(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素燃焼式循環流動床（ＣＦＢ）ボイラに一次酸化体を供給するためのシステムであって、
複数のバブルキャップアセンブリにして、各バブルキャップアセンブリが、バブルキャップと、ステムと、少なくとも１つの出口穴と、内側及び外側の各表面とを含むバブルキャップアセンブリと、
少なくとも１つの風箱にして、該風箱自身用の制御された酸化体供給物を有し且つ前記複数のバブルキャップアセンブリの各ステムに連結され、少なくとも１つのマニホルドを更に含む風箱と、
複数のパイプにして、前記複数のバブルキャップアセンブリの１つの内部に各々位置付けられ、前記複数のバブルキャップアセンブリの各々の少なくとも１つの出口穴位置または該出口穴の下方に位置付けた開放端を各有し、該開放端とは反対側の端部が、各風箱内に収納した少なくとも１つのマニホルドに連結されたパイプと、
第１の制御された酸化体供給物にして、各バブルキャップアセンブリのステムを通して前記少なくとも１つの風箱に個別に送達され、各バブルキャップアセンブリの少なくとも１つの出口穴を通してＣＦＢボイラに入り、その酸素体積濃度が少なくとも２８％を超えない第１の制御された酸化体供給物と、
第２の制御された酸化体供給物にして、前記少なくとも１つのマニホルドを通して前記複数のパイプに個別に送達され、次いで前記複数のバブルキャップアセンブリに入り、該バブルキャップアセンブリ内で前記第１の制御された酸化体供給物と混合し、バブルキャップの少なくとも１つの出口穴を通して排出され、その酸素体積濃度が少なくとも２８％である第２の制御された酸化体供給物と、
を含み、
各前記複数のバブルキャップアセンブリの各複数のパイプの各々の開放端からの第２の制御された酸化体供給物の出口が下向きとされるシステム。
【請求項２】
各前記風箱が酸素測定用プローブを備える請求項１のシステム。
【請求項３】
前記複数のバブルキャップの少なくとも内側表面と、ステムとがステンレススチールでコーティングされまたはステンレススチールから作製される請求項１のシステム。
【請求項４】
前記複数のバブルキャップの少なくとも内側表面と、ステムとが、１つ以上の非金属材料でコーティングされまたは１つ以上の非金属材料から作製される請求項１のシステム。
【請求項５】
前記少なくとも１つの風箱と、複数のパイプとがステンレススチールから作製されまたはステンレススチールでライニングされる請求項１のシステム。
【請求項６】
前記少なくとも１つの風箱と、複数のパイプとが１つ以上の非金属材料から作製されまたは１つ以上の非金属材料でライニングされる請求項１のシステム。
【請求項７】
各前記複数のバブルキャップアセンブリの各複数のパイプの各々の開放端からの第２の制御された酸化体供給物の出口が、前記開放端に設けたデブリシールドにより下向きとされる請求項１のシステム。
【請求項８】
酸素燃焼式循環流動床（ＣＦＢ）ボイラに一次酸化体を供給するためのシステムであって、
複数のバブルキャップアセンブリにして、各バブルキャップアセンブリが、バブルキャップと、ステムと、少なくとも１つの出口穴と、内側及び外側の各表面とを含むバブルキャップアセンブリと、
少なくとも１つの風箱にして、該風箱自身用の制御された酸化体供給物を有し、前記複数のバブルキャップアセンブリの各ステムに連結され、少なくとも１つのマニホルドを更に含む風箱と、
複数のパイプにして、前記複数のバブルキャップアセンブリの１つの内部に各々位置付けられ、前記複数のバブルキャップアセンブリの各々の少なくとも１つの出口穴位置または該出口穴の上方に位置付けた開放端を各有し、該開放端とは反対側の端部が、各風箱内に収納した少なくとも１つのマニホルドに連結されたパイプと、
第１の制御された酸化体供給物にして、各バブルキャップアセンブリのステムを通して前記少なくとも１つの風箱に個別に送達され、各バブルキャップアセンブリの少なくとも１つの出口穴を通してＣＦＢボイラに入り、その酸素体積濃度が少なくとも２８％を超えない第１の制御された酸化体供給物と、
第２の制御された酸化体供給物にして、前記少なくとも１つのマニホルドを通して前記複数のバブルキャップアセンブリに個別に送達され、該複数のバブルキャップアセンブリ内で前記第１の制御された酸化体供給物と混合し、バブルキャップの少なくとも１つの出口穴を通して排出され、その酸素体積濃度が少なくとも２８％である第２の制御された酸化体供給物と、
