KR20000064661A - 입상물의 공급방법 및 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 입상물을 일정한 공급속도로 반응기와 같은 목적지로 공급하고, 이로서 촉매 물질을 장치에 균일하게 충진하기 위한 장치를 제공한다. 입상 촉매를 호퍼(2)의 각 저류실(6)에 적재하고 게이트(9)에 의해 제어된 배출 속도로 배출한다. 진동기(4)를 작동시킬 때, 트럽(3)을 그의 상방향으로 비스듬히 진동시키고 트럽(3)내 입상물을 트럽(3)에 형성된 입상물 통로(3a)의 출구로 원활하게 이송한다음, 슬리브(3e)에 의해 반응기의 반응관으로 도입한다. 트럽의 진동에 의해 생성된 입상 촉매의 분말상 폐기물을 입상물 통로(3a)에 형성된 구멍(3e)을 통해 낙하시켜 제거한다.

Description

입상물의 공급방법 및 공급장치

이러한 입상물 공급장치의 공지예는 일본공개특허공보 제 59-139923 호에 개시되어 있는 촉매 충진기이다. 도 5A의 평면도와 도 5B의 정면도로부터 알 수 있는 바와 같이, 촉매 충진기는 입상 촉매를 담기 위한 호퍼(50), 각 호퍼(50)의 배출구 근처에 배치되어 있고, 각각 전자(電磁) 공급기 구동부(51a) 및 트럽(trough)(51b)을 구비한 전자 공급기(feeder)(51), 각 전자 공급기(51)의 하류 단부에 위치한 깔때기(funnel)(52), 및 각 깔때기(52)를 반응관에 접속하는 파이프(53)로 구성되어 있다.

상기에 언급된 구성에서, 호퍼(1)로부터 배출된 입상 촉매는 각 전자 공급기(51)를 진동시킴으로써 트럽(51b)으로 이동되며 각 깔때기(52)로 낙하하며, 여기서 입상 촉매의 공급 속도는 각 전자 공급기 구동부(51a)에 인가된 전압을 조정함으로써 변화될 수 있다. 전자 공급기(51)는 테이블(table)(54)상의 스프링(55)에 의해 지지되어 있다.

이러한 구성은 대량의 입상 촉매가 한 번에 공급될 때 일어나는 소위 브리징(bridging)을 방지하는 역할이 있으며, 이것은 입상 촉매를 균일하게 충진하고 충진 작업에 필요한 시간을 상당히 감소시킬 수 있다.

이러한 종래 촉매 충진기에서 발생되는 한가지 문제점은 공급 속도가 주로 각 전자 공급기의 진동수에 의존하기 때문에 입상 촉매의 공급 속도를 정확하게 제어하기 어렵다는 것이다. 종래 촉매 충진기의 다른 문제점은 그들의 입상 촉매 이송기구가 복수의 전자 공급기를 사용한다는 필요성 때문에 오히려 복잡하다는 것이다. 또다른 문제점은 입상 촉매의 분말상 폐기물이 작업 중에 발생되며 트럽 위에 축적될 수 있다는 것이며, 이것은 입상 촉매의 원활한 공급을 어렵게 하고 그의 공급 속도를 변화시킨다.

본 발명은 형태가 구형, 원통형 또는 직사각형일 수 있는, 입상 촉매와 같은 여러 가지 종류의 입상물을 예를들어 반응기와 같은 목적지(destination)로 공급하는 방법 및 공급장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 촉매 충진기의 구성을 도시한 다이아그램,

도 2는 도 1에 도시한 게이트부의 구성을 도시한 요부 확대종단면도,

도 3은 도 1에 도시한 입상 촉매 통로의 하류 단부의 구성을 도시한 요부 확대평면도,

도 4는 도 1에 도시한 트럽의 전방 단부의 구성을 도시한 요부 평면도,

도 5는 종래의 촉매 충진기의 구성을 도시한 다이아그램.

