JPH0790790A - 流動床燃焼から成分および熱を回収する装置および方法 - Google Patents
流動床燃焼から成分および熱を回収する装置および方法Info
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- JPH0790790A JPH0790790A JP3000698A JP69891A JPH0790790A JP H0790790 A JPH0790790 A JP H0790790A JP 3000698 A JP3000698 A JP 3000698A JP 69891 A JP69891 A JP 69891A JP H0790790 A JPH0790790 A JP H0790790A
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- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
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- D21C11/12—Combustion of pulp liquors
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus
- F22B31/0007—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed
- F22B31/0084—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed with recirculation of separated solids or with cooling of the bed particles outside the combustion bed
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/30—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having a fluidised bed
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 パルプ廃液の燃焼を含むような流動床燃焼工
程から化学成分の回収および／または該燃焼システムか
ら熱エネルギーの回収のための新規かつ改良されたシス
テムおよび方法を提供する。 【構成】 流動床燃焼工程から成分および／または熱エ
ネルギーを回収する装置および方法が供給される化学混
合物の流動床燃焼用燃焼器２２と熱交換区画２４とを一
体化する単一容器２０を利用する。流動床３６の特徴は
燃焼器２２の底部から大粒の不燃焼成分粒子の適当量を
取出すことによって制御され、小粒の成分粒子は燃焼ガ
ス中に伴出され、熱交換区画２４に搬送されることによ
って取出される。小粒の粒子はサイクロン分離を用いず
にガスから分離されて、回収するためおよび粒子を冷却
するために粒子から熱が吸収される熱交換区画２４内で
別の流動床として堆積する。
程から化学成分の回収および／または該燃焼システムか
ら熱エネルギーの回収のための新規かつ改良されたシス
テムおよび方法を提供する。 【構成】 流動床燃焼工程から成分および／または熱エ
ネルギーを回収する装置および方法が供給される化学混
合物の流動床燃焼用燃焼器２２と熱交換区画２４とを一
体化する単一容器２０を利用する。流動床３６の特徴は
燃焼器２２の底部から大粒の不燃焼成分粒子の適当量を
取出すことによって制御され、小粒の成分粒子は燃焼ガ
ス中に伴出され、熱交換区画２４に搬送されることによ
って取出される。小粒の粒子はサイクロン分離を用いず
にガスから分離されて、回収するためおよび粒子を冷却
するために粒子から熱が吸収される熱交換区画２４内で
別の流動床として堆積する。
Description
【０００１】本発明は、一般的に流動床燃焼工程から化
学成分および／または熱エネルギーを回収する装置およ
び方法に関し、より詳細には、流動床燃焼工程に送られ
る原料物質から化学成分および／または熱エネルギーを
回収する装置および方法に関する。本発明が関与する種
類の流動床燃焼プロセスには、リグノセルロース物質の
化学パルプ化、高および／または低硫黄燃料の流動床燃
焼、流動床接触処理、燃料の流動床ガス化、および熱を
反応帯域から取出すかまたは反応帯域に熱を加えること
が望ましい発熱または吸熱反応の生成に含まれるプロセ
スがある。
学成分および／または熱エネルギーを回収する装置およ
び方法に関し、より詳細には、流動床燃焼工程に送られ
る原料物質から化学成分および／または熱エネルギーを
回収する装置および方法に関する。本発明が関与する種
類の流動床燃焼プロセスには、リグノセルロース物質の
化学パルプ化、高および／または低硫黄燃料の流動床燃
焼、流動床接触処理、燃料の流動床ガス化、および熱を
反応帯域から取出すかまたは反応帯域に熱を加えること
が望ましい発熱または吸熱反応の生成に含まれるプロセ
スがある。
【０００２】リグノセルロース物質の化学パルプ化を含
むプロセスにおいて、プロセス塩の形の再使用可能なナ
トリウム成分を黒色のパルプ廃液を燃焼させて回収する
ことができることは公知である。該プロセス塩を回収す
る従来技術システムの１つには３つの別個の設備要素：
流動床燃焼器；サイクロン分離器；および外部式熱交換
器が含まれている。従来システムの操作中に、黒液を燃
焼器に供給して、黒液の燃焼によって得られるプロセス
塩より成る多重固形物の流動床環境内で燃焼させる。プ
ロセス塩には燃焼器から燃焼ガス中に伴出される小粒粒
子および燃焼器床媒質中に残留する大粒粒子すなわちプ
リルがある。プリルはパルプ化工程中で再利用し、かつ
燃焼器内のプリルの堆積すなわち残留量を制御するため
に、燃焼器の底部から取出す。
むプロセスにおいて、プロセス塩の形の再使用可能なナ
トリウム成分を黒色のパルプ廃液を燃焼させて回収する
ことができることは公知である。該プロセス塩を回収す
る従来技術システムの１つには３つの別個の設備要素：
流動床燃焼器；サイクロン分離器；および外部式熱交換
器が含まれている。従来システムの操作中に、黒液を燃
焼器に供給して、黒液の燃焼によって得られるプロセス
塩より成る多重固形物の流動床環境内で燃焼させる。プ
ロセス塩には燃焼器から燃焼ガス中に伴出される小粒粒
子および燃焼器床媒質中に残留する大粒粒子すなわちプ
リルがある。プリルはパルプ化工程中で再利用し、かつ
燃焼器内のプリルの堆積すなわち残留量を制御するため
に、燃焼器の底部から取出す。
【０００３】燃焼ガスおよび伴出塩を燃焼器から誘導し
て、サイクロン分離器に入れ、そこで塩をガスから分離
する。次に燃焼蒸気は無塩排ガスとして分離器から排出
させ、分離された塩は分離器から外部式熱交換器に送給
する。分離された塩は熱交換器内の床に堆積し、床内に
配置されている熱交換器は熱を床から、水蒸気を発生さ
せ、かつ堆積塩を冷却するために管内に給送される水に
伝達する。冷却した塩の一部は操作温度を制御するため
に燃焼器に戻される。
て、サイクロン分離器に入れ、そこで塩をガスから分離
する。次に燃焼蒸気は無塩排ガスとして分離器から排出
させ、分離された塩は分離器から外部式熱交換器に送給
する。分離された塩は熱交換器内の床に堆積し、床内に
配置されている熱交換器は熱を床から、水蒸気を発生さ
せ、かつ堆積塩を冷却するために管内に給送される水に
伝達する。冷却した塩の一部は操作温度を制御するため
に燃焼器に戻される。
【０００４】上記の従来技術のシステムに関連する欠点
は別々の燃焼器および熱交換容器に関するものである。
別個の容器は、低温の環境に通常曝される容器の表面積
が比較的大きいために比較的大きい熱損失の原因とな
る。さらに、容器の隔離は従来システムの複雑性と出費
の原因となる。その上、前記システムに用いられる種類
のサイクロン分離器は、その作動が分離器前後の圧力低
下に影響されやすく、望ましい分離器の効率は高速運転
時においてのみ達せられるという点で制約がある。この
ように該システムは速度を落した状態では有効に働かな
い。
は別々の燃焼器および熱交換容器に関するものである。
別個の容器は、低温の環境に通常曝される容器の表面積
が比較的大きいために比較的大きい熱損失の原因とな
る。さらに、容器の隔離は従来システムの複雑性と出費
