JP2008281316A - Carbide combustion equipment and its method - Google Patents

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Yoshinori Terasawa
良則 寺澤
Takeshi Amari
猛 甘利
Nobuyuki Hoshi
信行 星
Keita Inoue
敬太 井上
Kazuo Sato
和夫 佐藤
Yasushi Matsuzaki
泰 松崎
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Mitsubishi Heavy Industries Environmental Engineering Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide waste-based fine powder carbide combustion equipment and its method capable of restraining slagging and generation of NOx. <P>SOLUTION: This fine powder carbide combustion equipment of a waste-based material has a furnace having a combustion area for burning waste-based fine powder carbide and a burner for jetting and burning the finer powder carbide of the waste-based material in the furnace, and is provided with the burner in a furnace inlet part. A first swirling flow forming means for forming a swirling flow of air by blowing the air in the furnace, is arranged on the burner downstream side in the combustion gas flowing direction in the furnace. A gas supply means for forming a swirling flow or a counterflow of low oxygen gas by blowing the low oxygen gas in the furnace, is arranged on the downstream side of the first swirling flow forming means. When forming the swirling flow by the gas supply means, the swirling flow area of the air formed by the first swirling flow forming means, is formed larger than the swirling flow area of the low oxygen gas formed by the gas supply means. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、廃棄物系微粉炭化物を燃焼させる燃焼装置及びその方法に関するものであり、廃棄物系微粉炭化物を燃焼する際に火炉内のスラッギングを抑制し、火炉内壁への飛灰付着を低減するとともにNOx発生抑制を可能とする廃棄物系微粉炭化物燃焼装置及びその方法に関するものである。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a combustion apparatus and method for burning waste-based fine carbide, and suppresses slugging in the furnace when burning waste-based fine carbide, thereby reducing fly ash adhesion on the furnace inner wall. In addition, the present invention relates to a waste-based fine carbide combustion apparatus capable of suppressing NOx generation and a method thereof.

従来より産業用火力発電設備においては、微粉炭、汚泥、バイオマス等の固体燃料を燃焼させて高温、高圧の水蒸気を発生させるボイラが用いられており、前記ボイラで発生させた水蒸気によりタービンを駆動させ、タービンに連結した発電機により電気を発生させている。このように火力発電設備で用いるボイラでは環境保護の観点から排ガス中のNOxの低減が求められている。   Conventionally, in industrial thermal power generation facilities, boilers that generate high-temperature, high-pressure steam by burning solid fuel such as pulverized coal, sludge, biomass, etc. are used, and the turbine is driven by the steam generated by the boiler. Electricity is generated by a generator connected to the turbine. Thus, in boilers used in thermal power generation facilities, reduction of NOx in exhaust gas is required from the viewpoint of environmental protection.

そこで、排ガス中のNOxを低減するとともに、燃焼効率を向上させる方法としては、ボイラに燃料と空気を供給する燃料燃焼バーナと、前記燃料燃焼バーナの下流側に空気を供給する空気供給口を設け、前記燃料燃焼バーナから投入する空気を燃料の完全燃焼に必要な空気量より少ない空気量とし、残りの空気を前記空気供給口から投入するという所謂二段燃焼方式が知られている。二段燃焼方式を用いることで還元性雰囲気を形成してNOxの発生の抑制が可能となる。   Therefore, as a method for reducing NOx in exhaust gas and improving combustion efficiency, a fuel combustion burner for supplying fuel and air to a boiler and an air supply port for supplying air to the downstream side of the fuel combustion burner are provided. There is known a so-called two-stage combustion system in which the air input from the fuel combustion burner is made smaller than the amount of air necessary for complete combustion of the fuel and the remaining air is input from the air supply port. By using the two-stage combustion method, it is possible to form a reducing atmosphere and suppress the generation of NOx.

しかしながら、前記二段燃焼方式では、燃料に石炭や炭化物を用い燃焼温度が高い場合には、燃料中の灰分が溶融し炉内壁面に灰が付着し、すなわちスラッギングが発生する可能性が高くなる。
そのため、特許文献1にはスラッギングの生じやすい位置に空気を投入してガス温度を灰融点以下まで下げてスラッギングを防止する方法が開示されており、また特許文献2には火炉とは別に必要最小量の高温燃焼用空気によって予備的な部分燃焼を行う部分燃焼炉を設け、飛灰を部分燃焼炉内に閉じ込めて火炉内に飛灰が生じない燃焼ガスのみを噴出させる方法が開示されている。
However, in the two-stage combustion method, when coal or carbide is used as the fuel and the combustion temperature is high, the ash content in the fuel melts and ash adheres to the inner wall of the furnace, that is, there is a high possibility that slagging occurs. .
Therefore, Patent Document 1 discloses a method for preventing slagging by introducing air into a position where slagging is likely to occur and lowering the gas temperature below the ash melting point, and Patent Document 2 discloses the minimum necessary separately from the furnace. Disclosed is a method of providing a partial combustion furnace that performs preliminary partial combustion with an amount of high-temperature combustion air, and confining fly ash in the partial combustion furnace to inject only combustion gas that does not produce fly ash in the furnace. .

特開2002−349846号公報JP 2002-349846 A 特開2005−265300号公報JP 2005-265300 A

しかしながら、特許文献1及び2に開示された何れの技術も、ボイラの火炉全体がボイラ壁で構成されており、火炉の内壁に耐火材を備えただけの構成とするとスラッギング抑制の効果が十分に発揮できず、そのため燃焼炉と、高温高圧の水蒸気を発生させるボイラとを個別に設置することができない。さらに、小規模低圧ボイラ(3Mpag×300℃程度)の場合一体構造ではコスト高となる。   However, in any of the techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2, the entire boiler furnace is composed of a boiler wall, and the effect of suppressing slagging is sufficient when the inner wall of the furnace is simply provided with a refractory material. Therefore, a combustion furnace and a boiler that generates high-temperature and high-pressure steam cannot be installed separately. Furthermore, in the case of a small-scale low-pressure boiler (about 3 Mpag × 300 ° C.), the integrated structure is expensive.

また、燃料の負荷変化は使用バーナの本数の増減によって行われており、複数のバーナが必要となるためコスト高となる。また、負荷に合わせて複数の火炉を設けると、同様にコスト高となるため、合理的な火炉の設計が困難となる。さらに、燃料の負荷変化させて少負荷の場合にはボイラで蒸気を製造し、最大負荷の場合はボイラで蒸気製造すると同時に高温空気予熱器で高温空気を製造するというような燃焼排ガスの柔軟な運用ができない。   Further, the fuel load is changed by increasing / decreasing the number of burners used, and a plurality of burners are required, resulting in high costs. Further, if a plurality of furnaces are provided in accordance with the load, the cost is similarly increased, and it becomes difficult to design a rational furnace. Furthermore, when the fuel load is changed, steam is produced with a boiler when the load is small, and steam is produced with a boiler when the load is maximum, and at the same time, hot air is produced with a high-temperature air preheater. Cannot operate.

従って、本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、火炉壁を耐火構造として火炉とボイラを個別に設置することができ、そのため一炉構成で負荷変化させることで蒸気製造と同時に高温空気製造が可能であり、さらにスラッギング、NOxの発生を抑制することのできる廃棄物系微粉炭化物燃焼装置及びその方法を提供することを目的とする。   Therefore, in view of the problems of the prior art, the present invention can separately install a furnace and a boiler with a refractory structure as a furnace wall. Therefore, by changing the load in one furnace configuration, it is possible to produce high-temperature air simultaneously with steam production. Furthermore, an object of the present invention is to provide a waste-based fine carbide combustion apparatus and method that can suppress generation of slagging and NOx.