본 발명은 종래의 촉매 충진기의 상기 문제점을 해결하기 위한 것이다. 따라서, 본 발명의 주요 목적은 단순한 이송기구의 사용에 의해 공급장치의 공급 속도를 조절하는 능력과 함께 적합한 방식으로 반응기와 같은 목적지에 입상물을 공급하기 위한 방법 및 공급장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따라, 특정 목적지로 입상물을 공급하는 방법은 호퍼에 적재된 입상물을 대략 수평 위치로 배치되어 있고 호퍼의 배출구 근처로부터 확장되는 트럽상에 배출하는 단계, 및 트럽을 진동시킴으로써 트럽상의 입상물을 목적지로 공급하는 단계를 포함하며, 여기서 게이트(gate)의 개방을 조정함으로써 입상물이 호퍼로부터 배출되는 속도를 조정하면서 트럽의 진동수를 제어함으로써 일정한 공급 속도로 입상물을 목적지로 분배한다.

입상물을 공급하는 이러한 방법에서, 트럽을 그의 상방향으로 비스듬히 진동시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 일예에서, 특정 목적지로 입상물을 공급하기 위한 장치는 입상물을 저장하기 위한 호퍼, 대략 수평 위치로 배치되어 있고 호퍼의 배출구 근처로부터 확장되는 트럽, 및 트럽을 진동시키기 위한 진동기(vibrator)를 구비하고 있으며, 이로서 트럽의 하류 단부에서 배출된 입상물을 목적지로 공급하며, 여기서 입상물이 호퍼로부터 배출되는 속도를 조정하기 위한 게이트가 호퍼의 배출구에 구비되어 있다.

본 발명의 다른 일예에서, 입상물 공급장치는 입상물을 저장하기 위한 호퍼, 대략 수평 위치로 배치되어 있고 호퍼의 배출구 근처로부터 확장되어 있는 트럽, 및 트럽을 진동시키기 위한 진동기를 구비하며, 이로서 트럽의 하류 단부에서 배출된 입상물을 목적지로 공급하며, 여기서 호퍼는 그의 내부 공간을 복수의 저류실(貯留室)로 분리하기 위한 격벽을 구비하고 있으며, 여기서 입상물이 호퍼로부터 배출되는 속도를 조정하기 위한 게이트가 호퍼의 배출구에 구비되어 있으며, 여기서 트럽은 저류실과 동일한 수의 평행 통로(passage)를 그 내부에 가지고 있으며, 여기서 평행 통로는 그들의 각 출구에 형성된, 목적지와 연결되는 파이프로 입상물을 안내하기 위한 안내부를 가지고 있다.

본 발명의 상기 언급된 입상물 공급장치의 각각에서, 그의 공급 작업 중에 생성된 입상물의 분말상 폐기물을 낙하시키기 위한 평행 통로의 출구에서 약간 상류에 체(sieve)가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한 진동기가 트럽을 그의 상방향으로 비스듬히 진동시키도록 장치를 구성하는 것이 바람직하다.

구형, 원통형 또는 직사각형으로 형성된 입상 촉매는 본 발명의 방법 및 장치에 의해 처리될 입상물의 한가지 일예이다.

본 발명에 따라 입상물이 공급되는 목적지의 전형적인 일예는 수천개 이상의 반응관이 각 반응기에 구비되어 있는, 산화에틸렌, 무수프탈산, 아크롤레인, 아크릴산, 등을 제조하는데 사용된 반응기와 같은 반응기이다.

본 발명에 따라, 입상물의 공급속도는 게이트의 상승/하강 동작에 의해 및 진동기의 진동수 조정에 의해 제어될 수 있다. 그 결과, 입상물이 목적지, 이를테면 반응기에 일정한 공급속도로 공급되거나 충진될 수 있다.

본 발명을 첨부 도면에 관련하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 입상물을 공급하는 방법에 사용하기 위한 입상물 공급장치의 일예로서 촉매 충진기를 도시한 다이아그램이다. 도 1에서, 촉매 충진기(1)는 도시되지 않은 반응기 상부에 또는 반응기내 관판(tube sheet)상에 위치한다. 출구 파이프(P)는 맨홀(manhole)과 같은 개구부를 통해 하방으로, 또는 직접 지나가며, 파이프(P)의 하단은 각각 상응하는 반응관의 상단에 접속되어 있다.

촉매 충진기(1)는 입상물, 즉 입상 촉매를 저장하기 위한 호퍼(2), 대략 수평 방향으로 배치되어 있고 호퍼(2)의 배출구 근처에서 확장되는 트럽(3), 및 트럽(3)을 진동시키기 위한 진동기(4)로 구성되며, 트럽(3)의 전방 단부에서 배출된 입상 촉매가 공급 목적지와 같은 반응기에 접속되어 있는 파이프(P)로 공급된다.

