JPH02501497A - 流動化ベツドの中で炭素質材料を燃焼する方法およびこの方法を実施するための装置 - 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】 流動化ベッドの中で炭素質材料を燃焼する方法およびこの方法を実施するための 装置この発明は、第１に、請求項１の前提部分に述べられた種類の方法に関する 。

ＷＯ８３７０３２９４Ｆｉ、循環する流動化ベッドを備えたボイラを開示し、こ れにおいて、燃料Ｆｉ、バッフルなしで壁冷却面を有する流動化ベッド反応器の 中に導入される。

固体分を有する煙道ガスは、９０°だけ転向させられ、流動化ベッド反応器の頂 端でこれから離脱し、水平の煙道ガスラインに石って下降煙道に流れる。ガスは 次いで、再び実質的に９０°だけ転向させられ、対流加熱面を収容した！上り煙 道にはｂる。

ラビリンス分離器の形の非遠心式機械的分離器が、連結ラインの中および下降煙 道の中に配置され、連結ラインの中の分離器要素は、実質的に垂直に延長する。

これによって分離された固体材料は、流動化ベッド反応器と下降煙道の間に配置 される貯蔵室に輸送される。下降煙道の中の分離器要素は、貯蔵室に向って下向 きに傾斜し、従って、これによって分離された固体分け、同様にこれに供給され る。貯ＩＫ、室の底端は、多くの「Ｌ弁」によって、流動化ベッド反応器の底部 分に連結され、それで、貯蔵室の中に沈積した固体分は、制御された方法で、Ｌ 弁に関連する流動化装置によって１反応器に含まれる弁トレイの上方の反応器の 底区域に再循環できる。ＷＯ３３７０３２９４においては、この明細書および請 求の範囲と同様に、用語「ラビリンス分離器」とは、分離が、重力および運動量 またはそのｂずれかによってすなわち遠心力なしで起るような、分離器を意味す る。知られているボイラにおいては、食違すのラインまたはシュートが使用され 、これが、実質的に横方向に煙道ガスの流れまで延長し、実質的ＫＵ形状でこれ に向って開く。

知られているボイラの欠点は、反応器の外側に位置する貯蔵室が、下流に連結さ れた１つまたは多くのＬ弁と共に、再循環系のために必要であり、これには、外 部のすなわち分離した灰分ラインおよび対応する輸送調整装置が要求される。と いうことにある。

故に、この発明の目的は、固体分を流動化ベッドから取除くことが必要でなめよ うな、方法を案出することにある。

そのため、この発明によれば、流動化ベッド反応器の頂区域の中に直接配置され るラビリンス分離器が、固体分を煙道ガスの豆上り流から分離し、これを、流動 化ベッド反応器の中で、壁冷却面に沿って、反応器の底区域に供給する。

その結果として、炉への固体分の再循環が簡単になる。

有利なものとして、分離した固体分は、上昇する煙道ガスに対してさらに保護す ることなしに、露出された壁冷却面に沿って再循環でき、または代りに分離され た固体分け、反応器の中に形成された再循環ラインを介して再循環でき、後者の 場合に、ラインは、反応器の内部から壁によって閉じることができ、或いは望ま しくけ、ウェブ状側壁を残して、部分的にまたは完全に開くことができる。部分 的な開きは、ラインの中に配置された開孔を形状した外壁または長手方向に溝孔 を有する外壁の形にできる。

また有利なものとして、再循環ラインは、２次空気供給部の作動の区間における 底区斌で終り、それで、導入された固体分は、別の流動化ベッド材料と光分に混 合され、壁に沿って再循環された固体分が、対応して冷却されてｂるので、温度 が対応して平衡化される。

ＷＯ８３／　０３２９４　Ｋよるボイラにおめて、ラビリンス分離器要素は、冷 却されず、従って熱膨張の理由で、一端で流動化ベッド反応器の壁に恒久的に連 結することはできなり０これとけ対照的に、この発明の有利な特色によれば、ラ ビリンス分離器は冷却される。

