JPH06174378A - 循環流動層の粒子循環量の測定方法 - Google Patents
循環流動層の粒子循環量の測定方法Info
- Publication number
- JPH06174378A JPH06174378A JP32706292A JP32706292A JPH06174378A JP H06174378 A JPH06174378 A JP H06174378A JP 32706292 A JP32706292 A JP 32706292A JP 32706292 A JP32706292 A JP 32706292A JP H06174378 A JPH06174378 A JP H06174378A
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- Japan
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- gas
- fluidized bed
- particles
- pressure loss
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 循環流動層における粒子循環量を連続的に測
定する方法を提供する。 【構成】 反応流動層からガスとともに排出された粉体
を固気分離装置でガスと分離し、捕集した粉体を再度反
応流動層へと循環させる循環流動層反応装置において、
反応流動層から固気分離装置へ粉体とガスとの混合流を
導く管の途中における圧力損失を測定し、その圧力損失
値とその部分におけるガス流速値とにより粒子循環量を
検知することを特徴とする循環流動層の粒子循環量の測
定方法。
定する方法を提供する。 【構成】 反応流動層からガスとともに排出された粉体
を固気分離装置でガスと分離し、捕集した粉体を再度反
応流動層へと循環させる循環流動層反応装置において、
反応流動層から固気分離装置へ粉体とガスとの混合流を
導く管の途中における圧力損失を測定し、その圧力損失
値とその部分におけるガス流速値とにより粒子循環量を
検知することを特徴とする循環流動層の粒子循環量の測
定方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は循環流動層の粒子循環量
の測定方法に関する。
の測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】循環流動層の粒子循環速度を検知する方
法として、固気分離装置で捕集された粉体が移動層状態
で下降するダウンカマーにおける粒子速度を測定し粒子
循環量を検知する方法（特開平１−６７２４号公報「高
温粉流体の流速測定方法」，熱応答法を用いてパルス的
に温度の異なる粒子を移動層に装入し応答時間より降下
速度を知る方法）、又は反応流動層から固気分離装置へ
粉体とガスとの混合流を導く管の途中での含塵ガスをサ
ンプルしその濃度とガス流速より粒子循環量を測定する
方法がある。
法として、固気分離装置で捕集された粉体が移動層状態
で下降するダウンカマーにおける粒子速度を測定し粒子
循環量を検知する方法（特開平１−６７２４号公報「高
温粉流体の流速測定方法」，熱応答法を用いてパルス的
に温度の異なる粒子を移動層に装入し応答時間より降下
速度を知る方法）、又は反応流動層から固気分離装置へ
粉体とガスとの混合流を導く管の途中での含塵ガスをサ
ンプルしその濃度とガス流速より粒子循環量を測定する
方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来法によると粒子循
環量を連続的に測定するのは困難であり、粒子循環量の
変化をリアルタイムに信頼性の高い値を得るには不十分
であり、さらに簡便かつ信頼性のある連続測定が可能な
方式が望まれている。本発明は粒子循環量の連続測定方
法を提供するものである。
環量を連続的に測定するのは困難であり、粒子循環量の
変化をリアルタイムに信頼性の高い値を得るには不十分
であり、さらに簡便かつ信頼性のある連続測定が可能な
方式が望まれている。本発明は粒子循環量の連続測定方
法を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、反応流
動層からガスとともに排出された粉体を固気分離装置で
ガスと分離し、捕集した粉体を再度反応流動層へと循環
させる循環流動層反応装置において循環する粉体粒子の
循環量を測定するに当たり、反応流動層から固気分離装
置へ粉体とガスとの混合流を導く管の途中における圧力
損失を測定し、その圧力損失値とその部分におけるガス
