CN103375806A - 加压流动炉系统的被处理物搬送方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种加压流动炉系统的被处理物搬送方法，其利用加压流动炉内的压力来抑制从贮存装置朝向加压流动炉的供给口搬送的被处理物逆向返回。通过将送入泵的排出口的压力P1和加压流动炉内的压力P2调整为满足式1～3来解决上述课题。式1：0.1(MPa)≤P1≤3.5(MPa)，式2：0.05(MPa)≤P2≤0.3(MPa)，式3：P1≥1.1×P2。

Description

加压流动炉系统的被处理物搬送方法

技术领域

本发明涉及对下水道污泥、生物物质、城市垃圾等被处理物进行燃烧的加压流动炉系统和加压流动炉系统的被处理物搬送方法，更详细而言，涉及能够防止从加压流动炉系统的贮存装置搬送至加压流动炉的被处理物因加压流动炉内的压力而发生倒流的加压流动炉系统和加压流动炉系统的被处理物搬送方法。

背景技术

存在对生物物质、尘垢、粪便污泥、下水道污泥、城市垃圾等被处理物在加压状态下进行燃烧处理的加压流动炉系统。该系统是一种燃烧系统，其特征在于，利用从加压流动炉排出的燃烧废气所具有的热能和压力来驱动增压器，生成压缩空气，将该压缩空气作为在加压流动炉中燃烧所需要的燃烧空气。这样，由于能够利用对被处理物进行燃烧处理时产生的燃烧废气来生成燃烧空气，因此无需设置用于供给燃烧空气的鼓风机，正被作为节能型的燃烧设备进行开发。

而且，以往，提出有下述这些搬送方法：在一个搬送方法中，为了将预定量的贮存于污泥贮存槽的下水道污泥等被处理物供给至焚烧炉，根据在用于搬送被处理物的配管中配置的流量计的测量值来对搬送被处理物的压送泵的压力进行控制；在另一个搬送方法中，为了提高在送料斗内贮存的下水道污泥等被处理物的流动性以提高搬送效率，利用在送料斗的排出口配置的加热装置对被处理物加热(参照专利文献1、2)。

专利文献1：日本特开平6-221537号公报

专利文献2：日本特开平11-165193号公报

可是，在加压流动炉中，由于以加压流动炉内的压力比大气压力高的状态进行运转，因此在加压流动炉内的压力根据被处理物的燃烧状态等而发生了变动的情况下，可能无法适当地供给被处理物。而且，加压流动炉内的燃烧废气有可能从加压流动炉的被处理物供给口朝向贮存装置进入，从而损坏设备。还存在下述可能性：由于加压流动炉内的压力而使得从贮存装置朝向加压流动炉的供给口搬送的被处理物从加压流动炉的供给口朝向贮存装置逆向返回。

发明内容

因此，本发明的主要课题在于消除所述问题。

解决了上述课题的本发明和作用效果如下所述。

第1发明为加压流动炉系统的被处理物搬送方法，所述加压流动炉系统具有：贮存装置，其用于贮存被处理物；加压流动炉，其用于使被处理物燃烧；以及增压器，其内装有涡轮和压缩机，所述涡轮利用从所述加压流动炉排出的废气而转动，所述压缩机随着涡轮的转动而转动，并将燃烧空气供给至加压流动炉，在连通所述贮存装置和加压流动炉的流路中设置有送入泵，所述送入泵将被处理物从所述贮存装置搬送至加压流动炉，其特征在于，在将接近所述送入泵的排出口的部位的压力设定为P1、并将加压流动炉内的压力设定为P2的情况下，在搬送被处理物时，所述P1、P2满足式1～式3：

式1：0.1(MPa)≤P1≤3.5(MPa)，

式2：0.05(MPa)≤P2≤0.3(MPa)，

式3：P1≥1.1×P2。

(作用效果)

由于将送入泵的排出口的压力P1调整为比加压流动炉内的压力P2高的压力，因此，能够防止被搬送至加压流动炉的被处理物逆向返回，从而能够稳定地将被处理物从贮存装置供给至加压流动炉。

