JP2005030626A - Fluidized bed boiler - Google Patents

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JP2005030626A
JP2005030626A JP2003193574A JP2003193574A JP2005030626A JP 2005030626 A JP2005030626 A JP 2005030626A JP 2003193574 A JP2003193574 A JP 2003193574A JP 2003193574 A JP2003193574 A JP 2003193574A JP 2005030626 A JP2005030626 A JP 2005030626A
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Japan
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fluidized bed
bed
furnace
ash
residue
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Application number
JP2003193574A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirokatsu Nakagawa
博勝 中川
Tomoyoshi Kumagai
友良 熊谷
Shuzo Watanabe
修三 渡辺
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To remove residues of a disposal target object or/and fuel in combustion disposal without stopping operation of a fluidized bed boiler. <P>SOLUTION: In the fluidized bed boiler with a fluidized bed formed by supplying combustion gas from a lower part of a furnace 1 filled with bed material X, and carrying out combustion disposal by supplying fuel or/and the disposal target object Y to the fluidized bed, a residue removal mechanism 2 is provided for collecting and removing the residue of the disposal target object Y in combustion disposal along with the bed material X as bed ash X1. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流動層ボイラに関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
汚泥や廃液を処理する焼却炉、またスラッジやバイオマス等を燃料として使用する発電用ボイラとして、川砂等の不活性無機物をベッド材として火炉に充填し、炉床から燃焼ガスを吹き込んで流動層を形成し、この砂(ベッド材)を600〜900℃に保ち、処理対象物あるいは/及び燃料をこの層に投入し燃焼する流動層ボイラがある。この流動層ボイラは、焼却炉及び発電用ボイラとしては最も効率よく処理対象物あるいは/及び燃料を燃焼できる形式であり、広く利用されている。
【0003】
近年、この流動層ボイラは、汚泥や廃液のみならず廃タイヤやRDF(ごみ固型化燃料)等、廃棄物由来の燃料の燃焼にも用いられている。ところが、例えば廃タイヤには、燃焼処理によって燃焼が可能なゴム成分のみならず、燃焼できない鋼鉄等からなる金属ワイヤが含まれている。このため、廃タイヤを流動層ボイラで燃焼処理すると、ゴム成分は気化及び灰化されて外部に排出されるが、金属ワイヤは残渣として火炉の下部に堆積する。この残渣(金属ワイヤ)が堆積すると良好な流動層を形成することが困難となるため、一定時間毎に流動層ボイラの稼動を停止して、例えば作業員の手作業によって残渣を除去する必要がある。
【0004】
【特許文献1】
特開2000−314506号公報
【0005】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、流動層ボイラの稼動を停止することなく燃焼処理における処理対象物あるいは/及び燃料の残渣を除去することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、第1の手段として、ベッド材が充填された火炉の下方から燃焼ガスを供給することによって流動層を形成し、この流動層に燃料あるいは/及び処理対象物を供給して燃焼処理する流動層ボイラであって、上記燃焼処理における上記処理対象物の残渣をベッド材と共にベッド灰として回収して除去する残渣除去機構を備えるという構成を採用する。
【0007】
第2の手段として、上記第1の手段において、上記残渣除去機構は、複数の隙間を有する上記火炉の床部と、この床部を通過した上記ベッド灰中から上記残渣を分別除去する分別機構とを備えるという構成を採用する。
【0008】
第3の手段として、上記第2の手段において、上記分別機構によって残渣が除去されることでベッド材となった上記ベッド灰を再び上記火炉内に供給する循環機構を備えるという構成を採用する。
【0009】
第4の手段として、上記第2または第3の手段において、上記残渣除去機構は、上記床部を通過した上記ベッド灰を集約して上記分別機構に供給するホッパ機構を備えるという構成を採用する。
【0010】
第5の手段として、上記第1〜第4いずれかの手段において、上記残渣除去機構は、上記ベッド灰を冷却する冷却機構を備えるという構成を採用する。
【0011】
第6の手段として、上記第5の手段において、上記冷却機構は、上記床部を通過した直後の上記ベッド灰を冷却する第1のクーラと、上記分別機構に供給される直前の上記ベッド灰をさらに冷却する第2のクーラとを備えるという構成を採用する。
【0012】
