JPS6341709A - 流動層燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、石炭、スラッジ炭、重油専焼ボイラから排出
される捕集灰（ＷＰ灰）、石炭専焼ボイラから排出され
る未燃カーボン及び含水率の高い汚泥等の産業廃棄物を
減容、焼却する流動層燃焼＃ｃ立に係り、特に流動ノー
燃焼装置から排出される焼却灰ｔ−ａき吊すことができ
る流動層燃焼装置に関するものである。

〔従来の技術〕

流動層燃焼装置は炉内に川砂や被焼却物の残渣によって
ベッドを形成して炉内温度を８００〜１，０００Ｃに昇
温させることができるので、含水率の高い汚泥や、電気
集塵機で捕集されｆｃＷＰ灰や未燃カーボン、プラスチ
ック等の産業廃棄物、或いはぼた山に野積されていた低
品位炭であっても燃料として有効利用することができる
。

それは流！４１１眉燃焼装置における炉内での熱容量が
太きいために、時に難燃性の慮菓廃棄物や低品位炭など
であっても燃焼、減容、焼却ができるからである。

また、石炭などを燃料とする流動層ボイラ内に伝熱管を
埋設すれば伝熱管の層中伝熱量（熱伝達率）は従来形ボ
イラのガス流のみからの伝熱量に比べて５〜１０倍程度
大きく、大量の伝熱量をもたらす特徴があり、省エネル
ギー化の進む中で近年流動層ボイラは脚光をあびている
。

以下、第５図を用いて流動ｌ′−燃焼装置の概要につい
て説明するが、流動層ボイラを例に説明する。

第５図において流動層ボイラ１は、炉底部に設置した多
孔板２の上に石炭燃焼灰、石灰石、又は、砂などの流動
媒体によって流動層３を形成し、押込ファン４より多孔
板２の下部に配置されたウィンドボックス５に燃焼用空
気、流動化用空気を通風すると風址の増加に伴い、多孔
板２の燃焼用空気供給ノズル四を通して流動層３の流動
媒体はあたかも榔騰しているかのように激しく流動化運
動をする。この流動層３の流動媒体を起動バーナ６及び
砂中バーナ７で８００Ｃ〜１，０ＯＯｃに加熱し、主燃
料である石炭８は燃料コンベア９、燃料供給装置ｌＯか
ら流動層ボイラ１へ投入すると熱容量の大きな流動層３
の流動媒体の流動化連動によって投入された石炭８は、
熱的及び物理的に解砕されて瞬時に乾燥されて着火し、
流動層３内で良好な燃焼用空気、流動化用空気との接触
が得られるために効率良く燃焼する。

また、流動層ボイラ１の火炉１１内の燃焼ガスは空塔部
１２ｔ−経て排ガス通路１３で過熱器１４蒸発水管１５
と熱交換し、煙道１６を経て流動層ボイラ１の外へ排出
されろ。一方、流動層ボイラ１への水・蒸気系統は、蒸
気水管１５、火炉水冷璧１７で加熱され、ドレンを含ん
だ飽和蒸気となり、ドラム１８へ入り。

ドラム１８でドレンを分離された後、蒸気は過熱器１４
により再び過熱されて過熱蒸気となり、この過熱蒸気は
発電その他に供用される。

一方、石炭８に代えてスラッジ炭を焼却する場合はスラ
ッジ炭が炭坑の排水処理工程からの産物であるために、
その品質は極めて不安定である。

例えばスラッジ炭の成分は微粉炭と石炭、あるいは随伴
して掘り出される鉱物、特に粘度鉱物との不均質な混合
物であり、炭層の電化、選炭工程の変更等によりその成
分が容易に変ることになる。

かかる不安定なスラッジ炭を燃料として用いるには流動
層３による燃焼方法が最適であるが、この流動層３によ
る燃焼においても、例えば大分の多いスラッジ炭が供給
された場合、当然流動層ボイラ１の発熱量が低下し、こ
れを回復するためにスラッジ炭の供給量を１加させると
、天分の多いスラッジ炭の焼却灰はその強度が高いため
に流動層３内で粉化せず、大粒径の流動媒体として流動
層３内に滞溜するために平均媒体粒子径が大きくなり、
流動化そのものが鈍くなって流動層３の流動化も不安定
になる。

