JPS60144507A - 熱ガスを発生する方法と装置 - Google Patents

熱ガスを発生する方法と装置

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JPS60144507A JP59255854A JP25585484A JPS60144507A JP S60144507 A JPS60144507 A JP S60144507A JP 59255854 A JP59255854 A JP 59255854A JP 25585484 A JP25585484 A JP 25585484A JP S60144507 A JPS60144507 A JP S60144507A
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fluidization
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】 産業上の利用分野 この発明は熱ガスを発生する方法および装置の改良に関
するものである。
特に、この発明を流体化ベッド方法の使用による熱ガス
の発生に就いて説明する。
従来の技術 この目的のために流体化ベッド方法を用いることが英国
特許第１ダ９４Ａ００６号、第１５θユ９コロ号明細書
にて既に知られている。英国特許第１１７９４４００４
号明細書には、形成領域化された流体化ベッドにて石炭
を気化し、流体化ベッドの別の連続領域にて行われる化
学量論的気化工程における必要な加熱を、７つの領域で
の石炭の燃焼が設け、各領域からのガス流れが別個に維
持される石炭の気化方法が記載されている。
英国特許第９０シ９２６号明細書には、加熱されるガス
が通過する第一流体化ベッドに隣接して設けられた第１
流体化ベッドにて燃料が燃焼され、ベッド材料が第１、
第一流体化ベッド間にて循環される実質的にきれいな熱
ガスを発生する方法が記載されている。また、この方法
では、汚染を避けるよう各ガス流れが互に分離されてい
る。
これら従来の方法で発生される熱ガスは約９５０℃の温
度を通常なしている。しかし、１ａｏｏ℃〜／コＳＯ℃
の範囲の温度を有するガスが工業的に必要であることが
知られている。今は、石油やガスが、この高い値の温度
に必要な乾燥方法において熱ガスを生成するために用い
られる。工業的な石炭の利用の開発の重要性が一般に増
大され、このために現今の計画された条件に出会うよう
石炭燃焼流体化ベッド装置の設計と実施を強調する努力
が行われている。
従って、この発明の目的は熱ガスを発生する改良された
方法と装置を提供することにある。
この発明の第１の態様に従えば、熱ガスを発生する方法
は１粒子材料の第一の流体化ベッドに隣接して粒子材料
の第７の流体化ベッドを形成し、第１の流体化ベッドに
石炭を供給し、可燃性ガスと炭を発生するよう第７流体
化ベッド内の石炭を部分的に気化し、第１、第一流体化
ベッド間に材料を循環し、酸素が富んだガスを発生する
よう第一流体化ベッド内の炭を燃焼し、第１、第一流体
化ベッド下流の可燃性ガスおよび酸素の富んだガスを混
合し、熱ガス生成物を発生するよう酸素の富んだガス中
の可燃性ガスを燃焼することから成っている。
好適には、炭は過剰空気の存在下にて第一流体化ベッド
内で燃焼される。
第１、第一流体化ベッド間を循環される材料は循環の間
に流体化できる。
上述の材料の循環は異った速度での第１、第　□コ流体
化ベッドの流体化によって達成できる。
好適には、第一流体化ベッドの流体化速度は第１流体化
ベッド内の流体化速度よりも速い。循環速度の変化は、
各流体化速度を変えることによってできる。
第１、第一流体化ベッド間の材料の循環は第１、第一流
体化ベッド間の相互境界に沿った７つ以上の場所にて行
うことができる。
可燃性ガスの熱量は、循環量が場所の数に比例して循環
が行われる場所の数に反比例する。
好適には、この様な材料の循環は、相互境界を横切る第
１、第一流体化ベッドの基部に隣接して生じる。
第１、第一流体化ベッドの平面積は等しくできる。また
、第２流体化ベッドの平面積を第１流体化ベッドの平面
積よりも大きくできる。例えば、第１流体化ベッドの平
