JP2829839B2 - 流動床反応器 - Google Patents
流動床反応器Info
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- bed reactor
- chamber
- particles
- gas
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
- F23C10/02—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed
- F23C10/04—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone
- F23C10/08—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases
- F23C10/10—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases the separation apparatus being located outside the combustion chamber
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
- B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
- B04C5/08—Vortex chamber constructions
- B04C5/103—Bodies or members, e.g. bulkheads, guides, in the vortex chamber
-
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- B04C5/14—Construction of the underflow ducting; Apex constructions; Discharge arrangements ; discharge through sidewall provided with a few slits or perforations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
- B04C5/20—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed with heating or cooling, e.g. quenching, means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
- B04C9/00—Combinations with other devices, e.g. fans, expansion chambers, diffusors, water locks
-
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J2900/00—Special arrangements for conducting or purifying combustion fumes; Treatment of fumes or ashes
- F23J2900/15026—Cyclone separators with horizontal axis
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
- Cyclones (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Incineration Of Waste (AREA)
- Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、流動床反応器に関
し、より詳細には、流動床反応器等において、燃料の燃
焼により発生した気体から固体粒子を分離するための水
平サイクロン分離器を含む流動床反応器に関する。
し、より詳細には、流動床反応器等において、燃料の燃
焼により発生した気体から固体粒子を分離するための水
平サイクロン分離器を含む流動床反応器に関する。
【０００２】
【従来の技術】典型的なサイクロン分離器は通常流動床
反応器と関連しており、垂直に向けられた、円筒形の渦
流室を含む。前記渦流室内には、分離された気体を上に
向かって運ぶための中心気体出口管が配置され、一方分
離された固体は漏斗状の分離器基部を通り、垂直管を経
て流動床に戻される。これらの垂直なサイクロン分離器
は大型であり、モジュール化及び容易な輸送と建造とを
可能にするコンパクトな装置の設計を不可能とする。よ
り大きな反応器には、適切な粒子の分離を提供するため
に、いくつかの垂直サイクロン分離器がしばしば必要と
なる。これらはサイズの問題を悪化させ、さらに、通常
操作効率の低下を伴う複雑な気体ダクトの配置を必要と
する。
反応器と関連しており、垂直に向けられた、円筒形の渦
流室を含む。前記渦流室内には、分離された気体を上に
向かって運ぶための中心気体出口管が配置され、一方分
離された固体は漏斗状の分離器基部を通り、垂直管を経
て流動床に戻される。これらの垂直なサイクロン分離器
は大型であり、モジュール化及び容易な輸送と建造とを
可能にするコンパクトな装置の設計を不可能とする。よ
り大きな反応器には、適切な粒子の分離を提供するため
に、いくつかの垂直サイクロン分離器がしばしば必要と
なる。これらはサイズの問題を悪化させ、さらに、通常
操作効率の低下を伴う複雑な気体ダクトの配置を必要と
する。
【０００３】水平に向けられた円筒形の渦流室を特徴と
し、上記の問題点の多くを解決する水平サイクロン分離
器は、例えば米国特許第５，１７４，７９９号明細書に
開示されるように構成されている。例えば、水平サイク
ロン分離器は、反応器の上部の内部に容易に形成され、
反応器の壁と一体化させることができ、慣用の分離器に
比べて大きさ、重量およびコストをずっと少なくする。
さらに、それらは建造が簡単になるよう、モジュール化
することができる。しかしながら、多くの知られた水平
サイクロン分離器は、特に、実質的に分離器の全長に延
