JPH1015380A - プラズマ式流動層炉 - Google Patents
プラズマ式流動層炉Info
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- JPH1015380A JPH1015380A JP8173133A JP17313396A JPH1015380A JP H1015380 A JPH1015380 A JP H1015380A JP 8173133 A JP8173133 A JP 8173133A JP 17313396 A JP17313396 A JP 17313396A JP H1015380 A JPH1015380 A JP H1015380A
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/1836—Heating and cooling the reactor
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- B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
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Abstract
(57)【要約】
【課題】酸化性あるいは還元性の高活性の雰囲気が容易
に得られ、かつ熱効率が高く、広い用途に利用できる流
動層炉を得る。 【解決手段】低損失耐熱壁１ａを備え鉛直方向に筒状に
形成された炉容器１の下部の開口部に流動化ガス導入口
３を配して、流動化ガスを導入し、その上部にガスの流
れを整流する整流板２を備え、その上に被処理物供給器
４から供給される粒状の被処理物２０を流動層として積
載するとともに、反応ガス導入口７より反応ガスを供給
しつつ、低損失耐熱壁１ａの外側に同軸状に配された高
周波誘導コイル８に高周波電流を流して、シースガス導
入口６より導入したシースガスでシースされるプラズマ
９を生成、維持し、被処理物２０をプラズマ９で加熱さ
せて反応させる。
に得られ、かつ熱効率が高く、広い用途に利用できる流
動層炉を得る。 【解決手段】低損失耐熱壁１ａを備え鉛直方向に筒状に
形成された炉容器１の下部の開口部に流動化ガス導入口
３を配して、流動化ガスを導入し、その上部にガスの流
れを整流する整流板２を備え、その上に被処理物供給器
４から供給される粒状の被処理物２０を流動層として積
載するとともに、反応ガス導入口７より反応ガスを供給
しつつ、低損失耐熱壁１ａの外側に同軸状に配された高
周波誘導コイル８に高周波電流を流して、シースガス導
入口６より導入したシースガスでシースされるプラズマ
９を生成、維持し、被処理物２０をプラズマ９で加熱さ
せて反応させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波誘導コイル
により生じるプラズマを利用して流動層の被処理物質の
反応、例えば黒鉛廃棄物の燃焼処理、あるいは、合成樹
脂類の廃棄物の炭化、ガス化処理等を効果的に行うプラ
ズマ式流動層炉に関する。
により生じるプラズマを利用して流動層の被処理物質の
反応、例えば黒鉛廃棄物の燃焼処理、あるいは、合成樹
脂類の廃棄物の炭化、ガス化処理等を効果的に行うプラ
ズマ式流動層炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は、従来の流動層炉の基本構成を模
式的に示す断面図である。円筒状の炉容器６１は、中心
軸を鉛直方向として配されており、その下端には流動化
ガス導入口６３が、また上端には排気ガス排出口６５が
設けられている。炉容器６１の内部の下方には流動化ガ
ス導入口６３より導入された流動化ガスの流れを整流す
る整流板６２が組み込まれており、この整流板６２の上
に、炉容器６１の上部壁面に開口を設けて組み込まれた
被処理物供給器６４から供給される粒状の被処理物２０
が搭載される。なお「粒状」とは、図に模式的に示した
球状のみならず、楕円体の形状、黒鉛の破砕粒のごとき
形状、および概略直方体（六面体）もしくは三角錐（四
面体）の形状、ならびにいわゆる金平糖のごとく表面に
突出部を備えた形状をも含むものを言う。また、炉容器
６１には、整流板６２の下部に助燃用バーナー６６が、
また整流板６２の上部に補助バーナー６７が配されてい
る。
式的に示す断面図である。円筒状の炉容器６１は、中心
軸を鉛直方向として配されており、その下端には流動化
ガス導入口６３が、また上端には排気ガス排出口６５が
設けられている。炉容器６１の内部の下方には流動化ガ
ス導入口６３より導入された流動化ガスの流れを整流す
る整流板６２が組み込まれており、この整流板６２の上
に、炉容器６１の上部壁面に開口を設けて組み込まれた
被処理物供給器６４から供給される粒状の被処理物２０
