JP2002349821A

JP2002349821A - 固体燃料の燃焼装置と燃焼方法及び微粉炭ボイラの改造方法

Info

Publication number: JP2002349821A
Application number: JP2001161589A
Authority: JP
Inventors: Hirofumi Okazaki; 洋文岡崎; Masayuki Taniguchi; 正行谷口; Kenji Yamamoto; 研二山本; Shunichi Tsumura; 俊一津村; Yoshitaka Takahashi; 芳孝高橋
Original assignee: Babcock Hitachi KK; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2001-05-30
Filing date: 2001-05-30
Publication date: 2002-12-04

Abstract

(57)【要約】【課題】固形廃棄物やバイオマスなどの塩化物を多く含
む固体燃料と石炭を混焼する方法及び装置において、伝
熱管の腐食を防ぎ、かつ、燃焼ガス温度を高め、燃焼装
置から回収できる熱エネルギーを増やす。また、微粉炭
ボイラを前記固体燃料との混焼に適したボイラに改造す
る。【解決手段】固形廃棄物やバイオマスのごとき固体燃料
を、燃料装置１０下部（上流側）に設けた流動層１１
で、脱塩に適した８００℃以下の温度下で燃焼させる。
石炭のように塩化物を多く含まない燃料は燃焼炉上部
（下流側）の粉体燃焼部１２で燃焼させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、都市ごみなどの固
形廃棄物や木材や木屑などのバイオマスに代表される、
塩素系化合物を含む固体燃料と石炭を混合燃焼するのに
適した燃焼装置と燃焼方法、及び微粉炭ボイラを前記固
体燃料との混合燃焼に適した燃焼装置に改造する方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】固形廃棄物は、家庭ごみ，事業所ごみ，
地方自治体及び事業所の浄化槽汚泥，工場で処理された
有機成分を含む廃棄物、例えば梱包材，古タイヤ，廃ケ
ーブル，廃プラスチック材，廃基板材等、多種多様であ
る。これらの固形廃棄物は塩素化合物を含み、燃焼によ
り塩化水素（ＨＣｌ）が発生する。塩化水素は伝熱管な
どを腐食する。この塩化水素を除去する方法として例え
ば、特公昭60-25179号公報には、燃焼させた後の排ガス
中に生石灰（ＣａＯ）や消石灰(Ｃａ(ＯＨ)₂）を噴霧
し、塩化カルシウム(ＣａＣｌ₂）にして、フィルターで
捕集する方法が示される。脱塩剤として石灰石(ＣａＣ
Ｏ₃）を用いることもよく知られている。

【０００３】脱塩剤には、アルカリ金属（Ｎａ，Ｋ，Ｌ
ｉ等）の酸化物又は炭酸塩，アルカリ土類金属の酸化物
又は炭酸塩が用いられる。一般的にはアルカリ土類金属
の化合物である石灰石や消石灰，生石灰が使用される。
カルシウム化合物などの脱塩剤の最適な反応温度は４５
０〜６５０℃であり、高温になると塩化カルシウムなど
の脱塩後の生成物は分解し、塩素がガスとして放出され
てしまう。このため、脱塩に適した燃焼方法として約８
００℃以下で安定燃焼が可能な流動層燃焼が主流であ
る。

【０００４】また、木材，モミ殻などに代表されるバイ
オマスは、自然エネルギーを利用した再生燃料のため、
地球上の炭酸ガス量の抑制が可能な燃料として注目され
ている。しかし、バイオマスは塩化物などのハロゲン類
を石炭よりも多く含んでいる。このため、石炭の代替燃
料とする場合、塩素や臭素，フッ素などのハロゲン元素
の固定化が課題となる。また、バイオマス燃料は季節毎
の供給量が異なるため、一定の発電量を得るには石炭と
の混合燃焼（以下、混焼という）が望ましい。この場
合、石炭と同じバーナからバイオマスを供給する方法が
一般的である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術では、
固形廃棄物とバイオマスの少なくとも一方からなる固体
燃料と石炭とを混焼する場合に流動層燃焼を用いると、
燃焼ガスの温度は約800℃以下と低いため、熱回収で得
られる蒸気温度は低く、熱効率を上げることが出来な
い。また、通常の石炭燃焼で用いられる粉体燃焼（浮遊
燃焼）方式で前記の固体燃料と石炭を混焼すると、燃焼
ガスの温度は１２００℃以上とできるため熱効率は上が
る。しかし、固形廃棄物やバイオマスに含まれる塩化物
などのハロゲン化物質から塩素などのハロゲン元素がガ
ス中に放出される。塩素等のハロゲン元素は塩化水素な
どの形で伝熱管を腐食する問題点がある。燃焼ガス中の
塩化水素濃度を抑制するには、例えば、バイオマスと石
炭との混焼の場合、発熱量中のバイオマスの割合を５〜
１０％以下に制限する必要がある。

