JPS6229886A - 流動床反応炉及びその操作方法 - Google Patents

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） 本発明は流動床反応炉及びその操作方法に関するもので
ある。

（従来技術及びその問題点並びに解決手段）流動床シス
テムは固形微粒子状材料とガスとの良好な接触を色囲す
る多数の工程とともに使用されている。その典型例とし
て熱交換工程、異種触媒反応及び固体とガスとの直接反
応が挙げられる。

近年流動床システムは固形燃料の燃焼装置に関連して特
別の関心が持たれている。その理由はとりイっけ従来の
燃焼器具が引き起こす環境問題にある。

かかる従来の燃焼器具は特に２酸化Ｙ才つ（ＳＯ２）及
び窒素酸化物（ＮＯＸ）に起因する許容しがたい汚染を
回避する必要から高価及び複雑になる。

本発明方法及び本発明反応炉は固形燃料の燃焼装置に良
く適合し、かつ以下のような場合、つまり流動床土材料
を加熱又は冷却する必要がある場合、そして固形材料が
微粒子形態にあるからしくはそのような形態にすること
ができかつ放熱又は吸熱を伴ってガスと反応する場合に
利益をもたらすことができる。

流動床システムは流動化の種類に基づいて３つのタイプ
、すなわち“バブル床（ｂｕｂｂｌｅ　ｂｅｄ）”タイ
プ、“乱流床（ｔｕｒｂｕｌｅｎｔ　ｂｅｄ）”タイプ
及び“高速床（ｆａｓｔ　ｂｅｄ）”タイプに分類する
ことができる。最初の２つのタイプにおいては、流動化
ガスの速度は非常に低い（典型的には１〜３ｍ／ｓｅｃ
、）ので、固形反応材料が本質的に流動床内に残り、そ
のためこれらのタイプは“低速床（ｓｌｏｗ　ｂｅｄ）
とも呼ばれる。高速床においては流動化ガスの速度は固
形反応材料の終端速度より高く（典型的には６ｍ／５ｅ
Ｃ１より大きい）、このことは流動床粒子がガス流に運
ばれて流動床の外部に搬出されることを意味する。従っ
て高速床において流動床粒子は再循環され、そのためか
かるシステムに対して“循環床”なる用語ら用いられる
。かかるシステムの他の特徴は反応炉の流れ方向におい
て流れ条件が粒子の搬送のみと見なされる位置に至るま
で粒子の分布密度が次第に減少することである。

高速流動床、つまり循環床を伴ったシステムを燃焼工程
に使用する場合、粒子重量の高々５％が燃料からなり、
残りは不活性材料、より詳細には砂、灰及びイオウ吸収
剤である。かかるシステムにおいては流動床粒子を冷却
する必要があり、さもなければ温度が非常に高くなって
上記粒子が焼結してしまう。上述した冷却は反応炉壁を
冷却するか又は反応炉内に作り付けたボイラ管により行
われる。これについては例えば米国特許第４，０８４゜
５４５号を参照されたい。父上記の冷却は循環する粒子
材料を反応炉内に戻す前に外部粒子ターラにより行うこ
ともでき、これについては例えば公開国際出願Ｐ　ＣＴ
　／Ｕ　Ｓ　８０１０１７３７号を参照されたい。

なお上記２つの冷却システムを結合することもできる。

しかしながらこれらの解決策はいずれも満足すべきもの
ではない。なぜならそれらの解決策は最適操業の実現を
困難にするからである。反応炉内において冷却面又はボ
イラ管を使用するのみでは反応炉の横断面内における径
方向の温度分布が不均一になる。かかる不均一さは冷却
面を使用する場合に甚しくなり、従って工程の進行を最
適化することができなくなる。しかも上記のような内部
冷却面による冷却効果はシステムの他の操業パラメータ
とは無関係にほとんど不変であるので調整の可能性が乏
しくなり、その結果最適化の可能性も乏しくなる。循環
する反応材料を外部冷却すれば、常時冷却されるべき集
合した多量の粒子が流動化速度を制限することになる。

更に外部冷却は使用可能な反応炉圧力を制限する。反応
炉圧力が高くなるにつれて一定の流動化速度における反
応炉からの（固形材料の）放出効果が急激に増加するの
で、反応炉圧力を高くすることは極めて好ましい。

