JP3585348B2 - Burner type ash melting furnace using fluff fuel - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ごみを乾燥破砕して得られるフラフ燃料を使用して、焼却灰等を加熱溶融するためのバーナー式灰溶融炉に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のバーナー式灰溶融炉は、燃料として灯油や重油などを使用しており、運転コストが嵩むため、本発明者等は、収集した都市ごみから形成される細粒可燃物燃料(以下フラフ燃料という)を使用することを提案した。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、都市ごみを乾燥破砕して得られるフラフは、低カロリーでかつ粒径が荒いため、燃焼性が悪く、灰の溶融に必要な加熱温度1400℃まで昇温させることができないという問題があり、これを解決するために、灯油や燃料ガスなどの補助燃料を混合して燃焼させる、あるいは酸素富化空気を燃焼空気に使用するといった措置が必要となる。
【0004】
そこで、本発明は、上記問題点を解決して、補助燃料や酸素富化空気を必要とせずに、低カロリーのフラフ燃料を使用して灰の溶融に必要な加熱温度が得られるフラフ燃料を使用するバーナー式灰溶融炉を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、天部に細粒可燃物を燃料とするフラフバーナーが配置されるとともに底部に灰が供給される溶融室と、この溶融室の中間部に配設されて溶融室の断面積を絞る絞り壁と、この絞り壁の上部燃焼空間でフラフバーナーの火炎流の旋回方向と同一の接線方向に燃焼空気を吹き込み細粒可燃物燃料の滞留時間を延長する滞留用空気ノズルと、絞り壁の下部燃焼空間で、フラフバーナーの火炎流と逆方向に燃焼空気を吹き込み細粒可燃物燃料の攪拌混合を促進する攪拌用空気ノズルとを具備したものである。
【0006】
上記構成によれば、絞り壁により、輻射熱の拡散を防止して炉内を昇温することにより、細粒可燃物燃料の燃焼を促進させ、さらに滞留用空気ノズルから吹き込まれる燃焼空気により、火炎流の旋回を加速して上部燃焼空間での細粒可燃物燃料の滞留時間を延長させ、これにより細粒可燃物燃料をより効果的に燃焼させて、灰の加熱温度を上昇させることができ、補助燃料や酸素富化空気を使用しなくても、灰の溶融に必要な温度を確保することができる。
【0007】
さらに、絞り壁の開口部から出る火炎流中に、攪拌用空気ノズルから燃焼空気を噴射して攪拌することにより、さらに細粒可燃物燃料をより効果的に燃焼させて灰を高温に加熱することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明に係る灰溶融炉の実施の形態を図1〜図4に基づいて説明する。
このバーナー式灰溶融炉は、図1に示すように、傾斜底壁1の上流側から灰ホッパ2と予熱室3と溶融室4とを具備し、灰ホッパ2の底部にはプッシャー5aおよびプッシュシリンダ5bからなる灰供給装置5が設けられている。
【0009】
前記溶融室4は、円筒形側壁4aの天壁4bからなり、天壁4bの開口部に、細粒可燃物であるフラフを燃料とするフラフバーナー6が取付けられている。このフラフバーナー6は、軸心位置に気送空気(一次燃焼空気)によりフラフ燃料が供給される燃料供給筒6aが配設され、その外周部に旋回翼6cを有して二次燃焼空気を供給する燃焼空気筒6bが配置されている。また図示しないが、着火装置が配設されている。
【0010】
この溶融室4は、側壁4aの中間部に、中央の開口部7aにより溶融室4の断面を絞る絞り壁7が内周面に突設され、絞り壁7によりフラフバーナー6からのフラフ燃料および燃焼空気を充分に滞留可能な容積を有する上部燃焼空間4Aと、フラフ燃料および燃焼空気を充分に攪拌可能な容積を有する下部燃焼空間4Bが形成されている。この絞り壁7は、開口部7aの面積が溶融室4の断面積の1/1.5〜1/6(開口率0.67〜0.16)の範囲に設定されて、火炎流の輻射熱の拡散を防止して炉の温度を高め、フラフ燃料の燃焼を促進させるように構成されている。また火炎流の流れをスムーズにするために、絞り壁7の上面に中央部下方に傾斜するテーパ面7bが形成される。
【0011】
そして上部燃焼空間4Aの側壁4aには、図2に示すように、複数たとえば4本の滞留用空気ノズル8が貫通して配設され、フラフバーナー6の火炎旋回流aに沿う接線方向に燃焼空気(三次燃焼空気)bを吹き込むように設定される。これにより、火炎流の旋回をさらに促進してフラフ燃料の滞留時間を従来の1.5〜2倍に延長させ、フラフ燃料の燃焼率の向上をはかることができる。
【0012】
また下部燃焼空間4Bの側壁4aには、図3に示すように、複数たとえば4本の攪拌用空気ノズル9が貫通し配設され、しかもフラフバーナー7の火炎旋回流aと逆方向に燃焼空気(三次燃焼空気)cを吹き込むように設定される。これにより、上部燃焼空間4Aで十分に滞留された火炎流およびフラフ燃料を混合攪拌して一気に燃焼させ、高温の燃焼熱を発生させて灰Aを効果的に加熱溶融し溶融スラグMSを生成することができる。
