JP2018096639A - Fluidized bed system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce an accumulation amount of solid matter, accumulated below a partition plate, per unit time.SOLUTION: A fluidized bed system 100 includes: a fluidized bed chamber 220 having an input port 222a provided on a first side wall 222, and a discharge port 224a provided on a second side wall 224 facing the first side wall 222; and a partition plate 270 provided between the first side wall 222 and the second side wall 224 in the fluidized bed chamber 220 so that a distance to the second side wall 224 is 0.8-3 times a distance B determined based on slagging, and configured to partition the inside of the fluidized bed chamber 220 into an upstream chamber 272 and a downstream chamber 274 so as to maintain a state of communicating with a bottom surface.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、固形物の流動層が形成される流動層室を備えた流動層システムに関する。   The present disclosure relates to a fluidized bed system including a fluidized bed chamber in which a solid fluidized bed is formed.

粒子状の固形物が収容された流動層室の下方から上方に向けてガスを噴出させることで形成される流動層を用いた流動層システムは、固形物の乾燥、燃焼、ガス化、造粒等様々な分野で利用されている。   A fluidized bed system using a fluidized bed formed by jetting gas from the bottom to the top of a fluidized bed chamber in which particulate solids are accommodated is used to dry, burn, gasify, and granulate solids. It is used in various fields.

流動層システムでは、鉛直方向に延在した仕切板を流動層室内に設けることで、固形物の滞留時間を均等化する技術も開発されている(例えば、特許文献1)。   In the fluidized bed system, a technique for equalizing the residence time of solids by providing a partition plate extending in the vertical direction in the fluidized bed chamber has been developed (for example, Patent Document 1).

特開平10−160348号公報JP-A-10-160348

しかし、流動層システムで取り扱う固形物は、大きさ(粒径)にバラツキがある場合がある。この場合、相対的に大きい固形物が仕切板の下方に滞留(堆積)して、仕切板の下方が固形物で閉塞されてしまい、運転ができなくなる。このため、メンテナンス頻度が増加してしまうという問題がある。   However, the solid matter handled in the fluidized bed system may vary in size (particle size). In this case, relatively large solid matter stays (deposits) below the partition plate, and the lower portion of the partition plate is blocked by the solid matter, so that the operation cannot be performed. For this reason, there is a problem that the maintenance frequency increases.

本開示は、このような課題に鑑み、仕切板の下方に堆積する固形物の単位時間当たりの滞留量を低減することが可能な流動層システムを提供することを目的としている。   In view of such a problem, the present disclosure is intended to provide a fluidized bed system capable of reducing the retention amount per unit time of solid matter deposited below the partition plate.

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る流動層システムは、第1側壁に設けられる投入口と、該第1側壁と対向する第2側壁に設けられる排出口とを有する流動層室と、前記流動層室内における前記第1側壁と前記第2側壁との間に、該第2側壁との距離が、下記式(A)で示される距離Bの0.8倍〜3倍の範囲内となるように設けられ、底面との連通状態を維持したまま、該流動層室内を上流室と下流室とに区画する仕切板と、を備える。

Figure 2018096639
In order to solve the above-described problem, a fluidized bed system according to an aspect of the present disclosure includes a fluidized bed having an input port provided in a first side wall and a discharge port provided in a second side wall facing the first side wall. The distance between the first side wall and the second side wall in the fluidized bed chamber is 0.8 to 3 times the distance B represented by the following formula (A). And a partition plate that divides the fluidized bed chamber into an upstream chamber and a downstream chamber while maintaining communication with the bottom surface.
Figure 2018096639

また、前記流動層室の底面のうち、前記仕切板の鉛直下方から前記第2側壁の鉛直下方までの間に設けられる抜出口を備えてもよい。   Moreover, you may provide the extraction opening provided in the bottom face of the said fluidized bed chamber from the perpendicular downward direction of the said partition plate to the perpendicular downward direction of the said 2nd side wall.

仕切板の下方に堆積する固形物の単位時間当たりの滞留量を低減することが可能となる。   It becomes possible to reduce the residence amount per unit time of the solid substance deposited below the partition plate.

流動層システムを説明する図である。It is a figure explaining a fluid bed system. 仕切板と、第2側壁との距離を説明する図である。It is a figure explaining the distance of a partition plate and a 2nd side wall. 下流室における距離の違いによる粒子の移動をシミュレーションした結果を説明する図である。It is a figure explaining the result of having simulated the movement of the particle by the difference in the distance in a downstream chamber. 距離の違いによる上流室から下流室への質量流量のシミュレーション結果を説明する図である。It is a figure explaining the simulation result of the mass flow rate from an upstream chamber to a downstream chamber by the difference in distance.

