JP6710928B2 - Fluidized bed system - Google Patents

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Description

本発明は、流動媒体の流動層が形成される第1流動層室から第2流動層室へ流動媒体を移動させる流動層システムに関する。 The present invention relates to a fluidized bed system for moving a fluidized medium from a first fluidized bed chamber in which a fluidized bed of a fluidized medium is formed to a second fluidized bed chamber.

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。このような流動層システムでは、流動層の条件(温度、雰囲気等)の変更、設置面積(設置体積)の制限、制御の容易性の確保等のために、複数の流動層室を備えているものもある。 A fluidized bed system using a fluidized bed formed by ejecting gas from below to above a fluidized bed chamber in which particulate solid matter is housed is a method for drying, burning, gasifying and granulating solid matter. It is used in various fields such as. Such a fluidized bed system is provided with a plurality of fluidized bed chambers in order to change the conditions of the fluidized bed (temperature, atmosphere, etc.), limit the installation area (installation volume), and ensure controllability. There are also things.

複数の流動層室を備えた流動層システムにおいて、第1流動層室から第2流動層室へ固形物(流動媒体)を移動させる技術として、第1流動層室から流動媒体を取り出した後コンベアで第2流動層室に移動させる技術(例えば、特許文献1)や、第1流動層室を第2流動層室より上方に配するとともに、第1流動層室および第2流動層室を連通管で接続し、連通管を通じて流動媒体を自重で移動させる技術(例えば、特許文献2)が開発されている。 In a fluidized bed system including a plurality of fluidized bed chambers, as a technique for moving solid matter (fluidized medium) from the first fluidized bed chamber to the second fluidized bed chamber, a conveyor after removing the fluidized medium from the first fluidized bed chamber To move the second fluidized bed chamber to the second fluidized bed chamber (for example, Patent Document 1), or to arrange the first fluidized bed chamber above the second fluidized bed chamber and to communicate the first fluidized bed chamber and the second fluidized bed chamber. A technique (for example, Patent Document 2) has been developed in which a fluid medium is connected by a pipe and the fluid medium is moved by its own weight through a communication pipe.

特開2002−095952号公報JP, 2002-095952, A 特許第4083409号公報Japanese Patent No. 4083409

しかし、上記特許文献1に記載されたようなコンベアを用いた技術では、移動過程において流動媒体が空気に曝されるため、流動媒体が、酸素や水等の空気中の物質と反応したり、吸着したりする物質である場合、移動過程で流動媒体の性状が変化してしまうという問題がある。 However, in the technique using the conveyor as described in Patent Document 1, the fluidizing medium is exposed to air during the moving process, and thus the fluidizing medium reacts with substances in the air such as oxygen and water, In the case of a substance that adsorbs, there is a problem that the properties of the fluid medium change during the movement process.

上記特許文献2に記載された流動層室の設置高さを異ならせる技術では、広範囲な領域を占有してしまうため、設置箇所が制限されてしまう。また、一方の流動層室を高所に設ける必要があり設置コストが高くなってしまうという問題がある。 The technique of varying the installation height of the fluidized bed chamber described in Patent Document 2 occupies a wide area, so that the installation location is limited. Further, there is a problem that one fluidized bed chamber needs to be installed at a high place, resulting in high installation cost.

そこで本発明は、このような課題に鑑み、流動媒体の性状変化を防止しつつ、低コストで流動媒体を移動させ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。 Therefore, in view of such problems, an object of the present invention is to provide a fluidized bed system capable of moving a fluidized medium at low cost while preventing property changes of the fluidized medium.

上記課題を解決するために、本発明の流動層システムは、流動媒体の流動層が形成される第1流動層室と、第1流動層室と別体に形成され、流動媒体の流動層が形成される第2流動層室と、第1流動層室を構成する側壁における予め定められた第1の箇所と、第2流動層室を構成する側壁における第1の箇所と略等しい高さの第2の箇所とを連通し、略水平方向に延在する連通管と、第1流動層室内において形成される流動層の層高が第1の箇所よりも上方となるように、第1流動層室内に導入する流動媒体の導入量を制御する導入制御部と、第2流動層室内を第1流動層室内より低圧に維持する圧力制御部と、を備え、圧力制御部は、第1流動層室内および第2流動層室内における流動媒体の滞留時間と、第1流動層室および第2流動層室の容積と、に基づいて、流動媒体の移動速度を導出し、第1流動層室から第2流動層室への流動媒体の移動速度が、導出した移動速度となるように第1流動層内および第2流動層内のいずれか一方または両方の圧力を制御し、導入制御部は、第1流動層室への流動媒体の導入速度を、導出した移動速度とする特徴とする。 In order to solve the above problems, a fluidized bed system of the present invention is formed separately from a first fluidized bed chamber in which a fluidized bed of a fluidized medium is formed, and a fluidized bed of a fluidized medium. The second fluidized bed chamber to be formed, a predetermined first location on the side wall forming the first fluidized bed chamber, and a height substantially equal to the first location on the side wall forming the second fluidized bed chamber. The first flow so that the bed height of the fluidized bed formed in the first fluidized bed chamber and the communication pipe communicating with the second location and extending in the substantially horizontal direction is higher than that of the first location. The pressure control unit includes an introduction control unit that controls the introduction amount of the fluidized medium that is introduced into the layer chamber, and a pressure control unit that maintains the second fluidized bed chamber at a lower pressure than the first fluidized bed chamber. The moving speed of the fluidized medium is derived based on the residence time of the fluidized medium in the bed chamber and the second fluidized bed chamber and the volumes of the first fluidized bed chamber and the second fluidized bed chamber, and from the first fluidized bed chamber moving speed of the fluidized medium to the second fluidized bed chamber, controls either the pressure of one or both of the derived in the first fluidized bed chamber so that the moving speed and the second fluidized bed chamber, introducing controller Is characterized in that the introduction speed of the fluidized medium into the first fluidized bed chamber is the derived moving speed.

