JPH07280239A - 流動炉およびその運転方法 - Google Patents
流動炉およびその運転方法Info
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- JPH07280239A JPH07280239A JP6067259A JP6725994A JPH07280239A JP H07280239 A JPH07280239 A JP H07280239A JP 6067259 A JP6067259 A JP 6067259A JP 6725994 A JP6725994 A JP 6725994A JP H07280239 A JPH07280239 A JP H07280239A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fluidized
- heat
- combustion air
- switching valve
- combustion gas
- Prior art date
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- Pending
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
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- Air Supply (AREA)
- Incineration Of Waste (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 排熱の回収効率に優れた流動炉およびその運
転方法を提供すること。 【構成】 流動炉本体１に切換弁５の操作により交互に
運転可能な少なくとも一対の蓄熱器６を設けた流動炉、
および流動炉本体から排出される燃焼ガスを、切換弁の
操作によって一対ある蓄熱器の一方のみに所定時間だけ
供給し燃焼ガスの保有する熱エネルギーにより燃焼用空
気を予熱し、次いで切換弁を切り換え燃焼ガスを他方の
蓄熱器に所定時間だけ供給して同様に燃焼用空気を予熱
し、以下順次切換弁を切り換え操作して一対の蓄熱器に
より交互に燃焼用空気を予熱する流動炉の運転方法。
転方法を提供すること。 【構成】 流動炉本体１に切換弁５の操作により交互に
運転可能な少なくとも一対の蓄熱器６を設けた流動炉、
および流動炉本体から排出される燃焼ガスを、切換弁の
操作によって一対ある蓄熱器の一方のみに所定時間だけ
供給し燃焼ガスの保有する熱エネルギーにより燃焼用空
気を予熱し、次いで切換弁を切り換え燃焼ガスを他方の
蓄熱器に所定時間だけ供給して同様に燃焼用空気を予熱
し、以下順次切換弁を切り換え操作して一対の蓄熱器に
より交互に燃焼用空気を予熱する流動炉の運転方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排熱の回収効率に優れ
た流動炉およびその運転方法に関するものである。
た流動炉およびその運転方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から廃棄物、都市ゴミ、下水汚泥等
を焼却する流動炉においては、図３に示されるように、
燃焼用空気の予熱を流動炉本体１に隣接配置した金属製
のＵチューブ式あるいはシェルアンドチューブ式の熱交
換器２を用いて行うのが一般的である。即ち、流動炉本
体１から排出される燃焼ガスを熱交換器２内に導き、該
燃焼ガスの熱量を利用してファン３より導入した燃焼用
空気を予熱し、それを流動炉本体１の空気噴出管４より
供給することにより排熱の回収を行うものである。とこ
ろが、このような熱交換器はステンレス鋼製のものが普
通で、使用温度に限界があり、また構造上熱回収効率を
上げるためには装置を大型化する必要があって不経済で
あった。この結果、熱回収温度はせいぜい６００℃程度
が限界であり、また熱回収率（燃焼用空気熱量／流動炉
出口の燃焼ガス熱量）も３５％程度が限界であった。
を焼却する流動炉においては、図３に示されるように、
燃焼用空気の予熱を流動炉本体１に隣接配置した金属製
のＵチューブ式あるいはシェルアンドチューブ式の熱交
換器２を用いて行うのが一般的である。即ち、流動炉本
体１から排出される燃焼ガスを熱交換器２内に導き、該
燃焼ガスの熱量を利用してファン３より導入した燃焼用
空気を予熱し、それを流動炉本体１の空気噴出管４より
供給することにより排熱の回収を行うものである。とこ
ろが、このような熱交換器はステンレス鋼製のものが普
