JP2528711B2

JP2528711B2 - 複床型流動床ボイラ

Info

Publication number: JP2528711B2
Application number: JP1111327A
Authority: JP
Inventors: 直樹犬丸; 孝裕大下; 茂小杉; 秀一永東; 敬久三好
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1989-04-28
Filing date: 1989-04-28
Publication date: 1996-08-28
Anticipated expiration: 2011-08-28
Also published as: JPH02290401A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は複数の流動床を有する複床型流動床ボイラに
関し、特に所定の流動床を燃料として都市ゴミや各種産
業廃棄物等の廃棄物を燃焼するか或いは固形燃料と廃棄
物とを混燃する流動床とし、他を固形燃料を燃焼する流
動床とし、負荷容量の変動に適切に応答できる複床型流
動床ボイラに関するものである。

〔従来技術〕

従来、流動床ボイラは固形燃料、例えば石炭、オイル
コークス等の固体燃料やバガス、バーク、汚泥等の産業
廃棄物等大型不燃物を含まない燃料を使用するため開発
され、実用化されてきた。

また、この流動床ボイラの良好な燃焼性を利用して、
他の不純物を含んだ各種産業廃棄物を燃料として使用す
ることが考えられ、内部循環ボイラが開発されている。
この装置では燃焼により加熱された流動砂を熱回収室及
び燃焼室の相互間に循環させて熱回収を行なっている。
さらに、熱回収室内の散気風量を０〜3Gmf（1Gmfは流動
開始質量速度）好ましくは0.5〜2Gmfとすることで、流
動媒体の循環量及び伝熱係数を同時に制御することで熱
回収量を制御している。（例えば、特開昭63−187001
号）。

また、近年流動床を複数具備する所謂複床型流動床焼
却装置も開発されている。（例えば、特願昭62−273340
号）。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記都市ゴミや各種産業廃棄物を燃焼させる流動床ボ
イラを発電用ボイラとして利用するには、負荷が要求す
る熱量の変動に応じて都市ゴミや各種産業廃棄物を適量
供給しなければならないが、それは産業廃棄物の性質上
極めて困難である。即ち、都市ゴミや各種産業廃棄物等
の廃棄物はその熱量、形状、見かけ比重、燃焼速度など
のバラツキが大きく、それを燃焼させて安定した燃焼状
態を確保することは困難である。従って、発電用ボイラ
に都市ゴミや各種産業廃棄物を燃料として用いる場合、
過熱器が得る熱量は変動しやすく、そのため安定した蒸
気圧力を得ることができる流動床ボイラは見当らないと
いうのが現状である。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、流動床ボ
イラを複数の流動床を有する複床型流動床ボイラとし、
複数の流動床の内所定の流動床は固形燃料を燃焼する流
動床とし、他の都市ゴミや各種産業廃棄物等の廃棄物を
燃焼する流動床或いは固形燃料と廃棄物とを混焼する流
動床とすることにより、都市ゴミや各種産業廃棄物のエ
ネルギーを有効に利用し、且つボイラ圧力の変動にも速
やかに適応できる複床型流動床ボイラを提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため本発明は複床型流動床ボイラ
を下記の如く構成した。

仕切板を設けることにより燃焼室と熱回収室を区画
し、流動媒体が該燃焼室と該熱回収室の間を循環できる
ように該燃焼室と熱回収室を連通させた構成の流動床を
複数具備し、該複数の流動床の内所定の流動床は固形燃
料を燃焼する流動床とし、他の流動床は都市ゴミや各種
産業廃棄物等の廃棄物を燃焼する流動床或いは固形燃料
と廃棄物を混焼する流動床とし、固形燃料を燃焼する流
動床の熱回収室の流動媒体層中には過熱器を配置し、廃
棄物を燃焼する流動床或いは固形燃料と廃棄物とを混焼
する流動床の熱回収室の流動媒体層中に蒸発器を配置
し、複数流動床の内少なくとも廃棄物を燃焼する流動床
或いは固形燃料と廃棄物とを混焼する流動床の熱回収室
の底部流動媒体層中には上面を水平に対して５゜乃至45
゜の傾きを有する部材により階段状に形成し、該階段状
の略垂直部分の面にガスを噴出する散気穴又は散気ノズ
ルを設けた構成の主散気装置を配置することを特徴とす
る。

