JPH0361086B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、燃焼排ガス冷却部を燃焼炉と一体に
備えた燃焼装置の運転方法及び燃焼装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕

従来、ボイラ、空気予熱器または水噴霧ガス冷
却室などの燃焼炉から排出する排ガスを冷却する
燃焼排ガス冷却部を備えた燃焼炉では燃焼排ガス
冷却部は燃焼炉から独立した機器として燃焼炉か
ら離して設置され、耐火物を内張りしたダクトに
よつて互いに連結されていた。

従つて、膨大な設置面積が必要となり、その
上、燃焼炉、接続ダクト、燃焼排ガス冷却部に対
する支持架構、点検用歩廊等を設置しなければな
らず、また、接続ダクト、燃焼炉出口、燃焼排ガ
ス冷却部入口等の煙道における排ガス流の乱れに
伴う圧力損失や、ダクトの堆積、付着などが避け
られない等の問題があつた。

また、ダスト溶融による接続ダクトでのトラブ
ルを防ぐために炉出口排ガス温度を炉頂水噴霧や
冷却用送風機による冷気吹込等により通常900〜
1000℃まで冷却する必要があり、従つて排ガス冷
却を空気予熱器やボイラなどを用いる場合のよう
に熱回収により行うときにはその分回収熱量が少
なくなつてしまう欠点もあつた。

そこで、最近では、第３図に示すように燃焼排
ガス冷却部２を燃焼炉１の上に載置し、燃焼炉１
のフリーボード部の天井がそのまま燃焼排ガス冷
却部２の入口となるように一体化した燃焼装置が
実用化されつつある。

これにより、設備の設置面積は燃焼排ガス冷却
部の分が全く不要となり、接続ダクトが無くな
り、支持架構は燃焼炉の分だけで済み、点検歩廊
は燃焼炉や冷却部ケーシングから張り出したもの
だけで間に合い、燃焼排ガス流の乱れもほとんど
無くなり、従つて、燃焼排ガスの通風圧力損失や
ダストの堆積、付着などが軽減され、メンテナン
ス上の問題が軽減され、通風のための動力も低下
した。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、燃焼炉１と燃焼排ガス冷却部２
を一体化すると、燃焼炉１から輻射の形で多量の
熱が燃焼排ガス冷却部２に伝達される結果、燃焼
炉１内の温度が低下し、このことはある燃焼物に
とつては有利であるが、別の燃焼物にとつては却
つて不都合となり、場合によりこのような一体化
炉を使用することができないこともあつた。

即ち、発熱量の高い燃焼物の場合には、炉頂水
噴霧や冷気吹込等による炉の冷却負荷が軽減さ
れ、さらに燃焼排ガスの冷却にボイラや空気予熱
器を用いた場合には炉の冷却をしなくてよい分だ
け回収可能の熱量が増加する上、輻射により多量
の伝熱を受けるためボイラや空気予熱器の伝熱面
積を増大しなくて済むという点で好都合である。
加えて炉の冷却負荷が軽減した分排ガス風量も小
さくなり、排ガス処理設備や排ガス通風動力、煙
突口径等排ガス関係の設備容量をすべて小さくで
きるという利点もある。

しかしその一方、発熱量の少ない燃焼物の場合
や部分負荷運転には、燃焼排ガス冷却部からの熱
伝達により燃焼炉内が冷却され、炉内を燃焼や有
害物質、悪臭等の分解に必要な温度に保持するた
め、助燃剤を使用しなければならなくなつたりそ
の量を増加したりすることが必要になるという問
題点を有する。

殊に、最近問題となつているダイオキシンやベ
ンツピレン等有害な有機塩素化合物を除去するに
は分解温度以上の温度で加熱して分解する必要が
ある。しかし、ダイオキシンなどこれらの化合物
はその分解温度900〜1200℃と高いので燃焼排ガ
ス流路におけるダストの溶融付着や材料の耐熱性
の問題によりこの高温を適用するのは困難であ
る、という問題点を有した。

