JPH0350924B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は石炭等の流動燃焼を行なうための流動
床ボイラに係り、特に燃焼部からの飛散粒子の捕
集装置として衝突式慣性集塵装置を設けた流動床
ボイラに関するものである。

［従来の技術］ 流動床ボイラは、よく知られているように炉体
の内部にガス分散板を設置し、該ガス分散板の上
側に流動燃焼部を形成し、該ガス分散板の下側に
は空気室を形成する。そして空気室からガス分散
板が通過して吹き上げる空気により石炭等の粒子
が流動媒体と共に流動して燃焼する。

従来の流動床ボイラでは、この流動媒体として
砂や脱硫用の石灰石を使用しており、流動床から
抜き出された流動媒体は熱回収後廃棄されてい
る。また、流動床から飛散する石炭中のアツシ
ユ、未燃カーボンを含む粒子はサイクロン等で捕
集され、燃焼流動床に戻されて再燃焼されるか、
あるいは別に設置された再燃焼炉に導入されて再
燃焼されている。

別のタイプの流動床ボイラとして、石炭等の固
体粒子を燃焼させる燃焼部の上方に石灰石等の脱
硫材の流動床を形成し、燃焼流動床からのガスを
この脱硫材流動床に導入して脱硫させるものが近
年開発されている。

［発明が解決しようとする問題点］ 石炭等の燃焼流動床中に流動媒体として石灰石
を供給し、燃焼と脱硫とを同時に行なわせるタイ
プのものにおいては、脱硫の温度条件と燃焼の温
度条件とが重なり合いにくく、効率的な脱硫が行
ないにくい。また、流動床からの燃焼ガスをサイ
クロンで集塵処理する場合、燃焼ガスの流速を大
きくして粒子を分離する必要があるところから、
圧力損失が例えば50〜100mmAq程度の大きなもの
となつていた。加えて、この高温高速の含塵気流
による摩耗を防止するために、サイクロン内壁面
に高価な耐摩耗性断熱材を貼装せねばならず、装
置構成コストが嵩んでいた。さらに、サイクロン
の大きさは燃焼室とほぼ同程度のものとなり、設
置スペースも徒に大きなものとなつていた。

また、一般に脱硫材流動床中に燃焼ガスを導入
して脱硫を行なわせる場合、固体燃料中の灰分が
多いときなどにこの燃焼ガス中に含まれる粒子
（アツシユ）が多くなると脱硫反応が妨害され、
脱硫効率が低下するおそれがある。即ち、脱硫反
応生成物たるCaSO₄がアツシユの融点を低下させ
る作用があるので、アツシユが過度に多くなると
脱硫材粒子の表面に多量のアツシユが融着し、脱
硫反応が阻害されるのである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の流動床ボイラは、燃料の流動燃焼を行
なう燃焼部と、該流動燃焼部の下流に設けられた
脱硫材流動床を形成する脱硫部と、該燃焼部と脱
硫部との間に設けられた、燃焼部からの飛散粒子
を集塵する衝突式慣性集塵装置とを備える。

この集塵装置は、上蓋部から垂設されたバツフ
ルプレートの下端に樋状部材が設けられ、該樋状
部材の端部は該集塵装置内壁面に沿つて下方に延
設された粒子落下用の導管に連設されている。

［作用］ 本発明の流動床ボイラにおいて、石炭等の燃料
は燃焼部に供給されて流動燃焼する。この燃焼部
中には例えば砂などの適宜の流動媒体が供給され
る。燃焼部から飛散した未燃カーボンやアツシユ
のうち、相当量は衝突式慣性集塵装置にて集塵さ
れる。粒子が捕集分離された燃焼ガスは脱硫部に
導入され脱硫された後、例えば廃熱ボイラに送り
こまれる。

上記の衝突式慣性集塵装置においては、サイク
ロンに比べ気流の流速が遥かに小さいので圧力損
失が小さい。また、内部摩耗も少なく、容積も小
さくて足りる。

また、脱硫部においては衝突式慣性集塵装置に
て粒子が所要程度捕集分離された燃焼ガスが導入
されるので、アツシユによる脱硫反応の阻害が防
止され、効率の良い脱硫反応が行なわれる。