を含み、
各前記複数のバブルキャップアセンブリの各複数のパイプの各々の開放端からの第２の制御された酸化体供給物の出口が下向きとされるシステム。
【請求項９】
各前記風箱が酸素測定プローブを備える請求項８のシステム。
【請求項１０】
前記複数のバブルキャップの少なくとも内側表面と、ステムとがステンレススチールでコーティングされまたはステンレススチールから作製される請求項８のシステム。
【請求項１１】
前記複数のバブルキャップの少なくとも内側表面と、ステムとが、１つ以上の非金属材料でコーティングされまたは１つ以上の非金属材料から作製される請求項８のシステム。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの風箱と、複数のパイプとがステンレススチールから作製されまたはステンレススチールでライニングされる請求項８のシステム。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの風箱と、複数のパイプとが１つ以上の非金属材料から作製されまたは１つ以上の非金属材料でライニングされる請求項８のシステム。
【請求項１４】
各前記複数のバブルキャップアセンブリの各複数のパイプの各々の開放端からの第２の制御された酸化体供給物の出口が、前記開放端に設けたデブリシールドにより下向きとされる請求項８のシステム。
【請求項１５】
酸素燃焼式循環流動床（ＣＦＢ）ボイラに一次酸化体を供給するためのシステムであって、
複数のバブルキャップアセンブリにして、各バブルキャップアセンブリが、バブルキャップと、ステムと、少なくとも１つの出口穴と、内側及び外側の各表面とを含むバブルキャップアセンブリと、
少なくとも１つの風箱にして、該風箱自身用の制御された酸化体供給物を有し、前記複数のバブルキャップアセンブリの各ステムに連結され、少なくとも１つのマニホルドを更に含む風箱と、
複数のパイプにして、前記複数のバブルキャップアセンブリの１つの内部に各々位置付けられ、前記複数のバブルキャップアセンブリの各々の少なくとも１つの出口穴位置または該出口穴の下方に位置付けた開放端を各有し、該開放端とは反対側の端部が、各風箱内に収納した少なくとも１つのマニホルドに連結されたパイプと、
前記複数のバブルキャップアセンブリの各々の内側及び外側の各表面間の熱伝導係数を低減する設計構成を有し、各バブルキャップの内部に然るべく位置付けた絶縁用間隙と、
第１の制御された酸化体供給物にして、各バブルキャップアセンブリのステムを通して前記少なくとも１つの風箱に個別に送達され、各バブルキャップアセンブリの少なくとも１つの出口穴を通してＣＦＢボイラに入り、その酸素体積濃度が少なくとも２８％を超えない第１の制御された酸化体供給物と、
第２の制御された酸化体供給物にして、前記少なくとも１つのマニホルドを通して前記複数のパイプに個別に送達され、次いで前記複数のバブルキャップアセンブリに入り、該バブルキャップアセンブリ内で前記第１の制御された酸化体供給物と混合し、バブルキャップの少なくとも１つの出口穴を通して排出され、その酸素体積濃度が少なくとも２８％である第２の制御された酸化体供給物と、
を含み、
各前記複数のバブルキャップアセンブリの各複数のパイプの各々の開放端からの第２の制御された酸化体供給物の出口が下向きとされるシステム。
【請求項１６】
各前記風箱が酸素測定プローブを備える請求項１５のシステム。
【請求項１７】
前記複数のバブルキャップの少なくとも内側表面と、ステムとがステンレススチールでコーティングされまたはステンレススチールから作製される請求項１５のシステム。
【請求項１８】
前記複数のバブルキャップの少なくとも内側表面と、ステムとが、１つ以上の非金属材料でコーティングされまたは１つ以上の非金属材料から作製される請求項１５のシステム。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの風箱と、複数のパイプとがステンレススチールから作製されまたはステンレススチールでライニングされる請求項１５のシステム。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの風箱と、複数のパイプとが１つ以上の非金属材料から作製されまたは１つ以上の非金属材料でライニングされる請求項１５のシステム。
【請求項２１】
酸素燃焼式循環流動床（ＣＦＢ）ボイラに一次酸化体を供給するためのシステムであって、
