JPH048992Y2 - - Google Patents
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- JPH048992Y2 JPH048992Y2 JP1989129743U JP12974389U JPH048992Y2 JP H048992 Y2 JPH048992 Y2 JP H048992Y2 JP 1989129743 U JP1989129743 U JP 1989129743U JP 12974389 U JP12974389 U JP 12974389U JP H048992 Y2 JPH048992 Y2 JP H048992Y2
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- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
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Description
【考案の詳細な説明】
産業上の利用分野
本考案は、流動床式反応器に関し、特に垂直熱
交換器を備えた流動床式反応器に関する。
交換器を備えた流動床式反応器に関する。
従来の技術及び考案が解決しようとする課題
流動床式反応器は、極めて融通性の高い装置で
あり、化学プロセス、治金学的プロセス及びその
他の材料処理分野においていろいろな形で乾燥、
サイジング、焙焼、焼成、及びガスによる固形粒
子の熱処理などの高低を実施することができ、
又、発電機を駆動するためのスチームなどの高温
ガスを創生することができる。発熱反応を実施す
るために流動床式反応器を使用する場合、流動固
形粒子内又は空塔領域（自由空間）内に冷却手段
を設けることによつて反応器内の温度が過度に高
くなるのを防止しなければならない場合が多い。
このような冷却手段は、過剰の熱を抽出するため
にガス又は液体のプロセス流体を循環させる冷却
管コイルの形とすることができる。流体によつて
抽出された熱は、プロセスの他の段階における加
熱操作に、あるいは、動力発生のために使用する
ことができる。冷却管コイルは、反応室内の往々
にして苛酷な侵食性状態から防護される反応室の
壁の中に配置される場合もある。
あり、化学プロセス、治金学的プロセス及びその
他の材料処理分野においていろいろな形で乾燥、
サイジング、焙焼、焼成、及びガスによる固形粒
子の熱処理などの高低を実施することができ、
又、発電機を駆動するためのスチームなどの高温
ガスを創生することができる。発熱反応を実施す
るために流動床式反応器を使用する場合、流動固
形粒子内又は空塔領域（自由空間）内に冷却手段
を設けることによつて反応器内の温度が過度に高
くなるのを防止しなければならない場合が多い。
このような冷却手段は、過剰の熱を抽出するため
にガス又は液体のプロセス流体を循環させる冷却
管コイルの形とすることができる。流体によつて
抽出された熱は、プロセスの他の段階における加
熱操作に、あるいは、動力発生のために使用する
ことができる。冷却管コイルは、反応室内の往々
にして苛酷な侵食性状態から防護される反応室の
壁の中に配置される場合もある。
流動床内の条件は、発熱反応のうちで最も苛酷
である。なぜなら、床内の温度は反応器内の他の
部分より高くなる傾向があり、粒状固形物の濃度
が高く、激しく攪拌が生じるので、極めて侵食性
の高い状況を創生するからである。床内熱交換器
コイルをヘアピン管で直列に接続して全体的に水
平に配置することは従来から慣用の技法である。
この種の水平コイル形態は、1957年４月16日発行
の米国特許第2789034号、1958年３月４日発行の
米国特許第2825628号、及び1978年６月27日発行
の米国特許第4096909号に開示されている。一般
に、水平配置コイルは、それほど大きい熱交換面
積を必要としない場合に最適である。なぜなら、
水平コイルの場合、反応器の側壁を通してのコイ
ルの導入部及び支持構造が比較的簡単になるから
である。一方、従来から使用されている垂直配置
のコイルの場合、反応器の空塔領域がヘツダや支
持構造体で混雑することになり、空気分配板（孔
あき板）に関連する構造を複雑にする。
である。なぜなら、床内の温度は反応器内の他の
部分より高くなる傾向があり、粒状固形物の濃度
が高く、激しく攪拌が生じるので、極めて侵食性
の高い状況を創生するからである。床内熱交換器
コイルをヘアピン管で直列に接続して全体的に水
平に配置することは従来から慣用の技法である。
この種の水平コイル形態は、1957年４月16日発行
の米国特許第2789034号、1958年３月４日発行の
米国特許第2825628号、及び1978年６月27日発行
