JPH1043576A - Catalyst packing method and device therefor - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To speed up the packing rate of a catalyst by setting the scattering height from catalyst surface and number of revolution so that the radial direction velocity component of the discharged catalyst in a reaction column satisfies a specific condition at the time of packing the catalyst in the reaction column by scattering the catalyst from a catalyst discharger while rotating a dispersion rotor. SOLUTION: A catalyst packing device 20 is arranged with a frame at the upper part of the reaction column 10 in which the catalyst 11 is to be packed. The packing device 20 is provided with the catalyst discharger 30 provided at the almost central part of a distributor 14 in the reaction column 10, a supporting part 21 supporting the discharger 30, a fluid drive type motor 22 driving the discharger 30, a hopper 23 housing the catalyst 11 and a pipe introducing the catalyst 11 to the discharger 30 from a hopper 23. The discharger 30 is constituted so as to be provided with a distribution rotor structure 40 for discharging the catalyst 11 supplied from the hopper 23 at a prescribed initial velocity and scattering the catalyst 11 by the rotation. The number of revolution of the discharger 30 is set so that the radial direction velocity component Ux of the catalyst 11 reaching the surface of the packed catalyst becomes Ux>0.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、触媒充填方法およ
び触媒充填装置に関し、石油化学プラント等で使用され
る反応塔の内部に粒状の触媒を充填する際に利用され
る。The present invention relates to a catalyst filling method and a catalyst filling apparatus, and is used when a granular catalyst is charged into a reaction tower used in a petrochemical plant or the like.

【０００２】[0002]

【背景技術】石油化学プラント等で使用される反応塔に
は、反応液の反応促進のために必要に応じて適宜な触媒
が充填使用される。触媒は、反応液との接触性を高める
ために通常は顆粒状とされ、反応塔内に所定の密度で均
一に充填される。触媒の充填にあたっては、従来、外部
のホッパから触媒を供給されるホースを反応塔の上部開
口を通して導入し、塔内の作業員が適宜ホースを操作し
て触媒を散布し、表面を均す等の作業を行っていた。し
かし、このような従来方法では、作業員が反応塔内に入
って人手による作業を行うため、作業効率が低いうえ、
作業員に踏み固められて触媒の充填密度が不均一になる
等の不都合があった。2. Description of the Related Art A reaction tower used in a petrochemical plant or the like is filled with an appropriate catalyst as necessary to promote the reaction of a reaction solution. The catalyst is usually granulated in order to enhance the contact property with the reaction solution, and is uniformly packed in the reaction tower at a predetermined density. Conventionally, when charging the catalyst, a hose to which the catalyst is supplied from an external hopper is introduced through the upper opening of the reaction tower, and an operator in the tower operates the hose appropriately to spray the catalyst and level the surface. Was working. However, in such a conventional method, since the worker enters the reaction tower and performs the work manually, the work efficiency is low, and
There were inconveniences such as the solidification of the catalyst by the operator and the unevenness of the packing density of the catalyst.

【０００３】このような不都合を解消するために、本願
出願人により、回転散布式の触媒放出器を用いる充填装
置が開発されている（特公平１−22807 号および特公平
６−44987 号公報参照）。特公平１−22807 号に示され
る充填装置では、下部の回転式放出板から触媒を回転散
布する触媒放出器を反応塔の上部開口から吊り下ろし、
この触媒放出器の吊り下げ高さや放出板の回転速度など
を適宜制御することで、触媒が反応塔内の中心部から周
辺部まで散布され、これにより適切かつ均一な散布密度
および表面の平坦さを確保しようとしている。また、特
公平６−44987 号公報に示される触媒充填装置では、触
媒を回転散布するための分配板を複数設けるとともに、
分配板の寸法や形状をそれぞれ適宜設定し、これによ
り、各分配板から放出される触媒が広い範囲にわたって
一様に散布されるようにし、触媒の散布密度の均一性を
向上するとともに、充填された触媒表面がさらに平坦と
なるようにしている。In order to solve such inconveniences, the present applicant has developed a filling apparatus using a catalyst sprayer of a rotary spraying type (see Japanese Patent Publication Nos. 1-28077 and 6-44987). ). In the filling device described in Japanese Patent Publication No. 1-28070, a catalyst discharger for rotating and spraying a catalyst from a lower rotary discharge plate is suspended from an upper opening of a reaction tower,
By appropriately controlling the suspension height of the catalyst discharger and the rotation speed of the discharge plate, the catalyst is dispersed from the central part to the peripheral part in the reaction tower, whereby an appropriate and uniform distribution density and surface flatness are obtained. Trying to secure. Further, in the catalyst filling device disclosed in Japanese Patent Publication No. 6-44987, a plurality of distribution plates for rotating and dispersing the catalyst are provided,
The size and shape of the distribution plate are appropriately set, so that the catalyst discharged from each distribution plate is uniformly dispersed over a wide range, and the uniformity of the distribution density of the catalyst is improved, and the catalyst is filled. The catalyst surface is made flatter.

【０００４】なお、触媒の充填密度は（触媒充填量／充
填体積）で表され、充填状態としては反応塔内で触媒が
横に整列して並び最大の密度となる「最密充填」のほ
か、反応塔内で触媒どうしが互いに絡み合って密度が粗
となる「ソック充填」が用いられる。これらの状態は、
密度の値とともに、充填対象の反応塔の形態や反応液の
性質等により適宜選択される。[0004] The packing density of the catalyst is represented by (catalyst filling amount / filling volume). The packing state includes a "closest packing" in which the catalysts are arranged side by side in the reaction tower and have the maximum density. In this case, "sock filling" is used, in which the catalysts are entangled with each other in the reaction tower and the density becomes coarse. These states are:
Along with the value of the density, it is appropriately selected depending on the form of the reaction tower to be packed, the properties of the reaction solution, and the like.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、特公平１−
22807 号に示される充填装置では、散布中の触媒の着弾
（着地）後の触媒挙動については十分に解析されていな
かったため、必ずしも所望の充填密度を得られておら
ず、堆積触媒表面を平らに行うことが難しいという問題
があった。また、特公平６−44987 号公報に示される触
媒充填装置では、分配板の寸法や形状の設定により、各
分配板から放出される触媒が広い範囲にわたって一様に
散布されるようにするので、一様に分散可能な触媒の放
出量が限定され、触媒の充填速度に限界があるという問
題がある。SUMMARY OF THE INVENTION
In the packing device shown in No. 22807, the catalyst behavior after landing (landing) of the sprayed catalyst was not sufficiently analyzed, so that the desired packing density was not always obtained, and the deposited catalyst surface was flattened. There was a problem that it was difficult to do. Further, in the catalyst filling device disclosed in Japanese Patent Publication No. 6-44987, the size and shape of the distribution plate are set so that the catalyst discharged from each distribution plate is evenly distributed over a wide range. There is a problem that the amount of the uniformly dispersible catalyst to be released is limited, and the filling rate of the catalyst is limited.

【０００６】本発明の目的は、回転式の触媒放出器を用
いて反応塔内に触媒を散布する際に、触媒の充填を平ら
に行なえるうえ、触媒の充填速度の高速化が可能となる
触媒充填方法および触媒充填装置を提供することにあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to allow the catalyst to be filled evenly when the catalyst is sprayed into the reaction tower using a rotary catalyst discharger, and the catalyst filling speed can be increased. It is to provide a catalyst filling method and a catalyst filling device.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の触媒充填方法
は、触媒の着弾後、触媒が反応塔の半径方向に転がって
から停止すると触媒がほぼ同一姿勢で充填されること、
ならびに、充填時の触媒放出器の回転数を周期的に変化
させることにより、より半径方向に均一に充填されるこ
とに着目してなされたものである。すなわち、従来の触
媒充填装置による触媒の充填は、触媒の表面あるいは反
応塔底面から比較的高い位置から行われていたため、触
媒充填装置から反応塔の半径方向に放出された触媒はあ
る程度半径方向に飛んだ後、半径方向の速度成分がゼロ
となって、この後は自由落下すなわち鉛直に落下して着
弾する。このため、着弾後の触媒の向きは必ずしも一定
とはならず、触媒充填面の平らな充填は困難となり、充
填触媒の表面が山谷となりやすかった。According to the catalyst filling method of the present invention, the catalyst is charged in substantially the same posture when the catalyst is stopped after rolling in the radial direction of the reaction tower after landing.
Further, the present invention has been made by paying attention to the fact that the rotation speed of the catalyst discharger at the time of filling is periodically changed so that the catalyst is more uniformly filled in the radial direction. That is, since the catalyst is charged by the conventional catalyst filling apparatus from a relatively high position from the surface of the catalyst or the bottom of the reaction tower, the catalyst discharged from the catalyst filling apparatus in the radial direction of the reaction tower is somewhat diffused in the radial direction. After flying, the velocity component in the radial direction becomes zero, and thereafter, it falls freely, that is, falls vertically and lands. For this reason, the direction of the catalyst after landing is not always constant, and it is difficult to flatly fill the catalyst-filled surface, and the surface of the charged catalyst tends to be hills and valleys.

【０００８】一方、本発明方法においては、触媒の着弾
時においても触媒は、反応塔の半径方向速度成分Ｕｘ
（Ｕｘ＞０）が存在するため、触媒は着弾後に反応塔の
半径方向に転がって整列されることとなり、表面が平ら
の充填も可能となる。また、本発明方法においては、反
応塔の半径方向の充填を均一にするため、触媒放出器の
回転数を周期的に変化させる必要がある。On the other hand, in the method of the present invention, even when the catalyst lands, the catalyst is kept in the radial velocity component Ux of the reaction tower.
Since (Ux> 0) is present, the catalyst is rolled and aligned in the radial direction of the reaction tower after landing, and a flat surface can be filled. Further, in the method of the present invention, it is necessary to periodically change the rotation speed of the catalyst discharger in order to uniformly fill the reaction tower in the radial direction.

【０００９】より具体的には、本発明方法は、反応塔の
上部に固定された触媒放出器における分散ロータを回転
させながら、当該触媒放出器から触媒を散布することで
反応塔内に触媒を充填する触媒充填方法であって、触媒
放出器から放出される触媒の反応塔半径方向速度成分を
Ｕｘとするとき、着弾時の触媒がＵｘ＞０となるよう
に、触媒放出器の反応塔内の触媒表面からの散布高さお
よび回転数を設定するとともに、この触媒放出器の回転
数を周期的に変化させたことを特徴とする。More specifically, the method of the present invention comprises dispersing the catalyst from the catalyst discharger while rotating the dispersion rotor of the catalyst discharger fixed at the upper part of the reaction tower, thereby loading the catalyst into the reaction tower. A method for filling a catalyst, wherein when a reaction tower radial velocity component of a catalyst discharged from a catalyst discharger is defined as Ux, the catalyst in the reaction discharger of the catalyst discharger is arranged so that Ux> 0 at the time of impact. And the number of revolutions from the catalyst surface are set, and the number of revolutions of the catalyst discharger is periodically changed.