の原因となる。その上、前記システムに用いられる種類
のサイクロン分離器は、その作動が分離器前後の圧力低
下に影響されやすく、望ましい分離器の効率は高速運転
時においてのみ達せられるという点で制約がある。この
ように該システムは速度を落した状態では有効に働かな
い。
【０００５】従って、本発明の目的は、パルプ廃液の燃
焼を含むような流動床燃焼工程から化学成分の回収およ
び／または該燃焼システムから熱エネルギーの回収のた
めの新規かつ改良されたシステムおよび方法を提供する
ことである。
焼を含むような流動床燃焼工程から化学成分の回収およ
び／または該燃焼システムから熱エネルギーの回収のた
めの新規かつ改良されたシステムおよび方法を提供する
ことである。
【０００６】本発明の別の目的は、サイクロン分離器の
必要性を回避し、かつ圧力低下に影響されにくく、かつ
すぐれた分離効率で燃焼ガスから伴出粒子を分離させる
ようなシステムおよび方法を提供することである。
必要性を回避し、かつ圧力低下に影響されにくく、かつ
すぐれた分離効率で燃焼ガスから伴出粒子を分離させる
ようなシステムおよび方法を提供することである。
【０００７】本発明の他の目的は、別々の燃焼器および
熱交換容器を用いる前記従来システムよりも少ない熱損
失をもたらし、経費が少なくかつ構造が複雑でないよう
なシステムおよび方法を提供することである。
熱交換容器を用いる前記従来システムよりも少ない熱損
失をもたらし、経費が少なくかつ構造が複雑でないよう
なシステムおよび方法を提供することである。
【０００８】他の目的および利点は、以下の説明および
添付図面を参照すればわかるようになろう。
添付図面を参照すればわかるようになろう。
【０００９】本発明のシステムは流動床燃焼工程から化
学成分または熱エネルギーを回収するためのもので、単
一の複合容器内に、流動床燃焼器と大型の固−気分離帯
および流動床伝熱帯帯を組込んだ熱交換器とを結合して
いる。該容器には流動床燃焼工程を行う燃焼区画；燃焼
区画に接続されて燃焼区画の制御を助けるだけでなくま
た、たとえば水蒸気の発生によって熱を回収させる流動
化熱伝達区画；および燃焼区画からの伴出粒子および燃
焼器煙道ガスとを効果的に分離させる固形物分離区画が
ある。流動床燃焼器区画は通常垂直方向のチャンバーを
有し、チャンバー内で流動床燃焼が行われ、かつ、不燃
焼成分の小粒および大粒の粒子が燃焼工程で形成され
て、燃焼工程の床媒質となり、該チャンバーは下端近く
に通路を有し、そこから回収するために床媒質の大粒粒
子を取出すことができる。チャンバー下端が外殻の下方
に設けられ、燃焼工程のガス生成物および燃焼ガスに伴
出される小粒の粒子を外殻キャビティー内に排出させる
ためにチャンバー上端が下方の外殻キャビティー内に延
びるように、かつ外殻は上端に近接する燃焼区画チャン
バーから離間し、かつその一部を包囲するように燃焼区
画チャンバーの周囲に配設された外殻を含む熱交換区画
が設けられ、外殻は、捕集された小粒粒子が、外殻下部
内と、実質的に無粒子の燃焼ガスが外殻キャビティーを
出る開口部を有する外殻上部内との床に堆積するよう
に、燃焼ガスから分離される小粒粒子を集める下方部分
を含んでいる。熱交換器は、外殻下部に堆積する小粒粒
子の床から熱を取出すために外殻キャビティーと合体し
ている。外殻下部および燃焼区画と結合して、外殻キャ
ビティーに堆積する小粒粒子の相当量を燃焼区画に送る
装置が設けられる。簡単に言えば、化学混合物を燃焼器
に給送し、そこで不燃焼成分の小粒粒子ならびに大粒粒
子よりなる流動床媒質中で化学混合物を燃焼させる。シ
ステム中で、大粒粒子は流動床媒質中に残留する一方、
小粒粒子は燃焼工程で生成した燃焼ガス中に伴出され、
該ガスによって分離区画を経由して流動化熱交換区画に
搬送される。伴出粒子は、通常流動化熱交換区画上方に
配設されている分離区画に入ると、燃焼煙道ガスから効
率よく分離される。システムの作動中、大粒粒子は貯蔵
および再使用のために流動床媒質から取り出され、熱エ
ネルギーは燃焼工程から熱エネルギーを回収するために
容器の熱交換区画の小粒粒子から取り出される。
学成分または熱エネルギーを回収するためのもので、単
一の複合容器内に、流動床燃焼器と大型の固−気分離帯
および流動床伝熱帯帯を組込んだ熱交換器とを結合して
いる。該容器には流動床燃焼工程を行う燃焼区画；燃焼
区画に接続されて燃焼区画の制御を助けるだけでなくま
た、たとえば水蒸気の発生によって熱を回収させる流動
化熱伝達区画；および燃焼区画からの伴出粒子および燃
焼器煙道ガスとを効果的に分離させる固形物分離区画が
ある。流動床燃焼器区画は通常垂直方向のチャンバーを
有し、チャンバー内で流動床燃焼が行われ、かつ、不燃
焼成分の小粒および大粒の粒子が燃焼工程で形成され
て、燃焼工程の床媒質となり、該チャンバーは下端近く
に通路を有し、そこから回収するために床媒質の大粒粒
子を取出すことができる。チャンバー下端が外殻の下方
に設けられ、燃焼工程のガス生成物および燃焼ガスに伴
出される小粒の粒子を外殻キャビティー内に排出させる
ためにチャンバー上端が下方の外殻キャビティー内に延
びるように、かつ外殻は上端に近接する燃焼区画チャン
バーから離間し、かつその一部を包囲するように燃焼区
画チャンバーの周囲に配設された外殻を含む熱交換区画
が設けられ、外殻は、捕集された小粒粒子が、外殻下部
内と、実質的に無粒子の燃焼ガスが外殻キャビティーを
出る開口部を有する外殻上部内との床に堆積するよう
に、燃焼ガスから分離される小粒粒子を集める下方部分
を含んでいる。熱交換器は、外殻下部に堆積する小粒粒
子の床から熱を取出すために外殻キャビティーと合体し
ている。外殻下部および燃焼区画と結合して、外殻キャ
ビティーに堆積する小粒粒子の相当量を燃焼区画に送る
装置が設けられる。簡単に言えば、化学混合物を燃焼器
に給送し、そこで不燃焼成分の小粒粒子ならびに大粒粒
子よりなる流動床媒質中で化学混合物を燃焼させる。シ
ステム中で、大粒粒子は流動床媒質中に残留する一方、
小粒粒子は燃焼工程で生成した燃焼ガス中に伴出され、
該ガスによって分離区画を経由して流動化熱交換区画に
搬送される。伴出粒子は、通常流動化熱交換区画上方に
配設されている分離区画に入ると、燃焼煙道ガスから効
率よく分離される。システムの作動中、大粒粒子は貯蔵
および再使用のために流動床媒質から取り出され、熱エ
ネルギーは燃焼工程から熱エネルギーを回収するために
容器の熱交換区画の小粒粒子から取り出される。
【００１０】従って、流動床燃焼工程から化学成分また
は熱エネルギーを回収する本発明の方法は、（１）燃焼
床媒質が大粒および小粒の不燃焼粒子より成り、かつ小
粒粒子は燃焼工程に付随する燃焼ガス流中に伴出される
ような流動床燃焼工程中で有機物含有化学混合物を燃焼
し、（２）回収するために床媒質から大粒粒子の相当量
を取り出し、（３）燃焼ガス流を、ガスが減速して方向
を変え、伴出粒子が減速ガスから落下して、床に堆積す
る帯域に給送することによって、燃焼ガスから伴出小粒
粒子を分離し、該分離工程は、ガスが減速して方向を変
えるにつれて伴出粒子に付与される下向きの運動量がガ
スからの粒子の分離を容易にするように、下向通路に沿
って減速帯域に燃焼ガス流を給送する工程を含み、
（４）該帯域から実質的に無粒子のガスを誘導し、
（５）堆積した小粒粒子から熱を取り出し、それによっ
て燃焼工程から熱エネルギーを回収し、かつ（６）燃焼
工程の操作温度を制御するために冷却した堆積粒子の相
当量を燃焼床に再循環させる工程を含んで成る。
は熱エネルギーを回収する本発明の方法は、（１）燃焼
床媒質が大粒および小粒の不燃焼粒子より成り、かつ小
粒粒子は燃焼工程に付随する燃焼ガス流中に伴出される
ような流動床燃焼工程中で有機物含有化学混合物を燃焼
し、（２）回収するために床媒質から大粒粒子の相当量
を取り出し、（３）燃焼ガス流を、ガスが減速して方向
を変え、伴出粒子が減速ガスから落下して、床に堆積す
る帯域に給送することによって、燃焼ガスから伴出小粒
粒子を分離し、該分離工程は、ガスが減速して方向を変
えるにつれて伴出粒子に付与される下向きの運動量がガ
スからの粒子の分離を容易にするように、下向通路に沿
って減速帯域に燃焼ガス流を給送する工程を含み、
（４）該帯域から実質的に無粒子のガスを誘導し、
（５）堆積した小粒粒子から熱を取り出し、それによっ
て燃焼工程から熱エネルギーを回収し、かつ（６）燃焼
工程の操作温度を制御するために冷却した堆積粒子の相
