JPH0631293Y2 - 流動床反応炉 - Google Patents
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- JPH0631293Y2 JPH0631293Y2 JP1991065018U JP6501891U JPH0631293Y2 JP H0631293 Y2 JPH0631293 Y2 JP H0631293Y2 JP 1991065018 U JP1991065018 U JP 1991065018U JP 6501891 U JP6501891 U JP 6501891U JP H0631293 Y2 JPH0631293 Y2 JP H0631293Y2
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- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
- C10J3/54—Gasification of granular or pulverulent fuels by the Winkler technique, i.e. by fluidisation
- C10J3/56—Apparatus; Plants
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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
- F23C10/005—Fluidised bed combustion apparatus comprising two or more beds
-
- 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
- B01J8/18—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
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- B01J8/388—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 externally, i.e. the particles leaving the vessel and subsequently re-entering it
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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- 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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- F23C2206/10—Circulating fluidised bed
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野）】本考案は流動床反応炉に関する
ものである。
ものである。
【０００２】
【従来技術及びその問題点並びに解決手段】流動床シス
テムは固形微粒子状材料とガスとの良好な接触を意図す
る多数の工程とともに使用されている。その典型例とし
て熱交換工程、不均一系触媒反応及び固体とガスとの直
接反応が挙げられる。近年流動床システムは固形燃料の
燃焼装置に関連して特別の関心が持たれている。その理
由はとりわけ従来の燃焼装置が引き起こす環境問題にあ
る。かかる従来の燃焼装置は特に二酸化イオウ（Ｓ
Ｏ２）及び窒素酸化物（ＮＯｘ）に起因する許容しがた
い汚染を回避する必要から高価及び複雑になる。 本考案反応炉は固形燃料の燃焼装置に良く適合し、かつ
以下のような場合、つまり流動床材料を加熱又は冷却す
る必要がある場合、そして固形材料が微粒子形態にある
かもしくはそのような形態にすることができかつ放熱又
は吸熱を伴ってガスと反応する場合に利益をもたらすこ
とができる。
テムは固形微粒子状材料とガスとの良好な接触を意図す
る多数の工程とともに使用されている。その典型例とし
て熱交換工程、不均一系触媒反応及び固体とガスとの直
接反応が挙げられる。近年流動床システムは固形燃料の
燃焼装置に関連して特別の関心が持たれている。その理
由はとりわけ従来の燃焼装置が引き起こす環境問題にあ
る。かかる従来の燃焼装置は特に二酸化イオウ（Ｓ
Ｏ２）及び窒素酸化物（ＮＯｘ）に起因する許容しがた
い汚染を回避する必要から高価及び複雑になる。 本考案反応炉は固形燃料の燃焼装置に良く適合し、かつ
以下のような場合、つまり流動床材料を加熱又は冷却す
る必要がある場合、そして固形材料が微粒子形態にある
かもしくはそのような形態にすることができかつ放熱又
は吸熱を伴ってガスと反応する場合に利益をもたらすこ
とができる。
【０００３】流動床システムは流動化の種類に基づいて
３つのタイプ、すなわち“バブル床（ｂｕｂｂｌｅ ｂ
ｅｄ）”タイプ、“乱流床（ｔｕｒｂｕｌｅｎｔ ｂｅ
ｄ）”タイプ及び“高速床（ｆａｓｔ ｂｅｄ）”タイ
プに分類することができる。最初の２つのタイプにおい
ては、流動化ガスの速度は非常に低い（典型的には１〜
３ｍ／ｓ）ので、固形反応材料が本質的に流動床内に残
り、そのためこれらのタイプは“低速床（ｓｌｏｗ ｂ
ｅｄ）”とも呼ばれる。高速床においては流動化ガスの
速度は固形反応材料の終端速度より高く（典型的には６
ｍ／ｓより大きい）、このことは流動床粒子がガス流に
運ばれて流動床の外部に搬出されることを意味する。従
って高速床において流動床粒子は再循環され、そのため
かかるシステムに対して“循環床”なる用語も用いられ
る。かかるシステムの他の特徴は反応炉の流れ方向にお
いて流れ条件が粒子の搬送のみと見なされる位置に至る
まで粒子の分布密度が次第に減少することである。
３つのタイプ、すなわち“バブル床（ｂｕｂｂｌｅ ｂ
ｅｄ）”タイプ、“乱流床（ｔｕｒｂｕｌｅｎｔ ｂｅ
ｄ）”タイプ及び“高速床（ｆａｓｔ ｂｅｄ）”タイ
プに分類することができる。最初の２つのタイプにおい
ては、流動化ガスの速度は非常に低い（典型的には１〜
３ｍ／ｓ）ので、固形反応材料が本質的に流動床内に残
り、そのためこれらのタイプは“低速床（ｓｌｏｗ ｂ
ｅｄ）”とも呼ばれる。高速床においては流動化ガスの