この発明はまた、流動化ベッド反応器が、底区域および頂区分を備え、少くとも 、壁冷却面、分離された固体分を反応器の底区域に再循環させるための少くとも １つのラビリンス分離器を包含する再循環系、燃料供給部、流動化空気の供給部 、底区域における望ましくＦｉｉ段式の２次空気供給部、および、ラビリンス分 離器の背後に連結された少くとも１つの崖分離器例えばマルチサイクロンまたＦ ｉ繊維フィルタを有する、流動化ベッド反応器の中で炭素質材料を燃焼するため の装置に、に関する。

この発明による装置に訃ける有利なものとして、ラビリンス分離器は、流動′５ ベッド反応器の頂区域の中に直接配置され、分離された固体分？少くとも１つの 壁冷却面に運搬し、これに沿って、固体分が下向きに流れる。

壁冷却面から下向きに流れる固体分が上昇する煙道ガス流の影響を受けないよう にすることが、部分的にまたは完全に望まれる場合には、多くの下向きに延長す る再循環ラインが、壁冷却面に石って設けられ、かつ閉じられ、若しくは反応器 の内部に向って部分的にまたは完全に開かれる。選ばれる構成は、影響の許され るまたは望まれる程度に依存する。前述したように、望ましくは、再循環ライン の壁が冷却される。

煙道ガスの流れに向って開く食違いの実質的にＵ断面のビームで作られたラビリ ンス分離器′ｌｊ！：有する、ＷＯ３３／　０３２９４から知られている装置か ら出発して、有利な特色によれば、固体分のための実質的にＵ断面の案内シュー トが、分離ビームの少くとも１つの自由腕に形成され、煙道ガスの流れの方向に 開く。

分離ビームの輸送作用を改善するため、この発明によれば、固体分のための実質 的にＵ断面の案内シュートが、分離ビームの少くとも１つの腕に形成され、煙道 ガスの流れに向う方向に開く。

知られてｂる装置から出発した別の特色によれば、分離ビームは、丸められた横 断面または多角形ラインの形の横断面を有する。

また有利なものとして、分離ビームは、冷却剤のための管を有し、管−ウニブー 管の構成を有する。管−ウニブー管の構成は、熱および摩耗に対する改良きれた 保護のため、点在または積上げできる。代りに、分離ビームは、鋳鉄で作ること ができる。

分離ビームは、ＷＯ８３／　０３２９４におけるように、１つの壁から他の壁に 、気体流に対して実質的に横向きに或いはこれに対して１つの角度をなして延長 できる。しかしながら代りに、ビームは、２つの対向する壁冷却面の間で屋根の ように延長できる。

再循環ラインの付加境界面および分離ビームまたはそのいずれかを冷却するため 、これらは、装置がボイラとして作動されるときに、ボイラの水−水蒸気回路に 組込みできる。

有利なものとして、再循環ラインは、壁冷却面と、これから離れた再循環ライン 冷却面と、これら冷却面の間で岳直に延長する金属面とを有し、有利なものとし て、循環ライン冷却面に沿う管が、壁を冷却するだけに主として使用されるのに 対し、熱の多くが、壁加熱面を介して消散されるから、壁冷却面の管間隔に、再 循環冷却面に対するものより小さｂｏ この発明の各種実施例について、次に、添付図面を参照して、詳細に説明する。

第１図は、第２図の１−１線に沿う、流動化ベッド反応器な通る線図的長手断面 である。

第２図は、第１図におけるｎ　−ｎｉ＠に沿う水平断面である。

第３図は、矢印ｍ−■の方向に見た、第１図の流動化ベッド反応器を通る部分長 手断面である。

第４図は、矢印ＩＶ−ｍＶの方向に見た、第１図の反応器を通る長手断面である 。

第５図および第６図は、分離器ビームの望まし一実施例を通る横断面である。

オフ図は、第１図に匹敵できるが、壁冷却面の内側に分離した再循環ラインな全 く有しない長手断面である。

第１図から第４図に示すように、長方形横断面の流動化ベッド反応器１ｄ、管− ウニブー管の構造の４つの壁冷却面１　ｍ−１ｄを有する。

流動化ベッド反応器の底部分ＵＢにおいて、燃料２は、流動化気体３を供給され る弁トレイ４の上方で供給され、２次空気５ａおよび５ｂの段階的供給が、燃料 供給部２の上方で起る。第４図に示されるように、横断面は、弁トレイ４から２ 次空気供給部５ａＫ向って広くなる。

