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技術 流動炉における流動不良防止方法

出願人 日本碍子株式会社
発明者 毛利直克山崎元樹
出願日 2002年1月11日 (18年10ヶ月経過) 出願番号 2002-004413
公開日 2003年7月25日 (17年3ヶ月経過) 公開番号 2003-207114
状態 拒絶査定
技術分野 流動層燃焼及び共振燃焼
主要キーワード 融着固化 砂層内 アルミニウム片 混入割合 密度増加 流動用空気 磁性物 流動炉
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2003年7月25日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

課題

粗大夾雑物及び鉄粉による流動不良を確実に防止することができ、しかも作業員の負担がない流動炉における流動不良防止方法を提供する。

解決手段

流動炉1の炉底部8から流動媒体と粗大夾雑物を連続的に抜き出し、分級機12で金属や瓦礫などの不燃性の粗大夾雑物を分離する。更に流動媒体中に混入している鉄粉を磁選機13で除去したうえ流動炉1内に戻す。これにより流動媒体の密度基準値以下に維持し、流動不良を防止する。なおこれとともに、流動媒体の一部を新しい流動媒体と交換する作業を、定期的に行なうことが好ましい。

概要

背景

流動炉は、砂などの流動媒体を空気により流動させつつ高温に加熱し、この流動層砂層)内に投入された廃棄物を高温の流動媒体と接触させることにより、加熱して燃焼したり、熱分解させることができる炉である。砂層を常に流動状態に維持するために、砂層内線速は例えば0.8m/秒の砂層内線速基準値に維持されている。

このような流動炉で廃棄物の処理を継続すると、廃棄物中に含まれる金属や瓦礫などの不燃性の粗大夾雑物が次第に炉底部堆積して行き、流動不良を招く。このため従来から流動炉の炉底部から流動媒体と共に粗大夾雑物を抜き出し、分級機で粗大夾雑物を分離したうえ、流動媒体を流動炉内に戻すことが行なわれている。これによって粗大夾雑物による流動不良を防止することができる。

しかしこのような対策を講じてもなお、砂層内に流動不良による局所的な高温域が発生し、クリンカーと呼ばれる融着固化体を生じることがあった。本発明者等はその原因を検討した結果、廃棄物に由来する砂と同等の粒径以下の鉄粉等の磁性物(以下鉄粉という)が流動媒体中に混入し、流動媒体の密度を増加させて流動不良を招いていることを見出した。すなわち流動用空気の流量を調整して砂層内の線速を砂層内線速基準値に維持しているにもかかわらず、流動媒体の密度が増加すると炉内全体を流動状態に保てなくなるのである。

そこで定期的に(例えば一ヶ月に1回)、炉底から流動媒体の一部取り出して廃棄するとともに、等量の新しい流動媒体を投入することにより、流動媒体中に含まれる鉄粉の除去を行なってきたが、作業に多くの手数を要するうえに操炉条件が不連続となり、しかも流動媒体の消費が多いという問題が残されていた。

概要

粗大夾雑物及び鉄粉による流動不良を確実に防止することができ、しかも作業員の負担がない流動炉における流動不良防止方法を提供する。

流動炉1の炉底部8から流動媒体と粗大夾雑物を連続的に抜き出し、分級機12で金属や瓦礫などの不燃性の粗大夾雑物を分離する。更に流動媒体中に混入している鉄粉を磁選機13で除去したうえ流動炉1内に戻す。これにより流動媒体の密度を基準値以下に維持し、流動不良を防止する。なおこれとともに、流動媒体の一部を新しい流動媒体と交換する作業を、定期的に行なうことが好ましい。

目的

本発明は上記した従来の問題点を解決し、粗大夾雑物及び鉄粉による流動不良を確実に防止することができ、しかも作業員の負担がなく、一定の操炉条件で運転可能な流動炉における流動不良防止方法を提供するためになされたものである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
3件

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請求項1

流動炉炉底部から流動媒体と共に粗大夾雑物を連続的に抜き出し、分級機で粗大夾雑物を分離し、更に流動媒体中に混入している鉄粉磁選機で除去したうえ流動炉内に戻すことにより、流動媒体の密度基準値以下に維持することを特徴とする流動炉における流動不良防止方法

