(57)【要約】  少なくとも第１および第２の段（Ａ、Ｂ）またはデッキの分離サイクロンを含み、段は連続して操作するように配置されている、多段セパレータ（ＭＳＳ）容器（５０）が開示される。各段またはデッキは、複数のサイクロン（５１）が設置された上側および下側管板（５６、７４）を含み、ガス流が各段を通ると、ガス流からガス流中の固体粒子が分離され、管板の間にディスペンスされる。容器は微粒子を含むガス流を受ける入口（５４）を有し、フローは一般に下向きに移動し、まず第１段を通過し、次いで少なくとも第２段を通過する。【選択図】図１
2009521321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
混入ガス流から微粒子固体を分離するための容器（５０）であって、前記容器は、
全体的に円筒形の内部を画成し且つ粒子が混入したガス流が内部に入るときに通る容器入口（５４）および容器出口（８０ｂ）を含む壁（８６）と、
前記容器入口と流体連通する１次サイクロン段（Ａ）とを有し、
前記１次サイクロン段（Ａ）は、それぞれが内部にわたって延びる１次の第１の管板（５６ａ）および１次の第２の管板（７４ａ）と、
１次の複数の分離サイクロン（５１）とを有し、前記サイクロンのそれぞれが、前記第１の管板に対して固定された第１の端部（５８）および第２の端部（６６）を備える実質的に垂直なサイクロン本体（６２）を有し、前記第１の端部が粒子混入したガス流を受けるためのサイクロン入口（６０）を画成し、前記サイクロンは、粒子混入したガス流の求心的加速を生じさせ、それぞれの前記１次の第１の管板と前記１次の第２の管板の間に微粒子を排出するように操作可能であり、前記サイクロン本体はさらに、第１の浄化されたガス流を前記１次の第２の管板を通って排出するために前記１次の第２の管板を通って延びる第１のガス出口（７５）を備え、
前記容器はさらに、前記第１のガス出口（７５）と流体連通し、前記１次サイクロン段（Ａ）から離間されている２次サイクロン段（Ｂ）を有し、
前記２次サイクロン段（Ｂ）は、それぞれが内部にわたって延びる、２次の第１の管板（５６ｂ）および２次の第２の管板（７４ｂ）と、
２次の複数の分離サイクロン（５１）とを有し、前記サイクロンのそれぞれが、２次の第１の管板（５６ｂ）に対して固定された第１の端部（５８）および第２の端部（６６）を備える実質的に垂直なサイクロン本体（６２）を有し、前記第１の端部が第１の浄化されたガス流を受けるためのサイクロン入口（６０）を画成し、前記サイクロンは、粒子混入した第１の浄化されたガス流の求心的加速を生じさせ、それぞれの前記第１の管板と前記第２の管板の間に微粒子を排出するように操作可能であり、前記サイクロン本体はさらに、第２の浄化されたガス流を前記第２の下側管板を通って排出するために前記第２の管板を通って延びる第２のガス出口を備える、
容器。
【請求項２】
前記第２のガス出口がガス出口管（７２）を含み、前記ガス出口管の端部がそれぞれの第２の管板（７４ｂ）を通ってそこに固定されている、請求項１に記載の容器。
【請求項３】
前記サイクロン本体（６２）が、それぞれの第１の管板と第２の管板の対の間から微粒子を排出するための少なくとも１つの排出開口をさらに含む、請求項２に記載の容器。
【請求項４】
前記排出開口は、少量のアンダーフローが、排出される微粒子とともに出ることを可能にする、請求項３に記載の容器。
【請求項５】
前記ガス出口管（７２）は、前記サイクロン本体（６２）に対して摺動可能に配置される、請求項２に記載の容器。
【請求項６】
前記入口（５４）は触媒再生容器（３０）と連通している、請求項１に記載の容器。
【請求項７】
前記１次サイクロン段（Ａ）は前記２次サイクロン段（Ｂ）の上方にあり、前記第１の管板（５６ａ、５６ｂ）は前記１次および２次サイクロン段内で前記第２の管板（７４ａ、７４ｂ）の上方にある、請求項１に記載の容器。
【請求項８】
システムであって、
前記システムは、混入ガス流から少なくともいくらかの固体粒子を除去するための少なくとも１つのサイクロン（４６）を含む触媒再生容器（３０）と、
