JP3792085B2

JP3792085B2 - Fluff burning method and apparatus, and ash melting equipment equipped with the fluff burning apparatus

Info

Publication number: JP3792085B2
Application number: JP32757299A
Authority: JP
Inventors: 善利関口; 邦夫佐々木; 秀百田
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 1999-02-26
Filing date: 1999-11-18
Publication date: 2006-06-28
Anticipated expiration: 2019-11-18
Also published as: JP2000310402A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フラフ燃料を気送して燃焼させ、たとえばごみ焼却炉から排出される灰を加熱溶融する灰溶融炉などに使用されるフラフ燃焼方法および装置ならびにこのフラフ燃焼装置を備えた灰溶融設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば従来の灰溶融炉に使用されるフラフバーナーは、図６に示すように、廃プラスチックなど高カロリーごみや古紙を乾燥破砕して得られる粒径が数ミリのフラフ燃料を常温の気送空気により供給するフラフ供給ノズル５１と、フラフ供給ノズル５１の周囲で二次燃焼空気を旋回翼５３を介して供給する二次空気ノズル５２とを具備し、この時のフラフ燃料は、たとえば気送燃料の気固比（気体流量／固体流量）が約１．６、気送空気比が約０．３５、気送空気の流速が１７ｍ／ｓで供給されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来構成では、気送燃料の気固比が高いため、
１．着火部で低温空気が過剰となり、着火部における温度低下を生じて燃焼性が悪くなる。
２．気送空気量が多いため、着火部で酸素を添加しても酸素濃度が高くならず、燃焼温度を上げられない。
３．着火部の温度低下のために炉内にクリンカが発生しやすい。
などの問題があった。なお、ここで気送空気を予熱することも考えられるが、フラフ燃料は数ミリに粉砕された可燃ごみで、見掛け比重が０．０５と小さく、発火防止のために加熱できない。
【０００４】
本発明は上記問題点を解決して、着火部における燃焼性を向上させて燃焼温度を上げることができ、クリンカの発生を防止できるフラフ燃焼方法および装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１記載のフラフ燃焼方法は、気送空気により粒径が数ミリのフラフ燃料をフラフ供給ノズルから炉内に吹込んで燃焼させるに際し、まずフラフ燃料をサイクロン筒に接線方向に吹込んで旋回させつつフラフ供給ノズルに送入し、前記サイクロン筒の軸心部から気送空気の一部を抜出し、前記フラフ供給ノズルに外嵌された二次空気ノズルから二次空気を供給し、前記フラフ供給ノズルと二次空気ノズルの間の酸素吹込ノズルから、前記フラフ供給ノズルの軸心側前方に収束しかつ旋回する方向に酸素を吹込んでフラフ燃料に混合するものである。
【０００６】
また請求項４記載のフラフ燃焼装置は、気送空気により粒径が数ミリのフラフ燃料を吹込んで燃焼させるフラフ燃焼装置であって、気送空気により接線方向に吹込まれたフラフ燃料を旋回させるサイクロン筒と、前記サイクロン筒の軸心部に配設されて気送空気の一部を吸引する吸引手段に接続された抽気ノズルと、前記サイクロン筒から軸心方向に沿って延びフラフ燃料を炉内に吹込むフラフ供給ノズルと、このフラフ供給ノズルに外嵌されて二次空気を供給する二次空気ノズルと、前記フラフ供給ノズルと二次空気ノズルとの間に配置されて、周方向一定間隔毎に複数個形成された酸素供給ノズル孔から、前記フラフ供給ノズルの軸心側前方に収束しかつフラフ燃料の旋回方向に沿ってフラフ燃料中に酸素を混合する酸素吹込ノズルとを具備したものである。
【０００７】
上記各構成によれば、見掛け比重が極めて小さいフラフ燃料は、気固比（気体流量／固体流量）が大きくなるが、サイクロン筒を使用してその軸心部からフラフ燃料を含まない気送空気の一部を取出すことで、着火部で温度低下をもたらす気送空気の流量を着火部手前で減少させることができ、燃焼装置の着火部におけるフラフ燃料の燃焼性を高めて高温燃焼させることができ、フラフ燃料により高熱量を得ることができる。さらにフラフ供給ノズルから吹き込まれたフラフ燃料に対して、フラフ供給ノズルと二次空気ノズルの間から酸素吹込ノズルにより軸心側前方に収束しかつ旋回する方向に酸素を吹込んで混合することにより、フラフ燃料の燃焼性をさらに高めて高温燃焼させることができる。
【０００８】
さらに請求項２記載のフラフ燃焼方法は、請求項１記載の構成において、酸素供給ノズルからの酸素の吹き込み方向は、軸心側前方に収束する収束角が１５°〜４５°の範囲で傾斜され、かつフラフ燃料の旋回方向に沿って接線に対して軸心側に接近する旋回角が１５°〜４５°の範囲で傾斜されるものである。
さらにまた請求項５記載のフラフ燃焼装置は、請求項４記載の構成において、酸素供給ノズル孔は、軸心側前方に収束する収束角が１５°〜４５°の範囲で傾斜され、かつフラフ燃料の旋回方向に沿って接線に対して軸心側に接近する旋回角が１５°〜４５°の範囲で傾斜されてフラフ燃料中に酸素を混合するように構成されたものである。
【０００９】
上記構成によれば、フラフ燃料に酸素を吹込んで効果的に混合することで、フラフ燃料の燃焼性をさらに高めて高温燃焼させることができ、また少ない酸素供給量で燃焼温度を昇温することができ、運転コストの低減に寄与することができる。
また請求項３記載のフラフ燃焼方法は、請求項１または２記載の構成において、サイクロン筒から抜出した気送空気を、フラフ燃料の気送用送風機側に送って循環使用するものである。
【００１０】
さらに請求項６記載のフラフ燃焼装置は、請求項４または５記載の構成において、抽気ノズルとフラフ供給装置の気送用送風機との間に、抜出した気送空気を循環させる気送空気循環管を接続したものである。