また、第1流動層室内における流動層の上方に形成される第1フリーボード部からガスを排出する第1排気部と、第2流動層室内における流動層の上方に形成される第2フリーボード部からガスを排出する第2排気部と、を備え、圧力制御部は、第1流動層室内および第2流動層室内の圧力に応じて、第1排気部および第2排気部それぞれの排気流量を制御するとしてもよい。 Also, a first exhaust part for discharging gas from a first freeboard part formed above the fluidized bed in the first fluidized bed chamber, and a second freeboard formed above the fluidized bed in the second fluidized bed chamber. A second exhaust part for exhausting gas from the part, and the pressure control part has an exhaust flow rate of each of the first exhaust part and the second exhaust part according to the pressure in the first fluidized bed chamber and the second fluidized bed chamber. May be controlled.

また、第1流動層室内の下部に滞留した流動媒体の一部を抜き出す抜出部をさらに備えるとしてもよい。 In addition, an extraction unit for extracting a part of the fluidized medium that has accumulated in the lower portion of the first fluidized bed chamber may be further provided.

本発明によれば、流動媒体の性状変化を防止しつつ、低コストで流動媒体を移動させることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to move a fluidized medium at low cost while preventing changes in the properties of the fluidized medium.

流動層システムを説明する図である。It is a figure explaining a fluidized bed system.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な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、発明の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、本発明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、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the invention unless otherwise specified. In this specification and the drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals to omit redundant description, and elements not directly related to the present invention are omitted. 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、流動媒体の流れを一点鎖線の矢印で示し、信号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、導入手段110と、水分センサ120と、第1流動層部210と、第2流動層部230と、連通管250と、中央制御部260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 brown coal as a fluid medium will be described as an example. In FIG. 1, the gas flow is indicated by a solid arrow, the flow of the fluid medium is indicated by an alternate long and short dash line, and the signal flow is indicated by a dashed arrow. As shown in FIG. 1, the fluidized bed system 100 includes an introduction unit 110, a moisture sensor 120, a first fluidized bed section 210, a second fluidized bed section 230, a communication pipe 250, and a central control section 260. It is configured to include.

(導入手段110、水分センサ120)
導入手段110は、褐炭を搬送するコンベア112と、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ホッパ114と、ホッパ114から第1流動層部210(第1流動層室212)に褐炭を導入する導入バルブ116とを含んで構成される。本実施形態において、導入手段110は、後述する導入制御部262による制御に応じて、第1流動層室212内において形成される流動層の層高が、後述する第1の箇所212cよりも上方となる導入量で、第1流動層室212内に褐炭を導入する。
(Introduction means 110, moisture sensor 120)
The introducing means 110 conveys brown coal to the first fluidized bed section 210 (first fluidized bed chamber 212) from the hopper 114 and the hopper 114 that temporarily stores the brown coal transported by the conveyor 112 and the conveyor 112. And an introducing valve 116 for introducing. In the present embodiment, in the introducing unit 110, the bed height of the fluidized bed formed in the first fluidized bed chamber 212 is higher than the first location 212c described below, under the control of the introduction control unit 262 described below. The lignite is introduced into the first fluidized bed chamber 212 with the introduction amount such that.

水分センサ120は、導入手段110によって第1流動層部210に導入される褐炭の水分量を測定する。なお、水分センサ120として、例えば、近赤外吸収方式、マイクロ波吸収方式等の水分センサを採用することができる。 The water content sensor 120 measures the water content of the brown coal introduced into the first fluidized bed section 210 by the introduction means 110. As the moisture sensor 120, for example, a moisture sensor of a near infrared absorption type, a microwave absorption type, or the like can be adopted.

(第1流動層部210)
第1流動層部210は、第1流動層室212と、第1流動化ガス供給部214と、第1伝熱部216と、抜出部218と、第1排気部220と、第1圧力センサ222を含んで構成される。
(First fluidized bed section 210)
The first fluidized bed section 210 includes a first fluidized bed chamber 212, a first fluidized gas supply section 214, a first heat transfer section 216, an extraction section 218, a first exhaust section 220, and a first pressure. It is configured to include a sensor 222.