以下に添付図面を参照しながら、本開示の一実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。   Hereinafter, an embodiment of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiment are merely examples for facilitating understanding, and do not limit the present disclosure unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same functions and configurations are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present disclosure are not illustrated. To do.

(流動層システム100)
図1は、流動層システム100を説明する図である。本実施形態では、流動層システム100が、流動媒体として褐炭を乾燥させる構成を例に挙げて説明する。図1中、ガスの流れを実線の矢印で示し、流動媒体の流れを破線の矢印で示す。図1に示すように、流動層システム100は、導入部110と、流動層部210とを含んで構成される。
(Fluidized bed system 100)
FIG. 1 is a diagram illustrating a fluidized bed system 100. In the present embodiment, a configuration in which the fluidized bed system 100 dries lignite as a fluidized medium will be described as an example. In FIG. 1, the gas flow is indicated by solid arrows, and the flow of the fluid medium is indicated by broken arrows. As shown in FIG. 1, the fluidized bed system 100 includes an introduction unit 110 and a fluidized bed unit 210.

(導入部110)
導入部110は、コンベア112と、ホッパ114と、導入管116と、導入バルブ118とを含んで構成される。コンベア112は、褐炭の供給源からホッパ114に褐炭を搬送する。ホッパ114は、コンベア112によって搬送された褐炭を一時的に貯留する。導入管116は、ホッパ114と流動層部210(流動層室220の投入口222a)とを連通する配管である。導入バルブ118は、導入管116に設けられ、導入管116の開度を調整する。
(Introduction unit 110)
The introduction unit 110 includes a conveyor 112, a hopper 114, an introduction pipe 116, and an introduction valve 118. The conveyor 112 conveys lignite to the hopper 114 from a lignite supply source. The hopper 114 temporarily stores the lignite transported by the conveyor 112. The introduction pipe 116 is a pipe that communicates the hopper 114 and the fluidized bed portion 210 (the inlet 222a of the fluidized bed chamber 220). The introduction valve 118 is provided in the introduction pipe 116 and adjusts the opening degree of the introduction pipe 116.

(流動層部210)
流動層部210は、流動層室220と、流動化ガス供給部230と、伝熱部240と、オーバーフロー部250と、サイクロン260と、仕切板270とを含んで構成される。
(Fluidized bed part 210)
The fluidized bed unit 210 includes a fluidized bed chamber 220, a fluidized gas supply unit 230, a heat transfer unit 240, an overflow unit 250, a cyclone 260, and a partition plate 270.

流動層室220は、直方体形状の容器である。流動層室220を構成する第1側壁222には、投入口222aが設けられている。また、流動層室220を構成する側壁のうち、第1側壁222と対向する第2側壁224には、排出口224aが設けられている。投入口222aには、導入管116が接続されており、投入口222aを通じて流動層室220に褐炭が導入される。そして、流動層室220は、導入された褐炭を収容する。   The fluidized bed chamber 220 is a rectangular parallelepiped container. An input port 222 a is provided in the first side wall 222 constituting the fluidized bed chamber 220. In addition, a discharge port 224 a is provided in the second side wall 224 facing the first side wall 222 among the side walls constituting the fluidized bed chamber 220. An inlet pipe 116 is connected to the inlet 222a, and lignite is introduced into the fluidized bed chamber 220 through the inlet 222a. And the fluidized bed chamber 220 accommodates the introduced lignite.

流動化ガス供給部230は、流動層室220の底面から流動化ガス(例えば、水蒸気)を供給する。具体的に説明すると、流動化ガス供給部230は、風箱232と、流動管234と、ブロワ236とを含んで構成される。   The fluidizing gas supply unit 230 supplies fluidizing gas (for example, water vapor) from the bottom surface of the fluidized bed chamber 220. More specifically, the fluidizing gas supply unit 230 includes an air box 232, a fluid pipe 234, and a blower 236.

