JPH0344991Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は灰分（アツシユ）を多量に含む固体可
燃物を燃焼させ、灰分を一旦溶融した後塊状スラ
グとして回収するサイクロン式スラグタツプ燃焼
炉（以下スラグタツプ炉とも略称する）の改良に
関する。

（先行技術） 灰分を多量に含む固体可燃物、例えば下水汚泥
や微粉炭を燃焼させる場合、多量のフライアツシ
ユを伴なう。このフライアツシユはボイラ伝熱面
等に付着して熱伝導を妨げたり、大気汚染を招く
虞れがあるので捕捉して取出さねばならない。し
かし、このアツシユは、乾燥状態で取出す場合、
他に有益な用途が無いため投棄せざるを得ない
が、その量が年々増大するため投棄場所にも困る
という新たな問題を含んでいる。また、下水汚泥
の場合、六価クロムの溶出が起こるなど、安全上
問題もある。そこで、アツシユを安全なスラグに
再生してセメントの骨材や断熱材等の建材等とし
て利用することが考えられ、従来から第２図に示
すように灰分の多い、石炭の燃焼に使用されてい
たスラグタツプ炉（湿式燃焼炉）１０１で下水汚
泥を燃焼させ、灰分をスラグタツプ口１０３から
溶融状態で冷却槽１０２等へ取出すようにしてい
る（実開昭57−19726号）。一般に、このサイクロ
ン式スラグタツプ炉は、火炎を旋回させることに
よつて可燃物を粗粒と微粒とに遠心分離し、微粒
を旋回火炎内にて空間燃焼させる一方粗粒を炉壁
の溶融スラグ膜に付着させて高火炉負荷の下に燃
焼させ、炉壁のスラグ膜に灰分を付着させて溶融
状態で回収するものである。

（考案が解決しようとする課題） したがつて、燃焼後の灰分の多くは炉壁に付着
して捕集されるが、空間燃焼によつて発生したフ
ライアツシユの一部が燃焼ガスと共に炉外に運び
出されるため灰捕集率が90％程度までしか上げら
れず、捕集率の点において満足行くものではな
い。

そこで、本考案は、フライアツシユを高率で捕
集できるサイクロン式スラグタツプ炉を提供する
ことを目的とする。

（課題を解決するための手段） かかる目的を達成するため、本考案のスラグタ
ツプ炉は、燃焼用空気の旋回流に微細可燃物を乗
せて粗粒と微粒に分離し、微粒可燃物を空間燃焼
させる一方粗粒可燃物を炉本体の内壁面に付着さ
せて燃焼させ、炉底部のスラグタツプ口から溶融
スラグと燃焼ガスを排出するスラグタツプ炉本体
を垂直に立設し、この炉本体の直下に側方ないし
上方に燃焼ガスを炉外に導き出す煙道を有し且つ
前記炉本体のスラグタツプ口より少なくとも小径
の第２スラグタツプ口を底部に有するスラグ分離
室を設け、前記炉本体のスラグタツプ口に前記ス
ラグ分離室内に突出し燃焼ガスを前記スラグタツ
プ分離室の底部に案内する筒状体を設け、燃焼ガ
スを前記スラグ分離室の底部に衝突させた後炉外
に排出させるようにしている。

（作用） したがつて、燃焼状態に左右されることなく、
スラグタツプ炉外に排出する燃焼ガス中のアツシ
ユは高温のスラグ分離室底部及び溶融状態のアツ
シユに衝突して付着し、捕集される。

（実施例） 以下本考案の構成を図面に示す一実施例に基づ
いて詳細に説明する。

サイクロン式スラグタツプ燃焼炉は、旋回火炎
を形成するサイクロンバーナ２と、溶融スラグ膜
をライニング壁に形成して灰分を捕捉する炉本体
１と、この炉本体１の直下に接続されているスラ
グ分離室３及びスラグ貯溜室４並びに前記スラグ
分離室３の底部に形成された第２スラグタツプ口
５の周辺を加熱する加熱手段６とから成る。

前記サイクロンバーナ２は、燃焼用空気を旋回
噴射する一方その流れに沿つて可燃物固形燃料を
噴射させ、旋回火炎を下方に向けて形成するもの
で、炉本体１の頂部に設置されている。

炉本体１は、通常、火炎の旋回を妨げないよう
に円筒形を成しており、必要に応じてその内壁に
耐火物のライニングが施され、かつ該ライニング
がスポーリングを起さぬように例えば外壁側にウ
オータジヤケツト（図示省略）を設けて適宣冷却
するように設けられている。

この炉本体１の出口即ちスラグタツプ口７は捕
集率を上げるため漸次口径が絞られ、好ましくは
その口径ｄと炉内径Ｄとの比ｄ／Ｄが0.2〜0.5の
範囲に収まるように設定されている。ｄ／Ｄが
0.2を下回ると灰捕獲率が増大し、0.5を越えると
圧力損失がほとんど変化しないのに灰の捕集率が
急速に低下するからである。

