JP7125080B2 - Operating method of circulation flow device and loop seal - Google Patents
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Description
本発明は、循環流動装置の動作方法、および、ループシールに関する。 The present invention relates to a method of operating a circulatory flow device and to a loop seal.
粒子を複数の層の間で移動させる循環流動層を含む循環流動装置がある。循環流動層では高温(例えば、数十℃から数百℃程度)で使用されるため、層と層との間において、消耗の多い機械的な弁ではなく、非機械的バルブ弁が使用される。循環流動装置において、循環流動層は、粒子を導入する入口流動層と粒子を排出する出口流動層と2つの層の間で粒子を移動させるループシールとを備える。入口流動層と出口流動層との間は、平面状の仕切り板で仕切られている。ループシールは、入口流動層と出口流動層との間の仕切り板の開口部に設けられる。入口流動層に投入された粒子は、入口流動層と出口流動層との間に配置されるループシールによって出口流動層に送られる。循環流動装置の動作中、入口流動層及び出口流動層には、それぞれ、下部から空気が流され、各層内で粒子は流動化している。入口流動層には粒子が導入され、出口流動層からは粒子が排出される。ループシールの役割は、空気と粒子とを一方向(入口流動層から出口流動層への方向)に流すことである。ループシールは、粒子を出口流動層に排出するライザーと、ライザーに粒子を流すダウンカマーとを含む。ダウンカマーには、入口流動層の粒子が入る。また、ループシールは、空気(ガス)の吹込口を備え、内部に空気(ガス)を吹き込む速度(ガス流速)を調節することで、粒子の循環を行う。ループシールにおける逆流は望ましくない。 There are circulating fluidizers that include circulating fluidized beds that move particles between layers. Since the circulating fluidized bed is used at high temperatures (e.g., several tens of degrees Celsius to several hundreds of degrees Celsius), non-mechanical valves are used between layers instead of wear-prone mechanical valves. . In a circulating fluidizer, the circulating fluidized bed comprises an inlet fluidized bed for introducing particles, an outlet fluidized bed for discharging particles, and a loop seal for moving particles between the two beds. A planar partition plate separates the inlet fluidized bed from the outlet fluidized bed. A loop seal is provided at the opening of the partition plate between the inlet fluidized bed and the outlet fluidized bed. Particles introduced into the inlet fluidized bed are sent to the outlet fluidized bed by a loop seal arranged between the inlet fluidized bed and the outlet fluidized bed. During the operation of the circulator, the inlet fluidized bed and the outlet fluidized bed are each flowed with air from below, and the particles are fluidized in each bed. Particles are introduced into the inlet fluidized bed and discharged from the outlet fluidized bed. The role of the loop seal is to allow air and particles to flow in one direction (from the inlet fluidized bed to the outlet fluidized bed). The loop seal includes a riser that discharges particles to an outlet fluidized bed and a downcomer that channels particles to the riser. Downcomers receive particles from the inlet fluidized bed. In addition, the loop seal has an air (gas) blowing port, and circulates particles by adjusting the speed of blowing air (gas) inside (gas flow speed). Backflow at the loop seal is undesirable.
循環流動層において、ループシールの内部に吹き込むガスの流速が一定である場合、粒子循環速度(単位断面積あたり単位時間にループシールを通過する粒子の量)の増加とともに、層高差(入口流動層の粒子の高さと出口流動層の粒子の高さとの差)が増加する。層高差による粒子循環量の影響は大きいため、循環流動層の安定操作(粒子循環量の安定)のために、層高差が変動しないようにすることが望ましい。また、循環流動層の安定操作(粒子循環量の安定)のために、粒子循環速度が層高差に依存しないことが望ましい。 In a circulating fluidized bed, when the flow rate of gas blown into the inside of the loop seal is constant, the bed height difference (inlet flow difference between the particle height of the bed and the particle height of the exit fluidized bed) increases. Since the bed height difference has a large effect on the amount of circulated particles, it is desirable to prevent the difference in bed height from fluctuating for stable operation of the circulating fluidized bed (stabilization of the amount of circulated particles). For stable operation of the circulating fluidized bed (stable particle circulation amount), it is desirable that the particle circulation speed does not depend on the bed height difference.
