JP2551529B2 - 大規模流動床反応器 - Google Patents
大規模流動床反応器Info
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- JP2551529B2 JP2551529B2 JP5319766A JP31976693A JP2551529B2 JP 2551529 B2 JP2551529 B2 JP 2551529B2 JP 5319766 A JP5319766 A JP 5319766A JP 31976693 A JP31976693 A JP 31976693A JP 2551529 B2 JP2551529 B2 JP 2551529B2
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- heat exchanger
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- solids
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus
- F22B31/0007—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed
- F22B31/0084—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed with recirculation of separated solids or with cooling of the bed particles outside the combustion bed
-
- 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
- B01J8/24—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
- B01J8/26—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 with two or more fluidised beds, e.g. reactor and regeneration installations
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は一般に流動床蒸気発生装
置に関し、より詳細には、燃料の燃焼によって発生する
煙道ガスから固体粒子を分離するための二つの水平サイ
クロン分離器と、分離固体から熱を除去するための二つ
の一体型再循環熱交換器と、煙道ガスから熱を除去する
ための二つの熱回収領域とを全て単一の容器内に含む大
規模流動床蒸気反応器に関する。
置に関し、より詳細には、燃料の燃焼によって発生する
煙道ガスから固体粒子を分離するための二つの水平サイ
クロン分離器と、分離固体から熱を除去するための二つ
の一体型再循環熱交換器と、煙道ガスから熱を除去する
ための二つの熱回収領域とを全て単一の容器内に含む大
規模流動床蒸気反応器に関する。
【0002】
【従来の技術】流動床燃焼反応器はよく知られている。
これらの装置は炉区域を含み、該炉区域においては、石
炭等の化石燃料と石灰石等の硫黄吸着剤とを含む粒状材
料の床中に空気を通過させ、床を流動化して比較的低い
温度における燃料の燃焼を促進する。蒸気発生器におけ
るように、流動床によって生成された熱が水を蒸気に転
換させるために使用される場合、流動床反応器は、高熱
放出、高硫黄吸着、低窒素酸化物放出、および燃料融通
性の魅力的な組合せを提供する。
これらの装置は炉区域を含み、該炉区域においては、石
炭等の化石燃料と石灰石等の硫黄吸着剤とを含む粒状材
料の床中に空気を通過させ、床を流動化して比較的低い
温度における燃料の燃焼を促進する。蒸気発生器におけ
るように、流動床によって生成された熱が水を蒸気に転
換させるために使用される場合、流動床反応器は、高熱
放出、高硫黄吸着、低窒素酸化物放出、および燃料融通
性の魅力的な組合せを提供する。
【0003】最も代表的な流動床反応器は、一般にバブ
リング流動床と呼ばれるものを含み、該流動床において
は、粒状材料の床が空気分配板によって支持され、該板
に設けられた複数の穿孔を通して該床へと燃焼支持空気
が導入され、それにより材料が膨張して懸濁、つまり流
動化状態をとる。燃料の燃焼によって生成される熱煙道
ガスは、熱回収領域へと通されて、そのエネルギーが利
用される。熱回収領域は通常炉区域から分離されている
ので、高い温度差によるひずみを減少させるためには、
熱回収領域を反応器に接続するための多数の膨張継手が
必要とされる。熱損失もまた生じる。
リング流動床と呼ばれるものを含み、該流動床において
は、粒状材料の床が空気分配板によって支持され、該板
に設けられた複数の穿孔を通して該床へと燃焼支持空気
が導入され、それにより材料が膨張して懸濁、つまり流
動化状態をとる。燃料の燃焼によって生成される熱煙道
ガスは、熱回収領域へと通されて、そのエネルギーが利
用される。熱回収領域は通常炉区域から分離されている
ので、高い温度差によるひずみを減少させるためには、
熱回収領域を反応器に接続するための多数の膨張継手が
必要とされる。熱損失もまた生じる。
【0004】反応器が蒸気発生器の形式である場合に
は、反応器の壁は複数の伝熱管によって形成される。流
動床内の燃焼によって生成される熱は、管中を循環する
水等の熱交換媒体に伝達される。かように形成された蒸
気を分離するために、伝熱管は蒸気ドラムを含む自然水
循環回路に通常接続され、該蒸気は、次いで熱回収領域
にて生成された蒸気と結合され、蒸気使用個所またはタ
ービンに送られ、電力を発生する。
は、反応器の壁は複数の伝熱管によって形成される。流
動床内の燃焼によって生成される熱は、管中を循環する
水等の熱交換媒体に伝達される。かように形成された蒸
気を分離するために、伝熱管は蒸気ドラムを含む自然水
循環回路に通常接続され、該蒸気は、次いで熱回収領域
にて生成された蒸気と結合され、蒸気使用個所またはタ
ービンに送られ、電力を発生する。
【0005】燃焼効率、公害物質放出制御、およびバブ
リング床による操作ターンダウンの改良を拡大するため
の努力において、高度に膨張され、浄化する流動床を使
用する循環流動床反応器が開発されてきた。この技術に
よると、流動床密度は、代表的なバブリング流動床の床
密度よりも低くてもよく、空気速度はバブリング床の空
気速度に等しいかそれよりも高い。低密度の浄化流動床
の形成は、その小さい粒径、および煙道ガスが微細な粒
状固体を同伴した結果としての高固体スループットによ
る。この高固体スループットにはより多くの固体再循環
が必要であり、これは分離器を炉区域出口に配置して、
煙道ガスとそこに同伴される流動床からの固体とを受理
することによって達成される。固体と煙道ガスは分離器
内において分離され、煙道ガスは熱回収領域へと通され
て、固体は炉区域へと再循環されて戻される。
リング床による操作ターンダウンの改良を拡大するため
の努力において、高度に膨張され、浄化する流動床を使
用する循環流動床反応器が開発されてきた。この技術に
よると、流動床密度は、代表的なバブリング流動床の床
密度よりも低くてもよく、空気速度はバブリング床の空
気速度に等しいかそれよりも高い。低密度の浄化流動床
の形成は、その小さい粒径、および煙道ガスが微細な粒
状固体を同伴した結果としての高固体スループットによ
る。この高固体スループットにはより多くの固体再循環
が必要であり、これは分離器を炉区域出口に配置して、
煙道ガスとそこに同伴される流動床からの固体とを受理
することによって達成される。固体と煙道ガスは分離器
内において分離され、煙道ガスは熱回収領域へと通され
て、固体は炉区域へと再循環されて戻される。
【0006】循環流動床に必要な高固体循環は、該流動
床を燃料熱放出パターンに対して非感応性とし、よって
反応器内の温度変化を最小限とし、従って窒素酸化物の
形成を減少させる。また、この高固体再循環は、分離器
の効率を改良する。結果として硫黄吸着および燃料滞留
時間が増加することにより、吸着剤および燃料の消費が
減少する。更に、循環流動床は、バブリング流動床より
も大きいターンダウン容量を本質的に有する。
床を燃料熱放出パターンに対して非感応性とし、よって
反応器内の温度変化を最小限とし、従って窒素酸化物の
形成を減少させる。また、この高固体再循環は、分離器
の効率を改良する。結果として硫黄吸着および燃料滞留
時間が増加することにより、吸着剤および燃料の消費が
減少する。更に、循環流動床は、バブリング流動床より
も大きいターンダウン容量を本質的に有する。
【0007】本発明の譲受人と同一の譲受人に譲渡され
た米国特許第4,809,623号および第4,80
9,625号は、濃密、つまりバブリング流動床が炉区
域の下方部分に維持され、一方床は反対に循環流動床と
して操作される流動床反応器を開示している。この「ハ
イブリッド」設計は、バブリング床と循環床の両方の利
点が得られるものであり、少なからず顕著な利点は、よ
り広範囲の粒径に渡る粒状燃料材料を利用することがで
きる能力である。
た米国特許第4,809,623号および第4,80
9,625号は、濃密、つまりバブリング流動床が炉区
域の下方部分に維持され、一方床は反対に循環流動床と
して操作される流動床反応器を開示している。この「ハ
イブリッド」設計は、バブリング床と循環床の両方の利
点が得られるものであり、少なからず顕著な利点は、よ
り広範囲の粒径に渡る粒状燃料材料を利用することがで
きる能力である。
【0008】これらの形式の流動床、より詳細には循環
形式およびハイブリッド形式の流動床の操作において
は、いくつかの重要な考慮すべき点がある。例えば、煙
道ガスおよび同伴固体は、炉区域内において、吸着剤に
