JPH079281B2 - 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 - Google Patents

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

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JPH079281B2
JPH079281B2 JP62506982A JP50698287A JPH079281B2 JP H079281 B2 JPH079281 B2 JP H079281B2 JP 62506982 A JP62506982 A JP 62506982A JP 50698287 A JP50698287 A JP 50698287A JP H079281 B2 JPH079281 B2 JP H079281B2
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、流動化ベツド反応器が、底区域および頂区
域を有し、壁冷却面を有し、分離された固体分を反応器
の底区域に導き戻すための、実質的にＵ形の横断面で煙
道ガスの流れに向つて下向きに開く食違い配置のビーム
からなるラビリンス分離器を少くも１つ包含する導き戻
し系を有し、燃料供給部、流動化空気供給部および底区
域における望ましくは階段状の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装置に関する。
WO83/03294は、循環する流動化へツドを備えたボイラを
開示し、これにおいて、燃料は、バツフルなしで壁冷却
面を有する流動化ベツド反応器の中で導入される。固体
分を有する煙道ガスは、90°だけ転向させられ、流動化
ベツド反応器の頂端でこれから離脱し、水平の煙道ガス
ラインに沿つ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
立上り煙道にはいる。
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、実質的に垂直的に垂直に延長す
る。これによつて分離された固体材料は流動化ベツド反
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、貯蔵室に向つて下向きに
傾斜し、従つて、これによつて分離された固体分は、同
様にこれに供給される。貯蔵室の底端は、多くの「Ｌ
弁」によつて、流動化ベツド反応器の底部分に連結さ
れ、それで、貯蔵室の中の沈積した固体分は、制御され
た方法で、Ｌ弁に関連する流動化装置によつて、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。WO83/03294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いずれかによつてすな
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、食違いのラインまたはシユ
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、実質的にＵ形状でこれに向つて開く。
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、固体分を流動化ベツドから取
除くことが必要でないような、方法を案出することにあ
る。
そのため、この発明によれば、流動化ベツド反応器の頂
区域の中に直接配置されるラビリンス分離器が、固体分
を煙道ガスの立上り流から分離し、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。
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
却面に沿つて再循環でき、または代りに分離された固体
分は、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
壁によつて閉じることができ、或いは望ましくは、ウエ
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
形成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域で終り、それで、導入さ
れた固体分は、別の流動化ベツド材料と充分に混合さ
れ、壁に沿つて再循環された固体分が、対応して冷却さ
れているので、温度が対応して平衡化される。
WO83/03294によるボイラにおいて、ラビリンス分離器要
素は、冷却されず、従つて熱膨脹の理由で、一端で流動
化ベツド反応器の壁に恒久的に連結することはできな
い。これとは対照的に、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。
この発明による装置における有利なものとして、ラビリ
ンス分離器は、流動化ベツド反応器の頂区域の中に直接
配置され、分離された固体分を少くとも１つの壁冷却面
に運搬し、これに沿つて、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、壁冷却面に沿つて設けられ、かつ閉じら
れ、若しくは反応器の内部に向つて部分的にまたは完全
に開かれる。運ばれる構成は、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、望ましは、再
循環ラインの壁が冷却される。
煙道ガスの流れに向つ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を有する、WO83/032
94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断面の案内シユート
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断面の案内シユートが、
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。
知られてい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−ウエブ−管の構成を有する。管−ウエブ
−管の構成は、熱および摩耗に対する改良された保護の
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
垂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、壁冷却面の管間隔は、再循環冷却面に
対するものより小さい。
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I-I線に沿う、流動化ベツド反応器
を通る線図的長手断面である。
第２図は、第１図におけるII-II線に沿う水平断面であ
る。
第３図は、矢印III-IIIの方向に見た、第１図の流動化
ベツド反応器を通る部分長手断面である。
第４図は、矢印IV-IV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い実施例
を通る横断面である。
第７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を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
ベツド反応器１は、管−ウエブ−管の構造の４つの壁冷
却面1a-1dを有する。
流動化ベツド反応器の底部分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5aに向つて広くなる。
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い部分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１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
1dd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10は、分離器ビーム７の
２つの層10a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は、壁冷却面1dおよび外方
の壁冷却面9a、9cを境界とする。少くとも１つの接触加
熱面11例えば加熱器は、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−ウエブ
−管の構造の再循環ライン冷却面12は、壁冷却面1dから
一定の距離のところで延長し、面1dよりも大きい間隔を
有する。再循環ライン冷却面12における管13は、壁冷却
面1eにおける管14に連結される。冷却面1d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1ddの区
域における12は、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、従つて気体出口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の間に形成され、再循環ライン16は、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1bは、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16および21の面は、閉じる
16a、21aことができ、或いは、開孔16b,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、側部におけるウエブだけを残
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図に線図的に示されるが、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−ウエブ7b−管7aの構造を有する。反応器１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19は、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を通つて延長し、反応器１の頂部左部分における
広がつた区域を通つて延長する。ラインの個数は、管の
個数に等しくでき、或いは、或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は、付
加的に保護できる。
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に向つて開く。固体分を案内するためのＵ形のシ
ユート23は、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、かくして漏斗18または20におい
てビーム７によつて捕えられた固体分の除去を容易にす
る。
第１図における実施例において、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によつて保護される
が、これらラインは、第７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６は、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1b、1d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２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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 パスマン，ノルバート ドイツ連邦共和国．デー5305・アルフタ ー‐ハイトゲン・ボルケスホフ （番地そ の他表示なし) (72)発明者 トーマス，ゲーアハルト ドイツ連邦共和国．デー5270・グメルスバ ハ・31．フオルマーハウザー・シユトラー セ．15 (72)発明者 テユマース，ペーター ドイツ連邦共和国．デー5270・グメルスバ ハ・21．アム・ストツクヴエク．５ (72)発明者 シユテヴエン，フーベアト ドイツ連邦共和国．デー5270・グメルスバ ハ・１．シユルヴエク．８ (56)参考文献 特開 昭58−214701（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−148305（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−161315（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−117710（ＪＰ，Ａ)

