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JP7812845B2 - Bed material regeneration device, combustion system, and combustion method for fluidized bed combustion furnace - Google Patents
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JP7812845B2 - Bed material regeneration device, combustion system, and combustion method for fluidized bed combustion furnace - Google Patents

Bed material regeneration device, combustion system, and combustion method for fluidized bed combustion furnace

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JP7812845B2 JP2023511248A JP2023511248A JP7812845B2 JP 7812845 B2 JP7812845 B2 JP 7812845B2 JP 2023511248 A JP2023511248 A JP 2023511248A JP 2023511248 A JP2023511248 A JP 2023511248A JP 7812845 B2 JP7812845 B2 JP 7812845B2
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Description

本発明は、流動層式燃焼炉の流動層を形成する流動媒体を再生する流動層の流動媒体再生装置、燃焼システム及び流動層式燃焼炉の燃焼方法に関する。 The present invention relates to a fluidized bed bed material regeneration device for regenerating the fluidized bed material that forms the fluidized bed of a fluidized bed combustion furnace, a combustion system, and a combustion method for a fluidized bed combustion furnace.

近年、燃料確保のため、建設廃材系木質材料及び木質系材料以外のバイオマス燃料や、廃タイヤや廃プラスチック等の廃棄物燃料を用いた発電需要が高まっている。このような発電機構としては、例えば、燃焼対象物を燃焼すると共に飽和蒸気を生成する燃焼炉(例えば、流動層式燃焼炉)と、燃焼炉に接続され当該燃焼炉で生じる飽和蒸気を、燃焼炉で生成した燃焼ガスを用いて過熱し発電に利用するための過熱器と、を備える循環流動層ボイラ(以下、「CFBボイラ」と称することがある)等を用いた技術が一例に挙げられる。In recent years, in order to secure fuel, there has been an increasing demand for power generation using biomass fuels such as construction waste wood materials and other wood-based materials, as well as waste fuels such as scrap tires and plastics. One example of such a power generation mechanism is a technology that uses a circulating fluidized bed boiler (hereinafter sometimes referred to as a "CFB boiler"), which includes a combustion furnace (e.g., a fluidized bed combustion furnace) that burns the material to be combusted and generates saturated steam, and a superheater connected to the combustion furnace that superheats the saturated steam generated in the combustion furnace using the combustion gas generated in the combustion furnace and uses it to generate power.

一方、今後石油資源やバイオマス燃料自体の枯渇により、バイオマス燃料のうち、モミ殻やEFB(Empty Fruit Bunches)などの低品位なバイオマス燃料等を用いる事態が多いに予測される。しかし、低品位なバイオマス燃料や廃棄物燃料には、例えば、Na、K等のアルカリ成分などの不純物が多く含まれている。このような、アルカリ成分等の不純物を含む低品位な燃料を用いると、低融点の化合物(以下、適宜「低融点化合物」と称することがある)を生じることがあり、当該低融点化合物が流動層の流動不良の原因となることがある。このため、バイオマス燃料のCFBボイラへの燃料適応範囲を拡大し、当該ボイラの流動不良を抑制することが急務且つ不可欠である。 Meanwhile, due to the future depletion of petroleum resources and biomass fuels themselves, it is predicted that low-grade biomass fuels such as rice husks and Empty Fruit Bunches (EFB) will be used in many cases. However, low-grade biomass fuels and waste-derived fuels contain large amounts of impurities, such as alkaline components such as Na and K. Using such low-grade fuels containing impurities such as alkaline components can produce low-melting-point compounds (hereinafter referred to as "low-melting-point compounds"), which can cause poor fluidity in the fluidized bed. For this reason, it is urgent and essential to expand the range of biomass fuels that can be used in CFB boilers and prevent poor fluidity in such boilers.

例えば、アルカリ成分等の不純物を含む低品位な燃料に対する技術としては、例えば、以下の技術が開発されている(例えば、下記特許文献1及び2参照)。 For example, the following technologies have been developed for low-quality fuels containing impurities such as alkaline components (see, for example, Patent Documents 1 and 2 below):

特開2005-226930号JP 2005-226930 A 特開2011-106701号JP 2011-106701 A

特許文献1に記載の技術は、高アルカリ含有バイオマス燃料の燃焼における低融点化合物の発生に対し、流動層内の空気比を特定の範囲に設定すると共に、排ガス再循環を行って総空気流量に対する排ガス再循環流量の比率を特定の範囲に設定し、流動層内の空塔速度と流動化開始速度の比を2~6に確保しながら、流動層温度を600~750℃に制御することで、低融点化合物によって流動媒体(例えば、ボトムアッシュ)が凝集するのを抑制し、流動不良を発生させないようにして、円滑且つ安定した運転を可能とするものである。しかし、流動層の温度を600~750℃に常に制御するのは容易ではない。また、本技術を用いても未だ流動媒体の形状が大きくなる傾向にあるため、砂等の新たな流動媒体の供給が相当量求められる。よって、流動媒体の観点からコストの点でも未だ改善の余地がある。 The technology described in Patent Document 1 addresses the generation of low-melting-point compounds during the combustion of high-alkali biomass fuel by setting the air ratio within a specific range in the fluidized bed, recirculating exhaust gas to set the ratio of the recirculated exhaust gas flow rate to the total air flow rate within a specific range, and maintaining a ratio of the superficial velocity to the fluidization initiation velocity within the fluidized bed of 2 to 6 while controlling the fluidized bed temperature to 600 to 750°C. This suppresses the aggregation of the fluidizing medium (e.g., bottom ash) due to low-melting-point compounds, prevents poor fluidization, and enables smooth and stable operation. However, consistently controlling the fluidized bed temperature to 600 to 750°C is not easy. Furthermore, even with this technology, the fluidizing medium still tends to become larger, requiring a significant supply of new fluidizing medium such as sand. Therefore, there is still room for improvement in terms of the fluidizing medium and cost.

特許文献2の技術は、燃焼炉の流動層より抜き出したボトムアッシュ等の流動媒体を水中に投入して冷却することによって流動媒体から付着物を分離する冷却水槽を備えている。当該技術によっても、効率良く流動媒体から付着物を分離することが可能であるが、未だ、効率的に高アルカリ含有バイオマス燃料の流動不良を抑制するという観点で改善の余地がある。 The technology in Patent Document 2 is equipped with a cooling water tank that separates deposits from a fluidized medium, such as bottom ash, extracted from the fluidized bed of a combustion furnace by pouring the fluidized medium, such as bottom ash, into water to cool it. While this technology can efficiently separate deposits from the fluidized medium, there is still room for improvement in terms of efficiently suppressing poor fluidity of high-alkali-content biomass fuel.

本発明は、上述の課題を解決すべく、効率良く流動媒体からコーティング層を分離することが可能な流動媒体再生装置、燃焼システム及び流動層式燃焼炉の燃焼方法を提供することを目的とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention aims to provide a fluidized bed regeneration device, a combustion system, and a combustion method for a fluidized bed combustion furnace that can efficiently separate a coating layer from a fluidized bed.

すなわち、本発明は、以下に示す通りである。 In other words, the present invention is as follows.

