JPH0723764B2 - 流動床反応器を作動する装置および方法 - Google Patents

流動床反応器を作動する装置および方法

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JPH0723764B2 JP63503681A JP50368188A JPH0723764B2 JP H0723764 B2 JPH0723764 B2 JP H0723764B2 JP 63503681 A JP63503681 A JP 63503681A JP 50368188 A JP50368188 A JP 50368188A JP H0723764 B2 JPH0723764 B2 JP H0723764B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は混在する固体粒子を煙道ガスから分離し分離さ
れた粒子を反応室に再循環する分離器を有する流動床反
応器を作動する装置および方法に関する。とくに、分離
され再循環される粒子は反応室に再び入る前に流動化さ
れ反応室入口に輸送され再循環する粒子を室の床に沿っ
て均一に分配する。
混在する固体粒子を煙道ガスから分離して分離された粒
子を反応器の燃焼室に再循環する。たとえばサイクロン
型分離器を有する流動床反応器は公知である。そのよう
な装置の例は、米国特許第4,522,154号および同第4,44
2,797号である。前者の特許においては、サイクロン分
離器で分離された粒子はループシールを通って反応器に
再循環し、ループシールはガスが燃焼室からサイクロン
分離器に逆流するのを防止する。米国特許第4,442,797
号においては、分離された粒子が再循環し反応器の燃焼
室に流れ込むとき燃料が分離された粒子に供給される。
しかしながら、一般に分離され再循環する粒子をそれら
が流動床反応器の燃焼室に戻るとき均一に分配すること
は困難である。再循環する粒子は未燃焼固体燃料を含ん
でいることが認められる。効率の点から、未燃焼燃料お
よび他の粒子を燃焼室全体に均一に分配することが望ま
しい。このことは大きい断面積を有する流動床反応器に
おいてはとくに困難である。しかして、再循環する粒子
が反応室の１つの壁を通って導入されるとき、とくに大
きい反応器においては、分離された粒子をうけ入れない
またはそのような分離された粒子をうけ入れるが室の他
の区域よりは少なくうけ入れる、燃焼床の区域が存在す
る。
流動床反応器に使用するため付加的サイクロン分離器を
設け、それにより各分離器から分離された粒子を燃焼室
の異なった位置に分配することが可能である。しかしな
がら、これは流動床反応器を大型のものとし、サイクロ
ン分離器のコストは、燃焼室へ再循環する分離された粒
子の不均一な分配の問題を解決するそのような装置の使
用を事実上制限する。さらに、反応室における分配の問
題は燃料が再循環する分離された粒子に添加され室内の
燃焼の均一性の促進実現しようとするとき悪化する。
本発明の１つの特徴によれば、煙道ガスから混在する固
体粒子を除去する分離器を有する循環式流動床反応器を
作動する方法であって分離器において分離された粒子を
輸送して分離器から室内へ流す工程を含んでいる方法が
提供される。室内において、分離された粒子は流動化さ
れ別々の粒子流に分割される。別々の粒子流は異なった
入口位置において流動床反応器に導入され、分離された
粒子を流動床反応器に沿ってほぼ均一に分配する。燃料
が別々の粒子流に、それらが燃焼室に入る前に、それぞ
れ混合されるのが好ましい。室内における分離された粒
子の流動化は流体、たとえば空気を室内に噴射して分離
された粒子を流動状態に保つことによって行なわれる。
流動室内に噴射された流体は分離された粒子を流動室か
ら導管を通して燃焼室に輸送するのを助け、そこに燃料
が導入される。しかして、この方法によれば、別々の粒
子流が流動床反応器側壁に沿った等間隔の場所から導入
され、それにより分離された粒子および燃料混合物のほ
ぼ均一な分配が達成される。
本発明の別の特徴によれば、流動床燃焼室における分離
され再循環される粒子の均一な分配を可能にする装置が
提供される。前記装置は反応室、固体粒子を混在した煙
道ガスを反応室から除去する排出装置、排出装置に接続
され煙道ガスから固体粒子を分離するサイクロン分離
器、ならびに、分離された粒子の少なくとも一部分を別
々の粒子流に分割しかつ分割された粒子流を反応室に接
続するループシールを含む、分離された粒子の少なくと
も１部分を反応室に再循環する装置を備えるのが好まし
い。本発明のこの好ましい装置において、一対の分割器