頂部分ＯＢ　において、ラビリンス分離器６は、分離器ビーム７の２つの食違い 層６ａおよび６ｂの中に配置される。第１図に示すように、ビーム７は、斜め下 向きに壁１ｂまで延長し、これは、第１図に示されるように広す部分１ｂｂを有 し、ここで、これはビーム７に連結される。ビームは、永久的に壁に連結される 。

第３図および第４図に示すように、壁１ｄは、反応器の頂部１ｅまで延長するこ とがなく、反応器ｌの背後に連結された下降煙道９への気体通路８を残した、外 向き曲がりｌｄｄを有する。反応器１と煙道９の間の移行区域に配置された付加 のラビリンス分離器１０ｔ！、分離器ビーム７の２つの層１０ｍおよび１０ｂを 備える。ビームは、実質的に垂直に延長する。

第２図に示すように、煙道９け、壁冷却面１ｄおよび外方の壁冷却面９ｍ、９ｃ を境界とする。少くとも１つの接触加熱面１１例えば過熱器は、煙道の中に配置 される。塵分離器（図示なし）は、煙道の前方に配置される。

第１図、第２図および第３図に示すように、管−ウニブー管の構造の再循環ライ ン冷却面１２Ｆｉ、壁冷却面１ｄから一定の距離のところで延長し、面１ｄより も太きｂ間隔を有する。再循環ライン冷却面１２における管１３は、壁冷却面１ ・における管１４に連結される。冷却面ｌｄと１２の間で延長する金属シートは 、個個の再循環ライン１６の境界となる。

ライン１６は、底端で開き、壁面１ｄの曲がり部分ｌｄｄの区域における壁１２ け、分離器６のビーム７の端部を支持するような程度まで上向きに延長するが、 気体を、１７において、反応器２から移行区域に、従って気体出口８に、流出さ せられるようにする。集め分配漏斗１８も、壁１２と部分１ｄｄの間に形成きれ 、再循環ライン１６ｉ１ｔ、分離された固体分を、漏斗１８から、２次空気供給 部５ａまたは５ｂの近くの底区域ＵＢに輸送する。

比較できる方法で、壁冷却面ｌｂ＃′ｉ、再循環ライン冷却面１９に関連し、こ れは、外向き曲がり区域１ｄｄと連携して、集め分配漏斗２０の境界をなし、金 属シート１５を間に置く再循環ライン２１の境界をもなす。

反応器の内部に面するライン１６ｊ、−よび２１の面は、閉じる１６ｍ、２１ｍ ことができ、或いは、開孔１６　ｂ。

２１ｂを有するようにまたは長手溝孔１６ｃを有するように形成できる。かくす る代りに、これらは、側部におけるウェブだけを残して、完全に開くことができ る。これらの可能性は、第１図および第３図に線図的に示きれるが、勿論、反応 器の壁における混成の実施例も可能である。

第４図、第５図および第６図に示すように、ビーム７も、管７ａ−ウェブ７ｂ− 管７ａの構造を有する。反応器ｌおよび煙道９の壁冷却面、並びに分離器７およ び再循環ライン冷却面１２と１９１：ｔ、第１図に線図的に図示されるように、 水−水蒸気回路の中に組込まれ、第１図には、ドラム２２および関連の管系が図 示される。かくして、ドラムに連らなるラインは、第１図におけるように、開口 １７および８を通って延長し、反応器ｌの頂部庇部分における広がった区域を通 って延長する。ラインの個数は、管の個数に等しくでき、或ｂｉｌｔ１成る管が 組合せできれば、それより少なくできる。横流が存するライン部分に、付Ｗ的に 保撞できる。

第４図、第５図および第６図にさらに示すように、ビーム分離器７は、実質的に Ｕ形の横断面を有し、煙道ガス流れＲＧに向って開く。固体分な案内するための Ｕ形のシュート２３け、Ｕの少くとも１つの突出腕に配置され、煙道ガス流の方 向に開き、かぐして漏斗１８または２０においてビーム７によって捕えられた固 体分の除去な容易にする。

