JPH06306433A - 循環流動層反応装置の操業方法 - Google Patents

循環流動層反応装置の操業方法

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JPH06306433A
JPH06306433A JP9980893A JP9980893A JPH06306433A JP H06306433 A JPH06306433 A JP H06306433A JP 9980893 A JP9980893 A JP 9980893A JP 9980893 A JP9980893 A JP 9980893A JP H06306433 A JPH06306433 A JP H06306433A
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JP
Japan
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fluidized bed
particle
downcomer
iron ore
ore
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Withdrawn
Application number
JP9980893A
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English (en)
Inventor
Tetsuaki Yamamoto
哲明 山本
Tatsuhiko Egashira
達彦 江頭
Kazuya Kunitomo
和也 国友
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 流動層反応装置の外部の粒子循環系のダウン
カマにおける充填粒子の移動層の粒子レベルを的確に測
定し管理できる手段の提供。 【構成】 底部から還元ガスを導入して粒状原鉱石の流
動層を形成するライザーと、同ライザーの外側において
ライザー頂部から排出される粒鉱石を捕集してダウンカ
マを介してライザーに循環する粒体循環系とからなる循
環流動層反応装置の操業方法において、循環している粒
子と温度の異なるトレーサ粒子をパルス的に供給し、ダ
ウンカマの粒子移動層の温度変化を検出し、ダウンカマ
の移動層における粒子レベルを検知し制御する。また、
この粒子レベルの検知は、粒子循環量に対応したダウン
カマの粒子移動層の温度変化を検出することによってそ
の検知精度を上げることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶融還元法による銑鉄
の製造のための原料粉鉱石の予備還元に使用される循環
流動層反応装置の操業方法に関する。
【0002】
【従来の技術】かかる循環流動層反応装置は、例えば特
開平1−111807号公報に開示されているように、
底部付近に流動層を形成するためのガスとしての還元ガ
ス導入部を設けた流動層形成部(ライザー)と、その外
側にサイクロンとサイクロンによって捕集された粒鉱石
をライザーに循環するための粒子下降管(ダウンカマ)
を有する粒体循環系とからなる。
【0003】この粒子循環系のダウンカマでは、サイク
ロンにおいて回収された粒体が充填し移動する粒子移動
層を形成し、粒子移動層の厚みによってライザー底部の
圧力をシールして、ライザーに供給される還元ガスの粒
体循環部の流動ガスのダウンカマへの吹抜けトラブルを
防止し、ダウンカマ粒子レベルの増加による粒子棚吊り
およびサイクロン閉塞トラブルを回避する機能を果たし
ている。
【0004】この粒子循環系を有する流動層反応装置に
おいては、鉱石粒子の流動と還元反応を安定かつ効率的
に行うためには、ダウンカマにおける粒子移動層による
シールの確保は必須であり、ダウンカマ粒子レベルを一
定に保持してライザーにおける反応粒子濃度の変動を回
避することが必須である。
【0005】一般に、粒体物の反応装置において粒子の
レベルを測定するには、機械式のサウンジングによる方
法、超音波や電気信号による方法がある。
【0006】ところが、循環流動層反応装置、とくに外
部に粒子循環系を有する流動層反応装置においては、そ
の構造上から、また、温度条件、圧力条件、ガス条件等
から、ダウンカマの充填粒子レベルを正確に測定するこ
とは不可能となり、ダウンカマ粒子レベルの測定・管理
方法としては未だ確立された技術はない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、流動
層反応装置の外部に粒子循環系のダウンカマにおける充
填粒子の移動層の粒子レベルを的確に測定し管理できる