速度は固形反応材料の終端速度より高く（典型的には６
ｍ／ｓより大きい）、このことは流動床粒子がガス流に
運ばれて流動床の外部に搬出されることを意味する。従
って高速床において流動床粒子は再循環され、そのため
かかるシステムに対して“循環床”なる用語も用いられ
る。かかるシステムの他の特徴は反応炉の流れ方向にお
いて流れ条件が粒子の搬送のみと見なされる位置に至る
まで粒子の分布密度が次第に減少することである。
【０００４】高速流動床、つまり循環床を伴ったシステ
ムを燃焼工程に使用する場合、粒子重量の高々５％が燃
料からなり、残りは不活性材料、より詳細には砂、灰及
びイオウ吸収剤である。かかるシステムにおいては流動
床粒子を冷却する必要があり、さもなくば温度が非常に
高くなって上記粒子が焼結してしまう。上述した冷却は
反応炉壁を冷却するか又は反応炉内に作り付けたボイラ
管により行われる。これについては例えば米国特許第
４,０８４,５４５号を参照されたい。又上記の冷却は循
環する粒子材料を反応炉内に戻す前に外部粒子ク−ラに
より行うこともでき、これについては例えば国際出願
（公開）ＰＣＴ／ＵＳ８０／０１７３７号を参照された
い。なお上記２つの冷却システムを結合することもでき
る。しかしながらこれらの解決策はいずれも満足すべき
ものではない。なぜなら、それらの解決策は最適操業の
実現を困難にするからである。反応炉内において冷却面
又はボイラ管を使用するのみでは反応炉の横断面内にお
ける径方向の温度分布が不均一になる。かかる不均一さ
は冷却面を使用する場合に甚しくなり、従って工程の進
行を最適化することができなくなる。しかも上記のよう
な内部冷却面による冷却効果はシステムの他の操業パラ
メ−タとは無関係にほとんど不変であるので調整の可能
性が乏しくなり、その結果最適化の可能性も乏しくな
る。循環する反応材料を外部冷却すれば、常時冷却され
るべき集合した多量の粒子が流動化速度を制限すること
になる。更に、外部冷却は使用可能な反応炉圧力を制限
する。反応炉圧力が高くなるにつれて一定の流動化速度
における反応炉からの（固形材料の）放出効果が急激に
増加するので、反応炉圧力を高くすることは極めて好ま
しい。
ムを燃焼工程に使用する場合、粒子重量の高々５％が燃
料からなり、残りは不活性材料、より詳細には砂、灰及
びイオウ吸収剤である。かかるシステムにおいては流動
床粒子を冷却する必要があり、さもなくば温度が非常に
高くなって上記粒子が焼結してしまう。上述した冷却は
反応炉壁を冷却するか又は反応炉内に作り付けたボイラ
管により行われる。これについては例えば米国特許第
４,０８４,５４５号を参照されたい。又上記の冷却は循
環する粒子材料を反応炉内に戻す前に外部粒子ク−ラに
より行うこともでき、これについては例えば国際出願
（公開）ＰＣＴ／ＵＳ８０／０１７３７号を参照された
い。なお上記２つの冷却システムを結合することもでき
る。しかしながらこれらの解決策はいずれも満足すべき
ものではない。なぜなら、それらの解決策は最適操業の
実現を困難にするからである。反応炉内において冷却面
又はボイラ管を使用するのみでは反応炉の横断面内にお
ける径方向の温度分布が不均一になる。かかる不均一さ
は冷却面を使用する場合に甚しくなり、従って工程の進
行を最適化することができなくなる。しかも上記のよう
な内部冷却面による冷却効果はシステムの他の操業パラ
メ−タとは無関係にほとんど不変であるので調整の可能
性が乏しくなり、その結果最適化の可能性も乏しくな
る。循環する反応材料を外部冷却すれば、常時冷却され
るべき集合した多量の粒子が流動化速度を制限すること
になる。更に、外部冷却は使用可能な反応炉圧力を制限
する。反応炉圧力が高くなるにつれて一定の流動化速度
における反応炉からの（固形材料の）放出効果が急激に
増加するので、反応炉圧力を高くすることは極めて好ま
しい。
【０００５】一つには不活性な材料が多量なこと及び今
一つには耐火裏張りにより循環床が比較的長い始動期間
を有することも理解されねばならない。 本考案は高速流動床反応炉である小型の流動床反応炉を
提供するものであり、これによれば上記従来の高速床に
比して操業の最適化の可能性が実質的に向上し、かつよ
り高圧での操業を行えるようになる。本考案を燃焼工程
との関連で使用する場合、この工程は熱伝達から分離さ
れて進行する。脱硫との組み合わせにより顕著な利点が
得られ、又工程最適化の可能性が向上することにより燃
焼ガス中のＮＯｘの含有量の制御が容易になる。更に本
考案は反応炉の始動に関しても利益をもたらす。その他
の利点については以下で記述する。 本考案は循環流動床反応炉に関し、固形反応物質を含む
固形粒子材料を反応炉の下部に導入し、同様に反応炉の
下部に導入される、ガス状反応物質を含む流動化ガスに
より高速床を形成する。一方、反応炉の上部から非反応
性粒子を取り出し、上記流動床に再循環させる。この方
法は反応炉内に存在する固形粒子材料の予め定められた
部分（分量）を上記反応炉の頂部より下方に位置する少
なくとも１箇所から取り出して熱処理を施し、流動床の
更に下方に位置する少なくとも１箇所に再循環させるこ
とを特徴とする。 この方法においては任意数の互いに分離された回路を構
成し、これにより固形粒子材料の予め定められた分量を
取り出して冷却又は加熱し、流動床のより下方に位置す
る１又は複数箇所に戻すことができる。ここで及び以下
で使用される「部分」なる表現は任意の時点で流動床内
の当該部位に存在する材料の全量より少ない量であると
理解すべきである。本考案の利用における最も重要な領
域は燃焼工程にあるが、他の任意の放熱反応において粒
子材料の一部を冷却することもでき、又吸熱反応におい
て外部熱を供給することもできることを理解すべきであ
る。
一つには耐火裏張りにより循環床が比較的長い始動期間
を有することも理解されねばならない。 本考案は高速流動床反応炉である小型の流動床反応炉を
提供するものであり、これによれば上記従来の高速床に
比して操業の最適化の可能性が実質的に向上し、かつよ
り高圧での操業を行えるようになる。本考案を燃焼工程
との関連で使用する場合、この工程は熱伝達から分離さ
れて進行する。脱硫との組み合わせにより顕著な利点が
得られ、又工程最適化の可能性が向上することにより燃
焼ガス中のＮＯｘの含有量の制御が容易になる。更に本
考案は反応炉の始動に関しても利益をもたらす。その他
の利点については以下で記述する。 本考案は循環流動床反応炉に関し、固形反応物質を含む
