JP4242859B2 - Gasification and melting system - Google Patents
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Description
本発明は、都市ごみや産業廃棄物等の廃棄物を処理するためのガス化溶融システムに関するものである。 The present invention relates to a gasification and melting system for treating waste such as municipal waste and industrial waste.
都市ごみや産業廃棄物等の廃棄物を処理するためのガス化溶融システムとして、例えば、特許文献1には、炉内に流動媒体からなる流動層が形成され、投入された可燃物がこの流動層の中を循環している間に可燃ガスにガス化されるとともに、この可燃ガスが高温燃焼して灰を溶融するという、流動層によるガス化及び溶融燃焼の方法並びに装置の技術が開示されている。 As a gasification and melting system for treating waste such as municipal waste and industrial waste, for example, Patent Document 1 discloses that a fluidized bed made of a fluidized medium is formed in a furnace, and the combustible material that has been introduced is fluidized. Disclosed is a fluidized bed gasification and melt combustion method and apparatus technique in which the combustible gas is gasified into a combustible gas while circulating in the bed, and the combustible gas burns at high temperature to melt the ash. ing.
ここで、この特許文献1の図10のシステムでは、溶融炉を含む高温燃焼装置である溶融燃焼炉41のガス排出部とその後段の廃熱ボイラ31とが接続されている。 Here, in the system of FIG. 10 of this patent document 1, the gas discharge part of the melting combustion furnace 41 which is a high temperature combustion apparatus containing a melting furnace and the waste heat boiler 31 of the latter stage are connected.
また、例えば人口の少ない地方都市に設けられるような小規模の廃棄物処理施設においては、廃熱回収のための廃熱ボイラ31を省略し、これに代えて溶融炉を含む高温燃焼装置のガス排出部とその後段の減温塔とをダクトを介して接続するシステムが採用されることがあるが、特許文献1の図11のシステムでは、廃熱ボイラ31の代わりに減温塔であるガス冷却器280が設けられ、溶融炉を含む高温燃焼装置である溶融燃焼炉41のガス排出部とその後段のガス冷却器280とがダクト278を介して接続されている。
しかしながら、特許文献1の図11に開示されたシステムでは、ガス化炉で生成された熱分解ガス中の可燃成分を燃焼させるための燃焼空気を予熱する第1空気予熱器である空気予熱器188が、減温塔であるガス冷却器280の下流に設けられているので、この予熱器188が熱回収できる排ガスの温度が低い結果、予熱器188の伝熱面積が大きくなる傾向があった。そのため、第1空気予熱器をコンパクトなものにすることができなかった。 However, in the system disclosed in FIG. 11 of Patent Document 1, an air preheater 188 that is a first air preheater that preheats combustion air for combusting combustible components in the pyrolysis gas generated in the gasification furnace. However, since it is provided downstream of the gas cooler 280, which is a temperature reducing tower, the temperature of the exhaust gas that can be recovered by the preheater 188 is low. As a result, the heat transfer area of the preheater 188 tends to increase. For this reason, the first air preheater cannot be made compact.
また、特許文献1の図10に開示されたシステムでは、押込空気を予熱する空気予熱器186も、廃熱ボイラ31の下流に設けられているので、この予熱器186が熱回収できる排ガスの温度が低い結果、予熱器186の伝熱面積が大きくなる傾向があった。そのため、押込空気など他の空気を予熱する空気予熱器もコンパクトなものにすることができなかった。 Further, in the system disclosed in FIG. 10 of Patent Document 1, an air preheater 186 that preheats the forced air is also provided downstream of the waste heat boiler 31, so the temperature of the exhaust gas that can be recovered by the preheater 186. As a result, the heat transfer area of the preheater 186 tends to increase. For this reason, an air preheater that preheats other air such as forced air cannot be made compact.
また、このように、それぞれの予熱器が熱を回収する排ガスの温度が低温であるので、それぞれの予熱器の熱回収部分でのダイオキシン類の生成があり、その結果、システムから排出されるダイオキシン類の総排出量を低減することにそれぞれ限界があるという問題があった。 In addition, since the temperature of the exhaust gas from which each preheater recovers heat is low, dioxins are generated in the heat recovery portion of each preheater, and as a result, dioxins discharged from the system are generated. There is a problem that there is a limit in reducing the total amount of emissions.
