JPWO2011007618A1 - Fluidized bed boiler combustion method and fluidized bed boiler - Google Patents

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Abstract

バイオマス燃料を用いたCFBボイラ1の燃焼方法において、フェロニッケルスラグをバイオマス燃料に加えて流動床式ボイラで燃焼させることを特徴とする。フェロニッケルスラグ中には酸化マグネシウムが含まれているため、アルカリ珪酸塩の生成を抑制できる。従って、低融点化合物の生成に伴う流動不良発生の虞が低減し、CFBボイラの高温での運転が可能になる。その結果として、エネルギー回収効率の向上を図り易くなる。In the combustion method of the CFB boiler 1 using biomass fuel, ferronickel slag is added to the biomass fuel and burned in a fluidized bed boiler. Since ferronickel slag contains magnesium oxide, generation of alkali silicate can be suppressed. Therefore, the possibility of occurrence of poor flow due to the generation of the low melting point compound is reduced, and the CFB boiler can be operated at a high temperature. As a result, it becomes easy to improve the energy recovery efficiency.

Description

本発明は、ボイラ燃料としてアルカリ成分含有の燃料を用いた流動床式ボイラの燃焼方法、及び流動床式ボイラに関する。   The present invention relates to a fluidized bed boiler combustion method using a fuel containing an alkali component as boiler fuel, and a fluidized bed boiler.

流動床式ボイラ(「CFBボイラ」ともいう)へのバイオマス燃料の適用が求められている。バイオマス燃料のうち、モミ殻やEFB(Empty Fruit Bunches)などの低品位のバイオマス燃料はアルカリ成分を多く含み、このアルカリ成分は低融点の化合物を生じさせる。低融点の化合物は流動材(「ベット材」ともいう)に付着して流動不良を引き起こす可能性があるため、炉内温度を低融点の化合物が生じない程度、具体的には750℃以下に保持するなどの制御が必要であった(特許文献1参照)。   Application of biomass fuel to fluidized bed boilers (also referred to as “CFB boilers”) is required. Among biomass fuels, low-grade biomass fuels such as fir shells and EFB (Empty Fruit Bunches) contain a large amount of alkali components, and these alkali components generate low melting point compounds. Since the low melting point compound may adhere to the fluidized material (also referred to as “bed material”) and cause poor flow, the furnace temperature should be set to a level that does not produce a low melting point compound, specifically 750 ° C. or less. Control such as holding is necessary (see Patent Document 1).

一方で、流動床式ボイラの流動材中に酸化マグネシウム(MgO)を添加すると、低融点の化合物の生成を抑えることができる。しかしながら、酸化マグネシウムを直接に流動材中に添加するということは一般的ではないため、通常は、炭酸マグネシウム(MgCO)や水酸化マグネシウム(Mg(OH))を供給していた。On the other hand, when magnesium oxide (MgO) is added to the fluidized material of a fluidized bed boiler, the production of low melting point compounds can be suppressed. However, it is not common to add magnesium oxide directly into the fluidized material, and thus magnesium carbonate (MgCO 3 ) and magnesium hydroxide (Mg (OH) 2 ) are usually supplied.

特開2005−226930号公報JP 2005-226930 A

しかしながら、特許文献1に記載の方法では、流動不良回避のために炉内温度を低く抑える必要があってボイラの運転温度を低くせざるを得ず、エネルギー回収効率の向上が難しかった。また、炭酸マグネシウムや水酸化マグネシウムを流動材中に添加する方法では、酸化マグネシウムに分解される際に吸熱反応が生じたり、水が生成されたりしてエネルギー回収効率を低下させる虞があった。   However, in the method described in Patent Document 1, it is necessary to keep the furnace temperature low in order to avoid poor flow, and the operating temperature of the boiler has to be lowered, which makes it difficult to improve the energy recovery efficiency. In addition, in the method of adding magnesium carbonate or magnesium hydroxide to the fluidized material, there is a concern that an endothermic reaction occurs when the magnesium oxide is decomposed into magnesium oxide, or water is generated, thereby reducing the energy recovery efficiency.

本発明は、以上の課題を解決することを目的としており、アルカリ成分含有の燃料を用いる場合にも、エネルギー回収効率の向上と流動不良を防止とを両立できる流動床式ボイラの燃焼方法、及び流動床式ボイラを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above problems, and even when using an alkali component-containing fuel, a combustion method of a fluidized bed boiler capable of achieving both improvement in energy recovery efficiency and prevention of flow failure, and An object is to provide a fluidized bed boiler.

鉱石の製錬によって生じる製錬スラグ、例えば、フェロニッケルスラグは路盤材として利用される程度の用途しかなく、通常は廃棄処分されていた。本発明者は、製錬スラグの一種であるフェロニッケルスラグに着目したところ、酸化マグネシウムが30%(重量パーセント濃度)程度含まれており、製錬スラグの有効利用を鋭意検討した結果、流動床式ボイラに添加すると流動不良を効果的に防止できるとの知見を得て、本発明を想到するに至った。   Smelting slag produced by ore smelting, for example, ferronickel slag, has only been used as a roadbed material, and is usually discarded. The inventor paid attention to ferronickel slag, which is a kind of smelting slag, and contained about 30% (weight percent concentration) of magnesium oxide. The knowledge that the flow failure can be effectively prevented when added to the boiler is obtained and the present invention has been conceived.

すなわち、本発明は、アルカリ成分含有の燃料を用いた流動床式ボイラの燃焼方法において、鉱石の製錬によって生じる製錬スラグを燃料に加えて流動床式ボイラで燃焼させることを特徴とする。   That is, the present invention is characterized in that in a fluidized bed boiler combustion method using an alkali component-containing fuel, smelting slag produced by ore smelting is added to the fuel and burned in the fluidized bed boiler.