第1流動層室212は、導入手段110によって導入された褐炭を収容する。第1流動化ガス供給部214は、第1流動層室212の底面から第1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、第1流動化ガス供給部214は、風箱214aと、第1流動管214bと、第1ブロワ214cとを含んで構成される。風箱214aは、第1流動層室212の下方に設けられ、風箱214aの上部は、第1流動層室212の底面としても機能し、通気可能である分散板214dで形成されている。分散板214d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、褐炭の粒径よりも小さい径の開孔が設けられたノズルを設置した板で構成される。 The first fluidized bed chamber 212 accommodates the brown coal introduced by the introduction unit 110. The first fluidizing gas supply unit 214 supplies the first fluidizing gas (for example, steam) from the bottom surface of the first fluidized bed chamber 212. More specifically, the first fluidized gas supply unit 214 is configured to include an air box 214a, a first flow pipe 214b, and a first blower 214c. The wind box 214a is provided below the first fluidized bed chamber 212, and the upper part of the wind box 214a also functions as a bottom surface of the first fluidized bed chamber 212 and is formed of a ventilable dispersion plate 214d. The dispersion plate 214d is composed of, for example, a plate provided with a plurality of openings having a diameter smaller than that of brown coal, or a plate having a nozzle provided with an opening having a diameter smaller than that of brown coal. ..

第1流動管214bは、風箱214aに接続され、第1流動管214bには、第1流動化ガスを送り込む第1ブロワ214cが設けられている。したがって、流動層システム100を運転する際には、風箱214aを通じて第1流動層室212の底面から当該第1流動層室212内に第1流動化ガスが供給されることとなる。 The first flow pipe 214b is connected to the wind box 214a, and the first flow pipe 214b is provided with a first blower 214c for feeding the first fluidized gas. Therefore, when operating the fluidized bed system 100, the first fluidizing gas is supplied from the bottom surface of the first fluidized bed chamber 212 into the first fluidized bed chamber 212 through the air box 214a.

こうして、第1流動化ガス供給部214によって第1流動層室212内に第1流動化ガスが供給され、第1流動化ガスは、第1流動層室212内で褐炭を流動させて、褐炭の流動層を形成するとともに、第1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気化させる。 In this way, the first fluidized gas is supplied into the first fluidized bed chamber 212 by the first fluidized gas supply unit 214, and the first fluidized gas causes the brown coal to flow in the first fluidized bed chamber 212 and the brown coal. Of the water contained in the brown coal is vaporized by contacting the first fluidizing gas with the brown coal while forming the fluidized bed of

第1伝熱部216は、例えば、熱媒体が流通する配管で構成され、第1流動層室212内に配される。第1伝熱部216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。第1伝熱部216を備える構成により、第1流動層室212内において、熱媒体と、第1流動化ガスとの間で熱交換が行われ、上方に移動する第1流動化ガスをさらに加熱することができる。したがって、第1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 first heat transfer section 216 is formed of, for example, a pipe through which a heat medium flows, and is arranged in the first fluidized bed chamber 212. The 1st heat transfer part 216 heats a brown coal with the heat which a heat medium has in the distribution process of a heat medium. With the configuration including the first heat transfer section 216, heat exchange is performed between the heat medium and the first fluidized gas in the first fluidized bed chamber 212, and the first fluidized gas moving upward is further increased. It can be heated. Therefore, the drying of the brown coal by the first fluidizing gas is further promoted.

抜出部218は、第1流動層室212を構成する側壁212aの下部に接続された抜出管218aと、抜出管218aに設けられた抜出バルブ218bとを含んで構成され、第1流動層室212内の下部に滞留した褐炭の一部を外部に抜き出す。抜出部218の効果については、後に詳述する。 The extraction unit 218 includes an extraction pipe 218a connected to a lower portion of a side wall 212a forming the first fluidized bed chamber 212, and an extraction valve 218b provided in the extraction pipe 218a. A part of the brown coal retained in the lower part of the fluidized bed chamber 212 is extracted to the outside. The effect of the extraction portion 218 will be described in detail later.

第1排気部220は、第1流動層室212の上壁に接続された第1排気管220aと第1排気管220aに設けられた第1排気バルブ220bとを含んで構成され、第1流動層室212内における流動層の上方に形成される空間(第1フリーボード部212b)からガスを排出する。 The first exhaust part 220 is configured to include a first exhaust pipe 220a connected to the upper wall of the first fluidized bed chamber 212 and a first exhaust valve 220b provided in the first exhaust pipe 220a. Gas is discharged from the space (first freeboard portion 212b) formed above the fluidized bed in the layer chamber 212.

第1圧力センサ222は、第1流動層室212内の圧力(第1フリーボード部212bの圧力)を測定する。 The first pressure sensor 222 measures the pressure in the first fluidized bed chamber 212 (the pressure in the first freeboard portion 212b).

このように、第1流動層部210では、第1流動層室212内に未乾燥の褐炭が導入され、第1流動化ガス供給部214および第1伝熱部216によって褐炭が加熱され、褐炭から水の一部が気化されて除去される。一方、褐炭の流れについて説明すると、後述する中央制御部260による制御に応じて、連通管250を通じ、第1流動層室212内から第2流動層室232内へ褐炭が移動することとなる。連通管250を通じた褐炭の移動については後に詳述する。 Thus, in the first fluidized bed section 210, undried brown coal is introduced into the first fluidized bed chamber 212, and the first fluidized gas supply section 214 and the first heat transfer section 216 heat the brown coal, so that the brown coal A part of the water is vaporized and removed from this. On the other hand, describing the flow of the brown coal, the brown coal moves from the first fluidized bed chamber 212 into the second fluidized bed chamber 232 through the communication pipe 250 under the control of the central control unit 260 described later. The movement of brown coal through the communication pipe 250 will be described in detail later.

