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JPH08189613A - 循環流動層燃焼方法及びその装置 - Google Patents

循環流動層燃焼方法及びその装置

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Publication number
JPH08189613A
JPH08189613A JP396995A JP396995A JPH08189613A JP H08189613 A JPH08189613 A JP H08189613A JP 396995 A JP396995 A JP 396995A JP 396995 A JP396995 A JP 396995A JP H08189613 A JPH08189613 A JP H08189613A
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JP
Japan
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water
fluidized bed
calcium
circulating fluidized
desalting
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JP396995A
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Inventor
Kazuyuki Meiyou
明用  和幸
Kenji Tagashira
田頭  健二
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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  • Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 脱塩及び脱硫用カルシウム化合物を燃焼炉内
に導入するようにした循環流動層燃焼炉において、脱塩
及び脱硫用カルシウム化合物の利用効率を向上させる。 【構成】 脱塩、脱硫材として水酸化カルシウムの水ス
ラリが投入された燃焼炉1から排出される燃焼ガスと流
動材とはサイクロン2で分離される。伝熱面7とバグフ
ィルタ8で回収されたフライアッシュは攪拌槽14で水
と混合されたのち、分離機15で水溶性成分と非水溶性
成分に分けられる。水溶性成分は反応槽17に導かれて
水酸化ナトリウムを加えられ水酸化カルシウムの沈殿を
生ずる。この水酸化カルシウムと前記非水溶性成分は脱
塩、脱硫材として再利用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、塩素等を含むプラスチ
ックなどが多く含まれる廃棄物(例えばカーシュレッ
ダ)を循環流動層燃焼炉で燃焼させるのに適用して好適
な循環流動層燃焼方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図2に従来の構成に基づく循環流動層ボ
イラの燃焼炉の例を示す。図2に示す循環流動層燃焼炉
は、燃焼室1、サイクロン2、流動層熱交換器3、スタ
ンドパイプ4の主要部分から構成されている。
【0003】燃焼用の空気が、ブロア,5a,5b,5
cから供給され、高速流動層と呼ばれる流動状態を形成
し、その中で燃料供給装置6から供給された燃料(ここ
では塩素や硫黄を含むもの)が燃焼している。
【0004】燃焼炉内には、硅砂などの流動材が存在し
未燃の燃料とともに燃焼室1、サイクロン2、流動層熱
交換器3、スタンドパイプ4から形成される系内を循環
している。燃焼ガスと流動材とは、サイクロン2で分離
され、ガスは対流伝熱面7、バグフィルタ8、誘引ファ
ン9を経て煙突10から放出される。
【0005】分離された流動材は、流動層熱交換器3に
入り、内部の伝熱面で冷却されたのち燃焼室1へ再循環
する。燃焼室1に残留した粒子は、必要に応じて灰抜き
出し装置11で系外に排出する。
【0006】脱塩、脱硫材としては水酸化カルシウムの
水スラリを使用しスラリタンク12からスラリポンプ1
3より燃焼炉内に噴霧される。脱塩、脱硫材は以下の反
応により燃焼場で発生した有害ガスを固定する。
【0007】反応に使われる酸化カルシウム(CaO)
は、噴霧された水酸化カルシウム(Ca(OH)2
が、熱を受けてCa(OH)2 →CaO+H2 Oの反応
で生成したものである。
【0008】
【数1】
【0009】これらの反応は同時に進むが、燃焼場(約
850〜900℃)へのカルシウム化合物の噴霧では、
(2)の脱硫反応が主に進み、CaOの表面にCaSO
4 が形成されるため、(1)の脱塩反応が比較的進みに
くい。
【0010】従って高い脱塩効率を得るためには、かな
り多量のCa化合物を投入する必要がある。経験的には
CaとClおよびSとの当量比Ca/(0.5Cl+
S)を4以上としている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】前記したように、循環
流動層燃焼炉で発生する有害成分としての塩化水素(H
Cl)および二酸化硫黄(SO2 )は両者ともCa化合
物である炭酸カルシウム(CaCO3 )や水酸化カルシ
ウム(Ca(OH)2 )との反応により塩化カルシウム
(CaCl2 )や硫酸カルシウム(CaSO4 )として
無害化することが可能である。
【0012】しかしながらこれらの反応は反応温度が異
なることなどにより、前記したように実際には反応上必
要な量(モル当量)以上のカルシウム化合物が必要であ
った。このため多量に加えるカルシウム化合物により次
のような問題があった。
【0013】(1)脱塩、脱硫用のカルシウム化合物が
多量に必要となり脱塩、脱硫材のコストが高くなる。
【0014】(2)未反応カルシウム化合物が固体の廃
棄物として排出されるため処分すべき灰量が増大し、処
分コストの増加や埋立地不足が発生する。
【0015】本発明は、脱塩及び脱硫用カルシウム化合
物を燃焼炉内に導入するようにした循環流動層燃焼炉に
おいて、脱塩及び脱硫用カルシウム化合物の利用効率を
向上させる燃焼方法及びそのための燃焼装置を提供する
ことを課題としている。
【0016】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、前記
したように脱塩、脱硫用カルシウム化合物の利用効率を
向上させるという課題解決のために、脱塩、脱硫材とし
て添加したカルシウム化合物との反応により生成したカ
ルシウム化合物のうち水溶性カルシウム化合物を水に難
溶の化合物としたのち、脱塩、脱硫材として回収し再利
用する循環流動層燃焼方法を提供する。
【0017】このように、生成カルシウム化合物のうち
水溶性カルシウム化合物を水に難溶の化合物とする方法
は次のように具体化できる。すなわち、脱塵装置で回収
された未反応カルシウム化合物を含むフライアッシュを
水と反応させ、塩化カルシウム(CaCl2 )として固
定する。
【0018】こうして固定された塩素を塩化カルシウム
水溶液として分離し、非水溶性の成分(主に硫酸カルシ
ウム(CaSO4 )および水酸化カルシウム(Ca(O
H) 2 )を含む)を再度脱硫、脱塩用に使用する。
【0019】一方、塩化カルシウムの水溶液として分離
したものに対し、塩基性の水溶液、例えば水酸化ナトリ
ウム(NaOH)や水酸化カリウム(KOH)を反応さ
せ、カルシウム化合物を、水酸化カルシウム(Ca(O
H)2 )の沈殿物として回収する。このようにして水に
難溶の化合物とされた水酸化カルシウムを再度脱硫、脱
塩用に使用するのである。
【0020】前記したように、除塵装置で回収された固
体粒子の非水溶性成分を再度脱塩、脱硫材として使用す
るが、このことは、未反応のカルシウムを有効に利用す
るものである。
【0021】また、主に塩化カルシウムを含む水溶液を
塩基性の水溶液で処理するという操作は、反応済のカル
シウムを水酸化カルシウム(Ca(OH)2 )として回
収し、再利用するために行うものである。
【0022】これらの操作により、未反応カルシウム化
合物が原因となる灰量の増加を防止できるとともに、除
外した塩素を処理の容易な化合物として取り扱うことが
できる。こうして本発明の循環流動層燃焼方法によれば
脱塩及び脱硫用カルシウム化合物の利用効率を向上させ
ることができる。
【0023】また本発明は、前記した本発明の課題を解
決するための燃焼装置としてバグフィルタで回収された
フライアッシュを水と混合する攪拌槽と、この攪拌槽で
得られた混合体を非水溶性成分と水溶性成分とに分離す
る分離機と、得られた非水溶性成分を水スラリとして対
流伝熱面に噴霧するポンプとを具えた構成の循環流動層
燃焼装置を提供する。
【0024】この循環流動層燃焼装置によれば、塩素、
硫黄等を単独あるいは同時に含む燃料を循環流動層燃焼
炉で燃焼して生じた塩素や硫黄の有害な化合物を、脱
塩、脱硫材として添加したカルシウム化合物と反応させ
て無害化するようにした循環流動層燃焼方法において生
成されたカルシウム化合物を水溶性成分と非水溶性成分
に分け、その非水溶性成分を脱塩、脱硫用に有効に再利
用することができる。
【0025】また、本発明による循環流動層燃焼装置に
おいては、前記した構成に加え、分離機からの水溶性成
分を導いて塩基性水溶液を加えるための反応槽と、同反
応槽の沈殿物を取り出して燃焼炉内に噴霧する供給ライ
ンとを具えた構成のものも採用する。
【0026】この構成の循環流動層燃焼装置によれば、
脱塩、脱硫反応により生成したカルシウム化合物から得
られた水溶性成分から脱塩、脱硫材を回収し再利用でき
るので脱塩及び脱硫用カルシウム化合物の利用効率を更
に高めた装置となる。
【0027】
【実施例】以下、本発明による循環流動層燃焼方法の実
施の態様、及び本発明による燃焼装置の一実施例につき
図1に基づいて具体的に説明する。なお、以下の実施例