上記課題を解決するため本発明においては、廃棄物系微粉炭化物を燃焼させる燃焼領域を有する火炉と、前記火炉内に廃棄物系材料の微粉炭化物を噴出して燃焼させるバーナを有し、前記バーナを前記火炉入口部に設けた廃棄物系材料の微粉炭化物燃焼装置において、前記火炉内の燃焼ガス流れ方向に沿って、前記バーナ下流側に前記火炉に空気を吹き込んで空気の旋回流を形成する第1の旋回流形成手段を設けるとともに、前記第1の旋回流形成手段下流側に前記火炉に低酸素ガスを吹き込んで低酸素ガスの旋回流または対向流を形成するガス供給手段を設け、前記ガス供給手段によって旋回流を形成する場合は、前記第1の旋回流形成手段によって形成される空気の旋回流面積が、前記ガス供給手段によって形成される低酸素ガスの旋回流面積よりも大としたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the present invention includes a furnace having a combustion region for burning waste-based fine carbide, and a burner for injecting and burning fine-carbon carbide of waste-based material into the furnace, In the pulverized carbide combustion apparatus for waste materials provided at the furnace inlet, air is blown into the furnace downstream of the burner along the combustion gas flow direction in the furnace to form a swirling flow of air. A first swirl flow forming means and a gas supply means for blowing a low oxygen gas into the furnace to form a swirl flow or a counter flow of the low oxygen gas downstream of the first swirl flow formation means; When the swirl flow is formed by the gas supply means, the swirl flow area of the air formed by the first swirl flow formation means is the swirl of the low oxygen gas formed by the gas supply means. Characterized by being larger than the area.

ここで微粉炭化物とは、炭化物を微粉化したものをいい、具体的には粒径74μm以下の粒体が90%以上である粒状炭化物をいう。   Here, finely divided carbide refers to a finely divided carbide, specifically, a granular carbide having a particle size of 74 μm or less and 90% or more.

本発明によれば、燃焼ガス流れ方向に沿って、バーナ下流側に火炉に空気を吹き込んで空気の旋回流を形成する第1の旋回流形成手段を設けることで、旋回流によって前記バーナ近傍の火炉天井壁の燃焼飛灰浮遊付着を防止することができるとともに、旋回流近傍の燃焼ガス温度及び火炉内壁温度を下げることができスラッギングを効果的に抑制することができる。
また、第1の旋回流形成手段によって火炉内に吹き込む空気温度は特に限定されるものではないが、効果的に旋回流近傍の燃焼ガス温度及び火炉内壁温度を下げることができるとともに空気の温度調整の必要がない室温(20〜50℃程度)の空気を用いるとよい。また旋回流の面積についても特に限定されるものではないが、好ましくは火炉断面積に対して30〜60%程度とするとよい。
According to the present invention, the first swirl flow forming means for forming the swirl flow of air by blowing air into the furnace downstream of the burner along the combustion gas flow direction is provided by the swirl flow. It is possible to prevent the combustion fly ash from adhering to the furnace ceiling wall, and to reduce the combustion gas temperature in the vicinity of the swirling flow and the furnace inner wall temperature, thereby effectively suppressing slugging.
The temperature of the air blown into the furnace by the first swirl flow forming means is not particularly limited, but the temperature of the combustion gas near the swirl flow and the furnace inner wall temperature can be effectively lowered and the temperature of the air is adjusted. It is preferable to use air at room temperature (about 20 to 50 ° C.) that does not need to be used. Further, the area of the swirl flow is not particularly limited, but it is preferably about 30 to 60% with respect to the cross-sectional area of the furnace.

また、燃焼ガス流れ方向に沿って、前記第1の旋回流形成手段下流側に火炉に低酸素ガスを吹き込んで低酸素ガスの旋回流または対向流を形成するガス供給手段を設けることで、低酸素ガスの旋回流または対向流よって火炉内壁温度を下げることができスラッギングを効果的に抑制することでき、また、旋回流または対向流によって低酸素ガスと燃焼ガスが混合され局部的に燃焼ガス温度を下げることができるため、低酸素ガスを混合しない場合と比較してNOxを低減することができる。同時に、低酸素ガスの混合によって火炉内壁温度を下げることができスラッギングを効果的に抑制することもできる。廃棄物系微粉炭化物は石炭等と比べると燃えやすいため、低酸素ガスを吹き込んで旋回流を形成しても、低酸素ガスによって燃焼を妨げずに燃焼させることが可能である。
また、ガス供給手段によって火炉内に吹き込むガス温度は特に限定されるものではないが、燃焼を妨げずまた燃焼ガスの温度を低下させるためには200℃程度の低酸素ガスを用いると効果的である。また低酸素ガス吹き込みが旋回流の場合、旋回流の面積についても前記第1の旋回流形成手段によって形成される空気の旋回流よりも小さな面積であれば特に限定されるものではない。
Further, by providing a gas supply means for blowing a low oxygen gas into the furnace downstream of the first swirl flow forming means along the combustion gas flow direction to form a swirl flow or a counter flow of the low oxygen gas, Oxygen gas swirl flow or counterflow can lower the furnace inner wall temperature and can effectively suppress slagging, and low oxygen gas and combustion gas are mixed by swirl flow or counterflow to locally burn the combustion gas temperature. Therefore, NOx can be reduced as compared with the case where low oxygen gas is not mixed. At the same time, the furnace inner wall temperature can be lowered by mixing low oxygen gas, and slugging can be effectively suppressed. Since waste-based fine carbides are more flammable than coal or the like, even if low oxygen gas is blown to form a swirl flow, it can be burned without hindering combustion with low oxygen gas.
In addition, the gas temperature blown into the furnace by the gas supply means is not particularly limited, but it is effective to use a low oxygen gas of about 200 ° C. in order to prevent combustion and reduce the temperature of the combustion gas. is there. When the low oxygen gas blowing is a swirling flow, the area of the swirling flow is not particularly limited as long as the area is smaller than the swirling flow of air formed by the first swirling flow forming means.

このように第1の旋回流形成手段と第2のガス供給手段を設けることにより、火炉壁をボイラ壁としなくてもスラッギングの抑制及びNOxの低減が可能であるため、火炉壁をボイラ壁とする必要がなく耐火構造とすることができ、火炉とボイラを個別に設置することができる。   Thus, by providing the first swirl flow forming means and the second gas supply means, it is possible to suppress slagging and reduce NOx without using the furnace wall as a boiler wall. Therefore, it is possible to provide a refractory structure and to install a furnace and a boiler separately.

また、ガス供給手段を前記火炉中の燃焼ガスの流れ方向に多段に設け、前記第2のガス供給手段によって形成される低酸素ガスの旋回流または対向流を多段とすると、低酸素ガスと燃焼ガスの緩慢な混合がさらに促進され、従ってNOxをさらに効率的に低減することができる。   Further, when the gas supply means is provided in multiple stages in the flow direction of the combustion gas in the furnace, and the swirling flow or counterflow of the low oxygen gas formed by the second gas supply means is multistage, the low oxygen gas and the combustion Slow mixing of the gas is further promoted, so NOx can be reduced more efficiently.

