JPH02178508A

JPH02178508A - 燃焼排ガスの循環・供給方法

Info

Publication number: JPH02178508A
Application number: JP33380788A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Fujii; 健一藤井; Michihiro Shiraha; 白羽　陸宏
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 1988-12-28
Filing date: 1988-12-28
Publication date: 1990-07-11
Anticipated expiration: 2011-07-31
Also published as: JP2519522B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、乾燥汚泥、焼却灰、土砂、石炭、オイルコー
クス等の天分を含む粉粒体を旋回流式前溶融炉で溶融処
理し、ついで、後燃焼炉で空気を過剰に供給して未燃ガ
スを完全燃焼させる方法において、溶融灰が後燃焼炉の
耐火材壁面に衝突・生長するのを防止するために、熱回
収後の低温の燃焼排ガスの一部を循環・供給する方法に
関するものである。

〔従来の技術〕

従来から、汚泥等を焼却処理する技術として、流動床式
焼却炉と乾燥機とを組み合わせたものや、多段炉が知ら
れている。

しかし、乾燥汚泥のみを焼却すると、炉内の燃焼温度が
異常に高くなるので、従来の流動床炉や多段炉では燃焼
状態が不安定になったり、熱効率の商い焼却を行うこと
ができないという不都合がある。

この点を解決するために、本出願人は既に、乾燥汚泥等
を旋回流式前溶融炉で溶融処理し、ついで、この溶融炉
に連結された後燃焼炉で未燃分を完全燃焼させるように
した汚泥の焼却処理方法を開発し、特許出願している（
特願昭６３−６６７２２号）。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の旋回流式前７８融炉において、溶融炉出口燃焼ガ
ス温度は、約】５００°Ｃの高温である。そして、溶融
炉出口燃焼ガス中には、若干量の溶融灰が同伴され、こ
れを皆無にすることは技術的に困難である。また、溶融
炉出口燃焼ガス中の溶融灰が、後燃焼炉の炉壁（耐火材
製）に触れると、炉壁に付着して次第に生長し、大きな
塊となるので、継続運転が不可能となる。

これらの回避手段として、従来、つぎのような技術が知
られている。

（１）後燃焼炉の炉壁をボイラのような水冷管で構成す
る。

（２）後燃焼炉の底部から低温の燃焼排ガスを供給して
、約１５００°Ｃの高温燃焼ガスを冷却する。

しかし、上記の（ａ）の方法では、水蒸気の利用先がな
いときには、１員失となり好ましくない。また、上記の
（ｂ）の方法では、底部からの循環ガスと高温燃焼ガス
との混合が悪いので、高温燃焼ガス中の灰分が炉壁面に
付着することを完全に回避することができないという不
都合がある。

本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので、溶融炉の出
口高温燃焼ガスに、低温の循環ガスを対向的に衝突・混
合させることにより、高温燃焼ガス中の溶融灰を急冷し
固化させ、さらには、耐火材壁面を効果的に冷却して、
溶融灰の耐火材壁面への衝突・生成を回避することがで
きる燃焼排ガスの循環・供給方法を提供することを目的
とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明の燃焼排ガスの循
環・供給方法は、天分を含む粉粒体を旋回流式前溶融炉
で熔融処理し、ついで、後燃焼炉で未燃ガスを完全燃焼
させる方法において、旋回流式前溶融炉の１５００°Ｃ
前後の出口高温燃焼ガスに対向するように、後燃焼炉の
側壁に、後燃焼炉から排出され熱回収された後の低温（
１００〜２５０°Ｃ）の燃焼排ガスの一部を循環・供給
するようにしたものである。

灰分を含む粉粒体としては、乾燥汚泥、焼却灰、土砂、
石炭、オイルコークス等を挙げることができる。

この場合、循環ガスに旋回力を持たすように供給するの
が望ましい。また、この旋回力を可変とする場合もある
。

さらに、後燃焼炉内の出口部ガス温度を一定に保つよう
に、循環ガスの流量を調節するのが望ましい。循環ガス
量は、流量が少なすぎると冷却の効果が小さく、一方、
流量が多すぎると後燃焼炉での燃焼反応が阻害されるの
で、後燃焼炉出口ガス温度を検出して、その温度が７０
０〜９００°Ｃになるように制御することが望ましい。

〔作用〕

溶融炉の出口高ｌａ燃焼ガスに、低温の循環ガスを対向
的に衝突・混合させると、高温燃焼ガス中の溶融灰を急
冷・固化させ、溶融灰の耐火材壁面への衝突・生長が防
止される。この場合、循環ガスを旋回流で供給すると、
耐火材壁面を効果的に冷却することができ、溶融灰の耐
火材壁面への衝突・生長をより効果的に回避することが
できる。

