JPH06341777A - 高温プロセスガスの冷却方法 - Google Patents
高温プロセスガスの冷却方法Info
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- JPH06341777A JPH06341777A JP3203181A JP20318191A JPH06341777A JP H06341777 A JPH06341777 A JP H06341777A JP 3203181 A JP3203181 A JP 3203181A JP 20318191 A JP20318191 A JP 20318191A JP H06341777 A JPH06341777 A JP H06341777A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D13/00—Heat-exchange apparatus using a fluidised bed
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
- C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
- C10K1/02—Dust removal
-
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- C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
- C10K1/04—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by cooling to condense non-gaseous materials
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Abstract
(57)【要約】
【目的】高温プロセスガスが先ず冷却素子を備えた固定
流動床内に導入され、固定流動床の上方に設けられた塵
室内においてプロセスガス流中の浮遊固形物の一部が分
離されて流動床内に再循還され、さらに除塵装置内にお
いて廃ガスから固形物が分離されて流動床内に再循還さ
れる高温プロセスガスの冷却方法において、冷却面付着
物の形成と硫酸塩の形成とを回避し、かつ経済的な高温
プロセスガスの冷却方法を提供する。 【構成】上記固定流動床が環状槽内に形成され、高温プ
ロセスガス流は流動床の中央ダクトを通って導入され、
冷却された固形物は流動床から環状槽内側周縁部を溢出
して高温プロセスガス流内に流入する際に高温プロセス
ガス流によって流動床上方の塵室へと連行されるように
構成する。
流動床内に導入され、固定流動床の上方に設けられた塵
室内においてプロセスガス流中の浮遊固形物の一部が分
離されて流動床内に再循還され、さらに除塵装置内にお
いて廃ガスから固形物が分離されて流動床内に再循還さ
れる高温プロセスガスの冷却方法において、冷却面付着
物の形成と硫酸塩の形成とを回避し、かつ経済的な高温
プロセスガスの冷却方法を提供する。 【構成】上記固定流動床が環状槽内に形成され、高温プ
ロセスガス流は流動床の中央ダクトを通って導入され、
冷却された固形物は流動床から環状槽内側周縁部を溢出
して高温プロセスガス流内に流入する際に高温プロセス
ガス流によって流動床上方の塵室へと連行されるように
構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高温プロセスガスを先
ず冷却素子を備えた固定流動床内に導入し、固定流動床
の上方に設けられた塵室内においてプロセスガス流中の
浮遊固形物の一部を分離して流動床内に再循還し、さら
に除塵装置内において廃ガスから固形物を分離して流動
床内に再循還する高温プロセスガスの冷却方法に関す
る。
ず冷却素子を備えた固定流動床内に導入し、固定流動床
の上方に設けられた塵室内においてプロセスガス流中の
浮遊固形物の一部を分離して流動床内に再循還し、さら
に除塵装置内において廃ガスから固形物を分離して流動
床内に再循還する高温プロセスガスの冷却方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】多くの製造工程において高温プロセスガ
スが発生するが、この高温プロセスガスの冷却にはかな
りの困難が伴う。例えば、プロセスガスは、凝縮性の成
分または、巻き込まれた熔融金属もしくは熔融スラグの
微細液粒を含むことがある。そして、これらの凝縮性成
分や微細液粒は、冷却に伴って冷却面上に付着物を形成
する。
スが発生するが、この高温プロセスガスの冷却にはかな
りの困難が伴う。例えば、プロセスガスは、凝縮性の成
分または、巻き込まれた熔融金属もしくは熔融スラグの
微細液粒を含むことがある。そして、これらの凝縮性成
分や微細液粒は、冷却に伴って冷却面上に付着物を形成
する。
【０００３】また、プロセスガスは流動性に乏しい微細
ダストを含むことがある。これらのダストは、既に高温
プロセスガス温度において、または冷却に伴って、上記
同様に付着物を形成する。
ダストを含むことがある。これらのダストは、既に高温
プロセスガス温度において、または冷却に伴って、上記
