KR100261720B1 - 유동층 반응기 및 그 작동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연료를 포함하는 미립자 물질의 층이 노구간에 형성된 유동층 반응기 및 그 작동방법에 관한 것으로서, 그 유동층 반응기는 스트리퍼 - 냉각기가 노구간으로 부터 미립자 물질을 받아들이기 위해 노구간에 인접위치하고, 미립자 물질이 스트리퍼 - 냉각기에 선택적으로 통과하고 스트리퍼- 냉각기로 부터 배출되기 전에 냉각되는 것을 특징으로 한다.

Description

유동층 반응기 및 그 작동방법

제1도는 본 발명의 유동층 반응기와 스트리퍼 - 냉각기의 단면도,

제2도는 제1도의 선 2 - 2 를 따라 취해진 단면도,

제3도는 제2도의 선 3 - 3 을 따라 취해진 단면도이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

12 : 노(爐)구간 14 : 분리구간

16 : 열회수구간 36 : 유동층

38 : 다공판 40,62a,62b : 플리넘

41,64,66,80 : 공기관 41a,64a,66a : 댐퍼

42 : 노즐 44a : J - 밸브

46 : 스트리퍼 - 냉각기(stripper - cooler) 70 : 방출관

72 : 분기관 78 : 경사진 도관

82 : 통기도관

본 발명은 유동층 반응기 및 그 작동방법에 관한 것으로서, 특히 유동층 물질의 순환과 온도를 조절하기 위해 반응기에 인접 위치한 스트리퍼 냉각기를 포함하는 유동층 반응기 및 그 작동방법에 관한 것이다.

종래에 연소기,증기발생기등과 같은, 열발생의 제 1 공급원으로써 유동층을 사용하는 반응기는 잘 알려져있다. 이러한 장치에서, 공기는 반응기의 노(爐)구간내로 지나고, 석탄과 같은 화석연료와 석탄의 연소결과로 발생되는 황을 흡착시키기 위한 석회석과 같은 흡착제의 혼합물을 포함하는 미립자 물질의 층을 통하여 지나간다. 공기는 층을 유동화 시키고 연료의 연소를 촉진한다. 반응기가 증기발생기로써 사용될때에, 연료의 연소에 의해 생성되는 열은 물을 증기로 전환시키는데 사용된다. 유동층 반응기는 높은 열방출, 높은 황흡착, 낮은 산화질소 방출 및 연료 가요성의 두드러진 결합을 제공한다.

가장 전형적인 유동층 연소 시스템은 일반적으로 미립자 물질의 밀집층이 공기분배판에 의해 지지되고, 연소지지공기가 판내의 다수의 구멍을 통해 도입되므로써 미립자 물질을 팽창시키고 부유되거나 유동화된 상태로 취하게 하는 "기포" 유동층으로써 인용된다. 공기속도는 전형적으로 유동층 무게(예를들면, 최소 유동화 속도)를 지지하는 압력강화를 발생시키기 위해 필요한 속도의 2 내지 3 배가 되어, 층을 통해 상승하며 끓는 액체의 출현을 제공하는 기포의 형성을 일으키게된다.

기포층에 의해서 주어지는 연소효율과 오염물질 방출조절 그리고 운전하강에서의 개선을 확대하기 위한 노력에서, 유동층 반응기는 일반적으로 "순환" 유동층으로써 설명되는 팽창되고 세척된 유동층 사용을 발전시켰다.

이러한 장치에서는, 기포층에 비했을때 미립자 물질의 크기가 줄어들며/또는 평균공기 속도가 증가하므로써, 층표면이 더욱 발산되고 층으로 부터의 고체의 비말동반이 증가하게된다.

이러한 공정에 따라, 노 구간의 하부에서 유동층 밀도는 기포 유동층의 전형적인 밀도보다 상당히 낮게 도달되고, 노 구간의 상부는 기포 유동층에서보다 더 큰 정도로 비말동반 하는 미립자 물질 즉 고체와 함께 적재되게 된다. 노 구간의 상부에서의 이러한 증가된 고체 비말동반은 높은 고체 재순환율을 요구하는 높은 고체 처리량을 초래하게 된다. 높은 고체 재순환율을 가지는 반응기는 뜨거운 연소가스가 열회수 영역에서 열 회수표면의 부식을 줄이기 위해, 열회수영역을 통과하기전에 뜨거운 연소가스로 부터 비말동반하는 고체를 분리하기 위한 크고 비싼 분리기를 요구한다. 분리된 고체는 유동층으로 되돌아 가게된다.

