专利名称：流动层装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种流动层装置，其在流动层容器内部借助气体形成流动介质的流动层。
背景技术：
一般而言，在流动层容器内部借助气体而形成流动介质的流动层的流动层装置广泛地用于下述装置向高温的流动介质(硅砂、石灰石等)的流动层中投入煤、生物量、轮胎碎片等的原料而生成气化气体的气化设备的气化炉、进行作为流动介质的粒子的干燥的干燥炉、或者在作为流动介质的粒子的表面进行涂层的涂层装置等。在上述流动层装置中，对于气化等的化学反应、或者粒子的干燥、涂层等的物理处理，在流动层体积一定的条件下，被投入到流动层装置内而向外部进行排出的流动介质的滞留时间能延续多久变得非常重要。以往，作为表示例如在流动反应装置内下部的气体分散板上利用分隔板形成流路、能够调节流动化的原料粒子的滞留时间的流动层反应装置的文献，有专利文献1，此外， 作为表示利用分隔壁将预备还原炉的分散板上的空间分隔为多个区域、令矿石等的流动介质的炉内滞留时间增大的流动层炉的文献，有专利文献2。专利文献1 日本特开平11-108561号公报专利文献2 日本特开平9-14853号公报
但是，对于上述专利文献1、2所示的装置，都是以在流动层容器内配置分隔件从而有效地利用流动层体积为基础的，流动层装置的结构变得复杂，存在配置于上述流动层容器内的分隔件的磨耗严重的问题，此外，特别是在高温情况下，分隔件的磨耗变得更加剧烈， 所以作为该分隔件必须使用高级材料，存在成本升高的问题。进而，为了实现流动层装置的结构的简单化，考虑例如不在流动层容器内配置分隔件的方法，但是此时，在具有长方体形状的流动层容器内部的四角部产生流动介质不流动的空间即死区，存在流动介质的滞留时间变短的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而提出的，提供一种流动层装置，无需在流动层容器内设置分隔件，令结构简单化，消除磨耗以及成本方面的问题，实现流动层容器内的流动介质的流动速度的均一化，并且能够消除死区，能够实现流动介质的滞留时间的延长。本发明为一种流动层装置，在流动层容器内部借助气体形成流动介质的流动层， 其特征在于，令与上述流动层容器的流动介质的流通方向上游侧端部连接的投入喷嘴的投入口的宽度与流动层的宽度相等，并且，令与上述流动层容器的流动介质的流通方向下游侧端部连接的抽出喷嘴的抽出口的宽度与流动层的宽度相等。根据上述方式，能够得到以下的作用。流动介质为下述形式借助投入喷嘴而从宽度与流动层的宽度相等的投入口被投入到流动层容器内，在该流动层容器内向抽出喷嘴侧流动，借助该抽出喷嘴，从宽度与流动层的宽度相等的抽出口被抽出，从而流动介质的流动速度变得均一且没有死区，即便没有分隔件也能延长流动介质的滞留时间，流动层装置的结构不会变得复杂，无需在上述流动层容器中配置分隔件，因此特别是在高温情况下也无需担心分隔件的磨耗，无需作为该分隔件而使用高级材料，能够避免成本上升。在上述流动层装置中，能够令上述投入喷嘴为其宽度从导入端口向投入口逐渐增加的形状，并且在上述投入喷嘴中配设区划板，所述区划板将该投入喷嘴内部在其宽度方向上区划为多个流通路，并且，令上述抽出喷嘴为其宽度从抽出口向导出端口逐渐减小的形状，这样一来，特别是上述流动层容器的宽度大的情况下，被投入的流动介质不会偏置于流动层容器的宽度方向的一部分而被投入，能够将流动介质更为均一地投入并可靠地抽出，因此更为有效。根据本发明的流动层装置能够实现下述优异的效果无需在流动层容器内设置分隔件，令结构简单化，消除磨耗以及成本方面的问题，并且能够实现流动层容器内的流动介质的流动速度的均一化，并且能够消除死区，能够实现流动介质的滞留时间的延长。
图1是表示本发明的流动层装置的实施例的概略立体图。图2是表示本发明的流动层装置的实施例的投入喷嘴的立体图。图3a是本发明的流动层装置的实施例的流动层容器内的流动介质的流动速度分布图。图北是以往例的流动层容器内的流动介质的流动速度分布图。图4是在本发明的实施例与以往例之间对在流动层容器内累积的流动介质的滞留时间进行比较的线图。
具体实施例方式以下，参照