【００１０】本発明方法において、前記反応塔に充填さ
れた触媒の充填高さに応じて、前記周期的に変化する前
記触媒放出器の回転数を全体的にシフトさせることが望
ましい。また、触媒放出器の極大回転数Ｎmax は、触媒
放出器から放出される触媒が反応塔の側壁に直接所定の
速度以上で当たる値より小さく設定されることが好まし
い。回転数がＮmax 以上では触媒が反応塔の側壁に当た
り、触媒を損傷する可能性があるからである。さらに、
本発明方法において使用される触媒放出器は、多段ロー
タ型であることが好ましい。多段にすれば、反応塔の同
一平面内の充填を短時間で行うことが可能となる。[0010] In the method of the present invention, it is preferable that the periodically changing rotational speed of the catalyst discharger is shifted as a whole according to the charged height of the catalyst packed in the reaction tower. The maximum rotation speed Nmax of the catalyst discharger is preferably set to be smaller than a value at which the catalyst discharged from the catalyst discharger directly hits the side wall of the reaction tower at a predetermined speed or more. If the number of rotations is equal to or higher than Nmax, the catalyst may hit the side wall of the reaction tower and damage the catalyst. further,
The catalyst emitter used in the method of the invention is preferably of the multi-stage rotor type. With multiple stages, it is possible to fill the reaction tower in the same plane in a short time.

【００１１】また、本発明の触媒充填装置は、回転軸心
に対し放射方向となる方向に互いに所定間隔を置いて延
びる複数の仕切材を有する円板状の分散ロータを上下方
向に所定間隔を置いて多段に備え、かつ、これらの分散
ロータを回転駆動する回転駆動機構を備えるとともに反
応塔の所定高さ位置に固定される触媒放出器と、この触
媒放出器により当該反応塔内に放出された触媒の充填高
さを検出する高さ検出手段と、前記触媒放出器の回転数
を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記触
媒放出器の分散ロータが所定の極大回転数Ｎmax と極小
回転数Ｎmin との間の回転数を周期的に変化するように
前記触媒放出器の回転駆動機構を制御するとともに、前
記反応塔に充填された触媒の充填高さに応じて、前記極
大回転数Ｎmax および前記極小回転数Ｎmin を全体的に
シフトさせるように構成され、前記極大回転数Ｎmax
は、触媒放出器の複数の分散ロータのうち、最上段の分
散ロータから放出される触媒が反応塔のほぼ内周位置に
着弾するような回転数とされ、極小回転数Ｎmin は、極
大回転数Ｎmax で回転されるときに最上段の直下である
第２段の分散ロータから放出される触媒の着弾位置とほ
ぼ等しい位置に最上段の分散ロータから放出される触媒
が着弾するような回転数とされ、かつ、各分散ロータの
直径は、互いに隣接する分散ロータのうち下段の分散ロ
ータが極大回転数Ｎmax で回転しているとき当該下段分
散ロータから放出される触媒が着弾する位置に、上段の
分散ロータが極小回転数Ｎmin で回転されているとき当
該上段分散ロータから放出される触媒が着弾する位置が
ほぼ等しくなるような寸法に設定されていることを特徴
とする。Further, the catalyst filling apparatus of the present invention comprises a disk-shaped dispersion rotor having a plurality of partition members extending at predetermined intervals from each other in a direction radial to the axis of rotation. A catalyst discharger fixed at a predetermined height position of the reaction tower and provided with a rotary drive mechanism for rotating and driving these dispersion rotors, provided in multiple stages, and discharged into the reaction tower by the catalyst discharger Height detecting means for detecting the filling height of the catalyst, and control means for controlling the number of revolutions of the catalyst ejector, wherein the control means is such that the dispersion rotor of the catalyst ejector has a predetermined maximum number of revolutions. While controlling the rotation drive mechanism of the catalyst discharger so as to periodically change the rotation speed between Nmax and the minimum rotation speed Nmin, the above-mentioned catalyst is charged according to the filling height of the catalyst packed in the reaction tower. The maximum rotational speed Nmax and Configured the serial minimum rotational speed Nmin so as to generally shift, the maximum rotational speed Nmax
Is the rotation speed at which the catalyst discharged from the uppermost dispersion rotor among the plurality of dispersion rotors of the catalyst ejector lands on the substantially inner circumferential position of the reaction tower. The minimum rotation speed Nmin is the maximum rotation speed. The rotation speed at which the catalyst discharged from the uppermost dispersion rotor lands at a position substantially equal to the landing position of the catalyst discharged from the second-stage dispersion rotor immediately below the uppermost stage when rotated at Nmax. And the diameter of each dispersion rotor is set such that the catalyst discharged from the lower dispersion rotor lands when the lower dispersion rotor among the adjacent dispersion rotors is rotating at the maximum rotation speed Nmax. The size is set so that the positions where the catalyst discharged from the upper stage dispersion rotor lands when the dispersion rotor is rotated at the minimum rotation speed Nmin are substantially equal.

【００１２】本発明装置において、前記制御手段は、各
分散ロータにおける極大回転数Ｎmax から極小回転数Ｎ
min に至る各回転数で、各分散ロータから放出される触
媒の分布が均一になるように、極大回転数Ｎmax から前
記回転数の変化領域における中心回転数に到る時間と、
前記中心回転数から極小回転数Ｎmin に到る時間とは、
長さが互い異なっていることが望ましい。例えば、触媒
がころがりにくく、触媒の分布が内側に偏るおそれがあ
る場合には、極大回転数Ｎmax での充填時間に比べ、極
小回転数Ｎmin 側の充填時間が極小回転数Ｎmin 側に行
くに従い順次長くなるように設定し、これにより、各分
散ロータから放出された触媒の分布をより均一にする。
一方、触媒がころがりやすく、触媒の分布が外側に偏る
おそれがある場合には、着地後の触媒のころがり効果も
考慮にいれて、極大回転数Ｎmax での充填時間に比べ、
極小回転数Ｎmin 側の充填時間が極小回転数Ｎmin 側に
行くに従い順次短くなるように設定し、これにより、各
分散ロータから放出された触媒の分布をより均一にす
る。In the apparatus of the present invention, the control means may control the maximum rotation speed Nmax of each dispersion rotor to the minimum rotation speed Nmax.
a time from the maximum rotation speed Nmax to the center rotation speed in the change region of the rotation speed so that the distribution of the catalyst discharged from each dispersion rotor becomes uniform at each rotation speed reaching min.
The time from the center rotation speed to the minimum rotation speed Nmin is
Desirably, the lengths are different from each other. For example, when the catalyst is hard to roll and the distribution of the catalyst is likely to be biased inward, the charging time at the minimum rotation speed Nmin side is sequentially reduced as the charging time at the minimum rotation speed Nmin side approaches the minimum rotation speed Nmin side as compared with the charging time at the maximum rotation speed Nmax. It is set to be longer, thereby making the distribution of the catalyst discharged from each dispersion rotor more uniform.
On the other hand, when the catalyst is likely to roll and the distribution of the catalyst is likely to be deviated to the outside, the charging time at the maximum rotation speed Nmax is taken into consideration, taking into account the rolling effect of the catalyst after landing.
The filling time on the minimum rotation speed Nmin side is set so as to be gradually shortened toward the minimum rotation speed Nmin side, thereby making the distribution of the catalyst discharged from each dispersion rotor more uniform.

【００１３】このような本発明においては、触媒放出器
から放出される触媒は、反応塔の半径方向の速度成分Ｕ
ｘが０になる前に着弾し、この半径方向速度成分Ｕｘに
より半径方向に転がって次々に停止する。従って、各触
媒はその向きが揃った状態で充填され、均一かつ高密度
の充填が行われる。しかも、充填中、触媒放出器の回転
は、極大回転数Ｎmax から極小回転数Ｎmin まで周期的
に変化するので、この回転数の変化に伴い触媒の放出初
速度が変化する。従って、触媒の着弾位置も変化し、反
応塔の半径方向の触媒分布がより均一になる。In the present invention as described above, the catalyst discharged from the catalyst discharger has a velocity component U in the radial direction of the reaction tower.
Lands before x becomes zero, rolls in the radial direction by this radial velocity component Ux, and stops one after another. Therefore, each catalyst is packed in a state where its direction is aligned, and uniform and high-density packing is performed. In addition, during the charging, the rotation of the catalyst discharger periodically changes from the maximum rotation speed Nmax to the minimum rotation speed Nmin, so that the initial release speed of the catalyst changes according to the change in the rotation speed. Therefore, the landing position of the catalyst also changes, and the catalyst distribution in the radial direction of the reaction tower becomes more uniform.

【００１４】また、触媒放出器として多段の分散ロータ
を備えたものを用いれば、各段の分散ロータから反応塔
内に所定の間隔ごとに充填される。この際、各分散ロー
タの大きさは、互いに隣接する分散ロータから放出され
る触媒どうしが半径方向位置が連続して着弾するように
設定されているため、より均一に充填される。すなわ
ち、隣接する分散ロータの上段側の分散ロータによりそ
の極小回転数Ｎmin で放出される触媒の着弾位置が、下
段側の分散ロータによりその極大回転数Ｎmax で放出さ
れる触媒の着弾位置とがほぼ等しい位置とされているか
ら、互いに隣接する上下の分散ロータから充填される触
媒の表面高さに段差が生じることがなく、ほぼ平面状態
となる。しかも、触媒は前述の反応塔半径方向速度成分
Ｕｘを有しているため、その転がりとも相俟って、より
均一な充填がなされる。また、この転がり力により、通
常の自然落下であれば形成されるであろう、触媒堆積時
の安息角に基づく山盛り状態も解消されることとなる。
さらに、各分散ロータの寸法等を設定するにあたり、互
いに隣接する分散ロータから放出される触媒どうしが、
半径方向に互いに連続する範囲に着弾するように設定で
きれば、分散ロータの数や各分散ロータから放出される
触媒の放出量が限定されないので、従来（特公平６−44
987 号公報）と異なり、触媒の充填速度の高速化が容易
に可能となる。When a catalyst discharger having a multi-stage dispersion rotor is used, the reaction tower is filled at predetermined intervals from the dispersion rotors at each stage. At this time, the size of each of the dispersion rotors is set so that the radial positions of the catalysts discharged from the dispersion rotors adjacent to each other are continuously landed, so that the dispersion rotors are more uniformly filled. That is, the landing position of the catalyst discharged at the minimum rotation speed Nmin by the upper dispersion rotor of the adjacent dispersion rotor is substantially equal to the landing position of the catalyst discharged at the maximum rotation speed Nmax by the lower dispersion rotor. Since they are located at the same position, there is no step in the surface height of the catalyst filled from the upper and lower distribution rotors adjacent to each other, and the catalyst is substantially flat. Moreover, since the catalyst has the above-described radial velocity component Ux in the reaction tower, more uniform packing is performed in combination with the rolling. In addition, the rolling force eliminates a heaping state based on the angle of repose at the time of depositing the catalyst, which would be formed by a normal natural fall.
Further, in setting the dimensions and the like of each dispersion rotor, the catalysts discharged from the dispersion rotors adjacent to each other,
If it can be set so as to land in a range continuous with each other in the radial direction, the number of dispersion rotors and the amount of catalyst released from each dispersion rotor are not limited.
Unlike the publication No. 987), it is easy to increase the filling speed of the catalyst.

【００１５】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の第１実施形態に係
る触媒充填方法および装置の適用状況を示す概略図であ
る。この図１において、反応塔10は、内部に触媒11が充
填される有底円筒状の大型反応塔であり、その上面中央
には開口12が設けられ、底部は基礎13に固定支持されて
いる。反応塔10の上部には、図示しない架台が組まれ、
この架台には本発明に基づく触媒充填装置20が配置され
ている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing an application state of a catalyst filling method and apparatus according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a reaction tower 10 is a large-sized cylindrical reaction tower having a bottom and a catalyst 11 filled therein. An opening 12 is provided at the center of the upper surface, and the bottom is fixedly supported by a foundation 13. . At the top of the reaction tower 10, a stand (not shown) is assembled,
A catalyst filling device 20 according to the present invention is arranged on this mount.

