JP2009229056A - Circulating type fluidized bed furnace, treatment system with circulating type fluidized bed furnace and operating method for circulating type fluidized bed furnace - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、下水汚泥、都市ごみ、産業廃棄物等の廃棄物を焼却処理する循環型流動層炉及び該循環型流動層炉を備えたシステムに関し、特に、炉内に脱硫材を投入して脱硫反応及び脱塩反応を行なう循環型流動層炉及び該循環型流動層炉を備えたシステムに関する。 The present invention relates to a circulating fluidized bed furnace for incinerating wastes such as sewage sludge, municipal waste, and industrial waste, and a system including the circulating fluidized bed furnace. The present invention relates to a circulating fluidized bed furnace for performing a desulfurization reaction and a desalting reaction, and a system including the circulating fluidized bed furnace.
従来、下水汚泥、都市ごみ、産業廃棄物等の廃棄物の燃焼処理において、循環型流動層炉が広く用いられている。循環型流動層炉は、ライザ底部から導入する一次空気により廃棄物と流動媒体とを混合しながら燃焼して飛散させ、該飛散した流動媒体を二次空気の導入によりフリーボードへ同伴して排ガス中の未燃分を完全燃焼させ、燃焼排ガスからサイクロンにより流動媒体を分離し、ライザに返送して流動媒体を循環利用するものである。このような循環型流動層炉は、廃棄物を瞬時に乾燥、焼却できるものであり、これにより流動媒体を高温に維持して連続燃焼を可能としている。また、流動媒体が保有する熱容量が非常に大きいため、停止時の放熱が少なく間欠運転にも適しており、さらに流動媒体の熱伝導率が大きいため、下水汚泥のような含水率の高い被処理物にも好適に用いられる。 Conventionally, circulation type fluidized bed furnaces are widely used in the combustion treatment of wastes such as sewage sludge, municipal waste and industrial waste. The circulating fluidized bed furnace burns and disperses the waste and fluid medium while mixing them with the primary air introduced from the bottom of the riser, and entrains the dispersed fluid medium into the freeboard by introducing secondary air. The unburned portion of the inside is completely burned, the fluidized medium is separated from the combustion exhaust gas by a cyclone, and returned to the riser to circulate and use the fluidized medium. Such a circulating fluidized bed furnace can instantly dry and incinerate waste, thereby maintaining a fluid medium at a high temperature and enabling continuous combustion. In addition, since the heat capacity of the fluidized medium is very large, it is suitable for intermittent operation with little heat dissipation when stopped, and the fluidized medium has a high thermal conductivity, so it has a high water content such as sewage sludge. It is also suitably used for products.
上記したような廃棄物には硫黄成分を含有するものがあり、循環型流動層炉で燃焼処理をする際にSO2等の硫黄酸化物(SOx)が発生する場合がある。硫黄酸化物を含む排ガスは、大気汚染、酸性雨の原因となりまた人体にも有害であることから、これを除去するために脱硫を行う必要がある。
脱硫法には、湿式法、半乾式法、乾式法があり、従来より多く用いられている方法として、湿式法の一つである洗煙塔(スクラバ)がある。スクラバは、アルカリ剤が添加された洗浄水を燃焼排ガスに散布して、SOxを始めとする酸性ガスを中和して処理するものである。しかし、スクラバは、アルカリ剤として苛性ソーダ(NaOH)が多く使用されるが、薬剤コストが高価である上、メンテナンスにも費用がかかる。また、スクラバは、水が十分に確保でき、且つ廃水処理費用のかからない場所に限られていた。さらに、スクラバまで排ガス中のSOx濃度が高いため、煙道中で露点以下になると腐食を起こし易くなるという問題があった。
Some of the wastes described above contain a sulfur component, and sulfur oxides (SOx) such as SO 2 may be generated during combustion treatment in a circulating fluidized bed furnace. Since exhaust gas containing sulfur oxides causes air pollution and acid rain and is harmful to human bodies, it is necessary to desulfurize it to remove it.
The desulfurization method includes a wet method, a semi-dry method, and a dry method, and a smoke washing tower (scrubber), which is one of the wet methods, is used more than ever. The scrubber sprays cleaning water to which an alkaline agent has been added to the combustion exhaust gas, and neutralizes and treats acidic gases such as SOx. However, scrubbers often use caustic soda (NaOH) as an alkaline agent, but the cost of chemicals is high and maintenance is also expensive. In addition, the scrubber was limited to a place where sufficient water could be secured and no wastewater treatment costs were incurred. Furthermore, since the SOx concentration in the exhaust gas is high up to the scrubber, there is a problem that corrosion tends to occur when the dew point is below the flue.
一方、乾式法の一つに、炉内に脱硫材を直接吹き込む炉内脱硫法がある。炉内脱硫法は、設備の改造が簡単であり、水を使用しないなど簡便な方法として広く用いられている。脱硫材として最も多く用いられているのは、Ca系の固体脱硫材である石灰石(CaCO3)や消石灰(Ca(OH)2)、ドロマイト(CaCO3・MgCO3)などである。一般的な炉内脱硫においては、流動媒体とほぼ同じ粒子径の脱硫材を使用し、炉内に投入した脱硫材を、流動媒体とともに循環させることにより滞留時間を確保し、脱硫効率の向上を図っていた。
このような炉内脱硫を行なう循環型流動層炉は、特許文献1(特開2002−130637号公報)等に開示されている。
また、特許文献2(特許第3790431号公報)には、炉内に脱硫材が2Ca/S当量比以上となるように投入して炉内脱硫を行なう装置が開示されている。
On the other hand, one of the dry methods is an in-furnace desulfurization method in which a desulfurization material is directly blown into the furnace. The in-furnace desulfurization method is widely used as a simple method such as simple modification of equipment and not using water. The most frequently used desulfurization materials are Ca-based solid desulfurization materials such as limestone (CaCO 3 ), slaked lime (Ca (OH) 2 ), and dolomite (CaCO 3 .MgCO 3 ). In general in-furnace desulfurization, a desulfurization material having approximately the same particle size as that of the fluidized medium is used, and the desulfurization material introduced into the furnace is circulated together with the fluidized medium to ensure a residence time and improve the desulfurization efficiency. I was planning.
A circulating fluidized bed furnace that performs such in-furnace desulfurization is disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-130637) and the like.
Further, Patent Document 2 (Japanese Patent No. 3790431) discloses an apparatus for performing desulfurization in a furnace by introducing a desulfurization material into the furnace so as to have a 2Ca / S equivalent ratio or more.
しかしながら、塩素を含む廃棄物に従来の炉内脱硫を適用した場合、脱硫材により一部は脱塩反応するものの、排ガス又は飛灰中のHClを十分に除去することはできなかった。従って、脱塩のために煙道に消石灰を吹き込む必要があったが、薬剤が石灰石と消石灰の2種類必要となり、コスト増大に加えて取り扱いが煩わしいという問題が残る。
また、脱硫材を流動媒体とともに循環利用すると、脱硫材が蓄積していき、炉内の循環粒子が増加して炉内圧が上昇してしまう。これにより、頻繁に流動媒体を抜き出さなければならなくなり、また増加した循環粒子を吹き上げるための空気を供給するブロワ容量を大きくしなければならなかった。
However, when conventional in-furnace desulfurization is applied to waste containing chlorine, although a part of the desulfurization reaction is performed by the desulfurization material, HCl in exhaust gas or fly ash cannot be sufficiently removed. Therefore, it has been necessary to blow slaked lime into the flue for desalination, but two types of chemicals are required, limestone and slaked lime, and there remains a problem that handling is troublesome in addition to an increase in cost.
Further, when the desulfurization material is circulated and used together with the fluidized medium, the desulfurization material accumulates, the circulating particles in the furnace increase, and the furnace pressure increases. As a result, the fluid medium must be frequently extracted, and the blower capacity for supplying air for blowing up the increased circulating particles has to be increased.
従って、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、炉内脱硫により脱硫とともに十分な脱塩効率を得ることができ、また簡便に且つ低コストで脱硫と脱塩を行なうことを可能とした循環型流動層炉及び該循環型流動層炉を備えた処理システムを提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above-mentioned problems of the prior art, the present invention can obtain sufficient demineralization efficiency together with desulfurization by in-furnace desulfurization, and can perform desulfurization and demineralization easily and at low cost. It aims at providing the processing system provided with the type | mold fluidized bed furnace and this circulation type fluidized bed furnace.