一つには不活性な材料が多量なこと及び今一つには耐火
裏張りにより循環床が比較的長い始動期間を有すること
も理解されねばならない。

本発明は高速流動床反応炉の操作方法及び小型の流動床
反応炉を提供するものであり、これによれば上記従来の
高速床に比して操業の最適化の可能性が実質的に向上し
、かつより高圧での操業を行えるようになる。本発明を
燃焼工程との関連で使用する場合、この工程は熱伝達か
ら分離されて進行する。脱硫との組み合わせにより顕著
な利点が得られ、又工程最適化の可能性が向上すること
により燃焼ガス中のＮＯＸの含有量の制御が容易になる
。更に本発明は反応炉の始動に関しても利益をもたらす
。その他の利点については以下で記述する。

本発明法は循環流動床反応炉の操作方法に関し、この方
法においては固形反応物質を含む固形粒子材料を反応炉
の下部に導入し、やはり反応炉の下部に導入される、ガ
ス状反応物質を含む流動化ガスにより高速床を形成する
。一方弁反応粒子は反応炉の上部から取り出し、上記流
動床に再循環させる。この方法は反応炉内に存在する固
形粒子材料の予め定められた部分（分量）を上記反応炉
の頂部より下方に位置する少なくとも１箇所から取り出
して熱処理を施し、流動床の更に下方に位置する少なく
とも１箇所に再循環させることを更に冷却する。

この方法においては任意数の互いに分離された回路を構
成し、これにより固形粒子材料の予め定められた分量を
取り出して冷却又は加熱し、流動床のより下方に位置す
るｌ又は複数箇所に戻すことができる。ここで及び以下
で使用される「部分」なる表現は任意の時点で流動床内
の当該部位に存在する材料の全量より少ない量であると
理解すべきである。本発明の利用における最も重要な領
域は燃焼工程にあるが、他の任意の放熱反応において粒
子材料の一部を冷却することらでき、又吸熱反応におい
て外部熱を供給することらできろことを理解すべきであ
る。

本発明方法のための固形反応物質に関しては、流動化の
ために適当に微細分化された形態とすることのできる任
意の材料を使用できる。燃焼工程の場合、固形反応物質
は燃料とすることができ、典型的には褐炭、無煙炭等を
含む石炭とする。しかしながらバイオマス、廃物、木、
泥炭及び石油コークス等の他の炭素を含有する材料も使
用できる。燃料の粉末化の度合は重要ではないが、典型
的には０〜約４０ｍｍ、とりわけ０〜約１０ｍｍとする
ことかできる。燃料は例えば砂等の不活Ｙ１喜オ料との
（モ色の混合物として導入することができ、又は水中に
、懸蜀させて、すなわちペーストもしくはスラリーとし
て導入ずろことらてきる。典型的には反応炉内の固形材
料の２〜５％が燃料であり、残りはイ才つ吸収剤を含む
不活性な粒子状材料である。

石炭中のイオウ含Ｗｆｆｔは出所に依存して変化し、典
型的には１〜３％の範囲である。燃焼工程における脱硫
は炭素酸化物の生成のらとて石灰石をか焼することによ
り行われ、その後生成された酸化力ルンウムが２酸化イ
オウ及び酸素と反応して硫酸カルシウムがもたらされろ
。か焼工程では吸熱か行われ、硫酸カルシウムの生成に
おいては放熱が行われる。石灰石をか焼するのに必要な
熱エネルギーが流動床からの固形材料の循環部分により
与えられ、従って熱処理のために粒子が取り出される位
置で、循環する固形粒子材料と直接混合するように石灰
石が好適に導入されるので、本発明方法における上記の
条件は顕著な利益をもたらしうろことがわかる。これに
より反応炉を増加した圧力の乙ので作動さＵ′る場合で
乙、石灰石は２酸化炭素の分圧が低い領域でか焼され、
そのためか焼の度合が高くなる。それに引き続く酸化力
ルンウｌ、と２酸化イ才つとの反応において、何益な熱
が生ぜしめられ、生成した硫酸カルシウムが必要に応じ
て煙道ガスから分離されろ。

本発明方法における流動化ガスとしては、ガス状反応物
質を含むあらゆるカスを使用できる。燃焼工程において
、流動化ガスは部分的には一次空気として導入され、部
分的には二次空気としで導入される空気とすることがで
きる。−次空気は揮発性材料の燃焼及び炭素の一酸化炭
素への酸化に対応する量を導入するのが好適であり、か
っこの導入は固形材料の装入量に依存して行うことが好
ましい。

