JPH09273713A - 循環流動層反応装置の運転方法 - Google Patents
循環流動層反応装置の運転方法Info
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- JPH09273713A JPH09273713A JP19201296A JP19201296A JPH09273713A JP H09273713 A JPH09273713 A JP H09273713A JP 19201296 A JP19201296 A JP 19201296A JP 19201296 A JP19201296 A JP 19201296A JP H09273713 A JPH09273713 A JP H09273713A
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- fluidized
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高速流動層を形成して固体と気体との反応を
おこなわせる流動層反応装置において、燃料から生じた
灰が粗大化して炉底部や流動層熱交換器底部にたまるの
を防ぐと共に、流動層反応装置内を所定の高速流動状態
に維持可能な運転方法を提供する。 【解決手段】 コンバスタ１、サイクロン２、及び流動
層熱交換器３を具えた循環流動層反応装置において生成
する粗大粒子をコンバスタ１の底部および流動層熱交換
器３の底部の少くともいづれか一方から抜き出し破砕し
て破砕物をインジェクタ１２により再び炉内へもどす。
このとき、破砕物のふるい上、残留５％の粒子径を用い
たとき、当該装置内でのガス物性値により求めたアルキ
メデス数Ａｒを２００００以下にする。これによって流
動層反応装置内には、所定の高速流動状態が維持され
る。
おこなわせる流動層反応装置において、燃料から生じた
灰が粗大化して炉底部や流動層熱交換器底部にたまるの
を防ぐと共に、流動層反応装置内を所定の高速流動状態
に維持可能な運転方法を提供する。 【解決手段】 コンバスタ１、サイクロン２、及び流動
層熱交換器３を具えた循環流動層反応装置において生成
する粗大粒子をコンバスタ１の底部および流動層熱交換
器３の底部の少くともいづれか一方から抜き出し破砕し
て破砕物をインジェクタ１２により再び炉内へもどす。
このとき、破砕物のふるい上、残留５％の粒子径を用い
たとき、当該装置内でのガス物性値により求めたアルキ
メデス数Ａｒを２００００以下にする。これによって流
動層反応装置内には、所定の高速流動状態が維持され
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、循環流動層ボイラ
等、高速流動層中で固体と気体との反応をおこなう固気
反応装置の運転方法に関する。
等、高速流動層中で固体と気体との反応をおこなう固気
反応装置の運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高速流動層中での固気反応装置の例とし
て循環流動層ボイラがある。図６は従来の循環流動層ボ
イラの構成例である。図６に示すように、循環流動層ボ
イラは、高速流動層を形成しその中で燃焼がおこなわれ
ているコンバスタ１を有している。
て循環流動層ボイラがある。図６は従来の循環流動層ボ
イラの構成例である。図６に示すように、循環流動層ボ
イラは、高速流動層を形成しその中で燃焼がおこなわれ
ているコンバスタ１を有している。
【０００３】そのコンバスタ１内で高速流動層を形成し
ている粒子とガスは、コンバスタ１を出て、サイクロン
２で互いに分離され、分離された粒子は流動層熱交換器
３に導びかれ、そこで蒸気を発生する。流動層熱交換器
３で蒸気を発生もしくは蒸気を加熱して冷却された粒子
はコンバスタ１に戻り燃焼温度を調整する。
ている粒子とガスは、コンバスタ１を出て、サイクロン
２で互いに分離され、分離された粒子は流動層熱交換器
３に導びかれ、そこで蒸気を発生する。流動層熱交換器
３で蒸気を発生もしくは蒸気を加熱して冷却された粒子
はコンバスタ１に戻り燃焼温度を調整する。
【０００４】燃料は燃料ホッパ５からコンバスタ１に供
給されコンバスタ１内で生成した粗大な灰は必要に応じ
て灰抜き出しコンベア６で系外に排出する。サイクロン
２を出たガスは対流伝熱面７で熱交換され、バグフィル
タ８、誘引ファン９、煙突１０を経て大気に放出され
る。燃焼に必要な空気はブロア４ａ，４ｂ，４ｃから供
給される。この種の循環流動層ボイラの代表的な運転条
件は次表のようなものである。
給されコンバスタ１内で生成した粗大な灰は必要に応じ
