JP2000210595A - 分級性能可変サイクロン - Google Patents
分級性能可変サイクロンInfo
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Landscapes
- Cyclones (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 分離効率を低下させることなく、粒子径の変
化に応じて分級性能を変え、対象分離粒子径を自在に変
化させることができるサイクロンを提供する。 【解決手段】 サイクロン本体51の頂部一側の入口にサ
イクロン本体51の接線方向に水平のガス導入ダクト52が
接続されている。ガス導入ダクト52の内部にはサイクロ
ン本体51に近接してガイドベーン53が上中下３枚配設さ
れている。各ガイドベーン53は、ダクト幅方向に配され
た水平支軸54に、ガス流れ方向に対して角度を自在に変
化させることができるように、それぞれ取付けられてい
る。ガイドべーンの角度はガス流れ方向に対して（水平
方向に対して）−１０゜〜３０゜程度可動することがで
きる。このガイドべーンの角度変更により、排ガスのサ
イクロンへの下向き方向流入角度を調節することができ
る。
化に応じて分級性能を変え、対象分離粒子径を自在に変
化させることができるサイクロンを提供する。 【解決手段】 サイクロン本体51の頂部一側の入口にサ
イクロン本体51の接線方向に水平のガス導入ダクト52が
接続されている。ガス導入ダクト52の内部にはサイクロ
ン本体51に近接してガイドベーン53が上中下３枚配設さ
れている。各ガイドベーン53は、ダクト幅方向に配され
た水平支軸54に、ガス流れ方向に対して角度を自在に変
化させることができるように、それぞれ取付けられてい
る。ガイドべーンの角度はガス流れ方向に対して（水平
方向に対して）−１０゜〜３０゜程度可動することがで
きる。このガイドべーンの角度変更により、排ガスのサ
イクロンへの下向き方向流入角度を調節することができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみや産業廃
棄物を焼却する循環流動層炉および各種循環流動層反応
装置などに設置され、排ガス中の粒子、粉体を分離、分
級させるサイクロンに関する。
棄物を焼却する循環流動層炉および各種循環流動層反応
装置などに設置され、排ガス中の粒子、粉体を分離、分
級させるサイクロンに関する。
【０００２】
【従来の技術】工場や装置の操業、運転において、運転
条件を変化させたとき、排ガス流速の変化から排ガス中
の粒子径分布が変化することがある。このような場合、
サイクロンの形状が固定されているので、粒子捕捉効率
が変化する。また循環流動床炉のように循環ベッド材を
繰り返し用いる間に平均粒子径が徐々に摩耗によつて小
さくなり、サイクロンの分級効率は徐々に低下する。
条件を変化させたとき、排ガス流速の変化から排ガス中
の粒子径分布が変化することがある。このような場合、
サイクロンの形状が固定されているので、粒子捕捉効率
が変化する。また循環流動床炉のように循環ベッド材を
繰り返し用いる間に平均粒子径が徐々に摩耗によつて小
さくなり、サイクロンの分級効率は徐々に低下する。
【０００３】特開平３−７９９０６号公報には、図５に
示すように、サイクロン本体(31)頂部の出口管(32)内に
内筒(33)を配し、出口管(32)内への内筒(33)の内挿寸法
を変化させることによつて分級性能を変化させることが
記載されている。
示すように、サイクロン本体(31)頂部の出口管(32)内に
内筒(33)を配し、出口管(32)内への内筒(33)の内挿寸法
を変化させることによつて分級性能を変化させることが
記載されている。
【０００４】しかしながら、この方法では、分級性能を
低下させることはできても、分級対象粒子径を変えるこ
とによって分級性能を変化させることはできない。
低下させることはできても、分級対象粒子径を変えるこ
とによって分級性能を変化させることはできない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一般に、従来のサイク
