JPH08216B2 - 耐浸蝕性出口部を有するサイクロン - Google Patents

耐浸蝕性出口部を有するサイクロン

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JPH08216B2
JPH08216B2 JP25393287A JP25393287A JPH08216B2 JP H08216 B2 JPH08216 B2 JP H08216B2 JP 25393287 A JP25393287 A JP 25393287A JP 25393287 A JP25393287 A JP 25393287A JP H08216 B2 JPH08216 B2 JP H08216B2
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ブラーンストローム ロイネ
ベーンフイゼン ディルク
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アセア スタル アクチーボラグ
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    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/02Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
    • F23J15/022Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material for removing solid particulate material from the gasflow
    • F23J15/027Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material for removing solid particulate material from the gasflow using cyclone separators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D45/00Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/12Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04CAPPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/08Vortex chamber constructions
    • B04C5/085Vortex chamber constructions with wear-resisting arrangements
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Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明はガス内の粒状物質を分離するサイクロンに関
する。本発明は、主として、燃焼ガスと一緒にベツドお
よびベツド容器を出る灰あるいは消耗したベツド材料ま
たはこれら両方を分離することによつてPFBC動力装置の
燃焼ガスを清浄化することを意図している。なお、ここ
で使用した用語「PFBC」は英語表現「ressured lu
idized ed ombustion」(加圧流動化ベツド燃
焼)の頭文字を意味している。しかしながら、本発明は
侵蝕性粒状物質をガスから分離しようとしている他の装
置、たとえば、炭素ガス化装置にも応用できる。
[技術的問題および発明の目的] サイクロンにおいて物質を分離するとき、循環渦を形
成し、固形粒子をサイクロンの壁面に蓄積する。サイク
ロンの下方の円錐形部分には、粒子濃度およびサイクロ
ン壁面に対する粒子速度は直径の減少と共に増大し、粒
子の侵蝕作用が増大する。摩耗の観点からは、サイクロ
ン出口が重要な部分となる。この問題を解決する1つの
方法として、渦の回転速度を減じる装置(渦消滅品)を
挿入するか、あるいは、硬化処理した耐摩耗性材料、た
とえばNi−hard、セラミツク、basalt等の材料で出口部
分を作るか内張りを行なつていた。
本発明の目的は普通の設計では高いダスト含有量の渦
が出口に最も近いところで侵蝕問題を生じさせるサイク
ロンの下部において摩耗を減らすことにある。本発明に
よれば、サイクロンの寿命が延び、動力装置の利用度が
高まり、動力装置の保守、稼働コストが減る。
[発明の概要] 本発明によれば、サイクロンの下部には底が形成して
あり、この底を貫いて出口チユーブがサイクロン内に幾
分突入している。この底、突出する出口チユーブおよび
それを取り囲むサイクロン壁面は頂部開放の環状スペー
スを形成している。サイクロンの底直径は出口チユーブ
の外径の少なくとも3倍でなければならない。出口チユ
ーブはその外径の少なくとも2倍である距離だけサイク
ロン内に突出していなければならない。環状スペースは
ダスト層を底に形成するような深さを適当に与えられ
る。サイクロンの最下方部は円筒形であるとよい。サイ
クロンの下部は渦減衰手段を備えていてもよい。
[好ましい実施例の説明] 図面において、第1図は圧力容器を示している。この
圧力容器1はベツド容器2とサイクロン3で象徴するガ
ス清浄化装置とを包含する。ベツド容器2は底4を備
え、この底には空気ノズル5と燃料ノズル6が設けてあ
る。ベツド容器2は石灰やドロマイトのような硫黄吸収
材を含有するかあるいは完全に硫黄吸収材からなる粒状
ベツド材料のベツド7を包含する。ベツド容器2の下部
には、ベツド7を冷却すると共に水蒸気を生じさせるチ
ユーブ8が設けてある。燃料のベツド7への供給は導管
10とノズル6を経て行なわれる。この燃料を燃焼させる
と共にベツド7の材料の流動化を行なう空気は底4にあ
るノズル5を経て圧力容器1、ベツド容器2間のスペー
ス12から燃料室に供給される。ベツド材料は導管13を通
