JP6448297B2 - 黒液燃焼装置及びこれを有する回収ボイラ - Google Patents

Description

本発明は、黒液を燃焼させる黒液燃焼装置及びこれを有する回収ボイラに関する。

黒液とは、例えば製紙工場等で排出されるＮａ含有廃液である。この黒液を処理する装置としては、燃料成分を含んでいる黒液を燃焼させる黒液燃焼装置を有する回収ボイラがある。回収ボイラは、黒液燃焼装置で黒液を燃焼させ、燃焼することで生成される熱を回収しつつ、燃焼することで生成されるスメルトを回収することで、ナトリウム成分を回収する。

黒液燃焼装置は、例えば、火炉と、黒液を供給する機構と、一次空気を供給する機構、二次空気を供給する機構と、三次空気を供給する機構と、を有し、火炉本体に黒液を投入しつつ、一次空気、二次空気、三次空気を供給することで、黒液を燃焼させる。また、火炉本体の底部には、黒液が粒子状になり堆積したチャーベットが形成される（特許文献１、特許文献２参照）。また、特許文献３に記載の黒液燃焼装置は、二次空気を供給するポートを火炉本体の対向する壁面のそれぞれに配置し、それぞれの面のポートをポートが配置されている壁面に沿った方向において重ならない位置に配置している。

特開平５−２３０７８５号公報 特開平６−２２８８９７号公報 米国特許第６７４２４６３号明細書

黒液燃焼装置及びこれを有する回収ボイラは、三次空気が、黒液の燃焼用の空気として供給され、かつ、エアカーテンとして機能する。つまり、供給する空気がエアカーテンとなり、未燃分の通過を抑制し、ガスの流れ方向下流側に未燃分が到達することを抑制する。供給する空気のエアカーテンとしての効果が低下すると、未燃分が下流側に到達し、熱交換器等に付着して性能を低下させる、また腐食を発生させるため問題である。一方、燃焼のバランスのため、三次空気で使用できる空気の量には限界があり、エアカーテンの機能のために供給する三次空気の割合を増やし過ぎると、燃焼の効率が低下してしまう。

本発明は、上記課題を解決するために、黒液を効率よく燃焼させ、かつ、黒液の飛散を抑制することができる黒液燃焼装置及びこれを有する回収ボイラを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するための本発明は、黒液を燃焼させる黒液燃焼装置であって、前記黒液が燃焼して生成されるチャーベットが下部に堆積するボイラ火炉と、前記ボイラ火炉の内部に前記黒液を供給する黒液供給部と、前記ボイラ火炉の前記黒液供給部よりも鉛直方向下側に配置された複数の第１供給ポートを有し、前記第１供給ポートから一次空気を供給する一次空気供給部と、前記ボイラ火炉の前記黒液供給部よりも鉛直方向下側でかつ前記第１供給ポートよりも鉛直方向上側に配置された複数の第２供給ポートを有し、前記第２供給ポートから二次空気を供給する二次空気供給部と、前記黒液供給部よりも鉛直方向上側に配置された複数の第３供給ポートを有し、前記第３供給ポートから三次空気を供給する三次空気供給部と、を有し、前記三次空気供給部は、前記第３供給ポートが前記ボイラ火炉の対向する面のそれぞれに配置され、前記ボイラ火炉の対向する一方の面に配置された前記第３供給ポートと、前記ボイラ火炉の対向する他方の面に配置された前記第３供給ポートとは、前記第３供給ポートが並んでいる方向においてずれた位置に配置されていることを特徴とする。

前記三次空気供給部は、前記ボイラ火炉の対向する一方の面に配置された前記第３供給ポートと、前記ボイラ火炉の対向する他方の面に配置された前記第３供給ポートとが、前記第３供給ポートが並んでいる方向において重ならない位置に配置されていることが好ましい。

また、前記第３供給ポートは、上段第３供給ポートと、前記上段第３供給ポートよりも鉛直方向下側に配置された下段第３供給ポートと、を有し、前記上段第３供給ポートから供給される空気量と、前記下段第３供給ポートから供給される空気量とが異なることが好ましい。

また、前記第３供給ポートは、前記上段第３供給ポートから供給される空気量が前記下段第３供給ポートから供給される空気量よりも多いことが好ましい。

また、前記上段第３供給ポートは、幅が高さよりも広く、前記下段第３供給ポートは、高さが幅よりも広いことが好ましい。

また、前記上段第３供給ポートは、水平方向よりも下側に向けて三次空気を噴射し、前記下段第３供給ポートは、水平方向または水平方向よりも上側に向けて三次空気を噴射することが好ましい。

また、前記上段第３供給ポートは、前記ボイラ火炉の対向する一方の面に配置された前記第３供給ポートよりも、前記ボイラ火炉の対向する他方の面に配置された前記第３供給ポートの方が供給する空気量が多く、前記下段第３供給ポートは、前記ボイラ火炉の対向する他方の面に配置された前記第３供給ポートよりも、前記ボイラ火炉の対向する一方の面に配置された前記第３供給ポートの方が供給する空気量が多いことが好ましい。

また、前記三次空気供給部は、前記ボイラ火炉の対向する一方の面に配置された前記第３供給ポートの数が偶数の場合、前記ボイラ火炉の対向する他方の面に配置された前記第３供給ポートの数も偶数であり、前記ボイラ火炉の対向する一方の面に配置された前記第３供給ポートの数が奇数の場合、前記ボイラ火炉の対向する他方の面に配置された前記第３供給ポートの数も奇数であることが好ましい。

また、前記二次空気供給部は、前記第２供給ポートが前記ボイラ火炉の対向する面にそれぞれ配置され、前記ボイラ火炉の対向する一方の面に配置された前記第２供給ポートと、前記ボイラ火炉の対向する他方の面に配置された前記第２供給ポートとは、前記第２供給ポートが並んでいる方向においてずれた位置に配置されていることが好ましい。

また、前記二次空気は、前記チャーベットの上端に向けて前記二次空気を噴射することが好ましい。

また、前記ボイラ火炉のチャーベットに含まれるスメルトを回収するスメルト回収部をさらに有し、前記スメルト回収部は、前記ボイラ火炉の底面から鉛直方向上側に向けて伸び、鉛直方向上側の端部が、前記二次空気供給部よりも鉛直方向下側となる回収管を有することが好ましい。

上述した課題を解決するための本発明は、回収ボイラであって、上記のいずれかに記載の黒液燃焼装置と、前記ボイラ火炉で生成された排ガスの流れ方向において、前記三次空気供給部よりも下流側に配置され、前記排ガスとの間で熱交換を行う熱交換器と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、黒液を効率よく燃焼させ、かつ、黒液の飛散を抑制することができる。

図１は、第１実施形態に係る黒液燃焼装置を有する回収ボイラの概略構成を示す模式図である。 図２は、黒液燃焼装置の概略構成を示す模式図である。 図３は、ボイラ火炉の展開図である。 図４は、二次空気供給部と三次空気供給部とを説明するための説明図である。 図５は、二次空気供給部を説明するための説明図である。 図６は、三次空気供給部を説明するための説明図である。 図７は、三次空気供給部を説明するための説明図である。 図８は、三次空気供給部を説明するための説明図である。 図９は、第２実施形態の黒液燃焼装置の二次空気供給部と三次空気供給部とを説明するための説明図である。 図１０は、図９に示す二次空気供給部を説明するための説明図である。 図１１は、図９に示す二次空気供給部を説明するための説明図である。 図１２は、図９に示す三次空気供給部を説明するための説明図である。 図１３は、図９に示す三次空気供給部を説明するための説明図である。 図１４は、第３実施形態の黒液燃焼装置の二次空気供給部と三次空気供給部とを説明するための説明図である。 図１５は、第４実施形態の黒液燃焼装置の二次空気供給部と三次空気供給部とを説明するための説明図である。 図１６は、図１５に示す二次空気供給部を説明するための説明図である。 図１７は、図１５に示す二次空気供給部を説明するための説明図である。 図１８は、図１５に示す三次空気供給部を説明するための説明図である。 図１９は、図１５に示す三次空気供給部を説明するための説明図である。 図２０は、第５実施形態の黒液燃焼装置の二次空気供給部と三次空気供給部とを説明するための説明図である。 図２１は、第６実施形態の黒液燃焼装置の三次空気供給部を説明するための説明図である。 図２２は、第６実施形態の黒液燃焼装置の三次空気供給部を説明するための説明図である。 図２３は、第７実施形態の黒液燃焼装置を説明するための説明図である。 図２４は、第７実施形態の黒液燃焼装置を説明するための説明図である。

