JPH04198604A - 流動層燃焼装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、流動層燃焼装置に係り、特に都市ごみ等の被
燃焼物を完全燃焼させるとともに、ガス流路内で沈降す
る灰の抜き取りを容易にした流動層燃焼装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

第２図および第３図は、従来の流動層燃焼装置の説明図
である。

第２図の装置は、流動層２２および二次燃焼室２４を有
する燃焼炉２１と、該燃焼炉２１の下部に配置された一
次空気供給管２３と、前記二次燃焼室２４に連結された
燃焼排ガス２６の冷却塔２７と、該ガス冷却塔２７の下
部に設けられたスクリューコンベア２９とから主として
構成されている。流動媒体は、燃焼炉２１の下部の一次
空気供給管２３から供給される一次空気によって流動し
て流動１ｉ２２を形成する。流動層２２の上方から燃焼
炉２１に供給される被燃焼物２５は、前記流動層２２で
攪拌混合され、必要に応じて助燃剤とともに燃焼される
。未燃燐分は燃焼排ガス２６とともに上昇し、二次燃焼
室２４で二次空気供給管２４ａから供給される二次空気
と接触して完全燃焼する。燃焼排ガス２６は、燃焼炉２
１の頂部からその後流のガス冷却塔２７に流入し、冷却
水噴霧装置２８から＠霧される噴霧水と接触して冷却さ
れ、その後、ガス冷却塔２７から流出して図示省略した
、例えばガス処理装置等へ流入する。−方、燃焼排ガス
２６に同伴される飛灰は、ガス冷却塔２７の底部に沈降
し、沈降法としてスクリューコンベア９を経て系外に排
出される。

しかしながら、このような装置には、ガス冷却塔２７の
内壁に付着堆積した飛灰の塊が時々落下してスクリュー
コンベア２９に噛み込み、該スクユーコンベア２９の正
常運転を妨げるだけでなく、ついには破損させることも
ある。すなわち、スクリューコンベア２９が故障し易い
うえ、維持管理が困難であり、しかもコスト高という欠
点がある。

また第３図は、第２図の欠点をカバーするために導入さ
れた装置であり、故障し易く、維持管理（が困難な、沈
降灰抜き取り用のスクリューコンベアの設置を不要とし
た流動層燃焼装置である。図において、燃焼炉３１の上
部にガス冷却塔３７が配置されている。燃焼炉３１に供
給された被燃焼物３５は、流動層３２で燃焼され、未燃
焼分は燃焼排ガス３６に同伴されて二次燃焼室３４に入
り、ここで再度空気と接触して完全燃焼する。燃焼ガス
３６はガス冷却塔３７へ流入し、冷却水噴霧装置３８か
ら１！［霧される水と接触して冷却された後、後流へと
流出する。一方、ガス冷却塔へ流入した飛灰は沈降法と
して直接燃焼炉３１へ沈降して流動層３２に吸収される
。

この装置は、ガス冷却塔３７で沈降する灰が直接燃焼炉
３１へ落下するので、沈降灰抜き出し専用のスクリュー
コンベアを設ける必要はないが、ガス冷却塔３７の冷却
効果がその下部の燃焼炉３１にも及び、燃焼炉３１内の
温度を、例えば１００℃以上も降下させるなど、不完全
燃焼の原因となり、−酸化炭素（Ｃｏ）等の発生が極端
に増加するという問題がある。また、この装置には、二
次燃焼室３４にガスの混合を促進する反転流が形成され
ないという問題もある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、被燃
焼物を完全燃焼させることができ、しかもガス流路で沈
降した灰の抜き取りが容易な流動層燃焼装置を提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため本発明は、被燃焼物を流動層に
供給して燃焼する燃焼炉と、該燃焼炉の上部に設けられ
た燃焼ガス中の未燃分を燃焼させる二次燃焼室と、該二
次燃焼室に連結されたガス冷却室とを有する流動層燃焼
装置において、前記二次燃焼室を対向流を形成するＵタ
ーン構造とし、かつ前記二次燃焼室の下部または前記冷
却室の下部から燃焼炉の流動層内に連通ずる連通管を設
けるとともに、燃焼炉から抜き出した流動媒体を前記連
通管の入口上部へ循環する循環配管を設け、該連通管に
充填層を形成し、かつ該充填層の層高を所定の高さに保
持する層高調節手段を設けたことを特徴とする。

〔作用〕

二次燃焼室を対向流を形成するＵターン構造としたこと
により、未燃焼分を含む一次燃焼排ガスと二次空気との
混合が促進されるとともに、二次燃焼室の相対的長さを
増大させることができるので、被燃焼物を完全燃焼させ
ることができる。

