JPS598171B2 - 流体用デストリビユ−タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は流体デストリビュータ並びに流体デストリビュ
ーメを使用する装置及び工程に係わる。

この種の工程においては、堆積物を生じる固形成分及び
／あるいは固形堆積物生成蒸気を含有したガス等の流体
が、流体デストリビューメを通して、該流体によって流
体化される固形物ベッドを有する次の段階へ送り込まれ
る。

例えば、石灰岩を石灰へ変換させるとき、石灰岩の粒子
は一つの流体化ベッドから下方へ導かれ下方の流体化ベ
ッドへ送り込まれる。

その間に、該下方のベッド内で土方へ流れる堆積物生成
微粒子を含有する高温ガスに接触させられる。

これらの微粒子は流体化ベッドのほとんど最下部を支持
している高温ガスデストリビュータの下側及びガスデス
トリビューメ用すきま内で堆積する傾向がある。

この堆積は一連のベッドを通しての圧力降下の増大の原
因となる。

他の例においては、液体、半固体あるいは固体の燃料の
ガス化によって生成さ，ｆ″ｌた高温ガスは、高温ガス
が流れるガステストリビューメのすきまを閉塞するクー
ル成分や他の堆積生成物質を含有している。

そのようなガスデストリビュータは高温ガス流の成分を
変換したり除去したりするための液体化ベッドを支持し
ている。

したがって、もし高温ガスに硫黄が含まれている場合、
ベッドは酸化カルシウム等の硫黄凝固剤を含む粒子を含
有している。

本発明は、上流側から下流側へかけて実質十一様に流体
をデストリビュートするためのデストリビュー汐であっ
て、側カヘ並べて配列さわた７連の長いロツド部材を具
備したデストリビューメが提供される。

該デストリビュータにあっては，隣接する各ロンド部材
の軸心ぱ実質上平行であり、少ナくともいくつかのロン
ド部材はその軸まわりで回転しうるように支持され、隣
接したロンド部材間に流体が流れる通路用のすきまが画
成さわる。

前記すきまはロンド部材の少なくともいくつかの表面に
形成された溝あるいは凹部によって画成さわ、一つのロ
ツドの溝は隣接するロンドの表面の接触部分に実質土邑
接し，この接触部分には溝は形成されていない。

回転可能に支持されたロンドの全てを同一方向に回転さ
せる手段が設けられる。

全てのロンドは回転可能に取付けらわることが好ましい
。

ロンドのうちの少なくともいくつかを中空にし熱交換流
体を通過させる。

前記溝内に堆積する物質を除去するため該溝内に少なく
とも一部入り込む手段を設けることが好ましい。

この手段は溝内に入り込みそこから堆積物を除去するよ
うな形状のスクレーパ、翼あるいは類似部材にされる。

該翼あるいは類似部材はロンドの表面の接触部分に設け
たり長いロンドに隣接した別の支持ロンドに取付けたり
することができる。

該支持ロンドは回転可能に設けることが好ましい。

該支持ロッドぱ、流体通過すきまを画成する前記ロンド
と同じ方向へ回転させることが好ましく、このための回
転駆動機構が設けられる。

これらの溝付きロッド及び支持ロツドぱ約１〜２
．で回転されるが，ｒ−ｐ仔 前記スクレーパ翼を具備したロンドとこれを具備してい
ないロンドとでは回転速度を異ならせること力鼾ましい
。

支持ロンドは中空とし熱交換流体が通過するようになっ
ている。

翼あるいけ類似部材、また支持ロッド士の絞り面等の絞
り手段が設けられる。

この絞り手段は前記すきまに対し調節可能に出入りして
該すき呼を通る流体を制御するように動くものである。

該絞り手段は長いロンドの下に設ける。

前記ロンドは一端を高く他端を低く配列しデストリビュ
ーメを傾斜させるようにすることが好ましく、さらに、
前記すきまは高い方へ行くにしたがって小さくし低い方
へ行くにしたがって犬き〈してデストリビューメ上に支
持さわる固形物が低い方の端部でより深く堆積するよう
にすることが好ましい。

このすることにより、テストリビュータ及びベッドを通
る流体流れへの抵抗を実質上一様にすることができる。

本発明は容器内に支持された前述の如きテストリビュー
メを具備した装置をも提供するものである。

かかる装置の実施例においては、堆積物生成成分（固形
物、蒸気相中の濃縮可能あるいは連鎖可能な物質等）を
含有した高温ガス流はデストリビューメ内の流体通路用
すきまを通して該ガス流によって流体化される固１体粒
子のベッド内へ送り込まわる。

