JP2016183616A - Fluid bed incineration facility - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流動層焼却炉に供給される流動用空気によって被処理物を流動しつつ焼却する流動層焼却設備に関するものである。 The present invention relates to a fluidized bed incineration facility that incinerates an object to be treated while flowing with a fluidizing air supplied to a fluidized bed incinerator.
このような流動層焼却設備として、例えば特許文献1には、下水汚泥等の被処理物を流動用空気によって流動しつつ燃焼する流動層炉と、この流動層炉から排出された燃焼排ガスと流動用空気との間で熱交換を行う空気予熱器と、この空気予熱器から排出された燃焼排ガスの除塵を行う集塵機と、この集塵機で除塵された燃焼排ガスによって圧縮空気を発生する過給機(ターボチャージャ)を備えた加圧流動炉設備が記載されている。上記過給機によって発生した圧縮空気は、上記空気予熱器を経て流動層炉に流動用空気として供給される。 As such a fluidized bed incineration facility, for example, Patent Document 1 discloses a fluidized bed furnace that burns an object to be treated such as sewage sludge by flowing air, and combustion exhaust gas discharged from the fluidized bed furnace and fluidized. An air preheater that exchanges heat with industrial air, a dust collector that removes dust from the combustion exhaust gas discharged from the air preheater, and a turbocharger that generates compressed air from the combustion exhaust gas removed from the dust collector ( A pressurized flow furnace installation with a turbocharger is described. The compressed air generated by the supercharger is supplied as fluidizing air to the fluidized bed furnace through the air preheater.
ところで、このような流動層焼却設備では、流動層炉から排出された燃焼排ガスや空気予熱器から排出された燃焼排ガスの保有熱を廃熱ボイラーによって熱回収したり、除塵された燃焼排ガスを外部に排出するための処理を行う排煙処理塔の循環水から熱回収をしたりしている。 By the way, in such a fluidized bed incineration facility, the retained heat of the combustion exhaust gas discharged from the fluidized bed furnace and the combustion exhaust gas discharged from the air preheater is recovered by a waste heat boiler, or the dusted combustion exhaust gas is removed from the outside. The heat is recovered from the circulating water of the flue gas processing tower that performs the processing to discharge the water.
ところが、特に被処理物が下水汚泥である場合に脱水設備の能力向上によって脱水汚泥の水分が低下した場合、流動層炉において補助燃料が不要な自燃運転が可能となり、このとき流動層炉における燃焼温度が高くなりすぎて燃焼排ガスから回収可能な熱量が多くなることがある。こうして燃焼排ガスの熱量が多くなると、空気予熱器において予熱された流動用空気の温度も上昇し、さらなる流動層炉の燃焼温度上昇を招く結果となる。 However, especially when the material to be treated is sewage sludge, if the water content of the dewatered sludge decreases due to the improvement of the capacity of the dewatering equipment, self-burning operation that does not require auxiliary fuel in the fluidized bed furnace becomes possible. The amount of heat that can be recovered from the combustion exhaust gas may increase because the temperature becomes too high. When the amount of heat of the combustion exhaust gas increases in this way, the temperature of the fluidized air preheated in the air preheater also rises, resulting in a further increase in the combustion temperature of the fluidized bed furnace.
ここで、このような焼却熱量の増加に対応する手段としては、例えば流動層炉内に水を噴霧して燃焼温度を抑制することが考えられるが、蒸発した噴霧水によって燃焼排ガス量が増加するため、上記集塵機等の排ガス処理設備を大型化せざるを得なくなる。また、空気予熱器において予熱される流動用空気の温度を下げる手段もあるが安定して運転制御することが難しく、さらに流動層炉内をボイラー構造として熱回収量を増やす手段では設備が複雑化するとともにコストの増大を招く。 Here, as a means for dealing with such an increase in the amount of heat for incineration, for example, water can be sprayed into the fluidized bed furnace to suppress the combustion temperature, but the amount of combustion exhaust gas increases due to the evaporated spray water. For this reason, the exhaust gas treatment equipment such as the dust collector must be enlarged. In addition, although there is a means to lower the temperature of the fluidized air preheated in the air preheater, it is difficult to control the operation stably, and the equipment is complicated if the fluidized bed furnace is made into a boiler structure to increase the amount of heat recovery. In addition, the cost increases.