また、廃熱ボイラ31の下流に予熱器186あるいはガス冷却器280の下流に予熱器188を設置するとそのためのスペースが必要になり、ガス化溶融システム全体の設置面積と建設費との低減化に限界があった。 Moreover, if the preheater 186 or the preheater 188 is installed downstream of the waste heat boiler 31 and downstream of the gas cooler 280, a space for the preheater 188 is required, which reduces the installation area and construction cost of the entire gasification melting system. There was a limit.
さらに、このように排ガス温度が低い範囲に空気予熱器が設けられた場合は、伝熱面積を稼ぐためにプレート等の伝熱面を内挿することがあるが、その場合は、伝熱面に灰が付着して排ガスの流路を閉塞させるので、定期的に予熱器内部の清掃作業が必要となり、長期にわたる連続操業ができなくなるという問題があった。また、この場合、予熱器内部に付着した灰の清掃作業は困難であり、作業環境の悪化が懸念される。さらに、付着した灰を機械的に除去するための設備を設ける場合は、機器が複雑となりコストが増大する要因となっていた。 Furthermore, when an air preheater is provided in a range where the exhaust gas temperature is low in this way, a heat transfer surface such as a plate may be interpolated in order to increase the heat transfer area. As the ash adheres to the exhaust gas and blocks the exhaust gas flow path, it is necessary to periodically clean the inside of the preheater, which makes it impossible to perform continuous operation over a long period of time. In this case, it is difficult to clean the ash adhering to the inside of the preheater, and there is a concern about deterioration of the working environment. Furthermore, in the case of providing equipment for mechanically removing the attached ash, the equipment becomes complicated and the cost increases.
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであって、ガス化溶融システムにおいて燃焼空気を予熱する第1空気予熱器の伝熱面積と、押込空気予熱器など他の空気を予熱する第2空気予熱器の伝熱面積とを小さくしてこれら予熱器をよりコンパクトなものにするとともに、さらに設置面積を小さなものにして建設費を抑制することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and includes a heat transfer area of a first air preheater that preheats combustion air in a gasification and melting system, and a second preheater for other air such as a forced air preheater. The purpose is to reduce the heat transfer area of the two-air preheater to make these preheaters more compact and to further reduce the installation area by reducing the construction cost.
また、システムから排出されるダイオキシン類の総排出量を低減することを目的とする。 Another object is to reduce the total amount of dioxins emitted from the system.
さらに、空気予熱器の伝熱面に灰が付着して排ガスの流路を閉塞させることを防止するとともに、付着した灰の清掃作業や機械的な除去を不要にする簡単な構造のガス化溶融システムを実現することを目的とする。 In addition, ash is prevented from adhering to the heat transfer surface of the air preheater and blocking the exhaust gas flow path, and gasification and melting with a simple structure eliminates the need for cleaning and mechanical removal of the attached ash. The purpose is to realize the system.
前記課題を解決するための手段として、本発明は、炉床に流動粒子による流動層が形成され、被処理物を熱分解して熱分解ガスを生成する流動床式ガス化炉と、この流動床式ガス化炉で生成された熱分解ガス中の可燃成分を燃焼させて同ガス中の灰分を溶融させる溶融炉を含み、その溶融スラグを排出する高温燃焼装置と、この高温燃焼装置から排出されるガスを冷却する減温塔とを備えたガス化溶融システムにおいて、前記高温燃焼装置のガス排出部よりも下流側で前記減温塔よりも上流側の位置において、このガス排出部に直接フランジを介して接続され、当該ガス排出部を流れる排ガスの流れ方向の上流側から順に、前記ガス排出部を流れる排ガスと流動床式ガス化炉で生成された熱分解ガス中の可燃成分を燃焼させるための燃焼空気とを熱交換させることにより当該燃焼空気を予熱する第1空気予熱器と、この第1空気予熱器に直接フランジを介して接続され、前記ガス排出部を流れる排ガスと前記流動床式ガス化炉の炉底に送り込むための押込空気とを熱交換させることにより当該押込空気を予熱する第2空気予熱器とが連続して高温燃焼装置に接続されているものである。 As means for solving the above-mentioned problems, the present invention provides a fluidized bed type gasification furnace in which a fluidized bed of fluidized particles is formed on a hearth and pyrolyzes an object to be processed to generate pyrolysis gas, It includes a melting furnace that burns combustible components in the pyrolysis gas generated in the bed type gasification furnace and melts the ash in the gas, and discharges the molten slag, and discharges from this high-temperature combustion apparatus In a gasification and melting system comprising a temperature-decreasing tower for cooling the gas to be discharged , the gas-discharging unit is directly connected to the gas-discharging unit at a position downstream of the gas-discharging unit of the high-temperature combustion apparatus and upstream of the temperature-decreasing tower. Combusting the exhaust gas flowing through the gas discharge part and the combustible component in the pyrolysis gas generated in the fluidized bed gasifier in order from the upstream side in the flow direction of the exhaust gas flowing through the gas discharge part , connected via a flange Combustion air for A first air preheater for preheating the combustion air by heat exchange, is connected via a flanged directly to the first air preheater, the fluidized bed gasification furnace and the exhaust gas flowing through the gas outlet portion A second air preheater that preheats the pushed air by exchanging heat with the pushed air for feeding into the furnace bottom is continuously connected to the high-temperature combustion apparatus.
