JPH0731021B2 - 流動床熱交換器 - Google Patents

流動床熱交換器

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JPH0731021B2
JPH0731021B2 JP63319669A JP31966988A JPH0731021B2 JP H0731021 B2 JPH0731021 B2 JP H0731021B2 JP 63319669 A JP63319669 A JP 63319669A JP 31966988 A JP31966988 A JP 31966988A JP H0731021 B2 JPH0731021 B2 JP H0731021B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、複数の室を経て流れる高温の粒状物から熱を
移行させるようにした、流動床熱交換器に関する。
〈従来の技術〉 各種の反応器又は熱交換器、例えば蒸気発生器その他
は、１次的な熱伝達媒体として、流動床を使用する。こ
の装置において、空気は、粒状物の床を通過し、この床
を流動化する。
最も典型的な流動床装置は、普通に「あわ立ち」流動床
と呼ばれるもので、この流動床において、粒状物の床
は、空気分配板によって支持され、この空気分配板に
は、空気が、高熱の放出、硫黄の高吸収度、窒素酸化物
の低エミッション及び燃料の変通性の有用な組合せを介
して導入される。
最も典型的な流動床燃焼装置は、普通に「あわ立ち」流
動床と呼ばれるもので、この流動床において、粒状物の
床は、空気分配板によって支持され、この空気分配板に
は、燃焼支持空気が、分配板の複数の穿孔を経て導か
れ、粒状物を膨張させ、浮遊した状態又は流動化した状
態とする。気体の速度は、典型的には、床の重量を支持
する圧力降下を生ずるのに必要な速度（例えば、最小流
動化速度）の２〜３倍であり、それによって、あわを生
じ、このあわは、床を通って上昇し、沸騰する液の外観
を床に与える。床は、はっきり定まった上面を示し、床
を離去する気体中の粒子の同伴量は、非常に少ないの
で、これらの粒子を集収し再循環することは、必ずしも
必要ではない。２相混合物の熱伝達特性及び質量伝達特
性は高く、液の特長を示している。
この形式の構造において、熱交換面は、流動化した粒状
物から熱を取出してこの熱を他の目的に利用するため
に、流動化した粒状物の床中に沈下していることが多
い。このように沈下された熱交換器を用いる場合、熱の
取出し速度を制御可能とすることが屡々望まれる。これ
は、通常は、流動床の高さ、従って、沈下される表面の
量、を変化させることによって行なう。
しかし、例えば熱の伝達に関係しない理由のために流動
床の固形物の最小の圧力が必要とされる場合のように、
床の高さの選定にとって十分な自由度が得られないこと
がある。この場合には、粒状物の一部を偏流させ、この
一部の粒状物を次に冷却させ、熱交換器に接触させない
ことによって、熱の伝達を制御する。冷却された粒状物
と冷却されない粒状物との適正な部分を次に再結合させ
た時に、最終的な所望の粒状物の温度が得られる。一例
として、「プラグ弁」又は「Ｌ字形弁」のような、いろ
いろの異なった形式の弁が、床を通過する固形物の部分
をブリードして取出し、そして／又は、熱交換器の床及
び粒状物圧力制御床からの流量を直接に制御するために
使用されている。しかし、この形式の装置は、装置の他
の部分の機能上の完全性、例えば、流動床の粒状物の所
望の最小圧力の達成について、有害な作用を示すことが
多い。
〈発明が解決しようとする課題〉 従って、本発明の１つの目的は、流動床から取出される
熱の量が流動床の高さを変化させる必要なく制御される
ようにした、流動床反応器を提供することにある。
本発明の別の目的は、熱の取出し速度が、熱交換器から
の粒状物の一部分を偏流されることによって、それに通
常附随する問題なしに制御されるようにした、流動床反
応器を提供することにある。
本発明の更に別の目的は、流動床からの熱の取出し速度
が、粒状物の一部を熱交換器から離れるようにバイパス
させた後、熱交換器と接触する部分にその一部の粒状物
を再結合することによって制御される、熱交換器を提供
することにある。
本発明の更に別の目的は、複数の別の流動床を反応器の
容器中に配し、それらの別の室のうち１つの室は、熱交
換面を備え、他の室は、熱交換面に対して露呈された粒
状物の量を制御するために使用されるようにした、流動
床反応器を提供することにある。
〈課題を解決するための手段〉 これらの目的並びに他の目的を達成するために、本発明
によれば、ハウジングと、前記ハウジングを、共に二つ
の追加の室の間に延長する入口室と排出室とに分割する
ために前記ハウジング内に配置される仕切手段と、前記
入口室内へと粒状材料を導入するための手段と、前記入
口室からの材料が前記追加の室に流れるのを許容するた
めの手段と、各室内の粒状材料を流動化するために各室