請求項2

流動媒体の一部を新しい流動媒体と交換する作業を、定期的に行なう請求項1記載の流動炉における流動不良防止方法。

技術分野

0001

本発明は、廃棄物の焼却炉熱分解炉などとして用いられる流動炉における流動不良防止方法に関するものである。

背景技術

0002

流動炉は、砂などの流動媒体を空気により流動させつつ高温に加熱し、この流動層砂層)内に投入された廃棄物を高温の流動媒体と接触させることにより、加熱して燃焼したり、熱分解させることができる炉である。砂層を常に流動状態に維持するために、砂層内線速は例えば0.8m/秒の砂層内線速基準値に維持されている。

0003

このような流動炉で廃棄物の処理を継続すると、廃棄物中に含まれる金属や瓦礫などの不燃性の粗大夾雑物が次第に炉底部堆積して行き、流動不良を招く。このため従来から流動炉の炉底部から流動媒体と共に粗大夾雑物を抜き出し、分級機で粗大夾雑物を分離したうえ、流動媒体を流動炉内に戻すことが行なわれている。これによって粗大夾雑物による流動不良を防止することができる。

0004

しかしこのような対策を講じてもなお、砂層内に流動不良による局所的な高温域が発生し、クリンカーと呼ばれる融着固化体を生じることがあった。本発明者等はその原因を検討した結果、廃棄物に由来する砂と同等の粒径以下の鉄粉等の磁性物(以下鉄粉という)が流動媒体中に混入し、流動媒体の密度を増加させて流動不良を招いていることを見出した。すなわち流動用空気の流量を調整して砂層内の線速を砂層内線速基準値に維持しているにもかかわらず、流動媒体の密度が増加すると炉内全体を流動状態に保てなくなるのである。

0005

そこで定期的に(例えば一ヶ月に1回)、炉底から流動媒体の一部取り出して廃棄するとともに、等量の新しい流動媒体を投入することにより、流動媒体中に含まれる鉄粉の除去を行なってきたが、作業に多くの手数を要するうえに操炉条件が不連続となり、しかも流動媒体の消費が多いという問題が残されていた。

発明が解決しようとする課題

0006

本発明は上記した従来の問題点を解決し、粗大夾雑物及び鉄粉による流動不良を確実に防止することができ、しかも作業員の負担がなく、一定の操炉条件で運転可能な流動炉における流動不良防止方法を提供するためになされたものである。

課題を解決するための手段

0007

上記の課題を解決するためになされた本発明の流動炉における流動不良防止方法は、流動炉の炉底部から流動媒体と共に粗大夾雑物を連続的に抜き出し、分級機で粗大夾雑物を分離し、更に流動媒体中に混入している鉄粉を磁選機で除去したうえ流動炉内に戻すことにより、流動媒体の密度を基準値以下に維持することを特徴とするものである。なお、本発明と組み合わせて流動媒体の一部を新しい流動媒体と交換する作業を、定期的に行なうことが好ましい。

0008

本発明によれば、鉄粉の除去を連続的に行なうことができるので、特別な作業を必要とすることなく、流動媒体の密度を常に基準値以下に維持することが可能となり、流動不良によるクリンカーの発生を確実に防止することができる。

発明を実施するための最良の形態

0009

以下に本発明の好ましい実施形態を示す。図1において、1は廃棄物の焼却炉として用いられる流動炉、2はその後段に設置された溶融炉である。下水汚泥都市ごみなどの可燃性の廃棄物はホッパー3から投入され、スクリューコンベヤ4を介して投入口5から流動炉1内に投入される。

0010

流動炉1の下部には流動用ノズル6が設けられており、垂直上向きに圧縮空気噴出することによって炉内の流動媒体(砂)を流動させ、流動層を形成している。流動炉1の側壁にはバーナー7が設置されており、起動時に流動層を含む炉内を数百℃に加熱可能である。

0011

本発明においては、流動炉1の炉底部8に流動媒体と共に堆積した粗大夾雑物を抜き出し口10からスクリューコンベヤ11によって連続的に抜き出し、分級機12で流動媒体中から金属や瓦礫などの不燃性の粗大夾雑物を分離する。粗大夾雑物が分離された流動媒体は鉄粉その他の微小夾雑物を含むものであり、磁選機13において流動媒体中の鉄粉が除去されたうえで流動炉1内に戻される。磁選機13としては、例えば多数本の磁石の間に流動媒体を通過させ、鉄粉を磁石に吸着させる構造のものが使用できる。しかし磁選機13の構造はこれに限定されるものではない。

