JPH08503291A - 流動床反応装置における熱回収方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 内部に伝熱面を有する伝熱室を使用した、循環式流動床反応装置における固体粒子から熱を回収する方法および装置である。高温固体粒子は伝熱室へ連続して給送され、ガスが伝熱室に導入され、また排出される。ガスは内部の固体粒子の流動を制御するために伝熱室へ導入される。伝熱室は、固体粒子移送領域よりも多数の伝熱面を伝熱領域に備えて、少なくとも１つの伝熱領域（４６，４６’）および少なくとも１つの固体粒子移送領域（４８）に分けられる。伝熱領域および固体粒子移送領域へ個別に制御されたガス流（５０，５０’，５０’’）を導入することで、伝熱量が制御される。

Description

【発明の詳細な説明】 流動床反応装置における熱回収方法および装置 本発明は、内部に固体粒子で構成される流動床を有する処理室を含み、処理室 に連結され且つ内部に伝熱面が配置された伝熱室を使用する循環式流動床反応装 置における固体粒子からの熱回収方法および装置に関する。 燃焼室から伝熱室へ高温固体粒子を連続的に導入し、この伝熱室にガスを導入 して伝熱室内部の固体粒子の流れを制御し、伝熱室内に配置された伝熱面により 熱を回収して、伝熱室から排出された固体粒子を処理室へ連続的に再循環させる ことによって、熱は回収される。この装置は、処理室から伝熱室へ高温固体粒子 の連続流れを導入する入口手段と、伝熱室から固体粒子を処理室へ連続的に再循 環させる出口手段と、ガスを伝熱室へ導入するノズル手段とを含んで構成される 。 流動床反応装置、例えば循環式流動床燃焼器は、各種の燃焼処理、伝熱処理、 化学処理、または冶金処理に使用される。典型的には、流動床燃焼処理により、 燃焼室および（または）この燃焼室以降のガス通路に配置された対流伝熱部の中 に配置されている伝熱面によって、熱が回収される。燃焼室からの固体粒子を循 環させる外部循環路に連結された別の外部熱交換器の中に伝熱面を配置すること も提案されている。 循環式流動床（ＣＦＢ）反応装置では、外部熱交換器および再循環熱交換器を 戻しダクトに連結し、これにより装置内を再循環される固体物質から熱を回収す ることが提案されてきた。伝熱面は、循環する物質で外部熱交換器の内部に形成 された流動床の中に配置される。外部熱交換器内では、伝熱面のまわりを流れる 流動化ガスを制御して、伝熱量はある程度制御できる。 循環式流動床反応装置の戻しダクトのような高温固体物質を連続的に供給する 装置に連結された外部熱交換器においては、流動化ガスも熱交換器を通る固体物 質の移送を制御する。それ故に、熱交換器を通る固体物質の流れから独立して、 外部熱交換器で伝熱量を制御することは不可能である。例えば始動時または低負 荷状態において、流動化ガスの流れの遮断が固体物質の流れを停止して、伝熱が 行われないか、または非常に僅かな伝熱しか行われない場合であったとしても、 伝熱を完全に遮断することはできない。 外部熱交換器を有する装置において、それ故に固体物質の流れを２つの部分に 分け、１方を熱交換器に流入させ、他方は熱交換器をバイパスするようになすこ とが提案された。この伝熱は熱交換器を通して流れる固体物質の量を制御するこ とで制御される。この装置は、２つの固体物質の流れを制御するために、付加的 な機械的バルブを必要とする。この構造は幾分複雑で故障し易く、空間をムダに 使うとともに装置コストを増加する。 本発明の目的は、上述の欠点を最小限に抑えた循環式流動床反応装置から熱を 回収する方法および装置を提供することである。 本発明の特別な目的は、循環式流動床反応装置における固体物質の循環装置、 例えば循環式流動床反応装置の戻しダクト、に連結される制御容易な熱交換器す なわち伝熱室を提供することである。 本発明の他の目的は、固体物質の循環流れを導く装置に連結される外部熱交換 器における伝熱を制御する改良した方法を提供することである。 発明の概要 本発明によると、伝熱室を使用し、流動床反応装置内の固体粒子から熱を回収 する改良した方法であって、 伝熱領域内に固体粒子移送領域内よりも多数の伝熱面を備えることにより、伝 熱室を少なくとも１つの伝熱領域と少なくとも１つの固体粒子移送領域とに分け 、 伝熱領域および固体粒子移送領域に別個に制御したガス流を導入することによ り、伝熱領域における伝熱を制御することを特徴とする熱回収方法が提供される 。 本発明によると、伝熱室を使用し、流動床反応装置内の固体粒子から熱を回収 する改良した装置であって、 伝熱室を少なくとも１つの伝熱領域と少なくとも１つの固体粒子移送領域とに 分けるための、固体粒子移送領域内よりも伝熱領域内に多数配置された伝熱面を 含む手段と、 伝熱領域および固体粒子移送領域にガス流を導入するための別個に制御される 手段を含む、伝熱領域における伝熱を制御する手段を含んでなる熱回収装置が更 に提供される。 本発明の好適例によると、伝熱室は水平または垂直方向に並べて配置されて、 固体粒子移送領域で互いに隔離された幾つかの伝熱領域に分けられる。