第１図における実施例におりて、分離された固体分は、再循環するときにライン １６および２１によって保護されるが、これらラインは、オフ図の実施例では省 略される。かくする代りに、再循環ラインは、第１図における実施例から省略で きる。

第１分離器６Ｆｉ、また、屋根形の分離ビーム７′を有することもでき、故に、 １つの壁の代りに、２つの対向する壁ｌｂ％ｌｄに固体分を輸送する。

勿論、再循環ラインが使用されるときに、第１分離器８は、固体分を２つの対向 するように配置された壁に供給するように設計することもできる。

補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）平成１年５月２３日 特許庁長官　吉　１）文　毅　殿 １、特許出願の表示 ＰＣＴ／ＥＰ　８７１００７２９ ２、発明の名称 流動化ベッドの中で炭素質材料を燃焼する方法およびこの方法を実施するための 装置 ３、特許出願人 住　所　ドイツ連邦共和国、デー５２７０・グメルスバハ・１゜ポストファハ・ １０　０８　５５ 名　称　エル・ラント・ツエ・シュタインミュラア・ゲゼルシャフト・ミツト・ ベシュレンクテル・ハフラング４、代　理　人 住　所　〒１０５　東京都港区西新橋１丁目１番１５号５、補正書の提出年月日 　平成１年１月２日６、添附書類の目録 （１）　補正書の写しく翻訳文）　１通請求の範囲 １、流動化ベッド反応器が、底置域および頂区域を有し、壁冷却面を有し、分離 された固体外を反応器の底置域に導き戻すだめの、実質的ＫＵ形の横断面で煙道 ガスの流れに向って開く食違す配置のビームからなるラビリンス分離器を少くと も１つ包含する導き戻し系を有し、燃料供給部、流動化突気供給部および底置域 における望ましくＦ１階段状の２次空気供給部を有し、少くとも１つのラビリン ス分離器に後続する少くとも１つの層分離器を有する、流動化ベッド反応器の中 で炭素質材料を燃焼するための装置におりて、食違い配置の分離ビーム（７）が 、直接に、流動化ベッド反応器（１）の頂区域（ＯＢ）の中で斜めに配置され、 かつ分離した固体外を少くとも１つの壁冷却面（１ｂ）に導き、これに沿って、 固体外が下方に流動し、分離ビーム（７）の少くとも１つの自由腕に、実質的に Ｕ形の横断面の固体公案内シュート（２３）が形成され、これが、上昇する煙道 ガスの流れの方向に開き、かつＵ形の横断面を持つ関連の分離ビーム（７）で捕 捉された固体外の運び出しに役πつこと、？：％徴とする装置。

２、壁冷却面（１６）が、自由な壁冷却面として形成される、請求項１に記載の 装置、 ３、壁冷却面（ｌｂ）が、上方から下方に延長する多ぐの導き戻し通路（２１） を備え、これが、反応器の内部に向って閉じ、若しくは部分的Ｋまたは完全に開 く、請求項１に記載の装置。

４、導き戻し通路（２１）の壁（ｌｄ、１２．１５．１６＆：ｌｂ、１９．１５ ′、２１＆）も冷却される、請求項３に記載の装置。

５、導き戻し通路（２１）が、２次空気供給部（５ａ、ｓｂ）の効力が及ぶ区間 におりて、底置域に連通ずる、請求項３″また４に記載の装置。

６、分離ビーム（７）が、丸められた横断面（第６図）または多角形ラインの形 状の横断面（第５図）を備える、請求項１から５のいずれか１項に記載の装置。

７、分離ビーム（７）が冷却される、請求項１がら６のｂずれか１項に記載の装 置。

８、冷却剤を供給される管（７ａ）を備えた分離ビーム（７）が、管（７＆）− ウェブ（７ｂ）−管（７ａ）の構造に構成される、請求項１から７のいずれか１ 項に記載の装置。

９、分離ビーム（７）および導き戻し通路（１６，２１）の付Ｗの境界面および そのいずれかが、水蒸気発生器の水−水蒸気回路の中に組込まれる、請求項１か ら８のｈずれか１項に記載の装量。

