JPH05296414A - 外部循環式流動層炉の製造方法 - Google Patents
外部循環式流動層炉の製造方法Info
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- JPH05296414A JPH05296414A JP4290579A JP29057992A JPH05296414A JP H05296414 A JPH05296414 A JP H05296414A JP 4290579 A JP4290579 A JP 4290579A JP 29057992 A JP29057992 A JP 29057992A JP H05296414 A JPH05296414 A JP H05296414A
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- 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
- 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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- 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
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
- B01J8/38—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it
- B01J8/384—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it being subject to a circulatory movement only
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- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ダウンカマーに熱媒体貯留部を設けることな
く、ダウンカマーサイズ等の適切な選定を行うことによ
り、所望する熱媒体の循環量や原料の特性に応じて、熱
媒体の閉塞、あるいはガスの逆流を防止することができ
る外部循環式流動層炉を製造する方法を提供することで
ある。 【構成】 ライザーの下端に空気吹込み口が設けられ、
該ライザーの外部に、上記ライザーの上端より導出され
る導出管と、この導出管の他端に設けられた固気分離用
のサイクロンと、このサイクロンの排出部より下降する
ダウンカマーとが設けられた外部循環式流動層炉におい
て、ライザー断面積当りの固体粒子の所望循環量をＷｓ
（kg/m2・s）としたとき、ダウンカマー径をｄ、ライザ
ー径をＤ、これらの比をＸ（＝ｄ／Ｄ）とすると、Ｘ
を、 Ｗｓ＝１２５００Ｘ5−１２０８０Ｘ4＋４３７０Ｘ3−
６００Ｘ2＋３６Ｘと、 Ｗｓ＝５８００Ｘ4＋１６００Ｘ3−５８０Ｘ2＋４４Ｘ
とで挟まれた範囲内に設定するものである。
く、ダウンカマーサイズ等の適切な選定を行うことによ
り、所望する熱媒体の循環量や原料の特性に応じて、熱
媒体の閉塞、あるいはガスの逆流を防止することができ
る外部循環式流動層炉を製造する方法を提供することで
ある。 【構成】 ライザーの下端に空気吹込み口が設けられ、
該ライザーの外部に、上記ライザーの上端より導出され
る導出管と、この導出管の他端に設けられた固気分離用
のサイクロンと、このサイクロンの排出部より下降する
ダウンカマーとが設けられた外部循環式流動層炉におい
て、ライザー断面積当りの固体粒子の所望循環量をＷｓ
（kg/m2・s）としたとき、ダウンカマー径をｄ、ライザ
ー径をＤ、これらの比をＸ（＝ｄ／Ｄ）とすると、Ｘ
を、 Ｗｓ＝１２５００Ｘ5−１２０８０Ｘ4＋４３７０Ｘ3−
６００Ｘ2＋３６Ｘと、 Ｗｓ＝５８００Ｘ4＋１６００Ｘ3−５８０Ｘ2＋４４Ｘ
とで挟まれた範囲内に設定するものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、流動層方式による燃焼
あるいは焼却、乾燥あるいは蒸発、および熱分解を行な
わしめる諸設備に用いる外部循環式流動層炉を製造する
際に採用される外部循環式流動層炉の製造方法に関す
る。
あるいは焼却、乾燥あるいは蒸発、および熱分解を行な
わしめる諸設備に用いる外部循環式流動層炉を製造する
際に採用される外部循環式流動層炉の製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、外部循環式流動層炉（以下、
流動層炉と称す）は、熱媒体である固体粒子を加熱筒
（ライザー）に収容して流動層を形成し、この熱媒体を
介して原料を加熱して燃焼、乾燥、蒸発、及び熱分解等
を行なわしめるとともに、この熱媒体を、ライザーの上
端に接続された導出管より導出し、さらにこの導出管の
他端に設けられた固気分離用のサイクロンと、このサイ
クロンの排出部と上記ライザーの下部を連通するダウン
カマーを介して循環させることにより、円滑な加熱・反
応の促進や生成物の排出を行うようにしている。このよ
うな流動層炉における共通した課題は、熱媒体のスムー
スな循環と循環量の制御であり、スムースな循環を実現
してのみ循環量の制御が可能となる。このスムースな循
環を実現するための最大の要因は、ダウンカマーのデザ
インの良否にある。すなわち、まず第１に、ダウンカマ
ーがライザーの下部領域に開口する接続口のレベルの選
定であり、次にそのレベルに対応したダウンカマーサイ
ズの決定が重要である。
流動層炉と称す）は、熱媒体である固体粒子を加熱筒
（ライザー）に収容して流動層を形成し、この熱媒体を
介して原料を加熱して燃焼、乾燥、蒸発、及び熱分解等
を行なわしめるとともに、この熱媒体を、ライザーの上
端に接続された導出管より導出し、さらにこの導出管の
他端に設けられた固気分離用のサイクロンと、このサイ
クロンの排出部と上記ライザーの下部を連通するダウン
カマーを介して循環させることにより、円滑な加熱・反
応の促進や生成物の排出を行うようにしている。このよ
うな流動層炉における共通した課題は、熱媒体のスムー
スな循環と循環量の制御であり、スムースな循環を実現
してのみ循環量の制御が可能となる。このスムースな循
環を実現するための最大の要因は、ダウンカマーのデザ
インの良否にある。すなわち、まず第１に、ダウンカマ
ーがライザーの下部領域に開口する接続口のレベルの選
定であり、次にそのレベルに対応したダウンカマーサイ
ズの決定が重要である。
【０００３】従来、このダウンカマー接続口のレベルの
選定、およびそのレベルに対応したダウンカマーサイズ
の決定はそれぞれ別個の概念により求められていた。す
なわち、前者は熱媒体の張り込み量から求められ、後者
は仮定された熱媒体循環量等から決定されている。この
ようなダウンカマー接続口のレベルの妥当性は、ライザ
ー内において熱媒体を流動せしめたときに、当該部位に
おける熱媒体密度によって評価されるが、当該部位にお
ける熱媒体密度は熱媒体粒度、比重量、ライザー内ガス
流速等により変化するために、一義的には決定されな
い。すなわち、当該部位における圧力ないし圧力損失レ
ベルがダウンカマー接続口のレベルの妥当性を決定す
る。一方、ダウンカマーサイズの妥当性は、上述の仮定
された熱媒体循環量のほかに、ダウンカマー内通過流速
により評価される。それらも熱媒体粒度、比重量等によ
り変化するために最適化のためにはかなりの困難性を伴
う。従来の技術においては以上のような煩雑さを避ける
意味からもダウンカマーの途中に熱媒体を貯留する部分
を設け、ここに熱媒体を一旦貯留すると共に、この貯留
部の外方からガスを吹き込むことにより熱媒体をライザ
ー内に送り込む方法を多用している。
選定、およびそのレベルに対応したダウンカマーサイズ
の決定はそれぞれ別個の概念により求められていた。す
なわち、前者は熱媒体の張り込み量から求められ、後者
は仮定された熱媒体循環量等から決定されている。この