混入ガス流から微粒子固体をさらに除去するためのセパレータ容器（５０）とを有し、
前記セパレータ容器は、全体的に円筒形の内部を画成する壁（８６）を有し、前記壁は、粒子が混入したガス流が内部に入るときに通る容器入口（５４）および容器出口（８０ｂ）を含み、
前記システムはさらに、前記容器入口（５４）と流体連通する１次サイクロン段（Ａ）を有し、
前記１次サイクロン段は、それぞれが内部にわたって延びる１次の上側管板（５６ａ）および１次の下側管板（７４ａ）と、
１次の複数の分離サイクロン（５１）とを有し、前記サイクロンのそれぞれが、前記１次の上側管板（５６ａ）に対して固定された上端部（５８）および底端部（６６）を備える実質的に垂直なサイクロン本体（６２）を有し、前記上端部が粒子混入したガス流を受けるためのサイクロン入口（６０）を画成し、前記サイクロンは、粒子混入したガス流の求心的加速を生じさせ、それぞれの前記１次の上側管板（５６ａ）と１次の下側管板（７４ａ）の間に微粒子を排出するように操作可能であり、前記サイクロン本体はさらに、第１の浄化されたガス流を前記１次の下側管板より下方で排出するために前記１次下側管板を通って延びる１次ガス出口（７５）を有し、
前記システムは、前記１次ガス出口（７５）と流体連通し、前記１次サイクロン段（Ａ）から離間されている２次サイクロン段（Ｂ）を有し、
前記２次サイクロン段は、それぞれが内部にわたって延びる、２次の上側管板（５６ｂ）および２次の下側管板（７４ｂ）と、
２次の複数の分離サイクロン（５１）とを有し、前記サイクロンのそれぞれが、２次の上側管板（５６ｂ）に対して固定された上端部（５８）および底端部（６６）とを有する実質的に垂直なサイクロン本体（６２）を有し、前記上端部が第１の浄化されたガス流を受けるためのサイクロン入口（６０）を画成し、前記サイクロンは、粒子混入した第１の浄化されたガス流の求心的加速を生じさせ、それぞれの２次の上側管板と２次の下側管板の間に微粒子を排出するように操作可能であり、前記サイクロン本体はさらに、第２の浄化されたガス流を前記２次の下側管板を通って排出するために前記２次の下側管板を通って延びる２次ガス出口とを有する、
システム。
【請求項９】
前記１次および２次サイクロン段（Ａ、Ｂ）が前記入口（５４）の垂直下方に連続して配置され、互いから垂直に離間されている、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
混入ガス流から微粒子固体を分離するための方法であって、
前記方法は、前記混入したガス流を、入口管を通って、内部を画成する壁を有するセパレータ容器へと送るステップと、
１次の第１の管板および１次の第２の管板とを有する１次セパレータ段を設けるステップとを有し、前記１次の第１の管板および前記１次の第２の管板のそれぞれが前記内部にわたって延び、前記１次セパレータ段は、１次の複数の分離サイクロンを備え、それぞれの前記サイクロンが前記１次の第１の管板に対して固定された第１の端部および第２の端部を有する実質的に垂直なサイクロン本体を有し、前記第１の端部が粒子混入したガス流を受けるためのサイクロン入口を画成し、前記サイクロンは粒子混入したガス流に求心的加速を生じさせ、前記第１の管板と前記第２の管板の間に微粒子を排出するように操作可能であり、前記サイクロン本体はさらに、第１の浄化されたガス流を前記第２の管板を通して排出するために前記第２の管板を通って延びる第１ガス出口を備え、
前記方法はさらに、２次の第１の管板および２次の第２の管板とを有する２次セパレータ段を設けるステップを有し、前記２次の第１の管板および前記２次の第２の管板は、それぞれが内部にわたって延び、前記２次セパレータ段は２次の複数の分離サイクロンを備え、それぞれの前記サイクロンが前記２次の第１の管板に対して固定された第１の端部および第２の端部を有する実質的に垂直なサイクロン本体を有し、前記第１の端部が粒子混入したガス流を受けるためのサイクロン入口を画成し、前記サイクロンは第１の浄化されたガス流の求心的加速を生じさせ、前記２次の第１の管板と前記２次の第２の管板の間に微粒子を排出するように操作可能であり、前記サイクロン本体はさらに、第２の浄化されたガス流を前記第２の管板を通して排出するために前記２次の第２の管板を通って延びる第２ガス出口とを含み、
