JPS59205508A - スラグタツプ式サイクロン燃焼炉 - Google Patents

スラグタツプ式サイクロン燃焼炉

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Publication number
JPS59205508A
JPS59205508A JP7927783A JP7927783A JPS59205508A JP S59205508 A JPS59205508 A JP S59205508A JP 7927783 A JP7927783 A JP 7927783A JP 7927783 A JP7927783 A JP 7927783A JP S59205508 A JPS59205508 A JP S59205508A
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JP
Japan
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furnace
outlet
combustion
pressure loss
ratio
Prior art date
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Pending
Application number
JP7927783A
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English (en)
Inventor
Masao Kawamoto
川本 雅男
Yasuo Hirose
広瀬 靖夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Furnace Co Ltd
Original Assignee
Nippon Furnace Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Furnace Co Ltd filed Critical Nippon Furnace Co Ltd
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Publication of JPS59205508A publication Critical patent/JPS59205508A/ja
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  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、灰分(アッシュ)を多聞に含む固体可燃物を
燃焼させるスラグタップ式サイクロン燃焼炉の改良に関
する。
下水汚泥の処理方法として焼却は有望なものの一つであ
る。しかし、下水汚泥には多量の灰分が含まれているた
め、焼却の際に多量のフライアッシュが発生づる。この
フライアツシ」はボイラ伝熱面等に付着して熱伝導を妨
げたり、人気汚染を16<虞があるので捕捉して取出さ
ねばない4丁い。
アッシュを乾燥状態で取出す場合、他に有益な用途が無
いため投棄せざるを得ないが、その用が年々増大するた
め投棄場所には困るという新な問題を含んでいる。しか
し、このアッシュもン容吊引してスラグ化すれば六価ク
ロムの溶出もほとんど見られずセメン1〜の骨材や断熱
材等として女今に713 +!1用できる。そこで、下
水汚泥を焼却する際に生ずるアッシュに対しても溶融し
で取出すことか望まれるが、従来の焼却法にあっては流
動層において補助燃料を焚いて下水汚泥を乾燥させつつ
燃焼させているので乾燥状態でしか取出づごとができな
い。このため、従来は、乾燥状態で取出し人ニアッシュ
を再び電気炉、コークス炉あるいはマイクロ波等で溶融
して溶融灰とじて得ることが考えられていた。しかし、
この方法は、高価な除去装置を用いて燃焼炉から灰を取
出さな番プればならないし、灰を再度溶融させるため多
くのJネルギを要Jる欠点を右づる1゜ そこで、本発明者等は、一つの流動層で下水汚泥の乾燥
と燃焼を図っ(いた従来の下水汚泥処理を改め、蒸発、
乾燥、燃焼を大々別の装置で実施づること、即ち流動層
において汚泥を乾燥ざぜて粉末状の乾燥汚泥を得る 方
これをスラグタツプサイク[]ン燃焼炉において燃焼さ
せて同時に灰分を冶醐1しく取出りことを考えた。
一般に、微粉炭を燃焼させるサイクロン燃焼炉は、噴用
燃オ″31の外側に燃焼用空気を旋回させつつ噴射して
燃料即ち微粉炭に強い旋回運動を与えて遠心作用C・粗
粒と微粒に分離1ノ燃焼さけるものである。即ち、この
リイクロン燃焼炉は、粗粒石炭を壁内面の層側1スラグ
膜状に捕獲させて空気との茗しい相対速度の下に燃焼に
必要な側留時間を与える一方、微粒石炭を浮遊状態で揮
発分とともに極めて短時間に燃焼させることにより、高
い火炉負荷Cの燃焼を実現させて灰分の捕集を高率で達
成しようとづるものである。しかるに、この従来のサイ
クン燃焼炉を下水汚泥処理システムに使用しても、灰の
捕集率を満足できるものにJることはできなかった。こ
れは、サイクロン燃焼炉が微粉炭を原お)とづ−るボイ
ラ用燃焼炉であり、燃焼熱を得ることが目的であり灰分
の溶ハ11回収を第1の「1的とするものではないから
である。イこで、灰分の溶融回収を目的としたスラグク
ップ式すイクロン燃焼炉の開発が望まれる。
本発明は、上述の要望に応えるものであ−)て、灰分の
捕獲率を高めたスラグタップ代す−イク(]ン燃焼炉を
提供することを目的とし、炉本体の出(−〕を絞り、そ
の出ロロ系dと炉本体内径りとの比d/D@0.2〜0
.5の範囲に採ることを特徴とり−る。
以下本発明の構成を図面に示づ一実施例に早−)いて詳
細に説明づ“る。
第1図に本発明に係るスラグタップ式すイク[1ン燃焼
炉を中央断面図で示づ。このスラグタップ式゛リーイク
ロン燃焼炉は、旋回火炎を形成づるリイクロンバーナ2
と、溶融スラグ膜をライニング壁に形成する炉本体1と
、これらを接続する炉上流部3とから成る。
前記リイク1−)ンバーナ2は、燃焼用空気の旋回流に
固体燃料を東ぜて粗粒と微粒に分離し、微粒固体燃J1
1を空間燃焼さlる一方粗粒固体燃イ゛:1を炉本体1
の内4)!而に向【ブで吹き飛ぼり旋回火炎を形成する
ものCあっ(、強力に旋回りる燃焼用空気の流れに沿つ
−(固体燃料を噴射させる。本実施例にお【〕るバー′
、I2は、輸送空気に乗I!で供給される粉体燃料の内
側から燃焼用空気を旋回させつつ噴射さU、旋回空気の
外側即ら自由渦部分に燃料を供給するように段(プられ
−(いる。旋回空気の自由渦部分に供給された燃お1は
渦流のなかで剪断力を受りで細かく分断され速やかに燃
焼用空気と混合される。したかっ−C1粒径の細かなも
のは自由渦内にJ3いて空間燃焼し、粒径の大きなもの
は旋回づ−る燃焼用空気によって激しい加速旋回作用を
受(]て炉内壁面へ向()て飛び散り溶融スラグ膜に捕
獲されlから高い火炉負荷の下に燃焼りる。尚、図中符
号8は燃焼用空気を噴射するエアノズル、9は旋回器、
10は固体燃料を噴射する燃料ノズルである。
前記バーナ2ど隣接する炉上流部3は、火炎の逆流が起
き易く温度も低い領域であることかI)、(J着した粗
粒固体燃料が堆積し易い傾向にJf>る。
この粗粒固体燃料のす「積は炉内にJ54ジる燃焼用空
気の渦流の乱れをirr <ことから好ましくイcい1
.そこで、炉上流部3の広がり1(角θをO≦01−4
5゜として溶融スラグ膜上層の重力流下を促し、相が1
燃料の堆積を防ぐように説りられている。この炉上流部
3の内壁は耐火物のライニング4て・覆われ、外壁5ど
の間にゼろ成される内部流路Gに流される冷IJ流体に
よって冷却される。ぞして、このfiJ火物ライニング
4の冷却は、壁面温度を灰のン台融温度より高くしな(
′、lればならないが、j乱過さ゛てもスポーリングを
起して崩れるので灰の溶融温度J、り若干高い程度に抑
えなくてはならない。尚、図示j]ていないが、炉上流
部3は、耐火物のライーング4を施さずに冷却流体で冷
却された金属製の内壁とし、粗粒燃料等を急冷してこれ
らが付着づ−るのを防止づることもある。
炉本体1は、火炎の旋回を妨げ4rいJコうに円筒形を
成し−(,13す、・芒の内壁′1′1←二耐火物のラ
イニング12を施しでいる。この耐火物のライニング1
2はスポーリングを起して崩れぬように内壁11ど外壁
13どの間の流路14に流される冷却流体によって冷却
されている。冷却流体は、−]−述した炉[流部3を冷
却覆るものと同じく、水あるいは空気若しくは油等が使
用可能である。又、この炉本体]の出117は漸次口径
を狭めて絞られている。ス[]−ト状の出ロアは、図示
の如くライニング材12で一体に成形される場合もある
が、金属で形成しC冷却可(iFsに設(〕られること
もある。炉下流部・出ロア(,1炉内温度が低くなるた
め、溶融スラグが固まり炉内を狭めて塞いで行くことが
あるが、金Fi製スロート状出ロアの場合フラグの付着
を妨げるため墳梢せずに落ちてしまうし、堆積しlこと
しても棒等で突けば炉を傷付【プずに簡単に剥離してし
まう。尚、図中符号15は出口部7を4?4成づるライ
ニング12を支える金属プレート、16は出口部のライ
ニング材を冷却覆る冷却水槽である。
この炉水イホ1の内径りと出口り仔dとは灰の捕集率に
影響を与えることを本発明習等(ま知見した。
従来炉内のライニング12−しの溶融スラグ膜」に到達
し得すに落下していた粗粒燃料が出[」1]径dを狭く
することで捕集できるので捕集率を4=ぼる得ること、
反面、出[10径dを狭めれば圧力損失が大きくなり好
ましくないことが判明した。即)5、第2図のグラフに
示す如く、炉出口口径(1と炉内径りとの比d、/Dが
0.2を下回ると、圧力11火は急激に増大づる反面法
の捕集率は左稈向−トしない。また、d/DがQ、5を
超えると、灰の捕集率が実用捕集率と考えられる85%
を割っC急激に低下し始めるが、圧力損失の方はほとん
ど変化しない。そこで d、/Dは0.2〜0.5の範
囲で採用覆ることが好ましい。もっとも、d、/[’)
が0.5を超えてもアッシュが捕集されないということ
でなく、高補収率(85%以上)が望め4Yいというだ
けのことであり、従来のサイクロン燃焼炉程度の捕集ヰ
″(60〜70%)を十げるには0゜7稈瓜で()1分
である。
以Jのように構成された本発明のスラグタップ式すイク
[コン燃焼炉を下水汚泥処理システムに組込んだ実施例
を第3図に示す。本実施例の下水汚泥処理システムは、
脱水装置を杼だ含水率90%程度の下水汚泥を予熱器1
7で40〜50℃に予熱の後、蒸発器1ε3においで8
0〜70%程度に蒸発濃縮さUる。その後、流1IiI
I層19において300・〜450℃の加熱蒸気を使っ
て加熱し乾燥さ14、B。乾燥した下水汚泥は、過熱蒸
気と共に流動層1つのフリーボードを上昇してサイクロ
ン20内に導入され、過熱蒸気と分離される。乾燥下水
汚E G;! 、スクリューコンベア21によって本発
明のスラグクップ式す−イクロン燃焼炉22へ輸送され
る。このとき、乾燥下水汚泥は平均約100μ丑程度の
粉末どなっており、燃焼し易いものである。
この乾燥汚泥(よ、ポンプから圧送されてくる空気によ
って輸送され、炉頂部に設置されlこりイクロンバーナ
2の燃料ノズル10から吹き出される。
他方、バーナのエアノズル8からは炉壁内部を通過して
温められた燃焼用空気が燃1:!1の内側から旋回力を
受(プて吹き出される。あらかじめ図示しない補助ノズ
ルから1n出覆る補助燃料を燃焼さE!でtf、温され
ていた炉本体1内に吹き出された固体燃わ1は、燃焼用
空気の自由うず部分にJ3いて剪Ili力を伴う旋回力
を受けて燃焼用空気と速やかに混合し、細かな乾燥下水
汚泥を開時に燃焼さμる。また、空間燃焼し切れない粗
粒下水汚泥4J旋回1する燃焼用空気により遠心力を受
(プて炉壁のスラグ膜に付着してから燃焼する。スラグ
膜上にイ・i”+’j した乾燥下水汚泥は火炉内の高
負荷燃焼によっ−C灰となった後溶融し徐々に流れ落ち
る。このとさ、旋回火炎は円錐状に広がり、空間燃焼し
た後のノライアッシュ亡炉壁まで到達し切れなかった和
才((燃11が螺旋落下して行くが、炉本体1の出口が
絞−うれているため、圧力損失を起して速度を増す火炎
から離れて炉内のライニング壁12ないし、炉出  −
1」7部分の溶融スラグ膜に捕獲される。上)本の溶融
灰は、炉底部の冷却水4!23内に落下し固イヒづる。
この 助燃焼炉における燃焼は、理論空気量の70〜9
0%で部分燃焼させて窒素酸化物(NOx)の発」を抑
える。そして、未燃分は二次燃焼炉24で完全燃焼させ
る。尚、灰ガスの顕熱は流動層19(こ送り込まれる加
熱蒸気を加熱り−る加熱器25の熱源として利用し、熱
エネルギを回収力る。
尚、上記実施例によ夕いては、乾燥下水汚泥を燃料とし
てものを挙げたが、灰分を多く含むその他の固体可燃物
例えば微粉炭を燃わ1どづ゛る燃焼システムに利用する
ことができることは言うまでもない。この場合、微粉炭
は燃焼し難いので燃焼用空気に酸素を富化しlζものを
用いたり、かなり高温(200℃程度」ス上)に予熱さ
れた燃焼用空気を使用する。
以上の説明より明らかなように、本発明は、炉本体の出
口を絞り、その出口口径dと炉本体内径りとの比d、/
[)を0.2〜0.5の範囲に採るようにしたので、従
来にあっては火炎と共に炉外へ流出していたアッシュを
大ぎな圧ツノ」n失を招くことなく炉本体部で捕集する
ことができる。したがって、このスラグタップ式すイク
ロク燃焼炉によれは85%以上の高率で灰分を捕集する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るスラグタップ式す−イタ(]ン燃
焼炉の一実施例を示す中央断面図、第2図はd/Dと圧
力損失及び灰の捕集率との関係を示(1グラフ、第3図
は本発明の燃焼炉を利用した下水汚泥焼却システムの概
略説明図である。 1・・・炉本体、     7・・・炉の出口、D・・
・炉本体の内径、 d・・・炉出口口径。 特許出願人   日本ファーネスT業株式会社第1図 第2図 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 燃焼用空気の旋回流に固体燃料を乗Vて粗粒と微粒に分
    離し、微粒固体燃料を空間燃焼させる一方相粒固体燃料
    を炉本体の内壁面に向けて吹ぎ飛ばづ旋回火炎を形成す
    るサイクロンバーナーと、溶融スラグ11つ)を形成し
    粗粒燃料を捕獲して燃焼させる炉本体とから成るスラグ
    タップ式サイクロン燃焼炉において、前記炉本体の出口
    を絞り、その出L10径dど炉本体内径りとの比(1/
    Dを0.2〜0.5の範囲に採ることを特徴とジるスラ
    グタップ式サイクロン燃焼炉。
JP7927783A 1983-05-09 1983-05-09 スラグタツプ式サイクロン燃焼炉 Pending JPS59205508A (ja)

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ID=13685368

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JP7927783A Pending JPS59205508A (ja) 1983-05-09 1983-05-09 スラグタツプ式サイクロン燃焼炉

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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