当量を燃焼床に再循環させる工程を含んで成る。
【００１１】該方法は、（１）垂直方向のチャンバー内
に含まれる燃焼床中で黒液を燃焼し、該燃焼床が、黒液
を約５９３〜６７７℃（約１１００〜１２５０°Ｆ）の
範囲内で燃焼させて生成した大粒および小粒のプロセス
塩粒子より成り、チャンバー内に導入された空気によっ
て浮揚し、かつ導入空気の速度は大粒塩粒子が床内に留
どまり、小粒塩粒子が床から燃焼ガスとともに搬送され
るような速度であり、（２）ガスが減速し、方向を変え
る帯域内に下向通路に沿って燃焼ガスおよび搬送塩を誘
導し、搬送粒子がガスから分離して捕集塩の床中に堆積
するように、ガスが減速し、方向を変えるにつれて伴出
粒子に下方への運動量を与えるように下向通路に沿う運
動の開始を次いで起こらせ、（３）分離帯域から実質的
に無塩のガスを誘導し、（４）再集塊をできるだけ少な
くするために捕集塩の床を約４５４℃（約８５０°Ｆ）
以下に冷却し、（５）黒液燃焼工程の温度を制御するた
めに冷却した塩の一部を垂直方向のチャンバーに再循環
させ、かつ（６）燃焼床を予選択したレベルに保ち、か
つ取り出した塩をパルプ化工程に再使用するために燃焼
床から大粒塩粒子の相当量を取り出す工程を含むリグノ
セルロースのパルプ化工程からの流出黒液からプロセス
塩を回収するのに特に有用である。
に含まれる燃焼床中で黒液を燃焼し、該燃焼床が、黒液
を約５９３〜６７７℃（約１１００〜１２５０°Ｆ）の
範囲内で燃焼させて生成した大粒および小粒のプロセス
塩粒子より成り、チャンバー内に導入された空気によっ
て浮揚し、かつ導入空気の速度は大粒塩粒子が床内に留
どまり、小粒塩粒子が床から燃焼ガスとともに搬送され
るような速度であり、（２）ガスが減速し、方向を変え
る帯域内に下向通路に沿って燃焼ガスおよび搬送塩を誘
導し、搬送粒子がガスから分離して捕集塩の床中に堆積
するように、ガスが減速し、方向を変えるにつれて伴出
粒子に下方への運動量を与えるように下向通路に沿う運
動の開始を次いで起こらせ、（３）分離帯域から実質的
に無塩のガスを誘導し、（４）再集塊をできるだけ少な
くするために捕集塩の床を約４５４℃（約８５０°Ｆ）
以下に冷却し、（５）黒液燃焼工程の温度を制御するた
めに冷却した塩の一部を垂直方向のチャンバーに再循環
させ、かつ（６）燃焼床を予選択したレベルに保ち、か
つ取り出した塩をパルプ化工程に再使用するために燃焼
床から大粒塩粒子の相当量を取り出す工程を含むリグノ
セルロースのパルプ化工程からの流出黒液からプロセス
塩を回収するのに特に有用である。
【００１２】さて、図面に戻ると、図１には燃焼器／熱
交換器結合システムすなわち燃焼区画２２および熱交換
区画２４を有する容器２０が示してある。本明細書に示
す容器２０はリグノセルロースのパルプ化工程に関連す
る黒色パルプ液の燃焼によるプロセス塩の回収および／
または黒液の燃焼による熱の回収に用いられる。しか
し、容器２０が油、ガス、石炭、石油コークスまたは泥
炭を含むような他の物質を、燃焼混合物から成分および
熱エネルギーを回収するために燃焼させる用途への使用
に用いることができることは理解されよう。それゆえ、
本発明の原理はさまざまに適用することができる。
交換器結合システムすなわち燃焼区画２２および熱交換
区画２４を有する容器２０が示してある。本明細書に示
す容器２０はリグノセルロースのパルプ化工程に関連す
る黒色パルプ液の燃焼によるプロセス塩の回収および／
または黒液の燃焼による熱の回収に用いられる。しか
し、容器２０が油、ガス、石炭、石油コークスまたは泥
炭を含むような他の物質を、燃焼混合物から成分および
熱エネルギーを回収するために燃焼させる用途への使用
に用いることができることは理解されよう。それゆえ、
本発明の原理はさまざまに適用することができる。
【００１３】容器２０の燃焼区画２２は、実質的に垂直
方向で用いられるように配置された細長い管状チャンバ
ー２６の形をなしている。チャンバー２６は流動床媒質
３６を含む下方部分２８および上方部分３０を含んでい
る。他方、熱交換区画２４は燃焼区画２２から排出され
る燃焼ガスを受入れるために、チャンバー上部３０の周
りに配設されている比較的大きな外殻３１を含んでい
る。本明細書に記載されているチャンバー２６および熱
交換管８２の上方に配設されている外殻３１の主要部分
は低品位鋼の外層および適当な耐火物質の内層を含むの
が好ましい。他方、熱交換管８２の下方に配設されてい
る外殻３１の部分は高品位鋼の層および断熱外層を含む
のが好ましい。燃焼区画２２の上方部分３０を包囲し始
めるために生じる高い金属温度による外殻３１との界面
の異常の熱応力を避けるために、上方部分３０は外殻３
１の鋼に匹敵する高品位鋼を有しかつ内部は耐火性ライ
ニングが施されている。
方向で用いられるように配置された細長い管状チャンバ
ー２６の形をなしている。チャンバー２６は流動床媒質
３６を含む下方部分２８および上方部分３０を含んでい
る。他方、熱交換区画２４は燃焼区画２２から排出され
る燃焼ガスを受入れるために、チャンバー上部３０の周
りに配設されている比較的大きな外殻３１を含んでい
る。本明細書に記載されているチャンバー２６および熱
交換管８２の上方に配設されている外殻３１の主要部分
は低品位鋼の外層および適当な耐火物質の内層を含むの
が好ましい。他方、熱交換管８２の下方に配設されてい
る外殻３１の部分は高品位鋼の層および断熱外層を含む
のが好ましい。燃焼区画２２の上方部分３０を包囲し始
めるために生じる高い金属温度による外殻３１との界面
の異常の熱応力を避けるために、上方部分３０は外殻３
１の鋼に匹敵する高品位鋼を有しかつ内部は耐火性ライ
ニングが施されている。
【００１４】チャンバーの下方部分２８に接続される、
種々の流体が容器の作動中に給送される通路となる複数
の導管がある。たとえば、床媒質３６の近傍の燃料に燃
焼空気が送られる空気送込導管３２，３４があり、か
つ、万一必要な場合には、燃焼作業を維持させるために
床媒質３６に別の燃料を送出する油またはガス送出導管
３８がある。燃焼すべき黒液は導管４０，４２を経て燃
焼区画２２に供給され、再循環させるために熱交換区画
２４から取り出される再循環塩は導管４４か、あるいは
導管４４に平行に配置される一連の導管を経て燃焼区画
２２に給送される。さらに、チャンバー２６の底部に近
接して配置される導管４６は、本明細書に述べる冷却の
ため、および底部の取外しを容易にするように床媒質３
６に冷却空気を導く。
種々の流体が容器の作動中に給送される通路となる複数
の導管がある。たとえば、床媒質３６の近傍の燃料に燃
焼空気が送られる空気送込導管３２，３４があり、か
つ、万一必要な場合には、燃焼作業を維持させるために
床媒質３６に別の燃料を送出する油またはガス送出導管
３８がある。燃焼すべき黒液は導管４０，４２を経て燃
焼区画２２に供給され、再循環させるために熱交換区画
２４から取り出される再循環塩は導管４４か、あるいは
導管４４に平行に配置される一連の導管を経て燃焼区画
２２に給送される。さらに、チャンバー２６の底部に近
接して配置される導管４６は、本明細書に述べる冷却の
ため、および底部の取外しを容易にするように床媒質３
６に冷却空気を導く。
【００１５】図１でわかるように、燃焼区画チャンバー
２６の底部は下方に向く円錐部分４８で終わり、導管５
０が円錐部分４８から下方に延びている。導管５０は、
成分を回収するため、および流動床媒質３６のレベルを
所定のレベルに維持するために、所定の成分を床媒質３
６から取り出す通路すなわち取出口となっている。回収
される成分の取り出し手段はたとえば、重力流動および
空気輸送によって行うことができる。
２６の底部は下方に向く円錐部分４８で終わり、導管５
０が円錐部分４８から下方に延びている。導管５０は、
成分を回収するため、および流動床媒質３６のレベルを
所定のレベルに維持するために、所定の成分を床媒質３
６から取り出す通路すなわち取出口となっている。回収
される成分の取り出し手段はたとえば、重力流動および
空気輸送によって行うことができる。
【００１６】燃焼作業の始動時に、黒液、燃料、および
燃焼空気を、床媒質３６中で燃焼させるために燃焼区画
２２に送出する。燃焼空気はガス加熱予熱器（図示せ
ず）で予熱して、予熱された状態で燃焼区画２２内に導
入するのが好ましい。一旦、予熱空気によって燃焼区画
２２の温度が約５９３℃（約１１００°Ｆ）以上にあが
ると、燃焼反応を開始させるために送込導管４０，４２
