JPH07506663A - 戻りダクトにガスシールを備えおよび／または循環流動床反応装置において循環質量流量を制御する方法および装置 - Google Patents

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】 戻りダクトにガスシールを備えおよび／または循環流動床反応装置において循環 質量流量を制御する方法および装置 本発明は戻りダクトにガスシールを備えおよび／または２つの主垂直面壁パネル およびそれに結合した端部で画成されたスロット形状の垂直な戻りダクトを備え ている循環流動床反応装置において循環質量流量を制御する方法および装置に関 する。

循環流動床反応装置は各種の燃料を燃焼してガス化するために、また様々な化学 処理における反応装置として、ますます広い範囲にわたって使用されている。

これらの装置はガスおよび固体粒子の効果的な混合を行い、均一な処理温度およ び失敗のない処理制御を実現する。循環流動床反応装置においてガス流量は、そ のガスにより運ばれる流動床材料のかなりの部分か反応室すなわち燃焼室から流 出するようにその室内で大きく保持される。この固体材料すなわち循環質量の大 部分はその室に連結された粒子分離装置によってガスから分離されて、戻りダク トを経て燃焼室の下部へ戻される。

パイロフロー（ＰＹＲＯＦＬＯＷ）ボイラーのような循環流動床反応装置におい ては、循環流動床材料をガスから分離するためにサイクロン分離装置か使用され ている。この場合、循環材料はサイクロンの下部から戻りダクトを経て燃焼室の 下部へ戻される。戻りダクトの下部には、ガスか戻りダクトを経て分離装置へ流 れることを防止するガスシールとして作用する部材が備えられている。

循環流動床反応装置の燃料給送装置は循環質量と効果的に燃料が混合できる戻り ダクトにしばしば配置される。燃料は一般に幾分かの揮発性基質を含有しており 、これらの基質は戻りダクト内で固体燃料から既に分離されている。それ故に燃 料給送装置は、これらの揮発性基質か戻りダクトを上方へ向けて流れる場合に発 生するような何等かの問題を生じないようにして燃焼室内へ導かれるように、ル ープシールの下方で戻りダクトに配置されねばならない。

循環質量からの熱回収を通常のループシール構造で行うように構成することば困 難である。戻りダクトの循環質量の温度を調整するために、戻りダクトは例えば 流動床を備えているように別個の熱交換装置を備えている。しかしながらこのよ うな構造は大きな空間を占め、複雑で当然高価である。

循環流動床ボイラーにおいて、熱は燃焼室の水管壁により、またボイラー上部に 配置された伝熱面によって一般に回収される。しかしながらある場合には材料を 粒子分離装置から燃焼室へ戻す前に熱が循環質量から回収できる。最適燃焼の点 から、特に熱価の異なる数種の燃料か同じ燃焼室で燃焼される場合にはその燃焼 室内の温度調整をできることが望ましい。最適な硫黄の吸収を達成するために、 燃焼室の望ましい温度は８００〜９５０”Ｃの範囲である。初期の知られた方法 においては、燃焼温度の調整は特に燃料の熱価またはボイラー負荷が非常に大き く変化するならば問題となる。

従来技術のボイラーにおける温度調整は、例えば燃焼室内の空気過剰量を変化さ せることにより、燃焼室に煙道ガスを再循環させることにより、燃焼室内の浮遊 密度を変化させることにより、または流動床を様々な作動部分に分割することに よって、行われている。空気過剰量を増大させて燃焼温度を低下させることは、 煙道ガス損失が増大して空気ブロワ−の電力要求量が大きくなるためにボイラー 効率を低下させる。煙道ガスの再循環はボイラーを通して流れるガス容積を増大 し、これによりボイラーの電力要求量か大きくなるとともに投資コストおよび運 転コストを増大する。

従来技術によれば、循環流動床ボイラーの温度は循環質量または流動床材料を別 個の外部熱交換装置で冷却することで調整されている。ガスシールおよび熱交換 装置の様々な組み合わせかこの目的で提案された。例えばヨーロッパ特許出願Ｅ ＰＯ４４９５２２は粒子分離装置からダクトを経て、流動床を備えた別個の熱交 換装置へ循環質量を送ることを開示しており、これにおいて熱は循環質量から回 収される。循環質量は流動床からのオーバーフローとして熱交換装置から燃焼室 へ送られる。しかしながら、別個の冷却面を備えた外部の流動床反応装置の作出 させるためにかなりの量の流動化ガスを必要とする。必要とされる流動化ガスは 加圧されねはならず、これは運転コストに加算される。更に、この余計な流動化 ガスは、別個の熱交換装置の作動にその容積は依存するが、流動化した後で適当 な行き先へ、例えばガスから熱回収するために燃焼室へ導かれねばならない。