<1> 少なくとも、流動層式燃焼炉の流動層から回収した流動媒体が供給され、前記流動媒体を1気圧下における沸点が-20℃以下の液体媒体に接触させて冷却し、前記流動媒体からコーティング層を分離する、冷却部を備えた流動層の流動媒体再生装置。
<2> 前記液体媒体が、液体空気、液体窒素及び液体酸素の少なくともいずれかである、前記<1>に記載の流動層の流動媒体再生装置。
<3> 前記冷却部から排出された前記流動媒体と前記コーティング層とを選別する選別手段を備えた、前記<1>又は前記<2>に記載の流動層の流動媒体再生装置。
<4> 前記流動層式燃焼炉の前記流動層から回収した流動媒体の温度が前記コーティング層の融点以下である、前記<1>~前記<3>のいずれかに記載の流動層の流動媒体再生装置。
<5> 前記冷却部は、さらに前記流動媒体を冷却する中間冷却部を備え、前記中間冷却部によって冷却された前記流動媒体を前記液体媒体に接触させる、前記<1>~前記<4>のいずれかに記載の流動層の流動媒体再生装置。
<6> 前記コーティング層を分離した前記流動媒体を回収し、50~1000μmに粒度調整した前記流動媒体を前記流動層に戻す返送部を更に備えた、前記<1>~前記<5>のいずれかに記載の流動層の流動媒体再生装置。
<7> 流動層式燃焼炉と、前記<1>~前記<6>のいずれかに記載の流動層の流動媒体再生装置と、を備えた、燃焼システム。
<8> アルカリ成分含有燃料を用いた流動層式燃焼炉の燃焼方法であって、
前記流動層式燃焼炉の流動層から流動媒体を回収し、前記流動層から回収した前記流動媒体を1気圧下における沸点が-20℃以下の液体媒体に接触させて冷却し、前記流動媒体からコーティング層を分離する、
流動層式燃焼炉の燃焼方法。
<9> 前記液体媒体が、液体空気及び液体窒素の少なくともいずれかである前記<8>に記載の流動層式燃焼炉の燃焼方法。
<10> 前記流動媒体と前記コーティング層とを選別する、前記<8>又は前記<9>に記載の流動層式燃焼炉の燃焼方法。
<11> 前記流動層式燃焼炉の流動層から回収した流動媒体の温度が前記コーティング層の融点以下である、前記<8>~前記<10>のいずれかに記載の流動層式燃焼炉の燃焼方法。
<12> 前記流動媒体を、中間冷却部によって冷却した後に前記液体媒体に接触させる、前記<8>~前記<11>のいずれかに記載の流動層式燃焼炉の燃焼方法。
<13> 前記コーティング層を分離した前記流動媒体を回収し、50~1000μmに粒度調整した流動媒体を前記流動層に戻す、前記<8>~前記<12>のいずれかに記載の流動層式燃焼炉の燃焼方法。
<1> A fluidized bed fluidized medium regeneration device including a cooling section that receives at least a fluidized medium recovered from the fluidized bed of a fluidized bed combustion furnace, cools the fluidized medium by bringing it into contact with a liquid medium having a boiling point of −20°C or less at 1 atmosphere, and separates a coating layer from the fluidized medium.
<2> The fluidized bed fluidized medium regeneration apparatus according to <1>, wherein the liquid medium is at least one of liquid air, liquid nitrogen, and liquid oxygen.
<3> The fluidized bed regenerating device according to <1> or <2>, further comprising a sorting unit for sorting the fluidized bed material and the coating layer discharged from the cooling unit.
<4> The fluidized bed fluidized bed material regeneration device according to any one of <1> to <3>, wherein the temperature of the fluidized bed material recovered from the fluidized bed of the fluidized bed combustion furnace is equal to or lower than the melting point of the coating layer.
<5> The fluidized bed fluidized medium regeneration device according to any one of <1> to <4>, wherein the cooling unit further includes an intermediate cooling unit that cools the fluidized medium, and the fluidized medium cooled by the intermediate cooling unit is brought into contact with the liquid medium.
<6> The fluidized bed fluidized medium regeneration device according to any one of <1> to <5>, further comprising a return unit that recovers the fluidized medium from which the coating layer has been separated, and returns the fluidized medium, the particle size of which has been adjusted to 50 to 1000 μm, to the fluidized bed.
<7> A combustion system comprising a fluidized bed combustion furnace and the fluidized bed bed material regeneration device according to any one of <1> to <6>.
<8> A combustion method for a fluidized bed combustion furnace using an alkaline component-containing fuel,
recovering a fluidized medium from the fluidized bed of the fluidized bed combustion furnace, bringing the fluidized medium recovered from the fluidized bed into contact with a liquid medium having a boiling point of −20° C. or less at 1 atmosphere to cool the fluidized medium, and separating the coating layer from the fluidized medium;
Combustion method for fluidized bed combustion furnace.
<9> The combustion method for a fluidized bed combustion furnace according to <8>, wherein the liquid medium is at least one of liquid air and liquid nitrogen.
<10> The combustion method for a fluidized bed combustion furnace according to <8> or <9>, wherein the fluidized medium and the coating layer are separated.
<11> The combustion method for a fluidized bed combustion furnace according to any one of <8> to <10>, wherein the temperature of the fluidized medium recovered from the fluidized bed of the fluidized bed combustion furnace is equal to or lower than the melting point of the coating layer.
<12> The combustion method for a fluidized bed combustion furnace according to any one of <8> to <11>, wherein the fluidized medium is cooled by an intermediate cooling section before being brought into contact with the liquid medium.
<13> The combustion method for a fluidized bed combustion furnace according to any one of <8> to <12>, wherein the fluidized medium from which the coating layer has been separated is recovered, and the fluidized medium whose particle size has been adjusted to 50 to 1000 μm is returned to the fluidized bed.

本発明によれば、効率良く流動媒体からコーティング層を分離することが可能な流動媒体再生装置、燃焼システム及び流動層式燃焼炉の燃焼方法を提供することができる。 The present invention provides a fluidized bed regeneration device, a combustion system, and a combustion method for a fluidized bed combustion furnace that can efficiently separate a coating layer from a fluidized bed.

本発明の第1の実施形態における流動層の流動媒体再生装置を備えた燃焼システムを示す概略図である。1 is a schematic diagram showing a combustion system equipped with a fluidized bed bed material regeneration device according to a first embodiment of the present invention. 凝集塊の形成メカニズムを説明するための概略図であり、(a)は凝集塊によるコーティング誘発メカニズムを示す概略図であり、(b)は、凝集塊溶融誘発メカニズムを示す概略図である。1A and 1B are schematic diagrams for explaining the mechanism of agglomerate formation, in which (a) is a schematic diagram showing the mechanism of agglomerate coating induction, and (b) is a schematic diagram showing the mechanism of agglomerate melting induction. 2O-SiO2状態図である。K 2 O—SiO 2 phase diagram. 本発明の第2の実施形態における流動層の流動媒体再生装置を備えた燃焼システムを示す概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing a combustion system equipped with a fluidized bed bed material regenerator according to a second embodiment of the present invention. 本実施形態における燃焼システム及び流動媒体再生装置に適用可能な燃焼方法を説明するための流れ図である。2 is a flow chart for explaining a combustion method applicable to the combustion system and the bed material regeneration device according to the present embodiment. 本発明の他の態様における流動層の流動媒体再生装置を備えた燃焼システムを示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a combustion system including a fluidized bed bed material regenerator according to another embodiment of the present invention.

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態(以下、単に「本実施形態」という。)について詳細に説明する。ただし、以下の実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨の範囲内で適宜に変形して実施できる。なお、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。 Hereinafter, a form for implementing the present invention (hereinafter simply referred to as "the present embodiment") will be described in detail with reference to the drawings. However, the following embodiment is an example for explaining the present invention, and is not intended to limit the present invention to the following content. The present invention can be implemented by modifying it as appropriate within the scope of its gist. Note that identical elements will be given the same reference numerals, and redundant explanations will be omitted. Furthermore, positional relationships such as up, down, left, and right will be based on the positional relationships shown in the drawings unless otherwise specified. Furthermore, the dimensional ratios of the drawings are not limited to the ratios shown.

[第1の実施の形態]
第1の実施の形態における流動媒体再生装置を備えた燃焼システムについて図1を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施形態における流動層の流動媒体再生装置を備えた燃焼システムを示す概略図である。
[First embodiment]
A combustion system equipped with a bed material regeneration device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. 1. Fig. 1 is a schematic diagram showing a combustion system equipped with a bed material regeneration device for a fluidized bed according to the first embodiment of the present invention.

図1に示すように、燃焼システム1は、燃焼対象物が供給され、炉内にて前記燃焼対象物を燃焼する流動層式の燃焼炉2と、流動媒体再生装置3と、を備えている。流動媒体再生装置3は、燃焼炉2の流動層Fから回収した流動媒体Faが供給され、当該供給された流動媒体Faを、1気圧下における沸点が-20℃以下の液体媒体LMに接触させて冷却し、流動媒体Faからコーティング層を分離する、冷却部の役割を果たすスクリュー搬送機11を備える。第1の実施形態における流動媒体再生装置3は、燃焼炉2の流動層Fより回収した砂などの流動媒体Faからコーティング層を分離して流動媒体Faの再生を行うためのものである。 As shown in FIG. 1, the combustion system 1 includes a fluidized bed combustion furnace 2, which receives a material to be burned and burns it within the furnace, and a bed material regeneration device 3. The bed material regeneration device 3 is supplied with a bed material Fa recovered from the fluidized bed F of the combustion furnace 2, and includes a screw conveyor 11 that functions as a cooling section, which cools the bed material Fa by bringing it into contact with a liquid medium LM having a boiling point of -20°C or less at 1 atmosphere, and separates a coating layer from the bed material Fa. The bed material regeneration device 3 in the first embodiment is used to separate the coating layer from bed material Fa, such as sand, recovered from the fluidized bed F of the combustion furnace 2, and regenerate the bed material Fa.

燃焼システム1は、燃焼対象物として、モミ殻やEFB(Empty Fruit Bunches)の高アルカリ含有バイオマス燃料等のアルカリ含有燃料を用いることができる。前記高アルカリ含有バイオマス燃料を、以下、単に「バイオマス燃料」と称することがある。燃焼システム1は、バイオマス燃料を燃焼し、密閉容器内の水を加熱して蒸気を生成する燃焼炉2を備えている。燃焼炉2は、外部循環型の流動層式燃焼炉であり、いわゆるCFB(Circulating Fluidized Bed)ボイラである。燃焼炉2の中間部には燃料を投入する燃料投入口が設けられ、この燃料投入口からバイオマス燃料が投入される。ただし、燃焼システム1に用いられる燃焼対象物はバイオマス燃料に限定されるものではなく、アルカリ成分含有燃料であれば特に限定なく用いることが可能である。The combustion system 1 can use alkali-containing fuels, such as rice husks and EFB (Empty Fruit Bunches) as high-alkali biomass fuels, as the combustion target. Hereinafter, the high-alkali biomass fuels will be referred to simply as "biomass fuel." The combustion system 1 includes a combustion furnace 2 that burns biomass fuel and heats water in a sealed container to generate steam. The combustion furnace 2 is an external circulation fluidized bed combustion furnace, a so-called CFB (Circulating Fluidized Bed) boiler. A fuel inlet is provided in the middle of the combustion furnace 2, through which the biomass fuel is introduced. However, the combustion target used in the combustion system 1 is not limited to biomass fuel; any alkaline-containing fuel can be used without particular limitations.

