JP2527065B2 - 流動床装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は流動床装置に係り、特に例えばパルプスラッ
ジなどを焼却する流動床焼却炉として好適な流動床装置
に関する。

［従来の技術］ 流動床装置は、周知の如く、ガス分散板上に流動燃焼
室が形成されると共に、該流動燃焼室への燃料供給装置
が設置されている。流動床焼却炉においては、ガス分散
板の下側から空気が吹き上げられ、ガス分散板の上側に
焼却される燃料（例えば、パルプスラッジ）が投入され
る。ガス分散板上の流動燃焼室には、適宜の流動媒体が
装填されており、投入された燃料が流動燃焼する。

従来のパルプスラッジなどを焼却する流動床焼却炉に
おいては、焼却炉の後段に、空気予熱器等の熱回収装置
や集塵装置が設けられている。これらの装置の更に後段
側には誘引通風機が設置されており、流動燃焼室内の燃
焼ガスを強制的に誘引し、これによって燃焼室内の圧力
をほぼ大気圧にして運転している。このように炉内圧を
ほぼ大気圧とするのは、炉内圧が正圧であると、燃焼ガ
スが燃料の投入部から逆流してしまうからである。

［発明が解決しようとする課題］ 上記の如く従来の流動床装置にあっては、炉内圧が正
圧とならないように誘引通風機を設置する必要があり、
この誘引通風機の設置コストのほか、誘引通風機の消費
電力コストが嵩むという問題があった。なお、燃焼排ガ
スは200℃前後の温度であり、ガス容積が大きいため、
この誘引通風機の消費動力は相当に嵩むものとなってい
た。

［課題を解決するための手段］ 本発明の流動床装置は、ガス分散板上に流動燃焼室が
形成されると共に、該流動燃焼室への燃料供給装置が設
置されたものにおいて、該燃焼供給装置は二軸スクリュ
フィーダであり、かつ二軸スクリュフィーダのスクリュ
は、燃料送給上流側に連続羽根が設けられ、燃料送給下
流側に断続羽根が設けられ、該上流側と下流側との間の
中間部はスクリュシャフトのみにて構成されており、該
スクリュフィーダのスクリュケーシング先端部に空気又
は水蒸気の吹込装置が接続されており、該二軸スクリュ
フィーダの出口下方の該流動燃焼室内に、該二軸スクリ
ュフィーダから落下してきた燃料を拡散させるための回
転翼が設けられており、該回転翼に向かって水蒸気を吹
き付けるための水蒸気吹付装置が設けられていることを
特徴としている。

［作用］ 本発明の流動床装置では燃料供給装置の連続羽根部で
まず燃料を圧縮又は混練しつつ前方へ送り、この後、こ
の燃料が羽根のない部分で圧密に練り上げられてここで
ガス圧がシールされる。そして、断続羽根部で流動床で
流動可能な大きさに解砕されて流動床へ供給される。

なお、スクリュケーシングの先端部に吹き込まれた空
気又は水蒸気は、二軸スクリュよりなる燃料供給装置の
先端から燃料と共に炉内に噴出する。

該燃料供給装置の先端から下方に落下した燃料は、回
転翼によりはじき飛ばされる如くして燃料室内に拡散す
る。

この回転翼に水蒸気を吹き付けると、この水蒸気によ
っても燃料が分散されるようになると共に、翼の表面が
冷却され、熱による翼の変形が防止される。さらに、回
転翼表面への燃料の付着、堆積も防止されるようにな
る。

［実施例］ 以下図面を参照して実施例について説明する。

第１図は本発明の実施例に係る流動床装置の縦断面
図、第２図は燃料燃料供給装置の接続部分を示す縦断面
図、第３図は第２図のIII−III線に沿う断面図、第４図
はスクリュ軸の平面図、第５図は二軸スクリュの軸線方
向と直交方向の概略的な断面図である。

第１図において、流動床装置10は炉体12内がガス分散
板14で仕切られ、ガス分散板14の上側に一次流動燃焼室
16が形成され、下側に空気室18が設けられている。さら
に、一次流動燃焼室16の上方にはガス分散板17を介して
二次流動燃焼室23が設けられている。空気室18には押込
ファン（FDファン）20から空気が供給される。ガス分散
板14の上側には砂等の適宜の流動媒体が充填され、一次
流動床22が形成されている。また、ガス分散板17の上側
にも同様な流動媒体が充填されて二次流動床19が形成さ
れている。