上述したように本発明方法によれば高速流動床、つまり
循環床システムが構成される。実際これは流動化ガス、
とりわけ−次空気を反応炉下部に粒子のサイズ分布に依
存した速度、好ましくは０４〜３ｍ／ｓｅｃ、、典型的
には０．６〜２　ｍ１ｓｅｃ、て導入することにより達
成され、これにより当初はバブル床又は乱流床が構成さ
れる。この流動床の表面領域から〆Ｅ動化ガスにより粒
子の一部、好ましくはサイズが２０Ｈ７ｚより小さく、
典型的には３００μより小さい粒子が“浮かび上がり”
、その後」二昇した粒子が流動化ガス（導入される二次
空気であって良１．＋）により運び去られる。運び去ら
れる粒子の量は好ましくは５〜３００ｋｇ／ｍ２７ｓｅ
ｃ、、典型的には１５〜７０ｋｇ／ｍ２／ｓｅｃとされ
る。これらの粒子はその後高速床としての反応炉中を運
び上げられる。

互いに分離された予め定められた（流動床から取り出さ
れる）部分の量は対応する炉横断面内の粒−ｒ・量の３
０〜７０重量％とするのが好ましい。この分量の粒子は
熱処理を受けた後に流動床のより下方に位置する１又は
複数箇所に再循環され、その際更なる粒子の供給を受け
ろことができる。より下方の位置で流動床に導入される
粒子の量は上述の分離された量と同じであって良いが、
典型的には流動床への導入が行われる部位の炉横断面内
の粒子量の３０〜７０重量％とする。炉ンステｌい内に
おいて下方への粒子の蓄積を得るのが望ましい場合、よ
り多量の粒子を流動床内に導入することができる。安定
的ではなし司二足のような粒子の蓄積は、通常装入量か
低下し、それから見て空気量が減少した際に生ｊじる。

又互いに分離した予め定められる（取り出される）部分
の量は、所定の粒子全量及びガス速度において操業が安
定化するように、炉の容積に関連して決定されろ。単位
時間当りに反応炉のド部に導入される固形反応物質の量
が変化した場合、新１こな安定状態が得られるように流
動化ガスの速度を変化させる必要がある。装入速度が増
加する燃焼工程の場合、−次空気の量は典型的には当該
装入ｊＭに伴う安定的な操業に対応する空気量の１．１
〜１．３倍の量まて次第に増加ずろ。新たな安定へに述
すると、−次空気は操業レベルに対応するように調整さ
れろ。装入速度が低下した場合、−次空気の量はそれに
対応して典型的には安定的な操業に対応４−る空気”Ｊ
ｋの１１〜１３倍まで、かつ新たな平衡状態に達するま
で援やかに減少し、その後−次空気が操業レベルに対応
するように調整される。実際装入速度の増加又は減少中
の空気量は固形反応物質中の揮発性物質の量の関数とし
て、とりわけ二次空気の量によって制御される。

実際二次空気の量は大気中に吐出される前に煙道ガス中
において酸素計量器具により制御される。

この二次空気の調整は乱流床から循環床への変化が確実
化され、かつ−酸化炭素から二酸化炭素への酸化及び揮
発性イオウ酸化物からＣａＳＯ４への残りの酸化が生じ
るように行われる。

化石ＮＯｘは乱流領域内に存在する炭化水素により還元
されて窒素となり、かつとりわけ二次空気とともにＮ　
Ｈｓを導入することにより更に還元される。

安定的な操業中において、及びとりわけ装入速度が減少
する操業において、燃焼工程を理論的に必要な空気量よ
り若干下か又は若干上の平衡点に維持することができる
。これによりモル比が０〜２６５、典型的には１．２の
脱硫材料を添加することにより大気圧のもとての操業時
に煙道ガス中においてＳＯＸを２００ｐｐｍ未満に、Ｎ
Ｏｘを２ｏｏｐｐｍ未膚に、ＣＯＸを２０ｐｐｍ未満に
することができる。より高圧で操業することにより上記
の値は更に低減する。