(第2流動層部230)
第2流動層部230は、第2流動層室232と、第2流動化ガス供給部234と、第2伝熱部236と、オーバーフロー部238と、第2排気部240と、第2圧力センサ242を含んで構成される。
(Second fluidized bed section 230)
The second fluidized bed section 230 includes a second fluidized bed chamber 232, a second fluidized gas supply section 234, a second heat transfer section 236, an overflow section 238, a second exhaust section 240, and a second pressure sensor. 242 is included.

第2流動層室232は、第1流動層室212と別体に形成され、連通管250を通じて、第1流動層室212内から導入された褐炭を収容する。第2流動化ガス供給部234は、第2流動層室232の底面から第2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、第2流動化ガス供給部234は、第1流動化ガス供給部214と同様に、風箱234aと、第2流動管234bと、第2ブロワ234cとを含んで構成される。風箱234aは、第2流動層室232の下方に設けられ、風箱234aの上部は、第2流動層室232の底面としても機能し、通気可能である分散板234dで形成されている。分散板234d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、褐炭の粒径よりも小さい径の開孔が設けられたノズルを設置した板で構成される。 The second fluidized bed chamber 232 is formed separately from the first fluidized bed chamber 212, and accommodates the brown coal introduced from the inside of the first fluidized bed chamber 212 through the communication pipe 250. The second fluidizing gas supply unit 234 supplies the second fluidizing gas (for example, steam) from the bottom surface of the second fluidized bed chamber 232. More specifically, the second fluidized gas supply unit 234 is configured to include a wind box 234a, a second fluidized pipe 234b, and a second blower 234c, like the first fluidized gas supply unit 214. It The wind box 234a is provided below the second fluidized bed chamber 232, and the upper part of the wind box 234a also functions as a bottom surface of the second fluidized bed chamber 232, and is formed of a dispersion plate 234d that is ventilated. The dispersion plate 234d is composed of, for example, a plate provided with a plurality of openings having a diameter smaller than that of brown coal, or a plate having a nozzle provided with an opening having a diameter smaller than that of brown coal. ..

第2流動管234bは、風箱234aに接続され、第2流動管234bには、第2流動化ガスを送り込む第2ブロワ234cが設けられている。したがって、流動層システム100を運転する際には、風箱234aを通じて第2流動層室232の底面から当該第2流動層室232内に第2流動化ガスが供給されることとなる。 The second flow pipe 234b is connected to the wind box 234a, and the second flow pipe 234b is provided with a second blower 234c for feeding the second fluidizing gas. Therefore, when operating the fluidized bed system 100, the second fluidized gas is supplied from the bottom surface of the second fluidized bed chamber 232 through the air box 234a into the second fluidized bed chamber 232.

こうして、第2流動化ガス供給部234によって第2流動層室232内に第2流動化ガスが供給され、第2流動化ガスは、第2流動層室232内で褐炭を流動させて、褐炭の流動層を形成するとともに、第2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気化させる。 In this way, the second fluidized gas is supplied into the second fluidized bed chamber 232 by the second fluidized gas supply unit 234, and the second fluidized gas causes the brown coal to flow in the second fluidized bed chamber 232, and the brown coal. The second fluidized gas is brought into contact with the brown coal to vaporize a part of the water contained in the brown coal.

第2伝熱部236は、例えば、熱媒体が流通する配管で構成され、第2流動層室232内に配される。第2伝熱部236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。第2伝熱部236を備える構成により、第2流動層室232内において、熱媒体と、第2流動化ガスとの間で熱交換が行われ、上方に移動する第2流動化ガスをさらに加熱することができる。したがって、第2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 second heat transfer section 236 is configured by, for example, a pipe through which a heat medium flows, and is arranged in the second fluidized bed chamber 232. The second heat transfer unit 236 heats the brown coal with the heat of the heat medium in the heat medium circulation process. With the configuration including the second heat transfer section 236, heat exchange is performed between the heat medium and the second fluidizing gas in the second fluidized bed chamber 232, and the second fluidizing gas moving upward is further increased. It can be heated. Therefore, the drying of the brown coal by the second fluidizing gas is further promoted.

オーバーフロー部238は、第2流動層室232を構成する側壁232aの上部に設けられた出口に接続されたオーバーフロー管238aと、オーバーフロー管238aに設けられたオーバーフローバルブ238bとを含んで構成され、第2流動層室232の出口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、連通管250を通じて、第1流動層部210(第1流動層室212内)から第2流動層室232内に褐炭が導入されると、導入された褐炭の体積分、流動層の体積が増加する。そうすると、褐炭(流動層)が第2流動層室232の出口(第2流動層室232におけるオーバーフロー管238aとの接続箇所)からオーバーフローして、オーバーフロー管238aを通じて外部に送出されることとなる。 The overflow section 238 is configured to include an overflow pipe 238a connected to an outlet provided at an upper portion of a side wall 232a forming the second fluidized bed chamber 232, and an overflow valve 238b provided in the overflow pipe 238a. The brown coal overflowed from the outlet of the second fluidized bed chamber 232 is sent to the outside. Specifically, when lignite is introduced into the second fluidized-bed chamber 232 from the first fluidized-bed portion 210 (inside the first fluidized-bed chamber 212) through the communication pipe 250, the volume of the introduced lignite, The volume of the fluidized bed increases. Then, the brown coal (fluidized bed) overflows from the outlet of the second fluidized bed chamber 232 (the connection point of the second fluidized bed chamber 232 with the overflow pipe 238a) and is sent to the outside through the overflow pipe 238a.

