JPH06277495A - 流動層の層差圧調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 流動層からオーバフロー排出を行いながら層
高調整可能とする。 【構成】 流動層炉１の分散板２上に形成される流動層
５内の流動媒体は、堰１０の高さｈを超えると排出シュ
ート７からオーバフロー排出される。層差圧検出手段９
は、流動層５の層差圧を検出する。層差圧は、流動層５
内に滞留する流動媒体の滞留量に対応する。しかしなが
ら層高は他の要因にも関係するので層差圧Δｐを一定に
保つために堰１０の高さを調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粉粒体を流動化した状
態で処理する流動層炉などにおける流動層炉の層差圧調
整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、流動層を利用して、燃焼、加
熱あるいは分級などの処理が行われている。燃焼におい
ては、固体・液体燃料を効率的に燃焼して、各種ボイ
ラ、加熱炉あるいはごみ焼却などに用いられている。熱
処理の応用としては、たとえば特開平２−２２９７４５
号公報などに開示されているセメントクリンカの製造装
置が代表的である。

【０００３】流動層を用いる各種処理においては、流動
層を形成するめたの気体の流速に対応した粒径以下の固
体粒子が流動媒体となって流動層を形成する。固体粒子
は流動層内に滞留し、その間に各種処理が行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】流動層を用いて粉粒体
の処理を行うときには、粉粒体を構成する固体粒子の流
動層内での滞留時間が処理時間となる。固体粒子の滞留
時間は滞留している粉粒体の量に対応する。流動層中で
は固体粒子が移動しやすくあたかも１つの流体層のよう
な挙動を示す。したがって、流動層に供給される粉粒体
が排出されるまでの平均的な滞留時間は、流動層内の滞
留量に比例し、流動層の層差圧に比例する。

【０００５】流動層から粉粒体を排出する方法には、底
部排出およびオーバフロー排出がある。底部排出は、流
動層の底部から粉粒体を排出する方法である。流動層の
底部には、流動層を形成することができない大塊なども
蓄積されるので、そのような大塊によって排出管などが
閉塞しやすい。また、底部排出は排出管内に粉粒体を充
填しているので、粉粒体が付着性を持つ場合は排出管内
で粉粒体が固着し、排出管が閉塞する問題がある。オー
バフロー排出では、流動化している固体粒子のみが排出
されるので、大塊が排出されることはなく、また排出管
内に粉粒体が充填されることはないので閉塞の問題は生
じない。しかしながら、形成される流動層の高さが、排
出口の高さで制限されるので、粉粒体の滞留量も制限さ
れる。

【０００６】セメントクリンカの焼成装置などにおいて
は、反応時間も重要である。平均的な滞留時間を一定に
するためには、処理量に応じて流動層の滞留量を調整す
る必要がある。処理量が多いと滞留量を多くし、処理量
が少ないときは滞留量を少なくする。しかしながら、特
開平２−２２９７４５号公報で開示されているような先
行技術では閉塞防止のためにオーバフロー排出を行う必
要があるので、流動層での粉粒体の滞留時間を調整する
ことができない。このため、セメントクリンカ焼成品の
粒径や温度あるいは生産量に応じて必要な滞留時間を確
保することが困難であり、品質不良になったり、不必要
に滞留させて圧力損失が大となって動力が増大したりす
る。

【０００７】本発明の目的はオーバフロー排出でかつ流
動層の層高調整が可能な流動層の層差圧調整装置を提供
することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、流動層に臨ん
で排出口が開口し、流動層からオーバフローした流動媒
体が排出される排出シュートと、排出シュートの排出口
の高さを調整する排出高さ調整手段とを含むことを特徴
とする流動層の層差圧調整装置である。

【０００９】また本発明は、流動層の層差圧を検出する
層差圧検出手段を含み、前記排出高さ調整手段は、層差
圧検出手段からの出力に応答して、層差圧が一定となる
ように排出高さを調整することを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明に従えば、排出シュートには流動層に臨
んで排出口が開口しており、流動層からオーバフローし
た流動媒体が排出される。排出シュートの排出口の高さ
は排出高さ調整手段によって調整される。排出口の高さ
が高くなると流動層層高が大きくなり、排出口の高さが
低くなくなると流動層の層高が小さくなる。したがって
オーバフロー排出を行いながら流動層の層高を調整する
ことができる。