風箱232は、流動層室220の下方に設けられる。風箱232の上部は、第1側壁222の底面としても機能し、通気可能である分散板232aで形成されている。分散板232aは、例えば、褐炭の粒径よりも小さい径の開孔が複数設けられた板や、ノズルを設置した板で構成される。流動管234は、風箱232に接続される。また、流動管234には、流動化ガスを送り込むブロワ236が設けられている。ブロワ236は、流動層室220において褐炭の流動層が好適に形成される流量で、流動管234に流動化ガスを供給する。   The air box 232 is provided below the fluidized bed chamber 220. The upper portion of the air box 232 also functions as a bottom surface of the first side wall 222 and is formed of a dispersion plate 232a that can be ventilated. The dispersion plate 232a is constituted by, for example, a plate provided with a plurality of apertures having a diameter smaller than the particle size of lignite, or a plate provided with a nozzle. The flow pipe 234 is connected to the wind box 232. Further, the flow pipe 234 is provided with a blower 236 for feeding a fluidizing gas. The blower 236 supplies the fluidizing gas to the fluid pipe 234 at a flow rate at which a fluidized bed of lignite is suitably formed in the fluidized bed chamber 220.

こうして、ブロワ236によって流動層室220内に流動化ガスが供給される。流動化ガスは、流動層室220内で褐炭を流動させて、褐炭の流動層を形成する。また、ブロワ236は、流動化ガスを褐炭と接触させることで褐炭に含まれる水の一部を蒸発させる。   Thus, the fluidizing gas is supplied into the fluidized bed chamber 220 by the blower 236. The fluidizing gas causes the lignite to flow in the fluidized bed chamber 220 to form a fluidized bed of lignite. The blower 236 evaporates a part of the water contained in the lignite by bringing the fluidizing gas into contact with the lignite.

伝熱部240は、例えば、熱媒体が流通する配管で構成され、流動層室220内(本実施形態では、後述する上流室272)に配される。伝熱部240は、熱媒体の流通過程において、熱媒体が有する熱で褐炭を加熱する。伝熱部240を備える構成により、流動層室220内において、熱媒体と、流動化ガスとの間で熱交換が行われ、上方に移動する流動化ガスをさらに加熱することができる。したがって、流動化ガスによる褐炭の乾燥がより促進されることとなる。   The heat transfer unit 240 is constituted by, for example, a pipe through which a heat medium flows, and is arranged in the fluidized bed chamber 220 (in this embodiment, an upstream chamber 272 described later). The heat transfer unit 240 heats the lignite with the heat of the heat medium in the flow process of the heat medium. With the configuration including the heat transfer section 240, heat exchange is performed between the heat medium and the fluidizing gas in the fluidized bed chamber 220, and the fluidizing gas moving upward can be further heated. Therefore, drying of lignite with fluidized gas is further promoted.

オーバーフロー部250は、排出口224aに接続されたオーバーフロー管252を含んで構成される。オーバーフロー部250は、排出口224aからオーバーフローした褐炭を外部に送出する。具体的に説明すると、投入口222aを通じて、流動層部210(流動層室220内)に褐炭が導入されると、導入された褐炭の体積分だけ、流動層の体積が増加する。そうすると、褐炭(流動層)が排出口224aからオーバーフローして、オーバーフロー管252を通じて外部に送出される。   The overflow unit 250 includes an overflow pipe 252 connected to the discharge port 224a. The overflow part 250 sends the lignite overflowed from the discharge port 224a to the outside. More specifically, when lignite is introduced into the fluidized bed 210 (in the fluidized bed chamber 220) through the inlet 222a, the volume of the fluidized bed increases by the volume of the introduced lignite. Then, lignite (fluidized bed) overflows from the discharge port 224 a and is sent to the outside through the overflow pipe 252.

サイクロン260は、流動層室220の天井226に形成された通気口226aに接続されている。サイクロン260は、通気口226aを通じて流動層室220から排出された流動化ガスを固気分離する。流動層室220を通過した流動化ガスには、褐炭が含まれている。したがって、サイクロン260を備えることにより、通気口226aを通じて流動層室220から排出された流動化ガス(褐炭を含む)を固気分離する。そして、サイクロン260によって分離された流動化ガスは、外部に排気される。また、サイクロン260によって分離された褐炭は、外部に送出される。   The cyclone 260 is connected to a vent 226 a formed in the ceiling 226 of the fluidized bed chamber 220. The cyclone 260 solid-separates the fluidized gas discharged from the fluidized bed chamber 220 through the vent 226a. The fluidized gas that has passed through the fluidized bed chamber 220 contains lignite. Therefore, by providing the cyclone 260, the fluidized gas (including lignite) discharged from the fluidized bed chamber 220 through the vent 226a is solid-gas separated. Then, the fluidized gas separated by the cyclone 260 is exhausted to the outside. Moreover, the lignite separated by the cyclone 260 is sent to the outside.