ロンは目的とする粒子径以上の粒子を捕捉できるように
設計されており、粒子径分布が大きくなれば分級効率は
上昇するが、粒子径分布が小さくなれば捕捉できない粒
子が多くなり、分離効率は低下することになる。分級性
能を低下させることができる上記特開平３−７９９０６
号公報の方法においても、粒子分離効率を向上させるこ
とはできない。
ロンは目的とする粒子径以上の粒子を捕捉できるように
設計されており、粒子径分布が大きくなれば分級効率は
上昇するが、粒子径分布が小さくなれば捕捉できない粒
子が多くなり、分離効率は低下することになる。分級性
能を低下させることができる上記特開平３−７９９０６
号公報の方法においても、粒子分離効率を向上させるこ
とはできない。
【０００６】本発明は、上記の点に鑑み、分離効率を低
下させることなく、粒子径の変化に応じて分級性能を変
え、対象分離粒子径を自在に変化させることができるサ
イクロンを提供することを目的とする。
下させることなく、粒子径の変化に応じて分級性能を変
え、対象分離粒子径を自在に変化させることができるサ
イクロンを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明による分級性能可
変サイクロンは、粒子径分布が変動する粒子を含むガス
から粒子を分離するサイクロンにおいて、その本体の上
端一側に設けられたガス導入ダクト内にガス流れ方向に
対して上下に角度を自在に変化させることができるガイ
ドベーンを設置し、ガスの垂直方向速度成分を変化させ
ることができるようにしたことを特徴とするものであ
る。
変サイクロンは、粒子径分布が変動する粒子を含むガス
から粒子を分離するサイクロンにおいて、その本体の上
端一側に設けられたガス導入ダクト内にガス流れ方向に
対して上下に角度を自在に変化させることができるガイ
ドベーンを設置し、ガスの垂直方向速度成分を変化させ
ることができるようにしたことを特徴とするものであ
る。
【０００８】ガイドベーンは複数枚たとえば３枚〜５枚
程度設置することが好ましい。
程度設置することが好ましい。
【０００９】ガス導入ダクトは通常は水平に配され、粒
子径分布に対応してガイドベーンの角度をガス流れ方向
に対して好ましくは−１０゜〜３０゜、より好ましくは
０゜〜２０゜の範囲で変動させる。
子径分布に対応してガイドベーンの角度をガス流れ方向
に対して好ましくは−１０゜〜３０゜、より好ましくは
０゜〜２０゜の範囲で変動させる。
【００１０】このような構成の分級性能可変サイクロン
を、たとえば都市ごみや産業廃棄物を焼却する循環流動
層炉および各種循環流動層反応装置などに設置すること
が好ましい。
を、たとえば都市ごみや産業廃棄物を焼却する循環流動
層炉および各種循環流動層反応装置などに設置すること
が好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１および図２において、サイク
ロン本体(51)の頂部一側の入口にサイクロン本体(51)の
接線方向に水平のガス導入ダクト(52)が接続されてい
る。ガス導入ダクト(52)の内部にはサイクロン本体(51)
に近接してガイドベーン(53)が上中下３枚配設されてい
る。各ガイドベーン(53)は、ダクト幅方向に配された水
平支軸(54)に、ガス流れ方向に対して角度を自在に変化
させることができるように、それぞれ取付けられてい
る。
ロン本体(51)の頂部一側の入口にサイクロン本体(51)の
接線方向に水平のガス導入ダクト(52)が接続されてい
る。ガス導入ダクト(52)の内部にはサイクロン本体(51)
に近接してガイドベーン(53)が上中下３枚配設されてい
る。各ガイドベーン(53)は、ダクト幅方向に配された水
平支軸(54)に、ガス流れ方向に対して角度を自在に変化
させることができるように、それぞれ取付けられてい
る。
【００１２】ガイドべーンの角度はガス流れ方向に対し
て（この実施例では水平方向に対して）−１０゜〜３０
゜程度可動することができる。分離効率を低下させない