第2排気部240は、第2流動層室232の上壁に接続された第2排気管240aと第2排気管240aに設けられた第2排気バルブ240bとを含んで構成され、第2流動層室232内における流動層の上方に形成される空間(第2フリーボード部232b)からガスを排出する。 The second exhaust unit 240 is configured to include a second exhaust pipe 240a connected to the upper wall of the second fluidized bed chamber 232 and a second exhaust valve 240b provided in the second exhaust pipe 240a. Gas is discharged from the space (second freeboard portion 232b) formed above the fluidized bed in the layer chamber 232.

第2圧力センサ242は、第2流動層室232内の圧力(第2フリーボード部232bの圧力)を測定する。 The second pressure sensor 242 measures the pressure in the second fluidized bed chamber 232 (the pressure in the second freeboard section 232b).

(連通管250)
連通管250は、第1流動層室212を構成する側壁212aにおける予め定められた第1の箇所212cと、第2流動層室232を構成する側壁232aにおける予め定められた第2の箇所232cとを連通する。本実施形態において、第1の箇所212cは、抜出管218aが接続される箇所より上方に位置し、第1の箇所212cの高さは、第2の箇所232cの高さと実質的に等しく、連通管250は水平方向に延在して配されている。
(Communication pipe 250)
The communication pipe 250 includes a predetermined first portion 212c on the side wall 212a forming the first fluidized bed chamber 212 and a predetermined second portion 232c on the side wall 232a forming the second fluidized bed chamber 232. To communicate. In the present embodiment, the first location 212c is located above the location where the extraction pipe 218a is connected, and the height of the first location 212c is substantially equal to the height of the second location 232c. The communication pipe 250 is arranged to extend in the horizontal direction.

また、上記したように、導入手段110は、第1流動層室212において形成される流動層の層高が第1の箇所212cよりも上方となる導入量で、第1流動層室212に褐炭を導入する。したがって、連通管250内は、褐炭の流動層で満たされることとなる。 Further, as described above, the introduction means 110 introduces brown coal into the first fluidized bed chamber 212 with an introduction amount such that the bed height of the fluidized bed formed in the first fluidized bed chamber 212 is higher than the first location 212c. To introduce. Therefore, the inside of the communication pipe 250 is filled with the fluidized bed of brown coal.

(中央制御部260)
中央制御部260は、CPU(中央処理装置)を含む半導体集積回路で構成され、ROMからCPU自体を動作させるためのプログラムやパラメータ等を読み出し、ワークエリアとしてのRAMや他の電子回路と協働して、流動層システム100全体を管理および制御する。本実施形態において中央制御部260は、導入制御部262および圧力制御部264として機能する。
(Central control unit 260)
The central control unit 260 is composed of a semiconductor integrated circuit including a CPU (central processing unit), reads a program and parameters for operating the CPU itself from the ROM, and cooperates with a RAM as a work area and other electronic circuits. Then, the whole fluidized bed system 100 is managed and controlled. In the present embodiment, the central control unit 260 functions as the introduction control unit 262 and the pressure control unit 264.

具体的に説明すると、導入制御部262は、まず、コンベア112の搬送速度および導入バルブ116の開度を制御して、第1流動層室212内において形成される流動層の層高が第1の箇所212cよりも上方となるように、第1流動層室212内に導入する流動媒体の導入量を制御する。 Specifically, the introduction control unit 262 first controls the conveying speed of the conveyor 112 and the opening degree of the introduction valve 116 so that the bed height of the fluidized bed formed in the first fluidized bed chamber 212 is the first. The introduction amount of the fluidized medium introduced into the first fluidized bed chamber 212 is controlled so as to be above the point 212c.

一方、圧力制御部264は、水分センサ120の測定値に基づいて、第2流動層室232のオーバーフロー部238から送出される褐炭が目標値まで乾燥されるように、第1流動層室212内および第2流動層室232内における褐炭の滞留時間を導出する。例えば、水分センサ120の測定値が相対的に大きい場合、すなわち、未乾燥の褐炭の含水率が高い場合には滞留時間は長くなり、水分センサ120の測定値が相対的に小さい場合、すなわち、未乾燥の褐炭の含水率が低い場合、滞留時間は短くなる。 On the other hand, the pressure control unit 264, based on the measurement value of the moisture sensor 120, inside the first fluidized bed chamber 212 so that the brown coal sent from the overflow portion 238 of the second fluidized bed chamber 232 is dried to the target value. And the residence time of the brown coal in the second fluidized bed chamber 232 is derived. For example, when the measured value of the moisture sensor 120 is relatively large, that is, when the moisture content of the undried brown coal is high, the residence time becomes long, and when the measured value of the moisture sensor 120 is relatively small, that is, If the moisture content of undried brown coal is low, the residence time will be short.

