用于为反应器装载松散物料的可拆卸和可分解的装载系统的制作方法

用于为反应器装载松散物料的可拆卸和可分解的装载系统
1.用松散物料，例如催化剂材料、用于合成的起始化合物或吸收剂材料填充反应器通常是耗时的装载过程。松散物料有时必须在狭窄的条件下通过反应器壁上的小开口引入反应器内部，然后分布在反应器空间中。
2.经常将松散物料装载在所谓的“料斗”中并且通过在反应器顶部处的反应器壁中的小的开口，即所谓的“人孔”引入反应器内部空间。然后必须将松散物料繁琐地装载在运输桶中，并且使其尽可能均匀地分布在反应器内部空间的不同区域。反应器内部空间的狭窄的条件对此进行干扰，并且妨碍松散物料在反应器空间中的均匀分布。
3.由wo 90/07371 a1已知用于从废气中分离不想要的成分的反应器，其中可以使吸收剂材料在反应器运行期间通过在圆形轨道上运行的自卸车(loren)分布在反应器中。永久性安装的圆形轨道系统的自卸车通过反应器中的装料口供应新的吸收材料，改装料口包含与风扇一起可以以气密方式关闭以进行加压的装载空间。这些装料口在技术上非常复杂，并且旨在防止烟气可能从反应器中逸出到周围大气中。
4.本发明的任务在于提供装载系统和使用装载系统装载反应器的方法，其在上述不利之处方面得以改进。
5.所述任务通过根据权利要求1的可拆卸和可分解的装载系统得以解决。该装载系统的另外的有利的设计以及使用该装载系统装载反应器的方法是另外的权利要求的主题。
6.本发明的主题是用于用松散物料装载反应器的可拆卸和可分解的装载系统，包括：
7.(a)具有多个轨道段的可分解的轨道系统，该轨道段能够相互连接成闭合的轨道系统，其中单个轨道段具有用于相互连接轨道段的固定构件，
8.(b)用于在轨道系统上运行的至少一个轨道车辆，其具有用于接收松散物料的容器的夹持装置，和
9.(c)至少一个用于接收松散物料的填充站，其具有存在于填充站底部中的软管，用于将松散物料输送至反应器的不同区域。
10.根据本发明的装载系统的有利之处在于，该装载系统是可拆卸和可分解的，并且因此即使在狭窄的条件下也可以以分解状态而没有过大的花费地被搬运至反应器内部空间中，并且只有在此之后才安装成闭合的轨道系统。具有至少一个轨道车辆的轨道系统还允许特别容易地将轨道车辆上的松散物料快速和可靠地输送至反应器内部空间的不同区域。这些区域也可以进一步远离通过其将松散物料引入反应器空间的人孔。分别具有存在于底部中的软管的用于接收松散物料的至少一个存在的填充站能够即使在狭窄的条件下也将松散物料借助软管可靠地分布在反应器内部空间中。软管进一步使松散物料在滑过时减速并且因此减少对松散物料的损害。
11.优选地，轨道系统还可以具有用于安装在反应器中的支架。支架例如可以允许轨道系统可靠地应用于反应器内部空间中任选存在的连接附件并且安装在其中，而轨道系统在输送松散物料期间不发生滑动。或者也可能的是，将轨道系统仅置于管道系统上并且由于其自身重量在运行期间
保持位置稳定。
12.闭合的轨道系统可以呈现各种形状，该形状由反应器内部空间中可提供的空位限定。例如，闭合的轨道系统可以以圆形、椭圆形或以这两种形状的组合来设计，以规避反应器中可能的障碍物。
13.此外，轨道段可以具有用于组装轨道系统的标记。尤其是，在单个轨道段的端部处可以存在标记，该标记分别匹配两个轨道段的待相互连接的端部。这例如可以是颜色标记和/或数字标记。这种类型的标记允许在安装封闭式轨道系统期间可靠地寻获和正确安装相互匹配相互匹配的轨道段。
