JPH10300052A

JPH10300052A - サイクロン焼却炉

Info

Publication number: JPH10300052A
Application number: JP12318597A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Hamazaki; 堯行浜崎; Toru Imai; 徹今井; Tomohiro Asano; 智宏朝野; Kazuyoshi Nose; 一義野瀬; Masatoshi Kawano; 正敏川野; Eiichi Nakao; 栄一中尾
Original assignee: ISOBE TEKKO KK; Kyushu Electric Power Co Inc
Current assignee: ISOBE TEKKO KK; Kyushu Electric Power Co Inc
Priority date: 1997-04-24
Filing date: 1997-04-24
Publication date: 1998-11-13

Abstract

(57)【要約】【課題】火力発電所等において、重原油燃焼後に発生
する煤を効果的に処理することができるサイクロン焼却
炉を提供する。【解決手段】筒状ケーシング１７の周壁上部に重原油
燃焼後の煤が供給される煤供給口１８が設けられると共
に、その下部に燃焼煤排出口１９が設けられ、かつ、筒
状ケーシング１７内に形成された燃焼室１６の上部空間
に排ガス流出筒３４が同心円的に配設されているサイク
ロン焼却炉Ａにおいて、排ガス流出筒３４の上部に、排
ガス流出筒３４の外表面に冷却用空気を供給する排ガス
流出筒冷却装置Ｃを配設している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に重原油を燃料
として用いる火力発電所において、重原油燃焼後に発生
する煤を効果的に処理することができるサイクロン焼却
炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】火力発電所において、重原油燃焼ボイラ
ーを用いて重原油を燃焼すると、重原油を完全に燃焼す
ることはできないので煤が発生し、この煤は電気集塵器
によってＥＰ灰として捕集される。ＥＰ灰は高発熱量
（４０００〜６０００Ｋｃａｌ／Ｋｇ）を有するので、
そのまま廃棄する場合には産業廃棄物として取り扱われ
ることになり、法規制等によって、その後の処理が面倒
になる。一方、ＥＰ灰は有価物であるバナジウムを含有
する。

【０００３】そこで、従来、ＥＰ灰は、図３に概念的に
示すＥＰ灰処理装置Ｂ１を用いて、発熱量を低減すると
共にバナジウム含有率を富化し、有価物に変換してＥＰ
灰の有効利用を図っている。

【０００４】即ち、図３において、図示しない電気集塵
器によって捕集されたＥＰ灰は、まずアッシュビン１０
に充填され、その後ロータリーフィーダ１１及び空気式
輸送管１２を通して、定量的にサイクロン焼却炉Ａ１に
供給され、このサイクロン焼却炉Ａ１で燃焼される。燃
焼の結果、発生する燃焼残渣は、サイクロン焼却炉Ａ１
よりロータリーキルン１４に供給されてさらに燃焼さ
れ、バナジウム含有率が富化され有価物に変換される。
なお、サイクロン焼却炉Ａ１における燃焼の結果、発生
する排気ガスはサイクロンコレクター１５に供給され、
このサイクロンコレクター１５によって排気ガスから回
収された燃焼煤も同様にロータリーキルン１４に供給さ
れ、さらに燃焼される。