ようなダウンカマー接続口のレベルの妥当性は、ライザ
ー内において熱媒体を流動せしめたときに、当該部位に
おける熱媒体密度によって評価されるが、当該部位にお
ける熱媒体密度は熱媒体粒度、比重量、ライザー内ガス
流速等により変化するために、一義的には決定されな
い。すなわち、当該部位における圧力ないし圧力損失レ
ベルがダウンカマー接続口のレベルの妥当性を決定す
る。一方、ダウンカマーサイズの妥当性は、上述の仮定
された熱媒体循環量のほかに、ダウンカマー内通過流速
により評価される。それらも熱媒体粒度、比重量等によ
り変化するために最適化のためにはかなりの困難性を伴
う。従来の技術においては以上のような煩雑さを避ける
意味からもダウンカマーの途中に熱媒体を貯留する部分
を設け、ここに熱媒体を一旦貯留すると共に、この貯留
部の外方からガスを吹き込むことにより熱媒体をライザ
ー内に送り込む方法を多用している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の流動層炉においては、以下のような問題点が
あった。すなわち、接続口レベルを熱媒体の張り込み量
から求め、ダウンカマーサイズを仮定された熱媒体循環
量等から決定する場合、これらが、上述したように一義
的に定めにくいことから、妥当な値が得にくい。従っ
て、例えば、ダウンカマーサイズが小さ過ぎる場合に起
こる熱媒体の閉塞、あるいは大き過ぎる場合に起こるラ
イザー下部からダウンカマーを経由してサイクロンにい
たるガスの流れ（以下ガスの逆流と称す）の発生による
熱媒体の循環の低下等の問題が発生する。また、ダウン
カマーの途中に熱媒体貯留部を設ける方式にあっては、
ガスを吹き込むことにより体積流量が増えるため、必然
的にダウンカマーサイズが大きくなってしまうと共に、
静止ないしは極めて低流速状態にある熱媒体を所要の流
速に持ち上げるため、貯留部の熱媒体をライザーに返送
するために多量のエネルギーを必要とすることになる。
うな従来の流動層炉においては、以下のような問題点が
あった。すなわち、接続口レベルを熱媒体の張り込み量
から求め、ダウンカマーサイズを仮定された熱媒体循環
量等から決定する場合、これらが、上述したように一義
的に定めにくいことから、妥当な値が得にくい。従っ
て、例えば、ダウンカマーサイズが小さ過ぎる場合に起
こる熱媒体の閉塞、あるいは大き過ぎる場合に起こるラ
イザー下部からダウンカマーを経由してサイクロンにい
たるガスの流れ（以下ガスの逆流と称す）の発生による
熱媒体の循環の低下等の問題が発生する。また、ダウン
カマーの途中に熱媒体貯留部を設ける方式にあっては、
ガスを吹き込むことにより体積流量が増えるため、必然
的にダウンカマーサイズが大きくなってしまうと共に、
静止ないしは極めて低流速状態にある熱媒体を所要の流
速に持ち上げるため、貯留部の熱媒体をライザーに返送
するために多量のエネルギーを必要とすることになる。
【０００５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、ダウンカマーに熱媒体貯
留部を設けることなく、ダウンカマーサイズ等の適切な
選定を行うことにより、所望する熱媒体の循環量や原料
の特性に応じて、熱媒体の閉塞、あるいはガスの逆流を
防止することができる外部循環式流動層炉を製造する方
法を提供することにある。
で、その目的とするところは、ダウンカマーに熱媒体貯
留部を設けることなく、ダウンカマーサイズ等の適切な
選定を行うことにより、所望する熱媒体の循環量や原料
の特性に応じて、熱媒体の閉塞、あるいはガスの逆流を
防止することができる外部循環式流動層炉を製造する方
法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、ライザーの下端に空気吹込み口が設けられ、該ライ
ザーの外部に、上記ライザーの上端より導出される導出
管と、この導出管の他端に設けられた固気分離用のサイ
クロンと、このサイクロンの排出部より下降するダウン
カマーとが設けられた外部循環式流動層炉において、ラ
イザー断面積当りの固体粒子の所要循環量をＷｓ（kg/m
2・s）としたとき、ダウンカマー径をｄ、ライザー径を
Ｄ、これらの比をＸ（＝ｄ／Ｄ）とすると、Ｘを、 Ｗｓ＝１２５００Ｘ5−１２０８０Ｘ4＋４３７０Ｘ3−６００Ｘ2＋３６Ｘ と、 Ｗｓ＝５８００Ｘ4＋１６００Ｘ3−５８０Ｘ2＋４４Ｘ とで挟まれた範囲内に設定するものである。
は、ライザーの下端に空気吹込み口が設けられ、該ライ
ザーの外部に、上記ライザーの上端より導出される導出
管と、この導出管の他端に設けられた固気分離用のサイ
クロンと、このサイクロンの排出部より下降するダウン
カマーとが設けられた外部循環式流動層炉において、ラ
イザー断面積当りの固体粒子の所要循環量をＷｓ（kg/m
2・s）としたとき、ダウンカマー径をｄ、ライザー径を
Ｄ、これらの比をＸ（＝ｄ／Ｄ）とすると、Ｘを、 Ｗｓ＝１２５００Ｘ5−１２０８０Ｘ4＋４３７０Ｘ3−６００Ｘ2＋３６Ｘ と、 Ｗｓ＝５８００Ｘ4＋１６００Ｘ3−５８０Ｘ2＋４４Ｘ とで挟まれた範囲内に設定するものである。
【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１の発明に
おいて、上記外部循環式流動層炉にサイクロンあるいは
ダウンカマーに補助気体を吹き込む補助気体吹き込み管
を連結し、補助気体量をＦａ、全気体量をＦｔ、これら
の比をＦ（＝Ｆａ／Ｆｔ）とすると、補助気体の吹込み
がない場合のダウンカマー径ｄａと補助気体無しの時の
ダウンカマー径ｄｏとの比ｒ（＝ｄａ／ｄｏ）を、 ｒ＝−２．８Ｆ＋１ （０≦Ｆ＜０．１） ｒ＝−０．７Ｆ＋０．７９ （０．１≦Ｆ） とで構成される折れ線と、 ｒ＝−３Ｆ＋０．８７７ （０≦Ｆ＜０．０２） ｒ＝−２．７Ｆ＋０．８７１ （０．０２≦Ｆ＜０．
１） ｒ＝−０．３３Ｆ＋０．８１ （０．１≦Ｆ） とで構成される折れ線とで挟まれた範囲内に設定するよ
うにしたものである。
おいて、上記外部循環式流動層炉にサイクロンあるいは
ダウンカマーに補助気体を吹き込む補助気体吹き込み管
を連結し、補助気体量をＦａ、全気体量をＦｔ、これら
の比をＦ（＝Ｆａ／Ｆｔ）とすると、補助気体の吹込み
がない場合のダウンカマー径ｄａと補助気体無しの時の
ダウンカマー径ｄｏとの比ｒ（＝ｄａ／ｄｏ）を、 ｒ＝−２．８Ｆ＋１ （０≦Ｆ＜０．１） ｒ＝−０．７Ｆ＋０．７９ （０．１≦Ｆ） とで構成される折れ線と、 ｒ＝−３Ｆ＋０．８７７ （０≦Ｆ＜０．０２） ｒ＝−２．７Ｆ＋０．８７１ （０．０２≦Ｆ＜０．
１） ｒ＝−０．３３Ｆ＋０．８１ （０．１≦Ｆ） とで構成される折れ線とで挟まれた範囲内に設定するよ
うにしたものである。
【０００８】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、上記外部循環式流動層炉のライザーの
下部領域に開口されたダウンカマー接続口の基準レベル
からの高さをＨ、この高さＨとライザー半径Ｄ／２との
比をＬ［＝Ｈ／（Ｄ／２）］とすると、基準ダウンカマ
ー径と上記場合のダウンカマー径の比ｙを、 ｙ＝−０．５Ｌ＋０．７５ （−１．３≦Ｌ＜−
０．７１５） ｙ＝−０．１５Ｌ＋１．０ （−０．７１５≦Ｌ
＜０） ｙ＝−０．３Ｌ＋１．０ （０≦Ｌ＜０．５） ｙ＝−０．０５Ｌ＋０．８７５ （０．５≦Ｌ≦１．
５） とで構成される折れ線と、 ｙ＝−０．４Ｌ＋１．０ （−１．３≦Ｌ＜
０） ｙ＝−０．０５Ｌ＋１．０ （０≦Ｌ≦１．５） とで構成される折れ線とで挟まれた範囲内に設定するも
のである。
の発明において、上記外部循環式流動層炉のライザーの
下部領域に開口されたダウンカマー接続口の基準レベル
からの高さをＨ、この高さＨとライザー半径Ｄ／２との
比をＬ［＝Ｈ／（Ｄ／２）］とすると、基準ダウンカマ
ー径と上記場合のダウンカマー径の比ｙを、 ｙ＝−０．５Ｌ＋０．７５ （−１．３≦Ｌ＜−
０．７１５） ｙ＝−０．１５Ｌ＋１．０ （−０．７１５≦Ｌ
＜０） ｙ＝−０．３Ｌ＋１．０ （０≦Ｌ＜０．５） ｙ＝−０．０５Ｌ＋０．８７５ （０．５≦Ｌ≦１．
５） とで構成される折れ線と、 ｙ＝−０．４Ｌ＋１．０ （−１．３≦Ｌ＜