以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る黒液燃焼装置を有する回収ボイラの概略構成を示す模式図である。図１に示すように、第１実施形態に係る回収ボイラ１０は、例えば製紙工場等で排出されるパルプ蒸解廃液（Ｎａ含有廃液）である黒液を燃焼し、発生した熱を回収しつつ、燃焼させた黒液からナトリウム成分を回収する。回収ボイラ１０は、黒液燃焼装置１２と、煙道１４と、熱交換器ユニット１５と、集塵機１６と、悪臭物質除去手段１８と、煙突２０と、を有する。

黒液燃焼装置１２は、黒液を燃焼させて排ガスを生成しつつ、黒液を燃焼することで生成されるスメルトを回収する。黒液燃焼装置１２については後述する。煙道１４は、黒液燃焼装置１２と接続され、黒液燃焼装置１２で生成される排ガスを流通させる配管である。熱交換器ユニット１５は、黒液燃焼装置１２及び煙道１４に配置され、排ガスとの間の熱交換を行い、排ガスの熱を吸収する。熱交換器ユニット１５は、過熱器１５ａと、蒸発器１５ｂと、節炭器１５ｃと、を有し、排ガスの流れ方向上流からこの順に配置されている。過熱器１５ａと、蒸発器１５ｂと、節炭器１５ｃとは、排ガスによって熱媒を加熱させることで、排ガスの熱を回収する。また、熱交換器ユニット１５は、加熱された熱媒で発電機に接続されたタービン等を回転させることで、熱エネルギを電気エネルギに変換する。熱交換器ユニット１５の組み合わせはこれに限定されない。

集塵機１６は、排ガスの流れ方向において、煙道１４の熱交換器ユニット１５の下流側に配置されている。集塵機１６は、電気集塵機等の煤塵を捕集する装置である。集塵機１６は、排ガスに含まれる煤塵を回収する。悪臭物質除去手段１８は、排ガスの流れ方向において、煙道１４の集塵機１６の下流側に配置されている。悪臭物質除去手段１８は、排ガス中のＮＯ₂を除去する。煙突２０は、悪臭物質除去手段１８を通過した排ガスが流れる煙道１４と接続されている。煙突２０は、悪臭物質除去手段１８を通過した排ガスを大気中に排出する。なお、回収ボイラ１０は、熱交換器ユニット１５の下流側の構造は、種々の構造とすることができ、排ガスを浄化する他の種々の装置を配置してもよいし、悪臭物質除去手段１８等を配置しなくてもよい。

次に、図１に加え、図２から図８を用いて黒液燃焼装置について説明する。図２は、黒液燃焼装置の概略構成を示す模式図である。図３は、ボイラ火炉の展開図である。図４は、二次空気供給部と三次空気供給部とを説明するための説明図である。図５は、二次空気供給部を説明するための説明図である。図６は、三次空気供給部を説明するための説明図である。図７は、三次空気供給部を説明するための説明図である。図８は、三次空気供給部を説明するための説明図である。

黒液燃焼装置１２は、ボイラ火炉２２と、黒液供給部２４と、一次空気供給部２６と、二次空気供給部２８と、三次空気供給部３０と、燃料供給部３２と、スメルト回収部３４と、を有する。

ボイラ火炉２２は、黒液と空気が供給され、黒液を燃焼させる箱である。ボイラ火炉２２は、前面４０と、左側面４２と、背面４４と、右側面４６と、底面４８と、を有する。ボイラ火炉２２は、上面が煙道１４と繋がっている。ボイラ火炉２２は、水平断面が四角になる構造であり、前面４０と背面４４とが向かい合い、左側面４２と右側面４６とが向かい合う。また、ボイラ火炉２２は、鉛直方向下側の面が底面４８となる。ボイラ火炉２２は、底面４８に黒液の一部が火炉の底に堆積する。これにより、底面４８には、黒液が堆積したチャーベットＣが形成される。

黒液供給部２４は、ボイラ火炉２２に黒液を供給する。黒液供給部２４は、黒液供給源５０と配管５２と黒液供給ノズル５４とを有する。黒液供給源５０は、黒液を貯留するタンクと黒液を送るポンプ、黒液を加熱する黒液加熱部等を有する。黒液供給源５０は、黒液を加熱して配管５２に供給する。配管５２は、黒液供給源５０と黒液供給ノズル５４とを接続する。配管５２は、黒液供給源５０から供給される黒液を黒液供給ノズル５４におくる。黒液ノズル５４は、配管５２から供給される黒液を噴射する。黒液ノズル５４は、ボイラ火炉２２の前面４０、左側面４２、背面４４、右側面４６のそれぞれに複数配置されている。複数の黒液ノズル５４は、水平方向に並んで、つまり鉛直方向の同じ位置に配置されている。黒液供給部２４は、黒液供給ノズル５４から黒液５９を噴射することで、ボイラ火炉２２内に黒液５９を供給する。黒液供給部２４は、黒液２９に、集塵機１６で補集された補集灰とＮａ₂ＳＯ₄を混合してもよい。

一次空気供給部２６は、空気供給源６０と一次空気供給管６２と風箱６３と第１供給ポート６４と流量調整弁６６とを有する。空気供給源６０は、黒液の燃焼に用いる一次空気を送る装置であり、送風ファン等である。空気供給源６０は、一次空気供給管６２に空気を供給する。一次空気供給管６２は、空気供給源６０と第１供給ポート６４とを接続する。一次空気供給管６２は、空気供給源６０から供給される一次空気を風箱６３に送る。風箱６３は、ボイラ火炉２２の周囲、前面４０、左側面４２、背面４４、右側面４６の外側を囲うように配置されている。また、風箱６３は、鉛直方向において、黒液供給ノズル５４よりも下側でボイラ火炉２２の底面４８の近傍に配置されている。風箱６３は、第１供給ポート６４に一次空気を送る。第１供給ポート６４は、風箱６３から供給される一次空気を噴射する。第１供給ポート６４は、ボイラ火炉２２の前面４０、左側面４２、背面４４、右側面４６のそれぞれに複数配置されている。複数の第１供給ポート６４は、水平方向に並んで、つまり鉛直方向の同じ位置に配置されている。第１供給ポート６４は、鉛直方向において、黒液供給ノズル５４よりも下側でボイラ火炉２２の底面４８の近傍に配置されている。流量調整弁６６は、第１供給ポート６４から噴射する空気の量を調整する弁である。

一次空気供給部２６は、第１供給ポート６４から一次空気６９を噴射することで、ボイラ火炉２２内に一次空気６９を供給する。また、第１供給ポート６４は、ボイラ火炉２２の底面４８の近傍に配置されており、チャーベットＣが配置されている領域に一次空気６９を供給する。

二次空気供給部２８は、空気供給源７０と二次空気供給管７２と風箱７３と第２供給ポート７４と流量調整弁７７とを有する。空気供給源７０は、黒液の燃焼に用いる二次空気を送る装置であり、送風ファン等である。空気供給源７０は、二次空気供給管７２に空気を供給する。二次空気供給管７２は、空気供給源７０と第２供給ポート７４とを接続する。二次空気供給管７２は、空気供給源７０から供給される二次空気を風箱７３に送る。風箱７３は、ボイラ火炉２２の周囲、前面４０と背面４４のそれぞれの外側に配置されている。また、風箱７３は、鉛直方向において、黒液供給ノズル５４よりも下側で風箱６３よりも上側に配置されている。風箱７３は、第２供給ポート７４に二次空気を送る。