この処理に可変量の空気を給送することは燃焼処理工程自体の制御に問題を生じ るのであり、燃焼処理では流動化および燃焼のための空気量か最も重要なプロセ スパラメータであって、それ故にこの燃焼処理に直接に関係する以外の理由で補 正されてはならない。循環流動床ボイラーにおいて、比負荷はそれぞれ１次、２ 次および多分生じる３次空気の間の最適な分配を必要とする。処理制御はこの最 適空気の分配か例えば別個の熱交換装置から流入する空気量の変動によって偏ら ざるを得ないならば影響を受ける。

循環流動床反応装置の構造を簡単化し、その構造が例えば水管パネルのような伝 熱面で作ることができるようにする努力が払われてきた。この開発業務は分離装 置にてガスから循環材料が分離され、この分離装置か分離材料を燃焼室全体と同 じ幅の戻りダクトへ送るという設計を生んだ。このようにして、戻りダクトもま た伝熱面で構成され、循環質量の温度を調整するために使用可能である。

フィンランド国特許公報第８５４１６号は、水平サイクロンを有して、このサイ クロンが反応室と実質的に同じ幅で粒子分離装置として作用するような循環流動 床反応装置を開示している。隔壁でそれぞれ離隔された複数の隣接された戻りダ クトか水平サイクロンから反応室の下部へ導かれている。戻りダクトは少なくと も部分的に水管壁て構成されている。戻りダクトの少な（とも一部にはその戻り ダクトを通して流動する固体の量を制御する手段か備えられている。例えば、戻 りダクトの上部は、その戻りダクトを部分的にまたは完全に閉塞するバルブを備 えている。戻りダクトの上部に備えられたこのバルブは可動部品であり、また高 温の粒子浮遊流体内で磨耗を非常に受けやすいので、頻繁な保守か要求される。

各戻りダクトの下部にガスシールとして作用するＵ形流動室を備えることも提案 されてきた。これらのガスシールは各戻りダクトからの循環質量の流れを部分的 または完全に阻止する。様々な戻りダクトにおいて循環質量の流量か異なるよう に調整されると、燃焼室の下部の異なる位置に向けて循環質量が不均等に戻され ることになり、これは場合によって有害である。隣接する戻りダクトの温度の相 違は構造体に不均等な熱膨張をもたらし、損傷を生じ得る。温度の相違は戻りダ クトの伝熱面がスーパーヒーターとして使用されるならば特に問題である。何故 なら、それらの温度は質量流量に応じて変化するからである。実際の反応装置の 構造は簡単で信頼性が高く、その製造は安価である。ガスシールの構造も高価で ない。しかしながらこの構造では、ガスシールがダクトの下部に配置されている ので、燃料を戻りダクトに給送することができない。燃料が戻りダクトに導かれ るならば、その揮発性物質が戻りダクト内にガス流を発生させることになる。

戻りダクト側の燃焼室壁に通じる２次空気供給導管は戻りダクトの両方の壁を通 らねばならず、これは構造を多少とも一層複雑化させる。

本発明の目的は、これらの上述したものと比較して改良した循環流動床反応装置 におけるガスシールおよび／または循環質量流量の制御を行う方法および装置を 提供することである。

特に、本発明の目的は冷却された構造体に好ましい簡単なガスシールを提供する ことである。

本発明の目的はまた、戻りダクトにおいて行われる流量および温度制御に拘わら ずに、燃焼室の下部に向かうできるだけ最適な循環質量の戻しを可能にすること である。

スロット形の垂直な戻りダクトを備えている循環流動床反応装置にガスシール循 環質量の垂直方向の流れが戻りダクトにおいてその内部に配置されたバリヤ手段 で画成された調整領域内にて制御され、このバリヤ手段は調整領域を通る循環質 量の流れを減速および／または阻止するために戻りダクト内に少なくとも２つの レベル位置にて水平に配置されていること、および循環質量の流れがバリヤ手段 で形成された調整領域に流動化ガスすなわち噴射ガスを供給することにより維持 されるすなわち制御されることである。

