JP2013250017A - 加圧流動炉システムの流動媒体の搬送方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】上記課題は、タンク内の圧力を降圧し、上部供給装置を駆動してタンクに流動媒体を搬送する前段工程と、タンク内の圧力を昇圧し、下部供給装置を駆動して加圧流動炉に流動媒体を搬送する後段工程と、タンク内の圧力を昇圧された状態に維持する待機工程によって解決される。
【選択図】図3
Description
加圧流動炉システムは、被処理物を燃焼させる流動層を有する加圧流動炉と、加圧流動炉から排出される燃焼排ガスでよって回動するタービンとタービンの回動に伴って回動し加圧流動炉に燃焼に必要な燃焼空気を供給するコンプレッサーを内装する過給機とからなる。
加圧流動動炉システムでは、過給機から加圧流動炉に被処理物の燃焼に必要な全ての燃焼空気を供給して自立運転を行なうために、流動ブロワや誘引ファンが不要となり、ランニングコストを低減できること知られている。
流動層炉に流動媒体である砂を搬送する搬送装置が開示されている。該搬送装置は、砂を貯留する常圧タンクと、内圧を昇降可能な加圧タンクと、流動層炉を備え、常圧タンクと加圧タンク、及び加圧タンクと加圧タンクはそれぞれバルブによって接続されている。
加圧タンクから流動層炉に砂が自由落下する場合には、加圧タンクを昇圧することなく加圧タンクと流動層炉の間のバルブを連通させ加圧タンクから流動層炉に砂を搬送し、一方、流動層炉の内圧が高く、加圧タンクから流動層炉に砂が自由落下しない場合には、加圧タンクを昇圧した後に、加圧タンクと流動層炉の間のバルブを連通させ加圧タンクから流動層炉に砂を搬送する。(特許文献1)
第1発明は、被処理物を燃焼させる加圧流動炉と、該加圧流動炉に流動媒体を搬送する上部供給装置とタンクの間に配置された上段弁と、該タンクの下側の流動媒体を搬送する下部供給装置と前記加圧流動炉の間に配置された下段弁を有する搬送装置を備えた加圧流動炉システムの流動媒体の搬送方法において、
前記タンク内の圧力を降圧し、前記上段弁を駆動して上部供給装置とタンクを連通し、前記上部供給装置を駆動してタンクに流動媒体を搬送した後に、前記上段弁を駆動して上部供給装置とタンクを非連通する前段工程と、
前記タンク内の圧力を昇圧し、前記下段弁を駆動してタンクと加圧流動炉を連通し、前記下部供給装置を駆動して加圧流動炉に流動媒体を搬送した後に、前記下段弁を駆動してタンクと加圧流動炉を非連通とする後段工程とからなる搬送工程を少なくとの一回以上繰り返した後に、
前記タンク内の圧力を昇圧された状態に維持する待機工程を有すること特徴とする
タンク内の圧力を降圧し、上部供給装置を駆動してタンクに流動媒体を搬送するので外部からタンクに流動媒体を能率良く搬送することができる。また、タンク内の圧力を昇圧し、下部供給装置を駆動して加圧流動炉に流動媒体を搬送するので、タンクの内圧を加圧流動炉の内圧と略等価にして流動媒体の搬送時に加圧流動炉内の圧力の変動を低減することができる。さらに、流動媒体の搬送終了後にタンク内の圧力を昇圧された状態に維持するので、タンク内に加圧流動炉で発生した燃焼排ガス等の逆流を防止してタンクの内面の腐植を抑制することができる。
タンク内の圧力を加圧流動炉よりも0〜0.01Mpa高い圧力に昇圧するので、流動媒体の搬送時に加圧流動炉内の圧力の変動をより低減することができ、タンクの内面の腐植をより抑制することができる。
上部供給装置からタンクに流動媒体の搬送中に上段弁に洗浄用気体を供給し、タンクから加圧流動炉に流動媒体の搬送中に下段弁に洗浄用気体を供給するので、上下段弁の弁体とシール部に付着、混入した流動媒体が除去され、流動媒体による上下段弁の作動不良が防止され、上下段弁の保守・点検頻度を減らすことができる。
上段弁と下段弁の劣化状態をタンクに設けられた圧力測定手段によって検出しているので、上段弁と下段弁の劣化状況を正しく把握でき、計画的な保守・交換作業計画を組むことができる。
流動媒体は、未使用の流動媒体と使用した流動媒体との混合物であるので、加圧流動炉から搬出された不純物中に介在する所定の粒径を有する流動媒体を再利用でき、ランニングコストを低減することができる。
前記タンクには、該タンク内の圧力を昇降させる吸排気装置を備え、