また、流動床の熱回収室底部には前記主散気装置と同
一構成の補助散気装置を対向に配置することを特徴とす
る。

また、固形燃料を燃焼する流動床の熱回収室の伝熱管
のピッチを密とし、廃棄物を燃焼する流動床或いは固形
燃料と廃棄物とを混焼する流動床の熱回収室の伝熱管の
ピッチを疎としたことを特徴とする。

また、流動床下部に設けた不燃物排出口の壁は２重壁
であり、該２重壁の壁と壁の間に冷却媒体を通すジャケ
ット構造であることを特徴とする。

また、流動床下部に設けられた不燃物排出口の長さは
流動床の流動媒体層の厚さ以上であることを特徴とす
る。

また、流動床の熱回収室の上部は炉側壁から燃焼室側
に向けて下方に傾斜した屋根状に形成したことを特徴と
する。

〔作用〕

複床型流動床ボイラを上記の如く構成することによ
り、複数の流動床の内、所定の流動床は過熱器を設置し
た固形燃料を燃焼する流動床として使用し、他の流動床
は蒸発器を設置した廃棄物を燃焼するか或いは固形燃料
と都市ゴミや各種産業廃棄物とを混燃する流動床として
使用するから、該固形燃料と廃棄物とを混燃する流動床
では廃棄物も燃焼するため蒸気圧力に適応した発熱量を
得ることが困難であるが、固形燃料を燃焼する流動床で
は燃料供給量を制御する等して蒸気圧力に適応した発熱
量を得ることが比較的容易であるから、全体として安定
した蒸気圧力を得ることが可能となる。

また同時に、前記特願昭62−273340号の複床型流動床
燃焼装置のように燃焼ガス中に過熱器となる伝熱管を配
置する構成に比較し熱交換効率が良くなり、且つ固形燃
料の流動床の流動媒体層中に配置するので廃棄物燃焼に
よる腐食性の強い燃焼ガスにさらされることがなく、伝
熱管の寿命が長くなる。

また、流動床の熱回収室の底部流動媒体層中には上面
を水平に対して５゜乃至45゜の傾きを有する部材により
階段状に形成し、該階段状の略垂直部分の面にガスを噴
出する散気穴又は散気ノズルを設けた構成の主散気装置
を配置するので、燃焼室から熱回収室に浸入する流動媒
体に混入して入り込む不燃物はこの傾きを有する散気装
置上面を流動媒体と共に滑り落ち、仮に上面に留まろう
としても噴出穴から噴出空気により積極的に移動させら
れるので熱回収室底部にこの不燃物が堆積して、流動媒
体の流れを阻害することによる熱回収効率や熱回収制御
を阻害したりすることはなく、更に散気のための散気穴
又は散気ノズルを塞ぐこともない。

なお、板状部材a,dの傾きを５゜未満とすると、不燃
物の堆積が起こり、本来の熱回収のための散気風量の制
御が難しくなる。また、45゜より大きい傾きとすると、
熱回収室の容積を狭くすることになり、更に散気装置か
ら吹き出す散気空気の熱回収室の水平断面に占める割合
が少なくなり、熱回収室水平断面全面に散気することが
難しくなる。

また、流動床の熱回収室には主散気装置と同一構成の
補助散気装置を対向して配備しているので、熱回収室内
に流動媒体の動かない領域を無くすることができ、その
うえ吹き込む空気量の加減を微細に制御できるから、熱
回収制御が容易になる。固形燃料を燃焼する流動床の熱
回収室の伝熱管のピッチを密とし、都市ゴミや各種産業
廃棄物を燃焼するか或いは固形燃料と廃棄物とを混焼す
る流動床の熱回収室の伝熱管のピッチを疎とするので、
熱回収室に流動媒体に混入した未燃焼固形燃料が浸入し
ても伝熱管のピッチが密にしてあるので、流動媒体の熱
は伝熱管により短時間に吸収されるから、熱回収率が向
上すると同時にこの混入した未燃固形燃料の燃焼により
流動媒体が局部的に過熱溶融しクリンカを生成すること
はない。

また、廃棄物を燃焼するか或いは固形燃料と廃棄物と
を混焼する流動床の熱回収室においては廃棄物中の不燃
物が流動媒体中に混入して浸入しても伝熱管のピッチを
疎にしているので、該伝熱管にこの不燃物がひっかかる
というおそれがなく、且つ散気装置、特に主散気装置か
ら流動媒体層中に噴出される散気ガスの量を伝熱管ピッ
チの密な所は小さく、疎の所は大きくなるように調整制
御することにより、流動媒体を局部的に過熱溶融してク
リンカを生じる恐れがないようにすることができる。

