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JPH07163857A - 流動床からの気体と固体の流れの中に存在する固体を配量供給するための装置及び方法 - Google Patents

流動床からの気体と固体の流れの中に存在する固体を配量供給するための装置及び方法

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Publication number
JPH07163857A
JPH07163857A JP6109988A JP10998894A JPH07163857A JP H07163857 A JPH07163857 A JP H07163857A JP 6109988 A JP6109988 A JP 6109988A JP 10998894 A JP10998894 A JP 10998894A JP H07163857 A JPH07163857 A JP H07163857A
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JP
Japan
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fluidized bed
outlet
gas
solid
pressure
Prior art date
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Ceased
Application number
JP6109988A
Other languages
English (en)
Inventor
Frank Goedicke
フランク・ゲーデッケ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Buehler AG
Original Assignee
Buehler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Buehler AG filed Critical Buehler AG
Publication of JPH07163857A publication Critical patent/JPH07163857A/ja
Ceased legal-status Critical Current

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    • 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
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1809—Controlling processes
    • 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
    • B01J8/0015—Feeding of the particles in the reactor; Evacuation of the particles out of the reactor
    • B01J8/003—Feeding of the particles in the reactor; Evacuation of the particles out of the reactor in a downward flow
    • 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
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00026—Controlling or regulating the heat exchange system
    • B01J2208/00035—Controlling or regulating the heat exchange system involving measured parameters
    • B01J2208/0007—Pressure measurement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00026—Controlling or regulating the heat exchange system
    • B01J2208/00035—Controlling or regulating the heat exchange system involving measured parameters
