JP2001132925A - 流動床焼却炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 都市ごみや産業廃棄物等の流動床焼却炉にお
いて、焼却炉を大型化した場合でも媒体を良好に循環さ
せることができ、熱回収の高効率化を可能にする。 【解決手段】 流動床焼却炉１内の仕切５で、伝熱管４
の有る熱回収室３と無い燃焼室２とを構成し、仕切５直
下に散気管９を、各室下方に散気管７〜１１、散気板１
２〜１４を設置し、ＦＤＦ空気量を各々調節できるよう
にした。熱回収室側の空塔速度を大きく燃焼室側を小さ
く設定すると媒体の密度差が生じ、媒体は仕切下を密度
が高い室から低い室に移動し、熱回収室内の媒体が燃焼
室側へ仕切りからオーバーフローさせ、熱回収室下部に
押込まれるような流れを作り、媒体循環流が発生する。
散気板によって大型流動床炉でも媒体全てが循環でき
る。仕切５直下の散気管９からの空気量を制御すれば、
媒体循環量の制御が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は流動床焼却炉に係
り、特に、都市ごみ、ＲＤＦ、産業廃棄物などを焼却
し、それにより発生する廃熱を回収し、エネルギーとし
て利用するのに好適な流動床焼却炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】都市ごみ、ＲＤＦ、産業廃棄物などを焼
却し、それにより発生する廃熱を回収して蒸気を発生さ
せる場合、伝熱管の高温腐食を抑制する必要がある。

【０００３】焼却により発生する腐食成分の影響を低減
させる方法として、流動層内を燃焼室と熱回収室とに分
割し、燃焼室では焼却物を燃焼させ、熱回収室では伝熱
管を配置して熱回収を行うようになっている。

【０００４】燃焼室で焼却物を燃焼させることにより、
Ｃｌなどの揮発性腐食成分を揮発させ、同時に、高温の
媒体のみを熱回収室に循環させて腐食性の低い雰囲気を
形成し、この雰囲気の中に伝熱管を設置し、熱回収する
ことで伝熱管の高温腐食を抑制している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、供給空気量の制御のみで循環させているた
め、仕切り近辺の媒体はよく循環するが、炉を大型化し
た場合、仕切から遠い位置の媒体は循環しにくくなる。

【０００６】このため、流動層の中で、媒体が循環する
領域とそうでない領域とが発生し、熱回収室に循環する
高温の媒体量が限られ、したがって、熱回収量が制限さ
れるという問題があった。

【０００７】本発明の課題は、都市ごみや産業廃棄物な
どの流動床焼却炉において、焼却炉を大型化した場合で
も媒体を良好に循環させることができ、熱回収の高効率
化を可能にすることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のは、流動層を仕切部材で区分し、伝熱管を
設置した熱回収室（熱回収部）と、焼却物を投入し燃焼
させる燃焼室（燃焼部）とを構成し、それぞれの室の上
部および下部を、仕切部材の上方および下方で連通させ
た。

【０００９】さらに、流動床炉を大型化した場合におい
ても、媒体をよく循環させるため、空気供給手段とし
て、仕切の直下および不燃物抜き出し口の部分には散気
管を設置し、燃焼室下部には仕切に向かって傾斜をつけ
た散気板を設置する。この散気管および散気板からの空
気量は独立して調節可能とした。

【００１０】本発明によれば、それぞれの散気管および
散気板からの供給空気量を調節することにより、燃焼室
の媒体を仕切下から熱回収室に、熱回収室の媒体を仕切
り上から燃焼室に循環させることができる。

【００１１】これにより、燃焼室側に投入した燃焼物
は、ＲＤＦのように比重が軽い物でも、仕切上から熱回
収室側へ混入しないため、熱回収室中で焼却物に含まれ
る塩素分等の腐食性ガスが発生せず、熱回収室に設置し
た伝熱管の高温腐食を大幅に低減できる。

【００１２】また、仕切直下からの供給空気量を独立し
て制御することで、仕切下の媒体連絡通路の流動状況を
調節できる。つまり、仕切板下を流動化させなければ、
媒体が連絡通路を塞ぐため、循環流は発生せず、また、
仕切下の流動化を活発にさせるほど、媒体が仕切り下を
通過しやすくなるため、循環量の制御が可能となる。