第7の手段として、上記第4〜第6いずれかの手段において、上記残渣除去機構は、上記ホッパ機構の内部に配置され上記ベッド灰を上記床部の全面において均等に通過させる中子を備えるという構成を採用する。
【0013】
第8の手段として、上記第2〜第7いずれかの手段において、上記床部は、上記燃焼ガスを上記火炉に供給するための複数の散気管あるいは散気ノズルという構成を採用する。
【0014】
第9の手段として、上記第2〜第8いずれかの手段において、上記残渣は金属物であり、上記分別機構は磁力によって金属物を上記ベッド灰から分別除去する磁選機であるという構成を採用する。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係る流動層ボイラの一実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係る流動層ボイラの全体構成を示した概略図である。この図において、符号1は火炉、2は金属除去機構(残渣除去機構)、3はサイクロン、4は熱交換器、5は伝熱部、またXはベッド材である。
【0016】
火炉1は、自らの内部において、燃料として供給される廃タイヤYを燃焼処理することによってガス化及び灰化するものであり、高さ方向に長い直方体または円筒形に形状設定されている。この火炉1の内部には、川砂等の不活性無機物からなるベッド材Xが充填されている。
【0017】
そして、火炉1の下部には、金属除去機構2が配されている。図2は、金属除去機構2の全体構成を示す図であり、一部断面図を含む概略構成図である。この図に示すように、金属除去機構2は、上記火炉1の床部を形成する複数の散気管21、所定の傾斜面が形成されたホッパ22,23(ホッパ機構)、散気管21の直下に配される第1のクーラ24、ホッパ22,23の内部に配される中子25、ホッパ22,23の下方に配置される第2のクーラ26及び金属物を磁力によって除去する磁選機27を備えている。
【0018】
散気管21は、火炉1の下部に複数配置されることによって、火炉1の床部を形成するものであり、図3に示した火炉1の床部を上方から見た図に示すように、各散気管21との間に隙間dが形成されるように配置されている。この散気管21は、複数のノズルあるいは複数の穴が形成された管状の部材であり、火炉1の外部に配置される、図1に示す燃焼空気供給装置6(燃焼ガス供給装置)に接続されている。
【0019】
ホッパ22,23は、上記散気管21の下方に火炉1の床面を覆うように配置されており、ホッパ22,23の下部の先端部には排出口22a,23aが形成されている。具体的には、半円形の上部開口端を有するホッパ22,23を連接することによって、火炉1の床面が覆われる。このようにホッパを2個配置することによって、本流動層ボイラの高さを低くすることができる。なお、このホッパ2個でなくさらに複数設置しても良い。また、流動層ボイラの高さが制約されない場合には、もちろん単一のホッパを設置しても良い。
【0020】
図2に戻り、このホッパ22,23の上部、すなわち散気管21の直下には、例えば上記燃焼空気供給装置6に接続された空冷式の第1のクーラ24が配置されている。そして、このホッパ22,23の内部(第1のクーラ24の下方かつ排出口22a,23aの上方)には、不図示の支持部材によってホッパ22,23の内壁面に固定支持される略円錐形状の中子25が排出口22a,23aの上方に位置するように配置されている。このように中子25をホッパ22,23の内部に配置することによって、ホッパ22,23の容積を減少させることができ、ベッド材Xを初期充填する際の充填量を削減することができる。
【0021】
ホッパ22,23に形成された排出口22a,23aの下方には、例えば空冷式の第2のクーラ26が配置されている。なお、上記第1のクーラ24及び第2のクーラ26は、本発明に係る冷却機構を構成するものである。
磁選機27は、この第2のクーラ26に冷却された排出物(後述するベッド灰)中から金属物を磁力によって分別回収するものである。このような磁選機27としては、例えば、永久磁石をベルトに配置したベルトコンベア式のものが挙げられる。
【0022】
図1に戻り、サイクロン3は、火炉1内部における燃焼処理の結果生成された排ガス中に含有される灰化物及びベッド材Xを捕集するためのものであり、火炉1の上部に接続されている。
【0023】
熱交換器4は、サイクロン3の下部と接続されており、サイクロン3によって捕集された灰化物及びベッド材Xを流動化するものである。そして、この熱交換器4は、灰戻し管7によって火炉1の下部と接続されている。また、この熱交換器4の下部には空気分散管41が配置されており、この空気分散管41を介して流動化空気が上記燃焼空気供給装置6から熱交換器4の内部に供給されるように構成されている。
【0024】
伝熱部5は、サイクロン3の上部から排気される排ガスの排ガスライン8に供給するための流路を形成するものであり、その内部に、例えば、発電用蒸気タービン(不図示)の駆動に利用される過熱器及び節炭器等が配置されている。なお、排ガスライン8の途中部位には、不図示の空気予熱器や集塵機等が配置されている。なお、発電用蒸気タービンには、過熱器及び節炭器等の他に熱交換器4中に配された伝熱管も利用される。
【0025】
また、本実施形態に係る流動層ボイラは、上記金属除去機構2において金属物が除去された排出物を再び火炉1内部に供給する循環機構9を備えている。この循環機構9は、例えばファン等から構成されており、金属除去機構2の磁選器27から排出された排出物を空気圧送によって火炉1に供給する。なお、この循環機構9は、排出物を空気圧送するものだけに限られるものではなく、ベルトコンベア等を用いても良い。
【0026】
また、上記火炉1の途中部位には、火炉1内部における燃焼処理において発生する未燃分の燃料の燃焼を助勢する2次燃焼空気を火炉1内部に供給するための第2燃焼空気供給装置10が接続されている。
また、上記火炉1の途中部位には、燃料を火炉1に供給するための不図示の燃料投入口が形成され、さらに火炉1の内部には、本流動層ボイラの起動時に火炉1内部において着火を行う不図示の起動用バーナが配置されている。
【0027】
次に、このように構成された本発明に係る流動層ボイラの動作について説明する。なお、本実施形態において、本流動層ボイラは、廃タイヤの燃焼処理を行うものとする。
【0028】