また、不燃物排出口を水冷ジャケット構造とするの
で、この不燃物排出口を沈降する過熱された流動媒体の
熱を短時間に吸収するから、該流動媒体中に未燃物が混
入していても該未燃物が燃焼し、流動媒体を局部的に過
熱溶融してクリンカを生成するというおそれがなくな
る。

また、流動床下部に設けられた不燃焼排出口の経路を
流動床の流動媒体層の厚さ以上の長さとすることによ
り、不燃焼物排出口経路の空気抵抗が流動床の流動媒体
層中の空気抵抗より大きくなるから、流動空気は流動床
部を通り上部に抜けていくことになる。この結果、不燃
物排出口経路から空気が漏れでることがなく、この不燃
焼物排出口経路に混入した未燃物が燃焼し、流動媒体を
局部的に過熱溶融してクリンカを生じさせるということ
がなくなる。

また、流動床の熱回収室の上部は炉壁から燃焼室側に
向かって下方に傾斜した屋根状に形成するので、炉に投
入される固形燃料や都市ゴミや各種産業廃棄物がここに
堆積することなく屋根を滑り、炉中央部に落下するか
ら、熱回収室が燃焼室のかたがわりをすることなく熱回
収室本来の機能を十分に発揮できる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図乃至第３図は本発明に係る複床型流動床ボイラ
の一構成例を示す図で、第１図は複床型流動床ボイラの
全体構成を示す側面図、第２図は第１図のＩ−Ｉ断面矢
視図、第３図は第１図のII−II断面矢視図である。ここ
では複床型流動床ボイラは、固形燃料として石炭を燃料
とする石炭専焼の流動床Ｂと、都市ゴミや各種の産業廃
棄物等の廃棄物と石炭を併用して燃料とする石炭廃棄物
混焼の流動床Ａと、ボイラ部Ｃとから構成されている。

石炭廃棄物混焼の流動床Ａ及び石炭専焼の流動床Ｂは
多数の水管11aがヒレ板11bで連結されてなる炉壁11で囲
まれ、流動床Ａ→流動床Ｂ→ボイラ部Ｃの順に燃焼ガス
ながれるように配置する。石炭廃棄物混焼の流動床Ａ及
び石炭専焼の流動床Ｂはそれぞれ両側に水管列からなる
仕切壁12,13が設けられており、熱回収室14は仕切壁12
と炉壁11で囲まれて形成されており、熱回収室15は仕切
壁13と炉壁11で囲まれて形成されている。即ち、炉床に
仕切壁12と仕切壁13とを設けることにより、燃焼室16と
熱回収室14,15が区画されており、熱回収室14,15はそれ
ぞれ上部と下部の開口で燃焼室16と連通している。これ
により、流動媒体が燃焼室16と熱回収室14,15の循環で
きるようになっている。

また、熱回収室14及び15の上部に位置する仕切壁12b
及び13bは水管がヒレ板で連結され、さらにその表面が
耐火物12c及び13cで被わてれおり、炉壁11から燃焼室16
側に向けて下方に傾斜した屋根状に形成されている。

熱回収室14の流動媒体の層中には伝熱管17が配置され
ており、熱回収室15の流動媒体の層中には伝熱管18が配
置されている。また、熱回収室14底部には流動媒体を０
〜3Gmf（流動開始質量速度）、好ましくは0.5〜2Gmfの
空気を噴出する主散気装置19が仕切壁12に沿って設けら
れており、熱回収室15底部にも同じく空気を噴出する主
散気装置20が仕切壁13に沿って設けられている。また、
仕切壁12,13の主散気装置19,20の反対側はそれぞれ耐火
物12a,13aで被わてれいる。この耐火物12a,13aと前記耐
火物12c,13cの間は水管がヒレ板で連結されない構造で
あり、この水管と水管の間を通って燃焼室16から流動媒
体が熱回収室14,15に流れ込むようになってる。即ちこ
の水管と水管の間が燃焼室16と熱回収室14,15とを連通
する上部開口となっている。また、主散気装置19に対向
する反対側には補助散気装置21が燃焼室16と熱回収室14
とが連通する開口部を隔てて設けられ、主散気装置20に
対向する反対側には補助散気装置22が燃焼室16と熱回収
室15とが連通する開口部を隔てて設けられている。

