JPH09510538A - 流動床反応器装置及びその操作方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 流動床反応器装置は、流動化用ガスを導入するための第一格子（１１４）を有する循環（早い）床、及び流動化用ガスを導入するための第二格子（１２０）を有する気泡発生（遅い）流動床（１１６）を具えた反応室（１１２）を有する。第二格子は第一格子の下に取付けられている。循環床と気泡発生床との間には第一相互連結部（１２２）及び第二相互連結部（１３２）が配置されている。粒子は循環床から第一相互連結部を通って気泡発生床へ流れ、逆に第二連結部を通って流れる。相互連結部は、床内の圧力及び密度条件が、粒子の流れを循環床から気泡発生床へ制御する駆動力を与える唯一の機構になる位置に互いに対し配置されている。間接的熱交換器（１２８）を、粒子を冷却するために気泡発生床内に配置してもよく、種々の構造の分離壁（１３０）を、気泡発生床を分割し、相互連結部を定めるために配備する。

Description

【発明の詳細な説明】 流動床反応器及びその操作方法 〔技術分野〕 本発明は、流動床反応器及びその流動床反応器を操作する方法に関する。詳し くは、本発明は、従来法の構造及び方法と比較して多くの利点を有する循環流動 床反応器の制御された操作に関する。本発明は、従来法に比べて著しく簡単化さ れており、然も、効果的なやり方で反応器の温度を正確に制御することができ、 装填量(load)が異なっても熱移動容量を増大し、その他の点でも有利である。 〔背景技術〕 循環流動床は、米国特許第４，１１１，１５８号明細書に示されているように 、よく知られている。循環流動床反応器では、固体〔不活性及び（又は）活性− −例えば石灰石〕粒子の流動床中で燃料を反応させる。ガス速度及びガス供給物 の流量は、固体粒子の実質的部分が、流動床反応器中を下方部分から上方部分へ 流れるガスに乗せられるような仕方で制御される。もし固体材料（又は同じ量の 予熱された材料）が反応器へ循環して戻らないと、循環流動床の作動が悪影響を 受ける位に強力に固体材料がガスに乗せられることが、循環流動床操作の特徴で ある。 米国特許第４，１１１，１５８号明細書には、循環系（流動床反応器、固体／ ガス分離器、及び循環用導管からなる）から固体を取り出し、その取り出した固 体を流動床熱交換器によって冷却し、次に冷却した固体を流動床反応器へ再循環 して戻すことによって温度及び作動を制御できることが示唆されている。固体を 流動床反応器の底近くから導管を通って取り出し、外部の離れた流動床冷却器へ 送り、それらの固体を冷却した後、その一部を流動床反応器へ戻す。そのような 装置では、流動床冷却器と流動床反応器との間で固体を輸送するための別の装置 を必要とする。更に、その制御能力は、例えば、固体を輸送するための長い導管 のために悪く、その長い導管も熱損失が大きい欠点を有する。そのような装置は 非常に複雑で、製造及び操作に費用が掛かる。 主反応器に隣接した流動床中で固体を冷却することも、例えば、ボルテックス (VORTEX)（商標名）流動床技術(FLUIDIZED BED TECHNOLOGY)、ＡＳＭＥ（１９９ ３）、流動床燃焼(Fluidized Bed Combustion)、第１巻、第１９７頁〜第２０５ 頁の文献に示唆されている。そのような装置では、長い接続導管の熱的損失及び 制御遅延を減少させることができが、依然として主反応器へ固体を戻すために或 る装置を必要とし、この場合それは別のリフトチャンネル(lift channel)であり 、それも操作するのに更に電力を必要とする。固体は反応器の底から取り出され 、冷却器の流動化用ガスとリフト室の搬送用ガスとを互いに混合させないために 用いている別のリフト室により、それら固体の反応器への戻りを実現している。 そのような装置の制御も困難である。そこではリフト室へ導入される適切な量の 固体が常に存在していなければならず、さもないと輸送がうまく行かない。 米国特許第４，８９３，４２６号及び第４，８２３，７４０号明細書には、気 泡発生(bubbling)流動床反応器の操作に対する異なった方法が記載されている。 気泡発生流動床反応器は低い速度で操作され、そのため循環流動床とは異なって 、床の明確な上面が形成される。米国特許第３，８９３，４２６号明細書には、 流動床に隣接して用いられる熱交換器が示されている。両方の床共、同じ水準の 所に流動化用ガスを分配する格子を有する。米国特許第４，８２３，７４０号明 細書には、反応器の下方部分に熱エネルギ一回収室が配備されている気泡発生流 動床反応器が示されている。これらの室は固体材料を受けることができるように するため、気泡発生床と実質的に同じ高さの所に位置しており、その固体材料は 、気泡発生床と回収室とを分離する隔壁近くの気泡発生床の上面の上から入る。 固体は、回収室から気泡発生床へ、気泡発生床の流動化用格子より上の高さの所 へ戻す。 米国特許第５，０６０，５９９号明細書は、壁に沿って下方へ流れる材料を受 けるため、反応器の側壁に形成されたポケットを有する循環流動床反応器を示し ている。夫々のポケットには、流動床の密度が反応器底に隣接する密度よりもか なり低くなるような位置に上方へ開いた開口が与えられている。材料の制御は、 その材料をポケットの縁を越えて流出させることにより達成するか、又は材料は ポケットの底にある導管又は開口を通って排出する。ポケットは、反応室に隔壁 を与えることによって形成されている。ポケット及びその中の熱移動に対し、充 分な体積を与えるため、隔壁は壁の上の比較的高い所になければならない。この 種の重厚な壁構造は非常に高価であり、製造しにくく、その接合位置の別の構造 体に歪みを起こし、構造体の望ましくない振動を生ずる。隔壁の高さを増大する と、ポケットの操作が装填量の大きい時の操作だけに限定されるようになる。な ぜなら、装填量が少ないと、充分な固体材料がポケットの中に入らなくなるから である。 米国特許第４，３６３，２９２号明細書には、流動床反応器の底の格子上に熱 移動領域を与える装置が示されている。この装置にも、反応器の底部を幾つかの 領域に分けるため格子上に隔壁が配備されている。この構造は、熱移動領域に充 分な量の熱移動表面を、特に低い装填量条件の場合に、与えることができない点 で制約を受ける。