JP2006189251A - Fluidized-bed furnace - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、焼却物を流動媒体と混合流動して燃焼処理する流動床炉に関し、特に焼却物中に含まれる不燃物を抜き出し除去する機構を有する流動床炉に関する。 The present invention relates to a fluidized bed furnace in which an incinerated product is mixed and fluidized with a fluidized medium for combustion treatment, and more particularly to a fluidized bed furnace having a mechanism for extracting and removing incombustible materials contained in the incinerated product.
従来、都市ゴミ、下水汚泥、産業廃棄物等の焼却物を燃焼処理する設備として、流動床炉が広く用いられている。流動床炉は、高温に加熱された流動媒体を、炉本体下部から導入する流動用空気により流動しながら焼却物と接触させ、流動媒体の熱エネルギにより焼却物を燃焼させる焼却炉であり、局所高温による不具合が発生し難く、均一で安定した燃焼処理ができるという利点を有する。
しかし、ごみ処理場に集積される焼却物中には、ワイヤ、瓦礫、石、ガラス等の不燃物が混入している場合があり、これらの不燃物が混入していると均一で安定な燃焼処理ができず、また装置の故障を引き起こすという問題がある。
従って、炉床の一部に不燃物抜出口を設けて上記問題の改善を図った流動床炉が種々提案され、実用化されている。
Conventionally, fluidized bed furnaces have been widely used as equipment for incineration of municipal waste, sewage sludge, industrial waste and the like. The fluidized bed furnace is an incinerator in which a fluid medium heated to a high temperature is brought into contact with the incinerator while flowing with fluid air introduced from the lower part of the furnace body, and the incinerated substance is burned by the thermal energy of the fluid medium. There is an advantage that a uniform and stable combustion process can be performed without causing problems due to high temperatures.
However, incinerated materials accumulated in the landfill may contain incombustible materials such as wires, rubble, stones, and glass. If these incombustible materials are mixed, uniform and stable combustion is possible. There is a problem that processing cannot be performed and a failure of the apparatus is caused.
Therefore, various fluidized bed furnaces have been proposed and put into practical use in which an incombustible discharge port is provided in a part of the hearth to improve the above problems.
例えば、特許文献1(実開昭51−109669号公報)では、炉体底部に傾斜した板状整流器を備え、この板状整流器の下端部に設けた不焼却物排出管より不焼却物を排出するようにし、不焼却物排出管下方に空気吹き込口を設けて不焼却物を風篩により沈下させ、スクリューにより炉外へ排出する方法が記載されている。
しかし、この方法では吹き込空気により砂と不焼却物が分離され、不焼却物排出管に不焼却物が濃縮されて排出管が閉塞してしまう可能性がある。また流動床炉内に設置された整流器他の構造が複雑であるため、却って不焼却物による閉塞を引き起こす惧れがある。
また、特許文献2(特開平4−208304号公報)では、連続的に傾斜する炉床の中央谷部に不燃物排出口を設け、不燃物排出口の幅、面積を規定しているが、炉が大型化すると大量の砂を抜き出さねばならず、熱損失が大きくなるという問題点を有する。
For example, in Patent Document 1 (Japanese Utility Model Publication No. 51-109669), a plate-shaped rectifier is provided at the bottom of the furnace body, and non-incinerated materials are discharged from an unincinerated material discharge pipe provided at the lower end of the plate-shaped rectifier. A method is described in which an air blowing port is provided below the unincinerated material discharge pipe, the unincinerated material is sunk by a wind sieve, and discharged out of the furnace by a screw.
However, in this method, sand and non-incinerated materials are separated by the blown air, and the non-incinerated materials may be concentrated in the non-incinerated material discharge pipe, and the discharge pipe may be blocked. In addition, the rectifier and other structures installed in the fluidized bed furnace are complicated, and there is a risk that they will be blocked by non-incinerated materials.
Moreover, in patent document 2 (Unexamined-Japanese-Patent No. 4-208304), although the incombustible discharge port is provided in the central valley part of the hearth which inclines continuously, the width and area of an incombustible discharge port are prescribed | regulated, When the furnace becomes large, a large amount of sand must be extracted, which causes a problem that heat loss increases.
また、特許文献3(特許第2037555号公報)には、傾斜させた炉床の谷底部に不燃物排出口を形成し、炉床下部の複数に区画された風箱に導入する流動用空気流量を、中央部に向けて段階的に小さくなるようにした流動床炉が開示されている。
さらに、特許文献4(特許第2947946号公報)には、3区画以上に区切られた風箱の夫々に流量調整弁を備えた空気供給管を備え、空気分散板を炉中心部に向けて下方に傾斜させ、傾斜下端に不燃物排出口を設けた構成が開示されている。
しかしこれらの構造では、不燃物排出口での流動媒体の流れが遅い場合、不燃物排出口と風箱との境界に流動媒体の非流動化域ができ、不燃物の移動が阻害される可能性があり、この非流動化域を無くすためには大量の砂を抜き出さねばならず、熱損失が大きくなってしまう。
Patent Document 3 (Japanese Patent No. 2037555) discloses an incombustible material discharge port formed at the bottom of the inclined hearth and introduced into a plurality of partitioned air boxes at the bottom of the hearth. Discloses a fluidized bed furnace in which the size is gradually reduced toward the center.