본 출원과 같은 양수인에게 양도된 미합중국 특허 제 4,809,623 호와 제 4,809,625 호에는 밀집 또는 기포 유동층이 노 구간의 하부에서 유지되고, 그렇지 않으면 그 층이 순환 유동층으로써 작용되는 유동층 반응기가 개시되어있다. 이러한 설계는 기포층과 순환층 양자의 장점이 얻어지는 것이며, 입자 크기의 보다 큰 범위에 걸쳐 뻗은 미립자 연료물질을 사용할 수 있는 적지않은 두드러진 장점이다.

이러한 설계의 모든것에서, 연료와 흡착미립 물질의 균질화 혼합물은 연소되지 않은 연료입자의 부분과 부분적으로 연소된 부분, 그리고 완전히 연소된 부분으로 형성된다. 유사하게 흡착제의 한 부분이 반응하지 않고, 다른 한 부분이 부분적으로 반응하고, 또 다른 한 부분이 완전히 반응하게 된다. 미립자 물질은 새로운 연료와 흡착제의 도입을 용이하게 하기위해 효율적으로 시스템으로 부터 방출되어야 한다. 이때문에, 미립물질의 일부는 보통 층의 하부로 부터 방출관을 통해 지나감으로써 반응기로 부터 그 부분을 제거하게된다.

그러나, 중요한 작동 매개변수인 유동층에서의 입자크기 분포가 노 구간으로 되돌아오는 이러한 제거된 미립자 물질의 재순환부에 의해 효과적으로 조절될 수 있다는 것을 알아낼 수 있다. 이것은 종종 미립자 물질의 보다 미세한 부분을 없애고 비말동반 하기위해 제거된 미립자 물질을 통해 공기를 내뿜는 것과 그것들을 노구간으로 되돌아가게 하는 것에 의해 이루어진다.

예를들면, 본 출원과 같은 양수인에게 양도된 미합중국 특허 제 4,829,912호에는, 유동층 반응기에서의 입자크기 분포를 조절하는 방법이 공기가 공기의 흐름으로써 미립자 물질의 미세한 부분을 없애고 노 구간에 다시 재순환시키는 것에 의해 방출관을 통해 제거되는 미립자 물질의 미세한 부분을 비말동반 하는 것으로 개시되어 있다. 이러한 유형의 장치에서, 재순환되지 않는 미립자 물질의 열은 연소지지 가스를 예열하거나 재열 또는 과열 임무와 같은 생산적인 이용에 제공될 수 있다.

반응기의 노구간에 인접 위치한 스트리퍼 - 냉각기는 제거된 미립자 물질의 미세한 부분의 재순환 및 제거되었지만 재순환하지 않는 미립자 물질로 부터의 열의 제거 양자를 실현할 수 있다. 이러한 유형의 장치에서, 스트리퍼 - 냉각기는 노 구간으로 부터의 미립자 물질을 받아들이고, 공기는 노구간으로 되돌아온 미립자 물질의 미세한 부분의 일부를 없애거나 비말동반하기 위해 스트리퍼 - 냉각기의 제 1 구간을 통해 내뿜어지게 된다. 스트리퍼 - 냉각기내의 나머지 미립자 물질은 보통, 미립자 물질과 열교환 관계로 물/증기를 지나는 것에 의해 또는 미립자 물질이 시스템으로 부터 배출되기 전에 공기를 내뿜는 것에 의해 미립자 물질로 부터 열이 제거되는 냉각기 구간으로 지나간다. 공기가 재순환 되지 않는 미립자 물질로 부터 열을 제거하는데 사용될때, 이 공기는 종종 예열된 연소지지 공기로써 노구간으로 되돌아가게 된다.

그러나, 과잉량의 비교적 미세한 재를 발생시키는 연료가 사용될때나, 비교적 큰양의 비교적 미세한 흡착제가 비교적 높은 황함량을 가진 연료와 함께 사용될때와 같은 일부 상황에서, 스트리퍼 - 냉각기에서 제거되고 노구간으로 되돌아간 비교적 미세한 미립자 물질은 노구간에서의 미세한 입자의 용적 또는 상부 노하중을 용인될 수 없을 정도의 높은 수준까지 증대시킨다.

