JP2003322309A - Fluidized-bed furnace - Google Patents

Fluidized-bed furnace

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JP2003322309A
JP2003322309A JP2003062189A JP2003062189A JP2003322309A JP 2003322309 A JP2003322309 A JP 2003322309A JP 2003062189 A JP2003062189 A JP 2003062189A JP 2003062189 A JP2003062189 A JP 2003062189A JP 2003322309 A JP2003322309 A JP 2003322309A
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秀一 永東
Masayuki Horio
正靭 堀尾
Takahiro Oshita
孝裕 大下
Yoshihisa Miyoshi
敬久 三好
Seiichiro Toyoda
誠一郎 豊田
Akira Shimokura
明 下倉
Tomoyuki Shinano
知行 信濃
Shugo Hosoda
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  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluidized-bed furnace as a combined furnace consisting of a gasifying furnace and an oxidizing furnace formed in one unit. <P>SOLUTION: The fluidized-bed furnace is partitioned into the gasifying furnace and the oxidizing furnace with a partition wall 8. The circulation flow of a fluid medium is formed in at least one of the gasifying furnace and the oxidizing furnace. The partition wall 8 has a communication port via which the fluid medium is distributed from the gasifying furnace to the oxidizing furnace or from the oxidizing furnace to the gasifying furnace. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、一つの炉でありな
がらガス化炉と酸化炉の二つの機能を有する複合炉に係
り、特に、ガス化炉と酸化炉とを一体化した複合炉とし
ての流動層炉に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a compound furnace having two functions of a gasification furnace and an oxidation furnace even though it is a single furnace, and more particularly to a compound furnace in which the gasification furnace and the oxidation furnace are integrated. Fluidized bed furnace.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、地球環境保全の立場からCO
削減対策が重要となっている。またエネルギー問題につ
いては原子力と石油には大きく頼れない現状を鑑みる
と、石炭に頼らざるを得なくなる時代がくると推測され
ている。このような観点から、CO削減対策と当面
の石油代替エネルギーとして高効率でコンパクト、クリ
ーンな石炭火力発電システムが期待されている。一方、
従来の微粉炭ボイラは炭種の制限や効率に限界があるな
ど問題があるため、常圧型流動床ボイラが多品種石炭用
として開発されてきた。ところが常圧型流動床ボイラ
(AFBC)自体期待されたほどの機能を発揮出来てい
ないこと、また常圧型流動床ボイラでは蒸気タービンし
か設置することが出来ないため高効率化、大出力化に限
界があることから、ガスタービンを利用した複合発電シ
ステムが可能な加圧型流動床ボイラ(PFBC)へ移行
しつつある。
2. Description of the Related Art At present, from the standpoint of global environmental protection, CO 2
Reduction measures are important. Also, given the current situation where nuclear power and oil are largely unreliable for energy issues, it is presumed that the time will come when we will have to rely on coal. From such a viewpoint, a highly efficient, compact, and clean coal-fired power generation system is expected as a CO 2 reduction measure and an alternative energy for the time being. on the other hand,
Since conventional pulverized coal boilers have problems such as limited coal types and limited efficiency, atmospheric pressure type fluidized bed boilers have been developed for multi-kind coal. However, the atmospheric pressure fluidized bed boiler (AFBC) itself does not perform as expected, and since only the steam turbine can be installed in the atmospheric pressure type fluidized bed boiler, there is a limit to high efficiency and large output. For this reason, it is moving to a pressurized fluidized bed boiler (PFBC) capable of a combined power generation system using a gas turbine.

【0003】従来の加圧型流動床ボイラの内、最も開発
が進み、80MWe級の実証機が運転されているのはバ
ブリング式加圧流動床ボイラであるが、次のような課題
がある。 (A)負荷制御方法における課題 現在は、流動層高を変化させて負荷制御する方法が採用
されている。すなわち、燃焼器内部から流動媒体を抜き
だして別の貯留容器に送給し、流動層内伝熱面を露出さ
せることによって熱伝達率を低下させて、熱回収量を減
少させ、スチームタービン出力を低下させる。また燃料
供給量が低下した流動層から排出される燃焼ガスはさら
に露出した伝熱面で冷却されるため、燃焼器出口温度す
なわちガスタービン入口温度が低下し、その結果ガスタ
ービン出力が低下するものである。一方、負荷を上げる
時はこの逆の方法をとる。
Among the conventional pressurized type fluidized bed boilers, the bubbling type pressurized fluidized bed boiler has the most advanced development and the 80 MWe class demonstrator is operated, but it has the following problems. (A) Issues in load control method At present, a method of controlling the load by changing the fluidized bed height is adopted. That is, the fluid medium is extracted from the inside of the combustor and sent to another storage container, and the heat transfer coefficient is reduced by exposing the heat transfer surface in the fluidized bed to reduce the amount of heat recovery and the steam turbine output. Lower. In addition, the combustion gas discharged from the fluidized bed with reduced fuel supply is cooled by the exposed heat transfer surface, so the combustor outlet temperature, that is, the gas turbine inlet temperature, decreases, and as a result, the gas turbine output decreases. Is. On the other hand, when increasing the load, the reverse method is used.

【0004】しかしながら、該層高変化方法には下記の
問題がある。 高温の流動媒体を燃焼器から出し入れする貯留容器
が必要であり、しかも高温高圧下での操作は容易ではな
く、さらに発熱密度が高い流動媒体を貯留容器内へ出し
入れする際にはアグロメレーション(凝集灰)が発生す
る。 ボイラが加圧下にあるため、流動層内伝熱面を露出
させたとき、スプラッシュゾーンでの摩耗の問題は常圧
バブリング流動床ボイラ(AFBC)よりも大きな問題
である。 低負荷時流動層を出た燃焼排ガスが層内管に冷却さ
れること、および層高が浅くなって燃焼ガスの層内滞留
時間が減少することによって、一酸化炭素(CO)の発
生量が増大する,又、NOx(窒素酸化物)排出量も増
加する。
However, the layer height changing method has the following problems. A storage container for putting the hot fluid medium into and out of the combustor is required, and operation under high temperature and high pressure is not easy, and when a fluid medium with a high heat generation density is taken in and out of the storage container, agglomeration ( Cohesive ash) is generated. Since the boiler is under pressure, the problem of wear in the splash zone when the heat transfer surface in the fluidized bed is exposed is a greater problem than in the atmospheric bubbling fluidized bed boiler (AFBC). The amount of carbon monoxide (CO) generated is reduced by cooling the combustion exhaust gas that has exited the fluidized bed at low load into the inner layer pipe and by reducing the bed height and decreasing the residence time of the combustion gas in the layer. It also increases NOx (nitrogen oxide) emissions.

【0005】(B)加圧容器の大型化 これまでのバブリング式加圧流動層ボイラは平面的
に見て角型の燃焼器を円筒型の圧力容器に収納するよう
になっているため、どうしても無駄なスペースがあり、
必然的に圧力容器が大型化しコストの上昇につながる。
それに対しては1993年5月サンディエゴにおける第
12回ASME流動床国際会議において、「PRINCIPLES
AND DESIGN PHILOSOPHY FOR A 350 MWe PFBC MODULE」
として A.B. B. Carbon, A. B. の Jim Anderson らに
よる発表によれば、350MWeのような大型化にあた
っては従来は図14に示すように円形の圧力容器145
に2基の矩形の燃焼器146を収容した平面構成であっ
たバブリング式加圧流動層ボイラを図15に示すように
1つの燃焼器147を菱形に変形させ、さらにそれを3
基組み合わせて1基の炉としてまとめ、全体の平面形状
を六角形としてできるだけ円形に近付けて円形の圧力容
器145に収容し、圧力容器の小型化をはかるとしてい
るが、これはバブリング式加圧流動層の場合、円筒形に
すると層内伝熱管の配列構成が極めて困難となるからで
ある。 負荷制御を行うために流動媒体を出し入れする貯蔵
容器および配管等が必要であり、これら貯蔵容器等を圧
力容器内部に収納すると圧力容器が大型化する。
(B) Increasing the size of the pressure vessel Since the bubbling type pressurized fluidized bed boilers up to the present time are designed to accommodate a square combustor in a cylindrical pressure vessel in plan view, it is inevitable. There is wasted space,
Inevitably, the pressure vessel becomes larger and the cost increases.
In response to this, at the 12th ASME Fluidized Bed International Conference in San Diego in May 1993, "PRINCIPLES
AND DESIGN PHILOSOPHY FOR A 350 MWe PFBC MODULE ''
According to Jim Anderson et al. Of ABB Carbon, AB, a conventional circular pressure vessel 145 as shown in FIG.
A bubbling type pressurized fluidized bed boiler having a planar configuration in which two rectangular combustors 146 are housed in one is deformed into one rhombus as shown in FIG.
It is said that by combining the bases into one furnace, the overall planar shape is made into a hexagonal shape and placed as close to a circular shape as possible to be housed in a circular pressure vessel 145 to reduce the size of the pressure vessel. This is because, in the case of a layer, the cylindrical configuration makes it extremely difficult to arrange the heat transfer tubes in the layer. A storage container and pipes for taking in and out the fluidized medium are required for load control, and if these storage containers and the like are housed inside the pressure container, the pressure container becomes large.

【0006】(C)層内伝熱管の摩耗 従来のバブリング式加圧流動層ボイラは流動化速度の大
きな層内に伝熱管を配置しているため伝熱管の摩耗が激
しく、溶射等による表面硬化処理などの対策が必要であ
る。
(C) Abrasion of heat transfer tube in the bed In the conventional bubbling type pressurized fluidized bed boiler, the heat transfer tube is disposed in the bed having a high fluidization speed, so that the heat transfer tube is abraded and the surface is hardened by thermal spraying. Measures such as treatment are necessary.

【0007】(D)給炭機構の複雑化 従来のバブリング式加圧流動層ボイラは層内での石炭等
燃料の水平方向への拡散が不十分なことから、燃焼の不
均一を避けるため多数の給炭管を配置しなければなら
ず、給炭機構が複雑化するばかりでなく、各給炭管への
均等な石炭の分配は難しく、万一、不均等が生じた場合
は層内燃焼の不均一からアグロメレーションの発生を招
き、運転不能となる。
(D) Complicated coal feeding mechanism In the conventional bubbling type pressurized fluidized bed boiler, since fuel such as coal is not sufficiently diffused horizontally in the bed, many bubbling type pressurized fluidized bed boilers are used to avoid uneven combustion. In addition to complicating the coal feeding mechanism, it is difficult to evenly distribute coal to each coal feeding pipe, and in the event of unevenness, in-layer combustion The non-uniformity causes agglomeration, resulting in operation failure.

【0008】(E)石灰石の消耗 従来の加圧流動床式発電システムにおいては、脱硫を行
うために石灰石を流動媒体に混合させていたが、この石
灰石は摩耗が激しく、脱硫反応に十分寄与することなく
集塵装置から飛灰として飛散してしまっていた。そのた
め、火力発電所が要求する高い脱硫率は望めず、脱硫率
を上げようとすると膨大な量の廃棄物(飛灰)を作るこ
とになる。
(E) Consumption of limestone In a conventional pressurized fluidized bed power generation system, limestone was mixed with a fluid medium for desulfurization. However, this limestone is highly worn and contributes sufficiently to the desulfurization reaction. Without it, it was scattered as fly ash from the dust collector. Therefore, the high desulfurization rate required by thermal power plants cannot be expected, and if the desulfurization rate is increased, a huge amount of waste (fly ash) will be produced.

【0009】また、石炭ガス化複合発電も研究されてお
り、そのシステムは石炭を全量ガス化し、ガス精製した
後、ガスタービンに供給する複合発電システムであり、
1300℃級空冷ガスタービンを用いた場合の目標効率
は発電端で47.1%となっている。一方、加圧型流動
床ボイラについては海外で既に80MWe級の発電所が
稼働していることや、脱硫装置不要などの利点があるも
のの、効率の点では石炭ガス化複合発電システムが優れ
ているため、両者の特徴を合わせ持つ、より性能の優れ
たトッピングサイクル複合発電システムが検討されてい
る。本トッピングサイクル複合発電システムは基本的に
は、石炭をガス化炉において石炭ガスとチャーに分解
し、チャーを流動床ボイラ(酸化炉)で燃焼させ、その
燃焼排ガスと石炭ガスをガスタービン入口で混合燃焼さ
せて高温ガスを発生させ、それによってガスタービンを
高効率で運転するものである。
Further, coal gasification combined cycle power generation has also been studied, and the system is a combined power generation system in which the entire amount of coal is gasified, gas is purified, and then supplied to a gas turbine.
The target efficiency when using a 1300 ° C class air-cooled gas turbine is 47.1% at the power generation end. On the other hand, with regard to the pressurized fluidized bed boiler, although an 80MWe class power plant is already operating overseas and there are advantages such as the need for desulfurization equipment, the integrated coal gasification combined cycle system is superior in terms of efficiency. , A topping cycle combined cycle power generation system that has both characteristics and is superior in performance is being studied. This topping cycle combined cycle power generation system basically decomposes coal into coal gas and char in a gasification furnace, combusts the char in a fluidized bed boiler (oxidizing furnace), and discharges the combustion exhaust gas and coal gas at the gas turbine inlet. The mixed combustion is performed to generate a high temperature gas, thereby operating the gas turbine with high efficiency.

【0010】また、トッピングサイクル複合発電システ
ムにおいても酸化炉に用いる流動床ボイラについては、
前記と同じ問題点があり、またガス化炉についても固定
床ガス化炉にはタールの残留問題があり、また噴流床ガ
ス化炉には灰のスティック問題がある。これに対し、流
動床ガス化炉はその中間温度で運転するため、タールの
問題や、灰のスティックが避けられ、また炉内脱硫も可
能であるなど様々な利点もあるが、バブリング型加圧流
動床ボイラを採用した場合にはやはり上記の(A)〜
(D)に掲げる問題点が残されている。
Further, regarding the fluidized bed boiler used in the oxidation furnace also in the topping cycle combined cycle power generation system,
There are the same problems as described above, the fixed bed gasifier also has a tar remaining problem, and the spouted bed gasifier also has an ash stick problem. On the other hand, since the fluidized bed gasification furnace operates at an intermediate temperature, it has various advantages such as tar problems, ash sticks can be avoided, and desulfurization in the furnace is possible. When a fluidized bed boiler is adopted, the above (A)-
The problems listed in (D) remain.

【0011】上述したトッピングサイクル複合発電シス
テムに用いられているガス化炉と酸化炉について着目す
ると、これらガス化炉と酸化炉とは個別の炉として構成
されており、ガス化炉において生成されたチャーを酸化
炉で燃焼させるために酸化炉に送り込むことが行われて
いる。
Focusing on the gasification furnace and the oxidation furnace used in the above-described topping cycle combined cycle power generation system, the gasification furnace and the oxidation furnace are configured as separate furnaces and are generated in the gasification furnace. The char is sent to the oxidation furnace for combustion in the oxidation furnace.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ガス化炉と
酸化炉とを一体化した複合炉としての流動層炉を提供す
ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fluidized bed furnace as a compound furnace in which a gasification furnace and an oxidation furnace are integrated.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ため本発明の第1の態様は、仕切壁によってガス化炉と
酸化炉に仕切られた流動層炉であって、前記ガス化炉と
酸化炉の少なくとも一方の炉の内部には流動媒体の循環
流が形成され、前記仕切壁は、前記ガス化炉から前記酸
化炉へあるいは前記酸化炉から前記ガス化炉へ流動媒体
を流通させる連絡口を持つことを特徴とするものであ
る。
In order to solve the above-mentioned problems, a first aspect of the present invention is a fluidized bed furnace partitioned by a partition wall into a gasification furnace and an oxidation furnace. A circulating flow of a fluidized medium is formed inside at least one of the oxidation furnaces, and the partition wall communicates the fluidized medium from the gasification furnace to the oxidation furnace or from the oxidation furnace to the gasification furnace. It is characterized by having a mouth.

【0014】本発明の第2の態様は、仕切壁によってガ
ス化炉と酸化炉に仕切られた流動層炉であって、前記ガ
ス化炉と酸化炉の各々の炉の内部には、流動媒体の緩や
かな流動化状態の部分と流動媒体の強い流動化状態の部
分が形成され、前記ガス化炉の緩やかな流動化状態の部
分は、前記仕切壁を介して前記酸化炉の強い流動化状態
の部分と相対向するように配置し、前記仕切壁は、前記
ガス化炉から前記酸化炉へあるいは前記酸化炉から前記
ガス化炉へ流動媒体を流通させる連絡口を持つことを特
徴とするものである。
A second aspect of the present invention is a fluidized bed furnace partitioned by a partition wall into a gasification furnace and an oxidation furnace, and a fluidized medium is provided inside each of the gasification furnace and the oxidation furnace. Of the fluidization medium and a portion of the fluidization medium of strong fluidization state are formed, and the portion of the gasification furnace of gentle fluidization state is a strong fluidization state of the oxidation furnace through the partition wall. And the partition wall has a communication port for flowing a fluidized medium from the gasification furnace to the oxidation furnace or from the oxidation furnace to the gasification furnace. Is.

【0015】本発明の好ましい態様によれば、前記ガス
化炉あるいは前記酸化炉の炉床は、前記仕切壁に向けて
傾斜していることを特徴とする。本発明の好ましい態様
によれば、前記ガス化炉は生成ガスを外部へ取り出すガ
ス出口を持ち、前記酸化炉は、チャーの完全燃焼による
燃焼ガスを外部へ取り出す燃焼ガス出口を持つことを特
徴とする。本発明の好ましい態様によれば、前記酸化炉
の流動層内に層内伝熱管を配置することを特徴とする。
According to a preferred aspect of the present invention, the hearth of the gasification furnace or the oxidation furnace is inclined toward the partition wall. According to a preferred aspect of the present invention, the gasification furnace has a gas outlet for taking out the produced gas to the outside, and the oxidation furnace has a combustion gas outlet for taking out the combustion gas by complete combustion of char to the outside. To do. According to a preferred aspect of the present invention, an in-layer heat transfer tube is arranged in the fluidized bed of the oxidation furnace.

【0016】[0016]

【作用】本発明によれば、ガス化炉に石炭と脱硫剤を供
給して、流動層内で循環しながら、石炭は部分ガス化さ
れ、生成ガスはガス化炉上部のガス出口から外部に導出
される。流動媒体の循環流の効果により投入した石炭や
脱硫剤などがガス化炉流動層内全方位方向へ均一に分散
し、簡素な給炭設備でありながら燃料の偏在が避けら
れ、クリンカ発生の恐れがない。一方、ガス化されなか
ったチャーは酸化炉へ入り込み、流動層内で循環しなが
ら完全燃焼される。そして、燃焼ガスは酸化炉の上部に
ある燃焼ガス出口から外部に取り出される。酸化炉に入
る未燃チャー等が酸化炉流動層内を燃焼しつつ緩やかに
沈降した後、仕切壁下部の連絡流路を通過してガス化炉
流動層に還流する。流動媒体の循環流によって、酸化炉
内で未燃チャー等が充分な滞留時間をとって完全燃焼を
することをより確実にする。なお、酸化炉フリーボード
に2次空気ノズルを設け、2段階燃焼させることも可能
である。
According to the present invention, coal is partially gasified while the coal and the desulfurizing agent are supplied to the gasification furnace and circulated in the fluidized bed, and the produced gas is discharged from the gas outlet at the upper part of the gasification furnace to the outside. Derived. Due to the effect of the circulating flow of the fluidized medium, the input coal, desulfurizing agent, etc. are uniformly dispersed in all directions in the fluidized bed of the gasifier, and even with a simple coal feeding facility, uneven distribution of fuel can be avoided and clinker may occur. There is no. On the other hand, the char that has not been gasified enters the oxidation furnace and is completely burned while circulating in the fluidized bed. Then, the combustion gas is taken out from the combustion gas outlet at the upper part of the oxidation furnace. The unburned char and the like entering the oxidation furnace are gently settled while burning in the fluidized bed of the oxidation furnace, and then pass through the connecting flow path under the partition wall to be refluxed to the fluidized bed of the gasification furnace. The circulating flow of the fluidized medium makes it possible to ensure that the unburned char and the like have a sufficient residence time and complete combustion in the oxidation furnace. It is also possible to provide a secondary air nozzle on the oxidation furnace free board and perform two-stage combustion.

