JP3776584B2 - Combustion furnace and combustion promotion method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ごみ等の廃棄物、石炭、油等を燃料とする燃焼炉と該燃焼炉の燃焼促進方法に係り、特に流動床、ストーカ、その他の炉床上方に位置する上部燃焼室に、2次空気供給部を設けてなる燃焼炉及び前記上部燃焼室に2次空気を供給して燃焼を促進する燃焼炉の燃焼促進方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
ごみ等の廃棄物、石炭、油等を燃料とする燃焼炉、特に都市ごみ等の処理設備にはストーカ炉と流動炉が一般的であるが、いずれもストーカや流動床からなる炉床上方に上部燃焼室を設け、炉床上での一次燃焼により燃焼しきれなかった未燃分を上部燃焼室入口部より供給される2次空気により燃焼させている。
【0003】
図2はかかる上部燃焼室を具えた流動床式燃焼炉1の概略構成を示し、2は生ごみが投入されるシュート(ホッパ)、5は多数の散気孔が形成された分散板で、下方より一次空気(流動空気)4が供給され、分散板5上部に設けた流動床6では高温の流動砂が投入されたごみや石炭等の燃焼物と共に、激しく混合されて短時間で乾留ガス化し、且つ燃焼する。
【0004】
そして前記流動床6の上方には、上方に延在する上部燃焼室7が設けられ、該燃焼室7のシュート2投入側(前側)の炉壁と、これと対面する後側炉壁とに夫々に、OFAノズル(オーバーファイアエアノズル、以下2次空気供給ノズルという)3、3が配設され未燃ガスや軽いごみは、上部燃焼室7の2次空気供給ノズル3から供給する2次空気Bにより燃焼させた後、その排出ガス8をボイラ等の外部に導く。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
かかる2次空気供給ノズルによる従来技術(図2)では、上部燃焼室7に吹き込む2次空気Bの位置、角度、吹き込み流速、吹き込みノズル径のパラメータを工夫して、完全燃焼を目指す方法であるが、これらパラメータの最適値を見つけるのは容易ではなく、パラメータの設定が良くない場合には、燃焼改善が望めないという課題がある。
【0006】
このため炉構造を工夫した図3に示す従来技術が提案されている。
図3では、上部燃焼室7の対面する炉壁内壁に一対の突起9、9を設け、燃焼ガスの流路を絞ることによる増速効果と突起9通過後の渦の発生による混合促進効果により、燃焼改善を図るものである。
この方法は、既設炉では改造工事が大がかりになり、また、新設炉では費用が嵩むなどの点が課題である。
【0007】
なお、現在は図1と図2を組み合わせた、炉構造と2次空気供給方法の両者を組合せた技術も開示されているが、その欠点は前記したものと変らない。
【0008】
本発明の目的は、簡単な燃焼促進体を上部燃焼室に付設することにより、燃焼ガスの増/減速効果をもたせるとともに2次空気が均等に散気(滲出)可能な燃焼炉とその燃焼促進方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、セラミックなどの軸中央まで円滑に空気が侵入可能に軸方向に通気孔を有し、該通気孔を通過した空気がその外周面通孔より外部に散気される構造の多孔質管、好ましくは前記多孔質管は、軸中央まで円滑に空気が侵入可能に軸方向に通気孔密度を調整し、軸端側が疎に、軸中央側が密になるように設定して構成される多孔質管式燃焼促進体を、燃焼炉の上部燃焼室(燃焼部、火炉)に設置し、そこから2次空気を供給する点を要旨とする。
即ち、請求項1記載の発明においては、流動床、ストーカ、その他の炉床上方に位置する上部燃焼室に、2次空気供給部を設けてなる燃焼炉において、
前記上部燃焼室部に、軸中央まで円滑に空気が侵入可能に軸方向に通気孔を有し、該通気孔を通過した空気がその外周面通孔より外部に散気される構造の多孔質管群からなる燃焼促進体を設置し、該燃焼促進体を介して2次空気を供給するよう構成し、
更に前記多孔質管は、軸中央まで円滑に空気が侵入可能に軸方向に通気孔密度を調整し、軸端側が疎に、軸中央側が密になるように設定していることを特徴とする。
【0010】
この場合請求項2に記載のように、軸中央まで円滑に空気が侵入可能に軸方向に通気孔密度を調整し、軸端側が疎に、軸中央側が密になるように設定している多孔質管を多数配置してなる多孔質管群を炉の幅方向に多列に、かつ燃焼ガス流れ方向に多段に配列して前記燃焼促進体を構成するのがよい。
【0011】
