JPH1151315A - 粒子移動量制御装置 - Google Patents
粒子移動量制御装置Info
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- B01J8/388—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it being subject to a circulatory movement only externally, i.e. the particles leaving the vessel and subsequently re-entering it
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- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
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- B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
- B01J2208/00115—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements inside the bed of solid particles
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- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 粒子が供給される第１の流動層と、粒子が排
出される第２の流動層の間に配置され、第１の流動層か
ら第２の流動層に移動する粒子の移動量を制御する粒子
移動量制御装置において、ヒステリシス特性がなくほぼ
比例特性を有するものを提供する。 【解決手段】 流量制御ノズル３０ａ，３０ｂ，……
…，３０ｊを水平な管で形成し、これを上下方向に間隔
をあけて配置し、その管の下面に噴出孔３１を設け、そ
の噴出孔３１から噴出する空気の量を開閉弁３３ａ，３
３ｂ，………，３３ｊまたは流量調整弁３５ａ，３５
ｂ，………，３５ｊを用いて各流量制御ノズル毎に制御
する。
出される第２の流動層の間に配置され、第１の流動層か
ら第２の流動層に移動する粒子の移動量を制御する粒子
移動量制御装置において、ヒステリシス特性がなくほぼ
比例特性を有するものを提供する。 【解決手段】 流量制御ノズル３０ａ，３０ｂ，……
…，３０ｊを水平な管で形成し、これを上下方向に間隔
をあけて配置し、その管の下面に噴出孔３１を設け、そ
の噴出孔３１から噴出する空気の量を開閉弁３３ａ，３
３ｂ，………，３３ｊまたは流量調整弁３５ａ，３５
ｂ，………，３５ｊを用いて各流量制御ノズル毎に制御
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は流動層装置におい
て、非機械的方法により粒子の移動量を制御する技術に
関する。
て、非機械的方法により粒子の移動量を制御する技術に
関する。
【０００２】
【従来の技術】図１１は、粒子移動量制御を必要とする
代表的な固気反応装置である循環流動層ボイラの概念図
である。同図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を有する。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に送られる。そこで分離された粒子は粒子循環制御
部３に導びかれ、一部は冷却せずにそのままホットリサ
イクル系４、一部は蒸気の発生や過熱によって冷却さ
れ、コールドリサイクル系５からコンバスタ１へもど
る。
代表的な固気反応装置である循環流動層ボイラの概念図
である。同図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を有する。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に送られる。そこで分離された粒子は粒子循環制御
部３に導びかれ、一部は冷却せずにそのままホットリサ
イクル系４、一部は蒸気の発生や過熱によって冷却さ
れ、コールドリサイクル系５からコンバスタ１へもど
る。
【０００３】サイクロン２を出たガスは、対流伝熱面６
で熱交換され、バグフィルタ７、誘引ファン８、煙突９
を経て大気に放出される。燃焼に必要な空気は、ブロア
１０ａ，１０ｂから、粒子循環制御に必要な空気は、ブ
ロア１１と空気源１２から供給される。
で熱交換され、バグフィルタ７、誘引ファン８、煙突９
を経て大気に放出される。燃焼に必要な空気は、ブロア
１０ａ，１０ｂから、粒子循環制御に必要な空気は、ブ
ロア１１と空気源１２から供給される。
【０００４】図１２は従来技術による粒子循環制御部３
の概念的断面図である。粒子循環制御部３の内部は３つ
の流動層２０ａ，２０ｂ，２０ｃに分かれており、それ
ぞれブロア１１から供給される空気が風箱２１ａ，２１
ｂ，２１ｃ、ノズル２２ａ，………，２２ｍを経て供給
される。この空気により流動層２０ａ，２０ｂ，２０ｃ
が形成される。サイクロン２（本図には図示せず）で分
離された粒子は、流動層２０ｂに入りその一部は、高温
のまま無冷却で、流動層２０ａを経てホットリサイクル
