JP2003185104A

JP2003185104A - 流動層ボイラ設備

Info

Publication number: JP2003185104A
Application number: JP2001383284A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Asanuma; 智之浅沼; Tetsuya Iwase; 徹哉岩瀬
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2001-12-17
Filing date: 2001-12-17
Publication date: 2003-07-03

Abstract

(57)【要約】【課題】流動層から抜き出した脱硫剤でなる流動媒体
を再利用できる流動層ボイラ設備を提供する。【解決手段】本流動層ボイラ設備は、主に、流動媒体
(以下ＢＭ)４ａにより形成される流動層４を内設し石炭
を燃料とする燃焼炉１と、ＢＭとして石灰石の脱硫剤17
を貯留する貯留タンク16と、貯留タンク16内のＢＭを流
動層4に供給するロータリーフィーダ18と、燃焼炉１か
らＢＭ４ａ、燃焼により生ずる塊状アグロメ、燃焼によ
り石炭から出る不燃鉱物等を抜出すスクリューフィーダ
８と、抜き出し物からアグロメ、不燃鉱物を除去しＢＭ
４ａを抽出する粗粒ふるい10と、粗粒ふるい10で抽出し
た流動媒体から微粒を除去し、所定サイズの細粒ＢＭを
抽出する微粒ふるい14と、該抽出した細粒ＢＭを貯留タ
ンク16へ気流搬送する連絡管12とから構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流動媒体として石
灰石のような脱硫剤を用いる流動層燃焼炉を備える流動
層ボイラ設備に係り、特に流動層で生じて層流動性を阻
害する塊状生成物、不燃鉱物等を流動媒体と共に燃焼炉
から抜き出し、それらから脱硫剤を選別し再利用するの
に好適な流動層ボイラ設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術を図4により説明する。従来
の流動層ボイラ設備は、概略、石灰石のような脱硫剤を
流動媒体４ａ（以下ＢＭと４ａいう）として用いこれに
より形成する流動層４やこの流動層４を支持し燃焼空気
を供給する空気分散板２等を内設する燃焼炉１と、流動
層４で燃焼により発生する塊状生成物や不燃鉱石を除去
するためそれらを流動媒体４ａと共に抜出すスクリュー
フィーダ８と、流動層４に供給するＢＭ４ａを貯留する
貯留タンク16と、貯留タンク16から流動媒体４ａとして
の脱硫剤17を供給するロータリフイーダ18等とから構成
されている。なお、ＢＭはBed Materialを略で層材料ま
たは流動媒体を意味する。

【０００３】流動層4は蒸気生成用の伝熱管３を埋設し
有し、そして石炭燃料を供給する燃料供給ノズルを備え
ている。また燃焼炉１からスクリューフィーダ８を接続
するＢＭ抜出し管７からＢＭ４ａを抜出し気流搬送（ま
たはコンベア等）により貯留タンク16に戻すように構成
され、この搬送系は流動層高を一時的に低くして運転を
行う場合や起動・停止の時などに作動させる。

【０００４】上記流動層ボイラ設備においては、燃焼炉
1内は空気分散板2に設けた空気ノズルから吹き込まれた
燃焼空気により浮遊流動化されて流動燃焼を行ってお
り、燃焼した石炭灰及び炉内で微粉化したＢＭは排ガス
と共に炉１上部から外に飛散する。

【０００５】また、流動層４の安定流動の妨げとなる粗
粒不燃鉱物や燃焼により形成される塊状生成物が経時的
に燃焼炉１内に滞留するのを防ぐために定期的に炉外へ
排出（ブロー）する必要があった。炉外へのＢＭ４ａの
排出は、通常空気分散板2の開口部から重力落下にて炉
の下方へ抜き出し、スクリューフィーダ式搬送機８（又
は気流搬送）によって移送するが、この際、粗粒不燃鉱
物や塊状成分と共に脱硫成分も一緒に排出され系外に廃
棄されていた。このように従来の流動ボイラ設備では、
燃焼炉から排出した脱硫成分を含む流動媒体を再利用す
ることに配慮されていなかった。

【０００６】他の従来技術として特表平3-505779号公報
に記載された石炭焚流動層燃焼装置が公知である。この
石炭焚流動層燃焼装置は、流動層に存在する砂および石
炭灰からなる層材料（流動媒体に同じ）をボイラ（燃焼
炉に該当）から抽出し、ふるいに掛け、ふるいにかか
った粗粒を粉砕機で粉砕して再びふるいに送給し、ふる
いを通過した細粒を層材料として流動層に燃料石炭と混
じてまたは単独に戻すように構成したものである。この
ように、ふるいと粉砕機により流動媒体を流動層特有の
所定粒度に調整することにより、流動層内温度を均一に
する。これにより石炭粒子及び灰から塊状のスラグが形
成し沈積するのを長時間にわたって回避することがで
き、問題なく燃焼装置を運転できる。