そして、圧力制御部264は、不図示のメモリに記憶されている第1流動層室212および第2流動層室232の容積と、導出した滞留時間とに基づいて、褐炭の移動速度を導出する。続いて、圧力制御部264は、第1圧力センサ222、第2圧力センサ242の測定値を参照し、第2流動層室232内が第1流動層室212内より低圧に維持されるとともに、褐炭の移動速度が導出した移動速度となるように、第1排気部220および第2排気部240それぞれの排気流量を制御する。 Then, the pressure control unit 264 derives the moving speed of the brown coal based on the volumes of the first fluidized bed chamber 212 and the second fluidized bed chamber 232 stored in the memory (not shown) and the derived retention time. .. Subsequently, the pressure control unit 264 refers to the measurement values of the first pressure sensor 222 and the second pressure sensor 242, and the inside of the second fluidized bed chamber 232 is maintained at a lower pressure than the inside of the first fluidized bed chamber 212, The exhaust flow rates of the first exhaust part 220 and the second exhaust part 240 are controlled so that the moving speed of the brown coal is the derived moving speed.

そして、導入制御部262は、第1流動層室212内において形成される流動層の層高が第1の箇所212cよりも上方となる導入量を維持しつつ、第1流動層室212への褐炭の導入速度が、移動速度と等しくなるように、コンベア112の搬送速度および導入バルブ116の開度を制御する。 Then, the introduction control unit 262 maintains the introduction amount such that the bed height of the fluidized bed formed in the first fluidized bed chamber 212 is higher than the first location 212c, and the introduction into the first fluidized bed chamber 212 is performed. The conveyance speed of the conveyor 112 and the opening degree of the introduction valve 116 are controlled so that the introduction speed of the brown coal becomes equal to the movement speed.

上記したように、連通管250は、流動層で満たされているため、第2流動層室232の圧力を第1流動層室212の圧力より低くするだけで、第1流動層室212から第2流動層室232へ自動的に褐炭を移動させることができる。また、導入制御部262および圧力制御部264を備える構成により、所望する移動速度で、第1流動層室212から第2流動層室232へ褐炭を移動させることが可能となる。 As described above, since the communication pipe 250 is filled with the fluidized bed, the pressure in the second fluidized bed chamber 232 can be set lower than the pressure in the first fluidized bed chamber 212, so that The brown coal can be automatically moved to the two-fluidized bed chamber 232. Further, the configuration including the introduction control unit 262 and the pressure control unit 264 makes it possible to move the brown coal from the first fluidized bed chamber 212 to the second fluidized bed chamber 232 at a desired moving speed.

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、第1流動層室212および第2流動層室232の圧力を調整するだけで、褐炭を移動させることができるため、コンベアを用いて流動層室間を移動させる従来技術と異なり、移動過程において褐炭が空気に曝されてしまう事態を回避することが可能となる。したがって、褐炭が、空気中の物質と反応したり、空気中の物質を吸着したりすることを防止することができ、移動過程での褐炭の性状の変化を回避することが可能となる。 As described above, according to the fluidized bed system 100 according to the present embodiment, the brown coal can be moved only by adjusting the pressures of the first fluidized bed chamber 212 and the second fluidized bed chamber 232, and thus the conveyor Unlike the conventional technique of moving between the fluidized bed chambers by using, it is possible to avoid the situation where the brown coal is exposed to air in the moving process. Therefore, it is possible to prevent the brown coal from reacting with the substance in the air or adsorbing the substance in the air, and it is possible to avoid a change in the property of the brown coal during the moving process.

また、乾燥された高温状態の褐炭は、空気中の酸素と反応して燃焼する懸念があるため、コンベアを用いて流動層室間を移動させる従来技術では、コンベアといった駆動部を備えた装置を密封構造にしたり、消火設備を備えたり等する必要があり、コストが高くなってしまうという問題があった。しかし、本実施形態の流動層システム100では、圧力差(差圧)によって、外部から区画された連通管250内を褐炭が移動するという簡易な機構であるため、駆動部を備えた装置の密封構造や消火設備が不要となり、コストを低減することが可能となる。また、第1流動層室212と第2流動層室232との設置高さを異ならせる必要もないため、設置コストを削減することもできる。 Further, since dried lignite in a high temperature state may react with oxygen in the air and burn, in the conventional technique of moving between fluidized bed chambers using a conveyor, an apparatus equipped with a drive unit such as a conveyor is used. There is a problem in that the cost becomes high because it is necessary to provide a sealed structure or to equip fire extinguishing equipment. However, the fluidized bed system 100 of the present embodiment has a simple mechanism in which the brown coal moves inside the communication pipe 250 partitioned from the outside due to the pressure difference (differential pressure), so that the device including the drive unit is sealed. No structure or fire extinguishing equipment is required, and the cost can be reduced. Further, since it is not necessary to make the installation heights of the first fluidized bed chamber 212 and the second fluidized bed chamber 232 different, it is possible to reduce the installation cost.

