JPS6138311A - 燃焼プラント内における粒状燃料の搬送特性を改良する方法および燃焼プラント - Google Patents

燃焼プラント内における粒状燃料の搬送特性を改良する方法および燃焼プラント

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JPS6138311A
JPS6138311A JP15117385A JP15117385A JPS6138311A JP S6138311 A JPS6138311 A JP S6138311A JP 15117385 A JP15117385 A JP 15117385A JP 15117385 A JP15117385 A JP 15117385A JP S6138311 A JPS6138311 A JP S6138311A
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fuel
combustion
plant
crushed
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JP15117385A
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ロイネ　ブランストローム
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Asea Stal AB
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/16—Fluidised bed combustion apparatus specially adapted for operation at superatmospheric pressures, e.g. by the arrangement of the combustion chamber and its auxiliary systems inside a pressure vessel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K1/00—Preparation of lump or pulverulent fuel in readiness for delivery to combustion apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K3/00—Feeding or distributing of lump or pulverulent fuel to combustion apparatus
    • F23K3/02—Pneumatic feeding arrangements, i.e. by air blast

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  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (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】 〈産業上の利用分野） 本発明は硫黄を吸収するためのカルシウム（Ｃａ）を含
む粒状材料の流動ベッド内で燃焼を行わせるようになっ
たプラントの中で粒状燃料、主どして破砕された石炭を
乾燥する方法に関する。
前記ベッド材料は完全に、または部分的に粒状石灰また
はドロマイトとなすことができる。本発明は燃料を空気
によってベッドに送給する時に該燃料に改良された搬送
特性を与え、燃料の含有水分に起因する搬送管閉塞の危
険を阻止ぴんとするものである。本方法は特にＰＦＢＣ
プラントと１１１される加圧流動ベッドを有する原動所
に使用するように考えられている。ＰＦＢＣは英詔の術
語“Ｐｒｃｓｓｕｒｉｚｅｄ　Ｆｉｕｉｄｉｚｅｄ　Ｂ
ｅｄ　Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ”の略語である。
本発明はなお前記方法を使用する装置を備え１ｃ原動所
に関する。
（従来の技術） 原動所において燃焼される普通の石炭はその水分が非常
に大であり、運転休止の原因となる搬送管閉塞の危険を
伴うことなく空気によって搬送し得るようにするために
は多かれ少なかれこれを乾燥せねばならぬ。石炭を乾燥
する別の理由は燃焼室に供給される水分はできるだけ少
なくすることが望ましいからであり、その理由は燃料内
に水分が含まれている場合にはこれが蒸発する時に大量
のエネルギーが使われるからである。
乾燥を行う時には大量のエネルギーが消費される。最初