好ましい条件のもとでは煙道ガス中の有害なポリ芳香族
炭化水素の量は零か無視しうる程度である。

他の局面において本発明は垂直反応室、上記反応室の下
部に固形粒子材料を導入する第１人口、上記反応室の下
部に流動化ガスを導入する第２入口及び上記反応室の上
部に設けられ反応材料を取り出す出口導管を備え、固形
粒子材料用の上記第１人口と反応材料用の上記出口導管
との間に少なくとも更に１つの固形粒子材料用の出口導
管を設け、上記更なる出口導管を冷却又は加熱部材を介
し少なくとも更に１つの固形粒子材料用入口において当
該反応炉に帰還接続したことを更に冷却する流動床反応
炉を提供する。

このような反応炉は上述した本発明方法を実施するのに
好適であり、これによれば上記１または複数の更なる出
口から固形粒子材料の予め定められた部分を取り出して
加熱又は冷却し、このように処理された粒子材料を流動
床のより下方の１又は複数箇所に戻し、流動床での粒子
の存在時間を延長するのを可能にする。

本発明に係る反応炉の好ましい具体例において、粒子材
料用の１又は複数の更なる出口導管は反応室上に１又は
複数の拡張部を具備する。このような反応炉の拡張部内
に、排出された固形粒子材料との熱交換用の熱交換器を
設けることができ、この熱交換器により望ましい熱処理
を行うことができる。又固形粒子材料は外部熱処理ユニ
ット、例えば熱交換器に運搬して、そこから反応炉に戻
すこともできる。

流動化された固形粒子を伴った流動化ガスが炉拡張部を
通過する間、流動化速度は炉壁に沿った流動床の最も外
方の部分において自動的に減少する。流動化速度の変化
は炉の横断面積の変化の２乗にほぼ逆比例し、従って炉
の横断面積が２倍になると流動化速度はｌ／４に減少す
る。上記炉拡張部を適当な形態にすることによって流動
化速度を最も大きな粒子及び小さな粒子の累積による粒
子が重力の作用により沈降する程度まで減少させること
ができ、このようにして沈降した粒子は炉拡張部の底部
から前述の出口導管を介して流動床のより下方の位置に
運ばれることを認識すべきである。上記出口導管は適当
なバルブ手段を備えており、該バルブ手段により再循環
される固形粒子。

の量を制御する。更に反応炉の拡張部に沈降した粒子は
、例えば二次空気又は再循環される煙道ガス等の補充ガ
スを導入することにより再度ム動化され、これにより反
応炉の拡張部はバブル床として作用することができる。

又反応炉の拡張部に脱硫材料、典型的には前述した石灰
石を含む固形添加物質用の入口を設けることができる。

本発明に係る反応炉は粒子材料の一部の熱処理及び反応
炉への帰還用の付属導管を備えた任意数の拡張部を具備
することができる。付属導管を備えた上述の炉拡張部を
設けることにより反応炉のコストが増大するので、通常
拡張部の数は可能な限り少なくし、好適には３個より多
くはなく、特に２個のみが好ましく、１個のみが最適で
ある。

固形粒子材料に補充の熱処理を施すため、反応室の出口
端部又は最終の炉拡張部に更なる熱処理ユニットを設け
ることができる。このユニットはより詳細には蓄積され
た固形材料用の出口管を備えた流動床クーラ又は熱交換
器、特に冷却スパイラルとすることができる。反応炉の
頂部に配置される流動床クーラは通常激しい摩耗にさら
されるが、本発明に係る反応炉においては多量の粒子が
先行する分離部で取り出されるので、粒子速度は急激に
減少する。その結果本発明の場合冷却スパイラルは実質
的にいかなる摩耗（エロージョン）にもさらされない。

流動床クーラ又は冷却スパイラル内でのガス及び粒子の
温度は通常の炭素屓からなるサイクロンを使用しうる温
度まで低下し、これにより不適当な耐火裏張りは不要と
なる。

反応炉内で反応しなかった固形反応材料は、不活性材料
、つまり灰等とともに反応室上部の出口導管を介して出
口ガスにより放出され、その後固形粒子は粒子分離器、
とりわけサイクロンにより公知の方法で分離される。そ
の後回収された固形粒子はサイクロンの底部から集積部
に運搬されるか又は好ましくは１もしくは複数の入口を
介して、反応炉から取り出された固形粒子の一部と合流
せしめられることにより反応炉に戻される。反応炉の上
部に複数の粒子分離器を設けることができる。