【0017】本発明の一実施形態によれば、圧力容器内
に燃焼器を配置し、該燃焼器内の流動層内に伝熱管を有
する加圧流動層で石炭、オイルコークス等の燃料を燃焼
し燃焼ガスをガスタービンに導入するようにした複合発
電システムにおける加圧流動床ボイラにおいて、燃焼器
の底部には、上方に向けて少なくとも一側が他側より大
きい質量速度で流動化用空気を噴出させる空気分散装置
を備えるとともに、質量速度の大きい空気噴出部上方に
該部分から噴出する流動化用空気の上向流をさえぎり、
かつ該流動化用空気を質量速度の小さい空気噴出部上方
に向けて反射転向せしめる傾斜仕切壁を設けて流動床主
燃焼室を構成するとともに、該傾斜仕切壁によって前記
主燃焼室と仕切られた熱回収室を形成せしめ、該熱回収
室内には受熱流体を通じた伝熱面を配備するとともに、
該熱回収室の底部に熱回収室散気装置を設け、また前記
主燃焼室においては前記空気分散装置からの噴出空気量
を制御して、質量速度の小さい空気噴出部上方には流動
媒体が沈降拡散する移動層を形成し、質量速度の大きい
空気噴出部上方においては流動媒体が活発に流動化し前
記移動層上部に向かって旋回せしめることにより旋回流
動床を形成せしめるとともに、前記熱回収室は前記仕切
壁の上部及び下部にて前記主燃焼室と連絡せしめ、流動
媒体の一部が前記傾斜仕切壁の上部を越えて前記熱回収
室に入り込むようにし、前記熱回収室散気装置から噴出
する散気量を制御して該熱回収室内の流動媒体を移動層
の状態で沈降させたのち、前記傾斜仕切壁の下部連絡口
から前記主燃焼室へ循環させるようにするとともに、該
熱回収室の上方は前記主燃焼室の上方と一体となってフ
リーボードを形成し、該熱回収室からの燃焼ガスと前記
主燃焼室からの燃焼ガスが混合するようにしてもよい。
According to one embodiment of the present invention, a combustor is arranged in a pressure vessel, and a pressurized fluidized bed having a heat transfer tube in a fluidized bed in the combustor burns fuel such as coal and oil coke. In a pressurized fluidized bed boiler in a combined cycle power generation system in which combustion gas is introduced into a gas turbine, fluidizing air is jetted upward at the bottom of the combustor at a mass velocity of at least one side higher than the other side. Equipped with an air dispersion device for blocking the upward flow of the fluidizing air jetted from the portion above the air jet portion having a large mass velocity,
In addition, a fluidized bed main combustion chamber is formed by providing an inclined partition wall for reflecting and diverting the fluidizing air toward the upper side of the air jetting portion having a small mass velocity, and the fluidized air is partitioned from the main combustion chamber by the inclined partition wall. A heat recovery chamber is formed, and a heat transfer surface through the heat receiving fluid is provided in the heat recovery chamber,
A heat recovery chamber diffuser is provided at the bottom of the heat recovery chamber, and in the main combustion chamber, the amount of air ejected from the air dispersion device is controlled so that a fluid medium is formed above the air ejection part having a small mass velocity. A moving bed that sediments and diffuses is formed, and a fluidized medium is actively fluidized above the air ejection portion with a large mass velocity to swirl toward the upper portion of the moving bed to form a swirling fluidized bed, and the heat recovery chamber is The upper and lower parts of the partition wall are connected to the main combustion chamber so that a part of the fluidized medium crosses the upper part of the inclined partition wall and enters the heat recovery chamber, and is jetted from the heat recovery chamber diffuser. After controlling the amount of diffused air to settle the fluidized medium in the heat recovery chamber in the state of a moving bed, the fluidized medium is circulated from the lower communication port of the inclined partition wall to the main combustion chamber, and the heat recovery is performed. Above the room Become upper integral of the serial main combustion chamber to form a freeboard, combustion gases from the combustion gases from the heat recovery chamber the main combustion chamber may be mixed.

【0018】本発明の一実施形態によれば、前記フリー
ボードにおいて、側面に単数もしくは複数の空気ノズル
を設けて2次空気を吹き込み、前記主燃焼室および熱回
収室からの燃焼ガスを混合攪拌し、該燃焼ガスに含まれ
る未燃物質を十分に燃焼させるように構成してもよい。
本発明の一実施形態によれば、前記フリーボードにおい
て、前記熱回収室と主燃焼室の間にはスクリーンを設
け、粒径の大きな燃焼物が熱回収室へ飛び込むのを防止
する一方、熱回収室からの燃焼ガスに整流効果を与えつ
つ通過させ、主燃焼室の燃焼ガスと十分に混合するよう
に構成してもよい。
According to one embodiment of the present invention, in the freeboard, one or more air nozzles are provided on the side surface to blow in secondary air to mix and stir the combustion gas from the main combustion chamber and the heat recovery chamber. However, the unburned substance contained in the combustion gas may be burned sufficiently.
According to one embodiment of the present invention, in the freeboard, a screen is provided between the heat recovery chamber and the main combustion chamber to prevent combustion products having a large particle diameter from jumping into the heat recovery chamber. The combustion gas from the recovery chamber may be allowed to pass while being rectified and sufficiently mixed with the combustion gas in the main combustion chamber.

【0019】本発明の一実施形態によれば、圧力容器内
に燃焼器を配置し、該燃焼器内の流動層内に伝熱管を有
する加圧流動層で石炭、オイルコークス等の燃料を燃焼
し燃焼ガスをガスタービンに導入するようにした複合発
電システムにおける加圧流動床ボイラにおいて、前記燃
焼器を円筒形にするとともに該燃焼器の燃焼ガス出口部
を前記圧力容器に接続し、該燃焼器の円筒外壁と同心の
円筒状仕切壁を設け、該円筒状仕切壁によって内側に主
燃焼室を形成するとともに外側に環状の熱回収室を形成
し、前記主燃焼室の炉床は中心部が高く周辺に向かって
低くなる円錐状をなし、前記主燃焼室の炉床には外周部
の方が中心部よりも大きい質量速度で流動化用空気を噴
出させるように構成した空気分散装置を設け、前記円筒
状仕切壁に質量速度の大きい空気噴出部上方に該部分か
ら噴出する流動化用空気の上向流をさえぎり、かつ該流
動化用空気を質量速度の小さい空気噴出部上方に向けて
反射転向せしめるように円錐状の傾斜仕切部を設け、前
記熱回収室には受熱流体を通じた伝熱面を配備するとと
もに該熱回収室の底部に熱回収室散気装置を設け、前記
主燃焼室においては前記空気分散装置からの噴出空気量
を制御して、質量速度の小さい空気噴出部上方には流動
媒体が沈降拡散する移動層を形成し、質量速度の大きい
空気噴出部上方には流動媒体が活発に流動化し前記移動
層上部に向かって旋回せしめることにより旋回流動床を
形成せしめるとともに、前記熱回収室は前記仕切壁の上
部及び下部にて前記主燃焼室と連絡せしめ、流動媒体の
一部が前記仕切壁の上部から前記熱回収室に入り込むよ
うにし、前記熱回収室散気装置から噴出する散気量を制
御して該熱回収室内の流動媒体を移動層の状態で沈降さ
せたのち、前記仕切壁の下部連絡口から前記主燃焼室へ
循環させるようにしてもよい。
According to one embodiment of the present invention, a combustor is arranged in a pressure vessel, and a pressurized fluidized bed having a heat transfer tube in a fluidized bed in the combustor burns fuel such as coal and oil coke. In the pressurized fluidized bed boiler in the combined cycle power generation system in which the combustion gas is introduced into the gas turbine, the combustor is formed into a cylindrical shape, and the combustion gas outlet of the combustor is connected to the pressure vessel, and the combustion is performed. A cylindrical partition wall concentric with the cylindrical outer wall of the reactor, the cylindrical partition wall forms a main combustion chamber on the inside and an annular heat recovery chamber on the outside, and the hearth of the main combustion chamber is the central part. Has a conical shape whose height becomes higher and lower toward the periphery, and an air dispersion device configured to eject fluidizing air at a mass velocity at the outer peripheral portion is larger than that at the central portion in the hearth of the main combustion chamber. Providing a mass speed on the cylindrical partition wall Of a large conical slope so as to block the upward flow of the fluidizing air ejected from the portion above the large air ejecting portion and redirect the fluidizing air upward toward the air ejecting portion having a small mass velocity. A partition is provided, a heat transfer surface through which a heat receiving fluid is passed is provided in the heat recovery chamber, and a heat recovery chamber diffuser is provided at the bottom of the heat recovery chamber. In the main combustion chamber, a heat transfer chamber from the air dispersion device is provided. By controlling the amount of ejected air, a moving layer in which the fluidized medium sediments and diffuses is formed above the air jetting portion with a small mass velocity, and the fluidized medium is actively fluidized above the air jetting portion with a large mass velocity, and the moving layer is formed. While swirling toward the upper part to form a swirling fluidized bed, the heat recovery chamber communicates with the main combustion chamber at the upper and lower parts of the partition wall, and a part of the fluidized medium from the upper part of the partition wall. The heat After allowing the fluidized medium in the heat recovery chamber to settle in a moving bed by controlling the amount of air diffused from the heat recovery chamber diffuser so that the fluidized medium is allowed to enter the storage chamber, and then the fluidized medium in the heat recovery chamber is allowed to settle in the state of a moving bed. It may be circulated to the main combustion chamber.

【0020】本発明の一実施形態によれば、前記熱回収
室の上方は前記主燃焼室の上方と一体となってフリーボ
ードを形成し、該熱回収室からの燃焼ガスと前記主燃焼
室からの燃焼ガスが混合するようにしてもよい。本発明
の一実施形態によれば、前記フリーボードにおいて、側
面に単数もしくは複数の空気ノズルを設けて2次空気を
吹き込み、前記主燃焼室および熱回収室からの燃焼ガス
を混合攪拌し、該燃焼ガスに含まれる未燃物質を十分に
燃焼させるように構成してもよい。本発明の一実施形態
によれば、前記フリーボードにおいて、前記熱回収室と
主燃焼室の間にはスクリーンを設け、粒径の大きな燃焼
物が熱回収室へ飛び込むのを防止する一方、熱回収室か
らの燃焼ガスに整流効果を与えつつ通過させ、主燃焼室
の燃焼ガスと十分に混合するように構成してもよい。本
発明の一実施形態によれば、前記仕切壁の下部に設けら
れた前記主燃焼室と前記熱回収室との連絡口の下方の炉
床部に散気装置を設け、連絡口を流動化するようにして
もよい。本発明の一実施形態によれば、前記熱回収室の
伝熱面を放射状に配置された層内伝熱管で構成し、該層
内伝熱管を用途別に蒸発管ブロック、蒸気過熱管ブロッ
ク、蒸気再熱管ブロックとして使用するため、平面的に
みて数個の管群に分割してもよい。本発明の一実施形態
によれば、前記燃焼器から導出される燃焼排ガスの通路
には集塵装置を設置し、該集塵装置で捕集した飛灰を、
前記圧力容器側面の開口部を通して前記熱回収室へ戻す
ように構成してもよい。本発明の一実施形態によれば、
前記燃焼器から導出される燃焼排ガスの通路には集塵装
置を設置し、該集塵装置で捕集した飛灰を、前記圧力容
器側面の開口部を通して前記主燃焼室およびまたはフリ
ーボードへ戻すように構成してもよい。本発明の一実施
形態によれば、ガス化炉で生成したチャーを酸化炉で燃
焼させ、燃焼排ガスと前記ガス化炉からの発生ガスをガ
スタービン入口で混合燃焼し、高温ガスを発生させてガ
スタービンを駆動し、発電や燃焼用空気の圧縮などに利
用するトッピングサイクル複合発電システムにおいて、
前記ガス化炉及び/または酸化炉として加圧内部循環型
流動床ボイラを利用してもよい。
According to one embodiment of the present invention, the upper part of the heat recovery chamber is integrated with the upper part of the main combustion chamber to form a freeboard, and the combustion gas from the heat recovery chamber and the main combustion chamber are integrated. The combustion gas from the above may be mixed. According to one embodiment of the present invention, in the freeboard, a single or a plurality of air nozzles are provided on a side surface of the freeboard to blow in secondary air, and the combustion gas from the main combustion chamber and the heat recovery chamber is mixed and stirred. You may comprise so that the unburned substance contained in combustion gas may be burned sufficiently. According to one embodiment of the present invention, in the freeboard, a screen is provided between the heat recovery chamber and the main combustion chamber to prevent combustion products having a large particle diameter from jumping into the heat recovery chamber. The combustion gas from the recovery chamber may be allowed to pass while being rectified and sufficiently mixed with the combustion gas in the main combustion chamber. According to one embodiment of the present invention, an air diffuser is provided in a hearth portion below a communication port between the main combustion chamber and the heat recovery chamber provided in a lower portion of the partition wall, and the communication port is fluidized. You may do it. According to one embodiment of the present invention, the heat transfer surface of the heat recovery chamber is formed by radially arranged in-layer heat transfer tubes, and the in-layer heat transfer tubes are classified according to use by an evaporation tube block, a steam superheated tube block, and steam. Since it is used as a reheat tube block, it may be divided into several tube groups in plan view. According to one embodiment of the present invention, a dust collector is installed in the passage of the combustion exhaust gas discharged from the combustor, and fly ash collected by the dust collector is collected.
It may be configured to return to the heat recovery chamber through an opening on the side surface of the pressure vessel. According to one embodiment of the invention,
A dust collector is installed in the passage of the combustion exhaust gas discharged from the combustor, and fly ash collected by the dust collector is returned to the main combustion chamber and / or the freeboard through the opening on the side surface of the pressure vessel. It may be configured as follows. According to one embodiment of the present invention, the char generated in the gasification furnace is combusted in the oxidation furnace, and the combustion exhaust gas and the gas generated from the gasification furnace are mixed and combusted at the gas turbine inlet to generate high temperature gas. In a topping cycle combined cycle power generation system that drives a gas turbine and uses it for power generation and compression of combustion air,
A pressurized internal circulation type fluidized bed boiler may be used as the gasification furnace and / or the oxidation furnace.

【0021】本発明の一実施形態によれば、加圧流動床
複合発電システムにおける流動層炉において、該流動層
炉を円筒形にするとともに該流動層炉の円筒外壁と同心
に円筒状仕切壁を設け、該円筒状仕切壁によって内側に
ガス化炉を形成するとともに外側に環状の酸化炉を形成
し、前記ガス化炉の炉床は中心部が高く周辺に向かって
低くなる円錐状をなし、前記ガス化炉の炉床には外周部
の方が中心部よりも大きい質量速度で流動化用空気を噴
出させるように構成した空気分散装置を設け、前記円筒
状仕切壁には質量速度の大きい空気噴出部上方に該部分
から噴出する流動化用空気の上向流をさえぎり、かつ該
流動化用空気を質量速度の小さい空気噴出部上方に向け
て反射転向せしめるように円錐状の傾斜仕切部を設け、
前記酸化炉の底部に酸化炉散気装置を設けるとともに前
記仕切壁の中間部及び下部にて前記ガス化炉と連絡せし
め、前記ガス化炉においては前記空気分散装置からの噴
出空気量を制御して、質量速度の小さい空気噴出部上方
には流動媒体が沈降拡散する移動層を形成し、また質量
速度の大きい空気噴出部上方には流動媒体が活発に流動
化し前記移動層上部に向かって旋回せしめることにより
旋回流動床を形成せしめるとともに、流動媒体の一部が
前記仕切壁の中間部から前記酸化炉に入り込むように
し、前記酸化炉散気装置から噴出する散気量を制御して
該酸化炉内の流動媒体を移動層の状態で沈降させたの
ち、前記仕切壁の下部連絡口から前記ガス化炉へ循環さ
せるようにし、前記酸化炉の上方と前記ガス化炉の上方
とは前記仕切壁によって仕切られてそれぞれ別のフリー
ボードを形成し、該酸化炉からの燃焼ガスと該ガス化炉
からの発生ガスが混合しないようにし、それぞれ別のガ
ス出口から外部に導出されるようにして、酸化炉とガス
化炉を一体化してもよい。
According to one embodiment of the present invention, in a fluidized bed furnace in a pressurized fluidized bed combined cycle power generation system, the fluidized bed furnace has a cylindrical shape, and a cylindrical partition wall is concentric with the cylindrical outer wall of the fluidized bed furnace. And a cylindrical partition wall to form a gasification furnace on the inside and an annular oxidation furnace on the outside, and the hearth of the gasification furnace has a conical shape in which the central portion is high and decreases toward the periphery. In the hearth of the gasification furnace, an air disperser configured to eject fluidizing air at an outer peripheral portion at a mass velocity larger than that at the central portion is provided, and the cylindrical partition wall has a mass velocity of A conical slanting partition that blocks upward flow of fluidizing air jetted from the large air jetting portion and redirects the fluidizing air upward toward the air jetting portion having a small mass velocity. Part,
An oxidation furnace diffuser is provided at the bottom of the oxidation furnace and is connected to the gasification furnace at an intermediate portion and a lower portion of the partition wall, and in the gasification furnace, the amount of air ejected from the air dispersion device is controlled. A moving layer in which the fluid medium sinks and diffuses is formed above the air jet part with a low mass velocity, and the fluid medium is actively fluidized above the air jet part with a high mass velocity and swirls toward the upper part of the moving layer. By swirling, a swirling fluidized bed is formed, and a part of the fluidizing medium is allowed to enter the oxidation furnace from an intermediate portion of the partition wall, and the amount of air diffused from the oxidation furnace air diffuser is controlled to effect the oxidation. After the fluidized medium in the furnace is settled in a moving bed state, the fluidized medium is circulated from the lower communication port of the partition wall to the gasification furnace, and the upper part of the oxidation furnace and the upper part of the gasification furnace are separated by the partition. By the wall Separated from each other to form freeboards so that the combustion gas from the oxidation furnace and the gas generated from the gasification furnace do not mix and are discharged to the outside from different gas outlets, respectively. The furnace and the gasification furnace may be integrated.

