輸送管用ガス、５・・・断面縮小部、
６・・・制御操作ガス供給導管、７・・・制御操作ガス
供給箱、８・・・粉粒体通過孔、９・・・粉粒体吹込口
、１１Ａ。 １１Ｂ・・・流動層、１３Ａ、１３Ｂ・・・粉粒体。 冨１　口 蓼２［］ 第４図 舌すイ卸操作力゛゛スｔ　　（雀Ａ〕

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、移動層管からこれに接続されｔ気流輸送管を通して
   粉粒体を輸送する粉粒体輸送装置に使用する粉粒体流量
   制御装置において、前記移動層管の下端に断面縮小部を
   設け、該断面縮小部の上流側の移動層管断面内に制御操
   作ガス供給導管に接続された制御操作ガス供給箱を設け
   、該供給箱に上流側端断面積が下流側端断面積より大き
   い円錐状の粉粒体通過孔を複数個形成し、各粉粒体通過
   孔の壁面に前記供給箱内部から該粉粒体通過孔へ制御操
   作ガスを吹込むための吹込口を設けたことを特徴とする
   粉粒体の流量制御装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の粉粒体の流量制御装置
   において、前記粉粒体通過孔の円錐角度が１８０度から
   粉粒体の安息角の２倍を差引いた角度以下であることを
   特徴とする粉粒体の流量制御装置。 ３、特許請求の範囲第１項記載の粉粒体の流量制御装置
   において、前記複数個の粉粒体通過孔の下流側端断面積
   の合計が前記移動層管の断面縮小部の下流側端断面積と
   等しいことを特徴とする粉粒体の流量制御装置。