【０００７】しかしながら、上記公報に記載の石炭焚流
動層燃焼装置では、脱硫剤の再利用については考慮され
ていなかった。また、この燃焼装置では粉砕した層材料
を直接燃焼炉に戻しているが、脱硫剤を層材料とし炉内
脱硫を行う場合は脱硫率と流動層高を維持するよう脱硫
剤供給量を調整する必要があるため、仮に抽出後調整し
た層材料としての脱硫剤を直接燃焼炉に戻すとすれば、
脱硫剤供給量を決定する上で外乱となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】燃焼炉には粉砕した石
炭と脱硫剤を各々単独に供給、又は混合したものを燃料
として供給している。燃焼炉に供給される石炭にはＢＭ
粒径より大きな粒子も含まれるが、そのほとんどは燃焼
して灰となって飛散し、脱硫剤は流動により摩耗して終
末速度径になったものから飛散していく。しかし石炭に
含まれる金属化合物(例えば鉄化合物)や石英などの不燃
鉱物（通称ズリと呼ぶ）は燃焼しないため、粒径が小さ
くならず飛散しないで流動層内に停滞してしまう。

【０００９】また、石炭灰の中に含まれるＮａやＫなど
の低融点成分が溶融し、他の石炭灰分や脱硫剤と固着凝
集してＢＭ粒径以上の塊状生成物（通常アグロメと呼
ぶ）に成長するおそれがあり、これも飛散せずに流動層
内に停滞してしまう。

【００１０】流動層内のＢＭは安定した流動を行うため
に一定粒度のＢＭ（一般に平均粒径１mm前後）を供給し
ているが、これらの不燃鉱物やアグロメ等の多くはＢＭ
よりも粒径が大きく堆積すると流動不良が発生し、最終
的には流動停止に至る。

【００１１】しかし、運転中の流動層内にどれだけ不燃
鉱物やアグロメ等の塊状生成物が堆積したかを測定して
これらだけを抜き出すのは困難であるため、従来は、塊
状生成物と未だ脱硫に寄与する有効な脱硫剤なるＢＭと
を含めて、連続または不連続で系外に抜き出していた。
そうすると、流動層高が下がってきてしまうため、層高
を一定に保つ方法として脱硫剤の供給量を、本来脱硫反
応に必要とする供給量以上にして供給することが必要で
あった。

【００１２】このように従来は、脱硫上必要とする量以
上の脱硫剤を供給しつつ未反応の脱硫剤を系外に抜き出
し廃棄するため、脱硫剤を無駄に消費するという問題が
あった。

【００１３】また、特表平3-505779号公報に記載された
石炭焚流動層燃焼装置では、脱硫剤の再利用については
考慮されていなかった。

【００１４】よって、本発明の目的は、流動媒体として
脱硫剤を用いる流動層ボイラ設備であって、流動層から
抜き出した流動媒体としての脱硫剤を再利用できる設備
を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、流動媒体としての脱硫剤により形成され
る流動層を内設し該流動層で石炭燃料を燃焼させる燃料
炉と、該燃料炉に搬送路を通じて供給する脱硫剤を貯留
する貯留タンクと、該貯留タンクから脱硫剤を供給する
供給手段と、流動層で燃焼により発生する塊状生成物と
不燃鉱物を流動媒体と共に燃焼炉から抜出す搬出手段を
備える流動層ボイラ設備において、抜出された塊状生成
物、不燃鉱物及び流動媒体から該流動媒体の所定範囲の
粒サイズより大きい塊状生成物及び不燃鉱物を除去し、
該所定範囲及びそれ以下の粒サイズの流動媒体を選別す
る第1の分級手段と、該第1の分級手段により選別された
流動媒体から所定範囲未満の微粒を除去し該所定範囲の
細粒を選別する第２の分級手段と、第２の分級手段によ
り選別した流動媒体を貯留タンクに戻す搬送路とを設け
たことを特徴とするものである。

