用于從氣體中去除夾帶顆粒的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于從氣體中去除夾帶顆粒的方法，其中氣體可包括一種或多種蒸氣。許多類型顆粒中的任何顆?？勺?yōu)橐远喾N方式被夾帶在若干種不同氣體中。例如，許多不同的化學(xué)反應(yīng)會產(chǎn)生變?yōu)閼腋∮跉怏w中的顆粒。作為化學(xué)反應(yīng)自身的結(jié)果可產(chǎn)生氣體，或者可將氣體提供給化學(xué)反應(yīng)從而以許多方式中的任意方式來促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)，包括例如以促進(jìn)劑或反應(yīng)物的形式。類似地，在化學(xué)反應(yīng)自身期間可產(chǎn)生顆粒，例如作為反應(yīng)產(chǎn)物(例如燃燒產(chǎn)物)，或者可將顆粒添加到化學(xué)反應(yīng)中(例如作為促進(jìn)劑、反應(yīng)物、或催化劑)。這些氣體的混合物和顆粒通常形成懸浮于氣體中顆粒的流化床。為了容納和限制氣體和懸浮顆粒，可在容器(例如反應(yīng)容器或再生器容器)中進(jìn)行或?qū)嵤┗瘜W(xué)反應(yīng)。
【背景技術(shù)】
[0002]體現(xiàn)本發(fā)明的方法可用于多種化學(xué)反應(yīng)(包括例如燃燒反應(yīng)、合成反應(yīng)、分解反應(yīng)、和催化反應(yīng))以便從氣體中去除夾帶顆粒。許多實(shí)例中的一個實(shí)例是在煉油工業(yè)和化學(xué)工業(yè)中，其中在可以重復(fù)使用前需要對受污染的催化劑顆粒實(shí)施再生。可將受污染催化劑顆粒懸浮于在再生器容器(其中可將污垢物從催化劑顆粒中燒掉)內(nèi)部的熱氣體的流化床中?？蓮牧骰仓刑崛〕鲆徊糠值臍怏w和夾帶的催化劑顆粒，并且可根據(jù)體現(xiàn)本發(fā)明的方法從氣體中去除夾帶的催化劑顆粒。然后，可排放氣體，例如用于進(jìn)一步處理或者作為廢氣排放到環(huán)境中，同時可收集催化劑顆粒用于重復(fù)使用或者返回到流化床以便進(jìn)一步處理。
[0003]許多其它工業(yè)可采用懸浮于氣體中的顆粒的流化床。例如，在催化劑制造工業(yè)中，在煅燒或活化期間可將催化劑顆粒懸浮于在流化床內(nèi)部的氣體中。體現(xiàn)本發(fā)明的方法可用于在所有的這些工業(yè)中從氣體中去除夾帶顆粒。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，用于從氣體中去除夾帶顆粒的方法可包括從氣體中過濾掉大部分的夾帶顆粒。過濾夾帶顆粒包括引導(dǎo)氣體從過濾介質(zhì)的進(jìn)料側(cè)經(jīng)過過濾介質(zhì)到達(dá)過濾介質(zhì)的濾過物側(cè)。當(dāng)氣體通過過濾介質(zhì)時，過濾介質(zhì)從氣體中去除大部分或基本上全部的夾帶顆粒，使經(jīng)過濾氣體在過濾介質(zhì)的濾過物側(cè)并且使顆粒留在過濾介質(zhì)的進(jìn)料側(cè)。過濾夾帶顆粒還包括通常切向地沿過濾介質(zhì)的進(jìn)料側(cè)引導(dǎo)至少一部分的夾帶顆粒。當(dāng)顆粒切向地沿過濾介質(zhì)的進(jìn)料側(cè)通過時，它們沖刷進(jìn)料側(cè)，從而防止污垢物(諸如被去除顆粒的濾餅)在進(jìn)料側(cè)上堆積并堵塞過濾介質(zhì)。體現(xiàn)本發(fā)明的方法還可包括引導(dǎo)顆粒從過濾介質(zhì)的進(jìn)料側(cè)進(jìn)入料腿。該料腿引導(dǎo)顆粒離開過濾介質(zhì)，允許經(jīng)沖刷的過濾介質(zhì)繼續(xù)從氣體中過濾掉夾帶顆粒。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用于從氣體中去除夾帶顆粒的方法可包括在容器中實(shí)施化學(xué)反應(yīng)，包括在容器中形成懸浮顆粒和氣體的流化床。所述方法還可包括將一部分的氣體和夾帶顆粒引導(dǎo)至過濾介質(zhì)并且從氣體中過濾掉夾帶顆粒。過濾夾帶顆粒包括將氣體從過濾介質(zhì)的進(jìn)料側(cè)經(jīng)過過濾介質(zhì)引導(dǎo)至過濾介質(zhì)的濾過物側(cè)。