JPH02157034A - 迅速流動床反応炉及びその作動方法 - Google Patents
迅速流動床反応炉及びその作動方法Info
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- JPH02157034A JPH02157034A JP1210544A JP21054489A JPH02157034A JP H02157034 A JPH02157034 A JP H02157034A JP 1210544 A JP1210544 A JP 1210544A JP 21054489 A JP21054489 A JP 21054489A JP H02157034 A JPH02157034 A JP H02157034A
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- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R5/00—Continuous combustion chambers using solid or pulverulent fuel
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- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
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- 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
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- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00477—Controlling the temperature by thermal insulation means
- B01J2208/00495—Controlling the temperature by thermal insulation means using insulating materials or refractories
-
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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- F23C2206/101—Entrained or fast fluidised bed
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- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（従来技術及びその問題点）
本発明は迅速流動床反応炉内燃焼チャンバ下側領域内に
おける周縁壁の幾何形状に関するものである。前記壁は
全体として下向きかつ内向きに傾斜しており、典型的に
は壁の表面近くへど下向きに流れる比較的に密な粒子膜
を備えている。この激しい粒子の流れはそれが燃焼チャ
ンバの底部に設けた格子板に到達する時に諸問題を誘起
する。
おける周縁壁の幾何形状に関するものである。前記壁は
全体として下向きかつ内向きに傾斜しており、典型的に
は壁の表面近くへど下向きに流れる比較的に密な粒子膜
を備えている。この激しい粒子の流れはそれが燃焼チャ
ンバの底部に設けた格子板に到達する時に諸問題を誘起
する。
何故ならば前記格子内のノズル又は穴からの流動化ガス
は粒子を完全に満足すべき程度には流動化することが出
来ないからである。、格ｒ板近くには粒子及びガスの脈
動が生じ、これが主として格子ノズルの最初の三つの周
縁列を経ての格子漏れに通ずる。
は粒子を完全に満足すべき程度には流動化することが出
来ないからである。、格ｒ板近くには粒子及びガスの脈
動が生じ、これが主として格子ノズルの最初の三つの周
縁列を経ての格子漏れに通ずる。
迅速流動床反応炉は典型的には燃焼、気化及び熱移送プ
ロセスのような種々の異なるプロセスにおいて用いられ
る。迅速流動床反応炉はまた化学的及び冶金的プロセス
のみならず、熱発生にａ３いても用いられる。それぞれ
のプロセスに応じて、石炭、亜炭、廃木材及びピー１〜
のような粒状燃料のみならず砂、石炭岩、灰、触媒及び
金属酸化物のような他の粒状物質が前記反応炉内で流動
化される。迅速流動床反応炉内においては極めて微細な
１０〜３００μｍの粒状物質も又用いることが出来る。
ロセスのような種々の異なるプロセスにおいて用いられ
る。迅速流動床反応炉はまた化学的及び冶金的プロセス
のみならず、熱発生にａ３いても用いられる。それぞれ
のプロセスに応じて、石炭、亜炭、廃木材及びピー１〜
のような粒状燃料のみならず砂、石炭岩、灰、触媒及び
金属酸化物のような他の粒状物質が前記反応炉内で流動
化される。迅速流動床反応炉内においては極めて微細な
１０〜３００μｍの粒状物質も又用いることが出来る。
燃焼プロセスにおいて利用される迅速流動床反応炉は直
