JP4219312B2 - High temperature corrosion reduction device for circulating fluidized bed boiler - Google Patents
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Description
本発明はガスから液体、固体まで幅広い燃料対応性をもつ循環流動層ボイラの高温腐食低減装置に関し、詳しくは外部熱交換器での高温腐食の問題を解消でき、発電の高効率化を実現できる循環流動層ボイラの高温腐食低減装置に関する。 The present invention relates to a high-temperature corrosion reduction device for a circulating fluidized bed boiler having a wide range of fuel compatibility from gas to liquid to solid. Specifically, the problem of high-temperature corrosion in an external heat exchanger can be solved, and high efficiency of power generation can be realized. The present invention relates to a high temperature corrosion reduction device for a circulating fluidized bed boiler.
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。 Waste power generation contributes greatly as a stable source of renewable energy to replace conventional fossil fuels, as a measure to prevent global warming, and as a measure to reduce the amount of landfill that leads to the extension of the life of final disposal sites. It is expected to contribute to the improvement of global energy problems, global environmental problems, and community problems.
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。 As a target for introducing waste power generation in FY2010 submitted in June 2001, a target of 4.17 million KW, which is 30% of all new energy, has been set. Since the actual result in 1999 is about 900,000 KW, it is said that it is necessary to increase the installed capacity five times.
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。 In addition, the legal system for building a recycling-oriented society has been steadily developed and reviewed, and since April 2003, the Special Measures Law (RPS system) concerning the use of new energy, etc. will be fully enforced. It is expected that new energy power generation will be promoted for waste such as garbage, sewage sludge, food waste, agriculture / forestry / fishery waste, papermaking black liquor, and building waste.
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。
特許文献1の図1に記載の技術は、火炉20、粒子分離装置14、希釈室16、中間移動室42、熱伝達室18を備えている。粒子分離装置14の下部から排出された粒子は希釈室16に上部から入り下部から排出される。希釈室16の上部から排出された粒子は、中間移動室42の上部から入り下部から排出され、熱伝達室18には下部から入るような構成になっている。
The technique described in FIG. 1 of
しかし、この技術では熱伝達室18に下部から入り上部に排出されて火炉20に戻される過程で、熱交換器で熱交換する構成であり、且つ流動化空気と粒子の流れが同じ方向(並流)なので、腐食成分が中間移動室42を介して大量に持ち込まれ、熱交換器の高温腐食の問題が大きく実用性に欠ける欠点がある。 However, in this technique, the heat exchange chamber 18 is entered from the lower part and discharged to the upper part and returned to the furnace 20, and heat is exchanged by the heat exchanger, and the flow of fluidized air and particles are in the same direction (parallel). Therefore, there is a drawback that a large amount of corrosive components are brought in via the intermediate transfer chamber 42 and the problem of high-temperature corrosion of the heat exchanger is large and lacks practicality.
特許文献2の図1に記載の技術は、火炉2、サイクロン(粒子捕集装置)3、脱離ループ13と、外部熱交換器6を備えている。脱離ループ13は循環粒子を燃焼させ、ダクト14から火炉2に戻している。
The technique described in FIG. 1 of
しかし、火炉2で燃えなかった循環粒子の付着未燃分が燃えるというのは単なる願望で実現性に乏しい問題がある。
However, the adhering unburned portion of the circulating particles that did not burn in the
また外部熱交換器6を備えた流動層では隣接層の上部から粒子が入り、上部から排出される構成になっているので、熱交換効率が悪い欠点がある。 Further, the fluidized bed provided with the external heat exchanger 6 has a disadvantage that the heat exchange efficiency is poor because the particles enter from the upper part of the adjacent layer and are discharged from the upper part.
更に外部熱交換器6を備えた流動層の上部から粒子が排出される構成であると、流動化空気と同じ方向の流れとなるので腐食成分の除去が不十分で熱交換器伝熱管の腐食の問題がある。 Further, when the particles are discharged from the upper part of the fluidized bed provided with the external heat exchanger 6, the flow is in the same direction as the fluidized air, so that the corrosion components are not sufficiently removed and the heat exchanger heat transfer tubes are corroded. There is a problem.