が設けられ、各分割器は直立管と、概ね水平に延びるダ
クトよりなる分配室とを有し、直立管およびダクトはほ
ぼＴ型継手を形成している。導管が各ダクトの両端から
上向きに延び、燃焼室に接続する傾斜した導管に終わっ
ている。プリナムチャンバーがダクトおよびノズル下方
に設けられ、流動化ガスたとえば空気をダクト内に供給
して分離器からうけ入れた分離された粒子を弱い流動状
態に維持する。しかして、流動化された分離した粒子は
流入流体の作用により端部の導管を通して傾斜した導管
に輸送される。燃料導管ポートが傾斜した入口に設けら
れそれにより燃料および分離された粒子は混合され燃焼
室に輸送される。傾斜した各導管の下端は燃焼室の全長
に亘って略等間隔に設けられた各入口に接続され、それ
により分離された粒子および燃料混合物の均一な分配が
得られる。
したがって、本発明の主目的は流動床反応器によって発
生した煙道ガスから分離された粒子を、再循環する分離
された粒子およびそれと混合した燃料がほぼ均一に燃焼
室に分配されるように再循環する新規かつ進歩した方法
および装置を提供することにある。
本発明のこれらのおよび別の目的は下記の明細書、添付
の請求の範囲および図面を参照して一層明らかになるで
あろう。
図面の簡単な説明 第１図は流動床反応器およびサイクロン分離器の略側面
図で分離された粒子が燃焼室に戻される方法を示し、 第２図は全体的に第１図のほぼＡ−Ａ線に沿う断面図で
あり、 第３図は流動床反応器下端の破断拡大斜視図で分離され
た粒子の分配導管を示し、 第４図は全体的に第１図のほぼＢ−Ｂ線に沿う拡大破断
断面図であり、 第５図は第４図のほぼＣ−Ｃ線に沿う拡大断面図であ
る。
図面の詳細な説明 本発明の好ましい実施例を図面に参照して説明する。
第１図を参照すると、全体的に１で示した、反応器また
は燃焼室２を有する、流動床反応器が示されている。流
動床反応器はガス化器、燃焼器、蒸気発生器、またはこ
の技術に通じた人々が認識しうる他の同様の型の装置と
することができる。１次および２次ガスが、図示しない
装置により、反応器の底部および側壁を通って供給され
る。一対のサイクロン分離器３が一対のポート４を通し
て反応室２の上端に連通している。導管５は排出ポート
４をサイクロン分離器３に接続している。煙道ガスは燃
焼室２からポート４および導管５を通って各分離器のサ
イクロン室６内に排出され、導管５は煙道ガスを混在す
る固体粒子とともにサイクロン室６に接線方向に送り込
む。サイクロン分離器３は通常の構造のもので、高温煙
道ガスを固体粒子から分離し、固体粒子は室６の下端に
重力で供給される。
各サイクロン分離器の６は分離器円錐部分の下端に直立
管の上端を接続され、そこに固体粒子が集められる。各
直立管７の反対側端部すなわち下端は、第４図にもっと
もよく示されたように、端壁10を有する水平室またはダ
クト９の両端部の中間に出口開口８を有する。すなわ
ち、直立管７および水平室またはダクト９は逆Ｔ型流れ
ダクトを形成している。各直立管７の下端はダクト９の
上側を通して開口し、２つのほぼ垂直に延びる導管11の
下端は開口12を通して両端でダクト９に接続されてい
る。導管11の上端は、第３図にもっともよく示されたよ
うに、傾斜した導管14の上端に接続し、その下端は入口
13を通して燃焼室に開口している。また、燃料入口導管
15が導管14の両端の中間で接続され、下記に記載するよ
うに、分離された粒子に燃料を加える。
第４図を参照すると、ダクト９の底部は多数の開口16を
備え、その中に分配ノズル17が設けられ、空気をダクト
９の下方に設けられたプリナムチャンバーからその中に
連通し、分離された粒子を流動化する。とくに、５個の
プリナムチャンバーがダクト９の下方に設けられてい
る。チャンバー18はダクト９の両端部に設けられまたチ
ャンバー19はチャンバー18と中央のチャンバー20との間
に設けられている。この配置によって、中央のプリナム
チャンバーは直立管７の出口８の反対側に位置する一
方、端部のプリナムチャンバー18は開口12の反対側に位
置するプリナムチャンバーは圧力流体源、たとえば高圧
空気源に接続される。プリナムチャンバーに供給される
空気を、所望により、別々に制御しうることが分かる。
適当なカバーがノズル17の頂部に設けられ、分離された
粒子がプリナムチャンバーに入るのを防止している。
作用において、流動床反応器における燃焼の結果生じた
煙道ガスおよび煙道ガス中に混在する固体粒子は反応器
上部に流れ、そこでそれらはポート４および導管５を通
ってサイクロン分離器３に輸送される。煙道ガス中の粒
子は煙道ガスから分離されサイクロン室６の壁に沿って
集められる。そこから、分離された粒子は直立管７内に