１０、導き戻し通路が、壁冷却面と、これから間隔を置すて配置される導き戻し 通路冷却面（１２，１９）と、両冷却面の間で垂直に延長する薄板（１５，１５ ′）とによって形成される、請求項！から９のｈずれか１項に記載の装置。

手続補正書岨発） 平成　１年１１月　２日

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．流動化ベツド反応器が、流動化ベツドを含有する頂区域および底区域を有し 、燃焼の熟が、少くとも壁冷却面を介して消散され、流動化ベツド反応器が、分 離された固体分を流動化ベツド反応器の底区域に再循環させるためのラビリンス 分離器を有する、流動化ベツド反応器の中で炭素質材料を燃焼する方法において 、流動化ベツド反応器の頂区域の中に直後配置されるラビリンス分離器によつて 、固体分を、煙道ガスの上昇流から分離し、これを、流動化ベツド反応器の中で 、壁冷却面に沿つて、反応器の底区域に供給すること、を特徴とする方法。
2. ２．再循環が自由壁冷却面に沿つて起る、請求項１に記載の方法。
3. ３．分離された固体分の再循環が、反応器の中に形成され閉じた、若しくは反応 器の内部に向つて部分的に開いた又は完全に開いた再循環ラインを介して起る、 請求項１に記載の方法。
4. ４．再循環ラインが、２次空気供給の作動の区間において底区域で終る、請求項 １または３に記載の方法。
5. ５．ラビリンス分離器が冷却される、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
6. ６．流動化ベツド反応器が、底区域および頂区分を備え、少くとも、壁冷却面、 分離された固体分を反応器の底区域に再循環させるための少くとも１つのラビリ ンス分離器を包含する再循環系、燃料供給部、流動化空気の供給部、底区域にお ける望ましくは階段式の２次空気供給部、および、ラビリンス分離器の背後に連 結された少くとも１つの塵分離器を有する、流動化ベツド反応器の中で炭素質材 料を燃焼するための、特に請求項１から５のいずれかに従う方法を実施するため の、装置において、ラビリンス分離器（６）が、流動化ベツド反応器（１）の頂 区域（ＯＢ）の中に直接配置され、分離された固体分を少くとも１つの壁冷却面 （１ｂ）に運搬し、これに沿つて、固体分が下向きに流れること、を特徴とする 装置。
7. ７．多くの下向きに延長する再循環ライン（２１）が、壁冷却面（１ｂ）に沿つ て設けられ、閉じ、若しくは反応器の内部に向つて部分的または完全に開く、請 求項６に記載の装置。
8. ８．再循環パイプ（２１）の壁（１ｄ、１２、１５、１６ａ；１ｂ、１９、１５ ′、２１ａ）も冷却される、請求項７に記載の装置。
9. ９．食違いの実質的にＵ断面の、煙道ガスの流れに向つて開くビーム、で作られ たラビリンス分離器を有する、請求項６から８のいずれかに記載の装置において 、固体分のための実質的にＵ断面の案内シユート（２３）が、分離ビーム（６ａ 、６ｂ）の少くとも１つの自由腕に形成され、煙道ガスの流れの方向に開くこと 、を特徴とする装置。
10. １０．食違いの実質的にＵ断面の、煙道ガスの流れに向つて開くビーム、で作ら れたラビリンス分離器を有する、請求項６か８のいずれかに記載の装置において 、或いは請求項９に記載の装置において、分離ビーム（７）が、丸められた横断 面（■６図）または多角形ラインの形状の横断面（■５図）を有すること、を特 徴とする装置。
11. １１．分離ビーム（７）が、冷却剤を供給される管（７ａ）を有し、管（７ａ） −ウエブ（７ｂ）−管（７ａ）の構成を備える、請求項９または１０に記載の装 置。
12. １２．再循環ライン（１６、２１）の付加の境界面および分離ビームまたはその いずれかが、ボイラの水−水蒸気回路に組込まれる、請求項６から１１のいずれ かに記載の装置。
13. １３．再循環ラインが、壁冷却面（１ｂ、１ｄ）と、それから離れた再循環ライ ン冷却面（１２、１９）と、両冷却面の間で垂直に延長する金属板（１５、１５ ′）とを有する、請求項６から１１のいずれかに記載の装置。