複数のバブルキャップアセンブリにして、各バブルキャップアセンブリが、バブルキャップと、ステムと、少なくとも１つの出口穴と、内側及び外側の各表面とを含むバブルキャップアセンブリと、
少なくとも１つの風箱にして、該風箱自身用の制御された酸化体供給物を有し、前記複数のバブルキャップアセンブリの各ステムに連結され、少なくとも１つのマニホルドを更に含む風箱と、
複数のパイプにして、前記複数のバブルキャップアセンブリの１つの内部に各々位置付けられ、前記複数のバブルキャップアセンブリの各々の少なくとも１つの出口穴位置または該出口穴の上方に位置付けた開放端を各有し、該開放端とは反対側の端部が、各風箱内に収納した前記少なくとも１つのマニホルドに連結されたパイプと、
前記複数のバブルキャップアセンブリの各々における内側及び外側の各表面間の熱伝導係数を低減する設計構成を有し、各バブルキャップの内部に然るべく位置付けた絶縁用間隙と、
第１の制御された酸化体供給物にして、各バブルキャップアセンブリのステムを通して前記少なくとも１つの風箱に個別に送達され、各バブルキャップアセンブリの少なくとも１つの出口穴を通してＣＦＢボイラに入り、その酸素体積濃度が少なくとも２８％を超えない第１の制御された酸化体供給物と、
第２の制御された酸化体供給物にして、少なくとも１つのマニホルドを通して前記複数のパイプに個別に送達され、次いで前記複数のバブルキャップアセンブリに入り、該バブルキャップアセンブリ内で前記第１の制御された酸化体供給物と混合し、バブルキャップの少なくとも１つの出口穴を通して排出され、その酸素体積濃度が少なくとも２８％である第２の制御された酸化体供給物と、
を含み、
各前記複数のバブルキャップアセンブリの各複数のパイプの各々の開放端からの第２の制御された酸化体供給物の出口が下向きとされるシステム。
【請求項２２】
各前記風箱が酸素測定プローブを備える請求項２１のシステム。
【請求項２３】
前記複数のバブルキャップの少なくとも内側表面と、ステムとがステンレススチールでコーティングされまたはステンレススチールから作製される請求項２１のシステム。
【請求項２４】
前記複数のバブルキャップの少なくとも内側表面と、ステムとが、１つ以上の非金属材料でコーティングされまたは１つ以上の非金属材料から作製される請求項２１のシステム。
【請求項２５】
前記少なくとも１つの風箱と、複数のパイプとがステンレススチールから作製されまたはステンレススチールでライニングされる請求項２１のシステム。
【請求項２６】
前記少なくとも１つの風箱と、複数のパイプとが１つ以上の非金属材料から作製されまたは１つ以上の非金属材料でライニングされる請求項２１のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に工業施設または発電施設で使用するそれらの如き、循環流動床（ＣＦＢ）リアクタまたはボイラに関し、詳しくは、ＣＦＢの床を貫いて材料を流動化させることを意図した一次酸化体の供給に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気に代えて再循環ガスと酸素との混合物で化石燃料を燃焼する燃焼（酸素燃焼または酸素燃焼式としても既知の）法は、温室効果ガス、特には二酸化炭素（ＣＯ2）放出量を低減させることによる地球温暖化緩和手段として注目度が高まっている。空気中の窒素を再循環ガスと置換させることで煙道ガス中のＣＯ2濃度が高まり、結局、地中または水中で保管するための固定化コストが低減される。
【０００３】
酸素燃焼分野において、循環流動床（ＣＦＢ）ボイラには微粉炭（ＰＣ）ボイラに勝る特定の利益がある。ＣＦＢ内の物質の被加熱容積は循環床材料により表わされることから、酸素燃焼時のＣＦＢの“通常”炉温度は、ＰＣユニットにおけるそれと比較してより低いガス再循環量（即ち、酸化体流れ中の酸素濃度がより高い）下に達成され得る。これにより煙道ガス量が低減され、結局、ユニットサイズ及び消費電力が低減される。
【０００４】
代表的な空気燃焼式ＣＦＢ炉では２つの空気流れ、即ち、一次空気及び二次空気の各流れを利用する。一次空気は炉床を介して供給され、床材料を流動化させ、炉の下方部分での燃焼を支援する。二次空気は代表的には炉床上の所定高さ（殆どの場合約３〜６ｍ（１０〜２０フィート）位置で相互に対向して位置付けたノズル列を通して供給される。酸素燃焼とは、典型的には酸素濃度増大下に空気に代えて酸化剤を用いることを意味し、代表的には主に酸素と再循環煙道ガスとが含まれ、“一次空気”及び“二次空気”は、“一次酸化体”及び“二次酸化体”に各対応して代替されるものとする。