この場合上記分離器は反応炉の周囲に対称に配置される
サイクロンとすることができ、例えば２つのサイクロン
を半径方向の対称位置に設けることができる。１つのみ
のサイクロンを設ける場合及びとりわけ複数のサイクロ
ンを設ける場合のいずれの場合も、反応炉からの固形粒
子抽出用の出口導管は反応炉上部における側方に接続す
ることができ、かつ砂粒子がサイクロン内に引き入れら
れることを可能な限り回避するために」二足導管の小部
分を反応炉内に突出させる。

本発明法は通常の大気圧のらとで実施できるが、」二連
したように反応炉の圧力をより高くすることは極めて望
ましい。なぜならそれにより（流動床からの粒子の）放
出効果を向上させることができるからである。増加した
圧力のもとての操業のためには、浄化された煙道ガスを
過給器に作用させることができ、この煙道ガスは例えば
大気等のガス状反応材料を望ましい操業圧、好ましくは
１〜３．５ｂａｒａ間の圧力又は１２〜１６ｂａｒａよ
り大きい圧力まで加圧する。

始動中又は大気圧のもとての操業中には上記過給器は結
合を解除されるか又は非作動状態とされ、空気の供給は
典型的には電気駆動式の空気圧縮器により行われ又は継
続される。

ガス状反応物質を加熱又は予熱するため、始動期間中に
ボイラが使用され、該ボイラは典型的にはガス又はオイ
ルにより加熱される。燃焼工程においてはこの始動ボイ
ラは一次空気回路に結合されて工程が作動し始めるか又
は所望の温度になるまで空気を加熱又は予熱し、その後
天なる加熱のために固形燃料が反応炉内に供給される。

典型的には６５０°Ｃから操業温度になるまでの間上記
始動ボイラは結合を解除されるか又は単に空気予熱器と
して使用される。

（実施例） 以下添付図面とともに本発明方法及び本発明反応炉を説
明する。

第１図に示す反応炉はほぼ円筒状の反応室ｌを備え、該
反応室ｌは底部室２、中間炉拡張部３ａ及び３ｂ並びに
最上位置炉拡張部、ずなわち頂部室４を有する。炉拡張
部３ａ、３ｂ及び４は任意数の、典型的には１〜６段階
の高さにおける１〜１２個の流下管５を介してそれぞれ
反応炉のより下方の部位に連通されている。上記流下管
５は調整バルブ６を備えている。このバルブ６は流下す
る粒子の調整用のｒ７バルブ又は混合調整器等とするこ
とかできる。参照番号７は各炉拡張部の底部への二次空
気導入用の入１コを示す。脱硫（材料を含む添加物は導
管８を介して炉拡張部３ａ及び３ｂに導入することがで
き、一方一次固形反応材料、例えば燃料及び不活性粒子
材料は、底部室２に接続された管９を介して供給できる
。所望により固形材料は管１０を介し底部室２から取り
出すことができる。

図示の実施例において、流動床クーラ１１か頂部室４内
に示されている。ここから蓄積された材料を出口管１２
を通して集積部１３に取り出すか又は管１４を介して底
部室２に送ることができる。参照番号１５はガス出口管
１６及び底部出口管１７を備えたサイクロンを示し、上
記底部出口管１７は適当なパルプ１８を有する枝管を介
して集積部１９に連通ずるとともに管２０を介して流下
管５に連通している。炉拡張部３ａ、３ｂ及び４内にお
いて、参照番号２１は外部から導入される熱交換媒体と
の熱交換用の管を示す。更に反応炉の底部にはＭＥ動化
ガス用の入口管２２が設けられ、この入口管２２は前述
の入ロアを介して各炉拡張部３ａ、３ｂ及び４の底部に
二次空気を供給するための枝管２３を有する。入ロアを
通過する補充ガスはサイクロン１５から出口導管１６、
過給器及び枝導管２４を介して送給される出口ガスとす
ることができる。図示の全ての管は図示しているか否か
に拘わらず、全ての輸送量を調整できる適当な調整バル
ブを具備する。

