JPH10220709A

JPH10220709A - 流動床炉

Info

Publication number: JPH10220709A
Application number: JP2275597A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Obata; 恒夫小畑
Original assignee: Kurimoto Ltd
Current assignee: Kurimoto Ltd
Priority date: 1997-02-05
Filing date: 1997-02-05
Publication date: 1998-08-21

Abstract

(57)【要約】【課題】被燃焼物ａ中の不燃物ａ’が伝熱管９にから
まることを防止するとともに、伝熱管９周辺での媒体ｂ
の移動調整を容易にする。【解決手段】炉本体１内を、耐火物５からなる仕切壁
２で、流動燃焼室３と伝熱室４に区画し、散気管６で被
燃焼物ａを媒体ｂとともに流動させて燃焼させる。仕切
壁２には媒体ｂのみが通る孔８を形成し、この孔８には
管１３から空気を送り込んで清掃を行う。仕切壁２によ
り、燃焼室３の流動は伝熱室４に伝わらず、不燃物ａ’
の衝撃・摩擦による伝熱管９の損傷（摩耗）が極力抑え
られる。また、伝熱管９には燃焼ガスも至りにくく、腐
食もしにくい。流動が伝わらなければ、伝熱室４の媒体
ｂの排出量の制御も容易であり、その制御はロータリバ
ルブ１０で行う。伝熱室４にも管１２から、わずかな空
気を送り込んで、熱回収効率の向上及び媒体ｂの移動を
円滑にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、炉本体内で砂等
の媒体を流動させ、その流動層内に、ＲＤＦ（Ｒｅｆｕ
ｓｅＤｅｌｉｖｅｄＦｕｅｌ）、廃棄プラスチック
などの高カロリーごみ等の被燃焼物を投入して燃焼さ
せ、その燃焼による流動媒体に蓄積された熱エネルギー
を伝熱管により回収する流動床炉に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の流動床炉は、図５、６を参照し
て説明すると、炉本体２１内に燃焼（流動）媒体ｂを充
填し、その充填層２２の下部に散気管（空気分散板）２
６を配設し、この散気管２６から空気を噴出させ、流動
媒体ｂを流動させて充填層２２を流動層とし、各種の被
燃焼物（燃料）ａを供給管２２ａ又は供給フィーダ２２
ｂから炉本体２１（流動層２２）内に投入して燃焼させ
る。このとき、流動媒体ｂは炉本体２１下部から徐々に
抜き出し、混在する不燃物などの異物ａ’を除去したの
ち、再び流動層２２に循環させて（循環路２７、不燃物
排出管２７）、流動層２２のリフレッシュ化を図ってい
る。また、炉本体２１上部からは燃焼ガスｃを導出し、
サイクロン２８により異物ｃ’を除去後、外気又は次の
処理工程に送り、異物ｃ’は循環路２７に戻す。

【０００３】この流動床炉において、その燃焼時には熱
エネルギーが多く発生するとともに流動媒体ｂの温度が
非常に高くなるため、そのエネルギーの有効利用と、流
動媒体ｂの低温化のため、流動媒体ｂから伝熱管２９を
介してその熱エネルギーを捕捉（回収）することが行わ
れている。その伝熱管２９は、通常流動層２２の下部に
配設されており、その伝熱管２９に温水、水蒸気を流通
させてボイラ２５、熱交換器などに循環させて熱エネル
ギーを捕捉するとともに媒体ｂの低温化を図っている。

【０００４】その伝熱管２９による熱捕捉において、媒
体ｂ等が流動する中に伝熱管２９を置くことは、不燃物
ａ’、媒体ｂ等との衝撃・摩擦によって損傷し易いうえ
に、燃焼ガスによって腐食され易く、その措置として、
従来から、種々の技術が開発されている。

【０００５】その一例として、特開平１−２３９３０３
号公報記載の技術を挙げることができる。この技術は図
５に示すように、伝熱管２９を散気管２６より下方の流
動層２２内に設けたものであり、その下方の流動層２２
は媒体ｂが激しく流動しないため、伝熱管２９の摩耗が
極めて少なくなるとしている。

