JP5438145B2

JP5438145B2 - 加圧流動炉システム

Info

Publication number: JP5438145B2
Application number: JP2012018205A
Authority: JP
Inventors: 俊樹小林; 和由寺腰; 隆文山本; 祐輝浅岡
Original assignee: Tsukishima Kikai Co Ltd
Current assignee: Tsukishima Kikai Co Ltd
Priority date: 2012-01-31
Filing date: 2012-01-31
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2032-01-31
Also published as: JP2013155973A; CN103225812B; CN103225812A

Description

本発明は、下水汚泥、バイオマス、都市ゴミ等の被処理物を燃焼する加圧流動炉システムに関するものであり、より詳細には、加圧流動炉から排出される燃焼排ガスの利用率を高めるために、加圧流動炉の燃焼排ガスによって駆動される複数のサイズの異なる過給機を備えた加圧流動炉システムに関する。

バイオマス、塵芥、屎尿汚泥、下水汚泥、都市ゴミ等の被処理物を加圧下で燃焼処理する加圧流動炉システムがある。このシステムでは、加圧流動炉から排出された燃焼排ガスの有する熱エネルギーおよび圧力を利用して過給機を駆動させ、圧縮空気を生成し、この圧縮空気を、加圧流動炉で燃焼に必要な燃焼空気とすることを特徴とする燃焼システムである。このように被処理物を燃焼処理させた際に生じる燃焼排ガスにより燃焼空気を生成できるため、燃焼空気を供給するためのブロワを設ける必要はなく、省エネルギー型の燃焼設備として開発されている。ところで、この加圧式流動炉システムでは、過給機が作動不良に陥って、加圧流動炉に燃焼空気の供給が停止することを防ぐため汚泥処理システムの焼却炉に燃焼空気を供給する過給機を、二器並列して配置した汚泥処理システムが提案されている（特許文献１）。

特開２００５−２８２５１号公報

しかしながら、特許文献１に記載された並列して配置された過給機は、汚泥処理システムの運転を停止することなく、連続的に汚泥を処理することを可能とするものであり、並列して配置された過給機には、それぞれ汚泥処理に必要な流量および圧力を有する圧縮空気（燃焼空気）の供給が要求される。したがって、それぞれの過給機が排出する圧縮空気の圧力、流量は特定の範囲に限られるため、その利用範囲が限定的となる虞がある。

そこで、本発明の主たる課題は、かかる問題点を解消することにある。

上記課題を解決した本発明及び作用効果は次のとおりである。
第１発明は、被処理物を燃焼させる加圧流動炉と、前記加圧流動炉から排出された燃焼排ガスによって回動されるタービンとタービンの回動に伴って回動され圧縮空気を排出するコンプレッサを内装する第一過給機及び第二過給機と、燃焼排ガスの不純物を捕集する集塵機を備える加圧流動炉システムにおいて、
前記第一過給機及び第二過給機を、集塵機よりも下流側の燃焼排ガスの流路に並列して配置し、
前記第一過給機のタービン部に供給される燃焼排ガス量を、前記第二過給機のタービン部に供給される燃焼排ガス量よりも多くし、
前記第一過給機のコンプレッサ部から排出される圧縮空気量を、前記第二過給機のコンプレッサ部から排出される圧縮空気量よりも多くしたことを特徴とする。

（作用効果）
第一過給機と第二過給機を燃焼排ガスの流路に並列して配置しているので、第一、二過給機の接続作業を簡易に行うことができる。また、第一過給機のタービン部に供給される燃焼排ガス量を、第二過給機のタービン部に供給される燃焼排ガス量よりも多くし、第一過給機のコンプレッサ部から排出される空気量を、第二過給機のコンプレッサ部から排出される空気量よりも多くしているので、第一過給機から供給される圧縮空気を燃焼空気に使用するとともに、第二過給機から供給される圧縮空気の適用範囲が広がり、加圧流動炉から排出される高温の燃焼排ガスを有効活用することができる。

第２発明は、本第１発明の構成において、前記第一過給機を、第二過給機よりも供給及び排出容量が大きい容量の過給機としたことを特徴とする。

（作用効果）
第一過給機を、第二過給機よりも大容量過給機としているので、配管内に流量調整器等を配置する必要が無く、部品点数を削減することができ、システムの信頼性を向上させることができる。

第３発明は、本第１発明の構成において、前記第二過給機のタービンの上流側近傍の燃焼排ガスの流路に配置した流量調整手段によって、前記第一過給機及び第二過給機のタービンに供給される燃焼排ガス量を調整する構成としたことを特徴とする。

（作用効果）
第二過給機のタービンの上流側近傍の部位に配置した流量調整器によって、第一、二過給機のタービン部に供給される排出ガス量を調整する構成としているので、異なる圧縮空気を生成する場合であっても第一、二過給機を同一仕様の過給機を使用とすることができ、消耗品など予備品の共通化を図ることができる。