本発明による装置の特徴とすることは、戻りダクトの調整領域内に少なくとも２ つのレベル位置にてバリヤ手段が配置され、このバリヤ手段は静止構造体であり 、またバリヤ手段は調整領域を通る循環質量の流れを減速および（または）阻止 すること、および流動化ガスすなわち噴射ガスを調整領域に供給するためにノズ ルすなわち給送開口が調整領域に更に配置されていることである。

各種のバリヤ手段の突起が好ましくは一緒になって戻りダクトの横断面全体をカ バーし、これによりバリヤ手段は調整領域を通る垂直方向の自由流れを阻止する 。

バリヤ手段は基本的には実質的に不動な静止構造体として形成される。

静止構造体のバリヤ手段は実質的に戻りダクトの横断面形状に水平に配置された パネルで構成され得る。これらのパネルは縁部て戻りダクト壁に取付けられるこ とが好ましい。パネルは、循環質量が通路として見い出してそれを通してパネル 下方の空間へ流れるような開口を備えている。各種パネルの開口は、次々のパネ ルて互いに直接に重ならないように配置されることが好ましい。調整領域を通し て流れるときには、循環質量はそれ故に１つの開口から他の開口へ向けて少なく とも部分的に水平方向に流れるように方向転換しなければならず、このことか循 環質量の流れを減速間は完全に停止させる。

バリヤ手段はまた、小さな例えば戻りダクトの横断面の一部だけを石工梁で形成 され得る。このような梁は同一水平面に連続しておよびＡまたはり隣接して互い に間隔を隔てられて配置される。したがって開口は梁の間に形成され、梁自体に 作られる必要はない。様々なレベル位置の梁側は、２またはそれ以上の層での梁 の間の間隔か互いに直接に重ならないように配置されることか好ましい。したか って循環質量は上方レベル位置の梁側の間から下方レベル位置の梁側の間へ向け て部分的に水平方向に流れねばならない。

バリヤ手段はまた戻りダクトの壁パネルにより、その戻りダクト壁にノヨルダー すなわち突起か形成されるように壁またはその部品を戻りダクトの中心へ向けて 曲げることで簡単に作り得る。突起は対向する両方の壁に、好ましくは異なるレ ベル位置に形成される。１つのレベル位置の突起は戻りダクトの横断面の半分を カバーすることか好ましい。このようにして、２つ突起の全体的な突出が戻りダ クトの横断面全体をカバーする。戻りダクト壁が水管パネルで作られるならば、 例えはパネルの１本おきにチューブを戻りダクトの中心へ向けて内方へ曲げ、こ の曲げたチューブを通常はガス密ショルダーを形成するように広いフィンで組み 付けることが可能である。下部ショルダーはその上面が少なくとも部分的に水平 であるように形成されることが好ましい。

上述したようにパネル、梁またはショルダーとして成形されたバリヤ手段の上面 およびそれらの間に循環質量は堆積する。このような堆積は調整領域に固体の抗 すなわちコラムを形成する。この固体コラムか戻りダクト内にガスシールを形成 し、これにより燃焼室の下部から戻りダクトを経て更に粒子分離装置へガスが流 れることを防止する。

ガスシールにおいて、異なるレベル位置のバリヤ手段の間の間隔、同じレベル位 置のバリヤ手段の間の間隔、またはバリヤ手段の開口がガスシール内の循環質量 で作られる固体コラムの高さを定め、またそれらはガスシールに作用する圧力差 を定める。

調整領域またはガスシールを形成する固体コラムを通る循環質量の流れは、少量 の流動化ガスすなわち噴射ガスか調整領域の適当箇所に噴射されるようにバリヤ 手段を過ぎて制御されて固体か流れるようにすることで、調整される。ガスは、 固体がバリヤ手段を過ぎて戻りダクトの下部へ、また更に燃焼室へ流れるように させる。このガス給送を調整することで循環質量の調整領域を通る流れの制御か 可能になる。このようにして、戻りダクトを通して流れる材料の量および戻りダ ク］・内の材料の冷却は制御可能となる。

