JP3901376B2 - Burner ash melting furnace - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、細粒可燃物を燃料とするバーナ式灰溶融炉に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
最近、バーナ式灰溶融炉として、都市ごみなどの廃棄物の内、プラスチック類、紙類、木材類などの高カロリー廃棄物を乾燥した後、例えば数ミリ以下の大きさに破砕して得られる細粒可燃物(以下、フラフという)を、バーナの燃料として使用するものがある。
【0003】
この種のバーナ式灰溶融炉は、図7に示すように、加熱用バーナ52により灰を加熱して溶融するための炉本体51と、この炉本体51内に灰を供給するための灰供給装置53とから構成されている。
上記炉本体51には、円筒状の一次燃焼室61およびこの一次燃焼室61に開口部62を介して連通される二次燃焼室63が形成され、また炉床である底壁部51aが二次燃焼室63から一次燃焼室61側に向かって下方に傾斜されるとともに、この炉本体51の底壁部51aの上流側の側壁部51bには、灰の供給口64が形成されている。
【0004】
上記一次燃焼室61は、高さ方向中間位置に設けられた環状の突出部65により、下部燃焼空間61aと上部燃焼空間61bとに分けられており、その上壁部51cに上記バーナ52が設けられている。
また、上記上部燃焼空間61bでは、周囲から一次燃焼空気が接線方向で供給されて、燃料であるフラフの滞留時間をできるだけ長くなるようにされ、また下部燃焼空間61aでは、周囲から一次燃焼空気が半径方向で供給されて内部が攪拌されている。
【0005】
さらに、上記灰供給装置53は、下部が炉本体51の供給口64に接続された灰投入ホッパー71と、この灰投入ホッパー71の下部に配置された灰押込み用のプッシャー装置72が配置されている。
上記構成において、プッシャー装置72により炉本体51内の二次燃焼室63に供給された灰は、まず開口部62を介して一次燃焼室61から流れてくる高温の燃焼排ガスにより乾燥が行われ、次にこの乾燥された灰が一次燃焼室61に移動し、ここで溶融されて溶融スラグとなり、炉本体51の灰供給装置53とは反対側に形成されたスラグ抜出口66から、水砕ピット54内に落下される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述したバーナ式灰溶融炉の構成によると、燃料であるフラフは数ミリ以下に粉砕された可燃物であるが、このフラフ中には、粒子が大きいものや、塊状のものなどが含まれており、これらは、どうしても一次燃焼室61で完全に燃焼させることができず、未然状態で二次燃焼室63側に飛散してしまう。
【0007】
このため、油などの液体燃料を利用した場合に比べて、炉内の温度分布が大きく異なってしまう。すなわち、フラフを使用した場合には、炉内温度が一次燃焼室61と二次燃焼室63との中間部で最も高くなり、したがって一次燃焼室61での温度が低くなって、溶融スラグの抜き出しが困難になる。
そこで、本発明は、溶融スラグの抜き出しをスムースに行うことができるバーナ式灰溶融炉を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のバーナ式灰溶融炉は、一端側に灰供給口が形成されるとともに底壁部が一端側から他端側に向かって傾斜されてなり且つ細粒可燃物を燃料とする加熱用バーナを有する炉本体内の一端側に、一次燃焼室を形成するとともに、炉本体内の他端側に、開口部を介して一次燃焼室に連通された二次燃焼室を形成し、上記一次燃焼室と二次燃焼室との間の炉内温度が最も高くなる底壁部に、溶融スラグを抜き出すスラグ抜出口を形成し、このスラグ抜出口の上流側に、上流側から移動してくる溶融スラグを両側に導くための堰部をスラグ抜出口の周縁に沿うように形成するとともに、この堰部の下流側を上流側よりも徐々に低くして、堰部の両側を通って移動してくる溶融スラグを上記スラグ抜出口の下流側周縁からスラグ抜出口内に落下させるように構成したものである。
【0009】