Further, Patent Document 4 (Japanese Patent No. 2947946) includes an air supply pipe provided with a flow rate adjusting valve in each of the wind boxes divided into three or more sections, and the air dispersion plate is directed downward toward the furnace center. The structure which made it incline and provided the incombustible discharge port in the inclination lower end is disclosed.
However, in these structures, when the flow of the fluid medium at the incombustible material discharge port is slow, a non-fluidized area of the fluid medium is created at the boundary between the incombustible material discharge port and the wind box, and the movement of the incombustible material may be hindered In order to eliminate this non-fluidized zone, a large amount of sand must be extracted, resulting in a large heat loss.
また、特許文献5(実開平4−122926号公報)には、不燃物排出口近傍の壁面にエアノズルを設け、排出口の直上部に生じた流動媒体の非流動化域を取り崩したり、非流動化域の発生を抑止するようにした構成が開示されているが、この構成では常に炉床に沈んでいる不燃物の排出は可能となるが、例えばワイヤやステッチのように流動層中に分散しある濃度域となった時に沈降を開始する不燃物については、流動媒体とこれらの不燃物の流動方向、流動速度を合わせないと排出できないため、これらの不燃物が残留してしまうという問題がある。
さらにまた、特許文献6(特開平9−236227号公報)には、不燃物排出口内面に散気装置を設けて旋回流を形成し、旋回流により不燃物排出口付近を流動させて不燃物を抜き出す構成が開示されているが、この場合旋回流が強すぎると逆に不燃物排出口に大量に不燃物が落ち込むこととなり、排出口が閉塞する惧れがある。また流動床炉では最適燃焼状態の保持、有害物質発生の抑制等を目的として空塔速度、空気比、燃焼温度等の各種運転条件があり、これらの条件を満たした上で前記旋回流を発生させる必要があるため、炉構造、制御機構が複雑化してしまう。
In Patent Document 5 (Japanese Utility Model Publication No. 4-122926), an air nozzle is provided on the wall surface in the vicinity of the incombustible discharge port, and the non-fluidization region of the fluid medium generated immediately above the discharge port is broken down or not flowed. Although a configuration is disclosed in which the generation of the conversion zone is suppressed, in this configuration, it is always possible to discharge the incombustible material that is sinking in the hearth, but it is dispersed in the fluidized bed, such as wires and stitches. However, incombustible materials that start to settle when they reach a certain concentration range cannot be discharged unless the flow medium, the flow direction and flow rate of these incombustible materials are matched, and there is a problem that these incombustible materials remain. is there.
Furthermore, in Patent Document 6 (Japanese Patent Laid-Open No. 9-236227), an aeration device is provided on the inner surface of the incombustible discharge port to form a swirl flow, and the swirl flow causes the vicinity of the incombustible discharge port to flow to the incombustible material. In this case, if the swirl flow is too strong, a large amount of incombustible material falls into the incombustible material discharge port, and the discharge port may be blocked. In addition, fluidized bed furnaces have various operating conditions such as superficial velocity, air ratio, combustion temperature, etc. for the purpose of maintaining the optimal combustion state and suppressing the generation of toxic substances, etc. The swirl flow is generated after satisfying these conditions. Therefore, the furnace structure and the control mechanism are complicated.
このように、流動床炉における不燃物抜出方法は種々提案されているが、円滑にかつ熱損失を最小限に抑えて不燃物を排出するためには以下の問題点を解消する必要がある。
即ち、不燃物排出口の近傍に非流動化域が形成されてしまうと不燃物の移動阻害が生じてしまう、非流動化域の形成を防止するため大量の流動媒体を抜き出すと熱損失が大きくなってしまう、不燃物が均一でなく塊状で排出されると不燃物抜出口が閉塞してしまう、特に、旋回流を強制的に形成させて不燃物を抜き出す構造では旋回流の制御が困難であり、旋回が強すぎると不燃物排出口に大量に不燃物が落ち込むこととなり排出口が閉塞する、ワイヤやステッチ等のように流動層中に分散しある濃度域となった時に沈降を開始する不燃物については、流動媒体とこれら不燃物の流動方向、流動速度を合わせないと排出できない、という問題がある。
従って、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、簡単な炉構造でもって、円滑にかつ熱損失を最小限に抑えて不燃物の排出を可能とした流動床炉を提供することを目的とする。
As described above, various methods for extracting noncombustible materials in a fluidized bed furnace have been proposed. However, in order to discharge noncombustible materials smoothly and with minimal heat loss, it is necessary to solve the following problems. .
That is, if a non-fluidized zone is formed in the vicinity of the incombustible discharge port, the movement of the non-flammable material will be inhibited.If a large amount of fluidized medium is extracted to prevent the formation of the non-fluidized zone, the heat loss will be large. If the incombustible material is not uniform and is discharged in a lump, the incombustible material outlet will be blocked.In particular, it is difficult to control the swirl flow in the structure where the swirl flow is forcibly formed to extract the incombustible material. Yes, if the swirl is too strong, a large amount of incombustible material will fall into the incombustible discharge port, and the discharge port will be blocked. When the concentration reaches a concentration range dispersed in the fluidized bed, such as wires and stitches, sedimentation will start. There is a problem that incombustible materials cannot be discharged unless the flow medium, flow direction, and flow speed of these incombustible materials are matched.