【０００５】
ＣＦＢでの酸素燃焼には、前記利益と共に、高温固形物（炉風箱に逆送される恐れがある）と、風箱を通して供給される高酸素量流れとの組み合わせを原因とする安全上の特定の問題がある。ＣＦＢでの酸素燃焼は従来モード（即ち、空気燃焼モード）下に始動及び停止させる必要があるため、空気燃焼及び酸素燃焼の各モード間移行への対処が必要となる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ  Ｇａｓ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，ＩｎｃのＧ−４．４−２００３（ＥＩＧＡ  Ｄｏｃ．１３／０２）Ｏｘｙｇｅｎ  Ｐｉｐｅｌｉｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｆｏｕｒｔｈ  Ｅｄｉｔｉｏｎ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、酸素燃焼式循環流動床（ＣＦＢ）への一次酸化体を供給するための、高温固形物と高酸素濃度流れとの組み合わせがもたらす安全上の問題を最小化し、空気燃焼及び酸素燃料の各燃焼モード間の移行に対処した装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の１様相によれば、酸素燃焼式循環流動床（ＣＦＢ）ボイラに一次酸化体を供給するためのシステムであって、
複数のバブルキャップアセンブリにして、各バブルキャップアセンブリが、バブルキャップと、ステムと、少なくとも１つの出口穴と、内側及び外側の各表面とを含むバブルキャップアセンブリと、
少なくとも１つの風箱にして、該風箱自身用の制御された酸化体供給物を有し且つ前記複数のバブルキャップアセンブリの各ステムに連結され、少なくとも１つのマニホルドを更に含む風箱と、
複数のパイプにして、前記複数のバブルキャップアセンブリの１つの内部に各々位置付けられ、前記複数のバブルキャップアセンブリの各々の少なくとも１つの出口穴位置または該出口穴の下方に位置付けた開放端を各有し、該開放端とは反対側の端部が、各風箱内に収納した少なくとも１つのマニホルドに連結されたパイプと、
第１の制御された酸化体供給物にして、各バブルキャップアセンブリのステムを通して前記少なくとも１つの風箱に個別に送達され、各バブルキャップアセンブリの少なくとも１つの出口穴を通してＣＦＢに入り、その酸素体積濃度がＣｏｍｐｒｅｓｓｅｄ  Ｇａｓ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，Ｉｎｃが規定する現行標準の規定限界を超えない第１の制御された酸化体供給物と、
第２の制御された酸化体供給物にして、前記少なくとも１つのマニホルドを通して前記複数のパイプに個別に送達され、次いで前記複数のバブルキャップアセンブリに入り、該バブルキャップアセンブリ内で前記第１の制御された酸化体供給物と混合し、バブルキャップの少なくとも１つの出口穴を通して排出され、その酸素体積濃度が前記Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ  Ｇａｓ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，Ｉｎｃが規定する現行標準の規定限界を超えない第２の制御された酸化体供給物と、
を含むシステムが提供される。
【０００９】
本発明の他の様相によれば、酸素燃焼式循環床（ＣＦＢ）ボイラに一次酸化体を供給するためのシステムであって、
複数のバブルキャップアセンブリにして、各バブルキャップアセンブリが、バブルキャップと、ステムと、少なくとも１つの出口穴と、内側及び外側の各表面とを含むバブルキャップアセンブリと、
少なくとも１つの風箱にして、該風箱自身用の制御された酸化体供給物を有し、前記複数のバブルキャップアセンブリの各ステムに連結され、少なくとも１つのマニホルドを更に含む風箱と、
複数のパイプにして、前記複数のバブルキャップアセンブリの１つの内部に各々位置付けられ、前記複数のバブルキャップアセンブリの各々の少なくとも１つの出口穴位置または該出口穴の上方に位置付けた開放端を各有し、該開放端とは反対側の端部が、各風箱内に収納した少なくとも１つのマニホルドに連結されたパイプと、
