JP2564163B2 - 流動床装置 - Google Patents
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- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
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- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
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- F23C2206/10—Circulating fluidised bed
- F23C2206/101—Entrained or fast fluidised bed
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、流動床反応器と固形物分離器と循環用導管
とを夫々具備し、循環流動床内で発熱反応を行う流動床
装置であって、前記流動床反応器の底部から酸素含有一
次ガスを前記流動床に供給する為の第１の導管と、前記
流動床反応器の底部から少なくとも1mの高さであって且
つ前記流動床反応器の高さの30％を越えない高さ位置で
酸素含有二次ガスを前記流動床に供給する為の第２の導
管と、前記一次ガス供給部と前記二次ガス供給部との間
で前記流動床反応器に開口した燃料用導管とを有する流
動床反応器に関する。
とを夫々具備し、循環流動床内で発熱反応を行う流動床
装置であって、前記流動床反応器の底部から酸素含有一
次ガスを前記流動床に供給する為の第１の導管と、前記
流動床反応器の底部から少なくとも1mの高さであって且
つ前記流動床反応器の高さの30％を越えない高さ位置で
酸素含有二次ガスを前記流動床に供給する為の第２の導
管と、前記一次ガス供給部と前記二次ガス供給部との間
で前記流動床反応器に開口した燃料用導管とを有する流
動床反応器に関する。
循環流動床を使った方法及び装置は、特に炭素含有物
質を燃焼させる場合等にきわめて有利であることが判明
した。これは、いわゆる古典的又は通常の流動床を使っ
て操業するものに比べて多くの理由から優れている。
質を燃焼させる場合等にきわめて有利であることが判明
した。これは、いわゆる古典的又は通常の流動床を使っ
て操業するものに比べて多くの理由から優れている。
殊に燃焼プロセスに関し、この方法を用いた塩基法が
西ドイツ特許出願公告第25 39 546号明細書（米国特
許第4,165,717号明細書に対応する。）に記載されてい
る。この方法においては、燃焼を２段階で行い、流動床
反応器内での二次ガス供給部より上に配設された冷却面
を使って燃焼熱を排出するようにしている。この方法
は、上部反応室内での浮遊濃度、従って冷却面への熱伝
達を調節することにより、燃焼プロセスを技術的に簡単
に出力需要に適合させることができる点に特別の利点が
ある。
西ドイツ特許出願公告第25 39 546号明細書（米国特
許第4,165,717号明細書に対応する。）に記載されてい
る。この方法においては、燃焼を２段階で行い、流動床
反応器内での二次ガス供給部より上に配設された冷却面
を使って燃焼熱を排出するようにしている。この方法
は、上部反応室内での浮遊濃度、従って冷却面への熱伝
達を調節することにより、燃焼プロセスを技術的に簡単
に出力需要に適合させることができる点に特別の利点が
ある。
西ドイツ特許出願公開第26 24 302号明細書（米国
特許第4,111,158号明細書に対応）に記載の循環流動床
式燃焼プロセスでは、流動床反応器に後置した流動床冷
却器内で燃焼熱の一部又は全部を取り出し、冷却した固
形物を循環させて流動床反応器内の温度を維持するよう
にしている。出力需要への適合は、流動床冷却器を介し
て供給され、その後再び流動床反応器内に供給される固
形物流を増減して行われる。
特許第4,111,158号明細書に対応）に記載の循環流動床
式燃焼プロセスでは、流動床反応器に後置した流動床冷
却器内で燃焼熱の一部又は全部を取り出し、冷却した固
形物を循環させて流動床反応器内の温度を維持するよう
にしている。出力需要への適合は、流動床冷却器を介し
て供給され、その後再び流動床反応器内に供給される固
形物流を増減して行われる。
概略説明した上記方法はかなり評価できるものであっ
たが、装置ユニットの熱出力が益々大きくなる傾向があ
ることから、方法実施の点で或る種の困難が生じた。こ