Accordingly, in view of the problems of the prior art described above, an object of the present invention is to provide a fluidized bed furnace that can discharge incombustible materials smoothly and with minimal heat loss with a simple furnace structure. To do.
そこで、本発明はかかる課題を解決するために、流動媒体と、該流動媒体より比重が大である不燃物が混入した焼却物とを混合流動させながら燃焼処理する流動床炉であって、炉床部に流動用空気を導入する散気手段が設けられるとともに、該炉床部の中央に不燃物抜出開口が形成され、該開口下方に不燃物抜出シュートが連結された流動床炉において、
前記開口の側壁に複数の補助ノズルが対向配置され、該補助ノズルが水平方向より下方へ角度をもって補助空気を噴出する構造であり、
前記補助空気の噴出により前記開口に導かれる前記不燃物の不燃物抜出シュート側への排出を促進することを特徴とする。
Therefore, in order to solve such problems, the present invention is a fluidized bed furnace that performs combustion treatment while mixing and flowing a fluid medium and an incinerated material mixed with incombustible material having a specific gravity greater than that of the fluid medium. In a fluidized bed furnace in which a diffuser for introducing fluidized air into the floor is provided, an incombustible material extraction opening is formed in the center of the hearth portion, and an incombustible material extraction chute is connected below the opening. ,
A plurality of auxiliary nozzles are disposed opposite to the side wall of the opening, and the auxiliary nozzles eject auxiliary air at an angle downward from the horizontal direction.
The discharge of the incombustible material guided to the opening by the ejection of the auxiliary air to the incombustible material extraction chute side is promoted.
この場合に前記開口が側壁として下方(好ましくは垂直下方)に延びる円形周壁により形成される円形開口であり、該周壁の炉床部側の開口上端側に複数の補助ノズルが対向配置され、該補助ノズルが水平方向より下方へ角度をもって補助空気を噴出する構造として特定される。 In this case, the opening is a circular opening formed by a circular peripheral wall that extends downward (preferably vertically downward) as a side wall, and a plurality of auxiliary nozzles are arranged opposite to the upper end side of the opening on the hearth side of the peripheral wall, The auxiliary nozzle is specified as a structure that ejects auxiliary air at an angle downward from the horizontal direction.
更に前記開口が炉床部の中央に設けられた溝状の不燃物抜出開口であり、該開口の底面が少なくとも一方の開口端部から下方へ傾斜する傾斜部であり、該傾斜部を介して不燃物抜出シュートが連結され、
前記溝状の不燃物抜出開口の平行に延在して対面する両側壁に、補助ノズルが対向配置され、該補助ノズルが水平方向より下方へ角度をもって補助空気を噴出する構造として特定してもよい。
Further, the opening is a groove-shaped incombustible material extraction opening provided in the center of the hearth part, and the bottom surface of the opening is an inclined part inclined downward from at least one of the opening end parts. Incombustible material extraction chute is connected,
The auxiliary nozzle is disposed opposite to both side walls facing and extending in parallel with the groove-shaped incombustible material extraction opening, and the auxiliary nozzle is specified as a structure that ejects auxiliary air at an angle downward from the horizontal direction. Also good.
この場合に前記開口の側壁に1個以上補助ノズルが対向で必ずしも対称でなく配置されるとともに、該補助ノズルから導入される補助空気が、開口部領域と不燃物抜出シュート領域の2系統に分割して流量制御されるようにし、開口両側若しくは周囲の炉床部上方、開口部上端(傾斜部上方)、開口部下方(不燃物抜出シュート上方)の順に空塔速度が小さくなるように前記流動用空気及び前記補助空気の導入流量を夫々制御し、前記流動媒体と前記不燃物の比重差により前記不燃物が前記不燃物抜出シュートに収集することが出来る。 In this case, one or more auxiliary nozzles are arranged oppositely and not symmetrically on the side wall of the opening, and the auxiliary air introduced from the auxiliary nozzle is divided into two systems, an opening region and an incombustible material extraction chute region. The flow rate is controlled by dividing so that the superficial velocity decreases in the order of the upper or lower hearth of the opening, the upper end of the opening (above the inclined part), and the lower part of the opening (above the incombustible material extraction chute). The flow rates of the flow air and the auxiliary air are respectively controlled, and the non-combustible material can be collected in the non-combustible material extraction chute by the difference in specific gravity between the fluid medium and the non-combustible material.
かかる発明によれば、開口両側若しくは周囲の炉床部上方、開口部上端(傾斜部上方)、開口部下方(不燃物抜出シュート上方)の順に空塔速度が小さくなるように構成することにより、前記空塔速度差と、前記流動媒体及び前記不燃物の比重差とにより前記不燃物を不燃物抜出シュートに確実に収集することができる。 According to this invention, it is configured such that the superficial velocity decreases in the order of the upper side of the hearth part on both sides or around the opening, the upper end of the opening (above the inclined part), and the lower part of the opening (above the incombustible material extraction chute). The incombustible material can be reliably collected in the incombustible material extraction chute by the difference in the superficial velocity and the difference in specific gravity between the fluid medium and the incombustible material.
