JPH054566B2 - - Google Patents

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JPH054566B2
JPH054566B2 JP61250748A JP25074886A JPH054566B2 JP H054566 B2 JPH054566 B2 JP H054566B2 JP 61250748 A JP61250748 A JP 61250748A JP 25074886 A JP25074886 A JP 25074886A JP H054566 B2 JPH054566 B2 JP H054566B2
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JP
Japan
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combustion
fluidized bed
heat
temperature
exhaust gas
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JP61250748A
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JPS63105308A (ja
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Takeshi Hirota
Tsutomu Higo
Hajime Kawaguchi
Takahiro Ooshita
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Ebara Corp
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Ebara Corp
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  • Incineration Of Waste (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、硫黄と酸化亜鉛を含む加硫ゴムを主
体とした或いは一部含んだ廃タイヤ等を燃焼物と
し、これを流動層焼却炉で長期に安定燃焼させる
と同時にその燃焼排ガスから熱を回収するための
燃焼熱回収方法に関するものである。
〔従来の技術〕
最近、自動車等の廃タイヤの処理が社会問題化
して来ている。従来廃タイヤの多量処理方法とし
ては、燃料に提供するか或いは焼却処分されてい
た。焼却処理の場合は廃タイヤを破砕してチツプ
化したり、或いは丸のままの状態で焼却してい
た。しかしながら、廃タイヤは高発熱量の塊状物
での高温下で揮発性成分を多く含んでいるので一
旦燃え出すと熱による可燃ガスの大量発生を伴な
いながら激しく燃焼して大きな火炎を形成し燃焼
制御が困難であつた。そのため燃焼発生熱量の変
動が激しく、酸素不足や、火炎が燃焼域外にはみ
出して未燃分が発生して黒煙を出したり、灰中の
未燃分が激増したり、さらにまた炉壁や熱回収伝
熱面が高温や還元雰囲気に曝されて損傷が激しか
つた。さらに廃タイヤ等のゴムには通常加硫処理
により硫黄と加硫促進剤としての酸化亜鉛がそれ
ぞれ適量添加されており、そのために燃焼排ガス
中に数百ppmのSOXが生じ、燃焼排ガス中のダス
トにも亜鉛が高濃度で含まれることになる。
したがつて、急激な燃焼で酸素不足状態となつ
たり、熱回収伝熱面が火炎の激しい接触を繰返し
起こすと、熱回収伝熱面ではSOX存在下に硫酸鉄
が生成され、この硫酸鉄が酸化還元を繰返して表
面を侵食したり、一方酸化亜鉛が活性化して激し
いスケーリングを起こしていた。このため熱回収
伝熱面の寿命が短かく、またスケール付着のため
燃焼炉運転を停止してスケール除去を月に何回も
行う必要があつたりして、廃タイヤ焼却に特有の
問題点があつた。なお、酸化亜鉛は燃焼温度域に
おいては、水素、炭素、一酸化炭素等により容易
に還元されて金属亜鉛となる。燃焼する廃タイヤ
の周囲より酸素供給を行う燃焼方式では火炎内に
おける還元によつて溶融金属亜鉛が生成され、こ
の金属亜鉛はSOXや酸素と反応し、また溶融金属
亜鉛がダストのバインダの役を果たし、いずれに
しても亜鉛と硫黄が含まれることはスケーリング
形成に複雑で大きな要因となつていた。また酸化
亜鉛は740℃前後以下ではSOXと反応して硫酸亜
鉛となりこれが一層複雑化しスケーリングを促進
していた。以上のように廃タイヤ等の加硫ゴムを
含むものの燃焼には問題点が多く、連続して安定
