JPS5910338A - 熱交換面を備えた流動層装置 - Google Patents
熱交換面を備えた流動層装置Info
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- JPS5910338A JPS5910338A JP11360183A JP11360183A JPS5910338A JP S5910338 A JPS5910338 A JP S5910338A JP 11360183 A JP11360183 A JP 11360183A JP 11360183 A JP11360183 A JP 11360183A JP S5910338 A JPS5910338 A JP S5910338A
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- Japan
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- fluidized bed
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
- F23C10/002—Fluidised bed combustion apparatus for pulverulent solid fuel
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
- B01J2208/00168—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles
- B01J2208/00176—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles outside the reactor
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、熱交換面を備えた流動層装置の改良に関する
。
。
この種の流動層装置は、加熱段階において熱交換面によ
り過度の熱損失が生じない発熱反応に用いられ、たとえ
ば部分作動する流動層燃焼炉に利用されている。かかる
流動層装置は、米国特許第３．５４２，５２３号明細書
から公知であるが、この米国特許明細書に開示されてい
るものは、流動層が流動状態にないときは熱交換管が流
動層から引き出されるように構成されており、もし流動
層から引き出されないで該熱交換管の下方にある底板領
域の流動化を停止すると、熱制御をうまくなしえないと
いう欠点を有することが明らかにされている。
り過度の熱損失が生じない発熱反応に用いられ、たとえ
ば部分作動する流動層燃焼炉に利用されている。かかる
流動層装置は、米国特許第３．５４２，５２３号明細書
から公知であるが、この米国特許明細書に開示されてい
るものは、流動層が流動状態にないときは熱交換管が流
動層から引き出されるように構成されており、もし流動
層から引き出されないで該熱交換管の下方にある底板領
域の流動化を停止すると、熱制御をうまくなしえないと
いう欠点を有することが明らかにされている。
従って熱交換管を引き出すことなく、流動層の熱放出を
できるだけ広範囲にわたって簡単な方法で調節すること
のできる冒頭に述べた種類の流動層装置を提供すること
が本発明の課題である。この課題は、特許請求の範囲第
１項記載の鎧戸状隔壁体を設けることにより解決するこ
とができ、且つ、該鎧戸状隔壁体を特許請求の範囲第２
項ならびに第３項に記載の構成とすることにより史に有
利に改善することができる。
できるだけ広範囲にわたって簡単な方法で調節すること
のできる冒頭に述べた種類の流動層装置を提供すること
が本発明の課題である。この課題は、特許請求の範囲第
１項記載の鎧戸状隔壁体を設けることにより解決するこ
とができ、且つ、該鎧戸状隔壁体を特許請求の範囲第２
項ならびに第３項に記載の構成とすることにより史に有
利に改善することができる。
本発明に係る流動層装置を用いると、鎧戸隔壁体と熱交
換面との間において流動物質の粒子層、特に灰層を漸進
的に流動化させることができるので、底板に別途設けた
流動化ガス流入区域における熱交換面への熱伝達を、流
動化ガスの速度に応じて最大熱伝達の１５乃至１００％
の範囲で嘴節することができる。
換面との間において流動物質の粒子層、特に灰層を漸進
的に流動化させることができるので、底板に別途設けた
流動化ガス流入区域における熱交換面への熱伝達を、流
動化ガスの速度に応じて最大熱伝達の１５乃至１００％