【0013】
なお、図3に仮想線で示すように、攪拌用空気ノズル9′を、火炎旋回流aを横切るように燃焼空気dを吹き込むように配置することも可能である。
前記予熱室3には天部に排ガスダクト11が接続され、灰Aの送り方向と燃焼排ガスGとの流れが互いに逆方向の向流方式で、溶融後の燃焼排ガスGを傾斜床1上の灰Aに接触させて予熱させた後、燃焼排ガスGを排ガスダクト11から排出するように構成される。
【0014】
溶融室4の下流端には、溶融スラグMSを排出するスラグ排出口12が形成され、スラグ排出口12の下部に、落下排出した溶融スラグMSを水冷して水砕スラグWSを生成する水砕ピット13が配置されている。なお、水砕ピット13内には水砕スラグWSを排出するスクレーパコンベヤ13aが配設されている。
【0015】
上記構成において、灰ホッパ2に供給された灰Aは、灰供給装置5により、一定量ずつ傾斜底壁1に沿って予熱室3から溶融室4に送られ、溶融室4から排出されるフラフバーナー6の燃焼排ガスGにより予熱される。溶融室4では、フラフバーナー6が燃焼され、絞り壁7により絞られた上部燃焼空間4Aで、滞留用空気ノズル8から燃焼空気が火炎旋回流aと同一方向に吹き込まれることから、旋回流がさらに加速されてフラフ燃料の滞留時間が延長され、良好に燃焼される。またこの上部燃焼空間4Aで発生される燃焼熱が絞り壁7により拡散が防止されることから、溶融室4が加熱昇温されてフラフ燃料の燃焼を促進させる。ついで絞り壁7の開口部7aから下部燃焼空間4Bに移動した火炎流中に、攪拌用空気ノズル9から吹き込まれた燃焼空気によりフラフ燃料の混合攪拌が促進されて良好に燃焼され、傾斜底壁1上の灰Aを1400℃以上に加熱して溶融させ、溶融スラグMSを生成する。溶融スラグMSは、スラグ排出口12から水砕ピット13に排出されて水冷され、水砕スラグWSが生成される。
【0016】
図4は、上記構成における溶融室4の下部のP地点における温度の測定結果を示す。ここで、溶融室4の内径dは700mm、溶融室4の高さHが2000mm、天壁4bからの距離hが750mmの位置に絞り壁7を配置し、熱量が3575kcal/kgのフラフ燃料を350kg/hrで燃焼させた結果を示す。横軸に絞り比、縦軸に温度を示し、実験結果は実線で示すようにあらわれたが、溶融炉の規模、すなわち溶融室4の大きさやフラフバーナー6の能力、炉の処理能力が大きくなれば、仮想線で示すように温度が上昇する結果が見られた。その結果、絞り壁7の開口部7aの開口率は、開口率0.67〜0.16が適正であり、この範囲を逸脱すると、灰を溶融可能な1400℃以上の加熱が期待できないことがわかった。
【0017】
【発明の効果】
以上に述べたごとく本発明の構成によれば、絞り壁により、輻射熱の拡散を防止して炉内を昇温させることにより、細粒可燃物燃料の燃焼を促進させると同時に、滞留用空気ノズルから吹き込まれる燃焼空気により、火炎流の旋回を加速して上部燃焼空間での細粒可燃物燃料の滞留時間を延長させる。これにより細粒可燃物燃料をより効果的に燃焼させて、灰の加熱温度を上昇させることができ、補助燃料や酸素富化空気を使用しなくても、灰の溶融に必要な温度を確保することができる。また、絞り壁の開口部から出る火炎流中に、しかもこの火炎流とは逆方向に攪拌用空気ノズルから燃焼空気を噴射して攪拌することにより、さらに細粒可燃物燃料をより効果的に燃焼させて灰を高温に加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るバーナー式灰溶融炉の実施の形態を示す縦断面図である。
【図2】上部燃焼空間の平面断面図である。
【図3】下部燃焼空間の平面断面図である。
【図4】同バーナー式灰溶融炉の実験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
2 灰ホッパ
3 予熱室
4 溶融室
4A 上部燃焼空間
4B 下部燃焼空間
6 フラフバーナー
6c 旋回翼
7 絞り壁
7a 開口部
8 滞留用空気ノズル
9 攪拌用空気ノズル
A 灰
MS 溶融スラグ
G 燃焼排ガス[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a burner-type ash melting furnace for heating and melting incinerated ash and the like using fluff fuel obtained by drying and crushing municipal waste.
[0002]
[Prior art]