まず、燃焼空気供給装置6が駆動することによって、金属除去機構2の散気管21に形成されたノズルあるいは穴から燃焼空気(燃焼ガス)が火炉1に供給される。また、これと同時に空気分散管41を介して熱交換器4の内部にも流動化空気が供給されると共に、第1のクーラ24からも燃焼空気が噴出される。火炉1に供給された燃焼空気によって、火炉1に充填されたベッド材Xの一部が流動状態となり、流動層が形成される。また火炉1には、第2燃焼空気供給装置10から補助用の第2燃焼空気が供給される。
【0029】
そして、この流動層、すなわち火炉1内部に、外部において切り出し装置等によって好適なサイズに剪断された廃タイヤYやが燃料投入口を介して供給される。
なお、上記燃焼空気、第2燃焼空気及び廃タイヤYは、本流動層ボイラの稼動時において常に連続して火炉1に供給される。
【0030】
廃タイヤYが火炉1内部に供給されると、初期起動時において起動用バーナによって着火が行われ、火炉1内部において廃タイヤYが燃焼処理される。この火炉1内部の燃焼処理過程において、廃タイヤYに含まれる金属ワイヤは、燃焼処理によってガス化及び灰化されずに火炉1の下部に堆積しているベッド材X上に落下する。すなわち、火炉1の下部には、燃焼処理における廃タイヤYの残渣である金属物が含有されたベッド材Xが堆積する。なお、以下の説明において、金属物(残渣)が含有されたベッド材Xをベッド灰X1と称する。
【0031】
このベッド灰X1は、散気管21同士の間に形成された隙間dを通過して、第1クーラ24によって燃焼空気を吹付けられることで冷却されながら散気管21の下方に落下し回収される。なお、この際、ホッパ22,23内に中子25が配置されていることによって、各ホッパ22,23の中央部の上方に位置する隙間dを通過するベッド灰X1の量が抑制される。通常、ホッパ22,23の中央部の上方に位置する隙間dが最もベッド灰X1通過量が多く、中央部から離間する程ベッド灰X1の通過量が減少する。このため、上述のように円錐形状の中子25を配置することによって、火炉1の下部に堆積したベッド灰X1は、火炉1の床部の全面おいて均一に散気管21の同士の隙間dから下方に落下する。
これによって、火炉1の下部に堆積するベッド灰X1が床面に対して均一となるため、良好な流動層を維持することができる。
【0032】
散気管21の同士の隙間dから下方に落下したベッド灰X1は、ホッパ22,23の傾斜面に沿って落下することで集約され、排出口22a,23aを介してホッパ22,23の外部に排出物として排出される。
【0033】
ホッパ22,23から排出物として排出されたベッド灰X1は、第2のクーラ26によってさらに冷却された後、磁選機27に供給される。なお、ここで、ベッド灰X1を冷却するためのクーラを2つ設けたのは、ベッド灰X1が火炉1内部において、約870℃という高温状態となっているために、単一のクーラでは、磁選機27の耐久温度までベッド灰X1を冷却することが困難であるためである。
【0034】
磁選機27に供給されたベッド灰X1は、磁力によって自らの内部に含有された金属物を分別除去されることによってベッド材Xとなり、循環機構10によって再び火炉1内部に供給される。また、磁選機27によって分別除去された金属物は、連続的に外部に排出される。
【0035】
そして、火炉1内部の燃焼処理によって生成されたガス化及び灰化された廃タイヤYは、灰化物及びベッド材Xを含有する排ガスY1として、火炉1の上部からサイクロン3に供給される。
ここで、排ガスY1は、サイクロンに3よって灰化物及びベッド材Xを除去された後、サイクロン3の上部から伝熱部5に供給される。そして、排ガスY1は、伝熱部5内に配置された過熱器及び節炭器等を介して排ガスライン8に供給された後、空気予熱器や集塵機等を介して外部に排気される。
【0036】
また、サイクロン3によって捕集された灰化物及びベッド材Xは、熱交換器4において熱交換されることで冷却された後、灰戻し管7を介して再び火炉1内部に供給される。
【0037】
このように本実施形態に係る流動層ボイラによれば、流動層ボイラの稼動を停止することなく金属物を連続的に除去することが可能となる。
【0038】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る流動層ボイラの好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【0039】
例えば、上記実施形態において、流動層ボイラは、サイクロン3で捕集した灰化物を再び火炉1内部に供給する、いわゆる循環型流動層ボイラであるとした。しかしながら、これに限定されるものではなく、本発明に係る流動層ボイラは、石灰等の粒子中に気泡を発生させることによって流動層を形成する、いわゆるバブリング型の流動層ボイラであっても良い。この場合、いわゆるフラットに形成されるウインドボックスの代わりに上記実施形態で示した散気管を配置する。
【0040】
また、上記実施形態では、廃タイヤYの燃焼処理を行った。しかしながら、本発明に係る流動層ボイラは、これに限定されるものではなく、例えば、不燃物を含む燃料等の燃焼を行っても良い。なお、この不燃物を含む燃料等は、廃タイヤYと共に火炉1に供給しても良い。
【0041】
また、上記実施形態では、廃タイヤYの処理を行ったため、強磁性体である鋼鉄からなる金属ワイヤが残渣となった。このため、分別機構として磁選器27を用いることによって分別除去が可能であったが、例えば、RDF等の廃棄物由来の燃料を使用する場合には、常磁性体の金属物や非金属物が残渣となる場合が想定できる。このような場合には、分別機構として、例えば振動によって物質を分別する振動ブルイ等を用いることによって残渣を分別除去することができる。
【0042】
また、上記実施形態において、廃タイヤYを火炉1内部に連続的に供給したため、金属除去機構2の稼動も連続的となった。しかしながら、廃タイヤYをバッチで火炉1内部に供給する場合には、金属除去機構2の稼動もバッチとすることができる。
【0043】
また、上記実施形態において、複数の散気管21によって本発明に係る床部を構成することで床部から燃焼空気を火炉1内部に供給した。しかしながら、必ずしも床部から燃焼空気を供給する必要はない。具体的には、複数の隙間が形成された床部と火炉1の下部に接続される燃焼空気供給配管とを有する構成を採用しても良い。
