JPS62272007A - 別個の再循環床を有する流動床式蒸気発生装置 - Google Patents

別個の再循環床を有する流動床式蒸気発生装置

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JPS62272007A
JPS62272007A JP62070525A JP7052587A JPS62272007A JP S62272007 A JPS62272007 A JP S62272007A JP 62070525 A JP62070525 A JP 62070525A JP 7052587 A JP7052587 A JP 7052587A JP S62272007 A JPS62272007 A JP S62272007A
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fluidized bed
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    • F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or dispositions of combustion apparatus
    • F22B31/0007—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed
    • F22B31/0015—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed for boilers of the water tube type
    • F22B31/003—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed for boilers of the water tube type with tubes surrounding the bed or with water tube wall partitions
    • F22B31/0038—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed for boilers of the water tube type with tubes surrounding the bed or with water tube wall partitions with tubes in the bed

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〈産業上の利用分野〉 本発明は流動床式蒸気発生装置に関し、特に、複数の積
重された流動床を用いて熱を発生するようにした蒸気発
生装置に関する。
〈発明の背景〉 流動床は熱伝達率を向上し、しがもボイラー（即ち、炉
又は熱交換器）の腐蝕、異物の付着及び二酸化硫黄の放
出を減少させるという利点を有するので効率的な熱源と
して認識されている。典型的な流動床装置においては粒
状物質の床に下がら空気を吹込んで粒状物質を膨張させ
、浮遊即ち流動状態とする。しかしながら、床へ吹込む
空気の量は床を流動化状態に維持するのに十分な量でな
ければならないが、だからといって、過度の量の粒状物
質を床から上方へ吹飛ばしてしまうほどの多量の空気を
吹込んではならないので、流動床に対して熱交換関係を
なして通される水に投入される熱入力の範囲には自ずか
ら限度があるにの欠点は、本出願人の米国特許第３８２
３６９３号に開示された熱交換装置、即ち、蒸気発生装
置によって大部分克服される。同特許の構成においては
、熱交換装置の炉部は、各々流動床を収容する複数の上
下に積重された隔室によって構成されている。加熱すべ
き流体（通常は水）は、流動床に対して熱交換関係をな
して下から上へ通されて徐々に加熱される。更に、各床
からの流出ガスの対流熱を利用するために各床の上方領
域内に対流表面を設定する管束が配置されている。各床
から流出してくる流出ガスから粒状物質が分離され、最
下段の床へ再循環される。再下段の床は、粒状物質中の
残留炭素を焼却する再循環隔室として機能する。
しかしながら、各隔室の断面積には、溶接作業などのた
めに容管の間に設けなければならない間隔や、種々の燃
焼要件によって制約が課せられるので、各隔室の上方に
管束を収容するのに利用しつる空間は比較的小さい。従
って、管束によって提供される対流表面が制限されるの
で、その単位面積当りの流出ガスの質量流量、従って各
床の上方での熱伝達係数が十分なものとはならない。ま
た、再循環床は、再循環されてくる粒状物質中の残留炭
素を燃料とし、新しい燃料の供給を受けないので、再循
環床には燃料の変動又は蒸気発生装置の出力の変動に起
因する熱入力の望ましくない変動がしばしば生じる。し
かも、再循環隔室内の粒状物質の保有量及び流動化空気
の速度を制御する手段が講じられていないので、床内の
熱量を制御することができないという問題もある。
〈発明の概要〉 従って、本発明の目的は積重型流動床の利点を享受し、
しかもなお、最適な大きさの対流熱伝達表面を提供する
ようにした流動床式蒸気発生装置を提供することである
。
