JP3461671B2 - 交番燃焼式流動床炉 - Google Patents

交番燃焼式流動床炉

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  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • Air Supply (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、蓄熱体の一部また
は全部を流動させ、ゴミ等の焼却あるいは乾燥を行うよ
うにした、交番燃焼式流動床炉に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、流動床炉1は、図3に示すように
炉体2における炉床部3に、砂等を敷き詰め、その砂の
中に空気を通すことで砂を流動させるようにし、前記砂
に熱風を送り込むか、または外部からバーナ4等で加熱
することで温度を上昇させ、焼却対象物を流動層内に投
入し、乾燥、焼却を行い、焼却した灰を燃焼排ガスと共
に排出するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらかかる流
動床炉1によると、 (1)排ガス中に焼却灰を混入させるため、灰詰まり等
により効率の良い熱交換器の設置が困難であり、そのた
め排ガスの熱損失が大きい。 (2)燃焼用空気及び流動空気の温度が低いために流動
層部(砂)を効率よく加熱することができない。すなわ
ち砂の温度に比較して炉の上部の温度が高くなってしま
う。 本発明はこのような課題を改善するためになされたもの
であって、流動層を蓄熱体として機能させると共にこの
流動層の一部または全部を流動させ、ゴミ等の焼却ある
いは乾燥を行うようにした、交番燃焼式流動床炉を提供
することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
ために、本発明は、炉体内の燃焼室を互いに連通状態に
複数に区画すると共に、これら区画された燃焼室にそれ
ぞれ蓄熱体を有して、炉体外から、交互に燃焼用空気を
前記蓄熱体を介して燃焼室に取り入れたり、燃焼ガスを
放出するように構成し、前記蓄熱体は、多数の流動可能
な耐火性の異形な固形物を堆積することにより構成し、
燃焼用空気を蓄熱体を介して燃焼室に送り込むことによ
り、蓄熱体を構成する多数の異形な固形物を、少なくと
も一部流動させて燃焼を行い、この燃焼により、焼却対
象物を焼却する一方、燃焼していない側の燃焼室に燃焼
ガスをもたらして、焼却対象物を介して蓄熱体を通過さ
せることで、前記焼却対象物を乾燥させると共に、前記
蓄熱体により廃熱を回収して、次の燃焼に供する燃焼用
空気を予熱するという動作を燃焼室毎に交互に行うよう
にした。前述の構成において、燃焼用空気を燃焼を行う
区画された燃焼室側の蓄熱体に吹き込むことで、焼却対
象物の焼却済みの灰を舞い上がらせて燃焼ガスに混入さ
せ、燃焼ガスと共に炉体外に排出するように構成するこ
とができる。さらに、空気を特定の区画された燃焼室側
の蓄熱体に吹き込む一方、他方の区画された燃焼室側の
蓄熱体から排気されないように遮断するようにして、前
記空気により焼却対象物の焼却済みの灰を舞い上がらせ
て空気に混入させ、空気と共に炉体外に排出する動作を
区画された燃焼室毎に行うようにすることができる。
【0005】
【発明の実施の形態】次に、本発明にかかる交番燃焼式
流動床炉について、一つの実施の形態を挙げ、添付の図
面に基づいて、以下説明する。図1に、交番燃焼式流動
床炉10を示し、この交番燃焼式流動床炉10は、図
中、炉体11内の燃焼室12底部側から頂部側に指向し
て仕切り13を設けて、第1、第2のリジェネレイティ
ブバーナ14、15を区画形成し、これら第1、第2リ
ジェネレイティブバーナ14、15を交互に適宜時間毎
に切り換えて交番燃焼を行うようにしている。なお、前
記仕切り13は、燃焼室12底部から略中間部まで延在
している。前記第1、第2リジェネレイティブバーナ1
4、15は、炉体11底部側に蓄熱体16、17を有
し、炉体11底部に設けた給排気管18、19から、交
互に燃焼用空気を蓄熱体16、17を介して燃焼室12
に取り入れたり、燃焼ガスを放出するようにしている。
前記蓄熱体16、17は、例えばセラミック製のボール
等を充填して構成している。そして、前記炉体11頂部
側には、燃焼ガスの一部を排出するための排気管20が
設けられている。かかる構成により、燃焼用空気を前記
蓄熱体16または蓄熱体17を介して燃焼室12に送り
