(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリ成分含有の燃料を用いた流動床式ボイラの燃焼方法において、
鉱石の製錬によって生じる製錬スラグを前記流動床式ボイラの流動材として投入し、
流動中に前記燃料中のアルカリ成分と反応させて前記製錬スラグの表面に高融点のコーティングを形成させながら前記燃料を燃焼させることを特徴とする流動床式ボイラの燃焼方法。
【請求項２】
前記流動床式ボイラは炉本体を備え、
前記炉本体から排出された排ガスから分離された流動材に前記製錬スラグを供給し、前記燃料の供給とは別に、前記製錬スラグが供給された前記流動材を前記炉本体に戻すことを特徴とする請求項１記載の流動床式ボイラの燃焼方法。
【請求項３】
前記流動床式ボイラは、炉本体と、前記炉本体から排出された排ガス中の流動材を前記排ガスから分離する分離部と、前記分離部で分離された前記流動材を前記炉本体からの逆流を防止しながら前記炉本体の内部に戻す循環シール部と、を備え、
前記製錬スラグを前記循環シール部に供給することを特徴とする請求項１または２記載の流動床式ボイラの燃焼方法。
【請求項４】
アルカリ成分含有の燃料を用いた流動床式ボイラであって、
前記燃料を燃焼する炉本体を備え、
前記炉本体には、鉱石の製錬によって生じる製錬スラグが流動材として投入され、
流動中に前記燃料中のアルカリ成分と反応させて前記製錬スラグの表面に高融点のコーティングを形成させながら前記燃料を燃焼させることを特徴とする流動床式ボイラ。
【請求項５】
前記炉本体から排出された排ガスから分離された流動材には前記製錬スラグが供給され、前記燃料の供給とは別に、前記製錬スラグが供給された前記流動材が前記炉本体に戻されることを特徴とする請求項４記載の流動床式ボイラ。
【請求項６】
前記炉本体から排出された排ガス中の流動材を前記排ガスから分離する分離部と、前記分離部で分離された前記流動材を前記炉本体からの逆流を防止しながら前記炉本体の内部に戻す循環シール部と、を更に備え、
前記製錬スラグは前記循環シール部に供給されることを特徴とする請求項４または５記載の流動床式ボイラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラ燃料としてアルカリ成分含有の燃料を用いた流動床式ボイラの燃焼方法、及び流動床式ボイラに関する。
【背景技術】
【０００２】
流動床式ボイラ（「ＣＦＢボイラ」ともいう）へのバイオマス燃料の適用が求められている。バイオマス燃料のうち、モミ殻やＥＦＢ（Empty Fruit Bunches）などの低品位のバイオマス燃料はアルカリ成分を多く含み、このアルカリ成分は低融点の化合物を生じさせる。低融点の化合物は流動材（「ベット材」ともいう）に付着して流動不良を引き起こす可能性があるため、炉内温度を低融点の化合物が生じない程度、具体的には７５０℃以下に保持するなどの制御が必要であった（特許文献１参照）。【０００３】
一方で、流動床式ボイラの流動材中に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を添加すると、低融点の化合物の生成を抑えることができる。しかしながら、酸化マグネシウムを直接に流動材中に添加するということは一般的ではないため、通常は、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ３）や水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）を供給していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２２６９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、流動不良回避のために炉内温度を低く抑える必要があってボイラの運転温度を低くせざるを得ず、エネルギー回収効率の向上が難しかった。また、炭酸マグネシウムや水酸化マグネシウムを流動材中に添加する方法では、酸化マグネシウムに分解される際に吸熱反応が生じたり、水が生成されたりしてエネルギー回収効率を低下させる虞があった。【０００６】