そこで、本発明はかかる課題を解決するために、塩素分を含有する廃棄物を流動媒体と混合して燃焼させ、サイクロンにより燃焼排ガスから流動媒体を分離捕集して循環利用するとともに、Ca化合物の粉体からなる脱硫材を投入して炉内脱硫を行なう循環型流動層炉において、
前記脱硫材の最大粒子径が100μm以下であり、
前記サイクロンが、前記流動媒体は捕集し、一方前記脱硫材は燃焼排ガスに同伴させて排出する粒子分離性能を有し、
前記排ガスに同伴して排出された脱硫材により、前記サイクロンから延設される煙道上で脱硫及び脱塩を行なうことを特徴とする。
Therefore, in order to solve such problems, the present invention mixes and burns chlorine-containing waste with a fluid medium, separates and collects the fluid medium from the combustion exhaust gas using a cyclone, and circulates it. In a circulating fluidized bed furnace in which a desulfurization material made of a powder of
The maximum particle size of the desulfurization material is 100 μm or less,
The cyclone collects the fluid medium, while the desulfurization material has a particle separation performance to be discharged with combustion exhaust gas;
The desulfurization material discharged along with the exhaust gas is characterized in that desulfurization and desalting are performed on a flue extending from the cyclone.
本発明によれば、脱硫材を燃焼排ガスに同伴させて煙道に排出することにより、煙道上で脱塩反応を促進することができ、脱塩効率を向上させることが可能である。
また、脱硫材の粒子径が100μm以下と小粒径であるため、反応面積が増大し、脱硫及び脱塩の炉内反応効率が向上する。また、脱塩が促進されることにより、ダイオキシン類や塩化アンモニウムの発生を抑えることができる。
さらに、炉内にとどまる脱硫材量が減少するため、炉内圧を低く保つことができる。その結果、炉底からの流動媒体抜き出し回数を低減することが可能で、またブロワ容量を小さくすることができる。また、循環する粒子径が小さくなるため、炉内の耐火材摩耗を低減できる。さらにまた、粒子径が小さい脱硫材は、大きい脱硫材よりも安価であるため、コスト低減が図れる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a desalination reaction can be accelerated | stimulated on a flue by making a desulfurization material accompany combustion exhaust gas, and discharging to a flue, and it can improve desalination efficiency.
In addition, since the particle size of the desulfurization material is as small as 100 μm or less, the reaction area is increased, and the in-furnace reaction efficiency of desulfurization and demineralization is improved. Further, by promoting desalting, generation of dioxins and ammonium chloride can be suppressed.
Furthermore, since the amount of the desulfurizing material remaining in the furnace decreases, the furnace pressure can be kept low. As a result, the number of fluid medium extractions from the furnace bottom can be reduced, and the blower capacity can be reduced. Moreover, since the circulating particle diameter becomes small, refractory material wear in the furnace can be reduced. Furthermore, since a desulfurization material with a small particle diameter is cheaper than a large desulfurization material, cost reduction can be achieved.
また、前記サイクロンは、粒子径150μm以上の粒子を捕集する粒子分離性能を有することを特徴とする。
一般的に流動媒体の粒子径は200μm程度であるため、サイクロンにて確実にこれを捕集するとともに、100μm以下の脱硫材のみを燃焼排ガスに同伴させて排出することが可能となる。
Further, the cyclone has a particle separation performance for collecting particles having a particle diameter of 150 μm or more.
In general, since the fluidized medium has a particle size of about 200 μm, it can be reliably collected by a cyclone, and only a desulfurized material of 100 μm or less can be accompanied by combustion exhaust gas and discharged.
さらに、前記脱硫材の投入量は、炉の入口におけるCa/(S+Cl)当量比が3.5以上となる投入量としたことを特徴とする。
このように、脱硫材の投入量を、炉の入口におけるCa/(S+Cl)当量比が3.5以上となる投入量とすることにより、サイクロンから排出される未反応のCa分とHClを十分に反応させ、高い脱塩効率を得ることができる。
Furthermore, the amount of the desulfurized material introduced is such that the Ca / (S + Cl) equivalent ratio at the furnace inlet is 3.5 or more.
In this way, by making the input amount of the desulfurization material to be an input amount at which the Ca / (S + Cl) equivalent ratio at the inlet of the furnace becomes 3.5 or more, the unreacted Ca content and HCl discharged from the cyclone are sufficient. To obtain a high desalting efficiency.
さらにまた、前記脱硫材は、前記廃棄物と混合されて炉内に投入されることを特徴とする。
これにより、小粒径の脱硫材であっても該脱硫材を確実に炉下部に供給でき、十分な滞留時間を稼ぐことが可能となり、延いては脱硫効率、脱塩効率を向上させることが可能となる。また、混合が最も激しい炉下部で反応が起こることも脱硫効率向上に寄与することとなる。
Furthermore, the desulfurization material is mixed with the waste and is put into a furnace.
Thereby, even if it is a desulfurization material of a small particle size, this desulfurization material can be reliably supplied to the lower part of a furnace, it becomes possible to earn sufficient residence time, and it can improve desulfurization efficiency and desalination efficiency by extension. It becomes possible. Further, the reaction occurring in the lower part of the furnace where the mixing is most intense also contributes to the improvement of the desulfurization efficiency.
また、前記循環型流動層炉と、該循環型流動層炉のサイクロンから延設される煙道上に設置された排ガス処理設備とを備え、該排ガス処理設備は少なくとも前記燃焼排ガス中の飛灰を捕集する除塵装置を有する処理システムにおいて、
前記除塵装置が、バグフィルタ若しくはセラミックフィルタを含むフィルタ式除塵装置であることを特徴とする。
これにより小粒径脱硫材がこのフィルタ式除塵装置で補足されることで、より効率的に脱塩反応を起こすことが可能となる。さらに好適には、フィルタ式除塵装置の差圧を管理し、フィルタに堆積するケーキ層を厚く維持するとよく、これにより該ケーキ層に保持される脱硫材により脱塩反応がより一層促進される。
The circulation type fluidized bed furnace, and an exhaust gas treatment facility installed on a flue extending from the cyclone of the circulation type fluidized bed furnace, wherein the exhaust gas treatment facility at least contains fly ash in the combustion exhaust gas. In a processing system having a dust removing device to collect,
The dust removing device is a filter type dust removing device including a bag filter or a ceramic filter.
As a result, the small particle size desulfurization material is supplemented by the filter type dust removing device, so that the desalting reaction can be caused more efficiently. More preferably, the differential pressure of the filter type dust remover is controlled and the cake layer deposited on the filter is kept thick, and thereby the desalting reaction is further promoted by the desulfurization material held in the cake layer.
本発明に係る循環型流動層炉の運転方法は、廃棄物を流動媒体と混合して燃焼し、燃焼排ガスを生成するライザと、前記燃焼排ガスから前記流動媒体を捕集し、前記燃焼排ガスを煙道に排出するととともに、前記流動媒体を前記ライザに戻すサイクロンとを備える循環型流動層炉の運転方法である。この運転方法は、前記ライザ内に、第1脱硫材を供給する工程を具備する。前記第1脱硫材の粒子径は、前記サイクロンにて前記煙道側に排出されるような粒子径である。 The operation method of the circulating fluidized bed furnace according to the present invention includes a riser that mixes and burns waste with a fluid medium to generate combustion exhaust gas, collects the fluid medium from the combustion exhaust gas, An operation method of a circulating fluidized bed furnace comprising a cyclone that discharges to a flue and returns the fluid medium to the riser. This operation method includes a step of supplying a first desulfurization material into the riser. The particle diameter of the first desulfurization material is a particle diameter that is discharged to the flue side by the cyclone.
この発明によれば、第1脱硫材は、燃焼排ガスと共に、サイクロンによって煙道側に排出される。これにより、煙道側において、燃焼排ガスを第1脱硫材によって脱塩することができる。 According to this invention, the first desulfurization material is discharged to the flue side by the cyclone together with the combustion exhaust gas. Thereby, combustion exhaust gas can be desalted with a 1st desulfurization material in a flue side.
本発明に係る循環型流動層炉は、廃棄物を流動媒体と混合して燃焼し、燃焼排ガスを生成するライザと、前記燃焼排ガスから前記流動媒体を捕集し、前記燃焼排ガスを煙道に排出するととともに、前記流動媒体を前記ライザに戻すサイクロンと、前記ライザ内に、第1脱硫材を供給する第1脱硫材供給機構とを具備する。前記第1脱硫材の粒子径は、前記サイクロンにて前記煙道側に排出されるような粒子径である。 A circulating fluidized bed furnace according to the present invention comprises a riser that mixes and combusts waste with a fluidized medium to generate combustion exhaust gas, collects the fluidized medium from the combustion exhaust gas, and uses the combustion exhaust gas in a flue. A cyclone that discharges and returns the fluid medium to the riser and a first desulfurization material supply mechanism that supplies a first desulfurization material to the riser are provided. The particle diameter of the first desulfurization material is a particle diameter that is discharged to the flue side by the cyclone.