０） ｙ＝−０．０５Ｌ＋１．０ （０≦Ｌ≦１．５） とで構成される折れ線とで挟まれた範囲内に設定するも
のである。
【０００９】請求項４に記載の発明は、請求項１の発明
において、上記外部循環式流動層炉に供給される原料あ
るいは焼却物中にアルカリを含む場合に、これらに含有
されるアルカリを換算して得られる換算アルカリ塩濃度
をＡとすると、この場合に用いられるダウンカマー径と
基準値との比ｘを、 Ａ＝７１４ｘ3−２２５６ｘ2＋２４２４ｘ−８８２ と、 Ａ＝１６９．７ｘ2−３４６．８ｘ＋１７７．１ とで挟まれた範囲内に設定するようにしたものである。
において、上記外部循環式流動層炉に供給される原料あ
るいは焼却物中にアルカリを含む場合に、これらに含有
されるアルカリを換算して得られる換算アルカリ塩濃度
をＡとすると、この場合に用いられるダウンカマー径と
基準値との比ｘを、 Ａ＝７１４ｘ3−２２５６ｘ2＋２４２４ｘ−８８２ と、 Ａ＝１６９．７ｘ2−３４６．８ｘ＋１７７．１ とで挟まれた範囲内に設定するようにしたものである。
【００１０】
【作用】本発明の外部循環式流動層炉においては、図１
に示すように、ライザー１の下部領域に２段に分けて流
動化のためのガス１９、２０が吹き込まれ、この流動化
ガス１９、２０によりライザー１内に張り込まれた熱媒
体は浮遊状態にされる。浮遊状態にされた熱媒体はライ
ザー１内を上昇し、ライザー１の上端に設けられた導出
管２を経てサイクロン５に送り込まれる。サイクロン５
において熱媒体と流動化ガスは遠心力を利用して分離さ
れ、熱媒体はサイクロン５の下部に集められる。その熱
媒体はダウンカマー４を下降しライザー１の下部領域に
設けられて導入管３を経てライザー１内に再供給され
る。
に示すように、ライザー１の下部領域に２段に分けて流
動化のためのガス１９、２０が吹き込まれ、この流動化
ガス１９、２０によりライザー１内に張り込まれた熱媒
体は浮遊状態にされる。浮遊状態にされた熱媒体はライ
ザー１内を上昇し、ライザー１の上端に設けられた導出
管２を経てサイクロン５に送り込まれる。サイクロン５
において熱媒体と流動化ガスは遠心力を利用して分離さ
れ、熱媒体はサイクロン５の下部に集められる。その熱
媒体はダウンカマー４を下降しライザー１の下部領域に
設けられて導入管３を経てライザー１内に再供給され
る。
【００１１】そして、請求項１の発明にあっては、ダウ
ンカマー径ｄとライザー径Ｄとの比Ｘ（＝ｄ／Ｄ）およ
びライザー断面積当りの固体粒子の循環量Ｗｓの関係を
所定の範囲内に設定することにより、サイクロン下部、
あるいは導入管部において生じ易い熱媒体の詰まり、あ
るいはガスの逆流等を防止し、熱媒体を安定的に循環さ
せる。
ンカマー径ｄとライザー径Ｄとの比Ｘ（＝ｄ／Ｄ）およ
びライザー断面積当りの固体粒子の循環量Ｗｓの関係を
所定の範囲内に設定することにより、サイクロン下部、
あるいは導入管部において生じ易い熱媒体の詰まり、あ
るいはガスの逆流等を防止し、熱媒体を安定的に循環さ
せる。
【００１２】また、請求項２の発明にあっては、流動化
を変化せしめる何等かの条件の変更による熱媒体循環量
の変化時においては、サイクロン下部、導入管部のいず
れかあるいは両者からガスを吹き込む際に、補助空気量
をＦａ、全空気量をＦｔ、これらの比をＦ（＝Ｆａ／Ｆ
ｔ）とすると、補助空気有りの時のダウンカマー径ｄａ
と補助空気無しの時のダウンカマー径ｄｏとの比ｒ（＝
ｄａ／ｄｏ）を、 ｒ＝−２．８Ｆ＋１ （０≦Ｆ＜０．１） ｒ＝−０．７Ｆ＋０．７９ （０．１≦Ｆ） とで構成される折れ線と、 ｒ＝−３Ｆ＋０．８７７ （０≦Ｆ＜０．０２） ｒ＝−２．７Ｆ＋０．８７１ （０．０２≦Ｆ＜０．
１） ｒ＝−０．３３Ｆ＋０．８１ （０．１≦Ｆ） とで構成される折れ線とで挟まれた範囲内に設定するこ
とにより、安定的な循環が実施される。
を変化せしめる何等かの条件の変更による熱媒体循環量
の変化時においては、サイクロン下部、導入管部のいず
れかあるいは両者からガスを吹き込む際に、補助空気量
をＦａ、全空気量をＦｔ、これらの比をＦ（＝Ｆａ／Ｆ
ｔ）とすると、補助空気有りの時のダウンカマー径ｄａ
と補助空気無しの時のダウンカマー径ｄｏとの比ｒ（＝
ｄａ／ｄｏ）を、 ｒ＝−２．８Ｆ＋１ （０≦Ｆ＜０．１） ｒ＝−０．７Ｆ＋０．７９ （０．１≦Ｆ） とで構成される折れ線と、 ｒ＝−３Ｆ＋０．８７７ （０≦Ｆ＜０．０２） ｒ＝−２．７Ｆ＋０．８７１ （０．０２≦Ｆ＜０．
１） ｒ＝−０．３３Ｆ＋０．８１ （０．１≦Ｆ） とで構成される折れ線とで挟まれた範囲内に設定するこ
とにより、安定的な循環が実施される。
【００１３】さらに、請求項３の発明にあっては、ライ
ザー下部領域に開口されたダウンカマー接続口の基準レ
ベルからの高さＨとライザー半径Ｄ／２との比Ｌ［＝Ｈ
／（Ｄ／２）］およびダウンカマー径の変化を基準値に
対する比で表わした値ｙの関係を所定の範囲内に設定す
ることにより、ライザー下部領域に接続するダウンカマ
ーの適正な径が規定される。
ザー下部領域に開口されたダウンカマー接続口の基準レ
ベルからの高さＨとライザー半径Ｄ／２との比Ｌ［＝Ｈ
／（Ｄ／２）］およびダウンカマー径の変化を基準値に
対する比で表わした値ｙの関係を所定の範囲内に設定す
ることにより、ライザー下部領域に接続するダウンカマ
ーの適正な径が規定される。
【００１４】さらにまた、請求項４の発明にあっては、
反応により生成するアルカリ塩濃度Ａとダウンカマー径
の変化を基準値にたいする比で表わした値ｘとの関係を
所定の範囲内に設定することにより、適正なダウンカマ
ー径が規定される。
反応により生成するアルカリ塩濃度Ａとダウンカマー径
の変化を基準値にたいする比で表わした値ｘとの関係を
所定の範囲内に設定することにより、適正なダウンカマ
ー径が規定される。
【００１５】
【実施例】以下、図１ないし図６及び表１ないし表４に
基づいて本発明の一実施例を説明する。この実施例は、
図１及び図２に示す流動層炉を工場廃棄物としての廃液
およびスラッジの焼却に使用したものである。
基づいて本発明の一実施例を説明する。この実施例は、
図１及び図２に示す流動層炉を工場廃棄物としての廃液
およびスラッジの焼却に使用したものである。
【００１６】図１ないし図２において、ライザー１は耐
火物で内張りされた円筒状の炉体であり、上端には導出
管２が連結され、この導出管２は固気を分離する装置で
あるサイクロン５に連結され、サイクロンの下部の排出
口には垂直管であるダウンカマー４が連結されている。
上記ダウンカマー４の下部は、傾斜して上記ライザー１
の下部領域に接続される導入管３となっている。この接
続口３ａは、後述する２次空気吹込み管１１の中心から
一定の高さＨに開口するようになっている。また、上記
サイクロン５の下部と導入管３のライザー１寄りには、
それぞれ、補助空気１０を供給する補助空気吹き込み管
６、８がそれぞれ流量調節弁７、９を備えて設けられて
いる。そして、上記ライザー１の下部には、炉底からの
高さを違えて２段に配置された空気吹き込み管１１、１
２がそれぞれ流量調節弁１３、１４を備えて設けられて
おり、これらの空気吹き込み管１２、１１を介して一次
空気２０と二次空気１９がライザー１内に吹き込まれる
ようになっている。さらに、上記ライザー１の中間部お
よび下端には、それぞれ、原料投入口１５および抜き出
し弁１８が設けられている。なお、図中符号１６は、サ
イクロン５の排気管であり、１７はその排気管１６の排
気口を示している。
火物で内張りされた円筒状の炉体であり、上端には導出
管２が連結され、この導出管２は固気を分離する装置で
あるサイクロン５に連結され、サイクロンの下部の排出
口には垂直管であるダウンカマー４が連結されている。
上記ダウンカマー４の下部は、傾斜して上記ライザー１
の下部領域に接続される導入管３となっている。この接
続口３ａは、後述する２次空気吹込み管１１の中心から
一定の高さＨに開口するようになっている。また、上記
サイクロン５の下部と導入管３のライザー１寄りには、
それぞれ、補助空気１０を供給する補助空気吹き込み管
６、８がそれぞれ流量調節弁７、９を備えて設けられて
いる。そして、上記ライザー１の下部には、炉底からの
