JPS6399490A - 循環流動床燃焼装置 - 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］ 本発明は、ボイラ゛、ゴミ焼却炉等で固形燃料を燃焼さ
せるために使用する循環流動床燃焼装置に関するもので
ある。

［従来の技術］ 流動床燃焼装置は、固形燃料を固体粒子中で比較的低温
燃焼できることから、固定床燃焼装置の場合より、排ガ
ス中に含まれる窒素酸化物の含有量が少なく、流動層内
で脱硫が可能であり、低品位炭を燃料としてて使用でき
る等の優れた利点があるため、ボイラ、ゴミ焼却炉等に
多用されている。

ところが、斯かる流動床燃焼装置の場合、燃焼が流動床
炉内に形成される流動層部分でしか行われないため燃焼
効率が低い（９０〜９５％）問題があり、又脱硫が可能
であると言っても、脱硫剤は流動層部分でしか流動せず
反応が充分に行われないため、脱硫剤の利用率は未だ低
い（Ｃａ　Ｏ／Ｓ″：、４）問題があった。

そこで従来、燃料を、ベッド材を循環させながら高速で
吹上げられる噴流床炉内で燃焼させるようにした循環流
動床燃焼装置が開発された。

斯かる循環流動床燃焼装置は、ベッド材と共に燃料の未
燃分や脱硫剤等の粒子を循環させて再燃焼できるため、
上記非循環式の流動床燃焼装置に比べ、燃焼効率が高く
（９９％）、脱硫剤の利用率も高＜　（Ｃａ　Ｏ／Ｓ＜
２）できるものであり、又燃焼温度も若干低くできるた
め窒素酸化物の含有量もより低くできるものである。

［発明が解決しようとする問題点コ しかしながら、斯かる循環流動床燃焼装置の場合、ガス
速度が速いことから必要な滞留時間を得るために炉高が
高くなる問題があり、更に循環粒子量を制御できないた
め、負荷変動に対する追従性が悪いと言う問題があった
。

本発明はこうした実情に鑑み、燃焼性の向上と大幅な負
荷変化に対応できる高性能な循環式流動床燃焼装置を提
供しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、流動床炉と噴流床炉とを一体連設し、上記流
動床炉の上壁部に燃料及び脱硫剤を供給する粒子供給管
を導設し、上記噴流床炉の下部に灰抜出口を設け、且つ
上記噴流床炉の上方出口に集塵装置を設置すると共に、
該集塵装置と上記粒子供給管との間に粒子戻り管を接続
して粒子を循環させ得るよう構成し、更に上記戻り管に
循環粒子量制御装置を備えて成る構成を有する。

［作　　　用］ 流動床炉で充分に反応時をとって脱硫し、更に脱硫され
ずに残った亜硫酸ガスを噴流床炉で脱硫し、噴流床炉か
ら飛散する灰を流動床炉に循環し、噴流炉床に残溜する
灰を灰抜出口から排出する。又循環粒子量制御装置によ
り、負荷に対応して循環粒子量を制御する。

［実　施　例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の循環流動床燃焼装置を流動床ボイラと
して使用する場合を示しており、下部近くに散気板ｌを
有し、該散気板１の下方に風箱２を設け、散気板ｌの上
部位置に蒸発管３を敷設した大型の流動床炉４を備え、
且つ該流動床炉４の下部、即ち上記風箱２に一次空気供
給口５を設けて、空気供給管６から弁７を介して風箱２
内に空気が供給されるようにすると共に風箱２内に供給
された空気を、散気板ｌに穿設した多数の孔を通して散
気板ｌ上方に供給し得るよう構成し、更に上記流動床炉
４の上壁部に粒子供給管８を導設し、石灰等の固型燃料
と脱硫剤とをロータリーバルブ９の作動を介して流動床
炉４内に供給し得るよう構成する。

