JPS59205509A - 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
JPS59205509A
JPS59205509A JP7927883A JP7927883A JPS59205509A JP S59205509 A JPS59205509 A JP S59205509A JP 7927883 A JP7927883 A JP 7927883A JP 7927883 A JP7927883 A JP 7927883A JP S59205509 A JPS59205509 A JP S59205509A
Authority
JP
Japan
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furnace
ratio
ash
combustion
furnace body
Prior art date
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Pending
Application number
JP7927883A
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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
Priority to JP7927883A priority Critical patent/JPS59205509A/ja
Publication of JPS59205509A publication Critical patent/JPS59205509A/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、灰分くアッシーL)を条間に含む固体可燃物
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
関づる。
下水汚泥の処理方法として償却は有望なしのの一つであ
る。しかし、下水汚泥には多機の灰分が含まれているた
め、焼却の際に多聞のフラ、イアッシコが発生ずる。こ
のフライアッシ、]−はボイラ仏熱面等に付着して熱伝
導を妨げたり、大気汚染をlrj <虞れがあるので捕
捉して取出さねばイ「らな4い。
アッシュを乾燥状態で取出′!lj場合、他に有益な用
途が;IW’いため投棄せざるを得ないが、その量が年
々増大するため投棄場所にも困るという新な問題を含ん
でいる。しかし、このアッシュも溶融しでスラグ化覆れ
ば六価クロムの溶出もほとんど見られずセメントの骨材
や断熱拐等として安全に再利用できる。
そこで、下水汚泥を焼711Jる際に生ずるアッシュに
対しても溶融して取出づことが望まれるが、従来の焼却
法にあっては流動層において補助灯オ′81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
か取出すことができない。このため、従来は、乾燥状態
で取出したアッシュを再び電気炉、コークス炉あるいは
マイクロ波viC溶融して溶融灰として得ることが考え
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
ら灰を取出さなければないないし、灰を再度溶融さける
ため多くのエネルギを要づる欠点を右づる。
そこで、本発明省等は、一つの流動層で下水汚泥の乾燥
と燃焼を図っていた従来の下水汚泥処理を改め、然発、
乾燥、燃焼を夫々別の装置で実施づること、即ら流動層
において汚泥を乾燥させて粉末状の乾燥汚泥を(qる一
方これをスラグタップサイクロン燃焼炉において燃焼さ
せて同時に灰分な溶融して取出すことを考えた。
一般に、微粉炭を燃焼させるサイクロン燃焼炉は、噴射
燃料の外側に燃焼用空気を旋回さμつつ噴射、シ゛て燃
お1即ち微粉炭に強い旋回運動を勾えて遠心作用で粗粒
と微粒に分離し燃焼させるものである。即15、このサ
イクロン燃焼炉は、粗粒石炭を壁内面の溶融スラグ膜上
に捕獲させて空気どの箸しい相対速度の下に燃焼に必要
な滞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
炉負荷での燃焼を実現させて灰分の捕集を高率で達成し
J、うとするものである。しかるに、この従来のザイク
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りること(ユできなかった。こ
れは、サイクロン燃焼炉が微粉炭を原お1とするボイラ
用燃焼炉であり、燃焼火炎(熱)を1qることが目的で
あり灰分の溶a1;回収を第1の目的とするものではな
いからである。ぞこで、灰分の溶融回収を目的としてス
ラグタップ式サ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って、灰分の捕
獲率を高めノこスラグタップ式す−イク[Iン燃焼炉を
提供することを目的とし、炉本体の長さ℃と炉本体内径
りとの比E/Dを1 、J −’ 3−5の範囲に採る
ことを特徴とづる。
以下本発明の構成を図面に示り一実施例に以づいて詳細
に説明する。
第1図に本発明に係るスラグタッフ式すイク(」ン燃焼
炉を中央断面図で示す。このスラグタップ式+1イクロ
ン燃焼炉は、旋回火炎を形成するりイクロンバーナ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、
これらを接続覆る炉上流部3とから成る。
前記リイク]コンバー太2は、燃焼用空気の旋回流に固
体燃料を乗せて粗粒と微粒に分離し、微粒固体燃料を空
間燃焼させる一方粗粒固体燃判を炉本体1の内壁面に向
りて吹き飛ばづ旋回火炎を形成覆るしのであって、強力
に旋回−りる燃焼用空気の流れに沿って固体燃料を噴射
させる。本実施例にj、’; L:)るバーナ2は、輸