の範囲で嘴節することができる。
以下、本発明を好ましい実施例を示した添付図面に基づ
いて具体的に説明する。
いて具体的に説明する。
本発明に係る流動層装置は、レンガ等の耐熱材より成る
側壁ｌ及び正面壁（図示略）、熱交換面として作用する
壁面、並びにガス流入底板２を備えている。尚、図示例
においては、前記熱交換面として作用する壁面として、
水冷式熱交換面５を用いている。又、前記ガス流入底板
２（よ、その下方に設けたガス溜め４から供給される流
動化媒体を流入さセるための複数個の開口部３を備えて
いる。
側壁ｌ及び正面壁（図示略）、熱交換面として作用する
壁面、並びにガス流入底板２を備えている。尚、図示例
においては、前記熱交換面として作用する壁面として、
水冷式熱交換面５を用いている。又、前記ガス流入底板
２（よ、その下方に設けたガス溜め４から供給される流
動化媒体を流入さセるための複数個の開口部３を備えて
いる。
底板２の、前記熱交換面５の下方近傍に位置する区域に
は、前記ガス溜め４とは区画され且つ前記区域６に対応
して設けられたガス溜め７から流動化ガスの供給を受け
、その流量は調節可能である。
は、前記ガス溜め４とは区画され且つ前記区域６に対応
して設けられたガス溜め７から流動化ガスの供給を受け
、その流量は調節可能である。
前記熱交換面５から所定距離を隔てた底根上の前記区域
６との境界部位８の上方には、屈曲断面を有し且つ前記
区域６方向に下傾した複数個の板片ｌＯから成る鎧戸状
隔壁体９が略垂直に立設されている。
６との境界部位８の上方には、屈曲断面を有し且つ前記
区域６方向に下傾した複数個の板片ｌＯから成る鎧戸状
隔壁体９が略垂直に立設されている。
前記熱交換面５は、例えばパイプを格子状に配列して構
成することができる。かかる熱交換面５並びに前記部位
８の上方に略垂直状に立設した鎧戸隔壁体９との組合せ
は、流動層装置の周壁で囲まれた空間の任意の空間に設
けることができる。
成することができる。かかる熱交換面５並びに前記部位
８の上方に略垂直状に立設した鎧戸隔壁体９との組合せ
は、流動層装置の周壁で囲まれた空間の任意の空間に設
けることができる。
鎧戸状隔壁体９及びこれと協働する熱交換面５との間に
形成される空間内に流入する流動物質が灰等の不活性物
質から成り、且つこれが流動層装置の他の領域から予め
適当な方法で分離されたものである場合には、特にすく
れた熱絶縁効果が得られる。
形成される空間内に流入する流動物質が灰等の不活性物
質から成り、且つこれが流動層装置の他の領域から予め
適当な方法で分離されたものである場合には、特にすく
れた熱絶縁効果が得られる。
又、鎧戸状隔壁体９の下端部近傍に、図示は省略するが
他の流動層室への通路を設り、熱交換面５と鎧戸状隔壁
体９の間に在る流動物質を好ましくは適切なエゼクタ−
ガスノズルを用いて意図的に他の流動領域中に送り込ん
で流動物質の循環を生じさせ、例えば鎧戸状隔壁体９と
熱交換面５との間の領域において流動物質が降下すると
、伯の領域においては流動物質が上昇するようにするこ
とができる。このようにすると、鎧戸状隔壁体９と熱交
１ｊ！！ｉｈｉ ５との間における流動物質の絶縁効果
を好まし７いものとし得るのみならず、流動層内部で処
理される流ＩＪ＋物質の粒子を強力に混合し得ると共に
、これらのｉ）Ｉ子の滞留時間分布を均一化できる。し
かしながら、このような効果が得られるのはガス流入底
板２の前記熱交換面下方の区域６上の領域に完全な流動
状態が生じている場合に限られ、この領域・＼のガス流
入を減少させると流動物質層の密度４Ｊ高くなり、粒子
は静止状態に近くなり、流動物質の循１１４．１″生じ
ない。従って、熱伝達の制御はこのような状態で行なえ
ばよい。
他の流動層室への通路を設り、熱交換面５と鎧戸状隔壁
体９の間に在る流動物質を好ましくは適切なエゼクタ−
ガスノズルを用いて意図的に他の流動領域中に送り込ん
で流動物質の循環を生じさせ、例えば鎧戸状隔壁体９と
熱交換面５との間の領域において流動物質が降下すると
、伯の領域においては流動物質が上昇するようにするこ
とができる。このようにすると、鎧戸状隔壁体９と熱交
１ｊ！！ｉｈｉ ５との間における流動物質の絶縁効果
を好まし７いものとし得るのみならず、流動層内部で処
理される流ＩＪ＋物質の粒子を強力に混合し得ると共に
、これらのｉ）Ｉ子の滞留時間分布を均一化できる。し
かしながら、このような効果が得られるのはガス流入底
板２の前記熱交換面下方の区域６上の領域に完全な流動
状態が生じている場合に限られ、この領域・＼のガス流
入を減少させると流動物質層の密度４Ｊ高くなり、粒子
