JP2967035B2

JP2967035B2 - 流動層熱回収装置及びその運転方法

Info

Publication number: JP2967035B2
Application number: JP7097183A
Authority: JP
Inventors: 雅章坂野; 富雄鈴木
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1995-04-21
Filing date: 1995-04-21
Publication date: 1999-10-25
Anticipated expiration: 2014-10-25
Also published as: JPH08291908A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、砂粒子等からなる流動
層の形成によって産業廃棄物、都市ごみ、石炭等を焼却
し、これにより発生する熱を回収する流動層熱回収装置
及びその運転方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、産業廃棄物等の焼却による熱を回
収する装置として、空気分散板上に砂粒子からなる流動
層を形成する流動層熱回収装置が良く用いられている。
この装置は、流動層内の粒子の混合が極めて良好で層内
温度を均一に保つことができ、また、粒子層の熱保持能
力が大きいため再起動が容易である等の利点を有してい
る。

【０００３】このような装置として、例えば特開昭６３
−１８７００１号公報には、図１７に示すようなものが
開示されている。

【０００４】この装置では、炉９０の底部に山形状の空
気分散板９２が設けられ、この空気分散板９２から上方
に向かってブロア９１の吐出エアすなわち流動化ガスが
噴出されることにより、砂粒子からなる流動層が形成さ
れている。詳しくは、分散板９２の左右両翼部における
ガス噴射速度が中央部よりも大きく設定され、さらに、
この空気分散板９２の上方に、上記流動化ガスの噴射方
向に対向する形状の反射仕切り９３が設けられており、
このため砂粒子は、左右両翼で勢い良く吹き上げられた
後に反射仕切り９３で反射して中央部で沈降する流動層
を形成している。

【０００５】このような流動層に対し、上方の投入口８
９から中央の主燃焼室９６内に都市ごみ等の被処理物が
投入されると、この被処理物は上記流動層内で砂粒子と
ともに流動しながら燃焼し、不燃物は不燃物排出口９８
を経てスクリューコンベア９９により装置外へ搬出され
る。また、砂粒子の一部は反射仕切り９３を超えてその
外側の熱回収室９４内に入り込み、この熱回収室９４内
で沈降する。この熱回収室９４内には伝熱管９５が配設
されており、この伝熱管９５によって、熱回収室９４内
に侵入した砂粒子の熱が回収される。熱回収室９４内を
沈降した砂は、上記反射仕切り９３の下をくぐって主燃
焼室９６内に戻る。

【０００６】なお、熱回収室９４の底面の直上方にはエ
アノズル１００が設けられ、このエアノズル１００から
中央側（主燃焼室９６側）に向けてエアが噴射されるこ
とにより、熱回収室９４底部の砂が局部的に主燃焼室９
６側に抜き出され、この底部での砂の詰まり防止が図ら
れている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記装置において、熱
回収室９４における砂粒子は、主燃焼室９６内における
砂粒子と違って流動化されておらず、その沈降は自重の
みに起因するものとなっている。従って、この熱回収室
９４内の砂粒子の挙動には場所的に大きなバラツキがあ
り、例えば反射仕切り３やエアノズル１００の近傍では
砂粒子が比較的活発に移動するが、それ以外の領域、特
に炉９０の側壁近傍は、砂粒子がほとんど沈降せずに滞
留し、熱回収率向上に全く寄与しないデッドスペースと
なる。このため、伝熱管９５による熱吸収量のバラツキ
も大きく、高効率で熱回収するのは困難である。

【０００８】また、この装置では、熱回収室９４におけ
る熱回収率を直接的に調節する術がなく、運転条件によ
って実際の熱回収率が目標熱回収率を大きく下回った
り、逆に目標熱回収率を上回って伝熱管９５内の熱回収
媒体（例えば蒸気）の温度や圧力が過度に上昇したりす
るおそれがある。

【０００９】なお、上記装置には、熱回収室９４底部の
砂粒子を強制的に吹き飛ばすエアノズル１００が開示さ
れているが、このエアノズル１００は水平方向にエアを
噴射するものであって熱回収室９４底部で砂粒子の流れ
を局部的に形成するものに過ぎず、熱回収室９４の略全
域に亘って砂粒子の下降を円滑化できるものではない。

