JPH01242725A - 紛粒体の循環流動層反応炉 - Google Patents

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］ 本発明は粉粒体の循環流動層反応炉に関するものである
。

［従来の技術］ 粉粒体の充填層の下方より適当な流速でガスを送り、粉
粒体を浮遊状態にして固体と気体間の反応や焙焼を行な
う流動法が知られている。

一方近時鉄鉱原料の溶融還元法が注目を浴びているが、
その予備還元装置として例え゛ば流動層還元炉に外部粒
子循環装置に付設し、流動層還元炉の上部に設けられて
いる出口にサイクロンを接続し、還元ガスと同伴し飛散
してきた細粒子を捕捉し、サイクロンの下部には捕捉し
た粒子を一時溜めるホッパーが接続し、このホッパーで
一時貯え、所定量を循環切出装置で流動層還元炉に戻す
装置がある。

又本出願人はさきに特願昭６２−２６９２８３号明細書
において、微粉状鉄粉の流動層予備還元装置における循
環量制御が容易な装置を提供した。

第７図はその［要説明図である。

図において、１０は流動層還元炉、１６は下降管で、外
部粒子循環装置を構成する。下降管１６は上部はサイク
ロン１１と連通してガスと還元鉄粉との選別系統が設け
られている。

下降管ＩＢの下部は水平域２５を形成して流動層還元炉
１０の下部と一体である。

還元炉ＩＯの炉底に還元ガス吹込みノズルＩ３が立設さ
れ、又制御ガス吹込みノズル２６が下降管１６の下部に
横設される。１５は排出管である。

流動層還元炉１０においては還元ガス吹込みノズル１３
から還元ガスの吹き込みを得て流動層を形成し、還元作
用をうけて下降管に充填層２８を形成する。

又下降管の水平域においては還元鉄粉の充填層が形成さ
れているが、制御ガス吹込みノズルから前記水平域に制
御ガスが吹き込まれて、循環流が与えられる。

ところで粉粒体の密度が比較的高い粒子、例えばジルコ
ン砂、粉鉱石等を循環流動させると、流動層の下部の粒
子濃度は濃厚となるが、上方にゆくにつれて急激に粒子
濃度が低下する（循環流動層に関するシンポジウム論文
集ｐ１０）ことが知られている。

［発明が解決しようとする課題］ 粉粒体密度が比較的高い粒子を循環流動層で気体と反応
させる場合、粒子濃度が希薄になると反応効率が低下す
る。即ち上部まで粒子濃度が確保される方が反応面で育
利である。そこで上方まで出来るだけ均一かつ濃厚な粒
子濃度を確保する必要がある。

本発明は上昇管における粒子濃度の偏りを防ぎ、流動層
の圧力変動を減少した反応炉を提供するものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は粉粒体流動層の上昇管に、少くともサイクロン
と下降管とを有する粒子循環装置を付設し、前記下降管
を多段に分岐して前記上昇管の高さ方向で異った位置に
接合し、該接合部に粉粒体供給機構を内蔵したことを特
徴とする粉粒体の循環流動層反応炉である。

以下本発明を図面について説明する。

本発明の循環流動層反応炉は上昇管１０にサイクロン１
１と下降管１６とからなる粒子循環装置を付設している
。第１図に示すように、下降管１６は１６ａ。

１６ｂと分岐して２段に構成されて、上昇管１０の高さ
方向で異なった位置で上昇管１０と一体に接合されてい
る。

上昇管■０と下降管１Ｇとの接合部は粉粒体供給機構と
してニューマチックフィーダ１７ａ　、　１７ｂを内蔵
している。

ニューマチックフィーダ１７の一例を第２図に示す。図
において、粉体滞留槽２０は下降管ｔｅａ及び排出管１
９が設けられている。下降管の開口域に近くガス導入口
２１が設けられている。

ガス導入口２１は分散板１ｇ−１，１ｌｌ−２で区分け
されており、複数のガス通路２５が形成される。各ガス
通路２５は各別にガス供給系が接続されている。

２６は排気孔である。

即ち本発明は流動層上昇管１０の上部から、粒子とガス
が排出されサイクロン１１にて排ガス１２と下降管１６
を通って上昇管１０へ戻る粒子とに分離される。さらに
下降管Ｉ６はＬ８ａと１８ｂに分けられ、上昇管の高さ
方向の異なったレベルへ戻る。