て灰抜き出しコンベア６で系外に排出する。サイクロン
２を出たガスは対流伝熱面７で熱交換され、バグフィル
タ８、誘引ファン９、煙突１０を経て大気に放出され
る。燃焼に必要な空気はブロア４ａ，４ｂ，４ｃから供
給される。この種の循環流動層ボイラの代表的な運転条
件は次表のようなものである。
【０００５】
【表１】
【０００６】これらの条件のとき、高速流動層形成の基
礎となる無次元数であるアルキメデス数Ａｒとレイノル
ズ数Ｒｅは、それぞれ次の数式１の値程度である。
礎となる無次元数であるアルキメデス数Ａｒとレイノル
ズ数Ｒｅは、それぞれ次の数式１の値程度である。
【０００７】
【数１】
【０００８】高速流動層の形成範囲に関しては種々の研
究がなされているが、ここでは、本発明者らの研究によ
る形成範囲を図３，図４に示す。図３は、高速流動層の
形成範囲を２つの無次元数のアルキメデス数Ａｒとレイ
ノルズ数Ｒｅの関数で示したものである。
究がなされているが、ここでは、本発明者らの研究によ
る形成範囲を図３，図４に示す。図３は、高速流動層の
形成範囲を２つの無次元数のアルキメデス数Ａｒとレイ
ノルズ数Ｒｅの関数で示したものである。
【０００９】図４は実用機の運転条件で図３を書き直
し、流速ならびに粒子径の関数として、高速流動層形成
範囲を示したものである。上で示した実用装置でのアル
キメデス数Ａｒ＝５１５，レイノルズ数Ｒｅ＝２１ある
いは粒子径ｄｐ＝６００×１０-6ｍ，流速ｕ＝５ｍ／ｓ
で示される位置は、それぞれ図３、あるいは図４におい
て高速流動層形成範囲に含まれる。
し、流速ならびに粒子径の関数として、高速流動層形成
範囲を示したものである。上で示した実用装置でのアル
キメデス数Ａｒ＝５１５，レイノルズ数Ｒｅ＝２１ある
いは粒子径ｄｐ＝６００×１０-6ｍ，流速ｕ＝５ｍ／ｓ
で示される位置は、それぞれ図３、あるいは図４におい
て高速流動層形成範囲に含まれる。
【００１０】なお図３，図４に関する参考文献には、日
本機械学会論文集vol.60 NO576 B編,1994-8 藤間，田
頭他「高速流動層の形成と重力方向粒子濃度分布」があ
る。
本機械学会論文集vol.60 NO576 B編,1994-8 藤間，田
頭他「高速流動層の形成と重力方向粒子濃度分布」があ
る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従来の例で示した運用
条件下で、長期間にわたってボイラを運転していると次
のような現象が生じることがある。まず、燃料から生じ
た灰の粒子が粗大化して炉底にたまる。これにより生ず
る問題点として、粗大化した粒子は高速流動層形成に寄
与しないため、装置内の高速流動層部における粒子濃度
が低下し、反応性能（燃焼効率，排ガス性状）が悪化す
る。
条件下で、長期間にわたってボイラを運転していると次
のような現象が生じることがある。まず、燃料から生じ
た灰の粒子が粗大化して炉底にたまる。これにより生ず
る問題点として、粗大化した粒子は高速流動層形成に寄
与しないため、装置内の高速流動層部における粒子濃度
が低下し、反応性能（燃焼効率，排ガス性状）が悪化す
る。
【００１２】また、粗大化した粒子は、流動層熱交換器
における流動不良、および、伝熱性能の低下をもたら
す。一方、粗大粒子を系外に排出させる場合、粒子抜き
出しにより装置内の流動材減少を補うため、新たな流動
材を補充する必要がある。
における流動不良、および、伝熱性能の低下をもたら
す。一方、粗大粒子を系外に排出させる場合、粒子抜き
出しにより装置内の流動材減少を補うため、新たな流動
材を補充する必要がある。
【００１３】本発明は、高速流動層を形成して固体と気
体との反応をおこなわせる流動層反応装置において、燃
料から生じた灰が粗大化して炉底部や流動層熱交換器底
部にたまるのを防ぐと共に、流動層反応装置内を所定の
高速流動状態に維持可能な運転方法を提供することを課
題としている。
体との反応をおこなわせる流動層反応装置において、燃
料から生じた灰が粗大化して炉底部や流動層熱交換器底
部にたまるのを防ぐと共に、流動層反応装置内を所定の
高速流動状態に維持可能な運転方法を提供することを課
題としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
ため、本発明では以下の運転方法を採用した。すなわ
ち、本発明の運転方法では、コンバスタ底部及び流動層
熱交換器底部のいずれか単独あるいは両者から粗粒子を
抜き出す。そして抜き出した粗粒子を下記条件を満たす
ように破砕し、コンバスタ内へその全部あるいは一部を
戻す手段を設ける。
ため、本発明では以下の運転方法を採用した。すなわ
ち、本発明の運転方法では、コンバスタ底部及び流動層