本発明は、以上の課題を解決することを目的としており、アルカリ成分含有の燃料を用いる場合にも、エネルギー回収効率の向上と流動不良を防止とを両立できる流動床式ボイラの燃焼方法、及び流動床式ボイラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、製錬スラグの一種であるフェロニッケルスラグに着目したところ、酸化マグネシウムが３０％（重量パーセント濃度）程度含まれており、製錬スラグの有効利用を鋭意検討した結果、流動床式ボイラに添加すると流動不良を効果的に防止できるとの知見を得て、本発明を想到するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、アルカリ成分含有の燃料を用いた流動床式ボイラの燃焼方法において、鉱石の製錬によって生じる製錬スラグを流動床式ボイラの流動材として投入し、流動中に燃料中のアルカリ成分と反応させて製錬スラグの表面に高融点のコーティングを形成させながら燃料を燃焼させることを特徴とする。
【０００９】
流動床式ボイラの燃料として、バイオマス燃料などのアルカリ成分含有の燃料を用いた場合には、カリウム（Ｋ）やナトリウム（Ｎａ）などのアルカリ成分と、流動材成分としての石英粒子との間の化学反応により、アルカリ珪酸塩が形成される。このアルカリ珪酸塩は、７００℃程度で溶融する低融点化合物であり、流動材としての粒子表面に粘着層を形成し、流動材の流動を阻害する可能性がある。しかしながら、本発明では、アルカリ成分含有の燃料に加えて製錬スラグを流動床式ボイラに供給しており、製錬スラグ中には酸化マグネシウムが含まれているため、アルカリ珪酸塩の生成を抑制できる。従って、低融点化合物の生成に伴う流動不良発生の虞が低減し、流動床式ボイラの高温での運転が可能になる。その結果として、エネルギー回収効率の向上を図り易くなる。さらに、製錬スラグ中には炭酸マグネシウムや水酸化マグネシウムではなく酸化マグネシウムが含まれているため、その酸化マグネシウムがアルカリ珪酸塩の生成抑制に直接に寄与するので、炭酸マグネシウムや水酸化マグネシウムを添加する場合に比べて高いエネルギー回収効率を期待できる。さらに、鉱石の製錬によって生じる製錬スラグを流動床式ボイラの流動材として投入しているので、製錬スラグを利用して流動床を形成でき、流動床の流動不良を偏り無く効果的に抑制できる。
【００１０】
また、本発明の流動床式ボイラは炉本体を備え、炉本体から排出された排ガスから分離された流動材に製錬スラグを供給し、燃料の供給とは別に、製錬スラグが供給された流動材を炉本体に戻してもよい。
【００１１】
さらに、流動床式ボイラは、炉本体と、炉本体から排出された排ガス中の流動材を排ガスから分離する分離部と、分離部で分離された流動材を炉本体からの逆流を防止しながら炉本体の内部に戻す循環シール部と、を備え、製錬スラグを循環シール部に供給すると好適である。循環シール部での流動不良を効果的に抑止することができる。【００１２】
また、本発明は、アルカリ成分含有の燃料を用いた流動床式ボイラであって、燃料を燃焼する炉本体を備え、炉本体には、鉱石の製錬によって生じる製錬スラグが流動材として投入され、流動中に燃料中のアルカリ成分と反応させて製錬スラグの表面に高融点のコーティングを形成させながら燃料を燃焼させることを特徴とする。本発明によれば、アルカリ成分含有の燃料を用いる場合にも、エネルギー回収効率の向上と流動不良を防止とを両立できる。また、鉱石の製錬によって生じる製錬スラグが流動材として投入されているので、製錬スラグを利用して流動床を形成でき、流動床の流動不良を偏り無く効果的に抑制できる。
【００１３】
また、本発明の炉本体から排出された排ガスから分離された流動材には製錬スラグが供給され、燃料の供給とは別に、製錬スラグが供給された流動材が炉本体に戻されてもよい。
【００１４】
さらに、炉本体から排出された排ガス中の流動材を排ガスから分離する分離部と、分離部で分離された流動材を炉本体からの逆流を防止しながら炉本体の内部に戻す循環シール部と、を更に備え、製錬スラグは循環シール部に供給されると好適である。この構成によれば、循環シール部での流動不良を効果的に抑止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、流動床式ボイラの燃料としてアルカリ成分含有の燃料を用いる場合に、エネルギー回収効率の向上と流動不良を防止とを両立できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】流動床式ボイラを模式的に示す説明図である。
