(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固形微粒子からなる流入流（Ｚ）を予め調節された量比率を有する前記固形微粒子からなる部分流（Ｔ1、Ｔ2）へと分割する方法であって、前記流入流（Ｚ）の前記固形微粒子は流動化され、そして、転向させられて、部分流（Ｔ1、Ｔ2）へと分割され、前記部分流（Ｔ1、Ｔ2）の前記量比率は前記部分流の少なくとも一方（Ｔ2）において発生する密度勾配によって調節され、そして一方の部分流（Ｔ1）は反応器へと直接に再循環されると共に他方の部分流（Ｔ2）は熱交換器を介して前記反応器へと再循環される、固形微粒子からなる流入流を部分流へと分割する方法。
【請求項２】
前記一方の部分流（Ｔ2）の密度勾配はガス状希釈剤（Ｖ）の注入によって発生する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記流入流（Ｚ）は上部から下方に誘導され、そして下部において流動化され、そして前記分割された部分流（Ｔ1、Ｔ2）は下部から上方に誘導される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法を行う装置であって、上部から転向空間（４）に前記流入流（Ｚ）を誘導するための供給ダクト（３）および下部から上方に前記部分流（Ｔ1、Ｔ2）を誘導するための導出ダクト（１０、１１）を有し、前記転向空間（４）はガス状流動化剤（Ｆ）の注入のためのオリフィス（６）を備えた底部（５）によって外部と境界付けされ、また前記導出ダクト（１０、１１）の少なくとも一方はガス状希釈剤（Ｖ）を注入する装置（１５）を備え、また該ガス状希釈剤（Ｖ）を注入する装置（１５）は少なくとも一つの管状ランス（１６）によって形成され、前記管状ランス（１６）は対応する導出ダクト（１１）を水平に横切り、そして、前記導出ダクト（１１）内におけるランスの下半分（１６ａ）に多数の放射状オリフィス（１７）を備える、固形微粒子からなる流入流を部分流へと分割する方法を行う装置。
【請求項５】
前記放射状オリフィス（１７）の軸（ａ）は前記ランス（１６）の水平平面（ｈ）と角度（α）を形成する、請求項４記載の装置。
【請求項６】
二つのオリフィス（１７）が前記ランス（１６）の垂直平面（ｖ）に対して対称にかつその両側に配置されている、請求項４または５に記載の装置。
【請求項７】
前記角度（α）は４５°より小さい、請求項５または６に記載の装置。
【請求項８】
各々の導出ダクト（１０、１１）は、前記転向空間（４）から上方に前記部分流（Ｔ1、Ｔ2）を誘導するための垂直部分（１０ａ、１１ａ）と、垂直部分（１０ａ、１１ａ）からの前記部分流（Ｔ1、Ｔ2）を下方に誘導するための部分（１０ｂ、１１ｂ）を備え、前記垂直部分（１０ａ、１１ａ）と部分（１０ｂ、１１ｂ）との境界に当たる転向領域に転向縁部（１２、１３）が配置される、請求項４ないし７のうちのいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記ガス状希釈剤を注入する装置（１５）を備えた前記導出ダクト（１１）の前記転向縁部（１３）は、他の導出ダクト（１０）の前記転向縁部（１２）よりも流の下流側に配置される、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記ガス状希釈剤（Ｖ）を注入する装置（１５）を備えた前記導出ダクト（１１）の直径は他の導出ダクト（１０）の直径よりも小さい、請求項４ないし９のうちのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記転向空間（４）から垂直に出る二つの導出ダクト（１０、１１）を有する、請求項４ないし１０のうちのいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の記載に従う固形粒子からなる流入流を部分流へと分割する方法、および請求項５に従う前記方法を行う装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
流動床反応器から放出されそしてサイクロン中で煙−気体流から分離された熱固形粒子からなる流入流を部分流へと分割することは既知である。一方の部分流は前記流動床反応器へと直接に再循環され、また他方の部分流は熱交換器（例えば、移動床冷却器）を介して前記流動床反応器へと導き戻される。前記熱交換器中で、この方法で迂回させられた前記部分流は熱を回収するために冷却される。こられ二つの部分流の量比率は機械的手段、例えばフラップまたは弁によって調節される。前記流動床反応器中の温度は、前記熱交換器を介して迂回させられる前記固形物量を調節することによって有効に調節されることができる。