14.有利地将各个轨道段相互插入并且以螺栓固定。该插入式系统允许在狭窄的条件下容易安装和拆卸轨道系统。
15.按照根据本发明的装载系统的另一实施方案，可以存在多个填充站并且也可以存在多个容器，其中存在标记以分别标识填充站和至少一个分配给填充站的容器。
16.为了确保反应器内部空间的均匀装载，可以使多个填充站均匀地分布在反应器内部空间中并且通过相应的标记为填充站分别分配至少一个容器。这使得即使在狭窄的条件下在可能差的光线条件下也可以可靠地将松散物料均匀地分布在反应器内部空间中。标记例如可以是颜色标记或数字标记，或者颜色标记与数字标记的组合。此外，填充站可以分别分配有多个容器，那么在这种情况下标记也可以可靠地将多个容器分配给一个填充站。
17.此外，装载系统可以包括用于在轨道系统上同时运行的多个轨道车辆。这使得可以特别容易和省时地同时将具有松散物料的不同的容器通过轨道系统输送至反应器内部空间的不同区域中。可以将轨道车辆例如由位于反应器内部空间中的人员手动经由轨道系统牵引。或者轨道车辆的自动，例如电动运行也是可能的。在这种情况下，驱动器既可以被集成在轨道车辆中，也可以集成在轨道本身中，例如在线性输送系统beckhoff xts中。
18.按照根据本发明的装载系统的另一实施方案，软管的横截面可以是可压缩的。例如，软管可以由热塑性聚合物、柔性聚合物，例如聚氨酯组成或包含这些聚合物。尤其可以使用扁平软管，其有利地不具有金属或塑料螺旋并且因此是特别柔性的。由于在横截面上可压缩的软管，可以还使软管穿过存在于反应器的内部空间中的间隙，例如在渐开形通道系统中穿过，并且因此即使在狭窄的条件下也确保通过软管可靠地用松散物料装载反应器。
19.此外，软管可以具有至少1m，优选至少2m，更优选在2m至3m范围内，最优选在2.4至2.7m范围内的长度。最佳的软管长度取决于反应器几何形状并且为总反应器高度的约1/3-1/2。
20.许多反应器，例如用于甲醇合成的常规反应器，具有介于7至10m之间的高度。具有上文提及的长度的软管允许特别容易地通过填充站使引入软管中的松散物料在输送期间通过软管来减速和填充这些反应器的大部分高度而不损害松散物料。引入填充站中的松散物料滑过软管并且由此减速，从而在松散物料落至反应器底部上时避免对反应器或松散物料的损害。
21.填充站有利地至少在内部以漏斗状设计，以确保特别好地使松散物料从填充站滑落至软管中。可以将软管安装在下端，该软管然后将松散物料经一部输送至反应器中。填充站的外部形状可以是任意的，例如长方体形或圆柱形。
22.在根据本发明的装载系统的另一实施方案中，将软管可拆卸地固定在填充站上。这可以例如借助可拆卸的夹钳来实现。当装载过程快要结束且已经达到一定的填充高度时，软管转而是不利的，从而因此可以将它们特别容易地从填充站拆卸，然后可以通过没有软管的填充站直接引入另外的松散物料，其中新填入的松散物料通过已经位于反应器中的松散物料减速并且因此避免了松散物料的机械损害。特别有利的是，将反应器填充至接近低于填充站在反应器中所处高度的高度。
23.软管可以具有在30至80mm范围内，优选40至70mm，更优选在45至55mm范围内的直径。可以特别容易地使用具有这些直径的软管，以通过存在于反应器的内部空间中的间隙，例如在渐开形通道系统之间，也将松散物料引入反应器内部空间。