そこで、本発明は、外部熱交換器での高温腐食の問題を解消でき、発電の高効率化を実現できる循環流動層ボイラの高温腐食低減装置を提供することにある。 Then, this invention is providing the high temperature corrosion reduction apparatus of the circulating fluidized bed boiler which can eliminate the problem of the high temperature corrosion in an external heat exchanger, and can implement | achieve the high efficiency of an electric power generation.
本発明者は上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明に至ったものである。すなわち、上記課題は、以下の各発明によって解決される。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has reached the present invention. That is, the said subject is solved by each following invention.
(請求項1)
流動層を有する火炉と、該火炉から燃焼ガスに同伴して排出された粒子を導入し、該粒子を捕集して下方から排出する粒子捕集装置と、該粒子捕集装置により捕集・排出された粒子を外部熱交換器を経由して前記火炉に循環させる循環系を備えた循環流動層ボイラにおいて、
前記循環系に、互いに共通する仕切壁により仕切られると共に内部に前記粒子捕集装置より送られた粒子が流動化空気によって流動層を形成してなる第1流動層、第2流動層及び第3流動層を備えており、
前記第1流動層は、前記粒子捕集装置下部から送られる粒子を導入し流動層内部で開口する粒子導入管を有し、下部に流動化空気を導入する流動化空気導入口を有し、第2流動層との仕切壁の下部には該第2流動層へ粒子を導入する第1下部開口を有し、該仕切壁の上部には第2流動層から空気を流入する第1上部開口を有し、前記仕切壁と対向する側壁の上部には前記粒子捕集装置から送られた粒子と該流動化空気を排出すると共に前記火炉に連結されている循環排出口を有する構造であり、
前記第2流動層は、下部に流動化空気を導入する流動化空気導入口を有し、第3流動層との仕切壁の上部に該第3流動層へ粒子を導入すると共に第3流動層から第2流動層に流動化空気を流入する第2上部開口を有する構造であり、
前記第3流動層は、粒子の流動層内に外部熱交換器を有し、下部に流動化空気を導入する流動化空気導入口を有し、下部に熱交換された粒子を排出すると共に循環ラインを介して火炉に連結されている粒子排出口を有し、前記第2流動層との仕切壁の上部に有する前記第2上部開口から導入されて前記粒子排出口に至る粒子の流れと、該第3流動層の下部に有する前記流動化空気導入口から導入されて前記第2上部開口に至る流動化空気の流れとが対向流を形成する構造であることを特徴とする循環流動層ボイラの高温腐食低減装置。
(Claim 1)
A furnace having a fluidized bed, a particle collection device that introduces particles discharged from the furnace accompanied by combustion gas, collects the particles and discharges them from below, and is collected by the particle collection device. In a circulating fluidized bed boiler equipped with a circulation system for circulating discharged particles to the furnace via an external heat exchanger,
The circulation system, the first fluidized bed common specifications particles sent from the particle collection device inside with partitioned by Setsukabe is to form a fluidized bed by fluidizing air from each other, the second fluidized bed and the 3 fluidized beds,
The first fluidized bed has a particle introduction pipe that introduces particles sent from the lower part of the particle collecting device and opens inside the fluidized bed, and has a fluidized air inlet for introducing fluidized air to the lower part, The lower part of the partition wall with the second fluidized bed has a first lower opening for introducing particles into the second fluidized bed, and the upper part of the partition wall has a first upper opening for introducing air from the second fluidized bed And the upper part of the side wall facing the partition wall has a structure having a circulation outlet that discharges the particles sent from the particle collector and the fluidized air and is connected to the furnace.
