JP2004057885A - 流動層発生方法及び流動層発生装置 - Google Patents
流動層発生方法及び流動層発生装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004057885A JP2004057885A JP2002217530A JP2002217530A JP2004057885A JP 2004057885 A JP2004057885 A JP 2004057885A JP 2002217530 A JP2002217530 A JP 2002217530A JP 2002217530 A JP2002217530 A JP 2002217530A JP 2004057885 A JP2004057885 A JP 2004057885A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- granule
- fluidized bed
- granular
- layer
- granules
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Abstract
【課題】本発明の課題は、不揃いの粒体で形成された粒体層に対してでも比較的容易に流動層を発生させ且つ、粒体の塔内滞留時間をコントロールすることが出来るようにすることである。
【解決手段】粒体供給部（２２）を上部に、粒体排出部（２４）を下部にそれぞれ備えた筒状塔体（２０）を用い、当該筒状塔体（２０）内に形成された粒体層内に気体を供給して粒体を流動化させて流動層を発生させる流動層発生方法において、上記粒体供給部（２２）から上記粒体排出部（２４）に至る内部空間を部分的に仕切る下方に傾斜した仕切り板（２８ａ〜２８ｆ）を更に備えた筒状塔体を用い、粒体を供給して該粒体供給部（２２）から上記粒体排出部（２４）に至る空間に上記仕切り板（２８ａ〜２８ｆ）にて曲げられた粒体層を形成し、上記仕切り板（２８ａ〜２８ｆ）より下方から上記粒体層に気体を供給し、仕切り板（２８ａ〜２８ｆ）上の粒体層部分の粒体を流動化させて流動層を発生させるように構成した。
【選択図】 図５
【解決手段】粒体供給部（２２）を上部に、粒体排出部（２４）を下部にそれぞれ備えた筒状塔体（２０）を用い、当該筒状塔体（２０）内に形成された粒体層内に気体を供給して粒体を流動化させて流動層を発生させる流動層発生方法において、上記粒体供給部（２２）から上記粒体排出部（２４）に至る内部空間を部分的に仕切る下方に傾斜した仕切り板（２８ａ〜２８ｆ）を更に備えた筒状塔体を用い、粒体を供給して該粒体供給部（２２）から上記粒体排出部（２４）に至る空間に上記仕切り板（２８ａ〜２８ｆ）にて曲げられた粒体層を形成し、上記仕切り板（２８ａ〜２８ｆ）より下方から上記粒体層に気体を供給し、仕切り板（２８ａ〜２８ｆ）上の粒体層部分の粒体を流動化させて流動層を発生させるように構成した。
【選択図】 図５
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒状塔体内に供給される粒体にて形成された粒体層に気体を供給すると共に当該筒状塔体から排気することにより粒体を流動化させて流動層を発生させるようにした流動層発生方法及び流動層発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
粒体層に気体を供給して粒体を流動化させることにより発生する流動層は、熱交換、焙焼、化学反応促進、ごみ焼却などの化学操作や物理操作に利用される。このような流動層を発生させる従来の流動層発生装置は、適用されるプラントの種類によって多少の違いはあるが、基本的に図７に示すように構成される。
【０００３】
図７において、筒状の塔体１０の内部空間は、分散器１４により、上側に位置する流動層発生空間１０１と下側に位置するウィンドボックス１０２とに分割されている。塔体１０の比較的上部には、流動層発生空間１０１に粒体Ｓを供給するための粒体供給管１１が備えられると共に、その最上部に排気口１３が形成されている。粒体供給管１１から流動層発生空間１０１内に供給された粒体Ｓにより分散器１４上に粒体層が形成される。
【０００４】
また、塔体１０の下部には給気口１２が形成され、この給気口１２から高圧の気体Ａ（例えば、空気）が塔体１０のウィンドボックス１０２内に導入されるようになっている。更に、塔体１０の流動層発生空間１０１から分散器１４及びウィンドボックス１０２を通過して当該塔体１０の外部にまで延びる粒体排出管１７が設けられ、この粒体排出管１７を通して流動層発生空間１０１内の粒体Ｓを塔体１０の外部に排出できるようにしている。
【０００５】
上記分散器１４には、流動層発生空間１０１とウィンドボックス１０２とを結ぶ複数の穴１５が形成されている。流動層発生空間１０１側では、分散器１４の各穴１５の上に複数のノズル１６ａが形成されたノズルキャップ１６が設置されている。そして、上記給気口１２からウィンドボックス１０２に導入された高圧の気体Ａが分散器１４の各穴１５によって分散された状態で流動層発生空間１０１側に流入し、更に、各ノズルキャップ１６のノズル１６ａから高速に噴出するようになっている。
【０００６】
このような流動層発生装置では、給気口１２から高圧の気体Ａをウィンドボックス１０２に導入すると、流動層発生空間１０１内の分散器１４上に形成された粒体層内に高速の気体Ａが分散された状態で噴出される。その高速の気体Ａにより粒体層内の粒体Ｓが流動化され、その結果、流動層が形成される。このように流動層の形成に供された気体Ａは排気口１３から塔体１０の外部に排出される。
【０００７】
上記のような流動層発生装置を熱交換装置として使用する場合、例えば、溶鉱炉等から排出される溶融スラグを風砕することにより得られたスラグ粒Ｓが粒体供給管１１から流動層発生空間１０１に供給され、分散器１４上に高温（例えば、約１０００℃）のスラグ粒層が形成される。この状態で、給気口１２から高圧の空気Ａがウィンドボックス１０２内に導入されると、上述したメカニズムに従ってスラグ粒層のスラグ粒Ｓが流動化されて流動層が発生する。この流動層内では、流動化したスラグ粒Ｓとその周りの空気Ａとの間で熱交換が行われ、高温（例えば、５００℃〜６００℃程度）となった空気Ａが排気口１３から塔体１０の外部に排出される。そして、その高温の空気Ａが他のプラントに導かれる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この従来の流動層発生装置にあっては、粒体Ｓに作用する重力に逆らって粒体Ｓを垂直方向に吹き上げて粒体Ｓを流動化させている。このため、比較的大きな圧力にて気体を粒体層に供給しなければならず、粒体層を構成する粒体Ｓの粒度をある一定の範囲内にしておかないと、良好な流動層を発生させることが難しく、粒体の塔内における滞留時間のバラツキが大きいという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、不揃いの粒体で形成された粒体層に対してでも比較的容易に流動層を発生させ、粒体の塔内滞留時間のコントロールが出来るような流動層発生方法及び流動層発生装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記のような課題を解決するための本発明の技術的手段は、粒体供給部を上部に、粒体排出部を下部にそれぞれ備えた筒状塔体を用い、上記粒体供給部から当該筒状塔体内に供給される粒体にて形成された粒体層内に気体を供給すると共に当該筒状塔体から排気することにより粒体を流動化させて流動層を発生させる流動層発生方法において、上記粒体供給部から上記粒体排出部に至る内部空間を部分的に仕切る下方に傾斜した仕切り板を更に備えた筒状塔体を用い、上記粒体供給部から粒体を供給して該粒体供給部から上記粒体排出部に至る空間に上記仕切り板にて曲げられた粒体層を形成し、上記仕切り板より下方から上記粒体層に気体を供給し、仕切り板上の粒体層部分の粒体を流動化させて流動層を発生させるように構成される。ここで、粒体とは、粉体及び焼却炉で焼却される都市ゴミのようなものを含む概念である。