    • B01J2208/00079—Fluid level measurement
    • 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
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00548—Flow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/0061—Controlling the level

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  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 固体の種類や量に関係なく、流動床装置から
流出する固体流れの制御を行うことができる装置と方法
を提供する。 【構成】 流動床装置内の少なくとも、気体と固体の流
れを出口管４に送るための出口３の範囲において、気体
と固体が流動層２内に流動可能な混合物として存在す
る。その都度の固体の種類と量とに関係なく、出口３の
高さ位置と出口管４の末端の範囲の間で作用する移動さ
せる力を調節する手段が設けられる。出口３から流出す
る固体の流量を測定するための少なくとも１個の重量測
定装置１５及び又は少なくとも１個の圧力差測定装置が
設けられる。一つの圧力測定個所１２′は流動床装置１
の底部１１の上方に、特にその直ぐ上に、好ましくは出
口３の高さ位置に設けられ、第２の圧力測定個所１６は
出口管４の末端の範囲に設けられ、場合によっては少な
くとももう一つの圧力測定個所１２ｅが流動床装置１の
中で流動層２の上方に設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、気体と固体が少なくと
も、気体と固体の流れをその都度少なくとも一つの出口
管に送り出すための少なくとも一つの出口の範囲におい
て、流動可能の混合物として流動層の中に存在する、流
動床装置からの気体と固体の流れの中に存在する固体を
配量供給するための装置、及び、気体と固体粒子が流動
床装置に供給され、流動床装置内で気体と固体粒子の少
なくとも一部が流動層として存在し、続いて流動床装置
から、少なくとも１本の出口管に連絡する少なくとも一
つの出口を経て排出される、気体と固体の流れの中に存
在する固体を配量供給する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術と問題点】処理法の種々の分野に於いて、
所定の固体の流れの質量又は容量を調節する際の精度は
非常に重要である。この場合の要求は様々である。場合
によっては反応室に供給される固体粒子、或いは正確に
チェック可能な量を他の所定量の粒子、液体又は気体に
混合しなければならない固体粒子は、特に流動性を高め
るために、流動床装置の中で流動化するのが有利であ
り、特に凝集し易い粒子の場合にはこれが特に有効であ
る。
【０００３】流動層から流出する気体と固体の流れの挙
動、不安定化の傾向のある流れ状態の種類及びこの不安
定化の対策については、理論的、実験的の両面から種々
研究されてきた。流動層から流出する気体と固体の流れ
の状態に及ぼす出口又は出口ノズルの影響も同様に研究
された。流動床装置の出口から流出する気体と固体の流
れは、所定の出口直径までは実質的に出口の上方の流動
層の高さとノズルの直径とによって決まる。出口ノズル
の直径とその長さとの比によって、気体と固体の流れの
中の気体の割合が決まる（L. Massimilla; "Fluidizati
on", AcademicPress, New York, 1971) 。
【０００４】欧州特許第５３１７５８号公報には、出口
の範囲に送気を追加することにより、流出する固体の流
量並びに均一性の両方に影響を与えることが可能である
ことが記載されている。その際、一方では流動床装置の
出口のすぐ近くに開口した流動化ノズルにより、ずりの
架橋の形成と気泡の巻き込みとを阻止することができ、
他方では中空体として形成した、流出する気体と固体の
流れに気体を供給し得る出口ノズルにより、固体の流量
と流出する気体と固体の流れの均一性との両方を調節す
ることができる。この最後の手段は、固体の流量を迅速
に調節できるという利点がある。このような調節の前提
条件とその実施は、流動層の高さと流動層への固体の供
給との粗調節又は予備調節と関連して、前記欧州特許第
５３１７５８号公報に記載してあり、これは本出願の範
囲で開示されたものと見なす。
【０００５】欧州特許第５３１７５８号公報に記載され
た、流出する固体の流量の調節と流出する気体と固体の
流れの均一性の調節は、流動床装置の種々の個所に配置