前記方法はさらに、前記１次段を通って混入ガス流を通過させ、前記混入ガス流から多量の微粒子固体を分離し、前記固体を前記１次段のそれぞれの１次の第１の管板と第２の管板の間にディスペンスするステップと、
第１の浄化されたガス流の少なくとも一部分を前記１次段から前記２次段へと通過させ、前記第１の浄化されたガス流からさらなる量の微粒子固体を分離し、前記固体を前記２次段のそれぞれの２次の第１の管板と第２の管板の間にディスペンスするステップとを含む
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、固体を含有するガス流から粒子を除去するセパレータ容器に関し、より詳細には、流動接触分解（ＦＣＣ）ユニットの高温の再生器煙道ガスから触媒微粉を除去するための、第３段セパレータ（ＴＳＳ）容器として一般に知られているデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＣＣ技術は、長い間、広く使用されるガソリン製造手段であった。ＦＣＣプロセスでは、例えば軽油など、より重質（すなわち、より高分子量）でより価値の低い炭化水素原料を分解することによって、ガソリンが製造される。ＦＣＣは多くのファクターを伴う大型で複雑なプロセスであるが、ここでは本発明との関連において、この技術の一般的な概要を延べる。
【０００３】
ＦＣＣプロセスは一般に、再生器と密接に連結され、その後下流で炭化水素生成物が分離される、反応器を含む。反応器内で炭化水素原料が触媒と接触して、炭化水素をより低分子量の生成物へと分解する。このプロセス中、触媒にはコークが堆積する傾向にあり、コークは再生器内で燃焼除去される。
【０００４】
再生器内での燃焼による熱は一般に、非常に高温の煙道ガスを生成する。これらの高温の煙道ガスからエネルギーを回収する、エキスパンダータービンなどの動力回収デバイスを設けることが望ましい。例えば、送風機と連結して再生器のための燃焼空気を生成することができるタービンである、電力を生成する発電機を設けることが知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＦＣＣプロセスでは、平均粒子直径が５０から１００ミクロンで、非常に細かい砂粒とサイズおよび外観が同等である、大量の触媒の連続流動化および循環が行われる。生産される分解生成物９０７ｋｇにつき触媒約４５３６ｋｇが必要であり、したがってかなりの循環が必要である。これと併せて、粒子直径の小さい触媒を大量在庫および再利用する必要があり、この触媒が反応器／再生器システムから排気流へと出て行かないようにするために、引き続き課題となっている。
【０００６】
米国環境保護庁は、ＦＣＣ排気筒からの触媒の排出を、再生されるコーク１ｋｇあたり触媒０．５ｋｇに制限している。特別な状況では、排出基準は、再生されるコーク１ｋｇあたり触媒０．４ｋｇに制限されることもある。環境規制排出基準を満たすために煙道ガス中の触媒濃度を低減し、また排出の正常変動が環境規制基準を下回ることを確実にするためのマージンを設けることが望ましい。
【０００７】
さらに、触媒粒子は研磨性であり、したがってタービンなど、再生器の下流にあるコンポーネントを損傷し磨滅させる恐れがある。触媒粒子に曝されると、タービンのブレードが磨滅し、電力回収効率の損失が起きることになる。さらに、触媒微粉、すなわち寸法が１０μｍ未満の粒子は、エキスパンダータービンのブレードを著しく磨滅させることはないが、やはりブレードおよびケーシングの上に堆積する。ブレードに堆積するとブレード先端が磨滅することがあり、ケーシングに堆積するとブレード先端がエキスパンダータービンのケーシングを擦る可能性が大きくなることがあり、これによりエキスパンダーシャフトの大きな振動が起きることがある。したがって、再生器煙道ガスから触媒粒子を除去することが望ましい。
【０００８】