燃焼炉2には、さらに、石英粒子を主成分とする砂などの流動媒体Faが投入されており、この流動媒体Fa中に炉の下部(底部)から空気が供給され、流動媒体Faが流動して流動層Fが形成される。当該流動層Fの形成によってバイオマス燃料の燃焼が促進される。また、バイオマス燃料の燃焼の結果として生じる燃焼ガスは、流動媒体Faの一部を随伴しながら燃焼炉2内を上昇する。ここで、本明細書において「流動媒体」には、バイオマス燃料の燃焼によって生じるボトムアッシュも含まれる。また、「ボトムアッシュ」とは、砂などの流動媒体を主体とし、バイオマス燃料の燃焼によって生じる燃焼灰や、バイオマス燃料中の成分によってコーティングされ凝集化した流動媒体Faが含まれる。本実施形態における流動媒体再生装置を備えた燃焼システムによれば、バイオマス燃料中の成分によってコーティングされ凝集化した流動媒体Fa(凝集塊)からバイオマス燃料中の成分によって生じた『コーティング層』(付着物を含む)を分離することで、流動媒体Faを再利用可能なように再生することができる。なお、以下単に「コーティング層」と称した場合、バイオマス燃料中の成分によって生じた単なる付着物をも含む。The combustion furnace 2 is further loaded with a bed material Fa, such as sand primarily composed of quartz particles. Air is supplied to the bed material Fa from the lower part (bottom) of the furnace, causing the bed material Fa to flow and form a fluidized bed F. The formation of this fluidized bed F promotes the combustion of biomass fuel. Furthermore, combustion gases resulting from the combustion of biomass fuel rise within the combustion furnace 2, carrying some of the bed material Fa with them. Here, the term "bed material" as used herein also includes bottom ash resulting from the combustion of biomass fuel. "Bottom ash" refers to bed material Fa primarily composed of bed material such as sand, including combustion ash resulting from the combustion of biomass fuel and bed material Fa that has been coated and agglomerated with components in the biomass fuel. According to the combustion system equipped with the bed material regeneration device of this embodiment, the bed material Fa can be regenerated for reuse by separating the "coating layer" (including deposits) formed by components in the biomass fuel from the bed material Fa (agglomerates) that have been coated and agglomerated with components in the biomass fuel. Hereinafter, when simply referred to as a "coating layer," it also includes a simple deposit formed by components in the biomass fuel.

燃焼炉2の上部には、燃焼ガスを排出するガス出口2Aが設けられている。ガス出口2Aには、固気分離装置として機能するサイクロン分離機4が接続されている。サイクロン分離機4には、燃焼炉2で発生した燃焼ガスが固体粒子を同伴しながら導入される。サイクロン分離機4は、遠心分離作用によって燃焼ガスから捕集固体粒子を分離する。燃焼ガスから分離された捕集固体粒子は、リターンライン5を通じて燃焼炉2に戻される。前記捕集固体粒子には、ボトムアッシュや砂などの流動媒体が含まれる。一方、捕集固体粒子が除かれた燃焼ガスは、排出口4Aを通じて熱回収装置6へと送り込まれる。 A gas outlet 2A is provided at the top of the combustion furnace 2 for discharging combustion gas. A cyclone separator 4, which functions as a solid-gas separator, is connected to the gas outlet 2A. The combustion gas generated in the combustion furnace 2 is introduced into the cyclone separator 4, entraining solid particles. The cyclone separator 4 separates the collected solid particles from the combustion gas by centrifugal separation. The collected solid particles separated from the combustion gas are returned to the combustion furnace 2 via the return line 5. The collected solid particles include bed materials such as bottom ash and sand. Meanwhile, the combustion gas from which the collected solid particles have been removed is sent to the heat recovery device 6 via the outlet 4A.

リターンライン5は、燃焼炉2の下部に接続された管路で構成され、その途中にはループシール5Aが設けられている。ループシール5Aは、燃焼ガスが燃焼炉2に逆流することを防止する設備である。ループシール5A内には、サイクロン分離機4から送り込まれた流動媒体Faが蓄積される。また、ループシール5A内の流動媒体Faは、ループシール5Aの出口となるリターンシュート部5Bから燃焼炉2内に投入される。 The return line 5 consists of a pipe connected to the bottom of the combustion furnace 2, with a loop seal 5A installed along the way. The loop seal 5A is equipment that prevents combustion gas from flowing back into the combustion furnace 2. The bed material Fa sent from the cyclone separator 4 accumulates within the loop seal 5A. The bed material Fa within the loop seal 5A is then introduced into the combustion furnace 2 through the return chute 5B, which serves as the outlet of the loop seal 5A.

熱回収装置6は、燃焼ガスの流路を形成すると共に、熱媒体としての水を流動させる図示を省略するボイラチューブを有している。ボイラチューブは、熱回収装置6内で燃焼ガスの流路を横切るように設けられ、サイクロン分離機4から送られた燃焼ガスの熱をチューブ内の水との熱交換によって回収する。ボイラチューブ内では、回収した熱によって高温の水蒸気が発生し、当該水蒸気はボイラチューブを通じて図示を省略する発電用のタービンなどに送られる。また、熱回収装置6は、排出口6Aを通じて熱回収後の燃焼ガスをバグフィルタ7に送り込む。 The heat recovery device 6 has boiler tubes (not shown) that form a flow path for the combustion gas and allow water to flow as a heat medium. The boiler tubes are installed within the heat recovery device 6 so as to cross the flow path of the combustion gas, and recover the heat of the combustion gas sent from the cyclone separator 4 by heat exchange with the water inside the tubes. Inside the boiler tubes, high-temperature steam is generated by the recovered heat, and this steam is sent through the boiler tubes to a power generation turbine (not shown) or other device. The heat recovery device 6 also sends the combustion gas after heat recovery to a bag filter 7 through an outlet 6A.

バグフィルタ7は、燃焼ガスに未だ同伴しているフライアッシュなどの微粒子を除去する濾過設備である。バグフィルタ7により濾過された燃焼ガスは、吸引ポンプ8に吸引されて煙突9から燃焼システム1の外部に排出される。 The bag filter 7 is a filtering device that removes fine particles such as fly ash that are still entrained in the combustion gas. The combustion gas filtered by the bag filter 7 is sucked into the suction pump 8 and discharged outside the combustion system 1 through the chimney 9.

一方、燃焼炉2では、バイオマス燃料の燃焼の過程で、燃焼によって生じた燃焼灰や燃料の一部が周辺の流動媒体Faと溶融して塊が形成される。この凝集塊は“アグロメ”とも称されることがあり、燃焼炉2の底部に蓄積されると流動層Fの流動不良を引き起こす原因にもなる。このため、凝集塊は、流動媒体Faと共に定期的に燃焼炉2内から抜き出して除去する必要がある。本実施形態においては、コーティング層(付着物)を除去するため、凝集化したものを含む流動媒体Faを燃焼炉2の排出口から抜き出し、流動媒体再生装置3へと搬送する。 Meanwhile, in the combustion furnace 2, during the combustion of biomass fuel, some of the combustion ash and fuel produced by the combustion melt with the surrounding bed material Fa to form clumps. These clumps are sometimes called "agglomerates," and if they accumulate at the bottom of the combustion furnace 2, they can cause poor fluidity in the fluidized bed F. For this reason, the clumps must be periodically removed from the combustion furnace 2 along with the bed material Fa. In this embodiment, to remove the coating layer (deposits), the bed material Fa containing the agglomerates is removed from the discharge outlet of the combustion furnace 2 and transported to the bed material regeneration device 3.

図2を用いて燃焼炉2内における凝集塊の形成メカニズムについて説明する。図2は、凝集塊の形成メカニズムを説明するための概略図である。 The mechanism of agglomerate formation within the combustion furnace 2 will be explained using Figure 2. Figure 2 is a schematic diagram for explaining the mechanism of agglomerate formation.

まず、流動層Fの流動不良の主たる原因である凝集塊の形成は、そのほとんどが低融点化合物の融体、すなわちバイオマス燃料中のアルカリ成分に起因して形成される物質(例えば、KCl(固体))の融体が流動媒体Fa表面に付着すること、或いは、バイオマス燃料中の成分が流動媒体Faの表面で化学反応を起こすことによって流動媒体Faの表面でアルカリ成分が共晶形成することで引き起こされる。このように、凝集塊の形成には、主として、コーティング誘発と溶融誘発との二つのメカニズムが知られている。 First, the formation of agglomerates, which is the main cause of poor fluidity in the fluidized bed F, is mostly caused by the adhesion of a melt of a low-melting-point compound, i.e., a melt of a substance formed due to alkaline components in the biomass fuel (e.g., KCl (solid)), to the surface of the bed material Fa, or by the formation of a eutectic of alkaline components on the surface of the bed material Fa due to a chemical reaction between components in the biomass fuel and the bed material Fa. Thus, there are two main known mechanisms for the formation of agglomerates: coating induction and melting induction.

(コーティング誘発メカニズム)
図2(a)に、コーティング誘発による凝集塊Xの形成メカニズムを示す。図2(a)は凝集塊のコーティング誘発メカニズムを示す概略図である。図2(a)に示されるように、コーティング誘発による凝集塊Xの形成は、バイオマス燃料中のアルカリ成分(カリウムやナトリウムなど)の蒸気(例えば、KCl、K2SO4等)(図2(a)中の“N”)と、流動媒体Faの主成分である石英粒子(砂)との化学反応によって引き起こされる。特に、KClは、700℃以上において蒸気になりやすい傾向にある。当該化学反応によって、流動媒体Faの表面には粘着性のある共晶コーティングC(例えば、K2O-SiO2:アルカリ珪酸塩相)が形成される。その後、共晶コーティングCが形成された流動媒体Fa同士が、流動層F内で接合と離散とを繰り返す。その結果、粒子凝集が開始され、徐々に流動阻害要因となる凝集塊Xが形成される。
(Coating induction mechanism)
FIG. 2( a) shows the mechanism of coating-induced agglomerate X formation. FIG. 2( a) is a schematic diagram illustrating the mechanism of coating-induced agglomerate formation. As shown in FIG. 2( a), the formation of agglomerate X due to coating is caused by a chemical reaction between vapor (e.g., KCl, K2SO4 , etc. ) ("N" in FIG. 2( a)) of alkaline components (e.g., potassium and sodium) in biomass fuel and quartz particles (sand), which are the main component of the bed material Fa. KCl, in particular, tends to vaporize easily at temperatures above 700°C. This chemical reaction forms a sticky eutectic coating C (e.g., K2O - SiO2 : alkali silicate phase) on the surface of the bed material Fa. Subsequently, the bed material Fa with the eutectic coating C formed thereon repeatedly bonds and separates within the fluidized bed F. As a result, particle aggregation begins, gradually forming agglomerates X, which become a factor hindering fluidization.

