JPH06137533A - 流動床式焼却炉の燃焼制御装置 - Google Patents
流動床式焼却炉の燃焼制御装置Info
- Publication number
- JPH06137533A JPH06137533A JP29154492A JP29154492A JPH06137533A JP H06137533 A JPH06137533 A JP H06137533A JP 29154492 A JP29154492 A JP 29154492A JP 29154492 A JP29154492 A JP 29154492A JP H06137533 A JPH06137533 A JP H06137533A
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- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
Abstract
高効率の下で行わせ得ることによって、完全燃焼を図ら
せる流動床式焼却炉における燃焼制御装置を提供する。 【構成】 一次空気によって被焼却物をガス化・燃焼さ
せ、これにより生じた未燃ガスを炉内の燃焼室3で二次
空気と混合して完全燃焼させる流動床式焼却炉におい
て、二次空気供給ノズル13を燃焼室3の炉頂部に下方
に向けて接続するとともに、ノズル13内にスワーラ1
5を配設して、高温に予熱した1000mmAq以上の
高い圧力の二次空気を、旋回噴流し、かつ一次燃焼ガス
流れに向流して、炉頂部から燃焼室3内に供給する二次
空気供給系を形成し、前記二次空気供給ノズル13を、
少なくとも炉の水平断面積5.0m2 当たりに1本の割
合の数で設ける一方、各スワーラ15を、所定式で表さ
れるスワール数Sが0.6以上となる構成とする燃焼制
御装置。
Description
廃棄物等の廃棄物を連続的に焼却処理するのに好適な流
動床式焼却炉における燃焼制御装置に関する。
の種の流動床式焼却炉において、燃焼ガスを完全燃焼さ
せるため、燃焼室のフリーボード部に二次空気を供給す
ることが広く行われるが、従来の流動床式焼却炉の内
で、図8及び図9に示されるように、二次空気供給手段
として炉の側壁面に接続したノズル13より中心部に向
かって二次空気を吹き込む縦形の燃焼室を持つ焼却炉の
場合は、フリーボード部5の高さ方向に複数段、たとえ
ば2〜3段、また、円周方向にも複数本/各段、たとえ
ば4〜8本/1段に、二次空気供給ノズル13が設けら
れる。この他にも、図10及び図11に示すように、旋
回羽根17を持つ二次空気供給ノズル13を設ける場合
もあり、これは二次空気を旋回流動することによって、
炉内での混合効果を高めることができる。
は、二次空気が、共通のヘッダから各二次空気供給ノズ
ルに対して、常温、低圧(例400mmAq)で供給さ
れており、空気の粘性が低く、また、旋回力、貫通力も
弱いため、高温、高粘性の一次燃焼ガスとは混合し難
く、燃焼に十分寄与していない。さらに、二次空気を多
量に吹き込んだ場合は、燃焼ガスを冷却し過ぎて、燃焼
ガスに対する高温部での二次燃焼を阻害することにな
る。また、側壁だけからの二次空気供給では、炉内に均
一に分散し得なくて、空気が供給されない部分を生じる
こととなって、一次燃焼ガス中の未燃ガスや、未燃固形
分がそのままで炉外に排出され完全燃焼が出来なくな
る。
ために成されたものであり、本発明の目的は、二次空気
の均一な混合を簡易な構造によって高効率の下で行わせ
得ることによって、完全燃焼を図らせる流動床式焼却炉
における燃焼制御装置を提供することにある。
達成するため以下に述べる構成としたものである。即
ち、本発明は、一次空気によって流動床の流動媒体を流
動させ、該流動媒体に被焼却物を連続的に切り出し投入
してガス化・燃焼させ、これにより生じた未燃ガスを炉
内の燃焼室で二次空気と混合して完全燃焼させる流動床
式焼却炉において、二次空気供給ノズルを燃焼室の炉頂
部に下方に向けて接続するとともに、ノズル内にスワー
ラを配設して、高温に予熱した1000mmAq以上の
高い圧力の二次空気を、旋回噴流し、かつ一次燃焼ガス
流れに向流して、炉頂部から燃焼室内に供給する二次空
気供給系を形成し、前記二次空気供給ノズルを、少なく
とも炉の水平断面積5.0m2 当たりに1本の割合の数
で設ける一方、各スワーラを、下記の式、 S=2/3 ・{[1-( Rh /R)3] / [1-( Rh /R)2] }tan α 但し、 Rh :スワーラのハブ半径、 R :ノズルの管半径、 α :スワーラの羽根角度(中心軸に対する) で表されるスワール数Sが0.6以上となる構成とする
ことを特徴とする流動床式焼却炉の燃焼制御装置であ
る。
する二次空気はスワーラによって旋回噴流される。従っ
て、二次空気を炉水平断面の広い範囲に分散させること
が可能である。また、炉下部(砂層部)より上昇する未
燃ガスを含む一次燃焼ガスに対し、二次空気が向流で吹
き込まれるので、効率の良い混合が成される。この場
合、二次空気を予熱することにより、粘性が高くなって
燃焼ガスとの混合は一層良くなるし、未燃分の燃焼が容
易になる。このようにして、完全燃焼が図れて、排ガス
中のCO濃度を大幅に低減できる。
照しながら説明する。図1及び図2は、本発明の実施例
に係る各縦形流動床式焼却炉の断面図である。両焼却炉