固体触媒粒子を除去するために、従来、反応器および再生器の内部にサイクロンセパレータが導入されてきた。一般に、再生器は、実質的に空気中の触媒コークの最終的な燃焼生成物である再生器煙道ガスへの触媒の混入を防ぐために、第１および第２（あるいは１次および２次）段のセパレータを含む。通常サイズの触媒粒子は、内部再生器サイクロン内で効果的に除去されるが、微粉材料（粗く研磨性の反応器／再生器環境で摩耗および磨滅によって生じる、一般に５０ミクロンより小さい触媒残留物）は、実質的に収集がより困難である。その結果、ＦＣＣ煙道ガスは一般に１００から５００ｍｇ／Ｎｍ３の範囲の微粒子濃度を含む。この固体レベルは、適用される法的排出規制に関して問題となる恐れがあり、電力回収エキスパンダータービンを損傷するリスクを有する十分な高さである。
【０００９】
したがって、ＦＣＣ煙道ガスの微粉含有量のさらなる低減が保証されていることが多く、これは第３段セパレータ（ＴＳＳ）によって達成することができる。ＴＳＳにおける「第３」という用語は、一般に、ＴＳＳへの入口の上流で第１段サイクロンおよび第２段サイクロンが気固分離に使用されることを仮定する。これらのサイクロンは一般に触媒再生容器内にある。ＴＳＳの上流に、より多くまたはより少ないセパレータデバイスを設けることも可能である。したがって、本明細書で使用されるＴＳＳという用語では、ＴＳＳ容器の上流に正確に２つのセパレータデバイスがある必要はない。ＴＳＳは粒子含有ガス流に求心的加速を生じさせ、より高密度の固体を回転渦の外縁へと押しやる。排気されるＦＣＣ煙道ガスのための従来のＴＳＳ容器は、一般に、単一の容器内部に複数の個々のサイクロンが設置されたデッキを含む、単一段のサイクロンセパレータを含む。デッキは、混入したガスをサイクロン入口へと配送し、容器内部の領域を分離されたガスおよび固体相を収集するためのセクションへと分割するための、サイクロンの上側および下側端を付着する上側および下側管板を含む。
【００１０】
単一段のサイクロンセパレータを有する従来のＴＳＳユニットの例が、米国特許第５，６９０，７０９号、米国特許第６，６７３，１３３号、および米国特許第６，７９７，０２６号に開示されている。このような従来のＴＳＳユニットはガス流からかなりの割合の微粒子を除去するように操作されるが、微粒子微粉のさらなる低減が得られるＴＳＳを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
ＦＣＣ再生器システムの下流に導入するための多段セパレータ（ＭＳＳ）容器が提供される。ＭＳＳ容器は、容器内に少なくとも１次および２次の段またはデッキの分離サイクロンを含み、段は連続して操作するように配置されている。各段またはデッキは、複数のサイクロンが上に設置された第１および第２の管板を含み、ガス流が各段を通ると、ガス流からガス流中の固体粒子が分離され、管板の間にディスペンスされる。容器は微粒子を含むガス流を受ける入口を有し、フローは好ましくは下向きに移動し、まず第１段を通過し、次いで少なくとも第２段を通過する。流動接触分解（ＦＣＣ）再生器ユニットの下流に導入されると、ＭＳＳは、単一段のセパレータを含む従来の第３段セパレータ（ＴＳＳ）に比べて驚くほど多くの量の微粒子を除去すると計算されている。
【００１２】
実施形態では、粒子が混入したガス流から微粒子固体の除去の改善が有利に得られる、分離容器およびプロセスが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、特に１μｍから５０μｍの範囲のダスト粒子を含む、多様な固体が混入したガス流の浄化に関する。固体触媒流動床プロセス、石炭燃料ヒータ、および発電プラントの排気流の処理を含む多くの市販のガス浄化操作が、この説明に該当する。いくつかの良く知られている操作は、米国特許第６，１６６，２８２号に説明されている、固体触媒組成を使用してメタノールを軽質オレフィンへ変換するためのプロセスの好ましい実施形態など、流動床技術に依拠している。特に対象となる別の分野は、反応器内でプロセス条件によって摩耗、磨滅、および／または摩擦から生じた同伴触媒粒子を含むＦＣＣ排気流の浄化である。
