JPH02309103A

JPH02309103A - 流動床燃焼装置

Info

Publication number: JPH02309103A
Application number: JP12791689A
Authority: JP
Inventors: Yasumasa Idei; 安正出井
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1989-05-23
Filing date: 1989-05-23
Publication date: 1990-12-25
Anticipated expiration: 2010-05-01
Also published as: JPH0739844B2

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、塩化ビニールを含む廃プラスチツク類（例え
ば、シュレッダ−ダストや都市ごみより分別された廃プ
ラスチックなど）や都市ごみなどの廃棄物（被燃焼物）
を燃焼させて熱回収する流動床ボイラなどの流動床燃焼
装置に関するものである。

［従来の技術］従来から廃プラスチツク類や都市ごみなどの廃棄物の燃
焼装置として、例えば、ストーカ式、ロータリキルン式
、或いは一段の流動床式などの燃焼装置が知られている
。これらの燃焼装置で塩化ビニールを含む廃プラスチツ
ク類などの廃棄物を燃焼させるとその燃焼排ガス中には
塩化水素ガスなどの有害ガスが多量に含まれる。従って
、燃焼ガスの大気中への排出に当たっては、公害防止の
ため燃焼ガス中の脱塩素などの処理を施さねばならない
が、従来、この処理は燃焼装置の内部の燃焼ガス通路で
消石灰や生石灰の粉末を噴霧したり、又は、燃焼装置の
排ガス排出口の下流に別途、脱塩素処理装置などを設け
て行われている。

〔発明が解決しようとする課題〕

流動床での燃焼では被燃焼物の水分や発熱量がばらつい
ている場合でも安定して燃焼させることができるが、廃
プラスチツク類などのように発熱量（カロリー）が高く
、燃焼流動床上方の空筒部（フリーボード）での燃焼割
合が高い被燃焼物は、未燃が発生するという問題点があ
る。また、塩化ビニールを含む廃プラスチツク類などの
廃棄物が燃焼したときに発生する塩化水素（ＨＣｆ）ガ
スを公害規制値以下にするために従来行われている消石
灰や生石灰の粉末を噴霧する脱塩素処理方法は消石灰や
生石灰が高価であるのでそのコストが高くなる。また、
別途、脱塩素処理装置などを設けて行う方法は装置が大
掛かりで複雑になり、その装置費がかかるという問題が
ある。さらに、この脱塩素処理のため、燃焼流動床の流
動媒体として安価で入手し易い石灰石を用い、この石灰
石の流動媒体で形成される流動床中で廃棄物の燃焼とそ
の燃焼ガスの脱塩素反応を同時に行わせることも考えら
れるが、廃棄物の燃焼の温度条件と燃焼ガスの脱塩素反
応の温度条件とが重なり合いにくく、効率的な脱塩素反
応が行いにくい。石灰石と塩化水素（ＨＣｆ）の反応は
６００°Ｃ以下が適するため、例えば、燃焼温度を燃焼
に適した温度の９００〜１０００°Ｃに維持すると、石
灰石の利用率も悪く、脱塩素効率も低い。また、燃焼流
動床の流動媒体として石灰石を用いると、石灰石は仮焼
され生石灰となり磨滅するため、補充する石灰石の量が
多く、燃焼を主体とする流動床の流動媒体としては不同
きであるという問題もある。なお、石炭焚き流動床ボイ
ラにおいて、石炭燃焼流動床の下流に石灰石流動床を設
け、石炭燃焼流動床から排出される硫黄分を含む燃焼ガ
スを下流の石灰石流動床に導いてここで燃焼ガスの脱硫
を行わせるものが知られている（特開昭６３−２９４４
１２号）が、このように燃焼流動床の下流に設けた一段
のみの石灰石流動床を脱塩素流動床とし、この一段のみ
の石灰石流動床で脱硫反応と脱塩素反応とを同時に行わ
せようとするとやはりその温度条件が合わず脱硫お孝び
脱塩素反応が効率的に行われにくいという問題もある。

