JPH0446623B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明はサイクロンにおける分離効率を増進す
る方法と、各種の大きさを有する微分子を分離す
るためのサイクロン分離装置とに関する。

(ロ) 従来の技術および発明が解決しようとする問
題点 サイクロンの分離効率はサイクロンへの入口速
度と、微分子の粒子の大きさとに著しく左右され
る。小型の微分子は大型の微分子よりも分離困難
である。このことは、小型の微分子が低い降下速
度を有していることと、サイクロンの中心部分に
おいて空気の流れとともにきわめて容易に吸い上
げられることとに起因している。

分離効率を増進するのに最も明白なことはサイ
クロン内への入口速度を増大することである。従
来の設計のプラントにおいてはその結果として、 １ 圧力降下が増大することと、 ２ サイクロンの外皮表面の腐食（その大部分が
大型の微分子で引き起される）が増進すること とになる。

この圧力降下はしばしば容認されることができ
るが、速度が増大した場合、上記の増進された腐
食はこのサイクロンの寿命の猛烈な減少に導く。
その理由で、通常、毎秒約20から30メートルの最
大入口速度が用いられている。

(ハ) 問題点を解決するための手段および発明の作
用 本発明の目的はサイクロンの入口における高い
ガス輸送速度と関連された上記の逆効果を生ずる
ことなく、サイクロン分離装置を有するプラント
での分離効率を増進することである。本発明によ
れば、輸送ガス流内の微分子がサイクロン入口か
らある距離において、適当には停止まで、速度を
低下されることでこの改善がもたらされる。減速
点後は、前記微分子は輸送ガス流により加速され
る。大型の重い微分子は小型軽量の微分子よりも
緩徐に加速される。前記サイクロン入口から適当
な距離に減速点を置くことで、入口における微分
子に望まれる「速度プロフイル」が得られるであ
ろう。上記の距離は、ある大きさを超過し且つ最
大の腐食効果を有している微分子が毎秒約20メー
トルを越えない速度を有するように、選択されて
いる。最小の微分子は輸送ガスの速度と同じ速度
まで迅速に加速される。高い入口速度が得られる
結果、小型の微分子に関しては分離効率が改善さ
れまた大型の微分子に関しては先行技術の清浄プ
ラントの場合と同じ分離効率が得られることにな
る。結果的にサイクロンの寿命を短縮することに
なる腐食を少しも増大することなく、全分離効率
が改善される。

上記微分子の減速はＴ形状の分岐パイプ内で行
われることができる。すなわち、一方の分岐パイ
プは運送パイプに接続されまた他方の分岐パイプ
はふたにより密封されて盲空所を形成し、またこ
の盲空所内で微分子の「クツシヨン」が蓄積して
栓を形成し、かくしてこの分岐パイプ内の材料と
の直接の接触を防止し且つ腐食を防止する。

たとえば、本発明は与圧された流動床を有する
燃焼プラント（PFBCプラント）とこのプラント
からの燃焼ガスで駆動されるガスタービンに適用
されることができる。これに関連して腐食による
タービンの損傷を防止するためこの燃焼ガスに同
伴する微分子を有効に分離する必要がある。本発
明のこの適用において、さらに他の例として、直
列をなした清浄段の個数が維持され且つ高い分離
効率が達成されてもよいし、あるいは直列をなし
た清浄段の個数が減ぜられ且つ浄化の度合が維持
されてもよい。後者の場合にはサイクロンのため
の小さい空所ばかりでなく少数のサイクロンが必
要とされる。圧力容器も小さくされることができ
る。設備費が著しく軽減される。Ｔ形分岐パイプ
内での転向により引き起こされる圧力降下は直列
をなした少数のサイクロンにより補償される。

(ニ) 実施例 以下本発明を添付図面について詳細に説明す
る。

添付図面において、符号１で示されているサイ
クロンは微分子と混合されたガスを導管２を通し
て供給される。微分子たとえば動力プラント内の
与圧された流動化床を離れた燃焼ガスに同伴する
ごみは運搬用パイプ２内では輸送ガスとほぼ同じ
速度を有している。運搬用パイプがサイクロン内
へ直接接線方向に開口している第１図にしたがつ
た先行技術の設計においては、ガスと微分子とは
サイクロン１に進入した場合同じ速度を有するで
あろう。高い入口速度の場合には、微分子のサイ
ズが特に大きい結果として符号３でマークされて
いるサイクロンの壁の部分内で強い腐食を生ずる
ことになる。実際的理由で、寿命を考慮し通常は
入口速度の最大の限度は毎秒15メートルと20メー
トルとの間にある。この入口速度においては、小
型の微分子に関しては分離が不満足なものであ
る。本発明にしたがつた清浄プラントのこの実施
例においては軸部分５を有するＴ形状の分岐パイ
プ４がサイクロン１の入口に接続されまた輸送パ
イプが前記分岐パイプの部分６に接続されてい
る。前記分岐パイプの部分７はふた８により閉鎖
されて盲空所９を形成し、上記盲空所には微分子
が詰込まれて「ブレーキクツシヨン」を形成し、
上記ブレーキクツシヨンに前記輸送パイプ内の微
分子が打ち当つて速度を低下されるようにされて
いる。速度を低下された後に、微分子は前記分岐
パイプの分岐部分５内で加速される。小型の微分
子は迅速に加速され、大型の微分子はより緩徐に
加速される。微分子の荷重、微分子のサイズ分
布、微分子の密度、輸送ガスの圧力、温度、粘性
等に関する分岐パイプ部分５の適当な長さＸを選
択することにより、上記ガス流内の微分子の質量
の適当な「速度プロフイル」を達成することがで
きる。毎秒50メートルあるいはそれ以上のガス速
度を使用するとともにさらに腐食の観点から望ま
しい毎秒15〜20メートルより低い大型微分子の速
度を得ることが可能であろう。