又、上記流動床炉４の一側に、小径で上下方向に長い円
筒状の噴流床炉ｌＯを一体連設すると共に、該噴流床炉
ｌＯの下部には噴流空気供給口１１を設けて、空気供給
管６より弁１２を通した二次空気を噴流床炉ｌＯ内の上
方へ向けて勢いよく供給し得るよう構成し、更に噴流床
炉１０の流動床炉４よりも上方に突出している部分には
、三次空気供給口１３を設けて、必要に応じ弁１４を介
して三次空気を供給するようにしである。又噴流床炉１
０の下端には灰抜出口１５が設けである。

噴流床炉１０の上方出口には、集塵装置としてサイクロ
ン１Ｂを設置して排ガスと粒子とを分離できるようにし
、排ガス出口からの排ガスは、例えば熱交換器２４を通
した後排風装置２５により煙突等を介して外部に排出す
るよう構成する。

又サイクロン１６の粒子出口部には、中途部に粒子貯蔵
タンク１８を備えた粒子戻り管１７の上端を連結すると
共に、該粒子戻り管１７の下端には、上記粒子供給管８
のロータリーバルブ９より下流位置へ連通するようにし
た接続管１９を設け、且つ該接続管１９の末端には、弁
２０の操作により粒子移送用空気を送給し得るよう空気
供給管６を接続する。

尚、２１は空気供給管６を介して各部へ空気を送給する
ための送風装置、２２は起動用バーナである。

次に、斯かる構成とした循環流動床燃焼装置の作動を説
明する。

ロータリーバルブ９の操作により燃料と脱硫剤とを流動
床炉４内の散気板１上に比較的薄く供給充填して流動層
２３が形成されるようにする。

而して、−次空気供給口５から風箱２を経て供給される
一次空気で流動層２３は流動化して形成され、燃料は窒
素酸化物の生成を抑制するために空気不足の条件で燃焼
させる。未燃カーボンや小粒の燃え殻を含む飛散灰粒子
は噴流床炉ｌＯ内に順次移動し、粉粒空気供給口１１か
ら供給される高速流の二次空気と混合し、噴流床炉１０
内で二次燃焼する。又流動層２３で脱硫した後更に残溜
する亜硫酸ガスＳＯ２は、過剰空気の雰囲気である噴流
床炉ｌＯ内で脱硫される。噴流床炉１０から飛散する灰
分粒子は、噴流床炉ＩＯの出口に設置されているサイク
ロン１６で分離され、粒子戻り管１７から接続管１９、
粒子供給管８を経て流動床炉４内へ循環する。

流動層２３の中に残溜する粗粒灰は、噴流床炉ｌＯ内へ
移動した時、噴流空気供給口１１から供給される二次空
気で選択的に分離され灰噴出口１５から排出される。又
、弁１７．１２の開度を調整して一次空気と二次空気と
のバランスを変え、更に必要に応じて弁１４を開き、噴
流床炉１０の流動床炉４より上方部分で三次空気を供給
する。

前記において、粒子戻り管１７の途中には粒子貯蔵タン
ク１８が設けてあり、更に接続管１９から粒子供給管８
へ向けて送給する移送用空気の量を弁２０の操作によっ
て調整し得るので、例えば負荷が小さくなった時に、弁
２０を絞るか又は閉じることによって循環供給される粒
子を貯蔵タンク１８内に溜めてダンパとしての機能を発
揮させることができ、流動層２３の厚みを薄くすること
ができる。一方逆に負荷が大きくなった時には、上記弁
２０を開いて移送用空気量を増加させ、貯蔵タンク１８
内の粒子を多量に供給することにより、流動層２３の厚
みを厚くすることができる。

勿論、これらの操作と相俟ってロータリーバルブ９の操
作を行うものである。

従って、このように循環供給する粒子の量を制御するこ
とにより、部分負荷時にも必要な循環粒子量を確保する
ことができると共に、大幅な負荷変動に対しても追従性
が良好になる。