第2发明的特征在于，在本第1发明的结构中，利用内装于所述送入泵的压力控制装置来使压力P1升降。

(作用效果)

由于利用内装于送入泵的压力制御装置来使送入泵的排出口的压力P1升降，因此无需另行设置压力控制装置，从而能够降低设备费用。

第3发明的特征在于，利用设置于所述流路的阀来使压力P1升降。

(作用效果)

由于利用设置于流路的阀来使送入泵的排出口的压力P1升降，因此，不用设置过大的设备就能够使压力P1升降。而且，阀自身具有防止被处理物倒流的效果，也能够降低设备费用。

根据以上的发明，通过以预定的搬送压力来供给被处理物，能够抑制搬送至加压流动炉的被处理物逆向返回、或者加压流动炉内的热风侵入供给通道内。

附图说明

图1是加压流动炉系统的说明图。

图2是图1的局部放大图。

图3是图1的局部放大图。

图4是图1的局部放大图。

图5是加压流动炉的炉内压力和送入泵的压力的说明图。

标号说明

1：加压流动炉系统；

10：贮存装置；

11：定量送料器；

12：送入泵；

13：流路(配管)；

13A：排出口；

13B：供给口；

13C：压力测量构件；

13D：流量调整阀；

20：加压流动炉；

20A：压力测量构件；

40：空气预热器；

50：吸尘器；

60：增压器；

61：涡轮；

62：压缩机。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的本实施方式进行详细的说明。并且，为了容易理解，适当地示出方向进行说明，但结构并不受此限定。

在图1中示出了加压流动炉系统1的概要。本系统包括：贮存装置10，其用于临时贮存下水道污泥或城市垃圾等被处理物；送入泵12，其从贮存装置10将被处理物供给至加压流动炉20；加压流动炉20，其对从贮存装置10供给的被处理物进行燃烧；空气预热器40，其使被供给至加压流动炉20的燃烧空气的温度上升；吸尘器50，其用于去除燃烧废气中的焚烧灰或粉尘等；增压器60，其被从吸尘器50排出的燃烧废气驱动从而吸入空气；白烟防止用热交换器70，其利用从增压器60排出的燃烧废气对供给至排烟处理塔80的空气进行加热；以及排烟处理塔80，其用于去除燃烧废气内的杂质。

(贮存装置)

在贮存装置10中贮存含水率被脱水处理至60～85质量％的下水道污泥等被处理物。在被处理物中含有能够燃烧的有机物。并且，被处理物只要是含水有机物即可，并不限于下水道污泥，也可以是生物物质、城市垃圾等。

在贮存装置10的下部配置有定量送料器11，所述定量送料器11用于将预定量的贮存的被处理物供给至送入泵12。为了将被处理物压送至加压流动炉20，在定量送料器11的下部具备作为供给装置的送入泵12。并且，作为送入泵12，能够使用单轴螺旋泵、活塞泵等。

送入泵12和加压流动炉20通过流路(配管)13连通，利用送入泵12将被处理物供给至加压流动炉20。在此，送入泵12配置在比加压流动炉20的供给被处理物的供给口13B至少低1m以上的位置。因此，在配管13形成有：与送入泵12连接的第1水平部、立起至被处理物的供给口13B的高度的垂直部、以及与被处理物的供给口13B连接的第2水平部。

并且，也可以根据送入泵12的设置位置使垂直部形成为具有倾斜度的部位。而且，在送入泵12的排出口附近的配管13上设置有压力计等压力测量构件13C，以便持续监视送入泵12的排出口附近的压力。

(加压流动炉)

利用送入泵12将被处理物供给至加压流动炉20。加压流动炉20是在炉内填充有具有预定粒径的固体粒子作为流动介质的燃烧炉，通过从炉内下部供给的燃烧空气使固体粒子成为流动状态，对供给的被处理物进行处理。

如图1、图2所示，在加压流动炉20的侧壁的下部设置有用于对加压流动炉20内部进行加热的辅助燃料燃烧装置21，在辅助燃料燃烧装置21的上侧附近配置有起动用燃烧器22，所述起动用燃烧器22用于在起动时对炉内进行加热。并且，在辅助燃料燃烧装置21中能够使用气喷枪或油喷枪。