高さを違えて２段に配置された空気吹き込み管１１、１
２がそれぞれ流量調節弁１３、１４を備えて設けられて
おり、これらの空気吹き込み管１２、１１を介して一次
空気２０と二次空気１９がライザー１内に吹き込まれる
ようになっている。さらに、上記ライザー１の中間部お
よび下端には、それぞれ、原料投入口１５および抜き出
し弁１８が設けられている。なお、図中符号１６は、サ
イクロン５の排気管であり、１７はその排気管１６の排
気口を示している。
【００１７】上記のように構成された流動層炉にあって
は、熱媒体があらかじめライザー１内に張り込まれてお
り、熱媒体の流動および焼却のために各空気吹き込み管
１２、１１から所定の空気が供給される。そして、焼却
物は原料投入口１５からライザー１内に供給される。こ
こで、全空気量はライザー１内のガス流速に応じて焼却
物が完全に燃焼するという条件から決定され、主となる
空気吹込み管１１，１２及び補助空気吹込み管６，８か
らの総和である。補助空気が吹込まれない場合、主空気
吹込み管１１，１２からの空気量のうちの一次空気量、
すなわち炉底に近い１次空気吹込み管１２から吹込まれ
る空気の量はほぼ一定量であり、空気流量の変化の大部
分は、２次空気吹込み管１１からの二次空気量によって
行う。また、この全空気量に従って、熱媒体の単位時間
当たり、単位断面積当たりの循環量Ｗｓも概ね定まる。
は、熱媒体があらかじめライザー１内に張り込まれてお
り、熱媒体の流動および焼却のために各空気吹き込み管
１２、１１から所定の空気が供給される。そして、焼却
物は原料投入口１５からライザー１内に供給される。こ
こで、全空気量はライザー１内のガス流速に応じて焼却
物が完全に燃焼するという条件から決定され、主となる
空気吹込み管１１，１２及び補助空気吹込み管６，８か
らの総和である。補助空気が吹込まれない場合、主空気
吹込み管１１，１２からの空気量のうちの一次空気量、
すなわち炉底に近い１次空気吹込み管１２から吹込まれ
る空気の量はほぼ一定量であり、空気流量の変化の大部
分は、２次空気吹込み管１１からの二次空気量によって
行う。また、この全空気量に従って、熱媒体の単位時間
当たり、単位断面積当たりの循環量Ｗｓも概ね定まる。
【００１８】上述した状態において、ライザー１内の熱
媒体は、まず、一次空気により攪拌混合されると共に上
方に持ち上げられる。そのとき、固形状態にある焼却物
は熱媒体から熱を奪い、この熱によって焼却物中の水分
が激しく蒸発させられ、同時に焼却物が熱媒体の衝撃力
により解砕される。この解砕された焼却物は周囲の空気
により燃焼しながら熱媒体と共に上方に持ち上げられ
る。次いで、この持ち上げられた熱媒体および焼却物は
二次空気吹き込み管１１から吹き込まれた空気により加
速されると共に、焼却物はその空気を取り込んで活発に
燃焼しながら熱媒体と共にライザー１の上端に送られ
る。そして、ライザー１の上端に至るまでに焼却物はほ
ぼ完全に焼却され、焼却物中の残渣、すなわち灰分は熱
媒体と共に導出管２を経てサイクロン５に送り込まれ
る。このサイクロン５においては、遠心力を利用して高
温排ガス中から熱媒体が分離される。この分離された熱
媒体は下降し、サイクロン５の下部から、ダウンカマー
４を経てライザー１に返送される。一方、サイクロン５
において熱媒体を除かれた高温排ガスと灰分は排気管１
６から系外に排出される。
媒体は、まず、一次空気により攪拌混合されると共に上
方に持ち上げられる。そのとき、固形状態にある焼却物
は熱媒体から熱を奪い、この熱によって焼却物中の水分
が激しく蒸発させられ、同時に焼却物が熱媒体の衝撃力
により解砕される。この解砕された焼却物は周囲の空気
により燃焼しながら熱媒体と共に上方に持ち上げられ
る。次いで、この持ち上げられた熱媒体および焼却物は
二次空気吹き込み管１１から吹き込まれた空気により加
速されると共に、焼却物はその空気を取り込んで活発に
燃焼しながら熱媒体と共にライザー１の上端に送られ
る。そして、ライザー１の上端に至るまでに焼却物はほ
ぼ完全に焼却され、焼却物中の残渣、すなわち灰分は熱
媒体と共に導出管２を経てサイクロン５に送り込まれ
る。このサイクロン５においては、遠心力を利用して高
温排ガス中から熱媒体が分離される。この分離された熱
媒体は下降し、サイクロン５の下部から、ダウンカマー
４を経てライザー１に返送される。一方、サイクロン５
において熱媒体を除かれた高温排ガスと灰分は排気管１
６から系外に排出される。
【００１９】この流動層炉において、焼却物中にＮａ、
Ｋ等の化合物を含有している場合、ライザー１を上昇す
る間にこれらの塩類が形成される。この塩類の大部分は
単独、ないしは灰分に付着して微小粒子として存在し、
一部が熱媒体表面に付着するが、場合によっては熱媒体
と反応して新たな化合物を作る。これらの付着した塩類
あるいは新たな化合物は低融点のものが多く、従って、
熱媒体どうしの表面の癒着、熱媒体とダウンカマー４等
の内壁との癒着により、流動性を著しく阻害することに
なる。この流動状況は、ダウンカマー４のサイズおよび
導入管３のレベルにより熱媒体の流動状況は大きく異な
る。また、流量調節弁７、９を介してガス吹き込み管
６、８からガスを吹き込むことにより、上述のサイズ、
レベルの適合範囲が拡大することが実験により確認され
ている。すなわち、ダウンカマーサイズが小さい場合、
導出管２より送り込まれた熱媒体はダウンカマー４から
円滑に排出することができずにサイクロン５の下部に堆
積し、そのためサイクロン５における熱媒体の分離が悪
化するほか、ライザー１内の熱媒体量が減少するために
安定運転が困難になる。反対に、ダウンカマーサイズが
大きい場合、ダウンカマー４の断面において熱媒体の下
降流のほかに導入管３からダウンカマー４を経てサイク
ロン５に至るガスの流れ（ガスの逆流）が発生する。こ
のガスの逆流により、本来ダウンカマー４を下降すべき
熱媒体の一部は、上昇しあるいは下降に至らず排気管１
６から系外に排出される。これらの不具合は、上記ガス
吹き込み管６、８からガスを吹き込むことにより解消、
ないし低減させることができる。
Ｋ等の化合物を含有している場合、ライザー１を上昇す
る間にこれらの塩類が形成される。この塩類の大部分は
単独、ないしは灰分に付着して微小粒子として存在し、
一部が熱媒体表面に付着するが、場合によっては熱媒体
と反応して新たな化合物を作る。これらの付着した塩類
あるいは新たな化合物は低融点のものが多く、従って、
熱媒体どうしの表面の癒着、熱媒体とダウンカマー４等
の内壁との癒着により、流動性を著しく阻害することに
なる。この流動状況は、ダウンカマー４のサイズおよび
導入管３のレベルにより熱媒体の流動状況は大きく異な
る。また、流量調節弁７、９を介してガス吹き込み管
６、８からガスを吹き込むことにより、上述のサイズ、
レベルの適合範囲が拡大することが実験により確認され
ている。すなわち、ダウンカマーサイズが小さい場合、
導出管２より送り込まれた熱媒体はダウンカマー４から
円滑に排出することができずにサイクロン５の下部に堆
積し、そのためサイクロン５における熱媒体の分離が悪
化するほか、ライザー１内の熱媒体量が減少するために
安定運転が困難になる。反対に、ダウンカマーサイズが
大きい場合、ダウンカマー４の断面において熱媒体の下
降流のほかに導入管３からダウンカマー４を経てサイク
ロン５に至るガスの流れ（ガスの逆流）が発生する。こ
のガスの逆流により、本来ダウンカマー４を下降すべき
熱媒体の一部は、上昇しあるいは下降に至らず排気管１
６から系外に排出される。これらの不具合は、上記ガス
吹き込み管６、８からガスを吹き込むことにより解消、
ないし低減させることができる。
【００２０】このように構成された流動層炉において、
所定の条件下で最適な操業条件を得るため、いくつかの
因子を変えて、コールドモデル、すなわち加熱をしない
で実験を行い、また、一部アルカリ塩の影響を調べる場
合には加熱して実験した。これらの結果をまとめて表１
〜表４に示す。実験は、ライザー径Ｄを０．３ｍおよび
０．３２ｍの２種に設定し、ダウンカマー径ｄを０．０
３３〜０．１ｍまで種々の値に設定し、全空気量を４８
０〜１７２０Ｎｍ3／ｈの間で種々設定し、また、その
