JP5694690B2 - Fluidized bed furnace and waste treatment method - Google Patents
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Description
本発明は、流動粒子を流動化させた流動層において廃棄物を加熱することにより、当該廃棄物から可燃性ガスを取り出す流動層炉、及び廃棄物処理方法に関する。 The present invention relates to a fluidized bed furnace for extracting a combustible gas from the waste by heating the waste in a fluidized bed in which fluidized particles are fluidized, and a waste treatment method.
従来、流動層炉として特許文献1に記載のものが知られている。この流動層炉は、図11に示されるように、炉底部に流動砂(流動粒子)102を有する炉本体104と、流動砂102を流動化させて流動層を形成するために炉底部の流動砂102中に空気を供給する空気供給部106と、を備える。炉本体104は側壁を有し、この側壁に、前記流動層の上に廃棄物を投入するための投入部108が設けられる。
Conventionally, the thing of patent document 1 is known as a fluidized bed furnace. In this fluidized bed furnace, as shown in FIG. 11, a
この流動層炉100では、空気供給部106が高温の流動砂102中に空気を供給することにより流動砂102を浮遊懸濁状態にして流動化し、これにより、流動層を形成する。前記空気供給部106は、投入部108から流動層上に投入された廃棄物を層内部に取り込んで効率よく燃焼できるよう、流動層の全域において流動砂102の流動状態が略一定となるように空気を供給する。
In the fluidized
高温の流動砂に投入部108から廃棄物が投入される度に、当該廃棄物は前記流動層の高温の流動砂102と混合されて熱分解(ガス化)される。これにより、可燃性ガスが発生する。この可燃性ガスは、例えば、後段の溶融炉で高温燃焼される。
Each time waste is thrown into the high-temperature fluidized sand from the
流動層炉100に投入される廃棄物は、活発な流動層の中に取り込まれて燃焼若しくはガス化するが、廃棄物が間欠的に投入される度に廃棄物中の可燃物が急激に燃えることにより、発生する可燃性ガスの発生量や濃度等の急激な変動が繰り返される。このガス化反応の変化は廃棄物の供給の定量性に大きく依存するため、廃棄物供給の変動やごみ質に変化がある場合、可燃性ガスを安定して発生させることができない。特に、廃棄物に紙やシート状のプラスチック等の燃え易いゴミが多く含まれる場合には、発生する可燃性ガスの変動がより大きくなり、その安定化が求められる。
The waste thrown into the fluidized
例えば、発生させた可燃性ガスをガスエンジンに用いて発電を行うような場合、可燃性ガスの変動が大きいと安定したエネルギーを得ることができないため、流動層炉において得られる可燃性ガスの安定化がより求められる。 For example, when power generation is performed using the generated combustible gas in a gas engine, stable energy cannot be obtained if the fluctuation of the combustible gas is large. Is required more.
そこで、燃え易いゴミを含む廃棄物であっても可燃性ガスを安定して得ることができる流動層炉、及び廃棄物処理方法を提供することを課題とする。 Accordingly, it is an object of the present invention to provide a fluidized bed furnace and a waste treatment method that can stably obtain a combustible gas even if the waste contains easily burnable garbage.
そこで、上記課題を解消すべく、本発明は、廃棄物を加熱して当該廃棄物から可燃性ガスを取り出す流動層炉であって、廃棄物を加熱するための流動層を構成する流動粒子と、前記流動粒子を下方から支持する底壁およびこの底壁から立上がる側壁を有し、前記底壁においてその中心位置から特定方向に偏った位置に前記廃棄物中の不燃物を前記流動粒子とともに排出するための不燃物排出口が設けられ、この不燃物排出口に向かって前記底壁の上面上を前記不燃物が降下するように当該底壁の上面が前記不燃物排出口に向かって低くなるように傾斜する炉本体と、前記炉本体の底壁から前記流動粒子に向かって流動化ガスを吹き込むことにより当該流動粒子を流動化させるガス供給部と、前記側壁のうち前記底壁の中心位置を挟んで前記不燃物排出口と反対側に位置する供給側側壁から前記流動層上における当該供給側側壁に隣接する領域に前記廃棄物を供給し、これにより前記流動層上の廃棄物を前記不燃物排出口側に移動させる廃棄物供給部と、前記不燃物排出口から排出された流動粒子を前記廃棄物供給部側から前記流動層に戻すことにより当該流動粒子を循環させ、これにより前記不燃物排出口と反対側に位置する供給側側壁の側から前記不燃物排出口へ向けた流動粒子の流れを形成する砂循環装置とを備える。そして、前記ガス供給部は、前記不燃物排出口の周囲から前記流動化ガスを吹き込んで、前記流動粒子が対流して前記廃棄物と混合することにより当該廃棄物をガス化させる第1の流動領域を形成するとともに、この第1の流動領域と前記廃棄物供給部との間に前記第1の流動領域での流動化ガスの吹き込みの流速よりも低い流速で流動化ガスを吹き込むことにより、当該第1の流動領域よりも前記流動粒子の流動化の度合いが低い第2の流動領域を形成し、前記廃棄物供給部は、前記第2の流動領域上に前記廃棄物が滞留し、かつ、その滞留した廃棄物が順次前記第1の流動領域内に進入するように、前記供給側側壁から前記流動層に対して廃棄物の供給を行う、ことを特徴とする。 Therefore, in order to solve the above problems, the present invention is a fluidized bed furnace that heats waste and takes out combustible gas from the waste, and includes fluidized particles that constitute a fluidized bed for heating waste. A bottom wall for supporting the fluid particles from below and a side wall rising from the bottom wall, and incombustibles in the waste together with the fluid particles at a position deviated in a specific direction from the center position on the bottom wall. An incombustible discharge port is provided for discharging, and the upper surface of the bottom wall is lowered toward the incombustible discharge port so that the incombustible material descends on the upper surface of the bottom wall toward the incombustible discharge port. An inclining furnace body, a gas supply part for fluidizing the fluidized particles by blowing fluidized gas from the bottom wall of the furnace body toward the fluidized particles, and the center of the bottom wall of the side walls Across the position The waste is supplied from a supply side wall located on the opposite side of the material discharge port to a region adjacent to the supply side wall on the fluidized bed, whereby the waste on the fluidized bed is supplied to the incombustible material discharge port side. A waste supply unit to be moved to the fluidized bed by circulating the fluidized particles discharged from the incombustible discharge port to the fluidized bed from the waste supply unit side, and thereby the incombustible discharge port A sand circulation device that forms a flow of fluidized particles from the side of the supply side wall located on the opposite side to the incombustible discharge port. And the said gas supply part blows in the said fluidization gas from the circumference | surroundings of the said incombustible discharge port, the 1st flow which gasifies the said waste by the convection of the said fluid particle and mixing with the said waste Forming a region and blowing fluidized gas between the first fluidized region and the waste supply unit at a flow rate lower than the fluidized gas blowing rate in the first fluidized region, Forming a second fluidized region in which the degree of fluidization of the fluidized particles is lower than that of the first fluidized region, wherein the waste supply unit retains the waste on the second fluidized region, and The waste is supplied from the supply side wall to the fluidized bed so that the accumulated waste sequentially enters the first fluidized region.
この流動層炉によれば、流動層に不燃物排出口の周囲の第1の領域とこの第1の領域よりも流動化の度合いの低い第2の流動領域とが形成される一方、廃棄物が前記第2の流動領域上に滞留し、この第2の流動領域上に滞留した廃棄物が順に第1の流動領域側に送られるように廃棄物供給部が流動層上における供給側側壁に隣接する領域に廃棄物を供給することにより、流動層炉から回収される可燃性ガスの急激な変動を抑えながら廃棄物のガス化を十分に行い、これにより、廃棄物から可燃性ガスを安定して発生させることができる。 According to this fluidized bed furnace, the first region around the incombustible discharge port and the second fluidized region having a lower degree of fluidization than the first region are formed in the fluidized bed. Stays on the second fluidized area, and the waste supply part is placed on the supply side wall on the fluidized bed so that the waste staying on the second fluidized area is sequentially sent to the first fluidized area side. By supplying waste to the adjacent area, the gas can be sufficiently gasified while suppressing rapid fluctuations in the combustible gas recovered from the fluidized bed furnace, thereby stabilizing the combustible gas from the waste. Can be generated.