長した、分離器の気体−固体混合物の入口に関して様々
な欠点を有している。この延長した長さのために、出口
を過ぎて壁上で回収された分離固体が、入ってくる気体
−固体混合物の流れ中で再同伴されてしまう。他の欠点
は、気体出口の反対に位置する垂直な端部壁が、分離固
体を前記壁から跳ねてしまい分離気体内に再同伴させて
しまうことである。
し、上記の問題点の多くを解決する水平サイクロン分離
器は、例えば米国特許第５，１７４，７９９号明細書に
開示されるように構成されている。例えば、水平サイク
ロン分離器は、反応器の上部の内部に容易に形成され、
反応器の壁と一体化させることができ、慣用の分離器に
比べて大きさ、重量およびコストをずっと少なくする。
さらに、それらは建造が簡単になるよう、モジュール化
することができる。しかしながら、多くの知られた水平
サイクロン分離器は、特に、実質的に分離器の全長に延
長した、分離器の気体−固体混合物の入口に関して様々
な欠点を有している。この延長した長さのために、出口
を過ぎて壁上で回収された分離固体が、入ってくる気体
−固体混合物の流れ中で再同伴されてしまう。他の欠点
は、気体出口の反対に位置する垂直な端部壁が、分離固
体を前記壁から跳ねてしまい分離気体内に再同伴させて
しまうことである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、分離された固体の分離気体流への再同伴を最小とす
る流動床反応器を提供することにある。
は、分離された固体の分離気体流への再同伴を最小とす
る流動床反応器を提供することにある。
【０００５】本発明のさらなる目的は、分離器の一部の
長さにわたり延長した入口を備えた流動床反応器を提供
することにある。
長さにわたり延長した入口を備えた流動床反応器を提供
することにある。
【０００６】本発明のさらなる目的は、気体出口の反対
に位置する垂直な端部壁に、固体が前記壁から分離気体
流に跳ねることを防ぐため輪形の固体ディフレクターが
設けられた上記の形式の流動床反応器を提供することに
ある。
に位置する垂直な端部壁に、固体が前記壁から分離気体
流に跳ねることを防ぐため輪形の固体ディフレクターが
設けられた上記の形式の流動床反応器を提供することに
ある。
【０００７】本発明のさらなる目的は、入ってくる気体
−固体混合物が渦流室へ接線方向に導かれる流動床反応
器を提供することにある。
−固体混合物が渦流室へ接線方向に導かれる流動床反応
器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】これらの、及び他の目的
を満たすために、本発明の流動床反応器は、流動床反応
器であって、燃料を含む固体粒子の流動床を受け入れる
ための容器と、二つの端壁と二つの対向壁とを形成する
態様で前記容器の壁を延長することによって前記容器の
上方部分に形成されるサイクロン分離器とを備え、前記
対向壁の少なくとも一つは概ね円筒状の渦流室を規定す
る湾曲部分を有し、前記流動床反応器は更に、前記容器
から、前記燃料粒子が遠心力によって前記気体から分離
される前記渦流室へと前記粒子と気体との混合物を導入
するために前記容器を前記渦流室に連結する入口開口
と、前記渦流室から前記気体を排出するために前記渦流
室と連通して前記端壁の一つを通って形成される出口開
口と、前記渦流室を前記流動床に連結して前記分離粒子
を通過させて前記流動床へ戻す通路と、前記一の端壁の
反対に位置する他の端壁に載置され、前記分離粒子が前
記他の端壁から跳ねて分離気体内に再同伴されるのを防
止するため前記室内へと延長する固体ディフレクターと
を備えることを特徴とする。
を満たすために、本発明の流動床反応器は、流動床反応
器であって、燃料を含む固体粒子の流動床を受け入れる
ための容器と、二つの端壁と二つの対向壁とを形成する
態様で前記容器の壁を延長することによって前記容器の
上方部分に形成されるサイクロン分離器とを備え、前記
対向壁の少なくとも一つは概ね円筒状の渦流室を規定す
る湾曲部分を有し、前記流動床反応器は更に、前記容器
から、前記燃料粒子が遠心力によって前記気体から分離
される前記渦流室へと前記粒子と気体との混合物を導入
するために前記容器を前記渦流室に連結する入口開口
と、前記渦流室から前記気体を排出するために前記渦流
室と連通して前記端壁の一つを通って形成される出口開
口と、前記渦流室を前記流動床に連結して前記分離粒子
を通過させて前記流動床へ戻す通路と、前記一の端壁の
反対に位置する他の端壁に載置され、前記分離粒子が前
記他の端壁から跳ねて分離気体内に再同伴されるのを防
止するため前記室内へと延長する固体ディフレクターと
を備えることを特徴とする。
【０００９】上記流動床反応器では、前記固体ディフレ
クターが前記室内に同軸的に整列し、且つ前記出口開口
と間隔をおいていることが望ましい。
クターが前記室内に同軸的に整列し、且つ前記出口開口
と間隔をおいていることが望ましい。
【００１０】上記記流動床反応器ではまた、前記混合物
を渦流室内へ接線方向に指向させるための入口通路を規
定するために前記入口開口に隣接する前記湾曲壁部分に
配設されるブッロクを更に備えることが望ましい。
を渦流室内へ接線方向に指向させるための入口通路を規
定するために前記入口開口に隣接する前記湾曲壁部分に
配設されるブッロクを更に備えることが望ましい。
【００１１】上記流動床反応器ではまた、前記入口開口
が前記渦流室の一部の長さにわたり延長することが望ま
しい。
が前記渦流室の一部の長さにわたり延長することが望ま
しい。
【００１２】上記流動床反応器ではまた、前記通路が、
前記二つの対向壁の間にこれらと実質的に平行に配設さ
れた各壁によって形成されることが望ましい。
前記二つの対向壁の間にこれらと実質的に平行に配設さ
れた各壁によって形成されることが望ましい。
【００１３】上記流動床反応器ではまた、分離気体を受
け入れるために前記室と共に延長する端部を有する出口
管を更に備えることが望ましい。
け入れるために前記室と共に延長する端部を有する出口
管を更に備えることが望ましい。
【００１４】本発明の別の流動床反応器は、流動床反応
器であって、燃料を含む固体粒子の流動床を受け入れる
ための容器と、二つの端壁と二つの対向壁とを形成する
