JPH0225663B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用可能性＞ 本発明は、サイクロン分離器に関し、より詳し
くは、流動床燃焼系統から排出されたガスから固
体粒子を分離するためのサイクロン分離器に関す
る。

＜従来の技術＞ 燃焼器、ボイラー、ガス化装置又は蒸気発生器
として通常具体化される流動床反応器は、周知で
あり、普通の流動床装置の場合、空気は高イオウ
歴青炭のような燃料と歴青炭の燃焼の結果として
放出されたイオウの吸収材との混合物を通常含有
した粒状材料床を支持するせん孔板又は格子を経
て給送される。床は空気が通過することの結果と
して、沸騰している液のように挙動し、燃料の燃
焼を促進する。この構成は、大気中に導入される
イオウ含有ガス量を際立つて減少させるだけでな
く、１大きさ単位当りの熱伝達率を比較的高く
し、床温度を実質的に一様にし、燃焼温度を比較
的低くし、腐食及びボイラーの故障を減少させ
る。

流動床燃焼過程において、流動化空気は、床を
通過した後、燃焼生成物と化合し、流動床レベル
の上方に、そのフリーボード域まで上昇し、その
間に流動床から実質的な量の比較的微細な固体粒
子を同伴する。空気−ガス混合物から同伴固体粒
子を分離するために開発された各々の技術のうち
ではサイクロン分離器が最も広く用いられてい
る。この構成によれば、空気−ガス混合物は、同
伴された粒状物と共に、環状室内において旋回
し、粒状物が遠心力によつて混合物から除去され
る。

普通のサイクロン分離器は、外側ケーシングが
比較的低温となるように断熱性とし、また耐摩耗
性とした、単体構造の外側耐火壁を通常備えてい
る。普通のサイクロン分離器の壁部は、典型的に
は、内側の硬質の耐火材と外側の金属ケーシング
との間に挟持された絶縁−耐火材によつて形成さ
れる。これらの槽の厚さは、適正な断熱を得るた
めに、比較的大きくする必要があり、それによつ
て分離器の容積、重量及びコストが増大する。ま
た外側金属ケーシングは、外部に対し更に絶縁で
きない。それは絶縁した場合、ケーシングの温度
は、816℃（1500〓）の高温になり、ケーシング
が耐えうる最高温度を大きく超過するためであ
る。更に、通常の多くのサイクロン分離器には、
反応器とサイクロンとの間並びにサイクロンと熱
回復部との間に耐火材ライニングを有する高温管
系及び膨脹継手のような比較的高価で複雑な装置
を設けることが必要となる。また、前記のように
構成された従来のサイクロン分離器は、耐火壁の
早期の割れを防止するために、オンラインとなる
までの比較的長いヒートアツプ時間を必要とす
る。これはもちろん不具合であり、工程のコスト
を一層高くする。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 従つて、本発明の目的は、比較的多量の断熱用
の内部耐火材の必要を除くためのサイクロン分離
器を提供することにある。

本発明の別の目的は、従来の分離器に比べて、
容積、重量及びコストが相当に減少するようにし
た、冒頭に記載した形式のサイクロン分離器を提
供することにある。

本発明の更に別の目的は、炉とサイクロン分離
器との間並びにサイクロン分離器と熱回復部との
間の高価な耐火材ライニング管系及び膨脹継手の
必要をなくした、冒頭に述べた形式のサイクロン
分離器を提供することにある。

本発明の更に別の目的は、暖機期間を必要とせ
ずに直接使用可能な、冒頭に述べた形式のサイク
ロン分離器を提供することにある。

本発明の更に別の目的は、サイクロン分離器の
外側壁の温度を隣接した反応器の壁部の温度と同
一に保つことのできる前記の形式のサイクロン分
離器を提供することにある。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明によるサイクロン分離器は、固体粒子を
同伴したガスを受入れるための環状室を画定する
ように同軸的な関係に配設された１対の管状部材
を備えている。ガス及び粒状物は、環状室中にお
いて旋回し、遠心力作用によつて相互から分離さ
れる。固体粒子は、ホツパーに集められ、ガスは
上方に流れ、分離器を通つて外部装置に給送され
る。外囲いは外側管状部材の回りに延長してお
り、熱損失を少くして内部断熱の要求を最小とす
るために環状室の回りに水を循環させるように、
複数の並設された水冷壁管によつて形成される。

