JPH03217707A - 燃焼装置 - 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】 （１１発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、燃焼炉中で被燃焼粉体を燃焼して生成した燃
焼ガスと加熱溶融して生成したスラグとを燃焼炉からス
ラグ分離室に導入することにより互いに分離する燃焼装
置に関し、特に、燃焼炉からスラグ分離室に向け燃焼ガ
スを鉛直方向に案内したのち水平方向に拡張された衝突
床面に対して｛１突せしめて燃焼ガスに同伴された微粒
子状スラグを分離したのち衝突床面の拡張方向に向けて
燃焼ガスを排出してなる燃焼装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種の燃焼装置では、たとえば第４図に示した
燃焼装置厘のごと《、旋回流型燃焼炉興の燃焼室２２内
で旋回流に乗った被燃焼粉体の一部を燃焼ならびに加熱
溶融しまたその残部を旋回流に伴なう遠心力によって燃
焼室２２の内壁面に付着し燃焼ならびに加熱溶融して燃
焼ガスおよびスラグを生成せしめたのち、微粒子状スラ
グを同伴しつつ排出口２６からスラグ分離室３０の案内
通路３２に向けて放出される燃焼ガスを案内通路３２の
傾斜衝突面３２Ａに衝突せしめることにより、燃焼ガス
中に浮遊して同伴されてきた微粒子状スラグを傾斜衝突
面３２Ａにそって流下するスラグ（゜゛スラグ流゜゜と
いう）に捕集せしめて分離してなるものが提案されてい
た（特願昭６３−１８２８４７参照）。

［解決すべき問題点］ しかしながら、従来の燃焼装置ｌＯでは，スラグ分離室
υの案内通路３２に形成された傾斜衝突面３２Ａに対し
燃焼ガスを衝突せしめて燃焼ガスに同伴されてきた微粒
子状スラグをスラグ流に捕集せしめて分離していたので
、｛１｝微粒子状スラグがスラグ流に捕果されても案内
通路３２ないしはスラグ分離スペース３４内で再び飛赦
されてしまい易く、燃焼ガス中に拡散されて排出口３５
から後続の装置に向けて排出されてしまい易い欠点があ
り、このため｛１ｌ｝排出口３５の内部あるいは後続の
装置の内部にスラグが付着され蓄積され易い欠点があり
、ｆｉｉｉ）スラグの除去作業のために運転停止を余儀
なくされる欠点があった。

従来の燃焼装置朋では、また、スラグ分離室四のスラグ
分離スペース３４から斜上方に延長された排出口３５に
よって燃焼ガスが排出されていたので、（１ｖ）スラグ
分離スペース３４内を落下するスラグが飛散され易く、
燃焼ガスに同伴されて排出口３５から後続の装置に向け
て排出され易い欠点もあった。

そこで、本発明は、これらの欠点を除去すべ《、燃焼炉
に付設されたスラグ分離室の案内通路を鉛直方向に延長
せしめてスラグ分離スペースの水平方向に拡張された衝
突床面に対し燃焼ガスを衝突せしめることにより燃焼ガ
スに同伴されてきた微粒子状スラグを分離したのち衝突
床面の拡張方向に向けてスラグ分離スペースから燃焼ガ
スを排出してなる燃焼装置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間屈点の解決手段は、「燃焼炉
中で被燃焼粉体を燃焼して生成した燃焼ガスと加熱冫容
融して生成したスラグとを燃焼炉からスラグ分離室に導
入することにより互いに分離してなる燃焼装置において
、スラグ分離室が、 ｆａｌ　ｍ焼炉の下端部がらスラグ分離室に向け鉛直方
向に延長されてお り、燃焼炉の下端部から燃焼ガス およびスラグを受け取ってスラグ 分離スペース（３４）まで案内するた めの案内通路（３２）と、 ｒｂ＋　スラグ分離スペース（３４）の下端部で水平方
向に拡張されており、案 内通路（３２）によって案内された燃 焼ガスが衝突せしめられ、燃焼ガ スに同伴された微粒子状スラグを 案内通路（３２）から予め落下されも しくは補集されて蓄積されたスラ グに捕集せしめるための衝突床 面ｆ３４Ａｌ　　と、 （ｃｌ　スラグ分離スペース（３４）から後続の装置に
向けて衝突床面（３４Ａ）の 拡張方向に延長されており、燃焼 ガスおよびスラグをスラグ分離ス ペース（３４）から排出するための排 比口（３５）と を包有してなることを特徴とする燃焼装置」 である。

