JPS61205708A - 流動床燃焼ボイラにおける未燃分再燃焼方法 - Google Patents

流動床燃焼ボイラにおける未燃分再燃焼方法

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JPS61205708A
JPS61205708A JP4604585A JP4604585A JPS61205708A JP S61205708 A JPS61205708 A JP S61205708A JP 4604585 A JP4604585 A JP 4604585A JP 4604585 A JP4604585 A JP 4604585A JP S61205708 A JPS61205708 A JP S61205708A
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fluidized bed
freeboard
cyclone
free board
combustion
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Tomoaki Takada
高田 友昭
Jun Tatebayashi
舘林 恂
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/02Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed
    • F23C10/04Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone
    • F23C10/08Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases
    • F23C10/10Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases the separation apparatus being located outside the combustion chamber

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、流動床燃焼ボイラの未燃分再燃焼方法に関す
る。
〔従来の技術〕
従来の流動床燃焼ボイラにおいて、総合燃焼効率を高め
るための未燃分燃焼方法には、未燃分燃焼装置を別置す
る未燃灰再燃焼方式と、未燃分を流動層に戻す未燃灰再
循環方式とがある。
前者の未燃灰再燃焼方式は、第2図に示すように、流動
床燃焼ボイラ1内で燃焼中の流動層2 h)らとび出し
た微粒子が、フリーボード3で一部燃焼したのち、接触
伝熱部4を経て排ガスと共にダクト5を通って第1マル
チサイクロン6に入り、ここで比較的粒径の大きいもの
のみ捕捉され、これが未燃灰再燃焼炉7で再燃焼せしめ
るものである。この未燃灰再燃焼炉7の排ガスは、第2
マルチサイクロン8に入り、ここでできるだけ多くの粒
子を捕捉させ、第2マルチサイクロン8を出た排ガスは
、第1マルチサイクロノロを出た排ガスと共にエアヒー
タ9に入り、ここで前記流動床燃焼ボイラ1、および、
未燃灰燃焼炉7に供給する燃焼用空気を加熱して温度降
下されたのち集m器10に入り、除塵されたのち煙突1
1より大気中に放散せしめられる。
しかしながらこの未燃灰燃焼方式は、未燃灰燃焼炉7が
必要となり、プラントの設備費が嵩むばかりでなく、プ
ラント全体の制御システムが複雑となり、特にNO工排
出値を抑えるために造粒したりするときは、未燃灰再燃
焼炉7への未燃灰5の供給がきわめて複雑である。
また、後者の未燃分再循環方式は、第3図に示ずJ゛う
に、流動燃焼ボイラ1内で燃焼中の流動層2からとび出
した微粒子が、フリーボード3て一部燃焼したのら、接
触伝熱部4を経て排ガスと共にダクト5を通って第1マ
ルチサイクロン6に入り、ここで比較的粒径の大きいも
ののみ捕捉さね、この未燃灰が循環路12を通して流動
H2内に送り込まれ、再燃焼されることが繰り返される
ものである。まtこ、第1マルチサイクロン6を出た排
ガスはエアヒータ9に入り、ここで前記流動床燃焼ボイ
ラ1に送給する燃焼用空気を加熱して温度降下されたの
ち集塵器10に入り、除塵されたのち煙突11より大気
中に放散せしめられる。
この未燃分再循環方式は、未燃灰が接触伝熱部4で吸熱
されて300〜360℃以下に温度せしめられ、更に、
ハンドリング1ノやすいように、アッシュクーラーで1
50℃程度以下まで温度降下せしめられるので、この未
燃灰が流動層2内に送り込ま第1ても、潤度上昇に時間
がかかり、十分燃える前に流動層2から再飛散してしま
い、フリーボード3ではその未燃灰が急速に冷えるので
、大巾な燃焼効率の向上は期待できない。しかも、流動
層2内での他の流動媒体を冷やすことになって、流動層
2内の燃焼効率が低下し、脱硫、繞硝反応効率が十分に
上がらないなどの問題点がある。
〔発明の技術的背景〕
従来技術の問題点を解消するため本件発明者らは、未燃
分の温度を降下させることなく、温度状態を保持したま
