JPS6129607A - 湿潤可燃物質の燃焼方法及びその燃焼装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、湿潤可燃物質例えば木質系燃料等のバイオマ
スを効率よく燃焼する方法及びその燃焼装置に関するも
のである。

〔発明の背景〕

近年、石油代替燃料の中でバイオマスが注口されている
。特に木質系燃料は従来から燃料として小規模に利用さ
れており、技術開発の難易度から云えば他の代替燃料に
比し比較的容易であるが、大規模燃焼装置で燃焼するに
は次のような欠点がある。本質系燃料は水分を含有し一
般に４０〜６０％　ｗ　ｔを有している。従って本質系
燃料を燃焼する場合、木質系燃料そのままでは燃焼が困
難であり、助燃剤の使用か乾燥機による予備乾燥が必要
である。助燃剤としては一般に重油が使用されているが
、重油を使用すれば石油代替燃料と云い難エネルギーを
求めなければならず、経済的に不都合である。上記の現
状からバイオマス、特に木質系燃料等を含めて湿潤可燃
物質を助燃剤や乾燥機を使用することなく効率よく燃焼
する方法及び装置が望まれている。

〔発明の目的〕

本発明の目的は上記の欠点を解決し、湿潤可燃物質を燃
焼するに際し、湿潤可燃物質の燃焼による生成する熱エ
ネルギーを利用して湿潤可燃物質を乾燥した後、湿潤可
燃物質を燃焼する方法及びその装置を提供することにあ
る。

〔発明の概要〕

本発明の湿潤可燃物質の燃焼装置は、湿潤可燃物質供給
管や燃焼ガス管を設けた流動方式の乾燥炉と流動方式の
火炉とが夫々の上部の空間部及び下部の流動媒体部で連
通されて一体化されている燃焼装置である。

また、本発明の湿潤可燃物質の燃焼方法は、前記の燃焼
装置を使用して、前記乾燥炉に湿潤可燃物質を供給し高
温度の媒体で流動乾燥し、乾燥した湿潤可燃物質を媒体
と共に前記下部連通部を流動させながら前記火炉に送り
、次に火炉において乾燥した湿潤可燃物質を媒体によっ
て流動燃焼して高温度の燃焼ガスと媒体を得、燃焼ガス
又はこれと媒体とを前記上部連通部を通して前記乾燥炉
の上部の空間部に送り、次に乾燥炉の上部の空間部にお
いて燃焼ガス中に含まれる媒体を燃焼ガスから分離し、
媒体を分離した燃焼ガスと湿潤可燃物質から発生した蒸
気とを乾燥炉の頂部の燃焼ガス管から排出し、媒体を上
部の空間部から下部の流動媒体層に沈降する方法である
。

前記乾燥炉の上部の空間部に送られた燃焼ガス中に含ま
れる媒体は媒体の粒子性状、燃焼ガス速度、空間部形状
等の諸因子によって燃焼ガスから媒体の分離に難易があ
る。其故、必要に応じて前記乾燥炉の上部の空間部の内
壁がサイクロン構造に形成された装置を使用することに
より媒体の分離を容易に行なうことができ好ましい。

また、湿潤可燃物質としてバイオマス、特に木質系燃料
を使用し、流動乾燥及び流動燃焼の媒体として湿潤可燃
物質を燃焼したとき生成する灰、砂及びこれら以外の無
機粉粒体から選ばれる１種又は２種以上の媒体を使用す
ることができる。

上記の如く本発明燃焼方法の要点は、湿潤可燃物質を乾
燥炉で媒体により流動乾燥し、得られた乾燥した湿潤可
燃物質を火炉で一媒体によｋ）ａ動燃焼し、燃焼温度の
高温になった媒体を乾燥炉の媒体に混合する媒体の還流
により、湿潤可燃物質の乾燥を湿潤可燃物質自身の燃焼
エネルギーによって行なうものである。

