(57)【要約】【課題】特に乾式クリンカ処理方式において、高温のボイラクリンカ灰を簡素な装置で安価に冷却処理することができる灰処理装置を提供する。【解決手段】ボイラ火炉底部から落下するクリンカ灰を空気冷却するチェーンコンベアと、該チェーンコンベアで冷却したクリンカ灰を粉砕するクラッシャとを備えた灰処理装置において、前記チェーンコンベアの後流に、複数のクラッシャと、該クラッシャで粉砕したクリンカ灰を空気冷却するためのスクリューフィーダとを設け、さらに該スクリューフィーダに導入されてクリンカ灰を冷却した後の空気を、前記チェーンコンベアのクリンカ灰の冷却用空気として供給する手段を設けたことを特徴とする灰処理装置。【選択図】    図１
2006105485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラ火炉底部から落下するクリンカ灰を空気冷却するチェーンコンベアと、該チェーンコンベアで冷却したクリンカ灰を粉砕するクラッシャとを備えた灰処理装置において、前記チェーンコンベアの後流に、複数のクラッシャと、該クラッシャで粉砕したクリンカ灰を空気冷却するためのスクリューフィーダとを設け、さらに該スクリューフィーダに導入されてクリンカ灰を冷却した後の空気を、前記チェーンコンベアのクリンカ灰冷却用空気として供給する手段を設けたことを特徴とする灰処理装置。
【請求項２】
前記スクリューフィーダが、冷却空気を均一に供給し、クリンカ灰を均一に流動させるための多孔質フィルタを備えていることを特徴とする請求項１に記載の灰処理装置。
【請求項３】
前記スクリューフィーダが、冷却伝熱を促進する螺旋状のレターダをその内部に備えた中空のスクリュー軸と、該スクリュー軸の外周に設けられた軸外部ケーシングと、さらに該軸外部ケーシングの外周に設けられ外部ケーシングとを備え、かつ前記軸外部ケーシングの外周に伝熱フィンが設けられ、前記スクリュー軸の内部、および前記軸外部ケーシングと外部ケーシングの間に冷却用空気が供給されていることを特徴とする請求項１に記載の灰処理装置。
【請求項４】
ボイラ火炉底部から落下するクリンカ灰を空気冷却するチェーンコンベアと、該チェーンコンベアで冷却したクリンカ灰を粉砕するクラッシャとを備えた灰処理装置において、前記チェーンコンベアの後流に、複数のクラッシャと、該クラッシャで粉砕したクリンカ灰を空気冷却するための複数の冷却空気管を備えたクリンカ灰クーラとを設け、さらに該クリンカ灰クーラに導入されてクリンカ灰を冷却した後の空気を、前記チェーンコンベアのクリンカ灰冷却用空気として供給する手段を設けたことを特徴とする灰処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は灰処理装置に係り、特にボイラクリンカ灰を乾式冷却するのに好適な灰処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ボイラクリンカ灰の処理装置は、ボイラクリンカ灰を水没させて冷却する湿式方式が主流であり、その方式は、高温クリンカをホッパ内の水中に落下させて回収するクリンカホッパ方式と、チェーンコンベアトラフ内の水中に落下させて回収する、チェーンコンベアによる移送を兼ね備えた水封式チェーンコンベア方式（特許文献１）とに大別される。
図８は、従来のクリンカホッパ方式によるクリンカ灰処理装置の説明図である。図において、高温のクリンカ灰３１は、ボイラ火炉底部３２からクリンカホッパ３３の水中に落下し、急冷されると共に大塊クリンカが熱衝撃で破砕される。粉砕されたクリンカは、定時間隔で排出ゲート３４から水と共に排出され、クラッシャ３５で破砕されてジェットポンプ( ハイドロエジェクタ) ３６により図示しない貯留場所（クリンカ灰サイロ）まで輸送される。なお、３７はジェットポンプ駆動水管、３８はクリンカ輸送管、９は弁である。