【0044】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ベッド材が充填された火炉の下方から燃焼ガスを供給することによって流動層を形成し、この流動層に燃料あるいは/及び処理対象物を供給して燃焼処理する流動層ボイラであって、上記燃焼処理における上記処理対象物の残渣をベッド材と共にベッド灰として回収して除去する残渣除去機構を備えるので、流動層ボイラの稼動を停止することなく燃焼処理における処理対象物あるいは/及び燃料の残渣を除去することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る流動層ボイラの全体構成を示した概略図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る金属除去機構2の全体構成を示す図である。
【図3】本発明の一実施形態に係る火炉1の床部を上方から見た図である。
【符号の説明】
1……火炉
2……金属除去機構(残渣除去機構)
21……散気管(床部)
22,23……ホッパ(ホッパ機構)
24……第1のクーラ
25……中子
26……第2のクーラ
27……磁選器(分別機構)
3……サイクロン
4……熱交換器
5……伝達部
6……燃焼ガス供給装置
7……灰戻し管
8……排ガスライン
9……循環機構
X……ベッド材
X1……ベッド灰
Y……廃タイヤ(処理対象物)
Y1……排ガス
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fluidized bed boiler.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
As an incinerator that treats sludge and waste liquid, and a boiler for power generation that uses sludge, biomass, etc. as fuel, the bed is filled with inert minerals such as river sand and the combustion bed is blown from the hearth to create a fluidized bed. There is a fluidized bed boiler that is formed, keeps this sand (bed material) at 600 to 900 ° C., and puts an object to be treated or / and fuel into this layer and burns it. This fluidized bed boiler is a type that can burn the object to be treated and / or fuel most efficiently as an incinerator and a power generation boiler, and is widely used.
[0003]
In recent years, this fluidized bed boiler has been used not only for sludge and waste liquid, but also for combustion of waste-derived fuel such as waste tires and RDF (garbage solidified fuel). However, for example, waste tires include not only a rubber component that can be burned by a combustion process but also a metal wire made of steel that cannot be burned. For this reason, when the waste tire is combusted with a fluidized bed boiler, the rubber component is vaporized and ashed, and discharged to the outside, but the metal wire is deposited as a residue in the lower part of the furnace. When this residue (metal wire) accumulates, it becomes difficult to form a good fluidized bed. Therefore, it is necessary to stop the operation of the fluidized bed boiler at regular intervals and remove the residue, for example, manually by an operator. is there.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-314506
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to remove a processing object and / or fuel residue in a combustion process without stopping operation of a fluidized bed boiler.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the present invention, as a first means, a fluidized bed is formed by supplying a combustion gas from below the furnace filled with the bed material, and fuel or / and processing is performed in this fluidized bed. A fluidized bed boiler that supplies and burns an object and employs a configuration that includes a residue removal mechanism that collects and removes the residue of the object to be treated in the combustion process as bed ash together with the bed material.