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたもので
あり、燃焼、脱硫、脱塩素をそれぞれ効率的に行うこと
ができ、また、安価な石灰石等の吸着剤を用い、その利
用率を向上させて燃焼ガスの脱硫処理や脱塩素処理を極
めて効率的に行える流動床燃焼装置を提供することを目
的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の流動床燃焼装置は
、（１）燃焼装置の下部に被燃焼物を燃焼させる燃焼流動
床を配し、その燃焼ガスの下流側に第１のガス分散板で
支持された第１の吸着剤流動床を配すると共に、この第
１の吸着剤流動床のガス下流側に第２のガス分散板で支
持された第２の吸着剤流動床を配した構成にした。また
、（２）前記第１の吸着剤流動床を吸着剤の仮焼を主体と
した仮焼床とし、前記第２の吸着剤流動床を燃焼ガスの
脱塩素を主体とした脱塩素床とし、前記仮焼床と前記脱
塩素床との間に、仮焼床で仮焼された吸着剤を脱塩素床
へ移送する吸着剤移送装置を設けた構成としたものであ
る。

〔作　用］下部の燃焼流動床において塩化ビニールを含む廃プラス
チツク類などの廃棄物などの被燃焼物が燃焼されると、
その燃焼ガスは下流の第１の吸着剤流動床へ第１のガス
分散板を介して供給され、ここで燃焼流動床での未燃分
が捕捉され燃焼されて完全燃焼が行われると共に、吸着
剤によって燃焼ガスの脱硫作用と一部の脱塩素作用が行
われる。

そして、この第１の吸着剤流動床を通過した燃焼ガスは
第２の吸着剤流動床へ第２のガス分散板を介して供給さ
れ、ここで燃焼ガスの脱塩素作用が最終的に行われる。

吸着剤としては、石灰石、生石灰、ドロマイトなどの脱
硫、脱塩素剤が用いられる。しかして、燃焼流動床、第
１の吸着剤流動床および第２の吸着剤流動床は燃焼ガス
１流の上流側から下流側にかけて順次に、且つ、それぞ
れ独立させて配されているので、それぞれの床の温度を
独立して別個の温度に設定（設計）可能であり、燃焼流
動床の温度を例えば１０００°Ｃ１第１の吸着剤流動床
の温度を例えば８５０°Ｃ１第２の吸着剤流動床の温度
を例えば６００″Ｃというふうに設定され、それぞれの
床において、それぞれ、燃焼、脱硫および脱塩素に適し
た温度条件が選ばれる。

勿論、第１の吸着剤流動床では脱硫のみならず一部の脱
塩素と未燃分の燃焼も行われる。従って、燃焼流動床と
第１の吸着剤流動床とは燃焼機能を相互もこ補完し合っ
て燃焼が効率的に行われると共に、第１の吸着剤流動床
と第２の吸着剤流動床とは脱塩素処理機能を相互に補完
し合い、脱塩素効率が向上される。このように、特に、
中間床である第１の吸着剤流動床の存在によって、燃焼
と脱塩素効率が向上され、燃焼装置全体として燃焼、脱
硫、脱塩素の各作用がそれぞれ効率的に行われる。そし
て、燃焼流動床、第１の吸着剤流動床および第２の吸着
剤流動床を一体の容器の中にそれぞれ組み込んで流動床
燃焼装置として構成することができるので、装置がコン
パクトに構成される。