【０００６】本発明の目的は、固形廃棄物とバイオマス
の少なくとも一方からなる固体燃料と石炭を混焼するに
あたり、固形廃棄物やバイオマスに含まれる塩化物など
のハロゲン化物質を固定化し、かつ、伝熱管の腐食を低
減し、かつ、燃焼装置から熱エネルギーを蒸気として得
るにあたり、伝熱管周囲の燃焼ガスの温度を高め、熱効
率を高めることができる燃焼装置及び燃焼方法を提供す
ることにある。

【０００７】さらに、本発明の他の目的は、前記流動層
燃焼部や粉体燃焼部での未燃分やダイオキシン類の発生
を抑制する燃焼方法を提供することにある。

【０００８】さらに、本発明の他の目的は、微粉炭ボイ
ラを固形廃棄物とバイオマスの少なくとも一方からなる
固体燃料と微粉炭との混合燃焼が可能なボイラに改造す
るに際し、固形廃棄物やバイオマスに含まれる塩化物な
どのハロゲン化物質を固定化し、かつ、伝熱管の腐食を
低減し、かつ、燃焼装置から熱エネルギーを蒸気として
得るにあたり、伝熱管周囲の燃焼ガスの温度を高め、熱
効率を高めることができるボイラへの改造方法を提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の燃焼装置は、固
形廃棄物とバイオマスの少なくとも一方からなる固体燃
料の流動層燃焼部と、前記流動層燃焼部の下流側に設け
られ、前記流動層燃焼部の燃焼ガスが流入する微粉炭の
粉体燃焼部と、前記粉体燃焼部の下流側に設けられ、前
記粉体燃焼部の燃焼ガスが流入する熱回収部とを有する
ことを特徴とする。

【００１０】固形廃棄物やバイオマスなどに多く含まれ
る塩化物は、流動層燃焼により低い温度で燃焼する。こ
の際、流動層燃焼の下流側に設けられる微粉炭の粉体燃
焼部で生成する石炭灰に含まれるアルカリ金属やアルカ
リ土類金属の酸化物や流動層内に供給される脱塩剤によ
り、塩化物は脱塩されて粒子として流動層から系外に排
出される。このため、流動層燃焼で発生する燃焼ガスに
含まれる塩素などのハロゲン元素は少ない。さらに、石
炭のように塩化物を多く含まない燃料は燃焼炉上部（下
流側）で粉体燃焼させる。粉体燃焼では流動層燃焼より
も熱負荷を高くできるため燃焼ガスの温度は高くなる
（通常、１２００℃以上）。このため、熱回収部の伝熱
管の蒸気温度を高め、熱エネルギーの回収量を増すこと
が出来る。

【００１１】また、本発明の燃焼装置は、前記流動層燃
焼部と粉体燃焼部の間に、粉体と燃焼ガスを分離する分
離器を設けても良い。

【００１２】流動層内では、脱塩反応によりアルカリ金
属やアルカリ土類金属の塩化物（例えばＣａＣｌ₂ ）の
形で固定された塩素は、細かな粉体となる。分離器を設
けることで、脱塩反応により生成した粉体は流動層内か
ら粉体燃焼部に流出しにくくなる。このため、脱塩され
た塩素が粉体燃焼部で再分解し、伝熱管の腐食を引き起
こす危険性は小さくなる。

【００１３】さらに、本発明の燃焼装置は前記粉体燃焼
部の下流側に空気を供給する空気投入口を有するもので
も良い。粉体燃焼用のバーナと空気投入口から段階的に
空気を投入することで、粉体燃焼部の前半部分では空気
不足の還元状態で燃焼させることが出来る。空気不足の
燃焼では、燃料や空気中の窒素の反応で生成する窒素酸
化物は窒素に還元されるので、燃焼装置出口での窒素酸
化物の量を低減できる。なお、粉体燃焼部の後段では空
気投入口からの空気で完全燃焼し、未燃分やダイオキシ
ン類の低減を図ることが重要である。