よる適当な硫黄捕捉に矛盾しないある一定の温度(通常
約1600°F(871℃))に維持されなければなら
ない。結果として、熱回収領域へと通される煙道ガスの
最大熱容量(ヘッド)および分離器を通して炉区域へ再
循環される分離固体の最大熱容量は制限される。過熱の
仕事のみを必要とし、再熱の仕事を必要としないサイク
ルにおいては、炉区域出口における煙道ガスの熱含量
は、分離器の下流にある蒸気発生器の熱回収領域におい
て使用されるのに必要な熱を提供するのに通常充分であ
る。従って、再循環固体の熱含量は不要である。
形式およびハイブリッド形式の流動床の操作において
は、いくつかの重要な考慮すべき点がある。例えば、煙
道ガスおよび同伴固体は、炉区域内において、吸着剤に
よる適当な硫黄捕捉に矛盾しないある一定の温度(通常
約1600°F(871℃))に維持されなければなら
ない。結果として、熱回収領域へと通される煙道ガスの
最大熱容量(ヘッド)および分離器を通して炉区域へ再
循環される分離固体の最大熱容量は制限される。過熱の
仕事のみを必要とし、再熱の仕事を必要としないサイク
ルにおいては、炉区域出口における煙道ガスの熱含量
は、分離器の下流にある蒸気発生器の熱回収領域におい
て使用されるのに必要な熱を提供するのに通常充分であ
る。従って、再循環固体の熱含量は不要である。
【0009】しかしながら、硫黄捕捉と再熱の仕事並び
に過熱の仕事を必要とするサイクルとを有する循環流動
床またはハイブリッド流動床を使用する蒸気発生器にお
いて、炉区域出口の煙道ガスにおいて得られる存在する
熱では、しばしば不十分である。同時に、反応器分離器
再循環ループ内の熱は蒸気発生器負荷要求を超過してい
る。かようなサイクルは、再循環固体内の熱が、該固体
が炉区域内へと再導入される前に利用される設計でなけ
ればならない。
に過熱の仕事を必要とするサイクルとを有する循環流動
床またはハイブリッド流動床を使用する蒸気発生器にお
いて、炉区域出口の煙道ガスにおいて得られる存在する
熱では、しばしば不十分である。同時に、反応器分離器
再循環ループ内の熱は蒸気発生器負荷要求を超過してい
る。かようなサイクルは、再循環固体内の熱が、該固体
が炉区域内へと再導入される前に利用される設計でなけ
ればならない。
【0010】この余分の熱容量を提供するために、分離
器固体出口と炉区域の流動床との間にしばしば再循環熱
交換器が位置される。再循環熱交換器は、熱交換表面を
含み、分離器から分離固体を受理し、固体が炉区域へと
再導入される前に、比較的高い伝熱率にて固体から熱交
換表面へと熱を伝達するように機能する。熱交換表面に
よって得られた熱は、次に冷却回路へと伝達され、再熱
及び/又は過熱の仕事を供給する。
器固体出口と炉区域の流動床との間にしばしば再循環熱
交換器が位置される。再循環熱交換器は、熱交換表面を
含み、分離器から分離固体を受理し、固体が炉区域へと
再導入される前に、比較的高い伝熱率にて固体から熱交
換表面へと熱を伝達するように機能する。熱交換表面に
よって得られた熱は、次に冷却回路へと伝達され、再熱
及び/又は過熱の仕事を供給する。
【0011】再循環熱交換器は、圧力シーリング装置と
して作用するように構成された場合、特別の利点を提供
することができる。低圧の分離器固体出口とより高圧の
反応器の炉区域との間にはかようなシーリング装置が必
要であり、固体の逆流と炉区域圧力変動が、分離器また
は炉区域の操作特性に反対に作用するのを防ぐ。
して作用するように構成された場合、特別の利点を提供
することができる。低圧の分離器固体出口とより高圧の
反応器の炉区域との間にはかようなシーリング装置が必
要であり、固体の逆流と炉区域圧力変動が、分離器また
は炉区域の操作特性に反対に作用するのを防ぐ。
【0012】しかしながら、再循環熱交換器の使用に伴
ういくつかの不利な点がある。例えば、再循環熱交換器
を収容するためには専用構造を使用しなければならず、
該構造は完全に絶縁され、流動化装置を含んでいなけれ
ばならないない。更に、再循環熱交換器を収容する構造
は、高価な膨張シール組立体によって反応器の他の部分
と相互接続されなければならない。その上、再循環熱交
換器が圧力シーリング装置として使用される場合には、
シーリング機能及び熱除去機能を達成し、並びに始動の
間固体が熱交換表面を迂回するようにするために、通常
個別の室を含む複雑で高価な構造が必要である。
ういくつかの不利な点がある。例えば、再循環熱交換器
を収容するためには専用構造を使用しなければならず、
該構造は完全に絶縁され、流動化装置を含んでいなけれ
ばならないない。更に、再循環熱交換器を収容する構造
は、高価な膨張シール組立体によって反応器の他の部分
と相互接続されなければならない。その上、再循環熱交
換器が圧力シーリング装置として使用される場合には、
シーリング機能及び熱除去機能を達成し、並びに始動の
間固体が熱交換表面を迂回するようにするために、通常
個別の室を含む複雑で高価な構造が必要である。
【0013】循環流動床またはハイブリッド流動床燃焼
反応器は、再循環熱交換器をしばしば必要とするだけで
なく、また煙道ガスから同伴固体粒子を分離するため、
また固体を再循環させるために、比較的大きな分離器を
必要とする。垂直に配向された円筒形渦巻室を含むサイ
クロン分離器が一般に使用され、該室内においては、分
離ガスを上方に搬送するために中心ガス出口管が配置さ
れ、一方分離粒子は分離器の基部を通って出る。これら
のいわゆる垂直サイクロン分離器は、相当の寸法であ
り、モジュール化し、容易に搬送して構築することがで
きるコンパクトな装置設計にすることができない。比較
的大規模な燃焼装置については、適当な粒子分離を提供
するために、いくつかの垂直サイクロン分離器がしばし
ば必要となり、そのため寸法の問題が悪化し、その上複
雑なガスダクト配置を通常必要とし、そのため操作効率
が低下する。これらのダクトはまた、熱損失を最小限と
するために相当な量の高価な耐火絶縁材を必要とし、熱
によるひずみを減少させるために膨張シール組立体を必
要とする。
反応器は、再循環熱交換器をしばしば必要とするだけで
なく、また煙道ガスから同伴固体粒子を分離するため、
また固体を再循環させるために、比較的大きな分離器を
必要とする。垂直に配向された円筒形渦巻室を含むサイ
クロン分離器が一般に使用され、該室内においては、分
離ガスを上方に搬送するために中心ガス出口管が配置さ
れ、一方分離粒子は分離器の基部を通って出る。これら
のいわゆる垂直サイクロン分離器は、相当の寸法であ
り、モジュール化し、容易に搬送して構築することがで
きるコンパクトな装置設計にすることができない。比較
的大規模な燃焼装置については、適当な粒子分離を提供
するために、いくつかの垂直サイクロン分離器がしばし
ば必要となり、そのため寸法の問題が悪化し、その上複
雑なガスダクト配置を通常必要とし、そのため操作効率
が低下する。これらのダクトはまた、熱損失を最小限と
するために相当な量の高価な耐火絶縁材を必要とし、熱
によるひずみを減少させるために膨張シール組立体を必
要とする。
【0014】垂直サイクロン分離器は、分離粒子を反応
器の流動床へと搬送するために高価で複雑な部品を必要
とするため、その使用について他の問題も存在する。シ
ーリング装置として機能する再循環熱交換器がない場合
には、重力シュートまたは空気圧搬送装置が必要とな
り、該装置は、低圧のサイクロン排出口と高圧の炉区域
との間の圧力差により、シールポット、サイフォンシー
ル、またはJ−バルブまたはL−バルブ等のシーリング
装置を含まなければならない。生ずる高温度差によるひ
ずみを減少させるために、分離器をシュートや搬送装置
へと接続するのに膨張継手もまた必要である。
器の流動床へと搬送するために高価で複雑な部品を必要
とするため、その使用について他の問題も存在する。シ
ーリング装置として機能する再循環熱交換器がない場合
には、重力シュートまたは空気圧搬送装置が必要とな
り、該装置は、低圧のサイクロン排出口と高圧の炉区域
との間の圧力差により、シールポット、サイフォンシー
ル、またはJ−バルブまたはL−バルブ等のシーリング
装置を含まなければならない。生ずる高温度差によるひ
ずみを減少させるために、分離器をシュートや搬送装置
へと接続するのに膨張継手もまた必要である。
【0015】上述の問題の多くを無くすために、水平配
向された渦巻室を特徴とする水平サイクロン分離器が建
造されている。水平サイクロン分離器は、炉区域の上方
部分内において容易に形成され、炉壁と一体化され得
る。しかしながら、既知の水平サイクロン分離器には、
特に固体が炉区域へと再導入される前に分離固体を再循
環熱交換器へと供給することについて、種々の欠点があ
る。
向された渦巻室を特徴とする水平サイクロン分離器が建
造されている。水平サイクロン分離器は、炉区域の上方
部分内において容易に形成され、炉壁と一体化され得
る。しかしながら、既知の水平サイクロン分離器には、
特に固体が炉区域へと再導入される前に分離固体を再循
環熱交換器へと供給することについて、種々の欠点があ
る。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、反応器の炉区域と一体に配置される再循環熱交換器
を使用する流動床反応器を提供することにある。
は、反応器の炉区域と一体に配置される再循環熱交換器
を使用する流動床反応器を提供することにある。
【0017】本発明の別の目的は、再循環熱交換器内に
熱交換表面が設けられ、分離固体から熱を除去して、分
離固体の温度を制御し、また反応器と関連する流体回路
に追加の熱を提供する、上記の形式の流動床反応器を提
供することにある。
熱交換表面が設けられ、分離固体から熱を除去して、分
離固体の温度を制御し、また反応器と関連する流体回路
に追加の熱を提供する、上記の形式の流動床反応器を提
供することにある。
【0018】本発明の更に別の目的は、再循環熱交換器