【０００３】
図９は、従来の水封式チェーンコンベア方式によるクリンカ灰処理装置の説明図である。図において、高温のクリンカ灰３１は、ボイラ火炉底部３２からチェーンコンベアトラフ４０の水中に落下し、急冷されると共に大塊クリンカが熱衝撃で破砕される。粉砕されたクリンカは連続的に水中からコンベア傾斜部４１へ移送され、自然脱水された後、クラッシャ３５にて破砕造粒され、図示しない貯留場所まで輸送される。なお、４２はコンベアトラフ補給水管、４３は弁である。
しかし、近年のボイラ燃料として使用する石炭の種類の多様化に伴い、上記湿式処理方式において、大塊の高温クリンカ灰が水没する際に水蒸気爆発が発生し、コンベアトラフやホッパが損傷（膨出変形）を受ける問題が発生している。
【０００４】
一方、湿式以外の方式として、高温クリンカを空気冷却式のコンベアに落下させて回収し、移送を行う乾式コンベア冷却方式が知られている。この方式では、基幹の乾式コンベアでの冷却が不十分な場合に、さらに冷却を行うチェーンコンベア方式の２次冷却機および後流の輸送方式に適合するクリンカ灰粒度を造成する２次クラッシャが増設されるのが一般的である。
図１０は、従来の乾式クリンカ灰処理方式の説明図である。図において、高温クリンカ灰３１（概ね６５０〜１０００°程度）は、ボイラ火炉底部３２から１次コンベア式クリンカ灰クーラ４４に落下し、大気吸込み空気にて冷却されながら連続的に移送され、概ね１００〜２５０℃程度まで冷却される。冷却されたクリンカ灰４５は、１次クラッシャ４６にて後続のコンベア輸送が可能な粒度に破砕造粒される。クリンカの温度が１次クラッシャ４６に後続する輸送手段に適合しない場合には、後流に増設された２次コンベア式クリンカ灰クーラ４７および２次クラッシャ４８にて冷却・微細造粒して貯留場所まで空気搬送される。
このような乾式コンベア冷却方式では、機器構成が簡単で、大気吸込み空気で冷却するために冷却水を必要とせず、さらに高温クリンカの１次冷却後の熱風はボイラ火炉に排出されるため廃熱がなく、ボイラ効率の向上に寄与できるという優位性を有する。しかし、高温クリンカ灰の冷却を空気冷却する場合には冷却のための十分な滞留時間が必要になり、また大塊クリンカを粉砕する必要がある点で湿式方式に比べて装置が大規模で高価になるという問題点があった。
【０００５】
また、高温灰の冷却方法として、特許文献２には、加圧流動層ボイラの高温灰を冷却する際にスクリューコンベア式灰クーラを２段に設置し、高温灰を冷却水との熱交換によって所定温度に冷却する方法が提案され、また特許文献３には、スクリューシャフトに設けられたスクリューの内部から空気を噴射させてスクリューとスクリュージャケットの間に滞留する移送物を撹拌冷却する冷却式スクリューフィーダが提案されている。
【特許文献１】特開平７−３２４７２５号
【特許文献２】特開平８−１６６１１６号
【特許文献３】特開平７−２７３２０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解決し、特に乾式クリンカ処理方式において、高温のボイラクリンカ灰を簡素な装置で安価に冷却処理することができる灰処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは上記課題について鋭意検討した結果、１次クリンカ灰クーラの後流に複数のクラッシャと簡易な２次クリンカ灰クーラとを組合わせることにより、上記課題を達成できることを見いだし、本発明に到達した。
上記課題を達成するために本願で特許請求される発明は以下の通りである。