が搭載される。なお「粒状」とは、図に模式的に示した
球状のみならず、楕円体の形状、黒鉛の破砕粒のごとき
形状、および概略直方体（六面体）もしくは三角錐（四
面体）の形状、ならびにいわゆる金平糖のごとく表面に
突出部を備えた形状をも含むものを言う。また、炉容器
６１には、整流板６２の下部に助燃用バーナー６６が、
また整流板６２の上部に補助バーナー６７が配されてい
る。
【０００３】本構成の流動層炉においては、流動化ガス
導入口６３より導入され整流板６２で整流された流動化
ガスにより、整流板６２の上に搭載された粒状の被処理
物２０に抗力を加え、自身に加わる重力とのバランスに
より被処理物２０の流動層を形成し、助燃用バーナー６
６あるいは補助バーナー６７によって空気、あるいは反
応ガスを加熱して処理温度を所定の温度に維持し、被処
理物２０の反応、例えば廃棄物の焼却、あるいは、プラ
スチックの油化等を行っている。また、例えば黒鉛の燃
焼処理のごとき自燃性の処理の場合には、バーナーによ
り点火し、自燃状態に移行すると、加温した空気、ある
いは反応ガスを供給して反応を持続させる方法が採られ
ている。
導入口６３より導入され整流板６２で整流された流動化
ガスにより、整流板６２の上に搭載された粒状の被処理
物２０に抗力を加え、自身に加わる重力とのバランスに
より被処理物２０の流動層を形成し、助燃用バーナー６
６あるいは補助バーナー６７によって空気、あるいは反
応ガスを加熱して処理温度を所定の温度に維持し、被処
理物２０の反応、例えば廃棄物の焼却、あるいは、プラ
スチックの油化等を行っている。また、例えば黒鉛の燃
焼処理のごとき自燃性の処理の場合には、バーナーによ
り点火し、自燃状態に移行すると、加温した空気、ある
いは反応ガスを供給して反応を持続させる方法が採られ
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
流動層炉はバーナーを用いて加熱しているので、被処理
物２０の温度は雰囲気の温度とほぼ同等であり、反応の
処理速度は、通常の熱化学反応により律せられる。すな
わち、バーナーの火炎中は活性に富んだプラズマ状態と
なっているが、バーナーの性質上、その領域は極く狭い
領域に限定され、流動層の過半は雰囲気の温度とほぼ同
等に保持される。また、バーナーにより加熱する方式で
は、燃焼を伴うので、例えば酸素による酸化性雰囲気、
あるいは水素による還元性雰囲気を作るのは困難であ
る。これらの雰囲気を形成する方式としては、炉の外側
に配した熱源を用いて炉壁を通じての熱伝達により内部
の雰囲気ガスを加熱する方式があるが、熱効率が著しく
低いという難点がある。
流動層炉はバーナーを用いて加熱しているので、被処理
物２０の温度は雰囲気の温度とほぼ同等であり、反応の
処理速度は、通常の熱化学反応により律せられる。すな
わち、バーナーの火炎中は活性に富んだプラズマ状態と
なっているが、バーナーの性質上、その領域は極く狭い
領域に限定され、流動層の過半は雰囲気の温度とほぼ同
等に保持される。また、バーナーにより加熱する方式で
は、燃焼を伴うので、例えば酸素による酸化性雰囲気、
あるいは水素による還元性雰囲気を作るのは困難であ
る。これらの雰囲気を形成する方式としては、炉の外側
に配した熱源を用いて炉壁を通じての熱伝達により内部
の雰囲気ガスを加熱する方式があるが、熱効率が著しく
低いという難点がある。
【０００５】本発明の目的は、酸化性あるいは還元性の
高活性の雰囲気が容易に得られ、かつ熱効率が高く、広
い用途に利用できる流動床炉を提供することにある。
高活性の雰囲気が容易に得られ、かつ熱効率が高く、広
い用途に利用できる流動床炉を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明においては、 （１）プラズマ式流動層炉を、下部に流動化ガス導入口
を備えた炉容器の内部に粒状の被処理物を搭載する整流
板を備え、炉容器の外側に同心状に配された高周波誘導
コイルを備えて構成し、流動化ガス導入口より流動化ガ
スを導入し、整流板に搭載された粒状の被処理物を流動
化ガスによる抗力と重力とによって流動層として保持
し、高周波誘導コイルの発生する高周波磁場により電磁
誘導で生じるプラズマを用いて、被処理物を反応させる
こととする。
めに、本発明においては、 （１）プラズマ式流動層炉を、下部に流動化ガス導入口
を備えた炉容器の内部に粒状の被処理物を搭載する整流
板を備え、炉容器の外側に同心状に配された高周波誘導
コイルを備えて構成し、流動化ガス導入口より流動化ガ
スを導入し、整流板に搭載された粒状の被処理物を流動
化ガスによる抗力と重力とによって流動層として保持
し、高周波誘導コイルの発生する高周波磁場により電磁
誘導で生じるプラズマを用いて、被処理物を反応させる
こととする。