【００１６】触媒充填装置20は、反応塔10内に設けられ
たデストリビュータ14のほぼ中心位置に設けられた触媒
放出器30と、この触媒放出器30を支持する支持部21と、
触媒放出器30を駆動するための流体駆動式のモータ22
と、散布すべき触媒11を収納したホッパ23と、このホッ
パ23からの触媒11を触媒放出器30へ導くパイプ24とを備
えている。ここで、触媒放出器30は、後に詳述するよう
に、ホッパ23から供給された触媒11を所定の初速度で放
出して回転散布する分散ロータ機構40を備えている。モ
ータ22は、反応塔10内に配置された触媒放出器30の分散
ロータ機構40を正、逆回転駆動するものである。そし
て、触媒充填装置20には、モータ22の回転数を変動可能
に制御する制御手段70が備えられている。この制御手段
70には、反応塔10内に充填された触媒11の充填高さＴを
検出する高さ検出手段としての超音波センサ25が電気的
に接続されている。The catalyst filling device 20 includes a catalyst discharger 30 provided at a substantially central position of a distributor 14 provided in the reaction tower 10, a support 21 for supporting the catalyst discharger 30,
Fluid-driven motor 22 for driving catalyst ejector 30
And a hopper 23 containing the catalyst 11 to be sprayed, and a pipe 24 for guiding the catalyst 11 from the hopper 23 to the catalyst discharger 30. Here, as will be described in detail later, the catalyst discharger 30 includes a dispersion rotor mechanism 40 that discharges the catalyst 11 supplied from the hopper 23 at a predetermined initial speed and rotationally disperses the catalyst 11. The motor 22 drives the dispersion rotor mechanism 40 of the catalyst discharger 30 arranged in the reaction tower 10 to rotate forward and backward. The catalyst filling device 20 is provided with control means 70 for controlling the rotation speed of the motor 22 to be variable. This control means
An ultrasonic sensor 25 is electrically connected to 70 as a height detecting means for detecting a filling height T of the catalyst 11 filled in the reaction tower 10.

【００１７】制御手段70は、外部入力される指令や充填
条件設定等に基づいて、触媒放出器30のモータ35の回転
速度の制御を行うことにより、触媒放出器30による触媒
11の充填作業が所望の状態で行われるように制御するも
のである。このため、制御手段70は、コンピュータ等か
ら構成され、図示しないが、触媒11の充填条件等を入力
するためのキーボードや、各種表示を行うディスプレイ
等を有する操作部と、操作部での設定条件や触媒11の充
填触媒面11A の高さＴに応じて触媒放出器30から放出さ
れる触媒11の量および放出時の回転数等を所定の式によ
り演算するとともに制御する放出制御部とを含んで構成
されている。The control means 70 controls the rotation speed of the motor 35 of the catalyst discharger 30 based on an externally input command, setting of a charging condition, and the like, so that the catalyst discharger 30
11 is controlled so that the filling operation is performed in a desired state. For this reason, the control means 70 is constituted by a computer or the like, and although not shown, an operation unit having a keyboard for inputting the filling condition of the catalyst 11 and the like, a display for performing various displays, and the like, and a setting condition in the operation unit And a discharge control unit for calculating and controlling the amount of the catalyst 11 discharged from the catalyst discharger 30 and the number of revolutions at the time of release according to a height T of the filled catalyst surface 11A of the catalyst 11 by a predetermined formula. It is composed of

【００１８】触媒放出器30の分散ロータ機構40は、反応
塔10の大きさや触媒11の性状により用いられる構造が異
なるが、例えば、図２，３，４に示されるように、複数
枚、具体的には、５，４，３枚の円盤状分散ロータ41を
所定間隔を置いて多段に積み重ねて構成されている。ま
た、図２，３，４示される各々異なる実施の形態である
分散ロータ機構40は、適応にあたって変更される細部の
形状等を除き、分散ロータ41の枚数の相違のみであるた
め、以下、図２に示される５段の分散ロータ41の実施の
形態につき、図５〜１２の部品図をも参照して説明し、
図３，４の実施の形態の説明は省略する。ここで、図
３，４の実施の形態における図２の実施の形態と同一も
しくは相当構成部分には、図２と同一の符号を付す。Although the structure used for the dispersion rotor mechanism 40 of the catalyst discharger 30 differs depending on the size of the reaction tower 10 and the properties of the catalyst 11, for example, as shown in FIGS. More specifically, it is configured by stacking five, four, or three disk-shaped dispersion rotors 41 at predetermined intervals in multiple stages. Further, the distributed rotor mechanism 40 according to each of the different embodiments shown in FIGS. 2, 3, and 4 has only the difference in the number of the distributed rotors 41 except for the shape of details changed in adaptation. An embodiment of the five-stage dispersion rotor 41 shown in FIG. 2 will be described with reference to the component diagrams of FIGS.
3 and 4 will not be described. Here, the same reference numerals as in FIG. 2 denote the same or corresponding components in the embodiment in FIGS.

【００１９】図２，５〜１２において、触媒放出器30の
支持部21は、その下部に触媒11を案内する筒状のガイド
筒21A が設けられている。このガイド筒21A の下方に分
散ロータ機構40が設けられている。ガイド筒21A の中心
位置には、アームおよびベアリング38を介して駆動軸39
が回転自在に支持されている。この駆動軸39の下端に
は、分散ロータ機構40の支持リブ42の中央円錐部材（中
心軸部材）43が一体に連結されている。支持リブ42は、
図５の底面図からも分るように、リング部材44を備える
とともに、このリング部材44と中央円錐部材43とをつな
ぐ断面三角形状（図６参照）の複数本の腕部45を備えて
いる。図２において、リング部材44には複数の分散ロー
タ41のうちの最上段の分散ロータ41Ａがボルト等の固定
具により取付けられている。この際、複数の分散ロータ
を一括して呼称する時、あるいは各別に呼称する必要の
ない時は符号41で示し、各分散ロータを各別に呼称する
必要のある時は、符号41に最上段から順次記号Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ，Ｅを付して示す。最上段の分散ロータ41Ａに
は、スペーサ46を介して２段目の分散ロータ41Ｂがボル
ト等の固定具により取付けられ、以下同様に２段目と３
段目、３段目と４段目、４段目と５段目（本実施形態に
おける最下段）の分散ロータ41Ｂと41Ｃ、41Ｃと41Ｄ、
41Ｄと41Ｅとがそれぞれスペーサ46を介して固定具で取
付けられている。2, 5 to 12, the support portion 21 of the catalyst discharger 30 is provided with a cylindrical guide tube 21A for guiding the catalyst 11 at a lower portion thereof. A dispersion rotor mechanism 40 is provided below the guide cylinder 21A. The drive shaft 39 is positioned at the center of the guide cylinder 21A via an arm and a bearing 38.
Are rotatably supported. A central conical member (central shaft member) 43 of a support rib 42 of the dispersion rotor mechanism 40 is integrally connected to a lower end of the drive shaft 39. The support rib 42
As can be seen from the bottom view of FIG. 5, a ring member 44 is provided, and a plurality of arms 45 having a triangular cross section (see FIG. 6) connecting the ring member 44 and the central conical member 43 are provided. . In FIG. 2, the uppermost dispersion rotor 41A of the plurality of dispersion rotors 41 is attached to the ring member 44 by a fixture such as a bolt. At this time, when a plurality of distributed rotors are collectively referred to, or when it is not necessary to separately refer to each of them, the reference numeral 41 is used. The symbols A, B,
C, D, and E are added. The dispersion rotor 41B of the second stage is attached to the dispersion rotor 41A of the uppermost stage via a spacer 46 by a fixture such as a bolt.
The third stage, the fourth stage, the fourth stage, and the fifth stage (the lowest stage in the present embodiment) of the dispersion rotors 41B and 41C, 41C and 41D,
41D and 41E are respectively attached by fixtures via spacers 46.

【００２０】各分散ロータ41Ａ〜41Ｅは、それぞれ図
７，８，９，10，11の（Ａ），（Ｂ）に示されるよう
に、中心部に触媒11の流通用の孔47を有するとともに、
上面に複数枚の仕切材48（図では板厚を省略して示して
ある）を有し、かつ、必要な取付孔等を有している。こ
の際、最下段を除く上から４段目迄の分散ロータ41Ａ〜
41Ｄの孔47は円形とされ、最下段の分散ロータ41Ｅの孔
47は長円とされている。また、各仕切材48は、それぞれ
の分散ロータ41Ａ〜41Ｅの上面の等配位置に設けられ、
その数は、直径４ｍの反応塔10への適用を考慮している
本実施形態では、最上段で24枚、２段目で18枚、３段目
で12枚、4 段目で９枚、最下段で5 枚とされている。こ
れらの枚数は、充填しようとする反応塔10の直径、触媒
11の性状、ロータ段数、外形寸法等により異なるもので
ある。Each of the dispersion rotors 41A to 41E has a hole 47 through which the catalyst 11 flows in the center thereof, as shown in FIGS. 7, 8, 9, 10, and 11 (A) and (B), respectively. ,
The upper surface has a plurality of partition members 48 (the plate thickness is omitted in the figure) and has necessary mounting holes and the like. At this time, the dispersion rotors 41A to 41F from the top to the fourth stage except the bottom stage
The hole 47 of 41D is circular, and the hole of the lowermost dispersion rotor 41E is
47 is an ellipse. Further, each partition member 48 is provided at an equal position on the upper surface of each of the dispersion rotors 41A to 41E,
In this embodiment considering the application to the reaction column 10 having a diameter of 4 m, the number is 24 in the uppermost stage, 18 in the second stage, 12 in the third stage, 9 in the fourth stage, There are five at the bottom. These numbers depend on the diameter of the reaction tower 10 to be packed, the catalyst
11 depends on the properties, number of rotor stages, outer dimensions, and the like.

【００２１】最下段の分散ロータ41Ｅの下面には、図12
に示されるように、当該分散ロータ41Ｅに設けられた長
孔47の開口面積を調整可能な３枚の調整板49がねじ51に
より、矢印方向Ｐに位置調整されて固定されている。こ
れにより孔47から下方に落下する触媒11の流量が調整で
きるようになっている。また、最下段の分散ロータ41Ｅ
の下面には、案内部材52が長孔53とボルト54との作用に
より位置調整されて固定されている。この案内部材52
は、長孔53が形成された取付面の一側縁から下方に延び
る案内面55を有し、その下端縁には受け面56が形成され
ている。この受け面56は、２枚の仕切板57Ａ、57Ｂによ
り中央部56Ａおよび両側の端部56Ｂ、56Ｃに仕切られて
いる。このうち、一方の端部56Ｂは斜め下方に延長さ
れ、その側縁には案内面55および案内面55とは反対側に
設けられた溢れ止め58が設けられ、触媒11が溢れ止めさ
れている。また、他方の端部56Ｃは直線的に延長され、
その案内面55とは反対側の側縁には端部56Ｂと同様に仕
切板57Ｂに連続する溢れ止め59が設けられている。さら
に、中央部56Ａにおける案内面55とは反対側は、導流口
61として解放されている。On the lower surface of the lowermost dispersion rotor 41E, FIG.
As shown in FIG. 3, three adjusting plates 49 capable of adjusting the opening area of the long hole 47 provided in the dispersion rotor 41E are adjusted and fixed in the arrow direction P by screws 51. Thus, the flow rate of the catalyst 11 that falls downward from the hole 47 can be adjusted. Also, the lowermost dispersion rotor 41E
The guide member 52 is adjusted in position by the action of the long hole 53 and the bolt 54 and fixed to the lower surface of the. This guide member 52
Has a guide surface 55 extending downward from one side edge of the mounting surface in which the long hole 53 is formed, and a receiving surface 56 is formed at a lower end edge thereof. The receiving surface 56 is divided into a central portion 56A and two end portions 56B and 56C by two partition plates 57A and 57B. Among them, one end 56B is extended obliquely downward, and a guide surface 55 and an overflow stopper 58 provided on the opposite side to the guide surface 55 are provided on the side edge thereof, and the catalyst 11 is prevented from overflowing. . The other end 56C is linearly extended,
On the side edge opposite to the guide surface 55, an overflow stopper 59 is provided which is continuous with the partition plate 57B as in the end portion 56B. Further, the side opposite to the guide surface 55 in the central portion 56A is a flow inlet.
Released as 61.

