JP3219537B2 - 循環流動層燃焼炉 - Google Patents
循環流動層燃焼炉Info
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Description
同時に含む廃棄物を燃料とする循環流動層燃焼炉に関す
る。
は、多様な燃料を使用できることから、従来用いられて
きた良質の燃料に加えて各種廃棄物の混焼が要求される
ようになってきた。廃棄物のうち塩素を多く含むものを
混焼する場合には、発生する塩化水素の低減を目的とし
てカルシウム化合物を燃焼室内に投入していた。以下、
図4により従来の循環流動層ボイラについて説明する。
循環流動層ボイラの主要部は、燃焼室1、サイクロン
2、外部熱交換器3から構成されており、その内部には
流動材が分散板4から吹き出す空気で流動化している。
も高く、燃焼室1内は高速流動層と呼ばれる流動状態に
なっている。燃焼室1内は、850℃〜900℃の温度
に維持されており、燃料ホッパ5aから供給された燃料
が燃焼する。脱硫材、例えば石灰石(CaCO3 )は脱硫・
脱塩材ホッパ5bから燃焼室1内に供給される。粒子
(流動材、脱硫材、燃料)は高速流動状態の燃焼室1か
らサイクロン2へ入り、そこでガスと粒子が分離され
て、粒子は燃焼室1へ再循環する。これが循環流動層と
呼ばれる理由である。
交換器3で冷却しそれを燃焼室1へ戻すことで調整す
る。サイクロン2を出た排ガスは、対流伝熱部6で熱交
換され、除じん装置7、誘引ファン8を経て、煙突9か
ら放出される。燃焼および流動化に必要な空気はブロア
10a〜10cから供給される。排出コンベア11は、
燃焼室1の底部に滞留する異物を系外に排出するための
ものである。
したカルシウム化合物と排ガス中のSO2 との反応が良好
であり、硫黄(S)の量に対して2倍の当量(モル比)
のカルシウム(Ca)化合物を加えることにより、容易に
次の反応により固形化できる。
の当量比Ca/Sと脱硫率との関係を示したものである。
SO2 に関しては、少ない当量比で効果的に除去されてい
ることがわかる。なお脱硫率は、次の定義による。
際に発生するHCl (塩素水素)をSO2の場合と同様に
2 の場合と異なり当量比で8〜10倍のCa化合物を加え
る必要があった。図3は、循環流動層ボイラにおけるCa
とCl+Sに対する式(4)の当量比Ca/(S+0.5C
l)と脱塩率との関係を示したものである。この図から
もHCl を効果的に除去するには、非常に多くのCaが必要
なことがわかる。脱塩率は、先の例と同様に
としているのは、Ca1モルに対しCl2モルが反応するた
めである。以上の事から、未利用のCa化合物、すなわち
灰として処理すべき量が非常に多くなることを示してお
り、燃焼による廃棄物減容の効果が少なくなることを意
味する。また、高価な脱硫・脱塩材が多量に廃棄される
ことから経済的にも問題がある。
石炭、コークス、木くず、スラッジ等を用いて来たが、
最近になって時代の要請から、従来対象としていなかっ
た燃料として、廃プラスチックや金属を含んだ自動車せ
ん断くず(カーシュレッダダスト)等を使用するように
なって、次の2点が問題となってきた。
やかに気化して燃焼室1の上部で燃えるため、燃焼室1
下部に滞留する燃料が少なく、この結果、燃焼室1下部
で還元燃焼雰囲気の形成が困難になり、NOx 発生量を低
く抑えることができない。
しているため、燃焼室1下部の粒子と外部熱交換器3の
粒子とが相互に混合し、その際腐食性ガスを発生するプ
ラスチック類(塩化ビニル樹脂やフッ素樹脂)が外部熱
交換器3に入り込み発生した腐食性ガスにより、伝熱部
を腐食する。
Ca化合物を吸込むことにより排ガス中の硫黄と塩素を含
む有害成分の低減を行うように構成した循環流動層燃焼
炉において、排ガス中の有害成分のS化合物のみなら
ず、特にCl化合物を効率的に除去できるようにした循環
流動層燃焼炉を提供することを課題としている。
とするような燃料に対しても低公害燃焼が実現でき、か
つ、外部熱交換器への燃料混入による腐食を防止して寿
命の長い循環流動層燃焼炉を提供することを課題として
いる。
ルシウム化合物を吹込むことにより排ガス中の硫黄と塩
素を含む有害成分の低減を行うように構成した循環流動
層燃焼炉において、塩素化合物を効率的に除去するとい
う課題を解決するため、燃焼室を出てカルシウム化合物
を分離された排ガスから塩素化合物を吸収除去する湿式
吸収塔を配設した構成を採用する。
生を抑えると共に、外部熱交換器における腐食を防ぐこ
とができる循環流動層燃焼炉を提供するという課題を解
決するため、燃焼室を出た排ガスから分離された粒子が
導かれる外部熱交換器と燃焼室との間に同外部熱交換器
に形成される流動層のフリーボード部と同燃焼室との間
を塞ぎ且つ下部を開口させた隔壁を設けると共に、外部
熱交換器の流動化に使用した空気を外部熱交換器から燃
焼室の炉底部以外の位置へ供給する空気ラインを設けた
構成を採用する。
との反応に比べてHCl (塩化水素)とCaO との反応が効
果的に進まない理由として次のことが考えられる。まず
(1)式の反応は、大気圧下では850〜900℃の温
度域で進むため、SO 2 は加えたCa化合物と燃焼室内で反
応する。これに対して(3)式の反応は850〜900
℃の温度域では遅く、650℃以下の温度で進む。
粒子(流動材、脱硫材、燃料)が、燃焼室内を何度も、
くり返し循環するときの温度は850〜900℃である
のに対しHCl との反応が進む温度になる対流伝熱面以降
では、たかだか1回の通過であるためHCl との反応が十
分進まない。しかしながらHCl は、他のガスと比較し
て、水への溶解度が非常に大きい(例えば386cm3/g
40℃)ため、水に吸収し、アルカリで中和することに
より容易に処理できる。したがって本発明では、SO2 に
ついては、燃焼室内へのCa化合物添加で固定し、HCl に
ついては除じん後の排ガスを湿式処理する。
室内へ投入するCa化合物は、主にSO 2 と反応しCaSO4 の
形でSO2 を固定する。この際一部のHCl もCaCl2 (塩化
カルシウム)として固定される。除じん装置を出た排ガ
ス中にはHCl が多量に含まれているためこれを吸収塔で
水噴霧等により、吸収してHCl 水溶液とし、これにアル
カリを添加することにより中和して無害化する。
器とを隔てる隔壁を下方に延設して、下部を開口させた
隔壁によって仕切った構成を採用すると、外部熱交換器
部に形成される流動層のフリーボード部(粒子濃度が稀
薄な部分)と燃焼室との間が開口していないため、相互
の粒子が混合することを防止すると共に、粒子と同伴さ
れる燃料の混入が防止できる。外部熱交換器から燃焼室
へもどる粒子は隔壁の下部から流れる。
化に使用した空気を燃焼室の炉底部以外の位置へ供給す
る空気ラインを設けた構成とすることによって、外部熱
交換器において流動化に使われた空気はこの空気ライン
を介して燃焼室へ供給され、2次空気あるいは3次空気
として燃焼室で使用される。このように、従来は外部熱
交換器のフリーボード部から燃焼室に流れ込み、燃焼反
応上一次空気として使用されていた流動化用空気が空気
ラインを介して燃焼室へ炉底以外の位置に流れ込み2な
いし3次空気として使用されるため燃焼室下部の還元雰
囲気を強くすることができる。
について図面を用いて具体的に説明する。まず、図1に
示す第1実施例について説明する。なお、図1におい
て、図2に示した従来の装置と同等の部分には図2に示
した符号と同じ符号を付してありそれらについての説明
は省略する。図1において12はは吸収塔、13は中和
剤供給装置である。14は外部熱交換器3と燃焼室1の
間に設けられた隔壁で、同隔壁14の下方には開口14
aが設けられている。15は外部熱交換器3で流動化に
使用した空気を燃焼室1の炉底以外の位置へ供給する空
気ラインである。この例では、脱硫材としてCaCO3 (石
灰石)を使用する。CaCO3 は、燃焼室1内に投入される
と熱(約650℃以上)をうけて次の(5)式に従いCa
O になる。
およびO2と反応し前述の(1)式によってCaSO4 とな
る。この反応は、CaO 粒子の表面で進み、粒子の内部ま
では進まないが、粒子が燃焼室1、サイクロン2、外部
熱交換器3を経て繰り返し循環する際に、表面がCaSO 4
になったCaO 粒子の表面が削られ、絶えず新鮮なCaO が
SO2 と接触することになり、脱硫が効率的に進む。
燃焼室内の温度領域では、反応が進まないため、(3)
式による反応による脱塩は、わずかである。本実施例で
は除じん装置7を出た排ガスは水噴霧をおこなわれる吸
収塔12でHCl を除去されて、排出される。吸収塔12
には中和剤供給装置13からアルカリを添加し中和後、
排水として処理する。中和剤として例えばNaOH(水酸化
ナトリウム)を用いれば排水はNaCl水溶液(食塩水)に
なり無害化して処理できる。すなわち、サイクロン2を
出たガスは、SO2 がほとんど除去されているため、吸収
塔12では吸収後の水がHCl 溶液となっており、これに
例えばNaOHを加えることにより次の反応で中和し、無害
化できるのである。
外部熱交換器3と隣接して設置されており、下部が開口
した隔壁14で分けられている。燃焼用空気は1次空気
ブロア10b、2次空気ブロア10c、熱交換器用ブロ
ア10aから供給される。隔壁14は外部熱交換器3の
下部14aで開口しているが上部で閉じているため外部
熱交換器3からの空気は外部熱交換器3の上部に設けた
3次空気ライン15に流れる。この結果、燃焼室1下部
の空気量は従来のものよりも少なくすることができ、燃
焼室下部での還元雰囲気を強くすることができるため、
NOx 低減が可能である。
され、外部熱交換器3内の伝熱面3a,3bで冷却され
て循環する。また、外部熱交換器3と燃焼室1の間には
下部14aを開口させた隔壁14が設けられているた
め、外部熱交換器3部に形成される流動層のフリーボー
ド部と燃焼室1との間が開口しておらず、相互の粒子が
混合することが防がれる。従って、外部熱交換器3部分
で腐食性ガスが発生するのを防がれ、その伝熱部の腐食
が起こらない。
粒子は隔壁14の下部14aの開口を通って流れる。排
ガスは対流伝熱部6で冷却後バグフィルタ7、誘引ファ
ン8、煙突9を経て放出される。燃料は燃料ホッパ5a
からフィーダ5cにより供給され、炉内の灰は必要に応
じて灰抜きコンベア11から抜き出す。
は、粒子をくり返し炉内に循環させる循環流動層の特徴
を生かして、脱硫操作を高温下で乾式でおこない、Caの
利用効率が悪い脱塩操作を湿式でおこなう。このことに
より次のような効果が得られる。
化合物、例えば石灰石の使用量を大幅に減らすことがで
きる。
すべき灰量が減少する。
場合と比べて設備が簡略化できる。
え、前記燃焼室を出た排ガスから分離された粒子が導か
れる外部熱交換器と燃焼室の間に同外部熱交換器に形成
される流動層のフリーボード部と同燃焼室との間を塞ぎ
且つ下部を開口させた隔壁を設けると共に、外部熱交換
器の流動化に使用した空気を前記燃焼室の炉底部以外の
位置へ供給する空気ライン設けた構成としたので、前記
した(1)〜(3)の効果に加え次のような効果を奏す
ることができる。
ことが可能になり、この結果燃焼速度が速い燃料、例え
ばプラスチックを主体とするようなものに対しても低公
害燃焼が実現できる。
のフリーボード部(粒子濃度が稀薄な部分)と燃焼室と
の間が開口していないため、相互の粒子が混合すること
を防止すると共に、粒子と同伴される燃料の外部熱交換
器への混入を防止でき、この結果伝熱部(特に高温の過
熱器や再熱器)材料の腐食を防止できる。以上のとお
り、本発明による循環流動層燃焼炉は、今後要求される
各種廃棄物の処理等に対応可能なものであり、環境保護
上、産業上非常に有益である。
統図。
係を示すグラフ。
と脱塩率との関係を示すグラフ。
Claims (1)
- 【請求項1】 燃焼室内にカルシウム化合物を吹込むこ
とにより排ガス中の硫黄と塩素を含む有害成分の低減を
行うように構成した循環流動層燃焼炉において、前記燃
焼室を出てカルシウム化合物を分離された排ガスから塩
素化合物を吸収除去する湿式吸収塔を配設し、前記燃焼
室を出た排ガスから分離された粒子が導かれる外部熱交
換器と前記燃焼室との間に同外部熱交換器に形成される
流動層のフリーボード部と同燃焼室との間を塞ぎ且つ下
部を開口させた隔壁を設けると共に、同外部熱交換器の
流動化に使用した空気を前記外部熱交換器から前記燃焼
器の炉底部以外の位置へ供給する空気ラインを設けたこ
とを特徴とする循環流動層燃焼炉。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09927893A JP3219537B2 (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | 循環流動層燃焼炉 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09927893A JP3219537B2 (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | 循環流動層燃焼炉 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06307609A JPH06307609A (ja) | 1994-11-01 |
JP3219537B2 true JP3219537B2 (ja) | 2001-10-15 |
Family
ID=14243204
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP09927893A Expired - Lifetime JP3219537B2 (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | 循環流動層燃焼炉 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3219537B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1182968A (ja) * | 1997-09-08 | 1999-03-26 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Rdf焚き循環流動層炉 |
ITMI20072292A1 (it) * | 2007-12-06 | 2009-06-07 | Itea Spa | Processo di combustione |
JP5361449B2 (ja) * | 2008-02-28 | 2013-12-04 | 三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社 | 循環型流動層炉、及び循環型流動層炉の運転方法 |
CN101813318B (zh) * | 2010-04-27 | 2012-07-04 | 北京中科通用能源环保有限责任公司 | 循环流化床垃圾焚烧炉用防窜气方法、外置式过热装置 |
CN109395542B (zh) * | 2018-12-20 | 2024-08-06 | 福建龙净脱硫脱硝工程有限公司 | Cfb吸收塔及其排灰装置 |
-
1993
- 1993-04-26 JP JP09927893A patent/JP3219537B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06307609A (ja) | 1994-11-01 |
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Date | Code | Title | Description |
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