同様に付着物を形成する。
【０００４】さらに、プロセスガスはＳＯ3 を含むこと
があり、またはプロセスガスの冷却に伴ってＳＯ3 が形
成され、好ましくない硫酸露点腐食現象を起こす。
があり、またはプロセスガスの冷却に伴ってＳＯ3 が形
成され、好ましくない硫酸露点腐食現象を起こす。
【０００５】西独国特許第３４３９６００号明細書に
は、炭素質固体ガス化の際に生ずるプロセスガスを、硫
黄分結合性固形物から成る固定流動床内に導入し、同ガ
スを同床内において冷却するプロセスガスの冷却方法が
記載されている。流動床内には冷却素子が備え付けら
れ、冷却素子内には冷却液が貫流している。流動床反応
装置から排出された廃ガスの一部は流動化ガスとして再
循還される。
は、炭素質固体ガス化の際に生ずるプロセスガスを、硫
黄分結合性固形物から成る固定流動床内に導入し、同ガ
スを同床内において冷却するプロセスガスの冷却方法が
記載されている。流動床内には冷却素子が備え付けら
れ、冷却素子内には冷却液が貫流している。流動床反応
装置から排出された廃ガスの一部は流動化ガスとして再
循還される。
【０００６】この方法によれば、プロセスガスは側方向
または上方向から流動床へと導入される。冷却されて流
動床から排出されたプロセスガスは、ダストサイクロン
内において除塵され、熱交換器内において更に冷却さ
れ、ガス清浄装置へと導かれる。それぞれダストサイク
ロン内とガス清浄装置内とにおいて分離された固形物
は、流動床へ再循還される。プロセスガスと冷却面との
接触は避けられず、冷却面上に付着物が生成する危険が
存在する。プロセスガスと固形物との混合は最適状態に
はない。
または上方向から流動床へと導入される。冷却されて流
動床から排出されたプロセスガスは、ダストサイクロン
内において除塵され、熱交換器内において更に冷却さ
れ、ガス清浄装置へと導かれる。それぞれダストサイク
ロン内とガス清浄装置内とにおいて分離された固形物
は、流動床へ再循還される。プロセスガスと冷却面との
接触は避けられず、冷却面上に付着物が生成する危険が
存在する。プロセスガスと固形物との混合は最適状態に
はない。
【０００７】米国特許第３９７７８４６号明細書には、
炭化水素類を含むプロセスガスを固定流動床内において
冷却する方法が記載されている。この方法によれば、流
動床の下部に冷却面が備えられて居り、冷却面の内部に
は冷却液が貫流している。流動化ガスとして、炭化水素
を含まない、外部からの気体が使用される。プロセスガ
スは流動床内に備えられたノズルを通して冷却面の上方
に導入される。付着物を避けるために、ノズルは熱的に
絶縁されている。
炭化水素類を含むプロセスガスを固定流動床内において
冷却する方法が記載されている。この方法によれば、流
動床の下部に冷却面が備えられて居り、冷却面の内部に
は冷却液が貫流している。流動化ガスとして、炭化水素
を含まない、外部からの気体が使用される。プロセスガ
スは流動床内に備えられたノズルを通して冷却面の上方
に導入される。付着物を避けるために、ノズルは熱的に
絶縁されている。
【０００８】冷却されて流動床反応装置から排出したプ
ロセスガスを、除塵装置へ導入する。凝縮した炭化水素
類で覆われた固形物を流動床から除去し、新鮮な固形物
を流動床に導入する。プロセスガス中には腐食性成分と
固形物類とが含まれているので、ノズルの甚だしい摩耗
が予想される。加えて、ノズルの閉塞の危険も伴う。
ロセスガスを、除塵装置へ導入する。凝縮した炭化水素
類で覆われた固形物を流動床から除去し、新鮮な固形物
を流動床に導入する。プロセスガス中には腐食性成分と
固形物類とが含まれているので、ノズルの甚だしい摩耗
が予想される。加えて、ノズルの閉塞の危険も伴う。
【０００９】米国特許第４１２０６６８号明細書には、
熔融塩粒と揮発性成分とを含むプロセスガスを固定流動
床内において冷却する方法が記載されている。この方法
によれば、プロセスガスを流動化ガスとして流動床内に
導入する。プロセスガスの導入部の上方に流動床の冷却
面が設けられている。冷却したガスをダストサイクロン
内で除塵し、分離した固形物を流動層へ再循還する。固
形物の一部を流動床から下方へ取り出し、新鮮な固形物
を導入する。この方法においてもまた、上記方法と同様
の欠点が予想される。
熔融塩粒と揮発性成分とを含むプロセスガスを固定流動
床内において冷却する方法が記載されている。この方法
によれば、プロセスガスを流動化ガスとして流動床内に
導入する。プロセスガスの導入部の上方に流動床の冷却
面が設けられている。冷却したガスをダストサイクロン
内で除塵し、分離した固形物を流動層へ再循還する。固
形物の一部を流動床から下方へ取り出し、新鮮な固形物
を導入する。この方法においてもまた、上記方法と同様
の欠点が予想される。
【００１０】国際公開８８／０８７４１号公報には、プ
ロセスガスを循還式流動床内において冷却する方法が記
載されている。この方法によれば、混合室内において、
プロセスガスが、再循還され冷却されたプロセスガス
と、再循還され冷却された固形物とによって、冷却され
る。混合室の底部は円錐形に作られて居り、プロセスガ
スの導入用の開口部と、再循還されたガスの導入用の開
口部とが設けられている。混合室から排出されたサスペ
ンション系は、流動床反応装置の上部に設けられた冷却
