JP2005273999A - Fluidized bed incinerator - Google Patents

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正章 高橋
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluidized bed incinerator for optimally maintaining the condition of mixing secondary combustion air and combustion gas in a free board even when the nature of wastes or a charge amount is changed. <P>SOLUTION: A secondary combustion air supply nozzle 5 provided in the free board at the upper part of a fluidized bed is variable in an air blowing direction to optimally maintain the condition of mixing the secondary combustion air and the combustion gas. In a preferred embodiment, the secondary combustion air supply nozzle 5 consists of a nozzle body which can rock in an outer pipe 6 passing through a furnace wall or it consists of a plurality of nozzles having different air blowing directions. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、都市ゴミに代表される一般廃棄物、下水汚泥、油系廃棄物などの可燃性産業廃棄物の焼却に用いられる流動床焼却炉の改良に関するものであり、特にフリーボードに二次燃焼空気供給用ノズルを備えた流動床焼却炉の改良に関するものである。   The present invention relates to an improvement of a fluidized bed incinerator used for incineration of combustible industrial waste such as municipal waste represented by municipal waste, sewage sludge, and oil-based waste. The present invention relates to an improvement of a fluidized bed incinerator equipped with a nozzle for supplying combustion air.

流動床焼却炉は、炉底部から供給される流動用空気によって砂などの流動媒体を流動させて流動床を形成し、炉体内に投入された廃棄物を高温に加熱された流動媒体との接触により瞬時に燃焼させるようにした焼却炉である。また多くの場合、特許文献1に示されるように流動床上部のフリーボードには二次燃焼空気供給用ノズルが設けられており、流動床内で完全燃焼しなかったチャー、未燃ガスなどを二次燃焼させている。   A fluidized bed incinerator forms a fluidized bed by flowing a fluid medium such as sand with the fluidizing air supplied from the bottom of the furnace, and contacts the waste introduced into the furnace with a fluidized medium heated to a high temperature. This is an incinerator that burns instantly. Further, in many cases, as shown in Patent Document 1, the freeboard above the fluidized bed is provided with a nozzle for supplying secondary combustion air, and char, unburned gas, etc. that have not completely combusted in the fluidized bed are removed. Secondary combustion.

従来、流動床焼却炉の二次燃焼空気供給用ノズルは、炉体の中心方向に向けて固定されるか、旋回流を形成するようにタンゼンシャル方向に向けて固定されていた。二次燃焼空気供給用ノズルの方向は設計段階において決定され、その焼却炉で焼却しようとする廃棄物の性状を考慮して、最適な二次燃焼が行われるようになっている。   Conventionally, the secondary combustion air supply nozzle of a fluidized bed incinerator is fixed toward the center of the furnace body or fixed toward the tangential direction so as to form a swirling flow. The direction of the nozzle for supplying the secondary combustion air is determined at the design stage, and optimal secondary combustion is performed in consideration of the properties of the waste to be incinerated in the incinerator.

ところが実際の流動床焼却炉の可動中には、設計時に考慮した廃棄物とは性状が異なる廃棄物を焼却することがある。また廃棄物の投入量自体が大きく変動することがある。このような変動があると炉内における廃棄物のガス化速度が変化するために燃焼状態が変化してしまい、二次燃焼空気供給用ノズルから供給される空気量を制御しただけでは二次燃焼空気と燃焼ガスとの混合状態を最適に維持することができないことがあった。
特開平5−196217号公報
However, during the operation of an actual fluidized bed incinerator, waste having different properties from the waste considered at the time of design may be incinerated. In addition, the amount of waste input may vary greatly. If such fluctuations occur, the combustion state will change because the gasification rate of waste in the furnace will change, and secondary combustion will only occur if the amount of air supplied from the secondary combustion air supply nozzle is controlled In some cases, the mixed state of air and combustion gas cannot be maintained optimally.
JP-A-5-196217

本発明は上記した従来の問題点を解決し、廃棄物の性状や投入量が変化した場合にもフリーボードおける二次燃焼空気と燃焼ガスとの混合状態を最適に維持することができる流動床焼却炉を提供するためになされたものである。   The present invention solves the above-described conventional problems, and even when the property or input amount of waste changes, the fluidized bed that can optimally maintain the mixed state of the secondary combustion air and the combustion gas in the freeboard It was made to provide an incinerator.

