JPH01312384A - 旋回流型燃焼炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ｆｉ＋１０００的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、旋回流型燃焼炉に関し、特に燃焼用空気によ
り炉体内に形成される旋回流を横断する方向に向けて乾
燥汚泥粒子１石炭粒子あるいは焼却灰などの被燃焼粉体
を搬送気体によって供給する粉体供給管を配設してなる
旋回流型燃焼炉に関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種の旋回流型燃焼炉で被燃焼粉体（たとえば
乾燥汚泥粒子）を溶融する場合には、第３図の如く、強
い旋回流を形成するために、乾燥汚泥粒子などの被燃焼
粉体を搬送気体により炉体並内に供給する粉体供給管３
２Ａ〜３２Ｄの開口部が、燃焼用空気を供給し炉体並内
に旋回流を形成するための空気供給管３１Ａ〜３１０の
開口部の内部に対して配設されており、被燃焼粉体が旋
回流の接線方向に向けて供給されていた。

［解決すべき問題点］ しかしながらこれでは、乾燥汚泥粒子などの被燃焼粉体
が、粉体供給管３２Ａ〜３２Ｄから流出されたのち、そ
の重量のために殆ど拡散されることなく直進し、炉体赳
の内周面の狭い領域（炉体創の対称軸ひいては旋回流の
中心軸から見込んだ角度αが１７度程度の領域）のみに
２０〜４２度の比較的大きな衝突角度で衝突しており、
結果的にその部分に浸蝕を生じ易く炉体興内の高温雰囲
気との相乗作用によって炉体践の壁面が著しく減肉する
欠点があった。

そこで本発明は、これらの欠点を解決すべく、燃焼用空
気により炉体内に形成される旋回流に交差するように、
その旋回流に向けて乾燥汚泥粒子などの被燃焼粉体を搬
送気体により供給する粉体供給管を配設することにより
、乾燥汚泥粒子などの被燃焼粉体を拡散せしめ炉体内周
面に対する衝突領域を拡張しかつ衝突角度を削減してな
る旋回流型燃焼炉を提供せんとするものである。

（２）発明の構成 ［問題点の解決手段］ 本発明により提供される問題点の解決手段は、「空気供
給管によって供給された燃焼用空気により炉体内に旋回
流を形成し被燃焼粉体を燃焼せしめてなる旋回流型燃焼
炉において、前記被燃焼粉体を炉体内に供給するための
粉体供給管が、旋回流の中心軸に直交する断面に対し一
１０〜＋４５度の角度範囲で開口し、かつ旋回流の中心
軸に直交する断面に対して投影したとき旋回流の中心軸
と前記粉体供給管の開口位置とを結ぶ線分に対し一３０
〜＋３０度の角度範囲で前記粉体供給管から前記被燃焼
粉体が流入せしめられるよう、形成されてなることを特
徴とする旋回流型燃焼炉」 である。

［作用］ 本発明にかかる旋回流型燃焼炉は、炉体内に旋回流を形
成するための燃焼用空気を供給する空気供給管とは異な
る位置に対して前記旋回流を横断する方向に向けて乾燥
汚泥粒子１石炭粒子あるいは焼却灰などの被燃焼粉体を
搬送気体により供給する粉体供給管の開口部を配設して
なるので、（１）粉体供給管によって供給された乾燥汚
泥粒子１石炭粒子あるいは焼却灰などの被燃焼粉体を炉
体内の旋回流を横断する方向に向けて流出せしめる作用
をなし、ひいては（ｉｉｌ乾燥乾燥汚泥粒子３粗炭ある
いは焼却灰などの被燃焼粉体を旋回流に対して十分良好
に合流せしめる作用をなし、これによりｆｉｉｉ）乾燥
汚泥粒子１石炭粒子あるいは焼却灰などの被燃焼粉体を
広範囲に拡散せしめる作用をなし、結果的に（ｉｖｌ乾
燥乾燥汚泥粒子１拉炭あるいは焼却灰などの被燃焼粉体
が炉体内周面に衝突する領域を拡張する作用および乾燥
汚泥粒子１石炭粒子あるいは焼却灰などの被燃焼粉体が
炉体内周面に衝突する角度を削減する作用をなし、換言
すれば（Ｖ）乾燥汚泥粒子１石炭粒子あるいは焼却灰な
どの被燃焼粉体による炉体内周面の浸蝕ないし減肉を抑
制する作用をなす。