【００２２】このような案内部材52を用いた場合、孔47
からの触媒11は案内面55に沿って落下し、一旦受け面56
に受けられた後傾斜により、あるいは、回転に伴って同
心円状に均一に散布される。すなわち、受け面56に落下
した触媒11のうち中央部56Ａに落下した分は、案内面55
と反対側縁の導流口61から直接落下し、反応塔10の略中
心に散布される。一方、端部56Ｂ、56Ｃに落下した分
は、それぞれ案内面55および溢れ止め58、59に沿って先
端部まで送られて飛散され、前述の導流口61からの散布
分の外側およびそのさらに外側に同心円状に散布される
ようになっている。When such a guide member 52 is used, the hole 47
From the catalyst 11 falls along the guide surface 55 and temporarily
And then concentrically and uniformly distributed by tilting or with rotation. That is, of the catalyst 11 that has fallen on the receiving surface 56, the amount that has fallen on the central portion 56A
Directly from the flow inlet 61 on the opposite side edge, and is sprayed to the approximate center of the reaction tower 10. On the other hand, the amount dropped to the ends 56B and 56C is sent to the leading end along the guide surface 55 and the overflow stoppers 58 and 59, respectively, and is scattered. It is designed to be spread concentrically outward.

【００２３】なお、駆動軸39に取付けられる中央円錐部
材43のテーパ面43Ａのテーパ角度、このテーパ面43Ａと
各分散ロータ41の孔47との間隔および各分散ロータ41間
の間隔は、分散ロータ機構40からの触媒11の散布状況に
影響が大きいため、計算により求めた後、実験により確
認の上、最終的な形状を決定する。The taper angle of the tapered surface 43A of the central conical member 43 attached to the drive shaft 39, the distance between the tapered surface 43A and the hole 47 of each dispersing rotor 41, and the distance between each dispersing rotor 41 Since the distribution of the catalyst 11 from the mechanism 40 is greatly affected, the final shape is determined by calculation and then confirmed by experiment.

【００２４】ここで、分散ロータ機構40の各部の寸法の
決定方法を図13を参照して説明する。図13において、分
散ロータ機構40の触媒流入部すなわちスロート部の開口
形状は、ガイド筒21A の内径すなわち半径ｒ₁ から、こ
の半径ｒ₁ の位置における中央円錐部材43の半径ａ₁ を
引いた値とされ、この（ｒ₁ −ａ₁ ）が最上段（第１
段）の分散ロータ41Ａの開口とされる。また、この第１
段の分散ロータ41Ａの高さは、ｈ₁ とされ、これらのｒ
₁ ，ａ₁ ，ｈ₁ とロータ半径Ｒ₁ とにより触媒11の流出
（散布）状態が変化することとなる。Here, a method of determining the dimensions of each part of the distributed rotor mechanism 40 will be described with reference to FIG. 13, the opening shape of the catalyst inlet That throat of the dispersion rotor mechanism 40, from the inner diameter i.e. the radius r ₁ of the guide tube 21A, minus the radius a ₁ of the central conical member 43 at the position of the radius r ₁ value (R ₁ −a ₁ ) is the uppermost row (first
The opening of the dispersing rotor 41A of (stage). In addition, this first
The height of the step of dispersing rotor 41A is a h _1, these r
_1, a _1, outflow of h ₁ and the rotor radius R ₁ and the catalyst 11 (scatter) state so that the change.

【００２５】第２段の分散ロータ41Ｂにおける開口は、
第１段分散ロータ41Ａの孔47の寸法と当該位置における
中央円錐部材43の寸法との差に等しく、半径ｒ₂ −半径
ａ₂とされ、高さはｈ₂ とされる。以下、同様に、第３
段以後の分散ロータ41Ｃ，41Ｄ，41Ｅの開口形状は、寸
法ｒ₃ ，ａ₃ ，ｈ₃ 、寸法ｒ₄ ，ａ₄ ，ｈ₄ および寸法
ｒ₅ ，ａ₅ ，ｈ₅ により決定される。The opening in the second stage dispersion rotor 41B is:
It is equal to the difference between the size of the hole 47 of the first-stage dispersion rotor 41A and the size of the central conical member 43 at that position, and is given by radius r ₂ -radius a ₂ and height is h ₂ . Hereinafter, similarly, the third
Stage after the dispersion rotor 41C, 41D, the aperture shape of 41E is determined by the dimensions _{r 3, a 3, h 3} , dimension r _4, a _4, h ₄ and dimensions _{r 5, a 5, h 5} .

【００２６】この開口部（スロート部）における寸法決
定の考え方は、次の通りである。スロート部は、触媒投
入量をそれぞれの分散ロータ41に受け渡す役割を持って
いる。従って、均一分散を実現するため、各段の分散ロ
ータ41が触媒をばらまく（充填する）面積がスロート面
積比と合致していなければならない。そこで、第ｉ段
（Noｉ）の分散ロータで考えると、 ［Noｉ-1の分散ロータからの流入量］＝［Noｉの分散ロ
ータでの分散量］＋［Noｉ+1の分散ロータへの流出量］ となる。これを図13の各ｒ，ａ，ｈを用いて基礎式とし
て表現する。各分散ロータ41から供給された触媒11の反
応塔10の中心からの距離（着弾位置Ｌ_i 、中心軸径
ａ_i 、開口径ｒ_i の間に以下の関係が成立しなければな
らない。The concept of determining the dimensions of the opening (throat) is as follows. The throat section has a role of transferring the catalyst input amount to each dispersion rotor 41. Therefore, in order to realize uniform dispersion, the area where the dispersion rotor 41 of each stage distributes (fills) the catalyst must match the throat area ratio. Considering the i-th (Noi) dispersion rotor, [inflow from the Noi-1 dispersion rotor] = [dispersion amount in the Noi dispersion rotor] + [outflow amount to the Noi + 1 dispersion rotor] ]. This is expressed as a basic expression using r, a, and h in FIG. The following relationship must be established between the distance of the catalyst 11 supplied from each dispersion rotor 41 from the center of the reaction tower 10 (the landing position _Li , the central shaft diameter _ai , and the opening diameter ri ₎ .

【００２７】[0027]

【数１】 (Equation 1)

【００２８】各ロータ41の開口高さ（ｈ_i ）は、各ロー
タ41から供給される触媒11の着弾面積に比例するため、
以下の関係が成立しなければならない。Since the opening height (h _i ) of each rotor 41 is proportional to the landing area of the catalyst 11 supplied from each rotor 41,
The following relationship must hold:

【００２９】[0029]

【数２】 (Equation 2)

【００３０】ここで、充填する触媒11を単一粒子と考え
ると、次の式が成立する。Here, assuming that the catalyst 11 to be charged is a single particle, the following equation is established.

【００３１】[0031]

【数３】 (Equation 3)

【００３２】従って、これらの式から各部寸法を決定す
る。Therefore, the dimensions of each part are determined from these equations.

【００３３】このような本実施形態においては、次のよ
うな手順で反応塔10内に触媒11の散布を行う。まず、触
媒放出器30をデストリビュータ14のほぼ中心位置にセッ
トし、モータ22を起動し、触媒11の放出を開始する。こ
の状態で、制御装置70の放出制御部は、触媒放出器30か
ら放出された触媒11が反応塔10の底部の周縁部まで達す
るとともに、反応塔10の半径方向速度成分Ｕｘがゼロよ
りも大きくなるように、所定の回転数で触媒放出器30の
分散ロータ機構40を回転させる。これにより、触媒放出
器30は、触媒11を反応塔10の内部に多重同心円状に散布
する。ここで、触媒放出器から放出された触媒は、半径
方向速度成分Ｕｘがある程度の値、すなわち、Ｕｘ＞０
に設定されているため、着弾後に触媒11は、半径方向に
転がってから停止し、堆積表面は平らになる。In this embodiment, the catalyst 11 is sprayed into the reaction tower 10 in the following procedure. First, the catalyst discharger 30 is set at a substantially central position of the distributor 14, the motor 22 is started, and the discharge of the catalyst 11 is started. In this state, the release control unit of the control device 70 determines that the catalyst 11 discharged from the catalyst discharger 30 reaches the periphery of the bottom of the reaction tower 10 and the radial velocity component Ux of the reaction tower 10 is larger than zero. Thus, the dispersion rotor mechanism 40 of the catalyst discharger 30 is rotated at a predetermined rotation speed. Thereby, the catalyst discharger 30 scatters the catalyst 11 inside the reaction tower 10 in multiple concentric circles. Here, the catalyst discharged from the catalyst discharger has a certain value of the radial velocity component Ux, that is, Ux> 0.
After landing, the catalyst 11 rolls in the radial direction and then stops, and the deposition surface becomes flat.

【００３４】そして、触媒11の散布が進むと、反応塔10
の内部に充填された触媒11が堆積し、堆積した触媒11の
上面である充填触媒面の高さレベルが上昇する。する
と、触媒11が放出されてから着弾するまでの時間が短く
なるので、そのままの回転数で触媒放出器30の分散ロー
タ機構40を回転させていたのでは、触媒放出器30から放
出された触媒11が反応塔10の底部の周縁部まで到達でき
なくなる。このため、制御装置70の放出制御部は、超音
波センサ25で充填触媒面の高さＴを検出し、この高さＴ
に応じて触媒放出器30の分散ロータ機構40の回転速度を
調節する。これにより、触媒11の充填触媒面の高さＴが
上昇するにしたがって、分散ロータ機構40の回転速度を
増加させながら、触媒11の充填が行われる。このよう
に、分散ロータ機構40の回転速度を増加させながら触媒
11を放出してゆき、触媒11が反応塔10内の上限高さレベ
ルまで充填されたら、触媒放出器30による散布作業を完
了する。When the spraying of the catalyst 11 proceeds, the reaction tower 10
The filled catalyst 11 accumulates in the inside, and the height level of the charged catalyst surface, which is the upper surface of the deposited catalyst 11, rises. Then, since the time from when the catalyst 11 is released to when the catalyst 11 lands is shortened, if the dispersion rotor mechanism 40 of the catalyst ejector 30 is rotated at the same rotation speed, the catalyst released from the catalyst ejector 30 11 cannot reach the periphery of the bottom of the reaction tower 10. For this reason, the release control unit of the control device 70 detects the height T of the packed catalyst surface with the ultrasonic sensor 25, and this height T
The rotational speed of the dispersion rotor mechanism 40 of the catalyst discharger 30 is adjusted according to the above. Thus, the filling of the catalyst 11 is performed while increasing the rotation speed of the dispersion rotor mechanism 40 as the height T of the filled catalyst surface of the catalyst 11 increases. Thus, while increasing the rotation speed of the dispersion rotor mechanism 40,
After the catalyst 11 is discharged and the catalyst 11 is filled to the upper limit height level in the reaction tower 10, the spraying operation by the catalyst discharger 30 is completed.