した圧力センサによる圧力差測定の原理に基づいてい
る。その場合、流出する固体の流量を制御するために、
実質的に流動層内の静圧が用いられる。勿論、この欧州
特許第５３１７５８号公報に記載されているような調節
は、種々の固体に対応して、化学的及び物理的区別に関
する、その都度の測定値に従属する校正曲線が利用でき
る場合にのみ実施可能であることが明らかである。その
場合の問題点として、一方では校正曲線の作成には時間
がかかり、他方では流出する気体と固体の流れのパラメ
ータがプロセスに依存して変化し得るので、そのような
校正曲線は多様性でなければならない。勿論、前述の方
法では、この方法の本来の重要な点、即ち固体の供給先
が反応室であるのか又は混合装置であるのかと言う点が
考慮されていない。例えば反応室では気体の発生によっ
て過圧が生ずる可能性があり、又気体と固体の流れの密
度が変化する。このようなパラメータは、周囲の条件に
よって決まるので、欧州特許第５３１７５８号公報に記
載の方法では考慮されておらず、前述のように、作成が
面倒で、全体の方法や周囲のパラメータを考慮した校正
曲線によってだけしか把握できない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】これに対して、本発明
の課題は、所望のプロセスのデータを考慮し、固体の種
類や量に関係なく、流動床装置から流出する固体の流れ
を制御することが可能で、その際面倒な校正曲線の作成
を必要としないような装置と方法とを提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題は、装置の発明
においては、その都度存在する固体の種類と量に関係な
く、出口の高さ位置と出口管の末端範囲との間で作用す
る移動させる力を調節する手段を備えていることによっ
て解決され、方法の発明においては、その都度存在する
固体の種類と量とに関係なく、出口の高さ位置と出口管
の末端の範囲との間で作用する移動させる力が、制御手
段を介して調節または制御されることによって解決され
る。
【０００８】出口と出口管の末端の範囲との間で作用す
る移動させる力を調整する手段を備えていることによ
り、プロセスを決定するデータ又はプロセスにより決定
されるデータが用いられる。即ち、これは流動層内の静
圧を規定するパラメータではなく、出口の高さ位置と後
続するプロセスの種類によって決まる位置との間で作用
する圧力勾配（圧力低下）である。この後者の位置はい
かなる場合でも出口管の末端の範囲にあるが、場合によ
っては反応室の中にあってもよい。この圧力勾配が所謂
移動させる力で、これを調整することにより、流動層の
容積には関係なく、又その都度存在する固体の種類と量
とにも関係なく、流出する固体流れを一定に保持し、或
いは所定の配量供給条件に合わせて調節することができ
る。
【０００９】本発明の有利な実施形は従属請求項の特徴
部分に記載してある。
【００１０】欧州特許第５３１７５８号公報記載の方法
の目的は、流出する固体の時間的に一定した配量供給の
実現にあり、これを流動層の高さ及び又は流動層の上方
の圧力を一定に保つことにより達成しようとしている。
この手段は同じ方向に作用する。この場合、変動、例え
ばスクリューフィーダによる固体の供給に基づくような
変動は、流動層の高さの後修正或いは流動層の上方の圧
力の変更のいずれによっても補正されない。これに対し
て本発明の方法と本発明の装置は、自由に選定できる設
定のもとで全体に作用する影響を目指している。即ち、
移動させる力を用いている。その際、前述の方法と異な
り、この方法では反対方向の作用に注目しているので、
この力を規定する要素に対して相互に適合するように影
響が与えられる。
【００１１】出口に付設された送気ノズルの範囲で、流
出する気体と固体の流れに気体を追加供給すると、固体
の流量の僅かな急速な変動を早く修正し、その均一性に
影響を与えることが可能である。又出口の範囲に接して
流動床装置に開口した流動化ノズルにより、それ自体制
御が困難な流入範囲を、例えばその範囲に存在するか或
いは出口に流出する気体と固体混合物の空間率と流れの
状態に関して制御することができる。
【００１２】流動床装置の底部の範囲を漏斗状に形成す
ると、流動床から流出する気体と固体の流れに更に影響
を与えることができる。一方ではそのような流動床装置
の中に存在する固体の一部のみを適切に流動化すること
が可能で、これは、流動化された流動層の範囲の上方に
ずりとして存在する固体の量により、或いはこのずりの
上方の気体の圧力の調節により、更に又は流動化気体の
量又は速度の調整を範囲別に実施することにより実現で
きる。流動層への流動化気体の送気管路を流動床装置の
内部にまで達するように形成すると、漏斗状の範囲の流
