JPH11209764A - 低質燃料の燃焼・ガス化炉 - Google Patents
低質燃料の燃焼・ガス化炉Info
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- JPH11209764A JPH11209764A JP1090598A JP1090598A JPH11209764A JP H11209764 A JPH11209764 A JP H11209764A JP 1090598 A JP1090598 A JP 1090598A JP 1090598 A JP1090598 A JP 1090598A JP H11209764 A JPH11209764 A JP H11209764A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 比較的小型の炉で、灰分及びカーボンを含む
低質燃料を完全に反応させることができ、かつガスに同
伴される灰分や未燃カーボンを大幅に低減できる低質燃
料の燃焼・ガス化炉を提供する。 【解決手段】 燃料１を燃焼又はガス化する反応炉１０
と、反応炉の下方に連結され発生した溶融灰３と反応ガ
ス４を重力分離する分離室２０とを備える。反応炉は、
その頂部に設けられ燃料を酸化剤２で酸化する燃焼器１
２と、燃焼器の下方に設けられたガス反応空間１４と、
ガス反応空間の下方に設けられたセラミック充填層１６
とを備える。これにより、セラミック充填層のセラミッ
クボール１６ａの表面に溶融灰３を付着させて滴下し、
かつ反応ガス４と溶融灰３を接触反応させてフライアッ
シュ及び未燃カーボン６を溶融灰３で捕獲し、溶融灰中
でゆっくりと反応させて未燃分を低減する。カーボン等
の反応時間が長くとれることから、反応性の劣る低質燃
料についても適用が可能となる。
低質燃料を完全に反応させることができ、かつガスに同
伴される灰分や未燃カーボンを大幅に低減できる低質燃
料の燃焼・ガス化炉を提供する。 【解決手段】 燃料１を燃焼又はガス化する反応炉１０
と、反応炉の下方に連結され発生した溶融灰３と反応ガ
ス４を重力分離する分離室２０とを備える。反応炉は、
その頂部に設けられ燃料を酸化剤２で酸化する燃焼器１
２と、燃焼器の下方に設けられたガス反応空間１４と、
ガス反応空間の下方に設けられたセラミック充填層１６
とを備える。これにより、セラミック充填層のセラミッ
クボール１６ａの表面に溶融灰３を付着させて滴下し、
かつ反応ガス４と溶融灰３を接触反応させてフライアッ
シュ及び未燃カーボン６を溶融灰３で捕獲し、溶融灰中
でゆっくりと反応させて未燃分を低減する。カーボン等
の反応時間が長くとれることから、反応性の劣る低質燃
料についても適用が可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、灰分及びカーボン
を含む低質燃料を燃焼又はガス化する燃焼・ガス化炉に
関する。
を含む低質燃料を燃焼又はガス化する燃焼・ガス化炉に
関する。
【０００２】
【従来の技術】石炭等の灰分を含む燃料をガス化するガ
ス化炉には、固定床炉、流動層炉、噴流床炉、溶融床炉
等があり、噴流床炉としては図３に模式的に示す構成の
炉（例えばテキサコ炉）が知られている。この炉はダウ
ンフロー形の１段１室のガス化炉であり、炉頂部から燃
料と酸化剤が供給され、断熱構造の炉頂部で燃料の一部
が燃焼して高温（約１４００℃）を発生し、残りの燃料
をガス化する。更に燃料中の灰分は、溶融してガス化ガ
ス（粗ガス）と共にガス化炉底部から排出され、水冷室
で凝固してスラグとして排出される。
ス化炉には、固定床炉、流動層炉、噴流床炉、溶融床炉
等があり、噴流床炉としては図３に模式的に示す構成の
炉（例えばテキサコ炉）が知られている。この炉はダウ
ンフロー形の１段１室のガス化炉であり、炉頂部から燃
料と酸化剤が供給され、断熱構造の炉頂部で燃料の一部
が燃焼して高温（約１４００℃）を発生し、残りの燃料
をガス化する。更に燃料中の灰分は、溶融してガス化ガ
ス（粗ガス）と共にガス化炉底部から排出され、水冷室
で凝固してスラグとして排出される。
【０００３】同様に、ＲＤＦ等の低質固形燃料を燃焼さ
せる焼却炉や、燃焼熱により高温空気を発生させる燃焼
炉では、炉内で燃料を完全燃焼させ、その熱で余剰空気