【００１４】また、本発明に係る固形廃棄物の燃焼装置
では、前記流動層燃焼部の流動層内の温度を８００℃以
下に調整することが望ましい。前記脱塩剤はアルカリ金
属（Ｎａ，Ｋ，Ｌｉ等）の酸化物又は炭酸塩，アルカリ
土類金属の酸化物又は炭酸塩が用いられる。一般的には
アルカリ土類金属の化合物である石灰石や消石灰，生石
灰が使用される。カルシウム化合物などの脱塩剤の最適
な反応温度は４５０〜６５０℃であり、高温になると塩
化カルシウムなどの脱塩後の生成物は分解し、塩素など
はガスとして放出されてしまう。このため、燃焼速度を
高め、かつ、塩素などのハロゲン元素固定のため、流動
層内の温度を８００℃以下にする必要が生じる。

【００１５】流動層内の温度を低減する方法としては、
前記燃焼装置の熱交換部の下流から燃焼ガスの一部を引
き戻し、流動層燃焼部に供給する方法や、前記流動層燃
焼部と外部とを循環する流動媒体の流路に、流動媒体を
冷却する冷却部を設ける方法がある。

【００１６】また、燃焼装置内での燃焼状態の変動によ
る未燃分の放出を抑制するため、前記粉体燃焼工程に供
給する空気量を前記粉体燃焼工程で生成される火炎の温
度，輝度，形状のいずれかの計測結果に基づき調整する
ことも可能である。粉体燃焼部でバーナから噴出する燃
料は燃焼炉下部の流動層で生成する燃焼ガス雰囲気下で
燃焼する。このため、バーナから燃料及び空気を一定量
で噴出させても、流動層の燃焼ガスの酸素濃度変動によ
り、火炎内の温度や輝度は変動する。この温度変動や輝
度変動を捉えることで、流動層での燃焼状態の変動を捉
え、その結果に基づき、前記粉体燃焼工程に供給する空
気量を調整することで、燃焼装置出口での酸素濃度の変
化や未燃分の放出を抑制することが出来る。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面と共に
説明する。（第１の実施の形態）図１は本発明に係わる第１の実施
の形態を示す燃焼装置の概略図である。

【００１８】燃焼装置１０は、底部に流動層燃焼部１１
を、上部に粉体燃焼部１２を備えている。１３は流動層
１１に燃焼用空気を送り込む空気投入口、１４は流動層
１１の燃焼灰や流動媒体抜き出し用の排出管、１５は流
動層１１の燃料投入口、１６は脱塩剤や流動媒体の投入
口である。なお、流動層１１の燃料投入口１５と脱塩剤
や流動媒体の投入口１６は同一の投入口としてもかまわ
ない。１７は粉体燃焼用のバーナ、１８は燃焼用空気投
入口、１９は燃焼装置上部に設けられた伝熱管である。
伝熱管では内部に水、または蒸気を通し、蒸気タービン
（図示せず）で燃焼ガスの熱エネルギーを回収する。燃
料は固形廃棄物やバイオマスなどの塩化物を含む燃料ホ
ッパ２０と石炭用の燃料ホッパ２１とに分かれる。塩化
物を含む燃料は燃料ホッパ２０から燃料供給器２２を介
し、燃料投入口１５から供給される。流動層燃焼部１１
には燃料のほか、流動媒体や脱塩剤がホッパ２３から供
給される。流動媒体には砂などが用いられ、脱塩剤とし
てはアルカリ金属（Ｎａ，Ｋ，Ｌｉ等）の酸化物又は炭
酸塩，アルカリ土類金属の酸化物又は炭酸塩が用いられ
る。一般的にはアルカリ土類金属の化合物である石灰石
や消石灰，生石灰が使用される。流動層下部の排出管１
４には流動媒体と燃焼灰、燃料中の塩化物を分離する分
離器２４が接続され、流動媒体や未反応の脱塩剤は回収
され、再び投入口１６から流動層に供給される。

