JPH0587722B2 - - Google Patents

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JPH0587722B2
JPH0587722B2 JP60237065A JP23706585A JPH0587722B2 JP H0587722 B2 JPH0587722 B2 JP H0587722B2 JP 60237065 A JP60237065 A JP 60237065A JP 23706585 A JP23706585 A JP 23706585A JP H0587722 B2 JPH0587722 B2 JP H0587722B2
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    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/18—Details; Accessories
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
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    • F23C10/10—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases the separation apparatus being located outside the combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は流動層装置およびその流動化方法に係
り、特に石炭や石油コークスなどのように、燃焼
後に多量の固形灰分を出す燃料を燃焼する際に用
いる流動層装置およびその流動化方法に関する。
（従来の技術） 埋蔵量の少ない石油から、資源量の多い石炭に
エネルギー源を転換することが急がれている。石
炭は石油に比し硫黄含有量が多く、灰分を多く含
むことから燃料としての取扱いには工夫を要す
る。石炭からエネルギーを取出す燃焼炉として注
目されているのが流動層燃焼炉である。流動層燃
焼炉は、炉の底部に設けた空気室の天井部を構成
する空気分散板を介して、その上部にある流動層
に、流動化兼燃焼用空気を供給し、流動層を構成
する流動媒体（砂、セメントクリンカーなどの耐
熱性粒子で構成され、場合によつては、石灰石な
どの脱硫剤粒子を含むことがある）を、あたかも
水の沸騰するように流動化させ、層中に供給され
た石炭粒子などのような燃料を燃焼させるもので
ある。流動層の高さは50〜100cm程度あり、700〜
1000℃に加熱された高温の流動媒体の有する大き
な熱容量のため、石炭に限らず、含水率の高い汚
泥、難燃性のEP（電気集じん器）灰や石油コーク
スなども容易に燃焼させることができる。
燃料を1000℃以上の高温で燃焼させると、燃焼
用空気に含まれている窒素と酸素が結合して酸化
窒素（NOx）を生成し、これが燃焼排ガス中に
高濃度に含有されると、環境汚染という公害問題
を生ずる。
また、硫黄分を多く含む燃料を燃焼させる場
合、流動媒体に石炭石灰粉末を混合して、燃焼に
よつて生成する硫黄酸化物（SOx）を除去するこ
とが行われるが、この脱硫反応を効果的に行わせ
るには、流動層の温度を850〜1000℃に維持する
ことが必要である。
以上のような理由から、流動層温度を800〜
1000℃に保つて、石灰などの燃料を燃焼させるこ
とが一般に行われている。一方、流動層で石炭粒
子やEP灰などを燃焼させる場合、粒子径の小さ
い燃料は流動化空気などのガスによつて、流動層
からその上部空塔部に飛散し、十分に燃焼しない
ままで燃焼排ガスによつて煙道に運ばれる。ま
た、比較的大きい粒子の燃料も、流動層中での流
動燃焼によつて小粒子に粉砕されるが、800〜
1000℃の比較的低い流動層温度では、その粒子中
心部まで完全に燃焼することなく、空塔部を経て
燃焼排ガスによつて煙道に運ばれる。
したがつて、流動層燃焼装置からの燃焼排ガス
には未燃分の多い灰が多く含まれるので、サイク
ロン式集じん器で灰分を分離し、これを1100℃程
度の高温に維持した流動層式再燃焼炉に投入して
未燃分を完全に燃焼させ、フライアツシユとして
利用できる燃焼灰とすることが行われている。
第２図は石炭を燃料とする従来の流動層燃焼装
置を示す。この装置は、主燃焼室（略してMBC
という）の火炉１と、MBC用の固形灰分を捕集
するためのサイクロン集じん器２と、MBCの起
動時に起動用ウインドボツクス４に高温の燃焼ガ
スを供給して、４の上部にある流動媒体を加熱す
るための熱風炉３と、MBC用ウインドボツクス
５と、MBCの流動層６ａ内に設けた伝熱管６と、
MBCから排出され、サイクロン集じん器で捕集
された未燃分を含む固形灰分を再燃焼するための
再燃焼流動層室（略してCBCという）の火炉７
と、CBC用サイクロン集じん器８と、CBCの起
動時に使用する、前記熱風炉と同様な機能を有す
る熱風炉９と、CBC用のウインドボツクス１０
であり、流動層１１ａ中の流動媒体を流動化する
とともに層内に供給された未燃の固形灰分を完全
燃焼させるための燃焼用空気を供給するCBC用
のウインドボツクス１０と、サイクロン集じん器
で捕集された未燃の固形灰分を給灰ノズル１３を
介して１１ａに供給する灰搬送管１２と、排ガス
を外気に排出する排ガスダクト１４とから構成さ
れる。なお、サイクロン集じん器８で捕集された
完全燃焼灰はフライアツシユとして種々の用途に
供せられる。
（発明が解決しようとする問題点） 前述したように流動層燃焼装置で石炭などを燃
料として用いる場合、未燃灰分が多量に出るが、
そのままでは利用価値が低くまたそのまま捨てた
のでは未燃分が燃料として利用されないため燃焼
効率上からも問題があるので、CBCでMBCより
も高温にて再燃焼させることが行われるが、
CBCを設置することは流動層燃焼装置全体の設
備費を高くし、従来型の一般ボイラ燃焼装置に比
し価格上不利となる。この対策として、CBCを
設置せずに、サイクロンで捕集した未燃の固形灰
分を再度MBCに再循環させて燃焼させることも
試みられているが、MBCは低NOx燃焼を行なわ
せることと、脱硫剤をその流動媒体に入れて脱硫
を行わせる２つの目的で800〜900℃程度で運転さ
れるため、再燃焼温度として必要な1100℃に達し
ないので、未燃灰分の焼却としては不十分であつ
た。
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決
し、流動層部に条件の異なる二つ以上の流動層セ
ルを設けた流動層装置およびその流動化方法、特
に未燃灰分燃焼炉（CBC）を設けることなく、
主燃焼炉（MBC）内で未燃灰分を完全に焼却す
ることができる流動層燃焼装置およびその燃焼方
法を提供することにある。
（問題点を解決するための手段） 本願の第１の発明は、流動媒体が流動する流動
層部と、該流動層部の底部に設けられ、少なくと
も３つに分割された流動化ガス供給手段とを有す
る流動層装置の流動化方法において、前記流動化
ガス供給手段の少なくとも一つを遮断して前記流
動層部内に流動媒体が静止した非流動化セルを設
けるとともに、該非流動化セルを介して隣接する
ように、少なくとも二つの流動化セルを形成する
ことを特徴とする流動層装置の流動化方法に関す
る。
本願の第２の発明は、流動層燃焼装置におい
て、流動層燃焼部を起動セル、仕切りセル、主燃
焼セルよりなる多室セルとなし、起動セルと主燃
焼セルの中間位置に流動媒体が静止した仕切りセ
ルを配置し、流動層燃焼部から排出された燃焼排
ガスより未燃の固形灰分を捕集する集じん器を備
え、ここで捕集された前記固形灰分を、前記起動
セルに搬送して再燃焼させるための灰搬送管を、
集じん器と起動セル間に設けたことを特徴とする
流動層燃焼装置に関する。
本願の第１の発明において、流動層装置が流動
媒体の流動とともに燃料を燃焼させる流動層燃焼
装置であり、流動化ガスとして空気を用いて石炭
を燃焼させることが好ましい。また、非流動化セ
ルを介して隣接する流動化セルの燃焼条件を前記
非流動化セルを隔ててそれぞれ異ならせ、それぞ
れ異なる燃料を燃焼することが好ましい。
本願の第２の発明において、仕切りセル内に、
流動媒体の堆積層を支持する仕切板を設けること
が好ましい。
（実施例） 第１図は、本発明の一実施例を示す流動層ボイ
ラの断面図であり、第２図で示したと同一符号の
ものは同一機能を有する。この装置は、ボイラ火
炉１と、サイクロン集じん器２と、流動層ボイラ
起動セル１１を起動する際の熱風炉３と、起動セ
ル用ウインドボツクス４と、主燃焼流動層６ａ用
（主燃焼セル）のウインドボツクス５と、流動層
内に設けた層中伝熱管６と、火炉後方の排ガス煙
道中に設けた過熱器および節炭器などの加熱器１
８と、サイクロン２で捕集された未燃固形灰分を
起動セル１１に送り、給灰ノズル１３から供給す
るための灰搬送管１２と、起動セル１１を未燃灰
分の再燃焼炉として使用する際、主燃焼炉として
使用する６ａと仕切るため、６ａと１１の中間に
流動媒体を静止させ流動化させない、いわゆる仕
切り用堆積流動媒体部（仕切りセル）１６を設け
るため、ウインドボツクス４および５とは別に設
けられ仕切られたウインドボツクス１４とからな
る。ウインドボツクス１４の空気ダンパ２０を開
けると空気ダクト１９から空気が送られ、流動層
１６が働くようになる。
起動セル１１は、起動時に熱風炉３の燃料を節
約するために層内伝熱管６の設置量が、他のセル
６ａよりも少なくするようにされている。このた
め、起動セル１１は他のセル６ａよりも流動層を
高層温とし、また低空塔速度の運転とすることが
可能となり、未燃の固形灰分を再燃焼させる場合
は運転条件を、他のセル６ａとは別に上記条件に
することができるので好都合である。
燃焼性がよく未燃灰分が出ない石炭を燃料とし
て使用する際は、サイクロン集じん器２で捕集し
た灰はそのまま外部に搬出し、起動セル１１には
石炭を供給して通常の石炭燃焼セルとして使用さ
れる。この場合はセル１１はCBCとして使用さ
れる場合に比し低層温で運転されるので、この部
分での伝熱管の熱吸収量が低下する。これを補う
ために、仕切り用セル１６の空気ダンパ２０を開
け、ウインドボツクス１４から空気を送り、石炭
供給装置１３からセル１６に石炭を供給して熱吸
収をさせる。
未燃の固形灰分が少しは出るが、常時起動セル
１１で再燃焼させるには量が不足する石炭種の場
合は、まず起動セル１１および仕切りセル１６を
石炭燃焼セルとして運転し、その間サイクロン集
じん器２で捕集された灰は一時タンクに貯蔵す
る。その後起動セル１１があるていど連続運転で
きるまで捕集灰がたまつた時点で、セル１１での
未燃捕集灰の再燃焼運転を行なう。以上のような
交互切換え運転によつて、すべての炭種に対し未
燃灰分を高層温で再燃焼することができ、高い燃
焼効率で運転することが可能となる。
なお、本発明の他の実施例として仕切り用セル
を複数個設け、未燃灰分が多いときは仕切りセル
のうち起動セルに隣接セルを起動セルとして用
い、未燃灰分が少ないときは、起動セルのみを灰
分の再燃焼用に使用し、隣接セルは仕切りセルと
し、主燃焼セル６ａに近い仕切りセルは通常の石
炭燃焼セルと使うことにより、未燃灰分を貯蔵す
るタンクを不用もしくは小さくすることが可能と
なる。
なお、第１図に示すように仕切り用セルの幅が
狭い場合あるいは、空塔速度を高く運転してい
て、流動媒体での仕切りが十分に行えないときは
仕切りセルのウインドボツクス１４の天井部にあ
る空気分散板１４ａから流動層内に仕切り板７を
立てることにより確実な堆積流動媒体の仕切りが
可能となる。
（発明の効果） 本発明を実施することにより、未燃灰分燃焼炉
（CBC）を設ける必要がなく、しかも既設の
MBCの起動セルを利用して、MBCとは別に高温
燃焼を行なうことができるので、未燃灰分を完全
に焼却することができ、かつMBCは低NOx運
転、脱硫運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の一実施例を説明するための
流動層燃焼ボイラを示す図面、第２図は、従来技
術になる流動層燃焼ボイラ装置を示す図である。 １……ボイラ火炉、２……サイクロン集じん
器、３……熱風炉、４……起動セル用ウインドボ
ツクス、５……主燃焼セルのウインドボツクス、
６……層中伝熱管、６ａ……主燃焼セル、１１…
…起動セル、１２……灰搬送管、１３……給灰ノ
ズル、１４……仕切りセルのウインドボツクス、
１６……仕切りセル、１９……空気ダクト。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 流動媒体が流動する流動層部と、該流動層部
    の底部に設けられ、少なくとも３つに分割された
    流動化ガス供給手段とを有する流動層装置の流動
    化方法において、前記流動化ガス供給手段の少な
    くとも一つを遮断して前記流動層部内に流動媒体
    が静止した非流動化セルとするとともに、該非流
    動化セルを介して隣接する、少なくとも二つの流
    動化セルを形成することを特徴とする流動層装置
    の流動化方法。 ２ 流動層装置が、流動媒体の流動とともに燃料
    を燃焼させる流動層燃焼装置であることを特徴と
    する請求項１記載の流動層装置の流動化方法。 ３ 流動化ガスとして空気を用いて石炭を燃焼さ
    せることを特徴とする請求項２記載の流動層装置
    の流動化方法。 ４ 前記非流動化セルを介して隣接する流動化セ
    ルの燃焼条件を前記非流動化セルを隔ててそれぞ
    れ異ならせることを特徴とする請求項２記載の流
    動層装置の流動化方法。 ５ 前記非流動化セルを介して隣接する流動化セ
    ルにおいて、前記非流動化セルを隔ててそれぞれ
    異なる燃料を燃焼することを特徴とする請求項３
    記載の流動層装置の流動化方法。 ６ 流動層燃焼装置において、流動層燃焼部を起
    動セル、仕切りセル、主燃焼セルよりなる多室セ
    ルとなし、起動ゼルと主燃焼セルの中間位置に流
    動媒体が静止した仕切りセルを配置し、流動層燃
    焼部から排出された燃焼排ガスより未然の固形灰
    分を捕集する集じん器を備え、ここで捕集された
    前記固形灰分を、前記起動セルに搬送して再燃焼
    させるための灰搬送管を、集じん器と起動セル間
    に設けたことを特徴とする流動層燃焼装置。 ７ 前記仕切りセル内に、流動媒体の堆積層を支
    持する仕切板を設けたことを特徴とする請求項６
    記載の流動層燃焼装置。
JP60237065A 1985-10-23 1985-10-23 流動層装置およびその流動化方法 Granted JPS6298106A (ja)

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