第４発明は、第１〜３発明の構成において、白煙防止用空気の温度を上昇させる白煙防止用熱交換器を備え、前記第一過給機のコンプレッサから排出された圧縮空気を、燃焼用空気として前記加圧流動炉に供給する流路と、前記第二過給機のコンプレッサから排出される圧縮空気を白煙防止用空気として前記白煙防止用熱交換器に供給する流路とを設けたことを特徴とする。

（作用効果）
第一過給機から加圧流動炉に供給される燃焼用空気を排出し、第二過給機のコンプレッサから白煙防止用熱交換器に供給される白煙防止用空気を排出しているので、加圧流動炉に必要な大量の燃焼用空気、白煙防止用熱交換器に必要な白煙防止用空気を供給することができる。

第５発明は、第４発明の構成において、前記第二過給機と前記白煙防止用熱交換器の間にエゼクタを配置したことを特徴とする。

（作用効果）
第二過給機と前記白煙防止用熱交換器の間にエゼクタを配置しているので、第二過給機で生成される圧縮空気が不足した場合にあっても、エゼクタによって十分な圧縮空気を確保することができる。

第６発明は、第４発明の構成において、前記第一過給機のコンプレッサに空気を供給する流路にのみ、被処理物から発生する臭気ガスを供給する流路を接続したことを特徴とする。

（作用効果）
第一過給機のコンプレッサ部に被処理物から発生する臭気を供給しているので、被処理物から発生する臭気を加圧流動炉で焼却して低減することができる。

第７発明は、第４〜６発明の構成において、前記第一過給機のコンプレッサから排出された燃焼用空気の圧力を、前記第二過給機のコンプレッサ部から排出された白煙防止用空気の圧力よりも高圧としたことを特徴とする。

（作用効果）
第一過給機から排出された燃焼用空気の圧力を、第二過給機から排出された白煙防止用空気の圧力よりも高圧としているので、加圧流動炉における高い燃焼効率を維持し、白煙防止用熱交換器を耐圧構造とすることなく安価に製造することができる。

第８発明は、第７発明の構成において、前記燃焼用空気の圧力を１００〜２００ｋＰａとし、前記白煙防止用空気の圧力を２０〜１５０ｋＰａとしたことを特徴とする。

（作用効果）
燃焼用空気の圧力を１００〜２００ｋＰａとし、白煙防止用空気の圧力を２０〜１５０ｋＰａとしているので、加圧流動炉を耐圧構造とすることなく安価に製造することができる。

以上の発明によれば、過給機を並列に配置しているので、下流側の状況に応じた圧縮空気を各々の過給機から供給できるために、圧縮空気の利用用途が拡大される。

第１実施形態の加圧流動炉システムの説明図である。図１の部分拡大図である。図１の部分拡大図である。図１の部分拡大図である。第２実施形態の加圧流動炉システムの説明図である。図５の部分拡大図である。図５の部分拡大図である。図５の部分拡大図である。

以下、本発明の第１実施形態について添付図面を参照しつつ詳説する。なお、理解を容易にするため、便宜的に方向を示して説明しているが、これらにより構成が限定されるものではない。

＜第１実施形態＞
第１実施形態の加圧流動炉システム１の概要を図１に示す。本システムは、下水汚泥や、都市ゴミ等の被処理物を一時貯留する貯留装置１０と、貯留装置１０から供給された被処理物を焼却する加圧流動炉２０と、加圧流動炉２０に供給する燃焼空気の温度を上昇させる空気予熱器４０と、空気予熱器４０から排出された燃焼排ガス中の燃焼灰や粉塵等を捕集する集塵機５０と、空気予熱器４０等を介して加圧流動炉２０に燃焼空気を供給する第一過給機６０Ａと、下流側に配置された機器に空気を供給する第二過給機６０Ｂと、白煙防止用空気の温度を上昇させる白煙防止用熱交換器７０と、燃焼排ガスを外部に排出する排煙処理塔８０を備えている。

（貯留装置）
貯留装置１０には、含水率を７８〜８５質量％程度に脱水処理された下水汚泥等の被処理物が貯留され、貯留装置１０の下部には、被処理物を加圧流動炉２０に供給するために、ピストンポンプなどの圧送ポンプや一軸ネジ式ポンプなどの投入ポンプ１２が設けられている。

（加圧流動炉）
加圧流動炉２０には、投入ポンプ１２によって被処理物が供給される。加圧流動炉２０は、流動媒体として所定の粒径を有する固体粒子が炉内に充填された燃焼炉であり、炉内下部から供給される燃焼空気によって固体粒子を流動状態とし、供給された被処理物を処理する。
図１、図２に示すように、側壁の下部には、加圧流動炉２０内部を加熱する流補助燃料燃焼装置２１が設置され、その上側近傍には、始動時に炉内を加熱する始動用バーナ２２が配置されている。なお、補助燃料燃焼装置２１には、ガスガンやオイルガンを用いることができる。