The second fluidized bed has a fluidized air inlet for introducing fluidized air at the bottom, introduces particles into the third fluidized bed at the upper part of the partition wall with the third fluidized bed, and the third fluidized bed. Having a second upper opening through which fluidized air flows into the second fluidized bed from
The third fluidized bed has an external heat exchanger in the fluidized bed of particles, has a fluidized air inlet for introducing fluidized air in the lower part, and discharges and circulates the heat-exchanged particles in the lower part. have a particle outlet being connected to the furnace via a line, the flow of the second lead to the particle discharge port is introduced from the second upper opening with the top of the partition wall of the fluidized bed particles, A circulating fluidized bed boiler characterized by having a structure in which a flow of fluidized air introduced from the fluidized air inlet at the lower part of the third fluidized bed and reaching the second upper opening forms a counterflow. High temperature corrosion reduction device.
(請求項2)
前記第3流動層の外部熱交換器は、ボイラの過熱器管や蒸発管を浸漬した構成であることを特徴とする請求項1に記載の循環流動層ボイラの高温腐食低減装置。
(Claim 2)
2. The high-temperature corrosion reduction apparatus for a circulating fluidized bed boiler according to
本発明によると、外部熱交換器での高温腐食の問題を解消でき、発電の高効率化を実現できる循環流動層ボイラの高温腐食低減装置を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the problem of the high temperature corrosion in an external heat exchanger can be eliminated, and the high temperature corrosion reduction apparatus of the circulating fluidized bed boiler which can implement | achieve the highly efficient electric power generation can be provided.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る循環流動層ボイラの高温腐食低減装置の一例を示す説明図であり、図2は複数の流動層の配置例を示す平面図である。 FIG. 1 is an explanatory view showing an example of a high-temperature corrosion reduction device for a circulating fluidized bed boiler according to the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing an arrangement example of a plurality of fluidized beds.
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。本発明において、火炉1の構造は特に限定されるわけではないが、好ましくは、該火炉1の底部に空塔速度の大きいデンスベッド部100が形成され、上部に空塔速度の小さい火炉本体101が形成されていることが好ましい。
In the figure,
デンスベッド部100は、燃料源となる廃棄物、補助燃料、燃焼用空気、循環粒子(デンスベッド材)などを供給できる構造になっており、燃焼用空気が供給されると、デンスベッド部100内は激しく流動化され、混合攪拌される。デンスベッド部100下部には燃焼灰の排出部が設けられていることが好ましい。
The
廃棄物としては、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)、廃タイヤ等の産業廃棄物などが挙げられる。 Wastes include building waste chips, sewage sludge, agricultural and forestry waste, food waste, renewable energy such as RDF (Rufuse Derived Fuel), and industrial waste such as RPF (Rufuse Paper & Plastic Fuel) and waste tires. Can be mentioned.
補助燃料としては、重油、軽油などの液体燃料や、都市ガス、プロパンガスなどの気体燃料、石炭などの固体燃料を用いることができ、これらの補助燃料は上記の1種を用いてもよいし、2種以上を組み合わせて使用することもできる。液体燃料、気体燃料、固体燃料を各々用意しておいて切り替え可能にしておくことも好ましい。 As the auxiliary fuel, liquid fuels such as heavy oil and light oil, gaseous fuels such as city gas and propane gas, and solid fuels such as coal may be used, and these auxiliary fuels may use the above-mentioned one type. Two or more kinds can be used in combination. It is also preferable to prepare liquid fuel, gaseous fuel, and solid fuel, respectively, so that they can be switched.
燃焼用空気は予め予熱されていると燃焼速度を上昇させる上で好ましい。 Combustion air is preferably preheated in order to increase the combustion rate.
デンスベッド材としては、砂利や砂、セラミック粒子などを用いることができ、流動状態で燃焼しているときに熱保有をする役割を主に果たしている。 As the dense bed material, gravel, sand, ceramic particles and the like can be used, and mainly plays a role of retaining heat when burning in a fluid state.