図1は、循環流動装置のループシールに一定速度のガスを吹き込んだ場合の層高差Δhと粒子循環速度Gsとの関係のグラフの例を示す図である。図1のグラフの横軸は層高差Δhであり、縦軸は粒子循環速度Gsである。図1のグラフでは、層高差が大きくなるにつれて、粒子循環速度が速くなることが分かる。また、ループシールに吹き込むガスの流速が大きくなるほど、粒子循環速度が速くなることが分かる。層高差が変化しても、粒子循環速度が変動しないことが望ましい。 FIG. 1 is a diagram showing an example of a graph of the relationship between the bed height difference Δh and the particle circulation speed Gs when gas is blown at a constant speed into the loop seal of the circulation flow device. The horizontal axis of the graph in FIG. 1 is the layer height difference Δh, and the vertical axis is the particle circulation speed Gs. It can be seen from the graph in FIG. 1 that the particle circulation speed increases as the layer height difference increases. Also, it can be seen that the higher the flow rate of the gas blown into the loop seal, the faster the particle circulation speed. It is desirable that the particle circulation velocity does not fluctuate even if the bed height difference changes.
本発明は、循環流動層において、粒子を安定して効率よく移動させることを課題とする。 An object of the present invention is to move particles stably and efficiently in a circulating fluidized bed.
上記課題を解決するために、以下の手段を採用する。
即ち、第1の態様は、
第1流動層と第2流動層との間で粒子が移動する循環流動装置の動作方法であって、
前記第1流動層と前記第2流動層との間に設けられるループシールに、前記粒子の移動を促進するために供給されるガスを周期的に供給する、
循環流動装置の動作方法とする。
第2の態様は、
第1流動層と第2流動層との間で粒子が移動する循環流動装置の前記第1流動層と前記第2流動層との間に設けられるループシールであって、
前記第1流動層側に設けられ、前記第1流動層から粒子が導入される通路であるダウンカマー部と、
前記第2流動層側に設けられ、前記第2流動層に粒子が排出される通路であるライザー部と、
前記第2流動層側であり前記ライザー部の下方に設けられる粒子溜まり部と、
前記粒子溜まり部にガスを供給する吹込口と、
を備えるループシールとする。
In order to solve the above problems, the following means are adopted.
That is, the first aspect is
A method of operating a circulatory flow device in which particles move between a first fluidized bed and a second fluidized bed, comprising:
A loop seal provided between the first fluidized bed and the second fluidized bed is periodically supplied with a gas supplied to promote movement of the particles;
A method of operating a circulating fluid device.
A second aspect is
A loop seal provided between the first fluidized bed and the second fluidized bed of a circulation fluidized device in which particles move between the first fluidized bed and the second fluidized bed,
a downcomer portion provided on the side of the first fluidized bed and serving as a passage through which particles are introduced from the first fluidized bed;
a riser section provided on the second fluidized bed side and serving as a passage through which particles are discharged to the second fluidized bed;
a particle reservoir provided below the riser on the second fluidized bed side;
a blowing port for supplying gas to the particle reservoir;
A loop seal with
本発明によれば、循環流動層において、粒子を安定して効率よく移動させることができる。 According to the present invention, particles can be moved stably and efficiently in a circulating fluidized bed.
以下、図面を参照して実施形態について説明する。実施形態の構成は例示であり、発明の構成は、開示の実施形態の具体的構成に限定されない。発明の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。 Embodiments will be described below with reference to the drawings. The configuration of the embodiment is an example, and the configuration of the invention is not limited to the specific configuration of the disclosed embodiment. In carrying out the invention, a specific configuration according to the embodiment may be adopted as appropriate.
