JP3258668B2 - 流動床燃焼器／ガス化装置と組合わされた流動床組立体 - Google Patents

流動床燃焼器／ガス化装置と組合わされた流動床組立体

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    • F22B31/0007—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F23J2900/01002—Cooling of ashes from the combustion chamber by indirect heat exchangers

Description

【発明の詳細な説明】 発明の属する技術分野 本発明は、少なくとも第１および第２流動床チャンバ
（室）を備え、各チャンバが、側壁と、流動化ガスを該
チャンバに導入する手段を有する底部とを具備する流動
床組立体に関するものである。また、本発明は、冷却器
チャンバの内部空間を画成する壁と、流動化ガスを冷却
器チャンバに導入する手段を有する底部とを具備する流
動床冷却器に関する。このような冷却器では、微細固体
物質が流動状態で冷却される。
本発明はまた、少なくとも二つの流動床チャンバを含
み、それらのチャンバを分割する流れの平均化装置を用
い、また流動床の固体粒子から熱を抽出するようになさ
れたチャンバ冷却器のような流動床装置において、固体
粒状物質を処理する方法に関するものである。
従来の技術 循環する物質を別体流動床冷却器中で或るレベルにま
で冷却する場合のように、固体粒状物質を一方のチャン
バから他方のチャンバへ送ることが必要になる幾つかの
状況が流動床反応装置（例えば、循環式流動床の燃焼器
またはガス化装置、または循環式流動床のガス冷却器／
固体物質予熱器）にある。例えば、処理工程から灰を排
出してさらに他の処理工程へ搬送する間にその灰が処理
されるような場合には、灰の温度に或る温度制限を設定
することが必要である。すなわち、さらに追加処理を行
う前にその灰を冷却しなければならない。このような処
理は、熱を回収することによって流動床組立体からの熱
損失を最小限に抑え、反応装置の効率を向上させる。
米国特許第5218932号は、流動床反応装置およびその
作動方法を開示しており、燃料を含む粒状物質からなる
流動床が炉部分に形成される。回収装置（stripper）／
冷却器が炉部分に隣接配置されて、炉部分から粒状物質
を受取るようになっている。粒状物質は、最初に回収部
分に至り、回収部分では、十分な流速の空気が粒状物質
に対して供給され、粒状物質中の比較的微細な粒子が空
気流に載せられる。間隔を置いた複数のバッフル（隔
壁）部材が回収部分に配置されており、空気流に含まれ
る粒子に使用してそれらの粒子を空気流から分離する。
回収部分の粒状物質は冷却部分へ送られ、冷却部分では
粒状物質が冷却されるとともに、十分な流速の空気が粒
状物質に対して供給され、粒状物質中の比較的微細な粒
子が空気流に載せられる。間隔を置いた複数の第二のバ
ッフル部材が冷却部分に配置されており、空気流に含ま
れる粒子に作用してそれらの粒子を空気流から分離す
る。粒状物質を反応装置から除去するために、ドレンパ
イプが冷却部分に連通接続されている。冷却部分は隔壁
によって幾つかの部分に分割されており、これらの隔壁
は相対する下側隅部に開口を有し、流動化された粒状物
質が次の部分へ移動できるようになっている。この構造
では、冷却部分において粒状物質を十分に混合できな
い。
ASEM1993第２巻第985〜990頁の「流動床の燃焼」にお
けるバーデマン・コード,C.氏およびワーサー・ジョア
チム氏の論文「工業規模の流動床熱交換器における固体
物質の流動パターンおよび熱伝達」は、循環式流動床
（CFB）反応装置と連結された流動床熱交換器（FBHE）
を開示している。この流動床熱交換器は、固体隔壁によ
って分離された幾つかのチャンバで形成されることが示
唆されている。連続する複数のチャンバへの固体物質の
移動は、固体物質が溢流（オーバーフロー）して行われ
るように設計されている。この構造でも、固体物質の混
合は不十分である。
ASEM1993第２巻第1325〜1311頁の「流動床の燃焼」に
おけるモドラック・トーマス,M.氏、ヘンシェル・ケイ,
