JP4295286B2 - 旋回溶融炉を備えたボイラ構造 - Google Patents
旋回溶融炉を備えたボイラ構造 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4295286B2 JP4295286B2 JP2006037364A JP2006037364A JP4295286B2 JP 4295286 B2 JP4295286 B2 JP 4295286B2 JP 2006037364 A JP2006037364 A JP 2006037364A JP 2006037364 A JP2006037364 A JP 2006037364A JP 4295286 B2 JP4295286 B2 JP 4295286B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water pipe
- combustion chamber
- boiler
- melting furnace
- secondary combustion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
図7に示すように、旋回溶融炉2上方の排ガス出口は絞り構造となっており、その上部に二次燃焼室4が設けられている。二次燃焼室4の下端には下方に向けて縮径する円錐形状の連結部3が設けられ、該連結部3が旋回溶融炉2の排ガス出口に接続されている。
二次燃焼室は、旋回溶融炉から排出された排ガスを再燃焼させ、排ガス中の未燃分を燃焼させる機能を有する。
また、二次燃焼室を断面方形状とし、溶融炉排ガス出口から二次燃焼室に向けて拡径する連結部より上方の角柱部分のみをボイラ構造とする場合、連結部において熱回収がなされないため、熱回収率が低下する。
従って、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、旋回溶融炉と二次燃焼室の連結部においても熱回収が可能であり、且つ施工が容易で製造コストが安価な旋回溶融炉を備えたボイラ構造を提供することを目的とする。
前記二次燃焼室のボイラ水管が前記連結部の少なくとも一部まで延設され、該連結部の水管壁構造が、m×n(n≧2)の辺数を有する断面多角形状であることを特徴とする。
さらに、本発明では断面円形状の旋回溶融炉から断面m角形状の二次燃焼室への連結部の水管壁構造が、m×n(n≧2)の辺数を有する断面多角形状としたため、旋回溶融炉との接続を滑らかにすることができるとともに、二次燃焼室と同様に平板状の水管パネルで水管壁を製作することができ、製作コストの低廉化が図れる。また、ボイラ水の流路についても無理がないため、水循環に悪影響を及ぼす心配がない。
尚、連結部を含む二次燃焼室の内壁面は耐火材が施工され、好適には、連結部の耐火材は円形に施工して旋回溶融炉と滑らかに接続する。
連結部側の水管壁構造を二次燃焼室と同一の断面m角形状とした場合、断面円形状の旋回溶融炉との間の偏差を埋めることが困難であり、特に内部に施工する耐火材において厚肉部分と薄肉部分が生じ、熱バランスも悪化する。従って、本発明のように連結部の水管壁構造が、m×n(n≧2)の辺数を有する断面多角形状とすることにより、厚肉、薄肉の偏差を防止でき、熱バランスを良好に維持できるという利点も有する。
このように、連結部の水管壁構造を多角錐状として滑らかに連結部内の排ガス通路に沿わせることにより、ボイラ水管の屈曲を最小限に抑え、施工を容易にすることができる。
前記連結部の燃焼空気供給ノズルが、該連結部内の中心から偏芯させた方向に燃焼空気を供給して旋回流を形成するように配設されるとともに、前記二次燃焼室の2以上の燃焼空気供給ノズルが、互いに対向した方向に燃焼空気を供給するように配設されることを特徴とする。
一方、旋回流が発生するように燃焼空気を供給する場合、炉内のガス流れにおいて淀む部分が減少し混合は向上するが、旋回の中心部から未燃ガスがすり抜けることもあり、また多角形の角部において旋回が良好に行われず流れに淀みが生じるという問題がある。
従って、本発明では連結部側の燃焼空気は旋回流が形成されるように供給し、その上部の二次燃焼室側の燃焼空気は互いに対向するように供給する。これは、上記したように連結部をmより大なる多角形状とし、円形に近い形状としたため実現可能となる。
本発明によれば、下段(連結部側)と上段(二次燃焼室側)の燃焼空気の供給方法を異ならせたため、未燃ガスのすり抜け、下降流を防止し、燃焼ガスの混合を十分に行うことが可能となる。即ち、旋回部分で中心からすり抜けた未燃ガスに対して、上段において対向に供給される燃焼空気により未燃ガスを効率的に燃焼することができる。
尚、連結部における燃焼空気の供給においては、連結部内の排ガス流路の仮想円の接線方向に旋回を生じさせるように燃焼空気を吹き込むようにする。また、二次燃焼室における燃焼空気の供給においては、対向する側壁に夫々複数の燃焼空気供給ノズルを設置した場合、夫々のノズルを交互に位置させるようにしてもよい。