れは主に、熱出力が大きくなるにつれ反応器寸法、特に
反応器の横断面を大きくする必要があり、装入箇所付近
で流動床反応器の全面にわたり燃料及びその類似物と酸
素含有二次ガスとの充分な横方向混合が反応にとって必
要であるが、これがもはや保証できない点にある。その
結果、反応のかなりの部分が上部反応室にずれ込み、場
合によっては固形物分離器内で固気分離後に再燃焼が起
きることになる。
たが、装置ユニットの熱出力が益々大きくなる傾向があ
ることから、方法実施の点で或る種の困難が生じた。こ
れは主に、熱出力が大きくなるにつれ反応器寸法、特に
反応器の横断面を大きくする必要があり、装入箇所付近
で流動床反応器の全面にわたり燃料及びその類似物と酸
素含有二次ガスとの充分な横方向混合が反応にとって必
要であるが、これがもはや保証できない点にある。その
結果、反応のかなりの部分が上部反応室にずれ込み、場
合によっては固形物分離器内で固気分離後に再燃焼が起
きることになる。
本発明の課題は、燃焼出力が高くなっても完全な運転
を保証する冒頭に述べた種類の流動床装置を提供するこ
とである。
を保証する冒頭に述べた種類の流動床装置を提供するこ
とである。
上記課題は、本発明により、流動床反応器の底面の40
〜75％を覆い且つその最高高さが流動床反応器の半分の
高さに等しい１個以上の押しのけ体を設けることによっ
て達成される。
〜75％を覆い且つその最高高さが流動床反応器の半分の
高さに等しい１個以上の押しのけ体を設けることによっ
て達成される。
押しのけ体の幾何学形状はかなり任意であってよい。
例えば流動床反応器の横断面が円形である場合、押しの
け体の形状は円筒形又は円錐台形であってよく、その場
合、底面の中心は反応器底面の概ね中心にくる。反応器
横断面が矩形である場合には、押しのけ体は堰の形とす
ることができ、場合によっては両端を互いに平行な反応
器壁に接続して反応器下部空間を２つの分離した室に仕
切る。２つの互いに直角に延びた堰を炉壁に接続して反
応器下部空間を４つの分離した室に分割することも可能
である。
例えば流動床反応器の横断面が円形である場合、押しの
け体の形状は円筒形又は円錐台形であってよく、その場
合、底面の中心は反応器底面の概ね中心にくる。反応器
横断面が矩形である場合には、押しのけ体は堰の形とす
ることができ、場合によっては両端を互いに平行な反応
器壁に接続して反応器下部空間を２つの分離した室に仕
切る。２つの互いに直角に延びた堰を炉壁に接続して反
応器下部空間を４つの分離した室に分割することも可能
である。
押しのけ体は、反応器構成時一般に用いられる耐火物
から作製することができる。押しのけ体はまた、隔膜壁
又はフィン壁から製造することができ、その場合、流動
床反応器内の方を向いた側を保護する為にラミング材を
被着して冷却剤を流すようにしてもよい。
から作製することができる。押しのけ体はまた、隔膜壁
又はフィン壁から製造することができ、その場合、流動
床反応器内の方を向いた側を保護する為にラミング材を
被着して冷却剤を流すようにしてもよい。
本発明の好ましい一構成によれば、酸素含有二次ガス
を装入する為の導入孔を、必要に応じて複数の高さ位置
に配した押しのけ体を設ける。本発明のこの構成では、
流動床反応器の壁に設けた導入孔によっても、また反応
器内部に設けた上記導入孔によっても個々の室又は室領
域に二次ガスを供給することができ、これにより反応物
質と二次ガスとの最適な混合が保証される。
を装入する為の導入孔を、必要に応じて複数の高さ位置
に配した押しのけ体を設ける。本発明のこの構成では、
流動床反応器の壁に設けた導入孔によっても、また反応
器内部に設けた上記導入孔によっても個々の室又は室領
域に二次ガスを供給することができ、これにより反応物
質と二次ガスとの最適な混合が保証される。
本発明の別の有利な構成では、反応器内に設けられる
単数又は複数の押しのけ体の横断面積が上に行くにつれ
て減少する。この構成により、或いは上述した構成と合
わせて、押しのけ体の方を向いた反応器領域における流
速を、二次ガスの供給にも拘らず一定限界内でのみ変化
するようにすることができる。
単数又は複数の押しのけ体の横断面積が上に行くにつれ
て減少する。この構成により、或いは上述した構成と合
わせて、押しのけ体の方を向いた反応器領域における流
速を、二次ガスの供給にも拘らず一定限界内でのみ変化
するようにすることができる。
この流動床装置において適用する循環流動床の原理
は、密な相を明確な濃度ジャンプによりその上のガス空
間から分離する「古典的」流動床とは異なり、明確な境