在加压流动炉20的另一侧的侧壁的下部配置有燃烧空气供给管24，所述燃烧空气供给管24用于将燃烧空气供给至加压流动炉20的内部。而且，在加压流动炉20的上部的细径化的侧壁形成有排出口90A，所述排出口90A用于将因辅助燃料、被处理物等的燃烧而产生的燃烧气体、或者通过将沙滤水(砂ろ過水)、被处理物中含有的水等加热而产生的水蒸气等排出至炉外。并且，在本发明中，仅将燃烧气体、或者在燃烧气体中混合水蒸气而成的气体称作燃烧废气。

在加压流动炉20的上部或者连接加压流动炉20和空气预热器40的燃烧废气流路90中设置有炉内压力测量构件20A，以用于测量炉内的压力。

(空气预热器)

从加压流动炉20排出的燃烧废气被供给至空气预热器40。在空气预热器40中，使供给的燃烧废气和从增压器60供给的燃烧空气间接地进行热交换，从而使燃烧空气的温度上升至150～700℃。

如图1、图3所述，在空气预热器40的一侧的侧壁的上部形成有来自加压流动炉20的燃烧废气的供给口90B，在供给口90B的下侧附近形成有将燃烧空气排出至空气预热器外的排出口91A。而且，燃烧废气的供给口90B经由配管90与加压流动炉20的排出口90A连接，燃烧空气的排出口91A经由配管91与加压流动炉20的燃烧空气供给管24的后部连接。

在空气预热器40的另一侧的下部形成有将燃烧废气排出至空气预热器外的排出口92A，在排出口92A的上侧附近形成有将燃烧空气供给至空气预热器内的供给口95A。并且，作为空气预热器40，管壳式热交换器是优选的。

(吸尘器)

从空气预热器40排出的燃烧废气被供给至吸尘器50。在吸尘器50中，将燃烧废气中含有的粉尘、细粒化的流动砂等杂质除去。作为内装于吸尘器50的过滤器，例如能够使用陶瓷过滤器或袋式过滤器。

如图1、图3所示，在吸尘器50的一侧的侧壁的下部形成有用于将燃烧废气供给至吸尘器内的供给口92B，在吸尘器50的一侧的侧壁的上部形成有用于将去除了杂质等的清洁的燃烧废气排出至吸尘器外的排出口93A。而且，燃烧废气的供给口92B经由配管92与空气预热器40的排出燃烧废气的排出口92A连接。

在吸尘器50内，在形成于下部的供给口92B和形成于上部的排出口93A的上下方向之间的部位内装有袋式过滤器(省略图示)。被过滤器去除的燃烧废气中的杂质等在吸尘器50内的底部临时贮存后，被定期地排出至外部。

(增压器)

增压器60配置在吸尘器50的后段，其为包括下述部分的设备：涡轮61，其利用从吸尘器50排出的燃烧废气而转动；轴63，其将涡轮61的转动传递至压缩机62；和压缩机62，其随着经由轴63传递的涡轮61的转动而转动，从而生成燃烧空气。

如图1、图3所示，在增压器60中，在涡轮61的下部形成有供给口93B，所述供给口93B用于将从吸尘器50排出的压力为100～200kPa、温度为250～650℃的燃烧废气供给至增压器内，在涡轮61的侧部形成有排出口97A，所述排出口97A用于将燃烧废气排出至增压器外。而且，燃烧废气的供给口93B经由配管93与吸尘器50的排出口93A连接。

在增压器60的压缩机62的侧部形成有用于将空气供给至增压器内的供给口67B，在压缩机62的上部形成有用于将压力升压至60～200kPa的燃烧空气排出至增压器外的排出口94A。

外部空气的供给口67B经由配管67、66与起动用鼓风机65连接，燃烧空气的排出口94A经由配管94、96、95与空气预热器40的供给口95B连接，且经由配管94、96与加压流动炉20的起动用燃烧器22的后部连接。

(起动用鼓风机)

