JP2551517B2 - ペースト状の材料又はスラリを炉に給送する装置及び方法 - Google Patents

ペースト状の材料又はスラリを炉に給送する装置及び方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、流動床炉(反応器)に
燃料を給送する装置及び方法に関し、より詳しくは、高
含水量及び実質的な附着力を示す低品位の燃料のための
気送を利用する前記装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】流動床のための気送の使用は一般に知ら
れている。例えば、whelan の米国特許第348494
8号は、気体と粒状物との間において熱を交換する装置
を含む、粒状材料の気送を開示している。しかし、ペー
スト状もしくはスラリ状の低品位の工業上の廃燃料又は
都市の廃燃料の燃料給送装置において、気送を用いる
と、いくつかの個別の問題が発生する。例えば、廃燃料
は、その比較的高い含水量に関連した高附着性を示すこ
とが多い。また廃燃料は、低発熱量を示し、高濃度の塩
を含有している。更に、廃燃料の品質及び特性は経時的
に著しく変動することがある。そのため、焼却のために
これらの燃料を炉に給送することは、困難であり、不適
切な給送装置によって、炉の燃焼が不安定となり、汚染
物質の放出量が増大し、炉のスラグの量が増大し、給送
系統及び炉内に団塊が形成されるなどの結果を生じう
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、供給源からの燃料を炉に給送する装置及び方法を提
供することにある。
【0004】本発明の別の目的は、燃料中の含水量を減
少させる前記の形式の装置及び方法を提供することにあ
る。
【0005】本発明の更に別の目的は団塊の形成の頻度
及びその度合を低減させることのできる前記の形式の装
置及び方法を提供することにある。
【0006】本発明の更に別の目的は、炉部内に行きわ
たる実質的なモーメントが燃料に付与される前記の形式
の装置及び方法を提供することにある。
【0007】本発明の更に別の目的は、燃料を可変の速
度で給送することのできる前記の形式の装置及び方法を
提供することにある。
【0008】本発明の更に別の目的は、給送ポートの近
傍においてより安定な燃焼が得られるようにした前記の
形式の装置及び方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、燃料粒
子を受理するための囲いと、該囲い中に配されて、複数
のスロットを規定する複数のバッフルと、空気が前記ス
ロットを通過する際に複数の低圧域を創生するのに十分
な速度の空気流を前記囲い中に生じさせること ができる
空気源と、前記空気流中に燃料粒子を導入するための手
段とを含み、それにより前記燃料粒子が前記複数の低圧
域内に巻き込まれて、前記バッフルに衝突する燃料給送
装置が提供される。
【0010】また本発明によれば、複数のスロットを規
定する複数のバッフルを有する囲いを設ける工程と、空
気が前記スロットを通過する際に複数の低圧域を創生す
るのに十分な速度で前記囲い及び前記スロットを通して
空気を通過させる工程と、前記囲い内の前記空気中に燃
料粒子を導入する工程と、前記低圧域に少くとも該燃料
粒子の一部を巻き込むことにより、前記燃料粒子を前記
バッフルに衝突させる工程とを含む燃料給送方法が提供
される。
【0011】好ましい実施態様によれば、ペースト状の
燃料は、下降配管に供給され、そこで、重力作用と、接
線方向に供給される高速の気体又は空気の作用とによっ
て、下向きに加速される。燃料は、下降管から、下降管
を流動床反応器に連結している、下向きに傾斜した分配
器中に、すみやかに移行する。燃料粒子は、分配器にお
いて、一連のスロットを画定する複数の下向きの格子板
の形の前記のバッフルに衝突する。予加熱された空気
は、分配器の後部に供給され、スロットを経て圧送され
ることによって、一連の減圧域が形成される。そのた
め、比較的大きな燃料粒子は、格子板に衝突するに足る
モーメントを得るため、燃料は、多数のより小さな粒子
に分断される。更に、予加熱された空気は、格子に附着
