JPH04161791A - 循環流動層 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は循環流動層に係り、特にＳＯｘの発生を低減す
るのに好適な循環流動層に関する。

［従来の技術］ 従来の循環流動層を第７図に、それに使用されていた一
次粒子捕集器の平面を第８図に、それぞれ示す。

図中の１は燃焼室、２は燃料バンカー、３は石灰石バン
カー、４はフィーダ、５は二次ガス投入口、６は押込通
風機、７は空気予熱器、８はスタートアップバーナ、９
は一次粒子捕集器、１０はＬバルブ、１１は１次ガス分
配器、４２は流動媒体排出口、１３は捕集粒子排出口、
１４は媒体ホッパー、１５はスタンドバイブ、１６（第
８図参照）は捕集樋、２１は二次粒子捕集器、２２は蒸
気過熱器、２３は節炭器、２４は誘引通風機、２５は煙
突である。

この種の装置においては、燃焼室１から排出された粒子
は一次粒子捕集器９によって捕集され、媒体ホッパー１
４に貯蔵されて、必要に応じて燃焼室ｌに戻す機構にな
っている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが従来の装置では、負荷の広い範囲にわたって炉
内の高さ方向の温度分布を均一にするという点について
は配慮されていない。そのため特に低負荷では、燃焼室
上部で温度が低下し、この領域での脱硫酸反応が十分に
行なわれず、Ｓ　Ｏｘの排出量が増加するという欠点が
ある。

次にこの炉内の温度の不均一分布について説明する。

第９図は、高さが訳８ｍの炉で、平均粒径が２４′　０
μｍの循環媒体を、循環量が３５ｋｇ／　ｎ（・Ｓで循
環されたときの負荷１００％および５０％の条件下にお
ける炉の高さ方向の温度分布を示すものである。この図
から明らかなように各条件とも炉内の温度分布はほぼ一
様であるが、５０％負荷の場合は温度レベルが非常に下
がっている。これは媒体の循環量を一定にしたまま、す
なわち、炉壁への伝熱が良好な状態で、燃料量を低下さ
せたためである。

炉内温度を上昇させるため、媒体循環量を３５ｋｇ／ポ
・Ｓから９　ｋｇ／　ｒｒｆ・Ｓに減少させた場合の温
度分布をＭ２Ｏ図に示す。同図に示すように温度レベル
は上昇するが、温度分布が不均一になり、炉の上部では
約８０℃も下がり８００℃以下となる。負荷がさらに低
下すると、この温度低下は一段と顧著になる。

この炉の下部と上部での温度差は、次のようなことが原
因であると考えられる。

すなわち、負荷が低下すると燃料とともに空気の供給量
も減少する。一方、炉内には粒径の大きい粒子も小さい
粒子もある。そのため粒径の大きい粒子は重量が重たい
ため上部に持ち上げられず、炉の底部に溜り、底部の粒
子による炉壁への伝熱量が相対的に増加し、そのために
上部での温度低下が生じる。

前述のように上部の温度が８００℃以下になると、脱硫
剤による脱硫反応が効率的に行なわれず、Ｓ０８の排出
量が増加する。

本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、
低負荷においてもＳＯＸの排出量の少ない循環流動層を
提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するため、本発明は、粒子捕集器が、粒
径の大きい粒子を捕集する第１の捕集器と、粒径の小さ
い粒子を捕集する第２の捕集器と、前記第１の捕集器と
燃焼室を連結する第１の循環系統と、前記第２の捕集器
と燃焼室を連結する第２の循環系統とを備える。

そして循環する粒子径を、負荷によって制御できるよう
に構成されていることを特徴とするものである。

［作用］ このように負荷によって循環する粒子径が制御できるか
ら、例えば低負荷の場合、大きい粒径の粒子を第１の捕
集器に貯蔵しておき、小さい粒径の粒子を第２の捕集器
から送出して燃焼室で流動化されるが、低負荷時におい
ても炉内温度を均一にすることができ、ＳＯＸの排出量
の軽減が図れる。