ためにはガイドべーンの角度をガス流れ方向に対して０
゜〜２０゜程度可動させることが望ましい。
て（この実施例では水平方向に対して）−１０゜〜３０
゜程度可動することができる。分離効率を低下させない
ためにはガイドべーンの角度をガス流れ方向に対して０
゜〜２０゜程度可動させることが望ましい。
【００１３】このガイドべーンの角度変更により、排ガ
スのサイクロンへの下向き方向流入角度を調節すること
ができる。
スのサイクロンへの下向き方向流入角度を調節すること
ができる。
【００１４】図３は、ガイドベーン角度を０゜とした場
合と、同角度を７．５゜、１５゜とした場合の分級効率
の違いを示す（数値シュミレーション結果）。これらの
分級性能の違いを利用して、運転条件が変化して排ガス
中の粒子径分布が変化したときや、循環粒子が摩耗によ
って微細化したときなどにも、分級効率を低下させるこ
となく、粒子の捕捉を確実に行うことができる。たとえ
ば、図３から、粒子径分布５０μｍ以上の場合は、サイ
クロンへの下向き角度１５゜が望ましいが、粒子径分布
が５０μｍ以下の場合、サイクロンへの下向き角度は０
゜が望ましいことがわかる。
合と、同角度を７．５゜、１５゜とした場合の分級効率
の違いを示す（数値シュミレーション結果）。これらの
分級性能の違いを利用して、運転条件が変化して排ガス
中の粒子径分布が変化したときや、循環粒子が摩耗によ
って微細化したときなどにも、分級効率を低下させるこ
となく、粒子の捕捉を確実に行うことができる。たとえ
ば、図３から、粒子径分布５０μｍ以上の場合は、サイ
クロンへの下向き角度１５゜が望ましいが、粒子径分布
が５０μｍ以下の場合、サイクロンへの下向き角度は０
゜が望ましいことがわかる。
【００１５】循環流動層炉の流動媒体の粒子径分布は、
運転当初は、１００μｍ〜１５０μｍが８０％、１００
μｍ以下（５０μｍ以上が大部分）が２０％であるが、
運転時間が経つにつれて粒子径が小さくなり、１００μ
ｍ〜１５０μｍが５０％、１００μｍ以下（５０μｍが
大部分）が５０％となる。このため、図３に示すとお
り、運転当初のガイドベーン角度はサイクロンへ下向き
に１５゜と設定しておき、時間の経過と共に下向き角度
を徐々に小さくし、最終的には０゜に設定することによ
って、分級効率を高く維持することができる。こうし
て、運転中に排ガス中の粒子径分布が変動しても、この
変化に対応してガイドベーン角度を変え分級効率を高く
維持することができる。
運転当初は、１００μｍ〜１５０μｍが８０％、１００
μｍ以下（５０μｍ以上が大部分）が２０％であるが、
運転時間が経つにつれて粒子径が小さくなり、１００μ
ｍ〜１５０μｍが５０％、１００μｍ以下（５０μｍが
大部分）が５０％となる。このため、図３に示すとお
り、運転当初のガイドベーン角度はサイクロンへ下向き
に１５゜と設定しておき、時間の経過と共に下向き角度
を徐々に小さくし、最終的には０゜に設定することによ
って、分級効率を高く維持することができる。こうし
て、運転中に排ガス中の粒子径分布が変動しても、この
変化に対応してガイドベーン角度を変え分級効率を高く
維持することができる。
【００１６】図４は、循環流動層炉に本発明のサイクロ
ンを設置した例を示すものである。この循環流動層炉に
おいては、ＲＤＦが投入装置(7) により流動層炉(1) に
送り込まれる。流動層炉(1) では、一次空気および二次
空気により流動媒体を用いて流動層が形成されており、
この流動層でＲＤＦが燃焼させられる。未燃分は、燃焼
ガスおよび流動媒体が流動層炉(1) の上端からサイクロ
ン(2) 内に入るまでにほぼ完全に燃焼する。このサイク
ロン(2) は、上記の如く、その本体(51)の上端一側に設
けられたガス導入ダクト(52)内にガス流れ方向に対して
上下に角度を自在に変化させることができるガイドベー
ン(53)を設置し、ガスの垂直方向速度成分を変化させる
ことができるものである。サイクロン(2) において、流
動層炉(1) から排出された流動媒体および燃焼残渣は燃
焼ガスと分離されて捕集され、流動媒体および燃焼残渣
還流路(3) の２つの分岐部(3a)(3b)を通って流動層炉