加圧流動炉２０の他側の側壁の下部には、加圧流動炉２０の内部に燃焼空気を供給する燃焼空気供給管２４が配置される。また、加圧流動炉２０の上部の細径化された側壁には、補助燃料、被処理物等の燃焼によって発生した燃焼ガスや、砂ろ過水、被処理物に内在する水等が加熱されることで生じた水蒸気などを炉外に排出する排出口９０Ａが形成されている。なお、本発明では、燃焼ガスのみ、または燃焼ガスに水蒸気を混合したガスを燃焼排ガスという。

（空気予熱器）
加圧流動炉２０からは排出された燃焼排ガスは、空気予熱器４０に供給される。空気予熱器４０では、供給された燃焼排ガスと、過給機６０Ａから供給された燃焼空気とを間接的に熱交換し、燃焼空気の温度を２００〜７００℃に上昇させる。
図１、図３に示すように、一側の側壁の上部には、加圧流動炉２０からの燃焼排ガスの供給口９０Ｂが形成され、その下側近傍には、燃焼空気を器外に排出する排出口９１Ａが形成されている。また、燃焼排ガスの供給口９０Ｂは、配管９０を介して加圧流動炉２０の排出口９０Ａに接続され、燃焼空気の排出口９１Ａは、配管９１を介して加圧流動炉２０の燃焼空気供給管２４の後部に接続されている。

空気予熱器４０の他側の下部には、燃焼排ガスを器外に排出する排出口９２Ａが形成され、その上側近傍には、燃焼空気を器内に供給する供給口９５Ａが形成されている。なお、空気予熱器４０としては、シェルアンドチューブ式熱交換器が好適である。

（集塵機）
空気予熱器４０から排出された燃焼排ガスは、集塵機５０に供給される。集塵機５０では、燃焼排ガスに含まれるダスト、細粒化された流動砂等の不純物が除去される。集塵機５０に内装するフィルタとしては、例えばセラミックフィルタやバグフィルタを用いることができる。
図１、図３に示すように、一側の側壁の下部には、燃焼排ガスを機内に供給する供給口９２Ｂが形成され、上部には、不純物等が除去された清浄な燃焼排ガスを機外に排出する排出口９３Ａが形成されている。また、燃焼排ガスの供給口９２Ｂは、配管９２を介して空気予熱器４０の燃焼排ガスの排出口９２Ａに接続されている。

集塵機５０内には、下部に形成された供給口９２Ｂと上部に形成された排出口９３Ａの上下方向に間の部位にバグフィルタ（図示省略）が内装されている。フィルタで取除かれた燃焼排ガス中の不純物等は、集塵機５０内の底部に一時的に貯留された後、定期的に外部に排出される。

（第一過給機）
集塵機５０によって粉塵等を除去された燃焼排ガスは、その一部が、第一過給機６０Ａに供給される。このとき、燃焼排ガスは、圧力１００〜２００ｋＰａ、温度２５０〜６５０℃である。
図１、図３に示すように、第一過給機６０Ａ内には、ステンレス、セラミックス等から成る複数のわん曲した羽根が放射状に形成されたタービン６１Ａと、コンプレッサ６２Ａが内装され、タービン６１Ａの内面側中心部と、コンプレッサ６２Ａの内面側中心部は、第一過給機６０Ａ内に回転自在に軸支された軸６３Ａの両端部にそれぞれ支持されている。
第一過給機６０Ａのタービン６１Ａ側の下部（軸６３Ａと直交する部位）には、燃焼排ガスを機内に供給する供給口９３Ｂが形成され、タービン６１Ａ側の下流側（軸６３Ａと平行する部位）には、燃焼排ガスを機外に排出する排出口９７Ａが形成されている。また、燃焼排ガスの供給口９３Ｂは、配管９３を介して集塵機５０の排出口９３Ａに接続されている。
なお、後述する、配管９３の分岐管に設置された流量調整器９３Ｄによって、集塵機５０から排出された燃焼排ガスのうち、５０〜９０％の燃焼排ガスが第一過給機６０Ａに供給されている。流量調整器９３Ｄとしては、流量調整ダンパ、流量調整バルブ等を用いることができる。
流量調整器９３Ｄによる流量調整手段は、測定手段（図示省略）によって測定された第一過給機６０Ａから排出された圧縮空気（燃焼空気）の流量値、圧力値が所定の範囲に成るように第一過給機６０Ａに供給される燃焼排ガスの流量を制御するものである。