動化が更によく制御されるので、最後に述べた方法を特
に有効に実施できる。流動化気体を相互に無関係に吹き
込めるような複数の範囲を設けると、流動層の高さの調
節が簡単になる。国際特許公開第８９／１１３７８号公
報には漏斗状の底部を備えた装置が記載してある。この
漏斗状の底部範囲に流動化気体を吹き込むことができ、
そのため凝集物の形成が充分に阻止されるので、この装
置は凝集し易い固体用のブロータンクとして特に適して
いる。この場合流動性に関して問題のある固体に対して
もそのブロータンクからの流出が可能になるように、水
平に相互に区分した範囲に環状管路を経て流動化気体を
異なる量又は異なる速度で送り込むことができる。
【００１３】本発明の流動床装置は、それぞれに気体と
固体の流れの流出用の出口を有する複数の漏斗状の範囲
を備えることができる。これにより、異なる反応室に一
つの装置から同時に供給することが可能になり、又個々
の漏斗状の範囲に互いに関係なく流動化気体を送るよう
にすれば、この供給をそれぞれの反応室の所定のプロセ
スパラメータに応じて異なる量で実施できる。
【００１４】重量測定装置、特に差動秤量原理による重
量測定装置を設けると、流動層から流出する固体の監視
が簡単になる。流出する固体のこの測定は重量センサ及
び圧力差センサ１の両方で測定できる（その他の測定
法、例えば静電容量法又は平行板法も考えられる）。こ
の測定の間は流動床装置への固体の供給を中止するのが
好ましい。しかし、測定中の移動させる力を一定に保つ
ために、流動層の上方の圧力が高められる。この流動層
の上方の高められた圧力は流動層の中の静圧と重なるこ
とになる。
【００１５】重量測定に影響を与えないようにするため
に、特に重量測定が終了した後で初めて、固体を流動床
装置に所定の高さになるまで再び供給し、同時に流動層
の上方の圧力を調整すると、移動させる力を連続して測
定及び調節することができる。新たな供給のに流出する
流れを一定に保つために、簡単な測定システム、例えば
曲げロッド或いは線ひずみ計を設けることができる。更
に各所に配置した圧力センサからの測定信号を制御装
置、特にメモリプログラミング可能な制御装置に送る。
制御信号は流動化気体用の供給管路に設けた弁を制御し
て、流動層の中に流入する流動化気体の量又は速度、或
いは送気ノズル（これは出口の範囲又は出口に接続して
設けてもよい）から流入する流動化気体の量又は速度を
制御可能である。制御装置からの制御信号により同様
に、固体供給用のフィード装置及び又は圧力管路又は吸
込管路に設けた気体供給装置を制御することができる。
この気体供給装置を介して、流動層の上方の空間に気体
を吹き込むことができる。
【００１６】制御すべき変動がプロセス条件に応じて低
周波又は高周波の性質を有するので、その検出には好ま
しくはフィルタ回路を設けられる。それによって、高周
波の変動は特に出口付近の流動化の制御により、特に出
口に接続する送気ノズルによって制御し、一方低周波の
変動は固体の供給制御、流動層の高さ及び又は流動層の
上方の圧力の調節によって均一化する。
【００１７】
【実施例】次に、図面に基づいて本発明を例示的に説明
する。ここで、図１は流動床装置と本発明の配量供給装
置とを備えた設備の原理図、図２の右側部分は漏斗状の
床部を有する流動床装置の断面図、図２の左側部分は図
２の流動床装置の圧力と高さ位置との関係を示すダイア
グラム、図３は複数の漏斗状範囲を有する流動床装置を
示す図、図４は漏斗状範囲を有する流動床装置の変形例
を示す図である。
【００１８】図１の概略図から本発明の原理が明らかに
なる。この原理によれば、流動床装置１から流出する気
体と固体の流れ１７が配量供給装置１８を経て反応室１
９に入る。粒状の固体は貯槽２０から例えばスクリュー
フィーダ２１により流動床装置１に供給される。粒子を
できるだけ傷めないように輸送するために、スクリュー
フィーダ２１を中空らせん型スクリューとして形成する
ことができる。スクリューフィーダ２１の回転数と固体
粒子を供給する場所は、スクリューフィーダ２１から流
動層２に供給される固体粒子の衝撃をできるだけ抑える
ように、選定される。スクリューフィーダの代わりに、
例えばチェーンコンベヤのような他の供給装置を設ける
ことも可能である。
【００１９】２基又はそれ以上の数の供給装置により、
種類の異なる固体を流動床装置１に送り込み、例えばこ
れらの固体を流動層２で混合し、この混合物を配量供給
混合物として流動床から排出することは、幾つかの用途
にとっては望ましいことである。
【００２０】流動床装置１の底部１１を通って流動化気
体Ｇが下から上に向かって流れ込み、供給された固体粒
子を吹き上げて流動層２を形成する。気体の流入速度が