熱交換器底部のいずれか単独あるいは両者から粗粒子を
抜き出す。そして抜き出した粗粒子を下記条件を満たす
ように破砕し、コンバスタ内へその全部あるいは一部を
戻す手段を設ける。
【００１５】このとき炉内へ戻される破砕粗粒子が満た
すべき条件は次のとおりである。すなわち、破砕物のふ
るい上、残留５％における粒子径と、反応装置の運転条
件におけるガスならびに粒子物性値を用いて求めたアル
キメデス数Ａｒが２００００以下であること。
すべき条件は次のとおりである。すなわち、破砕物のふ
るい上、残留５％における粒子径と、反応装置の運転条
件におけるガスならびに粒子物性値を用いて求めたアル
キメデス数Ａｒが２００００以下であること。
【００１６】このように、本発明による循環流動層反応
装置の運転方法では、循環流動層反応装置内に滞留する
粗大化した粒子を外部に排出して破砕し、前記条件を満
たすようにして循環流動層反応装置に再循環される。こ
れにより、流動層反応装置内の高速流動状態は設計され
た所定の条件に維持される。
装置の運転方法では、循環流動層反応装置内に滞留する
粗大化した粒子を外部に排出して破砕し、前記条件を満
たすようにして循環流動層反応装置に再循環される。こ
れにより、流動層反応装置内の高速流動状態は設計され
た所定の条件に維持される。
【００１７】また、他の本発明による循環流動層反応装
置の運転方法では、運転中に生成する粗粒子を、コンバ
スタ底部および流動層熱交換器底部の少くともいづれか
一方から抜き出して粗粒側と細粒側に分離し、同細粒側
粒子を再び炉内へもどす手段を設ける。
置の運転方法では、運転中に生成する粗粒子を、コンバ
スタ底部および流動層熱交換器底部の少くともいづれか
一方から抜き出して粗粒側と細粒側に分離し、同細粒側
粒子を再び炉内へもどす手段を設ける。
【００１８】このとき炉内へ戻される細粒側粒子が満た
すべき条件は次のとおりである。すなわち、同細粒側粒
子の粒度分布のうち質量基準で粗い側から５％の粒子径
を用いたとき、当該装置内でのガス物性値により求めた
アルキメデス数Ａｒが２００００以下であること。
すべき条件は次のとおりである。すなわち、同細粒側粒
子の粒度分布のうち質量基準で粗い側から５％の粒子径
を用いたとき、当該装置内でのガス物性値により求めた
アルキメデス数Ａｒが２００００以下であること。
【００１９】本発明のこの運転方法によっても循環流動
層反応装置内の高速流動状態は設計された所定の条件に
維持される。
層反応装置内の高速流動状態は設計された所定の条件に
維持される。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明による循環流動層反
応装置の運転方法について図１及び図２に示した実施の
形態に基づいて具体的に説明する。なお、以下の実施の
形態において、図６に示した従来の装置と同じ構成の部
分には説明を簡単にするため同じ符号を付してある。
応装置の運転方法について図１及び図２に示した実施の
形態に基づいて具体的に説明する。なお、以下の実施の
形態において、図６に示した従来の装置と同じ構成の部
分には説明を簡単にするため同じ符号を付してある。
【００２１】表２は、運用中の循環流動層装置において
粗大化した流動材の組成を燃料（石炭）灰組成と比較し
たものである。両者は良く一致しており、流動材が燃焼
灰に由来していることを示している。
粗大化した流動材の組成を燃料（石炭）灰組成と比較し
たものである。両者は良く一致しており、流動材が燃焼
灰に由来していることを示している。
【００２２】
【表２】
【００２３】次に図５は本発明による運転方法を適用し
ている循環流動層装置において、高速流動層を形成して
いる粒子の粒度分布である。表３に示す条件のもとに本
発明の範囲に基づきアルキメデス数Ａｒを求めると数式
２のようになり、Ａｒ＜２００００を満足していること
が判る。
ている循環流動層装置において、高速流動層を形成して
いる粒子の粒度分布である。表３に示す条件のもとに本
発明の範囲に基づきアルキメデス数Ａｒを求めると数式
２のようになり、Ａｒ＜２００００を満足していること
が判る。
【００２４】
【表３】
【００２５】
【数２】
【００２６】（実施の第１形態）図１は、本発明を適用
した循環流動層ボイラの例である。流動層装置としての
機能は、ほぼ従来と同じであるので、ここでは、新たな
機能について説明を加える。循環流動層装置の長期間に
わたる運用により、コンバスタ１の底部に高速流動層の
形成に寄与しない粗大な粒子が生成する。
した循環流動層ボイラの例である。流動層装置としての
機能は、ほぼ従来と同じであるので、ここでは、新たな