していることのある粒子を除去する。一連のこれらの格
子に衝突した後、燃料は、含水量、従って附着性が実質
的に減少している。
【0012】変形実施例によれば、流動床反応器に給送
されるスラリ状の廃燃料の含水量、附着性及び粒子サイ
ズを減少させるために、同一のコンセプトが用いられ
る。しかし一連の格子を用いる代りに、一連の同心の円
筒管がバッフルとして用いられ、燃料分配器中に複数の
環状スロットを画定する。予加熱された空気は、分配器
の後部に供給され、スロットを経て圧送され、一連の減
圧域を形成する。従って、比較的大きな燃料粒子は、筒
に衝突して多数の比較的小さな粒子に分断されるに足る
モーメントを得る。更に、予加熱された空気は、筒に附
着していることのある粒子を除去する。燃料は、一連の
これらの筒に衝突した後に、含水量、従って附着力が著
しく減少している。
【0013】前述した各実施態様に従って燃料分配器を
貫流することの結果として、廃燃料の含水量とこれに関
連した団塊化の傾向とが実質的に減少する。更に、大き
なモーメントが燃料に与えられることによって、炉内の
ゆき亘り及び分散が改善される。その結果として、燃焼
安定性が高くなり、汚染物質が低減され、炉内のスラグ
の形成量及び団塊化の傾向が減少する。
【0014】次に図面に示した実施例に基づいて本発明
を一層詳細に説明する。
【0015】
【実施例】図1において10は、本発明による燃料給送
装置を一般的に表わしている。燃料給送装置10は、図
示しない燃料供給源からの燃料、例えばペースト状の廃
燃料を、前面壁12aによって部分的に表わした流動床
反応器12に気送するために用いられる。給送装置10
は、下向きに傾斜している燃料分配器16の開口と合致
する垂直下降配管14を備えている。多数の燃料粒子1
8は、燃料分配器16に沿って、重力作用と接線方向に
供給される空気流又は気体流とによって運ばれる。配管
14の入力端には、図示しないスクリューフィーダ及び
ホッパなどの適宜の装置によって燃料粒子18が供給さ
れる。配管14は、2つの互に隔だてられた平行壁2
0,22と2つの隔だてられた平行側部壁(1つを符号
24によって示す)とによって形成され、実質的に矩形
の囲いを形成している。空気入口配管26は、壁20の
開口と合致しており、2つの空気入口配管28,30
は、壁22の開口(複数)と合致している。配管26,
28,30は、下降配管14の長手方向軸線に対してあ
る鋭角に傾斜し、予加熱された空気が、図示しない外部
の供給源から供給される。
【0016】分配器16は、2つの隔だてられた平行壁
32,34と、入口壁36と、2つの隔だてられた平行
側部壁(1つを符号38によって示す)とによって形成
され、実質的に矩形の囲いを形成している。側部壁38
を含む各側部壁は、垂直に取付けられた複数のバッフル
即ち格子板40に対する構造的な支持を与える。これら
の格子板は、分配器16の長さに沿って階段の踏板状に
形成され、互に隔だてられ、複数のスロット42を画定
している。なお、格子板40は、側部壁38を含む側部
壁の間に、適宜の既知の仕方で支持されている。
【0017】入口配管44は、予加熱された空気を分配
器16に供給するための入口壁36の開口と合致してお
り、ダンパ46は、頂部の格子板40と壁32との間
に、後述するように空気の流れを制御するために配設さ
れている。
【0018】図示しないが、所定の温度及び圧力の空気
又は気体を入口配管26,28,30,44に供給する
ための適宜の供給装置が設けられている。この装置の一
例は、加熱器に直列に連結された適宜の送風機から成
り、この加熱器は、配管26,28,30,44への空
気圧を調整する複数のちょう形弁に直列に連結されてい
る。
【0019】作用について説明すると、予加熱され予圧
された空気は、配管26,28,30によって、配管1
4に、そして配管44によって分配器16に、それぞれ
供給される。廃燃料の比較的粗大な固形の燃料粒子18
は、スクリューフィーダ及びホッパ(図示しない)など
の任意の仕方によって、配管14に供給される。配管1
4に流入した燃料粒子18は、配管26,28,30を
経て噴射される加圧された空気と重力作用とによって加