【００１３】焼却炉を大型化した場合でも、燃焼室下部
には仕切に向かって傾斜をつけた散気板を設置すること
で、媒体は散気板に沿って仕切り近辺に容易に移動で
き、燃焼室内の媒体がすべて循環することが可能とな
る。不燃物抜き出し口部分には散気管を配置しているた
め、不燃物は散気管の間を抜けて排出される。

【００１４】

【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。図１に示すように、本発明の一
実施形態である流動床焼却炉１において、層内に仕切５
を設け、その直下に散気管９を設置し、伝熱管４を設置
した熱回収室３と、伝熱管を設置しない燃焼室２とを構
成している。

【００１５】各室の下方には流動化空気を供給する散気
管７〜１１および散気板１２〜１４を設置しており、こ
れらの散気管および散気板は、ＦＤＦからの空気量を各
々調節することができる。

【００１６】都市ごみ等の焼却物は、投入口６より燃焼
室２に投入され、燃焼室２内で燃焼する。仕切で仕切っ
た二つの部屋を供給空気量に差を付け、熱回収室側の空
塔速度を大きく、燃焼室側の空塔速度を小さく設定する
と、媒体の密度差が発生する。

【００１７】そのため、媒体は仕切り下を密度が高い部
屋から低い部屋に移動し、熱回収室内の媒体が燃焼室側
へ仕切りからオーバーフローさせ、かつ、熱回収室下部
に媒体が押し込まれるような流れを作り、熱回収室を媒
体が下から上に流れるような循環流を生成させ媒体循環
が発生する。

【００１８】燃焼室側の媒体は散気板に沿って仕切り近
辺に移動するため、大型の流動床炉においても、媒体全
てを循環させることができる。不燃物が混入した場合、
不燃物抜き出し口部分には散気管を配置しているため、
不燃物は散気管の間を抜けて不燃物抜き出し口１５から
排出される。

【００１９】また、仕切５の直下に設置した散気管（図
１では散気管９）からの供給空気量を多くし、仕切下端
と散気管９の間の空間の流動化を活発にするほど、媒体
が移動しやすくなり、循環流が大きくなる。逆に散気管
９からの供給空気量を少なくすると、媒体の動きが抑制
され循環流の抵抗となる。これにより媒体循環量の制御
が可能である。

【００２０】都市ごみ等の燃焼物は、投入口６より燃焼
室２に投入されるため、燃焼物は仕切上から熱回収室３
に混入せず、燃焼室２内で燃焼する。燃焼室２では燃焼
物を６５０〜９００℃で燃焼させる。

【００２１】この場合、燃焼物に含まれる塩化ビニル等
の塩素分は、３５０℃以上で完全に熱分解して揮散する
ため、燃焼室２で燃焼物が焼却される間に塩素分は揮散
し、燃焼ガスに同伴して流動層上方に抜けていく。

【００２２】そのため、ＨＣｌ等の腐食性ガスは媒体の
循環流の中に同伴することはなく、熱回収室３は塩素分
を含まない雰囲気を形成し、伝熱管４でボイラ蒸気を５
００℃程度に加熱した場合でも、塩素分は腐食に影響し
ない程度に低減でき、伝熱管４の塩素分による高温腐食
は発生しない。

【００２３】また、媒体循環量は散気管９の供給空気量
により調節可能なため、燃焼物や流動媒体の性状が変化
した場合においても、最適な循環量を設定でき、焼却物
に含まれるＣｌ分等の腐食成分の濃度や、燃焼室２でＣ
ｌ分が揮散する時間に対応した循環量を設定できる。

【００２４】また、図２に示すように、他の実施例とし
て、仕切５の直下および不燃物抜き出し口１５の部分に
散気管を設置し、燃焼室２および熱回収室３の下部に、
仕切５に向かって傾斜をつけた散気板を設置する場合が
ある。

【００２５】なお、参考までに、図３に示すように、散
気管１８と散気板１９とを組み合わせた例があるが、こ
れは、仕切を設置し、媒体を循環させ、伝熱管を設置し
てその高温腐食を抑制しようとするものではない。

【００２６】ここで、本発明の他の参考例を説明する。
図４は、それぞれの散気管２７からの供給空気量を調節
することにより、燃焼室２２の媒体を仕切２５の下から
熱回収室２３に、熱回収室２３の媒体を仕切２５の上か
ら燃焼室２２に循環させる焼却炉２１である。

