JPS58187791A - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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JPS58187791A
JPS58187791A JP57218520A JP21852082A JPS58187791A JP S58187791 A JPS58187791 A JP S58187791A JP 57218520 A JP57218520 A JP 57218520A JP 21852082 A JP21852082 A JP 21852082A JP S58187791 A JPS58187791 A JP S58187791A
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JP
Japan
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heat exchanger
core member
tube
particles
particulate material
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JP57218520A
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ジヨ−ジ・アンソニ−・ブラシオ−ル
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CBS Corp
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Westinghouse Electric Corp
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Publication date
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    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
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    • C10J3/84—Gas withdrawal means with means for removing dust or tar from the gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants
    • C10J3/52—Ash-removing devices
    • C10J3/523—Ash-removing devices for gasifiers with stationary fluidised bed
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 一頼明％−遺Ｍ年−野 この発明は炭素質材料のガス化に用いられる熱交換器に
関し、特に流動床ガス化反応炉の生成ガスから分離され
た粒子を冷却する装置に関するものである。
勢米辣貞 炭素質材料たとえば石炭のガス化反応器においては、可
燃性生成ガスが生産されると共に、漉状灰のような固体
廃秦物が生成される。合衆国政府のために運転されてい
る流動床ガス化反応炉においては、流動床を収容する一
直圧力容器の中央へ上方に延びる多数の同心チューブの
一つを通して石炭粒子が注入される。流動化は上方部分
において起こる。
ＰＤＵ流動床ガス化反応炉においては、ガス化された石
炭からの生成ガスは、約１２７°ａ（ｖＪ’Ｏ’Ｆ）の
ガス化装置出口温度に近い温度の多量の粒子を含んでい
る・これらの粒子は生成ガスから除去して生成ガスの下
流側での処理を妨害しないように処置しなければならな
い。たとえばサイクロン分離器による分離中に、粒子は
重力により分離器の底部へ落下し、パイプを介して粒子
排出装置へ送られる。この排出装置の目的は、ガス化装
置から粒子を排出する間、生成ガスを保持することであ
る。排出装置の多くの部品は、高温に長時間耐久性をも
たないゴム、プラスチックまたは他の組成物で形成され
ている。したがって、排出装置へ流入する前に高温粒子
を冷却することが必要になる。
同時に、高温粒子の性質により、改良された熱交換器が
必要になる。通常の真直なチューブ型熱交換器において
は、はんの少しの粒子が壁部と接触するだけである。
及羽−Ｑ１酌 したがってこの発明の主目的は、熱交換率が改善され、
粒子を熱交換器を通して自由に流動させ、かつ粒子の熱
により愚影醤を受けない熱交換器を提供することである
。
発明の構成 この目的に鑑み、この発明は流体および粒子材料と共に
用いる熱交換器であって、上記流体が外側になるように
かつ、上記粒子材料を受入れるように熱交換器内に略々
垂直に配置された管体を備えた熱交換器薯こ於て、軸方
向に延びるコア部材が上記管体内に配置されて、上記管
体と上記コア部材との間に空洞が形成され上記空洞を通
って上記粒子材料が降下するようにされてなり、上記コ
ア部材が上記粒子材料を上記空洞を通して曲がりくねっ
た経路に沿って案内する案内装置を備えてなることを特
徴とする熱交換器に在る。
好ましい形態憂こおいては、この発明は熱交換器の単壁
管に代わる管体構造を提供している。
管体構造は内部にコア部材を有する管体からなり、管体
とコア部材との間に空洞が形成され、この空洞にはベー
ンが配置されて、高温粒子が降下する流動通路が形成さ
れる。管体の外側は熱交換器の冷却流体と接触している
。
実施例 この発明は、図面に例示的に示される好ましい実施例に
関する以下の説明からより明らかになるであろう。
第１図に、代表的な粒子除去および冷却装置−が示され
ており、この装置は周知の如くサイクロン分離器ダを備
え、その下方にこの発明の粒子用の熱交換器６が配置さ
れ、さらにその下方に周知の如くホッパー７と星形輪フ
ィーダｔが配置されている。サイクロン分離器ダはさら
に、生成ガス入ロｉｏ１清浄ガス出口／／および粒子出
口ｌコを備えている。熱交換器６はさらに冷却流体人口
／３、冷却流休出ロア４１＋、管板／３、管体１６、熱
交換器粒子入口１７および熱交換器粒子出口／１を備え
ている。
第１図乃至第ｑ図に、この発明の熱交換用の管構造体−
２０が示されている。管構造体−〇は、第７の管即ち管
体２λと、その内部に配置され、かつ管体ココを通って
軸心方向に延びたコア部材−２１を備え、コア部材二ダ
と管体：ｌ−との間に環状の空洞コロが形成されると共
に、少なくとも一つの案内装置、２ｇたとえばベーンが
空洞コロ内に、その長さ方向に延びるように配置されて
いる。管体２，２の外側は冷却流体３ｏたとえば水によ
り冷却され、管構造体コ０の端部は熱交換器技術化おい
て良く知られるように、管板に取付けられて拘束されて
いる。好ましい形態においては、コア部材コダの内側が
冷却流体３θにより冷却される。
第９図から明らかなように、案内装置２ｇは長手方向軸
心から角度θ、典型的には１５°〜Ｊｆ７’だけ傾けて
配置されている。管体ＵＵとコア部材２４４の間の空洞
コロは、間隔ｄ、典型的には１．１７ｃｍ　（／／２　
ｉｎ　）乃至Ａ、！１１ｃｍ　（／ｉｎ　）で、案内装
置は実質的に空洞コロを横切って延びている。好ましい
形態においては、案内装置として複数のベーンコｇが利
用され、これは管構造体コ０の長手方向にわたって不連
続にされる。
材料組成に関しては、冷却流体３０により直接冷却され
る管構造体−〇の任意の１！素は、例外的な耐食性は有
していない材料、たとえば炭素鋼で形成できる。この種
の要素の例は管体ｎである。
冷却流体３０により直接冷却されない！！素、たとえば
案内装置−２ｇは、ステンレス鋼のような耐食性材料で
形成される。
再び第１図において、粒子除去および冷却装置の作動は
以下の通りである。炭素質材料ガス化装置からの生成ガ
ス、たとえば粒子材料を含有するガスは、生成ガス入口
ＩＯを介してサイクロン分離器ｑへ流入する。サイクロ
ン分離器亭は良く知られるように、生成ガスから粒子を
分離し、生成ガスは清浄ガス出口／Ｉを介してサイクロ
ン分離器亭から流出し、粒子は重力により粒子出口／コ
を通って、サイクロン分離器亭から落下する。それから
粒子は順次、熱交換器の粒子入口１７を通って熱交換器
６へ、管構造体／４を通り、熱交換器の粒子出口／ｇを
介してホッパー７および星形輪フィーダｔへ落下する。
冷却流体は冷却流体入口１３および出口／＋により熱交
換ｆＦ４を循環して、管構造体／６を冷却する。冷却流
体は典型的には水であり、その温度は典型的にはｌＩ譲
’ｃ（ＩＩθ７）乃至６６゜７℃（／ｓｏ″Ｆ）である
。
星形輪フィーダｔは良く知られるように、粒子排出時に
生成ガスが逃げることを防止する主目的を有している。
その結果、熱交換器６を通る生成ガスの質量流量は非常
に低く、理想理論設計においては、熱交換器６を通る生
成ガスの質量流量は零になる。
預−の勿朱 第３図および第７図において、粒子は空洞２１を通って
落下する。案内装置−２１ｆは実質的な乱流をもたらし
、混合し、かつ高温粒子を管体−２２およびコア部材−
ダに衝突させる。その結果、管構造体−２０の長さにわ
たって、固体粒子が実質的に冷却される。
この発明では案内装置−２ｇを粒子の流動通路に用いて
、管体ココを通してコア部材コダの回りの空洞−６内に
旋回流をもたらし管体−２−を通る粒子の流動通路を長
くしている。
巻き流動は粒子に半径方向の力を付与し、それにより粒
子は管体ココの冷却面へ投出されて、熱伝達面に直接接
触させられる。案内装置２ｇによりもたらされる乱流に
より、粒子の流れの混合が増進される。粒子の直接接触
と混合とにより、管体と粒子との間に直接伝導による熱
伝達がもたらされ、典型的には非常に熱伝導度の低いガ
スを介する、熱伝導による熱伝達をほとんど必要として
いない。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の管構造体を用いた熱交換器の部分断
面図、第一図はこの発明の管構造体の立面図、第３図は
案内装置を示す管構造体の横断面図、第ｑ図はこの発明
の管構造体の部分断面図である。 ６・・熱交換器、コＯ・・管構造体、−一・・管体、コ
亭・・コア部材、コ４・・空洞、コト・案内装置。 特許出願人代理人　　曽　我　道　照