流動床反応器を操作するためのこれら及び他の既知の装置及び 方法では、種々の欠点が存在し、本発明はそれらを解決するものである。 本発明によれば、流動床反応器の温度を効果的に制御することができ、固体材 料を冷却するための適切な熱移動表面領域を与えることができる装置及び方法が 与えられる。本発明により、種々の装填量で流動床反応器の熱移動容量を増大し 、流動床反応器中で固体材料を効果的且つ経済的に処理することが可能になる。 反応器装置の冷却器の熱移動容量も従来法のものに比べて増大しており、種々の 装填量での効果的な操作を行うことができる。然も、これらの結果を、本発明に より簡単な仕方で達成している。 本発明の背後にある最も基本的な概念は、二つの異なった流動床技術を利用す ること、及び二つの異なった床を互いに重ねた状態で取付け、それら床の間の粒 子の相互交換を、ポンプ、ブロアー、又は他の機械的又は空圧的装置を必要とす ることなく、直接粒子交換を達成できるようにしていることにある。 本発明は、循環（速い）流動床と、気泡発生（遅い）流動床を用いる。それら の床は、それらの間に第一及び第二相互連結部、典型的には、気泡発生床の流動 化ガス導入格子を循環床の格子の下にくるようにし、互いに隣接して取付ける。 気泡発生床は全体的に実質的に一定の密度を有し、その頂部に明瞭な境界線を有 するので、第一相互連結部を気泡発生床の頂部の上に与え、それら床の間の圧力 及び密度条件が、循環床から気泡発生床へその第一相互連結部を通る粒子の流れ を与える結果になるようにする。しかし、気泡発生床の平均密度は、循環床の密 度よりも大きいので、その圧力及び密度条件は、粒子が気泡発生床で処理された 後（例えば、冷却後）、第二相互連結部を通って循環床へ戻ることを可能にする 。 即ち、二つの固体流動床の間に材料を輸送するために、流動床反応器装置内に 存在する異なった圧力条件を効果的に利用することができると言うことが全く意 外なことに見出された。二つの室と、それらが互いに通ずる開口を適切に構成す ることにより、固体材料の効果的な冷却をどのような操作装填量でも安全で信頼 性のあるやり方で確実行うことができるように、流動床反応器の操作を維持し、 制御することが可能である。本発明は、作動的に循環流動床と遅い流動床とを結 合し、これらの結果を達成するものである。 固体循環流動床では、反応室の底にある格子を通して、その反応室の下方領域 から上方領域へ移動するガスでかなりの量の固体を運べるような速度で流動化用 ガスを導入する。また、平均粒子密度が、循環流動床の底領域の最初の密度から 始まって反応室の上方領域の方へ行くに従って徐々に減少し、床の上に明確な上 表面が存在しているのではなく、むしろガス・固体懸濁物が上へ行くに従って徐 徐に希釈されることが循環床の特徴である。一方、遅い即ち気泡発生流動床では 、明確な上表面が存在し、その下では粒子密度が実質的に一定で、その上では微 々たる量の固体だけしか存在しない。即ち、固体密度はその上表面より上では実 質的に０である。これは、導入された流動化用ガスの速度が比較的低いことによ る。 本発明によれば、遅い流動床の密度は、循環流動床のその底領域の最初の密度 よりも大きくなるように与えられているのが典型的である。これらの流動床は、 循環流動床についてはΔｐ₁＝ρ_cｇΔｈ、又は圧力勾配Δｐ₁／Δｈで記述する ことができる圧力、遅い即ち気泡発生流動床についてはΔｐ₂＝ρ_sｇΔｈ、又は 圧力勾配Δｐ₂／Δｈで記述することができる圧力を確立する。遅い流動床では 、その流動床の上表面の高さの所で密度が自然に急激に低下し、従って、遅い流 動床の上表面より上では圧力Δｐ₂は増大しない。−−この高さをｈ₀として示す 。一方、循環流動床の平均粒子密度は反応室の上方領域の方へ行くに従って、徐 々に減少するので、循環流動床ではそのような急激な変化は存在しない。 これらのことから、遅い流動床の上表面より低い垂直位置の所、即ちｈ₀に等し いか又はそれより小さな高さΔｈ₁の所では、遅い流動床の圧力は循環流動床の 圧力よりも大きい、即ち、Δｐ₂＞Δｐ₁になると言うことが生じてくる。そして 、夫々、遅い流動床の上表面より高い垂直位置の所、即ちｈ₀より大きい高さΔ ｈ_uの所では、循環流動床の圧力は遅い流動床の圧力より大きい。即ち、Δｐ₁＞ ΔＰ₂になる。 本発明によれば、循環流動床と、遅い即ち気泡発生流動床との異なった圧力条 件を用いることにより、広い熱移動表面領域を有する遅い流動床を通って循環流 動床から固体の循環機構又は経路を設定することができる。室と、それらが互い に流通する開口を適切に配置することにより、全ゆる操作装填量で、特に装填量 が少ない条件下でも、安全で信頼性のあるやり方で固体材料の効果的な冷却を確 実に行えるように、流動床反応器の作動を維持し、制御することができる。 本発明の一つの態様により、次の部品を有する流動床反応器装置を与える：流 動化用ガスを循環流動床へ導入するための第一格子を有する循環流動床を具えた 流動床反応室；流動化用ガスを内部へ導入するための第二格子を有する気泡発生 流動床；第一格子の真下の位置に取付けられた第二格子。循環流動床と気泡発生 床との間にあって、その循環床から気泡発生床への固体の通路を与える第一相互 連結部で、第一格子の上の第一位置に配置された第一相互連結部；及び、循環流 動床と気泡発生床との間にあって、その気泡発生床から流動床への固体の通路を 与える第二相互連結部で、前記第一相互連結部の下であるが、第一格子の高さの 所、又はそれより上にある第二相互連結部。循環床及び気泡発生床、及びそれら の間の相互連結部は、それら床内の圧力及び密度条件が、循環床から気泡発生床 へ第一相互連結部を通る粒子の流れ、及び気泡発生床から循環床へ第二相互連結 部を通る粒子の流れを制御する駆動力を確立するように、互いに対して配置され ている（他の、好ましくは非機械的流動制御手段が存在していてもよい）。 気泡発生床中には、その中の固体を冷却するために、間接熱交換器のような冷 却手段が配備されているのが典型的である。また隔壁は、気泡発生床を、第一相 互連結部と直接連通している第一室と、第二相互連結部に直接連通している第二 室へ分けている。隔壁は第一相互連結部と第二相互連結部との間で粒子が短絡す るのを防ぎ、気泡発生床へ送られる全ての粒子が冷却されるようになる。 