上記構成によれば、サイクロン筒から抜出した気送空気を循環させて再利用するので、気送空気に同伴された微細なフラフ燃料を排出した場合の悪影響を無くすとともに、再度フラフ燃焼装置に供給されるので、着火性が高い微細なフラフ燃料を有効利用することができる。
【００１１】
請求項７記載の灰溶融設備は、加熱用バーナを有する炉本体と、この炉本体に灰を供給する灰供給装置と、前記加熱用バーナにフラフ燃料を供給するフラフ供給装置とを具備した灰溶融設備であって、前記加熱用バーナを、請求項４ないし６のいずれかに記載のフラフ燃焼装置により構成したものである。
【００１２】
上記構成によれば、見掛け比重が極めて小さいフラフ燃料は、気固比（気体流量／固体流量）が大きくなるが、サイクロン筒を使用してその軸心部からフラフ燃料を含まない気送空気の一部を取出すことで、着火部で温度低下をもたらす気送空気の流量を着火部手前で減少させることができる。これにより燃焼装置の着火部におけるフラフ燃料の燃焼性を高めて高温燃焼させることができ、フラフ燃料により高熱量を得て炉本体内を灰溶融可能な温度に昇温させることができる。また、抽気した気送空気の一部を、気送用送風機に循環させて再利用するので、同伴された微細フラフを有効利用することができ、微細フラフが外部に排出されることがなく、微細フラフによる悪影響が生じることがない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明に係るフラフバーナーおよび灰溶融設備の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。
図４に示すように、この灰溶融炉１は溶融室２とスラグ回収室３と二次燃焼室４とを具備し、溶融室２の天壁に本発明に係るフラフバーナー５が貫通して設置されている。また溶融室２は、上部の燃焼部２ａに第１絞り部２ｃを介して下部の加熱部２ｂが配置され、燃焼部２ａおよび加熱部２ｂには、それぞれ燃焼空気を供給する空気ノズル６Ａ，６Ｂが設置されている。また加熱部２ｂの下部側壁には、プッシャー式灰供給装置７が配設されており、この灰供給装置７は、灰供給ホッパ７ａと、灰供給ホッパ７ａの底部に配置された押出体７ｃを出退するシリンダ装置７ｂにより構成され、灰供給ホッパ７ａ内の灰を間欠的に加熱部２ｂに押し出すことができる。
【００１４】
またスラグ回収室３には、底壁９の中央部にスラグ抜出し口８が形成され、溶融室２側には、スラグ抜出し口８の手前で溶融スラグを受け止める堰９ａが突設された上位底壁９Ａが設けられるとともに、上位底壁９Ａからスラグ抜出し口８の両側の傾斜底壁９Ｂを伝って流れ落ちる溶融スラグを受け止めてスラグ抜出し口８に案内する下位底壁９Ｃが設けられている。１０はスラグ抜出し口８の下方に設置され溶融スラグを冷却水により水冷して水砕スラグを生成するスラグ水砕ピットである。
【００１５】
二次燃焼室４は、中間部で第２絞り部４ａにより流路が絞られるとともに、第２絞り部４ａの入口側に空気ノズル１１，１１が設けられている。
この灰溶融炉１の二次燃焼室４から排出された排ガスは、エアヒータ１２およびガスクーラー１３により冷却されてバグフィルター１４に導入され、塩分や有害物質が取り除かれた後、誘引ファン１５を介して煙突１６から排出される。
【００１６】
前記フラフバーナー５にフラフ燃料を供給するフラフ供給装置２１は、フラフ貯留ホッパ２２に計量装置２３を介して定量ずつ送り出され、気送ファン（気送用送風機）２４から供給される気送空気によりフラフ供給ライン２５を介してフラフバーナー５に供給される。
前記フラフバーナー５は、一般ごみや廃プラスチックなどの高カロリーごみや古紙を破砕して得られる粒径が数ｍｍ（１０ｍｍ未満）のフラフ燃料を燃焼させて灰を溶融可能な１３００〜１４００℃以上の高熱を得るためのもので、図１〜図３に示すように、フラフ供給ライン２５の先端部のフラフ供給管３１が偏心位置に接続されたサイクロン筒３２によりサイクロン室３２ａが配設され、フラフ燃料を遠心力によりサイクロン室３２ａの外周壁の内面に沿って矢印Ａ方向に旋回させるように構成されている。さらにサイクロン筒３２内で旋回されるフラフ燃料を、軸心方向に延設された先端ほど小径に絞られるテーパ筒３４を介してフラフ供給ノズル３３に送り出すように構成されている。このサイクロン室３２ａ内では、遠心力によりフラフ燃料が外周部を移動して軸心部にフラフ燃料が存在しないため、この軸心部に抽気ノズル３５が基端側壁面を貫通して配設されており、この抽気ノズル３４により、フラフ供給管３１の接続位置より下流側に開口された開口部から気送空気の一部を抜出すことができる。そしてこの抽気ノズル３５は回収エアライン４１を介して二次燃焼室４の空気ノズル１１に接続されており、この回収エアライン４１に駆動エアにより気送空気の一部を抜出すための吸引力付加調整手段であるエゼクタ４２が介装されている。
【００１７】
また前記フラフ供給ノズル３３は、円筒状の酸素供給通路３６ａを形成する酸素吹込ノズル３６が同一軸心上に外嵌されて、フラフ供給管３１の開口面周囲に複数の酸素供給ノズル孔３８が形成されている。さらに円筒状の二次空気通路３７ａを形成する二次空気ノズル３７が酸素供給ノズル孔３８に同一軸心上に外嵌され、この二次空気通路３７ａに二次空気を矢印Ａ方向に旋回させる旋回翼３７ｂが設けられている。この二次空気ノズル３７は、フラフ供給管３１および酸素吹込ノズル３６の開口端より少し先端側で開口され、さらに３０°前後で先端側ほど広がる拡開ガイド部３９が設けられている。
【００１８】
前記酸素吹込ノズル３６の先端部に周方向に一定間隔ごとに形成された複数の酸素供給ノズル孔３８は、先端軸心側に収束角α＝１５°〜４５°（好ましくは３０°）傾斜され、かつ接線に対して旋回角β＝１５°〜４５°の範囲（好ましくは３０°）で矢印Ａ方向に軸心側に傾斜するように構成されており、これら酸素供給ノズル孔３８の数は８個以上が好適である。これら酸素供給ノズル孔３８の収束角α、旋回角βおよび個数は、上記適正範囲以外では、フラフ燃料と酸素との混合が均一となりにくく、燃焼温度の昇温に寄与しにくいためである。
【００１９】
ここで、上記フラフバーナー５において、抽気ノズル３５からフラフ燃料中の微細フラフがサイクロン室３２ａから抜出されると、空気ノズル１１により送入された二次燃焼室４で完全燃焼されず、ＣＯの増加などの危険性がある。そこで、気送空気の抜出し量を検討する試験を行った結果を表１に示す。
【００２０】
【表１】

