JPS5847602B2 - 流動床燃焼装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は流動床燃焼装置に関するものである。

流動床を応用する燃焼炉は燃焼速度の小さい燃料、例え
ば石灰や重質油の燃焼に適している。

一搬に重質の燃刺は硫黄分の含有量が多く、排ガスから
の亜硫酸ガスの回収（こ太規模な専用の装置を設ける必
要がある。

流動床では固体粒子（流動床材）が流動床内（こ長時間
滞留すると同時に炉底から吹き上げる空気により激しく
撹拌されており、固体粒子表面と気体間の反応もよく行
なわれる。

この特徴を活かし、流動床材Ｑこ硫黄吸収剤、例えば石
灰石を用い亜流酸ガスの炉内での吸収除去が計られてい
る。

この場合炉内の脱硫を１００％近くとするためには燃料
中の硫黄分に見合った量の新鮮な石灰石を絶えず供給す
る必要がある。

投入し且つ廃棄する流動床材を削減する方法として流動
床炉の流動床材を連続的（こ抜き取り、適当な化学反応
によって吸収された亜硫酸ガスを遊離させ、流動材は再
び亜硫酸ガス吸収について活性なものとして流動床炉に
連続的に送り返すシステムがある。

この反応を行なわせる装置を再生手段と称する。

再生手段から排出するガス中の亜硫酸ガス濃度は１０％
程度にもなり、そのガスからの脱硫は従来の燃焼法によ
る排ガスからの脱硫（こ比して１ケタ容量の小さいもの
でよい。

流動床燃焼炉の燃焼温度は８００〜９００℃に計画され
、再生手段の反応温度は１，０００〜１，１００℃に計
画されることが多くまた再生手段も流動床反応床とする
のが一搬である。

次に、流動床燃焼炉と再生手段とからなる従来の流動床
燃焼装置を第１図に基づいて説明する。

流動材粒子排出管３、ホツパ５０が流動床燃焼炉１に接
続され、配管５５に連結されている。

配管５５はホツパ５１に導かれ、ホツパ５１には流動材
粒子を再生手段２に供給する管５２と搬送ガス用の管５
６が接続されている。

管５６は燃焼炉１からの管５７と合流し、固体粒子分離
器４６、空気予熱器４７を経て煙突４８に至る。

空気予熱器４７と煙突４８の間より管５５が分岐されそ
の管５５にはブロワー４９が組入れられている。

再生千段２から燃焼炉１への再生流動材粒子の移送用機
器の構威は次の通りである。

再生粒子排出管２３のフイーダ４４に接続され、フイー
ダ４４より燃焼炉１には供給管４５が設けられている。

５３．５４は燃焼用空気管、８は空気予熱器、９は排ガ
ス管、１５は脱硫装置である。

装置の配置レベルは上からホツパ５１，再生千段２、フ
イーダ４４、燃焼炉１、ホツパ５０の順となっていて他
の機器のレベルには特別な制限はない。

燃焼炉１で硫黄を吸収した流動床材粒子は排出管３内を
自重で落下し、ホッパ５０に蓄えられる。

煙突手前より抽出した燃焼排ガスはファン４９で加圧さ
れ、ホツパ５０から供給される粒子をホツパ５１に送り
揚げる。

ホツパ５１では粒子は下（こ沈降し、ガスは配管５６を
経て処理される。

粒子は供給管５２を重力落下し、再生手段２内に入る。

再生千段２て再生された粒子は排出管２３を自重落下し
、フイーダ４４で分配され、供給管４５を経て燃焼炉１
に自重落下する。

この従来の装置９こおいては、 １．再生千段２から燃焼炉１に至る間で、１，０００’
Ｃ近い高温の粒子を機械的（こ扱う必要がある。

２，燃焼炉１への再生粒子の供給は流動床３３の上へ供
給出来るのみで、微粒子の吹き飛びを多くすること（こ
なる。

等の欠点がある。

本発明は再生手段から流動床燃焼炉へ１，０ ０ ０〜
１，１００’Ｃの高温の粒子を移送する一方式を提供す
るもので、粒体・ハンドリングの容易さ、高温物体処理
の回避および熱損失の抑制を可能とする装置を提供する
ものである。

次に本発明を第２図｛こ示す１実施例（こ基づいて具体
的に説明する。

流動床燃焼炉１から再生千段２へは流動材粒子の排出管
３と固体粒子フイーダ４が連結されている。

さて、再生千段２は燃料と空気の供給を受ける供給管５
と再生された粒子７を排出する管２３、微粒子の循環を
うける供給管２０を備えている。

再生手段２は、熱交換器８を内蔵し、排ガスの一部を帰
還させる管１８．３０が接続されている。

熱交換器８には固体粒子分離器１０、ブロワー１３が接
続され、ブロワー１３からの配管の一分岐はバルブ１４
を経て亜硫酸ガス処理装置１５｛こ至り、他の一分岐管
１６はバルブ１７を経て、微粒子供給管２０（こ接続さ
れ、他の一分岐管１８はバルブ１９を経て熱交換器８（
こ接続され、残りの一分岐管２１はバルブ２２を経て再
生流動材粒子移送端子２５に至る。