が、分離固体をいかなる熱交換表面上をも通過せずに炉
区域へと送るための迂回手段を含む、上記の形式の流動
床反応器を提供することにある。
が、分離固体をいかなる熱交換表面上をも通過せずに炉
区域へと送るための迂回手段を含む、上記の形式の流動
床反応器を提供することにある。
【0019】本発明の更に別の目的は、再循環熱交換器
迂回手段が、分離器と炉区域との間の圧力シーリング装
置として機能する、上記の形式の流動床反応器を提供す
ることにある。
迂回手段が、分離器と炉区域との間の圧力シーリング装
置として機能する、上記の形式の流動床反応器を提供す
ることにある。
【0020】本発明の更に別の目的は、分離器と反応器
の炉区域との間に空気圧搬送装置を設ける必要のない、
上記の形式の流動床反応器を提供することにある。
の炉区域との間に空気圧搬送装置を設ける必要のない、
上記の形式の流動床反応器を提供することにある。
【0021】本発明の更に別の目的は、分離器又は熱回
収領域を反応器へと接続するための膨張継手を設ける必
要のない、上記の形式の流動床反応器を提供することに
ある。
収領域を反応器へと接続するための膨張継手を設ける必
要のない、上記の形式の流動床反応器を提供することに
ある。
【0022】本発明の更に別の目的は、慣用のサイクロ
ン分離器が水平サイクロン分離器と置換される、上記の
形式の流動床反応器を提供することにある。
ン分離器が水平サイクロン分離器と置換される、上記の
形式の流動床反応器を提供することにある。
【0023】本発明の更に別の目的は、比較的コンパク
トな寸法で、モジュール化することができ、比較的容易
に組み立てられる流動床反応器を提供することにある。
トな寸法で、モジュール化することができ、比較的容易
に組み立てられる流動床反応器を提供することにある。
【0024】本発明の更に別の目的は、慣用の分離器よ
りもサイクロン分離器の容量、重量、及びコストがずっ
と低い、上記の形式の流動床反応器を提供することにあ
る。
りもサイクロン分離器の容量、重量、及びコストがずっ
と低い、上記の形式の流動床反応器を提供することにあ
る。
【0025】本発明の更に別の目的は、熱損失が最小限
とされる上記の形式の流動床反応器を提供することにあ
る。
とされる上記の形式の流動床反応器を提供することにあ
る。
【0026】本発明の更に別の目的は、反応器を低負荷
条件において操作するよりも、標準負荷において全ての
炉区域よりも少ない炉区域を操作することにより、反応
器アウトプットが効率的に減少される、多数の炉区域を
有する上記の形式の流動床反応器を提供することにあ
る。
条件において操作するよりも、標準負荷において全ての
炉区域よりも少ない炉区域を操作することにより、反応
器アウトプットが効率的に減少される、多数の炉区域を
有する上記の形式の流動床反応器を提供することにあ
る。
【0027】本発明の更に別の目的は、炉区域が異なる
温度において操作され、熱回収領域中を通過する燃焼ガ
スの温度をより大幅に制御することができる、多数の炉
区域を有する上記の形式の流動床反応器を提供すること
にある。
温度において操作され、熱回収領域中を通過する燃焼ガ
スの温度をより大幅に制御することができる、多数の炉
区域を有する上記の形式の流動床反応器を提供すること
にある。
【0028】本発明の更に別の目的は、一つの炉区域を
他の炉区域を予熱するために使用することができる、多
数の炉区域を有する上記の形式の流動床反応器を提供す
ることにある。
他の炉区域を予熱するために使用することができる、多
数の炉区域を有する上記の形式の流動床反応器を提供す
ることにある。
【0029】本発明の更に別の目的は、蒸気を発生する
ために利用される上記の形式の流動床反応器を提供し、
特に500MW以上の範囲の非常に大規模な流動床蒸気
発生装置を提供することにある。
ために利用される上記の形式の流動床反応器を提供し、
特に500MW以上の範囲の非常に大規模な流動床蒸気
発生装置を提供することにある。
【0030】
【課題を解決するための手段】これら及び他の目的を達
成するために、本願発明によれば、流動床反応器であっ
て、該反応器は、容器と、該容器内に配置され、略垂直
に延長し、互いに離隔し、前記容器を第一部分、第二部
分、及び第三部分に分画する隔壁と、前記容器の前記第
二部分内に配置され、燃焼して熱及び燃焼ガスと同伴粒
状固体との混合物を生成する燃料を含む、粒状固体の流
動床を支持するための手段を備える炉区域と、前記容器
内に配置され、前記容器の前記第一部分及び前記第二部
分を規定する壁の一部で構成される第一分離器と、前記
容器内に配置され、前記容器の前記第二部分及び前記第
三部分を規定する壁の一部で構成される第二分離器とを
備え、前記第一分離器及び前記第二分離器は、燃焼ガス
と同伴粒状固体の前記混合物を受理して、該燃焼ガスと
該同伴粒状固体とを分離するように適合され、前記第一
分離器及び前記第二分離器は、前記分離された燃焼ガス
を、前記容器の前記第一部分及び前記第三部分へそれぞ
れ通過させるように適合され、前記反応器はさらに、前
記容器の前記第一部分内に配置され、前記分離した燃焼
ガスから熱を除去するように適合された第一熱回収熱交
換器と、前記容器の前記第三部分内に配置され、前記分
離した燃焼ガスから熱を除去するように適合された第二
熱回収熱交換器と、前記容器の前記第一部分内に配置さ
れ、バッフルによって前記第一熱回収熱交換器と分離さ
れる第一再循環熱交換器と、前記容器の前記第三部分内
に配置され、バッフルによって前記第二熱回収熱交換器
と分離される第二再循環熱交換器と、前記第一再循環熱
交換器及び前記第二再循環熱交換器内の粒状固体を流動
化するための手段と、前記容器の前記第一部分と前記第
二部分との略間に配置され、前記第一分離器から前記第
一再循環熱交換器へ分離粒状固体を通過させるための第
一トラフと、前記容器の前記第二部分と前記第三部分と
の略間に配置され、前記第二分離器から前記第二再循環
熱交換器へ分離粒状固体を通過させるための第二トラフ
と、前記第一再循環熱交換器及び前記第二再循環熱交換
器から、前記炉区域へと粒状固体を搬送するための、前
記第一再循環熱交換器及び前記第二再循環熱交換器と、
前記炉区域とをそれぞれ連通させる第一通路及び第二通
路とを備える、流動床反応器が提供される。燃料を含む
固体粒状材料の床が炉区域内に支持され、材料を流動化
して燃料の燃焼またはガス化を支持するのに充分な速度
において空気が床に導入される。空気、気体燃焼生成
物、及び空気や気体生成物に同伴される固体粒子の混合
物は、床から床の上方で容器の上方部分に位置される水
平サイクロン分離器の一方へと向けられる。
成するために、本願発明によれば、流動床反応器であっ
て、該反応器は、容器と、該容器内に配置され、略垂直
に延長し、互いに離隔し、前記容器を第一部分、第二部
分、及び第三部分に分画する隔壁と、前記容器の前記第
二部分内に配置され、燃焼して熱及び燃焼ガスと同伴粒
状固体との混合物を生成する燃料を含む、粒状固体の流
動床を支持するための手段を備える炉区域と、前記容器
内に配置され、前記容器の前記第一部分及び前記第二部
分を規定する壁の一部で構成される第一分離器と、前記
容器内に配置され、前記容器の前記第二部分及び前記第
三部分を規定する壁の一部で構成される第二分離器とを
備え、前記第一分離器及び前記第二分離器は、燃焼ガス
と同伴粒状固体の前記混合物を受理して、該燃焼ガスと
該同伴粒状固体とを分離するように適合され、前記第一
分離器及び前記第二分離器は、前記分離された燃焼ガス
を、前記容器の前記第一部分及び前記第三部分へそれぞ
れ通過させるように適合され、前記反応器はさらに、前
記容器の前記第一部分内に配置され、前記分離した燃焼
ガスから熱を除去するように適合された第一熱回収熱交
換器と、前記容器の前記第三部分内に配置され、前記分
離した燃焼ガスから熱を除去するように適合された第二
熱回収熱交換器と、前記容器の前記第一部分内に配置さ
れ、バッフルによって前記第一熱回収熱交換器と分離さ
れる第一再循環熱交換器と、前記容器の前記第三部分内
に配置され、バッフルによって前記第二熱回収熱交換器
と分離される第二再循環熱交換器と、前記第一再循環熱
交換器及び前記第二再循環熱交換器内の粒状固体を流動
化するための手段と、前記容器の前記第一部分と前記第
二部分との略間に配置され、前記第一分離器から前記第
一再循環熱交換器へ分離粒状固体を通過させるための第
一トラフと、前記容器の前記第二部分と前記第三部分と
の略間に配置され、前記第二分離器から前記第二再循環
熱交換器へ分離粒状固体を通過させるための第二トラフ
と、前記第一再循環熱交換器及び前記第二再循環熱交換
器から、前記炉区域へと粒状固体を搬送するための、前
記第一再循環熱交換器及び前記第二再循環熱交換器と、
前記炉区域とをそれぞれ連通させる第一通路及び第二通
路とを備える、流動床反応器が提供される。燃料を含む
固体粒状材料の床が炉区域内に支持され、材料を流動化
して燃料の燃焼またはガス化を支持するのに充分な速度
において空気が床に導入される。空気、気体燃焼生成
物、及び空気や気体生成物に同伴される固体粒子の混合
物は、床から床の上方で容器の上方部分に位置される水
平サイクロン分離器の一方へと向けられる。
【0031】水平サイクロン分離器は、混合物を受理し
て、遠心的作用によって混合物から粒子を分離するため
に、各炉区域の全長に渡って延長する入口ダクトを有す
る渦巻室を含む。清浄ガスを室の外へ、そして熱回収領
域の一つの内へと向け、その熱が生産的に利用されるよ
うに、中心出口円筒が設けられる。混合物から分離され
た粒子は、分離器から出口ダクト中を通って落下し、炉
区域と各熱交換区域との間に延長するトラフ内に沈積す
る。熱交換区域は、熱回収セグメントとシールポットセ
グメントの二つのセグメントに仕切られ、各セグメント
は、熱交換区域の下方に延長するプレナム室によって独