The conventional burner type ash melting furnace uses kerosene or heavy oil as fuel and increases the operating cost. Therefore, the present inventors have developed a fine-grained combustible fuel (hereinafter referred to as fluff fuel) formed from collected municipal waste. To use).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, fluff obtained by drying and crushing municipal solid waste has a low calorie and a coarse particle size, and thus has a problem that it has poor combustibility and cannot be heated to a heating temperature of 1400 ° C. necessary for melting ash. In order to solve this problem, it is necessary to take measures such as mixing and burning auxiliary fuel such as kerosene or fuel gas, or using oxygen-enriched air for combustion air.
[0004]
Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems , and does not require auxiliary fuel or oxygen-enriched air, and uses a low-calorie fluff fuel to obtain a fluff fuel capable of obtaining a heating temperature required for melting ash. It is an object to provide a burner type ash melting furnace to be used.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a melting chamber in which a fluff burner using fine-grained combustibles as a fuel is arranged at the top, and ash is supplied at the bottom, and an intermediate part of the melting chamber. A throttle wall that narrows the cross-sectional area of the melting chamber, and a residence that prolongs the residence time of the fine-grained combustible fuel by blowing combustion air in the combustion space above the throttle wall in the same tangential direction as the turning direction of the flame flow of the fluff burner. And a stirring air nozzle which blows combustion air in a combustion space below the throttle wall in a direction opposite to the flame flow of the fluff burner to promote stirring and mixing of the fine-grained combustible fuel .
[0006]
According to the above configuration, the throttle wall prevents the diffusion of radiant heat and raises the temperature inside the furnace, thereby promoting the combustion of the fine-grained combustible fuel. Further, the combustion air blown from the retention air nozzle causes the flame By accelerating the swirling of the flow, the residence time of the fine-grained combustible fuel in the upper combustion space can be extended, thereby burning the fine-grained combustible fuel more effectively and increasing the ash heating temperature. The temperature required for melting the ash can be ensured without using auxiliary fuel or oxygen-enriched air.