과잉의 상부 노하중은 보다크고 비싼 스트리퍼 - 냉각기와 분리기를 요구하며/또는 비능률적인 낮은 화학양론 조건에서 작동되는 노를 요구한다.

스트리퍼 - 냉각기의 냉각기 구간내의 미립자 물질을 냉각시키기 위해 사용되는 방법이 공기를 내뿜는 것일때 이 상부 노하중은 더욱 악화된다.

고냉각률을 이루고 스트리퍼 - 냉각기에서 미립자 물질의 응집작용을 막기 위해서는 냉각기 구간을 통한 공기속도와 유동률이 상대적으로 높아야 한다. 그러나, 높은 공기속도와 유동률은 이 공기가 연소지지 가스로써 사용될때 노구간으로 되돌아가는 더욱 큰 용적의 미세한 입자로 되는 보다 큰 양의 미립자 물질을 비말동반 함으로써 상부 노하중을 더욱 증가시키다.

또한, 이러한 유형의 스트리퍼 - 냉각기는 정상적으로 연속적인 양식으로 작동한다. 다시 말하면, 반응기로 부터의 층물질은 연속적으로 스트리퍼 - 냉각기에 공급된다. 이는 스트리퍼 - 냉각기에서 그 물질의 비교적 짧은 잔류시간으로 귀착되고, 결국 시스템으로 부터 방출되는 층의재에 축적되는 잔류가연물을 발생시킨다.

이러한 유형의 스트리퍼 - 냉각기, 특히 폐물질, 트램프 물질등과 같은 비교적 큰 연료물질의 처리와 관련하여 분할된 스트리퍼 냉각기에서 다른 문제가 나타난다. 특히, 큰 물질은 노 구간내의 유동층의 하부에 축적되는 경향이 있으므로, 대부분이 스트리퍼 - 냉각기를 통해 순환되지 않는다.

또한, 스트리퍼 - 냉각기로 통과하는 그러한 비교적 큰 물질은 종종 스트리퍼 냉각기의 격벽에 의해 걸리거나 막히게될 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 미립자 물질이 반응기의 노구간으로 부터 제거되고 스트리퍼 - 냉각기로 통과하는 유동층 반응기 및 그 작동방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 미립자 물질이 반응기로부터 스트리퍼 - 냉각기를 통하여 선택적이고 주기적으로 제거되는 상기 유형의 유동층 반응기 및 그 작동방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 스트리퍼 - 냉각기에서 미립자 물질의 잔류시간이, 미립자 물질이 스트리퍼 - 냉각기로 연속적으로 통과하는 장치에 비했을때, 증가되는 상기 유형의 유동층 반응기 및 그 작동방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 잔류 가연물이 스트리퍼 - 냉각기내의 층의재로 부터 태워 없어지게 되는 상기 유형의 유동층 반응기 및 그 작동방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 비교적 큰 물질이 스트리퍼 - 냉각기로 부터의 배출을 위해 반응기의 노구간으로 부터 스트리퍼 - 냉각기로 향하게 되는 상기 유형의 유동층 반응기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 유동층 물질을 지지하고 스트리퍼 - 냉각기에 그 물질을 안내하기 위해 노구간과 스트리퍼 - 냉각기를 통해 뻗은 경사방향 격자를 가진 상기 유형의 유동층 반응기를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적, 특징 그리고 이점은 물론 상기 간단한 설명은 첨부도면에 관련하여 취해진 본 발명에 따른 바람직한 예증이 되는 실시예에 대한 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더욱 완전하게 인식될 것이다.

제 1 도는 일반적으로 참고번호 " 10 " 으로 도시된 본 발명의 유동층 반응기를 도시한다. 유동층 반응기(10)는 표시의 편의를 위해 제거된 내부 구성요소와 함께 단면으로 모두 도시된 노구간(12)과, 분리구간(14), 그리고 열 회수구간(16)을 포함한다.

제 1 도와 제 2 도를 참조하면, 노구간(12)은 앞벽(18)과 뒷벽(20)그리고 두개의 측벽(22)(24)에 의해 형성된다. 두개의 벽 " 26 " " 28 " (제 1도 참조) 은 벽 " 20 " " 26 " 에 의해 형성되는 분리구간(14)과 벽 " 26 " "28 " 에 의해 형성되는 열회수구간(16)과 함께 벽(20)에 평행하게 간격이 띄어진 관계로 제공되어진다. 바닥(30)은 노구간(12)에 제공되어지고, 지붕(32)은 노구간(12)과 분리구간(14)그리고 열회수구간(16)에 걸쳐 뻗어있다. 도면에 도시되지는 않았지만, 분리구간(14)과 열회수구간(16)이 측벽(22)(24)의 연장부분일 수 있는 측벽으로써 제공되어진다는 것이 이해될 것이다.