込むことにより、蓄熱体16、17を形成するセラミッ
ク製のボールを一部または全てを流動させ、別途燃料を
送り込んで燃焼を行い、蓄熱体17または蓄熱体16を
燃焼ガスを通過させることで蓄熱体17または蓄熱体1
6により廃熱を回収するようにし、さらに次の燃焼に供
する燃焼用空気を蓄熱体17または蓄熱体16を通過さ
せて予熱し、燃焼を行うという動作を例えば数十秒間隔
で交互に行うことにより、前記燃焼室12に投入した焼
却対象物の乾燥、焼却を行う一方、焼却済みの灰を蓄熱
体16、17を通過しない一部の排気中およびパージ時
に、炉体11上方の排気管20から排出するようにして
いる。
【0006】次に以上のように構成される交番燃焼式流
動床炉10について、その動作作用を説明する。先ず、
図1において、炉体11内の燃焼室12に焼却対象物を
投入して第1、第2リジェネレイティブバーナ14、1
5における蓄熱体16、17上にもたらし、給排気管1
8から燃焼用空気を第1リジェネレイティブバーナ14
側の蓄熱体16を介して燃焼室12に送り込むと、蓄熱
体16を構成するセラミック製のボールは、燃焼用空気
の供給圧により一部または全てが流動状態となり、燃料
をこれら流動状態にある蓄熱体16内に噴射することで
燃焼することができる。このように、蓄熱体16を構成
するセラミック製のボールは、燃焼用空気の供給圧によ
り一部または全てが流動状態となるので、焼却対象物と
セラミック製のボールとが混ざり合い、またセラミック
製のボールが流動することでセラミック製のボール間の
伝熱性が高まるので、前記焼却対象物を効果的に焼却す
ることができる。このときの燃焼ガスは、仕切り13を
越えて燃焼していない方の第2リジェネレイティブバー
ナ15側の燃焼室12に廻り込み、前記第2リジェネレ
イティブバーナ15側の蓄熱体17上の未燃の焼却対象
物を乾燥すると共に、燃焼ガスは、前記蓄熱体17を通
過して、蓄熱体17によって廃熱が回収されて給排気管
19から放出される。一方、前記燃焼ガスの一部は、炉
体11上方の排気管20から排出される。その際、焼却
された焼却対象物の灰は、燃焼用空気の供給圧でセラミ
ック製のボール間から舞い上がり、前記燃焼ガス中に浮
遊するので、炉体11上方の排気管20から燃料ガスと
共に排出することができる。
【0007】以上のような第1リジェネレイティブバー
ナ14側の燃焼が所定時間(例えば数十秒)続行後は、
第2リジェネレイティブバーナ15側の燃焼に切り替わ
る。燃焼用空気は、給排気管19から第2リジェネレイ
ティブバーナ15側の蓄熱体17を介して燃焼室12に
送り込まれると共に、燃焼用空気の供給圧により流動状
態にある蓄熱体17内に燃料が噴射されて、燃焼が開始
される。前記燃焼用空気は、第1リジェネレイティブバ
ーナ14による燃焼ガスによって蓄熱体17に与えられ
た廃熱によって予熱される。その際、前記燃焼用空気が
蓄熱体17を通過することにより、蓄熱体17を構成す
るセラミック製のボールは、一部または全てが流動状態
となるので、焼却対象物とセラミック製のボールとが混
ざり合い、またセラミック製のボールが流動することで
セラミック製のボール間の伝熱性が高まるので、前記焼
却対象物を効果的に焼却することができる。次いで燃焼
ガスは、仕切り13を越えて燃焼していない方の第1リ
ジェネレイティブバーナ14における燃焼室12側に廻
り込み、また前記燃焼ガスの一部は、舞い上がった焼却
ずみの灰と共に炉体11上方の排気管20から排出され
る。そして、燃焼ガスは、前記蓄熱体16を通過して、
蓄熱体16によって廃熱が回収されて給排気管18から
放出される。
【0008】以上のように、第1、第2リジェネレイテ
ィブバーナ14、15の交番燃焼動作を繰り返すことで
焼却対象物の焼却が達成されるが、燃焼時に、燃焼用空
気が蓄熱体16または蓄熱体17を通過することで予熱
されると共に、供給された燃焼用空気の供給圧で、蓄熱
体を構成するセラミック製のボールが流動することで、
焼却対象物と熱交換(乾燥)を同時に行うことができ、
熱効率が高く、焼却時間も短縮することができる。ま
た、焼却対象物を、燃焼側で焼却すると共に、排気側で
乾燥するという動作を同時に一つの炉体11により行う
ことができるため、炉体11の小型化が可能である。
【0009】そして、焼却対象物が焼却が完了すると、
第1、第2リジェネレイティブバーナ14、15側の給
排気管18、19から、空気を蓄熱体16、17に交互
に送り込む。この際、空気を送り込んでいない方の給排
気管18、19を閉としてパージ動作を実行する。これ
によって、蓄熱体16、17に堆積した焼却ずみの灰
