JP2680976B2 - 流動層中で気体及び粒状固体を処理する方法及び装置 - Google Patents

流動層中で気体及び粒状固体を処理する方法及び装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、流動層中の気体及び固体を処理
する方法及び装置に関し、流動層反応器は、下流に、混
合チャンバー、立ち上がりパイプ及び混合チャンバーへ
の固体戻しパイプを有するサイクロンを含んでいる。
【０００２】本発明は、有利には、熱い還元気体、特に
精錬還元容器からの熱い廃棄ガスによる金属鉱石の還元
に適用可能である。本発明はまた、危険なそして問題の
多い、例えば粘着性の物質を含む廃棄ガスの精製及び急
速冷却に特に有利である。
【０００３】流動化は、大スケール工業工程においてま
すます用いられている。金属及び化学産業からの熱い汚
染された廃棄ガスを精製する方法は、例えば流動層を循
環する方法をベースとすることが公知である。この方法
における熱の問題のない回収は追加利点とされた。
【０００４】例えば、オーストラリア特許第553033号
は、溶融した液体粒子を含む気体に固体粒子を混合する
ことにより熱交換器の前の気体温度が溶融した液体粒子
の発熱温度以下に低下することを特徴とする、熱交換器
の加熱表面と接触する溶融した液体粒子を含む気体から
熱を回収するための、いわゆるフラックスフロー(Fluxf
low)反応器における方法を記載している。この方法に示
されたデータは３〜20m/sec の気体速度、10〜500g/mol
の気体の粒子含量、300 〜1500℃の入口気体温度、500
〜1200℃の出口気体温度及び100 〜2000μm の平均粒度
である。
【０００５】流動層法の他の広い適用範囲は石炭ガス化
である。独特許第 2742644号は、炭質固体の連続ガス化
法及びこの方法を行うための装置に関する。この方法に
おいて、固体はシャフト状の容器の上から底までに少な
くとも３つのゾーンを通過する。降下する生成物の流れ
の速度は最大5m/minであり、固体を旋回状態に保つため
の流動化ガスの流速は最大6m/secである。
【０００６】欧州特許出願第 0304931号は、循環する流
動層中の固体炭質材料のガス化もしくは燃焼用の方法及
び装置に関し、ここで流動層反応器内の気体速度は２〜
10m/sec の高レベルに保たれ、かなりの割合の固体が気
体と共に反応容器から捨てられ、その後のサイクロンに
おいて分離され、次いで反応容器に戻される。次いで前
もって精製された気体は気体精製装置内の細かい固体か
ら分離される。この方法は、気体精製装置からのこの細
かい材料がサイクロンからの循環材料と凝集し、最後に
反応容器に送られることを特徴としている。例えば熱い
気体流から熱を回収するため又は熱い気体により固体粒
子を処理するため用いられるフラックスフロータイプの
循環する流動層反応器により、熱い気体は底の円形の口
から流動化気体として反応器に供給される。フラックス
反応器に流動層材料を保つため格子は必要ない。このシ
ステムにも、特に大スケールで用いた場合に欠点があ
る。流動層に入れられた気体は、重い固体粒子が反応器
の底の入口を通って流動層から出ることを防ぐことはで
きない。特に、反応器の外壁上の固体粒子の強力な下方
流は反応器の入口からの粒子の流出を引き起こす。固体
−気体流システムにおける乱流が入口を通るこの損失を
増すことが公知である。この固体粒子の流動層反応器の
前の主要な工程への逆流は問題をおこし、工程の制御を
複雑にする。さらに、入口を出る粒子又は粒子のケーキ
は気体流を乱し、気体速度を低下させ、それによって混
合チャンバー内の流動層の体積を乱す。
【０００７】本発明が根拠としている問題は、固体粒子
を含む流動層に気体を導入した際に導入された気体に逆
流して入口を通り混合チャンバーから固体粒子が逃げな
いような方法及び装置を考案することである。さらに、
本発明が根拠としている問題は、とても熱い還元気体、