冷却機構は、第一室だけ、又は第二室だけ、又は第一室と第二室の両方に配置 してもよい。第一及び第二室はどのような相対的な大きさをしていてもよいが、 第一室が第一断面積を有し、第二室が第一断面積の５０％より小さく（好ましく は２５％より小さい）第二断面積を有するのが好ましい。気泡発生床中の熱移動 手段は、少なくとも部分的に第一格子の下まで伸びているのが好ましい。 反応室は、垂直に対し約１０°よりも大きな角度で配置された第一側壁を有し 、第一相互連結部がその側壁内の第一開口を有し、第二相互連結部が前記第一相 互連結部と第一子格子との間の側壁内の第二開口を有するのが典型的である。気 泡発生床から固体を選択的に取り出すため、第二格子に隣接して、バルブ付固体 取り出し導管を配備してもよい。第二格子の一部分は、第二相互連結部が第一格 子を中断するように、第一格子の下に水平に重なるように配置してもよい。隔壁 は気泡発生床内に垂直にだけ伸びるか、又は垂直に対し約２０°より大きな角度 でのみ伸びるか、又は最初に或る角度で次に本質的に垂直に伸びていてもよい。 本発明の別の態様により、第一流動床を含む反応室及び第二流動床を有する付 属室を具えた流動床反応器装置を操作する方法を与える。その方法は、次の諸工 程からなる：（ａ）第一流動床を速い循環流動床として操作する；（ｂ）第二流 動床を遅い気泡発生流動床として操作する；（ｃ）第一の粒子の流れを第一床内 の第一相互連結部の位置から第二床内へ、本質的に第一相互連結部の位置の所の 床間の圧力及び密度の差だけにより流動させる；及び（ｄ）粒子の第二の流れを 、第一床内の第二相互連結部の位置から、第二床から第一床へ、本質的に第二相 互連結部の位置の所の床間の圧力及び密度の差だけにより流動させる。 好ましくは、工程（ｃ）と（ｄ）との間の気泡発生床内の粒子を、（例えば、 隔壁により）間接熱交換器又は同様な冷却機構を通ってそれらを流すことなどに より冷却する更に別の工程が存在していてもよい。工程（ｃ）は、循環床内の第 一垂直位置で行われるのが典型的であり、工程（ｄ）は、第一位置よりも低い循 環床内の第二垂直位置で行われ、気泡発生床内の平均密度は、第二相互連結部の 所の循環床内の密度よりも大きい。 典型的には、装置に関して上で述べたように、反応室は流動化用空気を循環流 動床中へ導入するための格子を有し、工程（ｄ）は、固体を気泡発生床から循環 炉中へ、格子の下から、その格子の水平中間部分の所で導入するように実施する ことができる。 本発明の好ましい態様によれば、第二と第一の垂直圧力勾配の差及び（又は） 固体密度の分布により生じた駆動力を、第二流動床からの固体を第二相互連結部 の所の第一流動床へ、第二垂直圧力勾配が第二相互連結部の高さの所の第一圧力 勾配よりも大きくなるようにすることにより移動させるのに用いることができ、 有利である。また、固体からの熱の熱移動媒体、好ましくは水蒸気又は水への間 接的移動を、第二流動床内で安全且つ効果的に行うことができる。第二流動床は 、安全な長期間の操作に好ましい条件、例えば塩素によって起こされる危険な状 態を回避できるような条件を確立するガス（例えば、窒素）を用いて流動化する ことができる。第一と第二との垂直圧力勾配の差及び（又は）固体密度分布によ って生じた駆動力を、固体を第一流動床から第二流動床へ第一相互連結部の所か ら、第一垂直圧力勾配が第二圧力勾配よりも第一相互連結部の所で大きくなるよ うにすることにより移動させるのに利用することができ、有利である。このよう にして固体は第一流動床室から第二流動床室へ流れていく。 有利な点として、固体の第二流動床を第一流動床の格子の下まで伸びるように し、固体の第二流動床に広い熱移動表面を第一格子の下のその部分の所に与え、 実質的に流動床の異なった圧力条件によって生じた駆動力だけを利用して固体の 移動又は輸送を確立することにより、固体からの熱を熱移動媒体へ移動させるこ とができる。このようにして、流動化が低下した状態になり、僅かな量の固体し かガスによって一層高い所へ移動させることができなくなる低い装填量状態にな った時でも、依然として固体材料の第一流動床からの導入を可能にしながら、工 程の適切な作動に必要なだけの多量の熱移動領域（及び第二流動床の体積）を与 えることができる。本発明は、固体の適切な流動速度を低い装填量条件でも実現 することができる垂直位置に第一相互連結部を配置することを可能にしている。 更に、本発明を実施する時、第一流動床反応器内に隔壁を与える必要はない。 本発明の第一の目的は、種々の状況下で効率的な操作をすることができる簡単 であるが効率的な流動床反応器装置を与えることである。本発明のこの目的及び 他の目的は、本発明についての詳細な説明及び請求の範囲を見ることにより明ら かになるであろう。 〔図面の簡単な説明〕 第１図は、本発明による装置の第一の態様例の、分かり易く例示するため一部 を取り除いた循環流動床反応器容器の部分の概略的断面図である。 第２図は、第１図の装置の流動床で粒子密度分布の例を示すグラフである。 第３図〜第５図は、第１図のものと同様であるが、本発明による装置の別の態 様例を示す図面である。 〔図面の詳細な説明〕 第１図は、本発明の好ましい態様による、循環流動床反応器の主に容器１０の 下方部分を示している。上方部分の詳細は本発明にとって重要ではなく、従来法 の教示に従って構成することができる。しかし、上方部分は、容器１０の頂部に 隣接したガス排出導管１１、粒子分離器（例えば、サイクロン）１２、及び分離 器１２によって分離された粒子を容器１０の下方部分へ戻すための戻りダクト１ ３を含んでいる。生成物又は廃棄ガス（例えば、ガス化又は燃焼からのもの）は 分離器１２から導管１４を通って出る。 本発明によれば、容器１０内の反応室１１２中に第一固体流動床１１０を与え 、それは流動化用ガスをその第一固体流動床１１０へ導入するための格子１１４ を有する。第一流動床１１０は、それが循環流動床になるように操作され、即ち 、かなりの体積の固体粒子が反応室１１２中を上方へ移動するガス中に取り込ま れ、導管１３を経て戻って来るように操作される。 第１図の態様では、第一固体流動床１１０は、側壁１１８によって、流動化用 ガスを導入するための第二格子１２０を有する第二固体流動床１１６から分けら れている。