を加熱する。ここでＲＤＦとは、Refuse Derived Fuel
（ゴミ原料燃料）の意味であり、可燃ゴミを破砕，選
別，成形，乾燥することにより得られるペレット状の高
カロリー固形燃料である。
せる焼却炉や、燃焼熱により高温空気を発生させる燃焼
炉では、炉内で燃料を完全燃焼させ、その熱で余剰空気
を加熱する。ここでＲＤＦとは、Refuse Derived Fuel
（ゴミ原料燃料）の意味であり、可燃ゴミを破砕，選
別，成形，乾燥することにより得られるペレット状の高
カロリー固形燃料である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の燃焼炉
やガス化炉（以下、燃焼・ガス化炉という）では、反応
時間が非常に短いため、投入できる燃料は、揮発成分が
多くカーボンの少ない燃料、例えば、重質油、石炭粉と
水の混合燃料（ＣＷＭ:Coal Water Mixture 等）に限ら
れていた。すなわち、揮発成分は反応速度が高く短時間
に反応が完結するが、カーボンは反応に時間がかかるた
め、カーボンの多い燃料（例えば、反応性の劣るゴミ固
形燃料：ＲＤＦ）を完全に反応させるには、炉を大型化
して反応時間を長くとる必要があった。
やガス化炉（以下、燃焼・ガス化炉という）では、反応
時間が非常に短いため、投入できる燃料は、揮発成分が
多くカーボンの少ない燃料、例えば、重質油、石炭粉と
水の混合燃料（ＣＷＭ:Coal Water Mixture 等）に限ら
れていた。すなわち、揮発成分は反応速度が高く短時間
に反応が完結するが、カーボンは反応に時間がかかるた
め、カーボンの多い燃料（例えば、反応性の劣るゴミ固
形燃料：ＲＤＦ）を完全に反応させるには、炉を大型化
して反応時間を長くとる必要があった。
【０００５】更に、従来の燃焼・ガス化炉では、燃料中
の灰分の一部は溶融灰（溶融スラグ）としてガス化炉底
部から排出されるが、残りの灰分や未燃カーボンはガス
に同伴されるため、下流側に脱塵設備（例えば、セラミ
ックフィルタや水洗設備）が必要となる問題点があっ
た。また、従来の燃焼・ガス化炉は、熱容量が小さいた
めに、炉の緊急停止時に炉の温度が低下し、灰の抜き出
しが難しくなる問題点があった。
の灰分の一部は溶融灰（溶融スラグ）としてガス化炉底
部から排出されるが、残りの灰分や未燃カーボンはガス
に同伴されるため、下流側に脱塵設備（例えば、セラミ
ックフィルタや水洗設備）が必要となる問題点があっ
た。また、従来の燃焼・ガス化炉は、熱容量が小さいた
めに、炉の緊急停止時に炉の温度が低下し、灰の抜き出
しが難しくなる問題点があった。
【０００６】本発明はかかる問題点を解決するために創
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、比較
的小型の炉で、灰分及びカーボンを含む低質燃料を効率
的に反応させることができ、かつガスに同伴される灰分
や未燃カーボンを大幅に低減でき、更に炉の緊急停止時
に灰の抜き出しが容易にできる、低質燃料の燃焼・ガス
化炉を提供することにある。
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、比較
的小型の炉で、灰分及びカーボンを含む低質燃料を効率
的に反応させることができ、かつガスに同伴される灰分
や未燃カーボンを大幅に低減でき、更に炉の緊急停止時
に灰の抜き出しが容易にできる、低質燃料の燃焼・ガス
化炉を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、燃料を
燃焼又はガス化する反応炉と、該反応炉の下方に連結さ
れ発生した溶融灰と反応ガスを重力分離する分離室と、
を備え、前記反応炉は、頂部に設けられ燃料を酸化剤で
酸化する燃焼器と、該燃焼器の下方に設けられたガス反
応空間と、該ガス反応空間の下方に設けられ溶融灰を付
着させて滴下しかつ反応ガスと溶融灰を接触反応させる
セラミック充填層と、を備えることを特徴とする低質燃
料の燃焼・ガス化炉が提供される。
燃焼又はガス化する反応炉と、該反応炉の下方に連結さ
れ発生した溶融灰と反応ガスを重力分離する分離室と、
を備え、前記反応炉は、頂部に設けられ燃料を酸化剤で