態様で前記容器の壁を延長することによって前記容器の
上方部分に形成されるサイクロン分離器とを備え、前記
対向壁の少なくとも一つは概ね円筒状の渦流室を規定す
る湾曲部分を有し、前記流動床反応器は更に、前記容器
から、前記燃料粒子が遠心力によって前記気体から分離
される前記渦流室へと前記粒子と気体との混合物を導入
するために前記容器を前記渦流室に連結する入口開口
と、前記渦流室から前記気体を排出するために前記渦流
室と連通して前記端壁の一つを通って形成される出口開
口と、前記渦流室を前記流動床に連結して前記分離粒子
を通過させて前記流動床へ戻す通路と、前記一の端壁の
反対に位置する他の端壁に載置され、前記混合物を前記
渦流室内へ接線方向に指向させるための入口通路を規定
するために前記入口開口に隣接して配設されるブロック
とを備えることを特徴とする。
器であって、燃料を含む固体粒子の流動床を受け入れる
ための容器と、二つの端壁と二つの対向壁とを形成する
態様で前記容器の壁を延長することによって前記容器の
上方部分に形成されるサイクロン分離器とを備え、前記
対向壁の少なくとも一つは概ね円筒状の渦流室を規定す
る湾曲部分を有し、前記流動床反応器は更に、前記容器
から、前記燃料粒子が遠心力によって前記気体から分離
される前記渦流室へと前記粒子と気体との混合物を導入
するために前記容器を前記渦流室に連結する入口開口
と、前記渦流室から前記気体を排出するために前記渦流
室と連通して前記端壁の一つを通って形成される出口開
口と、前記渦流室を前記流動床に連結して前記分離粒子
を通過させて前記流動床へ戻す通路と、前記一の端壁の
反対に位置する他の端壁に載置され、前記混合物を前記
渦流室内へ接線方向に指向させるための入口通路を規定
するために前記入口開口に隣接して配設されるブロック
とを備えることを特徴とする。
【００１５】上記別の流動床反応器では、前記入口開口
が前記渦流室の一部の長さにわたり延長することが望ま
しい。
が前記渦流室の一部の長さにわたり延長することが望ま
しい。
【００１６】上記別の流動床反応器ではまた、前記通路
が、前記二つの対向壁の間にこれらと実質的に平行に配
設された各壁によって形成されることが望ましい。
が、前記二つの対向壁の間にこれらと実質的に平行に配
設された各壁によって形成されることが望ましい。
【００１７】上記別の流動床反応器ではまた、分離気体
を受け入れるために前記室と共に延長する端部を有する
出口管を更に備え、前記管は前記気体を前記室外に排出
するために前記出口開口を通って延長することが望まし
い。
を受け入れるために前記室と共に延長する端部を有する
出口管を更に備え、前記管は前記気体を前記室外に排出
するために前記出口開口を通って延長することが望まし
い。
【００１８】上記別の流動床反応器ではまた、前記入口
開口は前記湾曲壁部分を通って形成され、前記ブロック
は前記湾曲壁部分に配設されることが望ましい。
開口は前記湾曲壁部分を通って形成され、前記ブロック
は前記湾曲壁部分に配設されることが望ましい。
【００１９】本発明では、渦流室、及び前記渦流室と連
通し渦流室の一部の長さにわたり延長し燃焼の気体生成
物と気体に同伴された固体との混合物を受容する入口を
含む。
通し渦流室の一部の長さにわたり延長し燃焼の気体生成
物と気体に同伴された固体との混合物を受容する入口を
含む。
【００２０】一旦渦流室に入ると、前記固体は遠心作用
によって混合物から分離される。同軸的に配置された管
が部分的に前記室内に延長し、分離気体を分離器から出
させる。
によって混合物から分離される。同軸的に配置された管
が部分的に前記室内に延長し、分離気体を分離器から出
させる。
【００２１】輪形の固体ディフレクターが同軸的に配置
された管と反対に位置する垂直壁上に配置され、固体が
後部壁から分離器の中心部へ跳ねて分離気体流の通路に
入ることを防ぐ。分離された固体は、炉区域の下部に形
成されたトラフに落下し、固体を炉区域に戻す。
された管と反対に位置する垂直壁上に配置され、固体が
後部壁から分離器の中心部へ跳ねて分離気体流の通路に
入ることを防ぐ。分離された固体は、炉区域の下部に形
成されたトラフに落下し、固体を炉区域に戻す。
【００２２】
【実施例】図１〜４を参照すれば、参照番号１０は、本
発明の流動床反応器を一般的に示す。反応器１０は前面
壁１２、間隔をあけて平行な後面壁１４、および壁１２
と１４との間にそれらと間隔をあけて平行な関係で延長
する中間隔壁１６を含む。図１に示すとおり、第１及び
第２の側面壁１８及び２０は前面壁１２及び後面壁１４
に対し垂直に延長し、実質的に矩形の容器を形成する。
図２及び４に示すとおり、壁１２及び１４それぞれの上
部１２ａ及び１４ａ（二つの対向壁）は湾曲し互いに対
して延長し合い容器の屋根を設ける。前面壁１２及び隔
壁１６は、側面壁１８及び２０の対応する部分と共に炉
区域２２を形成する。
発明の流動床反応器を一般的に示す。反応器１０は前面
壁１２、間隔をあけて平行な後面壁１４、および壁１２
と１４との間にそれらと間隔をあけて平行な関係で延長
する中間隔壁１６を含む。図１に示すとおり、第１及び
第２の側面壁１８及び２０は前面壁１２及び後面壁１４
に対し垂直に延長し、実質的に矩形の容器を形成する。
図２及び４に示すとおり、壁１２及び１４それぞれの上
部１２ａ及び１４ａ（二つの対向壁）は湾曲し互いに対
して延長し合い容器の屋根を設ける。前面壁１２及び隔
壁１６は、側面壁１８及び２０の対応する部分と共に炉
区域２２を形成する。
【００２３】壁１２、１４、隔壁１６、及び側面壁１
８、２０はそれぞれ、複数の垂直に配置された管２３
（図１）で形成される。前記管は、垂直に配置された細
長い棒又はフィンによって相互に連結され、連接した気
密構造を形成する。この形式の構造は慣用であるので、
これ以上詳細には説明されない。
８、２０はそれぞれ、複数の垂直に配置された管２３
（図１）で形成される。前記管は、垂直に配置された細
長い棒又はフィンによって相互に連結され、連接した気
密構造を形成する。この形式の構造は慣用であるので、
これ以上詳細には説明されない。
【００２４】図示されていないが、管２３を経て水、蒸
気、及び／又は水と蒸気との混合物（以下、「流体」と
称す）を通し前記流体を蒸気タービンの稼働等の仕事を