内の補助空気量を０〜３５０Ｎｍ3／ｈの範囲で変え
た。導入管３の高さレベルＨ、すなわち、２次空気吹込
み管１１の中心から導入管３の接続口の中心までのレベ
ル差は、０．１５〜０．５２５ｍに設定した。また、操
業条件が妥当であるか否かは、ダウンカマー４または導
入管３における詰りの有無、排気管１６から飛散する
量、及び熱媒体の循環量Ｗｓ（kg/m2・s)等により評価し
た。これらのデータを整理し、検討を行った結果、以下
に示す特性式と図３ないし図６に示すような特性図を得
た。表１は、ライザー１からダウンカマー４を経由して
サイクロン５に至るガス流れ（逆流）の存在を固体粒子
の循環量で評価した場合のダウンカマー径Ｄとライザー
径ｄの比の関係を示したものである。すなわち、流動層
炉において、ライザー径Ｄ、導入管３の２次空気吹込み
口１１の中心からの高さＨを一定とし、ダウンカマー径
ｄを変化させた複数の実験において、補助空気の吹込み
をせずに、全空気量を変化させてＷｓを変化させ、排気
管１６からの飛散量及びダウンカマー４または導入管３
における詰り有無を調査した。図３には、この表１に基
づき、飛散量が少なく、詰りも無い範囲が示されてい
る。
所定の条件下で最適な操業条件を得るため、いくつかの
因子を変えて、コールドモデル、すなわち加熱をしない
で実験を行い、また、一部アルカリ塩の影響を調べる場
合には加熱して実験した。これらの結果をまとめて表１
〜表４に示す。実験は、ライザー径Ｄを０．３ｍおよび
０．３２ｍの２種に設定し、ダウンカマー径ｄを０．０
３３〜０．１ｍまで種々の値に設定し、全空気量を４８
０〜１７２０Ｎｍ3／ｈの間で種々設定し、また、その
内の補助空気量を０〜３５０Ｎｍ3／ｈの範囲で変え
た。導入管３の高さレベルＨ、すなわち、２次空気吹込
み管１１の中心から導入管３の接続口の中心までのレベ
ル差は、０．１５〜０．５２５ｍに設定した。また、操
業条件が妥当であるか否かは、ダウンカマー４または導
入管３における詰りの有無、排気管１６から飛散する
量、及び熱媒体の循環量Ｗｓ（kg/m2・s)等により評価し
た。これらのデータを整理し、検討を行った結果、以下
に示す特性式と図３ないし図６に示すような特性図を得
た。表１は、ライザー１からダウンカマー４を経由して
サイクロン５に至るガス流れ（逆流）の存在を固体粒子
の循環量で評価した場合のダウンカマー径Ｄとライザー
径ｄの比の関係を示したものである。すなわち、流動層
炉において、ライザー径Ｄ、導入管３の２次空気吹込み
口１１の中心からの高さＨを一定とし、ダウンカマー径
ｄを変化させた複数の実験において、補助空気の吹込み
をせずに、全空気量を変化させてＷｓを変化させ、排気
管１６からの飛散量及びダウンカマー４または導入管３
における詰り有無を調査した。図３には、この表１に基
づき、飛散量が少なく、詰りも無い範囲が示されてい
る。
【００２１】
【表１】 これにより、ガスの逆流の発生を抑制し、かつ順調な固
体粒子の下降（すなわち循環）を保証する範囲が存在し
ていることがわかる。この範囲は、ダウンカマー径を
ｄ、ライザー径をＤ、これらの比をＸ（＝ｄ／Ｄ）とす
ると、ライザー断面積（πＤ2／４）当りの固体粒子の
循環量Ｗｓ（kg/m2・s）が、 Ｗｓ＝１２５００Ｘ5−１２０８０Ｘ4＋４３７０Ｘ3−６００Ｘ2＋３６Ｘ と、 Ｗｓ＝５８００Ｘ4＋１６００Ｘ3−５８０Ｘ2＋４４Ｘ とで挟まれた範囲である。ただし、０≦Ｗｓ≦５０であ
る。この図は、Ｘが上限より大きい場合にはサイクロン
の排出口から上昇する空気の逆流が起り飛散量が増大す
ることを示し、また、Ｘが下限より小さい場合はダウン
カマーにおいて詰りを生じることを示している。
体粒子の下降（すなわち循環）を保証する範囲が存在し
ていることがわかる。この範囲は、ダウンカマー径を
ｄ、ライザー径をＤ、これらの比をＸ（＝ｄ／Ｄ）とす
ると、ライザー断面積（πＤ2／４）当りの固体粒子の
循環量Ｗｓ（kg/m2・s）が、 Ｗｓ＝１２５００Ｘ5−１２０８０Ｘ4＋４３７０Ｘ3−６００Ｘ2＋３６Ｘ と、 Ｗｓ＝５８００Ｘ4＋１６００Ｘ3−５８０Ｘ2＋４４Ｘ とで挟まれた範囲である。ただし、０≦Ｗｓ≦５０であ
る。この図は、Ｘが上限より大きい場合にはサイクロン
の排出口から上昇する空気の逆流が起り飛散量が増大す
ることを示し、また、Ｘが下限より小さい場合はダウン
カマーにおいて詰りを生じることを示している。
【００２２】この図３に基づき、ライザー径Ｄが定めら
れた流動層炉において、以下の方法によりダウンカマー
径ｄが定められる。まず、全空気量が、ライザー１内の
ガス流速に応じて焼却物が完全に燃焼するという条件か
ら決定され、これに基づき熱媒体の循環量Ｗｓも定ま
る。次に、図３により、このＷｓに対応する比Ｘを求
め、この値とライザー径Ｄとから、適正操業が可能なダ
ウンカマー径ｄが求められる。また、表２は、Ｄを一定
とし、ダウンカマー径ｄをｄ0＝０．０６ｍを中心とし
て変化させた炉を構成し、全空気量をほぼ一定にしてＷ
ｓも一定となるようにした。ここで、ガス吹き込み管
６、８からも補助空気を吹き込み、この補助空気量Ｆａ
の全空気量Ｆｔに対する比率Ｆを変化せしめた場合に、
飛散が少なく詰りの無い条件を求めた。図４は、この条
件を、ダウンカマー径ｄのｄ0＝０．０６ｍ（表２にお
いて＊で示す。）を基準値とした変化の幅として示した
ものである。
れた流動層炉において、以下の方法によりダウンカマー
径ｄが定められる。まず、全空気量が、ライザー１内の
ガス流速に応じて焼却物が完全に燃焼するという条件か
ら決定され、これに基づき熱媒体の循環量Ｗｓも定ま
る。次に、図３により、このＷｓに対応する比Ｘを求
め、この値とライザー径Ｄとから、適正操業が可能なダ
ウンカマー径ｄが求められる。また、表２は、Ｄを一定
とし、ダウンカマー径ｄをｄ0＝０．０６ｍを中心とし
て変化させた炉を構成し、全空気量をほぼ一定にしてＷ
ｓも一定となるようにした。ここで、ガス吹き込み管
６、８からも補助空気を吹き込み、この補助空気量Ｆａ
の全空気量Ｆｔに対する比率Ｆを変化せしめた場合に、
飛散が少なく詰りの無い条件を求めた。図４は、この条
件を、ダウンカマー径ｄのｄ0＝０．０６ｍ（表２にお
いて＊で示す。）を基準値とした変化の幅として示した
ものである。
【００２３】
【表２】 これを特性式で表すと、補助空気量をＦａ、全空気量
（補助空気量＋流動空気量＋燃焼空気量）をＦｔ、これ
らの比をＦ（＝Ｆａ／Ｆｔ）とするとき、補助空気有り
の時のダウンカマー径ｄａと補助空気無しの時のダウン
カマー径ｄｏとの比ｒ（＝ｄａ／ｄｏ）は、 ｒ＝−２．８Ｆ＋１ （０≦Ｆ＜０．１） ｒ＝−０．７Ｆ＋０．７９ （０．１≦Ｆ） とで構成される折れ線と、 ｒ＝−３Ｆ＋０．８７７ （０≦Ｆ＜０．０２） ｒ＝−２．７Ｆ＋０．８７１ （０．０２≦Ｆ＜０．
１） ｒ＝−０．３３Ｆ＋０．８１ （０．１≦Ｆ） とで構成される折れ線とで挟まれた範囲に設定される。
この図から、吹き込み空気量（補助空気流量）により、
かなりの程度ダウンカマー径ｄを小さくし得ることがわ
かる。従って、ダウンカマー径ｄを設定する場合に、補
助空気の吹込みを行う場合には、図３で求めたダウンカ
マー径に対して図４によりこれを補正すればよい。
（補助空気量＋流動空気量＋燃焼空気量）をＦｔ、これ
らの比をＦ（＝Ｆａ／Ｆｔ）とするとき、補助空気有り
の時のダウンカマー径ｄａと補助空気無しの時のダウン
カマー径ｄｏとの比ｒ（＝ｄａ／ｄｏ）は、 ｒ＝−２．８Ｆ＋１ （０≦Ｆ＜０．１） ｒ＝−０．７Ｆ＋０．７９ （０．１≦Ｆ） とで構成される折れ線と、 ｒ＝−３Ｆ＋０．８７７ （０≦Ｆ＜０．０２） ｒ＝−２．７Ｆ＋０．８７１ （０．０２≦Ｆ＜０．
１） ｒ＝−０．３３Ｆ＋０．８１ （０．１≦Ｆ） とで構成される折れ線とで挟まれた範囲に設定される。
この図から、吹き込み空気量（補助空気流量）により、
かなりの程度ダウンカマー径ｄを小さくし得ることがわ
かる。従って、ダウンカマー径ｄを設定する場合に、補
助空気の吹込みを行う場合には、図３で求めたダウンカ
マー径に対して図４によりこれを補正すればよい。
【００２４】表３は、接続口３ａの高さが、製造上の諸
条件に応じて変化する場合にどのような補正を行うかを