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】流動化ベツド反応器が、底区域および頂区
    域を有し、壁冷却面を有し、分離された固体分を反応器
    の底区域に導き戻すための、実質的にＵ形の横断面で煙
    道ガスの流れに向つて開く傾斜した分離ビームからなる
    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、底区域における燃焼供給部および流動化空気供給
    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装置において、下向
    きに開く分離ビーム（７）が、上昇する煙道ガスの流れ
    の中において、流動化ベツド反応器（１）の頂区域（O
    B）の中に配置され、かつ分離した固体分を、流動化ベ
    ツド反応器（１）の反応空間を限定する少くとも１つの
    壁冷却面（1b）の内側に導き、これに沿つて、固体分が
    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形の横断面の固体分案内シユート（2
    3）が形成され、これが、上向きに開き、かつ関連の分
    離ビーム（７）で捕捉された固体分の運び出しに役立つ
    こと、を特徴とする装置。
  2. 【請求項２】壁冷却面（1b）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. 【請求項３】壁冷却面（1b）が、上方から下方に延長す
    る多くの導き戻し通路（21）を備え、これが、反応器の
    内部に向つて閉じ、若しくは部分的にまたは完全に開
    く、請求項１に記載の装置。
  4. 【請求項４】反応器の内部に向う導き戻し通路（21）の
    壁（1d,21a）も冷却される、請求項３に記載の装置。
  5. 【請求項５】導き戻し通路（21）が、２次空気供給部
    （5a,5b）の効力が及ぶ区間において、底区域に連通す
    る、請求項３または４に記載の装置。
  6. 【請求項６】分離ビーム（７）が、丸められた横断面ま
    たは多角形ラインの形状の横断面を備える、請求項１か
    ら５のいずれか１項に記載の装置。
  7. 【請求項７】分離ビーム（７）が冷却される、請求項１
    から６のいずれか１項に記載の装置。
  8. 【請求項８】冷却剤を供給される管（7a）を備えた分離
    ビーム（７）が、管（7a）−ウエブ（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. 【請求項９】分離ビーム（７）、および反応器の内部に
    面する導き戻し通路（16,21）の壁、またはそのいずれ
    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のいずれか１項に記載の装置。
  10. 【請求項１０】導き戻し通路（21）が、壁冷却面（1b）
    に直角に延長する薄板（15′）によつて形成される、請
    求項３から９のいずれか１項に記載の装置。
  11. 【請求項１１】分離ビーム（７′）が、２つの向い合う
    壁冷却面の間で屋根形に延長する、請求項１から10のい
    ずれか１項に記載の装置。
  12. 【請求項１２】流動化ベツド反応器（１）の頂区域（O
    B）の中に配置される第１のラビリンス分離器に、流動
    化ベツド反応器と後続の煙道（９）との間の移行区域に
    配置される第２のラビリンス分離器（10）が後置され
    る、請求項１から11のいずれか１項に記載の装置。
JP62506982A 1986-11-26 1987-11-25 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 Expired - Lifetime JPH079281B2 (ja)

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DE19863640377 DE3640377A1 (de) 1986-11-26 1986-11-26 Verfahren zur verbrennung von kohlenstoffhaltigen materialien in einem wirbelschichtreaktor und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
PCT/EP1987/000729 WO1988004010A1 (fr) 1986-11-26 1987-11-25 Procede de combustion dans un reacteur a combustible fluidise

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JPH02501497A JPH02501497A (ja) 1990-05-24
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EP (1) EP0331681B1 (ja)
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CN (1) CN1013514B (ja)
AU (1) AU600539B2 (ja)
CA (1) CA1305633C (ja)
CZ (1) CZ278691B6 (ja)
DD (1) DD266632A5 (ja)
DE (2) DE3640377A1 (ja)
ES (1) ES2005466A6 (ja)
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