【００１６】上記流動層ボイラ設備において、第１の分
級手段として粗粒ふるいを、第２の分級手段として微粒
ふるいを用いることが好ましい。

【００１７】代わりに、第１の分級手段として圧縮空気
の上昇気流中で所定範囲及びそれ以下の粒サイズの流動
媒体を浮上させて選別する一重力式分級装置を、第２の
分級手段として圧縮空気の上昇気流中で所定範囲の細粒
を沈下させて選別する別の重力式分級装置を用いてもよ
い。

【００１８】また代わりに、第１の分級手段として該所
定範囲及びそれ以下の粒サイズの流動媒体を選別する一
遠心分級機を、第２の分級手段として所定範囲の細粒を
選別する別の遠心分級機を用いてもよい。

【００１９】さらに、第１の分級手段として粗粒ふるい
を、第２の分級手段として圧縮空気の上昇気流中にて所
定範囲の細粒を沈下させて選別する重力式分級装置また
は所定範囲の細粒を選別する遠心分級機を用いるよう
に、異なった方式の分級手段を組み合わせてもよい。

【００２０】前項で述べたように流動層ボイラ設備で
は、燃焼炉に供給される石炭はほとんど流動層で燃焼し
て灰となって飛散し、そして脱硫剤からなる流動媒体
（ＢＭという）は流動により摩耗して終末速度径になっ
たものから飛散する。石炭に含まれる金属化合物や石英
などの不燃鉱物は燃焼しないため、粒径が小さくならず
流動層内に停滞する。また石炭灰に含まれるＮａやＫな
どの低融点成分が溶融し、他の石炭灰分や脱硫剤と固着
凝集してＢＭ粒径以上の塊状成分（アグロメ）に成長す
るおそれがあり、アグロメは流動層内に停滞する。

【００２１】本発明の流動層ボイラ設備において、第1
の分級手段して粗粒ふるいを、第２の分級手段として微
粒ふるいを用いる場合、粗粒ふるいのふるい目はＢＭの
所定の粒サイズの最大粒径に調整しておく。粗粒ふるい
上に残留した粒径の大きいものは不燃鉱物やアグロメ等
の流動阻害粒子であり廃棄される。一方、粗粒ふるいを
通過したＢＭ粒径の小さいものは脱硫剤とみなし微粒ふ
るいに搬送される。微粒ふるいのふるい目は終末速度径
に調整しておく。微粒ふるい上に残留したものは所定範
囲の粒サイズの細粒ＢＭとしての脱硫剤であり、これを
貯留タンクに搬送し、一方、微粒ふるいを通過した微粒
は廃棄する。かくして、貯留タンクに搬送された脱硫剤
は再利用が可能となる。

【００２２】微粒ＢＭは、搬送路や貯留タンクの詰まり
の原因となるため、微粒ふるいで除去する。粒径何mm以
下のＢＭが何％以上になったら詰まりが発生するという
ことは一概には言えないが、少なくとも燃焼炉内のＢＭ
と同等であれば詰まりの問題は生じないと考えられる。
燃焼炉内のＢＭは燃焼空気により浮遊流動状態となって
いるが、ＢＭ同士や炉壁等との衝突により摩耗してい
き、ある径以下（終末速度径以下）となった時点で燃焼
空気により飛散する。よって、燃焼炉内のＢＭは基本的
に終末速度径以下のものは存在しないため、この終末速
度径を微粒ふるいの選別径とすることにより、搬送路や
貯留タンクの詰まりを防止するが可能となる。なお、飛
散灰中の脱硫剤成分を脱塵装置等で捕集して再利用する
ことも考えられなくはないが、飛散灰中の脱硫剤成分を
燃焼炉に再投入してもずくに飛散してしまうため、効率
が非常に悪くメリットはほとんど無い。

【００２３】微粒ＢＭは、搬出手段による燃焼炉からの
抜き出し、各ふるいによる分級、搬送路を通じての搬送
等の際に、ＢＭが粉砕されて発生する。ちなみに、例え
ば下部が漏斗状になったタンクに、ある粒径分布をもっ
た粉体を入れ、下から抜いて上から戻すという循環を継
続すると、漏斗状の壁面付近に粉体中の微粒分が堆積し
粒径の大きなものはこの微粒層よりも中心側に集まると
いう偏積が発生する。これは、配管において気流搬送等
により粉体を搬送した場合にも同様に発生し、粉炭は偏
析して微粒分は配管の底部に溜まってきてしまう。

【００２４】微粒ＢＭをそのまま貯留タンクに戻すと、
上記の如く貯留タンクの壁面やＢＭ搬送経路で偏積・堆
積し、最終的にはブリッジング→圧蜜・固化等を起こし
詰まりを発生させる可能性が非常に高い。この詰まりを
防止するため、微粒ＢＭを除去する必要がある。