増すにつれて流動床が益々ほぐれて、その結果固体粒子
がこの２相系の中で様々の距離を移動するようになる。
ばらばらのずり層から流動層に移行する所定の気体の流
入速度（ほぐし速度）を超えると、流動層内の圧力低下
はほぼ一定である。
【００２１】流動層２の気体と固体の混合物は液体に近
い挙動を示す。すなわち、流動層２内の基体と固体の混
合物は、気体と固体の流れ１７として、流動床装置１の
底部１１の出口３から出口管４へ“流出し”、反応室１
９に入る。
【００２２】この反応室１９への流入は、反応室１９内
のその都度の条件に依存して行われる。反応室１９の中
に配置した少なくとも一つの圧力センサ１６は反応室１
９内の圧力条件に関する測定データを送る。もう一つの
圧力センサ１２′は流動層２の中に配置され、出口３の
高さ位置で流動層２内の圧力を測定する。出口３の吸込
範囲の近くでは圧力測定を行うべきではない。出口３の
高さ位置に圧力センサ１２′を配置することが大切であ
る。これは特に、出口装置が流動層２の中に突き出して
いる場合に重要である。こうして、流動層からの気体と
固体の流れの流出とその反応室１９への流入を押し進め
る移動させる力（推進力）を示す圧力差が得られる。プ
ロセスの種類と経過に依存して反応室１９の中の条件も
変化する。固体を一定量配量して供給する場合、この圧
力差の測定だけでは全ての条件に於いてこの要求を満た
すことはできない。例えば化学的プロセス又は脱気プロ
セスに基づいて、供給固体の密度が変化して、誤った情
報を生じることがある。
【００２３】流動床装置１の気体と固体を測定する重量
測定センサ１５またはその他の測定装置の測定データに
より、付加的な重量パラメータが供される。この場合の
気体と固体の測定は差動秤量原理により行うのが好まし
く、予め設定した時間間隔で秤量を行い、その間はスク
リューフィーダ２１を介しての流動床装置１への固体の
供給を中断する。一定の時間間隔で行う秤量の代わり
に、或る時間の間でこの秤量を行ってもよい。この時間
は、流動床装置１の中の設定された上側の充填高さまた
は充填量と場合によって設定される下側の充填高さまた
は充填量によって決めることができる。この充填高さは
適当な位置に設けたレベルセンサにより測定できるが、
重量測定装置自体によって充填量を調べるのが好まし
い。この秤量を実施する間、原動力を一定に保つため
に、流動層２の高さＨが下がった場合には、流動層２の
上方の圧力を高くする。そのために、流動床装置１のカ
バー３２に開口する空気圧管路３１と、流動化気体用の
気体出口管路３６に設けた流量制限装置３５とが設けて
ある。このような流量制限装置３５だけでも流動層の上
方の圧力の制御は可能である。バルブ３３、或いは他の
制御可能な気体流入／排出装置、例えば回転数制御式の
送風機又は吸引装置は、流動層２の上方の範囲に配置し
た圧力センサ１２ｅの測定信号により制御される。
【００２４】流動層から排出される微細な成分は粉塵濾
過装置２２、好ましくはサイクロンにより分離され、場
合によっては再び流動層に返送される。
【００２５】流動層から流出する気体と固体の流れは好
ましい特性、特に物質移動並びに熱伝達の点で好ましい
特性を有しているので、多くのプロセスを簡単にし促進
することができる。勿論これは、流出する気体と固体の
流れの構造特性が維持される場合に、理想的な形で実現
される。従って、達成すべき課題は、流出する気体と固
体の流れの中の固体を定量的に配量するだけでなく、そ
の際気体と固体の流れの均一性を維持し、場合によって
はこれを向上することであり、即ち、所定のプロセスに
とっては、場合によっては更に定性的な条件も満たすこ
とである。
【００２６】これは、出口３に直接接続して設けた、中
空体５の形状の送気ノズルにより可能である。このノズ
ルに接続して、更に特にリング状に形成したノズル２８
を設けることができ、このノズルは流出する気体と固体
の流れに同軸的に気体を供給し、この流れを言わば“被
覆する”。こうして中空体５により達成し得る気体と固
体の流れの安定性が維持される。
【００２７】出口３に対して対称に、付加的な流動化ノ
ズル６として形成した送気ノズルが配置されている。流
動床装置１の底部１１を通って流入する気体（矢印Ｇ）
に加えて、この送気ノズルから空気圧管路１０を経て流
動化気体を流動層２に送り込む。この流動化ノズル６は
多孔性のインサートを備えた環状通路の形に形成され、
それによって出口３内の気体と固体の混合物を同心的に
更に流動化することができる。このような流動化ノズル
６は実質的には出口管４に流出する気体と固体の流れの
均一化に寄与するだけであり、気泡の混入を見込まなけ
ればならないので、固体の流量に対する影響はごく僅か
である。
【００２８】円筒形の中空体５は多孔性の壁部７を備え