これらの 領域の粒子の流れを制御できる流動化ガスまたは他の移送用ガスが、例えば伝熱 室の下側に配置されるウィンドボックスまたは伝熱室の壁内に配置されるノズル を通して、伝熱領域および固体粒子移送領域へ別個に導入される。 流動化ガスまたは移送用ガスを別個に制御することにより、伝熱室内の固体粒 子の内部流れを制御できる。例えば、固体物質が伝熱面のまわりを全く流動しな いか、またはほんの僅かな程度で流動して、伝熱面に対する伝熱が最小限に減少 されるように、伝熱領域内の流動化ガスの流れを遮断または減少させることが可 能である。 同時に、伝熱室を通る固体粒子の全流量は、遮断された伝熱領域のまわりの固 体粒子移送領域に導入される流動化ガスまたは移送用ガスで所望レベル、例えば 一定レベル、に保持される。 伝熱領域の流動化は、伝熱室内の固体粒子の内部流動をある程度制御し、すな わち伝熱面に接触して隣接領域から流入する新しい物質の量を制御する。 伝熱領域、また固体粒子移送領域に導入される流動化ガスまたは移送用ガスの 流れを別個に制御することで、伝熱室内で生じる固体粒子の流れ、すなわち伝熱 室における１つ以上の入口および１つ以上の出口の間の固体粒子の流れを制御す ることが可能になる。 固体物質は、伝熱室内の所望の高さの所望位置に配置されたオーバーフロ一開 口を通して、伝熱室から排出できる。固体物質は、伝熱室内の流動床の表面の高 さよりも低く配置された開口を通して、排出されることもできる。これらの開口 は、固体物質の排出を制御する手段を与えるために、固体物質流動シールを構成 するようになされることが好ましい。開口を通る固体物質の流れを制御するため に、流動化ガスまたは移送用ガスの流れが導入される。 固体物質流動シールを形成する排出出口は、フレーム状構造部内に互いに重ね られた幾つかの水平の垂直方向に狭いスロット状チャンネルを含んでなる。スロ ットの高さは、固体物質が重力によりチャンネルを通して流動することを防止す るために、チャンネル長さの半分より小さくなければならない。 伝熱室では、内部の固体粒子で構成された流動床の中に伝熱面の配置されるこ とが好ましいが、流動床を超えて上方へ延在されることもできる。熱は、伝熱室 の壁に配置された伝熱面によっても回収することができる。 伝熱室は循環式流動床反応装置の戻しダクト下部に配置されることが有利であ る。戻しダクト下部は伝熱面のために十分な空間を形成するように延在されねば ならず、これにより延長部分は例えば戻しダクト上部よりも大きな水平断面を有 することができる。循環式流動床ボイラーでは、循環式流動床装置において熱が 高温粒子の循環する量の中で蒸発および（または）過熱が容易に利用できるので あれば、蒸気の蒸発すなわち過熱はこのような戻しダクト内で有利に行われるこ とができる。非常に制限され、主に清浄ガスを含む戻しダクト内の伝熱領域にお けるガス雰囲気は、過熱に関する非常に有利な環境を与える。それ故に、過熱器 は、特に煙道ガスが腐食成分を含有する場合に燃焼室で普通とされる温度よりも 格段に高い温度にまで、加熱されることができる。 粒子から過熱面への伝熱は、別途制御される適当な流動化ガス流を伝熱領域の 少なくとも一部に導入して、過熱面に粒子を接近させるように運動させることで 、制御される。空気または不活性ガスのようなガスが流動化ガスとして、幾つか の別個なノズルを通して伝熱制御のために導入できる。側壁から導入されるガス も伝熱制御のために使用できる。伝熱は、伝熱室の各種の箇所に導入されるガス の位置および（または）流速によって制御できる。 ある種の場合、ガスシールを戻しダクトに配置して、ガスが戻しダクトの上端 部に連結されている粒子分離器内へと上方へ流れるのを防止することが必要であ る。したがって、ガスは戻しダクトから導管を通して燃焼室へ排出される。しか しながら、伝熱室の固体粒子床の高さが多くの場合にガスシールを形成する、す なわち戻しダクト内を上方へ向かうガス流を十分に減少させるのであり、これに より付加的なガスシールは不要となる。流動床を通過する非常に少量のガスは、 戻しダクトを経て粒子分離器内へ流れ込むことを許容される。 本発明は非常に小型の循環式流動床ボイラ一構造を提供する。戻しダクトは、 燃焼室と共通の１つの壁を有する狭い垂直なチャンネルとして構成されることが 好ましく、この壁は例えば循環式流動床ボイラーに使用される典型的な板状壁と される。反対側の壁は同様な板状壁とすることができる。戻しダクトを処理室と 連結する出口は、この壁に備えられることが好ましい。 本発明の他の好適例によると、内部循環に連なる処理室内に伝熱室が配置され る。この処理室では、壁に沿って下流下する粒子または流動床内を移動する粒子 は伝熱室へガイドされる。伝熱室は、例えば処理室の一方の側壁に連結された壁 室として構成される。伝熱室は処理室底部からある距離を隔てて側壁に配置され るか、底部例えばグリッドの近く、またはそこに直接に直立される。壁室は、処 理室内に突出するか、処理室の外方へ突出できる。 壁室は、狭い入口通路、および伝熱面を含む延長された下部を有する先に説明 した垂直戻しダクトと同様に形成できる。