【００２５】本発明の流動層ボイラ設備において、第1
の分級手段して一重量式分級装置を、第2の分級手段し
て別の重量式分級装置を用いる場合、それぞれ圧縮空気
の流速を調整する。安定流動の阻害要因となる不燃鉱物
は金属成分が主成分であり、一般に比重が３〜５程度で
脱硫剤の比重２〜２.６に対して相対的に重く、不燃性
のため粒径は小さくならず、その最大粒径は供給する石
炭粒子径にほぼ一致する。また、アグロメ等の粗粒生成
物はＢＭ同士の溶融固着を伴うのでＢＭ径よりも大き
い。以上より比重差、粒径差ないし重量差で分離選別が
可能となる。

【００２６】本発明の流動層ボイラ設備において、第1
の分級手段して一遠心分級機を、第2の分級手段して別
の遠心分級機を用いる場合も、上記重量式分級装置と同
様に重量差で分離選別が可能となる。すなわち、一遠心
分級機で塊状生成物／不燃鉱物と所定範囲及びそれ未満
の粒サイズのＢＭとしての脱硫剤とを分離し、別の遠心
分級機で所定範囲のＢＭ細粒と所定範囲未満の微粒とに
分離する。

【００２７】本発明の流動層ボイラ設備において、第1
の分級手段として粗粒ふるいを、第2の分級手段として
重力式分級装置または遠心分級機を用いる場合は、それ
ぞれ上記の粗ふるい、別の重量式分級装置、別の遠心分
級機の説明のとおりである。

【００２８】以上各種分級手段を有する流動層ボイラ等
設備によれば、流動層内の流動阻害粒子である不燃鉱物
や塊状生成物を積極的に排除するため安定流動が維持で
き、不燃鉱物や塊状生成物と一緒に抜き出した脱硫剤は
分離選別して再利用するため、脱硫上必要とする量以上
の脱硫剤を供給することがなく脱硫剤を無駄に廃棄せず
に有効利用することができる。さらに、分離選別した再
利用ＢＭに含まれる微粒分も分離し、再利用ＢＭを所定
範囲に調整することによりＢＭの詰まりのない安定した
保管・供給をすることが可能となる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１〜図３は実施の形態１〜３となる流動
層ボイラ設備の構成を示す図である。（実施の形態１）図１により実施の形態１の流動層ボイ
ラ設備について説明する。この流動層ボイラ設備は、主
に、流動媒体（ＢＭ）４ａにより形成される流動層４を
内設し石炭を燃料とする燃焼炉１と、流動層４に供給す
るＢＭとして石灰石のような脱硫剤17を貯留する貯留タ
ンク16と、貯留タンク16内のＢＭを流動層4に供給する
供給手段としてのロータリーフィーダ18と、燃焼炉１か
らＢＭ４ａ、燃焼により生ずる塊状のアグロメ、燃焼
により石炭から出る不燃鉱物等を抜出す搬出手段として
のスクリューフィーダ８と、抜き出されたＢＭ４ａ、ア
グロメ、不燃鉱物等からアグロメ、不燃鉱物を除去しＢ
Ｍ４ａを抽出する第1の分級手段としての粗粒ふるい10
と、粗粒ふるい10で抽出したＢＭ４ａから微粒を除去
し、所定サイズの細粒ＢＭを抽出する第2の分級手段と
しての微粒ふるい14と、微粒ふるい14で抽出した所定サ
イズの細粒ＢＭを貯留タンク16へ気流搬送する搬送路と
しての連絡管12とから構成されている。

【００３０】さらに構成について詳しく説明する。燃焼
炉1は空気分散板２により上下に流動層４と風箱６に仕
切られており、そして空気分散板２に支えられる流動層
４内には蒸気を生成する伝熱管３が配されている。空気
分散板２と伝熱管３の間には、燃料（石炭）を流動層４
内に供給する燃料供給ノズル５が燃焼炉1側壁を貫通し
て設置され、空気分散板２には流動燃焼用の空気を上方
の流動層４に噴出する空気ノズルが取付けられている。
また燃焼炉１の上部には排ガス出口が設けられている。