【０００７】（２）さらに、（１）のプラズマ式流動層
炉において、炉容器の流動層の上部に位置する壁面に、
粒状の被処理物を外部より整流板の上へと供給する被処
理物供給手段を備えることとする。 （３）さらに、（１）または（２）のプラズマ式流動層
炉において、流動床の下部に、被処理物を外部より整流
板の上へと供給する第２の被処理物供給手段を備えるこ
ととする。
炉において、炉容器の流動層の上部に位置する壁面に、
粒状の被処理物を外部より整流板の上へと供給する被処
理物供給手段を備えることとする。 （３）さらに、（１）または（２）のプラズマ式流動層
炉において、流動床の下部に、被処理物を外部より整流
板の上へと供給する第２の被処理物供給手段を備えるこ
ととする。
【０００８】（４）また、（１）〜（３）のプラズマ式
流動層炉において、被処理物が反応するプラズマ領域の
上部に、燃焼ガスを導入してガスを燃焼させる副燃焼室
を備えることとする。 （５）また、（１）〜（４）のプラズマ式流動層炉にお
いて、運転時に炉容器の内部の圧力を減圧状態に保持す
ることとする。
流動層炉において、被処理物が反応するプラズマ領域の
上部に、燃焼ガスを導入してガスを燃焼させる副燃焼室
を備えることとする。 （５）また、（１）〜（４）のプラズマ式流動層炉にお
いて、運転時に炉容器の内部の圧力を減圧状態に保持す
ることとする。
【０００９】（６）また、（１）〜（５）のプラズマ式
流動層炉において、流動化ガス導入口より導入される流
動化ガスを、炉容器より排出された排出ガスを用いて加
熱される熱交換器により加熱して供給することとする。 上記の（１）のごとく、内部に粒状の被処理物を搭載す
る整流板を備えた炉容器の外側に同心状に高周波誘導コ
イルを配置し、高周波電流を通電すれば、炉容器の内部
に高周波磁界が形成され、この磁界により電磁誘導作用
により電界が生じ、さらにこの電界によりプラズマが生
成、維持されることとなる。このように生成されたプラ
ズマは、活性度が非常に高く反応性に富んでおり、その
温度は 5000 ℃を越え、場合によっては 10000℃をこえ
る。したがって、このプラズマを用いれば、例えば酸素
による酸化性雰囲気、あるいは水素による還元性雰囲気
を容易に長時間、安定して作ることができる。このよう
にして形成された雰囲気下において流動層を形成すれ
ば、被処理物が高温高活性のプラズマに直接接触するこ
ととなるので、熱化学反応のみならず、イオン、電子、
ラジカル活性種の関与したプラズマ化学反応を利用し、
効果的な反応を行うことができる。
流動層炉において、流動化ガス導入口より導入される流
動化ガスを、炉容器より排出された排出ガスを用いて加
熱される熱交換器により加熱して供給することとする。 上記の（１）のごとく、内部に粒状の被処理物を搭載す
る整流板を備えた炉容器の外側に同心状に高周波誘導コ
イルを配置し、高周波電流を通電すれば、炉容器の内部
に高周波磁界が形成され、この磁界により電磁誘導作用
により電界が生じ、さらにこの電界によりプラズマが生
成、維持されることとなる。このように生成されたプラ
ズマは、活性度が非常に高く反応性に富んでおり、その
温度は 5000 ℃を越え、場合によっては 10000℃をこえ
る。したがって、このプラズマを用いれば、例えば酸素
による酸化性雰囲気、あるいは水素による還元性雰囲気
を容易に長時間、安定して作ることができる。このよう
にして形成された雰囲気下において流動層を形成すれ
ば、被処理物が高温高活性のプラズマに直接接触するこ
ととなるので、熱化学反応のみならず、イオン、電子、
ラジカル活性種の関与したプラズマ化学反応を利用し、
効果的な反応を行うことができる。
【００１０】また、このプラズマ式流動層炉を（２）の
ごとくに構成すれば、被処理物を連続して供給すること
ができるので、より効率的に反応させることができる。
さらにこのプラズマ式流動層炉を（３）のごとくに構成
すれば、粒子が微小で飛散しやすい被処理物にあって
も、容易に整流板の上に供給できることとなる。さら
に、二つの被処理物供給手段より供給された二つの被処
理物を混合して反応させることができる。また、第２の
被処理物供給手段より供給される被処理物を棒状体とす
れば、粒状の被処理物と棒状の被処理物を混合して反応
させることができる。
ごとくに構成すれば、被処理物を連続して供給すること
ができるので、より効率的に反応させることができる。
さらにこのプラズマ式流動層炉を（３）のごとくに構成
すれば、粒子が微小で飛散しやすい被処理物にあって
も、容易に整流板の上に供給できることとなる。さら
に、二つの被処理物供給手段より供給された二つの被処
理物を混合して反応させることができる。また、第２の
被処理物供給手段より供給される被処理物を棒状体とす
れば、粒状の被処理物と棒状の被処理物を混合して反応
させることができる。