개구부(20a)(26a)는 후술되는 바와같이, 각각 노구간(2)에 생성되는 연소연도가스를 노구간(12)으로 부터 분리구간(14)안으로 그리고 분리구간(14)으로부터 열회수 구간(16)으로 지나가는 것을 허용하기 위해서 벽(20)(26)의 상부에 제공되어져 있다.

반응기(10)가 증기발생의 목적으로 사용되면, 벽(18)(20)(22)(24)(26)(28)은 물과 같은 가열되어질 유체를 이송하기 위하여 평행 기밀방식으로 형성된 다수의 열교환 튜브(도시되지 않음)로 형성되어진다는 것이 이해될 것이다.

다수의 헤더(도시되지 않음)가, 부가의 튜브와 관련된 흐름 순환회로에 걸쳐, 종래의 방식으로 증기드럼(도시되지 않음)으로부터 반응기의 내부를 통해 물을 정해진 경로로 보내는 기능을 하는 각각의 벽(18)(20)(22)(24)(26)(28)의 양단부에 배치되어 있다는 것 또한 이해될 것이다. 이러한 구성요소는 표시의 편의를 위해 도면에서 생략되었다.

일반적으로 참고번호 " 36 " 으로 도시된, 미립자 물질의 층은 노구간(12)내에 배치되어지고, 노구간의 하부에 뻗은 격자 즉 다공판(38)상에 얹혀 있다. 이판(38)은 앞벽(22)으로 부터 뒷벽(24)까지 아랫방향으로 경사지어 있고, 후에 자세히 설명되어지는 것처럼 뒷벽(24)에 형성된 개구부를 통해 뻗어있다.

미립자 물질층(36)은 공급기 또는 어떠한 공지의 방식의 것에 의해 노구간(12)내로 도입되는, 역청탄과 같은, 연료 물질의 개개의 입자로 구성된다.

석회석과 같은 황흡착 물질이 또한, 물질이 연소석탄에 의해 발생된 황을 흡착하는 유사한 방식으로 노구간(12)내로 도입될 수 있는 것이 이해될 것이다.

층 점화 - 오프 버너(도시되지 않음)가 시동중 층(36)의 일부를 처음에 점화 - 오프 시키기 위해 판(38) 위에 인접하여 벽(18)을 통하여 장착되어 있다.

플리넘(40)은 판(38)과 바닥(30) 사이에 형성되고, 댐퍼(41a)의 조절하에서 공기관(41)을 경유하여 외부공급원으로 부터 가압공기를 받아들인다.

다수의 노즐(42)이 판(38)에 제공된 천공을 통해 뻗고, 플리넘(40)으로 부터 층(36)내로 공기를 배출하기 위해서 채용된다. 노즐(42)은 후술되어질 이유로 인해 뒷벽(24)을 향한 방향으로 공기를 배출하게 방향 지어져 있다.

층(36)을 통과하는 공기는 층을 유동화 시킴으로써 연료의 연소를 촉진하게되고, 연소 생성물과 결합함으로써 노구간(12)내의 대류에 의해 상승하는 연소연도가스를 형성하게된다. 연도가스는 개구부(20a)를 통하여 분리구간(14)안으로 지나가기전에 노구간(12)에서 비교적 미세한 미립자 물질의 일부를 비말동반한다.

분리구간(14)은 종래의 방식으로 기능하여 연도가스로 부터 비말동반하는 미립자 물질을 분리하는 사이클론 분리기(14a)를 포함한다. 분리된 연도 가스는 벽(26)에서의 개구부(26a)를 통하여 열회수구간(16)으로 지나가고, 분리된 미립자 물질, 즉 분리된 고체는 분리구간(14)의 호퍼부(14b)안으로 지나간다. 과열기 또는 재열기 등과 같은 하나 또는 그 이상의 열교환유닛이, 분리된 연도가스가 벽(28)을 통해 뻗은 배출구(28a)를 빠져나가기 전에 열회수구간(16)에서 아래방향으로 지나감에 따라, 분리된 연도가스로 부터 열을 제거하기 위해 열회수 구간(16)내에 제공될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