立燃焼チャンバを有して［！５す、同チャンバは実質的
に垂直な周縁壁を備えている。燃焼ヂＡ７ンバの下側領
域内に設【プた前記壁は通常内向ぎに傾斜しており、燃
焼チャンバの底部領域内の熱に対抗するため耐火壁とし
て作られている。反応炉内の上側壁は管状壁として作ら
れている。燃焼チャンバは燃焼すべき粒状物質のための
一つ又はそれ以上の取入口を備えている。硫黄を捕捉す
るための石炭岩のような他の粒状物質のための取入口も
また反応炉内に設けられている。二次的空気のための取
入口を前記周縁壁内の異なるレベル位置において配設す
ることが出来る。−次空気は燃焼チャンバ下方の風箱又
は空気チャンバを通って燃焼チャンバへと通常供給され
る。前記空気は燃焼チャンバと風箱の間に配設された格
子板内に設けたノズル又は穴を介して供給される。迅速
流動床においては空気は燃焼チャンバ内の粒子をしてそ
の実質的部分が燃焼チャンバから排気ガスとともに搬出
される段階に迄燃焼チＶンバ内で流動化するのに十分な
高い速度で前記ノズル中を供給される。床内のガス流の
速度は約２〜Ｉｏｎ／ｓである。床は前記ガスとともに
搬送され、前記オフガスから高効率セパレータによって
分離された粒子の再循環にＪζってのみ燃焼チャンバ内
に維持されることが出来る。燃焼チャンバ内の固体８１
度はチャンバを上るにつれて連続的に減少し、満密床と
自由ボード領域間にははっきりした境界を示ざない。
立燃焼チャンバを有して［！５す、同チャンバは実質的
に垂直な周縁壁を備えている。燃焼ヂＡ７ンバの下側領
域内に設【プた前記壁は通常内向ぎに傾斜しており、燃
焼チャンバの底部領域内の熱に対抗するため耐火壁とし
て作られている。反応炉内の上側壁は管状壁として作ら
れている。燃焼チャンバは燃焼すべき粒状物質のための
一つ又はそれ以上の取入口を備えている。硫黄を捕捉す
るための石炭岩のような他の粒状物質のための取入口も
また反応炉内に設けられている。二次的空気のための取
入口を前記周縁壁内の異なるレベル位置において配設す
ることが出来る。−次空気は燃焼チャンバ下方の風箱又
は空気チャンバを通って燃焼チャンバへと通常供給され
る。前記空気は燃焼チャンバと風箱の間に配設された格
子板内に設けたノズル又は穴を介して供給される。迅速
流動床においては空気は燃焼チャンバ内の粒子をしてそ
の実質的部分が燃焼チャンバから排気ガスとともに搬出
される段階に迄燃焼チＶンバ内で流動化するのに十分な
高い速度で前記ノズル中を供給される。床内のガス流の
速度は約２〜Ｉｏｎ／ｓである。床は前記ガスとともに
搬送され、前記オフガスから高効率セパレータによって
分離された粒子の再循環にＪζってのみ燃焼チャンバ内
に維持されることが出来る。燃焼チャンバ内の固体８１
度はチャンバを上るにつれて連続的に減少し、満密床と
自由ボード領域間にははっきりした境界を示ざない。
高ガス速度にもかかわらず、燃焼チャンバ内の固体速度
は比較的低い。迅速法条件の特徴は固体濃度が比較的高
いことと、粒子がクラスタ及びストランドをなして凝集
しているということである。
は比較的低い。迅速法条件の特徴は固体濃度が比較的高
いことと、粒子がクラスタ及びストランドをなして凝集
しているということである。
燃焼チャンバ内において土向きに流れる微細粒子は重い
粒子のクラスタを形成し、ガス流に対抗して下方へと落
下する。前記クラスタは互いにくだけちり、急速に再形
成する。反応炉内の粒子の挙動は反応炉中における−様
な温度分布に通ずる。
粒子のクラスタを形成し、ガス流に対抗して下方へと落
下する。前記クラスタは互いにくだけちり、急速に再形
成する。反応炉内の粒子の挙動は反応炉中における−様
な温度分布に通ずる。
ガスと固体間の接触がより効率的なために、高い熱伝導
速度が達成されるのみならず、燃焼器内の他の反応に対
する高い反応速度も得られる。はぼ完全に近い炭素燃焼
が得られるのみならず硫黄捕捉におけるより効率的な石
灰岩の利用が達成される。
速度が達成されるのみならず、燃焼器内の他の反応に対
する高い反応速度も得られる。はぼ完全に近い炭素燃焼
が得られるのみならず硫黄捕捉におけるより効率的な石
灰岩の利用が達成される。
燃焼チャンバ内の特定の位置において、不向き及び上向
きのマスフローが存在する。絶対的なマスフローは燃焼
チャンバ内において半径方向及び＠線方向において変動
する。絶対的上向きマスフローはその最大伯を燃焼チャ
ンバ中心線上に持っており、一方下向きマスフローは周
縁壁近くにｄ５いて極値を有する。粒子浮遊物、従って
マスフローの密度は燃焼チャンバのＦ側頭域に向（プて
増大する。このことは燃焼チャンバの底部に設番プだ周
縁壁近くにおいて激しいＩＺ向き流動膜が生ずる結果を
生んでいる。粒子の下向ぎに流れる密な膜の厚さは１０
〜５０ｍとなり得るものであり、減少する密度の付加的
粒子層と前記台な膜の内側における減少する下方速度を
備えている。前記台な膜は格子領域における脈動、ノズ
ルの目詰り及び粒子の風箱内への逆流を誘起せしめる。
きのマスフローが存在する。絶対的なマスフローは燃焼
チャンバ内において半径方向及び＠線方向において変動
する。絶対的上向きマスフローはその最大伯を燃焼チャ
ンバ中心線上に持っており、一方下向きマスフローは周
縁壁近くにｄ５いて極値を有する。粒子浮遊物、従って