第二固体流動床１１６は、気泡発生流動床として操作され、第一流動 床から壁１１８中の開口１２２を通って固体を受ける。側壁１１８は容器１０の 壁として示されており、垂直に対し約１０°よりも大きい角度をなしている。 第一、即ち、早い又は循環流動床１１０は、固体流動床１１０中に予め定めら れた第一垂直圧力勾配分布（Δｐ₁／Δｈ）を与えるように操作する。第二、即 ち、遅い又は気泡発生流動床１１６は、予め定められた第二垂直圧力勾配分布 （Δｐ₂／Δｈ）を与えるように操作する。開口（単数又は複数）１２２（ここ では分かり易く例示するために唯一つの開口として例示されている）は、本発明 により第一流動床１１０からの固体が第二流動床１１６の方へ、本質的に、開口 １２２の高さの所で循環流動床１１０中の、床１１６のその位置の所のものより も大きな圧力勾配（Δｐ₁／Δｈ）により発生した駆動力によってのみ移動する ような高さの所に位置している。 第二流動床１１６には、第二固体流動床１１６中で下方へ固体を移動させてそ の下方部分へ送るための導入室１２４、及び固体を上方へ送り第一格子１１４よ りも高い位置へ送るための排出室１２６を具えた少なくとも二つの室（１２４、 １２６）が与えられている。開口１２２は、導入室１２４の上部に与えられてお り、導入室１２４と循環流動床１１０とを接続している。この態様では、熱移動 表面１２８は導入室１２４中にだけ配置されており、導入室１２４の断面は排出 室１２６の断面よりも遥かに大きい。排出室１２６の流動領域の断面積は、導入 室１２４の流動領域の断面積の５０％より小さいのが好ましい。排出室１２６の 流動領域の断面積は、第二流動床１１６の流動領域の全断面積の３０％より小さ く、又は２５％より小さいのが望ましい。 第二流動床１１６には、第二流動床１１６の導入室１２４中の固体の下方への 動き及び排出室１２６中の上方への動きを促進するために、分離壁１３０を与え てもよい。この分離壁１３０は、少なくとも第二流動床１１６中に希望する固体 の動きを与えなければならず、その結果希望の熱移動速度が達成され、排出室１ ２６の所の共通壁１１８中の排出口１３２へ直接開口１２２から運ばれる（即ち 、短絡回路）多量の固体は存在しないようになる。第二流動床１１６の適切な機 能が、格子１２０を通る流動化速度及び体積を調節することにより達成される場 合、分離壁１３０はかなり短くてよく、即ち、第１図に示すように、格子１２０ に近い所まで伸びていなくてもよい。壁１３０は、本質的に完全に垂直であり、 壁１１８へのその接続の所でのみ小さな曲がり又は湾曲部分を有するだけである 。 本発明により、循環流動床１１０、気泡発生流動床１１６の導入室１２４、気 泡発生流動床の排出室１２６を含み、循環流動床１１０へ戻る経路を通って、第 二流動床中の熱移動表面１２８の全領域を効果的に利用し、固体の運動を促進す るための別の搬送機の必要性を無くすことができるやり方で、固体を循環させる ことができる。また、第二流動床１１６中に充分な熱移動表面を有すると共に、 共通壁１１８中の開口１２２の実質的に低い垂直位置により低い装填量条件でも 循環流動床１１０から充分な材料が入ってくるようにし、簡単でコスト的に効果 的な固体材料の循環を達成することができる。 熱移動表面１２８は冷却手段を有し、それを通って冷却流体（例えば、水蒸気 又は水）が循環して床１１６中の粒子を冷却する。他の慣用的冷却器を一緒に又 は別法として用いてもよく、遅い床１１６中の固体から回収された熱エネルギー を利用するため、タービン、工程水蒸気発生器等にどのような流体の流れを操作 的に接続してもよい。 第一流動床１１０及び第二流動床１１６を、それら床内の垂直固体材料密度分 布が固体の運動を起こす結果になるように操作する。この分布は第２図に概略的 に例示してある。記号Ｂは、第二流動床１１６の密度分布を例示し、Ｃは第一床 １１０の密度分布を例示している。或る高さｈ₀より上では、第一流動床１１０ の密度が、第二流動床１１６の高さΔｈ_uの所の密度よりも大きく、それにより 圧力差Δｐ₁＝ρ_cｇΔｈを与える結果になる。循環固体流動床１１０（曲線Ｃ） では、流動用ガスを反応室１１２の底から格子１１４を通って、かなりの体積の 固体が反応室１１２の下方領域からその上方部分へ流れるガス中に取り込まれる ような速度で導入する。また、循環流動床１１０中の平均粒子密度は、第２図の 曲線Ｃで示したように、反応室１１２の上方領域へ、循環流動床１１０のその底 部の所の初期密度から始まって徐々に減少する。また第２図から明らかなように 、床１１０には明確な上の表面は存在しないが、ガス／固体懸濁物は上方へ行く に従って徐々に薄くなっている。 第２図は、一方で、遅い或は気泡発生流動床１１６中に明確な上の表面が存在 し、それより下の高さΔｈ₁の所では粒子密度が実質的に一定で、それより上で は存在する固体の量はほんのわずかなものであり、即ち、固体密度は、第２図の 曲線Ｂで示したように、上表面より上では実質的に０であることを示している。 遅い流動床１１６の密度は、高さΔｈ₁の底部の所（即ち、格子１１４の所）で の循環流動床の初期密度よりも大きくなるように調節する。これらの流動床は、 循環流動床１１０については、Δｐ₁＝ρ_cｇΔｈ、又は圧力勾配Δｐ₁／Δｈに より記述することができ、遅い即ち気泡発生流動床１１６については、Δｐ₂＝ ρ_BｇΔｈ又は圧力勾配Δｐ₂／Δｈにより記述することができる圧力を確立する 。遅い流動床１１６では、流動床１１６の上表面の高さの所で密度が当然急激に 低下し、従って、圧力Δｐ₂は遅い流動床の上表面より上では増大しない。［こ の高さはｈ₀である］。一方、循環流動床１１０中の平均粒子密度は、反応室１ １２の上方領域の方へ徐々に減少するので、循環流動床１１０には急激な変化は ない。これらのことから、ｈ₀に等しいか又はそれより低い高さΔｈの所の、遅 い流動床１１０の上表面に等しいか又はそれより低い垂直位置では、遅い流動床 １１６の圧力は循環流動床１１０の圧力よりも大きくなるようなことが起きる、 即ち、Δｐ₂＞Δｐ₁になる。夫々遅い流動床１１６の上表面より高い垂直位置及 びｈ₀より大きい高さΔｈ_uの所では、循環流動床１１０の圧力は、遅い流動床１ １６の圧力よりも大きい、即ち、Δｐ₁＞Δｐ₂である。このことは、本発明によ る希望の固体の動きを与える。 