第２供給ポート７４は、風箱７３から供給される二次空気を噴射する。第２供給ポート７４は、ボイラ火炉２２の前面４０、背面４４のそれぞれに複数配置されている。ボイラ火炉２２の前面４０に配置されている第２供給ポート７４を第２供給ポート７４ａとし、ボイラ火炉２２の背面４４に配置されている第２供給ポート７４を第２供給ポート７４ｂとする。第２供給ポート７４は、鉛直方向において、黒液供給ノズル５４よりも下側で第１供給ポート６４よりも上側に配置されている。

また、複数の第２供給ポート７４は、上段第２供給ポート７６と、下段第２供給ポート７８とを有する。上段第２供給ポート７６は、水平方向に並んで、つまり鉛直方向の同じ位置に配置されている。下段第２供給ポート７８は、水平方向に並んで、つまり鉛直方向の同じ位置に配置されている。下段第２供給ポート７８は、上段第２供給ポート７６の鉛直方向側に配置されている。

また、二次空気供給部２８は、図５に示すように、第２供給ポート７４のうち、前面（フロント面）４０に配置した第２供給ポート７４をフロント側第２供給ポート７４ａとし、背面（リア面）４４に配置した第２供給ポート７４をリア側第２供給ポート７４ｂとする。この場合、フロント側第２供給ポート７４ａとリア側第２供給ポート７４ｂは、前面４０、背面４４のそれぞれに水平方向に並んで配置されている。また、フロント側第２供給ポート７４ａは、対向する面である背面４４に向けて、点線１１２に沿った向きに二次空気７９ａを噴射する。リア側第２供給ポート７４ｂは、対向する面である前面４０に向けて、点線１１４に沿った向きに二次空気７９ｂを噴射する。

二次空気供給部２８は、図５に示すように、第２供給ポートが並んでいる方向（本実施形態においては、水平方向でかつ前面４０及び背面４４に平行な方向）において、フロント側第２供給ポート７４ａとリア側第２供給ポート７４ｂとが重ならない位置に配置されている。本実施形態では、フロント側第２供給ポート７４ａの方がリア側第２供給ポート７４ｂよりも多く配置されており、第２供給ポートが並んでいる方向において中央に近い２つのフロント側第２供給ポート７４ａの間にリア側第２供給ポート７４ｂに配置されていない。その他の位置では、第２供給ポートが並んでいる方向において、フロント側第２供給ポート７４ａとリア側第２供給ポート７４ｂとが交互に配置されている。これにより、フロント側第２供給ポート７４ａから二次空気７９ａが放出される方向である点線１１２と、リア側第２供給ポート７４ｂから二次空気７９ｂが放出される方向である点線１１４とが重ならない。つまり、二次空気供給部２８は、二次空気７９ａと二次空気７９ｂとが、互いの間を埋めるように（インターレス、交絡する状態で）、それぞれの面から二次空気を噴射させる。二次空気供給部２８は、上段第２供給ポート７６と、下段第２供給ポート７８との両方が図５に示す配置であることが好ましいが、いずれか一方が図５に示す配置でもよい。

流量調整弁７７は、上段第２供給ポート７６に設けられている。流量調整弁７７は、上段第２供給ポート７６から噴射する空気の量を調整する弁である。流量調整弁７７は、下段第２供給ポート７８に設けてもよい。

二次空気供給部２８は、第２供給ポート７４から二次空気７９を噴射することで、ボイラ火炉２２内に二次空気７９を供給する。二次空気供給部２８は、フロント側第２供給ポート７４ａからボイラ火炉２２内に二次空気７９ａを供給し、リア側第２供給ポート７４ｂからボイラ火炉２２内に二次空気７９ｂを供給する。また、第２供給ポート７４は、チャーベットＣが配置されている領域の鉛直方向上側の端部に二次空気７９を供給する。二次空気供給部２８は、二次空気７９を供給することで、吹き付けている位置のチャーベットＣに積層される黒液の粒子を移動させ、チャーベットＣの鉛直方向上側の端部の位置を、二次空気を吹き付けている位置以下とする。つまり、チャーベットＣの高さＨを、二次空気を吹き付けている位置以下とする。

三次空気供給部３０は、空気供給源８０と三次空気供給管８２と風箱８３と第３供給ポート８４と流量調整弁８７とを有する。空気供給源８０は、黒液の燃焼に用いる三次空気を送る装置であり、送風ファン等である。空気供給源８０は、三次空気供給管８２に空気を供給する。三次空気供給管８２は、空気供給源８０と第３供給ポート８４とを接続する。三次空気供給管８２は、空気供給源８０から供給される三次空気を風箱８３に送る。風箱８３は、ボイラ火炉２２の周囲、前面４０と背面４４のそれぞれの外側に配置されている。また、風箱８３は、鉛直方向において、黒液供給ノズル５４よりも上側に配置されている。風箱８３は、第３供給ポート８４に三次空気を送る。

第３供給ポート８４は、風箱８３から供給される三次空気を噴射する。第３供給ポート８４は、ボイラ火炉２２の前面４０、背面４４のそれぞれに複数配置されている。ボイラ火炉２２の前面４０に配置されている第３供給ポート８４を第３供給ポート８４ａとし、ボイラ火炉２２の背面４４に配置されている第３供給ポート８４を第３供給ポート８４ｂとする。第３供給ポート８４は、鉛直方向において、黒液供給ノズル５４よりも上側に配置されている。

また、複数の第３供給ポート８４は、上段第３供給ポート８６と、下段第３供給ポート８８とを有する。上段第３供給ポート８６は、水平方向に並んで、つまり鉛直方向の同じ位置に配置されている。下段第３供給ポート８８は、水平方向に並んで、つまり鉛直方向の同じ位置に配置されている。下段第３供給ポート８８は、上段第３供給ポート８６の鉛直方向側に配置されている。

また、三次空気供給部３０は、図６に示すように、第３供給ポート８４のうち、前面（フロント面）４０に配置した第３供給ポート８４をフロント側第３供給ポート８４ａとし、背面（リア面）４４に配置した第３供給ポート８４をリア側第３供給ポート８４ｂとする。この場合、フロント側第３供給ポート８４ａとリア側第３供給ポート８４ｂは、前面４０、背面４４のそれぞれに水平方向に並んで配置されている。また、フロント側第３供給ポート８４ａは、対向する面である背面４４に向けて、点線１２２に沿った向きに三次空気８９ａを噴射する。リア側第３供給ポート８４ｂは、対向する面である前面４０に向けて、点線１２４に沿った向きに三次空気８９ｂを噴射する。

三次空気供給部３０は、図６に示すように、第３供給ポートが並んでいる方向において、フロント側第３供給ポート８４ａとリア側第３供給ポート８４ｂとが重ならない位置に配置されている。本実施形態では、第３供給ポートが並んでいる方向において、フロント側第３供給ポート８４ａとリア側第３供給ポート８４ｂとが交互に配置されている。これにより、フロント側第３供給ポート８４ａから三次空気８９ａが放出される方向である点線１２２と、リア側第３供給ポート８４ｂから三次空気８９ｂが放出される方向である点線１２４とが重ならない。つまり、三次空気供給部３０は、三次空気８９ａと三次空気８９ｂとが、互いの間を埋めるように（インターレス、交絡する状態で）、それぞれの面から三次空気を噴射させる。三次空気供給部３０は、上段第３供給ポート８６と、下段第３供給ポート８８との両方が図６に示す配置であることが好ましいが、いずれか一方が図６に示す配置でもよい。

流量調整弁８７は、上段第３供給ポート８６に設けられている。流量調整弁８７は、上段第３供給ポート８６から噴射する空気の量を調整する弁である。流量調整弁８７は、下段第３供給ポート８８に設けてもよい。

三次空気供給部３０は、第３供給ポート８４から三次空気８９を噴射することで、ボイラ火炉２２内に三次空気８９を供給する。三次空気供給部３０は、第３供給ポート８４ａからボイラ火炉２２内に三次空気８９ａを供給し、第３供給ポート８４ｂからボイラ火炉２２内に三次空気８９ｂを供給する。また、第３供給ポート８４は、黒液供給ノズル５４よりも鉛直方向上側に三次空気８９を供給する。三次空気供給部３０は、三次空気８９を供給することで、黒液供給ノズル５４と熱交換器ユニット１５との間に三次空気８９が供給されている空間を設ける。これにより、三次空気供給部３０は、三次空気８９を噴射し、エアカーテンを形成することで、排ガスとともに鉛直方向上側に移動する黒液の粒子成分を吹き飛ばし、三次空気８９が供給されている空間よりも上側に黒液の粒子成分が上昇することを抑制する。