マスフローの密度は燃焼チャンバのＦ側頭域に向（プて
増大する。このことは燃焼チャンバの底部に設番プだ周
縁壁近くにおいて激しいＩＺ向き流動膜が生ずる結果を
生んでいる。粒子の下向ぎに流れる密な膜の厚さは１０
〜５０ｍとなり得るものであり、減少する密度の付加的
粒子層と前記台な膜の内側における減少する下方速度を
備えている。前記台な膜は格子領域における脈動、ノズ
ルの目詰り及び粒子の風箱内への逆流を誘起せしめる。
前記逆流は周縁壁ど格子板間の境界領域に局所化されて
いる。
いる。
このことは前記風箱に進入した微細な炭素質粒子から放
出されたスパークによって観察されている。
出されたスパークによって観察されている。
流動床反応炉がスタールアツブするにつれて、傾斜壁を
流下する密な粒子膜が成長し、この流れに関連する諸問
題点も人ぎくなる。燃焼器内で発生する燃焼プロセス及
び他の反応にとって、下側領域内に導入された粒子及び
ガスのジエツ１〜が反応炉チャンバ内に出来るだり深く
到達するということが重要である。下側領域内の前記′
ｍ密床は粒子及びガスが床内奥深く到達することを妨害
している。この問題点を克服Ｊ゛るために、下側濃密領
域内の燃焼チャンバの横断面積は側壁からの粒子又はガ
スジェットが燃焼チャンバのほぼ中央内へと到達するこ
とを許容覆るものとされている。燃焼のためガス流が増
大するにつれて前記横断面積が上向き方向に増大しな【
）ればならないので、前記側壁は上向きかつ外向きに傾
斜しな【ノればならない。もしも前記格子面積が上側横
断面積の約５０％であるならば、下側領域内における側
壁の投影面積も又１前記上側横断面積の５０％となる。
流下する密な粒子膜が成長し、この流れに関連する諸問
題点も人ぎくなる。燃焼器内で発生する燃焼プロセス及
び他の反応にとって、下側領域内に導入された粒子及び
ガスのジエツ１〜が反応炉チャンバ内に出来るだり深く
到達するということが重要である。下側領域内の前記′
ｍ密床は粒子及びガスが床内奥深く到達することを妨害
している。この問題点を克服Ｊ゛るために、下側濃密領
域内の燃焼チャンバの横断面積は側壁からの粒子又はガ
スジェットが燃焼チャンバのほぼ中央内へと到達するこ
とを許容覆るものとされている。燃焼のためガス流が増
大するにつれて前記横断面積が上向き方向に増大しな【
）ればならないので、前記側壁は上向きかつ外向きに傾
斜しな【ノればならない。もしも前記格子面積が上側横
断面積の約５０％であるならば、下側領域内における側
壁の投影面積も又１前記上側横断面積の５０％となる。
前記側壁の投影面積は上側横断面積の周縁面積に相当し
ている。従って、前記側壁は燃焼チャンバの周縁領域で
下向きに流れる実質的に全ての粒子を受取ることになる
。
ている。従って、前記側壁は燃焼チャンバの周縁領域で
下向きに流れる実質的に全ての粒子を受取ることになる
。
前記下向きに流れる粒子の膜は燃焼チャンバ内の粒子の
流動化及び混合と干渉を起す。最適化されたプロセス条
件は流動化及び燃焼空気の安定し、かつ均等な供給作用
を必要とする。ガス流内の脈動は燃焼効率上に悪い影響
を及ぼすのみならず、燃焼器内で発生する他の諸反応に
も悪影響を及ぼず。
流動化及び混合と干渉を起す。最適化されたプロセス条
件は流動化及び燃焼空気の安定し、かつ均等な供給作用
を必要とする。ガス流内の脈動は燃焼効率上に悪い影響
を及ぼすのみならず、燃焼器内で発生する他の諸反応に
も悪影響を及ぼず。
前記ノズル中を粒子が逆流することは極めて微細な物質
が流動化されるので、流動床反応炉では特に問題となる
。前記微細な粒子はノズル内の開口内へと容易に流入し
、ノズル中に供給された空気と干渉し、同ノズルを完全
に目詰りさせる可能性がある。風箱内への物質の逆流は
微細な炭素質物質の損失にもつながる。
が流動化されるので、流動床反応炉では特に問題となる
。前記微細な粒子はノズル内の開口内へと容易に流入し
、ノズル中に供給された空気と干渉し、同ノズルを完全
に目詰りさせる可能性がある。風箱内への物質の逆流は
微細な炭素質物質の損失にもつながる。
前記粒子はまた反応炉内の前記脈動作用の結果微細粒子
がノズル開口中を行きつ戻りつ流動した場合には、前記
ノズルを早期に摩滅せしめることになる。
がノズル開口中を行きつ戻りつ流動した場合には、前記
ノズルを早期に摩滅せしめることになる。
前記逆流は前記格子板上の差圧を十分高く保持するか、
又は流動化空気の流量を増大さゼることによって防止可
能なることが示唆されている。しかしながら、周縁壁近
くのノズル内の逆流傾向は容易には避【プることが出来
ない３１反応炉によ′つではノズル内の開口中の速度は
逆流を防止するために、比較的高いレベル（６０ｍ／ｓ
）へど増大させなければならない。このことは空気ブロ
ワに対する動力要求量の増大をもたらず。もらろん問題
となっているノズルのみの内部の速度を増大さけること
は可能であるが、このためにはノズルに異なる空気供給
装置から空気を供給してやる必要がある。
又は流動化空気の流量を増大さゼることによって防止可
能なることが示唆されている。しかしながら、周縁壁近
くのノズル内の逆流傾向は容易には避【プることが出来
ない３１反応炉によ′つではノズル内の開口中の速度は