系４からコンバスタ１（本図には図示せず）へ循環す
る。
の概念的断面図である。粒子循環制御部３の内部は３つ
の流動層２０ａ，２０ｂ，２０ｃに分かれており、それ
ぞれブロア１１から供給される空気が風箱２１ａ，２１
ｂ，２１ｃ、ノズル２２ａ，………，２２ｍを経て供給
される。この空気により流動層２０ａ，２０ｂ，２０ｃ
が形成される。サイクロン２（本図には図示せず）で分
離された粒子は、流動層２０ｂに入りその一部は、高温
のまま無冷却で、流動層２０ａを経てホットリサイクル
系４からコンバスタ１（本図には図示せず）へ循環す
る。
【０００５】他の一部の粒子は、流動層２０ｂから流動
層２０ｃへ入り伝熱面２４で冷却され、温度が下がった
のちにコールドリサイクル系５からコンバスタ１へ循環
する。コールドリサイクル系５へ流れる粒子量は流量制
御ノズル２３で制御され、流量制御ノズル２３は空気源
１２から供給される空気でコントロールされる。
層２０ｃへ入り伝熱面２４で冷却され、温度が下がった
のちにコールドリサイクル系５からコンバスタ１へ循環
する。コールドリサイクル系５へ流れる粒子量は流量制
御ノズル２３で制御され、流量制御ノズル２３は空気源
１２から供給される空気でコントロールされる。
【０００６】図１３は、従来の構成によるコールドリサ
イクル系５を流れる粒子量と、流量制御ノズル２３へ流
す空気量との関係を示す。同図に示す特性をみると次の
ことが分かる。 （ｉ） 流量制御ノズルに流す空気量と粒子のコールド
リサイクル量との関係が非直線的であり、急激に立上が
っている。 （ii) 空気流量を増加させてゆく際、低流量時に粒子
循環が始まらない。 （iii) 空気流量を下げてゆく際にヒステリシス特性が
現われ、制御ノズルに流す空気量を減少させても粒子循
環が停止しなかったり、停止するのに時間を要す。
イクル系５を流れる粒子量と、流量制御ノズル２３へ流
す空気量との関係を示す。同図に示す特性をみると次の
ことが分かる。 （ｉ） 流量制御ノズルに流す空気量と粒子のコールド
リサイクル量との関係が非直線的であり、急激に立上が
っている。 （ii) 空気流量を増加させてゆく際、低流量時に粒子
循環が始まらない。 （iii) 空気流量を下げてゆく際にヒステリシス特性が
現われ、制御ノズルに流す空気量を減少させても粒子循
環が停止しなかったり、停止するのに時間を要す。
【０００７】これらの特性は、装置運用上の問題をひき
おこす。例にあげたボイラの場合には、燃焼温度の変動
や、蒸発量変動の原因となる。
おこす。例にあげたボイラの場合には、燃焼温度の変動
や、蒸発量変動の原因となる。
【０００８】図１４は、従来技術による流量制御ノズル
周辺の詳細を示す概念的断面図である。上記運用上の問
題は、流量制御ノズル２３と隔壁との間の「開口部高さ
Ｌ」が大きいので、流量制御ノズル２３へ流す空気量の
変化だけでは流動層２０ｂから流動層２０ｃへの粒子移
動を完全にＯＮ／ＯＦＦ制御できないことが原因で生じ
る。
周辺の詳細を示す概念的断面図である。上記運用上の問
題は、流量制御ノズル２３と隔壁との間の「開口部高さ
Ｌ」が大きいので、流量制御ノズル２３へ流す空気量の
変化だけでは流動層２０ｂから流動層２０ｃへの粒子移
動を完全にＯＮ／ＯＦＦ制御できないことが原因で生じ
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】流量制御ノズルに流す
空気量と粒子移動量の間にヒステリシス特性がなくほぼ
比例特性を有する粒子移動量制御装置を提供することを
目的とする。
空気量と粒子移動量の間にヒステリシス特性がなくほぼ
比例特性を有する粒子移動量制御装置を提供することを
目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、粒子が供給される第１の流動層と、粒子が排
出される第２の流動層の間に配置され、第１の流動層か
ら第２の流動層に移動する粒子の移動量を制御する粒子
移動量制御装置において、粒子流量をコントロールする
ための流量制御ノズルを隣接する流動層間に多段化して
設置することと、上記ノズルの上下方向のすきまを、対
象とする粒子の流動時に十分な抵抗となるように決定
し、すきま部へ吹き出す空気の流量に応じて粒子の流量
が変化するようにする。この方策によって隣接する２つ
の流動層間を移動する粒子の流量制御性を非機械的方法
で向上することができる。
するため、粒子が供給される第１の流動層と、粒子が排
出される第２の流動層の間に配置され、第１の流動層か
ら第２の流動層に移動する粒子の移動量を制御する粒子
移動量制御装置において、粒子流量をコントロールする
ための流量制御ノズルを隣接する流動層間に多段化して
設置することと、上記ノズルの上下方向のすきまを、対
象とする粒子の流動時に十分な抵抗となるように決定
し、すきま部へ吹き出す空気の流量に応じて粒子の流量
が変化するようにする。この方策によって隣接する２つ
の流動層間を移動する粒子の流量制御性を非機械的方法
で向上することができる。
【００１１】さらに詳しく述べると、上記課題は粒子が
供給される第１の流動層と、粒子が排出される第２の流
動層の間に配置され、第１の流動層から第２の流動層に
移動する粒子の移動量を制御する粒子移動量制御装置に
おいて、上記隣接する流動層の境界領域に間隔をあけて
上下方向に重ねて配設された水平な複数の流量制御用管