してベツド7に供給され、導管14を通して取り出され
る。
燃料ガスはベツド7上方のフリーボード15内に蓄積
し、導管16を経てサイクロン3に流れる。このサイクロ
ンで、ダストが分離され、導管17を経て取り出される。
導管18を通してガスはタービン20に流れ、タービンは圧
縮器21を駆動し、スペース12に供給される燃焼空気を圧
縮する。タービン20を出たガスは給水予熱器に流れ、そ
こから煙突に流れる。
チユーブ8で発生した水蒸気は水蒸気タービン27に導
かれ、この水蒸気タービン27は発生器28を駆動する。使
用した水蒸気は復水器に導かれ、そこから給水タンクに
送られる。給水ポンプによつて、凝縮水はベツド容器12
のチユーブ8に戻される。
灰分搬送パイプ17が圧力減少装置31を包含し、これは
分離した物質の除去に必要なガス流をガス・クリーナと
受け容器32の間に生じている圧力差で得、この圧力を大
気圧にほぼ等しいものとするような寸法となつている。
サイクロン3から分離した物質を除去するための圧力減
少装置31はダストおよび搬送用ガスのためのクーラとし
て設計してある。これはヨーロツパ特許0 108 505あ
るいはヨーロツパ特許出願86100806−8に開示された形
式のものであつてもよい。
第2図に示すように、サイクロン3には上方の円筒形
部分3aと、中間部分3bと、平らな底3dを持つた下方円筒
形部分3cとを形成してあつてもよい。出口チユーブ40が
底3dと接続してあり、この出口チユーブは円筒形部分3c
内に幾分突入している。出口チユーブ40、サイクロン3
の下方円筒形部分3cの壁面41および底3dは頂部開放の環
状スペース42を構成している。このスペース42は、作動
時に分離物質の層43が底3dに形成され、この層が底板の
浸蝕を防ぐような深さを与えられている。出口チユーブ
40はパイプ17に接続してあり、このパイプ17は分離した
粒状物質を圧力減少装置31に導く。サイクロン部分3cは
ガスおよび粒子の渦が部分3cの壁面41にほんの少ししか
浸蝕作用を行なわない程度の速度となるような直径を与
えてある。矢印44で示すように出口チユーブ40を通つて
出口に達する前にスペース42内のガス流を2方向に転換
させることによつても、渦速度を経らす減速効果を得る
ことができる。この方向転換および減速によつて底3dの
摩耗を減らすことができるし、または、ダスト・クツシ
ヨン43を形成すればこの摩耗を完全になくすことができ
る。ダスト・クツシヨン43は一層効果的な減速作用も与
える。
出口チユーブ40にはほとんど浸蝕が生じない。出口チ
ユーブに入る前にガス・粒子流を180度方向転換させる
ことによつて、粒子が出口チユーブの中心に集中し、チ
ユーブの摩耗を実際に完全に防ぐことができる。この効
果そのものは上記のヨーロツパ特許出願86100806−8に
よつて公知となつている。
出口チユーブ40およびそこを流れる流出物はサイクロ
ン3の中心部から粒子を充分に排出させるようにもなつ
ている。
第3図に示す実施例によれば、サイクロン3の実際の
出口のところで大きな圧力低下が生じる。サイクロン3
に接続したパイプ17は出口チユーブ40よりもかなり大き
な直径を有する。出口チユーブ40の下端は底3dに接続し
てあつてもよいし、あるいは、第3図に示すように、パ
イプ17に突入する部分40bを持つていてもよい。
第4図に示す実施例によれば、サイクロン3の下部に
はいくつかの円筒形あるいは円錐形の部分が形成してあ
り、これらの部分は直列に配置してあり、順次に直径が
小さくなつている。図では、これらの部分は、底3dを持
つた部分3cと、底3fを持つた部分3eと、底3hを持つた部
分3gである。出口チユーブ40がサイクロン部分3c内に突
入しており、出口チユーブ45がサイクロン部分3e内に突
入しており、出口チユーブ46がサイクロン部分3g内に突
入している。この出口チユーブ46はダスト搬送パイプ17
に接続している。
サイクロン3はベツド容器2と圧力容器1の間のスペ
ース12内の圧縮燃焼空気あるいは水によつて冷却するこ
とができる。冷却効果を改善すべく、第3図に示すよう
に、サイクロン3の下方部分3c,3e,3gを空冷の場合には
冷却ジヤケツト50で、水冷の場合には冷却ジヤケツト60
で囲んでもよい。
圧力容器1内にサイクロン3を設置し、スペース12に
圧縮燃焼空気を入れたPFBC動力装置の場合には、周囲空
気は高密度であり、それ故、冷却能力も高い。冷却ジヤ
ケツト50(第4図ではサイクロン3の部分3eを囲んでい
る)を用いた場合、スペース12内の空気をベツド容器2
の底ノズル5への途中でジヤケツト50によつて形成され
た間隙51内を部分3eに沿つて強制的に流すことによつて
冷却効果が向上する。長手方向あるいは螺旋状のフラン
ジ52を部分3eに設けると冷却効果を改善できる。
流動化ベツド7を持つ動力装置では、大気圧をほとん
ど越えない圧力で作動し、サイクロン3が高密度の、冷
却能力の高い圧縮空気で囲まれていないので、水での冷
却が代替案となる。冷却ジヤケツト60(第4図では部分
3gを囲んでいる)を用いた場合、サイクロン3の下部を
冷却することができる。冷却水は導管62を経て冷却ジヤ
ケツト60と部分3gの間のスペース61に供給され、導管63
を経て運び去られる。PFBC動力装置のサイクロンでも水
冷を行なえることはもちろんである。
本発明をPFBC動力装置に応用したものとして示してき
た。しかしながら、このサイクロンはダスト含有ガスを
清浄化するあらゆるタイプの設備で用いることができ
る。サイクロンと分離したダストの収容容器の圧力差が
低いかほとんどない装置では、サイクロンからの出口導
管に吸引フアンを設置する必要があるかも知れない。
もちろん、耐摩耗物質を本発明の実施例と一緒に用い
た場合には、サイクロンの耐摩耗性、寿命はかなり高く
なり、延びるであろう。
【図面の簡単な説明】
第1図はベツドからの固形粒子含有燃焼ガスを分離する
PFBC動力装置に応用した本発明を示す図である。 第2図はサイクロンの拡大図である。 第3図および第4図はそれぞれサイクロンの出口部の別