さらにまた、下水汚泥は集約処理されることが多くなってきていて、含水率や発熱量などの汚泥性状の変動が従来よりも大きくなっており、流動層焼却設備を安定して運転することが難しくなってきている。そして、これらの問題は、特に燃焼排ガスによって発生した圧縮空気を流動用空気として流動層炉に供給する上述した加圧流動炉設備において一層顕著となる。 In addition, sewage sludge is often intensively treated, and fluctuations in sludge properties such as moisture content and calorific value are larger than before, and fluidized bed incineration equipment can be operated stably. It's getting harder. These problems become more conspicuous especially in the above-described pressurized fluidized furnace equipment that supplies compressed air generated by combustion exhaust gas as fluidized air to a fluidized bed furnace.
本発明は、このような背景の下になされたもので、設備の大型化や複雑化、コスト増大を招くことなく、被処理物の性状が変動しても安定的かつ容易に運転制御することが可能な流動層焼却設備を提供することを目的としている。 The present invention has been made under such a background, and can stably and easily control the operation even if the properties of the object to be processed fluctuate without causing an increase in size, complexity, and cost of equipment. It aims to provide a fluidized bed incineration facility.
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、流動用空気によって被処理物を流動しつつ燃焼する流動層焼却炉と、この流動層焼却炉から排出された燃焼排ガスと上記流動用空気との間で熱交換を行う空気予熱器と、この空気予熱器において熱交換された上記流動用空気を上記流動層焼却炉に供給する予熱空気ダクトとを備え、上記予熱空気ダクトには複数のスターリングエンジン発電機が取り付けられていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve such an object, the present invention provides a fluidized bed incinerator that burns while moving a material to be treated by fluidizing air, and a combustion exhausted from the fluidized bed incinerator. An air preheater for exchanging heat between the exhaust gas and the fluidizing air; and a preheating air duct for supplying the fluidizing air heat-exchanged in the air preheater to the fluidized bed incinerator. A plurality of Stirling engine generators are attached to the air duct.
スターリングエンジン発電機は、周知の通り、例えばシリンダー内に収容したディスプレーサピストンとパワーピストンとをクランクシャフトに連結し、このシリンダーの一端部をヒータ部(加熱部)とするとともに他端部を冷却部として、その温度差によるシリンダー内のガスの体積変化によってクランクシャフトを回転させ、このクランクシャフトに連結した発電機により発電を行うものであり、起動時間が短いという特長を有している。 As is well known, a Stirling engine generator, for example, connects a displacer piston and a power piston housed in a cylinder to a crankshaft, and uses one end of the cylinder as a heater part (heating part) and the other end as a cooling part. As described above, the crankshaft is rotated by the volume change of the gas in the cylinder due to the temperature difference, and power is generated by the generator connected to the crankshaft.
従って、このようなスターリングエンジン発電機を、空気予熱器において熱交換された流動用空気を流動層焼却炉に供給する予熱空気ダクトに複数取り付けた上記構成の流動層焼却設備では、流動層焼却炉における燃焼温度が上昇して燃焼排ガスの熱量が増大したときには、このスターリングエンジン発電機を起動させることにより、流動用空気を冷却して流動層焼却炉における燃焼温度や燃焼排ガスの排ガス温度を速やかに安定させるとともに、余剰熱を電力として回収することができる。 Accordingly, in the fluidized bed incinerator having the above-described configuration, a plurality of such Stirling engine generators are attached to the preheated air duct for supplying the fluidized air heat-exchanged in the air preheater to the fluidized bed incinerator. When the combustion temperature rises and the amount of heat of the combustion exhaust gas increases, the Stirling engine generator is started to cool the fluidizing air so that the combustion temperature in the fluidized bed incinerator and the exhaust gas temperature of the combustion exhaust gas can be quickly increased. While stabilizing, surplus heat can be recovered as electric power.
