CN111602004A - 流化床监视方法以及装置 - Google Patents

Abstract

一种流化床监视方法，该流化床监视方法在形成有流化床的流化床炉中对流化床的状态进行监视，该流化床是利用从炉底吹出的流动用气体使填充在炉内下部的流动介质流动而形成的，其中，在流化床内规定高度方向的区段，检测该区段的上端水平与下端水平的压力差，根据检测出的压力差，求出区段中所包含的通过使流化床的密度降低而使流化床的流动性降低的流动阻碍因子的比例，在流化床炉的运转期间对流动阻碍因子的比例进行监视。

Description

流化床监视方法以及装置

技术领域

本发明涉及监视流化床炉的流化床状态的技术。

背景技术

以往，公知有一种流化床炉，该流化床炉形成有流化床，该流化床是利用从炉底吹出的流动用气体使填充在炉内下部的流动介质流动而形成的。在流化床炉中，一般无法目视确认运转中的流化床的状态。因此，提出了在流化床炉的运转期间使用传感器等检测流化床的状态的技术。

例如，在专利文献1中，记载了沿着炉内壁表面在流化床的深度不同的位置配置2个以上的压力传感器，根据由这些压力传感器得到的测定值，检测流化床的高度水平。

另外，例如，在专利文献2中，记载了在流化床内的高度不同的两个点处设置压力取出孔，测定该两个点的压力差并根据这些值的时间变化来间接地预测流动材料的粒子形状的增大(劣化)。

另外，例如，在专利文献3中，记载了在流化床内具有在深度方向上分散配置的多个温度传感器和在炉下部排列的风箱所排列的方向上分散配置的多个温度传感器，根据从这些温度传感器得到的温度分布来确定流化床的局部的流动不良部位。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平3-105193号公报

专利文献2：日本特开平7-19413号公报

专利文献3：日本特开2007-271203号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在上述那样的流化床炉中，有时将流化床内的空气比设为例如0.2～0.6的低空气比条件，在流化床内使燃料进行局部燃烧(气化)。在这样的低空气比条件的燃烧中，在流化床内大量地产生燃料的残留即未燃半焦(未燃碳)。通常，未燃半焦的比重比流动介质(例如硅砂等)的比重小，因此如果流化床中的未燃半焦的比例增大，则流化床的体积膨胀，密度降低，流动特性有可能恶化。

另外，在流化床炉中，作为流动介质，在使用含有钛铁矿(Fe系)等氧储存放出材料和Ni矿石等碳的气化促进材料的多种材料的混合物的情况下，如果流化床内的气化促进材料的比例过剩，则流化床的体积膨胀，密度降低，流动特性有可能恶化。

另外，在流化床炉中，作为流动介质，在使用含有硅砂和由吸收硅砂的碱成分的材料(沸石或钙氧化物等多孔质物质)构成的凝集防止剂的多种材料的混合物的情况下，如果流化床内的凝集防止剂的比例过剩，则流化床的体积膨胀，密度降低，流动特性有可能恶化。

如上所述，已知流化床的流动特性会由于流化床所含有的未燃碳、气化促进材料、凝集防止剂等流动阻碍因子的增加(过剩)而恶化，为了避免这种情况，对流化床中的流动阻碍因子的比例进行监视是有用的。因此，在本发明中，提出了对流化床炉的流化床中所包含的流动阻碍因子的比例进行监视的装置和方法。

用于解决课题的手段

本发明的一个方式的流化床监视方法在形成有流化床的流化床炉中对所述流化床的状态进行监视，所述流化床是利用从炉底吹出的流动用气体使填充在炉内下部的流动介质流动而形成的，其特征在于，

在所述流化床内规定高度方向的区段，检测该区段的上端水平与下端水平的压力差，

根据检测出的所述压力差，求出所述区段中所包含的通过使所述流化床的密度降低而使该流化床的流动性降低的流动阻碍因子的比例，

在所述流化床炉的运转期间对所述流动阻碍因子的比例进行监视。

这里，例如，能够根据压力差基准值与检测出的所述压力差的差来求出所述流动阻碍因子的比例，其中，该压力差基准值是未向所述流化床提供燃料的状态的所述区段的上端水平与下端水平的压力差。