また、前記第1の旋回流形成手段は、前記火炉中の燃焼ガスの流れ方向と直交する面内の第1の仮想円の接線方向に前記空気を吹き込み、前記第1の仮想円に沿った空気の旋回流を形成させることを特徴とする。
空気を火炉中の燃焼ガスの流れ方向と直交する面内の第1の仮想円の接線方向に吹き込むことにより、前記第1の仮想円に沿った旋回流を極めて安定して発生させることができる。複数個所から前記第1の仮想円の接線方向に空気を吹き込むことで、さらに安定して旋回流を発生させることができる。
Further, the first swirl flow forming means blows the air in a tangential direction of the first virtual circle in a plane perpendicular to the flow direction of the combustion gas in the furnace, and follows the first virtual circle A swirling flow of air is formed.
By blowing air in the tangential direction of the first virtual circle in a plane perpendicular to the flow direction of the combustion gas in the furnace, the swirl flow along the first virtual circle can be generated extremely stably. . By blowing air in a tangential direction of the first virtual circle from a plurality of locations, it is possible to generate a swirl flow more stably.

また、前記ガス供給手段によって旋回流を形成する場合は、前記火炉中の燃焼ガスの流れ方向と直交する面内の第2の仮想円の接線方向に前記低酸素ガスを吹き込み、前記第2の仮想円に沿った低酸素ガスの旋回流を形成させることを特徴とする。
低酸素ガスを火炉中の燃焼ガスの流れ方向と直交する面内の第2の仮想円の接線方向に吹き込むことにより、前記第2の仮想円に沿った旋回流を極めて安定して発生させることができる。複数個所から前記第2の仮想円の接線方向に低酸素ガスを吹き込むと、さらに安定して旋回流を発生させることができる。
When the swirl flow is formed by the gas supply means, the low oxygen gas is blown in a tangential direction of a second virtual circle in a plane perpendicular to the flow direction of the combustion gas in the furnace, A swirling flow of low oxygen gas along a virtual circle is formed.
By generating low-oxygen gas in a tangential direction of the second virtual circle in a plane perpendicular to the flow direction of the combustion gas in the furnace, a swirl flow along the second virtual circle is generated extremely stably. Can do. When low oxygen gas is blown in a tangential direction of the second imaginary circle from a plurality of locations, a swirl flow can be generated more stably.

また、前記ガス供給手段より前記燃焼ガスの流れ方向下流側に、前記火炉内に尿素又はアンモニアを吹き込む手段を設けたことを特徴とする。
このことで、アンモニア又は尿素によってさらにNOxを低減させることができる。
Further, a means for injecting urea or ammonia into the furnace is provided downstream of the gas supply means in the flow direction of the combustion gas.
Thus, NOx can be further reduced by ammonia or urea.

また、廃棄物系微粉炭化物を燃焼させる燃焼領域を有する火炉に、該火炉入口部に設けたバーナによって廃棄物系微粉炭化物を噴出して燃焼させる廃棄物系微粉炭化物燃焼方法において、前記バーナよりも前記火炉中の燃焼ガス流れ方向下流側に、空気の旋回流を形成するように空気を吹き込むとともに、前記空気の旋回流よりも前記燃焼ガス流れ方向下流側に、低酸素ガスの旋回流または対向流を形成するように低酸素ガスを吹き込み、前記低酸素ガスを旋回流を形成するように吹き込む場合、前記空気の旋回流面積を前記低酸素ガスの旋回流面積よりも大としたことを特徴とする。   Further, in a waste-based fine carbide combustion method in which a waste-based fine carbide is jetted and burned by a burner provided at the furnace inlet to a furnace having a combustion region for burning the waste-based fine carbide, in comparison with the burner. Air is blown to the downstream side in the combustion gas flow direction in the furnace so as to form a swirl flow of air, and the swirl flow of the low oxygen gas or opposite to the downstream side in the combustion gas flow direction than the swirl flow of the air. When the low oxygen gas is blown so as to form a flow and the low oxygen gas is blown so as to form a swirling flow, the swirling flow area of the air is larger than the swirling flow area of the low oxygen gas. And

さらに、前記低酸素ガスを前記燃焼ガスの流れ方向に多段に吹き込み、前記低酸素ガスの旋回流を多段とすることを特徴とする。   Furthermore, the low oxygen gas is blown in multiple stages in the flow direction of the combustion gas, and the swirling flow of the low oxygen gas is made multiple stages.

また、前記空気を前記燃焼ガスの流れ方向と直交する面内の第1の仮想円の接線方向に吹き込み、前記火炉内に前記第1の仮想円に沿った空気の旋回流を形成させることを特徴とする。   In addition, the air is blown in a tangential direction of a first virtual circle in a plane orthogonal to the flow direction of the combustion gas to form a swirling flow of air along the first virtual circle in the furnace. Features.

さらに、前記低酸素ガスを旋回流を形成するように吹き込む場合、前記低酸素ガスを前記燃焼ガスの流れ方向と直交する面内の第2の仮想円の接線方向に吹き込み、前記火炉内に前記第2の仮想円に沿った低酸素ガスの旋回流を形成させることを特徴とする。   Further, when the low oxygen gas is blown so as to form a swirling flow, the low oxygen gas is blown in a tangential direction of a second virtual circle in a plane orthogonal to the flow direction of the combustion gas, and the low oxygen gas is injected into the furnace. A swirling flow of low oxygen gas along the second virtual circle is formed.

さらにまた、前記低酸素ガスの旋回流または対向流より前記燃焼ガスの流れ方向下流側に尿素又はアンモニアを吹き込むことを特徴とする。   Furthermore, urea or ammonia is blown into the downstream side in the flow direction of the combustion gas from the swirling flow or counterflow of the low oxygen gas.

以上記載のごとく本発明によれば、炉壁を耐火構造とするため火炉とボイラを個別に設置することができ、そのため一炉構成で負荷変化させることで蒸気製造と同時に高温空気製造が可能であり、さらにスラッギング、NOxの発生を抑制することのできる廃棄物系微粉炭化物燃焼装置及びその方法を提供することができる。   As described above, according to the present invention, the furnace wall and the boiler can be individually installed in order to make the furnace wall refractory structure. In addition, it is possible to provide a waste-based fine carbide combustion apparatus and method that can further suppress the generation of slagging and NOx.

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。   Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, but are merely illustrative examples. Not too much.

図1は、本発明の廃棄物系微粉炭化物燃焼装置を用いた炭化炉の熱併給発電システムの全体構成図、図2は図1における炭化物供給設備を示す概略図、図3は本発明の廃棄物系微粉炭化物燃焼装置を示す概略断面図、図4は図3におけるA−A断面図であり、図5は図3におけるB−B断面図である。以下、図1及び図2を参照して本発明の廃棄物系微粉炭化物燃焼装置を用いる一例である炭化炉の熱併給発電システムについて説明し、図3〜5を用いて本発明の廃棄物系微粉炭化物燃焼装置について説明する。   FIG. 1 is an overall configuration diagram of a cogeneration system for a carbonization furnace using a waste-based fine carbide combustion apparatus of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram showing a carbide supply facility in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 3, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. Hereinafter, a cogeneration system for a carbonization furnace as an example using the waste-based fine carbide combustion apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2, and the waste system of the present invention will be described with reference to FIGS. The fine carbide combustion apparatus will be described.