촉매 충진기(1)의 각 요소를 상세히 설명한다.

호퍼(2)의 내부는 서로 평행으로 배열되어 있는 수직 격벽(5)에 의해 복수의 저류실(6)로 분리된다. 호퍼(2)의 후벽면(2a)은 입상 촉매의 안식각(repose angle) 보다 큰 각도로 기울어져 있다. 후벽면(2a)에 대향하는 전벽면(2b) 밑에 트럽(3) 바로 위에 위치하고 있는 직사각형 개구부(2c)가 형성되어 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 전면벽(2b)은 전면벽(2b)에 따라 상하로 이동될 수 있는 제일 플레이트(plate)(7)가 구비되어 있다. 또한, 빔(beam)(8)의 수직면에 따라 상하로 이동될 수 있는 수직 이동가능한 제이 플레이트(9)가 입상 촉매를 운반하는 방향에서 하류로 제일 플레이트(7)에 평행하게 설치되어 있다. 제일 플레이트(7)와 제이 플레이트(9)는 서로 독립적으로 상승되고 하강될 수 있으며 다같이 입상 촉매의 공급 속도를 조정하기 위한 게이트를 형성한다. 따라서, 제일 플레이트(7)와 제이 플레이트(9)는 이후 게이트 플레이트(7 및 9)로서 각각 지칭한다.

슬롯(slot)(7a 및 9a)은 게이트 플레이트(7) 및 게이트 플레이트(9)에 각각 형성되어 있다(참도 도 1B). 다른 한편, 관통공이 슬롯(7a 및 9a)에 상응하는 위치에서 전면벽(2b)과 빔(8)내에 형성되어 있다. 윙 스크류(wing screw)(10a)를 슬롯(7a 및 9a)과 관통공에 삽입하고 너트(10b)로 조인다. 이러한 구성은 각 게이트 플레이트(7, 9)를 원하는 높이에서 안전하게 고정하여 원하는 개구부를 구비할 수 있게 한다. 빔(8)을 이동 플랫폼(12)상에 설치되어 있는 프레임(frame)(FR)에 고정시킨다.

다시 도 1에 관해서, 트럽(3)은 저류실(6)의 수에 상응하는 복수의 평행 통로(3a)가 각 통로(3a)를 통해 저류실(6)에서 배출된 입상 촉매가 운반되도록 구성되어 있는 얕은 상자 구조를 가지고 있다. 각 통로(3a)의 출구에, 통로(3a)에 따라 각 파이프(P)로 운반되는 입상 촉매를 안내하기 위한 안내부가 형성되어 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 각 안내부는 각 통로(3a)의 폭이 대략 파이프(P)의 내경(d)까지 점차 감소되는 한 쌍의 측벽(3b), 파이프(P)의 내경(d)과 동일한 직경을 가진 관통공(3c), 및 관통공(3c)의 내경(d)과 동일한 직경을 가지고 관통공(3c)의 하단에서 하방으로 돌출된 원통 슬리브(sleeve)(3d)(도 1A 참조)로 형성되어 있다. 각 슬리브(3d)는 상응하는 파이프(P)를 접속하기 위한 파이프 커플링(coupling)으로서 역할이 있다. 파이프(P)가 각 슬리브(3d)를 반응기의 서로 다른 부분에 배치된 상응하는 그들의 반응관에 접속시키는데 사용될 때, 파이프는 반응기의 여러 부분에 배치된 반응관에 접속될 수 있도록 고무, 염화비닐 또는 폴리에틸렌과 같은 유연성 재료로 구성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 일예에서, 관통공(3c) 사이의 간격은 50 mm이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 통로의 출구(즉, 입상 촉매가 운반되는 방향에서 안내부의 상류)에 형성된 각 통로(3a)에 많은 구멍(3e)이 형성되어 있다. 이들 구멍(3e)은 입상 촉매의 공급 작업 중에 생성된 입상 촉매의 분말상 폐기물을 통과시키고 낙하시키는 체의 개구부로서 역할이 있다. 구멍(3e)은 금속판을 펀칭하여 구성된다. 구멍(3e)을 구비함으로써 각 통로(3a)에서 분말상 폐기물의 퇴적을 방지하며 입상 촉매의 원활한 이동을 보장하는 역할이 있다. 또한, 구멍(3e)을 통해 낙하된 분말상 폐기물을 회수하기 위한 폐기물 회수통(3f)(도 1A 참조)이 구멍(3e) 밑에 설치되어 있다. 폐기물 회수통(3f)이 가득 차게 되면, 작업자는 회수통을 제거하여 분말상 폐기물을 처리할 수 있다.