【００１９】石炭は燃料ホッパ２１から燃料供給器２
５，粉砕器２６を介し粉体燃焼用バーナ１７から燃焼用
空気の一部と共に燃焼炉内に投入される。燃焼用空気は
供給ブロア２７から流動層下部の空気投入口１３，燃焼
炉上部の粉体燃焼用バーナ１７と空気投入口１８を経て
燃焼炉内へ投入される。通常、燃焼用空気は燃焼炉全体
で燃料の完全燃焼に必要な空気量の１.２〜２倍の量が
投入される。また、図２に示されるように燃焼用空気の
うち空気投入口１８を省略し、供給ブロア２７から流動
層下部の空気投入口１３と燃焼炉上部の粉体燃焼用バー
ナ１７を経て炉内へ投入することも可能である。

【００２０】本実施例において、燃焼炉下部の流動層１
１では投入口１５から供給する燃料を温度８００℃以下
で燃焼させる。また、燃焼炉上部の粉体燃焼部１２に設
けたバーナ１７から供給する燃料は１２００℃程度の流
動層よりも高い温度で燃焼させる。また、流動層１１に
供給する燃料には塩化物が多く含まれる都市ごみなどの
固形廃棄物、もしくは木屑，木材，もみ殻などのバイオ
マスを用い、バーナ１７から投入する燃料には石炭など
の塩化物を多く含まない燃料を用いることを特徴とす
る。

【００２１】固形廃棄物やバイオマスなどに多く含まれ
る塩化物は塩素としてガス中に放出される。この塩素は
塩化水素の形で伝熱管を腐食する問題点がある。このた
め、燃焼ガス中の塩化水素濃度を抑制するため、例え
ば、バイオマスと石炭との混焼の場合、発熱量中のバイ
オマスの割合を５〜１０％以下に制限する必要がある。
一方、塩化水素を燃料中から除去する方法として、脱塩
剤を用いる方法がある。脱塩剤には、アルカリ金属（Ｎ
ａ，Ｋ，Ｌｉ等）の酸化物又は炭酸塩，アルカリ土類金
属の酸化物又は炭酸塩が用いられる。一般的にはアルカ
リ土類金属の化合物である石灰石や消石灰，生石灰が使
用される。カルシウム化合物などの脱塩剤の最適な反応
温度は４５０〜６５０℃であり、高温になると塩化カル
シウムなどの脱塩後の生成物は分解し、塩素がガスとし
て放出されてしまう。このため、脱塩に適した燃焼方法
として約８００℃以下で安定燃焼が可能な流動層燃焼が
主流である。このとき、燃焼ガスの温度が約８００℃以
下と低いため、燃焼ガスの熱エネルギーを蒸気として回
収する場合、蒸気温度が低くなり熱効率が低くなる。

【００２２】本発明の実施例では、固形廃棄物やバイオ
マスと石炭のように、燃料中に含まれる塩化物の濃度が
異なる燃料を使用する場合、各々の燃料の燃焼方法を変
えることで上記の問題点の解決を図る。すなわち、固形
廃棄物やバイオマスのように燃料中に含まれる塩化物の
濃度が高い燃料は、燃料炉下部（上流側）に設けた流動
層で、脱塩に適した８００℃以下の温度下で燃焼させ
る。例えば、脱塩剤として生石灰を用いる場合、次の反
応により脱塩が行われる。

【００２３】ＣａＯ＋２ＨＣｌ → ＣａＣｌ₂＋Ｈ₂Ｏ
塩化カルシウムのようにアルカリ金属やアルカリ土類金
属の塩化物の形で固定された塩素は、細かな粉体とな
る。この固定化された塩素は流動層１１下部の排出口１
４から抜き出される。さらに、石炭のように塩化物を多
く含まない燃料は燃焼炉上部（下流側）で粉体燃焼させ
る。粉体燃焼では流動層燃焼よりも熱負荷を高くできる
ため燃焼ガスの温度は高くなる（通常、１２００℃以
上）。この際、塩化カルシウムのように固定化された塩
素は温度が高くなると分解し、塩素が放出される。この
ため、燃焼炉内の流動層１１とバーナとは十分な間隔
（通常、２ｍ以上）を取り、固定化された塩素が流動層
上部に巻き上がった場合も粉体燃焼部１２のように高温
となる領域に到達させないことが望ましい。

