JP2000154911A - 循環流動層型燃焼設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 火炉の高さを低くできるようにする。 【解決手段】 火炉１内の下部に位置する一次燃焼室２
を、底部に接続した一次空気管４からの一次空気の供給
によりベッド材を流動化させるようにしたバブリング流
動床とする。一次燃焼室２とその上方の二次燃焼室３と
の境界部に絞り部１４を形成し、絞り部１４付近に二次
空気管６を接続する。二次燃焼室３の頂部より外部に導
き出された循環材を火炉１内へ戻すための循環用ダクト
９を、絞り部１４の上部に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は都市ごみや産業廃棄
物等の廃棄物を焼却処理する循環流動層型燃焼設備に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の循環流動層型燃焼設備は、図４に
その一例の概略を示す如く、上下方向に直立設置した火
炉１内の下部位置に一次燃焼室２を、又、その上方部に
二次燃焼室３をそれぞれ設け、上記一次燃焼室２には、
底部に一次空気管４に接続された空気分散管５を配置す
ると共に、循環流動させるベッド材として砂の如き粒子
を充填して循環流動床を形成させ、一次空気管４を通し
て供給した一次空気を上記空気分散管５で分散させて循
環流動床を流動化させるようにし、一方、上記二次燃焼
室３には、二次空気を導入するための二次空気管６を接
続し、燃料供給バンカ７から投入された廃棄物やＲＤＦ
の如き燃料を一次空気と二次空気とによって燃焼させる
ようにしてある。

【０００３】又、上記火炉１の外側に、ホットサイクロ
ンの如き循環材分離器８を設置して、該循環材分離器８
の上部と火炉１の頂部とを連通させると共に、循環材分
離器８の下端部と一次燃焼室２とを循環用ダクト９にて
連通させ、火炉１内で吹き上げられたベッド材である循
環材を循環材分離器８で分離捕集して循環用ダクト９を
通し一次燃焼室２の循環流動床へ戻すようにして循環さ
せるようにし、更に、上記循環材分離器８で循環材を分
離した後の燃焼排ガスは循環材分離器８の排ガス出口部
に接続された排ガスダクト１０を通して、各種熱交換器
１１を備えた後部伝熱部１２へ導くようにしてある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
循環流動型燃焼設備の場合、大量のベッド材を循環させ
る方式としてあるので、空塔速度が比較的高い値に保た
れる結果、燃焼時間を充分に得るためには、背丈の高い
火炉１が必要となる問題があり、又、火炉１を水冷壁管
構造としてボイラとして用いる場合には、水冷壁管が大
量の循環材と接触することから、特別な摩耗対策が必要
であった。

【０００５】そこで、本発明は、燃焼時間を充分に確保
できるようにすることによって、火炉の高さを低くする
ことができるようにし、又、循環材を大量に循環させな
いようにすることによって、ボイラとして使用しても水
冷壁管に特別な摩耗対策を施さなくても済むようにしよ
うとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、火炉内の下部位置に一次燃焼室を、又、
該一次燃焼室の上部位置に二次燃焼室をそれぞれ設ける
と共に、上記一次燃焼室内に、底部に接続した一次空気
管からの一次空気の供給によりベッド材を流動化させる
ようにしたバブリング流動床を形成し、且つ上記一次燃
焼室と二次燃焼室との境界部に絞り部を形成して、該絞
り部付近に二次空気管を接続し、又、上記火炉の外側
に、二次燃焼室の頂部より外部に導き出された循環材を
排ガスから分離させる循環材分離器を設け、更に、該循
環材分離器で分離した循環材を火炉内へ戻すための循環
用ダクトを、上記絞り部の上部位置に接続した構成とす
る。一次燃焼室にバブリング流動床を採用したことによ
り、一次燃焼室内のベッド材は上方の二次燃焼室へ吹き
上げられることがなく、したがって、一次燃焼室のみで
燃焼時間を充分に確保することができるようになる。

