JPH10501177A - 流れの平均化装置を有する流動床組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 灰冷却器のような流動床組立体は、底部および側壁を有する第１および第２流動床チャンバ（室）を含む。流動化ガスが両室内の粒状物質を流動化させるために底部に導入される。流れの平均化装置（多数の開口を有するバリヤのようなもの）が両室を分けており、第１室から第２室へ粒状物質の均一な流れを形成して、その流れの平均化装置の近傍で室内に死空間または死角が形成されないようにする。熱交換部材は典型的にはバリヤ内に設けられ、該バリヤを通して熱交換流体を循環させるようになされる。また、熱交換器が一方または両室に備えられて、粒状物質を冷却させるようにする。粒状物質は第２室内で混合され、冷却された後にガス化装置／燃焼器へ向けて再循環されて、灰を第１室へ供給するようになす。分級室が反応装置および第１室の間に連結される。流動化ガスは室から反応装置へ戻される。

Description

【発明の詳細な説明】 流れの平均化装置を有する流動床組立体 発明の背景および概要 本発明は、少なくとも第１および第２流動床チャンバ（室）を備え、各チャン バが側壁と、流動化ガスを該チャンバに導入する手段を備えた底部とを有して成 る流動床組立体に関するものである。また、本発明は、冷却器チャンバの内部空 間を画成する壁と、流動化ガスを冷却器チャンバに導入する手段を有する底部と を具備する流動床冷却器に関する。このような冷却器では、微細固体物質が流動 状態で冷却される。 本発明はまた、少なくとも二つの流動化チャンバを含み、それらのチャンバを 分割する流れの平均化装置を使用し、また流動床の固体粒子から熱を抽出するよ うになされたチャンバ冷却器のような流動床装置において、固体粒状物質を処理 する方法に関する。 循環する物質を別体流動床冷却器中で或るレベルにまで冷却する場合のように 、固体粒状物質を一方のチャンバから他方のチャンバへ送ることが必要になる幾 つかの状況が流動床反応装置（例えば、循環式流動床の燃焼器またはガス化装置 、または循環式流動床のガス冷却器／固体物質予熱器）にある。例えば、処理工 程から灰を排出してさらに他の処理工程へ搬送する間にその灰が処理されるよう な場合には、灰の温度に或る温度制限を設定することが必要である。すなわち、 さらに追加処理を行う前にその灰を冷却しなければならない。このような処理は 、熱を回収することによって組立体からの熱損失を最小限に抑え、反応装置の効 率を向上させる。 米国特許第５２１８９３２号は、流動床反応装置およびこの装置の作動方法を 開示しており、燃料を含む粒状物質からなる流動床が炉部分に形成される。回収 装置（stripper）／冷却器が炉部分に隣接配置されて、炉部分から粒状物質を受 取るようになされる。粒状物質は、最初に回収部分に至り、回収部分では、十分 な流速の空気が粒状物質に対して供給され、粒状物質中の比較的微細な粒子が空 気流に載せられる。間隔を置いた複数のバッフル（隔壁）部材が回収部分に配置 されており、空気流に含まれる粒子に作用してそれらの粒子を空気流から分離す る。回収部分の粒状物質は冷却部分へ送られ、冷却部分では粒状物質が冷却され るとともに、十分な流速の空気が粒状物質に対して供給され、粒状物質中の比較 的微細な粒子が空気流に載せられる。間隔を置いた複数の第二のバッフル部材が 冷却部分に配置されており、空気流に含まれる粒子に作用してそれらの粒子を空 気流から分離する。粒状物質を反応装置から除去するために、ドレンパイプが冷 却部分に連通接続されている。冷却部分は隔壁によって幾つかの部分に分割され ており、これらの隔壁は相対する下側隅部に開口を有し、流動化された粒状物質 が次の部分へ移動できるようになっている。この構造では、冷却部分において粒 状物質を十分に混合できない。 ＡＳＭＥ１９９３第２巻第９８５〜９９０頁の「流動床の燃焼」におけるバー デマン・コード，Ｃ．氏およびワーサー・ジョアチム氏の論文「工業規模の流動 床熱交換器における固体物質の流動パターンおよび熱伝達」は、循環式流動床（ ＣＦＢ）反応装置と連結された流動床熱交換器（ＦＢＨＥ）を開示している。こ の流動床熱交換器は、固体隔壁によって分離された幾つかのチャンバで形成され ることが示唆されている。連続する複数のチャンバへの固体物質の移動は、固体 物質が溢流（オーバーフロー）して行われるように設計されている。この構造で も、固体物質の混合は不十分である。 