JPH05280879A - 高温固形物の冷却方法及びその装置 - Google Patents

高温固形物の冷却方法及びその装置

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JPH05280879A
JPH05280879A JP5017046A JP1704693A JPH05280879A JP H05280879 A JPH05280879 A JP H05280879A JP 5017046 A JP5017046 A JP 5017046A JP 1704693 A JP1704693 A JP 1704693A JP H05280879 A JPH05280879 A JP H05280879A
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ブラディスラブ・レバンドウスキー
Rudolf Kral
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】流動床反応器から分離器を経て流動床冷却領域
内に導入された後、流出用導管を通って流動床反応器内
に少なくとも部分的に循環される高温固形物の冷却方法
及びその装置において、単純な装置で操業可能であると
共に高温固形物の流れに対して良好な制御性と強力な冷
却能力とを有し且つ高圧操業にも適する方法及び装置を
提供する。 【構成】高温固形物が分離器５から第１流動床１５に導
入された後第２流動床２４又は流出用導管１１のどちら
かに導入されるように制御手段で制御され、高温固形物
は第２流動床２４内を下方に導かれた後第３流動床３３
内を上方に導かれて少なくとも部分的に流出用導管１１
を通って排出され、第２流動床２４及び／又は第３流動
床３３は冷却手段を備え、ガス収集室２２から流動化ガ
スが排出されるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高温ガスによって流動
床反応器から分離器に運ばれ、この分離器内で上記高温
ガスから分離され、次いで冷却手段を備えた少なくとも
１個の流動床を有する冷却領域内に導入され、更にこの
冷却領域から固形物流出用導管を通って上記流動床反応
器内に少なくとも部分的に循環される高温固形物の冷却
方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の方法及び装置はＤＥ−Ａ−３７
４１９３５号、ＥＰ−Ａ−０４０７７３０号及びＧＢ−
Ａ−２１４８７３４号の各明細書で公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記公知の方
法及び装置を改良して、単純な装置で操業可能であると
共に上記高温固形物の流れに対して良好な制御性と強力
な冷却能力とを有し且つ高圧操業にも適する方法及び装
置を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、高温ガスによ
って流動床反応器から分離器に運ばれ、この分離器内で
上記高温ガスから分離され、次いで冷却手段を備えた少
なくとも１個の流動床を有する冷却領域内に導入され、
更にこの冷却領域から固形物流出用導管を通って上記流
動床反応器内に少なくとも部分的に循環される高温固形
物の冷却方法において、上記高温固形物が上記分離器か
ら第１流動床に導入され、上記高温固形物が上記第１流
動床の下方に位置する第２流動床又は上記固形物流出用
導管のどちらかに上記第１流動床から導入されるように
制御手段で制御され、上記高温固形物が上記第２流動床
内を下方に導かれて上記第２流動床の終端から移行領域
を経て第３流動床の下端に移送され、上記高温固形物が
上記第３流動床内を上方に導かれて上記第３流動床の上
部領域内において少なくとも部分的に上記固形物流出用
導管を通って排出され、上記第２流動床及び／又は第３
流動床は冷却手段を備え、上記第１流動床の下方で且つ
上記第２及び第３流動床の上方に位置するガス収集室か
ら流動化ガスが排出されるように高温固形物の冷却方法
を構成した。
【０００５】また冷却手段を備えた少なくとも１個の流
動床を有し、高温固形物を流動床反応器から分離器を経
て導入すると共にこの高温固形物を固形物流出用導管を
通して上記流動床反応器内に少なくとも部分的に循環す
る冷却装置において、第１流動床は上記分離器の下方に
設置されると共にこの分離器と連結され、上記第１流動
床はその下方に位置する第２流動床に向って固形物流出
口を有し、上記第２流動床に加えて第３流動床が設置さ
れ且つ上記第２流動床及び／又は上記第３流動床は冷却
手段を備え、上記第２流動床と上記第３流動床とはそれ
らの下部領域内に設けられた固形物移送通路を介して相
互に連結され、上記第１流動床の下方で且つ上記第２及