立して流動化される。トラフ内に包含される分離粒子を
選択的に流動化し、分離粒子を各熱交換区域の熱回収セ
グメントまたはシールポットセグメントのどちらかへ向
けるために、プレナム室もまたトラフの下方に延長す
る。
て、遠心的作用によって混合物から粒子を分離するため
に、各炉区域の全長に渡って延長する入口ダクトを有す
る渦巻室を含む。清浄ガスを室の外へ、そして熱回収領
域の一つの内へと向け、その熱が生産的に利用されるよ
うに、中心出口円筒が設けられる。混合物から分離され
た粒子は、分離器から出口ダクト中を通って落下し、炉
区域と各熱交換区域との間に延長するトラフ内に沈積す
る。熱交換区域は、熱回収セグメントとシールポットセ
グメントの二つのセグメントに仕切られ、各セグメント
は、熱交換区域の下方に延長するプレナム室によって独
立して流動化される。トラフ内に包含される分離粒子を
選択的に流動化し、分離粒子を各熱交換区域の熱回収セ
グメントまたはシールポットセグメントのどちらかへ向
けるために、プレナム室もまたトラフの下方に延長す
る。
【0032】
【実施例】図1を参照して、参照番号10は本発明の流
動床反応器を示し、該反応器10は、蒸気発生装置の一
部分を為し、該装置と流体流連結されている。
動床反応器を示し、該反応器10は、蒸気発生装置の一
部分を為し、該装置と流体流連結されている。
【0033】反応器10は、屋根11、前壁12、離隔
平行後壁14、及び壁12と14とに直角に延長する第
一及び第二の側壁16及び18(図2)によって規定さ
れる略矩形の容器を含む。第一、第二、第三、及び第四
の中間仕切り壁20、22、24、及び26は、壁12
と14との間にこれらに離隔平行関係において延長し、
それぞれ湾曲上方部分20a、22a、24a、及び2
6aを含む。
平行後壁14、及び壁12と14とに直角に延長する第
一及び第二の側壁16及び18(図2)によって規定さ
れる略矩形の容器を含む。第一、第二、第三、及び第四
の中間仕切り壁20、22、24、及び26は、壁12
と14との間にこれらに離隔平行関係において延長し、
それぞれ湾曲上方部分20a、22a、24a、及び2
6aを含む。
【0034】仕切り壁22及び24、並びに側壁16及
び18の対応部分は、略矩形の炉区域28を形成する。
穿孔空気分配板30が炉区域28の下方部分に適当に支
持され、炉区域の下方に延長するプレナム室32を規定
するのを助ける。適当な源(図示せず)からの一次空気
が、慣用の手段にて管34を通してプレナム室32内へ
と導入される。プレナム室32内へと導入された空気
は、空気分配板30へと上方向に通過し、該空気は必要
により、空気予熱器(図示せず)によって予熱され、空
気制御ダンパー(図示せず)によって適当に調節されて
もよい。
び18の対応部分は、略矩形の炉区域28を形成する。
穿孔空気分配板30が炉区域28の下方部分に適当に支
持され、炉区域の下方に延長するプレナム室32を規定
するのを助ける。適当な源(図示せず)からの一次空気
が、慣用の手段にて管34を通してプレナム室32内へ
と導入される。プレナム室32内へと導入された空気
は、空気分配板30へと上方向に通過し、該空気は必要
により、空気予熱器(図示せず)によって予熱され、空
気制御ダンパー(図示せず)によって適当に調節されて
もよい。
【0035】空気分配板30は、一般に燃焼のための粉
砕石炭と、石炭の燃焼の間に生成される硫黄を吸着する
ための石灰石またはドロマイトとからなる、粒状燃料材
料の床を支持するように適合される。粒状燃料を炉区域
28内へと導入するために、複数の燃料供給器36がそ
れぞれ側壁16及び18を通って延長し、必要に応じて
粒状吸着剤材料及び/又は追加の粒状燃料材料を炉区域
28内へと分配するために、他の管が炉区域28を規定
する壁と関連されてもよいことが理解される。消費燃料
及び吸着剤材料を炉区域28から外部装置へと排出する
ために、少くとも一つのドレンパイプ38が板30から
炉区域28の開口を通して延長する。
砕石炭と、石炭の燃焼の間に生成される硫黄を吸着する
ための石灰石またはドロマイトとからなる、粒状燃料材
料の床を支持するように適合される。粒状燃料を炉区域
28内へと導入するために、複数の燃料供給器36がそ
れぞれ側壁16及び18を通って延長し、必要に応じて
粒状吸着剤材料及び/又は追加の粒状燃料材料を炉区域
28内へと分配するために、他の管が炉区域28を規定
する壁と関連されてもよいことが理解される。消費燃料
及び吸着剤材料を炉区域28から外部装置へと排出する
ために、少くとも一つのドレンパイプ38が板30から
炉区域28の開口を通して延長する。
【0036】上だき空気口40は、板30の上方の所定
の高さにてそれぞれ側壁16及び18を通して延長し、
以下に説明される理由のために、炉区域28内へと二次
空気を導入する。空気を炉区域28内へと排出するため
に、参照番号40で示されるような一以上の高さにおけ
る複数の空気口を、炉区域壁のいずれを通しても設ける
ことができる。
の高さにてそれぞれ側壁16及び18を通して延長し、
以下に説明される理由のために、炉区域28内へと二次
空気を導入する。空気を炉区域28内へと排出するため
に、参照番号40で示されるような一以上の高さにおけ
る複数の空気口を、炉区域壁のいずれを通しても設ける
ことができる。
【0037】反応器10によって形成される容器の上方
部分に、第一及び第二の水平サイクロン分離器42及び
44が設けられる。分離器42は、壁20及び22のそ
れぞれ湾曲上方部分20a及び22aによって一部規定
され、分離器44は、壁24及び26のそれぞれ湾曲上
方部分24a及び26aによって一部規定される。分離
器42は、屋根11と仕切り壁22の横方向離隔湾曲部
分22aの上方部分とによって規定される入口ダクト4
6を有し、分離器44は屋根11と仕切り壁24の横方
向離隔湾曲部分24aの上方部分とによって規定される
入口ダクト48を有する。入口ダクト46及び48はど
ちらも炉区域28の全幅に渡って延長する。
部分に、第一及び第二の水平サイクロン分離器42及び
44が設けられる。分離器42は、壁20及び22のそ
れぞれ湾曲上方部分20a及び22aによって一部規定
され、分離器44は、壁24及び26のそれぞれ湾曲上
方部分24a及び26aによって一部規定される。分離
器42は、屋根11と仕切り壁22の横方向離隔湾曲部
分22aの上方部分とによって規定される入口ダクト4
6を有し、分離器44は屋根11と仕切り壁24の横方
向離隔湾曲部分24aの上方部分とによって規定される
入口ダクト48を有する。入口ダクト46及び48はど
ちらも炉区域28の全幅に渡って延長する。
【0038】仕切り壁20及び22の各湾曲部分20a
及び22a、及び仕切り壁24及び26の各湾曲部分2
4a及び26aによって、分離器42及び44内に二つ
の環状渦巻室50及び52がそれぞれ規定される。渦巻
室から清浄ガスを受理するために、中心出口円筒54及
び56が、それぞれ渦巻室50及び52の一部分におい
て同心状に延長し、該円筒は、清浄ガスの内曲する流れ
が分離器42及び44を出てそれぞれ熱回収領域58及
び60へと向かうのを促進するのに充分な長さである。
渦巻室50及び52は、許可された米国特許願第07/
505,806号により詳細に記載されており、該特許
出願は本発明の譲受人と同一の譲受人に譲渡された。
及び22a、及び仕切り壁24及び26の各湾曲部分2
4a及び26aによって、分離器42及び44内に二つ
の環状渦巻室50及び52がそれぞれ規定される。渦巻
室から清浄ガスを受理するために、中心出口円筒54及
び56が、それぞれ渦巻室50及び52の一部分におい
て同心状に延長し、該円筒は、清浄ガスの内曲する流れ
が分離器42及び44を出てそれぞれ熱回収領域58及
び60へと向かうのを促進するのに充分な長さである。
渦巻室50及び52は、許可された米国特許願第07/
505,806号により詳細に記載されており、該特許
出願は本発明の譲受人と同一の譲受人に譲渡された。
【0039】熱回収領域58は側壁16と18との間、
及び前壁12と仕切り壁20との間に規定され、熱交換
領域60は側壁16と18の間、及び後壁14と仕切り
壁26との間に規定される。少くとも一組の管群62及
び64(過熱器、エコノマイザー、再熱器等)が熱回収
領域58及び60のそれぞれに配置され、各管群はヘッ
ダー62a及び64aを経て流れ回路内に接続される複
数の管からなり、水、蒸気及び/又は水−蒸気混合物
(以下「流体」と称する)を管中に通して、ガスから熱
を除去する。これらの管群及びその関連する回路は慣用
であるため、詳細には説明しない。
及び前壁12と仕切り壁20との間に規定され、熱交換
領域60は側壁16と18の間、及び後壁14と仕切り
壁26との間に規定される。少くとも一組の管群62及
び64(過熱器、エコノマイザー、再熱器等)が熱回収
領域58及び60のそれぞれに配置され、各管群はヘッ
ダー62a及び64aを経て流れ回路内に接続される複
数の管からなり、水、蒸気及び/又は水−蒸気混合物
(以下「流体」と称する)を管中に通して、ガスから熱
を除去する。これらの管群及びその関連する回路は慣用
であるため、詳細には説明しない。
【0040】壁12及び14の下方部分を通して形成さ
れる出口開口12a及び14aにガスを向けるために、
熱回収領域58及び60の下方部分には、それぞれ角度
を付けて延長するバッフル66及び68が配置される。
一連のダンパー70及び一連のダンパー72は、それぞ
れ各熱回収領域58及び60を横切って延長し、熱回収
領域中を通るガスの流れを制御する。
れる出口開口12a及び14aにガスを向けるために、
熱回収領域58及び60の下方部分には、それぞれ角度
を付けて延長するバッフル66及び68が配置される。
一連のダンパー70及び一連のダンパー72は、それぞ
れ各熱回収領域58及び60を横切って延長し、熱回収