固形粒子材料を反応炉の下部に導入し、同様に反応炉の
下部に導入される、ガス状反応物質を含む流動化ガスに
より高速床を形成する。一方、反応炉の上部から非反応
性粒子を取り出し、上記流動床に再循環させる。この方
法は反応炉内に存在する固形粒子材料の予め定められた
部分（分量）を上記反応炉の頂部より下方に位置する少
なくとも１箇所から取り出して熱処理を施し、流動床の
更に下方に位置する少なくとも１箇所に再循環させるこ
とを特徴とする。 この方法においては任意数の互いに分離された回路を構
成し、これにより固形粒子材料の予め定められた分量を
取り出して冷却又は加熱し、流動床のより下方に位置す
る１又は複数箇所に戻すことができる。ここで及び以下
で使用される「部分」なる表現は任意の時点で流動床内
の当該部位に存在する材料の全量より少ない量であると
理解すべきである。本考案の利用における最も重要な領
域は燃焼工程にあるが、他の任意の放熱反応において粒
子材料の一部を冷却することもでき、又吸熱反応におい
て外部熱を供給することもできることを理解すべきであ
る。
【０００６】本考案のための固形反応物質に関しては、
流動化のために適当に微細分化された形態とすることの
できる任意の材料を使用できる。燃焼工程の場合、固形
反応物質は燃料とすることができ、典型的には褐炭、無
煙炭等を含む石炭とする。しかしながらバイオマス、廃
物、木、泥炭及び石油コ−クス等の他の炭素を含有する
材料も使用できる。燃料の粉末化の度合は重要ではない
が、典型的には約０〜約４０ｍｍ、とりわけ約０〜約１
０ｍｍとすることができる。燃料は例えば砂等の不活性
材料との任意の混合物として導入することができ、又は
水中に懸濁させて、すなわちペ−ストもしくはスラリ−
として導入することもできる。典型的には反応炉内の固
形材料の２〜５％が燃料であり、残りはイオウ吸収剤を
含む不活性な粒子状材料である。 石炭中のイオウ含有量は生産地に依存して変化し、典型
的には１〜３％の範囲である。燃焼工程における脱硫は
炭素酸化物の生成のもとで石灰石をか焼することにより
行われ、その後生成された酸化カルシウムが二酸化イオ
ウ及び酸素と反応して硫酸カルシウムがもたらされる。
か焼工程では吸熱が行われ、硫酸カルシウムの生成にお
いては放熱が行われる。石灰石をか焼するのに必要な熱
エネルギ−が流動床からの固形材料の循環部分により与
えられ、従って熱処理のために粒子が取り出される位置
で、循環する固形粒子材料と直接混合するように石灰石
が好適に導入されるので、本考案における上記の条件は
顕著な利益をもたらしうることがわかる。これにより反
応炉を増加した圧力のもので作動させる場合でも、石灰
石は二酸化炭素の分圧が低い領域でか焼され、そのため
か焼の度合が高くなる。それに引き続く酸化カルシウム
と二酸化イオウとの反応において、有益な熱が生ぜしめ
られ、生成した硫酸カルシウムが必要に応じて煙道ガス
から分離される。
流動化のために適当に微細分化された形態とすることの
できる任意の材料を使用できる。燃焼工程の場合、固形
反応物質は燃料とすることができ、典型的には褐炭、無
煙炭等を含む石炭とする。しかしながらバイオマス、廃
物、木、泥炭及び石油コ−クス等の他の炭素を含有する
材料も使用できる。燃料の粉末化の度合は重要ではない
が、典型的には約０〜約４０ｍｍ、とりわけ約０〜約１
０ｍｍとすることができる。燃料は例えば砂等の不活性
材料との任意の混合物として導入することができ、又は
水中に懸濁させて、すなわちペ−ストもしくはスラリ−
として導入することもできる。典型的には反応炉内の固
形材料の２〜５％が燃料であり、残りはイオウ吸収剤を
含む不活性な粒子状材料である。 石炭中のイオウ含有量は生産地に依存して変化し、典型
的には１〜３％の範囲である。燃焼工程における脱硫は
炭素酸化物の生成のもとで石灰石をか焼することにより
行われ、その後生成された酸化カルシウムが二酸化イオ
ウ及び酸素と反応して硫酸カルシウムがもたらされる。
か焼工程では吸熱が行われ、硫酸カルシウムの生成にお
いては放熱が行われる。石灰石をか焼するのに必要な熱
エネルギ−が流動床からの固形材料の循環部分により与
えられ、従って熱処理のために粒子が取り出される位置
で、循環する固形粒子材料と直接混合するように石灰石
が好適に導入されるので、本考案における上記の条件は
顕著な利益をもたらしうることがわかる。これにより反
応炉を増加した圧力のもので作動させる場合でも、石灰
石は二酸化炭素の分圧が低い領域でか焼され、そのため
か焼の度合が高くなる。それに引き続く酸化カルシウム
と二酸化イオウとの反応において、有益な熱が生ぜしめ
られ、生成した硫酸カルシウムが必要に応じて煙道ガス
から分離される。
【０００７】本考案における流動化ガスとしては、ガス
状反応物質を含むあらゆるガスを使用できる。燃焼工程
において、流動化ガスは部分的には一次空気として導入
され、部分的には二次空気として導入される空気とする
ことができる。一次空気は揮発性材料の燃焼及び炭素の
一酸化炭素への酸化に対応する量を導入するのが好まし
く、かつこの導入は固形材料の装入量に依存して行うこ
とが好ましい。 上述したように本考案によれば高速流動床、つまり循環
床システムが構成される。実際これは流動化ガス、とり
わけ一次空気を反応炉下部に粒子のサイズ分布に依存し
た速度、好ましくは０.４〜３ｍ／ｓｅｃ.、典型的には
０.６〜２ｍ／ｓで導入することにより達成され、これ
により当初はバブル床又は乱流床が構成される。この流
動床の表面領域から流動化ガスにより粒子の一部、好ま
しくはサイズが２０００μより小さく、典型的には３０
０μより小さい粒子が“浮かび上がり”、その後上昇し
た粒子が流動化ガス（導入される二次空気であって良
い）により運び去られる。運び去られる粒子の量は好ま
しくは５〜３００ｋｇ／ｍ２／ｓ、典型的には１５〜７
０ｋｇ／ｍ２／ｓとされる。これらの粒子はその後高速
床としての反応炉中において運び上げられる。 互いに分離された予め定められた（流動床から取り出さ
れる）部分の量は対応する炉横断面内の粒子量の３０〜
７０重量％とするのが好ましい。この分量の粒子は熱処
理を受けた後に流動床のより下方に位置する１又は複数
箇所に再循環され、その際更なる粒子の供給を受けるこ
とができる。より下方の位置で流動床に導入される粒子
の量は上述の分離された量と同じであって良いが、典型
的には流動床への導入が行われる部位の炉横断面内の粒