【図２】アグロメの生成メカニズムを示す説明図であり、（ａ）はコーティング誘発メカニズムを示す図であり、（ｂ）は、溶融誘発メカニズムを示す図である。
【図３】Ｋ２Ｏ−ＳｉＯ２状態図である。
【図４】ＭｇＯ−ＳｉＯ２状態図である。
【図５】ＭｇＯ−Ｋ２Ｏ−ＳｉＯ２状態図である。
【図６】共晶コーティングＣにＭｇＯが作用する状態を模式的に示す説明図である。
【図７】フェロニッケルスラグである三つ試料の物性を示す図である。
【図８】フェロニッケルスラグを添加した場合における運転時間と、ベット温度およびベット差圧との関係を示すグラフである。
【図９】フェロニッケルスラグを添加しない（不添加）場合における運転時間と、ベット温度およびベット差圧との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る流動床式ボイラ、及び流動床式ボイラの燃焼方法の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１に示されるように、流動床式ボイラ（以下「ＣＦＢボイラ」という）１は、燃料を燃焼し、密閉容器内の水を加熱して蒸気を生成する燃焼塔（炉本体）３と、燃焼塔３で生じた燃焼ガス（以下、「排ガス」という）Ｇから固形物を分離するサイクロン分離器（分離部）５と、排ガスＧの熱を熱回収する熱回収部７と、サイクロン分離器５で排ガスＧから分離された飛灰、すなわち排ガスＧから分離された流動材Ｆａ（図２参照）を燃焼塔３の下部に戻す循環ライン９等を備えている。なお、熱回収部７には、過熱器などの熱交換チューブ等が配置されている。
【００１９】
燃焼塔３には、モミ殻やＥＦＢ（Empty Fruit Bunches）などのバイオマス燃料が投入される。この種のバイオマス燃料は、カリウムやナトリウムなどのアルカリ成分を多く含む低品位燃料である。さらに、燃焼塔３には、製錬スラグの一種であるフェロニッケルスラグが投入される。燃焼塔３には、石英粒子を主成分とする流動材Ｆａが投入されており、この流動材Ｆａ中に下部から空気が供給され、流動材Ｆａが流動して流動床（以下「ベット」という）Ｆが形成される。ベットＦの形成により、燃料の燃焼が促進される。燃焼の結果として生じる排ガスＧは、流動材Ｆａの一部を随伴しながら燃焼塔３内を上昇する。なお、本実施形態では、フェロニッケルスラグを流動材Ｆａ中に添加する態様を説明するが、フェロニッケルスラグそのものを流動材Ｆａとして利用することも可能である。
【００２０】
サイクロン分離器５は、燃焼塔３に隣接して配置されており、燃焼塔３から排出された排ガスＧ及び排ガスＧに随伴された流動材Ｆａを受け入れ、遠心分離作用によって排ガスＧと流動材Ｆａとを分離し、流動材Ｆａは燃焼塔３に戻し、排ガスＧは熱回収部７に送り込む。
【００２１】
サイクロン分離器５には、循環ライン９が接続されている。循環ライン９は、燃焼塔３の下部に接続された管路からなり、循環ライン９上にはループシール（循環シール部）９ａが設けられている。ループシール９ａは、燃焼塔３からの排ガスＧの逆流を防止する設備であり、ループシール９ａ内には、サイクロン分離器５から送り込まれた流動材Ｆａが蓄積され、流動材Ｆａはループシール９ａの出口のリターンシュート部９ｂから燃焼塔３内に投入される。
【００２２】
また、ＣＦＢボイラ１は、ループシール９ａ内に製錬スラグの一種であるフェロニッケルスラグを供給するための製錬スラグ供給部１１を備えている。ループシール９ａ内にフェロニッケルスラグを供給することで、ループシール９ａ内での流動不良を効果的に抑えることができる。
【００２３】
次に、バイオマス燃料をＣＦＢボイラ１に投入して燃焼させた際に生じる現象を説明する。
【００２４】
バイオマス燃料の燃焼におけるボトムアッシュ（Bottom Ash）とフライアッシュ（Fly Ash）の生成概念について説明する。ボトムアッシュは、流動材Ｆａである砂を種（たね）としてバイオマス燃料中の成分が凝縮、融体、凝集して付着したり、砂表面で化学反応したりして粒子形成される。また、フライアッシュは、粒子形成されたボトムアッシュの一部が細かくなったものを除くと、バイオマス燃料中の成分そのものの凝縮、融体、凝集により形成される。
【００２５】
バイオマス燃料の燃焼における流動材（「流動砂」、「ベット材」ともいう）Ｆａ中での流動阻害の主たる原因はアグロメＸ（図２参照）である。アグロメＸは、ほとんどが低融点化合物の融体（バイオマス燃料中の成分により形成される物質の融体）が流動材Ｆａ表面へ付着したり、流動材Ｆａの表面で共晶形成（バイオマス燃料中の成分が流動材Ｆａの表面で化学反応）したりして引き起こされ、溶融誘発およびコーティング誘発として知られている二つのメカニズムに起因して生じると考えられている。
【００２６】
具体的には、バイオマス燃料を燃焼した際のアグロメＸの生成の主要な原因は、バイオマス燃料からのアルカリ成分、たとえばカリウム（Ｋ）やナトリウム（Ｎａ）等と流動材Ｆａの主成分である石英粒子との間で化学反応が生じ、流動材Ｆａの表面での粘着性のあるアルカリ珪酸塩層が形成されることに起因すると特定されている。なお、アルカリ成分に加えてリンもアグロメＸにおける重要因子であることが確認されている。
【００２７】
（溶融誘発メカニズム）
図２（ｂ）に示されるように、溶融誘発メカニズムのアグロメＸは、低融点化合物（アルカリ珪酸塩）の融体Ｍが流動材Ｆａの表面に付着したボトムアッシュ粒子群が互いに集まって起こり、このメカニズムの制御因子は、局部温度と燃料灰組成とであり、高濃度のアルカリ成分と塩素とが含まれた燃焼灰では、溶融誘発メカニズムを通してアグロメＸが形成される傾向にある。
【００２８】
（コーティング誘発メカニズム）
図２（ａ）に示されるように、コーティング誘発メカニズムのアグロメＸは、流動材Ｆａの表面での共晶コーティング（アルカリ珪酸塩相）Ｃが形成されたボトムアッシュ粒子群が、それらの共晶コーティングＣにより接合と離散とを繰り返し、その結果、粒子凝集が開始され、徐々にネック（流動阻害要因）になるアグロメＸの形成に到り、このメカニズムの主要な制御因子は、共晶コーティング厚さ（接合離間のし易さ）、共晶コーティング組成（接合強度）および局所温度である。
【００２９】
なお、流動材Ｆａの表面に実際にコーティングされた部分の詳細な分析結果から、このコーティング層は、共晶コーティング（Ｋ２Ｏ−ＳｉＯ２：アルカリ珪酸塩層）Ｃであることが確認されている。この共晶コーティングＣは、図３に示されるように、７００℃にて溶融しはじめる。ＣＦＢボイラ１の流動材Ｆａ中の温度、具体的には、８００℃〜９００℃においては、流動材Ｆａである粒子同士を容易に付着、凝集させるものであることが確認できる。なお、図３は、Ｋ２Ｏ−ＳｉＯ２状態図である。
【００３０】
次に、アグロメＸの形成と酸化マグネシウム（ＭｇＯ）との関係について図４及び図５を参照して説明する。図４は、ＭｇＯ−ＳｉＯ２状態図であり、図５は、ＭｇＯ−Ｋ２Ｏ−ＳｉＯ２状態図である。なお、図３に示されるように、Ｋ２Ｏ−４ＳｉＯ２の状態からＭｇＯとなる過程を図５の直線Ｌａで示し、さらに、ＭｇＯの割合が増える方向を矢印Ｄａで示す。
【００３１】
一番最初の反応状態（第１反応状態）は図３に示されるように、７００℃程度の低い温度で生じ、この第１反応状態では、Ｋ２Ｏ−４ＳｉＯ２の形態にてコーティング等が形成される（図３参照）。次に、第２反応状態では、図５の矢印Ｄａの方向に反応が進み、第１反応状態で形成されたＫ２Ｏ−４ＳｉＯ２に対して、少しずつＭｇＯが反応していく。ＭｇＯの反応が進んだ状態を直線Ｌａ（図５参照）上で見ると、ＭｇＯの割合が数％（４％程度）で７４２℃の第１ポイントＰｂとなって融点が上がり（第３反応状態）、次に、ＭｇＯの割合が８％程度で１０００℃の第２ポイントＰａとなって融点が上がり、付着性の少ない層になる（第４反応状態）。
【００３２】
第２ポイントＰａ以上には、ＭｇＯは反応し難い。融点が１０００℃以上となり固体となるので、ＭｇＯ（固体）との反応が起こり難くなるからである。ここで、またＫ２Ｏが付着すると、例えば、第２ポイントＰａから第１ポイントＰｂに戻り、７４２℃が融点になって付着が起こり易くなる。次に、第２反応状態に戻ってＭｇＯが反応し、再び、第３反応状態及び第４反応状態が繰り返される。
【００３３】
図４に示されるように、ＭｇＯとＳｉＯ２との反応では、１５４３℃まで融体を形成しないことが容易に推察され、また、図５に示されるように、ＭｇＯとＫ２Ｏ−ＳｉＯ２との反応においても、１０００℃程度まで融体を形成しないことが推察される。従って、アルカリ成分を多く含むバイオマス燃料を燃焼する際に、流動材Ｆａ中に酸化マグネシウムを添加することによって低融点の共晶コーティング（Ｋ２Ｏ−ＳｉＯ２：アルカリ珪酸塩相）Ｃの形成を抑制することができる。
【００３４】
ここで、図６を参照して、低融点の共晶コーティングＣの形成を抑制することについて構造的に説明する。図６は、共晶コーティングＣにＭｇＯが作用する状態を模式的に示す説明図である。図６に示されるように、流動材Ｆａの表面に共晶コーティングＣが形成されると、その表面に融点が高いＭｇＯ−Ｋ２Ｏ−ＳｉＯ２の層Ｓが形成されて固化し、融点が上がる。また、その表面に共晶コーティングＣが形成されても、また融点が高いＭｇＯ−Ｋ２Ｏ−ＳｉＯ２の層Ｓが形成されて固化し、融点が上がる。その結果として低融点である共晶コーティングＣが形成されたとしても、その共晶コーティングＣの表面に融点の高いＭｇＯ−Ｋ２Ｏ−ＳｉＯ２の層Ｓが形成されることとなり、低融点化が抑制される。
【００３５】
次に、フェロニッケルスラグなどの製錬スラグについて説明する。製錬スラグは、例えば、フェロアロイ原料鉱石を製錬してフェロアロイを生成する際に生じるスラグであり、製錬方法には、電気炉法やテルミット法などの各種方法が適用できる。例えば、電気炉法では、原料鉱石の前処理の後に電気炉での精製処理が行われ、その精製処理において所望の金属を抽出した残りの残余物が製錬スラグとなる。本実施形態では、製錬スラグとしてフェロニッケルスラグを例示している。
【００３６】
図７は、フェロニッケルスラグである三つ試料の物性を示す図であり、例えば、試料Ａ中には、重量パーセント濃度として２８．１％の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）が含まれており、試料Ｂ中には、３５．５％の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）が含まれており、試料Ｃ中には、５０．０％〜５５％程度の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）が含まれている。このように、フェロニッケルスラグ中には、少なくとも３０％以上の酸化マグネシウムが含まれている。従って、ＣＦＢボイラ１の燃焼塔３内にフェロニッケルスラグを供給することにより、アグロメＸの形成を抑制でき、流動不良を効果的に抑制できることが推察される。
【００３７】
次に、ボイラ燃料として低品位のバイオマス燃料を用いた場合のＣＦＢボイラ１の燃焼方法について説明する。ＣＦＢボイラ１の燃焼塔３内には、ベットＦを形成する流動材Ｆａが既に投入されている。燃焼塔３中にバイオマス燃料に加えてフェロニッケルスラグを供給し、流動材Ｆａの下部から空気を供給してベットＦを形成しながら、図示しないバーナーによって燃焼する。燃焼塔３中の流動材Ｆａ中にフェロニッケルスラグを添加することで、フェロニッケルスラグ中の酸化マグネシウムが寄与してアグロメＸの形成を抑制し、ベットＦの流動不良を効果的に抑制することができる。
【００３８】
ここで、図８及び図９を参照してフェロニッケルスラグを添加した場合の効果について、不添加の場合に比較して説明する。なお、図８は、フェロニッケルスラグを添加した場合における運転時間と、ベット温度およびベット差圧との関係を示すグラフであり、図９は、フェロニッケルスラグを添加しない（不添加）場合における運転時間と、ベット温度およびベット差圧との関係を示すグラフである。なお、ベット差圧とは、流動化しているベットＦ内における上下の位置での圧力差を示し、流動不良が発生するとベット差圧が急激に低下し最終的に“０”になる。また、図８及び図９で示す実験条件では、フェロニッケルスラグを添加しない場合のベットＦ中に含まれるカリウム濃度は０．６ｗｔ％（灰分ベース）であるのに対して、フェロニッケルスラグを添加する場合の方は、ベットＦ中に含まれるカリウム（Ｋ）の濃度は２．６ｗｔ％（灰分ベース）と高い。従って、フェロニッケルスラグを添加する場合の方が、アグロメＸを形成し易い環境になっている。
【００３９】