主散気装置20の構造は第４図（ａ）に示すように、上
面が水平に対して５゜〜45゜の傾きを有する板状の部材
により階段状に形成し、該階段状の略垂直部分の各面に
散気ノズル20aが設けられている。該散気ノズル20aには
空気噴出穴が形成され、該空気噴出穴には径寸法の大き
いものと小さいものがあり、径の大きい空気噴出穴を有
する散気ノズル20aは伝熱管のピッチの大きい部分で且
つ伝熱管の真下にないように配置し、径の小さい空気噴
出穴を有する散気ノズル20aは伝熱管のピッチの小さい
部分で且つ伝熱管の真下になるように配置する。これに
より後に詳述するように流動媒体が局部的に過熱溶融し
て発生するクリンカを防止できる。

なお、階段状の垂直部分の各面には必ずしも散気ノズ
ルである必要はなく、空気を噴出する散気穴でもよく、
散気穴の径にも上記散気ノズル20aの空気噴出穴と同様
その口径に差を設け、伝熱管のピッチの大きさ及び伝熱
管の真下か否かに応じて、口径の異なる散気穴を配置
し、これにより噴出する空気量を調整してもよい。

また、主散気装置20を第４図（ｂ）に示すように、上
面が水平に対して５゜〜45゜の傾きを有する板状の部材
により形成し、この傾斜面に第４図（ｃ）に示すように
略水平方向に開口する空気噴出穴を有する散気ノズル20
bを設ける構造としてもよい。また、散気穴20bに代えて
略水平方向に開口する散気穴としてもよいことは当然で
ある。

また、主散気装置19の構造も主散気装置20と同じ構造
であるのでその説明は省略する。また、補助散気装置21
及び22も略同一の構造でありその説明も省略する。

燃焼室16の下部には流動媒体を流動化する流動空気を
噴出する多数の該散気ノズル23が中央部が高く、両側に
下り勾配の傾斜を有する山形状に配置されている。各散
気ノズル23はパイプ23aで下部の複数の空気室24に連通
されている。空気室24の上部は第６図（ａ），（ｂ）に
示すように水管40をヒレ板40aで接続した構造となって
おり、該ヒレ板40aに散気ノズル23に連通するパイプ23a
が接続されている。複数の空気室24にはそれぞれバルブ
25を介して流動化空気を送るパイプ26が連結されてい
る。なお、散気ノズル23の形状は、耐熱性及び耐腐食性
のある合金又はセラミック材で製造され、その形状にも
特別な限定がなく、きのこ状又は筒状でもよい。

また、上記実施例では散気ノズル23を山形状に配置し
た例を示したが、この散気ノズル23を省略し、空気室24
の上部を板材で山形状に形成し、この板材に空気噴出用
の穴を形成した所謂散気板としてもよい。

熱回収室14の下部には不燃物排出口27,28が設けられ
ている。該不燃物排出口27の壁は第５図に示すように２
重構造となっており、その壁と壁との間に冷却水を通し
てた冷却ジャケット構造となっている。なお、この場合
は冷却媒体として冷却水を用いたが、冷却媒体は空気等
の冷却媒体であってもよい。また、不燃物排出口28構造
も不燃物排出口27と同じであるからその詳細は省略す
る。これによりこの不燃物排出口27,28を沈降する加熱
流動媒体の熱を短時間に吸収し、該流動媒体中に未燃焼
物が混入していても該未燃焼物が燃焼し、流動媒体物を
局部的に過熱溶融することでクリンカを生じる恐れがな
くなる。

また、不燃物排出口27,28の長さ（第２図のl₁を参
照）を流動床の流動媒体層の厚さ（第２図のl₂を参照）
以上とする。このように不燃物排出口27,28を流動媒体
層の厚さより長くすることにより、その中に充填されて
いる流動媒体を通して炉内より炉外に漏れ出ようとする
空気の空気抵抗が大きくなり、炉底から噴出される流動
化空気は流動床の流動媒体層を通って該流動媒体を流動
させて上に抜けていくから、不燃物排出口27を通して炉
外に漏れ出ないようになる。これにより不燃物排出口27
には空気が通らないから、該不燃物排出口27の流動媒体
中に未燃焼物が混入しても、該未燃焼物は燃焼して流動
媒体が局部的に過熱溶融し、クリンカを生じる恐れは更
になくなる。