一次流動燃焼室16の炉体12の側壁部分には燃料供給装
置24が設けられている。この燃料供給装置24は二軸スク
リュよりなるものであり、スクリュケーシング26内にス
クリュ28が設置されて構成されている。

第4,5図に示す如く、スクリュ28は、スクリュシャフ
ト30と、スクリュシャフト30の燃料供給上流側に設けら
れた連続羽根32と、燃料供給下流側に設けられた断続羽
根34とを備えている。連続羽根32と断続羽根34との間
は、羽根が設けられておらずスクリュシャフト30のみか
らなる部分36となっている。断続羽根34はパドル羽根と
して形成されている。

なお、断続羽根34部分におけるスクリュ軸線方向と直
交方向に沿ってとった断面図である第５図に概略的に示
す如く、本実施例にあっては、断続羽根（パドル羽根）
34は周方向に60゜の開きを持った扇形状のものであり、
スクリュ軸一周に対し三枚の断続羽根34が設けられてい
る。

第２図に示すように二軸スクリュケーシング26の炉体
12への取付部分には空気（水蒸気であっても良い）の吹
き込み管44が接続されている。

二軸スクリュケーシング26の先端開口の下方には回転
翼48が設置されている。本実施例にあっては、炉体12に
円弧状の凹曲部50が設けられ、回転翼48はこの凹曲部50
に沿って回転するようにその軸心方向を水平方向に設置
している。回転翼48の軸心52は炉体12の外側に配置され
た水冷軸受54、56（第３図）に枢支されている。

なお、第１図に示すように、燃料供給装置24のスクリ
ュケーシング26の先端の開口部および回転翼48は凹曲部
50内に収容されており、スクリュケーシング26やスクリ
ュ28および回転翼48への輻射熱が極力遮蔽され、かつ、
上昇するガス流や流動化している流動媒体が直接これら
に接触せぬよう構成されている。

このように構成された流動床装置において、燃料とし
ての例えばパルプスラッジは燃料供給装置（二軸スクリ
ュフィーダ）24に接続されたホッパ54（第１図）から該
二軸スクリュフィーダ24を経て炉内に投入される。ホッ
パ54にはベルトプレス等で機械式脱水され、水分が55〜
65％で塊状のパルプスラッジが貯えられている。

二軸スクリュフィーダ24内においては、連続羽根32に
より燃料が前方（第１図の左方向）に向かって移動され
る。そして、羽根のない部分36において、燃料は圧密状
態となって徐々に前進される。この羽根のない部分36を
通り過ぎた燃料は、パドル羽根として形成された断続羽
根34により流動床22で流動しうるような大きさに解砕さ
れながら更に前方に送られ、ケーシング26の先端開口を
経て炉内に投入される。

本実施例では、スクリュケーシング26の先端部分に配
管44から空気が吹き込まれており、燃料は空気と共に炉
内に噴出される。なお、下方に落下した燃料は、回転翼
48に当たり、周囲にはじき飛ばされる如くして燃焼室16
内に拡散される。このようにして、燃料供給装置24から
の燃料の噴出作用と回転翼48の燃料拡散作用とにより水
分を55〜65％有するパルプスラッジとしての燃料は一次
流動燃焼室16内の一次流動床22の広い範囲に渡って拡散
され、効率良く燃焼するようになる。

この一次流動床22では空気室18に設けた図示していな
い助燃バーナ等の作用により750〜850℃の高温に熱せら
れている流動媒体と接触することにより、その水分が瞬
時にして蒸発され、水分を失ったパルプスラッジは一次
流動床22の流動媒体で撹拌されつつ容易に燃焼される。
ここで大部分（70〜80％程度）のパルプスラッジが燃焼
され、残りの未燃分（未燃カーボン）は燃焼ガスに伴わ
れて灰分と共に二次流動燃焼室23へ導入され、二次流動
床19中で完全燃焼される。このように、本実施例では二
段流動燃焼させることにより高含水の燃料（パルプスラ
ッジ）であっても効率良く燃焼、焼却することができ
る。

