JPH0814366B2 - 燃焼装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （１）発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、燃焼装置に関し、特に旋回流型燃焼炉によ
って予め被燃焼粉体を燃焼し加熱溶融せしめて生成した
燃焼ガスおよびスラグをスラグ分離室に導入してスラグ
と燃焼ガスとに分離する燃焼装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種の燃焼装置としては、たとえば第２図に
示した燃焼装置10のごとく、旋回流型燃焼炉20の燃焼室
22内で旋回流に乗った被燃焼粉体の一部が燃焼ならびに
加熱溶融することにより、またその残部が旋回流に伴な
う遠心力によって燃焼室22の内壁面に付着し燃焼ならび
に加熱溶融することにより、燃焼ガスおよびスラグとさ
れ、（ｉ）燃焼ガスは、そのまま燃焼ガス出口26から放
出され、かつ（ii）スラグは、燃焼ガスに乗って燃焼ガ
ス出口26から出て行く一部を除き、大半が燃焼室22の内
壁面上を流下したのち、燃焼ガス出口26の内壁面上を流
下して燃焼室22から放出されるものが提案されていた。

［解決すべき問題点］ しかしながら従来の燃焼装置10では、旋回流型燃焼炉
20の燃焼ガス出口26とスラグ分離室30の燃焼ガス入口33
とが鉛直方向に関して一致せしめられており（すなわち
水平方向に偏倚されておらず）その間の燃焼ガス案内通
路32が直筒状（特に直円筒状）とされていたので、
（ｉ）旋回流型燃焼炉20からスラグ分離室30に供給され
た燃焼ガスが依然として旋回流となっている欠点があ
り、そのため（ii）スラグ分離室30の燃焼ガス入口33か
ら滴下されるスラグがその旋回流によって側方へ飛散さ
れる欠点があり、ひいては（iii）スラグ分離室30の内
側壁にスラグが付着堆積される欠点があり、加えて（i
v）燃焼ガスに含まれる燃焼灰がスラグに十分補集され
ることなくスラグ分離室30の燃焼ガス出口35から後続の
装置に向け放出される欠点があった。

そこで本発明は、これらの欠点を除去すべく、旋回流
型燃焼炉の燃焼ガス出口とスラグ分離室の燃焼ガス入口
との間の燃焼ガス案内通路内に少なくとも衝突部を形成
してなる燃焼装置を提供せんとするものである。

（２）発明の構成 ［問題点の解決手段］ 本発明により提供される問題点の解決手段は、旋回流
型燃焼炉中で被燃焼粉体を燃焼し加熱溶融せしめて生成
した燃料ガスおよびスラグをスラグ分離室に導入するこ
とにより燃料ガスとスラグとを互いに分離する燃焼装置
において、旋回流型燃焼炉の燃料ガス出口とスラグ分離
室の燃焼ガス入口との間に形成された燃焼ガス案内通路
を曲折形状または弯曲形状とすることにより該燃焼ガス
案内通路内に前記燃焼ガス出口から放出された燃焼ガス
が衝突される衝突部を形成してなることを特徴とする燃
焼装置である。

［作用］ 本発明にかかる燃焼装置は、旋回流型燃焼炉の燃焼ガ
ス出口とスラグ分離室の燃焼ガス入口との間に形成され
た燃焼ガス案内通路を曲折形状または弯曲形状とするこ
とにより該燃焼ガス案内通路内に前記燃焼ガス出口から
放出された燃焼ガスが衝突される衝突部を形成してなる
ので、旋回流型燃焼炉からスラグ分離室に向けて供給さ
れる燃焼ガスおよびスラグが該衝突部に衝突することに
なり、よって、（ｉ）旋回流型燃焼炉からスラグ分離室
に向けて供給される燃焼ガスの旋回流を減弱ないし消失
せしめ、また（ii）衝突部の表面にスラグが付着するこ
とになるため該スラグによって旋回流型燃焼炉からスラ
グ分離室に向けて供給される燃焼ガスに含まれた燃焼灰
を補集せしめ、結果的に灰分をスラグとして排出する率
を向上せしめ、併せてスラグ分離室における燃焼ガスと
スラグないし燃焼灰との分離を促進する。

［実施例］ 次に本発明にかかる燃焼装置の実施例について、添付
図面を参照しつつ具体的に説明する。しかしながら以下
に説明する実施例は、本発明の理解を容易化ないし促進
化するために記憶されるものであって、本発明を限定す
るために記載されるものではない。

第１図は、本発明にかかる燃焼装置の一実施例を示す
縦断面図である。

まず本発明にかかる燃焼装置の一実施例について、そ
の構成を詳細に説明する。

10は、本発明にかかる燃焼装置であって、旋回流型延
焼炉20と、旋回流型燃焼炉20の下方に配設されたスラグ
分離室30とを備えている。

旋回流型燃焼炉20は、炉体21内に形成された筒状（た
とえば円筒状あるいは六角筒状以上の多角筒状）の燃焼
室22に対し燃焼用空気を供給して旋回流を形成するため
の少なくとも１つ（たとえば４つ）の空気供給管23と、
乾燥汚泥粒子，石炭粒子あるいは焼却灰などの被燃焼粉
体および搬送気体を炉体21内の燃焼室22に供給するため
の少なくとも１つ（たとえば４つ）の粉体供給管24と、
炉体21の頂部に配設されており燃焼室22に対して火炎を
放出して燃焼を開始せしめる燃焼開始バーナ25と、炉体
21の下端部に形成されており燃焼室22から燃焼ガスおよ
びスラグないし燃焼肺を排出するための燃焼ガス出口26
とを備えている。