起动用鼓风机65是用于在加压流动炉系统1起动时将燃烧空气供给至起动用燃烧器22的设备。

起动用鼓风机65除了将燃烧空气供给至起动用燃烧器22之外，还同时具有下述功能：在由于来自贮存装置10的被处理物的供给中断等而使供给至增压器60的涡轮61的燃烧废气减少、从而使从压缩机62排出的燃烧空气减少的情况下，强制地将外部空气供给至压缩机62。

起动用鼓风机65经由配管66、96与配置于加压流动炉20的起动用燃烧器22的后部连接，经由配管66、96、95与空气预热器40的供给燃烧空气的供给口95B连接，并且经由配管66、67与增压器60的压缩机62的供给口67B连接。

为了使被处理物发出的臭气在加压流动炉20中燃烧来进行除臭，贮存装置10经由配管15与配管16连接。

(白烟防止用热交换器)

如图1、图4所示，白烟防止用热交换器70是用于对从白烟防止风扇供给的白烟防止用空气间接地进行热交换的设备。通过白烟防止用热交换器70进行了热交换后的燃烧废气被送出至后段的排烟处理塔80。并且，能够使用管壳式热交换器或板式热交换器等作为白烟防止用热交换器70。

(排烟处理塔)

排烟处理塔80是用于防止燃烧废气所含有的杂质等排出至外部的设备，在排烟处理塔80的上部配置有烟囱87。并且，虽然烟囱87被设置在排烟处理塔80的上部，但并不限定于此，也可以与排烟处理塔分开地独立设置烟囱87。

如图1、图4所示，在排烟处理塔80的一侧的侧壁的下部形成有供给口98B，所述供给口98B用于将从白烟防止用热交换器70排出的燃烧废气供给至排烟处理塔内，在烟囱87的一侧的侧壁的下部形成有供给口99B，所述供给口99B用于将从白烟防止用热交换器70排出的白烟防止用空气供给至烟囱87。而且，燃烧废气的供给口98B经由配管98与在白烟防止用热交换器70的侧壁形成的排出口98A连接，白烟防止用空气的供给口99B经由配管99与在白烟防止用热交换器70的侧壁形成的排出口99A连接。

在排烟处理塔80的另一侧的侧壁的上部配设有喷雾管84，所述喷雾管84用于将从外部供给的水向排烟处理塔内进行喷雾，在排烟处理塔80的另一侧的侧壁的中间部和下部分别配置有喷雾管85，所述喷雾管85经由循环泵83将贮存在排烟处理塔80的底部的含有氢氧化钠的氢氧化钠溶液向排烟处理塔内进行喷雾。

贮存在排烟处理塔80的氢氧化钠溶液经由氢氧化钠泵被从氢氧化钠储罐内供给，并且一直维持适当的量。

如图5所示，为了防止因加压流动炉20内的压力P2、即从加压流动炉20的供给口13B朝向送入泵12的排出口13A的方向作用的压力P2而使得被处理物等逆向返回，将在送入泵12附近测量出的压力P1、即从送入泵12的排出口13A朝向加压流动炉20的供给被处理物的供给口13B的方向作用的压力P1设定为比加压流动炉20内的压力P2高的压力。在将此时的送入泵附近的压力设定为P1、并将加压流动炉内的压力设定为P2的情况下，优选在满足下述式1～3的条件下控制压力P1、P2来将被处理物供给至加压流动炉20。

式1：0.1(MPa)≤P1≤3.5(MPa)

式2：0.05(MPa)≤P2≤0.3(MPa)

式3：P1≥1.1×P2

只要通过控制来自送入泵12的被处理物的供给量来调整压力P1即可。即，在被处理物的供给量和压力P1之间存在相关的关系，只需通过预先掌握该关系来控制被处理物的供给量，就能够将压力P1设定在上述范围。

作为控制被处理物的供给量的方法，在送入泵12为单轴式泵或容积泵的情况下，能够通过改变泵的转速来进行控制。此外，也能够通过改变在配管13上设置的流量调整阀13D的开度来进行控制。