このように、流動層室220内に未乾燥の褐炭が導入され、流動化ガス供給部230および伝熱部240によって褐炭が加熱され、褐炭から水の一部が蒸発されて除去される。一方、褐炭の流れについて説明すると、投入口222aを通じて、流動層室220に導入された褐炭は、流動層室220内において流動層となり、流動層室220内を移動して、排出口224a、オーバーフロー管252を通じ、流動層室220内から外部に排出される。   Thus, undried lignite is introduced into the fluidized bed chamber 220, the lignite is heated by the fluidizing gas supply unit 230 and the heat transfer unit 240, and a part of the water is evaporated and removed from the lignite. On the other hand, the flow of the lignite will be described. The lignite introduced into the fluidized bed chamber 220 through the inlet 222a becomes a fluidized bed in the fluidized bed chamber 220, moves in the fluidized bed chamber 220, and discharges 224a, overflow. The fluid is discharged from the fluidized bed chamber 220 to the outside through the pipe 252.

ところで、褐炭は、大きさ(粒径)にバラツキがある。このため、ブロワ236が供給する流動化ガスの流速を、相対的に小さい粒子(以下、「小粒子」と称する)が流動層を形成できるように設定すると、相対的に大きい粒子(以下、「大粒子」と称する)は流動化せず、流動層室220の下部に堆積してしまう。一方、大粒子が流動層を形成できるように流速を設定すると、小粒子が飛散し、通気口226aを通じて外部に排出されてしまう。そこで、ブロワ236は、平均粒径の粒子が流動層を形成できる流速で流動化ガスを供給する。しかし、粒子の大きさによって、流動層室220内の移動速度が異なり、流動層室220内における粒子の滞留時間が異なる。このため、乾燥されずに、排出される褐炭が生じ得る。   By the way, lignite has variations in size (particle size). For this reason, when the flow rate of the fluidizing gas supplied by the blower 236 is set so that relatively small particles (hereinafter referred to as “small particles”) can form a fluidized bed, relatively large particles (hereinafter “ The large particles ”are not fluidized and are deposited in the lower part of the fluidized bed chamber 220. On the other hand, when the flow velocity is set so that large particles can form a fluidized bed, small particles are scattered and discharged to the outside through the vent 226a. Therefore, the blower 236 supplies the fluidizing gas at a flow rate at which particles having an average particle diameter can form a fluidized bed. However, the moving speed in the fluidized bed chamber 220 varies depending on the size of the particles, and the residence time of the particles in the fluidized bed chamber 220 varies. For this reason, the lignite discharged | emitted may be produced, without drying.

そこで、本実施形態の流動層部210では、流動層室220内に仕切板270を備える。仕切板270は、流動層室220内における第1側壁222と第2側壁224との間に、流動層室220の天井226および底面(分散板232a)から離隔して設けられる。また、仕切板270は、第1側壁222と第2側壁224と略平行に設けられる。仕切板270は、流動層室220を構成する側壁のうち、第1側壁222、第2側壁224以外の両側壁に接続され、流動層室220内を上流室272と、下流室274とに区画する。上流室272は、第1側壁222と仕切板270との間に形成され、下流室274は、仕切板270と第2側壁224との間に形成される。したがって、上流室272内に形成された流動層(褐炭)は、仕切板270の下方を通じて下流室274に移動する。また、本実施形態において、仕切板270は、上流室272より下流室274の方が、水平断面積(容積)が小さくなるように、流動層室220内に設けられる。   Therefore, in the fluidized bed unit 210 of the present embodiment, a partition plate 270 is provided in the fluidized bed chamber 220. The partition plate 270 is provided between the first side wall 222 and the second side wall 224 in the fluidized bed chamber 220 so as to be separated from the ceiling 226 and the bottom surface (dispersion plate 232a) of the fluidized bed chamber 220. The partition plate 270 is provided substantially in parallel with the first side wall 222 and the second side wall 224. The partition plate 270 is connected to both side walls of the fluidized bed chamber 220 other than the first sidewall 222 and the second sidewall 224, and the fluidized bed chamber 220 is partitioned into an upstream chamber 272 and a downstream chamber 274. To do. The upstream chamber 272 is formed between the first side wall 222 and the partition plate 270, and the downstream chamber 274 is formed between the partition plate 270 and the second side wall 224. Therefore, the fluidized bed (brown coal) formed in the upstream chamber 272 moves to the downstream chamber 274 through the lower side of the partition plate 270. In the present embodiment, the partition plate 270 is provided in the fluidized bed chamber 220 so that the downstream chamber 274 has a smaller horizontal cross-sectional area (volume) than the upstream chamber 272.