ガスシール内の流動化空気すなわち噴射空気はまた循環質量かバリヤ手段を過ぎ て望ましい方向へ流れるように循環質量の方向決めを行い、これによりガスシー ルか３路バルブとして作用するように使用できる。循環質量の流れをガスシール から戻りダク１−の下部へ向けて下方へ、または戻りダクトおよび燃焼室と共通 の壁に形成された開口へ向けて側方に方向決めすることは可能であり、この開口 を通して循環質量は燃焼室の上部へ給送される。

本発明による循環流動床反応装置において、循環質量の量はその多量または少量 部分を戻りダクトに導くことによって、すなわち戻りダクトにおける固体コラム のレベル位置を調整することによって、燃焼室内で調整できる。循環質量の量か 燃焼室内で減じられねばならないとき、または戻りダクトの固体コラムのレベル 位置か設定値より低いとき、流動化空気すなわちブラスト空気の容積かバリヤ手 段で形成された調整領域内で一時的に減じられ、固体コラムのレベル位置はこれ により上昇される。流動化の低減はバリヤ手段を過ぎる固体の流れを減速し、粒 子分離装置から流入した多量の循環質量か戻りダクト内に堆積する。これに応じ て、循環質量の量か燃焼室内て増大されねばならないならば、または固体コラム のレベル位置か設定値を超えたならば、バリヤ手段の間の空間内の流動化空気の 量は増大され、これにより循環質量は高速度て戻りダクト内を流れ、固体コラム のレベル位置は低下される。

このようにして、戻りダクトの調整領域における流動化空気すなわちブラスト空 気を調整することで燃焼室内の固体の量を調整することか可能となる。固体は望 まれるならは戻りダクト内に蓄えられる。これにより燃焼室内の固体の量は制郊 可能になる。例えば、燃焼室の熱伝導率を演鐸するために、固体の全量はその一 部を戻りダクト内に蓄えるまたは循環させることで一時的に減少させ得る。

循環流動床反応装置の戻りダクト内の固体コラムのレベル位置調整もまた調整領 域より上方の熱交換装置の伝熱容量を調整するために使用できる。固体コラム内 の熱交換装置の熱伝導率は固体コラムのレベル位置より上方の熱交換装置の熱伝 導率よりも大きい。固体からの熱回収はこのようにして固体コラムのレベル位置 を上昇させて増大させるかまたは固体コラムのレベル位置を低下させて減少させ 、熱交換装置のかっての増大または減少部分か固体コラム内に残るようにするこ とかできる。このようにして循環質量の冷却は多少とも能率的になされ、燃焼室 自体の温度は制御されるようになされる。

本発明による構造において、ガスシールを戻りダクトの高いレベル位置に有して 、これにより循環質量の温度か循環質量流量を制御することおよびガスシールよ り下方の例えは戻りダクトの水管壁のような伝熱面を使用することによって調整 されるようになされることが可能になる。

ガスシールか戻りダクト内部で高いレベル位置に配置されるとき、これはまた戻 りダクト内の更に低いレベル位置に配置された場合よりも低い圧力差または固体 コラムにおいてガスシールか機能するという利点をもたらす。この理由は、燃焼 室の上部の優勢な圧力か低いということである。固体コラムか低いはと、燃焼室 内で処理作動を安定に保持することは容易となる。

本発明による方法および装置はまた調整領域内の流動化空気の流れを停止させて 循環質量か戻りダクトの対応箇所で垂直方向または側方へ流れることを防止する ことによって、流れか完全に停止できるようにする。このようにして、例えば固 体の流れに保存されている熱は、処理制御層により設定された目標に応じて処理 装置の各種部品に分配されることができる。

本発明による方法および装置はまた燃料に含有された腐食性物質か燃焼される循 環流動床ボイラーにおいてスーパーヒーターか腐食するリスクを小さくする。

一般に、塩素のような腐食性物質を含有する燃料か燃焼されることで腐食は最も 高温のスーパーヒーターに問題を生じる。ボイラーの上部に位置されるスーパー ヒーターの高温表面は煙道ガスの成分によって非常に腐食され易い。本発明の循 環流動床ボイラーにおいては、最も高温のスーパーヒーターは戻りダクトの循環 質量の中に配置され、そこには極めて少量の有害煙道ガスかアクセスするか、有 害煙道ガスは全くアクセスしない。本発明による調整は戻りダクト内の所望され る高さの固体コラムの保守を可能にする。戻りダクトに供給される流動化ガスは また燃焼室から流入するかも知れない有害ガスを能率的に希釈し、これにより戻 りダクト内のガスの組成は異なることになる、すなわち燃焼室内のガスの組成よ りも腐食性かかなり低下される。したがって本発明によればスーパーヒーターの 腐食のリスクは回避されるか、少なくとも著しく低減される。