の米国特許第4096909号に開示されている。一般
に、水平配置コイルは、それほど大きい熱交換面
積を必要としない場合に最適である。なぜなら、
水平コイルの場合、反応器の側壁を通してのコイ
ルの導入部及び支持構造が比較的簡単になるから
である。一方、従来から使用されている垂直配置
のコイルの場合、反応器の空塔領域がヘツダや支
持構造体で混雑することになり、空気分配板（孔
あき板）に関連する構造を複雑にする。
水平コイルは、垂直配置のコイルに比べて数倍
も粒材料による擦過作用を受ける。このような擦
過は、水平コイルの寿命に大きな影響を及ぼす。
従つて、作動条件を同じとした場合、垂直コイル
は、水平コイルの寿命の少なくとも３倍から５倍
の寿命を有する。しかしながら、反応器の流動床
領域における加熱コイルを構成する管のベンド
（曲がり部分）は、そのベンドによつて惹起され
る乱流に起因する粒状物の擦過作用により損傷を
受け易い。
も粒材料による擦過作用を受ける。このような擦
過は、水平コイルの寿命に大きな影響を及ぼす。
従つて、作動条件を同じとした場合、垂直コイル
は、水平コイルの寿命の少なくとも３倍から５倍
の寿命を有する。しかしながら、反応器の流動床
領域における加熱コイルを構成する管のベンド
（曲がり部分）は、そのベンドによつて惹起され
る乱流に起因する粒状物の擦過作用により損傷を
受け易い。
考案が解決しようとする課題
本考案は、流動床式反応器内に配置された垂直
熱交換器コイルの特にベンド部が受ける粒状物の
擦過作用による損傷を防止するという課題を解決
することを企図したものである。
熱交換器コイルの特にベンド部が受ける粒状物の
擦過作用による損傷を防止するという課題を解決
することを企図したものである。
考案の目的及び課題を解決するための手段
従つて、本考案の目的は、熱交換器コイルを反
応器の流動床領域内に垂直に配置し、そのような
垂直配置の熱交換器コイルの上方及び下方ベンド
を床内の擦過即ち侵食作用から防護し隔離するよ
うにし、しかも、垂直配置の熱交換器コイルを容
易に着脱し交換することができるようにした流動
床式反応器を提供することである。
応器の流動床領域内に垂直に配置し、そのような
垂直配置の熱交換器コイルの上方及び下方ベンド
を床内の擦過即ち侵食作用から防護し隔離するよ
うにし、しかも、垂直配置の熱交換器コイルを容
易に着脱し交換することができるようにした流動
床式反応器を提供することである。
課題を解決するための手段
上記目的を達成するために、本考案は、反応室
を有する反応容器と、該反応室はその下方部分に
形成される流動床帯域と、該流動床帯域の上方に
形成される空塔帯域を有するものとしたことと、
空気分配板によつて前記反応室から分離された風
箱と、該空気分配板は前記流動床帯域内に固形粒
状物質床を支持することができるように構成した
ことと、前記流動床帯域内に前記固形粒状物質の
流動床を形成するための流動化用ガスを前記反応
室内へ噴出させるガス噴出口を上向きにして前記
空気分配板に装着されて該反応室内へ上向きに突
設された複数の羽口と、該羽口のうち少なくとも
幾つかのガス噴出口を該空気分配板から所定距離
だけ離隔させ、それによつて該離隔させたガス噴
出口と空気分配板との間に一定の深さの静止した
固形粒状物質を有する領域が設定されるように構
成したことと、前記反応容器の外部に設けられ
た、熱交換流体のための水平な水ヘツダーと、前
記反応容器の外部に、前記水ヘツダーより高い位
置に設けられた、熱交換流体のための水平な蒸気
ヘツダーと、前記反応室内に配設された複数の熱
交換器コイルと、該水ヘツダーと、蒸気ヘツダー
と、熱交換器コイルを、水及び蒸気を自然循環さ
せるように配置したことと、該熱交換器コイルの
各々は、垂直中央分区と、該垂直中央分区の上下
端にそれぞれ連結された上方ベンド分区及び下方
ベンド分区とから成るものとしたことと、該上方
ベンド分区は、前記反応室の前記空塔帯域内に配
置し、該垂直中央分区の上端から反応容器の壁を
貫通して前記蒸気ヘツダーに接続させたことと、
該下方ベンド分区は、前記空気分配板状の前記静
止固形粒状物質領域内に配置し、該垂直中央分区
の下端から反応容器の壁を貫通して前記水ヘツダ
ーに接続させたことと、該垂直中央分区は、反応
室の前記流動床帯域内に配置したことと、前記反
応容器の壁に複数の着脱自在のハツチ部材を固定
し、該各ハツチ部材に複数の前記熱交換器コイル
を固定し、保守点検のために該熱交換器コイルを
ハツチ部材に取付けたままで該ハツチ部材を反応
容器から取外すことができるようにしたことから
成る流動床式反応器を提供する。
を有する反応容器と、該反応室はその下方部分に
形成される流動床帯域と、該流動床帯域の上方に
形成される空塔帯域を有するものとしたことと、
空気分配板によつて前記反応室から分離された風