また、起動させるスターリングエンジン発電機の数を燃焼温度に応じて調整することにより、被処理物の性状の変動によって燃焼温度が変化しても容易かつ細やかに対応することが可能である。しかも、予熱空気ダクトに複数のスターリングエンジン発電機を取り付ければよいので、流動層焼却炉内に水を噴霧する場合のように大型の排ガス処理設備を要したり、流動層焼却炉内をボイラー構造とする場合のように設備の複雑化を招いたりすることも少ない。 In addition, by adjusting the number of Stirling engine generators to be activated in accordance with the combustion temperature, it is possible to easily and finely cope with changes in the combustion temperature due to fluctuations in the properties of the workpiece. Moreover, it is only necessary to install multiple Stirling engine generators in the preheating air duct, so a large exhaust gas treatment facility is required as in the case of spraying water into the fluidized bed incinerator, or the inside of the fluidized bed incinerator is a boiler structure. As is the case, the equipment is less complicated.
さらに、スターリングエンジン発電機が取り付けられるのは、空気予熱器によって予熱された清澄な流動用空気であるので、スターリングエンジン発電機のヒータ部を直接流動用空気に晒して加熱しても、例えば燃焼排ガスに加熱部を晒して熱回収する場合のように燃焼排ガス中の粒子成分によって摩耗等の損傷等が生じることがない。このため、予熱空気ダクト内に加熱部を貫通させてスターリングエンジン発電機を取り付けることができ、効率的な発電による熱回収を図ることが可能となる。 Further, since the Stirling engine generator is attached to the clear fluid air preheated by the air preheater, even if the heater portion of the Stirling engine generator is directly exposed to the fluid air and heated, for example, combustion As in the case of recovering heat by exposing the heated part to exhaust gas, damage such as wear does not occur due to particulate components in the combustion exhaust gas. For this reason, a heating part can be penetrated in a preheating air duct, a Stirling engine generator can be attached, and it becomes possible to aim at heat recovery by efficient power generation.
また、複数のスターリングエンジン発電機を、予熱空気ダクトにおける流動用空気の供給方向に間隔をあけて取り付けることにより、予熱空気ダクトの内径が小さいときに上述のように予熱空気ダクト内にスターリングエンジン発電機の加熱部を貫通させて取り付けた場合でも、加熱部同士が干渉するのを防いで一層効率的な熱回収を行うことができるとともに、予熱空気ダクト内の流動用空気の流れを妨げることもない。 In addition, by attaching a plurality of Stirling engine generators at intervals in the flow air supply direction in the preheating air duct, when the inner diameter of the preheating air duct is small, the Stirling engine power generation is performed in the preheating air duct as described above. Even when the heating part of the machine is installed through, the heating parts can be prevented from interfering with each other and more efficient heat recovery can be performed, and the flow of flow air in the preheating air duct can be prevented. Absent.
さらに、このように複数のスターリングエンジン発電機を流動用空気の供給方向に間隔をあけて取り付ける場合には、流動用空気の供給方向に隣接するスターリングエンジン発電機同士を、予熱空気ダクトの周方向に異なる位置に取り付けることにより、供給方向側に位置するスターリングエンジン発電機への流動用空気による加熱が妨げられるのを防ぐとともに、予熱空気ダクト内の流動用空気の流れを一層安定させることができる。また、同じく複数のスターリングエンジン発電機を流動用空気の供給方向に間隔をあけて取り付ける場合に、これら複数のスターリングエンジン発電機のうち、最も空気予熱器側に位置するスターリングエンジン発電機から流動層焼却炉側に向けて、流動用空気の供給方向に順次スターリングエンジン発電機を起動する制御手段を備えることにより、より高温の流動用空気から熱回収を図ることができて効率的であるとともに、スターリングエンジン発電機を追加起動した際に、既に起動しているスターリングエンジン発電機に供給される流動用空気の熱量が変動することがないため、安定した発電を行うことが可能となる。 Further, when mounting a plurality of Stirling engine generators at intervals in the flow air supply direction in this way, the Stirling engine generators adjacent to each other in the flow air supply direction are connected to each other in the circumferential direction of the preheating air duct. By attaching to different positions, it is possible to prevent the stirling engine generator located on the supply direction side from being hindered from being heated by the flow air and to further stabilize the flow of the flow air in the preheating air duct. . Similarly, when a plurality of Stirling engine generators are installed at intervals in the flow air supply direction, among the plurality of Stirling engine generators, the Stirling engine generator located closest to the air preheater side is fluidized to the fluidized bed. By providing a control means for sequentially starting the Stirling engine generator in the flow air supply direction toward the incinerator side, heat recovery can be achieved from the higher temperature flow air, and it is efficient. When the Stirling engine generator is additionally activated, the amount of heat of the flowing air supplied to the already activated Stirling engine generator does not fluctuate, so that stable power generation can be performed.