について、同一機能を有するものを同一符号を付して説
明する。焼却炉1は、下部から風箱部2、燃焼室3を備
え、一次空気供給口9によって風箱部2内に供給された
一次空気(燃焼空気)は、多数の孔が明けられている分
散板6を通過して燃焼室3内に送り込まれる。
4に、その上部がフリーボード部5にそれぞれ形成され
る。燃焼室3は、ごみ供給口7及びバーナ取付口8が炉
側壁部にそれぞれ開口され、また、複数個の二次空気供
給口10及び一つの排ガス取出口11が炉頂壁部にそれ
ぞれ開口されて、ごみ供給口7からは都市ごみ等の廃棄
物が炉内に投入され、一方、バーナ取付口8には主バー
ナ12が取付けられる。また、各二次空気供給口10に
は、二次空気供給ノズル13がそれぞれ取付けられ、排
ガス取出口11には、排気ダクト(図示しない)または
図2の例に示される如きボイラ14が接続される。
散板6を通過して燃焼室3内に送り込まれる一次空気と
混合して、砂層部4において流動層を形成しながら燃焼
され、未燃ガスを含む一次燃焼ガスが発生する。この一
次燃焼ガスは、さらに、フリーボード部5において二次
空気供給ノズル13から送り込まれる二次空気と混合し
ながら燃焼が成されることにより完全燃焼される。
される。該各ノズル13は、二次空気を斜め下向きにフ
リーボード部5内に吹き出し得るように、燃焼室の炉頂
部に下方に向けて接続される。さらに、二次空気供給ノ
ズル13は、先側にスワーラ15が設けられる。図4及
び図5にスワーラ15の正面図及び中心軸周りの展開図
が示される。スワーラ15は、前記ノズル13の円筒状
胴体内に設けられ、円周を等分して3枚以上、例えば6
枚の羽根16を持ち、この羽根16の軸に対するねじり
角度は、45〜60°の範囲が適正であり、フリーボー
ド部5の径、二次空気供給ノズル13の個数及び配置態
様に基づいて、羽根枚数とねじり角度は適宜選定され
る。
部5の炉頂部に設置するに際し、排ガス取出口11の近
部に重点的に配置するのが好ましく、一次燃焼ガスが二
次空気と充分に接触して、炉を出るようにすることが肝
要である。この混合が成される場合に重要な点は、二次
空気が下方に吹き出すことによって、上昇気流となる一
次燃焼ガスに対して向流関係を形成することであり、し
かも、スワーラ15が設けられているため、ノズル出口
の二次空気の流れが、周方向の速度成分を持つ旋回噴流
となって攪拌作用が高められる結果、一次燃焼ガスと二
次空気との混合が充分に行われる。
空気は、スワーラ15の分散効率を高める観点から10
00mmAq以上の比較的高い圧力、例えば1500〜
2000mmAqの圧力の空気であることが必要であ
る。この値は、スワーラ15で旋回を与え空気を供給す
るのに不可欠な圧力(これだけの圧力損失を要する速度
で供給し、旋回を与えることができる)であり、分散効
果を得る上で必要な条件であって、本発明者等による各
種実験の結果からこの必要条件が確認された。
つ一次燃焼ガスとの混合をより良くするため、150℃
以上に予熱した高温空気が使用される。この場合、温度
は高い程その効果が期待できるが、一般に排ガス熱利用
によって予熱(450℃以下)することが多い条件の下
で、排ガス温度が高くなると、ガス中の溶融塩類の伝熱
管への付着、腐食が進行することにより安定運転が阻害
されること、また、蒸気加熱による予熱(150〜20
0℃程度)では、排ガスの廃熱より取り出す蒸気の質か
ら限定されること、の制約を受けることになり、200
℃前後の温度が適当である。
当たって、少なくともフリーボード部5の炉の水平断面
積5.0m2 当たりに1本の割合の数で設けるととも
に、各スワーラを、〔数1〕に示す式下記の式で表され
るスワール数Sが0.6以上となる構成とすることが要
件である。
の両条件が満足されることによって、フリーボード部5
の水平断面全域に亘って等圧で、かつ均一して旋回噴流
が分散することになり、混合効果がより奏されることが
明らかとなった。なお、本発明の実施例に係る燃焼制御
装置が設けられた焼却炉1から排出される煙道ガスと、
スワーラが設置されない従来の同構造の比較焼却炉の同
じ煙道ガスとを、ガス中に含まれるO2 ,CO各濃度の
経時変化についてそれぞれ測定したところ、図6に示す
通りであった。即ち、本発明に係る経時変化は、図6
(A)に、また、比較例に係る経時変化は、図6(B)
にそれぞれ表されるが、黒塗り部分で示されるCO濃度
変化を比較すれば明らかなように、従来方式では100
〜300ppm 程度であったのに対して、スワーラ15を
設けた本発明の方が、50ppm 迄大幅にCOが低減され
ており、焼却炉1内で完全燃焼が行われていてスワーラ
15の混合効果が極めて優れていることが立証される。
1のフリーボード部5炉頂部横断面図である。この例
は、二次空気供給ノズル13を、二次空気が炉周壁に対
し接線方向の斜め下向きに吹き出されるように、炉側部
に接続した構成であって、炉頂部からスワーラ15より
供給する二次空気の旋回をさらに強化することが可能で
ある。なお、図示しないが、本発明の変形例として、流
動層を形成するための一次(流動)空気を分岐管路によ
って分岐するとともに、所定温度に予熱した後、二次空
気として炉頂部からスワーラを用いて供給するようにし
ても良い。さらに、他の変形例として、焼却すべき廃棄
物の投入量を検出するごみ供給量センサを付設して、該
センサの検出値が所定量よりも多い場合に、一次空気の