から成る流量制御ノズルと、各流量制御ノズルの下面に
設けられた複数の孔からなる噴出孔と、上記噴出孔から
噴出する気体を供給する気体供給装置と、上記噴出孔か
ら噴出する気体の量を制御する噴出気体量制御装置から
なることを特徴とする粒子移動量制御装置によって解決
された。
供給される第１の流動層と、粒子が排出される第２の流
動層の間に配置され、第１の流動層から第２の流動層に
移動する粒子の移動量を制御する粒子移動量制御装置に
おいて、上記隣接する流動層の境界領域に間隔をあけて
上下方向に重ねて配設された水平な複数の流量制御用管
から成る流量制御ノズルと、各流量制御ノズルの下面に
設けられた複数の孔からなる噴出孔と、上記噴出孔から
噴出する気体を供給する気体供給装置と、上記噴出孔か
ら噴出する気体の量を制御する噴出気体量制御装置から
なることを特徴とする粒子移動量制御装置によって解決
された。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は本発明の粒子移動量制御装
置を備える粒子循環制御部の概念的断面図である。図１
２の従来技術の粒子循環制御部の流量制御ノズル２３に
代えて、間隔をあけて上下方向に重ねて配設された水平
な複数の管から成る流量制御ノズル３０ａ，３０ｂ，…
……３０ｊを有する粒子移動量制御装置が使われてい
る。これ以外の構成は図１２と同じであるので、両図で
対応する部材は同一の参照番号を付して説明を省略す
る。
置を備える粒子循環制御部の概念的断面図である。図１
２の従来技術の粒子循環制御部の流量制御ノズル２３に
代えて、間隔をあけて上下方向に重ねて配設された水平
な複数の管から成る流量制御ノズル３０ａ，３０ｂ，…
……３０ｊを有する粒子移動量制御装置が使われてい
る。これ以外の構成は図１２と同じであるので、両図で
対応する部材は同一の参照番号を付して説明を省略す
る。
【００１３】図２は図１の粒子移動量制御装置の部分の
拡大図である。流量制御ノズル３０ａ，３０ｂ，……
…，３０ｊは流動層２０ｂと２０ｃの間に図面に対して
垂直に配置され、各流量制御ノズルの下面に空気の噴出
孔３１が開口している。流量制御ノズル３０ａ，３０
ｂ，………，３０ｊのうち、上下方向のすきまの間隔ｄ
は任意である。図の例では流量制御ノズルの直径と同程
度としている。ｄの決め方は、主に対象粒子の力学的物
性値例えば安息角と呼ばれる値などを基に決定する。
拡大図である。流量制御ノズル３０ａ，３０ｂ，……
…，３０ｊは流動層２０ｂと２０ｃの間に図面に対して
垂直に配置され、各流量制御ノズルの下面に空気の噴出
孔３１が開口している。流量制御ノズル３０ａ，３０
ｂ，………，３０ｊのうち、上下方向のすきまの間隔ｄ
は任意である。図の例では流量制御ノズルの直径と同程
度としている。ｄの決め方は、主に対象粒子の力学的物
性値例えば安息角と呼ばれる値などを基に決定する。
【００１４】図３は流量制御ノズル３０ａ，３０ｂ，…
……，３０ｊの配管系統の第１の実施例を示す。共通の
空気源１２からの空気は、流量計３２、流量調整弁３２
ｂを経て流量制御ノズル３０ａ，３０ｂ，………，３０
ｊに入る。この流量制御ノズルに開口する噴出孔３１の
寸法・配置は、適用対象プラントの特性や各ノズルを流
れる空気量から適正な圧力損失を持つように設計され
る。
……，３０ｊの配管系統の第１の実施例を示す。共通の
空気源１２からの空気は、流量計３２、流量調整弁３２
ｂを経て流量制御ノズル３０ａ，３０ｂ，………，３０
ｊに入る。この流量制御ノズルに開口する噴出孔３１の
寸法・配置は、適用対象プラントの特性や各ノズルを流
れる空気量から適正な圧力損失を持つように設計され
る。
【００１５】流量制御ノズル３０ａ，３０ｂ，………，
３０ｊの直径Ｄとこれらの間に形成されるすきまｄとの
関係が小さい（一般にｄ／Ｄ＜１０）ため、すきま部に
存在する粒子の部分を積極的に流動させなければ流動層
２０ｂの粒子は、流動層２０ｃ側へほとんど移動しな
い。流量制御ノズル３０ａ，３０ｂ，………，３０ｊに
空気を流し、ノズル間のすきま部を流動化させると粒子
は流動層２０ｂから２０ｃへ移動し、流動層２０ｃへ移
動した粒子はコールドリサイクル系５を経て、コンバス
タ１へ循環する。流動層２０ｂと２０ｃの間に上下方向
に設置された流量制御ノズル３０ａ，３０ｂ，………，
３０ｊは、流動層を形成する粒子に対し制御可能な抵抗
として作用する。
３０ｊの直径Ｄとこれらの間に形成されるすきまｄとの
関係が小さい（一般にｄ／Ｄ＜１０）ため、すきま部に
存在する粒子の部分を積極的に流動させなければ流動層
２０ｂの粒子は、流動層２０ｃ側へほとんど移動しな
い。流量制御ノズル３０ａ，３０ｂ，………，３０ｊに
空気を流し、ノズル間のすきま部を流動化させると粒子
は流動層２０ｂから２０ｃへ移動し、流動層２０ｃへ移
動した粒子はコールドリサイクル系５を経て、コンバス
タ１へ循環する。流動層２０ｂと２０ｃの間に上下方向
に設置された流量制御ノズル３０ａ，３０ｂ，………，
３０ｊは、流動層を形成する粒子に対し制御可能な抵抗
として作用する。
【００１６】図４は、この操作による粒子循環制御を従
来のものと比較したものである。上下方向に設置された
流量制御ノズルが制御可能な抵抗となるため、流すべき
空気量は増加するが、流量制御ノズルに流す空気量と粒
子のコールドリサイクル量との関係が、従来の構成によ