【0022】上述の各実施形態によって以下に列挙する
作用を奏する。 (1)燃焼室と熱回収室とを同一炉内にて機能的に分離
したことにより、負荷制御は流動層高変化法によること
なく、熱回収室の風量調節による層内伝熱管の総括熱伝
達係数の変化により容易に行うことができるため、流動
媒体の出し入れなどに伴う複雑な操作や設備が不要であ
り、また、流動媒体の出し入れの際に生ずるアグロメレ
ーションの発生を防止できる。また、負荷変化時であっ
ても流動層温度をほぼ一定に保持できることから、常に
NOx,SOx等の抑制に最適な温度条件で運転するこ
とができる。しかも、層内伝熱管は緩やかな流動状態に
ある熱回収室にのみ存在するため、激しい流動状態にあ
る流動層内に配置された場合に比べ摩耗が少ない。ま
た、流動層内部に旋回流が形成されるため、流動層内で
の流れの滞留が無く、石炭等の燃料が均一に分散燃焼す
るため、アグロメの発生を防止できる。そして、流動層
を出たガスが層内管で冷却されることがないため、一酸
化炭素(CO)の発生量を低く抑えることができるほ
か、ガスタービン効率の低下を防げる。さらに熱回収室
の上方は主燃焼室の上方と一体となって広い空間のフリ
ーボードを形成し、このフリーボード内で熱回収室から
の燃焼ガスと主燃焼室からの燃焼ガスとが混合される。
したがって、フリーボードにおける燃焼ガス滞留時間を
長くすることができ、可燃分をフリーボード内で十分に
燃焼させることができる。また、フリーボードにおい
て、2次空気を吹き込むことにより、主燃焼室および熱
回収室からの燃焼ガスを混合攪拌し、燃焼ガスに含まれ
る燃焼物質を十分に燃焼させることができる。
The above-described embodiments have the following effects. (1) Since the combustion chamber and the heat recovery chamber are functionally separated in the same furnace, load control does not depend on the fluidized bed height change method, but the overall heat of the in-layer heat transfer tubes is adjusted by adjusting the air volume in the heat recovery chamber. Since it can be easily carried out by changing the transfer coefficient, complicated operations and equipment required for taking in and out the fluid medium are unnecessary, and agglomeration that occurs when the fluid medium is taken in and out can be prevented. Further, since the fluidized bed temperature can be kept substantially constant even when the load changes, it is possible to always operate under optimal temperature conditions for suppressing NOx, SOx, and the like. Moreover, since the in-layer heat transfer tube is present only in the heat recovery chamber in the gentle fluidized state, it is less worn as compared with the case where it is arranged in the fluidized bed in the violently fluidized state. Further, since the swirl flow is formed inside the fluidized bed, the flow does not stay in the fluidized bed, and the fuel such as coal is uniformly dispersed and burned, so that the occurrence of agglomeration can be prevented. Since the gas that has left the fluidized bed is not cooled by the inner tube, the amount of carbon monoxide (CO) generated can be suppressed to a low level, and the gas turbine efficiency can be prevented from lowering. Furthermore, the upper part of the heat recovery chamber is integrated with the upper part of the main combustion chamber to form a freeboard of a large space, and the combustion gas from the heat recovery chamber and the combustion gas from the main combustion chamber are mixed in this freeboard. It
Therefore, the combustion gas retention time in the freeboard can be lengthened and combustible components can be sufficiently burned in the freeboard. Further, in the freeboard, by blowing the secondary air, the combustion gas from the main combustion chamber and the heat recovery chamber can be mixed and stirred, and the combustion substance contained in the combustion gas can be sufficiently burned.

【0023】(2)大気圧以上の内部圧力を保持するよ
うに構成された圧力容器に収納された円筒形燃焼器の流
動層内部に仕切壁を設けて、主燃焼室と熱回収室を分離
し、該仕切壁は、円筒状仕切壁と円錐状仕切壁からな
り、この円錐状仕切壁は流動化用空気の上向き流路をさ
えぎり、流動化用空気を炉内中央に向けて反射転向させ
る反射壁として機能させるとともに、主燃焼室には円錐
状の炉床を設け、該炉床に配置した空気分散ノズルによ
って主燃焼室内を流動化するが、その際主燃焼室の約1
/2程度の径の同心円の範囲内は最低流動化速度の1〜
2.5倍程度の緩やかな流動化状態とし同心円の外側の
環状部では最低流動化速度の4〜12倍程度の強い流動
化状態となるように空気分散ノズルからの吹き出し空気
量を調節することにより、主燃焼室流動層内部では、流
動媒体が中央から円錐状炉床面に沿いながら全方位に向
かって緩やかに分散移動したのち、前記仕切壁の内側に
沿って吹き上がるが、次第に中心方向への凝集力が高ま
り、流動層表面で最高に達すると一転その反力で周方向
および上方向へ爆発的に流動媒体が飛散し、その結果多
量の流動媒体が仕切壁を越えて前記熱回収室へ入り込
む。
(2) A partition wall is provided inside the fluidized bed of a cylindrical combustor housed in a pressure vessel configured to maintain an internal pressure equal to or higher than atmospheric pressure, and the main combustion chamber and the heat recovery chamber are separated. The partition wall is composed of a cylindrical partition wall and a conical partition wall, and the conical partition wall blocks the upward passage of the fluidizing air, and redirects the fluidizing air toward the center of the furnace. In addition to functioning as a reflection wall, a conical hearth is provided in the main combustion chamber, and an air dispersion nozzle arranged in the hearth fluidizes the main combustion chamber.
Within the range of concentric circles with a diameter of about 1/2, the minimum fluidization rate is 1 to
Adjust the amount of air blown out from the air dispersion nozzle so that the fluidization state is about 2.5 times and the annular portion outside the concentric circle has a strong fluidization state about 4 to 12 times the minimum fluidization speed. As a result, inside the fluidized bed of the main combustion chamber, the fluidized medium gradually disperses and moves in all directions from the center along the conical hearth surface, and then blows up along the inside of the partition wall, but gradually toward the center. When the cohesive force to the surface of the fluidized bed rises to the highest level, the reaction force turns around and explosively expels the fluidized medium in the circumferential and upward directions, resulting in a large amount of fluidized medium crossing the partition wall and recovering the heat. Enter the room.

【0024】一方、流動層表面に残った流動媒体は中心
付近で円筒状の流れとなって周囲の流動媒体を巻き込み
ながら沈降し、前記円錐状炉床中心付近に到達すると今
度は再び水平周方向への移動に転じる循環流が生じる。
この循環流によって、流動媒体が中央から円錐状炉床面
に沿いながら、全方位に向かって緩やかに分散移動する
拡散流が生じるため燃料や脱硫剤などの均一な拡散が行
われることから、燃焼が均一となりアグロメレーション
の発生がなく、また給炭口も少なくてすみ、給炭設備が
きわめて簡素化されるなどの効果がある。流動層表面に
残った流動媒体は中心付近で円筒状の流れとなって周囲
の流動媒体を巻き込みながら沈降するため、燃料や脱硫
剤などの層内滞留時間が長くとれ、燃焼効率の向上、脱
硫効率の向上にきわめて効果的である。
On the other hand, the fluidized medium remaining on the surface of the fluidized bed becomes a cylindrical flow in the vicinity of the center and settles while entraining the surrounding fluidized medium, and when it reaches the vicinity of the center of the conical hearth, this time again in the horizontal circumferential direction. A circulatory flow is generated which turns into the movement to.
Due to this circulating flow, a diffusive flow in which the fluidized medium gradually disperses and moves in all directions from the center along the conical hearth surface is generated, so that the fuel and desulfurizing agent are uniformly diffused. Is uniform, there is no agglomeration, the number of coal feeding ports is small, and the coal feeding facility is extremely simplified. The fluid medium remaining on the surface of the fluidized bed becomes a cylindrical flow near the center and settles while entraining the surrounding fluid medium, so that the residence time in the bed of fuel, desulfurizing agent, etc. can be long, improving combustion efficiency and desulfurization. It is extremely effective in improving efficiency.

【0025】一方、多量の流動媒体が仕切壁を越えて、
熱回収室に入り込むが、この時、主燃焼室と熱回収室上
部のフリーボードには熱回収室を囲うようにクシ歯状な
どの形状をしたスクリーンを設けることによって粒径の
粗い石炭など固形燃料の混入を防止できることから、熱
回収室流動層は最低流動化速度の2倍以内の緩やかな流
動状態であるにもかかわらず、アグロメレーションの形
成を避けることができる。このスクリーンは、熱回収室
から発生する燃焼ガスに対してはバッフルの作用を果た
し、主燃焼室から発生する燃焼ガスと十分に混合攪拌す
る効果が得られる。
On the other hand, a large amount of fluid medium crosses the partition wall,
Although it enters the heat recovery chamber, at this time, the free board above the main combustion chamber and the heat recovery chamber is provided with a comb-shaped screen so as to surround the heat recovery chamber so that solids such as coal with coarse particles can be solidified. Since the mixture of fuel can be prevented, formation of agglomeration can be avoided even though the heat recovery chamber fluidized bed is in a gentle fluidized state within twice the minimum fluidization rate. This screen acts as a baffle for the combustion gas generated from the heat recovery chamber, and has the effect of being sufficiently mixed and stirred with the combustion gas generated from the main combustion chamber.

【0026】特に、加圧流動床ボイラにおいては、燃焼
排ガス中の未燃分が多いことは、燃焼効率の低下は当然
であるが、さらに下流側に設けられた集塵装置、例えば
サイクロン内で未燃分の燃焼が発生しアグロメレーショ
ンの形成が起きたり、またセラミックフィルタの場合に
はフィルタ表面で燃焼しフィルタを破損するなどのトラ
ブルが発生し、運転不能に立ち至るなど深刻な問題につ
ながっている。そのため燃焼炉内で可燃分を完全に燃焼
することが望ましく、前記スクリーンのバッフル作用に
よる攪拌混合効果は、後述の2次空気の投入方法や、フ
リーボード高さ、フリーボードにおける燃焼ガス滞留時
間などとも相乗的に作用し、燃料中の可燃分をフリーボ
ード内で十分に燃焼させる上で大きな効果を発揮してい
る。
Particularly, in a pressurized fluidized bed boiler, a large amount of unburned matter in the combustion exhaust gas naturally lowers the combustion efficiency, but in a dust collecting device provided further downstream, for example, in a cyclone. Combustion of unburned material causes agglomeration formation, and in the case of a ceramic filter, problems such as combustion on the filter surface and damage to the filter occur, leading to serious problems such as operation failure. linked. Therefore, it is desirable to completely burn combustible components in the combustion furnace, and the stirring and mixing effect due to the baffle action of the screen has a secondary air introduction method, a freeboard height, a combustion gas retention time in the freeboard, etc. They also act synergistically, and have a great effect on burning the combustible components in the fuel sufficiently in the freeboard.

【0027】(3)本発明の内部循環流動床ボイラは主
燃焼室には伝熱面を有しないため、主燃焼室を還元雰囲
気で燃焼することが可能である。そのため、燃焼用空気
の分配比率の設定によって、主燃焼室には燃焼に必要な
理論空気量以下の空気を供給するほか、熱回収室には制
御に必要な空気量を投入し、さらに完全燃焼に必要な残
りの空気量は2次空気としてフリーボードに設けた複数
の2次空気ノズルを用いて、供給する2段燃焼を行う。
その結果主燃焼室を還元雰囲気で燃焼し、還元燃焼によ
って石炭の揮発分放出を活発に行い、気相反応において
CHなどの炭化水素やCOあるいは気相のN化学種
(NHi、HCNなど)等が燃焼によって生成した窒素
酸化物を還元するとともに、N化学種が酸化物へ転換す
る選択性を低下させる効果をもたらし、低NOx燃焼が
可能となるものである。
(3) Since the internal circulating fluidized bed boiler of the present invention has no heat transfer surface in the main combustion chamber, it is possible to burn the main combustion chamber in a reducing atmosphere. Therefore, by setting the distribution ratio of combustion air, the main combustion chamber is supplied with less than the theoretical amount of air required for combustion, and the heat recovery chamber is supplied with the amount of air required for control to ensure complete combustion. The remaining amount of air required for the second-stage combustion is performed by using a plurality of secondary air nozzles provided on the freeboard as secondary air.
As a result, the main combustion chamber is burned in a reducing atmosphere, and the volatile components of coal are actively released by reducing combustion, and hydrocarbons such as CH 4 and CO or gas-phase N species (NHi, HCN, etc.) in the gas-phase reaction. And the like reduce the nitrogen oxides generated by combustion, and at the same time bring about the effect of reducing the selectivity of conversion of N chemical species into oxides, and thus low NOx combustion becomes possible.

【0028】(4)仕切壁の下部、連絡流路の炉床に空
気室と散気装置を設けたことによって連絡流路全体が流
動化し、熱回収室を通って主燃焼室へ循環する流動媒体
の量を増加することができる。前記空気室は熱回収制御
用空気室と連通していてもよく、または該空気室とは独
立して制御してもよく、独立制御の場合は熱回収室散気
量とは無関係に流動媒体循環量を制御することができ、
1種の調節弁のような作用を行わせることも可能であ
る。その結果、矩形燃焼炉の場合よりも多量の流動媒体
を潤滑することができ、矩形燃焼炉の場合と比較して熱
回収室が大きくとれる円筒形の燃焼炉の特性を活かすこ
とができる。
(4) By providing an air chamber and an air diffuser in the lower part of the partition wall and in the hearth of the connecting flow passage, the entire connecting flow passage is fluidized and flows through the heat recovery chamber to the main combustion chamber. The amount of media can be increased. The air chamber may be in communication with the heat recovery control air chamber, or may be controlled independently of the air chamber, and in the case of independent control, the fluidized medium is independent of the aeration amount of the heat recovery chamber. The amount of circulation can be controlled,
It is also possible to act as a kind of control valve. As a result, it is possible to lubricate a larger amount of fluidized medium than in the case of the rectangular combustion furnace, and it is possible to take advantage of the characteristics of the cylindrical combustion furnace in which the heat recovery chamber can be made larger than in the case of the rectangular combustion furnace.

【0029】(5)熱回収室流動槽の内部に層内伝熱管
を放射状に配置し、しかも用途別に蒸発管ブロック、蒸
気過熱管ブロック、蒸気再熱管ブロックとして使用する
ため、平面で見て数個の管群に機能別に分割して配置し
たことにより熱回収室炉床部からの散気量をそれぞれの
ブロック毎に調整し、各ブロックの収熱量を独立して制
御することが可能である。また、各ブロックの間には、
メンテナンススペースが取ってあり、層内伝熱管の点検
等に効果的である。また、メンテナンススペースは必ず
しも必要でなく、メンテナンススペースを設けない場合
は、よりコンパクトになる。
(5) In-layer heat transfer tubes are radially arranged inside the heat recovery chamber flow tank, and are used as an evaporation tube block, a steam superheater tube block, and a steam reheat tube block according to the purpose, so that they can be seen in a plan view. It is possible to adjust the amount of air diffused from the hearth of the heat recovery chamber for each block by arranging the pipes separately for each function, and to independently control the heat collection amount of each block. . Also, between each block,
There is a maintenance space, which is effective for checking the heat transfer tubes in the layers. Further, the maintenance space is not always necessary, and if the maintenance space is not provided, it becomes more compact.

【0030】(6)燃焼排ガス系統に設けたサイクロン
で捕集した飛灰を熱回収室に戻すように構成することに
より、熱回収室内の平均粒子径および比重量が小さくな
る。主燃焼室内の平均粒子径が0.6mm程度なのに対
し、燃焼排ガスに同伴しサイクロンで捕集されリサイク
ルする粒子径ははるかに小さく、またチャーも含まれる
ため比重量も小さいからである。熱回収室においては、
流動化ガス速度が最低流動化速度の2倍程度と小さいた
め、リサイクルした粒子が再飛散することなく、したが
って熱回収室内の平均粒子径および比重量は主燃焼室に
比べて小さくなる。
(6) The fly ash collected by the cyclone provided in the combustion exhaust gas system is returned to the heat recovery chamber, whereby the average particle size and specific weight in the heat recovery chamber are reduced. This is because the average particle size in the main combustion chamber is about 0.6 mm, whereas the particle size that is entrained in the combustion exhaust gas and collected by the cyclone and recycled is much smaller, and since char is also included, the specific weight is also small. In the heat recovery room,
Since the fluidizing gas velocity is as small as about twice the minimum fluidizing velocity, recycled particles are not re-scattered, and therefore the average particle size and specific weight in the heat recovery chamber are smaller than those in the main combustion chamber.

【0031】最低流動化速度(Umf)は流動媒体の粒径
の2乗に比例し、また比重量とも比例するため、熱回収
室の流動化速度は主燃焼室と比較してかなり小さくな
る。従って熱回収制御用空気量は、熱回収室にリサイク
ルしない場合と比較して、かなり少なくてすむことにな
り、結果として熱回収室内の流動化ガス速度(U0 )が
小さくなる。熱回収室内に配置された層内伝熱管の摩耗
速度は流動化ガス速度(U0 )の3乗に比例することか
ら、U0 が小さくなることにより、摩耗は大きく低減す
ることになる。また、熱回収制御用空気は、主燃焼室の
流動層温度をコントロールするため常に変動している
が、この空気量が少なくてすむことは、熱回収空気量の
変動が燃焼に及ぼす影響を少なくすることであり、安定
燃焼にきわめて効果的である。
Since the minimum fluidization rate (Umf) is proportional to the square of the particle diameter of the fluidized medium and also to the specific weight, the fluidization rate of the heat recovery chamber is considerably smaller than that of the main combustion chamber. Therefore, the amount of air for heat recovery control can be considerably reduced as compared with the case where the heat recovery chamber is not recycled, and as a result, the fluidized gas velocity (U0) in the heat recovery chamber becomes small. Since the wear rate of the in-layer heat transfer tubes arranged in the heat recovery chamber is proportional to the cube of the fluidizing gas velocity (U0), the wear is greatly reduced by decreasing U0. Also, the heat recovery control air constantly fluctuates in order to control the temperature of the fluidized bed in the main combustion chamber, but the small amount of this air reduces the influence of fluctuations in the heat recovery air amount on combustion. It is very effective for stable combustion.

【0032】(7)円筒形内部循環流動床ボイラから導
出される燃焼排ガスの通路には集塵装置を設置し、かつ
捕集した飛灰から未反応脱硫剤と未燃炭素分を回収する
ための分級装置を設け、該飛灰を粒径別に大中小3段階
に分級し、中間の粒径の飛灰のみ主燃焼室およびまたは
フリーボードおよびまたは燃料供給系統に戻すように構
成したことにより、チャー濃度が最も高い通常10〜6
0μm程度の範囲の粒子のみ円筒形燃焼器へ戻すことが
できるため、最少の循環灰量でNOx低減、燃焼ガス系
統の摩耗の低減、燃焼効率上昇などの効果を上げること
が可能となる。
(7) To install a dust collector in the passage of the combustion exhaust gas derived from the cylindrical internal circulation fluidized bed boiler, and to recover the unreacted desulfurizing agent and the unburned carbon content from the collected fly ash. By classifying the fly ash according to the particle size into three stages of large, medium and small, and by returning only the fly ash of the intermediate particle size to the main combustion chamber and / or the freeboard and / or the fuel supply system, The highest char concentration is usually 10-6
Since only particles in the range of about 0 μm can be returned to the cylindrical combustor, NOx can be reduced, combustion gas system wear can be reduced, and combustion efficiency can be increased with the minimum amount of circulating ash.