具体的に、第2の流動領域では、流動が抑えられているので、廃棄物が流動粒子と混合されずに第2の流動領域上に滞留しながら燃え易い廃棄物がゆっくりガス化する。そのため、第2の流動領域では、廃棄物の急激な燃焼が抑えられ、また、廃棄物の急激なガス化による可燃性ガスの発生も少ない。この第2の流動領域上に滞留する廃棄物は、廃棄物供給部により炉本体内に新たな廃棄物が供給されることによって順に第1の領域に進入する。そうすると、この第1の流動領域では、流動が活発で且つ廃棄物の燃焼により高温であるため、第2の流動領域上から進入してきた廃棄物が流動粒子と十分に混合され、これにより、廃棄物が十分にガス化されて可燃性ガスが発生する。その結果、可燃性ガスの間欠的且つ急激な発生を抑え、当該ガスの発生を安定させることができる。尚、第2の流動領域の温度は、砂循環装置により不燃物排出口から排出された高温の流動粒子を流動層の第2の流動領域に戻すことにより維持される。但し、砂循環装置によって不燃物排出口から流動層に戻されるまでの間に流動粒子の温度が低下するため、第2の流動領域の温度は、第1の流動領域の温度よりも低くなる。 Specifically, since the flow is suppressed in the second flow region, the flammable waste is slowly gasified while staying on the second flow region without being mixed with the flow particles. Therefore, in the second flow region, the rapid combustion of the waste is suppressed, and the generation of combustible gas due to the rapid gasification of the waste is small. The waste staying on the second fluidized area sequentially enters the first area by supplying new waste into the furnace body by the waste supply section. Then, in this first flow region, since the flow is active and the temperature is high due to the combustion of waste, the waste that has entered from above the second flow region is sufficiently mixed with the flow particles, and thus the waste is disposed of. Goods are fully gasified and combustible gas is generated. As a result, intermittent and rapid generation of combustible gas can be suppressed, and generation of the gas can be stabilized. The temperature of the second fluidized region is maintained by returning the high-temperature fluidized particles discharged from the incombustible discharge port by the sand circulation device to the second fluidized region of the fluidized bed. However, since the temperature of the fluidized particles is lowered until the sand circulation device returns from the incombustible discharge port to the fluidized bed, the temperature of the second fluidized region becomes lower than the temperature of the first fluidized region.
また、炉本体の底壁の上面が不燃物排出口に向かって低くなるように傾斜しているため、流動層において底壁まで沈んだ廃棄物中の不燃物は、不燃物排出口に向かって底壁の上面上を降下する。これにより、不燃物排出口から流動粒子と共に排出することによって、前記不燃物を炉本体から容易に排出することができる。 In addition, since the top surface of the bottom wall of the furnace body is inclined so as to become lower toward the incombustible discharge port, the incombustible matter in the waste that sinks to the bottom wall in the fluidized bed is directed toward the incombustible discharge port. Descent over the top surface of the bottom wall. Thereby, the said incombustible substance can be easily discharged | emitted from a furnace main body by discharging | emitting with a fluid particle from an incombustible discharge port.
前記廃棄物供給部は、前記第2の流動領域上に滞留する廃棄物に向けて前記供給側側壁から新たな廃棄物を横向きに押込み、これにより、前記第2の流動領域上に滞留する廃棄物を順次前記第1の流動領域内に進入させること、が好ましい。 The waste supply unit pushes a new waste sideways from the supply side wall toward the waste staying on the second flow region, and thereby the waste staying on the second flow region. It is preferable to sequentially move objects into the first flow region.
かかる構成によれば、新たな廃棄物が第2の流動領域上に滞留する廃棄物に向けて横向きに押し込まれるため、この廃棄物に押されて第2の流動領域上に滞留する廃棄物を確実に第1の流動領域内に進入させることができる。 According to such a configuration, since the new waste is pushed sideways toward the waste that stays on the second fluidized area, the waste that is pushed by the waste and stays on the second fluidized area is reduced. It is possible to reliably enter the first flow region.
尚、本発明に係る流動層炉において、前記流動粒子を流動化するための前記流動化ガスの吹き込みの最小流速である最小流動化速度をUmf、当該流動化ガスの平均断面流速をU0とすると、前記ガス供給部は、前記第2の流動領域ではU0/Umfが1以上2未満となる流速で前記流動化ガスの吹き込みを行い、前記第1の流動領域ではU0/Umfが2以上5未満となる流速で前記流動化ガスの吹き込みを行うことが好ましい。このような流速での流動化ガスの吹き込みにより、好ましい第1の流動領域と第2の流動領域とを形成することができる。その結果、廃棄物の急激な燃焼を抑えながら当該廃棄物のガス化を好適に行うことができ、廃棄物から可燃性ガスを安定して得ることができる。 In the fluidized bed furnace according to the present invention, U mf is the minimum fluidization velocity that is the minimum flow velocity of the fluidizing gas for fluidizing the fluidized particles, and U 0 is the average cross-sectional velocity of the fluidizing gas. Then, the gas supply unit blows the fluidizing gas at a flow rate such that U 0 / U mf is 1 or more and less than 2 in the second flow region, and U 0 / U in the first flow region. The fluidizing gas is preferably blown at a flow rate at which mf is 2 or more and less than 5. A preferable first flow region and second flow region can be formed by blowing the fluidizing gas at such a flow rate. As a result, the waste can be suitably gasified while suppressing rapid combustion of the waste, and the combustible gas can be stably obtained from the waste.
前記炉本体は、前記廃棄物供給部による前記廃棄物の押込み方向と直交する方向である幅方向の寸法が当該押込み方向について均一な平面形状を有することが好ましい。 It is preferable that the furnace body has a planar shape in which the dimension in the width direction, which is a direction orthogonal to the pushing direction of the waste by the waste supply unit, is uniform in the pushing direction.
かかる構成によれば、第2の流動領域上の廃棄物が廃棄物供給部から新たに押し込まれた廃棄物に押されて第1の流動領域側に進入するときに、炉本体のこの移動方向と直交する幅方向の寸法が均一であるため、前記廃棄物の移動が安定する。しかも、砂循環装置によって形成される第2の流動領域から第1の流動領域へ向う流動粒子の流れも前記廃棄物の移動方向と同じであるため、前記流動粒子の流れも安定する。 According to this configuration, when the waste on the second flow region is pushed by the waste newly pushed from the waste supply unit and enters the first flow region, this moving direction of the furnace body Since the dimension in the width direction perpendicular to the direction is uniform, the movement of the waste is stabilized. In addition, since the flow of the flowing particles from the second flow region to the first flow region formed by the sand circulation device is the same as the movement direction of the waste, the flow of the flow particles is also stabilized.
前記廃棄物供給部は、前記幅方向に延びる押込み面を有するプッシャと、このプッシャの押込み面が当該押込み面の幅方向全域にわたって同時に廃棄物を前記流動層上に押し込むように当該プッシャを前記押込み方向と平行な方向に往復動作させる駆動部とを有することが好ましい。 The waste supply unit includes a pusher having a pushing surface extending in the width direction, and the pusher pushes the pusher so that the pushing surface of the pusher simultaneously pushes waste onto the fluidized bed over the entire width direction of the pushing surface. It is preferable to have a drive unit that reciprocates in a direction parallel to the direction.
かかる構成によれば、幅方向に均一に廃棄物を押し込むことができるため、第2の流動領域から第1の流動領域側への廃棄物の移動が幅方向において略均一となり、炉内の一部に廃棄物が集中することを防ぐことができる。 According to such a configuration, since the waste can be uniformly pushed in the width direction, the movement of the waste from the second flow region to the first flow region becomes substantially uniform in the width direction. It is possible to prevent the waste from concentrating on the part.
