JPH0461242B2 - - Google Patents

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JPH0461242B2
JPH0461242B2 JP28042385A JP28042385A JPH0461242B2 JP H0461242 B2 JPH0461242 B2 JP H0461242B2 JP 28042385 A JP28042385 A JP 28042385A JP 28042385 A JP28042385 A JP 28042385A JP H0461242 B2 JPH0461242 B2 JP H0461242B2
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JP
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fluidized bed
jet reactor
combustion
combustion furnace
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JP28042385A
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Keisuke Honda
Yoshihisa Arakawa
Manabu Myamoto
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 石炭、廃油、木屑、スラツジ等の低品位の固形
物及び液体燃料を燃焼する、ボイラ及び各種加熱
炉に利用される循環型流動床燃焼装置に関する。
〔従来の技術〕
従来の流動床燃焼装置について説明する。
1 沸とう型流動床燃焼装置。
(1) 燃焼炉は流動床で構成され、その流動床に
流動材燃料、空気及び石灰石を投入し、燃焼
と脱硫を同時に行なわせている。
(2) 流動床の上部には過熱器等の伝熱面を配置
している。
2 高速流動床燃焼装置 燃焼炉下部に燃料と空気を供給し、更にボイ
ラ高温部より捕集した燃焼ガス中の固形分を上
記燃焼炉下に再循環して、燃料と空気と共に燃
焼炉を下部より上昇させ、後部煙道に設置せら
れた高温集塵器で固形物を捕集し、清浄ガスは
更に後部煙道に送られる固形物はその保有する
熱量を再循環系統に設けられた熱交換器に放出
した後燃焼炉に再投入せられる。
〔発明か解決しようとする問題点〕
1 沸とう型流動床ボイラ (1) 流動床で発生する全燃料の発生熱量の一部
を吸収して、流動床内温度を850〜900℃に維
持するため蒸発器や過熱器の一部が流動床内
に設置されている。この蒸発器や過熱器を構
成する鋼管が上記燃料の灰、石灰石、流動材
により摩耗され、短時間で新管と取替えると
か肉盛補修をしなければならない。
(2) 流動床より飛出した未燃分が燃焼されない
まゝ流動床上部の伝熱面に接触して冷却さ
れ、熱小出来ないまゝ、ボイラ外へと運ば
れ、未燃損失が高い。
2 高速流動床ボイラ (1) 燃焼炉及び後部煙道を通過する燃焼生成ガ
スで運ばれる固形物の量が燃焼炉に投入され
る燃料量の20〜50倍もあるため、燃焼炉内の
金属付着及び後部煙道の伝熱面が激しい摩耗
を受ける。
(2) 高温部に設置せられた集塵器は、低温部設
置よりも寸法が大きく且つ耐高温材料を使用
するので高価で、且つ信頼性が低い。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、上記問題点を解決するため、 1 燃焼炉本体下部に流動床、上部に前記流動床
の横断面積より小さい横断面積を有する噴流式
反応炉を形成し、前記流動床と噴流式反応炉と
の中間に連続的に断面積が変化する連結空間を
設け、前記燃焼炉出口に連通する後部煙道に伝
熱器を設け、該後部煙道に低温集塵器を設け、
該低温集塵器で捕集された固形分を、比重差に
より炭素を主成分とする固形分と酸化カルシウ
ムを主成分とする固形分に分離して前者は流動