なお、上記実験におけるフラフ燃料の供給量は４００ｋｇ／ｈである。
上記実験によれば、抜出し空気量が気送空気量の２５％に達すると、微細フラフを同伴するおそれがあり、約２０％の抜出しでは微細フラフが見られなかった。したがって、抜出し空気量が気送空気量の約２０％以下であれば、抽気ノズル３５から抜出す空気に微細フラフを同伴する危険性がないことが判明した。
【００２１】
次いで、従来のフラフバーナーと、従来のフラフバーナーで酸素を１００Ｎｍ³／ｈで供給した場合、本発明のフラフバーナーにおいて、気送空気の約２０％の抽気のみを行った場合（酸素供給量：０）、気送空気の約２０％の抽気と酸素を８８Ｎｍ³／ｈまたは４３Ｎｍ³／ｈでそれぞれ供給した場合、溶融炉１内の各部位の温度を測定した。
【００２２】
【表２】

上記試験結果によれば、本発明において、抽気ノズル３５から気送空気を約２０％減少させることにより、溶融室２上部の着火部となる燃焼部２ａの温度が約１５０℃上昇され燃焼性が向上されたことが確認できた。これにより加熱部２ｂ及びスラグ回収室３の温度も灰の溶融に必要な温度まで十分に昇温することができた。
【００２３】
また酸素吹込みノズル３６からフラフ燃料に旋回して吹込むことにより、大きい燃焼性の向上が見られ、この時、従来のバーナーに酸素を添加した場合に比較して、酸素供給量が少なくても燃焼性が向上されて大きい昇温効果が得られることがわかった。
上記実施の形態によれば、フラフバーナー５にサイクロン室３２ａを形成してフラフ燃料を旋回させ、エゼクタ４２を調整してサイクロン室３２ａの軸心部から抽気ノズル３５によりフラフ燃料の微細フラフが同伴されない程度（気送空気量の約２０％以下）に気送空気を抜出すことにより、フラフバーナー５の着火部で低温の気送空気の過剰を防ぎ、着火部における燃焼性を向上させることができ、燃焼温度を昇温することができる。
【００２４】
またフラフ供給管３１の周囲に設けた酸素吹込ノズル３６から酸素を吹込むことにより、低温の気送空気が抽気されていることで、酸素供給量が少なくても、着火部における酸素濃度を上げて燃焼性をより向上させることができ、燃焼温度を効果的に昇温することができる。
また、酸素吹込ノズル３６の酸素供給ノズル孔３８を周方向等間隔で８個以上形成し、収束角α＝１５°〜４５°の範囲で傾斜させるとともに、また矢印Ａ方向で示すフラフ燃料の旋回方向に接線に対して旋回角β＝１５°〜４５°の範囲で傾斜するように構成したので、フラフ燃料中に酸素を効果的に混合して均一に分散させることができて、燃焼温度をより効果的に上昇させることができる。
【００２５】
ところで、上記実施の形態では、サイクロン室からエゼクタ４２により抽気ノズル３４および回収エアライン４１を介して二次燃焼室４に気送空気の一部を送出している。この場合、気送空気にフラフ燃料中の微細フラフが同伴されるのを避けるために、抜出し空気量を約２０％以下とする必要がある。しかし、フラフ燃料の粒径の変化や質（燃焼性）の変化、灰の性状や水分量などに起因して、炉内温度が必要以上に昇温しない場合があり、昇温のために２０％を越える気送空気を抽気したい場合が有る。またフラフ燃料の質により、微細フラフの含有量が多く、抜出し空気量を約２０％以下であっても微細フラフが排出されることがある。このような場合、同伴された微細フラフにより、二次燃焼室４での不完全燃焼やＣＯの増加などを招くおそれがある。
【００２６】
図５に示す他の実施の形態では、このような場合、気送空気に微細フラフが同伴されることがあっても、二次燃焼室４での不完全燃焼やＣＯの増加などの悪影響を排除できるようにしたものである。
すなわち、抽気ノズル３４に接続された気送空気循環管６１は、フラフ供給装置の気送ファン２４の吸引口側に接続され、気送空気循環管６１とフラフ供給ライン２５とで気送空気の循環ラインが構成されている。６２は気送空気循環管６１に介在されて吸気量を調整する調整弁（吸引力付加調整手段）である。これにより同伴された微細フラフを回収して燃焼させることができる。
【００２７】
したがって、昇温のために気送空気の抜出し量を増加させても、またフラフ燃料の質の変化や誤操作などにより、抜出された気送空気に微細フラフが同伴されることがあっても、微細フラフは気送空気循環管６１からフラフ供給ライン２５に循環されて混合され、フラフバーナー５に再供給される。これにより、気送空気の抽気に際して同伴された微細フラフによる二次燃焼室４での不完全燃焼やＣＯの増加を招くことがない。しかも、同伴して排出される微細フラフは着火性、燃焼性も優れており、これを有効利用することにより、フラフバーナー５の燃焼性をさらに向上させることができる。また気送空気の抜出し量を、フラフ燃料の同伴域に制約されることがなく、任意に制御することが可能となり、操作範囲を広げることができる。また気送ファン２４の吸引力を利用できるので、エゼクタなどの吸引力付加調整手段が不要となる。
【００２８】
なお、気送空気循環管６１を気送ファン２４の吸引口側に接続したが、同伴された微細フラフにより気送ファン２４が悪影響を受ける場合には、気送空気循環管６１を気送ファン２４の吐出側に接続することもできる。この場合、気送空気循環管６１や接続部にエゼクタなどの吸引力付加調整手段が介装される。
【００２９】
【発明の効果】
以上に述べたごとく請求項１または４記載の発明によれば、見掛け比重が極めて小さいフラフ燃料は、気固比（気体流量／固体流量）が大きくなるが、サイクロン筒を使用してその軸心部からフラフ燃料を含まない気送空気の一部を取出すことで、着火部で温度低下をもたらす気送空気の流量を着火部手前で減少させることができ、燃焼装置の着火部におけるフラフ燃料の燃焼性を高めて高温燃焼させることができ、フラフ燃料により高熱量を得ることができて灰溶融炉のバーナーとして最適となる。さらにフラフ供給ノズルから吹き込まれたフラフ燃料に対して、フラフ供給ノズルと二次空気ノズルの間から酸素吹込ノズルにより軸心側前方に収束しかつ旋回する方向に酸素を吹込んで混合することにより、フラフ燃料の燃焼性をさらに高めて高温燃焼させることができる。
【００３０】
さらに請求項２または５記載の発明によれば、フラフ燃料に酸素を吹込んで効果的に混合することで、フラフ燃料の燃焼性をさらに高めて高温燃焼させることができ、また少ない酸素供給量で燃焼温度を昇温することができ、運転コストの低減に寄与することができる。
また請求項３および６記載の発明によれば、サイクロン筒から抜出した気送空気を循環させて再利用するので、気送空気に同伴された微細なフラフ燃料を排出した場合の悪影響を無くすとともに、再度フラフ燃焼装置に供給されるので、着火性が高い微細なフラフ燃料を有効利用することができる。
【００３１】
請求項７記載の灰溶融設備によれば、見掛け比重が極めて小さいフラフ燃料は、気固比（気体流量／固体流量）が大きくなるが、サイクロン筒を使用してその軸心部からフラフ燃料を含まない気送空気の一部を取出すことで、着火部で温度低下をもたらす気送空気の流量を着火部手前で減少させることができる。これにより燃焼装置の着火部におけるフラフ燃料の燃焼性を高めて高温燃焼させることができ、フラフ燃料により高熱量を得て炉本体内を灰溶融可能な温度に昇温させることができる。また、抽気した気送空気の一部を、気送用送風機に循環させて再利用するので、同伴された微細フラフを有効利用することができ、微細フラフが外部に排出されることがなく、微細フラフによる悪影響が生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るフラフバーナーの実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】図１に示すａ−ａ断面図である。
【図３】図１に示すｂ−ｂ断面図である。
【図４】同フラフバーナーを備えた灰溶融設備の実施の形態を示す構成図である。
【図５】同フラフバーナーを備えた灰溶融設備の他の実施の形態を示す構成図である。
【図６】従来のフラフバーナーを示す縦断面図である。
【符号の説明】
１灰溶融炉
２溶融室
２ａ燃焼部
２ｂ加熱部
３スラグ回収室
４二次燃焼室
５フラフバーナー
６Ａ，６Ｂ空気ノズル
７灰供給装置
８スラグ抜出し口
１０スラグ水砕ピット
１１空気ノズル
２１フラフ供給装置
２４気送ファン
２５フラフ供給ライン
３１フラフ供給管
３２サイクロン筒
３２ａサイクロン室
３３フラフ供給ノズル
３５抽気ノズル
３６酸素吹込ノズル
３７二次空気ノズル
３８酸素供給孔
４１回収エアライン
４２エゼクタ
６１気送空気循環管
６２調整弁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fluff combustion method and apparatus used in an ash melting furnace that heats and melts ash discharged from a waste incinerator, for example, and to blow and burn the fluff fuel, and ash melting provided with the fluff combustion apparatus Regarding equipment.
[0002]
[Prior art]
For example, as shown in FIG. 6 , a fluff burner used in a conventional ash melting furnace uses a high-calorie air, such as waste plastic, obtained by drying and crushing high-calorie waste such as waste plastic and waste paper, at a room temperature. And a secondary air nozzle 52 for supplying secondary combustion air around the fluff supply nozzle 51 via the swirl blade 53. The fluff fuel at this time is, for example, pneumatic fuel The gas-solid ratio (gas flow rate / solid flow rate) was about 1.6, the air-feed ratio was about 0.35, and the flow rate of the air-feed air was 17 m / s.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above conventional configuration, the gas-solid ratio of the pneumatic fuel is high.
1. Low temperature air becomes excessive in the ignition part, causing a temperature drop in the ignition part, resulting in poor combustibility.
2. Since the amount of air is large, even if oxygen is added in the ignition part, the oxygen concentration does not increase and the combustion temperature cannot be raised.
3. Clinkers are likely to occur in the furnace due to the temperature drop in the ignition part.