通过将压力P1、P2调整至上述式1～式3的范围，即使加压流动炉20内的压力P2由于被处理物的性状或供给量等因素而发生变动，也能够稳定地将被处理物供给至炉内。特别是，通过满足式3的关系，即使在加压流动炉20的炉内压力稍微变动的情况下，也能够防止下述情况：被处理物的供给变得不稳定，而且，搬送被处理物的配管13的长度变短，高温的炉内气体侵入配管13的内部而损坏密封件等。

通过将压力P1的下限设定为0.1MPa，即使在压力P2降低而接近下限的情况下，也能够通过简单的控制来实现被处理物的稳定供给。另一方面，在压力P1的上限超过3.5MPa的情况下，要求送入泵12实现大型化，并且，要求供给被处理物的配管13为能够耐高压的规格，因此，会导致供给和搬送被处理物的装置大型化，在经济方面也不利。

在压力P2的上限超过0.3MPa的情况下，虽然燃烧效率得到提高，但从加压流动炉20排出的燃烧废气的压力也在0.3MPa以上，因此，必须增强下游侧的设备的耐压性，尽管提高了燃烧效率，但会导致设备成本升高，不够经济。另一方面，如果压力P2小于0.05MPa，则从加压流动炉20排出的燃烧废气的压力较低，从而使利用增压器60生成的燃烧空气的量不足的可能性升高。

送入泵12附近的压力P1能够利用设置于配管13的压力测量构件13C进行测量。而且，加压流动炉20的炉内压力能够利用压力测量构件20A进行测量。

在本实施例中，对以炉内压力0.1MPa进行运转、并使送入泵12附近的出口压力为1.6MPa的条件下的配管距离进行了估算。估算条件如下所述。

估算条件

·送入量：300t/日

·使用送入泵的台数：2台

·送入部位和每单位时间的送入量：4处(每台泵两处)，3.125t/h·处

·被处理物的含水率：60％，70％，80％三种水平

·压送配管口径：400mm(只考虑直管长度)

根据估算的结果，在含水率为60％的情况下，配管距离为45m，在含水率为70％的情况下配管距离为64m，在含水率为80％的情况下配管距离为115m。因此，能够使搬送被处理物的配管的长度充分，能够防止高温的炉内气体侵入配管内部而损伤密封件等。

另一方面，在比较例中，对以炉内压力0.1MPa进行运转、并以使送入泵12附近的出口压力为0.105MPa的方式设置了送入泵12的位置的情况下的配管长度进行了估算。其它的估算条件与本实施例相同。根据估算的结果，在含水率为60％的情况下，配管距离为0.14m，在含水率为70％的情况下配管距离为0.2m，在含水率为80％的情况下配管距离为0.35m。

在被处理物的任何含水率的情况下，比较例的配管长度为本实施例的配管长度的1/320左右，其结果是，配管长度变短，可能会导致高温的炉内气体侵入配管内部而损坏密封件等。

Claims (3)

1.一种加压流动炉系统的被处理物搬送方法，

所述加压流动炉系统具有：贮存装置，其用于贮存被处理物；加压流动炉，其用于使被处理物燃烧；以及增压器，其内装有涡轮和压缩机，所述涡轮利用从所述加压流动炉排出的废气而转动，所述压缩机随着涡轮的转动而转动，并将燃烧空气供给至加压流动炉，

在连通所述贮存装置和加压流动炉的流路中设置有送入泵，所述送入泵将被处理物从所述贮存装置搬送至加压流动炉，

所述加压流动炉系统的被处理物搬送方法的特征在于，

在将接近所述送入泵的排出口的部位的压力设定为P1、并将加压流动炉内的压力设定为P2的情况下，在搬送被处理物时，所述P1、P2满足式1～式3：

式1：0.1(MPa)≤P1≤3.5(MPa)，

式2：0.05(MPa)≤P2≤0.3(MPa)，

式3：P1≥1.1×P2。

2.根据权利要求1所述的加压流动炉系统的被处理物搬送方法，其中，

利用内装于所述送入泵的压力控制装置来使压力P1升降。

3.根据权利要求1所述的加压流动炉系统的被处理物搬送方法，其中，

利用设置于所述流路的阀来使压力P1升降。

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