(1)に戻される。流動媒体および燃焼残渣の有する熱
は、熱回収部(12)を有する分岐部(3a)を通過する間に過
熱器(13)内を流れる水蒸気に伝えられ、水蒸気が過熱さ
れる。流動媒体移送空気の吹き込み量および流量制御弁
(11)の開度を調節することにより、熱回収部(12)を有す
る分岐部(3a)を通過する流動媒体および燃焼残渣の量を
多くすると、流動層炉(1) の温度を低下させることがで
き、これとは逆に熱回収部(12)を有する分岐部(3a)を通
過する流動媒体および燃焼残渣の量を少なくすると、流
動層炉(1) の温度を上昇させることができる。
ンを設置した例を示すものである。この循環流動層炉に
おいては、ＲＤＦが投入装置(7) により流動層炉(1) に
送り込まれる。流動層炉(1) では、一次空気および二次
空気により流動媒体を用いて流動層が形成されており、
この流動層でＲＤＦが燃焼させられる。未燃分は、燃焼
ガスおよび流動媒体が流動層炉(1) の上端からサイクロ
ン(2) 内に入るまでにほぼ完全に燃焼する。このサイク
ロン(2) は、上記の如く、その本体(51)の上端一側に設
けられたガス導入ダクト(52)内にガス流れ方向に対して
上下に角度を自在に変化させることができるガイドベー
ン(53)を設置し、ガスの垂直方向速度成分を変化させる
ことができるものである。サイクロン(2) において、流
動層炉(1) から排出された流動媒体および燃焼残渣は燃
焼ガスと分離されて捕集され、流動媒体および燃焼残渣
還流路(3) の２つの分岐部(3a)(3b)を通って流動層炉
(1)に戻される。流動媒体および燃焼残渣の有する熱
は、熱回収部(12)を有する分岐部(3a)を通過する間に過
熱器(13)内を流れる水蒸気に伝えられ、水蒸気が過熱さ
れる。流動媒体移送空気の吹き込み量および流量制御弁
(11)の開度を調節することにより、熱回収部(12)を有す
る分岐部(3a)を通過する流動媒体および燃焼残渣の量を
多くすると、流動層炉(1) の温度を低下させることがで
き、これとは逆に熱回収部(12)を有する分岐部(3a)を通
過する流動媒体および燃焼残渣の量を少なくすると、流
動層炉(1) の温度を上昇させることができる。
【００１７】サイクロン(2) から出た燃焼ガスは二次燃
焼炉(31)に入り、二次燃焼炉(31)には三次空気が供給さ
れ、流動層炉(1) からサイクロン(2) を経て送られてき
た燃焼ガス中の未燃分を完全燃焼させる。二次燃焼炉(3
1)から出た燃焼ガスは熱回収塔(14)内に入り、まず第１
煙道(15)を下方に流れることによって、燃焼ガスの有す
る熱が煙道壁を構成する水管内のボイラ水に伝えられ、
水管内のボイラ水が加熱蒸発されるとともに、燃焼ガス
の温度は低下する。ついで、燃焼ガスが第２煙道(16)を
上方に流れることによって、燃焼ガスの有する熱が煙道
壁を構成する水管内のボイラ水、両過熱器(19)(18)内の
水蒸気およびエコノマイザ(17)内の水に伝えられ、水管
内のボイラ水が加熱蒸発されるとともに水蒸気が過熱さ
れ、さらにエコノマイザ(17)内の水が予熱され、しかも
燃焼ガスの温度は低下する。
焼炉(31)に入り、二次燃焼炉(31)には三次空気が供給さ
れ、流動層炉(1) からサイクロン(2) を経て送られてき
た燃焼ガス中の未燃分を完全燃焼させる。二次燃焼炉(3
1)から出た燃焼ガスは熱回収塔(14)内に入り、まず第１
煙道(15)を下方に流れることによって、燃焼ガスの有す
る熱が煙道壁を構成する水管内のボイラ水に伝えられ、
水管内のボイラ水が加熱蒸発されるとともに、燃焼ガス
の温度は低下する。ついで、燃焼ガスが第２煙道(16)を
上方に流れることによって、燃焼ガスの有する熱が煙道
壁を構成する水管内のボイラ水、両過熱器(19)(18)内の
水蒸気およびエコノマイザ(17)内の水に伝えられ、水管
内のボイラ水が加熱蒸発されるとともに水蒸気が過熱さ
れ、さらにエコノマイザ(17)内の水が予熱され、しかも
燃焼ガスの温度は低下する。
【００１８】ついで、燃焼ガスは減温塔(21)内に流入
し、ここでさらに温度が下げられる。その後、燃焼ガス