コーティング誘発による凝集塊Xの形成メカニズムの主要な制御因子は、共晶コーティング厚さ(接合離間のし易さ)、共晶コーティング組成(接合強度)及び局所温度である。また、バイオマス燃料中に含まれる成分としては、アルカリ成分の他にリンも凝集塊Xの形成における重要因子であることが確認されている。The main controlling factors in the mechanism of coating-induced agglomerate X formation are the eutectic coating thickness (ease of bonding separation), the eutectic coating composition (bonding strength), and the local temperature. Furthermore, among the components contained in biomass fuels, it has been confirmed that in addition to alkali components, phosphorus is also an important factor in the formation of agglomerate X.

なお、共晶コーティングCは、図3におけるK2O-SiO2状態図に示されるように約700℃で溶融し始める。このため、燃焼炉2内において高温となる領域(高温で燃焼する領域)(約700℃~900℃)では、共晶コーティングCは溶融状態となり、流動媒体Fa同士が容易に凝集する。 The eutectic coating C begins to melt at approximately 700°C, as shown in the K2O - SiO2 phase diagram in Figure 3. Therefore, in the high-temperature region (high-temperature combustion region) (approximately 700°C to 900°C) in the combustion furnace 2, the eutectic coating C becomes molten, and the bed materials Fa easily aggregate together.

(溶融誘発メカニズム)
つぎに、溶融誘発による凝集塊Xの形成メカニズムについて説明する。図2(b)は、溶融誘発メカニズムを示す概略図である。溶融誘発による凝集塊Xは、バイオマス燃料中のアルカリ成分によって形成された低融点化合物(アルカリ珪酸塩)の融体Mが、流動媒体Faの表面に付着することによって引き起こされる。融体Mが付着した流動媒体Fa同士は、流動層F内で次第に凝集し、凝集塊Xが形成される。溶融誘発による凝集塊Xの形成メカニズムの制御因子は、局所温度、及び、燃料灰組成であり、高濃度のアルカリ成分と塩素とが含まれた燃焼灰では、溶融誘発メカニズムを通して凝集塊Xが形成される傾向にある。
(Melt induction mechanism)
Next, the mechanism of the formation of agglomerates X due to melting induction will be explained. FIG. 2(b) is a schematic diagram showing the melting induction mechanism. The melting-induced agglomerates X are caused by the adhesion of a melt M of a low-melting-point compound (alkali silicate) formed by the alkaline components in the biomass fuel to the surface of the bed material Fa. The bed materials Fa to which the melt M has adhered gradually agglomerate within the fluidized bed F, forming the agglomerates X. The controlling factors of the mechanism of the formation of agglomerates X due to melting induction are the local temperature and the fuel ash composition, and agglomerates X tend to form through the melting induction mechanism in combustion ash containing high concentrations of alkaline components and chlorine.

(流動媒体再生装置3)
流動媒体Faからアルカリ珪酸塩相などのコーティング層を分離し、これを再生(再利用)する流動媒体再生装置3について説明する。図1に示すように、流動媒体再生装置3は、燃焼炉2の流動層Fから回収した流動媒体Faが供給される供給部10と、供給部10から供給された流動媒体Faを搬送しつつ、供給管11Aから供給される液体媒体LMに接触させて、流動媒体Faを冷却するスクリュー搬送機11と、を備える。上述のようにスクリュー搬送機11は流動媒体Faの冷却部の役割を担っている。さらに、流動媒体再生装置3は、スクリュー搬送機11から排出された流動媒体Faとコーティング層とを選別する選別装置12と、コーティング層を分離した流動媒体を回収して燃焼炉2の流動層Fに戻す返送機構13と、を備えている。
(Fluid medium regeneration device 3)
A fluidized medium regeneration device 3 that separates a coating layer such as an alkali silicate phase from a fluidized medium Fa and regenerates (reuses) the fluidized medium Fa will be described. As shown in FIG. 1 , the fluidized medium regeneration device 3 includes a supply unit 10 to which the fluidized medium Fa recovered from the fluidized bed F of the combustion furnace 2 is supplied, and a screw conveyor 11 that conveys the fluidized medium Fa from the supply unit 10 and brings it into contact with a liquid medium LM supplied from a supply pipe 11A to cool the fluidized medium Fa. As described above, the screw conveyor 11 serves as a cooling unit for the fluidized medium Fa. Furthermore, the fluidized medium regeneration device 3 includes a sorting device 12 that separates the fluidized medium Fa discharged from the screw conveyor 11 from the coating layer, and a return mechanism 13 that collects the fluidized medium from which the coating layer has been separated and returns it to the fluidized bed F of the combustion furnace 2.

供給部10は、燃焼炉2の底部に設けられた排出口に接続されており、燃焼炉2の流動層Fから回収した流動媒体Faが供給される。燃焼炉2から回収された流動媒体は高温(例えば、700℃)であり、供給部10を介してスクリュー搬送機11内に供給される。The supply unit 10 is connected to an outlet provided at the bottom of the combustion furnace 2, and is supplied with the bed material Fa recovered from the fluidized bed F of the combustion furnace 2. The bed material recovered from the combustion furnace 2 is at a high temperature (e.g., 700°C) and is supplied into the screw conveyor 11 via the supply unit 10.

供給部10に供給される燃焼炉2の流動層Fから回収した流動媒体Faの温度は、特に限定はないが、例えば、常温(例えば、25℃)以上の流動媒体Faのコーティング層(付着物)の融点以下(例えば、流動媒体FaにSi02-K2Oのコーティング層が形成されている場合などには、700℃以下)であることが好ましい。 The temperature of the bed material Fa recovered from the fluidized bed F of the combustion furnace 2 and supplied to the supply section 10 is not particularly limited, but is preferably, for example, above room temperature (e.g., 25°C) and below the melting point of the coating layer (deposit) of the bed material Fa (e.g., 700°C or below when a coating layer of SiO 2 -K 2 O is formed on the bed material Fa).

燃焼炉2から流動媒体Faを回収する位置は特に限定はないが、高温の流動媒体Faを効率よく回収する観点から、燃焼炉2の底部から堆積した流動層Fの流動媒体Faを回収することが好ましい。 There are no particular limitations on the location from which the bed material Fa is recovered from the combustion furnace 2, but from the standpoint of efficiently recovering the high-temperature bed material Fa, it is preferable to recover the bed material Fa of the accumulated fluidized bed F from the bottom of the combustion furnace 2.

スクリュー搬送機11は、燃焼炉2の排出口に接続された供給部10に接続されており、燃焼炉2の底部から抜き出された高温の流動媒体Faが供給される。スクリュー搬送機11は図中“M”で示されるモータの駆動によりスクリューが回転し、装置内の流体を搬送可能なように構成されている。また、スクリュー搬送機11は予め冷却されており、当該スクリュー搬送機11を予め冷却するためには水などの液体媒体L以外の冷却手段を用いることができる。スクリュー搬送機11には供給管11Aが連結されており、図示を省略するポンプ等によって、液体媒体LMがスクリュー搬送機11の搬送路内に供給されるように構成されている。スクリュー搬送機11の液体媒体LMが供給される位置は特に限定されるものではなく、スクリュー搬送機11内の最適な箇所において液体媒体LMが流動媒体Faと接触するように液体媒体LMの供給位置を設定することができる。例えば、図1に示すように液体媒体LMはスクリュー搬送機11の下流側から供給されてもよいし、スクリュー搬送機11の上流側から、又は、スクリュー搬送機11の全体に渡って供給されるように構成されていてもよい。The screw conveyor 11 is connected to a supply section 10 connected to the exhaust port of the combustion furnace 2, and is supplied with high-temperature fluidized medium Fa extracted from the bottom of the combustion furnace 2. The screw conveyor 11 is configured so that the screw rotates when driven by a motor indicated by "M" in the figure, allowing the fluid within the device to be conveyed. The screw conveyor 11 is pre-cooled, and cooling means other than liquid medium L, such as water, can be used to pre-cool the screw conveyor 11. A supply pipe 11A is connected to the screw conveyor 11, and the liquid medium LM is supplied into the conveying path of the screw conveyor 11 by a pump or other means (not shown). The position at which the liquid medium LM is supplied to the screw conveyor 11 is not particularly limited, and the supply position of the liquid medium LM can be set so that the liquid medium LM comes into contact with the fluidized medium Fa at an optimal location within the screw conveyor 11. For example, as shown in FIG. 1, the liquid medium LM may be supplied from the downstream side of the screw conveyor 11, or may be supplied from the upstream side of the screw conveyor 11, or may be configured to be supplied throughout the entire screw conveyor 11.