第１の制御された酸化体供給物にして、各バブルキャップアセンブリのステムを通して前記少なくとも１つの風箱に個別に送達され、各バブルキャップアセンブリの少なくとも１つの出口穴を通してＣＦＢに入り、その酸素体積濃度がＣｏｍｐｒｅｓｓｅｄ  Ｇａｓ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，Ｉｎｃが規定する現行標準の規定限界を超えない第１の制御された酸化体供給物と、
第２の制御された酸化体供給物にして、前記少なくとも１つのマニホルドを通して前記複数のバブルキャップアセンブリに個別に送達され、該複数のバブルキャップアセンブリ内で前記第１の制御された酸化体供給物と混合し、バブルキャップの少なくとも１つの出口穴を通して排出され、その酸素体積濃度が前記Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ  Ｇａｓ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，Ｉｎｃが規定する現行標準の規定限界を超えない第２の制御された酸化体供給物と、
を含むシステムが提供される。
【００１０】
本発明の更に他の様相によれば、酸素燃焼式循環床（ＣＦＢ）ボイラに一次酸化体を供給するためのシステムであって、
複数のバブルキャップアセンブリにして、各バブルキャップアセンブリが、バブルキャップと、ステムと、少なくとも１つの出口穴と、内側及び外側の各表面とを含むバブルキャップアセンブリと、
少なくとも１つの風箱にして、該風箱自身用の制御された酸化体供給物を有し、前記複数のバブルキャップアセンブリの各ステムに連結され、少なくとも１つのマニホルドを更に含む風箱と、
複数のパイプにして、前記複数のバブルキャップアセンブリの１つの内部に各々位置付けられ、前記複数のバブルキャップアセンブリの各々の少なくとも１つの出口穴位置または該出口穴の下方に位置付けた開放端を各有し、該開放端とは反対側の端部が、各風箱内に収納した少なくとも１つのマニホルドに連結されたパイプと、
前記複数のバブルキャップアセンブリの各々の内側及び外側の各表面間の熱伝導係数を低減する設計構成を有し、各バブルキャップの内部に然るべく位置付けた絶縁用間隙と、
第１の制御された酸化体供給物にして、各バブルキャップアセンブリのステムを通して少なくとも１つの風箱に個別に送達され、各バブルキャップアセンブリの少なくとも１つの出口穴を通してＣＦＢに入り、その酸素体積濃度がＣｏｍｐｒｅｓｓｅｄ  Ｇａｓ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，Ｉｎｃが規定する現行標準の規定限界を超えない第１の制御された酸化体供給物と、
第２の制御された酸化体供給物にして、前記少なくとも１つのマニホルドを通して前記複数のパイプに個別に送達され、次いで前記複数のバブルキャップアセンブリに入り、該バブルキャップアセンブリ内で前記第１の制御された酸化体供給物と混合し、バブルキャップの少なくとも１つの出口穴を通して排出され、その酸素体積濃度が前記Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ  Ｇａｓ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，Ｉｎｃが規定する現行標準の規定限界を超えない第２の制御された酸化体供給物と、
を含むシステムが提供される。
【００１１】
本発明の更に他の様相によれば、酸素燃焼式循環床（ＣＦＢ）ボイラに一次酸化体を供給するためのシステムであって、
複数のバブルキャップアセンブリにして、各バブルキャップアセンブリが、バブルキャップと、ステムと、少なくとも１つの出口穴と、内側及び外側の各表面とを含むバブルキャップアセンブリと、
少なくとも１つの風箱にして、該風箱自身用の制御された酸化体供給物を有し、前記複数のバブルキャップアセンブリの各ステムに連結され、少なくとも１つのマニホルドを更に含む風箱と、
複数のパイプにして、前記複数のバブルキャップアセンブリの１つの内部に各々位置付けられ、前記複数のバブルキャップアセンブリの各々の少なくとも１つの出口穴位置または該出口穴の上方に位置付けた開放端を各有し、該開放端とは反対側の端部が、各風箱内に収納した前記少なくとも１つのマニホルドに連結されたパイプと、