流動床式ボイラの燃料として、バイオマス燃料などのアルカリ成分含有の燃料を用いた場合には、カリウム(K)やナトリウム(Na)などのアルカリ成分と、流動材成分としての石英粒子との間の化学反応により、アルカリ珪酸塩が形成される。このアルカリ珪酸塩は、700℃程度で溶融する低融点化合物であり、流動材としての粒子表面に粘着層を形成し、流動材の流動を阻害する可能性がある。しかしながら、本発明では、アルカリ成分含有の燃料に加えて製錬スラグを流動床式ボイラに供給しており、製錬スラグ中には酸化マグネシウムが含まれているため、アルカリ珪酸塩の生成を抑制できる。従って、低融点化合物の生成に伴う流動不良発生の虞が低減し、流動床式ボイラの高温での運転が可能になる。その結果として、エネルギー回収効率の向上を図り易くなる。さらに、製錬スラグ中には炭酸マグネシウムや水酸化マグネシウムではなく酸化マグネシウムが含まれているため、その酸化マグネシウムがアルカリ珪酸塩の生成抑制に直接に寄与するので、炭酸マグネシウムや水酸化マグネシウムを添加する場合に比べて高いエネルギー回収効率を期待できる。   When an alkali component-containing fuel such as a biomass fuel is used as the fluidized bed boiler fuel, it is between the alkali component such as potassium (K) and sodium (Na) and the quartz particles as the fluidizing material component. An alkali silicate is formed by the chemical reaction. This alkali silicate is a low-melting-point compound that melts at about 700 ° C., and may form an adhesive layer on the surface of the particles as the fluidizing material, possibly inhibiting the fluidizing material from flowing. However, in the present invention, smelting slag is supplied to the fluidized bed boiler in addition to the alkali component-containing fuel, and since magnesium oxide is contained in the smelting slag, the production of alkali silicate is suppressed. it can. Therefore, the possibility of the occurrence of poor flow due to the generation of the low melting point compound is reduced, and the fluidized bed boiler can be operated at a high temperature. As a result, it becomes easy to improve the energy recovery efficiency. Furthermore, since smelting slag contains magnesium oxide, not magnesium carbonate or magnesium hydroxide, magnesium oxide contributes directly to the suppression of alkali silicate formation, so magnesium carbonate and magnesium hydroxide are added. Higher energy recovery efficiency can be expected compared to

さらに、流動床式ボイラの流動材として製錬スラグを用いると好適である。製錬スラグを利用して流動床を形成できるため、流動床の流動不良を偏り無く効果的に抑制できる。   Further, it is preferable to use smelting slag as a fluidizing material for a fluidized bed boiler. Since the fluidized bed can be formed using the smelting slag, it is possible to effectively suppress the flow failure of the fluidized bed without unevenness.

さらに、流動床式ボイラは、炉本体と、炉本体から排出された排ガス中の流動材を排ガスから分離する分離部と、分離部で分離された流動材を炉本体からの逆流を防止しながら炉本体の内部に戻す循環シール部と、を備え、製錬スラグを循環シール部に供給すると好適である。循環シール部での流動不良を効果的に抑止することができる。   Furthermore, the fluidized bed boiler is configured to prevent a back flow from the furnace body, a separation unit that separates the fluid material in the exhaust gas discharged from the furnace body from the exhaust gas, and the fluid material separated by the separation unit. It is preferable to provide a circulation seal portion that returns to the inside of the furnace body, and supply the smelting slag to the circulation seal portion. The poor flow at the circulation seal portion can be effectively suppressed.

また、本発明は、アルカリ成分含有の燃料を用いた流動床式ボイラであって、鉱石の製錬によって生じる製錬スラグが加えられた燃料を燃焼する炉本体を備えることを特徴とする。本発明によれば、アルカリ成分含有の燃料を用いる場合にも、エネルギー回収効率の向上と流動不良を防止とを両立できる。   In addition, the present invention is a fluidized bed boiler using a fuel containing an alkali component, and includes a furnace body that burns fuel to which smelting slag generated by ore smelting is added. According to the present invention, both improvement of energy recovery efficiency and prevention of flow failure can be achieved even when an alkali component-containing fuel is used.

さらに、炉本体には、流動材として前記製錬スラグが投入されていると好適である。この構成によれば、製錬スラグを利用して流動床を形成できるため、流動床の流動不良を偏り無く効果的に抑制できる。   Further, it is preferable that the furnace body is filled with the smelting slag as a fluidizing material. According to this structure, since a fluidized bed can be formed using smelting slag, the fluid failure of a fluidized bed can be effectively suppressed without unevenness.

さらに、炉本体から排出された排ガス中の流動材を排ガスから分離する分離部と、分離部で分離された流動材を炉本体からの逆流を防止しながら炉本体の内部に戻す循環シール部と、を更に備え、製錬スラグは循環シール部に供給されると好適である。この構成によれば、循環シール部での流動不良を効果的に抑止することができる。   Furthermore, a separation part that separates the fluid material in the exhaust gas discharged from the furnace body from the exhaust gas, and a circulation seal part that returns the fluid material separated in the separation part to the inside of the furnace body while preventing backflow from the furnace body; The smelting slag is preferably supplied to the circulation seal portion. According to this configuration, poor flow at the circulation seal portion can be effectively suppressed.

本発明によれば、流動床式ボイラの燃料としてアルカリ成分含有の燃料を用いる場合に、エネルギー回収効率の向上と流動不良を防止とを両立できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when using an alkali component containing fuel as a fuel of a fluidized bed boiler, improvement of energy recovery efficiency and prevention of a flow defect can be made compatible.

流動床式ボイラを模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a fluidized bed type boiler typically. アグロメの生成メカニズムを示す説明図であり、(a)はコーティング誘発メカニズムを示す図であり、(b)は、溶融誘発メカニズムを示す図である。It is explanatory drawing which shows the production | generation mechanism of an agglomerate, (a) is a figure which shows a coating induction mechanism, (b) is a figure which shows a melting induction mechanism. O−SiO状態図である。K 2 is a O-SiO 2 phase diagram. MgO−SiO状態図である。Is a MgO-SiO 2 phase diagram. MgO−KO−SiO状態図である。It is a MgO-K 2 O-SiO 2 phase diagram. 共晶コーティングCにMgOが作用する状態を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the state in which MgO acts on the eutectic coating C. フェロニッケルスラグである三つ試料の物性を示す図である。It is a figure which shows the physical property of the three samples which are ferronickel slag. フェロニッケルスラグを添加した場合における運転時間と、ベット温度およびベット差圧との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the operation time at the time of adding ferronickel slag, bet temperature, and bet differential pressure. フェロニッケルスラグを添加しない(不添加)場合における運転時間と、ベット温度およびベット差圧との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the operating time, bet temperature, and bet differential pressure when no ferronickel slag is added (no addition).