以上の構成によれば、第1空気予熱器と第2空気予熱器とが高温燃焼装置のガス排出部よりも下流側で前記減温塔よりも上流側の位置において、連続して高温燃焼装置に接続されているので、それぞれの予熱器が、高温の排ガスから熱を回収することができる結果、それぞれの予熱器の伝熱面積を小さくすることができる。その結果、第1空気予熱器と第2空気予熱器とをよりコンパクトなものにすることができる。 According to the above configuration, the first air preheater and the second air preheater are continuously located at a position downstream of the gas discharge portion of the high temperature combustion apparatus and upstream of the temperature reducing tower, and then the high temperature combustion apparatus. Since each of the preheaters can recover heat from the high-temperature exhaust gas, the heat transfer area of each preheater can be reduced. As a result, the first air preheater and the second air preheater can be made more compact.
また、それぞれの予熱器において熱を回収する排ガスの温度が高温であるので、この熱回収部分でのダイオキシン類の生成が少ない。すなわち、これらの予熱器が排気ガスの低温部分に配置された場合と比較して、予熱器の熱回収部分におけるダイオキシン類の生成を少ないものにすることができる。その結果、システムから排出されるダイオキシン類の総排出量を低減することができるようになる。 Moreover, since the temperature of the exhaust gas for recovering heat in each preheater is high, the production of dioxins in this heat recovery portion is small. That is, the production of dioxins in the heat recovery portion of the preheater can be reduced as compared with the case where these preheaters are arranged in the low temperature portion of the exhaust gas. As a result, the total amount of dioxins discharged from the system can be reduced.
また、この構成によれば、予熱器を別置きにする場合よりも、設置面積を小さなものにすることができるので、建設費を抑制することができる。 Moreover, according to this structure, since an installation area can be made smaller than the case where a preheater is installed separately, a construction cost can be suppressed.
また、前記第2空気予熱器は、前記ガス排出部を流れる排ガスと前記流動床式ガス化炉の炉底に送り込む押込空気とを熱交換させることにより当該押込空気を予熱するものであるから、この第2空気予熱器が、高温の排ガスから熱を回収することができる結果、この第2空気予熱器の伝熱面積を小さくすることができる。その結果、第2空気予熱器をよりコンパクトなものにすることができるようになる。 In addition, the second air preheater preheats the compressed air by exchanging heat between the exhaust gas flowing through the gas discharge unit and the compressed air fed into the bottom of the fluidized bed gasifier, As a result that the second air preheater can recover heat from the high-temperature exhaust gas, the heat transfer area of the second air preheater can be reduced. As a result, the second air preheater can be made more compact.
また、第2空気予熱器において熱を回収する排ガスの温度が高温であるので、熱回収部分におけるダイオキシン類の生成を少ないものにすることができる。 Moreover, since the temperature of the exhaust gas from which heat is recovered in the second air preheater is high, the production of dioxins in the heat recovery portion can be reduced.
さらに、この構成によれば、第2空気予熱器を別置きにする場合よりも、設置面積を小さなものにすることができるので、建設費を抑制することができる。 Furthermore, according to this structure, since an installation area can be made smaller than the case where a 2nd air preheater is installed separately, a construction cost can be suppressed.