また、上記課題を解消すべく、本発明は、廃棄物を加熱して当該廃棄物から可燃性ガスを取り出すための廃棄物処理方法であって、前記廃棄物を加熱するための流動層を構成する流動粒子と、この流動粒子を下方から支持する底壁およびこの底壁から立上がる側壁を有し、前記底壁においてその中心位置から特定方向に偏った位置に前記廃棄物中の不燃物を前記流動粒子とともに排出するための不燃物排出口が設けられ、この不燃物排出口に向かって前記底壁の上面上を前記不燃物が降下するように当該底壁の上面が前記不燃物排出口に向かって低くなるように傾斜する炉本体とを有する流動層炉を用意する工程と、前記炉本体の底壁のうち前記不燃物排出口の周囲の領域から前記流動粒子に向けて前記流動化ガスを吹き込むことにより当該流動粒子が対流する第1の流動領域を形成するとともに、この第1の流動領域と前記側壁のうち前記底壁の中心位置を挟んで前記不燃物排出口と反対側に位置する供給側側壁との間に前記第1の流動領域での流動化ガスの吹き込みの流速よりも低い流速で流動化ガスを吹き込むことにより当該第1の流動領域よりも前記流動粒子の流動化の度合いが低い第2の流動領域を形成する工程と、前記不燃物排出口から排出される流動粒子を前記供給側側壁の側から前記流動層に戻すことにより当該流動粒子を循環させ、これにより前記供給側側壁の側から前記不燃物排出口へ向けた流動粒子の流れを形成する工程と、前記供給側側壁から前記流動層上における前記供給側側壁に隣接する領域に前記廃棄物を供給し、これにより、前記第2の流動領域上に前記廃棄物を滞留させ、かつ、その滞留した廃棄物を順次前記第1の流動領域内に進入させてガス化する工程と、を含むことを特徴とする。 Further, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a waste treatment method for heating waste and taking out combustible gas from the waste, and comprises a fluidized bed for heating the waste. Fluid particles, a bottom wall that supports the fluid particles from below, and a side wall that rises from the bottom wall, and the non-combustible material in the waste is disposed at a position biased in a specific direction from the center position of the bottom wall. An incombustible discharge port for discharging together with the fluidized particles is provided, and the upper surface of the bottom wall is disposed on the upper surface of the bottom wall toward the incombustible discharge port so that the upper surface of the bottom wall is the incombustible discharge port. Preparing a fluidized bed furnace having a furnace body inclined so as to become lower toward the bottom, and the fluidization from the region around the incombustible discharge port of the bottom wall of the furnace body toward the fluidized particles. By blowing gas A first flow region in which moving particles convect, and a supply side wall located on the opposite side of the non-combustible discharge port with the first flow region and the side wall sandwiching the center position of the bottom wall; During this period, the fluidized gas is blown at a flow rate lower than the flow rate of the fluidized gas in the first fluidized region, so that the fluidized particles are less fluidized than the first fluidized region. Forming the fluidized region and circulating the fluidized particles discharged from the incombustible discharge port from the supply side wall side to the fluidized bed, thereby circulating the fluidized particles. Forming a flow of fluidized particles from the supply side wall to the incombustible discharge port, and supplying the waste from the supply side wall to a region adjacent to the supply side wall on the fluidized bed, thereby 2 flow areas The waste is retained, and to a process of gasification by the waste was the residence are sequentially enters the first flow area, characterized in that it comprises a.
この廃棄物処理方法によれば、流動層に不燃物排出口の周囲の第1の領域とこの第1の領域よりも流動化の度合いの低い第2の流動領域とが形成される一方、廃棄物が前記第2の流動領域上に滞留し且つこの第2の流動領域上に滞留した廃棄物が順に第1の流動領域側に進入することにより、流動層炉から回収される可燃性ガスの急激な変動を抑えながら廃棄物のガス化を十分に行い、これにより、廃棄物から可燃性ガスを安定して発生させることができる。 According to this waste treatment method, the first region around the incombustible discharge port and the second fluid region having a lower degree of fluidization than the first region are formed in the fluidized bed. When the waste stays on the second fluidized zone and the waste staying on the second fluidized zone sequentially enters the first fluidized zone, the combustible gas recovered from the fluidized bed furnace The waste can be sufficiently gasified while suppressing rapid fluctuations, and thus, combustible gas can be stably generated from the waste.
また、炉本体の底壁の上面が不燃物排出口に向かって低くなるように傾斜しているので、廃棄物中の不燃物は、不燃物排出口に向かって底壁の上面上を降下するため、不燃物排出口から流動粒子と共に排出することにより、前記不燃物を炉本体から容易に排出することができる。 In addition, since the top surface of the bottom wall of the furnace body is inclined so as to become lower toward the incombustible discharge port, the incombustible material in the waste descends on the top surface of the bottom wall toward the incombustible discharge port. Therefore, by discharging together with flowing particles from the incombustible discharge port, the incombustible can be easily discharged from the furnace body.
前記ガス化する工程では、前記供給側側壁から前記廃棄物を横向きに押込み、これにより、前記第2の流動領域上に滞留する廃棄物を順次前記第1の流動領域内に進入させてガス化すること、が好ましい。 In the gasification step, the waste is pushed sideways from the supply side wall, whereby the waste staying on the second flow region is sequentially introduced into the first flow region and gasified. It is preferable to do.
かかる構成によれば、新たな廃棄物が第2の流動領域上に滞留する廃棄物に向けて横向きに押し込まれるため、この廃棄物に押されて第2の流動領域上に滞留する廃棄物を確実に第1の流動領域内に進入させてガス化することができる。 According to such a configuration, since the new waste is pushed sideways toward the waste that stays on the second fluidized area, the waste that is pushed by the waste and stays on the second fluidized area is reduced. The gas can be reliably gasified by entering the first flow region.
尚、この廃棄物処理方法において、前記流動粒子を流動化するための前記流動化ガスの吹き込みの最小流速である最小流動化速度をUmf、当該流動化ガスの平均断面流速をU0とすると、前記第2の流動領域ではU0/Umfが1以上2未満となる流速で前記流動化ガスが吹込まれ、前記第1の流動領域ではU0/Umfが2以上5未満となる流速で前記流動化ガスが吹込まれること、が好ましい。このような流速での流動化ガスの吹き込みにより、好ましい第1の流動領域と第2の流動領域とを形成することができる。その結果、廃棄物の急激な燃焼を抑えながら当該廃棄物のガス化を好適に行うことができ、廃棄物から可燃性ガスを安定して得ることができる。 In this waste treatment method, if the minimum fluidization speed, which is the minimum flow velocity of the fluidizing gas for fluidizing the fluidized particles, is U mf and the average cross-sectional flow velocity of the fluidizing gas is U 0. In the second flow region, the fluidizing gas is blown at a flow rate at which U 0 / U mf is 1 or more and less than 2, and in the first flow region, a flow rate at which U 0 / U mf is 2 or more and less than 5. It is preferable that the fluidizing gas is blown. A preferable first flow region and second flow region can be formed by blowing the fluidizing gas at such a flow rate. As a result, the waste can be suitably gasified while suppressing rapid combustion of the waste, and the combustible gas can be stably obtained from the waste.
以上より、本発明によれば、燃え易いゴミを含む廃棄物であっても可燃性ガスを安定して得ることができる流動層炉、及び廃棄物処理方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a fluidized bed furnace and a waste treatment method capable of stably obtaining a combustible gas even if the waste contains easily burnable garbage.