例えば精錬還元容器からの廃棄ガスを1700℃以上の温度
において混合チャンバーに直接送り、混合チャンバー内
で好ましい還元温度に冷却し、混合チャンバーから還元
気体パイプに逆流して固体粒子が逃げないように、流動
層法により金属鉱石を還元する方法及び装置を考案する
ことである。本発明の他の目的は、精錬還元法と共に操
作できる方法を考案することである。
【０００８】この問題は、混合チャンバーの入口の直前
の35m/sec の気体速度で混合チャンバーに気体を導入す
ることによる本発明によって解決される。
【０００９】本発明の有利な実施態様により、熱い気体
が１以上の直径(D) に対する長さ(L) 比Ｌ／Ｄを有する
ガス供給パイプを通し混合チャンバーに導入され、70°
より小さい傾斜角度を有する、混合チャンバーの下部円
錐部分内の固体粒子の下方周辺流が少なくとも20°の角
度で混合チャンバーの気体入口における熱い気体の実質
的に垂直な上方流にあたるように導かれる。
【００１０】本発明による方法は、混合チャンバーの底
の気体入口パイプへ固体粒子が逃げることを防ぎ、そし
て流れの方向にのみ混合チャンバーから固体粒子をすべ
て流す。
【００１１】本発明による装置は、好ましくは混合チャ
ンバーが気体が混合チャンバーへ通る気体入口を有し、
ガス供給パイプが１より大きい直径に対する長さの比Ｌ
／Ｄを有し、混合チャンバーがその壁が70°より小さい
傾斜角度を有する下部円錐部分を有することを特徴とす
る。
【００１２】本発明の方法を金属酸化物の還元に用いた
場合、好ましくは流動層又は循環流動層が用いられる。
反応器は、金属鉱石及び熱い気体が混合される混合チャ
ンバー、混合チャンバーからこの固体粒子及び気体を分
離するためのサイクロン、混合チャンバーからサイクロ
ンへ固体粒子及び気体の懸濁流を供給する立ち上がりパ
イプ、及びサイクロンから混合チャンバーへ固体の少な
くとも一部を移すための固体戻しパイプを含む。
【００１３】混合チャンバー内の高いブロー速度が欠点
となる一般的な観点に反し、本発明の混合チャンバーに
入る熱い気体の高い流入速度（35m/sec 以上）は、驚く
べきことに多くの有利な効果が得られる混合チャンバー
内の流れ特性が得られる。本発明の混合チャンバー内の
高い入口気体速度は、従来の技術において記載された欠
点のみならずここでより詳細に説明する有利な効果をも
与える。
【００１４】フラックスフロー反応器に本発明を適用す
ることにより、固体粒子、例えば金属鉱石、砂もしくは
廃棄ガスダスト、及び熱ガス、例えば精錬還元容器から
の廃棄ガスもしくはファーネスチャンバーからの廃棄ガ
スの混合物の選択的温度調節を達成できる。
【００１５】この目的のため、混合チャンバーの内面の
一部もしくは全てが本発明により冷却、例えば水冷され
る。混合チャンバーの内壁の一部を耐火性材料の単もし
くは多層でライニングしてよい。耐火性材料で覆われた
内面に対する耐火性材料でライニングされていない冷却
された内面の比を選ぶことによって、混合チャンバー内
の流動層混合物の温度を調節するためのコントロールの
可能性を有する。他のコントロールの可能性は混合チャ
ンバーの内面の冷却ダクトを流れる冷却液の選択より得
られる。例えば、水、オイル、水蒸気、圧縮空気又はこ
れらの混合物を用いてよい。
【００１６】混合チャンバー内の流動層混合物の温度を
調節する他の方法は、新しい固体粒子、例えば金属鉱石
の供給される量を調節することである。さらに、水蒸
気、水及び／又はオイルのような冷却液を混合チャンバ
ーに直接スプレーしてよい。
【００１７】本発明の本質的特徴は、還元ガスの入口温
度が金属鉱石用の最適の還元温度以上になったらすぐに
還元ガス用の冷却体として混合チャンバーを用いること
より得られる。用いられる還元ガスは主に精錬還元容器
からの廃棄ガスである。その温度は通常必要とされる有
利な還元温度より高い。この廃棄ガスは慣例上、ダスト
を含み、片側から中心に比較的高速で混合チャンバーに