仕切板270を備える構成により、大きさに拘わらず粒子は、仕切板270の下方を通過することとなる。これにより、粒子が、投入口222aから排出口224aまでを最短距離で移動する事態を回避することが可能となる。したがって、滞留時間のバラツキを低減する(滞留時間を均等化(平均化)する)ことができる。   With the configuration including the partition plate 270, the particles pass below the partition plate 270 regardless of the size. As a result, it is possible to avoid a situation where the particles move from the inlet port 222a to the outlet port 224a at the shortest distance. Therefore, the variation in residence time can be reduced (the residence time can be equalized (averaged)).

一方、仕切板270を備えると、仕切板270の下方(仕切板270の下端と、分散板232aとの間)に褐炭が詰まることがある。具体的に説明すると、流動化しない大粒子が流動層室220の下部に滞留する。そうすると、大粒子が堆積し、大粒子によって仕切板270の下方が閉塞してしまう。   On the other hand, when the partition plate 270 is provided, lignite may be clogged below the partition plate 270 (between the lower end of the partition plate 270 and the dispersion plate 232a). More specifically, large particles that are not fluidized stay in the lower part of the fluidized bed chamber 220. As a result, large particles accumulate, and the lower part of the partition plate 270 is blocked by the large particles.

そこで、流動層室220の底面(分散板232a)に、抜出口280を設けておき、抜出口280を通じて、流動層室220から大粒子を抜き出す。抜出口280には、抜出管282が接続されており、抜出管282には開閉バルブ284が設けられている。   Therefore, an outlet 280 is provided on the bottom surface (dispersion plate 232a) of the fluidized bed chamber 220, and large particles are extracted from the fluidized bed chamber 220 through the outlet 280. An extraction pipe 282 is connected to the extraction outlet 280, and an opening / closing valve 284 is provided in the extraction pipe 282.

しかし、抜出口280から抜き出す粒子は、乾燥が不十分である。具体的に説明すると、分散板232aの機能確保やメンテナンス等を勘案して、伝熱部240は、分散板232aから所定距離上方に設けられる。このため、流動層室220の下部に堆積した粒子は乾燥が不十分となる。したがって、抜出口280から抜き出す粒子は、乾燥が不十分となる。このため、抜出口280から抜き出す粒子の量を低減する技術が希求されている。   However, the particles extracted from the outlet 280 are insufficiently dried. More specifically, the heat transfer unit 240 is provided above the dispersion plate 232a by a predetermined distance in consideration of function securing and maintenance of the dispersion plate 232a. For this reason, the particles deposited in the lower part of the fluidized bed chamber 220 are insufficiently dried. Therefore, the particles extracted from the outlet 280 are insufficiently dried. For this reason, a technique for reducing the amount of particles extracted from the outlet 280 is desired.

そこで、仕切板270と第2側壁224との距離を工夫して、流動層室220の底部に滞留する粒子の単位時間当たりの滞留量を低減する。   Therefore, the distance between the partition plate 270 and the second side wall 224 is devised to reduce the retention amount per unit time of the particles staying at the bottom of the fluidized bed chamber 220.

図2は、仕切板270と、第2側壁224との距離を説明する図である。なお、理解を容易にするために、図2中、投入口222a、排出口224a、通気口226a、抜出口280を省略する。図2に示すように、本実施形態において、仕切板270と第2側壁224との距離Rが、下記式(A)で示される距離Bの0.8倍〜3倍の範囲内となるように、仕切板270が流動層室220内に設けられる。

Figure 2018096639
ここで、平均層高Hは、脈動する流動層の高さ(層高)の時間的な平均値である。 FIG. 2 is a diagram for explaining the distance between the partition plate 270 and the second side wall 224. For ease of understanding, the inlet 222a, outlet 224a, vent 226a, and outlet 280 are omitted in FIG. As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the distance R between the partition plate 270 and the second side wall 224 is in the range of 0.8 to 3 times the distance B represented by the following formula (A). In addition, a partition plate 270 is provided in the fluidized bed chamber 220.
Figure 2018096639
Here, the average bed height H is a temporal average value of the height of the fluidized bed (bed height).

下流室274における粒子の流速を高くすることで、流動層室220の下部に滞留する粒子を排出口224aまで持ち上げる。具体的に説明すると、下流室274における粒子の流速は、下記式(B)を用いて算出される。
粒子の流速=(投入量−抜出量−オーバーフロー量)/(R×L) …式(B)
したがって、距離Rが小さいほど、下流室274における粒子の流速を向上することができる。
By increasing the flow velocity of the particles in the downstream chamber 274, the particles staying in the lower part of the fluidized bed chamber 220 are lifted up to the discharge port 224a. More specifically, the flow rate of particles in the downstream chamber 274 is calculated using the following formula (B).
Particle flow rate = (input amount−extraction amount−overflow amount) / (R × L) Formula (B)
Therefore, the smaller the distance R is, the more the flow rate of particles in the downstream chamber 274 can be improved.

