JP2002174404A - 流動床燃焼装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】流動床燃焼装置が、ＮＯｘ、ＣＯ、ダイオキシ
ン類の発生を同時に抑制することが可能な、燃焼装置お
よび燃焼方法。 【解決手段】燃焼炉１３の底部からの高さが４種類以上
の異なる位置から、空気等の酸化剤の供給を４段階に分
け、４つの空気供給口１〜４から供給する。燃焼炉内の
燃焼の前半の段階６、７は、空気過剰率１未満の還元雰
囲気とし、ＮＯｘの発生を抑制し、後半の段階８、９
で、空気過剰率を１以上の酸化雰囲気とし、ＣＯの酸化
を進めその低減を図る。それと共に、燃焼温度を７５０
℃〜９００℃として、ダイオキシン類の分解を進めるこ
とにより、ＮＯｘ、ＣＯ、ダイオキシン類を同時に低減
する燃焼装置を使用する。
ン類の発生を同時に抑制することが可能な、燃焼装置お
よび燃焼方法。 【解決手段】燃焼炉１３の底部からの高さが４種類以上
の異なる位置から、空気等の酸化剤の供給を４段階に分
け、４つの空気供給口１〜４から供給する。燃焼炉内の
燃焼の前半の段階６、７は、空気過剰率１未満の還元雰
囲気とし、ＮＯｘの発生を抑制し、後半の段階８、９
で、空気過剰率を１以上の酸化雰囲気とし、ＣＯの酸化
を進めその低減を図る。それと共に、燃焼温度を７５０
℃〜９００℃として、ダイオキシン類の分解を進めるこ
とにより、ＮＯｘ、ＣＯ、ダイオキシン類を同時に低減
する燃焼装置を使用する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、流動床燃焼装置に
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、排出ガス等の環境基準の対象物
質として、ＮＯｘ、ＣＯ、ダイオキシン類、等が規定さ
れている。これらは、燃焼装置に後処理装置を付随させ
ることで処理することは可能である。しかし、燃焼装置
本体においてその発生量を抑えることができれば、燃焼
装置の製造、運転、保守等のコスト低減にもつながり、
望ましい。
質として、ＮＯｘ、ＣＯ、ダイオキシン類、等が規定さ
れている。これらは、燃焼装置に後処理装置を付随させ
ることで処理することは可能である。しかし、燃焼装置
本体においてその発生量を抑えることができれば、燃焼
装置の製造、運転、保守等のコスト低減にもつながり、
望ましい。
【０００３】燃焼におけるＮＯｘ発生の抑制技術の一つ
として、２段階燃焼がある。燃焼用空気を２段階に分け
て供給し、第１段階では、供給する空気の空気過剰率を
０．８〜０．９とし、第二段階で不足の空気を補って供
給し、系全体で完全燃焼させる。これは、急激な燃焼反
応を抑制して火炎温度の上昇と局部高温域の出現を防止
すると共に、酸素濃度の低下によってＮＯｘの生成を抑
制する技術である。しかし、不完全燃焼や不安定燃焼を
生じやすく、ＣＯ等の未燃分の発生に注意する必要があ
り、他の排ガス処理技術と併用して用いる等の工夫が必
要である。
として、２段階燃焼がある。燃焼用空気を２段階に分け
て供給し、第１段階では、供給する空気の空気過剰率を
０．８〜０．９とし、第二段階で不足の空気を補って供
給し、系全体で完全燃焼させる。これは、急激な燃焼反
応を抑制して火炎温度の上昇と局部高温域の出現を防止
すると共に、酸素濃度の低下によってＮＯｘの生成を抑
制する技術である。しかし、不完全燃焼や不安定燃焼を
生じやすく、ＣＯ等の未燃分の発生に注意する必要があ
り、他の排ガス処理技術と併用して用いる等の工夫が必
要である。
【０００４】流動床燃焼炉における従来技術を図６によ
り説明する。図６は、流動床型の燃焼装置の構成図であ
る。燃焼炉１１３、サイクロン１１７、ホッパ１１８か
らなる。燃焼炉１１３は、1次空気供給口１０１、２次
空気供給口１０２、炉出口１０５、燃料投入口１１０、
伝熱部１１１、対流伝熱部１１２を備える。
り説明する。図６は、流動床型の燃焼装置の構成図であ
る。燃焼炉１１３、サイクロン１１７、ホッパ１１８か
らなる。燃焼炉１１３は、1次空気供給口１０１、２次
空気供給口１０２、炉出口１０５、燃料投入口１１０、
伝熱部１１１、対流伝熱部１１２を備える。
【０００５】燃焼炉１１３の低部において、砂等の流動
材および燃料投入口１１０から投入された石炭、スラッ
ジ等の燃料が、底部の１次空気供給口から供給された１
次空気により混合・流動化され、流動床であるベッド部
１０６を形成している。そしてベッド部１０６において
燃焼が行われている。ベッド部１０６の温度は、ベッド
部１０６に内設してある伝熱管１１１に水又は蒸気を流
すことにより制御する。またベッド部１０６上部の燃焼
領域であるフリーボードＢ１０８には対流伝熱部１１２
が設置されこれに水又は蒸気を流して排ガスの保有する
熱エネルギーを回収する。なお、ＮＯｘ発生量抑制とＣ
Ｏの排出を抑えるために、２次空気投入口１０２から２
次空気が投入される。通常、ベッド部１０６は、ＣＯの
発生を抑制するために、１次空気による理論空気量に対
する空気比が１．０程度で運転される。それは、以下の
理由による。すなわち、流動床燃焼が８００〜９００℃
で行われること、および、２次空気投入口１０２が上方
にあることにより、フリーボード部Ａ１０７の温度は５
００〜７００℃と低温となる。もし燃料をベッド部１０
６で１．０以下の低空気比で燃焼させた場合には、ＣＯ
が多く発生する。その結果、２次空気によってもＣＯが
完全燃焼しきれないのでＣＯが炉外へ排出されるという
不具合が発生するためである。そのため、実際の運転条
件ではベッド部１０６での１次空気による理論空気量に
対する空気比を１．０程度にまで下げるのが限界である
のでベッド部１０６が還元雰囲気にならず、その結果Ｎ
Ｏｘの発生量が多くなる（１５０〜２５０ｐｐｍ（Ｏ２
６％換算））。
材および燃料投入口１１０から投入された石炭、スラッ
ジ等の燃料が、底部の１次空気供給口から供給された１
次空気により混合・流動化され、流動床であるベッド部
１０６を形成している。そしてベッド部１０６において
燃焼が行われている。ベッド部１０６の温度は、ベッド
部１０６に内設してある伝熱管１１１に水又は蒸気を流
すことにより制御する。またベッド部１０６上部の燃焼
領域であるフリーボードＢ１０８には対流伝熱部１１２
が設置されこれに水又は蒸気を流して排ガスの保有する
熱エネルギーを回収する。なお、ＮＯｘ発生量抑制とＣ
Ｏの排出を抑えるために、２次空気投入口１０２から２
次空気が投入される。通常、ベッド部１０６は、ＣＯの
発生を抑制するために、１次空気による理論空気量に対
する空気比が１．０程度で運転される。それは、以下の
理由による。すなわち、流動床燃焼が８００〜９００℃
で行われること、および、２次空気投入口１０２が上方
にあることにより、フリーボード部Ａ１０７の温度は５
００〜７００℃と低温となる。もし燃料をベッド部１０
６で１．０以下の低空気比で燃焼させた場合には、ＣＯ
が多く発生する。その結果、２次空気によってもＣＯが
完全燃焼しきれないのでＣＯが炉外へ排出されるという
不具合が発生するためである。そのため、実際の運転条
件ではベッド部１０６での１次空気による理論空気量に
対する空気比を１．０程度にまで下げるのが限界である
のでベッド部１０６が還元雰囲気にならず、その結果Ｎ
Ｏｘの発生量が多くなる（１５０〜２５０ｐｐｍ（Ｏ２
６％換算））。
【０００６】なお、サイクロン１１７は、排出ガス中の
未燃灰を捕集する。ホッパ１１８は、未燃灰を貯蔵す
る。貯蔵された未燃灰は、燃料として燃焼炉１１３下部
へ再供給されている。
未燃灰を捕集する。ホッパ１１８は、未燃灰を貯蔵す
る。貯蔵された未燃灰は、燃料として燃焼炉１１３下部
へ再供給されている。
【０００７】以上に示す様に、燃焼時における排出ガス
の発生について、空気過剰率（燃料の完全燃焼に必要な
空気の量（理論空気量）に対する実際に燃焼時に供給す
る空気の割合）が低い還元雰囲気が良いとされるＮＯｘ
の抑制と、空気過剰率が高い酸化雰囲気が好ましいとさ
れるＣＯ、ダイオキシン類の抑制とを両立させること
は、容易ではない。すなわち、その空気過剰率の違いか
ら、ＮＯｘ、ＣＯおよびダイオキシン類の同時抑制は困
難とされている。
の発生について、空気過剰率（燃料の完全燃焼に必要な
空気の量（理論空気量）に対する実際に燃焼時に供給す
る空気の割合）が低い還元雰囲気が良いとされるＮＯｘ
の抑制と、空気過剰率が高い酸化雰囲気が好ましいとさ
れるＣＯ、ダイオキシン類の抑制とを両立させること
は、容易ではない。すなわち、その空気過剰率の違いか
ら、ＮＯｘ、ＣＯおよびダイオキシン類の同時抑制は困
難とされている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、ＮＯｘ、ＣＯ、ダイオキシン類の発生を同時に抑制