界層なしに分布状態が存在することを特徴としている。
即ち、密な相とその上の粉塵空間との間に濃度ジャンプ
が存在しない。しかし反応器内で固形物濃度は下から上
へと徐々に低下する。
は、密な相を明確な濃度ジャンプによりその上のガス空
間から分離する「古典的」流動床とは異なり、明確な境
界層なしに分布状態が存在することを特徴としている。
即ち、密な相とその上の粉塵空間との間に濃度ジャンプ
が存在しない。しかし反応器内で固形物濃度は下から上
へと徐々に低下する。
フルード及びアルキメデスの指数について運転条件を
定義すると、 又は 0.01Ar100 の領域が生じ、その際、 である。但し、 u:相対速度（m/s） Ar:アルキメデス数 Fr:フルード数 δ9:ガス濃度（kg/m3） δk:固形物粒子濃度（kg/m3） dk:球状粒子の直径（ｍ） ν：動粘度（m2/s） g:重力加速度（m/s2） 発熱反応は、酸素含有ガスを異なる高さから供給して
２段階式に行う。その利点は、局所過熱現象を防ぎ、窒
素酸化物の発生を抑制した「柔らかい」反応にある。そ
の際、酸素含有ガスの上側供給箇所は、下側供給箇所で
供給されたガスの含有酸素が十分に消耗しつくされる程
度に下側供給箇所よりも上に位置すべきである。
定義すると、 又は 0.01Ar100 の領域が生じ、その際、 である。但し、 u:相対速度（m/s） Ar:アルキメデス数 Fr:フルード数 δ9:ガス濃度（kg/m3） δk:固形物粒子濃度（kg/m3） dk:球状粒子の直径（ｍ） ν：動粘度（m2/s） g:重力加速度（m/s2） 発熱反応は、酸素含有ガスを異なる高さから供給して
２段階式に行う。その利点は、局所過熱現象を防ぎ、窒
素酸化物の発生を抑制した「柔らかい」反応にある。そ
の際、酸素含有ガスの上側供給箇所は、下側供給箇所で
供給されたガスの含有酸素が十分に消耗しつくされる程
度に下側供給箇所よりも上に位置すべきである。
特にプロセス熱の担体として蒸気が望ましい場合、本
発明の有利な構成では、上側ガス供給部より上方で流動
化ガス及び二次ガスの量を調節して浮遊濃度を平均15〜
100kg/m3とし、反応熱は、二次ガス供給部の最上部より
も上の流動床反応器の自由空間内で、例えば流動床反応
器の壁に配設した加熱面を通して排出する。
発明の有利な構成では、上側ガス供給部より上方で流動
化ガス及び二次ガスの量を調節して浮遊濃度を平均15〜
100kg/m3とし、反応熱は、二次ガス供給部の最上部より
も上の流動床反応器の自由空間内で、例えば流動床反応
器の壁に配設した加熱面を通して排出する。
このような運転法は西ドイツ特許出願公告第25 39
546号明細書及びそれに対応した米国特許第4,165,717号
明細書に詳しく記載されている。
546号明細書及びそれに対応した米国特許第4,165,717号
明細書に詳しく記載されている。
流動床反応器の二次ガス供給部より上のガス速度は、
標準圧の場合、通常5m/sより上であり、15m/sにまでな
ることがある。流動床反応器の直径と高さの比は、ガス
滞留時間が0.5〜8.0s、より好ましくは１〜4sとなるよ
うに選定すべきである。
標準圧の場合、通常5m/sより上であり、15m/sにまでな
ることがある。流動床反応器の直径と高さの比は、ガス
滞留時間が0.5〜8.0s、より好ましくは１〜4sとなるよ
うに選定すべきである。
各高さの二次ガス装入平面に複数の二次ガス導入孔を
設けると有利である。
設けると有利である。
この運転法の利点は、特に、流動床反応器の二次ガス
供給部よりも上の反応器空間内での浮遊濃度を変えるこ
とにより、プロセス熱量の回収変更がきわめて簡単に可
能であることにある。
供給部よりも上の反応器空間内での浮遊濃度を変えるこ
とにより、プロセス熱量の回収変更がきわめて簡単に可
能であることにある。
所定容量の流動化ガス及び二次ガス、そしてそれから
帰結する特定の平均浮遊濃度の下に支配されている運転
状態と、特定の熱伝達率とが結びついている。冷却面へ
の熱伝達は、流動化ガス量を高め、そして場合によって
は二次ガス量も高めて、浮遊濃度を高めることにより高
めることができる。この熱伝達率の高まりに伴って、燃
焼温度を実質上一定にした場合でも燃焼出力を高めた場
合に発生する熱量を排出する可能性が与えられる。燃焼
出力の高まりに基づいて必要となる酸素需要の増加は、
その際、浮遊濃度を高めるのに使用する流動化ガス量、
そして場合によっては二次ガス量を高めることにより、
いわば自動的に起きる。
帰結する特定の平均浮遊濃度の下に支配されている運転