〔実施形態〕
(構成例)
図2は、本実施形態の循環流動装置の構成例を示す図である。図2の循環流動装置10
0は、フィーダ110、入口流動層120、出口流動層130、ループシール140、ガス導入部161、ガス導入部162、仕切り板180を備える。仕切り板180は、入口流動層120と出口流動層130とを仕切る平板である。仕切り板180には、開口部があり、当該開口部にはループシール140が設置される。入口流動層120、出口流動層130、ループシール140、仕切り板180を総称して、循環流動層ともいう。当該循環流動層は、内部循環流動層である。
[Embodiment]
(Configuration example)
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the circulation flow device of this embodiment. Circulating
0 includes a
フィーダ110は、循環流動装置100における処理対象の粒子を、入口流動層120に供給する。供給する粒子の量は、あらかじめ決められた量や、入口流動層120、出口流動層130に存在する粒子の量などに基づいて、決められる。
The
入口流動層120は、フィーダ110から粒子を導入される。入口流動層120は、ループシール140を介して、粒子を出口流動層130に送る。また、入口流動層120は、ガス導入部161から空気などのガスを供給され、入口流動層120内の粒子を流動化する。
Inlet
出口流動層130は、入口流動層120よりループシール140を介して、粒子を供給される。また、出口流動層130は、ガス導入部162から空気などのガスを供給され、出口流動層130内の粒子を流動化する。出口流動層130には、粒子を外部に排出する排出部が設けられてもよい。
Outlet
入口流動層120と出口流動層130との間は、仕切り板180によって仕切られている。入口流動層120、出口流動層130、仕切り板180は、例えば、金属板を加工することによって、形成される。
A partition plate 180 partitions between the inlet
ループシール140は、入口流動層120から粒子を導入され、出口流動層130に当該粒子を排出する。ループシール140には、空気などのガスを吹き込む吹込口が設けられ、粒子の導入、排出を促進する。ループシール140は、ビスなどにより仕切り板180の開口部に固定される。ループシール140の周囲には、仕切り板180に嵌合する凹部が設けられてもよい。ループシール140と仕切り板180とが一体化してもよい。
ガス導入部161は、入口流動層120に空気等のガスを供給し、入口流動層120内の粒子を流動化する。
The
ガス導入部162は、出口流動層130に空気等のガスを供給し、出口流動層130内の粒子を流動化する。
The
図3は、ループシールの詳細を説明する図である。ループシール140は、仕切り板180の開口部を塞ぐ平板141、第1部材143、第2部材144、吹込口147、吹込口148を含む。平板141には、開口部142が設けられ、入口流動層120側と出口流動層130側とが導通する。また、平板141と第1部材143とにより、ダウンカマー部145が形成され、平板141と第2部材144とにより、ライザー部146が形成される。ダウンカマー部145は、開口部142から入口流動層120側に設けられる粒子の通路である。ライザー部146は、開口部142から出口流動層130側に設けられる粒子の通路である。平板141、第1部材143、第2部材144は、例えば、金属、樹脂等によって形成される。
FIG. 3 is a diagram illustrating the details of the loop seal. The
第1部材143、第2部材144は、一体化して1つの部材としてもよい。また、第1部材143、第2部材144が、2以上の部材によって構成されてもよい。 The first member 143 and the second member 144 may be integrated into one member. Also, the first member 143 and the second member 144 may be composed of two or more members.
ダウンカマー部145は、入口流動層120側で、平板141の開口部142から上方に向かって設けられ、上端で粒子を導入できるように開放されている。ダウンカマー部145の通路は、上端から平板の開口部に向かう途中で徐々に細くなっている。また、ライザー部146は、出口流動層130側で、平板141の開口部142から上方に向かって設けられ、上端で粒子を排出できるように開放されている。ダウンカマー部145またはライザー部146には、空気の吹き込み口である吹込口147、吹込口148が設けられる。
The
吹込口147は、ダウンカマー部145の下部に設けられ、横方向に向かって(開口部142の方向に向かって)、ガスを吹き込むことができる。吹込口148は、ライザー部146の底部に設けられ、ライザー部146の上方に向かって、ガスを吹き込むことができる。吹込口147、吹込口148から吹き込まれる空気は、粒子の導入、排出を促進する。吹込口は、ループシール140の他の箇所に設けられてもよい。
The blowing
図4は、ループシールの吹込口にガスを供給するガス供給部の構成例を示す図である。ガス供給部200は、循環流動装置100に含まれてもよいし、循環流動装置100と別個の装置として存在してもよい。ガス供給部200は、電磁弁210、ニードルバルブ220、圧力タンク230、数値制御部240を含む。ループシール140の吹込口147等と電磁弁210は、ガス管等によって導通可能に接続される。電磁弁210とニードルバルブ220とは、ガス管等によって導通可能に接続される。ニードルバルブ220と圧力タンク230とは、ガス管等によって導通可能に接続される。圧力タンク230から排出されるガスは、ニードルバルブ220によって供給量を調整され、電磁弁210によって、供給するタイミングを調整される。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a gas supply unit that supplies gas to the blowing port of the loop seal. The
電磁弁210は、ニードルバルブ220と吹込口147等との間で、弁を開閉することによって、圧力タンク230からのガス(空気など)の吹込口147等への供給を制御する。電磁弁210の弁の開閉は、数値制御部240によって制御される。電磁弁210の弁は、例えば、周期的(パルス的)に開閉される。電磁弁210の弁が開状態のままのとき、ガスは連続的に供給される。電磁弁210とすべての吹込口とが接続されて、すべての吹込口に同時にガスが供給されるようにしてもよいし、電磁弁と各吹込口との間に切替バルブを備え、ガスを供給する吹込口を任意に変更できるようにしてもよい。また、吹込口ごとにガス供給部200が設けられ、吹込口ごとにガスの供給が制御されてもよい。電磁弁210がパルス的に開閉することで、ガスがパルス供給される。ここでは、ガスのパルス供給は、所定時間ガスが供給され、所定時間ガスの供給が停止することを繰り返すことをいう。ガスの供給が開始されガスの供給が停止し次のガスの供給が開始されるまでの時間を1周期とする。パルス供給の周期の逆数がパルス供給の周波数となる。
ニードルバルブ220は、圧力タンク230からのガスの吹込口147等への供給量を制御する。
圧力タンク230は、吹込口147等に供給するガスを排出する。圧力タンク230が排出するガスは、例えば空気である。
The
数値制御部240は、電磁弁210の開閉のタイミングを制御する。数値制御部240は、例えば、コンピュータによって実現される。数値制御部240は、ニードルバルブ220を制御して、ガスの供給量(ガスの流速)を調整してもよい。
数値制御部240は、PC(Personal Computer)、ワークステーション(WS、Work Station)のような専用または汎用のコンピュータ、あるいは、コンピュータを搭載した
電子機器、スマートフォン、携帯電話、タブレット型端末、カーナビゲーション装置、P
DA(Personal Digital Assistant)のような専用または汎用のコンピュータ等を使用して実現可能である。
The
It can be implemented using a dedicated or general-purpose computer such as a DA (Personal Digital Assistant).