J.氏、カーマイン・ガグリアージ,R,氏およびディッカ
ー・ジョン,M.氏の論文「流動床灰の冷却と除去装置」
は、下側死角に開口を備えて固体物質を次の部分へ送込
むようになされた隔壁によってチャンバが幾つかの部分
に分割された流動床灰冷却器（FBAC）を開示している。
発明が解決しようとする課題 前記のような構造では、固体物質の混合が不十分なこ
とが判っている。また、このような構造には冷却器の熱
伝達効率を阻害する死空間すなわち死角が残り易く、不
要空間と材料の浪費が生じる。
課題を解決するための手段 本発明によれば、前記の欠点が解消され、流動床反応
装置に係わる固体物質の効果的な冷却を行うようになさ
れた流動床装置における固体物質の処理方法および装置
が提供される。
本願において、「多数の固体物質の流れ」という用語
は、移動方向において等しい流速プロフィール（分布）
を有する固体物質の移動に近づくような流動化された固
体物質の移動を示している。
本発明の第一の観点によれば、共に底部と側壁を有す
る第１および第２流動床チャンバを含む流動床組立体が
提供される。流動床組立体は、第１および第２流動床チ
ャンバの各底部に流動化ガスを導入してチャンバ内の粒
状物質を流動化させるための手段（例えば、従来の格
子、風箱など）を有する。また、流れの平均化装置が第
１および第２流動床チャンバを分離し、流れの平均化装
置は、その近傍で、チャンバ内に死空間または死角が生
じないように、第１流動床チャンバから第２流動床チャ
ンバへ向う実質的に均一な粒状物質の流れを形成する。
第１および第２流動床チャンバのうちの少なくとも一
つは流動床に埋設された熱交換手段と、流動床チャンバ
からガスを排出する手段とを含むことが好ましい。必要
に応じて、第１および第２チャンバの一方のみ、または
両方が熱交換手段を含むことができる。熱交換手段とし
ては、例えば蒸発器、蒸気過熱または再加熱装置、また
は給送水あるいは空気を予熱する熱交換器を挙げること
ができる。
本発明の別の観点によれば、固体物質の流れの平均化
装置は、互いに予め定められた距離を置いた少なくとも
二つの別個の開口を有するバリヤ（障壁部材）を含み、
このバリヤは、その位置において流動床チャンバの横断
面積の30％未満の開放面積を有することが好ましい。驚
くべき知見は、固体物質の流れの平均化装置が互いに間
隔を置いた二つの別個の開口を有する壁などを含み、開
口間の距離が最短で壁の全面積の平方根の10〜50％であ
るときに、また開口が流動床チャンバの横断面積の30％
未満の開放面積を有するときに、有利な結果が得られる
ことである。以下のようにして開口の最適化を行い得
る。すなわち、文字Ｎが開口の数を示すとき（Ｎは２を
超える整数である）、壁表面積の平方根の1/N〜1/2にな
るように開口間の距離を定めるのが好ましい。
本発明のさらに別の観点によれば、固体物質の流れの
平均化装置は、実質的に等しい間隔を置いて設けた複数
の開口を有する壁等を含む。この壁は、実質的に等しい
間隔を置いて設けた複数の開口を有する目打ち壁であっ
てよい。開口の最大径は50mm未満にすることが好まし
い。
また固体物質の流れの平均化装置の幾つかの状況にお
いては、周辺および開口の位置に幅0.1mの境界領域を有
する壁などを含むことが有利である。
流れの平均化装置は、第１および第２流動床チャンバ
間の境界にバリヤを含むことが好ましい。このバリヤ
は、少なくとも二つの開口、好ましくは実質的に均等な
間隔を置いた複数の開口を有し、死空間すなわち死点の
形成が回避されるようになされる。バリヤは、実質的に
連続した、貫通開口を有する壁（概ね平坦な形状）で形
成され、その開口は、四角形の穿孔または他の各種形状
にすることができる。これに代えて、多数の障害物でバ
リヤを形成し、これらの障害物は互いに独立した（また
は他の幾つかの障害物から少なくとも独立した）形状に
なし、障害物間に開口を形成する空間を存在するように
取付けることができる。いずれのばあいにも、バリヤに
熱交換手段を設けて、バリヤの開口を通って流れる粒子
を冷却する。
本発明のさらに別の観点によれば、流動床装置は、冷
却チャンバすなわち冷却領域が互いに分離されて、一つ
のチャンバが他のチャンバとは実質的に無関係な或る温