上記の構成によると、バーナの燃料がフラフなどの細粒可燃物である場合でも、炉内温度のピークを、溶融スラグの抜出口付近にもってくることができ、したがって溶融スラグの抜き出しがスムースに行われる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態におけるバーナ式灰溶融炉を、図1〜図6に基づき説明する。
本実施の形態におけるバーナ式灰溶融炉は、その燃料として、都市ごみなどの廃棄物の内、プラスチック類、紙類、木材類などの高カロリー廃棄物を、乾燥した後、例えば数ミリ以下の大きさに破砕して得られる細粒可燃物(以下、フラフという)を使用するものである。
【0011】
すなわち、このバーナ式灰溶融炉は、図1に示すように、加熱用バーナ4を具備して灰を溶融するための炉本体1と、この炉本体1内に灰を供給するための灰供給装置2と、フラフを上記バーナ4に送り込むためのフラフ供給装置3とから構成されている。
上記炉本体1には、円筒状の一次燃焼室11およびこの一次燃焼室11に開口部12を介して連通される二次燃焼室13が形成され、また炉床である底壁部1aが一次燃焼室11から二次燃焼室13側に向かって下方に傾斜されるとともに、この炉本体1の底壁部1aの上流側の一方の側壁部1bには、灰の供給口14が形成されている。
【0012】
さらに、上記一次燃焼室11は、高さ方向中間位置に設けられた環状の突出部(絞り部)15により、下部燃焼空間11aと上部燃焼空間11bとに分けられており、その上壁部1cに、上記バーナ4が設けられている。なお、突出部15による絞り比は、例えば0.5程度に設定されている。
上記上部燃焼空間11bには、図2に示すように、その周壁部1dの6個所にかつ接線方向で設けられた上部吹込ノズル21から一次燃焼空気が所定の吹込速度(例えば、約80m/s)で供給されており、内部に旋回流を発生させて、バーナ4の燃料であるフラフの滞留時間ができるだけ長くなるようにされている。
【0013】
また、上記下部燃焼空間11aには、図3に示すように、周壁部1dの4個所にかつ半径方向で設けられた下部吹込ノズル22から一次燃焼空気が所定の吹込速度(例えば、約100m/s)で供給されており、内部を攪拌させて燃焼が十分に行われるようにされている。
そして、上記炉本体1の開口部12に対応する底壁部1aの中央位置には、溶融灰すなわち溶融スラグを抜き出すための平面視が楕円形状(その他、例えば円形状であってもよい)のスラグ抜出口23が形成されるとともに、このスラグ抜出口23の上流側部分には、所定高さの堰部(勿論、耐火材で形成されている)24が設けられて、上流側から下流側に移動する溶融スラグSを、この堰部24にて、両側に振り分けるとともに、スラグ抜出口23の下流側の縁部に案内させて、スラグ抜出口23内に落下させるようにしている。
【0014】
この堰部24の平面視形状は、図4および図5に示すように、スラグ抜出口23の周縁に沿うように、楕円形状(スラグ抜出口が円形状である場合には、堰部も円形状にされる)にされるとともに、その高さについては、上流側から下流側に行くにしたがって徐々に低くなるようにされている。正確に言うと、下流側の周縁から溶融スラグを落下させるために、その部分だけは、堰部が形成されておらず、したがって馬蹄形状にされている。
【0015】
上記フラフ供給装置3は、フラフを貯える貯留ホッパ31と、この貯留ホッパ31内のフラフを所定量づつ切り出すための計量ホッパ32と、この計量ホッパ32で切り出された所定量のフラフを、ロータリバルブ33およびエジェクタ34を介して、連続的に、バーナ4に空気輸送するための送風機35および空気輸送管36とから構成されている。勿論、バーナ4には燃焼空気が、また一次燃焼室11および二次燃焼室13には、一次および二次燃焼空気が、複数箇所(場所によっては、三次、四次等の燃焼空気ともいう)から燃焼空気供給管37を介して供給されている。
【0016】
上記構成において、灰供給装置2により炉本体1内の一次燃焼室11に供給された灰は、バーナ4の燃焼熱により、乾燥および加熱が行われるとともに開口部12を経て二次燃焼室13側に移動する。