する燃焼装置および燃焼方法を提供することである。
は、ＮＯｘ、ＣＯ、ダイオキシン類の発生を同時に抑制
する燃焼装置および燃焼方法を提供することである。
【０００９】また、別の目的としては、ＮＯｘの発生を
抑制できる燃焼装置および燃焼方法を提供することであ
る。
抑制できる燃焼装置および燃焼方法を提供することであ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本課題を解決するための
手段の項における、図番号、符号は、特許請求の範囲と
発明の実施の形態との対応を示すために記したものであ
り、特許請求の範囲の解釈に用いてはならない。
手段の項における、図番号、符号は、特許請求の範囲と
発明の実施の形態との対応を示すために記したものであ
り、特許請求の範囲の解釈に用いてはならない。
【００１１】上記課題を解決するために、本発明の流動
床燃焼装置は、燃焼炉（図１、１３）を具備し、前記燃
焼炉が、高さが異なる４箇所以上の酸化剤を供給する空
気供給口（図１、１〜４）とを具備する。
床燃焼装置は、燃焼炉（図１、１３）を具備し、前記燃
焼炉が、高さが異なる４箇所以上の酸化剤を供給する空
気供給口（図１、１〜４）とを具備する。
【００１２】また、本発明の流動床燃焼装置は、前記燃
焼炉（図１、１３）が、前記燃焼炉の底部の、酸化剤を
供給する第１の空気供給口（図１、１）と、前記底部か
らの高さが異なる、酸化剤を供給する第２乃至第４の空
気供給口（図１、２〜４）とを具備する。
焼炉（図１、１３）が、前記燃焼炉の底部の、酸化剤を
供給する第１の空気供給口（図１、１）と、前記底部か
らの高さが異なる、酸化剤を供給する第２乃至第４の空
気供給口（図１、２〜４）とを具備する。
【００１３】更に、本発明の流動床燃焼装置において、
前記酸化剤が酸素を含むガスである。
前記酸化剤が酸素を含むガスである。
【００１４】更に、本発明の流動床燃焼装置は、前記燃
焼炉（図１、１３）中の流動床（図１、６）において、
投入される燃料が完全燃焼するのに必要な空気の量に対
する、供給される空気の割合である空気過剰率が、０．
７以下である。
焼炉（図１、１３）中の流動床（図１、６）において、
投入される燃料が完全燃焼するのに必要な空気の量に対
する、供給される空気の割合である空気過剰率が、０．
７以下である。
【００１５】更に、本発明の流動床燃焼装置は、前記流
動床（図１、６）上部から前記第３の空気供給口（図
１、３）までの空気過剰率が０．７〜０．９である。
動床（図１、６）上部から前記第３の空気供給口（図
１、３）までの空気過剰率が０．７〜０．９である。
【００１６】更に、本発明の流動床燃焼装置は、前記流
動床（図１、６）の空気過剰率が０．５〜０．７であ
り、前記流動床上部から前記第３の空気供給口（図１、
３）まで（図１、７）の空気過剰率が０．７〜０．９で
あり、前記第３の空気供給口（図１、３）から前記第４
の空気供給口（図１、４）まで（図１、８）の空気過剰
率が、０．９〜１．１５であり、前記第４の空気供給口
（図１、４）から炉出口（図１、５）まで（図１、９）
の空気過剰率が、１．１５以上である。
動床（図１、６）の空気過剰率が０．５〜０．７であ
り、前記流動床上部から前記第３の空気供給口（図１、
３）まで（図１、７）の空気過剰率が０．７〜０．９で
あり、前記第３の空気供給口（図１、３）から前記第４
の空気供給口（図１、４）まで（図１、８）の空気過剰
率が、０．９〜１．１５であり、前記第４の空気供給口
（図１、４）から炉出口（図１、５）まで（図１、９）
の空気過剰率が、１．１５以上である。
【００１７】更に、本発明の流動床燃焼装置は、前記流
動床（図１、６）上部から前記第３の空気供給口（図
１、３）まで（図１、７）の燃料およびガスの滞留時間
が０．５〜１．５秒である。
動床（図１、６）上部から前記第３の空気供給口（図
１、３）まで（図１、７）の燃料およびガスの滞留時間
が０．５〜１．５秒である。
【００１８】更に、本発明の流動床燃焼装置は、前記流
動床（図１、６）の燃料およびガスの滞留時間が１．５
〜２．５秒であり、前記流動床（図１、６）上部から前
記第３の空気供給口（図１、３）まで（図１、７）の燃
料およびガスの滞留時間が０．５〜１．５秒であり、前
記第３の空気供給口（図１、３）から前記第４の空気供
給口（図１、４）まで（図１、８）の燃料およびガスの
滞留時間が０．1〜１．０秒であり、前記第４の空気供
給口（図１、４）から炉出口（図１、５）まで（図１、
９）の燃料およびガスの滞留時間が１．５〜２．５秒以
上である。
動床（図１、６）の燃料およびガスの滞留時間が１．５
〜２．５秒であり、前記流動床（図１、６）上部から前
記第３の空気供給口（図１、３）まで（図１、７）の燃
料およびガスの滞留時間が０．５〜１．５秒であり、前
記第３の空気供給口（図１、３）から前記第４の空気供
給口（図１、４）まで（図１、８）の燃料およびガスの
滞留時間が０．1〜１．０秒であり、前記第４の空気供
給口（図１、４）から炉出口（図１、５）まで（図１、
９）の燃料およびガスの滞留時間が１．５〜２．５秒以
上である。
【００１９】更に、本発明の流動床燃焼装置は、前記第
２の空気供給口（図１、２）の位置が、前記底部から１
５００〜２１００ｍｍの範囲にあり、前記第３の空気供
給口（図１、３）の位置が、前記底部から３１００〜３
７００ｍｍの範囲にあり、前記第４の空気供給口（図
１、４）の位置が、前記底部から４１００〜４７００ｍ
ｍの範囲にある。
２の空気供給口（図１、２）の位置が、前記底部から１
５００〜２１００ｍｍの範囲にあり、前記第３の空気供
給口（図１、３）の位置が、前記底部から３１００〜３
７００ｍｍの範囲にあり、前記第４の空気供給口（図
１、４）の位置が、前記底部から４１００〜４７００ｍ
ｍの範囲にある。
【００２０】更に、本発明の流動床燃焼装置は、前記燃
焼炉（図１、１３）が、燃料投入口（図１、１０）を具
備し、前記燃料供給口（図１、１０）が、前記底部から
２１００〜２７００ｍｍの範囲にある。
焼炉（図１、１３）が、燃料投入口（図１、１０）を具
備し、前記燃料供給口（図１、１０）が、前記底部から
２１００〜２７００ｍｍの範囲にある。
【００２１】更に、本発明の流動床燃焼装置は、燃焼温
度が７５０℃〜９００℃である。
度が７５０℃〜９００℃である。
【００２２】更に、本発明の流動床燃焼装置は、前記流
動床（図１、６）の燃焼温度が８００℃以上である。
動床（図１、６）の燃焼温度が８００℃以上である。
【００２３】更に、本発明の流動床燃焼装置は、燃焼炉
（図２、１４）を具備し、前記燃焼炉（図２、１４）
が、前記燃焼炉（図２、１４）の底部の、酸化剤を供給
する第１の空気供給口（図２、１）と、前記底部からの
高さが異なる酸化剤を供給する第２および第３の空気供
給口（図２、２〜３）とを具備し、前記第２の空気供給
口（図２、２）の位置が、流動床（図２、６）の上部界
面領域に影響を与えない、前記流動床（図２、６）に出
来るだけ近い高さである。
（図２、１４）を具備し、前記燃焼炉（図２、１４）
が、前記燃焼炉（図２、１４）の底部の、酸化剤を供給
する第１の空気供給口（図２、１）と、前記底部からの
高さが異なる酸化剤を供給する第２および第３の空気供
給口（図２、２〜３）とを具備し、前記第２の空気供給
口（図２、２）の位置が、流動床（図２、６）の上部界
面領域に影響を与えない、前記流動床（図２、６）に出
来るだけ近い高さである。
【００２４】更に、本発明の流動床燃焼装置は、前記第
３の空気供給口（図２、３）の位置が、ＮＯｘの生成が
抑制される燃焼をする様に酸化剤を供給できる高さであ
る。
３の空気供給口（図２、３）の位置が、ＮＯｘの生成が
抑制される燃焼をする様に酸化剤を供給できる高さであ
る。
【００２５】更に、本発明の流動床燃焼装置は、前記燃
焼炉（図２、１４）が、前記第２の空気供給口（図２、
２）よりも高い位置にある燃料投入口（図２、１０）と
を具備する。
焼炉（図２、１４）が、前記第２の空気供給口（図２、
２）よりも高い位置にある燃料投入口（図２、１０）と
を具備する。
【００２６】更に、本発明の流動床燃焼装置は、流動材
及び燃料が流動床（図１、６）を形成し、ＮＯｘの生成
が抑制される燃焼をする様に酸化剤を供給する第１の空
気供給口（図１、１）と、ＮＯｘの生成が抑制される燃
焼をする様に酸化剤を供給する第２の空気供給口（図
１、２）と、ＮＯｘの生成が抑制され、ＣＯおよびダイ
オキシン類が低減される燃焼をする様に酸化剤を供給す
る第３および第４の空気供給口（図１、３〜４）とを具
備する。
及び燃料が流動床（図１、６）を形成し、ＮＯｘの生成
が抑制される燃焼をする様に酸化剤を供給する第１の空
気供給口（図１、１）と、ＮＯｘの生成が抑制される燃
焼をする様に酸化剤を供給する第２の空気供給口（図
１、２）と、ＮＯｘの生成が抑制され、ＣＯおよびダイ