面上において更に冷却され、続いてダストサイクロン内
で固形物が分離された後、流動床反応装置に再循還され
る。
ロセスガスを循還式流動床内において冷却する方法が記
載されている。この方法によれば、混合室内において、
プロセスガスが、再循還され冷却されたプロセスガス
と、再循還され冷却された固形物とによって、冷却され
る。混合室の底部は円錐形に作られて居り、プロセスガ
スの導入用の開口部と、再循還されたガスの導入用の開
口部とが設けられている。混合室から排出されたサスペ
ンション系は、流動床反応装置の上部に設けられた冷却
面上において更に冷却され、続いてダストサイクロン内
で固形物が分離された後、流動床反応装置に再循還され
る。
【００１１】上記の別法として、上記サスペンション系
を上記追加冷却なしに移送し、固形物をダストサイクロ
ン内で分離して流動床反応装置に再循還してもよく、ガ
ス分は冷却後その一部を流動床反応装置に再循還しても
よい。
を上記追加冷却なしに移送し、固形物をダストサイクロ
ン内で分離して流動床反応装置に再循還してもよく、ガ
ス分は冷却後その一部を流動床反応装置に再循還しても
よい。
【００１２】７５〜１００％のプロセスガス量を再循還
することと、０．９２〜１１．５ｋｇ／ｍ3 の固形物量
を再循還することとにより、循還式流動床内のサスペン
ション系の密度は１〜５ｋｇ／ｍ3 またはそれ以下の値
に調節される。ガスの再循還量が増大すると廃ガス量が
増大し、高価なガス清浄装置が必要となる。サスペンシ
ョン系の密度が低いので、比較的大きな熱交換面積が必
要となる。
することと、０．９２〜１１．５ｋｇ／ｍ3 の固形物量
を再循還することとにより、循還式流動床内のサスペン
ション系の密度は１〜５ｋｇ／ｍ3 またはそれ以下の値
に調節される。ガスの再循還量が増大すると廃ガス量が
増大し、高価なガス清浄装置が必要となる。サスペンシ
ョン系の密度が低いので、比較的大きな熱交換面積が必
要となる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上記公知の手段は、上
述のように改善が必要である。本発明は上述の点に鑑
み、付着物の形成と硫酸塩の形成とを回避し、かつ出来
るだけ経済的な高温プロセスガスの冷却方法を提供する
ものである。
述のように改善が必要である。本発明は上述の点に鑑
み、付着物の形成と硫酸塩の形成とを回避し、かつ出来
るだけ経済的な高温プロセスガスの冷却方法を提供する
ものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、高温プロセス
ガスを先ず冷却素子を備えた固定流動床内に導入し、固
定流動床の上方に設けられた塵室内においてプロセスガ
ス流中の浮遊固形物の一部を分離して流動床内に再循還
し、さらに除塵装置内において廃ガスから固形物を分離
して流動床内に再循還する高温プロセスガスの冷却方法
において、冷却素子を備えた上記固定流動床は環状槽内
に形成され、環状槽のガス透過用底部を通って流動化ガ
スを流動床内に導入し、高温プロセスガス流を流動床の
中央ダクトを通って導入し、冷却した固形物を流動床か
ら環状槽内側周縁部を溢出して高温プロセスガス流内に
流入する際に高温プロセスガス流によって流動床上方の
塵室へ連行し、塵室内で分離した固形物を環状流動床へ
逆戻り落下させ、固形物残部を含みかつ冷却したプロセ
スガスは冷却面を備えたガス冷却器へ導入し、ガス冷却
器上部から排出したガスを除塵装置へ導入し、除塵装置
で分離した固形物を固定流動床内に再循還するように、
高温プロセスガスの冷却方法を構成した。
ガスを先ず冷却素子を備えた固定流動床内に導入し、固
定流動床の上方に設けられた塵室内においてプロセスガ
ス流中の浮遊固形物の一部を分離して流動床内に再循還
し、さらに除塵装置内において廃ガスから固形物を分離
して流動床内に再循還する高温プロセスガスの冷却方法
において、冷却素子を備えた上記固定流動床は環状槽内
に形成され、環状槽のガス透過用底部を通って流動化ガ
スを流動床内に導入し、高温プロセスガス流を流動床の
中央ダクトを通って導入し、冷却した固形物を流動床か
ら環状槽内側周縁部を溢出して高温プロセスガス流内に
流入する際に高温プロセスガス流によって流動床上方の
塵室へ連行し、塵室内で分離した固形物を環状流動床へ
逆戻り落下させ、固形物残部を含みかつ冷却したプロセ
スガスは冷却面を備えたガス冷却器へ導入し、ガス冷却
器上部から排出したガスを除塵装置へ導入し、除塵装置
で分離した固形物を固定流動床内に再循還するように、
高温プロセスガスの冷却方法を構成した。
【００１５】上記固定流動床において、高密度相とその
上方に在る塵室との間には明確な密度段差がある。ま
た、上記固定流動床用環状槽の形状は円形であっても四
角形または多角形であってもよい。
上方に在る塵室との間には明確な密度段差がある。ま
た、上記固定流動床用環状槽の形状は円形であっても四
角形または多角形であってもよい。
【００１６】上記流動床に設置される冷却面は、交換が
可能なように配列されるのがよい。冷却面は、蒸発装置
および／または過熱器としても機能するように接続され
るのがよい。冷却面はパイプ束で構成されるのが一般で
ある。上記環状槽の壁面には冷却用パイプ群が設置され
ている。上記環状槽の内壁は流動床の中央ダクトを形成