図1に本発明の廃棄物系微粉炭化物燃焼装置を用いた炭化炉の熱併給発電システムを示す。本実施例に係るシステムは、アスファルト製造プラント140と、これに併設された炭化炉104と、該炭化炉104からの熱分解ガスを燃焼させるガス燃焼装置1bと、炭化物を微粉化させた微粉炭化物を燃焼させる微粉炭化物燃焼装置1と、高温燃焼ガスから熱回収するボイラ106と、該ボイラ106にて発生させた高温蒸気を用いて発電する発電設備112と、ガス燃焼装置1b及び微粉炭化物燃焼装置1からの燃焼排ガスの一部を用いて高温空気を製造する空気予熱器107と、を主要構成とする。なお、本実施例では一例としてアスファルト製造プラント140を備える構成としたが、これに限定されず、他の熱風利用設備を備える構成としてもよい。   FIG. 1 shows a combined heat and power generation system for a carbonization furnace using the waste-based fine carbide combustion apparatus of the present invention. The system according to the present embodiment includes an asphalt production plant 140, a carbonization furnace 104 attached to the asphalt production plant 140, a gas combustion apparatus 1b for combusting pyrolysis gas from the carbonization furnace 104, and a fine powder carbide obtained by pulverizing carbide. , A boiler 106 that recovers heat from high-temperature combustion gas, a power generation facility 112 that generates power using high-temperature steam generated in the boiler 106, a gas combustion apparatus 1b, and a fine-carbide combustion apparatus The air preheater 107 which manufactures high temperature air using a part of combustion exhaust gas from 1 is made into a main structure. In the present embodiment, the asphalt manufacturing plant 140 is configured as an example, but the present invention is not limited thereto, and other hot air utilization facilities may be configured.

本システムのフローを、各装置の具体的構成とともに説明する。
受入供給設備101には、炭化炉104で熱分解ガス化される被処理物が供給される。被処理物としては、植物、廃木材、農業廃棄物、家畜糞尿、下水汚泥等のバイオマス120が挙げられるが、特に残廃材、建廃由来木屑、建築廃材、解体材、間伐材等の廃棄物系バイオマスが好ましい。
受入供給設備101から供給されるバイオマス120は、投入コンベア102を搬送されてスクリューフィーダ103から定量的に炭化炉104に投入される。
炭化炉104は、間接加熱により炉内を加熱する外熱式ロータリーキルンである。該炭化炉104は、炉の周囲に加熱ジャケットが設けられ、加熱ジャケットに高温燃焼ガス121を流通させて炭化炉104内のバイオマス120を加熱する装置である。外熱式ロータリーキルンは、少ない飛灰発生量でバイオマスを熱分解ガス化することができる。また、間接加熱式であるために、バイオマスが滞留するキルン内部の酸素濃度を極めて低い値に保持することができるとともに均一な加熱が可能であるため、高カロリーで均質な炭化物123を製造することができる。
The flow of this system will be described together with the specific configuration of each device.
The receiving supply facility 101 is supplied with a workpiece to be pyrolyzed and gasified in the carbonization furnace 104. Biomass 120 such as plants, waste wood, agricultural waste, livestock manure, sewage sludge, etc. are listed as the objects to be treated, but in particular waste such as residual materials, building waste derived wood chips, building waste materials, demolition materials, thinning materials, etc. Based biomass is preferred.
The biomass 120 supplied from the receiving supply facility 101 is conveyed on the input conveyor 102 and is quantitatively input from the screw feeder 103 into the carbonization furnace 104.
The carbonization furnace 104 is an externally heated rotary kiln that heats the inside of the furnace by indirect heating. The carbonization furnace 104 is a device in which a heating jacket is provided around the furnace, and the biomass 120 in the carbonization furnace 104 is heated by circulating a high-temperature combustion gas 121 through the heating jacket. The externally heated rotary kiln can pyrolyze and gasify biomass with a small amount of fly ash generated. Moreover, since it is an indirect heating type, since the oxygen concentration inside the kiln where biomass stays can be kept at a very low value and uniform heating is possible, high-calorie and uniform carbide 123 is produced. Can do.

炭化炉104での炭化により発生した熱分解ガス122は、ガス燃焼装置1bに導かれる。ガス燃焼装置1bでは、燃焼空気124を供給しながら熱分解ガス122を燃焼させ、高温燃焼ガス121を生成する。
同時に、炭化炉104にて製造された炭化物123は、炭化物燃焼装置1に導かれ、ガス燃焼装置1bと同様に燃焼空気124を供給しながら炭化物123を燃焼させ、高温燃焼ガス121を生成する。燃焼室昇温時には助燃料125を使用する。
尚、本実施例では、炭化炉104にて発生した熱分解ガス122と炭化物123を、別個の燃焼装置1、2にて燃焼させる構成としているが、これに限定されるものではなく、一の燃焼室にて熱分解ガス122と炭化物123を燃焼させて高温燃焼ガス121を生成するようにしてもよい。また、燃焼装置1、2では排ガス循環を行い、高温燃焼ガス121の燃焼室出口温度を制御し、同時に緩慢燃焼により排ガス中のNOx発生を抑制することが好ましい。
The pyrolysis gas 122 generated by carbonization in the carbonization furnace 104 is guided to the gas combustion device 1b. In the gas combustion apparatus 1b, the pyrolysis gas 122 is combusted while supplying the combustion air 124, and the high-temperature combustion gas 121 is generated.
At the same time, the carbide 123 produced in the carbonization furnace 104 is guided to the carbide combustion device 1 and burns the carbide 123 while supplying the combustion air 124 in the same manner as the gas combustion device 1b, thereby generating a high-temperature combustion gas 121. The auxiliary fuel 125 is used when the combustion chamber is heated.
In the present embodiment, the pyrolysis gas 122 and the carbide 123 generated in the carbonization furnace 104 are combusted in separate combustion devices 1 and 2, but the present invention is not limited to this. The pyrolysis gas 122 and the carbide 123 may be burned in the combustion chamber to generate the high temperature combustion gas 121. Further, it is preferable that the combustion apparatuses 1 and 2 perform exhaust gas circulation to control the combustion chamber outlet temperature of the high-temperature combustion gas 121 and simultaneously suppress the generation of NOx in the exhaust gas by slow combustion.

ここで、炭化物123を、炭化炉104から炭化物燃焼装置1へ供給するまでの工程を図2に示す。炭化炉104から排出された炭化物123は、冷却コンベア151上で空冷されながら移送され、炭化物ホッパ152に貯留される。炭化物ホッパ152に貯留された炭化物は適宜磁選機153に送給され、磁選機153にて金属等の異物が分離除去される。磁選機153からの炭化物は粉砕機154に供給されて粉砕され、粒径74μm以下の粒体が90%以上である微粉炭化物として微粉炭化物ホッパ155に貯留される。そして、微粉炭化物ホッパ155に貯留された微粉炭化物は、所定量ずつ定量フィーダ156にて炭化物燃焼装置1に気相搬送され、粉体バーナから炭化物燃焼装置1内に供給される。   Here, a process until the carbide 123 is supplied from the carbonization furnace 104 to the carbide combustion apparatus 1 is shown in FIG. The carbide 123 discharged from the carbonization furnace 104 is transferred while being air-cooled on the cooling conveyor 151 and stored in the carbide hopper 152. The carbide stored in the carbide hopper 152 is appropriately fed to the magnetic separator 153, and foreign substances such as metal are separated and removed by the magnetic separator 153. The carbide from the magnetic separator 153 is supplied to the pulverizer 154 and pulverized, and is stored in the pulverized carbide hopper 155 as fine pulverized carbide with a particle size of 74 μm or less being 90% or more. The fine carbides stored in the fine carbide hopper 155 are transported in the vapor phase to the carbide combustion device 1 by a fixed amount feeder 156 by a predetermined amount, and are supplied into the carbide combustion device 1 from the powder burner.