オキシン類が低減される燃焼をする様に酸化剤を供給す
る第３および第４の空気供給口（図１、３〜４）とを具
備する。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、本発明である流動床燃焼装
置の実施の形態に関して、添付図面を参照して説明す
る。本実施例において、ボイラに使用される流動床燃焼
装置を例に示して説明するが、他の流動床燃焼を用いる
装置においても、適用可能である。
置の実施の形態に関して、添付図面を参照して説明す
る。本実施例において、ボイラに使用される流動床燃焼
装置を例に示して説明するが、他の流動床燃焼を用いる
装置においても、適用可能である。
【００２８】（実施例１）本発明である流動床燃焼装置
の第１の実施の形態について説明する。
の第１の実施の形態について説明する。
【００２９】図１を参照して、本発明の流動床燃焼装置
の第１の実施例においては、燃焼用の空気を１次空気か
ら４次空気まで最適な位置・配分量で炉内に４分割投入
することにより、ＮＯｘ、ＣＯ、ダイオキシン類の発生
を同時に抑制する。すなわち、流動床ベッド部６を還元
雰囲気にすることにより、ＮＨ３、ＨＣＮのＮＯｘへの
酸化反応（Ｆｕｅｌ ＮＯｘの発生）を低減し、かつ、
温度の急激な上昇を抑えＴｈｅｒｍａｌ ＮＯｘの発生
を抑制する。フリーボード部Ａ７〜Ｃ９では、２次空気
から４次空気の最適供給により８００〜９００℃の温度
領域を長い滞留時間を確保することで、高温で生成する
Ｔｈｅｒｍａｌ ＮＯｘを発生することなくＣＯの燃焼
ならびにダイオキシン類の分解を促進し、その低減を実
現する。
の第１の実施例においては、燃焼用の空気を１次空気か
ら４次空気まで最適な位置・配分量で炉内に４分割投入
することにより、ＮＯｘ、ＣＯ、ダイオキシン類の発生
を同時に抑制する。すなわち、流動床ベッド部６を還元
雰囲気にすることにより、ＮＨ３、ＨＣＮのＮＯｘへの
酸化反応（Ｆｕｅｌ ＮＯｘの発生）を低減し、かつ、
温度の急激な上昇を抑えＴｈｅｒｍａｌ ＮＯｘの発生
を抑制する。フリーボード部Ａ７〜Ｃ９では、２次空気
から４次空気の最適供給により８００〜９００℃の温度
領域を長い滞留時間を確保することで、高温で生成する
Ｔｈｅｒｍａｌ ＮＯｘを発生することなくＣＯの燃焼
ならびにダイオキシン類の分解を促進し、その低減を実
現する。
【００３０】本発明の実施例である流動床燃焼装置につ
いて、詳細に説明する。
いて、詳細に説明する。
【００３１】図１は、本実施例の流動床燃焼装置を示す
構成図である。燃焼炉Ａ１３、サイクロン１７、ホッパ
１８より構成されている。燃焼炉Ａ１３は、１次空気供
給口１、２次空気供給口２、３次空気供給口３、４次空
気供給口４、炉出口５、燃料投入口１０、伝熱部１１、
対流伝熱部１２を備える。
構成図である。燃焼炉Ａ１３、サイクロン１７、ホッパ
１８より構成されている。燃焼炉Ａ１３は、１次空気供
給口１、２次空気供給口２、３次空気供給口３、４次空
気供給口４、炉出口５、燃料投入口１０、伝熱部１１、
対流伝熱部１２を備える。
【００３２】１次空気供給口１は、燃焼炉Ａ１３の底部
にあり、流動床用および燃焼用空気を供給する。２次空
気供給口２、３次空気供給口３および４次空気供給口４
は、下からこの順番に燃焼炉Ａ１３側面部に設置されて
おり、燃焼用空気を供給する。燃料投入口１０は、２次
空気供給口２と３次空気供給口３との間の燃焼炉Ａ１３
側面部に存在し、燃料を投入する。伝熱部１１は、１次
空気供給口１と２次空気供給口２との間にあり、燃焼炉
Ａ１３側面から炉内部に入り、再び側面へ戻る管であ
る。流動床の温度制御を行う。対流伝熱部１２は、４次
空気供給口４の上方にあり、燃焼炉Ａ１３側面から炉内
部に入り、再び側面へ戻る管である。燃焼排出ガスの熱
回収を行う。炉出口５は、燃焼炉Ａ１３の上方にあり、
燃焼排出ガスの外部への出口である。サイクロン１７
は、炉出口５に接続されており、排出ガス中の未燃灰を
捕集する。ホッパ１８は、サイクロン１７下部にあり、
未燃灰を貯蔵する。貯蔵された未燃灰は、燃料として燃
焼炉Ａ１３下部へ、再供給できるように配管接続されて
いる。以下に詳細を記す。
にあり、流動床用および燃焼用空気を供給する。２次空
気供給口２、３次空気供給口３および４次空気供給口４
は、下からこの順番に燃焼炉Ａ１３側面部に設置されて
おり、燃焼用空気を供給する。燃料投入口１０は、２次
空気供給口２と３次空気供給口３との間の燃焼炉Ａ１３
側面部に存在し、燃料を投入する。伝熱部１１は、１次
空気供給口１と２次空気供給口２との間にあり、燃焼炉
Ａ１３側面から炉内部に入り、再び側面へ戻る管であ
る。流動床の温度制御を行う。対流伝熱部１２は、４次
空気供給口４の上方にあり、燃焼炉Ａ１３側面から炉内
部に入り、再び側面へ戻る管である。燃焼排出ガスの熱
回収を行う。炉出口５は、燃焼炉Ａ１３の上方にあり、
燃焼排出ガスの外部への出口である。サイクロン１７
は、炉出口５に接続されており、排出ガス中の未燃灰を
捕集する。ホッパ１８は、サイクロン１７下部にあり、
未燃灰を貯蔵する。貯蔵された未燃灰は、燃料として燃
焼炉Ａ１３下部へ、再供給できるように配管接続されて
いる。以下に詳細を記す。
【００３３】第１の空気供給口としての１次空気供給口
１は、燃焼炉Ａ１３の最下部に位置し、燃料の燃焼に必
要な酸化剤としての空気を最初に供給する空気供給口で
ある。供給された空気は、上方の燃料投入口１０（後
述）から投入された燃料および流動砂を浮上、攪拌、流
動させると共に、燃料と燃焼反応を起こす。空気の供給
においては、炉内に導入された空気が炉底面において広
く均一に分散して、上方へ放出されるような構造になっ
ている。また、その為に、１次空気供給口１が、炉底面
の全体に複数の供給口を有し、面内に均一な量を放出す
る形にすることも可能である。
１は、燃焼炉Ａ１３の最下部に位置し、燃料の燃焼に必
要な酸化剤としての空気を最初に供給する空気供給口で
ある。供給された空気は、上方の燃料投入口１０（後
述）から投入された燃料および流動砂を浮上、攪拌、流
動させると共に、燃料と燃焼反応を起こす。空気の供給
においては、炉内に導入された空気が炉底面において広
く均一に分散して、上方へ放出されるような構造になっ
ている。また、その為に、１次空気供給口１が、炉底面
の全体に複数の供給口を有し、面内に均一な量を放出す
る形にすることも可能である。
【００３４】第２の空気供給口としての２次空気供給口
２は、ベッド部（後述）のやや上方に位置し、燃料の燃
焼に必要な空気を供給する空気供給口である。供給され
た空気は、上方の燃料投入口１０（後述）から投入され
た燃料および流動砂を分散させると共に、燃料と燃焼反
応を起こす。２次空気供給口２の、燃焼炉Ａ１３底部か
らの高さは、１５００〜２１００ｍｍの範囲にある。
２は、ベッド部（後述）のやや上方に位置し、燃料の燃
焼に必要な空気を供給する空気供給口である。供給され
た空気は、上方の燃料投入口１０（後述）から投入され
た燃料および流動砂を分散させると共に、燃料と燃焼反
応を起こす。２次空気供給口２の、燃焼炉Ａ１３底部か
らの高さは、１５００〜２１００ｍｍの範囲にある。
【００３５】第３の空気供給口としての３次空気供給口
３は、燃料投入口１０（後述）の上方に位置し、燃料の
燃焼に必要な空気を供給する空気供給口である。３次空
気供給口３の燃焼炉Ａ１３底部からの高さは、３１００
〜３７００ｍｍの範囲にある。
３は、燃料投入口１０（後述）の上方に位置し、燃料の
燃焼に必要な空気を供給する空気供給口である。３次空
気供給口３の燃焼炉Ａ１３底部からの高さは、３１００
〜３７００ｍｍの範囲にある。
【００３６】第４の空気供給口としての４次空気供給口
４は、３次空気供給口３の上方に位置し、燃料の燃焼に
必要な空気を供給する空気供給口である。４次空気供給
口４の燃焼炉Ａ１３底部からの高さは、４１００〜４７
００ｍｍの範囲にある。
４は、３次空気供給口３の上方に位置し、燃料の燃焼に
必要な空気を供給する空気供給口である。４次空気供給
口４の燃焼炉Ａ１３底部からの高さは、４１００〜４７
００ｍｍの範囲にある。
【００３７】炉出口５は、燃焼炉Ａ１３頂部にあり、燃
焼ガスの炉からの出口である。
焼ガスの炉からの出口である。
【００３８】燃料投入口１０は、燃焼炉での燃焼に必要
な燃料を投入する投入口である。燃料としては、石炭、
オイルコークス、オイルシェル、廃油、廃タイヤ、製紙
スラッジ等がある。ここでは、石炭、製紙スラッジを混
合して使用している。流動材としては、けい砂、石灰石
等の粒子がある。ここでは、けい砂を使用している。燃
料投入口１０の燃焼炉Ａ１３底部からの高さは、２１０
０〜２７００ｍｍの範囲にある。
な燃料を投入する投入口である。燃料としては、石炭、
オイルコークス、オイルシェル、廃油、廃タイヤ、製紙