このような高温ガス流は、石灰岩を石灰にする流体化熱
焼の如き固体物質の流体化プロセス、運びに炭化水素あ
るいは炭素燃料のガス化あるいは部分燃焼またはかかる
燃料の燃焼に際し発生させられる。

石灰燃焼を多段ベッド方式すなわち各プロセス段階のベ
ッドを上下に順次配列した方式で行なうとき、固形物質
は底部ベッドの殆どを支持しているガスデストリピュー
タの下側及びガス流通すきま内に堆積する傾向がある。

この堆積によって多段ベッド方式を通しての圧力低下に
わるい影響が生じる。

本発明のデストリビューメによわば、前述の如き堆積物
の生成を防止しうると共に、ロンドの溝内に入りうる翼
やスクレーパ等の手段を設けて堆積物を除去することが
できる。

この種のプロセスにおいては、翼やスクレーパ等を別の
支持ロンドあるいは支持部材に設ける場合は、これら翼
やスクレーパ等をすきま画成ロツドすなわち溝付きロン
ドの下側に配置することが好ましい。

燃料ガス化工程からの高温ガス流はデストリビューメの
ロンドの表面上にメール成分を堆積させる傾向があるが
、これらのタール成分はロンドを回転させかつ翼やスク
レーパを使ってロンド間のすきまをスクレーピング掃除
することによって除去される。

このして、デストリビューメの性能を維持することがで
きる。

もし、燃料ガス化が流体化ベッド内で行なわれれば、高
温ガス流はデストリビュータ上に堆積する固形物を余分
に含有することになる。

流体化ベッドは本発明のデストリビューメを含め適鳩な
形式のデストリビューメ士に支持することができる。

高温ガス流が通過するデストリビューメは，流体化材料
のベッドを支持すると共に、該材料中の濃縮成分を捕促
して燃料としてガス化プロセスへ戻すことができる。

前記ベッドには、硫黄等の不良成分を高温ガス流から除
去しうる試薬を含ませることができる。

以下、図面に示した具体的な実施例を参照しながら、本
発明をさらに詳しく説明する。

第１図において、冷却ガスまたは冷却液を通すため中空
である円筒ロツド１０が示されており，該ロンドには多
数の円周溝１１が形成されている。

ロツド１０ぱ両端をベアリング１ ２． １ ３で回転
自在に支持されており、ベアリング１２内を通る突出軸
１４は比較的低速回転（例えば１〜２ｒ．ｐ−ｍ）で該
ロンドを回転させるベルト・プーり装置等（図示せず）
に連結される。

ロツド１０の一端ぱ他端より高く位置しており、ベアリ
ング１２，１３は容器の端壁１５，１６内の異なった高
さ位置に設けられている。

第２図において、ロツド１０の＝群がそｔらの軸を互い
に平行にして配列さわている。

ロツド１０の各溝１１ぱ隣接するロンドの溝のない部分
に接するようにして配列さわ、溝１１が該溝なし部分と
共に、各ロツド１０で形成さわるデストリビュータを通
して、流体を流動させるためのすきま１７を画成するよ
うになっている。

デストリビューメは側壁１８．１９によってその側部に
境界が設けられている。

図示の如く、デストリビューメぱ端壁１５から端壁１６
へ向って下方へ傾斜している。

デストリビュータ内のすきま１１を介して粒子のベッド
（流動（ヒ可能の）内へ通過する液体に接触させる場合
、該ベッドを支持するために該デストリビューメを使用
しているとき、すなわち、高温燃焼ガスを接触させて石
灰岩から炭酸を除去する場合、該ベッド内を通しての固
形物（粒子）の連続した流動運動は、該固形物をデスト
リビュータの高い方の端部から伊給しかつ低い方の端部
でドレーン２０を介して除去することによって促進する
ことができる。

すきま１７の詰まりを防止するため、ロツド１０はモー
タ等によりベルト・プーリを介して回転される。

この回転は連続回転でも間欠回転でもよい。

すきま１７内に固形材料がかみこむのを防止するため、
ロンド１０は全て同一方向に回転させることが好ましい
。

ロツド１０を回転させることはすきま１７の詰まりを防
止するのに適尚であることに相違ないが、さらに溝１１
内に堆積した材料をこすり落とすためにも有効である。

該堆積はかなり強固に付着するので、溝内にこすり落と
し翼（スクレーパ翼）を設け、ロツド１０を回転させる
ことにより該翼でこすり落とすことができる。

第３図において、ロツド１０ぱ中空であり、冷却用空気
等の熱交換流体が通過するようになっている。

支持ローラ２１（断面で図示）は各ロツド１０に平行に
耶付けられ、各ローラにはスクレーパ翼２２が設けらわ
ている。

該スクレーパ翼ハ各溝１１の平面内に位置しロツド１０
が回転するとき溝１１内に受け入れらｈるように配設さ
わ、溝内の堆積物をこすり落して除去する。

ロー２２１は冷却用空槃等の熱交換流体の通路のため中
空にすることが好ましく、かつ該ローラ２１はロッド１
１の場合と同様ではあるが異なった速度で適池な装置（
図示せず）によって回転される。