なお、耐火材壁面が約１０００°Ｃ以下では、溶融スラ
グは生長しない。また、耐火材壁面の冷却に際し、運転
条件により最適の旋回力が変化するので、旋回力の可変
機構を備えた方式とするのが望ましい。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を、−例と
して、乾燥汚泥を焼却処理する場合について詳細に説明
する。ただしこの実施例に記載されている構成機器の形
状、その相対配置などは、とくに特定的な記載がない限
りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のもの
ではなく、単なる説明例にすぎない。

第１図は本発明の方法を実施する装置の一例を示し、第
３図は炉およびその回りを示している。

含水率約８０−ｔ％の脱水ケーキを約５００°Ｃの気流
とともに解砕機１に供給し、搬送管２を経てサイクロン
３に導入する。サイクロン３内で含水率約１０ｗＬ％の
粉粒状の乾燥汚泥と排ガスとが分離され、乾燥汚泥の大
部分は高温の燃焼空気とともに旋回流式前溶融炉４に供
給され、乾燥汚泥の一部は前記解砕機１に供給される。

上記のように、解砕機１と搬送管２とで気流乾燥機を構
成している。

旋回流式前溶融炉４は、高温燃焼ガス出口部にバッフル
２１を、炉体内部にスラグ排出口２２を備えている。前
溶融炉４内は約１０００°Ｃ以上で熱分解・溶融操作さ
れ、理論燃焼空気量の５０〜１００％、望ましくは６０
〜９０％で部分燃焼させるとともに、焼却灰の一部を溶
融スラグ化させ、生成した未燃ガスと焼却灰の残部とを
流動床式の後燃焼が５の流動層部６へ導入する。７は空
気分散板である。後燃焼炉５においては、その後半部、
すなわちフリーボード部に空気供給口８がら空気を過剰
に導入して未燃ガスを完全燃焼させる。この時の総合燃
焼空気比は、理論燃焼空気量の１．１倍以上とする。

完全燃焼後の残留酸素２〜８％を含む後燃焼炉５の排ガ
スは、燃焼空気用熱交換器１０に導入されて空気を加熱
した後、乾燥熱風用熱交ｌＡ器１１に導入されて、前記
サイクロン３からの排ガスを加熱した後、低温排ガスと
なってサイクロン１２に導入される。このサイクロン１
２で焼却灰と排ガスとが分離され、排ガスは乾式電気集
塵機１３に導入され、ついで煙突１４から放出される。

電気集塵機１３出口の排ガスの一部は、排ガスライン９
を介して後燃焼炉５の底部の流動化ガス人口１５に返流
され、焼却灰を流動化させるとともに、排ガス中の残留
酸素によって未燃ガスを二次燃焼させる。】６は汚泥・
空気投入口、１７はバーナ、１８は還元灰取出口、１９
は排ガスファン、２０は排ガス出口である。

前溶融炉４内で生成した７８融スラグは、スラグ排出口
２２から水砕スラグ槽２６へ排出される。

また、サイクロン１２および／または乾式電気集塵［１
３からの焼却灰を前溶融炉４に投入できるように、焼却
灰返送管２４を設けている。２５は溶融スラグ突落し手
段である。なお、後燃焼炉を流動床式とする代わりに、
噴流床式とすることも可能である。

上記のように構成された装置において、電気集塵機１３
の出口側と、後燃焼炉５における前溶融炉からの高温燃
焼ガスに対向する位置とを循環ガスライン３１で接続す
る。この循環ガスライン３１は、前記の排ガスライン９
の一部を利用しても良く、または、新たに設けても良い
。３２は排ガス循環ファン、３３は循環ガス供給口であ
る。

循環ガスライン３１には循環ガス流量調節弁３４が設け
られ、この弁３４と後燃焼炉５内の上部に設けられた炉
出口温度検出器３５とが、演算器（たとえば、温度指示
制′４′ｎ器）３６を介して接続されて、後燃焼炉５内
の出口部ガス温度が一定になるように、循環ガスの流量
を調節できるように構成されている。

第２図は、本発明の方法を実施する装置の他の例を示し
ている。すなわち、排ガスファン１９の出口側に流量調
節弁３７を設け、この弁３７と排ガスファン１９との間
と、循環ガス供給口３３とを循環ガスライン３１を介し
て接続したものである。他の構成は第１図の場合と同様
である。

つぎに、第４図〜第１１図に基づいて、循環ガスに旋回
力または可変の旋回力を持たせる構成について説明する
。

第４図は循環ガス供給口３３回りの一例を示し、中心線
Ｃの上側における右側面図を第５図に、中心線Ｃの下側
における右側面図を第６図に示している。すなわち、第
５図は循環ガス供給口３３に循環ガスライン３１を中心
同士が直交するように接続するもので、この場合は、循
環ガスは旋回することなく直進する。しかし、第６図に
示すように、循環ガス供給口３３に循環ガスライン３１
を接線方向に接続すると、循環ガスは旋回して後燃焼炉
５内に供給されることになるので、後燃焼炉５内にて象
拡大して耐火材４１を冷却する。４１は耐火材、４２は
鋼板である。

