JPH0799250B2 - Fluidized bed combustion method and fluidized bed combustion apparatus - Google Patents

Fluidized bed combustion method and fluidized bed combustion apparatus

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JPH0799250B2
JPH0799250B2 JP60201971A JP20197185A JPH0799250B2 JP H0799250 B2 JPH0799250 B2 JP H0799250B2 JP 60201971 A JP60201971 A JP 60201971A JP 20197185 A JP20197185 A JP 20197185A JP H0799250 B2 JPH0799250 B2 JP H0799250B2
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fluidized bed
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オー.ゴールドバツク ギヤリイ
エル.クーパー ジエリイ
ルイス グイロリイ ジヨン
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コンバツシヨン パワ− カンパニ− インコ−ポレ−テツド
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    • F23C10/10Fluidised 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
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は流動層式燃焼方法およびこの燃焼方法の実施に
使用される流動層式燃焼装置に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fluidized bed combustion method and a fluidized bed combustion apparatus used for carrying out this combustion method.

(従来の技術) 流動層を利用して硫黄を多量に含んだ石炭を燃焼する燃
焼装置が既に提案されている。この従来の流動層式燃焼
装置においては、流動層はいわゆる泡立ち流動層法(bu
bblig bet technology)が採用されており、この流動層
の空塔速度すなわち流動層内を流れる燃焼用空気の単位
時間当たりの流量を流動層の断面積で除した商は4〜12
フィート/秒(約120〜360cm/秒)にされ、平均粒径が
約1000ミクロンの粒子になっている。石炭粒子は流動層
内で燃焼される。このとき硫黄酸化物の放出を抑制する
ため石灰岩やドロマイトが吸収剤として流動層に加えら
れる。この吸収剤は、粒径が1000〜3000ミクロンの粒子
として流動層に加えられ、流動層は主に石炭の灰分、反
応した吸収剤、部分反応した吸収剤および一部燃焼され
た燃料粒子から成っている。また流動層内には熱をスチ
ームに伝達する冷却管が配設され、且つ燃焼した熱ガス
から熱を除去し熱ガスの温度を低下させるため、流動層
の上部のフリーボード部に別の管が取り付けられてい
る。運転中流動層から半成コークス(チヤー)、灰およ
び部分反応した吸収剤の各微粒子が分別放出される。
(Prior Art) A combustion apparatus for burning coal containing a large amount of sulfur using a fluidized bed has already been proposed. In this conventional fluidized bed combustor, the fluidized bed is a so-called bubbling fluidized bed method (bu
The superficial velocity of the fluidized bed, that is, the flow rate of the combustion air flowing in the fluidized bed per unit time is divided by the cross-sectional area of the fluidized bed to obtain a quotient of 4 to 12
It is made into feet / second (about 120 to 360 cm / second) and has an average particle diameter of about 1000 microns. Coal particles are combusted in the fluidized bed. At this time, limestone or dolomite is added to the fluidized bed as an absorbent to suppress the release of sulfur oxides. This absorbent is added to the fluidized bed as particles with a particle size of 1000-3000 microns, which consists mainly of coal ash, reacted absorbent, partially reacted absorbent and partially burned fuel particles. ing. In addition, a cooling pipe that transfers heat to the steam is arranged in the fluidized bed, and in order to remove the heat from the burned hot gas and lower the temperature of the hot gas, another pipe is provided in the freeboard section above the fluidized bed. Is attached. During operation, fine particles of semi-coke, ash and partially reacted absorbent are separated and released from the fluidized bed.

燃料粒子を完全に燃焼し、且つ反応していない吸収剤に
硫黄酸化物を更に効果的に吸収させるため、これらの微
粒子の大半が、対流式の熱交換器の下流に配設された再
循環サイクロンにより捕捉され、そして流動層へ再び戻
される。このとき、極めて細かい粒子のみがサイクロン
からオーバフローとしてフィルタ装置へ送られ捕捉され
る。また再循環路における流量は、燃焼装置内へ供給さ
れる燃料および吸収剤の全固形分流量にほぼ等しくなる
ように設けられている。
Most of these particulates are recirculated downstream of the convection heat exchanger to completely burn the fuel particles and more effectively absorb the sulfur oxides in the unreacted absorbent. It is captured by a cyclone and returned to the fluidized bed. At this time, only extremely fine particles are sent from the cyclone to the filter device as overflow and captured. Further, the flow rate in the recirculation path is provided so as to be substantially equal to the total solid content flow rate of the fuel and the absorbent supplied into the combustion device.

しかしながら、上述の従来の燃焼装置にはいくつかの問
題点がある。先ず燃焼されていない燃料微粒子が、燃焼
装置から放出されてしまい、燃焼効率が約97%程度に低
下している。これは炭素成分が42%の石炭に比べ炭素成
分が90%の石油コークスのような揮発成分の低い燃料を
燃焼する場合に極めて顕著になっている。2番目に、吸
収剤の利用率も低く、90%の硫黄酸化物を抑制する必要
のある通常の大気汚染規制の要件を満足させるには、カ
ルシウムと硫黄とのモル比を少なくとも3対1に維持す
る必要がある。このため、比較的大粒の吸収剤粒子の表
面のみに硫黄酸化物が吸収され、粒子の内部の大半は未
使用状態で放出されている。3番目の欠点は、これらの
ボイラーが窒素酸化物を汚染物質として排出することで
あり、その窒素酸化物は、燃料に含まれる窒素から発生
する。米国国内のいくつかの地域では、窒素酸化物の排
出量はその地域の規制値を越えないが、南部カリフォル
ニアのような地域では規制値を越えてしまう。
However, the above-mentioned conventional combustion device has some problems. First, unburned fuel particles are released from the combustion device, and the combustion efficiency is reduced to about 97%. This is extremely remarkable when burning a fuel having a low volatile content such as petroleum coke having a carbon content of 90% as compared with coal having a carbon content of 42%. Second, in order to meet the requirements of normal air pollution regulations that require low absorption of 90% sulfur oxides, the molar ratio of calcium to sulfur should be at least 3: 1. Need to maintain. Therefore, the sulfur oxides are absorbed only on the surfaces of the relatively large absorbent particles, and most of the inside of the particles are released in an unused state. The third drawback is that these boilers emit nitrogen oxides as pollutants, which are generated from the nitrogen contained in the fuel. In some parts of the United States, nitrogen oxide emissions do not exceed local limits, but in regions such as Southern California, they do.

これに対し、米国特許第4,177,741号には、従来の流動
層ボイラーの燃焼効率を上げるため、循環粒子を泡立ち
流動層へ戻す前に凝集させる構成が開示されている。凝
集された粒子は、流動層から吹出ることが防止され、燃
焼される。米国特許4,259,911号には、石炭粒子と循環
粒子とを流動層に入れる前に凝集させる構成が示されて
いる。米国特許4,329,234号は、吸収剤の使用率を改善
するため、流動層の一部を取り出し、吸収前粒子の直径
を50ミクロンに粉砕する構成を開示している。
In contrast, U.S. Pat. No. 4,177,741 discloses a configuration in which circulating particles are agglomerated before returning to a fluidized bed in order to increase the combustion efficiency of a conventional fluidized bed boiler. The agglomerated particles are prevented from blowing out of the fluidized bed and burned. U.S. Pat. No. 4,259,911 shows a configuration in which coal particles and circulating particles are agglomerated prior to entering the fluidized bed. U.S. Pat. No. 4,329,234 discloses a configuration in which a portion of the fluidized bed is removed and the pre-absorption particles are crushed to a diameter of 50 microns to improve the utilization of the absorbent.

更に、ドイツ国特許第3,023,480号には、吸収剤の利用
率を高め燃焼ガスから生ずる硫黄酸化物を抑制する別の
構成が開示されている。この場合、燃焼ガスを粒径30〜
200ミクロンの吸収剤粒子からなる流動層に通過させて
いる。流動層の空塔速度が3〜30フィート/秒(約90〜
900cm/秒)となるようにし、且つ流動層の粒子密度は0.
1〜10kg/m3とされている。高流速のガスに随伴する粒子
は、サイクロンによって除去され、温度が1300〜2000°
F(約704〜1093℃)の流動層に戻されると共に、時間
当たりの再循環流量が流動層の重量の約5倍にされてい
る。
Furthermore, German Patent No. 3,023,480 discloses another arrangement which increases the utilization rate of the absorbent and suppresses the sulfur oxides generated from the combustion gas. In this case, the combustion gas particle size of 30 ~
It is passed through a fluidized bed of 200 micron absorbent particles. The superficial velocity of the fluidized bed is 3 to 30 feet / second (about 90 to
900 cm / sec), and the particle density of the fluidized bed is 0.
It is said to be 1 to 10 kg / m 3 . Particles that accompany the high velocity gas are removed by the cyclone and the temperature is 1300-2000 °.
It is returned to the fluidized bed at F (about 704 to 1093 ° C.), and the recirculation flow rate per hour is about 5 times the weight of the fluidized bed.

また、米国特許第4,111,158号には、循環流動層の原理
に基づいた流動層燃焼炉の燃焼効率、硫黄酸化物および
窒素酸化物の抑制又は除去を増進する構成が開示されて
いる。この場合、泡立ち流動層燃焼炉の空塔速度がが4
〜12フィート/秒であれば泡立ち流動層の上面は明確に
区分されているが、空塔速度が15〜45フィート/秒(約
450〜1350cm/秒)になると、流動層の上面は明確に区分
されず、粒子密度が燃焼装置の底部から頂部に向かって
次第に変化する傾向を示した。
U.S. Pat. No. 4,111,158 discloses a structure for enhancing the combustion efficiency of a fluidized bed combustion furnace based on the principle of a circulating fluidized bed, and suppressing or removing sulfur oxides and nitrogen oxides. In this case, the superficial velocity of the bubbling fluidized bed combustion furnace is 4
If it is ~ 12 ft / sec, the upper surface of the bubbling fluidized bed is clearly divided, but the superficial velocity is 15-45 ft / sec (about
At 450-1350 cm / sec), the upper surface of the fluidized bed was not clearly divided, and the particle density tended to gradually change from the bottom to the top of the combustor.