度レベルに保持されるようになされた固体物質の冷却器
として作用する。このことは、実際には、隣接する流動
床が少なくとも後方向への粒子交換を制限される（すな
わち、チャンバ帯域の境界部分では一方向の動きだけが
望まれる）ことを意味するが、或る程度の逆流はほとん
ど避けることができない。本発明によれば、過剰な粒子
交換は、チャンバ間に固体物質の平均化装置（上述した
ような）を設けることによって防止される。この平均化
装置は、チャンバの境界領域で、前記流動床冷却器の横
断面積の50％よりも大きな範囲をカバーすることが好ま
しい。
本発明はまた、共に底部と側壁を有する第１および第
２流動床チャンバと、チャンバ内の粒子を流動化させる
ために第１および第２流動床チャンバの各底部に流動化
ガスを導入するための手段とを有する流動床組立体を含
む。この流動床組立体は、第１および第２流動床チャン
バ間の境界面にバリヤを有し、バリヤが、互いに間隔を
置いた少なくとも二つの別個の開口を含む。この距離は
最短でバリヤ面積の平方根の10〜50％であり、またこれ
らの開口第１および第２流動床チャンバ間の境界面にお
ける横断面積の30％未満の開放面積を与える。
本発明のさらに別の観点によれば、第１および第２流
動化チャンバと、それらの間の境界面とを含む流動床で
固体粒状物質を処理する方法が提供される。この方法は
以下の段階を含む。すなわち、第１流動化チャンバの
固体粒状物質を流動化させる段階と、第２流動化チャ
ンバの固体粒状物質を流動化させる段階と、第１流動
化チャンバから第２流動化チャンバへ実質的に均等に固
体粒状物質を導いて境界面の付近に死空間または死角が
全く形成されないようにするために、少なくとも２つの
平行な別の流れで第１流動化チャンバから第２流動化チ
ャンバへ固体粒状物質を送る段階と、第２流動化チャ
ンバにおける固体粒状物質の平行な別の流れを均一に混
合する段階である。段階は、第１および第２流動化チ
ャンバ間に、少なくとも２つの均一に間隔を置いた複数
の開口を有する、流れを平均化させるためのバリヤを設
けることで実現できる。さらに、バリヤを冷却して、開
口を通って送られる固体粒状物質を冷却する（典型的に
は、その固体粒状物質から熱を回収する）段階を含むこ
ともまた好ましい。
本発明の主目的は、流動床チャンバにおける冷却時の
粒状物質の混合、および死空間または死角の形成を回避
するために、一方のチャンバから他方のチャンバへ向う
粒状物質の均一な流れを得ることである。本発明のこの
目的および他の目的は、図面を詳細に参照すること、お
よび添付された請求の範囲の欄を参照することで明白に
なるだろう。
実施の形態 図１は反応チャンバ12および固体物質分離器14を有す
る循環式流動床反応装置10を示している。この循環式流
動床反応装置10は、図１に点線11で示す圧力容器で囲ま
れた加圧された（すなわち、大気圧よりも高い圧力で、
1.5×105N/m2（1.5バール）以上であるのが好ましい）
流動床反応装置10であってもよい。
流動化ガスは、手段16（例えば、風箱）により底部格
子17を通して反応チャンバ12に導入されて、その反応チ
ャンバ12内の固体粒状物質（燃料、不活性物質および
（または）（and/orを意味する）吸収剤を浮むことが好
ましい）のかなりの部分がその上昇するガス流に載って
反応チャンバ12から分離器14へ搬出されるような程度
に、固体粒状物質を流動化させるようにする。固体物質
は、分離器14（例えば、遠心分離器）で、反応装置10か
ら流出するガスから分離され、分離された固体物質の少
なくとも一部が戻りダクト18を経て反応チャンバ12に戻
される。
反応装置10が、例えば燃料物質の燃焼器として作動す
るとき、未燃物質が形成され、この未燃物質は反応チャ
ンバ12から排出しなければならない。未燃物質は流動化
できないほどの大きな粒径を一般に有するが、反応チャ
ンバ12の底部から排出しなければならない。流動床処理
組立体は、流動床反応装置10の下部に設けられ、この組
立体は未燃物質を取扱う冷却器20として働くのが好まし
い。冷却器20は反応チャンバ12と共通の壁部22を備える
ことが好ましい。流動床冷却器20は流動床熱交換チャン
バ21,23,25を含み、これらのチャンバはそれぞれ熱交換