【００１１】
このような流動層発生方法では、粒体供給部から筒状塔体内に供給される粒体により形成される粒体層は、下方に傾斜した仕切り板上に位置すると共にその仕切り板により曲げられて粒体排出部の方向に延びる。その結果、仕切り板上の粒体層部分は、筒状塔体内において仕切り板と同様に傾斜したものとなる。
【００１２】
この状態で、仕切り板の下方より気体を粒体層に供給すると、仕切り板より下方に位置する粒体層部分に進入した気体は仕切り板にて曲げられた粒体層内を伝播して仕切り板上の粒体層部分に到達する。この仕切り板上の粒体層部分では、気体によってその傾斜した表面部分から粒体が吹き上げられ、その粒体が流動化されて流動層が発生する。
【００１３】
このように傾斜した粒体層部分では、傾斜の分、気体が粒体を吹き上げる方向は、粒体に作用する重力の方向とずれることになる。従って、比較的小さい圧力の気体にて粒体を流動化させることが可能となる。
【００１４】
また、必要に応じ、本発明は、上記粒体供給部から粒体を順次供給すると共に上記粒体排出部から粒体を順次排出させて上記粒体層を上記粒体供給部から上記粒体排出部に向けて移動させつつ上記流動層を発生させるようにすることができる。
【００１５】
このような方法によれば、仕切り板上の粒体層部分を構成する粒体が連続的に変化する。その結果、流動層に供されるべき粒体を連続的に変えることができるようになる。
【００１６】
更に、必要に応じ、本発明は、対向する壁面から交互に突出し、端部が重なる一方の壁面側の空間部分と他方の壁面側の空間部分をそれぞれ仕切る下方に傾斜した複数の仕切り板を備えた筒状塔体を用い、上記粒体供給部から粒体を供給して当該粒体供給部から上記粒体排出部に至る空間に上記複数の仕切り板にて蛇行させられた粒体層を形成し、最下部の仕切り板より下方から上記粒体層に気体を供給し、各仕切り板上の粒体層部分の粒体を流動化させて流動層を発生させるようにすることができる。
【００１７】
このような方法によれば、筒状塔体内の空間に形成される粒体層は、複数の仕切り板により複数曲げられて蛇行した形状となる。その結果、仕切り板の数に対応した複数の粒体層部分において粒体の流動化を同時に図ることができる。そして、前述したように粒体層を移動させるようにすれば、粒体供給部から供給される粒体は、粒体排出部に向かって移動する間、複数回流動化に供されることになる。このことは、この方法を熱交換装置に適用した場合、流動層内で流動化された粒子と気体との接触時間が長くなることを意味しており、熱交換効率を向上させることが可能となる。
【００１８】
また、上記課題を解決するための本発明の技術的手段は、粒体供給部を上部に、粒体排出部を下部にそれぞれ備えた筒状塔体を有し、上記粒体供給部から当該筒状塔体内に供給される粒体にて形成された粒体層内に気体を供給すると共に当該筒状塔から排気することにより粒体を流動化させて流動層を発生させるようにした流動層発生装置において、上記筒状塔体は、上記粒体供給部から上記粒体排出部に至る内部空間を部分的に仕切る下方に傾斜した仕切り板を備え、上記粒体供給部から粒体を供給して該粒体供給部から上記粒体排出部に至る空間に形成されるべき上記仕切り板にて曲げられた粒体層に対して上記仕切り板より下方から上記気体を供給する気体供給ユニットを有するように構成される。
【００１９】
このような流動層発生装置では、粒体供給部から粒体を供給することにより、当該粒体供給部から粒体排出部に至る空間に、下方に傾斜した仕切り板上に位置すると共にその仕切り板により曲げられて粒体排出部の方向に延びる粒体層が形成される。この状態で、気体供給ユニットから当該粒体層に気体を供給することにより、上記仕切り板上の粒体層部分の粒体を流動化させて流動層を発生させることができる。
【００２０】
また、必要に応じ、上記筒状塔体は、複数の仕切り板を備えるように構成することができる。
【００２１】
このような構成によれば、複数の仕切り板上の粒体層それぞれの粒体を同時に流動化して複数の流動層を同時に発生させることができるようになる。
【００２２】
更に、必要に応じ、上記複数の仕切り板は、上記筒状塔体の対向する壁面から交互に突出し、端部が重なる一方の壁面側の空間部分と他方の壁面側の空間部分をそれぞれ仕切るように構成することができる。
このような構成により、複数の仕切り板のそれぞれで曲げられた粒体層を蛇行した形状に形成することができる。その結果、気体供給ユニットから粒体層に供給される気体が比較的効率よく当該粒体層内を伝播していくことができるようになる。
【００２３】
また、必要に応じ、上記仕切り板に相対し仕切り板上の粒体層の厚さを規制する調整板を備えた構成とすることができる。
このような構成によれば、粒体層の厚さを調整できるので、流動層の流動状態を安定化させ、流動層の気体に対する粒体の割合も調整できるようになる。
【００２４】
更にまた、必要に応じ、上記気体供給ユニットは、筒状塔体から供給される粒体にて形成されるべき粒体層に接触することのない位置に設けられ、所定圧力の気体を噴射するノズルを有するように構成することができる。
【００２５】
このような構成によれば、気体を噴出するノズルは、粒体層に接することがないので、粒体による損傷を受けることがなく、当該流動層発生装置の維持コストを低減させることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態に係る流動層発生方法及び流動層発生装置を説明する。流動層発生方法は、流動層発生装置によって実現されるので、本装置の作用において説明する。
【００２７】
本発明の実施の一形態に係る流動層発生装置は、図１に示すように構成される。
図１において、筒状の塔体２０の上部にその外部から内部に延びる粒体供給管２２が設けられている。この粒体供給管２２は粒体供給弁２３を介して粒体貯蔵ホッパー２１に接続されている。塔体２０の下部には粒体排出弁２５が設けられ、この粒体排出弁２５は粒体排出管２４に接続されている。また、塔体２０の上部の上記粒体供給管２２の反対側には排気口２６が形成されている。
【００２８】
塔体２０の内部には、対向する壁面２０ａ、２０ｂから下方に傾斜した仕切り板２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅ、２８ｆが突出している。壁面２０ａから突出している仕切り板２８ａ、２８ｃ、２８ｅは、塔体２０内の空間部分ＳＰ１を仕切っており、また、壁面２０ｂから突出している仕切り板２８ｂ、２８ｄ、２８ｆは塔体２０内の空間部分ＳＰ２を仕切っている。これら空間部分ＳＰ１と空間部分ＳＰ２はその端部が重なっている。即ち、図１におけるＩ−Ｉ方向から見ると、塔体２０が角筒の場合、図２に示すように、壁面２０ａから突出した仕切り板２８ｃの先端部分と壁面２０ｂから突出した仕切り板２８ｄの先端部分が重なっている。また、塔体２０が円筒の場合も、図３に示すように、図１におけるＩ−Ｉ方向から見ると、壁面部分２０ａから突出した仕切り板２８ｃの先端部分と上記壁面部分２０ａに対向した壁面部分２０ｂから突出した仕切り板２８ｄの先端部分とが重なっている。
【００２９】
上記各仕切り板２８ａ〜２８ｆの傾斜角度は、塔体２０に供給されるべき粒体Ｓの安息角により適度な角度に設定される。これにより、粒体Ｓが各仕切り板２８ａ〜２８ｆ上を比較的低速にて下方に移動するようになる。
【００３０】
また、塔体２０の上部には、当該塔体２０の内壁から突出し最上位の仕切り板２８ａに相対し仕切り板２８ａ上の粒体層の厚さを規制する調整板２７ａが設けられている。この調整板２７ａは、粒体排出管２２に並んで配置されると共に、その先端と最上位の仕切り板２８ａとの間の距離が所定値となるようにその長さが設定されている。これにより、粒体排出管２２から排出された粒体Ｓにて形成される仕切り板２８ａ上の粒体層の厚さが上記調整板２７ａにて調整される。
【００３１】
気体供給ユニット３０は、ブロア３１、給気弁３２及びノズル３３を有する。ブロア３１とノズル３３とはパイプにより接続され、そのパイプの途中に給気弁３２が設けられている。ノズル３３は、塔体２０の下部においてその内部に延びており、その先端部が最下位の仕切り板２８ｆの下方所定位置に位置する。そして、ブロア３１にて生成される高圧の気体がノズル３３の先端から高速に吐出される。
