JPH0325684B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 垂直反応室１，１０１，２０１，３０１と； 渦室４，１０４，２０４，３０４を有し、前記
反応室からの排出ガスから固体物を分離する分離
器３，１０３，２０３，３０３と； 下方に向けられた流路部分２，１０２，２０
２，３０２を有する前記反応室からの排出ガスの
流路２，１０２，２０２，３０２と； 前記分離器から排出される清浄化されたガスの
流路１１，１１１，２１１，３１１と； 前記分離器によつて分離された固体物を前記反
応室に回収する流路８，１０８，２０８，３０８
とを有する循環式流動床反応器において、 該反応器は前記下方に向けられた流路部２，１
０２，２０２，３０２を流れるガスの主流部の方
向を変え、主流部と、固体物質を多く含む他の流
れ部とに分割し、該主流部を前記分離器３，１０
３，２０３，３０３に案内する手段７，１０７，
１１４，３１４を有し、該手段７，１０７，１１
４，３１４は前記渦室と前記下方に向けられた流
路部とによつて画成される舌部１２を有し、該舌
部１２は前記固体物回収流路８，１０８，２０
８，３０８に向けられ、更に、前記排出ガス流路
２，１０２，２０２，３０２と固体物回収流路
８，１０８，２０８，３０８とは互いにほぼ直線
上に配置されることを特徴とする循環式流動床反
応器。

２ 渦室が水平であることを特徴とする請求の範
囲第１項に記載の循環式流動床反応器。

３ ガスを渦室に案内する壁７，１０７が反応室
からの排出ガスの流路の下向きの部分２，１０２
に対して鋭角をなすことを特徴とする請求の範囲
第２項に記載の循環式流動床反応器。

４ 反応器からの排出ガスの流路は下向きの傾斜
部２を有することを特徴とする請求の範囲第１
項、第２項及び第３項に記載の循環式流動床反応
器。

５ 反応室からの排出ガスの流路の下方に向けら
れた部分２は固体物回収ダクト８に対して角度付
けされていることを特徴とする請求の範囲第４項
に記載の循環式流動床反応器。

６ 反応室からの排出ガスの流路が垂直部分１０
２，２０２，３０２を有することを特徴とする請
求の範囲第１項乃至第５項のいずれかに記載の循
環式流動床反応器。

７ 渦室４と反応室からの排出ガスの流路の下方
に向けられた部分２は固体物回収ダクトの入口に
向いたタング１２を形成することを特徴とする請
求の範囲第１項乃至第６項のいずれかに記載の循
環式流動床反応器。

８ 渦室２０４と固体物回収ダクト２０８は渦室
はガスを案内するタング２２１を形成することを
特徴とする請求の範囲第１項乃至第７項のいずれ
かに記載の循環式流動床反応器。

９ 渦室２０４の端部２１７，２１８には渦室で
分離された固体物を回収ダクト２０８へ案内する
手段が設けられていることを特徴とする請求の範
囲第１項乃至第８項のいずれかに記載の循環式流
動床反応器。

１０ ガイド１１４は、反応室からの排出ガスの
流路の下方に向けられた部分と渦室１０４とを連
通させる開口１１５と、渦室と固体物回収ダクト
とを連通させる開口１１６を規定し、該ガイドは
回収ダクト１０８と反応室からの排出ガスの流路
の下方に向けられた部分１０２の間に配設されて
いることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第９
項のいずれかに記載の循環式流動床反応器。

１１ 環流部が渦室の上方に設けられていること
を特徴とする請求の範囲第１項乃至第１０項のい
ずれかに記載の循環式流動床反応器。

１２ 環流部が渦室の下方に設けられていること
を特徴とする請求の範囲第１項乃至第１０項のい
ずれかに記載の循環式流動床反応器。

技術分野 本発明は垂直反応室、該反応室から排出された
ガスから固体物を除去するために渦室を設けたセ
パレータ、反応室から排出されたガスの流路、渦
室から排出された浄化ガスの流路、及び分離され
た固体物を反応室へ再循環させるダクトを有する
循環式流動床反応器に関する。