There were problems such as. Although it is conceivable to preheat the air supply air here, the fluff fuel is combustible waste that has been pulverized to several millimeters, has an apparent specific gravity of only 0.05, and cannot be heated to prevent ignition.
[0004]
An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a fluff combustion method and apparatus capable of improving the combustibility in the igniting section to increase the combustion temperature and preventing the generation of clinker.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the fluff combustion method according to claim 1, when fluff fuel having a particle diameter of several millimeters is blown into the furnace from the fluff supply nozzle and burned by pneumatic air, the fluff fuel is first put into the cyclone cylinder . Blowing in the tangential direction and swirling to feed into the fluff supply nozzle, withdrawing a part of the air supply air from the axial center of the cyclone cylinder , and secondary air from the secondary air nozzle fitted to the fluff supply nozzle From the oxygen blowing nozzle between the fluff supply nozzle and the secondary air nozzle, the oxygen is blown and mixed with the fluff fuel in a direction converging to the front side of the axial center of the fluff supply nozzle and turning. .
[0006]
According to a fourth aspect of the present invention, the fluff combustion apparatus is a fluff combustion apparatus that blows and burns a fluff fuel having a particle size of several millimeters by pneumatic air, and swirls the fluff fuel blown in the tangential direction by the pneumatic air. A cyclone cylinder, a bleed nozzle connected to a suction means disposed at the axial center of the cyclone cylinder and sucking a part of the air supply air, and a fluff fuel extending from the cyclone cylinder along the axial direction A fluff supply nozzle that blows in, a secondary air nozzle that is externally fitted to the fluff supply nozzle and supplies secondary air, and is arranged between the fluff supply nozzle and the secondary air nozzle, and has a constant circumferential direction. An oxygen injection nozzle that converges in the fluff fuel along the swirling direction of the fluff fuel and converges in the axial direction of the fluff supply nozzle from a plurality of oxygen supply nozzle holes formed at intervals. It is obtained by Bei.
[0007]
According to each of the above configurations, the fluff fuel having a very small apparent specific gravity has a large gas-solid ratio (gas flow rate / solid flow rate), but air supply air that does not contain fluff fuel from the axial center using a cyclone cylinder. By removing a part of the air flow, the flow rate of the air supply air that causes a temperature drop in the ignition part can be reduced in front of the ignition part, and the combustion property of the fluff fuel in the ignition part of the combustion device can be increased and high temperature combustion can be performed. It is possible to obtain a high amount of heat with the fluff fuel . Furthermore, by blowing and mixing oxygen in the direction of converging to the axial center side by the oxygen blowing nozzle from the fluff feeding nozzle and the secondary air nozzle to the fluff fuel blown from the fluff feeding nozzle and swirling, The fluff fuel can be burned at a high temperature by further increasing the combustibility.
[0008]
Further, the fluff combustion method according to claim 2 is the configuration according to claim 1, wherein the oxygen blowing direction from the oxygen supply nozzle is inclined in a range of a convergence angle of 15 ° to 45 ° converging toward the axial front side. Further, the turning angle approaching the axial center side with respect to the tangent along the turning direction of the fluff fuel is inclined in the range of 15 ° to 45 ° .
Furthermore, the fluff combustion apparatus according to claim 5 is the structure according to claim 4, wherein the oxygen supply nozzle hole is inclined in a range of a convergence angle of 15 ° to 45 ° converging toward the axial center side forward, and the fluff fuel is provided. The swirl angle approaching the axial center side with respect to the tangential line along the swirl direction is inclined in the range of 15 ° to 45 ° so that oxygen is mixed into the fluff fuel.
[0009]
According to the above configuration, by blowing oxygen into the fluff fuel and mixing it effectively, the fluff fuel can be further combusted and burned at a high temperature, and the combustion temperature can be raised with a small oxygen supply amount. Can contribute to the reduction of operating costs.
According to a third aspect of the present invention, there is provided the fluff combustion method according to the first or second aspect, wherein the air feed air extracted from the cyclone cylinder is sent to the fluff fuel blower side for circulation.
[0010]
Furthermore, the fluff combustion apparatus according to claim 6 is an air supply air circulation pipe for circulating the extracted air supply air between the extraction nozzle and the air supply blower of the fluff supply apparatus in the configuration according to

