JPH0571875A - 流動層 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 正常な粒度分布を持つ粒子は流動状態で運転
でき、異常な大きさの粒子は底部を転動しながら流動層
での滞在時間を両者共コントロールでき、円滑にかつ確
実に処理することができる流動層を提供することを目的
とする。 【構成】 粒子の移送方向にかつ斜め上方に向けて設定
されたノズル２３からの噴出気体によって、被処理物の
うち大粒径のものは、底部を主として転動しながら移送
されていくと共に、正常な分布を示す小粒径のものは、
円滑に流動化されて移送されていく。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として、冶金工業，
製鉄工業，化学工業，薬品工業及び焼却分野において、
粒子を浮遊させて処理（反応，乾燥，混合，液体コーテ
ィング処理）する流動層に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、流動層で取扱う粒子がある幅の
粒子径を有している場合には、その最低流動化速度が異
なるため、全体の粒子を均一に流動させるためには、対
象とする粒子の大きさを適切に決める必要がある。幸い
なことに、ある粒子径に対しては最低流動化速度と粒子
の終末速度の間にはかなり大きい幅があり、このために
粒度分布の幅が広くても粒子群全体を流動化することが
できる。特に微細な粒子が多い場合には、流動層の上部
にサイクロン等を取付け微細粒子を捕集し、再循環すれ
ば流動層としての機能を損なうことはない。そして、普
通経験的に平均粒子径よりも十分の一小さいもの、ある
いは十倍大きいもの等の範囲における粒子は十分従来技
術で処理できるということが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ここで問題になるのは
天然物、すなわち鉱石、石炭等の地下埋蔵資源のよう
に、また最近広く取扱われている固形廃棄物のように非
常に粒度分布の幅が広く、かつ異物（石や木片、プラス
チック、金属、破片）等の混入したものは、平均粒径の
１００ないし１０００倍もあるような大きな物が混入す
るので、これを処理する必要がある。

【０００４】このような物の取扱いには、流動層の前に
篩を設けて粗大粒を分別し、粗大な物は粉砕することに
よって目的を達成することはできるが、もともと粉砕す
る必要のないものをあえて粉砕したり、また篩を使った
場合にはほとんどの粉体を篩下で回収しなければならな
いことから、篩の大きさも大きくなり決して経済的では
ない。

【０００５】一方、このような混合物を篩をかけずに流
動層に入れた場合には、まことに自明なことではある
が、流動されないものは流動層の分散板上に堆積し、流
動層としての機能を果たさなくなる。このような事態に
対応するには従来法の流動層では困難である。従来最も
良いとされている流動化のためのノズルは以下のごとく
であるが、いずれも円滑に処理できない。すなわち、

【０００６】（イ）分散板１に対してマシンハット２と
称するノズルが突出して設けられたもの（図８参照）に
あっては、このマシンハット２に粗大粒が引っ掛かり流
動できないという問題がある。

【０００７】（ロ）分散板１に貫通孔３が形成されたも
の（目皿と称す、図９参照）にあっては、比較的うまく
輸送はできるが、粘着性のあるものは穴のない平板上に
堆積し、また粗大粒は垂直方向の力では流動ができな
い。

【０００８】（ハ）分散板１にく字状の板４を連結した
もの（図１０参照）にあってはノズルからの吹出しにバ
ックスピンがかかり、渦が分散板１上でできるために輸
送能力の減退を引き起こすと共に、平板上に粘着物が固
着する。

【０００９】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、反応，乾燥，焼却等の処
理を行う被処理物の中に正常な粒度分布と違って大きな
固まりが入っているもの、あるいは異常な形状なもの等
の不規則な粒子を持った物質を処理するのに適した、す
なわち正常な粒度分布を持つ粒子は流動状態で運転で
き、異常な大きさの粒子は底部を転動しながら流動層で
の滞在時間を両者共コントロールでき、円滑にかつ確実
に処理することができる流動層を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１は、ノ
ズルから噴出した気体の噴出方向が、被処理物の移送方
向にかつ斜め上方に向けて設定されたものである。