酸化する燃焼器と、該燃焼器の下方に設けられたガス反
応空間と、該ガス反応空間の下方に設けられ溶融灰を付
着させて滴下しかつ反応ガスと溶融灰を接触反応させる
セラミック充填層と、を備えることを特徴とする低質燃
料の燃焼・ガス化炉が提供される。
【０００８】上記本発明の構成によれば、酸化剤ととも
に反応炉の燃焼器に供給された燃料は、ガス反応空間に
おいて燃焼又は部分燃焼し、揮発成分の全量とカーボン
の一部を燃焼させて高温の溶融灰，未燃カーボン，フラ
イアッシュと反応ガスを発生させる。次いで、発生した
溶融灰及び反応ガスは、未燃カーボン，フライアッシュ
と共にセラミック充填層を通過し、ここで、溶融灰はセ
ラミック充填層を構成する充填物の表面に付着して捕獲
され、同時に反応ガス中のフライアッシュや未燃カーボ
ンは、充填物表面の溶融灰と接触して捕獲され除去され
る。
に反応炉の燃焼器に供給された燃料は、ガス反応空間に
おいて燃焼又は部分燃焼し、揮発成分の全量とカーボン
の一部を燃焼させて高温の溶融灰，未燃カーボン，フラ
イアッシュと反応ガスを発生させる。次いで、発生した
溶融灰及び反応ガスは、未燃カーボン，フライアッシュ
と共にセラミック充填層を通過し、ここで、溶融灰はセ
ラミック充填層を構成する充填物の表面に付着して捕獲
され、同時に反応ガス中のフライアッシュや未燃カーボ
ンは、充填物表面の溶融灰と接触して捕獲され除去され
る。
【０００９】更に、セラミック充填層で捕獲された溶融
灰は、充填物の表面を流れる高温のガス流で保温されな
がら重力により徐々に下方に移動し、下端で分離室内に
滴下する。この溶融灰の滞留時間は、ガス反応空間にお
けるガス流の通過時間に比べて十分に長いので、溶融灰
に取り込まれたカーボンの反応が更に進み未燃カーボン
を低減することができる。
灰は、充填物の表面を流れる高温のガス流で保温されな
がら重力により徐々に下方に移動し、下端で分離室内に
滴下する。この溶融灰の滞留時間は、ガス反応空間にお
けるガス流の通過時間に比べて十分に長いので、溶融灰
に取り込まれたカーボンの反応が更に進み未燃カーボン
を低減することができる。
【００１０】従って、フライアッシュ及び未燃カーボン
を溶融灰で捕獲し、溶融灰中でゆっくりと反応させて未
燃分を低減することができる。また、比較的小型の炉
で、カーボン等の反応時間が長くとれることから、反応
性の劣る低質燃料についても適用が可能となる。また、
セラミック充填物の充填により炉の熱容量が増加し、緊
急停止をしても炉の温度が下がり難く、灰の排出が容易
となる。
を溶融灰で捕獲し、溶融灰中でゆっくりと反応させて未
燃分を低減することができる。また、比較的小型の炉
で、カーボン等の反応時間が長くとれることから、反応
性の劣る低質燃料についても適用が可能となる。また、
セラミック充填物の充填により炉の熱容量が増加し、緊
急停止をしても炉の温度が下がり難く、灰の排出が容易
となる。
【００１１】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
セラミック充填層は、耐熱性の高いセラミック充填物か
らなる。セラミック充填物としては、例えば、直径２０
ｍｍ〜５０ｍｍ程度のアルミナボールがよい。この構成
により、ガス流の通過抵抗を低く抑え、同時に溶融灰を
表面に付着させながら、溶融灰の下方への滴下を確実に
行うことができる。
セラミック充填層は、耐熱性の高いセラミック充填物か
らなる。セラミック充填物としては、例えば、直径２０
ｍｍ〜５０ｍｍ程度のアルミナボールがよい。この構成
により、ガス流の通過抵抗を低く抑え、同時に溶融灰を
表面に付着させながら、溶融灰の下方への滴下を確実に
行うことができる。
【００１２】また、前記反応炉の下端開口は、セラミッ
ク充填物が抜け落ちない細長い矩形に形成され、かつ上
方が徐々に拡がった漏斗形状に形成されている。この構
成により、充填物の下方への落下を防止しながら、十分
な面積のガス流路を確保することができる。
ク充填物が抜け落ちない細長い矩形に形成され、かつ上
方が徐々に拡がった漏斗形状に形成されている。この構
成により、充填物の下方への落下を防止しながら、十分
な面積のガス流路を確保することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。図１は、本発明による燃焼