claim

4 or 5. Are connected.
According to the above configuration, since the air-feed air extracted from the cyclone cylinder is circulated and reused, the adverse effect of discharging the fine fluff fuel accompanying the air-feed air is eliminated, and the fluff combustion apparatus is supplied again. Therefore, a fine fluff fuel with high ignitability can be used effectively.
[0011]
The ash melting facility according to claim 7 comprises an oven body having a heating burner, an ash supply device for supplying ash to the furnace body, and a fluff supply device for supplying fluff fuel to the heating burner. It is melting equipment, Comprising : The said heating burner is comprised with the fluff combustion apparatus in any one of Claim 4 thru | or 6 .
[0012]
According to the above configuration, the fluff fuel having a very small apparent specific gravity has a large gas-solid ratio (gas flow rate / solid flow rate). However, the cyclone cylinder is used to remove the fluff fuel from the shaft center portion of the fluff fuel. By removing a part, the flow rate of the air supply air that causes a temperature drop in the ignition part can be reduced in front of the ignition part. Thereby, the combustibility of the fluff fuel in the ignition part of the combustion apparatus can be increased and high-temperature combustion can be performed, and the furnace body can be heated to a temperature at which ash can be melted by obtaining a high heat quantity. In addition, since a part of the extracted air-feeding air is circulated to the air-blowing fan and reused, the accompanying fine fluff can be used effectively, and the fine fluff is not discharged to the outside. There is no adverse effect caused by the fine fluff.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Here, an embodiment of a fluff burner and an ash melting facility according to the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 4, the ash melting furnace 1 includes a melting chamber 2, a slag recovery chamber 3, and a secondary combustion chamber 4, and the fluff burner 5 according to the present invention penetrates the ceiling wall of the melting chamber 2. is set up. In the melting chamber 2, a lower heating unit 2b is disposed in an upper combustion unit 2a via a first constriction unit 2c, and

air nozzles

6A and 6B supply combustion air to the combustion unit 2a and the heating unit 2b, respectively. Is installed. A pusher type ash supply device 7 is disposed on the lower side wall of the heating unit 2b. The ash supply device 7 includes an ash supply hopper 7a and an extruded body 7c disposed at the bottom of the ash supply hopper 7a. It is comprised by the cylinder apparatus 7b which withdraws / withdraws, and the ash in the ash supply hopper 7a can be intermittently pushed out to the heating part 2b.
[0014]
Further, the slag recovery chamber 3 has a slag outlet 8 formed at the center of the bottom wall 9, and a dam 9 a that projects the molten slag in front of the slag outlet 8 on the melting chamber 2 side protrudes from the upper bottom. A wall 9 </ b> A is provided, and a lower bottom wall 9 </ b> C that receives the molten slag flowing from the upper bottom wall 9 </ b> A through the inclined bottom walls 9 </ b> B on both sides of the slag outlet 8 and guides it to the slag outlet 8. Reference numeral 10 denotes a slag granulation pit that is installed below the slag outlet 8 and that generates molten granulated slag by cooling the molten slag with cooling water.
[0015]
In the secondary combustion chamber 4, the flow path is throttled by the second throttle part 4a at the intermediate part, and