デンスベッド部100では、廃棄物、補助燃料、デンスベッド材などが燃焼用空気によって流動化された状態で、着火されると、激しく燃焼し、高温燃焼し、火炉1内で900℃程度の燃焼ガスを発生する。
In the
この燃焼ガス には流動層(デンスベッド)を形成するデンスベッドを構成する燃焼灰や石灰、砂などが循環粒子として同伴し、燃焼ガスダクト102を介して粒子捕集装置2に導かれる。
This combustion gas The combustion ash, lime, sand, etc. constituting the dense bed forming the fluidized bed (dense bed) are accompanied as circulating particles and guided to the
粒子捕集装置2では、燃焼ガスに同伴して排出された粒子が分離される。粒子捕集装置2としては、粒子を捕集できる例えばサイクロンを用いることができる。以下、粒子捕集装置2をサイクロン2として説明する。
In the
本発明では、サイクロン2で分離された粒子が循環系を介してデンスベッド部100に戻される過程に、本発明特有の第1流動層3、第2流動層4及び第3流動層5を備えている。
In the present invention, the first fluidized bed 3, the second fluidized
前記第1流動層3、第2流動層4及び第3流動層5は、互いに共通する仕切壁300、400により仕切られた空間であり、その空間内に前記サイクロン2より送られた粒子が流動化空気によって流動層を形成しているのが基本的な形態である。各々の流動層の上面DLは上部に空気の流路を形成できる高さに設定されている。ここで仕切壁としては、水冷パネルや耐火壁が好ましい。
The first fluidized bed 3, the second fluidized
前記第1流動層3は、前記サイクロン2下部から送られる粒子を導入し流動層内部で開口する粒子導入管200を有している。201は粒子導入管200の開口部である。粒子導入管200を流動層内部で開口するようにしているのは、第1流動層の流動化空気が、粒子導入管200を通して前記サイクロン2の方向に逆流しない為のものであり、粒子による空気のシールを行っている。
The first fluidized bed 3 has a
第1流動層3の下部には、流動化空気を導入する流動化空気導入口301を備えている。流動化空気導入口301は、第1流動層3の内部に均等に空気を供給できるように均等に配置された複数の流動化空気導入管によって構成されていることが好ましい。
A
第2流動層4との仕切壁300の下部には、該第2流動層4へ粒子を導入する第1下部開口302を備えている。また該仕切壁300の上部には、第2流動層4から第1流動層3へ空気を流入する第1上部開口303を備えている。
A first
仕切壁300の第1下部開口302と第1上部開口303は、粒子の移動が可能な構造であればよく、例えば水冷パネルを水冷管のみとしたものや、開口を有する耐火壁などが好ましい。また、特に構造物が無くても構わない。
The first
第1流動層3において、前記仕切壁300と対向する側壁304の上部には、前記サイクロン2から送られた粒子と該流動化空気を排出する循環排出口305を備えている。
In the first fluidized bed 3, a
前記第2流動層4は、下部に流動化空気を導入する流動化空気導入口401を備え、第3流動層5との仕切り壁400の上部に該第3流動層5へ粒子を導入すると共に第3流動層5から第2流動層に流動化空気を流入する第2上部開口402を備えている。
The second
仕切壁400の第2上部開口402は、粒子の移動が可能な構造であれば良く、例えば水冷パネルを水冷管のみとしたものや、開口を有する耐火壁などが好ましい。また、特に構造物が無くても構わない。
The second upper opening 402 of the
前記第3流動層5は、粒子の流動層内に外部熱交換器501を備えている。下部に流動化空気を導入する流動化空気導入口502を有し、底部に熱交換された粒子の粒子排出口503を備えている。粒子排出口503から排出された粒子は循環ライン506を介して火炉1に戻される。504は外部熱交換器501への蒸気の入口部であり、505は出口部である。
The third
次に、以上の構成を有する第1流動層3、第2流動層4及び第3流動層5の作用について説明する。
Next, the operation of the first fluidized bed 3, the second
空気導入口301から第1流動層3内に供給された空気は、前記粒子導入管200の開口部201から流入した腐食成分を含むガス及び微粒子(粒子径、比重小のもの)を上部方向にパージし、上部の循環排出口305を通して外部排出し、火炉1に戻される。
The air supplied from the
このため腐食成分を含むガス及び微粒子は、外部熱交換器501の方には行かない。高温腐食の影響は微粒子の影響が大きいので、微粒子を外部熱交換器の前で流動化空気と共に排出できれば、高温腐食の原因を除去できる効果が大きい。
For this reason, the gas and fine particles containing a corrosive component do not go to the
特に本発明では、腐食成分を含む流動化空気を、直ちに外部熱交換器に接触させることなく、外部に排出しており、パージされた腐食成分が再度流動層部に接して流動層内に戻らない様に、空気と粒子の流れに配慮されている。 In particular, in the present invention, the fluidized air containing the corrosive component is discharged to the outside without immediately contacting the external heat exchanger, and the purged corrosive component comes into contact with the fluidized bed portion again and returns to the fluidized bed. As such, the flow of air and particles is considered.