スラッジ等がある。ここでは、石炭、製紙スラッジを混
合して使用している。流動材としては、けい砂、石灰石
等の粒子がある。ここでは、けい砂を使用している。燃
料投入口１０の燃焼炉Ａ１３底部からの高さは、２１０
０〜２７００ｍｍの範囲にある。
【００３９】伝熱部１１は、水又は水蒸気を内部に流す
ことによりベッド部６の温度を制御する。
ことによりベッド部６の温度を制御する。
【００４０】対流伝熱部１２は、内部に流通する熱媒体
により発生した熱を回収する部分であり、ここでは、水
又は水蒸気を用いている。
により発生した熱を回収する部分であり、ここでは、水
又は水蒸気を用いている。
【００４１】ベッド部６は、１次空気供給口１から２次
空気供給口２のやや下方までの領域であって、上方の燃
料投入口１０から投入された固体または液体の燃料およ
び流動砂が、１次空気供給口１から供給される空気の噴
出す力により浮遊し、攪拌され、流動している流動床で
ある。そして、燃料と空気とが混合して燃焼している。
空気供給口２のやや下方までの領域であって、上方の燃
料投入口１０から投入された固体または液体の燃料およ
び流動砂が、１次空気供給口１から供給される空気の噴
出す力により浮遊し、攪拌され、流動している流動床で
ある。そして、燃料と空気とが混合して燃焼している。
【００４２】炉内のベッド部６上方の領域をフリーボー
ド部といい、ベッド部６で燃焼し切れなかった燃料が、
燃焼する領域であり、三つに分かれている。
ド部といい、ベッド部６で燃焼し切れなかった燃料が、
燃焼する領域であり、三つに分かれている。
【００４３】フリーボード部Ａ７は、ベッド部６の上部
から３次空気供給口３までの領域である。主に、ベッド
部６で燃焼しなかった燃料や、燃料のガス化した成分等
が燃焼する。
から３次空気供給口３までの領域である。主に、ベッド
部６で燃焼しなかった燃料や、燃料のガス化した成分等
が燃焼する。
【００４４】フリーボード部Ｂ８は、３次空気供給口３
から４次空気供給口４までの領域である。主に、フリー
ボード部Ａ７で燃焼しなかった燃料や、燃料のガス化し
た成分等が燃焼する。
から４次空気供給口４までの領域である。主に、フリー
ボード部Ａ７で燃焼しなかった燃料や、燃料のガス化し
た成分等が燃焼する。
【００４５】フリーボード部Ｃ９は、４次空気供給口４
から炉出口５までの領域である。主に、フリーボード部
Ｂ８で燃焼しなかった燃料や、燃料のガス化した成分等
が燃焼する。
から炉出口５までの領域である。主に、フリーボード部
Ｂ８で燃焼しなかった燃料や、燃料のガス化した成分等
が燃焼する。
【００４６】なお、サイクロン１７およびホッパ１８
は、排出ガス中の未燃灰を捕集し、それを貯蔵する。そ
して、その一部は、流動床へ還流される。これにより、
燃料の消費効率を高める。
は、排出ガス中の未燃灰を捕集し、それを貯蔵する。そ
して、その一部は、流動床へ還流される。これにより、
燃料の消費効率を高める。
【００４７】次に、本発明の流動床燃焼装置の動作につ
いて、詳細に説明する。
いて、詳細に説明する。
【００４８】図１を参照して、まず、燃焼炉Ａ１３の底
部において、1次空気供給口１より空気を供給すると共
に、燃料投入口１０より、流動砂を導入する。流動砂の
流動化を確認後、燃料投入口１０より、燃料及び流動砂
の混合物を導入し、流動床（ベッド部６）を形成させ、
燃焼を開始する。１次空気は、空気供給量の理論空気量
に対する割合である空気過剰率が、ベッド部６において
０．５〜０．７の範囲となるように、制御装置（図示せ
ず）により調整され、供給される。ベッド部６の温度
は、伝熱部１１内に流れる水又は水蒸気の流量、温度等
を調整することにより、制御する。その温度は、８００
〜９００℃の範囲で制御される。なお、温度制御は、空
気供給量や供給速度で制御することも可能である。この
とき、ベッド部６における、燃料、燃料の分解ガス、空
気等の滞留時間は、１．５〜２．５秒の範囲である。
部において、1次空気供給口１より空気を供給すると共
に、燃料投入口１０より、流動砂を導入する。流動砂の
流動化を確認後、燃料投入口１０より、燃料及び流動砂
の混合物を導入し、流動床（ベッド部６）を形成させ、
燃焼を開始する。１次空気は、空気供給量の理論空気量
に対する割合である空気過剰率が、ベッド部６において
０．５〜０．７の範囲となるように、制御装置（図示せ
ず）により調整され、供給される。ベッド部６の温度
は、伝熱部１１内に流れる水又は水蒸気の流量、温度等
を調整することにより、制御する。その温度は、８００
〜９００℃の範囲で制御される。なお、温度制御は、空
気供給量や供給速度で制御することも可能である。この
とき、ベッド部６における、燃料、燃料の分解ガス、空
気等の滞留時間は、１．５〜２．５秒の範囲である。
【００４９】この様に、還元雰囲気かつ９００℃以下に
保つことにより、ＮＨ３、ＨＣＮのＮＯｘへの酸化反応
等によるＦｕｅｌ ＮＯｘの生成を抑制し、かつ、温度
の急激な上昇を抑えＴｈｅｒｍａｌ ＮＯｘの発生を抑
制することができる。逆に、還元雰囲気に置くことで、
ＮＯｘ、ＮＨ３、ＨＣＮの還元反応による分解を促進で
きる。また、８００℃以上なので、ダイオキシンの生成
が抑制されると共に、ダイオキシン類の分解を進めるこ
とができる。
保つことにより、ＮＨ３、ＨＣＮのＮＯｘへの酸化反応
等によるＦｕｅｌ ＮＯｘの生成を抑制し、かつ、温度
の急激な上昇を抑えＴｈｅｒｍａｌ ＮＯｘの発生を抑
制することができる。逆に、還元雰囲気に置くことで、
ＮＯｘ、ＮＨ３、ＨＣＮの還元反応による分解を促進で
きる。また、８００℃以上なので、ダイオキシンの生成
が抑制されると共に、ダイオキシン類の分解を進めるこ
とができる。
【００５０】ただし、空気量が不足のため、未燃の燃料
（燃料が分解して生成したＣＯ等の可燃性ガス等を含
む、以下同じ）が残る。
（燃料が分解して生成したＣＯ等の可燃性ガス等を含
む、以下同じ）が残る。
【００５１】未燃の燃料を含むガスは、フリーボード部
Ａ７へ達し、２次空気により燃焼する。ここでは、未燃
の燃料の燃焼条件として、空気過剰率が０．７〜０．９
の範囲になる様に、２次空気供給口２から供給される２
次空気が制御される。また、フリーボード部Ａ７の温度
は、８００〜９００℃の範囲で制御される。温度制御
は、空気供給量や供給速度、ベッド部６から供給される
未燃の燃料の量等により制御することが可能である。未
燃の燃料の量は、初期の燃料の供給量およびベッド部６
での燃焼条件等で制御することが出来る。フリーボード
部Ａ７での、未燃の燃料を含むガスの滞留時間は、０．
５〜１．５秒の範囲である。
Ａ７へ達し、２次空気により燃焼する。ここでは、未燃
の燃料の燃焼条件として、空気過剰率が０．７〜０．９
の範囲になる様に、２次空気供給口２から供給される２
次空気が制御される。また、フリーボード部Ａ７の温度
は、８００〜９００℃の範囲で制御される。温度制御
は、空気供給量や供給速度、ベッド部６から供給される
未燃の燃料の量等により制御することが可能である。未
燃の燃料の量は、初期の燃料の供給量およびベッド部６
での燃焼条件等で制御することが出来る。フリーボード
部Ａ７での、未燃の燃料を含むガスの滞留時間は、０．
５〜１．５秒の範囲である。
【００５２】もしここで、未燃の燃料を完全燃焼させる
ために空気過剰率を１．０以上にすると、急激に酸化雰
囲気に変わるため、急激な燃焼反応が起きることにな
る。そのため、燃焼温度の急激な上昇や局部高温域の発
生により、ＮＯｘが多量に生成する可能性が高い。従っ
て、ベッド部６（空気過剰率０．５〜０．７）に続く領
域であるフリーボード部Ａ７では、空気過剰率０．７〜
０．９の還元雰囲気とする。ベッド部６に引き続いて還
元雰囲気でのガスの滞留時間を長くすることで、ＮＯ
ｘ、ＮＨ３、ＨＣＮの分解をより一層促進できる。ま
た、８００℃以上の温度を保っているため、ベッド部６
で分解されなかったダイオキシン類の分解を進めること
できる。ただし、ここでも、空気量が不足のため、未燃
の燃料が残る。
ために空気過剰率を１．０以上にすると、急激に酸化雰
囲気に変わるため、急激な燃焼反応が起きることにな
る。そのため、燃焼温度の急激な上昇や局部高温域の発
生により、ＮＯｘが多量に生成する可能性が高い。従っ
て、ベッド部６（空気過剰率０．５〜０．７）に続く領
域であるフリーボード部Ａ７では、空気過剰率０．７〜
０．９の還元雰囲気とする。ベッド部６に引き続いて還
元雰囲気でのガスの滞留時間を長くすることで、ＮＯ
ｘ、ＮＨ３、ＨＣＮの分解をより一層促進できる。ま
た、８００℃以上の温度を保っているため、ベッド部６
で分解されなかったダイオキシン類の分解を進めること
できる。ただし、ここでも、空気量が不足のため、未燃
の燃料が残る。
【００５３】フリーボード部Ａ７から上昇してきた未燃