図5は、情報処理装置のハードウェア構成例を示す図である。図5に示す情報処理装置は、一般的なコンピュータの構成を有している。数値制御部240は、図5に示すような情報処理装置90によって実現される。図5の情報処理装置90は、プロセッサ91、メモリ92、記憶部93、入力部94、出力部95、通信制御部96を有する。これらは、互いにバスによって接続される。メモリ92及び記憶部93は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体である。情報処理装置のハードウェア構成は、図5に示される例に限らず、適宜構成要素の省略、置換、追加が行われてもよい。
FIG. 5 is a diagram illustrating a hardware configuration example of an information processing apparatus. The information processing apparatus shown in FIG. 5 has the configuration of a general computer.
情報処理装置90は、プロセッサ91が記録媒体に記憶されたプログラムをメモリ92の作業領域にロードして実行し、プログラムの実行を通じて各構成部等が制御されることによって、所定の目的に合致した機能を実現することができる。
The
プロセッサ91は、例えば、CPU(Central Processing Unit)やDSP(Digital Signal Processor)である。
The
メモリ92は、例えば、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)を含む。メモリ92は、主記憶装置とも呼ばれる。
The
記憶部93は、例えば、EPROM(Erasable Programmable ROM)、ハードディスク
ドライブ(HDD、Hard Disk Drive)である。また、記憶部93は、リムーバブルメデ
ィア、即ち可搬記録媒体を含むことができる。リムーバブルメディアは、例えば、USB(Universal Serial Bus)メモリ、あるいは、CD(Compact Disc)やDVD(Digital Versatile Disc)のようなディスク記録媒体である。記憶部93は、二次記憶装置とも呼ばれる。
The
記憶部93は、各種のプログラム、各種のデータ及び各種のテーブルを読み書き自在に記録媒体に格納する。記憶部93には、オペレーティングシステム(Operating System :OS)、各種プログラム、各種テーブル等が格納される。記憶部93に格納される情報は、メモリ92に格納されてもよい。また、メモリ92に格納される情報は、記憶部93に格納されてもよい。
The
オペレーティングシステムは、ソフトウェアとハードウェアとの仲介、メモリ空間の管理、ファイル管理、プロセスやタスクの管理等を行うソフトウェアである。オペレーティングシステムは、通信インタフェースを含む。通信インタフェースは、通信制御部96を介して接続される他の外部装置等とデータのやり取りを行うプログラムである。外部装置等には、例えば、他のコンピュータ、外部記憶装置等が含まれる。 An operating system is software that mediates between software and hardware, manages memory space, manages files, and manages processes and tasks. The operating system includes a communication interface. The communication interface is a program that exchanges data with other external devices connected via the communication control unit 96 . External devices and the like include, for example, other computers, external storage devices, and the like.
入力部94は、キーボード、ポインティングデバイス、ワイヤレスリモコン、タッチパネル等を含む。また、入力部94は、カメラのような映像や画像の入力装置や、マイクロフォンのような音声の入力装置を含むことができる。 The input unit 94 includes a keyboard, pointing device, wireless remote controller, touch panel, and the like. Also, the input unit 94 can include a video or image input device such as a camera, or an audio input device such as a microphone.