本发明的实施例。图1 图4是本发明的流动层装置的实施例，流动层装置3为，在具有长方体形状的流动层容器1内部借助气体形成流动介质的流动层2，其中，令连接于流动层容器1的长度方向的流动介质的流通方向上游侧端部的投入喷嘴4的投入口如的宽度与流动层2的宽度相等，并且，令连接于上述流动层容器1的长度方向中的流动介质的流通方向下游侧端部的抽出喷嘴5的抽出口 fe的宽度与流动层2的宽度相等。在本实施例的情况下，上述投入喷嘴4为其宽度从导入端口 4b向投入口如逐渐增加的形状，并且，在上述投入喷嘴4中，如图2所示，配设区划板4d，所述区划板4d将该投入喷嘴4内部在其宽度方向上区划为多个流通路如，并且，令上述抽出喷嘴5为其宽度从抽出口 fe向导出端口 5d逐渐减少的形状。接着，说明上述实施例的作用。流动介质为下述形式借助投入喷嘴4从其宽度与流动层2的宽度相等的投入口如被投入到流动层容器1内，在该流动层容器1内以宽度完全扩开的状态向抽出喷嘴5侧流动，借助该抽出喷嘴5，从其宽度与流动层2的宽度相等的抽出口如被抽出。因此，流动介质的流动速度变得均一，且没有死区(具有长方体形状的流动层容器1内部中的四角部处可能产生的流动介质不流动的空间)(参照图北的符号D)，即便没有分隔件也能够延长流动介质的滞留时间，流动层装置3的结构不会变得复杂，无需在上述流动层容器1内配置分隔件，所以即便是特别是在高温的情况下，也无需担心分隔件的磨耗，无需作为该分隔件使用高级材料，能够避免成本升高。进而，上述投入喷嘴4为其宽度从导入端口 4b向投入口如逐渐增加的形状，且在上述投入喷嘴4中配设有区划板4d，所述区划板4d将该投入口 4内部在其宽度方向上区划为多个流通路4c，并且，上述抽出喷嘴5为其宽度从抽出口 fe向导出端口恥逐渐减少的形状，所以，上述流动介质借助投入喷嘴4从其宽度与流动层2的宽度相等的投入口如被向流动层容器1内投入时，上述流动介质以被分配到多个流通路4c的形式流通，所以特别是在上述流动层容器1的宽度广时，被投入的流动介质不会偏置于流动层容器1的宽度方向中的一部分地被投入，能够更为均一地投入流动介质并且可靠地进行抽出，因此是有效的。在此，使用下述的二维对流-扩散模型进行模拟计算，计算流动层2中的流动介质的滞留时间。在进行计算时，以二维(从上看的方向)模型表现实际的三维的流动层2，层高方向的变化以平均值进行表示。此外，令实际的流动介质和作为流动化气体的气体的二相流为一相流模型，流动介质的粘性由下述式1计算。[式1] 粘性计算式
其中，
μ s 流动介质相粘度[Pa · S]
dp 流动介质的粒径[m]
Pp:流动介质的真密度[m3]
ε :流动层2的空隙率
ε min 流动层2的空隙率的最小值 0. 4
此外，在使用二维对流-扩散模型的模拟计算中，作为用于跟踪其动作的标示物的流动介质的粒子的运动为，随着流动介质的流动的“对流”、和借助作为流动化气体的气体的气泡的动作而流动介质被搅拌而扩开的“扩散”，扩散系数由下述式2计算。
式 2]
扩散系数计算式
权利要求
1.一种流动层装置，在流动层容器内部借助气体形成流动介质的流动层，其特征在于， 令与上述流动层容器的流动介质的流通方向上游侧端部连接的投入喷嘴的投入口的宽度与流动层的宽度相等，并且，令与上述流动层容器的流动介质的流通方向下游侧端部连接的抽出喷嘴的抽出口的宽度与流动层的宽度相等。
2.如权利要求1所述的流动层装置，其特征在于，令上述投入喷嘴为宽度从导入端口向投入口逐渐增加的形状，并且在上述投入喷嘴中配设区划板，所述区划板将该投入喷嘴内部在其宽度方向上区划为多个流通路，并且，令上述抽出喷嘴为宽度从抽出口向导出端口逐渐减少的形状。
全文摘要
提供一种流动层装置(3)，在流动层容器(1)内部借助气体形成流动介质的流动层(2)，令与流动层容器(1)的长度方向的流动介质的流通方向上游侧端部连接的投入喷嘴(4)的投入口(4a)的宽度与流动层(2)的宽度相等，并且，令与上述流动层容器(1)的长度方向的流动介质的流通方向下游侧端部连接的抽出喷嘴(5)的抽出口(5a)的宽度与流动层(2)的宽度相等。
文档编号B01J2/00GK102215947SQ20098014556
公开日2011年10月12日 申请日期2009年10月26日 优先权日2008年11月17日
发明者刘志宏, 须田俊之 申请人:株式会社 Ihi