第２図は本発明の他の実施例であり、サイクロン１Ｂの
排ガス出口に更に２次サイクロン２６を設置すると共に
、該２次サイクロン２Ｂの排ガス出口と流動床炉４の一
次空気供給口５との間に、循環ファン２７を備えた排ガ
ス循環ライン２８を設け、且つ該排ガス循環ライン２８
の循環ファン２７の上流位置と粒子貯蔵タンク１８の上
部位置との間に、弁２９を有する導管３０を接続したも
のである。３■は一次空気供給口５へ供給する排ガスの
流量調節弁である。

尚、第２図において、第１図と同一符号は同一部分を示
す。

このような方式とした場合、部分負荷時に減少した一次
空気量に見合った量の排ガスを、２次サイクロン２６か
ら排ガス循環ライン２８を用いて一次空気供給口５を通
し流動床炉４内に循環補給することができ、こうするこ
とにより燃焼の流動化を防止することができる。又、貯
蔵タンク１８内の粒子中には未燃微粒子も含んでいて、
該未燃微粒子は軽量であるため、その一部が１次サイク
ロン１６へリークして排ガス出口より排出されてしまう
虞があるが、貯蔵タンク１８の上部、それも貯蔵タンク
１８内に位置する上流側の戻り管１７の下端位置よりも
上部位置に、排ガス循環ライン２８に導かれる導管３０
が接続しであるため、貯蔵タンク１８内に貯蔵された粒
子のうちの未燃微粒子のみを排ガス循環ライン２８に誘
引することが可能となり、したがって、１次サイクロン
１６への未燃微粒子のリークを無くして該未燃微粒子を
確実に効率よく循環させることができ、燃焼効率を大幅
に向上させることができる。

尚、本発明は前記実施例にのみ限定されるものではなく
、流動床炉４、噴流床炉１０は円形、矩形成いはその他
の形状としてもよく、燃料、脱硫剤の供給位置や集塵装
置による飛散灰の流動床炉４への循環戻し位置は、燃料
によって最適の位置を選定するものである。又蒸発管３
の設置場所は流動装置２３内に限らず、流動床炉４の側
壁や噴流床炉１０上部の排ガス通過径路中に設けてもよ
く、更に噴流床炉１０は流動床炉４の中央等に配置する
ようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、（＋）　　流動
床炉内では空気不足、噴流床炉では空気過剰の条件が与
えられるので、窒素酸化物を大幅に低減し、高脱硫性能
を得ることができる。

（ｎ）　　噴流床炉内における二次側の燃焼性が良好な
ため、流動床炉内における一次側の流動層を薄くするこ
とができ、運転動力が小さくてすむ。

０　飛散粒子を一次側の流動床炉に戻すことにより、燃
焼性、脱硫性をさらに高めることができると共に、脱硫
剤の消費量を低減することができる。

（へ）流動床炉と噴流床炉とを組合せることにより、脱
硫剤の反応時間を充分とれるので、従来の循環流動床燃
焼装置に比して炉高を低くすることができる。

（Ｖ）　　粒子戻り管から流動床炉に戻す粒子の循環粒
子量制御装置を設けたので、部分負荷時にも必要な循環
粒子量を確保できると共に、負荷変動に対する追従性が
良好になる。

等の優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の循環流動床燃焼装置の概略図、第２図
は本発明の他の実施例の概略図である。 ４は流動床炉、５は一次空気供給口、８は粒子供給管、
１０は噴流床炉、１５は灰抜出口、１６はサイクロン、
１７は粒子戻り管、１８は貯蔵タンク、１９は接続管、
２１は送風装置を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）流動床炉と噴流床炉とを一体連設し、上記流動床炉
   の上壁部に燃料及び脱硫剤を供給する粒子供給管を導設
   し、上記噴流床炉の下部に灰抜出口を設け、且つ上記噴
   流床炉の上方出口に集塵装置を設置すると共に、該集塵
   装置と上記粒子供給管との間に粒子戻り管を接続して粒
   子を循環させ得るよう構成し、更に上記戻り管に循環粒
   子量制御装置を備えて成ることを特徴とする循環流動床
   燃焼装置。