の燃料を含むガスは、フリーボード部Ｂ８に達し、３次
空気により燃焼する。ここでは、未燃の燃料の燃焼条件
として、空気過剰率が、０．９〜１．１５の範囲になる
様に、３次空気供給口３から供給される３次空気が制御
される。また、フリーボード部Ｂ８の温度は、８００〜
９００℃の範囲で制御される。温度制御は、空気供給量
や供給速度、フリーボード部Ａ７から供給される未燃の
燃料の量等により制御することが可能である。フリーボ
ード部Ｂ８での、未燃の燃料を含むガスの滞留時間は、
０．１〜１．０秒の範囲である。
の燃料を含むガスは、フリーボード部Ｂ８に達し、３次
空気により燃焼する。ここでは、未燃の燃料の燃焼条件
として、空気過剰率が、０．９〜１．１５の範囲になる
様に、３次空気供給口３から供給される３次空気が制御
される。また、フリーボード部Ｂ８の温度は、８００〜
９００℃の範囲で制御される。温度制御は、空気供給量
や供給速度、フリーボード部Ａ７から供給される未燃の
燃料の量等により制御することが可能である。フリーボ
ード部Ｂ８での、未燃の燃料を含むガスの滞留時間は、
０．１〜１．０秒の範囲である。
【００５４】この段階では、燃料の燃焼が進んでいるた
め、空気過剰率を１前後にしても、急激な燃焼反応が起
きない。従って、急激な温度上昇や局部的な高温域が発
生せず、ＮＯｘの生成も少ない。また、８００℃以上の
温度を保っているため、フリーボード部Ａ７で分解され
なかったダイオキシン類の分解を促進できる。更に、フ
リーボード部Ａ７で残っていたＣＯも、空気量が増えた
ため燃焼しＣＯ２となり減少する。
め、空気過剰率を１前後にしても、急激な燃焼反応が起
きない。従って、急激な温度上昇や局部的な高温域が発
生せず、ＮＯｘの生成も少ない。また、８００℃以上の
温度を保っているため、フリーボード部Ａ７で分解され
なかったダイオキシン類の分解を促進できる。更に、フ
リーボード部Ａ７で残っていたＣＯも、空気量が増えた
ため燃焼しＣＯ２となり減少する。
【００５５】フリーボード部Ｂ８から上昇してきた未燃
の燃料を含むガスは、フリーボード部Ｃ９に達し、４次
空気により燃焼する。ここでは、未燃の燃料の燃焼条件
として、空気過剰率が、１．１５〜１．６の範囲になる
様に、４次空気供給口４から供給される４次空気が制御
される。また、フリーボード部Ｃ９の温度は、７５０〜
８５０℃の範囲で制御される。温度制御は、空気供給量
や供給速度、フリーボード部Ｂ８から供給される未燃の
燃料の量等により制御することが可能である。フリーボ
ード部Ｃ９での、ガスの滞留時間は、１．５〜２．５秒
の範囲である。
の燃料を含むガスは、フリーボード部Ｃ９に達し、４次
空気により燃焼する。ここでは、未燃の燃料の燃焼条件
として、空気過剰率が、１．１５〜１．６の範囲になる
様に、４次空気供給口４から供給される４次空気が制御
される。また、フリーボード部Ｃ９の温度は、７５０〜
８５０℃の範囲で制御される。温度制御は、空気供給量
や供給速度、フリーボード部Ｂ８から供給される未燃の
燃料の量等により制御することが可能である。フリーボ
ード部Ｃ９での、ガスの滞留時間は、１．５〜２．５秒
の範囲である。
【００５６】４次空気供給により、空気の供給が最後と
なるため、燃料を完全に燃焼し尽くす必要があり、高い
空気過剰率となっている。この段階では、燃料の燃焼が
進んでいるため、空気過剰率を１．１以上にしても、急
激な燃焼反応が起きない。従って、急激な温度上昇や局
部的な高温域が発生せず、ＮＯｘの生成も少ない。ま
た、８００℃前後の温度を保っているため、フリーボー
ド部Ａ７で分解されなかったダイオキシン類の分解を促
進できる。更に、フリーボード部Ｂ８で残っていたＣＯ
も、空気量が増えたため酸化反応によりＣＯ２となり、
ほぼ消滅する。
なるため、燃料を完全に燃焼し尽くす必要があり、高い
空気過剰率となっている。この段階では、燃料の燃焼が
進んでいるため、空気過剰率を１．１以上にしても、急
激な燃焼反応が起きない。従って、急激な温度上昇や局
部的な高温域が発生せず、ＮＯｘの生成も少ない。ま
た、８００℃前後の温度を保っているため、フリーボー
ド部Ａ７で分解されなかったダイオキシン類の分解を促
進できる。更に、フリーボード部Ｂ８で残っていたＣＯ
も、空気量が増えたため酸化反応によりＣＯ２となり、
ほぼ消滅する。
【００５７】上方の空気の供給を３次と４次に分割した
のは、８００℃以上の領域をより長く取ることにより、
ＣＯおよびダイオキシン類の分解をより促進させるため
である。
のは、８００℃以上の領域をより長く取ることにより、
ＣＯおよびダイオキシン類の分解をより促進させるため
である。
【００５８】本実施例において、ＮＯｘを大幅に抑制す
るために１次および２次空気のどちらも空気過剰率を
０．９以下にしているため、フリーボード部Ａ７の領域
終了部では、まだＣＯを含む未燃の燃料が少なくない。
その状況で、空気供給口を３次空気供給口３のみにする
と、それら未燃の燃料の完全燃焼のために、空気過剰率
１を大きく超えた非常に高い空気過剰率で空気を供給せ
ざるを得ない。そうすると、急激な燃焼反応が起き、急
激な温度上昇や局部的な高温域が発生するため、ＣＯは
減少するが、ＮＯｘの生成が抑制しきれない可能性があ
る。従って、空気を３次および４次に分割して、空気過
剰率は１以上であるが、１を大きく超えた非常に高い空
気過剰率にはならないように配慮している。そうするこ
とにより、ＮＯｘの生成を抑制しつつ、ＣＯを減少する
ことが可能となる。また、８００℃以上の領域を長く取
り、ガスの滞留時間を充分取ることにより、ダイオキシ
ンを確実に分解することが出来る。更に、使用する燃料
の種類により、含有塩素量も変動するため、処理すべき
ダイオキシン類の量の変動にも柔軟に対応できる必要が
ある。そのため、塩素量が多い燃料においてもダイオキ
シン類の処理が充分進むように、分解工程を長く充分に
取るべく、４次空気供給口４を導入し燃焼領域を上方に
伸ばしている。
るために１次および２次空気のどちらも空気過剰率を
０．９以下にしているため、フリーボード部Ａ７の領域
終了部では、まだＣＯを含む未燃の燃料が少なくない。
その状況で、空気供給口を３次空気供給口３のみにする
と、それら未燃の燃料の完全燃焼のために、空気過剰率
１を大きく超えた非常に高い空気過剰率で空気を供給せ
ざるを得ない。そうすると、急激な燃焼反応が起き、急
激な温度上昇や局部的な高温域が発生するため、ＣＯは
減少するが、ＮＯｘの生成が抑制しきれない可能性があ
る。従って、空気を３次および４次に分割して、空気過
剰率は１以上であるが、１を大きく超えた非常に高い空
気過剰率にはならないように配慮している。そうするこ
とにより、ＮＯｘの生成を抑制しつつ、ＣＯを減少する
ことが可能となる。また、８００℃以上の領域を長く取
り、ガスの滞留時間を充分取ることにより、ダイオキシ
ンを確実に分解することが出来る。更に、使用する燃料
の種類により、含有塩素量も変動するため、処理すべき
ダイオキシン類の量の変動にも柔軟に対応できる必要が
ある。そのため、塩素量が多い燃料においてもダイオキ
シン類の処理が充分進むように、分解工程を長く充分に
取るべく、４次空気供給口４を導入し燃焼領域を上方に
伸ばしている。
【００５９】図４は、ベッド部６における空気過剰率と
流動床燃焼ボイラーのＮＯｘ量（Ｏ ２６％換算）との関
係を示す。縦軸はＮＯｘ量（ｐｐｍ）であり、横軸は空
気過剰率である。ベッド部６においては、空気過剰率が
低いほど、ＮＯｘ量が抑制されている。この図から、Ｎ
Ｏｘを低く抑えるためには、ベッド部６において空気過
剰率が０．７以下であることが望ましい。
流動床燃焼ボイラーのＮＯｘ量（Ｏ ２６％換算）との関
係を示す。縦軸はＮＯｘ量（ｐｐｍ）であり、横軸は空
気過剰率である。ベッド部６においては、空気過剰率が
低いほど、ＮＯｘ量が抑制されている。この図から、Ｎ
Ｏｘを低く抑えるためには、ベッド部６において空気過
剰率が０．７以下であることが望ましい。
【００６０】また、図５は、ベッド部６における空気過
剰率と流動床燃焼ボイラーのＣＯ量（Ｏ２１２％換算）
との関係を示す。縦軸はＣＯ量（ｐｐｍ）であり、横軸
は空気過剰率である。ベッド部６においては、空気過剰
率が高いほど、ＣＯ量が抑制されている。この図から、
ＣＯを低く抑えるためには、ベッド部６において空気過
剰率が０．５以上であることが望ましい。従って、図４
および図５から、ベッド部６での空気過剰率は、０．５
〜０．７が望ましい事がわかる。
剰率と流動床燃焼ボイラーのＣＯ量（Ｏ２１２％換算）
との関係を示す。縦軸はＣＯ量（ｐｐｍ）であり、横軸
は空気過剰率である。ベッド部６においては、空気過剰
率が高いほど、ＣＯ量が抑制されている。この図から、
ＣＯを低く抑えるためには、ベッド部６において空気過
剰率が０．５以上であることが望ましい。従って、図４