この途中、すなわち開口部12近傍において、溶融スラグSは堰部23により、左右に分かれて二次燃焼室13側に移動するが、この部分では、一次燃焼室11で燃焼しなかったフラフが完全燃焼し、炉内温度が最高(例えば、1400℃程度またはそれ以上の温度)となる。すなわち、溶融スラグSは、炉内温度が最高の箇所にて、堰部23を迂回することになり、この間に、十分に加熱されて良好な溶融状態が維持される。
【0017】
したがって、流動性の良い状態の溶融スラグSは、スラグ抜出口23の下流側に廻り込み、その下流側周縁からスムースにスラグ抜出口23に入り、水砕ピット5内に落下する。
このように、一次燃焼室11と二次燃焼室13との中間部に、スラグ抜出口23を設けたので、この近傍では、一次燃焼室11で完全に燃焼しなかったフラフが完全燃焼するため、炉内温度が最も高くなり、したがって溶融スラグの流れが良好となり、スムースにスラグ抜出口23から抜き出される。
【0018】
なお、本発明および従来例に係る炉内温度の状態を示すと、図6のグラフのようになる。
この図6から分かるように、バーナの燃料がフラフである場合でも、実線にて示すように、炉内温度のピークを、従来例の灰溶融炉の場合(破線にて示す)に比べて、スラグ抜出口23付近にもってくることができ、したがって溶融スラグの抜き出しをスムースに安定して行うことができる。
【0019】
また、灰供給装置2を、一次燃焼室11に最も近い箇所に設けたので、炉本体1内に供給される灰の乾燥を十分に行わせることができるとともに、フラフ中に含まれる粒子の大きいものおよび塊などの未燃分を、一次燃焼室11の底壁部1aの予熱層の上に落下させて、燃焼を促進させることができる。
【0020】
【発明の効果】
以上のように本発明の構成によると、バーナの燃料がフラフなどの細粒可燃物である場合でも、炉内温度のピークを、溶融スラグの抜出口付近にもってくることができ、したがって溶融スラグの抜き出しをスムースに行うことができる。
また、灰供給装置を、一次燃焼室に最も近い箇所に設けたので、炉本体内に供給される灰の乾燥を十分に行わせることができるとともに、細粒可燃物中に含まれる粒子の大きいものおよび塊などの未燃分については、一次燃焼室における底壁部の予熱層上に落下させることができるので、未燃分の二次燃焼室への飛散を防ぎ、すなわち排ガス中の一酸化炭素の低減を図り、安定燃焼および溶融が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態におけるバーナ式灰溶融炉の概略構成を示す断面図である。
【図2】 図1のA−A断面図である。
【図3】 図1のB−B断面図である。
【図4】 同実施の形態のバーナ式灰溶融炉の要部断面図である。
【図5】 図4のC−C矢視図である。
【図6】 同実施の形態の灰溶融炉と従来の灰溶融炉との炉内温度分布を比較するグラフである。
【図7】 従来例におけるバーナ式灰溶融炉の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
1 炉本体
1a 底壁部
1b 側壁部
2 灰供給装置
3 フラフ供給装置
4 加熱用バーナ
11 一次燃焼室
12 開口部
13 二次燃焼室
14 供給口
23 スラグ抜出口
24 堰部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a burner ash melting furnace using fine combustibles as fuel.
[0002]
[Prior art]
Recently, as a burner ash melting furnace, it is obtained by drying high calorie waste such as plastics, papers, woods, etc. among wastes such as municipal waste, and then crushing to a size of several millimeters or less, for example Some use fine-grain combustibles (hereinafter referred to as fluff) as burner fuel.