【０００６】また、他例として、特開平５−１８５１３
号公報記載の技術を挙げることができる。この技術は、
図６に示すように、流動層２２内に伝熱管２９の上方
で、流動層２２を上下に隔てる傾斜した隔壁２４を設け
るとともに、その隔壁２４には媒体ｂが通過しうる寸法
のスリットを設け、隔壁２４の下方へ下った端部は一方
の不燃物排出管２７に、伝熱管２９の下方に設けた空気
分散板２８の端部は他方の不燃物排出管２７にそれぞれ
連なるようにしたものである。

【０００７】そして、隔壁２４は、細かく切断された廃
タイヤ（燃料ａ）に含まれるワイヤなどの不燃物ａ’の
下方への移動を阻止するので、ワイヤなどの不燃物ａ’
は隔壁２４の傾斜に沿って不燃物排出管２７より排出さ
れ、また、媒体ｂや燃料ａは隔壁２４のスリットを自由
に上下に移動して燃焼されるとしている。このため、ワ
イヤなどの不燃物ａ’による伝熱管２９の摩耗や、不燃
物ａ’の伝熱管２９へのからみつきを防止することがで
きるとしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図５で示す従来技術
は、散気管２６の下方に伝熱管２９があるといえども、
伝熱管２９は流動層２２内にあるため、被燃焼物ａ中の
不燃物（異物）ａ’が伝熱管２９にからまって、流動媒
体ｂの下方への移動を阻止してその循環を阻害したり、
伝熱管２９による熱回収効率が低下するという問題があ
る。また、流動による伝熱管２９の摩耗や、燃焼ガスｃ
による伝熱管２９の腐食を避けられないという問題もあ
る。

【０００９】一方、図６で示す技術は、隔壁２４によっ
て燃焼用流動層２２から伝熱管２９が仕切られているた
め、図５の技術のように、伝熱管２９に異物ａ’がから
まったり、多くの燃焼ガスｃが至ることはない。しか
し、隔壁２４（伝熱管２９）の下方に空気分散板２６が
あるため、その散気によって、隔壁２４下方の媒体ｂが
激しく流動し、その流動媒体ｂが隔壁２４のスリットを
自由に上下方向に移動するため、伝熱管２９周辺での媒
体ｂの移動量の調整が困難であるという問題がある。媒
体ｂの移動量の調整は効率のよい熱回収を行うために非
常に重要である。また、流動による伝熱管２９の摩耗も
激しいうえに、流動による燃焼も少なからず生じて、そ
の燃焼ガスによる伝熱管２９の腐食が生じる問題もあ
る。

【００１０】この発明は、これらの問題を解決するため
になしたものであり、異物が伝熱管にからまることを防
止するとともに、伝熱管周辺での媒体の移動量の調整を
容易に行うことができる流動床炉を提供することを課題
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は、炉本体内を、仕切壁により、上部の流
動燃焼室と下部の伝熱室に区画し、前記流動燃焼室内に
流動媒体を流動させるための散気管を設けるとともに、
その流動燃焼室下部から不燃物を排出する排出管を伝熱
室を貫通して設け、前記仕切壁には流動燃焼室の流動媒
体が伝熱室に通過できる連通部を多数形成し、伝熱室内
には伝熱管を配置するとともに、伝熱室の下部に媒体を
排出する媒体排出管を設けた構成を採用したのである
（請求項１）。

【００１２】このように構成するこの発明は、散気管に
より媒体を流動させ、その流動層に被燃焼物を投入して
流動燃焼させる。流動媒体は、排出管を通って炉本体外
部に導き出されるとともに、連通部を通って伝熱室に至
り、さらに、排出管から炉本体外部に排出される。外部
に出た媒体は、異物を除去して、又は直接に再び炉本体
（流動燃焼室）内に戻される。伝熱室では伝熱管に温水
又は蒸気が流通しており、この温水等が媒体から熱を捕
捉してボイラーなどに循環する。