【００２４】流動層１１に供給する空気量は流動層に供
給される燃料を完全燃焼するのに必要な空気量よりも少
ないことが望ましい。流動層１１内を空気不足の還元状
態で燃焼させることで、緩慢に燃焼反応が進む。流動層
１１内には燃料や空気の偏在により局所的な高温部分が
発生することがある。高温部分が出来ると、脱塩剤によ
る塩素の固定が進まず、流動層外に放出される塩化水素
が増す。流動層１１内を空気不足とし、緩慢に燃焼させ
ることで、高温部分の発生を抑え、塩化水素の生成を抑
制できる。

【００２５】また、流動層１１内の温度を抑えるため、
流動媒体の循環配管に冷却器３１を設けることが望まし
い。流動媒体を冷却器３１で冷却することで、流動層内
の温度を一定に制御できる。また、流動層内の温度を制
御する方法として、流動層に燃焼装置の下流側の熱交換
器（図示せず）で冷却された燃焼ガスを供給する方法が
ある。燃焼ガスは酸素濃度が低く、炭酸ガスを多く含
む。このため、燃焼ガスの供給により流動層内の熱容量
が増し、緩慢に燃焼させることができる。

【００２６】流動層１１で生成した燃焼ガスは燃焼炉上
部で粉体燃焼部１２を通過することで、ガスの温度が上
昇する。このため、流動層燃焼のみの場合よりも燃焼炉
上部の伝熱管での蒸気温度を高め、回収できる熱エネル
ギーを増やすことができる。また、燃焼炉上部のバーナ
１７や空気投入口１８から供給された空気により高温で
完全燃焼できるため、一酸化炭素などの未燃焼分やダイ
オキシン類の発生を抑えられる。

【００２７】さらに、粉体燃焼で石炭を使用する場合、
石炭の燃焼により発生する燃焼灰は一部が燃焼炉下部の
流動層１１に落下する。燃焼灰は石炭の種類によりその
組成が異なるが、おおよそＣａＯやＭｇＯなどのアルカ
リ金属やアルカリ土類金属の酸化物を灰の重さの５〜１
０％程度含む。この燃焼灰中のアルカリ金属やアルカリ
土類金属の酸化物は流動層１１内で脱塩剤として作用す
る。このため、流動層上部で粉体燃焼し、燃焼灰を流動
層に落下させることで、脱塩剤の供給量を低減できる。
また、石炭の燃焼灰は流動層内で流動媒体と混合するこ
とで粉砕され、ハンドリングしやすくなる。

【００２８】流動層燃焼は粉体燃焼に比べ、前述の通
り、燃焼のばらつきに起因する燃焼ガスの酸素濃度変動
が起き易い。燃焼ガス中の酸素濃度が低下した場合、未
燃分が出て、熱効率が低下する。また、空気量を過度に
増やした場合も燃焼ガスの顕熱として回収できない熱エ
ネルギーが増加し、熱効率が低下する。流動層は燃焼状
態の検出が難しく、温度変化も粉体燃焼と比べて遅い。
また、流動層内の空気量を変えても流動層内の空気の拡
散速度は粉体燃焼の場合よりも遅い。このため、流動層
内の温度変動により、空気の供給量を制御する方法では
酸素濃度の変動を低減することは難しい。

【００２９】図１に示す本発明の実施例では、流動層の
燃焼ガスの酸素濃度変動を検知し、燃焼炉出口の酸素濃
度を一定とする手段として、バーナ１７から噴出する燃
料の火炎温度、もしくは火炎輝度の計測器３２と計測結
果に基づき、空気供給口やバーナから供給する空気量を
変える流量調節器３３を有する。

【００３０】バーナから噴出する燃料は燃焼炉下部の流
動層１１で生成する燃焼ガス雰囲気下で燃焼する。この
ため、バーナ１７から一定の燃料や空気供給量で噴出さ
せても、流動層１１の燃焼ガスの酸素濃度変動により、
火炎内の温度や輝度は変動する。この温度変動や輝度変
動を捉えることで、流動層１１での燃焼状態の変動を捉
えることが出来る。通常、流動層１１の燃焼ガスの酸素
濃度が低下すると、下流側の粉体燃焼部１２でも酸素濃
度が低下するため、火炎温度や輝度が低下する。特に、
流動層１１に面する粉体燃焼部１２の下部の火炎は変動
が大きくなり、検出しやすい。