第１図では、共通壁１１８中の開口１２２は、その開口１２２の下端が位置ｈ₀ の所にくるように配置されている。これにより、位置ｈ₀より高い領域では、第 一固体流動床１１０から第二流動床１１６への固体の動きを起こし、固体が位置 ｈ₀より低い高さの所で床１１６へ落下する。第２図から分かるように、その位 置より低いと、第二床１１６の固体密度は第一流動床のものよりも遥かに大きく 、そのためこの位置での圧力はΔｐ_a＝ρ_sｇΔｈになる。しかし、開口１２２は 、開口１２２の下端が、例えば第５図に示すように、高さｈ₀より高い位置ｈ_in にくるように配置してもよい。その場合、第一流動床からの固体を導入するため の駆動力は、高さｈ₀と高さ_inとの間に確立される。ｈ_inがｈ₀よりも高い水準に あるような場合の全駆動力は、第二流動化床１１６中の固体密度、曲線Ｂ、によ り発生し、高さｈ_inに対してはその高さについて決定される平均圧力勾配の分だ け減少しているはずである。基本的には、駆動力は、領域Ａ_Bが領域Ａ_cよりも大 きいならば適切である。 第１図に例示したように、第二流動床１１６は、第一流動床１１０の第一格子 １１４の高さよりも低い垂直位置まで伸びている。第二流動床１１６を、第一流 動床１１０の第一格子１１４の高さよりも低い垂直位置まで伸ばすことにより、 第二流動床１１６に必要な体積の固体を与え、それによって必要な量の熱移動表 面をその中に与えることができると言うことが見出されたことは、全く意外なこ とであった。そのように、開口１２２は、低い装填量条件でも機能性を確実に与 える高さの所に位置させることができ、即ち、固体の上方への取り込みが弱い低 装填量条件下でさえもかなりの流れの固体が存在するような位置にある。また、 希望の圧力差（Δｐ₂−Δｐ₁）を与えるように条件を制御することにより、循環 流動床１１０、気泡発生流動床１１６の導入領域１２４、気泡発生流動床の排出 領域１２６、及び循環流動床１１０を通る経路を経る固体の運動を与えることが できる。この圧力差は、下方へ伸びた第二流動床１１６中のそのルートを通って 固体を移動させるのに利用することができる。 第１図の態様で熱移動表面を持たない排出領域１２６は、第二固体流動床１１ ６を定める容器１２９の壁１３１と分離壁１３０との間の狭い間隙として構成し てもよい。間隙１２６は、壁１３１と同じ幅を持っていてもよく、或はそれは壁 １３１の一部分しか覆っていなくてもよく、好ましくは分離壁１３０は排出領域 １２６の幅と同じ幅を有する。排出領域１２６を管の形又は室１１６の内部の同 様な構造体の形として、一方の端が第一流動床１１０に結合し、他方の端が第二 流動床１１６の下方領域と連通しているように構成することもできる。 流動床反応器の操作では、装置から粗い粒子を除去することが必要になること もある。これは、調節可能なバルブ付き出口１３４を第一流動床１１６に配備す ることにより達成するのが好ましい。これにより除去される固体の熱は、工程か らそれらを排出する前に熱移動表面１２８によって取り出すことができる。 第３図には本発明の別の態様が示されている。これは、第二固体流動床１１６ が異なったやり方で構成されている点を除き、第１図に示したものと同様である 。この態様では、導入領域１２４が排出領域１２６よりも狭い流動断面積を有す るように形成されている。従って、熱移動表面１２８は排出領域１２６中に与え られている。床１１６を導入領域及び排出領域１２４、１２６へ分割する分離壁 １３０が存在する。この態様では、分離壁１３０は格子１２０より高い所にあり 、好ましくは垂直に対し２０°より大きな角度をなしている。分離壁１３０は、 排 出領域１２６中の固体の希望の冷却を達成できるように固体の流れを方向付ける 。 第４図には、本発明の更に別の態様が示されている。これは、第二固体流動床 １１６が異なったやり方で構成されている点を除き、第１図及び第３図のものと 同じである。この態様では、導入領域１２４及び排出領域１２６は、実質的に同 じ流動断面積を持つように形成されている。従って、熱移動表面１２８は、領域 １２４、１２６の両方に与えられている。分離壁１３０は、垂直に対し２０°よ り大きい角度で伸び、次に本質的に完全に垂直になり、床１１６を導入領域及び 排出領域１２４、１２６へ分割している。この態様では、分離壁１３０は両方の 室１２４及び１２６中の固体の希望の冷却を達成するため、それら固体の積極的 な流れを与えるやり方で熱移動表面１２８より下の高さの所まで伸びている。 第５図には、本発明の更に別の態様が示されている。これは、第二固体流動床 １１６及び格子１１４が異なったやり方で形成されている点を除き、第１図に示 したものと同様である。この態様では、導入領域１２４は床１１６の実質的に全 体積を占め、排出領域１２６は室壁１３１の外側に形成されている。この態様で は、熱移動表面１２８は導入領域室１２４中に与えられている。第二流動床１１ ６と第一流動床１１０を接続するダクト１２６が存在し、格子１１４とほぼ同じ 高さの所で床１１６へ排出する。 本発明の種々の態様及び示唆する変更について記述してきたが、次の請求の範 囲に一層よく規定する本発明の範囲から離れることなく、記載した態様の構造及 び構成に他の変更を行えることは理解されるべきである。例えば、本発明を異な った反応又は流動床反応器の使用に適用することもできる。また、本発明は、大 気圧装置及び高圧装置（即ち、米国特許第４，８６９，２０７号に示されている ように加圧されている）の両方に対して適用することができる。本発明の装置の コンパクトな特徴は極めて場所を取らない長所を有し、従来法よりも必要な設備 は少なくてすむ。 本発明を現在最も実用的で好ましいと考えられるものに関連して記述してきた が、本発明は、開示した態様に限定されるものではなく、逆に、請求の範囲の本 質及び範囲内に入る種々の変更及び同等な構成を包含するものであることは理解 されるべきである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９６年８月１３日 【補正内容】 差し替え頁（原明細書第１〜４頁第３５行の翻訳文；原翻訳文第１頁第１行〜第 ３頁第24行の「……ことにある。」までの記載と差し替える。 