JPH01217194A - 流動床熱交換器 - Google Patents

流動床熱交換器

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JPH01217194A
JPH01217194A JP31966988A JP31966988A JPH01217194A JP H01217194 A JPH01217194 A JP H01217194A JP 31966988 A JP31966988 A JP 31966988A JP 31966988 A JP31966988 A JP 31966988A JP H01217194 A JPH01217194 A JP H01217194A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、複数の室を経て流れる高温の粒状物から熱を
移行させるようをこした、流動床熱交換器、並びにその
稼動方法に関する。
〈従来の技術〉 各種の反応器又は熱交換器1例えば蒸気発生器その他は
、1次的な熱伝達媒体として、流動床を使用する。この
装置において、空気は、粒状物の床を通過し、この床を
流動化する。
最も典型的な流動床装置は、普通に「あわ立ち」流動床
と呼ばれるもので、この流動床において。
粒状物の床は、空気分配板によって支持され、この空気
分配板には、空気が、高熱の放出、a!黄の高吸収度、
窒素酸化物の低エミツション及び燃料の変通性の有用な
組合せを介して導入される。
最も典型的な流動床燃焼装置は、普通に「あわ立ちJ流
動床と呼ばれるもので、この流動床において、粒状物の
床は、空気分配板によって支持され、この空気分配板に
は、燃焼支持空気が、分配板の複数の穿孔を経て導かれ
、粒状物を膨張させ。
浮遊した状態又は流動化した状態とする。気体の速度は
、典型的には、床の重量を支持する圧力降下を生ずるの
に必要な速度(例えば、最小流動化速度)の2〜3倍で
あり、それによって、あわを生じ、このあわは、床を通
って上昇し、沸騰する液の外観を床に与える。床は、は
っきり定まった上面を示し、床を離去する気体中の粒子
の同伴量は、非常に少ないので、これらの粒子を葉数し
再循環することは、必ずしも必要ではない。2相混合物
の熱伝達特性及び質量伝達特性は高く、液の特長を示し
ている。
この形式の硝造において、熱交換面は、流動化した粒状
物から熱を取出してこの熱を他の目的に利用するために
、流動化した粒状物の床中に沈下していることが多い。
このように沈下された熱交換器を用いる場合、熱の取出
し速度を制御可能とすることが4々望まれる。これは、
通常は、流動床の直さ、従って、沈下される表面の量、
を変化させることによって行なう。
しかし、例えば熱の伝達に関係しない理由のために流動
床の固形物の最小の圧力が必要とされる場合のように゛
、床の高さの選定にとって十分な自由度が得られないこ
とがある。この場合には、粒状物の一部を偏流させ、こ
の一部の粒状物を次に冷却させ、熱交換器に接触させな
いことによって。
熱の伝達を制御する。冷却された粒状物と冷却されない
粒状物との適正な部分を次に再結合させた時に、最終的
な所望の粒状物の温度が得られる。
−例として、「プラグ弁」又は「5字形弁」のような、
いろいろの異なった形式の弁が、床を通過する固形物の
部分をブリードして取出し、そして/又は、熱交換器の
床及び粒状物圧力制御床からの流量を直接に制御するた
めに使用されている。
しかし、この形式の装置は、装置の他の部分の機能上の
完全性1例えば、流動床の粒状物の所望の最小圧力の達
成について、有害な作用を示すことが多い。
〈発明が解決しようとする課題〉 従って、本発明の1つの目的は、流動床から取出される
熱の量が流動床の高さを変化させる必要なく制御される
ようにした。流動床反応器と、その稼動方法とを提供す
ることにある5 本発明の別の目的は、熱の取出し速度が、熱交換器から
の粒状物の一部分を偏流させることによって、それに通
常附随する問題なしに制御されるようにした、流動床反
応器と、前記の形式の稼動方法とを提供することにある
本発明の更に別の目的は、流動床からの熱の取出し速度
が、粒状物の一部を熱交換器がら離れるようにバイパス
させた後、熱交換器と接触する部分にその一部の粒状物
を再結合することによって制御される、熱交換器と、前
記の形式の稼動方法とを提供することにある。
本発明の更に別の目的は、複数の別の流動床を反応器の
容器中に配し、これらの別の室のうち1つの室は、熱交
換面を備え、他の室は、熱交換面に対して露呈された粒
状物の量を制御するために使用されるようにした、流動
床反応器と、前記の形式の稼動方法とを提供することに
ある。