入る。本発明により、入口速度は35m/sec 以上であり、
これは粒子の粒度及び比重、混合層チャンバー内の流動
層の高さ、循環する流動層材料の総量、混合チャンバー
の寸法及び形状によって変化してよい。
【００１８】最小の速度も熱い導入ガスの操作圧力によ
ってある程度異なる。最小のガス速度は高い操作圧力で
は低い。精錬還元装置からの廃棄ガスの場合、精錬還元
容器内の圧力も混合チャンバー内の圧力に影響を与え
る。例えば、本発明の方法を同様の条件において適用し
た場合、混合チャンバー内の入口ガス速度は約1.5 バー
ルの操作圧力において少なくとも120m/sec、約3.3 バー
ルの操作圧力において少なくとも85m/sec である。
【００１９】混合チャンバー内で生ずる流れパターンは
比較的高い入口ガス速度により及び混合チャンバーの下
部及びガス供給パイプの形状及び寸法により決定され
る。これは流動層が混合チャンバー内に残り、熱いガス
の温度が所望により低下する本発明によって確保され
る。金属鉱石の還元において、ガスの速い冷却により還
元に有利な温度への導入される反応ガスの温度低下が速
くなり、ガスと固体の良好な混合物が流動層において均
一に還元される。フラックスフロー反応器において、流
れ特性は、流れが中心の対称軸にほぼ沿って流れ、容器
の壁上を反対方向に進むように推察される。これによ
り、内部循環流が得られる。混合チャンバーの典型的な
垂直配置により、容器の中心に上昇流が、そして容器の
外壁に下降流が生ずる。
【００２０】本発明により、混合チャンバーの下部の傾
斜の円錐角度、すなわち粒子の下降流方向は70°未満、
好ましくは45〜70°に限定される。熱いガスの入口は好
ましくは混合チャンバーの下部円錐部分の中心に配置さ
れている。混合チャンバーはまた、円筒形中心部分及び
接続した立ち上がりパイプ用の中心口を有する上部円錐
領域を含む。混合チャンバーの下部円錐部分が水平に対
し45〜70°の傾斜角度を形成することが特に有利である
ことが証明された。それはこの角度において特に好まし
い流れ特性が得られるからである。この傾斜角度、すな
わち混合チャンバーの下部円錐領域の壁の傾斜角度が70
°以上である場合、粒子の下降流は垂直方向に近づき、
粒子は高速でガス供給パイプに入る。混合チャンバーか
ら逃げ、流動層に失われる粒子もガス供給パイプ内に付
着し、従ってガス流に対し問題であることが証明され
る。
【００２１】ガス供給パイプは、このガス供給パイプに
入る粒子又は粒子凝集体がそこで分解し、供給パイプ内
の高いガス速度によって混合チャンバーに戻されるよう
に、１より大きい直径に対する長さの比Ｌ／Ｄを有する
よう構成されている。
【００２２】本発明により、固体粒子は流れの方向にお
いてのみ還元ガスと共に混合チャンバーを出、すなわち
立ち上がりパイプにのみ流れる。流れの方向に反する混
合チャンバーからガス供給パイプへの固体粒子の放出は
35m/sec 以上の高い流入ガス速度によって妨げられるで
あろう。特に、本発明の方法を、混合チャンバー内の流
動層に存在す固体粒子が１mm以上の寸法及び４g/cm3 以
上の比重Ｄを有する精錬還元装置と組み合わせた場合、
この効果は混合チャンバーの入口の直前のガス流が少な
くとも60m/sec 、好ましくは少なくとも100m/secである
場合に特に有利である。
【００２３】他の用途、例えば流動層内に４〜200 μm
の主粒度及び４g/cm3 未満の比重Ｄを有する流動層内の
ガスタービン燃焼器、気化器もしくは焼結プラントのよ
うな他の高温プロセスからの熱いガスを冷却及び／又は
精製するための用途において、本発明の方法を、粒子、
例えば煙塵が混合チャンバーからガス供給パイプに流れ
ないように連続的に用いてよい。混合チャンバーの入口
の直前の熱いガスの速度は好ましくは35〜80m/sec に調
節される。
【００２４】すでに述べたように、本発明は金属鉱石の
還元方法において連続的に用いてよい。金属鉱石の還元