流速値とにより粒子循環量を検知することを特徴とする
循環流動層の粒子循環量の測定方法である。
動層からガスとともに排出された粉体を固気分離装置で
ガスと分離し、捕集した粉体を再度反応流動層へと循環
させる循環流動層反応装置において循環する粉体粒子の
循環量を測定するに当たり、反応流動層から固気分離装
置へ粉体とガスとの混合流を導く管の途中における圧力
損失を測定し、その圧力損失値とその部分におけるガス
流速値とにより粒子循環量を検知することを特徴とする
循環流動層の粒子循環量の測定方法である。
【０００５】以下本発明を図面について詳述する。図１
は、鉄鉱石の循環流動還元装置に本発明を適用した例で
ある。粉体供給口１２からライザー（反応流動層）１１
に供給された粉鉱石は、ライザー内で流動ガス入口１０
より導入された還元ガスにより還元されながらライザー
内をガスとともに上昇し、固気分離装置（サイクロン）
１３にてガスと分離されたのちダウンカマー１４を移動
層状態で降下し大部分は再度ライザー内に戻り一部は粉
体排出口１５より還元鉱石として抜き取られる。固気分
離装置１３より出た排ガス１９は必要により二次サイク
ロン（図示せず）にて微粉と分離されたのち排ガス処理
装置に導かれ、微粉はそのまま回収するかダウンカマー
へ戻す。
は、鉄鉱石の循環流動還元装置に本発明を適用した例で
ある。粉体供給口１２からライザー（反応流動層）１１
に供給された粉鉱石は、ライザー内で流動ガス入口１０
より導入された還元ガスにより還元されながらライザー
内をガスとともに上昇し、固気分離装置（サイクロン）
１３にてガスと分離されたのちダウンカマー１４を移動
層状態で降下し大部分は再度ライザー内に戻り一部は粉
体排出口１５より還元鉱石として抜き取られる。固気分
離装置１３より出た排ガス１９は必要により二次サイク
ロン（図示せず）にて微粉と分離されたのち排ガス処理
装置に導かれ、微粉はそのまま回収するかダウンカマー
へ戻す。
【０００６】この装置には本発明を適用するために以下
の測定装置を備えている。ライザー出口及びサイクロン
は水平管２０で導通するが、水平管２０に粉体とガスと
の混合物の流れ方向に離れた２点に、圧力取出口１６及
び１７を設け差圧発振器１８に連結される。
の測定装置を備えている。ライザー出口及びサイクロン
は水平管２０で導通するが、水平管２０に粉体とガスと
の混合物の流れ方向に離れた２点に、圧力取出口１６及
び１７を設け差圧発振器１８に連結される。
【０００７】即ち粒子及びガスは、反応流動層であるラ
イザー上部で垂直方向から水平方向へと運動の向きが変
化する。このため、固気分離装置に導かれる水平管部分
において、粒子は水平方向の移動速度がほぼ０から徐々
に加速されるが、この加速に要する力は粒子循環量に依
存する。またその際に要する力はガスへの反力としてガ
スの圧力損失として現れる。このため、反応流動層から
固気分離装置へ粉体とガスとの混合流を導く管の途中に
おいて一定距離離れた２点に圧力取出タップを取り付
け、その間の差圧を差圧発振器により連続的に測定す
る。また、この部分におけるガス流速は、操業条件とし
て管理している流動層への導入ガス量とこの部分の断面
積、温度、圧力より容易に知ることができる。
イザー上部で垂直方向から水平方向へと運動の向きが変
化する。このため、固気分離装置に導かれる水平管部分
において、粒子は水平方向の移動速度がほぼ０から徐々
に加速されるが、この加速に要する力は粒子循環量に依
存する。またその際に要する力はガスへの反力としてガ
スの圧力損失として現れる。このため、反応流動層から
固気分離装置へ粉体とガスとの混合流を導く管の途中に
おいて一定距離離れた２点に圧力取出タップを取り付
け、その間の差圧を差圧発振器により連続的に測定す
る。また、この部分におけるガス流速は、操業条件とし
て管理している流動層への導入ガス量とこの部分の断面
積、温度、圧力より容易に知ることができる。
【０００８】循環する粒子を一定時間抜き出して測定し
た粒子循環量と前記方法で測定した圧力との関係の一例
を図２に示す。種々の条件で測定を行ったが、ガス流速
が一定の場合は、両者はほぼ線型の関係にあることがわ
かった。また、粒子種類（形状係数、密度、粒子径な
ど）及び圧力取出口の位置が一定の条件においては、粒
子循環量Ｇｓ（kg/m2 /s）、圧力損失ΔＰ（g/cm2 ）、
ガス流速Ｕ(m/s）は次式で整理できることがわかった。 Ｇｓ＝ａΔＰ×Ｕb （１） ここで、ａ，ｂは係数。
た粒子循環量と前記方法で測定した圧力との関係の一例
を図２に示す。種々の条件で測定を行ったが、ガス流速
が一定の場合は、両者はほぼ線型の関係にあることがわ