従って、特に本発明の上記構成は、流動用空気が空気予熱器から排出された燃焼排ガスによって駆動される過給機を介して空気予熱器に供給される、特許文献1に記載されたような加圧流動炉設備に適用して、流動層焼却炉内の燃焼温度が高温になりがちであるために効果的である。 Therefore, in particular, the above-described configuration of the present invention is such that the air for flow is supplied to the air preheater via the supercharger driven by the combustion exhaust gas discharged from the air preheater. This is effective when applied to a pressurized fluidized-furnace facility because the combustion temperature in the fluidized-bed incinerator tends to be high.
なお、本発明では、予熱空気ダクトには複数のスターリングエンジン発電機が取り付けられていることが必須であるが、他の箇所にスターリングエンジン発電機を取り付けることを妨げるものではない。例えば、予熱空気ダクトの他に、流動層焼却炉に他のスターリングエンジン発電機が取り付けて、予熱された流動用空気の温度が低いにも関わらず、被処理物の性状によって燃焼排ガスの温度が高い場合には、この他のスターリングエンジン発電機を起動して熱回収を行ってもよい。 In the present invention, it is essential that a plurality of Stirling engine generators are attached to the preheated air duct, but this does not prevent the Stirling engine generators from being attached to other locations. For example, in addition to the preheated air duct, other Stirling engine generators are attached to the fluidized bed incinerator, and the temperature of the combustion exhaust gas varies depending on the properties of the material to be treated even though the temperature of the preheated fluidizing air is low. If it is high, heat recovery may be performed by starting another Stirling engine generator.
以上説明したように、本発明によれば、設備の大型化や複雑化を招くことなく、被処理物の性状の変動等による流動層焼却炉の燃焼温度の変化に容易かつ速やかに対応して、安定した流動層焼却設備の運転制御を行うことが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to easily and quickly cope with a change in the combustion temperature of a fluidized bed incinerator due to a change in properties of an object to be processed without causing an increase in size and complexity of equipment. Therefore, it becomes possible to perform stable operation control of the fluidized bed incineration facility.
図1および図2は、本発明の流動層焼却設備の一実施形態を示すものである。なお、開示の技術は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。図1において符号1で示すのは被処理物を流動させつつ燃焼する加圧式の流動層焼却炉であり、この流動層焼却炉1内には流動媒体が充填されていて、流動層焼却炉1内に供給された下水汚泥、し尿汚泥、食品廃棄物、生ごみや都市ゴミ等の被処理物が、炉床部から供給される高温、高圧の流動用空気Aによって流動媒体と流動させられつつ加熱されて燃焼させられる。流動層焼却炉1には、図示されない補助燃焼装置や始動用バーナと、炉内の燃焼温度や排ガス温度、圧力等の状態を測定し、同じく図示されない焼却設備の制御手段に出力する温度計や圧力計等の計装機器が備えられる。 1 and 2 show one embodiment of a fluidized bed incineration facility of the present invention. The disclosed technology is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a pressurized fluidized bed incinerator that combusts while flowing a workpiece. The fluidized bed incinerator 1 is filled with a fluidized medium, and the fluidized bed incinerator 1. Processed materials such as sewage sludge, human waste sludge, food waste, garbage and municipal waste supplied inside are being fluidized with a fluid medium by high-temperature, high-pressure fluid air A supplied from the hearth. It is heated and burned. The fluidized bed incinerator 1 includes an auxiliary combustion device and a start burner (not shown), a thermometer that measures the combustion temperature, exhaust gas temperature, pressure, and the like in the furnace, and outputs to a control means of the incineration equipment (not shown). Instrumentation equipment such as a pressure gauge is provided.