ＡＳＭＥ１９９３第２巻第１３２５〜１３３１頁の「流動床の燃焼」における モドラック・トーマス，Ｍ．氏、ヘンシェル・ケイ，Ｊ．氏、カーマイン・ガグ リアージ，Ｒ．氏およびディッカー・ジョン，Ｍ．氏の論文「流動床灰の冷却と 除去装置」は、下側死角に開口を備えて固体物質を次の部分へ送込むようになさ れた隔壁によってチャンバが幾つかの部分に分割された流動床灰冷却器（ＦＢＡ Ｃ）を開示している。 上述したような構造では、固体物質の混合が不十分なことが判っている。また 、このような構造には冷却器の熱伝達効率を阻害する死空間すなわち死角が残り 易く、不要な空間と材料の浪費が生じる。 本発明によれば、上述した欠点が解消され、流動床反応装置に係わる固体物質 の効果的な冷却を行うようになされた流動床装置における固体物質の処理方法お よび装置が提供される。 本願において、「多数の固体物質の流れ」という用語は、移動方向において等 しい流速プロフィール（分布）を有する固体物質の移動に近づくような流動化さ れた固体物質の移動を示している。 本発明の第一の観点によれば、各々が底部および側壁を有する第１および第２ 流動床チャンバを含む流動床組立体が提供される。流動化ガスを底部の各々に導 入してチャンバ内の粒状物質を流動化させるための手段（例えば、従来の格子、 風箱など）が備えられる。流れの平均化装置が第１および第２チャンバを分離し 、また流れの平均化装置は、その近傍で、チャンバ内に死空間または死角が生じ ないように、第１チャンバから第２チャンバへ向う実質的に均一な粒状物質の流 れを形成する。 第１および第２チャンバのうちの少なくとも一つは流動床チャンバの流動床に 埋設された熱伝達手段と、流動床チャンバからガスを排出する手段とを含むこと が好ましい。必要に応じて、第１および第２チャンバの一方のみ、または両方が 熱伝達手段を含むことができる。熱伝達手段としては、例えば蒸発器、蒸気過熱 または再加熱装置、または給送水を予熱または空気を予熱する熱交換器を挙げる ことができる。 本発明の他の観点によれば、固体物質の流れの平均化装置は、互いに予め定め られた距離を置いた少なくとも二つの別個の開口を有するバリヤ（障壁部材）を 含み、このバリヤはその位置での流動床チャンバの横断面積の３０％未満の開放 面積を与えることが好ましい。驚くべきことに、固体物質の流れの平均化装置が 互いに間隔を置いた二つの別個の開口を有する壁などを含み、この距離が最短で 壁の全面積の平方根の１０〜５０％であるときに、また開口が流動床チャンバの 横断面積の３０％未満の開放面積を有するときに、有利な結果を得られることが 見出された。以下のようにして開口は最適化され得る。すなわち文字Ｎが個々の 開口の個数を示すとき（Ｎは２を超える整数である）、開口間の距離は壁表面積 の平方根の１／Ｎ〜１／２になるように定めるのが好ましい。 本発明のさらに他の観点によれば、固体物質の流れの平均化装置は実質的に等 間隔を置いて設けた複数の開口を有する壁などを含む。この壁は、実質的に等間 隔を置いて設けた複数の開口を有する目打ち壁とされ得る。開口の最大径は５０ ｍｍ未満にすることが好ましい。 また固体物質の流れの平均化装置の幾つかの状況においては、周辺および開口 の位置に幅０．１ｍの境界領域を有する壁などを含むことが有利であると注目さ れている。 流れの平均化装置は、第１および第２チャンバ間の境界にバリヤを含むことが 好ましい。このバリヤは少なくとも二つの開口、好ましくは複数の実質的に均一 な間隔を置いた複数の開口が備えられて、死空間すなわち死点の形成が回避され るようになされる。バリヤは実質的に連続した壁（概ね平坦な形状）で形成され ており、この壁には貫通開口が形成され、この開口は四角形の穿孔とされるか、 他の各種形状に形成され得る。これに代えてバリヤは多数の障害物で形成され、 これらの障害物は互いに独立した（または他の幾つかの障害物から少なくとも独 立した）形状で、それらの間に開口を形成する空間が位置されるように取付けら れることができる。いずれのばあいにも、熱交換部材はこのバリヤに備えられて 、バリヤの開口を通って流れる粒子を冷却する。 本発明のさらに他の観点によれば、この流動床装置は、冷却チャンバすなわち 冷却領域が互いに分離されて、一つのチャンバが他のチャンバとは実質的に無関 係な或る温度レベルに保持されるようになされた固体物質の冷却器として作用す る。実際には、このことは隣接する流動床が少なくとも後方へ向けての粒子交換 を制限され、すなわちチャンバ帯域の境界部分では一方向の動きだけが望まれる のであるが、或る程度の逆流はほとんど避けることができないことを意味してい る。