るものよりもなだらかになり、空気量を増加させる際と
減少させる際とで粒子のコールドリサイクル量が異なる
というヒステリシス特性も解消できる。
来のものと比較したものである。上下方向に設置された
流量制御ノズルが制御可能な抵抗となるため、流すべき
空気量は増加するが、流量制御ノズルに流す空気量と粒
子のコールドリサイクル量との関係が、従来の構成によ
るものよりもなだらかになり、空気量を増加させる際と
減少させる際とで粒子のコールドリサイクル量が異なる
というヒステリシス特性も解消できる。
【００１７】図５は本発明の粒子移動量制御装置の流量
制御ノズルの配置および配管系統の第２の実施例を概念
的に示す側面図であり、図６は図５の実施例における粒
子循環制御特性を示す。この実施例では各流量制御ノズ
ルに流す空気を供給・停止できる機構を設け、粒子流量
の目標値に対し、同時に作動させる流量制御ノズルの数
を変化させることで粒子流量の制御をおこなう。この実
施例の主要な構成は第１の実施例と同じである。ただ空
気源１２からの空気は流量計３２、開閉弁３３ａ，３３
ｂ，………，３３ｊを経て流量制御ノズル３０ａ，３０
ｂ，………，３０ｊへ接続されている。
制御ノズルの配置および配管系統の第２の実施例を概念
的に示す側面図であり、図６は図５の実施例における粒
子循環制御特性を示す。この実施例では各流量制御ノズ
ルに流す空気を供給・停止できる機構を設け、粒子流量
の目標値に対し、同時に作動させる流量制御ノズルの数
を変化させることで粒子流量の制御をおこなう。この実
施例の主要な構成は第１の実施例と同じである。ただ空
気源１２からの空気は流量計３２、開閉弁３３ａ，３３
ｂ，………，３３ｊを経て流量制御ノズル３０ａ，３０
ｂ，………，３０ｊへ接続されている。
【００１８】コントローラ３４は、粒子流量設定入力な
らびに流量計３２の出力を入力として開閉弁３３ａ，３
３ｂ，………，３３ｊを制御する。この実施例では、目
標とする粒子流量設定入力に対し、流量制御ノズル３０
ａ，３０ｂ，………，３０ｊのうち、一部のものだけを
開とすることで、粒子流量を制御する。多段化した流量
制御ノズル３０ａ，３０ｂ，………，３０ｊは粒子の流
れに対して、制御可能な抵抗として働らくため空気を流
さない流量制御ノズルの部分の粒子は移動しにくい。
らびに流量計３２の出力を入力として開閉弁３３ａ，３
３ｂ，………，３３ｊを制御する。この実施例では、目
標とする粒子流量設定入力に対し、流量制御ノズル３０
ａ，３０ｂ，………，３０ｊのうち、一部のものだけを
開とすることで、粒子流量を制御する。多段化した流量
制御ノズル３０ａ，３０ｂ，………，３０ｊは粒子の流
れに対して、制御可能な抵抗として働らくため空気を流
さない流量制御ノズルの部分の粒子は移動しにくい。
【００１９】したがって、空気を流している流量制御ノ
ズルの数、すなわち同時に開とする開閉弁の数と粒子の
コールドリサイクル量との関係は、図６に示すようにな
る。この方法による制御は、デジタル的な制御である。
すなわち、空気を流す流量制御ノズルの数が増えると特
性は階段状に変化する。
ズルの数、すなわち同時に開とする開閉弁の数と粒子の
コールドリサイクル量との関係は、図６に示すようにな
る。この方法による制御は、デジタル的な制御である。
すなわち、空気を流す流量制御ノズルの数が増えると特
性は階段状に変化する。
【００２０】図７は本発明の粒子移動量制御装置の流量
制御ノズルの配置および配管系統の第３の実施例を概念
的に示す側面図である。この実施例では各流量制御ノズ
ルに流す空気量を供給・停止できる機構と、任意の空気
流量に設定可能な調整機構を有し、粒子流量の目標値に
対し、同時に作動させる流量制御ノズルの数を変えるこ
とと、同時にその一部に対し、流す空気量を変化させる
こととを組み合せている。
制御ノズルの配置および配管系統の第３の実施例を概念
的に示す側面図である。この実施例では各流量制御ノズ
ルに流す空気量を供給・停止できる機構と、任意の空気
流量に設定可能な調整機構を有し、粒子流量の目標値に
対し、同時に作動させる流量制御ノズルの数を変えるこ
とと、同時にその一部に対し、流す空気量を変化させる
こととを組み合せている。
【００２１】主要な構成は第１の実施例と同じである。
ただ空気源１２からの空気は、流量計３２、流量調整弁
３５ａ，３５ｂ，………，３５ｊを経て各流量制御ノズ
ル３０ａ，３０ｂ，………，３０ｊへ接続され、さらに
コントローラ０３４は、粒子流量設定入力ならびに流量
計３２の出力を入力として流量調整弁３５ａ，３５ｂ，
………，３５ｊをコントロールすることができる。この
実施例では、目標とする粒子流量設定入力に対し、流量
制御ノズル３０ａ，３０ｂ，………，３０ｊのうち一部
のものだけを開くとする操作と、開とする流量調整弁３
５ａ，３５ｂ，………，３５ｊのうちさらに一部のもの
について、ガス量を変化させる操作とを組み合せる。こ
の結果、第２の実施例に示したＯＮ／ＯＦＦ制御によ
る、粒子流量制御に加えて流量制御ノズルガスに流す流
量を変えて、粒子流量を変化させる操作を合せたものに
なる。
ただ空気源１２からの空気は、流量計３２、流量調整弁
３５ａ，３５ｂ，………，３５ｊを経て各流量制御ノズ
ル３０ａ，３０ｂ，………，３０ｊへ接続され、さらに
コントローラ０３４は、粒子流量設定入力ならびに流量