器24,26,28を有する。流動床冷却器20は流動化ガスを各
チャンバ21,23,25に導入するためのガス供給手段34も備
えている（例えば、格子付き風箱またはその他の従来型
流動化装置）。
流動床冷却器20は、図１に示されたような冷却器20と
して働く流動床の他の例示的な実施例を示す図２に関連
して、さらに詳細に説明される。図２の流動床冷却器20
は熱交換器24,26,28と、熱交換チャンバ（第１〜第３熱
交換チャンバ）21,23,25の間の固体物質の流れの平均化
装置30,32とを有する流動床熱交換器を含む。流動床冷
却器20はまた流動化ガスを導入するためのガス供給手段
34も備えている。独立制御によりガスを導入する（すな
わち、各熱交換チャンバ21,23,25に異なる制御装置を備
える）ことが好ましい（例えば、独立して自動制御され
る流量調整バルブによる）。
底部の灰のような固体物質（粒状物質）は循環式流動
床反応装置の反応チャンバ12から分級チャンバ36を経て
流動床冷却器20に導入され、分級チャンバは予め定めら
れた粒径の固体物質だけが流動床冷却器20の第１熱交換
チャンバ21に流入できるようにさせる。このようにして
詰りの可能性は最小限に抑えられる。分級チャンバ36は
隔壁部分46に設けた複数の開口44によって第１熱交換チ
ャンバ21と通じている。開口44は、高圧室48を経て導入
されたガスが流動床冷却器20へ流れるのを、またそのガ
スに巻込まれた実質的に微細な固体物質が流れるのを可
能にするように設計されている。
分級チャンバ36に導入される固体物質の温度は約800
〜1200℃であり、そこでは流動床反応装置の反応チャン
バ12は燃料燃焼器／ガス化装置として使用されている。
分級チャンバ36では、流動床冷却器20に詰りを生じる原
因となり得る大径粒子は出口56を経て排出される。高圧
室48を経て給送されるガスは、侵食性物質を首尾よく希
釈できるように選択可能である。固体物質は第１熱交換
チャンバに送られ、該チャンバ内で、独立して制御可能
なガス供給源34から供給されたガスで固体物質が流動化
される。固体物質は第１熱交換チャンバ21内で効果的に
混合され、したがって熱交換器24による熱伝達も効果的
に行われる。ガス供給源34から導入された流動化ガスは
ガス空間50に流入する。ガス供給手段34から反応チャン
バ12へ導入されるガスによって小径粒子もまた開口52を
経て反応チャンバ12へと搬送される。
本発明による流動床冷却器においては、第１熱交換チ
ャンバから第２熱交換チャンバへの固体物質の流れは主
としてオーバーフローに基づくものではない。むしろ固
体物質の流れの平均化装置として作用するバリヤ30が流
動床冷却器20の第１熱交換チャンバ21と第２熱交換チャ
ンバ23の間の境界面に配置される。固体物質の流れの平
均化装置30は、実質的に均等に隔れられた開口54（図
２、図３参照）を有する冷却された実質的に平坦な壁を
含む。開放面積（開口54で与えられる）は粒状物質が所
望の流量で次の第２熱交換チャンバ23へ流入できるよう
にするのに十分な大きさとされねばならないが、この開
放面積は本発明による「多数の固体物質の流れ」を確立
するように十分に小さくなければならない。理想的に
は、全ての開口54を通過する実質的に等しい固体物質の
流量が与えられることが好ましい。このようにして、い
ずれの死角または死点（死角位置）も形成されることを
避けられる。固体物質の流れの平均化装置30の開放面積
は第１熱交換チャンバ21と第２熱交換チャンバ23の間の
境界面の全横断面積の50％未満、好ましくは30％未満に
なされる。流れの平均化装置30はまた第１熱交換チャン
バ21と第２熱交換チャンバ23の境界（境界面）における
冷却器20の断面積の50％を超える面積をカバーすること
が好ましい（図２参照）。
また、流れの平均化装置30はＮ個の開口54を有し、こ
の数Ｎは２よりも大きい整数であるのが好ましい。開口
54は、バリヤ30の表面積の平方根の1/N〜1/2の距離を置
いて互いに隔てられている。
バリヤ30を通して熱伝達媒体（例えば、水、蒸気な
ど）を導く熱交換用チューブ31を備えることにより、バ
リヤ30の冷却を行うことができる。チューブ31は、流動
床反応装置12の蒸気発生装置に連結されるのが好まし