逆流を防止するために、比較的高いレベル（６０ｍ／ｓ
）へど増大させなければならない。このことは空気ブロ
ワに対する動力要求量の増大をもたらず。もらろん問題
となっているノズルのみの内部の速度を増大さけること
は可能であるが、このためにはノズルに異なる空気供給
装置から空気を供給してやる必要がある。
逆流を防止するように設計された特殊なノズルを用いる
ことも示唆されているが、これとても粒子膜が格子領域
へと激しく下方に流れる際に発生する問題点は解決して
いない。
ことも示唆されているが、これとても粒子膜が格子領域
へと激しく下方に流れる際に発生する問題点は解決して
いない。
流動床内におりる逆流粒子の問題は周知のものであり、
多くの解決策が提案されているものの、そのような解決
策は完全な成功をおさめていない。
多くの解決策が提案されているものの、そのような解決
策は完全な成功をおさめていない。
周縁格子領域にＪ５Ｇノる逆流及び脈動の原因Ｉ３１良
く理解されてはいないと考えられる。従って、反応炉の
下側領域を最適に段別して、反応炉内への流動化ガスを
均等に分布させること、体物質を良好に混合すること及
び反応炉内で発生ずる反応に対する最適条件を見出すこ
とはいづれｂまだ達成されていない。
く理解されてはいないと考えられる。従って、反応炉の
下側領域を最適に段別して、反応炉内への流動化ガスを
均等に分布させること、体物質を良好に混合すること及
び反応炉内で発生ずる反応に対する最適条件を見出すこ
とはいづれｂまだ達成されていない。
（発明の目的）
従って本発明の一つの目的は流動床の燃焼チャンバ内に
設ける下側周縁壁のための構造にして、逆流、ノズルの
目詰り及び脈動にとも４Ｔう前述の問題点を減少させる
か又は解消させる構造を提供することである。
設ける下側周縁壁のための構造にして、逆流、ノズルの
目詰り及び脈動にとも４Ｔう前述の問題点を減少させる
か又は解消させる構造を提供することである。
本発明の２１］の目的は流動床の燃焼チャンバ内下側周
縁壁のための構造であって、前記壁近くにおいて下向き
に流れる比較的密な粒子の膜ど干渉する構造を提供する
ことである。
縁壁のための構造であって、前記壁近くにおいて下向き
に流れる比較的密な粒子の膜ど干渉する構造を提供する
ことである。
本発明の更に別の目的は流動床の燃焼チャンバ内下側周
縁壁のための構造にして、燃焼チャンバ壁に沿って膜と
して下向ぎに流れる粒子の流動化を促進づる構造を提供
することである。
縁壁のための構造にして、燃焼チャンバ壁に沿って膜と
して下向ぎに流れる粒子の流動化を促進づる構造を提供
することである。
（問題点を解決するための手段）
本発明の広範な特徴の一つによれば、迅速流動床反応炉
にして、格子板上方２００〜１１００ｍｍの高さ地点に
おいて、燃焼ヂＶンバの下側領域内の前記傾斜壁近くへ
と下方に流れる粒（の向ぎを変更するための装置を有し
ている反応炉が提供されている。粒子の向きを変更する
ための萌記装首は格子板から１１００＋＋ａより低い高
さ（ｆ／、 ｉＦｆに配設されている。そのような変更
装置は前記粒子をして壁から離れる方向に流れるＪ：う
導く。
にして、格子板上方２００〜１１００ｍｍの高さ地点に
おいて、燃焼ヂＶンバの下側領域内の前記傾斜壁近くへ
と下方に流れる粒（の向ぎを変更するための装置を有し
ている反応炉が提供されている。粒子の向きを変更する
ための萌記装首は格子板から１１００＋＋ａより低い高
さ（ｆ／、 ｉＦｆに配設されている。そのような変更
装置は前記粒子をして壁から離れる方向に流れるＪ：う
導く。
燃焼チャンバ内の前記下側の通常は傾斜した壁は好まし
くは耐火性物質からなっており、好ましくは格子板の北
方２〜４ＴｒＬの高さに到達している。
くは耐火性物質からなっており、好ましくは格子板の北
方２〜４ＴｒＬの高さに到達している。
傾斜壁に沿っての粒子流と干渉づる前記手段装置は前記
耐火壁に沿って比高的低い高さ位置に配設される。もし
も粒子膜を破る手段ＩＨＭがより高い位置に配設された
ならば、壁には新しい粒子流れが誘起され１ｑる。
耐火壁に沿って比高的低い高さ位置に配設される。もし
も粒子膜を破る手段ＩＨＭがより高い位置に配設された
ならば、壁には新しい粒子流れが誘起され１ｑる。
殆んどの反応炉においては、２つの相対覆る壁すなわち
前方及び後方壁は底部領域において傾斜している。反応
炉ヂＡ７ンバの横断面は殆んどが長方形であり、前記前
方及び後方壁は長辺壁を形成し、側方壁は短辺壁を形成
する。萌方壁及び少方壁は水平線に対して約１００〜１
２０°の角度を形成しており、前記側壁は多分水平線と
９０〜１００°のみの角度を形成している。幾つかの実
施例においては、一つのみの壁を傾斜さけ゛ることが出
来る。円形横断面を備えた反応炉においては、ＪＺ側領
域内の壁は円錐形状を備えている。下方に流れる粒子膜
と干渉する手段装置は傾斜する壁の全水平方向幅を横切
って連続的に延びているのが好ましいが、所望とあらば
非連続的に構成することも出来る。
前方及び後方壁は底部領域において傾斜している。反応
炉ヂＡ７ンバの横断面は殆んどが長方形であり、前記前
方及び後方壁は長辺壁を形成し、側方壁は短辺壁を形成
する。萌方壁及び少方壁は水平線に対して約１００〜１