【００３１】貯留タンク16底部に取付けられたロータリ
ーフィーダ18から、燃焼炉１の空気分散板２と伝熱管３
の間にはＢＭ供給管19（搬送路）が接続している。この
ＢＭ供給管19は燃焼炉1側壁を貫通して取付けられてい
る。また空気分散板２には流動層４からＢＭ４ａ、塊状
生成物を取り出す開口部を設け、該開口部にＢＭ抜出し
管７が取付けられており、ＢＭ抜出し管７はスクリュー
フィーダ８に接続する。スクリューフィーダ８の上流側
でＢＭ抜出し管７から分岐して貯留タンク16に戻るＢＭ
戻し管20が設けられ、この管20は流動層高を一時的に低
くして運転を行う場合や起動・停止の場合などに導通し
てＢＭ抜出し管７から来るＢＭ４ａを気流搬送して貯留
タンク16に戻す時に用いられる。

【００３２】そしてスクリューフィーダ８と粗粒ふるい
10は配管９により、粗粒ふるい10と微粒ふるい14は連絡
管12により接続されている。

【００３３】粗粒ふるい10には粗粒用（不燃鉱物及びア
グロメ等）と細粒用（脱硫剤）の２つの出口があり、粗
粒用出口は粗粒を粗粒廃棄管11を通じて廃棄するための
ものであり、細粒用出口は細粒をＢＭ連絡管12を通じて
微粒ふるい13に供給するためのものである。

【００３４】微粒ふるい13には細粒用（再利用可能Ｂ
Ｍ）と微粒用(最終速度径以下)の２つの出口があり、微
粒用出口は微粒を微粒廃棄管14を通じて廃棄するための
ものであり、細粒用出口は細粒をＢＭ戻し管15を通じて
貯留タンク16に供給するためのものである。

【００３５】ＢＭ連絡管12及びＢＭ戻し管20におけるＢ
Ｍの搬送は、圧縮空気による気流搬送で行う。

【００３６】次に実施の形態1の流動層ボイラ設備の作
用について説明する。燃焼炉1内のＢＭ４ａは空気分散
板2に設けた空気ノズルより噴出する空気によって流動
状態になる。

【００３７】燃料は搬送に適した粒径まで粉砕した石炭
を燃料供給ノズル５より燃焼炉1内に供給し、貯留タン
ク16内の脱硫剤17（ＢＭでもある）はロータリーフィー
ダ18により脱硫上必要とする量だけ抜き出しＢＭ供給管
19を介して燃焼炉1の流動層4に供給される。この石炭と
脱硫剤17は燃焼または摩耗により飛散していくが、石炭
内の不燃鉱物は燃焼しないため粒径が小さくならず飛散
しないで流動層４内に停滞する。また、石炭灰中のＮａ
やＫが溶融して生成されるアグロメも飛散せず流動層内
に停滞する。

【００３８】不燃鉱物やアグロメの多くはＢＭ粒径より
も大きく流動が不活発であるため、流動層内では下へ下
へと沈降していき、流動層４底部の空気分散板２上に堆
積する。この堆積物は空気分散板２に設けた開口からＢ
Ｍ抜き出し管７を通じて抜き出し可能である。

【００３９】堆積物の抜き出しはＢＭ抜き出し管７に接
続したスクリューフィーダ８により層高や層温などの運
転状態を監視しながら連続または不連続で行い、抜き出
したＢＭ４ａはスクリューフィーダ出口管９を介し粗粒
ふるい10に投入する。

【００４０】流動阻害の原因となる粒径が、例えばＢＭ
最大粒径以上とすると、粗粒ふるい10のふるい目をＢＭ
最大粒径の大きさにしておく。これによりふるい上に残
った粗粒（不燃鉱物、アグロメ等）は流動阻害粒子であ
るため、粗粒廃棄管11を通じて廃棄され、一方、ふるい
目を通った細粒は脱硫剤とみなし連絡管12を通じて微粒
ふるい13へ搬送される。

【００４１】スクリューフィーダ８による燃焼炉1から
のＢＭの抜き出し、粗粒ＢＭのふるい分け、ＢＭの搬送
等により、ＢＭが粉砕され、粒径が微粒化してしまう。
この微粒分をそのまま貯留タンク16に供給すると、貯留
タンク16やＢＭ供給管19での詰まりの原因となるため、
微粒分のみ分離し廃棄する必要がある。

【００４２】詰まりの原因となる粒径が、例えば流動層
の終末速度径以下とすると、微粒ふるい13のふるい目を
終末速度径の大きさにしておく。これにより詰まりの原
因となる微粒分はふるい目を通り廃棄され、ふるい上に
残った細粒ＢＭは再利用可能な脱硫剤としてＢＭ戻し管
15を通じて貯留タンク16へ搬送される。なお、貯留タン
ク16には再利用される脱硫剤が戻されると共に新しい脱
硫剤が必要に応じてタンク16上部から供給される。

