JPH10227425A - 流動床炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流動化ガスが低流速運転の場合においても、
高流速運転なみの処理対象物の攪拌効果を有し、又、ガ
ス供給系統が一系統であっても、流動層中に円滑に処理
対象物を巻き込む内部循環構造を取る事の出来る流動床
炉の提供。 【解決手段】 流動層５が形成される部位の炉内形状
を、上方に進むに連れ外方に向う外方傾斜壁と、該外方
傾斜壁３と対面する他側炉壁を傾斜角度を大きくして炉
内中央側に向う内方傾斜壁２とで形成して、上方に進む
に連れ炉内水平断面積が狭域化するように形成するとと
もに、前記外方傾斜壁３側に前記混合媒体が下降可能に
形成し、該下降壁３を利用して前記混合媒体が流動層５
内を内部循環可能に構成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の属する技術分野】

【０００１】本発明は、生ごみ、汚泥等の各種含水廃棄
物の乾燥を行う流動層型乾燥炉若しくは燃焼排ガス等の
酸素不足ガスを用いて廃プラスチックや都市ごみ等の熱
分解を行う流動層型熱分解炉として適用される流動床炉
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より生ごみ、汚泥等の各種含水廃棄
物の乾燥を行う廃棄物乾燥装置として、破砕した処理対
象物と流動砂等の流動媒体（以下混合媒体という）を分
散板上の炉内（流動層）に投入し、前記分散板底部より
熱風を吹込んで前記混合媒体を浮遊流動化させながら乾
燥させる流動層型乾燥炉は公知である。又前記流動床炉
を用いて都市ごみのガス化、廃プラスチックの油化、タ
イヤやＰＶＣから炭化物製造を行う流動層型熱分解炉も
公知である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この種の流動床炉にお
いて、処理対象物を流動媒体（一般的には流動砂が用い
られているので以下流動砂と呼ぶ）と均一に混合させる
技術としては、図３に示すように、分散板１下方の風箱
６より流動化ガスを高流速で吹込んで流動層５内の混合
媒体を浮遊混合しながら処理対象物の乾燥若しくは熱分
解運転を行うものが存在する。さて、流動層型乾燥炉若
しくは流動層型熱分解炉は、空気を用いると処理対象物
が燃焼してしまうため、流動化ガスとして酸素を消費し
た後の燃焼排ガスを利用するが、かかるガスは可燃性ダ
スト、揮発性の可燃物等の有害物質を含有しているの
で、流動処理後の排ガスはそのまま大気に放出する事が
出来ず、このため前記流動床炉の後段出口側に設けた燃
焼炉で処理する必要がある。

【０００４】そのため、流動化ガスの量を少なくしなけ
れば燃焼炉が必然的に大型化しやすくコストアップを招
くが、図３に示す従来流動層５で乾燥若しくは熱分解を
行なう場合、高流速運転を行なうために使用流動化ガス
が多量となり後段出口ガスの無害化処理容量が必然的に
大となるためコストアップにつながる。尚、図中１７は
流動化ガスの流速大となることで流動層５に生成する気
泡である。

【０００５】かかる欠点の解消、具体的には使用流動化
ガスの低減を図るために、図４に示すように分散板１下
方の風箱を複数に分割し、夫々分割した風箱６ａ〜６ｃ
毎に、分散板１下方より供給される流動化ガス（燃焼排
ガス）の流速を調整可能に構成し、例えば前記風箱６ａ
〜６ｃを含む流動化ガス分散手段を左右及び中央と三分
割構造にした場合に、炉中央の風箱６ａに比較して左右
炉壁側の風箱６ｂ、６ｃに導入される流動化ガスの流速
を高くすることにより、流動層５内で浮遊流動する処理
対象物を左右炉壁側の流動層５ｂ、５ｃから炉中央の流
動層５ａ内に巻き込むようにしている。言換えれば左右
炉壁側で上昇流が炉中央側で下降流が生じるように流動
化ガスの流速を変えることで内部循環流を形成し、処理
対象物を強制的に流動層内に巻き込む方法も存在する。

【０００６】かかる従来装置によれば使用流動化ガスが
低流速でも内部循環が可能であるが、複数に分割したガ
ス分散板１ごとに流動化ガスの流速を変えることは、流
動化ガス供給管を複数必要とするため、ガス配管が複雑
となりコストが大となるという問題がある。