第一過給機６０Ａのコンプレッサ６２Ａ側の上流側（軸６３Ａと平行する部位）には、空気を機内に吸気する供給口６７Ｂが形成され、コンプレッサ６２Ａ側の上部（軸６３Ａと直交する部位）には、吸気された空気を１００〜２００ｋＰａに昇圧した燃焼空気を機外に排出する排出口９４Ａが形成されている。
外気の供給口６７Ｂは、配管６７、６６を介して起動用ブロア６５に接続され、配管６６の中間部には、貯留装置１０に貯留された下水汚泥から発生する臭気を供給する配管１５が接続されている。また、燃焼空気の排出口９４Ａは、配管９４、９６、９５を介して空気予熱器４０の供給口９５Ｂと、配管９４、９６を介して加圧流動炉２０の始動用バーナ２２の後部にそれぞれ接続されている。

（第二過給機）
集塵機５０によって粉塵等を除去された燃焼排ガスのうち、配管９３の分岐管を通過した燃焼排ガスは、第二過給機６０Ｂに供給される。このときの燃焼排ガスは、圧力１００〜２００ｋＰａ、温度２５０〜６５０℃である。
第二過給機６０Ｂは、燃焼排ガスの流路上に第一過給機６０Ａと並列して設置されている。また、第二過給機６０Ｂの供給口９３Ｃは、配管９３の分岐管に接続され、第一過給機６０Ａに供給されなかった燃焼排ガスを駆動源として駆動し、圧縮空気を生成する機器である。
図１、図３に示すように、第二過給機６０Ｂは、タービン６１Ｂと、コンプレッサ６２Ｂが内装され、タービン６１Ｂの内面側中心部と、コンプレッサ６２Ｂの内面側中心部は、第二過給機６０Ｂ内に回転自在に軸支された軸６３Ｂの両端部にそれぞれ支持されている。なお、材質やタービンの構造などは、第一過給機と同様である。
第二過給機６０Ｂのタービン６１Ｂ側の下部（軸６３Ｂと直交する部位）には、燃焼排ガスを機内に供給する供給口９３Ｃが形成される。また、タービン６１Ｂ側の下流側（軸６３Ｂと平行する部位）には、燃焼排ガスを機外に排出する排出口９７Ｃが形成されている。

第二過給機６０Ｂのコンプレッサ６２Ｂ側の上流側（軸６３Ｂと平行する部位）には、空気を機内に吸気する供給口６７Ｃが形成され、コンプレッサ６２Ｂ側の上部（軸６３Ｂと直交する部位）には、吸気された空気を圧力２０〜１５０ｋＰａ、温度７０〜１２０℃に昇圧、温度上昇させた圧縮空気を機外に排出する排出口９４Ｃが形成されている。また、外気の供給口６７Ｃは、配管７２を介して外気が供給される。空気の排出口９４Ｃは、第二過給機６０Ｂの下流側に配置される機器に接続することができる。
配管９３の分岐管と配管９７の分岐管は配管１１１で接続され、配管１１１には、第二過給機６０Ｂに供給される燃焼排ガスの流量を調整する流量調整器１１１Ｄが設置されている。
流量調整器１１１Ｄによって、集塵機５０から排出された２０〜５０％の燃焼排ガスが第二過給機６０Ｂに供給される。流量調整器１１１Ｄとしては、流量調整ダンパ、流量調整バルブなどを用いることができる。
流量調整器１１１Ｄによる流量調整手段は、測定手段（図示省略）によって測定された第二過給機６０Ｂから排出された圧縮空気の流量値、圧力値が所定の範囲に成るように第二過給機６０Ｂに供給される燃焼排ガスの流量を制御するものである。
第二過給機から供給される圧縮空気は、臭気ガスを含まないことから、利用範囲か拡大し、例えば、過給式流動炉の計装用空気や、集塵機のパルス空気、被処理物を乾燥する場合の加熱源等に用いることができる。
なお、第１実施形態においては、配管９３の分岐管に設置された流量調整器９３Ｄによって、第一過給機６０Ａと、第二過給機６０Ｂに供給される燃焼排ガスの流量を調整しているが、第一過給機６０Ａよりも小型の第二過給機６０Ｂを使用することもできる。
出力の異なる過給機を使用することで、圧縮空気の利用先で要求される圧力、流量に応じた効率の良い過給機を選定することが可能となる。