また、前記第１の吸着剤流動床を吸着剤の仮焼を主体と
した仮焼床とし、前記第２の吸着剤流動床を燃焼ガスの
脱塩素を主体とした脱塩素床とし、前記仮焼床と前記脱
塩素床との間に、仮焼床で仮焼された吸着剤を脱塩素床
へ移送する吸着剤移送装置を設けた構成とした場合は、
仮焼床で吸着剤が仮焼されて、吸着剤が石灰石である場
合は生石灰（Ｃａｂ）とされ、この生石灰で形成される
流動床中に燃焼流動床からの燃焼ガスの脱硫、一部の脱
塩素、および燃焼流動床から燃焼ガスに伴われてこの仮
焼床に流入した未燃分の燃焼が行われる。この場合、仮
焼床の温度は前記の如く例えば８５０°Ｃに設定される
ため、仮焼温度に適した温度で仮焼が効率良く行われる
と共に、燃焼ガスの脱硫温度に適した温度でもあるため
、脱硫も効率良く行われる。そして、この仮焼床で仮焼
された生石灰や脱硫反応又は一部脱塩素反応した生石灰
は下流の脱塩素床へ吸着剤移送装置によって供給され、
この生石灰を流動媒体として形成される脱塩素流動床で
最終的に燃焼ガスめ脱塩素が前記の如く例えば温度が６
００　’Ｃとされた脱塩素に適した温度条件のもとで効
率良く行われる。この場合、仮焼床で仮焼された吸着剤
（例えば生石灰）がそのまま脱塩素床で使用に供される
ため、脱塩素反応が極めて良好に行われ、脱塩素床で仮
焼させる必要もなく、すぐに脱塩素作用をさせることが
でき、効率良く脱塩素作用が行われる。また、吸着剤供
給装置を両方の床に設ける必要もなく、装置が簡略化さ
れる。このように吸着剤としての例えば石灰石が仮焼床
から脱塩素床へ移送されて両方の床で利用されるので、
吸着剤の利用率が向上すると共に、乾式反応であるため
装置が簡略化される。なお、このように吸着剤を石灰石
とした場合には、安価であるため、経済的に脱硫や脱塩
素作用が行われる。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の流動床燃焼装置としての多段流動床ボ
イラの実施例を示す概略縦断面図である。

本図において、多段流動床ボイーラ１は、燃焼装置の下
部に燃焼流動床１０が、その上方に空筒部（フリーボー
ド）１８が配されている。燃焼流動床１０の燃焼ガスの
流れ方向の下流側には空筒部１８を介して第１の吸着剤
流動床としての仮焼床２０が第１のガス分散板２１によ
って支持されて配されており、さらに、二〇仮焼床２０
の燃焼ガス流の下流側である上段には、第２の吸着剤流
動床としての脱塩素床３０が第２のガス分散板３１によ
って支持されて配置されている。燃焼流動床１０は装置
内を横断して配置された複数本の空気分散管１１の斜め
下方に空気分散管１１に沿って多数設けられた空気噴出
孔１１ａから装置内に噴出される空気によって流動媒体
１０ａが流動化されて形成される。この流動媒体１０ａ
は例えば珪砂などの砂が用いられる。空気噴出孔１゛１
ａは流動媒体１０ａの粒子によって目詰まりしないよう
に空気分散管１１の斜め下方位置に設けられるものであ
る。燃焼流動床ｌＯには水平に配された伝熱管からなる
蒸発器１２が流動床１０の流動媒体１０ａと接触可能に
設けられている。また、装置の壁面には燃焼流動床１０
内にその先端を位置させて起動用バーナ（秒車バーナ）
１７が取り付けられている。この起動用バーナ１７で重
油が空気で噴霧されて燃焼流動床１０中に送られて燃焼
され、始動時のヒートアップが行われる。この燃焼流動
床１０部の空気分散管１１には空気ブロア１３がら空気
供給管１４を介して空気供給管１５が接続されると共に
、空筒部１８には空気供給管１４を介して空気供給管１
６が接続されている。装置の最下部のホッパ下端には不
燃物等の異物と一部未燃粒子を含んだ流動媒体１０ａと
を装置外へ排出するスクリュフィーダ６０が設置され、
このスクリュフィーダ６０の次段には分離器６１設置さ
れ、この分離器６１内にはスクリーン（篩い）６１ａが
設けられている。このスクリーン６１ａを通過した流動
媒体１０ａと未燃粒子は分離器６１の排出口６１ｂから
器外へ排出されて循環コンベヤ６２によってスクリュフ
ィーダ６３へ送られ、さらに供給管６４を通って燃焼流
動床１０へと送られて、流動媒体１０ａは循環使用され
ると共に、未燃粒子は燃焼される。一方、スクリーン６
１ａを通過しない大きいサイズの不燃物等の異物は分離
器６１から器外へ排出される。装置の空筒部１８上方位
置には供給ロア１ａを開口されて被燃焼物である廃棄物
のホッパ７０を備えた廃棄物供給用のスクリュフィーダ
７１が取り付けられている。

