(57)【要約】【課題】流動層焼却炉において、大気に放出される排ガス量を増加させることなく媒体循環を行い、かつ、媒体循環時に、媒体とともに固相で熱回収室に移動する塩素の量を抑制する。【解決手段】媒体循環時に燃焼室へ供給される流動化空気の量を、燃焼室を酸化雰囲気に維持する値以上とし、かつ、流動層焼却炉に供給される全空気量を均一流動時の全供給空気量以下とし、熱回収室または燃焼室へ供給される流動化空気に、当該流動層炉から排出される燃焼ガスの一部を循環させて加えることにより、流動化ガス量を増加させ、その室の空塔速度を高める。【選択図】        図１
2004278992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料が投入される燃焼室と、熱回収用の流体が流れる伝熱管を内装した熱回収室と、前記燃焼室及び熱回収室に配置された流動媒体と、前記燃焼室及び熱回収室の下方から前記流動媒体を流動化するとともに前記燃料を燃焼させる空気を供給する空気供給手段とを有してなり、前記燃焼室及び熱回収室は両室間の空塔速度の差により前記流動媒体が両室間を循環移動するように構成されている流動層焼却炉において、
該流動層焼却炉から排出された燃焼ガスの一部を、前記空気供給手段を介して前記燃焼室と熱回収室のいずれかに導く排ガス循環管路を設けたことを特徴とする流動層焼却炉。
【請求項２】
請求項１記載の流動層焼却炉において、前記排ガス循環管路に、該排ガス循環管路を流れる排ガスを被加熱流体とし、前記該排ガス循環管路の入り側よりも上流側の燃焼ガスを加熱流体とするガス加熱器が介装されていることを特徴とする流動層焼却炉。
【請求項３】
燃料が投入される燃焼室と、熱回収用の流体が流れる伝熱管を内装した熱回収室と、前記燃焼室及び熱回収室に配置された流動媒体と、前記燃焼室及び熱回収室の下方から前記流動媒体を流動化するとともに前記燃料を燃焼させる空気を供給する空気供給手段とを有してなり、前記燃焼室及び熱回収室は両室間の空塔速度の差により前記流動媒体が両室間を循環移動するように構成されている流動層焼却炉の運転方法において、
流動層が所定の温度に到達するまでは、前記空気供給手段から前記燃焼室及び熱回収室に供給される空気量を、両室の空塔速度の差が前記流動媒体の循環移動を生じない均一流動状態を保つ量に維持し、流動層が所定の温度に到達したのち、前記空気供給手段から前記燃焼室及び熱回収室に供給される空気量をそのままに維持するとともに、該流動層焼却炉から排出された燃焼ガスの一部を、前記空気供給手段を介して前記燃焼室と熱回収室のいずれかに導いて、前記燃焼室及び熱回収室のいずれか一方の空塔速度を他方よりも大きくして流動媒体を前記燃焼室と熱回収室の間で循環移動させることを特徴とする流動層焼却炉の運転方法。
【請求項４】
燃料が投入される燃焼室と、熱回収用の流体が流れる伝熱管を内装した熱回収室と、前記燃焼室及び熱回収室に配置された流動媒体と、前記燃焼室及び熱回収室の下方から前記流動媒体を流動化するとともに前記燃料を燃焼させる空気を供給する空気供給手段とを有してなり、前記燃焼室及び熱回収室は両室間の空塔速度の差により前記流動媒体が両室間を循環移動するように構成されている流動層焼却炉の運転方法において、
流動層が所定の温度に到達するまでは、前記空気供給手段から前記燃焼室及び熱回収室に供給される空気量を、両室の空塔速度の差が前記流動媒体の循環移動を生じない均一流動状態を保つ量に維持し、流動層が所定の温度に到達したのち、前記空気供給手段から前記燃焼室に供給される空気量をそのままに維持するとともに前記空気供給手段から前記熱回収室への空気の供給量を低減し、該流動層焼却炉から排出された燃焼ガスの一部を、前記空気供給手段を介して前記熱回収室に導いて、前記熱回収室の空塔速度を燃焼室の空塔速度よりも大きくして流動媒体を前記燃焼室と熱回収室の間で循環移動させることを特徴とする流動層焼却炉の運転方法。
【請求項５】
燃料が投入される燃焼室と、熱回収用の流体が流れる伝熱管を内装した熱回収室と、前記燃焼室及び熱回収室に配置された流動媒体と、前記燃焼室及び熱回収室の下方から前記流動媒体を流動化するとともに前記燃料を燃焼させる空気を供給する空気供給手段とを有してなり、前記燃焼室及び熱回収室は両室間の空塔速度の差により前記流動媒体が両室間を循環移動するように構成されている流動層焼却炉の運転方法において、
