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流動床燃焼の原理 | 流動床燃焼ボイラー | 製品一覧 | 目次 |
媒体となる粒子状物質(ここでは硅砂)の層に垂直方向に高圧空気を送り込むと、ある一定の風速に達した時、その粒子は流動を始めます。一定条件さえ保てば この流動状態は持続します。流動層を炭素及びガスの発火点以上に熱しておいて、 細かい燃料をただ落下させてやれば、燃料は流動層内に浮き沈みし、砂の激しい 動きにより上下左右均等に分散されながら燃焼します。これが流動床燃焼の原理です。 固形燃料を連続的にしかも安定した状態で完全燃焼させる技術は 液体・気体燃料のそれに較べて大変多くの課題を持っています。 それというのも、固体燃料の場合その形態から始まり水分、揮発成分 燃焼後の灰の成分等、あまりにも多くの特定出来ない要素があるからです。 そんな多くの問題を非常に効果的に解決してくれるのが流動床燃焼 なのです。最も頭の痛い灰の低音融解に対する決定的な解決策ともいえます。 砂の中に埋蔵されている水管群にとって流動床内温度は常に800 °C 以上1000 °C 以下 に制御されています。砂は沸騰状態ですので 500 mm程ある砂のベッド 内の隅々まで温度は均一を保っています。 固形燃料は沸騰状態の砂の 中で沈まないような形状と比重に調整されている為、砂の中で 上下左右自由に動き廻りガス化と燃焼が進行する間、まわりにある流砂の力で 未燃ガスが逃げるのを最大限に防ぎます。砂の量と常時滞留燃料の量の 比率は約 95:5 すなわち 95 Kgの砂の中で 5 Kg の燃料が燃えているわけです。 この比率を見ると分かるように燃焼で生じたエネルギーは砂の中に保有されます。 ボイラーを急停止した場合は砂の動きが停止し炎は一瞬にしてなくなりますが、 膨大なエネルギーは砂に保有されているので、一時間たって再スタート しても即時に元の燃焼状態に戻ります。ここが、従来のロストル式燃焼方法 とは全く異なる点なのです。普通の方法ですと、燃焼を止めた場合、エネルギー を保有・保存する媒体が無いため、炉内にて発火温度を維持することが出来ず、 再スタートは始めからやり直しするしかありません。

産廃紙・プラスチック圧縮成型燃料(RDF)使用の場合

RDFを流動床燃焼ボイラーの燃料として使用する場合は、あらかじめRDF製造工程にて形状の調整、及び比重を水と同じ"1"になるように産廃紙・プラスチックの配合比率を規格化する必要があります。現在日本全国で生産されているRDFは設備のメーカーも多種多様あるため、未だにRDFの規格化はされておりません。

FBC不純物を多く含む産廃紙・プラスチックの場合小さな灰とともにボイラー後方に飛んで行きマルチサイクロン・バッグフィルターにて処理の出来ないもの、たとえば針金のような不純物に対処するために流動砂を循環させる設計にします。図にあるように高圧空気ノズルは砂の中に配置されており、床板がありません。定期的に砂と不純物の混合されたものを下方のロータリーバルブより取り出し選別機にて砂のみを炉内に返します。

流動床燃焼では燃料の床内滞留時間が長く表面は常に媒体である砂に接しているため、燃料内の問題になる成分 (硫黄等)の処置としてCaCO3 等を連続投入して無害なCaSO4に化学反応させることが出来ます。

また、政府のダイオキシン対策法令で規定されている”炉内温度を常時八百度以上に保つ” という点においても流動床燃焼は最適といえます。上記しましたように従来の燃焼方法ですとストップ時から再運転の際、炉内温度が低くなっている為にダイオキシンが最も発生しやすい温度帯(300 °C - 800 °C )を避ける事は出来ません。その点、流動床燃焼では高温の砂のおかげで燃焼の立ち上がりが比較にならない程早いのです。この理由で日本政府がRDF燃料用ボイラーを流動床方式のみと、指定する日も近いことでしょう。

流動床と流動層の違いの説明
 
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