通で、使用温度に限界があり、また構造上熱回収効率を
上げるためには装置を大型化する必要があって不経済で
あった。この結果、熱回収温度はせいぜい６００℃程度
が限界であり、また熱回収率（燃焼用空気熱量／流動炉
出口の燃焼ガス熱量）も３５％程度が限界であった。
【０００３】一方、上記熱交換器に換えて燃焼用空気の
予熱を行うため、セラミックハニカム体を用いた熱交換
器を利用することが検討されている。ところが、流動炉
においては排出される燃焼ガスが高湿度で粒度の細かい
焼却灰を多量に含んでおり、蓄熱炉に目詰まりを発生さ
せて円滑な処理が行えないため流動炉に蓄熱炉を適用す
ることが困難であるという問題点があった。
予熱を行うため、セラミックハニカム体を用いた熱交換
器を利用することが検討されている。ところが、流動炉
においては排出される燃焼ガスが高湿度で粒度の細かい
焼却灰を多量に含んでおり、蓄熱炉に目詰まりを発生さ
せて円滑な処理が行えないため流動炉に蓄熱炉を適用す
ることが困難であるという問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
従来の問題点を解決して、焼却灰等の目詰まりを発生す
ることなく円滑な焼却処理を行うことができるととも
に、排熱の回収効率を大幅に向上させることができ、更
には装置の十分な小型化も図ることができる流動炉およ
びその運転方法を提供することを目的として完成された
ものである。
従来の問題点を解決して、焼却灰等の目詰まりを発生す
ることなく円滑な焼却処理を行うことができるととも
に、排熱の回収効率を大幅に向上させることができ、更
には装置の十分な小型化も図ることができる流動炉およ
びその運転方法を提供することを目的として完成された
ものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明は、流動炉本体に切換弁の操作によ
り交互に運転可能な少なくとも一対の蓄熱器を設けたこ
とを特徴とする流動炉を請求項１の発明とし、請求項１
の発明において蓄熱器を特定のセラミックハニカム体で
構成したものを請求項２の発明とし、請求項１または請
求項２の発明において燃焼用空気中のダストを除去する
ため供給通路に集塵機を付設したものを請求項３の発明
とし、また請求項１、請求項２または請求項３の発明に
おいて蓄熱器に付着したダストを乾燥するとともに、蓄
熱器の温度低下を防止するための加熱装置を設けたもの
を請求項４の発明とし、更に流動炉本体から排出される
燃焼ガスを、切換弁の操作によって一対ある蓄熱器の一
方のみに所定時間だけ供給し燃焼ガスの保有する熱エネ
ルギーにより燃焼用空気を予熱し、次いで切換弁を切り
換え燃焼ガスを他方の蓄熱器に所定時間だけ供給して同
様に燃焼用空気を予熱し、以下順次切換弁を切り換え操
作して一対の蓄熱器により交互に燃焼用空気を予熱する
ことを特徴とする流動炉の運転方法を請求項５の発明と
するものである。
めになされた本発明は、流動炉本体に切換弁の操作によ
り交互に運転可能な少なくとも一対の蓄熱器を設けたこ
とを特徴とする流動炉を請求項１の発明とし、請求項１
の発明において蓄熱器を特定のセラミックハニカム体で
構成したものを請求項２の発明とし、請求項１または請
求項２の発明において燃焼用空気中のダストを除去する
ため供給通路に集塵機を付設したものを請求項３の発明
とし、また請求項１、請求項２または請求項３の発明に
おいて蓄熱器に付着したダストを乾燥するとともに、蓄
熱器の温度低下を防止するための加熱装置を設けたもの
を請求項４の発明とし、更に流動炉本体から排出される
燃焼ガスを、切換弁の操作によって一対ある蓄熱器の一
方のみに所定時間だけ供給し燃焼ガスの保有する熱エネ
ルギーにより燃焼用空気を予熱し、次いで切換弁を切り
換え燃焼ガスを他方の蓄熱器に所定時間だけ供給して同
様に燃焼用空気を予熱し、以下順次切換弁を切り換え操
作して一対の蓄熱器により交互に燃焼用空気を予熱する
ことを特徴とする流動炉の運転方法を請求項５の発明と
するものである。
【０００６】
【実施例】次に、本発明を図示の実施例について詳細に
説明する。図中１は下水汚泥焼却用の流動炉本体、３は
燃焼用空気導入用のファン、６は切換弁５の操作により
交互に運転可能な一対の蓄熱器、７は流動炉本体１と蓄
熱器６とに連通した燃焼用空気の供給通路、８は該供給
通路７に付設された集塵機、９は加熱装置である。な
お、前記切換弁５の後には燃焼ガスを集塵処理するため
のサイクロン１０、および煙突１１が連結され、またサ
イクロン１０の後には集塵したダストを蓄積するための
ホッパー１２が連結されている点は従来のこの種流動炉