【００１３】この作用時、仕切壁上部に散気管が設けら
れているため、燃焼ガスは伝熱室に至りにくい。また、
媒体は仕切壁の連通部を下方に移動するだけなので、伝
熱室内は流動が少なく、その中に配置された伝熱管が媒
体により摩耗する恐れは極めて少ない。さらに、伝熱室
において、流動の少ないことは、伝熱室からの媒体の排
出制御が容易となる。その排出制御手段は伝熱室からの
媒体排出管に設けるとよい（請求項２）。燃焼ガスが至
らないことは、伝熱管の腐食度合も減少することとな
る。

【００１４】また、図６のように流動層内に隔壁２４が
存在すると、その損傷が激しいが、上記仕切壁はその上
面が流動層に触れるだけなので、その損傷も少なく、補
修も極力少なくし得る。

【００１５】上記仕切壁は仕切板上に耐火物を積層した
ものであり、連通部はその仕切板と耐火物を貫通する孔
で形成されたものとし得る（請求項３）。このように仕
切壁を耐火物、例えば耐火レンガで作れば、これによ
り、炉床が作られることとなり、耐火性仕切壁の存在に
より、伝熱室への異常（高温）な熱伝達もなく、伝熱管
の耐久性も増す。

【００１６】上記連通部には炉本体側面から空気導入孔
を導き、この孔から空気を送って連通部内を清掃するよ
うにすれば（請求項４）、連通部に異物等が詰まっても
その除去が容易である。この清掃は燃焼作用中に行うこ
とが好ましい。

【００１７】上記伝熱室内には、伝熱管より下側に空気
導入管を設けることができ（請求項５）、この空気導入
管から少しの空気を伝熱室内に送り込み、媒体をわずか
に流動させながら、伝熱管に触れるようにすれば、熱回
収率が向上するとともに、伝熱管と媒体の間に隙間が形
成され易く、伝熱管の間を媒体が円滑に通り抜けて、詰
まりが生じにくい。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１、図２に一実施形態を示し、
同図において、１は断面が角形の炉本体で、仕切壁２に
より上部の流動燃焼室３と下部の伝熱室４に区画されて
いる。炉本体１の断面は丸形などの他の形状も採用し得
る。前記仕切壁２は仕切板２ａの上部に耐火レンガなど
の耐火物５を設けて構成されており、耐火物５の上方
で、流動燃焼室３の下部には媒体ｂを流動させるための
散気管６が設けられている。耐火物５の上面はすりばち
（擂鉢）状に形成されており、その中央部から下方に不
燃物排出管７が伝熱室４を貫通して垂設されるととも
に、流動燃焼室３と伝熱室４を上下方向に連通し、媒体
ｂが通過できる連通部（連通管）８が、仕切板２ａと耐
火物５（仕切壁２）を貫通して多数設けられている。こ
の連通部８は、孔が形成された仕切板２ａの上に、耐火
物５自身に縦孔を形成して構成してもよく、耐火物５相
互間の隙間で構成してもよい。

【００１９】上記伝熱室４には、その内部に伝熱管９
が、下部に排出流量制御手段となるロータリバルブ１０
を備えた媒体排出管１１が設けられ、伝熱管９の下方に
は空気導入管１２が設けられている。伝熱管９は上下方
向に向かって左右に千鳥足状に（上下方向に重ならない
ように）配置すると、媒体ｂとの接触効率が増す。ま
た、上下方向に配設された連通管８は、水平方向に配設
されている空気導入管１３により、十字状に連結されて
いる。その空気導入管１３は連通管８より断面積（流通
面積）が大きいものとする。そして、前記不燃物排出管
７および媒体排出管１１，１１は排出装置（スクリュフ
ィーダ）１４と接続されている。また、排出装置１４
は、分級機１５を介して媒体循環装置１６に接続されて
いる。