明確にするための実験の結果を示すもので、上述したＨ
とｄとを種々に変えた実験を行った。
条件に応じて変化する場合にどのような補正を行うかを
明確にするための実験の結果を示すもので、上述したＨ
とｄとを種々に変えた実験を行った。
【表３】 図５は、この表３に基づいて、ダウンカマー４をライザ
ー１の変位と、ダウンカマー径との関連で最適な条件を
求めたものである。これによれば、基準レベル（表３に
おいて＊で示す。）より下方領域（濃厚層領域）に固体
粒子を返送するためにはダウンカマー径をかなり大きく
する必要があることがわかる。これを式の形で表すと、
ライザー下部領域に開口されたダウンカマー接続口の基
準レベルからの高さをＨ、この高さＨとライザー半径Ｄ
／２との比をＬ［＝Ｈ／（Ｄ／２）］とするとき、ダウ
ンカマー径の変化ｙは、 ｙ＝−０．５Ｌ＋０．７５ （−１．３≦Ｌ＜−
０．７１５） ｙ＝−０．１５Ｌ＋１．０ （−０．７１５≦Ｌ
＜０） ｙ＝−０．３Ｌ＋１．０ （０≦Ｌ＜０．５） ｙ＝−０．０５Ｌ＋０．８７５ （０．５≦Ｌ≦１．
５） とで構成される折れ線と、 ｙ＝−０．４Ｌ＋１．０ （−１．３≦Ｌ＜
０） ｙ＝−０．０５Ｌ＋１．０ （０≦Ｌ≦１．５） とで構成される折れ線とで挟まれた範囲である。
ー１の変位と、ダウンカマー径との関連で最適な条件を
求めたものである。これによれば、基準レベル（表３に
おいて＊で示す。）より下方領域（濃厚層領域）に固体
粒子を返送するためにはダウンカマー径をかなり大きく
する必要があることがわかる。これを式の形で表すと、
ライザー下部領域に開口されたダウンカマー接続口の基
準レベルからの高さをＨ、この高さＨとライザー半径Ｄ
／２との比をＬ［＝Ｈ／（Ｄ／２）］とするとき、ダウ
ンカマー径の変化ｙは、 ｙ＝−０．５Ｌ＋０．７５ （−１．３≦Ｌ＜−
０．７１５） ｙ＝−０．１５Ｌ＋１．０ （−０．７１５≦Ｌ
＜０） ｙ＝−０．３Ｌ＋１．０ （０≦Ｌ＜０．５） ｙ＝−０．０５Ｌ＋０．８７５ （０．５≦Ｌ≦１．
５） とで構成される折れ線と、 ｙ＝−０．４Ｌ＋１．０ （−１．３≦Ｌ＜
０） ｙ＝−０．０５Ｌ＋１．０ （０≦Ｌ≦１．５） とで構成される折れ線とで挟まれた範囲である。
【００２５】これによれば、Ｈが標準値（Ｈ0＝０．３
ｍ）に対して変化するときには、図５に基づいて補正す
ればよい。表４は、Ｄ＝０．３２ｍの炉において、８０
０℃に加熱した条件下アルカリを含む原料を用いて行っ
た結果である。
ｍ）に対して変化するときには、図５に基づいて補正す
ればよい。表４は、Ｄ＝０．３２ｍの炉において、８０
０℃に加熱した条件下アルカリを含む原料を用いて行っ
た結果である。
【００２６】
【表４】 図６は、この加熱実験により得たデータをもとに、焼却
物のアルカリ塩濃度とダウンカマー径との関連で最適条
件を求めたものである。これを式の形で表すと、原料あ
るいは焼却物中のアルカリ量を以下の方法によりアルカ
リ塩濃度に換算した値Ａは、ダウンカマー径の変化をｘ
とすると、 Ａ＝７１４ｘ3−２２５６ｘ2＋２４２４ｘ−８８２ と、 Ａ＝１６９．７ｘ2−３４６．８ｘ＋１７７．１ とで挟まれた範囲である。ただし、０≦Ａ≦２０であ
る。ここで、Ａは、焼却物中のＮａ，ＫがＮａ2ＣＯ3，
Ｋ2ＣＯ3になったとした場合に生成される塩の重量と、
原焼却物（ドライベース、すなわち含有水分を差し引い
た重量）との比として算出されるもので、例えば、水分
を５０重量％含む焼却物に、Ｎａ，Ｋがそれぞれ２重量
％、０．５重量％含まれているときのＡは、 Ａ＝０．０２×（Ｎａ2ＣＯ3の分子量）／２（Ｎａの分子量） ＋０．００５×（Ｋ2ＣＯ3の分子量）／２（Ｋの分子量） ＝０．０２×２．３０４＋０．００５×１．７６７ ＝０．０５５ である。
物のアルカリ塩濃度とダウンカマー径との関連で最適条
件を求めたものである。これを式の形で表すと、原料あ
るいは焼却物中のアルカリ量を以下の方法によりアルカ
リ塩濃度に換算した値Ａは、ダウンカマー径の変化をｘ
とすると、 Ａ＝７１４ｘ3−２２５６ｘ2＋２４２４ｘ−８８２ と、 Ａ＝１６９．７ｘ2−３４６．８ｘ＋１７７．１ とで挟まれた範囲である。ただし、０≦Ａ≦２０であ
る。ここで、Ａは、焼却物中のＮａ，ＫがＮａ2ＣＯ3，
Ｋ2ＣＯ3になったとした場合に生成される塩の重量と、
原焼却物（ドライベース、すなわち含有水分を差し引い
た重量）との比として算出されるもので、例えば、水分
を５０重量％含む焼却物に、Ｎａ，Ｋがそれぞれ２重量
％、０．５重量％含まれているときのＡは、 Ａ＝０．０２×（Ｎａ2ＣＯ3の分子量）／２（Ｎａの分子量） ＋０．００５×（Ｋ2ＣＯ3の分子量）／２（Ｋの分子量） ＝０．０２×２．３０４＋０．００５×１．７６７ ＝０．０５５ である。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
は、ライザーの下端に空気吹込み口が設けられ、該ライ
ザーの外部に、上記ライザーの上端より導出される導出
管と、この導出管の他端に設けられた固気分離用のサイ
クロンと、このサイクロンの排出部より下降するダウン
カマーとが設けられた外部循環式流動層炉において、ラ
イザー断面積当りの固体粒子の所望循環量をＷｓ（kg/m
2・s）としたとき、ダウンカマー径をｄ、ライザー径を
Ｄ、これらの比をＸ（＝ｄ／Ｄ）とすると、Ｘを、 Ｗｓ＝１２５００Ｘ5−１２０８０Ｘ4＋４３７０Ｘ3−６００Ｘ2＋３６Ｘ と、 Ｗｓ＝５８００Ｘ4＋１６００Ｘ3−５８０Ｘ2＋４４Ｘ とで挟まれた範囲内に設定するようにしたものであるか
ら、ダウンカマーに熱媒体貯留部を設けることなく、サ
イクロン下部、あるいは導入管部において生じ易い熱媒
体の詰まり、あるいはガスの逆流等を防止でき、熱媒体
を安定的に循環させることができる。
は、ライザーの下端に空気吹込み口が設けられ、該ライ
ザーの外部に、上記ライザーの上端より導出される導出
管と、この導出管の他端に設けられた固気分離用のサイ
クロンと、このサイクロンの排出部より下降するダウン
カマーとが設けられた外部循環式流動層炉において、ラ
イザー断面積当りの固体粒子の所望循環量をＷｓ（kg/m
2・s）としたとき、ダウンカマー径をｄ、ライザー径を
Ｄ、これらの比をＸ（＝ｄ／Ｄ）とすると、Ｘを、 Ｗｓ＝１２５００Ｘ5−１２０８０Ｘ4＋４３７０Ｘ3−６００Ｘ2＋３６Ｘ と、 Ｗｓ＝５８００Ｘ4＋１６００Ｘ3−５８０Ｘ2＋４４Ｘ とで挟まれた範囲内に設定するようにしたものであるか
ら、ダウンカマーに熱媒体貯留部を設けることなく、サ
イクロン下部、あるいは導入管部において生じ易い熱媒
体の詰まり、あるいはガスの逆流等を防止でき、熱媒体
を安定的に循環させることができる。
【００２８】また、本発明の請求項２は、上記外部循環
式流動層炉に、サイクロンあるいはダウンカマーに補助
気体を吹き込む補助気体吹き込み管が連結し、補助気体
量をＦａ、全気体量をＦｔ、これらの比をＦ（＝Ｆａ／
Ｆｔ）とすると、補助気体の吹込みがない場合の補助空
気有りの時のダウンカマー径ｄａと補助空気無しの時の
ダウンカマー径ｄｏとの比ｒ（＝ｄａ／ｄｏ）を、 ｒ＝−２．８Ｆ＋１ （０≦Ｆ＜０．１） ｒ＝−０．７Ｆ＋０．７９ （０．１≦Ｆ） とで構成される折れ線と、 ｒ＝−３Ｆ＋０．８７７ （０≦Ｆ＜０．０２） ｒ＝−２．７Ｆ＋０．８７１ （０．０２≦Ｆ＜０．
１） ｒ＝−０．３３Ｆ＋０．８１ （０．１≦Ｆ） とで構成される折れ線とで挟まれた範囲内に設定するよ
うにしたものであるから、流動化を変化せしめる何等か
の条件の変更による熱媒体循環量の変化時において、サ
イクロン下部、導入管部のいずれかあるいは両者からガ
スを吹き込むことにより、このガスの作用を充分発揮せ
しめ、安定的な循環を実施することができる。
式流動層炉に、サイクロンあるいはダウンカマーに補助
気体を吹き込む補助気体吹き込み管が連結し、補助気体
量をＦａ、全気体量をＦｔ、これらの比をＦ（＝Ｆａ／
Ｆｔ）とすると、補助気体の吹込みがない場合の補助空
気有りの時のダウンカマー径ｄａと補助空気無しの時の
ダウンカマー径ｄｏとの比ｒ（＝ｄａ／ｄｏ）を、 ｒ＝−２．８Ｆ＋１ （０≦Ｆ＜０．１） ｒ＝−０．７Ｆ＋０．７９ （０．１≦Ｆ） とで構成される折れ線と、 ｒ＝−３Ｆ＋０．８７７ （０≦Ｆ＜０．０２） ｒ＝−２．７Ｆ＋０．８７１ （０．０２≦Ｆ＜０．