［実施例］ 次に本発明について、添付図面を参照しつつ具体的に説
明する。

第１図は、本発明にかかる旋回流型燃焼炉の一実施例を
示す横断面図である。

第２図は、本発明にかかる旋回流型燃焼炉の一実施例を
示す縦断面図である。

まず本発明にかかる旋回流型燃焼炉の一実施例について
、その構成を詳細に説明する。

■は、本発明にかかる旋回流型燃焼炉であつて、旋回流
（実線矢印参照）を形成するために燃焼用空気を筒状（
たとえば円筒状あるいは六角筒状以上の多角筒状）の炉
体並内に供給するための少なくとも１つ（ここでは４つ
）の空気供給管１１Ａ〜ＬＩＤと、乾燥汚泥粒子１石炭
粒子あるいは焼却灰などの被燃焼粉体および搬送気体を
供給するための少なくとも１つ（ここでは４つ）の粉体
供給管１２Ａ〜１２０とを包有している。

空気供給管１１Ａ〜１１０は、炉体赳の燃焼ガス出口２
２に向けて延長された旋回流の中心軸に直交する断面に
対し一１０〜＋４５度の角度範囲で、かつ炉体翻の弦方
向に向けて開口されている。

ここで空気供給管１１Ａ〜１１０が旋回流の中心軸に直
交する断面に対し一１０度以上の角度で開口されている
根拠は、被燃焼粉体が燃焼開始バーナ２１に向けて飛散
され、その燃焼ないし溶融に伴なって燃焼開始バーナ２
１ないしその近傍を汚染せしめることを回避ないし抑制
することにある。

また空気供給管１１Ａ−ＬＩＤが旋回流の中心軸に直交
する断面に対し＋４５度以下の角度で開口されている根
拠は、被燃焼粉体の燃焼領域が燃焼ガス出口２２側に片
寄り、旋回流の中心軸についての温度差が大きくなるこ
とを回避することにある。

粉体供給管１２Ａ〜１２０は、燃焼開始バーナ２１に向
けて被燃焼粉体が飛散することを回避するために、空気
供給管１１Ａ〜１１０の配置高さ以下に配置することが
好ましく、旋回流の中心軸に直交する断面に対し一１０
〜＋４５度の角度範囲で開口し、かつ旋回流の中心軸に
直交する断面に対して投影したとき旋回流の中心軸と粉
体供給管１２Ａ−１２０の開口位置とを結ぶ線分に対し
一３０〜＋３０度の角度範囲で粉体供給管１２Ａ−１２
０から被燃焼粉体が流入せしめられるよう、形成されて
いることが好ましい。

ここで粉体供給管１２Ａ〜１２０が旋回流の中心軸に直
交する断面に対し一１０度以上の角度で開口されている
根拠は、被燃焼粉体が燃焼開始バーナ２１に向けて飛散
され、その燃焼ないし溶融に伴なって燃焼開始バーナ２
１ないしその近傍を汚染せしめることを回避ないし抑制
することにある。

また粉体供給管１２Ａ〜１２０が旋回流の中心軸に直交
する断面に対し＋４５度以下の角度で開口されている根
拠は、被燃焼粉体の燃焼領域が燃焼ガス出口２２側に片
寄り、旋回流の中心軸についての温度差が大きくなるこ
とを回避することにあるにれに対し粉体供給管１２Ａ−
１２０が旋回流の中心軸と粉体供給管１２Ａ−１２０の
開口位置とを結ぶ線分に対し一３０度以上の角度で被燃
焼粉体を流入せしめている根拠は、旋回流の流速を減少
せしめることを回避ないし抑制することにある。

また粉体供給管１２Ａ−１２０が旋回流の中心軸と粉体
供給管１２Ａ−１２０の開口位置とを結ぶ線分に対し＋
３０度以下の角度で被燃焼粉体を流入せしめている根拠
は、旋回流によって被燃焼粉体が十分に分散されなくな
って炉体翻の内周面に対し大きな角度で衝突することを
回避ないし抑制することにある。

更に本発明にかかる旋回流型燃焼炉の一実施例について
、その作用を詳細に説明する。

空気供給管１１Ａ−１１０を介して燃焼用空気が炉体並
内に実線矢印に示すごとく供給され、炉体並内でその対
称軸を中心に旋回流を形成している。

粉体供給管１２Ａ−１２０を介し加圧空気などの搬送気
体によって被燃焼粉体が炉体銭の中央部ひいては旋回流
に向けて供給されており、旋回流によって破線矢印のご
とく広範囲に拡散される（第１図参照）。

そののち被燃焼粉体は、炉体跋の内部空間および壁面で
燃焼ないし加熱溶融される。溶融された被燃焼粉体は、
スラグとなり、旋回流に伴なう遠心力によって炉体翻の
壁面に付着され流下されたのち、燃焼ガス出口２２から
燃焼ガスとともに排出される。

以上により本発明にかかる旋回流型燃焼炉圧によれば、
乾燥汚泥粒子、石炭粒子あるいは焼却灰などの被燃焼粉
体を炉体赳内で十分に良く分散でき、結果的に炉体践の
内周面の浸蝕ないし減肉を抑制しつつその被燃焼粉体を
良好に燃焼できる。

加えて本発明にかかる旋回流型燃焼炉の一実施例を、−
層良く理解するために、好ましい適用例として下水汚泥
から作成した乾燥汚泥粒子を溶融処理する場合について
、具体的な数値を挙げて説明する。

」Ｘ１血り 第１図および第２図において、炉体跋の内径を７００　
ｍｍとし、４つの空気供給管ｌＩＡ〜１１Ｄの内径をす
べて９０ｍ　ｍとし、４つの粉体供給管１２Ａ〜１２０
の内径を全て４０ｍ　ｍとした。

空気供給管ｌｌＡ〜１１０は、互いに９０度だけ離間さ
れており、炉体践の横断面の中心線から２８０ｍｍだけ
離間され、かつその中心線に並行に配置されていた。粉
体供給管１２Ａ〜１２Ｄは、それぞれ互いに９０度だけ
離間されており、炉体並の横断面の中心線上に配置され
ていた。

空気供給管１１Ａ〜１１Ｄおよび粉体供給管１２Ａ〜１
２Ｄは、同じ高さに配置されており、炉体飢の横断面に
対し、若干下向きに傾斜して配置されていた。

空気供給管１１Ａ−１１０からの燃焼空気の流出速さは
３０ｍ／秒であった。粉体供給管１２Ａ−１２０からの
搬送気体の流出速さは、２０ｍ／秒であった。

炉体廷内における旋回流の流速は、８〜２５ｍ／秒であ
った。

乾燥汚泥粒子は、６０〜６００μｍ程度の粒径を有して
おり、炉体跋の内周面に対してその対称軸から見込んだ
角度θで、７０度の範囲で衝突していた。炉体翻の内周
面に対する乾燥汚泥粒子の衝突速さは、４〜１２ｍ／秒
であり、また炉体翻の内周面に対する乾燥汚泥粒子の衝
突角度は、炉体飢の内周面の接線方向に対し１０〜２８
度であった。

」旦Ｊ石凱り 第３図において、炉体赳の内径を７００　ｍｍとして、
４つの空気供給管３１Ａ〜３１０の内径をすべて１００
ｍｍとし、４つの粉体供給管３２八〜３２Ｄの内径をす
べて４０ｍｍとした。

空気供給管３１Ａ〜３１０および粉体供給管３２Ａ〜３
２Ｄは、それぞれ互いに９０度だけ離間されており、炉
体赳の横断面の中心線から２８０ｍｍだけ離間され、か
つその中心線に並行に配置されていた。