本実施形態において液体媒体LMは、1気圧下における沸点が-20℃以下の液体であり、0℃を下回る低温を維持可能な液体媒体である。また、本明細書を通じて「液体媒体」には、液体媒体が蒸発した気体媒体も含まれる。液体媒体LMとしては、例えば、液体空気(1気圧下における沸点:約-190℃))、液体窒素(1気圧下における沸点:約-196℃)、液体酸素(1気圧下における沸点:約-183℃)、液体水素(1気圧下における沸点:約-252.6℃)、等が挙げられる。液体媒体LMは、例えば、燃焼炉2における燃料条件(炉内に持ち込まれるアルカリ成分(例えば、カリウム)の量)に応じて適宜選定することができるが、取り扱い容易性や入手容易性及び安全性等の観点から、液体空気、液体窒素及び液体酸素の少なくともいずれかであることが好ましい。In this embodiment, the liquid medium LM is a liquid having a boiling point of -20°C or lower at 1 atmosphere pressure and capable of maintaining a low temperature below 0°C. Throughout this specification, the term "liquid medium" also includes a gaseous medium resulting from evaporation of the liquid medium. Examples of liquid medium LM include liquid air (boiling point at 1 atmosphere: approximately -190°C), liquid nitrogen (boiling point at 1 atmosphere: approximately -196°C), liquid oxygen (boiling point at 1 atmosphere: approximately -183°C), and liquid hydrogen (boiling point at 1 atmosphere: approximately -252.6°C). The liquid medium LM can be selected appropriately depending on, for example, the fuel conditions in the combustion furnace 2 (the amount of alkaline components (e.g., potassium) brought into the furnace). However, from the standpoints of ease of handling, availability, safety, and the like, it is preferable to use at least one of liquid air, liquid nitrogen, and liquid oxygen.

スクリュー搬送機11内を搬送された高温の冷却収縮差は液体媒体LMと接触し急冷される。上述のコーティング誘発メカニズムによって形成されたアルカリ珪酸塩相等の共晶コーティングCや、溶融誘発メカニズムによって表面に低融点化合物(アルカリ珪酸塩)の融体Mなどのコーティング層を伴う流動媒体Fa(凝集塊)が液体媒体LMと接触すると、流動媒体Fa及びコーティング層は、高温の状態から急速に冷却され、流動媒体Faとコーティング層との熱膨脹差(冷却収縮差)によって、流動媒体Faからコーティング層が分離される。当該分離は、コーティング層(例えば、アルカリ珪酸塩等)と誘導媒体(砂等)との材質の違い(すなわち、物理的性状の違い)による冷却収縮差を利用するものである。The high-temperature differential cooling contraction transported through the screw conveyor 11 comes into contact with the liquid medium LM and is rapidly cooled. When the fluid medium Fa (agglomerate) with a eutectic coating C, such as an alkali silicate phase, formed by the coating induction mechanism described above, or a coating layer, such as a melt M of a low-melting-point compound (alkali silicate) formed on its surface by the melt induction mechanism, comes into contact with the liquid medium LM, the fluid medium Fa and coating layer are rapidly cooled from their high-temperature states, and the coating layer is separated from the fluid medium Fa due to the difference in thermal expansion (differential cooling contraction) between the fluid medium Fa and the coating layer. This separation takes advantage of the difference in cooling contraction due to the difference in material (i.e., physical properties) between the coating layer (e.g., alkali silicate) and the induction medium (sand, etc.).

また、特に限定されるものではないが、スクリュー搬送機11内において、流動媒体Faとコーティング層との冷却収縮差による分離を効果的に生じさせる観点から、流動媒体Faの温度と液体媒体LMの温度との差は120~410℃であることが好ましい。 In addition, although not particularly limited, from the viewpoint of effectively causing separation due to the difference in cooling contraction between the bed material Fa and the coating layer within the screw conveyor 11, it is preferable that the difference in temperature between the bed material Fa and the liquid material LM is 120 to 410°C.

スクリュー搬送機11内にて冷却及び分離された流動媒体Faとコーティング層とは当該搬送機の排出口から排出され後段に位置する選別装置12に供給される。この際、液体媒体LMは流動媒体Faに接触した後即座に揮発するため、分離した流動媒体Faとコーティング層とは乾燥した状態で選別装置12に供給される。The fluid medium Fa and coating layer cooled and separated within the screw conveyor 11 are discharged from the conveyor's discharge port and supplied to the subsequent sorting device 12. At this time, the liquid medium LM volatilizes immediately after coming into contact with the fluid medium Fa, so the separated fluid medium Fa and coating layer are supplied to the sorting device 12 in a dry state.

選別装置12には、選別装置12内に選別手段として篩が設置されており、さらに、排出管12Aと供給管12Bとが接続されている。供給管12Bを介してスクリュー搬送機11から選別装置12に供給された流動媒体Faとコーティング層との混合物は、選別装置12内で流動媒体Faとコーティング層などの燃焼不適物とに選別される。選別装置12は、流動媒体Faとコーティング層とは粒径差を利用して篩によって流動媒体Faと流動媒体Fa以外(即ちコーティング層等の燃焼不適物)とを選別する。選別装置12にて選別された流動媒体Faは返送機構13に搬送される。また、選別装置12にて選別されたコーティング層などの燃焼不適物は排出管12Aからシステム外に排出される。The sorting device 12 is equipped with a sieve as a sorting means, and is further connected to a discharge pipe 12A and a supply pipe 12B. The mixture of bed material Fa and coating layer supplied to the sorting device 12 from the screw conveyor 11 via the supply pipe 12B is separated into bed material Fa and unsuitable materials for combustion, such as the coating layer, within the sorting device 12. The sorting device 12 uses a sieve to separate bed material Fa from materials other than bed material Fa (i.e., unsuitable materials for combustion, such as the coating layer), taking advantage of the difference in particle size between the bed material Fa and the coating layer. The bed material Fa separated by the sorting device 12 is transported to a return mechanism 13. The unsuitable materials for combustion, such as the coating layer, separated by the sorting device 12 are discharged from the system via the discharge pipe 12A.

選別装置12内に備えられる篩の目開きは特に限定はないが、除去対象であるコーティング層の粒径が数μm以下であるため、例えば篩の目開きを50μm以下とすることで、流動媒体Faとコーティング層とを選別することができる。選別装置12内に備えられる篩としては、流動媒体Faの粒径の観点から、例えば、ASTM規格(American Society for Testing and Materials)に基づくメッシュサイズを基準とすると、例えば、270~325メッシュ(目開き45~53μm)のものを利用することができる。また、選別装置12内の篩は単段又は多段のいずれで構成されていてもよい。 The mesh size of the sieve installed in the sorting device 12 is not particularly limited, but since the particle size of the coating layer to be removed is several microns or less, it is possible to separate the bed material Fa and the coating layer by using a sieve with an opening size of 50 μm or less. Considering the particle size of the bed material Fa, for example, using mesh sizes based on the ASTM (American Society for Testing and Materials) standard, the sieve installed in the sorting device 12 can be, for example, 270 to 325 mesh (openings 45 to 53 μm). Furthermore, the sieve in the sorting device 12 may be configured as either a single stage or multiple stages.

返送機構13は、コーティング層を分離した流動媒体Faを回収して流動層に戻す機構である。また、返送機構13には、流動媒体Faの流動調整を行う粒度調整装置13Aと返送ライン13Bとが備えられている。The return mechanism 13 recovers the bed material Fa from which the coating layer has been separated and returns it to the fluidized bed. The return mechanism 13 also includes a particle size adjustment device 13A and a return line 13B that adjust the fluidity of the bed material Fa.

選別装置12から返送機構13に搬送された選別後の流動媒体Faは、まず、粒度調整装置13Aに供給される。粒度調整装置13Aには、粒度調整手段として篩が設置されており、流動媒体Faの粒度調整を行う。粒度調整装置13Aは、流動媒体Faから更に異物を排除し燃焼炉2内に戻される流動媒体Faの純度(品質)を高める観点から、流動媒体Faの粒度を、例えば、50~1000μmに調整することができる。 The sorted bed material Fa transported from the sorting device 12 to the return mechanism 13 is first supplied to the particle size adjustment device 13A. The particle size adjustment device 13A is equipped with a sieve as a particle size adjustment means, and adjusts the particle size of the bed material Fa. The particle size adjustment device 13A can adjust the particle size of the bed material Fa to, for example, 50 to 1000 μm, in order to further remove foreign matter from the bed material Fa and increase the purity (quality) of the bed material Fa returned to the combustion furnace 2.

粒度調整装置13A内に備えられる篩の目開きは特に限定はないが、1000μm以上の異物を除去するため、例えば、篩の目開きを1000μm以上とすることができる。粒度調整装置13A内に備えられる篩としては、流動媒体Faの粒径の観点から、例えば、ASTM規格(American Society for Testing and Materials)に基づくメッシュサイズを基準とすると、例えば、16~18メッシュ(目開き1000~1180μm)のものを利用することができる。また、粒度調整装置13A内の篩は単段又は多段のいずれで構成されていてもよい。 The mesh size of the sieve installed in the particle size adjustment device 13A is not particularly limited, but in order to remove foreign matter larger than 1000 μm, for example, the sieve's mesh size can be 1000 μm or larger. Considering the particle size of the bed material Fa, for example, based on the mesh size specified by the ASTM (American Society for Testing and Materials) standard, the sieve installed in the particle size adjustment device 13A can be, for example, a 16-18 mesh (mesh size 1000-1180 μm). Furthermore, the sieve in the particle size adjustment device 13A may be configured as either a single stage or multiple stages.

粒度調整装置13Aには燃焼炉2の流動層Fに戻す返送ライン13Bが接続されている。粒度調整装置13A内で粒度調整された流動媒体Faは、返送ライン13Bにて排出される。図1中、返送ライン13Bの矢印にて示す“a”印は、燃焼炉2の側方の“a”印の箇所と連通されており、返送機構13で回収された流動媒体Faが燃焼炉2の燃料投入口から流動層Fに戻されることを意味している。 A return line 13B is connected to the particle size adjustment device 13A, which returns the bed material Fa to the fluidized bed F of the combustion furnace 2. The bed material Fa, whose particle size has been adjusted in the particle size adjustment device 13A, is discharged via the return line 13B. In Figure 1, the "a" mark indicated by the arrow on the return line 13B is connected to the location marked "a" on the side of the combustion furnace 2, meaning that the bed material Fa recovered by the return mechanism 13 is returned to the fluidized bed F from the fuel inlet of the combustion furnace 2.

