LU84366A1 - DEVICE FOR AVOIDING POWDER DEPOSITS IN THE UPPER PART OF REACTORS, DRYERS OR OTHER FLUIDIZED BED APPARATUS - Google Patents
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Description
-1- " Dispositif pour éviter les dépôts de poudre dans la partie supérieure de réacteurs, de sécheurs ou d'autres appareils à lit fluidisé "-1- "Device to avoid powder deposits in the upper part of reactors, dryers or other fluidized bed devices"
Les appareils à lit fluidisé dans lesquels on 5 effectue des opérations telles que des réactions, des séchages ou analogues donnent lieu au problème de l'enlèvement de poudres qui se trouvent sur les parois libres et sur le ciel de l'appareil.Fluidized bed apparatuses in which operations such as reactions, drying or the like are carried out give rise to the problem of the removal of powders which are found on the free walls and on the sky of the apparatus.
Ce problème est particulièrement important dans le 10 cas de réacteurs à lit fluidisé utilisés pour la polymérisation de chlorure devinyle et d'oléfines (polypropylène, polyéthylène, copolymères éthylène-propylène). Dans ces cas, les fines qui se déposent inévitablement sur les parois situées plus haut que la masse fluidisée continuent 15 à réagir avac le monomère présent dans la phase gazeuse.This problem is particularly important in the case of fluidized bed reactors used for the polymerization of devinyl chloride and olefins (polypropylene, polyethylene, ethylene-propylene copolymers). In these cases, the fines that inevitably settle on the walls higher than the fluidized mass continue to react with the monomer present in the gas phase.
Cette zone, dans laquelle il devient impossible de réaliser un réglage, aussi bien thermique que de composition, devient le siège de réactions incontrôlables qui conduisent à la formation d'un dépôt de solide et ensuite de croûtes (étant 20 donné la chaleur de réaction élevée) et au colmatage progressif de l'appareil. De plus, la chute de ces croûtes de polymère non désiré dans la masse sous-jacente conduit à la pollution du produit, ce qui a pour résultat de dégrader la production et de créer des difficultés opéra-25 toires dans tout le système de réaction.This zone, in which it becomes impossible to carry out an adjustment, both thermal and of composition, becomes the seat of uncontrollable reactions which lead to the formation of a solid deposit and then of crusts (given the high reaction heat ) and the progressive clogging of the device. In addition, the fall of these unwanted polymer crusts in the underlying mass leads to pollution of the product, which has the effect of degrading production and creating operational difficulties throughout the reaction system.
Dans le passé, on a réalisé des essais pour réduire les inconvénients susmentionnés en utilisant des systèmes à raclage mécanique ou à soufflage pour le nettoyage des parois (voir en particulier le brevet italien no. 660.425).In the past, attempts have been made to reduce the abovementioned drawbacks by using mechanical scraping or blowing systems for cleaning the walls (see in particular Italian patent no. 660.425).
30 Le raclage mécanique nécessite l'emploi d'un arbre rotatif mais laisse inévitablement une épaisseur de matière, . le soufflage nécessite la mise en oeuvre d'un système de compression externe pour l'alimentation des tuyères multiples en plus du système de rotation de l'arbre. Au demeurant, 35 dans les deux systèmes, les dispositifs eux-mêmes sont sujets à des dépôts et à des incrustations.30 Mechanical scraping requires the use of a rotary shaft but inevitably leaves a thickness of material. blowing requires the use of an external compression system for feeding multiple nozzles in addition to the shaft rotation system. Furthermore, in both systems, the devices themselves are subject to deposits and incrustations.
/ % -2-/% -2-
La présente invention résout le problème de l'enlèvement des poudres sans présenter les défauts du raclage mécanique et du soufflage et en apportant d'autres avantages mentionnés plus loin.The present invention solves the problem of removing powders without having the defects of mechanical scraping and blowing and by providing other advantages mentioned below.
5 L'invention consiste à appliquer dans le ciel de l'appareil une couronne mobile actionnée par un moteur qui établit un courant fluide dans la partie libre du récipient. Ce courant est prélevé au centre au-dessus de la surface du lit fluidisé, monte vers la couronne mobile 10 et puis, accéléré par celle-ci, sort tangentiellement et descend hélicoidalement sur la paroi jusqu'à la surface libre, pour recommencer ensuite l'ascension.5 The invention consists in applying in the sky of the device a mobile crown actuated by a motor which establishes a fluid current in the free part of the container. This current is taken from the center above the surface of the fluidized bed, rises towards the mobile crown 10 and then, accelerated by the latter, leaves tangentially and descends helically on the wall to the free surface, to then start again. 'ascent.