は、消石灰等の中和剤および反応助剤が添加された後バ
グフィルタ(22)に流入し、ここで塩化水素、硫黄酸化物
および煤塵が除去される。そして、煙突から大気中に排
出される。
し、ここでさらに温度が下げられる。その後、燃焼ガス
は、消石灰等の中和剤および反応助剤が添加された後バ
グフィルタ(22)に流入し、ここで塩化水素、硫黄酸化物
および煤塵が除去される。そして、煙突から大気中に排
出される。
【００１９】一方、脱気器から送られ、エコノマイザ(1
7)を通過する間に予熱された水は、蒸気ドラム(6) に導
かれた後、ボイラ水循環回路を構成する流動層炉(1) お
よび熱回収塔(14)の水管内でさらに加熱されて気水混合
物となり、蒸気ドラム(6) に再び送られる。蒸気ドラム
(6) 内で分離された水蒸気は、３つの過熱器(18)(19)(1
3)を順々に流れ、過熱器(18)(19)内を通過する間に燃焼
ガスの有する熱により過熱されるとともに、過熱器(13)
内を通過する間に流動媒体の有する熱により過熱され、
過熱された水蒸気が蒸気タービンに送られる。
7)を通過する間に予熱された水は、蒸気ドラム(6) に導
かれた後、ボイラ水循環回路を構成する流動層炉(1) お
よび熱回収塔(14)の水管内でさらに加熱されて気水混合
物となり、蒸気ドラム(6) に再び送られる。蒸気ドラム
(6) 内で分離された水蒸気は、３つの過熱器(18)(19)(1
3)を順々に流れ、過熱器(18)(19)内を通過する間に燃焼
ガスの有する熱により過熱されるとともに、過熱器(13)
内を通過する間に流動媒体の有する熱により過熱され、
過熱された水蒸気が蒸気タービンに送られる。
【００２０】図４のサイクロン(2) においても、サイク
ロン本体(51)の頂部一側の入口に接続されたガス導入ダ
クト(52)の内部に、サイクロン本体(51)に近接してガイ
ドベーン(53)が上中下３枚配設されている。各ガイドベ
ーン(53)は、ガス流れ方向に対して角度を自在に変化さ
せることができるように、水平支軸(54)にそれぞれ取付
けられている。
ロン本体(51)の頂部一側の入口に接続されたガス導入ダ
クト(52)の内部に、サイクロン本体(51)に近接してガイ
ドベーン(53)が上中下３枚配設されている。各ガイドベ
ーン(53)は、ガス流れ方向に対して角度を自在に変化さ
せることができるように、水平支軸(54)にそれぞれ取付
けられている。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、運転条件が変化して排
ガス中の粒子径分布が変化したときや、循環粒子が摩耗
によって微細化したときなどにも、分離効率を低下させ
ることなく、粒子径の変化に応じて分級性能を変え、対
象分離粒子径を自在に変化させることができる。
ガス中の粒子径分布が変化したときや、循環粒子が摩耗
によって微細化したときなどにも、分離効率を低下させ
ることなく、粒子径の変化に応じて分級性能を変え、対
象分離粒子径を自在に変化させることができる。
【図１】図１(a) は本発明による分級性能可変サイクロ
ンを示す垂直断面図、図１(b)はガイドベーンの拡大図
である。
ンを示す垂直断面図、図１(b)はガイドベーンの拡大図
である。
【図２】図２は本発明による分級性能可変サイクロンを
示す水平断面図である。
示す水平断面図である。
【図３】図３は本発明による分級性能可変サイクロンを
用いた場合の粒子径と分級効率の関係を示すグラフであ
る。
用いた場合の粒子径と分級効率の関係を示すグラフであ
る。
【図４】図４は循環流動層炉に設置した例を示すフロー
シートである。
シートである。
【図５】従来のサイクロンを示す垂直断面図である。
51：サイクロン本体 52：ガス導入ダクト 53：ガイドベーン 54：水平支軸
フロントページの続き (72)発明者 藤尾 二郎 大阪市住之江区南港北１丁目７番89号 日 立造船株式会社内 (72)発明者 中井 誠一 大阪市住之江区南港北１丁目７番89号 日 立造船株式会社内 (72)発明者 石田 美智男 大阪市住之江区南港北１丁目７番89号 日 立造船株式会社内 Ｆターム(参考） 4D053 AA03 AB01 BA01 BB02 BC01 BD04 CA08 CA20 CG09 DA06 DA10 4G070 AA01 AB10 BB31 CA06 CA07 CA11 CA17 CC20 DA30