計３２の出力を入力として流量調整弁３５ａ，３５ｂ，
………，３５ｊをコントロールすることができる。この
実施例では、目標とする粒子流量設定入力に対し、流量
制御ノズル３０ａ，３０ｂ，………，３０ｊのうち一部
のものだけを開くとする操作と、開とする流量調整弁３
５ａ，３５ｂ，………，３５ｊのうちさらに一部のもの
について、ガス量を変化させる操作とを組み合せる。こ
の結果、第２の実施例に示したＯＮ／ＯＦＦ制御によ
る、粒子流量制御に加えて流量制御ノズルガスに流す流
量を変えて、粒子流量を変化させる操作を合せたものに
なる。
【００２２】図８にこの実施例での、同時に開とするバ
ルブの数と粒子のコールドリサイクル量との関係を示
す。同図から分るように、バルブ開閉の組み合せだけの
場合よりも、なめらかな制御を実現できる。なお、本発
明においては、開となっている流量調整弁３５ａ，３５
ｂ，………，３５ｊと、流量制御ノズル３０ａ，３０
ｂ，………，３０ｊ全体で使用される空気量は略比例関
係にあり、粒子のコールドリサイクル量が多いほど空気
の流量も多い。
ルブの数と粒子のコールドリサイクル量との関係を示
す。同図から分るように、バルブ開閉の組み合せだけの
場合よりも、なめらかな制御を実現できる。なお、本発
明においては、開となっている流量調整弁３５ａ，３５
ｂ，………，３５ｊと、流量制御ノズル３０ａ，３０
ｂ，………，３０ｊ全体で使用される空気量は略比例関
係にあり、粒子のコールドリサイクル量が多いほど空気
の流量も多い。
【００２３】図９は、流量制御ノズルの配置ならびに配
管系統の第４の実施例を概念的に示す側面図である。こ
の実施例の動作ならびに作用は、第２の実施例と同様で
ある。しかし粒子の循環制御に使用される空気量を、粒
子循環量の大小によらず一定とすることができる点が異
なる。空気源１２からの空気は、流量計３２、開閉弁３
３ａ，３３ｂ，………，３３ｊを経て流量制御ノズル３
０ａ，３０ｂ，………，３０ｊへ接続されている。また
バイパス用流量調整弁３６が、流量計３２出口側に接続
されており、バイパス用流量調整弁３６の出口側は粒子
循環制御部３の上部に接続される。（図示せず）
管系統の第４の実施例を概念的に示す側面図である。こ
の実施例の動作ならびに作用は、第２の実施例と同様で
ある。しかし粒子の循環制御に使用される空気量を、粒
子循環量の大小によらず一定とすることができる点が異
なる。空気源１２からの空気は、流量計３２、開閉弁３
３ａ，３３ｂ，………，３３ｊを経て流量制御ノズル３
０ａ，３０ｂ，………，３０ｊへ接続されている。また
バイパス用流量調整弁３６が、流量計３２出口側に接続
されており、バイパス用流量調整弁３６の出口側は粒子
循環制御部３の上部に接続される。（図示せず）
【００２４】コントローラ００３４は粒子流量設定入力
ならびに流量計３２の出力を入力として開閉弁３３ａ，
３３ｂ，………，３３ｊの開閉動作およびバイパス用流
量調整弁３６の開度を制御する。この実施例では、バイ
パス用流量調整弁３６を設置することで、動作している
（開になっている）開閉弁３３ａ，３３ｂ，………，３
３ｊの数が変化した場合でも、本発明を使用している装
置（例えば循環流動層ボイラ）へ流れ、粒子循環に使用
される空気量を一定にすることができる。この結果、例
えばボイラであれば、粒子コールドリサイクル量を変化
させる操作に起因する酸素濃度の変動などを抑制でき
る。
ならびに流量計３２の出力を入力として開閉弁３３ａ，
３３ｂ，………，３３ｊの開閉動作およびバイパス用流
量調整弁３６の開度を制御する。この実施例では、バイ
パス用流量調整弁３６を設置することで、動作している
（開になっている）開閉弁３３ａ，３３ｂ，………，３
３ｊの数が変化した場合でも、本発明を使用している装
置（例えば循環流動層ボイラ）へ流れ、粒子循環に使用
される空気量を一定にすることができる。この結果、例
えばボイラであれば、粒子コールドリサイクル量を変化
させる操作に起因する酸素濃度の変動などを抑制でき
る。
【００２５】具体的な制御の考え方は次のようになる。
コントローラ００３４は、粒子コールドリサイクル量
と、それに対して開操作をすべき開閉弁３３ａ，３３
ｂ，………，３３ｊの数に関する関数をもとに開閉弁３
３ａ，３３ｂ，………，３３ｊを操作する。また、開閉
弁３３ａ，３３ｂ，………，３３ｊがすべて開になった
状態、すなわち粒子のコールドリサイクル量が最大にな
ったときに流量制御ノズル３０ａ，３０ｂ，………，３
０ｊへ流れる全空気量ＱT がコントローラ００３４に与
えられている。流量計３２の指示値が、常にＱT となる
ようにバイパス用流量調整弁３６をコントロールする。
なお、この実施例は、第３の実施例に対しても同様の考
え方で適用可能である。
コントローラ００３４は、粒子コールドリサイクル量
と、それに対して開操作をすべき開閉弁３３ａ，３３
ｂ，………，３３ｊの数に関する関数をもとに開閉弁３
３ａ，３３ｂ，………，３３ｊを操作する。また、開閉
弁３３ａ，３３ｂ，………，３３ｊがすべて開になった
状態、すなわち粒子のコールドリサイクル量が最大にな
ったときに流量制御ノズル３０ａ，３０ｂ，………，３
０ｊへ流れる全空気量ＱT がコントローラ００３４に与
えられている。流量計３２の指示値が、常にＱT となる
ようにバイパス用流量調整弁３６をコントロールする。
なお、この実施例は、第３の実施例に対しても同様の考
