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JPS60202208A - サイクロン式燃焼装置 - Google Patents

サイクロン式燃焼装置

Info

Publication number
JPS60202208A
JPS60202208A JP5894084A JP5894084A JPS60202208A JP S60202208 A JPS60202208 A JP S60202208A JP 5894084 A JP5894084 A JP 5894084A JP 5894084 A JP5894084 A JP 5894084A JP S60202208 A JPS60202208 A JP S60202208A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
slag
combustion
furnace
removal chamber
combustion furnace
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP5894084A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0317041B2 (ja
Inventor
Kunpei Ozaki
尾崎 勲平
Michihiro Shiraha
白羽 陸宏
Kenji Mori
建二 森
Kenichi Fujii
健一 藤井
Chikatoshi Kurata
親利 蔵田
Hidekazu Harada
英一 原田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Motors Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Jukogyo KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Heavy Industries Ltd, Kawasaki Jukogyo KK filed Critical Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority to JP5894084A priority Critical patent/JPS60202208A/ja
Publication of JPS60202208A publication Critical patent/JPS60202208A/ja
Publication of JPH0317041B2 publication Critical patent/JPH0317041B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J1/00Removing ash, clinker, or slag from combustion chambers
    • F23J1/08Liquid slag removal
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C3/00Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber
    • F23C3/006Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber the chamber being arranged for cyclonic combustion
    • F23C3/008Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber the chamber being arranged for cyclonic combustion for pulverulent fuel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)