し、このダクトを通って高温プロセスガスが流入する。
可能なように配列されるのがよい。冷却面は、蒸発装置
および／または過熱器としても機能するように接続され
るのがよい。冷却面はパイプ束で構成されるのが一般で
ある。上記環状槽の壁面には冷却用パイプ群が設置され
ている。上記環状槽の内壁は流動床の中央ダクトを形成
し、このダクトを通って高温プロセスガスが流入する。
【００１７】冷却された固形物は流動床から環状槽内側
周縁部を溢出して中央ダクトへ流入し、ここで高温プロ
セスガス流と混合され、中央噴出流内の高密度サスペン
ション系として流動床上方の塵室へ流し去られる。この
時、プロセスガスの急速かつ大幅な冷却が行われる。
周縁部を溢出して中央ダクトへ流入し、ここで高温プロ
セスガス流と混合され、中央噴出流内の高密度サスペン
ション系として流動床上方の塵室へ流し去られる。この
時、プロセスガスの急速かつ大幅な冷却が行われる。
【００１８】塵室内においてガス容積が増大するので、
塵室内では上記中央噴出流から固形物の大部分が分離さ
れ、分離された固形物は固定流動床へ逆戻り落下し、そ
こで再冷却される。固定流動床内の固形物の冷却度と、
中央ダクト内に導入する固形物量とを調節することによ
り、塵室内で望まれる所定温度に高温プロセスガスを冷
却する。塵室壁は冷却パイプによって冷却される。
塵室内では上記中央噴出流から固形物の大部分が分離さ
れ、分離された固形物は固定流動床へ逆戻り落下し、そ
こで再冷却される。固定流動床内の固形物の冷却度と、
中央ダクト内に導入する固形物量とを調節することによ
り、塵室内で望まれる所定温度に高温プロセスガスを冷
却する。塵室壁は冷却パイプによって冷却される。
【００１９】固形物残部を含む、プロセスガスと流動化
ガスとから成るガス混合物は、ガス冷却器へ導入され、
そこで更に冷却される。ガス冷却器は、塵室の上部に設
置されるのがよい。ガス冷却器は壁冷却器を備えている
が、吊り下げ式の冷却面を追加してもよい。なお、ガス
中に浮遊する固形物の一部は、ガス冷却器内で分離し
て、まず塵室へ落下し、そこから更に固定流動床へと落
下する。冷却用媒体として一般に水が使用され、ガス冷
却器は蒸発装置として機能するように接続される。
ガスとから成るガス混合物は、ガス冷却器へ導入され、
そこで更に冷却される。ガス冷却器は、塵室の上部に設
置されるのがよい。ガス冷却器は壁冷却器を備えている
が、吊り下げ式の冷却面を追加してもよい。なお、ガス
中に浮遊する固形物の一部は、ガス冷却器内で分離し
て、まず塵室へ落下し、そこから更に固定流動床へと落
下する。冷却用媒体として一般に水が使用され、ガス冷
却器は蒸発装置として機能するように接続される。
【００２０】ガス冷却器で冷却されたガスは、例えばダ
ストサイクロン、フィルタ、静電式集塵装置のような除
塵装置へ導入され、そこで十分に除塵された後、廃ガス
として排出されるか、または更にガス清浄化装置へ導入
される。除塵装置で分離された固形物の全量またはその
一部分が、固定流動床へ再循還される。高温プロセスガ
スの組成に依っては、分離された固形物の一部が工程か
ら取り除かれ、新鮮な固形物が代りに導入される。この
処置により、固形物が分離物質により過大に富化されな
いようにする。
ストサイクロン、フィルタ、静電式集塵装置のような除
塵装置へ導入され、そこで十分に除塵された後、廃ガス
として排出されるか、または更にガス清浄化装置へ導入
される。除塵装置で分離された固形物の全量またはその
一部分が、固定流動床へ再循還される。高温プロセスガ
スの組成に依っては、分離された固形物の一部が工程か
ら取り除かれ、新鮮な固形物が代りに導入される。この
処置により、固形物が分離物質により過大に富化されな
いようにする。
【００２１】流動化ガスとしては、冷却の際または次工
程で支障が起きなければ、どんな気体でも使用できる。
例えば、廃ガス中のＳＯ2 含量が高くて廃ガスを更に処
理するために空気を必要とする場合や、空気を使用して
なんら支障が起きない場合には、空気を流動化ガスとし
て使用することができる。
程で支障が起きなければ、どんな気体でも使用できる。
例えば、廃ガス中のＳＯ2 含量が高くて廃ガスを更に処
理するために空気を必要とする場合や、空気を使用して
なんら支障が起きない場合には、空気を流動化ガスとし
て使用することができる。
【００２２】そのほか、廃ガスの一部を流動化用ガス用
に再循還することもできる。但し、そのためには再循還
用廃ガスを予め清浄化し、流動床のガス透過用底部を損
傷する物質を除去しておかなければならない。流動化ガ
ス量をできるだけ少なく保つためには、流動床固形物の
粒径は１ｍｍ以下であってそのメジアン値ｄ50が０．５
ｍｍ以下であるのがよい。
に再循還することもできる。但し、そのためには再循還
用廃ガスを予め清浄化し、流動床のガス透過用底部を損
傷する物質を除去しておかなければならない。流動化ガ
ス量をできるだけ少なく保つためには、流動床固形物の
粒径は１ｍｍ以下であってそのメジアン値ｄ50が０．５
ｍｍ以下であるのがよい。
【００２３】固定流動床内のサスペンション系の密度
は、反応装置の単位容積当り３００〜１５００ｋｇ／ｍ
3 、好ましくは５００〜１０００ｋｇ／ｍ3 であるのが
よい。この範囲内においては熱伝達率が高いので、特に