上記の課題を解決するためになされた本発明は、流動床上部のフリーボードに設けられた二次燃焼空気供給用ノズルを、空気噴出し方向が可変なノズルとしたことを特徴とするものである。なお、二次燃焼空気供給用ノズルは、炉壁を貫通する外管の内部で揺動可能なノズル本体からなるもの、あるいは空気噴出し方向の異なる複数本のノズルからなるものとすることができる。また二次燃焼空気供給用ノズルを、炉体の上下方向に複数段に設けられたものとすることもできる。   The present invention made in order to solve the above problems is characterized in that the nozzle for supplying secondary combustion air provided on the free board at the upper part of the fluidized bed is a nozzle whose air ejection direction is variable. is there. The secondary combustion air supply nozzle may be composed of a nozzle body that can oscillate inside an outer pipe that penetrates the furnace wall, or may be composed of a plurality of nozzles having different air ejection directions. . Further, the secondary combustion air supply nozzles may be provided in a plurality of stages in the vertical direction of the furnace body.

本発明の流動床焼却炉は、フリーボードに設けられた二次燃焼空気供給用ノズルを、空気噴出し方向が可変なノズルとしたものであるから、廃棄物の性状や投入量が変化し、二次燃焼空気と燃焼ガスとの混合状態が変化した場合には、単に二次燃焼空気供給量を変えるだけではなく、空気噴出し方向をも変化させることができる。これにより最適の混合状態を維持することができ、廃棄物の完全燃焼が可能となる。   In the fluidized bed incinerator of the present invention, since the nozzle for supplying secondary combustion air provided on the free board is a nozzle whose air ejection direction is variable, the properties and input amount of waste change, When the mixing state of the secondary combustion air and the combustion gas changes, it is possible not only to change the secondary combustion air supply amount but also to change the air ejection direction. As a result, the optimum mixing state can be maintained, and the waste can be completely burned.

以下に図面を参照しつつ本発明の好ましい実施形態を説明する。
図1は流動床焼却炉の全体図であり、1は炉体、2はその下部に設けられた流動空気供給手段である。図示しない流動ブロワから供給された流動空気が流動空気供給手段2から炉内に吹き込まれ、流動媒体3を流動させて流動床4を形成している。流動床4の上部の炉体1には、フリーボードに二次燃焼空気を吹き込むための二次燃焼空気供給用ノズル5が設けられている。図1では炉体1の全周にわたり上下方向に2段に設けられているが、周方向の個数や段数は任意である。また従来と同様に、各二次燃焼空気供給用ノズル5から炉内に供給される二次燃焼空気量は、自由に制御されるものである。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall view of a fluidized bed incinerator, in which 1 is a furnace body and 2 is a fluidized air supply means provided in the lower part thereof. Flowing air supplied from a fluid blower (not shown) is blown into the furnace from the fluid air supply means 2 to flow the fluid medium 3 to form the fluidized bed 4. The furnace body 1 above the fluidized bed 4 is provided with a secondary combustion air supply nozzle 5 for blowing secondary combustion air into the free board. In FIG. 1, the furnace body 1 is provided in two stages in the vertical direction over the entire circumference, but the number in the circumferential direction and the number of stages are arbitrary. Further, as in the prior art, the amount of secondary combustion air supplied into the furnace from each secondary combustion air supply nozzle 5 is freely controlled.