は静止状態に近くなり、流動物質の循１１４．１″生じ
ない。従って、熱伝達の制御はこのような状態で行なえ
ばよい。
実験用として底面積０．３２ｎｆ、側壁高さ３゜２ｍ、
長さ０．８ｍ、熱交換面として作用する側壁高さ０．８
ｍの流動層装置を作成し、前記熱交換面には、毎時２．
５ｒｒｒの水量で水を循環させた。
長さ０．８ｍ、熱交換面として作用する側壁高さ０．８
ｍの流動層装置を作成し、前記熱交換面には、毎時２．
５ｒｒｒの水量で水を循環させた。
鎧戸状隔壁体としては、前記熱交換面から １００龍の
間隔をおいて長さ８００ ＩＩｍの板片を複数個図のよ
うに配列して成る鎧戸状壁を用いた。流動層の底板に別
途形成した流動化ガス流入区域の巾は前記鎧戸状隔壁と
熱交換面との間隔に対応させた。流動物質として粒度０
乃至４１菖の粉粒状石炭および少量の（１０重量パーセ
ント）粒度０乃至３寵の石灰石粉を使用した。流動化ガ
スとしては、空気を用い、これを空の状態の流動層装置
に関して１．５ｍ／ｓで装置内を上方に貫流せしめた。
間隔をおいて長さ８００ ＩＩｍの板片を複数個図のよ
うに配列して成る鎧戸状壁を用いた。流動層の底板に別
途形成した流動化ガス流入区域の巾は前記鎧戸状隔壁と
熱交換面との間隔に対応させた。流動物質として粒度０
乃至４１菖の粉粒状石炭および少量の（１０重量パーセ
ント）粒度０乃至３寵の石灰石粉を使用した。流動化ガ
スとしては、空気を用い、これを空の状態の流動層装置
に関して１．５ｍ／ｓで装置内を上方に貫流せしめた。
石炭の燃焼温度は８５０℃であった。流動層装置に対す
る上記石炭及び石灰石の充填量は ３００ｋｇであり、
流動状態における流動層の高さは１゜２ｍであった。装
置の底板に別途形成した前記流動化ガス流入区域に上記
の如く空気を送り込んだところ、該区域の−Ｌ方のおい
て空状態の装置に関して空気速度を口ないし３ ｍ ／
ｓに制御することができた。
る上記石炭及び石灰石の充填量は ３００ｋｇであり、
流動状態における流動層の高さは１゜２ｍであった。装
置の底板に別途形成した前記流動化ガス流入区域に上記
の如く空気を送り込んだところ、該区域の−Ｌ方のおい
て空状態の装置に関して空気速度を口ないし３ ｍ ／
ｓに制御することができた。
まず、鎧戸状隔壁体を外した状態における熱交換面の冷
却能力を面冷却測定器を用いて測定した。
却能力を面冷却測定器を用いて測定した。
その結果、上述の運転条件の下では、冷却能力ば１１５
ｋｗであり、且つこれより算出された熱伝達係数 Ｋ
は、２７０乃至２８０Ｗ／ｒｒｒ／６にであった。
ｋｗであり、且つこれより算出された熱伝達係数 Ｋ
は、２７０乃至２８０Ｗ／ｒｒｒ／６にであった。
次いで、鎧戸状隔壁体を取付けて測定したところ、鎧戸
状隔壁体と面冷却測定器との間における流動化速度は、
前記鎧戸状隔壁体を外して行なった予備実験の場合同じ
であるにもかかわらず、奪われた熱量は、約４０％減少
して約７０ｋＷであることが判明した。
状隔壁体と面冷却測定器との間における流動化速度は、
前記鎧戸状隔壁体を外して行なった予備実験の場合同じ
であるにもかかわらず、奪われた熱量は、約４０％減少
して約７０ｋＷであることが判明した。
続く実験においてば、鎧戸状隔壁体と面冷却測定器との
聞（こ才ｉＪる流動化速度をＯ乃至３ ｍ ／ ｓの間
で変動さＩた。尚、流動層装置の他の領域に十昌）る流
勅化速度番、１．１．Ｆｚｎ／ｓで一定であった。
聞（こ才ｉＪる流動化速度をＯ乃至３ ｍ ／ ｓの間
で変動さＩた。尚、流動層装置の他の領域に十昌）る流
勅化速度番、１．１．Ｆｚｎ／ｓで一定であった。
上記の実験から、鎧戸状隔壁体と面冷却測定器との間に
おける奪われた熱量と流動化速度との間には、次に示す
ような関係があることが明らかとなった。
おける奪われた熱量と流動化速度との間には、次に示す
ような関係があることが明らかとなった。
流動化ガス速度１．５
鎧戸状隔壁体と ｍ ／ ｓで１００％とした面冷
却器間の流 場合に対する鎧戸状陽動化速度
壁体を用いない場合に（ｍ／ｓ） お
ける面冷却器の性能（％） ０ １７ ０．７５ ４４ １．０ ５０ １、 ５ ６０ ２．０ ６５ ２．５ ６９ ３．０ ７１ 但し、燃焼空間の流動化速度は一定で １．５ｍ／ｓであった。
却器間の流 場合に対する鎧戸状陽動化速度
壁体を用いない場合に（ｍ／ｓ） お
ける面冷却器の性能（％） ０ １７ ０．７５ ４４ １．０ ５０ １、 ５ ６０ ２．０ ６５ ２．５ ６９ ３．０ ７１ 但し、燃焼空間の流動化速度は一定で １．５ｍ／ｓであった。
上指の％で示した数値は、鎧戸状隔壁体を用い内湯合の