子量の３０〜７０重量％とする。炉システム内において
下方への粒子の蓄積を得るのが望ましい場合、より多量
の粒子を流動床内に導入することができる。安定的では
ない上記のような粒子の蓄積は、通常装入量が低下し、
それから見て空気量が減少した際に生じる。
状反応物質を含むあらゆるガスを使用できる。燃焼工程
において、流動化ガスは部分的には一次空気として導入
され、部分的には二次空気として導入される空気とする
ことができる。一次空気は揮発性材料の燃焼及び炭素の
一酸化炭素への酸化に対応する量を導入するのが好まし
く、かつこの導入は固形材料の装入量に依存して行うこ
とが好ましい。 上述したように本考案によれば高速流動床、つまり循環
床システムが構成される。実際これは流動化ガス、とり
わけ一次空気を反応炉下部に粒子のサイズ分布に依存し
た速度、好ましくは０.４〜３ｍ／ｓｅｃ.、典型的には
０.６〜２ｍ／ｓで導入することにより達成され、これ
により当初はバブル床又は乱流床が構成される。この流
動床の表面領域から流動化ガスにより粒子の一部、好ま
しくはサイズが２０００μより小さく、典型的には３０
０μより小さい粒子が“浮かび上がり”、その後上昇し
た粒子が流動化ガス（導入される二次空気であって良
い）により運び去られる。運び去られる粒子の量は好ま
しくは５〜３００ｋｇ／ｍ２／ｓ、典型的には１５〜７
０ｋｇ／ｍ２／ｓとされる。これらの粒子はその後高速
床としての反応炉中において運び上げられる。 互いに分離された予め定められた（流動床から取り出さ
れる）部分の量は対応する炉横断面内の粒子量の３０〜
７０重量％とするのが好ましい。この分量の粒子は熱処
理を受けた後に流動床のより下方に位置する１又は複数
箇所に再循環され、その際更なる粒子の供給を受けるこ
とができる。より下方の位置で流動床に導入される粒子
の量は上述の分離された量と同じであって良いが、典型
的には流動床への導入が行われる部位の炉横断面内の粒
子量の３０〜７０重量％とする。炉システム内において
下方への粒子の蓄積を得るのが望ましい場合、より多量
の粒子を流動床内に導入することができる。安定的では
ない上記のような粒子の蓄積は、通常装入量が低下し、
それから見て空気量が減少した際に生じる。
【０００８】又互いに分離した予め定められる（取り出
される）部分の量は、所定の粒子全量及びガス速度にお
いて操業が安定化するように、炉の容積に関連して決定
される。単位時間当りに反応炉の下部に導入される固形
反応物質の量が変化した場合、新たな安定状態が得られ
るように流動化ガスの速度を変化させる必要がある。装
入速度が増加する燃焼工程の場合、一次空気の量は典型
的には当該装入量に伴う安定的な操業に対応する空気量
の１.１〜１.３倍の量まで次第に増加する。新たな安定
点に達すると、一次空気は操業レベルに対応するように
調整される。装入速度が低下した場合、一次空気の量は
それに対応して典型的には安定的な操業に対応する空気
量の１.１〜１.３倍まで、かつ新たな平衡状態に達する
まで緩やかに減少し、その後一次空気が操業レベルに対
応するように調整される。実際装入速度の増加又は減少
中の空気量は固形反応物質中の揮発性物質の量の関数と
して、とりわけ二次空気の量によって制御される。 実際二次空気の量は大気中に吐出される前に煙道ガス中
において酸素計量器具により制御される。この二次空気
の調整は乱流床から循環床への変化が確実化され、かつ
一酸化炭素から二酸化炭素への酸化及び揮発性イオウ酸
化物からＣａＳＯ４への残りの酸化が生じるように行わ
れる。 化石ＮＯｘは乱流領域内に存在する炭化水素により還元
されて窒素となり、かつとりわけ二次空気とともにＮＨ
３を導入することにより更に還元される。
される）部分の量は、所定の粒子全量及びガス速度にお
いて操業が安定化するように、炉の容積に関連して決定
される。単位時間当りに反応炉の下部に導入される固形
反応物質の量が変化した場合、新たな安定状態が得られ
るように流動化ガスの速度を変化させる必要がある。装
入速度が増加する燃焼工程の場合、一次空気の量は典型
的には当該装入量に伴う安定的な操業に対応する空気量
の１.１〜１.３倍の量まで次第に増加する。新たな安定
点に達すると、一次空気は操業レベルに対応するように
調整される。装入速度が低下した場合、一次空気の量は
それに対応して典型的には安定的な操業に対応する空気
量の１.１〜１.３倍まで、かつ新たな平衡状態に達する
まで緩やかに減少し、その後一次空気が操業レベルに対
応するように調整される。実際装入速度の増加又は減少
中の空気量は固形反応物質中の揮発性物質の量の関数と
して、とりわけ二次空気の量によって制御される。 実際二次空気の量は大気中に吐出される前に煙道ガス中
において酸素計量器具により制御される。この二次空気
の調整は乱流床から循環床への変化が確実化され、かつ
一酸化炭素から二酸化炭素への酸化及び揮発性イオウ酸
化物からＣａＳＯ４への残りの酸化が生じるように行わ
れる。 化石ＮＯｘは乱流領域内に存在する炭化水素により還元
されて窒素となり、かつとりわけ二次空気とともにＮＨ
３を導入することにより更に還元される。
【０００９】安定的な操業中において、及びとりわけ装
入速度が減少する操業において、燃焼工程を理論的に必
要な空気量より若干下か又は若干上の平衡点に維持する
ことができる。これによりモル比が０〜２.５、典型的
には１.２の脱硫材料を添加することにより大気圧のも
とでの操業時に煙道ガス中においてＳＯｘを２００ｐｐ
ｍ未満に、ＮＯｘを２００ｐｐｍ未満に、ＣＯｘを２０
ｐｐｍ未満にすることができる。より高圧で操業するこ
とにより上記の値は更に低減する。好ましい条件のもと
では煙道ガス中の有毒なポリ芳香族炭化水素の量は零か
無視しうる程度である。 他の局面において本考案は垂直反応室、上記反応室の下
部に固形粒子材料を導入する第１入口、上記反応室の下
部に流動化ガスを導入する第２入口及び上記反応室の上
部に設けられ反応材料を取り出す出口導管を備え、固形
粒子材料用の上記第１入口と反応材料用の上記出口導管
との間に少なくとも更に１つの固形粒子材料用の出口導
管を設け、上記更なる出口導管を冷却又は加熱部材を介
し少なくとも更に１つの固形粒子材料用入口において当
該反応炉に帰還接続したことを特徴とする流動床反応炉
を提供する。 このような反応炉は上述した操作方法を実施するのに好
適であり、これによれば上記１または複数の更なる出口