図2〜図4に示す第1の実施形態では、二次燃焼空気供給用ノズル5は炉壁を貫通する断面四角形の外管6の内部に、揺動可能なノズル本体7を設けたものである。すなわち、ノズル本体7は軸8を中心として水平面内で揺動可能となっており、ノズル本体7の基部には水平断面が扇状の接触部材9が固定されている。接触部材9の左右両端面は軸8を中心とする円弧面となっており、上部のハンドル10により図4のようにノズル本体7の角度を変えた場合にも、常に断面四角形の外管6の内面に接触するようになっている。外管6の基部から供給された二次燃焼空気は、両側の接触部材9の中央からノズル本体7に流入し、その先端から炉内に吹き込まれる。なお、ノズル本体7及び接触部材9の構造は図示のものに限定されるものではなく、ノズル本体7の角度を変えても接触部材9が外管6の内面に接触できるものであれば、種種の変形が可能である。   In the first embodiment shown in FIGS. 2 to 4, the secondary combustion air supply nozzle 5 is provided with a swingable nozzle body 7 inside an outer tube 6 having a quadrangular cross section that penetrates the furnace wall. is there. That is, the nozzle body 7 can swing in a horizontal plane about the shaft 8, and a contact member 9 having a fan-like horizontal cross section is fixed to the base of the nozzle body 7. The left and right end faces of the contact member 9 are arcuate surfaces centered on the shaft 8, and the outer tube 6 having a square cross section is always obtained even when the angle of the nozzle body 7 is changed by the upper handle 10 as shown in FIG. It comes to contact the inner surface of. The secondary combustion air supplied from the base of the outer tube 6 flows into the nozzle body 7 from the center of the contact members 9 on both sides, and is blown into the furnace from the tip. The structures of the nozzle body 7 and the contact member 9 are not limited to those shown in the drawings, and various types can be used as long as the contact member 9 can contact the inner surface of the outer tube 6 even if the angle of the nozzle body 7 is changed. Can be modified.

このため、焼却炉の運転中にもハンドル10を操作してノズル本体7の角度を変えることができ、図1(B)に示すように炉体1の中心方向に向けて二次燃焼空気を供給することも、図5のように斜め方向に向けて二次燃焼空気を供給し、旋回流を形成することもできる。また全ての二次燃焼空気供給用ノズル5を同じ方向に向けるのではなく、隣接するノズルを逆方向に向けることも可能である。さらに上段と下段を別の方向に向けることも可能である。もちろん、二次燃焼空気供給用ノズル5から炉内に供給される二次燃焼空気量は従来と同様に自由に制御することができる。   Therefore, the angle of the nozzle body 7 can be changed by operating the handle 10 during the operation of the incinerator, and the secondary combustion air is directed toward the center of the furnace body 1 as shown in FIG. It is also possible to supply the secondary combustion air in an oblique direction as shown in FIG. 5 to form a swirling flow. It is also possible to direct adjacent nozzles in the opposite direction instead of directing all the secondary combustion air supply nozzles 5 in the same direction. Furthermore, the upper and lower stages can be directed in different directions. Of course, the amount of secondary combustion air supplied into the furnace from the secondary combustion air supply nozzle 5 can be freely controlled as in the prior art.

図6に示す第2の実施形態では、二次燃焼空気供給用ノズル5は空気噴出し方向の異なる複数本のノズル11,12,13からなる。中央のノズル11は炉体1の中心方向に向けてあるが、両側のノズル11,13はその先端が逆方向に屈曲されている。各ノズルの基部に設けたバルブ14を操作してノズル11,12,13の何れかに選択的に二次燃焼空気を供給することによって、二次燃焼空気の噴出し方向を変えることができる。   In the second embodiment shown in FIG. 6, the secondary combustion air supply nozzle 5 is composed of a plurality of nozzles 11, 12 and 13 having different air ejection directions. The central nozzle 11 is directed toward the center of the furnace body 1, but the tips of the nozzles 11 and 13 on both sides are bent in opposite directions. By operating the valve 14 provided at the base of each nozzle and selectively supplying the secondary combustion air to any one of the nozzles 11, 12, 13, the ejection direction of the secondary combustion air can be changed.

上記した図6の実施形態では先端を屈曲させたノズル11、13を用いて二次燃焼空気の噴出し方向を変えることができるようにしたが、図7に示す第3の実施形態では炉体1の中心方向に向かう半径線に対して角度を変えた3本のノズル15,16、17が炉壁に固定されている。この場合にも基部に設けたバルブ14を操作して使用するノズルを選択することにより、二次燃焼空気の噴出し方向を変えることができる。   In the embodiment of FIG. 6 described above, the nozzles 11 and 13 having bent tips can be used to change the direction of secondary combustion air ejection. In the third embodiment shown in FIG. Three nozzles 15, 16, and 17 having different angles with respect to the radial line toward the center direction of 1 are fixed to the furnace wall. Also in this case, the direction in which the secondary combustion air is ejected can be changed by selecting the nozzle to be used by operating the valve 14 provided at the base.