領域中を通るガスの流れを制御する。
【0041】分離器42及び44は出口74及び76を
有し、該出口は炉区域28の幅に渡って延長し、渦巻室
50及び52の下方部分において、それぞれ仕切り壁2
0と22、及び24と26の上方平行部分の間に規定さ
れる。出口74及び76は、仕切り壁20と22、及び
24と26との間にそれぞれ規定されるトラフ78及び
80と連通する。トラフ78及び80は、煙道ガスから
分離器42及び44によって分離された分離粒状材料、
つまり固体を受理するように設計される。
有し、該出口は炉区域28の幅に渡って延長し、渦巻室
50及び52の下方部分において、それぞれ仕切り壁2
0と22、及び24と26の上方平行部分の間に規定さ
れる。出口74及び76は、仕切り壁20と22、及び
24と26との間にそれぞれ規定されるトラフ78及び
80と連通する。トラフ78及び80は、煙道ガスから
分離器42及び44によって分離された分離粒状材料、
つまり固体を受理するように設計される。
【0042】図1及び図2に示される反応器10の右半
分は、左半分の構造と鏡像である構造で形成されるの
で、以下に説明されるこれらの構造は、反応器10の左
半分についてのみ言及して詳細に説明される。
分は、左半分の構造と鏡像である構造で形成されるの
で、以下に説明されるこれらの構造は、反応器10の左
半分についてのみ言及して詳細に説明される。
【0043】水平空気分配板82はトラフ78の下方部
分に適当に支持され、仕切り壁20と22との間に延長
して煙道ガスから分離器42によって分離された固体を
支持する。板82はトラフ78の下方に延長するプレナ
ム室84を規定するのを助け、該トラフ内に向けて流動
化空気が慣用の手段によって一対の管86a及び86b
(図3)を通して導入される。図2から図4に示される
ように、板82から下方に前壁12に直角に延長する垂
直仕切り壁88は、プレナム室84の上方部分を二つの
プレナム区画84a及び84bとに分割し、プレナム区
画を通る流動化空気の流れはそれぞれダンパー90a及
び90bによって制御される。
分に適当に支持され、仕切り壁20と22との間に延長
して煙道ガスから分離器42によって分離された固体を
支持する。板82はトラフ78の下方に延長するプレナ
ム室84を規定するのを助け、該トラフ内に向けて流動
化空気が慣用の手段によって一対の管86a及び86b
(図3)を通して導入される。図2から図4に示される
ように、板82から下方に前壁12に直角に延長する垂
直仕切り壁88は、プレナム室84の上方部分を二つの
プレナム区画84a及び84bとに分割し、プレナム区
画を通る流動化空気の流れはそれぞれダンパー90a及
び90bによって制御される。
【0044】図1及び図2に示されるように、前壁12
と、仕切り壁20と、側壁16及び18とによって規定
される熱交換区域92は、熱回収領域58のバッフル6
6の下方に延長する。板30及び82と同様の水平空気
分配板94は、熱交換区域92の下方部分に適当に支持
され、熱交換区域92の下方に延長するプレナム室96
を規定するのを助け、該室内に向けて流動化空気が慣用
の手段によって一対の管98a及び98b(図4)を通
して導入される。図4に示されるように、仕切り壁88
の上方延長部分は、熱交換区域92を二つのセグメン
ト、すなわち熱回収セグメント92aとシールポットセ
グメント92bとに分割する。仕切り壁88はまた、プ
レナム室96の上方部分をもプレナム区画96aと96
bとに分割し、プレナム区画を通る流動化空気の流れ
は、それぞれダンパー100a及び100bによって制
御される。
と、仕切り壁20と、側壁16及び18とによって規定
される熱交換区域92は、熱回収領域58のバッフル6
6の下方に延長する。板30及び82と同様の水平空気
分配板94は、熱交換区域92の下方部分に適当に支持
され、熱交換区域92の下方に延長するプレナム室96
を規定するのを助け、該室内に向けて流動化空気が慣用
の手段によって一対の管98a及び98b(図4)を通
して導入される。図4に示されるように、仕切り壁88
の上方延長部分は、熱交換区域92を二つのセグメン
ト、すなわち熱回収セグメント92aとシールポットセ
グメント92bとに分割する。仕切り壁88はまた、プ
レナム室96の上方部分をもプレナム区画96aと96
bとに分割し、プレナム区画を通る流動化空気の流れ
は、それぞれダンパー100a及び100bによって制
御される。
【0045】トラフ78から熱交換区域92内へと固体
を通過させるために、三つの離隔された開口20b、2
0c、及び20dが、仕切り壁20の下方部分を通して
板82の直上に水平列にて形成され、該開口20b及び
20cは熱回収セグメント92a内へと延長し、該開口
dはシールポットセグメント92b内へと延長する。開
口88aもまた、仕切り壁88を通して熱回収セグメン
ト92a及びシールポットセグメント92bとの間に板
94の直上にて形成される。更に、下方傾斜管102
は、開口20bから20dよりも高い高さにおいて仕切
り壁20を通して形成される開口20eと、仕切り壁2
2を通して形成される開口22bとの間に延長し、シー
ルポットセグメント92bから炉区域28への通路を提
供する。
を通過させるために、三つの離隔された開口20b、2
0c、及び20dが、仕切り壁20の下方部分を通して
板82の直上に水平列にて形成され、該開口20b及び
20cは熱回収セグメント92a内へと延長し、該開口
dはシールポットセグメント92b内へと延長する。開
口88aもまた、仕切り壁88を通して熱回収セグメン
ト92a及びシールポットセグメント92bとの間に板
94の直上にて形成される。更に、下方傾斜管102
は、開口20bから20dよりも高い高さにおいて仕切
り壁20を通して形成される開口20eと、仕切り壁2
2を通して形成される開口22bとの間に延長し、シー
ルポットセグメント92bから炉区域28への通路を提
供する。
【0046】開口20bから20e、22b及び88a
は、表示の便宜上図面においては略図的に示されるが、
これらは実際にはフィンを切除する、または以下に説明
されるように仕切り壁20、22及び88を形成する垂
直配置管を屈曲させることにより、慣用の態様にて形成
されることが理解される。
は、表示の便宜上図面においては略図的に示されるが、
これらは実際にはフィンを切除する、または以下に説明
されるように仕切り壁20、22及び88を形成する垂
直配置管を屈曲させることにより、慣用の態様にて形成
されることが理解される。
【0047】熱交換管104の群が、熱交換区域92の
熱回収セグメント92a内に配置される。管104は、
ヘッダー106aと106b(図1)との間に延長し、
以下に説明されるように管中に流体を循環させて熱回収
セグメント内に導入される固体から熱を除去する。
熱回収セグメント92a内に配置される。管104は、
ヘッダー106aと106b(図1)との間に延長し、
以下に説明されるように管中に流体を循環させて熱回収
セグメント内に導入される固体から熱を除去する。
【0048】壁12及び14、仕切り壁20、22、2
4、26及び88、その湾曲上方部分20a、22a、
24a、及び26a、及び側壁16及び18は、垂直配
置された細長いバー、つまりフィンによって相互連結さ
れた複数の垂直配置管によってそれぞれ形成され、連接
する気密な構造を形成する。この形式の構造は慣用であ
るため、図示せず詳細にも説明しない。
4、26及び88、その湾曲上方部分20a、22a、
24a、及び26a、及び側壁16及び18は、垂直配
置された細長いバー、つまりフィンによって相互連結さ
れた複数の垂直配置管によってそれぞれ形成され、連接
する気密な構造を形成する。この形式の構造は慣用であ
るため、図示せず詳細にも説明しない。
【0049】図1に示されるように、管中に流体を通す
ために流れ回路が設けられ、例えば蒸気タービン(図示
せず)を駆動する等の仕事をするのに使用することがで
きる程度まで流体を加熱する。このために、ヘッダー1
08a及び108bは、壁12及び14、仕切り壁2
0、22、24、26及び88、その湾曲上方部分20
a、22a、24a、及び26a、側壁16及び18の
それぞれ下方及び上方端部に連結され、各壁を形成する
管に流体を導入し、また該管から流体を受理する。
ために流れ回路が設けられ、例えば蒸気タービン(図示
せず)を駆動する等の仕事をするのに使用することがで
きる程度まで流体を加熱する。このために、ヘッダー1
08a及び108bは、壁12及び14、仕切り壁2
0、22、24、26及び88、その湾曲上方部分20
a、22a、24a、及び26a、側壁16及び18の
それぞれ下方及び上方端部に連結され、各壁を形成する
管に流体を導入し、また該管から流体を受理する。
【0050】反応器10には、図1に示される蒸気ドラ
ム110、及びいくつかが参照番号112で示される、
複数の下降管、管、上昇管、ヘッダー、等を含む追加の
流れ回路が設けられ、以下に説明されるように、管群6
2、64、及び104を含む反応器10から熱を効果的
に伝達するための稼動可能な装置を提供する。
ム110、及びいくつかが参照番号112で示される、
複数の下降管、管、上昇管、ヘッダー、等を含む追加の
流れ回路が設けられ、以下に説明されるように、管群6
2、64、及び104を含む反応器10から熱を効果的
に伝達するための稼動可能な装置を提供する。
【0051】操作において、一般に石炭等の固体燃料及
び石灰石からなる粒状材料が空気分配板30上に供給さ
れ、燃料が着火バーナー等(図示せず)によって着火さ
れる一方、空気がプレナム室32内へと導入される。必
要により追加の燃料材料が燃料供給器36を通して炉区
域28の内部へと導入される。燃料の燃焼が進むにつ
れ、完全燃焼に必要な全空気のフラクションをなす量の
追加の空気がプレナム室32の内部へと導入され、それ