請求項3記載の発明は、かかる装置を用いて効果的に燃焼を促進する燃焼炉の燃焼促進方法に関する発明であり、前記上部燃焼室部に設置された軸中央まで円滑に空気が侵入可能に軸方向に通気孔密度を調整し、軸端側が疎に、軸中央側が密になるように設定している多孔質管を多数配置してなる多孔質管群からなる多孔質管式燃焼促進体により、燃焼ガス流速の増加、減少を交互に発生させるとともに、乱流エネルギー増大域に前記多孔質管式燃焼促進体を介して2次空気を供給することにより、燃焼を促進することを特徴とする。
【0012】
請求項4記載の発明は、流動床、ストーカ、その他の炉床上方に上部燃焼室を設けてなる燃焼炉において、
前記上部燃焼室部に、前記多孔質管は、軸中央まで円滑に空気が侵入可能に軸方向に通気孔密度を調整し、軸端側が疎に、軸中央側が密になるように設定している多孔質管を多数配置してなる多孔質管式燃焼促進体を設置することにより、該多数の管群を通過する燃焼ガス流速の増加、減少を交互に発生させ、乱流エネルギーが増大するよう構成し、該乱流エネルギー増大域に前記多孔質管式燃焼促進体を介して2次空気を供給されるように構成したことを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【0014】
図1は本発明の実施形態にかかる上部燃焼室を具えた流動床式燃焼炉の概略構成を示し、図4は図1の実施形態の要部に係る多孔質管式燃焼促進体の概略構成を示す斜視図(b)とその効果を示す縦断面図(a)である。
図1の実施例では、図4に示すようなセラミック等の連続通孔を有する多孔質管11aを平行に多数本配設した管群11を、図4(b)及び図5に示すようにその両端に取り付けた支持板12により一体的に固定され、そして前記支持板12の管当接面は開口12aされており、炉壁13に設けた空気ヘッダー14より前記夫々の管11aの軸端より2次空気Bが侵入可能に構成されている。
尚、前記多孔質管11aは、軸中央まで円滑に空気が侵入可能に軸方向に通気孔11b密度を調整し、軸端側が疎に、軸中央側が密になるように設定している。
そして図1に示す流動床式燃焼炉1は、前記した多数の管群11からなる多孔質管式燃焼促進体10を上部燃焼室7に設置し、多孔質管11aに空気ヘッダー14より空気(2次空気)Bを供給し、多孔質管11a内を通過した空気がその外周面通孔11bより外部に散気される構造になっている。
【0015】
かかる実施形態の作用を図4(a)の作用図に基づいて説明するに、
(1)多孔質管式燃焼促進体10を燃焼ガスAが通過する際に、前記管群11の配置による流路の縮小とそれによるガス流速の増加、ならびに、管群11のない所での流路の拡大とそれによるガス流速の減少が交互に起こり、ガス流れの乱流エネルギーが増大し、2次空気Bと混合が促進される。
そのため、燃焼ガスA中の酸素と未燃成分とが出会うチャンスが格段に増大し、燃焼が促進される。
【0016】
(2)この状態で多孔質管式燃焼促進体10を構成する多孔質管群11に空気(2次空気)Bを供給し、多孔質管11a外周面通孔11bより2次空気Bを炉内に散気(滲み出し)させることによって、乱流エネルギーが増大している部分に効果的に2次空気(酸素)Bを供給することができるようになるため、燃焼が促進される。
【0017】
(3)又上部燃焼室7での燃焼によりその区域に配置されている管群11が加熱され、又多孔質管式燃焼促進体10自体が、輻射エネルギーの鏡のような役割を演じるため、炉内に管群11を介して輻射熱エネルギーの一部が反射するため、炉内の温度不均一を少なくし、安定的な燃焼を確保でき、有害物質分解を促進することができる。
【0018】
本実施形態は流動床焼却炉について説明しているが、本発明がストーカ炉にも適用できることは容易に理解できる。
【0019】
【発明の効果】
以上記載のごとく請求項1〜5記載の発明によれば、多孔質管式燃焼促進体配置域におけるガス流速の増加と減少が交互に起こり、ガス流れの乱流エネルギーが増大し、2次空気と混合が促進されるため、燃焼ガス中の酸素と未燃成分とが出会うチャンスが格段に増大し、燃焼が促進される。
多孔質管式燃焼促進体自体が鏡のような役割を演じ輻射熱エネルギーの一部が反射するため、炉内の温度不均一を少なくし、安定的な燃焼を確保でき、有害物質分解を促進することができる。
【0020】
特に前記管群11が多孔質管で形成されているために、2次空気が多孔質管外周面より炉内に散気(滲み出し)されることにより、乱流エネルギーが増大している部分に効果的に空気(酸素)を供給することができるようになるため、燃焼が促進される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態にかかる上部燃焼室を具えた流動床式燃焼炉の概略構成を示す。
【図2】 従来技術にかかる上部燃焼室に2次空気供給ノズルを具えた流動床式燃焼炉の概略構成を示す。
【図3】 従来技術にかかる上部燃焼室に絞り部を設けた流動床式燃焼炉の概略構成を示す。