出力部95は、LCD(Liquid Crystal Display)、EL(Electroluminescence)パ
ネル、CRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイ、PDP(Plasma Display Panel)等の表示装置、プリンタ等の出力装置を含む。また、出力部95は、スピーカのような音声の出力装置を含むことができる。
The
通信制御部96は、他の装置と接続し、情報処理装置90と他の装置との間の通信を制
御する。通信制御部96は、例えば、LAN(Local Area Network)インタフェースボード、無線通信のための無線通信回路、有線通信のための通信回路である。LANインタフェースボードや無線通信回路は、インターネット等のネットワークに接続される。
The communication control unit 96 connects to another device and controls communication between the
(動作例)
図6は、本実施形態の循環流動装置の動作フローの例を示す図である。循環流動装置100の入口流動層120、出口流動層130には、あらかじめ、所定量の粒子が導入されている。
(Operation example)
FIG. 6 is a diagram showing an example of the operation flow of the circulatory flow device of this embodiment. A predetermined amount of particles is introduced in advance into the inlet
S101では、循環流動装置100のガス導入部161は、入口流動層120の底部からガスを供給して、入口流動層120内の粒子を流動化する。また、ガス導入部162は、出口流動層130の底部からガスを供給して、出口流動層130内の粒子を流動化する。ガスは、例えば、空気である。ガスを供給すると粒子は流動化する。粒子の流動化の状態が安定するまで時間がかかるため、例えば、ガスを供給開始してから2分間待機する。
In S<b>101 , the
S102では、ガス供給部200は、循環流動装置100のループシール140の吹込口147等に、ガス(例えば、空気)を供給する。供給量は、ニードルバルブ220で調整され、供給のタイミングは、数値制御部240によって制御された電磁弁210によって制御される。電磁弁210は、例えば、周期的に弁を開閉することで、周期的にガスを供給する。ガスが供給されると、ガスが供給された吹込口147等からガスが排出される。ガスが排出されると、粒子の入口流動層120から出口流動層130への移動が促進される。
In S<b>102 , the
S103では、フィーダ110は、所定の割合で、入口流動層120に粒子を供給する。S102で、吹込口147等からガスが供給されると、入口流動層120の粒子が減少する。粒子が減少すると、入口流動層120の粒子の高さ(粒子の液面の高さ)が低くなり、出口流動層130に粒子が供給されにくくなるため、フィーダ110により入口流動層120に粒子を供給する。フィーダ110による粒子の供給は、連続的であっても間欠的であってもよい。S102及びS103の動作は、入れ替わっても同時であってもよい。
In S103, the
S104では、循環流動装置100の動作が安定するまで、待機する。ループシール140の吹込口147等へのガスの供給開始直後は、粒子循環速度が安定しないため、しばらく待機する。待機時間は、例えば、6分である。
In S104, the process waits until the operation of the
S105では、循環流動装置100は、ループシール140を通過する粒子の量を測定することにより、粒子循環速度を算出する。粒子の量の測定は、周知の方法が用いられる。粒子の測定方法に限定はない。
At S<b>105 , the
ここで、ループシール140の吹込口147等へのガスの供給の条件、フィーダによる粒子の供給の条件等を変更して、S102以降の動作を繰り返すことで、他の条件における粒子循環速度を算出することができる。条件を変更して粒子循環速度を算出することで、粒子循環速度の変動が小さくなるようなよりよい条件(ガスの供給タイミングなど)を求めることができる。
Here, the conditions for supplying gas to the blowing
(測定結果の例)
ここでは、循環流動装置100による粒子循環速度の測定結果の例を示す。
(Example of measurement results)
Here, an example of the measurement result of the particle circulation speed by the
〈使用粒子〉
図7は、循環流動装置100で使用した粒子の粒径分布の例を示す図である。図7のグ
ラフでは、横軸は使用した粒子の粒径、縦軸は、粒子の割合を示す。ここでは、粒子として、ガラスビーズを使用した。当該粒子の最小流動化速度umfは、0.042m/s、空隙率εは、0.433、粒子真密度ρは、2480kg/m3である。また、平均粒径は、196μmである。
<Particles used>
FIG. 7 is a diagram showing an example of the particle size distribution of particles used in the
〈層高差変化による粒子循環速度の変化の吹込口依存性〉
図8は、層高差変化による粒子循環速度の変化の吹込口依存性の例を示す図である。ここでは、ループシール140にガスを、連続供給した場合と、0.5Hzでパルス供給した場合について比較している。ここでは、吹込口から排出するガスの速度を最小流動化速度umfの8倍(8umf)とした。また、ガスの吹き込み口として、吹込口147、吹込口148を使用した場合についても比較している。連続供給した場合は、パルス供給した場合に比べて、層高差変化による粒子循環速度の変化が大きくなっている。即ち、連続供給の場合、層高差が変化すると、粒子循環速度も大きく変化することを示している。これに対し、パルス供給の場合、連続供給に比べ、値が小さくなっている。即ち、パルス供給の場合、層高差が変化しても、粒子循環速度が大きく変化しないことを示している。また、パルス供給において、吹込口148を使用した場合、層高差変化による粒子循環速度の変化は、吹込口147を使用した場合と同程度である。吹込口147から吹き込む空気は、吹込口147から空気を吹き込む方向の先の壁の影響などにより、ライザー部146の方向のみならずダウンカマー部145の方向にも流れるおそれがある。ダウンカマー部145の方向に空気が流れると粒子が逆流する。一方、吹込口148から吹き込む空気は、ダウンカマー部145にはほとんど流れない。よって、吹込口148を使用することがより好ましい。