は、空気の吹き込み圧によって蓄熱体16、17が流動
することで舞い上がり、空気中に混入するので、炉体1
1上方の排気管20から排出することができる。
【0010】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、 (1)蓄熱体を流動させることで、空気の予熱と焼却物
との熱交換を同時に行っているために、極めて効率がよ
く、また焼却時間も短縮することができる。 (2)焼却物を一つの焼却炉の排気側で乾燥、燃焼側で
焼却することができるため、焼却炉の小型化が可能であ
る。
【0011】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における交番燃焼式流動床炉の一例、並
びに交番燃焼動作を示す模式的な断面説明図である。
【図2】図1に示す交番燃焼式流動床炉の一例、並びに
交番燃焼動作を示す模式的な断面説明図である。
【図3】現行の流動床炉の一例を示す、模式的な断面説
明図である。
【符号の説明】
10 交番燃焼式流動床炉 11 炉体 12 燃焼室 13 仕切り 14 第1リジェネレイテ
ィブバーナ 15 第2リジェネレイテ
ィブバーナ 16、17 蓄熱体 18、19 給排気管 20 排気管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F27B 15/10 F27B 15/14 15/14 F27D 17/00 101A F27D 17/00 101 F23C 11/02 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F23G 5/30 F23C 10/00 F23G 5/04 F23G 5/46 F23L 15/02 F27B 15/10 F27B 15/14 F27D 17/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炉体内の燃焼室を互いに連通状態に複
    数に区画すると共に、これら区画された燃焼室にそれぞ
    れ蓄熱体を有して、炉体外から、交互に燃焼用空気を前
    記蓄熱体を介して燃焼室に取り入れたり、燃焼ガスを放
    出するように構成し、前記蓄熱体は、多数の流動可能な
    耐火性の異形な固形物を堆積することにより構成し、燃
    焼用空気を蓄熱体を介して燃焼室に送り込むことによ
    り、蓄熱体を構成する多数の異形な固形物を、少なくと
    も一部流動させて燃焼を行い、この燃焼により、焼却対
    象物を焼却する一方、燃焼していない側の燃焼室に燃焼
    ガスをもたらして、焼却対象物を介して蓄熱体を通過さ
    せることで、前記焼却対象物を乾燥させると共に、前記
    蓄熱体により廃熱を回収して、次の燃焼に供する燃焼用
    空気を予熱するという動作を燃焼室毎に交互に行うよう
    にしたことを特徴とする交番燃焼式流動床炉。
  2. 【請求項2】 燃焼用空気を燃焼を行う区画された燃
    焼室側の蓄熱体に吹き込むことで、焼却対象物の焼却済
    みの灰を舞い上がらせて燃焼ガスに混入させ、燃焼ガス
    と共に炉体外に排出するようにしたことを特徴とする請
    求項1記載の交番燃焼式流動床炉。
  3. 【請求項3】 空気を特定の区画された燃焼室側の蓄
    熱体に吹き込む一方、他方の区画された燃焼室側の蓄熱
    体から排気されないように遮断するようにして、前記空
    気により焼却対象物の焼却済みの灰を舞い上がらせて空
    気に混入させ、空気と共に炉体外に排出する動作を区画
    された燃焼室毎に行うようにしたことを特徴とする請求
    項1、2記載の交番燃焼式流動床炉。
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NL2008611C2 (nl) * 2012-04-05 2013-10-09 Mooij Agro B V Inrichting voor het aan een gasstroom onderwerpen van producten, bijvoorbeeld ten behoeve van een droog- of vries-procédé.
CN111503646A (zh) * 2019-11-01 2020-08-07 河南金荣环保科技有限公司 一种凹版印刷rto废气双炉循环处理设备
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