［作用］ 本発明にかかる燃焼装置は、上述の［問題点の解決手段
］に明示したごとく、燃焼炉中で被燃焼粉体を燃焼して
生成した燃焼ガスと加熱溶融して生成したスラグとを燃
焼炉からスラグ分離室に導入することにより互いに分離
しており、特に、スラグ分離室が、（ａ）　ｆＭ焼炉の
下端部からスラグ分離室に向け鉛直方向に延長されてお
り、燃焼炉の下端部から燃焼ガスおよびスラグを受け取
ってスラグ分離スペースまで案内するための案内通路と
、ｆｂｌ　スラグ分離スペースの下端部で水平方向に拡
張されており、案内通路によって案内された燃焼ガスが
衝突せしめられ、燃焼ガスに同伴されてきた微粒子状ス
ラグを案内通路から予め落下されもしくは捕集されて蓄
積されたスラグに抽集せしめるための衝突床面と、ｆｃ
）スラグ分離スペースから後続の装置に向けて衝突床面
の拡張方向に延長されており、燃焼ガスおよびスラグを
スラグ分離スペースからｔＪｌ：出するための排出口と
を包有してなるので、 （１）燃焼ガスから分離されたスラグおよび燃焼灰が再
び飛散され燃焼ガスに同伴されて後続の装置に向け排出
されてしまうことを抑制する作用 をなし、ひいては （ｉｉｌ後続の装置に向けて排出される燃焼ガスに同伴
されるスラグ量を削減する作用 をなし、このため （ｉｉｉｌ後続の装置あるいは後続の装置に連通された
排出口に蓄積され付着されたスラグの除去作業のために
運転を停止する頻度を削滅する作用 をなし、結果的に （１ｖ）保守作業を軽滅しかつ運転能率を高める作用 をなす。

［実施例］ 次に、本発明にかかる燃焼装置について、その好ましい
実施例を挙げ、添付図面を参昭しつつ、具体的に説明す
る。しかしながら、以下に説明する実施例は、本発明の
理解を容易化ないし促進化するために記載されるもので
あって，本発明を限定するために記載されるものではな
い。換言すれば、以下に説明される実施例において開示
される各要素は、本発明の精神ならびに技術的範囲に属
する全ての設計変更ならびに均等物置換を含むものであ
る。

（添イ・ヌ面の説明） 第１区は、本発明にかかる燃焼装置の一実施例を示すた
めのＩ−Ｉ線にそった縦断面図であって、一次燃焼炉と
して旋回流型燃焼炉２０が採用された場合を示している
。

第２図は、第１図実施例のＩＩ　−　ＩＩ　Ｉｉｌにそ
った横断面図である。

第３図は、第１図実施例のＩＩＩ　−　ｍ線にそった縦
断面図である。

（実施例の構成） まず、第１図ないし第３図を参昭しつつ、本発明にかか
る燃焼装置の一実施例について、その構成を詳細に説明
する。ここでは、便宜上、旋回流型燃焼炉２０に適用さ
れる場合を例示的に説明するが、本発明は、これに限定
されるものではなく、別種の燃焼炉に適用される場合も
包摂する。

ＩＯは、本発明にかかる燃焼装置であって、一次燃焼炉
としての旋回流型燃焼炉並と、旋回流型燃焼炉２０の下
方に配設されており旋回流型燃焼炉２０によって発生さ
れた燃焼ガス（゛一次燃焼ガス゛゜という）とスラグと
を互いに分離するためのスラグ分離室３０と、スラグ分
離室３０の側方に配設されておりスラグ分離室３０にお
いてスラグが分離された一次燃焼ガス中に残存する可燃
成分を燃焼せしめて発生された燃焼ガスを一次燃焼ガス
ともども二次燃焼ガスとして排出するための二次燃焼炉
４０と、二次燃焼炉４０の上方に配設されており二次燃
焼ガスを冷却して二次燃焼ガス中に浮遊して同伴されて
きた微粒子状スラグを付着性のないフライアッシュに変
換するための燃焼ガス冷却装置凹とを備えている。燃焼
ガス冷却装置並によって冷却された二次燃焼ガスは、後
続の燃焼ガス処理装置（たとえば二次燃焼ガスから熱を
回収するための熱回収装置６０：以下、この場合につい
て説明する）によって適宜に処理される。