ここで、空気供給源６０、７０、８０は、１つの空気供給源としてもよい。つまり、１つの空気供給源から供給する空気を一次空気、二次空気、三次空気に分けてもよい。また、空気供給源６０、７０、８０は、空気予熱器で予熱した空気を供給することが好ましい。空気予熱器は、排ガスと熱交換を行い、空気を加熱することが好ましい。

燃料供給部３２は、ボイラ火炉２２に燃料を供給する。燃料としては、軽油、重油等の液体燃料や、天然ガス等のガス燃料を用いることができる。燃料供給部３２は、燃料供給源９０と、燃料配管９２と、スタートバーナ９４と、ロードバーナ９６と、を有する。燃料供給源９０は、燃料を貯留するタンクと燃料を送るポンプ等を有する。燃料供給源９０は、燃料を燃料配管９２に供給する。配管５２は、黒液供給源５０と黒液供給ノズル５４とを接続する。燃料配管９２は、燃料供給源９０から供給される燃料をスタートバーナ９４とロードバーナ９６に送る。スタートバーナ９４は、燃料配管９２から供給される燃料を噴射する。スタートバーナ９４は、ボイラ火炉２２の前面４０、左側面４２、背面４４、右側面４６のそれぞれに複数配置されている。スタートバーナ９４は、鉛直方向において、第２供給ポート７４と同じ高さに配置されている。なお、スタートバーナ９４の配置位置は、ボイラ火炉２２のチャーベットＣが形成される領域の近傍であればよく、第２供給ポート７４と同じ高さに限定されない。ロードバーナ９６は、燃料配管９２から供給される燃料を噴射する。ロードバーナ９６は、ボイラ火炉２２の背面４４に複数配置されている。ロードバーナ９６は、鉛直方向において、黒液供給ノズル８６よりも上側に配置されている。

燃料供給部３２は、黒液燃焼装置１２での燃焼開始時にスタートバーナ９４から燃料を噴射し、黒液の燃焼を補助する。また、燃料供給部３２は、必要に応じて、ロードバーナ９６から燃料を噴射し、黒液の燃焼を補助する。

スメルト回収部３４は、チャーベットＣで黒液が燃焼されることで生成されるスメルトＳを回収する。スメルトＳは、黒液の溶融物でありＮａ₂ＣＯ₃とＮａ₂Ｓが主成分となる。スメルトＳは、Ｎａ₂ＣＯ₃が約７０％、Ｎａ₂Ｓが約２０％含まれる。また、スメルトＳには、Ｎａ₂ＳＯ₄、Ｎａ₂ＳＯ₃、Ｎａ₂ＳｉＯ₃、ＮａＯＨ等も含まれる。スメルト回収部３４は、排出配管１０２と回収タンク１０４とを有する。排出配管１０２は、ボイラ火炉２２の底面４８のチャーベットＣにあるスメルトＳをボイラ火炉２２から排出する配管である。排出配管１０２は、ボイラ火炉２２の背面４４に複数配置されている。排出配管１０２は、鉛直方向において、第１供給ポート７４の下側で、底面４８に配置されている。回収タンク１０４は、排出配管１０２から排出されたスメルトＳを貯留する。

回収ボイラ１０は、黒液燃焼装置１２に黒液を投入しつつ、一次空気、二次空気及び三次空気を供給することで、黒液と黒液の粒子成分が堆積したチャーベットＣを燃焼させる。黒液燃焼装置１２は、一次空気、二次空気及び三次空気のバランスを調整することで、適切な燃焼雰囲気とする。また、回収ボイラ１０は、黒液とチャーベットＣを燃焼させることで、スメルトＳを生成し、回収することで、アルカリ成分を回収する。また、回収ボイラ１０は、黒液燃焼装置１２で生成される排ガスの熱を熱交換器ユニット１５で回収する。また、回収ボイラ１０は、集塵機１６と悪臭物質除去装置１８で排ガスに含まれる物質を回収した後、煙突２０から排出する。

また、黒液燃焼装置１２は、二次空気７９を供給することで、チャーベットＣの鉛直方向上側の高さをＨ以下とする。具体的には、黒液燃焼装置１２は、二次空気７９のボイラ火炉２２の中央に到達する空気量をチャーベットＣの上部に堆積した粒子を吹き飛ばすことができる空気量とする。つまり、チャーベットＣが二次空気７９を吹き付ける位置よりも上側に堆積した場合、チャーベットＣを崩すことができる空気量とする。空気量は、空気の質量Ｍ×噴出し流速Ｖ［ｍ／ｓ］となる。

また、黒液燃焼装置１２は、三次空気を供給することで、黒液に含まれる物質や、灰が排ガスの流れ方向下流側に移動することを抑制する。具体的には、黒液燃焼装置１２は、排ガスの上昇流とボイラ火炉２２の大きさに基づいて、エアカーテンとしての機能を維持できる水平流速の三次空気を供給する。図７及び図８は、ボイラ火炉内の位置と三次空気の水平流速との関係を示す図である。図７及び図８は、横軸がボイラ火炉内の位置であり、縦軸が三次空気の水平流速となる。図７に示すように、三次空気の空気量を調整し、水平流速を適切にすることで、前面４０と背面４４との中点である中心部での三次空気８９ａ、８９ｂの水平流速を高く維持することができる。これにより、上昇流によって搬送される異物が三次空気８９ａ、８９ｂを突き抜けて、鉛直方向上側に搬送される量を少なくすることができる。これに対して空気量が少ないと、図８に示すように、比較三次空気１２９ａ、１２９ｂの前面４０と背面４４との中点である中心部での水平流速が前面４０と背面４４での水平流速よりも低くなり、上昇流によって搬送される異物が比較三次空気１２９ａ、１２９ｂを突き抜けて、鉛直方向上側に搬送される量が多くなってしまう。

黒液燃焼装置１２は、第３供給ポート８４が並んでいる方向において、フロント側第３供給ポート８４ａと、リア側第３供給ポート８４ｂとを重ならない位置に配置することで、三次空気８９ａと三次空気８９ｂとをぶつかりにくい状態で噴射することができる。このように、三次空気８９ａと三次空気８９ｂとをぶつかりにくい状態とすることで、三次空気８９ａと三次空気８９ｂがぶつかって三次空気の流速等が低下することを抑制することができ、エアカーテンとしての機能を高く維持することができる。また、エアカーテンとしての機能を高くできることで、黒液に含まれる物質が排ガスの流れ方向において下流側に流れることを抑制することができる。また、エアカーテンとしての機能を高くできることで、三次空気８９を噴射する領域よりも鉛直方向下側、排ガス（燃焼ガス）の流れ方向上流側を酸素雰囲気に維持することができ、黒液を好適に燃焼できる雰囲気を維持することができる。また、エアカーテンの機能を効果的に実現できることで、三次空気として必要な空気の増加を抑制でき、一次空気と二次空気と三次空気とのバランスを維持しやすくすることができる。また、空気を効率的に供給できることで、ボイラ火炉２２の上部での炉壁熱流速を向上させることができ、かつ、ボイラ火炉２２の出口の排ガスの温度を効率的に下げることができる。

また、三次空気供給部３０は、空気供給源８０で空気を加熱し、第３供給ポート８４から加熱した空気を噴射させることで、流速を増加させることができ、流量を大きくすることができる。これにより、エアカーテンとしての機能をより好適に得ることができる。

また、三次空気供給部３０は、フロント側第３供給ポート８４ａの数が偶数の場合、リア側第３供給ポート８４ｂの数も偶数とし、フロント側第３供給ポート８４ａの数が奇数の場合、リア側第３供給ポート８４ｂの数も奇数とすることが好ましい。これにより、エアカーテンの効果を効率よく得ることができる。