状態と、特定の熱伝達率とが結びついている。冷却面へ
の熱伝達は、流動化ガス量を高め、そして場合によって
は二次ガス量も高めて、浮遊濃度を高めることにより高
めることができる。この熱伝達率の高まりに伴って、燃
焼温度を実質上一定にした場合でも燃焼出力を高めた場
合に発生する熱量を排出する可能性が与えられる。燃焼
出力の高まりに基づいて必要となる酸素需要の増加は、
その際、浮遊濃度を高めるのに使用する流動化ガス量、
そして場合によっては二次ガス量を高めることにより、
いわば自動的に起きる。
同様に、プロセス熱の需要低下に適合させるには、流
動床反応器の二次ガス供給管よりも上の反応器空間内で
の浮遊濃度を下げて、燃焼出力を調節することができ
る。浮遊濃度を下げると熱伝達率も低下し、流動床反応
器から排出される熱が少なくなる。これにより、実質的
に温度変化を生じることなく燃焼出力を低下させること
ができる。
動床反応器の二次ガス供給管よりも上の反応器空間内で
の浮遊濃度を下げて、燃焼出力を調節することができ
る。浮遊濃度を下げると熱伝達率も低下し、流動床反応
器から排出される熱が少なくなる。これにより、実質的
に温度変化を生じることなく燃焼出力を低下させること
ができる。
発熱反応材料の装入は、最も望ましくは１個以上の装
入系を介し、例えば空気圧式吹き込みによって行う。
入系を介し、例えば空気圧式吹き込みによって行う。
本発明の更に望ましい且つ広く適用可能な構成では、
固形物供給用導管及び固形物循環用導管を介して接続さ
れた少なくとも１個の流動床冷却器が設けられる。流動
床反応器内の上側二次ガス供給部よりも上で流動化ガス
及び二次ガスの量を適宜に調整して浮遊濃度を10〜40kg
/m3に設定し、循環流動床から高温の固形物を取り出
し、流動状態において直接及び間接の熱交換によって冷
却し、冷却した固形物の少なくとも一部分流を循環流動
床に戻す。
固形物供給用導管及び固形物循環用導管を介して接続さ
れた少なくとも１個の流動床冷却器が設けられる。流動
床反応器内の上側二次ガス供給部よりも上で流動化ガス
及び二次ガスの量を適宜に調整して浮遊濃度を10〜40kg
/m3に設定し、循環流動床から高温の固形物を取り出
し、流動状態において直接及び間接の熱交換によって冷
却し、冷却した固形物の少なくとも一部分流を循環流動
床に戻す。
このような構成は西ドイツ特許出願公開第26 24 30
2号明細書及びそれに対応した米国特許第4,111,158号明
細書に詳しく記載されている。
2号明細書及びそれに対応した米国特許第4,111,158号明
細書に詳しく記載されている。
その際、温度恒常性は、流動床反応器内で支配されて
いる運転状態の変化を事実上生じることなく、つまり、
例えば浮遊濃度の変化を生じることなく、高温の固形物
を制御して排出し、また冷却した固形物を制御して戻す
ことのみによって構成することができる。出力と設定反
応温度とに応じて循環率は多かれ少なかれ高くなる。温
度は点火限界のすぐ上のきわめて低い温度から例えば反
応残留物の軟化によって制限されたきわめて高い温度に
至るまで任意に設定することができ、例えば450〜950℃
とすることができる。
いる運転状態の変化を事実上生じることなく、つまり、
例えば浮遊濃度の変化を生じることなく、高温の固形物
を制御して排出し、また冷却した固形物を制御して戻す
ことのみによって構成することができる。出力と設定反
応温度とに応じて循環率は多かれ少なかれ高くなる。温
度は点火限界のすぐ上のきわめて低い温度から例えば反
応残留物の軟化によって制限されたきわめて高い温度に
至るまで任意に設定することができ、例えば450〜950℃
とすることができる。
その際、発熱反応時に生成する熱の取り出しは殆ど固
形物側に後置された流動床冷却器内で行われ、そして十
分に高い浮遊濃度を前提とする流動床反応器内の冷却レ
ジスタへの熱伝達が従属的な作用をするので、この方法
の更に別の利点として、二次ガス供給部よりも上の流動
床反応器の領域で浮遊濃度を低く抑えることができ、従
って流動床反応器全体での圧力損失が比較的少ない、そ
の代わり流動床冷却内での熱奪取は、例えば300〜500W/
m2・℃という極端に高い熱伝達率を惹き起こす条件の下
で行われる。
形物側に後置された流動床冷却器内で行われ、そして十
分に高い浮遊濃度を前提とする流動床反応器内の冷却レ
ジスタへの熱伝達が従属的な作用をするので、この方法
の更に別の利点として、二次ガス供給部よりも上の流動
床反応器の領域で浮遊濃度を低く抑えることができ、従