ている。この壁部は更に環状の送気通路８によって取り
囲まれている。流動化ノズル６に通ずる空気圧管路１０
に接続可能な空気圧管路１０′から、同様に流動化気体
がこの送気通路８に送られる。この場合、弁１３，１
３′、場合によっては方向制御弁及び又は圧力制限弁を
設けてもよい。欧州特許第５３１７５８号公報にはこの
ような中空体５の形成に関する種々の具体例と、それに
よる種々の制御方法についての詳細な説明とが記載して
ある。
【００２９】圧力差測定により得られる測定データは例
えばソフトウェアコントローラを内蔵したメモリプログ
ラミング可能な制御装置３４に送られ、この制御装置は
流出する気体と固体の流れの送気及びまたは流動化を、
送気通路８及び又は流動化ノズル６を介して制御する。
【００３０】流出する固体の流れの特徴を示す、重量測
定センサ１５の測定データも同様にメモリプログラミン
グ可能な制御装置３４に送られる。
【００３１】メモリプログラミング可能な制御装置３４
はスクリューフィーダ２１からの固体の供給を制御す
る。特に秤量の行われていない間に、流動層２の高さＨ
またはその容積を所定の値に調節し、場合によっては上
限と下限のレベルのためのレベルセンサ１２ｆ及び１２
ｆ′によってチェック可能であり、秤量の間に流出した
固体材料を再び補給する。
【００３２】既に冒頭で述べたように、流出する固体の
流れに急速な或いはゆるやかな変動を生ずる可能性があ
る。これまで説明した制御方法とその組合せは他の調節
機能を示す。例えば低域フィルタ２６と高域フィルタ２
７とを有するフィルタ回路が制御装置３４を介して、ゆ
るやかな変動の場合には流動床装置１への固体の供給及
び又は流動層２への流動化気体の供給及び又は流動層２
の上方の空間への気体の供給を修正し、これに対して速
い変動の場合には出口に接続する、中空体５として形成
した送気ノズルから流出する気体と固体の流れの送気を
変更する。
【００３３】図２の右側部分に、下側範囲を漏斗１４の
形に形成した流動床装置１ａを示す。固体はフィード装
置２１から供給され、流動化気体Ｇは環状管路９から漏
斗部１４に供給される。環状管路の代わりに、流動層の
内部まで達する管路２５（図３）を設けることができ
る。この管路は漏斗部に入れられた固体の流動化を有利
に行う。この場合、漏斗部１４の壁部は少なくとも一部
が、例えば国際特許公開第８９／１１３７８号公報の図
１に示すような構造に準じて、互いに分離した水平な範
囲に分けられている。この範囲は二重壁として形成さ
れ、その内側の壁はそれぞれ通気性である。これによ
り、水平の層に於いて、流動化気体を異なる量及び速度
で漏斗部１４に供給することができる。これは、環状管
路９に設けた弁２３によって制御可能である。それによ
って、上方が固体のずり２４で覆われた流動層２の高さ
Ｈの調整が可能になる。この場合、流動層２の高さＨは
固体のずり２４の質量によっても変化するので、流動層
２の高さＨの調節にもう一つの方法がある。
【００３４】図２の左側部分のダイアグラムに示すよう
に、出口３の高さ位置に於ける圧力は流動層２の高さ、
即ち流動層２とばらもの２４との境界の高さ位置によっ
て変わる。流動化気体の吹込み量を増やして、流動層２
とずり２４との境界を上方に移動すれば移動する程、そ
れだけ出口３の高さ位置に於ける圧力が高くなる。これ
により、流出の原動力を変えることができる。この場
合、断面の減少により流動化気体の必要量が少なくて済
むという利点がある。流出する気体と固体の流れの調節
は、図１により説明した方法に対応して、環状管路９に
設けたそれぞれの弁２３で付加的に制御することによっ
ても行うことができる。流動化気体の供給を停止すれ
ば、流動床装置１ａの中には流動する範囲が存在しなく
なる。固体は純粋なずり層であり、もはや固体の流出は
起こらない（これと同様に、流動層２の上方で適当な減
圧が生じると、図１に対応して、流動床装置１からの固
体の流出は絞られるか又は全く停止する）。
【００３５】図３の装置は複数の漏斗状範囲１４ａ，１
４ｂ等を有する。これらの漏斗状範囲１４ａ，１４ｂ等
の各々に、固有の管路２５ａ，２５ｂ等から流動化気体
が供給される。従って、各々の漏斗状範囲１４ａ，１４
ｂ等についてそれぞれの流動層の高さを互いに独立して
調整することができる。それによって、各々の漏斗部１
４ａ，１４ｂ等について、それぞれの出口３ａ，３ｂ等
から流出する固体を調節できる。個々の出口３ａ，３ｂ
等に設けた送気ノズル５ａ，５ｂ等を介して、図１に基
づいて説明した方法で、流出する気体と固体の流れの均
一性を調整し、或いは固体の流れの僅かの速い変動を調
節することができる。
【００３６】流動化気体用の管路２５はここでは漏斗部
１４ａ，１４ｂ等の内部に達する管路として形成してあ