箱と、該空気分配板は前記流動床帯域内に固形粒
状物質床を支持することができるように構成した
ことと、前記流動床帯域内に前記固形粒状物質の
流動床を形成するための流動化用ガスを前記反応
室内へ噴出させるガス噴出口を上向きにして前記
空気分配板に装着されて該反応室内へ上向きに突
設された複数の羽口と、該羽口のうち少なくとも
幾つかのガス噴出口を該空気分配板から所定距離
だけ離隔させ、それによつて該離隔させたガス噴
出口と空気分配板との間に一定の深さの静止した
固形粒状物質を有する領域が設定されるように構
成したことと、前記反応容器の外部に設けられ
た、熱交換流体のための水平な水ヘツダーと、前
記反応容器の外部に、前記水ヘツダーより高い位
置に設けられた、熱交換流体のための水平な蒸気
ヘツダーと、前記反応室内に配設された複数の熱
交換器コイルと、該水ヘツダーと、蒸気ヘツダー
と、熱交換器コイルを、水及び蒸気を自然循環さ
せるように配置したことと、該熱交換器コイルの
各々は、垂直中央分区と、該垂直中央分区の上下
端にそれぞれ連結された上方ベンド分区及び下方
ベンド分区とから成るものとしたことと、該上方
ベンド分区は、前記反応室の前記空塔帯域内に配
置し、該垂直中央分区の上端から反応容器の壁を
貫通して前記蒸気ヘツダーに接続させたことと、
該下方ベンド分区は、前記空気分配板状の前記静
止固形粒状物質領域内に配置し、該垂直中央分区
の下端から反応容器の壁を貫通して前記水ヘツダ
ーに接続させたことと、該垂直中央分区は、反応
室の前記流動床帯域内に配置したことと、前記反
応容器の壁に複数の着脱自在のハツチ部材を固定
し、該各ハツチ部材に複数の前記熱交換器コイル
を固定し、保守点検のために該熱交換器コイルを
ハツチ部材に取付けたままで該ハツチ部材を反応
容器から取外すことができるようにしたことから
成る流動床式反応器を提供する。
ここでは、「水ヘツダ」及び「蒸気ヘツダ」と
いう用語が使用されているが、例えばアセトン又
はベンゼンなど、水／水蒸気系以外の液体／蒸気
系を使用することもできる。
いう用語が使用されているが、例えばアセトン又
はベンゼンなど、水／水蒸気系以外の液体／蒸気
系を使用することもできる。
本考案の叙上及びその他の目的及び利点は、添
付図に基づいて記述する以下の記載から一層明ら
かになろう。
付図に基づいて記述する以下の記載から一層明ら
かになろう。
実施例
第１図には、反応容器（以下、単に「容器」と
も称する）１２と、該容器内に本考案に従つて構
成された垂直配置の熱交換器コイル３０を有する
流動床式反応装置１０が示されている。反応容器
１２は、耐火断熱材層１４で裏張りされた金属製
外殻１３を有している。容器１２の内部は、空気
分配板（孔あき板）（以下、単に「分配板」とも
称する）１６によつて２つの画室、即ち分配板１
６より上方の反応室２２と、分配板より下の風箱
２６とに分割されている。空気分配板１６からは
列状に配置された複数の羽口１８が反応室２２内
へ上向きに立設されている。風箱２６の頂部には
分割板１６を支持するために一連の水平鋼ビーム
１７が設けられている。風箱２６へ流動化用ガス
を供給するためのガス導入管２７が設けられてい
る。ガスは、羽口１８を通して反応室２２へ導入
される。反応室２２から排ガスを導出するために
反応室の空塔領域（自由空間）に連通した導管２
５が設けられている。又、床材料を補給するため
の導管２８は、反応室２２の壁を貫通して設けら
れている。反応室内の流動粒状物質の燃焼を開始
させるための予備加熱用バーナ２３も、反応室２
２の壁を貫通して設けられている。空気分配板１
６上に載置された固形粒状物質床（「流動床」と
も称する）２１は、羽口１８を通して反応室２２
内へ導入されるガスにより膨張流動化せしめら
れ、空気分配板１６の上方の相当な深さに亙つて
反応室２２内の空間を占める。反応室内の固形粒
状物質床２１は、又、分配板１６の直ぐ上で羽口
１８の噴出口より下方に静止粒状物質領域（「静
止粒状物質層」とも称する）６５（第２図）を形
成する特徴がある。
も称する）１２と、該容器内に本考案に従つて構
成された垂直配置の熱交換器コイル３０を有する
流動床式反応装置１０が示されている。反応容器
１２は、耐火断熱材層１４で裏張りされた金属製
外殻１３を有している。容器１２の内部は、空気
分配板（孔あき板）（以下、単に「分配板」とも
称する）１６によつて２つの画室、即ち分配板１
６より上方の反応室２２と、分配板より下の風箱
２６とに分割されている。空気分配板１６からは
列状に配置された複数の羽口１８が反応室２２内
へ上向きに立設されている。風箱２６の頂部には
分割板１６を支持するために一連の水平鋼ビーム
１７が設けられている。風箱２６へ流動化用ガス
を供給するためのガス導入管２７が設けられてい