の実施例を示す図である。 図面において、1……圧力容器、2……ベツド容器、3
……サイクロン、4……底、5……空気ノズル、6……
燃料ノズル、7……ベツド、8……チユーブ、10……導
管、12……スペース、13,14……導管、15……フリーボ
ード、16,17,18……導管、20……タービン、21……圧縮
器、22……発生器、27……水蒸気タービン、28……発生
器、31……圧力減少装置、32……容器、40……出口チユ
ーブ、42……頂部開放環状スペース、43……分離物質
層、45……出口チユーブ、46……出口チユーブ、50……
冷却ジヤケツト、51……間隙、52……フランジ、60……
冷却ジヤケツト、62,63……導管。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガスから粒状物質、たとえば、加圧流動化
    ベツド燃焼式動力装置において燃焼ガスと一緒にベツド
    容器(2)から出る灰あるいは消耗したベツド材料また
    はこれら両方を分離するためのサイクロン(3)であつ
    て、サイクロン(3)の下部に底(3d)が形成してあ
    り、この底を貫いて分離した物質のための出口チユーブ
    (40)がサイクロン(3)内に突出しており、この底
    (3d)と一緒に周囲のサイクロン壁面(41)が頂部開放
    式の環状スペース(42)を形成していることを特徴とす
    るサイクロン。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項記載のサイクロンに
    おいて、サイクロン(3)の底(3d)が出口チユーブ
    (40)の外径の少なくとも3倍の直径を有することを特
    徴とするサイクロン。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲第1項記載のサイクロンに
    おいて、環状スペース(42)の深さが出口チユーブ(4
    0)の外径の少なくとも2倍であることを特徴とするサ
    イクロン。
  4. 【請求項4】特許請求の範囲第1項記載のサイクロンに
    おいて、出口チユーブ(40)を取り囲んでいるサイクロ
    ン(3)の下部(3c)が円筒形であることを特徴とする
    サイクロン。
  5. 【請求項5】特許請求の範囲第1項記載のサイクロンに
    おいて、出口チユーブ(40)がその直径よりも大きい直
    径を持つスペースに開口していることを特徴とするサイ
    クロン。
  6. 【請求項6】特許請求の範囲第1項記載のサイクロンに
    おいて、このサイクロン(3)が徐々に減少する横断面
    を持つており、底(3d,3f,3h)と直列に配置した部分
    (3c,3e,3g)を有し、これらの底を貫いて分離した物質
    のための出口チユーブ(40,45,46)がサイクロン(3)
    内に突入しており、前記底(3d,3f,3h)と一緒に前記部
    分(3c,3e,3g)が頂部開放の環状スペース(42)を形成
    していることを特徴とするサイクロン。
  7. 【請求項7】特許請求の範囲第1項から第6項までのい
    ずれか1つの項に記載のサイクロンにおいて、サイクロ
    ン(3)の下方部分(3c,3e,3g)がそれらに沿つて流れ
    るガス流を制御する冷却ジヤケツト(50)によつて囲ん
    であることを特徴とするサイクロン。
  8. 【請求項8】特許請求の範囲第1項から第6項までのい
    ずれか1つの項に記載のサイクロンにおいて、サイクロ
    ン(3)の下方部分(3c,3e,3g)が水冷ジヤケツト(6
    0)によつて囲んであることを特徴とするサイクロン。
JP25393287A 1986-10-13 1987-10-09 耐浸蝕性出口部を有するサイクロン Expired - Lifetime JPH08216B2 (ja)

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SE8604326A SE459399B (sv) 1986-10-13 1986-10-13 Cyklon foer avskiljning av partikulaert material i en gas
SE8604326-2 1986-10-13

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JPS63107762A JPS63107762A (ja) 1988-05-12
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EP (1) EP0264735B1 (ja)
JP (1) JPH08216B2 (ja)
DE (1) DE3765222D1 (ja)
DK (1) DK161871C (ja)
ES (1) ES2018227B3 (ja)
FI (1) FI90208C (ja)
SE (1) SE459399B (ja)

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DK524887A (da) 1988-04-14
EP0264735A1 (en) 1988-04-27
FI90208B (fi) 1993-09-30
DK524887D0 (da) 1987-10-07
SE8604326L (sv) 1988-04-14
EP0264735B1 (en) 1990-09-26
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DK161871B (da) 1991-08-26
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SE459399B (sv) 1989-07-03
FI90208C (fi) 1994-01-10
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