【０００７】又、火炉を水冷壁管製とし、ボイラとして
用いると、少量の循環材が循環するだけであるから、水
冷壁管の特別な摩耗対策が不要となる。

【０００８】更に、循環用ダクトの途中に、外部熱交換
器を組み込んだ構成とすることにより、外部熱交換器に
て循環材から有効に熱回収を行うことができる。

【０００９】更に又、外部熱交換器と該外部熱交換器上
流部の循環用ダクトとの間にバイパスダクトを接続し、
且つ該バイパスダクトに、循環材の循環量を制御するサ
ージタンクを設置した構成とすると、サージタンクに滞
留する循環材の量を変化させることによって、炉体内を
循環する循環材の循環量を容易に制御することができる
ようになる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００１１】図１は本発明の実施の一形態を示すもの
で、図４に示したと同様に、火炉１内の下部位置に一次
燃焼室２を、又、その上部に二次燃焼室３をそれぞれ設
けて、燃料供給バンカ７から投入された廃棄物や燃料を
一次空気と二次空気とによって燃焼させるようにし、
又、上記二次燃焼室３から吹き上げられて外部に導き出
された循環材を循環材分離器８で排ガスから分離させ
て、循環用ダクト９を通し火炉１内に戻すようにし、更
に、循環材分離器８で循環材を分離した後の排ガスを排
ガスダクト１０を通して後部伝熱部１２へ導くようにし
てある循環流動層型燃焼設備において、上記一次燃焼室
２内の底部に、一次空気管４を接続すると共に、その上
方に空気分散器１３を配置して、一次空気の供給により
ベッド材を流動化させるようにしたバブリング流動床を
一次燃焼室２内に形成し、且つ上記一次燃焼室２と二次
燃焼室３の境界部となる一次燃焼室２の上端出口部に、
外径を適宜縮径させた絞り部１４を形成し、又、上記循
環材分離器８の下端に接続してある循環用ダクト９を、
上記絞り部１４の上部位置に接続し、更に、二次空気管
６を、上記絞り部１４付近に、斜め上方へ向けて接続し
た構成とする。

【００１２】又、上記火炉１の全体を、蒸気ドラム１５
に接続した多数の水冷壁管１６により構成する。

【００１３】なお、その他の構成は図４に示したものと
同様であり、同一部分には同一符号が付してある。

【００１４】燃料供給バンカ７から廃棄物や燃料が投入
されると、これらは、先ず、一次燃焼室２で燃焼させら
れるが、この際、一次燃焼室２内には、図４に示したよ
うな循環流動床よりも流動層密度が高くてベッド材が二
次燃焼室３へ吹き上げられることのないようなバブリン
グ流動床が形成されているので、燃焼時間を一次燃焼室
２で充分に長く確保することができる。したがって、燃
えにくい廃棄物であっても支障なく燃焼させることがで
きる。

【００１５】次に、一次燃焼室２で発生したガスは、上
昇して二次燃焼室３内で二次燃焼させられるが、この
際、一次燃焼室２の上端出口部には絞り部１４が形成さ
れているため、上記ガスの流速が絞り作用で速められる
ことになる。したがって、循環用ダクト９を通り火炉１
内に戻される循環材を一次燃焼室２内に落下させないよ
うにすることができて、絞り部１４の上方で循環材の循
環系を維持することができる。更に、上記二次燃焼室３
用の二次空気は絞り部１４付近に供給されるため、一次
燃焼室２で発生した揮発分を二次燃焼室３内で効率よく
燃焼することができる。

【００１６】このように、一次燃焼室２での燃焼時間を
充分に確保でき、且つ二次燃焼室３での燃焼も効率よく
行われることから、二次燃焼室３による燃焼時間として
は、たとえば、２秒と短時間で済ますことができるよう
になり、循環材の循環量も図４に示した設備の場合より
も大幅に少なくすることができる。

【００１７】又、本発明では、設備をボイラとして用い
るように、火炉１の全体が水冷壁管１６により構成され
ているが、上記のように、ベッド材は循環せず、循環材
の循環量が少なくて摩耗も少なくなることから、水冷壁
管１６に対し、特別な摩耗対策を施さなくても済むよう
になる。

【００１８】次に、図２は本発明の実施の他の形態を示
すもので、図１に示したと同様な構成において、循環材
分離器８で排ガスから分離させた循環材を火炉１へ戻す
ようにする循環用ダクト９の途中に、流動層型外部熱交
換器１７を組み込んだものである。１８は流動空気管を
示す。

【００１９】図２に示すようにすると、循環材分離器８
で排ガスから分離された循環材が、火炉１内に戻される
前に外部熱交換器１７内に一旦入れられることになり、
該外部熱交換器１７で、循環材が保有する熱を収熱する
ことができるので、有効に熱回収を行うことができる。