る。ガスは、羽口１８を通して反応室２２へ導入
される。反応室２２から排ガスを導出するために
反応室の空塔領域（自由空間）に連通した導管２
５が設けられている。又、床材料を補給するため
の導管２８は、反応室２２の壁を貫通して設けら
れている。反応室内の流動粒状物質の燃焼を開始
させるための予備加熱用バーナ２３も、反応室２
２の壁を貫通して設けられている。空気分配板１
６上に載置された固形粒状物質床（「流動床」と
も称する）２１は、羽口１８を通して反応室２２
内へ導入されるガスにより膨張流動化せしめら
れ、空気分配板１６の上方の相当な深さに亙つて
反応室２２内の空間を占める。反応室内の固形粒
状物質床２１は、又、分配板１６の直ぐ上で羽口
１８の噴出口より下方に静止粒状物質領域（「静
止粒状物質層」とも称する）６５（第２図）を形
成する特徴がある。
反応容器１２の外部には蒸気ヘツダ３９及び水
ヘツダ３７を設ける。これらのヘツダは、反応容
器１２を囲繞する環状形態とすることができる。
複数の熱交換器コイル３０は、水ヘツダ３７と蒸
気ヘツダ３９を連結し、反応室２２の流動床２１
内を貫通して延長している。水ヘツダ３７は、第
１図にみられるように、分配板１６より僅かに下
に配置されており、この水ヘツダ３７へは、やは
り反応容器１２の外部に設けられた蒸気ドラム４
５から下降管４８を通して自然循環によつて水を
導く。水は、ヘツダ３７から熱交換器コイル３０
通つて上昇し、その間に流動床２１から熱を抽出
し、それによつて蒸発して蒸気となる。蒸気は、
反応容器１２から出て蒸気ヘツダ３９へ入る。蒸
気は、蒸気ヘツダ３９から蒸気管４２を通して蒸
気ドラム４５へ送られ、該ドラムから使用場所
（図示せず）へ送給される。
ヘツダ３７を設ける。これらのヘツダは、反応容
器１２を囲繞する環状形態とすることができる。
複数の熱交換器コイル３０は、水ヘツダ３７と蒸
気ヘツダ３９を連結し、反応室２２の流動床２１
内を貫通して延長している。水ヘツダ３７は、第
１図にみられるように、分配板１６より僅かに下
に配置されており、この水ヘツダ３７へは、やは
り反応容器１２の外部に設けられた蒸気ドラム４
５から下降管４８を通して自然循環によつて水を
導く。水は、ヘツダ３７から熱交換器コイル３０
通つて上昇し、その間に流動床２１から熱を抽出
し、それによつて蒸発して蒸気となる。蒸気は、
反応容器１２から出て蒸気ヘツダ３９へ入る。蒸
気は、蒸気ヘツダ３９から蒸気管４２を通して蒸
気ドラム４５へ送られ、該ドラムから使用場所
（図示せず）へ送給される。
熱交換器コイル３０とそれに関連した反応器の
構造は、第２図に詳細に示されている。水ヘツダ
３７を蒸気ヘツダ３９に接続している熱交換器コ
イル３０は、３つの分区からなつていると考える
ことができる。３つの分区とは、反応容器１２の
流動床領域２１を貫通している垂直中央分区３１
と、該中央分区を水ヘツダ３７に連接する下方ベ
ンド分区３２と、中央分区を蒸気ヘツダ３９に連
接する上方ベンド分区３３である。羽口１８は、
反応室２２内へ相当な距離突出しており、羽口の
噴出口は、熱交換器コイル３０の垂直分区３１の
下端の高さのところにある。従つて、羽口の噴出
口より下に、例えば砂又は耐火砕石のような不活
性の固形粒状物の層、即ち静止粒状物質領域６５
が創生される。熱交換器コイル３０の下方ベンド
分区３３の一部分はこの静止粒状物質領域６５内
に配置する。従つて、流動床２１内で特に侵食作
用を受け易い管ベンド３３ａは、侵食作用の生じ
ない静止粒状物質層６５内に位置する。又、この
静止粒状物質６５の粒状物質は、弛く詰つている
から、熱交換器コイルの熱膨張はどの方向にも可
能である。
構造は、第２図に詳細に示されている。水ヘツダ
３７を蒸気ヘツダ３９に接続している熱交換器コ
イル３０は、３つの分区からなつていると考える
ことができる。３つの分区とは、反応容器１２の
流動床領域２１を貫通している垂直中央分区３１
と、該中央分区を水ヘツダ３７に連接する下方ベ
ンド分区３２と、中央分区を蒸気ヘツダ３９に連
接する上方ベンド分区３３である。羽口１８は、
反応室２２内へ相当な距離突出しており、羽口の
噴出口は、熱交換器コイル３０の垂直分区３１の
下端の高さのところにある。従つて、羽口の噴出
口より下に、例えば砂又は耐火砕石のような不活
性の固形粒状物の層、即ち静止粒状物質領域６５
が創生される。熱交換器コイル３０の下方ベンド
分区３３の一部分はこの静止粒状物質領域６５内
に配置する。従つて、流動床２１内で特に侵食作
用を受け易い管ベンド３３ａは、侵食作用の生じ
ない静止粒状物質層６５内に位置する。又、この
静止粒状物質６５の粒状物質は、弛く詰つている
から、熱交換器コイルの熱膨張はどの方向にも可
能である。
熱交換器コイルの上方ベンド分区３２は、流動