【００１０】本発明は、このような事情に鑑み、熱回収
部での熱回収率を向上でき、さらに好ましくは上記熱回
収率を自由に調節できる流動層熱回収装置及びその運転
方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決する手段について検討を重ねた結果、熱回収部に
おける砂粒子を積極的に流動化すれば、この砂粒子の下
降が円滑化及び均一化され、熱回収率が飛躍的に向上す
ることを見いだした。

【００１２】本発明は、このような検討の結果、なされ
たものであり、装置本体の底部に流動粒子により形成さ
れた流動層がバッフルにより主燃焼部と熱回収部とに区
画され、上記主燃焼部の底部に流動粒子を上昇運動及び
下降運動させるための流動化ガスを噴射する散気装置が
設けられ、上記副流動層内に熱回収用の伝熱管が設けら
れ、上記主燃焼部の流動粒子が上記バッフルの上方を通
って上記熱回収部に入り、さらに上記バッフルの下方を
通って上記主燃焼部内に戻るように構成された流動層熱
回収装置において、上記熱回収部の底部に、この熱回収
部における流動粒子を流動化させるための流動化ガスを
噴射する副散気装置を設けたものである（請求項１）。

【００１３】上記副散気装置としては、上記熱回収部の
床を構成し、複数のガス噴射口をもつ分散板と、この分
散板のガス噴射口から流動化ガスを噴射するガス噴射手
段とを備えるとともに、上記分散板を上記主燃焼部に近
付くにつれて低くなる方向に傾斜させたものが、好適で
ある（請求項２）。

【００１４】この場合、上記副散気装置の分散板の傾斜
角度は１０°以上３５°以下（請求項３）、より好まし
くは、２０°以上３０°以下（請求項４）に設定するの
が、よい。

【００１５】また、上記副散気装置から上記熱回収部に
対して単位時間当たりで単位投影面積当たりに供給され
る流動化ガス量であるガス供給速度を上記散気装置によ
るガス供給速度とは独立して変化させる調節手段を備え
れば、さらに好ましいものとなる（請求項５）。

【００１６】また本発明は、請求項１〜５いずれかの流
動層熱回収装置の運転方法であって、上記副散気装置に
よるガス供給速度を、最小流動化速度以上の速度であっ
て上記最小流動化速度の４倍以下の速度に設定するもの
である（請求項６）。

【００１７】また、請求項５記載の流動層熱回収装置で
は、上記副散気装置によるガス供給速度を、最小流動化
速度以上の速度であって目標熱伝達率に相当する速度に
調節する運転方法が可能である（請求項７）。

【００１８】

【作用】請求項１記載の装置によれば、熱回収部底部の
副散気装置から噴射された流動化ガスにより、熱回収部
内の流動粒子が流動化されるため、この流動粒子の下降
が熱回収部略全域に亘って円滑化され、この流動粒子の
もつ熱が伝熱管により均一にかつ効率良く回収される。

【００１９】ここで、上記副散気装置によるガス供給速
度は、流動粒子の粒径や密度、及び流動化ガスの密度や
粘度によって決まる最小流動化速度以上の速度であれば
よいが、このガス供給速度をある程度まで上げるとそれ
以上は熱回収率が上がらず、却って各流動粒子の微視的
な速度が高くなって伝熱管の摩耗損傷を促進するおそれ
があるため、請求項６記載のように、上記ガス供給速度
は上記最小流動化速度の４倍以下の速度に設定するの
が、より好ましい。

【００２０】また、後述のように、上記ガス供給速度と
熱回収率との間には相関関係があるので、請求項５記載
のように、上記副散気装置によるガス供給速度を上記散
気装置によるガス供給速度とは独立して変化させる調節
手段を備えることにより、請求項７記載のように、目標
熱伝達率が得られるように副散気装置によるガス供給速
度を調節するといった制御が可能になる。

【００２１】上記のような装置及び運転方法によれば、
副散気装置の具体的な構造にかかわらず、熱回収部での
流動粒子の流動化により熱回収率が向上するが、さら
に、請求項２記載のように、上記副散気装置として、上
記熱回収部の床を構成し、複数のガス噴射口をもつ分散
板と、この分散板のガス噴射口から流動化ガスを噴射す
るガス噴射手段とを備えるとともに、上記分散板を上記
主燃焼部に近付くにつれて低くなる方向に傾斜させるこ
とにより、上記熱回収部から主燃焼部への流動粒子の移
動を促進できる。その分、主燃焼部と熱回収部との間の
流動粒子の循環が活発化され、熱回収率はさらに高ま
る。