って流動床反応器全体での圧力損失が比較的少ない、そ
の代わり流動床冷却内での熱奪取は、例えば300〜500W/
m2・℃という極端に高い熱伝達率を惹き起こす条件の下
で行われる。
流動床反応器内の温度は、冷却した固形物の少なくと
も一部分流を流動床冷却器から戻して調節する。例えば
冷却した固形物の所要の部分流は流動床反応器に直接装
入することができる。冷却した固形物を例えば空気圧コ
ンベヤ又は浮遊物交換工程に装入して付加的に排出ガス
を冷却することもでき、この場合、排ガスから後に再び
分離した固形物は流動床冷却器内に戻す。これにより、
排出ガスの熱は最終的には流動床冷却器に達する。冷却
した固形物は、一部分流を流動床反応器に直接、そして
別の部分流を排ガスの冷却に使用した後に間接的に装入
すると格別有利である。
も一部分流を流動床冷却器から戻して調節する。例えば
冷却した固形物の所要の部分流は流動床反応器に直接装
入することができる。冷却した固形物を例えば空気圧コ
ンベヤ又は浮遊物交換工程に装入して付加的に排出ガス
を冷却することもでき、この場合、排ガスから後に再び
分離した固形物は流動床冷却器内に戻す。これにより、
排出ガスの熱は最終的には流動床冷却器に達する。冷却
した固形物は、一部分流を流動床反応器に直接、そして
別の部分流を排ガスの冷却に使用した後に間接的に装入
すると格別有利である。
本発明のこの構成でも、標準圧のときの二次ガス供給
管より上でのガス滞留時間及びガス速度、そして流動化
ガス又は二次ガスの供給方式は、夫々、前述した好まし
い構成の条件と一致している。
管より上でのガス滞留時間及びガス速度、そして流動化
ガス又は二次ガスの供給方式は、夫々、前述した好まし
い構成の条件と一致している。
流動床反応器の高温固形物の循環は、互いに結合され
た冷却レジスタを備え、且つ固形物が連続的に流過する
複数の冷却室を有する流動床冷却器内で、冷却材を高温
固形物に対し向流的に流して行うとよい。これにより、
燃焼熱を比較的小量の冷却材に吸収させることができ
る。
た冷却レジスタを備え、且つ固形物が連続的に流過する
複数の冷却室を有する流動床冷却器内で、冷却材を高温
固形物に対し向流的に流して行うとよい。これにより、
燃焼熱を比較的小量の冷却材に吸収させることができ
る。
流動床冷却器を接続した流動床装置の別の構成は、流
動床冷却器を流動床反応器と結合して一体の構造ユニッ
トとすることにある。この場合、流動床反応器と流動床
冷却器は、冷却した固形物を流動床反応器内に通す通し
孔を有する共通の、望ましくは冷却した壁を有する。そ
の際、流動床冷却器には、上で説明したように、幾つか
の冷却室を設けることができ、或いは冷却面を備えた幾
つかのユニットから流動床冷却器を構成することがで
き、各ユニットは、夫々流動床反応器に連通する固形物
通し孔を有する共通壁と独自の固形物供給管とを有す
る。かかる装置は欧州特許出願第206,066号に記載され
ている。
動床冷却器を流動床反応器と結合して一体の構造ユニッ
トとすることにある。この場合、流動床反応器と流動床
冷却器は、冷却した固形物を流動床反応器内に通す通し
孔を有する共通の、望ましくは冷却した壁を有する。そ
の際、流動床冷却器には、上で説明したように、幾つか
の冷却室を設けることができ、或いは冷却面を備えた幾
つかのユニットから流動床冷却器を構成することがで
き、各ユニットは、夫々流動床反応器に連通する固形物
通し孔を有する共通壁と独自の固形物供給管とを有す
る。かかる装置は欧州特許出願第206,066号に記載され
ている。
流動床冷却器を有する構成の普遍性は、特に、流動床
冷却器内でほぼ任意の熱伝達媒体を加熱できることにあ
る。技術的観点から特に重要なのは、多種多様な形での
蒸気発生と熱伝達塩の加熱である。
冷却器内でほぼ任意の熱伝達媒体を加熱できることにあ
る。技術的観点から特に重要なのは、多種多様な形での
蒸気発生と熱伝達塩の加熱である。
本発明の技術範囲内で、酸素含有ガスとして空気又は
酸素富有空気若しくは工業用純粋酸素を使用することが
できる。最後に、反応を加圧下、例えば20バール以下で
行うときに、出力上昇を達成することができる。
酸素富有空気若しくは工業用純粋酸素を使用することが
できる。最後に、反応を加圧下、例えば20バール以下で
行うときに、出力上昇を達成することができる。
本発明による流動床装置には、基本的には、自燃性物
質のすべてを装入することができる。例えば、あらゆる
種類の石炭、特に選炭場廃炭、スラッジ炭、塩分の多い
炭等の低品位炭、或いは褐炭やオイルシェールである。