と基本的に同じである。
説明する。図中１は下水汚泥焼却用の流動炉本体、３は
燃焼用空気導入用のファン、６は切換弁５の操作により
交互に運転可能な一対の蓄熱器、７は流動炉本体１と蓄
熱器６とに連通した燃焼用空気の供給通路、８は該供給
通路７に付設された集塵機、９は加熱装置である。な
お、前記切換弁５の後には燃焼ガスを集塵処理するため
のサイクロン１０、および煙突１１が連結され、またサ
イクロン１０の後には集塵したダストを蓄積するための
ホッパー１２が連結されている点は従来のこの種流動炉
と基本的に同じである。
【０００７】前記の蓄熱器６は、例えば図２に示される
ように、目開きが３〜２０mm、好ましくは３〜１０mm、
隔壁厚みが０．８〜５．０mmのセラミックハニカム体を
複数個段積みしたもので構成することができる。蓄熱器
の材質としてこのようなセラミックスを採用することに
より、従来のＵチューブ式やシェルアンドチューブ式熱
交換器に採用されているステンレス鋼より耐熱性を大幅
に向上させることができ燃焼用空気を６５０℃以上に予
熱することが可能となる。また、蓄熱器の構造としてハ
ニカム形状を採用することにより、熱交換面積を大きく
することができ、例えば同一体積のＵチューブ式の熱交
換器に比べて５０〜１５０倍の熱交換面積を確保するこ
とが可能となる。更に、セラミックハニカム体の隔壁厚
みが０．８〜５．０mmと薄いため蓄熱および放熱効率に
優れており、また目開きも３〜２０mm、好ましくは３〜
１０mmの範囲にあってダストによる目詰まりを発生させ
ることもない。更にまた、蓄熱器内で燃焼ガス中の灰が
凝縮によって固着することを防止するよう、蓄熱器６を
耐熱鋼の外筒に収納したうえその外周をロックウール等
で保温したり、前記外筒の外側を二重管構造とし内部に
１５０〜２００℃のパージ用熱風を供給して保温を図る
構造とする等のこともできる。
ように、目開きが３〜２０mm、好ましくは３〜１０mm、
隔壁厚みが０．８〜５．０mmのセラミックハニカム体を
複数個段積みしたもので構成することができる。蓄熱器
の材質としてこのようなセラミックスを採用することに
より、従来のＵチューブ式やシェルアンドチューブ式熱
交換器に採用されているステンレス鋼より耐熱性を大幅
に向上させることができ燃焼用空気を６５０℃以上に予
熱することが可能となる。また、蓄熱器の構造としてハ
ニカム形状を採用することにより、熱交換面積を大きく
することができ、例えば同一体積のＵチューブ式の熱交
換器に比べて５０〜１５０倍の熱交換面積を確保するこ
とが可能となる。更に、セラミックハニカム体の隔壁厚
みが０．８〜５．０mmと薄いため蓄熱および放熱効率に
優れており、また目開きも３〜２０mm、好ましくは３〜
１０mmの範囲にあってダストによる目詰まりを発生させ
ることもない。更にまた、蓄熱器内で燃焼ガス中の灰が
凝縮によって固着することを防止するよう、蓄熱器６を
耐熱鋼の外筒に収納したうえその外周をロックウール等
で保温したり、前記外筒の外側を二重管構造とし内部に
１５０〜２００℃のパージ用熱風を供給して保温を図る
構造とする等のこともできる。
【０００８】なお、前記の流動炉本体１と蓄熱器６とを
連通する燃焼用空気の供給通路７には集塵機８が付設さ
れており、燃焼用空気の固形物を除去して空気噴出管４
の目詰まりを生じないよう構成しておくことが好まし
い。また、蓄熱器６にはヒータ等の加熱装置９を接続し
ておき、蓄熱器に付着したダストを乾燥するとともに、
後述するように蓄熱器６が燃焼ガスの導入を停止した運
転休止中における温度低下を防止できるよう構成してお
くことが好ましい。
連通する燃焼用空気の供給通路７には集塵機８が付設さ
れており、燃焼用空気の固形物を除去して空気噴出管４
の目詰まりを生じないよう構成しておくことが好まし
い。また、蓄熱器６にはヒータ等の加熱装置９を接続し
ておき、蓄熱器に付着したダストを乾燥するとともに、
後述するように蓄熱器６が燃焼ガスの導入を停止した運
転休止中における温度低下を防止できるよう構成してお
くことが好ましい。
【０００９】
【作用】以上のように構成されたものにおいては、先ず
バルブ６ａおよび切換弁５を開いた状態として流動炉本
体１より排出した燃焼ガスを一方の蓄熱器６を介してサ
イクロン１０へ導入後、集塵処理を施し煙突１１より浄
化ガスとして大気中へ放出する。この時、前記蓄熱器６
は燃焼ガスによって内部が高温度に維持されることとな
る。次いで、前記バルブ６ａを閉じて他方のバルブ６ｂ
を開けるとともに切換弁５を切り換えて燃焼ガスを他方
の蓄熱器６を介してサイクロン１０へ導入する。これと
同時に、燃焼用空気の供給通路７にあるバルブ７ａを開