面積に対する第２流体化ベッドの平面積の割合を２：ｌ
か３：／にすることができる。
また、この発明の方法は、必要な値に温度を維持するた
めに第２流体化ベッドに直接に必要とされるよう石炭を
導入する工程を有するようできる。
石炭は第１流体化ベッドに連続的に適宜供給できる。
熱ガスを発生する方法を実施するためのこの発明の装置
の第２の態様に依えば、熱ガスを発生する装置は、第７
流体化ベッドを有するようできる反応室本体内の気化用
の第７領域、第２流体化ベッドを有するようできる反応
室本体内の燃焼用の第２領域、第１、第２領域に関連し
た流体化装置、’Ｍ／、第２領域およびその上のフリー
ボードの少なくとも一部を分ける有孔の仕切り壁、第１
、第２領域のフリーボードと連通する下流側の反応室本
体内の燃焼領域、第１領域に石炭を供給する手段、反応
室本体の熱ガス生成物出口を備えている。
流体化装置は、自由端近くに孔のある直立管が設けられ
た分散管の形にすることが好適にできる。第７、第２領
域の流体化装置用の共通のマニホルドを、各領域の個別
の制御装置と一緒に設けることができる。
仕切り壁に７つ以上の孔口を設けて有孔にすることがで
きる。孔口は、第１、第２領域の基部近く仕切り壁の基
部または基部近くに好適に形成できる。また、孔口は仕
切り壁の上方の離れたところに設けることができる。孔
口には、直立管を有する１つ以上の分散管の形や、第１
、第２領域の流体化装置と同様な形状とすることができ
る補助流体化装置を設けることができる。
仕切り壁は、燃焼領域が仕切り壁の端部の上方に形成さ
れる場合には垂直が好適で、熱ガス生成物出口はこの燃
焼領域から垂直か或は水平に延びている。別の形状にお
いて、垂直な仕切り壁には第１、第２領域のフリーボー
ドから燃焼領域への個別の通路を形成する水平延長部が
設けられる。第２領域の上のフリーボードから他の通路
を介した燃焼領域への通路間の適宜な連接を設けること
ができる。この連接は、第２領域のフリーボードから燃
焼領域の下部への通路間の短い回路を設ける管路の形と
することができる。
例により、この発明に従った熱ガスを発生する方法と装
置が添付図面を参照して以下に詳しく説明されよう。
図面を参照するに、第１図には第１気化領・域６と、例
えばシリカ砂の様な不活性粒子材料から成る第１流体化
ベッド１０および第２流体化ベッドｌコを有するようで
きる□第７燃焼領域ｔとに垂直な仕切りｌにより内□部
分割された反応室本体コを有する熱ガス発生装置／が示
されている。第１燃焼領域ざには石炭人口／ダが設けら
れ、有孔な直立管／ｇと協同する分散管／６の列を有し
、フリーボードＳＯが流体化ベッド（／２） ／θの上に用いられている。第１燃焼領域／９は直立管
コｌをもった分散管２２の例を有しており、流体化ベッ
ド／、１の上に形成されるフリーボード２６を有してい
る。仕切りダは少なくとも７つの孔０．２ｆｆを設ける
ことによって孔あけされており、これによって気化領域
６と燃焼領域ｇは内部連通しており、反応室本体−の頂
部３０から一定の距離をもって終っている。混合燃焼領
域３コは仕切りりの頂部の上に形成されており、両フリ
ーボード−〇、：ＩＡに対して共通にされている。熱ガ
ス出口３ダは反応室本体コの側壁の頂部に設けられてい
る。
操作においては、熱ガス発生装置／は例えば約り００℃
の温度にて流体化ベッド１０．／コを流体化して加熱す
るよう両流体化ベッド１０　、　／１内にはゾ同−速度
にて予熱された空気を流すことで最初に始められる。流
体化ベッドＩＯの温度が約１００℃に達すると、流体化
ベッド１０゜／コへの石炭供給が始められ、流体化ベッ
ド１０、／、２の温度が９００℃に従って上げられる。
空気に対する熱源はこの段階で中断され、周囲空気が両
流体化ベッド／θ、／：ｌに供給される。
流体化ベッド１０．／２は７５分安定化するよう残すこ
とができるが、これは条件ではない。
・　石炭がそこで流体化ベッドＩＯに連続的に供給され
、徐々に流体化ベッドＩＯは炭素が増える。その直後に
、各流体化速度は、流体化ベッド７．２における速度が
流体化ベッドＩＯにおける速度よりも大きな値に設定さ
れて流体化ベッド／θ、７２間の材料の循環を促進する