以上説明した第1の実施形態の流動媒体再生装置3及びこれを組み込んだ燃焼システム1によれば、燃焼炉2の流動層Fの底部より抜き出した高温の流動媒体Faを1気圧下における沸点が-20℃以下の液体媒体に接触させて急速に冷却させることにより、流動媒体Faとコーティング層との収縮差によるコーティング層の剥離を生じさせる。これは、K2O-SiO2などのアルカリ珪酸塩相と砂などの流動媒体Faとの物理的性状が異なるため急速な冷却によって収縮差が生じることの結果として流動媒体Faとコーティング層との分離が実現される。 According to the first embodiment of the bed material regeneration device 3 and the combustion system 1 incorporating the same, the high-temperature bed material Fa extracted from the bottom of the fluidized bed F of the combustion furnace 2 is brought into contact with a liquid medium having a boiling point of -20°C or less at 1 atmosphere to rapidly cool the bed material Fa, thereby causing peeling of the coating layer due to the difference in shrinkage between the bed material Fa and the coating layer. This is because the physical properties of the alkali silicate phase such as K2O - SiO2 and the bed material Fa such as sand are different, and as a result, the difference in shrinkage occurs due to rapid cooling, resulting in separation of the bed material Fa and the coating layer.

このように、流動媒体再生装置3及びこれを組み込んだ燃焼システム1によれば、流動媒体Faとコーティング層との物理的性状の差異に基づき収縮差を利用することで、物理的衝突を利用する従来装置と比べて、非常に効率良く流動媒体Faからコーティング層を分離して流動媒体Faを再生することで、循環材である流動媒体Faの品質確保及び有効活用を達成することができる。 In this way, the bed material regeneration device 3 and the combustion system 1 incorporating it utilize the difference in shrinkage based on the difference in physical properties between the bed material Fa and the coating layer, thereby separating the coating layer from the bed material Fa and regenerating the bed material Fa very efficiently compared to conventional devices that utilize physical collision, thereby ensuring the quality of the bed material Fa, which is a circulating material, and achieving effective utilization.

また、流動媒体再生装置3によれば、返送ライン13Bによってコーティング層と分離した流動媒体Faを回収して流動層Fに戻すことができる。このため、流動層Fから抜き出した分の流動媒体Faを流動層Fに戻して自動的に補充することが可能となり、流動媒体Faの補充に係る労力の低減を図ることができる。 Furthermore, with the fluidized medium recycling device 3, the fluidized medium Fa that has separated from the coating layer can be recovered via the return line 13B and returned to the fluidized bed F. This makes it possible to automatically replenish the fluidized medium Fa extracted from the fluidized bed F by returning it to the fluidized bed F, thereby reducing the labor required to replenish the fluidized medium Fa.

さらに、本実施形態における流動媒体再生装置3及び燃焼システム1によれば、本実施形態における乾燥した状態で流動媒体Faの粒子を取り扱うことができる。このため、選別装置12や返送機構13における搬送がスムースであり、流動媒体Faのリサイクルが容易になると共に、流動媒体Faが燃焼炉2内の流動層Fに戻された際の水分持ち込み量を低減させることができる。また、本実施形態における流動媒体再生装置3及び燃焼システム1によれば、乾燥工程などを経ることなく、流動媒体Faをボイラに返送できる。このため、本実施形態における流動媒体再生装置3及び燃焼システム1は、効率面及びコスト面からも有利に流動媒体を再利用できると共に、大量に流動媒体Fa(砂等)を用いるような大型の燃焼炉2に対しても好適に対応することができる。 Furthermore, the bed material regeneration device 3 and combustion system 1 of this embodiment allow the bed material Fa particles to be handled in a dry state as in this embodiment. This allows smooth transport in the sorting device 12 and return mechanism 13, facilitating recycling of the bed material Fa and reducing the amount of moisture carried over when the bed material Fa is returned to the fluidized bed F in the combustion furnace 2. Furthermore, the bed material regeneration device 3 and combustion system 1 of this embodiment allow the bed material Fa to be returned to the boiler without undergoing a drying process or the like. Therefore, the bed material regeneration device 3 and combustion system 1 of this embodiment are advantageous in terms of efficiency and cost in terms of reusing bed material, and can also be used effectively in large-scale combustion furnaces 2 that use large amounts of bed material Fa (sand, etc.).

[第2の実施形態]
第1の実施形態においては、燃焼炉2から回収した高温の流動媒体をそのまま液体媒体LMに接触させる態様について説明したが、本発明の態様はかかる態様に限定されるものではない。例えば、第1の実施形態において冷却部(例えば、スクリュー搬送機11)の搬送経路をある程度確保し、液体媒体に接触する前に流動媒体の温度がある程度低下するように構成してもよいし、冷却部に、さらに流動媒体を冷却する中間冷却部を設け、当該中間冷却部によって冷却された流動媒体を液体媒体に接触させるように構成することもできる。
Second Embodiment
In the first embodiment, an embodiment has been described in which the high-temperature fluid medium recovered from the combustion furnace 2 is directly brought into contact with the liquid medium LM, but the present invention is not limited to this embodiment. For example, in the first embodiment, a configuration may be adopted in which a conveying path of the cooling section (e.g., the screw conveyor 11) is secured to some extent so that the temperature of the fluid medium is lowered to some extent before it comes into contact with the liquid medium, or the cooling section may be provided with an intermediate cooling section that further cools the fluid medium, and the fluid medium cooled by the intermediate cooling section may be brought into contact with the liquid medium.

以下、図4を用いて、スクリュー搬送機11が冷却媒体流動路(中間冷却部)を有する態様について説明する。図4は、本発明の第2の実施形態における流動層の流動媒体再生装置を備えた燃焼システムを示す概略図である。 Below, we will explain an embodiment in which the screw conveyor 11 has a cooling medium flow path (intermediate cooling section) using Figure 4. Figure 4 is a schematic diagram showing a combustion system equipped with a fluidized bed bed material regeneration device in a second embodiment of the present invention.

図4に示すように、第2の実施形態における燃焼システム21の流動媒体再生装置22は、スクリュー搬送機11による流動媒体Faの搬送時に流動媒体Faを冷却する点のみが第1の実施形態と異なる。以下、第1の実施形態と同じ構成の部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。 As shown in Figure 4, the bed material regeneration device 22 of the combustion system 21 in the second embodiment differs from the first embodiment only in that it cools the bed material Fa while it is being transported by the screw conveyor 11. Hereinafter, components having the same configuration as those in the first embodiment will be given the same reference numerals, and their description will be omitted.

第2の実施形態の燃焼システム21において、流動媒体再生装置22は、スクリュー搬送機11の上流部周囲に水などの冷却媒体を流動させる冷却媒体流動路23が形成されている。冷却媒体流動路23の両端は、冷却媒体を循環させるための循環用管路と接続されており、この管路の途中には冷却媒体を貯留する冷却媒体タンク24と冷却媒体を円滑に流動させるためのポンプ26とが設けられている。また、冷却媒体タンク24の下方には、冷却媒体タンク24内の冷却媒体を冷却する冷却機25が設けられている。 In the combustion system 21 of the second embodiment, the fluidized medium regeneration device 22 has a cooling medium flow path 23 formed around the upstream portion of the screw conveyor 11, through which a cooling medium such as water flows. Both ends of the cooling medium flow path 23 are connected to a circulation pipe for circulating the cooling medium, and a cooling medium tank 24 for storing the cooling medium and a pump 26 for smoothly flowing the cooling medium are provided midway along this pipe. In addition, a cooler 25 for cooling the cooling medium in the cooling medium tank 24 is provided below the cooling medium tank 24.

流動媒体再生装置22において、燃焼炉2の排出口から排出された高温の流動媒体Faは、スクリュー搬送機11の上流部にて搬送される際、冷却媒体流動路23中の冷却媒体に熱を移動させることで冷却される。流動媒体Faは、スクリュー搬送機11に投入される直前の温度が所定の適正温度となるまで冷却される。また、本実施形態において液体媒体LMはスクリュー搬送機11の下流部周辺に位置するようにその供給量が制御されている。このように液体媒体LMと接触させて冷却する際に、流動媒体Faの温度をスクリュー搬送機11の上流部にて適正温度とすることで、スクリュー搬送機11の下流部における流動媒体Faとコーティング層との収縮差に起因するコーティング層の剥離を適切に発生させることができると共に、急速すぎる冷却により流動媒体Fa自体にクラックが生じるのを予防することができる。適正温度は、液体媒体の温度や供給量、及び、流動媒体Faの投入量などに応じて、常温(例えば25℃)以上流動媒体のコーティング層の融点以下(コーティング層がSi02-K2Oのコーティング層であれば、700℃以下)、の中から適切に選択される。 In the bed material regeneration device 22, the high-temperature bed material Fa discharged from the discharge port of the combustion furnace 2 is cooled by transferring heat to the cooling medium in the cooling medium flow path 23 as it is transported upstream of the screw conveyor 11. The bed material Fa is cooled until the temperature immediately before being introduced into the screw conveyor 11 reaches a predetermined appropriate temperature. In this embodiment, the supply amount of the liquid medium LM is controlled so that the bed material Fa is located near the downstream portion of the screw conveyor 11. By maintaining the temperature of the bed material Fa at an appropriate temperature upstream of the screw conveyor 11 when cooling it by contacting it with the liquid medium LM, peeling of the coating layer due to the difference in shrinkage between the bed material Fa and the coating layer downstream of the screw conveyor 11 can be appropriately caused, and cracks in the bed material Fa itself can be prevented from occurring due to excessively rapid cooling. The appropriate temperature is appropriately selected from above room temperature (e.g., 25°C) and below the melting point of the coating layer of the fluid medium (700°C or below if the coating layer is a SiO2 - K2O coating layer), depending on the temperature and supply amount of the liquid medium and the amount of fluid medium Fa added.