前記複数のバブルキャップアセンブリの各々における内側及び外側の各表面間の熱伝導係数を低減する設計構成を有し、各バブルキャップの内部に然るべく位置付けた絶縁用間隙と、
第１の制御された酸化体供給物にして、各バブルキャップアセンブリのステムを通して少なくとも１つの風箱に個別に送達され、各バブルキャップアセンブリの少なくとも１つの出口穴を通してＣＦＢに入り、その酸素体積濃度がＣｏｍｐｒｅｓｓｅｄ  Ｇａｓ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，Ｉｎｃが規定する現行標準の規定限界を超えない第１の制御された酸化体供給物と、
第２の制御された酸化体供給物にして、少なくとも１つのマニホルドを通して前記複数のパイプに個別に送達され、次いで前記複数のバブルキャップアセンブリに入り、該バブルキャップアセンブリ内で前記第１の制御された酸化体供給物と混合し、バブルキャップの少なくとも１つの出口穴を通して排出され、その酸素体積濃度が前記Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ  Ｇａｓ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，Ｉｎｃが規定する現行標準の規定限界を超えない第２の制御された酸化体供給物と、を含むシステムが提供される。
【００１２】
本発明の更に他の様相によれば、酸素燃焼式の循環流動床（ＣＦＢ）ボイラに一次酸化体を供給するシステムの運転方法であって、
複数のバブルキャップアセンブリにして、各バブルキャップアセンブリが、バブルキャップと、ステムと、少なくとも１つの出口穴と、内側及び外側の各表面と、を含むバブルキャップアセンブリを提供すること、
少なくとも１つの風箱にして、該風箱自身用の制御された酸化体供給物を有し、前記複数のバブルキャップアセンブリの各システムに連結され、少なくとも１つのマニホルドを更に含む風箱を提供すること、
複数のパイプにして、前記複数のバブルキャップアセンブリの１つの内部に各々位置付けられ、各前記複数のバブルキャップアセンブリの少なくとも１つの出口穴位置、または該出口穴の上方または下方に位置付けた開放端を有し、該開放端とは反対側の端部が、各前記風箱内に収納した少なくとも１つのマニホルドに連結されるパイプを提供すること、
第１の制御された酸化体供給物にして、前記各バブルキャップアセンブリのステムを通して前記少なくとも１つの風箱に個別に送達され、各バブルキャップアセンブリの少なくとも１つの前記出口穴を通してＣＦＢ内に入り、その酸素体積濃度がＣｏｍｐｒｅｓｓｅｄ  Ｇａｓ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，Ｉｎｃが規定する現行標準の規定限界を超えない第１の制御された酸化体供給物を提供すること、
第２の制御された酸化体供給物にして、少なくとも１つのマニホルドを通して前記複数のパイプに個別に送達され、次いで前記複数のバブルキャップアセンブリに入り、そこで前記第１の制御された酸化体供給物と混合し、バブルキャップの少なくとも１つの出口穴を通して排出され、その酸素体積濃度が前記Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ  Ｇａｓ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，Ｉｎｃが規定する現行標準の規定限界を超えない第２の制御された酸化体供給物を提供すること、
を含み、
ＣＦＢボイラの始動、停止、低負荷の各運転中は第１の制御された供給物のみが供給され、第２の制御された酸化体供給物は供給されず、高負荷運転時には第１の制御された供給物及び第２の制御された酸化体供給物が共に供給される方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
酸素燃焼式循環流動床（ＣＦＢ）への一次酸化体を供給するための、高温固形物と高酸素濃度流れとの組み合わせがもたらす安全上の問題を最小化し、空気燃焼及び酸素燃料の各モード間の移行に対処した装置及び方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一次酸化体を例示する、本発明に従うＣＦＢボイラの下方部分の部分側面断面図である。
【図２】本発明の第１実施例に従うバブルキャップの断面図である。
【図３】本発明の第２実施例に従うバブルキャップの断面図である。