本発明は以下に例として添付図面を参照して一層詳細に説明される。添付図面に おいて、 第１図は、本発明の制御方法か適用された循環流動床反応装置の垂直断面図、第 ２図は、本発明による戻りダクト内の調整領域の燃焼室壁の方向に向かう垂直断 面図、 第３図は、線Ａ−Ａに沿う第２図の横断面図、第４図は、戻りダクト内の第２調 整領域の燃焼室壁の方向に向かう垂直断面図、第５図は、第４図の部分的に断面 とした斜視図、第６図は、本発明による第３調整領域の垂直横断面図、および第 ４図は、本発明による戻りダクト内の第４調整領域の部分的に断面としだ斜親図 である。

第１図は、例えば石炭や生物燃料に適用可能な、本発明による循環質量流量を制 御する方法が適用された循環流動床反応装置１０を示している。反応装置！１０ は燃焼室１２、この燃焼室の上部から排出された煙道ガスから循環材料を分離す るための粒子分離装置７１４、および燃焼室の下部へ分離した循環材料を戻すた めの戻りダクト１６を含んで構成されている。燃焼室、粒子分離装置および戻り ダクトは少なくとも部分的にチューブ壁１７．１８および１９て構成されている 。

燃焼室下部の内部ではチューブ壁は保護層１５により腐食から保護されている。

戻りダクトのほぼ中央には、循環質量の流れのための垂直調整領域すなわちガス シール２０か配置されている。この調整領域すなわちガスシールは戻りダクト内 の循環質量の垂直方向の流量を制御し、またガスか燃焼室から戻りダクトを経て 分離装置へ再循環されることを防止する。この調整領域は戻りダクトの中に配置 されたバリヤ手段２２．２４．２６で画成されている。そのうちの幾つかが第１ 図、第２図および第３図に示されている。

バリヤ手段はスロット形の戻りダクトと輻か実質的に等しい例えば石工部片で形 成されることができる。複数のバリヤ手段２２が第２図に示されるように列３０ ．３２および３４にて同じ水平レベル位置で連続して配置されている。列３０の バリヤ手段は互いに短い距離に配置されてそれらの間に開口３６．３８．４０か 形成されている。、これらの開口を通して列３０のレベル位置からその下方の列 ３２のレベル位置へ、バリヤ手段２４へ向けて循環質量が流れる。開口３６．３ ８．４０はバリヤ手段３２の長さの半分よりも短いことか好ましい。

バリヤ手段２４はまた開口４２．４４の寸法に等しい距離だけ間隔を隔てて１列 に連続して配置されることか好ましい。列３０および３２のバリヤ手段は、列３ ０の開口３６．３８．４０の直ぐ下方にバリヤ手段２４か配置され、このバリヤ 手段２４か循環質量の自由流下を防止して側方へ向けて方向法めするように、配 置される。循環質量は列３２の開口に至るまでバリヤ手段の列３ｏおよび３２０ 間を水平方向に流れ、その開口を通して次のレベル位置へ流下できる。

同様に、列３２の下方の列３４のバリヤ手段２６は列３２のバリヤ手段２４に関 してこのように配置されており、循環質量の流れは列３４のバリヤ手段に達し特 表千７−５０６６６３　（５） だときに再びその方向を変化されねばならない。列３４からは、循環質量は開口 ４６．４８．５０を通して調整領域から流出し、戻りダクトの下部へ自由に流下 して、更に開口５２を通して燃焼室の下部へ流れる。第１図に示された例におい て、ガスシールは戻りダクト内部に比較的高く配置されている。戻りダクトの内 壁１９は燃焼室の最下部までは延在しておらず、戻りダクトから燃焼室へ通じる 開口５２は燃焼室の底部からある距離を残している。したがって、２次空気５３ の供給は戻りダクト１６および２つの壁１８および壁１９を通して行う必要はな く、壁１８だけを通して行われる。ガスシール２０が戻りダクトの比較的高いレ ベル位置に配置されるとき、燃料給送手段５４を戻りダクトに嵌着させることが 容易となる。