しかし、距離Rが距離Bの1.0倍(以下、「1.0B」と称する)未満であると、下流室274においてスラッギング(突沸)が生じてしまう。スラッギングが生じると、流動層室220および下流(流動層室220の下流)側の設備に衝撃を与えてしまう。一方、距離Rが距離Bの3.0倍(以下、「3.0B」と称する)を上回ると、気泡が大きくならず、大粒子を持ち上げることができなくなり、大粒子が下流室274の底面に滞留する。   However, if the distance R is less than 1.0 times the distance B (hereinafter referred to as “1.0B”), slagging (bumping) occurs in the downstream chamber 274. When slagging occurs, the fluidized bed chamber 220 and the equipment on the downstream side (downstream of the fluidized bed chamber 220) are impacted. On the other hand, when the distance R exceeds 3.0 times the distance B (hereinafter referred to as “3.0B”), the bubbles do not become large and the large particles cannot be lifted, and the large particles are in the bottom surface of the downstream chamber 274. Stays on.

図3は、下流室274における距離Rの違いによる粒子の移動をシミュレーションした結果を説明する図である。なお、図3(a)は、距離Rを1.0Bとした場合のシミュレーション結果を示し、図3(b)は、距離Rを3.0Bとした場合のシミュレーション結果を示す。なお、図3中、粒径が500μm以上の大粒子のみを示す。   FIG. 3 is a diagram for explaining the result of simulating the movement of particles due to the difference in the distance R in the downstream chamber 274. 3A shows the simulation result when the distance R is 1.0B, and FIG. 3B shows the simulation result when the distance R is 3.0B. In FIG. 3, only large particles having a particle size of 500 μm or more are shown.

図3(a)に示すように、距離R=1.0Bであると、下流室274の大粒子を排出口224aまで到達させる(持ち上げる)ことができる。一方、図3(b)に示すように、距離R=3.0Bであると、下流室274の流速が低く、大粒子を排出口224aまで到達させることができない。   As shown in FIG. 3A, when the distance R = 1.0B, the large particles in the downstream chamber 274 can reach (lift) the discharge port 224a. On the other hand, as shown in FIG. 3B, when the distance R = 3.0B, the flow rate in the downstream chamber 274 is low and large particles cannot reach the discharge port 224a.

また、下流室274における距離Rを小さくするほど、上流室272から下流室274に移動する大粒子の量が増加する。図4は、距離Rの違いによる上流室272から下流室274への質量流量のシミュレーション結果を説明する図である。なお、図4(a)は、粒径が20μm〜3000μmの粒子の質量流量を示し、図4(b)は、図4(a)における粒径が500μm〜1100μmまでの質量流量の拡大図を示し、図4(c)は、図4(a)における粒径が1100μm〜3000μmまでの質量流量の拡大図を示す。また、図4中、距離R=1.0Bを実線で示し、距離R=3.0Bを破線で示す。   Further, as the distance R in the downstream chamber 274 is reduced, the amount of large particles that move from the upstream chamber 272 to the downstream chamber 274 increases. FIG. 4 is a diagram for explaining a simulation result of the mass flow rate from the upstream chamber 272 to the downstream chamber 274 due to the difference in the distance R. 4A shows the mass flow rate of particles having a particle size of 20 μm to 3000 μm, and FIG. 4B is an enlarged view of the mass flow rate of FIG. 4A having a particle size of 500 μm to 1100 μm. FIG. 4 (c) shows an enlarged view of the mass flow rate with the particle size in FIG. 4 (a) ranging from 1100 μm to 3000 μm. In FIG. 4, the distance R = 1.0B is indicated by a solid line, and the distance R = 3.0B is indicated by a broken line.

図4に示すように、距離R=1.0Bでは、平均粒径が500μm以上の大粒子が上流室272から下流室274に移動することが分かる。一方、距離R=3.0Bでは、平均粒径が500μm以上の大粒子がほとんど下流室274に移動しないことが分かった。   As shown in FIG. 4, it can be seen that large particles having an average particle diameter of 500 μm or more move from the upstream chamber 272 to the downstream chamber 274 at a distance R = 1.0B. On the other hand, it was found that the large particles having an average particle size of 500 μm or more hardly move to the downstream chamber 274 at the distance R = 3.0B.