以上記載のごとく本発明によれば、脱硫材を燃焼排ガスに同伴させて煙道に排出することにより、煙道上で脱塩反応を促進することができ、脱塩効率を向上させることが可能である。また、脱硫材の粒子径が100μm以下と小粒径であるため、反応面積が増大し、脱硫及び脱塩の炉内反応効率が向上する。
さらに、炉内にとどまる脱硫材量が減少するため炉内圧を低く保つことができ、炉底からの流動媒体抜き出し回数を低減することが可能で、またブロワ容量を小さくすることができる。さらにまた、粒子径が小さい脱硫材は、大きい脱硫材よりも安価であるため、コスト低減が図れる。
As described above, according to the present invention, by allowing the desulfurization material to accompany the combustion exhaust gas and discharging it to the flue, the desalination reaction can be promoted on the flue, and the desalination efficiency can be improved. is there. In addition, since the particle size of the desulfurization material is as small as 100 μm or less, the reaction area is increased, and the in-furnace reaction efficiency of desulfurization and demineralization is improved.
Furthermore, since the amount of desulfurizing material remaining in the furnace is reduced, the pressure in the furnace can be kept low, the number of fluid medium extractions from the furnace bottom can be reduced, and the blower capacity can be reduced. Furthermore, since a desulfurization material with a small particle diameter is cheaper than a large desulfurization material, cost reduction can be achieved.
また、サイクロンが、粒子径150μm以上の粒子を捕集する粒子分離性能を有することにより、確実に流動媒体を捕集するとともに、100μm以下の脱硫材のみを燃焼排ガスに同伴させて排出することが可能となる。
さらに、脱硫材の投入量を、Ca/(S+Cl)当量比が3.5以上となる投入量とすることにより、サイクロンから排出される未反応のCa分とHClを十分に反応させ、高い脱塩効率を得ることができる。
さらにまた、脱硫材を、予め廃棄物と混合して炉内に投入することにより、小粒径の脱硫材であっても該脱硫材を確実に炉下部に供給でき、十分な滞留時間を稼ぐことが可能となる。
また、排ガス処理設備の除塵装置をフィルタ式とすることにより、小粒径脱硫材がフィルタ式除塵装置で補足されることで、より効率的に脱塩反応を起こすことが可能となる。
In addition, the cyclone has a particle separation performance for collecting particles having a particle diameter of 150 μm or more, so that it can reliably collect a fluid medium and discharge only a desulfurized material of 100 μm or less with combustion exhaust gas. It becomes possible.
Furthermore, by setting the input amount of the desulfurization material to an input amount at which the Ca / (S + Cl) equivalent ratio is 3.5 or more, the unreacted Ca component discharged from the cyclone sufficiently reacts with HCl, and high desulfurization is achieved. Salt efficiency can be obtained.
Furthermore, by mixing the desulfurization material with waste in advance, the desulfurization material can be reliably supplied to the lower part of the furnace even if the desulfurization material has a small particle size, and a sufficient residence time is obtained. It becomes possible.
In addition, by using a filter type dust removing device for the exhaust gas treatment facility, a small particle size desulfurization material is supplemented by the filter type dust removing device, so that a desalting reaction can be caused more efficiently.
(第1の実施例)
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。
本実施例の循環型流動層炉における処理対象は、塩素を含有する廃棄物であり、例えば、下水汚泥、都市ごみ、産業廃棄物等が挙げられるが、特に本実施例の循環型流動層炉は下水汚泥の処理に好適に用いられる。循環型流動層炉はこれらの廃棄物を燃焼処理するとともに、脱硫材の投入により炉内脱硫を行ない、脱硫及び脱塩を行なうようにしている。
(First embodiment)
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.
The treatment target in the circulation type fluidized bed furnace of the present embodiment is waste containing chlorine, and examples thereof include sewage sludge, municipal waste, industrial waste, etc., and in particular, the circulation type fluidized bed furnace of the present embodiment. Is suitably used for the treatment of sewage sludge. The circulating fluidized bed furnace combusts these wastes and performs desulfurization in the furnace by introducing a desulfurizing material to perform desulfurization and desalting.
図1を参照して、本実施例の循環型流動層炉及び処理システムにつき説明する。同図において、循環型流動層炉1は、炉底に充填されたけい砂等の流動媒体が流動化して得られる流動層2aとその上方に位置するフリーボード2bからなるライザ2と、該ライザ2の上部に接続され、フリーボード2bから吹き上げられた流動媒体を捕集するとともに、流動媒体を分離した排ガスを煙道21へ排出するサイクロン3と、ダウンカマー4を介してサイクロン3に接続され、炉内未燃ガスのサイクロン3への吹き抜けを防止するシールポット5と、シールポット5に貯留された流動媒体をライザ2に返送する流動媒体戻し管6と、を主要構成とする。
With reference to FIG. 1, the circulating fluidized bed furnace and the processing system of the present embodiment will be described. In the figure, a circulating
ライザ2の底部には一次空気導入口11が設けられ、該一次空気導入口11から導入される一次空気により流動媒体を流動化し、流動層2aを形成している。該流動層2a上方のライザ炉壁には、二次空気導入口(図示略)が設けられ、ここから導入される二次空気によりフリーボード2bの筒速が維持されるとともに、燃焼排ガス中の未燃分が燃焼される。
前記ライザ2の流動層2a上方には、廃棄物投入手段12が設けられる。該廃棄物投入手段12は、廃棄物投入ホッパより受け入れた廃棄物を、供給フィーダにより適宜量ずつ炉内に投入する構成を備える。
A
Above the
また、循環型流動層炉1は、脱硫材を炉内に投入する脱硫材投入口13と、流動媒体を投入する流動媒体投入口(図示略)を備えている。該脱硫材投入口13及び流動媒体投入口は、流動媒体の循環系であればどこに設置してもよいが、好適には、前記脱硫材投入口13は、ライザ2の二次空気導入口より下方側に設置する。
前記脱硫材投入口13から炉内に投入する脱硫材は、Ca化合物の粉体からなる脱硫材とする。また、該脱硫材は、最大粒子径が100μm以下の脱硫材とする。脱硫材としては、例えば、石灰石(CaCO3)や消石灰(Ca(OH)2)、ドロマイト(CaCO3・MgCO3)等が用いられる。
The circulating
The desulfurization material introduced into the furnace from the desulfurization
前記サイクロン3は、燃焼排ガスから流動媒体を分離して捕集し、一方脱硫材は排ガスに同伴させて煙道21に排出する粒子分離性能を有する。好適には、サイクロン3は、粒子径150μm以上の粒子を捕集する粒子分離性能を有するようにする。
該サイクロン3から延設する煙道21上には、サイクロン3で分離された燃焼排ガスを処理するための排ガス処理設備が設けられている。
前記排ガス処理設備は、空気予熱器22と、廃熱ボイラ23と、ガス冷却塔24と、バグフィルタ25とが直列に配設された構成を有する。
前記空気予熱器22は、押込ファン15により導入される空気とサイクロン3からの燃焼排ガスとを熱交換し、一次空気又は二次空気の予熱を行なう。前記廃熱ボイラ23は、燃焼排ガスにより給水を加熱し、蒸気を生成する。前記ガス冷却塔24は、冷却水との熱交換により燃焼排ガスを冷却する。前記バグフィルタ25は、冷却された排ガス中の飛灰を捕集して除去する装置である。燃焼排ガスはバグフィルタ25の後段に設置された誘引ファン26により上記した排ガス処理設備を通過した後、煙突27より系外へ排出される。
The
An exhaust gas treatment facility for treating the combustion exhaust gas separated by the
The exhaust gas treatment facility has a configuration in which an
The
尚、排ガス処理設備は、上記した構成に限定されるものではなく、適宜必要とされる装置を選択して構成する。別の構成例として図2に示すように、空気予熱器22と、廃熱ボイラ23と、セラミックフィルタ28とが直列に配設された構成がある。このように、本実施例に適用される排ガス処理設備は、少なくとも除塵装置(バグフィルタ25又はセラミックフィルタ28等)を備えた構成であればどのような構成であってもよい。
Note that the exhaust gas treatment facility is not limited to the above-described configuration, and is configured by selecting a necessary apparatus as appropriate. As another configuration example, as shown in FIG. 2, there is a configuration in which an
上記構成を備えた循環型流動層炉において、廃棄物投入手段12により炉内に投入された廃棄物は、流動層2aにて流動媒体と混合されて燃焼し、フリーボード2bにて未燃分が完全燃焼するとともに、脱硫材投入口13から投入された脱硫材により、炉内脱硫される。炉内脱硫では、主に下記反応式(1)に示される脱硫反応によりSOxが除去される。
SO2+CaO+1/2O2 → CaSO4 ・・・(1)
尚、CaOは、石灰石や消石灰等の脱硫材が炉内の熱を受けて生成したものである。
また、炉内では、脱硫材により下記反応式(2)に示される脱塩反応によって、一部のHClが除去される。
2HCl+CaO → CaCl2+H2O ・・・(2)
In the circulating fluidized bed furnace having the above configuration, the waste charged into the furnace by the waste charging means 12 is mixed with the fluidized medium in the
SO 2 + CaO + 1 / 2O 2 → CaSO 4 (1)
CaO is produced by desulfurization materials such as limestone and slaked lime receiving heat in the furnace.