以下、本発明に係る流動床式ボイラ、及び流動床式ボイラの燃焼方法の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a fluidized bed boiler and a combustion method of a fluidized bed boiler according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図1に示されるように、流動床式ボイラ(以下「CFBボイラ」という)1は、燃料を燃焼し、密閉容器内の水を加熱して蒸気を生成する燃焼塔(炉本体)3と、燃焼塔3で生じた燃焼ガス(以下、「排ガス」という)Gから固形物を分離するサイクロン分離器(分離部)5と、排ガスGの熱を熱回収する熱回収部7と、サイクロン分離器5で排ガスGから分離された飛灰、すなわち排ガスGから分離された流動材Fa(図2参照)を燃焼塔3の下部に戻す循環ライン9等を備えている。なお、熱回収部7には、過熱器などの熱交換チューブ等が配置されている。   As shown in FIG. 1, a fluidized bed boiler (hereinafter referred to as “CFB boiler”) 1 includes a combustion tower (furnace body) 3 that burns fuel and heats water in a sealed container to generate steam. A cyclone separator (separation unit) 5 that separates solids from combustion gas (hereinafter referred to as “exhaust gas”) G generated in the combustion tower 3, a heat recovery unit 7 that recovers heat of the exhaust gas G, and a cyclone separator 5 includes a circulation line 9 for returning fly ash separated from the exhaust gas G, that is, the fluidized material Fa (see FIG. 2) separated from the exhaust gas G to the lower part of the combustion tower 3. The heat recovery unit 7 is provided with a heat exchange tube such as a superheater.

燃焼塔3には、モミ殻やEFB(Empty Fruit Bunches)などのバイオマス燃料が投入される。この種のバイオマス燃料は、カリウムやナトリウムなどのアルカリ成分を多く含む低品位燃料である。さらに、燃焼塔3には、製錬スラグの一種であるフェロニッケルスラグが投入される。燃焼塔3には、石英粒子を主成分とする流動材Faが投入されており、この流動材Fa中に下部から空気が供給され、流動材Faが流動して流動床(以下「ベット」という)Fが形成される。ベットFの形成により、燃料の燃焼が促進される。燃焼の結果として生じる排ガスGは、流動材Faの一部を随伴しながら燃焼塔3内を上昇する。なお、本実施形態では、フェロニッケルスラグを流動材Fa中に添加する態様を説明するが、フェロニッケルスラグそのものを流動材Faとして利用することも可能である。   Biomass fuel such as fir shells and EFB (Empty Fruit Bunches) is input to the combustion tower 3. This type of biomass fuel is a low-grade fuel containing a large amount of alkaline components such as potassium and sodium. Further, ferronickel slag, which is a kind of smelting slag, is introduced into the combustion tower 3. The combustion tower 3 is supplied with a fluidized material Fa containing quartz particles as a main component. Air is supplied into the fluidized material Fa from the lower part, and the fluidized material Fa flows and is fluidized (hereinafter referred to as “bed”). ) F is formed. Formation of the bed F promotes fuel combustion. The exhaust gas G generated as a result of combustion rises in the combustion tower 3 while accompanying a part of the fluidized material Fa. In addition, although this embodiment demonstrates the aspect which adds ferronickel slag in the fluidized material Fa, it is also possible to utilize the ferronickel slag itself as the fluidized material Fa.

サイクロン分離器5は、燃焼塔3に隣接して配置されており、燃焼塔3から排出された排ガスG及び排ガスGに随伴された流動材Faを受け入れ、遠心分離作用によって排ガスGと流動材Faとを分離し、流動材Faは燃焼塔3に戻し、排ガスGは熱回収部7に送り込む。   The cyclone separator 5 is disposed adjacent to the combustion tower 3, receives the exhaust gas G discharged from the combustion tower 3 and the fluidized material Fa accompanying the exhaust gas G, and receives the exhaust gas G and the fluidized material Fa by centrifugal separation. The fluidized material Fa is returned to the combustion tower 3, and the exhaust gas G is sent to the heat recovery unit 7.

サイクロン分離器5には、循環ライン9が接続されている。循環ライン9は、燃焼塔3の下部に接続された管路からなり、循環ライン9上にはループシール(循環シール部)9aが設けられている。ループシール9aは、燃焼塔3からの排ガスGの逆流を防止する設備であり、ループシール9a内には、サイクロン分離器5から送り込まれた流動材Faが蓄積され、流動材Faはループシール9aの出口のリターンシュート部9bから燃焼塔3内に投入される。   A circulation line 9 is connected to the cyclone separator 5. The circulation line 9 is a pipe connected to the lower part of the combustion tower 3, and a loop seal (circulation seal part) 9 a is provided on the circulation line 9. The loop seal 9a is a facility for preventing the backflow of the exhaust gas G from the combustion tower 3. The fluid material Fa sent from the cyclone separator 5 is accumulated in the loop seal 9a, and the fluid material Fa is the loop seal 9a. Is introduced into the combustion tower 3 from a return chute portion 9b at the outlet of the gas.

また、CFBボイラ1は、ループシール9a内に製錬スラグの一種であるフェロニッケルスラグを供給するための製錬スラグ供給部11を備えている。ループシール9a内にフェロニッケルスラグを供給することで、ループシール9a内での流動不良を効果的に抑えることができる。   The CFB boiler 1 also includes a smelting slag supply unit 11 for supplying ferronickel slag, which is a kind of smelting slag, into the loop seal 9a. By supplying ferronickel slag into the loop seal 9a, poor flow in the loop seal 9a can be effectively suppressed.

次に、バイオマス燃料をCFBボイラ1に投入して燃焼させた際に生じる現象を説明する。   Next, a phenomenon that occurs when biomass fuel is charged into the CFB boiler 1 and burned will be described.

バイオマス燃料の燃焼におけるボトムアッシュ(Bottom Ash)とフライアッシュ(Fly Ash)の生成概念について説明する。ボトムアッシュは、流動材Faである砂を種(たね)としてバイオマス燃料中の成分が凝縮、融体、凝集して付着したり、砂表面で化学反応したりして粒子形成される。また、フライアッシュは、粒子形成されたボトムアッシュの一部が細かくなったものを除くと、バイオマス燃料中の成分そのものの凝縮、融体、凝集により形成される。   The concept of generating bottom ash and fly ash in biomass fuel combustion will be explained. The bottom ash is formed into particles by using the sand, which is the fluidized material Fa, as seeds (seeds), and the components in the biomass fuel are condensed, melted, aggregated and adhered, or chemically reacted on the sand surface. Further, fly ash is formed by condensation, melting, and agglomeration of the components in the biomass fuel, excluding those in which part of the bottom ash formed with particles is fine.