また、例えば、第1流動化ガス供給部214(第1ブロワ214c)から、平均粒径の褐炭が最適に流動化される流量の第1流動化ガスを供給すると、平均粒径より大きい粒径(または質量が大きい)褐炭の一部は流動化されない。また、連通管250が接続される第1の箇所212cは、第1流動層室212の上部に配されているため、大きい粒径の褐炭は、連通管250に導かれずに第1流動層室212内に残留してしまう。 Further, for example, when the first fluidizing gas having a flow rate at which the lignite having the average particle diameter is optimally fluidized is supplied from the first fluidizing gas supply unit 214 (first blower 214c), the particle diameter larger than the average particle diameter is obtained. Some (or large mass) lignite is not fluidized. Further, since the first portion 212c to which the communication pipe 250 is connected is arranged above the first fluidized bed chamber 212, lignite having a large particle size is not guided to the communication pipe 250 and is not fed to the first fluidized bed chamber. It remains in 212.

そこで、第1流動層室212の下部に滞留した褐炭の一部を抜き出す抜出部218を備えることにより、流動化されない褐炭を外部に抜き出すことが可能となり、第1流動層室212内における褐炭の残留(滞留)を回避することができる。これにより、残留した褐炭によって流動層が形成されなくなってしまう事態を回避することが可能となる。 Therefore, by providing the extraction part 218 for extracting a part of the brown coal that has accumulated in the lower portion of the first fluidized bed chamber 212, it becomes possible to extract the unfluidized brown coal to the outside, and the brown coal in the first fluidized bed chamber 212 can be extracted. Can be avoided. This makes it possible to avoid the situation where the fluidized bed is not formed due to the remaining brown coal.

また、抜出部218が流動化されない褐炭を第1流動層室212から抜き出すため、流動化されない褐炭が第2流動層室232に導入されることがなくなり、第2流動層室232において、残留する褐炭(流動媒体)専用の抜出部を省略することが可能となる。 Moreover, since the extraction unit 218 extracts the unfluidized lignite from the first fluidized bed chamber 212, the unfluidized lignite is not introduced into the second fluidized bed chamber 232, and remains in the second fluidized bed chamber 232. It is possible to omit the extraction part dedicated to brown coal (fluid medium).

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明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本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but it goes without saying that the present invention is not limited to such embodiments. It is obvious to those skilled in the art that various alterations or modifications can be conceived within the scope of the claims, and it should be understood that these also belong to the technical scope of the present invention. To be done.

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-described embodiment, lignite is described as an example of the fluid medium. However, the type of fluid medium is not limited as long as it is a particulate solid.

また、上記実施形態において、連通管250が接続される第1の箇所212cが、抜出管218aが接続される箇所より上方に位置する構成を例に挙げて説明した。しかし、第1の箇所212cは、流動層の層高より低い箇所であればよく、抜出管218aが接続される箇所と実質的に等しい、もしくは、抜出管218aが接続される箇所より下方に位置していてもよい。 Further, in the above embodiment, the configuration in which the first portion 212c to which the communication pipe 250 is connected is located above the portion to which the extraction pipe 218a is connected has been described as an example. However, the first location 212c may be a location lower than the bed height of the fluidized bed, and is substantially equal to the location to which the extraction pipe 218a is connected, or below the location to which the extraction pipe 218a is connected. May be located at.

また、上記実施形態において、第1の箇所212cの高さと第2の箇所232cとの高さとが実質的に等しく、連通管250が水平方向に延在する構成を例に挙げて説明した。しかし、第1の箇所212cと第2の箇所232cの高さ関係に限定はなく、連通管250が鉛直方向に傾斜していてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the configuration in which the height of the first portion 212c and the height of the second portion 232c are substantially equal to each other and the communication pipe 250 extends in the horizontal direction has been described as an example. However, the height relationship between the first location 212c and the second location 232c is not limited, and the communication pipe 250 may be inclined in the vertical direction.

また、上記実施形態において、流動層システム100が、第1圧力センサ222、第2圧力センサ242を備え、圧力制御部264が第1圧力センサ222および第2圧力センサ242の測定値に応じて、第2流動層室232を第1流動層室212より低圧に維持する構成を例に挙げて説明した。しかし、圧力制御部264は、第2流動層室232内を第1流動層室212内より低圧に維持できれば、第1圧力センサ222、第2圧力センサ242は必須の構成ではない。例えば、第1ブロワ214cが風箱214aに供給する第1流動化ガスの流量と、第2ブロワ234cが風箱234aに供給する第2流動化ガスの流量とに基づいて、第2流動層室232を第1流動層室212より低圧に維持するように、第1排気バルブ220bの開度、および第2排気バルブ240bの開度を制御するとしてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the fluidized bed system 100 includes the first pressure sensor 222 and the second pressure sensor 242, and the pressure control unit 264 responds to the measurement values of the first pressure sensor 222 and the second pressure sensor 242. The configuration in which the second fluidized bed chamber 232 is maintained at a lower pressure than the first fluidized bed chamber 212 has been described as an example. However, if the pressure control unit 264 can maintain the inside of the second fluidized bed chamber 232 at a lower pressure than the inside of the first fluidized bed chamber 212, the first pressure sensor 222 and the second pressure sensor 242 are not essential configurations. For example, based on the flow rate of the first fluidizing gas that the first blower 214c supplies to the wind box 214a and the flow rate of the second fluidizing gas that the second blower 234c supplies to the wind box 234a, the second fluidized bed chamber The opening degree of the first exhaust valve 220b and the opening degree of the second exhaust valve 240b may be controlled so as to maintain the pressure of 232 lower than that of the first fluidized bed chamber 212.