Further, in the furnace, a part of HCl is removed by the desulfurization reaction shown in the following reaction formula (2) by the desulfurization material.
2HCl + CaO → CaCl 2 + H 2 O (2)
しかし、炉内での脱塩効率は大きくないため、燃焼排ガス又は飛灰中にHClが残存する。
そこで本実施例では、炉内に投入する脱硫材の最大粒子径を100μm以下とするとともに、前記サイクロン3が、流動媒体は捕集し、一方脱硫材は燃焼排ガスに同伴させて排出する粒子分離性能を有するように構成しているため、サイクロン3にて流動媒体と分離された燃焼排ガス中に未反応の脱硫材が同伴されて煙道21に排出される。
そして、排出された脱硫材により、煙道21にて脱塩が行なわれる。勿論、同時に脱硫も行なわれる。脱塩は、特に温度が低くなると反応効率が向上するため、煙道21を通過する際に殆どのHClが除去される。
However, since the desalination efficiency in the furnace is not large, HCl remains in the combustion exhaust gas or fly ash.
Therefore, in this embodiment, the maximum particle size of the desulfurization material introduced into the furnace is 100 μm or less, and the
Then, desalting is performed in the
本実施例によれば、脱硫材を燃焼排ガスに同伴させて煙道21に排出することにより、煙道上で脱塩反応を促進することができ、脱塩効率を向上させることが可能である。
また、脱硫材の粒子径が100μm以下と小粒径であるため、反応面積が増大し、脱硫及び脱塩の炉内反応効率が向上する。また、脱塩が促進されることにより、ダイオキシン類や塩化アンモニウムの発生を抑えることができる。
さらに、炉内にとどまる脱硫材量が減少するため、炉内圧を低く保つことができる。その結果、炉底からの流動媒体抜き出し回数を低減することが可能で、またブロワ(押込ファン15)容量を小さくすることができる。さらにまた、循環する粒子の大きさが小さくなるため、炉内の耐火材摩耗を低減できる。また、粒子径が小さい脱硫材は、大きい脱硫材よりも安価であるため、コスト低減が図れる。
According to the present embodiment, by allowing the desulfurization material to accompany the combustion exhaust gas and discharging it to the
In addition, since the particle size of the desulfurization material is as small as 100 μm or less, the reaction area is increased, and the in-furnace reaction efficiency of desulfurization and demineralization is improved. Further, by promoting desalting, generation of dioxins and ammonium chloride can be suppressed.
Furthermore, since the amount of the desulfurizing material remaining in the furnace decreases, the furnace pressure can be kept low. As a result, the number of fluid medium extractions from the furnace bottom can be reduced, and the blower (pushing fan 15) capacity can be reduced. Furthermore, since the size of the circulating particles is reduced, refractory material wear in the furnace can be reduced. Moreover, since a desulfurization material with a small particle diameter is cheaper than a large desulfurization material, cost reduction can be achieved.
また、前記サイクロン3は、粒子径150μm以上の粒子を捕集する粒子分離性能を有することが好適である。一般的に流動媒体の粒子径は200μm程度であるため、サイクロン3により確実にこれを捕集するとともに、100μm以下の脱硫材のみを燃焼排ガスに同伴させて排出させることが可能となる。
Further, the
また、前記脱硫材の投入量は、炉の入口におけるCa/(S+Cl)当量比が3.5以上となる投入量とすることが好ましい。
図3に、脱硫材投入量に対する脱硫率と脱塩率を示す。このグラフに示されるように、脱硫率はCa/(S+Cl)当量比が小さくても比較的高い値を示す。
一方、脱塩率は、Ca/(S+Cl)当量比が3.5を境にして急激に増大している。
従って、このように脱硫材の投入量を、炉内のCa/(S+Cl)当量比が3.5以上となる投入量とすることにより、サイクロンから排出される未反応のCa分とHClを十分に反応させ、高い脱塩効率を得ることができる。
Further, the input amount of the desulfurization material is preferably set so that the Ca / (S + Cl) equivalent ratio at the inlet of the furnace is 3.5 or more.
FIG. 3 shows the desulfurization rate and the demineralization rate with respect to the desulfurization material input amount. As shown in this graph, the desulfurization rate shows a relatively high value even when the Ca / (S + Cl) equivalent ratio is small.
On the other hand, the desalination rate is rapidly increasing with the Ca / (S + Cl) equivalent ratio being 3.5.
Therefore, the amount of unreacted Ca and HCl discharged from the cyclone can be sufficiently increased by setting the amount of desulfurization material introduced in this manner so that the Ca / (S + Cl) equivalent ratio in the furnace becomes 3.5 or more. To obtain a high desalting efficiency.
また、本実施例では、排ガス処理設備の除塵装置が、バグフィルタ又はセラミックフィルタを含むフィルタ式除塵装置とすることが好ましく、これにより小粒径脱硫材がこのフィルタ式除塵装置で補足されることで、より効率的に脱塩反応を起こすことが可能となる。さらに好適には、フィルタ式除塵装置の差圧を管理し、フィルタに堆積するケーキ層を厚く維持するとよく、該ケーキ層に保持される脱硫材により脱塩反応がより一層促進される。 Further, in this embodiment, it is preferable that the dust removal device of the exhaust gas treatment facility is a filter type dust removal device including a bag filter or a ceramic filter, whereby the small particle size desulfurization material is supplemented by this filter type dust removal device. Thus, it is possible to cause the desalting reaction more efficiently. More preferably, the differential pressure of the filter type dust remover is controlled to keep the cake layer deposited on the filter thick, and the desalting reaction is further promoted by the desulfurization material retained in the cake layer.
さらに図2に示すように、脱硫材を予め廃棄物に混合しておき、廃棄物投入手段12により炉内に投入することが好ましい。
これにより、小粒径の脱硫材であっても該脱硫材を確実に炉下部に供給でき、十分な滞留時間を稼ぐことが可能となり、延いては脱硫効率、脱塩効率を向上させることが可能となる。また、混合が最も激しい炉下部で反応が起こることも脱硫効率向上に寄与することとなる。
Further, as shown in FIG. 2, it is preferable that the desulfurization material is mixed with the waste in advance and put into the furnace by the waste throwing means 12.
Thereby, even if it is a desulfurization material of a small particle size, this desulfurization material can be reliably supplied to the lower part of a furnace, it becomes possible to earn sufficient residence time, and it can improve desulfurization efficiency and desalination efficiency by extension. It becomes possible. Further, the reaction occurring in the lower part of the furnace where the mixing is most intense also contributes to the improvement of the desulfurization efficiency.
尚、本実施例では、サイクロン3が粒子径150μm以上の粒子を捕集する粒子分離性能を有しており、脱硫材の最大粒子径が100μm以下である場合について説明した。しかし、脱硫材の平均粒子径が、サイクロン3の限界粒子径よりも小さければ、同様の作用効果を奏することができる。例えば、サイクロン3の限界粒子径が150μmである場合に、脱硫材として、平均粒子径が150μmより小さいものを用いることもできる。このような場合であっても、脱硫材の大半が煙道に排出されるので、HClを効率よく除去することが可能になる。
In the present embodiment, the case where the
尚、本明細書でいう最大粒子径は、日本工業規格(JIS規格)の「JIS M 8511;天然黒鉛の工業分析及び試験方法」に従って得られる重量累積分布に従って、求めることができる。 In addition, the maximum particle diameter as used in this specification can be calculated | required according to the weight cumulative distribution obtained according to "JIS M 8511; Industrial analysis and test method of natural graphite" of Japanese Industrial Standard (JIS standard).
また、本明細書でいう平均粒子径は、上記の「JIS M 8511;天然黒鉛の工業分析及び試験方法」による重量累積分布から、累積重量が50%になる中位径(メジアン径d50)を計算することにより、求めることができる。 In addition, the average particle diameter referred to in the present specification is the median diameter (median diameter d 50 ) at which the cumulative weight becomes 50% from the cumulative weight distribution according to the above-mentioned “JIS M 8511; Industrial Analysis and Test Method of Natural Graphite”. Can be obtained by calculating.