[0007]
As a second means, in the first means, the residue removal mechanism includes a floor portion of the furnace having a plurality of gaps, and a separation mechanism that separates and removes the residue from the bed ash that has passed through the floor portion. The configuration is provided with.
[0008]
As a third means, a configuration is adopted in which the second means is provided with a circulation mechanism for supplying the bed ash, which has become a bed material by removing the residue by the sorting mechanism, into the furnace again.
[0009]
As a fourth means, in the second or third means, the residue removing mechanism includes a hopper mechanism that collects the bed ash that has passed through the floor and supplies the bed ash to the sorting mechanism. .
[0010]
As a fifth means, in any one of the first to fourth means, a configuration is adopted in which the residue removing mechanism includes a cooling mechanism for cooling the bed ash.
[0011]
As a sixth means, in the fifth means, the cooling mechanism includes a first cooler for cooling the bed ash immediately after passing through the floor portion, and the bed ash just before being supplied to the sorting mechanism. A configuration is adopted in which a second cooler for further cooling is provided.
[0012]
As a seventh means, in any one of the fourth to sixth means, the residue removing mechanism includes a core that is disposed inside the hopper mechanism and allows the bed ash to pass evenly over the entire surface of the floor portion. The configuration is adopted.
[0013]
As an eighth means, in any one of the second to seventh means, the floor portion adopts a configuration of a plurality of air diffuser tubes or air diffuser nozzles for supplying the combustion gas to the furnace.
[0014]
As a ninth means, in any one of the second to eighth means, the residue is a metal material, and the separation mechanism is a magnetic separator that separates and removes the metal material from the bed ash by magnetic force. To do.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a fluidized bed boiler according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the overall configuration of a fluidized bed boiler according to the present embodiment. In this figure, reference numeral 1 is a furnace, 2 is a metal removal mechanism (residue removal mechanism), 3 is a cyclone, 4 is a heat exchanger, 5 is a heat transfer section, and X is a bed material.
[0016]
The furnace 1 is gasified and incinerated by burning the waste tire Y supplied as fuel in the inside of the furnace 1 and has a rectangular parallelepiped or cylindrical shape that is long in the height direction. The furnace 1 is filled with a bed material X made of an inert inorganic material such as river sand.
[0017]
A metal removal mechanism 2 is disposed at the lower part of the furnace 1. FIG. 2 is a diagram showing an overall configuration of the metal removal mechanism 2 and is a schematic configuration diagram including a partial cross-sectional view. As shown in this figure, the metal removal mechanism 2 includes a plurality of diffuser tubes 21 that form the floor portion of the furnace 1, hoppers 22 and 23 (hopper mechanisms) formed with predetermined inclined surfaces, and directly below the diffuser tube 21. The first cooler 24 disposed in the hopper, the core 25 disposed inside the hoppers 22 and 23, the second cooler 26 disposed below the hoppers 22 and 23, and a magnetic separator 27 for removing metal objects by magnetic force. It has.
[0018]
A plurality of the diffuser tubes 21 are arranged in the lower part of the furnace 1 to form the floor part of the furnace 1, and as shown in the view of the floor part of the furnace 1 shown in FIG. It arrange | positions so that the clearance gap d may be formed between each diffuser tube 21. FIG. The air diffuser 21 is a tubular member in which a plurality of nozzles or a plurality of holes are formed, and is connected to the combustion air supply device 6 (combustion gas supply device) shown in FIG. ing.
[0019]
The hoppers 22 and 23 are disposed below the diffuser tube 21 so as to cover the floor surface of the furnace 1, and discharge ports 22 a and 23 a are formed at the lower end portions of the hoppers 22 and 23. Specifically, the floor surface of the furnace 1 is covered by connecting the hoppers 22 and 23 having semicircular upper opening ends. By arranging two hoppers in this way, the height of the fluidized bed boiler can be lowered. A plurality of hoppers may be installed instead of the two hoppers. Of course, if the height of the fluidized bed boiler is not limited, a single hopper may be installed.
[0020]
Returning to FIG. 2, for example, an air-cooled first cooler 24 connected to the combustion air supply device 6 is disposed above the hoppers 22, 23, that is, directly below the diffuser pipe 21. In the hoppers 22 and 23 (below the first cooler 24 and above the discharge ports 22a and 23a), a substantially conical shape fixed and supported on the inner wall surfaces of the hoppers 22 and 23 by a support member (not shown). The core 25 is disposed so as to be located above the discharge ports 22a and 23a. By disposing the core 25 inside the hoppers 22 and 23 in this way, the volume of the hoppers 22 and 23 can be reduced, and the filling amount when the bed material X is initially filled can be reduced.