実行するために使用できる程度に加熱するための、慣用
の流回路が供給される。この目的で、ヘッダー（図示せ
ず）が壁１２及び１４の上下の端部に連結されそれぞれ
の壁を形成する管２３に流体を導入し、及び管２３から
流体を受け取る。下降管は蒸気ドラム（図示せず）をヘ
ッダーに分枝導管によって連結し、流体をドラムからヘ
ッダーに通す。導管（図示せず）は上部ヘッダーを蒸気
ドラムに連結し、流体をヘッダーからドラムに戻す。前
記流回路は隔壁１６及び側面壁１８、２０にも設けられ
る。また反応器１０は、反応器１０からの熱の伝導を向
上させるための追加の流回路を備えることができること
が理解される。この形式の流回路はよく知られているの
で、図中には示さず、またこれ以上詳細に説明しない。
気、及び／又は水と蒸気との混合物（以下、「流体」と
称す）を通し前記流体を蒸気タービンの稼働等の仕事を
実行するために使用できる程度に加熱するための、慣用
の流回路が供給される。この目的で、ヘッダー（図示せ
ず）が壁１２及び１４の上下の端部に連結されそれぞれ
の壁を形成する管２３に流体を導入し、及び管２３から
流体を受け取る。下降管は蒸気ドラム（図示せず）をヘ
ッダーに分枝導管によって連結し、流体をドラムからヘ
ッダーに通す。導管（図示せず）は上部ヘッダーを蒸気
ドラムに連結し、流体をヘッダーからドラムに戻す。前
記流回路は隔壁１６及び側面壁１８、２０にも設けられ
る。また反応器１０は、反応器１０からの熱の伝導を向
上させるための追加の流回路を備えることができること
が理解される。この形式の流回路はよく知られているの
で、図中には示さず、またこれ以上詳細に説明しない。
【００２５】穿孔された空気分配器板２４は炉区域２２
の下部に適宜支承され、板２４の下に延長したプレナム
室２６を規定する。適切な供給源からの空気が強制通風
ブロワー等の慣用の手段によりプレナム室２６に導入さ
れる。プレナム室２６を経て導入される空気は空気分配
器板２４を通して上方向に向かって通る。空気は必要に
応じて空気予熱器によって予熱することができ、必要に
応じて空気調節ダンパーによって適宜制御することもで
きる。
の下部に適宜支承され、板２４の下に延長したプレナム
室２６を規定する。適切な供給源からの空気が強制通風
ブロワー等の慣用の手段によりプレナム室２６に導入さ
れる。プレナム室２６を経て導入される空気は空気分配
器板２４を通して上方向に向かって通る。空気は必要に
応じて空気予熱器によって予熱することができ、必要に
応じて空気調節ダンパーによって適宜制御することもで
きる。
【００２６】空気分配器板２４は、一般的には粉砕した
石炭と、石灰石又はドロマイトとからなる粒状燃料材料
の床を支持するよう適合される。粒状燃料を炉区域２２
に導入するため燃料分配管２７（図２及び４）が前面壁
１２を通って延長している。必要に応じて粒状燃料材料
及び／又は追加の粒状燃料材料を炉区域に分配するため
他の管を壁１２、１８及び２０と関連させることができ
ることが理解される。ドレンパイプは空気分配器板２４
の開口と整合し、プレナム室２６を通って、消費された
燃料及び吸着剤材料を炉区域２２から外部の装置に排出
するために延長していることが理解される。
石炭と、石灰石又はドロマイトとからなる粒状燃料材料
の床を支持するよう適合される。粒状燃料を炉区域２２
に導入するため燃料分配管２７（図２及び４）が前面壁
１２を通って延長している。必要に応じて粒状燃料材料
及び／又は追加の粒状燃料材料を炉区域に分配するため
他の管を壁１２、１８及び２０と関連させることができ
ることが理解される。ドレンパイプは空気分配器板２４
の開口と整合し、プレナム室２６を通って、消費された
燃料及び吸着剤材料を炉区域２２から外部の装置に排出
するために延長していることが理解される。
【００２７】参照番号２８で一般的に示される水平サイ
クロン分離器は、反応器１０により形成される容器の上
部に設けられる。分離器２８は、後述する態様で気体と
粒子との混合物から固体粒子を分離するための、水平に
配置された渦流室３０を含む。
クロン分離器は、反応器１０により形成される容器の上
部に設けられる。分離器２８は、後述する態様で気体と
粒子との混合物から固体粒子を分離するための、水平に
配置された渦流室３０を含む。
【００２８】渦流室３０は概ね円筒形で、前面壁１２及
び後面壁１４それぞれの上部の湾曲した部分１２ａ及び
１４ａと、湾曲した壁部分１２ａに向かって湾曲し、壁
部分１２ａと連結された隔壁１６の上部１６ａとにより
規定される。隔壁１６の上部１６ａに形成された細長い
開口は、炉区域２２及び渦流室３０の一部分の長さにわ
たり延長した入口３２を規定する。隔壁１６と壁１４と
の垂直な部分は、渦流室３０の下部から分配器板２４の
直ぐ上の領域まで延長する出口トラフ３４（通路）を規
定する。壁１４と隔壁１６とはまた角度をつけて延長す
る直線部分１４ｂと１６ｂとをそれぞれ含み、渦流室３
０の全長に延長する水平の方向に向けられた漏斗３５を
規定する。漏斗３５は、渦流室３０からの分離された固
体を出口トラフ３４に導く。
び後面壁１４それぞれの上部の湾曲した部分１２ａ及び
１４ａと、湾曲した壁部分１２ａに向かって湾曲し、壁
部分１２ａと連結された隔壁１６の上部１６ａとにより
規定される。隔壁１６の上部１６ａに形成された細長い
開口は、炉区域２２及び渦流室３０の一部分の長さにわ
たり延長した入口３２を規定する。隔壁１６と壁１４と
の垂直な部分は、渦流室３０の下部から分配器板２４の
直ぐ上の領域まで延長する出口トラフ３４（通路）を規
定する。壁１４と隔壁１６とはまた角度をつけて延長す
る直線部分１４ｂと１６ｂとをそれぞれ含み、渦流室３
０の全長に延長する水平の方向に向けられた漏斗３５を
規定する。漏斗３５は、渦流室３０からの分離された固
体を出口トラフ３４に導く。
【００２９】端面３３ａ及び３３ｂ（図１）、側面３３
ｃおよび３３ｄ、上面３３ｅ、及び下面３３ｆを備えた
固体のブロック３３は、炉区域２２内に配置され、図２
及び４に示す通り、ブロックの側面３３ｄと上面３３ｅ
とを隔壁１６の壁部分１６ｂと１６ａとにそれぞれ嵌合
して隔壁１６に載置される。ブロック３３の側面３３ｃ
は入口３２の直ぐ下に位置し、壁１２と平行であり、壁