燃焼することは困難であつた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明者らは、先に流動層焼却炉で廃タイヤ等
を丸のまま投入して安定して連続的に完全燃焼さ
せる方法を提供(特願昭61−205072号)した。本
発明は流動層焼却炉に燃焼排ガスからの熱回収装
置を附設したものにおいて、燃焼物として加硫ゴ
ムを主体とした廃タイヤ等の前記提案の方法で連
続的に安定燃焼させた場合、熱回収装置の回収伝
熱面に前述のような問題点が存在するのを除去し
て長期に安定した燃焼運転を継続できるようにし
た燃焼熱回収方法を提供することを目的としたも
のである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は前記目的を達成するために、燃焼炉内
で粒状固体からなる流動媒体を、燃焼物の燃焼温
度以上に保持しながら底面より酸素を含む気体を
散気して流動状態とした流動層を形成し、その流
動層内に燃焼物を投入して流動層およびその上部
空間燃焼温度域にて燃焼させ、その燃焼排ガスの
冷却と同時に燃焼排ガスから熱回収を行うように
した燃焼熱回収方法において、燃焼物を硫黄と酸
化亜鉛を含む加硫ゴムを主体とした廃タイヤ等と
し、これの燃焼により消費される酸素量以上のも
のを燃焼温度域に供給すると共に流動層温度を
740℃以上に保持し、燃焼温度域にカルシウム化
合物粉粒体を投入することを特徴とする廃タイヤ
等の燃焼熱回収方法を提供するものである。
〔作用〕
本発明は、廃タイヤ等の丸のままで、しかも投
入本数を制御しながら炉内流動層中に落下投入
し、流動層に投入された廃タイヤ等は旋回する流
動媒体にのみこまれ流動媒体との激しい接触によ
つて2〜3分でほぼ完全に燃焼する。そしてその
とき発生する可燃分は流動層中に拡散してしまう
ため局部的高温も生じなければ局部的酸欠状態も
生じない。また還元状態の火炎も生じない。この
ようにして、可燃分の半分以上が流動層内で燃焼
し、残りがフリーボード中で燃えることになる。
そのときフリーボード中に直接添加された二次空
気や循環層から出た空気はその燃焼を助ける。一
方流動層には循環砂と共に補充砂およびカルシウ
ム化合物粉粒体として石灰砕石が投入される。こ
の石灰砕石は流動媒体とともに分散し流動しなが
らその熱と流動媒体との衝突により次第に微粉化
し、燃焼温度域のような高温では脱炭酸されて酸
化カルシウムとなり活性化する。この酸化カルシ
ウムは廃タイヤ等の燃焼によつて生ずるSOXと流
動層内で一部は反応し、残余は流動媒体の消耗し
た微粉やタイヤに含まれる酸化亜鉛その他微粉不
燃物と共に燃焼排ガスに同伴されたダストとなつ
て流動層からボイラ、空気予熱器等を通過し集じ
ん装置で捕集され、外部に排出される。流動層へ
投入される石灰砕石の量は燃焼硫黄と反応するカ
ルシウムとの当量以上とすることで、発生ダスト
は塩基性側に保持され、化学的にも安定化したも
のとなりダストの付着性は極めて小さくなる。ま
た燃焼排ガス中のSOXはカルシウムと反応して石
膏CaSO4となつて排ガス中のSOX濃度が下り熱回
収伝熱面の損傷が少なくなる。流動層温度は740
℃以上一定範囲内に制御する。
〔実施例〕
図面は、本発明方法の実施態様を説明するため
の一実施例装置の概略説明図を示すものである。
流動層焼却炉1は左右の反射仕切壁とその間に位
置する空気室2を備えており、流動媒体は空気室
2からの流動空気の噴出によつて流動層と反射仕
切壁の外側を流動する循環層を形成している。流
動層焼却炉1内の反射仕切壁および循環層部には
冷却兼熱回収伝熱管が配設されている。流動層お
よび循環層の上方部は燃焼温度域を構成し、それ
に続いて燃焼排ガスからの熱回収ボイラ3が設け
られていて、熱回収ボイラ3は水胴4と気水胴5
を備え、両水胴4,5は熱回収伝熱管で連結され
ている。熱回収ボイラ3で熱回収された燃焼排ガ
スは空気予熱器6、集じん装置7をとおり煙突8
から外部に排出される。流動層焼却炉1の下方部
には不燃物排出口9が設けられていて、燃焼物の
灰分とかタイヤ内に挿入されていたワイヤが数十
mmの塊状となつて一部の流動媒体と共に排出され
る。この排出物はワイヤ取出コンベアで冷却され
ながら分級装置に送られ、分級装置でワイヤ塊と
流動媒体を分離選別し、流動媒体は砂循環エレベ
ータによつて再び炉内に返される。ワイヤ塊は外
部に搬出される。流動空気は空気予熱器を経て各
空気室に入口ダンパによつて量を調節されて送り
込まれる。給水タンクからはボイラ給水ポンプ
P1によつて熱回収ボイラ3に給水され給水循環
ポンプP2でワイヤ取出コンベアに給水している。
炉1の上方部にはダブルダンパを備えた廃タイヤ