い。図２および図３は水平姿勢のチューブ31を開示して
いるが、チューブ31は、特に自然環境蒸発による蒸気発
生において、垂直方向に配向してもよい。
本発明によれば、第１熱交換チャンバ21から第２熱交
換チャンバ23へ向う固体粒状物質の流れは多数の固体物
質の流れ、少なくとも二つの平行な流れとして流れの平
均化装置30を経て実現されるので、第１熱交換チャンバ
21の温度は固体物質から熱が伝達される間に或る値に落
着く。熱交換器24は、例えば蒸気の加熱または水の蒸発
を行うためのパネル型またはチューブ式熱交換器を備え
ることができる。
第２熱交換チャンバ23の温度は、第１熱交換チャンバ
21よりも低い温度に維持されるように熱交換器26で制御
される。再び述べるが、多数の固体物質の流れのため
に、第２熱交換チャンバ23の温度は或る温度に落着き、
この温度は熱が固体物質から熱交換器26へ伝達されると
きの安定状態における第２熱交換チャンバ23内の流動床
の全域で実質的に等しくなる。実際には、このことは第
１および第２熱交換チャンバ21,23と、熱交換器24,26
と、流動化ガス34を導入する手段とが段階的な冷却器20
を形成することを意味する。
第２の平均化装置またはバリヤ32は第２および第３熱
交換チャンバ23,25を互いに分けている。バリヤ32は互
いの間に空間58を有する幾つかの個別の障害物60（他の
障害物60の幾つかまたは全てから断続されている）によ
って構成され得る。この実施例では、開口54および空間
58は異なる位置に配置されて効果的な混合を保証するよ
うになっているが、これに代えて、開口54,空間58を、
固体物質の流れの平均化装置30,32の各々において同一
位置に配置してもよい。バリヤ32はまた、冷却チャンバ
23,25の側壁40,42にも連結されず、熱膨張が生じ得るよ
うにする。このばあい、バリヤ32は冷却される構造とは
ならない。
或る場合には、第１熱交換チャンバ21内の熱交換器24
を省いたものにすることができ、そのチャンバ21を希釈
領域として使用できる。これは特に塩素含有燃料、例え
ばFDR（再生燃料）または同様な廃物材料を反応させる
（燃焼させる）場合である。
最後の第３熱交換チャンバ25（第２図では三番目のチ
ャンバ）は、該第３熱交換チャンバ25の底部開口64を経
て排出される。本発明が灰冷却器として使用されるばあ
い、固体物質はさらに他の処理の行うために運ばれる。
しかしながら、或る場合には、底部開口（出口）64から
排出された固体物質を反応装置12へ再度戻すことができ
る。流動床冷却器20の流動化速度は、微細粒子の少なく
とも一部分が開口52を経てガスとともに反応装置へ戻さ
れるような流量（例えば0.5〜2m/秒）に保持される。
流動床冷却器20は冷却チューブ62を内蔵した端壁およ
び頂壁を有する冷却構造として構成されるのが好まし
い。（側壁40,42（図３参照）も冷却され得る。）冷媒
流の回路は反応装置12および（または）分離器14で共通
しており、チューブ62が反応装置12および（または）分
離器14の冷却チューブのそれぞれと作動連結されるよう
になされる。したがって、流動床冷却器20は共通の冷却
系統を有する流動床燃焼装置／ガス化装置と一体的に組
合わされる。共通壁22は冷却チューブ65を内蔵してお
り、これらのチューブは壁22の開口位置に屈曲部66を有
する。
図４は本発明による流動床冷却器20の作動を示す概略
的な温度グラフである。この図は３つの別個のチャンバ
21,23,25を備えた流動床の温度レベルを示している。第
１チャンバ21の固体物質の温度は線661で示される。第
１チャンバの流動床の温度は実質的に等しく、これは本
発明を利用することによって得られる。固体物質の流れ
の平均化装置30は、第１チャンバ21と第２チャンバ23の
境界に設けられ、第１および第２チャンバ21,23の間の
固体物質の移動に要求される抑制を行い、これによって
隣接する第１および第２チャンバ21,23における個々の
温度展開を可能にしている。同時に、固体物質の流れの
平均化装置30,32に等間隔配置で導通開口54,空間58を設
けたため、第１および第２チャンバ21,23の各々で効果
的に固体物質が混合される。
第１〜第３チャンバ21,23,25の固体物質の温度は段階