【００２２】ただし、上記傾斜角度がある程度まで達す
ると、それ以上傾斜させても熱回収率は上がらず、逆
に、傾斜の大きい分だけ主燃焼部に近い側での熱回収部
の流動層が深くなり、この流動層の重みで流動化ガスの
噴射の際の圧力損失が大きくなってしまう。従って、上
記傾斜角度は、請求項３記載のように１０°以上３５°
以下、より好ましくは請求項４記載のように２０°以上
３０°以下に設定するのが、よい。

【００２３】

【実施例】本発明の第１実施例を図１〜図３に基づいて
説明する。

【００２４】ここに示す流動層熱回収装置は、断熱壁１
１で囲まれた焼却炉１０を備え、この焼却炉１０の底部
に砂等からなる流動層１２が形成され、その上方は図３
に示すようなフリーボード１４とされている。焼却炉中
間部には、焼却物投入口１６が形成され、これに焼却物
供給機１８が接続されるとともに、同じく焼却炉中間部
の適当な高さ位置には、二次空気ブロア２０，２２が接
続され、焼却炉上部にはダクト２４が接続されている。

【００２５】上記フリーボード１４での断熱壁１１は、
ある高さまでは内面が耐火物で覆われたメンブレン構造
であり、壁面を通してガス層から熱を吸収するように構
成されている。メンブレンで蒸発した蒸気は蒸気溜め２
５に集合し、その蒸気はスーパーヒーター２６で排ガス
の熱を回収し、後述の伝熱管４６の入口ヘッダ４７へ送
られる。上記排ガスは、上記スーパーヒーター２６で熱
を奪われた後、炉壁のメンブレンと同様の構造の蒸発器
２８、低温腐食回避のための給水加熱器２９、燃焼空気
用の空気加熱器３０でさらに熱を奪われる。そして、ガ
ス冷却器３２で冷却された後にバグフィルタ３４で除塵
され、排気ファン３６を通って煙突から排気される。

【００２６】次に、上記焼却炉１０の底部の構造を図１
及び図２に基づいて説明する。

【００２７】炉底の左右方向中央には、第１分散板３８
が配設され、この第１分散板３８の左右両側に第２分散
板４０が配設されており、両第２分散板４０は断熱壁
（装置本体側壁）１１に隣接している。第１分散板３８
と第２分散板４０とは、水平方向に離間しており、この
部分が不燃物排出部４２となっている。この不燃物排出
部４２の下方には不燃物抜き出し装置４４が設けられ、
この不燃物抜き出し装置４４は、上記不燃物排出部４２
から導出された不燃物入り砂を左右両外側に搬送するス
クリュコンベアを内蔵している。

【００２８】ここで、上記第１分散板３８は、左右の不
燃物排出部４２に向かうに従って低くなるように山形に
傾斜しており、第２分散板４０も、不燃物排出部４２に
向かうに従って低くなる方向に傾斜している。この傾斜
角度の好適な範囲については後に詳述する。

【００２９】両第２分散板４０の上方には、複数本の伝
熱管４６が図１奥行き方向（図２の上下方向）に等間隔
で並設されている。各伝熱管４６は、断熱壁１１下部を
側方に貫通して炉内に臨み、上記第２分散板４０上で蛇
行し、上記貫通部よりも上方で断熱壁１１を貫通して炉
外へ導出されており、その両端は、図１の奥行き方向に
延びる入口ヘッダ４７及び出口ヘッダ４８にそれぞれ接
続されている。そして、スーパーヒーター２６から入口
ヘッダ４７へ送られた蒸気が焼却熱回収媒体として伝熱
管４６内を流れ、出口ヘッダ４８に回収されるようにな
っている。

【００３０】この炉内には、複数本の散気管５０が図１
の奥行き方向に並設されている。各散気管５０は、上記
伝熱管４６の上方に位置する上側部５１と、この上側部
５１から上記伝熱管４６の側方を通って略垂直方向に延
び、第２分散板４０に至る立直部５２とからなり、上側
部５１の管壁の側面及びその近傍には多数のガス噴射孔
が穿設されている。