腐食成分をパージされた粒子の一部は、仕切壁300の下部に設けられた第1下部開口302を通って第2流動層4に流入する。
Part of the particles purged with the corrosive component flows into the second
また、仕切り壁300の上部に第1上部開口303が設けられているが、これは、第2流動層4及び第3流動層5からの流動化空気が流れる流路であり、第1流動層3の流動化空気は第1上部開口303を通って第2、3流動層側へ流れることは出来ない。
A first upper opening 303 is provided in the upper part of the partition wall 300, which is a flow path through which fluidized air from the second
第1流動層3の流動化ガス流速は、サイクロン2で捕集する粒子のなかの微粒子をブローアップするため、比較的大きく設定されることが好ましく、具体的には0.3〜0.6m/secの範囲が好ましい。また第1流動層3内の温度は850〜900℃の範囲が好ましい。
The fluidizing gas flow rate of the first fluidized bed 3 is preferably set relatively large in order to blow up the fine particles among the particles collected by the
第1流動層3と第2流動層4の仕切り壁300の下部に第1下部開口302を形成しているので、第1流動層3から第2流動層4に送られる粒子は、第1流動層3で除去できなかった微粒子を含んでおり、これらの粒子は空気導入口401から供給される流動化空気によって空気と共に仕切り壁300の上部に設けられた第1上部開口303を経て第1流動層3の上部に運ばれる。また、第2流動層4でパージされた後の粒子は仕切壁400の上部に設けられた第2上部開口402から第3流動層5に送られる。
Since the first
このように、第1流動層3で除去できなかった腐食成分である微粒子を第2流動層4でパージする構成にしているので、外部熱交換器の高温腐食対策がさらに効果的に実施される。即ち、第2流動層4から第3流動層5に送られる粒子には高温腐食を引き起こす微粒子がパージされているので、前述のように外部熱交換器の高温腐食を引き起こす要因がなくなっている。
As described above, since the fine particles, which are corrosion components that could not be removed by the first fluidized bed 3, are purged by the second
第2流動層4の流動化ガス流速は、通常の発達した流動層を形成するために0.2〜0.4m/secの範囲に設定されることが好ましい。第2流動層4内の温度は850〜900℃の範囲に設定されることが好ましい。
The fluidizing gas flow rate of the second
第3流動層5では、空気導入口502から導入される流動化空気は、第2上部開口402を通って前記第2流動層4に流入するように構成されている。この空気の流れを利用して第3流動層5内の腐食成分である微粒子を第2流動層4にパージして除去する作用を呈する。
In the third
このように第1流動層3、第2流動層4及び第3流動層5を配置してなる構造において、粒子の流れ方向と各流動層の流動化空気の流れ方向を比較してみると、流動層を通過した後の上部空間での流動化空気の流れとパージされる粒子の流れが、完全に対向流になっていることが、本発明の特徴である。
In the structure in which the first fluidized bed 3, the second
具体的には、仕切壁400の上部の第2上部開口402を介して第2流動層4から第3流動層5に粒子が送られる構造になっており、そして第3流動層5の下部に粒子排出口503が設けられているので、第3流動層5内部の粒子の流れは下降流であり、流動化空気の流れは上昇流であるから、粒子と空気の流れは対向流となっている。
Specifically, particles are sent from the second
また、粒子は第1流動層3→第2流動層4→第3流動層5の方向に向かって送られるのに対して、微粒子パージ用の空気の流れは第3流動層5→第2流動層4→第1流動層3の方向であり、粒子と空気の流れは対向流となっている。
Further, the particles are sent in the direction of the first fluidized bed 3 → the second
即ち、このような対向流構造を採用することにより、一旦パージされた腐食成分を含む微粒子が、再びもとの流動層中に戻ることが防止され、粒子の流れで最も下流に設置されている外部熱交換器501の伝熱管部の腐食成分濃度を最も低く保持することが可能となる。