により炉区域28の下方部分の燃焼が不完全となる。下
方炉区域はよって還元条件において操作され、完全燃焼
に必要な残りの空気は、空気口40を通して供給され
る。完全燃焼に必要な全空気の範囲は、例えば、40%
−90%はプレナム室32を通して供給され、残りの空
気(10%−60%)は空気口40を通して供給され得
る。
び石灰石からなる粒状材料が空気分配板30上に供給さ
れ、燃料が着火バーナー等(図示せず)によって着火さ
れる一方、空気がプレナム室32内へと導入される。必
要により追加の燃料材料が燃料供給器36を通して炉区
域28の内部へと導入される。燃料の燃焼が進むにつ
れ、完全燃焼に必要な全空気のフラクションをなす量の
追加の空気がプレナム室32の内部へと導入され、それ
により炉区域28の下方部分の燃焼が不完全となる。下
方炉区域はよって還元条件において操作され、完全燃焼
に必要な残りの空気は、空気口40を通して供給され
る。完全燃焼に必要な全空気の範囲は、例えば、40%
−90%はプレナム室32を通して供給され、残りの空
気(10%−60%)は空気口40を通して供給され得
る。
【0052】プレナム室32から空気分配板30を通し
て導入される高圧、高速度の空気は、床内の比較的微細
な粒子の自由落下速度よりも速く、比較的粗い粒子の自
由落下速度よりも遅い速度である。よって、微細粒子の
一部は、空気及び燃焼ガスによって同伴され、搬送され
る。この同伴粒子とガスの混合物は、炉区域28内を上
方に上昇し、入口ダクト46及び48を通って、分離器
42及び44の各渦巻室50及び52内へと入る。入口
ダクト46及び48は、混合物が渦巻室50及び52に
対して実質的に接線方向に入り、よって室内で渦を巻く
ように配置されている。同伴固体粒子は、従って分離器
42を規定する部分20a及び22aの内側表面に対し
て、及び分離器44を規定する部分24a及び26aの
内側表面に対して遠心力によって推進され、次にそこで
集められ、重力によって出口74及び76を通ってそれ
ぞれトラフ78及び80内へと下方へ落下する。
て導入される高圧、高速度の空気は、床内の比較的微細
な粒子の自由落下速度よりも速く、比較的粗い粒子の自
由落下速度よりも遅い速度である。よって、微細粒子の
一部は、空気及び燃焼ガスによって同伴され、搬送され
る。この同伴粒子とガスの混合物は、炉区域28内を上
方に上昇し、入口ダクト46及び48を通って、分離器
42及び44の各渦巻室50及び52内へと入る。入口
ダクト46及び48は、混合物が渦巻室50及び52に
対して実質的に接線方向に入り、よって室内で渦を巻く
ように配置されている。同伴固体粒子は、従って分離器
42を規定する部分20a及び22aの内側表面に対し
て、及び分離器44を規定する部分24a及び26aの
内側表面に対して遠心力によって推進され、次にそこで
集められ、重力によって出口74及び76を通ってそれ
ぞれトラフ78及び80内へと下方へ落下する。
【0053】渦巻室50及び52内を循環する混合物
は、室の一端に向かって螺旋状形態にて、つまり側壁1
6に向かう方向において流れるように向けられる。螺旋
状流によって創生される圧力変化は、渦巻室50及び5
2の中心軸に沿って集中する比較的清浄なガスを、円筒
54及び56の開口に創生される低圧領域へと向ける。
清浄ガスはよって、上記で参照した米国特許願第07/
505,806号により詳細に説明されるように、円筒
54及び56内へと通過し、熱回収領域58及び60へ
と出る。分離器42からの清浄ガスは、ダンパー70に
よって制御された流速で管群62中を通過し、次に開口
12aを経て外部装置へと熱回収領域58を出る。分離
器44からの清浄ガスは、ダンパー72によって制御さ
れた流速で管群64中を通過し、次に開口14aを経て
外部装置へと熱回収領域60を出る。
は、室の一端に向かって螺旋状形態にて、つまり側壁1
6に向かう方向において流れるように向けられる。螺旋
状流によって創生される圧力変化は、渦巻室50及び5
2の中心軸に沿って集中する比較的清浄なガスを、円筒
54及び56の開口に創生される低圧領域へと向ける。
清浄ガスはよって、上記で参照した米国特許願第07/
505,806号により詳細に説明されるように、円筒
54及び56内へと通過し、熱回収領域58及び60へ
と出る。分離器42からの清浄ガスは、ダンパー70に
よって制御された流速で管群62中を通過し、次に開口
12aを経て外部装置へと熱回収領域58を出る。分離
器44からの清浄ガスは、ダンパー72によって制御さ
れた流速で管群64中を通過し、次に開口14aを経て
外部装置へと熱回収領域60を出る。
【0054】トラフ80内に落下する固体は、トラフ7
8内へと落下する固体と同様の作用を受ける、図1及び
図2に示されるトラフ78を含む反応器10の左半分の
操作のみを詳細に説明する。
8内へと落下する固体と同様の作用を受ける、図1及び
図2に示されるトラフ78を含む反応器10の左半分の
操作のみを詳細に説明する。
【0055】始動の間、または低負荷の間等、固体の最
大量の熱を炉区域28の床へと返却することが望ましい
他のいかなる操作条件の間、ダンパー90及び100b
は開放され、ダンパー100aは、流動化空気をプレナ
ム室96からプレナム区画96bのみを通して通過させ
るために閉鎖され、それによりプレナム区画96aの上
方の熱交換区域92の熱回収セグメント92a内の固体
が「急落」し、開口20b及び20cを閉塞する。従っ
て、トラフ78内に堆積する全ての固体は、開口20d
を通って熱交換区域92のシールポットセグメント92
b内へと入る。熱回収セグメント92a内の「急落」し
た固体はまた開口88aをも閉塞するため、シールポッ
トセグメント92bへと通された固体は、ダンパー10
0aの閉鎖によって、開口88aを通って熱回収セグメ
ント92aへと通過するのを妨げられる。しかしなが
ら、プレナム室96からプレナム区画96bを通して流
動化空気を通過させるために同時に開放されているダン
パー100bは、シールポットセグメント92b内の固
体を流動化し、固体を開口20eへと上方へ搬送し、固
体は該開口20eを通って管102を経て炉区域28へ
と通過する。
大量の熱を炉区域28の床へと返却することが望ましい
他のいかなる操作条件の間、ダンパー90及び100b
は開放され、ダンパー100aは、流動化空気をプレナ
ム室96からプレナム区画96bのみを通して通過させ
るために閉鎖され、それによりプレナム区画96aの上
方の熱交換区域92の熱回収セグメント92a内の固体
が「急落」し、開口20b及び20cを閉塞する。従っ
て、トラフ78内に堆積する全ての固体は、開口20d
を通って熱交換区域92のシールポットセグメント92
b内へと入る。熱回収セグメント92a内の「急落」し
た固体はまた開口88aをも閉塞するため、シールポッ
トセグメント92bへと通された固体は、ダンパー10
0aの閉鎖によって、開口88aを通って熱回収セグメ
ント92aへと通過するのを妨げられる。しかしなが
ら、プレナム室96からプレナム区画96bを通して流
動化空気を通過させるために同時に開放されているダン
パー100bは、シールポットセグメント92b内の固
体を流動化し、固体を開口20eへと上方へ搬送し、固
体は該開口20eを通って管102を経て炉区域28へ
と通過する。
【0056】反応器10の定常状態操作の間、分離固体
を熱交換区域92の熱回収セグメント92a中を通過さ
せることにより、熱が分離固体から除去される。これ
は、ダンパー90bを閉鎖する一方、プレナム室84か
らの流動化空気をプレナム区画84aのみを通して通過
させるためにダンパー90aを開放しておき、それによ
りプレナム区画84bの上方のトラフ78内の固体が
「急落」して開口20dを閉塞することによって達成さ
れる。更に、熱回収セグメント92aを流動化させるた
めに、ダンパー100aが同時に開放される。従って、
トラフ78内に堆積する全ての固体は、開口20b及び
20cを通して熱交換区域92の熱回収セグメント92
a内へと通過する。固体は流動化空気によって熱交換管
104の群中を搬送され、それにより、その熱を管中を
流れる流体へ伝達して、流体を加熱し、固体を冷却す
る。固体は熱回収セグメント92a中を流れ、開口88
aを通ってシールポットセグメント92b内へと入る。
シールポットセグメント92bは流動化され、固体を開
口20e及び管102を通して炉区域28へと通過させ
る。
を熱交換区域92の熱回収セグメント92a中を通過さ
せることにより、熱が分離固体から除去される。これ
は、ダンパー90bを閉鎖する一方、プレナム室84か
らの流動化空気をプレナム区画84aのみを通して通過
させるためにダンパー90aを開放しておき、それによ
りプレナム区画84bの上方のトラフ78内の固体が
「急落」して開口20dを閉塞することによって達成さ
れる。更に、熱回収セグメント92aを流動化させるた
めに、ダンパー100aが同時に開放される。従って、
トラフ78内に堆積する全ての固体は、開口20b及び
20cを通して熱交換区域92の熱回収セグメント92
a内へと通過する。固体は流動化空気によって熱交換管
104の群中を搬送され、それにより、その熱を管中を
流れる流体へ伝達して、流体を加熱し、固体を冷却す
る。固体は熱回収セグメント92a中を流れ、開口88
aを通ってシールポットセグメント92b内へと入る。
シールポットセグメント92bは流動化され、固体を開
口20e及び管102を通して炉区域28へと通過させ
る。
【0057】ダンパー90a、90b、100a、及び
100bは異なる程度に一部開放又は閉鎖され、いかな
る所定の操作パラメターについて反応器10の効率を最
大化することができ、本明細書においては、極端な操作
条件のみが説明されていることが理解される。
100bは異なる程度に一部開放又は閉鎖され、いかな
る所定の操作パラメターについて反応器10の効率を最