以下、本発明の一実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
本実施形態に係る流動層炉は、高温の流動粒子によって廃棄物を加熱することにより、廃棄物から可燃性ガスを取り出す炉である。この流動層炉は、図1に示されるように、流動粒子12と、炉本体20と、ガス供給部30と、廃棄物供給部40と、砂循環装置50と、を備える。
The fluidized bed furnace according to the present embodiment is a furnace that extracts combustible gas from waste by heating the waste with high-temperature fluidized particles. As shown in FIG. 1, the fluidized bed furnace includes
流動粒子12は、炉本体20の内部において流動層14を構成し、廃棄物18を加熱するための粒子である。即ち、廃棄物の一部の燃焼により加熱されて高温になった流動粒子12が廃棄物18と混合されることにより、廃棄物18がガス化されて可燃性ガスが発生する。本実施形態では、流動粒子12して珪砂等が用いられる。
The
炉本体20は、流動粒子12を内部に有し、高温の流動粒子12により廃棄物18から可燃性ガスを取り出す部位である。炉本体20は、流動粒子12を下方から支持する底壁21と、この底壁21から立上がる側壁22と、側壁22上端に設けられた可燃性ガス排出部23とを有する。
The
側壁22は、上下に延びる角筒形状を有する。具体的に、側壁22は、図2にも示されるように、前後(図2において左右)に間隔をおいて対向する前壁(供給側側壁)24及び後壁25と、これら前壁24と後壁25との端部同士をそれぞれ接続する横壁26,26と、を有する。横壁26,26同士は互いに平行である。即ち、炉本体20は、横壁26,26同士の間隔である幅方向の寸法が前後方向について均一な平面形状を有する。
The
この側壁22のうち底壁21の中心位置を挟んで不燃物排出口29と反対側に位置する側壁(前壁)24には、流動粒子12を炉本体20内へ挿入するための砂挿入部27と、炉本体20内へ廃棄物18を挿入するための廃棄物挿入口28と、が設けられる。
A sand insertion portion for inserting the
砂挿入部27は、炉本体20内の幅方向の両端部に流動粒子を挿入できるように(図2参照)、前壁24の下部の幅方向両端部に設けられる。この砂挿入部27は、炉本体20の底壁21に支持される流動粒子12(流動層14)の上方から流動層14に向けて流動粒子12を投入できる高さ位置に、設けられている。尚、流動粒子12を投入する箇所は、幅方向の両端部に限定されず、幅方向における片方の端部でもよい。また、流動粒子12を投入する箇所は、廃棄物18の上部(図2の前壁24側の中央部)でもよい。流動粒子12を廃棄物18の上に投入することにより当該流動粒子12を着火源とすることができ、燃え易いごみのみを先に安定燃焼(ガス化)させることができる。
The
廃棄物挿入口28は、前壁24の下部において幅方向の略全域に設けられている。この廃棄物挿入口28は、炉本体20の底壁21が支持する流動粒子12(流動層14)の上面上に廃棄物18を横向きに押し込むことができる高さ位置、即ち、流動層14の上面よりも僅かに高い位置に廃棄物挿入口28の下端が位置するように設けられている。
The
可燃性ガス排出部23は、炉本体20内で発生した可燃性ガスを排出する部位である。この可燃性ガス排出部23は、炉本体20で得られた可燃性ガスを後段の例えば発電プロセスのガスエンジン等に供給するためのダクト等を接続できるよう、側壁22よりも外径が絞られている。
The combustible
底壁21には、その中心位置から特定の方向に偏った位置に廃棄物18中の不燃物を流動粒子12と共に排出するための不燃物排出口29が設けられる。この不燃物排出口29は、底壁21において幅方向全域に開口している。底壁21の上面21aは、当該上面21a上を不燃物が降下するように不燃物排出口29に向って低くなるように傾斜する。本実施形態の底壁21では、後方側に偏った位置に不燃物排出口29が設けられ、底壁21の上面21aは、後方へ向かって(図1において左から右に向って)一定の下り勾配となる傾斜面である。具体的に、底壁21の上面21aは、水平面に対して15°〜25°の傾斜面である。
The
ガス供給部30は、底壁21から流動粒子12に向って流動化ガスを吹き込むことにより当該流動粒子12を流動化させる部位である。このガス供給部30は、流動化ガスを吹き出すための複数のノズル31と、各ノズル31に流動化ガスを供給する風箱32と、風箱32へ流動化ガスを送風する送風部33と、を有する。
The
複数のノズル31は、底壁21において幅方向及び前後方向に間隔をおいた格子状に配設される。各ノズル31は、底壁21を貫通するように底壁21に取付けられている。本実施形態では、図3にも示されるように、底壁21を前側領域21bと後側領域21cとに分け、前側領域21bに設けられたノズル31の数の方が後側領域21cに設けられたノズル31の数よりも多くなるように各領域21b,21cにノズル31が配設される。尚、領域21b,21c間のノズル31の数の大小は限定されず、前側領域21bのノズル31の数と後側領域21cのノズル31の数とが同じでもよい。また、後側領域21cのノズル31の数の方が前側領域21bのノズル31の数より大きくてもよい。
The plurality of
風箱32は、幅方向に延びる箱形状を有し、底壁21において幅方向に並ぶ各ノズル31に流動化ガスを分配するヘッダーとして働くものであり、幅方向に並ぶ各ノズル31から吹き出される流動化ガスの流量を均一にする機能をもつ。本実施形態では、複数の風箱32が底壁21の下面側において前後方向に並ぶ。従って、各風箱32に対応するノズル31毎に、そのノズル31から吹き出す流動化ガスの流量を変更することが可能である。本実施形態では、5個の風箱32a,32b,32c,32d,32eが前後方向に並んでいる。詳しくは、不燃物排出口29よりも前壁24側に4個の風箱32a,32b,32c,32dが配置され、不燃物排出口29よりも後壁25側に1個の風箱32eが配置されている。
The
送風部33は、各風箱32に流動化ガスを送風(供給)するための部位であり、風箱32毎に異なる流量で流動化ガスを送風することができる。本実施形態の送風部33は、前後方向に隣り合う風箱32,32に対し、前側の風箱32に送風する流動化ガスの流量よりも後側の風箱32に送風する流動化ガスの流量が大きくなるように流動化ガスを送風する。送風部33は、各風箱32に流動化ガスとして空気を送風するが、この空気に加えて窒素等の不活性ガスも送風することができる。
The
詳しくは、流動層炉10の通常の操業時、即ち、廃棄物18を炉本体20内に挿入してこの廃棄物18から可燃性ガスを発生させるときに、送風部33は、不燃物排出口29の周囲から流動化ガスを吹き込ませ、流動粒子12が対流して廃棄物18と混合することにより当該廃棄物18をガス化させる第1の流動領域15を形成させると共に、この第1の流動領域15と前壁24との間に第1の流動領域15での流動化ガスの吹き込みの流速よりも低い流速で流動化ガスを吹き込ませることにより、第1の流動領域15よりも流動粒子12の流動化の度合いが低い第2の流動領域16を形成させる。即ち、送風部33は、前記のように、前後方向に隣り合う風箱32に対して前側の風箱(例えば、32b)に送風する流動化ガスの流量よりも後側の風箱(例えば、32c)に送風する流動化ガスの流量を大きくすることにより、流動層14において不燃物排出口29の周囲に流動状態が活発な第1の流動領域15を形成すると共にこの第1の流動領域15と前壁24とに間に流動が抑えられた第2の流動領域16を形成する。例えば、送風部33は、前壁24側の風箱32a,32bへ供給する流動化ガスの流量よりも後壁25側の風箱32c,32d,32eへ供給する流動化ガスの流量を多くすることにより、流動層14において前壁側の風箱32a,32bに対応する領域に流動が抑えられた第2の流動領域16を形成すると共に後壁側の風箱32c,32d,32eに対応する領域に流動が活発な第1の流動領域15を形成する。
Specifically, during normal operation of the
具体的に、送風部33は、第2の流動領域16では、Uo/Umfが1以上2未満となる流速で流動化ガスを吹き込ませ、第1の流動領域15では、Uo/Umfが2以上5未満となる流速で流動化ガスを吹き込ませる。ここで、Umfは、流動粒子12を流動化するための流動化ガスの吹き込みの最小流速である最小流動化速度であり、Uoは、流動化ガスの平均断面流速である。
Specifically, the
一方、流動層炉10の停止時、即ち、炉本体20内への廃棄物18の挿入を停止したときには、送風部33は、各風箱32へ供給する流動化ガスとして空気に不活性ガスを混ぜたものを送風する。そして、送風部33は、流動化ガスにおける空気と不活性ガスとの比率を不活性ガスが徐々に多くなるようにして炉本体20内に残っている廃棄物18が激しく燃えるのを抑制し、炉本体20内の温度上昇を抑える。
On the other hand, when the
詳しくは、炉本体20内では、通常の操業時には、酸素濃度が廃棄物18の燃焼に適した値よりも低い状態で廃棄物18の燃焼及びガス化等が行われている。この状態で廃棄物18の炉本体20内への挿入が停止されると、炉本体20内における可燃物の量が減少するが、炉本体20内へは流動層14を維持するために所定の流量で流動化ガス(空気)が供給されているため炉本体20内の酸素濃度が高くなる。炉本体20内の酸素濃度が炉本体20内に残っている廃棄物18の燃焼に適した値となると、この廃棄物18が激しく燃焼して炉本体20内の温度が通常の操業時よりも上昇する。炉本体20内がこのような高温状態になると、この熱により流動層14を形成する流動粒子12が固まる。このように流動粒子12が固まると、次に流動層14を形成しようと流動粒子12に流動化ガスを吹き込んでも当該流動粒子12が流動化しない。そこで、送風部33は、廃棄物18の炉本体20内への挿入が停止されたときには、炉本体20内に吹き込ませる空気に不活性ガスを混ぜ、この不活性ガスの比率を徐々に増やす。これにより、炉本体20内の酸素濃度が廃棄物18の燃焼に適した値よりも低く保たれ、その結果、炉本体20内に残っている廃棄物18が激しく燃焼することが抑えられる。
Specifically, in the