That is, by adopting such a counter-flow structure, the fine particles containing the corrosive component once purged are prevented from returning to the original fluidized bed again, and are installed most downstream in the flow of particles. It is possible to keep the corrosive component concentration in the heat transfer tube portion of the
一例として、外部熱交換器501の一部に高温の過熱気管を設置する場合、蒸気の入口部504を第3流動層5の上部から供給し、下部に出口部505を設けると、最も蒸気温度が高い出口部505側で腐食成分の濃度が少なくなるため、最も効果的である。
As an example, when a high-temperature superheated air pipe is installed in a part of the
この第3流動層5では外部熱交換器501によってガス温度は550〜650℃程度に低下しているので、腐食成分を含む微粒子の付着性が低下している。このため腐食成分である微粒子と、比重の重い比較的大きな粒子は分離しやすく、この作用を本発明では効果的に利用できる。
In the third
この外部熱交換器501は、特に限定されないが、例えばボイラの過熱器管や蒸発管を浸漬した構成であることが好ましい。本発明ではこれらの過熱器管や蒸発管の高温腐食を低減させることが可能となる。
Although this
第3流動層5の流動化ガス流速は、浸漬されている伝熱管の摩耗を防止するため、比較的遅い流速に設定されることが好ましく、具体的には流動化ガス流速は0.2〜0.25m/sec程度に設定されることが好ましい。
The fluidized gas flow rate of the third
また、本発明では、第1流動層3の上部の微粒子パージ空気は循環排出口305から循環ライン306を介して火炉1に排出されるような構造となっているので、前述のように、外部熱交換器501の方には高温腐食の要因となる微粒子を外部熱交換器の前で流動化空気と共に排出できるので、高温腐食の原因を除去できる効果が大きい。
In the present invention, the fine particle purge air in the upper part of the first fluidized bed 3 is structured to be discharged from the
なお、サイクロン2において、下方に落下しない分離ガスと灰は、対流伝熱部6に導入される。対流伝熱部6では熱交換器によって分離ガスから熱回収する。分離ガスと灰は熱回収後、該対流伝熱部6から燃焼排ガスダクト700を介してバグフィルター7に送られ、灰が除去される。分離されたガスはバグフィルター7から系外に排出され、例えば排ガス処理などが行われる。
In the
以上の実施の形態では、第1流動層3、第2流動層4及び第3流動層5の3つの流動層を備えた態様を例示的に説明したが、第4流動層を付加することもできる。
In the above embodiment, although the aspect provided with the three fluidized beds of the 1st fluidized bed 3, the 2nd
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。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited by this Example.
(実施例1)
燃料としてRPFを用いた燃焼試験によって腐食成分と粒子径の関係を調べたところ、表1に示す結果が得られた。
Example 1
When the relationship between the corrosive component and the particle diameter was examined by a combustion test using RPF as the fuel, the results shown in Table 1 were obtained.
表1の結果から、Cl、S、Fのような腐食成分は、53μm以下の粒子径の成分比が大きいことがわかる。 From the results of Table 1, it can be seen that corrosion components such as Cl, S, and F have a large component ratio of a particle diameter of 53 μm or less.
(実施例2)
本発明装置(図1参照)を用いて廃棄物燃焼における過熱器の腐食速度を調べた。
(Example 2)
The corrosion rate of the superheater in waste combustion was investigated using the apparatus of the present invention (see FIG. 1).