を経て黒液を給送する。もしくは、一旦、予熱空気によ
って燃焼区画２２の温度が約３１６℃（約６００°Ｆ）
にあがると、燃焼反応を開始させるために送込導管３８
を経て油を給送する。ついで床温度が５９３℃（１１０
０°Ｆ）に達すると、導管４０，４２を経て黒液を添加
する。始動に続き、燃料の流動を停止して、本明細書に
述べるように黒液の燃焼によって得ることができる以上
の水蒸気を発生させるか、または黒液が得られないとき
に水蒸気を発生させるのに必要な場合にのみ燃料を添加
できるように、燃焼工程は実質的に自己持続性であるこ
とができる。黒液は送込導管４０，４２に結合されるス
プレーノズルから燃焼区画２２に導入されて、スプレー
ノズルの入口で噴霧空気と混合する。燃焼空気は導管３
２，３４に結合されるノズル、および床媒質３６全体に
空気の均一な分布が得られるように多重環分割分配器を
経て燃焼区画に供給される。
燃焼空気を、床媒質３６中で燃焼させるために燃焼区画
２２に送出する。燃焼空気はガス加熱予熱器（図示せ
ず）で予熱して、予熱された状態で燃焼区画２２内に導
入するのが好ましい。一旦、予熱空気によって燃焼区画
２２の温度が約５９３℃（約１１００°Ｆ）以上にあが
ると、燃焼反応を開始させるために送込導管４０，４２
を経て黒液を給送する。もしくは、一旦、予熱空気によ
って燃焼区画２２の温度が約３１６℃（約６００°Ｆ）
にあがると、燃焼反応を開始させるために送込導管３８
を経て油を給送する。ついで床温度が５９３℃（１１０
０°Ｆ）に達すると、導管４０，４２を経て黒液を添加
する。始動に続き、燃料の流動を停止して、本明細書に
述べるように黒液の燃焼によって得ることができる以上
の水蒸気を発生させるか、または黒液が得られないとき
に水蒸気を発生させるのに必要な場合にのみ燃料を添加
できるように、燃焼工程は実質的に自己持続性であるこ
とができる。黒液は送込導管４０，４２に結合されるス
プレーノズルから燃焼区画２２に導入されて、スプレー
ノズルの入口で噴霧空気と混合する。燃焼空気は導管３
２，３４に結合されるノズル、および床媒質３６全体に
空気の均一な分布が得られるように多重環分割分配器を
経て燃焼区画に供給される。
【００１７】黒液原料中に含まれる燃焼可能な、すなわ
ち有機質を、床媒質３６を含む流動化固形物の存在下に
燃焼区画２２で燃焼させる。床媒質３６の固形物には、
黒液の無機質部分から密集床を形成する大粒塩粒子およ
び小粒塩粒子がある。大粒粒子を本明細書では「プリ
ル」と呼び、一方小粒粒子を本明細書では「伴出塩」と
呼ぶ。プリルは、たとえば直径が約１／８インチよりも
大きい塩粒子を含むことができ、一方伴出塩は、たとえ
ば直径が約１／８インチよりも小さい塩粒子を含むこと
ができる。燃焼区画２２の操作は、燃焼区画２２の中を
給送される空気およびガス状燃焼生成物の速度を、小粒
粒子を伴出し、チャンバー２６内で上方に浮揚させるほ
ど大きいがプリルは床媒質３６内に留どまるほど小さい
ように制御する。燃焼床３６の中で、塩粒子は制御され
た速度で燃結され、相互に接触して大粒粒子となり、そ
の結果チャンバー２６内で絶えずプリルが形成される。
プリルが所定量まで堆積すると、プリルの一部は導管５
０から取り出され、空気輸送され、たとえば音速摩擦に
よって再使用用に粉砕される。取り出し前に、プリルは
冷気導管４６を経て供給される冷気で冷却される。
ち有機質を、床媒質３６を含む流動化固形物の存在下に
燃焼区画２２で燃焼させる。床媒質３６の固形物には、
黒液の無機質部分から密集床を形成する大粒塩粒子およ
び小粒塩粒子がある。大粒粒子を本明細書では「プリ
ル」と呼び、一方小粒粒子を本明細書では「伴出塩」と
呼ぶ。プリルは、たとえば直径が約１／８インチよりも
大きい塩粒子を含むことができ、一方伴出塩は、たとえ
ば直径が約１／８インチよりも小さい塩粒子を含むこと
ができる。燃焼区画２２の操作は、燃焼区画２２の中を
給送される空気およびガス状燃焼生成物の速度を、小粒
粒子を伴出し、チャンバー２６内で上方に浮揚させるほ
ど大きいがプリルは床媒質３６内に留どまるほど小さい
ように制御する。燃焼床３６の中で、塩粒子は制御され
た速度で燃結され、相互に接触して大粒粒子となり、そ
の結果チャンバー２６内で絶えずプリルが形成される。
プリルが所定量まで堆積すると、プリルの一部は導管５
０から取り出され、空気輸送され、たとえば音速摩擦に
よって再使用用に粉砕される。取り出し前に、プリルは
冷気導管４６を経て供給される冷気で冷却される。
【００１８】燃焼ガスおよび伴出塩を外殻３１内に誘導
するために、燃焼器頭部５４が燃焼区画チャンバー２６
の上部３０と結合されている。操作時には、燃焼ガスお
よび伴出塩が下向通路に沿って外殻３１に入るように頭
部５４はチャンバー２６の中を移動するガスおよび伴出
塩の流動方向を変える。燃焼ガスおよび伴出塩は任意の
多数の適当な構造物によって下方の外殻３１内に給送す
ることができるけれども、記述された態様中の頭部５４
はチャンバー２６に連結導通し、かつ通常チャンバー２
６から外方に放射状に延びる誘導導管５６を含んでい
る。各導管５６は燃焼チャンバー２６に直接結合されて
いる水平配置部分５８および通常下向きに外殻キャビテ
ィー内に開放する自由端部分６０を含んでいる。所望の
場合には、外殻３１に入るガスおよび塩の均一な流動状
態を促進するために導管５６内にじゃま板装置を取付け
ることができる。
するために、燃焼器頭部５４が燃焼区画チャンバー２６
の上部３０と結合されている。操作時には、燃焼ガスお
よび伴出塩が下向通路に沿って外殻３１に入るように頭
部５４はチャンバー２６の中を移動するガスおよび伴出
塩の流動方向を変える。燃焼ガスおよび伴出塩は任意の
多数の適当な構造物によって下方の外殻３１内に給送す
ることができるけれども、記述された態様中の頭部５４
はチャンバー２６に連結導通し、かつ通常チャンバー２
６から外方に放射状に延びる誘導導管５６を含んでい
る。各導管５６は燃焼チャンバー２６に直接結合されて
いる水平配置部分５８および通常下向きに外殻キャビテ
ィー内に開放する自由端部分６０を含んでいる。所望の
場合には、外殻３１に入るガスおよび塩の均一な流動状
態を促進するために導管５６内にじゃま板装置を取付け
ることができる。
【００１９】頭部導管５６は、燃焼ガスおよび伴出塩を
排出する外殻キャビティーの断面積と比べて断面積が比
較的小さい。従って、ガスおよび伴出塩が導管５６を出
て、本発明のために「分離帯域」と呼ぶ外殻キャビティ
ー領域に入る際に、ガスは急速な減速速度を経験する。
ガスのこのような減速により伴出塩粒子は重力の影響下
に外殻キャビティー底部に向かってガスから離れて落下
する。しかし、導管５６の下方に開口する部分６０を通
過するガスの速度は、分離帯域に入るとガスが急速に減
速するとしても、分離帯域に入る粒子の下向速度を維持
しようとする伴出粒子に慣性を与えることは理解されよ
う。分離帯域に入る伴出粒子の下向速度の維持はガスか
らの粒子の分離を高め、ガスおよび伴出粒子を下方に給
送する頭部導管５６の設備はこの点で有利である。
排出する外殻キャビティーの断面積と比べて断面積が比
較的小さい。従って、ガスおよび伴出塩が導管５６を出
て、本発明のために「分離帯域」と呼ぶ外殻キャビティ
ー領域に入る際に、ガスは急速な減速速度を経験する。
ガスのこのような減速により伴出塩粒子は重力の影響下
に外殻キャビティー底部に向かってガスから離れて落下
する。しかし、導管５６の下方に開口する部分６０を通
過するガスの速度は、分離帯域に入るとガスが急速に減
速するとしても、分離帯域に入る粒子の下向速度を維持
しようとする伴出粒子に慣性を与えることは理解されよ
う。分離帯域に入る伴出粒子の下向速度の維持はガスか
らの粒子の分離を高め、ガスおよび伴出粒子を下方に給
送する頭部導管５６の設備はこの点で有利である。
【００２０】なお図１に関連し、熱交換区画２４の外殻
３１は形状が細長く、通常垂直に配置されている。開口
部６２は外殻３１の下端に設けられ、燃焼区画チャンバ
ー２６は、チャンバー下部２８が外殻３１よりも下方に
位置し、チャンバー上部３０が上方に外殻キャビティー
内に延びるように外殻開口部６２内に設けられている。
外殻３１は実質的に円筒状の側壁を有し、かつ燃焼ガス
および伴出粒子が頭部導管５６を離れて入る分離帯域を
備えた上方部分６４を含んでいる。外殻３１は、また燃
焼ガスから分離された塩粒子が堆積する直径が縮減した
実質的に円筒形の側壁を有する下方部分６６をも含んで
