JP2901752B2 - 流動層燃焼装置 - Google Patents

流動層燃焼装置

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JP2901752B2 JP33336690A JP33336690A JP2901752B2 JP 2901752 B2 JP2901752 B2 JP 2901752B2 JP 33336690 A JP33336690 A JP 33336690A JP 33336690 A JP33336690 A JP 33336690A JP 2901752 B2 JP2901752 B2 JP 2901752B2
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祐哉 山畑
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、流動層燃焼装置に係り、特に都市ごみ等の
被燃焼物を完全燃焼させるとともに、ガス流路内で沈降
する灰の抜き取りを容易にした流動層燃焼装置に関する
ものである。
〔従来の技術〕
第2図および第3図は、従来の流動層燃焼装置の説明
図である。
第2図の装置は、流動層22および二次燃焼室24を有す
る燃焼炉21と、該燃焼炉21の下部に配置された一次空気
供給管23と、前記二次燃焼室24に連結された燃焼排ガス
26の冷却塔27と、該ガス冷却塔27の下部に設けられたス
クリューコンベア29とから主として構成されている。流
動媒体は、燃焼炉21の下部の一次空気供給管23から供給
される一次空気によって流動して流動層22を形成する。
流動層22の上方から燃焼炉21に供給される被燃焼物25
は、前記流動層22で撹拌混合され、必要に応じて助燃剤
とともに燃焼される。未燃焼分は燃焼排ガス26とともに
上昇し、二次燃焼室24で二次空気供給管24aから供給さ
れる二次空気と接触して完全燃焼する。燃焼排ガス26
は、燃焼炉21の頂部からその後流のガス冷却塔27に流入
し、冷却水噴霧装置28から噴霧される噴霧水と接触して
冷却され、その後、ガス冷却塔27から流出して図示省略
した、例えばガス処理装置等へ流入する。一方、燃焼排
ガス26に同伴される飛灰は、ガス冷却塔27の底部に沈降
し、沈降灰としてスクリューコンベア9を経て系外に排
出される。
しかしながら、このような装置には、ガス冷却塔27の
内壁に付着堆積した飛灰の塊が時々落下してスクリュー
コンベア29に噛み込み、該スクューコンベア29の正常運
転を妨げるだけでなく、ついには破損させることもあ
る。すなわち、スクリューコンベア29が故障し易いう
え、維持管理が困難であり、しかもコスト高という欠点
がある。
また第3図は、第2図の欠点をカバーするために導入
された装置であり、故障し易く、維持管理が困難な、沈
降灰抜き取り用のスクリューコンベアの設置を不要とし
た流動層燃焼装置である。図において、燃焼炉31の上部
にガス冷却塔37が配置されている。燃焼炉31に供給され
た被燃焼物35は、流動層32で燃焼され、未燃焼分は燃焼
排ガス36に同伴されて二次燃焼室34に入り、ここで再度
空気と接触して完全燃焼する。燃焼ガス36はガス冷却塔
37へ流入し、冷却水噴霧装置38から噴霧される水と接触
して冷却された後、後流へと流出する。一方、ガス冷却
塔へ流入した飛灰は沈降灰として直接燃焼炉31へ沈降し
て流動層32に吸収される。
この装置は、ガス冷却塔37で沈降する灰が直接燃焼炉
31へ落下するので、沈降灰抜き出し専用のスクリューコ
ンベアを設ける必要はないが、ガス冷却塔37の冷却効果
がその下部の燃焼炉31にも及び、燃焼炉31内の温度を、
例えば100℃以上も降下させるなど、不完全燃焼の原因
となり、一酸化炭素(CO)等の発生が極端に増加すると
いう問題がある。また、この装置には、二次燃焼室34に
ガスの混合を促進する反転流が形成されないという問題
もある。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、被
燃焼物を完全燃焼させることができ、しかもガス流路で
沈降した灰の抜き取りが容易な流動層燃焼装置を提供す
ることにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するため本発明は、被燃焼物を流動層
に供給して燃焼する燃焼炉と、該燃焼炉の上部に設けら
れた燃焼ガス中の未燃分を燃焼させる二次燃焼室と、該
二次燃焼室に連結されたガス冷却室とを有する流動層燃
焼装置において、前記二次燃焼室を対向流を形成するU
ターン構造とし、かつ前記二次燃焼室の下部または前記
冷却室の下部から燃焼炉の流動層内に連通する連通管を
設けるとともに、燃焼炉から抜き出した流動媒体を前記
連通管の入口上部へ循環する循環配管を設け、該連通管
に充填層を形成し、かつ該充填層の層高を所定の高さに