【００３２】
上述したような構造の流動層発生装置では、次のようにして流動層が発生させられる。
【００３３】
粒体排出弁２５が閉じている状態で、粒体供給弁２３が開かれると、粒体貯蔵ホッパー２１に貯蔵された粒体Ｓが粒体供給弁２３及び粒体供給管２２を通って最上位の仕切り板２８ａ上に順次供給される。下方に傾斜された仕切り板２８ａ上に供給された粒体Ｓは、その仕切り板２８ａ上を移動して、次の仕切り板２８ｂ上に移り、更に、下方に移動する。粒体貯蔵ホッパー２１から粒体供給管２２を通して塔体２０に供給される粒体Ｓが同様に下方に移動し、粒体排出弁２５から順次積み上げられる粒体Ｓが粒体供給管２２まで達すると、その供給が停止される。その結果、最終的に、図４に示すように、粒体供給管２２から粒体排出弁２５に延びる粒体層が形成される。
【００３４】
この粒体層は、複数の仕切り板２８ａ〜２８ｆにより蛇行させられた状態となる。また、この粒体層は、その表面が当該粒体Ｓで決まる安息角の傾きをもち、上記調整板２７ａにて調整された厚さを有する。これにより、仕切り板２８ａにおいて、粒体層の厚さを調整でき、後流の流動層の厚さは各仕切り板で調整できるので、流動状態を安定化させ、流動層の気体に対する粒体の割合も調整できるようになる。
そして、塔体２０の内部空間には、調整板２７ａ、仕切り板２８ｂ、内壁及び粒体層で囲まれた空間部分Ｅ０、仕切り板２８ａ、２８ｃ、内壁及び粒体層で囲まれた空間部分Ｅ１、仕切り板２８ｂ、２８ｄ、内壁及び粒体層で囲まれた空間部分Ｅ２、仕切り板２８ｃ、２８ｅ、内壁及び粒体層で囲まれた空間部分Ｅ３、仕切り板２８ｄ、２８ｆ、内壁及び粒体層で囲まれた空間部分Ｅ４、及び仕切り板２８ｅ、内壁及び粒体層で囲まれた空間部分Ｅ５が形成される。
【００３５】
なお、上記気体供給ユニット３０のノズル３３は、最下位の仕切り板２８ｆの下方に形成された空間部分に位置するようになる。これにより、気体を吐出するノズル３３は、粒体層に接触することはない。
【００３６】
上記のようにして複数の仕切り板２８ａ〜２８ｆにより蛇行させられた粒体層が形成された状態で、給気弁３２を開いてノズル３３から高速の気体が吐出されると、最下位の仕切り板２８ｆの下側に形成される空間部分に面する粒体層部分の粒体Ｓがノズル３３から吐出する気体により舞い上げられ、当該粒体層部分より上部に位置する粒体層部分がごくわずかだけ下降するが、粒体供給管２２から引き続き粒体が供給されるので、その粒体層の動きは直ぐに止まる。
【００３７】
この状態で、ノズル３３から吐出された気体は蛇行する粒体層内を順次伝播していく。その過程で、Ｅ５、Ｅ４、Ｅ３、Ｅ２、Ｅ１、Ｅ０へ粒体Ｓが吹き上げられ、図５に示すように、各空間部分Ｅ０〜Ｅ５において、吹き上げられた粒体Ｓが流動化され流動層が発生する。この粒体Ｓの流動化に使用された気体は、最上位の空間部分Ｅ０に達すると、排気口２６から塔体２０の外部に排出される。
【００３８】
上記のように各仕切り板２８ａ〜２８ｆ上の粒体層部分の粒体Ｓが流動化されて流動層が形成される過程で、粒体層内を伝播する気体は、傾斜される粒体層部分からその粒体層部分が面する空間部分に噴出する。この噴出方向は、粒体Ｓに作用する重力の方向と異なった方向となるため、比較的小さい圧力の気体であっても粒体Ｓを流動化することができる。また、所定の圧力を保った気体を供給するようにすれば、粒体層部分の粒体Ｓの粒径が不揃いであっても、良好な流動層を発生させることができるようになる。
【００３９】
上記のように各仕切り板２８ａ〜２８ｆ上の粒体層部分から流動層が発生させられた状態において、粒体排出弁２５を開くと共に粒体供給弁２３を開くと、塔体２０の下部に溜まった粒体Ｓが粒体排出管２４から順次排出されると共に、粒体貯蔵ホッパー２１の粒体Ｓが粒体供給管２２から順次塔体２０内に供給される。その結果、蛇行した形状の粒体層はほぼその形状を保持しつつ下方に移動する。その過程で、粒体Ｓは、各仕切り板２８ａ〜２８ｆ上に達する毎に流動化され、流動層の発生に供される。従って、粒体Ｓは粒体供給管２２から塔体２０内に供給されてから十分気体と接触した後に粒体排出管２４から排出される。
【００４０】
更に、上記のような構造の流動層発生装置は焙焼、化学反応、ゴミ焼却、熱交換装置等に利用できるが、これを熱交換装置として用いた場合について説明する。
【００４１】
この場合、溶鉱炉等から排出される溶融スラグを風砕することにより得られた高温のスラグ粒Ｓが粒体貯蔵ホッパー２１に貯蔵され、そのスラグ粒Ｓが粒体供給管２２から塔体２０に供給される。そして、粒体排出弁２５を閉じることにより、図４に示すように蛇行されたスラグ粒層が形成される。この状態で、気体供給ユニット２０のノズル３３から比較的低温の空気を吐出させると、上述したプロセスに従って図５に示すように各仕切り板２８ａ〜２８ｆ上のスラグ粒層から対応する空間部分Ｅ０〜Ｅ５に吹き上げられたスラグ粒Ｓが流動化され、各空間部分Ｅ０〜Ｅ５において流動層が発生する。
【００４２】
ノズル３３から吐出されてスラグ粒層に供給された空気は、各空間部分Ｅ５〜Ｅ０で発生する流動層において流動化されたスラグ粒Ｓから熱を吸収（熱交換）しながら順次スラグ粒層内を上方に伝播していく。このように複数の箇所でスラグ粒Ｓから熱を吸収して最上位の空間部分Ｅ０に達した空気は、十分高温となって排出口２６から塔体２０の外部に排出される。
【００４３】
また、粒体供給弁２３を開放した状態で粒体排出弁２５を開放状態にすると、前述したように、スラグ粒層はほぼその形状を保持しつつ下方に移動する。その過程でも、各仕切り板２８ａ〜２８ｆ上ではスラグ粒Ｓの流動化がなされ流動層が発生する。この場合、スラグ粒Ｓは、仕切り板２８ａ〜２８ｆに達する毎に空気との熱交換を行うことになり、十分空気に熱を奪われた状態で粒体排出管２４から塔体２０の外部に排出される。従って、空気は更に高温となって排気口２６から塔体２０の外部に排出される。
【００４４】
上記のような熱交換装置によれば、仕切り板の形状を変えたり数を増減することで、流動層を発生させる空間部分の数や容積を増減させることができる。即ち、スラグ粒Ｓ（粒体）と空気の接触時間のコントロールが可能であり、排出口２６から排出される空気の温度及び粒体排出管２４から排出されるスラグ粒Ｓ（粒体）の温度をコントロールすることが可能となる。また、複数の空間部分全てにおいてスラグ粒Ｓ（粒体）は空気と効率よく接触してから排出されるので、排出されるスラグ粒Ｓ（粒体）の温度のバラツキも小さくなる。
また、上記のような流動層発生装置では、ノズル３３は塔体２０内に形成される粒体層に接することのない位置に設けられるので、粒体の衝突などによるノズル３３の損傷（溶損）、酸化を防止することができる。
【００４５】
図６には、本発明の実施の形態に係る流動層発生装置の別の例を示す。これは、上記と略同様に構成されるが、上記と異なって、調整板を複数設けている。即ち、最上位の仕切り板２８ａに相対し仕切り板２８ａ上の粒体層の厚さを規制する調整板２７ａを設けるとともに、その他の仕切り板２８ｂ〜２８ｆそれぞれに対しても仕切り板２８ｂ〜２８ｆに相対し仕切り板２８ｂ〜２８ｆ上の粒体層の厚さを規制する調整板２７ｂを設けている。調整板２７ｂは、その先端と仕切り板２８ｂ〜２８ｆとの間の距離が所定値となるようにその長さが設定されて塔体２０の内壁に設けられている。また、最下位の仕切り板２８ｆの後流側にも粒体層の厚さを規制する調整板２７ｃを設けている。これにより、各仕切り板２８ａ〜２８ｆにおいて、粒体層の厚さを調整できるので、流動状態を安定化させ、流動層の気体に対する粒体の割合も調整できるようになる。
【００４６】
なお、上記例では、気体供給ユニット３０のノズル３３は塔体２０の内部空間に形成される粒体層に接触することのない位置に設けられたが、これに限定されず、粒体層に気体を供給する部材は粒体層内に位置するよう配置することもできる。例えば、図４に示すような塔体２０の下部傾斜壁から気体供給部材を粒体層内に突出させるように構成することができる。
【００４７】