本発明によれば、過剰な粒子交換はチャンバ間に固体物質の平均化装置（上 述したような）を備えることによって防止されるのであり、この平均化装置はチ ャンバの境界領域で前記流動床冷却器の横断面積の５０％より大きな範囲をカバ ーすることが好ましい。 本発明はまた、各々が底部および側壁を有している第１および第２流動床チャ ンバと、チャンバ内の粒子を流動化させるために各々の底部に流動化ガスを導入 するための手段とを有する流動床組立体を含む。この組立体は第１および第２部 材間の境界面にバリヤをさらに含み、このバリヤは互いに間隔を置いた少なくと も二つの別個の開口を含む。この距離は最短でバリヤ面積の平方根の１０〜５０ ％であり、またこれらの開口は第１および第２チャンバ間の境界面における横断 面積の３０％未満の開放面積を与える。 本発明のさらに他の観点によれば、第１および第２流動化チャンバとそれらの 間の境界面とを含んでなる流動床で固体粒状物質を処理する方法が提供される。 この方法は以下の段階を含む。すなわち、（ａ）第１チャンバの固体粒状物質を 流動化させる。（ｂ）第２チャンバの固体粒状物質を流動化させる。（ｃ）第１ チャンバから第２チャンバへ実質的に均等に固体粒状物質を導くために、少なく とも二つの平行な別の流れで第１チャンバから第２チャンバへ固体粒状物質を送 り、境界面の付近に死空間または死角が全く形成されないようにする。また、（ ｄ）第２チャンバにおいて、固体粒状物質の平行な別の流れを均一に混合する。 段階（ｃ）は、第１および第２チャンバ間に少なくとも二つの均一に間隔を置い た複数の開口を有する流れを平均化させるバリヤを備えることで実現し得る。さ らにバリヤを冷却して、開口を通って送られる固体粒状物質を冷却する、典型的 にはその固体粒状物質から熱を回収する段階が備えられることもまた好ましい。 本発明の主目的は、流動床チャンバにおける冷却時の粒状物質の混合、および 死空間または死角の形成を回避するように一方のチャンバから他方のチャンバへ 向う粒状物質の均一な流れを提供することである。本発明のこの目的および他の 目的は、図面を詳細に参照すること、および添付された請求の範囲の欄を参照す ることで明白になろう。 図面の簡単な説明 図１は、本発明による多数チャンバの流動床冷却器を備えた循環式流動床反応 装置を図解する側面の概略横断面図、 図２は、図１の冷却器の変形形態の側面の横断面詳細図、 図３は、図２の冷却器の第１および第２チャンバ間のバリヤの、一部分を切除 して内部の熱交換部材を示すようにされた前面図、 図４は、従来技術に比較した本発明による方法の実施における例示的温度分布 を示す温度分布グラフ、 図５は、本発明による他の例示的な流動床組立体を示す概略斜視図、および 図６は、改良された構造の図５に似た斜視図である。 図面の詳細な説明 図１は反応チャンバ１２および固体物質分離器１４を有する循環式流動床反応 装置１０を示している。この循環式流動床反応装置１０は図１に点線１１で示さ れた圧力容器で囲まれた加圧された（すなわち、大気圧よりも高い圧力で、１． ５×１０⁵Ｎ／ｍ²（１．５バール）以上であるのが好ましい）流動床反応装置１ ０としても備えられ得る。 流動化ガスは手段１６（例えば、風箱）により底部格子１７を通して反応チャ ンバ１２に導入されて、そのチャンバ１２内の固体粒状物質（燃料、不活性物質 および（または）（and/orを意味する）吸収剤を含むことが好ましい）のかなり の部分がその上昇するガス流に載ってチャンバ１２から分離器１４へ運び出され るような程度に、固体粒状物質を流動化させるようにする。固体物質は分離器１ ４（例えば、遠心分離器）で反応装置１０から流出するガスから分離され、分離 された固体物質の少なくとも一部が戻りダクト１８を経てチャンバ１２へ戻され るように再循環される。 反応装置１０が、例えば燃料物質の燃焼器として作動するとき、未燃物質が形 成され、この未燃物質は反応チャンバ１２から排出しなければならない。未燃物 質は流動化され得ないほどの大きな粒径を一般に有するが、チャンバ１２の底部 から排出しなければならない。流動床処理組立体は、流動床反応装置１０の下部 に備えられ、この組立体は未燃物質を取扱う冷却器２０として作用するのが好ま しい。冷却器２０は反応チャンバ１２と共通の壁部２２を備えることが好ましい 。流動床冷却器２０は流動床熱交換チャンバ２１，２３，２５を含み、これらの チャンバはそれぞれ熱交換部材２４，２６，２８を有している。