JPH0933021A

JPH0933021A - 流動層熱回収装置及びその運転方法

Info

Publication number: JPH0933021A
Application number: JP7185972A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Ito; 正伊藤
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1995-07-21
Filing date: 1995-07-21
Publication date: 1997-02-07
Anticipated expiration: 2015-07-21
Also published as: JP2930232B2

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成で、流動層からの熱回収効率を高
める。【解決手段】炉底に分散板３８，４０を設置し、分散
板３８，４０の上方に流動層１２を形成して、この流動
層１２内に熱回収用の伝熱管４６を設けた流動層熱回収
装置において、上記分散板３８から流動層１２、特に主
燃焼部に噴射される流動化ガスを、空気中の酸素ガス濃
度よりも高い酸素ガス濃度をもつ富酸素ガスとする方
法。また、そのための装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、砂粒子等からなる
流動層の形成によって産業廃棄物、都市ごみ、石炭等を
焼却し、これにより発生する熱を回収する流動層熱回収
装置及びその運転方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、産業廃棄物等の焼却による熱を回
収する装置として、空気分散板上に砂粒子からなる流動
層を形成する流動層熱回収装置が良く用いられている。
この装置は、流動層内の粒子の混合が極めて良好で層内
温度を均一に保つことができ、また、粒子層の熱保持能
力が大きいため再起動が容易である等の利点を有してい
る。

【０００３】このような装置として、例えば特開昭６３
−１８７００１号公報には、図８に示すようなものが開
示されている。

【０００４】同図において、炉９０の底部に山形状の空
気分散板９２が設けられ、この空気分散板９２から上方
に向かってブロア９１の吐出空気すなわち流動化ガスが
噴出されることにより、砂粒子からなる流動層が形成さ
れている。詳しくは、分散板９２の左右両翼部における
ガス噴射速度が中央部よりも大きく設定され、さらに、
この空気分散板９２の上方に、上記流動化ガスの噴射方
向に対向する形状の反射仕切り９３が設けられており、
このため砂粒子は、左右両翼で勢い良く吹き上げられた
後に反射仕切り９３で反射して中央部で沈降する流動層
を形成している。

【０００５】このような流動層に対し、上方の投入口８
９から中央の主燃焼室９６内に都市ごみ等の被処理物が
投入されると、この被処理物は上記流動層内で砂粒子と
ともに流動しながら燃焼し、不燃物は不燃物排出口９８
を経てスクリューコンベア９９により装置外へ搬出され
る。また、砂粒子の一部は反射仕切り９３を超えてその
外側の熱回収室９４内に入り込み、この熱回収室９４内
で沈降する。この熱回収室９４内には伝熱管９５が配設
されており、この伝熱管９５によって、熱回収室９４内
に侵入した砂粒子の熱が回収される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記装置において、被
処理物の燃焼により発生した熱は、炉内を流動する砂粒
子を媒介として伝熱管９５に伝えられる。換言すれば、
被処理物の焼却により発生する熱のうち、流動層内で発
生した熱のみが伝熱管９５により回収可能である。

【０００７】ところが、上記総熱量に対する流動層内で
の発生熱量の割合（以下、燃焼率と称する。）は多くて
も５０％強であり、残りは流動層上方のフリーボードで
の燃焼等により大気へ逃がされてしまう。特に、上記被
処理物として、プラスチック類のように容易にガス化燃
焼が行われる廃棄物や、単位重量あたりの低位発熱量が
高い廃棄物が投与される場合には、上記燃焼率が著しく
低くなり、これに伴って熱回収にも多大なロスが発生す
る。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑み、簡単な構成
で、流動層からの熱回収効率を向上させることができる
流動層熱回収装置及びその運転方法を提供することを目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、本発明は、装置本体の底部に設けられた
散気装置上にこの散気装置から噴射される流動化ガスを
受けて流動する流動粒子からなる流動層が形成され、こ
の流動層中に同流動層での被処理物の焼却により発生し
た熱を回収する熱回収手段が設けられた流動層熱回収装
置において、上記散気装置の少なくとも一部から噴射す
る流動化ガスとして酸素ガス濃度が空気中での酸素ガス
濃度よりも高い富酸素ガスを噴射するものである（請求
項１）。

