JPS6298190A - 流動床で交換される熱エネルギの制御方法及び装置 - 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】 れる流動床との間で交換される熱エネルギを、所定の変
化範囲で容易に制御させる方法及び装置に関する。

吸熱或は発熱反応にすることができる化学反応を実施す
るだめ一般に流動床が使用されることが公知である。燃
料と酸素の結合のような反応のうちには、著しく発熱性
でありかつこのように生成される熱流を使用するため正
確に行なわれるものがある。しかしながら、使用者の要
求は一定ではなく；従って所望熱量に従って流動床で得
られる熱量を制御する必要がある。これと異なり、所定
の状況に吸熱反応を維持するため、流動床へ供給される
熱量を制御する必要がある。

流動床から抽出或は流動床へもたらされる熱流で制御さ
れるこの変化は、流動床の操作の融通性と称されるころ
のものである。

流動床による熱の交換は、通常管状型式の熱交換器によ
って行なわれ、それらの管が流動床へ浸漬されている。

主として以下に挙げられる若干の要因へ影響を及ぼすこ
とによって流動床の操作へ融通性を与えることができる
。すなわち、 一流動化速度、 一流動床の多少大きい膨張、 一流動床への交換管の浸漬度の変化、 一流動化格子の部分からの流動化ガス供給の中断によっ
て行なわれる流動床の部分脱硫化、 これらの要因は、全体として互いに独立的ではない。加
うるに、多くの場合にまた流動床の燃焼が問題である場
合特に、燃焼の熱収率或は燃焼ガスの脱硫品質のような
若干のパラメータを所望の値に維持したいとき、操作の
好ましい条件を維持する必要性によって若干の要因への
処置が限定される。

その結果操作の融通性は単独の要因への処置によってて
′なくて、若干の要因を改変できる限りにおいてそれら
要因への部分的゛処置によって得られることになる。

例えば、流動化閉鎖容器で設けられる交換器（ｄ１一定
にした所定の表面をもっている。流動床への交換器の浸
漬度を変更するため、流動床の膨張或は圧縮を発生させ
る流動化速度へ影響を与えることができ、このため流動
床の高さを変更する。しかし流動化速度の変動による流
動床の高さの変化は、流動床の密度をも変更しかつ必ず
しも常に好ましい方向にさせない伝熱係数を変更する結
果となる。さらに容積を変化させるだめ不活性材料で流
動床の装入或は排出を行なって熱交換管の浸漬度を変更
することができる。しかしこの処置は、活性固体粒の流
動床の滞在期間をも変更し、このだめ燃焼の収率を妨げ
る。加うるに、交換器が流動床へ部分的に浸漬されると
き、流動床の上方限界で著しい腐蝕を受ける。従ってこ
の交換器が流動床へ全体的に浸漬されているのが有利で
ある。その際交換器の構造は著しく簡単化することがで
きる。

従って前述によれば、流動床で交換される熱エネルギを
制御する補助手段を設けることが有効かつ好ましいこと
が明らかである。

従って本発明の主目的は、既に公知の手段に対し補助的
に、単独或はこれらの手段と組み合わせて流動床で、主
としてであるがしかし独占的でなく流動化気流での燃料
燃焼用流動床で交換される熱エネルギ量を制御すること
を可能にする方法及び装置をもたらすことにある。

流動化ガスの作用のもとに流動床の状態に維持される反
応体を含む流動化閉鎖容器と、上記流動床へ少なくとも
部分的に浸漬されかつ伝熱液体によって循環される内部
熱交換器とで出発し、本発明により内部熱交換器を介す
る伝熱液体の通過後上記流動化閉鎖容器の外部において
流動化ガスと伝熱液体との間で熱エネルギの制御伝達が
行なわれる。

本発明による方法を実施するため、流動床状態の反応体
、流動化格子、この流動化格子を介して指向される流動
化ガスの取入れ管路、流動床へ少なくとも部分的に浸漬
されかつ伝熱液体によって循環される内部交換器から成
る装置から出発して、本発明によると上記装置は、さら
に下記によって構成される。すなわち、ａ）一方では流
動化ガスの取入れ管路によって他方では上記交換器を離
れる伝熱流体によって供給される熱量の外側交換器、お
よびｂ）上述の外側交換器に関して並列に止りつけられ
る制御可能流量管路。

以下如何なる限定をも意図するととならびに何等かの変
形例を排除することなく、流動床から成る燃焼ボイラの
場合における本発明の詳細な説明が行なわれるだろう、
主として本発明の装置の新規な諸重要機構を示す概略的
全般図である唯一の添付図面を参照する。