さらに、送風部33は、風箱32に送風する流動化ガスの温度を調整することができる。送風部33は、流動層炉10の運転を開始するときに、高温の流動化ガスを不燃物排出口29の周辺から流動粒子12に向けて吹き込ませ、廃棄物18の燃焼やガス化が可能な温度になるまで流動粒子12の加熱を行う。この場合、流動粒子12が高温となり廃棄物18の燃焼が始まると、この燃焼により流動粒子12の温度が維持されるため、送風部33は、風箱32に送風する流動化ガスの温度を下げてもよい。
Further, the
廃棄物供給部40は、前壁24から流動層14上における前壁24に隣接する領域に廃棄物18を供給する部位である。本実施形態の廃棄物供給部40は、前壁24(詳しくは、前壁24の廃棄物挿入口28)から流動層14上に廃棄物18を横向きに押し込み、これにより当該廃棄物18を不燃物排出口29側に移動させる部位である。即ち、廃棄物供給部40は、第2の流動領域16上に廃棄物18が滞留し、且つ、その滞留した廃棄物18が順次第1の流動領域15内に進入するように、廃棄物18の押込みを行う。この廃棄物供給部40は、プッシャ41と、このプッシャ41を駆動するための駆動部(図示省略)とを有する。プッシャ41は、幅方向に延びる押込み面42を有する。本実施形態では、押込み面42の幅方向の長さが前壁24の廃棄物挿入口28の幅と同じであり、上下方向の長さが廃棄物挿入口28の開口高さの略半分である。このプッシャ41は、廃棄物挿入口28と同じ高さ位置において前後方向に移動可能に設置されている。駆動部は、モータやシリンダ等の動力源を含み、その動力によりプッシャ41を前後方向に往復移動させる。尚、廃棄物供給部40の具体的構成は限定されない。例えば、本実施形態の廃棄物供給部40では、プッシャ41が廃棄物18を炉内に押し込むが、スクリュー押し込み機等によって廃棄物18が炉内に押し込まれてもよい。プッシャ41やスクリュー押し込み機を利用することで、紙やプラスチックシートのような嵩比重が小さく、飛散しやすいごみを塊で炉本体20内に供給することができ、従来のように炉の上部から投入する場合に比べ、炉本体20内でこれらのごみが飛散することを抑制することができる。
The
砂循環装置50は、不燃物排出口29から排出された流動粒子12を廃棄物供給部40側から流動層14に戻すことにより当該流動粒子12を循環させる装置である。このように不燃物排出口29から排出された流動粒子12を前壁24側に循環させることにより、流動層14内で前壁24から不燃物排出口29へ向けた流動粒子12の流れが形成されると共に、第2の流動領域16がある程度高温に保たれる。この砂循環装置50は、不燃物排出部51と、分離部52と、搬送部53とを有する。
The
不燃物排出部51は、底壁21の不燃物排出口29の下方に設けられ、この不燃物排出口29から落下してきた不燃物と流動粒子12との混合物を分離部52へ移動させる。本実施形態の不燃物排出部51は、不燃物排出口29から落下してきた混合物をスクリュー押し込み機によって分離部52まで移動させる。分離部52は、不燃物排出部51から送られてきた混合物から流動粒子12を分離する。本実施形態の分離部52は、ふるいによって混合物から流動粒子12を分離する。搬送部53は、分離部52において分離された流動粒子12を炉本体20の砂挿入部27まで搬送し、当該砂挿入部27から炉本体20内に挿入する。
The
尚、本実施形態の砂循環装置50は、流動層14の上方から当該流動層14の上面に向けて流動粒子12を投入し、これにより、不燃物排出口29から排出された流動粒子12を流動層14に戻しているが、これに限定されない。例えば、図4に示されるように、不燃物排出口29から排出された流動粒子12が流動層14中に直接戻されてもよい。図4に示される例では、砂挿入部(砂挿入開口)27Aが前壁24において流動層14の中間の高さ位置に設けられる。砂循環装置50の搬送部53の炉本体20側の端部にスクリュー押し込み機55が設けられ、この搬送部53の端部が砂挿入部27に挿入される。このように、不燃物排出口29から排出された流動粒子12は、流動層14中に直接押し込まれるようにして、流動層14に戻されてもよい。この場合、砂層入部27は流動層14の中間高さ位置に限定されず、高さ方向の上側に位置してもよいし、下側に位置してもよい。流動粒子12を流動層14内に押し込むことによって流動粒子12の横方向の移動をより強制的に行うことができ、炉床に不燃物が停滞することを抑制することができる。
In addition, the
以上のように構成される流動層炉10では、以下のようにして廃棄物18から可燃性ガスが回収される。
In the
送風部33が各風箱32に流動化ガスを供給する。これにより、底壁21から流動粒子12に向けて流動化ガスが吹き込まれ、炉本体20内に流動層14が形成される。このとき送風部33は、各風箱32に送風する流動化ガスの流量を調整することにより、流動層14において不燃物排出口29側に流動が活発な第1の流動領域15を形成すると共に第1の流動領域15と前壁24との間に流動が抑えられた第2の流動領域16を形成する。また、送風部33は、第1の流動領域15に対応する風箱32(本実施形態では、例えば、風箱32c,32d,32e)には高温の流動化ガスを供給することで第1の流動領域15の流動粒子12を積極的に加熱する。
The
一方、砂循環装置50が流動粒子12を循環させ、流動層14において流動粒子12の流れを形成する。具体的に、不燃物排出部51が炉本体20の不燃物排出口29から落下してきた流動粒子12を分離部52に送り、分離部52を通過した流動粒子12を搬送部53が炉本体20の砂挿入部27まで搬送する。この搬送された流動粒子12は、砂挿入部27から流動層14の前壁24側に戻される。このように、後壁25側の不燃物排出口29から排出された流動粒子12が流動層14の前壁24側に戻されることにより、流動層14において前壁24から不燃物排出口29へ向けた流動粒子12の流れが形成される。このとき、不燃物排出口29から高温の第1の流動領域15の流動粒子12が排出され、この流動粒子12を砂循環装置50が流動層14の前壁24側に戻すことにより、第2の流動領域16の温度が所定の温度に維持される。但し、砂循環装置50によって不燃物排出口29から流動層14に戻されるまでの間に流動粒子12の温度が低下するため、第2の流動領域16の温度は、第1の流動領域15の温度よりも低くなる。好ましくは、第1の流動領域15の温度が600℃〜800℃であるのに対し、第2の流動領域16の温度が400℃〜600℃程度に保たれる。
On the other hand, the
このようにして、炉本体20内に形成した流動層14の各領域15,16の温度がそれぞれ所定の温度になると、廃棄物供給部40が廃棄物18を廃棄物挿入口28から炉本体20内に押し込み始める。具体的には、駆動部により駆動されたプッシャ41が後壁25側へ向けて横向きに廃棄物18を押し込む。これにより、廃棄物18は、第2の流動領域16上の前壁24近傍に押し込まれる(図2参照)。
In this way, when the temperature of each of the
第2の流動領域16では、流動粒子12の流動が抑えられているので、押し込まれた廃棄物18は流動粒子12と積極的には混合されず、その大部分が第2の流動領域16上に滞留し、重たい不燃物は沈降する。そのため、第2の流動領域16では、廃棄物18の急激な燃焼が抑えられ、炉本体20内の熱輻射によりガス化し易いものはガス化する。即ち、プラスチックや紙等のガス化し易い廃棄物18は第2の流動領域16の表層を移動しながらガス化する。一方、木片などのガス化し難いものは一部がガス化されるものの、大部分がガス化されずに第1の流動領域15に到達する。ガス化し易い廃棄物18が激しい流動層(第1の流動領域15)に到達する前に、第2の流動領域16において穏やかな条件でガス化させることにより発生する可燃性ガスの変動を抑制することができる。尚、滞留している廃棄物18は、上記の通り炉本体20内の輻射熱によって燃焼するが、この炉内の温度が800〜900℃と流動層14を形成する流動粒子12よりも高いものの、空気との接触が良好ではないため、主に廃棄物18に含まれる紙やシート状のプラスチック等の燃え易いゴミがガス化する。このとき、温度が低く且つ第2の流動領域16に供給されている空気(流動化ガス)が少ないので、前記燃え易いゴミであっても、徐々にガス化する。さらに、流動粒子12が不燃物排出口29を通じて徐々に排出されるため、流動粒子12の排出と流動化ガスによる流動粒子12の流動とにより、滞留する廃棄物18の一部が図1の左側から右側へと少しずつ移動若しくは拡散する。そのため、塊状で投入され、その内部に燃え易い紙類があった場合でも拡散時に表面側に出てくることでそのガス化を促すことも期待しうる。このように第2の流動領域16では、廃棄物18の急激な燃焼が抑えられ、廃棄物18挿入時の可燃性ガスの急増が防がれる。
Since the flow of the
次に、プッシャ41によって新たな廃棄物18が廃棄物挿入口28から炉本体20内に押し込まれる。これにより、第2の流動領域16上に滞留している廃棄物18は、押し込まれた新たな廃棄物18に押されて順に第1の領域15側に進入する。第1の流動領域15では、流動が活発で且つ廃棄物18の燃焼により高温となるため、第2の流動領域16上から進入してきた廃棄物18が流動粒子と混合されてガス化が十分に行われ、これにより可燃性ガスが発生する。詳しくは、流動層14では前壁24から不燃物排出口29に向って流動状態が徐々に活発となっているので、廃棄物18は、第2の流動領域16上の前壁24近傍から第1の流動領域15に進むに従って徐々に流動粒子12と混合される。また、第2の流動領域16から第1の流動領域15に進むにしたがって吹き込まれる空気(流動化ガス)が多くなるため、廃棄物18が燃焼して流動粒子12の温度が高くなる。そして、この高温の流動層14における不燃物排出口29の上方領域及びその周辺において、廃棄物18が流動粒子12と十分に混合され、これにより、第1の流動領域15において第2の流動領域16で燃え残った廃棄物18のガス化が十分に行われる。
Next, the
一方、プッシャ41によって第2の流動領域16上に新たに押し込まれた廃棄物18は、前記のように流動粒子12と殆ど混合されずに第2の流動領域16上に滞留し、激しい燃焼を抑えられた状態で徐々に燃焼する。
On the other hand, the
このように、流動層14に第1の流動領域15と第2の流動領域16とが形成された状態で廃棄物18がプッシャ41によって次々に押し込まれることにより、可燃性ガスの間欠的且つ急激な発生を抑え、当該ガスの発生を安定させることができる。
As described above, the