および図５から、ベッド部６での空気過剰率は、０．５
〜０．７が望ましい事がわかる。
【００６１】また、ベッド部６における燃焼温度を８０
０℃以下の温度に設定した場合、発生するダイオキシン
量がベッド部６の温度の低下により増加することが実験
により確認されている。
０℃以下の温度に設定した場合、発生するダイオキシン
量がベッド部６の温度の低下により増加することが実験
により確認されている。
【００６２】上記ベッド部６での空気過剰率の値の設定
等に関する試験結果等の根拠に基づき、前述の燃焼炉で
のＮＯｘ、ＣＯ、ダイオキシン類の同時削減を実現する
流動床燃焼の試験を行った。その代表的な条件および結
果を以下に示す。まず、温度、空気過剰率、ガスの滞留
時間については、各領域（６〜９）の測定点において、
ベッド部６では、温度８０４℃、空気過剰率０．５８、
滞留時間１．９３秒、フリーボード部Ａ７では、温度８
３８℃、空気過剰率０．８２、滞留時間１．０４秒、フ
リーボード部Ｂ８では、温度８７２℃、空気過剰率１．
０２、滞留時間０．５５秒、フリーボード部Ｃ８では、
温度８１７℃、空気過剰率１．３０、滞留時間２．１５
秒、である。また、空気供給口の位置は、１次空気供給
口１は、燃焼炉の底部、２次空気供給口２については、
１８００ｍｍの高さ（燃焼炉の炉底から測定、以下同
じ）、３次空気供給口３については、３４００ｍｍの高
さ、４次空気供給口４については、４４００ｍｍの高
さ、燃料投入口１０については、２４１０ｍｍの高さに
ある。この条件において、燃焼炉の性能として、ＮＯｘ
９４ｐｐｍ（Ｏ２６％換算値）、ＣＯ ４６ｐｐｍ（Ｏ
２１２％換算値）、ダイオキシン０．１ｎｇＴＥＱ／Ｎ
ｍ３（Ｏ２１２％換算値）以下の値を得ている。すなわ
ち、本発明により、燃焼炉に後処理装置を付加すること
なく、ＮＯｘ、ＣＯ、ダイオキシン類の同時削減が可能
となる。
等に関する試験結果等の根拠に基づき、前述の燃焼炉で
のＮＯｘ、ＣＯ、ダイオキシン類の同時削減を実現する
流動床燃焼の試験を行った。その代表的な条件および結
果を以下に示す。まず、温度、空気過剰率、ガスの滞留
時間については、各領域（６〜９）の測定点において、
ベッド部６では、温度８０４℃、空気過剰率０．５８、
滞留時間１．９３秒、フリーボード部Ａ７では、温度８
３８℃、空気過剰率０．８２、滞留時間１．０４秒、フ
リーボード部Ｂ８では、温度８７２℃、空気過剰率１．
０２、滞留時間０．５５秒、フリーボード部Ｃ８では、
温度８１７℃、空気過剰率１．３０、滞留時間２．１５
秒、である。また、空気供給口の位置は、１次空気供給
口１は、燃焼炉の底部、２次空気供給口２については、
１８００ｍｍの高さ（燃焼炉の炉底から測定、以下同
じ）、３次空気供給口３については、３４００ｍｍの高
さ、４次空気供給口４については、４４００ｍｍの高
さ、燃料投入口１０については、２４１０ｍｍの高さに
ある。この条件において、燃焼炉の性能として、ＮＯｘ
９４ｐｐｍ（Ｏ２６％換算値）、ＣＯ ４６ｐｐｍ（Ｏ
２１２％換算値）、ダイオキシン０．１ｎｇＴＥＱ／Ｎ
ｍ３（Ｏ２１２％換算値）以下の値を得ている。すなわ
ち、本発明により、燃焼炉に後処理装置を付加すること
なく、ＮＯｘ、ＣＯ、ダイオキシン類の同時削減が可能
となる。
【００６３】なお、ここでは、底部の１次空気供給口１
を含む、４種類の異なる高さの位置から空気を供給して
いるが、５種類以上の異なる高さの位置から空気を供給
することで、同様の効果を得ることも可能である。
を含む、４種類の異なる高さの位置から空気を供給して
いるが、５種類以上の異なる高さの位置から空気を供給
することで、同様の効果を得ることも可能である。
【００６４】また、燃焼温度を９００℃以下に抑えてい
るので、炉に使用される材料の選択の幅を狭くすること
がなく、本発明の燃焼炉を実現することが可能である。
るので、炉に使用される材料の選択の幅を狭くすること
がなく、本発明の燃焼炉を実現することが可能である。
【００６５】（実施例２）次に、本発明である流動床燃
焼装置の第２の実施の形態について説明する。
焼装置の第２の実施の形態について説明する。
【００６６】図２を参照して、本発明の流動床燃焼装置
における第２の実施例は、ベッド部６上部界面のスプラ
ッシュ領域に影響を与えない程度の位置に、２次空気供
給口２を低く設置し、２次空気供給口２から３次空気供
給口３までの領域を長く取り、還元雰囲気の燃焼領域を
長くすることにより、ＮＯｘの抑制を実現する（このと
き、必ずしも４次空気は必要ない）。すなわち、流動床
であるベッド部６を還元雰囲気にすることにより、ＮＨ
３、ＨＣＮのＮＯｘへの酸化反応（ＦｕｅｌＮＯの発
生）を抑制し、かつ、温度の急激な上昇を抑えＴｈｅｒ
ｍａｌ ＮＯｘの発生も抑制する。そしてフリーボード
部Ａ７では、２次空気の最適供給により８００〜９００
℃の温度領域での長い滞留時間を確保することで、高温
で生成するＴｈｅｒｍａｌ ＮＯｘを発生させずにＮＯ
ｘ、ＮＨ３、ＨＣＮの還元反応による分解を促進でき
る。
における第２の実施例は、ベッド部６上部界面のスプラ
ッシュ領域に影響を与えない程度の位置に、２次空気供
給口２を低く設置し、２次空気供給口２から３次空気供
給口３までの領域を長く取り、還元雰囲気の燃焼領域を
長くすることにより、ＮＯｘの抑制を実現する（このと
き、必ずしも４次空気は必要ない）。すなわち、流動床
であるベッド部６を還元雰囲気にすることにより、ＮＨ
３、ＨＣＮのＮＯｘへの酸化反応（ＦｕｅｌＮＯの発
生）を抑制し、かつ、温度の急激な上昇を抑えＴｈｅｒ
ｍａｌ ＮＯｘの発生も抑制する。そしてフリーボード
部Ａ７では、２次空気の最適供給により８００〜９００
℃の温度領域での長い滞留時間を確保することで、高温
で生成するＴｈｅｒｍａｌ ＮＯｘを発生させずにＮＯ
ｘ、ＮＨ３、ＨＣＮの還元反応による分解を促進でき
る。
【００６７】本発明の実施例を示すボイラに使用される
流動床燃焼装置について、詳細に説明する。
流動床燃焼装置について、詳細に説明する。
【００６８】図２は、本実施例の流動床燃焼装置を示す
構成図である。燃焼炉Ｂ１４、サイクロン１７、ホッパ
１８より構成されている。燃焼炉Ｂ１４は、１次空気供
給口１、２次空気供給口２、３次空気供給口３、炉出口
５、燃料投入口１０、伝熱部１１、対流伝熱部１２を備
える。各構成部分の位置関係は、実施例１の場合と同じ
である。なお、４次空気供給口４が必ずしも必要が無い
ため、図では載せていない。
構成図である。燃焼炉Ｂ１４、サイクロン１７、ホッパ
１８より構成されている。燃焼炉Ｂ１４は、１次空気供
給口１、２次空気供給口２、３次空気供給口３、炉出口
５、燃料投入口１０、伝熱部１１、対流伝熱部１２を備
える。各構成部分の位置関係は、実施例１の場合と同じ
である。なお、４次空気供給口４が必ずしも必要が無い
ため、図では載せていない。
【００６９】２次空気供給口２は、ベッド部のやや上方
に位置し、また、上方の燃料投入口１０の下方に位置す
る。３次空気供給口３は、燃料投入口１０の上方に位置
する。そして、２次空気供給口２と３次空気供給口３と
の距離を大きくとるように設定する。設定に際しては、
２次空気供給口２をベッド部６上部界面のスプラッシュ
領域に影響を与えない範囲で出来るだけ下げる方法、そ
れに加えて３次空気供給口３を出来るだけ上方へ上げる
方法が考えられる。本実施例では、２次空気供給口２を
ベッド部６上部界面のスプラッシュ領域に影響を与えな
い範囲で出来るだけ下げる方法のみをとり、燃焼炉Ｂ１
４底部からの高さは、２次空気供給口２は１２００ｍ
ｍ、３次空気供給口３は３７００ｍｍ、燃料供給口１０
は１９００ｍｍとした。従って、２次空気供給口２と３
次空気供給口３との距離は２５００ｍｍと非常に長くな
っている。
に位置し、また、上方の燃料投入口１０の下方に位置す
る。３次空気供給口３は、燃料投入口１０の上方に位置
する。そして、２次空気供給口２と３次空気供給口３と
の距離を大きくとるように設定する。設定に際しては、
２次空気供給口２をベッド部６上部界面のスプラッシュ
領域に影響を与えない範囲で出来るだけ下げる方法、そ
れに加えて３次空気供給口３を出来るだけ上方へ上げる
方法が考えられる。本実施例では、２次空気供給口２を
ベッド部６上部界面のスプラッシュ領域に影響を与えな
い範囲で出来るだけ下げる方法のみをとり、燃焼炉Ｂ１
４底部からの高さは、２次空気供給口２は１２００ｍ
ｍ、３次空気供給口３は３７００ｍｍ、燃料供給口１０
は１９００ｍｍとした。従って、２次空気供給口２と３
次空気供給口３との距離は２５００ｍｍと非常に長くな
っている。
【００７０】その他の燃焼炉Ａ１３の各構成部分の機能
は、４次空気供給口４が無いこと以外は実施例１と同様
である。従って、各部の説明は省略する。
は、４次空気供給口４が無いこと以外は実施例１と同様
である。従って、各部の説明は省略する。