へ空気を導入するための手段と、前記追加の室の一つに
配置される熱交換手段と、前記材料が前記各追加の室か
ら前記排出室内へと直接流れるのを許容するために、前
記追加の室内の所定値を超える材料の量に応答する手段
と、前記ハウジングから材料を排出するのを許容するよ
うに前記排出室から延長する出口手段とを含むことを特
徴とする流動床熱交換器が提供される。
次に本発明の好ましい実施例を図面に従って一層詳細に
説明する。
〈実施例〉 図面中第１〜３図において、参照符号10は、本発明によ
る反応器全体を示し、この反応器は、前方壁12と、後部
壁14と、２つの側部壁16,18（第２図参照）とによって
形成された容器ないしはハウジングを備えている。排出
口20は、後述するように反応器10からのガスを導出する
ために後部壁14の上部に設けられている。
１対の隔だてられた平行な仕切板22,24は、側部壁16,18
の間に、また仕切板26（第2,3図）は、仕切板22,24の間
に、それぞれ延在し、ハウジングを４つの室A,B,C,Dに
区画している。第３図により明瞭に示すように、室Ｄ
は、室Ａのすぐ後方に、また室B,Cは、室A,Bの側方に、
それぞれ延長している。
孔あけされた格子30は、前方壁12と後部壁14との間にお
いて、側部壁16から仕切壁26まで、ハウジングの下部中
において、水平に延長している。
空気配管31は、ハウジングの下端の下方に配され、ダク
ト32a,32b,32cと連通されている。ダクト32a,32b,32c
は、それぞれ室A,B,Cの下方において格子30の直下に配
された３つのプレナム34a,34b,34cに空気を分配する。
制御弁36a,36b,36cは、空気配管31から空気プレナム34
a,34b,34c、従って室A,B,Cへの空気流をそれぞれ制御す
るために、ダクト32a,32b,32c中にそれぞれ配設されて
いる。
粒状燃料の流入管40は、外部の供給源（図示しない）か
ら室Ａ中に導かれ、その排出端部は、粒子30の直上まで
を延長している。従って、好ましくはれき青炭のような
燃料のばらばらの粒子の形の粒状物を室Ａ中に、空気配
管40を経て絶えず給送することができる。なお、石灰石
のような硫黄吸着剤を同様に空気配管40を経て、又は別
の給送部材を経て室Ａ中に導いてもよい。この吸着剤
は、周知のように、石炭の燃焼によって発生した硫黄を
吸着するように作用する。
第４図によりよく示されるように、室Ａを画定する仕切
板22,24の部分の下部は、それぞれ開口ないしは切欠42
a,42bを備えており、粒状の燃料は、それによって、室
Ａから室B,Cに注入することができる。
１対のせき形の通し孔44a,44bは、室B,C中の粒状物の蓄
積が或る所定の高さを超えた時に室B,C中の粒状物が室
Ｄ中にオーバーフローすることを許容するように、室Ｄ
を画定する仕切板22,24の部分に形成されている。ホッ
パー部分46は、室Ｄ中の粒状燃料を反応器から排出させ
るために、排出管48と連通する室Ｄの下部に設けられて
いる。
全体を参照符号50によって示した熱交換器は、室Ｂ中に
配設してあり、１以上の管束から成り、この管束の１つ
の管は、参照符号50によって示されている。管50は、冷
却用流体例えば水の供給源に連結された入口50aと、室
Ｂを通過してこの室中の流動床から熱を抽出した後の水
を外部の機器に導くための出口50bとを備えている。
作用に際して、粒状燃料は、流入管40を経て、室Ａに導
かれる。吸着剤を同様に室Ａに導いてもよい。空気ダン
パーである制御弁36a,36b,36cは、それぞれ空気プレナ
ム34a,34b,34c及び孔あけされた格子30を経て流動化用
空気が室A,B,C中に入るように上向きに流れることを許
容するように、所望により開放される。従って、空気
は、室A,B,C中の粒状物を流動化する。空気の速度、従
って、流動化の度合と、室A,B,C中の粒状物の結果する
高さとは、制御弁36a,36b,36cの位置を変化させること
によって、所望のように制御される。室Ａ中に蓄積され
た粒状物は、それぞれ仕切板22,24の切欠42a,42bを経
て、室B,C中に流入する。
着火バーナー（図示しない）は、室Ｂ中に配設してあ
り、その燃焼によって、室Ｂ中の粒状物を、室Ｂに供給
される燃焼促進用空気と共に着火させる。空気と燃焼生
成ガスとは、室Ｂの上部に移行し、排出口20を経て排出
される。燃料は、室A,B,C中に蓄積され、燃料の高さ
が、せき形の通し孔44a,44bの高さを超過すると、燃料
は、室Ｄ中にオーバーフローし、排出管48を経て排出さ
れる。
室Ａに入る空気の速度は、流入管40のための圧力封じを
与える上に最適と考えられる値において床中の粒状物を
流動化させるために、空気弁36aによって制御される。
室B,C中の床に入る空気の速度は、熱伝達制御要求に従
って、空気弁36b,36cによって制御される。室B,C中の流
動化速度は、通常は、室Ａ中の流動化速度と異なるの
で、室B,C中の粒状物は、異なった密度をもつことにな
る。粒状物は、室A,Bの間及び室A,Cの間を、切欠42a,42