び第３流動床の上方にはガス流出用導管と上記固形物流
出用導管とを備えたガス収集室が配置され、制御手段が
上記第１流動床から流出する上記高温固形物を上記第２
流動床又は上記固形物流出用導管のどちらかに導入する
ように制御するやり方で高温固形物の冷却装置を構成し
た。
【０００６】上記制御手段はその作動方式が例えば圧搾
空気式又は機械式のような種々の方式を採用することが
できる。
【０００７】制御可能な少なくとも一つのガス流が上記
第２及び第３流動床間の上記移行領域に作用するように
上記制御手段を形成するのがよい。
【０００８】すなわち上記制御手段が上記第２及び第３
流動床の下部領域内において上記固形物移送通路へのガ
ス供給を制御する手段として形成されているのがよい。
【０００９】これにより可動部分の無い流体力学的制御
弁が形成され、上記第２流動床を通る上記高温固形物の
輸送量を希望値に保つことができる。上記高温固形物の
輸送量が増大すると、上記第２流動床は上記第１流動床
から到来するすべての固形物を受入れると共にこれらの
固形物を上記第３流動床へと導く。
【００１０】上記第２流動床から上記第３流動床への輸
送量を絞ると、上記高温固形物は上記第２流動床内に蓄
積するので、引き続いて上記第１流動床から到来する固
形物は上記第２及び第３流動床を飛び越して直接に上記
固形物流出用導管に飛び込むことになり結局未冷却のま
ま上記ガス収集室を後にする。
【００１１】冷却された固形物の量と未冷却の固形物の
量とを制御することにより、上記流動床反応器に循環さ
れる固形物の温度を希望値に調節することができる。
【００１２】上記高温固形物が上記第２流動床内におい
て連続的に下方に向かって移動すると共に上記第３流動
床内において連続的に上方に向かって移動することは、
本発明の方法にとって重要である。即ち間接的熱交換に
より熱を運び去る冷却用流体は、それぞれの上記流動床
において上記高温固形物に対して並流又は向流として流
れることができる。
【００１３】上記第１流動床への流動化ガスの導入は上
記第２及び第３流動床の流動化ガスとは独立して制御さ
れることができる。
【００１４】上記冷却装置は細長く製作され小さな床面
積を占めるのが有利である。これにより上記冷却装置は
圧力ハウジング内に容易に組み込むことができる。従っ
て上記冷却装置は１〜５０ｂａｒの圧力で運転すること
ができる。
【００１５】上記第１、第２及び第３流動床は共通の圧
力ハウジング内に配置されるのがよい。
【００１６】上記ガス収集室は上記ガス流出用導管と上
記固形物流出用導管とを各１個備える。しかし上記ガス
流出用導管と上記固形物流出用導管とが１個の共用の流
出用導管として形成されるのがよい。
【００１７】上記第３流動床が第２の固形物流出用導管
を備えることができる。
【００１８】
【実施例】以下本発明の実施例につき図１〜２を参照し
ながら説明する。図１は分離器と流動床反応器との間に
配置された冷却装置を模式的に示す。図２は上記分離器
及び冷却装置の縦断面を示す。
【００１９】図１の流動床反応器１は導管２内を送給さ
れる粉粒状の固形物の熱処理のために使用される。例え
ば空気のような流動化ガスは導管３から送給される。上
記熱処理は例えば石炭、褐炭若しくは産業廃棄物の燃焼
又はガス化の際に行われるが、この種の反応器はまた例
えば硫化鉱のばい焼の際にも適している。上記熱処理は
循環式流動床内で行われ、ガス及び固形物はダクト４に
輸送され、ダクト４から更に例えばサイクロンのような
分離器５に到達する。固形物が大幅に分離除去されたガ
スは導管６を通って排出され、分離され尚約４００〜１
２００℃の温度範囲に在る高温固形物は落下用導管８を
通って冷却装置９に到達する。この高温固形物は上記落
下用導管内に堆積してガス通流に対するバリケードを形
成する。
【００２０】ところで図１には本発明の冷却装置を単純
化して示してある。今この冷却装置に導管１０を通して
流動化ガスを供給し、多かれ少なかれ冷却された上記高
温固形物を固形物流出用導管１１内に排出して流動床反
応器１内に循環する。過剰の固形物は導管１２を通して
除去する。高圧操業の際には、流動床反応器１は破線で
示した圧力ハウジング１ａにより囲まれると共に分離器
５及び冷却装置９もまた独自の圧力ハウジング４０内に
収容される（図２参照）。
【００２１】単純化のため図２では流動床反応器１並び
に導管２及び３を省略してある。図２にはガスと固形物
とから成る混合物を分離器５に導くダクト４と、ガス導
管６と、固形物を第１流動床に導く落下用導管８とを示
す。この構成により落下用導管８内には下方に移動する
密集した固形物堆積体が存在することになり、この固形
物堆積体がガス通流に対するバリケードとして機能す
る。導管１６、分配室１７及びノズル格子１８を通して