當(dāng)氣體通過過濾介質(zhì)時，過濾介質(zhì)從氣體中去除大部分或基本上全部的夾帶顆粒，使經(jīng)過濾氣體留在過濾介質(zhì)的濾過物側(cè)并且使顆粒留在過濾介質(zhì)的進(jìn)料側(cè)。過濾夾帶顆粒還包括通常切向地沿過濾介質(zhì)的進(jìn)料側(cè)引導(dǎo)至少一部分的夾帶顆粒。當(dāng)顆粒切向地沿過濾介質(zhì)的進(jìn)料側(cè)通過時，它們沖刷進(jìn)料側(cè)，防止污垢物(諸如被去除顆粒的濾餅)堆積在進(jìn)料側(cè)上并堵塞過濾介質(zhì)。體現(xiàn)本發(fā)明的方法還可包括引導(dǎo)顆粒從過濾介質(zhì)的進(jìn)料側(cè)進(jìn)入料腿。該料腿引導(dǎo)顆粒離開過濾介質(zhì)，允許經(jīng)沖刷的過濾介質(zhì)繼續(xù)從氣體中過濾掉夾帶顆粒。對于許多但不是全部的體現(xiàn)本發(fā)明的方法而言，可在容納流化床的容器中從氣體中過濾掉顆粒并且可將這些顆粒引導(dǎo)至在該容器中的料腿。然后可將經(jīng)過濾氣體從容器中排出，并且可將顆粒從料腿中引導(dǎo)出容器加以處置或重復(fù)使用、或者返回入流化床做進(jìn)一步處理。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用于從氣體中去除夾帶催化劑顆粒的方法可包括在再生器容器中使催化劑顆粒再生，包括在再生器容器中形成熱氣體的流化床和懸浮的催化劑顆粒。所述方法還可包括在再生器容器中從氣體中過濾掉大部分的夾帶催化劑顆粒。過濾夾帶催化劑顆粒包括將氣體從再生器容器中的過濾介質(zhì)進(jìn)料側(cè)經(jīng)過過濾介質(zhì)引導(dǎo)至過濾介質(zhì)的濾過物側(cè)。當(dāng)氣體通過過濾介質(zhì)時，過濾介質(zhì)從氣體去除大部分或基本上全部的催化劑顆粒，使經(jīng)過濾氣體留在過濾介質(zhì)的濾過物側(cè)并且使催化劑顆粒留在過濾介質(zhì)的進(jìn)料偵U。過濾夾帶催化劑顆粒還包括通常切向地沿過濾介質(zhì)的進(jìn)料側(cè)引導(dǎo)至少一部分的夾帶催化劑顆粒，當(dāng)催化劑顆粒切向地沿過濾介質(zhì)的進(jìn)料側(cè)通過時，它們沖刷進(jìn)料側(cè)，從而防止污垢物(例如被去除催化劑顆粒的濾餅)堆積在進(jìn)料側(cè)上并堵塞過濾介質(zhì)。體現(xiàn)本發(fā)明的方法還可包括從再生器容器中排放經(jīng)過濾氣體并且引導(dǎo)催化劑顆粒從過濾介質(zhì)進(jìn)料側(cè)進(jìn)入在再生器容器中的料腿。該料腿可引導(dǎo)催化劑顆粒離開過濾介質(zhì)。例如，可將催化劑顆粒從料腿引導(dǎo)至再生器容器的外部用于重復(fù)使用或者返回到在再生器容器內(nèi)部的流化床做進(jìn)一步處理。
[0007]體現(xiàn)本發(fā)明的方法具有許多有利特征。例如，通過引導(dǎo)氣體經(jīng)過過濾介質(zhì)，可有效地且高效率地從氣體中去除很大一部分的夾帶顆粒(包括細(xì)顆粒)。因此，在過濾介質(zhì)下游的部件(諸如管、閥、或熱交換器)更可靠地運(yùn)行，因?yàn)榻?jīng)過濾氣體具有很少的(如果有的話)污染或磨損下游部件的顆粒?？筛玫乇Ｗo(hù)環(huán)境，因?yàn)榻?jīng)過濾氣體的任何排放具有極少的顆粒。例如，經(jīng)過濾氣體的排放可具有低至大約15mg/Nm3以下，例如10mg/Nm3以下、5mg/Nm3以下、或者甚至2mg/Nm3以下的顆粒負(fù)荷，其中Nm3是I標(biāo)準(zhǔn)立方米的氣體，即在0°C和1.01325巴(絕對壓力)下的I立方米的氣體。此外，通過沿過濾介質(zhì)的進(jìn)料側(cè)引導(dǎo)顆粒并連續(xù)地對其進(jìn)行沖刷，而使過濾介質(zhì)保持清潔且高度有效達(dá)延長的時間段甚至是當(dāng)進(jìn)料側(cè)的顆粒負(fù)荷極高時。
【附圖說明】
