JPH02223720A - 流動床ボイラの燃料分散供給装置 - 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、コーヒー粕、みかん粕、ビール粕。

茶粕、汚泥などの高水分を含有した廃棄物用の高含水残
渣物または石炭などを燃焼する場合に、流動床ボイラに
おいて燃焼ベツドに燃料を供給する流動床ボイラの燃料
分散供給装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来より流動床燃焼ベツドに高含水残渣物を供給する場
合は、■ケーシング内部に一定ピッチを有したスクリュ
を回転自在に装着したスラッジコンベアと、ケーシング
の内部に回転自在に装着されたロータの円周方向に一定
間隔をおいて放射状に配設されたロータを有したスプレ
ッダとの組合わせにより、まずスラッジコンベアから排
送された高含水残渣物を２次なるスプレッダを駆動して
燃焼ベツドの界面上に分散供給する方法と、■高圧ポン
プにて排送された高含水残渣物を流動床側壁に設けた燃
料供給管先端のスラッジガンにより燃焼ベツドの界面上
に分散供給する方法などがある。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、前記したスラッジコンベアとスプレッダとの
組合わせによって高含水残渣物を流動床内部に供給しよ
うとすると、スラッジコンベアの回転軸方向とスプレッ
ダの回転軸方向とが直交しているために、スラッジコン
ベアの排出側から押出し排出された高含水残渣物は、そ
のままではスプレッダの入口側へ分散して均等供給しに
＜＜。

さらに、高含水残渣物自身が粒径分布巾をあまりもたず
、かつ、自由含水率が高いため流動界面Ｊ二に均等に分
散供給しにくく、これによってスプレッダから排出され
る高含水残渣物が集塊状態のまま流動界面上に供給され
て未燃分損失が増えやすいなどの欠点があった。

また、前記■の方法による高圧ポンプを利用してスラッ
ジガンによって高含水残渣物を燃焼ベツドの界面１−に
分散供給すると、ポンプ動力が大きくなり、ランニング
コストが増加するなどの欠点を有していた。

［課題を解決するための手段］ このような問題点を解決するために、未発１ｊ１におい
ては、流動床側壁の１次燃焼空間に取付けたスプレッダ
においで、スプレッダのロータの外周に、平面形状が蛇
行形状になっており、さらに、側面形状の外周端が凹凸
形状になっているブレードを、前記「１−タの円周方向
に所定のピッチで複数個設けた構成とした。

［作用］ 本発明は、ビール粕、コー・ヒー粕のような高含水残渣
物をスプレッダを用いて流動燃焼ベツドへ供給を行なう
ことができるような燃料分散供給装置を提供しようとす
るものである。

まず、矩形状の燃料供給管の先端からスプレッダの軸方
向に亘り均等に分散供給された高含水残渣物を、側面形
状が凹凸形状をし、さらに、平面形状が蛇行形状になっ
ているブレードをロータに軸着したスプレッダに供給し
た場合、ロータの回転により、前者の凹凸形状のものは
、ブレード先端の凸部の部分は周速度が大キく、逆に、
ブレード根本の凹部の部分に近づくにつれて周速度は連
続的に小さくなる。こうして、周速度は凹凸形状に沿っ
て凹部から凹部へ連続的に変化し、周速度の違いによ−
）”〔放出到達距離が異なるため、流動界面上へ均等に
分散供給される。また、後者の蛇行形状のものは、燃料
供給管からスプレッダに向けて供給された高含水残渣物
が回転ブＬ−−一ドと衝突後、ブレード面の接線方向と
略直角方向に飛散することになるため、平面的に見た場
合あたかも扇状を呈した散布状態になり、これら２つの
相乗作用によって全体として流動界面上にまんべんなく
分散供給されることになる。

［実施例］ ・つぎに、本発明の１実施例を図面により説明する０図
面はいずれも本発明の実施例を示すものであり、第１図
は流動床ボイラの全体的な構成を示す概略的な断面図、
第２図は第１図のＩＩ　−ＩＩ線断面図、第３図は第１
図のｍ−■線断面図を示すい第１図、第２図および第３
図を用いて本装置の構成について述べる。