いる。燃焼ガスを外殻３１から排出させるために、外殻
頭部内に煙道ガス出口６８が設けられている。容器の操
作中に、燃焼ガスは頭部５４を経てチャンバー２６から
排出され、上方に流動し、煙道ガス出口６８から外殻３
１の外に流出する。外殻３１の内面に接近させるため
に、アクセスポート７０，７１，７２が外殻側壁に設け
られ、熱交換区画２４を断熱するために、外殻３１の上
方部分（すなわち、区画６４）を適当な断熱剤の厚い層
７４で断熱する。
３１は形状が細長く、通常垂直に配置されている。開口
部６２は外殻３１の下端に設けられ、燃焼区画チャンバ
ー２６は、チャンバー下部２８が外殻３１よりも下方に
位置し、チャンバー上部３０が上方に外殻キャビティー
内に延びるように外殻開口部６２内に設けられている。
外殻３１は実質的に円筒状の側壁を有し、かつ燃焼ガス
および伴出粒子が頭部導管５６を離れて入る分離帯域を
備えた上方部分６４を含んでいる。外殻３１は、また燃
焼ガスから分離された塩粒子が堆積する直径が縮減した
実質的に円筒形の側壁を有する下方部分６６をも含んで
いる。燃焼ガスを外殻３１から排出させるために、外殻
頭部内に煙道ガス出口６８が設けられている。容器の操
作中に、燃焼ガスは頭部５４を経てチャンバー２６から
排出され、上方に流動し、煙道ガス出口６８から外殻３
１の外に流出する。外殻３１の内面に接近させるため
に、アクセスポート７０，７１，７２が外殻側壁に設け
られ、熱交換区画２４を断熱するために、外殻３１の上
方部分（すなわち、区画６４）を適当な断熱剤の厚い層
７４で断熱する。
【００２１】図１および図２に関連して、燃焼区画２２
の中で行われる流動床燃焼工程中に発生する熱エネルギ
ーの中の若干を回収するために、熱交換手段８０は外殻
３１の下方部分と結合する。最後に、熱交換手段８０
は、米国特許第３，６７９，３７３号に示されるように
外殻下部６６の中に配置され、その中を蛇行して進む複
数の熱交換管８２を含んでいる。該管は垂直または水平
に配置させることができる。該管は、また連続コイルま
たはバンクより成ることもできる。後者の場合には、水
蒸気および水の分配ヘッダーを当業者が周知のように反
応器の内側または外側に置くことができる。容器操作の
間に、外殻下部６６に堆積する分離塩粒子から伝達され
る熱により水蒸気を発生させるために、管８２の中に水
を圧送する。さらに、管８２の中に圧送した水は堆積塩
粒子を冷却させて、堆積粒子が外殻３１内で相互に固着
する可能性を減少させる。
の中で行われる流動床燃焼工程中に発生する熱エネルギ
ーの中の若干を回収するために、熱交換手段８０は外殻
３１の下方部分と結合する。最後に、熱交換手段８０
は、米国特許第３，６７９，３７３号に示されるように
外殻下部６６の中に配置され、その中を蛇行して進む複
数の熱交換管８２を含んでいる。該管は垂直または水平
に配置させることができる。該管は、また連続コイルま
たはバンクより成ることもできる。後者の場合には、水
蒸気および水の分配ヘッダーを当業者が周知のように反
応器の内側または外側に置くことができる。容器操作の
間に、外殻下部６６に堆積する分離塩粒子から伝達され
る熱により水蒸気を発生させるために、管８２の中に水
を圧送する。さらに、管８２の中に圧送した水は堆積塩
粒子を冷却させて、堆積粒子が外殻３１内で相互に固着
する可能性を減少させる。
【００２２】外殻３１の下部６６に落下する塩粒子は床
８４の内に堆積し、そのレベルは熱交換管８２のレベル
よりも上に保たれる。このように、熱交換管８２は全く
床８４の中に隠れ、頭部導管５６から排出される熱い塩
粒子が熱交換管８２の冷たい表面に固着する可能性を減
少させる。さらに、捕集塩粒子の床８４は、外殻３１の
下端に近接して配置される流動化送込導管８６を経て流
動化媒質、たとえば空気を導入させることによって流動
化状態に保たれる。容器操作の間には、送込導管８６を
経て導入される流動化空気の量は、床８４を流動させ、
かつ良好な熱伝達を促進するのに必要な最低量に保たれ
る。
８４の内に堆積し、そのレベルは熱交換管８２のレベル
よりも上に保たれる。このように、熱交換管８２は全く
床８４の中に隠れ、頭部導管５６から排出される熱い塩
粒子が熱交換管８２の冷たい表面に固着する可能性を減
少させる。さらに、捕集塩粒子の床８４は、外殻３１の
下端に近接して配置される流動化送込導管８６を経て流
動化媒質、たとえば空気を導入させることによって流動
化状態に保たれる。容器操作の間には、送込導管８６を
経て導入される流動化空気の量は、床８４を流動させ、
かつ良好な熱伝達を促進するのに必要な最低量に保たれ
る。
【００２３】導管４４を経て燃焼区画２２に再循環させ
る捕集塩の相当量を取り出すために、外殻３１の下部６
６と連結する引取接続部８８が床８４から塩の連続的取
出しを可能にする。接続部８８は、床８４から取出して
燃焼区画２２に塩粒子を給送するために再循環導管４４
に結合するのが適当である。燃焼区画２２に再導入させ
たときに、焼結および相互固着によって、燃焼区画２２
内で取出粒子がブリルを形成するのを助けるように、取
出塩粒子を再び燃焼熱に曝露する。さらに、取出塩粒子
は燃焼区画２２を冷却するのに役立ち、従って燃焼反応
の温度を制御する有望な方法となる。別の引取接続部９
０は真の塩生産量の連続取出を可能にし、また他の接続
部９２は、塩粒子の周期的な補給または取出によって、
燃焼区画２２への黒液の供給の変動に適応することがで
きるようにする。操作中、床８４を熱交換管８２よりも
高い予選択レベルに維持するように、適当な接続部８
８，９０，９２を経て外殻下部６６の床８４から塩を取
出すか、または床８４に塩を添加する。
る捕集塩の相当量を取り出すために、外殻３１の下部６
６と連結する引取接続部８８が床８４から塩の連続的取
出しを可能にする。接続部８８は、床８４から取出して
燃焼区画２２に塩粒子を給送するために再循環導管４４
に結合するのが適当である。燃焼区画２２に再導入させ
たときに、焼結および相互固着によって、燃焼区画２２
内で取出粒子がブリルを形成するのを助けるように、取
出塩粒子を再び燃焼熱に曝露する。さらに、取出塩粒子
は燃焼区画２２を冷却するのに役立ち、従って燃焼反応
の温度を制御する有望な方法となる。別の引取接続部９
０は真の塩生産量の連続取出を可能にし、また他の接続
部９２は、塩粒子の周期的な補給または取出によって、
燃焼区画２２への黒液の供給の変動に適応することがで
きるようにする。操作中、床８４を熱交換管８２よりも
高い予選択レベルに維持するように、適当な接続部８
８，９０，９２を経て外殻下部６６の床８４から塩を取
出すか、または床８４に塩を添加する。
【００２４】運転始動後に、操作温度、床媒質３６の高
さ、プリルの粒度分布、および床媒質３６の化学組成の
ような燃焼工程の特性を制御するために、黒液、燃焼空
気および再循環塩を制御された速度で燃焼区画２２に導
入する。燃焼区画２２内に導入された黒液の完全燃焼を
確実にし、かつ燃焼工程で形成される固形物が粘着して
容器２２の内面に固着する可能性を減少させるように、
燃焼工程の温度を約１１００ないし１２５０°Ｆの範囲
内、好ましくは約６４９℃（約１２００°Ｆ）に維持す
る。冷却導管４６を経て添加される燃焼空気によって、
燃焼区画管２６の底部に堆積するプリルは取出される前
に約５３８℃（約１０００°Ｆ）に冷却される。熱交換
区画２２に捕集される塩粒子の床８４の温度を制御する
ために、熱交換管８２を経由して制御された速度で水を
圧送する。捕集塩は床８４の中で約２０４〜４５４℃
（約４００°Ｆ〜８５０°Ｆ）の範囲内まで冷却される
ことが望ましい。
さ、プリルの粒度分布、および床媒質３６の化学組成の
ような燃焼工程の特性を制御するために、黒液、燃焼空
気および再循環塩を制御された速度で燃焼区画２２に導
入する。燃焼区画２２内に導入された黒液の完全燃焼を
確実にし、かつ燃焼工程で形成される固形物が粘着して
容器２２の内面に固着する可能性を減少させるように、
燃焼工程の温度を約１１００ないし１２５０°Ｆの範囲
内、好ましくは約６４９℃（約１２００°Ｆ）に維持す
る。冷却導管４６を経て添加される燃焼空気によって、
燃焼区画管２６の底部に堆積するプリルは取出される前
に約５３８℃（約１０００°Ｆ）に冷却される。熱交換
区画２２に捕集される塩粒子の床８４の温度を制御する
ために、熱交換管８２を経由して制御された速度で水を
圧送する。捕集塩は床８４の中で約２０４〜４５４℃
（約４００°Ｆ〜８５０°Ｆ）の範囲内まで冷却される