また、比較のために特許第3417952号の図1に記載の装置及び特開平2003−207115号の図1に記載の装置を用いて同様の腐食速度を調べた。その結果を図3に示す。 For comparison, the same corrosion rate was examined using the apparatus shown in FIG. 1 of Japanese Patent No. 3417952 and the apparatus shown in FIG. 1 of JP-A-2003-207115. The result is shown in FIG.
図3は横軸が燃料中の塩素濃度であり、縦軸は過熱器管(材質:SUS310S)の最大腐食深さ(mm/年)を示している。 In FIG. 3, the horizontal axis represents the chlorine concentration in the fuel, and the vertical axis represents the maximum corrosion depth (mm / year) of the superheater tube (material: SUS310S).
図3から明らかなように、本発明の装置では、燃料中の塩素濃度1%程度においても、過熱器管の腐食速度は0.5mm/年以下に低減されていることがわかる。 As can be seen from FIG. 3, in the apparatus of the present invention, even when the chlorine concentration in the fuel is about 1%, the corrosion rate of the superheater tube is reduced to 0.5 mm / year or less.
これは、本発明の装置では外部熱交換器内の塩素濃度が従来装置に比べ小さい値に保持されているからである。 This is because in the apparatus of the present invention, the chlorine concentration in the external heat exchanger is maintained at a smaller value than in the conventional apparatus.
このことを更に確認するために、燃料中の塩素濃度と外部熱交換器内の塩素濃度の関係を調べたところ、図4のような結果が得られた。 In order to further confirm this, when the relationship between the chlorine concentration in the fuel and the chlorine concentration in the external heat exchanger was examined, the results shown in FIG. 4 were obtained.
(実施例3)
図1に示す装置において、燃料として、建築廃材チップ、下水汚泥、農林廃棄物、食品廃棄物、RDF等の再生可能エネルギー及びRPF、廃タイヤ等の産業廃棄物を混合した廃棄物(塩素濃度:1%含有)燃料を用いて、電力を回収する実験を行った。
(Example 3)
In the apparatus shown in FIG. 1, waste (mixed chlorine: An experiment was conducted to collect electric power using a fuel containing 1%.
発生ボイラ蒸気は、蒸気圧力:130Kg/cm2G、蒸気温度:550℃、発電端効率:38%であった。 The generated boiler steam was steam pressure: 130 Kg / cm 2 G, steam temperature: 550 ° C., and power generation end efficiency: 38%.
また、過熱器腐食速度は0.5mm/年以下であり、排ガス中の公害成分を測定したところ、以下のような結果が得られた。 Moreover, the superheater corrosion rate was 0.5 mm / year or less, and when pollutant components in the exhaust gas were measured, the following results were obtained.
NOx<100ppm(O2=6%)
SO2<100ppm(O2=6%)
CO <50ppm(O2=6%)
DXN類0.1ng/Nm3以下
NO x <100 ppm (O 2 = 6%)
SO 2 <100 ppm (O 2 = 6%)
CO <50 ppm (O 2 = 6%)
DXN 0.1 ng / Nm 3 or less
1:火炉
2:粒子捕集装置(サイクロン)
3:第1流動層
4:第2流動層
5:第3流動層
6:対流伝熱部
7:バグフィルター
100:デンスベッド部
101:火炉本体
102:燃焼ガスダクト
200:粒子導入管
201:開口部
300、400:仕切壁
301:空気導入口
302:第1下部開口
303:第1上部開口
304:側壁
305:循環排出口
306:循環ライン
401:空気導入口
402:第2上部開口
501:外部熱交換器
502:空気導入口
503:粒子排出部
504:蒸気の入口部
505:蒸気の出口部
506:循環ライン
700:燃焼排ガスダクト
1: Furnace 2: Particle collector (Cyclone)
3: 1st fluidized bed 4: 2nd fluidized bed 5: 3rd fluidized bed 6: Convective heat transfer part 7: Bag filter 100: Dense bed part 101: Furnace body 102: Combustion gas duct 200: Particle introduction pipe 201: Opening part 300, 400: Partition wall 301: Air inlet 302: First lower opening 303: First upper opening 304: Side wall 305: Circulation outlet 306: Circulation line 401: Air inlet 402: Second upper opening 501: External heat Exchanger 502: Air inlet 503: Particle outlet 504: Steam inlet 505: Steam outlet 506: Circulation line 700: Combustion exhaust gas duct
Claims (2)
前記循環系に、互いに共通する仕切壁により仕切られると共に内部に前記粒子捕集装置より送られた粒子が流動化空気によって流動層を形成してなる第1流動層、第2流動層及び第3流動層を備えており、