【００３１】上記上側部５１は、不燃物排出部４２に向
かうに従って低くなる方向に傾斜しており、この上側部
５１より少し上方に流動層１２の上面が位置している。
上記傾斜角度の設定は自由であるが、具体的には５°以
上３５°以下が好適である。

【００３２】上記立直部５２の途中部分の周囲には、耐
火材やジャケット等からなるバッフル５４が配設されて
いる。このバッフル５４により、上記流動層１２が、中
央の主燃焼部１２Ａと、左右両外側の熱回収部１２Ｂと
に区画されており、第２分散板４０において上記熱回収
部１２Ｂの床を構成する部分が、本発明にいう副散気装
置の散気板となっている。各バッフル５４同士の間には
微小の隙間５５が確保され、この隙間５５を僅かながら
砂粒子が流通可能となっている。

【００３３】なお、散気管５０の配設間隔は、伝熱管４
６の配設間隔と等しく設定されているが、伝熱管４６の
管径よりも散気管５０の管径が大きい分だけ、散気管５
０同士の隙間が伝熱管４６同士の隙間よりも小さくなっ
ている。また、散気管５０同士の隙間は、バッフル５４
と第２分散板４０との間の上下間隔（すなわち熱回収部
の出口幅）と比べても小さくなっている。

【００３４】上記分散板３８，４０には多数の流動化ガ
ス噴射口が穿設され、第１分散板３８の下方には複数の
ガス室４１ｂが、第２分散板４０の下方には複数のガス
室４０ａ，４１，４０ｂ，４０ｃが左右方向に並設され
ている。各ガス室には、配管５７をそれぞれ介し、流動
化ガス（ここではエア）供給源である一次空気ブロア
（ガス噴射手段）５６が接続され、この一次空気ブロア
５６から吐出された流動化ガスが上記流動化ガス噴射口
から炉内の流動層１２に向けて噴射されるようになって
いる。

【００３５】上記ガス室のうち、第２分散板４０の下方
のガス室であって上記不燃物排出部４２に近い特定のガ
ス室４１からは、上記散気管５０内に流動化ガスが供給
されるようになっている。また、このガス室４１よりも
不燃物排出部４２に近いガス室４０ａから流動化ガス噴
射口を通じて噴射される流動化ガスは、不燃物排出部４
２に向かって水平方向に噴出し、上記バッフル５４にお
いて上記第１分散板３８側を向く面の近傍を通るように
なっている。

【００３６】また、各ガス室に接続される配管５７の途
中には、各配管５７内を流れる流動化ガスの風量を調節
する弁（調節手段）５６が設けられ、この弁５６の操作
で流動化ガス（エア）噴射量を配管５７ごとに独立して
調節できるようになっている。

【００３７】この実施例では、基本的に、全てのガス室
のうち不燃物排出部４２近傍のガス室４１ｂからの流動
化ガス噴射量が比較的大きく設定され、第１分散板３８
の山形中央部及び第２分散板４０において伝熱管４６の
下方の部分に位置するガス室４１からの流動化ガス噴射
量が、比較的小さく設定されている。このような噴射量
設定のため、図１に白抜き矢印で示すように、主燃焼部
側で砂粒子がバッフル５４の側面近傍を通って上昇し、
炉の中央側と散気管５０の上側部５１側とへあふれてそ
れぞれ沈降する流れが形成されている。

【００３８】なお、ガス室４０ｂ，４０ｃからのガス噴
射量（すなわち副散気装置によるガス噴射量）について
は後に詳述する。

【００３９】次に、この装置の作用を説明する。

【００４０】まず、焼却物投入口１６から投入された都
市ごみ等の廃棄物（被処理物）は、主燃焼部１２Ａ内
（主燃焼部内）に落下し、燃焼する。この主燃焼部１２
Ａでは、ガス室４１ｂから第１分散板３８のガス噴射口
を通じて噴射される流動化ガスと、ガス室４０ａから第
２分散板４０のガス噴射口を通じて噴射される流動化ガ
スにより、砂粒子が激しく上昇運動及び下降運動を繰り
返しており、バッフル５４の近傍を通って上昇した砂粒
子は、炉の中央側と散気管５０の上側部５１側とへあふ
れてそれぞれ沈降する。

【００４１】より具体的に、上側部５１側へあふれた粒
子は、これら上側部５１同士の隙間を通り、バッフル５
４と断熱壁１１とに挟まれた熱回収部１２Ｂ内で伝熱管
４６同士の間を沈降し、この伝熱管４６に焼却熱を与え
た後（すなわち伝熱管４６が焼却熱を回収した後）、第
２分散板４０の傾斜面に沿って不燃物排出部４２側へ滑
り落ちる。また、炉中央へあふれた粒子は、そのまま第
１分散板３８の山形中央へ沈降し、この第１分散板３８
の傾斜面に沿ってやはり不燃物排出部４２側へ滑り落ち
る。ここで、不燃物排出部４２のすぐ手前のガス室４１
ｂからは強い流動化ガスの噴射が行われているため、一
部の砂粒子は上記流動化ガスに押し上げられて主燃焼部
へ再還流し、他の砂粒子は不燃物（固形物）とともに不
燃物排出部４２内へ落下し、不燃物抜き出し装置４４に
よって左右両外側へ搬出される。この搬出物は篩いにか
けられ、細かい砂粒子のみが上記流動層１２に再供給さ
れる。

【００４２】ここで、上記熱回収部１２Ｂにおいては、
その底部に設けられたガス室４０ｂ，４０ｃから第２分
散板４０の噴射口を通じて流動化ガスが噴射される構成
となっているため、この流動化ガスの噴射量を弁５３の
操作によって適当な量に調節すれば、熱回収部１２Ｂの
砂粒子も主燃焼部１２Ａの砂粒子と同様に流動化でき、
これにより、熱回収部１２Ｂの砂粒子の降下を略全域に
亘り円滑化できる。このような砂粒子の円滑な降下によ
り、伝熱管４６による熱回収率のバラツキを大幅に減ら
し、熱回収率を大幅に向上できる。

【００４３】図４（ａ）（ｂ）は、実験により採取した
データであり、同図（ａ）は、上記熱回収部１２Ｂでの
最小流動化速度ｕmfに対する実際のガス供給速度ｕの比
率と砂粒子の平均下降速度との関係を示し、同図（ｂ）
は、上記比率と熱伝達率との関係を示している。ここ
で、上記最小流動化速度ｕmfとは、熱回収部１２Ｂの砂
粒子を流動化できる最小のガス供給速度ｕをいい、これ
ら最小流動化速度ｕmf及び熱回収部１２Ｂでのガス供給
速度ｕは、次式で表される。

【００４４】

【数１】ｕmf＝ｄ_p ²(ρ_p−ρ_f）ｇ／1650μ ｕ＝Ｑ／Ａここで、ｄ_pは砂粒子径（mm)、ρ_pは砂粒子密度（kg/
m³)、ρ_fは流動化ガス（この実施例ではエア）密度（kg
/m³)、μは流動化ガス粘度（Ｐａ・Ｓ）、Ｑは単位時間
当たりの熱回収部１２Ｂでのガス噴射量、Ａは熱回収部
１２Ｂでのガス噴射方向の投影面積（上から見た面積）
である。

【００４５】図４（ａ）（ｂ）から明らかなように、熱
回収部１２Ｂでの砂粒子の平均下降速度及び熱伝達率
（熱回収率に相当する値）は、ガス供給速度ｕと最小流
動化速度ｕmfとの比率が１に達した時点（すなわちガス
供給速度ｕが最小流動化速度ｕmfに達した時点）から著
しく上昇し、上記比率が３以上の範囲で、ほぼ一定とな
る。一方、上記ガス供給速度ｕをあまり大きく設定する
と、砂粒子の微視的な速度が大きくなって伝熱管４６の
摩耗損傷が起きやすくなる。従って、実際のガス供給速
度ｕは、上記最小流動化速度ｕmf以上でかつ最小流動化
速度ｕmfの４倍以下の速度に設定するのが、好ましい。

【００４６】また、同図（ｂ）に示されるように、上記
比率と熱伝達率との間（上記比率と熱回収率との間）に
は相関関係があるため、実際のガス供給速度ｕを目標熱
伝達率に対応したガス供給速度に近付ける方向に調節す
ることにより、所望の熱伝達率が得られるような運転制
御が可能になる。例えば、伝熱管４６内を流れる蒸気の
温度や圧力を検出し、これらの温度や圧力を目標値に近
付けるようにガス供給速度ｕを調節することにより、安
定した、好ましい運転を実現できる。

【００４７】さらに、この実施例装置では、第２分散板
４０を熱回収部１２Ｂから主燃焼部１２Ａに向かうに従
って低くなる方向に傾斜させているので、熱回収部１２
Ｂの砂粒子がバッフル５４の下をくぐって主燃焼部１２
Ａへ戻るのを促進でき、主燃焼部１２Ａと熱回収部１２
Ｂとの間の砂粒子の循環をより活発にすることが可能と
なっている。

【００４８】図５（ａ）（ｂ）も、実験により採取した
データであり、同図（ａ）は、第２散気板４０の傾斜角
度と砂粒子の平均下降速度との関係を示し、同図（ｂ）
は、上記傾斜角度と第２散気板４０からのガス噴射にお
ける圧力損失との関係を示している。

【００４９】同図（ａ）に示すように、第２散気板４０
の傾斜角度が約２５°以下の範囲では、この傾斜角度が
大きいほど平均下降速度も大きくなっており、上記傾斜
角度が２５°を超える範囲では、平均下降速度はほぼ一
定となっている。一方、熱回収部１２Ｂでは、流動層１
２内に伝熱管４６を埋設する必要があることから、この
流動層１２の最低深さは必ず一定以上に保たなければな
らず、この関係で、第２散気板４０の傾斜角度が大きい
ほど流動層１２の最大深さが大きくなるため、この流動
層１２の重さに起因し、第２散気板傾斜角度が大きいほ
ど圧力損失も大きくなっている（同図（ｂ）参照）。従
って、装置を効率良く運転するには、上記傾斜角度を１
０°以上３５°以下の範囲、より好ましくは、２０°以
上３０°以下の範囲に設定するのがよいことになる。

【００５０】なお、本発明はこの実施例に限定されるも
のではなく、例として次のような態様をとることも可能
である。

【００５１】(1) 上記実施例では、第１分散板３８を炉
の中央に配し、その両外側に第２分散板４０を配したも
のを示したが、第２実施例として図６，図７に示すよう
に、炉の片側に第１分散板３８を、もう片側に第２分散
板４０を配し、炉の略中央に不燃物排出部４２を配する
ようにしてもよい。また、上記第１実施例では、第１分
散板３８及び第２分散板４０を図１奥行き方向に直線状
に延ばし、この方向に沿って伝熱管４６及び散気管５０
を並設したものを示したが、第３実施例として図８，図
９に示すように、炉の形状を円筒形にして中央に円錐状
の第１分散板３８を配し、その径方向外側にドーナツ板
状の第２分散板４０を配し、両分散板３８，４０同士の
間に全周にわたる不燃物排出部４２を形成するようにし
てもよい。この場合、伝熱管４６及び散気管５０も周方
向に並設すればよい。

【００５２】(2) 上記実施例では、入口ヘッダ４７及び
出口ヘッダ４８を炉の左右両外側に配し、伝熱管４６の
両端を断熱壁（側壁）１１に貫通させたものを示した
が、第４実施例として図１０，図１１に示すように、伝
熱管４６を断熱壁１１と平行な直線状に通し、その一端
を入口ヘッダ（図示せず）、他端を出口ヘッダ４８にそ
れぞれ接続するようにしてもよい。この場合、各伝熱管
４６の並び方向は、図１０のような縦横方向でも良い
し、図１２のような斜め方向でもよい。

【００５３】(3) 本発明におけるバッフルの構造は特に
問わず、流動層１２を主燃焼部１２Ａと熱回収部１２Ｂ
とに区画でき、かつその上方及び下方で流動粒子が移動
できるものであれば良く、例えばバッフル全体が単一の
板材で一体成形されたものを特設するようにしてもよ
い。この場合には、散気管５０とは別の支柱を第２分散
板４０上に立ててこの支柱により上記一体成形したもの
を支持すればよい。また、本発明では必ずしも散気管５
０を要しない。

【００５４】(4) 上記実施例では、両分散板３８，４０
の境界位置に不燃物排出部４２を設けているが、第５実
施例として図１３に示すように、炉中央に不燃物排出部
４２を設けるとともに、第１分散板３８及び第２分散板
４０を連続させるようにしても上記熱回収は可能であ
る。この場合、第１分散板３８において上記不燃物排出
部４２に近いほどその個所からのガス噴射量を増やすよ
うにすれば、前記第１実施例と同様、両分散板３８，４
０上に良好な流動層１２の還流を形成できる。

【００５５】また、各分散板は連続した平面である必要
はなく、第６実施例として図１４に示すように、前記第
１実施例で示した山型の第１分散板３８の中央部３８ａ
を両側部３８ｂよりも高くして段を形成するようにして
もよい。

【００５６】(5) 上記各実施例では、炉底から流動化ガ
スを噴射するための散気装置を、分散板３８，４０とこ
れら分散板３８，４０からガスを噴射する手段とで構成
しているが、上記第１分散板３８に代え、第７実施例と
して図１５，図１６に示すような散気管３８´を配設し
てもよい。この実施例では、複数本の散気管３８´が互
いに平行な状態で水平に配され、各散気管３８´の上半
部に多数のガス噴射孔が形成されており、各散気管３８
´の一端が共通の入口ヘッダ５８に接続されている。こ
の装置において、各入口ヘッダ５８から各散気管３８´
内に流動化ガスを供給し、各散気管３８´のガス噴射孔
から上方へ噴射させることにより、流動層１２に還流を
形成できる。この場合、不燃物は各散気管３８´同士の
すき間から落下するので、これら散気管３８´の下方が
不燃物排出部４２になる。

【００５７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば次の効果
を得ることができる。

【００５８】請求項１記載の装置は、流動層が主燃焼部
と熱回収部とに区画された流動層熱回収装置において、
上記熱回収部の底部に副散気装置を設け、この副散気装
置から噴射する流動化ガスによってこの熱回収部におけ
る流動粒子を流動化させるようにしたものであるので、
熱回収部で流動粒子が自重のみで沈降していた従来装置
に比べ、この流動粒子の下降を全体に亘り均一化でき、
熱回収部の伝熱管を通じての熱回収率を大幅に向上でき
る効果がある。

【００５９】そして、請求項６記載の方法は、上記装置
において、上記副散気装置によるガス供給速度を最小流
動化速度以上でかつ最小流動化速度の４倍以下の速度に
設定するものであるので、伝熱管の摩耗損傷を避けなが
ら高い熱回収率を確保できる効果がある。

【００６０】また、請求項５記載の装置は、上記副散気
装置によるガス供給速度を上記散気装置によるガス供給
速度とは独立して変化させる調節手段を備えたものであ
るので、請求項７記載のように、目標熱伝達率が得られ
るように副散気装置によるガス供給速度を調節するとい
った制御が可能であり、このような制御によって、所望
の熱伝達率を自由に得ることができる効果がある。

【００６１】さらに、請求項２記載の装置は、上記副散
気装置として、上記熱回収部の床を構成し、複数のガス
噴射口をもつ分散板と、この分散板のガス噴射口から流
動化ガスを噴射するガス噴射手段とを備えるとともに、
上記分散板を上記主燃焼部に近付くにつれて低くなる方
向に傾斜させたものであるので、上記熱回収部から主燃
焼部への流動粒子の移動を促進することにより、主燃焼
部と熱回収部との間の流動粒子の循環をより活発化で
き、熱回収率をさらに向上させることができる効果があ
る。

【００６２】ここで、請求項３記載の装置は、上記傾斜
角度を１０°以上３５°以下に設定したものであるの
で、圧力損失を抑えた効率のよい運転を行いながら、高
い熱回収率を確保できる効果がある。特に、請求項４記
載のように上記傾斜角度を２０°以上３０°以下に設定
すれば、上記効果をより顕著にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における流動層熱回収装置
の要部を示す断面正面図である。

【図２】上記要部を示す一部断面平面図である。

【図３】上記流動層熱回収装置の全体構成図である。

【図４】（ａ）は上記流動層熱回収装置の熱回収部にお
ける最小流動化速度に対するガス供給速度の比率と砂粒
子の平均降下速度との関係を示すグラフ、（ｂ）は上記
比率と熱伝達率との関係を示すグラフである。

【図５】（ａ）は第２分散板の傾斜角度と熱回収部にお
ける砂粒子の平均降下速度との関係を示すグラフ、
（ｂ）は上記傾斜角度と上記第２分散板からのエア噴射
の圧力損失との関係を示すグラフである。

【図６】本発明の第２実施例における流動層熱回収装置
の要部を示す断面正面図である。

【図７】上記要部を示す一部断面平面図である。

【図８】本発明の第３実施例における流動層熱回収装置
の要部を示す断面正面図である。

【図９】上記要部を示す一部断面平面図である。

【図１０】本発明の第４実施例における流動層熱回収装
置の要部を示す断面正面図である。

【図１１】上記要部を示す一部断面平面図である。

【図１２】上記要部の変形例を示す断面正面図である。

【図１３】本発明の第５実施例における流動層熱回収装
置の要部を示す断面正面図である。

【図１４】本発明の第６実施例における流動層熱回収装
置の要部を示す断面正面図である。

【図１５】本発明の第７実施例における流動層熱回収装
置の要部を示す断面正面図である。

【図１６】上記流動層熱回収装置の要部を示す断面平面
図である。

【図１７】従来の流動層熱回収装置の一例を示す断面正
面図である。

【符号の説明】

１０焼却炉１２流動層１２Ａ主燃焼部１２Ｂ熱回収部３８第１分散板（散気装置を構成）４０第２分散板（副散気装置の分散板）４０ａ，４１，４１ａガス室（散気装置を構成）４０ｂ，４０ｃガス室（副散気装置のガス噴射手段）４６伝熱管５３弁（調節手段）５４バッフル５６一次空気ブロア（ガス噴射手段）５７配管（ガス噴射手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F23G 5/30 F23G 5/46

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】装置本体の底部に流動粒子により形成さ
れた流動層がバッフルにより主燃焼部と熱回収部とに区
画され、上記主燃焼部の底部に流動粒子を上昇運動及び
下降運動させるための流動化ガスを噴射する散気装置が
設けられ、上記副流動層内に熱回収用の伝熱管が設けら
れ、上記主燃焼部の流動粒子が上記バッフルの上方を通
って上記熱回収部に入り、さらに上記バッフルの下方を
通って上記主燃焼部内に戻るように構成された流動層熱
回収装置において、上記熱回収部の底部に、この熱回収
部における流動粒子を流動化させるための流動化ガスを
噴射する副散気装置を設けたことを特徴とする流動層熱
回収装置。
【請求項２】請求項１記載の流動層熱回収装置におい
て、上記副散気装置として、上記熱回収部の床を構成
し、複数のガス噴射口をもつ分散板と、この分散板のガ
ス噴射口から流動化ガスを噴射するガス噴射手段とを備
えるとともに、上記分散板を上記主燃焼部に近付くにつ
れて低くなる方向に傾斜させたことを特徴とする流動層
熱回収装置。
【請求項３】請求項２記載の流動層熱回収装置におい
て、上記副散気装置の分散板の傾斜角度を１０°以上３
５°以下に設定したことを特徴とする流動層熱回収装
置。
【請求項４】請求項３記載の流動層熱回収装置におい
て、上記副散気装置の分散板の傾斜角度を２０°以上３
０°以下に設定したことを特徴とする流動層熱回収装
置。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の流動層
熱回収装置において、上記副散気装置から上記熱回収部
に対して単位時間当たりで単位投影面積当たりに供給さ
れる流動化ガス量であるガス供給速度を上記散気装置に
よるガス供給速度とは独立して変化させる調節手段を備
えたことを特徴とする流動層熱回収装置。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載の流動層
熱回収装置の運転方法であって、上記副散気装置による
ガス供給速度を、最小流動化速度以上の速度であって上
記最小流動化速度の４倍以下の速度に設定することを特
徴とする流動層熱回収装置の運転方法。
【請求項７】請求項５記載の流動層熱回収装置の運転
方法であって、上記副散気装置によるガス供給速度を、
最小流動化速度以上の速度であって目標熱伝達率に相当
する速度に調節することを特徴とする流動層熱回収装置
の運転方法。