【００１４】
上述の通り、流動接触分解（ＦＣＣ）は良く知られている製油操作であり、ほとんどの場合のガソリン製造がこれに依存している。プロセスの変動要素は一般に、４００℃から６００℃の分解反応温度および５００℃から９００℃の触媒再生温度を含む。分解および再生はどちらも５気圧より低い絶対圧力で行われる。図は一般的なＦＣＣプロセスユニットを示し、ライン１２内の重質炭化水素原料または原料油が、再生触媒スタンドパイプ１４から入ってくる新しく再生された触媒と接触する。この接触は、反応器容器１０の底を通って上向きに延びる、反応器ライザーとして知られる細い反応器導管１６内で行うことができる。原料と触媒の接触は流動ライン８からのガスによって流動化される。触媒からの熱によって油が気化し、反応器導管１６の圧力よりいくらか低い圧力で操作される反応器容器１０自体内へと、ともに反応器導管１６を通って輸送されると、その後、油は触媒の存在下で分解される。分解された軽質炭化水素生成物は、その後、反応器導管１６の端部で、次いで、第１段内部反応器サイクロン１８および任意で第２段内部反応器サイクロン（図示せず）を使用する反応器容器１０内で触媒から分離され、ライン２２を通って次の分別操作へと反応器容器１０から出る。反応器容器１０にはより多くのサイクロンまたはより少ないサイクロンを使用することができる。この時点で、反応器導管１６内で起きる不可避の副反応によって、触媒活性を低下させる有害なコーク堆積物が触媒上に残されている。したがって、この触媒は使用済み（または少なくとも一部使用済み）と呼ばれ、さらに使用するためには再生が必要である。炭化水素生成物から分離された後の使用済み触媒はストリッピングセクション２４へと落ち、そこでノズル２６を通して水蒸気が噴射されて、残留炭化水素蒸気をパージする。ストリッピング操作後、使用済み触媒は、使用済み触媒スタンドパイプ３２を通って触媒再生容器３０へと送られる。
【００１５】
図１は、燃焼器として知られる再生容器３０を示す。様々なタイプの再生容器が適し得ること、および本発明は図示されている例示的な再生容器３０に限定されないことを、当業者であれば理解するであろう。触媒再生容器３０では、空気流が空気分配器２８を通して導入されて、使用済み触媒と接触し、上に堆積したコークを燃焼し、再生された触媒を提供する。触媒再生プロセスは触媒に大量の熱を加え、反応器導管１６内で起きる吸熱分解反応をオフセットするエネルギーを提供する。いくらかの新鮮な触媒が触媒再生容器３０の基部へと向かうライン３６内で追加され、微粉材料または同伴粒子として、反応器容器１０および再生器容器３０から出る触媒を補給する。触媒および空気は、再生（すなわち、コークの燃焼）後、触媒再生容器３０内部にある燃焼器ライザー３８に沿ってともに上向きに流れ、やはり触媒再生容器３０内部にある分解器（ｄｉｓｅｎｇａｇｅｒ）４０を通って排出されることによって初期分離される。
【００１６】
分解器４０から出る再生された触媒および煙道ガスのより細かい分離は、例えば、図に示すように触媒再生容器３０内部の第１段セパレータサイクロン４４および第２段セパレータサイクロン４６を使用して達成される。再生容器３０内にはより多くのセパレータサイクロンまたはより少ないセパレータサイクロンを使用することも可能である。煙道ガスは入口４４ａを通って第１段セパレータサイクロン４４に入る。煙道ガスから分離された触媒はディップレッグ４４ｂを通ってディスペンスされ、触媒中の比較的軽い煙道ガスは導管４６ａを通って２次段セパレータサイクロン４６へと移動する。２次段セパレータサイクロン４６内の煙道ガスから分離された追加の触媒はディップレッグ４６ｂを通って触媒再生容器３０内へとディスペンスされ、固体中の比較的さらに軽い煙道ガスは出口管４６ｃを通って２次段セパレータサイクロン４６から出る。
【００１７】