本発明は、硫化鉱や濃縮硫化鉱の焙焼に利用することも
ある。
質のすべてを装入することができる。例えば、あらゆる
種類の石炭、特に選炭場廃炭、スラッジ炭、塩分の多い
炭等の低品位炭、或いは褐炭やオイルシェールである。
本発明は、硫化鉱や濃縮硫化鉱の焙焼に利用することも
ある。
添付図面と実験例とを基に本発明の実施例を詳しく説
明する。
明する。
第１図に、横断面が円形又は矩形の流動床反応器にお
ける押しのけ体の種々の構成例を横断面図で示す。
ける押しのけ体の種々の構成例を横断面図で示す。
第２図に流動床反応器を概略図示し、符号１で示し
た。流動床反応器１の底面は堰状押しのけ体７で一部覆
われており、２つの流動化格子６が設けられている。押
しのけ体７はその上部領域に二次ガス導入孔11を有して
いる。
た。流動床反応器１の底面は堰状押しのけ体７で一部覆
われており、２つの流動化格子６が設けられている。押
しのけ体７はその上部領域に二次ガス導入孔11を有して
いる。
第３図に示す流動床反応器１は、隔膜壁として示した
加熱面２を有している。下部反応室８は押しのけ体７で
２つの領域に分割されており、導管５と流動化格子６と
を介して酸素含有流動化ガスが、また、導管３を介して
燃料が、そして、導管９を介して酸素含有二次ガスが夫
々供給される。更に、導管10と二次ガス導入孔11とを介
して付加的二次ガスが装入される。ガス／固形物浮遊物
の排出は導管４を介して行う。
加熱面２を有している。下部反応室８は押しのけ体７で
２つの領域に分割されており、導管５と流動化格子６と
を介して酸素含有流動化ガスが、また、導管３を介して
燃料が、そして、導管９を介して酸素含有二次ガスが夫
々供給される。更に、導管10と二次ガス導入孔11とを介
して付加的二次ガスが装入される。ガス／固形物浮遊物
の排出は導管４を介して行う。
実験例 石炭を空気で燃焼させて飽和蒸気を生成した。
流動床装置の流動床反応器１は底面が12.8m×10m、高
さが40mであった。底面積7.6m×10mの押しのけ体７で反
応器底面を覆い、寸法2.6m×10mの流動化格子６を有す
る２室を形成した。押しのけ体７は側面が水平線に対し
75゜傾いた堰の形状であった。堰の頂部は、流動化格子
６から8.5mの高さに配設した二次ガス供給部９から更に
1.5mの高さにあった。
さが40mであった。底面積7.6m×10mの押しのけ体７で反
応器底面を覆い、寸法2.6m×10mの流動化格子６を有す
る２室を形成した。押しのけ体７は側面が水平線に対し
75゜傾いた堰の形状であった。堰の頂部は、流動化格子
６から8.5mの高さに配設した二次ガス供給部９から更に
1.5mの高さにあった。
流動床反応器１の側面は水冷隔膜壁で完全に内張りし
た。押しのけ体７の壁も水冷隔膜壁として構成し、反応
室側は耐火材料で保護した。
た。押しのけ体７の壁も水冷隔膜壁として構成し、反応
室側は耐火材料で保護した。
この流動床反応器１に発熱量Hu＝24.6MJ/kg、平均粒
径0.2mmの石炭88t/hを100℃の空気8800Nm3/hを使って導
管３から装入した。流動化ガスとして作用した255℃の
空気は流動化格子６を通して２×144,000Nm3/hの量供給
した。二次ガス供給管９を介し、更に260℃の空気を25
0,000Nm3/hの量供給した。最後に、260℃の空気を更に9
0,000Nm3/h、流動化格子６から7mの高さにある二次ガス
導入孔11から装入した。
径0.2mmの石炭88t/hを100℃の空気8800Nm3/hを使って導
管３から装入した。流動化ガスとして作用した255℃の
空気は流動化格子６を通して２×144,000Nm3/hの量供給
した。二次ガス供給管９を介し、更に260℃の空気を25
0,000Nm3/hの量供給した。最後に、260℃の空気を更に9
0,000Nm3/h、流動化格子６から7mの高さにある二次ガス
導入孔11から装入した。
選定した運転条件に基づき流動床反応器１内の温度は
850℃であった。二次ガス供給部９、11より下の浮遊濃
度は反応器内容積1m3当り100kgであった。加熱面２を介
して熱出力120MWに相当する140バールの飽和蒸気が生成
した。熱出力6MWに想到する140バールの飽和蒸気を押し
のけ体７の隔膜壁により回収した。
850℃であった。二次ガス供給部９、11より下の浮遊濃
度は反応器内容積1m3当り100kgであった。加熱面２を介
して熱出力120MWに相当する140バールの飽和蒸気が生成
した。熱出力6MWに想到する140バールの飽和蒸気を押し
のけ体７の隔膜壁により回収した。
