JP2002286216A

JP2002286216A - 循環流動層焼却炉の操業方法

Info

Publication number: JP2002286216A
Application number: JP2001092179A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Miyazaki; 正和宮崎; Kazuyoshi Kaketa; 一義掛田; Kazuyoshi Nishida; 和善西田; Makoto Terada; 真寺田
Original assignee: Chugai Ro Co Ltd
Current assignee: Chugai Ro Co Ltd
Priority date: 2001-03-28
Filing date: 2001-03-28
Publication date: 2002-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】安定した燃焼状態とホットサイクロンでの捕
集効率が低下しない循環流動層焼却炉の操業方法を提供
する。【解決手段】ライザー１に充填されている流動媒体Ｓ
に１次空気を供給して流動させた後、所定位置より２次
空気を供給して前記流動状態にある流動媒体の一部を終
末速度以上の空塔速度でライザー内を上昇させるととも
に被焼却物Ｗを流動状態の流動媒体中に供給して燃焼分
解した後、ホットサイクロン７で流動媒体と焼却灰を含
む排ガスとに分離し、分離した流動媒体をダウンカマー
８を介してループシール９に貯留し、この貯留した流動
媒体に流動用空気を供給してライザーへ返送する循環流
動層焼却炉の操業方法において、前記ループシールおよ
び／またはダウンカマーに、常時空気を供給する複数の
気体供給用ノズル１１を鉛直方向に所定間隔で設け、こ
の気体供給用ノズルからの気体の供給圧力の変化により
前記ループシールへの流動用空気の供給量を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、循環流動層焼却炉
の操業方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、循環流動層焼却炉（以下、焼却炉
という）Ｔ’は、大略、ライザー１、ホットサイクロン
７、ダウンカマー８とループシール９で構成されてい
る。

【０００３】そして、前記ライザー１には、図３に示す
ように、流動媒体として、たとえば、けい砂Ｓが充填さ
れており、このけい砂Ｓは、第１送風機２から分散管３
を介して供給される１次空気により流動化され、第２送
風機４から前記分散管３の上方に供給される２次空気に
より終末速度以上の空塔速度でライザー１内を上昇す
る。

【０００４】なお、前記空塔速度とは、排ガス量／断面
積で求まるライザーにおける実速度で、終末速度とは、
砂粒が落下せずに上昇し始める空塔速度（論理値）であ
る。

【０００５】また、前記ライザー１の下部に供給された
汚泥等の被焼却物Ｗは、加熱された流動状態のけい砂Ｓ
により加熱、乾燥、粉砕、焼却され、前記２次空気によ
って終末速度以上となったけい砂Ｓとともに前記ライザ
ー１内を上昇しつつ燃焼分解され、前記ホットサイクロ
ン７でけい砂Ｓと焼却灰を含む排ガスとに分離される。

【０００６】なお、前記けい砂Ｓの加熱は、炉の立上げ
時にはバーナ５の燃焼により実施し、このバーナ５の燃
焼により前記けい砂Ｓの温度が所定値（たとえば、助燃
料の着火温度）に達したら、前記バーナ５の燃焼を停止
してオイルガン６からの助燃料の供給に切り換え、この
助燃料の燃焼により前記けい砂Ｓの加熱を実施してい
る。

【０００７】そして、分離されたけい砂Ｓはダウンカマ
ー８、ループシール９を通って前記ライザー１に返送さ
れ炉内を循環する一方、焼却灰を含む排ガスは前記ホッ
トサイクロン７から図示しない熱交換器で保有熱を回収
した後、冷却塔、バグフィルタ等で処理され大気放散さ
れる。

【０００８】ところで、前記ライザー１内の排ガスがダ
ウンカマー８を介してホットサイクロン７内に侵入する
と、ホットサイクロン７内のガスの流れが乱れ、その捕
集効率が低下する。

【０００９】したがって、前記ループシール９内に常時
一定高さ（一定量）のけい砂Ｓを貯留し、前記排ガスが
ライザー１の下部からホットサイクロン７へ逆流するの
を防止（シール）している。また、前記ループシール９
に貯留されるけい砂Ｓを前記第１送風機２からの１次空
気の一部を流動用空気供給管Ｐにより制御弁Ｖを介して
ループシール９の底部に一定量供給してけい砂Ｓを流動
化させ、ループシール９に貯留されるけい砂Ｓをライザ
ー１へ返送している。