また、上記例では、複数の仕切り板２８ａ〜２８ｆを塔体２０内に設けるようにしたが、単一の仕切り板を塔体２０内に設けるようにしてもよい。この場合、仕切り板上に位置する粒体層から粒体をその重力にまったく逆らって噴出する必要がないので、粒度が不揃いの粒体でも比較的容易に噴出させることができ、その結果、容易にその粒体を流動化させることが可能となる。
【００４８】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係る流動層発生方法及び流動層発生装置によれば、傾斜した仕切り板とともに傾斜した粒体層部分では、その傾斜の分、気体が粒体を吹き上げる方向は、粒体に作用する重力の方向とずれることになる。このため、比較的小さい圧力の気体にて粒体を流動化させることが可能となり、不揃いの粒体で形成された粒体層に対してでも比較的容易に流動層を発生させることができ、且つ、粒体の塔内滞留時間をコントロール出来るようになる。
【００４９】
また、その方法において、粒体供給部から粒体を順次供給すると共に粒体排出部から粒体を順次排出させて上記粒体層を上記粒体供給部から上記粒体排出部に向けて移動させつつ上記流動層を発生させるようにした場合、仕切り板上の粒体層部分を構成する粒体が連続的に変化するため、流動層にて気体と接触する粒体の数を多くすることができる。
【００５０】
更に、その方法において、対向する壁面から交互に突出し、端部が重なる一方の壁面側の空間部分と他方の壁面側の空間部分をそれぞれ仕切る下方に傾斜した複数の仕切り板を備えた筒状塔体を用い、上記粒体供給部から粒体を供給して当該粒体供給部から上記粒体排出部に至る空間に上記複数の仕切り板にて蛇行させられた粒体層を形成し、最下部の仕切り板より下方から上記粒体層に気体を供給し、各仕切り板上の粒体層部分の粒体を流動化させて流動層を発生させるようにした場合、筒状塔体内の空間に形成される粒体層は、複数の仕切り板により複数曲げられて蛇行した形状となり、仕切り板の数に対応した複数の粒体層部分において粒体の流動化を同時に図ることができる。
【００５１】
また、その装置において、上記筒状塔体を、複数の仕切り板を備えるように構成した場合、複数の仕切り板上の粒体層それぞれの粒体を同時に流動化して複数の流動層を同時に発生させることができるようになる。
【００５２】
更に、その装置において、上記複数の仕切り板を、上記筒状塔体の対向する壁面から交互に突出し、端部が重なる一方の壁面側の空間部分と他方の壁面側の空間部分をそれぞれ仕切るように構成した場合、複数の仕切り板のそれぞれで曲げられた粒体層を蛇行した形状に形成することができ、気体供給ユニットから粒体層に供給される気体が比較的効率よく当該粒体層内を伝播していくようになる。
【００５３】
また、仕切り板に相対し仕切り板上の粒体層の厚さを規制する調整板を備えた場合には、粒体層の厚さを調整できるので、流動層の流動状態を安定化させ、流動層の気体に対する粒体の割合も調整できるようになる。
更にまた、上記気体供給ユニットを、筒状塔体から供給される粒体にて形成されるべき粒体層に接触することのない位置に設けられ、所定圧力の気体を噴射するノズルを有するように構成した場合、気体を噴出するノズルは、粒体層に接することがないので、粒体による損傷を受けることがなく、当該流動層発生装置の維持コストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る流動層発生装置の構造を示す図である。
【図２】角筒形状となる塔体の図１に示すＩ−Ｉ方向から見た構造を示す図である。
【図３】円筒形状となる塔体の図１に示すＩ−Ｉ方向から見た構造を示す図である。
【図４】粒体層が形成された塔体内部の状態を示す図である。
【図５】流動層が形成された塔体内部の状態を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る流動層発生装置の別の構造を示す図である。
【図７】従来の流動層発生装置の構造例を示す図である。
【符号の説明】
２０ 塔体
２１ 粒体貯蔵ホッパー
２２ 粒体供給管
２３ 粒体供給弁
２４ 粒体排出管
２５ 粒体排出弁
２６ 排気口
２７ａ，２７ｂ，２７ｃ 調整板
２８ａ〜２８ｆ 仕切り板
３０ 気体供給ユニット
３１ ブロア
３２ 給気弁
３３ ノズル
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒状塔体内に供給される粒体にて形成された粒体層に気体を供給すると共に当該筒状塔体から排気することにより粒体を流動化させて流動層を発生させるようにした流動層発生方法及び流動層発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
粒体層に気体を供給して粒体を流動化させることにより発生する流動層は、熱交換、焙焼、化学反応促進、ごみ焼却などの化学操作や物理操作に利用される。このような流動層を発生させる従来の流動層発生装置は、適用されるプラントの種類によって多少の違いはあるが、基本的に図７に示すように構成される。
【０００３】
図７において、筒状の塔体１０の内部空間は、分散器１４により、上側に位置する流動層発生空間１０１と下側に位置するウィンドボックス１０２とに分割されている。塔体１０の比較的上部には、流動層発生空間１０１に粒体Ｓを供給するための粒体供給管１１が備えられると共に、その最上部に排気口１３が形成されている。粒体供給管１１から流動層発生空間１０１内に供給された粒体Ｓにより分散器１４上に粒体層が形成される。
【０００４】
また、塔体１０の下部には給気口１２が形成され、この給気口１２から高圧の気体Ａ（例えば、空気）が塔体１０のウィンドボックス１０２内に導入されるようになっている。更に、塔体１０の流動層発生空間１０１から分散器１４及びウィンドボックス１０２を通過して当該塔体１０の外部にまで延びる粒体排出管１７が設けられ、この粒体排出管１７を通して流動層発生空間１０１内の粒体Ｓを塔体１０の外部に排出できるようにしている。
【０００５】
上記分散器１４には、流動層発生空間１０１とウィンドボックス１０２とを結ぶ複数の穴１５が形成されている。流動層発生空間１０１側では、分散器１４の各穴１５の上に複数のノズル１６ａが形成されたノズルキャップ１６が設置されている。そして、上記給気口１２からウィンドボックス１０２に導入された高圧の気体Ａが分散器１４の各穴１５によって分散された状態で流動層発生空間１０１側に流入し、更に、各ノズルキャップ１６のノズル１６ａから高速に噴出するようになっている。
【０００６】
このような流動層発生装置では、給気口１２から高圧の気体Ａをウィンドボックス１０２に導入すると、流動層発生空間１０１内の分散器１４上に形成された粒体層内に高速の気体Ａが分散された状態で噴出される。その高速の気体Ａにより粒体層内の粒体Ｓが流動化され、その結果、流動層が形成される。このように流動層の形成に供された気体Ａは排気口１３から塔体１０の外部に排出される。
【０００７】