・ガス化炉の全体構成図である。この図に示すようう
に、本発明の燃焼・ガス化炉は、燃料１を燃焼又はガス
化する反応炉１０と、反応炉１０の下方に連結され発生
した溶融灰３と反応ガス４を重力分離する分離室２０
と、を備えている。
を図面を参照して説明する。図１は、本発明による燃焼
・ガス化炉の全体構成図である。この図に示すようう
に、本発明の燃焼・ガス化炉は、燃料１を燃焼又はガス
化する反応炉１０と、反応炉１０の下方に連結され発生
した溶融灰３と反応ガス４を重力分離する分離室２０
と、を備えている。
【００１４】反応炉１０は、その頂部に設けられ燃料１
を酸化剤２で酸化する燃焼器１２と、燃焼器１２の下方
に設けられたガス反応空間１４と、ガス反応空間１４の
下方に設けられ溶融灰３を付着させて滴下しかつ反応ガ
ス４と溶融灰３を接触反応させるセラミック充填層１６
とを備えている。
を酸化剤２で酸化する燃焼器１２と、燃焼器１２の下方
に設けられたガス反応空間１４と、ガス反応空間１４の
下方に設けられ溶融灰３を付着させて滴下しかつ反応ガ
ス４と溶融灰３を接触反応させるセラミック充填層１６
とを備えている。
【００１５】反応炉１０は、全体が１段１室構造であ
り、ガス反応空間１４とセラミック充填層１６を囲む耐
熱層１０ａと、そのまわりを囲む断熱層１０ｂと、更に
全体を囲む反応容器１０ｃとを備えている。耐熱層１０
ａは内部の反応温度（例えば１５００℃以上）に耐える
耐火材、例えば耐火煉瓦、キャスタブル等で構成され
る。断熱層１０ｂは、熱伝導率の低い断熱材で構成され
る。反応容器１０ｃは、常圧用でもよいが、好ましくは
燃焼・ガス化反応を加圧下で行う圧力容器である。
り、ガス反応空間１４とセラミック充填層１６を囲む耐
熱層１０ａと、そのまわりを囲む断熱層１０ｂと、更に
全体を囲む反応容器１０ｃとを備えている。耐熱層１０
ａは内部の反応温度（例えば１５００℃以上）に耐える
耐火材、例えば耐火煉瓦、キャスタブル等で構成され
る。断熱層１０ｂは、熱伝導率の低い断熱材で構成され
る。反応容器１０ｃは、常圧用でもよいが、好ましくは
燃焼・ガス化反応を加圧下で行う圧力容器である。
【００１６】燃焼器１２は、反応容器１０ｃの頂部に下
向きに取り付けられている。この燃焼器１２は、燃料１
をガス反応空間１４に下向きに供給する燃料供給ノズル
１２ａと、その回りに酸化剤２を供給する酸化剤供給管
１２ｂとからなる。燃料供給ノズル１２ａと酸化剤供給
管１２ｂは、それぞれ耐火材で内張りされている。
向きに取り付けられている。この燃焼器１２は、燃料１
をガス反応空間１４に下向きに供給する燃料供給ノズル
１２ａと、その回りに酸化剤２を供給する酸化剤供給管
１２ｂとからなる。燃料供給ノズル１２ａと酸化剤供給
管１２ｂは、それぞれ耐火材で内張りされている。
【００１７】燃料１には、重質油、石炭粉と水の混合燃
料（ＣＷＭ）等の揮発成分が多くカーボンの少ない燃料
の他に、灰分やカーボンの多い燃料（例えば、ゴミ原料
燃料：ＲＤＦ）であってもよい。また、酸化剤２として
は、酸素ガス又は空気であるのがよい。特に、１０００
℃以上に予熱された高温空気を用いることにより、使用
燃料、例えば石炭の自己着火温度を遙かに越えているの
で、燃料と接触すると同時に燃焼を開始させることがで
きる。
料（ＣＷＭ）等の揮発成分が多くカーボンの少ない燃料
の他に、灰分やカーボンの多い燃料（例えば、ゴミ原料
燃料：ＲＤＦ）であってもよい。また、酸化剤２として
は、酸素ガス又は空気であるのがよい。特に、１０００
℃以上に予熱された高温空気を用いることにより、使用
燃料、例えば石炭の自己着火温度を遙かに越えているの
で、燃料と接触すると同時に燃焼を開始させることがで
きる。
【００１８】ガス反応空間１４は、燃焼器１２とセラミ
ック充填層１６の間に位置する中空の空間であり、この
内部で燃焼が進行して高温ガスを発生させるようになっ
ている。このガス反応空間１４は、燃料１に含まれる揮
発分の燃焼には十分であるが、カーボンは完全燃焼でき
ない程度の、比較的小さい容積に設定されている。この
ガス反応空間１４において、化学量論比以下の酸素で燃
料を部分燃焼させることにより、灰の溶融点以上の温度
で一部の燃料を安定燃焼させながら、それによって生ず