流動床反応器装置及びその操作方法 本発明は、請求の範囲独立項１及び１７の前文に記載されているような、流動 床反応器装置及びその流動床反応器を操作する方法に関する。詳しくは、本発明 は、従来法の構造及び方法と比較して多くの利点を有する循環流動床反応器の制 御された操作に関する。本発明は、従来法に比べて著しく簡単化されており、然 も、効果的なやり方で反応器の温度を正確に制御することができ、装填量(load) が異なっても熱移動容量を増大し、その他の点でも有利である。 循環流動床は、米国特許第４，１１１，１５８号明細書に示されているように 、よく知られている。循環流動床反応器では、固体粒子の流動床中で燃料を反応 させる。ガス速度及びガス供給物の流量は、固体粒子の実質的部分が、流動床反 応器中を下方部分から上方部分へ流れるガスに乗せられるような仕方で制御され る。もし固体材料が反応器へ循環して戻らないと、循環流動床の作動が悪影響を 受ける位に強力に固体材料がガスに乗せられることが、循環流動床操作の特徴で ある。 米国特許第４，１１１，１５８号明細書には、循環系から固体を取り出し、そ の取り出した固体を流動床熱交換器によって冷却し、次に冷却した固体を流動床 反応器へ再循環して戻すことによって温度及び作動を制御できることが示唆され ている。固体を流動床反応器の底近くから導管を通って取り出し、外部の離れた 流動床冷却器へ送り、それら固体を冷却した後、その一部を流動床反応器へ戻す 。そのような装置では、流動床冷却器と流動床反応器との間で固体を輸送するた めの別の装置を必要とする。更に、その制御能力は、例えば、固体を輸送するた めの長い導管のために悪く、その長い導管も熱損失が大きい欠点を有する。その ような装置は非常に複雑で、製造及び操作に費用がかかる。 主反応器に隣接した流動床中で固体を冷却することも、例えば、ボルテックス (VORTEX)（商標名）流動床技術(FLUIDIZED BED TECHNOLOGY)、ＡＳＭＥ（１９９ ３）、流動床燃焼(Fluidized Bed Combustion)、第１巻、第１９７頁〜第２０５ 頁の文献に示唆されている。そのような装置では、長い接続導管の熱的損失及び 制御遅延を減少させることができが、依然として主反応器へ固体を戻すために或 る装置を必要とし、この場合それは別のリフトチャンネル(lift channel)であり 、それも操作するのに更に電力を必要とする。固体は反応器の底から取り出され 、冷却器の流動化用ガスとリフト室の搬送用ガスとを互いに混合させないために 用いている別のリフト室により、それら固体の反応器への戻りを実現している。 そのような装置の制御も困難である。そこではリフト室へ導入される適切な量の 固体が常に存在していなければならず、さもないと輸送がうまく行かない。 米国特許第４，８９３，４２６号及び第４，８２３，７４０号明細書には、気 泡発生(bubbling)流動床反応器の操作に対する異なった方法が記載されている。 気泡発生流動床反応器は低い速度で操作され、そのため循環流動床とは異なって 、床の明確な上面が形成される。米国特許第３，８９３，４２６号明細書には、 流動床に隣接して用いられる熱交換器が示されている。両方の床共、同じ水準の 所に流動化用ガスを分配する格子を有する。米国特許第４，８２３，７４０号明 細書には、反応器の下方部分に熱エネルギー回収室が配備されている気泡発生流 動床反応器が示されている。これらの室は固体材料を受けることができるように するため、気泡発生床と実質的に同じ高さの所に位置しており、その固体材料は 、気泡発生床と回収室とを分離する隔壁近くの気泡発生床の上面の上から入る。 固体は、回収室から気泡発生床へ、気泡発生床の流動化用格子より上の高さの所 へ戻す。 米国特許第５，０６０，５９９号明細書は、壁に沿って下方へ流れる材料を受 けるため、反応器の側壁に形成されたポケットを有する循環流動床反応器を示し ている。夫々のポケットには、流動床の密度が反応器底に隣接する密度よりもか なり低くなるような位置に上方へ開いた開口が与えられている。材料の制御は、 その材料をポケットの縁を越えて流出させることにより達成するか、又は材料は ポケットの底にある導管又は開口を通って排出する。 米国特許第４，３６３，２９２号明細書には、流動床反応器の底の格子上に熱 移動領域を与える装置が示されている。この装置にも、反応器の底部を幾つかの 領域に分けるため格子上に隔壁が配備されている。この構造は、熱移動領域に充 分な量の熱移動表面を、特に低い装填量条件の場合に、与えることができない点 で制約を受ける。流動床反応器を操作するためのこれら及び他の既知の装置及び 方法では、種々の欠点が存在し、本発明はそれらを解決するものである。 ＥＰ ０ ４１０ ７７３及びＥＰ ０ ３５８ ８７４は、流動床反応器で 、それらの炉領域に接続された外部流動床熱交換器、又は第二床室を有する流動 床反応器を示している。熱い材料はそれら炉の底からパイプを通って熱交換器又 は第二床へ放出される。冷却された微細な材料は流動化用ガスと共に外部室から 炉の上方レベルへ再循環される。粗い材料は排出パイプを通って装置から排出さ れる。 本発明の目的は、装置の温度を効果的に制御することができる改良された流動 床反応器装置及び方法を与えることにある。この目的は、請求の範囲第１項及び 第１７項の特徴を述べた箇所で特定化した要件を特徴とする流動床装置及び方法 により達成される。 本発明によれば、流動床反応器の温度を効果的に制御することができ、固体材 料を冷却するための適切な熱移動表面領域を与えることができる装置及び方法が 与えられる。本発明により、種々の装填量で流動床反応器の熱移動容量を増大し 、流動床反応器中で固体材料を効果的且つ経済的に処理することが可能になる。 反応器装置の冷却器の熱移動容量も従来法のものに比べて増大しており、種々の 装填量での効果的な操作を行うことができる。然も、これらの結果を、本発明に より簡単な仕方で達成している。 本発明の背後にある最も基本的な概念は、二つの異なった流動床技術を利用す ること、及び二つの異なった床を互いに重ねた状態で取付け、それら床の間の粒 子の相互交換を、ポンプ、ブロアー、又は他の機械的又は空圧的装置を必要とす ることなく、直接粒子交換を達成できるようにしていることにある。 請求の範囲 １．