(57)【要約】  本発明は、炭塵ボイラ（１）によって生成されるすべての灰を処理するためのプロセスであって、未燃焼物質の総量を減らすことができ、ボイラ（１）の燃焼効率を高めることができ、石炭の燃焼から生じる排出物を軽量の灰のみにすることができるプロセスに関する。詳しくは、このプロセスが、ボイラ底部（２３）からの重い灰（４）、節炭器（５）のホッパーから来る灰、および煙道ガスからの集塵に使用されるフィルタ（１１）から来る未燃焼物質に富んだ軽量の灰の一部の回収をもたらし、これらの灰がサイロ（１５）において混合され、量りとられて石炭ミル（１８）の１つ以上の供給器（１７）に移され、石炭と混合された後にバーナ（２）を通ってボイラ（１）に再導入される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
化石燃料を燃焼させて蒸気を作るボイラ（１）から発生するすべての灰を、未燃焼物質の含有量が少ない軽い灰に変換する方法であって、
・重い灰（４）と節炭器（５）からの灰を、１つ以上の粉砕機（７、８）にて粉砕する工程と、
・前記ボイラ（１）から回収したすべての灰を、単一の乾式の空気搬送装置（１９）によってサイクロン分離器（１５）へ送る工程と、
・１つ以上の配分装置（１６）を使用し、灰を前記化石燃料と混合する工程と、
・化石燃料と灰の最も粗い部分を、石炭の粉砕に使用する１つ以上のミル（１８）にて粉砕する工程と、
・  乾式回収システムによって回収したすべての灰を、前記ボイラ（１）に再導入する工程を、
含む方法。
【請求項２】
軽い灰に未燃焼物質の含有量がすでに少ない場合に、重い灰（４）および節炭器（５）からの灰のみを、前記１つ以上の石炭のミル（１８）にて粉砕したのちにボイラ（１）に再循環させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
乾式回収システムによって回収した重い灰（４）と共に、軽い灰を、ボイラ（１）に直接再投入するか、バーナ（２）を介して投入することにより、重い灰（４）と軽い灰の未燃焼物質の低減を図る請求項１に記載の方法。
【請求項４】
すべての灰を単一の種類の灰に変換し、単一のサイクロン（１５）に回収することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
すべての灰が、前記サイクロン（１５）での混合のために空気搬送装置（１９）による再循環の対象とされ、前記サイクロン（１５）によって分離したより軽い灰をボイラ（１）へ直接送り、残りの灰を燃料と混合した後に、ミル（１８）によって粉砕することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
サイクロン（１５）で分離した最も粗い灰の部分のみをミル（１８）に送ることにより、磨耗の低減とエネルギーの節約を図ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
サイクロン（１５）に灰を搬送する空気を、燃焼室に存在する真空によって直接吸い込むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法を実行するためのシステムであって、
重い灰の第２の粉砕過程及び節炭器（５）の下流側の空気搬送手段を、プラント・エンジニアリングの必要にあわせて、機械式コンベア（２７）によって置き換え、サイクロン分離器（１５）への供給を行うようにしたシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
石炭を燃料として使用する火力発電所では、石炭の燃焼の副生成物としての灰を排出する問題を抱えている。多くの場合、飛散し易い灰は、コンクリートの添加物として使用することにより、コンクリート製造業者に厳しい品質ルールを課すという条件付きながらも、排出コストの経済的利益への変換を可能にしている。コンクリートの製造における灰の再利用を制限している最も重要なパラメータは、未燃焼物質の割合（５％未満でなければならない）および粒度分布である。窒素酸化物（Ｎｏｘ）の低減を達成すべく新しい燃焼システムを備える蒸気発生ボイラにおいては、重い灰または軽い灰のどちらについても、石炭の燃焼によって生成される灰中の未燃焼物質の割合を抑えることが、ますます困難になる。
【０００２】
現時点で、プラント・エンジニアリングの分野においては、飛散し易い灰および重い灰、ならびに節炭器のホッパーからの灰が、別個の運搬／貯蔵アセンブリによって処理されており、結果として設備、管理コストが無駄に増加している。さらに、最終の電気集塵部のホッパーにおいて集められた軽い灰は、質量の割合ではそれほど多くないにもかかわらず、未燃焼物質の含有量がかなり多く（２０％〜３０％）、すべての軽い灰の平均の未燃焼物質の量の増加をもたらしている。
【０００３】
重い灰の回収に関しては、欧州特許第０４７１０５５Ｂ１号明細書を参照すると、重い灰を乾式回収するための従来のシステムにおいては、灰をボイラの底部から回収し、その後に冷却および粉砕を行い、続いて専用の貯蔵サイロへ送るか、軽い灰と混合している。上記引用した従来のシステムにおいては、重い灰を軽い灰と同等のサイズにするために、専用の粉砕ミルが使用されている。しかしながら、この作業は、粉砕機にかなりの磨耗を引き起こすとともに、かなりのエネルギー消費を生じ、さらには充分に微細なサイズを得ることが困難であるため、最終生成物の特性が軽い灰の特性に類似はするが同一ではない。
【０００４】
特に重い灰に豊富な未燃焼物質からエネルギーを回収するため、さらなる改善が亜炭発電プラントにおいて達成されており、乾式で回収された重い灰のみが、冷却および粉砕の後で、加湿のうえで燃料貯蔵サイロへと機械的に運ばれている。この出願に関する課題は、ハンマー式の亜炭ミルから排出される灰粒子のサイズがかなり粗いため、重い灰がボイラへ運ばれる際、軽い灰とともに煙道ガスによって運べるだけ充分に微細なサイズを有しているものが、この灰のうちのわずかな割合だけであるという点にある。これは、ボイラ底部から回収される重い灰の流通量が増加するが、軽い灰の未燃焼物質の含有量になんら影響がないという結果につながる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、二つの目的、すなわち軽い灰の中の未燃焼物質の含有量を少なくするという目的、および節炭器の重い灰を軽い灰へと変換し、これらの灰すべてをより未燃焼物質に富んでいる軽い灰の一部と一緒に石炭ミルへと送り、そこから燃料バーナを通じてボイラへと送るという目的を有している。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
電気集塵器１１の最後のホッパー、空気‐煙道ガス交換器１０のホッパー、および節炭器５のホッパーに集められた軽い灰、ならびに重い灰４が、単一の空気搬送装置１９によってサイクロン１５へ運ばれる。搬送用の空気が、より軽い灰の部分とともに、ボイラ１の好ましくはバーナの上方の最も高温の領域へと送られる一方で、より重い部分は、量りとられて石炭供給器において燃料と混合され、石炭ミルによって粉砕されて、バーナを通ってボイラに注入される。
【０００７】
すべての灰が、石炭粉末と一緒にボイラへと送られたときに、１５００〜１６００℃の温度の加熱プロセスにさらされる。これらの温度において、燃焼プロセスが活発化され、最終的な未燃焼物質の含有量が大幅に減らされる。さらに、そのように粉末化されてきわめて微細な粒度分布を有している灰は、燃焼煙道ガスによって運ばれるため、ボイラ底部から回収されるべき重い灰の標準的な流量の増加は最小限である。したがって、本発明によれば、既存の乾式回収プラントへの設置の場合に、既存の機械の流量を調節する必要がない。
【０００８】
本発明の新規な特徴、目的、および利点が、あくまで本発明を限定するものではない例としていくつかの実施形態を示している以下の説明および添付の図面において、さらに明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
種々の図において、同じ部品又は同等の部品は、同じ参照番号で示す。
【００１０】
本発明は、石炭のボイラ１から発生するすべての灰の乾式回収／運搬システムに関し、それら灰のボイラでの再循環に関する。
【００１１】
電気集塵器２０の最後の部位１１または最後の２つの部位１１のホッパーによって集められた軽い灰が、空気圧によりサイクロン分離器１５へ運ばれる。サイクロン１５において、より重い灰が底部に向かって沈む一方で、より軽い灰は、サイクロンの上部から、真空のボイラ１に直接接続されている管１４を通って吸い込まれる。チェックバルブ１３が、ボイラ１をサイクロン１５に接続している管に設けられており、このバルブが、搬送空気をボイラ１から吸い込むことを可能にするとともに、燃焼室の圧力が増加した場合に、燃焼室の高温の煙道ガスがサイクロン１５へ戻るのを防いでいる。このチェックバルブ１３は、サイクロン１５中の灰がかなりの量の未燃焼物質を含んでおり、高温の燃焼ガスが存在すると着火する可能性があるため、安全上の理由で設けられている。
【００１２】
空気交換器２２のホッパーによって集められた灰は、同じ軽い灰の空気式コンベアによって、同じサイクロン分離器１５に運ばれる。
【００１３】
一方で、節炭器５のホッパーからの灰は、重力によって、重い灰の回収器３に排出される。
【００１４】
重い灰は、ボイラ底部２３から、ホッパー４から成る回収システムを通って回収される。ホッパー４が、ボイラ１を閉鎖式の金属製コンベア３へ接続している。コンベア３は、重い灰を回収して運搬し、機械６に設けられた適切な開口から、入口孔を通って真空のボイラ１に吸い込まれる対向流によって重い灰を冷却する。回収器３の下流では、粉砕機７および後続のもう１つの粉砕機またはミル８によって、連続的に重い灰のサイズが小さくされる。第１の粉砕過程７は、灰を真空または空気圧コンベア１９によって運べるだけのサイズにする。空気圧コンベアアセンブリ１９は、すべての灰の搬送について同じである。このようにして、重い灰もまた、他の灰と同様に分離サイクロン１５に運ばれる。
【００１５】
重い灰は、粗く粉砕される場合には、機械式のコンベア２７によってサイクロン１５へ運ぶことも可能であり、サイクロン１５において、空気式の手段びによって供給される軽量の灰と混合される（図３参照）。
【００１６】
分離サイクロン１５は、灰と空気の分離機能に加え、貯蔵サイロの機能も有している。各サイクロンが、１つ以上の配分装置１６へ供給を行うことができ、配分装置１６は、石炭ミル１８に投入される石炭投入の関数として灰の投入を設定するように機能する。このようにして、灰の投入が、常に一定の比を得るために、ミル１８の供給器１７に存在する石炭２４と混合される。
【００１７】
処理済のすべての灰、すなわち軽い灰１１、空気加熱器１０からの灰、節炭器５からの灰、および重い灰４を、粉砕ミル１８の直ぐ上流の供給器１７において石炭と混合することで、燃料中の最適な灰の配分が可能になる。このようにして、灰を石炭に分配するためにただ１つの灰供給点で充分であり、灰を個々のバーナ２のそれぞれに供給する必要がない。実際、それぞれのミルが、典型的には３〜５個である複数のバーナに同時に供給を行えることが、従来から知られている。さらに、灰を石炭供給器１７に直接供給するというこの解決策は、灰中に含まれる石炭の燃焼ゆえ、それぞれのバーナについて熱負荷量の分配を保証する。
【００１８】
同様に、全灰をすべてのミル供給器へと分配することで、全灰の投入が供給器１７の数によって分けられるため、ミルの粉砕部材の磨耗を少なくすることが可能である。
【００１９】
軽い灰を再びミル１８に通すことで、ミル１８の粉砕部材の磨耗が増加するが、すでにきわめて微細である軽い灰は、きわめて短い時間でミルの空気によって迅速に運ばれてしまうため、この磨耗の増加はわずかでしかない。軽い灰および重い灰のうちの最も粗い部分のみが、石炭ミル１８において粉砕される。
【００２０】
軽い灰の未燃焼物質の含有量がきわめて少なく、したがってボイラへの再循環が好ましくない場合、プラントの構成は、図２に示すとおりである。この場合、再循環される灰は、ボイラ底部２３および節炭器５から来る灰のみである。すべての灰は、空気式または機械式で灰分離／貯蔵サイクロン１５へと運ばれる。
【００２１】
図４においては、通気路１４を通じてボイラ１へと接続されているサイクロン１５からの灰の回収が、スクレーパ・チェーン・コンベア２５によって実行され、それら灰が、石炭ミル１８の各供給器のそれぞれに１つの貯蔵サイロ２６へと運ばれる。それぞれの貯蔵サイロ２６について、配分装置１６が灰の投入を設定すべく設けられている。このようにして配分装置１６によって量りとられた灰が、粉砕プロセスの際にミル１８にて石炭と混合される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】すべての灰がボイラへと戻される全体的な動作の図である。
【図２】重い灰および節炭器から排出される灰のみがボイラへと戻される概略図である。
【図３】重い灰および節炭器から排出される灰が分離サイロへと機械式で運ばれる概略図である。
【図４】灰が機械式のコンベアを使用してすべてのミルへと機械式で運ばれる概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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