【００７１】次に、本発明の流動床燃焼装置の動作につ
いて、説明する。
いて、説明する。
【００７２】図２を参照して、まず、燃焼炉Ｂ１４の底
部において、1次空気供給口１より空気を供給すると共
に、燃料投入口１０より流動砂を導入する。流動砂の流
動化を確認後、燃料投入口１０より、燃料及び流動砂の
混合物を導入し、流動床（ベッド部６）を形成させ、燃
焼を開始する。１次空気は、空気供給量の理論空気量に
対する割合である空気過剰率が、ベッド部６において
０．７〜０．９の範囲となるように、制御装置（図示せ
ず）により調整され、供給される。空気過剰率が実施例
１と異なるのは、４次空気供給口４が無いため、ベッド
部６での還元雰囲気を強くしないためである。ベッド部
６の温度は、伝熱部１１内に流れる水又は水蒸気の流
量、温度等を調整することにより、制御する。その温度
は、８００〜９００℃の範囲で制御される。なお、温度
制御は、空気供給量や供給速度で制御することも可能で
ある。
部において、1次空気供給口１より空気を供給すると共
に、燃料投入口１０より流動砂を導入する。流動砂の流
動化を確認後、燃料投入口１０より、燃料及び流動砂の
混合物を導入し、流動床（ベッド部６）を形成させ、燃
焼を開始する。１次空気は、空気供給量の理論空気量に
対する割合である空気過剰率が、ベッド部６において
０．７〜０．９の範囲となるように、制御装置（図示せ
ず）により調整され、供給される。空気過剰率が実施例
１と異なるのは、４次空気供給口４が無いため、ベッド
部６での還元雰囲気を強くしないためである。ベッド部
６の温度は、伝熱部１１内に流れる水又は水蒸気の流
量、温度等を調整することにより、制御する。その温度
は、８００〜９００℃の範囲で制御される。なお、温度
制御は、空気供給量や供給速度で制御することも可能で
ある。
【００７３】この様に、還元雰囲気かつ９００℃以下に
保つことにより、ＮＨ３、ＨＣＮのＮＯｘの酸化反応等
によるＦｕｅｌ ＮＯｘの生成を抑制し、かつ、温度の
急激な上昇を抑えＴｈｅｒｍａｌ ＮＯｘの発生を抑制
することができる。逆に、還元雰囲気に置くことで、Ｎ
Ｏｘ、ＮＨ３、ＨＣＮの還元反応による分解を促進でき
る。また、８００℃以上なので、ダイオキシンの生成が
抑制されると共に、ダイオキシン類の分解を進めること
ができる。
保つことにより、ＮＨ３、ＨＣＮのＮＯｘの酸化反応等
によるＦｕｅｌ ＮＯｘの生成を抑制し、かつ、温度の
急激な上昇を抑えＴｈｅｒｍａｌ ＮＯｘの発生を抑制
することができる。逆に、還元雰囲気に置くことで、Ｎ
Ｏｘ、ＮＨ３、ＨＣＮの還元反応による分解を促進でき
る。また、８００℃以上なので、ダイオキシンの生成が
抑制されると共に、ダイオキシン類の分解を進めること
ができる。
【００７４】次に、ベッド部６から上昇してきた未燃の
燃料を含むガスは、フリーボード部Ａ７へ達し、２次空
気により燃焼する。燃焼条件は、空気過剰率０．８〜
１．０、燃焼温度８００〜９００℃である。空気過剰率
が実施例１と異なるのは、前述のように４次空気供給口
４が無いためである。２次空気供給口２と３次空気供給
口３との距離が大きくなるように設定されているため、
この領域での燃料あるいは反応ガス等の滞留時間が長く
なる。そして、長い時間還元雰囲気に置くことで、Ｎ
Ｏ、ＮＨ３、ＨＣＮの還元反応による分解が促進され、
ＮＯｘをより低減することが可能となる。
燃料を含むガスは、フリーボード部Ａ７へ達し、２次空
気により燃焼する。燃焼条件は、空気過剰率０．８〜
１．０、燃焼温度８００〜９００℃である。空気過剰率
が実施例１と異なるのは、前述のように４次空気供給口
４が無いためである。２次空気供給口２と３次空気供給
口３との距離が大きくなるように設定されているため、
この領域での燃料あるいは反応ガス等の滞留時間が長く
なる。そして、長い時間還元雰囲気に置くことで、Ｎ
Ｏ、ＮＨ３、ＨＣＮの還元反応による分解が促進され、
ＮＯｘをより低減することが可能となる。
【００７５】その後、フリーボード部Ａ７から上昇して
きた未燃の燃料を含むガスは、フリーボード部Ｂ８へ達
し、３次空気により燃焼する。燃焼条件は、空気過剰率
１．０以上、温度８００〜９００℃である。この領域に
おいて、未燃の燃料を燃焼し、燃焼は完了する。
きた未燃の燃料を含むガスは、フリーボード部Ｂ８へ達
し、３次空気により燃焼する。燃焼条件は、空気過剰率
１．０以上、温度８００〜９００℃である。この領域に
おいて、未燃の燃料を燃焼し、燃焼は完了する。
【００７６】図３を参照して、図２とは異なり２次空気
供給口２の位置を、ベッド部６およびその上部に取り付
けた燃料投入口１０の更に上部にした例を見てみる。こ
の場合、燃焼炉Ｃ１５底部からの高さは、２次空気供給
口２は２５００ｍｍ、３次空気供給口３は３７００ｍ
ｍ、燃料供給口１０は１２００ｍｍである。２次空気供
給口２から３次空気供給口３までの距離が、１２００ｍ
ｍとなっており、本実施例の燃焼炉Ｂ１４（図２）での
２５００ｍｍは、その２倍以上になっている。従って、
その間の滞留時間も２倍以上になると予測され、それが
ＮＯｘの低減に効果がある。
供給口２の位置を、ベッド部６およびその上部に取り付
けた燃料投入口１０の更に上部にした例を見てみる。こ
の場合、燃焼炉Ｃ１５底部からの高さは、２次空気供給
口２は２５００ｍｍ、３次空気供給口３は３７００ｍ
ｍ、燃料供給口１０は１２００ｍｍである。２次空気供
給口２から３次空気供給口３までの距離が、１２００ｍ
ｍとなっており、本実施例の燃焼炉Ｂ１４（図２）での
２５００ｍｍは、その２倍以上になっている。従って、
その間の滞留時間も２倍以上になると予測され、それが
ＮＯｘの低減に効果がある。
【００７７】また、本実施例（図２）では、２次空気供
給口２と３次空気供給口３との距離を大きくとるように
設定したため、図３と比較して、燃料供給口１０が２次
空気供給口２よりも上方になったことも、ＮＯｘ低減に
作用する。すなわち、投入される燃料が、２次空気によ
り分散されベッド部６へ導入されるので、ベッド部６で
の反応が均一かつ効率的に行われる。従って、ベッド部
６において、燃料や１次空気の不均一による異常高温領
域や空気富化領域の発生が起きず、ＮＯｘの発生が抑え
られる。
給口２と３次空気供給口３との距離を大きくとるように
設定したため、図３と比較して、燃料供給口１０が２次
空気供給口２よりも上方になったことも、ＮＯｘ低減に
作用する。すなわち、投入される燃料が、２次空気によ
り分散されベッド部６へ導入されるので、ベッド部６で
の反応が均一かつ効率的に行われる。従って、ベッド部
６において、燃料や１次空気の不均一による異常高温領
域や空気富化領域の発生が起きず、ＮＯｘの発生が抑え
られる。
【００７８】前述の燃焼炉でのＮＯｘ削減を実現する流
動床燃焼の試験を行った。この場合には、４次空気まで
供給している。その代表的な条件および結果を以下に示
す。まず、図３（４次空気供給部４は図示せず）の炉の
温度、空気過剰率、ガスの滞留時間については、１次空
気供給口１から２次空気供給口２までにおいて、温度８
０４℃、空気過剰率０．８３、滞留時間２．１秒、２次
空気供給口２から３次空気供給口３までにおいて、温度
８３８℃、空気過剰率０．８８、滞留時間０．７秒、３
次空気供給口３から４次空気供給口４までにおいて、温
度８７２℃、空気過剰率１．２５、滞留時間０．4秒、
４次空気供給口４からか炉出口５までにおいてにおい
て、温度８１７℃、空気過剰率１．５６、滞留時間０．
７秒、である。また、空気供給口の位置は、１次空気供
給口１は、燃焼炉の底部、２次空気供給口２について
は、２５３５ｍｍの高さ、３次空気供給口３について
は、３７１０ｍｍの高さ、４次空気供給口４について
は、４５１０ｍｍの高さ、燃料投入口１０については、
１２００ｍｍの高さにある。
動床燃焼の試験を行った。この場合には、４次空気まで
供給している。その代表的な条件および結果を以下に示
す。まず、図３（４次空気供給部４は図示せず）の炉の
温度、空気過剰率、ガスの滞留時間については、１次空
気供給口１から２次空気供給口２までにおいて、温度８
０４℃、空気過剰率０．８３、滞留時間２．１秒、２次
空気供給口２から３次空気供給口３までにおいて、温度
８３８℃、空気過剰率０．８８、滞留時間０．７秒、３
次空気供給口３から４次空気供給口４までにおいて、温
度８７２℃、空気過剰率１．２５、滞留時間０．4秒、
４次空気供給口４からか炉出口５までにおいてにおい
て、温度８１７℃、空気過剰率１．５６、滞留時間０．
７秒、である。また、空気供給口の位置は、１次空気供
給口１は、燃焼炉の底部、２次空気供給口２について
は、２５３５ｍｍの高さ、３次空気供給口３について
は、３７１０ｍｍの高さ、４次空気供給口４について
は、４５１０ｍｍの高さ、燃料投入口１０については、
１２００ｍｍの高さにある。