かった。また、粒子種類（形状係数、密度、粒子径な
ど）及び圧力取出口の位置が一定の条件においては、粒
子循環量Ｇｓ（kg/m2 /s）、圧力損失ΔＰ（g/cm2 ）、
ガス流速Ｕ(m/s）は次式で整理できることがわかった。 Ｇｓ＝ａΔＰ×Ｕb （１） ここで、ａ，ｂは係数。
【０００９】（１）式においては、圧力損失は粒子循環
量とともにガス流速にも依存するが、これは一定距離間
の圧力損失は、その間の粒子の量とともに、粒子の滞留
時間とガスと粒子群との摩擦力に依存する加速度に依存
するが、粒子の滞留時間や加速度はガス流速と関係する
からである。しかし、粒子種類が一定の場合は、ガス流
速及び粒子循環量を変化させて圧力損失との関係を把握
しておけば、（１）式を用いることにより、圧力損失の
測定と通常の操業管理項目である流動化ガス量より求ま
る差圧計取付部分の平均ガス流速のみにより、粒子循環
量の推定が可能となる。
量とともにガス流速にも依存するが、これは一定距離間
の圧力損失は、その間の粒子の量とともに、粒子の滞留
時間とガスと粒子群との摩擦力に依存する加速度に依存
するが、粒子の滞留時間や加速度はガス流速と関係する
からである。しかし、粒子種類が一定の場合は、ガス流
速及び粒子循環量を変化させて圧力損失との関係を把握
しておけば、（１）式を用いることにより、圧力損失の
測定と通常の操業管理項目である流動化ガス量より求ま
る差圧計取付部分の平均ガス流速のみにより、粒子循環
量の推定が可能となる。
【００１０】
〔実施例１〕平均粒子径１５５μｍ、見掛け速度４５３
０kg/m3 の粒子を用い、本発明を適用した。２点の圧力
取出管は、反応流動層から固気分離装置へ粉体とガスと
の混合流を導く管において、反応流動層とのつなぎ部分
から１００mm及び３００mmの距離の所に設けた。ガスは
常温の空気を用いた。その結果得たのが図２であり、
（１）式における係数は、ａ＝２２６，ｂ＝−０．８７
と求まり、推定値と実績値との誤差は５％以下であっ
た。
０kg/m3 の粒子を用い、本発明を適用した。２点の圧力
取出管は、反応流動層から固気分離装置へ粉体とガスと
の混合流を導く管において、反応流動層とのつなぎ部分
から１００mm及び３００mmの距離の所に設けた。ガスは
常温の空気を用いた。その結果得たのが図２であり、
（１）式における係数は、ａ＝２２６，ｂ＝−０．８７
と求まり、推定値と実績値との誤差は５％以下であっ
た。
【００１１】〔実施例２〕実施例１と同じ粒子を用い
て、圧力取出管の位置を反応流動層とのつなぎ部分から
１００mm及び４００mmの距離の所に設けた。ガスは常温
の空気を用いた。（１）式における係数は、ａ＝１２
６，ｂ＝−０．８７と求まり、推定値と実績値との誤差
は６％以下であった。ａの値は実施例１と異なるが、圧
力検出部間の距離を増加させたため、粒子循環量が同じ
でもその間の圧力降下が上昇することによるところが大
きい。
て、圧力取出管の位置を反応流動層とのつなぎ部分から
１００mm及び４００mmの距離の所に設けた。ガスは常温
の空気を用いた。（１）式における係数は、ａ＝１２
６，ｂ＝−０．８７と求まり、推定値と実績値との誤差
は６％以下であった。ａの値は実施例１と異なるが、圧
力検出部間の距離を増加させたため、粒子循環量が同じ
でもその間の圧力降下が上昇することによるところが大
きい。
【００１２】〔実施例３〕平均粒子径２５３μｍ、見掛
け速度５０４０kg/m3 の粒子を用い、本発明を適用し
た。２点の圧力取出管は、反応流動層から固気分離装置
へ粉体とガスとの混合流を導く管において、反応流動層
とのつなぎ部分から１００mm及び３００mmの距離の所に
設けた。ガスは約９００℃の燃焼排ガスを用いた。
（１）式における係数は、ａ＝４７．６，ｂ＝−０．６
７と求まり、推定値と実績値との誤差は６％以下であっ
た。実施例１と比べて、ａの値が小さくなっているの
は、粒子が大きくなっているため同一粒子循環量でも粒
子輸送に伴う圧力損失が大きくなることによるところが
大きい。
け速度５０４０kg/m3 の粒子を用い、本発明を適用し
た。２点の圧力取出管は、反応流動層から固気分離装置
へ粉体とガスとの混合流を導く管において、反応流動層
とのつなぎ部分から１００mm及び３００mmの距離の所に
設けた。ガスは約９００℃の燃焼排ガスを用いた。
（１）式における係数は、ａ＝４７．６，ｂ＝−０．６
７と求まり、推定値と実績値との誤差は６％以下であっ
た。実施例１と比べて、ａの値が小さくなっているの
は、粒子が大きくなっているため同一粒子循環量でも粒
子輸送に伴う圧力損失が大きくなることによるところが
大きい。
【００１３】