【００３５】この散布作業時に、反応塔10内に、配管、
その他の障害物がある場合には、モータ22を所定のイン
ターバルで正転、逆転にきりかえる。これにより、障害
物の周囲にも均等に触媒11が散布されることとなる。At the time of this spraying operation, piping and
If there is another obstacle, the motor 22 is switched between normal rotation and reverse rotation at predetermined intervals. As a result, the catalyst 11 is evenly spread around the obstacle.

【００３６】また、この散布にあたり、ある一定回転数
における触媒11の反応塔10内での堆積状態は、図14に模
式的に示されるように、多数の同心円状で所定の安息角
を有する断面山形となる。このため、本発明では、各山
間の谷を埋めて触媒11の堆積表面をより平らにするた
め、触媒放出器30の回転の最大値（極大回転数Ｎmax ）
から、最小値（極小回転数 Ｎmin ）までを周期的に変
化させる。この回転数の最大値Ｎmax は、触媒放出器30
の分散ロータ41を当該極大回転数Ｎmax で回転させたと
き、最上段の分散ロータ41Ａから放出される触媒11が丁
度、反応塔10の内壁の位置に着弾する値とされる。一
方、最小値Ｎmin は、分散ロータ41が極大回転数Ｎmax
で回転されたとき、上から２段目の分散ロータ41Ｂから
放出される触媒11が着弾する位置に、最上段の分散ロー
タ41Ａから放出される触媒11が着弾するような回転数で
ある。すなわち、Ｎmin の回転数の時の遠心力で最上段
の分散ロータ41Ａから放出される触媒11の着弾位置と、
Ｎmax の回転数の時の遠心力で２段目の分散ロータ41Ｂ
から放出される触媒11の着弾位置とが等しいこととな
る。従って、触媒放出器30の回転数がＮmax からＮmin
まで周期的に変化するようにすると、最上段の分散ロー
タ41Ａから放出される触媒11は、反応塔10の内周壁から
２段目ロータ41ＢからＮmax 時に放出される触媒11の着
弾位置まで順次連続して反応塔10内に供給されるため、
その間の触媒11の堆積表面は均一な高さに（平らに）充
填されることとなる。In this spraying, the state of accumulation of the catalyst 11 in the reaction tower 10 at a certain rotation speed is, as schematically shown in FIG. 14, a cross section having a large number of concentric circles having a predetermined angle of repose. It becomes Yamagata. For this reason, in the present invention, the maximum value of the rotation of the catalyst discharger 30 (maximum rotation speed Nmax) is used in order to fill the valleys of each mountain and make the deposition surface of the catalyst 11 flatter.
To a minimum value (minimum rotation speed Nmin). The maximum value Nmax of the rotation speed is determined by the catalyst discharger 30
When the dispersion rotor 41 is rotated at the maximum rotation speed Nmax, the catalyst 11 released from the uppermost dispersion rotor 41A just hits the position on the inner wall of the reaction tower 10. On the other hand, the minimum value Nmin is determined by the fact that the dispersion rotor 41 has the maximum rotation speed Nmax.
The rotation speed is such that the catalyst 11 discharged from the uppermost dispersion rotor 41A lands at the position where the catalyst 11 discharged from the second-stage dispersion rotor 41B lands from above. That is, the landing position of the catalyst 11 discharged from the uppermost dispersion rotor 41A by the centrifugal force at the rotation speed of Nmin,
Centrifugal force at Nmax rotation speed makes the second stage dispersion rotor 41B
Is equal to the landing position of the catalyst 11 discharged from the fuel cell. Therefore, the rotation speed of the catalyst discharger 30 is changed from Nmax to Nmin.
In this case, the catalyst 11 discharged from the uppermost dispersion rotor 41A is continuously continuously arranged from the inner peripheral wall of the reaction tower 10 to the landing position of the catalyst 11 discharged at the time of Nmax from the second rotor 41B. And supplied into the reaction tower 10,
In the meantime, the deposition surface of the catalyst 11 will be packed (flat) to a uniform height.

【００３７】また、３段目以降の各分散ロータ41Ｃ，41
Ｄ，41Ｅの直径は、上述の考え方と同様に、互いに上下
に隣接する各分散ロータ41Ｂと41Ｃ、41Ｃと41Ｄ、41Ｄ
と41Ｅにおいて、触媒放出器30の極小回転数Ｎmin での
運転時における上段の分散ロータ41Ｂ，41Ｃまたは41Ｄ
から放出される触媒11の着弾位置と、極大回転数Ｎmax
での運転時における下段の分散ロータ41Ｃ，41Ｄまたは
41Ｅから放出される触媒11の着弾位置とがそれぞれほぼ
一致するような寸法に設定されている。Each of the dispersion rotors 41C, 41C in the third and subsequent stages is also used.
The diameters of D and 41E are set in the same manner as in the above-mentioned concept, and the dispersion rotors 41B and 41C, 41C and 41D, 41D which are vertically adjacent to each other.
And 41E, the upper dispersion rotor 41B, 41C or 41D when the catalyst discharger 30 is operated at the minimum rotation speed Nmin.
Landing position of the catalyst 11 released from the fuel cell and the maximum rotation speed Nmax
Or lower dispersion rotor 41C, 41D or
The dimensions are set so that the landing positions of the catalyst 11 discharged from 41E almost coincide with each other.

【００３８】次に、本実施形態において、触媒放出器30
の極大回転数Ｎmax 、極小回転数Ｎmin および各分散ロ
ータ41のロータ長（半径）Ｒの求め方を説明する。ここ
で、充填触媒面が上限高さレベルの近傍に達した状態で
は、触媒11が放出されてから着弾するまでの時間が最短
となるので、放出される触媒11の半径方向速度成分Ｕｘ
を最も速くする必要があり、触媒放出器30の分散ロータ
41に要求される回転数は、散布作業の全工程における最
大回転数となる。従って、この状態における分散ロータ
41の最大回転数を基準として、極大回転数Ｎmax 、極小
回転数Ｎmin および各ロータ長Ｒを設定すれば、充填途
中においても、触媒放出器30から放出された触媒11が反
応塔10の周縁部まで到達しない等の不具合が防止され
る。換言すれば、充填触媒面が上限高さレベルの近傍に
達した状態において、極大回転数Ｎmax 、極小回転数Ｎ
min および各ロータ長Ｒを設定するとともに、充填途中
における充填触媒面の高さＴに応じて極大回転数Ｎmax
および極小回転数Ｎmin を設定する。ここでは、充填触
媒面が上限高さレベルの近傍に達した状態における、極
大回転数Ｎmax および極小回転数Ｎmin を求め、これら
の極大回転数Ｎmax および極小回転数Ｎmin から各ロー
タ長Ｒを設定する。すなわち、一般に、 Ｌ：触媒を着弾させたい位置までの水平方向距離（ｍ） （充填面すなわち触媒着弾位置の塔中心からの距離） Ｈ：充填したい面から分散ロータまでの高さ （ｍ） Ｒ：ロータ半径 （ｍ） とすると、充填触媒粒子の充填面到達に要する時間Θ(s
ec) は、次の式で表される。Next, in the present embodiment, the catalyst discharger 30
How to determine the maximum rotation speed Nmax, the minimum rotation speed Nmin, and the rotor length (radius) R of each dispersion rotor 41 will be described. Here, in the state where the charged catalyst surface has reached the vicinity of the upper limit height level, the time from the release of the catalyst 11 to the landing thereof is the shortest, so that the radial velocity component Ux of the released catalyst 11 is
Need to be the fastest, the distributed rotor of the catalyst discharger 30
The rotation speed required for 41 is the maximum rotation speed in all the steps of the spraying operation. Therefore, the dispersion rotor in this state
If the maximum rotation speed Nmax, the minimum rotation speed Nmin and the rotor length R are set on the basis of the maximum rotation speed of 41, the catalyst 11 discharged from the catalyst discharger 30 can be filled in the peripheral portion of the reaction tower 10 even during the charging. Troubles, such as failure to reach, are prevented. In other words, when the charged catalyst surface has reached the vicinity of the upper limit height level, the maximum rotation speed Nmax and the minimum rotation speed Nmax
min and each rotor length R, and the maximum rotation speed Nmax according to the height T of the charged catalyst surface during the charging.
And the minimum rotation speed Nmin. Here, the maximum rotation speed Nmax and the minimum rotation speed Nmin in a state where the charged catalyst surface has reached the vicinity of the upper limit height level are obtained, and each rotor length R is set from the maximum rotation speed Nmax and the minimum rotation speed Nmin. . That is, in general, L: horizontal distance (m) from the position where the catalyst is to be landed (the filling surface, that is, the distance from the center of the tower at the catalyst landing position) H: height from the surface to be charged to the dispersion rotor (m) R : Assuming the rotor radius (m), the time required for the packed catalyst particles to reach the packed surface Θ (s
ec) is represented by the following equation.

【００３９】[0039]

【数４】 (Equation 4)

【００４０】但し、Ａ，Ｂは粒子の物理物性、充填雰囲
気によって決定される定数である。一方、充填触媒粒子
の初速度Ｕｏ(m/sec) は、次の式で決定される。Here, A and B are constants determined by the physical properties of the particles and the filling atmosphere. On the other hand, the initial velocity Uo (m / sec) of the charged catalyst particles is determined by the following equation.

【００４１】[0041]

【数５】 (Equation 5)

【００４２】但し、Ｃは粒子の物理物性、充填雰囲気に
よって決定される定数である。また、反応塔中心からの
距離Ｌ(m) は、次の式で求められる。Here, C is a constant determined by the physical properties of the particles and the filling atmosphere. The distance L (m) from the center of the reaction tower can be obtained by the following equation.

【００４３】[0043]

【数６】 (Equation 6)

【００４４】さらに、分散ロータの回転数Ｎ(rpm) は、
次の式で求められる。Further, the rotation speed N (rpm) of the dispersion rotor is
It is obtained by the following equation.

【００４５】[0045]

【数７】 (Equation 7)

【００４６】ここで、長径４mm，短径１mmの三葉形の触
媒粒子について大気雰囲気での前記定数Ａ，Ｂ，Ｃの値
を示すと、以下のようになる。 Ａ＝０．２４、Ｂ＝６．３５、Ｃ＝４．１７ これらの数値を用いるとともに、反応塔中心からの距離
Ｌすなわち反応塔10の半径Ｄ／２，充填高さＨを仮に設
定し、初速度Ｕｏを求めると、表１になる。Here, the values of the constants A, B, and C in the atmosphere for the three-lobed catalyst particles having a major axis of 4 mm and a minor axis of 1 mm are as follows. A = 0.24, B = 6.35, C = 4.17 These values are used, and the distance L from the center of the reaction column, that is, the radius D / 2 of the reaction column 10, and the packing height H are temporarily set. Table 1 shows the initial speed Uo.

【００４７】[0047]

【表１】 [Table 1]

【００４８】すなわち、反応塔10の直径が４ｍの時、触
媒分散器30の触媒堆積面からの高さＨが２ｍであると、
初速度Ｕo は3.72ｍ／sec 必要であり、高さＨが0.5 ｍ
だと初速度Ｕo は7.89ｍ／sec 必要であることが分る。
直径２ｍのときも同様に表１から初速度Ｕo が分る。That is, when the diameter of the reaction tower 10 is 4 m and the height H from the catalyst deposition surface of the catalyst disperser 30 is 2 m,
The initial speed Uo needs to be 3.72 m / sec, and the height H is 0.5 m
Then, it turns out that the initial speed Uo needs 7.89 m / sec.
Similarly, when the diameter is 2 m, the initial speed Uo can be found from Table 1.