本発明により、燃焼出力が高くなっても完全な運転を
保証する流動床装置が得られる。
保証する流動床装置が得られる。
第１図は横断面が円形又は矩形の流動床反応器における
押しのけ体のさまざまな構成例を示す横断面図、第２図
は本発明の一実施例による流動床反応器の下部領域と押
しのけ体との斜視図、第３図は別の実施例による流動床
反応器の縦断面図である。 なお図面に用いた符号において、 １……反応器 ６……流動化格子 ７……押しのけ体 である。
押しのけ体のさまざまな構成例を示す横断面図、第２図
は本発明の一実施例による流動床反応器の下部領域と押
しのけ体との斜視図、第３図は別の実施例による流動床
反応器の縦断面図である。 なお図面に用いた符号において、 １……反応器 ６……流動化格子 ７……押しのけ体 である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−27125（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−263306（ＪＰ，Ａ) 特公 平２−22286（ＪＰ，Ｂ２) 米国特許4817563（ＵＳ，Ａ)
Claims (5)
- 【請求項１】流動床反応器と固形物分離器と循環用導管
とを夫々具備し、循環流動床内で発熱反応を行う流動床
装置であって、前記流動床反応器の底部から酸素含有一
次ガスを前記流動床に供給する為の第１の導管と、前記
流動床反応器の底部から少なくとも1mの高さであって且
つ前記流動床反応器の高さの30％を越えない高さ位置で
酸素含有二次ガスを前記流動床に供給する為の第２の導
管と、前記一次ガス供給部と前記二次ガス供給部との間
で前記流動床反応器に開口した燃料用導管とを有する流
動床反応器において、 前記流動床反応器の底面の40〜75％を覆い且つその最高
高さが前記流動床反応器の半分の高さに等しい１個以上
の押しのけ体を有することを特徴とする流動床装置。 - 【請求項２】前記１個以上の押しのけ体に、必要に応じ
て複数の高さ位置で開口する前記酸素含有二次ガス用の
導入孔を設けたことを特徴とする請求項１記載の流動床
装置。 - 【請求項３】上に行くほど横断面の面積が減少する形状
の押しのけ体を有することを特徴とする請求項１又は請
求項２記載の流動床装置。 - 【請求項４】前記二次ガス供給部の最上部よりも上の前
記流動床反応器の自由空間内で前記流動床反応器の壁に
配設された加熱面を有することを特徴とする請求項１〜
３のいずれか記載の流動床装置。 - 【請求項５】固形物供給用導管及び固形物循環用導管を
介して接続された少なくとも１個の流動床冷却器を有す
ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の流動
床装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19873706538 DE3706538A1 (de) | 1987-02-28 | 1987-02-28 | Wirbelschichtanlage |
| DE3706538.6 | 1987-02-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63233204A JPS63233204A (ja) | 1988-09-28 |
| JP2564163B2 true JP2564163B2 (ja) | 1996-12-18 |
Family
ID=6322018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63047345A Expired - Lifetime JP2564163B2 (ja) | 1987-02-28 | 1988-02-29 | 流動床装置 |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4817563A (ja) |
| EP (1) | EP0281165B1 (ja) |
| JP (1) | JP2564163B2 (ja) |
| AT (1) | ATE68577T1 (ja) |
| AU (1) | AU589108B2 (ja) |
| CA (1) | CA1324881C (ja) |
| DD (1) | DD269430A5 (ja) |
| DE (2) | DE3706538A1 (ja) |
| ES (1) | ES2026631T3 (ja) |
| FI (1) | FI92157C (ja) |