は有用な目的に使用し得ないにうな低品質のエネルギー
を使用することが試みられた。先ず第１にブランｌ−内
において生産的な目的に使用し得ない低品質エネルギー
、たとえば空気予熱器またはエコノマイザ−を通った煙
道ガスのエネルギーを使用して乾燥を行う方法がある。
このような煙道ガスに含まれている使用司能熱が不十分
な場合には、乾燥に必要な煙道ガスが空気予熱器または
工二ｌノマイザーの上流から引出され、プラント内の蒸
気設備から蒸気が引出される。後者の場合にはプラント
全体の効率が低下する。低品質熱エネルギーの使用、す
なわち低温度による乾燥は乾燥設備を大とすること、す
なわら多額の費用を要することを意味する。揮発成分を
多聞に含む石炭を乾燥１−る場合にはこの乾燥によって
前記揮発性の可燃成分が蒸発水分と共に逸出する。しだ
が゛つて石炭の熱価値が減少する。揮発成分の脱出は乾
燥温度の上背と共に増加するから、揮発成分の逸出に起
因するエネルギー損出の点から乾燥温度の低いことが望
まれる。
独乙特許明細書第２９２．５４１号には湿った燃料を焼
石灰（生石灰）ＣａＯと混合することによって乾燥する
方法が記載されており、このＣａＯは燃料内の水と発熱
的に反応してＣａ（ＯＨ）２を形成し、かつ熱を釈放す
ることによって水を蒸発させる。
独乙公開明胛１書第２．’９／１８．８９３号には微粉
炭によって製造されたペレットの特性を改良する周知の
方法が記載されている。たとえば焼石灰、ＣａＯを加え
ることによって、プレス加工されたペレツ１〜の特性を
改良し、貯蔵時おＪ：び使用時における水分吸収および
望ましからざる膨張を軽減するようになっている。
（発明が解決しようとする問題点） 流動ベッド内の硫黄吸収剤どしてはカルシウム材料、普
通はドロマイトまたは石灰石が使用される。吸収の見地
からはドロマイトの方が石灰石よりすぐれており、かつ
カルシウムの含イ１量警ま石灰石の方がドロマイ１〜よ
り大であるにもかかわらずドロマイトの方が々ｆんで使
用される。
ベッド材料は粒状をなしている。ベッド材料が新しい場
合にはその粒子寸法は普通５ミリメートル以下である。
ザルファリツクカーボンが燃焼Ｊ”る簡には、硫黄がベ
ッド材ＩＩおよび硫酸カルシウムと反応し、粒子の表面
に石こうを形成する。層の厚さが増加するに連れて吸収
能力が減少する。
このためにベッド材料が排出され、破砕されかつベッド
に復帰せしめられ、ここて゛吸収に使用されなかったベ
ッド材料の少なくとも一部分が硫黄と密接に接触し、利
用されるようになる。破砕され微粉化されたこのベッド
材料が硫黄を吸収する程度は、燃焼ガスと接触している
時間、すなわちベッドから燃焼ガスと共に吹出される前
にベッド内に滞留する時間によって左右される。
破砕されたベッド材料を別個にまたは破砕された石炭と
共に燃焼室に復帰させる設備は日本特許出願昭５７−２
４２５４号に記載されている。
ベッド材料を引出す時には、使用されなかった部分は多
かれ少なかれ焼成され、すなわち生石灰が得られる。
ＣａＣＯ３−＋ＣａＯ＋ＣＯ２− 前記焼成を制御し、杉ｌ出装置のある区域内の温度およ
び雰囲気を選択づ゛ることによって所要の焼成度が得ら
れるようにすることができる。ベッド材料が引出される
時に、もし７００度Ｃから８００度Ｃ１またはそれ以上
の湿度において、ＣＯ２含有量の少ない区域を通る時に
は、ベッド材料の大部分が焼成される。排出装置の設計
おＪ：び冷却の実施態様が焼成の度合を決定づる。この
分解が行われる時に消費される熱はほぼ６０に、１１モ
ルである。したがって分解は熱の損失を伴う。ベッド材
料を通ってベッドに流入する燃焼空気によってベッド材
料を冷却するようになった簡単な排出装置の焼成度は高
く、Ｌ　７Ｃがって熱の消費は人である。
なお沈積ぜしむべきベッド材料はこれを消和する沈積さ
ける時に熱損失を発生させる。
本発明においては焼成された、または部分的に焼成され
たベッド材料、ずなわち生石灰、ＣａＯを含むベッド材
料が水を含む材料に対する乾燥剤として使用される。燃
料およびベッド’Ｕ料はたとえば乾燥ガスの供給される
回転乾燥器の中で混合される。ベッド材料は破砕されて
、同様に破砕された燃料と一合され、またはまだ破砕さ
れないベッド材料が断片状の燃料と混合せしめられ、こ
れらベッド材料および燃料を同時に破砕するようになす
ことができる１、ベッド材料および燃料の混合物は共に
空気式搬送装置によって燃焼室に送給される。前記ベッ
ド材料は微朝に破砕され、その９０％が０．１ミリメー
１−ルより小さな粒子４法を有づ−るようにされる。水
に対して非常に反応し易いＣａＯは石炭の粒子と接触し
た時に、容楊に近接し得る表面水分と結合し、Ｃａ（Ｏ
Ｈ）２を形成する。石炭の粒子をＣａＯと王台良く接触
