JP2007527492A - 塊状の燃焼物を希薄ガスで燃焼させる方法 - Google Patents

Abstract

塊状の燃焼物、特に石灰石を燃焼させる方法は、再生竪炉（３）内で実施され、その再生竪炉はオーバーフロー通路（１９）を介して互いに接続されている少なくとも２つの炉腔（１、２）を有しており、その炉腔内で燃焼物が上方の予熱ゾーン（８）、中央の燃焼ゾーン（１８）および下方の冷却ゾーン（１４）を通過する。平方メートル当たり７．５メガジュール（ＭＪ）より小さい下方の発熱量を有する燃焼ガスの供給は、燃焼ガスが燃焼プロセスのプロセスガスとの熱交換において予熱された後に、バーナーランス（９、２５）を介して炉腔（１、２）の１つへ周期的に交代するように行われる。燃焼ガスの予熱は、熱交換機（２１）内で、かつ／または予熱ゾーン（８）を通って延びるバーナーランス（９、２５）の、熱交換のために増大された表面積によって行われる。

Description

本発明は、オーバーフロー通路によって互いに接続された少なくとも２つの炉腔を有し、その炉腔内で燃焼物が上方の予熱ゾーン、中央の燃焼ゾーンおよび下方の冷却ゾーンを通過する、塊状の燃焼物、特に石灰石を再生竪炉内で燃焼させる方法であって、燃焼空気が予熱ゾーンの領域内で供給され、冷却空気が冷却ゾーンの領域内で供給され、かつ７．５メガジュール（ＭＪ）／ｍ³以下の低発熱量を有する燃焼ガスの供給が、周期的にバーナーランスを介して炉腔の１つへ交互に行われるものに関する。

ＭＡＥＲＺ炉とも称される、この種の再生竪炉は、他の種類の竪炉に対して特に高い経済性を特徴としている。しかし、いわゆる希薄ガス、すなわちたとえば、冶金における副産物として、あるいはバイオガスとして７．５メガジュール（ＭＪ）／ｍ³以下の低発熱量で生じるような、比較的小さい発熱量を有する燃焼ガスの使用が望まれることが多くなった場合に、再生竪炉のプロセスパラメータが不利に変化して、ずっと高い排ガス量と排ガス温度に基づいてその効率が著しく低くなる。さらに、高い排ガス温度は、たとえば排ガスクーラーによって、あるいは外気の混合によって後段に接続されているフィルタ設備の過熱を防止するために、付加的な措置を必要とする。他方では、希薄ガスの使用は、硫黄の装入が減少されることによって、この観点で改良された製品品質をもたらす。

本発明の課題は、上述した欠点を回避し、従って良好な熱効率において、７．５Ｍｊ／ｍ³ _n以下の、比較的低発熱量を有する燃焼ガスの使用を、良好な製品品質で可能にする、冒頭で挙げた種類の方法を提供することである。

上述した課題の解決は、本発明によれば、燃焼ガスが燃焼プロセスのプロセスガスとの熱交換において予熱されることによって行われる。本発明に基づく方法の好ましい実施形態が、従属請求項の対象であって、図面を用いて行う、以下の説明から明らかにされる。図面は、２つの並列炉腔を有する再生炉を概略的な断面で示している。

それ自体知られているように、炉３の２つの炉腔１と２に、矢印４と５で示すように、塊状の燃焼物が、たとえば４０〜８０ｍｍの領域内の塊大きさでバッチ処理で供給される。矢印６で示すように、同様に上方からの燃焼空気の供給と、矢印７で示すように予熱ゾーン８内に垂直に配置されているバーナーランス９を介しての燃焼ガスの供給は、たとえば１５分の時間間隔で、炉腔の１つ１または２へ交互に行われる。さらに、２つの炉腔１、２の下方の排出領域１０、１１から矢印１２、１３で示すように、連続的に冷却空気が供給されるので、燃焼された製品は冷却ゾーン１４を通過した後に冷却されて、矢印１５、１６の方向へ搬出することができる。バーナーランス９の開口１７に形成される火炎は、予熱された燃焼空気を得る。というのは、燃焼空気はそれに先立つ駆動周期の間予熱された燃焼物を貫流するからである。予熱ゾーン８内の燃焼物の予熱は、燃焼ガスが燃焼ゾーン１８を通過した後に接続通路１９を介して隣接の炉腔２内へオーバーフローして、排ガスとして矢印２０に示すように上方へ向かってこの炉腔を出ることによって、それぞれ隣接する炉腔（２）内で行われる。

本発明の図面で表示される実施例によれば、燃焼ガスの予熱は、接続通路１９から導管２２を介して比較的わずかな量で分岐された熱ガス流との熱交換において行われ、その熱ガス流は次に矢印２０に示すように排ガス流へ放出される。熱交換機２１を通して案内される導管２３は、隣接する炉腔２へ駆動方法が変化する場合に弁２４を介して隣接する炉腔２のバーナーランス２５へ切り替えることができる。このようにして、７．５ＭＪ／ｍ³以下の、たとえば４ＭＪ／ｍ³の低発熱量を有する希薄ガスで、炉３を経済的に駆動することが可能である。

本発明の他の実施例によれば、燃焼ガスの予熱は、熱交換機２１内の予熱の代わりに、あるいはそれに加えて、バーナーランス９、２５の表面積が少なくともその外側において、たとえばフィンによって拡大して形成されることにより、予熱ゾーン内でそこで予熱された燃焼空気によって行うことができる。

２つの並列炉腔を有する再生炉を概略的な断面で示している。

Claims (6)

1. オーバーフロー通路（１９）を介して互いに接続されている少なくとも２つの炉腔（１、２）を有し、前記炉腔内で燃焼物が上方の予熱ゾーン（８）、中央の燃焼ゾーン（１８）および下方の冷却ゾーン（１４）を通過する、塊状の燃焼物、特に石灰石を再生竪炉（３）内で燃焼させる方法であって、
   燃焼空気が予熱ゾーン（８４）の領域内で供給され、冷却空気が冷却ゾーン（１４）の領域内で供給され、７．５メガジュール(MJ)／ｍ³以下の低発熱量を有する燃焼ガスの供給が、バーナーランス（９、２５）を介して炉腔（１、２）の１つへ周期的に交代するように行われるものにおいて、
   燃焼ガスが、燃焼プロセスのプロセスガスとの熱交換において予熱される、
   ことを特徴とする方法。
2. 燃焼ガスが予熱ゾーン（８）内で、そこで予熱された燃焼空気によって加熱されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 燃焼ガスは、予熱ゾーン（８）を通って延びるバーナーランス（９、２５）を貫流する際に、その表面積が少なくともその上側において拡大して形成されていることにより、予熱されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 炉の外部に設けられている熱交換機（２１）が一方で、炉の分岐箇所からくるプロセスガス導管（２２）と接続され、他方でバーナーランス（９、２５）へ通じる燃焼ガス導管（２３）と接続されていることにより、燃焼ガスがプロセスガスの、炉（３）から分岐された部分との熱交換において予熱されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
5. 燃焼ガスを予熱するためにプロセスガスの一部を分岐することが、炉のオーバーフロー通路（１９）から行われることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 本方法が、その低い方の発熱量が５ＭＪ／ｍ³以下の燃焼ガスによって駆動されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。

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