【００１０】また本発明は、装置本体の底部に設けられ
た散気装置上にこの散気装置から噴射される流動化ガス
を受けて流動する流動粒子からなる流動層が形成され、
この流動層中に同流動層での被処理物の焼却により発生
した熱を回収する熱回収手段が設けられるとともに、上
記流動層を上記熱回収手段が設けられている熱回収部と
被処理物が投与される主燃焼部とに区画する区画部材が
設けられた流動層熱回収装置において、上記主燃焼部の
少なくとも一部に対しては上記流動化ガスとして酸素ガ
ス濃度が空気中での酸素ガス濃度よりも高い富酸素ガス
を噴射し、上記熱回収部に対しては上記流動化ガスとし
て酸素濃度が空気中での酸素ガス濃度以下のガスを噴射
するものである（請求項２）。

【００１１】この方法としては、上記主燃焼部の少なく
とも一部に対しては上記流動化ガスとして空気に酸素ガ
スを付加したガスを噴射し、上記熱回収部に対しては上
記流動化ガスとして空気をそのまま噴射するものが、特
に好適である（請求項３）。

【００１２】また、上記富酸素ガスの酸素ガス濃度は３
０％未満とするのがより好ましい（請求項４）。

【００１３】また本発明は、装置本体の底部に設けられ
た散気装置上にこの散気装置から噴射される流動化ガス
を受けて流動する流動粒子からなる流動層が形成され、
この流動層中に同流動層での被処理物の焼却により発生
した熱を回収する熱回収手段が設けられるとともに、上
記流動層を上記熱回収手段が設けられている熱回収部と
被処理物が投与される主燃焼部とに区画する区画部材が
設けられた流動層熱回収装置において、上記散気装置か
ら上記主燃焼部の少なくとも一部に対して上記流動化ガ
スとして酸素ガス濃度が空気中での酸素ガス濃度よりも
高い富酸素ガスを噴射させる第１噴射手段と、上記散気
装置から上記熱回収部に対して上記流動化ガスとして酸
素濃度が空気中での酸素ガス濃度以下のガスを噴射させ
る第２噴射手段とを備えたものである（請求項５）。

【００１４】この装置としては、上記第１噴射手段とし
て、上記散気装置のガス噴射部に空気を供給する空気供
給手段と、上記空気がガス噴射部から噴射される前にこ
の空気に酸素ガスを付加する酸素付加手段とを備え、上
記第２噴射手段として、上記散気装置のガス噴射部に空
気をそのまま供給する空気供給手段を備えたものが、特
に好適である（請求項６）。

【００１５】また、上記富酸素ガスの酸素ガス濃度が３
０％未満となるように上記第１噴射手段を構成すること
が、より好ましい（請求項７）。

【００１６】請求項１記載の方法によれば、上記流動層
に対して上記散気装置の少なくとも一部から噴射する流
動化ガスを、酸素ガス濃度が空気中での酸素ガス濃度よ
りも高い富酸素ガスとしているので、従来のように空気
をそのまま流動化ガスとして噴射する場合に比べ、流動
層内での被処理物の燃焼が促進される。これにより、流
動層内での燃焼率が高まり、この流動層内からの熱回収
手段による熱回収効率が高まる。

【００１７】ここで、上記流動層が熱回収部と主燃焼部
とに区画部材で区画されている場合、主燃焼部に噴射さ
れる流動化ガスの酸素ガス濃度をアップすることによ
り、流動層内での燃焼率を高めることができる。

【００１８】より具体的に、請求項３，６記載の方法及
び装置では、上記主燃焼部の少なくとも一部に対しては
上記流動化ガスとして空気に酸素ガスを付加したガスを
噴射し、上記熱回収部に対しては上記流動化ガスとして
空気をそのまま噴射することにより、空気をフルに活用
した安価な手段で熱回収効率をアップできる。

【００１９】なお、上記富酸素ガスの酸素濃度をあまり
高くすると（具体的には３０％以上）、流動層内での燃
焼が過度に促進され、装置本体の内壁や区画部材等を損
傷するおそれがある。よって、請求項４，７記載のよう
に、上記富酸素ガスの酸素ガス濃度は３０％未満とする
ことにより、装置にダメージを与えることなく熱回収効
率をアップできる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の第１実施形態を図１〜図
３に基づいて説明する。