固体粒子分離器１０（こは管１１，フイーダ１２が接続
され、微粒子供給管２０と連結されている。

再生粒子排出管２３はフイーダ２４を経て、再生流動材
粒子移送端子２５【こ連結されている。

再生流動粒子移送端子２５ｉこは移送管２６が接続され
、固体粒子分離器２７に連結されている。

固体粒子分離器２７は配管３０によって熱交換器８に接
続されると同時に、管２８、フイーダ２９によって、流
動材供給器３２（こ接続されている。

流動材供給器３２は空気配管３１と接続されて燃焼炉１
に装着されている。

バルブ２２の後方にバルブ３５を介して配管３６が接続
されている。

この配管の先は流動床燃焼炉排ガス再循環ブ泊ワまたは
高圧空気源（図に不出）に接続されている。

固体粒子分離器２７を出る排管はバルブ３７，３９で２
分され、１つは上記のとおり再生千段２に至り、１つは
流動床燃焼炉１へ管３８を介して接続される。

流動床燃焼炉１より亜硫酸ガスを吸収した８００〜９０
０℃の流動材粒子が流動材粒子排出管３に落ち込み、フ
イーダ４により再生手段２に押込まれる。

再生千段２では燃料と空気を供給管５から供給され、反
応温度１０００〜１１００°Ｃに加熱される。

再生千段２で亜硫酸ガスを放出した粒子７は、排出管２
３に落ち込み、フイーダ２４（こより再生流動材粒子移
送端子２５＋こ供給される。

再生手段の排ガスは管６から熱交換器８に導かれ、ここ
で冷却され、固体粒子分離器１０で含んでいる固体微粒
子を分離され、その後ブロワ１３で加圧される。

ガスの一部は亜硫酸ガス処理装置１５に至る。

残りのガスの１部はバルブ１７、配管１６を経て供給管
２０に至り、固体粒子分離器１０で分離され接続管１１
，フイーダ１２を経て、送られてくる微粒子を再生千段
２へ送り込む。

ガスの他の１部は、配管１８、バルブ１９を経て直接熱
交換器８の直前Ｉこ吹き入れ熱交換器前の温度調整を行
なわせる。

再生手段の排ガスにより再生流動粒子を移送する場合は
、ガスの他の１部は管２１、バルブ２２を経て再生流動
材粒子移送端子２５｝こ至り、排出管２３、フイーダ２
４を経て入ってくる再生流動材粒子を乗せて、配管２６
によって 固体粒子分離器２７へこれを輸送する。

固体粒子分離器２７で固体粒子を落としたガスは配管３
０を経て熱交換器８直前（こ帰還する。

固体粒子分離器２７で分離された再生流動材粒子は、接
続管２８、フイーダ２９を経て流動材供給器３２に供給
され、配管３１から送られる新鮮な空気又は流動床燃焼
炉排ガスの強制循環流ｌこよって燃焼炉１内へ送り込ま
れる。

各部の温度計画は採用するフイーダ種類、配管の径や長
さ等の条件｛こより多少異なるが、一つの概案を次に述
べる。

流動床燃焼温度（３３の温度） ８５０’Ｃ再生
装置反応温度（３４ ／Ｉ ） １．１００℃
熱交換器入口ガス（ ６．１８．３０ の合流点〃）６
０ ０ ’Ｃ 〃 出口〃 （９の／／） １５０°Ｃバルブ１
４，１７，１９，２２の通過ガス温度１５０°Ｃ 再生流動材粒子温度（２３通過粒子〃 ）１１００℃ 移送混合気温度（２６ ＩＩ ） ６００
°Ｃ配管２６は、再生手段の排ガスの他｛こ燃焼炉ガス
又は空気を独立に又は共用して用いる場合（例えば再生
千段２の過渡運転期）｛こ搬送ガス管４２から再生流動
床粒子移送端子２５ｒこ供給する。

固体粒子分離器２７出ロガスはその糺或に応じて管３８
から流動床燃焼炉１又は再生千段２へそれぞれバルブ３
９、配管３８又はバルブ３７｛こより帰還させる。

以上説明した装置は次のような種々の利点を有している
。

（］） 再生流動材粒子を気体輸送するので、送り先
の位置が自由（こ設定できる。

流動床ホイラの２つの形式を第３図、第４図に示す通り
、一つのボイラ犬炉はいくつかのセルで構或するよう（
こなり、その配列は基本的Ｑこ竪積か、横への展開とな
る。

再生装置は火炉の１１０以下の大きさで良いが、個々の
セル（こ設備するのは不経済であり、いくつかのセルあ
てに１個設けることとなろう。

さて、各セルから再生装置への粒子の移送は再生装置を
火炉より一段低いレベル設けることによって、接続管と
フイーダ（第２図３，４）を介して可能であるが再生装
置から各セルの再生流動粒子のそれのみのハンドリング
Ｑこよる送還は高温であること、粒子であることで技術
的（こ容易ではない。

ガス輸送とすることにより団体粒子のハンドリングが容
易となる。

（２）熱損失の抑制と部材の廉価化 冷却した再生手段のガスで輸送することによって移送管
２６内の温度を低下させ、熱損失を抑制すると同時ｔこ
、移送管部２６、後続機器類（２７，２８，２９，３０
類）の部材の材質を低級とすることができる。

（３）高濃度亜硫酸ガスを含む再生装置排ガスの流動床
燃焼炉からの遮断 固体粒子分離器２７を用いることによって再生手段の排
ガスを流動床燃焼炉に持ち込むことなく、再生手段２に
送還される。

（４）再生流動材粒子を流動床燃焼炉の任意の位置に吹
き込むことができる。

固体粒子分離器２γで分離した再生流動材粒子を別ｔこ
用意した空気又は流動床燃焼炉排ガスを用いて炉内に吹
き込むから、任意の位置に吹き込むことができる。

（５）再生手段の排ガスでの再生流動床材粒子の移送が
困難な場合は燃焼炉排ガス又は空気の援助を受け得る。

（６）再生手段の排ガスによる粒子の移送系はガスがル
ープを画くよう（こなっているから搬送ガス量を自由に
設定出来、配管２６の温度及び固体／ガス比を最適Ｃこ
調整できる。

第３図は本発明によるシステムを竪型ユニツ１ヘ｛こ応
用する場合の概念図であり、第４図は横に展開されたユ
ニット｛こ応用した場合の概念図である。

固体粒子分離器２７、管４３は流動床燃焼炉１の各区分
（こ設けてある。

両案とも流動床燃焼炉１から再生千段２への流動材粒子
の移送は動落下により行なわせ、再生手段２から流動床
燃焼炉１への移送は気体輸送（こよる。

４０は流動床炉用空気、４１は同炉燃焼ガスである。

なお、両実施例の作用効果は前述の実施例のそれと同じ
であるのでここでは説明は省略する。

以上本発明を実施例（こ基づいて具体的に説明したが本
発明は、硫黄吸収剤を含む流動媒体が流動床部に供給さ
れて燃料を燃焼させる流動床燃焼炉、同燃焼炉内から導
かれた前記流動媒体を再生する再生手段からなる流動床
燃焼装置Ｑこおいて、前記再生手段で再生された流動媒
体を再生手段排ガスまたは再生手段排ガスと空気との混
合気（こよって輸送する気体輸送手段、同気体輸送手段
により運ばれた前記流動媒体を気体から分離して前記流
動床燃焼炉の流動床部に送る固体粒子分離器を具え、同
固体粒子分離器で分離された気体は前記再生手段のフリ
ーボード部に送られるよう構或したことを特徴とする流
動床燃焼装置を提供するものであり、再生手段内で再生
された硫黄吸収剤は気体輸送手段により移送されるため
、気体と硫黄吸収剤とが混合し高温の硫黄吸収剤は温度
が下がるので、高温物体の取扱いが避けられ、又、温度
の下った固気混合を取扱うため熱の逸散が高温の固体を
取扱う場合（こ比して小さく、又、固体粒子分離器内で
分離された気体は、燃焼炉のフリーボード部、あるいは
、再生手段に送られるため、熱損失が小さい装置を提供
している。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の流動床燃焼装置を示す図であり、第２図
は本発明Ｇこ基づく実施例を示す図、第３図は竪に並ん
だ複数の流動床燃焼炉を具えた別の実施例を示す図、第
４図は横に展開した複数の燃焼炉を具えたさらに別の実
施例を示す図である。 １・・・・・・流動床燃焼炉、２・・・・・・再生手段
、３・・・・・・排出管、４・・・．・・固体粒子フイ
ーダ、５・・・・・・供給管、８・・・・・・熱交換器
、１０，２７・・・、・・固体粒子分離器、１１，１６
１８，２１，２３，２８，３０，３６，３８・・・
・・・管、１３・・・・・・ブ吊ワー １４，１７，１
９，２２，３５，３７，３９・・・・・・バルブ、１５
・・・・・・亜硫酸ガス処理装置、２０・・・・・・微
粒子供給管、２４ ， ２９・・・・・・フイーダ、２
５・・・・・・再生流動粒子移送端子、２６・・・・・
・移送管、３１・・・・・・空気配管、３２・・・・・
・流動材供給器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 硫黄吸収剤を含む流動媒体が流動床部に供給されて
   燃料を燃焼させる流動床燃焼炉、同燃焼炉内から導かれ
   た前記流動媒体を再生する再生手段からなる流動床燃焼
   装置において、前記再生手段で再生された流動媒体を再
   生手段排ガスまたは再生手段排ガスと空気との混合気（
   こまって輸送する気体輸送手段、同気体輸送手段により
   運ばれた前記流動媒体を気体から分離して前記流動床燃
   焼炉の流動床部に送る固体粒子分離器を具え、同固体粒
   子分離器で分離された気体は前記再生手段のフリーボー
   ド部に送られるよう構或したことを特徴とする流動床燃
   焼装置。