JP2007309642A - 旋回溶融炉及び旋回溶融炉を用いた廃棄物のガス化方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】可燃物を旋回させながら、高温でガス化或いは燃焼する竪型の燃焼室と、生成する溶融スラグを分離冷却するスラグ分離室が一体化していることを特徴とする旋回溶融炉。
【選択図】図2
Description
(1)溶融炉の燃焼室を旋回炉タイプとすることにより、高負荷処理が可能となった。
(2)燃焼室をボイラ構造とすることにより、炉材を保護すると共にスチームの回収量を上げられる。
(3)輻射ボイラとスラグ分離室壁面の間に空間を設け、輻射ボイラの内部を下降したガスを反転させてボイラ背面を上昇させることにより、輻射ボイラの伝熱面積を増やすことができ、スチームの回収量を増加させると共にガスの温度降下を大きくすることができる。
(4)輻射ボイラの下端を水中に没することにより、ガスとスラグを水中に吹き込み急冷させることができる。
(5)燃焼室を竪型の一次燃焼室と傾斜型の二次燃焼室の二室構造とすることにより、燃焼室内のスラグ滞留時間を長くし、未燃カーボンを減らすことができる。
(6)ガス状物の旋回流を形成し、その外周側に向けて酸素を供給することにより、粒子状可燃分のガス化転換率を高めた。
(7)ガス状物の旋回流を燃焼室の内壁面より離間した内方に形成することにより、内壁の損傷を低減できる。
本発明は、都市ごみ、廃プラスチック、石炭等の廃棄物並びに可燃物をガス化することにより、得られたガスを化学工業や燃料として利用することができる。
粉粒状固形物を含む可燃性ガスを供給する燃焼室直上の導入部は、その口径を燃焼室の1/4〜3/4とするのが良く、特に1/2程度が最適である。この時、燃焼室への含酸素ガスの吹き込みは、燃焼室上部側面の2カ所以上から分散して行い、吹き込み方向は導入部内壁を延長した仮想円柱に接するように行うのがよい。本実施例の場合、生成ガス吹き込み口と酸素吹き込みノズルの垂直位置が離れているため、図2の場合と異なり燃焼室上部のデッドスペースにスラグの塊状物を生じる問題が生じにくい。この場合は、吹き込み方向は水平に対し10〜70°の下向き角度で行うこともできる。このように、含酸素ガスを下向きの角度で吹き込むことにより、火炎を下向きに伸ばし火炎の直射による炉壁の損傷を防止することが出来る。
図6は、本発明による別の旋回溶融炉で、スラグ分離室7内に輻射ボイラ8、底部に水槽9が配されている。燃焼室6にて生成したガスとスラグは、スロート部24を介して、スラグ分離室7に入る。スラグ分離室7内の輻射ボイラ8により、ガスとスラグの発する輻射熱は効率よく吸収される。輻射ボイラ8を通過したガスは水面の直上で反転し、慣性力によりスラグを水中に落下させた後に、スラグ分離室7の側面に設けたガス出口26から排出される。従って、ガスは水と直接接触することなく後段の対流ボイラ(図示せず)に供給されるため、結果的に多量の高温高圧スチームを回収できる。このタイプの高温酸化炉は、発電を目的とする場合に用いられる。
輻射ボイラ8はスラグの流下地点から離れて設置されるため、スラグが輻射ボイラに付着しにくいのが特長である。ただし、熱回収には輻射ボイラ8の内面しか利用されないのが欠点である。
下降流動層209でガス化されないチャーは、下降流動層209の下部から、流動媒体と共に矢印112で示すように炉内周辺部の上昇流動層210の下部へ移動し、比較的酸素含有量の多い周辺流動化ガス208により燃焼される。上昇流動層210は、可燃物の酸化ゾーンSを形成する。上昇流動層210中において、流動媒体は、チャーの燃焼熱により加熱される。加熱された流動媒体は、矢印118で示すように、傾斜壁206により反転され、下降流動層209へ移り、ガス化の熱源となる。こうして、流動層の温度は、550〜850℃に維持される。
図11及び図12に示すガス化炉1によれば、流動層2にガス化ゾーンGと酸化ゾーンSが形成され、流動媒体が両ゾーンにて熱媒体となることにより、ガス化ゾーンGにおいて、発熱量の高い可燃ガスが生成され、酸化ゾーンSにおいては、チャーを効率良く燃焼させることができる。それ故、廃棄物を効率良くガス化させることができる。
2 流動層
5 旋回溶融炉
6 燃焼室
7 スラグ分離室
8 輻射ボイラ
9 水槽
11 貯留槽
q 廃棄物
c 酸素(含酸素ガス)
g スラグ粒
h 生成ガス(可燃物)
17 下降管
19 ガス状物入口
Claims (5)
- 可燃物を旋回させながら、高温でガス化或いは燃焼する竪型の燃焼室と、生成する溶融スラグを分離冷却するスラグ分離室が一体化していることを特徴とする旋回溶融炉。
- 粉粒状固形物を含む可燃性のガス状物を高温にてガス化或いは燃焼する燃焼室と、生成したスラグを冷却して回収するスラグ分離室を有する旋回溶融炉において、燃焼室と同軸で一体のしかも燃焼室の径の1/4〜3/4の径を有するガス状物の導入部を配し、該導入部には、供給したガス状物が旋回流を生ぜしめるように、導入部の水平断面の接線方向に向けた供給口を設けるとともに、前記燃焼室の導入部直下の周囲には、含酸素ガスを吹き込む吹込口を設けることを特徴とする旋回溶融炉。
- 粉粒状固形物を含む可燃性のガス状物を高温にてガス化或いは燃焼する燃焼室と、生成したスラグを冷却して回収するスラグ分離室を有する旋回溶融炉において、前記燃焼室の内壁面より離間した内側に、供給したガス状物が旋回する旋回流を形成したことを特徴とする旋回溶融炉。
- 粉粒状固形物を含む可燃性のガス状物を高温にてガス化或いは燃焼する燃焼室と、生成したスラグを冷却して回収するスラグ分離室を有する旋回溶融炉において、前記燃焼室内に供給したガス状物が旋回する旋回流を形成し、前記旋回流は粒子状の可燃分を多く含有する外周側の旋回流とガス状の可燃分を多く含有する内周側の旋回流とを含み、前記粒子状の可燃分を多く含有する外周側の旋回流に向けて燃焼室の内壁面側から酸素を供給し、前記粒子状の可燃分のガス化を促進することを特徴とする旋回溶融炉。
- 燃焼室とスラグ分離室とを有する旋回溶融炉で、可燃物を高温でガス化或いは燃焼し、生成する溶融スラグを分離冷却する可燃物を高温でガス化する方法において、前記スラグ分離室が前記燃焼室の下に接続され、スラグ分離室は内部に輻射型ボイラと側面にガス排出口と底部に水槽を有し、前記燃焼室で生成したガス及びスラグは、前記スラグ分離室の輻射ボイラ内部を下降した後、ガスはスラグ分離室側面に設けたガス排出口から排出され、スラグは水槽中に落下して急冷されることを特徴とする廃棄物のガス化方法。
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