流動床冷却器２ ０は流動化ガスを各チャンバ２１，２３，２５に導入するためのガス供給手段３ ４も備えている（例えば、格子付き風箱またはその他の従来型流動化装置）。 流動床冷却器２０は、図１に示されたような冷却器２０として作用する流動床 の他の例示的な実施例を示す図２に関連して、さらに詳細に説明される。図２の 流動床冷却器２０は熱交換部材２４，２６，２８と、熱伝達チャンバ２１，２３ ， ２５の間の固体物質の流れの平均化装置３０，３２とを有する流動床熱交換器を 含む。流動床冷却器２０はまた流動化ガスを導入するためのガス供給手段３４も 備えている。独立制御によりガスを導入する（すなわち、各チャンバ２１，２３ ，２５に異なる制御装置を備える）ことが好ましい（例えば、独立して自動制御 される流量調整バルブによる）。 底部の灰のような固体物質は循環式流動床反応装置１２から分級チャンバ３６ を経て流動床冷却器２０に導入され、分級チャンバは予め定められた粒径の固体 物質だけが流動床冷却器２０の第１チャンバ２１に流入できるようにさせる。こ のようにして詰りの可能性は最小限に抑えられる。分級チャンバ３６は隔壁部分 ４６に備えられている複数の開口４４を通してチャンバ２１と通じている。開口 ４４は、高圧室４８を経て導入されたガスが流動床冷却器２０へ流れるのを、ま たそのガスに巻込まれた実質的に微細な固体物質が流れるのを可能にするように 設計されている。 分級チャンバ３６に導入される固体物質の温度は約８００〜１２００°Ｃであ り、そこでは流動床反応装置チャンバ１２は燃料燃焼器すなわちガス化装置とし て使用されている。分級チャンバ３６では、流動床冷却器２０に詰りを生じる原 因となり得る大径粒子は出口５６を経て排出される。手段４８によって給送され るガスは、いずれの侵食性物質も希釈するのに適当であるように選択され得る。 固体物質は第１チャンバに送られ、そこにおいて固体物質は独立して制御可能な ガス供給源３４から供給されたガスで流動化される。固体物質は第１チャンバ２ １内で効果的に混合され、したがって熱交換器２４による熱伝達も効果的に行わ れる。ガス供給源３４から導入された流動化ガスはガス空間５０に流入する。ガ ス供給源３４から反応装置チャンバ１２へ導入されるガスによって小径粒子もま た開口５２を経て反応装置チャンバ１２へと搬送される。 本発明による流動床冷却器においては、第１チャンバから第２チャンバへの固 体物質の流れは主としてオーバーフローに基づくものではない。むしろ固体物質 の流れの平均化装置として作用するバリヤ３０が流動床冷却器２０の第１チャン バ２１と第２チャンバ２３の間の境界面に配置される。固体物質の流れの平均化 装置３０は、実質的に均等に隔てられた開口５４（図２および図３を参照された い）を有する冷却された実質的に平坦な壁を含む。開放面積（開口５４で与えら れる）は粒状物質が所望の流量で次のチャンバ２３へ流入できるようにするのに 十分な大きさとされねばならないが、この開放面積は本発明の観点により多数の 固体物質の流れを確立するように十分に小さくなければならない。理想的には、 全ての開口５４を通過する実質的に等しい固体物質の流量が与えられることが好 ましい。このようにして、いずれの死角または死点（死角位置）も形成されるこ とを避けられる。固体物質の流れの平均化装置３０の開放面積はチャンバ２１， ２３の間の境界面の全横断面積の５０％未満、好ましくは３０％未満になされる 。流れの平均化装置３０はまたチャンバ２１，２３の境界（境界面）における冷 却器２０の横断面積の５０％を超える面積をカバーすることが好ましい（図２参 照）。 Ｎ個の開口５４が備えられ、このN個は２より大きい整数であるのが好ましい 。開口５４は、バリヤ３０の表面積の平方根の１／Ｎ〜１／２の範囲の距離を隔 てられる。 バリヤ３０を通して熱伝達媒体（例えば、水、蒸気など）を導く熱交換チュー ブ３１を備えることにより、バリヤ３０の冷却を行うことができる。チューブ３ １は、流動床反応装置１２の蒸気発生装置に連結されるのが好ましい。図２およ び図３は水平チューブ３１を開示しているが、チューブ３１は、特に自然循環蒸 発による蒸気発生において、垂直方向に配向してもよい。 本発明によれば、第１チャンバ２１から第２チャンバ２３へ向う固体粒状物質 の流れは多数の固体物質の流れ、少なくとも二つの平行な流れとして流れの平均 化装置３０を経て実現されるので、第１チャンバ２１の温度は固体物質から熱が 伝達される間に或る値に落着く。