燃焼装置内のガス流に含まれる粒子は、燃焼装置の下流
に配設された再循環サイクロンにより分離され、流動層
の底部に導入される。粒径は30〜250ミクロンに、及び
粒子密度は燃焼装置の上部で10〜40kg/m3になる。この
場合、燃焼装置および再循環路内の粒子およびガスから
熱は回収されない。燃焼装置内の管が摩耗を受けやす
く、そして管が設けられている箇所の粒子密度が、泡立
ち流動層(500kg/m3)の粒子密度に比べ低いので、効果
的に管に熱伝導がされない。そこで、この発明では燃焼
装置の底部から流動層の一部を取り出し、プロセスを最
善に活用した別の流動層熱交換器で冷却することにより
熱が回収されている。
The particles contained in the gas stream within the combustor are separated by a recirculation cyclone located downstream of the combustor and introduced at the bottom of the fluidized bed. The particle size is 30-250 microns and the particle density is 10-40 kg / m 3 at the top of the combustor. In this case, no heat is recovered from the particles and gas in the combustor and recirculation path. The tube in the combustion device is easily worn, and the particle density at the place where the tube is installed is lower than the particle density in the bubbling fluidized bed (500 kg / m 3 ), so heat is not effectively transferred to the tube. . Therefore, in the present invention, heat is recovered by taking out a part of the fluidized bed from the bottom of the combustion apparatus and cooling it by another fluidized bed heat exchanger that optimally utilizes the process.

米国特許第3,900,554号には、触媒を用いることなくア
ンモニアを噴射して窒素酸化物を抑制する構成が開示さ
れている。この場合、アンモニアの基本的なガス反応に
より、1742〜1832゜F(約950〜1000℃)において窒素酸
化物が所望に応じ低減され、アンモニアと窒素酸化物と
のモル比を2にしたとき20%抑制されるとしている。
U.S. Pat. No. 3,900,554 discloses a structure in which ammonia is injected to suppress nitrogen oxides without using a catalyst. In this case, the basic gas reaction of ammonia reduces the nitrogen oxides as desired at 1742 to 1832 ° F (about 950 to 1000 ° C), and when the molar ratio of ammonia and nitrogen oxides is 2, It is supposed to be suppressed.

(発明が解決しようとする課題) 上記の米国特許第4,177,741号によると循環粒子は凝集
され、また米国特許4,259,911号によると、石炭粒子と
循環粒子は凝集されているので、これらの粒子が流動層
から吹出ることは防止される。また、米国特許4,329,23
4号によると、粒子は粉砕されるので、硫黄酸化物のさ
らなる吸収は認められる。しかしながら、これらの米国
特許は前述した旧式な流動層燃焼装置の単純な改良にと
どまっている。
(Problems to be Solved by the Invention) According to the above-mentioned U.S. Pat.No. 4,177,741, circulating particles are agglomerated, and according to U.S. Pat.No. 4,259,911, since coal particles and circulating particles are agglomerated, these particles are in a fluidized bed. It is prevented from blowing out from. Also, U.S. Pat.
According to No. 4, since the particles are crushed, further absorption of sulfur oxides is observed. However, these U.S. patents are merely a modification of the old fluidized bed combustor described above.

また、ドイツ国特許第3,023,480号によると、大きな表
面積を有し活発に混合される微粒子を用いて硫黄酸化物
を好適に抑制し得るが、流動層に冷却管を配設し、熱を
流動層から回収する技術思想には至っていない。
Further, according to German Patent No. 3,023,480, it is possible to suitably suppress the sulfur oxides by using fine particles having a large surface area and being actively mixed, but by disposing a cooling pipe in the fluidized bed, heat can be applied to the fluidized bed. The technical idea of recovering from is not reached.

また、米国特許第4,111,158号には、循環流動層の原理
に基づいた流動層燃焼炉の燃焼効率、硫黄酸化物および
窒素酸化物の抑制又は除去を増進する構成が開示されて
いるが、この米国特許によると、燃焼装置および再循環
路内の粒子およびガスから熱は回収されない。燃焼装置
内の管は摩耗を受け易いだろし、そして管が設けられる
箇所の粒子密度が、泡立ち流動層(500kg/m3)の粒子密
度に比べ低いので、効果的に管に熱伝導がされない恐れ
がある。したがって燃焼装置の底部から流動層の一部を
取り出しプロセスを最善に活用した別の流動層熱交換器
で冷却することにより熱が回収されている。これによ
り、燃焼装置および再循環路内の良好に混合された小径
の燃料粒子を完全に燃焼することにより、高い燃焼効率
は得られ、また、細かな吸収剤粒子を用い、燃焼装置お
よび再循環路全体にわたって温度を有効レベルに維持す
ることにより、吸収剤の利用率が高められる。また燃焼
装置の全長にわたって燃焼空気を順次導入することによ
り、窒素酸化物の発生を抑制し得る特徴がある。しかし
ながら、この燃焼装置においては、特に流動層と別の熱
交換器を必要とする上、大型の再循環用サクロンを必要
とする問題点がある。
Further, U.S. Pat.No. 4,111,158 discloses a structure for enhancing the combustion efficiency of a fluidized bed combustion furnace based on the principle of a circulating fluidized bed, and suppressing or removing sulfur oxides and nitrogen oxides. According to the patent, no heat is recovered from the particles and gases in the combustor and recirculation path. The tubes in the combustor will be prone to wear, and the particle density at the location of the tubes is lower than the particle density in the bubbling fluidized bed (500 kg / m 3 ), so heat is not effectively transferred to the tubes. There is a fear. Therefore, heat is recovered by removing a portion of the fluidized bed from the bottom of the combustor and cooling it in another fluidized bed heat exchanger that best utilizes the process. As a result, high combustion efficiency is obtained by completely burning the well-mixed small-sized fuel particles in the combustion device and the recirculation path, and the fine combustion particles and the recirculation are used by using the fine absorbent particles. Maintaining the temperature at an effective level throughout the path increases the utilization of the absorbent. Further, there is a feature that generation of nitrogen oxides can be suppressed by sequentially introducing combustion air over the entire length of the combustion device. However, this combustion apparatus has a problem in that a heat exchanger separate from the fluidized bed is required and a large-sized recirculating sacron is required.

また、米国特許第3,900,554号によると、アンモニアの
基本的なガス反応により、1742〜1832゜F(約950〜1000
℃)において窒素酸化物を選択的に低減することがで
き、アンモニアと窒素酸化物とのモル比を2にしたとき
20%抑制されるとしている。この点は認められるが、こ
の米国特許はアンモニアと窒素酸化物とのモル比が同様
に2であるとき、再循環サイクロン内におけるように良
好に混合すると、95%の窒素酸化物を除去することがで
きることには、思い至っていない。
Also, according to U.S. Pat. No. 3,900,554, due to the basic gas reaction of ammonia, 1742-1832 ° F (about 950-1000
Nitrogen oxides can be selectively reduced at (° C.) And the molar ratio of ammonia and nitrogen oxides is set to 2.
It is said to be suppressed by 20%. Although this point is acknowledged, this US patent shows that when the molar ratio of ammonia to nitrogen oxides is also 2, it removes 95% of nitrogen oxides when mixed well, as in a recycle cyclone. I am not convinced that I can do it.

本発明は、上記したような従来の流動層式燃焼方法ある
いは流動層式燃焼装置の欠点、問題点等を鑑みてなされ
たものであって、高い燃焼効率が得られると共に、吸収
剤が有効に利用され、それによって硫黄酸化物と窒素酸
化物とが燃焼ガスから効果的に除去される、流動層式燃
焼方法およびこの方法の実施に使用される流動層式燃焼
装置を提供することを目的としている。また、流動層内
に配設される冷却管の熱伝達係数が増大すると共に、冷
却管の摩耗も少ない、流動層式燃焼方法およびこの方法
の実施に使用される流動層式燃焼装置を提供することも
目的としている。
The present invention has been made in view of the drawbacks and problems of the conventional fluidized bed type combustion method or fluidized bed type combustion apparatus as described above, and it is possible to obtain high combustion efficiency and to effectively use the absorbent. For the purpose of providing a fluidized bed combustion method and a fluidized bed combustion apparatus used for carrying out the method, wherein sulfur oxides and nitrogen oxides are effectively removed from the combustion gas There is. Further, the present invention provides a fluidized bed combustion method and a fluidized bed combustion apparatus used for carrying out the method, in which the heat transfer coefficient of the cooling pipe arranged in the fluidized bed is increased and the cooling pipe is less worn. That is also the purpose.

他の発明は、上記目的に加えて硫黄酸化物の捕捉が顕著
に向上し、窒素酸化物の放出が抑制される、流動層式燃
焼方法およびこの方法の実施に使用される流動層式燃焼
装置を提供することを目的としている。
In addition to the above objects, another invention is a fluidized bed combustion method in which the capture of sulfur oxides is significantly improved and the release of nitrogen oxides is suppressed, and a fluidized bed combustion apparatus used for carrying out this method. Is intended to provide.

(課題を解決するための手段) 本発明は、上記目的を達成するために、固形燃料および
不純物を含む液体燃料を大気圧の流動層式燃焼装置内へ
供給する工程と、不活性粒子、灰粒子および部分燃焼し
た燃料粒子を燃焼装置内で燃焼させるより粉砕し、そし
て0.5〜7フィート/秒(15〜210cm/秒)の空塔速度で
運転し、燃焼装置の上方に配置された篩点が12ミクロン
以下の再循環用のサイクロンで流動層との間を循環させ
て、平均粒径が100〜800ミクロンの流動層を形成する工
程と、流動層式燃焼装置からの排気ガスに含まれる粒子
を再循環サイクロンで捕捉し流動層の重量の1〜5倍の
1時間当たりの戻し流量をもって流動層に戻す工程と、
流動層内に配設された冷却管並びに再循環用のサイクロ
ンの下流の排気ガスから熱を回収する工程と、熱回収さ
れた排気ガス流から粉塵を除去する工程とを包有するよ
うに構成される。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention provides a step of supplying a solid fuel and a liquid fuel containing impurities into a fluidized bed combustion apparatus at atmospheric pressure, inert particles, and ash. Particles and partially combusted fuel particles are crushed rather than burned in the combustor and operated at superficial velocity of 0.5 to 7 ft / sec (15 to 210 cm / sec) and a sieve point located above the combustor. Included in the exhaust gas from the fluidized bed combustor with the process of circulating between the fluidized bed with a cyclone for recirculation of less than 12 microns to form a fluidized bed with an average particle size of 100 to 800 microns. Capturing the particles with a recirculating cyclone and returning to the fluidized bed at a return flow rate of 1 to 5 times the weight of the fluidized bed per hour;
It is configured to include a step of recovering heat from exhaust gas downstream of a cooling pipe arranged in a fluidized bed and a cyclone for recirculation, and a step of removing dust from the exhaust gas stream recovered from heat. It

特許請求の範囲の第2項に記載の発明は、第1項に記載
の、固形燃料を供給する工程時に硫黄酸化物用の吸収剤
を供給し、それによって流動層が、部分反応した硫黄酸
化物用の吸収剤粒子も含むように構成され、特許請求の
範囲の第3項に記載の発明は、特許請求の範囲の第1項
に記載の工程に、再循環用のサイクロンの直上流の高温
燃焼ガス流内にアンモニアを導入する工程を包含するよ
うに、特許請求の範囲の第4項に記載の発明は、特許請
求の範囲の第1項に記載の、流動層に戻す工程時に再循
環用のサイクロンで捕捉した粒子を燃焼室の内部を通し
て直接流動層へ戻すように構成され、特許請求の範囲の
第5項に記載の発明は、特許請求の範囲の第1項に記載
の、熱を回収する工程時には流動層式燃焼装置内におい
ては流動層からのみ熱を回収するように構成され、特許
請求の範囲の第6項に記載の発明は、特許請求の範囲の
第1項に記載の各工程を実施するとき、流動層式燃焼装
置を1400〜1500゜F(760〜816℃)で運転し、それによっ
て燃料粒子の燃焼による窒素酸化物の生成を抑制すると
共に、流動層並びに再循環内で半成コークスにより窒素
酸化物を抑制しながら半成コークを生成するように、そ
して特許請求の範囲の第7項に記載の発明は、特許請求
の範囲の第1項に記載の、流動層を形成する工程時に、
流動層の粒子の40〜20%を200ミクロン以下に維持し、
それによって流動層内の冷却管の熱伝達係数を100〜200
BTU/FT2・HR・Fまで上昇させるように構成される。
The invention described in the second aspect of the claims is to supply the absorbent for sulfur oxide during the step of supplying the solid fuel according to the first aspect, whereby the fluidized bed is partially reacted with sulfur oxidation. The invention according to claim 3 is configured so as to include absorbent particles for a product, and the invention according to claim 3 is the process described in claim 1 in which the immediately upstream of the cyclone for recirculation is used. In order to include the step of introducing ammonia into the hot combustion gas stream, the invention described in the fourth aspect of the present invention is re-used during the step of returning to the fluidized bed according to the first aspect of the present invention. It is configured to return the particles captured by a cyclone for circulation directly to the fluidized bed through the inside of the combustion chamber, and the invention described in claim 5 is the invention described in claim 1. During the process of recovering heat, in the fluidized bed combustion device, The invention described in claim 6 is configured to recover heat, and when performing the steps described in claim 1, the fluidized bed combustor is set to 1400 to 1500. Operates at ° F (760-816 ° C), which suppresses the generation of nitrogen oxides due to combustion of fuel particles, and also suppresses nitrogen oxides by semi-coke in the fluidized bed and recirculation, and semi-coke. And in the invention according to claim 7 during the step of forming a fluidized bed according to claim 1,
Keep 40-20% of the particles in the fluidized bed below 200 microns,
As a result, the heat transfer coefficient of the cooling pipe in the fluidized bed is 100-200.
It is configured to raise to BTU / FT 2 · HR · F.

特許請求の範囲の第8項に記載の発明は、大気圧の流動
層式燃焼器と、固体燃料及び不純物を含む液体燃料を前
記流動層式燃焼器内へ供給する燃料供給装置と、前記流
動層式燃焼器内で燃焼することにより粉砕され、そして
排気ガスに含まれる不活性粒子、灰粒子および部分燃焼
した燃料粒子を捕捉し、流動層の重量の1〜5倍に等し
い1時間当たりの戻し流量で流動層に戻す、篩点が12ミ
クロン以下の再循環用のサイクロンと、前記流動層式燃
焼器内に0.5〜7フィート/秒(15〜210cm/秒)のみの
空塔速度を与える空塔速度付与装置と、前記流動層式燃
焼器の流動層並びに排気ガス流から熱を回収する、熱回
収装置と、熱回収された排気ガス流から粉塵を集めるフ
イルタ装置とから構成されている。特許請求の範囲の第
9項に記載の発明は、特許請求の範囲の第8項に記載の
熱回収装置が、流動層内に配置されている冷却管と、再
循環用のサイクロンの下流側に配置されている熱交換器
とから構成され、特許請求の範囲の第9項に記載の発明
は、特許請求の範囲の第8または第9項に記載の再循環
用のサイクロンは、燃焼装置の上方に配置されていると
共に、該再循環用のサイクロンのアンダーフロー管は燃
焼室内を流動層まで延びているように構成されている。
The invention described in claim 8 is a fluidized bed combustor at atmospheric pressure, a fuel supply device for supplying liquid fuel containing solid fuel and impurities into the fluidized bed combustor, and the fluidized bed combustor. Inert particles, ash particles and partially burned fuel particles comminuted by burning in a layered combustor and contained in the exhaust gas are trapped and equal to 1 to 5 times the weight of the fluidized bed per hour. A cyclone for recirculation with a sieve point of 12 microns or less returned to the fluidized bed at a return flow rate and a superficial velocity of only 0.5 to 7 feet / second (15 to 210 cm / second) in the fluidized bed combustor. It is composed of a superficial velocity imparting device, a heat recovery device for recovering heat from the fluidized bed of the fluidized bed combustor and the exhaust gas flow, and a filter device for collecting dust from the heat recovered exhaust gas flow. . The invention described in claim 9 is the heat recovery device according to claim 8 in which the heat recovery device is arranged in the fluidized bed and the downstream side of the cyclone for recirculation. The invention according to claim 9 is a cyclone for recirculation according to claim 8 or 9, wherein the heat exchanger is disposed in a combustion device. And a recycle cyclone underflow tube is arranged above the chamber and extends to the fluidized bed in the combustion chamber.

(作用) 固形燃料あるいは不純物を含む液体燃料を流動層式燃焼
装置内へ供給する。不活性粒子、灰粒子および部分燃焼
した燃料粒子を燃焼装置内で焼く。そうすると、これら
の粒子は燃焼し粉砕される。そして例えば流動層式燃焼
室の下方から燃焼用空気を空塔速度が0.5〜7フィート
/秒(15〜210cm/秒)の範囲になるように供給する。排
気ガスに含まれる粉砕された不活性粒子、灰粒子および
部分燃焼した燃料粒子は、篩点が12ミクロン以下の再循
環用のサイクロンで流動層と燃焼装置の上方に配置され
たサイクロンとの間を循環する。この間に、平均粒径が
100〜800ミクロンの範囲内にある流動層が形成される。
そして、燃料は燃焼する。粒子を含んだ熱排ガスは、再
循環用のサイクロンに供給され、所定粒径以上の粒子は
再循環用のサイクロンでアンダーフローとして捕捉さ
れ、流動層の重量の1〜5倍の1時間当たりの戻し流量
という多量の粒子が流動層に戻される。この結果、熱排
ガスに含まれる大部分の粒子が燃焼室と、燃焼装置の上
方に配置された再循環用のサイクロンとの間を多数回循
環する。これにより燃料が充分燃焼室に滞留することに
なり、炭素粒子は完全に燃焼する。
(Operation) Solid fuel or liquid fuel containing impurities is supplied into the fluidized bed combustion apparatus. Inert particles, ash particles and partially burned fuel particles are burnt in a combustion device. Then, these particles are burned and crushed. Then, for example, combustion air is supplied from below the fluidized bed combustion chamber so that the superficial velocity is in the range of 0.5 to 7 feet / second (15 to 210 cm / second). The crushed inert particles, ash particles and partially burned fuel particles contained in the exhaust gas are recycle cyclones with a sieve point of 12 microns or less between the fluidized bed and the cyclone located above the combustion device. Circulate. During this time, the average particle size
A fluidized bed is formed which is in the range 100-800 microns.
Then, the fuel burns. The hot exhaust gas containing particles is supplied to a cyclone for recirculation, and particles having a predetermined size or more are trapped as underflow by the cyclone for recirculation, and are 1 to 5 times the weight of the fluidized bed per hour. A large amount of particles called the return flow rate are returned to the fluidized bed. As a result, most of the particles contained in the hot exhaust gas circulate many times between the combustion chamber and the recycle cyclone located above the combustion device. As a result, the fuel is sufficiently retained in the combustion chamber, and the carbon particles are completely combusted.

オーバーフローの排気ガスは、粉塵が除去されて、大気
に放出される。一方、流動層内に配設された冷却管並び
に再循環用のサイクロンの下流の排気ガスから熱を回収
する。
The overflow exhaust gas is dedusted and released to the atmosphere. On the other hand, heat is recovered from a cooling pipe arranged in the fluidized bed and exhaust gas downstream of the cyclone for recirculation.

特許請求の範囲の第2項に記載の発明では、固形燃料を
供給するとき、硫黄酸化物用の吸収剤を供給する。この
ときも、燃料が充分燃焼室に滞留することになるので、
硫黄酸化物と吸収剤との反応が充分に行われる。これに
より、硫黄酸化物が抑制される。特許請求の範囲の第3
項に記載の発明では、再循環用のサイクロンの直上流の
高温燃焼ガス流内にアンモニアを導入して、窒素酸化物
を分解する。特許請求の範囲の第4項に記載の発明は、
再循環用のサイクロンで捕捉した粒子を燃焼室の内部を
通して直接流動層へ戻す。これにより、燃焼又は硫黄吸
収にとって理想的な温度で作動する。
In the invention described in the second aspect of the claims, when the solid fuel is supplied, the absorbent for sulfur oxide is supplied. At this time as well, the fuel is sufficiently retained in the combustion chamber.
The reaction between the sulfur oxide and the absorbent is sufficiently performed. This suppresses sulfur oxides. The third part of the claims
In the invention described in the item 1, ammonia is introduced into the high temperature combustion gas stream immediately upstream of the cyclone for recirculation to decompose nitrogen oxides. The invention described in claim 4 is
The particles captured by the recycle cyclone are returned directly to the fluidized bed through the interior of the combustion chamber. This allows operation at temperatures ideal for combustion or sulfur absorption.

特許請求の範囲の第5項に記載の発明は、熱を回収する
工程時には流動層式燃焼装置内において流動層からのみ
熱を回収し、例えば流動層の上方のフリーボート部には
熱回収用の冷却管等を設けない。これにより、等温の再
循環路を形成する。
According to the fifth aspect of the invention, heat is recovered only from the fluidized bed in the fluidized bed combustor during the process of recovering heat. For example, the free boat part above the fluidized bed is used for heat recovery. No cooling pipe is provided. This forms an isothermal recirculation path.

特許請求の範囲の第6項に記載の発明は、流動層式燃焼
装置を1400〜1500゜F(760〜816℃)で運転し、それによ
って燃料粒子の燃焼による窒素酸化物の生成を抑制する
と共に、流動層並びに再循環内で半成コークスにより窒
素酸化物を抑制しながら半成コークを生成するようす
る。そして特許請求の範囲の第7項に記載の発明は、流
動層の粒子の40〜20%を200ミクロン以下に維持し、そ
れによって流動層内の冷却管の熱伝達係数を100〜200BT
U/FT2・HR・Fまで上昇させる。
According to the sixth aspect of the present invention, the fluidized bed combustor is operated at 1400 to 1500 ° F (760 to 816 ° C), thereby suppressing the production of nitrogen oxides due to the combustion of fuel particles. At the same time, the semi-coke is generated in the fluidized bed and the recirculation while the nitrogen oxides are suppressed by the semi-coke. The invention described in claim 7 maintains 40 to 20% of the particles in the fluidized bed to 200 microns or less, whereby the heat transfer coefficient of the cooling pipe in the fluidized bed is 100 to 200BT.
Increase to U / FT 2 , HR, F.

(実施例) 以下、図面に沿って本発明の実施例を説明する。図面に
は流動層式燃焼装置10からなるシステムの実施例が示さ
れている。流動層式燃焼装置10は、燃焼室11を有し、燃
焼室11の内部には分散プレート12の上に支持されている
粒子からなる流動層Bが形成されている。また、流動層
式燃焼装置10は、流動層B内に位置するように配設され
た冷却管13と、燃焼供給路14と、吸収剤供給路15と、流
動層ドレン16とを備えている。さらには、流動層式燃焼
装置10の底部には流動化空気導入口17が設けられ、粒子
を流動化する空気は、この流動化空気導入口17から分散
プレート12の下方の室に導入される。流動層Bの表面か
ら放出される熱排ガスおよび微粒子は、フリーボート部
18を通り導管19を経て流動層Bの上方に配設された再循
環用のサイクロン21へ送られる。サイクロン21から下方
へ延びる直線上のアンダーフロー管22は、十分にヘッド
が与えれていて微粒子が流動層Bへ円滑に戻される。こ
の場合、再循環用のサイクロン21の篩点は、約12ミクロ
ンである。
(Examples) Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, an embodiment of a system comprising a fluidized bed combustion device 10 is shown. The fluidized bed type combustion apparatus 10 has a combustion chamber 11, and a fluidized bed B made of particles supported on a dispersion plate 12 is formed inside the combustion chamber 11. Further, the fluidized bed type combustion apparatus 10 includes a cooling pipe 13 arranged so as to be located in the fluidized bed B, a combustion supply passage 14, an absorbent supply passage 15 and a fluidized bed drain 16. . Further, a fluidized air inlet 17 is provided at the bottom of the fluidized bed combustion device 10, and air for fluidizing particles is introduced from the fluidized air inlet 17 into a chamber below the dispersion plate 12. . The hot exhaust gas and fine particles emitted from the surface of the fluidized bed B are free boat parts.
It is sent to the recycle cyclone 21 disposed above the fluidized bed B via the conduit 19 via the line 18. The straight underflow pipe 22 extending downward from the cyclone 21 is sufficiently provided with a head so that fine particles are smoothly returned to the fluidized bed B. In this case, the screen point of the cyclone 21 for recirculation is about 12 microns.

窒素分含有の燃料が燃焼されるとき生じる窒素酸化物を
抑制するため、再循環用のサイクロン21の直上流の導管
19に、アンモニア噴射器23が配設されている。そして、
このアンモニア噴射器23からアンモニアが導管19内を流
れる熱排ガス流に噴射される。アンモニアは、アンモニ
ア供給タンク24からアンモニア噴射器23へ供給されてい
る。再循環用のサイクロン21から出た熱排ガスは、導管
25を経て対流式の熱交換器26へ送られ、熱交換器26にお
いて熱排ガスは熱交換器26からバックハウスフィルタ等
のフィルタ装置27へ送られ、粉塵が除去されて煙突28か
ら大気中へ放出されるようになっている。
A conduit immediately upstream of the cyclone 21 for recirculation to suppress nitrogen oxides generated when the fuel containing nitrogen is burned.
At 19, an ammonia injector 23 is arranged. And
From this ammonia injector 23, ammonia is injected into the hot exhaust gas stream flowing in the conduit 19. Ammonia is supplied from the ammonia supply tank 24 to the ammonia injector 23. The hot exhaust gas from the cyclone 21 for recirculation is
After being sent to the convection heat exchanger 26 via 25, the heat exhaust gas in the heat exchanger 26 is sent from the heat exchanger 26 to a filter device 27 such as a back house filter, dust is removed and the chimney 28 enters the atmosphere. It is supposed to be released.

さらに、詳述するに本発明の実施例による流動層式燃焼
方法および流動層式燃焼装置においては、泡立ちする流
動層Bの空塔速度すなわち流動層Bを流れる燃焼用空気
の単位時間当たりの流量を流動層Bの断面積で除した商
は、0.5〜7フィート/秒(約15〜210cm/秒)の範囲内
に選定され、流動層Bの粒子の直径は45〜2000ミクロン
の範囲内にされると共に、流動層Bの粒子の40〜20%は
夫々直径200ミクロンより小さい状態で運転される。流
動層Bの粒子の粒径分布は、使用する供給原料のドロマ
イトの大きさにより定まる。流動層Bの粒子を、燃焼装
置内で燃焼することにより粉砕し、そして0.5〜7フィ
ート/秒(約15〜210cm/秒)の空塔速度で運転し、燃焼
装置の上方に配置された篩点が12ミクロン以下の再循環
用のサイクロンで流動層との間を多数回循環させて、平
均粒径が100〜800ミクロンの流動層を形成する。また、
高温の流動層B内に配設される冷却管13を介し流動層B
から熱が一部除去されるように設けられ、冷却管13の外
側の熱伝達係数は、流動層B内が微粒子からなるので、
100〜200BTU/FT2・HR・F(ビーティーユー毎時平方フ
ィート度エフ、1BTU/FT2・HR・F=1/0.2048 kcal/h・m
2・℃)の範囲となる。
Furthermore, in detail, in the fluidized bed combustion method and the fluidized bed combustion apparatus according to the embodiment of the present invention, the superficial velocity of the fluidized bed B, that is, the flow rate of the combustion air flowing through the fluidized bed B per unit time. The quotient obtained by dividing by the cross-sectional area of fluidized bed B is selected within the range of 0.5 to 7 feet / second (about 15 to 210 cm / second), and the diameter of the particles of fluidized bed B is within the range of 45 to 2000 microns. At the same time, 40 to 20% of the particles in the fluidized bed B are operated with a diameter smaller than 200 microns. The particle size distribution of the particles in the fluidized bed B is determined by the size of the dolomite used as the feed material. The particles of fluidized bed B are comminuted by burning in a combustor and operated at a superficial velocity of 0.5 to 7 ft / sec (about 15 to 210 cm / sec) and a sieve located above the combustor. A recycle cyclone having a point of 12 microns or less is repeatedly circulated with the fluidized bed to form a fluidized bed having an average particle size of 100 to 800 microns. Also,
A fluidized bed B is placed through a cooling pipe 13 arranged in the fluidized bed B of high temperature.
The heat transfer coefficient on the outside of the cooling pipe 13 is provided so as to partially remove heat from the
100-200BTU / FT 2・ HR ・ F (B-T-U Hourly Square Foot Degree F, 1BTU / FT 2・ HR ・ F = 1 / 0.2048 kcal / h ・ m
2・ ℃) range.

また、固体燃料又は液体燃料が流動層B内に固体燃料と
共に直接供給される。石灰石あるいはドロマイトのよう
な硫黄吸収剤も流動層B内に直接供給される。
Further, the solid fuel or the liquid fuel is directly supplied into the fluidized bed B together with the solid fuel. Sulfur absorbent such as limestone or dolomite is also directly fed into the fluidized bed B.

流動式燃焼装置10の燃焼室11の高温のフリーボード部18
は、熱伝達面あるいはフリーボード部18内における2次
的な空気流を調整する手段は、設けられていない。多量
の微粒子が流動層Bからフリーボード部18へ放出され、
熱排ガスと微粒子とが混合さた状態でフリーボード部18
内に充分長時間滞留し化学反応を行う。流動層Bからフ
リーボード部18へ放出された微粒子の大半は、再び流動
層Bに戻されるが、相当量の微粒子が熱排ガス流と共に
再循環用のサイクロン21へ送られ、このサイクロン21に
おいて熱ガスと分離され、流動層Bの温度とほぼ同一温
度の状態で戻される。再循環用のサイクロン21に導入さ
れる熱ガスに含まれる微粒子の量は、約0.5kg/m3程度で
ある。フリーボード部18および再循環用のサイクロン21
において、細かな炭素粒子と酸素を多く含んだ燃焼ガス
を充分に混合せしめ充分な時間滞留させることにより、
混合気中の炭素粒子が完全に燃焼されて再循環用のサイ
クロン21から放出される。この半成コークス粒子の循環
により窒素酸化物の生成が、1,400゜F(約760℃)以下の
温度において極めて効果的に抑制される。同様にフリー
ボード部18およびサイクロン21内で燃焼ガスに含まれる
硫黄酸化物と細かな吸収剤粒子とが充分に混合され長時
間滞留することにより、吸収剤による硫黄酸化物の吸収
が好適に行われる。
High temperature freeboard part 18 of combustion chamber 11 of fluid combustion device 10.
However, there is no means for adjusting the secondary air flow within the heat transfer surface or freeboard portion 18. A large amount of fine particles are discharged from the fluidized bed B to the freeboard section 18,
Free board part 18 with heat exhaust gas and fine particles mixed
Retain inside for a sufficiently long time to carry out a chemical reaction. Most of the fine particles discharged from the fluidized bed B to the freeboard section 18 are returned to the fluidized bed B again, but a considerable amount of fine particles are sent to the cyclone 21 for recirculation together with the heat exhaust gas flow, and heat is generated in the cyclone 21. It is separated from the gas and returned at a temperature substantially the same as the temperature of the fluidized bed B. The amount of fine particles contained in the hot gas introduced into the recycle cyclone 21 is about 0.5 kg / m 3 . Freeboard section 18 and cyclone 21 for recirculation
In the above, by thoroughly mixing the fine carbon particles and the combustion gas containing a large amount of oxygen and allowing it to stay for a sufficient time,
The carbon particles in the air-fuel mixture are completely burned and released from the cyclone 21 for recirculation. The circulation of the semi-coke particles effectively suppresses the generation of nitrogen oxides at temperatures below 1,400 ° F (about 760 ° C). Similarly, in the freeboard section 18 and the cyclone 21, the sulfur oxides contained in the combustion gas and the fine absorbent particles are sufficiently mixed and stayed for a long time, so that the absorption of the sulfur oxides by the absorbent is performed appropriately. Be seen.

吸収剤微粒子の滞留時間は、流動層B内において約1
秒、フリーボード部18及びサイクロン21において約3秒
となる。再循環用のサイクロン21は、篩点が5ミクロン
で設計され、再循環用のサイクロン21のアンダーフロー
管22を介して5ミクロンより実質的に大きな粒子の大半
が円滑に流動層Bに再循環されるよう構成されており、
フィルタ装置27へ5ミクロン以上の粒子が放出するのを
防止し得る。再循環過程において捕捉される粒子の流量
は、燃料と吸収剤との混合流が流動層B内に供給される
流量の約20倍であり、その時間当たり流量は流動層Bの
重量の2倍になる。
The residence time of the absorbent fine particles in the fluidized bed B is about 1
Seconds, about 3 seconds in the freeboard section 18 and the cyclone 21. The cyclone 21 for recirculation is designed with a sieve point of 5 microns, and most of particles substantially larger than 5 microns are smoothly recirculated to the fluidized bed B through the underflow pipe 22 of the cyclone 21 for recirculation. Is configured to
It is possible to prevent the release of particles larger than 5 microns into the filter device 27. The flow rate of particles captured in the recirculation process is about 20 times the flow rate of the mixed flow of fuel and absorbent supplied into the fluidized bed B, and the flow rate per time is twice the weight of the fluidized bed B. become.

燃料には燃料と結合した窒素が含まれ、且つ窒素酸化物
を抑制する必要がある場合、再純化循環用のサイクロン
21の入口部の直上流において、燃焼熱ガス流にアンモニ
アが噴射される。触媒を用いることなく、1743〜1832゜F
(約950〜1000℃)の範囲内において、アンモニアによ
り窒素酸化物が所望に応じて最大効率で低減され得る
が、1450〜1650゜F(約788〜899℃)で流動層Bを運転
し、流動層Bの上部のフリーボード18におけるあと燃
え、すなわちアフターバーニングによる温度上昇を0〜
150゜F(約0〜83℃)の間に抑えられることにより、窒
素酸化物が更に効果的に低減される。アンモニアと窒素
酸化物とのモル比が1.5〜2の割合になるようにアンモ
ニアを噴射すると、再循環用のサイクロン21内で良好な
混合が得られるので、80〜95%の窒素酸化物が抑制され
る。ある条件下では窒素酸化物はアンモニアを噴射する
ことなく抑制される。すなわち、燃焼温度が1450゜F(約
788℃)程度に低くされ、燃料に高割合の固定炭素が含
まれているときは、再循環される粒子の大半が半成コー
クス(チヤー)であり、本実施例においては特にこの高
温の半成コークス粒子により86%の窒素が抑制され窒素
酸化物が低減される。このことは、燃料に含まれる窒素
に起因する窒素酸化物の放出を減少させたことになる。
これに加えて次のことは良く知られている。すなわち1,
450゜F(788℃)で生成する半成コークス(チヤー)は、
酸素の存在下で窒素酸化物を減少させる働きがある。1,
450゜F(788℃)の温度において、大量の半成コークスが
流動層から分別されて循環回路内を循環する。86%の窒
素酸化物のイオンの一部は、高温の半成コークス(チヤ
ー)が反応することに寄与し得る。
If the fuel contains nitrogen bound to the fuel and it is necessary to suppress nitrogen oxides, a cyclone for repurification circulation
Immediately upstream of the inlet of 21, ammonia is injected into the combustion hot gas stream. 1743-1832 ° F without using a catalyst
Within the range of (about 950-1000 ° C), ammonia can reduce nitrogen oxides as desired with maximum efficiency, but operating fluidized bed B at 1450-1650 ° F (about 788-899 ° C). Afterburn in the freeboard 18 above the fluidized bed B, that is, the temperature rise due to afterburning
Nitrogen oxides are more effectively reduced by being held between 150 ° F (about 0-83 ° C). When ammonia is injected so that the molar ratio of ammonia and nitrogen oxides is 1.5 to 2, good mixing is obtained in the cyclone 21 for recirculation, so 80 to 95% of nitrogen oxides are suppressed. To be done. Under certain conditions nitrogen oxides are suppressed without injecting ammonia. That is, the combustion temperature is 1450 ° F (about
788 ° C) and when the fuel contains a high proportion of fixed carbon, most of the recycled particles are semi-coke (chair). 86% of nitrogen is suppressed and nitrogen oxides are reduced by the coke particles. This reduces the emission of nitrogen oxides due to the nitrogen contained in the fuel.
In addition to this, the following is well known. Ie 1,
Semi-coke produced at 450 ° F (788 ° C) is
It acts to reduce nitrogen oxides in the presence of oxygen. 1,
At 450 ° F (788 ° C), a large amount of semi-coke is separated from the fluidized bed and circulates in the circulation circuit. Some of the 86% nitrogen oxide ions may contribute to the reaction of the hot semi-coke (chair).

再循環用のサイクロン21から放出される燃焼熱ガス及び
粉塵は、対流式の熱交換器26へ送られ、熱交換器26にお
いて熱排ガスが放出温度まで冷却される。最終的に熱排
ガスは、熱交換器26からフィルタ装置27へ送られ、粉塵
が除去されて大気中に放出される。
The combustion hot gas and dust emitted from the recycle cyclone 21 are sent to the convection heat exchanger 26, and the heat exhaust gas is cooled in the heat exchanger 26 to the emission temperature. Finally, the heat exhaust gas is sent from the heat exchanger 26 to the filter device 27, where dust is removed and released into the atmosphere.

この場合、本実施例においては燃焼しにくいもの、例え
ば固定炭素90%を含む揮発分の低い石油コークスを含む
各種固形および液体燃料、又は硫黄、窒素およびその混
合物(いずれも大気汚染物質)を含む燃料を清浄に燃焼
することにある。そこで、本発明では、燃料を微粒子成
分でなる泡立ち流動層Bの上方の高温の再循環路を介し
て、微粒子中の大径粒子を再循環させつつ燃焼させる。
In this case, in the present embodiment, it is difficult to combust, for example, various solid and liquid fuels including petroleum coke having a low volatile content of 90% fixed carbon, or sulfur, nitrogen and a mixture thereof (all are air pollutants). To burn fuel cleanly. Therefore, in the present invention, the fuel is burned while recirculating the large-diameter particles in the fine particles through the high-temperature recirculation path above the bubbling fluidized bed B made of fine particle components.

固定炭素90%の石油コークスを用い、カルシウム/硫黄
のモル比を1.8にした場合、燃焼効率は99.4%が達成さ
れ、硫黄酸化物の98%が抑制された。アンモニア/窒素
のモル比は2.0のとき95%の窒素酸化物が抑制された。
これらの効果は、流動層及び循環機構の全体構成の中で
同時的に発生する。
Using petroleum coke with 90% fixed carbon and a calcium / sulfur molar ratio of 1.8, a combustion efficiency of 99.4% was achieved and 98% of sulfur oxides was suppressed. When the ammonia / nitrogen molar ratio was 2.0, 95% of nitrogen oxides were suppressed.
These effects occur simultaneously in the overall composition of the fluidized bed and circulation mechanism.

本発明の他の特徴は流動化範囲を15:1まで広げることに
ある。流動層Bが微粒子でなっているので、流動層Bの
最小流動化速度は0.5フィート/秒(約15cm/秒)程度で
ある。
Another feature of the invention is to extend the fluidization range to 15: 1. Since the fluidized bed B is composed of fine particles, the minimum fluidization speed of the fluidized bed B is about 0.5 feet / second (about 15 cm / second).

実験例I(石油コークスを用いた場合) 図面で示した構成の流動層燃焼装置10の燃焼室11におい
て石油コークスを空気で燃焼した。燃焼室11は耐火構造
にし直径を3フィート(約90cm)高さ12フィート(約36
0cm)とすると共に、燃焼室11の上部に再循環用のサイ
クロン21を装着した。流動層Bは、深さ3.5〜4フィー
ト(約105〜120cm)で運転し、流動層B内に熱取り出し
用の冷却管13を配設した。本実験例において使用した石
油コークスの成分および発熱量は以下の通りである。
Experimental Example I (when using petroleum coke) Petroleum coke was burned with air in the combustion chamber 11 of the fluidized bed combustion apparatus 10 having the configuration shown in the drawing. The combustion chamber 11 has a fireproof structure and has a diameter of 3 feet (about 90 cm) and a height of 12 feet (about 36 cm).
(0 cm), and a cyclone 21 for recirculation was attached to the upper part of the combustion chamber 11. The fluidized bed B was operated at a depth of 3.5 to 4 feet (about 105 to 120 cm), and the cooling pipe 13 for taking out heat was arranged in the fluidized bed B. The components and calorific value of the petroleum coke used in this experimental example are as follows.

固定炭素 89.7 重量% 窒素 1.9 重量% 硫黄 2.1 重量% 他の揮発分 4.4 重量% 灰分 0.3 重量% 水分 1.6 重量% 発熱量(HHV) 14,270 BTU/LB(ビーティーユー毎ポ
ンド、1BTU/LB=1/1.8kcal/kg) この石油コークスは、固定炭素が多く揮発分は少ないの
で燃焼しにくい。又この石油コークスは大気汚染物質と
しての窒素酸化物および硫黄酸化物を発生する窒素およ
び硫黄を含んでいる。この石油コークスは燃焼供給路14
から流動層Bへ導入され、燃料の粒径は大部分50〜400
ミクロンの範囲内にあった。硫黄吸収剤としてのドロマ
イトが吸収剤供給路15から流動層Bに導入された。ドロ
マイトの成分は以下の通りである。
Fixed carbon 89.7% by weight Nitrogen 1.9% by weight Sulfur 2.1% by weight Other volatiles 4.4% by weight Ash 0.3% by weight Moisture 1.6% by weight Calorific value (HHV) 14,270 BTU / LB (1BTU / LB = 1 / 1.8 (kcal / kg) This petroleum coke has a lot of fixed carbon and little volatile matter, so it is difficult to burn. The petroleum coke also contains nitrogen and sulfur which generate nitrogen oxides and sulfur oxides as air pollutants. This petroleum coke has a combustion supply line 14
Is introduced into the fluidized bed B and the particle size of the fuel is mostly 50 to 400
It was in the micron range. Dolomite as a sulfur absorbent was introduced into the fluidized bed B from the absorbent supply passage 15. The components of dolomite are as follows.

炭酸カルシウム 56.6(〜53.6)重量% 炭酸マグネシウム 45.5(〜43.5)重量% 不活性成分 0.9 重量% ドロマイトの粒径は、4700〜1200ミクロンの範囲内にあ
った。流動層B内で燃焼して微粒子になった。
Calcium carbonate 56.6 (~ 53.6) wt% Magnesium carbonate 45.5 (~ 43.5) wt% Inert ingredient 0.9 wt% Dolomite particle size was in the range of 4700-1200 microns. It combusted in the fluidized bed B and became fine particles.

流動層Bは、当初平均粒径が800ミクロンのドロマイト
で構成されていた。約500時間の燃焼後、流動層Bには
灰分、使用済み吸収剤および部分的に吸収した吸収剤と
が含まれ、平均粒径は約300ミクロンに落ち着いてい
た。流動層Bの平均空塔速度は4フィート/秒(約120c
m/秒)であった。流動層深さを一定レベルに保つため
に、周期的に流動層Bの構成材料を排出する必要があっ
た。再循環用のサイクロン21は、流動層燃焼室11内の5
ミクロンより大きい粒子の大半を捕捉するよう設計さ
れ、アンダーフロー管22も粒子が実質的に抵抗を受けず
に自在に流動層Bに回収されるように設計された。この
結果、微粒子の再循環流量が大となり、時間当たりの再
循環流量は流動層Bの重量の2倍になると共に、固形分
供給流量の20倍になった。燃料粒子と吸収剤の粒子は、
極めて小さな粒径になるまでガス流と共に流動層Bから
離れず、流動層Bの作用により流動層B内に保持され粉
砕される。燃焼室11から燃料粒子が逃げるのを防止する
ことにより、固定炭素を約90%含む燃焼困難な燃料も高
効率で完全に燃焼された。
Fluidized bed B was initially composed of dolomite with an average particle size of 800 microns. After about 500 hours of combustion, Fluidized Bed B contained ash, spent absorbent and partially absorbed absorbent with an average particle size of about 300 microns. The average superficial velocity of fluidized bed B is 4 feet / second (about 120c
m / sec). In order to maintain the fluidized bed depth at a constant level, it was necessary to periodically discharge the constituent material of the fluidized bed B. The cyclone 21 for recirculation is 5 in the fluidized bed combustion chamber 11.
The underflow tube 22 was designed to capture most of the particles larger than micron, and the underflow tube 22 was also designed to allow the particles to be freely collected in the fluidized bed B without substantial resistance. As a result, the recirculation flow rate of the fine particles became large, and the recirculation flow rate per time became twice the weight of the fluidized bed B and 20 times the solid content supply flow rate. Fuel particles and absorbent particles are
It does not leave the fluidized bed B together with the gas flow until the particle size becomes extremely small, and the fluidized bed B is held in the fluidized bed B and pulverized by the action of the fluidized bed B. By preventing the fuel particles from escaping from the combustion chamber 11, the difficult-to-burn fuel containing about 90% of fixed carbon was completely burned with high efficiency.

再循環系を等温に保つことにより、燃焼効率を更に高め
得た。燃料粒子は流動層B内で燃焼温度まで完全に加熱
され、フリーボード部18又はサイクロン21内のいずれに
おいても冷却されない。流動層Bの温度を1600゜F(約87
1℃)にし、20〜30%の過剰の空気をもって燃焼したと
き、燃焼効率は99.4%であった、この場合あと燃えによ
る温度上昇は流動層の温度より50〜100゜F(約28〜55
℃)高い値を示した。
Combustion efficiency could be further increased by keeping the recirculation system isothermal. The fuel particles are completely heated in the fluidized bed B to the combustion temperature and are not cooled in either the freeboard section 18 or the cyclone 21. The temperature of fluidized bed B is 1600 ° F (about 87
(1 ℃) and burned with 20-30% excess air, the combustion efficiency was 99.4%. In this case, the temperature rise due to afterburning is 50-100 ° F (about 28-55 ° F) above the temperature of the fluidized bed.
C.) showed a high value.

吸収剤粒子が粉砕され、流動層内に保持されることが燃
焼室11においてガスから硫黄を吸収するため吸収剤の大
きな表面積をもたらした。カルシウムと硫黄のモル比を
1.8にした時98%の硫黄酸化物が抑制された。燃焼室11
内の粒子の粒径が微細であることのもう一つの利点は、
流動層B内に配設された冷却管13の表面における熱伝達
率が増大することにある。この冷却管13の表面の熱伝達
率は、従来の流動層ボイラーでは40〜60BTU/HR・FT2
Fであったのに対し、100〜200BTU/HR・FT2・Fになっ
た。
The crushing of the absorbent particles and their retention in the fluidized bed resulted in a large surface area of the absorbent for absorbing sulfur from the gas in the combustion chamber 11. The molar ratio of calcium and sulfur
At 1.8, 98% of sulfur oxides were suppressed. Combustion chamber 11
Another advantage of the small size of the particles in the
This is to increase the heat transfer coefficient on the surface of the cooling pipe 13 arranged in the fluidized bed B. The heat transfer coefficient of the surface of the cooling pipe 13 is 40 to 60 BTU / HR · FT 2 · in the conventional fluidized bed boiler.
While it was F, it became 100-200 BTU / HR · FT 2 · F.

米国南カルフオルニアにおける大気汚染規制に合格する
ように窒素酸化物の放出レベルを抑制するため、再循環
用のサイクロン21の上流においてアンモニア(NH3)を
噴射し燃焼ガスと混合し、よく知られている反応で窒素
酸化物(NO)を窒素と水に変換した。NH3とNOのモル比
を2にした時約95%のNOが抑制された。
In order to control the emission levels of nitrogen oxides in order to pass the air pollution regulations in South California, US, ammonia (NH 3 ) was injected and mixed with combustion gas upstream of the cyclone 21 for recirculation, which is well known. Nitrogen oxide (NO) was converted to nitrogen and water in the reaction. When the molar ratio of NH 3 and NO was set to 2, about 95% of NO was suppressed.

実施例II(燃料としてユタ州産の石炭を用いる場合) 実施例Iと同一の燃焼室11を用いて同様にユタ州産の石
炭を燃焼した。この石炭の成分および発熱量は、以下の
通りである。
Example II (when Utah-produced coal is used as fuel) The same combustion chamber 11 as in Example I was used to burn Utah-produced coal in the same manner. The components and calorific value of this coal are as follows.

固定炭素 43 重量% 窒素 1.3重量% 硫黄 0.6重量% 他の揮発分 37.1重量% 灰分 8.0重量% 水分 10.0重量% 発熱量(HHV)11,500BTU/LB ユタ州産石炭は、固定炭素の含有量が大幅に少なく揮発
分が多いので、石油コークスより容易に燃焼された。ユ
タ州産石炭の大きさは、1×5/8インチ(4.12cm)以下
であった。硫黄吸収剤は、実験Iと同じドロマイトを使
用した。その成分は以下の通りである。
Fixed carbon 43% by weight Nitrogen 1.3% by weight Sulfur 0.6% by weight Other volatiles 37.1% by weight Ash 8.0% by weight Moisture 10.0% by weight Calorific value (HHV) 11,500BTU / LB Coal produced in Utah has a large fixed carbon content. It burned more easily than petroleum coke because it had very little volatile content. The size of Utah coal was less than 1 x 5/8 inches (4.12 cm). As the sulfur absorbent, the same dolomite as in Experiment I was used. The components are as follows.

炭酸カルシウム 56.6(〜53.6)重量% 炭酸マグネシウム 45.5(〜43.5)重量% 不活性成分 0.9重量% 挿入するときのドロマイトの粒径は、1,200〜4,700ミク
ロンの範囲内にあり、流動層B内で燃焼し、微粒子にな
った。この石炭が20%の過剰の空気および流動層Bの温
度が1600゜F(約871℃)のとき燃焼効率が99.8%であっ
た。この石炭の場合、僅かに20%程度の過剰空気と、14
00゜F(約760℃)のような低温で燃焼でき、且つ燃焼特
性も良好であった。石油コークスの場合は、過剰空気を
60%まで増加し、1450゜F(約788℃)の温度をもっての
み所望の燃焼特性が維持できた。燃焼が石炭で、流動層
Bの温度が1600゜F(約871℃)の場合、流動層Bの上部
の後燃えによる温度上昇の値は、10〜20゜F(約6〜11
℃)の範囲に抑えられた。本実施例においても、石油コ
ークスの場合と同様に、硫黄酸化物および窒素酸化物が
抑制された。
Calcium carbonate 56.6 (~ 53.6)% by weight Magnesium carbonate 45.5 (~ 43.5)% by weight Inert component 0.9% by weight The particle size of dolomite when inserted is in the range of 1,200 to 4,700 microns and burns in fluidized bed B. And it became fine particles. The combustion efficiency of this coal was 99.8% when the excess air of 20% and the temperature of fluidized bed B were 1600 ° F (about 871 ° C). With this coal, only about 20% excess air and 14
It burned at a low temperature such as 00 ° F (about 760 ° C) and had good combustion characteristics. For petroleum coke, excess air
Up to 60%, the desired combustion characteristics could be maintained only at a temperature of 1450 ° F (about 788 ° C). When the combustion is coal and the temperature of fluidized bed B is 1600 ° F (about 871 ° C), the value of the temperature rise due to afterburning on the upper part of fluidized bed B is 10 to 20 ° F (about 6 to 11 ° F).
℃) range was suppressed. Also in this example, as in the case of petroleum coke, sulfur oxides and nitrogen oxides were suppressed.

(発明の効果) 上述のように、本発明によれば、流動層の平均粒径が10
0〜800ミクロンの範囲内にあり、空塔速度が0.5〜7フ
ィート/秒(約15〜210cm/秒)という低い速度で運転さ
れるので、流動層から吹き上がる微粒子の粒径も良く選
別されたものとなり、燃焼効率が向上する。
(Effect of the invention) As described above, according to the present invention, the average particle size of the fluidized bed is 10
Since the superficial velocity is within the range of 0 to 800 microns and the superficial velocity is as low as 0.5 to 7 ft / sec (about 15 to 210 cm / sec), the particle size of the fine particles blown out from the fluidized bed is well selected. The combustion efficiency is improved.

また、熱は流動層内に配設された冷却管と再循環用のサ
イクロンの下流の排気ガスから回収され、従来の燃焼装
置のように流動層と再循環用のサイクロンとの間に熱排
ガスおよび粒子を冷却する熱伝達面か存在しないので、
等温の再循環路が形成される。したがって、本発明によ
ると、燃焼又は硫黄吸収にとって理想的な温度で作動す
る。この効果は、特許請求の範囲の第4項に記載された
発明によっても、再循環用のサイクロンで捕捉された粒
子を燃焼室の内部を通して直接流動層へ戻す工程を包含
しているので、得られる。
In addition, heat is recovered from the cooling pipe arranged in the fluidized bed and the exhaust gas downstream of the recycle cyclone, and the heat exhaust gas is generated between the fluidized bed and the recycle cyclone as in a conventional combustion device. And since there is no heat transfer surface to cool the particles,
An isothermal recirculation path is formed. Therefore, according to the present invention, it operates at temperatures ideal for combustion or sulfur absorption. This effect is obtained also by the invention described in claim 4 because it includes a step of returning the particles captured by the cyclone for recirculation directly to the fluidized bed through the inside of the combustion chamber. To be

さらには、流動層の平均粒径が100〜800ミクロンのよう
に小さいので、流動層内に配設された冷却管の熱伝達係
数が増大する。また、空塔速度が小さいので、冷却管の
摩耗も軽減される。
Furthermore, since the average particle size of the fluidized bed is as small as 100 to 800 microns, the heat transfer coefficient of the cooling pipe arranged in the fluidized bed is increased. Further, since the superficial velocity is low, wear of the cooling pipe is also reduced.

また、空塔速度が0.5〜7フィート/秒(約15〜210cm/
秒)という低い速度で運転し、燃焼装置の上方に配置さ
れた篩点が12ミクロン以下の再循環用のサイクロトロン
で流動層との間を循環させるので、流動層の平均粒径を
100〜800ミクロンという、極めて小さくすることがで
き、その結果、特許請求の範囲の第2項に記載されてい
る発明のように、硫黄酸化物用の吸収剤を供給すると、
硫黄酸化物の捕捉が顕著に向上する。
In addition, the superficial velocity is 0.5 to 7 feet / second (about 15 to 210 cm /
The average particle size of the fluidized bed can be reduced by operating at a low speed of 10 seconds) and the sieve point located above the combustor is circulated between the fluidized bed and the cyclotron for recirculation of 12 microns or less.
It can be made extremely small, 100 to 800 microns, so that when an absorbent for sulfur oxide is supplied as in the invention described in the second aspect of the claims,
The capture of sulfur oxides is significantly improved.

また、特許請求の範囲の第3項に記載された発明による
と、再循環用のサイクロンの入口部でアンモニアが噴射
されるので、再循環用のサイクロン内でアンモニアと窒
素酸化物が良好に混合され、極めて有効に窒素酸化物の
放出が抑制される、という効果が付加される。
Further, according to the invention described in claim 3, ammonia is injected at the inlet of the cyclone for recirculation, so that ammonia and nitrogen oxides are well mixed in the cyclone for recirculation. Therefore, the effect that the release of nitrogen oxides is suppressed extremely effectively is added.

特許請求の範囲の第6項に記載された発明によると、流
動層式燃焼装置を1400〜1500゜F(760〜816℃)で運転す
るので、燃料粒子の燃焼による窒素酸化物の生成が抑制
されると共に、流動層並びに再循環系内で半成コークス
により窒素酸化物を抑制しながら半成コークが生成され
る効果が更に付加される。さらには、特許請求の範囲の
第7項に記載の発明によると、流動層の粒子の40〜20%
を200ミクロン以下に維持するので、流動層内の冷却管
の熱伝達係数を100〜200BTU/FT2・HR・Fまで上昇させ
ることができる。
According to the invention described in claim 6, the fluidized bed combustion device is operated at 1400 to 1500 ° F (760 to 816 ° C), so that the generation of nitrogen oxides due to the combustion of fuel particles is suppressed. In addition, the effect of producing semi-coke while suppressing nitrogen oxides by the semi-coke in the fluidized bed and the recirculation system is further added. Furthermore, according to the invention described in claim 7, 40 to 20% of the particles in the fluidized bed
Is maintained at 200 microns or less, the heat transfer coefficient of the cooling pipe in the fluidized bed can be increased to 100 to 200 BTU / FT 2 · HR · F.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、本発明の1実施例を示す模式図である。 10……流動層式燃焼装置、11……燃焼室、12……分散プ
レート、13……冷却管、14……燃料供給路、15……吸収
剤供給路、16……流動層ドレン、17……流動化空気導入
口、18……フリーボート部、19……導管、21……再循環
用のサイクロン、22……アンダーフロー管、23……アン
モニア噴射器、24……アンモニア供給タンク、25……熱
排ガス導管、26……熱交換器、27……フィルタ装置、28
……煙突、B……流動層
FIG. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of the present invention. 10 ... Fluidized bed type combustion device, 11 ... Combustion chamber, 12 ... Dispersion plate, 13 ... Cooling pipe, 14 ... Fuel supply passage, 15 ... Absorbent supply passage, 16 ... Fluidized bed drain, 17 …… Fluidized air inlet, 18 …… Free boat part, 19 …… Conduit, 21 …… Recycling cyclone, 22 …… Underflow pipe, 23 …… Ammonia injector, 24 …… Ammonia supply tank, 25 ... Heat exhaust gas conduit, 26 ... Heat exchanger, 27 ... Filter device, 28
... Chimney, B ... Fluidized bed

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジエリイ エル.クーパー アメリカ合衆国 カリフオルニア州 94041 マウンテン ビユウ シー・カル デロン279 (72)発明者 ジヨン ルイス グイロリイ アメリカ合衆国 カリフオルニア州 94019 ハーフ ムーン ベイ スピンド リフト ウエイ 534 (56)参考文献 特開 昭54−23225(JP,A) 特開 昭55−165402(JP,A) 特開 昭58−173312(JP,A) 特公 昭60−29847(JP,B2) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Giel Yell. Cooper United States, California 94041 Mountain Biscuit Calderon 279 (72) Inventor Zyon Luis Guirolii United States, California 94019 Half Moon Bay Spind Lift Way 534 (56) Reference JP 54-23225 (JP, A) JP Sho 55-165402 (JP, A) JP 58-173312 (JP, A) JP 60-29847 (JP, B2)

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】固形燃料および不純物を含む液体燃料を大
気圧の流動層式燃焼装置内へ供給する工程と、 不活性粒子、灰粒子および部分燃焼した燃料粒子を燃焼
装置内で燃焼することにより粉砕し、そして0.5〜7フ
ィート/秒(15〜210cm/秒)の空塔速度で運転し、燃焼
装置の上方に配置された篩点が12ミクロン以下の再循環
用のサイクロンで流動層との間を循環させて、平均粒径
が100〜800ミクロンの流動層を形成する工程と、 流動層式燃焼装置からの排気ガスに含まれる粒子を再循
環サイクロンで捕捉し流動層の重量の1〜5倍の1時間
当たりの戻し流量をもって流動層に戻す工程と、 流動層内に配設さた冷却管並びに再循環用のサイクロン
の下流の排気ガスから熱を回収する工程と、 熱回収された排気ガス流から粉塵を除去する工程とを包
有する、固体燃料および不純物を含む液体燃料を燃焼す
る、流動層式燃焼方法。
1. A step of supplying a solid fuel and a liquid fuel containing impurities into a fluidized bed type combustion apparatus at atmospheric pressure, and by burning inert particles, ash particles and partially burned fuel particles in the combustion apparatus. Grinding and operating at superficial velocity of 0.5 to 7 ft / sec (15 to 210 cm / sec), a cyclone for recirculation with a sieve point of 12 microns or less placed above the combustor with fluidized bed Circulate between the two to form a fluidized bed with an average particle size of 100 to 800 microns, and the particles contained in the exhaust gas from the fluidized bed combustor are captured by a recirculation cyclone to A step of returning to the fluidized bed with a return flow rate of 5 times per hour, a step of recovering heat from a cooling pipe arranged in the fluidized bed and exhaust gas downstream of a cyclone for recirculation, and heat recovered The process of removing dust from the exhaust gas stream. To, burning liquid fuel containing solid fuel and impurities, fluidized bed combustion method.
【請求項2】特許請求の範囲の第1項に記載の、固形燃
料を供給する工程時に硫黄酸化物用の吸収剤を供給し、
それによって流動層が、部分反応した硫黄酸化物用の吸
収剤粒子も含む、流動層式燃焼方法。
2. An absorbent for sulfur oxides is supplied at the step of supplying solid fuel according to claim 1;
A fluidized bed combustion process whereby the fluidized bed also comprises absorbent particles for the partially reacted sulfur oxides.
【請求項3】特許請求の範囲の第1項に記載の工程に、
再循環用のサイクロンの直上流の高温燃焼ガス流内にア
ンモニアを導入する工程を包含する、流動層式燃焼方
法。
3. The process according to claim 1
A fluidized bed combustion method comprising the step of introducing ammonia into a hot combustion gas stream immediately upstream of a recycle cyclone.
【請求項4】特許請求の範囲の第1項に記載の、流動層
に戻す工程時に再循環用のサイクロンで捕捉した粒子を
燃焼室の内部を通して直接流動層へ戻す、流動層式燃焼
方法。
4. A fluidized bed combustion method according to claim 1, wherein during the step of returning to the fluidized bed, particles captured by a cyclone for recirculation are directly returned to the fluidized bed through the inside of the combustion chamber.
【請求項5】特許請求の範囲の第1項に記載の、熱を回
収する工程時には流動層式燃焼装置内においては流動層
からのみ熱を回収する、流動層式燃焼方法。
5. A fluidized bed combustion method according to claim 1, wherein heat is recovered only from the fluidized bed in the fluidized bed combustion apparatus during the step of recovering heat.
【請求項6】特許請求の範囲の第1項に記載の各工程を
実施するとき、流動層式燃焼装置を1400〜1500゜F(760
〜816℃)で運転し、それによって燃料粒子の燃焼によ
る窒素酸化物の生成を抑制すると共に、流動層並びに再
循環経路内で半成コークスにより窒素酸化物を抑制しな
がら半成コークを生成する、流動層式燃焼方法。
6. A fluidized bed combustor is used at a temperature of 1400-1500 ° F. (760 ° C.) when carrying out the steps of the first aspect of the present invention.
~ 816 ℃), thereby suppressing the generation of nitrogen oxides due to combustion of fuel particles and generating semi-coke while controlling nitrogen oxides by semi-coke in the fluidized bed and recirculation path. , Fluidized bed combustion method.
【請求項7】特許請求の範囲の第1項に記載の、流動層
を形成する工程時に、流動層の粒子の40〜20%を200ミ
クロン以下に維持し、それによって流動層内の冷却管の
熱伝達係数を100〜200BTU/FT2・HR・Fまで上昇させ
る、流動層式燃焼方法。
7. The process of forming a fluidized bed as claimed in claim 1, wherein 40 to 20% of the particles of the fluidized bed are kept below 200 microns, thereby cooling tubes in the fluidized bed. Fluidized bed combustion method that increases the heat transfer coefficient of 100 to 200 BTU / FT 2 · HR · F.
【請求項8】大気圧の流動層式燃焼器と、 固体燃料及び不純物を含む液体燃料を前記流動層式燃焼
器内へ供給する燃料供給装置と、 前記流動層式燃焼器内で燃焼することにより粉砕され、
そして排気ガスに含まれる不活性粒子、灰粒子および部
分燃焼した燃料粒子を捕捉し、流動層の重量の1〜5倍
に等しい1時間当たりの戻し流量で流動層に戻す、篩点
が12ミクロン以下の再循環用のサイクロンと、 前記流動層式燃焼器内に0.5〜7フィート/秒(15〜210
cm/秒)のみの空塔速度を与える空塔速度付与装置と、 前記流動層式燃焼器の流動層並びに排気ガス流から熱を
回収する、熱回収装置と、 熱回収された排気ガス流から粉塵を集めるフイルタ装置
とを備えていることを特徴とする流動層式燃焼装置。
8. A fluidized bed combustor at atmospheric pressure, a fuel supply device for supplying a liquid fuel containing solid fuel and impurities into the fluidized bed combustor, and combusting in the fluidized bed combustor. Crushed by
Then, the inert particles, ash particles and partially burned fuel particles contained in the exhaust gas are captured and returned to the fluidized bed at a return flow rate per hour equal to 1 to 5 times the weight of the fluidized bed, and the sieve point is 12 microns. The following cyclones for recirculation and 0.5-7 ft / sec (15-210) in the fluidized bed combustor.
(cm / sec), a superficial velocity imparting device for giving a superficial velocity, a heat recovery device for recovering heat from the fluidized bed of the fluidized bed combustor and the exhaust gas flow, and the heat recovered exhaust gas flow A fluidized bed combustion apparatus, comprising: a filter device for collecting dust.
【請求項9】特許請求の範囲の第8項に記載の熱回収装
置が、流動層内に配置されている冷却管と、再循環用の
サイクロンの下流側に配置されている熱交換器である流
動層式燃焼装置。
9. The heat recovery device according to claim 8 comprises a cooling pipe arranged in the fluidized bed and a heat exchanger arranged downstream of the cyclone for recirculation. A fluidized bed combustor.
【請求項10】特許請求の範囲の第8または9項に記載
の再循環用のサイクロンは、燃焼装置の上方に配置され
ていると共に、該再循環用のサイクロンのアンダーフロ
ー管は燃焼室内を流動層まで延びている流動層式燃焼装
置。
10. The recirculation cyclone according to claim 8 or 9 is arranged above the combustion device, and the underflow pipe of the recirculation cyclone is located inside the combustion chamber. A fluidized bed combustion device that extends to the fluidized bed.
JP60201971A 1984-09-24 1985-09-13 Fluidized bed combustion method and fluidized bed combustion apparatus Expired - Lifetime JPH0799250B2 (en)

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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4756890A (en) * 1986-05-09 1988-07-12 Pyropower Corporation Reduction of NOx in flue gas
GR1000870B (en) * 1988-06-24 1993-03-16 Ahlstroem Oy Combustion of fuel containing alkalines background and summary of the invention
US5133950A (en) * 1990-04-17 1992-07-28 A. Ahlstrom Corporation Reducing N2 O emissions when burning nitrogen-containing fuels in fluidized bed reactors
US5395596A (en) * 1993-05-11 1995-03-07 Foster Wheeler Energy Corporation Fluidized bed reactor and method utilizing refuse derived fuel
US5538704A (en) * 1993-05-26 1996-07-23 Air Products And Chemicals, Inc. Reduction of ammonia slip in nitrogen oxides reduction process
US5362462A (en) * 1993-05-26 1994-11-08 Air Products And Chemicals, Inc. Process for nitrogen oxides reduction
US5465690A (en) * 1994-04-12 1995-11-14 A. Ahlstrom Corporation Method of purifying gases containing nitrogen oxides and an apparatus for purifying gases in a steam generation boiler
US5462718A (en) * 1994-06-13 1995-10-31 Foster Wheeler Energy Corporation System for decreasing NOx emissions from a fluidized bed reactor
SE9601393L (en) 1996-04-12 1997-10-13 Abb Carbon Ab Procedure for combustion and combustion plant
SE9601392L (en) 1996-04-12 1997-10-13 Abb Carbon Ab Procedure for combustion and combustion plant
US5820838A (en) * 1996-09-27 1998-10-13 Foster Wheeler Energia Oy Method and an apparatus for injection of NOx reducing agent
CN100436941C (en) * 2005-07-05 2008-11-26 中国石油大学(北京) Combustion method and equipment for coal coke powder

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3900554A (en) * 1973-03-16 1975-08-19 Exxon Research Engineering Co Method for the reduction of the concentration of no in combustion effluents using ammonia
US4021184A (en) * 1975-10-02 1977-05-03 Dorr-Oliver Incorporated Dilute phase waste incinerator
DE2624302C2 (en) * 1976-05-31 1987-04-23 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt Methods for carrying out exothermic processes
JPS5817366B2 (en) * 1977-07-20 1983-04-06 日立造船株式会社 Exhaust gas denitrification type fluidized bed combustion equipment
JPS55165402A (en) * 1979-06-12 1980-12-23 Babcock Hitachi Kk Fluidized bed boiler apparatus
CH662639A5 (en) * 1981-12-10 1987-10-15 Sulzer Ag HEAT EXCHANGER WITH FLUID BED FIRING.
FR2537701A1 (en) * 1982-12-08 1984-06-15 Creusot Loire METHOD AND INSTALLATION FOR RECYCLING SOLID ENDS IN A FLUIDIZED BED
DE3307848A1 (en) * 1983-03-05 1984-09-06 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt METHOD FOR REBURNING AND PURIFYING PROCESS EXHAUST GAS
JPS6029847A (en) * 1983-07-28 1985-02-15 Fujitsu Ltd Processing method of task

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Publication number Publication date
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