Le remous central qui se crée peut entraîner aussi des particules de grandes dimensions qui exercent une 15 action d'abrasion et qui facilitent l'effet nettoyant du courant fluide.The central eddy which is created can also entrain large particles which exert an abrasion action and which facilitate the cleaning effect of the fluid current.
La forme de la couronne mobile centrifuge, axiale ou d'un type différent, et le nombre d'étages sont choisis en fonction des conditions spécifiques.The shape of the centrifugal mobile crown, axial or of a different type, and the number of stages are chosen according to the specific conditions.
20 On peut utilement accoupler à la couronne mobile susdite, solidairement ou non, une autre couronne mobile ou une autre section ayant pour fonction de séparer activement par centrifugation les particules solides des gaz sortants.It is useful to couple to the aforesaid movable ring, jointly or indirectly, another movable ring or another section having the function of actively separating by solid centrifugation the solid particles from the outgoing gases.
25 L'avantage principal de l'invention réside dans la propreté absolue des parois et du ciel de l'appareil.The main advantage of the invention lies in the absolute cleanliness of the walls and the sky of the device.
Un autre avantage du système indiqué réside dans la capture des particules rapides expulsées du lit fluidisé par suite de la rupture des bulles, particules qui sont 30 englobées dans le remous central, interceptées par le courant pseudoradial de tête ou entraînées par le courant hélicoïdal descendant.Another advantage of the system indicated resides in the capture of the fast particles expelled from the fluidized bed as a result of the rupture of the bubbles, particles which are included in the central eddy, intercepted by the pseudoradial head current or entrained by the downward helical current.
A la suite de cela on obient l'avantage de pouvoir réduire la hauteur libre de sédimentation (désignée par 35 TDH) et de pouvoir s'affranchir de toute forme quelconque d'élargissement de la tête de l'appareil en vue de faciliter le sédimentation.As a result of this, the advantage is obtained of being able to reduce the free height of sedimentation (designated by 35 TDH) and of being able to overcome any form of enlargement of the head of the apparatus in order to facilitate sedimentation. .
/ *1« -3-/ * 1 "-3-
Un autre avantage de l’invention consiste en l’amélioration de l'échange thermique entre le courant fluide et les parois de l'appareil dans la partie non intéressée par le lit fluidisé.Another advantage of the invention consists in improving the heat exchange between the fluid current and the walls of the device in the part not interested in the fluidized bed.
5 L'une des réalisations possibles de 1'invention est représentée à la figure 1 dans laquelle 1 désigne le réacteur, le sécheur ou autre appareil indiqué ici dans la forme à tête élargie, 2 représente la couronne mobile actionnée par le moteur 3 qui est - dans le cas présent -10 placé à l'extérieur et pourvu d'un accouplement direct/ ce moteur étant raccordé à la couronne mobile 2 au moyen de l'arbre 4 qui traverse l'éventuel joint étanche 5.5 One of the possible embodiments of the invention is represented in FIG. 1 in which 1 designates the reactor, the dryer or other apparatus indicated here in the enlarged head form, 2 represents the movable crown actuated by the motor 3 which is - in the present case -10 placed outside and provided with a direct coupling / this motor being connected to the movable crown 2 by means of the shaft 4 which passes through the possible waterproof seal 5.
Les gaz nécessaires au lit fluidisé arrivent par 6 et sortent en 7. Les arrivées et sorties éventuelles de lu 15 matière solide du lit fluidisé ne sont pas indiquées.The gases required for the fluidized bed arrive at 6 and exit at 7. The possible arrivals and exits of the solid material from the fluidized bed are not indicated.
La couronne mobile 2 peut évidemment être actionnée d'une autre manière quelconque, à l'aide de moteurs internes ou externes, directs ou non.The movable crown 2 can obviously be actuated in any other way, using internal or external motors, direct or not.
Le dessin représente une couronne mobile centrifuge 20 à godet, mais la forme la plus appropriée est liée - comme | on l'a déjà dit - aux caractéristiques de la matière, du gaz et du récipient.The drawing shows a centrifugal mobile crown 20 with a bucket, but the most suitable form is linked - like | we have already said - the characteristics of the material, the gas and the container.
Une autre réalisation possible est celle représentée à la figure 2 dans laquelle on indique par 1 l'appareil et 25 par 9 la couronne mobile double commandée par le moteur 3 * au moyen de l'arbre 4 à travers le joint étanche éventuel 5.Another possible embodiment is that shown in FIG. 2 in which the device is indicated by 1 and 25 by 9 the double movable crown controlled by the motor 3 * by means of the shaft 4 through the possible tight seal 5.