該不燃物排出口27,28の断面積は石炭廃棄物併用の流
動床Ａの方が石炭専用の流動床Ｂのそれより大きく形成
されている。これは産業廃棄物に含まれる大型の不燃物
をスムーズに排除できるようにするためである。

石炭廃棄物混焼の流動床Ａには炉壁11内面に給炭機29
からの石炭投入口が設けられており、天井には都市ゴミ
や各種産業廃棄物等の廃棄物を供給する給塵機（図示せ
ず）からの廃棄物投入口30が設けられている。また、石
炭専焼の流動床Ｂの炉壁11内面に給炭機（図示せず）か
らの石炭投入口31,31が設けられている。

石炭廃棄混焼の流動床Ａと石炭専焼の流動床Ｂの境界
の炉壁11の上部には燃焼ガスを排出する燃焼ガス排出口
32が設けられ、石炭専焼の流動床Ｂとボイラー部Ｃの境
界が炉壁11の上部にも燃焼ガス排出口33が設けられてい
る。また、排出口32及び33は水管11aを千鳥状に配置
し、該水管11aの隙間を燃焼ガスが通るように形成され
ている。また、石炭及び廃棄物混焼の流動床Ａ及び石炭
専焼の流動床Ｂの天井はそれぞれ炉壁11の水管列を延長
して屋根状に形成され流動床ＢからＡの側へ向けて下が
り勾配の傾斜面に成っている。これにより水管中の水の
自然循環を良くしている。ボイラー部Ｃは多数の水管群
36が立設した構造で、該水管群36の上部は汽水胴37に連
通し、下部は水胴39に連通している。ボイラー部Ｃの水
管列からなるボイラ壁40の上部には排気ガスを排出する
排気ガス排出口41が設けられている。石炭専焼の流動床
Ｂとボイラー部Ｃの境界の炉壁11とボイラ水管群36の間
には水管列からなる輻射伝熱壁34が設けられている。前
記炉壁11、輻射伝熱壁34及びボイラ壁40の上部は汽水胴
37に連通し、これらの下部は水管を介して水胴39に連通
している。

石炭廃棄物混焼の流動床Ａの熱回収室14及び15に配置
された伝熱管17及び18は第１図に示すように、蒸発器ａ
としての作用を奏するようになっており、石炭専焼の流
動床Ｂの熱回収室14及び15に配置された伝熱管17及び18
は第１図に示すように、過熱器ｂとしての作用を奏する
ようになっている。即ち、石炭廃棄物混焼の流動床Ａの
熱回収室14及び15には蒸発器ａのみを配置し、石炭専焼
の流動床Ｂには過熱器ｂを配置している。なお、流動床
Ｂの熱回収室14,15には蒸発器ａと過熱器ｂとを配置し
てもよい。

石炭廃棄物混焼の流動床Ａにおいて、給炭機29により
投入された石炭及び給塵機を通して廃棄物投入口30から
投入された産業廃棄物は燃焼室16で燃焼し、燃焼ガスは
第１図の矢印101,102,103,104,105,106,107,108,109に
示すように流れ、排気ガス排出口41から排出される。ま
た、石炭専焼の流動床Ｂの給炭機を通して石炭投入口31
から投入された石炭は燃焼室16で燃焼し、第１図のその
燃焼ガスは上部で上記石炭廃棄物混焼の流動床Ａからの
燃焼ガスと合流し、矢印102,103,104,105,106,107,108,
109に示すように流れ、排気ガス排出口41から排出され
る。即ち、石炭廃棄物混焼の流動床Ａと石炭専焼の流動
床Ｂの燃焼ガスは石炭専焼の流動床Ｂの上部で合流し、
ボイラー部Ｃを通って排気ガス排出口41から排出される
ことになる。この場合、石炭専焼廃棄物混焼の流動床
Ａ、石炭専焼の流動床Ｂ及びボイラー部Ｃは排気ブロワ
ーにより負圧に維持されている。