第４図においては、第３図の支持ローラ２１の如き別の
支持手段上ではなくロンド１０土にスクレーノ填２２が
設けられている。

各スクレーパ翼２２ぱ隣接ロツドの溝１１と同一面内に
回転可能に配置さわている。

このためロンドが回転すると翼２２は溝内に侵入して堆
積物をそこから除去する。

各ロンドは交互に若干異なった速度で回転させ、各サイ
クルにおいてスクレーパ翼が溝１１の異なった個所を掃
除するようにすることが好ましい。

また，駆１・機構を簡単化するた剃高数個のロンド全て
をある一定の同二速度で回転させ、奇数個のロンド全て
を他の一定の同一速度で回転サセることが好ましい。

第５図を参照すれば、中空の溝付きロッド１０と中空の
翼付きロー２２１との配列が示さわているが、翼付きロ
ーラの方は簡明化のため一個だけ図示されている。

ロンド及びローラは中空であるので、その中で熱交換用
流体が流れる。

各ロンドはシャフト２５によって回転させられる。

該シャフト２５は中空の内径より小さい直径のものであ
り、キー及びスプライン係合によって各ローラに係合し
ている。

このため空気が内部を自由に流通しうる。

シャフト２５ぱ交互に異なった長さにざれ、プーリホイ
ール２６が耶付けられている。

プーリホイール２６は交互に異なった二つの面のうちの
一つの面内位置し、各ベルト２７及び２８によって駆動
される。

該ベルトは２個のプーリホイール３０，３１を通してシ
ャフト２９によって駆動される。

プーリホイール２６，３０及びベルト２８の配列面をプ
ーリホイール２６，３１及びベルト２７の配列面からず
らせることにより、各ロツド１０を同じ態様で回転ざせ
ることができる。

このずれは図面においては明瞭化のため誇脹して画かれ
ている。

同様に、ロー２２１は中空内径に係合さわた比較的小径
のシャフト３３によって回転される。

各シャフト３３の端部にはベル｝３５Ｋｍよって駆動さ
れるプーリホイール３４が設けられている。

該ベルトはシャフト２９土のプーリホイール３６によっ
て駆動される。

ロツド１０の駆動機構の場合と同様、プーリホイール３
４は二つのずれた面内に配置されている。

第４図にはシャフト２９上の他の駆動プーリホイールは
図示されていない。

以土の配列により、流体がロツド１０及びローラ２１を
通して貫流するととｉ゛可能となり、ロンド及びローラ
の回転を同じようにさせることができる。

第６図に示した配置においては、ロツド１０を駆動する
ためにギヤ駆動機構が採用されている。

各ローラは交互に反対側端部から駆動し異なった速度で
回転させることか好ましい。

図示の如く，ロツド１０ａは一端に歯形１１０を有し．
交互のロツド１０ｂぱ他端に歯形（図示せず）を有して
いる。

隣接するローラ１０ａの歯形はアイドラ１１１によって
歯車列とし”１構的に連結されており、被駆動ギヤ−１
１２は図示の歯形１１０に係合するかあるいはアイドラ
１１１の一つに係合するかして歯車列へ回転運動を伝達
する。

同じような歯車列をロツド１０ｂの他端に設けることも
できる。

第７図においては、内部に異なったレベルで流動化粒子
のベッドが支持された容器壁４０を具備した装置が示さ
わている。

下方のベッド４１ぱＣａＯを含有した粒子を含み、適ａ
ｌ形式のガスデストリビュータ４２上に支持さｔている
。

硫黄含有燃料がベッド４１内へ導かれ、加熱空気がデス
トリビュータ４２の下からベッド４１の基底部内へ導か
れる。

該空気は燃料を完全燃焼させるために必要な１５％〜２
５係の酸素を含有している。

燃料は８００℃〜１１５０℃の淵度の高温燃料ガスに転
換される。

燃料からの硫黄はベッド４１内のＣａＳとして凝固する
。

高温燃料ガスはベッド４１からデストリビューメ４３へ
導かれる。

該デストリビューメは第４図で説明したロンド及びロー
ラの配列を具備している。

デストリビュータ４３の開口に堆積しやすい微細粒子や
メールやその他の濃縮可能成分は溝１１内に整合した翼
２２によって除去される。

ＣａＯ又はこの熱反応前の物質を含有した粒子のベッド
４４ぱデストリビュータ４３の上に支持され、そこに流
れ込み貫流する高温ガスによって流動化さわる。

ベッド４４内に埋没された冷却コイル４５によって、該
ベッドの温度がメール成分及び類似の重い濃縮可能成分
を凝縮しうる程充分低い温度に維持さわ、ベッド４４の
頂部からは実質上メール成分を含まないガスが放出され
る。