流動層が所定の温度に到達するまでは、前記空気供給手段から前記燃焼室及び熱回収室に供給される空気量を、両室の空塔速度の差が前記流動媒体の循環移動を生じない均一流動状態を保つ量に維持し、流動層が所定の温度に到達したのち、前記空気供給手段から前記燃焼室に供給される空気量を増加するとともに前記空気供給手段から前記熱回収室への空気の供給を前記増加分だけ低減し、該流動層焼却炉から排出された燃焼ガスの一部を、前記空気供給手段を介して前記熱回収室に導いて、前記熱回収室の空塔速度を燃焼室の空塔速度よりも大きくして流動媒体を前記燃焼室と熱回収室の間で循環移動させることを特徴とする流動層焼却炉の運転方法。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれかに記載の流動層焼却炉の運転方法において、前記空気供給手段を介して前記熱回収室もしくは燃焼室に供給される排ガスは、除塵装置で除塵されたのち、上流側の燃焼ガスにより昇温されてから前記空気供給手段に導入されることを特徴とする流動層焼却炉の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ごみ、ごみ固形化燃料（Ｒｅｆｕｓｅ  Ｄｅｒｉｖｅｄ  Ｆｕｅｌ、以下ＲＤＦという）、産業廃棄物等を燃焼し、発生した熱を回収して利用する流動層焼却炉とその運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
都市ごみは近年発熱量が高くなってきており、エネルギーの有効利用のため、焼却によって発生する熱によって蒸気を生成し、この蒸気によるごみ発電を行うようになっている。蒸気による発電を効率よく行うには、過熱器を設けて高温高圧の蒸気をタービンに供給する必要がある。
【０００３】
図４に、従来行われている、流動層焼却炉で生成された蒸気を用いる発電プラントの系統図を示す。図示のプラントは、燃料であるごみが投入される供給シュート７を備えた流動層焼却炉（以下、流動層炉という）１と、この流動層炉１から排出される燃焼ガス８を熱源として蒸気を生成する蒸発器９と、蒸発器９を通過した燃焼ガスを用いて給水を加熱する節炭器１０と、節炭器１０を通過した燃焼ガスを用いて空気を加熱する空気予熱器１１と、空気予熱器１１を通過した燃焼ガスを水噴霧により減温する減温塔１２と、減温塔１２で水噴霧された燃焼ガスに消石灰を吹きこむ搬送ライン１３と、消石灰を吹きこまれた燃焼ガスが導入されるバグフィルタ１４と、バグフィルタ１４に吸込み側を接続された誘引送風機１５と、バグフィルタ１４底部に接続された抜き出しライン１７と、誘引送風機１５出側に煙道を介して接続された煙突１６と、前記空気予熱器１１の空気入り側に吐出側を接続して配置された押込送風機２０と、前記空気予熱器１１の空気出側に上流端を接続した予熱空気ライン２１と、予熱空気ライン２１の下流端に分岐して互いに並列に接続されそれぞれダンパ２４，２５を介装した予熱空気供給配管２２，２３と、流動層炉１に内装された過熱器４の蒸気出側に接続された蒸気タービン１８と、蒸気タービン１８で駆動される発電機１９とを、含んで構成されている。
【０００４】
流動層炉１の底部には流動化空気を炉内に吹き込む複数の散気管６が均一に分布するように配置され、この散気管６の上方の炉内部分（流動層炉１の上下方向の中央部分）は、上下方向に配置された仕切板２によって、ごみが投入される燃焼室３と、前記過熱器４が設置された熱回収室５に分割されている。仕切板２の下端と散気管６の上端開口部の間には所定の間隔が設けられており、燃焼室３と熱回収室５の媒体砂（流動層を形成する媒体）が互いに行き来できるようになっている。
【０００５】
また、前記蒸発器９の蒸気出口は、前記過熱器４の蒸気入り口に蒸気管を介して接続されている。前記散気管６のうち燃焼室に配置されたものは前記予熱空気供給配管２２に接続され、残りは前記予熱空気供給配管２３に接続されている。
【０００６】
流動層を流動化させるために、押込送風機２０により、空気予熱器１１で２００〜３００℃に予熱された空気を予熱空気ライン２１に送り、予熱空気供給配管を経て散気管６から炉内に供給するが、燃焼室３側と熱回収室５側では、予熱空気供給配管の系統が別になっており、各々、ダンパ２４，２５によって、空気流量を変化させることができる。
【０００７】
上記構成のプラントにおいて、ごみは供給シュート７から流動層炉１の燃焼室３に投入され、燃焼する。流動層炉１で生成された燃焼ガス８は、蒸発器９で給水を加熱して蒸発させ、節炭器１０で前記蒸発器９に導入される前の給水を予熱したのち、空気予熱器１１で押込送風機２０で加圧された空気を予熱する。蒸発器９、節炭器１０、空気予熱器１１で前述のように熱回収された燃焼ガス８は、減温塔１２へ導入され、水噴霧により、温度を２００℃程度に降下させたのち、バグフィルタ１４に導入される。燃焼ガス８は、バグフィルタ１４に導入される前に、搬送ライン１３から中和剤として消石灰を吹きこまれ、バグフィルタ１４で飛灰が除去される。飛灰が除去された燃焼ガスは誘引送風機１５によって吸引され、煙突１６から大気に放出される。
【０００８】
バグフィルタ１４で回収された飛灰は抜き出しライン１７で抜き出され、無害化処理される。
【０００９】
蒸発器４で生成された蒸気は過熱器４に供給され、過熱されたのち蒸気タービン１８に送られて発電を行う。
【００１０】
熱回収室５に配置された過熱器４を、燃焼室３で発生する燃焼熱を用いて加熱するために、燃焼室３と熱回収室５の間で流動媒体、つまり流動層を構成する砂（以下、媒体砂という）を循環させ、この媒体砂で、熱を燃焼室３から熱回収室５に移動させて過熱器４を加熱する。
【００１１】
以下、図５、図６を用いて、従来技術における媒体砂循環方法の概念を説明する。図中の白抜きの矢印は供給空気を示し、矢印の数が供給量の多少を表す。燃焼室と熱回収室の断面積比は、１：２としてある。
【００１２】
炉の立ち上げ時は、図５に示すように、すべての散気管６から同量の空気を供給し、流動層の均一な流動を行いながら昇温する。このとき燃焼室３に供給される空気量は、媒体砂を流動化するとともに投入される燃料（ごみ）を燃焼させるのに十分な空気量（空気比）になるよう設定される。流動層の温度（層温度）が所定の燃焼温度（８５０℃程度）に達したら、図６に示すように、全供給空気量は一定のままで、熱回収室５への予熱空気供給配管２３のダンパ２５の開度を大きくし、逆に燃焼室３への予熱空気供給配管２２のダンパ２４の開度を小さくする。ダンパ２４，２５の開度を上述のように操作することにより、熱回収室５への供給空気量を燃焼室３への供給空気量よりも多くし、熱回収室５の空塔速度を燃焼室３の空塔速度よりも大きくする。
【００１３】
この結果、粒子密度が相対的に高い燃焼室３の底部の媒体砂が、仕切板２の下を通って粒子密度の低い熱回収室５へと流入し、それと同量の媒体砂が仕切板２の上を越えて熱回収室５から燃焼室３へ移動するという媒体循環が起こる。そして、主に燃焼室３でごみが燃焼し、高温になった燃焼室３の媒体砂が仕切板２の下を通過して熱回収室５に移動し、過熱器４で高温の媒体砂からの熱回収が行われる。このような媒体循環が生ずるのは熱回収室５側の空塔速度が大きくなるためであり、熱回収室５側の空塔速度が大きくなると過熱器４の熱伝達係数が大きくなり、均一流動時よりも過熱器４出口の蒸気温度を高めることができ、発電効率が高まる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した媒体循環方式では、次に述べるような現象が生ずる。すなわち、燃焼室に投入されるごみには塩素が含まれており、この塩素がごみの燃焼に伴なって気化してＨＣｌの形で層内ガスに含有されるとともに、塩素の一部は気化することなく媒体砂とともに燃焼室から熱回収室に移動する。熱回収室に移動した媒体砂は過熱器に接触して熱を伝達するが、その際、同伴した塩素が過熱器の腐食の原因となる。この塩素について、ＲＤＦを燃焼した際の流動層内の濃度を測定し、表１に示す結果を得た。
【００１５】
【表１】
2004278992.tif 000003
均一流動時の層内ガス中ＨＣｌ濃度は、熱回収室で５５０ｐｐｍ，燃焼室で６３０ｐｐｍであり、両室とも空気比が高いため燃焼が活発で、ＲＤＦ中の塩素が速やかに気化していることがわかる。これに対応して媒体砂（以下、媒体という）中Ｃｌ濃度は、燃焼室で１７０ｐｐｍ、熱回収室で２７０ｐｐｍと低い。
【００１６】
一方、媒体循環時の層内ガス中ＨＣｌ濃度は、熱回収室で１８０ｐｐｍ、燃焼室で１５０ｐｐｍと、均一流動時の１／２〜１／３に低下しているものの、媒体中Ｃｌ濃度は、熱回収室で２２６０ｐｐｍ、燃焼室で１９７０ｐｐｍと、両室ともに高い。
【００１７】
これは、燃焼室側に供給される流動化空気量を絞ったため、燃焼室が還元状態となり、塩素の気化率が下がってＨＣｌ濃度が低下し（古角：環境管理，ｖｏｌ．３４，Ｎｏ．９，１９９８）、Ｃｌ分を含んだ未燃チャーが媒体中に存在しているためと考えられる。また、熱力学平衡的には８００℃以上になると、ほとんどのＣｌは気相に移行するが、燃料がＲＤＦの場合、添加されているＣａによって８００℃以上の高温でも、かなりのＣｌがＣａＣｌ２として固相に存在する（岡本：第７回日本エネルギー学会講演要旨集、１９９８）ことから、層中の灰にもＣｌが含まれており、媒体中Ｃｌ濃度が高くなっていると考えられる。また、熱回収室においては、燃焼室から仕切板下を通ってＣｌを含む未燃チャーが移動してきて燃焼しＨＣｌが発生するが、空気が大量に供給されているために希釈され、層内ガス中ＨＣｌ濃度としては下がったと考えられる。なお、層内には媒体の循環流があるため、生成したチャーや灰が媒体砂に同伴されて層内に滞留しやすく、媒体循環の過程で、Ｃｌ濃度は流動層全体で均一に近くなっている。
【００１８】
このように、媒体循環時には層内ガス中ＨＣｌ濃度は低下するものの、媒体中に多量の塩素が含まれており、この媒体中塩素や同時に存在するアルカリ金属類（Ｎａ，Ｋ）も、過熱器の腐食に影響する。また、アルカリ金属塩が管に付着すると磨耗も加速される。
【００１９】
したがって、従来方式による媒体循環では、熱回収室の空塔速度を高めることは、塩素を多量に含む媒体を過熱器に接触させる頻度を増して腐食速度を増大させることを意味するから、高価な過熱器材料を使用したり、頻繁に過熱器を交換したりする必要があり、コストの上昇を招く。つまり、従来方式による媒体循環では、熱回収室の空塔速度を高めることによる過熱器の高温高圧化には、塩素による腐食が障害となっている。腐食の問題以外に、従来技術では、燃焼室が還元雰囲気となることからＣＯが発生し、同時に毒性の高いダイオキシン類も発生しやすくなる。
【００２０】
そこで、燃焼室側の空気量を減らすことなく熱回収室側の空気量を増やすことにより媒体循環を行えば、燃焼室を酸化雰囲気に保つことができ、燃焼室において塩素やアルカリ金属が気化され、塩素の少ない媒体砂を熱回収室に移動させ、過熱器と接触させて熱回収することができる。また、ＣＯやダイオキシン類の発生も抑制される。しかしこの方法では、トータルの空気供給量が増加するため、総排ガス量（煙突から大気に放出されるガス量）が増え、その顕熱損失により、ボイラ効率が低下してしまう。
【００２１】
本発明の目的は、大気に放出される排ガス量を増加させることなく媒体循環を行い、かつ、媒体循環時に、媒体とともに固相で熱回収室に移動する塩素の量を抑制するにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、熱回収室または燃焼室へ供給される流動化空気に、当該流動層炉から排出される燃焼ガスの一部を循環させて加えることにより、流動化ガス量を増加させ、その室の空塔速度を高める構成を設けたものである。
【００２３】
上記構成を設けることにより、媒体循環時にも、燃焼室の空気比を均一流動時よりも低下させることなく、また、供給される全空気量を均一流動時よりも増やすことなく、熱回収室または燃焼室の空塔速度を高めることが可能となる。燃焼室の空気比を均一流動時よりも低下させないということは、均一流動時の供給空気量が、燃焼室を酸化雰囲気に維持できる最低限の空気量に設定されていることが前提であり、均一流動時の供給空気量がそれ以上である場合には、前記最低限の空気量よりも低下させないということである。燃焼室に供給される空気の空気比が低下しないので燃焼が活発に行われ、燃焼室において投入されたごみ中の大部分の塩素が気化し、塩素濃度の低い媒体砂が熱回収室に移動する。この結果、空塔速度を高めても低塩素雰囲気での熱回収が可能となり、かつプラントから排出される排ガス量（煙突から大気に放出される燃焼ガス量）が増加することもないため、顕熱損失によるボイラ効率の低下も避けられる。また、燃焼室におけるＣＯ，ダイオキシン類の発生も抑制される。
【００２４】
熱回収室または燃焼室へ供給される流動化空気に加えられる燃焼ガス（以下、単に排ガスともいう）は、流動層炉から排出されたのち、温度を下げて除塵装置により除塵されたものを循環させて用いるのが望ましく、流動化空気に混入する前に、温度を低下させる前のもっと高温の燃焼ガスと熱交換させて昇温させるのがよい。これにより、全体としての熱効率が低下するのを防止する。
【００２５】
実際の運転に当っては、流動層が所定の温度に到達するまでは排ガスは供給せず、空気のみを供給して熱回収室、燃焼室ともに流動層が均一流動する同等の空塔速度で運転する。このとき、燃焼室に供給される空気量は、流動層が形成されるだけでなく、投入される燃料（ごみ）を燃焼させるに十分な空気量（空気比）、すなわち酸化雰囲気を維持できる空気量とする。また、熱回収室、燃焼室に供給される空気量の差（空塔速度の差）は、両室間で流動媒体の循環移動が生じない程度にしておく。
【００２６】
流動層が所定の温度になったら、燃焼室に供給される空気量を低下させることなく、熱回収室、燃焼室のいずれか一方に排ガスを供給して該一方側の室の空塔速度を他方の室の空塔速度よりも大きくして媒体の循環移動を行わせる。このとき、熱回収室、燃焼室に供給される空気量は、双方ともに均一流動時の値を維持する（この場合は熱回収室、燃焼室のいずれの空塔速度を大きくしてもよい）、燃焼室に供給される空気量を増加しその分だけ熱回収室に供給される空気量を減らす（この場合は排ガスを熱回収室に供給して熱回収室の空塔速度を大きくする）、燃焼室に供給される空気量はそのままあるいは熱回収室に供給されていた量の範囲内で増加し、熱回収室には排ガスだけを供給する（この場合は排ガスを熱回収室に供給して熱回収室の空塔速度を燃焼室の空塔速度より大きくする）、などの運転方法が採用できる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
（実施の形態Ａ）
図１に実施の形態Ａである流動層焼却炉を用いた発電プラントの要部の系統図を示す。図示のプラントは、燃料であるごみが投入される供給シュート７を備えた流動層焼却炉（以下、流動層炉という）１と、この流動層炉１から排出される燃焼ガス８を熱源として蒸気を生成する蒸発器９と、蒸発器９を通過した燃焼ガスを用いて給水を加熱する節炭器１０と、節炭器１０に管路３４で接続され節炭器１０を通過した燃焼ガスを用いて空気を加熱する空気予熱器１１と、空気予熱器１１に管路３５で接続され空気予熱器１１を通過した燃焼ガスを水噴霧により減温する減温塔１２と、減温塔１２で水噴霧された燃焼ガスに消石灰を吹きこむ搬送ライン１３と、消石灰を吹きこまれた燃焼ガスが導入される除塵装置であるバグフィルタ１４と、バグフィルタ１４出側に吸込み側を接続された誘引送風機１５と、バグフィルタ１４底部に接続された抜き出しライン１７と、誘引送風機１５出側に煙道３８を介して接続された煙突１６と、前記空気予熱器１１の空気入り側に吐出側を接続して配置された押込送風機２０と、前記空気予熱器１１の空気出側に上流端を接続した予熱空気ライン２１と、予熱空気ライン２１の下流端に分岐して互いに並列に接続されそれぞれダンパ２４，２５を介装した予熱空気供給配管２２，２３と、流動層炉１の底部に均一に分布するように配置され前記予熱空気供給配管２２，２３に接続されて流動化空気を炉内に吹き込む複数の散気管６と、流動層炉１に内装された過熱器４の蒸気出側に接続された蒸気タービン１８と、蒸気タービン１８で駆動される発電機１９と、前記管路３４に分岐して設けられた管路３６に加熱流体入り側を接続して配置されたガス加熱器３１と、ガス加熱器３１の加熱流体出側と前記管路３５を接続する管路３７と、前記煙道３８に排ガス循環管路３２Ａを介して吸込み側を接続した排ガス循環ファン３０と、排ガス循環ファン３０の吐出側と前記ガス加熱器３１の被加熱流体入り側を接続する排ガス循環管路３２Ｂと、前記ガス加熱器３１の被加熱流体出側を前記ダンパ２５下流側の予熱空気供給配管２３に接続する排ガス循環管路３２Ｃと、排ガス循環管路３２Ｃに介装されたダンパ３３とを含んで構成されている。
【００２８】
前記散気管６の上方の炉内部分（流動層炉１の上下方向の中央部分）は、上下方向に配置された仕切板２によって、ごみが投入される燃焼室３と、前記過熱器４が設置された熱回収室５に分割されている。仕切板２の下端と散気管６の上端開口部の間には所定の間隔が設けられており、燃焼室３と熱回収室５の媒体砂（流動層を形成する媒体）が互いに行き来できるようになっている。
【００２９】
また、前記蒸発器９の蒸気出口は、前記過熱器４の蒸気入り口に蒸気管を介して接続されている。前記散気管６のうち燃焼室に配置されたものは前記予熱空気供給配管２２に接続され、残りは前記予熱空気供給配管２３に接続されている。
【００３０】
流動層を流動化させるために、押込送風機２０により、空気予熱器１１で２００〜３００℃に予熱された空気を予熱空気ライン２１に送り、予熱空気供給配管２２，２３を経て散気管６から炉内に供給するが、燃焼室３側の散気管６は予熱空気供給配管２２に、熱回収室５側の散気管６には予熱空気供給配管２３がそれぞれ接続されており、各々、ダンパ２４，２５によって、空気流量を変化させることができる。散気管６と予熱空気供給配管２２，２３が空気供給手段を構成している。また、前記過熱器４は、熱回収用の流体、すなわち蒸発器９で生成された蒸気が流れる伝熱管で構成されている。
【００３１】
上記構成のプラントにおいて、ごみは供給シュート７から流動層炉１の燃焼室３に投入され、燃焼する。流動層炉１で生成された燃焼ガス８は、蒸発器９で給水を加熱して蒸発させ、節炭器１０で前記蒸発器９に導入される前の給水を予熱したのち、空気予熱器１１で押込送風機２０で加圧された空気を予熱する。蒸発器９、節炭器１０、空気予熱器１１で前述のように熱回収された燃焼ガス８は、減温塔１２へ導入され、水噴霧により、温度を２００℃程度に降下させたのち、バグフィルタ１４に導入される。バグフィルタ１４に導入される前の燃焼ガスに、搬送ライン１３から中和剤として消石灰が吹きこまれ、バグフィルタ１４で脱塩されるとともに飛灰が除去される。飛灰が除去された燃焼ガスは誘引送風機１５によって吸引され、煙突１６から大気に放出される。
【００３２】
バグフィルタ１４で回収された飛灰は抜き出しライン１７で抜き出され、無害化処理される。蒸発器４で生成された蒸気は過熱器４に供給され、過熱されたのち蒸気タービン１８に送られて発電を行う。
【００３３】
燃焼室３で発生する燃焼熱を用いて熱回収室５に配置された過熱器４を加熱するために、燃焼室３と熱回収室５の間で流動媒体、つまり流動層を構成する砂（媒体砂）を循環させ、この媒体砂で、熱を燃焼室３から熱回収室５に移動させて過熱器４を加熱する。
【００３４】
また、節炭器１０を出た燃焼ガスの一部は、管路３６を経てガス加熱器３１に導かれ、煙道３８から取出されて排ガス循環ファン３０によりガス加熱器３１に送りこまれる排ガスを、２００〜３００℃に加熱したのち、管路３５に戻され、残りの燃焼ガスとともに減温塔１２に導かれるように構成されている。ガス加熱器３１で加熱された排ガスは、排ガス循環管路３２Ｃ，ダンパ３３を経て、予熱空気供給配管２３に導かれ、予熱空気ライン２１を経て予熱空気供給配管２３に送りこまれる流動化空気と混合されて熱回収室５側の散気管６から噴出するようになっている。
【００３５】
図２を参照して本実施の形態における媒体循環方法の概念を説明する。図中の白抜きの矢印は空気予熱器１１を経て流動層に送りこまれる供給空気を、灰色の矢印は排ガス循環管路３２Ｃを経て流動層に送りこまれる排ガスを、それぞれ示しており、矢印の数が供給量の多少を表している。なお、本実施の形態では、燃焼室と熱回収室の流れに直交する平面での断面積比は１：２としてある。
【００３６】
流動層炉１の立ち上げ時は、排ガス循環ファン３０は運転せず、排ガス循環管路３２Ｃのダンパ３３は閉じられ、すべての散気管６から同量の予熱空気が噴出される。散気管６は、燃焼室３、熱回収室５の双方に均等に分散配置されているから、燃焼室３も熱回収室５も同じ空塔速度となり、流動層は均一流動を行いながら昇温される。
【００３７】
このとき、燃焼室３に供給される空気量は、流動媒体（以下、媒体ともいう）を流動化するとともに、投入される燃料（ごみ）を燃焼させるに十分な量、すなわち燃料焼却中も酸化雰囲気を維持できる空気量に設定される。
【００３８】
流動層温度が所定の燃焼温度（８５０℃程度）に達したら、予熱空気供給配管２２，２３のダンパ２４，２５の開度は変化させず、排ガス循環ファン３０を起動し、排ガス循環管路３２Ｃのダンパ３３を開いて熱回収室５に供給される流動化空気に排ガスを加える。すると、熱回収室５側に供給される気体量が燃焼室３側に供給される気体量よりも多くなり、熱回収室５側の空塔速度が燃焼室３側の空塔速度よりも大きくなる。このため、空塔速度の差により、燃焼室３から熱回収室５への前記仕切板２の下を通っての媒体の移動及び熱回収室５から燃焼室３への前記仕切板２の上を通っての媒体の移動、すなわち媒体の循環が始まる。
【００３９】
このとき、燃焼室３への供給空気量は、立ち上げ時（均一流動時）と同じであるから、空気比は変化せず酸化雰囲気が保たれ、ごみ中のＣｌの気化が促進されて媒体中Ｃｌ濃度は低下する。同時に、Ｎａ，Ｋ等のアルカリ金属類も気化し、それらの媒体中濃度が低下する。このＣｌ濃度や、Ｎａ，Ｋ等のアルカリ金属類濃度が低下した媒体が仕切板２の下を通って熱回収室５へ移動し、この媒体から過熱器４で熱回収される。
【００４０】
一方、熱回収室５側では、空塔速度が均一流動時より大きくなるため、過熱器の熱伝達係数が増大し、均一流動時よりも過熱器出口における蒸気温度が高くなる。また、雰囲気や過熱器と接触する媒体中のＣｌ濃度や、Ｎａ，Ｋ等のアルカリ金属類濃度が低いので、過熱器の腐食が低減され、蒸気の高温高圧化が可能となる。加えて、熱回収室側に追加されたのは煙道３８から循環された排ガスであるから、総排ガス量（煙突１６から大気に放出される排ガス量）が増加することもなく、したがってボイラ効率の低下もない。さらに、使用する排ガスは、バグフィルタ１４で脱塩、除塵後のものであるから、余分なＣｌや灰を流動層に加える恐れもない。熱回収室５に供給される排ガスは、ガス加熱器３１で燃焼ガスにより加熱されているから、熱回収室５の温度を低下させる割合も少ない。
【００４１】
また、熱回収室５に供給される空気量も均一流動時と同じであるから、熱回収室５が還元雰囲気となることはない。したがって、媒体循環時に、燃焼室３に投入された燃料（ごみ）が仕切板２の上を越えて熱回収室５側に入っても、入りこんだ燃料（ごみ）はその場で燃焼して含有されていたＣｌは気化するから、層内Ｃｌ濃度が高まることはない。燃焼室３に供給される空気量が低減されず、燃焼室での燃焼が良好な状態に維持されるので、ＣＯやダイオキシン類の発生も抑制される。
（実施の形態Ｂ）
上記実施の形態Ａにおいて、媒体循環を行う際、熱回収室への空気供給を止め、熱回収室へは排ガスのみを供給して、（熱回収室の空塔速度）＞（燃焼室の空塔速度）としてもよい。排ガスには、通常数％の酸素が残っているから、熱回収室に未燃分があっても、この排ガス中の酸素で燃焼させることができる。
（実施の形態Ｃ）
上記実施の形態Ａにおいて、媒体循環を行う際、燃焼室への空気供給量を均一流動時よりも増やし、同時に熱回収室への空気供給量を前記燃焼室への空気供給量増加分だけあるいはそれ以上減らすとともに排ガスを熱回収室へ供給して（熱回収室の空塔速度）＞（燃焼室の空塔速度）としてもよい。この方法では、燃料（ごみ）が投入される燃焼室側の空気比が均一流動時よりも高くなるので、Ｃｌの気化率が実施の形態Ａの場合よりも高くなり、熱回収室へ循環される媒体に含まれるＣｌの濃度は実施の形態Ａの場合よりも低下し、燃料（ごみ）の燃焼状態もよくなる。
（実施の形態Ｄ）
図３に示す実施の形態Ｄは、流動層内の過熱器の媒体との接触による磨耗防止などのために、排ガス循環管路３２Ｃを予熱空気供給配管２３に接続する代わりに予熱空気供給配管２２に接続して、媒体循環時に、（熱回収室の空塔速度）＜（燃焼室の空塔速度）となるようにしたものである。本実施の形態は、（熱回収室の空塔速度）＜（燃焼室の空塔速度）とすることで、流動層内の過熱器と媒体との接触による磨耗を防止し、かつ燃焼室の媒体を仕切板２の上を通って熱回収室に移動させ、熱回収室の媒体を仕切板２の下を通って燃焼室に移動させることで、熱回収室と燃焼室間の媒体の循環を維持する。この方向で媒体循環を行うと、燃料（ごみ）が投入される燃焼室３から仕切板２の上を越えて燃料の一部が熱回収室５に移動してくる。このため、従来どおり、流動層炉に供給される全空気量を変えずに（熱回収室の空塔速度）＜（燃焼室の空塔速度）とすると、熱回収室側が空気不足の還元雰囲気となり、Ｃｌの気化が抑制され、媒体中Ｃｌ濃度が高くなる。
【００４２】
本実施の形態では、図３に示すように、燃焼室３に予熱空気を供給する予熱空気供給配管２２のダンパ２４の下流側に、ダンパ３３を介装した排ガス循環管路３２Ｃを接続してある。本実施の形態は、この構成により、煙道３８から取出した排ガスを燃焼室３に予熱空気とともに供給し、熱回収室５側に供給される予熱空気の量を減らすことなく、燃焼室側の空塔速度を高めて媒体循環を行わせる。この方法によれば、媒体循環時も熱回収室５が酸化雰囲気に維持され、媒体中Ｃｌ濃度を低くすることができる。
【００４３】
なお、図１に示す実施の形態において、ダンパ３３の上流側の排ガス循環管路３２Ｃを、ダンパ３３Ａを介装した排ガス循環管路３２Ｄにより予熱空気供給配管２２のダンパ２４の下流側に接続し、必要に応じてダンパ３３，３３Ａのいずれか一方を開いて熱回収室５もしくは燃焼室３の空塔速度を高めるように構成してもよい。
（実施の形態Ｅ）
流動化空気の供給を、散気管ではなく、炉の底部に配置された多孔板（分散板）とこの多孔板の下側に形成された風箱を用いている流動層炉では、熱回収室５と燃焼室３に供給される流動化空気は、それぞれ別の風箱から供給されるようになっているから、空塔速度を大きくしたい側の室の風箱に排ガス循環管路３２Ｃを接続した構成とすればよい。
【００４４】
上記各実施の形態はいずれも流動層焼却炉で蒸気を生成し、この蒸気を発電に使用するものであるが、発電プラントに限らず、高温高圧の蒸気として熱回収する流動層焼却炉を使用するシステムであれば、本発明を適用可能であることは云うまでもない。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、排ガス量を増加させることなく、熱回収室の媒体中塩素濃度を低下させることができるので、過熱器の腐食を増加させることなく過熱器と熱交換する燃焼ガスの流速を高めることが可能となり、ボイラ効率の低下を抑制できる。また、熱回収室の媒体中塩素濃度を低下させることができるので、高価な材料を使用することなく過熱器の寿命が延長され、運転コストが低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態Ａを示す系統図である。
【図２】実施の形態Ａにおける流動化気体の状態を示す概念図である。
【図３】本発明の実施の形態Ｄを示す系統図である。
【図４】従来技術の流動層焼却炉の例を示す系統図である。
【図５】図４における均一流動時の流動化気体の状態を示す概念図である。
【図６】図４における媒体循環時の流動化気体の状態を示す概念図である。
【符号の説明】
１  流動層炉
２  仕切板
３  燃焼室
４  過熱器
５  熱回収室
６  散気管
７  供給シュート
８  燃焼ガス
９  蒸発器
１０  節炭器
１１  空気予熱器
１２  減温塔
１３  搬送ライン
１４  バグフィルタ
１５  誘引送風機
１６  煙突
１７  抜き出しライン
１８  蒸気タービン
１９  発電機
２０  押込送風機
２１  予熱空気ライン
２２，２３  予熱空気供給配管
２４，２５  ダンパ
３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ  排ガス循環管路
３３  ダンパ
３４，３５，３６，３７  管路
３８  煙道
【図１】
2004278992.tif 000004
【図２】
2004278992.tif 000005
【図３】
2004278992.tif 000006
【図４】
2004278992.tif 000007
【図５】
2004278992.tif 000008
【図６】
2004278992.tif 000009