そして、流動層炉10が停止されるときには、先ず、プッシャ41による廃棄物18の炉本体20への押し込みが停止される。廃棄物18の押し込みが停止されると、送風部33は、各風箱32へ供給する流動化ガスとして空気に不活性ガスを混ぜたものを送風する。このとき、送風部33は、時間の経過に伴って流動化ガスにおける空気と不活性ガスとの比率を不活性ガスが徐々に多くなるようにして炉本体20内の酸素濃度を抑え、流動層14内に残っている廃棄物18が激しく燃えるのを抑制する。
When the
尚、本実施形態では、流動層炉10の停止時に、流動化ガスにおける不活性ガスの比率を大きくすることによって流動層14に残っている廃棄物18の激しい燃焼を抑制しているが、流動層14に水を散布して残っている廃棄物18の燃焼を防いでもよい。
In the present embodiment, when the
このように、流動層炉10では、廃棄物に燃え易いゴミが多く含まれていても、可燃性ガスの間欠的且つ急激な発生を抑え、当該ガスの発生を安定させることができる。具体的には、流動層14に不燃物排出口29の周囲の第1の領域15とこの第1の領域15よりも流動化の度合いの低い第2の流動領域16とが形成された状態で、新たな廃棄物18が第2の流動領域16上に押し込まれ、この新たな廃棄物18が第2の流動領域16上に滞留している廃棄物18を順に第1の流動領域15側に進入させることが繰り返される。これにより、流動層炉10では、得られる可燃性ガスの急激な変動を抑えながら廃棄物18のガス化を十分に行い、廃棄物18から可燃性ガスを安定して発生させることが可能になる。また、廃棄物18投入直後に活発な流動層14(第1の流動領域15)に曝されないため、軽量のごみが炉本体20内に多量に舞い上がり、フリーボード部で急激に燃焼することを抑制することができる。
Thus, in the
また、炉本体20の底壁21の上面21aが不燃物排出口29に向かって低くなるように傾斜しているため、流動層14において底壁21まで沈んだ廃棄物18中の不燃物は、不燃物排出口29に向かって底壁21の上面21a上を降下する。これにより、不燃物排出口29から流動粒子12と共に排出することにより、不燃物を炉本体20から容易に排出することができる。この不燃物排出口29から流動粒子12と共に排出された不燃物は、砂循環装置50の分離部52において、流動粒子12と分離され取り除かれる。
Moreover, since the
炉本体20は、その幅方向の寸法が廃棄物18の押込み方向について均一な平面形状を有しているから、第2の流動領域16上の廃棄物18が廃棄物供給部40から新たに押し込まれた廃棄物18に押されて第1の流動領域15側に進入するときに、廃棄物18の移動が安定する。しかも、砂循環装置50によって形成される第2の流動領域16から第1の流動領域15へ向う流動粒子12の流れも廃棄物18の移動方向と同じであるため、前記流動粒子12の流れも安定する。
Since the
廃棄物供給部40では、押込み面42が当該押込み面42の幅方向全域にわたって同時に廃棄物18を流動層14上に押し込むようにプッシャ41が押込み方向(前後方向)と平行な方向に往復動作し、これが幅方向に均一に廃棄物18を押し込む。従って、第2の流動領域16から第1の流動領域15側への廃棄物18の移動が幅方向において略均一となり、炉内の一部に廃棄物18が集中することを防ぐことができる。
In the
尚、本発明の流動層炉及び廃棄物処理方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 Note that the fluidized bed furnace and the waste treatment method of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
上記実施形態の側壁22は、底壁21から可燃性ガス排出部23まで真っ直ぐに立上がっているが、これに限定されない。例えば、図5に示されるように、前壁24Aが所定の高さ位置で第2の流動領域16の上方を覆うように後壁25側に延びる反射部224を具備してもよい。この前壁24Aによれば、第2の流動領域16上に滞留する廃棄物18が反射部224からの輻射熱により加熱され、その結果、第2の流動領域16上に滞留している廃棄物18から可燃性ガスを発生させることができる。即ち、第2の流動領域16上に滞留している廃棄物18のガス化が促進される。
Although the
また、図6に示されるように、後壁25Aが所定の高さ位置で第1の流動領域15の上方を覆うように前壁24側に延びる案内部225を具備してもよい。この案内部225は、第1の流動領域15において廃棄物から発生した高温の可燃性ガスが第2の流動領域16上に滞留する廃棄物18と接するように当該可燃性ガスを案内し、これにより、当該可燃性ガスを前記第2の流動領域16上の廃棄物18の加熱に寄与させる。その結果、特別な加熱手段を付加することなく、当該第2の流動領域16上に滞留している廃棄物18のガス化が促進される。
Further, as shown in FIG. 6, a
また、図7に示されるように、炉本体20は、前壁24Bと後壁25Bとが同じ高さ位置で互いに接近する方向に延びる屋根部324,325をそれぞれ具備してもよい。この前壁24B及び後壁25Bによれば、第2の流動領域16上に滞留する廃棄物18が前壁24Bの屋根部324からの輻射熱によって加熱され、ガス化が促進される。また、炉本体20B上端の可燃性ガス排出部23よりも低い位置において炉本体20Bの前後方向の寸法を小さくすることで、炉本体20Bの小型化を図ることもできる。
Further, as shown in FIG. 7, the
上記実施形態では、底壁21の上面21aの傾斜角が、前壁24から不燃物排出口29まで均一であるが、これに限られない。例えば、図8に示されるように、第2の流動領域16側の上面21dの水平面に対する傾斜角αが第1の流動領域15側の上面21eの水平面に対する傾斜角βより大きくてもよい。このように流動粒子12の流動が抑えられた第2の流動領域16を下方から支持する上面21dの傾斜角を大きくすることにより、底壁21Aまで沈んだ不燃物を不燃物排出口29までより確実に降下させることができる。具体的に、第1の流動領域15側の上面21eの水平面に対する傾斜角βは、15°〜25°であり、第2の流動領域16側の上面21dの水平面に対する傾斜角αは、20°〜75°、好ましくは20°〜30°である。
In the said embodiment, although the inclination | tilt angle of the
また、底壁21の上面21aは、前壁24から不燃物排出口29に向けて真っ直ぐに傾斜せずに湾曲していてもよい。
Further, the
図9に示されるように、第2の流動領域16の上方に複数の温度計Tが配置されると共に、第2の流動領域16上に空気を供給可能な空気供給部60が設けられてもよい。かかる構成によれば、第2の流動領域16上に滞留する廃棄物18の滞留量を推定してこの滞留量を制御することが可能となる。具体的に、廃棄物18に埋まった温度計Tの指示値が低くなることを利用して、第2の流動領域16上の廃棄物18の滞留量を推定する。滞留量が多い場合、即ち、廃棄物18に埋まる温度計Tが多い場合には、空気供給部60から空気を供給して炉本体20内の温度を上げる。そうすると、第2の流動領域16上に滞留している廃棄物18のガス化が促進され、廃棄物18の滞留量が減少する。尚、別の方法としては指定した温度計Tの温度が閾値以上であれば当該温度計Tの位置にはごみが無いと判断し、閾値未満であれば当該温度計Tの位置にごみがある(ごみに埋まっている)と判断して空気の量を制御してもよい。また、空気の量の制御に代えてごみの供給量を制御しても良い。
As shown in FIG. 9, even if a plurality of thermometers T are arranged above the
上記実施形態では、送風部33は、空気や不活性ガスを流動化ガスとして送風するが、炉本体20内の燃焼状態に応じて、水蒸気や酸素を流動化ガスとして送風するように構成されてもよい。また、流動層炉10は、側壁22にガス供給部30とは別に気体供給部を設け、流動層14や廃棄物18の燃焼状況に応じて、前記気体供給部から炉本体20内に空気や酸素、水蒸気等を供給可能に構成されてもよい。
In the said embodiment, although the
また、第2の流動領域16に供給する空気(流動化ガス)として、高温の流動化ガスを供給してもよい。高温の流動化ガスを流すことにより、流動粒子12の循環のみでは第2の流動領域16の温度を充分に保てない場合であっても、流動化ガスの供給量を増加させることなく第2の流動領域16の温度を高く維持することができる。
Further, a high-temperature fluidizing gas may be supplied as the air (fluidizing gas) supplied to the
上記実施形態では、廃棄物挿入口28を、流動層14上に滞留する廃棄物18に対して上下方向において一部重なる高さ位置に設けて、廃棄物挿入口28から供給される廃棄物18によって流動層14上面に滞留する廃棄物を積極的に横方向(第1の流動領域15側)に移動させる構成としたが、これに限定されない。即ち、流動層炉10は、流動層14上における前壁(供給側側壁)24に隣接する領域に廃棄物18を供給するような構成であればよい。例えば、図10(A)及び図10(B)に示されるように、廃棄物挿入口28が、流動層14の上面近傍の高さ位置で、且つ流動層14上面における前壁24に隣接する領域(第2の流動領域16上)に滞留する廃棄物18に新たに供給される廃棄物18が供給時点で接触しない高さ位置に設けられてもよい。この場合、廃棄物挿入口28は、例えば図10(A)に示されるように、流動層14上に滞留する廃棄物よりも上方の高さ位置から横向きに新たな廃棄物を供給可能に設けられてもよく、図10(B)に示されるように、流動層14上に滞留する廃棄物の上方の高さ位置から下方向きに新たな廃棄物を供給可能に設けられてもよい。このように廃棄物18が炉本体20内に供給されても、滞留する廃棄物18上に新たな廃棄物18が供給されることで廃棄物18の山が崩れて拡がることによって第1の流動領域15側に廃棄物18が進入すると共に、流動層14内に形成される前壁24から不燃物排出口29へ向けた流動粒子12の流れにより第2の流動領域16上に滞留する廃棄物18が第1の流動領域15側に進入する。これにより、流動層炉10から回収される可燃性ガスの急激な変動を抑えながら廃棄物18のガス化を十分に行い、その結果、廃棄物18から可燃性ガスを安定して発生させることができる。