に最適の温度は、流動層反応器の立ち上がりパイプにお
いて有効である。温度調節手段はすでに述べた。実際、
還元ガスの公知の平均温度及び量、及び公知の材料供給
速度より出発し、キャリヤーガス及び種々の添加剤、例
えばスラグ形成剤を含むサイクロンから戻してよい。熱
バランスは計算された混合チャンバーの出口の理論ガス
温度にセットされる。この理論ガス温度は通常最適の還
元ガス温度より高く、混合チャンバー内の耐火性ライニ
ングされた内壁表面に対する冷却された表面の比及び熱
放散は立ち上がりパイプへの入口での還元ガス温度が所
望の温度に相当するように固定されなければならない。
【００２５】対称軸の領域において混合チャンバーの底
に還元ガス入口を有する混合チャンバーの垂直部分及び
反対側に混合チャンバーに接続された立ち上がりパイプ
は本発明の有利な形状を構成するが、唯一の可能な構成
ではない。
【００２６】例えば一部還元した金属酸化物であっても
よい混合チャンバーへサイクロンから循環される固体は
混合チャンバーの流動層に再び戻り、循環する流動層の
機能を維持する。例えば細かいダストの分離を改良する
ため、流動層反応器内で２つ以上のサイクロンを用いる
ことも可能である。
【００２７】あらゆる所望の割合の生成物流を固体戻し
パイプから取り出し、他の下降工程又は貯蔵タンクに供
給してよい。一部還元した金属酸化物を直接、すなわち
まだ加熱された状態で、精錬還元装置、例えば混合チャ
ンバー用の廃棄ガスが生ずる精錬還元装置に供給するこ
とが特に有利であり、本発明の範囲内であることが証明
された。
【００２８】流動層の密度は装置の種々の部分によって
異なる。混合チャンバー内の流動層密度、すなわち固体
粒子とガスの懸濁の密度は10〜200kg/m3であるが、好ま
しくは20〜100kg/m3である。接続された立ち上がりパイ
プにおいて、生成物流密度は低く、上部、すなわちサイ
クロンへの入口の前において、２kg/m3 〜30kg/m3 であ
るが、好ましくは３kg/m3 〜10kg/m3 である。サイクロ
ンから混合チャンバーへの接続された固体戻しパイプに
おいて、生成物流密度は通常サイクロンへの入口の前の
値以上である。
【００２９】混合チャンバーは本発明の方法が関係する
フラックスフロー反応器に対し重要な装置である。それ
は通常回転対称形であり、その下部末端において還元ガ
ス供給パイプへの接続を有し、上部末端において立ち上
がりパイプへ通じている長球タイプの容器である。立ち
上がりパイプの直径は通常還元ガス供給パイプの直径よ
り大きい。固体戻しパイプは混合チャンバー内で終わっ
ている。新しい材料、例えば予備還元されていない又は
元金属鉱石は分離接続を介して混合チャンバーに供給さ
れる。
【００３０】本発明を図面及び実施例によりさらに詳細
に説明する。
【００３１】図１は、本発明を金属鉱石の還元に用いた
場合に用いられる流動層反応器の混合チャンバーの立断
面の略図を示す。
【００３２】混合チャンバー14は下部円錐部分１、円筒
形本体２及び上部円錐部分３を具備する。還元ガスは、
５の直径Ｄ及び15の長さＬを有するガス供給パイプ４を
介して混合チャンバーに流れる。直径Ｄに対する長さＬ
の比Ｌ／Ｄは１より大きい。混合チャンバーの還元ガス
入口部分の領域において、粘着性廃棄ガス固体のクラス
ト形成を抑制し、混合チャンバー内の流れパターンに影
響を与えるため種々のガスに暴露される環状ノズル６を
設けてもよい。
【００３３】混合チャンバーは正方形であるか又は長方
形の細長い断面を有していてもよい。入口部分も正方形
又は長方形であってもよく、Ｌ／Ｄ比は入口の直径に対
する長さの比を意味する。
【００３４】混合チャンバーのシェル７はスチールシー
ト製である。このシェルは完全にまたは一部冷却されて
いる。このケースにおいて、これは完全に水冷されてい
る（示していない）。下部円錐１及び円筒形の本体２に
は耐火性ライニング８が設けられている。この耐火性ラ
イニングは主に混合チャンバー内の流動層の熱放散を調