【図4】 図1の実施形態の要部に係る多孔質管式燃焼促進体の概略構成を示す斜視図(b)とその効果を示す縦断面図(a)である。
【図5】 図5の多孔質管式燃焼促進体を炉内に取り付けた状態を示す図である。
【符号の説明】
1 流動床式燃焼炉
2 シュート(ホッパ)
3 2次空気供給ノズル
4 1次空気(流動空気)
5 分散板
6 流動床
7 上部燃焼室
8 排ガス
9 突起
10 燃焼促進体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a combustion furnace using waste such as waste, coal, oil, etc. as a fuel and a combustion promotion method of the combustion furnace, and particularly in a fluidized bed, a stoker, and other upper combustion chambers located above other hearths. The present invention relates to a combustion furnace provided with a secondary air supply unit and a combustion promoting method for a combustion furnace that promotes combustion by supplying secondary air to the upper combustion chamber.
[0002]
[Prior art]
Combustion furnaces that use waste such as waste, coal, oil, etc. as fuel, especially municipal wastes, are generally stoker furnaces and fluidized furnaces, both of which are located above the hearth made up of stokers and fluidized beds. An upper combustion chamber is provided, and unburned components that could not be combusted by primary combustion on the hearth are combusted by secondary air supplied from the upper combustion chamber inlet.
[0003]
FIG. 2 shows a schematic configuration of a fluidized
[0004]
An
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional technique using such a secondary air supply nozzle (FIG. 2) is a method aiming at complete combustion by devising parameters of the position, angle, blowing flow velocity, and blowing nozzle diameter of the secondary air B blown into the
[0006]
For this reason, the prior art shown in FIG. 3 in which the furnace structure is devised has been proposed.
In FIG. 3, a pair of
This method has the problem that the remodeling work becomes large in the existing furnace and the cost increases in the new furnace.
[0007]
At present, a technique combining both the furnace structure and the secondary air supply method, which combines FIG. 1 and FIG. 2, is disclosed, but the drawbacks thereof are not different from those described above.