【００２０】なお、散気管６、空気導入管１２、１３に
は、常時、同一源の空気をそれぞれダンパー６ａ、１２
ａ、１３ａを介して所要の風量に分流して供給する。

【００２１】この実施形態は以上のように構成されてお
り、つぎにその作用について説明すると、散気管６に空
気を供給し、流動媒体（砂）ｂを流動させ、ＲＤＦなど
の高カロリーごみ、あるいは燃料などの被燃焼物ａを投
入口１ａからその流動層２０に投入して燃焼させる。燃
焼により生じた不燃物（燃焼残渣）ａ’および流動媒体
ｂは、排出装置１４の運転に伴い、すりばち状に形成さ
れた耐火物５（仕切壁２）の上面を徐々にすべり落ち、
中央部の不燃物排出管７から排出される。

【００２２】また、流動燃焼室３と伝熱室４は、媒体ｂ
だけが通過できる連通管８により連通しており、ロータ
リバルブ１０および排出装置１４の運転に伴い、媒体ｂ
はこの連通管８から伝熱室４へ降下する。伝熱室４に
は、伝熱管９が設けられているので、流動媒体ｂに蓄熱
された熱エネルギが伝熱管９により回収されて媒体ｂの
低温化が図られる。なお、伝熱室４は流動燃焼室３と仕
切壁２により区画されているので、流動燃焼室３で発生
した燃焼ガスが伝熱室４に侵入することが少なく、伝熱
管９が燃焼ガスにより腐食する恐れは少ない。また、媒
体ｂが激しく流動するのは流動燃焼室３だけであり、伝
熱室４の媒体ｂは激しく動かないため、伝熱管９の媒体
ｂによる摩耗も回避できる。

【００２３】熱エネルギが回収されて低温化した媒体ｂ
は、媒体排出管１１を通過し、排出装置１４により炉本
体１外へ排出され、分級機１５により、スクリーンを通
過しない不燃物ａ’と通過する媒体ｂに分級され、不燃
物ａ’は図示省略した不燃物ホッパへ移送され、媒体ｂ
は媒体循環装置１６により流動燃焼室３へ返送される。

【００２４】この実施形態では、媒体排出管１１の出口
に媒体ｂの流量制御手段としてロータリバルブ１０を設
けているので、伝熱室４を通過する媒体ｂの移動量を個
別にコントロールすることができ、伝熱管９による媒体
ｂの熱回収量もコントロールすることができる。

【００２５】このロータリバルブ１０に替えて、図３、
４に示すように、媒体排出管１１とだけ接続されている
スクリュフィーダなどの排出手段１９を設け、不燃物排
出管７だけは図１と同じ排出手段１４と接続するように
してもよい。この場合、排出手段１９は媒体ｂだけを排
出するので、排出手段１９を直接に媒体循環装置１６と
接続することも可能である。

【００２６】上記連通管８の径は１０〜１５ｍｍ程度で
あり、その径と同程度の不燃物ａ’が連通管８を通過し
ようとし、この不燃物ａ’により連通管８が閉塞する恐
れが有るが、連通管８には、空気導入管１３が十字状に
連結しているので、運転中、定期的に、前記空気導入管
１３より高圧空気を送ることで、連通管８を清掃し、そ
の閉塞状態を解消することができる。

【００２７】なお、空気導入管１３は複数本が配設され
ており、清掃に際しては、タイマーで動く自動弁１３ｃ
などによる圧室ヘッダー１３ｄからの圧縮空気管の開
放、又はブロアーの駆動により１本毎に空気導入管１３
に散気管６とは別の、例えば３０００ｍｍＡｑ以上の清
掃用高圧空気を送るとよい。このとき、空気導入管１３
には逆止弁１３ｂを設けてその圧縮空気の逆流を防止す
る。

【００２８】また、空気導入管１２より、伝熱室４内に
わずかの流動空気を送風すれば、媒体ｂが伝熱管９の周
囲を移動する時に生じる伝導伝熱以外に、空気の移動に
よる対流伝熱が生じるので、熱回収効率が向上し、さら
に、媒体ｂがわずかでも流動すれば、媒体ｂは伝熱管９
と接触する位置を変えながら伝熱室４内を下降するの
で、熱回収効率が向上するとともに、伝熱管９の間をス
ムーズに下降することができる。このため、閉塞の恐れ
が少なくなり、伝熱管９の間隔（ピッチ）を狭くするこ
とができる。空気導入管１２は伝熱管９群の直下部には
少なくとも設ける。