上記のような流動層発生装置を熱交換装置として使用する場合、例えば、溶鉱炉等から排出される溶融スラグを風砕することにより得られたスラグ粒Ｓが粒体供給管１１から流動層発生空間１０１に供給され、分散器１４上に高温（例えば、約１０００℃）のスラグ粒層が形成される。この状態で、給気口１２から高圧の空気Ａがウィンドボックス１０２内に導入されると、上述したメカニズムに従ってスラグ粒層のスラグ粒Ｓが流動化されて流動層が発生する。この流動層内では、流動化したスラグ粒Ｓとその周りの空気Ａとの間で熱交換が行われ、高温（例えば、５００℃〜６００℃程度）となった空気Ａが排気口１３から塔体１０の外部に排出される。そして、その高温の空気Ａが他のプラントに導かれる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この従来の流動層発生装置にあっては、粒体Ｓに作用する重力に逆らって粒体Ｓを垂直方向に吹き上げて粒体Ｓを流動化させている。このため、比較的大きな圧力にて気体を粒体層に供給しなければならず、粒体層を構成する粒体Ｓの粒度をある一定の範囲内にしておかないと、良好な流動層を発生させることが難しく、粒体の塔内における滞留時間のバラツキが大きいという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、不揃いの粒体で形成された粒体層に対してでも比較的容易に流動層を発生させ、粒体の塔内滞留時間のコントロールが出来るような流動層発生方法及び流動層発生装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記のような課題を解決するための本発明の技術的手段は、粒体供給部を上部に、粒体排出部を下部にそれぞれ備えた筒状塔体を用い、上記粒体供給部から当該筒状塔体内に供給される粒体にて形成された粒体層内に気体を供給すると共に当該筒状塔体から排気することにより粒体を流動化させて流動層を発生させる流動層発生方法において、上記粒体供給部から上記粒体排出部に至る内部空間を部分的に仕切る下方に傾斜した仕切り板を更に備えた筒状塔体を用い、上記粒体供給部から粒体を供給して該粒体供給部から上記粒体排出部に至る空間に上記仕切り板にて曲げられた粒体層を形成し、上記仕切り板より下方から上記粒体層に気体を供給し、仕切り板上の粒体層部分の粒体を流動化させて流動層を発生させるように構成される。ここで、粒体とは、粉体及び焼却炉で焼却される都市ゴミのようなものを含む概念である。
【００１１】
このような流動層発生方法では、粒体供給部から筒状塔体内に供給される粒体により形成される粒体層は、下方に傾斜した仕切り板上に位置すると共にその仕切り板により曲げられて粒体排出部の方向に延びる。その結果、仕切り板上の粒体層部分は、筒状塔体内において仕切り板と同様に傾斜したものとなる。
【００１２】
この状態で、仕切り板の下方より気体を粒体層に供給すると、仕切り板より下方に位置する粒体層部分に進入した気体は仕切り板にて曲げられた粒体層内を伝播して仕切り板上の粒体層部分に到達する。この仕切り板上の粒体層部分では、気体によってその傾斜した表面部分から粒体が吹き上げられ、その粒体が流動化されて流動層が発生する。
【００１３】
このように傾斜した粒体層部分では、傾斜の分、気体が粒体を吹き上げる方向は、粒体に作用する重力の方向とずれることになる。従って、比較的小さい圧力の気体にて粒体を流動化させることが可能となる。
【００１４】
また、必要に応じ、本発明は、上記粒体供給部から粒体を順次供給すると共に上記粒体排出部から粒体を順次排出させて上記粒体層を上記粒体供給部から上記粒体排出部に向けて移動させつつ上記流動層を発生させるようにすることができる。
【００１５】
このような方法によれば、仕切り板上の粒体層部分を構成する粒体が連続的に変化する。その結果、流動層に供されるべき粒体を連続的に変えることができるようになる。
【００１６】
更に、必要に応じ、本発明は、対向する壁面から交互に突出し、端部が重なる一方の壁面側の空間部分と他方の壁面側の空間部分をそれぞれ仕切る下方に傾斜した複数の仕切り板を備えた筒状塔体を用い、上記粒体供給部から粒体を供給して当該粒体供給部から上記粒体排出部に至る空間に上記複数の仕切り板にて蛇行させられた粒体層を形成し、最下部の仕切り板より下方から上記粒体層に気体を供給し、各仕切り板上の粒体層部分の粒体を流動化させて流動層を発生させるようにすることができる。
【００１７】
このような方法によれば、筒状塔体内の空間に形成される粒体層は、複数の仕切り板により複数曲げられて蛇行した形状となる。その結果、仕切り板の数に対応した複数の粒体層部分において粒体の流動化を同時に図ることができる。そして、前述したように粒体層を移動させるようにすれば、粒体供給部から供給される粒体は、粒体排出部に向かって移動する間、複数回流動化に供されることになる。このことは、この方法を熱交換装置に適用した場合、流動層内で流動化された粒子と気体との接触時間が長くなることを意味しており、熱交換効率を向上させることが可能となる。
【００１８】
また、上記課題を解決するための本発明の技術的手段は、粒体供給部を上部に、粒体排出部を下部にそれぞれ備えた筒状塔体を有し、上記粒体供給部から当該筒状塔体内に供給される粒体にて形成された粒体層内に気体を供給すると共に当該筒状塔から排気することにより粒体を流動化させて流動層を発生させるようにした流動層発生装置において、上記筒状塔体は、上記粒体供給部から上記粒体排出部に至る内部空間を部分的に仕切る下方に傾斜した仕切り板を備え、上記粒体供給部から粒体を供給して該粒体供給部から上記粒体排出部に至る空間に形成されるべき上記仕切り板にて曲げられた粒体層に対して上記仕切り板より下方から上記気体を供給する気体供給ユニットを有するように構成される。
【００１９】
このような流動層発生装置では、粒体供給部から粒体を供給することにより、当該粒体供給部から粒体排出部に至る空間に、下方に傾斜した仕切り板上に位置すると共にその仕切り板により曲げられて粒体排出部の方向に延びる粒体層が形成される。この状態で、気体供給ユニットから当該粒体層に気体を供給することにより、上記仕切り板上の粒体層部分の粒体を流動化させて流動層を発生させることができる。
【００２０】
また、必要に応じ、上記筒状塔体は、複数の仕切り板を備えるように構成することができる。
【００２１】
このような構成によれば、複数の仕切り板上の粒体層それぞれの粒体を同時に流動化して複数の流動層を同時に発生させることができるようになる。
【００２２】
更に、必要に応じ、上記複数の仕切り板は、上記筒状塔体の対向する壁面から交互に突出し、端部が重なる一方の壁面側の空間部分と他方の壁面側の空間部分をそれぞれ仕切るように構成することができる。
このような構成により、複数の仕切り板のそれぞれで曲げられた粒体層を蛇行した形状に形成することができる。その結果、気体供給ユニットから粒体層に供給される気体が比較的効率よく当該粒体層内を伝播していくことができるようになる。
【００２３】
また、必要に応じ、上記仕切り板に相対し仕切り板上の粒体層の厚さを規制する調整板を備えた構成とすることができる。
このような構成によれば、粒体層の厚さを調整できるので、流動層の流動状態を安定化させ、流動層の気体に対する粒体の割合も調整できるようになる。
【００２４】
更にまた、必要に応じ、上記気体供給ユニットは、筒状塔体から供給される粒体にて形成されるべき粒体層に接触することのない位置に設けられ、所定圧力の気体を噴射するノズルを有するように構成することができる。
【００２５】
このような構成によれば、気体を噴出するノズルは、粒体層に接することがないので、粒体による損傷を受けることがなく、当該流動層発生装置の維持コストを低減させることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態に係る流動層発生方法及び流動層発生装置を説明する。流動層発生方法は、流動層発生装置によって実現されるので、本装置の作用において説明する。
【００２７】
本発明の実施の一形態に係る流動層発生装置は、図１に示すように構成される。
図１において、筒状の塔体２０の上部にその外部から内部に延びる粒体供給管２２が設けられている。この粒体供給管２２は粒体供給弁２３を介して粒体貯蔵ホッパー２１に接続されている。塔体２０の下部には粒体排出弁２５が設けられ、この粒体排出弁２５は粒体排出管２４に接続されている。また、塔体２０の上部の上記粒体供給管２２の反対側には排気口２６が形成されている。
【００２８】
塔体２０の内部には、対向する壁面２０ａ、２０ｂから下方に傾斜した仕切り板２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅ、２８ｆが突出している。壁面２０ａから突出している仕切り板２８ａ、２８ｃ、２８ｅは、塔体２０内の空間部分ＳＰ１を仕切っており、また、壁面２０ｂから突出している仕切り板２８ｂ、２８ｄ、２８ｆは塔体２０内の空間部分ＳＰ２を仕切っている。これら空間部分ＳＰ１と空間部分ＳＰ２はその端部が重なっている。即ち、図１におけるＩ−Ｉ方向から見ると、塔体２０が角筒の場合、図２に示すように、壁面２０ａから突出した仕切り板２８ｃの先端部分と壁面２０ｂから突出した仕切り板２８ｄの先端部分が重なっている。また、塔体２０が円筒の場合も、図３に示すように、図１におけるＩ−Ｉ方向から見ると、壁面部分２０ａから突出した仕切り板２８ｃの先端部分と上記壁面部分２０ａに対向した壁面部分２０ｂから突出した仕切り板２８ｄの先端部分とが重なっている。