并且，本发明的一个方式的流化床监视装置在形成有流化床的流化床炉中对所述流化床的状态进行监视，所述流化床是利用从炉底吹出的流动用气体使填充在炉内下部的流动介质流动而形成的，其特征在于，

在所述流化床内规定高度方向的区段，

该流化床监视装置具有：

压力传感器，其设置在所述流化床炉的与所述流化床接触的内壁上，检测所述区段的上端水平与下端水平的压力差；

运算部，其根据检测出的所述压力差，求出所述区段中所包含的通过使所述流化床的密度降低而使该流化床的流动性降低的流动阻碍因子的比例；以及

监视部，其在所述流化床炉的运转期间对所述流动阻碍因子的比例进行监视。

这里，例如，所述运算部能够根据压力差基准值与检测出的所述压力差的差来求出所述流动阻碍因子的比例，其中，该压力差基准值是未向所述流化床提供燃料的状态的所述区段的上端水平与下端水平的压力差。

根据所述流化床监视方法和装置，能够在流化床炉的运转期间对流化床中的未燃碳(包含未燃半焦)等流动阻碍因子的比例进行监视。并且，根据流化床中的流动阻碍因子的比例的变化，能够预测由于流化床中的流动阻碍因子的比例增大而引起的流化床的流动特性的恶化。由此，能够在流化床的流动特性恶化之前进行适当的处理，从而避免流化床的流动特性的恶化。

在所述流化床监视方法中，可以是，在高度水平不同的2个以上的所述区段中求出所述流动阻碍因子的比例，在所述流化床炉的运转期间对2个以上的所述区段的所述流动阻碍因子的比例进行监视。

同样，在上述流化床监视装置中，可以是，所述运算部在高度水平不同的2个以上的所述区段中求出所述流动阻碍因子的比例，所述监视部在所述流化床炉的运转期间对2个以上的所述区段的所述流动阻碍因子的比例进行监视。

根据所述流化床监视方法和装置，能够在流化床的高度水平不同的多个位置处对流化床的流动阻碍因子的比例进行监视。

在所述流化床监视方法中，可以是，当从2个以上的所述区段的所述流动阻碍因子的比例中发现所述流化床中的局部的所述流动阻碍因子的比例增大时，进行规定的处理。

同样，在上述流化床监视装置中，可以是，当从2个以上的所述区段的所述流动阻碍因子的比例中发现所述流化床中的局部的所述流动阻碍因子的比例增大时，所述监视部进行规定的处理。

根据所述流化床监视方法和装置，通过检测流化床中的局部的流动阻碍因子的比例增大并进行与该状况对应的应对措施，能够防止流化床的流动特性的恶化。

在所述流化床监视方法中，可以是，当从2个以上的所述区段的所述流动阻碍因子的比例中发现所述流化床的整体的所述流动阻碍因子的比例增大时，进行规定的处理。

同样，在上述流化床监视装置中，可以是，当从2个以上的所述区段的所述流动阻碍因子的比例中发现所述流化床的整体的所述流动阻碍因子的比例增大时，所述监视部进行规定的处理。

根据上述流化床监视方法和装置，通过检测流化床中的整体的流动阻碍因子的比例增大并进行与该状况对应的应对措施，能够防止流化床的流动特性的恶化。

发明效果

根据本发明，能够对流化床炉的流化床中所包含的流动阻碍因子的比例进行监视。

附图说明

图1是示出包含本发明的一个实施方式的流化床炉的燃烧系统的概略结构的框图。

图2是示出本发明的一个实施方式的流化床炉的概略结构的图。

图3是流化床炉的流化床部的放大图。

图4是示出流化床监视装置的结构的图。

图5是示出某区段中的未燃碳浓度与差压的关系的曲线图。

具体实施方式

〔燃烧系统100的结构〕

首先，对包含本发明的一个实施方式的流化床炉1的燃烧系统100的结构进行说明。图1所示的燃烧系统100是通过燃烧煤、生物质、RDF、城市垃圾、工业废弃物等燃料(燃烧对象物)并回收其废热的系统。