【0033】(8)トッピングサイクル複合発電システ
ムにおいて、ガス化炉および/または酸化炉に加圧内部
循環型流動床ボイラを用い、ガス化炉から排出される未
燃チャーは全量生成ガスと同伴させ、600℃以下に冷
却され、その後段に設置した集塵装置で捕集したあと、
酸化炉に導入して完全燃焼させ、その燃焼排ガスは酸化
炉を出たあと600℃以下に冷却され、後段に設置した
集塵装置によりNa,Kを含んだ粒子を捕集排出し、清
浄になった燃焼ガスと前記ガス化炉を出たあと集塵され
てNa,Kを含んだ粒子を捕集排出し清浄になった生成
ガスをトッピングサイクル燃焼器で混合燃焼し、発生し
た高温の燃焼ガスをガスタービンに導入するように構成
したことにより、ガスタービンブレードの高温腐食の原
因となるNa,K等のアルカリ金属が燃焼ガス中に含ま
れないため、ガスタービンの材質、設計が従来技術で対
応することが可能である。
(8) In the topping cycle combined cycle power generation system, a pressurized internal circulation type fluidized bed boiler is used in the gasification furnace and / or the oxidation furnace, and all the unburned char discharged from the gasification furnace is caused to accompany the generated gas. After being cooled to 600 ° C or below and collected by the dust collector installed in the subsequent stage,
After being introduced into the oxidation furnace and completely burned, the combustion exhaust gas is cooled down to 600 ° C or less after leaving the oxidation furnace, and the particles containing Na and K are collected and discharged by the dust collector installed in the latter stage to make it clean. Combustion gas that has become clean and the produced gas that has been collected and discharged after leaving the gasification furnace and that contains Na and K and is clean is mixed and combusted in a topping cycle combustor, and the high temperature combustion that is generated Since the gas is introduced into the gas turbine, the combustion gas does not contain alkali metals such as Na and K that cause high temperature corrosion of the gas turbine blade. It is possible to deal with.

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る加圧内部循環
型流動床ボイラの実施例を図面を参照して説明する。 (実施例1)図1は本発明の加圧円筒形内部循環型流動
床ボイラの縦断面図を示し、図2(a)は図1のII
(a)−II(a)線断面図である。図1に示す実施例
は、円筒形の圧力容器に円筒形内部循環型流動床ボイラ
を内蔵した実施例であり、これを用いて本発明の概略の
構成を説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a pressurized internal circulation type fluidized bed boiler according to the present invention will be described below with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 is a vertical sectional view of a pressurized cylindrical internal circulation type fluidized bed boiler of the present invention, and FIG.
It is a sectional view taken along the line (a) -II (a). The embodiment shown in FIG. 1 is an embodiment in which a cylindrical internal circulation type fluidized bed boiler is built in a cylindrical pressure vessel, and the schematic configuration of the present invention will be described using this.

【0035】圧力容器1は円筒形状をなし、上面が燃焼
ガス出口4を有する鏡板であり、下面は流動用空気入口
3、熱回収室制御用空気入口5などを有する鏡板となっ
ており、大気圧以上の内部圧力を保持できるように構成
されている。なお、図1に示す圧力容器1は円筒形状を
なすが、球形であっても良い。
The pressure vessel 1 has a cylindrical shape, the upper surface is a mirror plate having a combustion gas outlet 4, and the lower surface is a mirror plate having a flow air inlet 3, a heat recovery chamber control air inlet 5 and the like. It is configured so as to be able to maintain an internal pressure equal to or higher than atmospheric pressure. Although the pressure vessel 1 shown in FIG. 1 has a cylindrical shape, it may have a spherical shape.

【0036】圧力容器1の内部には円筒形燃焼器2が配
置されており、該円筒形燃焼器2は水管を連結して構成
された円筒外壁11を有する1つの密閉容器になってお
り、その内部に燃焼室流動層が形成されている。円筒形
燃焼器2の上端部には燃焼ガス出口2aが設けてあり、
この燃焼ガス出口2aは圧力容器1の燃焼ガス出口4と
接合されている。また円筒形燃焼器2の底部周囲は圧力
容器1の下部鏡板の上に取り付けられた円筒形サポート
7によって支持されている。
A cylindrical combustor 2 is arranged inside the pressure vessel 1, and the cylindrical combustor 2 is one closed vessel having a cylindrical outer wall 11 formed by connecting water pipes, A combustion chamber fluidized bed is formed therein. A combustion gas outlet 2a is provided at the upper end of the cylindrical combustor 2,
The combustion gas outlet 2a is joined to the combustion gas outlet 4 of the pressure vessel 1. The bottom of the cylindrical combustor 2 is supported by a cylindrical support 7 mounted on the lower end plate of the pressure vessel 1.

【0037】円筒形燃焼器2の流動層内部には仕切壁8
が設けられ、この仕切壁8によって主燃焼室9と熱回収
室10とを分離している。仕切壁8は円筒外壁11から
取り出された水管によって構成され、この水管はさらに
耐火耐熱材料によって被覆されている。仕切壁8は円筒
形仕切壁8aとこの円筒形仕切壁8の上部に形成された
円錐状仕切壁8bとからなり、この円錐状仕切壁8bは
流動化用空気の上向き流路をさえぎり、流動化用空気を
炉内中央に向けて反射転向させる反射壁として機能し、
その結果主燃焼室9の内部に矢印で示すような旋回流が
生じる。また主燃焼室9及び熱回収室10の上方は一体
となってフリーボード31を形成している。熱回収室1
0の上部のフリーボードと主燃焼室9の上部のフリーボ
ードの間には、仕切壁などはなく一体の空間のフリーボ
ード31となっており、双方の燃焼ガスが相互に自由に
行き交うように構成されている。
A partition wall 8 is provided inside the fluidized bed of the cylindrical combustor 2.
The partition wall 8 separates the main combustion chamber 9 and the heat recovery chamber 10. The partition wall 8 is composed of a water pipe taken out from the cylindrical outer wall 11, and this water pipe is further covered with a fire resistant material. The partition wall 8 is composed of a cylindrical partition wall 8a and a conical partition wall 8b formed on the upper portion of the cylindrical partition wall 8, and the conical partition wall 8b blocks the upward flow passage of the fluidizing air to flow. It functions as a reflection wall that redirects chemical air toward the center of the furnace.
As a result, a swirling flow is generated inside the main combustion chamber 9 as shown by the arrow. The freeboard 31 is integrally formed above the main combustion chamber 9 and the heat recovery chamber 10. Heat recovery room 1
There is no partition wall between the freeboard on the upper part of 0 and the freeboard on the upper part of the main combustion chamber 9, and the freeboard 31 is an integrated space, so that the combustion gases of both sides freely pass each other. It is configured.

【0038】また熱回収室10内には、円筒外壁11の
外側に設けた層内管用上部ヘッダー13と層内管用下部
ヘッダー14とから分岐した層内伝熱管15が配置され
ており、この層内伝熱管15は図2(a)に示されるよ
うに平面的にみて放射状に配置されている。圧力容器1
の下部には給水入口16が設置されており、給水入口1
6から導入されたボイラ水は前記円筒外壁11を経由し
たあと、連絡管16aを経由して層内管用下部ヘッダー
14に導入され、この層内管用下部ヘッダー管14から
層内伝熱管15に分配される。そして、層内伝熱管15
で発生した蒸気は層内管用上部ヘッダー13に集合し蒸
気出口17から外部に導出される。
Further, in the heat recovery chamber 10, an intra-layer heat transfer tube 15 branched from an upper header 13 for inner layer tube and a lower header 14 for inner layer tube provided outside the outer wall 11 of the cylinder is arranged. The inner heat transfer tubes 15 are radially arranged when seen in a plane as shown in FIG. Pressure vessel 1
The water inlet 16 is installed in the lower part of the
Boiler water introduced from No. 6 is introduced into the inner layer lower header 14 via the connecting pipe 16a after passing through the cylindrical outer wall 11 and distributed from the inner layer lower header pipe 14 to the inner heat transfer pipe 15. To be done. And the in-layer heat transfer tube 15
The steam generated in 1 is collected in the upper header 13 for the inner layer pipe, and is discharged to the outside from the steam outlet 17.

【0039】一方、圧力容器1には均圧ノズル18が設
けられており、流動用空気入口3に連結する高圧の流動
用空気系統19から均圧空気系統19aを分岐して、該
均圧ノズル18に接続し、圧力容器1内部と円筒形燃焼
器2内部が流動層の圧力損失分を除きほぼ均一な圧力と
し、該燃焼器2が非耐圧構造となるように工夫してい
る。ただし、この場合円筒形燃焼器2のフリーボード3
1においては、流動層圧力損失分の外圧は受けることに
なる。また、均圧ノズル18の手前で減圧弁等を設け
て、圧力容器1と円筒形燃焼器2の間の空間36とフリ
ーボード31が均圧になるようにする場合には円筒形燃
焼器2の内、流動層より下部は流動層圧力損失分の内圧
を受けることになる。また圧力容器1には給炭入口6が
設けられ、この給炭入口6は給炭ノズル22に連なって
いる。
On the other hand, the pressure vessel 1 is provided with a pressure equalizing nozzle 18, and a pressure equalizing air system 19a is branched from a high pressure flow air system 19 connected to the flow air inlet 3 to divide the pressure equalizing nozzle. The pressure vessel 1 and the cylindrical combustor 2 are connected to each other 18 so that the pressure inside the pressure vessel 1 and the inside of the cylindrical combustor 2 are substantially uniform except for the pressure loss of the fluidized bed, and the combustor 2 has a non-pressure resistant structure. However, in this case, the freeboard 3 of the cylindrical combustor 2
In No. 1, the external pressure corresponding to the fluidized bed pressure loss is received. Further, when a pressure reducing valve or the like is provided in front of the pressure equalizing nozzle 18 so that the space 36 between the pressure vessel 1 and the cylindrical combustor 2 and the freeboard 31 become equal in pressure, the cylindrical combustor 2 Of these, the portion below the fluidized bed receives the internal pressure corresponding to the fluidized bed pressure loss. Further, the pressure vessel 1 is provided with a coal feeding inlet 6, and the coal feeding inlet 6 is connected to the coal feeding nozzle 22.

【0040】主燃焼室9には、中心部が高く外周側へ向
かうにつれて低くなった円錐状の炉床20が設置され、
該炉床20に空気分散ノズル21が設置されている。そ
して、流動化用空気入口3に連通した空気分散ノズル2
1から流動化用空気を噴出し主燃焼室9内で流動媒体を
流動化するようになっている。また、前記給炭ノズル2
2は主燃焼室9の炉床20近傍でかつ仕切壁8の近傍に
開口している。空気分散ノズル21の外周環状部から噴
出する流動化用空気の質量速度は、炉内の流動媒体の流
動層を形成するのに十分な速度とするが、空気分散ノズ
ル21の中央部から噴出する流動化用空気の質量速度は
外周環状部よりも小さく選ばれている。これによって、
主燃焼室9の約1/2程度の径の同心円の範囲内は最低
流動化速度の1〜2.5倍程度の緩やかな流動化状態と
し、同心円の外側の環状部では最低流動化速度の4〜1
2倍程度の強い流動化状態となるようにし、主燃焼室流
動層内部では、流動媒体が中央から円錐状炉床面に沿い
ながら全方位に向かって緩やかに分散移動したのち、前
記外周環状部に至るとそこでは、流動化速度が大きいた
めに移動方向は上向きに転じ、前記仕切壁8の内側に沿
って吹き上がるが、次第に中心方向への凝集力が高ま
り、流動層表面で最高に達すると一転その反力で周方向
および上方向へ爆発的に流動媒体が飛散する。
In the main combustion chamber 9, there is installed a conical hearth 20 whose center is high and which is lowered toward the outer peripheral side.
An air dispersion nozzle 21 is installed in the hearth 20. The air dispersion nozzle 2 communicating with the fluidizing air inlet 3
Fluidizing air is jetted from 1 to fluidize the fluidizing medium in the main combustion chamber 9. Also, the coal feeding nozzle 2
2 is open in the vicinity of the hearth 20 of the main combustion chamber 9 and in the vicinity of the partition wall 8. Although the mass velocity of the fluidizing air ejected from the outer peripheral annular portion of the air dispersion nozzle 21 is a velocity sufficient to form a fluidized bed of the fluidized medium in the furnace, it is ejected from the central portion of the air dispersion nozzle 21. The mass velocity of the fluidizing air is selected to be smaller than that of the outer peripheral annular portion. by this,
Within the range of a concentric circle having a diameter of about ½ of the main combustion chamber 9, a gradual fluidization state of about 1 to 2.5 times the minimum fluidization speed is set, and the annular portion outside the concentric circle has the minimum fluidization speed. 4-1
The fluidized medium is made to be about twice as strong as the fluidized state. Inside the fluidized bed of the main combustion chamber, the fluidized medium gradually disperses and moves in all directions along the conical hearth surface, and then the outer peripheral annular portion. At that point, the moving direction turns upward due to the high fluidization speed and blows up along the inside of the partition wall 8, but the cohesive force in the central direction gradually increases and reaches the maximum on the surface of the fluidized bed. Then, due to the reaction force, the fluid medium is explosively scattered in the circumferential direction and the upward direction.

【0041】その結果多量の流動媒体が仕切壁8を越え
て前記熱回収室10へ入り込む。このとき熱回収室流動
層は最低流動化速度の2倍以内の緩やかな流動状態であ
るのでアグロメレーションが発生しやすい状態にあり、
粒径の粗い石炭など固形燃料の混入は避ける必要があ
る。そのためフリーボード31には熱回収室10を囲う
ようにクシ歯状の形状をした水管及びプロテクターから
なるスクリーン12が設けられており、このスクリーン
12により粗粒固形燃料の流入を防止するとともとに熱
回収室10から発生する燃焼ガスに対してはバッフルの
効果を果たし、主燃焼室9から発生する燃焼ガスと十分
に混合攪拌するようにしている。
As a result, a large amount of fluid medium passes through the partition wall 8 and enters the heat recovery chamber 10. At this time, since the fluidized bed in the heat recovery chamber is in a gentle fluidized state within twice the minimum fluidization rate, it is in a state where agglomeration is likely to occur,
It is necessary to avoid mixing of solid fuel such as coarse-grained coal. Therefore, the freeboard 31 is provided with a screen 12 composed of a water pipe and a protector having a comb-teeth shape so as to surround the heat recovery chamber 10, and the screen 12 prevents the inflow of coarse solid fuel. A baffle effect is exerted on the combustion gas generated from the heat recovery chamber 10, so that the combustion gas generated from the main combustion chamber 9 is sufficiently mixed and stirred.

【0042】特に加圧流動床ボイラにおいては、燃焼排
ガス中の未燃分が多いことは、燃焼効率の低下は当然で
あるが、さらに下流側に設けられた集塵装置、例えばサ
イクロン内で未燃分の燃焼が発生しアグロメレーション
の形成が起きたり、またセラミックフィルタの場合には
フィルタ表面で燃焼しフィルタを破損するなどのトラブ
ルが発生し、運転不能に立ち至るなど深刻な問題につな
がってくる。そのため、燃焼炉内で可燃分を完全に燃焼
することが望ましく、前記スクリーン12のバッフル作
用による攪拌混合効果は、後述の2次空気の投入方法
や、フリーボード高さ、フリーボードにおける燃焼ガス
滞留時間などとも相乗的に作用し、燃焼中の可燃分をフ
リーボード内で十分に燃焼させる上で大きな効果を発揮
している。
Especially in a pressurized fluidized bed boiler, the large amount of unburned matter in the combustion exhaust gas naturally lowers the combustion efficiency, but it does not occur in a dust collector provided further downstream, for example, in a cyclone. Combustion of fuel occurs and agglomeration is formed.In the case of a ceramic filter, troubles such as combustion on the filter surface and damage to the filter occur, leading to serious problems such as operation failure. Come on. Therefore, it is desirable to completely combust combustible components in the combustion furnace, and the effect of stirring and mixing by the baffle action of the screen 12 is the secondary air charging method described later, the freeboard height, and the combustion gas retention in the freeboard. It also acts synergistically with time, etc., and has a great effect on burning the combustibles in the freeboard sufficiently.

【0043】一方流動層表面に残った流動媒体は中心付
近で円筒状の流れとなって周囲の流動媒体を巻き込みな
がら沈降し、前記円錐状炉床中心付近に到達すると今度
は再び水平全周方向への移動に転じる循環流が生じる。
この循環流の効果により炉床付近に設けた給炭ノズル2
2から投入したCWP(Coal Water Paste)などが主燃
焼室内全方位方向へ均一に分散し、簡素な給炭設備であ
りながら燃料の偏在が避けられ、クリンカ発生の恐れが
ない。
On the other hand, the fluidized medium remaining on the surface of the fluidized bed becomes a cylindrical flow in the vicinity of the center and sinks while entraining the surrounding fluidized medium, and when it reaches the vicinity of the center of the conical hearth, this time again in the horizontal omnidirectional direction. A circulatory flow is generated which turns into the movement to.
Due to the effect of this circulating flow, a coal feeding nozzle 2 provided near the hearth
CWP (Coal Water Paste) etc. introduced from 2 is evenly distributed in all directions of the main combustion chamber, and even with a simple coal feeding facility, uneven distribution of fuel is avoided and there is no fear of clinker generation.

【0044】また熱回収室10には、内周側より外周側
に向かうにつれて高くなった逆円錐状の炉床23が設置
され、この炉床23に空気分散ノズル24が設置されて
いる。熱回収室制御用空気入口5に連通した空気分散ノ
ズル24から空気を噴出し、熱回収室10内を緩やかに
流動させることにより、仕切壁8を越えて熱回収室10
に入る流動媒体が層内伝熱管15で冷却されつつ熱回収
室流動層内を緩やかに沈降した後、傾斜した炉床に沿っ
て、前記仕切壁8の下部の連絡流路27を通過し て主
燃焼室流動層に還流する。その結果、主燃焼室9で発生
した熱量が熱回収室10の層内伝熱管15を通じて有効
に熱回収されることになる。また円錐状仕切壁8bの背
面にも空気導入パイプ25、背面散気ノズル26を設
け、熱回収室10に入ってきた流動媒体を流動化させ、
部分的に燃焼させることが可能であるが、円錐状仕切壁
8bの角度を大きくした場合には設けなくてもよい。
Further, the heat recovery chamber 10 is provided with a hearth 23 having an inverted conical shape, the height of which is higher from the inner peripheral side toward the outer peripheral side, and the air dispersion nozzle 24 is installed in the hearth 23. Air is jetted from the air dispersion nozzle 24 communicating with the heat recovery chamber control air inlet 5 to gently flow in the heat recovery chamber 10 so that the heat recovery chamber 10 is crossed over the partition wall 8.
The fluidized medium entering is slowly settled in the heat recovery chamber fluidized bed while being cooled by the in-layer heat transfer tube 15, and then passes through the connecting flow passage 27 below the partition wall 8 along the inclined hearth. Return to the main combustion chamber fluidized bed. As a result, the amount of heat generated in the main combustion chamber 9 is effectively recovered through the in-layer heat transfer tube 15 in the heat recovery chamber 10. Further, an air introduction pipe 25 and a rear air diffuser nozzle 26 are also provided on the rear surface of the conical partition wall 8b to fluidize the fluidized medium that has entered the heat recovery chamber 10,
Although it can be partially burned, it may not be provided when the angle of the conical partition wall 8b is increased.

【0045】主燃焼室炉床20の下方には流動燃焼用空
気室28が形成され、この流動燃焼用空気室28は仕切
壁8を支える水管29に囲まれ、流動用空気入口3につ
ながっている。また熱回収室炉床23の下方には、熱回
収制御用空気室30が形成され、この熱回収制御用空気
室30は熱回収制御用空気入口5によって外部と接続し
ている。
A fluid combustion air chamber 28 is formed below the main combustion chamber hearth 20. The fluid combustion air chamber 28 is surrounded by a water pipe 29 supporting the partition wall 8 and connected to the fluid air inlet 3. There is. A heat recovery control air chamber 30 is formed below the heat recovery chamber hearth 23, and the heat recovery control air chamber 30 is connected to the outside by a heat recovery control air inlet 5.