【００１１】また、（４）のごとくとすれば、プラズマ
領域を通過した被処理物の未処理物質が、副燃焼室にお
いて導入した燃焼ガスにより燃焼されるので、炉外へ排
出される未処理物質による粉塵量が抑制される。また、
（５）のごとくとすれば、炉容器の内部のガスの密度の
低下とともに熱密度が低下し、被処理物の温度を低く抑
えることが可能となる。したがって、例えばプラスチッ
ク類のごとく低温での処理が必要な物質の反応を効果的
に行うことができる。
領域を通過した被処理物の未処理物質が、副燃焼室にお
いて導入した燃焼ガスにより燃焼されるので、炉外へ排
出される未処理物質による粉塵量が抑制される。また、
（５）のごとくとすれば、炉容器の内部のガスの密度の
低下とともに熱密度が低下し、被処理物の温度を低く抑
えることが可能となる。したがって、例えばプラスチッ
ク類のごとく低温での処理が必要な物質の反応を効果的
に行うことができる。
【００１２】また、（６）のごとくとすれば、反応によ
り加熱されて排出された排出ガスが、導入される流動化
ガスの加熱に効果的に使用されることとなるので、系の
熱効率が大幅に向上することとなる。
り加熱されて排出された排出ガスが、導入される流動化
ガスの加熱に効果的に使用されることとなるので、系の
熱効率が大幅に向上することとなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は、本発明によるプラズマ式
流動層炉の第１の実施例の基本構成を模式的に示す断面
図である。図において、鉛直方向に中心軸を配した炉容
器１は、耐熱性電気絶縁材料のアルミナ耐火レンガから
なる低損失耐熱壁１ａを壁面に用いて構成されており、
下端には流動化ガス導入口３が、また上端には排気ガス
排出口５が設置されている。炉容器１の内部の下方に
は、流動化ガス導入口３より導入された流動化ガスの流
れを整流するアルミナフォームからなる整流板２が組み
込まれている。上部の壁面には、外部より被処理物２０
を供給する被処理物供給器４が備えられている。また、
炉容器１の下端には、反応に用いられる反応ガスを導入
する反応ガス導入口７と、シースガスを導入するシース
ガス導入口６が設けられている。さらに、炉容器１の低
損失耐熱壁１ａの外側には、高周波電流が通電される高
周波誘導コイル８が同軸状に配されている。
流動層炉の第１の実施例の基本構成を模式的に示す断面
図である。図において、鉛直方向に中心軸を配した炉容
器１は、耐熱性電気絶縁材料のアルミナ耐火レンガから
なる低損失耐熱壁１ａを壁面に用いて構成されており、
下端には流動化ガス導入口３が、また上端には排気ガス
排出口５が設置されている。炉容器１の内部の下方に
は、流動化ガス導入口３より導入された流動化ガスの流
れを整流するアルミナフォームからなる整流板２が組み
込まれている。上部の壁面には、外部より被処理物２０
を供給する被処理物供給器４が備えられている。また、
炉容器１の下端には、反応に用いられる反応ガスを導入
する反応ガス導入口７と、シースガスを導入するシース
ガス導入口６が設けられている。さらに、炉容器１の低
損失耐熱壁１ａの外側には、高周波電流が通電される高
周波誘導コイル８が同軸状に配されている。
【００１４】本構成において、流動化ガス導入口３より
流動化ガスを導入すると、整流板２の上に供給された被
処理物２０は、流動化ガスによる抗力と自重とにより流
動層を形成して保持される。また、高周波誘導コイル８
に高周波電流を通電すると、炉容器１の内部に高周波磁
界が生じ、電磁誘導により高周波電界を発生し、この電
界によりプラズマ９が生成される。このとき、シースガ
ス導入口６から導入されたシースガスは、プラズマ９に
対して熱ピンチ作用をして、炉容器１の低損失耐熱壁１
ａをプラズマ９から隔てて保護する役割を果たす。した
がって、流動層として保持された被処理物２０は、高温
高活性のプラズマ９に直接接触し、効果的に反応するこ
ととなるので、例えば、黒鉛廃棄物の燃焼処理や、鉄鉱
石の流動還元処理等に、特に効果的である。
流動化ガスを導入すると、整流板２の上に供給された被
処理物２０は、流動化ガスによる抗力と自重とにより流
動層を形成して保持される。また、高周波誘導コイル８
に高周波電流を通電すると、炉容器１の内部に高周波磁
界が生じ、電磁誘導により高周波電界を発生し、この電
界によりプラズマ９が生成される。このとき、シースガ
ス導入口６から導入されたシースガスは、プラズマ９に
対して熱ピンチ作用をして、炉容器１の低損失耐熱壁１
ａをプラズマ９から隔てて保護する役割を果たす。した
がって、流動層として保持された被処理物２０は、高温
高活性のプラズマ９に直接接触し、効果的に反応するこ
ととなるので、例えば、黒鉛廃棄物の燃焼処理や、鉄鉱
石の流動還元処理等に、特に効果的である。
【００１５】なお、流動化ガスに反応ガスを用いても良