ことが望ましい。
【００２５】前記のことから判断すると、本システムお
よび本方法は意図した目的および目標を達成するという
ことになる。流動床燃焼工程から不燃焼成分および熱エ
ネルギーを回収するために、流動床燃焼区画２２と熱交
換区画２４とを結合する単一容器２０が記述されてい
る。容器２０はリグノセルロースのパルプ化工程から得
られるパルプ廃液の燃焼による塩および／または熱エネ
ルギーを回収するのに特に好適である。伴出塩はサイク
ロン分離器なしに容器２０内の燃焼ガスから効率良く分
離され、容器２０からの熱損失は、低温の環境に曝され
る容器の表面積が小さいために別個の燃焼器区および熱
交換区を用いる従来のシステムに付随する熱損失よりは
小さい。
よび本方法は意図した目的および目標を達成するという
ことになる。流動床燃焼工程から不燃焼成分および熱エ
ネルギーを回収するために、流動床燃焼区画２２と熱交
換区画２４とを結合する単一容器２０が記述されてい
る。容器２０はリグノセルロースのパルプ化工程から得
られるパルプ廃液の燃焼による塩および／または熱エネ
ルギーを回収するのに特に好適である。伴出塩はサイク
ロン分離器なしに容器２０内の燃焼ガスから効率良く分
離され、容器２０からの熱損失は、低温の環境に曝され
る容器の表面積が小さいために別個の燃焼器区および熱
交換区を用いる従来のシステムに付随する熱損失よりは
小さい。
【００２６】システム２０の燃焼器頭部５４が塩および
燃焼ガスの流れを下方の外殻３１分離帯域に向けている
ので、頭部５４は燃焼ガスから伴出塩の効果的な分離を
もたらしているけれども、用途によっては分離効率をシ
ステム２０によって得られる効率以上に向上させること
が望ましいことがある。分離効率を向上させるために、
外殻３１の内部にサイクロン分離システムを組込むこと
ができる。たとえば、図３には、燃焼区画１０２、燃焼
区画１０２上部の周囲に外殻１０６を配置させた熱交換
区画１０４および外殻１０６の垂直中心線の周囲に規則
的に配置されるように外殻１０６内に取付けられた８個
のサイクロン分離器１０８を有するシステム１００が示
されている。燃焼区画１０２を出る燃焼ガスおよび伴出
塩を下向通路に沿って誘導するために燃焼区画１０２の
上部に燃焼器頭部１１０が配設されている。図１および
２のシステム２０の構成部品に相当するシステム１００
の他の構成部品は、従って同一参照数字を有する。
燃焼ガスの流れを下方の外殻３１分離帯域に向けている
ので、頭部５４は燃焼ガスから伴出塩の効果的な分離を
もたらしているけれども、用途によっては分離効率をシ
ステム２０によって得られる効率以上に向上させること
が望ましいことがある。分離効率を向上させるために、
外殻３１の内部にサイクロン分離システムを組込むこと
ができる。たとえば、図３には、燃焼区画１０２、燃焼
区画１０２上部の周囲に外殻１０６を配置させた熱交換
区画１０４および外殻１０６の垂直中心線の周囲に規則
的に配置されるように外殻１０６内に取付けられた８個
のサイクロン分離器１０８を有するシステム１００が示
されている。燃焼区画１０２を出る燃焼ガスおよび伴出
塩を下向通路に沿って誘導するために燃焼区画１０２の
上部に燃焼器頭部１１０が配設されている。図１および
２のシステム２０の構成部品に相当するシステム１００
の他の構成部品は、従って同一参照数字を有する。
【００２７】各サイクロン分離器１０８には送込充気室
１１２、排出充気室１１４および粒子床８４のレベルよ
りも低い位置まで下方に延びる浸漬脚１１６がある。各
排出充気室１１４は、燃焼区画１０２を出る燃焼ガスが
外殻１０６を出る前に分離器１０８を通過しなければな
らないように、充気室１１８によって煙道ガス出口６８
と連結導通している。分離器１０８を通過するとき、送
込充気室１１２に入る燃焼ガス中に伴出されたままであ
る塩粒子はガスから分離されて、浸漬脚１１６を経て粒
子床８４に落下する。従って、分離器１０８は燃焼区画
１０２を出るガス流から、分離帯域内では分離されない
かもしれない伴出粒子を分離させる仕上機構として作用
する。浸漬脚１１６の中にちょう形弁の必要性を除くよ
うに床８４で確実に圧力シールさせるために、浸漬脚１
１６は粒子床８４のレベルよりも少なくとも１フィート
下まで延ばすことが好ましい。外殻１０６内部のサイク
ロン分離器１０８の配設は分離器１０８が、もし外殻１
０６の外にあって外界の条件に曝される場合にあるいは
経験するかもしれない熱損失または熱応力を経験しない
という点で有利である。さらに、分離器１０８の分離効
率は、ほとんどの塩粒子は燃焼器頭部１１０を出るとガ
スから分離するという事実によって、通常独立分離器に
要求されるような大きいものである必要はない。
１１２、排出充気室１１４および粒子床８４のレベルよ
りも低い位置まで下方に延びる浸漬脚１１６がある。各
排出充気室１１４は、燃焼区画１０２を出る燃焼ガスが
外殻１０６を出る前に分離器１０８を通過しなければな
らないように、充気室１１８によって煙道ガス出口６８
と連結導通している。分離器１０８を通過するとき、送
込充気室１１２に入る燃焼ガス中に伴出されたままであ
る塩粒子はガスから分離されて、浸漬脚１１６を経て粒
子床８４に落下する。従って、分離器１０８は燃焼区画
１０２を出るガス流から、分離帯域内では分離されない
かもしれない伴出粒子を分離させる仕上機構として作用
する。浸漬脚１１６の中にちょう形弁の必要性を除くよ
うに床８４で確実に圧力シールさせるために、浸漬脚１
１６は粒子床８４のレベルよりも少なくとも１フィート
下まで延ばすことが好ましい。外殻１０６内部のサイク
ロン分離器１０８の配設は分離器１０８が、もし外殻１
０６の外にあって外界の条件に曝される場合にあるいは
経験するかもしれない熱損失または熱応力を経験しない
という点で有利である。さらに、分離器１０８の分離効
率は、ほとんどの塩粒子は燃焼器頭部１１０を出るとガ
スから分離するという事実によって、通常独立分離器に
要求されるような大きいものである必要はない。
【００２８】前記システム２０はリグノセルロース物質
の化学パルプ化における成分および熱の回収に関して用
いられるように示され、述べられているけれども、該シ
ステムは他のプロセスに用いることができる。たとえ
ば、１つの該プロセスは、流動床物質が炭酸カルシウム
であることができる場合に、高硫黄燃料の流動化燃焼を
含むことができる。操作中に、炭酸カルシウムは煙道ガ
スからの含硫ガスと反応して硫化カルシウムまたは硫酸
カルシウムを生成するであろう。床物質はプリルポート
からまたは熱交換区画からオーバーフローとして取出さ
れるであろう。補給成分を熱交換区画または燃焼器に添
加することができよう。他の該プロセスは流動床物質
が、砂および鉄鉱のような不活性物質であることができ
る場合に、低硫黄燃料の流動化燃焼を含むことができ
る。
の化学パルプ化における成分および熱の回収に関して用
いられるように示され、述べられているけれども、該シ
ステムは他のプロセスに用いることができる。たとえ
ば、１つの該プロセスは、流動床物質が炭酸カルシウム
であることができる場合に、高硫黄燃料の流動化燃焼を
含むことができる。操作中に、炭酸カルシウムは煙道ガ
スからの含硫ガスと反応して硫化カルシウムまたは硫酸
カルシウムを生成するであろう。床物質はプリルポート
からまたは熱交換区画からオーバーフローとして取出さ
れるであろう。補給成分を熱交換区画または燃焼器に添
加することができよう。他の該プロセスは流動床物質
が、砂および鉄鉱のような不活性物質であることができ
る場合に、低硫黄燃料の流動化燃焼を含むことができ
る。
【００２９】さらに別のプロセスは、油の接触分解また
は燃料の接触燃焼を含む流動化接触プロセスを含むこと
ができる。このような場合には、流動床物質が触媒であ
る。たとえば、酸化クロム触媒は多孔質球形のアルミナ
基質上に含浸させることができよう。小粒基質は熱交換
区画の粒子床として用いることができようし、大粒基質
は燃焼器の密集床として使用することができよう。操作
中、密集床物質は摩耗して形状が小さくなるにつれて、
該物質は熱交換区画に搬送される地点に到達してその中
の粒子床の一部になる。搬送された物質は反応部位から
熱を除去する目的にも役立つ。
は燃料の接触燃焼を含む流動化接触プロセスを含むこと
ができる。このような場合には、流動床物質が触媒であ
る。たとえば、酸化クロム触媒は多孔質球形のアルミナ
基質上に含浸させることができよう。小粒基質は熱交換
