旋流式流化床爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及形成移動(dòng)層與流化層并處理廢棄物的旋流式流化床爐。
【背景技術(shù)】
[0002]作為抑制未燃物的產(chǎn)生并處理廢棄物的裝置，公知有流化床爐。流化床爐對(duì)投入于加熱至高溫的砂等流化介質(zhì)中的廢棄物進(jìn)行干燥、熱分解以及燃燒。
[0003]作為該流化床爐的一種，公知有旋流式流化床爐，即、通過(guò)向砂等流化介質(zhì)以周邊部的質(zhì)量速度比其中央部的質(zhì)量速度大的方式供給流化氣體，從而形成流化介質(zhì)向爐內(nèi)的中央部沉降的移動(dòng)層與流化介質(zhì)向爐內(nèi)的周邊部積極地流化的流化層(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。在該旋流式流化床爐中，通過(guò)供給至移動(dòng)層以及流化層的流化空氣，形成有流化介質(zhì)在移動(dòng)層下降并到達(dá)周邊部的流化層底部，接下來(lái)在流化層中上升，在流化層上部飛散，再次被導(dǎo)入移動(dòng)層，在移動(dòng)層下降的所謂的旋流(循環(huán)流)。
[0004]在以往的旋流式流化床爐中，考慮到通常將爐床溫度保持為均勻，爐床溫度的局部降低是流化不良的結(jié)果。因此，公知有使供給至爐床溫度降低的部分的流化空氣增加，從而消除爐床溫度差的技術(shù)(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。
[0005]另外，在以往的旋流式流化床爐中，為了調(diào)節(jié)爐床溫度而進(jìn)行了爐床注水。若通過(guò)爐床注水而被供給的水與高溫的爐壁接觸，則存在爐壁因急劇的溫度降低而損傷的擔(dān)憂。因此，在進(jìn)行爐床注水時(shí)，以水不與爐壁接觸的方式向爐床的中央部，即移動(dòng)層進(jìn)行爐床注水，從而通過(guò)流化介質(zhì)在移動(dòng)層與流化層旋轉(zhuǎn)來(lái)調(diào)節(jié)爐床整體的溫度。
[0006]然而，近年來(lái)，針對(duì)伴隨著不完全燃燒而產(chǎn)生的二惡英(D1xin)等有害物質(zhì)的對(duì)策要求較為嚴(yán)格。在焚燒質(zhì)、量不均勻的城市垃圾等廢棄物的情況下，供給至焚燒爐的廢棄物的量、質(zhì)的變動(dòng)較大，因此燃燒量的變動(dòng)較大，從而存在將燃燒所需的氧氣適當(dāng)?shù)毓┙o至流化床爐變得困難的情況。因此，在形成移動(dòng)層與流化層的旋流式流化床爐中，需要以不產(chǎn)生不完全燃燒的方式控制流化床。因此，公知有即便是城市垃圾等質(zhì)、量不均勻的廢棄物的處理，也穩(wěn)定地進(jìn)行燃燒的技術(shù)(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)3)。具體而言，在該技術(shù)中，通過(guò)將移動(dòng)層與流化層控制為各自的最佳的溫度，在移動(dòng)層緩慢地進(jìn)行廢棄物的干燥?氣化，使揮發(fā)部分揮發(fā)了的廢棄物(未燃燒部分)在流化層燃燒，而對(duì)流化介質(zhì)進(jìn)行加熱，并以維持適當(dāng)?shù)臏囟鹊姆绞酱_保移動(dòng)層的熱源。
[0007]另外，如上所述，在焚燒城市垃圾等質(zhì)、量不均勻的廢棄物時(shí)，產(chǎn)生較大的燃燒量的變動(dòng)，從而存在燃燒量暫時(shí)驟增的情況。在該情況下，公知有通過(guò)將流化空氣的一部分送入焚燒爐的熔化室來(lái)抑制燃燒量的技術(shù)(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)4)。
[0008]對(duì)應(yīng)用了以上說(shuō)明的現(xiàn)有技術(shù)的旋流式流化床爐的結(jié)構(gòu)的例子進(jìn)行說(shuō)明。圖5是以往的旋流式流化床爐的簡(jiǎn)要縱切主剖視圖。如圖5所示，以往的旋流式流化床爐100具有處理廢棄物的爐主體110。在爐主體110內(nèi)形成有由砂等流化介質(zhì)構(gòu)成的流化床120。流化床120通過(guò)來(lái)自后述的渦輪鼓風(fēng)機(jī)140的空氣進(jìn)行流化。由此，在流化床120的中央部形成有流化介質(zhì)從上方向下方移動(dòng)的移動(dòng)層122，在流化床120的兩側(cè)部形成有流化介質(zhì)從下方向上方移動(dòng)的流化層124。
[0009]旋流式流化床爐100還具有:用于向移動(dòng)層122供給空氣的移動(dòng)層風(fēng)箱132、用于向流化層124供給空氣的第一流化層風(fēng)箱134以及第二流化層風(fēng)箱136、測(cè)量移動(dòng)層122的溫度的移動(dòng)層溫度計(jì)152、測(cè)量流化層124的溫度的兩個(gè)流化層溫度計(jì)154、以及向移動(dòng)層122以及流化層124供給以流化以及燃燒為目的的空氣的渦輪鼓風(fēng)機(jī)140。