るので、漏斗部の容積全体にわたって固体の流動化が更
に向上する。
【００３７】図４に示した流動床装置１ｂは図２の装置
に対して、漏斗部１４′の下端が比較的狭い円筒状の部
分２９をなし、ここから出口３′を経て気体と固体の流
れが流出する点が異なっている。このような流動床装置
１ｂは、例えば図１に示したような通常の流動床装置の
利点と、図２に示したような漏斗形の構造の利点とを兼
備している。下側の円筒部２９は、前述のようにそれ自
体問題のある出口範囲での適切な流動化を可能にし、一
方上方へ漏斗形に拡がっている範囲１４′には層毎に異
なる量又は速度の流動化気体を送ることができ、又流動
層とずりを同時に形成することができる。
【００３８】
【発明の効果】本発明による装置と方法は、所望のプロ
セスのデータを考慮し、固体の種類や量に関係なく、流
動床装置から流出する固体の流れを制御することが可能
で、その際面倒な校正曲線の作成を必要としないという
利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】流動床装置と本発明の配量供給装置とを備えた
設備の原理図である。
【図２】右側の部分は漏斗状の底部を有する流動床装置
の断面図であり、左側の部分は図２の流動床装置の圧力
と高さ位置との関係を示すダイアグラムである。
【図３】複数の漏斗状範囲を備えた流動床装置を示す図
である。
【図４】漏斗状の底部を有する流動床装置のへ変形例を
示す図である。
【符号の説明】
１ 流動床装置 ２ 流動層 ３ 出口 ４ 出口管 ５，６ 送気ノズル ７ 壁部 ８ 送気通路 ９ 環状通路 １０ 空気圧管路 １１ 底部 １２ 圧力センサ １３ 弁 １４ 漏斗部 １５ 重量測定装置 １６ 圧力測定位置 ２６，２７ フィルタ回路 ３１ 圧力／吸気管路 ３３ 気体流入／排出装置 ３４ 制御装置 Ｇ 流動化気体 Ｈ 流動層の高さ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 気体と固体が少なくとも、気体と固体の
    流れをその都度少なくとも一つの出口管（４）に送り出
    すための少なくとも一つの出口（３）の範囲において、
    流動可能の混合物として流動層（２）の中に存在する、
    流動床装置（１）からの気体と固体の流れの中に存在す
    る固体を配量供給するための装置において、その都度存
    在する固体の種類と量に関係なく、出口（３）の高さ位
    置と出口管（４）の末端範囲との間で作用する移動させ
    る力を調節する手段を備えていることを特徴とする装
    置。
  2. 【請求項２】 前記手段を介して少なくとも流動層
    （２）の高さ（Ｈ）及び又は流動層（２）の上方の圧力
    が調節可能であり、その際特にこの両方の調節が同時に
    実施し可能であることを特徴とする請求項１の装置。
  3. 【請求項３】 出口（３）に付設した少なくとも一つの
    送気ノズル（５、６）が設けられ、特に次の特徴ａ），
    ｂ）、すなわち ａ） 少なくとも一つの送気ノズル（５）が底部範囲に
    おいて、特に対称的にかつ床部（１１）の中央に配置さ
    れ、かつ出口（３）に接続する特に垂直な中空体として
    形成し、この中空体が、少なくとも一部が通気性の、特
    に多孔性で好ましくは焼結金属製の壁部（７）を備え、
    中空体の少なくとも一部が送気通路（８）により同軸的
    に囲まれていることと、 ｂ） 少なくとも一つの特に環状の送気ノズル（６）、
    場合によっては出口（３）に対して対称に配置した少な
    くとも二つの送気ノズル（６）が、出口（３）に接して
    流動床装置（１）に開口していることの少なくとも一つ
    を有する請求項１又は２の装置。
  4. 【請求項４】 流動床装置（１）の少なくとも底部が漏
    斗状に形成され、特に互いに分離した複数の範囲が設け
    られ、場合によっては環状管路（９）又は流動床装置
    （１）内に達する管路（２５）を経て、流動化用気体が
    前記範囲に相互に関係なく吹き込み可能であることを特
    徴とする請求項１〜３のいずれか一つの装置。
  5. 【請求項５】 漏斗状に形成された複数の範囲（１４
    ａ、１４ｂ）が少なくとも底部の範囲に設けられている
    請求項１〜４のいずれか一つの装置に於いて、この漏斗
    状の範囲（１４ａ、１４ｂ）にそれぞれ、流動化用気体
    が独立して吹き込み可能であることを特徴とする装置。
  6. 【請求項６】 出口（３）から流出する固体の流量を測
    定するための少なくとも一つの重量測定装置（１５）、
    特に差動秤量原理の重量測定装置、及び又は少なくとも
    一つの圧力差測定装置が設けられ、流動床装置（１）の