例えば空気のような流動化ガスが制御可能な流量で第１
流動床１５に導入される。固形物及び流動化ガスは障壁
１９を飛び越えて固形物流出口２０を経由しガス収集室
２２に到達する。ガスはガスと固形物とに共用の流出用
導管１１を通って排出され流動床反応器１に導かれる
（図１参照）。
【００２２】固形物流出口２０から下方に落下する固形
物は第２流動床２４に到達する。この第２流動床からは
流動化ガスが上方に向かって流動する。制御可能な流量
の流動化ガスが導管２６、分配室２７ａ及びノズル格子
２８から噴出する。第２流動床２４には冷却器３０が備
えられ、この冷却器内を例えば水又は水蒸気のような冷
却用流体が通流する。高温の固形物は第２流動床２４内
を徐々に冷却されながら下方に向かって移動し、隔壁３
１とノズル格子２８との間に在る固形物移送通路３２に
到達する。固形物は更にこの移送通路３２から第３流動
床３３内を通り上方に向かって導かれる。この第３流動
床にも冷却器３４が備えられている。これら３個の流動
床１５、２４及び３３並びにガス収集室２２は、圧力ハ
ウジング４０内に在ると共に実質的に密閉されたハウジ
ング１４で囲まれている。
【００２３】第３流動床３３用の流動化ガスは導管２５
及び分配室２７ｃから供給される。説明は省略するが公
知の方法によりこの流動化ガスの流量も独立して制御が
可能である。図２に示した実施例では、分配室２７ａと
２７ｃとの間にもう一つの分配室２７ｂが在り、この分
配室には独自の流動化ガス供給用の導管２９が備えら
れ、供給ガス流量の独立した制御がここでもまた可能で
ある。この分配室２７ｂからのガスは、第２流動床２４
から固形物移送通路３２を経由して第３流動床３３へ向
かう固形物の輸送に対して決定的な役割を演ずる。
【００２４】第３流動床３３内で上方に移動し冷却され
た固形物は固形物流出用導管１１に達した後、ガス収集
室から到来するガスと共に流動床反応器１内に返送され
る。第３流動床３３の上部領域内に第２の導管１２を設
け、冷却された固形物を流量調節弁３６を通して固形物
循環回路から分離し、他の利用目的のため又は例えば廃
棄物集積場に移送するのが合理的である。これらの固形
物はかなりの熱量の大半を冷却器３４の冷却用流体に供
与した後、冷却経路の終点で始めてこの冷却器との接触
を絶つ。
【００２５】導管２９を通して導入されるガスの流量を
制御することにより流体力学的制御弁が形成される。そ
してこの制御弁は次ぎのように作動する。導入ガス流量
が減少した場合、固形物は第２流動床２４内において滞
留しついには固形物流出口２０から隔壁３１及び第３流
動床３３を飛び越して全く又は実質的に未冷却の状態で
固形物流出用導管１１に流れ込む。第２流動床２４内に
多かれ少なかれ固形物の滞留があることにより、固形物
は多かれ少なかれ未冷却の状態で流動床２４及び３３を
飛び越す。この際固形物流出用導管１１内において、未
冷却の固形物と、流動床３３から到来する冷却された固
形物とが合流するので、固形物の混合物の温度は変化す
る。このようにして導管２９を通して導入されるガス流
量を制御することにより、固形物流出用導管１１内の固
形物の温度を制御することができる。
【００２６】流動床反応器と、これに付属すると共に循
環式流動床を備えた流動床冷却器とがそれぞれ別々の圧
力ハウジングに収容された装置がＥＰ−Ａ−０４０７７
３０号明細書に記載されている。このような圧力ハウジ
ングは本発明の装置にも問題なく適用できる。その際床
面積の節減のため、分離器５、第１流動床１５並びに第
２流動床２４及び第３流動床３３を実質的に垂直に配置
した幅狭の建築形式が有利である。図２に示すように、
このように配置された設備は簡単に圧力ハウジング４０
内に組み込むことができる。流動床１５、２４及び３３
の配置の多少のずれは上記の利点に悪影響を及ぼさな
い。なお図示されていないが第１流動床１５は冷却器を
備えることができる。
【００２７】
【発明の効果】本発明は上述のような構成であるから、
高温の固形物の流れに対して良好な制御性と強力な冷却
能力とを有し且つ高圧操業にも適する。
【図面の簡単な説明】
【図１】分離器と流動床反応器との間に配置された冷却
装置の模式図
【図２】上記分離器及び冷却装置の縦断面図
【符号の説明】