本発明の目的は固体物が反応器の反応室から排
出された煙道ガスから効率的に分離され、反応器
の所要の点に再循環する循環式流動床反応器を提
供することにある。

背景技術 循環式流動床技術は、例えば〓焼器において長
年適用されており、最近は燃焼炉、ガス化装置等
の種々の反応器に応用範囲を拡大している。煙道
ガスから循環する固体物の分離を行なう標準的な
手法は、ホツパー形状の底部を有する伝統的なサ
イクロン分離器を使用することであつた。サイク
ロンの円筒状渦室にはガスを上方に導くガス排出
パイプが設けられ、固体物はガストラツプを介
し、立て管を経て反応器に再循環する。ガストラ
ツプは反応ガスが立て管を経てサイクロンに流入
するのを防止するために設けられている。機械的
なトラツプはガストラツプとしては最も標準的に
使用されているが、より進歩した応用においては
Ｕ−パイプ内の砂の流動床がある。特に、高温の
反応器においては、固体物の循環システムは複雑
かつ高価なものとなる。ガストラツプを流動化す
るために必要な空気の一部は立て管内を上方に流
れるが、これは固体物の分離、特に軽く細かい粒
子の分離には有害な影響がある。更に、上昇する
ガスの流れは立て管の輸送能力を低下させる。周
知の如く、従来のサイクロンの中央部に相当な低
圧と高い軸方向速度が創生されるとサイクロンは
立て管から吸引をするようになる。このようにし
て発生した吸い込み流れは一般に接線方向速度を
有さず、従つて、流れが一緒に運ぶ殆んどすべて
の固体物はサイクロンの中央パイプを経て運ばれ
る。従来のサイクロンによつて提供される循環シ
ステムはこのように立て管からの吸い込み流れに
対して敏感で、信頼できるガストラツプが必要と
なる。

蒸気ボイラーにおいては、従来のサイクロンを
使用することは、従来のサイクロンがボイラーを
分離した燃焼室とサイクロンの後の環流部とに分
割し、それらの間に固体物を循環させる装置を取
り付けなければならず不利な設計となる。

機械的なガストラツプは、特に高温で使用時の
障害が頻繁な場合には急速に摩耗する。

国際出願番号WO85／04117では固体物は反応
器の頂部に設けられた水平サイクロン内で分離さ
れ、その水平渦室に対して反応器から上方へ流れ
るガスは接線方向に案内される。

従来知られた装置においては、ガス中に含まれ
るすべての固体物は分離器の渦室に運ばれる。

発明の開示 本発明に基づく方法及び装置においては、煙道
ガス中に含まれる固体物の大部分は分離器の渦室
の前で分離され、従つて渦室に積載されることは
ない。従つて、より高い流速を渦室に対して侵食
することなく供給することができる。高い流速は
清浄化されたガス中のちりの量を減少させ分離能
力の向上をもたらす。渦室中の固体物が大幅に少
なくなるので、分離器の分離能力は従来のサイク
ロン分離器よりも向上する。分離器の大きさもよ
り小型になる。

本発明によれば、循環式流動床反応器は反応室
上部に取り付けられ反応室から排出されるガスを
下方向に案内する流路と、前記流路を通過するガ
スの流れの方向を変え分離器の渦室へガスを案内
する手段とを含む。

本発明の方法によれば、煙道ガスは該ガス流の
主要部分の方向が変えられた後下向きに流れるよ
うになされ、固体物の大部分を含む流れの部分が
ほぼ方向の変化無しに固体物の循環路に案内され
る間にガスは分離器の渦室に導かれる。

【図面の簡単な説明】

本発明を添付した図面を参照して以下により詳
細に説明する。ここに、 第１図は第２図のＡ−Ａに沿う垂直断面図であ
り、本発明の一実施例を示す。

第２図は図１図の装置の上面図である。

第３図は第１図の矢印Ｂ方向からの部分図であ
る。

第４図は第５図のＣ−Ｃに沿う垂直断面図であ
り、本発明の他の実施例を示す。

第５図は第４図のＤ−Ｄに沿つての断面図であ
る。

第６図は第７図のＥ−Ｅに沿つての垂直断面図
であり、本発明の他の実施例を示す。

第７図は第６図のＦ−Ｆに沿つての断面図であ
る。

第８図は本発明の更に他の実施例の垂直断面図
である。

本発明の実施方式 第１図、２図及び３図において参照番号１は垂
直流動床反応器であつて、該反応器の上部からは
排出された煙道ガスが下方向に延在するガス流路
２を通して流れる。分離器３は反応器の横に、水
平渦室４と流路２が流路２の壁６と渦室の円筒部
に対して接するように接続された壁７との間に形
成された下向きのテーパー状の空間５に開口する
ように配設されている。前記空間は固体物の回収
ダクト８の入口を形成する。渦室中央のガス排出
口１０は分離器の他端９に配置され、パイプ１１
を介して反応器の環流部１３に接続されている。
分離器の他端は閉じられている。ガス流路２の幅
ｂは渦室４の幅Ｂよりも小さい。