本発明の効果が第３図に明瞭に例示されてい
る。輸送パイプ２内および前記分岐パイプ内の輸
送ガスの速度が線１０で示されている。サイクロ
ン入口における微分子の速度は微分子の「速度プ
ロフイル」を示している曲線１１により示されて
いる。この曲線は微分子の速度が微分子の大きさ
の増大にしたがつて減ぜられることを示してい
る。上記曲線の形状と位置とは微分子の密度およ
び形状とガスの特性（圧力、温度、粘性等）はも
ちろんのこと分岐パイプ部分５の長さＸに左右さ
れる。増大された長さＸにおいては、前記曲線は
矢印１２で示されているように上方且つ右方へ変
位される。破線による曲線１１ａおよび１１ｂは
それぞれ、分岐パイプ部分５の増大されまた減小
された長さＸに対する速度プロフイルを示してい
る。破線１３は先行技術のサイクロン設計でのガ
スと微分子との正常な入口速度を代表している。
曲線１１から明らかなとおり大型分子の入口速度
は線１３より下方に横置しているがこのことは腐
食と寿命との観点から望ましい。

(ホ) 発明の効果 本発明にしたがつてサイクロン分離装置は特許
願昭58−187659号の明細書に開示されているよう
な形式の、床設備および灰吐出し設備とを有する
PFBCプラント内の輸送ガスから床材料または灰
を分離するのに最も貴重である。このサイクロン
分離装置は前記吐出し装置と分離された材料のた
めの収集容器との間の灰吐出し装置の出口端部に
位置決めされている。前記種類の灰吐出し装置が
使用された場合、高い輸送速度、たとえば毎秒50
〜60メートルで作業するのに適している。この高
い速度でのサイクロン内へのガス−微分子混合物
の直接供給の結果は許容不能な腐食とサイクロン
の短寿命とを生ずることになる。本発明はサイク
ロンの許容可能な磨損と細い微分子の高度の分離
との両方を得ることを可能にする。

本発明にしたがつたサイクロン分離装置はまた
ガスタービンに進入する前にPFBCの流動化床を
立去るガスをきれいにするのに用いられて良い結
果が得られている。

【図面の簡単な説明】

第１図は水平断面における先行技術の設計のサ
イクロンの概略図、第２図は本発明が適用される
サイクロンを通る対応した断面図、第３図は本発
明の効果を説明する線図である。 １……サイクロン、２……導管、３……壁の強
度腐食部分、４……Ｔ形状の分岐パイプ、５……
軸部分、６……分岐パイプ部分、７……分岐パイ
プ部分、８……ふた、９……盲空所、１０……
線、１１……曲線、１２……矢印、１３……破
線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ サイクロンの分離効率の増進方法において、
   微分子を含んでいるガス流が、これら微分子が粒
   子ブレーキクツシヨンにより減速されるように、
   サイクロン１への入口の前方で転向され、しかる
   後に、前記転向の点と前記入口との間の輸送距離
   Ｘにわたつて前記微分子が加速されて、前記サイ
   クロンへの入口において大型の微分子が小型の微
   分子よりも低速度を与えられることを特徴とする
   方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
   前記ガスと微分子の流れが約90°だけ転向される
   ことを特徴とする方法。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の方法において、
   前記の転向が盲空所９を形成されたＴ形状の分岐
   管４内で行われ、この盲空所内に転向点における
   微分子のためのストツパを構成する粉末の柱体が
   形成されることを特徴とする方法。 ４ サイクロン分離装置において、サイクロンへ
   の供給パイプが、盲空所９とサイクロン１の入口
   に接続された軸部分５とを有するＴ形状の分岐パ
   イプ４を設けられており、また前記分岐パイプ４
   の分岐点とサイクロン１の入口との間に輸送距離
   Ｘが設けられていることを特徴とするサイクロン
   分離装置。 ５ 特許請求の範囲第４項記載のサイクロン分離
   装置において、この分離装置が輸送ガスから床材
   料または灰を分離するためのPFBCプラント内の
   床または灰吐出しシステム内に含まれていること
   を特徴とするサイクロン分離装置。 ６ 特許請求の範囲第４項記載のサイクロン分離
   装置において、この分離装置が流動化された床を
   離れた燃焼ガスをきれいにするためのシステム内
   に用いられていることを特徴とするサイクロン分
   離装置。 ７ 特許請求の範囲第４項記載のサイクロン分離
   装置において、この分離装置がPFBC動力プラン
   ト内のガスタービンと流動化床との間のガス浄化
   システム内に含まれていることを特徴とするサイ
   クロン分離装置。