(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭と水を混練して得られたペースト状の燃料を流動層ボイラで燃焼させる際に、圧縮空気により可燃性廃棄物と前記ペースト状の燃料を混合し、その混合燃料を流動層ボイラに供給して燃焼させることを特徴とする流動層ボイラ装置の運転方法。
【請求項２】
請求項１に記載の流動層ボイラ装置の運転方法において、前記混合燃料を流動層下部に供給することを特徴とする流動層ボイラ装置の運転方法。
【請求項３】
請求項１に記載の流動層ボイラ装置の運転方法において、流動層内の複数箇所の温度を測定し、その測定結果に基づいて前記可燃性廃棄物の混入量を調整することを特徴とする流動層ボイラ装置の運転方法。
【請求項４】
流動層ボイラに接続され、石炭と水を混練して得られたペースト状の燃料を前記流動層ボイラに供給するための主燃料供給系と、前記主燃料供給系の途中に接続され、粉砕した可燃性廃棄物と圧縮空気を前記主燃料供給系に供給する副燃料供給系とを備え、前記主燃料供給系内のペースト状の燃料に、前記副燃料供給系から供給される可燃性廃棄物と圧縮空気を混合し、その混合燃料を前記主燃料供給系を介して前記流動層ボイラに供給して燃焼させることを特徴とする流動層ボイラ装置。
【請求項５】
流動層ボイラに接続され、石炭と水を混練して得られたペースト状の燃料と圧縮空気を前記流動層ボイラに供給する燃料供給配管と、該燃料供給配管の途中に接続され、粉砕した可燃性廃棄物を前記燃料供給配管に供給する搬送配管とを備え、前記燃料供給配管のペースト状の燃料に前記圧縮空気を注入し、該圧縮空気が注入されたペースト状の燃料に前記搬送配管から供給される可燃性廃棄物を混合し、その混合燃料を前記燃料供給配管を介して前記流動層ボイラに供給して燃焼させることを特徴とする流動層ボイラ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可燃性廃棄物を流動層ボイラで燃焼させる際に、流動層の温度分布の均一化を図るのに好適な流動層ボイラ装置の運転方法、および流動層ボイラ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
流動層ボイラ装置では、石炭を流動層ボイラ内で燃焼させ、その燃焼熱により、ボイラ内に設置した伝熱管を過熱して、伝熱管内で蒸気を発生させている。流動層ボイラにおいては、伝熱管が燃料の局所燃焼で焼損しないように、流動層内の温度分布を均一にする必要がある。一般に、流動層ボイラに供給された燃料は水平方向には分散しにくい特性があり、そのために燃料供給装置は水平方向に複数個並べて配置されている。また、燃料供給装置の個数は流動層ボイラの断面積に概ね比例している。
【０００３】
供給する燃料は、流動層内で分散する前に燃焼しないように、石炭と水を混合してペースト状にし、燃料供給ポンプによって流動層ボイラに供給される。燃料の供給量は、伝熱管での発生蒸気を一定に保つため、流動層内の温度が所定値となるよう制御されている。
【０００４】
燃料を燃焼させるための燃焼用の空気は、流動層を形成するために投入される流動用の空気を利用しており、ボイラ下部より供給される。また、燃焼ガス中の残存酸素濃度はボイラ出口に設置された酸素濃度計により計測されている。そして、上記燃焼用の空気の供給量は、残存酸素濃度が規定値となるように、すなわち空燃比（燃料流量と燃焼用空気流量との割合）が一定となるよう制御されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、流動層ボイラでごみを燃焼させる場合、燃料としてごみだけを燃焼させると、ごみには生ごみ等の燃えにくいごみが混合しているために発熱量が変動し、伝熱管での蒸発量を一定に保持しにくい。
【０００６】
このため、発熱量の安定している石炭等の燃料と併用して、流動層ボイラ内でごみを燃焼させることが必須となる。しかし、このような燃焼方式で石炭とごみといった異種のものを燃焼させると、各々に適正な燃焼状態とすることは難しい。
【０００７】
本発明の目的は、上記の従来技術の問題点を解決し、流動層ボイラでごみを安定して燃焼させることのできる流動層ボイラ装置の運転方法、および流動層ボイラ装置を提供することにある。
【０００８】
