JP7079627B2 - 流動層熱回収装置 - Google Patents
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Description
しかしながら、廃棄物なかでも産業廃棄物においては、廃棄物の形状や性状が実に多様であり、しかも一定しておらず、さらに不定形の様々な不燃物が混入していることから、安定した燃焼および処理が困難であり、廃棄物エネルギーの有効利用を阻んでいる。
しかしながら、従来構造の内部循環流動層ボイラ(ICFB)のように、熱回収室出口近傍に流動媒体および不燃物の排出口があると、排出口上部が固定層(非流動化領域)になってしまい、熱回収室から主燃焼室への流動媒体の循環が円滑に行われなくなる可能性があり、その解決が求められてきた。
本発明の好ましい態様は、前記第1の散気装置は、前記強流動化域に向かって下方に傾斜している散気板からなることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、u0を空塔速度、umfを最低流動化空塔速度としたときに、前記第2の散気装置から前記強流動化域に供給する流動化空気の空気量は、4~20u0/umfであることを特徴とする。
(1)被処理物(例えば、焼却物)が投入される主燃焼室(主燃焼領域)において被処理物の均一な分散に適した流動化状態を保ち、かつ熱回収装置を設けた熱回収室(熱回収領域)内の弱流動化域を熱回収に適した流動化状態に保つことができる。したがって、主燃焼室(主燃焼領域)において被処理物を均一に燃焼させ、かつ熱回収室(熱回収領域)において安定して熱エネルギーを回収することが可能となる。
(2)熱回収室(熱回収領域)内の弱流動化域から主燃焼室(主燃焼領域)内の強流動化域に戻る流動媒体の流動化状態を最適な状態にすることができ、熱回収室(熱回収領域)から主燃焼室(主燃焼領域)への流動媒体の循環を円滑に行うことができる。したがって、不燃物を円滑に排出しつつ主燃焼室(主燃焼領域)と熱回収室(熱回収領域)の流動媒体の良好な循環および制御を可能とし、安定して熱エネルギーを回収することが可能となる。
図1乃至図4において、同一または対応する部材については同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
図1は、本発明に係る流動層熱回収装置の第1の実施形態を示す縦断面図である。図1に示すように、流動層反応炉1は、略四角筒形状の炉本体2を備えており、炉本体2内には流動媒体が流動する流動層が形成されている。炉本体2内は左右一対の仕切り壁3,3によって、中央部にある1つの主燃焼室4と、両側部にある2つの熱回収室5,5とに分割されている。主燃焼室4の炉底部分に、中央が高く両側縁に向かうにつれ徐々に低くなった山形状をなし、流動化ガスとしての流動化空気を炉内に噴出するための散気板7が配置されている。散気板7は、流動化ガスとしての流動化空気を炉内に噴出する多数の開口(ノズル)を備えた板状体からなり、散気板7は第1の散気装置を構成している。
流動媒体および焼却物Wは、矢印で示すように、その後再び弱流動化域WFに戻り、沈降流21に飲み込まれる。すなわち、このように流動媒体の旋回流によって焼却物Wは流動層の中で分散し、均一に安定燃焼することが可能である。
一方、強流動化域SFにおける流動媒体の上昇流22の一部は、仕切り壁3を越えて、熱回収室5内のもう1つの弱流動化域WFに流れ込み、流動媒体は、その弱流動化域WFの中を沈降しつつ熱回収室5内に配置された熱回収装置10に熱を与え、仕切り壁3の下部の開口部6から強流動化域SFに戻る。
一方、焼却物Wに含まれる不燃物は、投入された主燃焼室4の弱流動化域WFにおいて流動媒体の沈降流21に飲み込まれ、その後、流動媒体は方向を転じて強流動化域SFに向かうが、その際、強流動化域SFにおいて多くの不燃物は分離沈降する。しかし、この強流動化域SFは散気管構造となっているため、不燃物は、堆積することなく散気管8,9の間をすり抜けて、流動層反応炉1の下部に設置された流動媒体抜き出しコンベヤ13によって流動媒体とともに外部に搬出される。
2 炉本体
3 仕切り壁
4 主燃焼室
4’ 主燃焼領域
5 熱回収室
5’ 熱回収領域
6 開口部
7 散気板
8,9,11 散気管
10 熱回収装置
13 流動媒体抜き出しコンベヤ
15,16,17,18 空気管
21 沈降流
22 上昇流
25 熱回収室散気板
W 焼却物
SF 強流動化域
WF 弱流動化域
Claims (6)
- 流動層反応炉において、流動層内にそれぞれ異なる流動化速度を与えるような散気装置を炉床部分に設け、
相対的に小さな流動化速度を与えられた第1の弱流動化域を形成して該第1の弱流動化域では流動媒体の沈降流を生じさせ、相対的に大きな流動化速度を与えられた強流動化域を形成して該強流動化域では流動媒体の上昇流を生じさせて流動層内部に流動媒体の旋回流を形成し、
前記強流動化域の外側に、相対的に小さな流動化速度を与えられた第2の弱流動化域を形成して該第2の弱流動化域では流動媒体の沈降流を生じさせて前記強流動化域から一部の流動媒体が流入するようにし、該第2の弱流動化域に伝熱面を有した熱回収装置を配置し、
前記散気装置は、前記第1の弱流動化域を形成するために相対的に小さな流動化速度を与える散気板からなる第1の散気装置と、
前記強流動化域を形成するために相対的に大きな流動化速度を与える複数の散気管を上段と下段に設けて構成された第2の散気装置からなり、
前記強流動化域と前記第2の弱流動化域の間に仕切り壁を設け、
前記第2の散気装置を構成する前記下段の前記複数の散気管は、前記仕切り壁の下部の開口部の下方まで延びており、
前記開口部は、前記第2の弱流動化域から前記強流動化域に流動媒体を戻す流路を構成し、前記流路は、前記第2の散気装置の前記上段と前記下段との間に形成されていることを特徴とする流動層熱回収装置。 - 前記散気装置は、さらに、前記第2の弱流動化域を形成するために相対的に小さな流動化速度を与える複数の散気管を1段もしくは上下に複数段設けて構成されるか又は下方に傾斜した散気板から構成された第3の散気装置を備えることを特徴とする請求項1記載の流動層熱回収装置。
- 前記第1の弱流動化域に被処理物としての固形状物質を投入し、前記固形状物質中に含まれる不燃物を前記散気装置の下方に設けられた流動媒体抜き出しコンベヤにより排出するようにしたことを特徴とする請求項1または2記載の流動層熱回収装置。
- 前記第2の散気装置を構成する前記下段および前記上段の前記複数の散気管は、異なる空気管にそれぞれ接続されており、
前記下段の前記複数の散気管から噴出される流動化空気により、前記第2の弱流動化域から前記強流動化域に戻る流動媒体の流動化状態を調整し、
前記上段の前記複数の散気管から噴出される流動化空気により、前記強流動化域における流動媒体の流動化状態を調整するように構成されていることを特徴とする請求項1記載の流動層熱回収装置。 - 前記第1の散気装置は、前記強流動化域に向かって下方に傾斜している散気板からなることを特徴とする請求項1記載の流動層熱回収装置。
- u0を空塔速度、umfを最低流動化空塔速度としたときに、前記第2の散気装置から前記強流動化域に供給する流動化空気の空気量は、4~20u0/umfであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の流動層熱回収装置。
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