【００１０】なお、前記ループシール９への流動用空気
は、前記１次空気の一部を利用する他に、別途ブロワ
（図示せず）を設け、前記１次空気とは独立して供給し
てもよい。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記焼
却炉Ｔ’での処理では、たとえば、焼却炉Ｔ’の昇降温
時と定常運転時とにおけるライザー１内の温度の違い、
あるいは、焼却炉Ｔ’の運転状態の違いによりけい砂Ｓ
の循環量が変動する。すなわち、ライザー１内の温度が
違えば空塔速度も違うので昇降温時と定常運転時とでけ
い砂Ｓの循環量が変動し、また、ライザー１内の温度が
同じであっても、バーナ５の燃焼によりライザー１内の
温度を所定値に維持している場合とバーナ５の燃焼を停
止してオイルガン６からの助燃料の供給だけでライザー
１内の温度を所定値に保持している場合とでは生成され
る排ガス量が違うのでバーナ５による運転とオイルガン
６による運転との切換時にけい砂Ｓの循環量が変動す
る。

【００１２】また、定常運転時においては、被焼却物Ｗ
の性状変動に伴う瞬間的な排ガス量の変動、たとえば、
投入している被焼却物Ｗの水分量が高くなった場合は、
ライザー１内の温度が下がり、この炉内温度の低下を検
知し助燃料の供給量が増えるので排ガス量が瞬間的に増
加し、ループシール９に供給されるけい砂Ｓの量は増加
する。逆に、水分量が低くなった場合は、ライザー１内
の温度が上昇するため、ライザー１内温度の上昇を検知
して助燃料の供給量が減少し、排ガス量が瞬間的に減少
してループシール９に供給されるけい砂Ｓの循環量は減
少する。

【００１３】さらに、被焼却物Ｗの供給量が変化した場
合、たとえば、被焼却物Ｗの供給量が増えると可燃分が
増加するので排ガス量が増え、ホットサイクロン７、ダ
ウンカマー８を介してループシール９に供給されるけい
砂Ｓの量は増える。また、被焼却物Ｗの供給量が減る
と、可燃分が減少するので、排ガス量が減り、ループシ
ール９に供給されるけい砂Ｓの量は減少する。いずれに
しても、けい砂の循環量が変動することになる。

【００１４】このように、従来の循環流動層焼却炉Ｔ’
においては、被焼却物Ｗの性状変動や供給量の変化等に
より空塔速度が変化するが、空塔速度が変化してもルー
プシール９底部への流動用空気の供給量は一定に保持さ
れているのでライザー１内に存在するけい砂Ｓの量（保
有熱量）が変わり、このため、被焼却物Ｗの燃焼状態が
不安定になったり、ループシール９でのシール状態が悪
くなったり（ループシール９での貯留けい砂量の減少）
して、ホットサイクロン７でのけい砂Ｓの捕集効率が悪
くなるという課題を有していた。

【００１５】したがって、本発明は、ループシール９で
のけい砂Ｓの返送量を制御して、ライザー１内のけい砂
Ｓの量を一定にすることにより前記課題を解決する循環
流動層焼却炉の操業方法を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、ライザーに充填されている流動媒体に１
次空気を供給して流動させた後、所定位置より２次空気
を供給して前記流動状態にある流動媒体の一部を終末速
度以上の空塔速度で前記ライザー内を上昇させるととも
に、被焼却物を前記流動状態の流動媒体中に供給し、前
記流動状態の流動媒体および前記終末速度以上となった
流動媒体で燃焼分解した後、ホットサイクロンで流動媒
体と焼却灰を含む排ガスとに分離し、分離した流動媒体
をダウンカマーを介してループシールに貯留し、この貯
留した流動媒体に流動用空気を供給して前記ライザーへ
返送する循環流動層焼却炉の操業方法において、前記ル
ープシールおよび／またはダウンカマーに、常時空気を
供給する複数の気体供給用ノズルを鉛直方向に所定間隔
で設け、この気体供給用ノズルからの気体の供給圧力の
変化により前記ループシールへの流動用空気の供給量を
制御するようにしたものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明にかかる循環流動
層式焼却炉Ｔの操業方法を図１、図２にしたがって説明
する。本発明は、図１と図３とを比較すれば明らかなよ
うに、ループシール９とその近傍のダウンカマー８部分
に、けい砂Ｓの貯留量を検出する検出部１０を設け、そ
の検出値にもとづいて前記流動用空気供給管Ｐから前記
ループシール９に供給する流動用空気の供給量を変化さ
せ、ループシール９でのけい砂Ｓの貯留量を所定値に保
持するようにしたもので、他の部分は図３と同一のため
同一符号を付して説明を省略する。

