JPH03286914A - 循環流動層ボイラ - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、未燃分を再燃焼する循環流動層ボイラに係り
、特に、その火炉を改良することで低公害と高熱効率を
図った循環流動層ボイラに関する。

二従来の技術］ 従来の循環流動層ボイラは一般に第４図に示すような桐
成か採用されている０図示するように、循環流動層ボイ
ラａは火炉す内に燃料と流動媒体Ｃとを燃焼空気により
流動化させて燃焼させるための流動層形成部ｄを有して
いる。この流動層形酸部ｄは火炉すの炉底に設けられる
流動床板ｅ上に形成され、流動床板ｅの下には流動化流
体として燃焼空気を流動層に導入するための空気噴射ノ
ズルｆが設けられている。そこで、流動層形成部ｄを形
成する流動床板ｅ上には流動媒体ｇ（ベット材）が投入
され、この流動媒体ｇ上に燃料供給口りから石炭や石油
コークス等の燃料が供給されると共に、風箱ｎより空気
噴射ノズルｆから流動化のための燃焼空気が供給されて
燃料と流動媒体ｇとが流動化されて燃焼されることにな
る。

また、流動層形成部ｄの上方のフリーボード部ｉには二
次空気供給口ｊが設けてあり、燃料の違いによる燃焼度
に応じてさらに燃焼を促進するために不足分の空気を供
給して完全燃焼を行っている。

火炉すの側部には火炉すの上部で連通したサイクロンｋ
が設けてあり、サイクロンにの下部はＪ型バルブｌを介
して上記火炉すの流動層形成部ｄに連通している。すな
わち、火炉す内の燃焼による排ガスはサイクロンにの上
部の排気孔ｍより熱交換器等（図示せず）に送られて利
用されることになるが、この排ガスには流動媒体ｇの未
反応な粉粒体や未だかなりの未燃分等が含まれているた
め、サイクロンｋによって排ガスからこれらの粉粒体や
未燃分等の分離を行って回収した後、再利用して熱効率
の向上を図っている。

また、この循環流動層ボイラａは排ガス中に含まれてい
る硫黄酸化物や窒素酸化物等の低減、除去のため、燃焼
温度を低く抑えた（８５０〜８７０℃）構成となってい
ると共に、燃料供給口りから脱硫剤等の添加物を添加し
て汚染物質を除去することによって大気汚染を防止して
いる。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、従来の循環流動層ボイラの火炉中での燃焼空
気の流れは単なる上昇流であり、流速が速く火炉中での
対流時間が短いため燃焼効率が低く、また排ガス中に含
まれている硫ｖＩｔ酸化物と脱に荊との反応時間も短い
ため、脱硫効果が低いといった傾向かあった。また、さ
らに未燃分による窒素酸化物の還元反応も充分とはいえ
なかった。

そこで、本発明は上述の課題を有効に解決するためにな
されたものであり、火炉中に旋回流を発生させて対流時
間を長くすることで燃焼効率を高めると共に、攪拌作用
を生じさせることによって硫黄酸化物の脱硫反応、窒素
酸化物の還元反応の反応効率も高くなり、熱効率の高い
、低公害の循環流動層ボイラを提供するものである。

［課題を解決するために手段１ 本発明は、火炉内流動床板上に投入した燃料と流動媒体
を空気で流動化させて燃焼させると共に、火炉から排出
された未燃分を排ガスから分離して上記火炉内に再循環
して再燃焼する循環流動層ボイラにおいて、上記火炉を
円筒形とすると共に、火炉内に空気の旋回流を発生させ
るために、上記流動床板上に該火炉の円周斜め方向水平
に燃焼空気を噴射する複数の空気噴出孔を有した旋回ノ
ズルを設けて構成されている。

［作用］ 旋回ノズルから噴出される一次空気によって火炉中に空
気の旋回流を発生させることにより、燃焼の滞留時間を
長くして燃焼効率を向上する。また、空気の旋回流によ
る攪拌作用によって脱硫剤と硫黄酸化物の脱硫反応時間
も長くなり、脱硫効果も向上すると共に、燃焼によって
発生し、？−窒素酸化物と回収された未燃分との混合に
よる還元反応も促進され、窒素酸化物の発生を低減する
ことになる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を添付図面を参照しながら説明す
る。

第１図は本発明である循環流動層ボイラｌを示したもの
である。

図示するように、この循環流動層ボイラ１は燃料を燃焼
する火炉２と、サイクロン３と、流動層形成部４と、旋
回ノズル５とから主に構成されている この火炉２は内部が中空の円筒形状を呈しており、その
炉底部には火炉２とＨＡＡｓ２区画し、その上方に濃厚
層部４を形成する流動床板６が設けられている。この流
動床板６上には濃厚層部４が形成されると共に、この濃
厚層部４上にフリーボード部７が形成されている。この
濃厚層部４には石灰や砂等の流動媒体８（ベット材）が
供給されると共に、燃料供給管９より燃料が供給され、
これら流動媒体８と燃料とが燃焼空気Ａで流動化させて
流動層１０を形成することになる。そこで流動床板６に
はこの燃焼と流動媒体８を流動化させて燃焼させるため
に燃焼空気を噴出させる空気噴出ノズル１１が複数設け
られている。

また、火炉２の上部に形成されるフリーボード部７には
熱回収するための熱交換Ｈ（図示せず〉に燃焼ガスを尋
くガス通路１２が形成されている。

このガス通路１２には燃焼ガス中に含まれる未燃分及び
流動媒体８を回収するためのサイクロン３が設けられて
おり、このサイクロン３の固形物排出口１３には得られ
る固形物としての流動媒体及び未燃分を濃厚層部４に還
流するための循環路１４が接続されている。この循環路
１４には流動媒体を含む未燃分の逆流を防止するための
Ｊ型パルプ１５が設けられている。

火炉２内の底部に設けられた流動床板６の中央には、燃
料と流動媒体８との流動層１０及びその上方のフリーボ
ード部７内の燃焼ガスを旋回させるための旋回ノズル１
５が設けられている。この旋回ノズル１５は流動床板６
上に立設されたセラミック等の耐熱性材料で形成された
略円柱状のノズル本体１５ａに形成されている。

第２図に示すように、この旋回ノズル１５は流動床板６
に据え付けられるべく略円柱状のノズル本体１５ａを有
している。このノズル本ｔ４ｃ１５ａにはその周方向に
沿って所定の間隔を隔てて径方向外方に、且つ放射状に
延出された延出部１６が形成され、この延出部１６には
円柱状のノズル本＃１５ａの周方向（図中時計まわり方
向）に臨んだ空気噴出孔１７がその長手方向に所定の間
隔を隔てて複数個設けられている。これら空気噴出孔１
７はノズル本体１５ａの軸芯部に設けられた燃焼空気導
入通路１８にノズル通路１８ａを介して連通されている
。これらノズル通Ｆ！＆　１８　ａはそれぞれ図示する
ように導入通路１８から鳴き出される空気が図中時計ま
わり方向に旋回するように円弧状に形成されている。ま
た、空気噴出孔１７を有する延出部１６相互を結ぶノズ
ル本体１５ａの周方向の面部１６ａは図中時計まわり方
向に隣り合う延出部１６端部にその基端部から円弧状に
形成され、空気噴出孔１７から噴出される空気が円弧状
の面部１６ａに沿って流れて旋回流を更に高めて噴出さ
れるように構成されている。

従って、燃焼空気導入通路１８よりノズル通路１８ａを
通って水平方向に噴出された空気は流動媒体８を流動化
させると共に、円筒形の火炉２内部に右まわりに空気の
旋回流を発生させることになる。

次に、第３図は第１図の火炉２のＡ−Ａ断面図である１
図示するように火炉２中に燃料を供給する燃料供給管９
および助燃空気を供給する二次空気供給管１９は円柱形
状の火炉２の内壁に沿って投入あるいは供給されるよう
に斜めにフリーボード部７に設けられている。このよう
に設けることで、燃料を供給する際にあっては燃料投入
によって火炉２内で発生している旋回流の抵抗を低減し
、また二次空気を供給する際にあっては旋回流を維持し
て加速する如くその流れ方向に噴出するようになってい
る。

また、この燃料供給管９からは燃料供給の際、または必
要に応じて石灰石等の脱硫剤を投入して燃焼によって生
じる排煙中の硫黄酸化物を除去し、公害を防止している
。

次に、本発明の作用について説明する。

燃料供給管９より火炉２内の流動層１０上に石炭や石油
コークス等の燃料を投入して着火した後、ブロア（図示
せず）によって風箱５内に燃焼空気（−次空気）を送る
。そして風箱５内の空気は流動床板６に設けられた空気
噴出ノズル１１及び旋回ノズル１５より右まわりに噴出
され、流動床板６上の流動媒体８を流動化させると共に
、空気の旋回流を発生させることになる。すると、この
空気の旋回流に伴って燃焼炎も右まわりに旋回して燃焼
が行われ、火炉２内での燃焼滞留時間が長くなる。この
際、二次空気供給管１９からは燃料の種類に応じて燃焼
に必要な空気の不足分を補うと共に、上述したように旋
回流を維持させる如く空気の流れを加速するよう空気を
供給する。そして、燃焼による熟風は火炉２上部のガス
通路１２を通過して排気口２０を通って図示しない熟交
換器等に送られることになるが、排ガス中に含まれてい
る未燃分や、燃焼空気と共に吹き上げられた流動媒体８
はサイクロン３で遠心分離され、循環路１４を通過して
火炉２中に循環されて未燃分にあっては再度燃焼され、
流動媒体８にあっては再利用されることになる。

従って、このように火炉２中に空気の旋回流を発生させ
て燃焼の滞留時間を長くすることで燃焼効率も向上する
と共に、攪拌作用に伴い脱硫剤と硫黄酸化物の脱硫反応
時間も長くなり、脱硫効果も向上することになる。また
、燃焼によって発生した窒素酸化物と回収された未燃分
との混合による還元反応も促進され、窒素酸化物の排出
量も可及的に低減することになる。

［発明の効果コ 本発明は次の如き優れた効果を有する。

（１）窒素酸化物及び硫ｉ酸化物等の大気汚染物質を極
めて少なくすることが可能となる。

（２）滞留時間が長くなり、燃焼効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である循環流動層ボイラを示
すｆｉｌｌｆｆｉ図、第２図は旋回ノズルを示す透視図
、第３図は第１図のＡ−Ａ断面図、第４図は従来の循環
流動層ボイラを示すｌｐ１面図である。 図中１は循環流動層ボイラ、２は火炉、６は流動床板、
８は流動媒体、１５は旋回ノズル、１７は空気噴出孔で
ある。 ７０− 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、火炉内流動床板上に投入した燃料と流動媒体を空気
   で流動化させて燃焼させると共に、火炉から排出された
   未燃分を排ガスから分離して上記火炉内に再循環して再
   燃焼する循環流動層ボイラにおいて、上記火炉を円筒形
   とすると共に、火炉内に空気の旋回流を発生させるため
   に、上記流動床板上に該火炉の円周斜め方向水平に燃焼
   空気を噴射する複数の空気噴出孔を有した旋回ノズルを
   設けたことを特徴とする循環流動層ボイラ。