壁室にて捕捉された粒子は、先に説明 した戻しダクトの流動床と同様な伝熱流動床を壁室下部内に形成するようになさ れる。流動床における伝熱は戻しダクトにおけるのと同様に制御される。 高負荷状態では、熱は戻しダクトにおいて回収されるのに対して、低負荷状態 では、熱は処理室内の内部循環に連なる壁室内で回収される。 本発明の特別な実施例によると、伝熱領域および固体粒子移送領域に等しく伝 熱面が配置される。固体粒子移送領域は、本発明によると伝熱領域に較べて遥か に小さく、これにより固体粒子移送領域の合計された伝熱面の面積は組み合わさ れた伝熱領域における合計された伝熱面の面積よりも遥かに小さい。全伝熱量の 最大で約１０％が固体粒子移送領域における合計された伝熱面で達成できるだけ である。伝熱面の全面積の約１０％が固体粒子領域に配置されるのである。通常 状態では、ほぼ均等な流動化ガス流が全ての領域へ導入される。流動化ガスは伝 熱を、伝熱室全体よりも伝熱面に対して大きく伝熱を保持する。付加的に導入さ れる流動化ガスは、出口開口の配置された小さな固体粒子移送領域にて、伝熱領 域から隣接する処理室へ流れる固体粒子の流れを形成する。低負荷状態または始 動時には伝熱が低下されるため、ガス流は全ての領域において、すなわち固体粒 子が処理室へ再循環される固体粒子移送領域を除く伝熱領域において、ガス流量 は最小限となる。固体粒子移送領域が他の伝熱領域に較べて遥かに小さいので、 これらの領域では非常に僅かな熱が伝えられるだけである。 本発明により提供される主な利点の１つは、ただ１つの伝熱および再循環の組 み合わされた室が使用されたとした場合ですら、伝熱室を通る固体粒子からの伝 熱量を独立して制御できることである。本発明は、室を通る固体粒子の流れを乱 さずに、伝熱を停止することすらできる方法を提供する。 伝熱は、伝熱室を通して流れる固体粒子の全流量を変化させずに、伝熱室内の 各種ノズルを通して導入されるガスの比率を変化させることで制御できる。全ガ ス流量は一定に保持されることができる。伝熱は、伝熱面の下方または伝熱面に 接近して配置されているノズルを通るガス流量を増加することで増大され、伝熱 面から遠く離れたノズルを通るガス流量を増加することで低減できる。 本発明は、加圧応用例で特に有利である小型伝熱室および処理室構造を構築す る可能性を更に与える。 図面の簡単な説明 本発明は例として添付図面を参照して更に説明される。添付図面において、 第１図は、戻しダクト内に伝熱室を有する循環式流動床反応装置を通る概略垂 直断面図； 第２図は、第１図の戻しダクト下部の、線ＡＡに沿う部分的横断面図； 第３図は、処理室内に伝熱室を有する循環式流動床反応装置を通る概略垂直断 面図； 第４図は、第３図の伝熱室の、線ＢＢに沿う部分的横断面図である。 好適例の詳細な説明 第１図は、循環式流動床（ＣＦＢ）燃焼器１０を示しており、この燃焼器は内 部に拡大された流動床すなわち粒子を有する燃焼室すなわち処理室１２を有して いる。粒子分離器１４は燃焼室１２の上部に連結され、燃焼室から排出される煙 道ガスおよび固体物質で構成される混合流体に含まれた粒子を分離するようにな す。垂直チャンネルのような戻しダクト１６が、分離された固体物質を粒子分離 器１４から燃焼室１２の下部へ再循環させるために備えられている。対流伝熱部 １８が粒子分離器１４の上部に配置されたガス出口２０に連結されている。 燃焼室の壁２２，２４は板状壁とされ、一方の壁２４は燃焼室１２および戻し ダクト１６の共通壁とされている。 戻しダクト１６の下部２６は戻しダクト上部よりも大きな水平断面を有してい る。少なくとも部分的に流動化される固体粒子で構成された固体粒子床２８が下 部２６内に備えられている。伝熱面３０はこの固体粒子床２８内に配置されて、 循環式流動床燃焼装置を循環される固体物質から熱を回収するようになす。戻し ダクト１６の下部２６はこれにより伝熱室２６を構成する。熱は対流伝熱部１８ 内の伝熱面３２，３４によっても回収される。 重力で固体粒子が無制御状態で流動するのを防止する固体物質流動シールを形 成する出口開口３６は、固体粒子を固体粒子床２８から燃焼室１２へ再循環させ るために共通壁２４に、伝熱室２６において配置されている。出口開口３６は固 体粒子床２８の上面３８より低い高さ位置で固体粒子床２８に通じている。出口 開口３６および固体粒子床上面３８の間の固体粒子床２８の高さが、燃焼室１２ から開口２６を通して戻しダクト１６にガスが流入するのを防止するガスシール を形成する。 流動化ガスはウィンドボックス４０から戻しダクト１６の底部のグリッド４１ を通して固体粒子床２８へ導入され、少なくとも部分的に固体粒子床を流動化さ せるようにする。移送用ガスは伝熱室２６の側壁４４を通して移送用ガスまたは 流動化ガスを導入するために配置されたノズル４２を通して、付加的に導入され る。流動化ガスおよび（または）移送用ガスが、伝熱室２６内の固体物質を少な くとも部分的に流動化させるために使用される。流動化ガスまたは移送用ガスは 固体粒子床内の固体粒子の内部流動を保持するためにも、例えば固体粒子床内で 固体粒子を水平に移送するために、使用できる。