ここで、二次空気は、黒液の燃焼用の空気として供給され、かつ、チャーベットの形状を成形する。二次空気の場合も三次空気と同様に、燃焼のバランスのため、二次空気で使用できる空気の量には限界があり、チャーベットの形状を成形するために供給する二次空気の割合を増やし過ぎると、燃焼の効率が低下してしまう。

これに対して、本実施形態の二次空気供給部２８は、第２供給ポート７４が並んでいる方向において、フロント側第２供給ポート７４ａと、リア側第２供給ポート７４ｂとを重ならない位置に配置し、かつ、フロント側第２供給ポート７４ａの数が偶数の場合、リア側第２供給ポート７４ｂの数も偶数とし、フロント側第２供給ポート７４ａの数が奇数の場合、リア側第２供給ポート７４ｂの数も奇数とすることで、チャーベットＣの高さを好適に抑制することができ、また、チャーベットＣが燃焼しやすい状態を維持することができる。これにより、チャーベットＣの燃焼温度を上げて、窒素酸化物のヒュームを増加させ、炭酸塩による浸炭腐食を低減することができる。また、二次空気供給部２８は、二次空気７９ａと二次空気７９ｂとをぶつかりにくい状態で噴射することで、エアカーテンの効果も効率よく得ることができる。また、チャーベットＣの高さを設定した高さ以下とすることで、チャーベットＣの上端と三次空気を供給する位置までの距離を所定距離以上とすることができ、チャーベットの粒子が三次空気を供給する位置まで舞い上がることを抑制することができる。

また、二次空気供給部２８は、第２供給ポート７４が並んでいる方向において、中心側に配置された一方の面の第２供給ポートの間に他方の面の第２供給ポートが配置されない配置とすることが好ましい。これにより、第２供給ポート７４が並んでいる方向の中心から、ボイラ火炉２２の中心に向けて同じ方向から二次空気を供給することができる。これにより、チャーベットＣの高さ方向が最も高くなる点に同じ方向から二次空気を供給することができ、チャーベットＣを崩す力をより大きくすることができる。

本実施形態の黒液燃焼装置１２は、フロント側第３供給ポート８４ａとリア側第３供給ポート８４ｂと第３供給ポート８４は並んでいる方向において、重ならない位置に配置したが、ずれていればよく、一部が重なっていてもよい。また、本実施形態の黒液燃焼装置１２は、フロント側第２供給ポート７４ａとリア側第２供給ポート７４ｂと第２供給ポート７４は並んでいる方向において、重ならない位置に配置したが、ずれていればよく、一部が重なっていてもよい。

ここで、上記実施形態では、フロント側第２供給ポート７４ａとリア側第２供給ポート７４ｂとをずらして配置したが、同じ位置、つまり点線１１２、１１４が重なる位置に配置してもよい。

［第２実施形態］
図９は、第２実施形態の黒液燃焼装置の二次空気供給部と三次空気供給部とを説明するための説明図である。図１０、図１１は、それぞれ図９に示す二次空気供給部を説明するための説明図である。図１２、図１３は、それぞれ図９に示す三次空気供給部を説明するための説明図である。なお、図９から図１３において空気量の差をわかりやすく示すために、二次空気、三次空気は、空気量が大きいほど長い矢印で示す。この点は、他の実施形態でも同様である。

第２実施形態の黒液燃焼装置１２ａは、二次空気供給部から噴射する二次空気のバランスと、三次空気供給部から噴射する三次空気のバランス以外の構成が、第１実施形態の黒液燃焼装置１２と同様である。第１実施形態の黒液燃焼装置１２と同様の構成の部分については、説明を省略する。

図９に示す黒液燃焼装置１２ａは、黒液燃焼装置１２と同様に、第２供給ポート７４が上段第２供給ポート７６と下段第２供給ポート７８との二段で配置されており、第３供給ポート８４が上段第３供給ポート８６と下段第３供給ポート８８との二段で配置されている。

黒液燃焼装置１２ａは、上段第２供給ポート７６のフロント側上段第２供給ポート７６ａから二次空気１３０ａを噴射し、リア側上段第２供給ポート７６ｂから二次空気１３０ｂを噴射する。上段第２供給ポート７６は、図１０に示すように上段第２供給ポート７６が並んでいる方向において、フロント側上段第２供給ポート７６ａとリア側上段第２供給ポート７６ｂとが、重ならない位置に配置されている。黒液燃焼装置１２ａは、下段第２供給ポート７８のフロント側下段第２供給ポート７８ａから二次空気１３２ａを噴射し、リア側下段第２供給ポート７８ｂから二次空気１３２ｂを噴射する。下段第２供給ポート７８は、図１１に示すように下段第２供給ポート７８が並んでいる方向において、フロント側下段第２供給ポート７８ａとリア側下段第２供給ポート７８ｂとが、重ならない位置に配置されている。

黒液燃焼装置１２ａは、二次空気１３０ａ、１３０ｂの空気量を二次空気１３２ａ、１３２ｂの空気量よりも多くする。空気量の差は、流量調整弁の開度や、ポートの設計時の形状等で調整することができる。

黒液燃焼装置１２ａは、上段第３供給ポート８６のフロント側上段第３供給ポート８６ａから三次空気１３４ａを噴射し、リア側上段第３供給ポート８６ｂから三次空気１３４ｂを噴射する。上段第３供給ポート８６は、図１２に示すように上段第３供給ポート８６が並んでいる方向において、フロント側上段第３供給ポート８６ａとリア側上段第３供給ポート８６ｂとが、重ならない位置に配置されている。黒液燃焼装置１２ａは、下段第３供給ポート８８のフロント側下段第３供給ポート８８ａから三次空気１３６ａを噴射し、リア側下段第３供給ポート８８ｂから三次空気１３６ｂを噴射する。下段第３供給ポート８８は、図１３に示すように下段第３供給ポート８８が並んでいる方向において、フロント側下段第３供給ポート８８ａとリア側下段第３供給ポート８８ｂとが、重ならない位置に配置されている。

黒液燃焼装置１２ａは、三次空気１３４ａ、１３４ｂの空気量を三次空気１３６ａ、１３６ｂの空気量よりも多くする。空気量の差は、流量調整弁の開度や、ポートの設計時の形状等で調整することができる。

黒液燃焼装置１２ａは、三次空気１３４ａ、１３４ｂの空気量を三次空気１３６ａ、１３６ｂの空気量よりも多くし、一方の段から噴射される空気量を多くすることで、エアカーテンをより好適に形成することができ、黒液の粒子等の未燃分や腐食を発生させる物質が、排ガスの流れ方向下流側に流れることを抑制することができる。

また、黒液燃焼装置１２ａは、三次空気１３４ａ、１３４ｂの空気量を三次空気１３６ａ、１３６ｂの空気量よりも多くすることで、つまり鉛直方向上側から噴射されている三次空気１３４ａ、１３４ｂを鉛直方向下側から噴射されている三次空気１３６ａ、１３６ｂよりも多くすることで、エアカーテンで塞がれている領域により多くの空気を滞留させることができる。

黒液燃焼装置１２ａは、二次空気１３０ａ、１３０ｂの空気量を二次空気１３２ａ、１３２ｂの空気量よりも多くし、一方の段から噴射される空気量を多くすることで、チャーベットＣを崩す力をより大きくすることができ、チャーベットＣの高さを好適に維持することができる。また、エアカーテンの効果も好適に得ることができる。

また、黒液燃焼装置１２ａは、二次空気１３０ａ、１３０ｂの空気量を二次空気１３２ａ、１３２ｂの空気量よりも多くすることで、つまり鉛直方向上側から噴射されている二次空気１３０ａ、１３０ｂを鉛直方向下側から噴射されている二次空気１３２ａ、１３２ｂよりも多くすることで、エアカーテンで塞がれている領域により多くの空気を滞留させることができる。

［第３実施形態］
図１４は、第３実施形態の黒液燃焼装置の二次空気供給部と三次空気供給部とを説明するための説明図である。第３実施形態の黒液燃焼装置１２ｂは、二次空気供給部から噴射する二次空気のバランスと、三次空気供給部から噴射する三次空気のバランスが第２実施形態の黒液燃焼装置１２ａと逆になる。第２実施形態の黒液燃焼装置１２ａと同様の構成の部分については、説明を省略する。

