JPH02140501A - 流動層炉 - 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〕 本発明は、都市とみ、汚泥及び産業廃棄物等の焼却に用
いられる流動層焼却炉及び石炭、オイルコークス等の燃
焼物を燃焼すると同時に流動層や空塔部から熱を回収す
る流動７１ボイフに関する。

〔従来の技術〕

従来、流動層ｓＪ４炉においては、流動砂を流動するた
めに流動空気が吹込まれておシ、流動層部から上昇して
くるガス流が、空塔部におけるガス流の主流であり、第
６図に示されるような従来の供給方法によって供給され
る二次空気はこの上昇ガスの流れにとシ込まれてしまい
、活発な混合が得られず、さらに空塔部内に大規模な死
空間が存在するという欠点があった。

また、最近では、対ＮＯｘ性を考慮して流動空気をしぼ
って運転しておシ、特にごみが高発熱量の時にこの操作
が必要となる。したがって、流動層部から還元ガス（例
えば、空気比：（ＬＡ径程度が上昇してくるため、ここ
に二次空気を吹込めば、二次空気ノズμからあたかもバ
ーナの様に火炎噴流が生成され、−気に燃焼する。

この時、空気の吹込み流速が速いと、火炎噴流が対面す
る炉壁に一突し、灰の溶着現象が生じることになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記したように、従来技術では効率的な燃焼ができなか
ったシ、灰の溶着が生じるという欠点を有していた。本
発明は、流動層炉において、空塔部に吹込まれる二次空
気流によシ活発な乱流混合とその保持及び死空間の減少
を計ることＫよって、効率的な燃焼と、未燃ガスを低減
させることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、鋭意研究の結果、流動層上部に空塔部を
有する流動層炉において、該空塔部に乱流燃焼領域を形
成するように二次空気を供給することによって、上記目
的を達成することができた。

すなわち、本発明は、流動層と、該流動層上部に空塔部
とを有する流動層焼却炉又は流動層ボイラにおいて、制
御可能な空気供給手段を設け、該空気供給手段に接続さ
れ、該焼却炉又はボイラの流動層と空塔部との接続部壁
部に開口する、該空塔部に乱流領域を形成するように、
同一水平断面に点対称かつ非軸線対称に配置された複数
の二次空気供給口が設けられていることを特徴とする流
動層炉に関する。

本発明を詳述すれば、流動層上部の空塔部は断面が円形
以外に矩形のものが使用でき、いわゆる正方形とか長方
形の横断面をもつものが使用できる。また、流動層部は
通常使用される流動層焼却炉及び流動層ボイラーのもの
ならいずれのものにも限定されない。

また、制御可能な空気供給手段としては、二次空気供給
口からの空気の吹込み量とか吹込流速を制御できるもの
ならどのような手段でも採用できる。さらに、空塔部に
乱流領域を形成する手段としては、流動層部と空塔部と
の接続部壁部に同一水平断面に点対称にかつ非軸線対称
に二次空気供給口を設けるとか、壁面に対して０くθ（
９０’の角度を付けた二次空気供給口を設けて、空塔部
に旋回流を形成させる等の手段が採用できる。

旋回流は、空塔部の水平断面内に形成するのがよく、こ
の場合、二次空気供給口は空塔部の水平断面に平行して
設けられる。そして、二次空気供給口は、空塔部の壁部
の水平断面の一側面について、適宜に１個又は複数個を
各側面に設置でき、また、設置位置についても空塔部の
縦方向に適宜に１段又は複数段で設置でき、これらの設
置個数及び設置段数は空塔部内に乱流領域を形成できれ
ばよく、低点の個数で設置すればよい。

空塔部内に乱流領域、特に旋回流を形成するためのもう
一つの要因は、空気供給口からの空気の吹込み流速にあ
る。

強い乱流エネルギーを持つ旋回流を形成するには、空気
の吹込み流速は５０　ｍ／ｓ以上にする必要があシ、さ
らに高速にするほど活発な乱流旋回流が得られるが、実
験によれば、吹込み流速が余り速すぎると、極部的高温
化による対面する炉壁への灰の溶着現象が生じるので、
これを防止する観点から吹込み流速は３０〜５０ｍ／８
にするのが最適である。

なお、二次空気供給口における供給ノズμの内部に、螺
旋羽根を設けて、二次空気流の吹込み方向に垂直な面内
に旋回流を与えると、炉内垂直軸線を中心とする旋回流
と合い伴ってさらに活発な混合、拡散が促進される。こ
の場合にも、空気吹込み流の主流は３０〜ｓ　ｏ　ｍ／
ｓの範囲ＫＩＩ＆持することが望ましい。

〔実施例及び作用〕

次に、本発明の一例を図面に基づいてその作用と共に詳
述する。

第１図は、本発明に用いられる流動層炉の断面概略図で
ある。第１図において、１が流動層炉であり、その下部
に流動層２、上部に空塔部３が形成されておシ、流動層
２の下部から流動空気４が吹込まれて、流動砂による流
動層が形成される。

流動層２の直上部の位置に燃焼対象物供給口５が開口し
ておシ、ここから燃焼物が投入される。投入された燃焼
物は流動層２において燃焼され、不完全燃焼ガスが空塔
部３に上昇してくる。空塔部３には二次空気供給口６が
開口されておシ、二次空気供給手段１２によって制御さ
れた二次空気の吹込みによって完全に燃焼されて排ガス
出ロアから排出される。

流動層２においては、流動空気によυ上昇する空塔ガス
の流速は、流動砂の同伴を防止するため、約１．５　ｍ
／ｓときわめて遅い。一方、空塔部３においては空気の
吹込み流速は３０〜５０ｍ／ｓ　ｈきわめて速いため、
空塔部全域にわたって強い乱流領域が生じ、死空間が減
少し活発な混合をもたらす。さらに燃焼ガスの炉内滞留
時間の増加をもたらし、局部的な高温をなくして灰の溶
着現象等が生じることなく、未燃ガスを低減できるので
ある。

第２図〜第４図は、空塔部３における二次空気供給口の
配置位置の一例を示す、断面図である。第２図は、二次
空気供給口６を壁面の側面に２個づつ設け、そのうち１
個に吹込み角度を設けたものであシ、第３図は二次空気
供給口６を壁面の１側面に中心からずらして２個づつ平
行に設けたものであシ、それによっていずれも旋回流ａ
を生ずる。第４図は断面形状が長方形の場合の二次空気
供給口６の配置を示した一例であシ、この場合、旋回流
ａは２個形成されており、このような配置にしてもよい
。

以上のように、二次空気供給口の配置は、焼却炉の垂直
軸線を中心にして、水平断面内で旋回流を形成するよう
な配置にするのがよく、炉の規模によって、供給口の数
は吹込み流速を３０〜５０　ｍ／ｓの範囲内で適宜選択
できる。

第５図は、二次空気供給口６の供給ノズＡ／８に螺旋羽
根９を設けた二次空気供給ノズμの一例の断面構造図で
ある。二次空気１０は、二次空気供給ノズル８内の螺旋
羽根を通って空塔部内に吹込まれる。この場合、空塔部
内の垂直方向に旋回流が形成される。そして、二次空気
の吹込み流速は主流１１方向で３０〜５０　ｍ／ａの範
囲内で適宜選択できる。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、本発明を適用することによシ、空
塔部内で供給された二次空気による活発表乱流領域の形
成とその保持が可能となシ、未燃焼ガスと活発な混合が
生じ、空塔部に死空間が減少し燃焼ガスの炉内滞留時間
が増加して、焼却炉から排出される燃焼ガフ中の未燃−
ｊｆ７−量二次空気供給との燃焼性を比較したグラフで
あして、縦軸にＣＯ濃度（ＰＰＭ）を横軸に時間（分）
を採り、未燃焼ガスがどの程度低減されるかを測定した
比較実験結果である。この図から、本発明のほうがＣＯ
６度の低減されていることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いられる流動層炉の断面概略図であ
り、第２図〜第４図は、二次空気供給口の配置の一例を
示す断面図であり、第５図は、二次空気供給口における
供給ノズルの一例を示す断面構造図であシ、第６図は従
来例におの相違によるｃｏ　１１に度を比較したグラフ
である。 １・・・流動層炉　　　　２・・・流動層３・・・空塔
部　　　　　４・・・流動空気５・・・燃焼対象物供給
口６・・・二次空気供給ロア・・・排ガス出口　　　ａ
・・・旋回流８・・・二次空気供給ノズ／Ｉ／９・・・
螺旋羽根１０−・・二次空気流 １１・・・空気主流 １２−・・二次空気供給手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、流動層と、該流動層上部に空塔部とを有する流動層
   焼却炉又は流動層ボイラにおいて、制御可能な空気供給
   手段を設け、該空気供給手段に接続され、該焼却炉又は
   ボイラの流動層と空塔部との接続部壁部に開口する、該
   空塔部に乱流領域を形成するように、同一水平断面に点
   対称かつ非軸線対称に配置された複数の二次空気供給口
   が設けられていることを特徴とする流動層炉。 ２、前記複数の二次空気供給口のいずれかが、焼却炉垂
   直軸線を中心とした旋回流を形成するように、壁面に対
   し０＜θ＜９０°の角度で設けられていることを特徴と
   する請求項１に記載の流動層炉。 ３、前記二次空気供給口において、該二次空気供給口の
   ノズルの内部に螺旋／羽根が設けられたことを特徴とす
   る請求項１又は２に記載の流動層炉。 ４、前記二次空気供給口からの二次空気の吹込み流速が
   、３０〜５０ｍ／ｓの範囲の流速である請求項１〜３の
   いずれか１項に記載の流動層炉。