[0010]爐主體110在其兩側(cè)壁具有以縮小爐主體110的寬度的方式形成的凹部112。凹部112由爐主體110的側(cè)壁伴隨著從下方朝向上方而向爐主體110的內(nèi)部方向傾斜的傾斜壁112a與設(shè)置于傾斜壁112a的上端并伴隨著從下方朝向上方而以向外側(cè)擴(kuò)展的方式傾斜的擴(kuò)張壁112b構(gòu)成。另外，在爐主體110內(nèi)部形成有流化床120的上部空間亦即熔化室117。
[0011]爐主體110具有:用于供給廢棄物的投入口 115、排出在使廢棄物進(jìn)行熱反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的廢氣等的排氣口 116、以及挑出廢棄物所包含的不燃物的一對(duì)不燃物流路118a、118b。投入口 115設(shè)置于比擴(kuò)張壁112b的上端更靠上方的爐壁，并以被投入的廢棄物落在移動(dòng)層122上的方式引導(dǎo)廢棄物。排氣口 116形成于爐主體110的上部，并將在爐內(nèi)生成的廢氣等排出至外部。不燃物流路118a、118b分別以向下延伸的方式形成于傾斜壁112的下部。
[0012]移動(dòng)層風(fēng)箱132配置于不燃物流路118a、118b之間的爐主體110的底部中央，在其兩側(cè)配置有第一流化層風(fēng)箱134以及第二流化層風(fēng)箱136。在移動(dòng)層風(fēng)箱132的上表面形成有支承移動(dòng)層122的移動(dòng)床板132a。另外，在第一流化層風(fēng)箱134以及第二流化層風(fēng)箱136的上表面分別形成有支承流化層124的第一流化床板134a以及第二流化床板136a。
[0013]移動(dòng)床板132a呈形成為中央較高且伴隨著朝向兩側(cè)緣而逐漸降低的山形狀。第一流化床板134a以及第二流化床板136a以使山形狀的移動(dòng)床板132a的端部延長(zhǎng)的方式以與移動(dòng)床板132a大致相同的傾斜角度傾斜。在移動(dòng)床板132a、第一流化床板134a、以及第二流化床板136a配置有用于將供給至各自的風(fēng)箱的空氣噴出至爐內(nèi)的未圖示的散氣噴嘴。
[0014]旋流式流化床爐100具備:測(cè)量由渦輪鼓風(fēng)機(jī)140供給的空氣量的總空氣流量計(jì)170、供來(lái)自渦輪鼓風(fēng)機(jī)140的空氣通過(guò)的連接配管180、一端與連接配管180連通且另一端與移動(dòng)層風(fēng)箱132連通的移動(dòng)層配管184、一端與連接配管180連通且另一端與第一流化層風(fēng)箱134連通的第一流化層配管182、一端與連接配管180連通且另一端與第二流化層風(fēng)箱136連通的第二流化層配管183、以及一端與連接配管180連通且另一端與爐主體110的熔化室117連通的熔化室配管186。
[0015]移動(dòng)層配管184具備調(diào)節(jié)通過(guò)移動(dòng)層配管184的空氣量的移動(dòng)層空氣量調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)176、以及測(cè)量通過(guò)移動(dòng)層配管184的空氣量的移動(dòng)層空氣流量計(jì)172。另外，第一流化層配管182具備調(diào)節(jié)通過(guò)第一流化層配管182的空氣量的第一流化層空氣量調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)175、以及測(cè)量通過(guò)第一流化層配管182的空氣量的第一流化層空氣流量計(jì)171。第二流化層配管183具備調(diào)節(jié)通過(guò)第二流化層配管183的空氣量的第二流化層空氣量調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)177、以及測(cè)量通過(guò)第二流化層配管183的空氣量的第二流化層空氣流量計(jì)173。另外，熔化室配管186具備調(diào)節(jié)通過(guò)熔化室配管186的空氣量的熔化室空氣量調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)179、以及測(cè)量通過(guò)熔化室配管186的空氣量的熔化室空氣流量計(jì)178。