次に、本発明の好ましい実施例を図面に基づい
て一層詳細に説明する。

＜実施例＞ 図面中第１，２図を参照すると、１０は一般
に、本発明によるサイクロン分離器を表わし、こ
の分離器は前面壁１４、後部壁１６及び２つの側
部壁１８，２０を備えた外囲い１２から成つてい
る。各々の壁１４，１６，１８，２０は、垂直に
延長する複数の平行な離隔された鋼管２２（第２
図参照）と、隣接した管２２の間に延長する複数
のフイン２４とによつて形成され、矩形の断面の
気密の構造を形成している。外囲い１２は、後部
壁１６を形成する複数の管２２を前面壁１４の方
に曲げることによつて形成された屋根２６（第１
図）を備えている。

同軸的に配された１対の管状部材３０，３２
は、外囲い１２中に配され、外側管状部材３２
は、壁１４，１６，２８，２０の内面に対し離隔
した関係に延在している。内側管状部材３０は、
外側管状部材３２に対し離隔した関係に延長し、
環状室３４をその間に形成している。

内側管状部材３０は、外面に炭化珪素を被着し
た鋳造合金例えばステンレス鋼からできている。
外側管状部材３２は、複数の目違い継ぎレンガに
よつて形成され、全部のレンガは、炭化珪素又は
同種の耐摩耗材料からできている。外側管状部材
３２と壁１４，１６，１８，２０との間のスペー
スは、普通の形式の軽量キヤスタブル述填材３５
によつて満たされている。

入口３６（第２図）は、外側管状部材３２の一
部分を通つて延長し、外囲い１２の前面壁１４に
形成された開口３７と合致している。入口３６
は、環状室３４に対し接線方向に延長している。
出口３８は、選択された数の管２２の或る管部分
を壁面から曲げ、これらの管部分の間のフイン２
４を除去し、グリツト状又はスクリーン状の開口
を形成することによつて、前面壁１４中に形成さ
れる。耐火材のライニングを施したホツパー４０
は、外側管状部材３２の下端部に連結されてお
り、後述する理由のために排出開口４２が下端部
に形成されている。

第１，３，４図に示すように、外囲い１２の側
部壁１８，２０を形成する管２２のうち大体にお
いて１つおきの管２２の、管状部材３０，３２の
上端の直上のレベルにある部分は、内方に曲げら
れ、フインが付設され、内屋根又はカバー４６を
形成し、カバー４６は壁１４，１６，１８，２０
と内側管状部材３０との間に延長している。内方
に曲げられていて内側管状部材３０を囲んでいな
い管２２の部分は、それぞれの側部壁１８，２０
に向つて曲げ返され、管状部材３０の上端上に載
置されるＵ字状の管区画２２ａ（第３図）を形成
している。

内方に曲げられて管状部材３０を囲む管２２の
部分も、上方に曲げられ、垂直管区画２２ｂを形
成している。これらの垂直管区画は、サイクロン
分離器１０の頂部まで延長している。これらの管
２２の上部は、再び曲げられ、それぞれの壁１
８，２０まで延長する水平管区画２２ｃを形成す
る。管２２の垂直管区画２２ｂは、内側管状部材
３０の上端と頂部支持体（図示しない）との間に
連結され、内側管状部材３０を図示の位置に位置
決めし支持している。管区画２２ａ，２２ｂ，２
２ｃの不在によつて側部壁１８，２０の上部に形
成されたスペースには、これらの壁区画に残され
た管２２の間に延長する余分のフイン又は広目の
フインによつて充填される。

管２２を通り水及び蒸気を循環させるための複
数のヘツダー５０は、壁１４，１６，１８，２０
及び屋根２６を形成する管２２の先端に配設され
ている。なお、ヘツダー５０は、全体の水−蒸気
流回路のうちサイクロン分離器１０に隣接して配
された反応器からの水及び蒸気を含む部分を形成
するように接続することができる。

また、壁１４，１６，１８，２０の外面は、最
少量の断熱材によつて被覆してもよく、この断熱
材は、前記反応器の材料と同一の材料としてもよ
く、その例としては、通常は、壁１４，１６，１
８，２０と金属ラギングとの間に延長する断熱用
の比較的薄い鉱質綿の層（厚さ約5.1cm）が挙げ
られる。なお、これは図示を簡略にするために図
には示されていない。

作用について説明すると、サイクロン分離器１
０付近に配された流動床反応器のような反応器
（図示しない）からの熱ガスは、入口３６に入る。
このガスは、同伴された微粒状の燃料と、流動床
からの吸収材とを含有している。そのため、微粒
状物を含有したガスは、よく知られているよう
に、環状室３４の回りを旋回し、ガス中に同伴さ
れた固体粒子は、外側管状部材３２の内側壁に向
つて遠心力によつて吹飛ばされ、該内側壁上に集
められ、そこから重力作用によつて下降する。