【００２１】図３に示す流動層熱回収装置は、断熱壁１
１で囲まれた焼却炉１０を備え、この焼却炉１０の底部
に砂等からなる流動層１２が形成され、その上方はフリ
ーボード１４とされている。焼却炉中間部には、焼却物
投入口１６が形成され、これに焼却物供給機１８が接続
されるとともに、同じく焼却炉中間部の適当な高さ位置
には、二次空気ブロア２０が接続され、焼却炉上部には
ダクト２４が接続されている。

【００２２】上記フリーボード１４での断熱壁１１は、
ある高さまでは内面が耐火物で覆われたメンブレン構造
であり、壁面を通してガス層から熱を吸収するように構
成されている。メンブレンで蒸発した蒸気は蒸気溜め２
５に集合し、その蒸気はスーパーヒーター２６で排ガス
の熱を回収し、後述の伝熱管４６の入口ヘッダ４７へ送
られる。上記排ガスは、上記スーパーヒーター２６で熱
を奪われた後、炉壁のメンブレンと同様の構造の蒸発器
２８、低温腐食回避のための給水加熱器２９、燃焼空気
用の空気加熱器３０でさらに熱を奪われる。そして、ガ
ス冷却器３２で冷却された後にバグフィルタ３４で除塵
され、排気ファン３６を通って煙突から排気される。

【００２３】次に、上記焼却炉１０の底部の構造を図１
及び図２に基づいて説明する。

【００２４】炉底の左右方向中央には、第１分散板３８
が配設され、この第１分散板３８の左右両側に第２分散
板４０が配設されており、両第２分散板４０は断熱壁
（装置本体側壁）１１に隣接している。第１分散板３８
と第２分散板４０とは、水平方向に離間しており、この
部分が不燃物排出部４２となっている。この不燃物排出
部４２の下方には不燃物抜き出し装置４４が設けられ、
この不燃物抜き出し装置４４は、上記不燃物排出部４２
から導出された不燃物入り砂を左右両外側に搬送するス
クリュコンベアを内蔵している。

【００２５】ここで、上記第１分散板３８は、左右の不
燃物排出部４２に向かうに従って低くなるように山形に
傾斜しており、第２分散板４０も、不燃物排出部４２に
向かうに従って低くなる方向に傾斜している。これらの
傾斜角度は、適宜設定すればよいが、具体的には、１５
°以上３５°以下が好適である。

【００２６】両第２分散板４０の上方には、複数本の伝
熱管（熱回収手段）４６が図１奥行き方向（図２の上下
方向）に等間隔で並設されている。各伝熱管４６は、断
熱壁１１下部を側方に貫通して炉内に臨み、上記第２分
散板４０上で蛇行し、上記貫通部よりも上方で断熱壁１
１を貫通して炉外へ導出されており、その両端は、図１
の奥行き方向に延びる入口ヘッダ４７及び出口ヘッダ４
８にそれぞれ接続されている。そして、スーパーヒータ
ー２６から入口ヘッダ４７へ送られた蒸気が焼却熱回収
媒体として伝熱管４６内を流れ、出口ヘッダ４８に回収
されるようになっている。

【００２７】この炉内には、流動層１２を主燃焼部と熱
回収部とに区画する散気管（区画部材）５０が配設され
ている。各散気管５０は、上記伝熱管４６の上方に位置
する上側部５１と、この上側部５１から上記伝熱管４６
の側方を通って略垂直方向に延び、第２分散板４０に至
る立直部５２とからなり、上側部５１の管壁の側面及び
その近傍には多数のガス噴射孔が穿設されている。

【００２８】上記上側部５１は、不燃物排出部４２に向
かうに従って低くなる方向に傾斜しており、この上側部
５１より少し上方に流動層１２の上面が位置している。
上記傾斜角度の設定は自由であるが、具体的には５°以
上３５°以下が好適である。

【００２９】上記立直部５２の途中部分の周囲には、耐
火材やジャケット等からなるバッフル（区画部材）５４
が配設されている。各バッフル５４同士の間には微小の
隙間５５が確保され、この隙間５５を僅かながら砂粒子
が流通可能となっている。

【００３０】なお、散気管５０の配設間隔は、伝熱管４
６の配設間隔と等しく設定されているが、伝熱管４６の
管径よりも散気管５０の管径が大きい分だけ、散気管５
０同士の隙間が伝熱管４６同士の隙間よりも小さくなっ
ている。また、散気管５０同士の隙間は、バッフル５４
と第２分散板４０との間の上下間隔（すなわち熱回収部
の出口幅）と比べても小さくなっている。