このようにして生成された高温燃焼ガス121の一部は、炭化炉104の加熱ジャケットに送給され炭化炉104の間接加熱に用いられる。他の高温燃焼ガス121の少なくとも一部はボイラ106に送給され、ボイラ106にて高温燃焼ガス121の顕熱を利用して高温蒸気127を生成する。生成した高温蒸気127は、ボイラ106に併設される発電設備112に導かれて発電に利用される。ここで発電した電力は、アスファルト製造プラント140の稼動必要電力を自己供給するとともに、他へ売電してもよい。
また、ボイラ106にて生成した高温蒸気の一部を、炭化物123に供給することが好ましく、微粒分飛散防止、或いは冷却に利用する。
ボイラ106にて熱回収後の排ガスは加熱器107に導入され、他の低温排ガス135を熱交換により加熱した後、減温塔108に導入されて冷却水132の噴霧により冷却される。冷却された排ガス133は消石灰134の供給によりNOx、HCl等の酸性ガスが中和され、バグフィルタ109に導入されて除塵される。ボイラ106、加熱器107、減温塔108及びバグフィルタ109により捕集された飛灰128は飛灰処理設備(不図示)にて処理される。
A part of the high-temperature combustion gas 121 generated in this way is supplied to the heating jacket of the carbonization furnace 104 and used for indirect heating of the carbonization furnace 104. At least a part of the other high-temperature combustion gas 121 is supplied to the boiler 106, and the boiler 106 generates high-temperature steam 127 using the sensible heat of the high-temperature combustion gas 121. The generated high-temperature steam 127 is guided to the power generation facility 112 provided in the boiler 106 and used for power generation. The electric power generated here may be supplied to the other while supplying the necessary power for operation of the asphalt manufacturing plant 140.
Moreover, it is preferable to supply a part of high-temperature steam produced | generated with the boiler 106 to the carbide | carbonized_material 123, and it utilizes for prevention of a fine particle scattering or cooling.
The exhaust gas after heat recovery in the boiler 106 is introduced into the heater 107, and other low-temperature exhaust gas 135 is heated by heat exchange, and then introduced into the temperature reducing tower 108 and cooled by spraying the cooling water 132. The cooled exhaust gas 133 is neutralized with an acid gas such as NOx and HCl by the supply of slaked lime 134, introduced into the bag filter 109, and dedusted. Fly ash 128 collected by the boiler 106, the heater 107, the temperature reducing tower 108, and the bag filter 109 is processed by a fly ash treatment facility (not shown).

バグフィルタ109から排出される排ガスは、洗煙塔113にて冷却水136、補給水137により冷却、湿式洗浄されるとともに、苛性ソーダ138を噴霧されてSO、HCl等が除去される。洗浄された排ガス135は、加熱器107を介して加熱された後に脱硝反応器110にてアンモニア139の供給によりNOxを除去され、煙突111より大気放出される。また、加熱器107により加熱された排ガスの一部は、炭化物燃焼装置1若しくはガス燃焼装置1bに供給される。なお、排ガスの性状に応じて、洗煙塔113、脱硝反応塔110、加熱器107は具備しない構成とすることもでき、これらの装置構成は適宜選択可能である。 The exhaust gas discharged from the bag filter 109 is cooled and wet-cleaned by the cooling water 136 and the makeup water 137 in the smoke-washing tower 113, and the caustic soda 138 is sprayed to remove SO x , HCl, and the like. The cleaned exhaust gas 135 is heated via the heater 107, then NOx is removed by supplying ammonia 139 in the denitration reactor 110, and released from the chimney 111 to the atmosphere. A part of the exhaust gas heated by the heater 107 is supplied to the carbide combustion device 1 or the gas combustion device 1b. In addition, according to the property of exhaust gas, it can also be set as the structure which does not comprise the smoke-wash tower 113, the denitration reaction tower 110, and the heater 107, and these apparatus structures can be selected suitably.

また前記ボイラ106にて熱回収後の排ガスは図6に示したプロセスで処理することも可能である。図6にボイラ106にて熱回収後の排ガスの別の処理系統の構成図を示す。ボイラ106にて熱回収後の排ガスは減温塔208に導入されて冷却水232の噴霧により冷却される。冷却された排ガス233は消石灰234の供給によりNOx、HCl等の酸性ガスが中和され、バグフィルタ209に導入されて除塵される。ボイラ106、減温塔208及びバグフィルタ209により補集された飛灰228は飛灰処理設備(不図示)にて処理される。
バグフィルタ209から排出される排ガスは、洗煙塔213にて冷却水236、補給水237により冷却、湿式洗浄されるとともに、苛性ソーダ238を噴霧されてSO、HCl等が除去される。洗浄された排ガス235は、排ガス加熱器207を介して加熱された後に脱硝反応器210にてアンモニア239の供給によりNOxを除去され、ファン212を介して煙突211より大気放出される。
Further, the exhaust gas after heat recovery by the boiler 106 can be processed by the process shown in FIG. FIG. 6 shows a configuration diagram of another processing system for exhaust gas after heat recovery by the boiler 106. The exhaust gas after heat recovery in the boiler 106 is introduced into the temperature reducing tower 208 and cooled by spraying the cooling water 232. The cooled exhaust gas 233 is neutralized with NOx, HCl, or other acidic gas by the supply of slaked lime 234, and is introduced into the bag filter 209 for dust removal. The fly ash 228 collected by the boiler 106, the temperature reducing tower 208, and the bag filter 209 is processed by a fly ash treatment facility (not shown).
The exhaust gas discharged from the bag filter 209 is cooled and wet-cleaned by the cooling water 236 and the makeup water 237 in the smoke-washing tower 213, and the caustic soda 238 is sprayed to remove SO x , HCl, and the like. The cleaned exhaust gas 235 is heated through the exhaust gas heater 207, then NOx is removed by supplying ammonia 239 in the denitration reactor 210, and is released into the atmosphere from the chimney 211 through the fan 212.

一方、ガス燃焼装置1b及び炭化物燃焼装置1により生成された高温燃焼ガス121のうち少なくとも一部のガス146は、空気予熱器107に送給される。空気予熱器107では、空気149と高温燃焼ガス121を熱交換して高温空気147が生成される。熱交換により減温した燃焼ガスは加熱器107の後段側に送給され、他の排ガスとともに処理される。
空気予熱器107で生成されたクリーンな高温空気147は、アスファルト製造プラント140に送給され、該プラントにてドライヤー等へ供給される。アスファルト製造プラント140では、骨材141、空気142、灯油等の燃料143が供給されてアスファルト合材等のアスファルト製品144が製造されるが、ここで高温空気147を利用することにより、アスファルト製造プラントの助燃を低減することが可能となる。また、高温空気147は、炭化炉104の熱源を利用しながらも空気予熱器107にて空気149を熱交換して生成したクリーンな空気であるため、製造されたアスファルト製品に不純物が混入することがなく、高品質の製品を製造することができる。
On the other hand, at least part of the high-temperature combustion gas 121 generated by the gas combustion device 1 b and the carbide combustion device 1 is supplied to the air preheater 107. The air preheater 107 exchanges heat between the air 149 and the high-temperature combustion gas 121 to generate high-temperature air 147. The combustion gas reduced in temperature by heat exchange is fed to the rear stage of the heater 107 and processed together with other exhaust gas.
The clean high-temperature air 147 generated by the air preheater 107 is supplied to the asphalt production plant 140 and supplied to a dryer or the like at the plant. In the asphalt production plant 140, aggregate 141, air 142, fuel 143 such as kerosene is supplied to produce asphalt products 144 such as asphalt composites, etc. It becomes possible to reduce the auxiliary combustion. Moreover, since the high-temperature air 147 is clean air generated by exchanging the air 149 in the air preheater 107 while using the heat source of the carbonization furnace 104, impurities are mixed into the manufactured asphalt product. No high quality products can be manufactured.