以下燃焼工程との関連で図示の反応炉の操作方法を説明
する。

燃焼工程に必要な全量の５０〜１００％の量の一次空気
を管２２を通し点線で示すノズル２５を介して底部室２
に導入する。適当な粒子状固形燃料、不活性材料及び所
望により脱硫材料を、一括して又は別個に入口９を介し
て底部室２に搬入し、これにより流動床を形成する。反
応室ｌ内を所定距離だけ移動した後、ガス及び固形粒子
は第１の炉拡張部３ａを通過し、ここで反応材料の予め
定められた部分（分量）が取り出される。この抽出は重
力の作用による流動化速度の低下により自然に行われる
が、更に参照番号２６で原理的に示す手段によっても行
われる。この手段２６は流体圧式、機械式または電気式
のいずれであっても良い。炉の拡張部３ａから取り出さ
れる材料の量は、熱交換器２１による冷却後に流下管５
を通過しうる量により決定される。管２３からの二次空
気もしくは管２４からの再循環ガス又はそれらの混合物
が管７を介して炉拡張部３ａの底部に導入され、これに
より流動床３０、典型的にはバブル床が形成される。本
発明の好ましい実施例においては入口８を介して上記流
動床に脱硫材料が供給される。

炉拡張部３ａにおける第１の分離工程の後、ガス及び分
離されていない流動床材料の一部及び所望により上方の
分離工程から再循環され、管７を介して二次空気ととも
に導入された流動床材料が次の炉拡張部３ｂに運搬され
る。（流動床）材料はここで炉拡張部３ａにおける分離
工程と同一の原理に従って第２の分離工程を受ける。冷
却された流動床材料はこの第２の分離工程から炉底部又
は反応炉の他の選択された部位に再循環される。

第２の分離工程からガス及び流動床材料は頂部室４に運
搬され、ここで流動床材料は拡張部３ａ及び３ｂにおけ
るのと同一の原理に従って分離工程を受ける。更に反応
材料は流動床クーラ１１により冷却することができ、ガ
ス及び流動床材料の残部は上記クーラ１１のノズル２７
（穴）を通過する。流動床クーラ１１に蓄積された（固
形）材料は枝導管１２を介して取り出され、集積部１３
に導かれるかもしくは底部室２に戻される。又冷却は冷
却スパイラル２９により行っても良く、更には上記スパ
イラルにより補助的な冷却を行うようにしても良い。

出口ガスは流動床材料の残部とともに炉頂部から出口導
管２８を介してサイクロン１５に導かれ、ここでガスは
廃棄のために浄化され、又分離された（固形）材料は導
管１７を介して排出されて反応炉１に再循環されるか又
は集積部１９に導かれる。

反応炉の始動のためには、適当な制御手段により流動床
を第１の炉拡張部３ａで停止させることができ、これに
より粒子状材料の減量による始動期間の短縮を達成する
ことができる。

第２図は本発明に係る反応炉の他の実施例を示し、参照
番号は第り図のものと対応する。この実施例は１つのみ
の炉拡張部４を有し、かつ配管に関して第１図の実施例
からの変更が行われている。

すなわち底部の中央に配置された導管ＩＯは所望により
固形材料を取り出すためのらのであり、補充流動化ガス
は管３２を介して導管ｌＯに導入することができる。−
次空気導入用の多数のノズル２２が反応炉の下部に配置
され、二次空気導入用の補助導管２２ａが設けられ、か
つ出口導管２８は接続部材により炉拡張部４の上部側方
に接続されている。更に所望により追加しうるザイクロ
ン１５を（図の左端部に）点線で示しており、該ザイク
ロンは出口導管１６を備えている。反応炉１の実直洋を
ｄで示し、炉拡張部の直径をＤで示す。ガスの流れを点
線と矢印で示し、一方粒子の流れを実線と矢印で示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る３つの炉拡張部を備えた
反応炉の説明図、 第２図は本発明の実施例に係る反応炉であって１つの炉
拡張部を備え、かつ操業状態にある反応炉の説明図の説
明図である。 ｌ・・・反応室、２・・・炉底部、 ３ａ１３ｂ１４・・・炉拡張部、５．１２．２ｇ−＝出
口導管、７．８．９．２０．２３．２４・・・入口、１
１・・・流動床クーラ、２１・・・熱交換器、２９・・
・冷却スパイラル、３０・・・流動床。 特許出願人　オルボルグ・ベルフト・ アクチセルスカペット