スラグ分離室30は、旋回流型燃焼炉20の燃焼ガス出口
26に対して一端部が開口されかつ炉対31内に形成されて
おり旋回流型燃焼炉20の燃焼室22から排出された燃焼ガ
スおよびスラグないし燃焼灰を案内する燃焼ガス案内通
路32と、燃焼ガス案内通路32の他端部に対して頂部すな
わち燃焼ガス入口33が開口されかつ炉体31に対して形成
されており燃焼ガスとスラグないし燃焼灰を互いに分離
するスラグ分離スペース34と、スラグ分離スペース34に
対して一端部が開口されかつ他端部が後続の装置（たと
えば熱交換器）に連通されておりスラグ分離スペース34
から燃焼ガスを排出する燃焼ガス出口35と、スラグ分離
スペース34の底部に対して一端部が開口されかつ他端部
が後続のスラグ処理装置に連通されておりスラグ分離ス
ペース34からスラグを排出するスラグ出口36とを備えて
いる。

燃焼ガス案内通路32は、曲折通路ないし弯曲通路とな
っており、旋回流型燃焼炉20の燃焼ガス出口26から排出
された燃焼ガスが衝突されることによってその旋回流を
減弱ないし消失せしめかつ表面に付着したスラグによっ
て燃焼ガスに含まれた燃焼灰を捕集せしめる衝突部32A
を包有している。

しかして本発明にかかる燃焼装置の一実施例につい
て、その作用を詳細に説明する。

旋回流型延焼炉20において、空気供給管23を介して燃
焼用空気が炉体21の燃焼室22内に実線矢印A₁に示すごと
く供給され、炉体21の燃焼室22内でその対称軸を中心に
実線矢印A₂に示すごとく旋回流を形成している。

粉体供給管24を介し加圧空気などの搬送気体によって
被燃焼粉体が破線矢印B₁に示すごとく炉体21の燃焼室22
の中央部ひいては旋回流（実線矢印A₂）に向けて供給さ
れており、旋回流によって破線矢印B₂のごとく広範囲に
拡散される。

被燃焼粉体は、燃焼開始バーナ25によって一時的に火
炎を燃焼室22内に向け放出することにより燃焼が開始さ
れ、燃焼室22の内部空間および壁面で燃焼ないし加熱溶
融が持続される。燃焼された被燃焼粉体は、燃焼ガスお
よび燃焼灰となり、旋回流に乗って、実線矢印A₃に示す
ごとく、燃焼ガス出口26から排出される。また溶融され
た被燃焼粉体は、スラグとなり、旋回流に伴なう遠心力
によって燃焼室22の内壁面に付着され流下されたのち、
破線矢印B₃に示すごとく、燃焼ガス出口26から燃料ガス
（実線矢印A₃）とともに排出される。

燃料ガス出口26から排出された燃焼ガスは、依然とし
て実線矢印A₃で示すごとく旋回流を有しているが、燃焼
ガス案内通路32内に形成された衝突部32Aに衝突される
ことにより、その旋回流が減弱される。

燃焼ガスによって燃焼室22から搬送された燃焼灰は、
燃焼ガスが衝突部32Aに衝突され、燃焼ガス案内通路32
の内部空間に拡散されるに伴なって、衝突部32Aの表面
を含む燃焼ガス案内通路32の内壁面を流下するスラグに
よって捕集される。

これにより燃焼ガスは、旋回流が十分に減弱ないし消
失されかつ燃焼灰が十分に除去されたのち、燃焼ガス案
内通路32の他端部すなわち燃焼ガス入口33から実線矢印
A₄で示すことごとくスラグ分離スペース34に向けて放出
される。同様にスラグも燃焼ガス案内通路32の壁面を流
下したのち、その他端部すなわち燃焼ガス入口33から破
線矢印B₄で示すごとく分離スペース34内に摘下される。
摘下されたスラグは、燃料ガスが実質的に旋回流が減弱
ないし消失されているので、スラグ分離スペース34の内
壁面に向けて飛散されることがなく、そのスラグ分離ス
ペース34内を滴下される。

スラグ分離スペース34では、燃焼ガスが燃焼ガス出口
35を介して実線矢印A₅で示すごとく、後続の装置に向け
て放出される。またスラグが、底部に形成されたスラグ
出口36から後続のスラグ処理装置に向け破線矢印B₅で示
すごとく放出される。

