JPH0250363B2 - - Google Patents

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JPH0250363B2
JPH0250363B2 JP61504721A JP50472186A JPH0250363B2 JP H0250363 B2 JPH0250363 B2 JP H0250363B2 JP 61504721 A JP61504721 A JP 61504721A JP 50472186 A JP50472186 A JP 50472186A JP H0250363 B2 JPH0250363 B2 JP H0250363B2
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gas
chamber
duct
swirl chamber
wall
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Fuoruke Enkushutoreemu
Ragunaa Rundokiuisuto
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Ahlstrom Corp
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Ahlstrom Corp
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/005—Separating solid material from the gas/liquid stream
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C1/00—Apparatus in which the main direction of flow follows a flat spiral ; so-called flat cyclones or vortex chambers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C9/00—Combinations with other devices, e.g. fans, expansion chambers, diffusors, water locks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus
    • 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
    • F22B31/0084—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 with recirculation of separated solids or with cooling of the bed particles outside the combustion bed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/02—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
    • F23C10/04—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
    • F23C10/08—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
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    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2206/00—Fluidised bed combustion
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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Description

請求の範囲 １ 循環・流動床式反応器において −垂直反応室５、 −反応室を出る燃焼ガスから固体を分離するため
のほぼ水平な渦流室２３，１２３、 −反応室からの燃焼ガスを渦流室へ導く第一のダ
クト１８，１１８、 −浄化されたガスを渦流室から排出する少なくと
も一の第二のダクト２５，１２５、 −および分離された固体を渦流室から反応室へ送
り出す第三のダクト２２、 を有し、 −該反応室５の少なくとも二の側壁１，２がその
上部において延長部１７，２０を有し、 −延長部の少なくとも一１７が他方の延長部２０
に向かつて内側に湾曲し、 −それらの延長部が第一のダクト１８，１１８を
形成し、 −内側に湾曲した延長部１７は渦流室の外周の一
部を形成し、および −少なくとも一の第二のダクト２５，１２５が渦
流室の外周上の少なくとも一の開口部２４，１
２４に接続して渦流室の内部に伸びている ことを特徴とする循環・流動床式反応器。
２ 前記ガス排出ダクト２５，１２５がガス流入
ダクト１８，１１８を貫通するように配置されて
いることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の