流動化ガスまたは移送用ガスは また、固体粒子を出口開口３６へ向けて、またこの出口開口を通して移送させる ことにも使用できる。 第２図は、伝熱室２６が少なくとも２つの伝熱領域４６，４６’およびこれら の伝熱領域の間に形成された固体粒子移送領域４８に分けられたことを示してい る。伝熱領域４６，４６’は領域内に伝熱面３０，３０’を配置して形成されて いる。伝熱領域４６，４６’および固体粒子移送領域４８は開口４０，４０’， ４０’’を通して導入される別個に制御されたガス流５０，５０’，５０’’に よって流動化される。固体粒子出口開口３６は固体粒子移送領域４８内で壁２４ に備えられている。 伝熱は、第２図に示されるように、各領域、特に伝熱領域４６および（または ）４６’に導入される流動化ガスの流量を制御することで、伝熱室２６内で制御 される。例えば、ガス流５０，５０’の両方または一方を減少させることで伝熱 量を減少させることが可能であり、これにより伝熱面３０および（または）３０ ’のまわりの固体粒子の流動は低下し、同様に領域４６および（または）４６’ の伝熱は減少する。 伝熱室を通して伝熱室から燃焼室１２へ至る固体物質の流れは、流動化ガスが 固体粒子移送領域４８内に導入されるならば、伝熱制御の影響を受けない。 固体物質は、戻しダクト１６の全幅、例えば側壁２４の全幅に沿って均等また は非均等に伝熱室２６へ導入される。固体粒子の流入位置は、固体粒子が室内を 全方向に自由に流動できるので、非常に重要なことではない。入口位置は、伝熱 領域４６，４６’の上方、または固体粒子移送領域４８の上方とされることがで きる。伝熱室２６に導入された固体物質は、伝熱領域４６，４６’の流動化が低 減されて伝熱を減少された場合ですら、異なる位置から出口開口３６へ向けて、 また燃焼室１２内へ流動される。望まれるならば、特別な移送領域４８の出口開 口３６を通る固体粒子の流動は、その特別な領域へ開口４１’’を通して流入す るガス流量を減少させることによって、防止される。 本発明によると、伝熱室２６は異なる領域４６，４６’，４６’’の間の固体 物質の自由流動を可能にする。何故なら、この流動を防止する隔壁が全く使用さ れていないからである。流動化ガスまたは移送用ガスの流れが、異なる領域間お よび領域内部で固体粒子をガイドすなわち移送するために使用できる。固体粒子 は、流動化ガスまたは移送用ガスの助けを借りないで、隣接領域よりも表面の高 い固体粒子床を有する領域から、高さの低い前記隣接領域へ自由に流動できる。 第３図は、燃焼室１２内の流動床における内部循環から固体粒子を集めて、そ の集めた個部分から熱を回収するための壁室５４を有する流動床反応装置の下部 を示している。 この壁室５４は、上端部に入口チャンネル５６を有し、また下部に伝熱室５８ を有し、伝熱室の内部に伝熱面３０が配置されている。壁室５４は側壁２２’の 一部に沿って、すなわち燃焼室１２の側壁２２’の全体に沿って延在され得る。 隔壁６０が燃焼室から分離している。 オーバーフロ一開口６２が伝熱室上部に配置され、固体粒子がオーバーフロー によって燃焼室１２に流入できるようにしている。望まれるならば、固体物質流 動シールを備えた負荷的な開口が固体粒子床表面３８の高さより低い位置に配置 できる。 第４図は、線ＢＢに沿う伝熱室５４の部分的横断面を示している。伝熱室は２ つの伝熱領域４６，４６’とそれらの伝熱領域の間に配置された１つの固体粒子 移送領域４８とに分けられている。伝熱面３０，３０’が伝熱領域４６，４６’ に配置されている。 １つの開口６２’’は他の２つの開口よりも高い位置に配置されている３つの オーバーフロ一開口６２，６２’，６２’’が示されており、別個の領域４６， ４６’の各々の上方に１つずつ配置されている。別々に制御される流動化ガス流 ５０，５０’，５０’’が別々のウィンドボックス６６，６６’，６６’’を通 して導入される。伝熱室内の伝熱は、ガス流５０および５０’を減少させること で低減できる一方、伝熱面のまわりの固体粒子の流動化が低減されると、伝熱も 減少される。しかしながら、伝熱室へ導入される固体粒子はオーバーフロ一開口 ６２，６２’を通して流動し続ける。伝熱室内の固体粒子床の高さが上昇するな らば、固体粒子は開口６２’’を通してオーバーフローして排出される。 ある種の状況では、伝熱室底部での流動化を完全に停止され、固体粒子移送部 および伝熱面の上方に配置されたノズル５１（第３図参照）を通して導入される 流動化ガスまたは移送用ガスに助成されて、固体粒子がオーバーフローにより燃 焼室内へ再循環されるようになされることが必要である。したがって固体粒子移 送部は伝熱領域４６，４６’垂直上方に配置される。 本発明は、最も実用的で好ましいと現在考えられている本発明の実施例に関し て説明してきたが、本発明は開示した実施例に限定されることはなく、逆に添付 の請求の範囲に記載の精神および範囲に含まれる各種の改良および等価構造を網 羅することが意図されることは、理解されるべきである。