床領域の上方の、激しい流動作用がみられない反
応室２２の空塔内に配置する。従つて、上方ベン
ド分区３２は、コイル３０内に蒸気閉塞が生じる
のを防止するために、中央分区３１との連接部か
ら蒸気ヘツダ３９に連結する点まで上向きに傾斜
させてある。
床領域の上方の、激しい流動作用がみられない反
応室２２の空塔内に配置する。従つて、上方ベン
ド分区３２は、コイル３０内に蒸気閉塞が生じる
のを防止するために、中央分区３１との連接部か
ら蒸気ヘツダ３９に連結する点まで上向きに傾斜
させてある。
熱交換器コイル３０は、反応容器１２の外殻１
３にボルトなどにより着脱自在に装着するハツチ
部材５４に固定する。ハツチ部材５４は、耐火層
５６で内張りされた金属板５５によつて構成す
る。ハツチ部材５４には熱交換器コイル３０を通
すための複数の管挿通孔５７を穿設する。熱交換
器コイル３０の管を蒸気ヘツダ３９と水ヘツダ３
７に接続するために、管３０のハツチ部材の耐火
層５６を貫通する部分を断熱繊維材５９（例えば
カーボランダム社製の「アアイバフラツクス」）
で被覆する。この断熱繊維材は、熱膨張によるコ
イルの移動を、該コイルを直接体か層５６に接触
させることなく、可能にする。コイルの接続部に
設けられた伸縮管継手６０又はサーマルスリーブ
６１は、コイル３０の熱によるある程度の伸縮を
可能にする。伸縮管継手６０は、又、コイルの熱
膨張による曲げ応力を吸収し、ハツチ部材５４に
及ぼされる機械的応力を最少限にする。第３図に
示されるハツチ部材５４は、反応容器１２の壁に
着脱自在に取付けることができる。弛く詰つた静
止粒状物質層６５は、作動中熱交換器コイル３０
の下方ベンド３３ａを防護するばかりでなく、ハ
ツチ部材５４の取外し作業を妨害することがな
い。又、ハツチ部材５４を再び組付けるのも容易
である。即ち、組付ける部位の粒状物質層６５を
除去した後ハツチ部材を反応容器１２の壁にボル
ト止めすればよい。ハツチ部材を反応容器の壁に
ボルト止めしたならば、粒状物質を入れて熱交換
器コイルのベンド分区３３を被つて所望の深さに
まで充填する。
３にボルトなどにより着脱自在に装着するハツチ
部材５４に固定する。ハツチ部材５４は、耐火層
５６で内張りされた金属板５５によつて構成す
る。ハツチ部材５４には熱交換器コイル３０を通
すための複数の管挿通孔５７を穿設する。熱交換
器コイル３０の管を蒸気ヘツダ３９と水ヘツダ３
７に接続するために、管３０のハツチ部材の耐火
層５６を貫通する部分を断熱繊維材５９（例えば
カーボランダム社製の「アアイバフラツクス」）
で被覆する。この断熱繊維材は、熱膨張によるコ
イルの移動を、該コイルを直接体か層５６に接触
させることなく、可能にする。コイルの接続部に
設けられた伸縮管継手６０又はサーマルスリーブ
６１は、コイル３０の熱によるある程度の伸縮を
可能にする。伸縮管継手６０は、又、コイルの熱
膨張による曲げ応力を吸収し、ハツチ部材５４に
及ぼされる機械的応力を最少限にする。第３図に
示されるハツチ部材５４は、反応容器１２の壁に
着脱自在に取付けることができる。弛く詰つた静
止粒状物質層６５は、作動中熱交換器コイル３０
の下方ベンド３３ａを防護するばかりでなく、ハ
ツチ部材５４の取外し作業を妨害することがな
い。又、ハツチ部材５４を再び組付けるのも容易
である。即ち、組付ける部位の粒状物質層６５を
除去した後ハツチ部材を反応容器１２の壁にボル
ト止めすればよい。ハツチ部材を反応容器の壁に
ボルト止めしたならば、粒状物質を入れて熱交換
器コイルのベンド分区３３を被つて所望の深さに
まで充填する。
空気分配板１６の上側面のうちコイル３０が進
入しない不文意は、鋳造可能な耐火材又は予備成
形した耐火材６４を配設することができる。もち
ろん、空気分配板１６の全面に亙つて粒状物質層
を設けてもよい。
入しない不文意は、鋳造可能な耐火材又は予備成
形した耐火材６４を配設することができる。もち
ろん、空気分配板１６の全面に亙つて粒状物質層
を設けてもよい。
作動において、固形粒状燃料を燃料導管２８を
通して導入し、流動化用ガス（予備加熱しておい
てもよい）を導入管２７を通して導入する。管２
７からのガスは、空気分配板１６の羽口１８を通
り、羽口の噴出口から噴出して反応室２２内の粒
状部室を流動化させ、羽口の噴出口の高さより上
方に吹上げる。羽口の噴出口高さより下には、静
止状態の粒状物質層６５が存在する。熱交換器コ
イル３０の下方ベンド分区３３はこの静止粒状物
質層内に埋没している。粒状物質床内に生じた燃
焼生成ガスは、床を通つて反応室２０の空塔領域
２２へ上昇し、空塔領域から排ガス導管２５を通
つて流出し、処理又は廃棄される。水−蒸気回路
は、先に述べた通りであり、発生した蒸気は、蒸
気ドラム４５から熱回収装置又はその他の目的の
装置（図示せず）へ送給される。