２０°の角度を形成しており、前記側壁は多分水平線と
９０〜１００°のみの角度を形成している。幾つかの実
施例においては、一つのみの壁を傾斜さけ゛ることが出
来る。円形横断面を備えた反応炉においては、ＪＺ側領
域内の壁は円錐形状を備えている。下方に流れる粒子膜
と干渉する手段装置は傾斜する壁の全水平方向幅を横切
って連続的に延びているのが好ましいが、所望とあらば
非連続的に構成することも出来る。
新しい燃お１、石灰岩及び再循環された粒子のような粒
状物質のみならず二次空気のための取入口が前記粒子流
れ干渉装置上方の高さ位置に追加して設けられるのが好
ましい。
状物質のみならず二次空気のための取入口が前記粒子流
れ干渉装置上方の高さ位置に追加して設けられるのが好
ましい。
前記傾斜した壁内に設けた段は粒状膜を壁から効果的に
離Ｊよう導くことが出来る。前記段は格子板上方２００
〜１１００ｍの高さ位置と覆ることが出来る。前記段は
格子板内のノズル又は穴からの流動化ガスジェットを横
切る方向にＪ３いてＦ向きに流れる粒子を内向きに導く
よう同粒子のｊ〕向を変更する。かくしてガスはその流
れに取込まれた粒子の少なくとも一部分を流動化づる。
離Ｊよう導くことが出来る。前記段は格子板上方２００
〜１１００ｍの高さ位置と覆ることが出来る。前記段は
格子板内のノズル又は穴からの流動化ガスジェットを横
切る方向にＪ３いてＦ向きに流れる粒子を内向きに導く
よう同粒子のｊ〕向を変更する。かくしてガスはその流
れに取込まれた粒子の少なくとも一部分を流動化づる。
粒子膜と干渉させるために用いられる前記段は好ましく
は格子板上方３００〜１０００＃ｌＩｌ＋の高さ位置に
あり、最も好ましくは格子板上方３００−７００ｍ上方
の高さ位置にある。前記段の高さは反応炉内のマスフロ
ーに適合するよう容易に調節することが出来る。前記段
は５０〜３００ｍ又はより好ましくは１００”１５０ｍ
の深さを備えている。
は格子板上方３００〜１０００＃ｌＩｌ＋の高さ位置に
あり、最も好ましくは格子板上方３００−７００ｍ上方
の高さ位置にある。前記段の高さは反応炉内のマスフロ
ーに適合するよう容易に調節することが出来る。前記段
は５０〜３００ｍ又はより好ましくは１００”１５０ｍ
の深さを備えている。
更には下側燃焼チャンバ内の耐火物を再構築して本発明
に係る段を形成することは比較的容易である。
に係る段を形成することは比較的容易である。
前記傾斜壁に沿っての粒子膜は又格子板上方約２００〜
１１００ｍの高さ地点に配設されたレッジによって乱し
、遮断することも出来る。前記レンジは前記粒子膜に好
ましい方向を与えるにう作ることが出来る。前記レッジ
は適当な高さ位置にａ３いて耐火壁内に容易に締結して
やることが出来る。
１１００ｍの高さ地点に配設されたレッジによって乱し
、遮断することも出来る。前記レンジは前記粒子膜に好
ましい方向を与えるにう作ることが出来る。前記レッジ
は適当な高さ位置にａ３いて耐火壁内に容易に締結して
やることが出来る。
前記粒子膜は又単に壁の傾きを変更して水平線と１００
°以下の角度を形成することによっても乱してやること
が出来る。好ましい実施例においては、耐火壁の最下側
部分は実質的に垂直に作られている。前記壁は格子板上
方２００〜１１００ｍの高さ位置において９０’より小
さな角度を形成するように配設することさえ可能である
。
°以下の角度を形成することによっても乱してやること
が出来る。好ましい実施例においては、耐火壁の最下側
部分は実質的に垂直に作られている。前記壁は格子板上
方２００〜１１００ｍの高さ位置において９０’より小
さな角度を形成するように配設することさえ可能である
。
本発明は又燃焼チャンバ内の周縁壁の■側部分に沿って
下向きに流れる粒子の方向を変更し、格子板上方２００
〜１１００ｍｍの高さ位置における粒子の方向を変更し
、同粒子をして格子板内の分配器を介して供給されるガ
スジェットの範囲内に来る方向に流動せしめることによ
って迅速流動床を作動する方法にも関している。
下向きに流れる粒子の方向を変更し、格子板上方２００
〜１１００ｍｍの高さ位置における粒子の方向を変更し
、同粒子をして格子板内の分配器を介して供給されるガ
スジェットの範囲内に来る方向に流動せしめることによ
って迅速流動床を作動する方法にも関している。
本発明の主要な目的は流動化ガスの均一な分配を与え、
反応炉内の燃焼及び熱移送を改善する一方、カスノズル
内への固体の逆流を防止し、燃焼チャンバの下側領域内
傾斜壁に沿っての密な粒子流れを減少させることである
。
反応炉内の燃焼及び熱移送を改善する一方、カスノズル
内への固体の逆流を防止し、燃焼チャンバの下側領域内
傾斜壁に沿っての密な粒子流れを減少させることである
。
固体粒子及びガス間に発生ずる他の反応も又粒子がより
均質に流動化されるために改善される。
均質に流動化されるために改善される。
ノズルの目詰り傾向の解消も又もちろん改善事項の一つ
である。
である。
本発明の一つの好ましい実施例によれば、直立した燃焼
チャンバを右する迅速流動床が設（プられており、同流
動床は全体として垂直な周縁壁を備えた上側領域と、壁
にしてその表面近くに比較的密な層の粒子を手向きに流
してやるための少なくとも一つの全体として下向きかつ