バイオマス燃料の燃焼における流動材(「流動砂」、「ベット材」ともいう)Fa中での流動阻害の主たる原因はアグロメX(図2参照)である。アグロメXは、ほとんどが低融点化合物の融体(バイオマス燃料中の成分により形成される物質の融体)が流動材Fa表面へ付着したり、流動材Faの表面で共晶形成(バイオマス燃料中の成分が流動材Faの表面で化学反応)したりして引き起こされ、溶融誘発およびコーティング誘発として知られている二つのメカニズムに起因して生じると考えられている。   The main cause of the flow hindrance in the fluidized material (also referred to as “fluidized sand” or “bed material”) Fa in the combustion of biomass fuel is agglomerate X (see FIG. 2). The agglomer X is mostly composed of a melt of a low melting point compound (a melt of a substance formed by components in the biomass fuel) adhering to the surface of the fluidized material Fa, or eutectic formation on the surface of the fluidized material Fa (in the biomass fuel). Is caused by two mechanisms known as melting induction and coating induction.

具体的には、バイオマス燃料を燃焼した際のアグロメXの生成の主要な原因は、バイオマス燃料からのアルカリ成分、たとえばカリウム(K)やナトリウム(Na)等と流動材Faの主成分である石英粒子との間で化学反応が生じ、流動材Faの表面での粘着性のあるアルカリ珪酸塩層が形成されることに起因すると特定されている。なお、アルカリ成分に加えてリンもアグロメXにおける重要因子であることが確認されている。   Specifically, the main cause of the production of agglomerates X when burning biomass fuel is the main component of the fluid component Fa, such as alkali components from the biomass fuel, such as potassium (K) and sodium (Na). It is specified that a chemical reaction occurs between the particles and a sticky alkali silicate layer is formed on the surface of the fluid Fa. In addition to alkaline components, phosphorus has also been confirmed to be an important factor in Agrome X.

(溶融誘発メカニズム)
図2(b)に示されるように、溶融誘発メカニズムのアグロメXは、低融点化合物(アルカリ珪酸塩)の融体Mが流動材Faの表面に付着したボトムアッシュ粒子群が互いに集まって起こり、このメカニズムの制御因子は、局部温度と燃料灰組成とであり、高濃度のアルカリ成分と塩素とが含まれた燃焼灰では、溶融誘発メカニズムを通してアグロメXが形成される傾向にある。
(Mechanism of melting induction)
As shown in FIG. 2B, the agglomeration X of the melting induction mechanism is caused by a group of bottom ash particles in which the melt M of the low melting point compound (alkali silicate) adheres to the surface of the fluid Fa, The controlling factors of this mechanism are local temperature and fuel ash composition. In combustion ash containing a high concentration of alkali components and chlorine, agglomerates X tend to be formed through the melting induction mechanism.

(コーティング誘発メカニズム)
図2(a)に示されるように、コーティング誘発メカニズムのアグロメXは、流動材Faの表面での共晶コーティング(アルカリ珪酸塩相)Cが形成されたボトムアッシュ粒子群が、それらの共晶コーティングCにより接合と離散とを繰り返し、その結果、粒子凝集が開始され、徐々にネック(流動阻害要因)になるアグロメXの形成に到り、このメカニズムの主要な制御因子は、共晶コーティング厚さ(接合離間のし易さ)、共晶コーティング組成(接合強度)および局所温度である。
(Coating induction mechanism)
As shown in FIG. 2 (a), the agglomeration X of the coating induction mechanism is that the bottom ash particle group in which the eutectic coating (alkali silicate phase) C is formed on the surface of the fluidized material Fa is the eutectic. The coating C is repeatedly joined and discrete, and as a result, particle aggregation starts and gradually leads to the formation of the agglomerate X that becomes a bottleneck (flow inhibiting factor). The main control factor of this mechanism is the eutectic coating thickness. (Easiness of separation and bonding), eutectic coating composition (bonding strength) and local temperature.

なお、流動材Faの表面に実際にコーティングされた部分の詳細な分析結果から、このコーティング層は、共晶コーティング(KO−SiO:アルカリ珪酸塩層)Cであることが確認されている。この共晶コーティングCは、図3に示されるように、700℃にて溶融しはじめる。CFBボイラ1の流動材Fa中の温度、具体的には、800℃〜900℃においては、流動材Faである粒子同士を容易に付着、凝集させるものであることが確認できる。なお、図3は、KO−SiO状態図である。In addition, from the detailed analysis result of the part actually coated on the surface of the fluid Fa, it is confirmed that the coating layer is a eutectic coating (K 2 O—SiO 2 : alkali silicate layer) C. Yes. The eutectic coating C begins to melt at 700 ° C. as shown in FIG. It can be confirmed that at the temperature in the fluidized material Fa of the CFB boiler 1, specifically, 800 ° C to 900 ° C, the particles that are the fluidized material Fa easily adhere and aggregate. FIG. 3 is a K 2 O—SiO 2 phase diagram.

次に、アグロメXの形成と酸化マグネシウム(MgO)との関係について図4及び図5を参照して説明する。図4は、MgO−SiO状態図であり、図5は、MgO−KO−SiO状態図である。なお、図3に示されるように、KO−4SiOの状態からMgOとなる過程を図5の直線Laで示し、さらに、MgOの割合が増える方向を矢印Daで示す。Next, the relationship between the formation of agglomerates X and magnesium oxide (MgO) will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is an MgO—SiO 2 phase diagram, and FIG. 5 is an MgO—K 2 O—SiO 2 phase diagram. As shown in FIG. 3, the process of becoming MgO from the state of K 2 O-4SiO 2 is indicated by a straight line La in FIG. 5, and the direction in which the proportion of MgO increases is indicated by an arrow Da.