１２及び側面壁２０（一の端壁）と共に、実質的に断面
が矩形で、入口３２と整合して、同伴された固体と気体
の流れを実質的に接線方向に分離器２８へ導く直線の通
路を規定する。
ｃおよび３３ｄ、上面３３ｅ、及び下面３３ｆを備えた
固体のブロック３３は、炉区域２２内に配置され、図２
及び４に示す通り、ブロックの側面３３ｄと上面３３ｅ
とを隔壁１６の壁部分１６ｂと１６ａとにそれぞれ嵌合
して隔壁１６に載置される。ブロック３３の側面３３ｃ
は入口３２の直ぐ下に位置し、壁１２と平行であり、壁
１２及び側面壁２０（一の端壁）と共に、実質的に断面
が矩形で、入口３２と整合して、同伴された固体と気体
の流れを実質的に接線方向に分離器２８へ導く直線の通
路を規定する。
【００３０】中央の開口管３６は側面壁２０を貫通して
延長し、図１に見られるように入口３２の直ぐ上方に延
長する第１の部分３６ａと、側面壁２０から外側に突出
する第２の部分３６ｂを備える。
延長し、図１に見られるように入口３２の直ぐ上方に延
長する第１の部分３６ａと、側面壁２０から外側に突出
する第２の部分３６ｂを備える。
【００３１】概ね輪形であり、外側の環状フランジ３９
（図１及び３）を備えた固体ディフレクター３８は壁１
８（他の端壁）から内方へ延長し、前記壁と慣用の態様
で連結される。開口、即ちスロット３８ａは、ディフレ
クター３８の下部に規定され、分離された固体を漏斗３
５及び出口トラフ３４へ導く。
（図１及び３）を備えた固体ディフレクター３８は壁１
８（他の端壁）から内方へ延長し、前記壁と慣用の態様
で連結される。開口、即ちスロット３８ａは、ディフレ
クター３８の下部に規定され、分離された固体を漏斗３
５及び出口トラフ３４へ導く。
【００３２】操作において、粒状燃料材料は、分配管２
７から空気分配器板２４に導入され、着火バーナー（図
示せず）等によって点火される。必要であれば、吸着材
料等の追加の材料を他の分配装置を通して炉区域２２の
内部に導入することができる。
７から空気分配器板２４に導入され、着火バーナー（図
示せず）等によって点火される。必要であれば、吸着材
料等の追加の材料を他の分配装置を通して炉区域２２の
内部に導入することができる。
【００３３】高圧高速の燃焼支持空気が、プレナム室２
６から空気分配器板２４を通して、床内の比較的細かい
粒子の自由落下速度より大きく、且つ比較的粗い粒子の
自由落下速度より小さい速度で導入される。かくして微
粒子の一部が同伴され、空気と燃焼ガスとによって空気
圧により運ばれる。同伴された粒子と気体との混合物は
炉区域２２内を上方向に上昇し、ブロック３３と壁１
２、２０の対応する部分とによって入口３２を経て渦流
室３０へ、実質的に渦流室３０の接線方向に導かれ、そ
れにより同伴された粒子と気体との混合物は前記室内を
渦巻く。同伴された固体粒子は遠心力により、渦流室３
０を形成する壁１２及び１４と隔壁１６とのそれぞれの
上部１２ａ、１４ａ、及び１６ａの内面に向かって推進
され、そこで固体粒子が集まり、気体と分離される。そ
の後分離された粒子は重力によって下に向かって、漏斗
３５及び出口トラフ３４に落下する。隔壁１６は、分配
器板２４に支持された燃料床内に充分延長し、それによ
り前記粒子は必要に応じて出口トラフ３４から炉区域２
２へ流れることができ、一方で炉区域２２からの高圧気
体の逆流が封じられる。螺旋状の流れにより形成された
圧力の変化は、渦流室３０の中心軸に沿って集中した分
離気体を、管３６の入口開口で形成された低圧領域へ強
制する。かくして清浄な気体が管３６を通り、出口開口
を経て、直接熱回収区域又は他の外部装置に排出され
る。
６から空気分配器板２４を通して、床内の比較的細かい
粒子の自由落下速度より大きく、且つ比較的粗い粒子の
自由落下速度より小さい速度で導入される。かくして微
粒子の一部が同伴され、空気と燃焼ガスとによって空気
圧により運ばれる。同伴された粒子と気体との混合物は
炉区域２２内を上方向に上昇し、ブロック３３と壁１
２、２０の対応する部分とによって入口３２を経て渦流
室３０へ、実質的に渦流室３０の接線方向に導かれ、そ
れにより同伴された粒子と気体との混合物は前記室内を
渦巻く。同伴された固体粒子は遠心力により、渦流室３
０を形成する壁１２及び１４と隔壁１６とのそれぞれの
上部１２ａ、１４ａ、及び１６ａの内面に向かって推進
され、そこで固体粒子が集まり、気体と分離される。そ
の後分離された粒子は重力によって下に向かって、漏斗
３５及び出口トラフ３４に落下する。隔壁１６は、分配
器板２４に支持された燃料床内に充分延長し、それによ
り前記粒子は必要に応じて出口トラフ３４から炉区域２
２へ流れることができ、一方で炉区域２２からの高圧気
体の逆流が封じられる。螺旋状の流れにより形成された
圧力の変化は、渦流室３０の中心軸に沿って集中した分
離気体を、管３６の入口開口で形成された低圧領域へ強
制する。かくして清浄な気体が管３６を通り、出口開口
を経て、直接熱回収区域又は他の外部装置に排出され
る。
【００３４】下に向かって導かれた水供給管を通って、
前述したように壁１２、１４、１８、２０及び隔壁１６
を形成する管を通り水が装置に導入される。流動床、ガ
ス柱、及び運ばれた固体からの熱が水の一部分を蒸気に
変換し、水と蒸気との混合物が管内を上昇し、一組の上
側のヘッダーに集まり、蒸気ドラムに運ばれる。前記蒸
気と水とは蒸気ドラム内で慣用の態様により分離され、
慣用の外部装置に通される。好ましくは本質的に垂直な
管を有する隔壁の形状をした他の冷却面を、炉区域２２
内で用いることができる。
前述したように壁１２、１４、１８、２０及び隔壁１６
を形成する管を通り水が装置に導入される。流動床、ガ
ス柱、及び運ばれた固体からの熱が水の一部分を蒸気に
変換し、水と蒸気との混合物が管内を上昇し、一組の上
側のヘッダーに集まり、蒸気ドラムに運ばれる。前記蒸
気と水とは蒸気ドラム内で慣用の態様により分離され、
慣用の外部装置に通される。好ましくは本質的に垂直な
管を有する隔壁の形状をした他の冷却面を、炉区域２２
内で用いることができる。
【００３５】かくして本発明の反応器がいくつかの利点
を提供することがわかる。例えば、反応器１０の上部に
おいて一体化された水平サイクロン分離器に、炉区域２
２の燃料床と直接連結された出口トラフ３４を設けるこ