第７図は石炭廃棄物混焼の流動床Ａ及び石炭専焼の流
動床Ｂの炉床部を示す図である。パイプ26からバルブ25
を介して、空気室24に流動空気を送ることにより、散気
ノズル23の噴出穴から流動媒体中に流動空気が噴出さ
れ、流動媒体は投入された燃焼物の燃焼により加熱され
燃焼室16内で矢印で示すように流動する。そしてその一
部は熱回収室14及び15に流動空気に伴って搬入する。熱
回収室14には前述のように主散気装置19と補助散気装置
21が配置しており、パイプ19aと21aから空気を送ること
により、各散気装置の散気ノズル又は散気穴から流動媒
体中に空気が噴出する。この噴出する空気量を制御し、
流動媒体の沈降速度と総括熱伝達係数を変化させ熱回収
量を制御する。なお、散気パイプ19a,20aの流動媒体が
燃焼室へ戻る出口にある部分には、散気穴が斜め下方に
向かって穿口されており、主散気装置、補正係数装置と
合わせて熱回収室水平断面全面にわたって空気がいきわ
たるようにしている。また、同様に熱回収室15にも前述
のように主散気装置20と補助散気装置22が配置してお
り、パイプ20aと22aから空気を送ることにより、各散気
装置の散気ノズル又は散気穴から流動媒体中に空気が噴
出する。この噴出する空気量を制御し、熱回収量を制御
する。

石炭廃棄物混焼の流動床Ａの熱回収室14及び15の伝熱
管17及び18の配管ピッチは、産業廃棄物に含まれる不燃
物が伝熱管17及び18の間にひっかからないように、石炭
専焼の流動床Ｂの熱回収室14及び15のピッチより大きく
している。そのため燃焼室16に投入された廃棄物及び石
炭の未燃焼物が流動媒体と一緒に熱回収室14及び15に浸
入し、伝熱管17及び18の配置されてない部分で燃焼し、
流動媒体を局部的に過熱溶融してクリンカを生じさせる
場合がある。この場合の対策として、本実施例ではこの
伝熱管17及び18の配置されてない部分に位置する主散気
装置19及び20の散気ノズル又は散気穴の空気噴出穴の径
を大きくし、又は穴の数を増やしこの部分に噴出する空
気量を大きくしている（例えば、流動媒体の流動開始質
量速度の２倍以上）。これにより、この部分の流動媒体
が流動化し、流動媒体に混入する未燃焼物が燃焼しても
流動媒体を局部的に過熱溶融してクリンカを生じる恐れ
はない。

これに対して石炭専焼の流動床Ｂの熱回収室14及び15
の伝熱管17及び18の配管ピッチは熱回収率の向上等を考
慮して小さくしており、この熱回収室14及び15に未燃物
の石炭が流動媒体に浸入しても、流動媒体の熱は伝熱管
17及び18に短時間に吸収されるため流動媒体が局部的に
過熱溶融されてクリンカを生じる心配はない。しかしな
がら、熱回収室14及び15は炉の構造上、例えばマンホー
ルの配置等により伝熱管17及び18の配管ピッチが大きく
なる部分があり、この部分は主散気装置19及び20の散気
ノズル又は散気穴の径を大きくするか又は穴の数を増や
して、上記のようにクリンカの発生を防止する対策が講
じられる。

また、補助散気装置21及び22はその噴出空気量を小さ
くし（例えば流動開始質量速度の２倍以下）、その空気
量を略一定とし、熱回収室14及び15での熱回収制御は専
ら主散気装置19及び20で行なうようにする。

主散気装置19,20及び補助散気装置21,22は上記のよう
に、上面が水平に対して５゜〜45゜の傾きを有する板状
の部材により階段状に形成し、該階段状の略垂直部分の
各面に散気ノズル又は散気穴が設けられた構造なので、
燃焼室16から浸入する過熱された流動媒体に不燃物が混
入しても、該不燃物は流動媒体中を沈下し、主散気装置
19,20及び補助散気装置21,22の傾斜した上面を滑り沈降
して不燃物排出口27,28から炉外に排出されるため、こ
れらの不純物が熱回収室14及び15に堆積することはな
い。従って、不燃物堆積により流動媒体の流動化が阻害
され、熱回収率及び熱回収制御の妨げとなることはな
い。