| GR (1) | GR3002903T3 (ja) |
| IN (1) | IN165700B (ja) |
| ZA (1) | ZA881385B (ja) |
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| CA1291322C (en) * | 1987-12-17 | 1991-10-29 | John V. Allen | Fluidized bed reactor with two zone combustion |
| US5245934A (en) * | 1988-06-08 | 1993-09-21 | Mortimer Technology Holdings Ltd. | Heating matter |
| IN170802B (ja) * | 1988-06-25 | 1992-05-23 | Metallgesellschaft Ag | |
| US5230868A (en) * | 1989-04-04 | 1993-07-27 | A. Ahlstrom Corporation | Fluidized bed reactor with protected fluid distributor |
| EP0405211A1 (de) * | 1989-06-24 | 1991-01-02 | Beteiligungen Sorg GmbH & Co. KG | Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Überführung von festen, weitgehend wasserfreien Abfallstoffen in Glasform |
| US4974531A (en) * | 1990-05-22 | 1990-12-04 | Donlee Technologies, Inc. | Method and apparatus for incinerating hazardous waste |
| US5343631A (en) * | 1991-04-01 | 1994-09-06 | Amax Coal West, Inc. | Treatment of friable materials in fluid bed reactors |
| US5243770A (en) * | 1991-07-12 | 1993-09-14 | The Babcock & Wilcox Company | Fluid bed material transfer apparatus |
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| FI105236B (fi) * | 1998-06-15 | 2000-06-30 | Outokumpu Oy | Syöttölaitteisto sulatusuuniin syötettävän syöttöseoksen esivalmistamiseksi |
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| DE19840627A1 (de) * | 1998-09-05 | 2000-03-09 | Steinmueller Gmbh L & C | Wirbelschichtanlage zur Durchführung exothermer Prozesse in einer zirkulierenden Wirbelschicht |
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| DE102004049364A1 (de) * | 2004-10-08 | 2006-04-20 | Kerr-Mcgee Pigments Gmbh | Wirbelschichtreaktor und Verfahren zur Durchführung von Wilbelschichtreaktionen |
| DE102008055957B4 (de) * | 2008-11-05 | 2010-09-02 | Highterm Research Gmbh | Wirbelschichtreaktor |
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-
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