[0008]圖1是用于從氣體中去除夾帶顆粒的方法的一個實(shí)施方式的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]用于從氣體(包括蒸氣)中去除夾帶顆粒的許多不同方法可體現(xiàn)本發(fā)明。在許多實(shí)例的一個中，如圖1中所示，體現(xiàn)本發(fā)明的方法可包括執(zhí)行或?qū)嵤┗瘜W(xué)反應(yīng)，包括形成懸浮于氣體中的顆粒的流化床10。對于許多實(shí)施方案而言，化學(xué)反應(yīng)主要在流化床10內(nèi)發(fā)生，并且可將流化床10限制或容納在容器11內(nèi)。容器11可以是多種壓力容器中的任一種，包括但不限于化學(xué)反應(yīng)容器、再生器容器、或者氣化器容器。容器可能非常大，并可具有任意數(shù)量的進(jìn)口端口和/或出口端口。
[0010]可在許多工業(yè)中的任何工業(yè)(包括煉油工業(yè)、化學(xué)工業(yè)和氣化工業(yè))中實(shí)施各種化學(xué)反應(yīng)，包括燃燒反應(yīng)、合成反應(yīng)、分解反應(yīng)和催化反應(yīng)。由于許多原因，可將多種氣體提供給化學(xué)反應(yīng)。例如，加壓氣體供給裝置12可引導(dǎo)氣體進(jìn)入容器11從而產(chǎn)生并維持流化床10。也可將一種或多種氣體提供給化學(xué)反應(yīng)，以便以各種方式促進(jìn)反應(yīng)，例如作為反應(yīng)物或促進(jìn)劑。此外，可作為學(xué)反應(yīng)自身的結(jié)果，而產(chǎn)生氣體，例如氣體反應(yīng)產(chǎn)物(如燃燒產(chǎn)物)。類似地，由于許多原因可將各種顆粒提供給化學(xué)反應(yīng)。例如，可將顆粒反應(yīng)物、促進(jìn)劑、或催化劑加入到化學(xué)反應(yīng)中。另外，在化學(xué)反應(yīng)自身期間會產(chǎn)生顆粒，例如作為反應(yīng)產(chǎn)物(如燃燒產(chǎn)物)。
[0011]這些氣體和顆粒的混合物可在容器11內(nèi)形成懸浮于氣體中的顆粒的流化床10?？梢愿鶕?jù)例如流化床尺寸、流化床中顆粒的期望密度、和化學(xué)反應(yīng)性質(zhì)的速率，將氣體從氣體供給裝置12提供給至流化床10。氣體和顆粒的溫度及壓力可根據(jù)例如化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì)而有很大變化。例如，溫度可以是在從大約700° F以下至大約1800° F以上的范圍內(nèi)。壓力可以是在大約5psig以下至大約1200psig以上的范圍內(nèi)。對于許多實(shí)施方式而言，溫度可以是在從大約550° F以下至大約1400° F以上的范圍內(nèi)，并且壓力可以在大約15psig以下至大約45psig以上的范圍內(nèi)。
[0012]所述方法還可包括將一部分的氣體和夾帶顆粒引導(dǎo)至過濾介質(zhì)的進(jìn)料側(cè)。對于許多實(shí)施方式而言，過濾介質(zhì)13可位于容器11的內(nèi)部。例如，過濾介質(zhì)13可位于容器11內(nèi)部在流化床10的上方。當(dāng)氣體和夾帶顆粒越過流化床10 (例如在上方)洗滌或分散時，容器11的上部區(qū)域可將分散的氣體和夾帶顆粒引導(dǎo)至過濾介質(zhì)13的進(jìn)料側(cè)14。
[0013]所述方法還可包括從氣體中過濾掉夾帶顆粒，這包括將氣體從過濾介質(zhì)13的進(jìn)料側(cè)14經(jīng)過過濾介質(zhì)13引導(dǎo)至過濾介質(zhì)13的濾過物側(cè)15 ;過濾介質(zhì)13將濾過物側(cè)15與進(jìn)料側(cè)14隔離。當(dāng)氣體通過過濾介質(zhì)13時，過濾介質(zhì)13從氣體中去除大部分或基本上全部的夾帶顆粒，使經(jīng)過濾氣體留在進(jìn)濾介質(zhì)13的濾過物側(cè)15并且將顆粒留在過濾介質(zhì)13的進(jìn)料側(cè)14。過濾夾帶顆粒還包括通常切向地沿過濾介質(zhì)13的進(jìn)料側(cè)14引導(dǎo)至少一部分的夾帶顆粒。當(dāng)顆粒切向地沿過濾介質(zhì)的進(jìn)料側(cè)14通過時，它們沖刷進(jìn)料側(cè)14，從而防止污垢物(例如被去除顆粒的濾餅)堆積在進(jìn)料側(cè)14上并堵塞過濾介質(zhì)13?？衫萌萜鲀?nèi)部的氣體壓力或者利用鼓風(fēng)機(jī)、風(fēng)扇或壓縮機(jī)驅(qū)動氣體和夾帶顆粒穿過過濾介質(zhì)并沿著過濾介質(zhì)通過。
[0014]過濾