以上のように図1及び図2を参照して説明した炭化炉の熱併給発電システムにおいて、本発明の廃棄物系微粉炭化物燃焼装置は炭化物燃焼装置1として用いられる。図3に本発明の廃棄物系微粉炭化物燃焼装置の概略断面図を示し、図4に図3におけるA−A断面図、図5に図3におけるB−B断面図を示す。本発明の廃棄物系微粉炭化物燃焼装置1は縦型の形状をしており、内部は耐火材で覆われている。なお、本実施例1においては炭化物燃焼装置1は縦型の形状としているが、形状は縦型に限定されるものではなく例えば横型の形状でもよい。
また、入口部にバーナ6、該バーナ6の下方である壁面に空気投入ノズル2、該空気投入ノズル2の下方である壁面に多段に低酸素ガス投入ノズル3及び4が設けられている。また前記低酸素ガス投入ノズル4の下方にはアンモニア投入ノズル5が設けられている。さらに底部には灰抜き出し口7が設けられており、前記低酸素ガス投入ノズル4の下方には排ガス出口が設けられている。また、各所に覗窓9が備えられている。
As described above, in the cogeneration system for a carbonization furnace described with reference to FIGS. 1 and 2, the waste-based fine carbide combustion apparatus of the present invention is used as the carbide combustion apparatus 1. FIG. 3 shows a schematic cross-sectional view of the waste-based fine carbide combustion apparatus of the present invention, FIG. 4 shows a cross-sectional view along AA in FIG. 3, and FIG. 5 shows a cross-sectional view along BB in FIG. The waste-based fine carbide combustion apparatus 1 of the present invention has a vertical shape, and the inside is covered with a refractory material. In the first embodiment, the carbide combustion device 1 has a vertical shape, but the shape is not limited to the vertical shape, and may be, for example, a horizontal shape.
Also, a burner 6 is provided at the inlet, an air injection nozzle 2 is provided on the wall surface below the burner 6, and low oxygen gas injection nozzles 3 and 4 are provided on the wall surface below the air injection nozzle 2 in multiple stages. An ammonia injection nozzle 5 is provided below the low oxygen gas injection nozzle 4. Further, an ash outlet 7 is provided at the bottom, and an exhaust gas outlet is provided below the low oxygen gas injection nozzle 4. In addition, observation windows 9 are provided at various places.

次に、本発明の微粉炭化物燃焼装置1の作用について説明する。まず前記炭化炉104で製造された炭化物123を前記粉砕機154で粉砕した微粉炭化物は、微粉炭化物ホッパ155に貯留され、定量フィーダ156で炭化物燃焼装置1に気相搬送されて、粉体バーナ6から燃焼空気124とともに炭化物燃焼装置1を構成する火炉内に供給される。燃焼空気124とともに火炉1内に供給された微粉炭化物は、火炉内で下向きの燃焼ガス流れを作りながら燃焼する。なお、燃焼空気124は常温空気を用いる。   Next, the action of the fine carbide combustion apparatus 1 of the present invention will be described. First, the finely divided carbide obtained by pulverizing the carbide 123 produced in the carbonization furnace 104 by the pulverizer 154 is stored in the finely divided carbide hopper 155, transported in the vapor phase to the carbide combustion device 1 by the quantitative feeder 156, and then the powder burner 6. To the furnace constituting the carbide combustion device 1 together with the combustion air 124. The pulverized carbide supplied into the furnace 1 together with the combustion air 124 burns while creating a downward combustion gas flow in the furnace. Note that room temperature air is used as the combustion air 124.

この時、前記バーナ6の下方近傍の火炉側壁面に設けた空気投入ノズル2から火炉内に空気を投入する。空気投入ノズル2は図4に示したように4本(2a、2b、2c、2d)設けられており、それぞれの空気投入ノズル2a、2b、2c、2dから火炉内の燃焼ガス流れ方向と直交する面、即ち水平面内の第1の仮想円20の接線方向に空気を吹き込んでいる。前記空気投入ノズル2a、2b、2c、2dから火炉内に吹き込まれた空気は火炉内で前記第1の仮想円20に沿った旋回流を形成する。また、空気投入ノズル2a、2b、2c、2dから火炉内に吹き込む空気温度も特に限定されるものではないが、本実施例においては常温空気を用いている。   At this time, air is introduced into the furnace from the air injection nozzle 2 provided on the side wall surface of the furnace near the lower side of the burner 6. As shown in FIG. 4, four air injection nozzles 2 (2a, 2b, 2c, and 2d) are provided, and the air injection nozzles 2a, 2b, 2c, and 2d are orthogonal to the combustion gas flow direction in the furnace. Air is blown in the tangential direction of the first virtual circle 20 in the horizontal plane, that is, in the horizontal plane. The air blown into the furnace from the air injection nozzles 2a, 2b, 2c, and 2d forms a swirling flow along the first virtual circle 20 in the furnace. Further, the temperature of the air blown into the furnace from the air injection nozzles 2a, 2b, 2c, and 2d is not particularly limited, but room temperature air is used in this embodiment.

前記空気投入ノズル2a、2b、2c、2dから吹き込まれた空気によって形成された旋回流によって、微粉炭化物の燃焼によって生じた焼却飛灰が火炉上方に舞い上がることを防止し火炉天井面への焼却飛灰の付着を防止している。また、空気を旋回させ燃焼ガス及び旋回流近傍の火炉壁温度の高温化を抑制することで、スラッギングの発生を抑制している。   The swirl flow formed by the air blown from the air injection nozzles 2a, 2b, 2c, and 2d prevents the incineration fly ash generated by the combustion of the fine carbides from rising above the furnace to prevent the incineration flying to the furnace ceiling surface. Prevents adhesion of ash. Further, the generation of slugging is suppressed by swirling air to suppress the combustion gas and the furnace wall temperature in the vicinity of the swirling flow from becoming high.