また、本明細書でいうサイクロン3の限界粒子径は、以下のようにして求めることができる。すなわち、十分に広い粒子径分布を有する脱硫材をサイクロン3に投入する。そして、サイクロン3から排出された脱硫材を、排出脱硫材として捕集する。そして、排出脱硫材の最小粒子径を、サイクロン3の限界粒子径として求める。
Further, the critical particle size of the
(第2の実施例)
続いて、本発明の第2の実施例について説明する。
(Second embodiment)
Subsequently, a second embodiment of the present invention will be described.
第1の実施例では、脱硫材として、平均粒子径がサイクロン3の限界粒子径よりも小さいものを用いることにより、脱塩効果を向上させることができる。ところで、循環型流動層炉に投入される廃棄物は、窒素化合物を含むことがある。廃棄物中に窒素化合物が含まれている場合には、炉内の排ガス中にも、窒素化合物(NH3、HCN、及びN2Oなど)が含まれることになる。例えば、廃棄物として下水汚泥を投入した場合には、窒素化合物の含有量が多くなりやすい。そして、本発明者らは、平均粒子径がサイクロン3の限界粒子径よりも小さい脱硫材(以下、第1脱硫材と記載する)だけを用いた場合には、排ガス中に含まれる窒素化合物(NH3、HCH、N2O、など)の濃度が増加してしまうことを見出した。
In the first embodiment, the desalting effect can be improved by using a desulfurization material having an average particle size smaller than the critical particle size of the
図4は、燃焼排ガス性状を示す図である。図4には、脱硫材として第1脱硫材だけを用いた場合の結果と、脱硫材として、平均粒子径がサイクロン3の限界粒子径よりも大きいもの(以下、第2脱硫材と記載する)だけを用いた場合の結果とが示されている。図4中、aはCO、bはSO2、cはNOx、dはHCl、eはHCN、fはNH3をそれぞれ示している。図4に示されるように、第1脱硫材だけを用いた場合には、第2脱硫材だけを用いた場合よりも、HCl濃度を低減できるものの、HCN濃度及びNH3の濃度が増加してしまうことが確認される。 FIG. 4 is a diagram showing the combustion exhaust gas properties. FIG. 4 shows the result when only the first desulfurization material is used as the desulfurization material, and the desulfurization material having an average particle diameter larger than the critical particle diameter of the cyclone 3 (hereinafter referred to as a second desulfurization material). And the results when using only. In FIG. 4, a represents CO, b represents SO 2 , c represents NOx, d represents HCl, e represents HCN, and f represents NH 3 . As shown in FIG. 4, when only the first desulfurizing material is used, the HCl concentration can be reduced compared to the case where only the second desulfurizing material is used, but the HCN concentration and NH 3 concentration are increased. It is confirmed that.
窒素化合物が増加してしまう理由としては、以下のようなメカニズムが考えられる。 The following mechanism can be considered as the reason why the nitrogen compound increases.
図5は、循環型流動層炉を備えたシステムにおける脱硫材の作用を説明するための概略図である。図5には、脱硫材として、炭酸カルシウム(CaCO3)を使用した場合の図が示されている。図5に示されるように、通常、炉(ライザ)内は、高温(例えば、約850℃)である。炉内に投入されたCaCO3は、高温下において酸化され、CaOを生成する。生成されたCaOは、脱硫材本来の役割である脱硫反応を起こし、SOxをCaSO4とする。また、比較的低温(例えば、約200℃)の煙道側では、CaOがHClと脱塩反応を行い、CaCl2が生成する。 FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the action of the desulfurization material in a system including a circulating fluidized bed furnace. FIG. 5 shows a diagram when calcium carbonate (CaCO 3 ) is used as the desulfurization material. As shown in FIG. 5, the inside of the furnace (riser) is usually at a high temperature (for example, about 850 ° C.). CaCO 3 charged into the furnace is oxidized at a high temperature to generate CaO. The produced CaO undergoes a desulfurization reaction, which is the original role of the desulfurization material, and SOx is changed to CaSO 4 . Further, on the flue side at a relatively low temperature (for example, about 200 ° C.), CaO undergoes a desalting reaction with HCl, and CaCl 2 is generated.
炉内に存在するCaOは、脱硫反応だけではなく、高温雰囲気下において、窒素化合物の酸化反応の触媒作用を果たすものと考えられる。すなわち、図5に示されるように、NH3、HCN、及びN2Oなどの窒素化合物は、CaOによる触媒作用により、酸化され、NOxを生成するものと考えられる。この反応は、特に、汚泥の熱分解反応が生じるライザ下部で起こる。この理由は以下の通りである。ライザに投入された汚泥は、比重が大きいことから、まずはライザの下部に滞留する。ライザ下部に供給される一次空気は、汚泥を完全に焼却するほどの酸素を含まないことから、ライザ下部では汚泥の熱分解反応が生じ、汚泥中のN分から、NH3、HCN、及びN2Oなどの窒素化合物が発生する。このようにライザ下部の窒素化合物濃度が高いため、ライザ下部でCaOによる窒素化合物の酸化反応が生じやすい。一方、ライザ上部は、二次空気による窒素化合物の酸化が進むため、窒素化合物濃度が低いことから、CaOによる窒素化合物の酸化反応が生じにくい。 It is considered that CaO present in the furnace catalyzes not only desulfurization reaction but also oxidation reaction of nitrogen compound in a high temperature atmosphere. That is, as shown in FIG. 5, nitrogen compounds such as NH 3 , HCN, and N 2 O are considered to be oxidized and generate NOx by the catalytic action of CaO. This reaction occurs particularly at the lower part of the riser where the sludge pyrolysis reaction occurs. The reason is as follows. The sludge thrown into the riser has a large specific gravity, and therefore first stays in the lower part of the riser. Since the primary air supplied to the lower portion of the riser does not contain oxygen enough to completely incinerate the sludge, a thermal decomposition reaction of the sludge occurs in the lower portion of the riser, and NH 3 , HCN, and N 2 are generated from N content in the sludge. Nitrogen compounds such as O are generated. Thus, since the nitrogen compound concentration in the lower part of the riser is high, the oxidation reaction of the nitrogen compound by CaO tends to occur in the lower part of the riser. On the other hand, in the upper portion of the riser, since the oxidation of the nitrogen compound by the secondary air proceeds, the nitrogen compound concentration is low, so that the oxidation reaction of the nitrogen compound by CaO hardly occurs.
ここで、第1の実施例のように、第1脱硫材だけを用いた場合には、ライザ内に投入された第1脱硫材は炉内のガスに同伴されて上方へ吹き上げられるため、ライザ下部に溜まりにくい。さらに、第1脱硫材はサイクロンから排出されるため、ダウンカマを通ってライザ下部に供給されることもない。このことから、窒素化合物の酸化触媒としての作用が十分に発揮されにくくなる。その結果、排ガス中における窒素化合物濃度が上昇してしまうものと考えられる。 Here, when only the first desulfurization material is used as in the first embodiment, the first desulfurization material charged into the riser is entrained by the gas in the furnace and blown upward. It is difficult to collect at the bottom. Further, since the first desulfurization material is discharged from the cyclone, it is not supplied to the lower portion of the riser through the downcomer. For this reason, the action of the nitrogen compound as an oxidation catalyst is not sufficiently exhibited. As a result, it is considered that the nitrogen compound concentration in the exhaust gas increases.
そこで、本実施例では、炉内における窒素化合物の酸化反応を促進させるための工夫が施されている。 Therefore, in this embodiment, a device for promoting the oxidation reaction of the nitrogen compound in the furnace is taken.