【００１１】本発明の請求項２は、ノズルに近接してノ
ズルから噴出した気体を案内する傾斜面が形成されたも
のである。

【００１２】

【作用】本発明の流動層の請求項１にあっては、被処理
物の移送方向にかつ斜め上方に向けて設定されたノズル
からの噴出気体によって、被処理物のうち大粒径のもの
は、底部を主として転動しながら移送されていくと共
に、正常な分布を示す小粒径のものは、円滑に流動化さ
れて移送されていく。

【００１３】また、本発明の請求項２にあっては、傾斜
面によって、ノズルから噴出した気体の方向性が適正に
制御され、かつ大粒径の固形物の転動を案内する。

【００１４】

【実施例】以下、図１ないし図７に基づいて本発明の一
実施例を説明する。

【００１５】図１と図２において符号１０は流動層本体
であり、この流動層本体１０は、底板１１と頂部１２と
が側板１３によって固定されて構成されている。そし
て、上記流動層本体１０の内部には分散板１４が取付け
られており、この分散板１４と底板１１との間の空間は
加圧室１５とされ、この加圧室１５には、流動用空気入
口１６が設けられている。また、上記頂部１２には、流
動用空気出口１７が設けられており、かつ対向する一対
の側板１３には、それぞれ、粉体入口１８及び粉体出口
１９が取付けられている。

【００１６】上記分散板１４部は、図３に示すように、
分散板１４に空気導入口２０が形成され、この空気導入
口２０の上方に、半円筒状のキャップ２１が、粉体の移
送方向（粉体入口１８から粉体出口１９への方向）に対
して直交する方向に敷設され、かつこれらのキャップ２
１間に、ジャンプ台２２が粉体の移送方向に向かって斜
め上方に傾斜して設けられると共に、上記キャップ２１
に、適宜間隔に、ノズル２３が、ジャンプ台２２の傾斜
面２４に沿った方向に向けて形成されている。また、図
４は、分散板１４部の別の一例を示すもので、この図に
おいては、分散板１４上に断面く字状のジャンプ台２５
が敷設されている。

【００１７】なお、大量に粉体を扱う場合には、流動層
の平面上の形状は楕円形、あるいは角型等がよい。もち
ろん丸形でも十分に移動が可能である。また分散板上の
取付け角度、分散板の幅、キャップの高さ、キャップの
形状等については十分注意しながら選定する必要があ
る。

【００１８】上記のように構成された流動層において
は、粒度分布の著しく異なった楕円形の固形物を含む粉
体が粉体入口１８から流動層内に供給されると共に、流
動空気が流動用空気入口１６から導入されて流動用空気
出口１７より排出される。そして、流動している物体は
粉体出口１９を通じて流体層外に排出される。

【００１９】ここで、流動層の内部についてさらに詳細
に説明すれば、大粒径の粒子、例えば２５ないし５０ｍ
ｍの石等は分散板１４上のジャンプ台２２，２５上に乗
ってノズル２３からの噴出空気によって上向きに移動す
る。すなわち、大粒径の粒子は転動とわずかの流動状態
によって底部を全体の流れに従って、入口側より出口側
に移動する。一方、正常な分布を示す小粒径の粒子は、
吹込まれた空気による適切な流動化速度によりそれに対
応する粒子濃度で流動化をしながら、自由に流れて入口
より出口へ進み、外に排出される。

【００２０】そして、例えば、粗大粒子の受ける空気の
速度は、ノズル２３より噴出された状態の空気がそのま
ま粗大粒子に当たるので、４０〜５０ｍ／ｓｅｃであ
る。しかしながら、正常な分布を示す小粒径の粒子の受
ける空気は、下部を転動する粗大粒によって分散され、
上部の粒子流動層に均一に供給される。この場合は、見
掛けの流動化速度は２．０〜４．５ｍ／ｓｅｃ程度にな
っている。すなわち本発明の流動層においては、粗大粒
の移送には４０〜５０ｍ／ｓｅｃ程度の斜め上方向への
ジェット流によって粒子を移動させ、正常の粒子に対し
ては通常の適切な流動化速度によって垂直流による流動
化を行わせている点に特徴がある。