［実施例］ 次に本発明の実施例を図面とともに説明する。

第１図はこの実施例に係る循環流動層の概略構成図、第
２図はそれの粒子捕集器の拡大平面図である。

第１図において前記第７図のものと相違する点は、−次
粒子捕集器′９が比較的粒子径の大きい粒子を捕集する
第１の捕集器９ａと、比較的粒子径の小さい粒子を捕集
する第２の捕集器９ｂとに分かれており、第２の捕集器
９ｂが第１の捕集器９ａの後流側に配置されている。

第２図に示すように第１の捕集器９ａの捕集樋１６ａに
対して、第２の捕集器９ｂの捕集樋１６ｂは小さく、し
かも小ピツチで配置されている（本実施例では寸法、ピ
ッチとも２／３にしている）。

前記第１の捕集器９ａの下方には第１の媒体ホッパ１５
ａと、第１のスタンドパイプ１５ａと、第１のＬＩＯバ
ルブｌｏａがそれぞれ配置され、第２の捕集器９ｂの下
方には第２の媒体ホッパー１５ｂと第２のスタンドバイ
ブ１５ｂとがＬＩＯバルブＪｏｂがそれぞれ配置されて
いる。

第１図に示すように、燃料バンカー２中の燃料（石炭）
と石灰石バンカー３中の脱硫用石灰石が、ロータリフィ
ーダ４を介して燃焼炉ｌ中に投入される。

流動化用および燃焼用の空気は押し込み通風機６により
送り込まれ、−次ガスは空気予熱器７により加熱された
後、炉底の一次ガス分配器１１より炉内に投入される。

一方、二次ガスは、炉の側壁に設置された二次ガス投入
口５より炉内に投入される。

燃焼によって粒径の小さくなった燃焼粒子は流動層上部
に浮上し、ここで二次ガスによって加速されて炉の上部
に飛散し、そこで乱流粒子層（粒子分散層）を形成しな
がら燃焼する。

前述のように炉出口部には粒径捕集特性の異なる２つの
一次粒子捕集器９ａ、９ｂが配置され、それぞれ捕集さ
れた一次粒子はホッパー１４ａ％１４ｂに貯えられる。

それぞれのホッパー１４ａ、１４ｂにはスタンドパイプ
１５ａ、１５ｂが接続されており、捕集された粒子は燃
焼炉ｌの中へ循環される。この粒子循環量は、Ｌバルブ
（流量制御器）１０ａ、１０ｂに供給される空気量をコ
ントロールすることによって調整される。

第２の粒子捕集器９ｂを通過したガス中にはなお微小な
粒子が含まれているため、これを二次粒子捕集器２１で
捕集する。粒子捕集器２１を通過した排ガスは蒸気過熱
器２２、節炭器２３などで十分冷却したのち煙突２５か
ら排出される。

第３図は第１の粒子捕集器９ａと第２の粒子捕集器９ｂ
で捕集される平均粒子径を示す図で、全粒子の平均粒径
を「１」とした場合、第１の粒子捕集器９ａには平均粒
径ｒｌ、ＩＪの比較的径の大きい粒子が、第２の粒子捕
集器９ｂには「０．８３」の比較的径の小さい粒子が、
それぞれ捕集される。

第４図に燃焼室１、ＬバルブｌＯならびにスタンドパイ
プ１５の圧力測定位置を示し、第５図に各点の圧力計測
値を示す。このデータは、炉幅および炉奥行が０．７ｍ
で、炉高が１５ｍのコールドモデル装置を用い、従来の
循環量制御方法を採用して、粒子の循環実験を行なった
ものである。

この第５図から明らかなように、炉内の圧力ｐ０は一定
にもかかわらず、ＬバルブｌＯまわりの圧力ｐ２とｐ、
が約０．２Ｈｚの周期で変動し、そのために粒子の循環
量を正確に制御することが困難である。

種々の条件を変えてこの現象を調べた結果、循環量が大
きい場合にこの現象が現れることが判明した。本発明の
場合、スタンドパイプを複数本（実施例では２本）使用
するため、１本当りの循環°量は従来のものに比べて少
なくなり、前述のような圧力変動にともなう振動現象が
軽減する。

第６図は粒子捕集器９の変形例を示す図で、この場合第
１の捕集器９ａも第２の捕集器９ｂも捕集樋１６ａ、１
６ｂの大きさは同じであるが、後者の方がピッチが狭く
なっている。

実施例では捕集樋を用いる粒子捕集器の場合について説
明したが、他の方式の粒子捕集器を使用することも可能
である。

本発明の循環流動層の場合、負荷条件によって循環する
媒体の粒子径を制御することができ、例えば、低負荷に
なると第１の粒子捕集器９ａからの粒子の循環量を少な
くするかあるいは零にし、第２の粒子捕集器９ｂからの
粒子を主に循環循環させることにより対応する。

［発明の効果］ 第１１図の一点鎖線は、本発明の実施例に係る循環流動
層の炉内温度分布を示す曲線である。この実施例は前述
のように第３図に示すような特性を有する捕集器９ａ、
９ｂを用い、負荷は５０％、全体の粒子循環量は９ｋｇ
／ｎ！・Ｓで、捕集器９ａで捕集された粒子と捕集器９
ｂで捕集された粒子の循環量の比は１：２とした。

この図から明らかなように、本発明のものは従来のもの
（同図に実線で示す）に比較して炉の上部においても温
度の低下がなく、炉全体としてほぼ均一である。

このように本発明は、負荷に応じて循環する粒子の粒径
をコントロールすることができるから、炉内温度を脱硫
反応に好適な約８００〜８７０℃の範囲に維持すること
ができ、従ってＳＯｘの発生を有効に低減することが可
能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る循環流動層の概略構成図
、第２図はその装置に用いる一次粒子捕集器の拡大平面
図、第３図はその一次粒子捕集器の捕集特性図、第４図
は圧力測定点を示す説明図、第５（！Ｉは各測定点の圧
力測定図、第６図は粒子捕集器の変形例を示す拡大平面
図、第７図は従来の循環流動層の概略構成図、第８図は
その装置に用いる一次粒子捕集器の拡大平面図、第９図
ならびに第１Ｏ図は従来の炉内温度特性図、第１１図は
本発明と従来の炉内温度特性図である。 ｌ・・・・・・燃焼室、９ａ・・・・・・第１の粒子捕
集器、９ｂ・・・・・・第２の粒子捕集器、１０ａ・・
・・・・第１のＬバルブ、ｌｏｂ・・・・・・第２のＬ
バルブ、１４ａ・・・・・・第１の媒体ホッパー、１４
ｂ・・・・・・第２の媒体ホッパー、１５ａ・・・・・
・第１のスタンドパイプ、１５ｂ・・・・・・第２のス
タンドパイプ。 第３図 第１１図 温度（０Ｃ） 第４図 第５図 第６図 し−）−ｍ−′しｍ−（−ｍ−′ ％　　　　　９ｂ 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 燃料供給系統と、空気供給系統と、前記燃料供給系統か
   ら供給された燃料を燃焼させる燃焼炉と、その燃焼炉か
   ら排出される排ガス中に含まれている粒子を捕集する粒
   子捕集器と、その捕集器に捕集された粒子を前記燃焼炉
   に戻す循環系統とを備えた循環流動層において、 前記補集器が、少なくとも比較的粒径の大きい粒子を捕
   集する第１の補集器と、比較的粒径の小さい粒子と捕集
   する第２の捕集器とを有し、前記循環系統が、前記第１
   の捕集器と前記燃焼室を連結する第１の循環系統と、前
   記第２の捕集器と燃焼室を連結する第２の循環系統とを
   有し、前記第１の捕集器と第２の捕集器が、燃焼室に対
   してそれぞれ個別に粒子が供給可能になっていることを
   特徴とする循環流動層。