節するための断熱用である。
【００３５】直径10を有する立ち上がりパイプ９は混合
チャンバーに直接接続されている。固体は固体戻しパイ
プ11を介してサイクロンから混合チャンバーに戻る。細
かい生鉱石を混合チャンバーの流動層へ供給するパイプ
は示されていない。
【００３６】混合チャンバーの好ましい詳細は下部円錐
部分１であり、特にこの円錐に対する傾斜の角度であ
る。この下部容器部分はここに示すように円錐形あって
よいが、他の形状、例えば長方形の断面を有する反応器
も可能である。流動層への有利な流れパターンは、円錐
部分１に対する傾斜角度12が45°〜70°である場合に、
混合チャンバーの下部入口部分内の中心ガス入口により
得られる。例えば、65°の傾斜角度12が有効であること
が証明された。
【００３７】図２はフラックスフロー法を原理とした流
動層反応器の略図を示す。
【００３８】ガス−固体懸濁は混合チャンバー14から立
ち上がりパイプ９を通り、入口15を介してサイクロン16
へ流れる。サイクロン16において、ガス及び固体は分離
される。ガスは細かいダストを含み、ガス出口17を介し
サイクロンを出る。
【００３９】固体はガス出口パイプ18を通りサイクロン
から出、一部は固体戻しパイプ19を介して混合チャンバ
ー14に循環される。固体の他の部分はさらに使用するた
め下降パイプ20を通り送られる。
【００４０】排出パイプ18から循環する固体は固体戻し
パイプ19を通り混合チャンバー14の下部円錐部分１に送
られる。熱いガス、例えば精錬還元装置からの熱い還元
ガスもパイプ４を介し混合チャンバー14のこの部分１に
流れる。
【００４１】混合チャンバー14の下部１に供給される熱
いガス用のパイプ４は異なる形状でデザインされてい
る。パイプ４のデザインは、一方では熱い流入ガスの温
度に依存しており、他方ではガス発生器に対するフラッ
クスフロー反応器の適合に含まれる距離及び形状に依存
している。
【００４２】低いガス温度の場合、パイプ４は簡単なス
チールパイプであってよく、高いガス温度の場合、この
パイプには内部に耐火性断熱ライニングが設けられてい
る。精錬還元装置に適合させるため、例えばこのパイプ
を直接煉瓦敷路に変えることが有効である。
【００４３】あらゆる場合において、この路又は他のパ
イプの長さは明らかにこの熱いガス供給パイプの直径よ
りも長い。固体粒子がこのガス供給パイプに戻らないよ
うにするため、１より大きいＬ／Ｄ比で行うことが有利
であることが証明された。固体粒子の大きな塊が混合チ
ャンバーからこのガス供給パイプに戻る場合、この高速
の渦巻きガス流のため再び小さな固体に分解し、流れに
よって混合チャンバーに戻される。この有利な作用は、
35m/sec 以上の下部流速において混合チャンバーへ供給
される特に軽いダストにおいて有効であることが証明さ
れた。例えば４g/cm3 以上の比重を有する精錬還元装置
からの特に重い固体粒子により、流速は通常明らかに高
く、少なくとも60m/sec 、ほとんどは100m/secであり、
固体粒子がこのガス速度で熱いガス供給パイプにこれ以
上戻らないことが実験により示された。
【００４４】流動層において金属鉱石を還元する方法の
例として、鉄鉱石の予備還元について説明する。本発明
の方法は溶融した鉄の精錬還元装置の一部である。
【００４５】精錬還元装置において１日あたり500tの溶
融した鉄を製造するため、831tの細かい鉱石をスラグ形
成剤と共に流動層内で予備還元し、加熱した状態の精錬
還元容器に入れる。この精錬還元容器からの廃棄ガス
は、16% CO、10% CO2 、3.6% H 2 、10%H2O、60.4% N2で
あり、温度1680℃、2.9tのダスト含有であり、これを7
2,000Nm3/h の速度及び120m/secの流入速度で混合チャ
ンバーに直接流す。混合チャンバーの入口領域におい
て、環ノズルが取りつけられており、ここを通してさら
にガスが流れ、廃棄ガスの粘着性ダストから形成される