又本発明は前記開口を構成する側壁両側若しくはその周囲の炉床部が水平床で形成され、前記不燃物抜出シュート上方の空塔速度が前記水平床上方の空塔速度より小となるように前記流動用空気及び前記補助空気の導入流量を夫々制御し、前記流動媒体と前記不燃物の比重差により前記不燃物が前記不燃物抜出シュートに収集されるようにするのがよい。これにより、焼却物の燃焼状態を適切に保持するとともに不燃物の円滑な排出が可能となる。 Further, in the present invention, both sides of the side wall constituting the opening or a hearth portion around the side wall is formed by a horizontal floor so that the superficial velocity above the incombustible material extraction chute is smaller than the superficial velocity above the horizontal floor. In addition, it is preferable that the flow rates of the flow air and the auxiliary air are respectively controlled so that the incombustible material is collected in the incombustible material extraction chute due to a difference in specific gravity between the fluid medium and the incombustible material. As a result, it is possible to appropriately maintain the combustion state of the incinerated material and to smoothly discharge the incombustible material.
かかる発明によれば、前記開口を構成する側壁両側若しくはその周囲の炉床部が水平床で形成される場合には、これにより従来のように炉床部を傾斜させる必要がなく、炉構造を簡素化することができるとともに、前記炉床部に傾斜を設けたり、また従来技術のように炉内に流動媒体の移動を支配する固定の旋回流を形成することなく、確実に不燃物を前記不燃物抜出シュートに収集することができ、炉構造、制御機構を簡素化することができ、さらに、非流動化域の形成を阻止することができるため、不燃物を円滑に抜き出すことができ、かつ大量の流動媒体を排出する必要がないため、熱損失を最小限に抑えることができる。 According to this invention, when both sides of the side wall constituting the opening or the surrounding hearth part is formed of a horizontal floor, it is not necessary to incline the hearth part as in the prior art. The non-combustible material can be surely removed without providing a slope in the hearth and forming a fixed swirling flow that governs the movement of the fluid medium in the furnace as in the prior art. It can be collected in the incombustible material extraction chute, the furnace structure and the control mechanism can be simplified, and furthermore, the formation of the non-fluidized zone can be prevented, so the incombustible material can be extracted smoothly. In addition, since it is not necessary to discharge a large amount of fluid medium, heat loss can be minimized.
又前記複数の補助ノズルは、具体的には複数の補助ノズルが前記不燃物抜出開口の側壁(下方に延びる垂直面を形成する側壁)に対して略直角方向に設けられ、該補助ノズルを、その先端部斜め下方に削孔された噴出孔から、水平方向より下方へ角度をもって補助空気を噴出する構造とするのがよい。 The plurality of auxiliary nozzles are specifically provided in a direction substantially perpendicular to the side wall (side wall forming a vertical surface extending downward) of the noncombustible material extraction opening. It is preferable that the auxiliary air be ejected at an angle downward from the horizontal direction from the ejection hole drilled obliquely below the tip.
さらにまた、前記複数の補助ノズルが前記不燃物抜出開口の側壁に対して略直角方向に設けられ、該補助ノズルを、その先端部斜め下方に削孔された噴出孔から、水平方向より下方へ角度をもって補助空気を噴出する構造とすることが好適である。 Furthermore, the plurality of auxiliary nozzles are provided in a direction substantially perpendicular to the side wall of the incombustible material extraction opening, and the auxiliary nozzles are disposed below the horizontal direction from the ejection holes drilled obliquely downward at the tip thereof. It is preferable that the auxiliary air be ejected at an angle.
また本発明では、前記空塔速度を異ならせて、前記不燃物抜出口上方では流動媒体が下降流を形成するようにし、前記開口部上(傾斜部上方)及び前記開口両側若しくは周囲の炉床部では流動媒体が流動化するようにしたため、焼却物が流動媒体と好適に混合流動して燃焼状態を適切に保持し、前記不燃物抜出口上方では前記下降流により不燃物を円滑に抜き出すことができる。 Further, in the present invention, the superficial velocity is varied so that the flowing medium forms a downward flow above the incombustible discharge outlet, and the hearth around the opening (above the inclined portion) and both sides of the opening or around the opening. Since the fluidized medium is fluidized in the section, the incinerated material is suitably mixed and flowed with the fluidized medium to appropriately maintain the combustion state, and the incombustible material is smoothly extracted by the downward flow above the incombustible material outlet. Can do.
さらに、前記補助ノズルが、水平方向より下方へ角度をもって補助空気を噴出する構造であり、該補助空気の噴出により前記不燃物の排出を促進することが好適で、これにより前記下降流の形成を促進することができ、前記不燃物抜出口近傍に非流動化域を形成することを防止し、円滑な不燃物の排出を達成することができる。 Further, the auxiliary nozzle has a structure that ejects auxiliary air at an angle downward from the horizontal direction, and it is preferable that the discharge of the incombustible material is promoted by the ejection of the auxiliary air, thereby forming the downward flow. This can be promoted, and it is possible to prevent the formation of a non-fluidized zone in the vicinity of the incombustible discharge outlet, thereby achieving smooth discharge of the incombustible material.