流動化閉鎖容器１は、流動床２を含み、この流動床へ内
部熱交換器３が使用中全体および常時浸漬される。流動
床２ば、図示されない従来の供給手段によって閉鎖容器
１へ達する燃料粒子で構成される。この流動床２は、流
動化格子４の上部にあり、取入れ管路５を通って到着す
る一次燃焼空気として使用される流動化空気流がこの格
子を介して送られる。熱交換器３ば、管路６によって到
着しかつ管路７によって引き返す、例えば、水のような
伝熱流体によって循環される。

外部熱交換器８は、閉鎖容器１の外に置かれ；好ましく
は内部熱交換器３から発生する伝熱液体の流量の全体に
よって通過させるためこの交換器３の下流の管路７で置
かれる。外部熱交換器８ば、流動化空気の取入れ管路５
でも設けられている。さらに、外側熱交換器８の上流に
ある取入れ管路５で取りつけられる流量制御弁１０から
出ておりかつ外側熱交換器８の下流にある上記を同じ取
入れ管路５の点１１に接続する並列管路９がある。実際
上外部熱交換器８ば、伝熱液体と流動ｆヒガスとの間で
良好な熱伝達を実施するに適する任意の型式の弁である
。

このようにして、制御弁１０のような公知の手段の助け
をかりて、下記の表で挙げれる数字が示すように、流動
床２の内部で秀れた燃焼に好ましい条件を維持しながら
、流動床２から実際上抽出される熱帯を制御することが
できる。

これらの数字は、定格運転の流動化格子４の表面で単位
面積当り熱出力が２Ｍｗ／／ｍ２である装置に関する。

流動床２で交換される熱量の変動は、定格運転の出力の
５０％になるべきものと推定される。

□□□− これらの数字から下記の結果となる。すなわち、過剰熱
量を伝熱液体から抽出しまた流動床へこれを再導入する
ため外部熱交換器８で熱量伝達の唯一の手段として流動
化空気を使用することによって融通係数１ないし１．４
２を容易に得ることができる一方（定格範囲の７０〜１
００％の運転制御にしろ）、流動化空気の温度が１５℃
から３５０℃へ上昇する。それ以上では流動化空気の加
熱は、実施困難となり；もしより犬きハ融通性を得るこ
とが望まれる場合、再循環される煙道ガスのような不活
性伝熱流体でこの空気を稀釈することができ；前に述べ
だ補助手段の１つに頼ることもできる。しかし本発明の
方法及び装置は他の従来の手段と組み合わせられるかな
りの融通塵を得る。

【図面の簡単な説明】

唯一の添付図は、本発明の原理を示す概略図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、流動床へ少なくとも部分的に浸漬されかつ伝熱液体
   によつて循環される内部熱交換器を備えて外部媒体と、
   流動化ガスの作用のもとに流動床状態に維持される反応
   体を含む流動化閉鎖容器との間で交換される熱エネルギ
   の制御方法において、内部熱交換器を介する伝熱液体の
   通過後上記流動化閉鎖容器の外部において流動化ガスと
   伝熱流体との間で熱量の制御伝達が行なわれることを特
   徴とする方法。 ２、伝熱液体と共に上記伝達を実施する流動化ガスの流
   量へ影響を及ぼすことによつて熱量の伝達が制御される
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、流動床（２）の状態に反応体を維持する流動化閉鎖
   容器（１）、流動化格子（４）、流動化格子（４）を介
   して流動床（２）へ指向される流動化ガスの取入れ管路
   （５）、流動床（２）へ少なくとも部分的に浸漬されか
   つ取入れ（６）及び排出（７）回路による伝熱液体によ
   り循環される内部熱交換器（３）から成る装置の流動床
   で交換される熱エネルギの制御装置において、ａ）一方
   では流動化ガスの取入れ管路（５）により、他方では伝
   熱液体の排出管路（７）によつて供給される外部熱交換
   器（８）、および ｂ）上記外部熱交換器（８）に関して並列に取りつけら
   れる制御可能流量の管路（９）、によつて構成されるこ
   とを特徴とする装置。 ４、制御可能流量管路（９）が外側交換器（８）の上流
   にある流動化ガスの取入れ管路（５）で取りつけられる
   流量制御弁（１０）から出てまた外側交換器（８）の下
   流にある上記同一取入れ管路（５）の点（１１）に接続
   することを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の装置
   。