（起動用ブロア）
起動用ブロア６５は、加圧流動炉システム１の始動時に、始動用バーナ２２に燃焼空気を供給する機器である。
起動用ブロア６５は、始動用バーナ２２に燃焼空気を供給する他に、貯留装置１０からの被処理物の供給の中断等によって、第一過給機６０Ａのコンプレッサ６２Ａから加圧流動炉２０に十分な燃焼空気の供給ができなくなった場合に、強制的にコンプレッサ６２Ａに外気を供給する機能を併せ持っている。
起動ブロア６５は、配管６６、９６を介して加圧流動炉２０に配置された始動用バーナ２２の後部に接続され、配管６６、９５、９６を介して空気予熱器４０の燃焼空気の供給口９５Ｂに接続され、配管６６、６７を介して第一過給機６０Ａの供給口６７Ｂに接続されており、配管６６、９５、９６に配置された制御弁によって接続（連通）状態は制御される。

（白煙防止用熱交換器）
図１、図４に示すように、白煙防止用熱交換器７０は、煙突８７から外部に排出される燃焼排ガスの白煙を防止するために、第一、二過給機６０Ａ、６０Ｂから排出された燃焼排ガスと白煙防止ファンから供給される白煙防止用空気とを間接的に熱交換する機器である。
熱交換によって温度が上昇した白煙防止用空気は、配管１９９を介して煙突８７に供給され、熱交換によって温度が下降した燃焼排ガスは、配管１９８を介して排煙処理塔８０に供給される。なお、白煙防止用熱交換器７０としては、シェルアンドチューブ式熱交換器、プレート式熱交換器等を用いることができる。

（排煙処理塔）
排煙処理塔８０は、外部に燃焼排ガスに含まれる不純物等の排出を防止する機器であり、排煙処理塔８０の上部には煙突８７が配置されている。
図１、図４に示すように、排煙処理塔８０は、一側の側壁の下部には、白煙防止用熱交換器７０から排出された燃焼排ガスを機内に供給する供給口１９８Ｂが形成され、煙突８７の一側の側壁の下部には、白煙防止用熱交換器７０から排出された白煙防止用空気を煙８７内に供給する供給口１９９Ｂが形成されている。また、燃焼排ガスの供給口１９８Ｂは、配管１９８を介して白煙防止用熱交換器７０の側壁に形成された燃焼排ガスの排出口１９８Ａに接続され、白煙防止用空気の供給口１９９Ｂは、配管１９９を介して白煙防止用熱交換器７０の側壁に形成された白煙防止用空気の排出口１９９Ａに接続されている。

排煙処理塔８０の他側の側壁の上部には、水を機内に噴霧する噴霧管８４が配置され、中間部と、下部には、それぞれ、循環ポンプ８３から圧送される苛性ソーダ水を機内に噴霧する噴霧管８５が配置されている。また、上部の噴霧管８４と中間部の噴霧管８５の間、中間部の噴霧管８５と下部の噴霧管８５の間には、燃焼排ガスに含まれる不純物等の除去能率を高めるために、それぞれ排煙処理塔８０内を区画する区画板８６、８６が配置されている。

排煙処理塔８０に供給された燃焼排ガスは、不純物等を除去されながら上方に上昇し、煙突８７に供給された白煙防止用空気と混合され、燃焼排ガス内の水蒸気が除去された後に、煙突８７から外部に排出される。なお、煙突８７は、排煙処理塔８０の上部に設置されているが、これに限定されることなく、排煙処理塔と別に独立して設置しても良い。

次に、本発明の第２実施形態について添付図面を参照しつつ詳説する。なお、同一機器、部材については同一符号を付し、重複した説明は省略する。

＜第２実施形態＞
第２実施形態の加圧流動炉システム１の概要を図５に示す。本システムは、下水汚泥や、都市ゴミ等の被処理物を一時貯留する貯留装置１０と、貯留装置１０から供給された被処理物を焼却する加圧流動炉２０と、加圧流動炉２０に供給する燃焼空気の温度を上昇させる空気予熱器４０と、施設内に供給する電気を発電する発電装置１２０に蒸気を供給する第一廃熱ボイラ１００と、空気予熱器４０と第一廃熱ボイラ１００から排出された燃焼排ガス中の燃焼灰や粉塵等を捕集する集塵機５０と、空気予熱器４０等を介して加圧流動炉２０に燃焼空気を供給する第一過給機６０Ａと、白煙防止用熱交換器７０に空気を供給する第二過給機６０Ｂと、発電装置１２０に蒸気を供給する第二廃熱ボイラ１１０と、第二廃熱ボイラ１１０から排出された燃焼排ガスを外部に排出する排煙処理塔８０を備えている。