【0046】熱回収室10の上方は主燃焼室9の上方と
一体となって広い空間のフリーボード31を形成し、こ
のフリーボード31内で熱回収室10からの燃焼ガスと
主燃焼室9からの燃焼ガスとが混合される。したがっ
て、フリーボード31における燃焼ガス滞留時間を長く
することができ、可燃分をフリーボード31内で十分に
燃焼させることができる。またフリーボード31には複
数の2次空気ノズル33が設置されており、二段燃焼方
式の採用が可能になっている。なお、符号34は2次空
気入口である。本出願の内部循環流動床ボイラは主燃焼
室9には伝熱面を有しないため、主燃焼室を還元雰囲気
で燃焼することが可能である。還元燃焼によって石炭の
揮発分放出を活発に行い、気相反応においてCH
どの炭化水素やCOあるいは気相のN化学種(NHi、
HCNなど)等が燃焼によって生成した窒素酸化物を還
元するとともにN化学種が酸化物へ転換する選択性を低
下させることから、低NOx燃焼が可能である。したが
って主燃焼室9には燃焼に必要な理論空気量以下の空気
を供給するほか、熱回収室10には制御に必要な空気量
を投入し、さらに完全燃焼に必要な残りの空気量は2次
空気として2次空気ノズル33からフリーボード31に
供給する2段燃焼方式を採用している。
The upper part of the heat recovery chamber 10 is integrated with the upper part of the main combustion chamber 9 to form a wide space freeboard 31, and the combustion gas from the heat recovery chamber 10 and the main combustion chamber 9 are formed in the freeboard 31. With the combustion gases from. Therefore, the combustion gas retention time in the freeboard 31 can be lengthened, and combustible components can be sufficiently burned in the freeboard 31. Further, a plurality of secondary air nozzles 33 are installed on the freeboard 31, so that the two-stage combustion system can be adopted. Reference numeral 34 is a secondary air inlet. Since the internal circulation fluidized bed boiler of the present application has no heat transfer surface in the main combustion chamber 9, it is possible to burn the main combustion chamber in a reducing atmosphere. Volatile emission of coal is actively carried out by reducing combustion, and hydrocarbons such as CH 4 and CO or gas-phase N species (NHi,
Low NOx combustion is possible because HCN and the like) reduce nitrogen oxides produced by combustion and reduce the selectivity of conversion of N chemical species into oxides. Therefore, the main combustion chamber 9 is supplied with not more than the theoretical air amount required for combustion, the heat recovery chamber 10 is supplied with an amount of air required for control, and the remaining amount of air required for complete combustion is 2 A two-stage combustion system in which secondary air is supplied from the secondary air nozzle 33 to the freeboard 31 is used as secondary air.

【0047】また、フリーボード31において燃焼ガス
が燃焼ガス出口4に短絡して流れることを防ぎ、フリー
ボード内部で十分攪拌混合燃焼するようにバッフル32
を設けることも一つの選択である。ただ、2次空気によ
る混合攪拌が十分な場合や空塔速度が遅くまたフリーボ
ード高さが十分あり、燃焼ガスの短絡流れの可能性がな
い場合はバッフルの必要はない。
Further, in the freeboard 31, the combustion gas is prevented from short-circuiting and flowing to the combustion gas outlet 4, and the baffle 32 is provided so as to perform sufficient stirring and mixing combustion inside the freeboard.
Providing is also an option. However, the baffle is not necessary when the mixing and stirring with the secondary air is sufficient, the superficial velocity is slow, the freeboard height is sufficient, and there is no possibility of a short circuit flow of the combustion gas.

【0048】図2(b)は図2(a)の変形例を示す図
であり、図2(b)に示すように、層内伝熱管群は、蒸
発管ブロック40、No.1蒸気過熱管ブロック41、
No.2蒸気過熱管ブロック42、No.3蒸気過熱管
ブロック43、さらに蒸気再熱管ブロック44と、機能
別に分割して配置されており、貫流型の場合、図示はし
ないがそれぞれ連絡管を経由しながら、蒸発管ブロック
40、No.1蒸気過熱管ブロック41、No.2蒸気
過熱管ブロック42、No.3蒸気過熱管ブロック43
の順に蒸気が流れる。発生した過熱蒸気は高圧蒸気ター
ビンに導かれたあと、再び蒸気再熱管ブロック44に戻
って加熱され、次に中圧蒸気タービンへ導入される。
FIG. 2B is a view showing a modification of FIG. 2A. As shown in FIG. 2B, the in-layer heat transfer tube group is the evaporation tube block 40, No. 1 steam superheater tube block 41,
No. 2 steam superheater tube block 42, No. No. 3 steam superheater tube block 43, and further steam reheater tube block 44 are divided by function, and in the case of the through-flow type, although not shown, they pass through the connecting tubes, respectively, and evaporate tube block 40, No. 1 steam superheater tube block 41, No. 1 2 steam superheater tube block 42, No. 3 Steam heating tube block 43
Steam flows in this order. The generated superheated steam is guided to the high-pressure steam turbine, then returns to the steam reheat pipe block 44 to be heated again, and then is introduced into the intermediate-pressure steam turbine.

【0049】このように機能別に分割して配置した結
果、熱回収室炉床部からの散気量をそれぞれのブロック
毎に制御することによって、各ブロックの収熱量を独立
して制御することが可能である。また、各ブロックの間
には、メンテナンススペース45が取ってあり、層内伝
熱管の点検等に効果的である。また、メンテナンススペ
ースは必ずしも必要でなく、メンテナンススペースを設
けない場合は本図よりももう少しコンパクトになる。
As a result of the division by function, the heat collection amount of each block can be controlled independently by controlling the amount of air diffused from the hearth of the heat recovery chamber for each block. It is possible. A maintenance space 45 is provided between the blocks, which is effective for inspecting the intra-layer heat transfer tube. Further, the maintenance space is not always necessary, and if the maintenance space is not provided, it will be a little more compact than this figure.

【0050】図3は負荷変化に応じた空気系統の制御方
式を説明する説明図であり、負荷が変化したとき、蒸気
出口(タービン入口蒸気系統)17の蒸気流量が変化
し、それに伴い流量計F31の蒸気流量信号が変化す
る。演算器Y0では、流量計F31からの流量信号のほ
か、蒸気圧力調節計P31の出力信号を合わせて演算
し、出力信号を出力する。この出力信号は燃料系統に送
られ、負荷に応じた燃料供給を行うようにするととも
に、空気系統の演算器Y0′に入力される。
FIG. 3 is an explanatory view for explaining the control system of the air system according to the load change. When the load changes, the steam flow rate of the steam outlet (turbine inlet steam system) 17 changes, and the flow meter accordingly. The steam flow rate signal of F31 changes. The calculator Y0 calculates the output signal of the steam pressure regulator P31 in addition to the flow signal from the flow meter F31, and outputs the output signal. This output signal is sent to the fuel system to supply fuel according to the load and is also input to the calculator Y0 'of the air system.

【0051】演算器Y0′では、Y0からの入力信号の
ほか、燃焼排ガス系統50に設けられた酸素濃度調節計
A25の出力信号と熱回収制御用空気流量調節計F21
からの空気流量信号を組み合わせて演算し、酸素濃度調
節計A25における酸素濃度が一定になるよう燃焼空気
量を調節する。その結果、該燃焼空気量から熱回収室空
気量を差し引いた残りの空気量を指示する信号を出力す
る。演算器Y1,Y2では該出力信号をもとに流動空気
量と2次空気量が一定の比率で供給されるように演算が
行われ、それぞれY1,Y2からの出力信号によって流
動空気流量調節計F22、2次空気流量調節計F24を
コントロールする。
In the computing unit Y0 ', in addition to the input signal from Y0, the output signal of the oxygen concentration controller A25 provided in the combustion exhaust gas system 50 and the heat recovery control air flow controller F21.
The air flow rate signals from are calculated and combined, and the amount of combustion air is adjusted so that the oxygen concentration in the oxygen concentration controller A25 becomes constant. As a result, a signal indicating the remaining air amount obtained by subtracting the heat recovery chamber air amount from the combustion air amount is output. Based on the output signals, the computing units Y1 and Y2 perform computations so that the flowing air amount and the secondary air amount are supplied at a constant ratio, and the flowing air flow rate controller is controlled by the output signals from Y1 and Y2, respectively. F22, the secondary air flow controller F24 is controlled.

【0052】該比率の設定によって主燃焼室9には燃焼
に必要な理論空気量以下の空気を供給するほか、熱回収
室10には制御に必要な空気量を投入し、さらに完全燃
焼に必要な残りの空気量は2次空気としてフリーボード
31に供給する2段燃焼が可能となる。したがって、主
燃焼室9を還元雰囲気で燃焼することが出来、還元燃焼
によって石炭の揮発分放出を活発に行い、気相反応にお
いてCHなどの炭化水素やCOあるいは気相のN化
学種(NHi,HCNなど)等が生成した窒素酸化物を
還元するとともに、N化学種が酸化物へ転換する選択性
を低下させる結果、低NOx燃焼が可能となるものであ
る。
By setting the ratio, the main combustion chamber 9 is supplied with air in an amount equal to or less than the theoretical air amount required for combustion, and the heat recovery chamber 10 is supplied with an amount of air required for control, and further required for complete combustion. The remaining amount of remaining air can be supplied to the freeboard 31 as secondary air for two-stage combustion. Therefore, the main combustion chamber 9 can be burned in a reducing atmosphere, the volatile matter of the coal is actively released by the reducing combustion, and hydrocarbons such as CH 4 and CO or gas phase N species (NHi) in the gas phase reaction. , HCN, etc.) reduces nitrogen oxides produced, and also reduces the selectivity of conversion of N chemical species into oxides, resulting in low NOx combustion.

【0053】一方、蒸気圧力調節計P31の出力信号は
演算器Y31を経て流動層温度調節計T58をコントロ
ールする。すなわち、蒸気圧力が少し低下したときはY
31からの出力信号によってT58の層温度設定値を少
し低下させる。それに伴って流動層温度調節計T58か
らの操作信号が変化し、演算器Y21を経由して熱回収
空気流量調節計F21に作用する結果、熱回収空気量を
増加させる。熱回収室における層内伝熱管の総括伝熱係
数は図4に示すように熱回収室流動層内の流動化ガス速
度(fluidizing gas velocity)とほぼ比例するので熱回
収空気量すなわち流動化ガス速度の増加によって収熱量
が増加し、蒸気圧力が回復する。蒸気圧力が設定値より
増加した時はこの逆動作となり、熱回収空気量を減少さ
せることにより蒸気圧力を低下させる。このように主た
る操作して燃料供給量の調整、副次的な操作として熱回
収空気量の調整を行うことによって、負荷変化に伴う影
響を最小限に抑え、素早く安定した制御を可能とするも
のである。
On the other hand, the output signal of the steam pressure regulator P31 controls the fluidized bed temperature regulator T58 via the calculator Y31. That is, when the steam pressure drops a little, Y
The output signal from 31 slightly lowers the layer temperature set value of T58. Along with that, the operation signal from the fluidized bed temperature controller T58 changes and acts on the heat recovery air flow rate controller F21 via the calculator Y21, resulting in an increase in the heat recovery air amount. Since the overall heat transfer coefficient of the in-layer heat transfer tube in the heat recovery chamber is almost proportional to the fluidizing gas velocity in the fluidized bed in the heat recovery chamber as shown in FIG. The amount of heat collection increases and the steam pressure recovers. This reverse operation occurs when the steam pressure exceeds the set value, and the steam pressure is reduced by decreasing the heat recovery air amount. In this way, the main operation is to adjust the fuel supply amount, and the secondary operation is to adjust the heat recovery air amount to minimize the effect of load changes and enable quick and stable control. Is.

【0054】また、ガスタービン38の出口ガスとコン
プレッサ39の空気取り入れ口を連結し、弁49によっ
て供給空気への燃焼排ガス混入量を調節することによ
り、NOxの低減や、低負荷時における流動化速度の増
加による流動の安定をはかることが可能であるため、図
3中には一応記載してあるが、基本的には設けないでシ
ステムを構成することもできる。
Further, by connecting the outlet gas of the gas turbine 38 and the air intake port of the compressor 39 and adjusting the amount of combustion exhaust gas mixed in the supply air with the valve 49, NOx can be reduced and fluidization at low load can be achieved. Since the flow can be stabilized by increasing the speed, it is described in FIG. 3 for the time being, but basically the system can be configured without it.

【0055】図5は図1に示す円筒形燃焼器2の詳細構
造を示す説明図である。図1のような円筒形の燃焼炉と
した場合、熱回収室10は仕切壁8の外側に環状となっ
て広がり、矩形燃焼炉の場合と比較して熱回収室が大き
くとれるため多数の伝熱管を配置することが可能であ
る。したがってその特性を活かすためには矩形燃焼炉の
場合よりも多量の流動媒体を循環する必要がある。しか
しながら、従来は仕切壁8の下部、連絡流路27には散
気装置がないため、熱回収室空気分散ノズル24、主燃
焼室空気分散ノズル21からの流動空気によって副次的
に流動化しているだけであり、図の符号27aのように
流動が活発でない部分が存在した。それを解消するため
仕切壁8の下部、連絡流路27の炉床に空気室30′と
空気分散ノズル24′を設けたものである。これによっ
て連絡流路27全体が流動化し、熱回収室10を通って
主燃焼室9へ循環する流動媒体の量を増加させることが
できる。空気室30′は熱回収制御用空気室30と連通
してもよく、または該空気室30とは独立して制御して
もよい。独立制御の場合は熱回収室散気量とは無関係に
流動媒体循環量を制御することができ、1種の調節弁の
ような作用を行わせることも可能である。
FIG. 5 is an explanatory view showing the detailed structure of the cylindrical combustor 2 shown in FIG. In the case of the cylindrical combustion furnace as shown in FIG. 1, the heat recovery chamber 10 expands in an annular shape outside the partition wall 8, and the heat recovery chamber can be made larger than in the case of the rectangular combustion furnace, so that a large number of heat transfer chambers can be provided. It is possible to arrange heat tubes. Therefore, in order to make the best use of the characteristics, it is necessary to circulate a larger amount of fluid medium than in the case of the rectangular combustion furnace. However, conventionally, since there is no air diffuser in the lower part of the partition wall 8 and the communication passage 27, it is secondarily fluidized by the flowing air from the heat recovery chamber air dispersion nozzle 24 and the main combustion chamber air dispersion nozzle 21. However, there was a portion where the flow was not active like the reference numeral 27a in the figure. In order to eliminate this, an air chamber 30 'and an air dispersion nozzle 24' are provided in the lower part of the partition wall 8 and in the hearth of the connecting flow passage 27. As a result, the entire communication passage 27 is fluidized, and the amount of the flowing medium that circulates through the heat recovery chamber 10 to the main combustion chamber 9 can be increased. The air chamber 30 ′ may be in communication with the heat recovery control air chamber 30 or may be controlled independently of the air chamber 30. In the case of independent control, it is possible to control the circulating amount of the fluidized medium regardless of the aeration amount of the heat recovery chamber, and it is also possible to perform an operation like one kind of control valve.

【0056】(実施例2)図6は燃焼排ガスの処理系統
まで含めた本発明の第2実施例を示す説明図である。図
6に示されるように、圧力容器1から排出された燃焼排
ガスは排ガス系統50に導かれ、サイクロン51に導入
される。サイクロン51で捕集された飛灰は重力で落下
し、シール機構52に貯留されつつ灰リサイクル空気5
3によって、圧力容器1および円筒形燃焼器2の側面を
貫通するリサイクル灰導入管54を経由して熱回収室1
0に戻される。
(Embodiment 2) FIG. 6 is an explanatory view showing a second embodiment of the present invention including a combustion exhaust gas treatment system. As shown in FIG. 6, the combustion exhaust gas discharged from the pressure vessel 1 is guided to the exhaust gas system 50 and introduced into the cyclone 51. The fly ash collected by the cyclone 51 falls by gravity and is stored in the seal mechanism 52 while being recycled by the ash recycled air 5
3, the heat recovery chamber 1 via the recycled ash introduction pipe 54 penetrating the side surface of the pressure vessel 1 and the cylindrical combustor 2.
It is set back to 0.

【0057】飛灰を熱回収室10にリサイクルすること
により、熱回収室内の平均粒子径および比重量が小さく
なる。主燃焼室9内の平均粒子径が0.6mm程度なの
に対し、燃焼排ガスに同伴しサイクロンで捕集されリサ
イクルする粒子径ははるかに小さく、またチャーも含ま
れるため比重量も小さい。熱回収室10においては流動
化ガス速度が最低流動化速度の2倍程度と小さいため、
リサイクルした粒子が再飛散することなく、したがって
熱回収室10内の平均粒子径および比重量は主燃焼室9
に比べて小さくなる。
By recycling fly ash to the heat recovery chamber 10, the average particle size and specific weight in the heat recovery chamber are reduced. While the average particle diameter in the main combustion chamber 9 is about 0.6 mm, the particle diameter entrained in the combustion exhaust gas and collected by the cyclone and recycled is much smaller, and since char is also included, the specific weight is also small. Since the fluidizing gas velocity in the heat recovery chamber 10 is as low as about twice the minimum fluidizing velocity,
The recycled particles do not scatter again, and therefore the average particle size and specific weight in the heat recovery chamber 10 are
Will be smaller than.

【0058】最低流動化速度(Umf)は流動媒体の粒径
の2乗に比例し、また比重量とも比例するため、熱回収
室の最低流動化速度は主燃焼室と比較してかなり小さく
なる。従って熱回収制御用空気量は、熱回収室にリサイ
クルしない場合と比較して、かなり少なくてすむことに
なり、結果として熱回収室内の流動化ガス速度(UO)
が小さくなる。熱回収室内に配置された層内伝熱管の摩
耗速度は流動化ガス速度(UO )の3乗に比例すること
から、UO が小さくなることにより、摩耗は大きく低減
することになる。また、熱回収制御用空気量は、図3に
示すように主燃焼室9の流動層温度をコントロールする
ため常に変動しているが、この空気量が少なくてすむこ
とは、熱回収空気量の変動が燃焼に及ぼす影響を少なく
することになり、安定燃焼にきわめて効果的である。
Since the minimum fluidization rate (Umf) is proportional to the square of the particle size of the fluidized medium and also to the specific weight, the minimum fluidization rate of the heat recovery chamber is considerably smaller than that of the main combustion chamber. . Therefore, the amount of air for heat recovery control can be considerably smaller than that in the case where it is not recycled to the heat recovery chamber, and as a result, the fluidized gas velocity (UO) in the heat recovery chamber
Becomes smaller. Since the wear rate of the in-layer heat transfer tube arranged in the heat recovery chamber is proportional to the cube of the fluidized gas velocity (UO), the wear is greatly reduced by the decrease of UO. Further, the heat recovery control air amount is constantly fluctuating in order to control the fluidized bed temperature of the main combustion chamber 9 as shown in FIG. 3. However, the small air amount means that the heat recovery air amount The effect of fluctuations on combustion is reduced, which is extremely effective for stable combustion.