この様に大粒径の焼却灰（流動媒体）は第５図に示す様
に灰抜出管１９を用いて抜き出す底部抜取方式や、オー
バフロー管加、ロータリフィーダ２１を介して抜出す溢
流方式が採用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この様に従来の焼却灰の灰抜き出し方法には底部抜取方
式や溢流方式が採用されているが、両方式共に共通した
欠点がある。

すなわち、燃焼用、流動化用空気を流動層３の全体に一
定量供給しているために、灰抜出管１９やオーバフロー
管加の付近に位置する焼却灰は抜出せるが、灰抜出管１
９やオーバフロー管加から遠く離れている焼却灰を抜出
す場合には非常に時間がかかる。又、抜き出せない焼却
灰のために流動層３内が流動不安定状態となり、長期的
に連続操業ができない欠点がある。

一方、流動層３上へ石炭８を供給する流動層ボイラ１の
場合、粒径の大きいままの石炭８を投入するため、その
焼却灰はそのまま沈降し炉底に堆積してしまい、安定し
た流動化を阻害する。このとき、炉底に気流搬送による
燃料供給ノズルを併設している場合、燃料供給ノズルの
閉塞を引き起す。従って、このような場合には焼却灰の
粗大粒子も十分浮遊するよう一時的に通常燃焼時以上に
多孔板２の燃焼用空気供給ノズルρからの吹出光速を増
加してやる必要があるが、流動層ボイラーの燃焼に必要
な空気量は決まっており自由に選択できるものではない
。即ち空気過剰（高空気比）になると　Ｎ！＋０！→２
ＮＯの酸化反応が進み窒素酸化物排出量が増加するとと
もに、弛散灰鼠も増加し、流動媒体量の維持困難となり
、逆に窒気不足（低空気比）になると　ＣａＯ＋　ｓｏ
、＋　−０，−＋Ｃａ５Ｏ。

の石灰石による脱硫反応が低下し硫黄酸化物の排出量が
増加し、カーボンの燃焼性が低下するとともに流動化が
緩慢となり流動不安定、不均一流動を招く問題があり、
燃焼用空気供給ノズルｎかもの燃焼用空気の吹出流速を
大巾に変えることはできない欠点がある。

本発明はかかる従来技術の欠点を解消しようとするもの
で、その目的とするところは、きわめて簡単な構成で灰
抜小管から遠く離れた位置にある焼却灰を灰抜小管付近
に移動させ、抜き出し可能にする焼却灰の抜き出し装置
を備えた流動層燃焼装置を提供することにある。

〔問題点を解決する九めの手段〕

不発明は前述の目的を達成するために、燃焼用空気ノズ
ルの近傍に高圧の噴射媒体を噴霧する灰移送ノズルを配
置したものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図ｉ］ｉｏを用いて説明する。

第１図は本発明の実施例に係る流動層燃焼装置の概略系
統図、第２図は第１図の多孔板の平面図、第３図は第１
図のＡ部を拡大した詳細図、第４図は他の実施例を示す
側面図である。

第１図から第４図において、１は流動層ボイラ、２は多
孔板、３は流動層、５はウィンドボックス、１２は空塔
部、１９は灰抜小管、ｎは燃焼用空気供給ノズルで従来
のものと同一のものを示す。

困は燃焼用望見供給ノズル四の近傍に設けた灰移送ノズ
ル、ム、２５は噴射媒体配管、あは噴射媒体止弁、ｎは
流ｍ制御弁、公は昇圧ファン、四は噴射媒体本管、（９
）は噴射媒体分岐管、３１．３２は空気配管、羽は空気
分岐配管、腕は空気止弁、あ。

３６は層上部、層上部温度計、３７．３８は空塔部圧力
計および層内圧力計、３９は温度信号、４０は圧力信号
、４１は空気噴出ノズル、４２は制＃（’ｍ号、４３は
制御器、４４は冷却器、４５はコンベア、４６は静止層
、４７は粗粒焼却灰、４８は多孔板２の水冷管である。