従って本発明によると、循環粒子を上昇管の下部だけで
はなく塗中にも戻すことにより、特に上昇管中・上部の
粒子濃度を増加させる。

分岐下降管を上昇管の同じレベルで複数箇所に戻しても
本発明の効果はない。

第３図は第１図において下降管１６ｂのみの場合（破線
）と、下降管１６ａ　、　’１６ｂをともに用いた場合
（実線）の高さ方向の空隙分布の図表である。

本発明の場合、下部の空隙率はやや高くなるが、全体的
には粒子濃度は比較例より濃厚となり、空隙率は低下し
ている。

本発明と比較例の操業結果を第１表に示す。

第　　　１　　　表 本発明例は平均空隙率の上昇により、還元ガスの利用率
が向上し、圧力変動も少くなり、良好であった。

第４図は本発明の他の例で上昇管１０に並列に付設した
サイクロンｌｌａ　、　ｌｌｂにそれぞれ下降管１０ａ
　、　１６ｂを設け、上昇管１０の高さ方向の異なる位
置にニューマチックフィーダ１７ａ　、　１７ｂを設け
て、上昇管１０と一体結合している。

第５図は本発明の更に他の例であり、サイクロン１１と
３１とは直列に配列される。サイクロン１１は上昇管１
０の粒子のうち粗粒子を捕捉して上昇管ＩＯの中間帯に
供給する。一方サイクロン３１はサイクロンＩｔの微粒
子をガス流とともにうけ入れ、固気分離し、微粒子を上
昇管の下部に供給する。

下部に蓄積しやすい粗粒を細粒より上部に戻すことによ
り、流動層全体がより均一となる。３０ａ。

３０ｂはホッパーを示す。

この例によるとサイクロン１１は粉粒体の粗細分級を行
うが、圧力損失の調整によって、粗細分級の分配量を制
御しうる。

第６図は本発明の更に他の例であり、ホッパー３０の下
部に傾斜管３９を介在して下降管１６ａ　、　１８ｂを
分岐する。分岐された下降管ｌｅａ　、　１６ｂは上昇
管ｌＯの高さ方向の異なった位置にニューマチックフィ
ーダ１７ａ　、　１７ｂを介して一体に接合されている
。

この例によるときは、ホッパー３０を重力下で降下する
粉粒体は、傾斜管３９において粗細２層を形成しながら
移動し、粗粒子分は下降管ｔｅａに捕捉され、微粒子分
は下降管１６ｂに捕捉されて、上昇管に循環供給される
。

以上本発明を主として粉鉄鉱石の例について説明したが
、これに限定されるものではなく、石灰石、粉炭の流動
反応にも適用することができる。

［発明の効果コ 本発明は上昇管における循環流動層の下部のみに粒子濃
度が濃厚になるのを防ぎ、上昇管を全長にわたり反応に
利用でき生産効率が向上する。

又極端に粒子濃度が濃厚になる場所がなくなり、流動層
の圧力変動を減少でき操業の安定性が増す。

粗粒を細粒より上部に戻すことにより、更にその効果は
増加する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明図、第２図は本発明の部分
説明図、第３図は炉高と空隙率との図表、第４．５．６
図は本発明の詳細な説明図、第７図は比較例の説明図で
ある。 １０：上昇管　　　　　　　１１：サイクロン１６：下
降管 １７：ニューマチックフィーダ 代　理　人　　弁理士　　茶野木　立　夫？隙心（−） ｌ３ 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、粉粒体流動層の上昇管に、少くともサイクロンと下
   降管とを有する粒子循環装置を付設し、前記下降管を多
   段に分岐して前記上昇管の高さ方向で異った位置に接合
   し、該接合部に粉粒体供給機構を内蔵したことを特徴と
   する粉粒体の循環流動層反応炉。 ２、複数のサイクロンを並列に設けて、各サイクロンの
   下降管を上昇管に多段に接合した請求項１に記載の粉粒
   体の循環流動層反応炉。 ３、サイクロンを直列に配設し、各サイクロンの下降管
   を上昇管に多段に接合した請求項１に記載の粉粒体の循
   環流動層反応炉。 ４、サイクロンに主下降管を吊設し、主下降管に傾斜部
   を形成して二股に分岐し、分岐した下降管を多段に前記
   上昇管に接合した請求項１に記載の粉粒体の循環流動層
   反応炉。