本発明は、流動媒体の流動層が形成される第1流動層室から第2流動層室へ流動媒体を移動させる流動層システムに利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be utilized for the fluidized bed system which moves a fluidized medium from a 1st fluidized bed chamber in which a fluidized bed of a fluidized medium is formed to a 2nd fluidized bed chamber.

100 流動層システム
212 第1流動層室
212a 側壁
212b 第1フリーボード部
212c 第1の箇所
218 抜出部
220 第1排気部
232 第2流動層室
232a 側壁
232b 第2フリーボード部
232c 第2の箇所
240 第2排気部
250 連通管
262 導入制御部
264 圧力制御部
100 fluidized bed system 212 1st fluidized bed chamber 212a Side wall 212b 1st freeboard part 212c 1st location 218 Extraction part 220 1st exhaust part 232 2nd fluidized bed chamber 232a Side wall 232b 2nd freeboard part 232c 2nd Location 240 Second exhaust unit 250 Communication pipe 262 Introduction control unit 264 Pressure control unit

Claims (3)

流動媒体の流動層が形成される第1流動層室と、
前記第1流動層室と別体に形成され、流動媒体の流動層が形成される第2流動層室と、
前記第1流動層室を構成する側壁における予め定められた第1の箇所と、前記第2流動層室を構成する側壁における前記第1の箇所と略等しい高さの第2の箇所とを連通し、略水平方向に延在する連通管と、
前記第1流動層室内において形成される流動層の層高が前記第1の箇所よりも上方となるように、該第1流動層室内に導入する前記流動媒体の導入量を制御する導入制御部と、
前記第2流動層室内を前記第1流動層室内より低圧に維持する圧力制御部と、
を備え、
前記圧力制御部は、前記第1流動層室内および前記第2流動層室内における前記流動媒体の滞留時間と、前記第1流動層室および前記第2流動層室の容積と、に基づいて、前記流動媒体の移動速度を導出し、前記第1流動層室から前記第2流動層室への前記流動媒体の移動速度が、導出した前記移動速度となるように前記第1流動層内および前記第2流動層内のいずれか一方または両方の圧力を制御し、
前記導入制御部は、前記第1流動層室への前記流動媒体の導入速度を、前記導出した移動速度とする特徴とする流動層システム。
A first fluidized bed chamber in which a fluidized bed of fluidized medium is formed;
A second fluidized bed chamber formed separately from the first fluidized bed chamber in which a fluidized bed of a fluidized medium is formed;
A predetermined first location on the side wall forming the first fluidized bed chamber communicates with a second location on the side wall forming the second fluidized bed chamber, the second location having substantially the same height as the first location. And a communication pipe extending in a substantially horizontal direction,
An introduction control unit that controls the introduction amount of the fluidized medium introduced into the first fluidized bed chamber so that the height of the fluidized bed formed in the first fluidized bed chamber is higher than the first location. When,
A pressure controller for maintaining the second fluidized bed chamber at a lower pressure than the first fluidized bed chamber;
Equipped with
The pressure control unit, based on the residence time of the fluidized medium in the first fluidized bed chamber and the second fluidized bed chamber, and the volumes of the first fluidized bed chamber and the second fluidized bed chamber, derives the moving speed of the fluidized medium, the moving velocity of the fluid medium from the first fluidized bed chamber to the second fluidized bed chamber, the derived said to be the moving speed first fluidized bed chamber and said second controlling either pressure of one or both of the fluidized bed chamber,
A fluidized bed system, wherein the introduction control unit sets an introduction speed of the fluidized medium into the first fluidized bed chamber as the derived moving speed.
前記第1流動層室内における前記流動層の上方に形成される第1フリーボード部からガスを排出する第1排気部と、
前記第2流動層室内における前記流動層の上方に形成される第2フリーボード部からガスを排出する第2排気部と、
を備え、
前記圧力制御部は、
前記第1流動層室内および前記第2流動層室内の圧力に応じて、前記第1排気部および前記第2排気部それぞれの排気流量を制御することを特徴とする請求項1に記載の流動層システム。
A first exhaust unit configured to discharge gas from a first freeboard unit formed above the fluidized bed in the first fluidized bed chamber;
A second exhaust part for exhausting gas from a second freeboard part formed above the fluidized bed in the second fluidized bed chamber;
Equipped with
The pressure control unit,
The fluidized bed according to claim 1, wherein exhaust flow rates of the first exhaust section and the second exhaust section are controlled according to pressures in the first fluidized bed chamber and the second fluidized bed chamber. system.
前記第1流動層室内の下部に滞留した前記流動媒体の一部を抜き出す抜出部をさらに備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の流動層システム。 The fluidized bed system according to claim 1 or 2, further comprising a withdrawal portion for withdrawing a part of the fluidized medium retained in a lower portion of the first fluidized bed chamber.
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