一番最初の反応状態(第1反応状態)は図3に示されるように、700℃程度の低い温度で生じ、この第1反応状態では、KO−4SiOの形態にてコーティング等が形成される(図3参照)。次に、第2反応状態では、図5の矢印Daの方向に反応が進み、第1反応状態で形成されたKO−4SiOに対して、少しずつMgOが反応していく。MgOの反応が進んだ状態を直線La(図5参照)上で見ると、MgOの割合が数%(4%程度)で742℃の第1ポイントPbとなって融点が上がり(第3反応状態)、次に、MgOの割合が8%程度で1000℃の第2ポイントPbとなって融点が上がり、付着性の少ない層になる(第4反応状態)。As shown in FIG. 3, the first reaction state (first reaction state) occurs at a temperature as low as 700 ° C. In this first reaction state, coating or the like is performed in the form of K 2 O-4SiO 2. Formed (see FIG. 3). Next, in the second reaction state, the reaction proceeds in the direction of the arrow Da in FIG. 5, and MgO reacts little by little with K 2 O-4SiO 2 formed in the first reaction state. When the MgO reaction progresses on the straight line La (see FIG. 5), the melting point increases as the first point Pb of 742 ° C. when the MgO ratio is several percent (about 4%) (third reaction state). Next, when the proportion of MgO is about 8%, it becomes the second point Pb at 1000 ° C., the melting point is increased, and a layer with less adhesion is formed (fourth reaction state).

第2ポイントPb以上には、MgOは反応し難い。融点が1000℃以上となり固体となるので、MgO(固体)との反応が起こり難くなるからである。ここで、またMgOが付着すると、例えば、第2ポイントPbから第1ポイントPbに戻り、742℃が融点になって付着が起こり易くなる。次に、第2反応状態に戻ってMgOが反応し、再び、第3反応状態及び第4反応状態が繰り返される。   MgO hardly reacts above the second point Pb. This is because the melting point becomes 1000 ° C. or higher and becomes a solid, which makes it difficult to react with MgO (solid). Here, when MgO adheres, for example, it returns from the second point Pb to the first point Pb, and the melting point becomes 742 ° C., so that the adhesion easily occurs. Next, it returns to a 2nd reaction state, MgO reacts, and a 3rd reaction state and a 4th reaction state are repeated again.

図4に示されるように、MgOとSiOとの反応では、1543℃まで融体を形成しないことが容易に推察され、また、図5に示されるように、MgOとKO−SiOとの反応においても、1000℃程度まで融体を形成しないことが推察される。従って、アルカリ成分を多く含むバイオマス燃料を燃焼する際に、流動材Fa中に酸化マグネシウムを添加することによって低融点の共晶コーティング(KO−SiO:アルカリ珪酸塩相)Cの形成を抑制することができる。As shown in FIG. 4, it is easily guessed that the reaction between MgO and SiO 2 does not form a melt up to 1543 ° C., and as shown in FIG. 5, MgO and K 2 O—SiO 2 It is speculated that the melt does not form up to about 1000 ° C. in the reaction. Therefore, when burning biomass fuel containing a large amount of alkali components, the formation of a low-melting eutectic coating (K 2 O—SiO 2 : alkali silicate phase) C is achieved by adding magnesium oxide to the fluidized material Fa. Can be suppressed.

ここで、図6を参照して、低融点の共晶コーティングCの形成を抑制することについて構造的に説明する。図6は、共晶コーティングCにMgOが作用する状態を模式的に示す説明図である。図6に示されるように、流動材Faの表面に共晶コーティングCが形成されると、その表面に融点が高いMgO−KO−SiOの層Sが形成されて固化し、融点が上がる。また、その表面に共晶コーティングCが形成されても、また融点が高いMgO−KO−SiOの層Sが形成されて固化し、融点が上がる。その結果として低融点である共晶コーティングCが形成されたとしても、その共晶コーティングCの表面に融点の高いMgO−KO−SiOの層Sが形成されることとなり、低融点化が抑制される。Here, referring to FIG. 6, the suppression of the formation of the low melting point eutectic coating C will be structurally described. FIG. 6 is an explanatory view schematically showing a state in which MgO acts on the eutectic coating C. FIG. As shown in FIG. 6, when the eutectic coating C is formed on the surface of the fluidized material Fa, a layer S of MgO—K 2 O—SiO 2 having a high melting point is formed and solidified on the surface, and the melting point is Go up. Further, even if the eutectic coating C is formed on the surface, a layer S of MgO—K 2 O—SiO 2 having a high melting point is formed and solidified to increase the melting point. As a result, even if the eutectic coating C having a low melting point is formed, a layer S of MgO—K 2 O—SiO 2 having a high melting point is formed on the surface of the eutectic coating C, thereby reducing the melting point. Is suppressed.

次に、フェロニッケルスラグなどの製錬スラグについて説明する。製錬スラグは、例えば、フェロアロイ原料鉱石を製錬してフェロアロイを生成する際に生じるスラグであり、製錬方法には、電気炉法やテルミット法などの各種方法が適用できる。例えば、電気炉法では、原料鉱石の前処理の後に電気炉での精製処理が行われ、その精製処理において所望の金属を抽出した残りの残余物が製錬スラグとなる。本実施形態では、製錬スラグとしてフェロニッケルスラグを例示している。   Next, smelting slag such as ferronickel slag will be described. The smelting slag is, for example, slag generated when ferroalloy raw ore is smelted to produce ferroalloy, and various methods such as an electric furnace method and a thermite method can be applied to the smelting method. For example, in the electric furnace method, after the raw material ore is pretreated, a refining process is performed in the electric furnace, and the remaining residue obtained by extracting a desired metal in the refining process becomes a smelting slag. In this embodiment, ferronickel slag is illustrated as smelting slag.

図7は、フェロニッケルスラグである三つ試料の物性を示す図であり、例えば、試料A中には、重量パーセント濃度として28.1%の酸化マグネシウム(MgO)が含まれており、試料B中には、35.5%の酸化マグネシウム(MgO)が含まれており、試料C中には、50.0%〜55%程度の酸化マグネシウム(MgO)が含まれている。このように、フェロニッケルスラグ中には、少なくとも30%以上の酸化マグネシウムが含まれている。従って、CFBボイラ1の燃焼塔3内にフェロニッケルスラグを供給することにより、アグロメXの形成を抑制でき、流動不良を効果的に抑制できることが推察される。   FIG. 7 is a diagram showing the physical properties of three samples that are ferronickel slag. For example, sample A contains 28.1% magnesium oxide (MgO) as a weight percent concentration, and sample B The sample contains 35.5% magnesium oxide (MgO), and the sample C contains about 50.0% to 55% magnesium oxide (MgO). Thus, at least 30% or more of magnesium oxide is contained in the ferronickel slag. Therefore, it is presumed that by supplying ferronickel slag into the combustion tower 3 of the CFB boiler 1, the formation of agglomerates X can be suppressed and the flow failure can be effectively suppressed.