上記したように連結部をmより大なる多角形状とすることにより、下部ヘッダを略直線状に形成することができ、これによりヘッダの成形、施工が容易となる。下部ヘッダの設置数は、前記連結部の夫々の辺に対応することが好ましいが、m以上であればこれより少なくてもよい。
これにより、断面積の異なる二次燃焼室と連結部においても伝熱面積を最大限に採ることができ、熱回収率が向上する。
即ち、断面円形状の旋回溶融炉から断面m角形状の二次燃焼室への連結部において、mより大なる辺数を有する多角形状としたため、旋回溶融炉との接続を滑らかにすることができるとともに、該連結部の水管壁を平板状の水管パネルで製作することができ、製作コストの低廉化が図れる。また、ボイラ水の流路についても無理がないため、水循環に悪影響を及ぼす心配がない。
また、連結部の水管壁構造を多角錐状として滑らかに連結部内の排ガス通路に沿わせることにより、ボイラ水管の屈曲を最小限に抑え、施工を容易にすることができる。
さらに、連結部に供給する燃焼空気は旋回流が形成されるように供給し、その上部の二次燃焼室に供給する燃焼空気は互いに対向するように供給することにより、未燃ガスのすり抜け、下降流を防止し、燃焼ガスの混合を十分に行うことが可能となる。
さらにまた、ボイラ水管の下部ヘッダを略直線状に形成することにより、ヘッダの成形、施工が容易となる。
また、二次燃焼室側と連結部側に配設された径が異なるボイラ水管を異径管により接続することにより、断面積の異なる二次燃焼室と連結部においても伝熱面積を最大限に採ることができ、熱回収率が向上する。
図1は本発明の実施例に係る旋回溶融炉を備えたボイラ構造を示す側断面図、図2は図1の連結部における水管壁構造を模式的に示した斜視図、図3は図2の水管壁構造の平断面を示し、(a)はA−A線断面を示す図、(b)はB−B線断面を示す図、(c)はC−C線断面を示す図、図3は本発明の実施例に係るボイラ水管の配置例を示し、(A)は図3の(a)に対応する図、(C)は図3の(c)に対応する図、図5は図2の他の例を示す水管壁構造の斜視図、図6は図2、図5の他の例を示す水管壁構造の斜視図、図7はガス化溶融システムの全体構成図である。
投入ホッパ50から投入された廃棄物は、必要に応じて破砕された後に給じん機51を介して流動床式ガス化炉52へ定量供給される。ガス化炉52では、温度約120〜230℃、空気比0.2〜0.7程度の燃焼空気60が炉下部から吹き込まれ、炉内砂層温度が550〜650℃程度に維持されている。
破砕ごみはガス化炉52でガス化され、ガス、タール、チャー(炭化物)に分解される。タールは、常温では液体となる成分であるが、ガス化炉内ではガス状で存在する。
チャーは砂層内で徐々に微粉化され、ガス及びタールに同伴して溶融装置1の旋回溶融炉2へ導入される。以下、旋回溶融炉2へ導入されるこれらの成分を総称して熱分解ガス61と呼ぶ。また、溶融装置1は、旋回溶融炉2と、連結部3を介して旋回溶融炉2の上方に連結された二次燃焼室4と、該二次燃焼室4の下流側に連結されるボイラ部16と、から構成されるものとする。
前記旋回溶融炉2では、熱分解ガス61と燃焼空気の混合ガスが燃焼することにより炉内温度が1300〜1500℃に維持され、熱分解ガス中の灰分が溶融、スラグ化される。溶融したスラグは、旋回溶融炉2の内壁面に付着、流下し、炉底部のスラグ出滓口から排出される。旋回溶融炉2から排出されたスラグは、水砕水槽53で急冷され、スラグコンベア54により搬出されて水砕スラグとして回収される。回収された水砕スラグは、路盤材等に有効利用することが可能である。
燃焼排ガスは、ボイラ部16で熱回収されて、250℃程度まで冷却される。ボイラ部16から排出された燃焼排ガスは、減温塔55へ導入され、直接水噴霧により150℃程度まで冷却される。減温塔55から排出された燃焼排ガスは、必要に応じて煙道で消石灰、活性炭が噴霧され、反応集塵装置56に導入される。反応集塵装置56では、燃焼排ガス中の煤塵、酸性ガス、DXN類等が除去される。反応集塵装置56から排出された集塵灰は薬剤処理して埋立処分され、燃焼排ガスは蒸気式加熱器57で再加熱され、触媒反応装置58でNOxが除去された後、煙突59より大気放出される。
旋回溶融炉2は断面円形状であり、その上部には絞り構造からなる排ガス出口23が設けられ、下部にはスラグ出滓口24が設けられている。また、旋回溶融炉2の側壁には、熱分解ガス61を吹き込む一又は複数の熱分解ガスバーナ24が配設されるとともに、燃焼空気(一次空気)を導入する燃焼空気供給ノズル26が配設されている。炉本体は外側を鉄皮20で被覆され、内壁は耐火材21で形成される。耐火材21で保護された炉壁内には冷却水管22が埋設され、炉壁を冷却するようになっている。そして、この水冷構造により冷却・固化したスラグのセルフコート層を炉内壁面に形成させ、耐火材の侵食を防止するようにしている。