【０００５】図３及び図４にサイクロン焼却炉Ａ１の構
成を具体的に示す。図示するように、内部に燃焼室１６
が形成される筒状ケーシング１７の周壁上部には、ＥＰ
灰が供給される煤供給口１８が設けられており、筒状ケ
ーシング１７の下部には燃焼煤排出口１９が設けられて
いる。燃焼室１６の上部空間には両端開口の排ガス流出
筒２０が同心円的に配設されている。排ガス流出筒２０
の上部は、筒状ケーシング１７の天井壁２１の中央部に
設けられた流出筒取付開口２２を通して上方に突出され
ており、その突出端に設けられたフランジ２３は、ボル
ト等の緊締連結具によって、天井壁２１の上面で流出筒
取付開口２２の周りに突設された筒状支持部２４に固定
支持されている。また、サイクロン焼却炉Ａ１の周壁に
は燃焼バーナ２６が取付けられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記したサイ
クロン焼却炉Ａ１は、未だ以下の解決すべき課題を有し
ていた。即ち、サイクロン焼却炉Ａ１の燃焼室１６で燃
焼されるＥＰ灰は４０００〜６０００Ｋｃａｌ／Ｋｇの
高発熱量を有するので、いきおい、サイクロン焼却炉Ａ
１内の炉内温度も上昇し、最大で１２００℃にもなる。
そのため、筒状ケーシング１７の内面に耐火物ライニン
グ２７が貼着されると共に、排ガス流出筒２０も高クロ
ム鋼等の耐熱金属製としている。

【０００７】しかし、排ガス流出筒２０は常時高温に曝
されることになるので、耐熱金属製とした場合であって
も比較的短期間で劣化するため、排ガス流出筒２０を頻
繁に補修、或いは交換をしなくてはならず、サイクロン
焼却炉Ａ１のメンテナンス作業を煩雑なものとしてい
た。また、排ガス流出筒２０の保護のため、焼却能力が
低く押えられ、処理できない灰は産業廃棄物となってい
た。

【０００８】本発明は、このような事情に鑑みなされた
ものであり、火力発電所等において、重原油燃焼後に発
生する煤を効果的に処理することができるサイクロン焼
却炉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】前記目的に沿う請求項１
記載のサイクロン焼却炉は、筒状ケーシングの周壁上部
に重原油燃焼後の煤が供給される煤供給口が設けられる
と共に、その下部に燃焼煤排出口が設けられ、かつ、前
記筒状ケーシング内に形成された燃焼室の上部空間に排
ガス流出筒が同心円的に配設されているサイクロン焼却
炉において、前記排ガス流出筒の上部に、該排ガス流出
筒の外表面に冷却用空気を供給する排ガス流出筒冷却装
置が配設されている。

【００１０】請求項２記載のサイクロン焼却炉は、請求
項１記載のサイクロン焼却炉において、前記排ガス流出
筒冷却装置は、前記筒状ケーシングの天井壁の中央部上
面に前記排ガス流出筒と同心円的に配設されると共に、
前記天井壁の中央部に設けられた流出筒取付開口の内周
面と前記排ガス流出筒の外周面との間に形成された環状
空気流路を通して、前記燃焼室の上部空間と連通される
環状空気室と、該環状空気室に冷却用空気を供給する冷
却空気供給源とを具備する。

【００１１】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。

【００１２】まず、図１を参照して、本発明の一実施の
形態に係るサイクロン焼却炉Ａの構成について説明す
る。なお、サイクロン焼却炉Ａの構成は、以下に説明す
る排ガス流出筒冷却装置Ｃを具備する点を除いて、前述
したサイクロン焼却炉Ａ１の構成と同一なので、同一の
構成は同一の符号で示すと共に、これらの構成の説明は
省略する。

【００１３】図１に示すように、サイクロン焼却炉Ａ
は、筒状ケーシング１７の天井壁３０の中央部近傍に、
以下の構成を有する排ガス流出筒冷却装置Ｃを設けてい
る。図示するように、天井壁３０の中央部には流出筒取
付開口３１が形成されている。天井壁３０の中央部の上
面には、この流出筒取付開口３１と同軸的に筒状支持部
３２が載置されている。筒状支持部３２の上端には環状
フランジ３３が一体的に形成されている。

【００１４】流出筒取付開口３１よりわずかに直径を小
さくした排ガス流出筒３４の上部が、流出筒取付開口３
１及び筒状支持部３２を通して挿通されている。排ガス
流出筒３４の上部には環状フランジ３５が一体的に形成
されており、この環状フランジ３５は連結ボルトによっ
て筒状支持部３２の環状フランジ３３に連結されてい
る。従って、排ガス流出筒３４は筒状ケーシング１７内
に同心円的に配設されると共に支持されることになる。