ここで、前記第1空気予熱器と前記第2空気予熱器とは、高温燃焼装置の溶融スラグ排出部よりも上側の位置でその高温燃焼装置に接続され、これら第1空気予熱器と第2空気予熱器とに搬送された灰分が高温燃焼装置の内部に落下して溶融されるとともに溶融スラグとして高温燃焼装置から排出されるようになっていることが好ましい。 Here, the first air preheater and the second air preheater are connected to the high temperature combustion device at a position above the molten slag discharge part of the high temperature combustion device, and the first air preheater and the second air preheater are connected to the high temperature combustion device. It is preferable that the ash conveyed to the air preheater is dropped and melted inside the high temperature combustion apparatus and discharged from the high temperature combustion apparatus as molten slag.
この構成によれば、第1空気予熱器と第2空気予熱器とが、高温燃焼装置の溶融スラグ排出部よりも上側の位置でその高温燃焼装置に接続され、第1空気予熱器と第2空気予熱器とに搬送された灰分が高温燃焼装置の内部に落下して溶融されるとともに溶融スラグとして高温燃焼装置から排出されるので、それぞれの予熱器の内部に付着した灰を別途回収して処理する必要がなくなる。また、発生する灰分全体のスラグ化率と減容率が高いガス
化溶融システムとすることができる。
According to this configuration, the first air preheater and the second air preheater are connected to the high temperature combustion device at a position above the molten slag discharge portion of the high temperature combustion device, and the first air preheater and the second air preheater are connected to the high temperature combustion device. Since the ash conveyed to the air preheater falls and melts inside the high temperature combustion device and is discharged from the high temperature combustion device as molten slag, the ash adhering to the inside of each preheater is separately collected. No need to process. Moreover, it can be set as the gasification melting system with the high slag generation rate and volume reduction rate of the whole ash content to generate | occur | produce.
また、第1空気予熱器と第2空気予熱器とが直接連続して設けられ、これらの間のダクトが省略されているので、予熱器の間の放熱が無い結果、排ガスの持つ熱量を有効利用することが可能となる。 In addition, since the first air preheater and the second air preheater are provided directly and continuously, and the duct between them is omitted, there is no heat dissipation between the preheaters. It can be used.
また、このガス化溶融システムにおいては、前記高温燃焼装置のガス排出部に、前記両予熱器よりも前記排ガスの流れ方向上流側の位置でその排ガスを冷却する排ガス冷却部が設けられていることが好ましい。 Further, in this gasification and melting system, an exhaust gas cooling section for cooling the exhaust gas at a position upstream of the two preheaters in the exhaust gas flow direction is provided in the gas discharge section of the high-temperature combustion apparatus. Is preferred.
この構成によれば、高温燃焼装置のガス排出部に、排ガスを冷却する排ガス冷却部が設けられているので、両予熱器の入り口の排ガス温度を低くすることができる結果、両予熱器の熱による機器損傷を軽減することができる。 According to this configuration, since the exhaust gas cooling unit that cools the exhaust gas is provided in the gas discharge unit of the high-temperature combustion apparatus, the exhaust gas temperature at the inlets of both preheaters can be lowered, and as a result Can reduce equipment damage.
また、前記排ガス冷却部は、前記ガス排出部の内壁を構成する耐火物を冷却する水冷ジャケットを含むことが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said exhaust gas cooling part contains the water cooling jacket which cools the refractory which comprises the inner wall of the said gas discharge part.
この構成によれば、ガス排出部の内壁を構成する耐火物を水冷ジャケットで冷却することにより、両予熱器の入り口の排ガス温度を低くすることができるだけでなく、ガス排出部の内壁を灰の軟化・固着温度以下に冷却することができるようになる。 According to this configuration, the refractory constituting the inner wall of the gas discharge unit can be cooled by the water cooling jacket, so that the exhaust gas temperature at the entrance of both preheaters can be lowered, and the inner wall of the gas discharge unit can be made of ash. It becomes possible to cool below the softening / fixing temperature.
以上のように、本発明によれば、高温燃焼装置のガス排出部に第1空気予熱器が直接フランジを介して接続され、この第1空気予熱器に押込空気予熱器である第2空気予熱器が直接フランジを介して連続して接続されるので、それぞれの予熱器が、高温の排ガスから熱を回収することができる結果、それぞれの予熱器の伝熱面積を小さくすることができる。その結果、第1空気予熱器と第2空気予熱器とをよりコンパクトなものにすることができる。 As described above, according to the present invention, the first air preheater is directly connected to the gas discharge portion of the high-temperature combustion apparatus via the flange, and the second air preheater that is a forced air preheater is connected to the first air preheater. Since the heaters are continuously connected directly via the flange , each preheater can recover heat from the high-temperature exhaust gas. As a result, the heat transfer area of each preheater can be reduced. As a result, the first air preheater and the second air preheater can be made more compact.