良好な操業条件が得られる。
は、反応装置の単位容積当り３００〜１５００ｋｇ／ｍ
3 、好ましくは５００〜１０００ｋｇ／ｍ3 であるのが
よい。この範囲内においては熱伝達率が高いので、特に
良好な操業条件が得られる。
【００２４】高温プロセスガス流に対し、固定流動床か
ら１〜１０ｋｇ／ｍ3 、好ましくは２．５〜６ｋｇ／ｍ
3 の固形物を導入するのがよい。この範囲においては、
巨大な冷却面を必要とすることなく、高温プロセスガス
を望ましい程度にまで急速冷却することができる。
ら１〜１０ｋｇ／ｍ3 、好ましくは２．５〜６ｋｇ／ｍ
3 の固形物を導入するのがよい。この範囲においては、
巨大な冷却面を必要とすることなく、高温プロセスガス
を望ましい程度にまで急速冷却することができる。
【００２５】ガス冷却器上部から排出されるガスの固形
物含量は０．１〜１ｋｇ／ｍ3 、好ましくは０．２〜
０．６ｋｇ／ｍ3 であるのがよい。これにより、ガス冷
却器内圧力損出が比較的低くて済み、かつガス冷却は効
果的に行われる。
物含量は０．１〜１ｋｇ／ｍ3 、好ましくは０．２〜
０．６ｋｇ／ｍ3 であるのがよい。これにより、ガス冷
却器内圧力損出が比較的低くて済み、かつガス冷却は効
果的に行われる。
【００２６】ガス透過用底部を通って固定流動床へ導入
される流動化ガスの体積は、高温プロセスガス体積の１
０〜３０％、好ましくは１５〜２０％であるのがよい。
これにより、ガス流動化に要するエネルギー量は比較的
少なくて済む。そのほか、もし廃ガスが再循還されれ
ば、ガス清浄化装置の経費が節減される。
される流動化ガスの体積は、高温プロセスガス体積の１
０〜３０％、好ましくは１５〜２０％であるのがよい。
これにより、ガス流動化に要するエネルギー量は比較的
少なくて済む。そのほか、もし廃ガスが再循還されれ
ば、ガス清浄化装置の経費が節減される。
【００２７】除塵装置内で分離された固形物を、制御し
ながら固定流動床へ再循還するのがよい。除塵装置内で
単位時間内に分離される固形物量は時間的に一定ではな
い。再循還が無制御直接方式で行われると、時間的に再
循還量が変動するので、不満足な結果しか得られない。
この欠点は、再循還を一様な速度に制御することにより
回避できる。除塵装置と流動床の再循還用配管との間に
は中間槽が設置されて居る。この中間槽は緩衝装置とし
て機能し、ここから固形物を制御された速度で流出させ
る。中間槽内の固形物は軽度に流動化した方が都合がよ
い。
ながら固定流動床へ再循還するのがよい。除塵装置内で
単位時間内に分離される固形物量は時間的に一定ではな
い。再循還が無制御直接方式で行われると、時間的に再
循還量が変動するので、不満足な結果しか得られない。
この欠点は、再循還を一様な速度に制御することにより
回避できる。除塵装置と流動床の再循還用配管との間に
は中間槽が設置されて居る。この中間槽は緩衝装置とし
て機能し、ここから固形物を制御された速度で流出させ
る。中間槽内の固形物は軽度に流動化した方が都合がよ
い。
【００２８】固定流動床の中央ダクトは耐火性ライニン
グにより絶縁されているのがよい。同中央ダクトは金属
板製の殻から成る。同殻の外側には冷却面が設置されて
いる。同殻の内側面には耐火性ライニングが装着されて
おり、これにより、高温プロセスガス成分の凝固物から
成る付着物の生成が回避される。即ち、高温プロセスガ
ス中に含まれる熔融流動性成分が上記耐火性ライニング
上に析出しても、析出物は流動床へ流れ戻ってしまう。
グにより絶縁されているのがよい。同中央ダクトは金属
板製の殻から成る。同殻の外側には冷却面が設置されて
いる。同殻の内側面には耐火性ライニングが装着されて
おり、これにより、高温プロセスガス成分の凝固物から
成る付着物の生成が回避される。即ち、高温プロセスガ
ス中に含まれる熔融流動性成分が上記耐火性ライニング
上に析出しても、析出物は流動床へ流れ戻ってしまう。
【００２９】廃ガスから分離された物質類と共に再加工
できるような固体類を、流動床材料として使用するのが
よい。
できるような固体類を、流動床材料として使用するのが
よい。
【００３０】
【実施例】以下本発明の実施例につき図１を参照しなが
ら説明する。図１は本発明の方法を実施するための冷却
システムの縦断面図を模式的にを示す。送風機２からガ
ス透過用底部を通して流動化空気が環状槽１内へ吹き込
まれる。環状槽１内には冷却素子３が設置されている。
環状槽１の内壁は高温プロセスガスの中央ダクト４を形
成する。
ら説明する。図１は本発明の方法を実施するための冷却
システムの縦断面図を模式的にを示す。送風機２からガ
ス透過用底部を通して流動化空気が環状槽１内へ吹き込
まれる。環状槽１内には冷却素子３が設置されている。
環状槽１の内壁は高温プロセスガスの中央ダクト４を形
成する。
【００３１】環状槽１内に存在する固定流動床５から、
固形物が環状槽内側周縁部を溢出して、中央ダクト４内
の高温プロセスガス流６へと流れ込む。この流れ込みの
際に、固形物と高温プロセスガスとは混合し合って高密
度サスペンション系を形成し、同時にプロセスガスの急
速かつ大幅な冷却が行われる。
固形物が環状槽内側周縁部を溢出して、中央ダクト４内
の高温プロセスガス流６へと流れ込む。この流れ込みの
際に、固形物と高温プロセスガスとは混合し合って高密