次に、ボイラ燃料として低品位のバイオマス燃料を用いた場合のCFBボイラ1の燃焼方法について説明する。CFBボイラ1の燃焼塔3内には、ベットFを形成する流動材Faが既に投入されている。燃焼塔3中にバイオマス燃料に加えてフェロニッケルスラグを供給し、流動材Faの下部から空気を供給してベットFを形成しながら、図示しないバーナーによって燃焼する。燃焼塔3中の流動材Fa中にフェロニッケルスラグを添加することで、フェロニッケルスラグ中の酸化マグネシウムが寄与してアグロメXの形成を抑制し、ベットFの流動不良を効果的に抑制することができる。   Next, a combustion method of the CFB boiler 1 when a low-grade biomass fuel is used as the boiler fuel will be described. In the combustion tower 3 of the CFB boiler 1, the fluid material Fa that forms the bed F has already been put. Ferronickel slag is supplied into the combustion tower 3 in addition to biomass fuel, and air is supplied from the lower part of the fluidized material Fa to form the bed F, and burned by a burner (not shown). By adding ferronickel slag to the fluidized material Fa in the combustion tower 3, magnesium oxide in the ferronickel slag contributes to suppress the formation of agglomerate X and effectively suppress the flow failure of the bed F. Can do.

ここで、図8及び図9を参照してフェロニッケルスラグを添加した場合の効果について、不添加の場合に比較して説明する。なお、図8は、フェロニッケルスラグを添加した場合における運転時間と、ベット温度およびベット差圧との関係を示すグラフであり、図9は、フェロニッケルスラグを添加しない(不添加)場合における運転時間と、ベット温度およびベット差圧との関係を示すグラフである。なお、ベット差圧とは、流動化しているベットF内における上下の位置での圧力差を示し、流動不良が発生するとベット差圧が急激に低下し最終的に“0”になる。また、図8及び図9で示す実験条件では、フェロニッケルスラグを添加しない場合のベットF中に含まれるカリウム濃度は0.6wt%(灰分ベース)であるのに対して、フェロニッケルスラグを添加する場合の方は、ベットF中に含まれるカリウム(K)の濃度は2.6wt%(灰分ベース)と高い。従って、フェロニッケルスラグを添加する場合の方が、アグロメXを形成し易い環境になっている。   Here, with reference to FIG.8 and FIG.9, the effect at the time of adding ferronickel slag is demonstrated compared with the case where it does not add. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the operation time when ferronickel slag is added, the bed temperature and the bed differential pressure, and FIG. 9 shows the operation when ferronickel slag is not added (no addition). It is a graph which shows the relationship between time, bet temperature, and bet differential pressure. The bet differential pressure indicates a pressure difference at the upper and lower positions in the fluidized bed F. When a flow failure occurs, the bet differential pressure rapidly decreases and finally becomes “0”. In addition, in the experimental conditions shown in FIG. 8 and FIG. 9, the potassium concentration contained in the bed F when no ferronickel slag is added is 0.6 wt% (based on ash content), whereas ferronickel slag is added. In this case, the concentration of potassium (K) contained in the bed F is as high as 2.6 wt% (ash base). Therefore, the case where ferronickel slag is added is an environment in which agglomerates X are easily formed.

図8に示されるように、フェロニッケルスラグを添加した場合には、ベット温度が800℃を超えてもベット差圧に大きな変化はなく、流動良好と判断できる。一方で、図9に示されるように、フェロニッケルスラグを添加しない場合には、ベット温度が800℃を超えて一定の時間が経過した後にベット差圧が急激に低下しており、この時点でのアグロメXの成長を推察でき、さらに、ベット差圧が略“0”になっているので、流動不良と判断でき、結果として緊急の停止が必要になっている。これらの実験結果からも、フェロニッケルスラグを添加した場合には、ベットFの流動不良を効果的に抑制できることが確認できる。   As shown in FIG. 8, when ferronickel slag is added, even if the bed temperature exceeds 800 ° C., there is no significant change in the bed differential pressure, and it can be determined that the flow is good. On the other hand, as shown in FIG. 9, when ferronickel slag is not added, the bet differential pressure rapidly decreases after a certain time has elapsed after the bet temperature exceeds 800 ° C. The growth of the agglomerates X can be inferred, and the bet differential pressure is substantially “0”, so it can be determined that the flow is poor, and as a result, an emergency stop is required. Also from these experimental results, it can be confirmed that the flow failure of the bed F can be effectively suppressed when ferronickel slag is added.

さらに、本実施形態に係るCFBボイラ1の燃焼方法では、循環ライン9のループシール9a内にもフェロニッケルスラグを添加している。ループシール9aでの流動材Faの流動力は、燃焼塔3内に形成されたベットFでの流動力に比べて、著しく弱い。従って、ループシール9a内に積極的にフェロニッケルスラグを添加することによって、効果的に流動不良を防止できる。さらに、ループシール9a内に供給したフェロニッケルスラグは燃焼塔3内にも循環されるため、ベットFの流動不良の防止効果も得られる。   Furthermore, in the combustion method of the CFB boiler 1 according to the present embodiment, ferronickel slag is also added into the loop seal 9 a of the circulation line 9. The fluid force of the fluid Fa at the loop seal 9a is significantly weaker than the fluid force at the bed F formed in the combustion tower 3. Therefore, the flow failure can be effectively prevented by positively adding ferronickel slag into the loop seal 9a. Furthermore, since the ferronickel slag supplied into the loop seal 9a is also circulated in the combustion tower 3, an effect of preventing the flow failure of the bed F can be obtained.

上記のCFBボイラ1の燃焼方法の効果について説明する。CFBボイラの燃料として、アルカリ含有バイオマス燃料を用いた場合には、カリウム(K)やナトリウム(Na)などのアルカリ成分と、流動材Faの主成分である石英粒子との間で化学反応が生じ、アルカリ珪酸塩が形成される。このアルカリ珪酸塩は、700℃程度で溶融する低融点化合物であり、流動材Faとしての粒子表面に粘着層Faを形成し、流動材Faの流動を阻害する可能性がある。   The effect of the combustion method of the CFB boiler 1 will be described. When an alkali-containing biomass fuel is used as the fuel for the CFB boiler, a chemical reaction occurs between alkali components such as potassium (K) and sodium (Na) and quartz particles which are the main components of the fluidized material Fa. An alkali silicate is formed. This alkali silicate is a low-melting-point compound that melts at about 700 ° C., and forms an adhesive layer Fa on the particle surface as the fluidizing material Fa, possibly inhibiting the fluidizing material Fa from flowing.

従って、従来のCFBボイラにおいてアルカリ含有バイオマス燃料の適応を可能にするためには、流動不良(アブロメ生成)を抑制するために運転温度を低く抑える必要があり、または流動不良を生じ難い炉内環境を形成するために、石炭との混焼、添加剤の投入もしくは流動材の入れ替え等の処理や複雑な制御管理が必要であり、CO削減効果があまり望めなかったり、添加剤資源の無駄遣いや運転コストの増加にもつながったり、さらには多量廃棄物(流動材の入れ替えに伴い発生する引き抜き廃棄流動材)を発生させたりして現実的ではなかった。従って、アルカリ含有バイオマス燃料をCFBボイラの燃料として用いた場合には、エネルギー回収効率の向上と流動不良を防止とを両立させることは非常に難しかった。Therefore, in order to enable adaptation of the alkali-containing biomass fuel in the conventional CFB boiler, it is necessary to keep the operating temperature low in order to suppress the flow failure (abrome production), or the in-furnace environment where the flow failure is unlikely to occur. In order to form a coal, processing such as co-firing with coal, addition of additives or replacement of fluidized materials and complicated control management are necessary, and CO 2 reduction effect is not expected so much, waste of additive resources and operation This has led to an increase in cost, and furthermore, a large amount of waste (drawn waste fluidized material generated by replacement of fluidized material) is generated, which is not realistic. Therefore, when the alkali-containing biomass fuel is used as the fuel for the CFB boiler, it is very difficult to achieve both improvement in energy recovery efficiency and prevention of poor flow.

しかしながら、上記のCFBボイラ1の燃焼方法では、アルカリ含有バイオマス燃料に加えてフェロニッケルスラグをCFBボイラ1の燃焼塔3に供給しており、フェロニッケルスラグ中には酸化マグネシウムが含まれているため、アルカリ珪酸塩の生成を抑制できる。従って、低融点化合物の生成に伴う流動不良発生の虞が低減し、CFBボイラ1の高温での運転が可能になる。その結果として、エネルギー回収効率の向上と流動不良を防止とを容易に両立させることが可能になった。   However, in the above-described combustion method of the CFB boiler 1, ferronickel slag is supplied to the combustion tower 3 of the CFB boiler 1 in addition to the alkali-containing biomass fuel, and magnesium oxide is contained in the ferronickel slag. , Generation of alkali silicate can be suppressed. Therefore, the possibility of poor flow due to the generation of the low melting point compound is reduced, and the CFB boiler 1 can be operated at a high temperature. As a result, it has become possible to easily achieve both improvement in energy recovery efficiency and prevention of poor flow.

さらに、従来、フェロニッケルスラグは路盤材として利用される程度の用途しかなく、通常は廃棄処分されていたものであるが、本実施形態によれば、このフェロニッケルスラグの有効利用という観点からも有利である。さらに、フェロニッケルスラグ中には炭酸マグネシウムや水酸化マグネシウムではなく酸化マグネシウムが含まれているため、その酸化マグネシウムがアルカリ珪酸塩の生成抑制に直接に寄与するので、炭酸マグネシウムや水酸化マグネシウムを添加する場合に比べて高いエネルギー回収効率を期待できる。   Furthermore, conventionally, ferronickel slag is only used to the extent that it is used as a roadbed material, and is normally discarded, but according to this embodiment, from the viewpoint of effective use of this ferronickel slag. It is advantageous. Furthermore, since ferronickel slag contains magnesium oxide instead of magnesium carbonate or magnesium hydroxide, magnesium oxide contributes directly to the suppression of alkali silicate formation, so magnesium carbonate and magnesium hydroxide are added. Higher energy recovery efficiency can be expected compared to

以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、製錬スラグとしてフェロニッケルスラグを例示したが、鉱石の製錬によって生じる他の製錬スラグを用いることも可能である。   As mentioned above, although this invention was concretely demonstrated based on the embodiment, this invention is not limited to the said embodiment. For example, in the above embodiment, ferronickel slag is exemplified as the smelting slag, but other smelting slag generated by smelting ore can also be used.

また、アルカリ成分を含有するような品質の悪い流動材を使用している流動床式ボイラの流動材への混合使用もしくは代替として製錬スラグを用いる事も可能であり、この場合には、製錬スラグを利用した流動床を形成できるため、流動床の流動不良を偏り無く効果的に抑制できる。
さらに、ボイラ蒸気過熱器伝熱チューブへの強固なファウリングおよびデポ付着に対して、それらの除去効果およびボイラ蒸気過熱器伝面チューブ腐食抑制効果が期待できる。
It is also possible to use fluidized bed boilers that use poor quality fluid materials containing alkali components, or to use smelting slag as an alternative to fluid materials. Since the fluidized bed using the smelted slag can be formed, the fluidized bed fluidity can be effectively suppressed without unevenness.
Furthermore, with respect to the strong fouling and deposit deposition on the boiler steam superheater heat transfer tube, the removal effect and the boiler steam superheater transfer tube corrosion suppression effect can be expected.

1…CFBボイラ(流動床式ボイラ)、3…燃焼塔(炉本体)、9a…ループシール(循環シール部)、F…ベット(流動床)、Fa…流動材、G…排ガス。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... CFB boiler (fluidized bed type boiler), 3 ... Combustion tower (furnace main body), 9a ... Loop seal (circulation seal part), F ... Bed (fluidized bed), Fa ... Fluidizing material, G ... Exhaust gas.

一番最初の反応状態(第1反応状態)は図3に示されるように、700℃程度の低い温度で生じ、この第1反応状態では、KO−4SiOの形態にてコーティング等が形成される(図3参照)。次に、第2反応状態では、図5の矢印Daの方向に反応が進み、第1反応状態で形成されたKO−4SiOに対して、少しずつMgOが反応していく。MgOの反応が進んだ状態を直線La(図5参照)上で見ると、MgOの割合が数%(4%程度)で742℃の第1ポイントPbとなって融点が上がり(第3反応状態)、次に、MgOの割合が8%程度で1000℃の第2ポイントPaとなって融点が上がり、付着性の少ない層になる(第4反応状態)。 As shown in FIG. 3, the first reaction state (first reaction state) occurs at a temperature as low as 700 ° C. In this first reaction state, coating or the like is performed in the form of K 2 O-4SiO 2. Formed (see FIG. 3). Next, in the second reaction state, the reaction proceeds in the direction of the arrow Da in FIG. 5, and MgO reacts little by little with K 2 O-4SiO 2 formed in the first reaction state. When the MgO reaction progresses on the straight line La (see FIG. 5), the melting point increases as the first point Pb of 742 ° C. when the MgO ratio is several percent (about 4%) (third reaction state). Next, when the MgO ratio is about 8%, it becomes the second point Pa at 1000 ° C., the melting point is increased, and the layer becomes less adherent (fourth reaction state).

第2ポイントPa以上には、MgOは反応し難い。融点が1000℃以上となり固体となるので、MgO(固体)との反応が起こり難くなるからである。ここで、また が付着すると、例えば、第2ポイントPaから第1ポイントPbに戻り、742℃が融点になって付着が起こり易くなる。次に、第2反応状態に戻ってMgOが反応し、再び、第3反応状態及び第4反応状態が繰り返される。 MgO hardly reacts above the second point Pa . This is because the melting point becomes 1000 ° C. or higher and becomes a solid, which makes it difficult to react with MgO (solid). Here, when K 2 O adheres again, for example, it returns from the second point Pa to the first point Pb, and 742 ° C. becomes the melting point, and the attachment is likely to occur. Next, it returns to a 2nd reaction state, MgO reacts, and a 3rd reaction state and a 4th reaction state are repeated again.

図8に示されるように、フェロニッケルスラグを添加した場合には、ベット温度が800℃を超えてもベット差圧に大きな変化はなく、流動良好と判断できる。一方で、図9に示されるように、フェロニッケルスラグを添加しない場合には、ベット温度が800℃を超えて一定の時間が経過した後にベット差圧が急激に低下しており、この時点でのアグロメXの成長を推察でき、さらに、ベット差圧が“0”になっているので、流動不良と判断でき、結果として緊急の停止が必要になっている。これらの実験結果からも、フェロニッケルスラグを添加した場合には、ベットFの流動不良を効果的に抑制できることが確認できる。 As shown in FIG. 8, when ferronickel slag is added, even if the bed temperature exceeds 800 ° C., there is no significant change in the bed differential pressure, and it can be determined that the flow is good. On the other hand, as shown in FIG. 9, when ferronickel slag is not added, the bet differential pressure rapidly decreases after a certain time has elapsed after the bet temperature exceeds 800 ° C. The growth of the agglomerates X can be inferred, and the bet differential pressure is about “0”. Therefore, it can be determined that the flow is poor, and as a result, an emergency stop is required. Also from these experimental results, it can be confirmed that the flow failure of the bed F can be effectively suppressed when ferronickel slag is added.

Claims (6)

アルカリ成分含有の燃料を用いた流動床式ボイラの燃焼方法において、
鉱石の製錬によって生じる製錬スラグを前記燃料に加えて前記流動床式ボイラで燃焼させることを特徴とする流動床式ボイラの燃焼方法。
In the combustion method of a fluidized bed boiler using an alkali component-containing fuel,
A smelting slag produced by ore smelting is added to the fuel and burned in the fluidized bed boiler.
前記流動床式ボイラの流動材として前記製錬スラグを用いることを特徴とする請求項1記載の流動床式ボイラの燃焼方法。   The method for combusting a fluidized bed boiler according to claim 1, wherein the smelting slag is used as a fluidized material of the fluidized bed boiler. 前記流動床式ボイラは、炉本体と、前記炉本体から排出された排ガス中の流動材を前記排ガスから分離する分離部と、前記分離部で分離された前記流動材を前記炉本体からの逆流を防止しながら前記炉本体の内部に戻す循環シール部と、を備え、
前記製錬スラグを前記循環シール部に供給することを特徴とする請求項1または2記載の流動床式ボイラの燃焼方法。
The fluidized bed boiler includes a furnace body, a separation part that separates the fluid material in the exhaust gas discharged from the furnace body from the exhaust gas, and the fluid material separated by the separation part from the flow back from the furnace body. A circulation seal part for returning to the inside of the furnace body while preventing
The combustion method of a fluidized bed boiler according to claim 1 or 2, wherein the smelting slag is supplied to the circulation seal portion.
アルカリ成分含有の燃料を用いた流動床式ボイラであって、
鉱石の製錬によって生じる製錬スラグが加えられた前記燃料を燃焼する炉本体を備えることを特徴とする流動床式ボイラ。
A fluidized bed boiler using an alkali component-containing fuel,
A fluidized bed boiler comprising a furnace main body for burning the fuel to which smelting slag generated by ore smelting is added.
前記炉本体には、流動材として前記製錬スラグが投入されていることを特徴とする請求項4記載の流動床式ボイラ。   The fluidized bed boiler according to claim 4, wherein the smelting slag is introduced into the furnace body as a fluidizing material. 前記炉本体から排出された排ガス中の流動材を前記排ガスから分離する分離部と、前記分離部で分離された前記流動材を前記炉本体からの逆流を防止しながら前記炉本体の内部に戻す循環シール部と、を更に備え、
前記製錬スラグは前記循環シール部に供給されることを特徴とする請求項4または5記載の流動床式ボイラ。
A separation part that separates the fluid material in the exhaust gas discharged from the furnace body from the exhaust gas, and the fluid material separated by the separation part is returned to the interior of the furnace body while preventing backflow from the furnace body. A circulation seal part,
The fluidized bed boiler according to claim 4 or 5, wherein the smelting slag is supplied to the circulation seal portion.
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