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、それぞれの流動層14に供給する流動化ガスは、上記の通り第2の流動領域16では、Uo/Umfが1以上2未満となる流速で流動化ガスを吹き込ませ、第1の流動領域15では、Uo/Umfが2以上5未満となる流速で流動化ガスを吹き込ませるが、炉床(底壁21の上面21a)に不燃物が滞留し外部に排出されない場合、これを外部へ排出するために一定期間のみ第2の流動領域16でもUo/Umfが2以上5未満となる流速で流動化ガスを吹き込ませるようにしてもよい。この場合、第2の流動領域16において均一に流動化ガスを吹き込むのではなく、炉本体20の前壁24側(図1における左側)から後壁25側(図1における右側)に向けて順に風箱32毎に徐々に流動化ガスの供給量を多くする。具体的には、ある時間t0の時点で風箱32aに供給される流動化ガスの流量を他の風箱に供給される流動化ガスの流量よりも大きくし、数秒後のt1の時点で、風箱32aに供給する流動化ガスの流量を通常運転時の流量に戻すと共に、隣の風箱32bに供給する流動化ガスの流量を他の風箱に供給される流動化ガスの流量よりも大きくする。そして、数秒経過後のt2の時点で、風箱32bに供給される流動化ガスの流量を元に戻し、さらに隣に位置する風箱32cに供給する流動化ガスの流量を他の風箱に供給される流動化ガスの流量よりも大きくする。このような運転により、通常運転時に炉床に不燃物が滞留したとしても、当該不燃物を炉本体20の外へ確実に排出することができる。尚、上記の運転を行うのはごくわずかな時間であるため、後段の設備への影響も最小限に抑えることができる。
In the above embodiment, the fluidizing gas supplied to each of the
10 流動層炉
12 流動粒子
14 流動層
15 第1の流動領域
16 第2の流動領域
18 廃棄物
20 炉本体
21 底壁
21a 底壁の上面
22 側壁
24 前壁
25 後壁
29 不燃物排出口
30 ガス供給部
40 廃棄物供給部
50 砂循環装置
DESCRIPTION OF
Claims (8)
廃棄物を加熱するための流動層を構成する流動粒子と、
前記流動粒子を下方から支持する底壁およびこの底壁から立上がる側壁を有し、前記底壁においてその中心位置から特定方向に偏った位置に前記廃棄物中の不燃物を前記流動粒子とともに排出するための不燃物排出口が設けられ、この不燃物排出口に向かって前記底壁の上面上を前記不燃物が降下するように当該底壁の上面が前記不燃物排出口に向かって低くなるように傾斜する炉本体と、
前記炉本体の底壁から前記流動粒子に向かって流動化ガスを吹き込むことにより当該流動粒子を流動化させるガス供給部と、
前記側壁のうち前記底壁の中心位置を挟んで前記不燃物排出口と反対側に位置する供給側側壁から前記流動層上における当該供給側側壁に隣接する領域に前記廃棄物を供給し、これにより前記流動層上の廃棄物を前記不燃物排出口側に移動させる廃棄物供給部と、
前記不燃物排出口から排出された流動粒子を前記廃棄物供給部側から前記流動層に戻すことにより当該流動粒子を循環させ、これにより前記不燃物排出口と反対側に位置する供給側側壁の側から前記不燃物排出口へ向けた流動粒子の流れを形成する砂循環装置と、
前記流動層の上方に配置された複数の温度計と、
前記流動層上に空気を供給可能な空気供給部とを備え、
前記ガス供給部は、前記不燃物排出口の周囲から前記流動化ガスを吹き込んで、前記流動粒子が対流して前記廃棄物と混合することにより当該廃棄物をガス化させる第1の流動領域を形成するとともに、この第1の流動領域と前記廃棄物供給部との間に前記第1の流動領域での流動化ガスの吹き込みの流速よりも低い流速で流動化ガスを吹き込むことにより、当該第1の流動領域よりも前記流動粒子の流動化の度合いが低い第2の流動領域を形成し、
前記廃棄物供給部は、前記第2の流動領域上に前記廃棄物が滞留し、かつ、その滞留した廃棄物が順次前記第1の流動領域内に進入するように、前記供給側側壁から前記流動層に対して廃棄物の供給を行い、
前記複数の温度計は、前記第2の流動領域の上方の互いに異なる位置に配置されており、
前記空気供給部は、前記複数の温度計のそれぞれの指標値に基づいて、前記炉本体内の温度が上がるように前記第2の流動領域上に空気を供給する、流動層炉。 A fluidized bed furnace that heats waste and takes out combustible gas from the waste,
Fluidized particles constituting a fluidized bed for heating waste,
A bottom wall that supports the fluidized particles from below and a side wall that rises from the bottom wall, and discharges incombustible materials in the waste together with the fluidized particles to a position that is biased in a specific direction from the center position of the bottom wall. An incombustible discharge port is provided, and the upper surface of the bottom wall is lowered toward the incombustible discharge port so that the incombustible material descends on the upper surface of the bottom wall toward the incombustible discharge port. A furnace body inclined like
A gas supply unit that fluidizes the fluidized particles by blowing fluidized gas from the bottom wall of the furnace body toward the fluidized particles;
The waste is supplied to a region adjacent to the supply side wall on the fluidized bed from a supply side wall located on the opposite side of the incombustible discharge port across the center position of the bottom wall of the side wall, A waste supply unit that moves waste on the fluidized bed to the incombustible discharge port side,
The fluidized particles discharged from the incombustible discharge port are circulated by returning the fluidized particles from the waste supply unit side to the fluidized bed, and thereby the supply side wall located on the opposite side of the incombustible discharge port. A sand circulation device for forming a flow of fluid particles from the side toward the incombustible discharge port ;
A plurality of thermometers disposed above the fluidized bed;
An air supply unit capable of supplying air onto the fluidized bed ,
The gas supply unit blows the fluidizing gas from the periphery of the incombustible discharge port, and the fluidized particles convect and mix with the waste, thereby gasifying the waste. And forming the fluidizing gas between the first fluidizing region and the waste supply unit at a flow rate lower than the fluidizing gas blowing rate in the first fluidizing region. Forming a second flow region in which the fluidized particles are less fluidized than the one flow region;
The waste supply unit has the waste from the supply side wall so that the waste stays on the second flow region, and the stayed waste sequentially enters the first flow region. There line the supply of waste with respect to the fluidized bed,
The plurality of thermometers are arranged at different positions above the second flow region,
The fluidized bed furnace in which the air supply unit supplies air onto the second fluidized region based on the index values of the plurality of thermometers so that the temperature in the furnace body increases .