0012

このようにして、本発明によれば流動炉1内の流動媒体は連続的に循環されながら、混入している粗大夾雑物と鉄粉とが除去される。この結果、炉内の流動媒体の密度を常に基準値以下に維持することができるので、密度増加による流動不良及び流動不良によるクリンカーの発生が防止される。しかし上記の方法だけでは、磁石に吸着されないアルミニウム片などの非磁性の微小夾雑物は除去することができず、長期間の運転中に濃縮されてその濃度が次第に高まることとなる。

0013

そこで上記の連続的な操作を行なうとともに、流動媒体の一部を新しい流動媒体と交換する作業を、定期的に行なうことが好ましい。炉のサイズや交換量にもよるが、その頻度は1日1回程度でよいので作業員の負担は軽微である。これによって磁選機13では除去することができなかった非磁性の微小夾雑物の濃縮が防止できる。なお、上記に実施形態では流動炉1は熱分解炉であったが、焼却炉としてもよいことはいうまでもない。

0014

以下に本発明の実施例を示す。24時間運転により20トン/日の廃棄物を処理することができる流動炉を用いて、実験を行なった。この流動炉は炉内の流動媒体の保有量が2000kgであり、流動媒体の循環量は6000kg/日である。20トンの廃棄物中には平均して100kgの鉄粉が含まれていた。砂層温度は450〜600℃である。

0015

図2に示すように、この流動炉の砂層内線速基準値は0.8m/秒であり、この砂層内線速基準値が維持されるように運転されている。鉄粉の混入割合が0%のときには砂層を流動状態に維持するに必要な最低速度バブリング流動最低速度)はこれより低い0.6m/秒であるから、良好な流動状態に保たれている。しかし鉄粉の混入割合が増加するとバブリング流動最低速度は次第に増加し、17%を越えると砂層内線速基準値である0.8m/秒を越えるので、流動不良を生ずる。

0016

比較例の方法では、毎日5回ずつ炉底部から125kgの流動媒体を抜き取り同量の新しい流動媒体を投入していた。流動媒体中の鉄粉の混入割合は約16%であるので、この流動媒体交換操作によって廃棄物からの持ち込み量に等しい100kg/日の鉄粉が排出されることとなる。しかし毎日5回ずつの操作が必要となるうえ、各操作のインターバルに鉄粉の混入割合が徐々に増加し、流動媒体交換操作の直後は鉄粉の混入割合が低下するという変動が生ずるため、部分的に流動不良が発生することがあった。

0017

これに対して実施例の方法では、図1に示すように流動炉の炉底部から流動媒体と共に粗大夾雑物を連続的に抜き出し、流動媒体中に混入している鉄粉を磁選機で除去したうえ流動炉内に戻す。これによって廃棄物からの持ち込み量に等しい100kg/日の鉄粉を排出し、流動媒体の密度を基準値以下に維持する。またこれと平行して、125kgの流動媒体を抜き取り、同量の新しい流動媒体を投入する流動媒体交換作業を、毎日1回だけ行なう。

0018

この結果、流動媒体の流動状態は常に良好に保たれ、クリンカーの発生は皆無であった。また流動媒体交換操作には1回に約30分を要するため、比較例の方法では毎日2.5時間をこの作業に費やしていたが、実施例の方法では30分を要するのみとなり、作業員の負担を軽減することができた。また、比較例の方法では鉄粉を除いた84%の流動媒体を廃棄していたこととなるが、実施例の方法では鉄粉だけを廃棄することができるので、廃棄物発生量が削減できるとともに、新しい流動媒体の消費量も削減することができ、経済的効果も大きい。

発明の効果

0019

以上に説明したように、本発明によれば流動炉の炉底部から流動媒体を連続的に抜き出し、分級機で粗大夾雑物を分離し、更に流動媒体中に混入している鉄粉を磁選機で除去したうえ流動炉内に戻すようにしたので、流動媒体の密度を安定して基準値以下に維持することができ、粗大夾雑物及び鉄粉による流動不良を確実に防止することができる。また作業員の負担を大幅に軽減することができる。しかも本発明によれば廃棄物発生量及び新しい流動媒体の消費量も削減することができるなど、多くの利点がある。

図面の簡単な説明

0020

図1本発明の実施形態を示す設備レイアウト図である。
図2流動媒体への鉄粉混入の影響を示すグラフである。

--

0021

1流動炉、3ホッパー、4スクリューコンベヤ、5投入口、6流動用ノズル、7バーナー、8炉底部、10 抜き出し口、11 スクリューコンベヤ、12分級機、13 磁選機

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