燃烧系统100具有燃烧燃料的流化床炉1。在流化床炉1的燃烧废气系统3中设置有热交换装置31、旋风式集尘机32、袋式过滤器33以及作为诱导风扇的诱导鼓风机34。流化床炉1的燃烧废气由热交换装置31回收废热，由旋风式集尘机32和袋式过滤器33分离尘埃，其一部分由诱导鼓风机34通过未图示的烟囱向系统外排出。

在燃烧废气系统3的袋式过滤器33的下游侧连接有废气再循环系统4。在废气再循环系统4中设置有气体再循环鼓风机40，通过该气体再循环鼓风机40使燃烧废气系统3的燃烧废气的一部分返回到流化床炉1中。通过废气再循环系统4返回到流化床炉1的燃烧废气被用作流动用气体(一次燃烧气体)、二次燃烧用气体以及三次燃烧用气体。

〔流化床炉1的结构〕

接着，对本发明的一个实施方式的流化床炉1的结构进行说明。图2所示的流化床炉1具有：炉主体10，其设置有燃烧室，该燃烧室由炉下部的流化床部11和流化床部11的上方的自由空间(free board)12构成；运转控制装置15，其对流化床炉1的运转进行控制；以及流化床监视装置9。在自由空间12的下部存在与燃烧室的剩余部分相比气体通路截面面积缩小的节流部13。在自由空间12中，燃烧气体从下向上流动，在与自由空间12的上部连接的烟道中设置有构成热交换装置31的导热管。

图3是流化床部11的放大图。如图2和图3所示，在流化床部11中通过流动层51、流动用气体提供装置52以及分隔壁41、42来形成内部循环流化床，其中，该流动层51填充有硅砂等流动介质，该流动用气体提供装置52从流动层51的底部向流动层51提供流动用气体，该分隔壁41、42将流动层51分隔为3个单元61、62、63。

第1分隔壁41将包含流化床部11的炉主体10的下部分分隔为燃烧区域53和热回收区域54。第2分隔壁42在热回收区域54中接近第1分隔壁41并且与第1分隔壁41平行地设置。通过这些分隔壁41、42，流化床部11被分隔为形成在炉主体10的第1侧壁10a与第1分隔壁41之间的“燃烧单元61”、形成在第1分隔壁41与第2分隔壁42之间的“循环单元62”以及形成在第2分隔壁42与炉主体10的第2侧壁10b之间的“吸热单元63”这3个单元。在吸热单元63上设置有过热器管或蒸发器管等导热管64。利用通过该导热管64的热介质来进行热回收。

在燃烧区域53的上方形成有沿铅垂方向呈直线状延伸的燃烧室。另一方面，在热回收区域54的上方设置有将热回收区域54的上部封闭的顶壁43。第1分隔壁41的上端接近顶壁43，在第1分隔壁41的上端与顶壁43之间形成有作为未燃气体提供口68的上部连通口。第1分隔壁41的下端比第2分隔壁42的下端高，由此，在第1分隔壁41的下部形成有供流动介质流通的下部连通口55。并且，在第2分隔壁42的上部和下部形成有将循环单元62和吸热单元63连通并且供流动介质流通的连通口56、57。

流动用气体提供装置52向燃烧单元61、循环单元62以及吸热单元63分别提供独立地调整了流量后的流动用气体。在燃烧单元61、循环单元62以及吸热单元63的各单元的底部设置有具有向侧方开口的多个吹出口的一个或多个散气管80。各散气管80配置在比第1分隔壁41和第2分隔壁42的下端靠下方的位置。但是，流动用气体提供装置52也可以具有配置在各单元61、62、63的底部的风箱和以封闭风箱的上部的方式设置的气体分散板(均省略图示)来代替散气管80。

散气管80在每个单元61、62、63中利用插头件而连结，各插头件与具有风阀(或阀)等流量调整构件81a、82a、83a及流量计81b、82b、83b的流动用气体提供配管81、82、83连接。通过压入鼓风机79向与配置在燃烧单元61的底部的散气管80连接的流动用气体提供配管81和与配置在循环单元62的底部的散气管80连接的流动用气体提供配管82提供空气。并且，在与配置在吸热单元63的底部的散气管80连接的流动用气体提供配管83上连接有废气再循环系统4。