[0003]
As shown in FIG. 7, this type of burner type ash melting furnace has a
The
[0004]
The
In the
[0005]
Further, the
In the above configuration, the ash supplied to the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
According to the configuration of the burner ash melting furnace described above, the fuel fluff is a combustible material pulverized to a few millimeters or less, but this fluff contains large particles or lumps. Thus, they cannot be completely combusted in the
[0007]
For this reason, compared with the case where liquid fuels, such as oil, are utilized, the temperature distribution in a furnace will differ greatly. That is, when the fluff is used, the furnace temperature becomes the highest in the intermediate portion between the
Then, an object of this invention is to provide the burner type ash melting furnace which can extract | melt molten slag smoothly.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, a burner type ash melting furnace of the invention will be the bottom wall portion together when the ash supply port is formed is inclined from one end to the other end to one end and fine A primary combustion chamber is formed on one end side in the furnace body having a heating burner that uses granular combustibles as fuel, and the other end side in the furnace body is connected to the primary combustion chamber through an opening. A secondary combustion chamber is formed, and a slag outlet for extracting molten slag is formed in the bottom wall where the temperature in the furnace between the primary combustion chamber and the secondary combustion chamber becomes the highest , upstream of the slag outlet In addition, the dam part for guiding the molten slag moving from the upstream side to both sides is formed along the periphery of the slag outlet, and the downstream side of the dam part is gradually made lower than the upstream side, The molten slag that moves through both sides of the weir part is the downstream edge of the slag outlet It is obtained by configured to drop into Luo slag extraction mouth.
[0009]
According to the above configuration, even when the burner fuel is a fine combustible material such as a fluff, the peak of the furnace temperature can be brought near the outlet of the molten slag, and therefore the extraction of the molten slag can be smoothly performed. Done.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a burner type ash melting furnace in an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The burner type ash melting furnace in the present embodiment uses, as its fuel, wastes such as municipal waste, high-calorie waste such as plastics, papers, and woods, after drying, for example, several millimeters or less. It uses fine combustibles (hereinafter referred to as fluff) obtained by crushing to size.
[0011]
That is, as shown in FIG. 1, this burner type ash melting furnace is provided with a
The
[0012]
Further, the
In the
[0013]
In addition, as shown in FIG. 3, primary combustion air enters the
And in the center position of the
[0014]
As shown in FIGS. 4 and 5, the plan view shape of the
[0015]
The
[0016]
In the above configuration, the ash supplied to the
In the middle of this, that is, in the vicinity of the opening 12, the molten slag S is divided into left and right by the
[0017]
Accordingly, the molten slag S having a good fluidity goes around the downstream side of the
As described above, since the
[0018]
In addition, when the state of the furnace temperature which concerns on this invention and a prior art example is shown, it will become like the graph of FIG.
As can be seen from FIG. 6, even when the burner fuel is a fluff, as shown by the solid line, the peak in the furnace temperature is higher than that of the conventional ash melting furnace (shown by the broken line). Accordingly, the molten slag can be smoothly and stably extracted.
[0019]
Further, since the
[0020]
【The invention's effect】
As described above, according to the configuration of the present invention, even when the burner fuel is fine combustible material such as fluff, the peak of the furnace temperature can be brought near the outlet of the molten slag. Can be smoothly extracted.
In addition, since the ash supply device is provided at the location closest to the primary combustion chamber, the ash supplied into the furnace body can be sufficiently dried, and the particles contained in the fine combustibles are large. Unburned matter, such as lumps and lumps, can be dropped onto the preheating layer on the bottom wall of the primary combustion chamber, preventing scattering of unburned content to the secondary combustion chamber, that is, monoxide in the exhaust gas. Carbon can be reduced, and stable combustion and melting are possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a burner type ash melting furnace in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
3 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of the burner type ash melting furnace of the embodiment.
FIG. 5 is a view taken along the line CC in FIG. 4;
FIG. 6 is a graph comparing furnace temperature distributions of the ash melting furnace of the same embodiment and a conventional ash melting furnace.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a burner ash melting furnace in a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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