区画の粒子床として用いることができようし、大粒基質
は燃焼器の密集床として使用することができよう。操作
中、密集床物質は摩耗して形状が小さくなるにつれて、
該物質は熱交換区画に搬送される地点に到達してその中
の粒子床の一部になる。搬送された物質は反応部位から
熱を除去する目的にも役立つ。
【００３０】しかし他のプロセスは木材、木皮、石炭、
リグナイトまたは泥炭のような種々の燃料の流動床燃焼
を含むことができる。この場合には、少量の燃料をシス
テム中で燃焼させて、反応の吸熱に打ち勝つのに必要な
エネルギーを付与する。黒液のような大量の灰分を生じ
る燃料の場合には、灰分は燃焼器床物質として役立つこ
とができよう。大量の灰分を生じないかまたは灰が凝集
してプリルとならない燃料の場合には、床物質は砂また
は鉄鉱のような不活性物質で作ることができよう。
リグナイトまたは泥炭のような種々の燃料の流動床燃焼
を含むことができる。この場合には、少量の燃料をシス
テム中で燃焼させて、反応の吸熱に打ち勝つのに必要な
エネルギーを付与する。黒液のような大量の灰分を生じ
る燃料の場合には、灰分は燃焼器床物質として役立つこ
とができよう。大量の灰分を生じないかまたは灰が凝集
してプリルとならない燃料の場合には、床物質は砂また
は鉄鉱のような不活性物質で作ることができよう。
【００３１】別のプロセスは、反応帯域から熱を除くこ
とが望ましいなんらかの発熱化学反応の実施を含むこと
ができる。該反応においては気相種を液相種と反応させ
ることができようが、不活性物質の床の中で２つの液相
種を反応させるか、もしくは液相または気相種を床物質
を構成する固相種と反応させることも適切なことであろ
う。
とが望ましいなんらかの発熱化学反応の実施を含むこと
ができる。該反応においては気相種を液相種と反応させ
ることができようが、不活性物質の床の中で２つの液相
種を反応させるか、もしくは液相または気相種を床物質
を構成する固相種と反応させることも適切なことであろ
う。
【００３２】さらに、前記システム２０は、引取接続部
８８によって熱を燃焼区画に伝達させるように操作する
ことができる。たとえば、吸熱反応において、熱交換区
画２４内に集められた小粒粒子の床によって吸収させる
ために、熱交換区画２４中の熱交換管８８を経由して熱
を導入することができよう。このように、粒子中に伴出
される熱は反応床、すなわち燃焼区画床に熱を与えるた
めに引取接続部８８を経て伝達することができる。
８８によって熱を燃焼区画に伝達させるように操作する
ことができる。たとえば、吸熱反応において、熱交換区
画２４内に集められた小粒粒子の床によって吸収させる
ために、熱交換区画２４中の熱交換管８８を経由して熱
を導入することができよう。このように、粒子中に伴出
される熱は反応床、すなわち燃焼区画床に熱を与えるた
めに引取接続部８８を経て伝達することができる。
【００３３】本発明の精神を逸脱せずに、前記態様に多
数の修正および代替を行うことができることは理解され
よう。たとえば、システム２０の外殻３１は両端を突き
合わせるように配置された一対の円筒部分を含むように
指示、記載されているけれども、外殻３１は単一大型球
体として形成させることもできる。このような球体は、
使用中外殻を加圧すべき場合には両端突き合わせ円筒構
造よりもすぐれているかもしれない。さらに、システム
２０で生成したプリルは燃焼区画２２から取出され、貯
蔵または再使用のために粉砕されるように記載されてい
るけれども、粉砕プリルは、床に補給するため導管９２
を経て熱交換床８４に送出することができ、貯蔵または
再使用のための塩は熱交換床８４から取り出すことがで
きる。従って、前記態様は説明を行うためのものであっ
て限定しようとするものではない。
数の修正および代替を行うことができることは理解され
よう。たとえば、システム２０の外殻３１は両端を突き
合わせるように配置された一対の円筒部分を含むように
指示、記載されているけれども、外殻３１は単一大型球
体として形成させることもできる。このような球体は、
使用中外殻を加圧すべき場合には両端突き合わせ円筒構
造よりもすぐれているかもしれない。さらに、システム
２０で生成したプリルは燃焼区画２２から取出され、貯
蔵または再使用のために粉砕されるように記載されてい
るけれども、粉砕プリルは、床に補給するため導管９２
を経て熱交換床８４に送出することができ、貯蔵または
再使用のための塩は熱交換床８４から取り出すことがで
きる。従って、前記態様は説明を行うためのものであっ
て限定しようとするものではない。
【図１】流動床燃焼工程から化学成分の回収および／ま
たは該燃焼工程から熱エネルギーの回収装置の１つの態
様の、一部断面図を示した、側面図である。
たは該燃焼工程から熱エネルギーの回収装置の１つの態
様の、一部断面図を示した、側面図である。
【図２】図１の線２−２に沿ってとった断面図である。
【図３】内部サイクロンを備えた流動化燃焼工程から化
学成分および／または熱エネルギーを回収する装置の別
の態様の一部分の、図１に類似の図である。
学成分および／または熱エネルギーを回収する装置の別
の態様の一部分の、図１に類似の図である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２３Ｃ 1/08 ＺＡＢ 9430−3Ｋ 11/02 ３０７ 9430−3Ｋ ３０８ 9430−3Ｋ Ｆ２３Ｇ 7/04 ＺＡＢ 8409−3Ｋ (72)発明者 コンスタンチン・ディー・ミサーリス アメリカ合衆国マサチューセッツ州02174, アーリントン，カレッジ・アベニュー 100 (72)発明者 アイヴァ・エル・ローゼンブラッド アメリカ合衆国アラバマ州35216，バーミ ンガム，オーバーランド・ドライブ 1317
Claims (10)
- 【請求項１】 （ａ）流動床燃焼が行われ、かつそれに
よって小粒および大粒の不燃焼成分が生成して燃焼工程
に床媒質を供給する、通常鉛直方向に配置されたチャン
バーであって、前記チャンバーの下端付近に、床媒質の
大粒粒子を回収するために取り出すことができる通路を
有する前記チャンバーを有する流動床燃焼区画、（ｂ）
前記チャンバーの下端が外殻下方に設けられ、前記チャ
ンバー上端が燃焼工程のガス状生成物および燃焼ガスに
よって伴出される小粒粒子を外殻キャビティー内に排出
させるために、上方に外殻キャビティー内に延びるよう
に、かつ外殻が燃焼区画チャンバーの上端付近から離間
し、かつ前記チャンバーを包囲するように前記燃焼区画
チャンバー周囲に配設される外殻であって、捕集した小
粒粒子が、外殻下部の床に堆積するように燃焼ガスから
分離する小粒粒子を捕集する下部及び実質的に粒子の存
在しない燃焼ガスが外殻キャビティーを出る開口部を有
する上部を含む前記外殻を含む熱交換区画、（ｃ）外殻
下部に堆積する小粒粒子の床から熱を取り出すための、
外殻キャビティーに連結する熱交換手段、および（ｄ）
外殻下部と燃焼区画とに連結し、外殻キャビティー中に
堆積する小粒粒子の相当量を燃焼区画に送るための手
段、を含んで成る流動床燃焼工程から化学成分または熱
エネルギーを回収する装置。 - 【請求項２】 前記燃焼区画は燃焼ガスおよびその中に
伴出される小粒粒子を実質的に下向方向の通路に沿って
燃焼区画から外殻キャビティーに誘導するための燃焼区
画チャンバーの上端に結合する頭部を含み、該頭部は、
頭部から外殻キャビティーに入る燃焼ガスが比較的急速
に減速するように、頭部の断面積に比して外殻上部は断
面積が比較的大きいという条件で、前記外殻上部および
キャビティーの内に置かれている請求項１の装置。 - 【請求項３】 前記頭部は前記燃焼区画チャンバーと流
通するように接続された少なくとも１つの導管を含み、
該導管は、導管から外殻キャビティーに入る燃焼ガスが
減速しながら下方に動いて燃焼ガスから伴出粒子の重力
分離を容易にするように、通常下向きに前記外殻キャビ
ティー内に開口している請求項２の装置。 - 【請求項４】 燃焼区画から排出され、外殻キャビティ
ーに入るときに相当部分の伴出粒子が燃焼ガスが重力分
離するように、残留伴出粒子とともにすでに頭部から外
殻キャビティーに入っている燃焼工程のガス状生成物を
開口部を経て外殻の外へ出る前にサイクロン分離器内に
給送するように熱交換区画の外殻内に配設し、かつ外殻
上部の開口部と結合させたサイクロン分離手段をさらに
含み、該サイクロン分離手段は捕集小粒粒子の床に分離