送空気に乗Uて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せ、旋回空気の外側即ち自由渦
部分に燃料を供給づるように設(プられている。旋回空
気の自由渦部分に供給された燃料は渦流のなかで剪断力
を受tjて却1かく分断され速やかに燃焼用空気と混合
される。したがって、粒径の細かなものは自由洞内にJ
3いて空間燃焼し、粒径の大きなものは旋回する燃焼用
空気によって激しい加速旋回作用を受(プて炉内壁面へ
向りて飛び散り溶融スラブ膜に捕獲されてから高い火炉
負荷の下に燃焼する。尚、図中符号8は燃焼用空気を噴
射づ“るエアノズル、9は旋回器、10は固体燃i!I
を噴射する燃お1ノズルである。
前記バーナ2と隣接づ−る炉」二流部3は、火炎の逆流
が起き易く温度も低い流域であることから、(t Mし
た粗粒固体燃料が堆積し易い傾向にある。
この粗粒固体燃料の堆積は炉内における燃焼用空気の渦
流の乱れを招くことから好ましく 4’iい。てこで、
炉上流部3の広がり半角θをO°≦0≦:/I5°とし
て溶融スラグ膜上層の重力流下を促1y、粗粒燃料の堆
積を防ぐようにa9けられている。この炉上流部3の内
壁は耐火物のライニング4で覆われ、外壁5との間に構
成される内部流路6に流される冷却流体によって冷却さ
れる。そして、この耐火物ライニング4の冷却は、壁面
温瓜を灰の溶融温度より高くしなければならないが、高
過ぎてもスポーリングを起して崩れるので灰の溶融温度
より若干高い程度に抑えなくてはならない。尚、・図示
していないが、炉上流部3は、耐火物のライニング4を
施さずに冷却流体で冷111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するのを防止するこ
ともある。
炉本体1は、火炎の旋回を妨げないように円筒形を成し
ており、ぞの内壁11に耐火物のラーr二ング12を施
し−(いる。この耐火物のライニング12は、スポーリ
ングを起して崩れぬように内壁11ど外壁13との間の
流路14に流されぬ冷)、lJ流体によって冷却されC
いる。冷却流体は、上述した炉上流部3を冷却するもの
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1の出ロアは漸次口径を狭めて絞ら
れている。この炉出1′J7の口径dと炉内径りとの比
d/Dは0.2=0.5の範囲に収めることが好ましい
。d/Dが0.2を下回ると灰捕獲率に好ましい変化が
ないのに急速に圧力損失が増大し、0゜5を超えると圧
ツク損失がほとんど変化しないのに灰の捕獲率が急速に
低下でるからである(第2図参照)1.スロート状の出
ロアは図示の如くライニング材12で一体に形成される
場合もあるが、金属で形成して冷却可能に設(づられる
こともある。
炉下流部・出II 7 );L炉内温度が低くなるため
、溶融スラブが固まり炉内を狭めて塞いで行くことがあ
るが、金属スロート払出ロアの場合スラグの(4るを妨
げるためi(4槓Uずに落ちてしまうし、If積したど
しても棒等で突(]ば炉を1カイ・ロノずに簡単に剥離
してしまう。尚、図中符号15は出1−1部7を荀1成
づるライニング13を支える金属フ゛レー[−116は
出[]部のライニング材を冷ノJ]ηる冷)」]水’l
’l’iである。
この炉本体1の長さ℃と内径りとの比a/1)は1.5
〜3.5の範囲に採られる。=一般に、同一炉内容積の
場合において2/Dを人さくすると、炉内表面積が大き
くなり抜熱量が大きくなる。このため、炉の経済性が悪
くなる。しかし、炉内表面積が大きいと、溶融スラグ族
に付ンマせず浮遊している粗粒燃オ′!1やフライアッ
シュが何名り−るMr率が高・(なる1、また、炉本体
1の長さ2が長いど、火炎の広がりが狭くともフウイア
ッシ1%が溶融スラグ膜に捕獲される確率が高(なる。
しかしながら、モの反面、同一炉内容積の下に炉本体1
の長さλを長くして炉内表面積を大きくすると、即ちl
/Dを大きく採ると、火炎温度が低く<’L ’−)”
Cスラグが溶融しイエくなり、却って灰分の捕集率が“
低下する。このことは、第3図の実験結果より明らかで
・あり、上限fl/’Dは約3.5である。でして、こ
のときの灰の捕集率は95%程度である。
11!2 jj 、同 炉内容積においてE/Dが小さ
くなると、即ち炉本体長ざλが短かくなり炉内径が大き
くなると、炉内表面積が小さくなって抜熱量が小さくな
り、火炎溝11!D、の低下を塞ぐため、これを原因と
する捕集率の低下は防き1qる。しかし、炉本体1の長
さ℃が短かくなると、火炎の旋回流によって十分<1遠
心ツノを受けて炉壁に飛び散る前に炉外へ排出きれる等
して却って捕集率を低下させることどなる。そこC1灰
の実用捕集率と考えられる約85%時のffi、/Dを
]で限とし、その値を約15と覆る。
以上のJ、うに構成された本発明のスラグタップ式→ノ
イクロ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4図に示づ″。本実施例の下水汚泥処理システム
は、脱水装置を経た含水率90%程度の下水汚泥を予熱
器17で/IO〜50℃に予熱の後、蒸発器18におい
て80〜70%程度に然発淵縮させる。その後、流8層
19において300〜450℃の加熱蒸気を使って加熱
し乾燥させる。乾燥した下水汚泥は、加熱蒸気と共に流
動層19のフリーボードを上昇1ノてリイク1」ン20
内に導入され、加熱蒸気と分離される。乾燥下水汚泥は
、スクリコーコンベア21にJ:って本発明のスラグタ
ップ式ザイクロン燃焼炉22へ輸送される。このとき、
乾燥下水汚泥は平均的100μ771程度の粉末となっ
ており、燃焼し易いもの゛(ある。この乾燥汚泥は、ポ
ンプからVE送されてくる空気によって輸送され、炉頂
部に設置されたサイクロンバーナ2の燃料ノズル10か
ら吹Δ′出♂れる。他方、バーナのエアノズル8から(
よ炉壁内部を通過して温められた燃焼用空気が燃料の内
側から旋回力を受けて吹き出される。あらかじめ図示し
ない補助ノズルから噴射する補助燃料を燃焼させて昇温
されていた炉本体1内に吹き出された固体燃料は、燃焼
用空気の自由うす部分において剪断力を伴う旋回力を受
(プて燃焼用空気と速やかに混合し、細かイf乾燥下水
汚泥を瞬時に燃焼させる。
また、空間燃焼し切f1ない粗お″l下水汚泥は旋回す
る燃焼用空気IJJ、り遠心力を受L′Jて炉ヤのスラ
グ膜にイJ着してから燃焼1jる。スラグ膜上に14名
しIζ乾燥F水汚記は火炉内の高負荷燃焼によって灰ど
なった後層Ei4i L徐々に流れ落ちる。このとき、
炉本体1のICJ 1と内径りとの比a/1つが1.5
・−〇、5の範囲に採られているので、炉の経済f1を
著しく悪化させないで炉内′X面積を増してフライアッ
シー1や炉内壁まで到達し切れない粗粒燃料が炉内壁の
溶融スラグ膜上に付着する確率を上(」゛たので11箋
率で灰分な捕集覆ることができる。上述の溶融灰は、炉
底部の冷却水槽23内に落下し固(IL =’iる。こ
の一時燃焼炉にお(プる燃焼は、理論空気量の70〜9
0%で部分燃焼させて窒素酸化物(NOX >の発生を
抑える。イして、未燃分は二次燃焼炉24で完全燃焼さ
せる。尚、灰カスの顕熱は流動層19に送り込まれる加
熱蒸気を加熱づ−る加熱r:I25の熱源として利用し
、熱エネルギを口11Rづる。
尚、蒸気実施例においては、乾燥1ζ水?’i泥を燃料
としたものを挙げたが、灰分を多く含むでの他の固体可
燃物例えば微粉炭を燃料とづる燃焼シスlムに利用する
ことができることは苦うJ、rムない。この場合、微粉
炭(;1燃焼し難いので燃焼用空気に酸素を富化したも
のを用いたり、かなり高温(200℃稈反以」口に予熱
された燃焼用″F気を使用する。
以上の説明より明らかなJ、うに、本発明は、炉本体の
良さλと炉本体内径りどの比i 10を1゜5〜3.5
の範囲に探り、炉の経流竹を名しく悪化さl!ないで炉
内表面積をIGしてフライアッシJや炉内壁まで到達し
切れない粗粒燃料が炉内壁の溶i1+スラグ膜士に付着
する確率を」げたので、ε35%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クツプ式すイク目ン燃焼炉
の一実施例を示づ一中央断面図、第2図はd/Dと圧力
損失及び灰の捕集率との関係をホリグラフ、第3図は1
/Dと灰の捕集率及び抜熱爵との関係を示すグラフ、第
4図は本発明の燃焼炉を利用した下水汚泥焼却システl
\のIIl!略説明図である。 1・・・炉本体、      7・・・炉の出[1、D
・・・炉本体の内径、  l・・・炉本体の長さ。

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じで粗粒と微粒に分
    離し、微粒固体燃料を空間燃焼させる一方粗粒固体燃1
    3+を炉本体の内壁面に向(ブて吹き飛ばづ旋回火炎を
    形成するサイクロンバーナと、溶融スラグ膜を形成し粗
    粒燃料を捕獲して燃焼さU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、前記炉本体の長さぁ
    と炉本体内径りとの比℃/Dを1.5〜3.5の範囲に
    採ることを特徴とづるスラグタップ式サイクロン燃焼炉
JP7927883A 1983-05-09 1983-05-09 スラグタツプ式サイクロン燃焼炉 Pending JPS59205509A (ja)

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JP7927883A JPS59205509A (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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JP7927883A JPS59205509A (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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JPS59205509A true JPS59205509A (ja) 1984-11-21

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ID=13685396

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JP7927883A Pending JPS59205509A (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 (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0363407A (ja) * 1989-07-19 1991-03-19 Siemens Ag 少なくとも部分的に燃焼可能な物質の燃焼室

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5496835A (en) * 1977-09-27 1979-07-31 Trw Inc Combustion method of carbonaceous fuel and its combustion apparatus and dressed ore treating method that use said apparatus

Patent Citations (1)

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