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】 (産業上の利用分野) 、この発明は、ボイラ炉などの炉を炉本体としその炉本
体の前炉として固体粒子を含有する燃料を燃焼するサイ
クロン式燃焼炉を有する燃焼装置に関する。
(従来技術) 従来からボイラ炉などの工業炉においては、炉本体に前
炉としてサイクロン式燃焼炉を設けてあり、こうした前
炉つき工業炉は、その燃焼効果が優れたものであること
から、広く用いられている。
こうした従来型のサイクロン式燃焼炉の構造を示すもの
として、たとえば、この出願に先立って提案した実願昭
58−166784号の第1図および第2図に示された
ものがある。
この場合、微粉炭と空気とを、サイクロン式燃焼炉内に
供給するとともに、これらを高速旋回流として効果的に
混合して燃焼させることにより、微粉炭を高い効率で燃
焼させることができる。その際、燃焼炉では高温燃焼が
行なわれ、その高温燃焼によって発生する燃焼ガスは、
燃焼室の下波側↓こ設けたスラグ除去バッフルの中央に
位置するカス流出口を介して落出され、また、高温燃焼
に4fなって発生する溶融スラグ(石炭炭)は、1−記
旋回流を受けてスラグ除去八ツフルの上燃側外周に金り
、スラグ除去八ツフルに形成し/スラグ流出[1を介し
て流出される。
こうしたサイクロン方式では、燃焼炉内において、石炭
炭が旋回流を受けて溶融スラグ中に捕集されるものと、
十分な旋回流を受けず捕集に至らないものとがある。こ
れに対して、従来のサイクロン横曲は、上記バッフルの
下流側が、炉本体内に夕・rレフトに開放され、流通規
制のほとんどない状態とされていたため、バッフルのガ
ス流出1」から流出する燃焼カスに伴なって、l−記捕
集されない石炭炭(一部にチャーを含む)が炉本体へと
かなり多量に持ち込まれるおそれがあり、こうして持ち
込まれた多量の石炭炭によって、炉本体の下流側に設け
た伝熱管が摩耗したりするトラブルが発生するおそれが
あった。
また、燃焼炉内の熱がバッフル部分を通して炉本体側に
放散されることを防ぐ機構がないため。
燃焼熱の保有性も損なわれ、その結果、炉内温度を上の
高く維持するにも限界があるため、燃焼炉での燃焼を十
分促進させることができなかった。
(発明の目的) この発明は、L記問題に鑑みてなされたもので、スラグ
除去室率を高めて」二記トラブルの発生を防止するとと
もに、燃焼炉内での燃焼をより促進させることを目的と
する。
(発明の構成) 上記目的を達成するため、この発明は、炉本体の前炉と
して固体粒子を含む燃料を燃焼させるサイクロン式燃焼
炉と、旧記炉本体との間に、スラグ除去室を設けるとと
もに、上記燃焼炉とスラグ除去室との間に、燃焼炉内の
溶融スラグにスラグ除去室の底部への波動を許容すると
ともに燃焼炉内の燃焼カスをスラグ除去室の溶融スラグ
L方に対応する空間に誘導するスラグ除去バッフルを設
け、かつ、」二記スラグ除去室に、上記除去室を横断す
る方向にそれぞれが延び、かつ、燃焼ガスの流動方向に
対して千鳥配置をなす複数本のスラグ捕捉部材を設けて
あり、これにより、燃焼ガスとともに流出するスラグ粒
子のみを、千鳥配置のスラグ捕捉部材が効果的に捕捉し
て流下させ、下方で、流動する溶融スラグ中に捕集して
炉本体内へ入り込まないようにするとともに、スラグ捕
捉部材が燃焼ガスの流出経路に対向して存在することに
より、燃焼にともなう燃焼熱が燃焼炉外に放出されるの
を抑制して、燃焼炉内の反応温度を十分に高く維持させ
るようにしである。
(実施例) 以F、この発明の実施例を図面にしたがって説明する。
第1図において、■は、ボイラなどの炉本体で、その外
周下部には、サイクロン式の燃焼炉2とスラグ除去室3
とを、傾斜した1つの円筒体として突設しである。上記
燃焼炉2は、微粉炭(数1−〜数百ミクロン)と空気と
を、矢印Xのように、旋回流として供給する供給口4を
有し、この供給口4から供給された微粉炭と空気は、上
記のように、空気の旋回作用によって効果的に混合され
つつ高温の燃焼状態を得る。一方、燃焼により発生する
スラグは溶融し、旋回空気による遠心作用を受けること
により、燃焼炉2の内周壁に何着され、その内周壁を旋
回して傾斜方向(矢印Y方向)に流動する溶融スラグ5
に捕集される。ここで1・分速心力を受けたスラグは、
溶融スラグ5に捕集されるが、一部のスラグは溶融粒と
して燃焼カスとともに、矢印Zのように、スラグ除去室
3へと持ち込まれる。
このスラグ除去室3は、燃焼炉2と炉本体lとの間にス
ラグ除去筒6の内室として設けられ、その入口側に、第
1スラグ除去バツフル7を、また、出口側に第2スラグ
除去バツフル8をそれぞれ横断状に設けることにより形
成されている。
1、記第1スラグ除去バッフル7は、第3図に示すよう
に、円板形のせき止め部7aをもち、その中央に、第2
図のように、上流側である燃焼炉2の方向に突出する環
状の溶融スラグ流出規制部7bを有し、この規制部7b
の内周をもってガス流出ロアCが貫通状に設けられてい
る。上記規制部7bは、燃焼炉2内の溶融スラグがガス
流出ロアCに入るのを阻止する。この第1スラグ除去八
ツフル7は、第3図のように、周方向の下部に縦向きの
スリットとしたスラグ流出ロアdを有し、このスラグ流
出ロアdは、第1′図の燃焼炉z内で旋回しながら矢印
Y方向に流動する溶融スラグ5のスラグ除去室3への流
動を許容するだけでなく。
とくに、そのスリット状開口部が、旋回したり不規則に
流動する溶融スラグ5を、第1図矢印Yのように、スラ
グ除去室3の底部3aに沿った一定向きをもった流れと
して制御をする機能をもつ。
こうして、スラグ除去室3に誘導される溶融スラグ5は
、第2スラグ除去八ツフル8の手前(上流側)代部に開
口し左スラグ流下口9から排出され、その下部に設けた
スラグタンク10内の冷却水11内に落下して固結スラ
グとして処理される・ここで、スラグ流下口9を通過し
た溶融スラグ5は、第4図のように、第2スラグ除去バ
ツフル8の全周に設けたスラグせき止め部8aによって
せき止められ、こうして、燃焼ガスは、第1図ように、
中央に開口したガス流出口8cを介して炉本体lへと導
かれる一方、溶融スラグは、炉本体1への流入が阻止さ
れ、スラグ流下口9へ流下するように促される。
このようにスラグ除去室3が構成されているが、ここで
、この発明の最も特徴とするスラグ捕捉部材12につい
て説明すると、L記抽捉部材12は、円形断面の中実棒
で形成され、材質として(耐熱性に富むセラミックが用
いられている。この捕捉部材12は、複数本からなり、
これらがスラグ除去筒6のL部に形成された挿通孔13
から差し込まれて、スラグ除去室3の中心線と直交する
横断面に平行にそれぞれが延びた状態で設けられ、その
上端部12aを、挿通孔13に固定する一方、下端部1
2bは、溶融スラグ5の流れを確保するため、スラグ5
(矢印Y)の北方に離れて近接するように、スラグ除去
室3の底部3aから一定量り程上方に配置し、その配列
を、第2図のように、燃焼カスの流動方向に対して千鳥
状をなすものとしである。この場合の千鳥配置は、第2
図のN部の拡大図として示された第5図のように、前段
の(図示左側)のl対と、その間の後方に設けた後段(
図示右側)のものの各中心がなす三角形は、正三角形と
されており、これが、後述するように最適なものとされ
ている。このことは、スラグ捕捉部材12の前段の1対
間の中心ピッチをA、前段と後段間の中心ピッチをBと
すれば、B/Aとo、86L=、572なる関係にある
また、スラグ捕捉部材12の直径に相当する幅をCとす
れば、A/Cは、後述する範囲の最大値である2、0と
し、つまり、前段間で形成される流通間隙の後方に後段
が一致して対応する関係としである。
したがって、上記構成では、第1図(矢印Z)のように
、燃焼カスとともに第1スラグ除去バツフル7のガス流
出ロアcから溶融スラグ粒が流出し、それらが旋回流か
らスラグ除去室3の中心にほぼ沿った直進性を得た流れ
として流出するわけであるが、流出したガスとスラグ粒
とは、混在しつつスラグ捕tMm材tzに至って、ここ
で、燃焼ガスは、第5図矢印Gのように、スラグ捕捉部
材12の相互11JIで形成される空隙を通り抜ける一
方、スラグ粒14’(主して石炭灰からなり、石炭の不
完全燃焼物である石炭チャーを一部に含む)は溶融した
ものとして、ガスとともに流れるが。
そのもつ慣性力によって、ガスのようには通り抜けられ
ずに矢印Sのように直進性をもって、スラグ捕捉部材1
2の上流側の半周面に衝突して捕捉される。その際、捕
捉されたスラグ粒14は、カスの流れを受けて、スラグ
捕捉部材12の上流側となる背面に回り込んで集められ
るとともに1重力によって、そのまま下方へ流下するこ
とにより、下方で流動している溶融スラグ5(第1図矢
印Y)の捕集されて、スラグ流下口9(第1図)へと持
ち去られる。
したがって、スラグ捕捉″部材12間を通過したものは
、スラグ粒のごく少ない燃焼ガスだけとなり、その結果
、第1図の炉本体1へは、きわめて少ない量のスラグ粒
のみしか入り込まないことになる。
それだけでなく2表面が高温となるスラグ捕捉部材12
の存在は、第1スラグ除去パンフル7のカス流出ロアC
からの流出(第1図矢印Z)を一定量抑制するので、燃
焼室2a内の温度は十分に高まり、高温下で燃焼反応を
より促進することになる。
なお、h記実施例では、石炭(微粉炭)を燃料として供
給する場合を示したが、その他、燃料としては、固体粒
子を含むものであればすべてを含み、たとえば、石炭水
スラリー、石油水スラリー、さらに、石油コークスなど
であってもよい、また、サイクロン式燃焼炉2は、通常
型の円形横断面のほか、上記先願として例示したものの
第2図におけるように、供給口4から心方向への螺旋形
横断面としてもよい、さらに、スラグ除去室3は、第3
図に示す円形断面のほかに、四角断面その他の幾何学上
の種々形状を採用でき、とくに、四角形の場合、第1図
の間隔りが一定となるように設定しやすい、この場合、
四角形のものであれば、四角形の一辺が垂直方向となる
ものと、傾斜(たとえば45°)したものとする場合と
がある。また、第1図のスラグ流下口9は、スラグ捕捉
部材12の下方に対応させることもあり、それとは別に
、炉本体lへ溶融スラグ5を導くように、スラグ流下口
9を設けないこともある。さらに、第2スラグ除去バツ
フル8は、その中央にガス流出口8cをもち、それ以外
はせき止め部8aとしであるが、たとえば、スラグ除去
室3の横断面1−の下部域程度のみをせき止め部材とし
、それ以外の上方を開放しておくものでもよく、その−
力、炉本体lへの溶融スラグを流出させるタイプでは、
第2スラグ除去バツフlsの設置を省略することもある
。また、上記スラグ除去室3等は、軸中心を傾斜させで
あるが、これを水平型にすることもできるやさらに、ス
ラグ捕捉部材12の形状とか配置などについては、たと
えば、横断面形状は、だ円形、半円形、長方形、三角形
あるいは板状など、任意の形状を選ぶことができるが、
円形やだ円形が、製作上および強度上において有利であ
り、燃焼ガス9流れを円滑化する意味で実用的なもので
ある。また、上記捕捉部材12は、パイプ製とすること
もあり、この場合、パイプ内に冷却空気や冷却水を流通
させ耐用度を高めるようにすることもある。さらに、上
記捕捉部材12は、スラグ除去室3を直交して横断する
千mI−ヒに設けであるが、第1図破線のように平面の