クラストを妨げる。
【００４６】混合チャンバー及び立ち上がりパイプの下
半分は水冷されている。約350Nm3/hの水流が冷却システ
ムを通り、50〜80℃に加熱される。
【００４７】廃棄ガスに沿って、32t/h の鉱石及びこの
量の予備還元された鉱石の多くが固体戻しパイプを介し
混合チャンバーに入れられる。予備還元された鉱石の一
部は精錬還元装置（図には示されていない）に供給され
る。この予備還元された鉱石は、24% Fe3O4 、58% FeO
、4% SiO2 、7.6% CaO、2.6% Al2O3の平均分析値、温
度850 ℃を有する。
【００４８】立ち上がりパイプにおいて、流動層温度は
900 ℃であり、サイクロンへの立ち上がりパイプを通る
ガスの80,000Nm3/h と共に固体流を有する。
【００４９】予備還元に用いた廃棄ガスは比較的低い還
元能を有する。それは、反応ガスCO及びH2の約50％の燃
焼後に精錬還元装置から出てきたものであるからであ
る。もちろん、高い還元能を有する還元ガスを用いるこ
とも本発明の範囲内であり、これは金属鉱石の良好な還
元度を与える。他の方法とこの方法を組み合わせること
も本発明の有利な特徴である。
【００５０】本発明の教示の範囲を越えないで好ましい
実施態様において、多くの改良、適用及び変化が可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置の混合チャンバーの断面図であ
る。
【図２】本発明の装置の断面図である。
【符号の説明】
１…下部円錐部分 ２…円筒形本体 ３…上部円錐部分 ４…ガス供給パイプ ６…環状ノズル ８…耐火性ライニング ９…立ち上がりパイプ １１…固体戻しパイプ １４…混合チャンバー １５…入口 １６…サイクロン １７…ガス出口 １８…ガス出口パイプ １９…固体戻しパイプ ２０…下降パイプ
フロントページの続き (72)発明者 グレゴリー ジェイ．ハーディ オーストラリア国，イースト フレマン トル，ペトラ ストリート 77 (72)発明者 ジョン エム．ガンサー オーストラリア国，アタデイル，ダンデ ノング ロード 19 (72)発明者 イアン ディー．ウェブ オーストラリア国，ポート ケンブラ, ミリタリー ロード（番地なし) (72)発明者 ティモ ヒペーネン フィンランド国，48710 カーフラ，シ イカコスケンポルク 10 (72)発明者 カリ ミョーヘーネン フィンランド国，48600 カーフラ，メ リンムトカ ２イー 32 (72)発明者 イスモ ノパネン フィンランド国，49480 スンマ（番地 なし)

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 気体及び粒状固体を混合チャンバーに入
    れ混合し、混合チャンバーから排出された気体及び粒状
    固体をサイクロンに送り、そして分離された固体を混合
    チャンバーに一部循環させる、流動層中の気体及び粒状
    固体を処理する方法であって、気体が少なくとも入口の
    直径よりも長い距離を通して35m/sec以上のほぼ一定の
    速度で混合チャンバーに入れられることを特徴とする方
    法。
  2. 【請求項２】 ４g/cm3 以上の比重を有する粒状固体と
    混合される気体が60m/sec 以上の入口速度で入れられ
    る、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 混合チャンバー内の固体粒子の下方周辺
    流が少なくとも20°の角度で、混合チャンバーに入れら
    れる熱気体の流れにあたるように導かれることを特徴と
    する、請求項１又は２記載の方法。
  4. 【請求項４】 熱い還元気体が少なくとも60m/sec の入
    口速度で混合チャンバーに入れられ、4g/cm3以上の比重
    を有する固体粒子が混合チャンバー内の流動層中に配置