【0059】また、図6に示されるように排ガスはサイ
クロン51を経由してさらに集塵装置55に導入され
る。該集塵装置55は例えばセラミックフィルタや高温
バグフィルタで構成される。そこで捕集された飛灰は灰
クーラー56で冷却された後にロックホッパ57を通っ
て大気圧下に放出される。一方、集塵され清浄になった
高温の排ガスはガスタービン58に導入される。燃料に
ついては、原炭バンカ59に貯留された石炭は破砕機6
0によって粉砕されて攪拌槽61に送られ、脱硫剤バン
カ62から投入される脱硫剤と水64を攪拌混合してス
ラリー状の燃料を作り、スラリーポンプ65によって燃
焼器2に送られ、給炭ノズル22から主燃焼室流動層内
に供給される。
Further, as shown in FIG. 6, the exhaust gas is further introduced into the dust collector 55 via the cyclone 51. The dust collector 55 is composed of, for example, a ceramic filter or a high temperature bag filter. The fly ash collected there is cooled by the ash cooler 56 and then discharged through the lock hopper 57 under atmospheric pressure. On the other hand, the high temperature exhaust gas collected and cleaned is introduced into the gas turbine 58. As for fuel, the coal stored in the raw coal bunker 59 was crusher 6
0 is crushed and sent to the agitation tank 61, and the desulfurizing agent charged from the desulfurizing agent bunker 62 and water 64 are agitated and mixed to produce a slurry-like fuel, which is sent to the combustor 2 by the slurry pump 65 and fed with coal. It is supplied from the nozzle 22 into the fluidized bed of the main combustion chamber.

【0060】また、リサイクル灰導入管54aによりフ
リーボード31に飛灰をリサイクルすることも可能であ
る。この時、フリーボード内の粒子濃度が増加し、燃焼
ガスの撹拌効果を増すとともに未燃チャーや未反応脱硫
剤と燃焼ガスの接触効果を上げる。その結果、燃焼効率
の上昇、脱硫脱硝性能の向上につながる。また、リサイ
クル灰導入官54aを延長して主燃焼室9の中央付近、
移動層の層表面もしくは層中に飛灰をリサイクルC、下
降する流動媒体に同伴させることにより主燃焼室流動層
内で十分な滞留時間をとって未燃分の燃焼や、脱硫脱硝
反応の向上に寄与させることも可能である。
It is also possible to recycle fly ash to the freeboard 31 by the recycle ash introduction pipe 54a. At this time, the concentration of particles in the freeboard is increased, the stirring effect of the combustion gas is increased, and the contact effect between the unburned char and the unreacted desulfurizing agent and the combustion gas is increased. As a result, the combustion efficiency is increased and the desulfurization and denitration performance is improved. In addition, the recycled ash introduction officer 54a is extended to near the center of the main combustion chamber 9,
Fly fly ash is recycled C on the surface of or in the moving bed, and by entraining it in the descending fluidized medium, sufficient retention time is taken in the fluidized bed of the main combustion chamber to improve combustion of unburned components and desulfurization and denitration reaction. It is also possible to contribute to.

【0061】図1に示す加圧内部循環型流動床ボイラは
貫流型であるが、図6乃至図8においては強制循環型ボ
イラとして示す。強制循環型ボイラにおいては、汽水胴
71を設け、そこにボイラ給水系70にて給水する一
方、強制循環ポンプ72によって強制循環配管73を経
由して水管壁や熱回収室層内の蒸発管に缶水を循環させ
る。一方、汽水胴71で発生した蒸気74は、特に図示
しないが連絡管によって熱回収室層内に設けた過熱管に
送られ、そこで発生した過熱蒸気74′は高圧蒸気ター
ビンへと供給される。
The pressurized internal circulation type fluidized bed boiler shown in FIG. 1 is a once-through type, but is shown as a forced circulation type boiler in FIGS. 6 to 8. In the forced circulation type boiler, a brackish water cylinder 71 is provided, and water is supplied thereto by the boiler water supply system 70, while the forced circulation pump 72 passes the forced circulation pipe 73 to the water pipe wall or the evaporation pipe in the heat recovery chamber layer. Circulate can water to. On the other hand, the steam 74 generated in the brackish water cylinder 71 is sent to a superheat pipe provided in the heat recovery chamber layer by a connecting pipe (not shown), and the superheated steam 74 'generated there is supplied to the high pressure steam turbine.

【0062】(実施例3)図7は、燃焼排ガスの処理系
統まで含めた本発明の第3実施例を示す説明図である。
図7に示されるように、排ガス系統50の途中に設けた
サイクロン51で捕集した飛灰を灰クーラ77で冷却す
る。特に図示はしないが、この冷却用の媒体としてはボ
イラへの給水や、流動用空気などを用い、有効に熱回収
をはかることが可能である。冷却された飛灰はロックホ
ッパ78を介して分級槽79に導入され、同じく集塵装
置55から、灰クーラー56、ロックホッパ57を介し
て得られた飛灰と混合して、分級される。本図では分級
用空気80を散気パイプ81から投入して行う流動層分
級の例を示すが、かならずしもこれに限定されるもので
はない。
(Embodiment 3) FIG. 7 is an explanatory view showing a third embodiment of the present invention including a combustion exhaust gas treatment system.
As shown in FIG. 7, the fly ash collected by the cyclone 51 provided in the middle of the exhaust gas system 50 is cooled by the ash cooler 77. Although not shown in the drawing, it is possible to effectively collect heat by using water supply to the boiler or flowing air as the cooling medium. The cooled fly ash is introduced into the classification tank 79 via the lock hopper 78, and is mixed with the fly ash obtained from the dust collector 55 via the ash cooler 56 and the lock hopper 57 to be classified. In this figure, an example of fluidized bed classification is shown in which the classification air 80 is introduced through the diffuser pipe 81, but the invention is not necessarily limited to this.

【0063】分級槽79で選択的に分離された通常60
μm以下の粒径の未反応脱硫剤や未燃炭素などは空気に
よってサイクロン83に運ばれる。ここでさらに分級さ
れ、約10μm以下の粒子は、集塵装置84へ導入され
て、移送空気と分離されたあと外部へ排出される。一方
サイクロン83から排出される粒径が10〜60μmの
飛灰は、シール弁85、ロックホッパ86、ロータリー
バルブ87を経てリサイクル灰圧送空気88によって円
筒形燃焼器2に投入される。燃焼器2に戻すにあたり、
リサイクル灰導入管54によって、熱回収室に戻す方法
をとる場合、図6の詳細説明に述べたような特徴が発揮
出来るほかまた、リサイクル灰導入管54aによりフリ
ーボード31に飛灰をリサイクルすることの可能であ
る。この時、フリーボード内の粒子濃度が増加し、燃焼
ガスの撹拌効果を増すとともに未燃チャーや未反応脱硫
剤と燃焼ガスの接触効率を上げる。その結果、燃焼効率
の上昇、脱硫脱硝性能の向上につながる。
Usually 60 separated selectively in the classification tank 79
Unreacted desulfurizing agent and unburned carbon having a particle diameter of μm or less are carried to the cyclone 83 by air. The particles further classified here, about 10 μm or less, are introduced into the dust collector 84, separated from the transfer air, and then discharged to the outside. On the other hand, fly ash with a particle size of 10 to 60 μm discharged from the cyclone 83 is introduced into the cylindrical combustor 2 by the recycled ash pressure feed air 88 through the seal valve 85, the lock hopper 86, and the rotary valve 87. When returning to the combustor 2,
When the method of returning to the heat recovery chamber by using the recycled ash introduction pipe 54, the characteristics as described in the detailed description of FIG. 6 can be exhibited, and the fly ash can be recycled to the freeboard 31 by the recycled ash introduction pipe 54a. Is possible. At this time, the particle concentration in the freeboard increases, the effect of stirring the combustion gas is increased, and the contact efficiency between the unburned char and the unreacted desulfurizing agent and the combustion gas is increased. As a result, the combustion efficiency is increased and the desulfurization and denitration performance is improved.

【0064】また、リサイクル灰導入管54aを延長し
て主燃焼室9の中央付近、移動層の層表面もしくは層中
に飛灰をリサイクルし、下降する流動媒体に同伴させる
ことにより主燃焼室流動層内で十分な滞留時間をとって
未燃分の燃焼や、脱硫脱硝反応の向上に寄与させること
も可能である。このように粒径別に3段階に分級し、チ
ャー濃度が最も高い通常10〜60μm程度の範囲の粒
子のみ円筒形燃焼器2へ戻すことにより、最少の循環灰
量でNOx低減、燃焼ガス系統の摩耗の低減、燃焼効率
上昇などの効果を上げることが可能となる。
Further, by extending the recycle ash introduction pipe 54a, the fly ash is recycled near the center of the main combustion chamber 9 and on the surface of or in the bed of the moving bed, and the fly ash is entrained in the descending fluidized medium to flow in the main combustion chamber. It is also possible to contribute to the combustion of unburned components and the improvement of desulfurization and denitration reaction by taking sufficient residence time in the layer. In this way, the particles are classified into three stages according to the particle size, and only the particles having the highest char concentration in the range of about 10 to 60 μm are returned to the cylindrical combustor 2 to reduce NOx with a minimum amount of circulating ash and to reduce the combustion gas system. It is possible to improve effects such as wear reduction and combustion efficiency increase.

【0065】また、本図ではサイクロン51、集塵装置
55の2段集塵となっているが、サイクロン51、灰ク
ーラ77、ロックホッパ78を廃し、集塵装置55単独
とすることも可能である。また、その際灰クーラ56、
ロックホッパ57を介さないで加圧下で分級してもよ
い。集塵装置55は通常セラミックフィルタが使用され
る。
Further, although the cyclone 51 and the dust collecting device 55 are two-stage dust collecting in this figure, the cyclone 51, the ash cooler 77 and the lock hopper 78 can be eliminated and the dust collecting device 55 can be used alone. is there. Also, at that time, the ash cooler 56,
The classification may be performed under pressure without using the lock hopper 57. A ceramic filter is usually used for the dust collector 55.

【0066】図8は分級した飛灰を処理する他の例を示
す図である。分級槽79で選択的に分離された通常60
μm以下の粒径の未反応脱硫剤や未燃炭素などは空気に
よってサイクロン83に運ばれる。ここでさらに分級さ
れ、約10μm以下の粒子は、集塵装置84へ導入され
て、移送空気と分離されたあと外部へ排出される。一方
サイクロン83から排出される粒径が10〜60μmの
飛灰は、シール弁85、ロックホッパ86、ロータリー
バルブ87を経てから、ホッパ89に貯留したあと、混
合装置90で石炭や脱硫剤と一緒に粒子状の燃料に混合
され、燃料圧送空気によって円筒形燃焼器2に供給され
る。一方、ロータリーバルブ87から排出される10〜
60μmの飛灰を燃焼系ではなく2次空気34によって
空気輸送し、2次空気ノズル33からフリーボード31
へ投入することも可能である。
FIG. 8 shows another example of treating classified fly ash. 60 normally separated by the classification tank 79
Unreacted desulfurizing agent and unburned carbon having a particle diameter of μm or less are carried to the cyclone 83 by air. The particles further classified here, about 10 μm or less, are introduced into the dust collector 84, separated from the transfer air, and then discharged to the outside. On the other hand, fly ash with a particle size of 10 to 60 μm discharged from the cyclone 83 is stored in a hopper 89 after passing through a seal valve 85, a lock hopper 86, and a rotary valve 87, and then mixed with coal and a desulfurizing agent in a mixing device 90. Is mixed with the particulate fuel and is supplied to the cylindrical combustor 2 by the fuel pressure-fed air. On the other hand, 10 to 10 discharged from the rotary valve 87
The fly ash of 60 μm is pneumatically transported not by the combustion system but by the secondary air 34, and the free air 31 is fed from the secondary air nozzle 33.
It is also possible to input to.

【0067】(実施例4)図9は本発明の実施例の一つ
であるとともに加圧流動床ボイラとしての全体系統図の
一例を示す。図9に示した系統を概略説明する。本図に
示すボイラは貫流型ボイラとして構成されており、運転
中はスラリー状の燃料をスラリーポンプ65で燃焼器2
に送り、主燃焼室9の流動層内に供給、燃焼する。燃焼
排ガスは排ガス系統50を通って、集塵装置55によっ
て除塵されたあと高圧ガスタービン100、低圧ガスタ
ービン101を駆動したあと、さらに排ガスクーラ10
2でボイラ給水を加熱し、煙突103から大気放出され
る。
(Embodiment 4) FIG. 9 is one of the embodiments of the present invention and shows an example of an overall system diagram as a pressurized fluidized bed boiler. The system shown in FIG. 9 will be briefly described. The boiler shown in the figure is configured as a once-through type boiler, and during operation, slurry fuel is supplied to the combustor 2 by the slurry pump 65.
And is supplied to and burned in the fluidized bed of the main combustion chamber 9. The combustion exhaust gas passes through the exhaust gas system 50, is dust-removed by the dust collector 55, drives the high-pressure gas turbine 100 and the low-pressure gas turbine 101, and then further exhausts the gas cooler 10.
The boiler feed water is heated by 2 and is emitted into the atmosphere from the chimney 103.

【0068】一方、流動燃焼用空気はガスタービンで駆
動される低圧コンプレッサー104、高圧コンプレッサ
ー106によって昇圧され、一部は熱回収制御用空気と
して分岐し、熱回収制御用空気室30に導入され、残り
は流動燃焼用空気室28に導入され、主燃焼室9内の流
動媒体を旋回流動させながら燃焼を行う。蒸気系統に関
しては、給水はボイラ給水ポンプ107によって、途中
排ガスクーラ102で加熱されつつ、ボイラに送られ、
円筒壁を構成する水管を経由した後、熱回収室層内の蒸
発管108、蒸気過熱管109を通って過熱蒸気とな
る。発生した過熱蒸気は高圧蒸気タービン110を駆動
した後、再び燃焼器2に戻り、再熱用層内伝熱管111
で加熱された後、中圧タービン112、低圧タービン1
13を駆動し、発電機114で発電した後、復水器11
5で復水となり、再びボイラ給水として使用される。
On the other hand, the flow combustion air is boosted by the low pressure compressor 104 and the high pressure compressor 106 driven by the gas turbine, and a part of it is branched as heat recovery control air and introduced into the heat recovery control air chamber 30. The rest is introduced into the fluid combustion air chamber 28, and combustion is performed while the fluid medium in the main combustion chamber 9 is swirlingly fluidized. Regarding the steam system, the feed water is sent to the boiler by the boiler feed water pump 107 while being heated by the exhaust gas cooler 102 on the way.
After passing through the water pipe forming the cylindrical wall, it becomes superheated steam through the evaporation pipe 108 and the steam superheat pipe 109 in the heat recovery chamber layer. The generated superheated steam drives the high-pressure steam turbine 110, then returns to the combustor 2 again, and the in-layer heat transfer tube 111 for reheating is used.
After being heated in the medium pressure turbine 112, low pressure turbine 1
After driving 13 and generating electricity with the generator 114, the condenser 11
It becomes condensate at 5 and is used again as boiler feed water.

【0069】(実施例5)図10は本発明の実施例の1
つとして内部循環型流動床ボイラをトッピングサイクル
複合発電システムの酸化炉として組み込んだ実施例を示
す。また、特に図示はしないが図10に示すトッピング
サイクル複合発電システムのガス化炉として本発明によ
る加圧円筒形流動床ボイラを使用することも可能であ
る。ガス化炉への応用については以下のように説明でき
る。すなわち、図1及び図3で詳述したように本願の加
圧型内部循環型流動床ボイラの主燃焼室9には伝熱面が
配置されていない。そのためNOx低減を目的として2
段燃焼を行い、その結果主燃焼室9は空気比0.8程度
の還元雰囲気での燃焼となっている。しかも主燃焼室9
の内部では流動化ガス速度に差をつけるように構成して
いるため、主燃焼室移動層部では実質空気比は約0.5
とガス化炉に近い運転となっている。そのため、トッピ
ングサイクルのガス化炉に転換するのはきわめて容易で
あり、熱バランス上、層内熱回収が不要であれば熱回収
制御用空気を停止すればよく、また層内伝熱管を除去し
てもよい。
(Embodiment 5) FIG. 10 shows Embodiment 1 of the present invention.
As one example, an example in which an internal circulation type fluidized bed boiler is incorporated as an oxidation furnace of a topping cycle combined cycle power generation system will be shown. Further, although not particularly shown, it is also possible to use the pressurized cylindrical fluidized bed boiler according to the present invention as a gasification furnace of the topping cycle combined cycle power generation system shown in FIG. The application to the gasification furnace can be explained as follows. That is, as described in detail with reference to FIGS. 1 and 3, the heat transfer surface is not arranged in the main combustion chamber 9 of the pressurized internal circulation type fluidized bed boiler of the present application. Therefore, for the purpose of reducing NOx, 2
Stage combustion is performed, and as a result, the main combustion chamber 9 is burned in a reducing atmosphere with an air ratio of about 0.8. Moreover, the main combustion chamber 9
Since the inside of the furnace is configured to have a difference in fluidized gas velocity, the actual air ratio in the moving layer of the main combustion chamber is about 0.5.
And the operation is close to that of a gasifier. Therefore, it is extremely easy to switch to a gasification furnace for a topping cycle.In terms of heat balance, if heat recovery in the bed is unnecessary, it is sufficient to stop the heat recovery control air, and remove the heat transfer tube in the bed. May be.

【0070】ここでは、図10に沿って概略系統を説明
する。まず、ガス化炉120に石炭121と脱硫剤12
2が供給されガス化炉120内部で空気124によって
石炭ガスとチャー及び、CaSなどに分解する。チャー
及び、CaSなどはガス化炉120からと、および石炭
ガス通路に設けられた集塵器123から排出され、通路
125を通って、内部循環形流動床ボイラからなる酸化
炉126に導入され、円筒形燃焼器2の炉床付近に供給
される。供給先は必ずしも炉床付近でなくてもよく流動
層層上でもよい。
Here, a schematic system will be described with reference to FIG. First, coal 121 and desulfurizing agent 12 are placed in the gasification furnace 120.
2 is supplied and decomposed into coal gas, char, CaS and the like by the air 124 inside the gasification furnace 120. Char and CaS and the like are discharged from the gasification furnace 120 and from the dust collector 123 provided in the coal gas passage, introduced through the passage 125 into the oxidation furnace 126 including an internal circulation type fluidized bed boiler, It is supplied near the hearth of the cylindrical combustor 2. The supply destination is not necessarily near the hearth and may be on the fluidized bed.

【0071】酸化炉126には、石炭121、脱硫剤1
22を供給することも可能であり、給炭ノズル22を通
って主燃焼室9内に投入され前記チャーと一緒に燃焼す
る。一方、酸化炉126で発生した燃焼ガスは集塵器1
27で除塵されたあと、ガスタービン128入口の燃焼
器129に導入され、そこでガス化炉120から排出さ
れ、集塵器123、集塵器130で除塵された石炭ガス
と混合燃焼して高温ガスとなり、ガスタービン128を
高効率で駆動する。
In the oxidation furnace 126, coal 121 and desulfurizing agent 1
It is also possible to supply 22 and it is thrown into the main combustion chamber 9 through the coal feeding nozzle 22 and burns together with the char. On the other hand, the combustion gas generated in the oxidation furnace 126 is the dust collector 1
After the dust is removed by 27, it is introduced into the combustor 129 at the inlet of the gas turbine 128, is discharged from the gasification furnace 120 there, and is mixed and burned with the coal gas removed by the dust collector 123 and the dust collector 130 to produce a high temperature gas. Therefore, the gas turbine 128 is driven with high efficiency.

【0072】また、ガスタービン128はコンプレッサ
ー131、発電機132を駆動する。ガスタービン12
8を出た排ガスは熱回収装置133で冷却されたのち大
気放出される。一方、ボイラで発生した過熱蒸気74′
は、蒸気タービン134と該タービン134に連結され
た発電機135を駆動したあと、復水器136で復水に
戻り、ボイラ給水ポンプ137で再びボイラに給水され
る。なお、酸化炉126内部での加圧円筒形流動床ボイ
ラの作動は実施例1乃至4の場合と同様である。
Further, the gas turbine 128 drives the compressor 131 and the generator 132. Gas turbine 12
The exhaust gas exiting from No. 8 is cooled by the heat recovery device 133 and then released into the atmosphere. On the other hand, the superheated steam 74 'generated in the boiler
After driving the steam turbine 134 and the generator 135 connected to the turbine 134, the steam returns to the condensate by the condenser 136 and is supplied to the boiler again by the boiler water supply pump 137. The operation of the pressurized cylindrical fluidized bed boiler inside the oxidation furnace 126 is the same as in the first to fourth embodiments.