そして、第１のガス分散板２１によって支持され、燃焼
流動床１０からの燃焼ガスによって流動化されて形成さ
れる仮焼床２０には吸着剤としての石灰石を供給する石
灰石供給管２２が取り付けられている。また、仮焼床２
０の上方の脱塩素床３０には水平に配された伝熱管から
なる過熱器３２が脱塩素床３０の流動媒体（生石灰）と
接触可能に設けられている。この脱塩素床３０の上表面
付近からは廃止石灰の排出管３３が延在されて取り付け
られている。仮焼床２０と脱塩素床３０との間には吸着
剤移送装置としての生石灰移送装置４０が取り付けられ
ており、この生石灰移送装置４０は開閉弁４６を介装し
た生石灰移送管４１と、この生石灰移送管４１の垂直部
下部に接続され、開閉弁４５を介装した圧縮空気供給管
４４から構成されている。なお、圧縮空気供給管４４に
は、゛開閉弁４５の上部に空気を通して生石灰を通さな
いスクリーン４７が、さらにその上部に必要に応じて生
石灰を外部へ取り出す取出管４８が設けられている。生
石灰移送管４１の下部傾斜部の仮焼床２０への開口４２
は仮焼床２０の上表面位置にあり、所定の流動化高さ位
置からオーバフローした生石灰がこの開口４２から生石
灰移送管４１内へ流入する位置に設けられている。また
、脱塩素床３０への生石灰移送管４１の上部水平部の開
口４３（生石灰流入口）は脱塩素床３０．の上表面より
も上部位置に設けられている。

装置の脱塩素床３０の下流には排ガス通路３４を介して
廃熱回収装置５０が設けられている。８０は蒸気ドラム
であり、前記蒸発器１２や過熱器３２とこの蒸気ドラム
８０が接続されており、所定量の蒸気がこの蒸気ドラム
８０から取り出されて過熱器３２を通って使用に供、さ
れる。