黒液燃焼装置１２ｂは、上段第２供給ポート７６のフロント側上段第２供給ポート７６ａから二次空気１４０ａを噴射し、リア側上段第２供給ポート７６ｂから二次空気１４０ｂを噴射する。黒液燃焼装置１２ｂは、下段第２供給ポート７８のフロント側下段第２供給ポート７８ａから二次空気１４２ａを噴射し、リア側下段第２供給ポート７８ｂから二次空気１４２ｂを噴射する。黒液燃焼装置１２ｂは、二次空気１４０ａ、１４０ｂの空気量を二次空気１３２ａ、１３２ｂの空気量よりも少なくする。

黒液燃焼装置１２ｂは、上段第３供給ポート８６のフロント側上段第３供給ポート８６ａから三次空気１４４ａを噴射し、リア側上段第３供給ポート８６ｂから三次空気１４４ｂを噴射する。黒液燃焼装置１２ｂは、下段第３供給ポート８８のフロント側下段第３供給ポート８８ａから三次空気１４６ａを噴射し、リア側下段第３供給ポート８８ｂから三次空気１４６ｂを噴射する。黒液燃焼装置１２ａは、三次空気１４４ａ、１４４ｂの空気量を三次空気１４６ａ、１４６ｂの空気量よりも少なくする。

黒液燃焼装置１２ｂのように、下側のポートの空気量を上側のポートの空気量よりも多くすることでも、一方のポートの空気量を他方のポートの空気量よりも多くすることで得られるエアカーテンの効果や、チャーベットＣを崩す効果を好適に得ることができる。

このように、黒液燃焼装置は、上段第３供給ポートから供給される空気量と、前記下段第３供給ポートから供給される空気量とが異なることでエアカーテンの効果を好適に得ることができる、また、黒液燃焼装置は、上段第２供給ポートから供給される空気量と、前記下段第２供給ポートから供給される空気量とが異なることでチャーベットＣを崩す効果を好適に得ることができる。

［第４実施形態］
図１５は、第４実施形態の黒液燃焼装置の二次空気供給部と三次空気供給部とを説明するための説明図である。図１６、図１７は、それぞれ図１５に示す二次空気供給部を説明するための説明図である。図１８、図１９は、それぞれ図１５に示す三次空気供給部を説明するための説明図である。

第４実施形態の黒液燃焼装置１２ｃは、二次空気供給部から噴射する二次空気のバランスと、三次空気供給部から噴射するポートの形状以外の構成が、第１実施形態の黒液燃焼装置１２と同様である。第１実施形態の黒液燃焼装置１２と同様の構成の部分については、説明を省略する。

図１５に示す黒液燃焼装置１２ｃは、黒液燃焼装置１２と同様に、第２供給ポート１７４が上段第２供給ポート１７６と下段第２供給ポート１７８との二段で配置されており、第３供給ポート１８４が上段第３供給ポート１８６と下段第３供給ポート１８８との二段で配置されている。

黒液燃焼装置１２ｃは、図１６に示すように、上段第２供給ポート１７６から二次空気１７９ａを噴射する。上段第２供給ポート１７６は、上段第２供給ポート１７６が並んでいる方向において、フロント側の上段第２供給ポート１７６とリア側の上段第２供給ポート１７６とが、重ならない位置に配置されている。黒液燃焼装置１２ｃは、図１７に示すように、下段第２供給ポート１７８から二次空気１７９ｂを噴射する。下段第２供給ポート１７８は、下段第２供給ポート１７８が並んでいる方向において、フロント側の下段第２供給ポート１７８とリア側の下段第２供給ポート１７８とが、重ならない位置に配置されている。

黒液燃焼装置１２ｃは、図１８に示すように、上段第３供給ポート１８６から三次空気１８９ａを噴射する。上段第３供給ポート１８６は、上段第３供給ポート１８６が並んでいる方向において、フロント側の上段第３供給ポート１８６とリア側の上段第３供給ポート１８６とが、重ならない位置に配置されている。黒液燃焼装置１２ｃは、図１９に示すように、下段第３供給ポート１８８から三次空気１８９ｂを噴射する。下段第３供給ポート１８８は、下段第３供給ポート１８８が並んでいる方向において、フロント側の下段第３供給ポート１８８とリア側の下段第３供給ポート１８８とが、重ならない位置に配置されている。

ここで、第４実施形態の上段第２供給ポート１７６は、空気を噴射する面の形状が、高さ（鉛直方向の長さ）ｈ１が幅（水平方向の長さ）Ｗ１よりも小さい、横長の形状である。下段第２供給ポート１７８は、空気を噴射する面の形状が、高さ（鉛直方向の長さ）ｈ２が幅（水平方向の長さ）Ｗ２よりも大きい、縦長の形状である。上段第３供給ポート１８６は、空気を噴射する面の形状が、高さ（鉛直方向の長さ）ｈ３が幅（水平方向の長さ）Ｗ３よりも小さい、横長の形状である。下段第３供給ポート１８８は、空気を噴射する面の形状が、高さ（鉛直方向の長さ）ｈ４が幅（水平方向の長さ）Ｗ４よりも大きい、縦長の形状である。

黒液燃焼装置１２ｃは、上段第３供給ポート１８６を幅が高さよりも広い形状とし、下段第３供給ポート１８８を高さが幅よりも広い形状とすることで、上段第３供給ポート１８８から噴射する三次空気１８９ａでのカーテン効果をより好適に得ることができる。また、供給ポート１８６を幅が高さよりも広い形状とすることで、水平面において、三次空気１８９ａが噴射される面積を大きくすることができる。これにより、エアカーテンが形成される領域をより大きくすることができ、エアカーテンの効果をより好適に得ることができる。

同様に、黒液燃焼装置１２ｃは、上段第２供給ポート１７６を幅が高さよりも広い形状とし、下段第２供給ポート１７８を高さが幅よりも広い形状とすることで、水平面において、二次空気１７９ａが噴射される面積を大きくすることができる。これにより、二次空気１７９ａを水平面においてより隙間なく噴射することができ、チャーベットＣの高さをより適切に維持することができる。

なお、本実施形態は、上段の供給ポートを幅が高さよりも広い形状とし、下段の供給ポートを高さが幅よりも広い形状としたが、逆でもよい。また一方の段のポートを幅が高さよりも広い形状とし、他方の段のポートを高さと幅の比を同じにしてもよい。また、供給ポートの高さと幅の関係は、目的に応じて適宜設定すればよい。

［第５実施形態］
図２０は、第５実施形態の黒液燃焼装置の二次空気供給部と三次空気供給部とを説明するための説明図である。第５実施形態の黒液燃焼装置１２ｄは、三次空気供給部から噴射する三次空気の向き以外の構成が、第１実施形態の黒液燃焼装置１２と同様である。第１実施形態の黒液燃焼装置１２と同様の構成の部分については、説明を省略する。

図２０に示す黒液燃焼装置１２ｄは、黒液燃焼装置１２と同様に、第３供給ポート２８４が上段第３供給ポート２８６と下段第３供給ポート２８６との二段で配置されている。黒液燃焼装置１２ｄは、上段第３供給ポート２８８から三次空気２８９ａを噴射し、下段第３供給ポート２８８から三次空気２８９ｂを噴射する。

上段第３供給ポート２８６は、三次空気２８９ａを水平方向よりも下側に向けて噴射する。具体的には、上段第３供給ポート２８６は、三次空気２８９ａを、水平方向と三次空気２８９ａの噴射方向とのなす角がθ１となるように水平方向よりも下側に向けて噴射する。下段第３供給ポート２８８は、三次空気２８９ｂを水平方向よりも上側に向けて噴射する。具体的には、下段第３供給ポート２８８は、三次空気２８９ｂを、水平方向と三次空気２８９ｂの噴射方向とのなす角がθ２となるように水平方向よりも上側に向けて噴射する。

黒液燃焼装置１２ｄは、上段第３供給ポート２８６から噴射する三次空気２８９ａの向きを下側に傾けることで、黒液の未燃分等の粒子等に対して三次空気２８９ａで下側に向く力を作用させることができ、黒液の未燃分等の粒子等が三次空気２８９ａを通過することをより確実に抑制することができる。

また、黒液燃焼装置１２ｄは、上段第３供給ポート２８６から噴射する三次空気２８９ａの向きを下側に傾けることで、上段第３供給ポート２８６から噴射する三次空気２８９ａと、下段第３供給ポート２８８から噴射する三次空気２８９ｂを交差させることができ、ボイラ火炉２２内での燃焼促進させることができる。

ここで、下段第３供給ポート２８８は、三次空気２８９ｂを、水平方向と三次空気２８９ｂの噴射方向とのなす角θ２が０となる向き、つまり水平方向に向けて噴射してもよい。

［第６実施形態］
図２１及び図２２は、第６実施形態の黒液燃焼装置の三次空気供給部を説明するための説明図である。第６実施形態の黒液燃焼装置１２ｅは、三次空気供給部から噴射する三次空気のバランス以外の構成が、第１実施形態の黒液燃焼装置１２と同様である。第１実施形態の黒液燃焼装置１２と同様の構成の部分については、説明を省略する。

図２１及び図２２に示す黒液燃焼装置１２ｅは、黒液燃焼装置１２と同様に、第３供給ポート８４が上段第３供給ポート８６と下段第３供給ポート８８との二段で配置されている。

上段第３供給ポート８６は、図２１に示すように上段第３供給ポート８６が並んでいる方向において、フロント側上段第３供給ポート８６ａとリア側上段第３供給ポート８６ｂとが、重ならない位置に配置されている。黒液燃焼装置１２ｅは、上段第３供給ポート８６は、フロント側上段第３供給ポート８６ａと、リア側上段第３供給ポート８６ｂのそれぞれから三次空気を噴射する。ここで、上段第３供給ポート８６は、一部のフロント側上段第３供給ポート８６ａから他のフロント側上段第３供給ポート８６ａよりも空気量が多い三次空気３１０が噴射され、一部のリア側上段第３供給ポート８６ｂから他のリア側上段第３供給ポート８６ｂよりも空気量が多い三次空気３１２が噴射される。

下段第３供給ポート８８は、図２２に示すように下段第３供給ポート８８が並んでいる方向において、フロント側下段第３供給ポート８８ａとリア側下段第３供給ポート８８ｂとが、重ならない位置に配置されている。黒液燃焼装置１２ｅは、下段第３供給ポート８８は、フロント側下段第３供給ポート８８ａと、リア側下段第３供給ポート８８ｂのそれぞれから三次空気を噴射する。ここで、下段第３供給ポート８８は、一部のフロント側下段第３供給ポート８８ａから他のフロント側下段第３供給ポート８８ａよりも空気量が多い三次空気３１６が噴射され、一部のリア側下段第３供給ポート８８ｂから他のリア側下段第３供給ポート８８ｂよりも空気量が多い三次空気３１８が噴射される。

黒液燃焼装置１２ｅは、第３供給ポート８４が並んでいる方向において、三次空気３１０、３１２、３１６、３１８が噴射される位置が重ならない位置となる。つまり、黒液燃焼装置１２ｅは、他の第３供給ポート８４よりも空気量が多い三次空気が噴射される第３供給ポート８４を、第３供給ポート８４が並んでいる方向において分散して配置する。また、黒液燃焼装置１２ｅは、第３供給ポート８４が並んでいる方向において、他の第３供給ポート８４よりも空気量が多い三次空気が噴射される第３供給ポート８４に隣接する対面する面に配置された第３供給ポート８４は、当該空気量が多い三次空気を噴射する第３供給ポート８４よりも空気量の少ない三次空気を噴射する他の第３供給ポート８４となる。なお、空気量は、流量調整部等で調整することができる。

黒液燃焼装置１２ｅは、空気量が多い三次空気が噴射される第３供給ポート８４を、第３供給ポート８４が並んでいる方向において分散して配置することで、排ガスの上昇流を鉛直方向から見た場合の位置（水平面における位置）を変動させることができる。これにより、黒液の燃焼を促進させることができる。また、黒液燃焼装置１２ｅは、第３供給ポート８４が並んでいる方向において、空気量が多い三次空気が噴射される第３供給ポート８４に隣接する対面する面に配置された第３供給ポート８４を、当該空気量が多い三次空気を噴射する第３供給ポート８４よりも空気量の少ない三次空気を噴射する他の第３供給ポート８４とすることで、排ガスの上昇流の位置をより変動させることができる。

なお、上記実施形態では、第３供給ポート８４が並んでいる方向において、それぞれの面（前面４０または背面４４）の第３供給ポート８４の間でも位置によって流量を変動させたが、少なくともフロント側の第３供給ポートとリア側の第３供給ポートとで、流量が異なる部分があればよく、かつ、上段の第３供給ポートと下段の第３供給ポートとの間で流量が多い第３供給ポートがある面が逆になっていればよい。つまり、上段第３供給ポートが、ボイラ火炉の対向する一方の面に配置された第３供給ポートよりも、ボイラ火炉の対向する他方の面に配置された第３供給ポートの方が供給する空気量が多く、下段第３供給ポートがボイラ火炉の対向する他方の面に配置された第３供給ポートよりも、ボイラ火炉の対向する一方の面に配置された第３供給ポートの方が供給する空気量が多ければよい。これにより、排ガスの上昇流の位置をより変動させることができる。

［第７実施形態］
図２３は、第７実施形態の黒液燃焼装置を説明するための説明図である。図２４は、第７実施形態の黒液燃焼装置を説明するための説明図である。第７実施形態の黒液燃焼装置１２ｆは、スメルト回収部３４ａ以外の構成が第１実施形態の黒液燃焼装置１２と同様である。第１実施形態の黒液燃焼装置１２と同様の構成の部分については、説明を省略する。

図２３及び図２４に示す黒液燃焼装置１２ｆのスメルト回収部３４ａは、排出配管１０２と、回収タンク１０４と、回収管１０８と、を有する。排出配管１０２と、回収タンク１０４とは、黒液燃焼装置１２のスメルト回収部３４と同様の構成である。

回収管１０８は、ボイラ火炉２２の底面４８から鉛直方向上側に向けて伸びた管状の部材であり、鉛直方向上側の端部が開放されている。回収管１０８は、耐熱・耐食性に優れる磁性管または水冷管とすることが好ましい。また、回収管１０８は、周辺に耐火材が設けられていることが好ましい。本実施形態の回収管１０８は、ボイラ火炉２２の底面４８の中央、つまり、前面４０と背面４４から等距離となり、左側面４２と右側面４６から等距離となる位置に配置されている。回収管１０８は、鉛直方向上側の端部が、二次空気供給部の第２供給ポート７４よりも鉛直方向下側となる。回収管１０８は、回収タンク１０４と接続している。

スメルト回収部３４ａは、回収管１０８を設けることで、回収管１０８からチャーベットＣ１のスメルトＳを回収する。これにより、チャーベットＣ１は、ボイラ火炉２２の壁面（前面４０、左側面４２、背面４４、右側面４６）と回収管１０８との間に回収管１０８を囲うようなリング状の上端４０２が形成され、上端４０２からボイラ火炉２２の壁面に向かう傾斜面４０４と、上端４０２から回収管１０８に向かう傾斜面４０６とを有する形状となる。チャーベットＣ１は、傾斜面４０４に移動した部分が排出配管１０２を介して回収タンク１０４に移動し、傾斜面４０６に移動した部分が回収管１０８を介して回収タンク１０４に移動する。

このように、黒液燃焼装置１２ｆは、スメルト回収部３４ａに回収管１０８を設けることで、チャーベットＣ１の安息角と回収管１０８の高さとに基づいて、チャーベットＣ１の高さを設定した高さ以下とすることができる。つまり、チャーベットＣ１に黒液の粒子が堆積し、安息角よりも鋭角になったら、一部が崩れ、回収管１０８または排出配管１０２に向けて移動する。これにより、チャーベットＣ１の高さを設定した高さ以下とすることができる。チャーベットＣ１の高さを設定した高さ以下とすることで、チャーベットＣ１の上端４０２と三次空気を供給する位置までの距離を所定距離以上とすることができ、チャーベットＣ１の粒子が三次空気を供給する位置まで舞い上がることを抑制することができる。また、スメルト回収部３４ａは、回収管１０８を設けることで、ボイラ火炉２２の側壁面に移動するチャーベットＣ１の粒子を少なくすることができる。これにより、ボイラ火炉２２の側壁面の腐食や摩耗を抑制することができる。また、スメルト回収部３４ａは、回収管１０８を設けることで排出配管１０２の数をスメルト回収部３４よりも減らすことができる。

