JPS62202925A - 流動床炉 - Google Patents

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１ この発明は、流動床炉の改良に係り、特に、都市ごみの
ような発熱量の低い物を焼却する流動床炉において、燃
焼効率を向上させる手段に関するものである。

［従来技術］ 流動床炉は、炉内の被燃物が燃焼用空気と流動媒体とに
よって浮動させられながら燃焼するので、空気との接触
が良好であり、燃焼効率の高い炉である。したがって、
特に、都市ごみのような発熱量が小さい物の焼却には好
適な炉である。

第４図は、従来の流動床炉の模式的説明図である。焼７
ＪＩずべき廃棄物は、炉体１の側方の投入口６から投入
される。炉体１の下部の空気室３に１次空気口２から送
入された燃焼用空気は、炉底の分散板４０分散ノズル４
１から炉内に噴出し、流！１ｉＪＪ層５を形成し廃棄物
を燃焼させる。燃焼排ガスはガス排出ロアから排出され
る。なお、最近の流動床炉では、流動層界面上方に２次
空気口８を設け、２次空気を噴出させて、さらに燃焼性
を向上さけているものが多い。

［ステ明が解決しようとする問題点１ どころが、５で熱量の低い燃ｖ１１、とくに都市ごみの
ような種々雑多な物が含まれ、発熱量の低い物を焼７Ｊ
Ｉする流動床炉では、廃棄物が流４１層内で完全には燃
焼しないため、流動層内の温度が燃焼を９１［Ｆ’ｉ継
続するための最低）品度を下まわるおそれらあるので、
燃焼の維持に必要な温度を保持さけるため、重油や天然
ガスのような発熱量の高い補助燃料を流ａ層内に噴射し
て燃焼させ、必要な温度を維持するようにしている。こ
のように、現状では、都市ごみを焼却するためには助燃
が必要な場合もあり、そのために運転コストが高くなっ
ている。

［問題点を解決する手段］ この問題点を解決するため、この考案は、例えば都市ご
みのように発熱量の低い物を焼却する流動床炉において
、流動層界面付近に２次空気を送入する２次空気口を設
け、前記流動層界面より上方に前記２次空気による燃焼
に必要な空間をおいて炉内断面積の小さな炉径絞り部を
形成し、該炉径絞り部に３次空気を送入する３次空気口
を設け、前配炉径絞り部より上方は比較的大きな空間を
有する上部炉体部としたことを特徴とする。

［作用］ この発明による流動床炉は、流動層界面より上方に炉径
絞り部を形成し、２次空気及び３次空気を送入したので
、第１に、流動層内で完全には燃焼ｌ、ない廃棄物に対
して過剰な１次空気の送入を抑制して流動層内の温度低
下を防ぐ。第２に、２次空気を高速で送入することによ
り、流！ＩＩＩＪ層界面上の未燃ガスや流動媒体の微小
粒子群に強制的に乱流温合を生じさせて燃焼性を向上さ
せる。第３に炉径絞り部は、炉内断面積の変化により乱
流混合を促ｉｆｉ　Ｌ、、また、絞り部下面は熱の反射
により流動層の温度を上界させる作用を有する。第４に
、大きむ空間とした上部炉体部は未燃ガスを十分に燃焼
させ、流動媒体の飛散を局限することができる。第５に
、以上のように乱流課金が大きくなるので、廃棄物投入
の負荷変動があっても、その影営が弱められ、流動層内
温度の安定した運転が可能となる。

［実施例］ 以下、図示の実施例についてこの発明を説明する。第１
図は、実施例の模式的縦断面図、第２図は第１図の■−
■横断面図である。廃棄物等を焼却する流動床炉の炉体
１内に廃棄物等は投入口６から投入される。これを燃焼
させるための１次空気は、１次空気口２から送入され、
空気室３から分散板４の分散ノズル４１を通って炉内に
噴出する。これによって流動層５が形成され、燃料であ
る廃棄物と空気とが撹拌混合し、燃焼が促進される。燃
焼排ガスは、炉体上部のガス排出ロアから排出される。

この流動床炉は、炉体形状として、炉体高さの中央部の
炉径が小さくなって炉径絞り部１２となっており、炉径
絞り部１２の上方には比較的広い空間である上部炉体部
１３となっている。また、流動ＩＩ！Ｊ５の界面イリ近
には２次空気口８が設けられ、炉径絞り部１２には３次
空気口９が設けられている。２次空気口８は、この実施
例では第２図に示すように、空気噴出方向が炉中心から
ずれた方向としである。２次空気の噴出によって旋回流
を生じさせ、撹拌混合をさらに促進させるためである。

炉径絞り部１２の位置は、流動層界面上に２次空気によ
って燃料が燃焼するに必要な空間をおいた位置とする。

次に、この流動床炉の運転について説明する。

没入口６から炉内に；ジ人された燃料である廃棄物は、
分散ノズル４１から噴出する１次空気によって形成され
た流ＩＪ＋１ｆｔｌＳ内で燃焼する。しかし、例えば都
市ごみは、種々雑多な物からなり、発熱量が低いので、
流ｆｌＪ層５内では完全には燃焼しない。