24.按照根据本发明的装载系统的另一有利的变体，系统的组成部分，尤其是轨道段、填充站、容器和轨道车辆，在分解状态下分别具有最大为100cm，优选最大为80cm，更优选最大为60cm的横截面。分解的组成部分的横截面尺寸尤其可以在30cm至60cm范围内。这种类型的系统的分解的组成部分可以特别容易地通过经常仅具有小的开口横截面的人孔引入反应器的内部空间。在这种情况下不需要在安装轨道系统时还要拆卸反应器壁的零件来获得通向反应器的内部的通道。
25.此外有利的是，填充站分别具有用于将填充站固定在反应器中的装置。这种类型的装置保证了在填充过程中填充站不移动或倾倒。固定装置例如可以是栓销，所述栓销安装在填充站上并且能够将它们固定在反应器内部空间的渐开形通道系统之间的空隙中，如图2中示出那样。这些栓销也能够使得在填充过程期间，当达到一定的填充高度时，特别容易地将填充站取出，然后去除可拆卸地存在的软管，最后在没有软管的情况下继续填充过程。固定装置例如也可以是可拆卸的杆，其可以插入渐开形通道系统之间。还可考虑可以用于连接填充站的夹钳也是可行的。尤其可以使用这些夹钳，以将填充站夹在渐开形通道系统的上部区域中的箱上。替代地或另外地，也可以存在将金属制成的填充站固定在渐开形通道系统上的磁铁。
26.根据本发明的装载系统的另一变体可以具有用于接收松散物料的容器，在所述容器的底部中具有用于将松散物料输送至填充站的软管。当填充站位于容器下方时，这种类型的软管能够特别有利地借助重力将松散物料从容器输送至填充站。
27.本发明的主题还在于使用已经描述的装载系统为具有下部和上部反应区域的反应器装载松散物料的方法，其中所述方法包括以下方法步骤：
28.(a)将装载系统的分解的组成部分引入反应器，
29.(b)在反应器中将轨道系统安装为在反应器的上部区域中围绕反应器的中心延伸的闭合的轨道系统，和将填充站安装在轨道系统附近，
30.(c)将松散物料引入反应器，和将具有松散物料的任选颜色标记的容器通过至少一个轨道车辆在轨道系统上输送至填充站，
31.(d)将松散物料从容器转移至任选颜色标记的填充站，和通过将松散物料经由软管供应至下部反应器区域而填充反应器，和
32.(e)任选地拆卸和分解装载系统，和将装载系统的分解的组成部分从反应器转移出来。
33.这样的方法能够以相对小的力量耗费而将松散物料分布在反应器的不同的难于
到达的区域中。将装载系统安装在上部反应器区域中能够特别简单地通过重力填充下部反应器区域，其中软管减缓了松散物料并且因此能够没有损害地将松散物料引入下部反应器区域。
34.在方法步骤(e)之后，可以使反应器运行。因此，根据本发明的方法特别良好地适合于将松散物料形式的催化剂材料，例如以粒料形式引入反应器内部空间。因为催化剂材料在反应器运行期间典型地在反应器中长时间停留，然后可以使反应器长时间运行，例如运行几年，而不需要替换松散物料。
35.根据有利的根据本发明的方法的设计，装载系统包括多个容器和多个填充站，其中存在标记以分别标识填充站和至少一个分配给填充站的容器。在方法步骤(c)和(d)中，将容器可靠地通过轨道系统带到其被分配到的填充站，然后将松散物料倒入该填充站。这种类型的标记系统能够即使在狭窄的条件和差的光线条件下也可靠地识别各个分配给特定填充站的容器并且带到各个填充站。这确保了在反应器内部空间中可靠地均匀装载散装物料。
36.可以将多个容器分配给填充站，其中在方法步骤(d)中，将该多个容器带到填充站并且临近填充过程结束时将软管从填充站去除，然后在没有在此时构成障碍的软管的情况下继续填充过程。
37.在根据本发明的方法的另一变体中，反应器在上部区域中具有渐开形通道，其中在方法步骤(d)中，将松散物料从这些通道之间通过软管从填充站填入反应器。填充站也可以位于渐开形通道上。柔性的可变形软管允许即使在狭窄的条件下也特别简单地通过这些通道之间的间隙将松散物料带入反应器内部空间。