【００１８】前記検出部１０は、前記ダウンカマー８の
下部とループシール９部の所定位置に、高さ方向に一定
間隔で常時微量のパージ空気を圧力空気源Ａから供給す
る複数のノズル１１（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ、１１
ｄ）を配設し、各ノズル１１に設けた圧力検出器１２
（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）により各ノズル１
１前におけるパージ空気の供給圧力（以下、ノズル前圧
力という）を測定し、下記するように、その測定値によ
り流動用空気供給管Ｐに設けた制御弁Ｖを制御器１３か
らの信号にもとづいて駆動し、ループシール９へ供給す
る流動用空気の供給量を調節するものである。

【００１９】すなわち、けい砂Ｓが貯留している部分で
は、パージ空気のノズル前圧力はけい砂Ｓによる圧損の
ために高くなるが、堆積していない部分ではけい砂Ｓに
よる圧損がないためノズル前圧力が低くなることを利用
し、各ノズル１１におけるパージ空気の供給圧力を測定
することでけい砂Ｓの上端面の位置を検知できる。

【００２０】たとえば、パージ空気の供給元圧力を２０
ｋＰａとした場合、けい砂Ｓの貯留している部分におけ
るノズル前圧力は５ｋＰａ程度、けい砂Ｓの堆積してい
ない部分におけるノズル前圧力は略０ｋＰａとなる。

【００２１】ところで、ループシール９への流動用空気
の供給量とループシール９からライザー１へ返送される
けい砂Ｓの返送量は図２に示す関係にあるから、ループ
シール９およびダウンカマー８に貯留しているけい砂Ｓ
の返送量は、ループシール９の底部から供給される流動
用空気の供給量を多くすることにより増加し、逆に、流
動用空気の供給量を少なくすることにより減少する。

【００２２】したがって、前述の方法によりダウンカマ
ー８下部でのけい砂Ｓの高さを検知して、貯留高さが上
限レベル以上になった場合には、流動用空気の供給量を
増加させ、逆に貯留高さが下限レベル以下になった場合
には流動用空気の供給量を減少させることでライザー１
へのけい砂Ｓの返送量を制御してループシール９および
ダウンカマー８に貯留するけい砂Ｓの量を一定に保ち、
ライザー１内におけるけい砂Ｓの保持量を一定にするこ
とで安定した焼却を行うものである。

【００２３】具体的に説明すると、所定量の流動用空気
をループシール９に供給してけい砂Ｓをライザー１へ返
送する状態において、たとえば、前記ノズル１１を４本
設け、下から第１ノズル１１ａ、第２ノズル１１ｂ、第
３ノズル１１ｃ、第４ノズル１１ｄとし、所定量（たと
えば前記１５ｍ^３/ｈ，常温での供給圧力３ｋＰａ）の
流動用空気をループシール９に供給してけい砂Ｓをライ
ザー１に返送する状態において、第２ノズル１１ｂと第
３ノズル１１ｃとの間にけい砂Ｓ上面が位置していれば
正常高さ（すなわち、ライザー１でのけい砂Ｓの保持量
が適量である）とすると、ａ．ダウンカマー８下部でのけい砂Ｓの上面がノズル１
１ｃより上方となった場合、前記流動用空気の供給量を
所定量（たとえば０．２ｍ^３/ｈ）増やしてけい砂Ｓの
返送量を多くする状態とした後、その状態を所定時間
（たとえば１分間）保持する。所定時間経過してもけい
砂Ｓの上面が正常高さに復帰しない場合は、流動用空気
の供給量をさらに所定量（たとえば０．２ｍ^３/ｈ）増
やして所定時間（たとえば１分間）保持する。このよう
にして、けい砂Ｓの上面が正常高さに復帰するまで所定
時間毎に流動用空気の供給量を所定量ずつ増やしてけい
砂Ｓの上面を正常高さとする。

【００２４】ｂ．また、ダウンカマー８下部でのけい砂
Ｓの上面がノズル１１ｄより上方となった場合は、早急
に復帰させる必要があるので、流動用空気の供給量を前
記設定値のたとえば２倍（０．４ｍ^３/ｈ）にし、その
状態を所定時間（たとえば１分間）保持する。そして、
前記同様、けい砂Ｓの上面が正常高さに復帰するまで所
定時間毎に流動用空気の供給量の増加を繰り返す。