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. （１）固形反応材料を含む固形粒子材料を反応炉の下部
   に導入して上記反応炉の下部に導入されるガス状反応材
   料を含む流動化ガスにより高速流動床を形成する一方、
   上記反応炉の上部から非反応材料を排出して流動床に再
   循環させる循環流動床反応炉の操作に当り、 該反応炉の頂部より下方に位置する流動床の少なくとも
   １箇所から上記反応炉内に存在する固形粒子材料の予め
   定められた部分を取り出して熱処理を施し、上記流動床
   のより下方の他の少なくとも１箇所に再循環させること
   を特徴とする流動床反応炉の循環操作方法。
2. （２）上記固形反応材料が炭素を含有する燃料であり、
   上記ガス状反応材料が酸素であり、かつ上記熱処理が冷
   却である特許請求の範囲第１項に記載の方法。
3. （３）上記取り出される粒子部分の冷却に関連して脱硫
   材料、好ましくは石灰石を添加する特許請求の範囲第２
   項に記載の方法。
4. （４）上記反応炉の端部出口において上記反応材料を更
   に冷却する特許請求の範囲第２又は３項のいずれかに記
   載の方法。
5. （５）上記反応炉の排出ガス内の固形材料を再循環させ
   て上記固形粒子材料の取り出された部分と混合する特許
   請求の範囲第１〜４項のいずれかに記載の方法。
6. （６）大気圧又はそれより大きい圧力、好ましくは約１
   〜約３．５ｂａｒａ間の圧力又は１２〜１６ｂａｒａよ
   り大きい圧力で実施するようにした特許請求の範囲第１
   〜３項のいずれかに記載の方法。
7. （７）上記固形粒子材料の取り出された部分に補充ガス
   状反応材料を添加する特許請求の範囲第１〜６項のいず
   れかに記載の方法。
8. （８）垂直反応室、上記反応室の下部における固形粒子
   材料導入用第１入口、上記反応室の下部における流動化
   ガス導入用第２入口及び上記反応室の上部における反応
   材料取り出し用出口導管を備えた流動床反応炉であって
   、 上記固形粒子材料用の第１入口と反応材料用の上記出口
   導管との間に少なくとも更に１つの固形粒子材料用出口
   導管を設け、該更なる出口導管を冷却又は加熱部材を介
   し少なくとも更に１つの固形粒子材料用入口において当
   該反応炉に帰還接続したことを特徴とする流動床反応炉
   。
9. （９）上記更なる出口導管が反応室上に拡張部を具備す
   る特許請求の範囲第８項に記載の反応炉。
10. （１０）上記反応炉の拡張部に、取り出された固形反応
    材料と熱交換するための熱交換器を設けた特許請求の範
    囲第９項に記載の反応炉。
11. （１１）上記拡張部に補充ガス状反応材料用の入口を設
    けた特許請求の範囲第９又は１０項のいずれかに記載の
    反応炉。
12. （１２）上記反応室の拡張部内に分離した流動床を形成
    しうるように上記補充ガス状反応材料用入口を形成した
    特許請求の範囲第１１項記載の反応炉。
13. （１３）上記反応炉の拡張部に接続される、脱硫材料を
    含む固形添加物用の更なる入口を設けた特許請求の範囲
    第９〜１２項のいずれか記載の反応炉。
14. （１４）蓄積された固形材料用の出口導管を備えた流動
    床クーラを上記反応室の出口端部又は反応室の最終の拡
    張部に設けた特許請求の範囲第８〜１３項のいずれかに
    記載の反応炉。
15. （１５）熱交換器、とりわけ冷却スパイラルを上記反応
    室の出口端部又は反応室の最終の拡張部に設けた特許請
    求の範囲第８〜１４項のいずれかに記載の反応炉。
16. （１６）上記反応室の出口導管が粒子分離手段、とりわ
    けサイクロンと連通し、該粒子分離手段は１又は複数の
    入口を介して固形反応材料用の出口導管又は付加的な出
    口導管に通ずる特許請求の範囲第８〜１５項のいずれか
    に記載の反応炉。
17. （１７）それぞれ主反応室から分離され流動床を形成す
    る室を含む回転対称の任意数の拡張部を具備するほぼ円
    筒状の反応室を備えた特許請求の範囲第８〜１６項のい
    ずれかに記載の反応炉。