JP5907621B2 - 加圧流動炉システムの不純物の搬送方法 - Google Patents
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Description
加圧流動炉システムは、被処理物を燃焼させる加圧流動炉と、加圧流動炉から排出される燃焼排ガスによって回動するタービンとタービンの回動に伴って回動し加圧流動炉に燃焼に必要な燃焼空気を供給するコンプレッサーを内装する過給機とからなり、加圧流動炉と過給機の間には、燃焼排ガスに含まれる不純物によるタービンの軸受やインペラの損傷、また大気汚染防止のために、これら不純物を回収する集塵機が設けられている。
加圧流動炉システムでは、過給機から加圧流動炉に被処理物の燃焼に必要な全ての燃焼空気を供給して自立運転を行なうために、流動ブロワや誘引ファンが不要となり、ランニングコストを低減できることが知られている。
一方、加圧流動床ボイラなど加圧下からの不純物の搬送方法としては、燃焼排ガス中に含まれる不純物を集塵機で回収し、集塵機の下部に設けられたコンベヤ、高圧灰ホッパ、及び低圧灰ホッパに準じ不純物を搬送して機外に搬送する方法が提案されている。(特許文献1〜4参照)。
特許文献1は、残渣の内微細な可燃性ダストは気流に乗って飛散するところ、微細なダストを含んだガスごと燃焼空気と共に溶融炉の羽口へ戻して微細可燃性ダストを燃焼させるようにした技術で、圧力の異なる集塵系と溶融炉との圧力の調整のため、2段のダンパとその前後、ダンパ間との均圧配管系を有している。
特許文献2及び特許文献3は、石炭を燃料とする加圧流動床ボイラの燃焼ガス中に含まれる灰を捕集装置で捕集し、その灰を排ガスの高圧付与のまま受け入れる高圧灰貯槽を備え、高圧灰貯槽内で搬送ガスから灰を分離する手段と、高圧灰貯槽内のガスを抜く減圧装置を備えた技術で、ホッパ状下部を有する高圧灰貯槽の下方に、灰払出弁、及び気密弁を備えて、これらの信頼性耐久性を向上させるため灰を冷却している。
特許文献4は、高圧高炉の排ガス中からのダスト捕集で、従来の捕集後のダスト輸送装置では、スクリュコンベヤの上に中間ホッパと、その上下に均排圧するための遮断弁及びダスト切り出しロータリバルブがあって複雑大型になるところ、集塵機下部ホッパの下方のダスト排出弁下部にディスパーサを設置し、均圧機能と共に昇圧もできる配管をディスパーサガス入口と集塵機出口管との間に昇圧ブロワを介して併設し、ダストをダストホッパへ空気搬送できるようにした技術である。
また、弁の弁体とシール部への不純物の付着、又は混入等によって、シール部が破損したり、摩耗が進行した場合、燃焼排ガスが集塵機の機外に漏れ出し、集塵機下部に設けられたコンベヤ等、弁の周辺に設置された機器を腐食させる虞もあった。
第1発明は、被処理物を燃焼させる加圧流動炉と、該加圧流動炉から排出される燃焼排ガスによって回動するタービンと該タービンの回動に伴って回動し前記加圧流動炉に燃焼空気を供給するコンプレッサーを内装する過給機と、前記加圧流動炉と過給機の間に燃焼排ガス中の不純物を回収する集塵機と、該集塵機中の不純物を搬出する上部抜出装置と不純物を充填するタンクの間に上部弁を有し、該タンク中の不純物を搬出する下部抜出装置と外部の間に下部弁を有する搬送装置を備えた加圧流動炉システムの不純物の搬送方法において、
前記タンク内の圧力を昇圧し、前記上部弁に洗浄用気体を供給した後に、
前記上部弁を駆動して上部抜出装置とタンクを連通し、
前記上部抜出装置を駆動して集塵機内の不純物をタンクに搬出した後に、前記上部抜出装置を停止し、
前記上部弁を駆動して上部抜出装置とタンクを非連通とした後に、
前記上部弁への洗浄用気体の供給を停止することを特徴とする
搬送装置の上部弁に洗浄用気体を供給した後に、上部弁を駆動して上部抜出装置とタンクを連通し、集塵機内の不純物をタンクに搬出した後に、上部抜出装置を停止し、上部弁を駆動して上部抜出装置とタンクを非連通とした後に、上部弁への洗浄用気体の供給を停止するので、不純物の搬出開始前及び搬出中に、上部弁の弁体とシール部に付着、混入した不純物を除去できるために、不純物による上部弁の作動不良を防止し、集塵機内の不純物をタンクに能率良く搬送することができる。また、上部弁のシール部の摩耗を抑制し、上部弁の保守・点検頻度を低減し長期間使用することができる。
前記上部弁を駆動して上部抜出装置とタンクを連通し、