１ 流動床反応器 １ａ 圧力ハウジング ２ 導管 ３ 導管 ４ ダクト ５ 分離器 ６ ガス導管 ８ 落下用導管 ９ 流動床冷却装置 １０ 導管 １１ 固形物流出用導管 １２ 導管 １４ 密閉式ハウジング １５ 第１流動床 １６ 導管 １７ 分配室 １８ ノズル格子 １９ 障壁 ２０ 固形物流出口 ２２ ガス収集室 ２４ 第２流動床 ２５ 導管 ２６ 導管 ２７ａ 分配室 ２７ｂ 分配室 ２７ｃ 分配室 ２８ ノズル格子 ２９ 導管 ３０ 冷却器 ３１ 隔壁 ３２ 固形物移送通路 ３３ 第３流動床 ３４ 冷却器 ３６ 流量調節弁 ４０ 圧力ハウジング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨハンネス・アルブレヒト ドイツ連邦共和国6362ベールシュタット １・クートリッヒ−ジートルング１ (72)発明者 マルチン・ヒルシュ ドイツ連邦共和国6382フリードリッヒスド ルフ・レーメルシュトラーセ７ (72)発明者 ライネル・ライメルト ドイツ連邦共和国6270イドシュタイン・ウ ンター・デア・ハムバッハ15 (72)発明者 ブラディスラブ・レバンドウスキー ドイツ連邦共和国6231シュバールバッハ・ ビルヘルム−ロイシュネル−シュトラーセ ３ (72)発明者 ルドルフ・クラール ドイツ連邦共和国6392ノイ−アンスパッ ハ・アルトケーニッヒシュトラーセ22

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】流動床反応器で発生し、高温ガスによって
    この流動床反応器から分離器に運ばれ、この分離器内で
    上記高温ガスから分離され、次いで冷却手段を備えた少
    なくとも１個の流動床を有する冷却領域内に導入され、
    更にこの冷却領域から固形物流出用導管を通って上記流
    動床反応器内に少なくとも部分的に循環される高温固形
    物の冷却方法において、 上記高温固形物が上記分離器から第１流動床に導入さ
    れ、 上記高温固形物が上記第１流動床の下方に位置する第２
    流動床又は上記固形物流出用導管のどちらかに上記第１
    流動床から導入されるように制御手段で制御され、 上記高温固形物が上記第２流動床内を下方に導かれて上
    記第２流動床の終端から移行領域を経て第３流動床の下
    端に移送され、 上記高温固形物が上記第３流動床内を上方に導かれて上
    記第３流動床の上部領域内において少なくとも部分的に
    上記固形物流出用導管を通って排出され、 上記第２流動床及び／又は第３流動床は冷却手段を備
    え、 上記第１流動床の下方で且つ上記第２及び第３流動床の
    上方に位置するガス収集室から流動化ガスが排出される
    ことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】制御可能な少なくとも一つのガス流が上記
    第２及び第３流動床間の上記移行領域に作用するように
    上記制御手段を形成する請求項１の方法。
  3. 【請求項３】上記第１流動床への流動化ガスの導入が上
    記第２及び第３流動床の流動化ガスとは独立して制御さ
    れる請求項１又は２の方法。
  4. 【請求項４】上記方法に使用される冷却手段が１〜５０
    ｂａｒの圧力で運転される請求項１〜３のいずれか１項
    の方法。
  5. 【請求項５】冷却手段を備えた少なくとも１個の流動床
    を有し、 高温固形物を流動床反応器から分離器を経て導入すると
    共にこの高温固形物を固形物流出用導管を通して上記流
    動床反応器内に少なくとも部分的に循環する冷却装置に
    おいて、 第１流動床は上記分離器の下方に設置されると共にこの
    分離器と連結され、 上記第１流動床はその下方に位置する第２流動床に向っ
    て固形物流出口を有し、 上記第２流動床に加えて第３流動床が設置され且つ上記
    第２流動床及び／又は上記第３流動床は冷却手段を備
    え、 上記第２流動床と上記第３流動床とはそれらの下部領域
    内に設けられた固形物移送通路を介して相互に連結さ
    れ、 上記第１流動床の下方で且つ上記第２及び第３流動床の
    上方にはガス流出用導管と上記固形物流出用導管とを備
    えたガス収集室が配置され、 制御手段が上記第１流動床から流出する上記高温固形物
    を上記第２流動床又は上記固形物流出用導管のどちらか
    に導入するように制御することを特徴とする高温固形物
    の冷却装置。
  6. 【請求項６】上記制御手段が上記第２及び第３流動床の
    下部領域内において上記固形物移送通路へのガス供給を
    制御する手段として形成されている請求項５の冷却装
    置。
  7. 【請求項７】上記ガス流出用導管と上記固形物流出用導
    管とが１個の共用の流出用導管として形成されている請
    求項５又は６の冷却装置。
  8. 【請求項８】上記第３流動床が第２の固形物流出用導管
    を備えている請求項５〜７のいずれか１項の冷却装置。
  9. 【請求項９】上記第１、第２及び第３流動床が共通の圧
    力ハウジング内に配置されている請求項５〜８のいずれ
    か１項の冷却装置。
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