（第一廃熱ボイラ）
加圧流動炉２０と集塵機５０との間には、燃焼排ガスの流路上に空気予熱器４０と並列して第一廃熱ボイラ１００が配置されている。
第一廃熱ボイラ１００は、加圧流動炉２０から排出される燃焼排ガスを加熱源とし、スチームを回収する機器である。
図５、図７に示すように、第一廃熱ボイラ１００の上部には、加圧流動炉２０から排出された圧力１００〜２００ｋＰａ、温度５００〜８５０℃の燃焼排ガスを機内に供給する供給口９０Ｃが形成され、側壁の上部には、スチームを機外に排出する複数の排出口１０１Ａが形成されている。また、燃焼排ガスの供給口９０Ｃは、配管９０を介して加圧流動炉２０の排出口９０Ａに接続されており、配管９０は、中間部で第一廃熱ボイラ１００の供給口９０Ｃに延伸する分岐管を有している。なお、第一廃熱ボイラ１００の設置位置は、空気予熱器４０と並列に限定されることはなく、加圧流動炉２０と過給機６０Ａ、６０Ｂの間であれば、空気予熱器４０と直列に設置しても良い。なお、第一廃熱ボイラ１００には、公知の廃熱ボイラを使用することができるが、特に水管ボイラを採用することが好ましい。

第一廃熱ボイラ１００の他側の側壁の下部には、燃焼排ガスを機外に排出する排出口９２Ｃが形成され、側壁の下部には、ポンプ８１Ｃを介して水を機内に供給する供給口１０１Ｃが形成されている。

第一廃熱ボイラ１００の上方には、第一廃熱ボイラ１００で生成されたスチームを貯留する鋼板等を溶接して形成した蒸気ドラム１０２が配置されている。
蒸気ドラム１０２の下部には、スチームを機内に供給する複数の供給口１０１Ｂが形成され、上部には、貯留されたスチームを機外に排出する排出口１０３Ａが形成されている。また、スチームの供給口１０１Ｂは、配管１０１を介して第一廃熱ボイラ１００の排出口１０１Ａに接続されている。

水蒸気ドラム１０２の下流側には、蒸気ドラム１０２で貯留されたスチームに含まれる水分を除去するスチームヘッダ１０４が配置されている。
スチームヘッダ１０４の上面の一側には、蒸気ドラム１０２で貯留されたスチームを機内に供給する供給口１０３Ｂと、後述する第二廃熱ボイラ１１０から排出されたスチームを機内に供給する供給口１０３Ｃが形成され、他側には、水分が除去された蒸気を排出する排出口１０５Ａが形成されている。また、スチームの供給口１０３Ｂは、配管１０３を介して蒸気ドラム１０２の排出口１０３Ａに接続されている。

スチームヘッダ１０４の下流には、スチームを利用して発電する発電装置１２０が設置されている。発電装置１２０として、供給されたスチームによりスチームタービンや、スクリュウロータを回転させ発電する発電装置、スチームを利用して装置内を循環する熱媒を蒸発させ、蒸発した熱媒によりタービンを駆動させるランキンサイクルを利用した発電装置などを採用することができる。
発電装置１２０には、蒸気を供給する供給口１０５Ｂが形成され、他側には、第一廃熱ボイラ１００内を循環した蒸気を排出する排出口１０５Ｃが形成されている。また、蒸気を供給する供給口１０５Ｂは、配管１０５を介してスチームヘッダ１０４の排出口１０５Ａに接続されており、発電装置１２０の排出口１０５Ｃから排出された蒸気は、汚泥熱交換機１３Ｃ、白煙防止用熱交換器７０に供給されている。

（集塵機）
空気予熱器４０と、第一廃熱ボイラ１００から排出された燃焼排ガスは、合流後、集塵機５０に供給される。
集塵機５０では、燃焼排ガスの焼却灰やダスト、流動砂等の不純物が除去される。
図５、図７に示すように、集塵機５０は、一側の側壁には、燃焼排ガスを機内に供給する供給口９２Ｂと、不純物等が除去された清浄な燃焼排ガスを機外に排出する排出口９３Ａが形成されている。なお、集塵機としては、セラミックフィルタ、バグフィルタ、サイクロンなどを用いることができるが、特にセラミックフィルタが好適である。

（第一過給機）
集塵機５０によって粉塵等を除去された燃焼排ガスは、第一過給機６０Ａと、第二過給機６０Ｂに供給される。
図５、図７に示すように、第一過給機６０Ａは、タービン６１Ａと、コンプレッサ６２Ａが内装され、タービン６１Ａとコンプレッサ６２Ａの中心部は、軸６３Ａの両端部にそれぞれ支持されている。
第一過給機６０Ａのタービン６１Ａ側の下部には、燃焼排ガスを機内に供給する供給口９３Ｂが形成され、タービン６１Ａ側の下流側には、燃焼排ガスを機外に排出する排出口９７Ａが形成されている。

第一過給機６０Ａのコンプレッサ６２Ａ側の上流側には、空気を機内に吸気する供給口６７Ｂが形成され、コンプレッサ６２Ａ側の上部には、吸気された空気を昇圧した燃焼空気を機外に排出する排出口９４Ａが形成されている。