この様な構造において、従来の流動層ボイラ１と真なる
点は燃焼用空気供給ノズルｎ、２２の間に高圧の噴射媒
体を噴霧する灰移送ノズル２３を配置した点である。高
圧の噴射媒体としては燃焼用空気を使用する場合は流動
層ボイラ１内へ供給される総空気量が変化しないように
、噴射媒体配管２４の噴射媒体止弁２６を閉じ％望見分
岐配管３３の空気止弁３４１−開いて空気配管３１．３
２を経てウィンドボックス５、流動層ボイラ１へ燃焼用
空気を供給すると共に、空気配管３１の燃焼用空気の一
部を空気分岐配管あ、空気止弁あ、噴射媒体配管５、流
量制御弁２７ｔ−経て昇圧ファン四で昇圧し、噴射媒体
配管δから噴射媒体止弁四、噴射媒体分岐管力を経て灰
移送ノズルるへ燃焼用空気よりも高圧の噴射媒体を供給
する。

第２図に流動層ボイラ１全体の燃焼用空気供給ノズルｎ
、灰移送ノズル乙の配置を示すが、灰移送ノズルおは、
炉の中心の灰抜小管１９へ向けて焼却灰が移送されるよ
う例えば矢印で示す様な方向へ噴射媒体を噴霧する。

この様に第２図の矢印で示す如く、灰抜小管１９の方向
へ向けて燃焼用空気よりも高圧の燃焼用空気が灰移送ノ
ズルｎから噴霧されることによって焼却灰は灰抜小管１
９から冷却器４４、コンベア４５へとυＦ出される。

一方、高圧の噴射媒体として不活性ガスまたは排ガスを
使用する場合は空気分岐配管あの空気止弁３４を閉じ、
噴射媒体配管２４の噴射媒体止弁２６を開き前述したと
同様に昇圧後の噴射媒体を噴射媒体率１ｆ２９へ供給し
て焼却灰を排出する。

この様に、噴射媒体を供給しても流動層３の１−高が上
昇したり、減少した場合にはノー内圧力計間と空塔部圧
力計３７の圧力信号４０の差圧を検出し、差圧が増加し
た時には制御器４３からの制御信号４２によって流量制
御弁ｎの開度を太きくし、差圧が減少した時には流量制
御弁２７を絞るように制御する。さらに層上部温度計あ
と層上部温度計３６とに温度差が生じた場合、流菫制御
升ｄを全開とし、温度差がなくなったら流１を制御弁ｎ
ｔ元の開展に戻す様に制御する。以上の方法により灰太
出重制御及び粗大粒子焼却灰の抜出しが流動層ボイラ１
の運転中であっても自動的に夷−することができる。

第３図は巣１図のＡｆｆｌｌ拡大し次燃焼用空気供給ノ
ズル４と灰移送ノズルるの詳細図を示すもので、灰移送
ノズルるは粗粒焼却灰４７に被われ、噴射、媒体分岐管
間は燃焼用空気供給ノズル四の空気吹出ノズル４１より
も下のレベルの静止ｆ４４６内に埋設されているので摩
耗、焼損から保護することができる。

この様にｍ１図から第３図の実施例においては、燃焼用
空気供給ノイルｎと灰移送ノズルおを別々に設置し供給
系絖を２系統にし、さらに燃焼用空気の一部を抜出し昇
圧して灰抜出し用噴射媒体として流動層３内へ供給する
ため総空気量は灰移送用空気酋が変っても一定に保持す
ることができるので、窒素酸化物や億黄醜化物の発生を
少なくすることができる。

また、大移送用の噴射媒体の供給量を自由に選択でき灰
抜出量を制御することができる。さらにｊ−内の温度、
圧力及び層外圧力の常時監視により灰抜出操作を自動化
することができる。

第４図のものは他の実施例を示すもので、第１図から第
３図のものと異なる点は、第１図から第３図の流動層ボ
イラ１は石炭８のみを燃焼する石炭専焼流動層ホイラで
あるのに対し、第４図のものは石炭・とガス燃料を混焼
する混焼流動層ボイラに工６用したものである。

例えば省エネルギー化を計るために、流動層ボイラ１で
石炭とガス燃料を混焼することが一般に行なわれている
。

このガス燃料としては製鉄所から発生する副生ガスとし
て、高炉ガス（Ｂｌａｓｔ　Ｆｕｒｎａｃｅ　Ｇａｓ：
以下Ｂ　Ｆ　Ｇという）、コークス炉ガス（Ｃｏｋｅ　
０ｖｅｎＧａｓ：以下ＣＯＧという）、転炉ガス（Ｌｉ
ｎｚＤｏｎａｗｉｔｚ　Ｇａｓ　：以下ＬＤＧという）
などがある。