【００２１】この点、水平にジェット流を出すがごとき
構造のものは多く見受けられるが、大粒径の粒子の移動
を水平方向にさせるためにはノズルから吹出されたジェ
ット流は分散板に対して渦を作ることなく粗大粒子に当
たる必要があり、そのためには本発明の目的、ジャンプ
台２２，２５の傾斜面２４の角度と長さが重要な意味を
持ってくる。すなわちジャンプ台２２，２５がなくて分
散板上に平行にジェット流を流した場合には、バックス
ピンがかかり、空気の運動は滞留し、楕円形の粒子は移
動速度が遅くなる。

【００２２】実施例１：図７に示す粒度分布のごとき原
料炭を、幅４００ｍｍ、長さ２．５ｍの従来の流動乾燥
機に入れて流動化のテストを行った。利用した分散板の
開口比は７％であり、穴径は８ｍｍであった。供給量
２．５トン／ｈｒ、静止層の高さ４００ｍｍで運転し
た。すると、運転当初の圧力損失は、２００ｍｍＡｑで
あり、１５分間は全面に渡り流動をしていたが、１時間
後に３５０ｍｍＡｑの圧力損失となり、流動しない層の
範囲は約２０％で、出口の粒子は小さいもののみであっ
た。さらに供給を続けたところ、２時間後には圧力損失
は４００ｍｍＡｑとなり、流動化していない面積は７０
％に及び、粉体表面が傾斜し、その傾斜に従って粉体が
移動していた（図５参照）。滞留した粉体層内部には、
大粒径粒子が滞留したままとなり、その後運転不可能に
なった。

【００２３】これに対して、同じ流動層を用い、分散板
部を本発明の構造に改造し、ジャンプ台長さ６０ｍｍ、
角度５°、キャップ高さ１５ｍｍ、開口比７％の転動ノ
ズルにより、ノズル吹出し速度４０ｍ／ｓｅｃの条件
で、かつ上記と同じ供給条件で運転した結果、長時間安
定した連続運転が行われ、その間流動層内での停滞部は
認められず（図６参照）供給物の粒度分布と排出物のそ
れはほとんど同じであった。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
は、ノズルから噴出した気体の噴出方向が、被処理物の
移送方向にかつ斜め上方に向けて設定されたものである
から、被処理物の移送方向にかつ斜め上方に向けて設定
されたノズルからの噴出気体によって、被処理物のうち
大粒径のものは、流動層分散板上で転動しながら円滑な
水平移動の運動を行い、必要とされる操作（乾燥、焼
却、熱処理）を行うことができる上に、正常な粒子径粒
度分布を持つ粒子は適切な高さの流動層を形成すること
によって、流動状態を安定的にかつ円滑に維持すること
ができ、必要とされる処理を十分に行うことができる。

【００２５】また、本発明の請求項２は、ノズルに近接
してノズルから噴出した気体を案内する傾斜面が形成さ
れたものであるから、傾斜面によって、ノズルから噴出
した気体の方向性を適正に制御でき、かつ大粒径の固形
物の転動を確実に案内することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す全体構成図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】分散板部の一例を示す拡大図である。

【図４】分散板部の別の一例を示す拡大図である。

【図５】比較のために示す従来の流動乾燥機で石炭を乾
燥した時の状態図である。

【図６】本発明の流動乾燥機で石炭を乾燥した時の状態
図である。

【図７】原料炭の粒度分布を示す特性図である。

【図８】マシンハット方式のノズルを示す説明図であ
る。

【図９】目皿方式のノズルを示す説明図である。

【図１０】板をカスケードにしたノズルを示す説明図で
ある。

【符号の説明】

２３ ノズル ２４ 傾斜面

フロントページの続き (72)発明者 小川 功 東京都中央区佃２丁目17番15号 月島機械 株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノズルから噴出した気体によって被処理
   物を浮遊させて処理する流動層において、ノズルから噴
   出した気体の噴出方向が、被処理物の移送方向にかつ斜
   め上方に向けて設定されたことを特徴とする流動層。
2. 【請求項２】 ノズルに近接してノズルから噴出した気
   体を案内する傾斜面が形成されたことを特徴とする請求
   項１記載の流動層。