内向きに傾斜した周縁壁を備えた下側領域と、反応され
るべき粒状物質のために設りた燃焼チャンバ内の取入口
と、排気ガス用に燃焼チャンバの上側領域内に設（〕た
取出口とを有している。燃焼チャンバＦ方には同チャン
バに流動化ガスを提供り−るために風箱が配置されてお
り、格子板は前記風箱と燃焼チャンバ間に配置されてい
る。なお格子板は風箱からのガスをして燃焼チャンバ内
の粒状物質を流動化し、粒状物質の一部分をす］出され
た排気ガスとともに燃焼チャンバから搬出するのに十分
な速度を以って燃焼ヂＡ７ンバへと供給するための開口
を備えている。前記ガス取出口には排気ガスからそれに
搬送されている粒子を分離するだめの粒子分離器が接続
されている。ここに前記分離器は清浄ガスのための取出
口と、分離された粒子を燃焼ブーＡ７ンバ内へと再循環
させるための燃焼チャンバの下側部分へど接続された粒
子用取出口とを備えている。
チャンバを右する迅速流動床が設（プられており、同流
動床は全体として垂直な周縁壁を備えた上側領域と、壁
にしてその表面近くに比較的密な層の粒子を手向きに流
してやるための少なくとも一つの全体として下向きかつ
内向きに傾斜した周縁壁を備えた下側領域と、反応され
るべき粒状物質のために設りた燃焼チャンバ内の取入口
と、排気ガス用に燃焼チャンバの上側領域内に設（〕た
取出口とを有している。燃焼チャンバＦ方には同チャン
バに流動化ガスを提供り−るために風箱が配置されてお
り、格子板は前記風箱と燃焼チャンバ間に配置されてい
る。なお格子板は風箱からのガスをして燃焼チャンバ内
の粒状物質を流動化し、粒状物質の一部分をす］出され
た排気ガスとともに燃焼チャンバから搬出するのに十分
な速度を以って燃焼ヂＡ７ンバへと供給するための開口
を備えている。前記ガス取出口には排気ガスからそれに
搬送されている粒子を分離するだめの粒子分離器が接続
されている。ここに前記分離器は清浄ガスのための取出
口と、分離された粒子を燃焼ブーＡ７ンバ内へと再循環
させるための燃焼チャンバの下側部分へど接続された粒
子用取出口とを備えている。
傾斜壁の内向きかつ格子板の上方において、傾斜壁近く
へと下向きに流れる粒子の方向を変更し、以って開口の
目詰り及び開口を通って風箱の逆流が発生ずることを防
止する手段装置が設（プられている。前記変更装置は粒
子をして壁から離れる方向に流れるように導くため前記
傾斜壁近傍に配設されている。
へと下向きに流れる粒子の方向を変更し、以って開口の
目詰り及び開口を通って風箱の逆流が発生ずることを防
止する手段装置が設（プられている。前記変更装置は粒
子をして壁から離れる方向に流れるように導くため前記
傾斜壁近傍に配設されている。
本発明の別の特徴において、粒子物質を燃焼させるため
の迅速流動反応炉の作動方法が提供されており、同方払
は前記粒状物質を流動化し、粒状物体の実質部分を排気
ガスとともに燃焼チャンバから搬出するのに十分な速度
を以って流動化ガスを格子板内の分配器を介して燃焼チ
ャンバへと供給する段階と、粒子を排気ガスから分離し
、分Ｈされた粒子を燃焼ヂＡ７ンバに再循環させる段階
と、前記格子板」ニガの２００・〜１０００＃の高ざに
おいて燃焼チャンバ内の周縁壁の下側部分に沿い一ト方
に流れる粒子の方向を変更する段階と、前記粒子をして
それらが前記格子板内の分配器中を流れるガスによって
影響を受けるような方向に流動せしめる段階とを有して
いる。
の迅速流動反応炉の作動方法が提供されており、同方払
は前記粒状物質を流動化し、粒状物体の実質部分を排気
ガスとともに燃焼チャンバから搬出するのに十分な速度
を以って流動化ガスを格子板内の分配器を介して燃焼チ
ャンバへと供給する段階と、粒子を排気ガスから分離し
、分Ｈされた粒子を燃焼ヂＡ７ンバに再循環させる段階
と、前記格子板」ニガの２００・〜１０００＃の高ざに
おいて燃焼チャンバ内の周縁壁の下側部分に沿い一ト方
に流れる粒子の方向を変更する段階と、前記粒子をして
それらが前記格子板内の分配器中を流れるガスによって
影響を受けるような方向に流動せしめる段階とを有して
いる。
説明においては、燃焼チャンバを備えｌζ迅速流動床反
応炉が用いられて本発明が説明されているが、本発明は
迅速流動床反応炉内の伯のプロレスにも適用可能である
。
応炉が用いられて本発明が説明されているが、本発明は
迅速流動床反応炉内の伯のプロレスにも適用可能である
。
以下イ」図を参照して本発明のＪ、り訂綱な説明を行う
。
。
（実施例）
第１図は反応炉の燃焼チャンバ２内にある粒状の炭素質
物質を燃焼するための迅速流動床炉を示している。燃料
は前記燃焼チャンバの上側部分に設けた取入口において
導入される。燃お１から解放される硫黄を捕獲するため
に石）火岩が別の取入口において導入される。燃焼チャ
ンバ内の粒状物質は流動化され、前記燃焼チャンバ直下
にある風箱又は空気チャンバ５から導入された空気によ
って燃焼させられる。前記空気は格子板７内の穴又はノ
ズル６を介して分配される。もしも空気以外のガスが粒
状物質を流動化するのに用いられる場合には、空気は燃
焼のため特殊なエアノズル中を通って導入されなければ
ならない。
物質を燃焼するための迅速流動床炉を示している。燃料
は前記燃焼チャンバの上側部分に設けた取入口において