までこの未燃分を第1マルチサイクロンからフリーボー
ドに循環させ、このフリーホード部で未燃分をほぼ完全
に燃焼させ、流動床燃焼ボイラにおける燃焼効率を大巾
に向上するとともに、フリーボード部における脱硫、脱
硝反応を促進させ、脱硫剤の所要量の節減を計り、更に
NO,の発生を制御する目的で、流動床燃焼ボイラの第
1マルチサイクロンまでの接触伝熱部を全て、または、
殆どなくシ、フリーボード周壁、排ガスダクト、および
、これに連なる第1マルチサイクロノの全て、または、
殆どを断熱構造として、流動層からとび出した未燃灰を
含む粒子を、フリーボードから排ガスダクトを介して第
1マルチ→ノイクロンに至まで高温に保持し、第1マル
チザイクロンで捕捉した比較的粒径の大きな粒子を高温
状態で循環路を通してフリーボードに戻ずことを繰り返
して、流動層からの飛散粒子中の未燃灰を再燃焼させ、
フリーボード中の温度を脱硫、脱硝反応に適した温度(
800〜1.000℃)に制御ずろ手段を、特願昭59
−174262号として提案しているが、この手段では
、常に脱硫、脱硝反応に適した温度条件に保持せ17め
るに1よ、循環される未燃灰分の燃焼だけでは有効に制
御し得ないことがある。
〔発明の目的〕 本発明は、このような実情に鑑みなされたもので、簡単
な而も合理的手段によって従来技術の問題点を解消せし
め、7リーボードの温度条件が、脱硫、脱硝反応に適応
しうる未燃分の再燃焼方法を提供せんとするものである
〔問題点を解決するための手段〕
従来技術の問題点を解消する本発明の流動体燃焼ボイラ
におけろ未燃分再燃焼方法は、流動床燃焼ボイラの第1
マルチサイクロンまでの接触伝熱部を、全て、または殆
どなくシ、フリーボード周壁、排ガスダクトおよびこれ
に連る第1マルチサイクロンの全て、または、その殆ど
を断熱構造となして、流動層から飛散した未燃灰などを
含む粒子を、フリーボードから排ガスダクトを通って第
1マルチサイクロンに入るまで高温に保持せしめ、該第
1マルチサイクロンで捕捉した比較的粒径の大きな粒子
を、高温状態で循環路を介してフリーボードに戻すこと
を繰り返して、流動層からの飛散粒子中の未燃分を再燃
焼する手段、上記フリーボード中に、直ちに燃焼反応す
る微粉炭、C重油。
00M燃料、オイルコークスなどの助燃材を別途供給ラ
インより供給し、これを上記循環未燃灰などと共に燃焼
せしめ、フリーボード部の温度を、常に脱硫、脱硝反応
が行える温度条件に制御する手段、とからなることを特
徴とするものである。
〔実施例〕
本発明の流動床燃焼ボイラにおける未燃分再燃焼方法の
実施例について説明する。第1図は本発明を実施するた
めの流動床燃焼ボイラプラントの構成の概略を示してい
る。先ず、この図により、本発明方法を実施する流動床
燃焼ボイラプラントの構成を説明する。
21ば、流動層22及びフリーボード23などを有する
流動床燃焼ボイラである。上記フリーボード23の上部
には、排ガスダクト24を介して第1マルチサイクロン
25が連結され、この第1マルチサイクロン25の下部
に設けた粒子排出口と、上記フリーボード23とを傾斜
した循環#J26にて接続する。そして、上記フリーボ
ード23の周壁を、築炉構造27など吸熱しない断熱構
造となすとともに、フリーボード23の下手側に続く第
1マルチサイクロンまでの接触伝熱部の全て、または、
殆どをなくして、フリーボード23の上端部に、直接断
熱材28を内張すした上記排ガスダクト24を連結する
。そして乙の排ガスダクト24に連る上記第1マルチサ
イクロン25の内面に断熱材28を内張すして吸熱しな
い構造とするとともに、上記循環路26も上述のような
断熱構造としたものである。
また、上記第1マルチサイクロン25から第2マルチサ
イクロン29への排ガスダクト30の途中には、接触伝
熱部として、蒸発器2節炭器などのガス冷却器31を設
ける。図中32はエアヒータ、33は集塵器、34は煙
突である。
そして本発明を実施するためのプラントは、上記フリー
ボード23の一側に、微粉炭など空塔中において直ちに
燃焼反応する助燃材の供給パイプ35を設けたものであ
る。尚特に図示してないが、この供給パイプ35には、
供給炭の粉砕機、給炭管路などが接続される。また、供
給パイプ35には、フリーボード23の内部温度を検知
し、この検温信号により制御される制御弁などを設ける
。尚助燃材としては、微粉炭のほか、C重油、00M燃
料。
詞イルコークスなどがある。
上記ボイラプラントに基づいて、本発明による流動床燃
焼ボイラの未燃分再燃焼方法について述へる。
流動床燃焼ボイラ21を運転し、流動層燃焼を開始する
と、流動層22から未燃灰を含む微粒子がフリーボード
23方向に向は飛散する。この飛散しtこ微粒子は、フ
リーボード23の周壁が築炉構造27であるため、温度
降下することなくフリーボード23で一部が燃焼したの
ち、排ガスと共に排ガスダクト24を通って第1マルチ
サイクロン25に入り、ここで比較的粒径の大きい粒子
のみ捕捉される。乙の際、流動床燃焼ボイラ21には、
フリーボード23に連る接触伝熱部が、全て、または、