流れる。
第４図に示すように、各直立管下端に分離された粒子は
ダクト９内において２つの同じ粒子流に分割され、図面
に示すように、一方の流れは左に流れ他方の流れは右に
流れる。ダクト９はプリナムチャンバー18,19および20
からノズル17を通って噴射された。流体、すなわち空気
の導入によって流動化される。しかして、ダクト９は直
立管７下端付近に低圧流動状態を確立する。ダクト９お
よび直立管11はループシールを形成し、分離された粒子
が分離器からループシールを通って反応室に流れること
を可能にしている。この流れはプリナムチャンバー18〜
20およびノズル17におけるガス流によって制御される。
ガス流を制御することにより、反応室への分離された粒
子の流れに対する制御が達成される。たとえば、プリナ
ムチャンバー18〜20からノズル17を通る流体流が停止さ
れると、反応室からの分離された粒子の流れも同様に停
止される。弁を各傾斜導管14に反応室への固体粒子の再
循環を制御するのを助けるため設けることができる。分
離された粒子が導管11および導管14を通って流れると
き、燃料を導管15から添加して粒子流と混合することが
できる。
とくに第３図を再度参照すると、導管14の下端に隣接す
る入口ポート13は燃焼室の長手方向にほぼ等間隔に設け
られ燃焼室内における分離された粒子と燃料混合物の均
一な分配を促進する。
本発明を現在もっとも実際的でかつ好ましい実施例と考
えられるものに基づいて記載したが、本発明は開示され
た実施例に限定されるものでなく、反対に添付の請求の
範囲の精神および記載の範囲内に含まれる種々の変型お
よび同等の配置をカバーすることを意図している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−44711（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−206309（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−143409（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−4803（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−28403（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−101529（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】反応室と、煙道ガスから混在する固体粒子
    を分離する分離器とを有する循環式流動床反応器を作動
    する方法であって、 前記分離器において分離された粒子を輸送して前記分離
    器から分割器内に流し、 前記分離された粒子を前記分割器内で気体噴射によって
    流動化して別々の粒子流に分割すると共に気体噴射を制
    御して各粒子流の流量を調整し、 前記分割された別々の粒子流をそれぞれ異なった入口か
    ら前記流動床反応器内に導入する方法。
  2. 【請求項２】流動床反応器であって、 反応室と、 固体粒子が混在する煙道ガスを前記反応室から除去する
    排出装置と、 前記排出装置に接続され前記固体粒子を前記煙道ガスか
    ら分離するサイクロン分離器と、 分離された粒子の少なくとも一部を前記反応室に再循環
    する装置であって、ほぼ水平のダクトと、前記サイクロ
    ン分離器の下部と前記ほぼ水平のダクトとに接続された
    直立管と、前記ほぼ水平のダクトを前記反応室に接続す
    るほぼ垂直に延びる導管と、前記ほぼ水平のダクトに設
    けられ、気体を前記ダクト内に噴射して前記ダクト内の
    分離された粒子を流動化する別々に制御自在な複数のノ
    ズルとを有している再循環装置とを有する流動床反応
    器。
JP63503681A 1987-05-08 1988-04-20 流動床反応器を作動する装置および方法 Expired - Lifetime JPH0723764B2 (ja)

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US47,308 1987-05-08
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CN (1) CN1015423B (ja)
AT (1) ATE77875T1 (ja)
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