供給量を減少させ、替わって一次(流動)空気を二次空
気として炉頂部からスワーラを用いて供給するようにす
ることも可能である。
空気をスワーラ15によって旋回させながら二次空気供
給ノズル13から噴流することにより、炉内燃焼室の断
面の広い範囲に二次空気を分散することが可能であり、
少ない二次空気供給ノズル13で断面全域を十分カバー
できる。また、炉下部(砂層部4)から上昇してく未燃
ガスを含む一次燃焼ガスに対し、向流関係で二次空気を
吹き込むことにより、より効率の良い混合が行える。
り、二次空気自体の粘性が高くなり、一次燃焼ガスとの
混合が一層良くなるとともに、フリーボード部5をより
高温に保持できるため、未燃分の燃焼が容易、確実にな
る。従って、完全燃焼が促進されて、二次燃焼後の排ガ
スのCO濃度を大幅に減らすことが可能となる。
の断面図である。
の断面図である。
図である。
ワーラ15の正面図である。
開図である。
却炉の煙道におけるO2 ,CO各濃度の経時変化線図で
ある。
断面図である。
る。
る。
空気供給ノズルの断面図である。
空気供給ノズルの断面図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 一次空気によって流動床の流動媒体を流
動させ、該流動媒体に被焼却物を連続的に切り出し投入
してガス化・燃焼させ、これにより生じた未燃ガスを炉
内の燃焼室で二次空気と混合して完全燃焼させる流動床
式焼却炉において、二次空気供給ノズルを燃焼室の炉頂
部に下方に向けて接続するとともに、ノズル内にスワー
ラを配設して、高温に予熱した1000mmAq以上の
高い圧力の二次空気を、旋回噴流し、かつ一次燃焼ガス
流れに向流して、炉頂部から燃焼室内に供給する二次空
気供給系を形成し、前記二次空気供給ノズルを、少なく
とも炉の水平断面積5.0m2 当たりに1本の割合の数
で設ける一方、各スワーラを、下記式で表されるスワー
ル数Sが0.6以上となる構成とすることを特徴とする
流動床式焼却炉の燃焼制御装置。 S= 2 /3 ・{[1-( Rh /R)3] / [1-( Rh /R)2] }tan α 但し、 Rh :スワーラのハブ半径、 R :ノズルの管半径、 α :スワーラの羽根角度(中心軸に対する)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04291544A JP3115126B2 (ja) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | 流動床式焼却炉の燃焼制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04291544A JP3115126B2 (ja) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | 流動床式焼却炉の燃焼制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06137533A true JPH06137533A (ja) | 1994-05-17 |
JP3115126B2 JP3115126B2 (ja) | 2000-12-04 |
Family
ID=17770289
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04291544A Expired - Lifetime JP3115126B2 (ja) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | 流動床式焼却炉の燃焼制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3115126B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110542079A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-12-06 | 青岛特利尔环保集团股份有限公司 | 一种流态平衡煤粉循环流化燃烧锅炉及其燃烧方法 |
KR102243140B1 (ko) * | 2020-07-09 | 2021-04-22 | 한솔이엠이(주) | 머플 챔버 일체형 유동상 소각로 |
-
1992
- 1992-10-29 JP JP04291544A patent/JP3115126B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110542079A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-12-06 | 青岛特利尔环保集团股份有限公司 | 一种流态平衡煤粉循环流化燃烧锅炉及其燃烧方法 |
KR102243140B1 (ko) * | 2020-07-09 | 2021-04-22 | 한솔이엠이(주) | 머플 챔버 일체형 유동상 소각로 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3115126B2 (ja) | 2000-12-04 |
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