以上説明した第2の実施形態における流動媒体再生装置22によれば、冷却媒体流動路23によって高温の流動媒体Faを適正温度まで冷却してから液体媒体LMと接触させることで、流動媒体Faの投入による液体媒体LMの過剰な蒸発や温度の大幅な変化を抑えることが可能になる。その結果、液体媒体LMの温度変化を抑えるために大量の液体媒体LMを供給したり、頻繁にスクリュー搬送機11内の温度調節を行ったりする事態を避けることが可能となり、これによってスクリュー搬送機11の小型化や運用コストの低下を図ることができる。 In the fluid medium regeneration device 22 of the second embodiment described above, the high-temperature fluid medium Fa is cooled to an appropriate temperature using the cooling medium flow path 23 before being brought into contact with the liquid medium LM, thereby making it possible to suppress excessive evaporation of the liquid medium LM and significant changes in temperature caused by the introduction of the fluid medium Fa. As a result, it is possible to avoid situations where it is necessary to supply large amounts of liquid medium LM or frequently adjust the temperature inside the screw conveyor 11 in order to suppress temperature changes in the liquid medium LM, thereby enabling the screw conveyor 11 to be made more compact and reducing operating costs.

第2の実施形態の燃焼システム21において、流動媒体再生装置22は、スクリュー搬送機11の上流部周囲に冷却媒体流動路23が設置されているが、本発明は当該構成に限定されるものではない。たとえば、流動媒体再生装置22は、冷却媒体流動路23をスクリュー搬送機11の下流部周囲に設置し、スクリュー搬送機11の上流部周囲から液体媒体LMが供給されるように構成されていてもよい。In the combustion system 21 of the second embodiment, the bed material regeneration device 22 has a cooling medium flow path 23 installed around the upstream portion of the screw conveyor 11, but the present invention is not limited to this configuration. For example, the bed material regeneration device 22 may be configured so that the cooling medium flow path 23 is installed around the downstream portion of the screw conveyor 11 and the liquid medium LM is supplied from around the upstream portion of the screw conveyor 11.

(流動層式燃焼炉の燃焼方法)
さらに、上述の燃焼システム及び流動媒体再生装置に適用可能な流動層式燃焼炉の燃焼方法の流れについて図を用いて説明する。図5は、本実施形態における燃焼システム及び流動媒体再生装置に適用可能な燃焼方法を説明するための流れ図である。
(Combustion method in a fluidized bed combustion furnace)
Furthermore, the flow of a combustion method for a fluidized bed combustion furnace that can be applied to the combustion system and bed material regeneration device described above will be explained using the diagram. Figure 5 is a flow chart for explaining a combustion method that can be applied to the combustion system and bed material regeneration device of this embodiment.

本実施形態における流動層式燃焼炉の燃焼方法は、上述のようにバイオマス燃料等のアルカリ成分含有燃料を用いた流動層式燃焼炉の燃焼方法である。本実施形態における燃焼方法においては、まず、バイオマス燃料等のアルカリ成分含有燃料を流動層式燃焼炉に燃焼し(ステップS1における燃焼工程)、流動層式燃焼炉の流動層から流動媒体を回収し(ステップS2における回収工程)、流動層から回収した前記流動媒体を1気圧下における沸点が-20℃以下の液体媒体に接触させて冷却し、前記流動媒体からコーティング層を分離する工程を有する(ステップS3における冷却分離工程)。具体的には、図1における燃焼炉2から回収した流動媒体Faをスクリュー搬送機11内において液体媒体LMと接触させる工程である。この際、液体媒体としては、特に限定はないが、上述のように、液体空気及び液体窒素の少なくともいずれかとすることができる。The combustion method for a fluidized bed combustion furnace in this embodiment is a combustion method for a fluidized bed combustion furnace using an alkaline component-containing fuel such as biomass fuel, as described above. The combustion method in this embodiment first includes combusting an alkaline component-containing fuel such as biomass fuel in the fluidized bed combustion furnace (combustion step in step S1), recovering a fluidized medium from the fluidized bed of the fluidized bed combustion furnace (recovery step in step S2), and cooling the recovered fluidized medium by contacting it with a liquid medium having a boiling point of -20°C or lower at 1 atmosphere, thereby separating the coating layer from the fluidized medium (cooling and separation step in step S3). Specifically, this step involves contacting the fluidized medium Fa recovered from the combustion furnace 2 in FIG. 1 with the liquid medium LM in the screw conveyor 11. The liquid medium is not particularly limited, but as described above, it can be at least one of liquid air and liquid nitrogen.

また、冷却分離工程おいては、上述のように、流動層式燃焼炉の流動層から回収した流動媒体の温度は、流動媒体のコーティング層の融点以下であることが好ましい。このため、第2の実施形態にて説明されるように、冷却分離工程おいては、流動媒体を、中間冷却部(例えば図4における冷却媒体流動路23)によって冷却した後に液体媒体に接触させてもよい。 Furthermore, as described above, in the cooling and separation process, it is preferable that the temperature of the fluidized medium recovered from the fluidized bed of the fluidized bed combustion furnace be equal to or lower than the melting point of the coating layer of the fluidized medium. Therefore, as described in the second embodiment, in the cooling and separation process, the fluidized medium may be cooled by an intermediate cooling section (e.g., cooling medium flow path 23 in Figure 4) before being brought into contact with a liquid medium.

ついで、前記冷却分離工程において分離された流動媒体及びコーティング層は選別工程において選別することができる(ステップS4における選別工程)。具体的には、図1における選別装置12に供給された流動媒体Faとコーティング層とは、当該装置内にて篩によって選別され、コーティング層等の燃焼不適物はシステム外に排出される。Next, the bed material and coating layer separated in the cooling and separation process can be sorted in a sorting process (sorting process in step S4). Specifically, the bed material Fa and coating layer supplied to the sorting device 12 in Figure 1 are sorted using a sieve within the device, and materials unsuitable for combustion, such as the coating layer, are discharged outside the system.

また、本実施形態においては、コーティング層を分離した前記流動媒体を回収して50~1000μmに粒度調整した流動媒体を流動層に戻す返送工程を含めることが出来る(図5におけるステップS6)。また、本実施形態においては、図5に示すように、回収した流動媒体を50~1000μmに粒度調整した後に、当該流動媒体を流動層に戻すように、返送工程に先んじて粒度調整工程を含めることが出来る(図5におけるステップS5)。 In addition, this embodiment can include a return process in which the fluid medium from which the coating layer has been separated is recovered, the particle size of which has been adjusted to 50 to 1000 μm, and the resulting fluid medium is returned to the fluidized bed (step S6 in Figure 5). In addition, this embodiment can include a particle size adjustment process prior to the return process, as shown in Figure 5, in which the recovered fluid medium is adjusted to a particle size of 50 to 1000 μm and then returned to the fluidized bed (step S5 in Figure 5).

以上説明した本実施形態における燃焼方法によれば、上述の燃焼システム及び流動媒体再生装置と同様に、燃焼炉2の流動層Fの底部より抜き出した高温の流動媒体Faを1気圧下における沸点が-20℃以下の液体媒体に接触させて急速に冷却させることによって、効率的な流動媒体とコーティング層との分離が実現される。このため、循環材である流動媒体の品質確保、及び、有効活用を達成することができる。 According to the combustion method of this embodiment described above, similar to the combustion system and bed material regeneration device described above, the high-temperature bed material Fa extracted from the bottom of the fluidized bed F of the combustion furnace 2 is brought into contact with a liquid medium with a boiling point of -20°C or less at 1 atmosphere to rapidly cool it, thereby achieving efficient separation of the bed material from the coating layer. This makes it possible to ensure the quality of the bed material, which is a circulating material, and to achieve effective utilization.

さらに、本実施形態における燃焼方法によれば、返送工程によってコーティング層と分離した流動媒体を回収して流動層に戻すことができるので、流動層から抜き出した分の流動媒体を流動層に戻して自動的に補充することが可能となり、流動媒体の補充に係る労力の低減を図ることができる。 Furthermore, according to the combustion method of this embodiment, the fluidized medium separated from the coating layer can be recovered and returned to the fluidized bed through a return process, making it possible to automatically replenish the fluidized medium extracted from the fluidized bed by returning it to the fluidized bed, thereby reducing the labor required to replenish the fluidized medium.

また、本実施形態における燃焼方法によれば、乾燥した状態で流動媒体の粒子を取り扱うことができるため、選別工程や返送工程における流動媒体の搬送がスムースであり且つ流動媒体のリサイクルが容易になると共に、流動媒体が流動層式燃焼炉内の流動層に戻された際の水分持ち込み量を低減させることができる。さらに、本実施形態における燃焼方法によれば、乾燥工程などを経ることなく、流動媒体を流動層式燃焼炉に返送できるため、大量に流動媒体(砂等)を用いるような大型の燃焼炉に対しても好適に対応することができる。 In addition, according to the combustion method of this embodiment, the bed material particles can be handled in a dry state, which allows for smooth transport of the bed material in the sorting and return processes, facilitating recycling of the bed material, and reducing the amount of moisture carried over when the bed material is returned to the fluidized bed in the fluidized bed combustion furnace. Furthermore, according to the combustion method of this embodiment, the bed material can be returned to the fluidized bed combustion furnace without undergoing a drying process, etc., making it suitable for use in large combustion furnaces that use large amounts of bed material (sand, etc.).

なお、本発明の流動媒体再生装置、燃焼システム及び燃焼方法は、上述した実施形態に限定されるものではない。 Note that the bed material regeneration device, combustion system, and combustion method of the present invention are not limited to the above-described embodiments.