機能について説明を加える。循環流動層装置の長期間に
わたる運用により、コンバスタ１の底部に高速流動層の
形成に寄与しない粗大な粒子が生成する。
【００２７】粗大粒子は流動材抜出装置６で破砕機１１
内へ抜き出され、既に述べたように、代表径におけるア
ルキメデス数Ａｒが２００００以下となるように破砕さ
れたのち、インジェクタ１２で炉内へ再循環する。これ
により、コンバスタ内の粒子保有量をほとんど減らすこ
となく、細かい粒子径の割合を増加させることができ
る。
内へ抜き出され、既に述べたように、代表径におけるア
ルキメデス数Ａｒが２００００以下となるように破砕さ
れたのち、インジェクタ１２で炉内へ再循環する。これ
により、コンバスタ内の粒子保有量をほとんど減らすこ
となく、細かい粒子径の割合を増加させることができ
る。
【００２８】別の構成例としては、流動層熱交換器３の
底部から、粗大粒子を抜き出すように流動材抜出装置６
を設置してもよい。この構成の場合、取り扱う粒子の温
度が低くなるため装置の構造等が容易になるというメリ
ットが考えられる。あるいはまた、流動材抜出装置６を
コンバスタ１の底部と流動層熱交換器３の底部の両方に
設けてもよい。
底部から、粗大粒子を抜き出すように流動材抜出装置６
を設置してもよい。この構成の場合、取り扱う粒子の温
度が低くなるため装置の構造等が容易になるというメリ
ットが考えられる。あるいはまた、流動材抜出装置６を
コンバスタ１の底部と流動層熱交換器３の底部の両方に
設けてもよい。
【００２９】（実施の第２形態）次に、本発明を適用し
た循環流動層ボイラの他の例を図２によって説明する。
流動層装置としての機能は、前記した実施の第１形態と
同様、ほぼ従来と同じであるので、以下相違する機能に
ついてのみ説明する。図２の循環流動層ボイラでもコン
バスタ１の底部に生成する粗粒な粒子が流動材抜出装置
６で抜き出されふるいわけ装置１３へ供給される。ふる
い分け装置１３では、粗大化した粒子を既に述べた条件
を満たすように分級し、コンバスタ内へ再循環させる。
これらの組み合せにより、当該流動層反応装置内の高速
流動状態は設計時に定めた所定の条件に維持される。
た循環流動層ボイラの他の例を図２によって説明する。
流動層装置としての機能は、前記した実施の第１形態と
同様、ほぼ従来と同じであるので、以下相違する機能に
ついてのみ説明する。図２の循環流動層ボイラでもコン
バスタ１の底部に生成する粗粒な粒子が流動材抜出装置
６で抜き出されふるいわけ装置１３へ供給される。ふる
い分け装置１３では、粗大化した粒子を既に述べた条件
を満たすように分級し、コンバスタ内へ再循環させる。
これらの組み合せにより、当該流動層反応装置内の高速
流動状態は設計時に定めた所定の条件に維持される。
【００３０】図２に示した循環流動層ボイラではコンバ
スタ１の底部から粗大粒子を抜き出しているが、実施の
第１形態で説明したように、流動層熱交換器３の底部か
ら粗大粒子を抜き出すように流動材抜出装置６を設置し
てもよい。この構成の場合も実施の第１形態で説明した
ように、取り扱う粒子の温度が低くなるため装置の構造
等が容易になるというメリットが考えられる。あるいは
また、流動材抜出装置６をコンバスタ１の底部と流動層
熱交換器３の底部の両方に設けてもよい。
スタ１の底部から粗大粒子を抜き出しているが、実施の
第１形態で説明したように、流動層熱交換器３の底部か
ら粗大粒子を抜き出すように流動材抜出装置６を設置し
てもよい。この構成の場合も実施の第１形態で説明した
ように、取り扱う粒子の温度が低くなるため装置の構造
等が容易になるというメリットが考えられる。あるいは
また、流動材抜出装置６をコンバスタ１の底部と流動層
熱交換器３の底部の両方に設けてもよい。
【００３１】
【発明の効果】以上のように本発明の運転方法によれ
ば、従来行なわれていた循環流動層反応装置の運転方法
と比較して、高速流動層の形成が安定することにより装
置の運転性能が向上する。
ば、従来行なわれていた循環流動層反応装置の運転方法
と比較して、高速流動層の形成が安定することにより装
置の運転性能が向上する。
【００３２】また、本発明の運転方法によれば循環流動
層反応装置内で生成する粗大粒子排出による流動材減少
がなくなるため、新たな流動材の補充が不要、あるい
は、わずかで済むため経済性が向上するなどのメリット
が生じる。
層反応装置内で生成する粗大粒子排出による流動材減少
がなくなるため、新たな流動材の補充が不要、あるい
は、わずかで済むため経済性が向上するなどのメリット
が生じる。
【図１】本発明の実施の第１形態を説明するための循環
流動層装置の構成図。
流動層装置の構成図。
【図２】本発明の実施の第２形態を説明するための循環