さらに、前記空気投入ノズル2a、2b、2c、2dの下方の火炉側壁面に設けた低酸素ガス投入ノズル3及び4から火炉内に低酸素ガスを投入する。低酸素ガス投入ノズル3及び4は同じ構造、構成であるのでここでは低酸素ガス投入ノズル3について低酸素ガスの旋回流を形成する場合のみ説明する。低酸素ガス投入ノズル3は図5に示したように4本(3a、3b、3c、3d)設けられており、それぞれの低酸素ガス投入ノズル3a、3b、3c、3dから火炉内の燃焼ガス流れと直交する面、即ち水平面内の第2の仮想円30の接線方向に低酸素ガスを吹き込んでいる。前記低酸素ガス投入ノズル3a、3b、3c、3dから火炉内に吹き込まれた低酸素ガスは火炉内で前記第2の仮想円30に沿った旋回流を形成する。第2の仮想円30の面積は、前記第1の仮想円20の面積より小であれば特に限定されるものではない。また、低酸素ガス投入ノズル3a、3b、3c、3dから火炉内に吹き込む低酸素ガス温度も特に限定されるものではないが微粉炭化物の燃焼を妨げず効果的に燃焼ガスの温度を低下させるためには200℃程度とすることが好ましい。対向流吹き込みの場合は、図5で仮想円30が火炉断面積の0%となる場合である。
また、低酸素ガスは外部から導入してもよく、微粉炭化物燃焼装置1で発生する排ガスを再利用してもよい。
Further, low oxygen gas is injected into the furnace from the low oxygen gas injection nozzles 3 and 4 provided on the side wall surface of the furnace below the air injection nozzles 2a, 2b, 2c and 2d. Since the low oxygen gas injection nozzles 3 and 4 have the same structure and configuration, only the case where the low oxygen gas swirl flow is formed in the low oxygen gas injection nozzle 3 will be described here. As shown in FIG. 5, four (3a, 3b, 3c, 3d) low oxygen gas injection nozzles 3 are provided, and the combustion gas in the furnace is supplied from each of the low oxygen gas injection nozzles 3a, 3b, 3c, 3d. The low oxygen gas is blown in the direction perpendicular to the flow, that is, the tangential direction of the second virtual circle 30 in the horizontal plane. The low oxygen gas blown into the furnace from the low oxygen gas injection nozzles 3a, 3b, 3c, and 3d forms a swirling flow along the second virtual circle 30 in the furnace. The area of the second virtual circle 30 is not particularly limited as long as it is smaller than the area of the first virtual circle 20. Also, the temperature of the low oxygen gas blown into the furnace from the low oxygen gas injection nozzles 3a, 3b, 3c, 3d is not particularly limited. However, in order to effectively reduce the temperature of the combustion gas without impeding the combustion of fine carbides. It is preferable that the temperature is about 200 ° C. In the case of counterflow blowing, the virtual circle 30 in FIG. 5 is 0% of the furnace cross-sectional area.
Further, the low oxygen gas may be introduced from the outside, and the exhaust gas generated in the fine carbide combustion apparatus 1 may be reused.

前記低酸素ノズル3a、3b、3c、3dから低酸素ガスを吹き込むことで、低酸素ガスが火炉内で燃焼ガスと混合されることで火炉内壁温度を低下させてスラッギングを効果的に抑制するとともに火炎温度を局所的に低下させNOx発生を抑制している。   By blowing low oxygen gas from the low oxygen nozzles 3a, 3b, 3c, 3d, the low oxygen gas is mixed with the combustion gas in the furnace, thereby reducing the furnace wall temperature and effectively suppressing slagging. The flame temperature is locally reduced to suppress NOx generation.

さらに、前記低酸素ガス投入ノズル4の下方の火炉側壁面に設けたアンモニアノズル5から火炉内にアンモニアを投入することでさらに燃焼ガス中のNOxを低減できる。   Furthermore, NOx in the combustion gas can be further reduced by introducing ammonia into the furnace from the ammonia nozzle 5 provided on the furnace side wall surface below the low oxygen gas injection nozzle 4.

このようにして、微粉炭化物燃焼装置1で燃焼された燃焼ガスはガス出口8よりボイラ106等に送られて利用される。   Thus, the combustion gas combusted by the fine carbide combustion apparatus 1 is sent from the gas outlet 8 to the boiler 106 and used.

また、火炉最下部には灰抜出口7が設けられており、通常運転時は灰抜出口7は閉止しているが、運転停止時に開放して火炉底部に溜まった灰を抜き出すことができるようになっている。   Also, an ash removal outlet 7 is provided at the lowermost part of the furnace, and the ash removal outlet 7 is closed during normal operation. However, the ash collected at the bottom of the furnace can be extracted when the operation is stopped. It has become.

本発明の微粉炭化物燃焼装置を用いることによって、火炉とボイラを個別に設置することができるため、一炉構成で負荷変化させることで蒸気製造と同時に高温空気製造が可能である。
また、本実施例においては、炭化炉104と微粉炭化物燃焼装置1とガス燃焼装置1bは1つづつ設けたが、例えば炭化炉とそれに対応する微粉炭化物燃焼装置及びガス燃焼装置を並列に複数個設け、前記複数の微粉炭化物燃焼装置及びガス燃焼装置で発生する燃焼ガスを1つのボイラに導入することで、低設備設置コストで複数のガス燃焼装置からの熱回収が可能となる。
By using the pulverized carbide combustion apparatus of the present invention, the furnace and the boiler can be individually installed. Therefore, by changing the load in one furnace configuration, it is possible to produce high-temperature air simultaneously with steam production.
Further, in the present embodiment, the carbonization furnace 104, the fine powder combustion apparatus 1 and the gas combustion apparatus 1b are provided one by one. For example, a plurality of the carbonization furnace and the corresponding fine powder combustion apparatus and gas combustion apparatus are provided in parallel. It is possible to recover heat from a plurality of gas combustion devices at a low equipment installation cost by introducing the combustion gas generated in the plurality of fine carbide combustion devices and gas combustion devices into one boiler.

炉壁を耐火構造とするため火炉とボイラを個別に設置することができ、一炉構成で負荷変化させることで蒸気製造と同時に高温空気製造が可能であり、さらにスラッギング、NOxの発生を抑制することのできる廃棄物系微粉炭化物燃焼装置及びその方法を提供することができる。   Since the furnace wall has a refractory structure, the furnace and boiler can be installed separately. By changing the load in one furnace configuration, high-temperature air production is possible at the same time as steam production, and the generation of slagging and NOx is suppressed. It is possible to provide a waste-based pulverized carbide combustion device and a method thereof.

本発明の廃棄物系微粉炭化物燃焼装置を用いた炭化炉の熱併給発電システムの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a cogeneration system for a carbonization furnace using a waste-based fine carbide combustion apparatus of the present invention. 図1における炭化物供給設備を示す概略図である。It is the schematic which shows the carbide | carbonized_material supply equipment in FIG. 本発明の廃棄物系微粉炭化物燃焼装置を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the waste type | system | group fine powder carbide combustion apparatus of this invention. 図3におけるA−A断面図である。It is AA sectional drawing in FIG. 図3におけるB−B断面図である。It is BB sectional drawing in FIG. ボイラにて熱回収後の排ガスの別の処理系統の構成図である。It is a block diagram of another processing system of the exhaust gas after heat recovery with a boiler.

符号の説明Explanation of symbols

1 微粉炭化物燃焼装置
1b ガス燃焼装置
2 空気ノズル
2a、2b、2c、2d 空気ノズル
3、4 低酸素ガス投入ノズル
3a、3b、3c、3d 低酸素ガス投入ノズル
5 アンモニア投入ノズル
6 バーナ取付座
7 灰抜出口
8 ガス出口
9 覗窓
20 第1の仮想円
30 第2の仮想円
104 炭化炉
106 ボイラ
112 発電設備
121 高温燃焼ガス
123 炭化物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fine carbide combustion apparatus 1b Gas combustion apparatus 2 Air nozzle 2a, 2b, 2c, 2d Air nozzle 3, 4 Low oxygen gas injection nozzle 3a, 3b, 3c, 3d Low oxygen gas injection nozzle 5 Ammonia injection nozzle 6 Burner mounting seat 7 Ash extraction outlet 8 Gas outlet 9 Viewing window 20 First virtual circle 30 Second virtual circle 104 Carbonization furnace 106 Boiler 112 Power generation equipment 121 High-temperature combustion gas 123 Carbide

Claims (10)