また、それぞれの予熱器が熱を回収する排ガスの温度が高温であるので、これらの予熱器が排気ガスの低温部分に配置された場合と比較して、予熱器の熱回収部分におけるダイオキシン類の生成を少ないものにすることができる。その結果、システムから排出されるダイオキシン類の総排出量を低減することができるようになる。 In addition, since the temperature of the exhaust gas from which each preheater recovers heat is high, the dioxins in the heat recovery part of the preheater are compared with the case where these preheaters are arranged in the low temperature part of the exhaust gas. Production can be reduced. As a result, the total amount of dioxins discharged from the system can be reduced.
また、本発明によれば、予熱器を別置きにする場合よりも、設置面積を小さなものにすることができるので、建設費を抑制することができる。 Moreover, according to this invention, since an installation area can be made smaller than the case where a preheater is installed separately, a construction cost can be suppressed.
さらに、空気予熱器の伝熱面に灰が付着して排ガスの流路を閉塞させることを防止するとともに、付着した灰の清掃作業や機械的な除去を不要にする簡単な構造のガス化溶融システムを実現することができる。 In addition, ash is prevented from adhering to the heat transfer surface of the air preheater and blocking the exhaust gas flow path, and gasification and melting with a simple structure eliminates the need for cleaning and mechanical removal of the attached ash. A system can be realized.
また、前記第2空気予熱器は、前記ガス排出部を流れる排ガスと前記流動床式ガス化炉の炉底に送り込む押込空気とを熱交換させることにより当該押込空気を予熱するものであるから、この第2空気予熱器が、高温の排ガスから熱を回収することができる結果、この第2空気予熱器の伝熱面積を小さくすることができる。その結果、第2空気予熱器をよりコンパクトなものにすることができるようになる。 In addition, the second air preheater preheats the compressed air by exchanging heat between the exhaust gas flowing through the gas discharge unit and the compressed air fed into the bottom of the fluidized bed gasifier, As a result that the second air preheater can recover heat from the high-temperature exhaust gas, the heat transfer area of the second air preheater can be reduced. As a result, the second air preheater can be made more compact.
本発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて説明する。 A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るガス化溶融システム100の全体構成図であ
り、図2は、ガス化溶融システム100の第1空気予熱器34と、押込空気予熱器35の構成を示す概略の側断面図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a gasification and
図1に示す第1の実施の形態に係るガス化溶融システム100は、その前段側から順に
、給塵機10と、流動床式ガス化炉12と、高温燃焼装置14と、第1減温塔16と、第2減温塔20と、バグフィルタ22と、誘引送風機24と、煙突26とを備えている。また、高温燃焼装置14のガス排出部32aよりも下流側に、このガス排出部32aを流れる排ガスGの流れ方向の上流側から順に燃焼空気を予熱する第1空気予熱器34と、他の空気を予熱する第2空気予熱器として押込空気予熱器35が連続して高温燃焼装置14に接続されている。