このような構成にされた多段流動床ボイラ１の作動を説
明する。

燃焼流動床１０は空気ブロワ１３がら空気供給管１４．
１５を介して空気分散管１１へ供給される空気が空気分
散管１１の多数の空気噴出孔１１ａから噴出されること
により粒径が０．５〜１　ｍｍ程度の珪砂の粒子からな
る流動媒体１０ａが流動化されて形成される。始動時に
は起動用バーナ１７が作動され、この燃焼流動床１０中
に重油が空気によって噴霧されて燃焼され、流動媒体１
０ａが予熱される。そして、所定温度になると、被燃焼
物としての塩化ビニールを含む廃プラスチツク類（シュ
レッダ−ダストや都市ごみより分別された廃プラスチッ
クなど）である廃棄物が廃棄物ホッパ７０を介してスク
リュフィーダ７１により開ロア１ａから空筒部１８内へ
連続して供給され、そこを落下して燃焼流動床１０内へ
投入されて流動燃焼される。この燃焼により加熱された
燃焼流動床１０の流動媒体１０ａは蒸発器１２と接触し
て熱を与え、ここの水が蒸発され、蒸気ドラム８０へ送
られる。この作用などにより燃焼流動床１０の温度は例
えば１０００°Ｃに保たれる。燃焼流動床１０で燃焼中
にはその流動媒体１０ａは廃棄物中の不燃物や未燃物と
共に装置下部のスクリュフィーダ６０により装置外へ取
り出されて、分離器６１へ投入され、スクリーン６−１
ａを通過した所定の粒径の流動媒体１０ａや未燃物は排
出口６１ｂから取り出されて循環コンベヤ６２に乗せら
れスクリュフィーダ６３、供給管６４を通って再度燃焼
流動床１０へ戻され、ここで流動媒体１０ａは循環使用
され、未燃物は再度の燃焼の機会が与えられる。スクリ
ーン６１ａ上に残った廃棄物中の粗大な不燃物は分離器
６１の排出口６１ｃから器外へ取り出されて処理される
。燃焼流動床１０から排出された燃焼ガス（例えばこの
燃焼ガスの温度は１０００〜１０５０°Ｃである。なお
、空筒部１８では燃焼ガスに伴われて流れる未燃粒子の
一部が燃焼される。）は空筒部１８を通って上昇し、第
１のガス分散板２１を通過し、第１のガス分散板２１上
で仮焼床２０が形成される。仮焼床２０には石灰石供給
管２２から流動媒体としての粒径が例えば３ｍｍ以下の
石灰石が連続して供給され、ここでこの石灰石（Ｃａ　
ＣＯ３）は高温の燃焼ガスによって流動化されつつ次式
に示すような反応によって仮焼され、生石灰（Ｃａ　Ｏ
）が生成される。

Ｃａ　Ｃｏ、−＋ＣａＯ＋ＣＯ，↑ この仮焼床２０の温度は仮焼に適した温度の例えば８５
０°Ｃに設定される。なお、この仮焼床２０の温度は空
気ブロワ１３がら空気供給管１４．１６を介して空筒部
１８の上方である仮焼床２０のすぐ上流に供給される二
次空気によっても調節可能である。そして、この仮焼さ
れた生石灰によって燃焼ガスの脱硫が次式に示すような
反応によって脱硫に適したこの温度（８５０’Ｃ）もと
で行われると共に、一部の脱塩素が行われる。

Ｓｏ、＋ＣａＯ−＋ＣａＳＯＸまた、燃焼流動床１０から排出され燃焼ガスと共に仮焼
床２０に導入された未燃分もここで燃焼され完全燃焼が
達成される。そして、仮焼床２０から排出された燃焼ガ
ス（例えば温度８５０°Ｃ）は上昇して第２のガス分散
板３１を通過し、第２のガス分散板３１上で脱塩素床３
０が形成される。

この脱塩素床３０には前述の仮焼床２０で仮焼された生
石灰（ＣａＯ）や脱硫反応、一部脱塩素反応に供された
生石灰が生石灰移送装置４０によって送給され、脱塩素
床３０の流動媒体として使用される。生石灰移送装置４
０では、仮焼床２０で仮焼された生石灰（Ｃａｂ）が仮
焼床２０の上部から溢流して開口４２から生石灰移送装
置４０の移送管４１の傾斜部へと流入して下降し、圧縮
空気供給管４４から移送管４１の垂直部内部に供給され
る圧縮空気によって移送管４１内を上方へと送られて上
部開口４３から脱塩素床３０へ送給される。この脱塩素
床３０では流動媒体としての生石灰は過熱器３２と接触
して熱を与え、ここの蒸気が過熱されて過熱蒸気にされ
、使用個所へ送られる。

この作用などにより脱塩素床３０の温度は例えば６００
°Ｃに保たれ、脱塩素作用に適した温度条件下で次式に
示すような反応によって脱塩素作用が行われる。

２　ＨＣＪ２　＋　Ｃａ　Ｏ→Ｃａ　Ｃｊ！　ｚ　＋Ｈ
Ｚ　Ｏ↑このように、石灰石が仮焼床２０から脱塩素床
３０へと移送されて両方の床２０．３０とで使用される
ので、石灰石の利用率が向上する。脱塩素作用に供され
た生石灰は廃石灰石として排出管３３から装置外へ排出
される。脱塩素床３０から排出された燃焼ガスは排ガス
通路３４を通過して廃熱回収部５０へ流入され、ここの
伝熱管で最終的に燃焼ガスの保有熱が吸収され、蒸気ド
ラム８０へ回収される。ここを通過した燃焼ガスは温度
を降下されてダク）３４ａを通って装置から排出され、
図示していない集塵装置などの排ガス処理装置に供給さ
れる。