air nozzles

11, 11 are provided on the inlet side of the second throttle part 4a.
The exhaust gas discharged from the secondary combustion chamber 4 of the ash melting furnace 1 is cooled by an air heater 12 and a gas cooler 13 and introduced into a bag filter 14 to remove salt and harmful substances, and then through an induction fan 15. And discharged from the chimney 16.
[0016]
The fluff supply device 21 for supplying the fluff fuel to the fluff burner 5 is sent to the fluff storage hopper 22 by a fixed amount via a metering device 23, and is supplied by air supply air supplied from an air supply fan (air supply blower) 24. It is supplied to the fluff burner 5 through the fluff supply line 25.
The fluff burner 5 is capable of melting ash by burning fluff fuel having a particle size of several millimeters (less than 10 mm) obtained by crushing high-calorie waste such as general waste and waste plastic, and waste paper, and 1300 to 1400 ° C. or higher 1 to 3, a cyclone chamber 32a is provided by a cyclone cylinder 32 having a fluff supply pipe 31 at the tip of the fluff supply line 25 connected to an eccentric position, as shown in FIGS. The fluff fuel is configured to be swung in the direction of arrow A along the inner surface of the outer peripheral wall of the cyclone chamber 32a by centrifugal force. Further, the fluff fuel swirled in the cyclone cylinder 32 is sent out to the fluff supply nozzle 33 via a tapered cylinder 34 whose diameter is reduced toward the tip extending in the axial direction. In the cyclone chamber 32a, the fluff fuel moves on the outer peripheral portion due to centrifugal force, and no fluff fuel exists in the shaft center portion. Therefore, the bleed nozzle 35 is disposed through the proximal end side wall surface in the shaft center portion. The extraction nozzle 34 allows a part of the air supply air to be extracted from an opening portion opened downstream from the connection position of the fluff supply pipe 31. The extraction nozzle 35 is connected to the air nozzle 11 of the secondary combustion chamber 4 via a recovery air line 41, and a suction force for extracting a part of the air supply air to the recovery air line 41 by driving air. An ejector 42 as an additional adjustment means is interposed.
[0017]
Further, the fluff supply nozzle 33 has an oxygen blowing nozzle 36 that forms a cylindrical oxygen supply passage 36 a fitted on the same axis, and a plurality of oxygen supply nozzle holes 38 are formed around the opening surface of the fluff supply pipe 31. Is formed. Further, a secondary air nozzle 37 forming a cylindrical secondary air passage 37a is fitted on the same axis as the oxygen supply nozzle hole 38, and the secondary air is swung in the direction of arrow A in the secondary air passage 37a. A swirl vane 37b is provided. The secondary air nozzle 37 is provided with a widening guide portion 39 that is opened slightly on the tip side from the opening ends of the fluff supply pipe 31 and the oxygen blowing nozzle 36 and further spreads out toward the tip side at about 30 °.
[0018]
A plurality of oxygen supply nozzle holes 38 formed at regular intervals in the circumferential direction at the tip of the oxygen blowing nozzle 36 are inclined at a convergence angle α = 15 ° to 45 ° (preferably 30 °) toward the tip axis. And with respect to the tangent, the angle of rotation is β = 15 ° to 45 ° (preferably 30 °) so as to incline toward the axis in the direction of arrow A. The number of these oxygen supply nozzle holes 38 is Eight or more are suitable. The convergence angle α, the swivel angle β, and the number of the oxygen supply nozzle holes 38 are outside the proper range, so that the mixing of the fluff fuel and oxygen is difficult to be uniform, and it is difficult to increase the combustion temperature.
[0019]
Here, in the above-mentioned fluff burner 5, when the fine fluff in the fluff fuel is extracted from the extraction nozzle 35 from the cyclone chamber 32a, it is not completely burned in the secondary combustion chamber 4 fed by the air nozzle 11, and the CO There is a risk of an increase. Therefore, Table 1 shows the results of a test for examining the amount of air-pumped air extracted.
[0020]
[Table 1]

The supply amount of fluff fuel in the above experiment is 400 kg / h.
According to the above experiment, when the amount of extracted air reached 25% of the amount of air-fed air, there was a risk of accompanying a fine fluff, and no fine fluff was found with about 20% extraction. Therefore, it has been found that if the extracted air amount is about 20% or less of the air-feeding air amount, there is no risk that the air extracted from the extraction nozzle 35 is accompanied by a fine fluff.
[0021]
Next, when oxygen is supplied at 100 Nm ³ / h with the conventional fluff burner and the conventional fluff burner, when only about 20% of the extracted air is extracted in the fluff burner of the present invention (oxygen supply amount: 0) When about 20% of the extracted air and oxygen were supplied at 88 Nm ³ / h or 43 Nm ³ / h, the temperature of each part in the melting furnace 1 was measured.
[0022]
[Table 2]