循環・流動床式反応器。
３ 前記ガス排出ダクト２５，１２５がガス流入
ダクト１１８の収束形の入口部分１２１を貫通し
て配置されていることを特徴とする請求の範囲第
１項または第２項に記載の循環・流動床式反応
器。
４ 前記ガス排出ダクトが水平方向に対し15〜
60゜の角度を有していることを特徴とする請求の
範囲第１項、第２項または第３項に記載の循環・
流動床式反応器。
５ 前記ガス排出ダクトの開口２６が渦流室２３
の中心に指向されていることを特徴とする請求の
範囲第１項乃至第４項のいずれか一つに記載の循
環・流動床式反応器。
６ 前記ガス排出ダクトの開口１２９が渦流室の
端面壁１３０に指向されていることを特徴とする
請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか一つに記
載の循環・流動床式反応器。
７ 前記ガス排出ダクト２５，１２５が入口ガス
の流れの方向に対しほぼ直角に配置されているこ
とを特徴とする請求の範囲第１項乃至第６項のい
ずれか一つに記載の循環・流動床式反応器。
８ 前記ガス排出ダクト２５が流線形の断面を有
することを特徴とする請求の範囲第１項乃至第７
項のいずれか一つに記載の循環・流動床式反応
器。
技術分野 本発明は、垂直反応室、この反応室を出る燃焼
ガスから固体を分離する手段（その渦流室はほぼ
水平である）、この渦流室へガスを導くダクト、
渦流室から浄化されたガスを排出するダクト、お
よび渦流室に接続された、固体を反応器へ戻すダ
クトからなる循環・流動床式反応器に関する。
背景技術 本発明の目的は、構造が簡単でコンパクトにな
るように分離器からのガスの排出手段を配した循
環・流動床式反応器を完成することである。
循環・流動床方式は、例えば焙焼炉などに古く
から適用されており、最近では蒸気ボイラー、ガ
ス化器等種々の反応器に益々広範囲に応用されて
いる。従来知られている適用においては、燃焼ガ
スからの固体の分離は、通常の、下部が漏斗状の
サイクロン分離器中で行なわれ、その円筒状渦流
室内にガスを上方へ導くガス出口管が配置され、
分離器からの固体は立上がりパイプを通して反応
器へ戻される。
大型の循環・流動床式反応器では、通常数個の
分離器が用いられており、そのためガスダクト系
が複雑になつており、数個の伸縮継手を必要とし
ている。
一例として、スウエーデン特許出願8203268−
１号により知られる、燃焼室の背面壁が前面壁へ
向かつて曲げられ燃焼室の天井を形成している循
環・流動床式ボイラーをあげることができる。こ
の天井の直下に、サイクロン分離器へ通ずる燃焼
ガス排出口が設けられている。サイクロン分離器
のガス出口は上記天井の頂部でダクトに接続して
おり、このダクトは垂直対流部に通じている。こ
の器壁の一つは燃焼室の背面壁によつて形成され
ている。このサイクロン分離器はボイラーと分離
され、ボイラーの対流伝熱部と異なる側に位置し
ているので、ガスダクト系は複雑であり、数個の
伸縮継手を必要とする。
発明の開示 本発明による循環・流動床式ボイラーでは、上
記問題を除去することが可能なように、水平型サ
イクロン分離器が構成されている。この分離器が
循環・流動式ボイラーと一体構造となつているの
で、空間ならびに材料を節減した構造が完成され
ている。
フインランド特許出願841126号により、反応器
の上に配置された水平型サイクロン中で固体の分
離が行なわれる装置が知られる。反応器中を上方
へ流れる燃焼ガスがサイクロンの水平渦流室に接
続方向に導入され、浄化されたガスはサイクロン
の分離室の一方または両方の端面壁を通つて排出
される。
本発明の装置は、浄化したガスを渦流室から外
へ導く１個または複数のパイプが渦流室の外周に
設けた１個または複数の開口に接続し渦流室の中
へ伸びていることを主要な特徴としている。ガス
を排出する１個または複数のダクトはガス流入ダ
クトの中を通るように配置することが好ましい。
本発明による解決策によつて、フインランド特
許出願FI841126号によるものより簡単な構造が
完成される。ガス導入ダクト内を通る１個または
複数のダクトは燃焼室の前面壁と背面壁とを結合
しているので構造をより強固かつ安定なものにし
ている。ガス排出ダクトは、複数の排出ダクトに
よつて分離器の長さ方向にガスを均一に排出でき
るように、ガスの精製について好適な位置に配置
することができる。さらに、数個のダクトから蒸
気ボイラーの対流部へのガスの排出をより簡単に
行なうことができる。この解決は空間の節約にな
る。
【図面の簡単な説明】
添付図面によつて本発明を次にさらに詳細に説
明する。図面のうち、 第１図は本発明の一の実施態様の垂直断面を示
し、 第２図は第１図のＡ−Ａ線に沿つた断面を示
し、 第３図は第１図のＢ−Ｂ線に沿つた断面を示
し、 第４図は本発明の他の一つの実施態様の垂直部
分断面を示し、 第５図は第４図のＣ−Ｃ線に沿つた断面を示
す。
発明を実施するための最良の形態 第１図および第２図に示す蒸気ボイラーは、そ
れ自体は公知の方法で互いに溶接された管
（tube）で形成された四つの器壁１乃至４によつ
て囲まれた燃焼室５を有する。これらの管はボイ
ラーの伝熱面を形成しており、これらは詳述して
いない所定の方式でボイラーの循環系に接続され
ている。
燃焼室下部に燃焼供給口６が位置している。ま