【課題点を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の流動層ボイラの運転方法は、石炭と水を混練して得られたペースト状の燃料に、可燃性廃棄物を粉砕して混合し、その混合燃料を流動層ボイラに供給して燃焼させることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の流動層ボイラの運転方法は、石炭と水を混練して得られたペースト状の燃料を流動層ボイラで燃焼させる際に、粉砕した可燃性廃棄物を圧縮空気により前記ペースト状の燃料に混合し、その混合燃料を流動層ボイラに供給して燃焼させることを特徴としている。
【００１０】
流動層ボイラにおいて、石炭と水を混合して得られたペースト状の燃料に、粉砕した可燃性廃棄物（ごみ）を混合して流動層に供給すると、ペースト状の燃料と混合した可燃性廃棄物は流動層内では均一に広がる。これにより、流動層内では局所的な燃焼が回避され、均一に燃焼するようになる。この場合、可燃性廃棄物と混合したペースト状の燃料を流動層下部に供給するとよい。このようにすれば、可燃性廃棄物の燃焼にも必要な滞留時間を確保することができ、石炭および可燃性廃棄物ともに完全燃焼させることが可能となる。
【００１１】
石炭と水をペースト状に混合した燃料に、粉砕した可燃性廃棄物を混ぜるにあたっては、分散空気（圧縮空気）を供給する。このようにすると、分散空気によりペースト状の燃料に空間が形成され、その空間に可燃性廃棄物の粉砕片が置き換わり、ペースト状の燃料との良好な混合が可能となる。図２には、ペースト状の燃料に分散空気と共に可燃性廃棄物を供給した場合を示す。
【００１２】
また、流動層内の複数箇所の温度を測定し、その測定結果に基づいて可燃性廃棄物の混入量を調整するとよい。例えば、各燃料供給装置近傍で流動層の温度を複数箇所測定し、その測定値と目標値を比較して、供給する可燃性廃棄物の混入量を調整する。これによって、可燃性廃棄物の発熱量の違いによる燃焼特性の調整が可能となる。
【００１３】
また、本発明の流動層ボイラ装置は、流動層ボイラに接続され、石炭と水を混練して得られたペースト状の燃料を前記流動層ボイラに供給するための主燃料供給系と、前記主燃料供給系の途中に接続され、粉砕した可燃性廃棄物と圧縮空気を前記主燃料供給系に供給する副燃料供給系とを備え、前記主燃料供給系内のペースト状の燃料に、前記副燃料供給系から供給される可燃性廃棄物と圧縮空気を混合し、その混合燃料を前記主燃料供給系を介して前記流動層ボイラに供給して燃焼させることを特徴としている。なお、予め石炭と水を混連して得られたペースト状の燃料へ圧縮空気を供給しておいても良い。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図１は、本発明に係る流動層ボイラ装置の全体システムを示している。流動層ボイラ１は、図１に示すように、下部より燃焼用空気２が導入され、燃料供給装置３より供給された燃料を流動層４で燃焼させる。燃焼用空気２の流量は空気流量計１Ａで計測されている。流動層ボイラ１には、内部に水が流れている伝熱管５が設けられ、この伝熱管５内の水は流動層４での燃焼によって加熱され蒸気を発生する。発生した蒸気は蒸気タービン６を駆動し、さらに蒸気タービン６は発電機７を駆動する。
【００１５】
燃料供給装置３から供給される燃料は、流動層４内で分散する前に燃焼しないように、石炭８に水９を混合してペースト状の燃料として、流動層４の下部に供給されている。燃料供給装置３には、途中に燃料供給ポンプ１０を有する燃料供給配管１１が接続され、前記ペースト状の燃料は燃料供給ポンプ９によって加圧され、燃料供給配管１１を介して燃料供給装置３に搬送されている。ペースト状の燃料の流量は燃料流量計８Ａにより計測されている。なお、燃料供給装置３は流動層ボイラ１の下部に複数設置されている。
【００１６】
流動層ボイラ１の下部には、流動層４内の温度を測定する層温度計１２が複数設けられている。燃料供給装置３からの燃料供給は、層温度計１２での検出温度が規定温度となるように制御され、これによって、伝熱管５での発生蒸気が一定に保たれている。また、ボイラ出口には燃焼ガス１３中の残存酸素濃度を測定する酸素濃度計１４が設けられている。そして、燃焼用空気２の流入量は残存酸素濃度が規定値となるように制御されている。
【００１７】
流動層ボイラ１で可燃性廃棄物であるごみ１７を燃焼する場合には、受け入れたごみ１７はごみ前処理設備１６に送られ、流動層ボイラで燃焼可能なように前処理される。ごみ前処理設備は、破袋機１８、一次磁選機１９、一次破砕機２０、乾燥機２１、二次磁選機２２、アルミ磁選機２３、風力選別機２４、および二次粉砕機２５を備えている。
【００１８】