これらの機械的手段は高い作業温度および高い機械応力に暴露される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が基づく目的は、最初に述べた種類の方法、および複雑な機械的手段を用いずかつ維持の簡単な前記方法を行う装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この目的は、本発明に従うと、請求項１の特徴を有する方法によっておよび請求項５の特徴を有する装置によって達成される。
本発明に従う方法および本発明に従う装置の好ましい改良は従属請求項の目的対象を形成する。
【０００５】
本発明に従う方法において、流入流を分割する機械的転向手段はプロセス関連手段によって取って代わられている。これは設計および材料から生じる費用並びに同様に前記機械的転向手段のための複雑な維持作業を免除する。
本発明に従う方法は単純であり、そしてそれにもかかわらず個々の部分流における量比率について正確に調節することを可能にする。前記方法を行う本発明に従う装置は製造および維持の見地から費用的に有効である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明は図面を参照して以下により詳細に説明される。
図１は、矢印Ｚによって示される固形微粒子からなる流入流を矢印Ｔ１およびＴ２によって示される二つの部分流へと分割する装置１を図示する。前記装置１は転向空間４を横方向に境界付けするハウジング２を有し、前記ハウジング２へと垂直供給ダクト３が上側から開口している。前記転向空間４は底部５によって下側から閉鎖されている。前記底部５は三部分の空気チャンバー７から前記転向空間４を分離し、また底面にわたって規則的に分布した多数のオリフィス６を備えている（図３）。矢印Ｆは、図１において、前記オリフィス６を介して前記転向空間４に接続された前記空気チャンバー７の個々の部分へのガス状流動化剤の供給を示す。
【０００７】
前記転向空間４は第一の部分流Ｔ１のための第一の導出ダクト１０に、また第二の部分流Ｔ２のための第二の導出ダクト１１に接続される。各々の導出ダクト１０および１１は、前記転向空間４へと開口しかつ斜め下方に向いた部分１０ｂおよび１１ｂへと頂部で転向された垂直部分１０ａおよび１１ａを有する。前記それぞれの導出ダクト１０および１１のこれらの二つの部分１０ａ、１０ｂおよび１１ａ、１１ｂの移行点に、それぞれの場合において、流出縁部として機能する転向縁部１２および１３が存在する。好ましくは、前記第二の導出ダクト１１の前記転向縁部１３は前記第一の導出ダクト１０の前記転向縁部１２よりも高い、言い換えると、流の方向においてさらに前方にある。この例示的な態様において、前記第二の導出ダクト１１の直径は前記第一の導出ダクト１０の直径よりも小さい。
【０００８】
前記第二の導出ダクト１１は第二の部分流Ｔ２へとガス状希釈剤を注入する装置１５を備える。この装置は、図４および５から特に明らかな、ハウジング壁２ａに配置されそして前記第二の導出ダクト１１の垂直部分１１ａを通して水平に突出する管状ランス１６である。前記管状ランス１６は前記転向空間４の近傍の前記第二の導出ダクト１１の前記垂直部分１１ａの下側領域に配置される。前記ランス１６は、前記第二の導出ダクト１１の直径に相当する長さの部分にわたり、ランス壁１６ａの下半分に配置された多数の放射状オリフィス１７を備える（図５）。図４において、前記ランスの長さに沿った前記オリフィス１７の分布が垂直なダッシュによって示されている（もしこのようにしなければ、該分布はこの図から明らかではない。）。図５から明瞭なように、前記放射状オリフィス１７の軸は前記ランス１６の水平軸平面ｈと角度αを形成する。前記角度αは好ましくは０°ないし４５°の範囲にある。図示される例示的な態様において、前記角度αは１５°である。同時に、各々の場合において、二つのオリフィス１７は前記ランス１６の垂直軸平面ｖに対して対称に配置される。前記オリフィス１７は、前記第二の導出ダクト１１を通して横切る前記ランス１６の長さの部分にわたって規則的に分布する。
ガス状希釈剤の供給は矢印Ｖによって図１に記号で表されている。
【０００９】