流動層焼却炉1において被処理物が燃焼させられて発生した高温の燃焼排ガスBは、例えばシェルアンドチューブ式の空気予熱器2に供給され、流動層焼却炉1に供給される流動用空気Aとの間で熱交換されることにより、この流動用空気Aを加熱して高温に昇温する。流動層焼却炉1の燃焼排ガス出口と空気予熱器2とを連結する燃焼排ガス用ダクトには、燃焼排ガス温度を測定し、上記制御手段に出力する図示しない温度計が備えられている。
The high-temperature combustion exhaust gas B generated by burning the object to be processed in the fluidized bed incinerator 1 is supplied to the shell and tube
こうして空気予熱器2において流動用空気Aを加熱した燃焼排ガスBは、集塵機3に供給されて該燃焼排ガスBに含有されたダスト等が除塵される。この集塵機3は、例えば有底筒状のセラミックフィルターを多数備えたバグフィルターであり、微小な細孔を有するこのセラミックフィルターを燃焼排ガスBが通過する際に、燃焼排ガスB中のダスト等が捕集されて除塵されることにより、燃焼排ガスBを清浄化するものである。
The combustion exhaust gas B heated in the
この集塵機3において清浄化された燃焼排ガスBは、過給機4に供給される。この過給機4は、清浄化された燃焼排ガスBが供給されて高速回転させられるタービンと、このタービンに同軸に連結されて一体に高速回転することにより高圧の圧縮空気を発生するコンプレッサーとを備えた周知の、いわゆるターボチャージャーである。この過給機4のコンプレッサーには大気Cがフィルター等を介して吸引されて供給され、該コンプレッサーにおいて発生した圧縮空気は上記流動用空気Aとして空気予熱器2に供給されて、上述のように燃焼排ガスBとの間で熱交換される。
The combustion exhaust gas B purified in the
こうして過給機4において圧縮空気を発生させた燃焼排ガスBは、白煙防止熱交換器5に供給されて白煙防止用空気Dとの間で熱交換された後、排煙処理塔6において苛性ソーダ水および水が噴霧されることにより、不純物等が除去されるとともに冷却処理される。さらに、冷却された燃焼排ガスBは煙突7に供給されて、白煙防止熱交換器5で熱交換した白煙防止用空気Dと混合されて加熱され、白煙の発生が防止された状態で外部に排出される。
The combustion exhaust gas B that has generated compressed air in the supercharger 4 in this manner is supplied to the white smoke
そして、上記空気予熱器2において熱交換された流動用空気Aを流動層焼却炉1に供給する供給管8に予熱空気ダクト9が直列に接続されて設けられており、この予熱空気ダクト9には複数のスターリングエンジン発電機10が取り付けられている。予熱空気ダクト9は、供給管8の管径がスターリングエンジン発電機10のヒータ部10Aの長さに対して小さい場合や圧力損失が大きくなりすぎる場合に、供給管8の途中に取り付けられるものであって、中央部が供給管8より大径の円筒状に形成されるとともに、両端部は先細りとなる円錐台状に形成されて供給管8に気密に接続される。
A preheating
また、スターリングエンジン発電機10は、例えば上述のようにクランクシャフトに連結されたディスプレーサピストンとパワーピストンがシリンダー内に収容されて、このシリンダーの一端部が上記ヒータ部(加熱部)10Aとされるとともに、他端部は冷却水が供給されて冷却される冷却部10Bとされ、またクランクシャフトが収容されたケース10Cには発電機10Dが連結されている。本実施形態のスターリングエンジン発電機10は、上記ヒータ部10Aを予熱空気ダクト9の外部から内部に貫通させるとともに、冷却部10B、ケース10C、および発電機10Dは予熱空気ダクト9の外部に位置させて、予熱空気ダクト9に気密に取り付けられている。
In the
さらに、本実施形態では、複数(例えば図2に示すように4つ)のスターリングエンジン発電機10は、図2(b)に示すように予熱空気ダクト9における流動用空気Aの供給方向Fに間隔をあけて取り付けられている。また、このうち流動用空気Aの供給方向Fに隣接するスターリングエンジン発電機10同士は、予熱空気ダクト9の周方向に異なる位置に取り付けられている。