から固形粒子材料の予め定められた部分を取り出して加
熱又は冷却し、このように処理された粒子材料を流動床
のより下方の１又は複数箇所に戻し、流動床での粒子の
存在時間を延長するのを可能にする。本考案に係る反応
炉の好ましい具体例において、粒子材料用の１又は複数
の更なる出口導管は反応室上に１又は複数の拡張部を具
備する。このような反応炉の拡張部内に、排出された固
形粒子材料との熱交換用の熱交換器を設けることがで
き、この熱交換器により望ましい熱処理を行うことがで
きる。又固形粒子材料は外部熱処理ユニット、例えば熱
交換器に運搬して、そこから反応炉に戻すこともでき
る。
入速度が減少する操業において、燃焼工程を理論的に必
要な空気量より若干下か又は若干上の平衡点に維持する
ことができる。これによりモル比が０〜２.５、典型的
には１.２の脱硫材料を添加することにより大気圧のも
とでの操業時に煙道ガス中においてＳＯｘを２００ｐｐ
ｍ未満に、ＮＯｘを２００ｐｐｍ未満に、ＣＯｘを２０
ｐｐｍ未満にすることができる。より高圧で操業するこ
とにより上記の値は更に低減する。好ましい条件のもと
では煙道ガス中の有毒なポリ芳香族炭化水素の量は零か
無視しうる程度である。 他の局面において本考案は垂直反応室、上記反応室の下
部に固形粒子材料を導入する第１入口、上記反応室の下
部に流動化ガスを導入する第２入口及び上記反応室の上
部に設けられ反応材料を取り出す出口導管を備え、固形
粒子材料用の上記第１入口と反応材料用の上記出口導管
との間に少なくとも更に１つの固形粒子材料用の出口導
管を設け、上記更なる出口導管を冷却又は加熱部材を介
し少なくとも更に１つの固形粒子材料用入口において当
該反応炉に帰還接続したことを特徴とする流動床反応炉
を提供する。 このような反応炉は上述した操作方法を実施するのに好
適であり、これによれば上記１または複数の更なる出口
から固形粒子材料の予め定められた部分を取り出して加
熱又は冷却し、このように処理された粒子材料を流動床
のより下方の１又は複数箇所に戻し、流動床での粒子の
存在時間を延長するのを可能にする。本考案に係る反応
炉の好ましい具体例において、粒子材料用の１又は複数
の更なる出口導管は反応室上に１又は複数の拡張部を具
備する。このような反応炉の拡張部内に、排出された固
形粒子材料との熱交換用の熱交換器を設けることがで
き、この熱交換器により望ましい熱処理を行うことがで
きる。又固形粒子材料は外部熱処理ユニット、例えば熱
交換器に運搬して、そこから反応炉に戻すこともでき
る。
【００１０】流動化された固形粒子を伴った流動化ガス
が炉拡張部を通過する間、流動化速度は炉壁に沿った流
動床の最も外方の部分において自動的に減少する。流動
化速度の変化は炉の横断面積の変化の２乗にほぼ逆比例
し、従って炉の横断面積が２倍になると流動化速度は１
／４に減少する。上記炉拡張部を適当な形態にすること
によって流動化速度を最も大きな粒子及び小さな粒子の
累積による粒子が重力の作用により沈降する程度まで減
少させることができ、このようにして沈降した粒子は炉
拡張部の底部から前述の出口導管を介して流動床のより
下方の位置に運ばれることを認識すべきである。上記出
口導管は適当なバルブ手段を備えており、該バルブ手段
により再循環される固形粒子の量を制御する。更に反応
炉の拡張部に沈降した粒子は、例えば二次空気又は再循
環される煙道ガス等の補充ガスを導入することにより再
度流動化され、これにより反応炉の拡張部はバブル床と
して作用することができる。又反応炉の拡張部に脱硫材
料、典型的には前述した石灰石を含む固形添加物質用の
入口を設けることができる。 本考案に係る反応炉は粒子材料の一部の熱処理及び反応
炉への帰還用の付属導管を備えた任意数の拡張部を具備
することができる。付属導管を備えた上述の炉拡張部を
設けることにより反応炉のコストが増大するので、通常
拡張部の数は可能な限り少なくし、好適には３個より多
くはなく、特に２個のみが好ましく、１個のみが最適で
ある。固形粒子材料に補充の熱処理を施すため、反応室
の出口端部又は最終の炉拡張部に更なる熱処理ユニット
を設けることができる。このユニットはより詳細には蓄
積された固形材料用の出口管を備えた流動床クーラ又は
熱交換器、特に冷却スパイラルとすることができる。反
応炉の頂部に配置される流動床クーラは通常激しい摩耗
にさらされるが、本考案に係る反応炉においては多量の
粒子が先行する分離部で取り出されるので、粒子速度は
急激に減少する。その結果本考案の場合冷却スパイラル
は実質的にいかなる侵食にもさらされない。流動床クー
ラ又は冷却スパイラル内でのガス及び粒子の温度は通常
の炭素鋼からなるサイクロンを使用しうる温度まで低下
し、これにより不適当な耐火裏張りは不要となる。
が炉拡張部を通過する間、流動化速度は炉壁に沿った流
動床の最も外方の部分において自動的に減少する。流動
化速度の変化は炉の横断面積の変化の２乗にほぼ逆比例
し、従って炉の横断面積が２倍になると流動化速度は１
／４に減少する。上記炉拡張部を適当な形態にすること
によって流動化速度を最も大きな粒子及び小さな粒子の
累積による粒子が重力の作用により沈降する程度まで減
少させることができ、このようにして沈降した粒子は炉
拡張部の底部から前述の出口導管を介して流動床のより
下方の位置に運ばれることを認識すべきである。上記出
口導管は適当なバルブ手段を備えており、該バルブ手段
により再循環される固形粒子の量を制御する。更に反応
炉の拡張部に沈降した粒子は、例えば二次空気又は再循
環される煙道ガス等の補充ガスを導入することにより再
度流動化され、これにより反応炉の拡張部はバブル床と
して作用することができる。又反応炉の拡張部に脱硫材
料、典型的には前述した石灰石を含む固形添加物質用の
入口を設けることができる。 本考案に係る反応炉は粒子材料の一部の熱処理及び反応
炉への帰還用の付属導管を備えた任意数の拡張部を具備
することができる。付属導管を備えた上述の炉拡張部を
設けることにより反応炉のコストが増大するので、通常
拡張部の数は可能な限り少なくし、好適には３個より多
くはなく、特に２個のみが好ましく、１個のみが最適で
ある。固形粒子材料に補充の熱処理を施すため、反応室
の出口端部又は最終の炉拡張部に更なる熱処理ユニット
を設けることができる。このユニットはより詳細には蓄
積された固形材料用の出口管を備えた流動床クーラ又は
熱交換器、特に冷却スパイラルとすることができる。反