手段を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、底部から還元
ガスを導入して粒状原鉱石の流動層を形成する流動層形
成部(ライザー)と、同ライザーの外側においてライザ
ーから頂部から排出される粒鉱石を捕集して粒子下降管
(ダウンカマ)を介してライザーに循環する粒体循環系
とからなる循環流動層反応装置の操業方法において、ダ
ウンカマの粒子移動層の温度変化を検出し、ダウンカマ
の移動層における粒子レベルを検知し制御することを特
徴とする。
【0009】また、この粒子レベルの検知は、粒子循環
量に対応したダウンカマの粒子移動層の温度変化を検出
することによってその検知精度を上げることができる。
【0010】この移動層の温度変化は、循環している粒
子と温度の異なる粒子(トレーサ)をパルス的に供給
し、ダウンカマの複数箇所に温度検出端を設け、この温
度検出端を移動する温度パルスの位置変化によって熱応
答の時間変化を知り、これによってダウンカマ粒子レベ
ルを把握する。
【0011】この供給トレーサとしては、ダウンカマの
上部から装入原料粉鉱石と同一原料を供給することがで
きる。
【0012】
【作用】ダウンカマのある特定位置における充填移動層
における温度は、ダウンカマの粒子頂部からの距離によ
って、特定の式に基づいて変化する。したがって、特定
箇所における温度変化を測定することによって粒子頂部
レベルを知ることができる。
【0013】また、粒子循環量と温度変化と粒子頂部レ
ベルとの間にも一定関係があり、粒子循環量を測定し、
これとダウンカマの特定箇所における粒子移動層の温度
変化とによって粒子頂部レベルを知ることができる。
【0014】
【実施例】図1は、本発明を適用した循環流動層反応装
置の概要を示す。
【0015】同図に示すように、ライザー1の底部ノズ
ル2から還元ガスを導入し、鉱石装入口3から装入され
た粉鉱石の流動層4を形成し、流動層還元を行う。ライ
ザー1の頂部から排ガスと共に流動鉱石が粒体循環系5
に導入される。この粒体循環系5には固気分離を行うサ
イクロン6を有し、流動鉱石はサイクロン6によって分
離回収されて、サイクロン6の下方に位置するダウンカ
マ7に充填して、シール層を兼ねた移動層8を形成し、
分離されたガスは排出管9から導出される。ライザー1
によって還元され、ダウンカマ7に充填された還元成品
は成品取出口10から取り出される。さらに、ダウンカ
マ7の下方には、充填移動層8の脈動と棚吊りを防止す
るとともに、充填移動層8を形成した粒状物をライザー
1の底部に循環供給するためにガス導入口11を有する
傾斜したニューマチックフィーダ12が形成されてい
る。
【0016】かかる循環流動層反応装置において、本発
明を実施するためのトレーサー供給管13が、ダウンカ
マ7の上方位置に配置されており、一定間隔でトレーサ
ーとして装入鉱石粉粒と同一物が装入される。aとb
は、ダウンカマ7のニューマチックフィーダ12近くの
直上部の上下位置に設けた温度検出端を示す。
【0017】このダウンカマ7にトレーサー粒子供給管
13と温度検出器14,15を配置した循環流動層反応
装置によって、本発明を実施した。
【0018】実施例1 ダウンカマ7の頂部における循環粒の温度が900℃で
あるのに対して、常温の原料粒子をパルス状態で、循環
粒子に対して略1%の割合で添加した。
【0019】同図において、Dhをダウンカマの粒子レ
ベル(m)とし、Δlを温度検出端aとbの距離
(m)、Dh1 をダウンカマの直上部の粒子レベル、D
2 をニューマチックフィーダ12部分の粒子レベル、
Δlを温度検出端aとbの距離(m)、τを温度検出端
aの検出ずれ時間(sec)、τr をライザー1内粒子
通過時間(sec)、τc をサイクロン6内粒子通過時
間(sec)、さらに、Δτを温度検出端aとbの検出
ずれ時間(sec)とすると、Dhは、 Dh=〔(τ−τr −τc )/Δτ〕*Δ1・・・(1) として表わすことができる。そして、τc <τr <τで
あるので、τr とτc は削除可として、 Dh=τ/Δτ*Δ1 ・・・・・・・・・・・(2) として単純に表わすことができ、Dh=Dh1 +Dh2
であり、上記得られたDhから、ニューマチックフィー
ダ12部分の機械的に知られる粒子レベルDh2を除く
ことによってダウンカマの粒子レベルを知ることがで
き、これが低下したとき原料粒子装入管からの装入量を
増大することによって、シール状態を維持すると共に、
ライザー1における操業の安定性を維持することができ
る。
【0020】図2は、上記式(2)におけるτ、Δτの
実測データの態様を示す。
【0021】同図(a)に示すように、aの測定点にお
ける移動粒子の温度は略一定であるのに対して、トレー
サー粒子供給管13からのトレーサー供給によって、a