上述した本発明にかかる燃焼装置10によれば、旋回流
型燃焼炉20とスラグ分離室30とを連通する燃焼ガス案内
通路32内で旋回流型燃焼炉20から放出された燃焼ガスが
旋回流を減弱ないしは消失せしめられており、また燃焼
ガス中に含まれた燃焼灰が分離されスラグに補集されて
いるので、灰分をスラグとして排出する率を向上でき、
併せてスラグ分離室30におけるスラグ分離スペース34の
内壁面に対するスラグの飛散ないし付着を十分に回避で
き、かつ燃焼ガスとスラグないしは燃焼灰との分離が十
分に確保できる。

また上述では、スラグ分離室30に対して燃焼空気が供
給されないものとして説明されたが、本発明は、これに
限定されるものではなく、所望によりスラグ分離室30に
対して燃焼空気を供給し、燃焼を続行する場合を含む。

加えて本発明にかかる燃焼装置の一実施例を、一層良
く理解するために、好ましい適用例として下水汚泥から
作成した乾燥汚泥粒子を加熱溶融する場合について、具
体的な数値を挙げて説明する。このとき乾燥汚泥粒子に
含まれた灰分は、乾燥汚泥粒子の全重量の30〜50％であ
った。

（実施例） 第１図において、燃焼装置10は、燃焼室22の内径が25
0mmとされ、燃焼ガス出口26と燃焼ガス入口33との間の
偏倚距離が150mmとされ、衝突部32Aが傾斜平面とされて
いた。

旋回流型燃焼路20の燃焼室22に対し空気供給管23を介
して供給された燃焼空気の量は、100〜160Nm³/時であっ
た。また粉体供給管24を介して乾燥汚泥粒子の量は、７
〜15kg/時であった。このとき旋回流型燃焼炉20の燃焼
ガス出口26における燃焼ガスの流速は、30〜50m/秒であ
った。

このとき燃焼装置10において、乾燥汚泥粒子に含まれ
た灰分の95〜97重量％がスラグとしてスラグ分離室30の
スラグ出口36から排出された。またスラグ分離室30の燃
焼ガス出口35から排出される燃焼ガスに含まれたダスト
量は、乾燥ガス基準で0.3〜0.7g/Nm³であった。

（比較例） 燃焼ガス案内通路32が、第２図に示すように衝突部32
Aが除去されかつ燃焼ガス出口26と燃焼ガス入口33との
間の偏倚距離が0mmとされたことを除き、実施例が反復
された。

その結果、乾燥汚泥粒子に含まれた灰分の90〜92重量
％がスラグとしてスラグ分離室30のスラグ出口36から排
出された。またスラグ分離室30の燃焼ガス出口35から排
出される燃焼ガスに含まれたダスト量は、乾燥ガス基準
で0.5〜1.0gNm³であった。

上述した実施例と比較例とを互いに比較することによ
り、本発明によれば、被燃焼粉体中の灰分のスラグ化率
を改善でき、ひいてはスラグ分離室から排出される燃焼
ガス中のダスト量を削減できる。

（３）発明の効果 上述より明らかなように、本発明にかかる燃焼装置
は、旋回流型燃焼炉の燃焼ガス出口とスラグ分離室の燃
焼ガス入口との間に形成された燃焼ガス案内通路を曲節
形状または弯曲形状とすることにより該燃焼ガス案内通
路内に前記燃焼ガス出口から放出された燃焼ガスが衝突
される衝突部を形成してなるので、旋回流型燃焼炉から
スラグ分離室に向けて供給される燃焼ガスおよびスラグ
が該衝突部に衝突することになり、よって、 （ｉ）旋回流型燃焼炉からスラグ分離室に向けて供給さ
れる燃焼ガスの旋回流を減弱ないし消失でき、 （ii）衝突部の表面にスラグが付着することになるため
該スラグによって旋回流型燃焼炉からスラグ分離室に向
けて供給される燃焼ガスに含まれた燃焼灰を補集でき、
結果的に灰分をスラグとして排出する率を向上でき、併
せてスラグ分離室における燃焼ガスとスラグないし燃焼
灰との分離を促進できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる燃焼装置の一実施例を示す縦断
面図、第２図は従来の燃焼装置を示す縦断面図である。10 ……燃焼装置20 ……旋回流型燃焼炉 21……炉体 22……燃焼室 23……空気供給管 24……粉体供給管 25……燃焼開始バーナ 26……燃焼ガス出口30 ……スラグ分離室 31……炉体 32……燃焼ガス案内通路 32A……衝突部 33……燃焼ガス入口 34……スラグ分離スペース 35……燃焼ガス出口 36……スラグ出口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】旋回流型燃焼炉中で被燃焼粉体を燃焼し加
   熱溶融せしめて生成した燃焼ガスおよびスラグをスラグ
   分離室に導入することにより燃焼ガスとスラグとを互い
   に分離する燃焼装置において、 旋回流型燃焼炉の燃料ガス出口とスラグ分離室の燃焼ガ
   ス入口との間に形成された燃焼ガス案内通路を曲折形状
   または弯曲形状とすることにより該燃焼ガス案内通路内
   に前記燃焼ガス出口から放出された燃焼ガスが衝突され
   る衝突部を形成してなることを特徴とする燃焼装置。