Furthermore, in this embodiment, a plurality of (for example, four as shown in FIG. 2)
具体的に、本実施形態の複数のスターリングエンジン発電機10は、図2に示すように上記供給方向Fに等間隔に配設されるとともに、この供給方向Fに隣接するもの同士は予熱空気ダクト9の周方向にも等間隔に位置をずらして配設されている。しかも、これらのスターリングエンジン発電機10は、供給方向Fに向けて一方の周方向(本実施形態では供給方向F側から見て時計回り方向)に位置をずらして予熱空気ダクト9を一周するように配設されていて、すなわち螺旋状に配置されている。
Specifically, the plurality of
このような流動層焼却設備では、通常運転の際には、空気予熱器2から一定の予熱温度(例えば650℃)に予熱された流動用空気Aが供給管8および予熱空気ダクト9を通して流動層焼却炉1に供給され、被処理物が一定の燃焼温度で燃焼させられることにより、やはり一定の排ガス温度の燃焼排ガスBが発生する。なお、こうして各温度が一定で安定した通常運転が行われているときは勿論、当該流動層焼却設備の始動時にはスターリングエンジン発電機10は停止して始動時の補助燃料使用量を削減する。
In such a fluidized bed incineration facility, during normal operation, fluidized air A preheated from the
ここで、供給される被処理物の性状の変動などにより、流動層焼却炉1の燃焼温度が上記一定の燃焼温度より高い温度(例えば850℃以上)になったり、燃焼排ガスBの排ガス温度が上記一定の排ガス温度よりも高い温度(例えば840℃以上)となったりしたときには、これを流動層焼却炉1、または燃焼排ガス用ダクトに備えられた上記温度計によって検知して、上記制御手段により、複数のスターリングエンジン発電機10のうち、まず最も空気予熱器2側の1つのスターリングエンジン発電機10を起動し、流動用空気Aを熱源として発電を行うとともに流動用空気Aの温度を上記一定の予熱温度に維持する、もしくは上記一定の予熱温度よりも下げる。
Here, the combustion temperature of the fluidized bed incinerator 1 becomes higher than the above-mentioned constant combustion temperature (for example, 850 ° C. or higher) due to fluctuations in the properties of the supplied object to be processed, or the exhaust gas temperature of the combustion exhaust gas B is increased. When the temperature becomes higher than the certain exhaust gas temperature (for example, 840 ° C. or higher), this is detected by the thermometer provided in the fluidized bed incinerator 1 or the combustion exhaust gas duct, and is controlled by the control means. First, among the plurality of
また、こうして最も空気予熱器2側のスターリングエンジン発電機10を起動しても燃焼温度や排ガス温度が低下しない場合や、燃焼温度や排ガス温度の上昇が止まらず、さらに高い燃焼温度(例えば860℃以上)や排ガス温度(例えば850℃以上)となったときには、最も空気予熱器2側のスターリングエンジン発電機10の次に空気予熱器2側に位置する1つのスターリングエンジン発電機10を起動して流動用空気Aの温度を下げる。このように、流動層焼却炉1の燃焼温度や燃焼排ガスBの排ガス温度に応じて空気予熱器2側からスターリングエンジン発電機10を順次起動して流動用空気Aの温度を下げることにより、燃焼温度や排ガス温度を上述した一定の燃焼温度や排ガス温度に戻す。