38.反应器可以在上部区域中具有带有开口横截面的人孔，其中在方法步骤(a)中，将装载系统的分解的组成部分特别简单地通过人孔带入反应器中。在此，系统的组成部分，尤其是轨道段，分别在分解状态下具有小于人孔的开口横截面的横截面。装载系统的另外的组件，如容器、轨道车辆和填充站，也具有小于人孔的开口横截面的横截面。在这种类型的方法的情况下，特别简单地将装载系统的分解的组成部分带入反应器内部空间，而不需要分解反应器壳体的零件。
39.此外，在根据本发明的方法中有利的是，存在多个轨道车辆，以及在方法步骤(c)和(d)中，将松散物料连续地借助该多个轨道车辆分布在填充站中。这种类型的方法允许特别简单地和省时地在最短时间内将大量松散物料可靠地引入反应器内部空间。
附图说明
40.在下文将借助于实施例和附图更详细地阐述本发明。
41.图1示出了穿过在其中安装根据本发明的装载系统的反应器的纵截图。
42.图2示出了穿过图1的反应器沿着用7标示的线的横截面。
43.图3示出了在反应器之外的根据本发明的装载系统的填充站的实例。
44.图4示出了在其上安装用于输送松散物料的容器和轨道车辆的轨道系统的透视和示意图。
45.图5示出了具有支架的连接系统，以将轨道系统连接至例如反应器中的冷却管。
46.图6a和6b示出了如何能够将两个轨道段通过固定构件相互连接。
47.图7以横截面方式示出了各个填充站在反应器的内部区域中的布置。
48.图1示意性示出了穿过在其中安装根据本发明的装载系统的反应器(2)的纵截图。该装载系统包括以横截面示出并且被应用至框架系统(4)的轨道系统(3)。位于反应器内部空间中的人员(5)站立在反应器内部空间中与冷却管(55)连接的通道系统，即分配室(55a)上。装载系统可以在分解状态下通过反应器壁中的人孔(6)而被带入反应器的内部。填充站(45)被安装在分配室(55a)上，其中将从填充站(45)开始的软管(12)经由分配室(55a)之间的间隙(55b)引入反应器内部。这些软管在装载过程开始时自由悬垂在反应器内部空间中并且使松散物料在其滑过时减缓。装载系统位于反应器(2)的上部区域(2d)中。位于反应器内部空间中的人员(5)可以经由轨道系统(3)将具有包含松散物料的容器的轨道车辆(在此由于简明的原因没有示出)手动输送至填充站(45)，然后将容器清空至分别分配给它们的填充站。松散物料从反应器的上部区域通过软管(12)滑落至反应器的下部区域(2c)中。
49.在运行期间，当已经达到松散物料(40)的一定填充高度时，可以将软管(12)从填充站(45)去除，然后通过直接穿过填充站(45)到反应器的各个内部空间(1a)和(1b)而继续填充过程。
50.作为松散物料，可以使用催化剂材料，优选为粒料形式，例如催化剂片料。
51.图2示出了穿过在图1中示出的反应器(2)沿着(7)标示的线的横截面。在该线之上运行轨道系统(3)，在该轨道系统上可移动地安装轨道车辆(9)，在目前的情形下有五辆轨道车辆，其中可以运行更大数量的轨道车辆(9)，例如12辆以上。处于简明的原因，未示出存在于轨道车辆上的容器。在图1中的线(7)上方还存在框架系统(4)，在其上安装轨道系统(3)。渐开形通道系统，即渐开形分配室(55a)在线(7)的高度上延伸，其中相邻的分配室之间的距离可能明显小于所示那样。在分配室之间在轨道系统(3)附近安装不同的填充站(45a、45b)。图2示出了由不同轨道段在框架系统(4)上借助固定构件(11a、11b)组装轨道系统(3)。