本発明の他の目的は、熱入力の望ましくない変動を防止
するために再循環床へ新しい燃料を供給するようにした
流動床式蒸気発生装置を提供することである。
本発明の更に他の目的は、再循環床の粒状物質の保有量
及び流動化速度を制御するようにした流動床式蒸気発生
装はを提供することである。
上記目的を達成するために、本発明は炉部と、該炉部内
に上下に積重した形に配設された複数の流動床と、該炉
部に隣接して形成され、前記各流動床からの流出ガスを
受容するための熱回収用囲い区域と、該熱回収用囲い区
域内に形成された流動床と、該熱回収用囲い区域からの
流出ガスを受容し、該ガス中に帯同されている固形粒子
を該ガスから分離するために該囲い区域に近接して配置
された１つ又は２つの分離器（例えば多サイクロン型分
離器）と、該分離された固形粒子を前記熱回収用囲い区
域内の流動化床内へ再循環するための手段と、該熱回収
用囲い区域内の流動化床へ追加の新しい燃料を供給する
ための供給手段と、熱回収用囲い区域の流動化床の粒状
物質保有量及び流動化用空気の速度を制御するための手
段とから成る流動床式蒸気発生装置を提供する。
〈実施例の説明〉 本発明の救主及びその他の目的及び利点は、添付図を参
照して記述する以下の好ましい実施例の説明から一層明
らかになろう。
図に示される本発明の流動床式蒸気発生装置は、前壁１
２と、後壁１４と、両側壁１６（図には一方の側壁だけ
が示されている）とによって画定された室１０内に上下
に積重した形に形成された３つの主流動床隔室Ａ、Ｂ、
Ｃを備えた炉部を有する。各床隔室Ａ、Ｂ、Ｃの細部に
ついては後述する。
後壁１４から後方へ離隔してそれとほぼ平行に追加の壁
１８が延設され、室１ｏに隣接して室２０を形成するよ
うになされている。壁］８に隣接して１対のサイクロン
分離器２２．２４が配設され、それぞれダクト２６．２
８を介して室２０に接続されている。
３つの水平な多孔空気分配板３０が壁１２と１４の間で
上下方向に間隔を置いて配置され、それぞれ床隔室Ａ、
Ｂ、Ｃ内に延設されている。各空気分配板３０の下側の
充気室３４内へ流動化用空気を導入するための空気導入
口３２（断面で示されている）が側壁１６に穿設されて
いる。各隔室Ａ、Ｂ、Ｃへ分配される空気の流量は、ダ
ンパー等（図示せず）によって制御される。
外部供給源から粒状燃料を受容し、各隔室Ａ。
Ｂ、Ｃ内へ慣用の態様で供給するための３つの散布器３
６が各隔室Ａ、Ｂ、Ｃに連通ずるようにそれぞれ異なる
高さのところで前壁１２に取付けられている。粒状燃料
の燃焼の結果として生じる硫黄を吸着するために石灰石
等の吸着剤を各隔室Ａ。
Ｂ、Ｃへ供給する落としパイプ等（図示せず）を設ける
こともできることは当業者には明らかであろう。かくし
て、粒状燃料と、吸着剤が使用される場合には５粒状吸
着剤とを含む粒状物質が各隔室Ａ、Ｂ、Ｃ内の分配板３
０の上に粒状物質の床を形成し、該各床は、分配板３０
を通床内へ吹上げられる空気しこよって流動化される。
各分配板３０の直ぐ上に、かつ、各隔室Ａ、Ｂ。
Ｃ内に形成される流動床内に位置するように管束３８が
配置されている。各管束は、流動床からの熱により蒸気
化させるための水を慣用の態様で循環させるための循環
系（図示せず）に接続されている。各管束３８を通して
水又は蒸気を循環させるために適当なヘッダー、下降管
等（図示せず）を設けることができることは当業者には
明らかであろう。
各隔室Ａ、Ｂ、Ｃ内で発生した流出ガスを室１０から室
２０へ排出させるために後壁１４にそれぞれ異なる高さ
の位置に３つの開口４０が穿設されている。室２０の下
方部内には、床隔室Ａ、Ｂ。
Ｃと同様の床隔室りが設けられ、該隔室りにも、隔室Ａ
、Ｂ、Ｃのためのものと同様の空気導入口３２、充気室
３４、散布器３６及び管束３８が設けられている。また
、隔室り内には該隔室内の粒状物質の量を制御するため
に慣用の態様で作動する堰板４１が設けられている。
隔室Ａ、Ｂ、Ｃから開口４Ｑを通って室２Ｑに流入した
ガスと、隔室りからのガスとは、室２０内で混合して自
然対流により室２ｏの上方部へ上昇し、ダクト２６．２
８を通ってそれぞれサイクロン分離器２２．２４内へ流
出、する。
サイクロン分離器２２．２４は慣用の態様で作動し、ガ
ス中に帯同されている固形粒状物質をガスから分離する
。粒状物質を除去された比較的清浄なガスは、分離器２
２から排出ダクト４２を通して外部の熱回収帯域（図示
せず）へ排出され、分離器２４からの比較的清浄なガス
は、排出ダクト４４を通してダクト４２へ排出される。
周知のように熱回収帯域は、ガスからも熱を吸収するた
めの複数の管束を含むものとすることができ、該管束を
通された後、ガスは管状の空気加熱器、集塵袋及び吸引
ファンを通して排気筒へ送られる。
これらの構成部品はす入で慣用のものであるから、ここ
には図示しない。
各分離器２２．２４は、流出ガスから分離された微粒子
を収集し、それらを注入管４６．４８へ通すホッパ一部
を備えており、それらの粒子は注入管４６．４８を通し
て床隔室りへ戻される。隔室り内の粒子（粒状物質）は
、該隔室へ敗布器即ち燃料供給器３６によって供給され
る新しい燃料粒子と混合し、その混合体が、上述した隔
室Ａ。
Ｂ、Ｃの場合と同様の態様で流動化され、燃焼せしめら
れる。
各囲い壁１２，１４，１６．１８は、蒸気ドラム５０及