的になり、最後の第３チャンバ25へ向かって低くなる。
第１〜第３チャンバの熱交換器24,26,28を向流式熱交換
器のように連結して配置することで、媒体、例えば蒸気
または水の加熱が行われるときの熱交換器の温度展開は
線683,682および681に従う。したがって、第１〜第３チ
ャンバ21,23,25における熱伝達媒体の最終温度は可能な
限り固体物質の流動床に近い温度となるように設計され
得る。この結果、第１チャンバ21の熱交換媒体の最終温
度681は高くなる。
点線80は、本発明組立体を具備しない場合の固体物質
の平均温度、および熱伝達媒体の最終温度82を示してい
る。以上から判るように、本発明では熱交換媒体の最終
温度がかなり高くなる。
図５は循環式流動床反応装置における固体物質を冷却
する本発明の実施例を示している。流動床冷却器120は
循環式流動反応装置チャンバ112の側壁13に取付けられ
ている。この実施例では、チャンバ121,123が反応装置
チャンバ112と共通壁13を共有するように配置され、し
たがって流動床冷却器120は反応装置チャンバ112から長
い距離を延在せず、反応装置のまわりの空間を節約す
る。第１チャンバ121の開口90が反応装置チャンバ112か
ら高温の固体物質を受入れるようになされている。開口
90は戻りダクト（ここでは図示していない）にも連結さ
れ得る。冷却された固体物質は出口92を経て第２チャン
バ123から反応装置チャンバ112へ戻されるように排出さ
れる。チャンバ121,123の流動床は流動化ガスを導入す
る手段94によって流動状態に保持され、固体物質はチャ
ンバ121,123の熱交換器96で冷却される。
固体物質の流れの平均化装置98は冷却器120の内部空
間を二つのチャンバ121,123に分けるために配設されて
いる。平均化装置98は垂直に配向された実質的に等間隔
のスロット状開口100を備え、第１チャンバ121から第２
チャンバ123への固体物質の流れを可能にしており、こ
れにより二段階の流動床固体物質冷却器120を形成する
ようになされている。
図６は図５に示された構造と同様ではあるが、流れの
平均化装置が開口90'を有する構造を示している。この
例では、チャンバ121は流れの平均化装置（図５のよう
に開口ではない）によってCFB反応装置（共通冷却壁）
に直接に連結されており、図５の概念に比べてチャンバ
121の作動が一層効果的に行われるようになされてい
る。
以上、最も現実的で好ましい実施例と現在考えられて
いるものについて説明したが、本発明は前記実施例に限
定されるべきものではなく、請求の範囲に記載された範
囲にまれる各種変形および等価構造を包含するものであ
る。
図面の簡単な説明 図１は、本発明による多数チャンバの流動床冷却器を
備えた循環式流動床反応装置を示す側方視概略断面図、 図２は、図１における冷却器の変形例にかかわる側方
視断面図、 図３は、図２の冷却器の第１および第２熱交換チャン
バ間のバリヤの一部を切除して内部の熱交換器を示した
前面図、 図４は、従来技術と比較した本発明による方法の実施
における例示的温度分布を示す温度分布グラフ、 図５は、本発明による他の例示的な流動床組立体を示
す概略斜視図、および 図６は、改良構造の図５に似た斜視図である。
10:循環式流動床反応装置、12:反応チャンバ、14:分
離器、17:底部格子、18:ダクト、20:冷却器、21:第１熱
交換チャンバ、22:共通壁、23:第２熱交換チャンバ、2
4:熱交換器、25:第３熱交換チャンバ、26:熱交換器、2
8:熱交換器、30:流れの平均化装置（またはバリヤ）、3
1:チューブ、32:流れの平均化装置（またはバリヤ）、3
4:ガス供給手段、36:分級チャンバ、40:側壁、42:側
壁、44:開口、44:開口、46:隔壁部分、48:高圧室、50:
ガス空間、52:開口、54:開口、56:出口、58:空間、60:
障害物、62:チューブ、64:底部開口、65:冷却チュー
ブ、90、90′：開口、92:出口、96:熱交換器、98:平均
化装置、100:開口、112:循環式流動床反応装置チャン