バリヤ手段は列３０．３２および３４に配置され、バリヤ手段２２および２４か 部分的に重ねられている。バリヤ手段は長さｌにわたり重なり、列３０および３ ２は距離りだけ離れている。長さ！対距離りの最適比は、ｈ＝１／２×！である 。この最適比は循環材料に依存する。長さ！対距離りの比は第２図に示されるよ うに角度αで示される。一般的に言ってバリヤ手段は角度αが固体の流れ角度よ りも小さくなるように配置されて、調整領域を通る固体の自然な流れが制限され または完全に阻止されるようになされることか好ましい。

バリヤ手段はその上に堆積する循環質量がそれ自体により下方レベル位置へ流れ ることのないように配置されることか好ましい。バリヤ手段２４および２６の上 に堆積した循環質量は調整領域内にガスシールを形成し、ガスが戻りダクトの下 部からその上部へ向けて流れることを防止する。したがって、調整領域に対して 調整された流動化空気によってその調整領域を通る循環質量の流れを制御するこ とはできる。

第３図に示されるようにノズル５６．５８．６０を経て調整領域へ流動化すなわ ち噴射空気／ガスを給送するように構成することにより、バリヤ手段上に堆積し た循環質量か復動して、開口３６．３８．４０．４２．４４．４６．４８．５０ を経て下方・−制御されて流れるようにさせることが可能である。この空気供給 を適当に調整することで、ガスシールを形成する循環質量の層は調整領域に保持 される。

空気ノズル５６．５８．６０はバリヤ手段に嵌着し得る。空気ノズル６１．６３ もまた戻りダクト壁に嵌着され得る。空気ノズル５６．５８．６０はノくリヤ手 段の上および中間にて循環質量に適当な流動を与えるように配置される。この流 動化は材料か調整領域を通して流れることを可能にする。空気ノズル６３は戻り ダクト下部から燃焼室下方部分へ循環質量を導く。空気ノズルは主に戻りダクト 内の固体量、したがって固体の流れるレベル位置を制御するために使用される。

戻りダクト内部に配置されたバリヤ手段は冷却され得る。冷却は、例えば冷却パ イプをそれらがバリヤ手段を通して走るように配置して、行われてもよい。戻り ダクトはまた別個の伝熱面６５、例えばスーパーヒーター面を備え得る。したが って、空気ノズル６１はスーパーヒーター領域内の固体の流動化、更にはスーパ ーヒーターの熱伝達に影響を与えるために使用され得る。

第４図および第５図は本発明による制御構造を示してお頃これにおいて戻りダク トの調整領域は実質的にその戻りダクトの横断面の形状および寸法をした平坦な プレート材料で作られたパネルによって形成されたバリヤ手段１２２および１２ ４を備えている。これらのバリヤ手段は開口１３６．１３８．１４０を存してお り、これらの開口を通して循環質量は調整領域を通って流れる。循環質量の所望 の流れを与えるために、空気ノズル１５６．１５８．１６０が開口に関連してそ れらの下方に配置されている。平坦プレート材料で作られたパネルは冷却され得 る。調整領域に異なるレベル位置て配置されたパネルは完全に別個の部片とされ るか、２カ所折りまたは３カ所折りで曲げ形成された１枚のパネルで形成され得 る。

第６図は調整領域にパネルプレート材料でバリヤ手段を形成する他の方法を示他 （１ｑ２２３はパネル２２４へ向けて下方へ曲げられている。パネル２２４の片 側２２５は戻りダクトの内壁２１９に取付けられ、他側２２６はパネル２２２へ 向けて上方へ曲げられている。このようにして、ラビリンスフローチャンネルか パネル間に形成され、循環質量かその中に堆積される。循環質量の流れは、パネ ルに配置されている空気ノズル２５６．２５８および２６０により調整領域内て 所望流量に保持される。循環質量はまず最初に壁２１９に沿ってパネル２２４に 向かって下方へ流れ、そこから空気ノズル２５８および２６０がこの循環質量を ）くネル２２２へ向けて上方へ流動化させ、そこから更に壁１８に沿って下方へ 流動化させる。パネル２２２および２２４はチューブ２１７で構成された冷却さ れる水管パネルで構成され得る。