ロツド１１及びローラ２２はシャフト２９から駆動され
るプーリホイール２６，２４，３４を介して回転さわる
。

プーリホイール２６，３４及び駆動プーリ・ベルトは箱
４８内に収納されており、該箱内へ入口４９から空気が
圧送される。

この空タはロツド及びローラの中空内径を通過し、装置
の反対側に設けられた箱５０内へ入る。

空気ぱロツド１０及びローラ２１を通過する間に加熱さ
わ、この加熱された空気は箱５０からダクト５１を介し
てデストリビューメ４２の下の空気５２へ流レ、その後
ベッド４１へ入る。

ベッド４１内 加熱空気を使用すること並びにベッド４
１から出るガスからタール成分を回収することによって
装置の効率を大巾に向上させることができる。

メール成分はベッド４４からライン４６を介してベッド
４１へ回流させより軽い成分に転換することができる。

ガスからこれらの成分を除去することによりベッド４４
の下流のダクトやサイクロン（図示せず）内の炭化水素
の堆積量を減少させることができる。

ベッド４４の最大レベルは余剰の固形物がライン４６ヘ
オーバーフローするせき（図示せず）によって決めらわ
る。

ベッド４１の硫黄凝固特性を維持するため、ベッド４１
の一区画からライン５３を介して粒子が除去される。

除去さわた該粒子は再生器５４へ流わ、そこで、少かく
とも幾分かのＣａＳをＳ０２を放出してＣａＯに変換す
る条件下で、酸素含有ガスによって流動化さわる。

粒子はライン５５を介してベッド４１の他の区域へ戻さ
わる。

該ライン５５は、粒子が再生器へ入って来る個所とは離
隔した該再生器の位置から、該粒子を除去する。

第８及び第９図において、横方向壁１４０及びランジで
該壁にホ付けられた皿状端部材１４１を具備した圧力容
器が示されている。

上方の皿状端部材１４１は内方環状フランジ１４２を有
し、該フランジ１４２に燃料ガス化ユニット１４４のフ
ランジ１４３が耶付けらわている。

ユニット１４４ぱ第９図に示す如く水平断面が長方形で
ある。

ユニット１４４は空気デストリビューメ１４５を有し、
該デストリビュータは図示の如く英国特許第１３９６５
８８号で開示した形式のものである。

しかし、本発明においては、該デストリビュータは適椙
な他の形式のものを使用することもできる。

デストリビュ−ｉ１ ４ ５ＨＣａＯを含有する粒子の
ベッド１４６を支持している。

硫黄含有燃料（オイル、石炭、またはオイルと石炭のス
ラリ→ぱ一つ捷たけそれ以土のノズル１４７からベッド
１４６内へ導かれる。

該ノズルぱ可撓性導管１４７ａによって外部供給源に連
結さわ，ており、装置の各部の熱膨脹あるいは熱収縮の
差を吸収しうるようになっている。

燃料はベッド１４６の中で高温の可燃性物質に変換され
、燃料硫黄の大剖分はベッド１４６内で固形の硫黄含有
物として保持される。

ベッド１４６の上力に隔置して本発明のデストリビュー
メ１４８が設けらわ、る。

デストリビューメ１４８ぱ中空で外周に溝が形成された
ローラ１４９を具備しており、そのうちの少なくとも一
個置きのローラには溝掃除用のスクレーパ翼（図示せず
）が設けられている。

ＣａＯを含有した流体化可能な粒子固体のベッド１５０
ぱデストリビューメ１４９上に支持されかつ浸透さわた
冷却コイル１５１によってメール凝縮温度（３５０℃）
に維持さわる。