【００３１】流動層１１で生成する燃焼ガスの酸素濃度
変動を検知し、燃焼炉上部の空気量を調整することで、
燃焼炉出口での酸素濃度を一定に保ち、未燃分の発生を
抑えられる。さらに、酸素濃度の変動幅が小さくなるた
め、空気量を必要以上に増やす必要が無くなる。このた
め、燃焼排ガス量と顕熱として回収できない熱エネルギ
ーを低減できる。

【００３２】また、地球上の二酸化炭素の増加を抑制す
るにはバイオマスのような再生エネルギーや固形廃棄物
のような廃棄物のエネルギーを利用することが望まし
い。しかし、バイオマスや固形廃棄物は季節毎の供給量
が異なる。また、含有水分や発熱量が一定でない点が短
所として挙げられる。このため、発電に利用するには石
炭との混焼が考えられる。微粉炭焚きボイラを前記固形
廃棄物やバイオマスとの混焼に改造する場合、微粉炭焚
きボイラのバーナよりも下部（上流側）を改造し、図１
のように流動層１１を設けることが考えられる。この
際、バーナから上部（下流側）の伝熱管や構造物は改造
前と同じに出来るため、改造コストを低減できる。

【００３３】（第２の実施の形態）図３は本発明に係わ
る第２の実施の形態を示す燃焼装置の概略図である。

【００３４】図１に示す本発明に係わる第１の実施の形
態を示す燃焼装置と異なる点は、燃焼炉を流動層１１と
粉体燃焼部１２の２つに分離し、流動層出口に粒子と燃
焼ガスの分離器４１を設け、燃焼ガスのみを粉体燃焼部
１２に供給することである。

【００３５】流動層内では、脱塩反応によりアルカリ金
属やアルカリ土類金属の塩化物（例えば塩化カルシウ
ム）の形で固定された塩素は、細かな粉体となる。図３
のように、分離器４１を設けることで、脱塩反応により
生成した粉体は流動層内から粉体燃焼部１２に流出しに
くくなる。このため、粉体燃焼部１２での高温燃焼によ
り流動層内で脱塩された塩素が再分解し、伝熱管の腐食
を引き起こす危険性は小さくなる。

【００３６】また、微粉炭ボイラに固形廃棄物やバイオ
マスを混焼するための改造工事をする場合、燃焼炉壁の
周囲に圧力配管である伝熱管が巡らされており、この伝
熱管の改造が課題となることが多い。図３に示すように
流動層を分離することで、図１に示す燃焼炉のように流
動層を燃焼炉内に設ける場合と比べて、流動層部の伝熱
管の磨耗対策が不要となる。このため、燃焼炉の改造部
分を減らすことができる。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、固形廃棄物やバイオマ
スなどの塩化物を多く含む固体燃料と石炭を混焼する燃
焼方法及び燃焼装置において、塩化物による伝熱管など
への腐食を防ぎ、かつ、燃焼ガスの温度を高め、燃焼装
置から回収できる熱エネルギーを増やすことができる。
また、微粉炭ボイラを前記固体燃料との混焼に適した燃
焼装置に改造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係わる燃焼装置の概略構
成図である。