[0008]
An object of the present invention is to attach a simple combustion accelerator to the upper combustion chamber, thereby providing a combustion gas increasing / decelerating effect and enabling secondary air to be uniformly diffused (exuded) and combustion promotion thereof. It aims to provide a method.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has a porous structure having a vent hole in the axial direction so that air can smoothly enter the center of the shaft, such as ceramic, and the air that has passed through the vent hole is diffused to the outside from the outer peripheral surface through hole The tube, preferably the porous tube, is configured such that the air hole density is adjusted in the axial direction so that air can smoothly enter to the center of the shaft, and the shaft end side is sparse and the shaft center side is dense. The gist of the present invention is that a porous tube combustion accelerator is installed in an upper combustion chamber (combustion section, furnace) of a combustion furnace, and secondary air is supplied therefrom.
That is, in the invention according to
A porous structure having a vent hole in the axial direction so that air can smoothly enter the center of the shaft in the upper combustion chamber, and the air that has passed through the vent hole is diffused to the outside from the outer circumferential surface through hole established a combustion promotion body ing from the tube bundle, and configured to supply the secondary air through the combustion promotion body,
Further, the porous tube is characterized in that the air hole density is adjusted in the axial direction so that air can smoothly enter the center of the shaft, and the shaft end side is sparse and the shaft center side is dense. .
[0010]
In this case, as described in
[0011]
Invention of
[0012]
Invention of Claim 4 is a combustion furnace which provides an upper combustion chamber above a fluidized bed, a stoker, and other hearths,
In the upper combustion chamber, the porous tube is set so that the air hole density is adjusted in the axial direction so that air can smoothly enter the shaft center , and the shaft end side is sparse and the shaft center side is dense. by placing the porous tube type combustion promotion body a porous tube formed by arranging many who are, an increase in the combustion gas flow rate through the said multiple tube bundle, alternately to generate reduced, turbulent energy increases The secondary air is supplied to the turbulent energy increasing region via the porous tube combustion accelerator.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, and are merely illustrative examples. Only.
[0014]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a fluidized bed combustion furnace having an upper combustion chamber according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 shows a schematic configuration of a porous tubular combustion accelerator according to the main part of the embodiment of FIG. They are a perspective view (b) which shows this, and a longitudinal cross-sectional view (a) which shows the effect.
In the embodiment of FIG. 1, a tube group 11 in which a plurality of porous tubes 11 a having continuous through holes such as ceramic as shown in FIG. 4 are arranged in parallel is shown in FIGS. 4B and 5. The
The porous tube 11a is set so that the air hole 11b density is adjusted in the axial direction so that air can smoothly enter the shaft center, and the shaft end side is sparse and the shaft center side is dense.
In the fluidized
[0015]
The operation of this embodiment will be described with reference to the operation diagram of FIG.
(1) When the combustion gas A passes through the porous
Therefore, the chance that oxygen in the combustion gas A meets the unburned components is greatly increased, and combustion is promoted.
[0016]
(2) In this state, air (secondary air) B is supplied to the porous tube group 11 constituting the porous tube
[0017]
(3) Since the tube group 11 disposed in the area is heated by the combustion in the
[0018]
Although the present embodiment describes a fluidized bed incinerator, it can be easily understood that the present invention can also be applied to a stoker furnace.
[0019]
【The invention's effect】
As described above, according to the first to fifth aspects of the present invention, the increase and decrease of the gas flow rate alternately occur in the porous tube type combustion accelerator arrangement region, the turbulent energy of the gas flow increases, and the secondary air The mixing is promoted, so that the chance that the oxygen in the combustion gas and the unburned components meet is greatly increased, and the combustion is promoted.
The porous tube combustion accelerator itself plays a role like a mirror, and a part of the radiant heat energy is reflected, so the temperature in the furnace is less uneven, stable combustion can be ensured, and toxic substance decomposition is promoted. be able to.
[0020]
To front Symbol pipe group 11 especially is formed of a porous tube, by secondary air is air diffuser (oozing) to the porous tube outer peripheral surface from the furnace, and turbulent energy increases Since air (oxygen) can be effectively supplied to the existing portion, combustion is promoted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a fluidized bed combustion furnace including an upper combustion chamber according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows a schematic configuration of a fluidized bed combustion furnace having a secondary air supply nozzle in an upper combustion chamber according to the prior art.