大化することができ、本明細書においては、極端な操作
条件のみが説明されていることが理解される。
【0058】どちらの操作様式の間も、固体はトラフ7
8内及びシールポットセグメント92b内の両方に堆積
し、炉区域28と分離器42との間に圧力シールを提供
する材料のヘッドを形成する。それにより、炉区域28
の操作圧力は、分離器42の操作圧力からシールされ、
固体の逆流が防がれ、それにより反応器10のこれら二
つの区域のどちらの操作特性に対する反対の作用も最小
化する。
8内及びシールポットセグメント92b内の両方に堆積
し、炉区域28と分離器42との間に圧力シールを提供
する材料のヘッドを形成する。それにより、炉区域28
の操作圧力は、分離器42の操作圧力からシールされ、
固体の逆流が防がれ、それにより反応器10のこれら二
つの区域のどちらの操作特性に対する反対の作用も最小
化する。
【0059】壁12及び14、仕切り壁20、22、2
4、26及び88、及びその湾曲上方部分20a、22
a、24a、及び26a、及び側壁16及び18を形成
する管内へと下部ヘッダー108aから水が導入され
る。流動床、ガス柱、及び分離器42及び44からの熱
は、水の一部を蒸気に転化し、水と蒸気の混合物は管中
を上昇して上部ヘッダー108b内に集まる。蒸気と水
とは次に、蒸気ドラム110等の慣用の態様にて分離さ
れ、分離された蒸気は、追加の流れ回路中を通され、蒸
気タービン等(図示せず)を駆動する等の仕事をする
か、又は熱回収領域58及び60内の管62及び64中
を通されて、タービン中に通される前に蒸気を過熱する
か、タービン中に通された後に蒸気を再熱する。分離さ
れた水は、蒸気ドラム110内で新たに供給される供給
水と混合され、慣用の上昇管、下降管、及び供給器11
2を用いて流れ回路中に再循環される。
4、26及び88、及びその湾曲上方部分20a、22
a、24a、及び26a、及び側壁16及び18を形成
する管内へと下部ヘッダー108aから水が導入され
る。流動床、ガス柱、及び分離器42及び44からの熱
は、水の一部を蒸気に転化し、水と蒸気の混合物は管中
を上昇して上部ヘッダー108b内に集まる。蒸気と水
とは次に、蒸気ドラム110等の慣用の態様にて分離さ
れ、分離された蒸気は、追加の流れ回路中を通され、蒸
気タービン等(図示せず)を駆動する等の仕事をする
か、又は熱回収領域58及び60内の管62及び64中
を通されて、タービン中に通される前に蒸気を過熱する
か、タービン中に通された後に蒸気を再熱する。分離さ
れた水は、蒸気ドラム110内で新たに供給される供給
水と混合され、慣用の上昇管、下降管、及び供給器11
2を用いて流れ回路中に再循環される。
【0060】同様に、追加の過熱が必要な場合は、上部
ヘッダー106aを経て、熱交換区域92の熱回収セグ
メント92a内の管104へと蒸気が導入される。固体
からの熱は更に管104内の蒸気を過熱し、この過熱さ
れた蒸気は下部ヘッダー106b内へと集まる。この過
熱された蒸気は、次に下部ヘッダー106bから追加の
流れ回路中を送られ、余分の熱容量を提供するか、ター
ビン等の最終使用へと直接送られる。
ヘッダー106aを経て、熱交換区域92の熱回収セグ
メント92a内の管104へと蒸気が導入される。固体
からの熱は更に管104内の蒸気を過熱し、この過熱さ
れた蒸気は下部ヘッダー106b内へと集まる。この過
熱された蒸気は、次に下部ヘッダー106bから追加の
流れ回路中を送られ、余分の熱容量を提供するか、ター
ビン等の最終使用へと直接送られる。
【0061】
【発明の効果】従って、本発明の反応器10がいくつか
の利点を有することが理解される。例えば、二つの水平
サイクロン分離器、二つの再循環熱交換器、及び二つの
熱回収領域をすべて単一の容器内に一体化することによ
り、熱損失並びに嵩張る高価な部品の必要性を減少させ
る態様において、同伴固体の分離、該同伴固体からの熱
の除去、及び該同伴固体の再循環を行なうことができ
る。より詳細には、再循環熱交換器は、反応器10に関
連する流体回路に、蒸気発生のための最終過熱等の追加
の熱を提供する。
の利点を有することが理解される。例えば、二つの水平
サイクロン分離器、二つの再循環熱交換器、及び二つの
熱回収領域をすべて単一の容器内に一体化することによ
り、熱損失並びに嵩張る高価な部品の必要性を減少させ
る態様において、同伴固体の分離、該同伴固体からの熱
の除去、及び該同伴固体の再循環を行なうことができ
る。より詳細には、再循環熱交換器は、反応器10に関
連する流体回路に、蒸気発生のための最終過熱等の追加
の熱を提供する。
【0062】更に、熱交換区域92のシールポットセグ
メント92bは、炉区域内の自己継続的燃焼温度の迅速
な達成に備える。燃料床は初めは外部手段によって着火
されなければならないが、炉の温度が上昇するにつれ、
燃焼は自己継続的となり、着火装置を止めることができ
る。従って始動の間は、最小限の熱損失で分離固体を床
へと再循環することが役立つ。シールポットセグメント
92bにより、分離固体をいかなる熱交換表面上をも通
さずに、直接炉区域へと送ることができる。よって、自
己継続的燃焼温度がより迅速に達成される。更に、管1
04を充分に冷却して管材料設計温度を超えるのを避け
るのに充分な蒸気が反応器10によって発生され得るま
で、再循環熱交換器中の管群を、始動の間保護すること
ができる。
メント92bは、炉区域内の自己継続的燃焼温度の迅速
な達成に備える。燃料床は初めは外部手段によって着火
されなければならないが、炉の温度が上昇するにつれ、
燃焼は自己継続的となり、着火装置を止めることができ
る。従って始動の間は、最小限の熱損失で分離固体を床
へと再循環することが役立つ。シールポットセグメント
92bにより、分離固体をいかなる熱交換表面上をも通
さずに、直接炉区域へと送ることができる。よって、自
己継続的燃焼温度がより迅速に達成される。更に、管1
04を充分に冷却して管材料設計温度を超えるのを避け
るのに充分な蒸気が反応器10によって発生され得るま
で、再循環熱交換器中の管群を、始動の間保護すること
ができる。
【0063】本発明の再循環熱交換器の設計はまた、分
離器と炉区域との間に圧力シーリング装置を提供し、そ
れにより固体の逆流及び炉区域の圧力変動が、該両部品
の操作特性に反対に作用することを防ぐ。また、この圧
力シールは余分の高価で複雑な構造なしに形成すること
ができる。
離器と炉区域との間に圧力シーリング装置を提供し、そ
れにより固体の逆流及び炉区域の圧力変動が、該両部品
の操作特性に反対に作用することを防ぐ。また、この圧
力シールは余分の高価で複雑な構造なしに形成すること
ができる。
【0064】更に、水平サイクロン分離器を使用するこ
とにより、分離区域と反応器の炉区域との間の空気圧搬
送装置、及び燃焼ガスの向きを変えるのに通常必要とさ
れるバッフル及びダクトの多くを使用する必要がなくな
る。よって本発明の反応器10は、比較的コンパクト
で、容易に輸送し迅速に組み立てることができるように
モジュールに製作することが可能であるが、これは本明
細書中に開示されるように反応器が蒸気発生器として使
用される場合、特に有利である。
とにより、分離区域と反応器の炉区域との間の空気圧搬
送装置、及び燃焼ガスの向きを変えるのに通常必要とさ
れるバッフル及びダクトの多くを使用する必要がなくな
る。よって本発明の反応器10は、比較的コンパクト
で、容易に輸送し迅速に組み立てることができるように
モジュールに製作することが可能であるが、これは本明
細書中に開示されるように反応器が蒸気発生器として使
用される場合、特に有利である。
【0065】分離器及び熱回収領域を反応器容器内に形
成することによって、分離器と熱回収領域の境界壁の温
度は、これらの壁中を通過する比較的冷たい流体のため
にかなり低下する。結果として、分離器及び熱回収領域
からの熱損失が大幅に低減され、内部の耐火絶縁材の必
要性が最小限となる。延長された高価な高温耐火張りダ
クト工事、及び反応器とサイクロン分離器との間、及び
該分離器と分離固体熱交換区域及び煙道ガス熱回収領域
との間の膨張継手の必要性もまた最小となる。更に、装
置のこの特定の配向は、500MW以上の範囲の非常に
大規模な循環流動床蒸気発生器装置の設計及び建造に役
立つ。
成することによって、分離器と熱回収領域の境界壁の温
度は、これらの壁中を通過する比較的冷たい流体のため
にかなり低下する。結果として、分離器及び熱回収領域
からの熱損失が大幅に低減され、内部の耐火絶縁材の必
要性が最小限となる。延長された高価な高温耐火張りダ
クト工事、及び反応器とサイクロン分離器との間、及び
該分離器と分離固体熱交換区域及び煙道ガス熱回収領域
との間の膨張継手の必要性もまた最小となる。更に、装
置のこの特定の配向は、500MW以上の範囲の非常に
大規模な循環流動床蒸気発生器装置の設計及び建造に役
立つ。
【0066】本発明の範囲内において前述に対する変更
がなされてもよいことが理解される。例えば、反応器1
0の種々の部品は、容器内に一つより多い炉区域と二つ
より多い接続される熱交換区域を収容するように変更し
てもよい。特に、図5に示されるように、炉区域は、容
器の中央ではなく、前壁12及び後壁14に対してそれ
ぞれ位置される、二つの独立する炉区域114と116
とに分割される。水平サイクロン分離器が、各容器炉区
域114及び116の上方の上部に配置され、煙道ガス
からの固体を分離する。分離固体は、トラフ118及び
120内へと通過し、該トラフは、固体を容器の中心部
に配置される熱交換区域122及び124内へと通過さ
せるが、ここでトラフと熱交換区域は好ましい実施態様
に記載されたものと同一である。この実施態様の唯一の
追加の特徴は、熱交換区域122及び124のシールポ
ットセグメントを互いに接続する開口126である。
がなされてもよいことが理解される。例えば、反応器1