디플레그(44)는 분리구간(14)의 호퍼부(14b)로 부터 노구간(12)의 벽(20)에의 개구부(20b)까지 뻗음으로써 분리된 고체를 층(36) 으로 되돌아가 지나게 한다. 디플레그(44)는 미립자 물질의 역류 및 / 또는 노구간(12)으로부터 분리구간(14)까지 곧장 지나는 것을 방지하기 위해 J - 밸브를 형성하는 U 형 부분을 가지고, J - 밸브는 L - 밸브, 시일 포트(seal pot), 완전 재순환 열교환기 또는 전술한 역류를 막을 수 있는 다른 장치에 의해 대체될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

제 2 도와 제 3 도를 참조하면, 스트리퍼 - 냉각기(46)는 노구간(12)의 측벽(24)에 인전하여 배치되어있다. 스트리퍼 - 냉각기(46)는 일반적으로 장방형이며, 앞벽(48)과 뒷벽(52)(54)(제 3 도 참조) 과 바닥(56) 그리고 지붕(58)에 의해 형성된다. 반응기(10)가 증기 발생의 목적으로 사용되면, 벽(48)(50(52)(54)은 전술한 것처럼 다수의 헤더와 흐름순환회로와 공동하여 다수의 열교환 튜브에 의해 형성되리라는 것이 이해될것이다.

전술한 바와같이, 경사진 다공판(38)은 노구간(12)을 통하고 벽(24)의 개구부를 통하여 뻗어있다. 제 2 도에 도시된 것처럼, 판(38)은 벽(48)을 통하여 바닥(56)과 이격된 관계로 스트리퍼 - 냉각기(46)안으로 더 뻗어있다. 부가의 노즐(42)은 스트리퍼 - 냉각기(46)내에 판(38)의 부분에서 개구부를 통하여 뻗어있다.

수직격벽(60)은 판(38)으로 부터 바닥(56)으로 뻗어서 두개의 플리넘(62a)(62b)을 형성한다. 두개의 관(64)(66)은 각각 플리넘(62a)(62b)과 통해있고, 공기와 같은 가스를 흐름을 조절하고 압축하여 외부 공급원으로 부터 각 플리넘(62a)(62b)으로 받아 들인다. 두 조절댐퍼(64a)(64b)는 각각 관(64)(66)에 배치됨으로써 각 플리넘(62a)(62b)에의 압축된 공기흐름의 독립적인 조절을 제공한다.

스트리퍼 - 냉각기(46)에 위치한 판(38) 부분에 의해 지지되는 노즐(42)은 판(38)위의 유동층 안으로 그리고, 바닥(56)의 개구부를 통하여 뻗고, 판(38)의 단부와 벽(50) 사이에 위치한 방출관(70)을 향하여 공기를 배출하도록 방향 지어져 있다. 밸브(70a)는 방출관(70)에 제공됨으로써 관을 통한 재와 입자의 흐름을 조절한다. 방출관(70)은 스트리퍼 - 냉각기(46)에 축적되는 층의재와 입자의 제거를 용이하게 하기위한 각이지게 뻗은 분기관(72)을 포함한다.

경사진 도관(78)은 노구간(12)의 측벽(24)에 형성된 상기 개구부와 스트리퍼 - 냉각기(46)의 벽(48)을 연결함으로써, 노구간(12)의 층(36)의 미립자 물질을 스트리퍼 - 냉각기(46)안으로 지나가게 한다. 이때문에, 다수의 공기관(80)(제 3 도 참조)이 도관안으로 공기를 배출하기 위하여 도관(78)의 대향측벽을 통하여 뻗음으로써, 도관을 통하여 스트리퍼 냉각기(46)안으로의 미립자 물질의 흐름을 촉진한다. 경사진 통기도관(82)은 노구간(12)의 측력(24)에 형성된 부가의 해당 개구부와 스트리퍼 - 냉각기(46)의 인접벽(48)을 연결하고, 도관(78) 위에서 이격되어있다. 통기도관(82)은 공기가 스트리퍼 - 냉각기(46)에서 미립자 물질을 통과한 후에 스트리퍼 - 냉각기(46)로 부터 노구간(12)으로 비말동반 하는 세립자와 함께 공기를 향하게 한다.