【００１１】また本発明に従えば、層差圧検出手段によ
って流動層の層差圧を検出する。流動層の層差圧は流動
層内に滞留する流動媒体の量に対応する。排出高さ調整
手段は、層差圧が一定になるように排出口の高さを調整
するので、流動層内には一定の流動媒体が貯留される。
流動媒体の貯留量は平均的な滞留時間に比例する。この
時間が所定の滞留時間となるように制御すれば、燃料や
動力を不必要に消費することなく、安定した高品質の製
品を得ることができる。

【００１２】

【実施例】図１は、本発明の一実施例の構成を示す。流
動層炉１は、分散板２の下方に風箱３を備え、分散板２
の上方には空塔４を備える。分散板２には、多数の貫通
孔が形成され、風箱３からの噴出気体によって、分散板
２の上方に流動層５が形成される。流動層５を形成する
ための粉粒体などの流動媒体は、供給シュート６から供
給される。流動層５内に滞留している流動媒体は、排出
シュート７の排出口８から排出される。流動層５内に滞
留している流動媒体の量は、分散板２の直上と空塔４と
の圧力差である層差圧ΔＰに対応する。層差圧検出手段
９は、この層差圧を検出する。流動層５の層高は、流動
媒体の粒径、空塔速度、流動層５の温度などによって変
化する。流動媒体が堰１０を超えると、オーバフローし
て排出口８から排出シュート７へ排出される。堰１０の
高さｈは調整可能である。層差圧検出手段９の出力が一
定となるように堰１０の高さｈを調整することによっ
て、流動層５内に貯留される流動媒体の量を一定に保つ
ことができる。

【００１３】図２は、図１の排出口に関連する構成を詳
細に示し、図３は図２の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見
た断面を示す。高さ調整が可能な堰１０は、凹所１１内
を摺動して昇降変位可能である。高さを調整するため
に、流動層炉１の外部に操作レバー１２が引出されてい
る。

【００１４】図４は、本発明の他の実施例の構成を示
す。本実施例においては、流動層によってセメントクリ
ンカの焼成が行われる。セメントクリンカが流動層内に
滞留する時間は焼成時間となる。層差圧を検出してセメ
ントクリンカの生産量に対応して層差圧を制御すれば、
流動層内での平均滞留時間、すなわち焼成時間が一定に
制御される。これによって燃料や動力を不必要に消費す
ることなく、安定した高品質の焼成品を得ることができ
る。

【００１５】本実施例では、流動層焼成炉１５によって
焼成されたセメントクリンカは、流動層クーラ１６に移
行し、一定温度範囲で急速に冷却される。流動層焼成炉
１５から焼成されたセメントクリンカを排出するめたの
排出シュート１７の排出口１８は、焼成温度である１４
００℃程度に加熱される。このため図２に示すような堰
１０は耐火物で成形されており、また排出シュート１７
の接続部は、水冷ジャケット１９を用いて冷却してい
る。排出口１８に臨む堰２０は固定されており、排出孔
２１〜２３が形成される。最上段の排出孔２１は、堰２
０の上方に形成される。下側の排出孔２２，２３は、堰
２０に貫通孔として形成される。排出口１８の外側で
は、排出孔２１〜２３に対向してプラグダンパ３１〜３
３がそれぞれ設けられる。プラグダンパ３１〜３３の先
端は、流動層焼成炉１５の壁面から外部へ突出する。プ
ラグダンパ３１〜３３を押込むと、排出孔２１〜２３が
封止される。プラグダンパ３１〜３３によって封止され
ていない排出孔２１〜２３の位置は、流動層焼成炉１５
内に形成される流動層がオーバフローする高さを決定す
る。層差圧の変動幅をある程度許容するときには、本実
施例のように、いくつかのプラグダンパ３１〜３３によ
って堰２０の高さを段階的に変化させるだけでも、層差
圧を調整することによる効果を得ることができる。

【００１６】図５は、図４に示す構成を含むセメントク
リンカの焼成装置を示す。予熱装置４０には、複数段の
サイクロン４１〜４３が含まれ、サスペンションプレヒ
ータ方式による予熱が行われる。予熱された粉末は噴流
層造粒炉４４に投入されて造粒され、流動層焼成炉１５
で焼成され、流動層クーラ１６に排出シュート１７を介
して投入されて急冷される。急冷されたセメントクリン
カは、充填層クーラ４５によってさらに冷却される。