１） ｒ＝−０．３３Ｆ＋０．８１ （０．１≦Ｆ） とで構成される折れ線とで挟まれた範囲内に設定するよ
うにしたものであるから、流動化を変化せしめる何等か
の条件の変更による熱媒体循環量の変化時において、サ
イクロン下部、導入管部のいずれかあるいは両者からガ
スを吹き込むことにより、このガスの作用を充分発揮せ
しめ、安定的な循環を実施することができる。
【００２９】さらに、本発明の請求項３は、ライザー下
部領域に開口されたダウンカマー接続口の基準レベルか
らの高さをＨ、この高さＨとライザー半径Ｄ／２との比
をＬ［＝Ｈ／（Ｄ／２）］としたとき、ダウンカマー径
の基準値からの変化ｙを、 ｙ＝−０．５Ｌ＋０．７５ （−１．３≦Ｌ＜−
０．７１５） ｙ＝−０．１５Ｌ＋１．０ （−０．７１５≦Ｌ
＜０） ｙ＝−０．３Ｌ＋１．０ （０≦Ｌ＜０．５） ｙ＝−０．０５Ｌ＋０．８７５ （０．５≦Ｌ≦１．
５） とで構成される折れ線と、 ｙ＝−０．４Ｌ＋１．０ （−１．３≦Ｌ＜
０） ｙ＝−０．０５Ｌ＋１．０ （０≦Ｌ≦１．５） とで構成される折れ線とで挟まれた範囲内に設定するよ
うにしたものであるから、ライザー下部領域に接続する
ダウンカマーの径を適正に規定することができる。
部領域に開口されたダウンカマー接続口の基準レベルか
らの高さをＨ、この高さＨとライザー半径Ｄ／２との比
をＬ［＝Ｈ／（Ｄ／２）］としたとき、ダウンカマー径
の基準値からの変化ｙを、 ｙ＝−０．５Ｌ＋０．７５ （−１．３≦Ｌ＜−
０．７１５） ｙ＝−０．１５Ｌ＋１．０ （−０．７１５≦Ｌ
＜０） ｙ＝−０．３Ｌ＋１．０ （０≦Ｌ＜０．５） ｙ＝−０．０５Ｌ＋０．８７５ （０．５≦Ｌ≦１．
５） とで構成される折れ線と、 ｙ＝−０．４Ｌ＋１．０ （−１．３≦Ｌ＜
０） ｙ＝−０．０５Ｌ＋１．０ （０≦Ｌ≦１．５） とで構成される折れ線とで挟まれた範囲内に設定するよ
うにしたものであるから、ライザー下部領域に接続する
ダウンカマーの径を適正に規定することができる。
【００３０】さらにまた、本発明の請求項４は、原料あ
るいは焼却物中にアルカリを含む場合において、反応に
より生成するアルカリ塩濃度（原料あるいは焼却物に対
する換算アルカリ塩濃度）Ａは、ダウンカマー径の変化
をｘとすると、 Ａ＝７１４ｘ3−２２５６ｘ2＋２４２４ｘ−８８２ と、 Ａ＝１６９．７ｘ2−３４６．８ｘ＋１７７．１ とで挟まれた範囲内に設定するようにしたものであるか
ら、反応により生成するアルカリ塩濃度Ａに応じて、適
正なダウンカマー径を設定することができる。
るいは焼却物中にアルカリを含む場合において、反応に
より生成するアルカリ塩濃度（原料あるいは焼却物に対
する換算アルカリ塩濃度）Ａは、ダウンカマー径の変化
をｘとすると、 Ａ＝７１４ｘ3−２２５６ｘ2＋２４２４ｘ−８８２ と、 Ａ＝１６９．７ｘ2−３４６．８ｘ＋１７７．１ とで挟まれた範囲内に設定するようにしたものであるか
ら、反応により生成するアルカリ塩濃度Ａに応じて、適
正なダウンカマー径を設定することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の流動層炉の底部の寸法関係を示す図で
ある。
ある。
【図３】ダウンカマー径ｄとライザー径Ｄとの比Ｘ（＝
ｄ／Ｄ）およびライザー断面積当りの固体粒子の循環量
Ｗｓの関係を示す特性図である。
ｄ／Ｄ）およびライザー断面積当りの固体粒子の循環量
Ｗｓの関係を示す特性図である。
【図４】補助空気量Ｆａと全空気量（補助空気量＋流動
空気量＋燃焼空気量）Ｆｔとの比Ｆ（＝Ｆａ／Ｆｔ）お
よび補助空気有りの時のダウンカマー径ｄａと補助空気
無しの時のダウンカマー径ｄｏとの比ｒ（＝ｄａ／ｄ
ｏ）の関係を示す特性図である。
空気量＋燃焼空気量）Ｆｔとの比Ｆ（＝Ｆａ／Ｆｔ）お
よび補助空気有りの時のダウンカマー径ｄａと補助空気
無しの時のダウンカマー径ｄｏとの比ｒ（＝ｄａ／ｄ
ｏ）の関係を示す特性図である。
【図５】ライザー下部領域に開口されたダウンカマー接
続口の基準レベルからの高さＨとライザー半径Ｄ／２と
の比Ｌ［＝Ｈ／（Ｄ／２）］およびダウンカマー径の変
化ｙの関係を示す特性図である。
続口の基準レベルからの高さＨとライザー半径Ｄ／２と
の比Ｌ［＝Ｈ／（Ｄ／２）］およびダウンカマー径の変
化ｙの関係を示す特性図である。
【図６】反応により生成するアルカリ塩濃度（原料ある
いは焼却物に対する換算アルカリ塩濃度）Ａとダウンカ
マー径の変化ｘとの関係を示す特性図である。
いは焼却物に対する換算アルカリ塩濃度）Ａとダウンカ
マー径の変化ｘとの関係を示す特性図である。
１ ライザー ２ 導出管 ４ ダウンカマー ５ サイクロン ６・８ ガス吹き込み管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上條 泰彦 東京都中央区佃２丁目17番15号 月島機械 株式会社内 (72)発明者 佐藤 吉信 東京都中央区佃２丁目17番15号 月島機械 株式会社内 (72)発明者 上村 敏雄 東京都中央区佃２丁目17番15号 月島機械 株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 ライザーの下端に空気吹込み口が設けら
れ、該ライザーの外部に、上記ライザーの上端より導出
される導出管と、この導出管の他端に設けられた固気分
離用のサイクロンと、このサイクロンの排出部より下降
するダウンカマーとが設けられた外部循環式流動層炉に
おいて、 ライザー断面積当りの固体粒子の所要循環量をＷｓ（kg
/m2・s）としたとき、 ダウンカマー径をｄ、ライザー径をＤ、これらの比をＸ
（＝ｄ／Ｄ）とすると、Ｘを、 Ｗｓ＝１２５００Ｘ5−１２０８０Ｘ4＋４３７０Ｘ3−６００Ｘ2＋３６Ｘ と、 Ｗｓ＝５８００Ｘ4＋１６００Ｘ3−５８０Ｘ2＋４４Ｘ とで挟まれた範囲内に設定することを特徴とする外部循
環式流動層炉の製造方法。 - 【請求項２】 上記外部循環式流動層炉には、サイクロ
ンあるいはダウンカマーのいずれか少なくとも１つに補
助気体を吹き込む補助気体吹き込み管が連結され、 補助気体量をＦａ、全気体量をＦｔ、これらの比をＦ
（＝Ｆａ／Ｆｔ）とすると、 補助気体の吹込みがない場合の補助空気有りの時のダウ
ンカマー径ｄａと補助空気無しの時のダウンカマー径ｄ
ｏとの比ｒ（＝ｄａ／ｄｏ）を、 ｒ＝−２．８Ｆ＋１ （０≦Ｆ＜０．１） ｒ＝−０．７Ｆ＋０．７９ （０．１≦Ｆ） とで構成される折れ線と、 ｒ＝−３Ｆ＋０．８７７ （０≦Ｆ＜０．０２） ｒ＝−２．７Ｆ＋０．８７１ （０．０２≦Ｆ＜０．
１） ｒ＝−０．３３Ｆ＋０．８１ （０．１≦Ｆ） とで構成される折れ線とで挟まれた範囲内に設定するこ
とを特徴とする請求項１に記載の外部循環式流動層炉の
製造方法。 - 【請求項３】 上記外部循環式流動層炉において、 ライザーの下部領域に開口されたダウンカマー接続口の
基準レベルからの高さをＨ、 この高さＨとライザー半
径Ｄ／２との比をＬ［＝Ｈ／（Ｄ／２）］とすると、 基準ダウンカマー径と上記場合のダウンカマー径の比ｙ
を、 ｙ＝−０．５Ｌ＋０．７５ （−１．３≦Ｌ＜−
０．７１５） ｙ＝−０．１５Ｌ＋１．０ （−０．７１５≦Ｌ
＜０） ｙ＝−０．３Ｌ＋１．０ （０≦Ｌ＜０．５） ｙ＝−０．０５Ｌ＋０．８７５ （０．５≦Ｌ≦１．
５） とで構成される折れ線と、 ｙ＝−０．４Ｌ＋１．０ （−１．３≦Ｌ＜
０） ｙ＝−０．０５Ｌ＋１．０ （０≦Ｌ≦１．５） とで構成される折れ線とで挟まれた範囲内に設定するこ
とを特徴とする請求項１記載の外部循環式流動層炉の製
造方法。 - 【請求項４】 上記外部循環式流動層炉に供給される原
料あるいは焼却物中にアルカリを含む場合において、反
応により生成するアルカリ塩濃度（原料あるいは焼却物
に対する換算アルカリ塩濃度）をＡとすると、 この場合に用いられるダウンカマー径と基準値との比ｘ
を、 Ａ＝７１４ｘ3−２２５６ｘ2＋２４２４ｘ−８８２ と、 Ａ＝１６９．７ｘ2−３４６．８ｘ＋１７７．１ とで挟まれた範囲内に設定することを特徴とする請求項