産業廃棄物はプラスチック等の発熱量の大きいものか
ら、発熱量の小さいものまで各種の燃焼物が混入してお
り、またその性質から定量供給が困難である。従って、
熱回収量を所望の値に制御することが極めて困難であ
る。これに対して石炭は燃焼した際の発熱量が略一定し
ていることから、炉内に投入する石炭の量で熱回収量を
比較的容易に制御できる。このことを上記複床型流動床
ボイラについて言えば、石炭専焼の流動床Ｂは石炭のみ
を燃焼させるのであるから、その熱回収量を比較的容易
に制御することができるのに対して、石炭廃棄物混焼の
流動床Ａは廃棄物を燃焼させるので熱回収量を所望の値
に制御することが困難であるということになる。そこ
で、上記実施例では、石炭廃棄物混焼の流動床Ａの熱回
収室14及び15は蒸発器ａのみを配置し（即ち、伝熱管17
及び18は蒸発器ａの伝熱管となる）、石炭専用の流動床
Ｂの熱回収室14及び15には過熱器ｂのみを配置する。即
ち、蒸気圧力の所望の値に制御するために過熱器ｂを熱
回収量の制御しやすい石炭専焼の流動床Ｂに配置するわ
けである。また、過熱器ｂを熱回収室14及び15の流動媒
体層中に配置するので、燃焼室16上部の燃焼ガスの通路
に配置するのと異なり、熱回収効率が良くなると共に、
過熱器の伝熱管が石炭廃棄物混焼の流動床Ａから腐食性
のある燃焼ガスに触れることがなく、伝熱管の寿命が長
くなる。

また、上記実施例では１つの石炭廃棄物混焼の流動床
Ａと１つの石炭専焼の流動床Ｂの２つの流動床を具備す
る例を示したが、流動床の数はこれに限定されるもので
はなく、要は複数の流動床の内所定の流動床は石炭等の
固形燃料専焼の流動床として使用し、他の流動床は都市
ゴミや各種産業廃棄物等の廃棄物専焼或いは固形燃料と
廃棄物混焼の流動床として使用する構成であれば、流動
床の数には限定がない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば下記のような優れ
た効果が得られる。

（１）固形燃料専焼の流動床の熱回収室の流動媒体層中
に過熱器を配置するので、燃焼ガスの通路に配置するの
に比べて熱回収率は高く廃棄物の燃焼に伴う腐食性の強
い排ガスにより伝熱管が腐食することがなく、更にボイ
ラ負荷に適応した蒸気圧を得ることが可能となる。

（２）流動床の熱回収室の底部流動媒体層中に上面を水
平に対して５゜乃至45゜の傾きを有する部材により階段
状に形成し、該階段状の略垂直部分の面にガスを噴出す
る散気穴又は散気ノズルを設けた構成の主散器装置を配
置するので、燃焼室から熱回収室に浸入する加熱された
流動媒体に混入して入り込む不燃物は傾きを有する散気
装置上面を流動媒体と共に滑り落ちるので熱回収室底部
にこの不燃物が体積して、流動媒体の流れを阻害するこ
とによる熱回収効率や熱回収制御を阻害したりすること
はなくなる。

（３）流動床の熱回収室には主散気装置と同一構成の補
助散気装置を対向配備しているので、流動媒体が動かな
くなることがなく、不燃物の堆積、クリンカの生成がな
く、さらに主散気装置からの空気制御と補助散気装置の
空気量制御とが合い伴って熱回収の制御が容易になる。

（４）不燃物排出口を冷却媒体を通すジャケット構造と
するので、この不燃物排出口を沈降する過熱流動媒体の
熱を短時間に吸収し、該流動媒体中に未燃焼物が混入し
ていても該未燃焼物が燃焼し、流動媒体を局部的に過熱
溶融してクリンカを生じるという恐れがなくなる。

（５）流動床の熱回収室の上部は炉側壁から燃焼室側に
向けて下方に傾斜した屋根状にするから、炉に投入され
る固形燃料や廃棄物が堆積することなく屋根を滑り、炉
中央部に落下する。

（６）固形燃料を燃焼する流動床の熱回収室の伝熱管の
ピッチを密とするから、熱回収室内に未燃焼物が侵入し
てもクリンカは生成しないし、熱回収率は向上する。ま
た、固形燃料と廃棄物とを燃焼する流動床の熱回収室の
伝熱管のピッチを疎とするから、不燃物がひっかかるこ
とはない。