速される。燃料粒子は、これにより、分配管16に入る
ように推進され、そこで、スロット42を通る配管44
からの高速の空気流によって打撃される。空気流は、低
圧の領域をつくり出し、比較的大きな粒子18は、それ
により、格子板40を打撃して大きな粒子18を多数の
比較的微細な粒子に分断するに足るモーメントを得る。
また、配管44からの予加熱された空気は、格子板40
に附着していることのある粒子を除去する。このように
して、比較的微細な粒子18と空気とのエマルジョンが
形成され、炉12に給送される。ダンパ46は、分配器
16と配管14との間の開口を横切る接線方向の空気流
を調整するために用いられ、それによって燃料の給送の
より良い制御作用を供与する。
【0020】図2において、符号50は、一般に、本発
明の変形実施例による燃料給送装置を表わしている。燃
料給送装置50は、図示しない燃料供給源から、前面壁
22aによって部分的に図示した流動床反応器22に燃
料例えばスラリ状の廃燃料を気送するために用いられ
る。燃料給送装置50は、同軸的に配置された燃料分配
器54中に延在される下向きに傾斜した高圧の燃料管5
2を備えている。燃料粒子は、燃料分配器に沿って、重
力作用と、接線方向に供給される空気又は気体によって
運ばれる。燃料管52の入力端には、燃料ポンプ及びタ
ンク(図示しない)のような適宜の装置によって燃料が
供給される。燃料分配器54は、下向きに傾斜する円筒
状のハウジング56によって形成される。円筒状のハウ
ジング56の一端は、流動床反応器(炉)の前面壁22
aの開口と合致している。端部壁58は、ハウジング5
6の他端の上に延長しており、入口配管60は、ハウジ
ング56と端部壁58との間に画定された開口と合致し
ている。複数の同心的な円筒状バッフル即ち管62A〜
62Cは、ハウジンク56中に同軸的な関係に支持され
ており、管62Aの直径は、管62Bの直径よりも小さ
く、管62Bの直径は、管62Cの直径よりも小さい。
管62A〜62Cの構造的支持物は、図示をわかりやす
くするために、図2,3から割愛されているが、これら
の管は、常法により、適宜ハウジング56中に支持され
ている。管62A〜62Cは、ハウジング56の軸線に
沿って軸方向に隔だてられ、管62Aの一端は、管62
Bの対応端の内部に延長し、管62Bのこの端は、管6
2Cの対応端の内部に延長している。
【0021】燃料管52は、端部壁58を経て分配器5
4中に入りこみ、最も小径の管62Aの対応端中に少し
入りこんでいる。燃料管52と管62A〜62Cとハウ
ジング56とは、隣接する円筒部材に近接して、その間
に、4つの環状スロット64A〜64Dを画定するよう
に、大きさ及び位置が定めてあり、スロット64Aの外
径は、スロット64Bの外径よりも小さく、スロット6
4Bの外径は、スロット64Cの外径よりも小さく、ス
ロット64Cの外径は、スロット64Dの外径よりも小
さい。スロット64A〜64Dは、ハウジング56の長
さに沿って分布され、スロット64Aは、分配器のほぼ
中心部に配され、スロット64Dは、前面壁22aに近
接して配される。
【0022】ところで、入口配管60に所定の温度及び
圧力の空気又は気体を供給するための図示しない適宜の
装置が設けられている。この装置の一例は、加熱器に直
列に接続された適宜のブロワであり、この加熱器は、入
口配管60への空気圧を調節するちょう形弁に直列に接
続されている。
【0023】作用について説明すると、予加熱され予圧
された空気は、入口配管60によってハウジング56中
に導かれ、ハウジング56を経て、従って、管62A〜
62Cの間の環状スロット64A〜64Cを経て導かれ
る。例えばスラリの形の燃料は、図示しないポンプのよ
うな適宜の手段によって燃料管52に供給される。燃料
は、燃料管52を経て圧送され、多数の粒子として分配
器54に入る。スロット64A〜64Dを通る入口配管
60からの比較的高速の空気流が、これらの粒子に衝突
する。空気流は、大きな空気せん断力とをつくり出し、
それによって粒子を分断すると共に、径方向に推進し、
スラリの霧化と脱水とを助ける。この空気流はまた、比
較的高速であるため、スロット64A〜64Dの各出口