いてファン３より供給される燃焼用空気を蓄熱器６を介
して空気噴出管４へ導くと、該蓄熱器６は前述したよう
に燃焼ガスにより高温度に維持されているため、燃焼用
空気が十分に予熱された状態で流動炉本体１内へ供給さ
れることとなる。このようにして、前記の切換弁５およ
びバルブ６ａ、６ｂを例えば２０〜１２０秒毎、好まし
くは３０〜６０秒毎に順次切り換え操作し、蓄熱器６の
保有する熱エネルギーを有効に利用して燃焼用空気を効
率よく予熱できることとなる。なお、実施例においては
一対の蓄熱器６、６を設けた場合について説明したが、
このような蓄熱器を二対以上設けたものとしてもよいこ
とは勿論である。
バルブ６ａおよび切換弁５を開いた状態として流動炉本
体１より排出した燃焼ガスを一方の蓄熱器６を介してサ
イクロン１０へ導入後、集塵処理を施し煙突１１より浄
化ガスとして大気中へ放出する。この時、前記蓄熱器６
は燃焼ガスによって内部が高温度に維持されることとな
る。次いで、前記バルブ６ａを閉じて他方のバルブ６ｂ
を開けるとともに切換弁５を切り換えて燃焼ガスを他方
の蓄熱器６を介してサイクロン１０へ導入する。これと
同時に、燃焼用空気の供給通路７にあるバルブ７ａを開
いてファン３より供給される燃焼用空気を蓄熱器６を介
して空気噴出管４へ導くと、該蓄熱器６は前述したよう
に燃焼ガスにより高温度に維持されているため、燃焼用
空気が十分に予熱された状態で流動炉本体１内へ供給さ
れることとなる。このようにして、前記の切換弁５およ
びバルブ６ａ、６ｂを例えば２０〜１２０秒毎、好まし
くは３０〜６０秒毎に順次切り換え操作し、蓄熱器６の
保有する熱エネルギーを有効に利用して燃焼用空気を効
率よく予熱できることとなる。なお、実施例においては
一対の蓄熱器６、６を設けた場合について説明したが、
このような蓄熱器を二対以上設けたものとしてもよいこ
とは勿論である。
【００１０】下水汚泥として高分子凝集剤を添加しベル
トプレス式脱水機で脱水した水分：７５〜８０％（平均
７８％）、発熱量：４５００kcal/kg-DSの脱水汚泥をホ
ッパに貯留し、これを一軸スクリューポンプにより処理
量１５０トン／日の流動炉で焼却処理した。汚泥供給量
は６．２５トン/hで燃焼空気供給量は９０００Nm3/hと
し、蓄熱器として目開き５mmのセラミックハニカム体を
複数個多段に並べたものを一組用い、燃焼ガスと燃焼空
気は１分間隔で切り換える条件下で２４時間運転を行っ
た。なお、このときの排ガス中のダスト濃度は２０〜４
０g/Nm3 であった。この結果、蓄熱器を通過した燃焼用
空気は約７００℃に予熱され、従来の熱交換器での予熱
温度が約６００℃であるのに比べて１００℃程度高い予
熱ができ、また流動炉の燃焼状態も極めて良好であるこ
とが確認できた。また、これによって排出される燃焼ガ
スの熱回収を従来方式に比べて約１７％向上させること
ができるとともに、補助燃料である重油の使用量も２６
L/h と従来の使用量７５〜８０L/h に比べて約１／３に
することができた。なお、前記セラミックハニカム体よ
りなる蓄熱器は容積１m3当たり１００〜３００万kcal/h
の熱交換能力を有していることと、発生熱量から計算し
た熱交換に必要な蓄熱器の大きさは８５０×８５０×１
５００mmであり、従来のＵチューブ式熱交換器が直径
２．５ｍ、高さ１５ｍであったのに対して設置スペース
を極めて小さくすることができ、また蓄熱器通過後の燃
焼ガス温度は４６０〜４７０℃で従来の５２０℃よりも
十分に低いため排ガス体積も小さくなり、ガス通路等の
設備全体も大幅な小型化が図れた。
トプレス式脱水機で脱水した水分：７５〜８０％（平均
７８％）、発熱量：４５００kcal/kg-DSの脱水汚泥をホ
ッパに貯留し、これを一軸スクリューポンプにより処理
量１５０トン／日の流動炉で焼却処理した。汚泥供給量
は６．２５トン/hで燃焼空気供給量は９０００Nm3/hと
し、蓄熱器として目開き５mmのセラミックハニカム体を
複数個多段に並べたものを一組用い、燃焼ガスと燃焼空
気は１分間隔で切り換える条件下で２４時間運転を行っ
た。なお、このときの排ガス中のダスト濃度は２０〜４
０g/Nm3 であった。この結果、蓄熱器を通過した燃焼用
空気は約７００℃に予熱され、従来の熱交換器での予熱
温度が約６００℃であるのに比べて１００℃程度高い予
熱ができ、また流動炉の燃焼状態も極めて良好であるこ
とが確認できた。また、これによって排出される燃焼ガ
スの熱回収を従来方式に比べて約１７％向上させること
ができるとともに、補助燃料である重油の使用量も２６
L/h と従来の使用量７５〜８０L/h に比べて約１／３に