床に後者は噴流式反応炉に供給する再循環系統
を有し、前記燃焼炉本体の前記流動床部分には
燃料と1次空気を投入する系統と、前記噴流式
反応炉部分には2次空気と補給石灰石を供給す
る系統とを設けたことを特徴とする循環型流動
床燃焼装置を提供する。
〔作用〕
流動床には、燃料、再循環された未燃炭素及び
1次空気が供給され、900〜1000℃の還元雰囲に
維持されて燃料及び未燃炭素のガス化が行われ
る。流動床で生成したガスと微粒の未燃炭素はガ
ス加速空間を経て燃焼炉上部に位置する噴流式反
応炉に達する。こゝで可燃ガスと未燃炭素は二次
空気で燃焼する。その際生成する硫黄酸化物は噴
流式反応炉に噴射されたCaO及び補給石灰石によ
り脱硫される。Ca/sモル比は粒子再循環によ
り5〜20に上昇する。
若干の未燃炭素とCaSOと残りのCaOは燃焼生
成ガスに運ばれ燃焼炉出口部の衝突型捕集板に衝
突し、粗粒のものは捕集され、噴流式反応炉の後
壁に沿つて(中心に比べて壁面はガス速度が遅
い。)自然落下し、ガス加速空間に達すると、流
動床からの可燃ガスに吹き上げられて、噴流式反
応炉に戻される。この繰返しを行つている間に脱
硫反応と衝突により粗粒も微粒化して衝突板捕集
板を通り抜けて、他の微粒子と共に後部煙道伝熱
面にはいり堆積してCaOの堆積層を作り脱硫反応
の最後の仕上を行う。
〔実施例〕
第1図、第2図に示す本発明の一実施例につい
て説明する。
1は循環流動ボイラの燃焼炉の下部を形成する
流動床炉、2は流動床炉1と燃焼炉の上部を形成
する噴流式反応炉3を連結するガス加速空間、4
は燃焼炉出口、5は燃焼炉出口4に連通する後部
煙道、6,7は例えば過熱器、再熱器、節炭器等
の後部煙道に設置された鋼管型伝熱器、8は後部
煙道5の出口、9は後部煙道出口8と集塵器10
を連結する煙道、11は集塵器10で清浄化され
たガスを排出する出口煙道、12は燃焼炉下部管
寄、13は炉底、前壁及び天井を構成する伝熱
管、14は炉底、後壁及び燃焼室出口4のスクリ
ーンチユーブを構成する伝熱管、15は後壁管1
4より分岐して後部煙道出口部8のスクリーンチ
ユーブ及び後部煙道5の後壁を構成する伝熱管、
16は伝熱管13,15が集合する天井管寄、1
7は伝熱管14が集合する天井管寄、18は集塵
器10で捕集された固形物を排出する排出管、1
9は排出管18に設置されたロータリダンパ20
は排出管18で取り出された固形物を高圧空気に
混入させる固形物注入装置、21は固形物注入装
置20に高圧空気を供給すを高圧空気配管、22
は固形物空送配管、23は固形物中の炭素C、硫
酸カルシウムCaSO4、酸化カルシウムCaOをその
比重の違いに依り分離する、例えば遠心力分離等
の分離装置、25は比較的に比重の小さい炭素
(γ=2.2g/cm3)及び灰を供給する配管、27は
流動床の上表面の近傍あるいは流動床中に設置さ
れる炭素C及び灰の噴射ノズル、24は比較的比
重の大きい酸化カルシウム(γ=3.37g/cm3)及
び硫酸カルシウム(γ=2.96gr/cm3)及び灰を
供給する配管、26は噴流式反応炉の下部に設置
された酸化カルシウム、硫酸カルシウム及び灰の
噴射ノズル。
28は流動床1より灰を抽出する灰取管、29
は流動床1に1次空気を供給する送風機、30は
1次空気配管、31は流動床炉に設置された1次
空気噴射ノズル、32は噴流式反応炉3に2次空
気を供給する送風機、33は2次空気配管、34
は噴流式反応炉3の下部に設置された2次空気噴
射ノズル、35は燃料炉出口8のスクリーンチユ
ーブ14に取付けられた衝突型捕集板、36は衝
突型捕集板で捕集され自然落下した固形物を集合
する集合箱、37は集合箱36に収納された固形
物を後壁14に沿つて落下させるための固形物排
出口、38は伝熱器6,7の入口、出口に設けら
れたスーツブロワ、39は後部煙道出口部に設け
られたホツパ、40はホツパ39に連通する灰取
出管、41は燃料供給等、42は流動床上方(又
は流動床)に設置された燃料投入ノズル、43は
石灰供給管、44は噴流式反応炉3の下部に設置
せられた石灰噴射ノズルである。
燃料投入ノズル42から投入された燃量は流動
床1で一次空気によりガス化し一部燃焼し還元雰
囲気の一次燃焼域を形成する。この一次燃焼域の
形成によつて、燃焼によるNOxの発生を抑制し、
還元雰囲気での炉内脱硝反応を促進する。一次燃
焼域で発生した未燃ガスおよび硫黄酸化物は、噴
流式反応炉3に導入され、ここでは二次空気噴射
ノズル34から導入される空気により酸化雰囲気
が形成され、未燃ガスの完全燃焼と石灰石による
脱硫反応が促進される。石灰石による脱硫反応
は、公知の如く次の反応式であらわされる。
CaCO3→CaO+CO2 (1) CaO+SO2+1/2O2→CaSO4 (2) (2)の反応は、この反応式から明らかなように、
酸化雰囲気でないと脱硫反応は起こらない。従つ
て、噴流式反応炉3は酸化雰囲気を形成し、温度
を800℃から1000℃に保ち、1秒から4秒のガス
滞留時間を確保する事によつて脱硫と未燃分の完
全燃焼をはかつている。
噴流反応炉3出口には、衝突型捕集板36を設
置し、ガス中の未反応石灰石および未燃炭素分を
捕集し、炉壁近傍の上昇ガス速度の低い部分を落
下させ炉内での再循環を起こさせる事により、脱
硫効率と燃焼効率と燃焼効率の改善をはかつてい
る。集塵器10あるいは、後部煙道出口部に設け
たホツパ39で捕捉した固形分は、固形分分離装
置23によつて炭素分とカルシウム分とに分離
し、炭素分は流動床の上表面近傍あるいは、流動
床中に設置した炭素及び灰の噴射ノズル27を通
して流動床に再循環し、脱硫反応に必要な酸化カ
ルシウムは、硫酸カルシウム、酸化カルシウム及
び灰の噴射ノズル26を通して噴流式反応炉の下
部に再循環する事によつて、従来の沸とう型流動
床ボイラに比べ、炭素の燃焼効率の向上と脱硫率
を向上を達成する。
〔発明の効果〕
再循環系統を採用する事により、再循環のない
場合に比べNOxの発生を抑制しつつ燃焼効率を
2%〜12%改善でき、同一脱硫率を得るために必
要な石灰石量を1/2から1/3低減する事ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例としての循環型流動
床燃焼装置を示す図、第2図は第1図中のA−A
矢視図である。 1……流動床炉、2……ガス加速空間、3……
噴流式反応炉、4……燃焼炉出口、5……後部煙
道、6,7……伝熱器、10……集塵器分離装
置、24,25……配管、26……酸化カルシウ
ム、硫酸カルシウム及び灰の噴射ノズル、27…
…炭素及び灰の噴射ノズル、30……1次空気配
管、31……1次空気噴射ノズル、33……2次
空気配管、34……2次空気噴射ノズル、41…
…燃料供給管、42……燃料投入ノズル、43…
…石灰供給管、44……石灰噴射ノズル。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 燃焼炉本体下部に流動床、上部に前記流動床
    の横断面積より小さい横断面積を有する噴流式反
    応炉を形成し、前記流動床と噴流式反応炉との中
    間に連続的に断面積が変化する連結空間を設け、
    前記燃焼炉出口に連通する後部煙道に伝熱器を設
    け、該後部煙道に低温集塵器を設け、該低温集塵
    器で捕集された固形台を、比重差により炭素を主
    成分とする固形分と酸化カルシウムを主成分とす
    る固形分に分離して前者は流動床に後者は噴流式
    反応炉に供給する再循環系統を有し、前記燃焼炉
    本体の前記流動床部分には燃料と1次空気を投入
    する系統と、前記噴流式反応炉部分には2次空気
    と補給石灰石を供給する統計とを設けたことを特
    徴とする循環型流動床燃焼装置。
JP28042385A 1985-12-13 1985-12-13 循環型流動床燃焼装置 Granted JPS62141408A (ja)

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