また、ガス冷却室の下部から燃焼炉の流動層内に連通ず
る連通管を設けるととにも、燃焼炉から抜き出した流動
媒体を前記連通管の上部へ循環する循環配管を設け、連
通管に流動媒体および沈降法からなる充填層を形成し、
かつ該充填層の層高を所定の高さに保持する層高調節手
段を設けたことにより、流動媒体と沈降法とで形成され
る充填層によって燃焼炉とガス冷却室との間のガス流の
短絡を防止しつつ、該充填層に堆積する沈降法および流
動媒体を適宜燃焼炉または燃焼炉を経て炉外へ抜き出す
ことができるので、ガス流路で沈降する灰の抜き出しが
容易となる。

本発明においてＵターン構造の二次燃焼室は、典型的に
は上向流と下向流とを形成する、鉛直の塔を塔頂部の近
郊まで延びた仕切板で分離してＵターン構造としたもの
があげられるが、排ガス流路内に飛灰が堆積しない構造
であれば、特にこれに限定されるものではない。

本発明において前記連通管に形成された充填層の層高を
調節する手段としては、例えば充填層の下部に少量の空
気を吹き込み、その吹き込み圧力と冷却室下部の圧力と
の差より充填層の高さを計測するレベル針と、該充填層
の下方に開口する空気供給管と、該空気供給管に設けら
れた流量調節バルブ等からなり、前記レベル計の検出信
号を基に充填層の下方へ供給する空気量を調節し、この
供給空気によって充填層下方の粒子を横に移動させて充
填層の粒子を下に移動させるものがあげられる。

〔実施例〕

次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示す流動層燃焼装置の説
明図である。この装置は、通常角型構造であり、流動層
２を有する燃焼炉１と、該燃焼炉１の底部に設けられた
一次空気の分散ノズルヘッダ３と、前記流動層２の上方
に設けられた、被燃焼物５の供給口６と、燃焼炉１の上
部に設けられたＵターン構造の二次燃焼室７と、該二次
燃焼室７に二次空気を供給する二次空気供給管４と、二
次燃焼室７の後流のガス冷却室９と、該ガス冷却室９に
設けられた冷却水ｍｉ装置１０と、ガス冷却室９の底部
と前記燃焼炉１の流動Ｎ２とを連通する連通管１１と、
該連通管１１に堆積した沈降法および流動媒体からなる
充ｔｊＥｉｉ１２と、該充填Ｆｉ１２の層高を検知して
コントロールする、レベル計１５、調節空気１４の供給
管１７および該供給管１７に設けられた流量調節バルブ
１８ｖ？からなる層高調節手段と、前記燃焼炉１の底部
に配置された分級１ａ１３と、咳分級機１３で分離され
た流動媒体の一部を前記充填層１２に循環する流動媒体
の循環ライン１６とから主として構成されている。

このような構成において、燃焼炉１の下部に設けられた
空気分散ノズルヘッダ３がら一次空気が供給されて、例
えば砂等の流動媒体が流動して流動層２が形成される。

このときガス冷却室９の底部と燃焼炉１とを連結する連
通管１１には予め流動媒体が充填された充填Ｗ１１２が
形成され、所定の高さに保持されている。被燃焼物５は
、供給口６から燃焼炉１内に供給され、流動層２で攪拌
混合されて燃焼する。この際、必要に応じて助燃剤を用
いることもできる。未燃燐分は燃焼排ガス８とともにＵ
ターン構造の二次燃焼室７に流入し、ここで二次空気供
給管４から供給される二次空気と接触して完全燃焼する
。完全燃焼した飛灰を伴った燃焼排ガス８は二次燃焼室
７を経て後流のガス冷却室９へ流入する。ガス冷却室９
に流入した燃焼排ガス８は、冷却水噴霧装置１０から＠
霧される冷却水と接触して冷却され、当該ガス冷却室９
の頂部から後流の、例えば排ガス処理装置等へ流出する
。一方、前記燃焼排ガス８に同伴される飛灰は二次燃焼
室７内を流れる下向流に伴って下降し、ガス冷却室９の
底部の連通管１１に形成された充填層１２上に堆積する
。また、燃焼炉１の底部から抜き出される流動媒体と不
燃物との混合物は分級機１３で分級され、所定粒径のも
のが流動媒体循環ライン１６を経て前記充填層１２へ循
環される。このようにして連通管１１に形成された流動
媒体の充填層１２には沈降法および燃焼炉１から抜き出
された、例えば砂からなる流動媒体等が堆積する。充填
層の高さが所定の高さよりも高くなると、レベル針１５
がこれを検知し、調節空気供給管１７Ｌ二設けられた流
Ｎ調節パルプ１８を所定開度で開き、所定量の調節空気
１４が前記充填層１２の下方に供給される。供給された
調節空気１４゛は充填層下方の粒子を横に移動させて充
填層の粒子を下方、すなわち燃焼炉１内へ落下させるの
で、充填Ｆｉｉ１２が次第に低くなる。充填層１２が所
定の高さよりも低くなると、前記レベル計１５がその高
さを検出し、前記調節空気供給管１７に設けられた流量
調節バルブ１８を閉じて調節空気１４の供給を停止し、
充填層１２の層高を一定の高さに維持する。このように
、連通管１１には、常時、沈降法または流動媒体が所定
量だけ堆積した充填層１２が形成され、燃焼ガスが短絡
して流れることを防止している。充填層１２から燃焼炉
ｌに落下した沈降床等は、燃焼炉１の底部から外部に抜
き出される。

本実施例によれば、二次燃焼室をＵターン構造としたこ
とにより、−次燃焼排ガスと二次空気との接触、混合が
促進されるので、被燃焼物を完全燃焼することができる
。また、ガス冷却室９と燃焼炉１とを飛灰、流動媒体等
の充填層で連結するとともに、該充填層の層高調節手段
を設けたことにより、ガス流路で沈降した灰をスクリュ
ーコンベア等の専用装置を用いることなく、容易に抜き
出すことができる。

本実施例において、例えば燃焼炉１内の圧力は約−５０
■Ｈ２０、ガス冷却室９内の圧力は約−７ＱｗｍＨ２０
であり、一方、流動層１内の空気分散ノズル３付近の圧
力は８００ｍＨ２Ｏである。

したがって、前記燃焼炉１から連通管１１を経てガス冷
却塔９へ向かう燃焼ガスの短絡を防止する１　　　　　
　　のに充分な高さの充填層を維持する必要がある。

また連通管１１に堆積する飛灰の密度は、例えば約７０
０〜８００ｋｇ／ｎ？で、流動層２を形成する固形物の
密度（約１５００ｋｇ／ｍ）と比べて著しく小さく、ガ
ス短絡流が生じ易いので、充填層１２を形成する固形物
の密度と流動Ｎ２を形成する固形物の密度との差をでき
るだけ小さくして前記短絡流の発生を防止するために、
燃焼炉１から抜き出した、所定粒径の流動媒体が前記充
填層１２へ循環されている。

本実施例において、燃焼炉１とガス冷却室９との境界壁
の傾斜は、沈降床が落下するのに充分な角度とすること
が好ましいが、必要に応じて、前記境界壁土に堆積した
灰を充填層１２へ強制約６こ落下させるための掻き取り
機を設けてもよい。

また、ガス冷却室９に設けられる排ガス冷却手段として
は、水噴霧装置の外に、ボイラの対流伝熱部であっても
よい。また、ガス冷却室９が二次燃焼に次ぐ三次燃焼室
であってもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、二次燃焼室を対向流を形成するＵター
ン構造とし、かつ二次燃焼室の下部または冷却室の下部
と燃焼炉とを連通管で連通し、該連通管に飛灰等からな
る充填層を形成し、かつこの充填層の層高調節手段を設
けたことにより、被燃焼物を完全燃焼できるとともに、
ガス冷却室をはじめとする燃焼ガス流路で沈降した灰を
容易に抜き出すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す説明図、第２図およ
び第３図は、それぞれ従来技術を示す説明図である。 １・・・燃焼炉、２・・・流動層、３・・・空気分散ノ
ズルヘッダ、４・・・二次空気供給管、５・・・被燃焼
物、６・・・被燃焼物供給口、７・・・二次燃焼室、８
・・・燃焼排ガス、９・・・ガス冷却室、１０・・・冷
却水噴霧装置、１１・・・連通管、１２・・・充填層、
１３川分級機、１４・・・調節空気、１５・・・レベル
針、１６・・・流動媒体循環ライン、１７・・・調節空
気供給管、１８・・・流量調節バルブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被燃焼物を流動層に供給して燃焼する燃焼炉と、
   該燃焼炉の上部に設けられた燃焼ガス中の未燃分を燃焼
   させる二次燃焼室と、該二次燃焼室に連結されたガス冷
   却室とを有する流動層燃焼装置において、前記二次燃焼
   室を対向流を形成するＵターン構造とし、かつ前記二次
   燃焼室の下部または前記冷却室の下部から燃焼炉の流動
   層内に連通する連通管を設けるとともに、燃焼炉から抜
   き出した流動媒体を前記連通管の入口上部へ循環する循
   環配管を設け、該連通管に充填層を形成し、かつ該充填
   層の層高を所定の高さに保持する層高調節手段を設けた
   ことを特徴とする流動層燃焼装置。