According to the above test results, in the present invention, by reducing the air supply air from the extraction nozzle 35 by about 20%, the temperature of the combustion part 2a serving as the ignition part at the upper part of the melting chamber 2 is increased by about 150 ° C. The improvement was confirmed. Thereby, the temperature of the heating part 2b and the slag collection | recovery chamber 3 was also able to fully heat up to the temperature required for melting of ash.
[0023]
Further, by swirling and blowing into the fluff fuel from the oxygen blowing nozzle 36, a great improvement in combustibility is seen. At this time, the amount of oxygen supply is less than when oxygen is added to the conventional burner. It was also found that the combustibility was improved and a large temperature rising effect was obtained.
According to the above-described embodiment, the cyclone chamber 32a is formed in the fluff burner 5 to rotate the fluff fuel, the ejector 42 is adjusted, and the fine fluff of the fluff fuel is accompanied by the extraction nozzle 35 from the axial center of the cyclone chamber 32a. By extracting the air supply air to such an extent that it is not performed (about 20% or less of the air supply air amount), it is possible to prevent excessive low-temperature air supply air in the ignition part of the fluff burner 5 and improve the combustibility in the ignition part. The combustion temperature can be raised.
[0024]
Further, by blowing oxygen from the oxygen blowing nozzle 36 provided around the fluff supply pipe 31, the low-temperature air supply air is extracted, so that the oxygen concentration in the ignition part is increased even if the oxygen supply amount is small. Thus, the combustibility can be further improved, and the combustion temperature can be effectively increased.
Further, eight or more oxygen supply nozzle holes 38 of the oxygen blowing nozzle 36 are formed at equal intervals in the circumferential direction, and the fluff fuel is swung as indicated by the arrow A direction while being inclined in a convergence angle α = 15 ° to 45 °. Since the swirl angle β = 15 ° to 45 ° with respect to the tangential direction, the oxygen can be effectively mixed and uniformly dispersed in the fluff fuel, and the combustion temperature can be reduced. It can raise more effectively.
[0025]
By the way, in the said embodiment, a part of air feed air is sent to the secondary combustion chamber 4 via the extraction nozzle 34 and the collection | recovery air line 41 by the ejector 42 from the cyclone chamber. In this case, in order to avoid that the fine fluff in the fluff fuel is accompanied by the air supply air, it is necessary to set the amount of extracted air to about 20% or less. However, due to changes in the particle size and quality (combustibility) of fluff fuel, ash properties and moisture content, the furnace temperature may not rise more than necessary. In some cases, you may want to extract air in excess of%. Further, depending on the quality of the fluff fuel, the content of the fine fluff is large, and the fine fluff may be discharged even if the extracted air amount is about 20% or less. In such a case, the accompanying fine fluff may cause incomplete combustion in the secondary combustion chamber 4 or increase in CO.
[0026]
In the other embodiment shown in FIG. 5, in such a case, even if a fine fluff is accompanied by the air supply air, adverse effects such as incomplete combustion in the secondary combustion chamber 4 and an increase in CO are caused. It can be eliminated.
In other words, the air supply air circulation pipe 61 connected to the extraction nozzle 34 is connected to the suction port side of the air supply fan 24 of the fluff supply device, and the air supply air circulation pipe 61 and the fluff supply line 25 A circulation line is configured. Reference numeral 62 denotes an adjustment valve (suction force addition adjusting means) that is interposed in the air / air circulation pipe 61 and adjusts the intake air amount. Thereby, the accompanying fine fluff can be recovered and burned.
[0027]
Therefore, even if the amount of air-pumped air extracted is increased to raise the temperature, or even if a fine fluff is entrained in the extracted air-pumped air due to a change in the quality of the fluff fuel or an erroneous operation, etc. The fine fluff is circulated from the pneumatic air circulation pipe 61 to the fluff supply line 25, mixed, and re-supplied to the fluff burner 5. Thereby, incomplete combustion in the secondary combustion chamber 4 and increase of CO by the fine fluff accompanying at the time of bleed | bleed_out air supply air are not caused. In addition, the fine fluff discharged together is excellent in ignitability and combustibility, and by effectively utilizing this, the combustibility of the fluff burner 5 can be further improved. In addition, the amount of air extracted can be arbitrarily controlled without being restricted by the area accompanied by the fluff fuel, and the operation range can be expanded. Further, since the suction force of the air feeding fan 24 can be used, suction force additional adjusting means such as an ejector is not necessary.
[0028]
Although the air supply air circulation pipe 61 is connected to the suction port side of the air supply fan 24, when the air supply fan 24 is adversely affected by the accompanying fine fluff, the air supply air circulation pipe 61 is connected to the air supply fan. It can also be connected to 24 discharge sides. In this case, suction force addition adjusting means such as an ejector is interposed in the air / air circulation pipe 61 and the connecting portion.
[0029]
【The invention's effect】
According to the invention to the as claimed in

claim

1 or 4, wherein said above, is extremely small fluff fuel apparent specific gravity, but gas-solid ratio (gas flow / solids flow rate) increases, its axis using a cyclone tube By removing a part of the air supply air that does not contain fluff fuel from the ignition section, the flow rate of the air supply air that causes a temperature drop in the ignition section can be reduced before the ignition section, and the fluff fuel in the ignition section of the combustion device can be reduced. It can be burned at a high temperature by increasing the combustibility, and a high amount of heat can be obtained by the fluff fuel, making it an optimum burner for an ash melting furnace. Furthermore, by blowing and mixing oxygen in the direction of converging to the axial center side by the oxygen blowing nozzle from the fluff feeding nozzle and the secondary air nozzle to the fluff fuel blown from the fluff feeding nozzle and swirling, The fluff fuel can be burned at a high temperature by further increasing the combustibility.
[0030]
Furthermore, according to the invention described in

claim

2 or 5, by blowing oxygen into the fluff fuel and mixing it effectively, the fluff fuel can be further combusted and burned at a high temperature, and with a small oxygen supply amount. The combustion temperature can be raised, which can contribute to a reduction in operating costs.
In addition, according to the inventions of claims 3 and 6, since the air-feeding air extracted from the cyclone cylinder is circulated and reused, the adverse effect when the fine fluff fuel accompanied by the air-feeding air is discharged is eliminated. Since the fluff combustion apparatus is supplied again, a fine fluff fuel with high ignitability can be used effectively.
[0031]
According to the ash melting facility of claim 7, the fluff fuel having a very small apparent specific gravity has a large gas-solid ratio (gas flow rate / solid flow rate). However, the cyclone cylinder is used to remove the fluff fuel from its axial center. By taking out a part of the air supply air that is not included, the flow rate of the air supply air that causes a temperature drop in the ignition part can be reduced in front of the ignition part. Thereby, the combustibility of the fluff fuel in the igniting part of the combustion apparatus can be increased and high-temperature combustion can be performed, and the furnace body can be heated to a temperature at which ash can be melted by obtaining a high amount of heat. In addition, since a part of the extracted air-feeding air is circulated and reused in the air-blowing fan, the accompanying fine fluff can be used effectively, and the fine fluff is not discharged to the outside. There is no adverse effect caused by the fine fluff.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a fluff burner according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line aa shown in FIG.
3 is a cross-sectional view taken along line bb shown in FIG.
FIG. 4 is a configuration diagram showing an embodiment of an ash melting facility equipped with the same fluff burner.
FIG. 5 is a configuration diagram showing another embodiment of an ash melting facility equipped with the same fluff burner.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a conventional fluff burner.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ash melting furnace 2 Melting chamber

2a Combustion part

2b Heating part 3 Slag collection room 4 Secondary combustion chamber 5

Fluff burner

6A, 6B Air nozzle 7 Ash supply device 8 Slag extraction port 10 Slag granulation pit 11 Air nozzle 21 Fluff supply device 24 Air supply fan 25 Fluff supply line 31 Fluff supply pipe 32 Cyclone cylinder 32a Cyclone chamber 33 Fluff supply nozzle 35 Extraction nozzle 36 Oxygen blowing nozzle 37 Secondary air nozzle 38 Oxygen supply hole 41 Recovery air line 42 Ejector 61 Air supply air circulation pipe 62 Regulating valve