熱交換器２４は、例えば蒸気の加熱または水の 蒸発を行うためのパネル型またはチューブ式熱交換器を備えることができる。 第２チャンバ２３の温度は、チャンバ２１よりも低い温度に維持されるように 熱交換器２６で制御される。再び述べるが、多数の固体物質の流れのために、第 ２チャンバ２３の温度は或る温度に落着き、この温度は熱が固体物質から熱交換 器２６へ伝達されるときの安定状態におけるチャンバ２３内の流動床の全域で実 質的に等しくなる。実際には、このことは第１および第２流動化チャンバ２１， ２３と、熱伝達手段２４，２６と、流動化ガス３４を導入する手段とが段階的な 冷却器２０を形成することを意味する。 第２バリヤ３２は第２および第３チャンバ２３，２５を互いに分けている。バ リヤ３２は互いの間に空間５８を有する幾つかの個別の障害物６０（他の障害物 ６０の幾つかまたは全てから断続されている）によって形成され得る。この実施 例では、開口５４および空間５８は異なる位置に配置されて効果的な混合を保証 するようになされるが、開口５４，５８は、これに代えて、固体物質の流れの平 均化装置３０，３２の各々において同一位置に配置されることができる。バリヤ ３２はまた、冷却チャンバ２３，２５の側壁４０，４２にも連結されず、熱膨張 が生じ得るようにする。このばあい、バリヤ３２は冷却される構造とはならない 。 或る場合には、第１チャンバ２１は熱交換器２４を有さずに備えられ、そのチ ャンバ２１が希釈領域として使用できるようになされ得る。これは特に塩素含有 燃料、例えばＦＤＲ（再生燃料）または同様な廃物材料を反応させる（燃焼させ る）ばあいである。 最後のチャンバ２５（第２図では三番目のチャンバ）は、そのチャンバ２５の 底部開口６４を経て排出される。本発明が灰冷却器として使用されるばあい、固 体物質はさらに他の処理を行うために運ばれる。しかしながら、幾つかのばあい には、出口６４から排出された固体物質は反応装置１２へ再度戻され得る。流動 床冷却器２０の流動化速度は、微細粒子の少なくとも一部分が開口５２を経てガ スとともに反応装置へ戻されるように搬送され得る流量（例えば０．５〜２ｍ／ 秒）に保持される。 流動床冷却器２０は冷却チューブ６２を内蔵した端壁および頂壁を有する冷却 構造として構成されるのが好ましい。（側壁４０，４２（図３参照）も冷却され 得る。）冷媒流の回路は反応装置１２および（または）分離器１４で共通してお り、チューブ６２が反応装置１２および（または）分離器１４の冷却チューブの それぞれと作動連結されるようになされる。したがって、流動床冷却器２０は共 通の冷却系統を有する流動床燃焼装置／ガス化装置と一体的に組合わされる。共 通壁２２は冷却チューブ６５を内蔵しており、これらのチューブは壁２２の開口 位置に屈曲部６６を有する。 図４は本発明による流動床冷却器２０の作動を示す概略的な温度グラフである 。この図は３つの別個のチャンバ２１，２３，２５を備えた流動床の温度レベル を示している。第１チャンバ２１の固体物質の温度は線６６１で示される。第１ チャンバの流動床の温度は実質的に等しく、これは本発明を利用することによっ て得られる。固体物質の流れの平均化装置３０は第１チャンバ２１および第２チ ャンバ２３の境界に備えられ、それらのチャンバ２１，２３の間の固体物質の移 動に要求される抑制を行い、これによって隣接チャンバ２１，２３における個々 の温度展開を可能にしている。同時に、固体物質の流れの平均化装置３０，３２ に備えられている等しい間隔を隔てられた導通開口５４，５８によって、固体物 質はチャンバ２１，２３の各々において効果的に混合される。 チャンバ２１，２３，２５の固体物質の温度は段階的になり、最後のチャンバ ２５へ向かって低くなる。各チャンバの熱交換器２４，２６，２８を向流式熱交 換器のように連結して配置することで、媒体、例えば蒸気または水の加熱が行わ れるときの熱交換器の温度展開は線６８３，６８２および６８１に従う。したが って、各チャンバ２１，２３，２５における熱伝達媒体の最終温度は可能な限り 固体物質の流動床に近い温度となるように設計され得る。この結果、第１チャン バ２１の熱交換媒体の最終温度６８１は高くなる。 点線８０は、本発明の組立体を備えないときの固体物質の平均温度、および熱 伝達媒体の最終温度８２を示している。見られるように、本発明は熱交換媒体の かなり高い最終温度を与えている。 図５は循環式流動床反応装置における固体物質を冷却する本発明の実施例を示 している。流動床冷却器１２０は循環式流動床反応装置１１２の側壁１３に取付 けられている。