二次燃焼室4の下端側には旋回溶融炉2の排ガス出口23に向けて縮径する連結部3が設けられている。この連結部3を含む二次燃焼室4の外側は鉄皮5で被覆され、内部にボイラ水管10が配設されている。該ボイラ水管10より炉内側には耐火材6が配設され、ボイラ水管10を高温雰囲気、煤塵等から保護するようになっている。ボイラ水管10は複数並列配置され、水管壁を構成している。水管壁の具体的構造については後述する。尚、耐火材21、6は、不定形耐火物若しくは耐火タイル等を適宜用いる。
連結部3には燃焼空気(二次空気)を導入する燃焼空気供給ノズル7が配設され、該燃焼空気供給ノズル7上方の二次燃焼室4側壁にも燃焼空気供給ノズル7が配設されている。本実施例では、旋回溶融炉2、連結部3、二次燃焼室4で夫々燃焼空気を供給する3段ノズル構成としたが、これに限定されるものではなく、溶融、燃焼が適正に行われるように燃焼空気供給ノズルを多段に亘って設置する構成であれば何れでもよい。
さらに二次燃焼室4の側壁には燃焼補助バーナ9が設置され、二次燃焼室4における二次燃焼を促進させる。
ボイラ部16を経た排ガスは後段の減温塔55に送られる。
連結部3の水管壁構造は、二次燃焼室4のボイラ水管10が連結部3の少なくとも一部まで延設され、該延設されたボイラ水管10が複数並列配置されて略平板状の水管壁を形成している。
好適には、連結部3内部のガス温度が約1000℃以下となる高さまでボイラ水管10を延設し、ガス温度が約1000℃以上の部分は、旋回溶融炉2と同様に、ボイラ構造ではなく冷却水を通流する水冷壁構造とする。これは、高温で温度条件の厳しい1000℃以上の範囲は水冷壁構造とし、冷却効果を高くするようにしたものである。勿論、連結部3の全面を水管壁からなるボイラ構造としてもよい。
また、好適には、該水管壁構造は、旋回溶融炉2に向けて縮径する多角錐状とする。このように、連結部3の水管壁構造を多角錐状として滑らかに連結部3内の排ガス通路に沿わせることにより、ボイラ水管10の屈曲を最小限に抑え、施工を容易にすることができる。尚、多角錐状以外の連結部の水管壁構造としては、多段状などが考えられる。
さらに好適には、m×n(n≧2)本の辺数を有する多角形とする。このように、mの倍数の辺数を有する断面多角形状とすることにより、水管壁構造を簡素化でき、容易に施工することが可能となる。
図5及び図6に示される水管壁構造においても連結部3の水管壁は上方に向けて拡径する多角錐形状であり、その断面形状は、連結部3の水管壁下端の八角形から二次燃焼室4の水管壁の四角形まで、切り換え部10c、10dにより変形移行するようになっている。
上部ヘッダ12は二次燃焼室4の一辺に沿った直線状に形成される。さらに好適には、下部ヘッダ11も直線状に形成され、二次燃焼室4の辺数mより大なる設置数とするとよい。図4では、連結部3の水管壁構造における各辺に沿って8本の下部ヘッダ11を設置している。このように、本実施例における連結部3の構成とすることにより、ボイラ水管10の下部ヘッダ11を略直線状に形成することができ、ヘッダの成形、施工が容易となる。
これにより、断面積の大きい二次燃焼室4側においても、ボイラ水管10の隙間を小さくすることができ、伝熱面積が大きくなって熱回収率が向上する。
連結部3のボイラ水管10の配置は、徐々にボイラ水管10のピッチを広げていき、異径管を介して径の大きいボイラ水管10に接続するとよく、これにより効率良く熱回収できる水管壁構造とすることができる。尚、ボイラ水管10の隙間には、熱伝導率の高い材質で形成したフィンを設けるようにしてもよい。
図1において、上記したように二次燃焼室4と連結部3には燃焼空気供給バーナ7、8が多段に設けられるが、連結部3の燃焼空気供給ノズル7は、該連結部3内の中心から偏芯させた方向に燃焼空気を供給して旋回流を形成するように配設する。即ち、連結部3内の排ガス流路の仮想円の接線方向に旋回を生じさせるように燃焼空気を吹き込むようにする。該連結部3の燃焼空気供給ノズル7は、上下方向に多段に、若しくは周方向に複数設けるようにしてもよい。
一方、二次燃焼室4の燃焼空気供給ノズル8は対向する2の側壁に複数設けられ、互いに対向した方向に燃焼空気を供給するように配設する。このとき、夫々のノズルが、対向するノズルに対して交互に位置するようにしてもよい。また、燃焼空気供給ノズル8は、上下方向に多段に設けてもよく、この場合、上下段の燃焼空気供給方向は直交させることが好ましい。
2 旋回溶融炉
3 連結部
4 二次燃焼室
6 耐火材
7、8、26 燃焼空気供給ノズル
9 燃焼補助バーナ
10 ボイラ水管
10a、10b、10c、10d 切り換え部
11 下部ヘッダ
12 上部ヘッダ
16 ボイラ部
21 耐火材
22 冷却水管
23 排ガス出口