[0021]
Below the discharge ports 22a and 23a formed in the hoppers 22 and 23, for example, an air-cooled second cooler 26 is disposed. The first cooler 24 and the second cooler 26 constitute a cooling mechanism according to the present invention.
The magnetic separator 27 separates and collects metal objects from the discharge (bed ash described later) cooled by the second cooler 26 by magnetic force. An example of such a magnetic separator 27 is a belt conveyor type in which permanent magnets are arranged on a belt.
[0022]
Returning to FIG. 1, the cyclone 3 is for collecting the ash and bed material X contained in the exhaust gas generated as a result of the combustion treatment in the furnace 1, and is connected to the upper part of the furnace 1. Yes.
[0023]
The heat exchanger 4 is connected to the lower part of the cyclone 3 and fluidizes the ash and the bed material X collected by the cyclone 3. The heat exchanger 4 is connected to the lower part of the furnace 1 by an ash return pipe 7. An air dispersion pipe 41 is disposed below the heat exchanger 4, and fluidized air is supplied from the combustion air supply device 6 into the heat exchanger 4 through the air dispersion pipe 41. It is configured as follows.
[0024]
The heat transfer section 5 forms a flow path for supplying to the exhaust gas line 8 of exhaust gas exhausted from the upper part of the cyclone 3, for example, for driving a power generation steam turbine (not shown). The superheater and the economizer used are arranged. Note that an air preheater, a dust collector, and the like (not shown) are disposed in the middle of the exhaust gas line 8. In addition to the superheater and the economizer, a heat transfer tube disposed in the heat exchanger 4 is also used for the power generation steam turbine.
[0025]
In addition, the fluidized bed boiler according to the present embodiment includes a circulation mechanism 9 that again supplies the exhaust from which the metal is removed in the metal removal mechanism 2 to the inside of the furnace 1. The circulation mechanism 9 is composed of, for example, a fan or the like, and supplies the exhaust discharged from the magnetic separator 27 of the metal removal mechanism 2 to the furnace 1 by pneumatic feeding. The circulation mechanism 9 is not limited to the one that discharges the air pressure, and a belt conveyor or the like may be used.
[0026]
Further, a second combustion air supply device 10 for supplying secondary combustion air for assisting combustion of unburned fuel generated in the combustion process in the furnace 1 to the furnace 1 in the middle of the furnace 1. Is connected.
A fuel inlet (not shown) for supplying fuel to the furnace 1 is formed in the middle of the furnace 1, and the furnace 1 is ignited inside the furnace 1 when the fluidized bed boiler is started. A starting burner (not shown) that performs the above is disposed.
[0027]
Next, the operation of the fluidized bed boiler according to the present invention configured as described above will be described. In the present embodiment, the fluidized bed boiler performs a combustion process of waste tires.
[0028]
First, when the combustion air supply device 6 is driven, combustion air (combustion gas) is supplied to the furnace 1 from a nozzle or a hole formed in the air diffusion pipe 21 of the metal removal mechanism 2. At the same time, fluidized air is supplied to the inside of the heat exchanger 4 via the air dispersion pipe 41 and combustion air is also ejected from the first cooler 24. Due to the combustion air supplied to the furnace 1, a part of the bed material X filled in the furnace 1 becomes a fluidized state, and a fluidized bed is formed. Further, auxiliary second combustion air is supplied to the furnace 1 from the second combustion air supply device 10.
[0029]
Then, the waste tire Y or the like, which is sheared to a suitable size by a cutting device or the like on the outside, is supplied into the fluidized bed, that is, the furnace 1 through a fuel inlet.
The combustion air, the second combustion air, and the waste tire Y are always supplied to the furnace 1 continuously when the fluidized bed boiler is in operation.
[0030]
When the waste tire Y is supplied into the furnace 1, ignition is performed by the start burner at the time of initial startup, and the waste tire Y is combusted in the furnace 1. In the combustion treatment process inside the furnace 1, the metal wire contained in the waste tire Y falls on the bed material X accumulated in the lower part of the furnace 1 without being gasified and ashed by the combustion treatment. That is, in the lower part of the furnace 1, the bed material X containing metal that is a residue of the waste tire Y in the combustion process is deposited. In the following description, the bed material X containing metal (residue) is referred to as bed ash X1.
[0031]
The bed ash X1 passes through a gap d formed between the diffuser tubes 21 and is dropped and recovered below the diffuser tube 21 while being cooled by being blown with combustion air by the first cooler 24. . At this time, since the core 25 is disposed in the hoppers 22 and 23, the amount of the bed ash X1 that passes through the gap d located above the center of each hopper 22 and 23 is suppressed. Usually, the gap d located above the central part of the hoppers 22 and 23 has the largest passing amount of the bed ash X1, and the passing amount of the bed ash X1 decreases as the distance from the central part increases. For this reason, by arranging the conical core 25 as described above, the bed ash X1 deposited in the lower part of the furnace 1 is uniformly spaced between the diffuser tubes 21 over the entire floor of the furnace 1. Falls downward from
As a result, the bed ash X1 deposited in the lower part of the furnace 1 becomes uniform with respect to the floor surface, so that a good fluidized bed can be maintained.