以上説明したように、距離Rを1.0B以上3.0B以下の範囲内とすることで、流動層室220の底部に滞留する粒子を排出口224aまで効率よく移動させることができる。なお、上記したように、距離Rが短いほど、下流室274の流速が向上するため、距離Rは1.0Bが好ましい。ただし、距離Rが0.8Bであっても、流動層室220の耐久性を維持できる。このため、距離Rは、0.8B以上3.0B以下の範囲内としてもよい。   As described above, by setting the distance R within the range of 1.0B or more and 3.0B or less, the particles staying at the bottom of the fluidized bed chamber 220 can be efficiently moved to the discharge port 224a. As described above, the shorter the distance R, the higher the flow rate of the downstream chamber 274. Therefore, the distance R is preferably 1.0B. However, even if the distance R is 0.8B, the durability of the fluidized bed chamber 220 can be maintained. For this reason, the distance R may be within a range of 0.8B to 3.0B.

また、下記式(C)〜式(E)に示すように、下流室274の平均層高H、および、下流室274に供給される単位面積あたりの流動化ガスの流量Qbが等しい場合、距離Rが小さいほど、気泡径Dbは大きくなる。

Figure 2018096639
Further, as shown in the following formulas (C) to (E), when the average bed height H of the downstream chamber 274 and the flow rate Qb of fluidized gas per unit area supplied to the downstream chamber 274 are equal, the distance The smaller the R, the larger the bubble diameter Db.
Figure 2018096639

上記したように、上流室272より下流室274の方が、水平断面積が小さい。すなわち、上流室272より下流室274の方が、距離Rが小さい。したがって、上記式(C)〜式(E)に示すように、下流室274における流動化ガスの気泡の大きさは、上流室272より大きくなる。つまり、下流室274に形成される流動層は、上流室272の流動層より密度が小さい。したがって、煙突効果により、上流室272から下流室274への粒子(褐炭)の移動を促進させることができる。   As described above, the downstream chamber 274 has a smaller horizontal cross-sectional area than the upstream chamber 272. That is, the distance R is smaller in the downstream chamber 274 than in the upstream chamber 272. Therefore, as shown in the above formulas (C) to (E), the size of the fluidized gas bubbles in the downstream chamber 274 is larger than that of the upstream chamber 272. That is, the fluidized bed formed in the downstream chamber 274 has a lower density than the fluidized bed in the upstream chamber 272. Therefore, the movement of particles (brown coal) from the upstream chamber 272 to the downstream chamber 274 can be promoted by the chimney effect.

また、本実施形態の流動層部210では、上流室272から下流室274に褐炭がスムーズに移動し、また、ほとんどの大粒子を排出口224aから排出することができる。したがって、抜出口280は、流動層室220の底面(分散板232a)のうち、仕切板270の鉛直下方から第2側壁224の鉛直下方の間、好ましくは、仕切板270の真下に設けられるとよい。これにより、仕切板270の下方に粒子が閉塞してしまう事態を回避することができる。   Moreover, in the fluidized bed part 210 of this embodiment, lignite moves smoothly from the upstream chamber 272 to the downstream chamber 274, and most large particles can be discharged | emitted from the discharge port 224a. Therefore, when the outlet 280 is provided in the bottom surface of the fluidized bed chamber 220 (dispersion plate 232a), between the vertical lower side of the partition plate 270 and the vertical lower side of the second side wall 224, preferably just below the partition plate 270. Good. As a result, it is possible to avoid a situation where the particles are blocked below the partition plate 270.

以上説明したように、本実施形態にかかる流動層システム100によれば、流動層室220内に仕切板270を設け、仕切板270と第2側壁224との距離Rを上記範囲内とすることで、大粒子を排出口224aに導くことができる。これにより、仕切板270の下方への、単位時間当たりの固形物の堆積量を低減することが可能となる。したがって、抜出口280から抜き出される粒子量を低減することができる。   As described above, according to the fluidized bed system 100 according to the present embodiment, the partition plate 270 is provided in the fluidized bed chamber 220, and the distance R between the partition plate 270 and the second side wall 224 is within the above range. Thus, large particles can be led to the discharge port 224a. As a result, the amount of solid matter deposited per unit time below the partition plate 270 can be reduced. Therefore, the amount of particles extracted from the outlet 280 can be reduced.

以上、添付図面を参照しながら実施形態について説明したが、本開示はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although embodiment was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this indication is not limited to this embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims and that they naturally fall within the technical scope.