    底部（１１）の上方に、特にその直ぐ上にしかも特に出
    口（３）の高さ位置に配置された圧力測定位置（１
    ２′）と、出口管（４）の末端の範囲に付設された第二
    の圧力測定個所（１６）と、場合によっては、流動床装
    置（１）の中で流動層（２）の上方に配置された少なく
    とも一つの他の圧力測定個所（１２ｅ）が設けられ、特
    に次の特徴ａ），ｂ）、すなわち ａ） 中空体（５）として形成された送気ノズルが出口
    （３）に付設され、中空体（５）の中に少なくとも一つ
    の他の圧力測定個所が設けられていることと、 ｂ）流動床装置（１）の底部（１１）に流動化用気体を
    吹き込む少なくとも１本の圧力管路に設けた少なくとも
    １個の弁、及び又は少なくとも一つの送気ノズル（５、
    ６）に流動化用気体を吹き込む少なくとも１本の圧力管
    路（１０、１０′）に設けた弁（１３，１３′）、及び
    又は固体を流動層（２）に供給するために設けた少なく
    とも一つの供給装置（２１）、及び又は流動層（２）の
    上方の空間に気体を吹き込む圧力管路または吸込み管路
    （３１）に設けた気体流入／排出装置（３３）を調節ま
    たは制御するための、特にメモリプログラミング可能な
    制御装置（３４）が設けられ、好ましくは該制御装置
    （３４）が低周波又は高周波の変化を検出するためのフ
    ィルタ回路（２６、２７）を有することの少なくとも一
    つを有する請求項１〜５のいずれか一つの装置。
  7. 【請求項７】 気体と固体粒子が流動床装置（１）に供
    給され、流動床装置内で気体と固体粒子の少なくとも一
    部が流動層（２）として存在し、続いて流動床装置
    （１）から、少なくとも１本の出口管（４）に連絡する
    少なくとも一つの出口（３）を経て排出される、気体と
    固体の流れの中に存在する固体を配量供給する方法に於
    いて、その都度存在する固体の種類と量とに関係なく、
    出口（３）の高さ位置と出口管（４）の末端の範囲との
    間で作用する移動させる力が、制御手段を介して調節ま
    たは制御されることを特徴とする方法。
  8. 【請求項８】 前記制御手段により、流動層（２）の中
    及び又はその上方の圧力、出口管（４）の中の圧力、流
    動層（２）の高さ（Ｈ）、固体の流出量及び又は固体の
    供給量に、相互に調和するように影響を与えることを特
    徴とする請求項７の方法。
  9. 【請求項９】 次の特徴ａ），ｂ），ｃ）、すなわち ａ） 流動床装置（１）が、少なくとも底部の範囲に漏
    斗状に形成された少なくとも一つの範囲（１４）を有
    し、この範囲の高さから流動化気体を種々の量又は種々
    の速度で、場合によっては他の漏斗状範囲（１４ａ、１
    ４ｂ）に関係なく送り込むことと、 ｂ） 出口（３）に付設した少なくとも一つの送気ノズ
    ル（５）から、気体と固体の流れに流動化気体を供給す
    ることと、 ｃ） 流動層（２）、特に前記出口（３）の高さ位置の
    流動層と出口管（４）の末端の範囲の間の圧力差、及び
    又は流動層（２）、特に出口（３）の高さ位置の流動層
    と流動層（２）の上方の空間の間の圧力差、及び又は流
    動層（２）、特に出口（３）の高さ位置の流動層と中空
    体（５）として形成した送気ノズルの間の圧力差を測定
    し、この測定値を、好ましくは低周波又は高周波の変化
    を検出するためのフィルタ回路（２６、２７）を備えた
    制御装置（３４）に送ることの少なくとも一つを有する
    請求項７または８の方法。
  10. 【請求項１０】 流動層装置（１）の気体と固体の容積
    を、好ましくは一定の時間間隔を置いて、重量法で、特
    に差動秤量原理により測定し、その際好ましくは測定中
    流動層装置（１）への固体の供給を中止し、流動層
    （２）の上方の圧力を高め、その際好ましくは重量測定
    値を前記制御装置に（３４）に送り、及び／又は、特に
    重量測定の代わりに、固体が一定の高さ（Ｈ）又は量に
    達するまで流動層装置（１）に再度供給され、流動層
    （２）の上方の圧力が調節されることを特徴とする請求
    項７〜９のいずれか一つの方法。
JP6109988A 1993-05-25 1994-05-24 流動床からの気体と固体の流れの中に存在する固体を配量供給するための装置及び方法 Ceased JPH07163857A (ja)

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