流動層装置の構成図。
流動層装置の構成図。
【図３】高速流動層の形成範囲を示す図（Ａｒ−Ｒｅ数
表示）。
表示）。
【図４】高速流動層の形成範囲を示す図（粒子径−流速
表示）。
表示）。
【図５】実際の循環流動層装置における循環粒子の粒度
分布例を示す図。
分布例を示す図。
【図６】従来の循環流動層装置の構成例を示す図。
１ コンバスタ ２ サイクロン ３ 流動層熱交換器 ４ａ，４ｂ，４ｃ ブロア ５ 燃料ホッパ ６ 流動材抜出装置 ７ 対流伝熱面 ８ バグフィルタ ９ 誘引ファン １０ 煙突 １１ 破砕機 １２ インジェクタ １３ ふるいわけ装置
Claims (2)
- 【請求項１】 高速流動層を形成して固体と気体との反
応をおこなわせる流動層反応装置の運転方法であって、
運転中に生成する粗粒子を、コンバスタ底部および流動
層熱交換器底部の少くともいづれか一方から抜き出し破
砕して破砕物を再び炉内へもどす手段を設け、同破砕物
のふるい上、残留５％の粒子径を用いたとき、当該装置
内でのガス物性値により求めたアルキメデス数Ａｒを２
００００以下にすることを特徴とする循環流動層反応装
置の運転方法。 - 【請求項２】 高速流動層を形成して固体と気体との反
応をおこなわせる流動層反応装置の運転方法であって、
運転中に生成する粗粒子を、コンバスタ底部および流動
層熱交換器底部の少くともいづれか一方から抜き出して
粗粒側と細粒側に分離し、同細粒側粒子を再び炉内へも
どす手段を設け、同細粒側粒子の粒度分布のうち質量基
準で粗い側から５％の粒子径を用いたとき、当該装置内
でのガス物性値により求めたアルキメデス数Ａｒを２０
０００以下にすることを特徴とする循環流動層反応装置
の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19201296A JPH09273713A (ja) | 1996-02-06 | 1996-07-22 | 循環流動層反応装置の運転方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-19803 | 1996-02-06 | ||
| JP1980396 | 1996-02-06 | ||
| JP19201296A JPH09273713A (ja) | 1996-02-06 | 1996-07-22 | 循環流動層反応装置の運転方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09273713A true JPH09273713A (ja) | 1997-10-21 |
Family
ID=26356659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19201296A Pending JPH09273713A (ja) | 1996-02-06 | 1996-07-22 | 循環流動層反応装置の運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09273713A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019519473A (ja) * | 2016-04-15 | 2019-07-11 | ワッカー ケミー アクチエンゲゼルシャフトＷａｃｋｅｒ Ｃｈｅｍｉｅ ＡＧ | 流動床プロセスにおけるオルガノクロロシランの製造方法 |
| CN114007751A (zh) * | 2019-07-05 | 2022-02-01 | 川崎重工业株式会社 | 粉碎系统的运转方法及粉体的制造方法 |
-
1996
- 1996-07-22 JP JP19201296A patent/JPH09273713A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019519473A (ja) * | 2016-04-15 | 2019-07-11 | ワッカー ケミー アクチエンゲゼルシャフトＷａｃｋｅｒ Ｃｈｅｍｉｅ ＡＧ | 流動床プロセスにおけるオルガノクロロシランの製造方法 |
| CN114007751A (zh) * | 2019-07-05 | 2022-02-01 | 川崎重工业株式会社 | 粉碎系统的运转方法及粉体的制造方法 |
| CN114007751B (zh) * | 2019-07-05 | 2023-12-05 | 川崎重工业株式会社 | 粉碎系统的运转方法及粉体的制造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030318 |