させるためにはベッド材料を細かく破砕し、かつ混合を
注音深く行うことが重要である。消費されなかった吸収
剤は硫黄を吸収し、かつガス浄化器、なるべくはサイク
ロン型のガス浄化器内において灰分と共に分離される。
混合が行われる詩に水分の一部が化学的に結合し、これ
によって熱を釈放しかつ焼成時に費消された熱エネルギ
ーを回収する。この熱の釈放によって水分の一部が熱弁
する。煙道ガスが乾燥シリンダを通り得るようになすこ
とにより、逸出水分が除去され、かつ追加乾燥エネルギ
ーが供給される。
乾燥は比較的低い湿度で行われる。これによって揮発成
分の脱出を少なくすることができる。乾燥を完全にする
ことは必要ではない。燃料が適当な搬送特性を有するよ
うにするためには、表面水分が除去されるようにすれば
良い。石炭の粒子と吸収剤は密接に接触せしめられる。
燃料がベッドに供給されれば、Ｃａ（ＯＨ）２がほぼ６
００度Ｃで再び分解し、それによって石炭粒子と接触し
たＣａＯが硫黄を吸収するようになる。石炭粒子と密接
に結合することによって細かく破砕された吸収剤の吹出
しが遅延ｕしめられ、それによって吸収剤の利用度が大
となる。
本方法は特にドロマイトが無い時、または費用の点を考
えて、ベッド材料として石灰石を使用せねばならぬ時に
有利である。なおベッド材料を排出する装置を簡単にな
し得ると共に乾燥設備を小型の簡単なものとなすことが
できる。
本発明による燃焼ブラン１−は普通は圧力容器内に封入
された燃焼室よりなり、ベッド材料を排出するための装
置を有している。さらに燃料と排出されたベッド材料を
混合する混合器が設りられている。本プラントは燃料に
対する破砕機Ｊ”なわちミルとベッド材料に対する別の
破砕機すなわちミルと、さらに破砕された材料に対する
混合および乾燥設備とを有している。なお本プラントは
未破砕材料に対する混合器と、混合相別に対する破砕機
すなわちミルとを有するものとなすことができる。さら
に燃料およびベッド材料を送給するために空気式搬送装
置が設けられている。
（実施例） 、次に添（＝Ｊ図面によって本発明の詳細な説明する。
図において１は圧力容器を示し、該容器は燃焼室２と、
直列に連結されたサイクロン３．４．５の複数の群より
なる燃焼ガス浄化プラントとを有している。サイクロン
３，４．５はそれらの底部において灰分排出装置６と、
塵埃を分離するための捕集コンテナ（図示せず）とに連
結されている。
空間７は加圧され、かつ複数のガスタービンによって駆
動される圧縮機およびガスタービンによって駆動される
発電機を有するプラント８がらの燃焼空気が供給される
。駆動ガスは浄化プランｌ〜のサイクロン５から導管９
を通してプラント８のタービンに供給される。燃焼空気
は専管１０．１１を通して圧力容器１内の空間７に供給
される。
燃焼室２の下部は流動ベッド１２を有し、該ベッドの上
には燃焼ガスに対する余裕高１３が設けられている。燃
焼室２はノズル１５を備えた複数の並列空気プレナム室
１４を有し、このノズルを通しベッド１２を流動化しか
つ該ベッド１２に供る。室１４の間には隙間１６があり
、このＰＡ間を通して燃焼室最下部内の空間１７にベッ
ド材料が落下し得るようになっている。この部分には開
口１８が設けられ、この開口を通して空間７がら空間１
７に冷却空気を供給し、ベッド材料を冷却し得るように
なっており、この冷却が行われた後、導管２０およびス
ルース弁２１を通して冷却空気は引出される。
コンテナ２２から乾燥した燃料と破砕されたベッド材料
との混合物が送給され、乾燥に使用されたベッド材料は
スルース弁２３および導管２４を通して空気により流動
ベッド１２に送られる。所要圧力の搬送ガスは圧縮機２
５から１＠られる。ベッド材料コンテナ３０からは新し
いベッド材料が空気によりスルース弁３１お」；び導管
３２を通して送給される。所要圧力の搬送ガスは圧縮機
３３から得られる。ベッド材料は導管２０およびスルー
ス弁２１を通して燃焼室２から引出される。このベッド
４１利の若干部分は導管４０を通して保管第１図に示さ
れた実施例においては、ベッド材料は導管４１を通して
コンテナ４２に搬送され、ミル４３にＪ：って破砕され
かつ導管４４を通しで混合−乾燥シリンダ４５に送給さ
れる。コンテナ５０から出た燃料はミル５１ににつて破
砕され、かつ導管５２を通して混合−乾燥シリンダ４５
に送給される。シリンダ４５から出た材お１はコンテナ
２２に搬送される。燃料は粒子寸法が５ミリメー１ヘル
以下となるまで破砕すべきである。最高の乾燥効果を得
るためには、ベッド材料はその９０％が０．１ミリメー
トル以下の粒子寸法となるまで適当に細かく破砕される
。
第２図に示されｌ〔実施例にｄ３いてはベッド材料は導