【００４３】この微粒ふるい13は粗粒ふるい10から貯留
タンク16間のどこに配置してもよいが、燃焼炉1からＢ
Ｍの抜き出した以降の処理過程で微細化したＢＭ微粒分
を取り除くという効果が得られる最適な箇所としては、
貯留タンク16の直前が望ましい。

【００４４】ＢＭ４ａの抜き出しを行ったため流動層高
が低下した分は、貯留タンク16内に貯蔵したＢＭをロー
タリーフィーダ18、ＢＭ供給管19を介して燃焼炉1に供
給する。また、一時的に流動層高を低くして運転を行う
場合や、起動・停止時の時などは気流搬送によりＢＭ４
ａを貯留タンク16に戻しておくことができる。なお、Ｂ
Ｍ４ａを貯留タンク16に戻すために気流搬送の代わりに
コンベア等を用いてもよい。（実施の形態２）図２により実施の形態２の流動層ボイ
ラ設備について説明する。この流動層ボイラ設備は、実
施の形態1の流動層ボイラ設備（図1）において粗粒ふる
い10及び微粒ふるい14に代えて、それぞれ気流によりサ
イズの異なる粒子を分級する重力式の粗粒分級装置22
（第1の分級手段）及び微粒分級装置21（第2の分級手
段）を設置したものである。その他の構成要素である燃
焼炉１、貯留タンク16、スクリューフィーダ８及びロー
タリーフィーダ18とこれら要素を接続する配管類は実施
の形態1及び２では同じである。

【００４５】実施の形態２の流動層ボイラ設備は、要約
すると、流動層４を内設した燃焼炉１と、流動層４に供
給するＢＭとして脱硫剤17を貯留する貯留タンク16と、
貯留タンク16内のＢＭを流動層4に供給するロータリー
フィーダ18と、燃焼炉１からＢＭ４ａ、塊状のアグロ
メ、不燃鉱物等を抜出すスクリューフィーダ８と、ＢＭ
４ａ、アグロメ、不燃鉱物等からＢＭ４ａを抽出する重
力式粗粒分級装置22と、粗粒分級装置22で抽出した流動
媒体から微粒を除去し、所定サイズの流動媒体を抽出す
る重力式微粒分級装置21と、該所定サイズの流動媒体を
貯留タンク16へ気流搬送する連絡管12とから構成されて
いる。ここでは、重力式粗粒分級装置22及び重力式微粒
分級装置21について重点的に説明し、他の構成要素及び
その作用については、実施の形態１で説明したので、省
略したい。

【００４６】ここで用いる粗粒分級装置22及び微粒分級
装置21は、重量の異なる粒子を圧縮空気の上昇気流中に
投入し、軽いのものを上昇させ、重いものを沈下させ
て、粒子を選別分離する装置である。各分級装置21、22
は、筒状本体を有し、この本体側面にはＢＭ投入口及び
該ＢＭ投入口の下方に圧縮空気供給口を設け、本体上下
にそれぞれ出口を設けたものである。

【００４７】実施の形態2の流動層ボイラ設備におい
て、燃焼炉１からスクリューフィーダ８により抜き出さ
れたＢＭ４ａ、アグロメ、不燃鉱物等はスクリューフィ
ーダ出口管９を介し粗粒分級装置22に投入される。

【００４８】粗粒分級装置22は、流動阻害の原因となる
粒径が例えばＢＭ最大粒径とすると、筒状本体内の流速
がＢＭ最大粒径の終末速度となるように圧縮空気量を調
整する。これにより粗粒（不燃鉱物やアグロメ等）が下
方に落下し、粗粒廃棄管11より廃棄される。また脱硫剤
である微粒を含む細粒分は気流によって連絡管12を流れ
微粒分級装置21へ搬送される。

【００４９】燃焼炉1から抜出されたＢＭは、スクリュ
ーフィーダ８による送給時や粗粒分級装置22による分級
時、配管７、９、１２中の搬送時に、粉砕されて粒径が
微粒化してしまう。この微粒分をそのまま貯留タンク16
に供給すると、貯留タンク16やＢＭ供給管19での詰まり
の原因となるため、微粒分のみ分離し廃棄する必要があ
る。

【００５０】詰まりの原因となる粒径が、例えば流動層
の終末速度径以下とすると、微粒分級装置21の本体内の
流速が流動層内と同様になるように圧縮空気量を調整す
る。これにより詰まりの原因となる微粒分は飛散し微粒
廃棄管14より廃棄され、再利用可能な脱硫剤なる細粒Ｂ
Ｍは下方に落下しＢＭ戻し管15を通じて貯留タンク16へ
搬送される。

【００５１】この微粒分級装置21は粗粒分級装置22から
貯留タンク16間のどこに配置してもよいが、燃焼炉1か
らＢＭの抜き出した以降の処理過程で微細化したＢＭ微
粒分を取り除くという効果が得られる最適な箇所として
は、貯留タンク16の直前が望ましい。

【００５２】なお、上記の重力式分級装置の代わりに、
遠心力により粒子を大きさの異なるグループに分ける遠
心式分級装置を用いることもできる。すなわち粗粒分級
装置22に代えてアグロメ及び不燃鉱物とＢＭ４ａとを分
離する一遠心分級機（第1の分級手段）を用い、微粒分
級装置21の代わりに、所定サイズの細粒ＢＭと所定サイ
ズ未満の微粒ＢＭを分離する別の遠心分級装置（第2の
分級手段）を用いることもできる。（実施の形態３）図３により実施の形態３の流動層ボイ
ラ設備について説明する。この流動層ボイラ設備は、実
施の形態1の流動層ボイラ設備（図1）において微粒ふる
い14に代えて重力式分級装置21を設置したものである。
その他の構成要素である燃焼炉１、貯留タンク16、スク
リューフィーダ８及びロータリーフィーダ18とこれら要
素を接続する配管類は実施の形態1及び３では同じであ
る。

【００５３】実施の形態３の流動層ボイラ設備は、要約
すると、流動層４を内設した燃焼炉１と、流動層４に供
給するＢＭとして脱硫剤17を貯留する貯留タンク16と、
貯留タンク16内のＢＭを流動層4に供給するロータリー
フィーダ18と、燃焼炉１からＢＭ４ａ、塊状のアグロ
メ、不燃鉱物等を抜出すスクリューフィーダ８と、ＢＭ
４ａ、アグロメ、不燃鉱物等からＢＭ４ａを抽出する粗
粒ふるい10（第1の分級手段）と、粗粒ふるい10で抽出
したＢＭ４ａから微粒を除去し、所定サイズの細粒ＢＭ
を抽出する重力式微粒分級装置21（第2の分級手段）
と、この所定サイズの細粒ＢＭを貯留タンク16へ気流搬
送する連絡管12とから構成されている。ここでは、粗粒
ふるい10及び重力式微粒分級装置21による分級過程につ
いて重点的に説明し、他の構成要素及びその作用につい
ては、実施の形態１で説明したので、省略したい。

【００５４】実施の形態３の流動層ボイラ設備におい
て、燃焼炉１からスクリューフィーダ８により抜き出さ
れたＢＭ４ａ、アグロメ、不燃鉱物等はスクリューフィ
ーダ出口管９を介し粗粒ふるい10に投入される。

【００５５】粗粒ふるい10は、流動阻害の原因となる粒
径が、例えばＢＭ最大粒径以上とすると、粗粒ふるい10
のふるい目をＢＭ最大粒径の大きさにしておく。これに
よりふるい上に残った粗粒（不燃鉱物、アグロメ等）は
流動阻害粒子であるため、粗粒廃棄管11を通じて廃棄さ
れ、一方、ふるい目を通ったＢＭ４ａは脱硫剤とみなし
連絡管12を通じて微粒分級装置21へ搬送される。

【００５６】スクリューフィーダ８による燃焼炉1から
のＢＭの抜き出し、粗粒ＢＭのふるい分け、ＢＭの搬送
等により、ＢＭが粉砕され、粒径が微粒化してしまう。
この微粒分をそのまま貯留タンク16に供給すると、貯留
タンク16やＢＭ供給管19での詰まりの原因となるため、
微粒分のみ分離し廃棄する必要がある。

【００５７】詰まりの原因となる粒径が、例えば流動層
の終末速度径以下とすると、重力式分級装置21の本体内
の流速が流動層内と同様になるように圧縮空気量を調整
する。これにより詰まりの原因となる微粒分は飛散し微
粒廃棄管14より廃棄され、再利用可能な脱硫剤なる細粒
ＢＭは下方に落下しＢＭ戻し管15を通じて貯留タンク16
へ搬送される。