A gasification and
前記給塵機10は、ごみホッパ11を有し、このごみホッパ11に投入されたごみをスクリュコンベアによって定量的に流動床式ガス化炉12に供給する。
The
この流動床式ガス化炉12の炉床には、砂等の流動粒子による流動層28が形成され、この流動層28の温度を例えば450〜650℃に維持しながら、当該流動層28に投入されたごみを低温熱分解すなわち一次燃焼させる運転が行われる。前記ごみに含まれる不燃物は前記流動粒子とともに炉底より抜き出され、その後段で前記流動粒子と分離される。分離された流動粒子は前記流動層28に戻されて再利用される。
A
前記高温燃焼装置14は、縦方向に延びる溶融炉30と、その後段の二次燃焼室32とが並設された構成となっている。
The high-
前記溶融炉30では、前記流動床式ガス化炉12から送られてくる熱分解ガスが例えばトータル空気比1.3の条件下でさらに燃焼処理される。具体的には、前記溶融炉30内に燃焼用空気による旋回流が形成されて約1300℃以上の高温燃焼が行われ、その熱により前記熱分解ガス中の灰分が炉壁上で溶融してスラグとなり、当該炉壁を伝って高温燃焼装置14の底部の出滓口36から排出される。この溶融スラグは、スラグ水冷装置38等により冷却処理を受けた後、溶融スラグ排出部39から排出され、特定箇所へ回収される。
In the
前記二次燃焼室32は、前記出滓口36を挟んで前記溶融炉30と反対の側に設けられ、この溶融炉30から導入されるガスをさらに二次燃焼させる役割を担う。
The
前記第1空気予熱器34は、高温燃焼装置14のガス排出部32aを流れる排ガスGとガス化炉12で生成された熱分解ガス中の可燃成分を燃焼させるための燃焼空気A2とを熱交換させることによりこの燃焼空気A2を予熱するものである。
The
この第1空気予熱器34は、図2に示すように、輻射式の熱交換器が採用され、二次燃焼室32の下流側であってその上側において、二次燃焼室32に直接フランジを介して接続されている。この第1空気予熱器34は、二次燃焼室32から上昇する900〜1400℃の排ガスGを二次送風機50(図1)から送られてくる空気と熱交換させることにより、排ガスGを減温させるとともに空気を300〜500℃まで昇温させて燃焼空気A2とする役割を担う。また、ここで昇温された燃焼空気A2は流動床式ガス化炉12や溶融炉30の適所に供給される。
As shown in FIG. 2, the
前記押込空気予熱器35(第2空気予熱器に相当する)も、ガス排出部32aを流れる排ガスGとガス化炉12で生成された熱分解ガス中の可燃成分を燃焼させるための押込空気A1とを熱交換させることによりこの押込空気A1を予熱するものである。
The forced air preheater 35 (corresponding to the second air preheater) is also forced air A1 for burning the exhaust gas G flowing through the
この押込空気予熱器35は、図2に示すように、第1空気予熱器34の下流側、すなわち上側において、第1空気予熱器34に直接フランジを介して接続されている。この押込空気予熱器35も、第1空気予熱器34と同様の輻射式熱交換器が採用され、二次燃焼室32から上昇する排ガスGを押込空気送風機52(図1)から送られてくる空気と熱交換させることにより、排ガスGを800〜1200℃まで減温させるとともに空気を150〜200℃まで昇温させて押込空気A2とする役割を担う。また、ここで昇温された押込空気A2は流動床式ガス化炉12の炉底に流動化用ガスとして供給される。
As shown in FIG. 2, the pushed
このように、第1空気予熱器34と押込空気予熱器35とは、高温燃焼装置14の溶融スラグ排出部39よりも上側の位置でその高温燃焼装置14と一体に形成され、これら第1空気予熱器34と押込空気予熱器35とに搬送された灰分が高温燃焼装置14の内部に落下して溶融されるとともに溶融スラグとして高温燃焼装置14から排出されるようになっている。
Thus, the
なお、押込空気予熱器35の下流側、すなわち上側には、ガス排出口40が設けられ、このガス排出口40と第1減温塔16の塔頂のガス入口42とはダクト60を介して接続されている。
A
前記第1減温塔16は、前記ガス入口42から導入される高温燃焼ガスを冷却水と接触させながら流下させ、当該ガスを例えば約300℃〜400℃まで減温させてから第2減温塔20に排出する。
The first temperature-decreasing
また、前記第2減温塔20は、導入された排ガスGをさらに150℃〜200℃程度まで冷却するものであり、冷却された排ガスGは、その後、バグフィルタ22に送られ、誘引送風機24から煙突26を通じて系外に排出される。
The second