とは、同伴された粒子の分離と炉区域へのリサイクルと
を許容し、一方比較的大型で高価な垂直サイクロン分離
器を不要とする。また、気体−固体混合物は、炉区域の
一部分の長さにわたり延長した入口３２を通って、概ね
接線方向に渦流室３０に入るので、不必要なバッフル、
管、及び／又はダクトによる顕著な方向転換を伴わな
い。また、入口３２は分離器２８の一部分の長さのみに
わたり延長するので、渦流室３０内の分離された固体が
流入気体−固体混合物と出会うことを防ぐ。さらに、輪
形の固体ディフレクター３８は固体が後面壁１４からガ
ス出口４２へ向かって回転する排出ガスの渦流に跳ねる
ことを防ぐ。さらに、中心管３６はよく規定された渦流
室３０内の循環を促進し、それによって、充分な遠心力
を提供し、地球の重力によって発生する加速の逆行に対
抗する。さらに、管３６の外側部分３６ｂは渦流室３０
の端部の直ぐ後ろに設けられ、熱く清浄な気体が、追加
の管や複雑なダクトの配置の必要なしに、直接速やかに
外部装置に運ばれる。
を提供することがわかる。例えば、反応器１０の上部に
おいて一体化された水平サイクロン分離器に、炉区域２
２の燃料床と直接連結された出口トラフ３４を設けるこ
とは、同伴された粒子の分離と炉区域へのリサイクルと
を許容し、一方比較的大型で高価な垂直サイクロン分離
器を不要とする。また、気体−固体混合物は、炉区域の
一部分の長さにわたり延長した入口３２を通って、概ね
接線方向に渦流室３０に入るので、不必要なバッフル、
管、及び／又はダクトによる顕著な方向転換を伴わな
い。また、入口３２は分離器２８の一部分の長さのみに
わたり延長するので、渦流室３０内の分離された固体が
流入気体−固体混合物と出会うことを防ぐ。さらに、輪
形の固体ディフレクター３８は固体が後面壁１４からガ
ス出口４２へ向かって回転する排出ガスの渦流に跳ねる
ことを防ぐ。さらに、中心管３６はよく規定された渦流
室３０内の循環を促進し、それによって、充分な遠心力
を提供し、地球の重力によって発生する加速の逆行に対
抗する。さらに、管３６の外側部分３６ｂは渦流室３０
の端部の直ぐ後ろに設けられ、熱く清浄な気体が、追加
の管や複雑なダクトの配置の必要なしに、直接速やかに
外部装置に運ばれる。
【００３６】本発明の範囲内において、前記のものに改
変を加えることができることが理解される。例えば、反
応器１０の容器の壁は、その上部で前記炉区域と連通す
る１つ以上の水平サイクロン分離器に適合するように構
成を変更することができる。また、ヘッダーと流回路と
が説明されたが、本発明に関連して、いかなる他の適切
なヘッダーと流回路との配置も用いることができること
が理解されるべきである。
変を加えることができることが理解される。例えば、反
応器１０の容器の壁は、その上部で前記炉区域と連通す
る１つ以上の水平サイクロン分離器に適合するように構
成を変更することができる。また、ヘッダーと流回路と
が説明されたが、本発明に関連して、いかなる他の適切
なヘッダーと流回路との配置も用いることができること
が理解されるべきである。
【００３７】前記開示において、ある程度の修正、変
更、および置換が意図され、いくつかの例において本発
明のいくつかの特徴が対応する他の特徴を使用すること
なく用いられる。従って、添付された請求項は広く且つ
本発明の範囲と一致した態様で解釈されるのが適当であ
る。
更、および置換が意図され、いくつかの例において本発
明のいくつかの特徴が対応する他の特徴を使用すること
なく用いられる。従って、添付された請求項は広く且つ
本発明の範囲と一致した態様で解釈されるのが適当であ
る。
【図１】図１は、本発明の、水平分離器を含む流動床反
応器の斜視概略図である。
応器の斜視概略図である。
【図２】図２は、図１の線２−２に沿った断面図であ
る。
る。
【図３】図３は、図１の線３−３に沿った断面図であ
る。
る。
【図４】図４は、図１の線４−４に沿った断面図であ
る。
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−134346（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−2863（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B04C 5/00 - 11/00 B01J 8/24 F23C 11/02 F23J 3/04
Claims (11)
- 【請求項１】 流動床反応器であって、燃料を含む固体
粒子の流動床を受け入れるための容器と、二つの端壁と
二つの対向壁とを形成する態様で前記容器の壁を延長す
ることによって前記容器の上方部分に形成されるサイク
ロン分離器とを備え、前記対向壁の少なくとも一つは概
ね円筒状の渦流室を規定する湾曲部分を有し、前記流動
床反応器は更に、前記容器から、前記燃料粒子が遠心力
によって前記気体から分離される前記渦流室へと前記粒
子と気体との混合物を導入するために前記容器を前記渦
流室に連結する入口開口と、前記渦流室から前記気体を
排出するために前記渦流室と連通して前記端壁の一つを
通って形成される出口開口と、前記渦流室を前記流動床
に連結して前記分離粒子を通過させて前記流動床へ戻す
通路と、前記一の端壁の反対に位置する他の端壁に載置
され、前記分離粒子が前記他の端壁から跳ねて分離気体
内に再同伴されるのを防止するため前記室内へと延長す
る固体ディフレクターとを備えることを特徴とする流動
床反応器。 - 【請求項２】 前記固体ディフレクターが前記室内に同
軸的に整列し、且つ前記出口開口と間隔をおいている請
求項１記載の流動床反応器。 - 【請求項３】 前記混合物を渦流室内へ接線方向に指向
させるための入口通路を規定するために前記入口開口に
隣接する前記湾曲壁部分に配設されるブッロクを更に備
える請求項１記載の流動床反応器。 - 【請求項４】前記入口開口が前記渦流室の一部の長さに
わたり延長する請求項１記載の流動床反応器。 - 【請求項５】 前記通路が、前記二つの対向壁の間にこ
れらと実質的に平行に配設された各壁によって形成され
る請求項１記載の流動床反応器。 - 【請求項６】 分離気体を受け入れるために前記室と共
に延長する端部を有する出口管を更に備え、前記管は前