前記供給ダクト３を通して上側から供給される固形粒子からなる流入流Ｚは、前記転向空間４中で下側から流動化される。懸濁された固形粒子は下側から上方へ、前記二つの導出ダクト１０、１１へと強制送りされる。前記二つの部分流Ｔ１、Ｔ２に分割された固形物は、ガス状流動化剤Ｆの作用下で前記導出ダクト１０、１１の前記垂直部分１０ａ、１１ａを通して上昇させられる。ガス状流動化剤が絶間無く供給されそして前記底部５にわたり均一に分布させられ、前記二つの導出ダクト１０、１１の直径が同一である場合、同量の固形物が前記二つの部分流Ｔ１、Ｔ２によって同一の速度で輸送される。図１に図示される前記二つの導出ダクト１０、１１の直径の比率の場合、前記第二の導出ダクト１１へよりも多くの固形物が前記ガス状流動化剤によって前記第一の導出ダクト１０へと強制送りされる。しかしながら、本発明に従うと、前記第二の導出ダクト１１を通して搬送される固形物の量は、前記ガス状希釈剤Ｖの注入の結果として前記第二の部分流Ｔ２において密度勾配を発生させることによって増加させることができる。前記ガス状希釈剤Ｖが前記装置１５（図示される例示的な態様における前記ランス１６）を介して注入されるとき、前記第二の部分流Ｔ２における気体／固形物混合物の密度（およびそれによって比重もまた）は、前記第一の部分流Ｔ１と比較して減少させられる。これは前記第二の部分流Ｔ２が前記第二の導出ダクト１１を通してより素早く流れ、前記第二の部分流Ｔ２によって搬送される固形物量が増加する結果となることを意味する。前記二つの部分流Ｔ１、Ｔ２の量比率は、前記第二の部分流Ｔ２おいて所望の密度勾配を発生させることによって、言い換えると、所望の量のガス状希釈剤を供給することによって有効に調節されることができる。前記放射状オリフィス１７は前記ランス１６の前記水平軸平面ｈと０°ないし４５°の角度αを形成しかつ前記ランス壁の下半分に配置されるので、固形微粒子が前記オリフィス１７を通して前記ランス１６へと通過しそして後者を詰まらせる危険無しに前記ガス状希釈剤の最適な分布が確保される。
【００１０】
前記転向空間４中での状態は、所要により、前記空気チャンバー７を前記ガス状流動化剤が別々に導入される三つの区域へと分割することによって影響を及ぼされることができる。
【００１１】
図１ないし３に図示される前記装置１は、所要によりさらに全ての固形物質を前記第一の部分流Ｔ１によってのみ搬送することを可能にするように設計されている。前記二つの転向縁部１２、１３が異なる高さで配置されているという事実はここで役割を果たす。前記ランス１６が無効になった場合、言い換えると、希釈剤Ｖが前記第二の部分流Ｔ２へと注入されない場合、前記ガス状流動化剤Ｆ単独ではより高い転向縁部１３を超えて前記固形物を放出することができず、そして全ての固形物質は前記第一の部分流Ｔ１によってさらに搬送される。
【００１２】
本発明に従う方法および本発明に従う装置は、例えば、流動床反応器から放出されそしてサイクロン中で煙−気体流から分離された熱固形粒子からなる流入流の二つの部分流への分割において使用されることができる。一方の部分流によって、前記固形粒子は前記流動床へと直接に再循環される。他方の部分流によって搬送される前記固形粒子は、熱交換器、好ましくは移動床冷却器を介して前記流動床へと導き戻される。流動床から放出された固形粒子のそのような再循環は、例えば、合衆国特許明細書第５，７９７，３６６号に記載されている。前記移動床冷却器を介して迂回させられそして熱を回収するために後者において冷却された固形物量流の本発明に従う調節は、前記流動床反応器中の温度を有効に調節することまたは前記流動床反応器中の温度変動を補償することを可能にする。上述した刊行物から既知である方法において、例えば粒子形態に有る石灰石、砂および他の材料が前記流動床のための固形物質として使用される。前記流動床のための前記固形物質はまたフライアッシュまたは濃縮塩をも含み得る。
【００１３】
単一のランスの代わりに、二つまたはそれより多数のランスもまた前記導出ダクトを通して水平に横切ることができる。例えば、一方が他方より上である二つの水平面中にランスを配置することもまた考えられる。ランスを介して導入される代わりに、ガス状希釈剤は前記導出ダクトへと放射状に開口しまた円周方向に規則的に分布したオリフィスを介して導入されることができる。
【００１４】
本発明に従う方法は簡単であり、そしてなお個々の部分流における量比率を正確に調節することを可能にする。前記方法を行うための本発明に従う装置は、製造および維持の見地から費用的に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、分配された固形粒子からなる流入流を部分流へと分割する装置の例示的な態様の垂直部分断面図である。
【図２】図２は、図１における線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。
【図３】図３は、図１における線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。
【図４】図４は、部分流の一方へとガス状希釈剤を注入する装置の例示的な態様の長軸における断面図である。
【図５】図５は、図４における線Ｖ−Ｖに沿った断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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