【0073】(実施例6)図11は本発明の実施例の1
つとして加圧円筒形流動床ボイラをトッピングサイクル
複合発電システムのガス化炉120および酸化炉126
として組み込んだ実施例を示す。図11においては、ガ
ス化炉120に石炭121、脱硫剤122を供給し、空
気19を供給することによって部分燃焼ガス化させる。
酸化剤として空気のほか酸素150、あるいは水蒸気1
51を投入することも可能である。
(Sixth Embodiment) FIG. 11 shows a first embodiment of the present invention.
The gasification furnace 120 and the oxidation furnace 126 of the topping cycle combined cycle power generation system are equipped with a pressurized cylindrical fluidized bed boiler.
An example incorporated as is shown. In FIG. 11, coal 121 and desulfurizing agent 122 are supplied to a gasification furnace 120, and air 19 is supplied for partial combustion gasification.
In addition to air, 150 oxygen or 1 steam as oxidant
It is also possible to add 51.

【0074】ガス化炉120で発生する未燃チャー等は
全量生成ガスと同伴させ、その後段に設置したガス冷却
装置140で600℃以下に冷却し、ガスタービンブレ
ードの高温腐食の原因となるNa,K等のアルカリ金属
を固化あるいは粒子表面に固定化し、該粒子を集塵装置
141で捕集したあと、酸化炉126に導入して完全燃
焼させる。酸化炉126の燃焼排ガスは酸化炉126を
出たあと、後段に設置したガス冷却装置142で600
℃以下に冷却され、この冷却によって固化したNa,K
などのアルカリ金属粒子は粒子集塵装置143で捕集排
出される。集塵装置141,143には通常セラミック
フィルタを使用する。
All the unburned chars and the like generated in the gasification furnace 120 are entrained with the generated gas and cooled to 600 ° C. or lower by the gas cooling device 140 installed in the subsequent stage, and Na which causes high temperature corrosion of the gas turbine blades. , K or the like is solidified or fixed on the surface of the particles, the particles are collected by the dust collector 141, and then introduced into the oxidation furnace 126 to be completely burned. The combustion exhaust gas of the oxidation furnace 126, after exiting the oxidation furnace 126, is cooled by a gas cooling device 142 installed in the subsequent stage to 600
Na, K cooled to below ℃ and solidified by this cooling
Alkali metal particles such as are collected and discharged by the particle dust collector 143. Ceramic filters are usually used for the dust collectors 141 and 143.

【0075】高温腐食の原因となるNa,Kを取り除い
て清浄になった燃焼ガスと前記ガス化炉120を出たあ
と集塵されて清浄になった生成ガスを燃焼器129で混
合燃焼するが、それぞれのガスを冷却した分、燃焼器1
29での燃焼温度が若干低下するので、燃焼温度の低下
を防ぐためには、酸化炉126でなるべく空気過剰率を
低くして運転することによって燃焼排ガス量を低減す
る。そのため燃焼器129で必要な酸素量は別途、酸素
150として該燃焼器に供給する。
Combustion gas cleansed by removing Na and K, which cause high temperature corrosion, and product gas cleansed after leaving the gasification furnace 120, are mixed and burned in a combustor 129. , Combustor 1 by cooling each gas
Since the combustion temperature at 29 is slightly lowered, the combustion exhaust gas amount is reduced by operating the oxidation furnace 126 with the excess air ratio as low as possible in order to prevent the combustion temperature from decreasing. Therefore, the amount of oxygen required in the combustor 129 is separately supplied to the combustor as oxygen 150.

【0076】燃焼器129で発生した高温の燃焼ガスは
ガスタービン128を高効率で駆動する。そして、ガス
タービン128はコンプレッサ131、発電機132を
駆動する。ガスタービン128を出た排ガスは熱回収装
置133で冷却されたのち大気放出される。なお、本実
施例において、タービンブレードの材質が向上すれば、
ガス冷却装置140,142を省略してもよい。
The high temperature combustion gas generated in the combustor 129 drives the gas turbine 128 with high efficiency. Then, the gas turbine 128 drives the compressor 131 and the generator 132. The exhaust gas from the gas turbine 128 is cooled by the heat recovery device 133 and then released into the atmosphere. In this embodiment, if the material of the turbine blade is improved,
The gas cooling devices 140 and 142 may be omitted.

【0077】(実施例7)図12は、本発明の実施例の
1つとして加圧円筒形流動床ボイラをトッピングサイク
ル複合発電システムのガス化炉と酸化炉とを一体化した
炉として構成した例である。加圧流動床複合発電システ
ムにおける円筒形流動層炉201において、該流動層内
に円筒外壁202と同心の仕切壁203を設け、該仕切
壁203は円筒状仕切壁203aおよび円錐状仕切壁2
03bからなり、該仕切壁203の中間部及び下部に空
隙204,205を設けて連絡口とするほか、上端部は
円筒外壁202の天井面と接続され、ガス出口206を
形成している。
(Embodiment 7) FIG. 12 shows one embodiment of the present invention, in which a pressurized cylindrical fluidized bed boiler is constructed as a furnace in which a gasification furnace and an oxidation furnace of a topping cycle combined cycle power generation system are integrated. Here is an example. In a cylindrical fluidized bed furnace 201 in a pressurized fluidized bed combined cycle power generation system, a partition wall 203 concentric with a cylindrical outer wall 202 is provided in the fluidized bed, and the partition wall 203 is a cylindrical partition wall 203a and a conical partition wall 2
03b, the voids 204 and 205 are provided in the middle and lower portions of the partition wall 203 to serve as communication ports, and the upper end portion is connected to the ceiling surface of the cylindrical outer wall 202 to form a gas outlet 206.

【0078】前記仕切壁203の内側をガス化炉207
とし、外側の環状空間は酸化炉208として使用する。
前記流動層炉の炉床は、ガス化炉207の炉床209で
は中心が高く、前記仕切壁203に向かって低くなる円
錐状である。酸化炉208の炉床212は内側に向かっ
て傾斜しており、流動層炉全体では炉床断面がどの方向
においても全体でW字形を形成している。また前記ガス
化炉207の炉床209および酸化炉208の炉床21
2の下方には、それぞれ独立した空気室214〜217
(後述)が設置されている。
A gasification furnace 207 is provided inside the partition wall 203.
The outer annular space is used as the oxidation furnace 208.
The hearth of the fluidized bed furnace has a conical shape whose center is higher in the hearth 209 of the gasification furnace 207 and lowers toward the partition wall 203. The hearth 212 of the oxidation furnace 208 is inclined inward, so that the hearth cross section of the entire fluidized bed furnace is W-shaped in any direction. Further, the hearth 209 of the gasification furnace 207 and the hearth 21 of the oxidation furnace 208.
In the lower part of 2, the independent air chambers 214 to 217 are provided.
(Described later) is installed.

【0079】ガス化炉207の炉床209に配置した空
気分散ノズル210によってガス化炉流動層を流動化す
るが、その際ガス化炉207の約1/2程度の径の同心
円の範囲内は最低流動化速度の1〜2.5倍程度の緩や
かな流動化状態とし同心円の外側の環状部では最低流動
化速度の4〜12倍程度の強い流動化状態となるように
空気分散ノズル210からの吹き出し空気量を調節す
る。その結果、ガス化炉流動層内部では、流動媒体が中
央から円錐状炉床面に沿いながら全方位に向かって緩や
かに分散移動し、その後前記外周環状部に至るとそこで
は流動化速度が大きいため移動方向は上向きに転じる。
すなわち流動媒体は前記仕切壁203の内側に沿って吹
き上がるが、円錘状仕切壁203bの傾斜に従って次第
に中心方向への凝集力が高まり、流動層表面で最高に達
すると一転その反力で周方向および上方向へ爆発的に飛
散する。
The gasification furnace fluidized bed is fluidized by the air dispersion nozzle 210 arranged in the hearth 209 of the gasification furnace 207. At that time, within a concentric circle having a diameter of about 1/2 of that of the gasification furnace 207. From the air dispersion nozzle 210, a gentle fluidization state of about 1 to 2.5 times the minimum fluidization rate and a strong fluidization state of about 4 to 12 times the minimum fluidization rate in the annular portion outside the concentric circle are set. Adjust the amount of air blown out of. As a result, inside the fluidized bed of the gasification furnace, the fluidized medium gently disperses and moves in all directions from the center along the conical hearth surface, and when it reaches the outer peripheral annular portion, the fluidization velocity is high there. Therefore, the movement direction turns upward.
That is, the fluidized medium is blown up along the inside of the partition wall 203, but the cohesive force toward the center gradually increases as the cone-shaped partition wall 203b is inclined, and when it reaches the maximum on the surface of the fluidized bed, the reaction medium is rotated by the reaction force. Explosively explodes in the upward and upward directions.

【0080】その結果、未燃チャー等多量の流動媒体が
仕切壁203に設けられた連絡流路204を通過し、酸
化炉208へ入り込む。一方流動層表面に残った流動媒
体は中心付近で円筒状の流れとなって周囲の流動媒体を
巻き込みながら沈降し、前記円錐状炉床中心付近に到達
すると今度は再び水平全周方向への移動に転じる循環流
が生じる。この循環流の効果により炉床付近に設けた給
炭ノズル211から投入した石炭や脱硫剤などがガス化
炉流動層内全方位方向へ均一に分散し、簡素な給炭設備
でありながら燃料の偏在が避けられ、クリンカ発生の恐
れがない。
As a result, a large amount of fluid medium such as unburned char passes through the communication passage 204 provided in the partition wall 203 and enters the oxidation furnace 208. On the other hand, the fluidized medium remaining on the surface of the fluidized bed becomes a cylindrical flow in the vicinity of the center and settles while entraining the surrounding fluidized medium, and when it reaches the vicinity of the center of the conical hearth, it moves again in the horizontal direction all around. A circulating flow is generated that turns into. Due to the effect of this circulation flow, coal and desulfurizing agent, etc., which are injected from the coal feeding nozzle 211 provided near the hearth, are uniformly dispersed in all directions in the fluidized bed of the gasification furnace, and the fuel supply is simple despite the simple coal feeding facility. Uneven distribution is avoided and there is no fear of clinker.

【0081】また酸化炉208の炉床212に空気分散
ノズル213を設け、酸化炉208内を緩やかに流動さ
せることにより、空隙204を通過して酸化炉208に
入る未燃チャー等が酸化炉流動層内を燃焼しつつ緩やか
に沈降した後、傾斜した炉床に沿って、前記仕切壁20
3下部の連絡流路205を通過してガス化炉流動層に還
流する。なお、円錐状仕切壁203bの背面にも流動化
用の空気導入パイプ、背面散気ノズルを設けることが可
能であるが、円錐状仕切壁203bの角度を大きくした
場合には設けなくてもよい。
Further, by providing an air dispersion nozzle 213 on the hearth 212 of the oxidation furnace 208 and gently flowing in the oxidation furnace 208, unburned chars and the like passing through the voids 204 and entering the oxidation furnace 208 flow in the oxidation furnace 208. After slowly settling while burning in the bed, the partition wall 20 is formed along the inclined hearth.
3 Passes through the lower connecting flow path 205 and is returned to the gasification furnace fluidized bed. Although it is possible to provide an air introduction pipe for fluidization and a rear air diffuser nozzle also on the back surface of the conical partition wall 203b, it is not necessary to provide them when the angle of the conical partition wall 203b is increased. .

【0082】また、酸化炉208の炉床212に設けた
空気分散ノズルから吹き出す空気量を、円筒外壁202
に沿った環状部分を大きな流動化速度、仕切壁203に
沿った環状部分を小さな流動化速度になるように調節す
ることによって、酸化炉の流動層内部に、仕切壁203
に沿って沈降し円筒外壁202に沿って上昇する循環流
を生じさせることも可能である。この循環流によって、
酸化炉208内で未燃チャー等が十分な滞留時間をとっ
て完全燃焼することをより確実とする。
The amount of air blown out from the air dispersion nozzle provided in the hearth 212 of the oxidation furnace 208 is controlled by the outer wall 202 of the cylinder.
The annular portion along the partition wall 203 is adjusted to have a large fluidization rate and the annular portion along the partition wall 203 has a small fluidization rate.
It is also possible to create a circulating flow that settles along and rises along the cylindrical outer wall 202. By this circulation flow,
It is further ensured that the unburned char and the like in the oxidation furnace 208 are burned completely with a sufficient residence time.

【0083】したがって、それぞれの炉床に設けられた
空気分散ノズルに空気を供給する空気室については、ガ
ス化炉207の炉床209の下方には中央に少量の空気
を供給する移動層空気室214があり、そのまわりは大
きな流動化速度を与えるための流動層空気室215に囲
まれ、それぞれ空気入口につながっている。また、酸化
炉208の炉床212の下部には、円錐状内壁側に空気
室216が設けられ、円筒外壁側に空気室217が設け
られ、それぞれ流動化空気量を制御できるようになって
いる。酸化炉208上部の円筒外壁202には燃焼ガス
出口218が設けられている。
Therefore, regarding the air chambers for supplying air to the air dispersion nozzles provided in the respective hearths, the moving bed air chambers for supplying a small amount of air to the center below the hearth 209 of the gasification furnace 207. There are 214, and the surroundings are surrounded by a fluidized bed air chamber 215 for giving a large fluidization rate, and each is connected to an air inlet. Further, an air chamber 216 is provided on the conical inner wall side and an air chamber 217 is provided on the cylindrical outer wall side in the lower part of the hearth 212 of the oxidation furnace 208, so that the amount of fluidized air can be controlled respectively. . A combustion gas outlet 218 is provided on the outer cylinder wall 202 above the oxidation furnace 208.

【0084】このようにして、中央のガス化炉207に
石炭と脱硫剤を供給して、流動層内で循環しながら、石
炭は部分ガス化され、生成ガスはガス化炉上部のガス出
口206から外部へ導出される。一方ガス化されなかっ
たチャーは空隙204から酸化炉208へ入り込み、流
動層内で循環しながら完全燃焼される。そして、燃焼ガ
スは酸化炉208の上部にある燃焼ガス出口218から
外部へ取り出される。なお、酸化炉フリーボードに2次
空気ノズル219を設け、2段階燃焼させることも可能
である。
In this manner, coal is partially gasified while the coal and the desulfurizing agent are supplied to the central gasification furnace 207 and circulated in the fluidized bed, and the produced gas is the gas outlet 206 at the upper part of the gasification furnace. From the outside. On the other hand, the char that has not been gasified enters the oxidation furnace 208 through the void 204 and is completely combusted while circulating in the fluidized bed. Then, the combustion gas is taken out from the combustion gas outlet 218 in the upper portion of the oxidation furnace 208. It is also possible to provide a secondary air nozzle 219 on the oxidation furnace freeboard and perform two-stage combustion.

【0085】(実施例8)図13はガスの処理系統まで
含めた本発明の一例を示す実施例を示す系統図である。
ガス化炉207に石炭251,脱硫剤252を供給し、
空気253によって部分燃焼ガス化させる。酸化剤とし
て空気のほか酸素150、あるいは水蒸気151を投入
することも可能である。
(Embodiment 8) FIG. 13 is a system diagram showing an embodiment of the present invention including a gas processing system.
The coal 251 and the desulfurizing agent 252 are supplied to the gasification furnace 207,
Partial combustion gasification is performed by the air 253. In addition to air, oxygen 150 or steam 151 may be added as an oxidant.

【0086】ガス化炉207で発生する未燃チャー等
は、全量生成ガスと同伴させ、その後段に設置したガス
冷却装置254で600℃以下に冷却し、ガスタービン
ブレードの高温腐食の原因となるNa,Kなどのアルカ
リ金属を固化あるいは粒子表面に固定化し、該粒子を集
塵装置255で捕集する。一方、空隙204を通過して
ガス化炉207から酸化炉208に導入された未燃チャ
ーは酸化炉208内で完全燃焼し、その燃焼排ガスは燃
焼ガス出口218を出たあと、後段に設置したガス冷却
装置256で600℃以下に冷却され、この冷却によっ
て固化したNa,Kなどのアルカリ金属粒子は集塵装置
257で捕集され、系外に排出される。
All the unburned chars and the like generated in the gasification furnace 207 are entrained with the generated gas and cooled to 600 ° C. or less by the gas cooling device 254 installed in the subsequent stage, which causes high temperature corrosion of the gas turbine blades. An alkali metal such as Na or K is solidified or fixed on the surface of the particles, and the particles are collected by the dust collector 255. On the other hand, the unburned char that has passed through the gap 204 and is introduced into the oxidation furnace 208 from the gasification furnace 207 is completely combusted in the oxidation furnace 208, and the combustion exhaust gas thereof exits the combustion gas outlet 218 and is installed in the latter stage. Alkali metal particles such as Na and K which have been cooled to 600 ° C. or less by the gas cooling device 256 and solidified by this cooling are collected by the dust collector 257 and discharged to the outside of the system.

【0087】集塵装置255からの捕集粒子は空気輸送
で酸化炉208へ供給する。集塵装置255,257に
は通常セラミックフィルタを使用し、高温腐食の原因と
なるNa,Kを取り除いて清浄になった生成ガスおよび
燃焼排ガスは燃焼器258で混合燃焼され、発生した高
温の燃焼ガスはガスタービン261を高効率で駆動す
る。そして、ガスタービン261はコンプレッサ26
2、発電機263を駆動する。ガスタービン261を出
た排ガスは熱回収装置264で冷却されたのち大気放出
される。なお、本実施例において、タービンブレードの
材質が向上すれば、ガス冷却装置254,256を省略
してもよい。また、酸化炉208の流動層内に層内伝熱
管265を配置することも可能である。さらに、流動層
炉の外側に圧力容器266を設けて、流動層炉を非耐圧
構造とすることも可能である。
The collected particles from the dust collector 255 are pneumatically supplied to the oxidation furnace 208. A ceramic filter is usually used for the dust collectors 255 and 257, and the produced gas and combustion exhaust gas cleaned by removing Na and K that cause high temperature corrosion are mixed and combusted in the combustor 258 to generate high temperature combustion. The gas drives the gas turbine 261 with high efficiency. Then, the gas turbine 261 is the compressor 26
2. Drive the generator 263. The exhaust gas leaving the gas turbine 261 is cooled by the heat recovery device 264 and then released into the atmosphere. In this embodiment, the gas cooling devices 254 and 256 may be omitted if the material of the turbine blade is improved. It is also possible to arrange the in-layer heat transfer tube 265 in the fluidized bed of the oxidation furnace 208. Further, it is possible to provide the pressure vessel 266 outside the fluidized bed furnace so that the fluidized bed furnace has a non-pressure resistant structure.