前記タンク内の圧力の降圧中に、前記上段弁によって上部供給装置とタンクの連通、非連通状態を切換え、
前記タンク内の圧力の昇圧中に、前記下段弁によってタンクと加圧流動炉の連通、非連通状態を切換える構成からなることを特徴とする。
タンク内の圧力の降圧中に、上段弁によって上部供給装置とタンクの連通、非連通状態を切換えるので、外部からタンクに流動媒体を能率良く搬送することができる。また、タンク内の圧力の昇圧中に、下段弁によってタンクと加圧流動炉の連通、非連通状態を切換えるので、タンクの内圧を加圧流動炉の内圧と略等価にして流動媒体の搬送時に加圧流動炉内の圧力の変動を低減することができる。
下部供給装置がスクリューコンベヤからなるので、流動媒体の搬送時に加圧流動炉内の圧力の変動をより低減することができる。
上部供給装置がスクリューコンベヤからなるので、部品の共有化を進めることができ、保守・点検を容易に行なうことができる。
貯留装置10には、含水率を65〜85質量%程度に脱水処理された下水汚泥などの被処理物が貯留される。
加圧流動炉20の下部には、流動媒体となる所定の粒径を有する砂等の固体粒子が充填されている。加圧流動炉20は、供給される燃焼空気によって固体粒子からなる流動層(砂層)の流動状態を維持しつつ、外部から供給される被処理物、必要に応じて供給される都市ガス、重油等の補助燃料を燃焼させるものである。
上部供給装置101には、コーンバルブ、ロータリバルブ、スウィング弁ダンパ、ピンチバルブ、スクリュウコンベヤ等を使用することできるが、ロータリバルブを使用するのが好適である。また、必要に応じて上部供給装置101の上方に、上部タンク101Aを設けることができ、搬送コンベヤ108から搬送された流動砂を一時的に貯留することも可能である。上部タンク101A内の流動砂には、未使用の流動砂と所定粒径を有する使用された流動砂が貯留されている。
吸排気装置103Aには、排気時にタンク103内の粉塵を捕集するバグフィルタ113Aと、外方に延伸する吸気用配管及び排気用配管が備えられている。吸気用配管の一方端は、タンク103への加圧用気体を供給する空気圧縮機や過給機60等に接続されている。特に、過給機60によって生成される圧縮空気を加圧用気体に使用すると、タンク103を加圧流動炉20よりも若干高い圧力まで容易に昇圧できるために好適である。一方、排気用配管の一方端は、大気へ開放されている。
吸気用配管は、バグフィルタ113Aのダスト付着面の外側からタンク103内に圧縮空気を供給できる位置に設けることが好ましく、このような構成とすることで吸気時には、バグフィルタ113Aに付着した粉塵をタンク103内にふるい落とす効果がある。
吸気用配管には吸気弁113B、排気用配管には排気弁113Cが設けられており、これらの弁を制御することでタンク103内の圧力を昇降させる。また、吸気用配管、排気用配管を各バグフィルタ113Aに接続する必要はなく、バグフィルタ113Aと接続する配管を共用とし、その配管の他端側を2つに分岐し延伸して吸気用配管、排気用配管にすることもできる。このような構成とすることでバグフィルタ113Aとの接続箇所が1箇所となり、メンテナンス性が向上する。
圧力測定手段103Bによってタンク103内の圧力を経過観察することによって、上部供給装置101、上段弁102等の損傷を予測することができる。
また、下段弁105には、上段弁102と同様に、弁体とシート部材との接触部や駆動部に付着、混入した不純物を除去するために、弁体とシート部材との接触部や駆動部などバルブ内部に洗浄用気体を巡廻するクリーニング装置105Aが設けられている。クリーニング装置105Aの構造および機能は、上段弁のクリーニング装置102Aと同様である。
加圧流動炉20から排出された燃焼排ガスは、加圧流動炉20の後段に設置された空気予熱器40に経路90を介して供給される。空気予熱器40では、加圧流動炉20に供給される燃焼空気と燃焼排ガスとが間接的に熱交換される。
空気予熱器40から排出された燃焼排ガスは、経路92を介して集塵機50に供給される。集塵機50では、燃焼排ガス中の焼却灰、ダスト、流動砂等の不純物が除去され、除去された不純物は、集塵機50内の底部に一時的に貯留された後、定期的に外部に排出される。また、集塵機50としては、セラミックバグフィルタ、サイクロンなど公知の集塵機を用いることができるが、特にセラミックバグフィルタが好適である。