いが、本実施例のごとく反応ガス導入口７より別途反応
ガスを供給することとすれば、反応速度の調整が可能と
なる。なお、本構成では、反応によって発生した排気ガ
スは、図示しない排気手段によって上端の排気ガス排出
口５より外部へ排出するよう構成されている。図２は、
本発明によるプラズマ式流動層炉の第２の実施例の基本
構成を模式的に示す断面図である。
いが、本実施例のごとく反応ガス導入口７より別途反応
ガスを供給することとすれば、反応速度の調整が可能と
なる。なお、本構成では、反応によって発生した排気ガ
スは、図示しない排気手段によって上端の排気ガス排出
口５より外部へ排出するよう構成されている。図２は、
本発明によるプラズマ式流動層炉の第２の実施例の基本
構成を模式的に示す断面図である。
【００１６】本実施例の第１の実施例との差異は、炉容
器１の下端に第２の被処理物供給器、すなわち棒状被処
理物３０を炉外より整流板２Ａの上の流動層部分へと供
給する棒状被処理物供給装置１０が組み込まれているこ
とにある。本構成の棒状被処理物供給装置１０は、図に
見られるように、棒状被処理物３０を、中央部分に貫通
孔を備えた流動化ガス導入口３Ａと整流板２Ａとを貫通
させ、気密を保持して流動層部分へと連続的に供給でき
るように構成されている。したがって、本装置では、上
部に設置された被処理物供給器４より供給される粒状の
被処理物２０と上記の棒状被処理物３０を、ともにプラ
ズマ９に直接接触させ、効果的な反応を行うことができ
るので、例えば、黒鉛の原子炉制御棒を、予め粉砕処理
することなく、棒状のまま直接投入して処理することが
可能となり、また、粒状、粉状の黒鉛と同時に処理する
こともできる。
器１の下端に第２の被処理物供給器、すなわち棒状被処
理物３０を炉外より整流板２Ａの上の流動層部分へと供
給する棒状被処理物供給装置１０が組み込まれているこ
とにある。本構成の棒状被処理物供給装置１０は、図に
見られるように、棒状被処理物３０を、中央部分に貫通
孔を備えた流動化ガス導入口３Ａと整流板２Ａとを貫通
させ、気密を保持して流動層部分へと連続的に供給でき
るように構成されている。したがって、本装置では、上
部に設置された被処理物供給器４より供給される粒状の
被処理物２０と上記の棒状被処理物３０を、ともにプラ
ズマ９に直接接触させ、効果的な反応を行うことができ
るので、例えば、黒鉛の原子炉制御棒を、予め粉砕処理
することなく、棒状のまま直接投入して処理することが
可能となり、また、粒状、粉状の黒鉛と同時に処理する
こともできる。
【００１７】図３は、本発明によるプラズマ式流動層炉
の第３の実施例の基本構成を模式的に示す断面図であ
る。本実施例の特徴は、炉容器１の下端に、粒状の被処
理物を炉外より整流板２Ｂの上の流動層部分へと供給す
る粒状被処理物供給装置１１が付加されている点にあ
る。粒状被処理物供給装置１１は、下端より供給された
粒状の被処理物を、中央部分に貫通孔を備えた流動化ガ
ス導入口３Ｂと整流板２Ｂとを貫通させ、整流板２Ｂの
上部へと送るよう構成されている。したがって、本装置
では、被処理物供給器４と粒状被処理物供給装置１１と
より供給される２種類の粒状の被処理物をプラズマ９に
直接接触させ、効果的な反応を行うことができるので、
石灰石を混入しての脱硫処理に効果的であり、また、上
部の被処理物供給器４からの投入では飛散する微粉状の
被処理物の処理に特に効果的である。
の第３の実施例の基本構成を模式的に示す断面図であ
る。本実施例の特徴は、炉容器１の下端に、粒状の被処
理物を炉外より整流板２Ｂの上の流動層部分へと供給す
る粒状被処理物供給装置１１が付加されている点にあ
る。粒状被処理物供給装置１１は、下端より供給された
粒状の被処理物を、中央部分に貫通孔を備えた流動化ガ
ス導入口３Ｂと整流板２Ｂとを貫通させ、整流板２Ｂの
上部へと送るよう構成されている。したがって、本装置
では、被処理物供給器４と粒状被処理物供給装置１１と
より供給される２種類の粒状の被処理物をプラズマ９に
直接接触させ、効果的な反応を行うことができるので、
石灰石を混入しての脱硫処理に効果的であり、また、上
部の被処理物供給器４からの投入では飛散する微粉状の
被処理物の処理に特に効果的である。
【００１８】図４は、本発明によるプラズマ式流動層炉
の第４の実施例におけるガス供給、排気系統の基本構成
を示すフロー図である。図において、流動層炉５０は、
例えば図１〜３に示した第１〜第３の実施例のプラズマ
式流動層炉である。本図の構成においては、流動層炉５
０において反応により発生した高温の排気ガスは、排気
ブロワ５４によって吸引されて流動層炉５０の排気ガス
排出口より排出され、熱交換器５２の２次側へと送られ
たのち外部へ排出される。一方、流動化ガス供給装置５
１より供給される流動化ガスは、熱交換器５２の１次側
へと送られたのち、流量制御器５３で流量制御され、流
