JPH05203133A

JPH05203133A - 流動床ボイラ

Info

Publication number: JPH05203133A
Application number: JP3297692A
Authority: JP
Inventors: Ryuichi Ishikawa; 龍一石川; Masaji Kamisada; 正司神定; Takahiro Oshita; 孝裕大下; Toshio Kojima; 敏夫小嶋
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1992-01-24
Filing date: 1992-01-24
Publication date: 1993-08-10

Abstract

(57)【要約】【目的】伝熱管の高温腐食が生じにくく、熱量が有効
に回収できる流動床ボイラを提供する。【構成】廃棄物を燃料とする流動床ボイラにおいて、
流動層内の少なくとも１箇所に仕切り１０を設け主燃焼
室３と区画し、該仕切り１０と炉壁の間に熱回収室４を
設け、該熱回収室４及び熱回収室上部空間１４に伝熱管
１１、１２を設置した構成とするか、あるいは、前記仕
切り１０の延長線上の流動層上部に流動媒体が該熱回収
室に入り込む開口を有するスクリーンと、該スクリーン
と炉壁を結ぶ天井を設け、スクリーン、天井及び炉壁で
囲まれた空間に伝熱管を設置し、流動層上熱回収室とし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流動床ボイラに係り、
特に、都市ごみ等の廃棄物のエネルギーを有効利用する
ための廃棄物を燃料とする流動床ボイラに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球温暖化対策の一環として省エ
ネルギー及び未使用エネルギーの有効利用に関する技術
開発が行われ、廃棄物焼却施設においても、廃棄物をエ
ネルギー源としてとらえ、ごみ発電が盛んに行われつつ
ある。ごみ発電における効率向上には、蒸気の高温・高
圧化が必須であるが、ごみの燃焼によって発生するＨＣ
ｌやアルカリ鉄硫酸塩等により、伝熱管の表面温度が高
くなると腐食速度が著しく上昇するため、この高温腐食
を避ける範囲、即ち、３００℃程度以下とする必要があ
った。このため、蒸気温度は２８０℃程度とする例が多
い。

【０００３】高温腐食対策としては、（イ）材料の高級
化と、（ロ）伝熱管設置環境の改善の２法があり、前者
（イ）ではセラミックスの溶射といった方法も試みられ
ているが、決定的なものはなく、また、大巾なコストア
ップを伴うこととなる。後者（ロ）に関し、流動層ボイ
ラの蒸気温度昇温装置（特開昭６４−６６０１号）が出
願されているが、熱回収室の層内伝熱管の伝熱面積に限
界があり、また、プラスチックシート類の様に、容易に
ガス化燃焼が行われる廃棄物を被焼却物とする場合に
は、砂中燃焼率が低く、砂中熱回収量にも限界がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記問題点
を改良したもので、伝熱管の高温腐食の生じにくい、熱
量を有効に回収できる流動床ボイラを提供することを課
題とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、廃棄物を燃料とする流動床ボイラにお
いて、流動層内の少なくとも１箇所に仕切りを設け主燃
焼室と区画し、該仕切りと炉壁の間に熱回収室を設け、
該熱回収室及び熱回収室上部空間に伝熱管を設置するこ
ととしたものである。

【０００６】また、本発明では、廃棄物を燃料とする流
動床ボイラにおいて、流動層内の少なくとも１箇所に仕
切りを設け主燃焼室と区画し、該仕切りと炉壁の間に熱
回収室を設けるとともに、前記仕切りの延長線上の流動
層上部に流動媒体が該熱回収室に入り込む開口を有する
スクリーンと、該スクリーンと炉壁を結ぶ天井を設け、
スクリーン、天井及び炉壁で囲まれた空間に伝熱管を設
置し、流動層上熱回収室としたものである。前記流動床
ボイラにおいて、スクリーンより下部に設けた熱回収室
には伝熱管を設置してもよいし、しなくてもよい。ま
た、上記において、流動層内に設ける仕切壁、スクリー
ン及び天井を水管群として構成することもできる。この
場合仕切壁、天井は、水管を耐摩耗キャスタブルで覆っ
て構成するのがよい。

【０００７】

【作用】図３は、材料の腐食速度の温度による変化のグ
ラフを示す。図３に示されるように、材料の腐食速度は
ＨＣｌ濃度が高く、低融点物質の付着等により促進され
る。本発明では、主燃焼室と区画する仕切り壁を設け、
該仕切り壁と炉壁の間に熱回収室を設けたことにより、
該熱回収室では主燃焼室に比較してＨＣｌ濃度が極めて
低く、また、該熱回収室の上部は焼却灰の飛散も少なく
伝熱管への灰付着はほとんどないため、伝熱管の腐食は
生じにくく、また、高温が利用でき熱回収の効率もよ
い。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を図面を用いて具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されない。実施例１図１に本発明の流動床ボイラの概略説明図を示す。図１
において、ボイラ本体１内底部には、ブロワ６により流
動化空気導入管５から導入される流動化用空気の分散板
２が備えられ、この分散板２は両側縁部が中央より高く
なっており、ボイラ本体底部が凹面状をなすよう形成さ
れている。