【図２】本発明の他の実施形態に係わる燃焼装置の概略
構成図である。

【図３】本発明のさらに他の実施形態に係わる燃焼装置
の概略構成図である。

【符号の説明】

１０…燃焼装置、１１…流動層燃焼部、１２…粉体燃焼
部（浮遊燃焼部）、１３，１８…空気投入口、１４…排
出口、１５…燃料投入口、１６…脱塩剤や流動媒体の投
入口、１７…粉体燃焼用バーナ、１９…伝熱管、２０，
２１…燃料ホッパ、２２，２５，２８…燃料供給器、２
３…ホッパ、２４，４１…分離器、２６…粉砕器、２７
…供給ブロア、３１…冷却器、３２…計測器、３３…流
量調節器、４２…火炎。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者谷口正行茨城県日立市大みか町七丁目２番１号株式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 (72)発明者山本研二茨城県日立市大みか町七丁目２番１号株式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 (72)発明者津村俊一広島県呉市宝町６番９号バブコック日立株式会社呉工場内 (72)発明者高橋芳孝広島県呉市宝町６番９号バブコック日立株式会社呉工場内Ｆターム(参考） 3K062 AA11 AB01 AC01 AC17 BA02 CA01 CB03 DA01 DA05 DA40 DB08 3K064 AA04 AA08 AA10 AB01 AC02 AC06 AC10 AC12 AD05 AD08 AE01 AE04 AE06 AE11 AE13 AF02 BA05 BA15 BA22 BB07 3K065 AA11 AB01 AC01 AC17 BA01 JA05 JA18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固形廃棄物とバイオマスの少なくとも一方
からなる固体燃料の流動層燃焼部と、前記流動層燃焼部
の下流側に設けられ、前記流動層燃焼部の燃焼ガスが流
入する微粉炭の粉体燃焼部と、前記粉体燃焼部の下流側
に設けられ、前記粉体燃焼部の燃焼ガスが流入する熱回
収部とを有することを特徴とする固体燃料の燃焼装置。
【請求項２】固形廃棄物とバイオマスの少なくとも一方
からなる固体燃料の流動層燃焼部と、前記流動層燃焼部
の下流側にて粉体と燃焼ガスを分離する分離器と、前記
分離器の下流側に設けられた微粉炭の粉体燃焼部と、前
記粉体燃焼部の下流側に設けられ、前記粉体燃焼部の燃
焼ガスが流入する熱回収部とを有し、前記分離器で分離
された粉体が前記流動層燃焼部に還流されることを特徴
とする固体燃料の燃焼装置。
【請求項３】前記粉体燃焼部の下流側に空気を供給する
空気投入口を有することを特徴とする請求項１または２
に記載の燃焼装置。
【請求項４】前記流動層燃焼部に、前記熱回収部から出
た燃焼ガスの一部を供給する燃焼排ガス投入口を有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の固体燃料の
燃焼装置。
【請求項５】前記流動層燃焼部は、流動媒体を前記流動
層燃焼部の外部との間で循環させる流路を有し、前記流
路には流動媒体を冷却する冷却部を有することを特徴と
する請求項１または２に記載の固体燃料の燃焼装置。
【請求項６】固形廃棄物とバイオマスの少なくとも一方
からなる固体燃料を流動層燃焼する工程と、前記流動層
燃焼工程の燃焼ガスを利用して微粉炭を燃焼する粉体燃
焼工程とを有することを特徴とする固体燃料の燃焼方
法。
【請求項７】請求項６に記載の燃焼方法において、前記
流動層燃焼工程の流動媒体としてアルカリ金属もしくは
アルカリ土類金属の酸化物を用いることを特徴とする固
体燃料の燃焼方法。
【請求項８】請求項６または７に記載の燃焼方法におい
て、前記流動層燃焼工程の燃焼ガス温度を８００℃以下
に調整することを特徴とする固体燃料の燃焼方法。
【請求項９】請求項６に記載の燃焼方法において、前記
粉体燃焼工程に供給する空気量を前記粉体燃焼工程で生
成される火炎の温度，輝度，形状のいずれかの計測結果
に基づき調整することを特徴とする固体燃料の燃焼方
法。
【請求項１０】微粉炭ボイラを固形廃棄物とバイオマス
の少なくとも一方からなる固体燃料と微粉炭の混合燃焼
ボイラに改造するボイラ改造方法であり、微粉炭ボイラの底部に流動層燃焼域を設け、前記流動層
燃焼域に固形廃棄物やバイオマスなどの固体燃料とアル
カリ金属もしくはアルカリ土類金属の酸化物と流動媒体
と燃焼用空気を供給する供給口を設けることを特徴とす
るボイラ改造方法。
【請求項１１】微粉炭ボイラを固形廃棄物とバイオマス
の少なくとも一方からなる固体燃料と微粉炭の混合燃焼
装置に改造するボイラ改造方法であり、微粉炭ボイラの上流側に流動層燃焼炉を設け、前記流動
層燃焼炉と微粉炭ボイラの間に粉体と燃焼ガスの分離器
を設け、前記分離器から出る粉体は前記流動層燃焼炉に
還流し、前記分離器から出る燃焼ガスは微粉炭ボイラの
バーナより上流側より供給する供給口を設けることを特
徴とするボイラ改造方法。