52 ガス化炉
60 燃焼空気
61 熱分解ガス
62、63 燃焼空気
Claims (5)
- 断面円形状の旋回溶融炉の上方に絞り構造の連結部を介して断面m角形状(m≧4)の二次燃焼室が連結され、該二次燃焼室の側壁に複数のボイラ水管からなる水管壁が埋設されて且つ連結部を含む二次燃焼室の内壁面は耐火材が施工されており、
前記二次燃焼室のボイラ水管が前記連結部の少なくとも一部まで延設され、該連結部の水管壁構造が、m×n(n≧2)の辺数を有する断面多角形状であることを特徴とする旋回溶融炉を備えたボイラ構造。 - 前記二次燃焼室及び前記連結部に燃焼空気を供給する燃焼空気供給ノズルが夫々設けられた請求項1記載の旋回溶融炉を備えたボイラ構造であって、
前記連結部の燃焼空気供給ノズルが、該連結部内の中心から偏芯させた方向に燃焼空気を供給して旋回流を形成するように配設されるとともに、前記二次燃焼室の2以上の燃焼空気供給ノズルが、互いに対向した方向に燃焼空気を供給するように配設されることを特徴とする旋回溶融炉を備えたボイラ構造。 - 前記連結部の水管壁構造が、前記旋回溶融炉に向けて縮径する多角錐状であることを特徴とする請求項1若しくは2記載の旋回溶融炉を備えたボイラ構造。
- 前記連結部側に位置するボイラ水管の下部ヘッダが略直線状を成し、該下部ヘッダの設置数がmより多いことを特徴とする請求項1若しくは2記載の旋回溶融炉を備えたボイラ構造。
- 前記二次燃焼室側と前記連結部側には径が異なるボイラ水管が配設され、該異なるボイラ水管同士を異径管により接続するとともに、二次燃焼室側のボイラ水管の径を連結部下端側のボイラ水管の径より大としたことを特徴とする請求項1若しくは2記載の旋回溶融炉を備えたボイラ構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006037364A JP4295286B2 (ja) | 2006-02-15 | 2006-02-15 | 旋回溶融炉を備えたボイラ構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006037364A JP4295286B2 (ja) | 2006-02-15 | 2006-02-15 | 旋回溶融炉を備えたボイラ構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007218458A JP2007218458A (ja) | 2007-08-30 |
JP4295286B2 true JP4295286B2 (ja) | 2009-07-15 |
Family
ID=38495962
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006037364A Active JP4295286B2 (ja) | 2006-02-15 | 2006-02-15 | 旋回溶融炉を備えたボイラ構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4295286B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9765962B2 (en) | 2011-03-18 | 2017-09-19 | Mitsubishi Heavy Industries Environmental & Chemical Engineering Co., Ltd. | Combustion device |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2696142B1 (en) | 2011-04-05 | 2017-09-20 | Mitsubishi Heavy Industries Environmental & Chemical Engineering Co., Ltd. | Gasification melting facility |
JP5575342B1 (ja) * | 2014-02-03 | 2014-08-20 | 三菱重工業株式会社 | ガス化炉冷却構造、ガス化炉及びガス化炉のアニュラス部拡大方法 |
CN104534442A (zh) * | 2014-12-28 | 2015-04-22 | 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 | 低质量流速超超临界锅炉水循环装置及水循环方法 |
JP5971438B1 (ja) * | 2015-07-07 | 2016-08-17 | Jfeエンジニアリング株式会社 | ボイラのダスト除去装置及びダスト除去方法 |
-
2006