작동중에, 미립자 연료 물질과 흡착제가 노구간(12)안으로 도입되고 판(38)상에 축적된다.(제 1 도 참조). 외부 공급원으로 부터의 공기는 공기관(41)을 거쳐 플리넘(40)내로 지나고, 판(38)과 노즐(42)을 통하여 판상의 미립자 물질안으로 지나감으로써 층(36)을 유동화 시킨다.

점화 - 오프 버너(도시되지 않음)는 층(36)의 미립자 연료물질을 점화시키기 위해 불붙여진다. 층(36)의 물질온도가 소정의 수준에 다다를때, 부가의 미립자 물질은 층의 상부로 계속적으로 배출된다. 공기는 연료의 연소를 촉진하고, 공기의 속도는 댐퍼(41a)에 의해 조절됨으로써 기포, 순환 또는 혼성 유동층중 하나를 형성하기 위한 층(36)의 최소 유동속도를 넘어서게된다.

노구간(12)에서 연료가 연소되고 흡착물질이 반응됨에 따라, 노즐(42)을 통한 공기의 계속적인 유입은 반응되지 않은 흡착제와 부분적으로 반응된 흡착제 그리고 완전히 반응된 흡착제와 함께, 연소되지 않은 연료와 부분적으로 연소된 연료 그리고 완전히 연소된 연료를 포함하는 미립자 물질의 균일 유동층을 만들어낸다. 판(38)의 기울어짐과 노구간에서 뒷벽(24)을 향한 방향의 공기노즐(42)의 작용때문에, 미립자 물질은 뒷벽(24)의 개구부를 향하여 내려앉는 경향이 있고 도관(78)의 개구부를 통하여 스트리퍼 - 냉각기(46)안으로 지나간다.

공기와 연소 가스 생성물의 혼합물은 층(36)을 통하여 윗방향으로 지나고, 층의 비교적 미세한 미립자 물질을 비말동반 하거나 세척한다. 연도가스의 결과혼합물은 그것이 개구부(20a)를 통해 노구간을 빠져나가고 분리구간(14)안으로 지나가기 전에 대류에 의해 노구간(12) 윗방향으로 지나간다. 분리기(14a)는 종래의 방식으로 기능하여 연도가스로 부터 비말동반 하는 미립자 물질을 분리한다. 분리된 미립자 물질, 즉, 분리된 고체는 디플레그(44)를 거쳐 층(36)으로 다시 분사되는 호퍼(14b)내로 중력에 의해 낙하한다. 비교적 순수한 연도가스는 배출구(28a)를 거쳐 반응기를 빠져나가기 전에 개구부(26a)를 통해, 열회수구간(16)안으로, 그리고 열회수구간을 통해 지나간다.

스트리퍼 - 냉각기(46)는 처음에는 미립자 물질이 없고, 그것을 채우는 것이 요구될때에는, 공기판(80)이 노구간(12)의 층(36)으로 부터 도관(78)을 거쳐 스트리퍼 - 냉각기(46)까지 미립자 물질의 흐름을 촉진하기 위해 활성화됨으로써 공기를 도관(78)안으로 배출한다. 이는, 노즐(42)로 부터 스트리퍼 - 냉각기(46)를 향한 공기의 방향화된 배출과 함께 노구간(12)의 비교적 큰 물질이 스트리퍼 - 냉각기로 이동되는 것을 보장한다. 공기관(80)을 거쳐 이동도관(78)에 이르는 공기는, 일단 스트리퍼 - 냉각기 (46)가 노(12)로 부터의 물질로 채워지면, 차단된다. 댐퍼(64a)의 통제하에 있는 관(64)으로 부터의 부가의 공기는 플리넘 구간(62a)안으로 도입된다. 공기는 판(38)을 통하여 노즐(42)을 통해 윗방향으로 지남으로써 스트리퍼 - 냉각기(46)안으로 흐르는 미립자 물질을 유동화 시킨다. 댐퍼(66a)는 관(66)을 거쳐, 플리넘구간(62b)안으로 공기를 도입시키고자 하는 만큼에 따라 조절된다. 이 공기는 판(38)과 노즐(42)을 통해 윗방향으로 지남에 따라 스트리퍼 - 냉각기(46)안의 미립자 물질을 보다 더 유동화 시킨다. 관(64)(66)을 거쳐 스트리퍼 - 냉각기(46) 안으로 도입되는 공기의 속도는 스트리퍼 - 냉각기(46) 안으로의 물질의 흐름 정도와, 미립자 물질의 유동화 정도와, 미립자 물질의 합성높이, 그리고 공기에 의해 비말동반됨으로써 비교적 거친 미립자 물질로 부터 제거되는 비교적 가는 미립자 물질의 양을 조절하기 위해 각각의 댐퍼(64a)(66a)에 의해 조심스럽게 조절된다. 공기와 비말동반하는 세립자 물질은 스트리퍼 - 냉각기(46)를 통해 윗방향으로 지나고, 도관(82)을 거쳐 노구간(12)으로 되돌아간다.