Further, when the
このようなスターリングエンジン発電機10は、クランクシャフトの回転が止まって停止している状態から起動するまでの起動時間が短く、温度制御の追従性が高いため、上記構成の流動層焼却設備では燃焼温度や排ガス温度が上昇しても速やかに対応することができる。また、予熱空気ダクト9には複数のスターリングエンジン発電機10が取り付けられているので、起動させるスターリングエンジン発電機10の数を燃焼温度や排ガス温度に応じて調整することにより、燃焼温度や排ガス温度の変化にも容易かつ細やかに対応して安定させることができる。さらに、排ガス処理設備の大型化や流動層焼却炉1の構造の複雑化を招くこともなく、しかも余剰な熱を電力として効率的に回収できる。
Such a
そして、さらに上記構成の流動層焼却設備では、このようなスターリングエンジン発電機10が、流動層焼却炉1から空気予熱器2への燃焼排ガスBの排出路に設けられて排ガス温度を低下させることにより流動用空気Aの予熱温度を低下させるのではなく、空気予熱器2から流動層焼却炉1への流動用空気Aの供給管8に設けられた予熱空気ダクト9に取り付けられていて、燃焼前の清澄な流動用空気Aを熱源としている。
Further, in the fluidized bed incineration facility having the above configuration, such a
このため、本実施形態のようにヒータ部10Aを予熱空気ダクト9内に貫通させて直接燃焼用空気Aに晒しても、燃焼排ガスBに晒される場合のように燃焼排ガスB中の粒子成分によってヒータ部10Aが摩耗して損傷するようなこともなく、長期に亙って安定した燃焼温度や排ガス温度の制御を図ることができる。また、こうしてヒータ部10Aを燃焼用空気Aに直接晒して発電を行うことができるので、効率的な熱回収を促すことも可能となる。
For this reason, even if the
特に、本実施形態のように、流動用空気Aが空気予熱器2から排出された燃焼排ガスBによって駆動される過給機4を介して空気予熱器2に供給される加圧流動炉設備では、過給機4によって加圧された流動用空気Aが流動層焼却炉1に供給されるので、流動層焼却炉1内の燃焼温度や燃焼排ガスBの排ガス温度が高温になりがちで変動も大きい。このため、そのような加圧流動炉設備に上記構成を適用して燃焼温度や排ガス温度の安定化を図ることは効果的である。
In particular, as in the present embodiment, in the pressurized flow furnace equipment in which the flow air A is supplied to the
一方、本実施形態では、複数のスターリングエンジン発電機10が、予熱空気ダクト9における流動用空気Aの供給方向Fに間隔をあけて取り付けられており、予熱空気ダクト9の内径が小さい場合にスターリングエンジン発電機10のヒータ部10Aを貫通させて取り付けても、供給方向Fに隣接するスターリングエンジン発電機10のヒータ部10Aが干渉し合うのを防ぐことができる。
On the other hand, in the present embodiment, a plurality of
このため、特に図2(a)に示したようにヒータ部10Aが予熱空気ダクト9の中心を超えて突出するように貫通している場合でも、干渉を生じることなく複数のスターリングエンジン発電機10を配設して確実な熱回収を図ることができる。しかも、供給方向Fの同じ位置にヒータ部10Aが突出している場合のように予熱空気ダクト9内の流動用空気Aの安定した流れが妨げられるのも防ぐことができる。さらに、こうして供給方向Fに間隔をあけたスターリングエンジン発電機10を、上述のように最も空気予熱器2側のスターリングエンジン発電機10から起動するように上記制御手段によって制御することにより、より高温の流動用空気Aから熱回収を図ることができるので効率的である。加えて、最も空気予熱器2側に位置するスターリングエンジン発電機10から流動層焼却炉1側に向かって位置するスターリングエンジン発電機10を順に起動させることで、スターリングエンジン発電機10が追加起動した際に、既に起動しているスターリングエンジン発電機10に供給される流動用空気Aの熱量が変動することがないため、安定した発電を行うことが可能となる。