以上示したガス化溶融システム100においては、第1空気予熱器34と押込空気予熱器35(第2空気予熱器)とが高温燃焼装置14のガス排出部32aよりも下流側に、連続して高温燃焼装置に接続されているので、それぞれの予熱器34、35が、高温の排ガスGから熱を回収することができる結果、それぞれの予熱器34、35の伝熱面積を小さくすることができる。その結果、第1空気予熱器34と押込空気予熱器35とをよりコンパクトなものにすることができる。
In the gasification and
また、それぞれの予熱器34、35において熱を回収する排ガスGの温度が高温であるので、この熱回収部分でのダイオキシン類の生成が少ない。すなわち、これらの予熱器34、35が排気ガスの低温部分に配置された場合と比較して、予熱器34、35の熱回収部分におけるダイオキシン類の生成を少ないものにすることができる。その結果、システムから排出されるダイオキシン類の総排出量を低減することができるようになる。
Further, since the temperature of the exhaust gas G for recovering heat in each of the
また、この構成によれば、予熱器34、35を別置きにする場合よりも、設置面積を小さなものにすることができるので、建設費を抑制することができる。
Moreover, according to this structure, since an installation area can be made smaller than the case where the
さらに、この構成によれば、第1空気予熱器34と押込空気予熱器35とが、高温燃焼装置14の溶融スラグ排出部39よりも上側の位置でその高温燃焼装置14と一体に形成され、第1空気予熱器34と押込空気予熱器35などの第2空気予熱器とに搬送された灰分が高温燃焼装置14の内部に落下して溶融されるとともに溶融スラグとして高温燃焼装置14から排出されるので、それぞれの予熱器34、35の内部に付着した灰を別途回収して処理する必要がなくなる。また、発生する灰分全体のスラグ化率と減容率が高いガス化溶融システム100とすることができる。
Furthermore, according to this structure, the
そして、第1空気予熱器34と押込空気予熱器35とが直接連続して設けられ、これらの間のダクトが省略されているので、予熱器34、35の間の放熱が無い結果、排ガスGの持つ熱量を有効利用することが可能となる。
And since the
次に、図3を参照して、本発明のガス化溶融システムの第2の実施の形態について説明する。図3は、本発明の第2の実施の形態に係るガス化溶融システム200の全体構成図である。なお、第1の実施形態に係るガス化溶融システム100と同様の構成については同じ符号を付し、説明の重複を避けるものとする。
Next, a second embodiment of the gasification melting system of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an overall configuration diagram of the gasification and
図3に示すように、本発明の第2の実施の形態に係るガス化溶融システム200においては、高温燃焼装置14のガス排出部32aに、両予熱器34、35よりも排ガスGの流れ方向上流側の位置でその排ガスGを冷却する排ガス冷却部37が設けられている。
As shown in FIG. 3, in the gasification and
そして、この排ガス冷却部37は、ガス排出部32aの内壁を構成する耐火物を冷却する水冷ジャケットを含んだ構造により、高温燃焼装置14の排ガスGを900〜1400℃から800〜1300℃まで冷却するようになっている。
And this exhaust
このように、この構成によれば、高温燃焼装置14のガス排出部32aに、排ガスGを冷却する排ガス冷却部37が設けられているので、両予熱器34、35の入り口の排ガスG温度を低くすることができる結果、両予熱器34、35の熱による機器損傷を軽減することができる。
Thus, according to this structure, since the exhaust
また、ガス排出部32aの内壁を構成する耐火物を水冷ジャケットで冷却することにより、少ない伝熱面積で、ガス排出部32aの耐火物を灰の軟化・固着温度以下に冷却することができる結果、ガス排出部32aの耐火物における灰の軟化・固着を防止するだけでなく、ガス排出部32aに設けられている両予熱器34、35における灰の軟化・固着も防止することができるようになる。
Further, by cooling the refractory constituting the inner wall of the
上述した実施の形態は本発明の好ましい具体例を例示したものに過ぎず、本発明は上述した実施の形態に限定されない。 The above-described embodiment is merely a preferred specific example of the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment.