! Les gaz arrivent par 6 et sortent en 7 après avoir i traversé la section supérieure de la couronne mobile 9 gui t fonctionne comme séparateur centrifuge actif. Les sections 30 supérieure et inférieure de la couronne mobile 9 peuvent naturellement être de type, de forme et de diamètre dif-érents 3 | et peuvent aussi être constituées par des sections indepen- 1* dantes actionnées ou non par le même arbre et/ou le même moteur.! The gases arrive at 6 and exit at 7 after i have passed through the upper section of the movable crown 9 which works as an active centrifugal separator. The upper and lower sections of the movable crown 9 can naturally be of different type, shape and diameter 3 | and can also be constituted by independent sections 1 * dantes actuated or not by the same shaft and / or the same motor.
35 La vitesse de rotation de la couronne mobile et par | conséquent la puissance motrice à appliquer à celle-ci doit $ / // ' î / £/ I / -4- être telle qu'elle réalise un flux de gaz le long des parois ayant une vitesse d'au moins de 3 m/sec. Il est à noter que dans de nombreux cas les flux convenant pour le but poursuivi ont une vitesse de lo-2o m/sec.35 The speed of rotation of the mobile crown and by | consequently the motive power to be applied to it must be such that it achieves a gas flow along the walls having a speed of at least 3 m / dry. It should be noted that in many cases the flows suitable for the purpose pursued have a speed of lo-2o m / sec.
5 La puissance nécessaire pour le fonctionnement du dispositif dépend des conditions pratiques de l'utilisation, entre autres de la concentration et du type des particules solides en suspension dans le flux gazeux, en général, la puissance absorbée est très petite, de l'ordre de 1 HP 10 par m3 de volume de la zone vide du réacteur.5 The power required for the operation of the device depends on the practical conditions of use, among other things the concentration and type of solid particles suspended in the gas flow, in general, the power absorbed is very small, of the order 1 HP 10 per m3 of volume in the empty zone of the reactor.
ExempleExample
Dans un réacteur cylindrique de forme élargie à la partie supérieure, ayant un diamètre minimal de 4oo mm et un diamètre maximal de 6oo mm, on a installé une couron-15 ne mobile à godet double du type illustré à la figure 2, ayant un diamètre de 22o mm et une longueur des palettes de loo mm dans la section inférieure fonctionnant en ventilateur pour créer le remous gazeux et de 8o mm dans la section supérieure fonctionnant en classeur centrifuge 20 pour la séparation des particules solides du gaz sortant.In a cylindrical reactor of enlarged form at the top, having a minimum diameter of 4oo mm and a maximum diameter of 6oo mm, there was installed a movable double-bucket crown 15 of the type illustrated in FIG. 2, having a diameter of 22o mm and a length of the pallets of loo mm in the lower section functioning as a fan to create the gaseous eddy and of 8o mm in the upper section operating in centrifugal filing cabinet 20 for the separation of solid particles from the outgoing gas.
Le développement des palettes était de 2o mm. La couronne mobile a été mise en fonctionnement à looo tours/ min. au moyen d'un moteur de 1/2 HP.The development of the pallets was 20 mm. The mobile crown was put into operation at 100 rpm. using a 1/2 HP motor.
Dans ce réacteur on a effectué la polymérisation 25 Je propylène en phase gazeuse sur lit fluidisé, à une température de 6o-8o°C et catalyseur de type supporté, à une température de 6o-8o°C et une pression de 5-8 kg/cm2.In this reactor, the propylene polymerization was carried out in the gas phase on a fluidized bed, at a temperature of 6o-8o ° C and supported type catalyst, at a temperature of 6o-8o ° C and a pressure of 5-8 kg / cm2.
La zone libre se trouvant au-dessus du lit fluidisé dans le réacteur avait une hauteur variant entre o,8 et 2m. 30 Après un fonctionnement d'une durée de 3oo heures, on n'a relevé aucun dépôt de poudre sur les parois du * réacteur au-dessus du lit fluidisé, ni sur les couronnes mobiles.The free area located above the fluidized bed in the reactor had a height varying between 0.8 and 2 m. After operating for 300 hours, no powder deposits were found on the walls of the reactor above the fluidized bed, nor on the mobile crowns.
' Le polymère obtenu présentait la distribution 35 granulométrique suivante : / I -5-The polymer obtained had the following particle size distribution: / I -5-
Dimensions des particules (yUm) % en poids >2000 2,4 1000-2000 17,4 î 500-1000 24,2 | 5 177-500 29,6 105-177 9,7 53-105 9,5 37-53 6,3 <37 0,9 i i 5 i 3 i j * î | ! tl ‘1 Ö il i - ÆParticle dimensions (yUm)% by weight> 2000 2.4 1000-2000 17.4 î 500-1000 24.2 | 5 177-500 29.6 105-177 9.7 53-105 9.5 37-53 6.3 <37 0.9 i i 5 i 3 i j * î | ! tl ‘1 Ö il i - Æ
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Family Applications (1)
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