Claims

気送空気により粒径が数ミリのフラフ燃料をフラフ供給ノズルから炉内に吹込んで燃焼させるに際し、
まずフラフ燃料をサイクロン筒に接線方向に吹込んで旋回させつつフラフ供給ノズルに送入し、
前記サイクロン筒の軸心部から気送空気の一部を抜出し、
前記フラフ供給ノズルに外嵌された二次空気ノズルから二次空気を供給し、
前記フラフ供給ノズルと前記二次空気ノズルの間の酸素吹込ノズルから、前記フラフ供給ノズルの軸心側前方に収束しかつ旋回する方向に酸素を吹込んでフラフ燃料に混合する
ことを特徴とするフラフ燃焼方法。When blowing fluff fuel with a particle size of several millimeters from the fluff supply nozzle into the furnace by air supply air,
First, the fluff fuel is blown in a tangential direction into the cyclone cylinder and swirled, and sent to the fluff supply nozzle.
Extract a part of the air supply air from the axial center of the cyclone cylinder ,
Secondary air is supplied from a secondary air nozzle fitted on the fluff supply nozzle,
A fluff that mixes with the fluff fuel by blowing oxygen in a direction that converges and swirls forward from the oxygen supply nozzle between the fluff supply nozzle and the secondary air nozzle toward the axial center side of the fluff supply nozzle. Combustion method.

酸素吹込ノズルからの酸素の吹き込み方向は、軸心側前方に収束する収束角が１５°〜４５°の範囲で傾斜され、かつフラフ燃料の旋回方向に沿って接線に対して軸心側に接近する旋回角が１５°〜４５°の範囲で傾斜される
ことを特徴とする請求項１記載のフラフ燃焼方法。 The direction in which oxygen is blown from the oxygen blowing nozzle is inclined such that the convergence angle for converging forward in the axial direction is in the range of 15 ° to 45 °, and approaching the axial side with respect to the tangent along the swirling direction of the fluff fuel. The fluff combustion method according to claim 1, wherein the turning angle is inclined in a range of 15 ° to 45 ° .

サイクロン筒から抜出した気送空気を、フラフ燃料の気送用送風機側に送って循環使用する
ことを特徴とする請求項１または２記載のフラフ燃焼方法。The fluff combustion method according to claim 1 or 2, wherein the air feed air extracted from the cyclone cylinder is circulated for use by sending it to the blower side of the fluff fuel for air feed.

気送空気により粒径が数ミリのフラフ燃料を吹込んで燃焼させるフラフ燃焼装置であって、
気送空気により接線方向に吹込まれたフラフ燃料を旋回させるサイクロン筒と、
前記サイクロン筒の軸心部に配設されて気送空気の一部を吸引する吸引手段に接続された抽気ノズルと、
前記サイクロン筒から軸心方向に沿って延びフラフ燃料を炉内に吹込むフラフ供給ノズルと、
このフラフ供給ノズルに外嵌されて二次空気を供給する二次空気ノズルと、
前記フラフ供給ノズルと二次空気ノズルとの間に配置されて、周方向一定間隔毎に複数個形成された酸素供給ノズル孔から、前記フラフ供給ノズルの軸心側前方に収束しかつフラフ燃料の旋回方向に沿ってフラフ燃料中に酸素を混合する酸素吹込ノズルとを具備した
ことを特徴とするフラフ燃焼装置。A fluff combustion apparatus that blows and burns a fluff fuel having a particle size of several millimeters by pneumatic air,
A cyclone cylinder for swirling fluff fuel blown in a tangential direction by pneumatic air;
A bleed nozzle connected to a suction means disposed at the axial center of the cyclone cylinder and sucking a part of the air-feeding air;
A fluff supply nozzle that extends along the axial direction from the cyclone cylinder and blows fluff fuel into the furnace;
A secondary air nozzle that is externally fitted to the fluff supply nozzle and supplies secondary air;
A plurality of oxygen supply nozzle holes, which are arranged between the fluff supply nozzle and the secondary air nozzle and formed at regular intervals in the circumferential direction, converge toward the front of the fluff supply nozzle on the axial center side and A fluff combustion apparatus comprising: an oxygen blowing nozzle for mixing oxygen in the fluff fuel along a turning direction .

酸素供給ノズル孔は、軸心側前方に収束する収束角が１５°〜４５°の範囲で傾斜され、かつフラフ燃料の旋回方向に沿って接線に対して軸心側に接近する旋回角が１５°〜４５°の範囲で傾斜されてフラフ燃料中に酸素を混合するように構成された
ことを特徴とする請求項４記載のフラフ燃焼装置。 The oxygen supply nozzle hole has a convergence angle of 15 ° to 45 ° converging toward the front side of the axial center, and has a turning angle of 15 approaching the axial side with respect to the tangent along the turning direction of the fluff fuel. The fluff combustion apparatus according to claim 4, wherein the fluff combustion apparatus is configured so as to be mixed with oxygen in the fluff fuel by being inclined in a range of ° to 45 °.

抽気ノズルとフラフ供給装置の気送用送風機との間に、抜出した気送空気を循環させる気送空気循環管を接続した
ことを特徴とする請求項４または５記載のフラフ燃焼装置。The fluff combustion apparatus according to claim 4 or 5, wherein an air supply air circulation pipe for circulating the extracted air supply air is connected between the extraction nozzle and the air supply blower of the fluff supply apparatus.

加熱用バーナを有する炉本体と、この炉本体に灰を供給する灰供給装置と、前記加熱用バーナにフラフ燃料を供給するフラフ供給装置とを具備した灰溶融設備であって、
前記加熱用バーナを、請求項４乃至６のいずれかに記載のフラフ燃焼装置により構成した
ことを特徴とする灰溶融設備。An ash melting facility comprising a furnace body having a heating burner, an ash supply device that supplies ash to the furnace body, and a fluff supply device that supplies fluff fuel to the heating burner,
An ash melting facility , wherein the heating burner is constituted by the fluff combustion apparatus according to any one of claims 4 to 6 .