【０００９】そして、ブロワ６により送られた流動化用
空気は、空気室７，８，９を経て空気分散板２から上方
に噴出せしめるようになっており、中央部の空気室８か
ら噴出する流動化用空気の速度は、ボイラ本体内の流動
媒体の流動層を形成するのに十分な速度、すなわち流動
化開始速度の４〜２０倍、好ましくは６〜１２倍の範囲
とし、両側縁部の空気室７，９から噴出する流動化用空
気の速度は前者よりも小さく、一般に流動化開始速度の
０〜３倍の範囲が好ましい。特に、伝熱管１１を配した
熱回収室４の下部にある空気室７からは流動化開始速度
の０〜２倍がよく、また主燃焼室３の下部を形成する空
気室９からは流動化開始速度の０．５〜２倍で噴出させ
ることが好ましい。その結果主燃焼室３内部において空
気室８から噴出する流動化用空気の速度が空気室７から
噴出する流動化用空気の質量速度に比較して大きいた
め、空気室８の上部では空気と流動媒体が噴流となって
流動層内部を上方の急激に移動し流動層表面を出たとこ
ろで周囲に拡散し、空気室７、９上部の流動層表面に落
下する。

【００１０】一方、空気室８の上部流動層においては、
流動媒体が上方に移動したあとをうめるべく、両側のゆ
るやかな流動層、すなわち、空気室７，９の上部流動層
の底部の流動媒体が中央部、つまり空気室８の上部に移
動してくる。その結果流動層において中央部では激しい
上昇流が形成されるが周辺部ではゆるやかな、下降移動
層が形成される。熱回収室４はこの下降移動層を利用し
たものである。空気室７，８の境界上部の流動層内部に
垂直の仕切壁１０を設け、空気室７の上部、すなわち仕
切壁１０の背面と、炉壁の間の流動層内部に伝熱管１１
を配置し熱回収室としたものである。

【００１１】仕切壁１０の高さは、運転中に流動媒体が
中央部から熱回収室４に入り込むのに十分な高さとなっ
ているほか、仕切壁１０と底面の空気分散板の間には熱
回収室４内の流動媒体が主燃焼室３内へ戻るよう開口部
１３が設けてある。従って、主燃焼室内で噴流となって
激しく上昇してきたのち、流動層表面で拡散した流動媒
体は仕切壁を越えて熱回収室に入り、空気室から吹き込
まれる空気によってゆるやかな流動が行なわれつつ徐々
に下降し、その間に伝熱管を介して熱交換が行なわれ
る。熱回収室４の上部空間１４にも伝熱管１２を配置
し、フリーボード１５からの熱回収が行われる。燃料で
ある廃棄物Ｆは、主燃焼室３内の下降移動層へ供給され
る。それによって高温の流動層内部で旋回、循環し完全
に燃焼させることが出来、高負荷燃焼が可能である。

【００１２】実施例２図２は本発明の他の流動床ボイラの概略説明図である。
図２において、仕切り壁１０の流動層上への延長線上
に、流動媒体が熱回収室４に入り込む開口を有するスク
リーン１６を設け、更に該スクリーン１６及び炉壁には
さまれた熱回収室４の上部空間１４上部に天井１７を設
けており、それ以外は実施例１と同じである。天井１７
はスクリーン１６と同様に開口を有してもよく、全閉の
板状でもよい。仕切壁１０、スクリーン１６及び天井１
７を水管群として構成することもでき、この場合仕切壁
１０及び／又は天井１７は水管を耐摩耗キャスタブルで
覆って構成するのがよい。

【００１３】上記実施例１、２の流動床ボイラを用いて
廃棄物を燃焼した場合の実験結果を表１に示す。なお、
実施例２の場合は、熱回収室上部１４も熱回収室４と同
じ結果を示す。

【表１】

【００１４】表に示される様に、廃棄物の塩素から発生
するＨＣｌガスは主に主燃焼室３上部のフリーボード１
５に上昇し、炉出口より排出されるため、熱回収室４及
びその上部空間１４におけるＨＣｌ濃度は極めて低く、
低腐食環境にあることがわかる。同様に、フリーボード
１５に比して、熱回収室上部空間１４では、焼却灰の飛
散も少なく、伝熱面への灰付着はほとんどみられなかっ
た。

【００１５】

【発明の効果】本発明は流動床ボイラの炉床に仕切りを
設け、熱回収室と主燃焼室を区分するとともに、熱回収
室及びそ上部空間に伝熱管を配置することによって、伝
熱管設置環境を高温腐食の生じにくい環境とするととも
に、砂中とともに二次燃焼域において発生する熱量を有
効に回収することができる。このため、高級材料によら
ずに、蒸気の高温・高圧化を達することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明は流動床ボイラを示す概略説明図であ
る。

【図２】本発明の他の流動床ボイラを示す概略説明図で
ある。

【図３】腐食速度の温度による変化を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１：ボイラ本体、２：分散板、３：主燃焼室、４：熱回
収室、５：空気導入管、６：ブロワ、７，８，９：空気
室、１０：仕切壁、１１，１２：伝熱管、１３：開口
部、１４：上部空間、１５：フリーボード、１６：スク
リーン、１７：天井

フロントページの続き (72)発明者小嶋敏夫東京都大田区羽田旭町11番１号株式会社荏原製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃棄物を燃料とする流動床ボイラにおい
て、流動層内の少なくとも１箇所に仕切りを設け主燃焼
室と区画し、該仕切りと炉壁の間に熱回収室を設け、該
熱回収室及び熱回収室上部空間に伝熱管を設置したこと
を特徴とする流動床ボイラ。
【請求項２】廃棄物を燃料とする流動床ボイラにおい
て、流動層内の少なくとも１箇所に仕切りを設け主燃焼
室と区画し、該仕切りと炉壁の間に熱回収室を設けると
ともに、前記仕切りの延長線上の流動層上部に流動媒体
が該熱回収室に入り込む開口を有するスクリーンと、該
スクリーンと炉壁を結ぶ天井を設け、スクリーン、天井
及び炉壁で囲まれた空間に伝熱管を設置し、流動層上熱
回収室としたことを特徴とする流動床ボイラ。