bによって連通させるので、各床は、異なった高さにお
いて作動する。従って、排出せきである通し孔44a,44b
は、それぞれ室B,C中において達せられた膨張した床の
高さに依存する量の粒状物を、室B,Cから室Ｄ中に排出
させる。このように、室B,Cを通過する全粒状物流のう
ちの部分量は、各床中の流動化速度を変化させることに
よって制御される。
前述した構成から、いくつかの利点が得られる。例とし
て、室Ｂ中の流動床からの熱の取出し速度は、室B,C中
の空気の速度を変化させることによって制御される。ま
た、本発明による反応器は、容易に始動でき、この始動
の間に、粒状燃料のための冷却されない流通路が供与さ
れる。
更に、固形物は、本発明による反応器から、排出管48を
経て排出され、逆流又ははね返りは生じない。更に、流
入管40のための圧力封じを供与するに足る室Ａ中の粒状
燃料の高さが確保される。切欠42a,42bを通る粒状物流
に関係した圧力損失があるため、室Ａ中の床の背圧は、
室B,C中の背圧よりも高くなり、室Ａ中の流動床によっ
て供与される圧力封じの完全性が更に保証される。
本発明をその特定の実施例について以上に説明したが、
以上に説明した以外にも種々の変形が可能であり、前述
した特定の構成は、単なる例示に過ぎず、本発明を限定
するものではない。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による流動床反応器を示す断面図、第
２図は、第１図の２−２線に沿った断面図、第３図は、
第１図の流動床反応器の上面図、第４図は、第１図の反
応器に使用される仕切板を示す部分的な斜視図である。 10……反応器（流動床反応器）、22,24,26……仕切板、
30……格子（格子手段）、31……空気配管（空気導入手
段）、40……流入管（粒状燃料導入手段）、50……熱交
換器（熱交換手段）、Ｄ……第１の室、A,B,C……別の
室、Ａ……１つの室、B,C……他の室。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ハウジングと、 前記ハウジングを、共に二つの追加の室の間に延長する
    入口室と排出室とに分割するために前記ハウジング内に
    配置される仕切手段と、 前記入口室内へと粒状材料を導入するための手段と、 前記入口室からの材料が前記追加の室に流れるのを許容
    するための手段と、 各室内の粒状材料を流動化するために各室へ空気を導入
    するための手段と、 前記追加の室の一つに配置される熱交換手段と、 前記材料が前記各追加の室から前記排出室内へと直接流
    れるのを許容するために、前記追加の室内の所定値を超
    える材料の量に応答する手段と、 前記ハウジングから材料を排出するのを許容するように
    前記排出室から延長する出口手段とを含むことを特徴と
    する流動床熱交換器。
JP63319669A 1987-12-21 1988-12-20 流動床熱交換器 Expired - Lifetime JPH0731021B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13581487A 1987-12-21 1987-12-21
US135814 1987-12-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01217194A JPH01217194A (ja) 1989-08-30
JPH0731021B2 true JPH0731021B2 (ja) 1995-04-10

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ID=22469812

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JP63319669A Expired - Lifetime JPH0731021B2 (ja) 1987-12-21 1988-12-20 流動床熱交換器

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EP (1) EP0325042B1 (ja)
JP (1) JPH0731021B2 (ja)
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ES (1) ES2030179T3 (ja)

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Publication number Publication date
ES2030179T3 (es) 1992-10-16
EP0325042B1 (en) 1992-03-04
JPH01217194A (ja) 1989-08-30
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