旋回流型燃焼炉２０は、炉体２ｌの内部に形成された商
状（たとえば円筒状あるいは六角間状以上の多角間状）
の燃焼室２２に対し燃焼用空気〔゜゛一次空気゜゜とも
いう）を供給して旋回流を形成するための少なくとも１
つ（たとえば４つ）の空気供給管２３と、被燃焼粉体（
たとえば乾燥汚泥粒子，石炭粒子あるいは焼却灰など）
を搬送気体（通常“゜加湛空気゜゜）とともに炉体２ｌ
内の燃焼室２２に供給するための少なくとも１つ〔たと
えば４つ）の粉体供給管２４と、炉体２ｌの頂部に配設
されており被燃焼粉体の燃焼を開始せしめあるいは燃焼
室２２内の温度が低下し過ぎたとき加温するための補肋
バーナ２５と、炉体２ｌの下端部に形成されており燃焼
室２２から一次燃焼ガスおよびスラグを排出するための
排出口２６とを備えている。

スラグ分離室並は、旋回流型燃焼炉輩の排出口２６に対
して一端部が開口されかつ炉体３１内に鉛直方向に向け
て形成されており旋回流型燃焼炉興の燃焼室２２から排
出された一次燃焼ガスおよびスラグを案内するための案
内通路３２と、案内通路３２の他端部に対して頂部すな
わち導入口３３が開口されかつ炉体３ｌ内に形成されて
おり一次燃焼ガスを水平方向に拡張された衝突床面３４
Ａに対して衝突せしめ一次燃焼ガス中の微粒子状スラグ
を衝突床面３４Ａ上に予め蓄積されたスラグ（“′スラ
グ流゜゜という）に捕集せしめて互いに分離するための
スラグ分離スベース３４と、スラグ分離スペース３４に
対して一端部が開口されかつ他端部が水平方向に延長さ
れたのち後続の二次燃焼炉４０に対して連通されており
スラグ分離スペース３４から一次燃焼ガスおよびスラグ
流を排出するよう形成された排出口３５とを備えている
。スラグ分離室３０は、また、スラグ分離スペース３４
に対して配設されており一次燃焼ガスの１度が低下し通
ぎたとき加温するための少なくとも１つの補助バーナ３
６と、スラグ分離スペース３４に対して開口されており
一次燃焼ガスの（昆度が上昇し過ぎたとき冷却するため
の冷却ガス（通常゛゜燃焼排ガス゜゜）を供給するため
の少なくとも１つの冷却ガス供給管３７とを所望により
備えている。

二次燃焼炉４０は、炉体４ｌの内部に形成された燃焼室
４２に対して配設されており燃焼室４２内の温度が低下
し過ぎたときに加温するための補助バーナ４３と、スラ
グ分離スペース３４に開口されており燃焼用空気（゛二
次空気１゛ともいう）を供給するための少なくとも１つ
の空気供給管４４と、燃焼室４２の傾斜床面４２Ａの最
下位置に開口されたスラグ流出孔４５に配設されており
傾斜床面４２Ａによって集合されたスラグ流を加熱する
ための補助バーナ４６と、燃焼室４２の頂部に開口され
ており二次燃焼ガスを燃焼ガス冷却装ｆｉ５０に向けて
案内するための燃焼ガス排出口４７とを備えている。燃
焼室４２とスラグ分離スペース３４との間には、垂直壁
４８が形成されており、スラグ分離室３０において一次
燃焼ガスが効率よ《衝突床面３４Ａに衝突するよう配廖
されている。