【００２５】ｃ．さらに、ダウンカマー８下部でのけい
砂Ｓの上面がノズル１１ｂより下方となった場合、前記
流動用空気の供給量を所定量（たとえば０．２ｍ^３/
ｈ）減らした後、その状態を所定時間（たとえば１分
間）保持する。所定時間経過してもけい砂Ｓの上面が正
常高さに復帰しない場合は、流動用空気の供給量をさら
に所定量（０．２ｍ^３/ｈ）減らして所定時間（たとえ
ば１分間）保持する。このようにして、けい砂Ｓの上面
が正常高さに復帰するまで所定時間毎に流動用空気の供
給量を所定量ずつ減らしていく。

【００２６】ｄ．けい砂Ｓの上面がノズル１１ａより下
方となった場合、早急に復帰させる必要があるので、流
動用空気の減少量を前記設定値のたとえば２倍（０．４
ｍ^３/ｈ）にし、その状態を所定時間（たとえば１分
間）保持する。そして、前記同様、けい砂Ｓの上面が正
常高さに復帰するまで所定時間毎に流動用空気の供給量
の減少を繰り返せばよい。

【００２７】なお、前述の説明では、各ノズル１１への
パージ空気を共通の圧力空気源Ａから供給することとし
たがノズル１１へのパージ空気の供給方法はこれに限定
するものではなく、前記各ノズル１１へ個別に圧力空気
源を設けてパージ空気を供給し、各ノズル１１において
ノズル１１前にけい砂Ｓが堆積している場合と堆積して
いない場合におけるノズル前圧力の違いによりけい砂Ｓ
の上端面（貯留量）を検知してもよい。この際、前記圧
力空気源からのパージ空気の供給元圧力は必ずしも同圧
である必要はなく、たとえば、ノズル１１Ａの供給元圧
力は２５ｋＰａ、ノズル１１Ｂの供給元圧力は２５ｋＰ
ａ、ノズル１１Ｃの供給元圧力は２０ｋＰａ、ノズル１
１Ａの供給元圧力は１５ｋＰａ、と各ノズルで任意に設
定しても何ら問題はない。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、ループシールおよびダウンカマーでのけい砂の
貯留量（上面高さ）をノズルにおけるパージ空気の供給
圧力を測定することにより検知し、ループシールへの流
動用空気の供給量を制御して常にループシールでのけい
砂の貯留量を所定量に保持する。すなわち、ライザー内
に滞留するけい砂量を一定にすることによりライザー内
の燃焼状態を安定させるとともに、ループシールでのシ
ール性を正常に維持し、サイクロンでのけい砂の捕集効
率の低下を防止する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用する循環流動層焼却炉を示す概
略図。

【図２】流動用空気量とライザーへのけい砂の返送量
との関係を示すグラフ。

【図３】従来の循環流動層焼却炉を示す概略図。

【符号の説明】

１〜ライザー、７〜ホットサイクロン、８〜ダウンカマ
ー、９〜ループシール、１１（１１ａ，１１ｂ，１１
ｃ，１１ｄ）〜ノズル、１２（１２ａ，１２ｂ，１２
ｃ，１２ｄ）〜圧力検出器、１３〜制御器、Ｐ〜流動用
空気供給管、Ｓ〜流動媒体（けい砂）、Ｔ〜循環流動層
焼却炉、Ｖ〜制御弁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西田和善大阪府大阪市西区京町堀２丁目４番７号中外炉工業株式会社内 (72)発明者寺田真大阪府大阪市西区京町堀２丁目４番７号中外炉工業株式会社内Ｆターム(参考） 3K062 AA12 AB01 AC01 BA02 CB01 DA12 DB07 3K064 AA20 AB03 AC06 AC13 AD08 AE02 BA07 BA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ライザーに充填されている流動媒体に１
次空気を供給して流動させた後、所定位置より２次空気
を供給して前記流動状態にある流動媒体の一部を終末速
度以上の空塔速度で前記ライザー内を上昇させるととも
に、被焼却物を前記流動状態の流動媒体中に供給し、前
記流動状態の流動媒体および前記終末速度以上となった
流動媒体で燃焼分解した後、ホットサイクロンで流動媒
体と焼却灰を含む排ガスとに分離し、分離した流動媒体
をダウンカマーを介してループシールに貯留し、この貯
留した流動媒体に流動用空気を供給して前記ライザーへ
返送する循環流動層焼却炉の操業方法において、前記ル
ープシールおよび／またはダウンカマーに、常時空気を
供給する複数の気体供給用ノズルを鉛直方向に所定間隔
で設け、この気体供給用ノズルからの気体の供給圧力の
変化により前記ループシールへの流動用空気の供給量を
制御することを特徴とする循環流動層焼却炉の操業方
法。