え方で適用可能である。
【００２６】図１０はこの実施例を適用した粒子循環制
御部の概念的断面図である。主要な構成は、第１の実施
例と同じである。コールドリサイクル系５側の流動層２
０ｃを形成するための空気系統（風箱２１ｃへつながる
空気の系統）にバイパス用ダンパ（バイパス用流量調整
弁）３６を設け、風箱２１ｃへ流れる空気の一部を粒子
循環制御部３の上部へバイパスする機構をもつ。この実
施例は、主に対象とする装置の起動・停止操作時等に適
用される。この実施例では隣接する流動層間の粒子循環
を停止させる目的で、片側の流動層へ流す流動化空気の
一部をバイパスして空塔速度を下げている。
御部の概念的断面図である。主要な構成は、第１の実施
例と同じである。コールドリサイクル系５側の流動層２
０ｃを形成するための空気系統（風箱２１ｃへつながる
空気の系統）にバイパス用ダンパ（バイパス用流量調整
弁）３６を設け、風箱２１ｃへ流れる空気の一部を粒子
循環制御部３の上部へバイパスする機構をもつ。この実
施例は、主に対象とする装置の起動・停止操作時等に適
用される。この実施例では隣接する流動層間の粒子循環
を停止させる目的で、片側の流動層へ流す流動化空気の
一部をバイパスして空塔速度を下げている。
【００２７】起動時を例にとって説明する。従来技術に
よるとき、循環流動層ボイラでは、起動時には、燃焼量
が少なく、粒子の全循環量も少ない。したがってボイラ
の熱収支上、コールドリサイクル系５側へ粒子を流す必
要はない。ところが、粒子の全循環量が少ないため、流
動層２０ａ，２０ｂ，２０ｃのレベルが低くなり、中で
も流動層２０ｃが特に低くなるため、機械的に粒子の流
路を閉じる機構をもたない場合、流動層２０ｂからの粒
子が流動層２０ｃ側へ流れ込むのを抑制できず、起動中
にもかかわらず伝熱面２４での熱吸収が生じてしまうな
どの問題が生じることがあった。
よるとき、循環流動層ボイラでは、起動時には、燃焼量
が少なく、粒子の全循環量も少ない。したがってボイラ
の熱収支上、コールドリサイクル系５側へ粒子を流す必
要はない。ところが、粒子の全循環量が少ないため、流
動層２０ａ，２０ｂ，２０ｃのレベルが低くなり、中で
も流動層２０ｃが特に低くなるため、機械的に粒子の流
路を閉じる機構をもたない場合、流動層２０ｂからの粒
子が流動層２０ｃ側へ流れ込むのを抑制できず、起動中
にもかかわらず伝熱面２４での熱吸収が生じてしまうな
どの問題が生じることがあった。
【００２８】これに対して、この実施例では、起動時な
ど流動層２０ｂから流動層２０ｃへの粒子移動を抑制し
たい場合には、バイパス用ダンパ（バイパス用流量調整
弁）３６を開けて流動層２０ｃ部の空塔速度を低下させ
ることができる。この実施例は、第１の実施例から第３
の実施例のいずれにも適用可能である。
ど流動層２０ｂから流動層２０ｃへの粒子移動を抑制し
たい場合には、バイパス用ダンパ（バイパス用流量調整
弁）３６を開けて流動層２０ｃ部の空塔速度を低下させ
ることができる。この実施例は、第１の実施例から第３
の実施例のいずれにも適用可能である。
【００２９】
（１） 隣接する流動層間を移動する粒子の流量を、非
機械的方法で、確実に制御できる。 （２） 流量制御におけるヒステリシス特性がなくな
る。 （３） 移動する粒子の流量を確実にゼロにすることも
できる。 （４） 流動層が厚いときにも、薄いときにも確実に流
量を制御することができる。
機械的方法で、確実に制御できる。 （２） 流量制御におけるヒステリシス特性がなくな
る。 （３） 移動する粒子の流量を確実にゼロにすることも
できる。 （４） 流動層が厚いときにも、薄いときにも確実に流
量を制御することができる。
【図１】本発明の粒子移動量制御装置を備える粒子循環
制御部の概念的断面図である。
制御部の概念的断面図である。
【図２】図１の粒子移動量制御装置の部分の拡大図であ
る。
る。
【図３】図１、図２の粒子移動量制御装置の流量制御ノ
ズルの配置および配管系統の第１の実施例を概念的に示
す側面図である。
ズルの配置および配管系統の第１の実施例を概念的に示
す側面図である。
【図４】図１の粒子移動量制御装置の特性（実線）を従
来技術による図１４の粒子移動量制御装置の特性（破
線）と比較して示す特性曲線である。
来技術による図１４の粒子移動量制御装置の特性（破
線）と比較して示す特性曲線である。
【図５】本発明の粒子移動量制御装置の流量制御ノズル
の配置および配管系統の第２の実施例を概念的に示す側
面図である。
の配置および配管系統の第２の実施例を概念的に示す側
面図である。
【図６】図５の実施例における粒子循環制御特性を示
す。横軸は同時に開とする弁の数、縦軸は最大流量で正
規化した粒子のコールドリサイクル量を表わす。
す。横軸は同時に開とする弁の数、縦軸は最大流量で正
規化した粒子のコールドリサイクル量を表わす。
【図７】本発明の粒子移動量制御装置の流量制御ノズル
の配置および配管系統の第３の実施例を概念的に示す側
面図である。
の配置および配管系統の第３の実施例を概念的に示す側
面図である。
【図８】図７の実施例における粒子循環制御特性を示
す。横軸は同時に開とする弁の数、縦軸は最大流量で正
規化した粒子のコールドリサイクル量を表わす。
す。横軸は同時に開とする弁の数、縦軸は最大流量で正
規化した粒子のコールドリサイクル量を表わす。
【図９】本発明の粒子移動量制御装置の流量制御ノズル