For this reason, even when the
また、本実施形態では、こうして複数のスターリングエンジン発電機10が流動用空気Aの供給方向Fに間隔をあけて取り付けられているのに併せて、この供給方向Fに隣接するスターリングエンジン発電機10同士が、予熱空気ダクト9の周方向にも異なる位置に取り付けられている。従って、供給方向Fの手前側(空気予熱器2側)のスターリングエンジン発電機10のヒータ部10Aによって供給方向F側(流動層焼却炉1側)に隣接するスターリングエンジン発電機10のヒータ部10Aへの流動用空気Aによる加熱が妨げられるような事態を防いで、さらに確実な熱回収を図ることができる。また、予熱空気ダクト9内の流動用空気Aの流れを一層安定化することもできる。
In the present embodiment, the plurality of
特に、本実施形態では、上述したようにスターリングエンジン発電機10が予熱空気ダクト9に螺旋状に配設されており、この螺旋が1周するまでは、供給方向F側のスターリングエンジン発電機10の供給方向Fと反対側に次のスターリングエンジン発電機10のヒータ部10Aが突出することはない。このため、スターリングエンジン発電機10のシリンダーの少なくとも他端部側においては、ヒータ部10Aを高温の流動用空気Aに晒すことができて、一層効率的な熱回収を図ることができる。
In particular, in the present embodiment, the
なお、本実施形態では、空気予熱器2から流動層焼却炉1に流動用空気Aを供給する供給管8の途中に、この供給管8よりも大径の予熱空気ダクト9が接続されて複数のスターリングエンジン発電機10が取り付けられているが、供給管8が十分に大径であれば、このような予熱空気ダクト9を別に接続することなく、供給管8自体を予熱空気ダクトとして複数のスターリングエンジン発電機10を取り付けてもよい。
In the present embodiment, a preheating
同様に供給管8が十分に大径であったり、予熱空気ダクト9が十分に大径であったりする場合には、供給方向Fの同じ位置や供給方向Fに沿った一直線上に複数のスターリングエンジン発電機10が取り付けられていてもよい。さらに、図1および図2では予熱空気ダクト9が垂直方向に延びているが、水平方向に延びる予熱空気ダクト9に複数のスターリングエンジン発電機10が取り付けられていてもよい。
Similarly, when the
また、このように空気予熱器2において熱交換された流動用空気Aを流動層焼却炉1に供給する予熱空気ダクト9に複数のスターリングエンジン発電機10を取り付けるのに併せて、図1に符号11で示すように流動層焼却炉1に他のスターリングエンジン発電機を取り付けてもよい。
In addition, a plurality of
例えば、図示のように流動層焼却炉1の上部の、燃焼排ガスBの排出部付近に他のスターリングエンジン発電機11を取り付ければ、予熱された流動用空気Aの温度は低いにも関わらず、被処理物の性状によって燃焼排ガスBの温度が高い場合に、この他のスターリングエンジン発電機11を起動することにより、必要以上に流動用空気Aの温度を低下させることなく、燃焼排ガスBの温度を低下させることともに熱回収を行うことができる。
For example, as shown in the figure, if another
なお、本実施形態では、スターリングエンジン発電機10の起動条件を、流動層焼却炉1の燃焼温度、または、燃焼排ガス用ダクト内の排ガス温度としているが、予熱空気ダクト9や供給管8に流動用空気Aの温度を測定する温度計を備え、この流動用空気Aの温度を起動条件とすることもできる。
In this embodiment, the starting condition of the
1 流動層焼却炉
2 空気予熱器
3 集塵機
4 過給機
5 白煙防止熱交換器
6 排煙処理塔
7 煙突
8 流動用空気Aの供給管
9 予熱空気ダクト
10 スターリングエンジン発電機
10A ヒータ部
10B 冷却部
10C ケース
10D 発電機
11 他のスターリングエンジン発電機
A 流動用空気
B 燃焼排ガス
C 大気
D 白煙防止用空気
F 供給方向
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