〈課題を解決するための手段〉 これらの目的並びに他の目的を達成するために、流動床
反応器中に、第1の室と、複数の別の室とが設けられ、
粒状物は、これらの別の室のうち1つに導入され、該別
の室のうち他の室に向って流れるようにされる。これら
の別の室のうち1つには、その内部の流動床から熱を取
出すための熱交換面が設けられ、これらの別の室中の粒
状物は。
その内部においての粒状物のレベルが所定の高さを超過
した時に、第1の室に流入可能となる。第1の室に入る
粒状物は、ハウジングから、外部の装置へと排出される
次に本発明の好ましい実施例を図面に従って一層詳細に
説明する。
〈実施例〉 図面中筒1〜3図において、参照符号10は、本発明に
よる反応器全体を示し、この反応器は、前方壁12と、
後部壁14と、2つの側部壁16゜18(第2図参照)
とによって形成された容器ないしはハウジングを備えて
いる。排出口20は、後述するように反応器10からの
ガスを導出するために後部壁14の上部に設けられてい
る。
1対の隔たてられた平行な仕切板22.24は、側部壁
16,18の間に、iた仕切板26(第2゜3図)は、
仕切板22.24の間に、それぞれ延在し、ハウジング
を4つの室A、B、C,Dに区画している。第3図によ
り明瞭に示すように、室りは、室Aのすぐ後方に、また
室B、Cは、室A。
Bの側方に、それぞれ延長している。
孔あけされた格子3oは、前方壁12と後部壁14との
間において、側部壁16から仕切壁2Gまで、ハウジン
グの下部中において、水平に延長している。
空気配管31は、ハウジングの下端・の下方に配され、
ダクト32a、32b、32cと連通されている。ダク
ト32a、32b、32cは、それぞれ室A、B、Cの
下方において格子3oの直下に配された3つのプレナム
34a、34b、34cに空気を分配する。
制御弁36a、36b、36cは、空気配管31がら空
気プレナム34a、34b、34c、従って室A、B、
Cへの空気流をそれぞれ制御するために、ダクト32a
、32b、32c中にそれぞれ配設されている。
粒状燃料の流入管40は、外部の供給源(図示しない)
から室A中に導かれ、その排出端部は、粒子30の直上
まで延長している。従って、好ましくはれき青焼のよう
な燃料のばらばらの粒子の形の粒状物を室A中に、空気
配管4oを経て絶えず給送することができる。なお、石
灰石のような硫黄吸着剤を同様に空気配管40を経て、
又は別の給送部材を経て室A中に導いてもよい。この吸
着剤は、周知のように、石炭の燃焼によって発生した硫
黄を吸着するように作用する。
第4図によりよく示されるように、室Aを画定する仕切
板22,24の部分の下部は、それぞれ開口ないしは切
欠42a、42bを備えており、粒状の燃料は、それに
よって、室Aから室B、Cに注入することができる。
1対のせき形の通し孔44a、44bは、室B。
C中の粒状物の蓄積が成る所定の高さを超えた時に室B
、C中の粒状物が室り中にオーバーフローすることを許
容するように、室りを画定する仕切板22.24の部分
に形成されている。ホッパー部分46は、室り中の粒状
燃料を反応器から排出させるために、排出管48と連通
する室りの下部に設けられている。
全体を参照符号50によって示した熱交換器は、室B中
に配設してあり、1以上の管束から成り、この管束の1
つの管は、参照符号50によって示されている。管50
は、冷却用流体例えば水の供給源に連結された入口50
aと、室Bを通過してこの室中の流動床から熱を抽出し
た後の水を外部の機器に導くための出口50bとを備え
ている。
作用に際して1粒状燃料は、流入管40を経て、室Aに
導かれる。吸着剤を同様に室Aに導いてもよい。空気ダ
ンパーである制御弁36a、36b。
36cは、それぞれ空気プレナム34a、34b。
34c及び孔あけされた格子30を経て流動化用空気が
室A、B、C中に入るように上向きに流れることを許容
するように、所望により開放される。
従って、空気は、室A、B、C中の粒状物を流動化する
。空気の速度、従って、流動化の度合と、室A、B、C
中の粒状物の結果する高さとは、制御弁36a、36b
、36cの位置を変化させることによって、所望のよう
に制御する。室A中に蓄積された粒状物は2、それぞれ
仕切板22,24の切欠42a、42bを経て、室B、
C中に流入する。
着火バーナー(図示しない)は、室B中に配設してあり
、その燃焼によって、室B中の粒状物を室Bに供給され
る燃焼促進用空気と共に着火させる。空気と燃焼生成ガ
スとは、室Bの上部に移行し、排出口20を経て排出さ
れる。燃料は、室AB、C中に蓄積され、燃料の高さが
、せき形の通し孔44a、44bの高さを超過すると、
燃料は室り中にオーバーフローし、排出管48を経て排
出される。