度サスペンション系を形成し、同時にプロセスガスの急
速かつ大幅な冷却が行われる。
【００３２】この高密度サスペンション系は中央噴出流
として塵室２１へと吹き上げられるが、塵室の断面積は
大きく従ってガス速度は減少するので、ここで固形物の
大部分が分離され、分離された固形物は固定流動床５へ
逆戻り落下する。
として塵室２１へと吹き上げられるが、塵室の断面積は
大きく従ってガス速度は減少するので、ここで固形物の
大部分が分離され、分離された固形物は固定流動床５へ
逆戻り落下する。
【００３３】固形物残部を含むガスは、ガス冷却器７へ
導入される。ガス冷却器７は、模式的に図示した連続水
冷式壁冷却器８および吊り下げ式冷却面９を装備してい
る。ガス冷却器で冷却されたガスは、排出口１０を通っ
て除塵装置（ダストサイクロン）１１へと流れる。
導入される。ガス冷却器７は、模式的に図示した連続水
冷式壁冷却器８および吊り下げ式冷却面９を装備してい
る。ガス冷却器で冷却されたガスは、排出口１０を通っ
て除塵装置（ダストサイクロン）１１へと流れる。
【００３４】ダストサイクロン１１内で分離された固形
物は中間槽１２へと落下する。この中間槽１２は緩衝装
置として機能する。吐出機構１３と配管１４とを経て、
固形物は制御された量だけ流動床５へ再循還される。除
塵されたガスは配管１５を経て放出される。
物は中間槽１２へと落下する。この中間槽１２は緩衝装
置として機能する。吐出機構１３と配管１４とを経て、
固形物は制御された量だけ流動床５へ再循還される。除
塵されたガスは配管１５を経て放出される。
【００３５】配管１６を経て、固形物の一部が流動床か
ら取り除かれる。運転再開時および流動床の高さ調整の
必要な時、貯蔵槽１７から新鮮な固形物が流動床５へ導
入される。
ら取り除かれる。運転再開時および流動床の高さ調整の
必要な時、貯蔵槽１７から新鮮な固形物が流動床５へ導
入される。
【００３６】除塵されたガスを冷却器１８内で更に冷却
することもできる。その際、例えばボイラー用水を加熱
できる。環状槽１の外側の壁と、塵室２１の壁とを冷却
する冷却素子は、模式的に単に上部管１９と下部管２０
とによって表示した。
することもできる。その際、例えばボイラー用水を加熱
できる。環状槽１の外側の壁と、塵室２１の壁とを冷却
する冷却素子は、模式的に単に上部管１９と下部管２０
とによって表示した。
【００３７】試験例：鉛鉱石をＱＳＬ反応装置で製錬す
る際に発生するプロセスガスの冷却
る際に発生するプロセスガスの冷却
【００３８】上記プロセスガスは、その温度が１０１０
〜１０５０℃で、２１８００ｍ3 ／ｈの割合で生成し、
その塵含量は２１５ｇ／ｍ3 であり、その組成は、 １０．８０％ ＳＯ2 １５．６７％ ＣＯ2 ２２．９０％ Ｈ2Ｏ ７．８３％ Ｏ2 ３９．８０％ Ｎ2 であった。このプロセスガスは、直径１００ｃｍの中央
ダクト４に吹き込まれた。
〜１０５０℃で、２１８００ｍ3 ／ｈの割合で生成し、
その塵含量は２１５ｇ／ｍ3 であり、その組成は、 １０．８０％ ＳＯ2 １５．６７％ ＣＯ2 ２２．９０％ Ｈ2Ｏ ７．８３％ Ｏ2 ３９．８０％ Ｎ2 であった。このプロセスガスは、直径１００ｃｍの中央
ダクト４に吹き込まれた。
【００３９】温度６０℃、圧力２５０ｍｂａｒの空気
が、５０００ｍ3 ／ｈの割合で、環状槽１のガス透過用
底部を通して固定流動床５内に吹き込まれた。同流動床
内には表面積４２ｍ2 の冷却素子束３が設置されてい
た。約４８０℃に冷却された固形物が環状槽１から中央
ダクト４へ流れ込む割合を調節して、プロセスガスの固
形物含量が約５ｋｇ／ｍ3 になるようにした。
が、５０００ｍ3 ／ｈの割合で、環状槽１のガス透過用
底部を通して固定流動床５内に吹き込まれた。同流動床
内には表面積４２ｍ2 の冷却素子束３が設置されてい
た。約４８０℃に冷却された固形物が環状槽１から中央
ダクト４へ流れ込む割合を調節して、プロセスガスの固
形物含量が約５ｋｇ／ｍ3 になるようにした。
【００４０】５．２７ＭＷの熱がプロセスガスと共に導
入され、このうち約３．７８ＭＷが流動床内の冷却素子
束へ導入された。温度が６００℃に冷却されたプロセス
ガスは流速５．５ｍ／ｓでガス冷却器７へ流入した。ガ
ス冷却器７の冷却面積は２５０ｍ2 であった。
入され、このうち約３．７８ＭＷが流動床内の冷却素子
束へ導入された。温度が６００℃に冷却されたプロセス
ガスは流速５．５ｍ／ｓでガス冷却器７へ流入した。ガ
ス冷却器７の冷却面積は２５０ｍ2 であった。
【００４１】ガス冷却器７で更に冷却されたプロセスガ
スは排出口１０から、温度３５０℃、流速４ｍ／ｓ、塵
含量０．５ｋｇ／ｍ3 の状態で流出した。
スは排出口１０から、温度３５０℃、流速４ｍ／ｓ、塵
含量０．５ｋｇ／ｍ3 の状態で流出した。
【００４２】ダストサイクロン１１から配管１５を通っ
て流出するガスの塵含量は５〜１０ｇ／ｍ3 であった。
て流出するガスの塵含量は５〜１０ｇ／ｍ3 であった。
【００４３】温度３５０℃の固形物が、１３．４ｔ／ｈ
の速度で、中間槽１２から流動床５へと再循還された。
の速度で、中間槽１２から流動床５へと再循還された。
【００４４】固形物が、４．５ｔ／ｈの速度で、流動床
５から配管１６を通して取り除かれた。
５から配管１６を通して取り除かれた。
【００４５】圧力４０ｂａｒ、温度２５０℃、発生量１