【発明の効果】粒子循環速度の検出系は単なる圧力損失
の測定のみで構成されるため簡便かつ信頼性が高く、連
続測定が容易でリアルタイムの検出が可能であり、実用
上極めて大きな効果を有するものである。
の測定のみで構成されるため簡便かつ信頼性が高く、連
続測定が容易でリアルタイムの検出が可能であり、実用
上極めて大きな効果を有するものである。
【図１】本発明の全体説明図である。
【図２】圧力損失と粒子循環量との関係の図表である。
Claims (1)
- 【請求項１】 反応流動層からガスとともに排出された
粉体を固気分離装置でガスと分離し、捕集した粉体を再
度反応流動層へと循環させる循環流動層反応装置におい
て循環する粉体粒子の循環量を測定するに当たり、反応
流動層から固気分離装置へ粉体とガスとの混合流を導く
管の途中における圧力損失を測定し、その圧力損失値と
その部分におけるガス流速値とにより粒子循環量を検知
することを特徴とする循環流動層の粒子循環量の測定方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32706292A JP2659659B2 (ja) | 1992-12-07 | 1992-12-07 | 循環流動層の粒子循環量の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32706292A JP2659659B2 (ja) | 1992-12-07 | 1992-12-07 | 循環流動層の粒子循環量の測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06174378A true JPH06174378A (ja) | 1994-06-24 |
| JP2659659B2 JP2659659B2 (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=18194879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32706292A Expired - Lifetime JP2659659B2 (ja) | 1992-12-07 | 1992-12-07 | 循環流動層の粒子循環量の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2659659B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100460602B1 (ko) * | 2000-12-22 | 2004-12-08 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 내부 순환유동층 반응기 내에서 입자순환 속도 측정장치 |
| US7562641B2 (en) | 2005-01-11 | 2009-07-21 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Method and device for measuring circulation quantity of bed material in circulating fluidized bed combustor |
-
1992
- 1992-12-07 JP JP32706292A patent/JP2659659B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100460602B1 (ko) * | 2000-12-22 | 2004-12-08 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 내부 순환유동층 반응기 내에서 입자순환 속도 측정장치 |
| US7562641B2 (en) | 2005-01-11 | 2009-07-21 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Method and device for measuring circulation quantity of bed material in circulating fluidized bed combustor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2659659B2 (ja) | 1997-09-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970506 |