【００２０】次いで、図３は本発明の実施の更に他の形
態を示すもので、図２に示したと同様な構成において、
外部熱交換器１７と該外部熱交換器１７よりも上流部の
循環用ダクト９との間にバイパスダクト１９を接続し、
且つ該バイパスダクト１９の途中に、循環材の循環量を
制御するためのサージタンク２０を設置したものであ
る。２１，２２，２３は弁を示す。

【００２１】図３に示すようにした場合は、各弁２１，
２２，２３の操作により、循環材を外部熱交換器１７に
直接導いたり、サージタンク２０内に一旦滞留させたり
することができるので、炉体１内を通過させる循環材の
循環量を容易に制御することができる。

【００２２】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明の循環流動層型
燃焼設備によれば、火炉内の下部位置に一次燃焼室を、
又、該一次燃焼室の上部位置に二次燃焼室をそれぞれ設
けると共に、上記一次燃焼室内に、底部に接続した一次
空気管からの一次空気の供給によりベッド材を流動化さ
せるようにしたバブリング流動床を形成し、且つ上記一
次燃焼室と二次燃焼室との境界部に絞り部を形成して、
該絞り部付近に二次空気管を接続し、又、上記火炉の外
側に、二次燃焼室の頂部より外部に導き出された循環材
を排ガスから分離させる循環材分離器を設け、更に、該
循環材分離器で分離した循環材を火炉内へ戻すようにす
る循環用ダクトを、上記絞り部の上部位置に接続した構
成としてあるので、バブリング流動床の採用により一次
燃焼室での燃焼時間を充分確保することができ、これに
より火炉の高さを低くすることができ、しかも一次燃焼
室出口部の絞り部付近に二次空気を吹き込むことができ
ることから、発生した揮発分を効率よく燃焼することが
でき、又、火炉を水冷壁管製としてボイラとして使用し
ても、循環材の循環量が少なくて済むことから、水冷壁
管に特別な摩耗対策を施す必要がなく、更に、循環用ダ
クトの途中に、外部熱交換器を組み込んだ構成とするこ
とによって、有効な熱回収を行うことができ、更に又、
外部熱交換器と該外部熱交換器上流部の循環用ダクトと
の間にバイパスダクトを接続し、且つ該バイパスダクト
に、循環材の循環量を制御するサージタンクを設置した
構成を付加することにより、炉体内を通過させる循環材
の循環量を容易に制御することができる、等の優れた効
果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の循環流動層型燃焼設備の実施の一形態
を示す概略図である。

【図２】本発明の実施の他の形態を示す概略図である。

【図３】本発明の実施の更に他の形態を示す概略図であ
る。

【図４】循環流動層型燃焼設備の一例を示す概略図であ
る。

【符号の説明】

１ 火炉 ２ 一次燃焼室 ３ 二次燃焼室 ４ 一次空気管 ６ 二次空気管 ８ 循環材分離器 ９ 循環用ダクト １４ 絞り部 １６ 水冷壁管 １７ 外部熱交換器 １９ バイパスダクト ２０ サージタンク

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 火炉内の下部位置に一次燃焼室を、又、
   該一次燃焼室の上部位置に二次燃焼室をそれぞれ設ける
   と共に、上記一次燃焼室内に、底部に接続した一次空気
   管からの一次空気の供給によりベッド材を流動化させる
   ようにしたバブリング流動床を形成し、且つ上記一次燃
   焼室と二次燃焼室との境界部に絞り部を形成して、該絞
   り部付近に二次空気管を接続し、又、上記火炉の外側
   に、二次燃焼室の頂部より外部に導き出された循環材を
   排ガスから分離させる循環材分離器を設け、更に、該循
   環材分離器で分離した循環材を火炉内へ戻すようにする
   循環用ダクトを、上記絞り部の上部位置に接続した構成
   を有することを特徴とする循環流動層型燃焼設備。
2. 【請求項２】 火炉を水冷壁管製とした請求項１記載の
   循環流動層型燃焼設備。
3. 【請求項３】 循環用ダクトの途中に、外部熱交換器を
   組み込んだ請求項１又は２記載の循環流動層型燃焼設
   備。
4. 【請求項４】 外部熱交換器と該外部熱交換器上流部の
   循環用ダクトとの間にバイパスダクトを接続し、且つ該
   バイパスダクトに、循環材の循環量を制御するサージタ
   ンクを設置した請求項３記載の循環流動層型燃焼設備。