び各壁の端部に設けられたヘッダー５２等を含む循環流
体回路を形成するように慣用の態様で接続された複数の
垂直管によって構成されている。この構成は慣用のもの
であるから、ここで詳しく説明する必要はない。
作動において、空気を各床隔室Ａ、Ｂ、Ｃ内へ通して各
床を流動化させる。空気の速度及び流量は、床内の粒状
燃料を流動化させ、経済的な燃焼即ち床の単位面積当り
の高い放熱率を達成するのに十分に高く、かつ、床から
過度の量の微細燃料粒子を飛散させないように、そして
、吸着剤による硫黄除去を行うのに十分な時間だけ燃焼
生成ガスを床内に７帯留させるように十分に低いレベル
に調節される。床内を通ることによって加熱された流動
化用空気は、床からの燃焼生成ガスと混合し、その混合
体即ちガス（「流出ガス」と称される）は、壁１４の開
口４Ｑを通って流出し、熱回収室２０へ入る。室２０内
の隔室りからの流出ガスは。
隔室Ａ、Ｂ、Ｃ，からのガスと合流し、室２０内を自然
対流により上昇してダクト２６．２８を通ってそれぞれ
分離器２２．２４内へ流入する。
流出ガス中に帯同されている固形の燃料及び吸着剤粒子
は、分離器２２．２４内でガスから分離され、る。粒子
を除去されたガスはダクト４０，４２を通して熱回収帯
域へ排出される。一方、フライアッシュ、未反応燃料及
び吸着剤を含む分離された粒子は、ダクト４６．４８を
通して隔室り内の流動床へ注入され、該床内で散布器３
６によって供給される新しい燃料と混合する。一旦、隔
室り内に定常状態を維持するのに十分な粒状物質の保有
量が得られたならば、隔室り内の粒状物質の保有量がそ
れ以上に増大しないように、空気導入口３２から各隔室
Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄへ送られる空気の速度を調整し、かつ隔
室り内の粒状物質の量を堰板４１によって慎重に制御す
る。
本発明の上記構成によって得られる利点は下記の通りで
ある。
第１に、本発明の構成では、粒状物質の搬送及び取扱い
に要する装置が最少限にされるので、蒸気発生装置全体
の製造コストを相当に安くする。
第２に、室２０内の流出ガスは室２０の全高に亘って上
昇しなければならないので、滞留時間が長く、従って、
隔室Ａ、Ｂ、Ｃからの高温ガスの周期的な流入によって
燃焼を促進するのに足る高い温度に維持される。第３に
、室２０内に流入してきた残留二酸化硫黄は、ガスが室
２０内を上昇する間に微細な吸着剤粒子と反応するので
、硫黄の最大限の捕捉効率が達成され、二酸化硫黄の排
出量を規制するための吸着剤の必要量が最少限ですむ。
第４に、本発明は上記各利点を確保するように隔室りの
上方に極めて背の高い自由空間部を形成することを可能
にする。第５に、隔室りの床即ち再循環床へ追加の新し
い燃料が導入されるので再循環床の熱入力が実質的に一
定に保たれる。又、再循環床の粒状物質の保有量及び空
気の流動化速度は、該床内に定常状態を維持するように
制御される。
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明は
それに限定されるものではなく、その範囲から逸脱する
ことなくいろいろな変更が可能である。例えば、ある種
の用例においては隔室り内に熱交換管束３８を設ける必
要がない場合がある。
その場合は、隔室りは上述したのと同様の態様で作動す
るが、管束による熱の吸収は行われない。
【図面の簡単な説明】
添付図は、本発明の蒸気発生装置の概略縦断面図である
。 図中、Ａ、Ｂ、Ｃは流動床を収容する隔室、Ｄは再循環
隔室、１０は室、１２，１４，１６．１８は囲い壁、２
ｏは室、２２．２４は分離器、３０は多孔空気分配板、
３６は散布器（燃料供給器）。 ３８は管束、４０は開口。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 炉部と、該炉部内に複数の燃料を含む粒状物質の床を上
    下に離隔させて形成するための手段と、該各床を流動化
    させるために各床へ空気を導入するための空気導入手段
    と、該各流動化された床から流出ガスを排出させるため
    に前記炉部の囲い壁の１つに形成された開口と、前記流
    出ガスを受容するために該炉部に隣接した熱回収用囲い
    区域を形成するための、前記１つの囲い壁を含む手段と
    、該熱回収用囲い区域内に前記粒状物質の１つの床を形
    成する手段と、該熱回収用囲い区域内の粒状物質を流動
    化させるために該囲い区域内の粒状物質の床へ空気を導
    入するための空気導入手段と、該熱回収用囲い区域から
    の流出ガスを受容し、該ガス中に帯同されている固形粒
    子を該ガスから分配するために該囲い区域に近接して配
    設された流出ガス分離手段と、該分離された固形粒子を
    前記熱回収用囲い区域内の流動化床内へ注入するための
    手段と、該熱回収用囲い区域内の流動化床へ追加の燃料
    を供給するための供給手段とから成る蒸気発生装置。
JP62070525A 1986-05-19 1987-03-26 別個の再循環床を有する流動床式蒸気発生装置 Granted JPS62272007A (ja)

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