【００３１】上記分散板３８，４０には多数の流動化ガ
ス噴射口が穿設され、第１分散板３８の下方には複数の
ガス室４１ｂが、第２分散板４０の下方には複数のガス
室４０ａ，４１，４０ｂ，４０ｃが左右方向に並設され
ており、これらガス室と分散板とで散気装置が構成され
ている。

【００３２】上記ガス室のうち、熱回収部の下方に位置
するガス室４０ｂ，４０ｃ、及び前記散気管５２が接続
されているガス室４１には、配管５７Ａを介して空気供
給源である一次空気ブロア（空気供給手段）５６Ａが接
続され、この一次空気ブロア５６から吐出された流動化
ガス（空気）がそのまま第２分散板４０の流動化ガス噴
射口や散気管５２管壁の流動化ガス噴射口から炉内の流
動層１２に向けて噴射されるようになっている。

【００３３】これに対し、上記ガス室４１よりも不燃物
排出部４２に近いガス室４０ａと、第１分散板３８下方
のガス室４１ｂとには、配管５７Ｂ及び混合器５８を介
して前記一次空気ブロア５６Ａと同様の一次空気ブロア
（空気供給手段）５６Ｂが接続され、上記混合器５８に
は、バッファタンク５９を介してＰＳＡ装置等からなる
酸素発生装置（酸素付加手段）６０が接続されている。
そして、上記一次空気ブロア５６Ｂから供給される空気
に対して上記酸素発生装置６０からバッファタンク５９
を介して供給される高純度酸素ガスが上記混合器５８で
付加され、富酸素ガスとして上記各ガス室４０ａ，４１
ｂに供給されるようになっている。ここで、上記ガス室
４１に供給される富酸素ガスは、散気管５２の管壁に設
けられた多数の流動化ガス噴射口から流動層１２内へ噴
射され、上記ガス室４０ａから流動化ガス噴射口を通じ
て噴射される富酸素ガスは、不燃物排出部４２に向かっ
て水平方向に噴出し、上記バッフル５４において上記第
１分散板３８側を向く面の近傍を通るようになってい
る。

【００３４】また、各ガス室に接続される配管５７Ａ，
５７Ｂの途中には、各配管５７内を流れる流動化ガスの
風量を調節する図略のダンパが設けられ、このダンパを
用いて流動化ガス噴射量を配管５７ごとに調節可能とな
っている。

【００３５】この実施形態では、基本的に、全てのガス
室のうち不燃物排出部４２近傍のガス室４１ｂからの流
動化ガス噴射量が比較的大きく設定され、第１分散板３
８の山形中央部及び第２分散板４０において伝熱管４６
の下方の部分に位置するガス室４１からの流動化ガス噴
射量が、比較的小さく設定されている。このような噴射
量設定のため、図１に白抜き矢印で示すように、主燃焼
部側で砂粒子がバッフル５４の側面近傍を通って上昇
し、炉の中央側と散気管５０の上側部５１側とへ溢れて
それぞれ沈降する流れが形成されている。

【００３６】次に、この装置の作用を説明する。

【００３７】まず、焼却物投入口１６から投入された都
市ごみ等の廃棄物（被処理物）は、第１分散板３８上の
流動層１２内（主燃焼部内）に落下し、燃焼する。この
流動層１２では、バッフル５４の近傍を通って上昇した
砂粒子が炉の中央側と散気管５０の上側部５１側とへ溢
れてそれぞれ沈降する。

【００３８】より具体的に、上側部５１側へ溢れた粒子
は、これら上側部５１同士の隙間を通り、バッフル５４
と断熱壁１１とに挟まれた熱回収部内で伝熱管４６同士
の間を沈降し、この伝熱管４６に焼却熱を与えた後（す
なわち伝熱管４６が焼却熱を回収した後）、第２分散板
４０の傾斜面に沿って不燃物排出部４２側へ滑り落ち
る。また、炉中央へ溢れた粒子は、そのまま第１分散板
３８の山形中央へ沈降し、この第１分散板３８の傾斜面
に沿ってやはり不燃物排出部４２側へ滑り落ちる。ここ
で、不燃物排出部４２のすぐ手前のガス室４１ｂからは
強い流動化ガスの噴射が行われているため、一部の砂粒
子は上記流動化ガスに押し上げられて主燃焼部へ再還流
し、他の砂粒子は不燃物（固形物）とともに不燃物排出
部４２内へ落下し、不燃物抜き出し装置４４によって左
右両外側へ搬出される。この搬出物は篩いにかけられ、
細かい砂粒子のみが上記流動層１２に再供給される。