図6は、本実施例に係る循環型流動層炉を備えたシステムを示す全体構成図である。第1の実施例と同一の構成については、同じ符号を付して、説明を省略する。 FIG. 6 is an overall configuration diagram showing a system including a circulating fluidized bed furnace according to the present embodiment. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図6に示されるように、本実施例のシステムには、第1脱硫材供給機構36、第2脱硫材供給機構37、圧力センサ31、圧力センサ32、差圧測定機構33、濃度測定機構34、流動媒体引き抜き機構35、ファン38、及び空気予熱器39が追加して描かれている。また、脱硫材投入口13として、第1脱硫材投入口13−1と第2脱硫材投入口13−2とが設けられている。
As shown in FIG. 6, the system of this embodiment includes a first desulfurization
第1脱硫材供給機構36は、第1脱硫材投入口13−1より、第1脱硫材をライザ2内に供給する。第1脱硫材の粒径は、サイクロン3において煙道21側に排出されるような粒径である。
The first desulfurization
第2脱硫材供給機構37は、第2脱硫材投入口13−2より、第2脱硫材をライザ2内に供給する。この第2脱硫材の粒径は、第1脱硫材とは異なり、サイクロン3において流動媒体と共に捕集されるような粒径である。具体的には、第2脱硫材として、平均粒子径がサイクロン3の限界粒子径よりも大きい脱硫材が用いられる。
The second desulfurization
差圧測定機構33は、ライザ2内の上部と下部の差圧を測定する為に設けられている。ライザ上部には圧力センサ31が取り付けられており、ライザ下部には圧力センサ32が取り付けられている。差圧測定機構33は、圧力センサ31と圧力センサ32による圧力測定結果に基づいて、ライザ2内の差圧を測定する。
The differential pressure measurement mechanism 33 is provided for measuring the differential pressure between the upper part and the lower part in the
濃度測定機構34は、煙道21に設けられている。濃度測定機構34により、燃焼排ガス中のNOx成分濃度が測定される。尚、濃度測定機構34は必ずしも煙道21に設けられている必要はない。燃焼排ガス中の成分濃度を測定できる位置であれば他の場所に設けられていてもよい。
The
流動媒体引き抜き機構35は、ライザ2の底部に設けられている。流動媒体引き抜き機構35は、流動層2aから流動媒体を引き抜く為に設けられている。
The fluid
ファン38は、空気予熱器39を介して、ライザ2内の流動層2aの上方に接続されている。ファン38は、燃焼用の空気を、二次空気として流動層2aの上方に供給する。
The
ファン38は、一次空気を供給するファン15と併せて、燃焼制御機構を構成している。すなわち、ファン38による二次空気の供給量と、ファン15による一次空気の供給量とを制御することによって、ライザ2内における燃焼の起こり易さを制御することが可能である。
The
続いて、本実施例に係る循環型流動層炉の運転方法について説明する。 Subsequently, an operation method of the circulating fluidized bed furnace according to the present embodiment will be described.
廃棄物投入手段12によってライザ2内に投入された廃棄物は、流動層2aによって流動媒体と混合されて燃焼し、燃焼排ガスを生成する。ここで、第1脱硫材供給機構36及び第2脱硫材供給機構37によって、ライザ2内に第1脱硫材及び第2脱硫材が供給される。脱硫材の存在により、燃焼排ガスが脱硫される。ライザ2内の燃焼排ガスは、第1脱硫材、第2脱硫材、及び流動媒体と共に、サイクロン3に導かれる。
The waste thrown into the
サイクロン3では、第2脱硫材及び流動媒体だけが捕集され、ライザ2に戻される。一方、第1脱硫材及び燃焼排ガスは、サイクロン3から煙道21へ排出される。煙道に排出された第1脱硫材によって、既述の実施例と同様に、燃焼排ガスの脱塩が行なわれ、煙道21を通過する燃焼排ガスのHClを除去することが可能となる。
In the
ここで、第1脱硫材だけを供給した場合には、脱硫材が循環型流動層炉を循環しなくなる。従って、ライザ2内の脱硫材の濃度を十分に保つことができなくなる。
Here, when only the first desulfurization material is supplied, the desulfurization material does not circulate in the circulating fluidized bed furnace. Accordingly, the concentration of the desulfurization material in the
これに対して、本実施例では、第2脱硫材がライザ2に戻されるため、ライザ2内における脱硫材濃度の低下を防止できる。その結果、煙道21にて脱塩を行いつつも、ライザ2内における脱硫作用及び未燃成分の酸化作用を促進することができる。
In contrast, in this embodiment, since the second desulfurization material is returned to the
第1脱硫材の粒径について説明する。例えば、サイクロン3が、150μm以下の粒子を排出し、150μmより大きい粒子を捕集するように構成されているものとする。すなわち、サイクロン3の限界粒子径が150μmであるものとする。この場合に、第1脱硫材としては、最大粒子径が150μmより小さいものを用いることが好ましい。
The particle size of the first desulfurizing material will be described. For example, it is assumed that the
第2脱硫材の粒径について説明する。サイクロン3が、150μm以下の粒子を排出し、150μmより大きい粒子を捕集するように構成されているものとする。すなわち、サイクロン3の限界粒子径が150μmであるものとする。この場合に、第2脱硫材としては、平均粒子径が150μmより大きいものを用いることが好ましい。これにより、炉内、特に、ライザ下部における脱硫材の濃度を十分に保つことができ、窒素化合物の酸化反応を十分に促進することができる。また、第2脱硫材の平均粒子径は、350μm以下であることが好ましい。平均粒子径が350μmを超える場合には、第2脱硫材がライザ2の下部に堆積し、上部に吹き上げられにくくなることがある。その結果、脱硫作用や酸化触媒作用などが十分に発揮されにくくなる。また、ファン15に要する動力も増えてしまう。
The particle size of the second desulfurization material will be described. It is assumed that the
サイクロン3の限界粒子径が150μmである場合、第2脱硫材として、より好ましくは、平均粒子径が150μmより大きく、且つ、大半(重量基準にして50%以上)の粒子の粒子径が100μm以上350μm以下の範囲に入るものを用いることが好ましい。このような範囲の粒度分布を有する脱硫材を用いれば、長時間運転により確実に炉内に第2脱硫材が蓄積される上、第2脱硫材が上部に吹き上げられにくくなることもない。
When the critical particle diameter of the
第1脱硫材及び第2脱硫材の種類としては、既述の実施例の脱硫材と同じ種類のもの(石灰石、消石灰、及びドロマイトなど)を用いることができる。 As a kind of 1st desulfurization material and 2nd desulfurization material, the same kind (limestone, slaked lime, dolomite, etc.) as the desulfurization material of the above-mentioned Example can be used.
第1脱硫材及び第2脱硫材の投入量は、既述の実施例と同様に、炉の入口におけるCa/(S+Cl)当量比が3.5以上となるような投入量であることが好ましい。尚、この投入量は、予め、廃棄物の成分比率を測定しておくことにより、決定することができる。 The input amounts of the first desulfurization material and the second desulfurization material are preferably such input amounts that the Ca / (S + Cl) equivalent ratio at the furnace inlet is 3.5 or more, as in the above-described embodiments. . This input amount can be determined by measuring the component ratio of waste in advance.
また、本実施例では、濃度測定機構34によって、燃焼排ガス中のNOx濃度が測定される。そして、濃度測定機構34の測定結果に基づいて、燃焼制御機構(ファン15及びファン38)の動作が制御される。
In this embodiment, the
既述のように、本実施例では、第2脱硫材によってライザ2内の未燃成分の酸化が促進される。未燃成分のうち、窒素化合物(HCN、NH3、など)が酸化されると、NOxが生成することがある。従って、燃焼排ガス中のNOx濃度が所定の値よりも高くなった場合には、燃焼制御機構(ファン15及びファン38)によって、ライザ2内の環境が、燃焼(酸化)が起こり難い環境となるように、制御される。具体的には、一次空気及び二次空気の供給量を減らすか、又は、二次空気に対する一次空気の供給比率を減らすことにより、酸化反応が起こり難い環境に制御される。これによって、NOx濃度の増加が抑制され、燃焼排ガス中のNOx濃度を抑制することができる。
As described above, in the present embodiment, the oxidation of the unburned components in the
また、燃焼制御機構だけでは十分にNOx濃度を抑制できない場合には、第2脱硫材供給機構37により、第2脱硫材の供給量が減らされる。これにより、ライザ2内における酸化反応が確実に抑制され、燃焼排ガス中のNOx濃度を確実に抑制することができる。
When the NOx concentration cannot be sufficiently suppressed only by the combustion control mechanism, the second desulfurization
また、本実施例では、運転時に、差圧測定機構33によって、ライザ2の上部と下部における差圧が測定されている。既述のように、第2脱硫材は、循環型流動層炉を循環する。従って、第2脱硫材の供給量を制御することにより、炉内の差圧を制御することができる。そこで、この差圧測定機構33による測定結果に基づいて、第2脱硫材供給機構37が、ライザ2内の差圧が一定となるように、第2脱硫材の供給量を制御する。
In this embodiment, the differential pressure at the upper and lower portions of the
ライザ2内の差圧は、ライザ2内に存在する粒子量に依存する。すなわち、ライザ2内に存在する差圧を一定に制御することにより、ライザ2内の粒子量を一定に制御できる。ライザ2内の粒子量を一定に制御することにより、ライザ2内の温度を均一化させることができる。また、差圧が一定であることにより、固体成分と気体成分との接触が促進され、脱硫反応及び酸化反応などを促進させることができる。
The differential pressure in the
具体的には、差圧の測定結果が所定の値よりも小さくなった場合には、第2脱硫材供給機構37により、第2脱硫材が補充される。一方、差圧が所定の値よりも大きくなった場合には、第2脱硫材供給機構37により、第2脱硫材の供給が停止される。また、流動媒体引き抜き機構35によって、流動層2aから流動媒体と共に第2脱硫材が排出される。
Specifically, when the measurement result of the differential pressure becomes smaller than a predetermined value, the second desulfurization material is supplemented by the second desulfurization
以上説明したように、本実施例によれば、第1脱硫材と第2脱硫材とを用いることにより、煙道21にて脱塩作用を促進させた上で、ライザ2内の酸化作用を促進することができる。
As described above, according to the present embodiment, by using the first desulfurization material and the second desulfurization material, the desalination action is promoted in the
また、NOx濃度が高くなった場合には、濃度測定機構34及び燃焼制御機構(ファン15、ファン38)により、ライザ2内の酸化作用を抑制される。これにより、NOx濃度を抑制することができる。
Further, when the NOx concentration becomes high, the oxidizing action in the
また、差圧測定機構33、第2脱硫材供給機構37、及び流動媒体引き抜き機構35により、ライザ2内の粒子量を一定に保つことができる。これにより、ライザ2内の温度を均一化することができる。また、固気接触促進により脱硫反応を促進することができる。
In addition, the amount of particles in the
尚、本実施例においては、第1脱硫材投入口13−1と第2脱硫材投入口13−2とが別々に設けられている場合について説明した。但し、これらは必ずしも別々である必要はなく、共通の投入口から第1脱硫材と第2脱硫材が投入されてもよい。 In addition, in the present Example, the case where the 1st desulfurization material input port 13-1 and the 2nd desulfurization material input port 13-2 were provided separately was demonstrated. However, these are not necessarily separate, and the first desulfurization material and the second desulfurization material may be input from a common input port.