下端側が下流側にずれた横断面上に対応して設けてもよ
い、この場合、燃焼ガスの流れがスラグ捕捉部材12に
対して斜め下方の力として作用することにより、捕捉さ
れたスラグの流下が促進される。また、上記捕捉部材1
2の配置の方法は、千鳥配置としであるが、ここにいう
千鳥配置とは、第5図のように、正三角形の頂点に配置
したものはもちろん、第5図における前段の1対がなす
間隙の後方に後段の捕捉部材12が一部でも対応するも
のをすべて含む意味である。さらに。
上記捕捉部材12f;中心間ピッチAについては、輻C
との関係からA/C=2.0としたが、2゜0を越える
とスラグ粒14が捕捉されないこともあること、ならび
に、1.5未満では1、Aが狭すぎて逆にガスの流通抵
抗が増大しすぎることを考慮して、1.5≦A/C≦2
.0なる関係が実用上好ましいものである。また、Aに
対−するBの関係については、流れ方向のピッチBがあ
まり長すぎると、Ilf段から後段に至る間でのガスの
流れ曲線が緩やかすぎて、スラグ粒14とガス(矢印G
)とが分離しにくくなって、スラグ粒14を捕捉部材1
2に衝突させる力が減少することから、実用的には、B
/A≦1.5で、望ましくは、B/A≦1.0であって
、上記実施例は、B/AL。
0.86の最適値としである。さらに、L記捕捉部材1
2は、最低2段をもって千鳥配置となしうるが、3段以
上が灰除去率の増加の面から好ましいが、反面、10段
を越える程度に多くすると、灰除去率の方が段数の増加
に比例して増大するとは限らず、無駄となることから1
0段以下とするのが好ましい。
(発明の効果) 以上説明したように、この発明によれば、燃焼ガスとと
もに流出するスラグ粒子のみを、千鳥配置のスラグ捕捉
部材が効果的に捕捉して流下させ、F方で流動する溶融
スラグ中に捕集して炉本体内へ入り込まないようにしで
あるので、スラグ除去率が高められ、−ヒ記トラブルの
発生を防止することができる。しかも、スラグ捕捉部材
が燃焼ガスの流出経路に対向して存在するので、燃焼炉
内の温度が高まり、燃焼が十分促進されることになった
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す縦断側面図、第2図
は第1図II −II線に沿う断面図、第3図は第1図
■−m線断面図、第4図は第1図■−■線断面図、第5
図は第2図N部を拡大して示す作用説明図である。 1・・・炉本体、2・・・燃焼炉、3・・・スラグ除去
室、5・・・溶融スラグ、7・・・(第1)スラグ除去
八ツフル、12・・・スラグ捕捉部材。 特許出願人 川崎重工業株式会社 代理人 弁理士 難波国英(外1名) 第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)炉本体の前炉として固体粒子を含む燃料を燃焼さ
    せるサイクロン式燃焼炉と、−上記炉本体との間にスラ
    グ除去室を設けるとともに、上記燃焼炉とスラグ除去室
    との間に、燃焼炉内の溶融スラグにスラグ除去室の底部
    への流動を許容するとともに燃焼炉内の燃焼ガスをスラ
    グ除去室の溶融スラグ上方に対応する空間に誘導するス
    ラグ除去バッフルを設け、かつ、上記スラグ除去室に上
    記除去室を横断する方向にそれぞれが延び、かつ、燃焼
    ガスの流動方向に対して、千鳥配置をなす複数本のスラ
    グ捕捉部材を設けてなるサイクロン式燃焼装置。
JP5894084A 1984-03-26 1984-03-26 サイクロン式燃焼装置 Granted JPS60202208A (ja)

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JP5894084A JPS60202208A (ja) 1984-03-26 1984-03-26 サイクロン式燃焼装置

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JP5894084A JPS60202208A (ja) 1984-03-26 1984-03-26 サイクロン式燃焼装置

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JPS60202208A true JPS60202208A (ja) 1985-10-12
JPH0317041B2 JPH0317041B2 (ja) 1991-03-07

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0289487A1 (en) * 1986-10-27 1988-11-09 Trw Inc MELTING PLANT.
JPH02126005A (ja) * 1988-11-04 1990-05-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 溶融燃焼装置
JP2007309642A (ja) * 1996-09-04 2007-11-29 Ebara Corp 旋回溶融炉及び旋回溶融炉を用いた廃棄物のガス化方法

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JP4561779B2 (ja) * 1996-09-04 2010-10-13 宇部興産株式会社 旋回溶融炉及び旋回溶融炉を用いた廃棄物のガス化方法

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JPH0317041B2 (ja) 1991-03-07

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