例えば、上記実施形態において、流動媒体として褐炭を例に挙げて説明した。しかし、粒子状の固形物であれば、流動媒体の種類に限定はない。   For example, in the above embodiment, lignite has been described as an example of the fluid medium. However, there is no limitation on the type of fluid medium as long as it is a particulate solid.

また、上記実施形態において、流動層部210が褐炭を乾燥させる構成を例に挙げて説明した。しかし、流動層システム100は、固形物の流動層を形成して、固形物に対して処理(乾燥、燃焼、ガス化、造粒等)を行うことができれば、流動層部210が行う処理に限定はない。   Moreover, in the said embodiment, the structure which the fluidized bed part 210 dries lignite was mentioned as an example, and was demonstrated. However, if the fluidized bed system 100 can form a fluidized bed of solids and perform processing (drying, combustion, gasification, granulation, etc.) on the solids, the fluidized bed unit 210 can perform processing. There is no limitation.

また、上記実施形態において、仕切板270が、流動層室220の天井226および底面(分散板232a)から離隔して設けられる構成を例に挙げて説明した。しかし、仕切板270は、底面との連通状態を維持したまま、上流室272と下流室274と区画できれば、形状に限定はない。例えば、仕切板が、天井226から底面まで延在し、上部と下部に孔が設けられた板であってもよいし、下部のみに孔が設けられた板であってもよい。また、仕切板の一部が天井226や底面に接続されていてもよい。   Moreover, in the said embodiment, the partition plate 270 demonstrated and demonstrated as an example the structure provided spaced apart from the ceiling 226 and bottom face (distribution plate 232a) of the fluidized bed chamber 220. FIG. However, the shape of the partition plate 270 is not limited as long as the partition plate 270 can be partitioned from the upstream chamber 272 and the downstream chamber 274 while maintaining a communication state with the bottom surface. For example, the partition plate may be a plate extending from the ceiling 226 to the bottom surface and having holes in the upper and lower portions, or a plate having holes in only the lower portion. Further, a part of the partition plate may be connected to the ceiling 226 or the bottom surface.

また、上記実施形態において、流動層部210が抜出口280を備える構成を例に挙げて説明した。しかし、仕切板270から第2側壁224までの距離Rを、すべての粒子を排出口224aから排出することができる距離Rに設定した場合、抜出口280を省略することができる。   Moreover, in the said embodiment, the structure which the fluidized bed part 210 was provided with the outlet 280 was mentioned as an example, and was demonstrated. However, when the distance R from the partition plate 270 to the second side wall 224 is set to a distance R that allows all particles to be discharged from the discharge port 224a, the outlet port 280 can be omitted.

本開示は、固形物の流動層が形成される流動層室を備えた流動層システムに利用することができる。   The present disclosure can be used for a fluidized bed system including a fluidized bed chamber in which a fluidized bed of solids is formed.

100 流動層システム
220 流動層室
222 第1側壁
222a 投入口
224 第2側壁
224a 排出口
226 天井
232a 分散板(底面)
270 仕切板
272 上流室
274 下流室
280 抜出口
100 Fluidized bed system 220 Fluidized bed chamber 222 First side wall 222a Input port 224 Second side wall 224a Outlet port 226 Ceiling 232a Dispersion plate (bottom surface)
270 Partition plate 272 Upstream chamber 274 Downstream chamber 280 Exit

Claims (2)

第1側壁に設けられる投入口と、該第1側壁と対向する第2側壁に設けられる排出口とを有する流動層室と、
前記流動層室内における前記第1側壁と前記第2側壁との間に、該第2側壁との距離が、下記式(A)で示される距離Bの0.8倍〜3倍の範囲内となるように設けられ、底面との連通状態を維持したまま、該流動層室内を上流室と下流室とに区画する仕切板と、
を備えた流動層システム。
Figure 2018096639
A fluidized bed chamber having an input port provided in the first side wall and a discharge port provided in the second side wall facing the first side wall;
Between the first side wall and the second side wall in the fluidized bed chamber, the distance to the second side wall is within a range of 0.8 to 3 times the distance B represented by the following formula (A). A partition plate that divides the fluidized bed chamber into an upstream chamber and a downstream chamber while maintaining a communication state with the bottom surface,
Fluidized bed system.
Figure 2018096639
前記流動層室の底面のうち、前記仕切板の鉛直下方から前記第2側壁の鉛直下方までの間に設けられる抜出口を備えた請求項1に記載の流動層システム。   2. The fluidized bed system according to claim 1, further comprising an outlet provided between a bottom surface of the fluidized bed chamber and a position vertically below the partition plate and vertically below the second side wall.
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