図８に示されるように、フェロニッケルスラグを添加した場合には、ベット温度が８００℃を超えてもベット差圧に大きな変化はなく、流動良好と判断できる。一方で、図９に示されるように、フェロニッケルスラグを添加しない場合には、ベット温度が８００℃を超えて一定の時間が経過した後にベット差圧が急激に低下しており、この時点でのアグロメＸの成長を推察でき、さらに、ベット差圧が約“０”になっているので、流動不良と判断でき、結果として緊急の停止が必要になっている。これらの実験結果からも、フェロニッケルスラグを添加した場合には、ベットＦの流動不良を効果的に抑制できることが確認できる。
【００４０】
さらに、本実施形態に係るＣＦＢボイラ１の燃焼方法では、循環ライン９のループシール９ａ内にもフェロニッケルスラグを添加している。ループシール９ａでの流動材Ｆａの流動力は、燃焼塔３内に形成されたベットＦでの流動力に比べて、著しく弱い。従って、ループシール９ａ内に積極的にフェロニッケルスラグを添加することによって、効果的に流動不良を防止できる。さらに、ループシール９ａ内に供給したフェロニッケルスラグは燃焼塔３内にも循環されるため、ベットＦの流動不良の防止効果も得られる。
【００４１】
上記のＣＦＢボイラ１の燃焼方法の効果について説明する。ＣＦＢボイラの燃料として、アルカリ含有バイオマス燃料を用いた場合には、カリウム（Ｋ）やナトリウム（Ｎａ）などのアルカリ成分と、流動材Ｆａの主成分である石英粒子との間で化学反応が生じ、アルカリ珪酸塩が形成される。このアルカリ珪酸塩は、７００℃程度で溶融する低融点化合物であり、流動材Ｆａとしての粒子表面に粘着層Ｆａを形成し、流動材Ｆａの流動を阻害する可能性がある。
【００４２】
従って、従来のＣＦＢボイラにおいてアルカリ含有バイオマス燃料の適応を可能にするためには、流動不良（アブロメ生成）を抑制するために運転温度を低く抑える必要があり、または流動不良を生じ難い炉内環境を形成するために、石炭との混焼、添加剤の投入もしくは流動材の入れ替え等の処理や複雑な制御管理が必要であり、ＣＯ２削減効果があまり望めなかったり、添加剤資源の無駄遣いや運転コストの増加にもつながったり、さらには多量廃棄物（流動材の入れ替えに伴い発生する引き抜き廃棄流動材）を発生させたりして現実的ではなかった。従って、アルカリ含有バイオマス燃料をＣＦＢボイラの燃料として用いた場合には、エネルギー回収効率の向上と流動不良を防止とを両立させることは非常に難しかった。
【００４３】
しかしながら、上記のＣＦＢボイラ１の燃焼方法では、アルカリ含有バイオマス燃料に加えてフェロニッケルスラグをＣＦＢボイラ１の燃焼塔３に供給しており、フェロニッケルスラグ中には酸化マグネシウムが含まれているため、アルカリ珪酸塩の生成を抑制できる。従って、低融点化合物の生成に伴う流動不良発生の虞が低減し、ＣＦＢボイラ１の高温での運転が可能になる。その結果として、エネルギー回収効率の向上と流動不良を防止とを容易に両立させることが可能になった。
【００４４】
さらに、フェロニッケルスラグ中には炭酸マグネシウムや水酸化マグネシウムではなく酸化マグネシウムが含まれているため、その酸化マグネシウムがアルカリ珪酸塩の生成抑制に直接に寄与するので、炭酸マグネシウムや水酸化マグネシウムを添加する場合に比べて高いエネルギー回収効率を期待できる。
【００４５】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、製錬スラグとしてフェロニッケルスラグを例示したが、鉱石の製錬によって生じる他の製錬スラグを用いることも可能である。
【００４６】
また、アルカリ成分を含有するような品質の悪い流動材を使用している流動床式ボイラの流動材への混合使用もしくは代替として製錬スラグを用いる事も可能であり、この場合には、製錬スラグを利用した流動床を形成できるため、流動床の流動不良を偏り無く効果的に抑制できる。
さらに、ボイラ蒸気過熱器伝熱チューブへの強固なファウリングおよびデポ付着に対して、それらの除去効果およびボイラ蒸気過熱器伝面チューブ腐食抑制効果が期待できる。
【符号の説明】
【００４７】
１…ＣＦＢボイラ（流動床式ボイラ）、３…燃焼塔（炉本体）、９ａ…ループシール（循環シール部）、Ｆ…ベット（流動床）、Ｆａ…流動材、Ｇ…排ガス。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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