循環流動床（１１０）を有し、その循環流動床へ流動化用ガスを導入する ための第一格子（１１４）を有する流動床反応室（１１２）、 気泡発生流動床（１１６）で、それへの流動化用ガスを導入するための第二格 子（１２０）を有する気泡発生流動床、 前記循環流動床と前記気泡発生床との間にあって、前記循環床から前記気泡発 生床への固体の通路を与える第一相互連結部（１２２）で、前記第一格子より高 い第一位置に配置された第一相互連結部（１２２）、及び 前記循環流動床と前記気泡発生床との間にあって、前記気泡発生床から前記流 動床への固体の通路を与える第二相互連結部（１３２）で、前記第一格子（１１ ４）の高さ又はそれより高い所に配置された第二相互連結部、 を具え、 然も、前記第二格子（１２０）が前記第一格子（１１４）よりも垂直方向に低 い位置に取付けられている、 流動床反応器装置において、 − 前記第二相互連結部（１３２）が、前記第一連結部（１２２）よりも下に 配置されており、 − 前記循環床及び前記気泡発生床（１１０、１１６）を、それら両方の床内 の圧力及び密度条件が、粒子の、前記循環床から前記第一相互連結部を通って前 記気泡発生床へ、そして前記気泡発生床から前記第二相互連結部を通って前記循 環床へ行く流れを制御する駆動力を確立するように、互いに対し操作し、 − 固体冷却手段（１２８）が、気泡発生床（１１６）中に配置されていて、 その中の固体を冷却し、 − 前記気泡発生床（１１６）中に配置された分離壁（１３０）が、前記気泡 発生床を第一室と第二室（１２４、１２６）へ分割し、然も、前記第一室（１２ ４）が前記第一相互連結部（１２２）と直接連通し、前記第二室（１２６）が前 記第二相互連結部（１３２）と方向連通しており、前記分離壁が前記第一相互連 結部と第二相互連結部との間で粒子が短絡するのを防止している、 ことを特徴とする流動床反応器装置。 ２．第一室（１２４）が第一断面積を有し、第二室（１２６）が、前記第一断 面積の５０％より小さい第二断面積を有する、請求項１に記載の装置。 ３．冷却手段（１２８）が第一室（１２４）にのみ配置されている、請求項２ に記載の装置。 ４．冷却手段（１２８）が第一室と第二室（１２４、１２６）の両方に配置さ れている、請求項１に記載の装置。 ５．冷却手段（１２８）が第二室（１２６）にのみ配置されている、請求項１ に記載の装置。 ６．反応室（１１２）が第一側壁（１１８）を有し、第一相互連結部（１２２ ）が前記第一側壁中の第一開口からなり、第二相互連結部（１３２）が前記第一 側壁中の第二開口からなる、請求項１に記載の装置。 7．第一側壁（１１８）が垂直に対し約１０°より大きい角度で配置されてお り、第二相互連結部（１３２）が第一相互連結部（１２２）と第一格子（１１４ ）との間に水平に配置されている、請求項６に記載の装置。 ８．固体冷却手段（１２８）により冷却した後、固体を気泡発生床（１１６） から選択的に取り出すための、第二格子（１２０）に隣接したバルブ付き固体取 り出し導管（１３４）を更に具えた、請求項１に記載の装置。 ９．第二格子（１２０）の一部分が、第一格子（１１４）の下に水平に重なっ ており、第二断面積が第一断面積の２５％より小さく、第二相互連結部が前記第 一格子の中に中断した形で配置されている、請求項２に記載の装置。 10．冷却手段（１２８）が間接的熱交換器からなる、請求項１に記載の装置。 11．分離壁（１３０）が気泡発生床（１１６）内に本質的に垂直にだけ伸びて いる、請求項１に記載の装置。 12．気泡発生床を第一室と第二室へ分割する分離壁（１３０）を更に具え、然 も、前記第一室（１２４）が第一相互連結部（１２２）と方向連通しており、前 記第二室（１２６）が第二相互連結部（１３２）と方向連通しており、前記分離 壁が前記第一相互連結部と第二相互連結部との間で粒子が短絡するのを防止して いる、請求項６に記載の装置。 13．分離壁が第一側壁から、気泡発生床内で、本質的に垂直に対し約２０°よ りも大きな角度でのみ伸びている、請求項１２に記載の装置。 14．分離壁が、気泡発生床内で、第一側壁から先ず垂直に対し約２０°より大 きな角度で伸び、次に本質的に完全に垂直に伸びている、請求項１２に記載の装 置。 15．分離壁が第一側壁から、第二開口の直ぐ上の位置から伸び、前記気泡発生 床内で本質的に完全に垂直に伸びている、請求項１２に記載の装置。 16．冷却手段（１２８）が第一格子（１１４）の高さよりも低い所に少なくと も部分的に配置されている、請求項１に記載の装置。 17．第一流動床を有する反応室（１１０）及び第二流動床（１１６）を有する 付属室（１２４、１２６）を具えた流動床反応器装置を操作する方法において、 （ａ） 第一流動床（１１０）を早い循環流動床として操作し、 （ｂ） 第二流動床（１１６）を遅い気泡発生流動床として操作し、 （ｃ） 粒子の第一の流れを、前記第一床内の第一相互連結部（１２２）位置 から前記第二床へ流動させ、そして （ｄ） 粒子の第二の流れを前記第一床内の第二相互連結部（１３２）から前 記第一床へ流動させる、 諸工程を有する流動床反応器装置操作法において、 − 前記第一連結部位置と前記第二連結部位置との床間の圧力及び密度差によ って、第一粒子流と第二粒子流が流れるように前記第一床及び第二床を操作し、 − 工程（ｃ）と（ｄ）の間で気泡発生床内の粒子を冷却する工程、及び − 更に前記第一相互連結部（１２２）からの粒子の流れを前記気泡発生床を 通って前記第二相互連結部（１３２）へ積極的に向け、本質的に全ての粒子を前 記気泡発生床内に存在する間に冷却する工程（ｅ）で、前記気泡発生床内に一つ 以上の分離壁（１３０）を与えることにより実施される工程（ｅ）、 を有することを特徴とする操作方法。 18．工程（ｃ）を循環床内の第一垂直位置で行い、工程（ｄ）を、前記第一位 置よりも低い、前記循環床内の第二垂直位置で行い、工程（ａ）〜（ｄ）の全て を、気泡発生床内の平均密度が第二相互連結部の所の循環床密度よりも大きくな るように実施する、請求項１７に記載の方法。 19．反応室が、流動用空気を循環流動床へ導入するための格子（１１４）を有 し、工程（ｄ）を、固体を気泡発生床（１１６）から循環床（１１０）へ、前記 格子の下から前記格子の水平方向に中間的な位置の所で導入するように実施する 、請求項１７に記載の方法。 20．