前記廃棄物供給部は、前記第2の流動領域上に滞留する廃棄物に向けて前記供給側側壁から新たな廃棄物を横向きに押込み、これにより、前記第2の流動領域上に滞留する廃棄物を順次前記第1の流動領域内に進入させる、流動層炉。 The fluidized bed furnace according to claim 1,
The waste supply unit pushes a new waste sideways from the supply side wall toward the waste staying on the second flow region, and thereby the waste staying on the second flow region. A fluidized bed furnace in which objects are sequentially entered into the first fluidized zone.
前記流動粒子を流動化するための前記流動化ガスの吹き込みの最小流速である最小流動化速度をUmf、当該流動化ガスの平均断面流速をU0とすると、前記ガス供給部は、前記第2の流動領域ではU0/Umfが1以上2未満となる流速で前記流動化ガスの吹き込みを行い、前記第1の流動領域ではU0/Umfが2以上5未満となる流速で前記流動化ガスの吹き込みを行う、流動層炉。 In the fluidized bed furnace according to claim 1 or 2,
When the minimum fluidization speed that is the minimum flow velocity of the fluidization gas for fluidizing the fluidized particles is U mf and the average cross-sectional flow velocity of the fluidization gas is U 0 , the gas supply unit is The fluidizing gas is blown at a flow rate where U 0 / U mf is 1 or more and less than 2 in the flow region of 2, and the flow rate of U 0 / U mf is 2 or more and less than 5 in the first flow region. A fluidized bed furnace that injects fluidized gas.
前記炉本体は、前記廃棄物供給部による前記廃棄物の押込み方向と直交する方向である幅方向の寸法が当該押込み方向について均一な平面形状を有する、流動層炉。 The fluidized bed furnace according to any one of claims 1 to 3,
The fluidized bed furnace, wherein the furnace body has a planar shape in which a dimension in a width direction that is a direction orthogonal to a pushing direction of the waste by the waste supply unit is uniform in the pushing direction.
前記廃棄物供給部は、前記幅方向に延びる押込み面を有するプッシャと、このプッシャの押込み面が当該押込み面の幅方向全域にわたって同時に廃棄物を前記流動層上に押し込むように当該プッシャを前記押込み方向と平行な方向に往復動作させる駆動部とを有する、流動層炉。 The fluidized bed furnace according to claim 4,
The waste supply unit includes a pusher having a pushing surface extending in the width direction, and the pusher pushes the pusher so that the pushing surface of the pusher simultaneously pushes waste onto the fluidized bed over the entire width direction of the pushing surface. A fluidized bed furnace having a drive unit that reciprocates in a direction parallel to the direction.
前記廃棄物を加熱するための流動層を構成する流動粒子と、この流動粒子を下方から支持する底壁およびこの底壁から立上がる側壁を有し、前記底壁においてその中心位置から特定方向に偏った位置に前記廃棄物中の不燃物を前記流動粒子とともに排出するための不燃物排出口が設けられ、この不燃物排出口に向かって前記底壁の上面上を前記不燃物が降下するように当該底壁の上面が前記不燃物排出口に向かって低くなるように傾斜する炉本体とを有する流動層炉を用意する工程と、
前記炉本体の底壁のうち前記不燃物排出口の周囲の領域から前記流動粒子に向けて流動化ガスを吹き込むことにより当該流動粒子が対流する第1の流動領域を形成するとともに、この第1の流動領域と前記側壁のうち前記底壁の中心位置を挟んで前記不燃物排出口と反対側に位置する供給側側壁との間に前記第1の流動領域での流動化ガスの吹き込みの流速よりも低い流速で流動化ガスを吹き込むことにより当該第1の流動領域よりも前記流動粒子の流動化の度合いが低い第2の流動領域を形成する工程と、
前記不燃物排出口から排出される流動粒子を前記供給側側壁の側から前記流動層に戻すことにより当該流動粒子を循環させ、これにより前記供給側側壁の側から前記不燃物排出口へ向けた流動粒子の流れを形成する工程と、
前記供給側側壁から前記流動層上における前記供給側側壁に隣接する領域に前記廃棄物を供給し、これにより、前記第2の流動領域上に前記廃棄物を滞留させ、かつ、その滞留した廃棄物を順次前記第1の流動領域内に進入させてガス化する工程と、を含み、
前記流動層炉を用意する工程では、前記流動層炉として、前記第2の流動領域の上方の互いに異なる位置に配置された複数の温度計と、前記第2の流動領域上に空気を供給可能な空気供給部とをさらに有するものを用意し、
前記複数の温度計のそれぞれの指標値に基づいて、前記炉本体内の温度が上がるように前記空気供給部から空気を供給する工程をさらに含む廃棄物処理方法。 A waste treatment method for heating waste to take out combustible gas from the waste,
There are fluidized particles that constitute a fluidized bed for heating the waste, a bottom wall that supports the fluidized particles from below, and a sidewall that rises from the bottom wall, and the bottom wall has a specific direction from its center position. An incombustible discharge port for discharging the incombustible material in the waste together with the fluidized particles is provided at a biased position, and the incombustible material descends on the upper surface of the bottom wall toward the incombustible material discharge port. Preparing a fluidized bed furnace having a furnace body inclined so that the upper surface of the bottom wall is lowered toward the incombustible discharge port;
A first fluidized region in which the fluidized particles are convected is formed by blowing fluidizing gas from the region around the incombustible discharge port in the bottom wall of the furnace body toward the fluidized particles. Between the flow region and the supply side wall located on the opposite side of the incombustible discharge port across the center position of the bottom wall of the side wall, the flow rate of the fluidized gas blown in the first flow region Forming a second fluidized region in which the fluidized particles are less fluidized than the first fluidized region by blowing fluidized gas at a lower flow rate;
The fluidized particles are circulated by returning the fluidized particles discharged from the incombustible discharge port to the fluidized bed from the supply side wall side, and thereby directed from the supply side wall side to the incombustible material discharge port. Forming a flow of fluid particles;
The waste is supplied from the supply side wall to a region adjacent to the supply side wall on the fluidized bed, whereby the waste is retained on the second fluidized region, and the retained waste things were sequentially entering the first flow area when viewed including the steps of gasification, a,
In the step of preparing the fluidized bed furnace, as the fluidized bed furnace, a plurality of thermometers arranged at different positions above the second fluidized region and air can be supplied onto the second fluidized region. And a further air supply unit,
A waste treatment method further comprising a step of supplying air from the air supply unit so that a temperature in the furnace body is increased based on index values of the plurality of thermometers .
前記ガス化する工程では、前記第2の流動領域上に滞留する廃棄物に向けて前記供給側側壁から新たな廃棄物を横向きに押込み、これにより、前記第2の流動領域上に滞留する廃棄物を順次前記第1の流動領域内に進入させてガス化する、廃棄物処理方法。 The waste treatment method according to claim 6,
In the gasification step, new waste is pushed sideways from the supply side wall toward the waste staying on the second flow region, and thereby the waste staying on the second flow region. A waste treatment method in which an object is sequentially gasified by entering the first flow region.
前記流動粒子を流動化するための前記流動化ガスの吹き込みの最小流速である最小流動化速度をUmf、当該流動化ガスの平均断面流速をU0とすると、前記第2の流動領域ではU0/Umfが1以上2未満となる流速で前記流動化ガスが吹込まれ、前記第1の流動領域ではU0/Umfが2以上5未満となる流速で前記流動化ガスが吹込まれる、廃棄物処理方法。 The waste disposal method according to claim 6 or 7,
When the minimum fluidization speed that is the minimum flow velocity of the fluidizing gas for fluidizing the fluidized particles is U mf , and the average cross-sectional flow velocity of the fluidizing gas is U 0 , the second fluidized region has U The fluidizing gas is injected at a flow rate at which 0 / U mf is 1 or more and less than 2, and the fluidizing gas is injected at a flow rate at which U 0 / U mf is 2 or more and less than 5 in the first flow region. , Waste disposal methods.
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