<Dependence of change in particle circulation speed due to change in layer height on inlet>
FIG. 8 is a diagram showing an example of dependence of changes in particle circulation speed due to changes in bed height on the blow port. Here, a comparison is made between the case where the gas is continuously supplied to the
〈層高差変化による粒子循環速度の変化のガス速度依存性〉
図9は、層高差変化による粒子循環速度の変化のガス速度依存性の例を示す図である。ここでは、ループシール140にガスを、連続供給した場合と、0.5Hzでパルス供給した場合について比較している。ここでは、吹込口148を使用した。連続供給した場合は、パルス供給した場合に比べて、層高差変化による粒子循環速度の変化が大きくなっている。また、パルス供給において、ガス速度を2umfとした場合に、層高差変化による粒子循環速度の変化が最も小さくなっている。
<Gas velocity dependence of change in particle circulation velocity due to change in layer height>
FIG. 9 is a diagram showing an example of gas velocity dependence of changes in particle circulation velocity due to changes in bed height. Here, a comparison is made between the case where the gas is continuously supplied to the
〈層高差変化による粒子循環速度の変化の、ガス供給の周波数依存性〉
図10は、層高差変化による粒子循環速度の変化のガス供給の周波数依存性の例を示す図である。ここでは、ループシール140にガスを、連続供給した場合と、パルス供給した場合について比較している。ここでは、吹込口148を使用した。ここでは、吹込口から排出するガスの速度を最小流動化速度umfの8倍(8umf)とした。パルス供給の場合、パルス供給の周波数を、1.0Hz、0.5Hz、0.25Hz、0.1Hzと変化させた。パルス供給の周波数が低いほど、層高差変化による粒子循環速度の変化が小さくなっていることが分かる。粒子循環速度の変動を抑制するために、パルス供給の周波数を、0.5Hz以下にすることが好ましい。
<Frequency dependence of gas supply for change in particle circulation velocity due to change in layer height>
FIG. 10 is a diagram showing an example of gas supply frequency dependence of changes in particle circulation velocity due to changes in bed height. Here, the case of continuous gas supply to the
〈粒子循環速度の層高差依存性〉
図11は、粒子循環速度の層高差依存性を示す図である。ここでは、ループシール140にガスを、連続供給した場合と、パルス供給した場合について比較している。ここでは、吹込口148を使用した。ここでは、吹込口から排出するガスの速度を最小流動化速度umfの8倍(8umf)とした。パルス供給の場合、周波数を0.5Hzとした。連続供給に比べ、パルス供給の方が、層高差の変化に対する粒子循環速度の変化が小さいことが分かる。即ち、パルス供給の方が、粒子循環速度の変動が小さくなることが分かる。
<Dependence of particle circulation velocity on layer height difference>
FIG. 11 is a diagram showing layer height difference dependency of particle circulation velocity. Here, the case of continuous gas supply to the
〈まとめ〉
以上から、ループシール140にガスを供給する際、連続供給するよりも、パルス供給することで、粒子循環速度が安定することが分かる。よって、循環流動装置100において、ループシール140にガスをパルス供給することが望ましい。
<summary>
From the above, it can be seen that when the gas is supplied to the
(変形例)
図12は、ループシールの変形例を説明する図である。図12のループシール340は、循環流動装置100において、ループシール140の代わりに使用される。ループシール340は、仕切り板180の開口部を塞ぐ平板341、第1部材343、吹込口347、吹込口348を含む。平板341には、開口部342が設けられ、入口流動層120側と出口流動層130側とが導通する。また、平板341と第1部材343とにより、ダウンカマー部345、ライザー部346、粒子溜まり部350が形成される。ダウンカマー部345は、開口部342から入口流動層120側に設けられる粒子の通路である。ライザー部346は、開口部342から出口流動層130側に設けられる粒子の通路である。粒子溜まり部350は、ライザー部346の下方に設けられる。平板341、第1部材343、例えば、金属、樹脂等によって形成される。第1部材343は、2以上の部材によって構成されてもよい。
(Modification)
FIG. 12 is a diagram for explaining a modification of the loop seal. A
ダウンカマー部345は、入口流動層120側で、平板341の開口部342から上方に向かって設けられ、上端で粒子を導入できるように開放されている。ダウンカマー部345の通路は、上端から平板の開口部に向かう途中で徐々に細くなっている。ダウンカマー部345には、空気の吹き込み口である吹込口347が設けられる。
The
ライザー部346は、出口流動層130側で、平板341の開口部342から上方に向かって設けられ、上端で粒子を排出できるように開放されている。ライザー部346の下部には、粒子溜まり部350が設けられる。
The
粒子溜まり部350は、出口流動層130側で、平板341の開口部342から上方に向かって設けられるライザー部346の下部に下方に向かって設けられる。粒子溜まり部350には、ライザー部346内で上昇しなかった粒子が溜まる。粒子溜まり部350の下部には、空気の吹き込み口である吹込口348が設けられる。
The
吹込口347は、ダウンカマー部345の下部に設けられ、横方向に向かって(開口部342の方向に向かって)、ガスを吹き込むことができる。吹込口348は、粒子溜まり部350の下部に設けられ、横方向に向かって、ガスを吹き込むことができる。吹込口347、吹込口348から吹き込まれる空気は、粒子の導入、排出を促進する。吹込口は、ループシール340の他の箇所に設けられてもよい。例えば、吹込口が、吹込口148と同様に、粒子溜まり部350の底部に設けられ、粒子溜まり部350、ライザー部346の上方に向かって、ガスを吹き込むようにしてもよい。
The blowing
(変形例の測定結果の例)
〈粒子循環速度の層高差依存性〉
図13は、粒子循環速度の層高差依存性を示す図である。ここでは、ループシール140の吹込口148、ループシール340の吹込口348にガスをパルス供給した場合について比較している。ここでは、吹込口から排出するガスの速度を最小流動化速度umfの8倍(8umf)とした。パルス供給の周波数を0.5Hzとした。ループシール140に比べ、ループシール340の方が、粒子循環速度が大きくなっていることが分かる。即ち、粒子溜まり部350を有するループシール340の方が、粒子を効率よく移動させることができる。よって、ループシール340の吹込口348を使用することがより望ましい。なお、出口流動層の粒子の高さがライザー部346の上端に達しない場合には、出口流動層の粒子の高さを、ライザー部346における粒子の高さ(出口流動層の下端からの
高さ)としている。
(Example of measurement result of modified example)
<Dependence of particle circulation velocity on layer height difference>
FIG. 13 is a diagram showing layer height difference dependency of particle circulation velocity. Here, a comparison is made for the case where the gas is pulse-supplied to the blowing
〈層高差変化による粒子循環速度の変化の、ガス供給のパルス幅依存性〉
図14は、層高差変化による粒子循環速度の変化のガス供給のパルス幅依存性の例を示す図である。ここでは、ループシール340の吹込口348にガスを連続供給、パルス幅を変えてパルス供給した場合について比較している。ここでは、吹込口から排出するガスの速度を最小流動化速度umfの8倍(8umf)とした。パルス供給の場合、パルス供給の周波数を0.5Hz(周期2s)とした。パルス供給の場合、1周期でガスを供給する時間(パルス幅)を、1s、0.5s、0.3sと変化させた。パルス供給のパルス幅が小さいほど、層高差変化による粒子循環速度の変化が小さくなっていることが分かる。粒子循環速度の変動を抑制するために、パルス供給のパルス幅を、0.3s以下にすることが好ましい。
<Pulse width dependence of gas supply for change in particle circulation velocity due to change in bed height>
FIG. 14 is a diagram showing an example of pulse width dependence of gas supply for changes in particle circulation velocity due to changes in bed height. Here, the case where the gas is continuously supplied to the blowing
(実施形態の作用、効果)
循環流動装置100は、入口流動層120の粒子を、ループシール140(またはループシール340)を介して、出口流動層130に移動する。ループシール140(またはループシール340)にガスがパルス供給(周期的に供給)されることで、循環流動装置100における粒子循環速度の変動を、ガスの連続供給に比べ、抑えることができる。また、ループシール340のようにライザー部346の下方に粒子溜まり部350を設けることで、循環流動装置100における粒子循環速度をより大きくすることができる。粒子溜まり部350を設けることにより、入口流動層120と出口流動層130との間で粒子の移動をより効率よく行うことができる。
(Action and effect of embodiment)
The
以上の実施形態、変形例は、可能な限りこれらを組み合わせて実施され得る。 The above embodiments and modifications can be implemented in combination as much as possible.
90 :情報処理装置
91 :プロセッサ
92 :メモリ
93 :記憶部
94 :入力部
95 :出力部
96 :通信制御部
100 :循環流動装置
110 :フィーダ
120 :入口流動層
130 :出口流動層
140 :ループシール
141 :平板
142 :開口部
143 :第1部材
144 :第2部材
145 :ダウンカマー部
146 :ライザー部
147 :吹込口
148 :吹込口
161 :ガス導入部
162 :ガス導入部
180 :仕切り板
200 :ガス供給部
210 :電磁弁
220 :ニードルバルブ
230 :圧力タンク
240 :数値制御部
340 :ループシール
341 :平板
342 :開口部
343 :第1部材
345 :ダウンカマー部
346 :ライザー部
347 :吹込口
348 :吹込口
350 :粒子溜まり部
90: information processing device
91: Processor
92: Memory
93: storage unit
94: input section
95: output section
96: Communication control unit
100: circulation flow device
110: Feeder
120: inlet fluidized bed
130: outlet fluidized bed
140: Loop seal
141: flat plate
142: opening
143: first member
144: second member
145: Downcomer part
146: Riser part
147: Inlet
148: Inlet
161: Gas introduction part
162: Gas introduction part
180: Partition plate
200: gas supply unit
210: Solenoid valve
220: Needle valve
230: pressure tank
240: Numerical controller
340: Loop seal
341: flat plate
342: opening
343: first member
345: Downcomer part
346: Riser part
347: Inlet
348: Inlet
350: Particle reservoir
Claims (2)
前記第1流動層と前記第2流動層との間に設けられるループシールであって、前記第1流動層側に設けられ、前記第1流動層から粒子が導入される通路であるダウンカマー部と、前記第2流動層側に設けられ、前記第2流動層に粒子が排出される通路であるライザー部と、前記第2流動層側であり前記ライザー部の下方に設けられる粒子溜まり部と、前記粒子溜まり部にガスを供給する吹込口とを備える前記ループシールの前記粒子溜まり部に、前記吹込口から前記粒子の移動を促進するために供給されるガスを周期的に供給し、
前記ループシールの前記吹込口に周期的に供給されるガスの周波数は、0.5Hz以下である、
循環流動装置の動作方法。 A method of operating a circulatory flow device in which particles move between a first fluidized bed and a second fluidized bed, comprising:
A loop seal provided between the first fluidized bed and the second fluidized bed , the downcomer portion being provided on the side of the first fluidized bed and serving as a passage through which particles are introduced from the first fluidized bed. a riser section provided on the second fluidized bed side and serving as a passage through which particles are discharged to the second fluidized bed; and a particle reservoir section provided on the second fluidized bed side and below the riser section. and a blowing port for supplying gas to the particle collecting portion, periodically supplying gas supplied from the blowing port to the particle reservoir portion of the loop seal to promote movement of the particles ,
The frequency of the gas periodically supplied to the blowing port of the loop seal is 0.5 Hz or less.
A method of operating a circulating flow device.
前記第1流動層側に設けられ、前記第1流動層から粒子が導入される通路であるダウンカマー部と、
前記第2流動層側に設けられ、前記第2流動層に粒子が排出される通路であるライザー部と、
前記第2流動層側であり前記ライザー部の下方に設けられる粒子溜まり部と、
前記粒子溜まり部に前記粒子の移動を促進するためにガスを周期的に供給する吹込口とを備え、
前記粒子溜まり部に周期的に供給されるガスの周波数は、0.5Hz以下である、
ループシール。 A loop seal provided between the first fluidized bed and the second fluidized bed of a circulation fluidized device in which particles move between the first fluidized bed and the second fluidized bed,
a downcomer portion provided on the side of the first fluidized bed and serving as a passage through which particles are introduced from the first fluidized bed;
a riser section provided on the second fluidized bed side and serving as a passage through which particles are discharged to the second fluidized bed;
a particle reservoir provided below the riser on the second fluidized bed side;
a blowing port for periodically supplying a gas to the particle reservoir to promote movement of the particles ;
The frequency of the gas periodically supplied to the particle reservoir is 0.5 Hz or less.
loop seal.
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