応炉の頂部に配置される流動床クーラは通常激しい摩耗
にさらされるが、本考案に係る反応炉においては多量の
粒子が先行する分離部で取り出されるので、粒子速度は
急激に減少する。その結果本考案の場合冷却スパイラル
は実質的にいかなる侵食にもさらされない。流動床クー
ラ又は冷却スパイラル内でのガス及び粒子の温度は通常
の炭素鋼からなるサイクロンを使用しうる温度まで低下
し、これにより不適当な耐火裏張りは不要となる。
【００１１】反応炉内で反応しなかった固形反応材料
は、不活性材料、つまり灰等とともに反応室上部の出口
導管を介して出口ガスにより放出され、その後固形粒子
は粒子分離器、とりわけサイクロンにより公知の方法で
分離される。その後回収された固形粒子はサイクロンの
底部から集積部に運搬されるか又は好ましくは１もしく
は複数の入口を介して、反応炉から取り出された固形粒
子の一部と合流せしめられることにより反応炉に戻され
る。反応炉の上部に複数の粒子分離器を設けることがで
きる。この場合上記分離器は反応炉の周囲に対称に配置
されるサイクロンとすることができ、例えば２つのサイ
クロンを半径方向の対称位置に設けることができる。１
つのみのサイクロンを設ける場合及びとりわけ複数のサ
イクロンを設ける場合のいずれの場合も、反応炉からの
固形粒子抽出用の出口導管は反応炉上部における側方に
接続することができ、かつ砂粒子がサイクロン内に引き
入れられることを可能な限り回避するために上記導管の
小部分を反応炉内に突出させる。
は、不活性材料、つまり灰等とともに反応室上部の出口
導管を介して出口ガスにより放出され、その後固形粒子
は粒子分離器、とりわけサイクロンにより公知の方法で
分離される。その後回収された固形粒子はサイクロンの
底部から集積部に運搬されるか又は好ましくは１もしく
は複数の入口を介して、反応炉から取り出された固形粒
子の一部と合流せしめられることにより反応炉に戻され
る。反応炉の上部に複数の粒子分離器を設けることがで
きる。この場合上記分離器は反応炉の周囲に対称に配置
されるサイクロンとすることができ、例えば２つのサイ
クロンを半径方向の対称位置に設けることができる。１
つのみのサイクロンを設ける場合及びとりわけ複数のサ
イクロンを設ける場合のいずれの場合も、反応炉からの
固形粒子抽出用の出口導管は反応炉上部における側方に
接続することができ、かつ砂粒子がサイクロン内に引き
入れられることを可能な限り回避するために上記導管の
小部分を反応炉内に突出させる。
【００１２】本考案は、通常の大気圧のもとで実施でき
るが、上述したように反応炉の圧力をより高くすること
は極めて望ましい。なぜならそれにより（流動床からの
粒子の）放出効果を向上させることができるからであ
る。増加した圧力のもとでの操業のためには、浄化され
た煙道ガスを過給器に作用させることができ、この煙道
ガスは例えば大気等のガス状反応材料を望ましい操業
圧、好ましくは１〜３.５バールの圧力又は１２〜１６
バール以上の圧力まで加圧する。 始動時又は大気圧のもとでの操業時、上記過給器は結合
を解除されるか又は非作動状態とされ、空気の供給は、
典型的には電気駆動式の空気圧縮器ににより行われ又は
継続される。 ガス状反応物質を加熱又は予熱するため、始動期間中に
ボイラが使用され、該ボイラは典型的にはガス状はオイ
ルにより加熱される。燃焼工程においてはこの始動ボイ
ラは一次空気回路に結合されて工程が作動し始めるか又
は所望の温度になるまで空気を加熱又は予熱し、その後
更なる加熱のために固形燃料が反応炉内に供給される。
典型的には６５０℃から操業温度になるまでの間上記始
動ボイラは結合を解除されるか又は単に空気予熱器とし
て使用される。
るが、上述したように反応炉の圧力をより高くすること
は極めて望ましい。なぜならそれにより（流動床からの
粒子の）放出効果を向上させることができるからであ
る。増加した圧力のもとでの操業のためには、浄化され
た煙道ガスを過給器に作用させることができ、この煙道
ガスは例えば大気等のガス状反応材料を望ましい操業
圧、好ましくは１〜３.５バールの圧力又は１２〜１６
バール以上の圧力まで加圧する。 始動時又は大気圧のもとでの操業時、上記過給器は結合
を解除されるか又は非作動状態とされ、空気の供給は、
典型的には電気駆動式の空気圧縮器ににより行われ又は
継続される。 ガス状反応物質を加熱又は予熱するため、始動期間中に
ボイラが使用され、該ボイラは典型的にはガス状はオイ
ルにより加熱される。燃焼工程においてはこの始動ボイ
ラは一次空気回路に結合されて工程が作動し始めるか又
は所望の温度になるまで空気を加熱又は予熱し、その後
更なる加熱のために固形燃料が反応炉内に供給される。
典型的には６５０℃から操業温度になるまでの間上記始
動ボイラは結合を解除されるか又は単に空気予熱器とし
て使用される。
【００１３】
【実施例】以下添付図面とともに本考案の反応炉を説明
する。 図１に示す反応炉はほぼ円筒状の反応室１を備え、該反
応室１は底部室２、中間炉拡張部３ａ及び３ｂ並びに最
上位置炉拡張部、すなわち頂部室４を有する。炉拡張部
３ａ、３ｂ及び４は任意数の、典型的には１〜６段階の
高さにおける１〜１２個の流下管５を介してそれぞれ反
応炉のより下方の部位に連通されている。上記流下管５
は調整バルブ６を備えている。このバルブ６は流下する
粒子の調整用のＬバルブ又は混合調整器等とすることが
できる。参照番号７は各炉拡張部の底部への二次空気導
入用の入口を示す。脱硫材料を含む添加物は導管８を介
して炉拡張部３ａ及び３ｂに導入することができ、一
方、一次固形反応材料、例えば燃料及び不活性粒子材料
は、底部室２に接続された管９を介して供給できる。所
望により固形材料は管１０を介し底部室２から取り出す
ことができる。 図示の実施例において、流動床クーラ１１が頂部室４内
に示されている。ここから蓄積された材料を出口管１２
を通して集積部１３に取り出すか又は管１４を介して底
部室２に送ることができる。参照番号１５はガス出口管
１６及び底部出口管１７を備えたサイクロンを示し、上
記底部出口管１７は適当なバルブ１８を有する枝管を介
して集積部１９に連通するとともに管２０を介して流下
管５に連通している。炉拡張部３ａ、３ｂ及び４内にお
いて、参照番号２１は外部から導入される熱交換媒体と
の熱交換用の管を示す。更に反応炉の底部には流動化ガ
ス用の入口管２２が設けられ、この入口管２２は前述の
入口７を介して各炉拡張部３ａ、３ｂ及び４の底部に二