전술한 방식으로 도관(64)(66)을 거쳐 스트리퍼 - 냉각기(46)내로 도입되는 공기는 그안에 포함된 미립자 물질로 부터 열을 제거하고, 방출관(70)을 향한 제거되지 않고, 비교적 거친, 미립자, 물질의 흐름을 촉진한다. 공기의 속도와, 그에 따른 스트리퍼 - 냉각기(46) 안으로의 물질흐름의 정도와 유동화정도, 그리고 스트리퍼 - 냉각기에서의 물질의 합성높이는 댐퍼(64a)(66a)의 위치를 변화시킴으로써 필요한 만큼 각각 조절된다.

미립자 물질은 방출밸브(70a)가 스트리퍼 - 냉각기(46)로 부터 물질을 방출하기위해 개구되기 전에, 소정의 비교적 긴 시간동안 스트리퍼 - 냉각기(46)내에 체류하는 것이 허용된다.

따라서, 본 발명의 장치가 몇몇 이점을 제공하는 것을 알 수 있다. 예를들면, 유동층 노의 미립자 물질의 재순환은, 재순환율이 노구간으로 부터 미립자 물질의 일부를 제거하고, 그것을 스트리퍼 - 냉각기에 저장하고, 그리고 스트리퍼 - 냉각기로 부터 미립자 물질을 배출함으로써 그것이 노구간안으로 되돌아가 재순환하는 것을 방지하는 것에 의해 감소되기 때문에, 비교적 작은 스트리퍼 - 냉각기로써 이루어질 수 있다. 게다가, 스트리퍼 - 냉각기로 부터 노구간 안으로 되돌아가 재순환하는 미립자 물질의 양은 반응기의 상부 노구간에서의 하중이 증가하지 않음으로써 줄일 수 있고, 그럼으로써 연소연도가스로 부터 비말동반하는 미립자 물질을 분리시키기 위해 필요한 분리구간의 크기와 비용을 줄일뿐만 아니라 반응기의 화학량적 조건을 개선하게된다.

더우기, 스트리퍼 - 냉각기로 부터 노구간으로 재순환되는 비말동반하는 미립자 물질의 양을 줄이는 것이 가능함에 의해서, 스트리퍼 - 냉각기안으로의 공기 흐름과 속도는 스트리퍼 - 냉각기의 냉각효율을 증가시킬뿐아니라 스트리퍼 - 냉각기에서 미립자 물질의 집적을 방지할 정도로 증가시키는 것이 가능하다.

더우기, 폐물질과 트램프 물질등과 같은 임의의 비교적 큰 물질은 반응기로 부터의 완전제거를 위해 스트리퍼 - 냉각기로 이동된다.

마지막으로, 스트리퍼 - 냉각기의 고체를 비연속 사이클 유형으로 작동함으로써 연속 사이클에 비해 보다 긴 시간동안 보다 높은 온도에서 유지될 수 있다. 다시말해, 이는 스트리퍼 냉각기에서 층의재와 미립자 물질의 임의 잔류 가연성 물질을 태우기 위한 보다 긴 잔류시간 으로 귀착된다.

본 발명에서의 변화와 치환은 전술한 개시에서 의도될 수 있고, 일부 실시예에서는 본 발명의 일부 특징이 다른 특징의 상응하는 사용없이 쓰일 것이다.

따라서, 첨부된 특허청구범위가 광범위하고 본 발명의 범위와 일치되는 방식으로 해석되는 것은 적절하다.