流路２は、ガスの大部分が流れの方向の変更後
渦室４に対し接線方向に導かれる前段階分離器と
して働らく空間５に対して斜め下方に反応器の煙
道ガスを案内する。方向を変更することによつ
て、ガス中に含まれる固体物の大部分は分離さ
れ、ダクト８を通じて反応器に流れる。残つた固
体物の一部は渦室の壁面上で分離され、渦室と流
路２で形成される案内タング１２において渦室か
ら排出され、更に、渦室と回収ダクト８の間の壁
面７に衝突し、回収ダクトに流れ込む。清浄化さ
れたガスは排出路１０を通して環流部に排出され
る。

第４図及び第５図の実施例において、ガスは流
路１０２を経て分離器１０３の反応室１０１から
排出され、ガスから分離された固体物は複数の隣
接した回収ダクト１０８を経て反応室に再循環す
る。ガスは最初はガス流路１０２内を真つ直下方
に案内され、その後ガスの主要部分は方向を変
え、ガイド１１４と流路１０２と渦室との間に形
成されたタング１１２の間の開口１１５を経て渦
室１０４に流れ込む。ガイド１１４は回収ダクト
１０８に続くテーパー状空間１０５に位置してお
り、該空間は流路１０２とダクト１０８とを接続
する壁１０６と渦室と回収ダクト１０８とを接続
する壁１０７によつて形成される。ガイド１１４
の目的は固体物の大部分を含んだ流れを回収ダク
トに案内しガスの大部分を、方向を変えた後に渦
室に案内することにある。渦室への流路と固体物
回収ダクトは固体物が一の流路から他の流路へ方
向の変化無しに流れるように直線状に配置されて
いる。渦室の壁面上で分離された固体物は、ガイ
ドと壁１０７の間の開口１１６を経て回収ダクト
に排出される。清浄化されたガスは渦室内部に延
在するパイプ１１１を経て排出され、渦室の長手
方向軸と平行で両端が開口したパイプ１１０がパ
イプ１１１に接続されている。

第６図及び第７図に示した実施例において、分
離器２０３は反応器の下方に配設されている。ガ
スを下方向に案内する流路２０２中では、長い流
れ距離と重力が分離器において固体物に高い速度
と運動量とをもたらし、ガスの大部分は方向を変
えて渦室２０４に流れ、固体物の大部分は回収ダ
クト２０８中を反応室に向けて流れる。渦室と固
体物回収ダクトとはその間にタング２２１を形成
し、流れを渦室に案内する該タングの表面はガス
を渦室に案内する流路に対して鈍角をなす。渦室
内で分離された固体物は渦室の終端部２１７及び
２１８で排出され、傾斜表面２１９及び２２０に
沿つて回収ダクトに案内される。固体物の渦室の
終端への移動を確実にするために、渦室の底部は
終端部に向つて傾斜しているのが望ましい。清浄
化されたガスはパイプ２１１を介して図示を省略
した渦室上方の環流部に上方向に除去される。

第８図において示した実施例においては反応室
３０１から排出されたガスは高速で分離器３０３
の渦室３０４を部分的に取り巻く湾曲流路３００
を流れて前段階分離器として働らく空間に達し、
該空間から大部分のガスはガイド３１４によつて
上方向に方向を変えられ、渦室３０４に沿つて流
れる。固体物の大部分は空間３０５において分離
され、ほぼ方向を変えることなく回収ダクト３０
８を経て反応室に流入する。残つた固体物は渦室
の外周で分離され、ガイド３１４と渦室を回収ダ
クトと接続させる壁３０７との間の流路３１６を
通つて回収ダクトに排出される。清浄化されたガ
スは渦室内に伸びたパイプ３１１を経て渦室下部
の環流部３１３に案内される。

本発明のシステムの動作モードは従来のものと
は異つており、例えば固体物はガスの流れによつ
て（ガスの１〜10％）反応器に再循環する。渦室
へ続く流路は固体物の回収ダクトの流入口の方で
案内されているので、ガスと固体物の動圧が固体
物の循環を容易にし、分離効率が向上する。

第８図の実施例では、反応室内のガスの循環方
向は前段階分離器内の循環方向の変更とは反対方
向である。この意味では他の実施例とは異なつた
動作であり、固体物の分離により有利である。

工業的適用性 本発明はここに例示した実施例のみに限定され
るべきものではなく、請求の範囲で規定される保
護範囲内で変更し、応用することができる。例え
ば、分離器の渦室は水平にも傾けることも可能で
あり、更に、渦室は円錘状の部分を有することも
できる。通常は、渦室内で分離される固体物は反
応室に再循環するが、他の同様の動作モードも可
能である。渦室で分離された固体物は供給される
固体物と一緒に回収しても、又分離して回収して
も良い。