【００２９】

【発明の効果】この発明は以上のように構成して、炉本
体を仕切壁により、上部の流動燃焼室と下部の伝熱室に
区分し、仕切壁に流動媒体が通過できる多数の連通部を
設けたので、流動燃焼室内の燃焼により生じた異物（不
燃物）が下方の伝熱室に移動することは少なく、伝熱管
に異物がからまって媒体の循環を阻害することもないた
め、流動床炉を安定して運転することができる。

【００３０】また、不燃物を排出する排出管を伝熱室を
貫通して設け、伝熱室の下部に媒体を排出する媒体排出
管を設けたので、排出管からの排出量を調整すれば、伝
熱室を通過する媒体の移動量をコントロールすることが
でき、伝熱管による媒体の熱回収量もコントロールする
ことができるので、熱回収設備の負荷変動に対応するこ
とができる。

【００３１】上記媒体排出管の出口にロータリバルブを
設けて排出装置に接続するか、あるいは、媒体排出管の
出口に、不燃物排出管用の排出装置とは別の排出装置を
設ければ、媒体排出管と不燃物排出管の流量を個別に制
御でき、熱回収設備の負荷変動に、よりうまく対応する
ことができる。

【００３２】上記連通部が清掃用空気を送る空気導入孔
と連結されていれば、異物により連通部が閉塞しても、
高圧空気により異物を連通部外に排出し得るので、連通
部の清掃のために流動床炉を長期間停止して、清掃を行
うという作業から解放される。

【００３３】伝熱管の下側に空気導入管を設け、伝熱室
内にわずかの流動空気を送風するようにすれば、熱回収
効率が向上するとともに、伝熱管の間隔を狭くすること
ができ小型化を図り得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態の概略正面図

【図２】同実施形態の概略側面図

【図３】他の実施形態の概略正面図

【図４】同実施形態の概略側面図

【図５】従来例の概略正面図

【図６】従来例の概略正面図

【符号の説明】

１炉本体１ａ被燃焼物投入口２仕切壁２ａ仕切板３流動燃焼室４伝熱室５耐火物６散気管７不燃物排出管８連通管（連通部）９伝熱管１０ロータリバルブ（排出流量制御手段）１１媒体排出管１２空気導入管１３空気導入管（導入孔）１４排出装置１５分級機１６媒体循環装置１７排出装置２０流動層ａ被燃焼物ａ’ 不燃物（異物）ｂ流動媒体ｃ排ガスｃ’ 異物

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炉本体１内を、仕切壁２により、上部の
流動燃焼室３と下部の伝熱室４に区画し、前記流動燃焼
室３内に流動媒体ｂを流動させるための散気管６を設け
るとともに、その流動燃焼室３下部から不燃物ａ’を排
出する排出管７を伝熱室４を貫通して設け、前記仕切壁
２には流動燃焼室３の流動媒体ｂが伝熱室４に通過でき
る連通部８を多数形成し、前記伝熱室４内には伝熱管９
を配置するとともに、伝熱室４の下部に流動媒体ｂを排
出する媒体排出管１１を設けたことを特徴とする流動床
炉。
【請求項２】上記媒体排出管１１に流動媒体ｂの排出
流量制御手段１０が設けられていることを特徴とする請
求項１記載の流動床炉。
【請求項３】上記仕切壁２は仕切板２ａ上に耐火物５
を積層したものであり、連通部８はその仕切板２ａと耐
火物５を貫通する孔で形成されていることを特徴とする
請求項１又は２に記載の流動床炉。
【請求項４】上記連通部８には清掃用空気を送る空気
導入孔１３が炉本体１側面から連通されていることを特
徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の流動床
炉。
【請求項５】上記伝熱室４内には伝熱管９より下側に
空気導入管１２が設けられていることを特徴とする請求
項１乃至４のいずれか一つに記載の流動床炉。