例えば、本発明は、CFBボイラ以外の流動層式燃焼炉に対しても適用可能である。また、燃焼炉で使用される燃料は、バイオマス燃料に限られない。コーティング層と流動媒体Faとの間で十分な収縮差が生じる燃料であれば良い。特に高アルカリ成分を含む燃料を使用する場合に、本発明を好適に適用することができる。For example, the present invention can be applied to fluidized bed combustion furnaces other than CFB boilers. Furthermore, the fuel used in the combustion furnace is not limited to biomass fuel. Any fuel that generates a sufficient difference in contraction between the coating layer and the bed material Fa can be used. The present invention is particularly suitable for use when using fuel containing high alkaline components.

また、上述の中間冷却手段は、第2の実施形態に記載の冷却媒体流動路23に限られず、例えば空冷によって流動媒体Faを冷却する態様であってもよい。なお、冷却媒体流動路23で回収された熱を他の設備で利用する構成とすることもできる。また、返送ライン13Bを必ずしも備える必要はない。 Furthermore, the intermediate cooling means described above is not limited to the cooling medium flow path 23 described in the second embodiment, and may be, for example, a form in which the flow medium Fa is cooled by air cooling. It is also possible to configure the system so that the heat recovered by the cooling medium flow path 23 is utilized in other equipment. Furthermore, it is not necessarily required to provide a return line 13B.

さらに、第1及び第2の実施形態の燃焼システムにおいては、供給管11Aからスクリュー搬送機11に液体媒体LMが供給され、スクリュー搬送機11内において流動媒体Faと接触する構成について説明したが本発明は当該態様に限定されるものではない。例えば、図6に示す燃焼システム30の流動媒体再生装置31のように、スクリュー搬送機32の下流側に別途液体媒体LMが供給される冷却部33が設けられていてもよい。流動媒体再生装置31は、スクリュー搬送機32から搬送されてきた流動媒体Faが冷却部33内にて液体媒体LMと接触し冷却され、当該冷却にてコーティング層が分離されるように、構成することができる。なお、流動媒体再生装置31においては、スクリュー搬送機32に中間冷却部の役割を担わせることができる。 Furthermore, in the combustion systems of the first and second embodiments, a configuration has been described in which the liquid medium LM is supplied from the supply pipe 11A to the screw conveyor 11 and comes into contact with the bed material Fa within the screw conveyor 11, but the present invention is not limited to this configuration. For example, as in the bed material regeneration device 31 of the combustion system 30 shown in FIG. 6, a cooling section 33 to which the liquid medium LM is separately supplied may be provided downstream of the screw conveyor 32. The bed material regeneration device 31 can be configured so that the bed material Fa transported from the screw conveyor 32 comes into contact with the liquid medium LM within the cooling section 33 and is cooled, and the coating layer is separated by this cooling. Note that in the bed material regeneration device 31, the screw conveyor 32 can serve as an intermediate cooling section.

2021年3月29日に出願された日本国特許出願2021-055332号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
また、明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
The disclosure of Japanese Patent Application No. 2021-055332, filed on March 29, 2021, is incorporated herein by reference in its entirety.
In addition, all publications, patent applications, and technical standards mentioned in the specification are herein incorporated by reference to the same extent as if each individual publication, patent application, and technical standard was specifically and individually indicated to be incorporated by reference.

1,21,30…燃焼システム、2…燃焼炉(流動層式燃焼炉)、3,22,31…流動媒体再生装置、11…スクリュー搬送機(冷却部)、33…冷却部,12…選別装置(選別部)、13…返送機構(返送部)、23…冷却媒体流動路(中間冷却手部)、F…流動層1, 21, 30...Combustion system, 2...Combustion furnace (fluidized bed combustion furnace), 3, 22, 31...Bed material regeneration device, 11...Screw conveyor (cooling section), 33...Cooling section, 12...Sorting device (sorting section), 13...Return mechanism (return section), 23...Cooling medium flow path (intermediate cooling section), F...Fluidized bed

Claims (13)

少なくとも、流動層式燃焼炉の流動層から回収した流動媒体が供給され、前記流動媒体を1気圧下における沸点が-20℃以下の液体媒体に接触させて冷却し、前記流動媒体からコーティング層を分離する、冷却部を備え、
前記冷却部はスクリュー搬送機を含み、前記液体媒体が前記スクリュー搬送機に供給される、流動層の流動媒体再生装置。
a cooling unit to which a fluidized medium recovered from the fluidized bed of a fluidized bed combustion furnace is supplied, the fluidized medium is brought into contact with a liquid medium having a boiling point of −20° C. or less under 1 atmosphere to cool the fluidized medium, and the coating layer is separated from the fluidized medium;
The fluidized bed fluid medium regenerating device, wherein the cooling section includes a screw conveyor, and the liquid medium is supplied to the screw conveyor.
前記液体媒体が、液体空気、液体窒素及び液体酸素の少なくともいずれかである、請求項1に記載の流動層の流動媒体再生装置。 The fluidized bed fluidized medium regeneration apparatus according to claim 1, wherein the liquid medium is at least one of liquid air, liquid nitrogen, and liquid oxygen. 前記冷却部から排出された前記流動媒体と前記コーティング層とを選別する選別手段を備えた、請求項1又は請求項2に記載の流動層の流動媒体再生装置。 The fluidized bed fluidized medium regeneration device according to claim 1 or 2, further comprising a sorting means for sorting the fluidized medium and the coating layer discharged from the cooling section. 前記流動層式燃焼炉の前記流動層から回収した流動媒体の温度が前記コーティング層の融点以下である、請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の流動層の流動媒体再生装置。 A fluidized bed fluidized material regeneration device according to any one of claims 1 to 3, wherein the temperature of the fluidized material recovered from the fluidized bed of the fluidized bed combustion furnace is below the melting point of the coating layer. 前記冷却部は、さらに前記流動媒体を冷却する中間冷却部を備え、前記中間冷却部によって冷却された前記流動媒体を前記液体媒体に接触させる、請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の流動層の流動媒体再生装置。 A fluidized bed fluidized medium regeneration device according to any one of claims 1 to 4, wherein the cooling unit further includes an intermediate cooling unit that cools the fluidized medium, and the fluidized medium cooled by the intermediate cooling unit is brought into contact with the liquid medium. 前記コーティング層を分離した前記流動媒体を回収し、50~1000μmに粒度調整した前記流動媒体を前記流動層に戻す返送部を更に備えた、請求項1~請求項5のいずれか一項に記載の流動層の流動媒体再生装置。 A fluidized bed fluidized medium regeneration device according to any one of claims 1 to 5, further comprising a return unit that recovers the fluidized medium from which the coating layer has been separated, adjusts the particle size to 50 to 1000 μm, and returns the fluidized medium to the fluidized bed. 流動層式燃焼炉と、請求項1~請求項6のいずれか一項に記載の流動層の流動媒体再生装置と、を備えた、燃焼システム。 A combustion system comprising a fluidized bed combustion furnace and a fluidized bed bed material regeneration device according to any one of claims 1 to 6. アルカリ成分含有燃料を用いた流動層式燃焼炉の燃焼方法であって、
前記流動層式燃焼炉の流動層から流動媒体を回収し、前記流動層から回収した前記流動媒体を冷却部内で1気圧下における沸点が-20℃以下の液体媒体に接触させて冷却し、前記流動媒体からコーティング層を分離しており、
前記冷却部はスクリュー搬送機を含み、前記液体媒体は、スクリュー搬送機に供給される、
流動層式燃焼炉の燃焼方法。
A combustion method for a fluidized bed combustion furnace using an alkaline component-containing fuel, comprising:
a fluidized medium is recovered from the fluidized bed of the fluidized bed combustion furnace, and the fluidized medium recovered from the fluidized bed is cooled by contacting it with a liquid medium having a boiling point of −20° C. or less under 1 atmosphere in a cooling section , and the coating layer is separated from the fluidized medium;
The cooling section includes a screw conveyor, and the liquid medium is supplied to the screw conveyor.
Combustion method for fluidized bed combustion furnace.
前記液体媒体が、液体空気及び液体窒素の少なくともいずれかである請求項8に記載の流動層式燃焼炉の燃焼方法。 The combustion method for a fluidized bed combustion furnace according to claim 8, wherein the liquid medium is at least one of liquid air and liquid nitrogen. 前記流動媒体と前記コーティング層とを選別する、請求項8又は請求項9に記載の流動層式燃焼炉の燃焼方法。 The combustion method for a fluidized bed combustion furnace according to claim 8 or claim 9, wherein the fluidized medium and the coating layer are separated. 前記流動層式燃焼炉の流動層から回収した流動媒体の温度が前記コーティング層の融点以下である、請求項8~請求項10のいずれか一項に記載の流動層式燃焼炉の燃焼方法。 The combustion method for a fluidized bed combustion furnace according to any one of claims 8 to 10, wherein the temperature of the fluidized medium recovered from the fluidized bed of the fluidized bed combustion furnace is equal to or lower than the melting point of the coating layer. 前記流動媒体を、中間冷却部によって冷却した後に前記液体媒体に接触させる、請求項8~請求項11のいずれか一項に記載の流動層式燃焼炉の燃焼方法。 A combustion method for a fluidized bed combustion furnace according to any one of claims 8 to 11, in which the fluidized medium is cooled by an intermediate cooling section before being brought into contact with the liquid medium. 前記コーティング層を分離した前記流動媒体を回収し、50~1000μmに粒度調整した流動媒体を前記流動層に戻す、請求項8~請求項12のいずれか一項に記載の流動層式燃焼炉の燃焼方法。 A combustion method for a fluidized bed combustion furnace according to any one of claims 8 to 12, wherein the fluidized medium from which the coating layer has been separated is recovered, and the fluidized medium with a particle size adjusted to 50 to 1000 μm is returned to the fluidized bed.
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