第１図に示す装置は、流動床ボイラｌ、最下戊”の空気
室２、その」−段の１次燃焼室３、さらにその上段の２
次燃焼室４、空気導入パイプ５，５ａ、仕切板６，６ａ
、流動熱媒体８，９、助燃用バーナ１０、燃焼用兼流動
化用空気導入口１１、水冷管１３　、Ｉ３ａ、空気箱４
０、燃料供給管４３、スプレッダ４７から構成される。

すなわち、この実施例では多段ベツドとして２段のベツ
ドが設けられている。

ここで、高含水残渣物を燃焼する場合について説明する
。

空気室２の側方には、水平方向内側に向かっている助燃
用のバーナ１０が設けられており、重油またはガス燃料
を燃焼させるごとによって１次燃焼室３にスプレッダ４
７によって１次燃焼ベツド２０に供給された高含水残渣
物３０の乾燥。燃焼を助けるとともに１次燃焼室３内を
所望の温度に保つことが可能である。１１は燃焼用兼流
動化用空気の導入口であり、流動床ボイラ０３５から排
出された排ガスを用いて図示しない熱交換器で加熱した
後、空気イ２内に連歌の空気を供給できるようにした。

１次燃焼室３は１例えば平均粒径が０．６ｍｍ程度の一
般的な砂からなる流動熱媒体８が入っている１次燃焼ベ
ツド２０と、その」：方の１次燃焼空間２１からなり、
空気室２と、空気室２のすぐ北にある１次燃焼室３との
間には、仕切板６が水平に設けられ、この仕切板６を貫
通して配設された多数の空気導入パイプ５が略垂直方向
に設けられており、さらに、仕切板６の上部（１次燃焼
室側）と下部（空気室側）にはキャスタブル１２を仕切
板６内に設けた水冷管１３を埋設する形で打設し、同様
に２次燃焼室４も１次燃焼室同様に仕切板６ａの上部と
下部にはキャスタブル１２ａを打設した。流動床側壁の
１次燃焼空間２１部にスプレッダ４７．空気箱４０およ
び燃料供給管４３から成る燃料分散供給装置を配設した
。

燃焼分散供給装置２７は、空気箱４０．燃料供給管４３
．スプレッダ４７から構成される０図示しない低圧ポン
プから送られた高含水残渣物３０は、先端が矩形状を有
した燃料供給管４３から均等にスプレッダ４７に供給さ
れ、ロータ４４円周上に等ピッチで、かつ、軸方向に固
設された鋸歯形状、ならびに蛇行形状を有したブレード
４５によって、撒布距離を調整しながら流動界面上に供
給される。なお、ロータ４４は可変速度式になっており
、ロータ４４の回転数によってブレード４５から投燃さ
れて流動界面上に到達する燃料の放出到達距離を燃料の
種類によって調整することができる構造となっている。

また、特に、スプレッダ４７によって高含水残渣物３０
を流動界面上に投燃する場合、一部の高含水残渣物３０
がスプレッダ４７のすぐ近傍、すなわち、１次燃焼室３
の側壁とスプレッダ４７間のデッドスペース上に落下し
、これが付着、堆積されてスプレッダ４７から連続して
流動界面上への投燃を妨害されるのを防止するため、前
記デッドスペースの個所に空気吹出し用のスリット４２
または多孔板を有した空気箱４０を設け、連続的に空気
をスリット４２または多孔板より噴出させて高含水残渣
物３０の付着および付着による堆積を防止するように構
成しである。

ここで、スプレッダ４７から流動界面上に分散供給され
た高含水残渣物３０は流動熱媒体８と混り合う、そして
、空気室２から供給される空気の作用によって流動化し
た状態で乾燥、燃焼される。

ここで、３２は各空気導入パイプ５の上部に設けたキャ
ップを示す。

１次燃焼室３に流動熱媒体８として砂を用いたのは、砂
は、ある大きな熱容量を持っているので。

高含水残渣物３０を燃焼ベツド２０内に入れても、燃焼
ベツド２０の温度を容易に維持できるからであり、かつ
、流動化状態ではその攪拌効果により残渣物３０を均一
に分散させるとともに、燃焼して生じた灰をかき落とし
、酸素との接触効率を良くするので、燃焼を良くする作
用効果を有するからである。

１次燃焼室３の１次燃焼空間２１や１次燃焼ベツド２０
内には、温度検知器３１が適宜木数設けられており、検
知した温度を計測し、計測された信号で供給する助燃料
を適宜制御して、１次燃焼室３内の温度や燃焼状態を常
に所望の状態に保ちうるようにした。