运转控制装置15根据在流动层51中检测燃烧单元61和吸热单元63的温度的温度传感器(省略图示)和流量计81b、82b、83b等的检测值，使流量调整构件81a、82a、83a进行动作以调整各流动用气体提供配管81、82、83的流动用气体的流量。从燃烧单元61和循环单元62的底部吹出空气来作为流动用气体，从吸热单元63的底部吹出燃烧废气来作为流动用气体。

这里，对流动用气体的流量进行调整以使燃烧单元61的流动用气体的空塔速度比吸热单元63的流动用气体的空塔速度大，并且循环单元62的流动用气体的空塔速度比燃烧单元61的流动用气体的空塔速度和吸热单元63的流动用气体的空塔速度大。由此，产生如下的流动介质的流动：燃烧单元61的流动介质通过第1分隔壁41的下部连通口55向循环单元62移动，循环单元62的流动介质通过第2分隔壁42的上部连通口56向吸热单元63移动，吸热单元63的流动介质通过第2分隔壁42的下部连通口57向燃烧单元61和循环单元62循环。通过这样的流动介质的循环，在燃烧单元61中处于高温的流动介质所带有的热能在吸热单元63中向外部释放，温度降低后的流动介质返回到燃烧单元61，由此，抑制了燃烧单元61的流动介质的温度上升。

在自由空间12中，在运转时的流化床部11的表层部的正上方、即第1侧壁10a上开口有燃料投入口65。燃料投入口65位于比节流部13靠燃烧气体的流动的上游侧的位置。通过未图示的燃料提供装置向该燃料投入口65提供燃料。从燃料投入口65向炉内投入的燃料向流化床部11的燃烧单元61的上部落下。

在自由空间12中，在比燃料投入口65靠燃烧气体的流动的下游侧、即节流部13的附近的炉壁上开口有未燃气体提供口68。从未燃气体提供口68吹出从配置在热回收区域54的流动层51中的散气管80向流动层51内吹出并通过了流动层51后的空气和燃烧废气的混合气体来作为二次燃烧用气体。但是，除了未燃气体提供口68之外，还可以设置吹出二次燃烧用气体的提供口。

在自由空间12中，在比未燃气体提供口68靠燃烧气体的流动的下游侧的炉壁上开口有多个三次燃烧用气体提供口69。多个三次燃烧用气体提供口69是分散在多个高度位置而设置的。并且，在从这些三次燃烧用气体提供口69吹出的三次空气的扩散区域所包含的炉壁上设置有温度传感器70。

三次燃烧用气体的空气含有量通过在空气中混合燃烧废气来进行调整。为此，在向三次燃烧用气体提供口69提供空气的提供路和提供燃烧废气的提供路上设置有风阀(或阀)等流量调整构件88、89。运转控制装置15对流量调整构件88、89的开度进行调整，使得在由某一部位的温度传感器70检测出的温度超过规定的范围的情况下，一边将三次燃烧用气体的流量维持为规定流量，一边减少向该部位提供的三次燃烧用气体的空气含有量，并且，在检测出的温度低于规定的范围的情况下，增加向该部位提供的三次燃烧用气体的空气含有量。

〔流化床炉1的运转方法〕

这里，对上述结构的流化床炉1的运转方法进行说明。在流化床炉1中，在流化床部11中进行低空气比燃烧。更详细来说，调整向燃烧单元61提供的流动化空气和二次燃烧用气体的提供量和/或其空气含有量，以使流化床部11与自由空间12的总空气比为大于1的值，同时使流化床部11的燃烧单元61的空气比(即，一次空气比)以及燃料投入口65的周围的空气比(二次空气比)均为小于1的低空气比。优选一次空气比低于二次空气比。例如，在使流化床部11与自由空间12的总空气比为1.2的情况下，可以将一次空气比设为0.4，将二次空气比设为0.8。

在氧浓度低的还原气氛的流化床部11中，由于燃料的缓慢干燥和热分解而产生可燃性热分解气体和热分解残渣。热分解残渣或燃料的残余从设置在燃烧单元61的底部(即第1侧壁10a与第1分隔壁41之间的中间位置)的流动介质和不可燃物的取出口72向炉外排出。在流化床部11产生的热分解气体利用二次燃烧用气体进行燃烧，该燃烧气体中的未燃烧部分在自由空间12中利用三次燃烧用气体进行完全燃烧，该燃烧废气向燃烧废气系统3排出。