【図４】本発明の第３実施例に従うバブルキャップの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は一般に、発電施設で使用する如き循環流動床（ＣＦＢ）リアクタまたはボイラに関し、また特に、酸素燃焼式ＣＦＢに一次酸化体を供給するための循環流動床（ＣＦＢ）リアクタまたはボイラに関する。
ここで、ＣＦＢボイラとは、燃焼プロセスを生じるＣＦＢリアクタまたは燃焼器に対して参照されるものとする。本発明は熱発生手段としてのＣＦＢ燃焼器を用いるボイラまたは蒸気発生器を特に指向するものであるが、異種のＣＦＢリアクタにおいて容易に用い得るものである。例えば、本発明は燃焼プロセス以外の化学反応用に用いるリアクタ内に、または、別の場所で生じる燃焼プロセスからのガス／固形物混合物をリアクタに提供して爾後プロセスを実施する場所に適用させ得る。
【００１６】
幾つかの図面を通して同じ参照番号は同じまたは機能的に類似する要素を示す図面を参照するに、特に図１にはＣＦＢボイラの下方部分の断面図が示され、ステム２を介して風箱３に連結したバブルキャップ１の列を含んでいる（バブルキャップ及びステムは相互にバブルキャップアセンブリと参照する構成を成す）。各バブルキャップ１は少なくとも１つの出口穴４を有する。酸素燃焼運転モードでは再循環ガス５が制御様式下に風箱３に供給され、次いでステム２及びバブルキャップ１を介してＣＦＢ６内に送られる。酸素７が、マニホルド８を通し、次いで相当するバブルキャップ１に関連する各ステム２の内部に配置したパイプ９を通して制御様式下に供給される。所定の風箱３内には、その各々が多数のパイプ９を配給する幾つかの平行なマニホルド８を位置付け得る。酸素はバブルキャップアセンブリ内に設けたパイプ９を出て再循環ガス５と混合した後、ＣＦＢ６に入る。
本発明の実施に際しては特定酸素濃度が観察されるべきである。詳しくは、風箱３に提供する酸素７は、その体積濃度がＣｏｍｐｒｅｓｓｅｄ  Ｇａｓ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，Ｉｎｃが規定する現行標準の規定限度を超えないものであることが望ましい。また、マニホルド８に提供される酸素７はその体積濃度が、少なくともＣｏｍｐｒｅｓｓｅｄ  Ｇａｓ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，Ｉｎｃ（ＣＧＡ）が規定する現行標準の規定限度のものであることが望ましい。ＣＧＡのＧ−４．４−２００３（ＥＩＧＡ  Ｄｏｃ．１３／０２）Ｏｘｙｇｅｎ  Ｐｉｐｅｌｉｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｆｏｕｒｔｈ  Ｅｄｉｔｉｏｎによる酸素の現行標準体積濃度値は２８パーセントである。
【００１７】
空気燃焼運転モードでは空気１０が制御様式下に風箱３に供給され、酸素燃焼運転モード時における再循環ガス５のそれと同じルートを辿る。再循環ガス５は、空気燃焼運転モード中でも尚、限定量が風箱３に供給され得る場合がある。然し乍ら、空気燃焼運転モード中は代表的には空気１０のみが送給され、酸素７はマニホルド８を通しては送給されない。
風箱３はＣＦＢ６全体の下方を伸延する単一チャンバとして製作し得る。風箱はＣＦＢ６の平坦部分の一部のみを占有するようにも成し得る。その場合、各風箱自体が再循環ガス及びまたは空気を制御下に供給する幾つかの風箱３を使用し得る。この場合、各風箱３はパイプ９に酸素７を送るマニホルド８を備える。
【００１８】
ＣＦＢの炉床は、代表的には、ＣＦＢ６を収納する風箱３から分離する水冷された膜パネルであるところの気密膜から製作し得る。前記炉床は、バブルキャップの出口穴下方に滞留し、炉の下方に位置付けた図示しないホッパにより保持された床材料の表面でもあり得る。この場合、単数または複数の風箱３は、再循環ガス５または空気１０またはそれらの混合物をバブルキャップ１に供給する大直径（代表的には約４５．７〜９１．４ｃｍ（１８〜３６インチ）のパイプ（図示せず）または大直径の多数の平行なパイプ（同じく図示せず）であり得る。各パイプはホッパ内に滞留する床材料内部に位置付けられ得る。各パイプは、各パイプ９に酸素７を供給するマニホルド８を少なくとも１つ備える。各パイプへの再循環ガス／空気の流れは各パイプ毎に別個に、または、各パイプ間の流れ配分が一様である条件下に、平行なパイプの全てに対する流れ全体として制御され得る。同じ選択事項は、マニホルド８に対する酸素流れの制御、即ち、各マニホルドに対する別個の、または全体流れとしての制御に関しても存在する。