【００２９】
上記各仕切り板２８ａ〜２８ｆの傾斜角度は、塔体２０に供給されるべき粒体Ｓの安息角により適度な角度に設定される。これにより、粒体Ｓが各仕切り板２８ａ〜２８ｆ上を比較的低速にて下方に移動するようになる。
【００３０】
また、塔体２０の上部には、当該塔体２０の内壁から突出し最上位の仕切り板２８ａに相対し仕切り板２８ａ上の粒体層の厚さを規制する調整板２７ａが設けられている。この調整板２７ａは、粒体排出管２２に並んで配置されると共に、その先端と最上位の仕切り板２８ａとの間の距離が所定値となるようにその長さが設定されている。これにより、粒体排出管２２から排出された粒体Ｓにて形成される仕切り板２８ａ上の粒体層の厚さが上記調整板２７ａにて調整される。
【００３１】
気体供給ユニット３０は、ブロア３１、給気弁３２及びノズル３３を有する。ブロア３１とノズル３３とはパイプにより接続され、そのパイプの途中に給気弁３２が設けられている。ノズル３３は、塔体２０の下部においてその内部に延びており、その先端部が最下位の仕切り板２８ｆの下方所定位置に位置する。そして、ブロア３１にて生成される高圧の気体がノズル３３の先端から高速に吐出される。
【００３２】
上述したような構造の流動層発生装置では、次のようにして流動層が発生させられる。
【００３３】
粒体排出弁２５が閉じている状態で、粒体供給弁２３が開かれると、粒体貯蔵ホッパー２１に貯蔵された粒体Ｓが粒体供給弁２３及び粒体供給管２２を通って最上位の仕切り板２８ａ上に順次供給される。下方に傾斜された仕切り板２８ａ上に供給された粒体Ｓは、その仕切り板２８ａ上を移動して、次の仕切り板２８ｂ上に移り、更に、下方に移動する。粒体貯蔵ホッパー２１から粒体供給管２２を通して塔体２０に供給される粒体Ｓが同様に下方に移動し、粒体排出弁２５から順次積み上げられる粒体Ｓが粒体供給管２２まで達すると、その供給が停止される。その結果、最終的に、図４に示すように、粒体供給管２２から粒体排出弁２５に延びる粒体層が形成される。
【００３４】
この粒体層は、複数の仕切り板２８ａ〜２８ｆにより蛇行させられた状態となる。また、この粒体層は、その表面が当該粒体Ｓで決まる安息角の傾きをもち、上記調整板２７ａにて調整された厚さを有する。これにより、仕切り板２８ａにおいて、粒体層の厚さを調整でき、後流の流動層の厚さは各仕切り板で調整できるので、流動状態を安定化させ、流動層の気体に対する粒体の割合も調整できるようになる。
そして、塔体２０の内部空間には、調整板２７ａ、仕切り板２８ｂ、内壁及び粒体層で囲まれた空間部分Ｅ０、仕切り板２８ａ、２８ｃ、内壁及び粒体層で囲まれた空間部分Ｅ１、仕切り板２８ｂ、２８ｄ、内壁及び粒体層で囲まれた空間部分Ｅ２、仕切り板２８ｃ、２８ｅ、内壁及び粒体層で囲まれた空間部分Ｅ３、仕切り板２８ｄ、２８ｆ、内壁及び粒体層で囲まれた空間部分Ｅ４、及び仕切り板２８ｅ、内壁及び粒体層で囲まれた空間部分Ｅ５が形成される。
【００３５】
なお、上記気体供給ユニット３０のノズル３３は、最下位の仕切り板２８ｆの下方に形成された空間部分に位置するようになる。これにより、気体を吐出するノズル３３は、粒体層に接触することはない。
【００３６】
上記のようにして複数の仕切り板２８ａ〜２８ｆにより蛇行させられた粒体層が形成された状態で、給気弁３２を開いてノズル３３から高速の気体が吐出されると、最下位の仕切り板２８ｆの下側に形成される空間部分に面する粒体層部分の粒体Ｓがノズル３３から吐出する気体により舞い上げられ、当該粒体層部分より上部に位置する粒体層部分がごくわずかだけ下降するが、粒体供給管２２から引き続き粒体が供給されるので、その粒体層の動きは直ぐに止まる。
【００３７】
この状態で、ノズル３３から吐出された気体は蛇行する粒体層内を順次伝播していく。その過程で、Ｅ５、Ｅ４、Ｅ３、Ｅ２、Ｅ１、Ｅ０へ粒体Ｓが吹き上げられ、図５に示すように、各空間部分Ｅ０〜Ｅ５において、吹き上げられた粒体Ｓが流動化され流動層が発生する。この粒体Ｓの流動化に使用された気体は、最上位の空間部分Ｅ０に達すると、排気口２６から塔体２０の外部に排出される。
【００３８】
上記のように各仕切り板２８ａ〜２８ｆ上の粒体層部分の粒体Ｓが流動化されて流動層が形成される過程で、粒体層内を伝播する気体は、傾斜される粒体層部分からその粒体層部分が面する空間部分に噴出する。この噴出方向は、粒体Ｓに作用する重力の方向と異なった方向となるため、比較的小さい圧力の気体であっても粒体Ｓを流動化することができる。また、所定の圧力を保った気体を供給するようにすれば、粒体層部分の粒体Ｓの粒径が不揃いであっても、良好な流動層を発生させることができるようになる。
【００３９】
上記のように各仕切り板２８ａ〜２８ｆ上の粒体層部分から流動層が発生させられた状態において、粒体排出弁２５を開くと共に粒体供給弁２３を開くと、塔体２０の下部に溜まった粒体Ｓが粒体排出管２４から順次排出されると共に、粒体貯蔵ホッパー２１の粒体Ｓが粒体供給管２２から順次塔体２０内に供給される。その結果、蛇行した形状の粒体層はほぼその形状を保持しつつ下方に移動する。その過程で、粒体Ｓは、各仕切り板２８ａ〜２８ｆ上に達する毎に流動化され、流動層の発生に供される。従って、粒体Ｓは粒体供給管２２から塔体２０内に供給されてから十分気体と接触した後に粒体排出管２４から排出される。
【００４０】
更に、上記のような構造の流動層発生装置は焙焼、化学反応、ゴミ焼却、熱交換装置等に利用できるが、これを熱交換装置として用いた場合について説明する。
【００４１】
この場合、溶鉱炉等から排出される溶融スラグを風砕することにより得られた高温のスラグ粒Ｓが粒体貯蔵ホッパー２１に貯蔵され、そのスラグ粒Ｓが粒体供給管２２から塔体２０に供給される。そして、粒体排出弁２５を閉じることにより、図４に示すように蛇行されたスラグ粒層が形成される。この状態で、気体供給ユニット２０のノズル３３から比較的低温の空気を吐出させると、上述したプロセスに従って図５に示すように各仕切り板２８ａ〜２８ｆ上のスラグ粒層から対応する空間部分Ｅ０〜Ｅ５に吹き上げられたスラグ粒Ｓが流動化され、各空間部分Ｅ０〜Ｅ５において流動層が発生する。
【００４２】
ノズル３３から吐出されてスラグ粒層に供給された空気は、各空間部分Ｅ５〜Ｅ０で発生する流動層において流動化されたスラグ粒Ｓから熱を吸収（熱交換）しながら順次スラグ粒層内を上方に伝播していく。このように複数の箇所でスラグ粒Ｓから熱を吸収して最上位の空間部分Ｅ０に達した空気は、十分高温となって排出口２６から塔体２０の外部に排出される。
【００４３】
また、粒体供給弁２３を開放した状態で粒体排出弁２５を開放状態にすると、前述したように、スラグ粒層はほぼその形状を保持しつつ下方に移動する。その過程でも、各仕切り板２８ａ〜２８ｆ上ではスラグ粒Ｓの流動化がなされ流動層が発生する。この場合、スラグ粒Ｓは、仕切り板２８ａ〜２８ｆに達する毎に空気との熱交換を行うことになり、十分空気に熱を奪われた状態で粒体排出管２４から塔体２０の外部に排出される。従って、空気は更に高温となって排気口２６から塔体２０の外部に排出される。
【００４４】
上記のような熱交換装置によれば、仕切り板の形状を変えたり数を増減することで、流動層を発生させる空間部分の数や容積を増減させることができる。即ち、スラグ粒Ｓ（粒体）と空気の接触時間のコントロールが可能であり、排出口２６から排出される空気の温度及び粒体排出管２４から排出されるスラグ粒Ｓ（粒体）の温度をコントロールすることが可能となる。また、複数の空間部分全てにおいてスラグ粒Ｓ（粒体）は空気と効率よく接触してから排出されるので、排出されるスラグ粒Ｓ（粒体）の温度のバラツキも小さくなる。
また、上記のような流動層発生装置では、ノズル３３は塔体２０内に形成される粒体層に接することのない位置に設けられるので、粒体の衝突などによるノズル３３の損傷（溶損）、酸化を防止することができる。
【００４５】