本発明は、上記の従来の問題点を解決し、発熱
量が低い場合にも助燃剤を要さず、また高温燃焼
を行いながら燃焼排ガス流路のダスト溶着や材料
選択の問題のない燃焼炉と燃焼排ガス冷却部とを
一体化した燃焼装置の運転方法及び燃焼装置を提
供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記の問題点を解決する手段とし
て、燃焼炉と燃焼排ガス冷却部とを一体化した燃
焼装置の運転方法において、燃焼炉から燃焼排ガ
ス冷却部へ輻射伝熱により移動する熱量を燃焼炉
内の温度に応じて熱通過面積により常時調節して
燃焼炉内温度を調節することを特徴とする燃焼装
置の運転方法、及び燃焼炉と燃焼排ガス冷却部と
を一体化した燃焼装置において、燃焼炉と燃焼排
ガス冷却部との接続部付近の燃焼排ガス流路中に
前記燃焼炉から前記燃焼排ガス冷却部への輻射伝
熱を遮蔽する面積が燃焼炉内の温度に応じて常時
調節可能な輻射伝熱遮蔽体を設けたことを特徴と
する燃焼装置を提供せんとするものである。

〔実施例〕

本発明の実施例につき図面を用して説明する。

第１図及び第２図において、燃焼炉１の上に
は、ガス冷却室、ボイラまたは空気予熱器などの
輻射伝熱面である燃焼排ガス冷却部２が一体に載
置されている。燃焼炉１と燃焼排ガス冷却部２と
の接続部は横断面がほぼ長方形であり、その付近
の燃焼排ガス流路中には、横方向にほぼ同一横断
面の可動翼３群が輻射伝熱遮蔽体として設置され
ている。可動翼３は厚さに対して巾が大の板状材
で、長手方向の一端または両端にて炉壁を貫通す
る回転軸４で支えられている。該回転軸４は炉外
で駆動機５に接続され、遠隔操作で信号により回
転可能とされている。

可動翼３群は各回転軸４の回転により輻射伝熱
を遮蔽する面積即ち、燃焼炉１と燃焼排ガス冷却
部２との接続面に対する投影面積が大きく変化
し、且つ投影面積の最大となるいわゆる閉じた状
態では投影面がほぼ接続面全体を蔽うように、水
平方向の間隔をあけて設けられる。また高さも交
互にずらして設け、閉じた状態においても燃焼排
ガス流路を閉塞しないようにしてあつて、燃焼排
ガスの燃焼炉１からの流出を阻害することがな
く、従つて圧力損失を生ずることのないようにし
てある。投影面積の小さいいわゆる開いた状態は
閉じた状態に対し約90゜回転軸４を回転させて得
られる。

可動翼３は単板でもよいが、燃焼炉１に臨む面
と燃焼排ガス冷却部２に臨む面との温度差による
応力を下げるよう、多孔体としたり、複板や中空
とするなど工夫することが好ましい。これは輻射
熱の遮断性の向上にも役立つものである。また、
可動翼３の特に燃焼炉１に臨む面は、燃焼炉１か
らの熱により炉内温度に近い温度となつて自らも
熱輻射を行つて受けた熱を炉内に返すようにする
のが炉内を高温に維持するのに効果的である。従
つて、高温維持の面からいえば炉内温度に耐える
耐火材製として、冷却機構を設けない方がよい
が、必要に応じて冷却媒体を流過することができ
るようにしてもよい。

また厚さが巾と比べて薄く横方向に長い翼状で
かつ回転も行うため、振動や歪みも生じ、自重や
熱応力もかかることから、機械的強度も持たせな
くてはならない。従つて、回転軸４を水冷ないし
空冷とし、それにいくつかに分割した耐火材の翼
部からなる可動翼３を取り付けたり、機械強度を
持つ炭化ケイ素系や窒化ケイ素系のセラミツク製
の回転軸４及び可動翼３とすることが望ましい。
セラミツク製とする場合は高温での機械強度、耐
熱衝撃性、耐熱性、耐酸化性等の秀れた性質をも
つているβ−SiCが特に好ましい。

しかして燃焼炉１の燃焼排ガス冷却部２への輻
射伝熱はこの可動翼３群の回転により無段階に調
節することができる。従つて燃焼炉１内の温度を
検出し駆動機５に操作信号を出力する温度調節器
６で燃焼温度を検出し、温度が高いときは開、低
いときは閉の信号を可動翼３群の駆動機５に送
り、可動翼３群を適宜回転させて燃焼炉１から燃
焼排ガス冷却部２への輻射伝熱を遮断する面積を
変え、よつて燃焼炉１内を所定の温度に調節する
ことが可能となる。

即ち、可動翼３群が閉じた状態では燃焼炉１内
からの輻射熱はほとんどが可動翼３群にさえぎら
れる。可動翼３群の焼却炉１に臨んだ面は燃焼炉
１内と同様の高温となつており、受熱量に近い熱
を輻射し燃焼炉１に戻してしまう。即ち、可動翼
３群は熱反射板的作用を行う。開いた状態では隙
間から輻射熱が燃焼排ガス冷却部２に入る。該部
は冷却されているために燃焼炉１に熱は戻らず、
燃焼炉１は冷却されることになる。燃焼炉１から
の輻射熱は絶対温度の４乗に比例して増加するた
め、炉内温度を抑制する効果は大きい。この隙間
の大きさを無段階に調節することで容易に炉内温
度を調節することができる。

さらに、燃焼炉１が高温の時に高温の燃焼排ガ
スが燃焼排ガス冷却部２に直ちに流入しても、燃
焼炉１が高温の場合は可動翼３群により燃焼炉１
からの輻射伝熱は遮断されているので該燃焼排ガ
ス冷却部２は冷却能力を十分保持しているので、
流入したと同時に急冷される。従つて、燃焼排ガ
スに含まれる飛灰が一部溶けたり焼結を始めるよ
うな高温により燃焼を行つても燃焼灰ガスは燃焼
排ガス冷却部２に移ると同時に冷却されて付着性
のなくなる温度まで直ちに降温し、燃焼排ガス通
路に付着して通路を閉塞したり燃焼排ガス冷却部
２冷却伝熱面やノズルにスケールを形成してトラ
ブルや能力低下を引き起こすこともないので、高
温燃焼が可能となる。従つて、都市ごみ焼却の場
合、従来の950℃以下の燃焼温度ではダイオキシ
ン等の難燃性の有毒有機塩素化合物が分解されな
い危険があつたが、1000〜1200℃以上で燃焼させ
ることによつてそれら有害物質も分解除去でき
る。

なお、燃焼炉１が流動床燃焼炉の場合は流動床
では燃焼率を抑えて800〜850℃以下とし、その上
部空間のフリーボード部において1000〜1200℃以
上で燃焼させれば、炉床も従来のもので対応でき
る。

また、発熱量の少ない燃焼物の場合や部分負荷
運転の場合でも可動翼３群を閉じることにより燃
焼炉１からの熱の流出を防ぎ燃焼排ガス冷却部２
による冷却を防ぐことができるので、助燃剤を入
れなくとも高温を得ることが可能となる。

以上、投影面のほぼ全体を蔽うことが可能の可
動翼３とした例で説明したが、最大遮断状態で必
ずしも投影面の全体を蔽う輻射伝熱遮蔽体でなく
ともよい。

〔発明の効果〕

本発明は、燃焼炉から燃焼排ガス冷却部へ輻射
伝熱により移動する熱量を燃焼炉内の温度に応じ
て熱通過面積により常時調節して燃焼炉内温度を
調節することにより、燃焼炉からの熱の流出を防
ぎ、燃焼炉内の温度が低下することなく安定した
運転が可能であり、高温燃焼が焼却物の状態に応
じてでき難燃性の有毒物質の分解除去をも容易で
きると共に、部分負荷運転にも効果的に対応で
き、発熱量が低い場合にも助熱剤を要さず、また
は節約することができ、また高温燃焼を行いなが
ら燃焼排ガス流路のダスト溶着や材料選択の問題
のない燃焼装置の運転方法及び燃焼装置を提供で
き、実用上顕著な効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の実施例を示し、第
１図はフロー図、第２図は第１図−線断面平
面図、第３図は従来例の正面図である。 １……燃焼炉、２……燃焼排ガス冷却部、３…
…可動翼、４……回転軸、５……駆動機、６……
温度調節器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 燃焼炉と燃焼排ガス冷却部とを一体化した燃
   焼装置の運転方法において、燃焼炉から燃焼排ガ
   ス冷却部へ輻射伝熱により移動する熱量を燃焼炉
   内の温度に応じて熱通過面積により常時調節して
   燃焼炉内温度を調節することを特徴とする燃焼装
   置の運転方法。 ２ 燃焼炉と燃焼排ガス冷却部とを一体化した燃
   焼装置において、燃焼炉と燃焼排ガス冷却部との
   接続部付近の燃焼排ガス流路中に前記燃焼炉から
   前記燃焼排ガス冷却部への輻射伝熱を遮蔽する面
   積が燃焼炉内の温度に応じて常時調節可能な輻射
   伝熱遮蔽体を設けたことを特徴とする燃焼装置。 ３ 前記輻射伝熱遮蔽体が、可動翼である特許請
   求の範囲第２項記載の燃焼装置。