室Aに入る空気の速度は、流入管40のための圧力対し
を与える上に最適と考えられる値において床中の粒状物
を流動化させるために、空気弁36aによって制御され
る。室B、C中の床に入る空気の速度は、熱伝達制御要
求に従って、空気弁36b、36cによって制御される
。室B、C中の流動化速度は1通常は、室A中の流動化
速度と異なるので、室B、C中の粒状物は、異なった密
度をもつことになる。粒状物は、室A、Bの間及び室A
、Cの間を、切欠42a、42bによって連通させるの
で、各床は、異なった高さにおいて作動する。従って、
排出せきである通し孔44a。
、  44bは、それぞれ室B、C中において達せられ
た膨張した床の高さに依存する量の粒状物を、室B。
Cから室り中に排出させる。このように、室B。
、  Cを通過する全粒状物流のうちの部分量は、各床
中の流動化速度を変化させることによって制御さ、  
れる。
前述した構成から、いくつかの利点が得られる。
例として、室B中の流動床からの熱の取出し速度は、室
B、C中の空気の速度を変化させることによって制御さ
れる。また、本発明による反応器は、容易に始動でき、
この始動の間に、粒状燃料のた′めの冷却されない流通
路が供与される。
更に、固形物は1本発明による反応器から、排出管48
を経て排出され、逆流又ははね返りは生じない。更に、
流入管40のための圧力対しを供与するに足る室A中の
粒状燃料の高さが確保される。切欠42a、42bを通
る粒状物流に関係した圧力損失があるため、室A中の床
の背圧は、室B、C中の背圧よ、りも高くなり、室A中
の流動床によって供与される圧力対じの完全性が更に保
証される。
本発明をその特定の実施例について以上に説明したが1
以上に説明した以外にも種々の変形が可能であり、前述
した特定の構成は、単なる例示に過ぎず1本発明を限定
するものではない。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明による流動床反応器を示す断面図、第
2図は、第1図の2−2gに沿った断面図、第3図は、
第1図の流動床反応器の上面図、第4図は、第1図の反
応器に使用される仕切板を示す部分的な斜視図である。 10・・反応器(流動床反応器)、22,24゜26・
・仕切板、30・・格子(格子手段)、31・・空気配
管(空気導入手段)、40・・流入管(粒状燃料導入手
段)、50・・熱交換器(熱交換手段)、D・・第1の
室、A、B、C・・別の室、A・・1つの室、B、C・
・他の室。 FIG、  3 FIG、  4

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)ハウジングと、該ハウジングを第1の室及び複数の
    別の室に区画するために該ハウジングに配された仕切手
    段と、粒状燃料を支持するために全ての該別の室中に配
    された格子手段と、各々の該別の室中の粒状物を流動化
    させるために各々の該別の室中に空気を導入する空気導
    入手段と、該別の室のうち1つの室に粒状燃料を導入す
    る粒状燃料導入手段と、該別の室のうち1つの室から該
    別の室のうち他の室に粒状物を流通させるための流通手
    段と、該他の室のうちの1つに配された熱交換手段と、
    該他の室から該第1の室に粒状物を流通させるための別
    の流通手段と、該ハウジングから粒状物を排出させるた
    めに該第1の室から延長している排出手段と、を備えて
    成る流動床反応器。 2)ハウジングを、第1の室と、複数の別の室とに区画
    し、該別の室のうち1つの室に粒状燃料を導入し、該1
    つの室を該別の室のうち他の室に連通させて該粒状物を
    該別の室のうち1つの室から該他の室に流入させ、該別
    の室に空気を導入して該別の室中の粒状物を流動化し、
    該他の室のうち1つにおいて燃料を燃焼させて該他の室
    のうち他方に熱を発生させ、該熱を該他の室のうち1つ
    から取出し、該他の室を該第1の室と連通させて該粒状
    物を該他の室から該第1の室に流入させ、該第1の室を
    経て該ハウジングから該粒状物を排出させる各工程から
    成る流動床反応器の稼動方法。
JP63319669A 1987-12-21 1988-12-20 流動床熱交換器 Expired - Lifetime JPH0731021B2 (ja)

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US13581487A 1987-12-21 1987-12-21
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