구멍(3e)은 반드시 금속 부재에 펀칭된 천공일 필요는 없으나, 예를들어 슬릿상 개구부로 형성될 수 있다. 실제로, 어떠한 형태의 개구부도 그들이 입상 촉매를 통과시키고 분말상 폐기물을 관통공(3c)에 도달하지 않고 통로(3a)에서 떨어지는 한 사용될 수 있다. 이와 같이 구멍(3e)을 구비한 트럽(3)은 진동시 체로서 작용한다.

일반적으로, 호퍼(2), 트럽(3), 격벽(5), 저류실(6) 및 제일 및 제이 플레이트(7, 9)는 여러 종류의 금속판 또는 경화 수지 등으로 구성된다. 이들을 금속판으로부터 제작할 때, 예를들어, 우수한 방청성과 내약품성을 가진, 스테인레스강을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 입상 촉매의 이동시 입상 촉매와 접촉하게 되는 이들 요소 표면의 마찰 저항을 감소시키는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 통상의 표면 마무리가 일반적으로 충분하지만, 트럽(3)의 통로(3a), 격벽(5) 및 저류실(6)의 접촉면을 바람직하게는 테플론(Teflon)(듀퐁사(Dupont Co.)의 상표, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE))으로 피복하거나, 테플론판 또는 다른 적합한 재료를 접착시켜 이들을 덮거나, 연마하여 낮은 마찰 저항을 제공한다.

진동기(4)는 캐스터(caster)(11)상에 설치되어 있는, 이동 플랫폼(12)상에 코일 스프링(13)과 베이스 프레임(base frame)(14)에 의해 설치되어 있다. 트럽(3)은 진동기(4)의 상부면에 고정되어 있다. 상용 진동기가 진동기(4)로서 사용될 수 있지만, 바람직하게는 전자석을 이용한 전자식이다. 이것은 진동수가 전자석에 인가된 전압을 변화시켜 제어될 수 있기 때문이다. 소위 바이브로모터(vibromotor)로 알려진 편심 모터에 속하는 진동기 또는 예를들어 전자식 밸브에 의해 공기 공급 방향을 교대로 바꾸어줌으로써 피스톤이 왕복이동하는 공기식 진동기를 비롯하여, 다른 적합한 진동방법에 기초한 진동기가 진동기(4)로 채택될 수 있다. 바람직하게도, 진동기(4)는 트럽(3)상에 그의 상방향으로 비스듬히 작용하는 진동을 생성한다.

도 1에 관련하여, 부호(15)는 진동기(4)의 동작을 제어하기 위한 제어판을 나타내며 부호(16)는 중계 박스를 나타낸다.

다음 설명은 이와 같이 구성된 촉매 충진기의 동작을 다루는 것이며, 각 슬리브(3d)는 파이프(P)에 의해 반응기의 상응하는 반응관에 이미 접속되어 있다고 추정한다.

호퍼(2)의 각 저류실(6)을 적당량의 입상 촉매로 적재한 후 제어판(15)상에 구비된 전원 스위치를 켜서 진동기(4)를 작동한다. 진동기(4)가 트럽(3)을 진동시킬 때, 호퍼(2)내 입상 촉매를 게이트 플레이트(7 및 9)에 의해 조정된 공급 속도로 통로(3a)로 공급한다.

진동기(4)에 의해 생성된 진동이 트럽(3)상에 그의 상방향으로 비스듬히 작용하므로, 통로(3a)로 공급된 입상 촉매를 과도한 진동을 수행하지 않고 화살표(C)로 도시한 방향으로 원활하게 전달한다.