【０００８】
（１）ボイラ火炉底部から落下するクリンカ灰を空気冷却するチェーンコンベアと、該チェーンコンベアで冷却したクリンカ灰を粉砕するクラッシャとを備えた灰処理装置において、前記チェーンコンベアの後流に、複数のクラッシャと、該クラッシャで粉砕したクリンカ灰を空気冷却するためのスクリューフィーダとを設け、さらに該スクリューフィーダに導入されてクリンカ灰を冷却した後の空気を、前記チェーンコンベアのクリンカ灰冷却用空気として供給する手段を設けたことを特徴とする灰処理装置。
（２）前記スクリューフィーダが、冷却空気を均一に供給してクリンカ灰を均一に流動させるための多孔質フィルタを備えていることを特徴とする（１）に記載の灰処理装置。
（３）前記スクリューフィーダが、冷却伝熱を促進する螺旋状のレターダをその内部に備えた中空のスクリュー軸と、該スクリュー軸の外周に設けられた軸外部ケーシングと、さらに該軸外部ケーシングの外周に設けられ外部ケーシングとを備え、かつ前記軸外部ケーシングの外周に伝熱フィンが設けられ、前記スクリュー軸の内部、および前記軸外部ケーシングと外部ケーシングの間に冷却用空気が供給されていることを特徴とする請求項１に記載の灰処理装置。
【０００９】
（４）ボイラ火炉底部から落下するクリンカ灰を空気冷却するチェーンコンベアと、該チェーンコンベアで冷却したクリンカ灰を粉砕するクラッシャとを備えた灰処理装置において、前記チェーンコンベアの後流に、複数のクラッシャと、該クラッシャで粉砕したクリンカ灰を空気冷却するための複数の冷却空気管を備えたクリンカ灰クーラとを設け、さらに該クリンカ灰クーラに導入されてクリンカ灰を冷却した後の空気を、前記チェーンコンベアのクリンカ灰冷却用空気として供給する手段を設けたことを特徴とする灰処理装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の灰処理装置によれば、高温のクリンカ灰を効率的かつ簡易に冷却可能なコンパクトなアッシュクーラシステムを採用しているため、特にクリンカ灰の乾式処理装置の簡素化および低価格化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を図面により具体的に説明する。
図１は、本発明の第一の実施例を示す乾式クリンカ灰処理装置の説明図、図２は、該装置に用いられるスクリューフィーダ式クリンカ灰クーラの説明図、(a) はその正面断面説明図、(b) はその側面断面説明図である。
図１において、この灰処理装置は、ボイラ火炉底部１の直下に設置されてボイラ火炉底部１から落下する高温のボイラクリンカ灰を載置し、これを冷却用空気により冷却しながら移送するチェーンコンベア式クリンカ灰クーラ２と、冷却されたクリンカ灰１６を粉砕する１次クラッシャ３および２次クラッシャ４と、粉砕されたクリンカ灰をさらに冷却するスクリューフィーダ式クリンカ灰クーラ５Ａと、スクリューフィーダ式クリンカ灰クーラ５Ａに冷却用空気７Ａを供給する圧縮空気供給管７と、スクリューフィーダ式クリンカ灰クーラ５Ａでクリンカ灰の冷却に使用された空気中の粉塵を分離する集塵器６と、粉塵が分離された空気を前記チェーンコンベア式クリンカ灰クーラ２に供給する排気管１１とを有する。
【００１２】
このような構成において、ボイラ火炉底部１から落下した高温のボイラクリンカ灰は、チェーンコンベア式クリンカ灰クーラ２に載置され、コンベアでの移送中に排気管１１から供給される冷却用空気と接触して冷却され、その後、順次１次クラッシャ３および２次クラッシャ４で粉砕される。粉砕されたクリンカ灰１６はクリンカ灰入口８Ａからスクリューフィーダ式クリンカ灰クーラ５に供給され、圧縮空気供給管７から供給される冷却用空気７Ａにより流動化されるとともにスクリュー軸１２のスクリュー羽根１２Ａの回転により撹拌移送されながら冷却される。冷却されたクリンカ灰１６はクリンカ灰出口８Ｂから図示しない後流の灰処理設備に払いだされる。一方、クリンカ灰１６の冷却に使用された空気は排気管９により集塵器６に供給され、ここで粉塵等が除去された後、排気管１１を介して前記チェーンコンベア式クリンカ灰クーラ２に戻され、高温クリンカ灰の冷却用空気として再使用される。また集塵器６で捕集された粉塵はロータリフィーダ１０により図示しない灰処理設備に払いだされる。
【００１３】
上記スクリューフィーダ式クリンカ灰クーラ５Ａは、図２に示すように、低速回転可能なスクリュー軸１２と軸外部ケーシング１３および外部ケーシング１４で形成される二重構造を有する。外部ケーシング１４は、軸外部ケーシング１３との間に空気供給室を形成し、該空気供給室内の軸外部ケーシング１３の外周下方部に多孔質フィルタ１５が付設されている。多孔質フィルタ１５の付設により、フィーダ内に供給されたクリンカ灰１６が空気供給室内に落下するのを防止することができ、さらに圧縮空気供給管７から供給される冷却用空気７Ａをフィーダ内にほぼ均等に供給することができる。クリンカ灰１６の冷却媒体には、乾式処理システムを前提に所内圧縮空気が使用され、空気冷却効果を最大限発揮させるため、冷却用空気７Ａをフィーダの下方に付設された多孔質フィルタ１５を介して直接フィーダ内に供給する。フィーダ内に供給された空気７Ａは、クリンカ灰１６の微小粒子を浮遊流動化し、スクリュー羽根１２Ａの回転によりクリンカ灰１６の移送を容易にするとともに、冷却を促進する効果およびクリンカ灰１６とスクリュー羽根１２Ａ等との摩擦による摩耗を軽減する効果を発揮する。
【００１４】
このように２次クリンカ灰クーラの基本構造として、クリンカ灰流動式スクリューフィーダを採用することにより、クリンカ灰１６を流動攪拌移送しながら冷却することができる。またスクリュー軸１２の回転数を変化させることによりクリンカ灰の処理量を調節することも可能である。また冷却後の排温風は、集塵器６により浮遊微粒子を除去した後、炉底直下に設置されるチェーンコンベア式クリンカ灰クーラ２に戻すことにより、廃熱回収効果が得られる。
【００１５】
図３は、本発明の第二の実施例を示す乾式クリンカ灰処理装置の説明図、図４は、該装置に用いられるスクリューフィーダ式クリンカ灰クーラの説明図、(a) はその正面断面説明図、(b) はその側面断面説明図である。また図５は、該スクリューフィーダの各構成部位の説明図であり、(a) はその外部ケーシング１４の構造説明図、(b) はその軸外部ケーシング１３の構造説明図、(c) はそのスクリュー軸１２の構造説明図、(d) はスクリュー軸１２の内部の構造説明図である。
図３において、図１と異なる点は、スクリューフィーダ式クリンカ灰クーラ５Ａの代わりに、スクリュー軸１２内および軸外部ケーシング１３と外部ケーシング１４で形成される流路に冷却用空気７Ａを供給してフィーダ内のクリンカ灰１６を冷却するスクリューフィーダ式クリンカ灰クーラ５Ｂを設置し、さらに冷却に使用された空気を直接排気管１１を介してチェーンコンベア式クリンカ灰クーラ２に供給するようにした点である。
【００１６】
このスクリューフィーダ式クリンカ灰クーラ５Ｂは、図４および図５に示すように、低速回転可能な中空のスクリュー軸１２と、軸外部ケーシング１３および外部ケーシング１４で形成される３重構造を有する。スクリュー軸１２の内部は、中空となって冷却用空気７Ａの流路を形成するが、その内部には冷却空気の滞留時間を確保し、スクリュー軸１２の冷却伝熱を促進するための螺旋状のレターダ１７が設けられている。またスクリュー軸１２と軸外部ケーシング１３で形成される流路には、２次クラッシャ４により粉砕されたクリンカ灰１６が供給され、スクリュー羽根１２Ａの回転により撹拌移送される。さらに軸外部ケーシング１３と外部ケーシング１４との間に形成される流路にも冷却用空気７Ａが供給されるが、軸外部ケーシング１３の外周に、螺旋形状または螺旋状に配列した邪魔板形状の伝熱フィン１８が設けられ、冷却用空気７Ａによるフィーダ内のクリンカ灰を効率的に冷却する構造が採られている。伝熱フィン１８の付設により、冷却用空気７Ａを流路全域に均等に流動させ、流速を上げて伝熱係数を高め、かつ伝熱フィン１８からの熱伝導によりクリンカ灰の冷却効率を高める効果が得られる。また、クリンカ灰の冷却媒体には、乾式処理システムを前提に大気吸込み空気が使用され、所内圧縮空気を導入して大気吸込みを促進させる。
【００１７】
このように２次クリンカ灰クーラの基本構造として、図３および図４に示すスクリューフィーダを採用し、かつスクリュー軸内部と軸外部ケーシングの外周に冷却用空気の流路を確保するとともに、各空気流路に冷却伝熱を促進させる構造が採用しているため、クリンカ灰を攪拌移送しながら、空気冷却効果を最大限発揮させて冷却することができる。またスクリュー軸１２の回転数を変化させることによりクリンカ灰の処理量を調節することが可能である。また冷却後の排温風は、集塵器６により浮遊微粒子を除去した後、炉底直下に設置されるチェーンコンベア式クリンカ灰クーラ２に戻すことにより廃熱回収効果が得られる。
【００１８】
図６は、本発明の第三の実施例を示す乾式クリンカ灰処理装置の説明図、図７は、該装置に用いられるクリンカ灰クーラの説明図である。
図６において、図３と異なる点は、スクリューフィーダ式クリンカ灰クーラ５Ｂの代わりに、クリンカ灰を空気冷却するための複数の冷却空気管１９を備えたクリンカ灰クーラ５Ｃを設置した点である。
【００１９】
このクリンカ灰クーラ５は、図７に示すように、クリンカ灰クーラケーシング２０と、複数段に対向して格子状に傾斜配置された複数の冷却空気管１９と、各冷却空気管１９に冷却用空気を供給するヘッダ２１と、冷却に使用した後の空気を各冷却空気管１９から集合させるヘッダ２２と、格子状に傾斜配置された冷却空気管１９の上部に設置され、クリンカ灰の堆積を防止する圧密防止駒２３とを有する。このような構成において、２次クラッシャ４で粉砕されたクリンカ灰１６は、クリンカ灰クーラケーシング２０の上部から供給され、自然落下する際に傾斜配置された複数の冷却空気管１９と接触して冷却され、系外に排出される。圧密防止駒２３は、冷却空気管群の上部に設置され、クリンカ灰が偏積した場合や、クリンカ灰の落下流路が閉塞した場合に、所内圧縮空気を直接クリンカ灰の堆積部に噴射させてクリンカ灰の安定した移動を確保するとともに、クリンカ灰の効率的な冷却を可能にする。冷却空気管１９に供給する冷却媒体および圧蜜防止駒２３に供給する噴射媒体には、乾式処理システムを前提に大気吸込み空気が使用され、空気冷却効果を最大限発揮させ、かつ大気吹込みを促進させるために所内圧縮空気が用いられる。所内圧縮空気はヘッダ２１から各冷却空気管１９に供給される。
【００２０】
このように２次クリンカ灰クーラの基本構造として、複数の冷却空気管を傾斜伝熱管格子状として複数段に配置したクリンカ灰クーラを採用することにより、クリンカ灰を重力落下させながら冷却することができ、装置のコンパクト化が可能であり、またクリンカ灰を簡易に冷却することができる。また冷却後の温風は大気放出または炉底直下に設置されるコンベア式クリンカ灰クーラに導入することができるが、後者の方法によれば、コンベア式クリンカ灰クーラに排温風を導入することにより廃熱回収効果が得られる。
また、本発明において、クリンカ灰サイロまでのクリンカ輸送に汎用ベルトコンベアまたはその上流側にフライト式チェーンコンベアを採用してクリンカ灰をチェンコンベアでの輸送中に自然冷却させる方法を採用することにより、２次クラッシャや２次クリンカ灰クーラ設備をより簡素化することができ、より安価な灰処理装置を提供することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明によれば、高温のクリンカ灰を効率的かつ簡易に冷却可能なコンパクトなアッシュクーラシステムを採用しているため、簡素で低価格の灰処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第一の実施例を示す乾式クリンカ灰処理装置の説明図。
【図２】図１に用いられるスクリューフィーダ式クリンカ灰クーラの説明図、(a) はその正面断面説明図、(b) はその側面断面説明図である。
【図３】本発明の第二の実施例を示す乾式クリンカ灰処理装置の説明図。
【図４】図３の装置に用いられるスクリューフィーダ式クリンカ灰クーラの説明図、(a) はその正面断面説明図、(b) はその側面断面説明図である。
【図５】図３の装置に用いられるスクリューフィーダの各構成部位の説明図、(a) はその外部ケーシング１４の構造説明図、(b) はその軸外部ケーシング１３の構造説明図、(c) はそのスクリュー軸１２の構造説明図、(d) はそのスクリュー軸１２の内部構造説明図である。
【図６】本発明の第三の実施例を示す乾式クリンカ灰処理装置の説明図。
【図７】図６に用いられるクリンカ灰クーラの説明図。
【図８】従来のクリンカホッパ方式によるクリンカ灰処理説明図。
【図９】従来の水封式チェーンコンベア方式によるクリンカ灰処理説明図。
【図１０】従来の乾式クリンカ灰処理方式の説明図。
【符号の説明】
【００２３】
１…ボイラ火炉底部、２…チェーンコンベア式クリンカ灰クーラ、３…１次クラッシャ、４…２次クラッシャ、５Ａ、５Ｂ…スクリューフィーダ式クリンカ灰クーラ、５Ｃ…クリンカ灰クーラ、６…集塵器、７…圧縮空気供給管、７Ａ…冷却用空気、８Ａ…クリンカ灰入口、８Ｂ…クリンカ灰出口、９…排気管、１０…ロータリフィーダ、１１…排気管、１２…スクリュー軸、１２Ａ…スクリュー羽根、１３…軸外部ケーシング、１４…外部ケーシング、１５…多孔質フィルタ、１６…クリンカ灰、１７…レターダ、１８…伝熱フィン、１９…冷却空気管、２０…クリンカ灰クーラケーシング、２１、２２…ヘッダ、２３…圧蜜防止駒、３１…高温クリンカ灰、３２…ボイラ火炉底部、３３…クリンカホッパ、３４…排出ゲート、３５…クラッシャ、３６…ジェットポンプ、３７…ジェットポンプ駆動管、３８…クリンカ輸送管、３９…弁、４０…チェーンコンベアトラフ、４１…コンベア傾斜部、４２…コンベトラフ補給水管、４３…弁、４４…コンベア式クリンカ灰クーラ、４５…クリンカ灰、４６…１次コンベア式クリンカ灰クーラ、４７…２次コンベア式クリンカ灰クーラ、４８…２次クラッシャ。
【図１】
2006105485.tif 000003
【図２】
2006105485.tif 000004
【図３】
2006105485.tif 000005
【図４】
2006105485.tif 000006
【図５】
2006105485.tif 000007
【図６】
2006105485.tif 000008
【図７】
2006105485.tif 000009
【図８】
2006105485.tif 000010
【図９】
2006105485.tif 000011
【図１０】
2006105485.tif 000012