において、図2に示した従来の装置と同じ構成の部分に
は説明を簡潔にするため同じ符号を付してあり、それら
についての重複する説明は省略する。
【0028】図1に示された循環流動層燃焼装置におい
て、14は攪拌槽、15と18は分離機、16と19は
噴霧ポンプ、17は反応槽である。図1の燃焼装置では
対流伝熱面7、バグフィルタ8で回収されたフライアッ
シュは攪拌槽14で水と混ぜられる。
【0029】攪拌槽14で水と混合されたフライアッシ
ュは、分離機15に送られ、水溶性成分(主に脱塩反応
で生成した塩化カルシウム(CaCl2 ))と非水溶性
の成分(主に脱硫反応で生成した硫酸カルシウムおよび
未反応カルシウム分(Ca(OH)2 ))とに分離され
る。
【0030】分離機15で分離された非水溶性の成分
(主に脱硫反応で生成した硫酸カルシウムおよび未反応
カルシウム分である(Ca(OH)2 ))は、水スラリ
として噴霧ポンプ16で対流伝熱面7に噴霧される。
【0031】この目的は、燃焼場よりも温度の低い場所
へCa(OH)2 を噴霧することで先に式(1)で示し
た脱塩反応を式(2)の脱硫反応よりも選択的に進ませ
ること、および非水溶性成分として含まれているCaS
4 から高温度によりSO2が再放出するのを防止する
ためである。
【0032】一方、非水溶性の成分を一部含む水溶液
は、反応槽17に導かれ、塩基性の水溶液(ここでは水
酸化ナトリウム(NaOH)水溶液)を加え、以下の反
応で反応済のカルシウムを水酸化カルシウム(Ca(O
H)2 )の沈殿として回収する。
【0033】 CaCl2 +2NaOH→Ca(OH)2 +2NaCl…………(3) この反応ではCaは沈殿物となり、一方、排水は中性の
NaCl水溶性(食塩水)であるので分離および処理が
容易である。
【0034】反応槽17で反応した液は、分離機18で
分離され、液は排水として処理され、沈殿したCa(O
H)2 のスラリは噴霧ポンプ19で燃焼炉内に噴霧す
る。ここでは先に示した式(2)の脱硫反応が主に進
む。
【0035】以上のような構成により未反応カルシウム
を有効に利用し、さらに塩素と反応したカルシウムを再
生、利用することが可能になる。
【0036】なお(3)式の反応によるCaの再生のた
めに加える塩基性化合物としては、水酸化ナトリウム
(NaOH)に限るものではなく、例えば水酸化カリウ
ム(KOH)などでも可能である。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の循環流動
層燃焼方法及び装置により次のような効果が得られる。 (1)脱塩、脱硫用カルシウム化合物の使用量を低減す
ることが可能である。(2)処分すべき灰量が低減で
き、埋立地の確保等の点からも好ましい。
【0038】これらの効果は廃棄物を対象とする流動層
装置の性能向上および環境負荷の低減が可能になり、実
用上非常に有益である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る循環流動層燃焼装置の
構成図。
【図2】従来の循環流動層燃焼装置の構成図。
【符号の説明】
1 燃焼室 2 サイクロン 3 流動層熱交換器 4 スタンドパイプ 5a,5b,5c ブロア 6 燃料供給装置 7 対流伝熱面 8 バグフィルタ 9 誘引ファン 10 煙突 11 灰取り出し装置 12 スラリタンク 13 スラリポンプ 14 攪拌槽 15 分離機 16 噴霧ポンプ 17 反応槽 18 分離機 19 噴霧ポンプ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 塩素、硫黄等を単独あるいは同時に含む
    燃料を循環流動層燃焼炉で燃焼して生じた塩素や硫黄の
    有害な化合物を、脱塩、脱硫材として添加したカルシウ
    ム化合物と反応させて無害化するようにした循環流動層
    燃焼方法において、前記反応により生成したカルシウム
    化合物のうち水溶性カルシウム化合物を水に難溶の化合
    物としたのち、脱塩、脱硫材として回収し再利用するこ
    とを特徴とする循環流動層燃焼方法。
  2. 【請求項2】 バグフィルタで回収されたフライアッシ
    ュを水と混合する攪拌槽と、同攪拌槽で得られた混合体
    を非水溶性成分と水溶性成分とに分離する分離機と、前
    記非水溶性成分を水スラリとして対流伝熱面に噴霧する
    ポンプとを具えたことを特徴とする循環流動層燃焼装
    置。
  3. 【請求項3】 前記分離機からの水溶性成分を導いて塩
    基性水溶液を加えるための反応槽と、同反応槽の沈殿物
    を取り出して燃焼炉内に噴霧する供給ラインとを具えた
    請求項2記載の循環流動層燃焼装置。
JP00396995A 1995-01-13 1995-01-13 循環流動層燃焼方法及びその装置 Expired - Lifetime JP3354734B2 (ja)

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