還状室３４中の比較的清浄なガスは、カバー４
６のため上方に流れられないため、下方に流れ、
そこで環状室３４を去り、内部対流によつて内側
管状部材３０を通過した後、前面壁１４に形成さ
れた出口３８を経て外囲い１２から排出される。
ホツパー４０は分離された粒状物を外側管状部材
３２の内側壁から受け、それを出口４２により外
部装置に２次処理のために排出する。

以上に述べた構成によつて、いくつかの利点が
得られる。一例として、本発明によるサイクロン
分離器は、熱損失を少くし、内部の耐火材の断熱
要求を最小にする。本発明によるサイクロン分離
器の容積、重量及びコストは、従来の分離器に比
べて相当に減少する。更に、本発明のサイクロン
分離器によれば、反応器とサイクロン分離器との
間並びにサイクロン分離器と熱回復部との間に高
価な高温耐火ライニング管系及び膨脹継手を設け
ることも不要になる。

また本発明によるサイクロン分離器は、暖機期
間を必要とせずに、比較的すみやかに使用し始め
ることができる。本発明によるサイクロン分離器
の外側壁の温度は、隣接した反応器の壁部の温度
と同じ値に保つことができる。

本発明の範囲内でいくつかの変形がなされう
る。例えば、内側管状部材３０を除去し、固体粒
子を同伴したガス−空気混合物は、外側管状部材
３２によつて画定された円形室の内部に入口３６
を経て直接に導き、そこから円形室の内側壁の回
りに円周に沿つて移動させ、前記のような分離を
行なわせてもよい。

本発明の範囲内において、前述した実施例のほ
かに種々の変更が可能なため、前述した特定の構
成は、単なる例に過ぎず、本発明を限定するもの
ではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による分離器の縦断面図、第２
図は第１図の２−２線断面図、第３図は第１図３
−３線断面図、第４図は第３図の４−４線断面図
である。 １０……サイクロン分離器、１２……外囲い、
２２……鋼管（管）、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ…
…管区画（指向−排出手段）、３０……内側管状
部材（内側管）、３２……外側管状部材（外側
管）、３４……環状室、３６……入口、４０……
ホツパー（収集手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内側管と、該内側管の周りに同軸関係に延長
   して環状室を形成する外側管とを有し、該内管の
   外面と該外側管の内面とは耐摩耗性の表面を各々
   備えており、更に、該環状室に対する接線方向に
   該外側管を経て延長する入口を有し、該入口に入
   る固体粒子含有ガスは、該環状室を通るように指
   向されて遠心力により固体粒子が該ガスから分離
   され、更に、該固体粒子を収集するために該環状
   室の下方に配された収集手段と、該ガスを該内側
   管の内部に指向させてそこから該内側管を経て上
   方に導き、その上端から排出させるための、指向
   −排出手段と、熱損失を少くし内部断熱の必要を
   最小とするように循環水又は蒸気により冷却され
   る複数の並置された管によつて形成され、前記外
   側管の回りに該外側管に対して隔置関係に延長す
   る外囲いと該外側管と該外囲いとの間のスペース
   中に配されたキヤスタブル材料とを有してなるサ
   イクロン分離器。 ２ 該外囲いを形成する該管が互いに隔てられ、
   細長いフインが隣接した該管の間に延長してこれ
   に固着され気密の壁を形成するようにした特許請
   求の範囲第１項記載のサイクロン分離器。 ３ 該外囲いが矩形の断面を有する特許請求の範
   囲第１項記載のサイクロン分離器。 ４ 該収集手段が該外側管の下端から延長するホ
   ツパーの形状を有する特許請求の範囲第１項記載
   のサイクロン分離器。 ５ 該外囲いの一部分の該管の上端部が該環状室
   の上端まで延長するように曲げられることによつ
   て該指向−排出手段を形成する特許請求の範囲第
   １項記載のサイクロン分離器。 ６ 該外側管の耐摩耗表面を入組み状の耐摩耗性
   レンガによつて形成した特許請求の範囲第１項記
   載のサイクロン分離器。 ７ 該外囲いの一部分の該管の上端部が、該内側
   管の上端まで延長するように曲げられ、次に該外
   囲いの壁部の平面まで曲げられ、該環状室の上端
   を架橋して同心状の円形開口を形成する特許請求
   の範囲第１項記載のサイクロン分離器。