この実施例では、チャンバ１２，１２３はそれぞれが反応装置チ ャンバ１１２と共通壁１３を共有するように配置され、したがって流動床冷却器 １２０は反応装置１１２から長い距離を延在せず、反応装置のまわりの空間を節 約する。入口９０が第１チャンバ１２１に備えられて、チャンバ１１２から高温 の固体物質を受入れるようになされている。開口９０は戻りダクト（ここでは図 示していない）にも連結され得る。冷却された固体物質は出口９２を経て第２チ ャンバ１２３からチャンバ１１２へ戻されるように排出される。チャンバ１２１ ，１２３の流動床は流動化ガスを導入する手段９４によって流動状態に保持され 、固体物質はチャンバ１２１，１２３の熱交換器９６で冷却される。 固体物質の流れの平均化装置９８は冷却器１２０の内部空間を二つのチャンバ １２１，１２３に分けるために備えられている。平均化装置９８は垂直に配向さ れた実質的に等間隔のスロット状開口１００を備え、第１チャンバ１２１から第 ２チャンバ１２３への固体物質の流れを可能にしており、これにより二段階の流 動床固体物質冷却器１２０を形成するようになされている。 図６は図５に示された構造と同様ではあるが、流れの平均化装置が開口９０’ を有する構造を示している。この例では、チャンバ１２１は流れの平均化装置（ 図５のように開口ではない）によってＣＦＢ反応装置（共通冷却壁）に直接に連 結されており、図５の概念に比べてチャンバ１２１の作動が一層効果的に行われ るようになされている。 本発明は、最も現実的で好ましい実施例と現在考えられているものに関して説 明してきたが、本発明はこの開示した実施例に限定されるべきものではなく、逆 に添付の請求の範囲の欄に記載した精神および範囲に含まれる各種変形および等 価構造を包含することが意図されている。

【手続補正書】 【提出日】１９９７年７月４日 【補正内容】 請求の範囲 １．各チャンバが底部および側壁を有する第１流動床チャンバおよび第２流動 床チャンバと、 前記チャンバの粒状物質を流動化させるために前記各底部に流動化ガスを導入 する手段とを含む流動床組立体において、 前記組立体が、前記第１チャンバおよび前記第２チャンバを分離する流れの平 均化装置をさらに含み、 前記流れの平均化装置は、 複数の実質的に均一に間隔を隔てられた開口を有する壁、または 互いの間に空間を有する複数の障害物であって、前記障害物および前記空間が 実質的に均一に間隔を隔てられており、壁または障害物間の前記開口が前記第１ チャンバから前記第２チャンバへ向う実質的に均一な粒状物質の通路を形成して おり、これにより前記流れの平均化装置の近くで前記チャンバ内に死空間または 死角が形成されないようになっていることを特徴とする流動床組立体。 ２．請求の範囲第１項に記載された組立体であって、前記流れの平均化装置が 複数の開口を有するバリヤを含んでなる組立体。 ３．請求の範囲第２項に記載された組立体であって、前記バリヤが複数の障害 物を含んでなり、前記障害物の間の空間が前記開口を形成し、前記障害物および 空間は実質的に均一に間隔を隔てられている組立体。 ４．請求の範囲第１項に記載された組立体であって、前記第１および第２チャ ンバの少なくとも一つが前記流動床チャンバの流動床内に埋設された熱伝達手段 と、流動床チャンバからガスを排出する手段とを含んでいる組立体。 ５．請求の範囲第２項に記載された組立体であって、前記バリヤ開口が前記第 １および第２チャンバ間の境界面における組立体の前記流動床の横断面積の３０ ％未満の開放面積を与えている組立体。 ６．請求の範囲第１項に記載された組立体であって、前記第１チャンバが流動 床燃焼器／ガス化装置の下部に連結されて、前記燃焼器／ガス化装置から灰を受 取るようになされた流動床燃焼器／ガス化装置と、前記燃焼器／ガス化装置から の灰を冷却するための前記組立体チャンバに配置された熱交換器と、灰が前記第 １チャンバに流入する前に予め定められた寸法を超える粒状物質を分離するため の分離器と組合わされた組立体。 ７．各チャンバが底部および側壁を有している第１流動床チャンバと、 第２流動床チャンバとを含み、さらに 前記チャンバの粒状物質を流動化させるために各々の前記底部に流動化ガスを 導入する手段と、 前記第１および第２チャンバの境界面に配置され、Ｎ個の別個の開口を有する バリヤであって、Ｎは２を超える整数で、前記バリヤの表面積の平方根の１／Ｎ 〜Ｎ／２の間隔を与えられており、また前記開口は前記第１および第２チャンバ 間の境界面において全体として３０％未満の開放面積を与えている前記バリヤと を含んでなる流動床組立体。 ８．第１流動化チャンバと、第２流動化チャンバと、それらの間の境界面とを 含んでなる流動床の固体粒状物質を処理する方法であって、 （ａ）第１チャンバの固体粒状物質を流動化させる段階、 （ｂ）第２チャンバの固体粒状物質を流動化させる段階、 （ｃ）第１チャンバから第２チャンバへ実質的に等しく固体粒状物質を導くた めに固体粒状物質を少なくとも二つの平行な別の流れにおいて第１チャンバから 第２チャンバへ送り、境界面の付近に死空間または死角が全く形成されないよう にする段階、 （ｄ）第２チャンバの固体粒状物質の平行な別の流れを均一に混合する段階、 を含んでなる方法。 ９．請求の範囲第８項に記載された方法であって、開口を通って流れる固体粒 状物質を冷却するためにバリヤを冷却するさらに他の段階を含む方法。 １０．請求の範囲第８項に記載された方法であって、バリヤ開口を通って流れる かバリヤへ向かって流れる固体粒状物質から熱を回収するさらに他の段階を含む 方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，Ｕ Ｇ)，ＵＡ(ＡＺ，ＢＹ，ＫＺ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，Ａ Ｌ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ， ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，Ｋ Ｐ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．各チャンバが底部および側壁を有する第１流動床チャンバと、 第２流動床チャンバとを含み、さらに 前記チャンバの粒状物質を流動化させるために前記各底部に流動化ガスを導入 する手段と、 前記第１および第２チャンバを分離する流れの平均化装置であって、前記第１ チャンバから前記第２チャンバへ向う実質的に均一な粒状物質の流れを形成して 、該流れの平均化装置の近くで前記チャンバ内に死空間または死角を形成しない ようになされた前記流れの平均化装置とを含んでなる流動床組立体。 ２．請求の範囲第１項に記載された組立体であって、前記流れの平均化装置が 複数の開口を備えられたバリヤを含んでなる組立体。 ３．請求の範囲第２項に記載された組立体であって、前記バリヤが実質的に均 一に間隔を隔てられた貫通開口を有する壁を含んでなる組立体。 ４．請求の範囲第２項に記載された組立体であって、前記バリヤが複数の障害 物を含んでなり、前記障害物の間の空間が前記開口を形成し、前記障害物および 空間は実質的に均一に間隔を隔てられている組立体。 ５．請求の範囲第３項に記載された組立体であって、前記開口が垂直および水 平の両方向に均一に間隔を隔てられ、前記開口の各々を通る粒状物質の流量を実 質的に均一にしている組立体。 ６．請求の範囲第２項に記載された組立体であって、前記バリヤが内部に熱交 換循環流体要素を収容している組立体。 ７．請求の範囲第１項に記載された組立体であって、前記第１および第２チャ ンバの少なくとも一つが前記流動床チャンバの流動床内に埋設された熱伝達手段 と、流動床チャンバからガスを排出する手段とを含んでいる組立体。 ８．請求の範囲第７項に記載された組立体であって、第１および第２チャンバ の各々が流動床チャンバの流動床内に埋設された熱伝達手段を含んでいる組立体 。 ９．請求の範囲第２項に記載された組立体であって、前記バリヤ開口が前記第 １および第２チャンバの間の境界面における組立体の前記流動床の横断面積の３ ０％未満の開放面積を与えている組立体。 １０．請求の範囲第２項に記載された組立体であって、前記流れの平均化装置が 最大径で５０ｍｍ未満の開口を有するバリヤを含んでなる組立体。 １１．請求の範囲第１項に記載された組立体であって、前記流れの平均化装置が 少なくとも二つの互いに距離を隔てられた別個の開口を有するバリヤを含んでな り、この距離は最短で前記バリヤの表面積の平方根の１０〜５０％であり、また 前記バリヤの開口が該バリヤの位置での前記流動床組立体の横断面積の３０％未 満の開放面積を与えている組立体。 １２．請求の範囲第４項に記載された組立体であって、前記バリヤがＮ個の別個 の開口を有しており、Ｎは２を超える整数で、前記バリヤの表面積の平方根の１ ／Ｎ〜１／２の距離を開口間に有している組立体。 １３．