動層炉５０へと導入される。したがって、導入される流
動化ガスは、熱交換器５２において排熱を利用して加熱
されるので、熱効率の高い運転が可能となる。また、排
気ブロワ５４の吸気能力と流量制御器５３によって、制
御流量の調整・制御を行うことにより、流動層炉５０を
減圧雰囲気に保持して運転することができるという利点
があり、したがって、例えばプラスチック類のごとく低
温での処理が必要な物質の反応を効果的に行うことがで
きる。
の第４の実施例におけるガス供給、排気系統の基本構成
を示すフロー図である。図において、流動層炉５０は、
例えば図１〜３に示した第１〜第３の実施例のプラズマ
式流動層炉である。本図の構成においては、流動層炉５
０において反応により発生した高温の排気ガスは、排気
ブロワ５４によって吸引されて流動層炉５０の排気ガス
排出口より排出され、熱交換器５２の２次側へと送られ
たのち外部へ排出される。一方、流動化ガス供給装置５
１より供給される流動化ガスは、熱交換器５２の１次側
へと送られたのち、流量制御器５３で流量制御され、流
動層炉５０へと導入される。したがって、導入される流
動化ガスは、熱交換器５２において排熱を利用して加熱
されるので、熱効率の高い運転が可能となる。また、排
気ブロワ５４の吸気能力と流量制御器５３によって、制
御流量の調整・制御を行うことにより、流動層炉５０を
減圧雰囲気に保持して運転することができるという利点
があり、したがって、例えばプラスチック類のごとく低
温での処理が必要な物質の反応を効果的に行うことがで
きる。
【００１９】図５は、本発明によるプラズマ式流動層炉
の第５の実施例の基本構成を模式的に示す断面図であ
る。本実施例の特徴は、炉容器１の上部、すなわち反応
によって発生したガスの排出側に、仕切り板４１によっ
て仕切られた副燃焼室４０が設けられていることにあ
る。本構成においては、プラズマ領域を通過したガス
は、仕切り板４１の通気孔を通って副燃焼室４０へと導
かれ、ガスの中に含まれる被処理物の未処理物質が、副
燃焼ガス導入口４２より導入される燃焼ガスによって燃
焼されるので、炉外へ排出される未処理物質による粉塵
量が抑制されることとなる。
の第５の実施例の基本構成を模式的に示す断面図であ
る。本実施例の特徴は、炉容器１の上部、すなわち反応
によって発生したガスの排出側に、仕切り板４１によっ
て仕切られた副燃焼室４０が設けられていることにあ
る。本構成においては、プラズマ領域を通過したガス
は、仕切り板４１の通気孔を通って副燃焼室４０へと導
かれ、ガスの中に含まれる被処理物の未処理物質が、副
燃焼ガス導入口４２より導入される燃焼ガスによって燃
焼されるので、炉外へ排出される未処理物質による粉塵
量が抑制されることとなる。
【００２０】
【発明の効果】上述のごとく、本発明によれば、 （１）プラズマ式流動層炉を請求項１に記載のごとく構
成することとしたので、粒状の被処理物が流動層を形成
する部分に高温のプラズマが生成、維持され、被処理物
がこのプラズマに接して加熱され、反応することとなっ
た。したがって、酸化性あるいは還元性の高活性の雰囲
気にが容易に得られ、かつ熱効率の高い流動層炉が得ら
れることとなった。
成することとしたので、粒状の被処理物が流動層を形成
する部分に高温のプラズマが生成、維持され、被処理物
がこのプラズマに接して加熱され、反応することとなっ
た。したがって、酸化性あるいは還元性の高活性の雰囲
気にが容易に得られ、かつ熱効率の高い流動層炉が得ら
れることとなった。
【００２１】（２）また、請求項２に記載のごとくとす
れば、被処理物を連続的に供給して処理することが可能
となり、さらに請求項３に記載のごとくとすれば、二つ
の被処理物、例えば、粒状の被処理物と粒状の被処理
物、あるいは粒状の被処理物と棒状の被処理物を混合し
て、反応させることができるので、広い用途に利用でき
る流動層炉が得られることとなる。
れば、被処理物を連続的に供給して処理することが可能
となり、さらに請求項３に記載のごとくとすれば、二つ
の被処理物、例えば、粒状の被処理物と粒状の被処理
物、あるいは粒状の被処理物と棒状の被処理物を混合し
て、反応させることができるので、広い用途に利用でき
る流動層炉が得られることとなる。
【００２２】（３）また、請求項４に記載のごとくとす
れば、プラズマ領域を通過した被処理物の未処理物質が
燃焼処理され、炉外へ排出される粉塵量が抑制されるの
で、流動層炉として好適である。 （４）また、請求項５に記載のごとくとすれば、被処理
物の温度を低下できることとなるので、例えばプラスチ
ック類のごとく低温での処理が必要な物質の反応を効果
的に行うことができ、流動床炉として好適である。
れば、プラズマ領域を通過した被処理物の未処理物質が
燃焼処理され、炉外へ排出される粉塵量が抑制されるの