該コイル１５１を通して水または水蒸気等の熱交換流体
が通過している。

ローラ１４９は容器の横方向壁１４０内の空気人口１５
２から内部を貫通する空気によって冷却される。

また、ローラ１４９を通る空気流を均一にするためし？
ま板（図示せず）を設けてもよい。

入口１５２からの空気もまたユニット１４４の外側を通
過し、デストリビューメ１４５を介してベッド１４６へ
入る前に熱をポリもどす。

ローラ１４９は第６図に示す形のギャー駆動機構によっ
て回転させられる。

デストリビュータ１４８のローラぱ第９図に示す如く交
互に該デストリビュータの両端から駆動される。

駆動シャフト１５４，１５５は容器１４０の各側面に設
けらわ、シール１５６を通して内部へ入っている。

該シャフトはユニバーサル継手１５７によってウオーム
に連結され、該ウオームｌ／′ｉさらに歯車列に連結さ
れ第６図で説明した如くローラ１４９を回転させること
ができる。

実質的にメール成分を含有しないガスがベッド１５０か
ら上方へ導かれ、圧力容器の上部皿状端部材１４１の頂
部の出口１５８へ到達する。

該ガスは一つまたはそれ以上のサイクロン分離器へ導か
わ、含有さわた固体はそこで除去され、除去された固体
は脚管１５９を介してベッド１５０へ戻される。

デストリビューメ１４８は第１及び第２図で説明したよ
うに傾斜させることができ、ベッド１５０からのメール
固形成分は最下部のドレーン（図示せず）から除去され
適癌な導管（図示せず）によってベッド１４６内へ導か
れる。

ベッド１５０及び１４６内の固形物の量は周知の手段に
よって実質上一定のレベルに維持される。

ベッド１４６の硫黄凝固作用は第１図で説明した手段に
よって維持される。

再生器５４は圧力容器の内側あるいは外側のいずれにも
装着することができる。

本発明の他の望ましい実施例は次の通りである。

（１） ％許請求の範囲第１項に記載した流体用デス
トリビューメにおいて、長い部材の軸方向ノ一方の端を
他方の端より高い位置に配置し前記デストリビュータを
一方の端から他方の端へ下向きに傾斜させ、溝が前記高
い方の端部へ行くにしたがって浅く形成された前記低い
方の端部へ行くにしたがって深く形成さわていることを
特徴とする流体用テストリビューメ。

（２）特許請求の範囲第１項に記載した流体用デストリ
ビューメにおいて、前記長い部材を通して熱交換流体の
通路を形成すべく中空になっていることを特徴とする流
体用デストリビュータ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のデストリビュータに使用されるロツド
の側面図、第２図は第１図のロツドと同じロツドの一連
の配列を有するデストリビューメの平面図、第３図は第
２図と同じではあるがデストリビュータ掃除手段を具備
したテストリビューメの部分的鉛直方向断面図，第４図
は第３図の構造の変更実施例を示す図、第５図は第３図
のデストリビュータの主要部品の実際上の配置を示す斜
視図、第６図は第５図に示すものの変更実施例に係わる
駆動機構を示す図、第γ図は第５図のデストリビュータ
を具備した装置Ｑ鉛直方向図解式断面図、第８図は本発
明のデストリビューメを具備した加圧燃料ガス化装置の
主要な構造的特徴を示す鉛直方向断面図，第９図は第８
図中の面Ａ−Ａ内の水平方向断面図である。 各図中同一参照番号は同一またぱ相箔部分な表示するも
のとし、１０・・・・・・長い部材（ロッド）、１１・
・・・・・溝、１７・・・・・・すきま、２１・・・・
・・支持ローラ、２２・・・・・・スクレーパ翼、４１
，４４・・・・・・ベッド、４２ ，４３・・・・・・
デストリビュータ、１４５，１４８・・・・・・デスト
リビューメ、１４６，１５０・・・・・・ベッド、をそ
れぞれ示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ デストリビュータの一方の側から他方の側へ複数の
   不連続なすきまを通して実質上一様に流体を通過させる
   ための流体用デストリビューメにおいて，該デストリビ
   ューメが横に並べて配列された一連の長い円筒形部材を
   具備し、隣接する該円筒形部材の長さ方向軸線が実質士
   互いに平行であり、また該円筒形部材の少なくともいく
   つかはそれらの長さ方向軸線のまわりに回転可能であり
   、土記すきまの各々は一つの円筒形部材の表面の一部の
   円周方向の溝又は凹所と、隣接する円筒形部材の表面の
   接触する部分とによって画成さわ、士記表面の接触する
   剖分が円周方向の溝または凹所を有しないことを特徴と
   する流体用デストリビューメ。 ２ 前記特許請求の範囲第１項の流体用デストリビュー
   タにおいて、前配隣接した長い部材の外面あるいは別の
   支持部材に設けらわた堆積物除去手段を具備し、該堆積
   物除去手段が前記溝内に入り込むように運動可能であり
   、該堆積物除去手段によって該溝から堆積物を除去しう
   ることを特徴とする流体用デストリビューメ。