燃焼ガス冷却装置５０は、一端部が燃焼ガス排出口４７
に連通されており二次燃焼炉４０から二次燃焼ガスを受
け取るためのケーシング筒体５Ｉと、ケーシング筒体５
１の内部に配設されており一端部すなわち燃焼ガス排出
口４７に近接した部分においてケーシング筒体５ｌの内
周面との間に形成された低温ガス案内スペース５１ａに
対し連遇する少なくとも１つの開口５２ａを有した熱伝
導性のよい金属製の筒状ダクト５２と、ケーシング筒体
５１の他端部近傍に開口されており低温ガスを低温ガス
案内スペース５１ａに対して供給するための低温ガス供
給管５３と、筒状ダクト５２の他端部近傍に開口されて
おり冷却された二次燃焼ガスを外部へ案内するための燃
焼ガス排出管５４とを備えている。筒状ダクト５２は、
高温の二次燃焼ガスが直接に接触され微粒子状スラグが
付着されることを回避するために、燃焼ガス排出口４７
の内径よりも大きな内径を有していることが好ましく、
また燃焼ガス排出口４７の延長軸（ここでは鉛直軸）に
平行する延長軸を有していることが好ましい。低温ガス
供給管５３によって低温ガス案内スペース５１ａおよび
開口５２ａを介して筒状ダクト５２の内部空間５２１）
に対し供給される低温ガスとしては、１５０〜２５０゜
Ｃ程度の温度を有する排ガス，徘スチームもしくは空気
などを使用することが好ましい。

熱回収装置６０は、燃焼ガス排出管５４の他端部に対し
て連通されており１０００℃以下の温度に冷却された二
次燃焼ガスを受け取るための装置本体６１と、装置本体
６１から後続の燃焼ガス処理装置（たとえば脱硫装置，
図示せず）に向けて熱交換済の二次燃焼ガスを排出する
ための燃焼ガス徘出管６２と、装置本体６ｌに対して空
気を供給するための空気供給管６３と、装置本体６ｌか
ら熱交換済の空気（すなわち加熱空気）を排出して空気
供給管２３などに供給するための空気排出管６４とを備
えている。

』ス考』駁旧且肚と 更に、第１図ないし第３図を参ｐｇ，シつつ、本発明に
かかる燃焼装置の一実施例について、その作用を詳細に
説明する。

旋回流型燃焼炉興では、空気供給管２３を介し燃焼用空
気（すなわち一次空気）が燃焼室２２内に実線矢印Ａ１
で示すごと《供給されており、燃焼室２２内でその対称
軸の周囲に実線矢印Ａ２で示すごとく旋回流を形成して
いる。

旋回流型燃焼炉輩では、更に、扮体供給管２４を介して
加温空気などの搬送気体によって被燃焼粉体が破線矢印
Ｂ．で示すごとく燃焼室２２の中央部ひいては旋回流（
実線矢印Ａ２参照）に向けて供給されており、旋回流に
よって破線矢印Ｂ２で示すごとく広範囲に拡散される。

被燃焼粉体は、補助バーナ２５によって予め所望の温度
に保持されている燃焼室２２内に向け放出することによ
り、燃焼室２２の内部空間および内壁面で持続的に燃焼
ないし加熱溶融される。被燃焼粉体は、一部が燃焼に伴
なって一次燃焼ガスとなり、他の一部が加熱溶融に伴な
ってスラグとなり、別の一部が一次燃焼ガスに浮遊しつ
つ同伴され、残部がスラグに補集される。一次燃焼ガス
は、旋回流に乗って、実線矢印Ａ３で示すごと《、排出
口２６から排出される。スラグは、一部が旋回流に伴な
う遠心力によって燃焼室２２の内壁面に付着されて流下
され、かつ残部が微粒子状となって一次燃焼ガス中に浮
遊しつつ、破線矢印Ｂ３で示すごとく、排出口２６から
排出される。

排出口２６から排出された一次燃焼ガスは，スラグ分離
室煕の案内通路３２を通過してスラグ分離スペース３４
に放出された時５屯で実線矢印Ａ３で示すごとく旋回流
を保持しているが、漸次に減弱される。

排出口２６から排出されたスラグは、大半が案内通路３
２の内壁面を流下したのち破線矢印Ｂ３で示すごとくス
ラグ分離スペース３４に落下し、一部が微粒子状となっ
て一次燃焼ガスに浮遊しつつ排出される。