で、流動層炉として好適である。 （４）また、請求項５に記載のごとくとすれば、被処理
物の温度を低下できることとなるので、例えばプラスチ
ック類のごとく低温での処理が必要な物質の反応を効果
的に行うことができ、流動床炉として好適である。
【００２３】（５）また、請求項６に記載のごとくとす
れば、反応、焙焼処理に伴う発熱が導入される流動層ガ
スの加熱に効果的に再利用され、系の熱効率が大幅に向
上することとなるので、流動層炉として好適である。
れば、反応、焙焼処理に伴う発熱が導入される流動層ガ
スの加熱に効果的に再利用され、系の熱効率が大幅に向
上することとなるので、流動層炉として好適である。
【図１】本発明によるプラズマ式流動層炉の第１の実施
例の基本構成を模式的に示す断面図
例の基本構成を模式的に示す断面図
【図２】本発明によるプラズマ式流動層炉の第２の実施
例の基本構成を模式的に示す断面図
例の基本構成を模式的に示す断面図
【図３】本発明によるプラズマ式流動層炉の第３の実施
例の基本構成を模式的に示す断面図
例の基本構成を模式的に示す断面図
【図４】本発明によるプラズマ式流動層炉の第４の実施
例におけるガス供給、排気系統の基本構成を示すフロー
図
例におけるガス供給、排気系統の基本構成を示すフロー
図
【図５】本発明によるプラズマ式流動層炉の第５の実施
例の基本構成を模式的に示す断面図
例の基本構成を模式的に示す断面図
【図６】従来の流動層炉の基本構成を模式的に示す断面
図
図
１ 炉容器 １ａ 炉容器 １ｂ 炉容器 ２ 整流板 ２Ａ 整流板 ２Ｂ 整流板 ３ 流動化ガス導入口 ３Ａ 流動化ガス導入口 ４ 被処理物供給器 ５ 排気ガス排出口 ６ シースガス導入口 ７ 反応ガス導入口 ８ 高周波誘導コイル ９ プラズマ １０ 棒状被処理物供給装置 １１ 粒状被処理物供給装置 ２０ 被処理物 ３０ 棒状被処理物 ４０ 副燃焼室 ４１ 仕切り板 ４２ 副燃焼ガス導入口 ５０ 流動層炉 ５１ 流動化ガス供給装置 ５２ 熱交換器 ５３ 流量制御器 ５４ 排気ブロワ
フロントページの続き (72)発明者 清水 明夫 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】下部に流動化ガス導入口を備えた炉容器の
内部に粒状の被処理物を搭載する整流板を備え、炉容器
の外側に同心状に配された高周波誘導コイルを備えて構
成し、流動化ガス導入口より流動化ガスを導入し、整流
板に搭載された粒状の被処理物を流動化ガスによる抗力
と重力とによって流動層として保持し、高周波誘導コイ
ルの発生する高周波磁場により電磁誘導で生じるプラズ
マを用いて、被処理物を反応させることを特徴とするプ
ラズマ式流動層炉。 - 【請求項２】請求項１に記載のプラズマ式流動層炉にお
いて、炉容器の流動層の上部に位置する壁面に、粒状の
被処理物を外部より整流板の上へと供給する被処理物供
給手段を備えたことを特徴とするプラズマ式流動層炉。 - 【請求項３】請求項１または２に記載のプラズマ式流動
層炉において、流動層の下部に、被処理物を外部より整
流板の上へと供給する第２の被処理物供給手段を備えた
ことを特徴とするプラズマ式流動層炉。 - 【請求項４】請求項１、２または３に記載のプラズマ式
流動層炉において、被処理物が反応するプラズマ領域の
上部に、燃焼ガスを導入してガスを燃焼させる副燃焼室
を備えたことを特徴とするプラズマ式流動層炉。 - 【請求項５】請求項１、２、３または４に記載のプラズ
マ式流動層炉において、運転時に炉容器の内部の圧力が
減圧状態に保持されることを特徴とするプラズマ式流動
層炉。 - 【請求項６】請求項１、２、３、４または５に記載のプ
ラズマ式流動層炉において、流動化ガス導入口より導入
される流動化ガスが、炉容器より排出された排出ガスを
用いて加熱される熱交換器によって加熱して供給される
ことを特徴とするプラズマ式流動層炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8173133A JPH1015380A (ja) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | プラズマ式流動層炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8173133A JPH1015380A (ja) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | プラズマ式流動層炉 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1015380A true JPH1015380A (ja) | 1998-01-20 |
Family