次空気を供給するための枝管２３を有する。入口７を通
過する補充ガスはサイクロン１５から出口導口１６、過
給器及び枝導管２４を介して供給される出口ガスとする
ことができる。図示の全ての管は図示しているか否かに
拘わらず、全ての輸送量を調整できる適当な調整バルブ
を具備する。
する。 図１に示す反応炉はほぼ円筒状の反応室１を備え、該反
応室１は底部室２、中間炉拡張部３ａ及び３ｂ並びに最
上位置炉拡張部、すなわち頂部室４を有する。炉拡張部
３ａ、３ｂ及び４は任意数の、典型的には１〜６段階の
高さにおける１〜１２個の流下管５を介してそれぞれ反
応炉のより下方の部位に連通されている。上記流下管５
は調整バルブ６を備えている。このバルブ６は流下する
粒子の調整用のＬバルブ又は混合調整器等とすることが
できる。参照番号７は各炉拡張部の底部への二次空気導
入用の入口を示す。脱硫材料を含む添加物は導管８を介
して炉拡張部３ａ及び３ｂに導入することができ、一
方、一次固形反応材料、例えば燃料及び不活性粒子材料
は、底部室２に接続された管９を介して供給できる。所
望により固形材料は管１０を介し底部室２から取り出す
ことができる。 図示の実施例において、流動床クーラ１１が頂部室４内
に示されている。ここから蓄積された材料を出口管１２
を通して集積部１３に取り出すか又は管１４を介して底
部室２に送ることができる。参照番号１５はガス出口管
１６及び底部出口管１７を備えたサイクロンを示し、上
記底部出口管１７は適当なバルブ１８を有する枝管を介
して集積部１９に連通するとともに管２０を介して流下
管５に連通している。炉拡張部３ａ、３ｂ及び４内にお
いて、参照番号２１は外部から導入される熱交換媒体と
の熱交換用の管を示す。更に反応炉の底部には流動化ガ
ス用の入口管２２が設けられ、この入口管２２は前述の
入口７を介して各炉拡張部３ａ、３ｂ及び４の底部に二
次空気を供給するための枝管２３を有する。入口７を通
過する補充ガスはサイクロン１５から出口導口１６、過
給器及び枝導管２４を介して供給される出口ガスとする
ことができる。図示の全ての管は図示しているか否かに
拘わらず、全ての輸送量を調整できる適当な調整バルブ
を具備する。
【００１４】以下燃焼工程との関連で図示の反応炉の操
作方法を説明する。 燃焼工程に必要な全量の５０〜１００％の量の一次空気
を管２２を通し点線で示すノズル２５を介して底部室２
に導入する。適当な粒子状固形燃料、不活性材料及び所
望により脱硫材料を、一括して又は別個に入口９を介し
て底部室２に搬入し、これにより流動床を形成する。反
応室１内を所定距離だけ移動した後、ガス及び固形粒子
は第１の炉拡張部３ａを通過し、ここで反応材料の予め
定められた部分（分量または区分）が取り出される。こ
の取り出しは重力の作用による流動化速度の低下により
自然に行われるが、更に参照番号２６で原理的に示す手
段によっても行われる。この手段２６は流体圧式、機械
式または電気式のいずれであっても良い。炉の拡張部３
ａから取り出される材料の量は、熱交換器２１による冷
却後に流下管５を通過しうる量により決定される。管２
３からの二次空気もしくは管２４からの再循環ガス又は
それらの混合物が管７を介して炉拡張部３ａの底部に導
入され、これにより流動床３０、典型的にはバルブ床が
形成される。本考案の好ましい実施例においては入口８
を介して上記流動床に脱硫材料が供給される。 炉拡張部３ａにおける第１の分離工程の後、ガス及び分
離されていない流動床材料の一部及び所望により上方の
分離工程から再循環され、管７を介して二次空気ととも
に導入された流動床材料が次の炉拡張部３ｂに運搬され
る。（流動床）材料はここで炉拡張部３ａにおける分離
工程と同一の原理に従って第２の分離工程を受ける。冷
却された流動床材料はこの第２の分離工程から炉底部又
は反応炉の他の選択された部位に再循環される。 第２の分離工程からガス及び流動床材料は頂部室４に運
搬され、ここで流動床材料は拡張部３ａ及び３ｂにおけ
るのと同一の原理に従って部分処理を受ける。更に反応
材料は流動床クーラ１１により冷却することができ、ガ
ス及び流動床材料の残部は上記クーラ１１のノズル２７
（穴）を通過する。流動床クーラ１１に蓄積された（固
形）材料は枝導管１２を介して取り出され、集積部１３
に導かれるかもしくは底部室２に戻される。又冷却は冷
却スパイラル２９により行っても良く、更には上記スパ
イラルにより補助的な冷却を行うようにしても良い。
作方法を説明する。 燃焼工程に必要な全量の５０〜１００％の量の一次空気
を管２２を通し点線で示すノズル２５を介して底部室２
に導入する。適当な粒子状固形燃料、不活性材料及び所
望により脱硫材料を、一括して又は別個に入口９を介し
て底部室２に搬入し、これにより流動床を形成する。反
応室１内を所定距離だけ移動した後、ガス及び固形粒子
は第１の炉拡張部３ａを通過し、ここで反応材料の予め
定められた部分（分量または区分）が取り出される。こ
の取り出しは重力の作用による流動化速度の低下により
自然に行われるが、更に参照番号２６で原理的に示す手
段によっても行われる。この手段２６は流体圧式、機械
式または電気式のいずれであっても良い。炉の拡張部３
ａから取り出される材料の量は、熱交換器２１による冷
却後に流下管５を通過しうる量により決定される。管２
３からの二次空気もしくは管２４からの再循環ガス又は
それらの混合物が管７を介して炉拡張部３ａの底部に導
入され、これにより流動床３０、典型的にはバルブ床が
形成される。本考案の好ましい実施例においては入口８
を介して上記流動床に脱硫材料が供給される。 炉拡張部３ａにおける第１の分離工程の後、ガス及び分
離されていない流動床材料の一部及び所望により上方の
分離工程から再循環され、管７を介して二次空気ととも
に導入された流動床材料が次の炉拡張部３ｂに運搬され
る。（流動床）材料はここで炉拡張部３ａにおける分離
工程と同一の原理に従って第２の分離工程を受ける。冷
却された流動床材料はこの第２の分離工程から炉底部又
は反応炉の他の選択された部位に再循環される。 第２の分離工程からガス及び流動床材料は頂部室４に運
搬され、ここで流動床材料は拡張部３ａ及び３ｂにおけ
るのと同一の原理に従って部分処理を受ける。更に反応
材料は流動床クーラ１１により冷却することができ、ガ
ス及び流動床材料の残部は上記クーラ１１のノズル２７
（穴）を通過する。流動床クーラ１１に蓄積された（固