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 Ｔｌ）　　流体および粒子材料と共に用いる熱交換器で
    あって、上記流体が外側番どなるよう番こかつ、上記粒
    子材料を受入れるように熱交換器内に略々喬直に配置さ
    れた管体を備えた熱交換器に於て、軸方向に延びるコア
    部材が上記管体内に配置されて、上記管体と上記コア部
    材との間に空洞が形成され、上記空洞を通って上記粒子
    材料が降下するようにされてなり、上記コア部材力町上
    記粒子材料を上記空洞を通して曲がりくねった経路に沿
    って案内する案内装置を備えてなることを特徴とする熱
    交換器（２）上記コア部材が管である％杵請求の範囲第
    １項記戦の熱交換器。 （３）　　上記案内装置が軸方向に延びた少なくとも一
    つのベーンを備えてなる特許請求の範囲第７項または第
    ２項記載の熱交換器。 （４）上記ベーンが上記コア部材の長袖に対して／Ｓ０
    乃至ＪＱｏのピッチ角を有する特許請求の範囲第３項記
    載の熱交換器。
JP57218520A 1982-04-16 1982-12-15 熱交換器 Pending JPS58187791A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US06/369,720 US4455154A (en) 1982-04-16 1982-04-16 Heat exchanger for coal gasification process
US369720 1982-04-16

Publications (1)

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JPS58187791A true JPS58187791A (ja) 1983-11-02

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EP (1) EP0091991A3 (ja)
JP (1) JPS58187791A (ja)
KR (1) KR840002518A (ja)
AU (1) AU9024882A (ja)
BR (1) BR8206940A (ja)
ES (1) ES518221A0 (ja)
ZA (1) ZA828157B (ja)

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