【００４９】以上のことから、分散ロータ半径のＲを決
定するには、次のように行う。 Ａ）Ｎmax の算出 反応塔10への充填を考える場合、径が最大の分散ロータ
41Ａから供給された充填触媒粒子が反応塔10の壁の直前
に着弾する場合の初速度Ｕ₁ から求めればよい。この
際、 ２Ｌ＝（反応塔直径：Ｄ）／２ とし、数式４，５，７でＮmax を算出する。すなわち、
数式４，５からＵ₁を求め、このＵ₁ を数式７に代入し
て求めたＮがＮmax である。 Ｂ）Ｎmin の算出 分散ロータ機構40の２段目の分散ロータ41Ｂあるいは分
散器下部の案内部材52分から最も外方に放出される触媒
粒子の極大回転数Ｎmax での着弾位置と、径が最大の分
散ロータ41Ａあるいは径が最小の分散ロータ41Ｅから供
給される触媒粒子の着弾位置が等しくなる初速度を数式
４，５で求め、さらに数式７からＮmin を算出する。す
なわち、案内部材52から放出される触媒11の極大回転数
Ｎmax での初速度Ｕ2 を数式５に代入して着弾位置Ｌ2
を求め、その次に、このＬ2 の時の最小分散ロータ41Ｅ
の初速度Ｕ3 を求め、このＵ3 を数式７に代入して得ら
れる回転数ＮがＮmin である。 Ｃ）分散ロータ半径の算出 分散ロータ枚数をｎ（図２の実施形態では５枚）とし、
充填面全域にわたって触媒粒子を充填するには、ｎ枚目
のロータ半径（Ｒｎ）が以下の式を満足するよう決定す
る。From the above, the determination of the radius R of the dispersion rotor is performed as follows. A) Calculation of Nmax When considering filling in the reaction tower 10, the dispersion rotor having the largest diameter is used.
Supplied packed catalyst particles may be obtained from the initial velocity U ₁ in the case of land immediately before the wall of the reaction column 10 from 41A. At this time, 2L = (diameter of the reaction tower: D) / 2, and Nmax is calculated by Expressions 4, 5, and 7. That is,
Seeking U ₁ from the formula 4, 5, N found by replacing the U ₁ in Equation 7 is Nmax. B) Calculation of Nmin The landing position at the maximum rotation speed Nmax of the catalyst particles discharged most outward from the dispersion rotor 41B of the second stage of the dispersion rotor mechanism 40 or the guide member 52 at the lower part of the dispersion device, and the maximum diameter The initial velocity at which the landing positions of the catalyst particles supplied from the dispersion rotor 41A or the dispersion rotor 41E having the smallest diameter become equal is determined by Expressions 4 and 5, and Nmin is calculated by Expression 7. That is, the initial velocity U2 at the maximum rotation speed Nmax of the catalyst 11 released from the guide member 52 is substituted into Expression 5 to obtain the landing position L2
, And then the minimum dispersion rotor 41E at the time of L2.
Is obtained, and the rotational speed N obtained by substituting this U3 into Equation 7 is Nmin. C) Calculation of Distributed Rotor Radius The number of distributed rotors is n (5 in the embodiment of FIG. 2),
In order to fill the catalyst particles over the entire filling surface, the nth rotor radius (Rn) is determined so as to satisfy the following equation.

【００５０】[0050]

【数８】 (Equation 8)

【００５１】次に、具体的計算例を示す。解析上の制限
を下記の通りとした。 最大分散ロータ半径Ｒ； ２００ ｍｍ 開口部の最低半径ｒ； ２５ ｍｍ スロート入口の開口部半径；８０〜１２０ｍｍ 中央円錐部材（中心軸）部分；実際の製作を考え、円
錐型になるよう設定。この制限の下、算出した分散ロー
タ機構40における各分散ロータ半径Ｒ、各段の入口部の
開口部半径ｒ、中央円錐部材半径のａ、開口高さｈにつ
いて解析結果を表２〜４に示す。また、形状は前述の図
13に５段の例が示されている。図13中のｒ，ａ，ｈにお
ける添字（１〜５）は各段数を示している。段数は充填
面に描く同心円の個数となるため多い方がよいが、現在
の制限すなわち最大分散ロータ半径および開口部の最低
半径の制限のもとでは、段数は５段が限度となる。Next, a specific calculation example will be described. The analysis restrictions were as follows. Maximum dispersion rotor radius R; 200 mm Minimum radius of the opening r; 25 mm Radius of the opening of the throat inlet; 80 to 120 mm Central conical member (central axis) portion: Considering actual production, set to be conical. Under these restrictions, Tables 2 to 4 show analysis results for the calculated dispersion rotor radius R, the opening radius r at the entrance of each stage, the center cone member radius a, and the opening height h in the calculated dispersion rotor mechanism 40. . The shape is the same
FIG. 13 shows an example of five stages. Subscripts (1 to 5) in r, a, and h in FIG. 13 indicate the number of stages. Although the number of stages is preferably large because it is the number of concentric circles drawn on the filling surface, the number of stages is limited to five under the current limitation, that is, the limitation of the maximum dispersion rotor radius and the minimum radius of the opening.

【００５２】[0052]

【表２】 [Table 2]

【００５３】[0053]

【表３】 [Table 3]

【００５４】[0054]

【表４】 [Table 4]

【００５５】また、回転数の周期的変化を以下のように
仮定し、計算を行った。 平均触媒長径／短径；４／１ｍｍ 第１段（最上段）分散ロータの堆積触媒面からの高さ；
２００ｃｍ その結果を表５〜７に示す。なお、表中、平均長径触媒
粒子とは、触媒11の長さ寸法にある程度のバラツキがあ
るが、その平均の寸法における触媒粒子の意味である。
また、触媒は、ころがりにくい形状のため、着弾後のこ
ろがり効果が期待できない。このため、充填時間は、極
大回転数Ｎmax から極小回転数Ｎmin に至る全ての回転
数で、放出された触媒の分布を均一にするため、極小回
転数側に至るに従い、充填時間を長く設定した。表５〜
７では、極大回転数Ｎmax における充填時間を１とした
時の他の回転数における充填時間をその比として示して
ある。The calculation was performed on the assumption that the rotational speed changes periodically as follows. Average catalyst major axis / minor axis; 4/1 mm Height of the first-stage (top-most) dispersion rotor from the surface of the deposited catalyst;
200 cm The results are shown in Tables 5-7. In addition, in the table, the average long-diameter catalyst particles have a certain degree of variation in the length dimension of the catalyst 11, but mean the catalyst particles in the average dimension.
In addition, since the catalyst has a shape that does not easily roll, a rolling effect after landing cannot be expected. For this reason, the filling time was set to be longer at the minimum rotation speed side in order to make the distribution of the released catalyst uniform at all the rotation speeds from the maximum rotation speed Nmax to the minimum rotation speed Nmin. . Table 5
In FIG. 7, when the filling time at the maximum rotation speed Nmax is set to 1, the filling time at another rotation speed is shown as the ratio.

【００５６】[0056]

【表５】 [Table 5]

【００５７】[0057]

【表６】 [Table 6]

【００５８】[0058]

【表７】 [Table 7]

【００５９】なお、充填途中における極大回転数Ｎmax
および極小回転数Ｎmin は、充填触媒面の高さＴを変数
とするとともに、充填触媒面の高さＴが最大値となった
時に、上述のように求めた極大回転数Ｎmax から極小回
転数Ｎmin の値となる適宜な関数、例えば、変数Ｔの一
次関数等を適当に設定し、この関数と充填触媒面の高さ
Ｔから算出する。Note that the maximum rotation speed Nmax during the filling is
And the minimum rotation speed Nmin is determined by using the height T of the charged catalyst surface as a variable, and when the height T of the charged catalyst surface becomes the maximum value, the minimum rotation speed Nmin is calculated from the maximum rotation speed Nmax obtained as described above. Is appropriately set, for example, a linear function of the variable T or the like, and is calculated from this function and the height T of the charged catalyst surface.

【００６０】このような本実施形態によれば、次に示す
ような効果がある。すなわち、本実施形態の方法では、
充填触媒面に着弾した触媒11の半径方向速度成分Ｕｘが
Ｕｘ＞０となるように、触媒11を放出する触媒放出器30
の回転数を設定したので、着弾後の各触媒11は反応塔10
の半径方向に転がり、一定の姿勢、換言すると、各触媒
11の長径方向がほぼ円周方向を向くような姿勢で散布さ
れるようになり、充填密度を向上できるうえ、充填され
た触媒11の充填触媒面を平らにすることができる。According to this embodiment, the following effects can be obtained. That is, in the method of the present embodiment,
A catalyst discharger 30 that discharges the catalyst 11 so that the radial velocity component Ux of the catalyst 11 that has landed on the charged catalyst surface satisfies Ux> 0.
After the impact, each of the catalysts 11 lands in the reaction tower 10
Rolling in the radial direction, a constant posture, in other words, each catalyst
Spraying is performed in such a manner that the major axis direction of the 11 is substantially in the circumferential direction, so that the packing density can be improved and the packed catalyst surface of the filled catalyst 11 can be flattened.

【００６１】また、触媒11の充填触媒面の高さＴを超音
波センサ25で検出し、触媒11の充填触媒面の高さＴが上
昇するにしたがって、分散ロータ機構40の回転速度を増
加させながら、触媒11の充填を行うようにしたので、充
填触媒面の高さＴが異なっていても各高さレベルにおい
て最適の回転速度で触媒11の散布が可能となり、この点
からも、充填された触媒11の充填触媒面を平らにするこ
とができる。しかも、触媒放出器30は、その回転数が周
期的に変化されるため、一定の１つの回転数では生じる
山谷を均すことができ、この点でも充填された触媒11の
充填触媒面を平らにすることができる。The height T of the filled catalyst surface of the catalyst 11 is detected by the ultrasonic sensor 25, and as the height T of the filled catalyst surface of the catalyst 11 increases, the rotation speed of the dispersion rotor mechanism 40 is increased. However, since the catalyst 11 is filled, even if the height T of the filled catalyst surface is different, it is possible to spray the catalyst 11 at an optimum rotation speed at each height level. The filled catalyst surface of the catalyst 11 can be flattened. In addition, since the number of revolutions of the catalyst discharger 30 is periodically changed, peaks and valleys generated at a constant one number of revolutions can be leveled, and at this point, the filled catalyst surface of the filled catalyst 11 is flattened. Can be

【００６２】従って、反応塔10内を平均に気液が流れる
ため、触媒11が均等に使用されることとなり、触媒11の
寿命を延長することができるという効果がある。また、
均等な充填に伴い、一部の触媒11の異常反応が防止で
き、それによるいわゆるホットスポットを防止すること
もできる。ここで、各分散ロータ41の寸法等を設定する
にあたり、互いに隣接する分散ロータ41から放出される
触媒11どうしが、半径方向に互いに連続する範囲に着弾
するように設定できれば、分散ロータ41の数や各分散ロ
ータ41から放出される触媒11の放出量が限定されないの
で、触媒11の充填速度を容易に高速化することができ
る。例えば、同規模の装置であれば、従来の特公平６−
44987 号公報に示される充填装置に比べて、約２倍の充
填速度を達成するこができる。Accordingly, gas-liquid flows in the reaction tower 10 on average, so that the catalyst 11 can be used evenly and the life of the catalyst 11 can be extended. Also,
With the uniform filling, an abnormal reaction of some of the catalysts 11 can be prevented, so that a so-called hot spot can be prevented. Here, in setting the dimensions and the like of each dispersion rotor 41, if the catalysts 11 discharged from the dispersion rotors 41 adjacent to each other can be set so as to land in a range continuous with each other in the radial direction, the number of the dispersion rotors 41 is determined. Also, since the amount of the catalyst 11 released from each dispersion rotor 41 is not limited, the filling speed of the catalyst 11 can be easily increased. For example, if the equipment is of the same size,
It is possible to achieve a filling speed approximately twice that of the filling device shown in JP-A-44987.