の配置および配管系統の第４の実施例を概念的に示す側
面図である。
の配置および配管系統の第４の実施例を概念的に示す側
面図である。
【図１０】第４の実施例を適用した粒子循環制御部の概
念的断面図である。
念的断面図である。
【図１１】粒子移動量制御装置を備える固体気体反応装
置である循環流動層ボイラの概念図である。
置である循環流動層ボイラの概念図である。
【図１２】従来技術による粒子循環制御部の概念的断面
図である。
図である。
【図１３】従来技術による粒子移動量制御装置における
コールドリサイクル系を流れる粒子量と流量制御ノズル
へ流す空気量の関係を示すグラフである。
コールドリサイクル系を流れる粒子量と流量制御ノズル
へ流す空気量の関係を示すグラフである。
【図１４】従来技術による流量制御ノズル周辺の概念的
断面図である。
断面図である。
１ コンバスタ ２ サイクロン ３ 粒子循環制御部 ４ ホットリサイクル系 ５ コールドリサイクル系 ６ 対流伝熱面 ７ バグフィルタ ８ 誘引ファン ９ 煙突 １０ａ，１０ｂ ブロア １１ ブロア １２ 空気源 ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ 流動層 ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ 風箱 ２２ａ，………，２２ｍ ノズル ２３ 流量制御ノズル ２４ 伝熱面 ３０ａ，３０ｂ，………，３０ｊ 流量制御ノズル ３１ 噴出孔 ３２ 流量計 ３２ｂ 流量調整弁 ３３ａ，３３ｂ，………，３３ｊ 開閉弁 ３４， ０３４，００３４ コントローラ ３５ａ，３５ｂ，………，３５ｊ 流量調整弁 ３６ バイパス用流量調整弁 Ｄ 流量制御ノズルの直径 ｄ 流量制御ノズル間の間隔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 明用 和幸 長崎県長崎市深堀町五丁目717番１号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 荒川 善久 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業株式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】 隣接する流動層間に上下に複数配設され
た流量制御ノズルを備え、同流量制御ノズルに流動気体
を噴出する噴出孔を設けたことを特徴とする粒子移動量
制御装置。 - 【請求項２】 流動気体を噴出していないときに粒子の
移動に対して抵抗となるように前記流量制御ノズルの間
隔が設定されていることを特徴とする請求項１に記載の
粒子移動量制御装置。 - 【請求項３】 前記流量制御ノズル間のすきまと流量制
御ノズルの上下方向の厚みとの比が１０以下であること
を特徴とする請求項２に記載の粒子移動量制御装置。 - 【請求項４】 前記流量制御ノズルに流動気体を供給す
る管路に流量調整弁を設けたことを特徴とする請求項１
〜請求項３のいずれかに記載の粒子移動量制御装置。 - 【請求項５】 前記流量制御ノズルのそれぞれの入口管
路に流量調整弁を設けたことを特徴とする請求項４に記
載の粒子移動量制御装置。 - 【請求項６】 前記流量制御ノズルのそれぞれの入口管
路に開閉弁を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項
３のいずれかに記載の粒子移動量制御装置。 - 【請求項７】 前記流動気体を供給する管路に分岐管路
を設けて粒子が移動する先の流動層の上部空間と接続す
るとともに、同分岐管路に流量調整弁を設けたことを特
徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の粒子移
動量制御装置。 - 【請求項８】 粒子が移動する先の流動層下部に流動気
体を供給する流路に分岐流路を設けて同流動層の上部空
間と接続するとともに、同分岐流路に流量調整ダンバを
設けたことを特徴とする粒子移動量制御装置。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20879797A JP3595435B2 (ja) | 1997-08-04 | 1997-08-04 | 粒子移動量制御装置 |
| PL98327724A PL189012B1 (pl) | 1997-08-04 | 1998-07-27 | Urządzenie fluidyzacyjne |
| CZ19982374A CZ289339B6 (cs) | 1997-08-04 | 1998-07-28 | Regulátor mnoľství pohybujících se částic |
| IDP981068A ID20658A (id) | 1997-08-04 | 1998-07-31 | Pengendali jumlah gerakan partikel |
| US09/127,260 US6122842A (en) | 1997-08-04 | 1998-07-31 | Particle movement amount controller for fluidized beds |