（７）不燃物排出口の長さを流動床の流動媒体層の厚さ
以上とするから、不燃物排出口の流動媒体層中を通る空
気抵抗が大きくなり、該不燃物排出口を通って空気が炉
外に漏れ出ることないから、不燃物排出口内で未燃物の
燃焼による流動媒体の局部的過熱溶融がなく、クリンカ
が生成される恐れがない。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明に係る複床型流動床ボイラの
構成を示す図で、第１図は複床型流動床ボイラの全体構
成を示す側面図、第２図は第１図のＩ−Ｉ断面矢視図、
第３図は第１図のII−II断面矢視図、第４図（ａ），
（ｂ），（ｃ）はそれぞれ主散気装置の構造を示す図、
第５図は不燃物排出口の構造を示す図、第６図（ａ），
（ｂ）はそれぞれ空気室上部と散気ノズルを示す一部側
面図及び一部平面図、第７図は石炭と廃棄物との併用の
流動床Ａ及び石炭専用の流動床Ｂの炉床部を示す図であ
る。図中、Ａ……石炭廃棄物併用の流動床、Ｂ……石炭専用
の流動床、Ｃ……ボイラー部、11……炉壁、12,13……
仕切壁、14,15……熱回収室、16……燃焼室、17,18……
伝熱管、19,20……主散気装置、21,22……補助散気装
置、23……散気ノズル、24……空気室、25……バルブ、
26……パイプ、27,28……不燃物排出口、29……給炭
機、30……排出口、31……石炭投入口、32,33……燃焼
ガス排出口、34……輻射伝熱壁、36……ボイラ水管群、
37……汽水胴、39……水胴。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ２３Ｇ 5/30 Ｆ２３Ｇ 5/30 Ｚ (72)発明者永東秀一東京都大田区羽田旭町11番１号株式会社荏原製作所内 (72)発明者三好敬久東京都大田区羽田旭町11番１号株式会社荏原製作所内 (56)参考文献特開昭57−157920（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−187001（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】仕切板を設けることにより燃焼室と熱回収
室を区画し、流動媒体が該燃焼室と該熱回収室の間を循
環できるように該燃焼室と熱回収室を連通させた構成の
流動床を複数具備し、該複数の流動床の内所定の流動床は固形燃料を燃焼する
流動床とし、他の流動床は都市ゴミや各種産業廃棄物等
の廃棄物を燃焼する流動床或いは固形燃料と廃棄物を混
焼する流動床とし、前記固形燃料を燃焼する流動床の熱回収室の流動媒体層
中には過熱器を配置し、前記廃棄物を燃焼する流動床或いは固形燃料と廃棄物と
を混焼する流動床の熱回収室の流動媒体層中に蒸発器を
配置し、前記複数流動床の内少なくとも廃棄物を燃焼する流動床
或いは固形燃料と廃棄物とを混焼する流動床の前記熱回
収室の底部流動媒体層中には上面を水平に対して５゜乃
至45゜の傾きを有する部材により階段状に形成し、該階
段状の略垂直部分の面にガスを噴出する散気穴又は散気
ノズルを設けた構成の主散気装置を配置することを特徴
とする複床型流動床ボイラ。
【請求項２】前記流動床の熱回収室底部には前記主散気
装置と同一構成の補助散気装置を対向に配置することを
特徴とする請求項（１）記載の複床型流動床ボイラ。
【請求項３】前記固形燃料を燃焼する流動床の熱回収室
の伝熱管のピッチを密とし、廃棄物を燃焼する流動床或
いは固形燃料と廃棄物とを混焼する流動床の熱回収室の
伝熱管のピッチを疎としたことを特徴とする請求項
（１）又は（２）記載の複床型流動床ボイラ。
【請求項４】前記流動床下部に設けた不燃物排出口の壁
は２重壁であり、該２重壁の壁と壁の間に冷却媒体を通
すジャケット構造であることを特徴とする請求項（１）
乃至（３）のいずれか１つに記載の複床型流動床ボイ
ラ。
【請求項５】前記流動床下部に設けられた不燃物排出口
の長さは流動床の流動媒体層の厚さ以上であることを特
徴とする請求項（１）乃至（４）のいずれか１つに記載
の複床型流動床ボイラ。
【請求項６】前記流動床の熱回収室の上部は炉側壁から
燃焼室側に向けて下方に傾斜した屋根状に形成したこと
を特徴とする請求項（１）乃至（５）のいずれか１つに
記載の複床型流動床ボイラ。