【００６３】さらに、周期的に回転数を変動させながら
触媒11を散布する触媒放出器30は、回転数が小さいほ
ど、触媒11の散布時間が長くなるように設定し、触媒が
ころがり効果により外側に偏る傾向を有していても、内
側の充填時間を長くすることで補正されるので、径方向
の触媒充填量がほぼ一定とされ、これによっても均一な
充填を行うことができる。Further, the catalyst discharger 30, which sprays the catalyst 11 while periodically changing the rotation speed, is set so that the spraying time of the catalyst 11 becomes longer as the rotation speed becomes smaller, and the catalyst is rolled out by the rolling effect. Even if there is a tendency to be uneven, the amount of catalyst filling in the radial direction is made substantially constant because it is corrected by lengthening the inner filling time, so that uniform filling can also be performed.

【００６４】また、本実施形態の触媒放出器30は、同心
円状分散ロータ41を多段に組合せた構造とし、隣接した
各段の分散ロータ41の径は、上段すなわち大径の分散ロ
ータ41の極小回転数運転時の触媒11の着段距離と、下段
すなわち小径の分散ロータ41の極大回転数運転時の触媒
11の着段距離とがほぼ一致する寸法としたから、各段に
よる触媒11の散布が半径方向に連続した状態で行なわれ
ることとなり、均一な（平らな）充填を行うことができ
る。さらに、このような触媒放出器30の構造は円板等の
単純な形状の部品により構成されているから、構造が簡
単となり、安価かつ容易に製造でき、性能も安定したも
のにできる。The catalyst discharger 30 of the present embodiment has a structure in which concentric dispersion rotors 41 are combined in multiple stages, and the diameter of the dispersion rotor 41 in each adjacent stage is the upper stage, that is, the minimum diameter of the large-diameter dispersion rotor 41. The stepping distance of the catalyst 11 at the time of rotation speed operation and the lower stage, that is, the catalyst at the time of the maximum rotation speed operation of the small diameter dispersion rotor 41
Since the dimension is set so that the stepping distance of the step 11 is substantially the same, the distribution of the catalyst 11 in each step is performed in a state of being continuous in the radial direction, and uniform (flat) filling can be performed. Further, since the structure of such a catalyst discharger 30 is constituted by components having a simple shape such as a disk, the structure becomes simple, it can be manufactured cheaply and easily, and the performance can be stabilized.

【００６５】また、分散ロータ機構40の各段の分散ロー
タ半径Ｒ、開口部半径ｒ、中央円錐部半径ａ、開口部高
さｈ等の各部の寸法は、前述の所定の式で計算され、適
正に決定されているから、各段の分散ロータ41からの触
媒11の散布量を均一とすることができる。The dimensions of each portion of the dispersion rotor mechanism 40, such as the dispersion rotor radius R, the opening radius r, the central conical portion radius a, the opening height h, and the like, are calculated by the above-described predetermined equations. Since it is determined appropriately, the amount of the catalyst 11 sprayed from the dispersion rotor 41 at each stage can be made uniform.

【００６６】さらに、触媒放出器30を所定のインターバ
ルで正、逆回転させれば、反応塔10内に配管等の障害物
があっても、その周囲にも均一に触媒11を充填できる。Further, if the catalyst discharger 30 is rotated forward and backward at predetermined intervals, even if there is an obstacle such as a pipe in the reaction tower 10, the catalyst 11 can be uniformly filled around the obstacle.

【００６７】図15には、本発明の第２実施形態が示され
ている。本実施形態は、前記第１実施形態における分散
ロータ機構40に、各段の分散ロータ41に送られる触媒11
の流路を絞る絞り板60を付加したものである。すなわ
ち、図15において、分散ロータ41Ａ〜41Ｄの中央の孔47
の周囲には、下方に延びる側壁を備えたリング状の絞り
板60が設けられている。各絞り板60は、その下段の分散
ロータ41に送られる触媒11の流路を絞るものとなってい
る。また、最上段の分散ロータ41Ａの上方には、ドーナ
ツ状の上部押さえ板61が設けられている。この上部押さ
え板61の中央には、触媒放出器30に備えられたガイド筒
21A の下端が嵌合される孔62が設けられている。そし
て、上部押さえ板61には、分散ロータ41Ａに送られる触
媒11の流路を絞る絞り板60が孔62の周囲に設けられてい
る。なお、最下段の分散ロータ41Ｅの下方には、分散ロ
ータ41が存在しないので、分散ロータ41Ｅには、絞り板
60を設ける必要がない。FIG. 15 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the catalyst 11 sent to the dispersion rotor 41 of each stage is added to the dispersion rotor mechanism 40 in the first embodiment.
The diaphragm plate 60 for restricting the flow path is added. That is, in FIG. 15, the central hole 47 of the dispersion rotors 41A to 41D is used.
Is provided with a ring-shaped diaphragm plate 60 having a side wall extending downward. Each throttle plate 60 narrows the flow path of the catalyst 11 sent to the lower-stage dispersion rotor 41. A donut-shaped upper pressing plate 61 is provided above the uppermost dispersion rotor 41A. At the center of the upper holding plate 61, a guide cylinder provided in the catalyst discharger 30 is provided.
A hole 62 into which the lower end of 21A is fitted is provided. A throttle plate 60 for narrowing the flow path of the catalyst 11 sent to the dispersion rotor 41A is provided around the hole 62 in the upper holding plate 61. Since the dispersion rotor 41 does not exist below the lowermost dispersion rotor 41E, an aperture plate is provided on the dispersion rotor 41E.
There is no need to provide 60.

【００６８】ここで、本実施形態では、ころがりやすい
形状の触媒が採用される。このため、着弾後のころがり
効果を考慮した上で、極大回転数Ｎmax から極小回転数
Ｎmin に至る全ての回転数において放出された触媒の分
布が均一となるようにするため、極小回転数側に至るに
従い、充填時間を短く設定した。表８には、極小回転数
Ｎmin における充填時間を１とした時の他の回転数にお
ける充填時間をその比として示してある。Here, in the present embodiment, a catalyst having a shape that easily rolls is employed. Therefore, taking into account the rolling effect after landing, the distribution of the catalyst released at all rotation speeds from the maximum rotation speed Nmax to the minimum rotation speed Nmin is made uniform, so that the distribution of the catalyst is set to the minimum rotation speed side. The filling time was set shorter as it reached. Table 8 shows the ratio of the charging time at another rotation speed when the charging time at the minimum rotation speed Nmin is set to 1.

【００６９】[0069]

【表８】 [Table 8]

【００７０】このような本実施形態においても前記第１
実施形態と同様な作用、効果を奏することができる他、
着地後の触媒のころがり効果も考慮にいれて、極大回転
数Ｎmax での充填時間に比べ、極小回転数Ｎmin 側の充
填時間が極小回転数Ｎmin 側に行くに従い順次短くなる
ように設定したので、触媒11がころがりやすくとも、触
媒11の分布が外側に偏ることがなく、各分散ロータ41か
ら放出された触媒の分布をより均一にすることができる
という効果が得られる。In this embodiment as well, the first
In addition to providing the same operation and effect as the embodiment,
Taking into account the rolling effect of the catalyst after landing, the filling time on the minimum rotation speed Nmin side was set so as to be gradually shortened as going to the minimum rotation speed Nmin side, compared with the charging time at the maximum rotation speed Nmax. Even if the catalyst 11 easily rolls, the distribution of the catalyst 11 is not deviated to the outside, and the effect that the distribution of the catalyst discharged from each dispersion rotor 41 can be made more uniform can be obtained.

【００７１】なお、本発明は、前記各実施形態に限定さ
れるものではなく、本発明の目的を達成する範囲におい
て、以下に示すような変形等をも含むものである。すな
わち、触媒放出器30、特に分散ロータ機構40の各部の寸
法および段数は、前記実施形態の寸法・段数に限らず、
反応塔の形状、触媒の種類や粒度、散布回転数や散布量
などの他の条件に応じて変化するものであり、他の条件
毎に適宜決定すべきものである。また、回転数の変化の
巾は、各種条件に応じて変化させるものであり、しか
も、必ずしも極小回転数側の充填時間と極大回転数側の
充填時間とを異ならせる必要はないが、異ならせれば、
前記各実施形態で示した効果が得られる。It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments, but includes the following modifications within the scope of achieving the object of the present invention. That is, the size and the number of stages of each part of the catalyst discharger 30, particularly the distributed rotor mechanism 40, are not limited to the sizes and the number of stages of the above-described embodiment.
It changes according to other conditions such as the shape of the reaction tower, the type and particle size of the catalyst, the number of rotations of the spraying, and the amount of spraying, and should be appropriately determined for each of the other conditions. Also, the width of the change in the rotation speed is changed according to various conditions, and the filling time on the minimum rotation speed side and the charging time on the maximum rotation speed side do not necessarily need to be different, but can be changed. If
The effects shown in the above embodiments can be obtained.

【００７２】さらに、高さ検出手段としては、超音波セ
ンサ等の充填触媒面の高さレベルを直接検出するものに
限らず、反応塔の底に設けられた重量センサ、または、
触媒を収納するホッパや触媒を導くパイプに設けられて
触媒の放出量を検出する流量センサ等、充填触媒面の高
さレベルを間接的に検出するものでもよく、高さ検出手
段は、実施にあたり適宜選択することができる。Further, the height detecting means is not limited to a means for directly detecting the height level of the packed catalyst surface such as an ultrasonic sensor, but a weight sensor provided at the bottom of the reaction tower, or
A sensor for detecting the height level of the filled catalyst surface indirectly, such as a hopper that stores the catalyst or a flow sensor that is provided in a pipe that guides the catalyst and detects the amount of released catalyst, may be used. It can be selected as appropriate.

【００７３】[0073]

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
触媒の充填を平らかつ均一にでき、塔内の流体の流れを
均一にできて触媒寿命を延長できるばかりでなく、ホッ
トスポット等を有効に防止できるうえ、触媒の充填速度
を容易に高速化できるという効果がある。As described above, according to the present invention,
The catalyst can be filled evenly and uniformly, the flow of the fluid in the column can be made uniform and the catalyst life can be prolonged. In addition, hot spots can be effectively prevented and the catalyst filling speed can be easily increased. This has the effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の第１実施形態の全体構成を示す概略断
面図。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the entire configuration of a first embodiment of the present invention.

【図２】図１の実施形態に用いられる５段の分散ロータ
の実施形態を示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view showing an embodiment of a five-stage dispersion rotor used in the embodiment of FIG.