投入装置が設けられ、また新しい流動砂と石灰砕
石は砂循環エレベータで砂投入コンベアに運ば
れ、炉内に投入されるようになつている。熱回収
ボイラ3の気水胴5からは回収した熱を蒸気とし
て取出し、種々の用途に使用される。流動層上部
フリーボード部には二次空気が吹込まれる。な
お、廃タイヤ投入装置は炉1の側部壁に設けても
よい。
(1) 廃タイヤの投入 乗用車用タイヤは丸のままで、トラツク等大
型タイヤは数個片に切断した形で投入本数と投
入時間間隔を制御しながらタイヤ投入装置から
炉内左右の反射仕切壁内の流動層中に投入す
る。
(2) 流動層 流動媒体は平均粒径0.5〜1.5mm程度の砂状の
粒状固体を使用し、空気室の両側上では最低流
動化速度Gmfの4〜10倍として激しい流動で
気泡を含んだ上昇流とし、反射仕切壁によつて
流れを中央側に曲げる。空気室の中央上では
Gmfの0.5〜2倍として流動をするかしないか
の状態とし、両側の流動により上方では流動媒
体が運びこまれ、下方では両側に分れる形で全
体として中央下方近傍に山形の固定層に近い状
態を残して下降流となる。
(3) 循環層と二次空気 空気室両側より上昇する流れは反射仕切壁に
より内側に寄せられて加速し、流動層の上部空
間であるフリーボード部に吹き上げられそれに
巻きこまれた流動媒体はガスと分離して重力落
下する。中央側に落下したものは中央空気室上
の下降流に同化するが反射仕切壁側に落下した
ものは流動層から反射仕切壁により仕切られた
循環層に落下する。この循環層部には熱回収伝
熱管が埋設されており、仕切壁下部には下方に
空気を噴出する噴出管が設けられ、Gmfの0
〜2倍で噴出させる。
この吹込風量を制御することによつて循環層
と流動層間の流動媒体の移動量を調節すると共
に、熱回収伝熱面を介した流動媒体の冷却と熱
回収を広い範囲で制御するものである。この吹
込空気は二次空気を分岐して使用すると都合が
よい。
(4) 流動層温度 廃タイヤの燃焼により、タイヤの高い低位発
熱量により、流動層は過熱状態となるので循環
層の吹込空気量の調節によりこれを一定範囲内
に制御する。
流動層温度はあまり高いと流動媒体の消耗量
が増加するので通常900℃以下とし、かつ、流
動層に投入されたタイヤが速かに燃焼し、排ガ
スに同伴される未燃カーボン等の発生を抑える
ためには750℃前後以上あることが望ましい。
また、流動層で炭酸カルシウムに脱炭酸反応を
起して活性化させるためにも750℃前後以上の
温度が必要である。したがつて、流動層温度は
740℃以上あることが円滑な運転状態を得るた
めに必要である。この温度域であれば、硫黄分
は活性化されたカルシウムと反応して石膏
CaSO4を形成固定化されるが、この温度域は硫
酸亜鉛ZnSO4の分解温度以上であることから、
硫黄分が亜鉛と反応して硫酸亜鉛となる心配は
なくなる。
(5) タイヤ内ワイヤ タイヤの燃焼によつて残つたワイヤは740℃
以上と高い温度のため軟化し流動媒体の旋回流
動によつて硬く締つた数十mm前後の塊にまるめ
られて、空気室両端部に集められ、不燃物排出
口9からワイヤ取出コンベア、分級装置を経
て、分離排出される。
(6) 補充砂と石灰砕石 補充砂と石灰砕石は砂循環エレベータ、砂投
入コンベアを介して炉内流動層に投入される。
補充砂は粒径が設計された範囲にあり、アルカ
リ金属化合物の含有が少ないものが好ましい。
石灰砕石は炭酸カルシウムを含み、流動媒体に
近い粒径が好ましい。通常5mm以下の粒径で、
石灰岩、ドロマイト、大理石、方解石、コーラ
ルリーフロツク、貝殻、骨などが利用できる。
(7) 空気比 押込送風機風量は平均理論空気量とほぼ等し
い量とし、二次送風機により過剰空気を与え
て、廃タイヤ燃焼に伴う酸素消費量が変動して
も酸欠状態が生じないようにする。二次送風機
の風量は理論空気量の1/3〜1倍量と多めの量
とする。流動層炉の場合、酸欠状態となると煙
突排ガスに白煙が生じ視認による燃焼管理が可
能で、風量の増減またはタイヤ処理量の増減で
調整する。これにより、フリーボード部に強い
還元性の火炎が生じず、また酸欠による還元状
態が生じることもなくなる。
(8) ダスト 石灰砕石は微粉化し、高温で脱炭酸されて酸
化カルシウムとなつて活性化される。この酸化
カルシウムの一部はSOXと流動層内で反応し、
他は酸化亜鉛その他微粉不燃物と共に燃焼排ガ
スに同伴されたダストとなり、流動層、ボイ
ラ、空気予熱器を通過し、集じん装置で捕集さ
れ、外部に排出される。
(9) 燃焼排ガス 流動層とフリーボード部での燃焼により発生
した排ガスは常に酸素を含む十分燃焼の完結し
た状態となつており、ボイラ伝熱管群中を通