（第二過給機）
集塵機５０によって粉塵等を除去された燃焼排ガスは、第一過給機６０Ａと、第二過給機６０Ｂに供給され、第二過給機６０Ｂは、燃焼排ガスの流路上に第一過給機６０Ａと並列して設置されている。
図５、図７に示すように、第二過給機６０Ｂは、タービン６１Ｂと、コンプレッサ６２Ｂが内装され、タービン６１Ｂとコンプレッサ６２Ｂの中心部は、軸６３Ｂの両端部にそれぞれ支持されている。
第二過給機６０Ｂのタービン６１Ｂ側の下部には、燃焼排ガスを機内に供給する供給口９３Ｃが形成され、タービン６１Ｂ側の下流側には、燃焼排ガスを機外に排出する排出口９７Ｃが形成されている。

第二過給機６０Ｂのコンプレッサ６２Ｂ側の上流側には、空気を機内に吸気する供給口６７Ｃが形成され、コンプレッサ６２Ｂ側の上部には、吸気された空気を昇圧した白煙防止用空気を機外に排出する排出口９４Ｃが形成されている。また、外気の供給口６７Ｃは、配管７２を介して外気が供給され、白煙防止用空気の排出口９４Ｃは、配管７４、エゼクタ７１、配管７３を介して白煙防止用熱交換器７０に接続されている。

白煙防止用空気は、燃焼排ガスの排出の妨げとならないよう圧力２０〜１５０ｋＰａ、が求められている。
そこで、以下のように、配管９３の分岐管に配置された流量調整器９３Ｄと、配管９３と配管９７を接続する配管１１１に配置された流量調整器１１１Ｄを調整することによって、白煙防止用空気の圧力、流量を所定の範囲に制御する。

第二過給機６０Ｂには、流量調整器９３Ｄによって、集塵機５０から排出された燃焼空気のうち、２０〜４０％が供給される。供給された燃焼排ガスにより第二過給機６０Ｂは駆動し、８０〜１５０ｋPa、温度７０〜１２０℃、の圧縮空気を生成する。

第二過給機の下流側には、生成された圧縮空気を駆動源とするエゼクタ７１が設置されている。このエゼクタ７１により圧縮空気を利用して大気を吸引することで、エゼクタ７１から排出される圧縮空気量を増加させる。このエゼクタにより、第二過給機から排出された圧縮空気は、２０〜１００ｋPa、温度２０〜６０℃、となる。

（白煙防止用熱交換器）
エゼクタ７１の下流側には、エゼクタ７１によって流量が増量した圧縮空気を加熱する白煙防止用熱交換器７０が設けられている。
図５、図８に示すように、白煙防止用熱交換器７０は、エゼクタ７１から排出された圧力２０〜１００ｋＰａ、温度約２０〜６０℃の圧縮空気を機内に供給する供給口７０Ａが形成され、下部には、スチームヘッダ１０４等を介して加熱源を機内に供給する供給口７０Ｂが形成されている。
なお、第２実施形態にあっては、スチームヘッダ１０４等を介して第二廃熱ボイラ１１０で生成されたスチームを加熱源としているが、第一廃熱ボイラ１００、発電装置１２０から排出されるスチームを加熱源とすることもできる。
また、他側の側壁には、温度が上昇した白煙防止用空気を機外に排出する排出口７０Ｃが形成され、上部には、スチームを機外に排出する排出口７０Ｄが形成されている。
白煙防止用熱交器７０によって白煙防止用空気は約７０〜９５℃まで加熱され、加熱された圧縮空気は、外部に排出される燃焼排ガスの白煙を低減するために、白煙防止用空気として煙突８７に供給される。
以上の構成を採用することで、第２過給機６０Ｂで生成される圧縮空気を他の動力を使用することなく白煙防止用空気に適した圧力、温度とし、煙突に供給することが可能となる。更にエゼクタ７１により、圧縮空気量が増えるので第２過給機６０Ｂで生成される圧縮空気量が白煙防止用空気として必要な量に不足した場合でも対応が可能となる。

（第二廃熱ボイラ）
第二廃熱ボイラ１１０は、第一過給機６０Ａと、第二過給機６０Ｂから排出される燃焼排ガスを有効に活用するために、第一過給機６０Ａと、第二過給機６０Ｂから排出された高温の燃焼排ガスによって第二廃熱ボイラ１１０に供給された水の温度を上昇させてスチームにする機器である。

図５、図８に示すように、第二廃熱ボイラ１１０は、一側の側壁には、第一過給機６０Ａと、第二過給機６０Ｂから排出された温度２００〜５５０℃の燃焼排ガスを機内に供給する供給口９７Ｂが形成され、他側の側壁には、温度が下降した燃焼排ガスを機外に排出する排気口９８Ａが設けられている。また、上部には、ポンプ８１Ｃを介して水を機内に供給する供給口１１０Ｂと、第二廃熱ボイラ１１０内で生成されたスチームを機外に排出する排出口１１０Ａが設けられている。