また、第７図および第８図に示すように、循環ガス供給
口３３内に旋回ベーン４３を移動可能に設け、移動用ロ
ッド４４を引き抜いて旋回へ−ン４３を鎖線で示す位置
に移動させると、非旋回供給となり、移動用ロッド４４
を押し込んで旋回ベーン４３を実線で示す位置に移動さ
せると、旋回供給となるように構成することもできる。

第９図ハ旋回ベーン４３の−１例を示している。

さらに、第１Ｏ図および第１１図に示すように、Ｗ１環
ガス供給口３３の入口部に、この供給口３３より断面積
の大きい円筒部４５を接続し、この円筒部に循環ガスラ
イン３１を接続するとともに、円筒部内の周辺部に沿っ
て整流板４６を設け、さらに、この整流板の内側に旋回
ベーン４７を角度可変に設けて、旋回ベーン４７の角度
を変えることにより、旋回力を可変とするように構成す
ることもできる。

〔発明の効果〕

本発明は上記のように構成されているので、つぎのよう
な効果を奏する。

（１）溶融炉出口の高温燃焼ガスに、低温の循環ガスを
対向して衝突・混合させることにより、高温燃焼ガス中
の溶融灰を急冷し固化させることができ、溶融灰の耐火
材壁面への衝突・生長を回避することができる。

（２）また、循環ガスを旋回供給する場合は、耐火材壁
面を効果的に冷却することができ、溶融灰の耐火材壁面
への衝突・生長をより効果的に回避することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の燃焼排ガスの循環・供給方法を実施す
る装置の一例を示すフローシート、第２図は本発明の方
法を実施する装置の他の例を示すフローシート、第３図
は第１図および第２図における旋回流式前溶融炉および
後燃焼炉を示す断面説明図、第４図は循環ガス供給口回
りの一例を示す断面説明図、第５図は同右側面図（第４
図の中心線Ｃより上側の部分）、第６図は他の例におけ
る右側面図（第４図の中心線Ｃより下側の部分）、第７
図は循環ガス供給口回りの他の例を示す断面説明図、第
８図は同右側面図、第９図は第７図における旋回ベーン
の一例を示す説明図、第１０図は循環ガス供給口回りの
さらに他の例を示す断面説明図、第１１図は同右側面図
である。１・・・解砕機、２・・・搬送管、３・・・サイクロン
、４・・旋回流式前溶融炉、５・・・後燃焼炉、６・・
・流動層部、７・・・空気分散板、８・・・空気供給口
、９・・・排ガスライン、１０・・・燃焼空気用熱交換
器、１１・・・乾燥熱風用熱交換器、１２・・・サイク
ロン、１３・・・乾式電気集ｍ８！、１４・・・煙突、
１５・・・流動化ガス入口、１６・・・汚泥・空気投入
口、１７・・・バーナ、１８・・・還元灰取出口、１９
・・・排ガスファン、２Ｄ・・・排ガス出口、２１・・
・バッフル、２２・・・スラグ排出口、２４・・・焼却
灰返送管、２５・・・溶融スラグ突落し手段、２６・・
・水砕スラグ槽、３１・・・循環ガスライン、３２・・
・排ガス循環ファン、３３・・・循環ガス供給口、３４
・・・循環ガス流Ｎ調節弁、３５・・・炉出口温度検出
器、３６・・・演算器、３７・・・流量調節弁、４１・
・・耐火材、４２・・・鋼板、４３・・・旋回ベーン、
４４・・・移動用ロッド、４５・・・円筒部、４６・・
・整流板、４７・・・旋回ベーン第図鴇戊久侑揉奴第グ閃第図第す図第図伶環〃人第ブー図／４勧［久

Claims

【特許請求の範囲】１　灰分を含む粉粒体を旋回流式前溶融炉で溶融処理し
、ついで、後燃焼炉で未燃ガスを完全燃焼させる方法に
おいて、旋回流式前溶融炉の出口高温燃焼ガスに対向す
るように、後燃焼炉の側壁に、後燃焼炉から排出され熱
回収された後の低温の燃焼排ガスの一部を循環・供給す
ることを特徴とする燃焼排ガスの循環・供給方法。２　循環ガスに旋回力を持たすように供給する請求項１
記載の燃焼排ガスの循環・供給方法。３　循環ガスに可変の旋回力を持たすように供給する請
求項１記載の燃焼排ガスの循環・供給方法。４　後燃焼炉内の出口部ガス温度を一定に保つように、
循環ガスの流量を調節する請求項１、２または３記載の
燃焼排ガスの循環・供給方法。