【図３】図１の実施形態に用いられる４段の分散ロータ
の実施形態を示す概略断面図である。FIG. 3 is a schematic sectional view showing an embodiment of a four-stage dispersion rotor used in the embodiment of FIG. 1;

【図４】図１の実施形態に用いられる３段の分散ロータ
の実施形態を示す概略断面図である。FIG. 4 is a schematic sectional view showing an embodiment of a three-stage dispersion rotor used in the embodiment of FIG. 1;

【図５】図２の実施形態の支持リブの底面図である。FIG. 5 is a bottom view of the support rib of the embodiment of FIG. 2;

【図６】図２のＶＩ−ＶＩ線に沿う端面図である。FIG. 6 is an end view taken along the line VI-VI in FIG. 2;

【図７】図２の実施形態の第１段分散ロータの平面図お
よび断面図である。FIG. 7 is a plan view and a cross-sectional view of the first-stage dispersion rotor of the embodiment in FIG. 2;

【図８】図２の実施形態の第２段分散ロータの平面図お
よび断面図である。FIG. 8 is a plan view and a cross-sectional view of a second-stage dispersion rotor of the embodiment of FIG. 2;

【図９】図２の実施形態の第３段分散ロータの平面図お
よび断面図である。FIG. 9 is a plan view and a cross-sectional view of the third-stage dispersion rotor of the embodiment in FIG. 2;

【図１０】図２の実施形態の第４段分散ロータの平面図
および断面図である。FIG. 10 is a plan view and a cross-sectional view of a fourth-stage dispersion rotor of the embodiment in FIG. 2;

【図１１】図２の実施形態の第５段分散ロータの平面図
および断面図である。11 is a plan view and a cross-sectional view of a fifth stage distributed rotor of the embodiment in FIG.

【図１２】図２の実施形態の第５段分散ロータと案内部
材の分解斜視図である。FIG. 12 is an exploded perspective view of a fifth stage dispersion rotor and a guide member of the embodiment of FIG. 2;

【図１３】本実施形態の５段分散ロータにおける各部の
寸法を示す概略図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing dimensions of each part in a five-stage dispersion rotor of the present embodiment.

【図１４】本実施形態の触媒分散状態を示す模式図であ
る。FIG. 14 is a schematic diagram showing a catalyst dispersion state of the present embodiment.

【図１５】本発明の第２実施形態を示す図２に相当する
図である。FIG. 15 is a view corresponding to FIG. 2 showing a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 反応塔 11 触媒 20 触媒充填装置 22 回転駆動機構としてのモータ 25 高さ検出手段としての超音波センサ 30 触媒放出器 41 分散ロータ 70 制御手段 10 Reaction tower 11 Catalyst 20 Catalyst filling device 22 Motor as rotation drive mechanism 25 Ultrasonic sensor as height detection means 30 Catalyst discharger 41 Dispersion rotor 70 Control means

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】反応塔の上部に固定された触媒放出器の分
散ロータを回転させながら、当該触媒放出器から触媒を
散布することで前記反応塔内に触媒を充填する触媒充填
方法であって、 前記触媒放出器から放出される触媒の前記反応塔半径方
向速度成分をＵｘとするとき、着弾時の触媒がＵｘ＞０
となるように、前記触媒放出器の前記反応塔内の触媒表
面からの散布高さおよび回転数を設定するとともに、こ
の触媒放出器の回転数を周期的に変化させたことを特徴
とする触媒充填方法。1. A catalyst filling method for filling a catalyst into a reaction tower by spraying a catalyst from the catalyst discharger while rotating a dispersion rotor of the catalyst discharger fixed to an upper part of the reaction tower. When the velocity component in the radial direction of the reaction tower of the catalyst discharged from the catalyst discharger is Ux, the catalyst at the time of impact is Ux> 0.
A catalyst wherein the spray height and rotation speed of the catalyst discharger from the catalyst surface in the reaction tower are set, and the rotation speed of the catalyst discharger is periodically changed. Filling method. 【請求項２】請求項１に記載の触媒充填方法において、
前記反応塔に充填された触媒の充填高さに応じて、前記
周期的に変化する前記触媒放出器の回転数を全体的にシ
フトさせることを特徴とする触媒充填方法。2. The method for charging a catalyst according to claim 1, wherein
A method for charging a catalyst, wherein the periodically changing rotation speed of the catalyst discharger is shifted as a whole according to a charging height of the catalyst charged in the reaction tower. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載の触媒充填
方法において、前記触媒放出器は、触媒放出器の回転軸
心から放射方向に延びる複数の仕切材を有する円板状の
分散ロータを上下方向に所定間隔をおいて一体回転可能
に多段に備えるとともに、これらの分散ロータは下方に
いくに従い小径とされ、かつ、前記分散ロータの周期的
に変化する回転数の変化領域における極大値および極小
値は、上下に隣接する各分散ロータからそれぞれ放出さ
れる触媒が反応塔の半径方向に連続して供給されるよう
に、極小回転数運転時における互いに隣接する上下の分
散ロータのうち上段の分散ロータにより放出される触媒
の着弾位置と、極大回転数運転時における下段の分散ロ
ータにより放出される触媒の着弾位置とがほぼ一致する
ようにしたことを特徴とする触媒充填方法。3. The method according to claim 1, wherein the catalyst discharger has a plurality of partition members extending radially from a rotation axis of the catalyst discharger. Are provided in multiple stages so as to be integrally rotatable at predetermined intervals in the vertical direction, and these dispersion rotors have smaller diameters as they go downward, and have a maximum value in a change region of the rotation speed of the dispersion rotor that periodically changes. And the minimum value is such that the catalyst discharged from each of the vertically adjacent dispersion rotors is continuously supplied in the radial direction of the reaction tower, so that the upper stage of the vertically adjacent dispersion rotors at the time of the minimum rotation speed operation is operated. And the landing position of the catalyst discharged by the lower dispersion rotor during the operation at the maximum rotational speed is made to substantially match. Catalyst filling method and butterflies. 【請求項４】回転軸心に対し放射方向となる方向に互い
に所定間隔を置いて延びる複数の仕切材を有する円板状
の分散ロータを上下方向に所定間隔を置いて多段に備
え、かつ、これらの分散ロータを回転駆動する回転駆動
機構を備えるとともに反応塔の所定高さ位置に固定され
る触媒放出器と、この触媒放出器により当該反応塔内に
放出された触媒の充填高さを検出する高さ検出手段と、
前記触媒放出器の回転数を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記触媒放出器の分散ロータが所定の
極大回転数Ｎmax と極小回転数Ｎmin との間の回転数を
周期的に変化するように前記触媒放出器の回転駆動機構
を制御するとともに、前記反応塔に充填された触媒の充
填高さに応じて、前記極大回転数Ｎmax および前記極小
回転数Ｎmin を全体的にシフトさせるように構成され、
前記極大回転数Ｎmax は、前記触媒放出器の複数の分散
ロータのうち、最上段の分散ロータから放出される触媒
が前記反応塔のほぼ内周位置に着弾するような回転数と
され、極小回転数Ｎmin は、前記極大回転数Ｎmax で回
転されるときに最上段の直下である第２段の分散ロータ
から放出される触媒の着弾位置とほぼ等しい位置に最上
段の分散ロータから放出される触媒が着弾するような回
転数とされ、かつ、各分散ロータの直径は、互いに隣接
する分散ロータのうち下段の分散ロータが前記極大回転
数Ｎmax で回転しているときに、当該下段分散ロータか
ら放出される触媒が着弾する位置に、上段の分散ロータ
が前記極小回転数Ｎmin で回転されているときに、当該
上段分散ロータから放出される触媒が着弾する位置がほ
ぼ等しくなるような寸法に設定されていることを特徴と
する触媒充填装置。4. A disk-shaped dispersion rotor having a plurality of partition members extending at predetermined intervals from each other in a direction radial to the axis of rotation and provided in multiple stages at predetermined intervals in the vertical direction, and It has a rotary drive mechanism for rotating these dispersing rotors and is fixed at a predetermined height position in the reaction tower, and detects the filling height of the catalyst released into the reaction tower by the catalyst discharger. Height detecting means,
Control means for controlling the number of revolutions of the catalyst discharger,
The control means controls the rotation driving mechanism of the catalyst discharger so that the dispersion rotor of the catalyst discharger periodically changes the rotation speed between a predetermined maximum rotation speed Nmax and a minimum rotation speed Nmin. The maximum rotation speed Nmax and the minimum rotation speed Nmin are entirely shifted in accordance with the charged height of the catalyst charged in the reaction tower,
The maximum rotation speed Nmax is a rotation speed at which the catalyst discharged from the uppermost dispersion rotor among the plurality of dispersion rotors of the catalyst discharger lands at a substantially inner circumferential position of the reaction tower, The number Nmin is such that the catalyst discharged from the uppermost dispersion rotor at a position substantially equal to the landing position of the catalyst discharged from the second dispersion rotor immediately below the uppermost stage when rotated at the maximum rotation speed Nmax. And the diameter of each dispersing rotor is such that when the lower dispersing rotor among the adjoining dispersing rotors is rotating at the maximum rotational speed Nmax, the diameter of each dispersing rotor is reduced. When the upper dispersion rotor is rotated at the minimum rotation speed Nmin at a position where the catalyst to be discharged lands, the position at which the catalyst discharged from the upper dispersion rotor lands is substantially equal. Catalyst loading apparatus characterized by being set. 【請求項５】請求項４に記載の触媒充填装置において、
前記制御手段は、各分散ロータにおける極大回転数Ｎma
x から極小回転数Ｎmin に至る各回転数で、各分散ロー
タから放出される触媒の分布が均一になるように、極大
回転数Ｎmaxから前記回転数の変化領域における中心回
転数に到る時間と、前記中心回転数から極小回転数Ｎmi
n に到る時間とは、長さが互い異なっていることを特徴
とする触媒充填装置。5. The catalyst filling device according to claim 4, wherein
The control means controls the maximum rotation speed Nma of each dispersion rotor.
At each rotation speed from x to the minimum rotation speed Nmin, the time from the maximum rotation speed Nmax to the central rotation speed in the change region of the rotation speed is set so that the distribution of the catalyst discharged from each dispersion rotor becomes uniform. , The minimum rotation speed Nmi from the center rotation speed
A catalyst filling device characterized in that the time to reach n is different from each other in length. 【請求項６】請求項５に記載の触媒充填装置において、
前記制御手段は、各分散ロータにおける極大回転数Ｎma
x から極小回転数Ｎmin に至る各回転数で、各分散ロー
タから放出された触媒の分布が均一になるように、極大
回転数Ｎmaxでの充填時間に比べ、極小回転数Ｎmin 側
の充填時間が極小回転数Ｎmin 側に行くに従い順次長く
なるように設定されていることを特徴とする触媒充填装
置。6. The catalyst filling apparatus according to claim 5, wherein
The control means controls the maximum rotation speed Nma of each dispersion rotor.
At each rotation speed from x to the minimum rotation speed Nmin, the charging time at the minimum rotation speed Nmin side is shorter than the charging time at the maximum rotation speed Nmax so that the distribution of the catalyst discharged from each dispersion rotor becomes uniform. A catalyst filling apparatus characterized in that it is set so as to become longer sequentially as it goes to the minimum rotation speed Nmin side. 【請求項７】請求項５に記載の触媒充填装置において、
前記制御手段は、各分散ロータにおける極大回転数Ｎma
x から極小回転数Ｎmin に至る各回転数で、各分散ロー
タから放出された触媒の分布が均一になるように、ま
た、着地後の触媒のころがり効果も考慮にいれて、極大
回転数Ｎmax での充填時間に比べ、極小回転数Ｎmin 側
の充填時間が極小回転数Ｎmin 側に行くに従い順次短く
なるように設定されていることを特徴とする触媒充填装
置。7. The catalyst filling device according to claim 5, wherein
The control means controls the maximum rotation speed Nma of each dispersion rotor.
At each rotation speed from x to the minimum rotation speed Nmin, the distribution of the catalyst discharged from each dispersion rotor is made uniform, and taking into consideration the rolling effect of the catalyst after landing, the maximum rotation speed Nmax is used. The catalyst filling apparatus is characterized in that the filling time on the side of the minimum rotation speed Nmin is set so as to be gradually shortened as it goes to the side of the minimum rotation number Nmin, as compared with the charging time of (1).