[0016]從渦輪鼓風(fēng)機(jī)140被供給的空氣通過(guò)連接配管180而以分支的方式被供給至移動(dòng)層配管184、第一流化層配管182、以及第二流化層配管183。供給至移動(dòng)層配管184、第一流化層配管182、以及第二流化層配管183的空氣分別通過(guò)調(diào)節(jié)移動(dòng)層空氣量調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)176、第一流化層空氣量調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)175、以及第二流化層空氣量調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)177的開(kāi)度而被調(diào)節(jié)流量，從而被供給至移動(dòng)層風(fēng)箱132、第一流化層風(fēng)箱134、以及第二流化層風(fēng)箱136。從配置于移動(dòng)床板132a的未圖示的散氣噴嘴向移動(dòng)層122以給予比較小的流化速度的方式噴出流化空氣。另一方面，從配置于第一流化床板134a以及第二流化床板136a的未圖示的散氣噴嘴向流化層124以給予比較大的流化速度的方式噴出流化空氣。由此，流化介質(zhì)邊流化邊以比較緩慢的速度從上方向下方移動(dòng)的移動(dòng)層122形成于移動(dòng)床板132a的上方，流化介質(zhì)邊流化邊從下方向上方移動(dòng)的流化層124形成于第一流化床板134a以及第二流化床板136a的上方。
[0017]因此，在流化床120的下部，流化介質(zhì)從移動(dòng)層122向流化層124移動(dòng)，在流化床120的上部，流化介質(zhì)從流化層124向移動(dòng)層122移動(dòng)。由此，流化介質(zhì)在移動(dòng)層122與流化層124之間循環(huán)的循環(huán)流(旋流)形成于流化床120的左右。
[0018]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)昭57-124608號(hào)公報(bào)
[0019]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2007-113880號(hào)公報(bào)
[0020]專(zhuān)利文獻(xiàn)3:國(guó)際公開(kāi)2012/066802
[0021]專(zhuān)利文獻(xiàn)4:日本特開(kāi)平11-94225號(hào)公報(bào)
[0022]為了避免不完全燃燒，減少向移動(dòng)層供給的流化空氣量來(lái)抑制流化，從而緩慢地進(jìn)行廢棄物的干燥?氣化是有效的。另外，為了維持流化床溫度，需要在流化層使未燃燒部分燃燒來(lái)加熱流化介質(zhì)。并且，在燃燒量驟增的情況下，將流化空氣的一部分供給至熔化室，來(lái)抑制流化床中的熱反應(yīng)，從而向熔化室供給燃燒所需的空氣是有效的。
[0023]然而，圖5所示的以往的旋流式流化床爐100具有一個(gè)渦輪鼓風(fēng)機(jī)140作為供給流化空氣的裝置，因此在單獨(dú)地調(diào)節(jié)分別供給至移動(dòng)層122以及流化層124的空氣量的情況下，無(wú)法僅通過(guò)渦輪鼓風(fēng)機(jī)140的輸出的調(diào)節(jié)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。即，為了調(diào)節(jié)向移動(dòng)層122供給的空氣量，若調(diào)節(jié)渦輪鼓風(fēng)機(jī)140的輸出，則向流化層124供給的空氣量也變動(dòng)。
[0024]另外，若打開(kāi)流化層空氣量調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)175、177而增加向流化層124供給的空氣供給量，則導(dǎo)致向移動(dòng)層122供給的空氣供給量減少，從而存在在原本抑制空氣供給量的移動(dòng)層122產(chǎn)生流化不良的情況。并且，在燃燒量驟增而打開(kāi)熔化室空氣量調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)179將流化空氣供給至熔化室117的情況下，排出側(cè)的壓力損失降低，因此排出空氣量根據(jù)渦輪鼓風(fēng)機(jī)140的特性而增加，但供給至移動(dòng)層122以及流化層124的流化空氣量減少，從而存在在移動(dòng)層122產(chǎn)生流化不良的情況。
[0025]另外，因?yàn)闇u輪鼓風(fēng)機(jī)140的排出空氣通過(guò)連接配管180以分支的方式被供給至移動(dòng)層配管184、第一流化層配管182、以及第二流化層配管183，所以以各配管、流量調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)、散氣噴嘴以及流化床的壓力損失的總和成為大致相同的方式分支有移動(dòng)層配管184、第一流