通して導入し、流動化用ガス（予備加熱しておい
てもよい）を導入管２７を通して導入する。管２
７からのガスは、空気分配板１６の羽口１８を通
り、羽口の噴出口から噴出して反応室２２内の粒
状部室を流動化させ、羽口の噴出口の高さより上
方に吹上げる。羽口の噴出口高さより下には、静
止状態の粒状物質層６５が存在する。熱交換器コ
イル３０の下方ベンド分区３３はこの静止粒状物
質層内に埋没している。粒状物質床内に生じた燃
焼生成ガスは、床を通つて反応室２０の空塔領域
２２へ上昇し、空塔領域から排ガス導管２５を通
つて流出し、処理又は廃棄される。水−蒸気回路
は、先に述べた通りであり、発生した蒸気は、蒸
気ドラム４５から熱回収装置又はその他の目的の
装置（図示せず）へ送給される。
本考案の流動床式反応器は、燃料として石炭を
燃焼させる。石炭の燃焼によつて生じる燃焼生成
ガスは、多くの場合有毒な多量の硫黄化合物を含
有しているので、そのようなガスを大気へ排出す
ることは環境汚染点から望ましくない。本考案の
装置は、燃焼生成ガス内の硫黄含有率を低くする
ことによつてこの問題を軽減する。排ガス内の硫
黄分の減少は、流動床内の温度を適正な床物質に
より適正に制御することによつて得られる。
燃焼させる。石炭の燃焼によつて生じる燃焼生成
ガスは、多くの場合有毒な多量の硫黄化合物を含
有しているので、そのようなガスを大気へ排出す
ることは環境汚染点から望ましくない。本考案の
装置は、燃焼生成ガス内の硫黄含有率を低くする
ことによつてこの問題を軽減する。排ガス内の硫
黄分の減少は、流動床内の温度を適正な床物質に
より適正に制御することによつて得られる。
排ガス内の硫黄を減少させるために石灰石床を
用いることができる。その場合、導入管２７を通
して空気を導入する。流動床２１は、直径最高
3.06mm（１／8in）程度の平均粒度を有する石灰
石又はドロマイトから成つている。この流動床内
へ燃料導管２８を通して破砕石炭を導入する。石
炭は、流動床内で燃焼し、約892℃（約1650〓）
の温度に達する。石炭内の硫黄は、床の石灰石又
はドロマイトと反応し、その反応生成物CaSO4が
残る。（ドロマイトを使用した場合は若干の
MgSO4も生成される。）流動床内に生じた硫酸カ
ルシウムは、排出管（図示せず）を通して排出
し、新鮮な石灰石は導管２８を通して導入する。
流動床から排出された硫酸カルシウムは、これを
他の装置内でし加熱し硫酸生成の初期工程として
SO2ガスを放出させ、一方、それによつて生成さ
れた石灰を反応装置１０へ戻して再使用に供する
ことができる。
用いることができる。その場合、導入管２７を通
して空気を導入する。流動床２１は、直径最高
3.06mm（１／8in）程度の平均粒度を有する石灰
石又はドロマイトから成つている。この流動床内
へ燃料導管２８を通して破砕石炭を導入する。石
炭は、流動床内で燃焼し、約892℃（約1650〓）
の温度に達する。石炭内の硫黄は、床の石灰石又
はドロマイトと反応し、その反応生成物CaSO4が
残る。（ドロマイトを使用した場合は若干の
MgSO4も生成される。）流動床内に生じた硫酸カ
ルシウムは、排出管（図示せず）を通して排出
し、新鮮な石灰石は導管２８を通して導入する。
流動床から排出された硫酸カルシウムは、これを
他の装置内でし加熱し硫酸生成の初期工程として
SO2ガスを放出させ、一方、それによつて生成さ
れた石灰を反応装置１０へ戻して再使用に供する
ことができる。
ヘツダ３７内の水は、それが蒸気ドラム３９か
ら出ているので蒸気の温度とほぼ同じである。こ
の水は、熱交換器コイル３０内を通る間に流動床
からコイルへ伝えられる熱によつて蒸発して蒸気
となる。生成される蒸気の量は、總熱伝達量
（BTU）を蒸発潜熱で除した商に等しい。
ら出ているので蒸気の温度とほぼ同じである。こ
の水は、熱交換器コイル３０内を通る間に流動床
からコイルへ伝えられる熱によつて蒸発して蒸気
となる。生成される蒸気の量は、總熱伝達量
（BTU）を蒸発潜熱で除した商に等しい。
排ガス導管２５から流出する燃焼ガスは、実質
的に硫黄を含んでいないから、粉塵だけを除去し
て大気へ放出させることができる。
的に硫黄を含んでいないから、粉塵だけを除去し
て大気へ放出させることができる。
考案の作用効果
先に述べたように、流動床内の粒状物質の激し
い攪拌は、床内に埋没している熱交換器コイル３
０のベンド分区に特に強い侵食作用を及ぼす。コ
イルの垂直分区３１はそれほど強い侵食作用を受
けない。本考案によれば、コイルの上方ベンド分
区３２は、侵食作用を最少限にするように固形粒
状物質の流動床より十分上に配置してある。一
方、先に述べたように下方ベンド分区３３は、静
止粒状物質總６５内に埋没させて該部室そうによ
り保護されるようにする。この層の粒状物質は実