しかして、前述の如く、羽根の無い部分36にあっては
燃料が圧密される。このため、燃焼室16内の圧力が正圧
であっても、このガス圧はこの羽根のない部分36におい
てシールされ、それよりもホッパ54側には流れない。特
に、燃料がパルプスラッジの場合には、機械式脱水した
状態の水分が55〜65％ではそのままでは塊状であり、粉
体シールはできないが、圧縮又は及び練ることにより粘
土状になる性質を有しており、これを利用することによ
り1000mmH₂O前後の圧力をシールすることができる。本
発明では二軸スクリュフィーダ24の連続羽根32の部分か
ら徐々に圧縮又は混練が行われ、羽根のない部分36にお
いて圧密と練り上げが行われ、前記性質が利用されてシ
ールが完全に効果的に行われる。このため、誘引通風機
を設置せず、燃焼室16内を正圧に維持したまま燃焼作動
を行なわせることができる。

このように誘引通風機の設置を省略してあるから、装
置構成コストが低減されると共に、誘引通風機の消費電
力も不要となる。

第１表にパルプスラッジを流動床焼却炉で燃焼させた
場合の１例として本発明に基く押込ファン（FDファン）
のみを用いた押込み通風方式と、押込みファン（FDファ
ン）と誘引ファン（IDファン）とを併用し平衡通風方式
とした場合の動力比較を示す。

本表からもわかるように、本発明による装置によると
大幅に動力を低減することができる。

本実施例にあっては、第１図に示す如くノズル60を設
け、回転翼48に向かって回転翼48の上端部分に水蒸気を
吹き付け、これによって回転翼48を回転駆動させるよう
にしている。これにより、燃料の分散が回転翼48の回転
と共に蒸気の噴出エネルギーにもより行なわれ、燃料が
塊状になったような場合でも分解されて微細になり、分
散性が良くなる。

なお、翼48の表面に水蒸気が常に接触するため、イン
ペラーが常に冷却され、熱による変形防止が行なわれ、
また、耐熱鋼等の高価な材料を使用せずにすむ。さら
に、翼48の表面に付着又は堆積しようとする燃料が蒸気
によって払いのけられ、常に均一な分散を行なわせるこ
とができる。

［効果］ 以上の通り、本発明の流動床装置によると、炉内圧を
正圧にして燃焼作動を行なわせることができる。このた
め誘引通風機を省略し、装置構成コストの低減及び運転
動力コストの低減を図ることができる。

本発明の流動床装置にあっては、燃料供給装置から炉
内に供給された燃料が炉内に広く分散され、効率良く燃
焼する。

本発明の流動床装置にあっては、燃料供給装置の下方
の炉内に設置された回転翼の熱変形が防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例装置を示す縦断面図、第２図は
第１図の要部拡大断面図、第３図は第２図のIII−III線
に沿う断面図、第４図はスクリュの平面図、第５図はス
クリュの概略的な断面図である。 10……流動床装置、12……炉体、 14……ガス分散板、16……流動燃焼室、 20……押込ファン、24……燃料供給装置、 28……スクリュ、 30……スクリュシャフト、 32……連続羽根、34……断続羽根、 48……回転翼。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガス分散板上に流動燃焼室が形成されると
   共に、該流動燃焼室への燃料供給装置が設置された流動
   床装置において、 該燃料供給装置は二軸スクリュフィーダであり、かつ二
   軸スクリュフィーダのスクリュは、燃料送給上流側に連
   続羽根が設けられ、燃料送給下流側に断続羽根が設けら
   れ、該上流側と下流側との間の中間部はスクリュシャフ
   トのみにて構成されており、該スクリュフィーダのスク
   リュケーシング先端部に空気又は水蒸気の吹込装置が接
   続されており、 該二軸スクリュフィーダの出口下方の該流動燃焼室内
   に、該二軸スクリュフィーダから落下してきた燃料を拡
   散させるための回転翼が設けられており、 該回転翼に向かって水蒸気を吹き付けるための水蒸気吹
   付装置が設けられていることを特徴とする流動床装置。