在上述结构的流化床炉1的燃烧单元61中，由于使燃料进行低空气比燃烧，所以与空气比为1以上的情况相比，燃烧单元61中的燃料的未燃烧部分(未燃半焦)的比例较大。在如上述例子那样将一次空气比设为0.4的情况下，与以往的空气比为0.8～0.9左右的情况相比，燃烧单元61中的未燃半焦的比例特别大。当燃烧单元61的未燃半焦的比例增加时，由于未燃半焦的密度比流动介质的密度低，所以流动层51的密度降低。当流动层51的密度降低时，流动层51的体积膨胀，流动特性有可能恶化。

并且，当燃烧单元61中的未燃半焦的比例增加时，由于流动介质的循环，未燃半焦有时也流入到吸热单元63。在吸热单元63中，优选在流动层51中不存在未燃碳，或者即使存在未燃碳，其比例也极小。

因此，在流化床炉1中具有流化床监视装置9，针对流化床部11的燃烧单元61和吸热单元63，对流动层51的未燃碳(包含未燃半焦)的比例进行监视，并进行与未燃碳的比例对应的处理。另外，通过使流动层51的密度降低而使该流动层51的流动性降低的流动阻碍因子可以存在多种，这里，对作为其中之一的未燃碳的比例进行监视。以下，对流化床监视装置9及其进行的流化床监视方法进行详细地说明。

〔流化床监视装置9〕

图4是示出流化床监视装置9的结构的图。在图4中，强调性地示出了多个区段S中的1个区段S。如图4所示，流化床监视装置9具有多个压力传感器91、运算部92以及监视部93。

多个压力传感器91在流化床炉1的炉主体10中设置在与流化床部11的流动层51接触的内壁上，并且配置在不同的高度水平。通过该多个压力传感器91，能够测定不同的两点的高度水平之间的压力差。在本实施方式中，多个压力传感器91在流化床部11的炉壁上沿高度方向等间隔地排列。并且，将沿高度方向相邻的两个压力传感器91的高度水平之间设为1个区段S，使用各区段S的上端水平的压力检测值和下端水平的压力检测值来测定各区段S的上端水平与下端水平的压力差(以下，称为“区段S的差压”)。但是，也可以使用1个或多个差压传感器来代替多个压力传感器91，该差压传感器利用配置在区段S的上端水平和下端水平的一对探针来检测该区段S的差压。

运算部92是所谓的计算机，具有处理器、存储器以及通信接口等(均省略图示)，处理器通过执行存储于存储器的规定的程序而发挥作为运算部92的功能。通信接口被处理器控制，由此，利用无线或有线的通信构件从多个压力传感器91接收检测信号，并且，与监视部93等进行数据的收发。

运算部92取得多个压力传感器91的检测信号，根据多个压力传感器91的检测值来求出各区段S的差压。但是，如上所述，在代替多个压力传感器91而使用差压传感器的情况下，可以取得各差压传感器的检测值来作为区段S的差压。

接着，运算部92针对各区段S，根据区段S的差压来求出该区段S的未燃碳比例。区段S的未燃碳比例可以通过区段S的差压与对象单元的流动用气体的流速(空塔速度)的函数来表示。

图5是示出某个区段S中的未燃碳浓度[wt％]与差压[kPa]的关系的曲线图。在该曲线图中，示出了对象单元的流动用气体的流速f为F1、F2、F3(F1＞F2＞F3)的情况下的、区段S的未燃碳浓度与差压的关系。未燃碳浓度[wt％]由对象区段S中的未燃碳重量/(流动介质重量+未燃碳重量)×100表示。区段S的未燃碳浓度随着区段S的差压增大而降低。换言之，区段S的未燃碳浓度随着区段S的差压减小而增大。这是因为，未燃碳成分的比重比硅砂的比重小，因此，当区段S的未燃碳浓度增加时，与未燃碳浓度比其低的状态相比，区段S的流动介质的重量变轻，其结果是，区段S的差压(差压力)降低。