また、このスラグタツプ口７は、燃焼ガスを確
実にスラグ分離室３の底部１０に衝突させるた
め、スラグ分離室３内に突出させてスラグ分離室
底部１０近傍で開口するように設けられている。
例えば、図示の如く耐火物から成る筒状体１２を
炉本体１のスラグタツプ口７に接続してスラグ分
離室３内に突出させている。

上述の炉本体１の直下にはスラグ分離室３が設
けられている。このスラグ分離室３は、底部１０
を除く他の面、例えば側壁や天井壁に燃焼ガスを
抜き取る煙道９を有し、燃焼ガスを溶融灰と共に
スラグタツプ口７から流出させた後燃焼ガスのみ
を側方若しくは上方へ抜き取る一方溶融スラグを
底部１０の第２スラグタツプ口５から動力落下さ
せる構造とされている。したがつて、燃焼ガスは
スラグタツプ口７を経て一旦スラグ分離室底部１
０に衝突した後煙道９から取り出される。

このスラグ分離室３の底部１０は、溶融スラグ
を集めて貯溜し易いようにする針状に形成されて
いる。そして、その中央部には第２スラグタツプ
口５が設けられている。第２スラグタツプ口５は
炉本体１のスラグタツプ口７から噴出される燃焼
ガスを逃がさないようにするため、前述のスラグ
タツプ口７より小径に形成されている。例えば本
実施例の場合、スラグ分離室底部１０を構成する
耐火レンガで形成された大径部５ａとこれを塞ぐ
ジルコニアニユーセラミツクス板１１に穿孔され
た前記スラグタツプ口７より小径の穴５ｂ（実質
的なスラグタツプ口）とからなる二段式のスラグ
タツプ口が採用され、大径部５ａに溜る溶融スラ
グによつて実質的な第２スラグタツプ口５として
機能する小径の穴５ｂが閉塞するのを防止する構
造とされている。

スラグ分離室３の下部にはスラグを固形化して
一定量ずつ取り出すためのスラグ貯溜室４が設け
られている。例えば、本実施例の場合、スラグ分
離室３の第２スラグタツプ口５から流れ落ちる溶
融スラグを受け止めるトレイ１３を出し入れ自在
に収容した断熱レンガの箱から成る。このスラグ
貯溜室３の場合、室上方の穴１４を通じてトレイ
１３上に落下してくる溶融スラグを自然放冷させ
て固化させた後取出す。

第２スラグタツプ口５の直下には当該第２スラ
グタツプ口５及びその近傍雰囲気を灰の溶融温度
以上に加熱する加熱手段６が設けられている。こ
の加熱手段６は、本実施例の場合、内装式補助バ
ーナを採用しているが、第２スラグタツプ口５を
構成するスラグ分離室下部１０及びジルコニアセ
ラミツクス板１１を灰の溶融温度以上に加熱でき
るものであれば如何なる手段でも良く、例えば伝
熱線ヒータや電気誘導加熱装置などの電気的加熱
手段であつても実施可能である。内装式バーナ６
は、第２スラグタツプ口５を構成するジルコニア
ニユーセラミツクス板１１を包囲するように適宣
配置された燃焼室５内での燃焼によつてジルコニ
アニユーセラミツクス板１１及びその下流域雰囲
気を直接ないし間接的に加熱する。

斯様に構成された本考案のスラグタツプ炉によ
ると、フライアツシユは次のようにして捕集され
る。

まず、プロパン等の始動倫燃料を焚いて炉本体
１及びスラグ分離室３特にその底部１０を加熱
し、高温とする。炉内及びスラグ分離室底部１０
が十分温まつたところで、微粉炭あるいは乾燥下
水汚泥などの微細可燃物を燃料として燃料をスタ
ートさせる。

空気輸送された微粒燃料（微粒可燃物）は燃焼
用空気の旋回流と速やかに炉本体１内において混
合され、瞬時に空気燃焼する。また、空間燃焼し
きれない粗粒燃料は旋回する燃料用空気により遠
心力を受けて炉壁のスラグ膜に付着してから燃焼
する。スラグ膜に付着した粗粒燃料は火炉内の高
負荷燃焼によつて灰となつた後溶融し徐々に流れ
落ちる。そして、燃焼ガスは溶融灰と共にスラグ
タツプ口７を通つて炉本体直下のスラグ分離室３
へ排出される。

炉本体１のスラグタツプ口７から噴出される燃
焼ガスの旋回流は、炉本体１内において壁面に付
着し得なかつたフライアツシユを含んでいるが、
スラグ分離室３内に噴射された直後高温の底部１
０に衝突するのでこのときフライアツシユを底部
１０に付着させて落とす。このとき、燃焼ガスは
筒状体１２によつてスラグ分離室３の底部１０の
近傍にまで案内されるので、燃焼を絞るターンダ
ウン等によつて噴射の勢いが弱まつても、確実に
底部１０に衝突する。燃焼ガスはその後側壁の煙
道９から炉外へ排出される。このとき、煙道９を
絞つて燃焼ガスの流速を下げることにより、スラ
グ分離室底部１０に付着しなかつたフライアツシ
ユを落下させ、炉外に運び出されるのを防止する
ようにしても良い。

一方、スラグ分離室３の底部１０の第２スラグ
タツプ口５には溶融スラグの溜りが生じ、フライ
アツシユの捕集を一層効果的なものとする。尚、
炉が大きいときには溶融灰の量が増えて第２スラ
グタツプ口５ａの閉塞は、生じ難いことから、加
熱手段６は必ずしも使用することはないが、小形
炉あるいはターンダウン時には内装式バーナ６を
焚くなどしてスラグタツプ口５を灰の溶融温度以
上に保温することが必要となる。

スラグ分離室３の底部１０あるいはそこに貯留
した溶融スラグ１６に衝突してフライアツシユを
落とした燃焼ガスは再び上昇して側壁の煙道９か
ら炉外へ排出される。一方、スラグ分離室底部１
０に貯留した溶融スラグ１６は第２スラグタツプ
口５から流れ落ちてスラグ貯溜室４のトレイ１３
内に溜められる。そして溶融スラグは落下してい
る間あるいは落下後の自然放冷によつて冷却され
不定形状で固まる。

（考案の効果） 以上の説明より明らかなように、本考案のスラ
グタツプ炉は、燃焼用空気の旋回流に微細可燃物
を乗せて粗粒と微粒に分離し、微粒可燃物を空間
燃焼させる一方粗粒可燃物を炉本体の内壁面に付
着させ燃焼させ、炉底部のスラグタツプ口から溶
融スラグと燃焼ガスを排出するスラグタツプ炉本
体を垂直に立設し、この炉本体の直下に側方ない
し上方に燃焼ガスを炉外に導き出す煙道を有し且
つ前記炉本体のスラグタツプ口より小径の第２ス
ラグタツプ口を底部に有するスラグ分離室を設
け、炉本体のスラグタツプ口に前記スラグ分離室
内に突出し燃焼ガスを前記スラグタツプ分離室の
底部に案内する筒状体を設け、燃焼ガスを前記ス
ラグ分離室の底部に衝突させた後炉外に排出させ
るようにしたので、フライアツシユが燃焼ガス中
に含まれて炉本体から運び出されたとしても、高
温のスラグ分離室の底部・壁面に付着して捕集さ
れる。しかも、この燃焼ガスはターンダウン等に
よつて噴射の勢いが弱まつても、確実にスラグ分
離室の底部に衝突してから炉外に排棄されるた
め、フライアツシユの捕集率が落ちることがな
い。この現象は、操業が進むにつれて、炉本体か
ら流下する溶融スラグがスラグ分離室の底部に貯
留するため、一層顕著となり、ほとんどのフライ
アツシユが捕集される。

例えば、90％程度の高捕集率を上げるスラグタ
ツプ炉においても1.5ｇ／Nm³程度のフライアツ
シユが炉外に排出されるが、本考案の場合、0.4
ｇ／Nm³程度に抑えられ、ほぼ99％の極めて高
い捕集率を上げ得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のスラグタツプ炉の一実施例を
概略で示す中央縦断面図である。第２図は従来の
スラグタツプ炉の一実施例を示す中央縦断面図で
ある。 １……炉本体、３……スラグ分離室、５……第
２スラグタツプ口、７……スラグタツプ口、９…
…煙道、１０……スラグ分離室底部、１２……筒
状体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 燃焼用空気の旋回流に微細可燃物を乗せて粗粒
   と微粒に分離し、微粒可燃物を空間燃焼させる一
   方粗粒可燃物を炉本体の内壁面に付着させて燃焼
   させ、炉底部のスラグタツプ口から溶融スラグと
   燃焼ガスを排出するスラグタツプ炉本体を垂直に
   立設し、この炉本体の直下に側方ないし上方に燃
   焼ガスを炉外に導き出す煙道を有し且つ前記炉本
   体のスラグタツプ口より少なくとも小径の第２ス
   ラグタツプ口を底部に有するスラグ分離室を設
   け、前記炉本体のスラグタツプ口に前記スラグ分
   離室内に突出し燃焼ガスを前記スラグタツプ分離
   室の底部に案内する筒状体を設け、燃焼ガスを前
   記スラグ分離室の底部に衝突させた後炉外に排出
   させることを特徴とするサイクロン式スラグタツ
   プ炉。