記気体を前記室外に排出するために前記出口開口を通っ
て延長する請求項１記載の流動床反応器。 - 【請求項７】 流動床反応器であって、燃料を含む固体
粒子の流動床を受け入れるための容器と、二つの端壁と
二つの対向壁とを形成する態様で前記容器の 壁を延長す
ることによって前記容器の上方部分に形成されるサイク
ロン分離器とを備え、前記対向壁の少なくとも一つは概
ね円筒状の渦流室を規定する湾曲部分を有し、前記流動
床反応器は更に、前記容器から、前記燃料粒子が遠心力
によって前記気体から分離される前記渦流室へと前記粒
子と気体との混合物を導入するために前記容器を前記渦
流室に連結する入口開口と、前記渦流室から前記気体を
排出するために前記渦流室と連通して前記端壁の一つを
通って形成される出口開口と、前記渦流室を前記流動床
に連結して前記分離粒子を通過させて前記流動床へ戻す
通路と、前記一の端壁の反対に位置する他の端壁に載置
され、前記混合物を前記渦流室内へ接線方向に指向させ
るための入口通路を規定するために前記入口開口に隣接
して配設されるブロックとを備えることを特徴とする流
動床反応器。 - 【請求項８】前記入口開口が前記渦流室の一部の長さに
わたり延長する請求項７記載の流動床反応器。 - 【請求項９】 前記通路が、前記二つの対向壁の間にこ
れらと実質的に平行に配設された各壁によって形成され
る請求項７記載の流動床反応器。 - 【請求項１０】 分離気体を受け入れるために前記室と
共に延長する端部を有する出口管を更に備え、前記管は
前記気体を前記室外に排出するために前記出口開口を通
って延長する請求項７記載の流動床反応器。 - 【請求項１１】 前記入口開口は前記湾曲壁部分を通っ
て形成され、前記ブロックは前記湾曲壁部分に配設され
る請求項７記載の流動床反応器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/288,864 US6245300B1 (en) | 1994-08-11 | 1994-08-11 | Horizontal cyclone separator for a fluidized bed reactor |
| US08/288,864 | 1994-08-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0857354A JPH0857354A (ja) | 1996-03-05 |
| JP2829839B2 true JP2829839B2 (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=23109011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7203089A Expired - Lifetime JP2829839B2 (ja) | 1994-08-11 | 1995-08-09 | 流動床反応器 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6245300B1 (ja) |
| EP (1) | EP0700728B1 (ja) |
| JP (1) | JP2829839B2 (ja) |
| CA (1) | CA2153866A1 (ja) |
| DE (1) | DE69509326T2 (ja) |
| ES (1) | ES2131770T3 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI107435B (fi) * | 1996-11-19 | 2001-08-15 | Foster Wheeler Energia Oy | Keskipakoerotinlaitteisto ja menetelmä hiukkasten erottamiseksi leijupetireaktorin kuumista kaasuista |
| CN101514811B (zh) * | 2009-03-17 | 2011-12-07 | 西安交通大学 | 无夹廊角管全膜式壁循环流化床锅炉 |
| CN101666493B (zh) * | 2009-08-28 | 2011-05-11 | 无锡海源重工股份有限公司 | 一种工业循环流化床锅炉的卧式旋风分离器 |
| US8703063B2 (en) * | 2010-06-21 | 2014-04-22 | Chevron Phillips Chemical Company Lp | System and method for closed relief of a polyolefin loop reactor system |
| AT512151B1 (de) * | 2012-05-24 | 2013-06-15 | A Tec Holding Gmbh | Vorrichtung zum Abtrennen von Stoffen aus einem Medium |
| CN102759095B (zh) * | 2012-07-27 | 2016-03-02 | 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 | 亚临界300mw锅炉水冷壁上升管及引出方法 |
| CN103398375B (zh) * | 2013-07-01 | 2016-01-13 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 带有耐磨靶区及导向装置的循环流化床锅炉旋风分离器 |
| US9865852B2 (en) | 2015-06-25 | 2018-01-09 | Tesla, Inc. | Energy storage container with vortex separator |
| CN106622699B (zh) * | 2016-12-14 | 2018-11-13 | 扬州科润德机械有限公司 | 一种卧式旋风分离装置 |