    され、そして混合チャンバーから出る固体粒子の洗浄が
    下流のみ行われることを特徴とする、請求項１〜３のい
    ずれか記載の方法。
  5. 【請求項５】 立ち上がりパイプ内の流動層の温度が金
    属鉱石の還元に好ましい温度に調節されることを特徴と
    する、請求項１〜４のいずれか記載の方法。
  6. 【請求項６】 鉄鉱石の還元のため、750 〜1050℃の温
    度に調節されることを特徴とする、請求項１〜５のいず
    れか記載の方法。
  7. 【請求項７】 混合チャンバー内の流動層の温度が、以
    下の工程、混合チャンバーの内面のライニングされた内
    面に対する冷却された面の比を変えること、冷却液を変
    えること、冷却液供給速度を変えること、鉱石供給速度
    を変えること、冷却もしくは加熱剤を加えることによっ
    て調節されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれ
    か記載の方法。
  8. 【請求項８】 請求項７に記載の工程のすべてを組み合
    わせることにより、いずれかの工程を組み合わせること
    により、又は１つの工程のみにより混合チャンバー内の
    温度が調節されることを特徴とする、請求項７記載の方
    法。
  9. 【請求項９】 混合チャンバーが還元気体、特に精錬還
    元容器からの廃棄ガス用の気体冷却器として用いられる
    ことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか記載の方
    法。
  10. 【請求項１０】 固体粒子と気体の懸濁物の生成物流密
    度が混合チャンバー内で10〜200kg/m3に、そして立ち上
    がりパイプ内でサイクロン前に２〜30kg/m3に調節され
    ていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか記載
    の方法。
  11. 【請求項１１】 熱気体が気体タービン燃焼機、気化機
    又は熱気体を形成する他の高温法より35〜80m/sec の気
    体速度で混合チャンバーに入れられ、固体粒子が４〜20
    0 μm の粒度及び4g/cm3未満の比重を有する固体粒子が
    流動層中に存在し、固体粒子が気体供給パイプへ逃げな
    いことを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか記載の
    方法。
  12. 【請求項１２】 流動層反応器が下流に混合チャンバ
    ー、立ち上がりパイプ及び混合チャンバーへの固体戻し
    パイプを有するサイクロンを含む流動層中の気体及び固
    体を処理する装置であって、混合チャンバーがガス供給
    パイプを有し、このガス供給パイプが１以上の直径に対
    する長さの比Ｌ／Ｄを有し、混合チャンバーが70°より
    小さい円錐角度を有する下部円錐容器部分を有すること
    を特徴とする装置。
  13. 【請求項１３】 混合チャンバーの下部円錐容器部分が
    45〜70°の傾斜の円錐角度を有することを特徴とする、
    請求項１２記載の装置。
  14. 【請求項１４】 混合チャンバーの金属外壁が完全に又
    は一部冷却されていることを特徴とする、請求項１２又
    は１３記載の装置。
  15. 【請求項１５】 混合チャンバーの内壁に完全に又は一
    部、単もしくは多層耐火性ライニングが提供されている
    ことを特徴とする、請求項１２〜１４のいずれか記載の
    装置。
  16. 【請求項１６】 混合チャンバーの気体入口に導入気体
    用の環状ノズルが備えられていることを特徴とする、請
    求項１２〜１５のいずれか記載の装置。
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