【００２７】これにより、燃焼室２２側に投入した燃焼
物は、ＲＤＦのように比重が軽い物でも、仕切２５の上
から熱回収室２３側へ混入しないため、熱回収室中で焼
却物に含まれる塩素分等の腐食性ガスが発生せず、熱回
収室２３に設置した伝熱管２４の高温腐食を大幅に低減
できる。なお、図中の符号の２６は投入口、３５は媒体
抜き出し口である。

【００２８】また、仕切２５の直下からの供給空気量を
独立して制御することで、仕切下の媒体連絡通路の流動
状況を調節できる。よって、仕切板下を流動化させなけ
れば、媒体が連絡通路を塞ぐため循環流は発生せず、ま
た、仕切下の流動化を活発にさせるほど、媒体が仕切り
下を通過しやすくなるため、これにより循環量の制御が
可能となる。

【００２９】しかしながら、この参考例では、供給空気
量の制御のみで循環させているため、仕切り近辺の媒体
はよく循環するが、炉を大型化した場合に仕切から遠い
位置の媒体は循環しにくくなる。このため、流動層の中
で、媒体が循環する領域と、そうでない領域が発生し、
熱回収室に循環する高温の媒体量が限られ、熱回収量が
制限される。

【００３０】そこで、図５に示すように、仕切から遠い
位置の媒体を循環させる方法として、散気管を仕切２５
から遠い散気管になるほど、順次高い位置に設置し、媒
体が仕切り下に向かうように試みた。

【００３１】しかし、図６に示すように、散気管２７を
水平に配置することにより、向かいあう空気吹き出し口
からの流動空気がぶつかり合って、定常的の流動状態が
可能なため、水平位置をずらして配置した場合、定常的
な流動状態は得られない。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、焼却炉を大型化した場
合でも、媒体を良好に循環させることができ、熱回収の
高効率化が可能となる。また、媒体循環量の制御は散気
管からの供給空気量の調節で行うため、柔軟な運転が可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による流動床焼却炉の側断面図である。

【図２】本発明による他の実施例の流動床焼却炉の側断
面図である。

【図３】流動床焼却炉の一参考例の側断面図である。

【図４】流動床焼却炉の他の参考例の側断面図である。

【図５】流動床焼却炉のさらに他の参考例を示す図であ
る。

【図６】流動床焼却炉における散気管の配列と流動空気
の挙動を示す図である。

【符号の説明】 １ 焼却炉 ２ 燃焼室 ３ 熱回収室 ４ 伝熱管 ５ 仕切 ６ 投入口 ７、８、９、１０、１１ 散気管 １２、１３、１４ 散気板 １５ 媒体抜き出し口（不燃物抜き出し口）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 雅行 広島県呉市宝町６番９号 バブコック日立 株式会社呉工場内 (72)発明者 下平 和佳子 広島県呉市宝町３番36号 バブコック日立 株式会社呉研究所内 Ｆターム(参考） 3K062 AA11 AB01 AC01 AC20 DB07 3K064 AB03 AD08 AE01 AE13 BA05 BA13

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焼却炉内の流動層を仕切部材によって左
   右に仕切り、燃焼部と熱回収部とを構成するとともに、
   前記仕切部材の上方および下方は、前記燃焼部および前
   記熱回収部どうしが連通し、かつ、前記燃焼部および前
   記熱回収部の下方に流動化用の複数の空気供給手段が配
   置され、前記空気供給手段ごとの供給空気量を制御する
   制御手段を備えてなる流動床焼却炉。
2. 【請求項２】 前記仕切部材の直下に設けられた不燃物
   抜き出し口に、前記空気供給手段として散気管が設置さ
   れてなる請求項１に記載の流動床焼却炉。
3. 【請求項３】 前記燃焼部の下方には、前記仕切部材に
   向かって傾斜を有する散気板が設置されてなる請求項１
   または２に記載の流動床焼却炉。
4. 【請求項４】 前記空気供給手段から供給される空気に
   よって、流動媒体が焼却部側から熱回収部側に仕切の下
   方を通過し、かつ、熱回収部側から燃焼部側に仕切の上
   方を越えて移動するように構成されてなる請求項１、２
   または３に記載の流動床焼却炉。