52.在一些填充操作中，可以省略框架系统(4)或已经存在于反应器内部空间中的连接附件。在这种情况下，可以将轨道系统(3)直接安装或者放置在分配室上。
53.图3示出了具有栓销(46)形式的固定装置的填充站(45)的实例。将栓销(46)插入反应器中的分配室(55a)之间的间隙(55b)并且用于填充站的定位。在填充站的相对侧存在第二栓销形式的另一固定装置(46)(在图3中不可见)。在填充站(45)下方可见软管(12)，其在分配室之间穿过反应器，并且通过该软管将松散物料引入反应器。填充站此外还具有标记(13a)，其用于标识填充站并且在装载过程期间允许可靠地将相应标识出的容器分配给该填充站。
54.图4示出了根据本发明的轨道系统(3)的透视和示意性图，该轨道系统由各个轨道段(3a)和(3b)借助螺栓(11a)形式的固定构件组装。轨道车辆(9)位于轨道系统(3)上，该轨道车辆具有用于松散物料的容器(30a)、(30b)和(30c)的篮状夹持装置(14)。这些容器配备有不同的标记(13a)、(13b)和(13c)，其允许将这些容器分配给不同的填充站。同样示意性示出了人员(5)的一部分，该人员可以经轨道系统(3)牵引轨道车辆(9)并且可以将桶清空至为此提供的各个填充站。在图4中还可见用于管的支承件(110)，其是在反应器的内部空间中用于将轨道系统(3)连接在连接附件例如框架系统(4)上的连接系统(115)的一部分。
55.图5示出了连接系统(115)，其支承件(110)可见于图4中。该支承件借助夹钳(109)
连接在轨道系统(3)上。支架(120)可以与支承件以螺栓固定并且在安装状态下包括其中安装有轨道系统的反应器的管系统。
56.图6a示出了在组装期间的根据本发明的轨道系统的两个轨道段(3a)和(3b)。每个轨道段(3a)和(3b)具有底座(11c)，在每个底座中牢固安装销钉(11b)。将底座通过螺栓(11a)与轨道段(3a)或者(3b)连接。两个销钉(11b)分别插入各自另外的轨道段(3a)或者(3b)的底座(11c)，并且借助两个旋入轨道段(3a)和(3b)的底座的埋头螺钉(11d)来固定。该插接系统允许容易地安装和拆卸轨道系统。
57.两个轨道段(3a)和(3b)具有标记(60a)和(60b)，其在当前情况下是具有编号3的符号并且这特别容易地允许在反应器内部的狭窄条件下可靠地相互插接正确的轨道段并且将它们以螺栓固定。
58.图6b示出了从有些不同的角度来看的图6a的两个轨道段(3a)和(3b)，从而会更好地看见两个销钉(11b)。
59.图7示意性示出了穿过反应器(2)的横截面，其显示了各个填充站(45a)、(45b)、(45c)和(45d)的布置。在当前的情况下，为了标记填充站和分配给它们的容器，使用颜色代码(在此未示出)和编号的组合。在当前的情况下，将反应器的横截面分为四个象限，其中每个象限存在九个填充站，它们具有相同的颜色但分别具有不同编号1至9。示意性标明轨道系统(3)。在轨道系统上存在具有桶的轨道车辆，桶具有对应颜色和对应编号。轨道车辆始终在相同方向上要么以顺时针要么以逆时针方式运动，然后在每个象限中装载相同的催化剂量。由于填充站的均匀分布，在每个象限中实现松散物料的均匀装载。
60.本发明不受借助示例性实施例的描述的限制。相反，本发明包括每个新的特征以及每个特征的组合，这尤其包括权利要求中的每个特征组合，即使该特征或该组合本身在权利要求或示例性实施例中没有明确给出。