り、空気予熱器、集じん装置を通つて煙突より
排出される。また燃焼排ガス中のダストはカル
シウム分解により塩基性側に保持されているか
ら、ダストの付着性は極めて小さく容易に払い
落すことができる。
なお、図面の熱回収伝熱面は蒸気ボイラ、空気
予熱器であつたが、エコノマイザその他でもよ
い。ただし回収伝熱面の温度は酸露点以上とし
て、伝熱面上での中和反応をさけることが望まし
いことはいうまでもない。
また、流動層の温度制御は、流動媒体からの熱
回収による冷却としたが、図面のような流動層内
における方法でなくとも、例えば、冷却負荷に応
じてワイヤ取出コンベヤで流動媒体を抜き出して
冷却と熱回収を行つた上で炉内にもどすいわゆる
外部熱交換方式でも、あるいは、流動層中に注水
する直接冷却方式でもよい。
また、空気供給は、図面の例では、炉床負荷を
高めるためと窒素酸化物生成抑制をねらつて押込
送風機と二次送風機の二段方式としたが、特にそ
れらの必要がなければ、押込送風機のみの一段で
行うことも可能である。
以上、廃タイヤの燃焼を例にとつてのべてきた
が、同様の加硫ゴム塊燃焼すべてに適用可能であ
ることは言うまでもない。
〔発明の効果〕
本発明は、従来困難視されていた加硫ゴムを主
体とした或いは一部含んだ廃タイヤ等の丸のまま
の状態での燃焼を長期に継続して安定的に行うこ
とを可能にしたものであり、即ち、流動層内に石
灰砕石を投入することによつて、燃焼排ガス中の
SOXを酸化カルシウムと反応させてSOXを低減す
ると共に、これによつて酸化亜鉛の活性化を抑制
し、さらに酸素を十分供給して燃焼のほぼ完結し
た状態のものとし、かつ燃焼排ガスに含まれるダ
ストも酸化カルシウムにより塩基性で十分酸化さ
れた安定なものとしたからダストの付着性が軽減
され、従来問題となつていた熱回収伝熱面の腐食
損傷やスケーリングを解決することができたもの
である。
したがつて、本発明は廃タイヤ処理とこれを燃
料として有効に活用することができ工業的意義が
大きいものである。
【図面の簡単な説明】
図面は、本発明方法の実施態様を説明するため
の一実施例装置の概略説明図である。 1……流動層焼却炉、2……空気室、3……熱
回収ボイラ、4……水胴、5……気水胴、6……
空気予熱器、7……集じん装置、8……煙突、9
……不燃物排出口。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 燃焼炉内で粒状固体からなる流動媒体を、燃
    焼物の燃焼温度以上に保持しながら底面より酸素
    を含む気体を散気して流動状態とした流動層を形
    成し、その流動層内に燃焼物を投入して流動層お
    よびその上部空間燃焼温度域にて燃焼させ、その
    燃焼排ガスの冷却と同時に燃焼排ガスから熱回収
    を行うようにした燃焼熱回収方法において、燃焼
    物を硫黄と酸化亜鉛を含む加硫ゴムを主体とした
    或いは一部含んだ廃タイヤ等とし、これの燃焼に
    より消費される酸素量以上のものを燃焼温度域に
    供給すると共に流動層温度を740℃以上に保持し、
    燃焼温度域にカルシウム化合物粉粒体を投入する
    ことを特徴とする廃タイヤ等の燃焼熱回収方法。 2 前記カルシウム化合物粉粒体の量を燃焼する
    硫黄と反応するカルシウムの当量以上としたこと
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の廃タイ
    ヤ等の燃焼熱回収方法。
JP25074886A 1986-10-23 1986-10-23 廃タイヤ等の燃焼熱回収方法 Granted JPS63105308A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH08506916A (ja) * 1994-03-31 1996-07-23 ノーザン・テレコム・リミテッド 電圧調整器

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JPH0320514A (ja) * 1989-06-16 1991-01-29 Naruto Engiyou Kk 難燃性粉体の燃焼方法とその装置
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Title
THE PROCEEDINGS OF THE FOURTH INTERNATIONAL CONFERENCE ON FLUIDIZED-BED COMBUSTION=1976 *

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