殆どなく、排ガスダクト24および第1マルチ号イクロ
ン25には断熱材28.28が内張すされているので、
排ガス中の飛散粒子は温度降下が少ない。
そして、この第1マルチサイクロノ25で捕捉された粒
子は、800〜1.000℃の高温を保って第1マルチ
サイクロン25から重力で循環路26を通ってフリーボ
ード23の下端に戻され、フリーボード23で再び燃焼
される。以後この工程が繰り返され、流・動層22内か
らとび出した未燃灰は、フリーボード23において燃焼
され、また、第1マルチサイクロン25に送られ捕捉さ
れた未燃灰は再びフリーボードに戻され、はぼ完全に燃
焼され、上述した築炉構造、断#4414造により作用
とOトせて、フリーボード23を高温状態に保持し、脱
硫、脱硝反応を有効に行わせ、排ガス中の30℃、 N
O−排出値を大巾に低下させる。
一方、フリーボード23には、供給パイプ35から適凰
の助燃材を供給し、この助燃材をフリーボード中におい
て直ちに燃焼反応させ、7リーボード23中を800〜
1.000℃の高温に保持せしめる。これは、負荷の低
下、あるいは、フリーボードでの燃焼割合の少ない燃料
を使用したときフリーボード23の温度が低下し、脱硫
、脱硝反応に必要な800〜1.000℃の温度条件が
得られなく場合に、あくまでも、フリーボードの温度を
800〜1.000℃に保つものである。フリーボード
23への助燃材の供給には、次のような手段がある。
(、)  負荷に関係なく、常時一定量の助燃材を投入
する。
(h)  負荷に対応して投入する。即ち、負荷が低下
し、フリーボードの温度が800〜i、 ooo℃」、
り低下したときに助燃材を投入する。この場合、フリー
ボー F1aの温度を測定し、この検知信号により助燃
材の供給パイプに設けたバルブを開き、投入量を加減制
御しながら投入するものである。
更に1第1マルヂサイウロン25で粒径の大きい粒子を
捕捉した残りの微粒子類を含む排ガスは、第1マルチサ
イクロノ25を出したあと、ガス冷却器(蒸発器2節炭
器など)31で冷却されたのち、第2マルチサイクロン
29に入り、ここでできるt!け多くの粒子を捕捉する
。そして、この第2フルチサイクロン29を出た排ガス
は、エアヒータ32に入り、ここで流動床燃焼ボイラ2
1に送給する燃焼用空気と熱交換せしめられ、温度が低
下した排ガスは集塵器33に入り、除塵されたのち煙突
24」、り大気中に放散される。
〔効  果〕
このように本発明によれば、次のような効果が得られる
(、)  フリーボード部に、流動層より飛散する未燃
灰を高温のまま捕集してフリーボードに循環させるシス
テムを付加したことにより、未燃灰の有効燃焼が計れ、
フリーボードを高温に保持し、脱硫、脱硝反応が促進さ
れ、No:cの発生値が著しく抑制しうるとともに、脱
硫剤の節減が計れる。
(b)  フリーボードに直ちに燃焼反応する助燃材を
投入することにより、フリーボードの温度を800〜1
.000℃に確保することができ、燃焼効率を安定して
高い値に保持できるように脱硫、脱硝反応が有効に行わ
れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法を実施するための流動床燃焼ボイラ
プラントの概略図、第2図および第3図は、それぞれ従
来の未燃分再燃焼方法を実施する流動床燃焼ボイラプラ
ントの概略図である。 21・流動床燃焼ボイラ、22・流動層、23−フリー
ボード、24−排ガスダクl−,25・・第1マルチサ
イクロン、26  循環路、27・・・築炉構造、28
・断熱材、35−供給バイブ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 〔第1項〕 (a)流動床燃焼ボイラの第1マルチサイクロンまでの
    接触伝熱部を、全て、または、殆どなくし、フリーボー
    ド周壁、排ガスダクトおよびこれに連る第1マルチサイ
    クロンの全て、または、その殆どを断熱構造となして、
    流動層から飛散した未燃灰などを含む粒子を、フリーボ
    ードから排ガスダクトを通って第1マルチサイクロンに
    入るまで高温に保持せしめ、該第1マルチサイクロンで
    捕捉した比較的粒径の大きな粒子を、高温状態で循環路
    を介してフリーボードに戻すことを繰り返して、流動層
    からの飛散粒子中の未燃分を再燃焼する手段、 (b)上記フリーボード中に、直ちに燃焼反応する微粉
    炭、C重油、COM燃料、オイルコークスなどの助燃材
    を別途供給ラインより供給し、これを上記循環未燃灰な
    どと共に燃焼せしめ、フリーボード部の温度を、常に脱
    硫、脱硝反応が行える温度条件に制御する手段、 とからなることを特徴とする流動床燃焼ボイラにおける
    未燃分再燃焼方法。 〔第2項〕 フリーボード内の温度を検知し、該温度検知信号により
    助燃材の供給量を制御することを特徴とする、特許請求
    の範囲第1項記載の流動床燃焼ボイラにおける未燃分再
    燃焼方法。
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