る高温によって残りの燃料をガス化することができる。
同様に、十分な酸素或いは空気で燃料を完全燃焼させる
ことにより、低質燃料を焼却し、或いは高温空気を発生
させることができる。このガス反応空間１４で、燃料の
一部分が燃焼又はガス化され、反応により発生した溶融
灰３と未燃カーボン６が、発生した高温のガス流４に随
伴して下方のセラミック充填層１６に流入するようにな
っている。
ック充填層１６の間に位置する中空の空間であり、この
内部で燃焼が進行して高温ガスを発生させるようになっ
ている。このガス反応空間１４は、燃料１に含まれる揮
発分の燃焼には十分であるが、カーボンは完全燃焼でき
ない程度の、比較的小さい容積に設定されている。この
ガス反応空間１４において、化学量論比以下の酸素で燃
料を部分燃焼させることにより、灰の溶融点以上の温度
で一部の燃料を安定燃焼させながら、それによって生ず
る高温によって残りの燃料をガス化することができる。
同様に、十分な酸素或いは空気で燃料を完全燃焼させる
ことにより、低質燃料を焼却し、或いは高温空気を発生
させることができる。このガス反応空間１４で、燃料の
一部分が燃焼又はガス化され、反応により発生した溶融
灰３と未燃カーボン６が、発生した高温のガス流４に随
伴して下方のセラミック充填層１６に流入するようにな
っている。
【００１９】セラミック充填層１６は、耐熱性の高いセ
ラミック充填物１６ａからなる。このセラミック充填物
１６ａとしては、例えば、直径２０ｍｍ〜５０ｍｍ程度
の球形のアルミナボールがよく、更に好ましくは、５０
ｍｍ程度の大径のアルミナボールで下層を形成し、その
上部に２０ｍｍ程度の小径のアルミナボールを積層した
２重構造にするのがよい。この構成により小径の上層に
より効率的に灰分や未燃成分を表面に形成した溶融灰３
に捕獲することができ、同時に大径の下層で全体の圧力
損失を低く抑え、スラグの滴下を容易にできる。
ラミック充填物１６ａからなる。このセラミック充填物
１６ａとしては、例えば、直径２０ｍｍ〜５０ｍｍ程度
の球形のアルミナボールがよく、更に好ましくは、５０
ｍｍ程度の大径のアルミナボールで下層を形成し、その
上部に２０ｍｍ程度の小径のアルミナボールを積層した
２重構造にするのがよい。この構成により小径の上層に
より効率的に灰分や未燃成分を表面に形成した溶融灰３
に捕獲することができ、同時に大径の下層で全体の圧力
損失を低く抑え、スラグの滴下を容易にできる。
【００２０】なお、セラミック充填物は、１５００℃以
上の高温に耐える耐熱材であれば、アルミナに限定され
ず、その他のセラミック材であってもよい。また、その
形状も、溶融灰３の流れと高温ガス４の流れを形成でき
る限りで、球形に限定されず、例えば、円筒形、或いは
破砕したままのランダムな多面体であってもよい。
上の高温に耐える耐熱材であれば、アルミナに限定され
ず、その他のセラミック材であってもよい。また、その
形状も、溶融灰３の流れと高温ガス４の流れを形成でき
る限りで、球形に限定されず、例えば、円筒形、或いは
破砕したままのランダムな多面体であってもよい。
【００２１】図２は、図１のＡ部斜視図である。この図
に示すように、耐熱層１０ａの底部、すなわち、反応炉
１０の下端開口は、セラミック充填物１６ａが抜け落ち
ない細長い矩形に形成され、かつ上方が徐々に拡がった
漏斗形状に形成されている。この構成により、充填物の
下方への落下を防止しながら、十分な面積のガス流路を
確保することができる。
に示すように、耐熱層１０ａの底部、すなわち、反応炉
１０の下端開口は、セラミック充填物１６ａが抜け落ち
ない細長い矩形に形成され、かつ上方が徐々に拡がった
漏斗形状に形成されている。この構成により、充填物の
下方への落下を防止しながら、十分な面積のガス流路を
確保することができる。
【００２２】図１において、分離室２０は、反応炉１０
と同様の、全体が１段１室構造であり、側面にガス排出
管２２が取り付けられ、下端に灰分の抜き出し管２４が
取り付けられている。更に、分離室２０の内部には中空
の分離空間２０ａが形成され、その底部には冷却水７が
一定のレベルに保持されている。この構成により、分離
室２０の分離空間２０ａにおいて滴下した溶融灰３と高
温ガス４とを重力分離し、高温ガス４はガス排出管２２
を介して図示しない下流設備（例えば、ガスタービン、
高温空気燃焼設備）に供給し、溶融灰３は冷却水７で冷
却凝固させて抜き出し管２４から排出することができ
る。
と同様の、全体が１段１室構造であり、側面にガス排出
管２２が取り付けられ、下端に灰分の抜き出し管２４が
取り付けられている。更に、分離室２０の内部には中空
の分離空間２０ａが形成され、その底部には冷却水７が
一定のレベルに保持されている。この構成により、分離
室２０の分離空間２０ａにおいて滴下した溶融灰３と高
温ガス４とを重力分離し、高温ガス４はガス排出管２２
を介して図示しない下流設備（例えば、ガスタービン、
高温空気燃焼設備）に供給し、溶融灰３は冷却水７で冷
却凝固させて抜き出し管２４から排出することができ
る。
【００２３】上述した本発明の構成によれば、酸化剤２
と共に反応炉１０の燃焼器１２に供給された燃料１は、
ガス反応空間１４において燃焼又は部分燃焼し、揮発成
分の全量とカーボンの一部を燃焼させて高温の溶融灰３
と高温の反応ガス４ならびに未燃カーボン６，フライア
ッシュ８を発生させる。次いで、発生した溶融灰３及び
反応ガス４は、未燃カーボン６，フライアッシュ８と共
にセラミック充填層１６を通過し、ここで、溶融灰３は
セラミック充填層を構成する充填物１６ａの表面に付着
して捕獲され、同時に反応ガス中のフライアッシュ８や
未燃カーボン６は、充填物表面の溶融灰と接触して捕獲
され除去される。
と共に反応炉１０の燃焼器１２に供給された燃料１は、
ガス反応空間１４において燃焼又は部分燃焼し、揮発成
分の全量とカーボンの一部を燃焼させて高温の溶融灰３
と高温の反応ガス４ならびに未燃カーボン６，フライア
ッシュ８を発生させる。次いで、発生した溶融灰３及び
反応ガス４は、未燃カーボン６，フライアッシュ８と共
にセラミック充填層１６を通過し、ここで、溶融灰３は
セラミック充填層を構成する充填物１６ａの表面に付着
して捕獲され、同時に反応ガス中のフライアッシュ８や
未燃カーボン６は、充填物表面の溶融灰と接触して捕獲
され除去される。
【００２４】更にセラミック充填層１６で捕獲された溶
融灰３は、充填物１６ａの表面を流れる高温のガス流５
で保温されながら重力により徐々に下方に移動し、下端
で分離室内に滴下する。この溶融灰の滞留時間は、ガス
反応空間におけるガス流の通過時間に比べて十分に長い
ので、溶融灰に取り込まれたカーボンの反応が更に進み
未燃カーボンを低減することができる。
融灰３は、充填物１６ａの表面を流れる高温のガス流５
で保温されながら重力により徐々に下方に移動し、下端
で分離室内に滴下する。この溶融灰の滞留時間は、ガス
反応空間におけるガス流の通過時間に比べて十分に長い
ので、溶融灰に取り込まれたカーボンの反応が更に進み
未燃カーボンを低減することができる。
【００２５】従って、フライアッシュ及び未燃カーボン
を溶融灰３で捕獲し、溶融灰中でゆっくりと反応させて
未燃分を低減することができる。また、比較的小型の炉
で、カーボン等の反応時間が長くとれることから、反応
性の劣る低質燃料についても適用が可能となる。また、
セラミック充填物の充填により炉の熱容量が増加し、緊
急停止をしても炉の温度が下がり難く、灰の排出が容易
となる。
を溶融灰３で捕獲し、溶融灰中でゆっくりと反応させて
未燃分を低減することができる。また、比較的小型の炉
で、カーボン等の反応時間が長くとれることから、反応
性の劣る低質燃料についても適用が可能となる。また、
セラミック充填物の充填により炉の熱容量が増加し、緊
急停止をしても炉の温度が下がり難く、灰の排出が容易
となる。
【００２６】
【実施例】上述した構成の反応炉１０を用いた試験結果
を以下に説明する。この試験に用いた反応炉は、内寸法
が直径２００ｍｍ、高さ８００ｍｍであり、その下端部
３００ｍｍが図２に示した漏斗形状に形成され、この部
分に直径５０ｍｍと２０ｍｍのアルミナボールをそれぞ
れ３層に充填した。また、燃料としては、平均粒径約４
０μｍのスカイライン炭を用い、予熱に都市ガスを用い
た。なお、この試験では、分離室２０を用いずにこの部
分にスラグ受け皿を配置して、溶融灰の滴下を目視で観
察できるようにした。
を以下に説明する。この試験に用いた反応炉は、内寸法
が直径２００ｍｍ、高さ８００ｍｍであり、その下端部
３００ｍｍが図２に示した漏斗形状に形成され、この部
分に直径５０ｍｍと２０ｍｍのアルミナボールをそれぞ
れ３層に充填した。また、燃料としては、平均粒径約４
０μｍのスカイライン炭を用い、予熱に都市ガスを用い
た。なお、この試験では、分離室２０を用いずにこの部
分にスラグ受け皿を配置して、溶融灰の滴下を目視で観
察できるようにした。
【００２７】試験において、都市ガスを用いて内部を予
熱後、燃料を石炭に徐々に切り換え、石炭を約３時間自
燃させ、最後に都市ガスに切り換えて約５時間の「溶融
灰の洗い出し燃焼」を行った後、炉を停止した。
熱後、燃料を石炭に徐々に切り換え、石炭を約３時間自
燃させ、最後に都市ガスに切り換えて約５時間の「溶融
灰の洗い出し燃焼」を行った後、炉を停止した。
【００２８】この結果、スラグ排出口の目視観察によ
り、溶融灰の滴下が確認された。この溶融灰は、かなり
粘度が低く、スラグ受け皿に溜まった溶融灰は水を注い
だようにきれいに受け皿底部に広がっていた。このこと
から、高温ガス４によるセラミック充填層１６の加熱が
効果的に行われていることがわかる。また、スラグ排出
口からの微粒子の飛散はほとんど観測されなかった。更
に、炉の下流に設けたバグフィルターにも捕獲された飛
灰はほとんどなかった。このことから、セラミック充填
層１６及びその表面に捕獲された溶融灰により灰分や未
燃カーボンが効果的に捕獲されていることがわかる。
り、溶融灰の滴下が確認された。この溶融灰は、かなり
粘度が低く、スラグ受け皿に溜まった溶融灰は水を注い
だようにきれいに受け皿底部に広がっていた。このこと
から、高温ガス４によるセラミック充填層１６の加熱が
効果的に行われていることがわかる。また、スラグ排出
口からの微粒子の飛散はほとんど観測されなかった。更
に、炉の下流に設けたバグフィルターにも捕獲された飛
灰はほとんどなかった。このことから、セラミック充填
層１６及びその表面に捕獲された溶融灰により灰分や未
燃カーボンが効果的に捕獲されていることがわかる。
【００２９】更に、溶融灰中にも未燃カーボンがほとん
どなく、比較的小型の炉で揮発成分を短時間で反応さ
せ、チャー（未燃カーボン）はセラミック充填層に捕獲
された溶融灰中でゆっくり反応させる本発明の基本概念
を確認することができた。
どなく、比較的小型の炉で揮発成分を短時間で反応さ
せ、チャー（未燃カーボン）はセラミック充填層に捕獲
された溶融灰中でゆっくり反応させる本発明の基本概念
を確認することができた。
【００３０】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できる
ことは勿論である。例えば、本発明を低質燃料以外の燃
焼・ガス化炉にも適用することができる。
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できる
ことは勿論である。例えば、本発明を低質燃料以外の燃
焼・ガス化炉にも適用することができる。
【００３１】
【発明の効果】上述したように、本発明の低質燃料の燃
焼・ガス化炉は、比較的小型の炉で、灰分及びカーボン
を含む低質燃料を効率的に反応させることができ、かつ
ガスに同伴される灰分や未燃カーボンを大幅に低減でき
る、等の優れた効果を有する。
焼・ガス化炉は、比較的小型の炉で、灰分及びカーボン
を含む低質燃料を効率的に反応させることができ、かつ
ガスに同伴される灰分や未燃カーボンを大幅に低減でき
る、等の優れた効果を有する。
【図１】本発明の低質燃料の燃焼・ガス化炉の全体構成
図である。
図である。
【図２】図１のＡ部斜視図である。
【図３】噴流床炉の模式的構成図である。
１ 燃料 ２ 酸化剤 ３ 溶融灰 ４ 反応ガス ６ 未燃カーボン ７ 冷却水 １０ 反応炉 １０ａ 耐熱層 １０ｂ 断熱層 １０ｃ 反応容器 １２ 燃焼器 １２ａ 燃料供給ノズル １２ｂ 酸化剤供給管 １４ ガス反応空間 １６ セラミック充填層 １６ａ セラミック充填物 ２０ 分離室 ２０ａ 分離空間 ２２ ガス排出管 ２４ 灰分抜き出し管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ１０Ｊ 3/72 Ｃ１０Ｊ 3/72 Ｇ Ｊ
Claims (4)