前記第1流動層は、前記粒子捕集装置下部から送られる粒子を導入し流動層内部で開口する粒子導入管を有し、下部に流動化空気を導入する流動化空気導入口を有し、第2流動層との仕切壁の下部には該第2流動層へ粒子を導入する第1下部開口を有し、該仕切壁の上部には第2流動層から空気を流入する第1上部開口を有し、前記仕切壁と対向する側壁の上部には前記粒子捕集装置から送られた粒子と該流動化空気を排出すると共に前記火炉に連結されている循環排出口を有する構造であり、
前記第2流動層は、下部に流動化空気を導入する流動化空気導入口を有し、第3流動層との仕切壁の上部に該第3流動層へ粒子を導入すると共に第3流動層から第2流動層に流動化空気を流入する第2上部開口を有する構造であり、
前記第3流動層は、粒子の流動層内に外部熱交換器を有し、下部に流動化空気を導入する流動化空気導入口を有し、下部に熱交換された粒子を排出すると共に循環ラインを介して火炉に連結されている粒子排出口を有し、前記第2流動層との仕切壁の上部に有する前記第2上部開口から導入されて前記粒子排出口に至る粒子の流れと、該第3流動層の下部に有する前記流動化空気導入口から導入されて前記第2上部開口に至る流動化空気の流れとが対向流を形成する構造であることを特徴とする循環流動層ボイラの高温腐食低減装置。 A furnace having a fluidized bed, a particle collection device that introduces particles discharged from the furnace accompanied by combustion gas, collects the particles and discharges them from below, and is collected by the particle collection device. In a circulating fluidized bed boiler equipped with a circulation system for circulating discharged particles to the furnace via an external heat exchanger,
The circulation system, the first fluidized bed common specifications particles sent from the particle collection device inside with partitioned by Setsukabe is to form a fluidized bed by fluidizing air from each other, the second fluidized bed and the 3 fluidized beds,
The first fluidized bed has a particle introduction pipe that introduces particles sent from the lower part of the particle collecting device and opens inside the fluidized bed, and has a fluidized air inlet for introducing fluidized air to the lower part, The lower part of the partition wall with the second fluidized bed has a first lower opening for introducing particles into the second fluidized bed, and the upper part of the partition wall has a first upper opening for introducing air from the second fluidized bed And the upper part of the side wall facing the partition wall has a structure having a circulation outlet that discharges the particles sent from the particle collector and the fluidized air and is connected to the furnace.
The second fluidized bed has a fluidized air inlet for introducing fluidized air at the bottom, introduces particles into the third fluidized bed at the upper part of the partition wall with the third fluidized bed, and the third fluidized bed. Having a second upper opening through which fluidized air flows into the second fluidized bed from
The third fluidized bed has an external heat exchanger in the fluidized bed of particles, has a fluidized air inlet for introducing fluidized air in the lower part, and discharges and circulates the heat-exchanged particles in the lower part. have a particle outlet being connected to the furnace via a line, the flow of the second lead to the particle discharge port is introduced from the second upper opening with the top of the partition wall of the fluidized bed particles, A circulating fluidized bed boiler characterized by having a structure in which a flow of fluidized air introduced from the fluidized air inlet at the lower part of the third fluidized bed and reaching the second upper opening forms a counterflow. High temperature corrosion reduction device.
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