点において第1の逆ピーク(温度低下パルス)Xが検知
され、これがτ秒後、Yとして示す第2の逆ピークYが
検知された。また、同図(b)に示すように、図1のb
測定点における第1の逆ピークX’点はΔτ/Δ1ずれ
て形成され、上記(2)式によってDh1 を正確に測定
することができた。
【0022】実施例2 上記の図1に示す装置において、実施例1と同様に、循
環している粒子と上記トレーサー粒子供給管13から、
トレーサー粒子をパルス的に供給し、ダウンカマ7に設
けた2個の温度検出端a,bの中の1個を使用し、熱応
答の時間変化と粒子の循環量を検知することによって、
下記の式によってダウンカマの粒子レベルを把握でき
る。粒子の循環量の検知は、サイクロンへの導入管部に
おけるガス流速値と圧力損失値とから検知する方法(特
願平4−327062号)等によって行うことができ
る。ダウンカマの粒子レベルDhは、Wsを粒子循環量
(kg/s)、Dsをダウンカマ横断面積(m2 )、γ
sを粒子かさ比重(kg/m3 )とすると、 Dh=Ws*(τ−τr −τc )/(Ds*γs)・・・(3) によって表わすことができ、この式に基づいてダウンカ
マの粒子レベルを検知できる。
【0023】
【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏すること
ができる。
【0024】(1)ダウンカマの粒子レベルを的確に管
理することができるため、ダウンカマでの流動ガス吹抜
けおよび棚吊りトラブル、サイクロンの閉塞トラブルが
回避でき、操業の安定化が達成できる。
【0025】(2)ダウンカマ底部のエアレーションに
よる循環量制御を行う循環流動層反応装置では、ダウン
カマの粒子レベルを安定化することができるため、ライ
ザー粒子濃度を安定化でき、制御性向上効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を適用した循環流動層反応装置の概要
を示す。
【図2】 本発明の実施例における温度変化の態様を示
す。
【符号の説明】
1 ライザー 2 底部ノズル 3 鉱石装入口 4 鉱石流動層 5 粒体循環系 6 サイクロン 7 ダウンカマ 8 移動層 9 ガス排出管 10 成品取出口 11 ガス導入口 12 ニューマチックフィーダ 13 トレーサー粒子供給管 14,15 温度検出器 a,b 温度検出端

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 底部から還元ガスを導入して粒状原鉱石
    の流動層を形成する流動層形成部と、同流動層形成部の
    外側において流動層形成部の頂部から排出される粒鉱石
    を捕集して粒子下降管を介して流動層形成部に循環供給
    する粒体循環系とからなる循環流動層反応装置の操業方
    法において、粒子下降管に充填された粒子の移動層の温
    度変化を検出し、同移動層における粒子レベルを検知し
    制御する循環流動層反応装置の操業方法。
  2. 【請求項2】 底部から還元ガスを導入して粒状原鉱石
    の流動層を形成する流動層形成部と、同流動層形成部の
    外側において流動層形成部の頂部から排出される粒鉱石
    を捕集して粒子下降管を介して流動層形成部に循環供給
    する粒体循環系とからなる循環流動層反応装置の操業方
    法において、粒子循環量と粒子下降管に充填された粒子
    の移動層の温度変化を検出し、同移動層における粒子レ
    ベルを検知し制御する循環流動層反応装置の操業方法。
JP9980893A 1993-04-26 1993-04-26 循環流動層反応装置の操業方法 Withdrawn JPH06306433A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6950550B1 (en) 2000-07-07 2005-09-27 Koji Kajimura Tracing technique and recording media of object motion
CN114410872A (zh) * 2022-01-24 2022-04-29 安徽工业大学 一种抑制铁矿粉流态化还原过程中黏结流失的方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6950550B1 (en) 2000-07-07 2005-09-27 Koji Kajimura Tracing technique and recording media of object motion
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Effective date: 20000704