【００５８】この重力式分級装置21は粗粒ふるい10から
貯留タンク16間のどこに配置してもよいが、燃焼炉1か
らＢＭの抜き出した以降の処理過程で微細化したＢＭ微
粒分を取り除くという効果が得られる最適な箇所として
は、貯留タンク16の直前が望ましい。なお、ここで微粒
除去／細粒ＢＭ抽出を行うために重力式分級装置の代わ
りに遠心分級器を用いてもよい。（その他）本発明の実施の形態１〜３では、燃料、脱硫
剤を個別に供給するが、燃料と脱硫剤を予め混合して燃
焼炉へ供給するように構成してもよい。また本発明は各
実施の形態に記載する常圧の流動層ばかりでなく、加圧
流動層への適用も可能である。

【００５９】また、本発明の実施の形態１〜３ではＢＭ
供給のためにロータリーフィーダを用い、ＢＭ抜き出し
のためにスクリューフィーダを用いているが、それらの
機械的送給手段に代えて気流搬送方式等の別の送給手段
を用いることも可能である。

【００６０】

【発明の効果】本発明によれば、流動層ボイラ設備は、
流動層で生じ流動阻害因子となる塊状アグロメ、不燃鉱
物を流動媒体としての脱硫剤と一緒に抜出し、第1の分
級装置で塊状アグロメ、不燃鉱物を除去して脱硫剤を抽
出し、第2の分級装置で微粒を除去して所定サイズの細
粒の脱硫剤を抽出するように構成したので、従来流動層
から抜出し廃棄していた脱硫剤を再利用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１となる流動層ボイラ設備
を示す図である。

【図２】本発明の実施の形態２となる流動層ボイラ設備
を示す図である。

【図３】本発明の実施の形態３となる流動層ボイラ設備
を示す図である。

【図４】従来技術による流動層ボイラ設備を示す図であ
る。

【符号の説明】

１燃焼炉２空気分散板３伝熱管４流動層４ａＢＭ（流動媒体）５燃料供給ノズル６風箱７ＢＭ抜出し管８スクリューフィーダ９スクリューフィーダ出口管１０粗粒ふるい１１粗粒廃棄管１２連絡管１３微粒ふるい１４微粒廃棄管１５ＢＭ戻し管１６貯留タンク１７脱硫剤１８ロータリーフィーダ１９ＢＭ供給管２０ＢＭ戻し管２１重力式微粒分級装置２２重力式粗粒分級装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流動媒体としての脱硫剤により形成され
る流動層を内設し該流動層で石炭燃料を燃焼させる燃料
炉と、該燃料炉に搬送路を通じて供給する前記脱硫剤を
貯留する貯留タンクと、該貯留タンクから前記脱硫剤を
供給する供給手段と、前記流動層で燃焼により発生する
塊状生成物と不燃鉱物を前記流動媒体と共に前記燃焼炉
から抜出す搬出手段を備える流動層ボイラ設備におい
て、抜出された前記塊状生成物、前記不燃鉱物及び前記流動
媒体から該流動媒体の所定範囲の粒サイズより大きい前
記塊状生成物及び前記不燃鉱物を除去し、該所定範囲及
びそれ以下の粒サイズの流動媒体を選別する第1の分級
手段と、該第1の分級手段により選別された流動媒体か
ら前記所定範囲未満の微粒を除去し該所定範囲の細粒を
選別する第２の分級手段と、前記第２の分級手段により
選別した流動媒体を前記貯留タンクに戻す搬送路と、を
設けたことを特徴とする流動層ボイラ設備。
【請求項２】前記第１の分級手段として粗粒ふるい
を、前記第２の分級手段として微粒ふるいを用いたこと
を特徴とする請求項１に記載の流動層ボイラ設備。
【請求項３】前記第１の分級手段として圧縮空気の上
昇気流中で前記所定範囲及びそれ以下の粒サイズの流動
媒体を浮上させて選別する一重力式分級装置を、前記第
２の分級手段として圧縮空気の上昇気流中で前記該所定
範囲の細粒を沈下させて選別する別の重力式分級装置を
用いたことを特徴とする請求項１に記載の流動層ボイラ
設備。
【請求項４】前記第１の分級手段として該所定範囲及
びそれ以下の粒サイズの流動媒体を選別する一遠心分級
機を、前記第２の分級手段として前記該所定範囲の細粒
を選別する別の遠心分級機を用いたことを特徴とする請
求項１に記載の流動層ボイラ設備。
【請求項５】前記第１の分級手段として粗粒ふるい
を、前記第２の分級手段として圧縮空気の上昇気流中に
て前記該所定範囲の細粒を沈下させて選別する別の重力
式分級装置または前記該所定範囲の細粒を選別する遠心
分級機を用いたことを特徴とする請求項１に記載の流動
層ボイラ設備。