ここで、回収管１０８は、本実施形態のように、ボイラ火炉２２の底面４８の中央に配置することが好ましい。これにより、ボイラ火炉２２の底面４８の周囲に向けて投入される黒液供給ノズル５４から噴射された黒液が直接回収管１０８に到達することを抑制することができる。これにより、回収管１０８に到達するスメルトＳに含まれる燃料分を少なくすることができる。

なお、上記実施形態では、いずれの実施形態でも二次空気、三次空気を供給するポートを鉛直方向に２段で配置した場合を説明したが、これに限定されない。二次空気、三次空気を供給するポートの鉛直方向の段数は、特に限定されず、１段でも３段以上でもよい。

１０ 回収ボイラ
１２ 黒液燃焼装置
１４ 煙道
１５ 熱交換器ユニット
１５ａ過熱器
１５ｂ蒸発器
１５ｃ節炭器
１６ 集塵機
１８ 悪臭物質除去手段
２０ 煙突
２２ ボイラ火炉
２４ 黒液供給部
２６ 一次空気供給部
２８ 二次空気供給部
３０ 三次空気供給部
３２ 燃料供給部
３４ スメルト回収部
４０ 前面
４２ 左側面
４４ 背面
４６ 右側面
４８ 底面
５０ 黒液供給源
５２ 配管
５４ 黒液供給ノズル
６０、７０、８０ 空気供給源
６２ 一次空気供給管
６４ 第１供給ポート
６６、７７、８７ 流量調整弁
６９ 一次空気
７２ 二次空気供給管
７３、８３ 風箱
７４ 第２供給ポート
７４ａ フロント側第２供給ポート
７４ｂ リア側第２供給ポート
７６ 上段第２供給ポート
７８ 下段第２供給ポート
７９、７９ａ、７９ｂ 二次空気
８２ 三次空気供給管
８４ 第３供給ポート
８４ａ フロント側第３供給ポート
８４ｂ リア側第３供給ポート
８６ 上段第３供給ポート
８８ 下段第３供給ポート
８９、８９ａ、８９ｂ 三次空気
９０ 燃料供給源
９２ 燃料配管
９４ スタートバーナ
９６ ロードバーナ
１０２ 排出配管
１０４ 回収タンク
１１２、１１４、１２２、１２４ 点線
１２９ａ、１２９ｂ 比較三次空気

Claims (14)

1. 黒液を燃焼させる黒液燃焼装置であって、
   前記黒液が燃焼して生成されるチャーベットが下部に堆積するボイラ火炉と、
   前記ボイラ火炉の内部に前記黒液を供給する黒液供給部と、
   前記ボイラ火炉の前記黒液供給部よりも鉛直方向下側に配置された複数の第１供給ポートを有し、前記第１供給ポートから一次空気を供給する一次空気供給部と、
   前記ボイラ火炉の前記黒液供給部よりも鉛直方向下側でかつ前記第１供給ポートよりも鉛直方向上側に配置された複数の第２供給ポートを有し、前記第２供給ポートから二次空気を供給する二次空気供給部と、
   前記黒液供給部よりも鉛直方向上側に配置された複数の第３供給ポートを有し、前記第３供給ポートから三次空気を供給する三次空気供給部と、を有し、
   前記三次空気供給部は、前記第３供給ポートが前記ボイラ火炉の対向する面のそれぞれに配置され、
   前記ボイラ火炉の対向する一方の面に配置された前記第３供給ポートと、前記ボイラ火炉の対向する他方の面に配置された前記第３供給ポートとは、前記第３供給ポートが並んでいる方向においてずれた位置に配置され、
   前記第２供給ポートは、上段第２供給ポートと、前記上段第２供給ポートよりも鉛直方向下側に配置された下段第２供給ポートと、を有し、
   前記上段第２供給ポートから供給される空気量と、前記下段第２供給ポートから供給される空気量とが異なることを特徴とする黒液燃焼装置。
2. 前記三次空気供給部は、前記ボイラ火炉の対向する一方の面に配置された前記第３供給ポートと、前記ボイラ火炉の対向する他方の面に配置された前記第３供給ポートとが、前記第３供給ポートが並んでいる方向において重ならない位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の黒液燃焼装置。
3. 前記第３供給ポートは、上段第３供給ポートと、前記上段第３供給ポートよりも鉛直方向下側に配置された下段第３供給ポートと、を有し、
   前記上段第３供給ポートから供給される空気量と、前記下段第３供給ポートから供給される空気量とが異なることを特徴とする請求項１または２に記載の黒液燃焼装置。
4. 前記第３供給ポートは、前記上段第３供給ポートから供給される空気量が前記下段第３供給ポートから供給される空気量よりも多いことを特徴とする請求項３に記載の黒液燃焼装置。
5. 前記上段第３供給ポートは、幅が高さよりも広く、
   前記下段第３供給ポートは、高さが幅よりも広いことを特徴とする請求項３または４に記載の黒液燃焼装置。
6. 前記上段第３供給ポートは、水平方向よりも下側に向けて三次空気を噴射し、
   前記下段第３供給ポートは、水平方向または水平方向よりも上側に向けて三次空気を噴射することを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載の黒液燃焼装置。
7. 前記上段第３供給ポートは、前記ボイラ火炉の対向する一方の面に配置された前記第３供給ポートよりも、前記ボイラ火炉の対向する他方の面に配置された前記第３供給ポートの方が供給する空気量が多く、
   前記下段第３供給ポートは、前記ボイラ火炉の対向する他方の面に配置された前記第３供給ポートよりも、前記ボイラ火炉の対向する一方の面に配置された前記第３供給ポートの方が供給する空気量が多いことを特徴とする請求項３から６のいずれか一項に記載の黒液燃焼装置。
8. 前記三次空気供給部は、前記ボイラ火炉の対向する一方の面に配置された前記第３供給ポートの数が偶数の場合、前記ボイラ火炉の対向する他方の面に配置された前記第３供給ポートの数も偶数であり、
   前記ボイラ火炉の対向する一方の面に配置された前記第３供給ポートの数が奇数の場合、前記ボイラ火炉の対向する他方の面に配置された前記第３供給ポートの数も奇数であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の黒液燃焼装置。
9. 前記二次空気供給部は、前記第２供給ポートが前記ボイラ火炉の対向する面にそれぞれ配置され、
   前記ボイラ火炉の対向する一方の面に配置された前記第２供給ポートと、前記ボイラ火炉の対向する他方の面に配置された前記第２供給ポートとは、前記第２供給ポートが並んでいる方向においてずれた位置に配置されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の黒液燃焼装置。
10. 前記二次空気は、前記チャーベットの上端に向けて前記二次空気を噴射することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の黒液燃焼装置。
11. 前記第２供給ポートは、前記上段第２供給ポートから供給される空気量が前記下段第２供給ポートから供給される空気量よりも多いことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の黒液燃焼装置。
12. 前記第２供給ポートは、前記下段第２供給ポートから供給される空気量が前記上段第２供給ポートから供給される空気量よりも多いことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の黒液燃焼装置。
13. 前記ボイラ火炉のチャーベットに含まれるスメルトを回収するスメルト回収部をさらに有し、
    前記スメルト回収部は、前記ボイラ火炉の底面から鉛直方向上側に向けて伸び、鉛直方向上側の端部が、前記二次空気供給部よりも鉛直方向下側となる回収管を有することを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の黒液燃焼装置。
14. 請求項１から１３のいずれか一項に記載の黒液燃焼装置と、
    前記ボイラ火炉で生成された排ガスの流れ方向において、前記三次空気供給部よりも下流側に配置され、前記排ガスとの間で熱交換を行う熱交換器と、を有することを特徴とする回収ボイラ。

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