導入される。燃お１から解放される硫黄を捕獲するため
に石）火岩が別の取入口において導入される。燃焼チャ
ンバ内の粒状物質は流動化され、前記燃焼チャンバ直下
にある風箱又は空気チャンバ５から導入された空気によ
って燃焼させられる。前記空気は格子板７内の穴又はノ
ズル６を介して分配される。もしも空気以外のガスが粒
状物質を流動化するのに用いられる場合には、空気は燃
焼のため特殊なエアノズル中を通って導入されなければ
ならない。
前記流動化空気は前記粒状物質の実質的部分を排気ガス
とともに燃焼チャンバから外に運び出すことを達成する
のに十分な速麿を備えている。前記排気ガスは取出口８
を経てザイクロン分離機９内へと排出される。ガスとと
も燃焼チャンバから運び去られた粒子は高度に効率の良
いサイクロン９内においてガスから分離される。清浄化
されたガスは取出口１０を経てサイクロンを去る。分離
された粒子はサイクロン粒子取出口１１、リサイクリン
グチャンネル１２及び燃焼チャンバ壁内の開口１３を軽
て燃焼チャンバへと再循環される。
とともに燃焼チャンバから外に運び出すことを達成する
のに十分な速麿を備えている。前記排気ガスは取出口８
を経てザイクロン分離機９内へと排出される。ガスとと
も燃焼チャンバから運び去られた粒子は高度に効率の良
いサイクロン９内においてガスから分離される。清浄化
されたガスは取出口１０を経てサイクロンを去る。分離
された粒子はサイクロン粒子取出口１１、リサイクリン
グチャンネル１２及び燃焼チャンバ壁内の開口１３を軽
て燃焼チャンバへと再循環される。
１つ
燃焼チャンバの上側領域５内の壁１４は垂直４ｒ管壁か
らなっている。下側領ｂｌＬ１７内の壁１６は傾斜耐火
壁として作られているのが好ましい。
らなっている。下側領ｂｌＬ１７内の壁１６は傾斜耐火
壁として作られているのが好ましい。
前記傾斜耐火壁内には、耐火壁の最１ぐ側部分１９にお
いて段１８が配設されでいる。第２図において見られる
ように、手向きに流れる粒子ＦＷ ２０の方向は耐火壁
の最下側部分内の段１８によって変更される。前記粒子
は燃焼チャンバの中心に向番ノで導かれ、ノズルを介し
て耐火壁の最も近くに導入された空気によって流動化さ
れる。
いて段１８が配設されでいる。第２図において見られる
ように、手向きに流れる粒子ＦＷ ２０の方向は耐火壁
の最下側部分内の段１８によって変更される。前記粒子
は燃焼チャンバの中心に向番ノで導かれ、ノズルを介し
て耐火壁の最も近くに導入された空気によって流動化さ
れる。
第３図は本発明の別の実施例を示づ。耐火ヤ１６は最Ｆ
側部分１９において再構成されている。
側部分１９において再構成されている。
壁の最下側部分１９は格子板から約２００〜１１０ｌ１
００ｒｎ！ｉれた地点２１Ｊ：りはぼ垂直をなしている
。
００ｒｎ！ｉれた地点２１Ｊ：りはぼ垂直をなしている
。
第４図は本発明の更に別の実施例を示している。
耐火壁の最下側部分１９は水平方向より９０’以上傾斜
しているが、耐火壁の主要部分の傾斜角よりは小ざい。
しているが、耐火壁の主要部分の傾斜角よりは小ざい。
第５図は本発明の更に別の実施例を示しており、該実施
例においては、前記最下側部分１９が水平方向から９０
°にり少ない角度をな４゜ して傾斜している。
例においては、前記最下側部分１９が水平方向から９０
°にり少ない角度をな４゜ して傾斜している。
第６図は本発明の一つの実施例を示しており、同実施例
においては耐火壁１６内の格子板７から２００〜１１０
０ｍ上方の地点においてレッジ２２が配設されている。
においては耐火壁１６内の格子板７から２００〜１１０
０ｍ上方の地点においてレッジ２２が配設されている。
前記レッジ２２は下方に流れる粒子の方向を変更し、微
小粒子が格子機内の穴６に目詰りするのを防止する。
小粒子が格子機内の穴６に目詰りするのを防止する。
本発明は現在の所最も実用的で好ましい実施例であると
考えられるものについて説明を行ってきたが、本発明は
開示された実施例に限定されることはなく、逆にイ」記
された請求項の精神及び範囲内に含まれる種々の修整例
及び等側構造を包含するものであることを理解されたい
。
考えられるものについて説明を行ってきたが、本発明は
開示された実施例に限定されることはなく、逆にイ」記
された請求項の精神及び範囲内に含まれる種々の修整例
及び等側構造を包含するものであることを理解されたい
。
第１図は本発明の一つの実施例に係る迅速流動床反応炉
の図式的側横断面図、 第２図は第１図に例示された燃焼チャンバの下側部分の
拡大した図式的垂直横断面図、第３図から第６図は本発
明の他の実施例に係る燃焼チャンバの下側部分の拡大さ
れた図式的垂直横断面図である。 ２・・・・・・燃焼チャンバ、３・・・・・・燃料取入
口、６・・・・・・ノズル、７・・・・・・格子板、８
・・・・・・排気ガスの取出口、９・・・・・・分離器
、１５・・・・・・上側領域、１７・・・・・・下側領
域、１６・・・・・・下側領域の壁、１８・・・・・・
段、２ｏ・・・・・・下方に流れる粒子層、５・・・・
・・風箱。
の図式的側横断面図、 第２図は第１図に例示された燃焼チャンバの下側部分の
拡大した図式的垂直横断面図、第３図から第６図は本発