【００１５】また、排ガス流出筒３４の外周面と流出筒
取付開口３１の内周面との間、及び排ガス流出筒３４の
外周面と筒状支持部３２の内周面との間には、それぞれ
環状空気流路３６と環状空気室３７とが相互に連通状態
に形成されている。そして、環状空気室３７は環状空気
流路３６を通して、燃焼室１６の上部空間と連通され
る。さらに、天井壁３０の上方には、冷却空気供給源と
して用いられるヘッダー管３８が配設されており、ヘッ
ダー管３８は冷却空気供給管４０を介して環状空気室３
７に連通連結されている。

【００１６】次に、上記した構成を有するサイクロン焼
却炉ＡによるＥＰ灰の処理作業について、図１及び図３
を参照して具体的に説明する。図３において、図示しな
い電気集塵器によって捕集されたＥＰ灰は、まずアッシ
ュビン１０に充填され、その後ロータリーフィーダ１１
及び空気式輸送管１２を通して、定量的にサイクロン焼
却炉Ａに供給され、このサイクロン焼却炉Ａの燃焼室１
６で燃焼され、燃焼の結果発生する燃焼残渣は、サイク
ロン焼却炉Ａよりロータリーキルン１４に供給されてさ
らに燃焼され、富化されたバナジウムを含む有価物に変
換される。

【００１７】上記したサイクロン焼却炉Ａにおける燃焼
によって、サイクロン焼却炉Ａの炉内温度は最高で１２
００℃になり、そのままでは排ガス流出筒３４は直に高
温に曝されることになる。しかし、本実施の形態では、
サイクロン焼却炉Ａは前述したように、排ガス流出筒冷
却装置Ｃを具備するので、排ガス流出筒３４を効果的に
冷却することができ、排ガス流出筒３４が過度に昇温す
るのを確実に防止することができる。

【００１８】即ち、図１に示すように、サイクロン焼却
炉Ａに燃焼処理の開始と同時にヘッダー管３８より冷却
用空気が、冷却空気供給管４０を通して、環状空気室３
７内に供給される。その後、冷却用空気は、環状空気流
路３６を通してサイクロン焼却炉Ａの燃焼室１６内に供
給されることになる。この際、冷却用空気は、排ガス流
出筒３４の外表面に沿って燃焼室１６内に流入すること
になるので、排ガス流出筒３４の外表面上に空気フィル
ム又は空気カーテンが形成され、この空気フィルム又は
空気カーテンによって、排ガス流出筒３４は効果的に冷
却されることになる。

【００１９】従って、排ガス流出筒３４の表面温度を適
正温度に保持でき、過度の昇温に起因する排ガス流出筒
３４の熱劣化を効果的に防止することができ、長期間に
わたってメンテナンスを要することなく使用することが
できる。さらに冷却用空気はＥＰ灰燃焼用空気として使
用されると同時に、サイクロン焼却炉Ａの炉内ＥＰ灰の
浮遊状態を改善するために、焼却能力が大幅に向上し
た。

【００２０】

【実施例】本出願人は、上記したサイクロン焼却炉Ａに
おける排ガス流出筒冷却装置Ｃの作用について実験を行
ったので、その結果を図２のグラフに示す。図２におい
て、○は、排ガス流出筒冷却装置Ｃを具備する本実施の
形態に係るサイクロン焼却炉Ａにおける、排ガス流出筒
３４の各部〜の排ガス温度（図１参照）を示してお
り、△は、排ガス流出筒冷却装置Ｃを具備しない従来の
サイクロン焼却炉Ａ１における、排ガス流出筒２０の各
部〜の排ガス温度（図４参照）を示している。また
本出願人は、上記したサイクロン焼却炉Ａにおける、冷
却用空気とＥＰ灰の焼却能力の関係について実験を行っ
たので、その結果を図５のグラフに示す。

【００２１】図２から明らかなように、本実施の形態に
係るサイクロン焼却炉Ａは、従来のサイクロン焼却炉Ａ
１に対して、排ガス流出筒３４の各部〜の排ガス温
度を著しく低減することができる。従って、排ガス流出
筒３４の熱劣化を可及的に抑制することができ、長期間
にわたってメンテナンスを要することなく使用すること
ができる。

【００２２】図５から明らかなように、本実施の形態に
係るサイクロン焼却炉Ａは従来のサイクロン焼却炉Ａ１
に対して、ＥＰ灰焼却能力を著しく増加することができ
る。即ち図５のグラフにおいて、冷却空気量（ｍ³／
Ｈ）が０の場合が従来のサイクロン焼却炉Ａ１の焼却能
力（ｍ³／Ｈ）であり、その値は０．３であった。一方
本実施の形態に係るサイクロン焼却炉Ａの冷却空気量
（ｍ³／Ｈ）を増加して、８００とした場合、焼却能力
（ｍ³／Ｈ）は１．２となり、実に４倍の焼却能力とな
った。このため、産業廃棄物の有価物への変換量を大幅
に向上させることができる。

【００２３】さらに図６に示すように、排ガス流出筒３
４自身の温度（メタル温度）の内、最も高温部と推定さ
れる部分の温度を温度センサ４１、４２によって検出
し、該温度が排ガス流出筒３４の許容値以内（１０００
℃以下）になるように、ＥＰ灰焼却量を自動制御してい
るため、ＥＰ灰発熱量の変動に対しても、排ガス流出筒
３４の最高部温度は常に許容値以内（１０００℃以下）
を維持することができる。該自動制御方法により、ＥＰ
灰焼却量は定格負荷で処理でき、焼却能力の向上と排ガ
ス流出筒３４の熱劣化を抑制することができる。また、
ＥＰ灰は高発熱量であり自燃するため、補助燃料バーナ
は種火として少量使用することにより燃料油の使用量を
低減することができる。

【００２４】以上、本発明を、一実施の形態を参照して
具体的に説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の
形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載
されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形
態や変形例も含むものである。

【００２５】

【発明の効果】請求項１及び２記載のサイクロン焼却炉
においては、筒状ケーシングの周壁上部に重原油燃焼後
の煤が供給される煤供給口が設けられると共に、その下
部に燃焼煤排出口が設けられ、かつ、筒状ケーシング内
に形成された燃焼室の上部空間に排ガス流出筒が同心円
的に配設されているサイクロン焼却炉において、排ガス
流出筒の上部に、排ガス流出筒の外表面に冷却用空気を
供給する排ガス流出筒冷却装置が配設されている。従っ
て、排ガス流出筒冷却装置によって、冷却用空気を排ガ
ス流出筒の外表面に供給して排ガス流出筒の表面を効果
的に冷却することができ、排ガス流出筒の表面温度を適
正温度に保持でき、過度の昇温に起因する排ガス流出筒
の熱劣化を効果的に防止することができ、長期間にわた
ってメンテナンスを要することなく使用することができ
る。また、ＥＰ灰の焼却能力が４倍に増加できるため、
産業廃棄物の有価物への変換量を大幅に向上させること
ができる。

【００２６】特に、請求項２記載のサイクロン焼却炉に
おいては、排ガス流出筒冷却装置は、筒状ケーシングの
天井壁の中央部上面に排ガス流出筒と同心円的に配置さ
れると共に、天井壁の中央部に設けられた流出筒取付開
口の内周面と排ガス流出筒の外周面との間に形成された
環状空気流路を通して、燃焼室の上部空間と連通される
環状空気室と、環状空気室に冷却用空気を供給する冷却
空気供給源とを具備する。従って、冷却用空気は、排ガ
ス流出筒の外周面に沿って燃焼室内に流入することにな
るので、排ガス流出筒の外表面上に空気フィルム又は空
気カーテンが形成され、この空気フィルム又は空気カー
テンによって、排ガス流出筒はより効果的に冷却される
ことになる。また、冷却用空気は、排ガス流出筒の外周
面と流出筒取付開口の間に形成される環状空気流路を通
して燃焼室内に流入するので、ＥＰ灰燃焼用空気となる
だけでなく、ＥＰ灰の浮遊状態を改善できるため、ＥＰ
灰焼却能力の大幅な増加となる。しかも、流出筒取付開
口として従来のサイクロン焼却炉の流出筒取付開口を用
いれば、わずかな改造費用で、本実施の形態に係るサイ
クロン焼却炉を簡単な作業で、排ガス流出筒冷却装置を
改造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るサイクロン焼却炉
の排ガス流出筒の拡大正断面図である。

【図２】同サイクロン焼却炉における排ガス流出筒冷却
装置による排ガス流出筒の各部排ガス温度低減効果を示
すグラフである。

【図３】従来のサイクロン焼却炉を具備するＥＰ灰処理
装置の概念的構成説明図である。

【図４】同サイクロン焼却炉の排ガス流出筒の拡大正断
面図である。

【図５】本発明の一実施の形態に係るサイクロン焼却炉
の冷却空気量とＥＰ灰焼却能力の関係を示すグラフであ
る。

【図６】同サイクロン焼却炉の排ガス流出筒自身の温度
（メタル温度）を検出し、自動制御するために取付けら
れた温度検出センサの位置を示すグラフである。

【符号の説明】

Ａサイクロン焼却炉Ａ１サイクロ
ン焼却炉ＢＥＰ灰処理装置Ｃ排ガス流出
筒冷却装置１０アッシュビン１１ロータリ
ーフィーダ１２空気式輸送管１４ロータリ
ーキルン１５サイクロンコレクター１６燃焼室１７筒状ケーシング１８煤供給口１９燃焼煤排出口２６燃焼バー
ナ２７耐火物ライニング３０天井壁３１流出筒取付開口３２筒状支持
部３３環状フランジ３４排ガス流
出筒３５環状フランジ３６環状空気
流路３７環状空気室３８ヘッダー
管４０冷却空気供給管４１温度セン
サ４２温度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者朝野智宏福岡県豊前市大字八屋字片松2463番地９九州電力株式会社豊前発電所内 (72)発明者野瀬一義福岡県豊前市大字八屋字片松2463番地９九州電力株式会社豊前発電所内 (72)発明者川野正敏福岡県北九州市小倉北区東港１丁目２番11 号磯部鉄工株式会社小倉工場内 (72)発明者中尾栄一福岡県北九州市小倉北区東港１丁目２番11 号磯部鉄工株式会社小倉工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筒状ケーシングの周壁上部に重原油燃焼
後の煤が供給される煤供給口が設けられると共に、その
下部に燃焼煤排出口が設けられ、かつ、前記筒状ケーシ
ング内に形成された燃焼室の上部空間に排ガス流出筒が
同心円的に配設されているサイクロン焼却炉において、前記排ガス流出筒の上部に、該排ガス流出筒の外表面に
冷却用空気を供給する排ガス流出筒冷却装置が配設され
ていることを特徴とするサイクロン焼却炉。
【請求項２】前記排ガス流出筒冷却装置は、前記筒状
ケーシングの天井壁の中央部上面に前記排ガス流出筒と
同心円的に配設されると共に、前記天井壁の中央部に設
けられた流出筒取付開口の内周面と前記排ガス流出筒の
外周面との間に形成された環状空気流路を通して、前記
燃焼室の上部空間と連通される環状空気室と、該環状空
気室に冷却用空気を供給する冷却空気供給源とを具備す
ることを特徴とする請求項１記載のサイクロン焼却炉。