上記したように、本発明の流動床焼却炉は、二次燃焼空気供給用ノズル5を空気噴出し方向が可変なノズルとしたものである。このため例えば廃油のようなガス化速度が速い廃棄物を焼却するときには二次燃焼空気供給量を増加させるとともに二次燃焼空気供給用ノズル5の角度を斜めにして強い旋回流を生じさせ、生ゴミのようなガス化速度が遅い廃棄物を焼却するときには二次燃焼空気供給用ノズル5の角度を炉中心に向けて旋回流を弱めるというような使い分けが可能となる。これにより流動床焼却炉を設計、製作した後においても、廃棄物の性状や投入量の変化に応じて常に最適の混合状態を維持することができ、廃棄物の完全燃焼が可能となる利点がある。   As described above, in the fluidized bed incinerator of the present invention, the secondary combustion air supply nozzle 5 is a nozzle whose air ejection direction is variable. For this reason, for example, when incinerating waste with a high gasification rate such as waste oil, the secondary combustion air supply amount is increased and the angle of the secondary combustion air supply nozzle 5 is inclined to generate a strong swirling flow. When incinerating wastes such as garbage that have a slow gasification rate, it is possible to use the secondary combustion air supply nozzle 5 at an angle toward the furnace center to weaken the swirl flow. As a result, even after designing and manufacturing a fluidized bed incinerator, the optimum mixing state can always be maintained according to changes in the properties and input amount of waste, and the waste can be burnt completely. is there.

流動床焼却炉の全体図であり、(A)は一部切欠正面図、(B)はフリーボードの水平断面図である。It is a general view of a fluidized-bed incinerator, (A) is a partially cutaway front view, (B) is a horizontal sectional view of a free board. 第1の実施形態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows 1st Embodiment. 第1の実施形態を示す水平断面図である。It is a horizontal sectional view showing a 1st embodiment. 使用状態を示す水平断面図である。It is a horizontal sectional view showing a use state. 使用状態を示すフリーボードの水平断面図である。It is a horizontal sectional view of the free board which shows a use state. 第2の実施形態を示す要部の水平断面図である。It is a horizontal sectional view of the important section showing a 2nd embodiment. 第3の実施形態を示す要部の水平断面図である。It is a horizontal sectional view of an important section showing a 3rd embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 流動床焼却炉の炉体
2 流動空気供給手段
3 流動媒体
4 流動床
5 二次燃焼空気供給用ノズル
6 外管
7 ノズル本体
8 軸
9 接触部材
10 ハンドル
11 ノズル
12 ノズル
13 ノズル
14 バルブ
15 ノズル
16 ノズル
17 ノズル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Furnace body of fluidized bed incinerator 2 Fluidized air supply means 3 Fluidized medium 4 Fluidized bed 5 Nozzle for secondary combustion air supply 6 Outer pipe 7 Nozzle body 8 Shaft 9 Contact member 10 Handle 11 Nozzle 12 Nozzle 13 Nozzle 14 Valve 15 Nozzle 16 nozzles 17 nozzles

Claims (4)

流動床上部のフリーボードに設けられた二次燃焼空気供給用ノズルを、空気噴出し方向が可変なノズルとしたことを特徴とする流動床焼却炉。   A fluidized bed incinerator characterized in that a nozzle for supplying secondary combustion air provided on a free board at the upper part of a fluidized bed is a nozzle whose air ejection direction is variable. 二次燃焼空気供給用ノズルが、炉壁を貫通する外管の内部で揺動可能なノズル本体からなるものであることを特徴とする請求項1記載の流動床焼却炉。   The fluidized-bed incinerator according to claim 1, wherein the secondary combustion air supply nozzle is composed of a nozzle body that can swing inside an outer pipe that penetrates the furnace wall. 二次燃焼空気供給用ノズルが、空気噴出し方向の異なる複数本のノズルからなるものであることを特徴とする請求項1記載の流動床焼却炉。   The fluidized bed incinerator according to claim 1, wherein the secondary combustion air supply nozzle is composed of a plurality of nozzles having different air ejection directions. 二次燃焼空気供給用ノズルが、炉体の上下方向に複数段に設けられたものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の流動床焼却炉。   The fluidized bed incinerator according to any one of claims 1 to 3, wherein the nozzles for supplying secondary combustion air are provided in a plurality of stages in the vertical direction of the furnace body.
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