【００３９】ここで、ガス室４１ｂ，４０ａを通じて主
燃焼部に噴射される流動化ガスは、一次空気ブロア５６
Ｂから吐出されるガスに高純度酸素ガスを付加した富酸
素ガスとされているので、従来のように空気をそのまま
噴射する場合よりも流動層主燃焼部内での燃焼が促進さ
れ、流動層内燃焼率が高まる。そして、ここで発生した
熱が流動層１２を媒介として熱回収部での伝熱管４６に
伝えられることにより、この伝熱管４６を通じての熱回
収効率も高められる。

【００４０】次に、第２実施形態を図４及び図５に基づ
いて説明する。

【００４１】この実施形態では、装置底部の中央に不燃
物排出口１４が設けられ、その左右にそれぞれ第１分散
板Ｂ１及び第２分散板Ｂ２が配設されている。そして、
第２分散板Ｂ２上において上記不燃物排出口１４の近傍
の位置に区画部材５４が立設され、この区画部材５４に
よって、上記流動層１２が図４左側の主燃焼部と、同図
右側の熱回収部とに区画されている。この区画部材５４
の下部には、支柱５３が間欠的に配され、これら支柱５
３の間に、上記主燃焼部と熱回収部とを連通する流動層
連通路２８が形成されている。

【００４２】第１分散板Ｂ１及び第２分散板Ｂ２は、そ
れぞれ不燃物排出口１４に向かって傾斜し、全体が谷型
となっており、両分散板Ｂ１，Ｂ２の下方に、ガス室４
３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄが配設されている。

【００４３】ガス室４３ａは、両分散板Ｂ１，Ｂ２の下
方に形成され、第２分散板Ｂ２において区画部材５４の
下方の領域と、第１分散板Ｂ１の略全域とに面してい
る。ガス室４３ｂは、第２分散板Ｂ２の外側部分の下
方、すなわち、伝熱管４６が設けられている熱回収部の
下方にのみ形成されている。ガス室４３ｃは、第１分散
板Ｂ１において上記不燃物排出口１４の近傍に位置する
部分の下方にのみ形成され、ガス室４３ｄは、第２分散
板Ｂ２において上記不燃物排出口１４の近傍に位置する
部分の下方にのみ形成されている。

【００４４】両分散板Ｂ１，Ｂ２には、その上方の流動
層１２と下方のガス室とを連通するガス噴射口が形成さ
れている。ただし、図５には、便宜上、上記ガス室４３
ｃ，４３ｄにそれぞれ臨むガス噴射口６２，６４のみを
図示している。この図のように、第１ガス噴射口６２の
配設位置は、第２ガス噴射口６４の配設位置に対して両
分散板Ｂ１，Ｂ２の並び方向（図５では左右方向）と直
交する方向（図５では上下方向）にずれた位置に設定さ
れている。また、区画部材５４にも、上記ガス室４３ａ
と連通する第１流動化ガス噴射口５４ａが形成されてい
る。

【００４５】そして、上記ガス室４３ａに前記第１実施
形態でも示した一次空気ブロア５６Ａが直接接続され、
この一次空気ブロア５６Ａから吐出された空気がガス室
４３ａを通じてそのまま流動化ガスとして第１分散板Ｂ
１から上方に向けて噴射されるようになっている。同様
に、ガス室４３ｃ，４３ｄには高速一次空気ブロア５６
Ｃが接続されており、この高速一次空気ブロア５６Ｃか
ら吐出された空気がガス室４３ｃを通じてそのまま第１
高速ガスとして第１分散板Ｂ１から噴射されるとともに
ガス室４３ｄを通じて第２高速ガスとして第２分散板Ｂ
２から噴射されるようになっている。