請求の範囲第１項に記載された組立体であって、前記第１チャンバが流動 床燃焼器／ガス化装置の下部に連結されて、前記燃焼器／ガス化装置から灰を受 取るようになされた流動床燃焼器／ガス化装置と、前記燃焼器／ガス化装置から の灰を冷却するための前記組立体チャンバに配置された熱交換器と、灰が前記第 １チャンバに流入する前に予め定められた寸法を超える粒状物質を分離するため の分離器と組合わされた組立体。 １４．請求の範囲第１３項に記載された組立体であって、前記流動床組立体の熱 交換器が流動床燃焼器／ガス化装置と共通の冷却系統に一体的に連結されている 組合せ。 １５．請求の範囲第１項に記載された組立体であって、底部および側壁を有する 第３流動床チャンバと、前記第１および第２チャンバとは別個に前記第３チャン バに流動化ガスを導入する手段と、前記第２および第３チャンバを分けて前記第 ２チャンバから前記第３チャンバへ向う固体物質の実質的に均一な流れを形成す る第２の流れの平均化装置であって、該第２流れの平均化装置の近くで前記チャ ンバ内に死空間または死角を形成しないようにした前記第２流れの平均化装置と をさらに含む組立体。 １６．各々のチャンバが底部および側壁を有している第１流動床チャンバと、 第２流動床チャンバとを含み、さらに 前記チャンバの粒状物質を流動化させるために各々の前記底部に流動化ガスを 導入する手段と、 前記第１および第２チャンバの境界面に配置され、Ｎ個の別個の開口を有する バリヤであって、Ｎは２を超える整数で、前記バリヤの表面積の平方根の１／Ｎ 〜Ｎ／２の間隔を与えられており、また前記開口は前記第１および第２チャンバ の間の境界面において全体として３０％未満の開放面積を与えている前記バリヤ とを含んでなる流動床組立体。 １７．請求の範囲第１６項に記載された組立体であって、前記バリヤが複数の障 害物を含んでなり、前記障害物の間の空間が前記開口を形成し、前記障害物およ び空間は実質的に均一に間隔を隔てられている組立体。 １８．請求の範囲第１６項に記載された組立体であって、前記バリヤが内部に熱 交換循環流体要素を収容している組立体。 １９．第１流動化チャンバと、第２流動化チャンバと、それらの間の境界面とを 含んでなる流動床の固体粒状物質を処理する方法であって、 （ａ）第１チャンバの固体粒状物質を流動化させる段階、 （ｂ）第２チャンバの固体粒状物質を流動化させる段階、 （ｃ）第１チャンバから第２チャンバへ実質的に等しく固体粒状物質を導くた めに固体粒状物質を少なくとも二つの平行な別の流れにおいて第１チャンバから 第２チャンバへ送り、境界面の付近に死空間または死角が全く形成されないよう にする段階、 （ｄ）第２チャンバの固体粒状物質の平行な別の流れを均一に混合する段階、 を含んでなる方法。 ２０．請求の範囲第１９項に記載された方法であって、段階（ｃ）が、第１およ び第２チャンバの間に少なくとも二つの均一に間隔を隔てられた開口を有する流 れを平均化させるバリヤを備えることで実現される方法。 ２１．請求の範囲第１９項に記載された方法であって、開口を通って流れる固体 粒状物質を冷却するためにバリヤを冷却するさらに他の段階を含む方法。 ２２．請求の範囲第１９項に記載された方法であって、バリヤ開口を通って流れ るかバリヤへ向かって流れる固体粒状物質から熱を回収するさらに他の段階を含 む方法。 ２３．請求の範囲第１９項に記載された方法であって、第１および第２チャンバ の各々において流動化された固体粒状物質を積極的に冷却するさらに他の段階を 含む方法。 ２４．請求の範囲第２３項に記載された方法であって、流動床燃焼器／ガス化装 置の底部の近くから第１流動化チャンバへ灰を送るさらに他の段階を含む方法。 ２５．請求の範囲第２４項に記載された方法であって、灰が燃焼器／ガス化装置 から第１流動床チャンバに流入する前に予め定められた寸法を超える粒状物質を 除去するさらに他の段階を含む方法。 ２６．請求の範囲第２５項に記載された方法であって、第１および第２チャンバ の固体粒状物質を冷却するさらに他の段階を含む方法。 ２７．請求の範囲第２６項に記載された方法であって、第２チャンバから冷却さ れた固体粒状物質を排出して燃焼器／ガス化装置へ再循環させるさらに他の段階 を含む方法。 ２８．請求の範囲第２０項に記載された方法であって、段階（ｃ）が、互いに距 離を隔てられたＮ個の別個の流れを有するバリヤを通して第２チャンバへ固体粒 状物質を送ることでさらに実現され、この距離はバリヤの表面積の平方根の１／ Ｎ〜１／２の距離とされ、また流れの全体的な横断面積はバリヤの表面積の３０ ％未満である方法。