ものである。この結果が示す如く、本発明により熱伝達
の範囲を著しく広い範囲で変化させ得ることができる。
ものである。この結果が示す如く、本発明により熱伝達
の範囲を著しく広い範囲で変化させ得ることができる。
実験で確認された如く、鎧戸状隔壁体を構成する各板片
を装置底板に別途形成した流動化ガス流入区域方向に下
傾するように配設したことにより、鎧戸状隔壁体と熱交
換面との間の領域への流動化ガスの供給量が減少した場
合に、該領域内に流動物質が流入するのを回避すること
ができ、且つ上記下傾状に配設した板片により速やかな
圧力解除が行なわれるのである。
を装置底板に別途形成した流動化ガス流入区域方向に下
傾するように配設したことにより、鎧戸状隔壁体と熱交
換面との間の領域への流動化ガスの供給量が減少した場
合に、該領域内に流動物質が流入するのを回避すること
ができ、且つ上記下傾状に配設した板片により速やかな
圧力解除が行なわれるのである。
第１図は、本発明の実ｈＩＩ１例たる流動層装置の横断
面図である。 ｌ・・・・・・側壁、２・・・・・・底板、３・・・・
・・開「１部、４゜７・・・・・・ガス溜め、５・・・
・・・熱交換面、６・・・・・・底板の特定区域、８・
・・・・・底板の特定部位、９ｍｍ状状隔壁、１０・・
・・・・板片 −２４５ 手続補正書（自発） １．事件の表示 昭和５８年特許願第１１３６０１号 ２、発明の名称 熱交換面を備えた流動ｊ−装置 ３、補止をする者 事件との関係 特許出願人 住所 ドイツ連邦共和国、４３００ エノセン １３
、フランツフィノシャーヴエーク ６１ 名称 へルクヴ１．ルクスフェアハント ゲーエムヘ
ーノ＼− 代表者 ウニルナ−ペータース 同 タルト・ギュンター ヘソク ４、代理人 住所 大阪市東区森ノ宮中央−丁目１６番１５号５、補
止に３１−り増加する発明の数 なし６、補止のり・
１象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ７、補正の内容 明細書の発明の詳細な説明を以下の如く補正する。 （１）明細書第８頁第５行目乃至第９行目右欄の［流動
化ガス速度１．５ｍ／ｓで１００％とした場合に対する
鎧戸状隔壁体を用いない場合における面冷却器の性能」
を１鎧戸なしで精動化速度１．５ｍ／ｓの場合を１００
％とした場合におけるｉＩｌ冷却器の性能」と補正する
。
面図である。 ｌ・・・・・・側壁、２・・・・・・底板、３・・・・
・・開「１部、４゜７・・・・・・ガス溜め、５・・・
・・・熱交換面、６・・・・・・底板の特定区域、８・
・・・・・底板の特定部位、９ｍｍ状状隔壁、１０・・
・・・・板片 −２４５ 手続補正書（自発） １．事件の表示 昭和５８年特許願第１１３６０１号 ２、発明の名称 熱交換面を備えた流動ｊ−装置 ３、補止をする者 事件との関係 特許出願人 住所 ドイツ連邦共和国、４３００ エノセン １３
、フランツフィノシャーヴエーク ６１ 名称 へルクヴ１．ルクスフェアハント ゲーエムヘ
ーノ＼− 代表者 ウニルナ−ペータース 同 タルト・ギュンター ヘソク ４、代理人 住所 大阪市東区森ノ宮中央−丁目１６番１５号５、補
止に３１−り増加する発明の数 なし６、補止のり・
１象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ７、補正の内容 明細書の発明の詳細な説明を以下の如く補正する。 （１）明細書第８頁第５行目乃至第９行目右欄の［流動
化ガス速度１．５ｍ／ｓで１００％とした場合に対する
鎧戸状隔壁体を用いない場合における面冷却器の性能」
を１鎧戸なしで精動化速度１．５ｍ／ｓの場合を１００
％とした場合におけるｉＩｌ冷却器の性能」と補正する
。
Claims (3)
- （１）略垂直の熱交換面５、略垂直の隔壁体９、及び前
記熱交換面の下方に別途流動化ガスの流入する区域６を
設けて成る底板２を備えた流動層装置において、前記底
板の区域６との境界部位８の上方に、熱交換面５から所
定間隔を隔てて略垂直の鎧戸状隔壁体９を立設したこと
を特徴とする熱交換面を備えた流動層装置。 - （２） 前記鎧戸状隔壁体９を構成する各板片１０を
前記区域６方向に下傾せしめたことを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載に流動層装置。 - （３） 前記各板片１０が屈曲断面を有していること
を特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の流動層装置