【００１７】セメントの原料粉末は、原料投入口５１か
ら予熱装置４０に投入される。投入された原料粉末は、
サイクロン４１〜４３内で、排気ダクト５２によって供
給される噴流層造粒炉４４からの排ガスによって予熱さ
れる。予熱された原料粉末は原料供給シュート５３を介
して噴流層造粒炉４４に投入される。噴流層造粒炉４４
は、燃料ライン５４によって供給される燃料を燃焼して
加熱され、排気ダクト５５を介して供給される流動層ク
ーラ１６からの排ガスおよび流動層焼成炉１５からの排
ガスによって噴流層を形成し、約１３００℃の加熱によ
って造粒を行う。造粒された粉粒体は、排出シュート５
３およびＬバルブと称される排出装置５７を介して流動
層焼成炉１５に投入される。流動層焼成炉１５には、燃
料ライン５８を介して燃料が供給され、造粒された粉粒
体を加熱する。流動層焼成炉１５には、充填層クーラ４
５からの排ガスが供給され、流動層を形成する。流動層
内で焼成されたセメントクリンカは、排出シュート１７
を介して流動層クーラ１６に移行し、急冷された後、排
出シュート５９を介して充填層クーラ４５に移行する。
排出シュート１７の排出口１８に、図４に示す実施例の
層高調整手段が設けられる。流動層クーラ１６には、吸
気ライン６０を介して冷却用の空気が供給される。充填
層クーラ４５には、吸気ライン６１を介して冷却用空気
が供給される。冷却されたセメントクリンカは、排出装
置６２から排出される。

【００１８】本発明に従う流動層の層高調整装置は、前
述のようなセメントクリンカの焼成装置における流動層
焼成炉ばかりではなく、噴流層造粒炉などにも適用する
ことができるのは勿論である。さらに、各種ボイラ、加
熱炉、あるいはごみ焼却炉などの流動床燃焼炉にも適用
することができるのは勿論である。

【００１９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、オーバフ
ロー排出を行いながら流動層の層高を調整することがで
きる。オーバフロー排出を行うので、流動層の連続運転
中に排出シュートなどが閉塞するおそれはなく流動層の
層高を調整しながら安定な処理を継続して行うことがで
きる。

【００２０】また本発明によれば、層差圧が一定となる
ように流動層の層高を調整するので、流動媒体の平均滞
留時間を安定化させ、処理された製品の品質を向上させ
ることができる。処理のための燃料や動力は不必要に消
費されないので効率よく処理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示す簡略化した断面
図である。

【図２】図１に示す排出シュート７の排出口８付近の拡
大断面図である。

【図３】図２の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た断面図
である。

【図４】本発明の他の実施例の排出シュート１７の排出
口１８付近の拡大断面図である。

【図５】図４の実施例を適用したセメントクリンカの焼
成装置の系統図である。

【符号の説明】 １ 流動層炉 ２ 分散板 ５ 流動層 ７，１７ 排出シュート ８，１８ 排出口 ９ 層差圧検出手段 １０，２０ 堰 １１ 凹所 １２ 操作レバー １５ 流動層焼成炉 １６ 流動層クーラ ２１〜２３ 排出孔 ３１〜３３ プラグダンパ ４０ 予熱装置 ４４ 噴流層造粒炉 ４５ 充填層クーラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 向井 克治 東京都千代田区神田美土代町１番地 住友 セメント株式会社内 (72)発明者 林 季穂 東京都千代田区神田美土代町１番地 住友 セメント株式会社内 (72)発明者 橋本 勲 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石技術研究所内 (72)発明者 村尾 三樹雄 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者 金森 省三 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流動層に臨んで排出口が開口し、流動層
   からオーバフローした流動媒体が排出される排出シュー
   トと、 排出シュートの排出口の高さを調整する排出高さ調整手
   段とを含むことを特徴とする流動層の層差圧調整装置。
2. 【請求項２】 流動層の層差圧を検出する層差圧検出手
   段を含み、 前記排出高さ調整手段は、層差圧検出手段からの出力に
   応答して、層差圧が一定となるように排出高さを調整す
   ることを特徴とする請求項１記載の流動層の層差圧調整
   装置。