【００７９】一方、本発明の図２（４次空気供給部４は
図示せず）の炉については、基本的には、図３の場合と
同じであるが、燃料投入口１０の位置が１８５０ｍｍの
高さであり、２次空気供給口２の位置が１２００ｍｍの
高さであり、２次空気供給口２と３次空気供給口３との
距離が、３図の場合に比べて長い点が図３の場合と異な
る。従って、滞留時間が、１次空気供給口１から２次空
気供給口２までにおいて、滞留時間１．０秒、２次空気
供給口２から３次空気供給口３までにおいて、滞留時間
１．５秒と図３の場合と大きく異なる。特に、２次空気
供給口２から３次空気供給口３までの滞留時間が、前述
の様に確かに２倍程度になっている。この条件におい
て、燃焼炉の性能として、ＮＯｘ（Ｏ２６％換算値）
が、図３の場合の２３５ｐｐｍから１６０ｐｐｍと減少
し、大きなＮＯｘ抑制効果があることが確認された。
図示せず）の炉については、基本的には、図３の場合と
同じであるが、燃料投入口１０の位置が１８５０ｍｍの
高さであり、２次空気供給口２の位置が１２００ｍｍの
高さであり、２次空気供給口２と３次空気供給口３との
距離が、３図の場合に比べて長い点が図３の場合と異な
る。従って、滞留時間が、１次空気供給口１から２次空
気供給口２までにおいて、滞留時間１．０秒、２次空気
供給口２から３次空気供給口３までにおいて、滞留時間
１．５秒と図３の場合と大きく異なる。特に、２次空気
供給口２から３次空気供給口３までの滞留時間が、前述
の様に確かに２倍程度になっている。この条件におい
て、燃焼炉の性能として、ＮＯｘ（Ｏ２６％換算値）
が、図３の場合の２３５ｐｐｍから１６０ｐｐｍと減少
し、大きなＮＯｘ抑制効果があることが確認された。
【００８０】
【発明の効果】本発明により、流動床燃焼装置におい
て、ＮＯｘ、ＣＯ、ダイオキシン類の発生を同時に抑制
することができる。
て、ＮＯｘ、ＣＯ、ダイオキシン類の発生を同時に抑制
することができる。
【００８１】また、本発明により、流動床燃焼装置にお
いて、ＮＯｘの発生を抑制できる。
いて、ＮＯｘの発生を抑制できる。
【図１】本発明の第１の実施例の流動床燃焼炉を示す構
成図である。
成図である。
【図２】本発明の第２の実施例の流動床燃焼炉を示す構
成図である。
成図である。
【図３】流動床燃焼炉を示す構成図である。
【図４】ＮＯｘと空気過剰率との関係を示すグラフであ
る。
る。
【図５】ＣＯと空気過剰率との関係を示すグラフであ
る。
る。
【図６】従来の流動床燃焼炉を示す構成図である。
１ １次空気供給口 ２ ２次空気供給口 ３ ３次空気供給口 ４ ４次空気供給口 ５ 炉出口 ６ ベッド部 ７ フリーボード部Ａ ８ フリーボード部Ｂ ９ フリーボード部Ｃ １０ 燃料投入口１０ １１ 伝熱部 １２ 対流伝熱部 １３ 燃焼炉Ａ １４ 燃焼炉Ｂ １５ 燃焼炉Ｃ １７ サイクロン １８ ホッパ １０１ １次空気供給口 １０２ ２次空気供給口 １０３ ３次空気供給口 １０５ 炉出口 １０６ ベッド部 １０７ フリーボード部Ａ １０８ フリーボード部Ｂ １１０ 燃料投入口１０ １１１ 伝熱部 １１２ 対流伝熱部 １１３ 燃焼炉 １１７ サイクロン １１８ ホッパ
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２３Ｇ 5/44 ＺＡＢ Ｆ２３Ｇ 5/46 ＺＡＢＢ 5/46 ＺＡＢ Ｆ２３Ｃ 11/02 ３０２ (72)発明者 明用 和幸 長崎県長崎市深堀町五丁目717番１号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 横式 龍夫 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業株式会社内 (72)発明者 白幡 竹彦 神奈川県横浜市中区錦町12番地 三菱重工 業株式会社横浜製作所内 Ｆターム(参考） 3K064 AA01 AB03 AC03 AD05 AD08 AE04 AE06 BA13 BA14 BA17 3K065 AA11 AB01 AC01 AC06 AC07 AC14 BA07 BA08 GA03 GA12 GA22 GA23 GA34 GA53 JA03 JA04 JA18 3K078 AA07 AA08 BA03 CA12 CA25
Claims (16)
- 【請求項１】燃焼炉を具備し、 前記燃焼炉が、 高さが異なる４箇所以上の酸化剤を供給する空気供給口
と、 を具備する、 流動床燃焼装置。 - 【請求項２】前記燃焼炉が、 前記燃焼炉の底部の、酸化剤を供給する第１の空気供給
口と、 前記底部からの高さが異なる、酸化剤を供給する第２乃
至第４の空気供給口と、 を具備する、 請求項１に記載の流動床燃焼装置。 - 【請求項３】前記酸化剤が酸素を含むガスである、 請求項１又は２に記載の流動床燃焼装置。
- 【請求項４】前記燃焼炉中の流動床において、 投入される燃料が完全燃焼するのに必要な空気の量に対
する、供給される空気の割合である空気過剰率が、０．
７以下である、 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の流動床燃焼装
置。 - 【請求項５】前記流動床上部から前記第３の空気供給口
までの空気過剰率が０．７〜０．９である、 請求項２乃至４のいずれか一項に記載の流動床燃焼装
置。 - 【請求項６】前記流動床の空気過剰率が０．５〜０．７
であり、 前記流動床上部から前記第３の空気供給口までの空気過
剰率が０．７〜０．９であり、 前記第３の空気供給口から前記第４の空気供給口までの
空気過剰率が、０．９〜１．１５であり、 前記第４の空気供給口から炉出口までの空気過剰率が、
１．１５以上である、請求項２乃至５のいずれか一項に
記載の流動床燃焼装置。 - 【請求項７】前記流動床上部から前記第３の空気供給口
までの燃料およびガスの滞留時間が０．５〜１．５秒で
ある、 請求項２乃至６のいずれか一項に記載の流動床燃焼装
置。 - 【請求項８】前記流動床の燃料およびガスの滞留時間が
１．５〜２．５秒であり、 前記流動床上部から前記第３の空気供給口までの燃料お
よびガスの滞留時間が０．５〜１．５秒であり、 前記第３の空気供給口から前記第４の空気供給口までの
燃料およびガスの滞留時間が０．1〜１．０秒であり、 前記第４の空気供給口から炉出口までの燃料およびガス
の滞留時間が１．５秒以上である、 請求項２乃至７のいずれか一項に記載の流動床燃焼装
置。 - 【請求項９】前記第２の空気供給口の位置が、前記底部
から１５００〜２１００ｍｍの範囲にあり、 前記第３の空気供給口の位置が、前記底部から３１００
〜３７００ｍｍの範囲にあり、 前記第４の空気供給口の位置が、前記底部から４１００
〜４７００ｍｍの範囲にある、 請求項２乃至８のいずれか一項に記載の流動床燃焼装
置。 - 【請求項１０】前記燃焼炉が、 燃料投入口を具備し、 前記燃料供給口の位置が、前記底部から２１００〜２７
００ｍｍの範囲にある、 請求項１乃至９のいずれか一項に記載の流動床燃焼装
置。 - 【請求項１１】前記燃焼炉の燃焼温度が７５０℃〜９０
０℃である、 請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の流動床燃焼装
置。 - 【請求項１２】前記流動床の燃焼温度が８００℃以上で
ある、 請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の流動床燃焼装
置。 - 【請求項１３】燃焼炉を具備し、 前記燃焼炉が、 前記燃焼炉の底部の、酸化剤を供給する第１の空気供給
口と、 前記底部からの高さが異なる酸化剤を供給する第２およ
び第３の空気供給口と、 を具備し、 前記第２の空気供給口の位置が、流動床の上部界面領域
に影響を与えない、前記流動床に出来るだけ近い高さで
ある、流動床燃焼装置。 - 【請求項１４】前記第３の空気供給口の位置が、ＮＯｘ
の生成が抑制される燃焼をする様に酸化剤を供給できる
高さである、 請求項１３に記載の流動床燃焼装置。 - 【請求項１５】前記燃焼炉が、 前記第２の空気供給口よりも高い位置にある燃料投入口
と、 を具備する、 請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の流動床燃焼装
置。 - 【請求項１６】流動材及び燃料が流動床を形成し、ＮＯ
ｘの生成が抑制される燃焼をする様に酸化剤を供給する
第１の空気供給口と、 ＮＯｘの生成が抑制される燃焼をする様に酸化剤を供給
する第２の空気供給口と、 ＮＯｘの生成が抑制され、ＣＯおよびダイオキシン類が
低減される燃焼をする様に酸化剤を供給する第３および
第４の空気供給口と、 を具備する、 流動床燃焼装置。
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