そこで、流動層界面付近に設けた２次空気口８から、第
２図に示すように、２次空気を高速で噴出さけ、１麺拌
燃焼させようとするものである。流動層界面は、第３図
に示すように、流動媒体が稀薄となる部分であり、この
部分に高速の２次空気を噴出さけることにより、この部
分の粒子および流動層内からの排ガスを強制撹拌し、未
燃ガスの燃焼を促進する。

この流１７３媒体が稀薄となる流動層界面において、２
次空気の噴出により粒子を撹拌し乱流を生じさせること
により、粒子がない場合に比べて未燃ガスへの熱伝達率
を高めることができるのである。

流動層界面上のガスは、その、上方が炉径絞り部１２に
よって絞られているので、乱流効果が高められる。また
炉径絞り部の下面１４からの輻射熱により、流動層の温
度を上昇させることができる。

炉径絞り部１２を通過したガスは、３次空気口９から送
入された空気によって完全燃焼が図られる。また、炉径
絞り部１２から上方の上部炉体部１３は比較的広い空間
となっており、乱流が鎮静化するので、流動層から飛び
出した粒子が飛散するのが防止される。

次に、この流動床炉について、理論面から検討をする。

このため、次のように設定する。

・廃棄物の低位発熱ｑ　：　１０００Ｋｃａｌ／　Ｋ９
・流動層内での燃焼率：５０％（投入廃棄物当り）・流
動層界面上の２次空気及び炉径の絞りによる燃焼率の増
加率＝２５％（投入廃棄物当りにすると合計７５％とな
る。） ・炉の規模：４０Ｔ／１ＧＩ＞ｒ　　（２５００ｋｇ／
ｈｒ　）・１次空気比：１１ ・廃棄物の比熱：　　０．６１ ・廃棄物の投入温度：２０℃ ・空気の比熱：　　０．３１２ ・空気送入ｆｆｉ：　３８０ＯＮｍ　　／１１ｒ・送入
空気温度：２５０℃ ・流動層温度：６８０℃＝　９５３Ｋ ・炉径絞り部壁温ニア６５℃＝１０３８Ｋ・排ガス比熱
：０３７ ・ＩＦガスＦｌ　：　５９３ＯＮｍ３／ｈｒ・ＩＩガス
温度二６８０℃ ・砂の比熱：０．２ ・砂の循環ｆｆｉ　：　２５００に９／ｈｒ・砂の温度
差：４００℃ この条件で、流動層内での熱バランスを計ｎすると次の
とおりである。

（入熱） ＦＪｉ！巣物燃焼物燃焼熱０００にｃａｌ／　Ｎｇｘ２
５００Ｋｇ／ｈｒｘ　Ｏ，５−１２５ｘ１０’　Ｋｃａ
ｌ／ｈｒｒｆＰ、東物顕熱：　　０．６１　ｘ２５００
ｋｇ／ｈｒ　ｘ２０＝　３．１ｘｌＯ’　Ｋｃａｌ／ｈ
ｒ 空気顕熱：　　０．３１２ｘ３８０ＯＮｍ３／ｈｒ　ｘ
　２５０℃−２９，７ｘ１０’　Ｋｃａｌ／ｈｒ 輻ｍ熱：　　４ｘ１０’ｘ　（１０３８’　−９５３’
　）＝１３．４ｘ１０’　Ｋｃａｌ／ｈｒ 人熱合計　　入熱　　　　１７１．２ｘ１０’　Ｋｃａ
ｌ／ｈｒ（出熱） 排ガス持出し熱：　　０．３７　ｘ５９３ＯＮｍ　　／
ｈｒ×６８０℃＝　１４９．２ｘｌＯ’　Ｋｃａｌ／ｈ
ｒ砂の循環損失：　　０．２ｘ２５０ＯＮｙ／ｈｒ×４
００℃＝２０ｘｌＯにＣａｌ／ｈｒ出熱合計　　　　　
　　１ｔ３９．２ｘ１０’にｃａｌ／ｈｒすなわち、入
熱と出熱がバランスしており、前記設定条件が正しいこ
とが裏付けられる。

以上のように、この炉の流！ｌＪ層内温度は６８０℃と
なり、従来の炉の６２０℃と比較すれば６０℃の温度上
野となる。また、輻射熱による効果は、廃棄物入口熱爪
１０００ｘ　２５００にス・１して、輻Ｑ４熱■は１３
４０００であるから５．４％となり、ＡＩ油換算で１３
７にクハ１「の節約となる。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、流動層界面付
近の２次空気による撹拌乱流と、炉径絞り部の輻射熱と
によって、流！ＩＪＪ層内の温度を上昇させることが可
能となり、都市ごみのような発熱量の低い燃料であって
し、助熱の必要性を大幅に小さくすることができ、また
、安定した燃焼を継続することができるので、流動床炉
の運転経費を大幅に低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の模式的縦断面図、第２図は第１図の■
−■横断面図、第３図は炉内の流動媒体の空隙量率のグ
ラフ、第４図は従来例の模式的縦断面図である。 図において、５は流動層、８は２次空気口、９は３次空
気口、１２は炉径絞り部である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 流動床炉において、流動層界面に２次空気を送入する２
   次空気口を設け、前記流動層界面より上方に炉内横断面
   積の小さな炉径絞り部を形成し、該炉径絞り部に３次空
   気を送入する３次空気口を設け、前記炉径絞り部より上
   方は大きな空間を有する上部炉体部としたことを特徴と
   する流動床炉。