【手続補正書】特許法第１８４条の７第１項 【提出日】１９９４年３月３０日 【補正内容】 補正された請求の範囲 ［１９９４年３月３０日（３０．０３．９４）付けで国際事務局により受理さ れた。原請求項１および原請求項１１が補正され、残りの請求項は変更されてい ない。（４頁）］ １． 内部に固体粒子で形成された流動床を有する処理室を含み、この処理室 に連結され且つ内部に伝熱面を配置された伝熱室を使用している流動床装置にお いて、 処理室から伝熱室へ高温固体粒子を連続的に導入し、 伝熱室内の固体粒子の流動を制御するために伝熱室にガスを導入し、 伝熱室内に配置された伝熱面で熱を回収し、そして 伝熱室から排出された固体粒子を燃焼室に連続的に再循環させる諸段階を含む 固体粒子から熱を回収する方法であって、 伝熱領域内に固体粒子移送領域内よりも多数の伝熱面を備えることにより、前 記伝熱室に少なくとも１つの伝熱領域および少なくとも１つの固体粒子移送領域 を配置し、 伝熱領域および固体粒子移送領域に別個に制御したガス流を導入することによ り、伝熱領域における伝熱を制御することを特徴とする流動床反応装置における 固体粒子からの熱回収方法。 ２． 請求項１に記載の方法であって、別個に制御した流動化ガスを伝熱領域 および固体粒子移送領域に導入し、前記両領域の間の固体粒子の内部流動を制御 することを特徴とする流動床反応装置における固体粒子からの熱回収方法。 ３． 請求項１に記載の方法であって、循環式流動床反応装置の戻しダクト内 に配置された伝熱室において、別個に制御したガスを伝熱領域および固体粒子移 送領域に導入し、前記伝熱室内の１つ以上の入口および１つ以上の出口の間の固 体粒子の流動を制御することを特徴とする流動床反応装置における固体粒子から の熱回収方法。 ４． 請求項１に記載の方法であって、処理室内に配置された伝熱室において 、 別個に制御したガスを伝熱領域および固体粒子移送領域に導入し、前記伝熱室内 の１つ以上の入口および１つ以上の出口の間の固体粒子の流動を制御することを 特徴とする流動床反応装置における固体粒子からの熱回収方法。 ５． 請求項１に記載の方法であって、別個に制御したガスを伝熱領域および 固体粒子移送領域に導入して、伝熱領域および固体粒子移送領域を通る固体粒子 の内部水平流動を制御するようになし、前記伝熱領域は固体粒子移送領域で個々 に分離され且つ固体粒子移送領域と実質的に同じ水平面位置に配置されているこ とを特徴とする流動床反応装置における固体粒子からの熱回収方法。 ６． 請求項１に記載の方法であって、伝熱室内の伝熱領域に流動化ガスを導 入し、流動化ガスの流量を制御して伝熱量を制御することを特徴とする流動床反 応装置における固体粒子からの熱回収方法。 ７． 請求項１に記載の方法であって、伝熱室内の固体粒子移送領域に移送用 ガスを導入し、前記移送用ガスの流量を制御して伝熱量を制御することを特徴と する流動床反応装置における固体粒子からの熱回収方法。 ８． 請求項１に記載の方法であって、オーバーフローにより伝熱室から固体 粒子を排出することを特徴とする流動床反応装置における固体粒子からの熱回収 方法。 ９． 請求項１に記載の方法であって、流動床の表面位置よりも下方に配置さ れた固体物質流動シールを形成することが好ましい開口を通して伝熱室から固体 粒子を排出することを特徴とする流動床反応装置における固体粒子からの熱回収 方法。 １０． 請求項１に記載の方法であって、伝熱室の水平横断面全体に実質的に わたって処理室から前記高温固体粒子を導入することを特徴とする流動床反応装 置における固体粒子からの熱回収方法。 １１． 内部に固体粒子で構成される流動床を有する処理室を備えていて、 処理室に連結され、内部に固体粒子で構成される流動床を有する伝熱室と、 伝熱室内に配置された伝熱面と、 処理室から伝熱室へ高温固体粒子の連続する流れを導入するための入口手段と 、 伝熱室から処理室へ固体粒子を連続的に再循環させるための出口手段と、 伝熱室へガスを導入するためのノズル手段とを含んでなる流動床反応装置にお いて固体粒子から熱を回収するための装置であって、 固体粒子移送領域内よりも伝熱領域内に多数配置された伝熱面を含んでいる、 前記伝熱室内の少なくとも１つの伝熱領域および少なくとも１つの固体粒子移送 領域、および 伝熱領域および固体粒子移送領域にガス流を導入するための別個に制御される 手段を含んでなる伝熱室における伝熱を制御するための手段を更に含むことを特 徴とする流動床反応装置における固体粒子からの熱回収装置。 １２． 請求項１１に記載の装置であって、２つ以上の伝熱領域が伝熱室内に 同じ水平高さ位置で配置され、前記伝熱領域は固体粒子移送領域で個々に隔離さ れていることを特徴とする流動床反応装置における固体粒子からの熱回収装置。 １３． 請求項１１に記載の装置であって、出口手段がオーバーフローにより 固体粒子を排出するための開口を含んでなることを特徴とする流動床反応装置に おける固体粒子からの熱回収装置。 １４． 