された粒子を給送するように、サイクロン分離手段に入
るガス状生成物から残留伴出粒子を分離するのに用いら
れる請求項４の装置。 - 【請求項５】 前記熱交換手段は、外殻内部に捕集され
る粒子の床から熱を取り出すために熱交換媒質を給送す
る複数の熱交換管を含み、該熱交換管は捕集された粒子
の床の中に完全に埋もれている請求項１の装置。 - 【請求項６】 （ａ）パルプ廃液の流動床燃焼を行い、
燃焼床媒質がプロセス塩の小粒及び大粒粒子を含む鉛直
方向に配置されたチャンバーであってその下端近くに回
収するために大粒塩粒子を取出す通路を含む前記チャン
バーを有する流動床燃焼区画、（ｂ）前記チャンバーの
下端が外殻下方に設けられ、前記チャンバー上端が燃焼
工程のガス状生成物および燃焼ガスによって伴出される
小粒塩粒子を外殻キャビティー内に排出させるために、
上方に外殻キャビティー内に延びるように、かつ外殻が
燃焼区画チャンバーの上端付近から離間し、かつ前記チ
ャンバーを包囲するように前記燃焼区画チャンバー周囲
に配設される外殻であって、捕集した小粒塩粒子が、外
殻下部の床に堆積するように燃焼ガスから分離する小粒
塩粒子を捕集する下部及び実質的に塩の存在しない燃焼
ガスが外殻キャビティーを出る開口部を有する上部を含
む前記外殻を含む熱交換区画、（ｃ）外殻下部に堆積す
る小粒塩粒子の床から熱を取り出すための、外殻キャビ
ティーに連結する熱交換手段、および、（ｄ）外殻下部
と燃焼区画とに連結し、外殻キャビティー中に堆積する
小粒粒子の相当量を燃焼区画に再循環させるための手
段、を含んで成るリグノセルロースのパルプ化工程と連
結し、パルプ廃液の燃焼によりプロセス塩および熱エネ
ルギーを回収する装置。 - 【請求項７】 （ａ）小粒粒子が燃焼工程に随伴する燃
焼ガス流中に伴出されるように、燃焼床媒質が大粒およ
び小粒の不燃焼粒子よりなる流動床燃焼工程中に有機物
含有化学混合物を燃焼させ、（ｂ）回収するために床媒
質から大粒粒子の相当量を取り出し、（ｃ）前記燃焼ガ
スが減速して方向を変え、前記伴出粒子はその減速した
ガスから離れて落下し、床に堆積する帯域内に燃焼ガス
流を送出することによって前記燃焼ガスから伴出した小
粒粒子を分離し、（この分離工程は、前記燃焼ガスが減
速して方向を変えることにつれてその伴出粒子に付与さ
れる下向き運動量がガスからの粒子の分離を容易にする
ように、燃焼ガス流を下向通路に沿って減速帯域内に送
出する工程を含み、）（ｄ）該帯域から実質的に粒子の
ないガスを導き、（ｅ）堆積小粒粒子から熱を取出し、
それにより燃焼工程から熱エネルギーを回収し、かつ燃
焼工程の操作温度を制御するための冷却した堆積粒子の
相当量を燃焼床に再循環する、工程を含む流動床燃焼工
程から化学成分または熱エネルギーを回収する方法。 - 【請求項８】 前記燃焼工程を不燃焼粒子の軟化点近く
またはそれ以上で行い、熱を取出す前記工程は不燃焼粒
子の軟化点よりも実質的に低い点まで冷却する請求項１
０の方法。 - 【請求項９】 （ａ）鉛直方向に配置されたチャンバー
内に含まれる燃焼床中で黒液を燃焼させ、燃焼床は約５
９３〜６７７℃（約１１００〜１２５０°Ｆ）の範囲内
で黒液を燃焼して形成させた大粒および小粒のプロセス
塩より成り、チャンバー内に導入される空気によって浮
揚させられ、かつ導入空気の速度は大粒塩粒子が床内に
留まり、小粒塩粒子が燃焼ガスとともに床から移送する
ような速度であり、（ｂ）燃焼ガスおよび移送された塩
を下向通路に沿って、ガスが減速して方向を変える帯域
内に送出し、続いて移送された塩粒子がガスから分離し
て捕集塩の床中に堆積するようにガスが減速し方向を変
えるにつれて伴出粒子に下向きの運動量を与えるように
下向通路に沿う運動を開始させ、（ｃ）減速帯域から実
質的に無塩のガスを導き、（ｄ）捕集された塩の床を再
凝結をできるだけ少なくするために約４５４℃（約８５
０°Ｆ）以下に冷却し、（ｅ）黒液燃焼工程の温度を制
御するために冷却した塩の一部を垂直方向のチャンバー
に再循環し、及び（ｆ）燃焼床をあらかじめ選択された
レベルに維持し、かつ取出した塩をパルプ化工程で再使
用するために燃焼床から大粒塩粒子の相当量を取り出
す、工程を含んで成るリグノセルロースのパルプ化工程
からの流出黒液よりプロセス塩を回収する方法。 - 【請求項１０】 冷却工程が、熱交換管周囲の捕集塩の
床を浮揚させ、熱エネルギー捕集塩の床から熱交換媒質
に移すように管を通して熱交換媒質を送出させる工程を
含む請求項１６の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/461,695 US4979448A (en) | 1990-01-08 | 1990-01-08 | Apparatus and method for recovery of constituents and heat from fluidized bed combustion |
| US461695 | 1990-01-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0790790A true JPH0790790A (ja) | 1995-04-04 |
Family
ID=23833578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3000698A Pending JPH0790790A (ja) | 1990-01-08 | 1991-01-08 | 流動床燃焼から成分および熱を回収する装置および方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4979448A (ja) |
| JP (1) | JPH0790790A (ja) |
| AU (1) | AU628248B2 (ja) |
| BR (1) | BR9100039A (ja) |
| CA (1) | CA2033713A1 (ja) |
| FI (1) | FI103590B (ja) |
| NZ (1) | NZ236711A (ja) |
| SE (1) | SE505629C2 (ja) |
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| JP2006000808A (ja) * | 2004-06-21 | 2006-01-05 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 集塵装置一体型ガス化炉 |
| JP2010247053A (ja) * | 2009-04-14 | 2010-11-04 | Asahi Kasei Chemicals Corp | 気相反応方法及び気相反応装置 |
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| FI89203C (fi) * | 1990-01-29 | 1993-08-25 | Tampella Oy Ab | Foerbraenningsanlaeggning |
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1991
- 1991-01-07 SE SE9100036A patent/SE505629C2/sv unknown
- 1991-01-07 BR BR919100039A patent/BR9100039A/pt not_active Application Discontinuation
- 1991-01-07 NZ NZ236711A patent/NZ236711A/xx unknown
- 1991-01-07 CA CA002033713A patent/CA2033713A1/en not_active Abandoned
- 1991-01-07 AU AU69212/91A patent/AU628248B2/en not_active Ceased
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- 1991-01-08 JP JP3000698A patent/JPH0790790A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040302 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |