JP3310814B2 - 溶融燃焼装置 - Google Patents
溶融燃焼装置Info
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- JP3310814B2 JP3310814B2 JP10852095A JP10852095A JP3310814B2 JP 3310814 B2 JP3310814 B2 JP 3310814B2 JP 10852095 A JP10852095 A JP 10852095A JP 10852095 A JP10852095 A JP 10852095A JP 3310814 B2 JP3310814 B2 JP 3310814B2
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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、不燃性物質や難燃性物
質を含有する燃料の溶融燃焼装置に関するもので、石炭
焚きボイラ、スラッジ焚きボイラや各種廃棄物燃焼設備
等に適用できる。
質を含有する燃料の溶融燃焼装置に関するもので、石炭
焚きボイラ、スラッジ焚きボイラや各種廃棄物燃焼設備
等に適用できる。
【０００２】
【従来の技術】図２は従来の溶融燃焼装置の一例を示す
概略図である。この図において、（１）は軸線がほぼ鉛
直な円筒状の主燃焼器であって、下端は漏斗状に絞られ
てスロート（２）を形成している。この主燃焼器（１）
の上部には、軸線方向を向いた燃料投入ノズル（３）と
接線方向を向いた空気投入ノズル（４）が設けられてい
る。（５）は軸線が水平に対し傾斜した円筒状の副燃焼
器であって、その高位置端（図２では左端）に上記スロ
ート（２）の下端が接続されており、低位置端（図２で
は右端）にはスラグ排出孔（６）が設けられている。
（７）はスラグビンである。（８）は縦向きのガスダク
トであって、下端が上記低位置端に接続されている。そ
してこの縦向きのガスダクト（８）の上端に、横向きの
ガスダクト（９）の上流端（図２では左端）が接続され
ている。（１０）は横型の二次燃焼炉であって、上記横
向きのガスダクト（９）の下流端（図２では右端）に接
続されている。この二次燃焼炉（１０）の入口には、二
次空気投入ノズル（１１）が設けられている。（１２）
はスラグ排出孔（６）の下方と二次燃焼炉（１０）とを
連通するガス抜き配管、（１３）はそのガス抜き配管
（１２）に設けられたガス流量計測用のオリフィスであ
る。
概略図である。この図において、（１）は軸線がほぼ鉛
直な円筒状の主燃焼器であって、下端は漏斗状に絞られ
てスロート（２）を形成している。この主燃焼器（１）
の上部には、軸線方向を向いた燃料投入ノズル（３）と
接線方向を向いた空気投入ノズル（４）が設けられてい
る。（５）は軸線が水平に対し傾斜した円筒状の副燃焼
器であって、その高位置端（図２では左端）に上記スロ
ート（２）の下端が接続されており、低位置端（図２で
は右端）にはスラグ排出孔（６）が設けられている。
（７）はスラグビンである。（８）は縦向きのガスダク
トであって、下端が上記低位置端に接続されている。そ
してこの縦向きのガスダクト（８）の上端に、横向きの
ガスダクト（９）の上流端（図２では左端）が接続され
ている。（１０）は横型の二次燃焼炉であって、上記横
向きのガスダクト（９）の下流端（図２では右端）に接
続されている。この二次燃焼炉（１０）の入口には、二
次空気投入ノズル（１１）が設けられている。（１２）
はスラグ排出孔（６）の下方と二次燃焼炉（１０）とを
連通するガス抜き配管、（１３）はそのガス抜き配管
（１２）に設けられたガス流量計測用のオリフィスであ
る。
【０００３】次にこのような装置の作用について説明す
る。まず円筒状で竪型の主燃焼器（１）の上部に装着さ
れた燃料投入ノズル（３）から投入された燃料は、同じ
く主燃焼器（１）上部に接線方向に取り付けられた空気
投入ノズル（４）から投入された空気とともに、旋回運
動をしながら高温下でガス化燃焼して出口のスロート
（２）へ至る。この時、燃料中に含まれる灰分は、高温
下で溶融して燃焼ガスの旋回力により主燃焼器（１）の
壁面に到達し、壁面を流下する溶融スラグ層を形成す
る。この溶融スラグは、主燃焼器（１）下端のスロート
（２）を経て副燃焼器（５）の底部へ流れ込む。また、
燃焼ガス中に含有される微粒スラグは、燃焼ガスが主燃
焼器出口のスロート（２）から副燃焼器（５）へ高速で
吹き出されるため、慣性力を付与されて副燃焼器（５）
底部のスラグ層に衝突し付着捕集される。こうして微粒
スラグを捕集した溶融スラグは、副燃焼器（５）の低位
置端（図２の右端）に設けられたスラグ排出孔（６）か
らスラグビン（７）へ流下して排出される。
る。まず円筒状で竪型の主燃焼器（１）の上部に装着さ
れた燃料投入ノズル（３）から投入された燃料は、同じ
く主燃焼器（１）上部に接線方向に取り付けられた空気
投入ノズル（４）から投入された空気とともに、旋回運
動をしながら高温下でガス化燃焼して出口のスロート
（２）へ至る。この時、燃料中に含まれる灰分は、高温
下で溶融して燃焼ガスの旋回力により主燃焼器（１）の
壁面に到達し、壁面を流下する溶融スラグ層を形成す
る。この溶融スラグは、主燃焼器（１）下端のスロート
（２）を経て副燃焼器（５）の底部へ流れ込む。また、
燃焼ガス中に含有される微粒スラグは、燃焼ガスが主燃
焼器出口のスロート（２）から副燃焼器（５）へ高速で
吹き出されるため、慣性力を付与されて副燃焼器（５）
底部のスラグ層に衝突し付着捕集される。こうして微粒
スラグを捕集した溶融スラグは、副燃焼器（５）の低位
置端（図２の右端）に設けられたスラグ排出孔（６）か
らスラグビン（７）へ流下して排出される。
【０００４】スラグ排出孔（６）で溶融スラグが除去さ
れた燃焼生成ガスは、大部分がガスダクト（８），
（９）を通って二次燃焼炉（１０）に至り、二次空気に
よって完全燃焼する。また、燃焼生成ガスの一部は、ス
ラグ排出口（６）からその下に開口したガス抜き配管
（１２）を通って、二次燃焼炉（１０）に導かれる。こ
れによって、スラグ排出口（６）近傍の温度低下が防止
され、溶融スラグの流下抜出し動作が良好に保たれる。
この抽気量はオリフィス（１３）によって計測される。
れた燃焼生成ガスは、大部分がガスダクト（８），
（９）を通って二次燃焼炉（１０）に至り、二次空気に
よって完全燃焼する。また、燃焼生成ガスの一部は、ス
ラグ排出口（６）からその下に開口したガス抜き配管
（１２）を通って、二次燃焼炉（１０）に導かれる。こ
れによって、スラグ排出口（６）近傍の温度低下が防止
され、溶融スラグの流下抜出し動作が良好に保たれる。
この抽気量はオリフィス（１３）によって計測される。
【０００５】二次燃焼炉（１０）内で完全燃焼した排ガ
スはボイラ等に送給され、給水を加熱蒸発させる。上記
主燃焼器（１）や副燃焼器（５）を水冷壁で構成して熱
回収することもできる。従来の石炭焚きボイラでは、残
渣として多量の石炭灰が発生するので、その処分・管理
が大変であったが、溶融燃焼の場合は、石炭を高温燃焼
させて灰分を溶融スラグとした後、水砕等により固化し
て、嵩を石炭灰の約半分とし、しかも建材として利用す
ることができる。したがって、灰捨ヤードが延命され、
公害となる灰の飛散や水への溶出が防止される。溶融燃
焼ではまた、ボイラ伝熱管に灰が付着することによる伝
熱性能の低下や、アッシュエロージョンも抑制される。
スはボイラ等に送給され、給水を加熱蒸発させる。上記
主燃焼器（１）や副燃焼器（５）を水冷壁で構成して熱
回収することもできる。従来の石炭焚きボイラでは、残
渣として多量の石炭灰が発生するので、その処分・管理
が大変であったが、溶融燃焼の場合は、石炭を高温燃焼
させて灰分を溶融スラグとした後、水砕等により固化し
て、嵩を石炭灰の約半分とし、しかも建材として利用す
ることができる。したがって、灰捨ヤードが延命され、
公害となる灰の飛散や水への溶出が防止される。溶融燃
焼ではまた、ボイラ伝熱管に灰が付着することによる伝
熱性能の低下や、アッシュエロージョンも抑制される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】スラグ排出孔（６）の
下方から燃焼ガスを抽気する目的は、高温の燃焼ガスを
スラグ排出孔（６）に通すことによって、スラグ排出孔
（６）の温度低下を抑え、溶融スラグの流動性と排出を
良好な状態に維持することである。ところが前記従来の
装置においては、引抜きガス量が副燃焼器（５）と二次
燃焼炉（１０）との差圧によって必然的に決まってく
る。したがって、部分負荷運転や低空気比運転等で燃焼
ガス量が減少すると、これに伴って上記差圧も低下し、
引抜きガス量も減少する。引抜きガス量が減少すればス
ラグ排出孔（６）の温度が低下し、これに伴いスラグ排
出孔内の溶融スラグの粘性が増大して、最悪の場合には
スラグ排出孔が閉塞してしまう。
下方から燃焼ガスを抽気する目的は、高温の燃焼ガスを
スラグ排出孔（６）に通すことによって、スラグ排出孔
（６）の温度低下を抑え、溶融スラグの流動性と排出を
良好な状態に維持することである。ところが前記従来の
装置においては、引抜きガス量が副燃焼器（５）と二次
燃焼炉（１０）との差圧によって必然的に決まってく
る。したがって、部分負荷運転や低空気比運転等で燃焼
ガス量が減少すると、これに伴って上記差圧も低下し、
引抜きガス量も減少する。引抜きガス量が減少すればス
ラグ排出孔（６）の温度が低下し、これに伴いスラグ排
出孔内の溶融スラグの粘性が増大して、最悪の場合には
スラグ排出孔が閉塞してしまう。
【０００７】また、ガス抜き配管（１２）の下流端は、
差圧をとるために二次燃焼炉（１０）へ接続されている
が、抽気されるガスはＣＯ，Ｈ2 、ＣＨ4 等を含む可燃
性ガスであって、かつ未燃カーボンを含有しており、こ
れが二次燃焼炉（１０）の主燃焼域外に投入されるの
で、空気の拡散混合が悪く、二次燃焼炉（１０）出口に
おけるＣＯ等の量が増大する不具合を生じる。
差圧をとるために二次燃焼炉（１０）へ接続されている
が、抽気されるガスはＣＯ，Ｈ2 、ＣＨ4 等を含む可燃
性ガスであって、かつ未燃カーボンを含有しており、こ
れが二次燃焼炉（１０）の主燃焼域外に投入されるの
で、空気の拡散混合が悪く、二次燃焼炉（１０）出口に
おけるＣＯ等の量が増大する不具合を生じる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来の課
題を解決するために、軸線がほぼ鉛直な円筒状で、下端
が漏斗状に絞られてスロートを形成し、かつ上部に軸線
方向を向いた燃料投入ノズルおよび接線方向を向いた空
気投入ノズルを有する主燃焼器と、軸線が水平に対し傾
斜した円筒状で、高位置端に上記スロートの下端、低位
置端の上部に縦向きのガスダクトの下端がそれぞれ接続
され、かつ低位置端の底部にスラグ排出孔を有する副燃
焼器とを備えたものにおいて、一端が上記スラグ排出孔
の下方に連通し、かつ減温器、流量検出器、流量調整弁
および未燃カーボンを含有する可燃性ガスを循環する誘
引ファンを有するガス抜き配管を設け、同ガス抜き配管
の他端が上記副燃焼器の高位置端に接続されたことを特
徴とする溶融燃焼装置を提案するものである。
題を解決するために、軸線がほぼ鉛直な円筒状で、下端
が漏斗状に絞られてスロートを形成し、かつ上部に軸線
方向を向いた燃料投入ノズルおよび接線方向を向いた空
気投入ノズルを有する主燃焼器と、軸線が水平に対し傾
斜した円筒状で、高位置端に上記スロートの下端、低位
置端の上部に縦向きのガスダクトの下端がそれぞれ接続
され、かつ低位置端の底部にスラグ排出孔を有する副燃
焼器とを備えたものにおいて、一端が上記スラグ排出孔
の下方に連通し、かつ減温器、流量検出器、流量調整弁
および未燃カーボンを含有する可燃性ガスを循環する誘
引ファンを有するガス抜き配管を設け、同ガス抜き配管
の他端が上記副燃焼器の高位置端に接続されたことを特
徴とする溶融燃焼装置を提案するものである。
【０００９】
【００１０】
【作用】本発明においては、誘引ファンで強制的にガス
抜きを行なう。そして流量検出器の検出出力に応じて流
量調整弁を作動させることにより、負荷や空気比等の燃
焼条件に関係なく引抜きガス量が一定となるよう、コン
トロールする。したがって、燃焼条件が変化しても引抜
きガス量は変化せず、スラグ排出孔が高温に保たれて、
溶融スラグを安定して排出することができる。
抜きを行なう。そして流量検出器の検出出力に応じて流
量調整弁を作動させることにより、負荷や空気比等の燃
焼条件に関係なく引抜きガス量が一定となるよう、コン
トロールする。したがって、燃焼条件が変化しても引抜
きガス量は変化せず、スラグ排出孔が高温に保たれて、
溶融スラグを安定して排出することができる。
【００１１】本発明ではまた、ガス抜き配管の下流端を
副燃焼器の上流端に接続して再循環させることにより、
従来の装置の場合のように二次燃焼炉出口でＣＯ等が増
加する不具合が解消する。
副燃焼器の上流端に接続して再循環させることにより、
従来の装置の場合のように二次燃焼炉出口でＣＯ等が増
加する不具合が解消する。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示す概略図であ
る。この図において、前記図２により説明した従来の装
置と同様の部分については、冗長になるのを避けるた
め、同一の符号を付けて詳しい説明を省く。
る。この図において、前記図２により説明した従来の装
置と同様の部分については、冗長になるのを避けるた
め、同一の符号を付けて詳しい説明を省く。
【００１３】図中（１４）は一端がスラグ排出孔（６）
の下方に、他端が副燃焼器（５）の高位置端（上流端）
に、それぞれ連通するガス抜き配管である。そしてこの
ガス抜き配管（１４）には、減温器（１５）、流量検出
器（１６）、流量調整弁（１７）および誘引ファン（１
８）が設けられている。（１９）は流量コントローラで
ある。
の下方に、他端が副燃焼器（５）の高位置端（上流端）
に、それぞれ連通するガス抜き配管である。そしてこの
ガス抜き配管（１４）には、減温器（１５）、流量検出
器（１６）、流量調整弁（１７）および誘引ファン（１
８）が設けられている。（１９）は流量コントローラで
ある。
【００１４】本実施例においては、副燃焼器（５）の低
位置端からスラグ排出孔（６）を経て外部に抽気される
引抜きガス（燃焼ガスの一部）は、減温器（１５）の出
口に配設された誘引ファン（１８）によって強制的に誘
引される。減温器（１５）は誘引ファン（１８）の使用
温度まで引抜きガスを冷却するためのものである。引抜
きガス量は誘引ファン（１８）の出口に設けられた流量
検出器（１６）により検出され、その検出値に基づい
て、引抜きガス量が常に一定となるよう、流量コントロ
ーラ（１９）が流量調整弁（１７）を作動させる。した
がって、負荷や空気比等の燃焼条件が変化しても、スラ
グ排出孔（６）の温度は低下せず、溶融スラグは粘性が
低く保たれて、安定して排出される。
位置端からスラグ排出孔（６）を経て外部に抽気される
引抜きガス（燃焼ガスの一部）は、減温器（１５）の出
口に配設された誘引ファン（１８）によって強制的に誘
引される。減温器（１５）は誘引ファン（１８）の使用
温度まで引抜きガスを冷却するためのものである。引抜
きガス量は誘引ファン（１８）の出口に設けられた流量
検出器（１６）により検出され、その検出値に基づい
て、引抜きガス量が常に一定となるよう、流量コントロ
ーラ（１９）が流量調整弁（１７）を作動させる。した
がって、負荷や空気比等の燃焼条件が変化しても、スラ
グ排出孔（６）の温度は低下せず、溶融スラグは粘性が
低く保たれて、安定して排出される。
【００１５】本実施例ではまた、流量調整弁（１７）を
出た引抜きガスが、副燃焼器（５）内に、その上流端か
ら戻される。したがって、ガス中に含まれているＣＯ，
Ｈ2，ＣＨ4 等は、この副燃焼器（５）や下流の二次燃
焼炉（１０）の中で完全に燃焼し、従来のように二次燃
焼炉（１０）の出口で残存するようなことはない。
出た引抜きガスが、副燃焼器（５）内に、その上流端か
ら戻される。したがって、ガス中に含まれているＣＯ，
Ｈ2，ＣＨ4 等は、この副燃焼器（５）や下流の二次燃
焼炉（１０）の中で完全に燃焼し、従来のように二次燃
焼炉（１０）の出口で残存するようなことはない。
【００１６】
【発明の効果】本発明においては、ガス抜き配管に誘引
ファンを設け強制的にガス抜きを行なうとともに、燃焼
条件の変動に関係なく引抜きガス量が一定となるように
コントロールすることにより、スラグ排出孔の温度低下
を防止し、安定に溶融スラグを排出することができる。
また抽気したガスを副燃焼器の上流端に戻すことによ
り、二次燃焼炉出口の未燃分をなくすことができる。
ファンを設け強制的にガス抜きを行なうとともに、燃焼
条件の変動に関係なく引抜きガス量が一定となるように
コントロールすることにより、スラグ排出孔の温度低下
を防止し、安定に溶融スラグを排出することができる。
また抽気したガスを副燃焼器の上流端に戻すことによ
り、二次燃焼炉出口の未燃分をなくすことができる。
【図１】図１は本発明の一実施例に係る溶融燃焼装置を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図２】図２は従来の溶融燃焼装置の一例を示す概略図
である。
である。
１ 主燃焼室 ２ スロート ３ 燃料投入ノズル ４ 空気投入ノズル ５ 副燃焼室 ６ スラグ排出孔 ７ スラグビン ８，９ ガスダクト １０ 二次燃焼炉 １１ 二次空気投入ノズル １２ ガス抜き配管 １３ 計量オリフィス １４ ガス抜き配管 １５ 減温器 １６ 流量検出器 １７ 流量調整弁 １８ 誘引ファン １９ 流量コントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡元 章泰 長崎市深堀町５丁目717番１号 三菱重 工業株式会社長崎研究所内 (56)参考文献 特開 平３−36412（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−126005（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−105017（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−141633（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−79005（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23G 5/24 F23G 5/00
Claims (1)
- 【請求項１】 軸線がほぼ鉛直な円筒状で、下端が漏斗
状に絞られてスロートを形成し、かつ上部に軸線方向を
向いた燃料投入ノズルおよび接線方向を向いた空気投入
ノズルを有する主燃焼器と、軸線が水平に対し傾斜した
円筒状で、高位置端に上記スロートの下端、低位置端の
上部に縦向きのガスダクトの下端がそれぞれ接続され、
かつ低位置端の底部にスラグ排出孔を有する副燃焼器と
を備えたものにおいて、一端が上記スラグ排出孔の下方
に連通し、かつ減温器、流量検出器、流量調整弁および
未燃カーボンを含有する可燃性ガスを循環する誘引ファ
ンを有するガス抜き配管を設け、同ガス抜き配管の他端
が上記副燃焼器の高位置端に接続されたことを特徴とす
る溶融燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10852095A JP3310814B2 (ja) | 1995-05-02 | 1995-05-02 | 溶融燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10852095A JP3310814B2 (ja) | 1995-05-02 | 1995-05-02 | 溶融燃焼装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08303735A JPH08303735A (ja) | 1996-11-22 |
| JP3310814B2 true JP3310814B2 (ja) | 2002-08-05 |
Family
ID=14486889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10852095A Expired - Fee Related JP3310814B2 (ja) | 1995-05-02 | 1995-05-02 | 溶融燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3310814B2 (ja) |
-
1995
- 1995-05-02 JP JP10852095A patent/JP3310814B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08303735A (ja) | 1996-11-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020423 |
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