図６には、本発明の実施の形態に係る流動層発生装置の別の例を示す。これは、上記と略同様に構成されるが、上記と異なって、調整板を複数設けている。即ち、最上位の仕切り板２８ａに相対し仕切り板２８ａ上の粒体層の厚さを規制する調整板２７ａを設けるとともに、その他の仕切り板２８ｂ〜２８ｆそれぞれに対しても仕切り板２８ｂ〜２８ｆに相対し仕切り板２８ｂ〜２８ｆ上の粒体層の厚さを規制する調整板２７ｂを設けている。調整板２７ｂは、その先端と仕切り板２８ｂ〜２８ｆとの間の距離が所定値となるようにその長さが設定されて塔体２０の内壁に設けられている。また、最下位の仕切り板２８ｆの後流側にも粒体層の厚さを規制する調整板２７ｃを設けている。これにより、各仕切り板２８ａ〜２８ｆにおいて、粒体層の厚さを調整できるので、流動状態を安定化させ、流動層の気体に対する粒体の割合も調整できるようになる。
【００４６】
なお、上記例では、気体供給ユニット３０のノズル３３は塔体２０の内部空間に形成される粒体層に接触することのない位置に設けられたが、これに限定されず、粒体層に気体を供給する部材は粒体層内に位置するよう配置することもできる。例えば、図４に示すような塔体２０の下部傾斜壁から気体供給部材を粒体層内に突出させるように構成することができる。
【００４７】
また、上記例では、複数の仕切り板２８ａ〜２８ｆを塔体２０内に設けるようにしたが、単一の仕切り板を塔体２０内に設けるようにしてもよい。この場合、仕切り板上に位置する粒体層から粒体をその重力にまったく逆らって噴出する必要がないので、粒度が不揃いの粒体でも比較的容易に噴出させることができ、その結果、容易にその粒体を流動化させることが可能となる。
【００４８】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係る流動層発生方法及び流動層発生装置によれば、傾斜した仕切り板とともに傾斜した粒体層部分では、その傾斜の分、気体が粒体を吹き上げる方向は、粒体に作用する重力の方向とずれることになる。このため、比較的小さい圧力の気体にて粒体を流動化させることが可能となり、不揃いの粒体で形成された粒体層に対してでも比較的容易に流動層を発生させることができ、且つ、粒体の塔内滞留時間をコントロール出来るようになる。
【００４９】
また、その方法において、粒体供給部から粒体を順次供給すると共に粒体排出部から粒体を順次排出させて上記粒体層を上記粒体供給部から上記粒体排出部に向けて移動させつつ上記流動層を発生させるようにした場合、仕切り板上の粒体層部分を構成する粒体が連続的に変化するため、流動層にて気体と接触する粒体の数を多くすることができる。
【００５０】
更に、その方法において、対向する壁面から交互に突出し、端部が重なる一方の壁面側の空間部分と他方の壁面側の空間部分をそれぞれ仕切る下方に傾斜した複数の仕切り板を備えた筒状塔体を用い、上記粒体供給部から粒体を供給して当該粒体供給部から上記粒体排出部に至る空間に上記複数の仕切り板にて蛇行させられた粒体層を形成し、最下部の仕切り板より下方から上記粒体層に気体を供給し、各仕切り板上の粒体層部分の粒体を流動化させて流動層を発生させるようにした場合、筒状塔体内の空間に形成される粒体層は、複数の仕切り板により複数曲げられて蛇行した形状となり、仕切り板の数に対応した複数の粒体層部分において粒体の流動化を同時に図ることができる。
【００５１】
また、その装置において、上記筒状塔体を、複数の仕切り板を備えるように構成した場合、複数の仕切り板上の粒体層それぞれの粒体を同時に流動化して複数の流動層を同時に発生させることができるようになる。
【００５２】
更に、その装置において、上記複数の仕切り板を、上記筒状塔体の対向する壁面から交互に突出し、端部が重なる一方の壁面側の空間部分と他方の壁面側の空間部分をそれぞれ仕切るように構成した場合、複数の仕切り板のそれぞれで曲げられた粒体層を蛇行した形状に形成することができ、気体供給ユニットから粒体層に供給される気体が比較的効率よく当該粒体層内を伝播していくようになる。
【００５３】
また、仕切り板に相対し仕切り板上の粒体層の厚さを規制する調整板を備えた場合には、粒体層の厚さを調整できるので、流動層の流動状態を安定化させ、流動層の気体に対する粒体の割合も調整できるようになる。
更にまた、上記気体供給ユニットを、筒状塔体から供給される粒体にて形成されるべき粒体層に接触することのない位置に設けられ、所定圧力の気体を噴射するノズルを有するように構成した場合、気体を噴出するノズルは、粒体層に接することがないので、粒体による損傷を受けることがなく、当該流動層発生装置の維持コストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る流動層発生装置の構造を示す図である。
【図２】角筒形状となる塔体の図１に示すＩ−Ｉ方向から見た構造を示す図である。
【図３】円筒形状となる塔体の図１に示すＩ−Ｉ方向から見た構造を示す図である。
【図４】粒体層が形成された塔体内部の状態を示す図である。
【図５】流動層が形成された塔体内部の状態を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る流動層発生装置の別の構造を示す図である。
【図７】従来の流動層発生装置の構造例を示す図である。
【符号の説明】
２０ 塔体
２１ 粒体貯蔵ホッパー
２２ 粒体供給管
２３ 粒体供給弁
２４ 粒体排出管
２５ 粒体排出弁
２６ 排気口
２７ａ，２７ｂ，２７ｃ 調整板
２８ａ〜２８ｆ 仕切り板
３０ 気体供給ユニット
３１ ブロア
３２ 給気弁
３３ ノズル
Claims (8)
- 粒体供給部を上部に、粒体排出部を下部にそれぞれ備えた筒状塔体を用い、上記粒体供給部から当該筒状塔体内に供給される粒体にて形成された粒体層内に気体を供給すると共に当該筒状塔体から排気することにより粒体を流動化させて流動層を発生させる流動層発生方法において、
上記粒体供給部から上記粒体排出部に至る内部空間を部分的に仕切る下方に傾斜した仕切り板を更に備えた筒状塔体を用い、
上記粒体供給部から粒体を供給して該粒体供給部から上記粒体排出部に至る空間に上記仕切り板にて曲げられた粒体層を形成し、
上記仕切り板より下方から上記粒体層に気体を供給し、仕切り板上の粒体層部分の粒体を流動化させて流動層を発生させるようにしたことを特徴とする流動層発生方法。 - 上記粒体供給部から粒体を順次供給すると共に上記粒体排出部から粒体を順次排出させて上記粒体層を上記粒体供給部から上記粒体排出部に向けて移動させつつ上記流動層を発生させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の流動層発生方法。
- 対向する壁面から交互に突出し、端部が重なる一方の壁面側の空間部分と他方の壁面側の空間部分をそれぞれ仕切る下方に傾斜した複数の仕切り板を備えた筒状塔体を用い、
上記粒体供給部から粒体を供給して当該粒体供給部から上記粒体排出部に至る空間に上記複数の仕切り板にて蛇行させられた粒体層を形成し、
最下部の仕切り板より下方から上記粒体層に気体を供給し、各仕切り板上の粒体層部分の粒体を流動化させて流動層を発生させるようにしたことを特徴とする請求項１または２記載の流動層発生方法。 - 粒体供給部を上部に、粒体排出部を下部にそれぞれ備えた筒状塔体を有し、上記粒体供給部から当該筒状塔体内に供給される粒体にて形成された粒体層内に気体を供給すると共に当該筒状塔体から排気することにより粒体を流動化させて流動層を発生させるようにした流動層発生装置において、
上記筒状塔体は、上記粒体供給部から上記粒体排出部に至る内部空間を部分的に仕切る下方に傾斜した仕切り板を備え、
上記粒体供給部から粒体を供給して該粒体供給部から上記粒体排出部に至る空間に形成されるべき上記仕切り板にて曲げられた粒体層に対して上記仕切り板より下方から上記気体を供給する気体供給ユニットを有することを特徴とする流動層発生装置。 - 上記筒状塔体は、複数の仕切り板を備えたことを特徴とする請求項４記載の流動層発生装置。
- 上記複数の仕切り板は、上記筒状塔体の対向する壁面から交互に突出し、端部が重なる一方の壁面側の空間部分と他方の壁面側の空間部分をそれぞれ仕切るようにしたことを特徴とする請求項５記載の流動層発生装置。