Claims (3)
- 【請求項１】 粒子径分布が変動する粒子を含むガスか
ら粒子を分離するサイクロンにおいて、その本体の上端
一側に設けられたガス導入ダクト内にガス流れ方向に対
して上下に角度を自在に変化させることができるガイド
ベーンを設置し、ガスの垂直方向速度成分を変化させる
ことができるようにしたことを特徴とする分級性能可変
サイクロン。 - 【請求項２】 ガス導入ダクトが水平に配され、ガイド
ベーンの角度が粒子径分布に対応してガス流れ方向に対
して−１０゜〜３０゜の範囲で変動させられることを特
徴とする請求項１記載の分級性能可変サイクロン。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の分級性能
可変サイクロンを設置したことを特徴とする循環流動層
炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11015354A JP2000210595A (ja) | 1999-01-25 | 1999-01-25 | 分級性能可変サイクロン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11015354A JP2000210595A (ja) | 1999-01-25 | 1999-01-25 | 分級性能可変サイクロン |
Publications (1)
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| JP2000210595A true JP2000210595A (ja) | 2000-08-02 |
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ID=11886473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11015354A Pending JP2000210595A (ja) | 1999-01-25 | 1999-01-25 | 分級性能可変サイクロン |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP2000210595A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009157151A1 (ja) * | 2008-06-23 | 2009-12-30 | 株式会社Ihi | 循環流動層ガス化炉のライザー頂部構造 |
| KR101225046B1 (ko) | 2012-07-25 | 2013-01-22 | 한국에너지기술연구원 | 선회유도부가 형성된 입자분리장치 |
| JP2014152940A (ja) * | 2013-02-05 | 2014-08-25 | Takuma Co Ltd | 循環流動層炉 |
| CN106111360A (zh) * | 2016-06-21 | 2016-11-16 | 常熟理工学院 | 复合型旋流分离器 |
| KR20230150156A (ko) * | 2022-04-21 | 2023-10-30 | 비제이알 주식회사 | 고효율 포집기능을 가지는 사이클론 |
-
1999
- 1999-01-25 JP JP11015354A patent/JP2000210595A/ja active Pending
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| KR102636639B1 (ko) * | 2022-04-21 | 2024-02-14 | 비제이알 주식회사 | 고효율 포집기능을 가지는 사이클론 |
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