前記上部抜出装置を駆動して集塵機内の不純物をタンクに搬出した後に、前記上部抜出装置を停止し、
前記上部弁に洗浄用気体を供給して上部弁内の不純物を除去し、前記上部弁への洗浄用気体の供給を停止した後に、
前記上部弁を駆動して上部抜出装置とタンクを非連通とすることを特徴とする。
搬送装置の上部弁に洗浄用気体を供給して上部弁内の不純物を除去し、上部弁への洗浄用気体の供給を停止した後に、上部弁を駆動して上部抜出装置とタンクを連通し、上部弁に洗浄用気体を供給して上部弁内の不純物を除去し、上部弁への洗浄用気体の供給を停止した後に、上部弁を駆動して上部抜出装置とタンクを非連通とするので上部弁内の不純物を能率良く除去することができる。
前記下部弁を駆動して下部抜出装置と外部を連通し、
前記下部抜出装置を駆動してタンク内の不純物を外部に搬出した後に、前記下部抜出装置を停止し、
前記下部弁を駆動して下部抜出装置と外部を非連通とした後に、
前記下部弁への洗浄用気体の供給を停止することを特徴とする。
搬送装置の下部弁に洗浄用気体を供給した後に、下部弁を駆動して下部抜出装置とコンベヤ等の外部を連通し、タンク内の不純物を外部に搬出した後に、下部抜出装置を停止し、下部弁を駆動して下部抜出装置と外部を非連通とした後に、下部弁への洗浄用気体の供給を停止するので、不純物の搬出開始前及び搬出中に、下部弁の弁体とシール部に付着、混入した不純物が除去され、不純物による下部弁の作動不良が防止され、能率良くタンク内に一時充填された不純物を外部に搬送することができる。また、下部弁のシール部の摩耗を抑制し、下部弁の保守・点検頻度を低減し長期間使用することができる。
前記下部弁を駆動して下部抜出装置と外部を連通し、
前記下部抜出装置を駆動してタンク内の不純物を外部に搬出した後に、前記下部抜出装置を停止し、
前記下部弁に洗浄用気体を供給して下部弁内の不純物を除去し、前記下部弁への洗浄用気体の供給を停止した後に、
前記下部弁を駆動して下部抜出装置と外部を非連通とすることを特徴とする。
搬送装置の下部弁に洗浄用気体を供給して下部弁内の不純物を除去し、下部弁への洗浄用気体の供給を停止した後に、下部弁を駆動して下部抜出装置とコンベヤ等の外部を連通し、下部弁に洗浄用気体を供給して下部弁内の不純物を除去し、下部弁への洗浄用気体の供給を停止した後に、下部弁を駆動して下部抜出装置と外部を非連通とするので下部弁内の不純物を能率良く除去することができる。
タンク内の圧力を前記集塵機内の圧力よりも0〜0.01Mpa高い圧力に昇圧するので、圧力差の影響を受けることなく集塵機からタンクに不純物を安定して搬出することができる。また、集塵機から勢いよくタンクへ不純物が搬出されることなく、タンク等の内壁の摩耗等を抑制することもできる。
過給機のコンプレッサーから排出される燃焼空気によってタンクを昇圧するので、新たなブロワやコンプレッサー装置の追加設置を必要とすることなくタンク内の圧力を昇圧することができる。また、燃焼空気の圧力は集塵機内の圧力よりも約5kPa高いために、上部弁の連通時には燃焼空気がタンクから集塵機に向けて上昇するために上部弁の洗浄時に浮遊した粉塵等の再付着を抑制するもできる。
タンク内の圧力を外部の圧力まで降圧するので、圧力差の影響を受けることなくタンクからコンベヤ等の外部に不純物を安定して搬出することができる。また、不純物の搬出を行なっていない場合には、タンク内の圧力を大気圧に維持できるために、ランニングコストを低減することもできる。
タンク内の温度が50℃以下になった場合に下部抜出装置を停止するので、制御系を簡易に構成することができる。
上部弁に洗浄用気体が供給されていない間、上部弁に冷却用気体を供給するので、上部弁を常温に維持することができるために、シール部材等の劣化を抑制し、上部弁の保守・点検頻度を低減し長期間使用することができる。
貯留装置10に貯留される被処理物は、主に含水率を70〜85%質量に脱水処理された下水汚泥であり、被処理物には、燃焼可能な有機物が含有されている。なお、被処理物は、含水有機物であれば下水汚泥に制限されることはなく、バイオマス、都市ゴミ等であっても良い。
加圧流動炉20は、流動媒体として所定の粒径を有する、流動砂等の固体粒子が炉内の下部に充填された燃焼炉であり、炉内に供給される燃焼空気によって流動層(以下、砂層という。)の流動状態を維持しつつ、外部から供給される被処理物および必要に応じて供給される補助燃料を燃焼させるものである。