[0032]
The bed ash X1 dropped downward from the gap d between the diffuser tubes 21 is collected by dropping along the inclined surfaces of the hoppers 22 and 23, and is discharged to the outside of the hoppers 22 and 23 through the discharge ports 22a and 23a. Discharged as waste.
[0033]
The bed ash X1 discharged as effluent from the hoppers 22 and 23 is further cooled by the second cooler 26 and then supplied to the magnetic separator 27. Here, the two coolers for cooling the bed ash X1 are provided because the bed ash X1 is in a high temperature state of about 870 ° C. in the furnace 1. This is because it is difficult to cool the bed ash X1 to the durable temperature of the magnetic separator 27.
[0034]
The bed ash X1 supplied to the magnetic separator 27 becomes a bed material X by separating and removing metal contained therein by the magnetic force, and is supplied again into the furnace 1 by the circulation mechanism 10. Further, the metal object separated and removed by the magnetic separator 27 is continuously discharged to the outside.
[0035]
Then, the gasified and ashed waste tire Y generated by the combustion process inside the furnace 1 is supplied to the cyclone 3 from the upper part of the furnace 1 as an exhaust gas Y1 containing the ashed product and the bed material X.
Here, the exhaust gas Y <b> 1 is supplied to the heat transfer unit 5 from the upper part of the cyclone 3 after the ash and the bed material X are removed by the cyclone 3. And after exhaust gas Y1 is supplied to the exhaust gas line 8 via the superheater, the economizer, etc. which are arrange | positioned in the heat-transfer part 5, it is exhausted outside via an air preheater, a dust collector, etc.
[0036]
Further, the ashed product and the bed material X collected by the cyclone 3 are cooled by heat exchange in the heat exchanger 4, and then supplied to the furnace 1 again through the ash return pipe 7.
[0037]
Thus, according to the fluidized bed boiler concerning this embodiment, it becomes possible to remove a metal thing continuously, without stopping operation of a fluidized bed boiler.
[0038]
As mentioned above, although preferred embodiment of the fluidized-bed boiler which concerns on this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the said embodiment. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiments are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
[0039]
For example, in the above embodiment, the fluidized bed boiler is a so-called circulating fluidized bed boiler in which the ash collected by the cyclone 3 is supplied again into the furnace 1. However, the present invention is not limited to this, and the fluidized bed boiler according to the present invention may be a so-called bubbling fluidized bed boiler that forms a fluidized bed by generating bubbles in particles such as lime. . In this case, the air diffuser shown in the above embodiment is arranged instead of the so-called flat window box.
[0040]
Moreover, in the said embodiment, the combustion process of the waste tire Y was performed. However, the fluidized bed boiler according to the present invention is not limited to this, and for example, combustion of fuel containing incombustibles may be performed. In addition, you may supply the fuel etc. containing this incombustible material to the furnace 1 with the waste tire Y. FIG.
[0041]
Moreover, in the said embodiment, since the waste tire Y was processed, the metal wire which consists of steel which is a ferromagnetic material became a residue. For this reason, although separation removal was possible by using the magnetic separator 27 as a separation mechanism, when using fuel derived from wastes, such as RDF, for example, a paramagnetic metal and non-metal are used. The case where it becomes a residue can be assumed. In such a case, the residue can be separated and removed by using, for example, a vibration buoy or the like that separates substances by vibration as a separation mechanism.
[0042]
Moreover, in the said embodiment, since the waste tire Y was continuously supplied in the furnace 1, the operation of the metal removal mechanism 2 also became continuous. However, when the waste tire Y is supplied into the furnace 1 in a batch, the operation of the metal removal mechanism 2 can also be a batch.
[0043]
Moreover, in the said embodiment, the combustion air was supplied into the furnace 1 inside from the floor part by comprising the floor part which concerns on this invention with the some diffuser tube 21. FIG. However, it is not always necessary to supply combustion air from the floor. Specifically, a configuration having a floor portion in which a plurality of gaps are formed and a combustion air supply pipe connected to the lower portion of the furnace 1 may be adopted.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a fluidized bed is formed by supplying combustion gas from below the furnace filled with the bed material, and fuel or / and an object to be treated are supplied to the fluidized bed. A fluidized bed boiler for combustion treatment, comprising a residue removal mechanism for collecting and removing the residue of the object to be treated in the combustion treatment as bed ash together with the bed material, so that combustion without stopping the operation of the fluidized bed boiler It is possible to remove a processing object and / or a fuel residue in the processing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing the overall configuration of a fluidized bed boiler according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an overall configuration of a metal removal mechanism 2 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view of the floor portion of the furnace 1 according to an embodiment of the present invention as viewed from above.