ID=15954741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8173133A Withdrawn JPH1015380A (ja) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | プラズマ式流動層炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1015380A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003071840A1 (en) * | 2002-02-15 | 2003-08-28 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Fluidized bed activated by excimer plasma and materials produced therefrom |
| US7297323B2 (en) | 2001-09-25 | 2007-11-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method and apparatus for manufacturing fine particles |
| CN102120166A (zh) * | 2010-12-17 | 2011-07-13 | 中国科学技术大学 | 一种低温冷等离子体磁流化床反应器 |
| JP2014504316A (ja) * | 2010-12-08 | 2014-02-20 | イノベイティブ・カーボン・リミテッド | 粒状物質、それらを含む複合材料、それらの調製および使用 |
| CN108012400A (zh) * | 2017-11-24 | 2018-05-08 | 电子科技大学 | 一种常压高频冷等离子体处理装置 |
| JP2020116034A (ja) * | 2019-01-22 | 2020-08-06 | 株式会社タクマ | オゾン・プラズマ処理装置及びこれを使用した酸化分解処理方法 |
| JP2021178279A (ja) * | 2020-05-13 | 2021-11-18 | 愛知電機株式会社 | マイクロ波プラズマ流動層反応装置 |
-
1996
- 1996-07-03 JP JP8173133A patent/JPH1015380A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7297323B2 (en) | 2001-09-25 | 2007-11-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method and apparatus for manufacturing fine particles |
| US7678326B2 (en) | 2001-09-25 | 2010-03-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method and apparatus for manufacturing fine particles |
| WO2003071840A1 (en) * | 2002-02-15 | 2003-08-28 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Fluidized bed activated by excimer plasma and materials produced therefrom |
| JP2014504316A (ja) * | 2010-12-08 | 2014-02-20 | イノベイティブ・カーボン・リミテッド | 粒状物質、それらを含む複合材料、それらの調製および使用 |
| CN102120166A (zh) * | 2010-12-17 | 2011-07-13 | 中国科学技术大学 | 一种低温冷等离子体磁流化床反应器 |
| CN108012400A (zh) * | 2017-11-24 | 2018-05-08 | 电子科技大学 | 一种常压高频冷等离子体处理装置 |
| JP2020116034A (ja) * | 2019-01-22 | 2020-08-06 | 株式会社タクマ | オゾン・プラズマ処理装置及びこれを使用した酸化分解処理方法 |
| JP2021178279A (ja) * | 2020-05-13 | 2021-11-18 | 愛知電機株式会社 | マイクロ波プラズマ流動層反応装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051004 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20051207 |