【００４６】これに対し、ガス室４３ｂには、混合器５
８を介して前記第１実施形態でも示した一次空気ブロア
５６Ｂが接続され、上記混合器５８には、バッファタン
ク５９を介してＰＳＡ装置等からなる酸素発生装置（酸
素付加手段）６０が接続されている。そして、上記一次
空気ブロア５６Ｂから供給される空気に対して上記酸素
発生装置６０からバッファタンク５９を介して供給され
る高純度酸素ガスが上記混合器５８で付加され、富酸素
ガスとして上記ガス室４３ｂに供給され、第２分散板Ｂ
２から上方に噴射されるようになっている。

【００４７】ここで、上記高速一次空気ブロア５６Ｃに
よる第１高速ガス及び第２高速ガスの噴射速度は、他の
流動化ガスの噴射速度よりも大きく設定されている。さ
らに、第１高速ガスは上記第１分散板Ｂ１から第２分散
板Ｂ２の上方に向けて斜め上方に噴射され、第２高速ガ
スは第２分散板Ｂ２から第１分散板Ｂ１の上方（詳しく
は後記区画部材５４の上方）に向けて斜め上方に噴射さ
れるように、両噴射口６２，６４の向きが設定されてい
る。また、区画部材５４の形状及び配設位置は、この区
画部材５４が両噴射口６２，６４からの各高速ガスの噴
射方向から外れるように設定されており、図例では、区
画部材５４は断面略Ｌ字状に形成されている。

【００４８】次に、この装置の作用を説明する。

【００４９】まず、図外上方の投入口から投入された被
処理物は、第１分散板Ｂ１上の流動層１２に落下する。
この流動層１２は、ガス室４３ａからの富酸素ガスの噴
射により、軽い気泡層状態で沈降する移動層となってお
り、ここで上記被処理物中の可燃物の一次燃焼（粗燃
焼）が行われ、不燃物は沈降して不燃物排出口１４から
排出される。

【００５０】ここでの流動層１２は、主燃焼部を構成し
ており、この主燃焼部には空気よりも酸素ガス濃度の高
い富酸素ガスが第１分散板Ｂ１より噴射されているた
め、その分被処理物の燃焼が促進され、流動層１２での
燃焼率が高められる。

【００５１】不燃焼物（主に炭素）は、上記流動層１２
を沈降し、かつその傾斜に沿って不燃物排出口１４へ漸
次移動するが、その手前のガス噴射口６２から噴射され
る第１高速ガスにより、区画部材５４を避けながらその
上方へ向けて流動粒子とともに吹き上げられ、区画部材
５４を超えて熱回収部側（図４，図５右側）の流動層１
２に落下し、この流動層１２を媒体として、上記主燃焼
部で発生した燃焼熱が熱回収部に伝達される。この熱回
収部での流動層１２も、軽い気泡層状態で沈降する移動
層となっているが、この熱回収部には通常の空気のみが
噴射されており、その分燃焼は緩慢で、上記炭素がゆっ
くりと完全燃焼される。

【００５２】この燃焼により灰となった被処理物は、流
動粒子とともに区画部材５４下部の流動層連通路２８を
通って不燃物排出口１４へ向うが、その手前側で斜め上
方に噴射される第２の高速ガスによってフリーボード
（流動層上方の空間）へ吹き上げられ、排出ガスととも
に炉上部の排出口から排出される。この灰とともに吹き
上げられた高温の流動粒子は、その後落下して主燃焼部
に戻り、以下、上述の要領で略８の字状の循環を繰り返
す（図１の破線矢印参照）。この循環により、全体の均
熱化が促される。

【００５３】そして、伝熱管４６内を流れる水分は、上
記排気ガスとの熱交換で飽和蒸気または過熱蒸気とな
り、装置外へ誘導される。これにより、熱回収部の熱が
回収される。

【００５４】＊実験データ図６は、前記第２実施形態で示した装置において、ガス
室４３ｂから熱回収部に空気をそのまま噴射した場合
と、上記空気に酸素を付加してから噴射した場合（最終
酸素ガス濃度約２５％）とについて、砂層（流動層）内
での燃焼率を測定した結果を示したものである。ここ
で、上記砂層内燃焼率は、（砂層内での燃焼により発生
した熱量）／｛（砂層内での燃焼により発生した熱量）
＋（砂層外での燃焼により発生した熱量）｝で表され
る。また、図７は、上記砂層内燃焼率と砂層部での熱回
収量との関係を測定した結果を示したものである。