集塵機50から排出された燃焼排ガスは、経路93を介して過給機60に供給される。過給機60は、集塵機50から排出される燃焼排ガスによって回動されるタービン61と、タービン61の回動をコンプレッサー62に伝動する軸63と、軸63を介して伝動されたタービン61の回動に伴って回動して圧縮空気を生成するコンプレッサー62とを備えている。過給機60で生成された圧縮空気は、燃焼空気として経路95を介して空気予熱器40に供給される。また、過給機60に供給された燃焼排ガスは、タービン61の回動に利用された後、後段の白煙防止予熱器70に供給される。なお、起動時に燃焼空気を供給する起動用ブロワ65が経路66を介してコンプレッサー62に接続されている。
白煙防止用熱交換器70では、過給機60から供給される燃焼排ガスと白煙防止ファン71から供給される白煙防止用空気とが間接的に熱交換される。昇温された白煙防止用空気は、配管99を介して煙突87に供給され、熱交換によって温度が下降した燃焼排ガスは、配管98を介して排煙処理塔80に供給される。なお、白煙防止用熱交換器70としては、シェルアンドチューブ式熱交換器、プレート式熱交換器等を用いることができる。
排煙処理塔80は、大気に排出可能な燃焼排ガスとなるよう所定のガス処理(例えば苛性ソーダによる酸性ガス処理)を行う。ガス処理された燃焼排ガスは、白煙防止用空気と混合され、排煙処理塔80の上部に配置された煙突87から大気に排出する。なお、煙突87は、排煙処理塔80の上部に設置されているが、これに限定されることなく、排煙処理塔とは別に独立して設置しても良い。
次に、炉外に配置された上部タンク101Aから加圧流動炉20に流動砂を供給する搬送方法を図3に基づいて説明する。なお、理解を容易にするために各工程に番号を付し、便宜上、工程1〜5を前段工程、工程6〜10を後段工程、工程11を待機工程と呼び、待機工程前に前段工程、後段工程を少なくとも1回以上繰り返すことができる。
上部タンク101Aからタンク103に流動砂を能率良く搬送するために、吸排気装置103Aの排気弁113Cを開放して加圧流動炉20と同圧、又は加圧流動炉20よりも若干高圧に維持されているタンク103の圧力を降圧する。
上段弁102の弁体とシート部材との接触部、駆動部に付着、混入した流動砂を除去するために、クリーニング装置102Aを駆動して上段弁102に洗浄用気体を供給する。
なお、上段弁102への洗浄用気体の供給を後述する工程3の直前、工程4の直後に行なうこともできるが、上段弁102の接触部に流動砂の付着を効率的に防止するために、上段弁102への洗浄用気体の供給は、後述する工程3〜5において連続して行なうのが好適である。
上部タンク101Aからタンク103に流動砂を搬送するために、上段弁102を駆動して、上部タンク101Aから流動砂を搬送する上部供給装置101とタンク103を連通する。
なお、上段弁102内に付着、混入した流動砂を効率的に除去するために、上段弁102の駆動を、上段弁102への洗浄用気体の供給から数秒後に開始するのが好適である。
消費電力等を削減するために、上部供給装置101を所定時間駆動させる。なお、上部供給装置101を駆動する所定時間は、上部供給装置101の単位時間あたりの搬送量、タンク103の容量等から決められる。
上部供給装置101を所定時間駆動させた後、上部供給装置101を停止し、上段弁102を駆動して、上部供給装置101とタンク103を非連通する。
タンク103に加圧流動炉20から燃焼排ガス等の逆流を防止し、タンク103の内面の腐食を防止するために、吸排気装置103Aの吸気弁113Bを駆動して加圧流動炉20と同圧、又は加圧流動炉20よりも若干高圧にタンク103の圧力を昇圧する。
なお、タンク103に加圧流動炉20から燃焼排ガス等の逆流を効率的に防止するために、タンク103の圧力を加圧流動炉20の圧力よりも0.001〜0.01Mpa高い圧力に設定するのが好適であり、タンク103の圧力が加圧流動炉20の圧力よりも0.001〜0.01Mpa高い圧力に到達後には、吸気弁113Bの駆動を停止する。
下段弁105の弁体とシート部材との接触部、駆動部に付着、混入した流動砂を除去するために、クリーニング装置105Aを駆動して下段弁105に洗浄用気体を供給する。