スラグ分離室３０のスラグ分離スペース３４では、空気
供給管４４から実線矢印Ｃ１で示したごとく供給された
二次空気ともども、高温（たとえば１３００〜ｌ５００
゜Ｃ）の一次燃焼ガスが排出口３５から実線矢印Ａ４で
示すごとく二次燃焼炉並に向けて放出され、スラグが排
出口３５の下面にそいつつ二次燃焼炉４０に向けて破線
矢印Ｂ４で示すごとく流出される。一次燃焼ガスは、そ
の温度が過度に低下した場合、補助バーナ３６によって
適宜に加温され、また、その温度が遇度に上昇した場合
、冷却ガス供給管３７から実線矢印Ｄで示すごとく冷却
ガスを供給して適宜に冷却される。

二次燃焼炉並では、一次燃焼ガス中に残存された可燃成
分が補助バーナ４３によって燃焼ないし加熱溶融される
ことにより、燃焼ガスおよびスラグとされる。燃焼ガス
は、一次燃焼ガスともども二次燃焼ガスとして燃焼ガス
排出口４７から燃焼ガス冷却装置５０に向けて放出され
る。スラグは、微粒子状スラグとして二次燃焼ガスに浮
遊しつつ同伴されるものを除き、燃焼室４２の傾斜床面
４２Ａに落下されたのち破線矢印Ｂ，で示したごとく案
内され、スラグ流として破線矢印Ｂ６で示したごとくス
ラグ流出孔４５から放出される。スラグ流は、付着滞留
することを防止するために、スラグ流出孔４５で補助バ
ーナ４６により適宜に加温される。

燃焼ガス冷却装置５０では、低温ガスが、低馬ガス供給
管５３によって実線矢印Ｅｔで示すごとくケーシング筒
体５１と筒状グクト５２との間に形成された低温ガス案
内スペース５１ａ内に供紹されている。低温ガスは、そ
の低温ガス案内スペース５１ａ内を実線矢印Ｅ２で示す
ごとく、筒状ダクト５２をスラグ（すなわち溶融ダスト
）の固化温度より低い温度に冷却しつつ燃焼ガス排出口
４７の方向（すなわち二次燃焼ガスの移動方向に逆行す
る方向）に向けて移動され、開口５２ａから筒状ダクト
５２の内部空間５２ｂへ放出される。ちなみに、筒状ダ
クト５２の温度は、スラグの溶融温度より３００゜Ｃ以
上低い温度に保持されていることが，好ましい。

筒状ダクト５２の内部空間５２ｂでは、燃焼ガス排出口
４７から実線矢印Ａ，で示すごとく供給された燃焼ガス
が、実線矢印Ｅ２で示すごとく供給された低温ガスと短
時間で混合されかつ熱伝導性のよい金属製の商状ダクト
５２の内周面に接触されることにより、１０００℃以下
の適宜の温度（好ましくは、スラグの溶融温度より１０
０℃以上低い１品度）まで急速に冷却される。

これにより、二次燃焼ガスに浮遊しつつ同伴されてきた
微粒子状スラグが、付着性のないフライアッシュに短時
間で変換され、かつ筒状ダクト５２の内周面が低温ガス
によって冷却されているので、筒状ダクト５２の内周面
に対しで付着されることがない。

筒状ダクト５２の内部空間５２ｂで微粒子状スラグがフ
ライアッシュに変換された二次燃焼ガス（冷却燃焼ガス
ともいう）は、燃焼ガス排出管５４を介して実線矢印Ａ
６で示すごとく熱回収装置６０に与えられ、その装置本
体６１の内部空間を通過したのち、燃焼ガス排出管６２
から後続の装置に向けて実線矢印Ａ７で示すごとく放出
される。このとき、装置本体６１には、空気供給管６３
から低温空気が実線矢印Ｆ１で示すごと《供給されてお
り、冷却燃焼ガスとの間で熱交換されたのち、加温空気
として空気排出管６４から実線矢印Ｆ２で示すごとく放
出されている。

｛３｝発明の効果 上述より明らかなように、本発明にかかる燃焼装置は、
上述のＵ問題点の解決手段１に明示したごとく、燃焼炉
中で被燃焼粉体を燃焼して生成した燃焼ガスと加熱溶融
して生成したスラグとを燃焼炉からスラグ分離室に導入
することにより互いに分離しており、特に、スラグ分離
室が、ｆａｌ燃焼炉の下端部からスラグ分離室に向けｆ
ロ直方向に延長されており、燃焼炉の下端部から燃焼ガ
スおよびスラグを受け取ってスラグ分離スペースまで案
内するための案内通路と、＋ｂ）スラグ分離スペースの
下端部で水平方向に拡張されており、案内通路によって
案内された燃焼ガスが衝突せしめられ、燃焼ガスに同伴
されてきた微粒子状スラグを案内通路から予め落下され
もしくは捕集されて蓄積されたスラグに補果せしめるた
めの衝突床面と、ｆｃ）スラグ分離スペースから後続の
装置に向けて衝突床面の拡張方向に延長されており、燃
焼ガスおよびスラグをスラグ分離スペースから俳出する
ための排出口とを包有してなるので、（１）燃焼ガスか
ら分離されたスラグおよび燃焼灰が再び飛散され燃焼ガ
スに同伴されて後続の装置に向け排出されてしまうこと
を抑制できる効果 を有し、ひいては （１１）後続の装置に向けて排出される燃焼ガスに同伴
されるスラグ量を削減できる効果を有し、このため ｆｉｉｉｌ後続の装置あるいは後続の装置に連通された
排出口に蓄積され付着されたスラグの除去作業のために
運転を停止する頻度を削減できる効果 を有し、結果的に （ＩＶ）保守作業を軽滅しかつ運転能率を高める作用 を有する。

【図面の簡単な説明】

第１区は本発明にかかる燃焼装置の一実施例を示すため
のＩ−１線にそった縦断面図、第２区は第１図実施例の
ＩＩ　−　ＩＩ線にそった横断面図、第３図は第１図実
施例のＩＩＩ　−　ＩＩＩ線にそった縦断面図、第４図
は従来例を示すための縦断面図である。 １０ ２０ ３０ ３５ ３６ ３４Ａ 燃焼装置 旋回流型燃焼炉 ・・炉体 ・燃焼室 ・・・・・・空気供給管 粉体供給管 補助バーナ 排出口 ・スラグ分離室 炉体 案内通路 導入口 ・スラグ分離スペース 衝突床面 ・・排出口 補助バーナ 冷却ガス供紹管 一次燃焼炉 炉体 燃焼室 ・傾斜床面 ・・補助バーナ 空気供給管 スラグ流出孔 補助バーナ 燃焼ガス排出口 垂直壁 燃焼ガス冷却装置 ケーシング筒体 低温ガス案内スペース 面状ダクト 開口 ・内部空間 ・・・低温ガス供給管 ・・・・燃焼ガス排出管 熱回収装置 ６ｌ・ 装置本体 ６２ ・燃焼ガス排出管 ６３ 空気供給管 ６４ ・空気排出管 特 許 出 願 人 日 揮 株 式会 社 代 理 人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 燃焼炉中で被燃焼粉体を燃焼して生成した燃焼ガスと加
   熱溶融して生成したスラグとを燃焼炉からスラグ分離室
   に導入することにより互いに分離してなる燃焼装置にお
   いて、スラグ分離室が、 （ａ）燃焼炉の下端部からスラグ分離室に向け鉛直方向
   に延長されており、燃焼炉の下端部から燃焼ガスおよび
   スラグを受け取ってスラグ分離スペース（３４）まで案
   内するための案内通路（３２）と、 （ｂ）スラグ分離スペース（３４）の下端部で水平方向
   に拡張されており、案内通路（３２）によって案内され
   た燃焼ガスが衝突せしめられ、燃焼ガスに同伴された微
   粒子状スラグを案内通路（３２）から予め落下されもし
   くは捕集されて蓄積されたスラグに捕集せしめるための
   衝突床面（３４Ａ）と、 （ｃ）スラグ分離スペース（３４）から後続の装置に向
   けて衝突床面（３４Ａ）の拡張方向に延長されており、
   燃焼ガスおよびスラグをスラグ分離スペース（３４）か
   ら排出するための排出口（３５）と を包有してなることを特徴とする燃焼装置。