［実施例］ 以下図面を参照して実施例について説明する。

第１図は本発明の実施例に係る流動床ボイラを
示す系統図である。符号１０は流動床ボイラの本
体部であり、炉体１２内の底部に分散板１４が設
置され、該分散板１４の下側が空気室１６とさ
れ、分散板１４の上側には流動燃焼を行なう燃焼
部１８が形成されている。符号２０は燃料（本実
施例では石炭）を供給するための配管を示す。

この炉体１２内には水管２２が設置され、更に
上方のフリーボード部２４では側方に開口２６が
設けられ、衝突式慣性集塵装置２８のチヤンバ３
０内に連通されている。この衝突式慣性集塵装置
２８はバツフルプレート３２を備え、フリーボー
ド部２４からの燃焼ガスは該バツフルプレート３
２の下側を回りこんで下流側に流れる。

第２〜４図を参照してこの衝突式慣性集塵装置
の構成の詳細を説明する。符号２８Ａは装置ケー
シングであり、一端側には前記開口２６に連通す
る燃焼ガスの導入口２８Ｂが設けられ、他端には
流出口２８Ｃが設けられている。バツフルプレー
ト３２はこれら導入口２８Ｂと流出口２８Ｃとの
間において上蓋部２８Ｄから下流側へ傾斜して垂
設されており、該バツフルプレート３２の下方に
粒子の取出口２８Ｅが設けられている。

このバツフルプレート３２は、第２図の−
線断面図である第３図及び第３図の−線断面
図である第４図に示す通り、正面視形状が凹五角
形のものであり、底辺部３２ａが山形に食い込ん
でいる。そして、この底辺部３２ａに沿つて樋状
部材２８Ｆが設けられている。該樋状部材２８Ｆ
の両端は、バツフルプレート３２の左右両側まで
延在され、この左右両端において粒子落下用の導
管２８Ｇに接続されている。該導管２８Ｇはケー
シング２８Ａの側壁面に沿つて下方へ延設され、
その下端は前記取出口２８Ｅの近傍にまで達して
いる。

符号２８Ｈはケーシング２８Ａの内面に貼装さ
れた耐火断熱繊維のブランケツトを示す。

衝突式慣性集塵装置２８は脱硫部３４に接続さ
れている。この脱硫部３４は供給管３６から供給
される脱硫材としての石灰石を分散板３８上にて
流動させ、石灰石の流動床を形成して脱硫を行な
わせるものである。脱硫部３４の下流側には第１
の廃熱ボイラ４０及び第２の廃熱ボイラ４２が直
列的に設置されている。符号４４はこれら廃熱ボ
イラ４０，４２を接続するダクトであり、４６は
廃熱ボイラ４２の通過ガスをバツグフイルターや
電気集塵機等に導くためのダクトを示す。符号４
８はダストコレクタであり、ロータリーバルブ５
０などの粉体排出装置及び配管５２を介して灰処
理装置に接続されている。

符号５４は再燃焼部を構成する再燃焼炉であ
り、その内部にはガス分散板５６が設置され、空
気室５８と流動再燃焼部６０とを仕切つている。
空気室５８には空気供給用の配管６２が接続され
ている。符号６３は再燃焼部６０からの流動媒体
排出管を示す。符号６３ｂは分離器、６３ａはリ
サイクルラインを示す。

この再燃焼炉５４と炉体１２とは配管６４で接
続され、燃焼部１８から流動媒体の燃焼灰と共に
流動再燃焼部６０に導入可能とされている。ま
た、再燃焼炉５４は配管６６にてチヤンバ３０の
底部に接続されており、慣性集塵装置２８にて捕
集された粒子が流動再燃焼部６０に導入可能とさ
れている。符号６７はロータリーバルブなどの粉
体排出装置を示す。また、６３は流動再燃焼部６
０からの排出管であり、小径粒子と大径粒子との
分離器６３ｂに接続されている。６３ａは小径粒
子のリサイクルラインである。