バ、120:冷却器、121:チャンバ、123:チャンバ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特表 平７−500079（ＪＰ，Ａ) 特表 平８−508334（ＪＰ，Ａ) 米国特許5299532（ＵＳ，Ａ) 米国特許5069170（ＵＳ，Ａ) 米国特許5181481（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01J 8/18 - 8/46 F23C 10/24

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】流動床燃焼器／ガス化装置と組合わされた
    流動床組立体であり、 底部と側壁を有し、前記流動床燃焼器／ガス化装置の下
    部に連結されて該流動床燃焼器／ガス化装置から粒状物
    質を受け取るようになっている第１流動床チャンバと、 底部と側壁を有する第２流動床チャンバと、 前記第１流動床チャンバおよび前記第２流動床チャンバ
    内の粒状物質を流動化させるために、該第１流動床チャ
    ンバおよび第２流動床チャンバの各底部に流動化ガスを
    導入する手段と、 前記第１流動床チャンバに流入する前の粒状物質から予
    め定められた寸法を超える寸法を有する粒状物質を分離
    するための分離器とを有する流動床組立体において、 前記流動床組立体が、前記第１流動床チャンバと前記第
    ２流動床チャンバの間の境界面に設けた流れの平均化装
    置をさらに有し、 前記流れの平均化装置が、複数の開口を有する壁、また
    は、互いに離隔して配置された該離隔部の空間が開口と
    して働く複数の障害物を有し、 前記壁を有する場合には、前記複数の開口が実質的に均
    等間隔で設けられ、 前記障害物を有する場合には、前記複数の障害物および
    該障害物間の前記空間（すなわち、開口）が実質的に均
    等間隔で配置され、 前記壁に設けた前記開口、または前記障害物間の前記空
    間（すなわち、開口）が、前記第１流動床チャンバから
    前記第２流動床チャンバへ向かう実質的に均一な粒状物
    質の流れのための通路を形成しており、 それによって、前記流れの平均化装置の近くで、前記第
    １流動床チャンバおよび前記第２流動床チャンバ内に、
    死空間または死角が形成されないようになっていること
    を特徴とする流動床組立体。
  2. 【請求項２】前記流れの平均化装置がバリヤから成り、
    該バリヤが複数の開口を有する請求項１に記載された流
    動床組立体。
  3. 【請求項３】前記バリヤが複数の障害物を含み、前記障
    害物の間の空間が前記開口であり、前記障害物および前
    記空間の各々が、実質的に均等間隔で配置されている請
    求項２に記載された流動床組立体。
  4. 【請求項４】前記第１流動床チャンバおよび前記第２流
    動床チャンバの少なくとも１つが、該流動床チャンバの
    流動床内に埋設された熱交換手段と、該流動床チャンバ
    からガスを排出する手段とを有する請求項１に記載され
    た流動床組立体。
  5. 【請求項５】前記バリヤの前記開口が、前記第１流動床
    チャンバと前記第２流動床チャンバとの間の境界面にお
    いて全体として30％未満の開放面積を与えている請求項
    ２に記載された流動床組立体。
  6. 【請求項６】底部と側壁を有する第１流動床チャンバ
    と、底部と側壁を有する第２流動床チャンバとを含み、
    さらに 前記第１および第２流動床チャンバ内の粒状物質を流動
    化させるために、前記第１および第２流動床チャンバの
    各底部に流動化ガスを導入する手段と、 前記第１流動床チャンバと前記第２流動床チャンバの境
    界面に配置され、独立したＮ個の開口を有するバリヤで
    あって、前記Ｎが２を超える整数であり、隣接関係にあ
    る前記開口の間の距離が、前記バリヤの表面積の平方根
    の1/N〜1/2になされ、前記開口が、前記第１流動床チャ
    ンバと前記第２流動床チャンバとの間の境界面において
    全体として30％未満の開放面積を与えている前記バリヤ
    とを含む流動床組立体。
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