明の他の実施例に係る燃焼チャンバの下側部分の拡大さ
れた図式的垂直横断面図である。 ２・・・・・・燃焼チャンバ、３・・・・・・燃料取入
口、６・・・・・・ノズル、７・・・・・・格子板、８
・・・・・・排気ガスの取出口、９・・・・・・分離器
、１５・・・・・・上側領域、１７・・・・・・下側領
域、１６・・・・・・下側領域の壁、１８・・・・・・
段、２ｏ・・・・・・下方に流れる粒子層、５・・・・
・・風箱。
Claims (2)
- （１）迅速流動床炉であつて、 全体として垂直な辺縁壁を備えた上側領域並びに少なく
とも一つの全体として下向きかつ内向きに傾斜した周縁
壁にしてその表面近くに比較的密な粒子の層を下向きに
流してやるための周縁壁を備えた下側領域を備えた直立
燃焼チャンバと、反応させられる粒状物質のために前記
燃焼チャンバ内に設けた取入口と、 排出ガスのため前記燃焼チャンバの上側領域内に配設さ
れた取出口と、 流動化ガスを前記燃焼チャンバに提供してやるため前記
燃焼チャンバ直下に設けた風箱と、前記風箱と前記燃焼
チャンバの間に設けた格子板にして、当該格子板は燃焼
チャンバ内で粒状物質を流動化し、かつ又同粒状物質の
一部分を排出された排気ガスとともに燃焼チャンバから
搬出するのに十分な速度を以つてガスを前記風箱から前
記燃焼チヤンバへと供給するための開口を備えている格
子板と、 前記排気ガスから搬送された粒子を分離するため前記排
気ガス取出口に接続された粒子分離器にして、同分離器
は清浄ガスのための取出口と、分離された粒子を燃焼チ
ャンバ内に再循環させるため燃焼チャンバの下側部分に
接続された粒子用取出口を備えている分離器と、 前記傾斜壁近くへと下方に流れる粒子の方向を変化させ
、前記粒子が前記開口中に目詰りしたり、開口を経て風
箱内へと逆流するのを防止するため前記傾斜壁の内向き
かつ前記格子板の上方に設けた手段装置とを有し、 前記手段装置は前記粒子が壁から離れる方向に流れるよ
う同粒子を導くよう傾斜壁近傍に配設されている迅速流
動床反応炉。 - （２）粒状物質を燃焼させるための迅速流動床反応炉の
作動方法であつて、 前記粒状物質を流体化し、粒状物体の実質部分を排気ガ
スとともに燃焼チャンバから搬出するのに十分な速度を
以つて流動化ガスを格子板内の分配器を介して燃焼チヤ
ンバへと供給する段階と、粒子を排気ガスから分離し、
分離された粒子を燃焼チャンバに再循環させる段階と、 前記格子板上方の２００〜１０００ｍｍの高さにおいて
燃焼チャンバ内の周縁壁の下側部分に沿い下方に流れる
粒子の方向を変更する段階と、前記粒子をしてそれらが
前記格子板内の分配器中を流れるガスによつて影響を受
けるような方向に流動せしめる段階を有する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/232,778 US4940007A (en) | 1988-08-16 | 1988-08-16 | Fast fluidized bed reactor |
| US232778 | 1988-08-16 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02157034A true JPH02157034A (ja) | 1990-06-15 |
| JPH07114954B2 JPH07114954B2 (ja) | 1995-12-13 |
Family
ID=22874541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1210544A Expired - Fee Related JPH07114954B2 (ja) | 1988-08-16 | 1989-08-15 | 迅速流動床反応炉及びその作動方法 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4940007A (ja) |
| EP (1) | EP0355690B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07114954B2 (ja) |
| KR (1) | KR950011466B1 (ja) |
| CN (1) | CN1022292C (ja) |
| AT (1) | ATE103057T1 (ja) |
| CA (1) | CA1332497C (ja) |
| DE (2) | DE68913857T2 (ja) |
| ES (1) | ES2051943T3 (ja) |
| FI (1) | FI92099C (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009520584A (ja) * | 2005-12-23 | 2009-05-28 | シーメンス・ファオアーイー・メタルズ・テクノロジーズ・ゲーエムベーハー・ウント・コ | 分散床 |
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|---|---|---|---|---|
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