質的に静止状態にあり、羽口１８のガス噴出口よ
り下にあつてガスの激しい流れが存在しないか
ら、下方ベンド分区３３は、ほとんど、あるいは
全く侵食作用を受けない。
い攪拌は、床内に埋没している熱交換器コイル３
０のベンド分区に特に強い侵食作用を及ぼす。コ
イルの垂直分区３１はそれほど強い侵食作用を受
けない。本考案によれば、コイルの上方ベンド分
区３２は、侵食作用を最少限にするように固形粒
状物質の流動床より十分上に配置してある。一
方、先に述べたように下方ベンド分区３３は、静
止粒状物質總６５内に埋没させて該部室そうによ
り保護されるようにする。この層の粒状物質は実
質的に静止状態にあり、羽口１８のガス噴出口よ
り下にあつてガスの激しい流れが存在しないか
ら、下方ベンド分区３３は、ほとんど、あるいは
全く侵食作用を受けない。
羽口１８の噴出口の向きは、高温ガスがコイル
に吹付けられることがないように定めるべきであ
る。一般的には、各羽口の噴出口は、互いに向き
合うように配置する。
に吹付けられることがないように定めるべきであ
る。一般的には、各羽口の噴出口は、互いに向き
合うように配置する。
以上要するに、本考案の構成によれば、流動床
内で特に侵食作用を受け易い管ベンドに関して
は、上方ベンド分区３２は、反応室２２の空塔帯
域内に配置され、下方ベンド分区３３は、侵食作
用の少ない静止粒状物質領域６５内に配置され
る。更に、この静止固形粒状物質領域の粒状物質
は、弛く詰つているから、熱交換器コイル３０の
熱膨張はどの方向にも可能である。
内で特に侵食作用を受け易い管ベンドに関して
は、上方ベンド分区３２は、反応室２２の空塔帯
域内に配置され、下方ベンド分区３３は、侵食作
用の少ない静止粒状物質領域６５内に配置され
る。更に、この静止固形粒状物質領域の粒状物質
は、弛く詰つているから、熱交換器コイル３０の
熱膨張はどの方向にも可能である。
更に、本考案の重要な特徴は、反応容器１２の
壁に複数の着脱自在のハツチ部材５４を固定し、
各ハツチ部材５４に複数の熱交換器コイル３０を
固定したことである。それによつて、保守点検等
のために熱交換器コイル３０をハツチ部材５４に
取付けたままでハツチ部材５４を反応容器１２か
ら容易に取外すことができる。弛く詰つた静止固
形粒状物質領域６５の粒状物質は、上述したよう
に作動中熱交換器コイル３０の下方ベンド分区３
３を防護するばかりでなく、ハツチ部材５４及び
それに固定された熱交換コイルの反応容器からの
取外しを妨害することがない。
壁に複数の着脱自在のハツチ部材５４を固定し、
各ハツチ部材５４に複数の熱交換器コイル３０を
固定したことである。それによつて、保守点検等
のために熱交換器コイル３０をハツチ部材５４に
取付けたままでハツチ部材５４を反応容器１２か
ら容易に取外すことができる。弛く詰つた静止固
形粒状物質領域６５の粒状物質は、上述したよう
に作動中熱交換器コイル３０の下方ベンド分区３
３を防護するばかりでなく、ハツチ部材５４及び
それに固定された熱交換コイルの反応容器からの
取外しを妨害することがない。
以上、本考案の実施例を説明したが、本考案は
これに限定されるものではなく、本考案の精神及
び範囲から逸脱することなく、いろいろな変型及
び改変が可能であることは当業者には明らかであ
ろう。
これに限定されるものではなく、本考案の精神及
び範囲から逸脱することなく、いろいろな変型及
び改変が可能であることは当業者には明らかであ
ろう。
第１図は、本考案による流動床式反応器の断面
図、第２図は、本考案による熱交換コイルの部分
断面図、第３図は、本考案に従つて熱交換器コイ
ルを装着した着脱自在のハツチ部材の透視図であ
る。 図中、１２は反応容器、１６は空気分配板、１
８は羽口、２１は粒状物質床（流動床）、２２は
反応室、２６は風箱、３０は熱交換コイル、３１
は垂直中央分区、３２，３３はベンド分区、３
７，３９はヘツダ、５４はハツチ部材。
図、第２図は、本考案による熱交換コイルの部分
断面図、第３図は、本考案に従つて熱交換器コイ
ルを装着した着脱自在のハツチ部材の透視図であ
る。 図中、１２は反応容器、１６は空気分配板、１
８は羽口、２１は粒状物質床（流動床）、２２は
反応室、２６は風箱、３０は熱交換コイル、３１
は垂直中央分区、３２，３３はベンド分区、３
７，３９はヘツダ、５４はハツチ部材。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 １ 流動床式反応器において、 反応室を有する反応容器と、 該反応室はその下方部分に形成される流動床
帯域と、該流動床帯域の上方に形成される空塔
帯域を有するものとしたことと、 空気分配板によつて前記反応室から分離され
た風箱と、 該空気分配板は前記流動床帯域内に固形粒状
物質床を支持することができるように構成した