なお、前記脱塩素床３０の排出管３３から排出される反
応に供された廃止石灰は例えば粒径が３閣のものでは表
面１ｍｍ近くの部分だけが反応に供されており内部は未
反応で未利用のままであるため、さらに石灰石の利用効
率を上げるために、排出管３３から取り出した後、粉砕
機９０で粉砕して内部の未反応部（Ｃａｂ）を露出させ
た状態として再度、仮焼床２０の石灰石供給管２２に導
入して、仮焼床２０と脱塩素床３０で使用するようにで
きるし、または、このように粉砕された産生石灰に、ま
たは排出管３３から排出され、たままの産生石灰に、水
蒸気か水（Ｈ，Ｏ）を吹きつけ、水和させることにより
未反応部の生石灰（ＣａＯ）と反応させ、消石灰（Ｃａ
　（ＯＨ）ｚｌ　にして、例えば廃熱回収部５０よりも
下流のダクト３４ａ内へ噴霧することにより、より高度
なレベルまでの脱塩素や脱硫をさせるようにすることが
できる。

このような消石灰による脱塩素反応および脱硫反応は次
式の通りである。

２８Ｃ１＋Ｃａ（ＯＨ）ｇ→Ｃａ　Ｃ１ｔ　＋２Ｈｔ○
↑ＳＯＸ　＋Ｃａ（ＯＨ）ｚ→Ｃａ　ＳＯｘ　＋ＨｚＯ
↑なお、生石灰移送装置４１として、圧縮空気を移送源
とした空気圧送式とした場合を示したが、これは他の形
式の空気輸送装置や、また、別の機械式コンベヤなどで
あってもよい。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明の流動床燃焼装
置では、それぞれ、燃焼、脱硫（仮焼）、脱塩素を独立
した部位でそれぞれ独立してその反応に適した温度条件
下で行うことができ、それぞれの反応処理を極めて効率
良く行うことができる。

そして、この効果に加えて、安価で入手し易い石灰石等
の吸着剤を用いてその利用率を向上させた状態で、かつ
、乾式により燃焼ガスの脱硫処理や脱塩素処理が行える
ので、燃焼ガスの脱硫、脱塩素処理を効率的にかつ経済
的に行うことができるとともに、装置の構成をコンパク
トにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の流動床燃焼装置としての多段流動床
ボイラの一実施例を示す概略縦断面図である。１・・・多段流動床ボイラ、１０・・・燃焼流動床、２
０・・・仮焼床（第１の吸着剤流動床）、２１・・・第
１のガス分散板、３０・・・脱塩素床（第２の吸着剤流
動床）、３１・・・第２のガス分散板、４１・・・生石
灰移送装置（吸着剤移送装置）。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）燃焼装置の下部に被燃焼物を燃焼させる燃焼流動
床を配し、その燃焼ガスの下流側に第１のガス分散板で
支持された第１の吸着剤流動床を配すると共に、この第
１の吸着剤流動床のガス下流側に第２のガス分散板で支
持された第２の吸着剤流動床を配したことを特徴とする
流動床燃焼装置。
（２）前記第１の吸着剤流動床を吸着剤の仮焼を主体と
した仮焼床とし、前記第２の吸着剤流動床を燃焼ガスの
脱塩素を主体とした脱塩素床とし、前記仮焼床と前記脱
塩素床との間に、仮焼床で仮焼された吸着剤を脱塩素床
へ移送する吸着剤移送装置を設けたことを特徴とする請
求項（１）記載の流動床燃焼装置。