例えば、ガス化溶融システム100の構成は必ずしも図1の構成に限定されないし、ガス化溶融システム200の構成も必ずしも図3の構成に限定されない。
For example, the configuration of the gasification and
また、本発明において第2減温塔20は必ずしも要さず、第1減温塔16においてガス温度を十分降下させることが可能であれば第1減温塔16から直接バグフィルタ22を接続するようにしてもよい。
In the present invention, the second
このように、ガス化溶融システム100、200は、被処理物を熱分解して熱分解ガスを生成する流動床式ガス化炉12と、この流動床式ガス化炉12で生成された熱分解ガス中の可燃成分を燃焼させて同ガス中の灰分を溶融させる溶融炉30を含み、その溶融スラグを排出する高温燃焼装置14とを備えたガス化溶融システムであれば、種々の設計変更が可能である。
As described above, the
また、ガス化溶融システム100、200の個々の機器の型式、形状、仕様、運転条件なども、種々の設計変更が可能である。
In addition, various design changes can be made to the types, shapes, specifications, operating conditions, and the like of the individual devices of the gasification and melting
例えば、第1空気予熱器34や押込空気予熱器35の型式は、必ずしも輻射式熱交換器に限定されない。ガス排出部32aを流れる排ガスGとそれぞれの空気とを熱交換させることによりこれらの空気を予熱するものであれば、種々の設計変更が可能である。例えば
、図4は、ガス化溶融システム100の第1空気予熱器34の変形例を示す概略の側断面図である。
For example, the types of the
図4においては、第1空気予熱器34は、U字管34aを用いた多管式熱交換器に変更されている。
In FIG. 4, the
この構成によれば、伝熱部にU字管34aが採用されているので、高温側流体と低温側流体の温度差による熱応力を小さなものに抑制することができる。
According to this configuration, since the
このように、第1空気予熱器34や押込空気予熱器35は、それぞれ、変更可能であり、その他、内部にプレートを挿入したプレート式のものなども採用可能である。
Thus, the
また、排ガス冷却部37(図3)を冷却するための冷却流体は水に限らず、種々の流体を適宜使用することが可能である。あるいは、ガス排出部32aの外側面上に冷却水配管を巻くようにしても効果的である。
Moreover, the cooling fluid for cooling the exhaust gas cooling unit 37 (FIG. 3) is not limited to water, and various fluids can be used as appropriate. Alternatively, it is effective to wind the cooling water pipe on the outer surface of the
そして、高温燃焼装置14の構成も種々の構造が採用可能である。例えば、高温燃焼装置14の溶融炉30、出滓口36、二次燃焼室32は、図5(a)に示すような二次燃焼室32が出滓口36の上部にある構造、図5(b)に示すような溶融炉30と二次燃焼室32の底部が、出滓口36に向けて傾斜していない構造、図5(c)に示すような二次燃焼室32の底部が、出滓口36に向けて傾斜した構造など、種々の設計変更が可能である。
Various configurations of the high-
その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の設計変更が可能である。 In addition, various design changes are possible within the scope of the claims of the present invention.
A1 押込空気
A2 燃焼空気
G 排ガス
12 流動床式ガス化炉
14 高温燃焼装置
28 流動層
30 溶融炉
32a ガス排出部
34 第1空気予熱器
35 押込空気予熱器(第2空気予熱器)
37 排ガス冷却部
39 溶融スラグ排出部
100、200 ガス化溶融システム
A1 Pressurized air A2 Combustion air
37 Exhaust
Claims (4)
前記高温燃焼装置のガス排出部よりも下流側で前記減温塔よりも上流側の位置において、このガス排出部を流れる排ガスの流れ方向の上流側から順に、前記ガス排出部に直接フランジを介して接続され、当該ガス排出部を流れる排ガスと流動床式ガス化炉で生成された熱分解ガス中の可燃成分を燃焼させるための燃焼空気とを熱交換させることにより当該燃焼空気を予熱する第1空気予熱器と、この第1空気予熱器に直接フランジを介して接続され、前記ガス排出部を流れる排ガスと前記流動床式ガス化炉の炉底に送り込むための押込空気とを熱交換させることにより当該押込空気を予熱する第2空気予熱器とが連続して高温燃焼装置に接続されていることを特徴とするガス化溶融システム。 A fluidized bed gasification furnace in which a fluidized bed of fluidized particles is formed on the hearth and pyrolyzes the object to be processed to generate pyrolysis gas, and the pyrolysis gas generated in the fluidized bed gasification furnace A gas comprising a melting furnace that burns combustible components to melt ash in the gas, a high-temperature combustion device that discharges the molten slag, and a temperature-decreasing tower that cools the gas discharged from the high-temperature combustion device In the fusing system,
At a position downstream of the gas discharge section of the high-temperature combustion apparatus and upstream of the temperature reducing tower, the gas discharge section is directly connected to the gas discharge section in order from the upstream side in the flow direction of the exhaust gas flowing through the gas discharge section. The combustion air is preheated by exchanging heat between the exhaust gas flowing through the gas discharge section and the combustion air for burning the combustible components in the pyrolysis gas generated in the fluidized bed gasifier. 1 air preheater, and this 1st air preheater are directly connected via the flange, and heat exchange is carried out between the exhaust gas flowing through the gas discharge part and the forced air for feeding into the bottom of the fluidized bed gasifier Thus, the gasification and melting system is characterized in that the second air preheater for preheating the forced air is continuously connected to the high-temperature combustion apparatus.
4. The gasification and melting system according to claim 3 , wherein the exhaust gas cooling unit includes a water-cooling jacket that cools a refractory that forms an inner wall of the gas discharge unit. 5.
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