第７図はバリヤ手段３２２および３２４か戻りダクトの壁３１８および３１９を 形成している冷却チューブパネル、水、蒸発または過熱チューブパネルで形成さ れた構造を示している。例えばパネルの１本おきのチューブが戻りダクトの中央 に向かって曲げられて、これらの曲がりチューブが戻りダクト壁にショノげ−す なわちスタッド３２２．３２４を形成するようになされる。ショルダーは両壁に 作られ、一方のショルダーは他方よりも高くされて、それらの全体的な水平方向 の突出が戻りダクトの横断面全体をカバーしている。曲げ水管は広いフィン３２ ６と組み付けられ、その突起がガス密となるようにされる。この突起は循環質量 のラビリンス流れをもたらす。この突起上に循環質量が堆積すればするほど突起 の上面３２３および３２５は水平になる。空気ノズルは例えばフィン３２６にお いて、最下突起の上面に且つまたスタッドまたは戻りダクトに向かって突出した 上側突起の端部に配置され得る。ダクトは保護ライニングにより腐食に対してシ ールドされ得る。図示を一層明確にするために、第７図において壁３１８および ３！９は互いに間隔を隔てて描かれている。

本発明を上述した実施例に限定することは意図されないが、請求の範囲の欄に定 められた範囲内て適用できる。

ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、５ ＦＩＧ、　７ 平成６年１１月１８日

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. １．２つの主に垂直方向の平坦壁パネルおよび前記壁パネルを結合する端部によ って画成されたスロット形の垂直な戻りダクトを備えている循環流動床反応装置 にガスシールおよび／または循環質量流量の制御を与えるための方法であって、 ガスシールが与えられ、および／または循環質量の垂直方向の流れが戻りダクト においてその内部に配置されたバリヤ手段で画成された調整領域内にて制御され 、これによりバリヤ手段は調整領域を通る循環質量の流れを減速および／または 阻止するために戻りダクト内に少なくとも２つのレベル位置にて水平に配置され ていること、および 循環質量の流れがバリヤ手段で画成された調整領域に流動化ガスすなわち噴射ガ スを供給することにより維持されるすなわち制御されることを特徴とする循環流 動床反応装置にガスシールおよび／または循環質量流量の制御を与える方法。
2. ２．請求項１に記載の方法であって、循環質量の流れが調整領域内で制御され、 これにより固体コラムが調整領域内に形成されて、前記固体コラムがバリヤ手段 に作用する優勢な圧力差においてガスシールを形成できるようになされることを 特徴とする循環流動床反応装置にガスシールおよび／または循環質量流量の制御 を与える方法。
3. ３．請求項１に記載の方法であって、循環質量の流れを制御する流動化ガスが少 なくとも２つのレベル位置のうちの下方のレベル位置の下部バリヤ手段の上部に 配置されているノズルまたは給送開口を経て調整領域に供給されることを特徴と する循環流動床反応装置にガスシールおよび／または循環質量流量の制御を与え る方法。
4. ４．請求項１に記載の方法であって、循環質量の流れを制御する流動化ガスが少 なくとも２つのレベル位置のうちの上方のレベル位置の上部バリヤ手段に配置さ れているノズルまたは給送開口を経て調整領域に供給されることを特徴とする循 環流動床反応装置にガスシールおよび／または循環質量流量の制御を与える方法 。
5. ５．請求項１に記載の方法であって、循環材料から伝熱面へ伝達された熱エネル ギーが、冷却された構造体で作られた戻りダクトにおいてバリヤ手段で画成され た調整領域を通る循環質量の垂直方向の流れを制御することで制御されることを 特徴とする循環流動床反応装置にガスシールおよび／または循環質量流量の制御 を与える方法。
6. ６．請求項５に記載の方法であって、熱エネルギーが冷却されたバリヤ手段で更 に制御されることを特徴とする循環流動床反応装置にガスシールおよび／または 循環質量流量の制御を与える方法。
7. ７．請求項１に記載の方法であって、戻りダクトの全循環質量が調整領域を通っ て流れることを特徴とする循環流動床反応装置にガスシールおよび／または循環 質量流量の制御を与える方法。
8. ８．請求項１に記載の方法であって、循環質量が重力によって戻りダクト内を下 方へ流れることを特徴とする循環流動床反応装置にガスシールおよび／または循 環質量流量の制御を与える方法。