Claims (18)

1. 노구간과; 상기 노구간에 인접 배치된 용기와; 상기 노구간과 상기 용기를 연결하는 도관과; 상기 노구간으로 부터 상기 도관을 통하여 상기 용기안으로 뻗은판과; 상기 노구간에서 상기 판상의 미립자 물질의 첫번째 층을 형성하는 수단과; 상기 미립자 물질을 유동화 시키기 위해 상기 노구간에서 상기 판과 상기 미립자 물질을 통해 공기를 통과시키는 수단과; 상기 노구간으로 부터 상기도관을 통해 상기 용기안으로 상기 미립자 물질의 흐름을 촉진시키는 수단과; 상기 미립자 물질을 냉각하고 상기 용기의 비교적 미세한 입자를 비말동반 하기 위해 상기 용기의 상기판과 상기 미립자 물질을 통해 공기를 통과시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기.
2. 제1항에 있어서, 상기 용기로 부터 미립자 물질을 방출하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기.
3. 제1항에 있어서, 상기 후자 공기와 상기 용기의 비말동반하는 세립자를 상기 노구간 안으로 지나게 하기 위한 상기 용기 상부의 도관 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기.
4. 제1항에 있어서, 상기 촉진수단이 상기판이 상기 노구간으로 부터 상기 용기까지 아래방향으로 경사지는 방식으로 상기판을 지지하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기.
5. 제1항에 있어서, 상기 촉진수단이 공기를 상기 도관안으로 그리고 상기 용기쪽으로 배출하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기.
6. 제4항에 있어서, 공기통과수단이 공기를 받아들이고 상기 판 위의 영역에 상기 공기를 배출하는 상기판에 의해 지지되는 다수의 노즐을 포함하고, 상기 촉진수단이 상기 공기를 받아들이고 상기공기를 상기 용기를 향한 방향으로 배출하는 상기 노즐과 결합시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기.
7. 제6항에 있어서, 상기 용기와, 상기 미립자 물질의 흐름을 차단하는 상기도관안으로의 공기흐름을 차단하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기.
8. 노 구간에서 미립자 물질의 첫번째 층을 형성하는 단계와; 상기 미립자 물질을 유동화 시키기 위해 상기 제 1 구간에서 상기 미립자 물질을 통해 가스를 통과하게 하는 단계와; 상기 용기에서 미립자 물질의 두번째 층을 형성하기 위해 상기 첫번째 층으로 부터 상기 노구간에 인접한 용기까지 상기 미립자 물질을 통과하게 하는 단계와; 상기 제 1 통과 단계를 유지하면서 상기 제 2 통과 단계를 차단하는 단계와; 상기 용기로 부터 상기 미립자 물질을 방출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기 작동방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 제 2 통과 단계가 상기 첫번째 층과 두번째 층을 지지하는 격자를 제공하는 단계와, 상기 노구간으로 부터 상기 용기까지 격자를 경사지게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기 작동방법.
10. 제8항에 있어서, 상기 제 2 통과 단계가 상기 용기를 향한 방향으로 상기 미립자 물질에 대한 공기를 배출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기 작동방법.
11. 제8항에 있어서, 상기 미립자 물질을 냉각하고 상기 용기에서 비교적 미세한 입자를 비말동반하기 위해 상기 용기에서 상기 미립자 물질을 통해 공기를 통과하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기 작동방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 공기와, 상기 노구간으로 되돌아 가는 비말동반하는 세립자를 통과시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기 작동방법.
13. 노에서 연료를 포함하는 미립자 물질의 층을 유동화 시키는 단계와; 보조 용기로 상기 미립자 물질의 일부를 통과시키는 단계와; 상기 연료의 연소를 허용하기에 충분한 시간동안 상기 보조용기에 상기 입자물질을 저장하는 단계와; 그 다음에 상기 보조용기로 부터 미립자 물질 전부를 배출하는 단계와; 상기 통과 단계를 차단하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기 작동방법.
14. 제11항에 있어서, 상기 통과단계를 다시 계속하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기 작동방법.
15. 제13항에 있어서, 상기 제 2 통과 단계가 상기 첫번째 층과 두번째 층을 지지하는 격자를 제공하는 단계와, 상기 노구간으로 부터 상기 용기까지 격자를 경사지게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기 작동방법.
16. 제13항에 있어서, 상기 제 2 통과 단계가 상기 용기를 향한 방향에서 상기 미립자 물질에 대해 공기를 배출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기 작동방법.
17. 제13항에 있어서, 상기 미립자 물질을 냉각하고 상기 보조용기에서 비교적 미세한 입자를 비말동반하기 위해 상기 용기에서 상기 미립자 물질을 통해 공기를 통과시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기 작동방법.
18. 제17항에 있어서, 상기 공기와, 상기 노구간으로 되돌아 가는 비말동반하는 세립자를 통과시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기 작동방법.