また、既述の実施例と同様に、第1脱硫材供給機構36及び第2脱硫材供給機構37は、廃棄物投入手段12により、廃棄物に第1脱硫材及び第2脱硫材とを混合して、ライザ2内に投入してもよい。これにより、脱硫材を確実にライザ2の下部に供給することができ、ライザ2内における脱硫材の滞留時間を長くすることができる。その結果、脱硫効率を高めることができる。また、混合が最も激しく行われるライザ2の下部において脱硫が行われることになり、この観点からも脱硫効率を高めることが可能となる。
Similarly to the above-described embodiment, the first desulfurization
本発明によれば、炉内脱硫により脱硫とともに十分な脱塩効率を得ることができ、また簡便に且つ低コストで脱硫と脱塩を行なうことが可能であるため、下水汚泥、都市ごみ、産業廃棄物等の塩素を含有した廃棄物を焼却処理する循環型流動層炉及びこれを備えたシステム全般に好適に適用できる。 According to the present invention, sufficient demineralization efficiency can be obtained together with desulfurization by in-furnace desulfurization, and desulfurization and demineralization can be performed easily and at low cost. Therefore, sewage sludge, municipal waste, industrial The present invention can be suitably applied to a circulating fluidized bed furnace for incinerating waste containing chlorine such as waste and a system including the same.
1 循環型流動層炉
2 ライザ
2a 流動層
2b フリーボード
3 サイクロン
5 シールポット
12 廃棄物投入手段
13 脱硫材投入口
21 煙道
22 空気予熱器
23 廃熱ボイラ
24 ガス冷却塔
25 バグフィルタ
28 セラミックフィルタ
31 圧力センサ
32 圧力センサ
33 差圧測定機構
34 濃度測定機構
35 流動媒体引き抜き機構
36 第1脱硫材供給機構
37 第2脱硫材供給機構
38 ファン
39 空気予熱器
DESCRIPTION OF
Claims (29)
前記脱硫材の最大粒子径が100μm以下であり、
前記サイクロンが、前記流動媒体は捕集し、一方前記脱硫材は燃焼排ガスに同伴させて排出する粒子分離性能を有し、
前記排ガスに同伴して排出された脱硫材により、前記サイクロンから延設される煙道上で脱硫及び脱塩を行なうことを特徴とする循環型流動層炉。 Waste containing chlorine is mixed with a fluid medium and combusted. The fluid medium is separated and collected from the combustion exhaust gas by a cyclone and recycled, and a desulfurization material made of Ca compound powder is introduced into the furnace. In a circulating fluidized bed furnace that performs desulfurization,
The maximum particle size of the desulfurization material is 100 μm or less,
The cyclone collects the fluid medium, while the desulfurization material has a particle separation performance to be discharged with combustion exhaust gas;
A circulating fluidized bed furnace characterized in that desulfurization and desalting are performed on a flue extending from the cyclone with a desulfurization material discharged accompanying the exhaust gas.
前記除塵装置が、バグフィルタ若しくはセラミックフィルタを含むフィルタ式除塵装置であることを特徴とする循環型流動層炉を備えた処理システム。 A circulation type fluidized bed furnace according to any one of claims 1 to 5, and an exhaust gas treatment facility installed on a flue extending from a cyclone of the circulation type fluidized bed furnace, wherein the exhaust gas treatment facility is at least A processing system having a dust removal device for collecting fly ash in the combustion exhaust gas,
A processing system comprising a circulating fluidized bed furnace, wherein the dust removing device is a filter type dust removing device including a bag filter or a ceramic filter.
前記燃焼排ガスから前記流動媒体を捕集し、前記燃焼排ガスを煙道に排出するととともに、前記流動媒体を前記ライザに戻すサイクロンとを備える循環型流動層炉の運転方法であって、
前記ライザ内に、第1脱硫材を供給する工程と、
を具備し、
前記第1脱硫材の粒子径は、前記サイクロンにて前記煙道側に排出されるような粒子径であることを特徴とする
循環型流動層炉の運転方法。 A riser that mixes waste with a fluid medium and burns to produce combustion exhaust gas;
A method for operating a circulating fluidized bed furnace comprising: collecting the fluidized medium from the combustion exhaust gas, discharging the combustion exhaust gas to a flue, and a cyclone for returning the fluid medium to the riser,
Supplying a first desulfurization material into the riser;
Comprising
The method of operating a circulating fluidized bed furnace, wherein the particle size of the first desulfurization material is a particle size that is discharged to the flue side by the cyclone.
前記第1脱硫材の平均粒子径は、前記サイクロンの限界粒子径よりも小さいことを特徴とする
循環型流動層炉の運転方法。 The operation method of the circulating fluidized bed furnace according to claim 7,
The method of operating a circulating fluidized bed furnace, wherein an average particle size of the first desulfurization material is smaller than a critical particle size of the cyclone.
更に、
前記ライザ内に、第2脱硫材を供給する工程、
を具備し、
前記第2脱硫材の粒子径は、前記サイクロンにて捕集されるような粒子径であることを特徴とする
循環型流動層炉の運転方法。 A method for operating a circulating fluidized bed furnace according to claim 7 or 8,
Furthermore,
Supplying a second desulfurization material into the riser;
Comprising
The method of operating a circulating fluidized bed furnace, wherein the particle size of the second desulfurization material is a particle size that is collected by the cyclone.
前記第2脱硫材の平均粒子径は、前記サイクロンの限界粒子径よりも大きいことを特徴とする
循環型流動層炉の運転方法。 A method for operating a circulating fluidized bed furnace according to claim 9,
The circulating fluidized bed furnace operating method, wherein an average particle size of the second desulfurization material is larger than a critical particle size of the cyclone.
前記第1脱硫材及び前記第2脱硫材は、それぞれ、Ca化合物を含んでいることを特徴とする
循環型流動層炉の運転方法。 A method for operating a circulating fluidized bed furnace according to claim 9 or 10,
The operation method of a circulating fluidized bed furnace, wherein the first desulfurization material and the second desulfurization material each contain a Ca compound.
前記Ca化合物は、石灰石(CaCO3)であることを特徴とする
循環型流動層炉の運転方法。 An operation method for a circulating fluidized bed furnace according to claim 11,
The method of operating a circulating fluidized bed furnace, wherein the Ca compound is limestone (CaCO 3 ).