【００１９】
各風箱３は、気密膜により炉から分離したチャンバとして、またはホッパ内の床材料中に浸漬したパイプとして製作したとを問わず、酸素測定プローブ２０を備える。
図２から図４にはバブルキャップ及びステムアセンブリの他の実施例が示され、図１における同一パーツに相当する特定パーツが同じ番号で示されている。
パイプ９の端部はバブルキャップアセンブリ内の任意の場所、即ち、ステム２またはバブルキャップ１の内部、その上方、出口穴位置または該出口穴の下方に位置付け得る。
【００２０】
バブルキャップアセンブリに入る酸素７用の出口開口が下向きであることから、パイプ９内に高温粒状物が偶発的に導入される恐れが低減される。ここで、“下向き”とは、水平位置から少なくとも約５°、または約１０°、または少なくとも約１５°、または少なくとも約２０°でさえあることを意味するものとする。仮に、ＣＦＢ６内の振動が原因で床材料の粒状物が出口穴４を通してバブルキャップアセンブリに入ると、それら粒状物はステム２に沿って下降する。酸素７用の出口開口は、これに限定しないが、デブリシールド２５を任意の好適な手段（例えば、溶接、螺着、押し嵌め等）を介してパイプ９の頂部、ステム２の頂部、に設ける、またはパイプを下方に曲げる（図示せず）ことで下向きとさせ得る。デブリシールド２５は、ルーバー構成とした金属フィンを含むのが有益であり得る。パイプ９への高温粒状物の侵入を防止するための、当業者に既知のその他オプションを使用できる。
【００２１】
酸素とバブルキャップ１の材料との間の化学反応（腐食または焼損さえも）の恐れを低減させるべく、バブルキャップは絶縁間隙３０を有し得る。絶縁間隙３０はバブルキャップ１内で然るべく位置付けられる。絶縁間隙３０は、バブルキャップ１の、高温床材料に露呈された外側面３５と、その内側部分が酸素７と接触する内側面４０との間の熱伝導度を低減させる。バブルキャップ１の内側表面温度が低下する結果、バブルキャップ１の材料と酸素７との間の化学反応防止が助成される。バブルキャップ１及びまたはステム２に関し、ハイグレードステンレススチールまたは非金属材料（胴部全体または内側ライニングを問わず）をも使用可能である。酸素との化学反応性が低い材料をも、風箱及び酸素用のマニホルド８の配管に使用し得る。
【００２２】
ボイラの始動時及び低負荷運転時には空気１０のみが風箱３、ステム２、次いでバブルキャップ１を通して床に供給される。全負荷の約４０％となった時点でマニホルド８及びパイプ９を通しての酸素送給が開始され、それに伴い空気１０が再循環ガス５で置換される。パイプ９を出た酸素７はバブルキャップ１及びステム２から成るバブルキャップアセンブリ内の再循環ガス５と混合し、当該混合物が出口穴４を通してＣＦＢ６に入る。ボイラの負荷低下及び停止に関しては当該シーケンスは逆順となる。
【００２３】
出口穴４を流動する媒体の体積濃度を、低負荷時の空気燃焼運転モードにおける約２１％から、高負荷時の酸素燃焼運転モードにおける約５０〜６０％に変化させることで、流動化媒体の流量を比較的狭い範囲に維持させ得る。その結果、全ての負荷において出口穴４における流速を最適値に接近させ得る。最適流速では、出口穴４を横断する高い圧力降下が生じないことから消費電力が低減され、流速の過剰低下が回避されることからバブルキャップアセンブリ内への材料の逆移動の恐れが実質的に低減され、かくして安全性及び信頼性が向上する。
【００２４】
出口穴４が床材料で目詰まりして酸素７が風箱３に流れると風箱での酸素濃度増大がプローブ２０により検知され、それに応じた動作（アラーム、酸素流量減少等）が生じる。風箱３内の酸素濃度が所定レベルを上回ると、相当するマニホルド８への酸素流れが遮断される。
以上、本発明を実施例を参照して説明したが、本発明の内で種々の変更をなし得ることを理解されたい。
【符号の説明】
【００２５】
１  バブルキャップ
２  ステム
３  風箱
４  出口穴
５  再循環ガス
７  酸素
８  マニホルド
９  パイプ
１０  空気
２０  酸素測定プローブ
２５  デブリシールド
３０  絶縁間隙
３５  外側面
４０  内側面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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