在运算部92中，根据上述那样的区段S的未燃碳浓度与差压的关系，从检测出的区段S的差压来计算未燃碳浓度。另外，区段S的未燃碳浓度与差压的关系预先通过实验或模拟求出，并存储在运算部92中。

也可以构成为代替上述的未燃碳比例的计算方法，运算部92预先通过实验或模拟来求出区段S的未燃碳浓度为零的状态(即，未向流化床部11提供燃料的状态)的区段S的差压即“压力差基准值”并进行存储，根据检测出的区段S的差压与压力差基准值的差来求出区段S的未燃碳比例。

监视部93是所谓的计算机，具有处理器、存储器以及通信接口等(均省略图示)，处理器通过执行存储于存储器的规定的程序而发挥作为监视部93的功能。通信接口被处理器控制，由此，利用无线或有线的通信构件而与监视部93、运转控制装置15等进行数据的收发。

监视部93取得运算部92所求出的各区段S的未燃碳比例，对运转中的流化床炉1的未燃碳比例的值或其变化进行监视。进而，当在监视中检测到规定的状态时，监视部93将警告或其处置向运转控制装置15传递。

例如，当监视部93在从流动层51的表层到流动层51的高度尺寸的1/3的范围内所包含的区段S中检测到未燃碳比例超过了规定的阈值的情况时，推定为在流动层51中漂浮着过剩的未燃碳的状态，因此向运转控制装置15发送信号以减少燃料的投入量。

例如，当监视部93在从流动层51的底部到流动层51的高度尺寸的1/3的范围内所包含的区段S中检测到未燃碳比例超过了规定的阈值的情况时，推定为在流动层51的下部滞留着过剩的未燃碳的状态，因此向运转控制装置15发送信号以增加流动用气体的流量。另外，在流动层51的下部滞留着过剩的未燃碳的状态下，即使向流动层51提供流动用气体，也有可能不流动化，因此在上述情况下，监视部93也可以向运转控制装置15发送信号以停止流化床炉1的运转。

监视部93监视未燃碳比例的区段S可以是单个，也可以是多个。并且，关于区段S，可以将流动层51的高度方向的整个区域规定为1个区段S，也可以规定沿流动层51的整个高度方向连续的多个区段S，或者规定沿流动层51的高度方向分散的多个区段S。在流动层51中规定有多个区段S的情况下，监视部93在监视运转中的流化床炉1的未燃碳比例时，可以对高度水平不同的2个以上的区段S的未燃碳比例进行比较而推定流化床部11的状态。

例如，监视部93对2个以上的区段S的未燃碳比例进行比较，从而能够对流动层51中的局部的未燃碳比例的增大进行检测。这样，当发现流动层51中的局部的未燃碳比例增大时，监视部93进行与流动层51的未燃碳比例增大的部分对应的处理。例如，在发现了局部的未燃碳比例增大的区段S是流动层51的表层或表层附近的部分的情况下，向运转控制装置15发送信号，使得在其区段S上升到流动层51的表层的时刻减少燃料的投入量。例如，在发现了局部的未燃碳比例增大的区段S是流动层51的底部或接近底部的部分的情况下，监视部93向运转控制装置15发送信号，以便按照预测到流动层51的流动不良的时刻来增加流动用气体的流量。

例如，监视部93对2个以上的区段S的未燃碳比例进行比较，从而能够对流动层51的高度方向整体上的未燃碳比例的增大进行检测。这里，2个以上的区段S可以在流动层51的整个高度方向上分散，也可以在流动层51的整个高度方向上连续。这样，当发现流动层51中的整体的未燃碳比例增大时，监视部93向运转控制装置15发送信号，以进行燃料投入量的减少、流动用气体的流量的增加、流动介质的增加以及流化床炉1的运转停止的对应处理组中的至少1个处理。

另外，在上述内容中，监视部93向运转控制装置15指示运转控制装置15所采取的应对措施，但监视部93也可以仅进行将推定的流动层51的状态向运转控制装置15传递的处理。在该情况下，运转控制装置15根据从监视部93取得的推定出的流动层51的状态，进行与该状态对应的处理。