[Explanation of symbols]
1 ... Furnace 2 ... Metal removal mechanism (residue removal mechanism)
21 …… Air diffuser (floor)
22, 23 ... Hopper (hopper mechanism)
24 …… First cooler 25 …… Core 26 …… Second cooler 27 …… Magnetic separator (separation mechanism)
3 ... Cyclone 4 ... Heat exchanger 5 ... Transmission unit 6 ... Combustion gas supply device 7 ... Ash return pipe 8 ... Exhaust gas line 9 ... Circulation mechanism X ... Bed material X1 ... Bed ash Y ... ... Waste tires (objects to be treated)
Y1 …… Exhaust gas

Claims (9)

ベッド材が充填された火炉の下方から燃焼ガスを供給することによって流動層を形成し、該流動層に燃料あるいは/及び処理対象物を供給して燃焼処理する流動層ボイラであって、
前記燃焼処理における前記処理対象物の残渣をベッド材と共にベッド灰として回収して除去する残渣除去機構を備えることを特徴とする流動層ボイラ。
A fluidized bed boiler that forms a fluidized bed by supplying a combustion gas from below a furnace filled with a bed material, and supplies a fuel or / and an object to be treated to the fluidized bed for combustion treatment,
A fluidized bed boiler comprising a residue removal mechanism that collects and removes the residue of the object to be treated in the combustion treatment as bed ash together with a bed material.
前記残渣除去機構は、
複数の隙間を有する前記火炉の床部と、
該床部を通過した前記ベッド灰中から前記残渣を分別除去する分別機構とを備えることを特徴とする請求項1記載の流動層ボイラ。
The residue removal mechanism includes:
A floor portion of the furnace having a plurality of gaps;
The fluidized bed boiler according to claim 1, further comprising a separation mechanism that separates and removes the residue from the bed ash that has passed through the floor portion.
前記分別機構によって残渣が除去されることでベッド材となった前記ベッド灰を再び前記火炉内に供給する循環機構を備えることを特徴とする請求項2記載の流動層ボイラ。The fluidized bed boiler according to claim 2, further comprising a circulation mechanism that supplies the bed ash, which has become a bed material by removing residues by the separation mechanism, into the furnace again. 前記残渣除去機構は、前記床部を通過した前記ベッド灰を集約して前記分別機構に供給するホッパ機構を備えることを特徴とする請求項2または3記載の流動層ボイラ。The fluidized bed boiler according to claim 2 or 3, wherein the residue removing mechanism includes a hopper mechanism that collects the bed ash that has passed through the floor and supplies the bed ash to the sorting mechanism. 前記残渣除去機構は、前記ベッド灰を冷却する冷却機構を備えることを特徴とする請求項1〜4いずれかに記載の流動層ボイラ。The fluidized bed boiler according to claim 1, wherein the residue removing mechanism includes a cooling mechanism that cools the bed ash. 前記冷却機構は、
前記床部を通過した直後の前記ベッド灰を冷却する第1のクーラと、
前記分別機構に供給される直前の前記ベッド灰をさらに冷却する第2のクーラとを備えることを特徴とする請求項5記載の流動層ボイラ。
The cooling mechanism is
A first cooler for cooling the bed ash immediately after passing through the floor;
The fluidized bed boiler according to claim 5, further comprising a second cooler that further cools the bed ash immediately before being supplied to the sorting mechanism.
前記残渣除去機構は、前記ホッパ機構の内部に配置され前記ベッド灰を前記床部の全面において均等に通過させる中子を備えることを特徴とする請求項4〜6いずれかに記載の流動層ボイラ。The fluidized bed boiler according to any one of claims 4 to 6, wherein the residue removing mechanism includes a core that is disposed inside the hopper mechanism and allows the bed ash to pass through the entire surface of the floor portion evenly. . 前記床部は、前記燃焼ガスを前記火炉に供給するための複数の散気管あるいは散気ノズルからなることを特徴とする請求項2〜7いずれかに記載の流動層ボイラ。The fluidized bed boiler according to any one of claims 2 to 7, wherein the floor portion includes a plurality of diffuser tubes or diffuser nozzles for supplying the combustion gas to the furnace. 前記残渣は金属物であり、前記分別機構は磁力によって金属物を前記ベッド灰から分別除去する磁選機であることを特徴とする請求項2〜8いずれかに記載の流動層ボイラ。The fluidized bed boiler according to any one of claims 2 to 8, wherein the residue is a metal material, and the separation mechanism is a magnetic separator that separates and removes the metal material from the bed ash by magnetic force.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110736097A (en) * 2019-11-14 2020-01-31 无锡华光锅炉股份有限公司 arrangement structure for adjusting circulating material quantity and control method

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