| ES98306167T ES2219846T3 (es) | 1997-08-04 | 1998-08-03 | Dispositivo para regular el movimiento de particulas solidad en lechos fluidizados. |
| EP98306167A EP0895807B1 (en) | 1997-08-04 | 1998-08-03 | Installation for the control of solid particle movement in fluidised bed |
| DE69824497T DE69824497T2 (de) | 1997-08-04 | 1998-08-03 | Vorrichtung zur Regulierung der Bewegung von Feststoffpartikeln in Wirbelschichten |
| HU9801785A HU228085B1 (en) | 1997-08-04 | 1998-08-03 | Fluidised bed apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20879797A JP3595435B2 (ja) | 1997-08-04 | 1997-08-04 | 粒子移動量制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1151315A true JPH1151315A (ja) | 1999-02-26 |
| JP3595435B2 JP3595435B2 (ja) | 2004-12-02 |
Family
ID=16562285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20879797A Expired - Fee Related JP3595435B2 (ja) | 1997-08-04 | 1997-08-04 | 粒子移動量制御装置 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6122842A (ja) |
| EP (1) | EP0895807B1 (ja) |
| JP (1) | JP3595435B2 (ja) |
| CZ (1) | CZ289339B6 (ja) |
| DE (1) | DE69824497T2 (ja) |
| ES (1) | ES2219846T3 (ja) |
| HU (1) | HU228085B1 (ja) |
| ID (1) | ID20658A (ja) |
| PL (1) | PL189012B1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2009148747A (ja) * | 2007-11-16 | 2009-07-09 | Brunob Ii Bv | 流動化された粒子状固体の多段式処理のための方法及びシステム |
| JP2013167419A (ja) * | 2012-02-16 | 2013-08-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 流動層乾燥装置 |
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|---|---|---|---|---|
| FI122778B (fi) * | 2008-03-31 | 2012-06-29 | Metso Power Oy | Pyrolyysimenetelmä kattilan yhteydessä ja pyrolyysilaitteisto |
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-
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- 1997-08-04 JP JP20879797A patent/JP3595435B2/ja not_active Expired - Fee Related
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- 1998-07-31 US US09/127,260 patent/US6122842A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-07-31 ID IDP981068A patent/ID20658A/id unknown
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- 1998-08-03 ES ES98306167T patent/ES2219846T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1998-08-03 EP EP98306167A patent/EP0895807B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-08-03 HU HU9801785A patent/HU228085B1/hu unknown
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