ことと、 前記流動床帯域内に前記固形粒状物質の流動
床を形成するための流動化用ガスを前記反応室
内へ噴出させるガス噴出口を上向きにして前記
空気分配板に装着されて該反応室内へ上向きに
突設された複数の羽口と、 該羽口のうち少なくとも幾つかのガス噴出口
を該空気分配板から所定距離だけ離隔させ、そ
れによつて該離隔させたガス噴出口と空気分配
板との間に一定の深さの静止した固形粒状物質
を有する領域が設定されるように構成したこと
と、 前記反応容器の外部に設けられた、熱交換流
体のための水平な水ヘツダーと、 前記反応容器の外部に、前記水ヘツダーより
高い位置に設けられた、熱交換流体のための水
平な蒸気ヘツダーと、 前記反応室内に配設された複数の熱交換器コ
イルと、 該水ヘツダーと、蒸気ヘツダーと、熱交換器
コイルを、水及び蒸気を自然循環させるように
配置したことと、 該熱交換器コイルの各々は、垂直中央分区
と、該垂直中央分区の上下端にそれぞれ連結さ
れた上方ベンド分区及び下方ベンド分区とから
成るものとしたことと、 該上方ベンド分区は、前記反応室の前記空塔
帯域内に配置し、該垂直中央分区の上端から反
応容器の壁を貫通して前記蒸気ヘツダーに接続
させたことと、 該下方ベンド分区は、前記空気分配板上の前
記静止固形粒状物質領域内に配置し、該垂直中
央分区の下端から反応容器の壁を貫通して前記
水ヘツダーに接続させたことと、 該垂直中央分区は、反応室の前記流動床帯域
内に配置したことと、 前記反応容器の壁に複数の着脱自在のハツチ
部材を固定し、該各ハツチ部材に複数の前記熱
交換器コイルを固定し、保守点検のために該熱
交換器コイルをハツチ部材に取付けたままで該
ハツチ部材を反応容器から取外すことができる
ようにしたことから成る流動床式反応器。 ２ 前記静止固形粒状物質領域は、前記反応容器
の外壁に隣接して設定されるようにした実用新
案登録請求の範囲第１項記載の流動床式反応
器。 ３ 前記空気分配板上の、前記静止固形粒状物質
領域によつて占められていない区域に耐火性セ
ラミツク材層が設けられている実用新案登録請
求の範囲第２項記載の流動床式反応器。 ４ 前記熱交換器コイルの前記上方ベンド分区
は、該コイル内での蒸気閉塞を防止するため
に、前記垂直中央分区との連結部から前記蒸気
ヘツダーとの連結部にまで上向きに傾斜させて
ある実用新案登録請求の範囲第３項記載の流動
床式反応器。 ５ 前記ハツチ部材は、耐火性セラミツク材で内
張りされており、前記上方ベンド分区及び下方
ベンド分区は該ハツチ部材を貫通して延長さ
せ、断熱耐火繊維被覆材及びサーマルスリーブ
又は金属製伸縮管継手によつて上方及び下方ベ
ンド分区をハツチ部材に密封状態に固定した実
用新案登録請求の範囲第１項記載の流動床式反
応器。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/193,286 US4314967A (en) | 1980-10-02 | 1980-10-02 | Fluidized bed reactor with vertical cooling coils |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0270730U JPH0270730U (ja) | 1990-05-29 |
| JPH048992Y2 true JPH048992Y2 (ja) | 1992-03-06 |
Family
ID=22712990
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56156069A Pending JPS5794333A (en) | 1980-10-02 | 1981-09-30 | Fluid bed type reactor with vertical heat exchanger coil |
| JP1989129743U Expired JPH048992Y2 (ja) | 1980-10-02 | 1989-11-08 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56156069A Pending JPS5794333A (en) | 1980-10-02 | 1981-09-30 | Fluid bed type reactor with vertical heat exchanger coil |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4314967A (ja) |
| JP (2) | JPS5794333A (ja) |
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