図1に示すように、一側の側壁の下部には、加圧流動炉20の内部に充填された粒径約400〜600μmの流動砂を加熱するガスガンやオイルガンなどの補助燃料燃焼装置21が配置され、補助燃料燃焼装置21の上側近傍の部位には、始動時に流動砂を加熱する始動用バーナー22が配置され、始動用バーナー22の上側の部位には、被処理物の供給口13Bが設けられ、供給口13Bの上側近傍の部位には、燃焼排ガスを冷却するために冷却水を炉内に噴霧するウォータガン23が配置されている。
空気予熱器40は、加圧流動炉20の後段に設置され、加圧流動炉20から排出された燃焼排ガスと燃焼空気とを間接的に熱交換することにより、燃焼空気を所定の温度まで昇温する機器である。
空気予熱器40は、図1、図2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、供給口90Bの下側近傍部位には、燃焼空気を機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の後段に配置された集塵機50は、空気予熱器40から送出される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を除去する機器である。
集塵機50は、一側の側壁の下部には、燃焼排ガスを機器内に供給する供給口92Bが形成され、上部には、不純物等が取除かれた清浄な燃焼排ガスを機器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。
また、集塵機50内の圧力を測定するために、集塵機50のフィルタの下方の側壁には、圧力測定手段50Aが設けられている。なお、圧力測定手段50Aは、集塵機50内の圧力を測定できれば、どの様な位置に設けてもよく、例えば塵機50内の圧力とほぼ同等である燃焼排ガスの供給口92Bの近傍の配管92に設けることもできる。
上部抜出装置51は、集塵機50からタンク53に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を搬送し、スクリュウコンベヤ、コーンバルブ、ロータリバルブ、スウィング弁ダンパ、ピンチバルブ、スライドゲートを使用することもできる。
クリーニング装置52Aは、配管、バルブからなる装置であり、上部弁52に設けられた洗浄用気体供給口(図示省略)と配管やホースなどによって接続される。クリーニング装置52Aには、上部弁52の作動時にクリーニングを行うために使用する洗浄用圧縮気体(洗浄用空気)と、上部弁52の停止時に弁体を冷却するために使用する冷却用圧縮気体(冷却用空気)が配管を介して各圧縮空気の供給元(図示省略)から供給されている。
洗浄用圧縮空気の圧力は、0.4〜0.5Mpa、冷却用圧縮空気は、0.14〜0.16Mpaが好ましい。洗浄用圧縮気体および冷却用圧縮気体の配管には、それぞれ供給を制御する弁52B,52Cが備えられていて、制御装置からの信号により、上部弁52に供給する圧縮気体の種類を選択する。ここで制御装置は、クリーニング装置52Aに付属されているものや、過給式流動システムの制御装置であってもよい。洗浄用気体は、別途設けられた空気圧縮機や過給機から供給される圧縮空気や、別途供給される圧縮窒素などである。
クリーニング装置52Aにより、上部弁52が停止時には、冷却用圧縮気体が上部弁に向け供給され、弁体とシール部材が冷却される。また、上部弁52の作動時には、冷却用圧縮気体の供給を停止し、洗浄用圧縮気体を供給する
給排気装置53Aは、タンク53内の気体を排気する際に粉塵等の外部への漏洩を防止するために、バグフィルタ、給気用配管、排気用配管、給気弁、排気弁等が備えられている。給気用配管の一方端には空気圧縮機や過給機など圧縮空気供給装置に接続され、タンク53の加圧用気体が供給される。特に、後述する過給機60から生成される圧縮空気を加圧用気体とすると、タンク53を集塵機50よりも若干高い圧力まで昇圧できるために好ましい。この場合、図2に示すコンプレッサー62の出口側で配管94から分岐した配管を、給排気装置53Aへ給気弁53Eを介して接続する。一方、排気用配管の一方端は、大気へ開放されている。
給気用配管は、バグフィルタのダスト付着面の外側からタンク53内に圧縮空気を供給できる位置に設けることが好ましく、このような構成とすることで吸気時には、バグフィルタに付着した粉塵のタンク53内への侵入を防止することができる。また、給気用配管、排気用配管にはそれぞれ給気弁53E、排気弁53Fが設けられており、これらを制御することでタンク53内の圧力を調整する。