燃焼排ガスの供給口９７Ｂは、配管９７を介して第一過給機６０Ａの排出口９７Ａと、第二過給機６０Ｂの排出口９７Ｃに接続されており、配管９７は、中間部で第二過給機６０Ｂの排気口９７Ｃに延伸する分岐管を有している。
また、蒸気の排出口１１０Ａは、配管１１２を介してスチームヘッダ１０４の供給口１０３Ｃに接続されている。

（排煙処理塔）
排煙処理塔８０は、外部に燃焼排ガスに含まれる不純物等の排出を防止する機器であり、排煙処理塔８０の上部には煙突８７が配置されている。
図５、図８に示すように、排煙処理塔８０は、一側の側壁の下部には、第二廃熱ボイラ１１０から排出された燃焼排ガスを機内に供給する供給口９８Ｂが形成され、煙突８７の一側の側壁の下部には、白煙防止用熱交換器７０から排出された白煙防止用空気を煙８７内に供給する供給口９９Ｂが形成されている。また、燃焼排ガスの供給口９８Ｂは、配管９８を介して第二廃熱ボイラ１１０の側壁に形成された燃焼排ガスの排出口９８Ａに接続され、白煙防止用空気の供給口９９Ｂは、配管９９を介して白煙防止用熱交換器７０の側壁に形成された白煙防止用空気の排出７０Ｃに接続されている。

排煙処理塔８０の他側の側壁には、水を機内に噴霧する噴霧管８４と、循環ポンプ８３から圧送される苛性ソーダ水を機内に噴霧する噴霧管８５が配置されている。

１加圧流動炉システム
１０貯留装置
２０加圧流動炉
４０空気予熱器
５０集塵機
６０Ａ第一過給機
６０Ｂ第二過給機
６１Ａタービン
６１Ｂタービン
６２Ａコンプレッサ
６２Ｂコンプレッサ
６５起動用ブロア
７０白煙防止用熱交換器
７１エゼクタ
８０排煙処理塔
８７煙突
９３Ｄ流量調整器
１００第一廃熱ボイラ
１０２蒸気ドラム
１０４スチームヘッダ
１１０第二廃熱ボイラ
１１１Ｄ流量調整器
１２０発電装置

Claims

被処理物を燃焼させる加圧流動炉と、前記加圧流動炉から排出された燃焼排ガスによって回動されるタービンとタービンの回動に伴って回動され圧縮空気を排出するコンプレッサを内装する第一過給機及び第二過給機と、燃焼排ガスの不純物を捕集する集塵機を備える加圧流動炉システムにおいて、
前記第一過給機及び第二過給機を、集塵機よりも下流側の燃焼排ガスの流路に並列して配置し、
前記第一過給機のタービン部に供給される燃焼排ガス量を、前記第二過給機のタービン部に供給される燃焼排ガス量よりも多くし、
前記第一過給機のコンプレッサ部から排出される圧縮空気量を、前記第二過給機のコンプレッサ部から排出される圧縮空気量よりも多くしたことを特徴とする加圧流動炉システム。
前記第一過給機を、第二過給機よりも供給及び排出容量が大きい容量の過給機とした請求項１記載の加圧流動炉システム。
前記第二過給機のタービンの上流側近傍の燃焼排ガスの流路に配置した流量調整手段によって、前記第一過給機及び第二過給機のタービンに供給される燃焼排ガス量を調整する構成とした請求項１記載の加圧流動炉システム。
白煙防止用空気の温度を上昇させる白煙防止用熱交換器を備え、前記第一過給機のコンプレッサから排出された圧縮空気を、燃焼用空気として前記加圧流動炉に供給する流路と、前記第二過給機のコンプレッサから排出される圧縮空気を白煙防止用空気として前記白煙防止用熱交換器に供給する流路とを設けた請求項１〜３のいずれか１項に記載の加圧流動炉システム。
前記第二過給機と前記白煙防止用熱交換器の間にエゼクタを配置した請求項４記載の加圧流動炉システム。
前記第一過給機のコンプレッサに空気を供給する流路にのみ、被処理物から発生する臭気ガスを供給する流路を接続した請求項４記載の加圧流動炉システム。
前記第一過給機のコンプレッサから排出された燃焼用空気の圧力を、前記第二過給機のコンプレッサ部から排出された白煙防止用空気の圧力よりも高圧とした請求項４〜６のいずれか１項に記載の加圧流動炉システム。
前記燃焼用空気の圧力を１００〜２００ｋＰａとし、前記白煙防止用空気の圧力を２０〜１５０ｋＰａとした請求項７記載の加圧流動炉システム。