- 【請求項１】 燃料を燃焼又はガス化する反応炉と、該
反応炉の下方に連結され発生した溶融灰と反応ガスを重
力分離する分離室と、を備え、 前記反応炉は、頂部に設けられ燃料を酸化剤で酸化する
燃焼器と、該燃焼器の下方に設けられたガス反応空間
と、該ガス反応空間の下方に設けられ溶融灰を付着させ
て滴下しかつ反応ガスと溶融灰を接触反応させるセラミ
ック充填層と、を備えることを特徴とする低質燃料の燃
焼・ガス化炉 - 【請求項２】 前記セラミック充填層は、耐熱性の高い
セラミック充填物からなる、ことを特徴とする請求項１
に記載の低質燃料の燃焼・ガス化炉。 - 【請求項３】 前記反応炉の下端開口は、セラミック充
填物が抜け落ちない１つ又は複数の細長い矩形に形成さ
れ、かつ上方が徐々に拡がった漏斗形状に形成されてい
る、ことを特徴とする請求項２に記載の低質燃料の燃焼
・ガス化炉。 - 【請求項４】 前記反応炉のセラミック充填層の上部充
填物が小径で、下部充填物が大径であることを特徴とす
る請求項２に記載の低質燃料の燃焼・ガス化炉
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1090598A JPH11209764A (ja) | 1998-01-23 | 1998-01-23 | 低質燃料の燃焼・ガス化炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1090598A JPH11209764A (ja) | 1998-01-23 | 1998-01-23 | 低質燃料の燃焼・ガス化炉 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11209764A true JPH11209764A (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=11763316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1090598A Pending JPH11209764A (ja) | 1998-01-23 | 1998-01-23 | 低質燃料の燃焼・ガス化炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11209764A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002057395A1 (fr) * | 2001-01-18 | 2002-07-25 | Japan Science And Technology Corporation | Appareil de gazeification d'un combustible solide |
-
1998
- 1998-01-23 JP JP1090598A patent/JPH11209764A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002057395A1 (fr) * | 2001-01-18 | 2002-07-25 | Japan Science And Technology Corporation | Appareil de gazeification d'un combustible solide |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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|
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|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20071026 |
|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071113 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20080306 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |