JPS6022242B2 - 流動性層燃焼装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、流動性層燃焼装鷹とその運転方法、より詳
細には１個のハウジング内に３つ以上の独立した微粒物
質の層が設けられている燃焼装鷹とその運転方法に関す
るものである。

流動性層を使用することは、以前より魅力的な発熱方法
として認められてきた。

通常の流動性層構造の場合は、一般に、不活性物質から
なる混合剤、高硫黄歴青炭などの燃料および燃焼により
遊離した硫黄分に対する吸収剤から成る微粒物質の層に
空気を吹き込む。空気が層を通過する結果、層は沸騰液
のような状態を呈し、燃焼が促進される。この構造の基
本的利点は、熱伝達率が比較的高いこと、層の燃焼温度
がほ）、均一であること、比較的低温において燃焼する
こと、腐食やボィラの語りが少ないこと、およびボィラ
が小型になることである。流動性層の燃焼過程において
は「燃焼の際に遊離した硫黄を吸収剤が確実に補捉する
ように、層の温度を所定の値（通常は１５００ｏ〜１５
５００ Ｆ（８１５〜８４３ｑｏ））の近くに維持しな
ければならない。

この温度においては〜層の物質に相当量の未燃焼燃料が
含まれよう。反応度の低い燃料および（または）比較的
大魂の燃料が使用されている場合にはとくにそうである
。しかしながら〜燃えかすの物質を排出するために層を
連続的に流出させなければならないので、未燃焼の有効
な燃料の部分も同時に排出されてしまう。このため、層
内で受け取ることができる熱回復量が減少し「装置の全
効率が低下することは言うまでもない。以上のことから
、この発明の目的は、比較的高い含有率の燃焼させるこ
とができる流動性層燃焼装置とその運転方法を提供する
ことにある。

この発明の別の目的は「燃焼装置のハウジング内に複数
の区画すなわち室が設けられていて「１つまたはそれ以
上の室は層内の吸収剤による硫黄の回収に通した温度に
維持され〜別の室は燃料の完全燃焼が促進される温度に
維持される上記形式の燃焼装魔とその運転方法を提供す
ることにある。この発明のさらに別の目的はＬ第１（主
）室に流動性層が設けられ「微粒物質は第２室へ送られ
てさらに燃焼し、次に第３室へ送られて冷却されてから
燃焼装置から排出されるようになっている上記形式の燃
焼装置とその運転方法を提供することにある。

この発明のさらに別の目的は、各区画すなわち室に送る
流動化および燃焼用の空気の流量を独立に制御するよう
になっている上記形式の燃焼装置とその運転方法を提供
することにある。

以上およびその他の目的を満すために、この発明の装麿
は、ハウジングと、前記ハウジング内に配置され、ハウ
ジングを第１室「第２室「および第３室に分割している
複数の垂直仕切り壁を備えており「各室は仕切り壁に設
けられた関口によって連絡されている。

燃料を含む微粒物質の層は、少なくとも第１室と第２室
内に形成される。第１室と第２室内の微粒物質に流動性
を与え、また第３室内の物質を冷却するためにそれぞれ
の層に空気が吹き込まれる、連続燃焼を維持するために
第１室には燃料が追加されち第１室内の温度は燃焼の際
に生じた硫黄を最大限に捕捉することができる値に維持
される。第２室内の温度は第２室の中ですべての未燃焼
燃料を燃焼させるため燈した値に維持される。そのあと
ｔ物質は第３室へ送られ、そこで冷却されてから排出さ
れる。以下「添付図面についてこの発明に係る流動性層
燃焼装道を詳しく説明する。

ハウジング１川ま、前壁量２「後肇１４ｔおよび２つの
側壁翼６，１８を有している。

壁１２，亀亀，亀６，１８は、複数の連結管により通常
の方法で構成されており、管を通って水が流れ、燃競袋
層から水へ熱が与えられるように、管の端は入口管寄せ
と出口管寄せ間で連結されているものと理解されたい。
ハウジング１０‘こは、そのほか天井（図示せず）と「
後述する床が設けられている。仕切り壁２０は、ハウジ
ング１０内に設けられ、後墜１４に対し間隔をおいて、
側壁１６から側壁１９まで延びている。

第２の仕切り壁２２は、仕切り蟹２０と後肇１４の間に
かつ側壁１６，１８に対し間隔をおいて延びている。第
３の仕切り壁２３は後壁１４に密接しかつそれに平行に
、側壁亀６と仕切り壁２２の間に延びている。以上によ
り「第１室２４‘ま壁１２，ｉ４，亀６と仕切り壁２０
とによって形成され、第２室２６は壁１６と仕切り壁２
０，２２，２３とによって形成され、そして第３室２８
‘ま壁１４，１８と仕切り肇２０，２２とによって形成
される。室２４，２６，２８の床は、壁亀２，１４，１
６，１８間に拡がっている多孔板すなわち火格子３０で
作られている。

仕切り壁２０，２２，２３は「火格子３０からハウジン
グの天井面よりも低い平面まで垂直に延び、仕切り壁の
上部と天井の間に自由空間を形成している。第１室２４
の直ぐ下には高圧空気室３２が、第２室２６の直ぐ下に
は高圧空気室３４が、また第３室２８の直ぐ下には高圧
空気室３６がある。

入口ダクト４０は外部空気圧源（図示せず）から受け入
れた空気を高圧空気室３２に供給する。ダクト４０から
分岐したダクト４２は、２本のダクト４４，４６に接続
されていて、ダクト４０から高圧空気室３４，３６にそ
れぞれ空気を供給する。それぞれのダクト４０，４４，
４６には、高圧空気室３２，３４，３６に入る空気の流
量を袴。御するため弁４８がそれぞれ設置されている。
したがって、室２４，２６，２８に入る空気の流量は、
それぞれ独立に調整することが可能である。室２４から
室２６へ微粒物質が流入できるように、仕切り壁２０の
下部に、一対の関口５０，５２が設けられている。また
室２６から室２８へ微粒物質が流入できるように仕切り
壁２２に関口５４が設けられている。またハウジング１
０から導管５８へ弁６０で調整して微粒物質を排出でき
るように室２８と導管５８を連絡する排出関口５６ １
が壁１８に設けられている。室２４および２６のそれぞ
れには、第１図に示す仕切り壁２０，２２，２３の高さ
よりわずか低いレベル６２のところまで、微粒物質の層
が形成されている。

微粒物質の各層は、破砕した石炭と砂または工業用赤鉄
鉱石などの不活性物質との混合物を含んでいる。そのほ
かに、燃料が燃焼する際に遊離した硫黄に対する吸収剤
として使用される石灰石またはドロマィトの徴粉も含ま
れている。側壁１８に設けられている一対の入口関口６
４と６６は、微粒燃料と吸収剤をそれぞれ連続投入する
ためのものである。図示してないが、壁１２，１４，１
６，１８の上に天井が設けられており、そこには、室２
４，２６，２８からの燃焼生成ガスと空気の混合気を排
出するための出口が１個設けられているものと理解され
たい。

ハウジング１０から出る空気と燃焼生成ガスの混合気に
含まれている微粒物質を外部装置（図示せず）によって
前記混合気から分離して室２６へ再噴射するために、一
対の噴射注入器７０，７２が設置されている。室２６内
の物質の高さが線６２で示したレベルを越えた場合に微
粒物質が室２６から室２８へ流れることができるように
仕切り壁２の上部に切欠き７４が設けられている。

側壁１６に設けられ、室２６に通じている関口７６は、
後述する理由により室２６内の燃料を点火する点火器ま
たは同種のものを入れるためのものである。

室２４内には複数の熱交換管が配されており、その１つ
を参照番号８０を付して示す。

各管は、ハウジング１０の外に置かれた入口管寄せ８２
と出口管寄せ８４の間に延びていて、前壁１２を貫通し
て、室２４内に形成された微粒物質の層の中でへび形を
なして延びている。次に」燃焼装置１０の運転について
説明する。

ダクト４０を通って高圧空気室３２内に導入された空気
は、室２４内の微粒物質の層に流動性を与え、予備点火
後、燃料が燃えてかなりの熱を管８１を通る水に与える
。入口６４と６６を通じて、それぞれ追加燃料と吸収剤
が室２４内の層上部に投入される。微粒燃料に含有され
ている硫黄の吸収が吸収剤によって最適に行なわれるよ
うに、室２４内の層の温度は、所定の値、通常は１５０
００−１５５０ｏＦの近くに維持される。層の最高温度
は、配置された冷却管８０、室２４に供給される空気流
量の弁４８による調整、層の高さ「および入口６４を通
じて層に投入される追加燃料の量によって維持される。
室２４内の微粒物質の一部は関口５０，５２を通り抜け
て、未燃焼の燃料粒が最適に燃焼することができる温度
に味れている室２６に入る。

この温度は、室２６に関係する種々の動作パラメータた
とえば室を通る空気量、室内の層の高さ、室内の燃料の
量などに依存することは言うまでもないが、実例として
、約１８０００Ｆにすることができる。以上の結果、室
２６内で燃料の大部分は燃焼し、不活性物質に付着した
燃えかすと吸収剤は仕切り肇２２の関口５４を通って室
２８に入る。ここで、この物質は弁４８で調整され、ダ
クト４６から室２８を上方に通過する空気によって冷却
されたあと、関口５６を通って室２８から排出ダクト５
８に排出される。以上の結果、ハウジング１０に投入さ
れた燃料は、硫黄を最大限に吸収しながら、これまでに
ない高いパーセンテージで燃焼するので、発生する熱量
は増加し、装置の全効率は向上している。この発明のも
うひとつの利点は、室２６を起動タ室として使用できる
ことである。

すなわち、装層全体を起動させる際、室２６に通じてい
る壁１６の開口７６を通って延びている点火器または同
種のものにより、室２６内の燃料を点火することができ
る。室２６室内の層の燃料のレベルを高める０ことによ
り着火した燃料を室２４の中にこぼして室２４内の燃料
に点火することができる。代りに、閉口５０，５２のと
ころに、室２４に向って空気噴射器または同種のものを
設置することもできる。上記の方法で起動したあと、燃
焼装置は先に説明したように運転されることは勿論であ
る。第５図および第６図は、第１図に示した燃焼装置の
代替層配置を示す。第５図の実施例について詳しく説明
する。ハウジング１０に一対の追加仕切り壁９０，９２
が仕切り蟹２川こ平行に設けられ、室２４を３つの室２
４ａ，２４ｂ，２４ｃに分割している。各仕切り壁９０
，９２には一対の閉口９４が設けられ、室２４ａと２４
ｂとの間および室２４ｂと２４ｃの間を連絡している。
したがって、それぞれの室２４ａ，２４ｂ，２４ｃに連
続的に投入される燃料を含む微粒物質は、室２４ａから
室２４ｂへ、また室２４ｂから室２４ｃ内へ移動してか
ら、先の実施例に関して説明したように室２６および２
８へ移動する。室２４ａ，２４ｂ，２４ｃは、先の実施
例に関して説明したように硫黄の吸収に適した温度に維
持され、室２６および２８は前述と同機な作用をする。
先の実施例と同様に高い硫黄捕捉率と燃料の最大限の燃
焼を確保することのほかに、この配置は、負荷調整能力
を付与することができる。すなわち、室２４ａ（必要に
応じて２４ｂも）は、比較的低負荷においては流動性を
与えないで、高負荷に適合させる必要がある場合に流動
性を与えることが可能である。第６図の実施例は、仕切
り壁２０と前壁１２との間に第１の仕切り壁９６が、ま
た側壁１６と１８との間に前記仕切り壁９６に直交する
第２の仕切り壁９８が設けられ、室２４ｄ，２４ｅ，２
４ｆ，２４ｇを形成していることを除いて、第５図の実
施例と同じである。

室２４ｄ，２４ｅ，２４ｆ，２４ｇに燃料と吸収剤を供
給する必要があるため、壁１６と１８には燃料と吸収剤
を投入するための入口開口が設けられているものと理解
されたい。仕切り壁９６には、微粒物質が室２４ｄと２
４ｅから室２４ｆと２４ｇへそれぞれ流れることができ
るように２つの関口１００が設けられている。また仕切
り壁９８には、微粒物質が室２４ｇから室２４ｆへ流れ
ることができるように関口１０２が設けられていて、室
２４ｆからは、先の実施例に関して説明したように室２
６および２８へ流れる。室２４ｄ，２４ｅ，２４ｆ，２
４ｇは、最初の実施例の室２４と同様な方法で作用する
が、室２６と２８は上記実施例と同様に作用する。した
がって、第６図の配置は、高い硫黄捕捉率と燃料の最大
限の燃焼を確保しながら、第５図の実施例と同じ負荷調
整能力を付与することができる。

なお、当該技術分野の専門家ならば、以上開示した装置
の礎造、配置および方法の別の変更態様を特許請求の範
囲に記載した発明の範囲内で案出し得るものと了解され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る燃焼装置の部分斜視図、第２図
は第１図の燃焼装置の縮小平面図、第３図と第４図は第
２図の線３−３および線４−４に沿ったそれぞれの断面
図、および第５図と第６図はこの発明に係る別の実施例
を示す第２図と同様な縮小平面図である。 図中、主要部品の参照番号は下記の通りである。 １０・・・・・・燃焼装置、１２・・・・・・前壁、１
４・・・・・・後壁、１６，１８・・・・・・側壁、２
０，２２，２３・・・・・・仕切り壁、２４・・・・・
・第１（主）室、２６・・・・・・第２室、２８……第
３室、３０…・・・火格子、３２，３４，３６・…・・
高圧空気室、４０，４２，４４，４６・・・・・・ダク
ト、４８・・・・・・弁、５０，５２，５４・・・・・
・関口、５６・・・・・・排出開口、５８・・・・・・
導管、６０……弁、６２……層の高さ、６４，６６……
それぞれの燃料と吸収剤の入口開口、７０，７２・・・
・・・噴射器、７４・・・・・・切欠き、７６・・・・
・・開口、８０・・・・・・熱交換管、８２，８４・・
・・・・管寄せ、９０，９２・・・・・・追加仕切り壁
、９４・・・・・・閉口、９６，９８・・・・・・仕切
り肇、１００，１０２・・・・・・関口。 第１図第２図 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ハウジングと、前記ハウジング内に配置されていて
   、前記ハウジングを第１室、第２室、および第３室に分
   割している複数の垂直仕切り壁と、燃料を含む微粒物質
   の層を前記第１室および前記第２室に形成する手段と、
   前記仕切り壁に配設され、前記物質が前記第１室から前
   記第２室へ、また前記第２室から前記第３室へ流れるよ
   うにする手段と、前記各室のそれぞれに連結され、前記
   第１室および前記第２室内の前記物質に流動性を与えて
   前記燃料の燃焼を促進し、かつ前記第３室内の前記物質
   を冷却するためそれらの室のそれぞれに空気を吹き込む
   手段と、前記第１室内で連続燃焼を維持するため前記第
   １室内の層に燃料を追加する手段と、前記第３室に配設
   され、該第３室から冷却した微粒物質を連続的に排出す
   る手段と、前記第１室内に配置された複数の熱交換管と
   、前記熱交換管に比較的低温の熱交換用流体を通して前
   記第１室の層から熱を除去する手段とを含み、かくして
   、前記第１室の層の温度が、該第１室に空気を吹き込む
   前記手段、該第１室の層に燃料を追加する前記手段、お
   よび、前記熱交換管に比較的低温の熱交換用流体を通す
   る前記手段により制御されるようになっていることを特
   徴とする流動性層燃焼装置。