その他の形態として、バグフィルタと接続する配管を共用とし、その他端側を2つに分岐し、それぞれの給気用配管、排気用配管としても良い。このような構成とすることでバグフィルタとの接続箇所が1箇所となるためメンテナンス性が向上する。また、タンク53の圧力測定手段53Bによって測定されるタンク53内の圧力を経過観察することによって、上部抜出装置51、上部弁52、下部抜出装置54および下部弁55等の損傷を予測することができる。
なお、下部抜出装置54には、スクリュウコンベヤ、コーンバルブ、ロータリバルブ、スウィング弁ダンパ、ピンチバルブ、スライドゲートを使用することもできる。なお、クリーニング装置55Aは、クリーニング装置52Aと同様の構造とすることもできる。
過給機60は、集塵機50の後段に設けられており、集塵機50から送出される燃焼排ガスによって回動されるタービン61と、タービン61の回動を伝達する軸63と、軸63によって回動を伝達されることによって圧縮空気を生成するコンプレッサー62とから構成されている。生成された圧縮空気は、燃焼空気として加圧流動炉20供給される。
過給機60のタービン61側の側壁の下部(軸63と直交する部位)には、集塵機50によって不純物が除去された清浄な燃焼排ガスを機器内に供給する供給口93Bが形成され、タービン61側の側壁の下流側(軸63と平行する部位)には、燃焼排ガスを機器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。
起動用送風機65は、加圧流動炉システム1の始動時に、加圧流動炉20の流動空気および、始動用バーナー22に燃焼空気を供給する機器である。起動ブロア65は、配管66、68、96を介して加圧流動炉20に配置された始動用バーナー22の後部に接続され、配管66、68、95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を介して過給機60のコンプレッサー62の供給口67Bに接続されている。
白煙防止用予熱器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、過給機60から排出された燃焼排ガスと白煙防止ファン71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。熱交換により、燃焼排ガスは冷却されるとともに白煙防止用空気は昇温される。白煙防止用予熱器70によって熱交換され冷却された燃焼排ガスは、後段の排煙処理塔80に送出される。白煙防止用予熱器70としてシェルアンドチューブ式熱交換器や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80は、機器外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。
排煙処理塔80は、図1に示すように、一側の側壁の下部には、白煙防止用予熱器70から排出された燃焼排ガスを機器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、白煙防止用予熱器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を介して白煙防止用予熱器70の下部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予熱器70の上部に形成された白煙防止用空気の排出99Aに接続されている。
X=P1+α (α:0〜0.01MPa)
また、設定値Xは、圧力測定手段50Aの測定結果に応じて適宜変更することが可能である。
また、上部抜出装置51の駆動、停止時において、クリーニング装置52Aから上部弁52への洗浄用圧縮気体の供給を停止し、上部抜出装置51の停止後に、クリーニング装置52Aから上部弁52への洗浄用圧縮気体の供給を再開することもできる。
さらに、タンク53の不純物の貯留量によってタンク53内の温度は変動し、不純物の貯留量が多いと不純物の保有熱によりタンク53内の温度は上昇し、不純物の貯留量が少ないとタンク53内の温度は低下するので、タンク53に設けられた温度計53Dで測定される温度によって下部抜出装置54の駆動・停止を制御する構成にすることもでき、例えば温度計53Dで測定された温度が50℃以下になった場合に、下部抜出装置54を停止するのが好適である。