如以上说明的那样，本实施方式的流化床监视装置9在形成有流动层51的流化床炉1中对流动层51的状态进行监视，该流动层51是利用从炉底吹出的流动用气体使填充在炉内下部的流动介质流动而形成的，其特征在于，在流动层51内规定高度方向的区段S，该流化床监视装置9具有：压力传感器91，其设置在流化床炉1的与流动层51接触的内壁上，检测区段S的上端水平与下端水平的压力差；运算部92，其根据检测出的压力差，求出区段S的未燃碳比例；以及监视部93，其在流化床炉1的运转期间对流动层51的未燃碳比例进行监视。另外，流动层51可以替换为流化床。

这里，运算部92例如能够根据压力差基准值与检测出的压力差的差来求出未燃碳比例，其中，该压力差基准值是未向流动层51提供燃料的状态的区段S的上端水平与下端水平的压力差。

同样，本实施方式的流化床监视方法的特征在于，在流动层51内规定高度方向的区段S，检测该区段S的上端水平与下端水平的压力差，根据检测出的压力差，求出区段S的未燃碳比例，在流化床炉1的运转期间对流动层51的未燃碳比例进行监视。

根据上述流化床监视装置9和流化床监视方法，能够在流化床炉1的运转期间对流动层51中的未燃半焦等未燃碳的比例进行监视。并且，能够根据流动层51中的未燃碳的比例的变化，预测由于流动层51中的未燃碳的比例增大而引起的流动层51的流动特性的恶化。由此，能够在流动层51的流动特性恶化之前进行适当的处理，避免流动层51的流动特性的恶化。

并且，在本实施方式的流化床监视装置9的监视部93中，构成为进行以下例示的流动层51的未燃碳比例的监视方法。但是，监视部93也可以构成为进行这些监视方法中的至少1个。

(1)在从流动层51的表层到流动层51的高度尺寸的1/3的范围内所包含的区段S中，当未燃碳比例超过规定的阈值时，进行规定的处理。

(2)在从流动层51的底部到流动层51的高度尺寸的1/3的范围内所包含的区段S中，当未燃碳比例超过规定的阈值时，进行规定的处理。

(3)当从2个以上的区段S的未燃碳比例中发现流动层51中的局部的未燃碳比例增大时，进行规定的处理。

(4)当从2个以上的区段S的未燃碳比例中发现流动层51整体的未燃碳比例增大时，进行规定的处理。

通过在上述那样的未燃碳比例的监视方法中监视流动层51的未燃碳比例，能够在流动层51的流动特性因流动层51中的未燃碳的比例增大而恶化之前预测到恶化。然后，通过在流动层51的流动特性恶化之前进行适当的处理，能够避免流动层51的流动特性的恶化。

以上，对本发明的优选的实施方式进行了说明，但在不脱离本发明的精神的范围内变更了上述实施方式的具体构造和/或功能的详细内容也包含在本发明中。

例如，上述实施方式的流化床炉1的流化床部11是内部循环流化床，但在外部循环流化床等其他方式的流化床中，也可以应用本发明的流化床监视装置9和方法而检测流化床的未燃碳比例，并对其进行监视。

并且，在上述实施方式中，对通过使流动层51的密度降低而使该流动层51的流动性降低的流动阻碍因子是未燃碳的情况进行了说明，但流动阻碍因子并不限于未燃碳。

例如，在使用了含有钛铁矿(Fe系)等氧储存放出材料和Ni矿石等碳的气化促进材料的多个材料的混合物来作为流动介质的流化床炉中，作为流动阻碍因子，也可以对流动层51中的气化促进材料的比例进行监视。在该情况下，在上述实施方式中，通过将未燃碳替换为“气化促进材料”，能够监视流动层51中的气化促进材料的比例并且预测气化促进材料的比例的流动特性的恶化。

并且，例如，在使用了含有硅砂和由吸收硅砂的碱成分的材料(沸石或钙氧化物等多孔质物质)构成的凝集防止剂的多种材料的混合物来作为流动介质的流化床炉中，作为流动阻碍因子，也可以对流动层51中的凝集防止剂的比例进行监视。在该情况下，在上述实施方式中，通过将未燃碳替换为“凝集防止剂”，能够监视流动层51中的凝集防止剂的比例并且预测凝集防止剂的比例的流动特性的恶化。