以上記載のごとく本発明によれば、前記補助ノズルを水平方向より下方へ角度をもって補助空気を噴出する構造としたため、前記下降流の形成を促進することができ、前記不燃物抜出口近傍に非流動化域を形成することを防止し、円滑な不燃物の排出を達成することができる。
特に少量の補助空気の導入により、炉内に分散した不燃物と流動媒体の流れを合わせ、円滑な不燃物の排出を可能とし、また流動媒体の排出を少なくできるため熱損失を最小限に抑え、さらに従来の流動床炉に比べて簡単な構造、制御機構とすることができる。
As described above, according to the present invention, since the auxiliary nozzle is configured to eject auxiliary air at an angle downward from the horizontal direction, formation of the downflow can be promoted, and the nonflammable material outlet is not in the vicinity. Formation of a fluidized zone can be prevented, and smooth discharge of incombustibles can be achieved.
In particular, by introducing a small amount of auxiliary air, the flow of the incombustible material dispersed in the furnace and the fluidized medium can be combined to enable smooth discharge of the incombustible material, and the fluidized medium can be discharged to minimize heat loss. Furthermore, a simple structure and control mechanism can be obtained as compared with a conventional fluidized bed furnace.
また、前記発明において、補助ノズルが水平方向より下方へ角度をもって補助空気を噴出する構造とすることにより、前記複数の補助ノズルから導入される補助空気の噴出ジェット長を調節して、前記不燃物抜出開口の中央部に噴出ジェット未到達領域を形成することができる。これにより、比重が比較的小さい不燃物においても、補助空気により遮断されることなく確実に排出することができる。 Further, in the above invention, the non-combustible material can be obtained by adjusting the jet length of the auxiliary air introduced from the plurality of auxiliary nozzles by adopting a structure in which the auxiliary nozzle ejects the auxiliary air at an angle downward from the horizontal direction. An ejection jet non-reaching region can be formed at the center of the extraction opening. Thereby, even incombustibles having a relatively small specific gravity can be reliably discharged without being blocked by the auxiliary air.
また、炉内の空塔速度が異なるように前記補助空気及び前記流動用空気の導入量を制御することにより、前記空塔速度差と、前記流動媒体及び前記不燃物の比重差とにより前記不燃物を不燃物抜出シュートに確実に収集することができ、従来技術のように前記炉床部に傾斜を設けたり、炉内に流動媒体の移動を支配する炉床分散板上でのそれぞれの風箱から噴出された空気量を変えて旋回流を形成する必要がなく、炉構造、制御機構を簡素化することができる。
さらに、非流動化域の形成を阻止することができるため、不燃物を円滑に抜き出すことができ、かつ大量の流動媒体を排出する必要がないため、熱損失を最小限に抑えることができる。
Further, by controlling the introduction amount of the auxiliary air and the flowing air so that the superficial velocity in the furnace is different, the nonflammable is caused by the superficial velocity difference and the specific gravity difference of the fluid medium and the noncombustible material. Can be reliably collected on the non-combustible material extraction chute, and the hearth part is inclined as in the prior art, or each on the hearth dispersion plate that governs the movement of the fluid medium in the furnace. There is no need to change the amount of air ejected from the wind box to form a swirling flow, and the furnace structure and control mechanism can be simplified.
Furthermore, since formation of a non-fluidization zone can be prevented, non-combustible materials can be smoothly extracted, and since it is not necessary to discharge a large amount of fluid medium, heat loss can be minimized.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
本実施例に係る流動床炉の処理対象は、主として一般廃棄物、産業廃棄物、下水汚泥等の可燃性の焼却物であり、該焼却物は、例えばワイヤ、瓦礫、石、ガラス、タイヤ、建築廃材等のように、流動媒体より比重が大である不燃物が混入されているものとする。
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, but are merely illustrative examples. Not too much.
The treatment target of the fluidized bed furnace according to the present embodiment is mainly combustible incineration materials such as general waste, industrial waste, sewage sludge, and the incineration materials include, for example, wire, rubble, stone, glass, tires, It is assumed that an incombustible material having a specific gravity greater than that of the fluid medium is mixed, such as building waste.
図1は本発明の実施例1に係る流動床炉を示す図、図2は図1に示した流動床炉であって、水平床を有する場合の流動床炉の全体構成を示す斜視図である。
まず、図2を参照して本実施例に係る流動床炉の全体構成につき説明する。本実施例に係る流動床炉10は、図示されるような角型、若しくは円筒型(不図示)の炉本体11と、該炉本体11の底部に形成された水平状の炉床部12とを有し、該炉床部12には炉内に面する位置に水平に複数の流動用空気導入ノズル(空気分散ノズル)13が設けられている空気分散板(不図示)が配設され、該空気分散板の下方には流動用空気を一時的に滞留させる風箱14が設けられている。該風箱14は垂直な仕切り板15a、15bにより複数に区画される。なお、仕切り板15aの開口20と対面する壁面を開口20の側壁201,202として機能させている。
FIG. 1 is a diagram showing a fluidized bed furnace according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing the entire configuration of the fluidized bed furnace shown in FIG. is there.
First, the overall configuration of the fluidized bed furnace according to the present embodiment will be described with reference to FIG. A
図1は本発明の実施例1に係る流動床炉を示す図であり、(a)は炉床部を示す平面図で、(b)は(a)のX−X線断面図で開口20を構成する側壁201,202両側若の炉床部が水平床12で形成され、(c)は(b)の別の形態に係るX−X線断面図で、開口20を構成する側壁201,202両側の炉床部が開口に向かって傾斜する傾斜床12で形成され、(d)は(a)のY−Y線断面図である。
前記空気分散板には、図1(a)に示すように複数の流動用空気導入ノズル(空気分散ノズル)13が設けられている。該流動用空気導入ノズル13からは、前記空気分散板の上方に投入された流動媒体、焼却物を流動させる流動用空気が噴出される。該流動用空気の導入流量は、前記風箱14に導入する空気流量によって決定され、該風箱14に導入する空気流量は不図示の空気供給管、流量調整弁等によって制御することができる。本実施例では、複数の風箱14に均一の流量制御を行なうものとし、一の空気流量制御機構を備える構成とする。ことのき、複数の空気流量制御機構を具備し、複数に区画された風箱14に夫々異なる空気流量を導入しても良い。
また、図1(d)に示すように、前記炉床部12のうち、前記炉本体11の対向する2壁面の中央に図1(a)において、上下方向に平行に延在する側壁201,202とその底面が中央の不燃物抜出シュート17に向かってテーパ状に下向き傾斜された傾斜面16を有する溝状の開口部20を形成し、該開口部を不燃物抜出開口20としている。該不燃物抜出開口20の端部からは傾斜部16を介して不燃物抜出シュート17が連結される。該不燃物抜出シュート17の下方には、抜き出された不燃物及び流動媒体を移送するスクリューフィーダや、不燃物と流動媒体を分離する磁選器、振動篩、流動媒体分級装置等が設けられ、分離された流動媒体を前記炉本体11内に返送する流動媒体循環手段が設けられていることが好ましい。
1A and 1B are diagrams showing a fluidized bed furnace according to a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a plan view showing a hearth part, and FIG. 1B is a sectional view taken along line XX in FIG. (C) is a cross-sectional view taken along line XX according to another form of (b), and the
The air dispersion plate is provided with a plurality of flow air introduction nozzles (air dispersion nozzles) 13 as shown in FIG. From the flow
Moreover, as shown in FIG.1 (d), the
前記不燃物抜出開口20の垂直下方に向けて垂直状に形成される側壁201,202の上端側には、炉床部12と接する開口端方向に沿って所定間隔毎に複数の補助ノズル18(18a、18b)が配設される。該補助ノズル18は、図1(a)、(b)、(d)に示すように、前記不燃物抜出開口20の長手方向側壁に所定間隔で設置され、不燃物の排出を補助するための補助空気を噴出する構成となっている。
前記補助ノズル18から導入される補助空気は、2系統以上に分割されて流量制御され、傾斜部領域に位置する補助ノズル18aと、不燃物抜出シュート領域に位置する補助ノズル18bとで異なる流量制御機構を有する。
A plurality of
The auxiliary air introduced from the
前記補助ノズル18の一例を図3に示す。この補助ノズル18は、先端部の肉厚部材を斜めに削孔してテーパ部18cを形成し、該テーパ部18cの下方面に噴出孔18dを開孔させている。そして、該噴出孔18dから噴出する補助空気が、水平方向より下方に角度をもって噴出するように構成する。好適には、前記下方角度は10°〜45°とすると良い。
An example of the
前記炉本体11内の空塔速度は、前記流動用空気導入ノズル13、前記補助ノズル18a、18bから導入される流動用空気及び補助空気の導入流量によって夫々制御される。
前記流動用空気導入ノズル13から導入される流動用空気により、前記不燃物抜出開口20の両側の炉床部上方の空塔速度が制御され、前記補助ノズル18aから導入される補助空気により前記傾斜部上方の空塔速度が制御され、前記補助ノズル18bから導入される補助空気により前記不燃物抜出シュート上方の空塔速度が制御される。
本実施例では、前記炉床部上方の空塔速度、前記傾斜部上方の空塔速度、前記不燃物抜出シュート上方の空塔速度の順に小さくなるように制御する。このとき、前記傾斜部上方の空塔速度が、前記炉床部上方の空塔速度の90%程度となるように制御することが好ましい。
また、夫々の空気導入流量に関して、前記炉床部12上方及び前記傾斜部16上方の開口20上では流動媒体及び不燃物が流動化する流量とし、前記開口20下側の不燃物抜出シュート17上方では、流動媒体の下降流が形成される流量とする。
The superficial velocity in the
The superficial velocity above the hearth on both sides of the incombustible
In this embodiment, control is performed so that the superficial velocity above the hearth portion, the superficial velocity above the inclined portion, and the superficial velocity above the incombustible material extraction chute are decreased in this order. At this time, it is preferable to control the superficial velocity above the inclined portion to be about 90% of the superficial velocity above the hearth portion.
Moreover, regarding each air introduction flow rate, it is set as the flow volume which a fluidized medium and an incombustible material fluidize on the
これらの空塔速度差と、前記流動媒体及び前記不燃物の比重差とにより、不燃物が前記不燃物抜出シュートに確実に収集される。さらに、夫々の導入流量を上記したように設定することにより、焼却物が流動媒体と好適に混合流動して燃焼状態が適切に保持されるとともに、前記下降流により不燃物を円滑に抜き出すことが可能となる。
このように、本実施例によれば、前記炉床部に傾斜を設けたり、また従来技術のように炉床分散板上での空塔速度を変えることにより炉内に流動媒体の移動を支配する旋回流を形成することなく、確実に不燃物を前記不燃物抜出シュートに収集することができ、炉構造、制御機構を簡素化することができる。
Due to the difference in the superficial velocity and the difference in specific gravity between the fluid medium and the incombustible material, the incombustible material is reliably collected in the incombustible material extraction chute. Further, by setting the respective introduction flow rates as described above, the incinerated material is suitably mixed and flowed with the fluid medium so that the combustion state is appropriately maintained, and the incombustible material can be smoothly extracted by the downward flow. It becomes possible.
As described above, according to the present embodiment, the movement of the fluid medium is controlled in the furnace by providing an inclination to the hearth part or changing the superficial velocity on the hearth dispersion plate as in the prior art. Incombustible materials can be reliably collected in the incombustible material extraction chute without forming a swirling flow, and the furnace structure and control mechanism can be simplified.
また、本実施例1の第1の応用例として、図4に傾斜床を有する場合の流動床炉の全体構成を示し、図1(c)にその炉床部の側断面図を示す。
図4に示すように、前記炉床部12を炉本体11の対向する炉壁側から中央に向けて、下方に傾斜させ、炉床部12中央の谷部に該谷部に沿って平行に延在する側壁201,202とその底面が中央の不燃物抜出シュート17に向かってテーパ状に下向き傾斜された傾斜面16を有する溝状不燃物抜出開口20を設ける構成としている。そして、図1(c)にも示すように、前記不燃物抜出開口20の側壁201,202に複数の補助ノズル18を対向配置し、上記した図2の流動床炉と同様に、前記開口20の端部から中央に向けて傾斜部16を設け、該傾斜部の中央に不燃物抜出シュート17を連結する。
前記流動用空気により流動困難な比重の大きい不燃物を多く含む場合は、このように炉床部12を傾斜させることにより、不燃物を傾斜面に沿って不燃物抜出シュート17に収集することができる。
Further, as a first application example of the first embodiment, FIG. 4 shows an entire configuration of a fluidized bed furnace having an inclined bed, and FIG. 1 (c) shows a side sectional view of the hearth part.
As shown in FIG. 4, the
When a large amount of incombustible material with high specific gravity that is difficult to flow by the flow air is included, the incombustible material is collected in the incombustible
さらに、図5に本実施例1の第2の応用例である流動床炉を示す。図5(a)は炉床部を示す平面図で、(b)は(a)のY’−Y’線断面図である。
この流動床炉は、炉床部12中央の谷部に該谷部に沿って平行に延在する側壁201,202とその底面が図5(a)において下側に位置する不燃物抜出シュート17に向かって片側テーパ状に下向き傾斜された傾斜面16を有する溝状不燃物抜出開口20を設ける構成としている。炉床部12の中央部に溝状の不燃物抜出開口20を形成し、該開口20の一端から他端に向けて下方に傾斜する傾斜部16を設け、該傾斜部16の底部、即ち前記他端側に不燃物抜出シュート17を連結している。そして、前記実施例1と同様に、前記不燃物抜出開口20の側壁に複数の補助ノズル18を対向配置している。尚、これらの応用例においても、前記実施例1と同様に空塔速度差を設け、さらに前記補助ノズル18は下方に向けて補助空気を噴出する構造とする。
FIG. 5 shows a fluidized bed furnace which is a second application example of the first embodiment. Fig.5 (a) is a top view which shows a hearth part, (b) is the Y'-Y 'sectional view taken on the line of (a).
This fluidized bed furnace has
図6は本発明の実施例2に係る流動床炉を示す図であり、(a)は水平形状の炉床部を示す平面図で、(b)は(a)のX’−X’線断面図で、(c)は傾斜形状の炉床部を示す平面図で、(d)は(c)のX”−X”線断面図である。
図7は図6に示した(a)、(b)の水平形状の炉床部を示す流動床炉の全体構成を示す斜視図である。
本実施例2に係る流動床炉10は、図7に示されるような角型、若しくは円筒型(不図示)の炉本体11と、該炉本体11の底部に形成された水平形状の炉床部12とを有し、該炉床部12には炉内に面する位置に水平に空気分散板が配設され、該空気分散板の下方には流動用空気を一時的に滞留させる風箱14が設けられている。本実施例における炉床部12は水平形状であることが好適であるが、傾斜形状とすることもできる。該風箱14は垂直な仕切り板15a、15bにより複数に区画される。
6A and 6B are diagrams showing a fluidized bed furnace according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 6A is a plan view showing a horizontal hearth part, and FIG. 6B is a line X′-X ′ in FIG. It is sectional drawing, (c) is a top view which shows the hearth part of an inclined shape, (d) is X "-X" sectional view taken on the line of (c).