ような具合に調節される。流体化ベッドノコへの石炭供
給は流体化ベッド内の塩度にもとづいている。
この塩度は流体化ベッド１０から流体化ベッドノコに循
環される炭の燃焼ζこ十分で、燃焼が過剰の空気によっ
て起る。適宜な温度に達したときに、石炭の供給は中断
される。温度がもし低下すれば、石炭の供給が部分的に
再開される。
石炭は流体化ベッド１０内で気化され、低熱量ガスがつ
くられてフリーボード２０内に上方に流れる。発生した
炭は流体化ベッドノコ内に循環され、流体化ベッドノコ
内で得られる超化学量論的状態によって酸素の多い燃焼
ガスを与えるよう燃焼される。これら燃焼ガスはフリー
ボード、２６内に流れ、混合燃焼領域３コ内の低熱量ガ
スと混合され、流体化ベッド／θからのガスがそこで燃
焼されて熱生成ガスを生じ、出口３４！を通って排出さ
れる。経験によって、フリーボード内のガスの温度が９
１０℃〜９！θ℃もの値にだけなることがあるが、熱生
成ガスが１３３０℃およびｌダ００℃もの高い温度にな
ることが知られている。従って、この発明は通常の流体
化ベッド燃焼器や気化器から出るガスよりも高い温度の
熱ガスを発生する方法を提供するものである。
いま特に第２図を参照するに、同図には比較的厚さの薄
い仕切りグの孔ロコｇが概略的に示されている。第３図
には、第２図に示されるよりも比較的厚い仕切りダに形
成された別の形状の孔口λｇが示されている。この形状
において孔ロコｇには、７つだけ１が図示されているス
タ（１５） ンド管！ダを有した分散管Ｓａの形の流体化装置が基部
に設けられている。孔口Ａｇをもった別の流体化ベッド
ｊ６が実際に同様に形成され、孔口２ｇ内における流体
化状態の維持を確実にするために、別の流体化装置が設
けられて流体化ベッド１０．／：１間の材料の循環運動
を助ける。
第＋、１図をいま参照するに、熱ガス発生装置１０／の
気化領域１０４と燃焼領域ｉｏｔが垂直仕切りｌθりに
よって概略的に示されている。
熱ガス発生装置１０／の上端には混合燃焼領域／３λを
形成する水平区分／ｌθが設けられている。仕切りＩＯ
’ｌの水平延長部７３弘は水平区分／１０内に突出して
いて、気化領域ｉｏｔと燃焼領域１０１からのガスが燃
焼のために混合燃焼領域１３λ内に吸収するまで、両ガ
スを分離して維持するようなす。
第６，７図に示される他の実施例では、例えば炭化シリ
カの様な熱抵抗材料が好適な管ｉｔｉ。
が仕切りＩＯ’ｌを貫通し、延長部／Ｊ’ｌの下の水平
区分ｉｉｏ内に延びており、燃焼領域ｉｏざからのガス
の部分的短絡回路を従って設けている。管／’７０を設
けるための理由は、各領域１０１ｓ、１０ｇ　からのガ
スが領域／３２内で混合されて、延長部ｉａａ内の低圧
領域の低熱量ガスが燃えるよう不十分な酸素を有するよ
うできることである。酸素が多い燃焼ガスの幾らかがこ
の低圧領域に短絡され、これによって最適な燃焼状態が
確実になる。
第ｔ、９図は第１図よりも熱ガス発生装置／の部材を詳
しく示している。特にこれらの図面にては明示のために
仕切りグが除去された流体化装置すなわち分散管列１６
．−一が示されている。
流体化装置である分散管列／６．−一は一次および二次
空気用のａつのマニホルドｌｑ＋／’ｔｌｒしており、
これらの間に横方向に分散管コ／が延びている。各分散
管コ／は両端に弁λ３を有しており、各弁コ３は、マニ
ホルド／７．／９を横切って延びていて外端にハンドル
車コアを有するスピンドル３／により支持されたテーパ
ー付のシートプランジャコ！を有している。直立管２９
は分散管、２／の上部から延びており、上端または上端
近くにて空気の出口のために孔がおいている。弁コ３の
配置は熱ガス発生装置の気化および燃焼領域に入る空気
の微細制御を可能にする。
従って、この発明は、部分的に気化されるフィードスト
ックとして石炭を用いて発生した炭が燃焼される熱ガス
発生装置を与える。気化により得られるガスの燃焼は酸
素の多い燃焼ガス中で燃焼され、結果として高温度の生
成ガスが発生されて製造工業の需要を満たすよう用いる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は熱ガス発生装置の概略断面図、第一図は第７図