保持する層高調節手段を設けたことを特徴とする。
〔作用〕
二次燃焼室を対向流を形成するUターン構造としたこ
とにより、未燃焼分を含む一次燃焼排ガスと二次空気と
の混合が促進されるとともに、二次燃焼室の相対的長さ
を増大させることができるので、被燃焼物を完全燃焼さ
せることができる。
また、ガス冷却室の下部から燃焼炉の流動層内に連通
する連通管を設けるととにも、燃焼炉から抜き出した流
動媒体を前記連通管の上部へ循環する循環配管を設け、
連通管に流動媒体および沈降灰からなる充填層を形成
し、かつ該充填層の層高を所定の高さに保持する層高調
節手段を設けたことにより、流動媒体と沈降灰とで形成
される充填層によって燃焼炉とガス冷却室との間のガス
流の短絡を防止しつつ、該充填層に堆積する沈降灰およ
び流動媒体を適宜燃焼炉または燃焼炉を経て炉外へ抜き
出すことができるので、ガス流路で沈降する灰の抜き出
しが容易となる。
本発明においてUターン構造の二次燃焼室は、典型的
には上向流と下向流とを形成する、鉛直の塔を塔頂部の
近郊まで延びた仕切板で分離してUターン構造としたも
のがあげられるが、排ガス流路内に飛灰が堆積しない構
造であれば、特にこれに限定されるものではない。
本発明において前記連通管に形成された充填層の層高
を調節する手段としては、例えば充填層の下部に少量の
空気を吹き込み、その吹き込み圧力と冷却室下部の圧力
との差より充填層の高さを計測するレベル計と、該充填
層の下方に開口する空気供給管と、該空気供給管に設け
られた流量調節バルブ等からなり、前記レベル計の検出
信号を基に充填層の下方へ供給する空気量を調節し、こ
の供給空気によって充填層下方の粒子を横に移動させて
充填層の粒子を下に移動させるものがあげられる。
〔実施例〕
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
第1図は、本発明の一実施例を示す流動層燃焼装置の
説明図である。この装置は、通常角型構造であり、流動
層2を有する燃焼炉1と、該燃焼炉1の底部に設けられ
た一次空気の分散ノズルヘッダ3と、前記流動層2の上
方に設けられた、被燃焼物5の供給口6と、燃焼炉1の
上部に設けられたUターン構造の二次燃焼室7と、該二
次燃焼室7に二次空気を供給する二次空気供給管4と、
二次燃焼室7の後流のガス冷却室9と、該ガス冷却室9
に設けられた冷却水噴霧装置10と、ガス冷却室9の底部
と前記燃焼炉1の流動層2とを連通する連通管11と、該
連通管11に堆積した沈降灰および流動媒体からなる充填
層12と、該充填層12の層高を検知してコントロールす
る、レベル計15、調節空気14の供給管17および該供給管
17に設けられた流量調節バルブ18等からなる層高調節手
段と、前記燃焼炉1の底部に配置された分級機13と、該
分級機13で分割された流動媒体の一部を前記充填層12に
循環する流動媒体の循環ライン16とから主として構成さ
れている。
このような構成において、燃焼炉1の下部に設けられ
た空気分散ノズルヘッダ3から一次空気が供給されて、
例えば砂等の流動媒体が流動して流動層2が形成され
る。このときガス冷却室9の底部と燃焼炉1とを連結す
る連通管11には予め流動媒体が充填された充填層12が形
成され、所定の高さに保持されている。被燃焼物5は、
供給口6から燃焼炉1内に供給され、流動層2で撹拌混
合されて燃焼する。この際、必要に応じて助燃剤を用い
ることもできる。未燃焼分は燃焼排ガス8とともにUタ
ーン構造の二次燃焼室7に流入し、ここで二次空気供給
管4から供給される二次空気と接触して完全燃焼する。
完全燃焼した飛灰を伴った燃焼排ガス8は二次燃焼室7
を経て後流のガス冷却室9へ流入する。ガス冷却室9に
流入した燃焼排ガス8は、冷却水噴霧装置10から噴霧さ
れる冷却水と接触して冷却され、当該ガス冷却室9の頂
部から後流の、例えば排ガス処理装置等へ流出する。一
方、前記燃焼排ガス8に同伴される飛灰は二次燃焼室7
内を流れる下向流に伴って下降し、ガス冷却室9の底部
の連通管11に形成された充填層12上に堆積する。また、
燃焼炉1の底部から抜き出される流動媒体と不燃物との
混合物は分級機13で分級され、所定粒径のものが流動媒
体循環ライン16を経て前記充填層12へ循環される。この
ようにして連通管11に形成されら流動媒体の充填層12に
は沈降灰および燃焼炉1から抜き出された、例えば砂か
らなる流動媒体等が堆積する。充填層の高さが所定の高
さよりも高くなると、レベル計15がこれを検知し、調節
空気供給管17に設けられた流量調節バルブ18を所定開度
で開き、所定量の調節空気14が前記充填層12の下方に供
給される。供給された調節空気14は充填層下方の粒子を
横に移動させて充填層の粒子を下方、すなわち燃焼炉1
内へ落下させるので、充填層12が次第に低くなる。充填
層12が所定の高さよりも低くなると、前記レベル計15が
その高さを検出し、前記調節空気供給管17に設けられた
流量調節バルブ18を閉じて調節空気14の供給を停止し、
充填層12の層高を一定の高さに維持する。このように、
連通管11には、常時、沈降灰または流動媒体が所定量だ
け堆積した充填層12が形成され、燃焼ガスが短絡して流
れることを防止している。充填層12から燃焼炉1に落下
した沈降灰等は、燃焼炉1の底部から外部に抜き出され
る。
本実施例によれば、二次燃焼室をUターン構造とした
ことにより、一次燃焼排ガスと二次空気との接触、混合
が促進されるので、被燃焼物を完全燃焼することができ
る。また、ガス冷却室9と燃焼炉1とを飛灰、流動媒体
等の充填層で連結するとともに、該充填層の層高調節手
段を設けたことにより、ガス流路で沈降した灰をスクリ
ューコンベア等の専用装置を用いることなく、容易に抜
き出すことができる。
本実施例において、例えば燃焼炉1内の圧力は約−50
mmH2O、ガス冷却室9内の圧力は約−70mmH2Oであり、一
方、流動層1内の空気分散ノズル3付近の圧力は800mmH
2Oである。したがって、前記燃焼炉1から連通管11を経
てガス冷却塔9へ向かう燃焼ガスの短絡を防止するのに
充分な高さの充填層を維持する必要がある。また連通管
11に堆積する飛灰の密度は、例えば約700〜800kg/m
2で、流動層2を形成する固形物の密度(約1500kg/m3
と比べて著しく小さく、ガス短絡流が生じ易いので、充
填層12を形成する固形物の密度と流動層2を形成する固
形物の密度との差をできるだけ小さくして前記短絡流の
発生を防止するために、燃焼炉1から抜き出した、所定
粒径の流動媒体が前記充填層12へ循環されている。
本実施例において、燃焼炉1とガス冷却室9との境界
壁の傾斜は、沈降灰が落下するのに充分な角度とするこ
とが好ましいが、必要に応じて、前記境界壁上に堆積し
た灰を充填層12へ強制的に落下させるための掻き取り機
を設けてもよい。
また、ガス冷却室9に設けられる排ガス冷却手段とし
ては、水噴霧装置の外に、ボイラの対流伝熱部であって
もよい。また、ガス冷却室9が二次燃焼に次ぐ三次燃焼
室であってもよい。
〔発明の効果〕
本発明によれば、二次燃焼室を対向流を形成するUタ
ーン構造とし、かつ二次燃焼室の下部または冷却室の下
部と燃焼炉とを連通管で連通し、該連通管に飛灰等から
なる充填層を形成し、かつこの充填層の層高調節手段を
設けたことにより、被燃焼物を完全燃焼できるととも
に、ガス冷却室をはじめとする燃焼ガス流路で沈降した
灰を容易に抜き出すことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例を示す説明図、第2図およ
び第3図は、それぞれ従来技術を示す説明図である。 1……燃焼炉、2……流動層、3……空気分散ノズルヘ
ッダ、4……二次空気供給管、5……被燃焼物、6……
被燃焼物供給口、7……二次燃焼室、8……燃焼排ガ
ス、9……ガス冷却室、10……冷却水噴霧装置、11……
連通管、12……充填層、13……分級機、14……調節空
気、15……レベル計、16……流動媒体循環ライン、17…
…調節空気供給管、18……流量調節バルブ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−173013(JP,A) 特開 昭58−148305(JP,A) 特開 昭61−195208(JP,A) 実開 昭62−98914(JP,U) 実開 昭58−137244(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F23C 11/02 308 F23C 11/02 311 F23G 5/30 F23G 5/50

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被燃焼物を流動層に供給して燃焼する燃焼
    炉と、該燃焼炉の上部に設けられた燃焼ガス中の未燃分
    を燃焼させる二次燃焼室と、該二次燃焼室に連結された
    ガス冷却室とを有する流動層燃焼装置において、前記二
    次燃焼室を対向流を形成するUターン構造とし、かつ前
    記二次燃焼室の下部または前記冷却室の下部から燃焼炉
    の流動層内に連通する連通管を設けるとともに、燃焼炉
    から抜き出した流動媒体を前記連通管の入口上部へ循環
    する循環配管を設け、該連通管に充填層を形成し、かつ
    該充填層の層高を所定の高さに保持する層高調節手段を
    設けたことを特徴とする流動層燃焼装置。
JP33336690A 1990-11-29 1990-11-29 流動層燃焼装置 Expired - Lifetime JP2901752B2 (ja)

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