これらの副生ガスの成分例を第１表に示す。

第１表 これらは、製品の袈造過撫で副生ガスとして発生する丸
め紙庫であり、燃料としての利用の他、鉄鉱石の還元剤
、化学工業原料への利用等さまざまな形で有効利用が図
られている。

しかしながら、これらのガス燃料は発熱量が低いために
石炭などを主燃料とする流動層ボイラにＢＦＧ、ＣＯＧ
、ＬＤＧなどのガス燃料を補助燃料として用いることも
行なわれている。

第４図において、１から４５は第１図から第３図のもの
と同一のものを示す。

４９．５０はガス燃料配管、５１はガス燃料止弁、５２
はＮ、配管、５３はＮ、ガス止弁であり、乙はガス燃料
と噴射媒体を１＊勝する灰移送ノズル、９．３０はガス
燃料と噴射媒体を送給する噴射媒体本管及び分岐管であ
る。

この様な構造において、＃ｉ、動層水層ボイラ１炭とガ
ス燃料を混焼する場合は、空気分岐配管あの空気止弁あ
を閉じて噴射媒体の供給を停止する。

そして、ガス燃料配管４９、ガス燃料止弁５１、ガス燃
料配！５０、噴射媒体本管四、噴射媒体分岐管３０を経
て灰移送ノズル乙ヘガス燃料を供給して流動層ボイラ１
で石炭とガス燃料を混焼する。

一方、ガス燃料の停止への切替えは、まずＮ。

ガス止弁５３を開いてガス燃料配管４９、刃、噴射媒体
本管四、噴射媒体分岐管、灰移送ノズルるのガス燃料を
Ｎ２によってパージし友後、ガス燃料止弁５１を閉じ空
気止弁あを開き、空気配管３１の燃焼用空気の一部を空
気分岐管あ、空気止弁讃を経て昇圧ファン四で昇圧し、
ガス燃料配管（資）、噴射媒体本管四、噴射媒体分岐管
を経て灰移送ノズルおへ燃焼用空気よりも高圧の噴射媒
体を供給し、流動層ボイラ１の流動層３における粗粒焼
却灰の排出に使用する。

この様に灰移送ノズルおをガス燃料供給ノズルとしても
併用できるようにし、灰の抜出が必要な時には燃焼空気
の一部を昇圧して噴射媒体として供給するか、又はＮ、
ガス配″＃５２内のパージ用の高圧Ｎ２ガスを灰抜出用
の噴射媒体として供給してもよい。

これによって、ガス燃料の供給を停止した場合でも、灰
移送ノズルるはガス燃料配管（資）からの噴射媒体、Ｎ
、ガス配管５２からのＮ２によって冷却されるので、灰
＃送ノズル乙の過熱は防止でき、しかもｋＫ移送ノズル
器はこの噴射媒体、Ｎ、にょってパージされるので、灰
移送ノズルるの目詰りは防止できろ。

〔発明の効果〕

本発明によれば流動層燃焼装置が運転中であっても空気
比を変えることなく、噴射媒体の供給量が変えられるの
でＮＯｘ　、　　Ｂｏｘを増加させることがなく、さら
に安定な流動化を確保したまま粗粒焼却灰を抜出すこと
ができろ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る流動層燃焼装置の概略系
統図、第２図は第１図の多孔板の千面図、第３図は第１
図のＡ部を拡大した詳細図、第４図は他の実施例を示す
側面図、第５図は従来の流動層燃焼装置の概略系統図で
ある。 ２・・・・・・多孔板、３・・・・・・流動層、５・・
・・・・ウィンドボックス、１９・・・・・・入抜出管
、ｎ・・・・・・燃焼用空気供第２図 ８３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 流動媒体のベッドで形成された流動層の底部に、燃焼用
   空気供給ノズルを有する多孔板を配置して流動層とウイ
   ンドボックスに区画し、流動層へ被焼却物を投入して焼
   却し、焼却灰を灰抜出管から排出するものにおいて、前
   記燃焼用空気供給ノズルの近傍に高圧の噴射媒体を噴霧
   する灰移送ノズルを配置したことを特徴とする流動層燃
   焼装置。