することができた。なお、前記セラミックハニカム体よ
りなる蓄熱器は容積１m3当たり１００〜３００万kcal/h
の熱交換能力を有していることと、発生熱量から計算し
た熱交換に必要な蓄熱器の大きさは８５０×８５０×１
５００mmであり、従来のＵチューブ式熱交換器が直径
２．５ｍ、高さ１５ｍであったのに対して設置スペース
を極めて小さくすることができ、また蓄熱器通過後の燃
焼ガス温度は４６０〜４７０℃で従来の５２０℃よりも
十分に低いため排ガス体積も小さくなり、ガス通路等の
設備全体も大幅な小型化が図れた。
【００１１】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、第１
の発明は焼却灰等の目詰まりを発生することなく円滑な
焼却処理を行うことができるとともに、排熱の回収効率
を大幅に向上させることができ、更には装置の十分な小
型化も図ることができるものであり、また第２の発明は
燃焼ガスの熱エネルギーを有効に回収して効率的に流動
炉を運転することができるものである。よって本発明は
従来の問題点を一掃した流動炉およびその運転方法とし
て、産業の発展に寄与するところは極めて大である。
の発明は焼却灰等の目詰まりを発生することなく円滑な
焼却処理を行うことができるとともに、排熱の回収効率
を大幅に向上させることができ、更には装置の十分な小
型化も図ることができるものであり、また第２の発明は
燃焼ガスの熱エネルギーを有効に回収して効率的に流動
炉を運転することができるものである。よって本発明は
従来の問題点を一掃した流動炉およびその運転方法とし
て、産業の発展に寄与するところは極めて大である。
【図１】本発明の実施例を示すフロー図である。
【図２】実施例における蓄熱器を構成するセラミックハ
ニカム体の斜視図である。
ニカム体の斜視図である。
【図３】従来例を示すフロー図である。
１ 流動炉本体 ５ 切換弁 ６ 蓄熱器
Claims (5)
- 【請求項１】 流動炉本体に切換弁の操作により交互に
運転可能な少なくとも一対の蓄熱器を設けたことを特徴
とする流動炉。 - 【請求項２】 蓄熱器が目開きが３〜２０mm、隔壁厚み
が０．８〜５．０mmのセラミックハニカム体で構成され
ていることを特徴とする請求項１に記載の流動炉。 - 【請求項３】 流動炉本体と蓄熱器とに連通した燃焼用
空気の供給通路に集塵機が付設されていることを特徴と
する請求項１または請求項２に記載の流動炉。 - 【請求項４】 蓄熱器に付着したダストを乾燥するとと
もに、運転休止中における温度低下を防止するための加
熱装置が蓄熱器に設けられていることを特徴とする請求
項１、請求項２または請求項３に記載の流動炉。 - 【請求項５】 流動炉本体から排出される燃焼ガスを、
切換弁の操作によって一対ある蓄熱器の一方のみに所定
時間だけ供給し燃焼ガスの保有する熱エネルギーにより
燃焼用空気を予熱し、次いで切換弁を切り換え燃焼ガス
を他方の蓄熱器に所定時間だけ供給して同様に燃焼用空
気を予熱し、以下順次切換弁を切り換え操作して一対の
蓄熱器により交互に燃焼用空気を予熱することを特徴と
する流動炉の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6067259A JPH07280239A (ja) | 1994-04-05 | 1994-04-05 | 流動炉およびその運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6067259A JPH07280239A (ja) | 1994-04-05 | 1994-04-05 | 流動炉およびその運転方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07280239A true JPH07280239A (ja) | 1995-10-27 |
Family
ID=13339787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6067259A Pending JPH07280239A (ja) | 1994-04-05 | 1994-04-05 | 流動炉およびその運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07280239A (ja) |
-
1994
- 1994-04-05 JP JP6067259A patent/JPH07280239A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19981009 |