标号说明

1：流化床炉；3：燃烧废气系统；4：废气再循环系统；10：炉主体；10a：第1侧壁；10b：第2侧壁；11：流化床部；12：自由空间；13：节流部；15：运转控制装置；31：热交换装置；32：旋风式集尘机；33：袋式过滤器；34：诱导鼓风机；40：气体再循环鼓风机；41：第1分隔壁；42：第2分隔壁；43：顶壁；51：流动层；52：流动用气体提供装置；53：燃烧区域；54：热回收区域；55、56、57：连通口；61：燃烧单元；62：循环单元；63：吸热单元；64：导热管；65：燃料投入口；68：未燃气体提供口；69：三次燃烧用气体提供口；70：温度传感器；72：取出口；79：压入鼓风机；80：散气管；81、82、83：流动用气体提供配管；81a、82a、83a：流量调整构件；81b、82b、83b：流量计；88、89：流量调整构件；9流化床监视装置；91：压力传感器；92：运算部；93：监视部；100：燃烧系统。

Claims (10)

1.一种流化床监视方法，在形成有流化床的流化床炉中对所述流化床的状态进行监视，所述流化床是利用从炉底吹出的流动用气体使填充在炉内下部的流动介质流动而形成的，其中，

在所述流化床内规定高度方向的区段，检测该区段的上端水平与下端水平的压力差，

根据检测出的所述压力差，求出所述区段中所包含的通过使所述流化床的密度降低而使该流化床的流动性降低的流动阻碍因子的比例，

在所述流化床炉的运转期间对所述流动阻碍因子的比例进行监视。

2.根据权利要求1所述的流化床监视方法，其中，

根据压力差基准值与检测出的所述压力差的差来求出所述流动阻碍因子的比例，其中，该压力差基准值是未向所述流化床提供燃料的状态的所述区段的上端水平与下端水平的压力差。

3.根据权利要求1或2所述的流化床监视方法，其中，

在高度水平不同的2个以上的所述区段中求出所述流动阻碍因子的比例，

在所述流化床炉的运转期间对2个以上的所述区段的所述流动阻碍因子的比例进行监视。

4.根据权利要求3所述的流化床监视方法，其中，

当从2个以上的所述区段的所述流动阻碍因子的比例中发现所述流化床中的局部的所述流动阻碍因子的比例增大时，进行规定的处理。

5.根据权利要求3所述的流化床监视方法，其中，

当从2个以上的所述区段的所述流动阻碍因子的比例中发现所述流化床的整体的所述流动阻碍因子的比例增大时，进行规定的处理。

6.一种流化床监视装置，其在形成有流化床的流化床炉中对所述流化床的状态进行监视，所述流化床是利用从炉底吹出的流动用气体使填充在炉内下部的流动介质流动而形成的，其中，

在所述流化床内规定高度方向的区段，

该流化床监视装置具有：

压力传感器，其设置在所述流化床炉的与所述流化床接触的内壁上，检测所述区段的上端水平与下端水平的压力差；

运算部，其根据检测出的所述压力差，求出所述区段中所包含的通过使所述流化床的密度降低而使该流化床的流动性降低的流动阻碍因子的比例；以及

监视部，其在所述流化床炉的运转期间对所述流动阻碍因子的比例进行监视。

7.根据权利要求6所述的流化床监视装置，其中，

所述运算部根据压力差基准值与检测出的所述压力差的差来求出所述流动阻碍因子的比例，其中，该压力差基准值是未向所述流化床提供燃料的状态的所述区段的上端水平与下端水平的压力差。

8.根据权利要求6或7所述的流化床监视装置，其中，

所述运算部在高度水平不同的2个以上的所述区段中求出所述流动阻碍因子的比例，

所述监视部在所述流化床炉的运转期间对2个以上的所述区段的所述流动阻碍因子的比例进行监视。

9.根据权利要求8所述的流化床监视装置，其中，

当从2个以上的所述区段的所述流动阻碍因子的比例中发现所述流化床中的局部的所述流动阻碍因子的比例增大时，所述监视部进行规定的处理。

10.根据权利要求8所述的流化床监视装置，其中，

当从2个以上的所述区段的所述流动阻碍因子的比例中发现所述流化床的整体的所述流动阻碍因子的比例增大时，所述监视部进行规定的处理。

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