〔発明の実施例〕

本発明の湿潤可燃物質の燃焼方法及びその燃焼装置を具
体的に述べ、本燃焼装装置の１例の概略を第１図に示す
。燃焼装置本体１は乾燥炉２と火炉３とが夫々上部の空
間部の連通部４、下部の媒体層部の連通部５で接続され
一体化された構造である。尚、乾燥炉２の上部の空間部
の内壁は上部が円筒状で下部が円錐状にしぼられたサイ
クロン構造１２に形成されている。

次に本燃焼装置を使用して湿潤可撚物質を燃焼する。先
ず湿潤可撚物質として木質系燃料を供給し、媒体として
湿潤可燃物質を燃焼したときに生成する灰及び砂を使用
する。木質系燃料を湿潤可燃物質供給管６から乾燥炉２
に供給し、俄櫻のように高温度の媒体によシ流動乾燥す
る。媒体の流動化用の空気を乾燥炉２の下部に設けた空
気導入管７から導入する。湿潤可燃物質に含まれている
水分は蒸発し、蒸気は流動媒体層から発散し空間部へ上
昇する。乾燥した木質系燃料は媒体と共に流動しながら
下方へ移動し、更に下部連通部５を通り火炉３に送られ
る。次に火炉３に設けた媒体流動化用空気導入管８、燃
焼用空気導入管９がら空気を導入し、乾燥した木質系燃
料を媒体と共に流動させて燃焼する。木質系燃料は乾燥
されているの１めて容易に燃焼され、媒体は燃焼温度に
加熱される。流動媒体層の表面から燃焼による灰及び砂
の粉粒媒体が飛散し、燃焼ガスに同伴されて上部連通部
４を通り乾燥炉２の上部空間部に送られる。この上部空
間部はサイクロン構造１２に形成されているので、燃焼
ガス中に含まれる灰、砂は速に分離されて沈降し、下部
の流動乾燥の媒体と混合する。沈降した媒体は高温であ
るので流動乾燥媒体の温度を高温に維持し、また乾燥炉
２から火炉３へ移行する媒体量の減少を補給する。

粉粒媒体を除去した燃焼ガスは流動乾燥からの蒸気と共
に燃焼ガス管１３から排出する。

尚、上記の操作において必要に応じて流動燃焼層中に伝
熱管１１を設けて伝熱管内の流体と熱交換させ燃焼温度
の制御、熱エネルギーの回収をする。また媒体を火炉３
から上部連通部４を経て乾燥炉２に送り、更に下部連通
部５を経て火炉３に還流を続けると、生成する灰が蓄積
し媒体量が増えるのでベッドドレン弁１０から媒体を排
出する。

また火炉３の流動燃焼層の高さを上部連通部４に達する
ようにし、媒体を上部連通部を溢流させて乾燥炉２に送
り沈降させることもできる。

上記の如く本発明の燃焼方法は、湿潤可燃物質を系内で
発生する燃焼エネルギーで加熱された高温媒体によって
乾燥し、しかも固体一固体の直接接触の熱伝導によるの
で乾燥が速かに行なわれる。

次に空気プレイトンサイクル発電方式に本発明燃焼装置
を組み合せ、その系統図を第２図に示す。

空気１７を圧縮機］４に導入し高圧にし、次に経路１８
を経て空気加熱器２０に送って加熱し、高温高圧の空気
をタービン１５に導入して発電機１６によって発電する
。更にタービン１５から高温の空気を経路１９を経て湿
潤可燃物質の燃焼装置１に導入する。燃焼装置に木質系
燃料を６から供給し、乾燥、燃焼する。１９からの高温
空気を木質系燃料の乾燥用、燃焼用空気として利用する
。次に燃焼装置１から燃焼ガスを空気加熱器２０に送り
圧縮機１４からの空気と熱交換させ排出する。

尚、圧縮機からの空気の加熱を空気加熱器２０だけで々
く、燃焼装置の火炉３内の伝熱管１１（第１図）を利用
することもできる。

プレイトンサイクル発電方式に本発明燃焼装置を組み合
せた場合、湿潤可燃物質の乾燥用及び燃焼用空気として
タービンから排出した高温空気を利用でき、また圧縮機
からの高圧空気の加熱に系内の燃焼エネルギーを利用で
き、熱エネルギーを有効に利用し発電コストの低減に寄
与できる。