更に、
前記ライザの上部と下部における差圧を測定する工程と、
前記差圧が一定となるように、前記第2脱硫材の前記ライザへの投入量を制御する工程と、
を具備することを特徴とする
循環型流動層炉の運転方法。 A method for operating a circulating fluidized bed furnace according to any one of claims 9 to 12,
Furthermore,
Measuring the differential pressure at the top and bottom of the riser;
Controlling the input amount of the second desulfurization material to the riser so that the differential pressure is constant;
A circulating fluidized bed furnace operating method characterized by comprising:
更に、
前記差圧測定機構による測定結果に基づいて、前記流動媒体を引き抜く工程と、
を具備することを特徴とする
循環型流動層炉の運転方法。 An operation method for a circulating fluidized bed furnace according to claim 13,
Furthermore,
A step of pulling out the fluid medium based on the measurement result by the differential pressure measuring mechanism;
A circulating fluidized bed furnace operating method characterized by comprising:
前記投入量を制御する工程は、炉の入口におけるCa/(S+Cl)当量比が3.5以上となるように、前記第1脱硫材及び前記第2脱硫材の投入量を制御する工程を備えていることを特徴とする
循環型流動層炉の運転方法。 The operation method of the circulating fluidized bed furnace according to claim 13 or 14,
The step of controlling the input amount includes the step of controlling the input amounts of the first desulfurization material and the second desulfurization material so that the Ca / (S + Cl) equivalent ratio at the furnace inlet is 3.5 or more. A method for operating a circulating fluidized bed furnace.
更に、
前記燃焼排ガス中のNOx濃度を測定する工程と、
前記燃焼排ガス中のNOx濃度に基づいて、前記ライザ内における前記廃棄物の燃焼のし易さを制御する工程と、
を具備することを特徴とする
循環型流動層炉の運転方法。 A method for operating a circulating fluidized bed furnace according to any one of claims 9 to 15,
Furthermore,
Measuring NOx concentration in the combustion exhaust gas;
Controlling the ease of combustion of the waste in the riser based on the NOx concentration in the combustion exhaust gas;
A circulating fluidized bed furnace operating method characterized by comprising:
更に、
前記ライザ内に充填された前記流動媒体が流動化して得られる流動層内に、燃焼用の空気を一次空気として供給する工程と、
前記ライザ内における前記流動層の上方に形成されるフリーボード内に、燃焼用の空気を二次空気として供給する工程と、
を具備し、
前記燃焼のし易さを制御する工程は、前記一次空気と前記二次空気との供給比率を制御することを特徴とする
循環型流動層炉の運転方法。 A method for operating a circulating fluidized bed furnace according to claim 16,
Furthermore,
Supplying combustion air as primary air into a fluidized bed obtained by fluidizing the fluid medium filled in the riser;
Supplying combustion air as secondary air into a freeboard formed above the fluidized bed in the riser;
Comprising
The step of controlling the ease of combustion controls the supply ratio of the primary air and the secondary air, wherein the circulating fluidized bed furnace is operated.
前記燃焼排ガスから前記流動媒体を捕集し、前記燃焼排ガスを煙道に排出するととともに、前記流動媒体を前記ライザに戻すサイクロンと、
前記ライザ内に、第1脱硫材を供給する第1脱硫材供給機構と、
を具備し、
前記第1脱硫材の粒子径は、前記サイクロンにて前記煙道側に排出されるような粒子径であることを特徴とする
循環型流動層炉。 A riser that mixes waste with a fluid medium and burns to produce combustion exhaust gas;
A cyclone that collects the fluid medium from the combustion exhaust gas, discharges the combustion exhaust gas to a flue, and returns the fluid medium to the riser;
A first desulfurization material supply mechanism for supplying a first desulfurization material into the riser;
Comprising
The circulating fluidized bed furnace according to claim 1, wherein the particle size of the first desulfurization material is a particle size that is discharged to the flue side by the cyclone.
前記第1脱硫材の平均粒子径は、前記サイクロンの限界粒子径よりも小さいことを特徴とする
循環型流動層炉。 A circulating fluidized bed furnace according to claim 18,
The circulating fluidized bed furnace characterized in that an average particle size of the first desulfurization material is smaller than a critical particle size of the cyclone.
更に、
前記ライザ内に、第2脱硫材を供給する第2脱硫材供給機構、
を具備し、
前記第2脱硫材の粒子径は、前記サイクロンにて捕集されるような粒子径であることを特徴とする
循環型流動層炉。 A circulating fluidized bed furnace according to claim 18 or 19,
Furthermore,
A second desulfurization material supply mechanism for supplying a second desulfurization material into the riser;
Comprising
The circulating fluidized bed furnace characterized in that the particle size of the second desulfurization material is a particle size that is collected by the cyclone.
前記第2脱硫材の平均粒子径は、前記サイクロンの限界粒子径よりも大きいことを特徴とする
循環型流動層炉。 A circulating fluidized bed furnace according to claim 20,
The circulating fluidized bed furnace characterized in that an average particle size of the second desulfurization material is larger than a critical particle size of the cyclone.
前記第1脱硫材及び前記第2脱硫材は、それぞれ、Ca化合物を含んでいることを特徴とする
循環型流動層炉。 A circulating fluidized bed furnace according to claim 20 or 21,
Each of the first desulfurization material and the second desulfurization material contains a Ca compound, and the circulation type fluidized bed furnace.
更に、
前記ライザの上部と下部における差圧を測定する差圧測定機構、
を具備し、
前記第2脱硫材供給機構は、前記差圧が一定となるように、前記第2脱硫材の前記ライザへの投入量を制御することを特徴とする
循環型流動層炉。 A circulating fluidized bed furnace according to any one of claims 20 to 22,
Furthermore,
A differential pressure measuring mechanism for measuring the differential pressure at the upper and lower portions of the riser;
Comprising
The circulating fluidized bed furnace characterized in that the second desulfurization material supply mechanism controls the amount of the second desulfurization material input to the riser so that the differential pressure becomes constant.
更に、
前記差圧測定機構による測定結果に基づいて、前記流動媒体を引き抜く流動媒体引き抜き機構、
を具備することを特徴とする
循環型流動層炉。 A circulating fluidized bed furnace according to claim 23,
Furthermore,
Based on the measurement result by the differential pressure measurement mechanism, a fluid medium extraction mechanism for extracting the fluid medium,
A circulating fluidized bed furnace characterized by comprising:
前記第1脱硫材供給機構及び前記第2脱硫材供給機構は、炉の入口におけるCa/(S+Cl)当量比が3.5以上となるように、前記第1脱硫材及び前記第2脱硫材の投入量を制御することを特徴とする
循環型流動層炉。 A circulating fluidized bed furnace according to claim 23 or 24,
The first desulfurization material supply mechanism and the second desulfurization material supply mechanism are configured so that the Ca / (S + Cl) equivalent ratio at the furnace inlet is 3.5 or more. A circulating fluidized bed furnace characterized by controlling the input amount.
更に、
前記燃焼排ガス中のNOx濃度を測定する濃度測定機構と、
前記燃焼排ガス中のNOx濃度に基づいて、前記ライザ内における前記廃棄物の燃焼のし易さを制御する燃焼制御機構と、
を具備することを特徴とする
循環型流動層炉。 A circulating fluidized bed furnace according to any one of claims 18 to 25,
Furthermore,
A concentration measuring mechanism for measuring NOx concentration in the combustion exhaust gas;
A combustion control mechanism for controlling the ease of combustion of the waste in the riser based on the NOx concentration in the combustion exhaust gas;
A circulating fluidized bed furnace characterized by comprising:
更に、
前記燃焼制御機構は、
前記ライザ内に充填された前記流動媒体が流動化して得られる流動層内に、燃焼用の空気を一次空気として供給し、前記ライザ内における前記流動層の上方に形成されるフリーボード内に、燃焼用の空気を二次空気として供給し、前記一次空気と前記二次空気との供給比率を制御することにより、前記廃棄物の燃焼のし易さを制御することを特徴とする
循環型流動層炉。 A circulating fluidized bed furnace according to claim 26,
Furthermore,
The combustion control mechanism is
In a fluidized bed obtained by fluidizing the fluidized medium filled in the riser, combustion air is supplied as primary air, and in a free board formed above the fluidized bed in the riser, Circulating flow characterized by controlling combustion easiness of the waste by supplying combustion air as secondary air and controlling a supply ratio of the primary air and the secondary air Laminar furnace.
前記第1脱硫材供給機構と前記第2脱硫材供給機構とは、別々の投入口から、脱硫材の供給を行うことを特徴とする
循環型流動層炉。 A circulating fluidized bed furnace according to any one of claims 18 to 27,
The circulating fluidized bed furnace wherein the first desulfurization material supply mechanism and the second desulfurization material supply mechanism supply desulfurization materials from separate inlets.
前記第1脱硫材供給機構と前記第2脱硫材供給機構とは、共通の投入口から、脱硫材の供給を行うことを特徴とする
循環型流動層炉。 A circulating fluidized bed furnace according to any one of claims 18 to 27,
The circulating fluidized bed furnace wherein the first desulfurization material supply mechanism and the second desulfurization material supply mechanism supply the desulfurization material from a common inlet.
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