の装置の細部の概要図、第３図は第一図に示される細部
の別の形の概要図、第７図は異った縮尺で示される第１
図の装置の別の細部の概要図、第３図は第７図を矢印Ａ
方向から見た概略端面図、第６図は第９図に示される細
部の別の形の概要図、第７図は第６図を矢印Ｂ（／９） 方向から見た概略端面図、第ｇ図は明確のために一部を
取り除いた熱ガス発生装置の平面図、第９図は第を図の
ｆｆ−ＩＸ線における断面図である。図中、／、／θ／
：熱ガス発生装置、コニ反応室本体、り、ｉｏ夕：仕切
り、ｉ、ｌｏｂ：気化領域、ｔ、１０ｇ：燃焼領域、１
０．／コニ流体化へ’７　）”、ｉ　ｅ　：石炭入口、
１６．−一、ｊ−二分散管列、ｌり、／９：マニホルド
、ｉｔ、コダ、コデ。 Ｓダニ直立管、−〇、コロ：フリーボード、−／：分散
管、λ３：弁１．２よニブランジャ、−ｔ：孔口、３１
ニスピンドル、３２．／３２　：混合燃焼領域、３ダニ
出口、ｌ１０＝水平区分、／ダＯ：管。 （−〇）

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ／　粒子材料の第１の流体化ベッド（１０）を、粒子材
    料の第一の流体化ベッド（／λ）に隣接して形成し、第
    １流体化ベッド（／のに石炭（／すを供給し、可燃性ガ
    スと炭を発生するよう第１流体化ベッド（１０）内の石
    炭を部分的に気化し、第１、第一流体化ベッド（１０，
    ／コ）間に材料を循環し、酸素が富んだガスを発生する
    よう第一流体化ベッド（ｌコ）内の炭を燃焼、し、第１
    、第一流体化ベッド（ｌθ、／コ）下流の可燃性ガスお
    よび酸素の富んだガスを混合し、熱ガス生成物を発生す
    るよう酸素の富んだガス中の可燃性ガスを燃焼すること
    から成ることを特徴とする熱ガスを発生する方法。 二　過剰空気の存在する第一の流体化ベッド（１２）内
    にて炭が燃焼されることを特徴とする特許請求の範囲第
    ７項記載の熱ガスを発生する方法。 ３　第７、第一流体化ベッド（１０，／コ）間を循環す
    る材料が循環の間に流体化されることを特徴とする特許
    請求の範囲第１．−項いずれか記載の熱ガスを発生する
    方法。 奮　第１、第一流体化ベッド（１０，／コ）間の循環が
    異った流体化速度にて第１、第一流体化ベッド（ＩＯ９
    ／コ）を流体化することによって達成されることを特徴
    とする特許請求の範囲第１乃至３項いずれか１項記載の
    熱ガスを発生する方法。 よ　第一流体化ベッド（／コ）の流体化速度が第１流体
    化ベッド（／のの速度よりも速いことを特徴とする特許
    請求の範囲第ダ項記載の熱ガスを発生する方法。 ご　材料の循環の割合が第１、ｇｊ流体化ベッド（／θ
    、／−）の流体化速度を変えることによって変えられる
    ことを特徴とする特許請求の範囲第２．１項いずれか記
    載の熱ガスを発生する方法。 ２　材料の循環が第１、第一流体化ベッド（／θ。 ／Ｊ）間の相互境界（ｌＩ）に沿って７つ以上の場所（
    −ｇ）で行われることを特徴とする特許請求の範囲第１
    乃至６項いずれか７項記載の熱ガスを発生する方法。 と　相互境界（ｌＩ）を横切る第１．第一流体化ベッド
    （／θ、／Ｊ）の基部に隣接して材料の循環が生じるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の熱ガスを発
    生する方法。 ２　第１、第一流体化ベッド（１０，／、１）の平面領
    域が等しいことを特徴とする特許請求の範囲第１乃至５
    項いずれか１項記載の熱ガスを発生する方法。 ／θ　第一流体化ベッド（／コ）の平面領域が第１流体
    化ベッド（ｌθ）の平面領域よりも大きいことを特徴と
    する特許請求の範囲第１乃至５項いずれか７項記載の熱
    ガスを発生する方法。 ／／　炭の燃焼に必要な値に流体化ベッドの温度を維持
    するために石炭が第一流体化ベッド（／コ）に導入され
    ることを特徴とする特許請求の範囲第７乃至７０項いず
    れか７項記載の熱ガスを発生する方法。 ／−Ｌ　石炭が第１流体化ベッド（ｉｏ）に連続的に供