廃棄物系微粉炭化物を燃焼させる燃焼領域を有する火炉と、前記火炉内に廃棄物系材料の微粉炭化物を噴出して燃焼させるバーナを有し、前記バーナを前記火炉入口部に設けた廃棄物系材料の微粉炭化物燃焼装置において、
前記火炉内の燃焼ガス流れ方向に沿って、前記バーナ下流側に前記火炉に空気を吹き込んで空気の旋回流を形成する第1の旋回流形成手段を設けるとともに、前記第1の旋回流形成手段下流側に前記火炉に低酸素ガスを吹き込んで低酸素ガスの旋回流または対向流を形成するガス供給手段を設け、
前記ガス供給手段によって旋回流を形成する際に、前記第1の旋回流形成手段によって形成される空気の旋回流面積を、前記ガス供給手段によって形成される低酸素ガスの旋回流面積よりも大としたことを特徴とする廃棄物系微粉炭化物燃焼装置。
A waste system having a combustion region for burning waste-based fine carbide, a burner for injecting and burning fine-particle carbide of waste-based material into the furnace, and providing the burner at the furnace inlet In the pulverized carbide combustion device of the material,
First swirl flow forming means for forming a swirl flow of air by blowing air into the furnace downstream of the burner along the flow direction of the combustion gas in the furnace is provided, and the first swirl flow forming means A gas supply means for forming a swirling flow or a counter flow of the low oxygen gas by blowing low oxygen gas into the furnace on the downstream side is provided,
When forming the swirl flow by the gas supply means, the swirl flow area of the air formed by the first swirl flow formation means is larger than the swirl flow area of the low oxygen gas formed by the gas supply means. A waste-based fine carbide combustion apparatus characterized by that.
前記ガス供給手段を前記火炉中の燃焼ガスの流れ方向に多段に設け、前記ガス供給手段によって形成される低酸素ガスの旋回流または対向流を多段としたことを特徴とする請求項1記載の廃棄物系微粉炭化物燃焼装置。   The gas supply means is provided in multiple stages in the flow direction of the combustion gas in the furnace, and the swirling flow or counter flow of the low oxygen gas formed by the gas supply means is multistage. Waste-based fine carbide combustion equipment. 前記第1の旋回流形成手段は、前記火炉中の燃焼ガスの流れ方向と直交する面内の第1の仮想円の接線方向に前記空気を吹き込み、前記第1の仮想円に沿った空気の旋回流を形成させることを特徴とする請求項1又は2記載の廃棄物系微粉炭化物燃焼装置。   The first swirl flow forming means blows the air in a tangential direction of a first virtual circle in a plane orthogonal to the flow direction of the combustion gas in the furnace, and the air along the first virtual circle The waste-based fine carbide combustion apparatus according to claim 1 or 2, wherein a swirl flow is formed. 前記ガス供給手段によって旋回流を形成する際に、前記火炉中の燃焼ガスの流れ方向と直交する面内の第2の仮想円の接線方向に前記低酸素ガスを吹き込み、前記第2の仮想円に沿った低酸素ガスの旋回流を形成させることを特徴とする請求項1〜3何れかに記載の廃棄物系微粉炭化物燃焼装置。   When the swirl flow is formed by the gas supply means, the low oxygen gas is blown in a tangential direction of a second virtual circle in a plane orthogonal to the flow direction of the combustion gas in the furnace, and the second virtual circle 4. The waste-based fine carbide combustion apparatus according to claim 1, wherein a swirl flow of low oxygen gas is formed along the vertical direction. 前記ガス供給手段より前記燃焼ガスの流れ方向下流側に、前記火炉内に尿素又はアンモニアを吹き込む手段を設けたことを特徴とする請求項1〜4何れかに記載の廃棄物系微粉炭化物燃焼装置。   The waste-based fine carbide combustion apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising means for injecting urea or ammonia into the furnace downstream of the gas supply means in the flow direction of the combustion gas. . 廃棄物系の微粉炭化物を燃焼させる燃焼領域を有する火炉に、該火炉入口部に設けたバーナによって廃棄物系微粉炭化物を噴出して燃焼させる廃棄物系微粉炭化物燃焼方法において、
前記バーナよりも前記火炉中の燃焼ガス流れ方向下流側に、空気の旋回流を形成するように空気を吹き込むとともに、
前記空気の旋回流よりも前記燃焼ガス流れ方向下流側に、低酸素ガスの旋回流または対向流を形成するように低酸素ガスを吹き込み、
前記低酸素ガスを旋回流を形成するように吹き込む際に、前記空気の旋回流面積を前記低酸素ガスの旋回流面積よりも大としたことを特徴とする廃棄物系微粉炭化物燃焼方法。
In a waste-based fine carbide combustion method in which a waste-based fine carbide is jetted and burned by a burner provided at the furnace inlet to a furnace having a combustion region for burning waste-based fine carbide.
While blowing air so as to form a swirling flow of air downstream of the burner in the combustion gas flow direction in the furnace,
Low oxygen gas is blown into the combustion gas flow direction downstream side of the air swirl flow so as to form a swirl flow or counter flow of the low oxygen gas,
A waste-based fine carbide combustion method characterized in that, when the low oxygen gas is blown so as to form a swirl flow, the swirl flow area of the air is made larger than the swirl flow area of the low oxygen gas.
前記低酸素ガスを前記燃焼ガスの流れ方向に多段に吹き込み、前記低酸素ガスの旋回流または対向流を多段とすることを特徴とする請求項6記載の廃棄物系微粉炭化物燃焼方法。   The waste-based pulverized carbide combustion method according to claim 6, wherein the low oxygen gas is blown in multiple stages in the flow direction of the combustion gas, and the swirling flow or counter flow of the low oxygen gas is made into multiple stages. 前記空気を前記燃焼ガスの流れ方向と直交する面内の第1の仮想円の接線方向に吹き込み、前記火炉内に前記第1の仮想円に沿った空気の旋回流を形成させることを特徴とする請求項6又は7記載の廃棄物系微粉炭化物燃焼方法。   The air is blown in a tangential direction of a first imaginary circle in a plane perpendicular to the flow direction of the combustion gas, and a swirling flow of air along the first imaginary circle is formed in the furnace. A waste-based fine carbide combustion method according to claim 6 or 7. 前記低酸素ガスを旋回流を形成するように吹き込む際に、前記低酸素ガスを前記燃焼ガスの流れ方向と直交する面内の第2の仮想円の接線方向に吹き込み、前記火炉内に前記第2の仮想円に沿った低酸素ガスの旋回流を形成させることを特徴とする請求項6〜8何れかに記載の廃棄物系微粉炭化物燃焼方法。   When the low oxygen gas is blown so as to form a swirling flow, the low oxygen gas is blown in a tangential direction of a second virtual circle in a plane perpendicular to the flow direction of the combustion gas, and the second oxygen gas is injected into the furnace. The waste-based fine carbide combustion method according to any one of claims 6 to 8, wherein a swirling flow of low oxygen gas along two virtual circles is formed. 前記低酸素ガスの旋回流または対向流より前記燃焼ガスの流れ方向下流側に尿素又はアンモニアを吹き込むことを特徴とする請求項6〜9何れかに記載の廃棄物系微粉炭化物燃焼方法。   10. The waste-based fine carbide combustion method according to claim 6, wherein urea or ammonia is blown into the downstream side in the flow direction of the combustion gas from the swirling flow or counterflow of the low oxygen gas.
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WO2014086259A1 (en) * 2012-12-05 2014-06-12 广东德诚环保科技有限公司 Method for treating fly ash from refuse incineration power plant

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