[0007]
Furthermore, by injecting and agitating combustion air from a stirring air nozzle into a flame flow coming out of the opening of the throttle wall, the fine-grained combustible fuel is more effectively burned and the ash is heated to a high temperature. be able to.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Here, an embodiment of the ash melting furnace according to the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the burner type ash melting furnace includes an ash hopper 2, a
[0009]
The
[0010]
In the
[0011]
As shown in FIG. 2, a plurality of, for example, four
[0012]
As shown in FIG. 3, a plurality of, for example, four
[0013]
In addition, as shown by a virtual line in FIG. 3, the stirring air nozzle 9 ' may be arranged so as to blow the combustion air d across the flame swirl flow a.
An exhaust gas duct 11 is connected to the top of the
[0014]
A slag discharge port 12 for discharging the molten slag MS is formed at the downstream end of the
[0015]
In the above configuration, the ash A supplied to the ash hopper 2 is sent by the ash supply device 5 from the
[0016]
FIG. 4 shows a measurement result of the temperature at point P below the
[0017]
【The invention's effect】
As described above, according to the configuration of the present invention, the throttle wall prevents the diffusion of radiant heat and raises the temperature inside the furnace, thereby promoting the combustion of the fine-grained combustible fuel, and at the same time, the residence air nozzle. The combustion air blown from the air accelerates the turning of the flame flow to extend the residence time of the fine-grained combustible fuel in the upper combustion space. As a result, fine-grained combustible fuel can be more effectively burned and the ash heating temperature can be increased, ensuring the temperature required for ash melting without using auxiliary fuel or oxygen-enriched air. can do. Further, by injecting the combustion air from the agitating air nozzle into the flame flow exiting from the opening of the throttle wall and in the opposite direction to the flame flow and stirring, the fine-grained combustible fuel can be more effectively removed. The ash can be heated to a high temperature by burning.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a burner type ash melting furnace according to the present invention.
FIG. 2 is a plan sectional view of an upper combustion space.
FIG. 3 is a plan sectional view of a lower combustion space.
FIG. 4 is a graph showing experimental results of the burner type ash melting furnace.
[Explanation of symbols]
2
Claims (1)
この溶融室の中間部に配設されて溶融室の断面積を絞る絞り壁と、
この絞り壁の上部燃焼空間でフラフバーナーの火炎流の旋回方向と同一の接線方向に燃焼空気を吹き込み細粒可燃物燃料の滞留時間を延長する滞留用空気ノズルと、
絞り壁の下部燃焼空間で、フラフバーナーの火炎流と逆方向に燃焼空気を吹き込み細粒可燃物燃料の攪拌混合を促進する攪拌用空気ノズルと
を具備したことを特徴とするフラフ燃料を使用するバーナー式灰溶融炉。A melting chamber in which a fluff burner using fine-grained combustibles as a fuel is arranged at the top and ash is supplied at the bottom;
A restricting wall disposed at an intermediate portion of the melting chamber to reduce a cross-sectional area of the melting chamber;
A residence air nozzle for blowing combustion air in the upper combustion space of the throttle wall in the same tangential direction as the turning direction of the flame flow of the fluff burner to extend the residence time of the fine-grained combustible fuel ,
A fluffing air nozzle that blows combustion air in a direction opposite to a flame flow of the fluff burner in a lower combustion space of the throttle wall to promote stirring and mixing of the fine-grained combustible fuel. Burner type ash melting furnace using fuel.
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JP20821897A JP3585348B2 (en) | 1997-08-04 | 1997-08-04 | Burner type ash melting furnace using fluff fuel |
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JPH1151363A JPH1151363A (en) | 1999-02-26 |
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ID=16552638
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP20821897A Expired - Lifetime JP3585348B2 (en) | 1997-08-04 | 1997-08-04 | Burner type ash melting furnace using fluff fuel |
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JP7128737B2 (en) * | 2018-12-28 | 2022-08-31 | 株式会社クボタ | Appropriate Fermentation Apparatus |
-
1997
- 1997-08-04 JP JP20821897A patent/JP3585348B2/en not_active Expired - Lifetime
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