    給されることを特徴とする特許請求の範囲第７乃至７７
    項いずれか７項記載の熱ガスを発生する方法。 ／３　第１流体化ベッド（１０）を有するようできると
    共に第一流体化ベッド（／コ）を有するようできる反応
    室本体（，２）内の第１気化領域（幻、第７、第一領域
    （乙、ざ）に関連した流体化装置（１５／ｌｒ、−一、
    λつ（２／、コ９）、第１、第一領域（６，ｇ）および
    その上のフリーボード（−〇　、　！Ａ）の少なくとも
    一部を分ける有孔の仕切り壁（タ入第１．第コ領域（Ａ
    、ｇ）のフリーボード（，２ｏ　、　ＱＡ）と連通ずる
    下流側の反応室本体（λ）内の燃焼領域（、ｙｓ）　、
    第１領域（６）に石炭を供給する手段（／＜＜）、反応
    室本体（コ）の熱ガス生成物出口（３４Ｉ）を備えたこ
    とを特徴とする熱ガスを発生する装置。 ／久　流体化装置は、自由端近くに孔のある直立管（／
    ｌ、２ダ、２テ）が設けられた分散管（／６．−コ。 −／）の形をしていることを特徴とする特許請求の範囲
    第７３項記載の熱ガスを発生する装置。 ／よ　共通のマニホルド（／７．／９）が第１、第一領
    域（６，ｇ）の流体化装置（，２／、Ｊ９）のために設
    けられたことを特徴とする特許請求の範囲第１＆項記載
    の熱ガスを発生する装置。 ／６．制御装置（コＳ、２り、Ｊ／）が第１、第一領域
    （６，ｇ）の分散管（−／）と関連して設けられたこと
    を特徴とする特許請求の範囲第１Ｓ項記載の熱ガスを発
    生する装置。 ／Ｚ　仕切り壁（り）に７つ以上の孔口（−ざ）が設け
    られたことを特徴とする特許請求の範囲第７３乃至７６
    項いずれか７項記載の熱ガスを発生する装置。 ／よ　孔口（−ｇ）が第１、第一領域（ａｊｇ）の基部
    近く仕切り壁（りの基部または基部近くに設けられたこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第７７項記載の熱ガスを
    発生する装置。 ／９　孔口（コｇ）に補助流体化装置（ま−、よりが設
    けられたことを特徴とする特許請求の範囲第１’）、１
    １項いずれか記載の熱ガスを発生する装置。 コθ　補助流体化装置が、自由端またはその近くにて孔
    があけられた直立管（ｒ　＜ｚ）を有する７つ以上の分
    散管（、ｔａ）の形をしていることを特徴とする特許請
    求の範囲第１デ項記載の熱ガスを発生する装置。 、２／、仕切り壁（りは垂直で、燃焼領域（３ａ）が流
    体化装置（／６ンｉｇ、ｘコ２．２りから離れた仕切り
    壁（４’）の端部の上に形成されたことを特徴とする特
    許請求の範囲第１Ｊ乃至−０項いずれか７項記載の熱ガ
    スを発生する装置。 ２、Ｌ　熱ガス出口（３４Ｉ）が燃焼領域（３コ）゛か
    ら水平または垂直に出ていることを特徴とする特許請求
    の範囲第、２７項記載の熱ガスを発生する装置。 、２３　第７、第一領域（ｉｏｉ、　、　ｔｏｇ）の７
    リーボードから燃焼領域（１３，２）への別個の通路を
    形成する水平延長部（／、１）が垂直な仕切り壁（ｉｏ
    ａ）に設けられたことを特徴とする特許請求の範囲第Ｊ
    ／、２．２項いずれか７項記載の熱ガスを発生する装置
    。 ２乞　第一領域（７０ｇ）の上のフリーボードから燃焼
    領域（／ａｓ）への通路と、第７領域（１０６）の上の
    フリーボードからの別の通路の間に連結部（／ｌＩのが
    設けられたことを特徴とする特許請求の範囲第、２３項
    記載の熱ガスを発生する装置。 、２ヨ　連結部が管（ｌ＋θ）の形をしていることを特
    徴とする特許請求の範囲第一グ項記載の熱ガスを発生す
    る装置。
JP59255854A 1983-12-06 1984-12-05 熱ガスを発生する方法と装置 Pending JPS60144507A (ja)

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