請求項１１に記載の装置であって、出口手段が伝熱室内の流動床の表 面の高さ位置より下方に配置された幾つかの狭い水平スロット状開口を含んでな り、前記開口が伝熱室内に固体物質流動シールを形成していることを特徴とする 流動床反応装置における固体粒子からの熱回収装置。 １５． 請求項１１に記載の装置であって、循環式流動床反応装置の伝熱室が 戻しダクト底部に配置されたことを特徴とする流動床反応装置における固体粒子 からの熱回収装置。 １６． 請求項１５に記載の装置であって、戻しダクトが処理室の壁を有する ２つの実質的に平坦なチューブ壁パネルの間に形成され、該戻しダクトは実質的 に長方形のスロット状出口開口を有し、戻しダクトの前記出口開口は伝熱室の入 口開口を形成していることを特徴とする流動床反応装置における固体粒子からの 熱回収装置。 【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９４年１１月１４日 【補正内容】 請求の範囲 ｌ． 内部に固体粒子で形成された流動床を有する処理室を含み、この処理室 に連結され、固体粒子で構成された流動床を有し且つ該流動床内部に配置された 伝熱面を有する伝熱室を使用した流動床装置において、 処理室から伝熱室内の固体粒子で構成された流動床へ高温固体粒子を連続的に 導入し、 伝熱室内の固体粒子の流動を制御するために伝熱室にガスを導入し、 伝熱室内に配置された伝熱面で熱を回収し、そして 伝熱室から排出された固体粒子を燃焼室に連続的に再循環させる諸段階を含む 固体粒子から熱を回収する方法であって、 伝熱室内の固体粒子で構成される流動床の上面より上方位置から高温固体粒子 を連続して導入し、 伝熱室の固体粒子で構成される前記流動床内に少なくとも１つの伝熱領域およ び少なくとも１つの固体粒子移送領域を実質的に同じ水平高さ位置で配置し、 伝熱領域に別個に制御したガス流を導人することで伝熱領域での伝熱量を制御 し、固体粒子移送領域に別個に制御したガス流を導入することで固体粒子の再循 環を制御し、そして 伝熱室内の固体粒子で構成される流動床の前記固体粒子移送領域から、出口手 段を経て、固体粒子を前記処理室へ連続的に再循環させることを特徴とする流動 床反応装置における固体粒子からの熱回収方法。 ２． 請求項１に記載の方法であって、別個に制御した流動化ガスを伝熱領域 および固体粒子移送領域に導入し、前記両領域の間の固体粒子の内部流動を制御 することを特徴とする流動床反応装置における固体粒子からの熱回収方法。 ３． 請求項１に記載の方法であって、循環式流動床反応装置の戻しダクト内 に配置された伝熱室において、別個に制御したガスを伝熱領域および固体粒子移 送領域に導入し、前記伝熱室内の１つ以上の入口および１つ以上の出口の間の固 体粒子の流動を制御することを特徴とする流動床反応装置における固体粒子から の熱回収方法。 ４． 請求項１に記載の方法であって、処理室内に配置された伝熱室において 、別個に制御したガスを伝熱領域および固体粒子移送領域に導入し、前記伝熱室 内の１つ以上の入口および１つ以上の出口の間の固体粒子の流動を制御すること を特徴とする流動床反応装置における固体粒子からの熱回収方法。 ５． 請求項１に記載の方法であって、別個に制御したガスを伝熱領域および 固体粒子移送領域に導入して、伝熱領域および固体粒子移送領域を通る固体粒子 の内部水平流動を制御するようになし、前記伝熱領域は固体粒子移送領域で個々 に分離され且つ固体粒子移送領域と実質的に同じ水平面位置に配置されているこ とを特徴とする流動床反応装置における固体粒子からの熱回収方法。 ６． 請求項１に記載の方法であって、伝熱室内の伝熱領域に流動化ガスを導 入し、流動化ガスの流量を制御して伝熱量を制御することを特徴とする流動床反 応装置における固体粒子からの熱回収方法。 ７． 請求項１に記載の方法であって、伝熱室内の固体粒子移送領域に移送用 ガスを導入し、前記移送用ガスの流量を制御して伝熱量を制御することを特徴と する流動床反応装置における固体粒子からの熱回収方法。 ８． 請求項１に記載の方法であって、オーバーフローにより伝熱室から固体 粒子を排出することを特徴とする流動床反応装置における固体粒子からの熱回収 方法。 ９． 請求項１に記載の方法であって、流動床の表面位置よりも下方に配置さ れた固体物質流動シールを形成することが好ましい開口を通して伝熱室から固体 粒子を排出することを特徴とする流動床反応装置における固体粒子からの熱回収 方法。 １０． 請求項１に記載の方法であって、伝熱室の水平横断面全体に実質的に わたって処理室から前記高温固体粒子を導入することを特徴とする流動床反応装 置における固体粒子からの熱回収方法。 １１． 内部に固体粒子で構成される流動床を有する処理室を備えていて、 処理室に連結され、内部に固体粒子で構成される流動床を有する伝熱室と、 伝熱室内に配置された伝熱面と、 処理室から伝熱室へ高温固体粒子の連続する流れを導入するための入口手段と 、 伝熱室から処理室へ固体粒子を連続的に再循環させるための出口手段と、 伝熱室へガスを導入するためのノズル手段とを含んでなる流動床反応装置にお いて固体粒子から熱を回収するための装置であって、 伝熱室内の固体粒子で構成される前記流動床内の実質的に同じ水平高さ位置の 少なくとも１つの伝熱領域および少なくとも１つの固体粒子移送領域、および 固体粒子で構成される前記流動床の伝熱領域および固体粒子移送領域にガス流 を導入するための別個に制御される手段を含んでなる伝熱室における伝熱を制御 するための手段を更に含むことを特徴とする流動床反応装置における固体粒子か らの熱回収装置。 １２． 請求項１１に記載の装置であって、２つ以上の伝熱領域が伝熱室内に 同じ水平高さ位置で配置され、前記伝熱領域は固体粒子移送領域で個々に隔離さ れていることを特徴とする流動床反応装置における固体粒子からの熱回収装置。 １３． 請求項１１に記載の装置であって、出口手段がオーバーフローにより 固体粒子を排出するための開口を含んでなることを特徴とする流動床反応装置に おける固体粒子からの熱回収装置。 １４． 請求項１１に記載の装置であって、出口手段が伝熱室内の流動床の表 面の高さ位置より下方に配置された幾つかの狭い水平スロット状開口を含んでな り、前記開口が伝熱室内に固体物質流動シールを形成していることを特徴とする 流動床反応装置における固体粒子からの熱回収装置。 １５． 請求項１１に記載の装置であって、循環式流動床反応装置の伝熱室が 戻しダクト底部に配置されたことを特徴とする流動床反応装置における固体粒子 からの熱回収装置。 １６． 請求項１５に記載の装置であって、戻しダクトが処理室の壁を有する ２つの実質的に平坦なチューブ壁パネルの間に形成され、該戻しダクトは実質的 に長方形のスロット状出口開口を有し、戻しダクトの前記出口開口は伝熱室の人 口開口を形成していることを特徴とする流動床反応装置における固体粒子からの 熱回収装置。 １７． 請求項１１に記載の装置であって、伝熱室が燃焼室の内部に配置され たことを特徴とする流動床反応装置における固体粒子からの熱回収装置。 １８． 請求項１１に記載の装置であって、伝熱面が伝熱領域および固体粒子 移送領域に均等に配置され、固体粒子移送領域は伝熱領域よりも実質的に小さく 、これにより組み合わされた伝熱領域の合計された伝熱面積は組み合わされた固 体粒子移送領域の合計された伝熱面積よりも大きいことを特徴とする流動床反応 装置における固体粒子からの熱回収装置。 １９． 請求項１８に記載の装置であって、固体粒子移送領域の合計された伝 熱面積が伝熱領域の合計された伝熱面積に較べて遥かに小さいことを特徴とする 流動床反応装置における固体粒子からの熱回収装置。 ２０． 請求項１１に記載の装置であって、伝熱室が伝熱領域および固体粒子 移送領域の両方に均等に配置された伝熱面を含み、組み合わされた伝熱領域が組 み合わされた固体粒子移送領域よりも実質的に小さく、固体粒子移送領域におけ る合計された伝熱量が伝熱領域における合計された伝熱領域の１０％未満である ことを特徴とする流動床反応装置における固体粒子からの熱回収装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ０６６，２７７ (32)優先日 1993年５月26日 (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 １３１，８５２ (32)優先日 1993年10月５日 (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＡ，ＦＩ，ＪＰ，ＫＲ，Ｐ Ｌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 内部に固体粒子で形成された流動床を有する処理室を含み、この処理室 に連結され且つ内部に伝熱面を配置された伝熱室を使用している流動床装置にお いて、 処理室から伝熱室へ高温固体粒子を連続的に導入し、 伝熱室内の固体粒子の流動を制御するために伝熱室にガスを導入し、 伝熱室内に配置された伝熱面で熱を回収し、そして 伝熱室から排出された固体粒子を燃焼室に連続的に再循環させる諸段階を含む 固体粒子から熱を回収する方法であって、 伝熱領域内に固体粒子移送領域内よりも多数の伝熱面を備えることにより、伝 熱室を少なくとも１つの伝熱領域と少なくとも１つの固体粒子移送領域とに分け 、 伝熱領域および固体粒子移送領域に別個に制御したガス流を導入することによ り、伝熱領域における伝熱を制御することを特徴とする流動床反応装置における 固体粒子からの熱回収方法。 ２． 請求項１に記載の方法であって、別個に制御した流動化ガスを伝熱領域 および固体粒子移送領域に導入し、前記両領域の間の固体粒子の内部流動を制御 することを特徴とする流動床反応装置における固体粒子からの熱回収方法。 ３． 請求項１に記載の方法であって、循環式流動床反応装置の戻しダクト内 に配置された伝熱室において、別個に制御したガスを伝熱領域および固体粒子移 送領域に導入し、前記伝熱室内の１つ以上の入口および１つ以上の出口の間の固 体粒子の流動を制御することを特徴とする流動床反応装置における固体粒子から の熱回収方法。 ４． 