| CN107344039A (zh) * | 2017-08-22 | 2017-11-14 | 浙江科技学院 | 一种连接下行床的气固分离系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE845147C (de) * | 1951-02-17 | 1952-07-28 | Walther & Cie Ag | Einrichtung bei zylindrischen Fliehkraft-Abscheidezellen zur Beeinflussung der Wirbelachse |
| US2888096A (en) * | 1955-06-22 | 1959-05-26 | Shell Dev | Horizontal centrifugal separator |
| JPS562863A (en) * | 1979-06-18 | 1981-01-13 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Dust collector |
| US4285142A (en) * | 1979-08-27 | 1981-08-25 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Suspension type heat exchanger |
| US5171542A (en) * | 1984-03-20 | 1992-12-15 | A. Ahlstrom Corporation | Circulating fluidized bed reactor |
| DE3414344A1 (de) * | 1984-04-16 | 1985-10-24 | Gebrüder Bühler AG, Uzwil | Fliehkraftabscheider |
| US4900516A (en) * | 1984-06-01 | 1990-02-13 | A. Ahlstrom Corporation | Fluidized bed reactor |
| FI842202A0 (fi) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | Ahlstroem Oy | Anordning foer avskiljning av fast material i reaktor med cirkulerande baedd. |
| US4731228A (en) * | 1986-06-16 | 1988-03-15 | Shell Oil Company | Reactor and horizontal cyclone separator with primary mass flow and secondary centrifugal separation of solid and fluid phases |
| US4732113A (en) | 1987-03-09 | 1988-03-22 | A. Ahlstrom Corporation | Particle separator |
| GB8805755D0 (en) * | 1988-03-10 | 1988-04-07 | Shell Int Research | Apparatus for separation of solids from mixture of solids & fluid |
| US5174799A (en) * | 1990-04-06 | 1992-12-29 | Foster Wheeler Energy Corporation | Horizontal cyclone separator for a fluidized bed reactor |
| US5207805A (en) * | 1991-01-11 | 1993-05-04 | Emtrol Corporation | Cyclone separator system |
| BR9102123A (pt) * | 1991-05-24 | 1992-04-28 | Serrana Sa De Mineracao | Ciclone separador de po tipo single loop |
| US5226936A (en) * | 1991-11-21 | 1993-07-13 | Foster Wheeler Energy Corporation | Water-cooled cyclone separator |
| US5362379A (en) * | 1991-12-27 | 1994-11-08 | Amoco Corporation | Open-bottomed cyclone with gas inlet tube and method |
-
1994
- 1994-08-11 US US08/288,864 patent/US6245300B1/en not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-07-13 CA CA002153866A patent/CA2153866A1/en not_active Abandoned
- 1995-07-28 EP EP95305298A patent/EP0700728B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-07-28 DE DE69509326T patent/DE69509326T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-07-28 ES ES95305298T patent/ES2131770T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1995-08-09 JP JP7203089A patent/JP2829839B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| EP0700728B1 (en) | 1999-04-28 |
| DE69509326D1 (de) | 1999-06-02 |
| JPH0857354A (ja) | 1996-03-05 |
| ES2131770T3 (es) | 1999-08-01 |
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