〔発明の効果〕

上記した如く本発明の湿潤可燃物質の燃焼方法及び燃焼
装置は、湿潤可燃物質を系内の燃焼エネルギーで加熱し
た高温の媒体で流動乾燥し燃焼する方法、及びその装置
であり、通常の乾燥可燃物質を燃焼するのと同等にスム
ーズに燃焼でき、天然に大量に生成するバイオマスをエ
ネルギー化できる。

従って重油等の助燃剤を使用しないので重油燃焼によっ
て生成する有害ガスの発生が無く、公害物質が極めて低
減できる。また本発明装置は別に乾燥機を設ける必要が
無いので系外からのエネルギーが不要であり、また乾燥
炉と火炉とが一体化されているので装置が小型化でき、
設備費が安くなる。尚、乾燥炉で高温度の媒体は湿潤可
燃物質を乾燥するので一時冷却されて火炉へ流入するた
め、燃焼温度が低く目に維持され、ＮＯｘの発生が抑制
される効果も有する。

【図面の簡単な説明】

本発明の湿潤可燃物質の燃焼装置の概略を第１図に示し
、本発明装置を使用したプレイトンサイクル発電方式の
系統図を第２図に示す。 １・・・燃焼装置本体、　　２・・・乾燥炉。 ３・・・火炉、　　４・・・上部連通部、　　５・・・
下部連通部。 ６・・・湿潤可燃物質供給管、　　７，８・・・流動化
空気導入管、　　９・・・燃焼用空気碑入管、　　１０
・・・ベッドドレン弁、　　１１・・・伝熱管、　　１
２・・・サイクロン構造、　−１３・・・燃焼ガス管、
　　１４・・・圧縮機。 １５・・・タービン、　　１６・・・発電機。 ２０・・・空気加熱器。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）乾燥炉と火炉とが夫々上部の空間部及び下部の媒
   体層部の連通部で一体化した燃焼装置を使用して、前記
   乾燥炉に湿潤可燃物質を供給し高温度の媒体で流動乾燥
   し、乾燥した湿潤可燃物質を媒体と共に前記下部連通部
   を流動させながら前記火炉に送り、次に火炉において乾
   燥した湿潤可燃物質を媒体によつて流動燃焼して高温度
   の燃焼ガスと媒体を得、燃焼ガス又はこれと媒体とを前
   記上部連通部を通して前記乾燥炉の上部の空間部に送り
   、次に乾燥炉の上部の空間部において燃焼ガス中に含ま
   れる媒体を燃焼ガスから分離し、媒体を分離した燃焼ガ
   スと湿潤可燃物質から発生した蒸気とを乾燥炉の頂部の
   燃焼ガス管から排出し、媒体を上部の空間部から下部の
   流動媒体層に沈降することを特徴とする湿潤可燃物質の
   燃焼方法。
2. （２）前記乾燥炉の上部の内壁がサイクロン構造に形成
   されている空間部に燃焼ガスを前記上部連通部から送り
   、燃焼ガス中に含れる媒体を燃焼ガスから分離すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の湿潤可燃物
   質の燃焼方法。
3. （３）湿潤可燃物質が木質系燃料であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項及び第２項に記載の湿潤可燃物
   質Ｏ燃焼方法。
4. （４）媒体が湿潤可燃物質を燃焼したとき生成する灰、
   砂及びこれら以外の無機粉粒体から選ばれる１種又は２
   種以上からなる媒体であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項ないし第３項に記載の湿潤可燃物質の燃焼方
   法。
5. （５）湿潤可燃物質供給管や燃焼ガス管を設けた流動方
   式の乾燥炉と流動方式の火炉とが夫々上部Ｏ空間部及び
   下部の流動媒体部で連通されて一体化されていることを
   特徴とする湿潤可燃物質の燃焼装置。
6. （６）前記乾燥炉の上部の空間部の内壁がサイクロン構
   造に形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   ５項に記載の湿潤物質の燃焼装置。