。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19823223182 DE3223182A1 (de) | 1982-06-22 | 1982-06-22 | Wirbelschichtapparat mit waermeaustauschflaechen |
| DE32231822 | 1982-06-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5910338A true JPS5910338A (ja) | 1984-01-19 |
Family
ID=6166509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11360183A Pending JPS5910338A (ja) | 1982-06-22 | 1983-06-22 | 熱交換面を備えた流動層装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0097267A3 (ja) |
| JP (1) | JPS5910338A (ja) |
| DE (1) | DE3223182A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8151932B2 (en) | 2009-03-31 | 2012-04-10 | Honda Motor Co., Ltd | Muffler device for motorcycle |
| JP2012076078A (ja) * | 2010-10-01 | 2012-04-19 | Siliconvalue Llc | 流動層反応器 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE457661B (sv) * | 1986-06-12 | 1989-01-16 | Lars Axel Chambert | Saett och reaktor foer foerbraenning i fluidiserad baedd |
| DK0667832T3 (ja) * | 1992-11-10 | 1997-02-24 | Foster Wheeler Energia Oy |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US2985515A (en) * | 1958-03-05 | 1961-05-23 | Union Carbide Corp | Fluidized solids contacting system |
| US3387590A (en) * | 1967-03-16 | 1968-06-11 | Interior Usa | System for regulating the total heat output in a burning fluidized bed heat exchanger or boiler |
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-
1982
- 1982-06-22 DE DE19823223182 patent/DE3223182A1/de not_active Withdrawn
-
1983
- 1983-05-31 EP EP83105362A patent/EP0097267A3/de not_active Withdrawn
- 1983-06-22 JP JP11360183A patent/JPS5910338A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8151932B2 (en) | 2009-03-31 | 2012-04-10 | Honda Motor Co., Ltd | Muffler device for motorcycle |
| JP2012076078A (ja) * | 2010-10-01 | 2012-04-19 | Siliconvalue Llc | 流動層反応器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3223182A1 (de) | 1983-12-22 |
| EP0097267A3 (de) | 1985-03-06 |
| EP0097267A2 (de) | 1984-01-04 |
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