再生された触媒は再生触媒スタンドパイプ１４を通って反応器容器１０へ戻り、再利用される。コーク燃焼の結果、触媒再生容器３０の最上部から出る、ノズル４２内の煙道ガス蒸気は、Ｎ２、ＣＯ、ＣＯ２、Ｏ２およびＨ２Ｏ、ならびにより少量の他の種を含む。第１段セパレータサイクロン４４および２次段セパレータサイクロン４６は、ノズル４２内の煙道ガスから再生触媒の大部分を除去することができるが、ほとんどが摩耗から生じる微細触媒粒子が、この排気流に常に混入する。したがって、微粉が混入した煙道ガスは一般に１００から５００ｍｇ／Ｎｍ３の微粒子を含み、微粒子の多くは直径が５０ミクロン未満である。この混入レベルを鑑みて、また環境規制や煙道ガスから電力を回収する選択肢を考慮して、かなり混入した煙道ガスをさらに浄化するインセンティブは重要である。
【００１８】
本発明の一態様によれば、ＦＣＣ再生器ユニットから出るガス流など、粒子が混入したガス流からの微粒子固体の改善された分離を提供するために、連続した多サイクロン段、すなわち少なくとも第１および第２のサイクロン段を含むセパレータ容器が設けられる。そのような容器はＦＣＣシステムにおける多段の分離を効果的に提供し、したがって本明細書では多段セパレータ（ＭＳＳ）と呼ばれており、これは従来のＴＳＳの代わりに使用することが意図されている。
【００１９】
例えば、本発明による特徴を有するＭＳＳ容器５０が図示されている。導管４８は、微粉が混入した煙道ガスの流れを触媒再生容器３０からＭＳＳ容器５０へと運ぶ。ＭＳＳ容器５０は、全体的に円筒形の側方部分８６ａ、底部分８６ｂ、および最上部分８６ｃを含む外壁８６を含み、包囲された内部を画成する。好ましくは最上部分８６ｃから中心を延びる入口管５３によって、入口５４が形成されている。８６ｃなど、壁８６の内面の一部分は、同伴された触媒粒子による金属表面の磨滅を低減するように、耐火材料５２で内張りされている。ディフューザを使用して、ガス入口５４を通る煙道ガスのフローを分散することができる。
【００２０】
本発明の態様によれば、ＭＳＳ容器５０は、多デッキまたは多段のサイクロンを含む。例えば、ＭＳＳ容器５０は１次セパレータ段Ａおよび２次セパレータ段Ｂを含む。特に、ＭＳＳ容器５０の内部の中間位置で入口５４の垂直下方に、１次セパレータ段Ａが容器内に配設されており、２次セパレータ段Ｂが１次セパレータ段Ａの垂直下方に離間されている。ただし、他の配置も企図されている。
【００２１】
第１または１次セパレータ段Ａは、それぞれのサイクロン５１の第１または上端部５８を保持する第１の１次上側管板５６ａを含む。実施形態では、サイクロン５１を通過する以外は入口チャンバ５７ａからＭＳＳ容器５０の残りの部分への連通を制限するために、内部を分離して第１または上側入口チャンバ５７ａを画成するように、上側管板５６ａがＭＳＳ容器５０の断面全体にわたって延びている。特に、それぞれのサイクロン５１は、入口チャンバ５７ａへと開いているサイクロン入口６０を有する。管板５６ａは、上側管板５６ａを通ってアクセスするために、任意のマンウェイのためのカバー５９ａを含むことができる。当業者であれば、本発明では様々なタイプのサイクロンを導入することができることを理解するであろう。混入したガスはそれぞれのサイクロン入口６０に入り、入口６０付近の旋回羽根６４に当たって、粒子が混入したガスに求心的加速を生じさせる。旋回羽根６４は円筒形サイクロン本体６２内部の構造物であり、流入するガスが中を通って流れることができる通路を制限し、それにより流れるガス流を加速するという特徴を有する。旋回羽根６４はまた、混入したガス流の方向を変えて、円筒形サイクロン本体６２の長さを通るらせんまたはスパイラルのガスフローを形成する。ガスに与えられる回転動作によって、より高密度の固体相が円筒形サイクロン本体６２の壁の方へと送られる。実施形態では、サイクロン５１はクリーンガス出口管７２の周りに、円筒形サイクロン本体６２の閉じられた底端部６６を含む。一実施形態では、底端部６６は、様々な熱拡張に対応するために、底端部６６とクリーンガス出口管７２の間に間隙を画成する。したがって、出口管７２はサイクロン本体６２に対して摺動的に配置することができる。円筒形サイクロン本体６２に向かって外向きに押しやられた固体粒子が、サイクロン５１の求心力によって円筒形サイクロン本体から出ることができるように構成されたスロットなど少なくとも１つの開口を通る１次ガスフローから、固体粒子が抽出される。