- 上記仕切り板に相対し仕切り板上の粒体層の厚さを規制する調整板を備えたことを特徴とする請求項６記載の流動層発生装置。
- 上記気体供給ユニットは、筒状塔体から供給される粒体にて形成されるべき粒体層に接触することのない位置に設けられ、所定圧力の気体を噴射するノズルを有する請求項４乃至７いずれか記載の流動層発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002217530A JP2004057885A (ja) | 2002-07-26 | 2002-07-26 | 流動層発生方法及び流動層発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002217530A JP2004057885A (ja) | 2002-07-26 | 2002-07-26 | 流動層発生方法及び流動層発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004057885A true JP2004057885A (ja) | 2004-02-26 |
Family
ID=31938950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002217530A Pending JP2004057885A (ja) | 2002-07-26 | 2002-07-26 | 流動層発生方法及び流動層発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004057885A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009090193A (ja) * | 2007-10-05 | 2009-04-30 | Masayuki Kosaka | 傾斜棚式流動層装置 |
| JP2010025455A (ja) * | 2008-07-22 | 2010-02-04 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 向流式直接加熱型熱交換器 |
| JP4558838B1 (ja) * | 2009-12-26 | 2010-10-06 | 開発電業株式会社 | 熱交換装置 |
| CN102430708A (zh) * | 2011-12-20 | 2012-05-02 | 新疆维吾尔自治区第三机床厂 | 型砂冷却除尘塔和铸造型砂处理装置及铸造型砂处理方法 |
| JP2017150745A (ja) * | 2016-02-25 | 2017-08-31 | 開発電業株式会社 | 熱交換装置及び発電システム |
| CN113154371A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-07-23 | 中国能源建设集团华东电力试验研究院有限公司 | 一种循环流化床组流化风系统及其控制方法 |
-
2002
- 2002-07-26 JP JP2002217530A patent/JP2004057885A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009090193A (ja) * | 2007-10-05 | 2009-04-30 | Masayuki Kosaka | 傾斜棚式流動層装置 |
| JP2010025455A (ja) * | 2008-07-22 | 2010-02-04 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 向流式直接加熱型熱交換器 |
| JP4558838B1 (ja) * | 2009-12-26 | 2010-10-06 | 開発電業株式会社 | 熱交換装置 |
| JP2011137570A (ja) * | 2009-12-26 | 2011-07-14 | Kaihatsu Dengyo Kk | 熱交換装置 |
| CN102430708A (zh) * | 2011-12-20 | 2012-05-02 | 新疆维吾尔自治区第三机床厂 | 型砂冷却除尘塔和铸造型砂处理装置及铸造型砂处理方法 |
| JP2017150745A (ja) * | 2016-02-25 | 2017-08-31 | 開発電業株式会社 | 熱交換装置及び発電システム |
| CN113154371A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-07-23 | 中国能源建设集团华东电力试验研究院有限公司 | 一种循环流化床组流化风系统及其控制方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102177406B (zh) | 闭环干燥系统和方法 | |
| TWI633256B (zh) | 雙相燃料給料器、具有此燃料給料器之鍋爐，及於此鍋爐中燃燒固體燃料之方法 | |
| JPS5916810B2 (ja) | 熱反応装置 | |
| JPH09188985A (ja) | 黒液回収ボイラ用の燃焼システム | |
| JP2004057885A (ja) | 流動層発生方法及び流動層発生装置 | |
| CN101896770A (zh) | 用于循环流化床锅炉的移动床式热交换器 | |
| KR101731267B1 (ko) | 내장형 고형물 제어밸브 | |
| BRPI1003902A2 (pt) | leito de circulaÇço fluidificado (cfb) com bocais para escoamento de ar secundÁrio em fornalhas | |
| US5060584A (en) | Fluidized bed combustion | |
| US5101742A (en) | Fluidized bed combustion | |
| KR101842929B1 (ko) | 산성가스 반응제의 고효율 반응을 위한 건식반응기 | |
| CN103765103B (zh) | 流化床炉及使用流化床炉的废弃物的处理方法 | |
| JPS62169914A (ja) | 流動床炉の安定燃焼法 | |
| JP3535835B2 (ja) | 流動層式焼却炉 | |
| EP0251247B1 (en) | Power plant with combustion of a fuel in a fluidized bed | |
| JPH07110122A (ja) | 流動床燃焼装置 | |
| JP2807218B2 (ja) | 熱交換装置およびその運転方法 | |
| JP2645955B2 (ja) | 流動層燃焼装置の空気分散装置 | |
| JPH0616280Y2 (ja) | 流動床燃焼装置 | |
| JP4221009B2 (ja) | 流動床炉 | |
| JPS62182515A (ja) | 流動床炉の安定燃焼法 | |
| JPS62169915A (ja) | 流動床炉の安定燃焼法 | |
| JP3806436B2 (ja) | 流動床炉 | |
| JPH0783424A (ja) | 流動床式焼却炉 | |
| JP2002295818A (ja) | 流動床式焼却炉 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070731 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20070928 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080226 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20080930 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |