JPS5821162B2 - 流動燃焼法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、流動燃焼法の改良に関し、特に、燃料として
不適当とされる各種の不良可燃物を無公害で燃焼させる
方法に関する。

従来、化石燃料あるいはそれを含む可燃物やその類似物
を燃焼（焼却）する場合、該可燃物中の硫黄分や窒素分
あるいは空気中の窒素分がＳＯｘやＮＯｘに転化し、排
ガス中に混入して大気中に放出され、大気汚染の原因と
なっていた。

このため、最近では、ＳＯｘ、ＮＯｘの排出値が法的に
規制され、ＳＯｘ、ＮＯｘの除去、抑制対策がなければ
燃焼装置の稼動は許されない情勢になって来ている。

このＳＯｘ、ＮＯｘの除去、抑制対策としては、例えば
ＳＯｘについては、大規模な燃焼装置の場合、石灰石膏
法による脱硫方法、小規模な燃焼装置の場合、苛性ソー
ダによる吸収除去方法、またＮＯｘについては、バーナ
改良や排ガス再循環等燃焼改善によるＮＯｘ発生の抑制
方法、燃焼ガスに何らかの酸化剤を添加してＮＯを高次
酸化物に転化後吸収除去する湿式脱硝方法、あるいはＮ
Ｏｘを還元剤によりＮ２に環元させる乾式脱硝方法等が
開発され、実用化されつつある。

しかしながら、これらの方法は、特別な専用装置を付設
する必要があり、また適用範囲（条件）が限定される等
の欠点を有している。

一方、近来になって、各種の工場廃棄物例えば重油分が
付着した廃棄物や重油スラリー等形状、性状共定常性の
ない可燃物、あるいは通常の燃焼炉では安定した燃焼が
維持できない例えば集塵ダスト等の難燃性可燃物等、一
般に不良可燃物とされる可燃物を燃焼、焼却する機会が
多くなって来ている。

本発明は、上記の化石燃料あるいはそれを含む可燃物や
その類似物、および不良可燃物を無公害で燃焼させるこ
とを目的としてなされたもので、流動燃焼炉における燃
焼ガス中のＳＯｘ、ＮＯｘを容易に低減化し得る流動燃
焼法を提供するものである。

一般に、流動燃焼法では、流動層内を流動する粒子の混
合現象が極めて良好であるため、燃料は流動層内に均一
に分散され、比較的低い温度及び低い空気過剰率で燃焼
される。

従って、サーマルＮＯｘの発生は極めて少く、゛燃焼ガ
ス中のＮＯｘは殆んど燃料中の窒素分によるものであり
、該ＮＯｘは還元雰囲気中で還元ガスにより容易に分解
され、Ｎ２ となり、無害化される。

この時の反応は主に次の（１）： 、 （２）式に示さ
れるものであるが、他にＣｍＨｎによる還元反応も含ま
れる。

２ＣＯ＋２ＮＯ−）Ｎ２＋２Ｃ０２（１）２Ｈ２＋２Ｎ
Ｏ−＋Ｎ２ ＋２Ｈ２０（２）しかしながら、燃焼炉を
還元雰囲気で操作すると、当然完全燃焼が困難になり、
悪臭ガスの発生や炭素利用率の低下等の不都合が生じる
。

また、上記の流動媒体として石灰を用いれば、燃焼ガス
中のＳＯｘをも容易に除去することができる。

この時の反応は次のように示される。ＣａＣＯ３−＋
ＣａＯ＋ＣＯ２（３）ＳＯ２＋ＣａＯ＋ １／２０２
−＋ＣａＳＯ４（４）すなわち、石灰Ｃａ Ｃ０３は流
動燃焼炉の燃焼熱により分解されてＣａＯを生じ、石膏
に転換される。

しかし、該ＣａＯは流動燃焼炉内で極めて微細化され易
く、大半は排ガスに伴なわれて炉外に排出されるので、
二次公害防止のために効率の良い集塵装置が必要であり
、また石灰の購入や補給の際の費用も無視できない。

本発明は以上の周知事実に基づき、前記不良可燃物を完
全にかつ無公害で燃焼（焼却）する流動燃焼法を開発し
たものである。

すなわち本発明は、流動層の流動媒体に転炉滓又は電気
炉製鋼滓を用い、流動層の全域を均一でかつ軽微な酸化
雰囲気とし、しかも温度８００〜１１００℃、空気過剰
率１．１５以下の条件で燃焼を行なうことを特徴とする
ものである。

本発明における流動媒体は、製鉄工程から排出され、通
常埋立材以外にさしたる使途もない転炉滓又は電気炉製
鉄（以下、鉱滓と略す）が使用される。

該鉱滓は適度な粒度に粉砕可能であり、粒子硬度も充分
微細化飛出が少ない等、流動媒体として優れた特性を有
する。

しかも、該鉱滓中に含まれるＣａ（が脱硫剤として、ま
た多種の金属酸化物が、軽微な酸化雰囲気で運転される
流動層中に出現する部分的な還元雰囲気中でＮＯｘの分
解触媒として、更に多量の鉄分が、上記の部分的還元雰
囲気中でＦｅＯ，Ｆｅ３Ｏ４を形成して炉中に拡散しＦ
ｅ２Ｏ３なる時ＮＯｘの還元剤として作用する。

本発明において、燃焼温度を８００〜１１００℃とした
のは、８００℃以下では可燃物中の有臭成分が完全に燃
焼分解できず、炭化度の高い廃棄再燃物においては不完
全燃焼を起しＣＯガスの発生）率を増卯させ、１１００
℃以上では燃焼生成灰が融着して流動状態を不安定化さ
せる現象が見られるからであり、同時に８００〜１１０
０℃の温度範囲においてＮＯｘ分解が最も効果的に進行
するためである。

また、本発明において空気過剰率を１．１５以下とした
のは、これ以上の空気過剰率であると前記の部分的還元
雰囲気の生成頻度を激減しＮＯｘの分解効果が著しく低
下するからであり、望ましくは１．１以下とする。

以下、添付の第１図を用いて本発明の実施態様を詳細に
説明する。

図中、１は流動燃焼炉シェル、２は流動層、３は風箱、
４は空気分散板、５は可燃物供給口、６は鉱滓投入口、
７は可燃物の燃焼残渣および鉱滓抜出口、８は温度計、
９は必要に応じて設置される伝熱手段、１０はブロワ、
１１はダンパ、１２は酸素濃度計、１３は集塵器である
。

本発明において、燃焼温度は、温度計８で検出し、可燃
物供給量を調節することにより、および必要に応じて伝
熱手段９にて燃焼熱を除去することにより、前記温度範
囲に制御され、また鉱滓は可燃物の特性に応じて供給量
が調節される。

更に本発明では、燃焼ガス中の酸素濃度を酸素濃度計１
２で測定し、ブロワ１０から風箱３に送入される空気量
をダンパ１１で調節して炉内を軽微な酸化雰囲気に保つ
。

燃焼ガスは集塵器１３にて同伴する鉱滓や燃焼残有を除
去した後大気中に放出される。

次に、本発明の実施例を挙げる。

実施例 １ 直径３０ｃｍの試験用流動層に静止高さ約６０ｃｍの下
記組成の転炉滓粒子（平均粒径７５０μ）を充填し、平
均粒径ｉｍｍのコークス微粉を流動層温度９００〜９８
０℃、ガス空塔速度的２．４ｍ／秒で燃焼させた。

流動層調度は、流動層に水冷管を挿入し、その挿入度（
この挿入度によって流動層に浸漬される水冷管の伝熱面
積が変化する）で調節した。

また空気量を調整して空気過剰率を種々変化させ、燃焼
排ガス中のＮＯｘ濃度変化を測定した。

この結果を第２図のグラフ１に示す。

該グラフより空気過剰率１．１５以下で急激にＮＯｘ濃
度が減少することがわかる。

また、空気過剰率１．１５以下の燃焼排ガス中のＳＯｘ
濃度は約７０ｐｐｍであった。

また上記の転炉滓の代りに電気炉製鋼滓を用いたところ
、上記と同様の結果が得られた。

比較例 １ 流動媒体として平均粒径８００μの石灰石を用いる以外
は実施例１と同一条件で燃焼を行ない、燃焼排ガス中の
ＮＯｘ濃度変化を測定した。

この結果を第２図のグラフ２に示す。

グラフ２をグラフ１と比較すると、空気過剰率を低くし
ても実施例１のような低濃度ＮＯｘ の排出は不可能で
あることがわかるであろう。

また、空気過剰率１．１５以下の燃焼排ガス中のＳＯｘ
濃度は約５０ｐｐｍであった。

実施例 ２ 燃焼温度８００〜８６０℃、空気過剰率１．１とする以
外は実施例１と同一条件で平均粒径１．２ｍｍの石炭粒
子を燃焼させた。

燃焼排ガス中、ＳＯＸ濃度：平均５５ｐｐｍ、ＮＯｘ濃
度：平均６０ｐｐｍであった。

比較例 ２ 流動媒体として石灰石を用いる以外は実施例２と同一条
件で燃焼を行なった。

燃焼排ガス中、ＳＯｘ濃度：平均４５ｐｐｍ、ＮＯｘ濃
度：平均１３０ｐｐｍであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施態様を示す概略図、第２゛図は空
気過剰率によるＮＯｘ発生量の変化を示す図表で、グラ
フ１は本発明の実施例によるもの、グラフ２は流動媒体
として石灰石を用いた比較例によるものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 流動燃焼炉内で再燃焼させる流動燃焼法において、
   流動層の流動媒体として転炉滓又は電気炉製鋼滓粒子を
   用い、該流動層内を全域に亘９均一で軽微な酸化雰囲気
   とし、かつ、温度８００〜１１００℃、空気過剰率１．
   １５以下で燃焼を行うことを特徴とする流動燃焼法。