１記載の外部循環式流動層炉の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-281568 | 1991-10-28 | ||
| JP28156891 | 1991-10-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05296414A true JPH05296414A (ja) | 1993-11-09 |
| JP3135392B2 JP3135392B2 (ja) | 2001-02-13 |
Family
ID=17641000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04290579A Expired - Lifetime JP3135392B2 (ja) | 1991-10-28 | 1992-10-28 | 外部循環式流動層炉の製造方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5426868A (ja) |
| EP (1) | EP0541419B1 (ja) |
| JP (1) | JP3135392B2 (ja) |
| AT (1) | ATE166960T1 (ja) |
| CA (1) | CA2081509C (ja) |
| DE (1) | DE69225772T2 (ja) |
| ES (1) | ES2117039T3 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009281718A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-12-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 流動層ボイラ |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1000611C2 (nl) * | 1995-06-20 | 1996-12-23 | Stork Friesland Bv | Inrichting, alsmede werkwijze voor het bereiden van een gesproeidroogd produkt. |
| SE9601390L (sv) * | 1996-04-12 | 1997-10-13 | Abb Carbon Ab | Förbränningsanläggning och förfarande för förbränning |
| ES2148026B1 (es) * | 1997-03-31 | 2001-05-01 | Univ Pais Vasco | Dispositivo para la combustion en continuo de residuos solidos. |
| DE102004051477B4 (de) * | 2004-10-22 | 2008-10-02 | Alstom Technology Ltd. | Verfahren zur Regulierung der Feststoffumlaufmenge eines zirkulierenden Wirbelschichtreaktorsystems |
| DE102008008943B4 (de) * | 2008-02-13 | 2016-10-27 | Outotec Oyj | Verfahren und Anlage zur Raffination organische Anteile enthaltender Rohstoffe |
| JP6263185B2 (ja) | 2012-08-27 | 2018-01-17 | サザン カンパニー | 多段循環流動層合成ガス冷却器 |
| CN105617953A (zh) * | 2016-01-08 | 2016-06-01 | 浙江大学 | 一种半锥形下降段循环流化床 |
| CN110056866B (zh) * | 2018-04-16 | 2024-02-09 | 新能能源有限公司 | 流化床二级旋风回料装置及旋风回料控制方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4103646A (en) * | 1977-03-07 | 1978-08-01 | Electric Power Research Institute, Inc. | Apparatus and method for combusting carbonaceous fuels employing in tandem a fast bed boiler and a slow boiler |
| CA1268666A (en) * | 1986-04-04 | 1990-05-08 | Dilip L. Desai | System for ash reinjection in bubbling-bed fluidized bed combustor |
| US4936770A (en) * | 1988-11-25 | 1990-06-26 | Foster Wheeler Energy Corporation | Sulfur sorbent feed system for a fluidized bed reactor |
-
1992
- 1992-10-26 EP EP92402893A patent/EP0541419B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-26 AT AT92402893T patent/ATE166960T1/de not_active IP Right Cessation
- 1992-10-26 DE DE69225772T patent/DE69225772T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-10-26 ES ES92402893T patent/ES2117039T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-27 CA CA002081509A patent/CA2081509C/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-10-28 JP JP04290579A patent/JP3135392B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-07-28 US US08/281,855 patent/US5426868A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009281718A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-12-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 流動層ボイラ |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0541419B1 (en) | 1998-06-03 |
| DE69225772D1 (de) | 1998-07-09 |
| DE69225772T2 (de) | 1998-11-19 |
| JP3135392B2 (ja) | 2001-02-13 |
| US5426868A (en) | 1995-06-27 |
| ATE166960T1 (de) | 1998-06-15 |
| CA2081509C (en) | 2001-01-23 |
| CA2081509A1 (en) | 1993-04-29 |
| ES2117039T3 (es) | 1998-08-01 |
| EP0541419A1 (en) | 1993-05-12 |
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