FIG. 3 shows a schematic configuration of a fluidized bed combustion furnace in which a throttle portion is provided in an upper combustion chamber according to a conventional technique.
4 is a perspective view (b) showing a schematic configuration of a porous tubular combustion accelerator according to the main part of the embodiment of FIG. 1, and a longitudinal sectional view (a) showing the effect thereof.
5 is a view showing a state where the porous tubular combustion accelerator of FIG. 5 is installed in a furnace.
[Explanation of symbols]
1 Fluidized
3 Secondary air supply nozzle 4 Primary air (fluidized air)
5 Dispersion plate 6
Claims (4)
前記上部燃焼室部に、軸中央まで円滑に空気が侵入可能に軸方向に通気孔を有し、該通気孔を通過した空気がその外周面通孔より外部に散気される構造の多孔質管群からなる燃焼促進体を設置し、該燃焼促進体を介して2次空気を供給するよう構成し、
更に前記多孔質管は、軸中央まで円滑に空気が侵入可能に軸方向に通気孔密度を調整し、軸端側が疎に、軸中央側が密になるように設定していることを特徴とする燃焼炉。In a combustion furnace in which a secondary air supply unit is provided in an upper combustion chamber located above a fluidized bed, stoker, or other hearth,
A porous structure having a vent hole in the axial direction so that air can smoothly enter the center of the shaft in the upper combustion chamber, and the air that has passed through the vent hole is diffused to the outside from the outer circumferential surface through hole A combustion accelerator composed of a tube group is installed, and the secondary air is supplied through the combustion accelerator;
Further, the porous tube is characterized in that the air hole density is adjusted in the axial direction so that air can smoothly enter the center of the shaft, and the shaft end side is sparse and the shaft center side is dense. Combustion furnace.
前記上部燃焼室部に設置された軸中央まで円滑に空気が侵入可能に軸方向に通気孔密度を調整し、軸端側が疎に、軸中央側が密になるように設定している多孔質管を多数配置してなる多孔質管群からなる多孔質管式燃焼促進体により、燃焼ガス流速の増加、減少を交互に発生させるとともに、乱流エネルギー増大域に前記多孔質管式燃焼促進体を介して2次空気を供給することにより、燃焼を促進することを特徴とする燃焼炉の燃焼促進方法。In a combustion promoting method for a combustion furnace that promotes combustion by supplying secondary air to a fluidized bed, a stoker, or other upper combustion chamber located above the hearth,
A porous tube which is adjusted so that the air hole density is adjusted in the axial direction so that air can smoothly enter the center of the shaft installed in the upper combustion chamber , and the shaft end side is sparse and the shaft center side is dense By using a porous tube type combustion accelerator composed of a plurality of porous tube groups, the combustion gas flow rate is alternately increased and decreased, and the porous tube type combustion accelerator is disposed in the turbulent energy increase region. A combustion promoting method for a combustion furnace, characterized in that combustion is promoted by supplying secondary air through the combustion air.
前記上部燃焼室部に、前記多孔質管は、軸中央まで円滑に空気が侵入可能に軸方向に通気孔密度を調整し、軸端側が疎に、軸中央側が密になるように設定している多孔質管を多数配置してなる多孔質管式燃焼促進体を設置することにより、該多数の管群を通過する燃焼ガス流速の増加、減少を交互に発生させ、乱流エネルギーが増大するよう構成し、該乱流エネルギー増大域に前記多孔質管式燃焼促進体を介して2次空気を供給されるように構成したことを特徴とする燃焼炉。In a combustion furnace in which an upper combustion chamber is provided above a fluidized bed, stoker, or other hearth,
In the upper combustion chamber, the porous tube is set so that the air hole density is adjusted in the axial direction so that air can smoothly enter the shaft center, and the shaft end side is sparse and the shaft center side is dense. by placing the porous tube type combustion promotion body a porous tube formed by arranging many who are, an increase in the combustion gas flow rate through the said multiple tube bundle, alternately to generate reduced, turbulent energy increases A combustion furnace characterized in that secondary air is supplied to the turbulent energy increase region via the porous tube combustion accelerator.
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