１次セパレータ段Ａでは、除去された粒子が１次段の第１の管板５６ａと１次段の第２の管板７４ａの間の、１次または第１段固体チャンバ６８Ａへと落ちる。第１の管板５６ａおよび第２の管板７４ａは、１次段固体チャンバ６８ＡとＭＳＳ容器５０の残りの部分の間の連通を制限する。１次段の第２の管板７４ａは好ましくは漏斗形または逆コーン形であり、固体を１次固体出口管７６ａへと案内し、その中を通って固体および少量のアンダーフローガスは１次段固体チャンバ６８Ａから出る。実施形態では、１次固体出口管７６ａは、ノズル８３ａによって画成された出口８４ａを通ってＭＳＳ容器５０から延びる。別の実施形態では、１次固体出口管は９０度などの角度で曲がり、ＭＳＳ容器５０の円筒形の側方部分８６ａを通って延びる。少量のアンダーフローガス流は、１次固体出口管７６ａを通るときにも除去される。管板５６ａと７４ａの相対的な高さは、向かい合う管板５６ａと７４ａのそれぞれの第１の対を提供するように互いに向かい合っている限り、逆にすることができる。
【００２２】
１次セパレータ段Ａによって固体が除去された、浄化されたガスは、円筒形サイクロン本体６２を通って垂直に下向きに流れ、好ましくはクリーンガス出口管７２の最上部で入口７０を通過する。次いで、浄化されたガスがクリーンガス出口管７２を通り、第２または下側管板７４ａを通って、またはその下で、第２のガス入口チャンバ５７ｂへと排出される。出口管７２の出口７５は、好ましくはその下側端にあり、好ましくは溶接板ブッシングによって下側管板７４ａに固定されている。下側管板７４ａは好ましくは第２のガス入口チャンバ５７ｂの上側境界を画成し、第２のガス入口チャンバ５７ｂと１次段固体チャンバ６８Ａの間の連通を防ぐ。１次段浄化ガスは、ＭＳＳ容器５０から、第１段ガス出口８０ａを通って選択的に出ることができる。実施形態では、ガス出口８０ａは、ＭＳＳ容器５０の垂直壁から延びるガス出口ノズル８１ａを通って下側管板７４ａの下に配置されている。
【００２３】
出口８０ａを通るバルブ調節フローの設定に基づいて、第２のガス入口チャンバ５７ｂ内の一部または全部のガスは、さらなる浄化のために好ましくは下向きに２次セパレータ段Ｂへと流れる。
【００２４】
２次セパレータ段Ｂは、それぞれのサイクロン５１の第１または上端部５８を保持する第１または上側管板５６ｂを含む。実施形態では、サイクロン５１を通過する以外は第２のガス入口チャンバ５７ｂからＭＳＳ容器５０の残りの部分への連通を制限するために、内部を分離して下側または第２のガス入口チャンバ５７ｂを画成するように、上側管板５６ｂがＭＳＳ容器５０の断面全体にわたって延びている。特に、それぞれのサイクロン５１は、第２のガス入口チャンバ５７ｂへと開いているサイクロン入口６０を有する。第１の管板５６ｂは、第１の管板５６ｂを通ってアクセスするために、任意のマンウェイのためのカバー５９ｂを含むことができる。
【００２５】
２次セパレータ段Ｂはまた、第２または下側管板７４ｂを含み、複数のサイクロン５１を備えている。固体粒子が２次ガスフローから抽出され、除去された粒子は、２次段上側管板５６ｂと下側管板７４ｂの間の２次段固体チャンバ６８ｂへと落ちる。上側管板５６ｂおよび下側管板７４ｂは、２次段固体チャンバ６８ｂとＭＳＳ容器５０の残りの部分の間の連通を制限する。２次段下側管板７４ｂは好ましくは漏斗形または逆コーン形であり、固体を第２の出口管７６ｂへと案内し、その中を通って固体および少量のアンダーフローガスが２次段固体チャンバ６８ｂから出る。実施形態では、固体出口管７６ｂは、ノズル８３ｂによって画成された出口８４ｂを通ってＭＳＳ容器５０から延びる。好ましくは、出口管７６ｂはＭＳＳ容器５０の底部分８６ｂを通って延びる。少量のアンダーフローガス流は、第２の出口管７６ｂを通るときにも除去される。管板５６ｂと７４ｂの相対的な高さは、向かい合う管板５６ｂと７４ｂそれぞれの第１の対を設けるように互いに向かい合っている限り、逆にすることができる。
【００２６】