0の種々の部品は、容器内に一つより多い炉区域と二つ
より多い接続される熱交換区域を収容するように変更し
てもよい。特に、図5に示されるように、炉区域は、容
器の中央ではなく、前壁12及び後壁14に対してそれ
ぞれ位置される、二つの独立する炉区域114と116
とに分割される。水平サイクロン分離器が、各容器炉区
域114及び116の上方の上部に配置され、煙道ガス
からの固体を分離する。分離固体は、トラフ118及び
120内へと通過し、該トラフは、固体を容器の中心部
に配置される熱交換区域122及び124内へと通過さ
せるが、ここでトラフと熱交換区域は好ましい実施態様
に記載されたものと同一である。この実施態様の唯一の
追加の特徴は、熱交換区域122及び124のシールポ
ットセグメントを互いに接続する開口126である。
【0067】この別の実施態様は、好ましい実施態様の
全ての利点に加え別の利点を提供する。特に、反応器の
アウトプットを減少させるために、ただ一つの炉区域
を、非効率的な低負荷条件において操作する必要なしに
操作できる。更に、二つの炉区域を異なる温度において
操作することができ、それにより各熱回収領域中を通過
する燃焼ガスの温度をより大幅に制御することができ
る。また、開口126によって一方の炉区域で固体を加
熱し、その固体を他方の炉区域に通してその流動床を予
熱し、その炉区域内における自己継続的燃焼温度の達成
を促進することができる。
全ての利点に加え別の利点を提供する。特に、反応器の
アウトプットを減少させるために、ただ一つの炉区域
を、非効率的な低負荷条件において操作する必要なしに
操作できる。更に、二つの炉区域を異なる温度において
操作することができ、それにより各熱回収領域中を通過
する燃焼ガスの温度をより大幅に制御することができ
る。また、開口126によって一方の炉区域で固体を加
熱し、その固体を他方の炉区域に通してその流動床を予
熱し、その炉区域内における自己継続的燃焼温度の達成
を促進することができる。
【0068】改変、変更及び置換の範囲が前述の開示内
に意図され、いくつかの場合には発明のいくつかの特徴
は他の対応する特徴を使用することなく用いられること
がある。従って、添付請求項は広く、発明の範囲に合致
した態様にて理解されることが適当である。
に意図され、いくつかの場合には発明のいくつかの特徴
は他の対応する特徴を使用することなく用いられること
がある。従って、添付請求項は広く、発明の範囲に合致
した態様にて理解されることが適当である。
【図1】図1は本発明の流動床反応器を示す一部断面概
略図である。
略図である。
【図2】図2は図1の2−2線に沿った断面図である。
【図3】図3は図2の3−3線に沿った断面図である。
【図4】図4は図2の4−4線に沿った断面図である。
【図5】図5は本発明の別の実施態様を示す図2と同様
の図である。
の図である。
10 反応器 28 炉区域 42、44 分離器 50、52 渦巻室 54、56 中心出口円筒 58、60 熱回収領域 78、80 トラフ 88 垂直仕切り壁 92a 熱回収セグメント 92b シールポットセグメント 102 管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−217702(JP,A) 特公 平3−23805(JP,B2)
Claims (4)
- 【請求項1】 流動床反応器であって、該反応器は、 容器と、 該容器内に配置され、略垂直に延長し、互いに離隔し、
前記容器を第一部分、第二部分、及び第三部分に分画す
る隔壁と、 前記容器の前記第二部分内に配置され、燃焼して熱及び
燃焼ガスと同伴粒状固体との混合物を生成する燃料を含
む、粒状固体の流動床を支持するための手段を備える炉
区域と、 前記容器内に配置され、前記容器の前記第一部分及び前
記第二部分を規定する壁の一部で構成される第一分離器
と、 前記容器内に配置され、前記容器の前記第二部分及び前
記第三部分を規定する壁の一部で構成される第二分離器
とを備え、 前記第一分離器及び前記第二分離器は、燃焼ガスと同伴
粒状固体の前記混合物を受理して、該燃焼ガスと該同伴
粒状固体とを分離するように適合され、 前記第一分離器及び前記第二分離器は、前記分離された
燃焼ガスを、前記容器の前記第一部分及び前記第三部分
へそれぞれ通過させるように適合され、前記反応器はさ
らに、 前記容器の前記第一部分内に配置され、前記分離した燃
焼ガスから熱を除去するように適合された第一熱回収熱
交換器と、 前記容器の前記第三部分内に配置され、前記分離した燃
焼ガスから熱を除去するように適合された第二熱回収熱
交換器と、 前記容器の前記第一部分内に配置され、バッフルによっ
て前記第一熱回収熱交換器と分離される第一再循環熱交
換器と、 前記容器の前記第三部分内に配置され、バッフルによっ
て前記第二熱回収熱交換器と分離される第二再循環熱交
換器と、 前記第一再循環熱交換器及び前記第二再循環熱交換器内
の粒状固体を流動化するための手段と、 前記容器の前記第一部分と前記第二部分との略間に配置
され、前記第一分離器から前記第一再循環熱交換器へ分
離粒状固体を通過させるための第一トラフと、 前記容器の前記第二部分と前記第三部分との略間に配置
され、前記第二分離器から前記第二再循環熱交換器へ分
離粒状固体を通過させるための第二トラフと、 前記第一再循環熱交換器及び前記第二再循環熱交換器か
ら、前記炉区域へと粒状固体を搬送するための、前記第
一再循環熱交換器及び前記第二再循環熱交換器と、前記
炉区域とをそれぞれ連通させる第一通路及び第二通路と
を備える、流動床反応器。 - 【請求項2】 容器と、 該容器内に配置され、燃焼して熱及び燃焼ガスと同伴粒
状固体との混合物を発生する燃料を含む粒状固体の流動
床を支持するための手段を含む炉区域と、 該混合物を受理し、該燃焼ガスから該同伴粒状固体を分
離するための分離手段と、 再循環熱交換器とを含む流動床反応器であって、該再循
環熱交換器が、 前記分離区域から前記分離粒状固体を受理するためのト
ラフと、 前記分離粒状固体を前記トラフから直接受理し、該分離
粒状固体から熱を除去するための熱回収セグメントと、 前記トラフまたは前記熱回収セグメントのどちらかから
直接前記分離粒状固体を受理し、前記炉区域から前記分
離手段への前記分離粒状固体の逆流に対してシールする
ためのシールポットセグメントと、 前記トラフから前記熱回収セグメント及び前記シールポ
ットセグメントへと選択的に前記分離粒状固体を向ける
ために、前記トラフ、前記熱回収セグメント、及び前記
シールポットセグメントを独立して流動化するための手
段とを含むことを特徴とする流動床反応器。 - 【請求項3】 流動床反応器であって、該反応器は、 容器と、 該容器内に配置され、略垂直に延長し、互いに離隔し、
前記容器を第一部分、第二部分、及び第三部分に分画す
る隔壁と、 前記容器の前記第一部分及び前記第三部分内にそれぞれ
配置され、燃焼して熱及び燃焼ガスと同伴粒状固体との
混合物を生成する燃料を含む、粒状固体の流動床を支持
するための手段を備える第一炉区域及び第二炉区域と、 前記容器内に配置され、前記容器の前記第一部分及び前
記第二部分を規定する壁の一部で構成される第一分離器
と、 前記容器内に配置され、前記容器の前記第二部分及び前
記第三部分を規定する壁の一部で構成される第二分離器
とを備え、 前記第一分離器及び前記第二分離器は、燃焼ガスと同伴
粒状固体の前記混合物を受理して、該燃焼ガスと該同伴
粒状固体とを分離するように適合され、 前記第一分離器及び前記第二分離器は、前記分離された
燃焼ガスを、前記容器の前記第二部分へ共に通過させる
ように適合され、前記反応器はさらに、 前記容器の前記第二部分内に配置され、前記分離した燃
焼ガスから熱を除去するように適合された第一熱回収熱
交換器と、 前記容器の前記第二部分内に配置され、前記分離した燃
焼ガスから熱を除去するように適合された第二熱回収熱
交換器と、 前記容器の前記第二部分内に配置され、バッフルによっ
て前記第一熱回収熱交換器と分離される第一再循環熱交
換器と、 前記容器の前記第二部分内に配置され、バッフルによっ
て前記第二熱回収熱交換器と分離される第二再循環熱交
換器と、 前記第一再循環熱交換器及び前記第二再循環熱交換器内
の粒状固体を流動化するための手段と、 前記容器の前記第一部分と前記第二部分との略間に配置
され、前記第一分離器から前記第一再循環熱交換器へ分
離粒状固体を通過させるための第一トラフと、 前記容器の前記第二部分と前記第三部分との略間に配置
され、前記第二分離器から前記第二再循環熱交換器へ分
離粒状固体を通過させるための第二トラフと、 前記第一再循環熱交換器及び前記第二再循環熱交換器か
ら、前記第一炉区域及び前記第二炉区域へとそれぞれ粒
状固体料を搬送するための、前記第一再循環熱交換器及
び前記第二再循環熱交換器と、前記前記第一炉区域及び
前記第二炉区域とをそれぞれ連通させる第一通路及び第
二通路とを備える、流動床反応器。 - 【請求項4】 容器と、 燃焼して熱及び燃焼ガスと同伴粒状固体との混合物を発
生する燃料を含む粒状固体の流動床を支持するための手
段を含む、該容器内の炉区域と、 前記混合物を受理し、前記燃焼ガスから前記同伴粒状固
体を分離するための分離手段と、 前記分離区域から前記分離粒状固体を受理するための第
一区画と、 前記分離粒状固体から熱を除去するための熱回収セグメ
ントと、前記炉区域から前記分離手段への前記分離粒状
固体の逆流に対してシールするためのシールポットセグ
メントとに仕切られた第二区画と、 前記第一区画から直接前記熱回収セグメント又は前記シ
ールポットセグメントのどちらかへ、前記分離粒状固体
を選択的に向けるための、前記第一区画及前記セグメン
トを独立して流動化するための手段とを含むことを特徴
とする流動床反応器。
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