9. ９．請求項１に記載の方法であって、バリヤ手段が調整領域において垂直下方へ 向けて方向決めされた循環質量の流れを少なくとも部分的に水平方向または上方 へ方向決めされた流れに変化させることを特徴とする循環流動床反応装置にガス シールおよび／または循環質量流量の制御を与える方法。
10. １０．請求項１に記載の方法であって、燃料が調整領域の下方の戻りダクトへ給 送されることを特徴とする循環流動床反応装置にガスシールおよび／または循環 質量流量の制御を与える方法。
11. １１．２つの主に垂直な平坦壁パネルおよび背壁パネルを結合する端部で画成さ れたスロット形の垂直な戻りダクトを備えている循環流動床反応装置における循 環質量の流れを制御するためにガスシールを与えるための装置であって、戻りダ クトの調整領域内に少なくとも２つのレベル位置にてバリヤ手段（２２、２４、 ２６）が配置され、このバリヤ手段は静止構造体であり、またバリヤ手段は調整 領域を通る循環質量の流れを減速および／または阻止すること、および流動化ガ スすなわち噴射ガスを調整領域に供給するためにノズル（５６、５８、６０）す なわち給送開口が調整領域に更に配置されていることを特徴とする循環流動床反 応装置における循環質量の流れを制御するためにガスシールを与えるための装置 。
12. １２．請求項１１に記載の装置であって、異なるレベル位置に配置されたバリヤ 手段の突起が一緒になって戻りダクトの横断面全体を水平にカバーし、これによ り調整領域を通る循環質量の垂直方向の自由な流れを阻止することを特徴とする 循環流動床反応装置における循環質量の流れを制御するためにガスシールを与え るための装置。
13. １３．請求項１１に記載の装置であって、バリヤ手段が主に戻りダクトの水平横 断面の形状をした少なくとも２つの平坦パネル（１２２、１２４）で構成され、 前記パネルはそれを通して循環質量が流れることのできるように異なる位置に配 置された垂直方向に方向決めされた開口（１３６、１３８、１４０）を備えてい ることを特徴とする循環流動床反応装置における循環質量の流れを制御するため にガスシールを与えるための装置。
14. １４．請求項１３に記載の装置であって、パネルが冷却されることを特徴とする 循環流動床反応装置における循環質量の流れを制御するためにガスシールを与え るための装置。
15. １５．請求項１３に記載の装置であって、少なくとも２つのパネルのうちの下方 のパネルが少なくとも２つのパネルの上方のパネルの開口（１３６）の下方に流 動化ガス用ノズル（１６０）を備えていることを特徴とする循環流動床反応装置 における循環質量の流れを制御するためにガスシールを与えるための装置。
16. １６．請求項１１に記載の装置であって、バリヤ手段（３２２、３２４）が戻り ダクトに向かって内方へ平坦壁パネルを曲げることで戻りダクト壁（３１８、３ １９）で形成され、バリヤとして作用するショルダーすなわち突起が戻りダクト 壁に備えられるようになされたことを特徴とする循環流動床反応装置における循 環質量の流れを制御するためにガスシールを与えるための装置。
17. １７．請求項１６に記載の装置であって、少なくとも２つのレベル位置のバリヤ 手段のうちの下方のバリヤ手段（３２２）を構成する突起の上面（３２５）が流 れの方向において実質的に水平または上方へ向けて傾斜していることを特徴とす る循環流動床反応装置における循環質量の流れを制御するためにガスシールを与 えるための装置。
18. １８．請求項１６に記載の装置であって、平坦壁パネルが水管構造体で作られ、 またバリヤ手段（３２２、３２４）が１本おきの水管を戻りダクトの内方へ向け て曲げることで形成されたことを特徴とする循環流動床反応装置における循環質 量の流れを制御するためにガスシールを与えるための装置。
19. １９．請求項１１に記載の装置であって、バリヤ手段が少なくとも２つの層に配 置された石工梁で形成され、循環質量の垂直方向の自由な流れが戻りダクトで防 止されることを特徴とする循環流動床反応装置における循環質量の流れを制御す るためにガスシールを与えるための装置。
20. ２０．請求項１９に記載の装置であって、石工梁に流動化ガスノズルが配置され たことを特徴とする循環流動床反応装置における循環質量の流れを制御するため にガスシールを与えるための装置。