【００５５】図６から、主燃焼部に噴射するガスに予め
高純度酸素ガスを付加しておくことで砂層内燃焼率が高
まり、特に、廃棄物の低位発熱量が高い場合にその効果
が著しいことが理解できる。そして、図７から、砂層内
での燃焼率が高いほど砂層部での熱回収量も増大するこ
とが理解できる。よって、上記酸素ガスの付加により、
砂層部での熱回収量を増加させることができ、これによ
り、熱回収効率を大幅にアップできると、結論できる。

【００５６】なお、本発明は以上の実施形態に限定され
るものではなく、例として次のような態様をとることも
可能である。

【００５７】(1) 前記富酸素ガスでの酸素ガス濃度は、
空気中での酸素ガス濃度（約２１％）よりも高い範囲で
適宜設定すればよい。ただし、この酸素ガス濃度が３０
％以上になると、流動層１２内での燃焼が過度に促進さ
れ、その熱で、断熱壁１１や区画部材５４を構成する耐
火材が損傷し易くなることが実験により判明しているた
め、上記酸素ガス濃度は３０％未満の値に設定すること
が、より好ましい。このような酸素ガス濃度の設定は、
例えば前記第１実施形態の装置の場合、混合器５８への
酸素ガス流量の調節により自由に行うことが可能であ
る。

【００５８】(2) 本願請求項１記載の方法では、装置全
域にわたり富酸素ガスを噴射するようにしてもよい。た
だし、主燃焼部ではなく熱回収部で富酸素ガスを噴射さ
せても燃焼の促進に寄与する度合が低いため、この熱回
収部に対しては酸素ガスの付加を止めることにより、コ
ストをより削減できる。

【００５９】(3) 本発明において、流動化ガスのうち酸
素成分を除く成分は特に問わず、例えば、アルゴン等の
不活性ガスに適量の酸素ガスを混入したものでもよい。
ただし、前記各実施形態に示すように、熱回収部に対し
ては空気をそのまま噴射し、主燃焼部の少なくとも一部
に対しては空気に少量の酸素ガスを付加したガスを噴射
するようにすることにより、無尽蔵の空気をフルに利用
した安価な構成で上記の優れた効果が得られる利点があ
る。

【００６０】(4) 上記実施形態では、分散板に設けられ
た流動化ガス噴射口から流動化ガスを噴射したものを示
したが、上記分散板に代え、多数本の散気管を平行に並
べ、これら散気管の管壁に設けられた流動化ガス噴射口
から上方に流動化ガスを噴射するような装置にも本発明
を適用することが可能である。

【００６１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、次の効
果を得ることができる。

【００６２】請求項１記載の方法は、上記流動層に対し
て上記散気装置の少なくとも一部から噴射する流動化ガ
スを、酸素ガス濃度が空気中での酸素ガス濃度よりも高
い富酸素ガスとするものであるので、従来のように空気
をそのまま流動化ガスとして噴射する場合に比べ、流動
層内での被処理物の燃焼を促進して流動層内での燃焼率
を高めることができ、簡単な構成で上記流動層内からの
熱回収手段による熱回収効率をアップさせることができ
る効果がある。

【００６３】特に、請求項２，５記載のように、上記主
燃焼部に対する流動化ガスの酸素ガス濃度のみを高め
て、専らこの主燃焼部での燃焼率を高めることにより、
上記主燃焼部で多くの熱を発生させてこの熱を流動層を
媒体に熱回収手段で回収でき、熱回収部に対して噴射す
る流動化ガスの酸素ガス濃度は低く抑えることにより、
コストをさらに削減できる。

【００６４】さらに、請求項３，６記載の方法及び装置
では、上記主燃焼部の少なくとも一部に対しては上記流
動化ガスとして空気に酸素ガスを付加したガスを噴射
し、上記熱回収部に対しては上記流動化ガスとして空気
をそのまま噴射するようにしているので、無尽蔵の空気
をフルに活用した安価な手段で熱回収効率をアップでき
る効果がある。

【００６５】また、請求項４，７記載のように、上記富
酸素ガスの酸素ガス濃度は３０％未満とすることによ
り、高価な酸素を無駄に消費することなく、また、過度
の燃焼促進で装置にダメージを与えることなく、熱回収
効率を好適にアップさせることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態における流動層熱回収装
置の要部を示す断面正面図である。