形）材料は枝導管１２を介して取り出され、集積部１３
に導かれるかもしくは底部室２に戻される。又冷却は冷
却スパイラル２９により行っても良く、更には上記スパ
イラルにより補助的な冷却を行うようにしても良い。
【００１５】出口ガスは流動床材料の残部とともに炉頂
部から出口導管２８を介してサイクロン１５に導かれ、
ここでガスは廃棄のために浄化され、又分離された（固
形）材料は導管１７を介して排出されて反応炉１に再循
環されるか又は集積部１９に導かれる。 反応炉の始動のためには、適当な制御手段により流動床
を第１の炉拡張部３ａで停止させることができ、これに
より粒子状材料の減量による始動期間の短縮を達成する
ことができる。 図２は本考案に係る反応炉の他の実施例を示し、参照番
号は図１のものと対応する。この実施例は１つのみの炉
拡張部４を有し、かつ配管に関して図１の実施例からの
変更が行われている。すなわち底部の中央に配置された
導管１０は所望により固形材料を取り出すためのもので
あり、補充流動化ガスは管３２を介して導管１０に導入
することができる。一次空気導入用の多数のノズル２２
が反応炉の下部に配置され、二次空気導入用の補助導管
２２ａが設けられ、かつ出口導管２８は接続部材により
炉拡張部４の上部側方に接続されている。更に所望によ
り追加しうるサイクロン１５を（図の左端部に）点線で
示しており、該サイクロンは出口導管１６を備えてい
る。反応炉１の直径をｄで示し、炉拡張部の直径をＤで
示す。ガスの流れを点線と矢印で示し、一方粒子の流れ
を実線と矢印で示す。
部から出口導管２８を介してサイクロン１５に導かれ、
ここでガスは廃棄のために浄化され、又分離された（固
形）材料は導管１７を介して排出されて反応炉１に再循
環されるか又は集積部１９に導かれる。 反応炉の始動のためには、適当な制御手段により流動床
を第１の炉拡張部３ａで停止させることができ、これに
より粒子状材料の減量による始動期間の短縮を達成する
ことができる。 図２は本考案に係る反応炉の他の実施例を示し、参照番
号は図１のものと対応する。この実施例は１つのみの炉
拡張部４を有し、かつ配管に関して図１の実施例からの
変更が行われている。すなわち底部の中央に配置された
導管１０は所望により固形材料を取り出すためのもので
あり、補充流動化ガスは管３２を介して導管１０に導入
することができる。一次空気導入用の多数のノズル２２
が反応炉の下部に配置され、二次空気導入用の補助導管
２２ａが設けられ、かつ出口導管２８は接続部材により
炉拡張部４の上部側方に接続されている。更に所望によ
り追加しうるサイクロン１５を（図の左端部に）点線で
示しており、該サイクロンは出口導管１６を備えてい
る。反応炉１の直径をｄで示し、炉拡張部の直径をＤで
示す。ガスの流れを点線と矢印で示し、一方粒子の流れ
を実線と矢印で示す。
【００１６】
【図１】 本考案の実施例に係る３つの炉拡張部を備え
た反応炉の説明図である。
た反応炉の説明図である。
【図２】 本考案の実施例に係る反応炉であって１つの
炉拡張部を備え、かつ操業状態にある反応炉の説明図で
ある。
炉拡張部を備え、かつ操業状態にある反応炉の説明図で
ある。
１ 反応室 ２ 炉底部 ３ａ、３ｂ、４ 炉拡張部 ５、１２、２８ 出口導管 ７、８、９、２０、２３、２４ 入口 １１ 流動床クーラ ２１ 熱交換器、 ２９ 冷却スパイラル ３０ 流動床
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−173611（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−145179（ＪＰ，Ａ) 特公 昭58−43644（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (10)
- 【請求項１】 垂直反応室(1)を備える循環式の高速流
動床反応炉であって、 反応室(1)の下部(2)に、固体粒状物質・導入用の第１入
口(9)および流動化ガス・導入用の第２入口(22)を設け
るとともに、反応室(1)の頂部に、反応物質取り出し用
の第１出口管(28)を設け、さらに、 当該反応炉周辺の空間において、熱交換器(21)を有する
少なくとも1つの反応室拡張部を、反応室(1)に取り込ま
れ当該反応室(1)と一体的に設置し、かつ 固体粒状物質を上記各拡張部から取り出して反応室下部
(2)へ再循環させるための再循環用出口管(5)を、第１入
口(9)と第１出口管(28)の間に少なくとも１つ設け、 これにより、上記固体粒状物質と上記熱交換器(21)を接
触させるとともに、熱交換後の粒状固体粒子を再循環用
出口管(5)を介して連続的に重力落下させて、反応室下
部(2)へ戻すことを特徴とする反応炉。 - 【請求項２】 前記再循環用出口管(5)が、前記反応室
拡張部と一体的に形成される請求項１記載の反応炉。 - 【請求項３】 前記反応室拡張部として、当該反応炉の
上段、中段および下段に拡張部(3a,3b,4)を設ける請求項
２または３記載の反応炉。 - 【請求項４】 各反応室拡張部(3a,3b,4)において、流
量調節用のバルブを備える補充ガス反応物質・供給用の
入口管(7)を各々設けることにより、別々の独立した流
動床(30)を形成する請求項の１〜３の１つに記載の反応
炉。 - 【請求項５】 脱硫化物質含有・固体添加剤用の入口管
(8)を、反応室拡張部(3a,3b,4)と接続して設ける請求項
１〜４の１つに記載の反応炉。 - 【請求項６】 反応室(1)の出口端部において、積層固
体物質用の出口管(12)を備えた流動床クーラ(11)を設け
る請求項１〜５の１つに記載の反応炉。 - 【請求項７】 反応室(1)の出口端部において、熱交換
器、とくに螺旋形クーラー(29)を設ける請求項１〜６の
１つに記載の反応炉。 - 【請求項８】 前記第１出口管(28)が粒子分離手段、と
くにサイクロン(15)と連通し、ここから、１またはそれ
以上の管(20)を介して再循環用出口管(5)と連結する請
求項１〜７の１つに記載の反応炉。 - 【請求項９】 反応室(1)が、実質的に円筒状である請
求項１〜８の1つに記載の反応炉。 - 【請求項１０】 再循環用出口管(5)が、各々、当該再
循環用出口管(5)よりも下方に位置する反応室拡張部(3
a,3b)に連結する請求項１〜９の１つに記載の反応炉。
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