２．１ｔ／ｈの水蒸気を得ることができた。操業開始時
に、粒径１ｍｍ以下の砂を固形物として環状槽１に導入
した。
２．１ｔ／ｈの水蒸気を得ることができた。操業開始時
に、粒径１ｍｍ以下の砂を固形物として環状槽１に導入
した。
【００４６】本発明の利点として挙げられるのは、比較
的小さな熱交換面積と少ないガス追加量とで冷却ができ
ることおよび、冷却面付着物の形成と硫酸露点腐食とが
回避できることである。
的小さな熱交換面積と少ないガス追加量とで冷却ができ
ることおよび、冷却面付着物の形成と硫酸露点腐食とが
回避できることである。
【００４７】前段連結機械が停止状態にあり従ってプロ
セスガスが導入されない場合には、流動化ガス流を減少
または停止することにより、流動床からの固形物が前段
連結機械内に落下するのを防止できる。
セスガスが導入されない場合には、流動化ガス流を減少
または停止することにより、流動床からの固形物が前段
連結機械内に落下するのを防止できる。
【００４８】
【発明の効果】本発明は上述のような構成であるから、
付着物の形成と硫酸塩の形成とが回避され、かつ経済的
な高温プロセスガスの冷却が可能となる。
付着物の形成と硫酸塩の形成とが回避され、かつ経済的
な高温プロセスガスの冷却が可能となる。
【図１】高温プロセスガスの冷却システムの模式的縦断
面図
面図
１ 環状槽 ２ 送風機 ３ 冷却素子 ４ 中央ダクト ５ 流動床 ６ 高温プロセスガス流 ７ ガス冷却器 ８ 壁冷却器 ９ 吊り下げ式冷却面 １０ 排出口 １１ 除塵装置（ダストサイクロン） １２ 中間槽 １３ 吐出機構 １４ 配管 １５ 配管 １６ 配管 １７ 貯蔵槽 １８ 冷却器 １９ 上部管 ２０ 下部管 ２１ 塵室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ボルフガング・フランク ドイツ連邦共和国6236エシュボルン２・エ ーガーラントシュトラーセ６ (72)発明者 マンフレート・ハイル ドイツ連邦共和国6352オーベルメルレン・ フリートリヒシュトラーセ４
Claims (8)
- 【請求項１】高温プロセスガスを先ず冷却素子を備えた
固定流動床内に導入し、固定流動床の上方に設けられた
塵室内においてプロセスガス流中の浮遊固形物の一部を
分離して流動床内に再循還し、さらに除塵装置内におい
て廃ガスから固形物を分離して流動床内に再循還する高
温プロセスガスの冷却方法において、 冷却素子を備えた上記固定流動床は環状槽内に形成さ
れ、環状槽のガス透過用底部を通って流動化ガスを流動
床内に導入し、高温プロセスガス流を流動床の中央ダク
トを通って導入し、冷却した固形物は流動床から環状槽
の内側周縁部を溢出して高温プロセスガス流内に流入す
る際に高温プロセスガス流によって流動床上方の塵室へ
連行し、塵室内で分離した固形物を環状流動床へ逆戻り
落下させ、固形物残部を含みかつ冷却したプロセスガス
を冷却面を備えたガス冷却器へ導入し、ガス冷却器の上
部から排出したガスを除塵装置へ導入し、除塵装置で分
離した固形物を固定流動床内に再循還することを特徴と
する高温プロセスガスの冷却方法。 - 【請求項２】固定流動床内のサスペンション系の密度
が、反応装置の単位容積当り３００〜１５００ｋｇ／ｍ
3 、好ましくは５００〜１０００ｋｇ／ｍ3 である請求
項１の冷却方法。 - 【請求項３】高温プロセスガス流に対し、固定流動床か
ら１〜１０ｋｇ／ｍ3 、好ましくは２．５〜６ｋｇ／ｍ
3 の固形物を供給する請求項１又は２の冷却方法。 - 【請求項４】ガス冷却器の上部から排出するガスの固形
物含量が、０．１〜１ｋｇ／ｍ3 、好ましくは０．２〜
０．６ｋｇ／ｍ3 である請求項１〜３のいずれか１項の
冷却方法。 - 【請求項５】ガス透過用底部を通って固定流動床へ導入
される流動化ガスの体積が、高温プロセスガス体積の１
０〜３０％、好ましくは１５〜２０％である請求項１〜
４のいずれか１項の冷却方法。 - 【請求項６】除塵装置内で分離した固形物を制御しなが
ら固定流動床へ再循還する請求項１〜５のいずれか１項
の冷却方法。 - 【請求項７】固定流動床の中央ダクトが、耐火性ライニ
ングにより絶縁されている請求項１〜６のいずれか１項
の冷却方法。 - 【請求項８】廃ガスから分離された物質類と共に再加工
できるような固体類が、流動床材料として使用される請
求項１〜７のいずれか１項の冷却方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4023060.0 | 1990-07-20 | ||
| DE4023060A DE4023060A1 (de) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | Verfahren zur kuehlung von heissen prozessgasen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06341777A true JPH06341777A (ja) | 1994-12-13 |
Family