１次燃焼室３と、１次燃焼室３のすぐ上にある２次燃焼
室４との間には、垂直方向に貫通した多数本の空気導入
パイプ５ａや内部に水冷管１３ａを有する仕切板６ａが
設けられている。ただし、空気導入パイプ５ａでは、下
段の燃焼ガスが上昇して通過するだけでなく、１次燃焼
室３で燃焼途中の残渣物３０の一部をも２次燃焼室４内
に導入する。

上段の２次燃焼室４において、３３は各空気導入パイプ
５ａの上部に設けたキャップ、２２は砂などの流動熱媒
体９を有する２次燃焼ベツド、２３は上方の２次燃焼空
間である。

図示しない循環ポンプを経由して導入された循環水は、
循環水配管途中から２方向に分岐し、方の水路は１次燃
焼室３の仕切板６に配設された水冷管１３を通る間に加
熱された循環水と、他方、２次燃焼室４の仕切板６ａに
配設された水冷管１３ａを通る間に加熱された循環水は
最終的には図示しないスチームドラムに送られる。

つぎに、本発明の実施例の作動を説明する。

１次燃焼室３と２次燃焼室４内にそれぞれ一般的な砂な
どの流動熱媒体８．９を入れておく、つぎに、下方の助
燃用のバーナ１０を点火し、燃焼用兼流動化用空気導入
口１１より燃焼用兼空気流勧化用空気を供給し、さらに
、流動熱媒体８および９をそれぞれ流動させ、１次燃焼
ベツド２０および２次燃焼ベツド２２を形成させておく
。

そして、１次燃焼ベツド２０内に、図示しない比較的低
圧のポンプを駆動して燃料供給管４３を通って燃料供給
管４３の先端のノズル部４６からスプレッダ４７上に高
含水残渣物３０が供給されると、スプレッダ４７の駆動
によるブレード４５の形状特性によって１次燃焼ベツド
２０内に均等に分散供給し、燃焼させる。

ここで、高含水残渣物３０とは、例えば６０％以上の水
分を含んでいるものを言い、例えば、前記した残渣物３
０における通常の含水率は、コーヒー粕では約６０〜７
０％、みかん粕、ビール粕。

ウーロン茶粕では約７０〜９０％、汚泥では約７０〜８
０％である。

１次燃焼ベツド２０では、助燃用バーナ１０の作用と残
液物３０自体の燃焼熱で乾燥後、燃焼させる。１次燃焼
べ一２ド２０で残渣物３０の乾燥と燃焼を同時に行なう
ためには、ここの温度を約８００〜９００℃に保持して
おく。

本発明装置では、１次燃焼ベツド２０では、高含水残渣
物３０は乾燥した後、例えば約６０％だけ燃焼する。そ
して、１次燃焼空間２１でも例えば約１０％だけ燃焼し
、１次燃焼室３で完全燃焼されずに未燃分を例えば約３
０％有する小片の残渣物３０は上段の２次燃焼室４内に
送り込まれる。

そして、２次燃焼室４の２次燃焼ベツド２２と２次燃焼
空間２３で残渣物３０の残りの燃焼が引続いて行なわれ
、ここで完全燃焼される。なお、１次燃焼室３で高含水
残渣物３０を１００％近く燃焼させようとすれば、燃焼
後の廃ガスの排出流速は、本発明の場合の例えば４分の
１のように遅くする必要があり、その分流動床２の面積
も大きくする必要があり、装置全体を大きくする必要が
ある。また、遅い流速で流動化する特殊な流動熱媒体を
探す必要がある。

本発明のようにコンパクトな装置を用い、１次燃焼室３
で高含水残渣物３０を乾燥させて約７０％だけ燃焼させ
ただけでは、未燃分が多く出て燃焼効果が落ちるが１本
発明では、引続いて、２次燃焼室３で残りの燃焼を行な
わせて完全燃焼されるので、燃焼効率が非常に良い、そ
のうえ、本装置では２次燃焼室４で完全燃焼されるので
、未燃分の発生が非常に少なく、残渣物３０が成分とし
て含んでいる灰分に近い借しか出てこない。

そして、２次燃焼室４までで残渣物３０が完全に燃焼さ
れた後、その燃焼排ガスは流動床頂部出口３５から排出
されて廃熱ボイラに到達する。−方、循環ポンプで送出
された循環水は、１次燃焼室３と２次燃焼室４の仕切板
６．６ａに配設された水冷管１３．１３ａを通る間に加
熱され図示しないスチームドラムへ送られる。また、廃
熱ボイラに送られた循環水は流動床頂部出口３５から排
出された燃焼排ガスと伝導管を通し熱交換されスチーム
ドラムへ導びかれスチームとして有効的に回収すること
ができる。

以上の実施例は燃焼ベツドと燃焼空間を有する燃焼室を
１次、２次と２段設けた場合を説明したが、より燃焼し
にくい高含水残渣物を用いる場合などにおいては、さら
にこれを３段、あるいはそれ以上の段の残渣物を燃焼さ
せる魔動床を設けた多段の燃焼装置とする。

また１石炭粒子のように一般的に水分が低く、粒径分布
を有している場合には、供給する石炭粒子のうち大径粒
子と小径粒子とでは撒布特性が異なり、燃料供給管４３
とスプレッダ４７の相対位置が調整不可能なとき、σ−
タ４４への燃料の落下位置が固定されるため燃料の放出
角度による到達水平距離は大体状まってくる。また、本
発明のスプレッダ４７によれば、ロータ４４の回転数を
変化させることによって、従来のスプレッダと同様に高
含水残渣物３０などの燃料の初速度を決定でき、回転数
を高くする程、蛇行形状および鋸歯形状ブレード４５の
両特性によって前記燃料の放出到達距離を大きく、かつ
、平面的に末広がりにでき、より広い範囲に均等に分散
供給可能である。

さらに、前記した鋸歯形状ブレード４５の山の数は、水
分が高い場合には山のピッチの大きいものを、逆に、水
分が低い場合には山のピッチの小さいものを有したロー
タ４４を交換するだけで燃料の種類によっても容易に対
処できる。また、蛇行形状ブレード４５の蛇行の程度は
、例えば、水分量や粒径の大小によって適宜状められる
。

こうして１本発明における実施例では、高含水残渣物３
０のような分散供給しにくいものも流動界面上に分散し
て供給することが容易であるため。

その分十分に乾燥、燃焼されることになり燃焼効率が上
がる。

［発明の効果］ 本発明の燃料分散供給装置において、スプレッダのロー
タに軸着したブレードを鋸歯形状、かつ、蛇行形状にし
たことによって、鋸歯形状の特性は、鋸歯形状に沿って
谷部から山部へと移動するにしたがって周速度は次第に
大きくなり、このため、高含水残渣物を連続して遠近に
わたり分散供給が可能であり、また、蛇行形状の特性は
、ブレード面の接線方向と略直角方向に飛散することに
なるため、平面的に見た場合には末広がり的に広く分散
供給が可能となり、このブレードの特性形状の相乗的な
効果によって少数のスプレッダで広く均等に分散供給で
きるようになった。また、さらに投燃の自由度を高めよ
うとす、る場合はスプレッダのロータの回転を可変速に
したり、燃料の種類に合わせてロータのみを取換えたり
することによって流動界面上へ均等分散供給することが
可能である。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本発明の１実施例を示すものであり、第
１図は流動床ボイラの全体的な構成を示す概略的な縦断
面図、第２図は第１図のＩＩ　−ＴＩ線断面図、第３図
は第１図の■−ｍ線断面図である。 ■・・・・・・流動床ボイラ、　　２・・・・・・空気
室、３・・・・・・１次燃焼室、　　４・・・・・・２
次燃焼室、５．５ａ・・・空気導入パイプ、 ６．６ａ・・・仕切板、　　８，９・・・流動熱媒体、
ｌＯ・・・・・・助燃用バーナ、 １１・・・・・・燃焼用兼流動化用空気導入口、１３．
１３ａ・・・水冷管、 ２７・・・・・・燃焼分散供給装置、 ４０・・・・・・空気箱、 ４３・・・・・・燃料供給管、 ４７・・・・・・スプレツタ。 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 流動床側壁の１次燃焼空間に取付けたスプレッダにおい
   て、スプレッダのロータの外周に、平面形状が蛇行形状
   になっており、さらに、側面形状の外周端が凹凸形状に
   なっているブレードを、前記ロータの円周方向に所定の
   ピッチで複数個設けたことを特徴とする流動床ボイラの
   燃料分散供給装置。