空気供給管３１Ａ〜３１０および粉体供給管３２Ａ〜３
２Ｄは、同じ高さに配置されており、炉体翻の横断面に
対し、若干下向きに傾斜して配置されていた。

空気供給管３１Ａ〜３１０からの空気の流出速さは３０
ｍ／秒であり、粉体供給管３２Ａ〜３２Ｄからの搬送気
体の流出速さは、２０ｍ／秒であった。

炉体廷内における旋回流の流速は、８〜２３ｍ／秒であ
った。

乾燥汚泥粒子は、６０〜６００μｍ程度の粒径を有して
おり、炉体廷内の周面に対し、その対称軸から見込んだ
角度αで、１７度の範囲で衝突していた。炉体赳の内周
面に対しその乾燥汚泥粒子の衝突速さは、５〜１９ｍ／
秒であり、また炉体翻の内周面に対する乾燥汚泥粒子の
衝突角度は、炉体並の内周面の接線方向に対し２０〜４
２度であった。

（３）発明の効果 上述より明らかなように、本発明にかかる旋回流型燃焼
炉は、空気供給管によって供給された燃焼用空気により
炉体内に旋回流を形成し被燃焼粉体を燃焼せしめてなる
旋回流型燃焼炉であって、前記被燃焼粉体を炉体内に供
給するための粉体供給管が、旋回流の中心軸に直交する
断面に対し一１０〜＋４５度の角度範囲で開口し、かつ
旋回流の中心軸に直交する断面に対して投影したとき旋
回流の中心軸と前記粉体供給管の開口位置とを結ぶ線分
に対し一３０〜＋３０度の角度範囲で前記粉体供給管か
ら前記被燃焼粉体が流入せしめられるよう、形成され でなるので、 ｆｉｔ粉体供給管によって供給さ れた乾燥汚泥粒子９石炭粒 子あるいは焼却灰などの被 燃焼粉体を炉体内の旋回流 に横断するよう流出できる 効果 有し、したがって ［ｉｉ１乾燥乾燥汚泥粒子１拉炭あ るいは焼却灰などの被燃焼 粉体を旋回流に対して十分 良好に合流できる効果 を有し、これにより ｆｉｉｉｌ乾燥汚泥乾燥汚泥粒子午石 炭いは焼却灰などの被燃焼 粉体を広範囲に拡散できる 効果 および （ＩＶ）乾燥汚泥粒子０石炭粒子あ るいは焼却灰などの被燃焼 粉体が炉体内周面に衝突す る角度を削減できる効果 を有し、換言すれば （Ｖｌｌ乾燥汚泥粒子１炭炭子あ るいは焼却灰などの被燃焼 粉体による炉体内周面の浸 蝕ないし減肉を抑制できる 効果 を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる旋回流型燃焼炉の一実施例を示
す横断面図、第２図は本発明にかかる旋回流型燃焼炉の
一実施例を示す縦断面図、第３図は従来の旋回流型燃焼
炉を示す横断面図である。 １０・・・・・・・・・・・・・・・・旋回流型燃焼炉
１１Ａ〜ＬＩＤ・・・・・・・空気供給管１２Ａ〜１２
Ｄ・・・・・・・粉体供給管孤・・・・・・・・・・・
・・・・・炉体２１・・・・・・・・・・・・・・燃焼
開始バーナ２２・・・・・・・・・・・・・・燃焼ガス
出口特許出願人　　　　日　揮　株　式　会　社代理人
　　　弁理士　　工　藤　　隆　夫第１図 に 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 空気供給管によって供給された燃焼用空気により炉体内
   に旋回流を形成し被燃焼粉体を燃焼せしめてなる旋回流
   型燃焼炉において、前記被燃焼粉体を炉体内に供給する
   ための粉体供給管が、旋回流の中心軸に直交する断面に
   対し−１０〜＋４５度の角度範囲で開口し、かつ旋回流
   の中心軸に直交する断面に対して投影したとき旋回流の
   中心軸と前記粉体供給管の開口位置とを結ぶ線分に対し
   −３０〜＋３０度の角度範囲で前記粉体供給管から前記
   被燃焼粉体が流入せしめられるよう、形成されてなるこ
   とを特徴とする旋回流型燃焼炉。