２次セパレータ段Ｂによって固体が除去された、浄化されたガスは、円筒形サイクロン本体６２を通って好ましくは垂直に、好ましくは下向きに流れ、クリーンガス出口管７２の入口７０を通過する。次いで、浄化されたガスがクリーンガス出口管７２を通り、下側管板７４ｂを通って、またはその下で、出口または下側ガスチャンバ７８へと排出される。２次セパレータ段Ｂの下側管板７４ｂは、好ましくは下側ガスチャンバ７８の上側境界を画成し、下側ガスチャンバ７８と２次段固体チャンバ６８ｂの間の連通を防ぐ。２次段浄化ガスは、好ましくはＭＳＳ容器の底部分８６ｂを通って、ＭＳＳ容器５０からクリーンガス出口８０ｂを通って出ることができる。ガス出口８０ｂは、ＭＳＳ容器５０の壁から延びるガス出口ノズル８１ｂを通って２次段下側管板７４ｂの下に配置される。複数のガス出口を使用することもできる。剥離した耐火材の通過を防ぐために、ごみスクリーンまたは格子（図示せず）をクリーンガス出口８０ａまたは８０ｂ内に設置することができる。
【００２７】
したがってＭＳＳ容器５０は、従来の単一段のＴＳＳに比べて単一の容器内に少なくとも１段の分離を追加する。ＭＳＳ容器５０内の追加の段は、流入フローが４７５ｍｇ／Ｎｍ３という著しく高い微粒子含有量を含む場合であっても、排出レベルをコーク４５４ｋｇに対して微粒子０．３ｋｇ未満に低減するように、従来の単一段のＴＳＳの分離性能に比べて大きな改善が予想されている。多段ＡおよびＢのそれぞれにおける速度は、様々な速度で操作して粒子の捕捉を最適化しながら摩耗を最小化するように設計することができる。さらに多内部段ＡおよびＢは個々のアンダーフロー流を有することができ、それぞれが好ましくは個々のアンダーフロー濾過フィルタを備え、特にＦＣＣ操作条件に問題が生じた場合に、ＦＣＣ再生器からの触媒の高い持ち越し率に対して二重保護を提供する。そのような別個のアンダーフローシステムはまた、トラブルシューティング能力を提供し、各段の性能を個々に評価することが有利である。さらに、出口８４ａおよび８４ｂを通ってＭＳＳ容器５０から出るアンダーフロー流の容積フロー速度を独立的に調整して、性能を改善することができる。管板５６ａ、７４ａ、５６ｂ、７４ｂと１次および２次サイクロン段ＡおよびＢの相対的な配置は、最上部を下にして示されているが、本発明の範囲から逸脱することなく、全体的または部分的に変更することができる。ＭＳＳ容器５０内に２つより多くのサイクロン段を使用することも企図されている。
【実施例】
【００２８】
ＦＣＣ適用例におけるＭＳＳの予測される性能を、ＴＳＳの性能と比較した。従来の単一段ＴＳＳでは、ＴＳＳへの流入フローは微粒子３０．８ｋｇ／時であり、単一段セパレータではコーク４５４ｋｇに対して排出０．４ｋｇの浄化ガスが得られた。ある適用例ではコーク４５４ｋｇに対して排出０．４ｋｇ未満を保証する必要があり、その場合、このような単一段セパレータは性能の所望される設計マージンを提供しない。操作ユニットからのデータにより、本発明のＭＳＳ容器で行うように、微粒子６．４ｋｇ／時の含有量で単一段の従来のＴＳＳからの浄化ガスのすべてを第２段に導入すると、全体的にコーク４５４ｋｇに対して排出０．２ｋｇが得られ、微粒子除去が大幅に改善され、例えばコーク４５４ｋｇに対して排出０．４ｋｇ未満の保証を満足するために十分に設計マージンの範囲内であると本発明者らは予想した。ＴＳＳの従来の１次セパレータ段を出る浄化ガスの純度に比べて、２次セパレータ段クリーンガス出口ノズル８１ｂから出るクリーンガスの純度のこの３０％改善の予測は、完全に予想外であった。
【００２９】
本発明の好ましい実施形態は、本発明を実行するために発明者に既知である最良の形態を含めて説明されている。図示された実施形態は例示的なものに過ぎず、本発明の範囲を限定するものではないことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の多段セパレータを備えたＦＣＣユニットの簡略化した概略図である。
【図１】
2009521321.tif 000003
【国際調査報告】
2009521321.tif 000004