請求項１に記載の方法であって、処理室内に配置された伝熱室において 、別個に制御したガスを伝熱領域および固体粒子移送領域に導入し、前記伝熱室 内の１つ以上の入口および１つ以上の出口の間の固体粒子の流動を制御すること を特徴とする流動床反応装置における固体粒子からの熱回収方法。 ５． 請求項１に記載の方法であって、別個に制御したガスを伝熱領域および 固体粒子移送領域に導入して、伝熱領域および固体粒子移送領域を通る固体粒子 の内部水平流動を制御するようになし、前記伝熱領域は固体粒子移送領域で個々 に分離され且つ固体粒子移送領域と実質的に同じ水平面位置に配置されているこ とを特徴とする流動床反応装置における固体粒子からの熱回収方法。 ６． 請求項１に記載の方法であって、伝熱室内の伝熱領域に流動化ガスを導 入し、流動化ガスの流量を制御して伝熱量を制御することを特徴とする流動床反 応装置における固体粒子からの熱回収方法。 ７． 請求項１に記載の方法であって、伝熱室内の固体粒子移送領域に移送用 ガスを導入し、前記移送用ガスの流量を制御して伝熱量を制御することを特徴と する流動床反応装置における固体粒子からの熱回収方法。 ８． 請求項１に記載の方法であって、オーバーフローにより伝熱室から固体 粒子を排出することを特徴とする流動床反応装置における固体粒子からの熱回収 方法。 ９． 請求項１に記載の方法であって、流動床の表面位置よりも下方に配置さ れた固体物質流動シールを形成することが好ましい開口を通して伝熱室から固体 粒子を排出することを特徴とする流動床反応装置における固体粒子からの熱回収 方法。 １０． 請求項１に記載の方法であって、伝熱室の水平横断面全体に実質的に わたって処理室から前記高温固体粒子を導入することを特徴とする流動床反応装 置における固体粒子からの熱回収方法。 １１． 内部に固体粒子で構成される流動床を有する処理室を備えていて、 処理室に連結され、内部に固体粒子で構成される流動床を有する伝熱室と、 伝熱室内に配置された伝熱面と、 処理室から伝熱室へ高温固体粒子の連続する流れを導入するための入口手段と 、 伝熱室から処理室へ固体粒子を連続的に再循環させるための出口手段と、 伝熱室へガスを導入するためのノズル手段とを含んでなる流動床反応装置にお いて固体粒子から熱を回収するための装置であって、 伝熱室を少なくとも１つの伝熱領域と少なくとも１つの固体粒子移送領域とに 分けるための、固体粒子移送領域内よりも伝熱領域内に多数配置された伝熱面を 含む手段、および 伝熱領域および固体粒子移送領域にガス流を導入するための別個に制御される 手段を含んでなる伝熱室における伝熱を制御するための手段を更に含むことを特 徴とする流動床反応装置における固体粒子からの熱回収装置。 １２． 請求項１１に記載の装置であって、２つ以上の伝熱領域が伝熱室内に 同じ水平高さ位置で配置され、前記伝熱領域は固体粒子移送領域で個々に隔離さ れていることを特徴とする流動床反応装置における固体粒子からの熱回収装置。 １３． 請求項１１に記載の装置であって、出口手段がオーバーフローにより 固体粒子を排出するための開口を含んでなることを特徴とする流動床反応装置に おける固体粒子からの熱回収装置。 １４． 請求項１１に記載の装置であって、出口手段が伝熱室内の流動床の表 面の高さ位置より下方に配置された幾つかの狭い水平スロット状開口を含んでな り、前記開口が伝熱室内に固体物質流動シールを形成していることを特徴とする 流動床反応装置における固体粒子からの熱回収装置。 １５． 請求項１１に記載の装置であって、循環式流動床反応装置の伝熱室が 戻しダクト底部に配置されたことを特徴とする流動床反応装置における固体粒子 からの熱回収装置。 １６． 請求項１５に記載の装置であって、戻しダクトが処理室の壁を有する ２つの実質的に平坦なチューブ壁パネルの間に形成され、該戻しダクトは実質的 に長方形のスロット状出口開口を有し、戻しダクトの前記出口開口は伝熱室の入 口開口を形成していることを特徴とする流動床反応装置における固体粒子からの 熱回収装置。 １７． 請求項１１に記載の装置であって、伝熱室が燃焼室の内部に配置され たことを特徴とする流動床反応装置における固体粒子からの熱回収装置。 １８． 請求項１１に記載の装置であって、伝熱面が伝熱領域および固体粒子 移送領域に均等に配置され、固体粒子移送領域は伝熱領域よりも実質的に小さく 、これにより組み合わされた伝熱領域の合計された伝熱面積は組み合わされた固 体粒子移送領域の合計された伝熱面積よりも大きいことを特徴とする流動床反応 装置における固体粒子からの熱回収装置。 １９． 請求項１８に記載の装置であって、固体粒子移送領域の合計された伝 熱面積が伝熱領域の合計された伝熱面積に較べて遥かに小さいことを特徴とする 流動床反応装置における固体粒子からの熱回収装置。 ２０． 請求項１１に記載の装置であって、伝熱室が伝熱領域および固体粒子 移送領域の両方に均等に配置された伝熱面を含み、組み合わされた伝熱領域が組 み合わされた固体粒子移送領域よりも実質的に小さく、固体粒子移送領域におけ る合計された伝熱量が伝熱領域における合計された伝熱領域の１０％未満である ことを特徴とする流動床反応装置における固体粒子からの熱回収装置。