- 2006-02-15 JP JP2006037364A patent/JP4295286B2/ja active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9765962B2 (en) | 2011-03-18 | 2017-09-19 | Mitsubishi Heavy Industries Environmental & Chemical Engineering Co., Ltd. | Combustion device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007218458A (ja) | 2007-08-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4548785B2 (ja) | 廃棄物ガス化溶融装置の溶融炉、並びに該溶融炉における制御方法及び装置 | |
KR100595042B1 (ko) | 연료의 가스화시스템 | |
CN101220299A (zh) | 固定床造气炉生产合成气节能减排的装置及方法 | |
JP4295286B2 (ja) | 旋回溶融炉を備えたボイラ構造 | |
JP6888313B2 (ja) | セメント製造システム | |
KR101354938B1 (ko) | 유동층 연소 보일러 | |
KR100610642B1 (ko) | 연소용융로와 연소용융방법 및 폐열이용 발전시스템 | |
JP4116698B2 (ja) | 灰熔融式焼却システム | |
JP2007255844A (ja) | ガス化溶融システムの溶融設備及び溶融方法 | |
WO2003087669A1 (fr) | Incinerateur, incinerateur de gazeification et procede de traitement des dechets | |
JPH102543A (ja) | 流動層ガス化燃焼炉 | |
JP5469878B2 (ja) | 炭化物燃焼装置及びその方法 | |
JP4791157B2 (ja) | 廃棄物ガス化溶融装置の溶融炉 | |
CN104949131A (zh) | 生物质垃圾燃烧系统及方法 | |
CN101545636A (zh) | 富氧燃烧的煤造气吹风气回收工艺及装置 | |
JPH02150611A (ja) | 廃棄物の溶融炉 | |
JP4756154B2 (ja) | 流動床炉 | |
JP4505422B2 (ja) | 矩形シャフト型熱分解装置 | |
JP2007271207A (ja) | ガス化溶融システムの運転制御方法及び該システム | |
JPH085038A (ja) | 廃棄物の焼却装置 | |
CN218972677U (zh) | 尾气焚烧装置 | |
JP3950999B2 (ja) | 旋回流型燃焼・溶融炉の廃熱回収方法及び廃熱回収装置 | |
CN220061735U (zh) | 一种包含一个以上烟气涡流燃烧室的烟气后燃烧装置 | |
CN216619847U (zh) | 二燃室烟气处理装置 | |
JP2700596B2 (ja) | 2段式ごみ焼却炉 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080321 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080516 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20080602 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080716 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090403 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090409 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120417 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4295286 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120417 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120417 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130417 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140417 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |