(57)【要約】      （修正有）【課題】循環流動層の系内で発生する粒子凝集の問題と、対流伝熱部における伝熱面の腐食や汚れ障害の問題を同時に解決できる循環流動層ボイラ装置及びその運転制御方法を提供する。【解決手段】石炭、各種廃棄物又はバイオマスを燃焼する火炉１と、サイクロン３と、対流伝熱部６と、循環ライン４４とを備えた循環流動層ボイラ装置の運転制御方法において、前記サイクロン３で捕集された捕集粒子及び該粒子に巻き込まれたガスを、粒子捕集箱４まで１〜３ｍ/ｓｅｃのスピードでダウンフローさせて落下させる工程により、前記粒子捕集箱の下方から流動化空気を供給して上向きのガス流速を与え、上向きの流動化空気の速度を、捕集粒子の下向きの平均下降速度より十分に速い速度に調整し、且つ前記流動化空気の流動層内の滞留時間（通過時間）を微粒子の分離、分級が十分可能な時間確保する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭、各種廃棄物又はバイオマスの少なくとも１種からなる燃料を流動層を形成して燃焼する火炉と、該火炉から高温の燃焼ガスを導入し該燃焼ガスに同伴して排出される粒子を捕集するサイクロンと、該サイクロンで粒子が分離された燃焼ガスを供給して熱交換により蒸気を発生させる対流伝熱部と、前記サイクロンで分離された粒子を循環粒子として前記火炉に戻す循環ラインとを備えた循環流動層ボイラ装置の運転制御方法において、
前記サイクロンで捕集された捕集粒子及び該粒子に巻き込まれたガスを、粒子捕集箱まで１〜３ｍ/ｓｅｃのスピードでダウンフローさせて落下させる工程と、
前記粒子捕集箱の下方から流動化空気を供給して上向きのガス流速を与えると共に流動層を形成する際に、前記流動層内の上向きの流動化空気の速度を、捕集粒子の下向きの平均下降速度より十分に速い速度に調整し、且つ前記流動化空気の流動層内の滞留時間（通過時間）を微粒子の分離、分級が十分可能な時間確保する工程と、
を有することを特徴とする循環流動層ボイラ装置の運転制御方法。
【請求項２】
粒子捕集箱内の流動化空気の流速は０．１〜０．５ｍ／ｓｅｃの範囲で選定し、粒子捕集箱の粒子の平均下降速度を０．１ｍ／ｓｅｃ以下の範囲に選定することを特徴とする請求項１記載の循環流動層ボイラ装置の運転制御方法。
【請求項３】
流動層内における流動化空気の滞留時間（通過時間）を、３秒以上とすることを特徴とする請求項１又は２記載の循環流動層ボイラ装置の運転制御方法。
【請求項４】
粒子捕集箱内の流動化空気の流速を０．１〜０．５ｍ／ｓｅｃの範囲に制御するトリガー因子を、バグフィルターの入口温度とすることを特徴とする請求項１、２又は３記載の循環流動層ボイラ装置の運転制御方法。
【請求項５】
粒子捕集箱内の流動層を形成する粒子中の粗い粒子の量を制御することを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の循環流動層ボイラ装置の運転制御方法。
【請求項６】
石炭、各種廃棄物又はバイオマスの少なくとも１種からなる燃料を流動層を形成して燃焼する火炉と、該火炉から高温の燃焼ガスを導入し該燃焼ガスに同伴して排出される粒子を捕集するサイクロンと、該サイクロンで粒子が分離された燃焼ガスを供給して熱交換により蒸気を発生させる対流伝熱部と、前記サイクロンで分離された粒子を循環粒子として前記火炉に戻す循環ラインとを備えた循環流動層ボイラ装置において、
前記サイクロン底部の粒子排出口に、循環粒子を一定量貯蔵する粒子捕集箱の上部開口が連結しており、
該粒子捕集箱の横断面方向の開口面積が、前記サイクロン底部の粒子排出口の開口面積の２倍以上であり、
該粒子捕集箱の粒子保有容積を、循環粒子が３秒以上滞留する容積とし、
該粒子捕集箱の側壁下部又は底部には、捕集粒子を排出する粒子排出口を設け、該粒子排出口は前記循環ラインを介して前記火炉低部に接続されており、
該粒子捕集箱の底部又は側壁下部に流動化空気を供給する空気供給口を設け、該空気供給口から供給される流動化空気により該粒子捕集箱内に流動層を形成し、
該空気供給口から供給される流動化空気量を制御する流動化空気制御装置を備え、該流動化空気制御装置は前記流動層内の上向きの流動化空気の速度を、捕集粒子の下向きの平均下降速度より十分に速い速度に調整すると共に、流動化空気の流動層内の対流時間（通過時間）を微粒子の分離、分級が十分可能な時間に制御することを特徴とする循環流動層ボイラ装置。
【請求項７】
流動化空気制御装置は、流動化空気流速を０．１〜０．５ｍ／ｓｅｃの範囲で制御し、粒子捕集箱の粒子の平均下降速度を０．１ｍ／ｓｅｃ以下の範囲で制御することを特徴とする請求項６記載の循環流動層ボイラ装置。
【請求項８】
流動化空気制御装置は、流動化空気流速を０．１〜０．５ｍ／ｓｅｃの範囲に制御するトリガー因子を、前記対流伝熱部の下流側に設けるバグフィルターの入口温度とすることを特徴とする請求項６又は７記載の循環流動層ボイラ装置。
【請求項９】
粒子捕集箱の粒子排出口から排出される粒子の量を制御する粒子循環量制御装置を備えることを特徴とする請求項６、７又は８記載の循環流動層ボイラ装置。
【請求項１０】
前記粒子循環量制御装置が、機械式または空気式の粒子循環量制御装置であることを特徴とする請求項９記載の循環流動層ボイラ装置。
【請求項１１】
空気式の粒子循環量制御装置が、Ｊ−バルブ又はＬ−バルブであることを特徴とする請求項１０記載の循環流動層ボイラ装置。
【請求項１２】
前記粒子捕集箱に近接して流動層を設置し、該流動層に伝熱管を備えた熱交換器を収納し、該流動層の下部に該流動層内の粒子を排出する粒子排出口を設け、該粒子排出口は循環ラインを介して火炉に連結されることを特徴とする請求項６〜１１の何れかに記載の循環流動層ボイラ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は循環流動層ボイラ装置及びその運転制御方法に関し、詳しくは対流伝熱部のクリーニングを効果的に実施できる循環流動層ボイラ装置及びその運転制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物発電は、従来の化石燃料に替わる再生可能エネルギーの安定供給源として、また地球温暖化防止対策として、さらには最終処分場の延命につながる埋め立て量の削減対策等として大きく貢献し、その結果、地球のエネルギー問題、地球の環境問題、そして地域社会問題の改善に寄与するものと期待されている。
【０００３】
平成１３年６月に提出された２０１０年度の廃棄物発電導入目標として、新エネルギー全体の３割に相当する４１７万ＫＷの目標が掲げられている。１９９９年度の実績が９０万ＫＷ程度であることから、５倍の設備容量の増加を図る必要があるとされている。
【０００４】
また、循環型社会構築に向けた法体系も着々と整備され、見直しが実施され、２００３年４月から新エネルギー等の利用に関する特別措置法（ＲＰＳ制度）が完全施行されることから、都市ごみ、下水汚泥、食品廃棄物、農林水産廃棄物、製紙黒液、建築廃材などの廃棄物を対象とした新エネルギー発電の推進が図られるものと予想される。
【０００５】
新エネルギー発電の推進において、近年、廃棄物発電分野の核となる廃棄物燃焼からの超高効率発電を可能とする循環流動層ボイラが注目されている。
【０００６】
従来の循環型流動層ボイラ装置は、図８に示すように、流動層を有する火炉５０と、サイクロン５１と、循環ライン５２Ａ、５２Ｂ、対流伝熱部５３を備えている。
【０００７】
火炉５０の底部に供給される廃棄物などの燃料、補助燃料、砂利や砂などのデンスベッド材、循環ソリッドなどが燃焼空気によって流動化されている状態で燃焼を開始すると、高温の燃焼ガスが発生し、その燃焼ガスは燃焼灰、砂、石灰粒子を同伴してサイクロン５１に送られ粒子が捕集される。
【０００８】
サイクロン５１で捕集された粒子は、下方に排出され、循環ライン５２Ａ、５２Ｂを介して火炉５０に戻される。循環ライン５２Ａと５２Ｂの途中には、外部熱交換器５４が配置されている。
【０００９】
サイクロン５１で捕集された粒子は循環ライン５２Ａを介して外部熱交換器５４に供給され、熱回収された後、循環ライン５２Ｂを介して火炉５０底部のデンスベッド部に循環ソリッドとして戻される。外部熱交換器５４を経由した粒子は熱を奪われ、冷固体になる。
【００１０】
サイクロン５１から分離された高温ガスと灰は、対流伝熱部５３に送られる。対流伝熱部５３で高温ガスから熱回収する。
【００１１】
その後、熱回収後のガスは、灰と共にバグフィルター５５に送られ排ガスと灰に分離され、排ガスは必要により排ガス処理され、系外に排出される。
【００１２】
かかる装置において、外部熱交換器５４及び対流伝熱部５３で回収された熱を利用して高温高圧の蒸気を発生させている。
【００１３】
しかしながら、燃料源である各種廃棄物の中には、塩素、臭素、フッ素などの腐食性ガスであるハロゲン類のほかに、Ｎａ、Ｋなどのアルカリ類を多く含むものも存在している。
【００１４】
燃料中に、Ｎａ、Ｋ、Ｓ、Ｃｌの含有量の高い燃料を燃焼した場合、これらの成分は低融点化合物を形成し、サイクロンで捕集されて循環粒子中に混入し、さらにこれが蓄積されていくため、珪砂を主成分とする循環粒子同士を結合させて大きな固形物（クリンカ）や流動化不良（シンタリング）を形成する。これらのクリンカやシンタリングが循環流動層の系内で発生すると、特に火炉を形成する流動層で発生すると、循環流動層ボイラの運転継続が不能になる問題がある。
【００１５】
また、廃棄物中のアルカリ金属濃度が増大すると、サイクロンから対流伝熱部にわたって灰付着やクリンカ生成、閉塞の問題が顕在化してくる。著しい場合は、ボイラを停止して清掃する必要がある。汚れが増加すると、伝熱不良により排ガス温度が上昇し熱効率が低下する。ボイラ管上に堆積したダストにより、ダイオキシン類が生成され排出増大の原因となる。
【００１６】
更に特に最近注目されているバイオマス類は、Ｋ、Ｐのような元素を多く含んでおり、産業廃棄物と混焼する場合には、対流伝熱部における高温腐食、伝熱面の汚れだけでなく、循環粒子として多く利用されている珪砂と反応して低融点のガラス状物質を生成し、粒子の凝集（クリンカ、シンタリング）問題を発生するおそれがある。
【００１７】
このように循環流動層ボイラにおいては、循環流動層の系内で発生する粒子凝集（クリンカ、シンタリング）の問題と、対流伝熱部における伝熱面の腐食や汚れ障害の問題が深刻であるが、従来、これらの問題を同時に解決する技術は知られていない。
【００１８】
特許文献１には、系内で捕集された粒子（ソリッド）の一部を対流伝熱部の上流側に導き、対流伝熱部に設けられている伝熱管の表面に供給して衝突させ、表面付着物を剥離する粒子クリーニング方式が開示されているが、この方式では、循環流動層の系内で発生する粒子凝集（クリンカ、シンタリング）の問題は解消できない。
【特許文献１】特開平４−４８１９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
そこで、本発明の課題は、循環流動層の系内で発生する粒子凝集の問題と、対流伝熱部における伝熱面の腐食や汚れ障害の問題を同時に解決できる循環流動層ボイラ装置及びその運転制御方法を提供することにある。
【００２０】
また本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
【００２２】
（請求項１）石炭、各種廃棄物又はバイオマスの少なくとも１種からなる燃料を流動層を形成して燃焼する火炉と、該火炉から高温の燃焼ガスを導入し該燃焼ガスに同伴して排出される粒子を捕集するサイクロンと、該サイクロンで粒子が分離された燃焼ガスを供給して熱交換により蒸気を発生させる対流伝熱部と、前記サイクロンで分離された粒子を循環粒子として前記火炉に戻す循環ラインとを備えた循環流動層ボイラ装置の運転制御方法において、
前記サイクロンで捕集された捕集粒子及び該粒子に巻き込まれたガスを、粒子捕集箱まで１〜３ｍ/ｓｅｃのスピードでダウンフローさせて落下させる工程と、
前記粒子捕集箱の下方から流動化空気を供給して上向きのガス流速を与えると共に流動層を形成する際に、前記流動層内の上向きの流動化空気の速度を、捕集粒子の下向きの平均下降速度より十分に速い速度に調整し、且つ前記流動化空気の流動層内の滞留時間（通過時間）を微粒子の分離、分級が十分可能な時間確保する工程と、
を有することを特徴とする循環流動層ボイラ装置の運転制御方法。
【００２３】
（請求項２）粒子捕集箱内の流動化空気の流速は０．１〜０．５ｍ／ｓｅｃの範囲で選定し、粒子捕集箱の粒子の平均下降速度を０．１ｍ／ｓｅｃ以下の範囲に選定することを特徴とする請求項１記載の循環流動層ボイラ装置の運転制御方法。
【００２４】
（請求項３）流動層内における流動化空気の滞留時間（通過時間）を、３秒以上とすることを特徴とする請求項１又は２記載の循環流動層ボイラ装置の運転制御方法。
【００２５】
（請求項４）粒子捕集箱内の流動化空気の流速を０．１〜０．５ｍ／ｓｅｃの範囲に制御するトリガー因子を、バグフィルターの入口温度とすることを特徴とする請求項１、２又は３記載の循環流動層ボイラ装置の運転制御方法。
【００２６】
（請求項５）粒子捕集箱内の流動層を形成する粒子中の粗い粒子の量を制御することを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の循環流動層ボイラ装置の運転制御方法。
【００２７】
（請求項６）石炭、各種廃棄物又はバイオマスの少なくとも１種からなる燃料を流動層を形成して燃焼する火炉と、該火炉から高温の燃焼ガスを導入し該燃焼ガスに同伴して排出される粒子を捕集するサイクロンと、該サイクロンで粒子が分離された燃焼ガスを供給して熱交換により蒸気を発生させる対流伝熱部と、前記サイクロンで分離された粒子を循環粒子として前記火炉に戻す循環ラインとを備えた循環流動層ボイラ装置において、
前記サイクロン底部の粒子排出口に、循環粒子を一定量貯蔵する粒子捕集箱の上部開口が連結しており、
該粒子捕集箱の横断面方向の開口面積が、前記サイクロン底部の粒子排出口の開口面積の２倍以上であり、
該粒子捕集箱の粒子保有容積を、循環粒子が３秒以上滞留する容積とし、
該粒子捕集箱の側壁下部又は底部には、捕集粒子を排出する粒子排出口を設け、該粒子排出口は前記循環ラインを介して前記火炉低部に接続されており、
該粒子捕集箱の底部又は側壁下部に流動化空気を供給する空気供給口を設け、該空気供給口から供給される流動化空気により該粒子捕集箱内に流動層を形成し、
該空気供給口から供給される流動化空気量を制御する流動化空気制御装置を備え、該流動化空気制御装置は前記流動層内の上向きの流動化空気の速度を、捕集粒子の下向きの平均下降速度より十分に速い速度に調整すると共に、流動化空気の流動層内の対流時間（通過時間）を微粒子の分離、分級が十分可能な時間に制御することを特徴とする循環流動層ボイラ装置。
【００２８】
（請求項７）流動化空気制御装置は、流動化空気流速を０．１〜０．５ｍ／ｓｅｃの範囲で制御し、粒子捕集箱の粒子の平均下降速度を０．１ｍ／ｓｅｃ以下の範囲で制御することを特徴とする請求項６記載の循環流動層ボイラ装置。
【００２９】
（請求項８）流動化空気制御装置は、流動化空気流速を０．１〜０．５ｍ／ｓｅｃの範囲に制御するトリガー因子を、前記対流伝熱部の下流側に設けるバグフィルターの入口温度とすることを特徴とする請求項６又は７記載の循環流動層ボイラ装置。
【００３０】
（請求項９）粒子捕集箱の粒子排出口から排出される粒子の量を制御する粒子循環量制御装置を備えることを特徴とする請求項６、７又は８記載の循環流動層ボイラ装置。
【００３１】
（請求項１０）前記粒子循環量制御装置が、機械式または空気式の粒子循環量制御装置であることを特徴とする請求項９記載の循環流動層ボイラ装置。
【００３２】
（請求項１１）空気式の粒子循環量制御装置が、Ｊ−バルブ又はＬ−バルブであることを特徴とする請求項１０記載の循環流動層ボイラ装置。
【００３３】
（請求項１２）前記粒子捕集箱に近接して流動層を設置し、該流動層に伝熱管を備えた熱交換器を収納し、該流動層の下部に該流動層内の粒子を排出する粒子排出口を設け、該粒子排出口は循環ラインを介して火炉に連結されることを特徴とする請求項６〜１１の何れかに記載の循環流動層ボイラ装置。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によると、循環流動層の系内で発生する粒子凝集の問題と、対流伝熱部における伝熱面の腐食や汚れ障害の問題を同時に解決できる循環流動層ボイラ装置及びその運転制御方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３６】
図１は、本発明の循環流動層ボイラの一態様を示す概略フロー図である。
【００３７】
同図において、１は流動層（デンスベッド）を有する火炉である。火炉１の下部には、石炭、各種廃棄物（例えば建築廃材チップ、下水汚泥、農林廃棄物、食品廃棄物、ＲＤＦ（Ｒｕｆｕｓｅ  Ｄｅｒｉｖｅｄ  Ｆｕｅｌ）等の再生可能エネルギー及びＲＰＦ（Ｒｕｆｕｓｅ  Ｐａｐｅｒ  ＆  Ｐｌａｓｔｉｃ  Ｆｕｅｌ）、廃タイヤなど）又はバイオマスの少なくとも１種からなる燃料、補助燃料、燃焼用空気、循環ソリッド、デンスベッド材などが供給され、燃焼用空気が供給されると、これらは激しく流動化され、混合攪拌される。流動化された状態で、着火されると、激しく燃焼し、燃焼ガスや灰などを発生する。
【００３８】
この燃焼ガスには燃焼灰、石灰、砂などの粒子が、循環ソリッド（粒子）として同伴し、燃焼ガスダクト２を介してサイクロン３に導かれる。サイクロン３では燃焼ガスと粒子に分離される。サイクロン３は底部に粒子排出口３０を有しており、該粒子排出口３０は伸縮部材３１を介して粒子捕集箱４に連結している。
【００３９】
粒子捕集箱４は循環粒子を一定量貯蔵する役割を果たし、上部に形成される上部開口４０は、伸縮部材３１と連結している。この態様では粒子排出口３０と伸縮部材３１の内部開口の断面積は同等が好ましい。
【００４０】
本態様においては、粒子捕集箱４の横断面方向の開口面積Ｓ２は、前記サイクロン３底部の粒子排出口３０の開口面積Ｓ１の２倍以上とし、好ましくは５倍以上としている。このような開口比にすると、粒子捕集箱4内に形成される流動層４５の上向きの流動化空気の速度を、捕集粒子の下向きの平均下降速度より十分に速い速度とすることができる。従って、捕集粒子が下降していても、流動化空気を上昇させることができ、腐食成分（ガスや微粒子）は上昇させるが、比較的粗い捕集粒子は下降させることができるからである。
【００４１】
粒子捕集箱４の横断面方向の開口面積は、図面のＢ−Ｂ線断面の面積であり、粒子排出口３０の開口面積は、Ａ−Ａ線断面の面積である。Ａ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線の位置は一例であり、格別限定されない。なお、Ｓ２＞２×Ｓ１であればよいので、図示のように階段状の拡大であることなく、なだらかな傾斜状の拡大でもよい。
【００４２】
粒子捕集箱４の粒子保有容積は、循環粒子が３秒以上滞留する容積である。後述のように、微粒子の分離、分級時間を十分保持する効果を発揮するためである。
【００４３】
４１は粒子捕集箱４の底部又は側壁下部に形成された流動化空気を供給する空気供給口である。図示の例では粒子捕集箱４の側壁下部に複数の空気供給口４１が示されている。
【００４４】
４２は粒子捕集箱４の底部又は側壁下部に設けられた粒子排出口である。粒子捕集箱４で捕集された捕集粒子は、粒子排出口４２から循環ライン４４を介して前記火炉１の下部に戻され再使用される。４６は粒子供給口である。
【００４５】
粒子排出口４２から排出される粒子排出量は、流量制御装置４３により制御されている。
【００４６】
５はファン５１から空気供給口４１に送る流動化空気量を制御する流動化空気制御装置である。
【００４７】
６は対流伝熱部であり、サイクロン３で粒子が分離された燃焼ガスを供給して熱交換により蒸気を発生させる役割を果たす。７はバグフィルターである。
【００４８】
次に、本発明の循環流動層ボイラ装置の運転制御方法の一例を説明する。
【００４９】
火炉１から送られる燃焼ガスの中には、流動層を形成している粒子、高温腐食ガスを含む燃焼ガスが含まれる。
【００５０】
サイクロン３に送られたこれら粒子や燃焼ガスはサイクロン３に送られる。サイクロン３では、捕集された捕集粒子及び該粒子に巻き込まれたガスを、粒子捕集箱４まで１〜３ｍ/secのスピードでダウンフローさせて落下させる。粒子捕集箱４まで１〜３ｍ/secのスピードに制御するには、サイクロン３から粒子捕集箱４に送られる粒子量と、主に伸縮部材３１の口径の関係で選定出来る。
【００５１】
次いで、粒子捕集箱４内での下向きのガス流速をゼロとし、粒子捕集箱４の下方から流動化空気を供給して、上向きのガス流速を与えるために流動層４５を形成する。流動化空気を供給するには、流動化空気制御装置５の制御下でファン５１を稼動させる。
【００５２】
次いで、前記流動層４５内の上向きの流動化空気の速度を、捕集粒子の下向きの平均下降速度より十分に速い速度に調整する。もし、粒子の下降速度が流動化空気の上昇速度より大きい場合には、流動化空気は上昇出来ずに、捕集粒子とともに、粒子排出口に運ばれることになるので、本発明の目的が達成できないからである。このような速度比は、粒子捕集箱４の横断面方向の開口面積Ｓ２を、前記サイクロン３底部の粒子排出口３０の開口面積Ｓ１の２倍以上に拡大することにより可能となる。
【００５３】
流動化空気流速は、０．１〜０．５m/secに選定し、粒子捕集箱４の粒子の平均下降速度は０．１m/sec以下に選定する。このような条件で粒子捕集箱４を運転制御すると、流動化空気は、捕集粒子の流動層４５を通過する時に、腐食粒子やガス成分を同伴しながら上昇し、サイクロン３の粒子排出口３０から逆流して、対流伝熱部６に流れて行くことが出来る。
【００５４】
この時の流動化空気の流動層４５内の滞留時間（通過時間）を３秒以上とすると、この部分での微粒子の分離、分級時間を十分保持することができる。  この場合、流動化空気の速度が０．１〜０．５m/secなので、流動層４５の層高は０．６〜１．５ｍ以上必要となる。
【００５５】
したがって、腐食成分が粒子捕集箱４で、流動層分級により十分分離されることから、下流側に高温過熱器のある流動層熱交換器を設けて、高温腐食を防止することが出来る。
【００５６】
また、火炉１への腐食成分の再循環を防止することになり、ここでのクリンカやシンタリング問題を軽減することが出来る。
【００５７】
本態様においては、上記の粒子捕集箱の流動化空気流速を増加していくと、サイクロン３内部へ逆流する空気量が増加し、サイクロン効率が低下してくる。即ち、流動化空気流速を０．１〜０．５m/secまで変化させると、サイクロン効率は９９．８％→９９．５％まで低下することが試験で明らかとなった。
【００５８】
流動化空気量をアップすると、腐食成分がブローアップされるだけでなく、粗い粒子も同伴されることから、これがサイクロン３を通過して対流伝熱部６の伝熱面上に付着した腐食、汚れ成分をクリーニングすることが出来る。  
【００５９】
したがって、対流伝熱部６の汚れが進行した場合、熱回収が不十分となって下流のバグフィルター７の入口温度が上昇するため、その温度をモニタして定期的に捕集箱の流動化空気量を０．１〜０．５m/secに制御させることにより、汚れをクリーニングすることが可能となる。
【００６０】
本態様の作用効果について、更に詳述すると、粒子捕集箱４は空気により０．１〜０．５m/secの流動化速度で流動化されており、かつ粒子捕集箱４内の捕集粒子の平均粒子降下速度は、０．１m/sec以下となるよう断面積が決定されているため、流動化空気は上方に移動することができ、１０〜２０ミクロンの微粒子は流動化空気により上方に輸送される。
【００６１】
流動層で分級され、流動層から飛び出して、その上部空間であるフリーボードを通過して、開口４０からサイクロン３内に逆流する。
【００６２】
この部分で微粒子中に多く含まれるＮａ、Ｋなどの腐食性粒子が分離されるとともに、粒子に巻き込まれて移動してきたＳＯ２、ＨＣｌなどの酸性ガス、Ｎａ、Ｋなどのアルカリ蒸気、Ｐｂ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｖなどの低融点の重金属蒸気も上方にパージされ、流入が防止される。
【００６３】
粒子捕集箱４の底部又は側壁下部には、捕集粒子の排出口４２が設けられており、粒子はここから火炉１に流入する。
【００６４】
また図２に示すような流動層熱交換器（ＥＨＥ）８を設置した場合には、粒子捕集箱４の粒子は、流動層熱交換器８に流入する。
【００６５】
流動層熱交換器８に流入した循環粒子は、層内に浸漬された高温過熱器管と熱交換を行った後、流量制御用御弁８０で流量を制御された後、火炉１に循環ライン８１を介して循環する。流量制御用御弁８０としては、Ｌ-バルブもしくは機械式制御弁などを用いることが出来る。８２は流動層熱交換器８に流動化空気を供給する供給口である。
【００６６】
また図３に示すように、ＥＨＥを設置しないタイプの循環流動層ボイラの場合は、１つの排出口４２がＪ−バルブ、Ｌ-バルブとよばれる空気式の流量制御装置９又は図示しない機械式流量制御装置に接続されており、その後、火炉１底部に循環ライン４４を介して再循環されている。
【００６７】
更に図４は、流動層熱交換器（ＥＨＥ）８と流量制御装置９の両方を設置した例である。
【００６８】
対流伝熱部６に流入した腐食成分は、伝熱面の腐食や汚れの発生源となるため、最下流のバグフィルター７の入口温度が上昇する場合には、バグフィルター７の温度を制御用のトリガー因子として制御する。具体的には粒子捕集箱４の流動化空気を一定のインタバルで０．５m/sec程度（最大1 m/sec程度）までアップし、粒子捕集箱４内の粗い粒子をブローアップすることにより、これを対流伝熱部６に供給して汚れをクリーニングする。
【００６９】
粒子捕集箱４内の粗い粒子が減少してくる場合には、粒子供給口４６から硅砂などを供給する。
【００７０】
粒子捕集箱４内の粗い粒子が増加してくる場合には、火炉１や流動層熱交換器８に設けられた粒子排出口から荒い粒子などを外部に排出する。
【００７１】
なお、図２〜図４において、図１と同一の符合の部位は同一の構成であるので、その説明を省略する。
【実施例】
【００７２】
以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はかかる実施例によって限定されない。
【００７３】
実施例
図１に示す循環流動層ボイラ装置において、燃料をＲＰＦとし、粒子捕集箱断面の面積を、サイクロンの粒子出口の開口面積の５倍とした。
【００７４】
粒子捕集箱の流動層の層高を１ｍとし、捕集粒子が層内を下降する速度が０．１ｍ／ｓｅｃ、粒子が層内を通過する時間を１０秒とした。
【００７５】
捕集箱流動化空気速度とサイクロン捕集粒子出口（図１の符号３０の部位）の上向空気流速の関係は、図５に示す関係となっている。
【００７６】
また捕集箱流動化空気速度とバグフィルターの入口温度の関係を調べたところ、図６のような結果が得られた。この結果から捕集箱流動化空気速度を増加させると、捕集箱内の粗い粒子の一部がサイクロンに逆流して、対流伝熱部に流入し、ここで伝熱管上に付着した微細な粒子をクリーニングするため、伝熱部での熱吸収量が増加し、その結果、バグフィルターの入口温度が低下していることが明らかであり、本発明の効果が確認できる。
【００７７】
さらに捕集箱流動化空気速度と腐食低減効果の関係を調べたところ、図７のような結果が得られた。この実験における燃料中の塩素濃度は１％であり、金属温度は６００℃であった。この結果から粒子捕集箱の流動化空気の速度を上昇させると、腐食が抑制されることがわかった。循環粒子の腐食成分濃度が減少するためである。なお、図７において、実験Ａは流動層熱交換器（材質：ＳＵＳ３１０）の腐食試験であり、実験Ｂは火炉水冷壁（材質：ＳＵＳ３１０）の腐食試験である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の一実施形態を示すフロー図
【図２】本発明の他の実施形態を示すフロー図
【図３】本発明の他の実施形態を示すフロー図
【図４】本発明の他の実施形態を示すフロー図
【図５】捕集箱流動化空気速度とサイクロン捕集粒子出口の上向空気流速の関係を示すグラフ
【図６】捕集箱流動化空気速度とバグフィルターの入口温度の関係を示すグラフ
【図７】捕集箱流動化空気速度と腐食低減効果の関係を示すグラフ
【図８】従来例を示すフロー図
【符号の説明】
【００７９】
１：火炉
２：燃焼ガスダクト
３：サイクロン
３０：粒子排出口
３１：伸縮部材
４：粒子捕集箱
４０：上部開口
４１：空気供給口
４２：粒子排出口
４３：流量制御装置
４４：循環ライン
４５：流動層
４６：粒子供給口
５：流動化空気制御装置
５１：ファン
６：対流伝熱部
７：バグフィルター
８：流動層熱交換器（ＥＨＥ）
８０：流量制御用御弁
８１：循環ライン
８２：供給口
９：流量制御装置
【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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