管４１を通して混合−乾燥シリンダ４５に直接搬送され
る。コンテナ５０から出た未破砕燃料は導管６０を通し
てシリンダ４５に直接送給され、ここで燃料およびベッ
ド材料が混合される。この燃料およびベッド材料混合物
は導管６１によりコンテナ６２に搬送され、かつミル６
３内で共に破砕されてコンテナ２２に転送される。この
方法の不利な点は燃料およびベッド材料の双方が同じ寸
法に破砕されることで、これはあらゆる点で最適な状態
が得られないと言うことを意味する。
乾燥は酸化カルシウムがＣａ　Ｏ＋　ｌ−１、、Ｏ−Ｊ
Ｃａ（ＯＨ）　２　＋６５　ｋＪ１モルにしたがって水
を吸収し、かつ部分的にはこの反応が行われる時に発生
ずる熱が石炭内の水分を蒸発させると占う事実によって
行われる。シリンダ４５にはプラント８内のタービンか
ら出る排気ガスを利用することによって追加的４ｒ乾燥
熱を供給することができる。
プラントから出る前記の如き排気ガスは導管５３を通し
て空気予熱器５４に送給され、さらにここから導管５５
を通してシリンダ４５に送給され、ここで排気ガスは化
学的発熱反応による水分蒸発によって部分的に除去され
、かつ熱の追加的供給による水分蒸発によって部分的に
除去される。回転乾燥器から出たガスは導管５６を通し
て煙突５７に送給される１、第２図に示された実施例に
おいては煙道ガスが粉砕プラント６３を加熱し得るよう
になすことが望ましい。
第３図に示された実施例においては、ベッド材料は空間
１７から排出ノズル１’０５と、灰分排出装置６と同様
な型の冷却減圧排出装置１０６を通して排出される。ベ
ッド材料排出装置１０６および灰分排出装置６は共通の
空気管路１２０内に配置され、燃焼空気はこの管路を通
りかつここから導管１２１を通して空気ノズル１５によ
り空気プレナム室１４に前進せしめられる。ベッド材料
は排出装置１０６から弁１０２を備えた導管１２２を通
してコンテナ４２に送給され、または別途弁１２４を備
えた導管１２３を通して捕東コンデナ（図示せず）に送
給される。弁１０１を有する導管１２５を通して、ノズ
ル１０５には空間７から圧縮空気を供給し、ベッド材料
の流ｍを制御するようになすことができる。このベッド
Ｉｔ　１３＋の流量はノズル１０５に空気を供給するこ
とによって減少せしめられ、かつ完全に遮断することが
できる。
弁１０１，１０２はベッド材料の排出を遮断すべき時に
閉じられる。空間１７は入口開口１１１を黙４−Ｆ＋ｔ
ｌｌ−中川でムレトｈ　轄凹口ん２吊１ア如目目７４１
＼ら冷却空気が供給される。この１ノ１出部分は弁１０
８を通してスラグ塊に対するロックホッパコンテナ１０
９に連結されている。このコンテナ１０９は弁１０３を
備えた導管１２７を通してコンテナ１内の空間７からの
空気により加圧することができ、かつ弁・１０４によっ
て釈放される。コンテナ１０９は弁１０７を通して空に
することができる。
燃焼室内の冷却された底部の空間７に供給される冷却空
気（矢印１１０）は温度が７００〜８００度Ｃなる区域
にＣＯ２含右量の低い雰囲気を形成し、焼成に好適な状
態が得られるようにする。焼成は完全にまたはほぼ完全
に行われる。排出部分１１２に供給される冷却空気はス
ラグ塊を冷却しかつこれをベッド材料から分離するため
のものである。空気は前記排出部分１１２内に５〜１０
ｍ　／ｓなる流動率を有する流動ベッドが得られるよう
な量として適当に供給される。所要空気量は燃焼室に供
給される全空気量の数パーセントに過ぎない。排出装置
１０６を通して適当に送給し得ない寸法のスラグ塊は排
出部分１１２内において凝縮され、かつロックホッパ１
０９を通して排出される。
ノズル１０５は燃焼室内の種々の位置に配置することが
でき、またはノズル１５を備えた流動底部の上方に位置
決めすることができる。ノズル１０５に空気を供給する
ことによってＣＯ２の濃度を制御し、焼成状態を好適に
すると共に、排出に関連して所要の焼成度が得られるよ
うにすることができる。
種々の管部分間の転換が行われる時の摩擦および制動に
よって、排出装置１０６内においである程度の破砕効果
が得ら−れる。この効果は種々の構造的実施例によって
大きくすることができる。たとえば排出装置１０６の中
に硬質材料を配置し、これによってベッド材料を破砕す
るようになづ−ことができる。
プラント８内のガスタービンから出る排気ガスはＰＦＢ
Ｃプラントに含まれる蒸気ユニット内の給水を加熱する
ために選択的に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図および第２図は本発明を使用したＰＦＢＣプラン
トの二つの異なる実施例を示す路線図、第３図は第１図
および第２図に示された実施例とわずかに異なる実施例