【０００７】本発明はかかる技術的課題に鑑み、流動化
ガスが低流速運転の場合においても、高流速運転なみの
処理対象物の攪拌効果を有し、また、ガス供給系統が一
系統であっても、流動層中に円滑に処理対象物を巻き込
む内部循環構造を取る事の出来る、主として流動層型乾
燥炉若しくは流動層型熱分解炉として適用される流動床
炉を提供する事を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
流動化ガス分散手段１の上方域に、処理対象物と流動媒
体からなる混合媒体が浮遊流動する流動層５を形成して
なる流動床炉において、前記流動層５が形成される部位
の炉内形状を、上方に進むに連れ炉内水平断面積が狭域
化するように炉壁２、３形状を形成するとともに、前記
炉壁２、３の少なくとも一側に前記混合媒体が下降可能
に形成された下降壁３を設け、前記混合媒体が流動層５
内を内部循環可能に構成したことを特徴とする。

【０００９】そして前記炉壁の具体的構成は、請求項２
記載のように、前記下降壁３を、上方に進むに連れ外方
に向う外方傾斜壁で形成するとともに、該外方傾斜壁３
と対面する他側炉壁２を前記下降壁３より傾斜角度を大
きくして炉内中央側に向う内方傾斜壁で形成するのがよ
い。

【００１０】そして請求項３記載のように、前記流動化
ガス分散手段１は、所定方向に傾斜させた分散板１で形
成するとともに、該分散板１の傾斜下方側であって、か
つ流動層表面位置に処理対象物排出口８を設けてなるこ
とを特徴とする。

【００１１】かかる発明によれば、前記流動層５が形成
される部位の炉内形状を、上方に進むに連れ、言換えれ
ば流動化ガスが上昇する方向に沿って炉内水平断面積が
狭域化するように構成されているために、分散板１に低
流速で導入された流動化ガス１０は炉内水平断面積が狭
域化するに連れ高流速化９ａするために、円滑な気固接
触が可能となる。さらに本発明は、前記炉壁の少なくと
も一側に前記混合媒体が下降可能に形成された下降壁
３、より具体的には分散板１側端より上方に進むに連れ
外方に向う外方傾斜壁で形成し、流動化ガスの流れにく
い領域４Ｂを形成することにより下降流域９ｃが形成さ
れ、この結果、前記狭域化区域４Ａでは高流速上昇流９
ａが形成されるために、前記上昇流９ａと下降流９ｃの
組合せにより内部循環流を形成することから、処理対象
物及び流動砂を下方へ巻き込み、混合を良好にすること
ができる。

【００１２】本発明を更に具体的に説明するに、上方に
進むに連れ外方に向う外方傾斜壁３で形成した下降壁３
と対面する他側炉壁を前記下降壁３より傾斜角度を大き
くして炉内中央側に向う内方傾斜壁で形成することによ
り、流動化ガス分散板１の有する断面積に比べ流動層表
面における流動化ガス通過面積を減少することができ
る。その結果、本来、低流速運転では、処理対象物が流
動層５上部に偏析するのに対し、低流速で供給された流
動化ガス１０は上方に進むに連れ炉内開口面積が狭域化
するためにこれに対応して高流速化し、処理対象物と流
動砂の混合が促進される。

【００１３】また、流速大となることは流動層５に生成
する気泡１７が大となり流動層表面で気泡１７が破裂す
る際に、処理対象物及び混合媒体が受けるエネルギー大
となる。この結果、処理対象物及び流動砂９ｂは上昇流
域に隣接する下降壁３近くの流動化ガスが通過しにくい
下降領域まで飛ばされる。そして下降壁３近傍では飛ば
されてきた流動砂及び処理対象物が積み重なり自重にて
下方に移動する。このため、流動層５全体をみると、内
部循環流９ａ〜９ｃを形成し、処理対象物と流動砂の混
合がより促進される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施例を例示的に詳しく説明する。但し、この実施
例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その
相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この
発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明
例にすぎない。

【００１５】本実施形態に係る流動床炉は図１の正面側
を狭幅に、図２の側面側を幅広に形成した略偏平形状を
有し、底端より流動化ガスが導入される風箱６上面側に
設けた流動化ガス分散板１の上方域に炉壁により囲まれ
た処理対象物と流動媒体（以下混合媒体という）が浮遊
流動する流動層５を形成している。そして前記分散板１
及び前記流動層５が形成される部位の炉内形状を各図に
沿って詳細に説明する。

【００１６】図１において、正面狭幅側の、図上左側壁
は、分散板１左端より上方に進むに連れ外方に向うよう
に外方に向け僅かに傾斜させた外方傾斜壁３で形成す
る。一方、前記外方傾斜壁３と対面する図上右側壁は、
その途中域までは分散板１右端より上方に進むに連れ外
方に向うように外方に向け僅かに傾斜させた傾斜壁２０
で形成するとともに、その途中域より炉内中央側に向け
内側に屈曲させ、前記外方傾斜壁３より傾斜角度が大き
い角度で内方に傾斜させた内側傾斜壁２で形成すること
により、上方に進むに連れ炉内水平断面積が狭域化４Ａ
するように炉壁形状を形成する事が出来る。

【００１７】一方図２において、側面広幅側において
は、前壁２１（図上右側）及び後壁２２は垂直壁で構成
すると共に、前記流動化ガス分散板１は、前壁側２１よ
り後壁２２側に向け下向きに傾斜させて配置すると共
に、該分散板１の傾斜下方側に処理対象物及び流動砂排
出口８を、又傾斜上方側に処理対象物及び流動砂投入口
７を設ける。かかる実施形態において、温度調節した流
動化ガスを分散板１下方より導入し、一方温度調節した
流動砂と処理対象物を流動砂投入口７より炉内に投入す
ることで、分散板１直上では、低流速であった流動化ガ
ス１０が内側傾斜壁２と外側傾斜壁３との間で、流域を
徐々に狭められながら高流速化し、流動砂と処理対象物
の混合に充分な流速が確保される。

【００１８】また、前記高速流化により十分な大きさの
気泡１７が生成し、破裂による層表面からの飛び出し９
ｂにより、処理対象物及び流動砂は分散板１左端より外
方に位置する外方傾斜壁３（下降壁３）側に連続して落
ちることで内部循環を形成し、処理対象物と流動砂は良
好に混合した。尚、図上の矢印９ａ、９ｂ、９ｃは流動
化ガスの流れを示し、図１において分散板１左端より垂
直上方に延す仮想垂直線と外方傾斜壁３との間の楔状空
間４Ｂ（斜線で示す部分）は分散板１よりの流動化ガス
が侵入しにくく、このため前記気泡１７の破裂により前
記楔状空間４Ｂまでは飛ばされてきた流動砂及び処理対
象物が積み重なり自重にて下方に移動する。一方分散板
１直上空間では高速流化した上昇流９ａが発生している
ため、流動層５全体をみると、内部循環流９を形成し、
処理対象物と流動砂の混合がより促進される。

【００１９】また図２に示すように分散板１に、投入口
７より排出口８側に向けて傾斜を与えることで、処理対
象物に混入していた重量物（非処理対象物）を連続的に
排出ができ、安定した乾燥操作を連続的に行なうことが
できた。この理由は分散板１を傾斜させると、底に留ま
る不燃物が傾斜に沿って移動し、不燃物は下方より混合
媒体と共に取り出され、不燃物と分離された砂は炉内に
再供給されるからである。

【００２０】

【発明の効果】以上記載のごとく、本発明によれば低流
速かつガス供給間が一系統の流動層運転においても処理
対象物と流動砂の良好な混合状態が得られ、安定した処
理対象物の乾燥操作が可能になるとともに、出口ガス処
理量の低減が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る流動層型乾燥炉の正面
図である。

【図２】図１の乾燥炉の側面図である。

【図３】従来の高流速による流動層型乾燥炉を示す。

【図４】従来の流動層型乾燥炉において風箱を分割する
とともに、流動化ガスの流速を変化させて、強制的に内
部循環させる流動化方法を示す。

【符号の説明】

１ 流動化ガス分散板 ２ 内方傾斜壁 ３ 外方傾斜壁 ４Ａ 上昇流域 ４Ｂ 下降流域 ５ 流動層 １０ 低流速で供給された流動化ガス １７ 気泡 ９ａ〜９ｃ 内部循環流

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流動化ガス分散手段の上方域に処理対象
   物と流動媒体（以下混合媒体という）が浮遊流動する流
   動層を形成してなる流動床炉において、 前記流動層が形成される部位の炉内形状を、上方に進む
   に連れ炉内水平断面積が狭域化するように炉壁形状を形
   成するとともに、前記炉壁の少なくとも一側に前記混合
   媒体が下降可能に形成された下降壁を設け、 前記混合媒体が流動層内を内部循環可能に構成したこと
   を特徴とする流動床炉。
2. 【請求項２】 前記下降壁を上方に進むに連れ外方に向
   う外方傾斜壁で形成するとともに、該下降壁と対面する
   他側炉壁を、前記下降壁より傾斜角度を大きくして炉内
   中央側に向う内方傾斜壁で形成したことを特徴とする請
   求項１記載の流動床炉。
3. 【請求項３】 前記流動化ガス分散手段を、所定方向に
   傾斜させた分散板で形成するとともに、該分散板の傾斜
   下方側であって、かつ流動層表面位置に処理対象物排出
   口を設けてなることを特徴とする請求項１記載の流動床
   炉。