また、クリーニング装置55Aを冷却用圧縮気体と洗浄用圧縮気体を供給可能なクリーニング装置とすることもでき、さらに、下部抜出装置54の駆動、停止時において、クリーニング装置55Aから下部弁55への洗浄用圧縮気体の供給を停止し、下部抜出装置54の停止後に、クリーニング装置55Aから下部弁55への洗浄用圧縮気体の供給を再開することもできる。
20 加圧流動炉
50 集塵機
51 上部抜出装置
52 上部弁
52A クリーニング装置
53 タンク
53A 給排気装置
53B 圧力測定手段
54 下部抜出装置
55 下部弁
55A クリーニング装置
56 搬送装置
57 コンベヤ
60 過給機
61 タービン
62 コンプレッサー
Claims (9)
- 被処理物を燃焼させる加圧流動炉と、該加圧流動炉から排出される燃焼排ガスによって回動するタービンと該タービンの回動に伴って回動し前記加圧流動炉に燃焼空気を供給するコンプレッサーを内装する過給機と、前記加圧流動炉と過給機の間に燃焼排ガス中の不純物を回収する集塵機と、該集塵機中の不純物を搬出する上部抜出装置と不純物を充填するタンクの間に上部弁を有し、該タンク中の不純物を搬出する下部抜出装置と外部の間に下部弁を有する搬送装置を備えた加圧流動炉システムの不純物の搬送方法において、
前記タンク内の圧力を昇圧し、前記上部弁に洗浄用気体を供給した後に、
前記上部弁を駆動して上部抜出装置とタンクを連通し、
前記上部抜出装置を駆動して集塵機内の不純物をタンクに搬出した後に、前記上部抜出装置を停止し、
前記上部弁を駆動して上部抜出装置とタンクを非連通とした後に、
前記上部弁への洗浄用気体の供給を停止することを特徴とする加圧流動炉システムの不純物の搬送方法。 - 前記タンク内の圧力を昇圧し、前記上部弁に洗浄用気体を供給して上部弁内の不純物を除去し、前記上部弁への洗浄用気体の供給を停止した後に、
前記上部弁を駆動して上部抜出装置とタンクを連通し、
前記上部抜出装置を駆動して集塵機内の不純物をタンクに搬出した後に、前記上部抜出装置を停止し、
前記上部弁に洗浄用気体を供給して上部弁内の不純物を除去し、前記上部弁への洗浄用気体の供給を停止した後に、
前記上部弁を駆動して上部抜出装置とタンクを非連通とする請求項1記載の加圧流動炉システムの不純物の搬送方法。 - 前記タンク内の圧力を降圧し、前記下部弁に洗浄用気体を供給した後に、
前記下部弁を駆動して下部抜出装置と外部を連通し、
前記下部抜出装置を駆動してタンク内の不純物を外部に搬出した後に、前記下部抜出装置を停止し、
前記下部弁を駆動して下部抜出装置と外部を非連通とした後に、
前記下部弁への洗浄用気体の供給を停止する請求項1又は2記載の加圧流動炉システムの不純物の搬送方法。 - 前記タンク内の圧力を降圧し、前記下部弁に洗浄用気体を供給して下部弁内の不純物を除去し、前記下部弁への洗浄用気体の供給を停止した後に、
前記下部弁を駆動して下部抜出装置と外部を連通し、
前記下部抜出装置を駆動してタンク内の不純物を外部に搬出した後に、前記下部抜出装置を停止し、
前記下部弁に洗浄用気体を供給して下部弁内の不純物を除去し、前記下部弁への洗浄用気体の供給を停止した後に、
前記下部弁を駆動して下部抜出装置と外部を非連通とする請求項1又は2記載の加圧流動炉システムの不純物の搬送方法。 - 前記タンク内の圧力を前記集塵機内の圧力よりも0〜0.01Mpa高い圧力に昇圧する請求項1又は2記載の加圧流動炉システムの不純物の搬送方法。
- 前記過給機のコンプレッサーから排出される燃焼空気によって前記タンクを昇圧する請求項5記載の加圧流動炉システムの不純物の搬送方法。
- 前記タンク内の圧力を外部の圧力まで降圧する請求項3又は4記載の加圧流動炉システムの不純物の搬送方法。
- 前記タンク内の温度が50℃以下になった場合に、前記下部抜出装置を停止する請求項1〜7のいずれか1項に記載の加圧流動炉システムの不純物の搬送方法。
- 前記上部弁に洗浄用気体が供給されていない間、前記上部弁に冷却用気体を供給する請求項1〜8のいずれか1項に記載の加圧流動炉システムの不純物の搬送方法。
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