付近において低圧域をつくり出す。前記の実施例の場合
と同様に、比較的大きな粒子は、管62A〜62Cに衝
突するに足るモーメントをこの低圧域から得て、管62
A〜62C及びハウジング56の各内壁に衝突して、よ
り微細な粒子に分断され、粒子の大きさが減少する。更
に、予加熱された空気は、管62A〜62Cに付着して
いる粒子を除去するに足る圧力及び入口配管60を通る
流速によって供給される。このようにして、反応器22
中に押込まれる空気と微小粒子とのエマルジョンが形成
される。
【0024】本発明の2つの実施例による装置及び方法
は、従来の技術に比べていくつかの利点を備えている。
格子板40又は同心の管62A〜62Cとしたバッフル
の間に圧送される予加熱された空気は、附着した燃料を
運び去ると共に粒子の水分を減少させ、粒子を分断す
る。附着性は水分含量との強い関連をもつため、附着性
及び凝集傾向も減少する。また、搬送される燃料は、反
応器又は給送系統に大きな有害な影響をもたらすことな
く、水分の濃度、附着性、塩濃度又は有用な燃料の量に
ついて可変とすることができる。また強制空気の使用に
よって、燃料流に大きなモーメントが付与され、反応器
内のゆき亘りが実現され、反応器の燃焼安定性が高くな
り、それに伴って、汚染物質の放出量が減少する。更
に、分配器を通る強制空気によって、燃料の移動速度に
1つの連続した範囲が得られる。
【0025】図には特に示してないが、余分の必要な装
置及び構造成分が設けられ、これらの成分及び前述した
全ての成分は、1つの完全な実際に作動する装置を形成
するように、適宜配置され支持される。
【0026】本発明による燃料給送方法は、本発明の範
囲内においていろいろ変更することができることは言う
までもない。例えば、燃料分配器は、円筒状もしくは矩
形とする必要はなく、その他のどんな幾何学的形状とし
ても良い。同様に、バッフルは、格子板または円筒管と
することは、不可欠ではなく、どんな幾何学的形状とし
ても良い。
【0027】本発明をその特定の実施例について以上に
説明したが、本発明は、以上に説明した以外に、いろい
ろと変形して実施できるので、前述した特定の構成は、
単なる例示にすぎず、本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の燃料給送装置の好ましい実施例を示す
概略的な断面図である。
【図2】本発明の燃料給送装置の別の好ましい実施例を
示す概略断面図である。
【図3】図2の3−3線に沿った断面図である。
【符号の説明】
14 下降配管(導入手段) 16 燃料分配器(囲い) 40 格子板(バッフル手段) 44,60 入口配管(空気導入手段) 62A〜62C 管(バッフル手段) 56 ハウジング(囲い)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料粒子を受理するための囲いと、該囲
    い中に配されて、複数のスロットを規定する複数のバッ
    フルと、空気が前記スロットを通過する際に複数の低圧
    域を創生するのに十分な速度の空気流を前記囲い中に生
    じさせることができる空気源と、前記空気流中に燃料粒
    子を導入するための手段とを含み、それにより前記燃料
    粒子が前記複数の低圧域内に巻き込まれて、前記バッフ
    ルに衝突する燃料給送装置。
  2. 【請求項2】 複数のスロットを規定する複数のバッフ
    ルを有する囲いを設ける工程と、空気が前記スロットを
    通過する際に複数の低圧域を創生するのに十分な速度で
    前記囲い及び前記スロットを通して空気を通過させる工
    程と、前記囲い内の前記空気中に燃料粒子を導入する工
    程と、前記低圧域に少くとも該燃料粒子の一部を巻き込
    むことにより、前記燃料粒子を前記バッフルに衝突させ
    る工程とを含む燃料給送方法。
JP5011383A 1992-01-27 1993-01-27 ペースト状の材料又はスラリを炉に給送する装置及び方法 Expired - Fee Related JP2551517B2 (ja)

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