た、一次ガスおよび二次ガス用に夫々入口７およ
び８が設けられている。
燃焼室の上に水平型サイクロン分離器９が配置
されている。燃焼室の横に、管壁１，１１，１２
および１３で囲まれた垂直対流部１０があり、そ
の中にさらに伝熱面１４が配置されている。
燃焼室の対向する二つの器壁１および２並びに
器壁２と平行している器壁１５によつて粒子分離
器が形成されている。燃焼室の器壁１と器壁１５
互いの方向へ湾曲して給合し分離器の湾曲壁１６
を形成している。燃焼室の器壁２は器壁１の方へ
湾曲して燃焼室の天井１７を形成し、これが最初
斜めに、次に上方へ曲がつて器壁１の湾曲部と平
行して伸び、両壁で分離器のガス流入ダクト１８
の内壁１９と外壁２０とをそれぞれ形成してい
る。このダクトの入口の部分２１は収束形
（convergent）である。
燃焼室の背面壁２と、これと平行している器壁
１５によつて、分離器と燃焼室の下部とを接続す
る戻りダクト２２の互いに向かいあつた器壁が形
成されている。
燃焼室の天井１７およびガス流入ダクトの内壁
１９を形成している器壁の上部と器壁１５の上部
とから分離器の渦流室２３が形成されており、ガ
ス流入ダクト１８は渦流室に接続方向に接続して
いる。固体のための戻りダクト２２は燃焼室の下
部に接続している。渦流室の器壁１９には、複数
の開口２４が設けられており、これに渦流室から
ガスを排出する複数のパイプ２５が接続してい
る。パイプ２５は流入ダクト１８を貫通し、燃焼
室の横に位置する対流部の上部に接続している。
これらのパイプは渦流室の中に延びており、その
渦流室内の開口部２６は渦流室の中心に向けられ
ている。これらのパイプはガス流入ダクト中で燃
焼室からのガスの流れ方向に対しほぼ直角に配置
されており、その断面は第３図に示すように流線
形となつているので、流れに対する抵抗は小さ
い。
燃焼室を出た固体を含む燃焼ガスは、接続方向
のガス流入ダクト１８を経て分離器の渦流室２３
に導かれる。渦流室の外周部に濃縮された固体は
渦流室の下部へ向かつて流れ、戻りダクト２２を
経て燃焼室へ戻される。戻りダクトの下部に空気
流入口２７が設けられており、これから空気を導
入して戻りダクトの機能を制御することができ
る。浄化されたガスは外周１９上の開口部２４に
接続したパイプ２５によつて渦流室から排出さ
れ、対流部１０に導かれる。
侵蝕防止のため、分離器を形成する管壁および
パイプ２５は火炎および侵蝕に抵抗性を有する被
膜、例えばモルタルで蔽つてある。
第４図に示す本発明の実施態様においては（但
し他の部分は第１図および第２図と同様であるか
ら上部だけしか示してないが）、渦流室１２３か
ら対流部１１０へガスを排出するパイプ群１２５
は、ガスの流入ダクト１１８の収束形の入口部分
１２１を器壁１１９と１２０との間で貫通するよ
うに配置されている。渦流室の外周部に設けられ
た開口群１２４に接続されたこれらのパイプは水
平方向に対し角度αをなしている。これらのパイ
プは、ガス流入ダクトの断面が比較的大きいため
に流速が低く、また固体を含むガスが渦流室に流
入する部分から遠く離れたところに配置されてい
るので、パイプが渦流室の流れ状態におよぼす影
響は小さい。
パイプ１２５の断面は四角形である。各パイプ
１２５の渦流室の端部には該端部に開口１２６を
有するパイプ片１２８がある。パイプ片１２８の
両端部における開口１２９は、渦流室の端面壁１
３０に向けられている。角αは10〜60゜、好まし
くは約45゜である。
産業上の利用の可能性 本発明は上記の実施態様に限定されるものでは
なく、請求の範囲に記載した本発明の概念からは
ずれることなく、本発明を変更し利用することが
可能である。すなわち、本発明は、例えば燃焼室
を冷却しない反応器に利用することができる。
JP61504721A 1985-09-11 1986-08-25 循環・流動床式反応器 Granted JPS63501525A (ja)

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FI853464A FI853464A0 (fi) 1985-09-11 1985-09-11 Reaktor med cirkulerande baedd.
FI853464 1985-09-11

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JPS63501525A JPS63501525A (ja) 1988-06-09
JPH0250363B2 true JPH0250363B2 (ja) 1990-11-02

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US (1) US4755134A (ja)
EP (1) EP0273908B1 (ja)
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KR (1) KR910001838B1 (ja)
AU (1) AU588631B2 (ja)
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FI (1) FI853464A0 (ja)
SU (1) SU1588289A3 (ja)
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