なお、下段弁105への洗浄用気体の供給を後述する工程8の直前、工程9の直後に行なうこともできるが、下段弁105の接触部に流動砂の付着を効率的に防止するために、下段弁105への洗浄用気体の供給は、後述する工程8〜10において連続して行なうのが好適である。
タンク103から加圧流動炉20に流動砂を搬送するために、下段弁105を駆動して、タンク103から流動砂を搬送する下部供給装置104と加圧流動炉20を連通する。
なお、下段弁105内に付着、混入した流動砂を効率的に除去するために、下段弁105の駆動を、下段弁105への洗浄用気体の供給から数秒後に開始するのが好適である。
消費電力等を削減するために、下部供給装置104を所定時間駆動させる。なお、下部供給装置104を駆動する所定時間は、下部供給装置104の単位時間あたりの搬送量、加圧流動炉20の容量等から決められる。
下部供給装置104を所定時間駆動させた後、下部供給装置104を停止し、下段弁105を駆動して、下部供給装置104と加圧流動炉20を非連通する。
タンク103に加圧流動炉20から燃焼排ガス等の逆流を防止し、タンク103の内面の腐食を防止するために、タンク103の圧力を加圧流動炉20よりも高い圧力に維持する。
10 貯留装置
20 加圧流動炉
40 空気予熱器
50 集塵機
60 過給機
61 タービン
62 コンプレッサー
70 白煙防止用予熱器
80 排煙処理塔
101 上部供給装置
101A 上部タンク
102 上段弁
102A クリーニング装置
103 タンク
103A 吸排気装置
103B 圧力測定手段
104 下部供給装置
105 下段弁
105A クリーニング装置
106 供給搬送装置
113B 吸気弁
113C 排気弁
Claims (8)
- 被処理物を燃焼させる加圧流動炉と、該加圧流動炉に流動媒体を搬送する上部供給装置とタンクの間に配置された上段弁と、該タンクの下側の流動媒体を搬送する下部供給装置と前記加圧流動炉の間に配置された下段弁を有する搬送装置を備えた加圧流動炉システムの流動媒体の搬送方法において、
前記タンク内の圧力を降圧し、前記上段弁を駆動して上部供給装置とタンクを連通し、前記上部供給装置を駆動してタンクに流動媒体を搬送した後に、前記上段弁を駆動して上部供給装置とタンクを非連通する前段工程と、
前記タンク内の圧力を昇圧し、前記下段弁を駆動してタンクと加圧流動炉を連通し、前記下部供給装置を駆動して加圧流動炉に流動媒体を搬送した後に、前記下段弁を駆動してタンクと加圧流動炉を非連通とする後段工程とからなる搬送工程を少なくとの一回以上繰り返した後に、
前記タンク内の圧力を昇圧された状態に維持する待機工程を有すること特徴とする加圧流動炉システムの流動媒体の搬送方法。 - 前記タンク内の圧力を加圧流動炉よりも0〜0.01Mpa高い圧力に昇圧する請求項1記載の加圧流動炉システムの不純物の搬送方法。
- 前記上部供給装置からタンクに流動媒体の搬送中に、前記上段弁に洗浄用気体を供給し、前記タンクから加圧流動炉に流動媒体の搬送中に、前記下段弁に洗浄用気体を供給する請求項1又は2記載の加圧流動炉システムの流動媒体の搬送方法。
- 前記上段弁と下段弁の劣化状態をタンクに設けられた圧力測定手段によって検出する請求項1〜3のいずれか1項の加圧流動炉システムの流動媒体の搬送方法。
- 前記流動媒体は、未使用の流動媒体と使用した流動媒体との混合物である請求項1〜3のいずれか1項の加圧流動炉システムの流動媒体の搬送方法。
- 被処理物を燃焼させる加圧流動炉と、該加圧流動炉に流動媒体を搬送する上部供給装置とタンクの間に配置された上段弁と、該タンクの下側の流動媒体を搬送する下部供給装置と前記加圧流動炉の間に配置された下段弁を有する搬送装置を備えた加圧流動炉システムにおいて、
前記タンクには、該タンク内の圧力を昇降させる吸排気装置を備え、
前記タンク内の圧力の降圧中に、前記上段弁によって上部供給装置とタンクの連通、非連通状態を切換え、
前記タンク内の圧力の昇圧中に、前記下段弁によってタンクと加圧流動炉の連通、非連通状態を切換える構成からなることを特徴とする加圧流動炉システム。 - 前記下部供給装置がスクリューコンベヤからなる請求項6記載の加圧流動炉システム。
- 前記上部供給装置がスクリューコンベヤからなる請求項7記載の加圧流動炉システム。
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