ID=6410650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3203181A Pending JPH06341777A (ja) | 1990-07-20 | 1991-07-19 | 高温プロセスガスの冷却方法 |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5205350A (ja) |
| EP (1) | EP0467441B1 (ja) |
| JP (1) | JPH06341777A (ja) |
| AT (1) | ATE95556T1 (ja) |
| AU (1) | AU633748B2 (ja) |
| CA (1) | CA2047362C (ja) |
| DE (2) | DE4023060A1 (ja) |
| ES (1) | ES2046844T3 (ja) |
| FI (1) | FI97081C (ja) |
| NO (1) | NO301131B1 (ja) |
| PT (1) | PT98379B (ja) |
| TR (1) | TR25189A (ja) |
| ZA (1) | ZA915692B (ja) |
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| NL9300666A (nl) * | 1993-04-20 | 1994-11-16 | Bronswerk Heat Transfer Bv | Inrichting voor het uitvoeren van een fysisch en/of chemisch proces, zoals een warmtewisselaar. |
| FI93701C (fi) * | 1993-06-11 | 1995-05-26 | Ahlstroem Oy | Menetelmä ja laite kuumien kaasujen käsittelemiseksi |
| FI93274C (fi) * | 1993-06-23 | 1995-03-10 | Ahlstroem Oy | Menetelmä ja laite kuuman kaasuvirran käsittelemiseksi tai hyödyntämiseksi |
| FI97424C (fi) * | 1993-06-23 | 1996-12-10 | Foster Wheeler Energia Oy | Menetelmä ja laite kuuman kaasun käsittelemiseksi tai hyödyntämiseksi |
| US5464597A (en) * | 1994-02-18 | 1995-11-07 | Foster Wheeler Energy Corporation | Method for cleaning and cooling synthesized gas |
| US5567228A (en) * | 1995-07-03 | 1996-10-22 | Foster Wheeler Energy Corporation | System for cooling and cleaning synthesized gas using ahot gravel bed |
| NL1005517C2 (nl) * | 1997-03-12 | 1998-09-15 | Bronswerk Heat Transfer Bv | Inrichting voor het uitvoeren van een fysisch en/of chemisch proces, zoals een warmtewisselaar. |
| NL1005514C2 (nl) * | 1997-03-12 | 1998-09-15 | Bronswerk Heat Transfer Bv | Inrichting voor het uitvoeren van een fysisch en/of chemisch proces, zoals een warmtewisselaar. |
| NL1005518C2 (nl) * | 1997-03-12 | 1998-09-15 | Bronswerk Heat Transfer Bv | Inrichting voor het uitvoeren van een fysisch en/of chemisch proces, zoals een warmtewisselaar. |
| DE19813286A1 (de) | 1998-03-26 | 1999-09-30 | Metallgesellschaft Ag | Verfahren zum Abtrennen von dampfförmigen Phthalsäureanhydrid aus einem Gasstrom |
| FI107164B (fi) * | 1999-11-04 | 2001-06-15 | Valtion Teknillinen | Menetelmä ja laitteisto kaasutusreaktorin tuotekaasun puhdistamiseksi |
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1991
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