【図２】上記要部を示す一部断面平面図である。

【図３】上記流動層熱回収装置の全体構成図である。

【図４】本発明の第２実施形態における流動層熱回収装
置の要部を示す断面正面図である。

【図５】図４のＡ−Ａ線断面図である。

【図６】前記第２実施形態で酸素を付加しない場合と酸
素を付加した場合とでの廃棄物低位発熱量と砂層内燃焼
率との関係を示すグラフである。

【図７】上記砂層内燃焼率と砂層部熱回収量との関係を
示すグラフである。

【図８】従来の流動層熱回収装置の一例を示す断面正面
図である。

【符号の説明】

１０焼却炉１２流動層３８第１分散板（散気装置を構成）４０第２分散板（散気装置を構成）４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４１，４１ａ，４３ａ，４３
ｂ，４３ｃ，４３ｄガス室（散気装置を構成）４６伝熱管（熱回収手段）５０散気管（区画部材）５４バッフル（区画部材）５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ一次空気ブロア（空気供給手
段）６０酸素発生装置（酸素付加手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】装置本体の底部に設けられた散気装置上
にこの散気装置から噴射される流動化ガスを受けて流動
する流動粒子からなる流動層が形成され、この流動層中
に同流動層での被処理物の焼却により発生した熱を回収
する熱回収手段が設けられた流動層熱回収装置におい
て、上記散気装置の少なくとも一部から噴射する流動化
ガスとして酸素ガス濃度が空気中での酸素ガス濃度より
も高い富酸素ガスを噴射することを特徴とする流動層熱
回収装置の運転方法。
【請求項２】装置本体の底部に設けられた散気装置上
にこの散気装置から噴射される流動化ガスを受けて流動
する流動粒子からなる流動層が形成され、この流動層中
に同流動層での被処理物の焼却により発生した熱を回収
する熱回収手段が設けられるとともに、上記流動層を上
記熱回収手段が設けられている熱回収部と被処理物が投
与される主燃焼部とに区画する区画部材が設けられた流
動層熱回収装置において、上記主燃焼部の少なくとも一
部に対しては上記流動化ガスとして酸素ガス濃度が空気
中での酸素ガス濃度よりも高い富酸素ガスを噴射し、上
記熱回収部に対しては上記流動化ガスとして酸素濃度が
空気中での酸素ガス濃度以下のガスを噴射することを特
徴とする流動層熱回収装置の運転方法。
【請求項３】請求項２記載の流動層熱回収装置の運転
方法において、上記主燃焼部の少なくとも一部に対して
は上記流動化ガスとして空気に酸素ガスを付加したガス
を噴射し、上記熱回収部に対しては上記流動化ガスとし
て空気をそのまま噴射することを特徴とする流動層熱回
収装置の運転方法。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の流動層
熱回収装置の運転方法において、上記富酸素ガスの酸素
ガス濃度を３０％未満とすることを特徴とする流動層熱
回収装置の運転方法。
【請求項５】装置本体の底部に設けられた散気装置上
にこの散気装置から噴射される流動化ガスを受けて流動
する流動粒子からなる流動層が形成され、この流動層中
に同流動層での被処理物の焼却により発生した熱を回収
する熱回収手段が設けられるとともに、上記流動層を上
記熱回収手段が設けられている熱回収部と被処理物が投
与される主燃焼部とに区画する区画部材が設けられた流
動層熱回収装置において、上記散気装置から上記主燃焼
部の少なくとも一部に対して上記流動化ガスとして酸素
ガス濃度が空気中での酸素ガス濃度よりも高い富酸素ガ
スを噴射させる第１噴射手段と、上記散気装置から上記
熱回収部に対して上記流動化ガスとして酸素濃度が空気
中での酸素ガス濃度以下のガスを噴射させる第２噴射手
段とを備えたことを特徴とする流動層熱回収装置。
【請求項６】請求項５記載の流動層熱回収装置におい
て、上記第１噴射手段として、上記散気装置のガス噴射
部に空気を供給する空気供給手段と、上記空気がガス噴
射部から噴射される前にこの空気に酸素ガスを付加する
酸素付加手段とを備え、上記第２噴射手段として、上記
散気装置のガス噴射部に空気をそのまま供給する空気供
給手段を備えたことを特徴とする流動層熱回収装置。
【請求項７】請求項５または６記載の流動層熱回収装
置において、上記富酸素ガスの酸素ガス濃度が３０％未
満となるように上記第１噴射手段を構成したことを特徴
とする流動層熱回収装置。