입상 촉매가 트럽(3)의 통로(3a)의 출구로 전달될 때 입상 촉매로부터 소량의 분말상 폐기물이 생성되지만, 분말상 폐기물이 구멍(3e)을 통해 낙하함에 따라 원하지 않는 분말상 폐기물이 통로(3a)에서 제거된다. 따라서, 단지 입상 촉매의 고형물이 각 통로(3a)의 안내부에서 슬리브(3d)로 선택적으로 운반된다. 제어된, 비교적 적은 공급 속도에서 슬리브(3d)를 통해 연속적으로 낙하되는 입상 촉매가 파이프(P)를 통해 반응관으로 충진된다.

이와 같은 일예에서 게이트가 두 장의 게이트 플레이트로 형성되어 있지만, 한 장 또는 두 장 이상의 게이트 플레이트로 구성될 수 있다. 각 게이트 플레이트의 높이는 바람직하게도 입상 촉매의 형태와 크기 및 그의 공급 속도와 같은 조건에 따라 조정된다. 각 게이트 플레이트의 높이가 이전의 일예에서 수동으로 조정되지만, 높이 조정은 예를들어, 스테핑 모터(stepping motor)와 기어 기구를 합체함으로써 자동화시킬 수 있다.

본 발명은 상기에 기재된 것과 같이, 입상 촉매를 반응기에 공급하기 위한 촉매 충진기에 한정되지 않으나, 단일 배출구가 있는 호퍼와 호퍼의 배출구 밑에 위치한 팬-형 트럽을 구비하고 있다면, 입상물을 큰 폭의 컨베이어상에 공급하기 위한 장치에 적용될 수 있다. 이러한 입상물 공급장치는 그의 트럽 형태를 변경함으로써 광범위한 목적지로 입상물을 균일하게 공급하는데 채택될 수 있다.

상기 설명으로부터 명백하듯이, 본 발명에 따라, 단순한 입상물 이송기구의 사용에 의해 일정한 공급 속도로 반응기와 같은 목적지로 입상물을 공급할 수 있다. 본 발명은 촉매를 균일하게 충진하는데 특히 적합하다.

Claims (6)

1. 호퍼에 적재된 입상물을 대략 수평 위치로 배치되고 호퍼의 배출구 근처로부터 확장되는 복수 통로를 구비한 트럽상에 배출하고, 트럽을 진동시킴으로써 트럽상의 입상물을 복수의 목적지까지 이송하는, 복수의 특정 목적지로 입상물을 공급하는 방법으로서,

   호퍼의 배출구에 구비되어 있고 상하로 이동가능한 게이트의 개구부를 조정함으로써 입상물이 호퍼에서 트럽상으로 배출되는 속도를 조정하고;

   트럽의 복수 통로를 공통으로 지지하는 진동기에 의해 트럽을 진동시키고,

   이로서 트럽상에 배출된 입상물을 균일한 조건으로 복수 목적지로 공급하는 단계를 포함하는 입상물의 공급방법.
2. 제 1 항에 있어서, 트럽을 진동기에 의해 그의 상방향으로 비스듬히 진동시키는 입상물의 공급방법.
3. 입상물을 저장하기 위한 호퍼; 대략 수평 위치로 배치되고 호퍼 배출구 근처로부터 확장되는 복수 통로를 구비한 트럽; 및 트럽을 진동시켜 트럽의 하류 단부로부터 배출된 입상물을 목적지로 공급하기 위한 진동기를 포함한, 입상물을 복수의 특정 목적지로 공급하기 위한 장치로서,

   입상물이 호퍼에서 트럽상으로 배출되는 속도를 조정하기 위한 호퍼 게이트가 호퍼 배출구에 구비되어 있으며, 트럽의 복수 통로를 지지하고 이들을 공통으로 진동시키도록 진동기가 구성되어 있는 입상물 공급장치.
4. 제 3 항에 있어서, 호퍼가 그의 내부 공간을 트럽 통로와 동일한 수의 저류실로 분리하기 위한 격벽을 구비한 입상물 공급장치.
5. 제 3 또는 4 항에 있어서, 트럽에서 그 출구의 약간 상류에 그 공급 작업 중에 생성된 입상물의 분말상 폐기물을 낙하시키기 위한 체가 형성되어 있는 입상물 공급장치.
6. 제 3, 4 또는 5 항에 있어서, 진동기에 의해 트럽을 그의 상방향으로 비스듬히 진동시키는 입상물 공급장치.