この再燃焼炉５４の燃焼排ガスは排気ダクト６
８，６８ａ，６８ｂを介して脱硫部３４の下流側
及びダクト４４の一方または双方に導入可能とさ
れている。６８ａ，６８ｂは、ダクト６８から分
岐されたダクトを示す。

このように構成された流動床ボイラにおいて、
燃料としての石炭は供給管２０によつて燃焼部１
８に導入され、空気室１６から吹き上げる空気に
よつて流動燃焼する。燃焼ガスは炉体１２内を上
昇し、水管２２と熱交換した後開口２６から慣性
集塵装置２８内に導入される。そして、バツフル
プレート３２に衝突した粒子は樋状部材２８Ｆ内
に落下し、該樋状部材２８Ｆ内を滑り落ちて導管
２８Ｇに至り、さらに落下して取出口２８Ｅに至
る。また、バツフルプレート３２の下側を回り込
む際にも、粒子がその慣性力により気流から分離
され、取出口２８Ｅの方向に落下する。このよう
にして、飛散粒子が所要程度捕集分離されたガス
は脱硫部３４に導入され、供給管３６から供給さ
れる石灰石の脱硫流動床を通過する間に脱硫反応
を受け、次いで第１の廃熱ボイラ４０及び第２の
廃熱ボイラ４２を順次通過して熱交換した後ダク
ト４６から流動床ボイラ外に抜き出される。

燃焼部１８からは流動媒体と共に大径のアツシ
ユの多くが配管６４を介して再燃焼部６０に導入
される。また、衝突式慣性集塵装置２８で捕集さ
れた粒子は配管６６から再燃焼部６０に導入され
る。流動再燃焼部６０では、分散板５６を通過し
て吹き上がる空気によつて前記燃焼灰や捕集粒子
中に含まれていた未燃分が再燃焼される。この際
燃焼によつて生じた排ガスはダクト６８から脱硫
部３４の上流側もしくはダクト４４に供給され
る。また、再燃焼部から排出管６３にて抜き出さ
れた流動媒体及び燃焼灰は、分離器６３ｂにて燃
焼灰及び流動媒体の中で大径のものと小径のもの
に分離され、大径のものは排出管６３ｃを通り、
熱回収後廃棄される。また、小径のものはリサイ
クルライン６３ａにて炉体１２の燃焼部１８へ戻
され、流動媒体として再使用される。

上述の通り、燃焼部１８からの燃焼ガスに含ま
れる粒子は、衝突式慣性集塵装置２８内において
ガス流から分離されるのであるが、この衝突式慣
性集塵装置２８はサイクロンに比べガス流速を大
きくする必要がないので、圧力損失が極めて少な
い。なお、導管２８Ｇは特に低流速域である内壁
面に沿つて設けられており、殆ど流通抵抗にはな
らない。また、ガス流速が小さいから摩耗も殆ど
生じず、内張りは安価で施工も簡易に行なえる耐
火断熱繊維のブランケツト２８Ｈで足りる。さら
に、衝突式慣性集塵装置２８の大きさはサイクロ
ンよりも小さく、設置スペースも少なくて足り
る。加えて、この衝突式慣性集塵装置には樋状部
材２８Ｆ及び導管２８Ｇが設けられているから、
一旦捕集された粒子が再飛散することがないの
で、粒子の捕集効率も高い。特に、本実施例で
は、バツフルプレート３２が下流側へ傾斜してい
るから、ガス流の乱れが少なくなり、これにより
粒子の捕集効率が一層高いものとなつている。燃
焼部１８内の高温（例えば900〜1000℃）の流動
媒体がそのまま再燃焼部６０にて流動媒体として
使用されるので、この再燃焼部６０内の温度が高
くなり、従来の如く補助燃料として石炭や重油等
をこの再燃焼部６０に供給する必要がない。

また、脱硫部３４には衝突式慣性集塵装置２８
で飛散粒子が所要程度捕集分離されたガスが導入
されるから、アツシユ分による脱硫効率の低下が
防止され、極めて効率の良い脱硫反応が行なわれ
る。

再燃焼部６０で生じた燃焼排ガスは、配管６８
から脱硫部３４の上流側もしくは下流側に供給さ
れるのであるが、この脱硫部３４の上流側に供給
される再燃焼部排ガスを増減させることにより、
脱硫部３４に導入される排ガス中に含まれるアツ
シユの量や硫黄酸化物の量を制御することがで
き、脱硫部への脱硫負荷が制御されるようにな
る。そのため、脱硫負荷を適正なものとすること
による脱硫効率の向上も図れる。

なお、バツフルプレート３２のチヤンバ３０内
への突出長さを調節することにより、衝突式慣性
集塵装置２８内における粒子捕集効率を調節する
ことができ、これにより脱硫部３４に送りこまれ
る飛散粒子（アツシユ）の量を制御することが可
能である。また、第１図に一点鎖線で示したよう
に、チヤンバ３０の内壁上部分に別のバツフルプ
レート７０を設けても良い。

上記実施例では衝突式慣性集塵装置２８での捕
集粒子を再燃焼炉５４に導入しているが、本発明
では第１図のライン６６ａの如く衝突式慣性集塵
装置２８と炉体１２とを接続し、捕集粒子を燃焼
部１８にも導入するようにしても良い。

なお、以上の本実施例において、燃焼部の流動
媒体として石灰石ではなく砂を用いれば、燃焼部
より飛散する小径粒子中に石灰石による脱硫反応
の生成物CaSO₄が含まれることがないので、小径
粒子を再燃焼させた時にCaSO₄が分解して硫黄酸
化物が再び発生し、脱硫用としての石灰石を燃焼
部にさらに多く供給せねばならないということも
ない。そして、この場合、脱硫反応の生成物
CaSO₄と石炭アツシユが混ざると石炭アツシユの
融点が下がり、集塵装置部で石炭アツシユが固着
しやすくなるが、このようなこともない。

上記実施例では炉体１２が複数個併設され、各
炉体１２からの燃焼廃ガスが共通の脱硫部３４に
導入され、また各燃焼部１８からの流動媒体及び
燃焼灰が共通の再燃焼炉５４に導入されるように
なつているが、１個の炉体に対し１つの脱硫部と
１つの再燃焼部を設けるようにしても良い。

また、廃熱ボイラは２個直列的に設置されてい
るが、この設置方式は任意である。分離器６３ｂ
は配管６４の途中に設けても良い。

［効果］ 以上の通り、本発明の流動床ボイラでは、燃料
の流動燃焼を行なう燃焼部からの燃焼ガスの粒子
が、衝突式慣性集塵装置において効率良く捕集さ
れる。そして、この衝突式慣性集塵装置は圧力損
失が少ない；耐摩耗性内張り材が安価なもので足
りる；設置スペースが小さくて良い；等の優れた
特徴を有しており、流動床ボイラの設備コスト及
び稼動コストを大幅に低減させることが可能であ
る。

また、脱硫部に導入される燃焼ガス中の飛散粒
子分を減少させることにより、脱硫効率を向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す系統図、第２図
は衝突式慣性集塵装置の断面図、第３図及び第４
図は同要部断面図である。 １８……燃焼部、２８……衝突式慣性集塵装
置、２８Ｆ……樋状部材、２８Ｇ……導管、３２
……バツフルプレート、３４……脱硫部、４０，
４２……廃熱ボイラ、６０……再燃焼部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 燃料の流動燃焼を行なう燃焼部と、 該流動燃焼部の下流に設けられた、脱硫材流動
   床を形成する脱硫部と、 該燃焼部と脱硫部との間に設けられた、燃焼部
   からの飛散粒子を集塵する衝突式慣性集塵装置と
   を備え、 該集塵装置は、上蓋部から垂設されたバツフル
   プレートの下端に樋状部材が設けられ、該樋状部
   材の端部は該集塵装置内壁面に沿つて下方に延設
   された粒子落下用の導管に連設されている流動床
   ボイラ。