反応室が、流動化用空気を循環流動床へ導入するための格子を有し、工程 （ｄ）を、固体を気泡発生床から循環床へ、前記格子の下から前記格子の水平方 向に中間的な位置の所で導入するように実施する、請求項１７に記載の方法。 21．工程（ｃ）を循環床内の第一垂直位置で実施し、工程（ｄ）を、前記第一 位置より低い、前記循環床内の第二垂直位置で実施する、請求項１７に記載の方 法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．循環流動床を有し、その循環流動床へ流動化用ガスを導入するための第一 格子を有する流動床反応室、 気泡発生流動床で、それへ流動化用ガスを導入するための第二格子を有する気 泡発生流動床、 前記循環流動床と前記気泡発生床との間にあって、前記循環床から前記気泡発 生床への固体の通路を与える第一相互連結部で、前記第一格子より高い第一位置 に位置する第一相互連結部、及び 前記循環流動床と前記気泡発生床との間にあって、前記気泡発生床から前記流 動床への固体の通路を与える第二相互連結部で、前記第一連結部よりも下である が、前記第一格子の高さ又はそれより高い所に位置する第二相互連結部、 を具え、 然も、前記第二格子は前記第一格子よりも垂直方向に低い位置に取付けられて おり、 前記循環床及び気泡発生床及びそれらの間の相互連結部は、前記床内の圧力及 び密度条件が、粒子の、前記循環床から前記第一相互連結部を通って前記気泡発 生床へ、そして前記気泡発生床から前記第二相互連結部を通って前記循環床へ行 く流れを制御する駆動力を確立する位置に、互いに対し配置されている、 流動床反応器装置。 ２．気泡発生床中に位置する、その中の固体を冷却するための固体冷却手段を 更に具えた、請求項１に記載の装置。 ３．気泡発生床を第一室と第二室へ分割する分離壁を更に具え、然も、前記第 一室が第一相互連結部と直接連通しており、前記第二室が第二相互連結部と方向 連通しており、前記分離壁が前記第一相互連結部と第二相互連結部との間の粒子 の短絡を防止している、請求項２に記載の装置。 ４．第一室が第一断面積を有し、第二室が、前記第一断面積の５０％より小さ い第二断面積を有する、請求項３に記載の装置。 ５．冷却手段が第一室にのみ配置されている、請求項４に記載の装置。 ６．冷却手段が第一室と第二室の両方に配置されている、請求項３に記載の装 置。 ７．冷却手段が第二室にのみ配置されている、請求項３に記載の装置。 ８．反応室が第一側壁を有し、第一相互連結部が前記第一側壁中の第一開口か らなり、第二相互連結部が前記第一側壁中の第二開口からなる、請求項１に記載 の装置。 ９．第一側壁が垂直に対し約１０°より大きい角度で配置されており、第二相 互連結部が第一相互連結部と第一格子との間に水平に配置されている、請求項８ に記載の装置。 10．固体冷却手段により冷却した後、固体を気泡発生床から選択的に取り出す ための、第二格子に隣接したバルブ付き固体取り出し導管を更に具えた、請求項 ２に記載の装置。 11．第二格子の一部分が、第一格子の下に水平に重なっており、第二断面積が 第一断面積の２５％より小さく、第二相互連結部が前記第一格子の中に中断した 形で配置されている、請求項４に記載の装置。 12．冷却手段が間接的熱交換器からなる、請求項２に記載の装置。 13．分離壁が気泡発生床内に本質的に垂直にだけ伸びている、請求項３に記載 の装置。 14．気泡発生床を第一室と第二室へ分割する分離壁を更に具え、然も、前記第 一室が第一相互連結部と方向連通しており、前記第二室が第二相互連結部と方向 連通しており、前記分離壁が前記第一相互連結部と第二相互連結部との間の粒子 の短絡を防止している、請求項８に記載の装置。 15．分離壁が第一側壁から、気泡発生床内で、本質的に垂直に対し約２０°よ りも大きな角度でのみ伸びている、請求項１４に記載の装置。 16．分離壁が、気泡発生床内で、第一側壁から先ず垂直に対し約２０°より大 きな角度で伸び、次に本質的に完全に垂直に伸びている、請求項１４に記載の装 置。 17．分離壁が第一側壁から、第二開口の直ぐ上の位置から伸び、前記気泡発生 床内で本質的に完全に垂直に伸びている、請求項１４に記載の装置。 18．冷却手段が第一格子の高さよりも低い所に少なくとも部分的に配置されて いる、請求項２に記載の装置。 19．第一流動床を有する反応室及び第二流動床を有する付属の室を具えた流動 床反応器装置を操作する方法において、 （ａ） 第一流動床を早い循環流動床として操作し、 （ｂ） 第二流動床を遅い気泡発生流動床として操作し、 （ｃ） 粒子の第一の流れを、前記第一床内の第一相互連結部位置から前記第 二床へ、本質的に前記第一相互連結部位置での前記床間の圧力及び密度差によっ てのみ流動させ、そして （ｄ） 粒子の第二の流れを前記第一床内の第二相互連結部位置から前記第一 床へ、本質的に前記第二相互連結部位置の所の前記床間の圧力及び密度差によっ てのみ流動させる、 諸工程からなる流動床反応器装置操作法。 20．工程（ｃ）と（ｄ）の間で気泡発生床内の粒子を冷却する工程を更に有す る、請求項１９に記載の方法。 21．工程（ｃ）を循環床内の第一垂直位置で行い、工程（ｄ）を、前記第一位 置よりも低い、循環床内の第二垂直位置で行い、工程（ａ）〜（ｄ）の全てを、 気泡発生床内の平均密度が第二相互連結部の所の循環床密度よりも大きくなるよ うに実施する、請求項２０に記載の方法。 22．粒子の流れを第一連結部から気泡発生床を通り、第二相互連結部へ積極的 に送り、本質的に全ての粒子を前記気泡発生床内に有る間に冷却する工程（ｅ） を更に有する、請求項２１に記載の方法。 23．工程（ｅ）を、気泡発生床内に一つ以上の分離壁を与えることにより実施 する、請求項２２に記載の方法。 24．反応室が、流動化用空気を循環流動床へ導入するための格子を有し、工程 （ｄ）を、固体を気泡発生床から循環床へ、前記格子の水平方向に中間的な位置 の所で前記格子の下から導入するように実施する、請求項１９に記載の方法。 25．反応室が、流動化用空気を循環流動床へ導入するための格子を有し、工程 （ｄ）を、固体を気泡発生床から循環床へ、前記格子の水平方向に中間的な位置 の所で前記格子の下から導入するように実施する、請求項２０に記載の方法。 26．工程（ｃ）を循環床内の第一垂直位置で実施し、工程（ｄ）を、前記第一 位置より低い、循環床内の第二垂直位置で実施する、請求項１９に記載の方法。