ゴミ前処理設備１６で受け入れたごみ１７は、一般的に袋詰めされているので破袋機１８で破袋され、ゴミ１７に含まれている異物が除去される。そして、一次磁選機１９により燃焼に不適当な鉄分が除去され、さらに一次破砕機２０で破砕される。ゴミを破砕することにより、乾燥機２１での乾燥効率が向上し、後流の選別工程で不燃物の除去を容易に行うことができる。その後、二次磁選機２２、アルミ磁選機２３、風力選別機２４でそれぞれ鉄、アルミ、不燃物が除去された後に、ごみは二次粉砕機２５で粉砕される。二次粉砕機２５では、燃料供給系統にて詰りを生じないよう、燃料供給装置３の内径の約１／３以下に粉砕される。粉砕されたごみには水９が注入され、ごみは水と混ざってペースト状になる。
【００１９】
なお、破袋から二次粉砕までの過程は、一般的なごみ固形燃料の製造過程と同様であるが、受け入れするごみの性質により、装置機器の一部を削除することができる。また、別装置においてごみを固形燃料のかたちとしたものを用いることもできる。
【００２０】
二次粉砕機２５には粉砕ごみ搬送配管２７の一端が接続され、この粉砕ごみ搬送配管２７の他端は燃料供給配管１１に接続されている。そして、ペースト状の粉砕ごみは、粉砕ごみ搬送配管２７の途中に設けられた粉砕ごみ供給ポンプ２８によって圧送されて燃料供給配管１１に供給される。この場合、粉砕ごみ搬送配管２７には粉砕ごみ供給ポンプ２８の下流側において、圧縮空気である分散空気２９が注入される。
【００２１】
燃料供給配管１１の中には石炭８と水９が混連したペースト状の燃料が存在しているが、ペースト状の粉砕ごみを分散空気２９と共に燃料供給配管１１に供給すると、分散空気２９によりペースト状の燃料中に空間が形成され、その空間に粉砕ごみが置き換わる。これにより、ペースト状の燃料と粉砕ごみの良好な混合が可能となる。なお、本実施の形態では粉砕ごみ搬送配管２７に分散空気２９を注入した例を示しているが、燃料供給配管１１に分散空気を注入して、ペースト状の燃料に予め空間を形成しておき、そのペースト状の燃料に粉砕ごみを混合することも可能である。
【００２２】
石炭とごみとの混合燃料は、燃料供給装置３から流動層４下部に均一に供給され、局所的に燃焼することはなく、流動層４内で均一に燃焼する。また、流動層ボイ１下部に設けられた燃料供給装置３より供給することにより、燃焼に必要な滞留時間を確保することができ、供給したごみの完全燃焼が可能となる。
【００２３】
ごみ１７は生ごみ等の種々の可燃廃棄物からなり発熱量が変動する。そのため、伝熱管５での蒸発量を一定に保持するには、供給するごみ１７の量は、ごみの発熱量の変動によるボイラへの入熱量の変動の影響度合いを考慮し、石炭量の１０％程度以下とするのがよい。
【００２４】
流動層ボイラ１においては、伝熱管５が燃料の局所燃焼で焼損しないように、流動層４内の温度分布を均一にする必要があるので、燃料供給装置３は水平面内に複数個並べて配置されている。このとき、各燃料供給装置３の近傍に設置した層温度計１２の温度がそれぞれ規定温度となるように、供給するごみ１７の混入量を調整することにより、ごみの発熱量の違いによる燃焼特性の調整が可能となる。
【００２５】
なお、本実施の形態では、燃料供給ポンプ１０、燃料供給配管１１および燃料供給装置３は主燃料供給系を、粉砕ごみ搬送配管２７および粉砕ごみ供給ポンプ２８は副燃料供給系をそれぞれ構成している。
【００２６】
また、本実施の形態では、燃料供給配管１１の１つにペースト状の粉砕ごみと分散空気を供給するようにしたが、複数の燃料供給配管１１にペースト状の粉砕ごみと分散空気を供給して、同様の制御で流動層４内の層温度を均一に保持することも可能である。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、流動層ボイラにおいて、ごみを燃料と混合させて、均一にしかも完全燃焼させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る流動層ボイラ装置の全体システムを示した構成図である。
【図２】ペースト状の燃料に粉砕ごみが混合される原理を示した説明図である。
【符号の説明】
１  流動層ボイラ
３  燃料供給装置
４  流動層
５  伝熱管
８  石炭
９  水
１０  燃料供給ポンプ
１１  燃料供給配管
１２  層温度計
１４  酸素濃度計
１６  ごみ前処理設備
２７  粉砕ごみ搬送配管
２８  粉砕ごみ供給ポンプ
２９  分散空気
【図１】
0004557445.tif 000002
【図２】
0004557445.tif 000003