を有するプラントの部分を示す図である。 １：圧力容器、２：燃焼室、６：灰分排出装置、７：空
間、８ニブラント、１２：流動ベッド、１５：ノズル、
１７：空間、 ４５：混合−乾燥シリンダ、５４：空気予熱器、６３：
ミル。

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）流動ベッド（１２）を有する燃焼室（２）の中で
    、カルシウムを含むベッド材料、すなわち粒状ベッド材
    料と共に燃焼を行わせるようになった燃焼プラント、主
    としてＰＦＢＣプラント内における粒状燃料の搬送特性
    を改良する方法において、焼成されたまたは部分的に焼
    成されたベッド材料（ＣａＯ含有ベッド材料）が燃焼室
    （２）から引出され、粒状燃料と共に破砕されかつ混合
    され、さらに空気搬送システム（２４）によって燃料と
    共に燃焼室に供給されるようになっていることを特徴と
    する方法。
  2. （２）特許請求の範囲第１項記載の方法において、前記
    ベッド材料が引出される時にＣＯ＿２含有量の少ない状
    態で、ある区域を通されるようになっている方法。
  3. （３）特許請求の範囲第２項記載の方法において、ＣＯ
    ＿２含有量の少ない前記区域内の温度が７００度Ｃと８
    ００度Ｃとの間にある方法。
  4. （４）特許請求の範囲第１項記載の方法において、ベッ
    ド材料に対する排出装置（１７）が該装置に燃焼空気を
    送給する装置（１８）を有し、ベッド材料を冷却するよ
    うになっている方法。
  5. （５）特許請求の範囲第１項記載の方法において、破砕
    された石炭が乾燥ガスの通る回転混合器（４５）内の微
    細に破砕されたベッド材料と混合されるようになってい
    る方法。
  6. （６）特許請求の範囲第１項記載の方法において、ベッ
    ド材料の少なくとも９０％が１００μｍ以下の粒子寸法
    を有している方法。
  7. （７）特許請求の範囲第１項記載の方法において、燃焼
    プラントから出た排気ガスが乾燥ガスとして利用される
    ようになっている方法。
  8. （８）特許請求の範囲第１項記載の方法において、プラ
    ント内の灰分排出システム（１０６）から出た搬送ガス
    が乾燥ガスとして利用されるようになっている方法。
  9. （９）特許請求の範囲第１項記載の方法において、ベッ
    ド材料および石炭が共に共通のミル（６３）によって混
    合されかつ破砕されるようになっている方法。
  10. （１０）流動ベッド（１２）を有する燃焼室（２）内で
    、粒状カルシウム含有ベッド材料を含むベッド材料と共
    に粒状燃料を燃焼させるようになった燃焼プラント、主
    としてＰＦＢＣプラントにおいて、燃焼室（２）から焼
    成された、または部分的に焼成されたベッド材料（Ｃａ
    Ｏ含有ベッド材料）を引出すための排出装置（１７）と
    、引出されたベッド材料を破砕するためのミル（４３、
    ６３）と、燃料およびベッド材料を混合するための混合
    装置と、燃料および破砕されたベッド材料の混合物を流
    動ベッドに送給するための空気式搬送装置（２４、２５
    ）とを有している燃焼プラント。
  11. （１１）特許請求の範囲第１０項記載の燃焼プラントに
    おいて、混合装置（４５）に乾燥ガスを供給するための
    装置（５３、５５）を有している燃焼プラント。
  12. （１２）特許請求の範囲第１１項記載の燃焼プラントに
    おいて、破砕された燃料および破砕されたベッド材料を
    混合するための装置（４５）を有している燃焼プラント
    。
  13. （１３）特許請求の範囲第１１項記載の燃焼プラントに
    おいて、破砕された燃料および破砕されていないベッド
    材料を混合するための装置（４５）と、燃料およびベッ
    ド材料の混合物を破砕するための装置（６３）とを有し
    ている燃焼プラント。
  14. （１４）特許請求の範囲第１１項記載の燃焼プラントに
    おいて、乾燥装置が傾斜した回転シリンダ（４５）を有
    し、該シリンダに石炭、ベッド材料および乾燥ガスが供
    給されるようになっている燃焼プラント。
JP15117385A 1984-07-11 1985-07-09 燃焼プラント内における粒状燃料の搬送特性を改良する方法および燃焼プラント Pending JPS6138311A (ja)

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