FIG. 7 is a perspective view showing the entire configuration of the fluidized bed furnace showing the horizontal hearth part of (a) and (b) shown in FIG.
A
前記空気分散板には、図6(a)、(b)、(c)、(d)に示すように複数の流動用空気導入ノズル13が設けられている。該流動用空気導入ノズル13からは、前記空気分散板の上方に投入された流動媒体、焼却物を流動させる流動用空気が噴出される。該流動用空気の導入流量は、前記風箱14に導入する空気流量によって決定される。
また、図6(a)、(c)に示すように、前記炉床部12の中心に側壁として下方に延びる円形周壁203により形成される円形開口20、若しくは下方に延びる方形側壁により形成される方形開口(不図示)を形成し、該開口20から下方に不燃物抜出シュート19が連結される。そして前記円形開口20を形成する周壁203開口上端側には、複数の補助ノズル18が所定間隔で対向配置されている。前記補助ノズル18から導入される補助空気は、一の空気流量制御機構により流量制御される。
尚、前記補助ノズル18は、実施例1の図3にて説明した構造と同様に、水平方向より下方に角度をもって補助空気を噴出する構造とする。
As shown in FIGS. 6A, 6B, 6C, and 6D, the air dispersion plate is provided with a plurality of air introduction nozzles 13 for flow. From the flow
Further, as shown in FIGS. 6A and 6C, the center of the
The
さらに本実施例2では、前記不燃物抜出シュート19上方の円形開口20内の空塔速度が前記炉床部12上方の空塔速度より小となるように前記流動用空気及び前記補助空気の導入流量を夫々制御する。この空塔速度差と、前記流動媒体及び前記不燃物の比重差とにより前記不燃物を前記不燃物抜出シュート19に収集することが可能となる。また、前記補助ノズル18から噴出する下向きの補助空気により、円形開口20内に流動媒体の下降流が形成され、該下降流によって不燃物の排出が促進される。
また、前記複数の補助ノズル18から導入される補助空気の噴出ジェット長を調整して、前記円形開口20内の中央部に噴出ジェット未到達領域を形成することが好適であり、これにより、比重が比較的小さい不燃物においても、補助空気により遮断されることなく前記噴出ジェット未到達領域から確実に不燃物を排出することができる。
Further, in the second embodiment, the flow air and the auxiliary air are set so that the superficial velocity in the
In addition, it is preferable that the jet jet length of the auxiliary air introduced from the plurality of
10 流動床炉
11 炉本体
12 炉床部
13 流動用空気導入ノズル
14 風箱
15、15a、15b 仕切り板
16 傾斜部
17 不燃物抜出口
18、18a、18b 補助ノズル
18c テーパ部
18d 噴出孔
19 不燃物抜出シュート
20 不燃物抜出開口
201、202、203 側壁(周壁)
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記開口の側壁に複数の補助ノズルが対向配置され、該補助ノズルが水平方向より下方へ角度をもって補助空気を噴出する構造であり、
前記補助空気の噴出により前記開口に導かれる前記不燃物の不燃物抜出シュート側への排出を促進することを特徴とする流動床炉。 A fluidized bed furnace for performing a combustion treatment while mixing and flowing a fluidized medium and an incinerated material mixed with an incombustible material having a specific gravity greater than that of the fluidized medium, and an aeration means for introducing fluidizing air into the hearth part In a fluidized bed furnace in which an incombustible material extraction opening is formed at the center of the hearth part, and an incombustible material extraction chute is connected to the lower part of the opening,
A plurality of auxiliary nozzles are disposed opposite to the side wall of the opening, and the auxiliary nozzles eject auxiliary air at an angle downward from the horizontal direction.
A fluidized bed furnace that promotes discharge of the incombustible material guided to the opening by the discharge of the auxiliary air toward the incombustible material extraction chute.
前記溝状の不燃物抜出開口の平行に延在して対面する両側壁に、補助ノズルが対向配置され、該補助ノズルが水平方向より下方へ角度をもって補助空気を噴出する構造である請求項1記載の流動床炉。 The opening is a groove-shaped incombustible material extraction opening provided at the center of the hearth part, and the bottom surface of the opening is an inclined part inclined downward from at least one opening end part, Incombustible material extraction chute is connected,
An auxiliary nozzle is disposed opposite to both side walls facing and extending in parallel with the groove-shaped incombustible material extraction opening, and the auxiliary nozzle ejects auxiliary air at an angle downward from the horizontal direction. The fluidized bed furnace according to 1.
The plurality of auxiliary nozzles are provided in a direction substantially perpendicular to the side wall of the incombustible material extraction opening, and the auxiliary nozzle is inclined at an angle downward from the horizontal direction from an ejection hole that is drilled obliquely downward at the tip of the auxiliary nozzle. The fluidized bed furnace according to any one of claims 1 to 4, wherein auxiliary air is jetted out.
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