【0088】上述した各実施形態によれば、以下に列挙
する効果が得られる。 (1)燃焼室と熱回収室を同一燃焼容器内部で機能的に
分離したことにより、負荷制御は流動層高変化方法によ
ることなく、熱回収室の風量調節による層内伝熱管の総
括伝熱係数の変化により容易に行うことができるため、
流動媒体の出し入れに伴う複雑な操作や設備(ベッド材
貯蔵容器等)が不要であり、また流動媒体の出し入れの
際に生じるアグロメの発生を防止できる。また、負荷変
化時であって流動層温度の変化が少ないことから、常に
NOx,SOx等の抑制に最適な温度条件で運転するこ
とが可能である。しかも層内伝熱管は緩やかな流動状態
にある熱回収室にのみ存在するため、激しい流動状態に
ある流動層内に配置された場合に比べ、摩耗が少ない。 (2)流動媒体が中央から円錐状炉床面に沿いながら全
方位に向かって緩やかに分散移動する拡散流が生じるた
め燃料や脱硫剤などの均一な拡散が行われるため、燃焼
が均一となりアグロメの発生がなく、また給炭口も中央
付近に設けるだけでよく、給炭設備がきわめて簡素化さ
れるなどの効果がある。 (3)流動層表面の流動媒体は中心付近で円筒状の流れ
となって周囲の流動媒体を巻き込みながら沈降するた
め、燃料や脱硫剤などの層内滞留時間が長くとれ、燃焼
効率の向上、脱硫効率の向上にきわめて効果的である。 (4)従来の矩形内部循環流動床ボイラの場合は長方形
の相対する2辺に層内伝熱管が配置されているのに比
べ、本発明の場合は全周を利用できるため、より多くの
伝熱管が配置できることから、さらにコンパクトな構造
となる。 (5)従来の加圧流動床ボイラは水管構造の矩形燃焼容
器を圧力容器の中に納めているが、燃焼器内部と圧力容
器内部の圧力変動が発生した場合に備えて、燃焼器を保
護するため充分な補強が必要であるのに対し、本発明に
おいては燃焼器が円筒であるため充分な強度をもってお
り、補強も簡便でよい。また、圧力容器と燃焼器が円と
円の組み合わせであることから無駄なスペースが無く、
コンパクトな配置となる。 (6)フリーボードに熱回収室を覆うように、クシ歯状
などの形状をしたスクリーンを設けることによって、熱
回収室への粒径の粗い石炭などの固形燃料の混入を避
け、熱回収室におけるアグロメレーションの形成を防ぐ
ほか、熱回収室から発生する燃焼ガスに対してバッフル
作用を果たし、主燃焼室燃焼ガスと十分に混合攪拌する
効果が得られる。 (7)加圧内部循環流動床ボイラは主燃焼室に伝熱面を
有しないため、還元雰囲気で燃焼することができる。そ
の結果、石炭の揮発分放出が活発に行われ、気相反応に
おいてCHなどの炭化水素やCOあるいは気相のN
化学種(NHi,HCNなど)等が、生成した窒素化合
物を還元するとともに、N化学種が酸化物へ転換する選
択性を低下させる効果をもたらし、低NOx燃焼が可能
となる。 (8)熱回収室流動層内部に層内伝熱管を放射状に配置
し、しかも用途別に蒸発管ブロック、蒸気過熱管ブロッ
ク、蒸気再熱管ブロックとして使用するため、平面で見
て数個の管群に機能別に分割して配置したことにより、
それぞれのブロック毎に熱回収空気量を調節することに
より、蒸発管ブロック、蒸気過熱管ブロック、蒸気再熱
管ブロックそれぞれの収熱量を独立して制御することが
可能である。 (9)燃焼排ガス系統に設けたサイクロンで捕集した飛
灰を熱回収室に戻すように構成することにより、熱回収
室内の平均粒子径および比重量が小さくなる。その結
果、最低流動化速度が小さくなり、熱回収空気量が少な
くて済む。そのため、層内伝熱管の摩耗が大幅に低減す
るほか、熱回収空気量の変動が燃焼に及ぼす影響も小さ
くなり、安定燃焼にきわめて効果的である。 (10)燃焼器から排出された燃焼ガスから回収した飛
灰、未燃炭素分、未反応脱硫剤などを分級して、粒径が
10〜60μmの範囲の飛灰のみ主燃焼室もしくは熱回
収室へ戻すことにより、最少の循環灰量でNOx低減、
燃焼ガス系統の摩耗の低減、燃焼効率上昇などの効果を
上げることが可能となる。従って、脱硝装置を省略でき
る可能性があり、また炉内脱硫において脱硫剤利用率の
向上が期待できるとともに脱硫率を上げることが可能で
ある。 (11)集塵装置で捕集した飛灰を、冷却したあと大気
圧下で分級し、未燃炭素分や未反応脱硫剤を選択的に燃
焼器に戻すようにしたことにより、高温の粒子を高圧下
で取り扱うことに伴うスラッギングなどの問題を避ける
ことができるほか、分級することによって有用な物質の
みを戻すことになり取り扱う量が少なくなるなどの効果
が生じる。また燃料系統にリサイクルし、スラリー状燃
料に混練して燃焼器に供給することにより、燃焼器への
リサイクル系統を省略できるほか、未反応脱硫剤と燃料
との接触も良好となり脱硫率の向上にも効果的である。 (12)トッピングサイクル複合発電システムにおい
て、ガス化炉およびまたは酸化炉に本願の加圧円筒形内
部循環型流動床ボイラを用い、ガス化炉から排出される
未燃チャーは全量生成ガスと同伴させ、600℃以下に
冷却され、その後段に設置した集塵装置で捕集したあと
酸化炉に導入して完全燃焼させ、その燃焼排ガスは酸化
炉を出たあと、600℃以下に冷却され、後段に設置し
た集塵装置によりNa,Kを含んだ粒子を捕集排出し、
清浄になった燃焼ガスと前記ガス化炉を出たあと集塵さ
れてNa,Kを含んだ粒子を捕集排出し、清浄になった
生成ガスをトッピング燃焼器で混合燃焼し、発生した高
温の燃焼ガスをガスタービンに導入するように構成した
ことにより、ガスタービンブレードの高温腐食の原因と
なるNa,K等のアルカリ金属が燃焼ガス中に含まれな
いため、ガスタービンの材質、構造が従来技術で対応可
能である。 (13)加圧流動床複合発電システムにおける円筒形流
動層炉において該流動層内に円筒外壁と同心の仕切壁を
設け、該仕切壁の中間部および下部に空隙を設けて連絡
口とするほか、上端部は円筒外壁の天井面と接し、ガス
出口を形成しており、該仕切壁の内側をガス化炉とし、
該仕切壁の外側の環状空間は酸化炉として使用すること
により、1つの炉でありながら、ガス化炉と酸化炉の2
つの機能を有する複合炉として高効率で運転することが
できる。
According to each of the above-described embodiments, the effects listed below can be obtained. (1) Since the combustion chamber and the heat recovery chamber are functionally separated inside the same combustion container, load control does not depend on the fluidized bed height change method, but overall heat transfer of the in-layer heat transfer tubes by adjusting the air volume in the heat recovery chamber. Since it can be easily done by changing the coefficient,
No complicated operation or equipment (such as a bed material storage container) is required for taking in and out the fluid medium, and it is possible to prevent the occurrence of agglomeration when the fluid medium is taken in and out. Further, since the fluidized bed temperature changes little when the load changes, it is possible to always operate under the optimum temperature condition for suppressing NOx, SOx and the like. Moreover, since the in-bed heat transfer tube is present only in the heat recovery chamber in a gently flowing state, the wear is less than that in the case of being arranged in the fluidized bed in a violently flowing state. (2) Since the fluidized medium causes a diffusive flow that gradually disperses and moves in all directions along the conical hearth surface from the center, the fuel and the desulfurizing agent are uniformly diffused, resulting in uniform combustion and agglomeration. It does not occur, and the coal feeding port only needs to be provided near the center, which has the effect of greatly simplifying the coal feeding facility. (3) Since the fluidized medium on the surface of the fluidized bed becomes a cylindrical flow near the center and sinks while entraining the surrounding fluidized medium, the residence time in the bed of the fuel, the desulfurizing agent and the like is long, and the combustion efficiency is improved. It is extremely effective in improving the desulfurization efficiency. (4) In the case of the conventional rectangular internal circulation fluidized bed boiler, in which the in-layer heat transfer tubes are arranged on two opposite sides of the rectangle, in the case of the present invention, the entire circumference can be utilized, so that more heat is transferred. Since the heat pipe can be arranged, the structure becomes more compact. (5) In the conventional pressurized fluidized bed boiler, a rectangular combustion vessel with a water tube structure is housed in the pressure vessel, but the combustor is protected in case of pressure fluctuation inside the combustor and inside the pressure vessel. Therefore, in the present invention, since the combustor has a cylindrical shape, the combustor has sufficient strength and the reinforcement is simple. Also, since the pressure vessel and combustor are a combination of circles, there is no wasted space,
It has a compact arrangement. (6) By providing a screen having a comb-like shape so as to cover the heat recovery chamber on the freeboard, mixing of solid fuel such as coarse-grained coal into the heat recovery chamber is avoided, and the heat recovery chamber is prevented. In addition to preventing the formation of agglomeration in the heat recovery chamber, it has the effect of baffling the combustion gas generated from the heat recovery chamber and sufficiently mixing and stirring it with the combustion gas in the main combustion chamber. (7) Since the pressurized internal circulation fluidized bed boiler has no heat transfer surface in the main combustion chamber, it can be burned in a reducing atmosphere. As a result, the volatile components of coal are actively released, and hydrocarbons such as CH 4 and CO or gas phase N in the gas phase reaction.
Chemical species (NHi, HCN, etc.) reduce the generated nitrogen compound, and at the same time bring about the effect of lowering the selectivity of conversion of N chemical species into oxides, which enables low NOx combustion. (8) Several heat transfer chambers are arranged radially inside the fluidized bed, and are used as an evaporation tube block, a steam superheater tube block, and a steam reheat tube block according to the purpose. By dividing and arranging according to function,
By adjusting the heat recovery air amount for each block, it is possible to independently control the heat collection amount of each of the evaporation tube block, the steam superheating tube block, and the steam reheating tube block. (9) The fly ash collected by the cyclone provided in the combustion exhaust gas system is returned to the heat recovery chamber, so that the average particle size and specific weight in the heat recovery chamber are reduced. As a result, the minimum fluidization rate becomes small, and the heat recovery air amount can be small. Therefore, the wear of the in-layer heat transfer tube is significantly reduced, and the influence of the fluctuation of the heat recovery air amount on the combustion is small, which is extremely effective for stable combustion. (10) Classify fly ash, unburned carbon, unreacted desulfurizing agent, etc. recovered from the combustion gas discharged from the combustor, and only fly ash with a particle size in the range of 10 to 60 μm is recovered in the main combustion chamber or heat. By returning to the chamber, NOx reduction with the minimum amount of circulating ash,
It is possible to reduce the wear of the combustion gas system and increase the combustion efficiency. Therefore, it is possible to omit the denitration device, and it is possible to expect an improvement in the desulfurizing agent utilization rate in desulfurization in the furnace, and it is possible to increase the desulfurization rate. (11) The fly ash collected by the dust collector is cooled and then classified at atmospheric pressure to selectively return the unburned carbon content and the unreacted desulfurizing agent to the combustor. In addition to avoiding problems such as slugging associated with the handling of a high-pressure substance under high pressure, only the useful substance is returned by the classification, which reduces the amount of handling. In addition, by recycling to the fuel system, kneading the slurry fuel and supplying it to the combustor, the recycling system to the combustor can be omitted, and the contact between the unreacted desulfurizing agent and the fuel will be good and the desulfurization rate will be improved. Is also effective. (12) In the topping cycle combined cycle power generation system, the pressurized cylindrical internal circulation type fluidized bed boiler of the present application is used for the gasification furnace and / or the oxidation furnace, and all unburned char discharged from the gasification furnace is caused to accompany with the generated gas. , Cooled to 600 ° C or lower, collected by a dust collector installed in the subsequent stage and then introduced into an oxidation furnace for complete combustion, and the combustion exhaust gas is cooled to 600 ° C or lower after exiting the oxidation furnace, The particles containing Na and K are collected and discharged by the dust collector installed in
High temperature generated when the clean combustion gas and the particles containing Na and K that have been collected after leaving the gasification furnace are collected and discharged, and the clean product gas is mixed and burned by the topping combustor. Since the combustion gas is introduced into the gas turbine, alkali metals such as Na and K, which cause high temperature corrosion of the gas turbine blades, are not contained in the combustion gas. It can be handled by the conventional technology. (13) In the cylindrical fluidized bed furnace of the pressurized fluidized bed combined cycle power generation system, a partition wall concentric with the cylindrical outer wall is provided in the fluidized bed, and voids are provided in the middle and lower portions of the partition wall to serve as communication ports. , The upper end is in contact with the ceiling surface of the outer wall of the cylinder to form a gas outlet, and the inside of the partition wall is a gasification furnace,
The annular space outside the partition wall is used as an oxidation furnace so that the gasification furnace and the oxidation furnace can be used as two furnaces.
It can be operated with high efficiency as a compound reactor having two functions.

【0089】[0089]

【発明の効果】本発明によれば、ガス化炉に石炭と脱硫
剤を供給して、流動層内で循環しながら、石炭は部分ガ
ス化され、生成ガスはガス化炉上部のガス出口から外部
に導出される。流動媒体の循環流の効果により投入した
石炭や脱硫剤などがガス化炉流動層内全方位方向へ均一
に分散し、簡素な給炭設備でありながら燃料の偏在が避
けられ、クリンカ発生の恐れがない。一方、ガス化され
なかったチャーは酸化炉へ入り込み、流動層内で循環し
ながら完全燃焼される。そして、燃焼ガスは酸化炉の上
部にある燃焼ガス出口から外部に取り出される。酸化炉
に入る未燃チャー等が酸化炉流動層内を燃焼しつつ緩や
かに沈降した後、仕切壁下部の連絡流路を通過してガス
化炉流動層に還流する。流動媒体の循環流によって、酸
化炉内で未燃チャー等が充分な滞留時間をとって完全燃
焼をすることをより確実にする。なお、酸化炉フリーボ
ードに2次空気ノズルを設け、2段階燃焼させることも
可能である。
According to the present invention, coal is partially gasified while the coal and the desulfurizing agent are supplied to the gasification furnace and circulated in the fluidized bed, and the produced gas is discharged from the gas outlet at the upper part of the gasification furnace. Outsourced. Due to the effect of the circulating flow of the fluidized medium, the input coal, desulfurizing agent, etc. are uniformly dispersed in all directions in the fluidized bed of the gasifier, and even with a simple coal feeding facility, uneven distribution of fuel can be avoided and clinker may occur. There is no. On the other hand, the char that has not been gasified enters the oxidation furnace and is completely burned while circulating in the fluidized bed. Then, the combustion gas is taken out from the combustion gas outlet at the upper part of the oxidation furnace. The unburned char and the like entering the oxidation furnace are gently settled while burning in the fluidized bed of the oxidation furnace, and then pass through the connecting flow path under the partition wall to be refluxed to the fluidized bed of the gasification furnace. The circulating flow of the fluidized medium makes it possible to ensure that the unburned char and the like have a sufficient residence time and complete combustion in the oxidation furnace. It is also possible to provide a secondary air nozzle on the oxidation furnace free board and perform two-stage combustion.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の加圧内部循環型流動床ボイラの一実施
例を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a pressurized internal circulation type fluidized bed boiler of the present invention.

【図2】図2(a)は図1のII(a)−II(a)線断面
図であり、図2(b)は図2(a)の変形例である。
2 (a) is a sectional view taken along line II (a) -II (a) of FIG. 1, and FIG. 2 (b) is a modification of FIG. 2 (a).

【図3】負荷変化に応じた空気系統の制御方式を説明す
る説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a control system of an air system according to a load change.

【図4】層内管総括伝熱係数と空塔速度の関係を示す図
である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the overall heat transfer coefficient of the inner layer tube and the superficial velocity.

【図5】図1の円筒形燃焼器の詳細構造を示す説明図で
ある。
5 is an explanatory diagram showing a detailed structure of the cylindrical combustor of FIG. 1. FIG.

【図6】本発明の燃焼排ガス処理系統を含めた一例を示
す系統図である。
FIG. 6 is a system diagram showing an example including a combustion exhaust gas treatment system of the present invention.

【図7】本発明の燃焼排ガス処理系統を含めた他の例を
示す系統図である。
FIG. 7 is a system diagram showing another example including the combustion exhaust gas treatment system of the present invention.

【図8】本発明の燃焼排ガス処理系統を含めた更に他の
例を示す系統図である。
FIG. 8 is a system diagram showing still another example including the combustion exhaust gas treatment system of the present invention.

【図9】本発明の加圧内部循環型流動床ボイラの全体系
統図である。
FIG. 9 is an overall system diagram of a pressurized internal circulation type fluidized bed boiler of the present invention.

【図10】本発明の内部循環型流動床ボイラをトッピン
グサイクル複合発電システムの酸化炉として組み込んだ
例を示す系統図である。
FIG. 10 is a system diagram showing an example in which the internal circulation type fluidized bed boiler of the present invention is incorporated as an oxidizing furnace of a topping cycle combined cycle power generation system.

【図11】本発明の内部循環型流動床ボイラをトッピン
グサイクル複合発電システムのガス化炉および酸化炉と
して組み込んだ例を示す系統図である。
FIG. 11 is a system diagram showing an example in which the internal circulation type fluidized bed boiler of the present invention is incorporated as a gasification furnace and an oxidation furnace of a topping cycle combined cycle power generation system.

【図12】本発明の内部循環型流動床ボイラをトッピン
グサイクル複合発電システムのガス化炉および酸化炉を
一体化した炉を示す断面図である。
FIG. 12 is a sectional view showing a furnace in which the gasification furnace and the oxidation furnace of the topping cycle combined cycle power generation system are integrated in the internal circulation type fluidized bed boiler of the present invention.

【図13】本発明の燃焼排ガス処理系統を含めた1例を
示す系統図である。
FIG. 13 is a system diagram showing an example including a combustion exhaust gas treatment system of the present invention.

【図14】従来のバブリング式加圧流動床ボイラを示す
平面図である。
FIG. 14 is a plan view showing a conventional bubbling type pressurized fluidized bed boiler.

【図15】従来のバブリング式加圧流動床ボイラを示す
平面図である。
FIG. 15 is a plan view showing a conventional bubbling type pressurized fluidized bed boiler.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 圧力容器 2 円筒形燃焼器 3 流動用空気入口 4 燃焼ガス出口 5 熱回収制御用空気入口 6 給炭入口 7 円筒形サポート 8 仕切壁 9 主燃焼室 10 熱回収室 11 円筒外壁 12 スクリーン 13 層内管用上部ヘッダー 14 層内管用下部ヘッダー 15 層内伝熱管 16 給水入口 18 均圧ノズル 19 流動用空気系統 20 主燃焼室炉床 21 主燃焼室空気分散ノズル 22 給炭ノズル 23 熱回収室炉床 24 熱回収室空気分散ノズル 27 連絡流路 28 流動燃焼用空気室 30 熱回収制御用空気室 31 フリーボード 33 2次空気ノズル 51 サイクロン 55 集塵装置 58 ガスタービン 100 高圧ガスタービン 101 低圧ガスタービン 120,207 ガス化炉 126,208 酸化炉 201 流動層炉 1 pressure vessel 2 Cylindrical combustor 3 Flowing air inlet 4 Combustion gas outlet 5 Heat recovery control air inlet 6 coal feeding entrance 7 Cylindrical support 8 partition walls 9 Main combustion chamber 10 heat recovery room 11 cylindrical outer wall 12 screens Upper header for 13-layer inner pipe Lower header for 14-layer inner pipe 15 Layer heat transfer tube 16 Water inlet 18 Pressure equalizing nozzle 19 Flow air system 20 Main combustion chamber hearth 21 Main combustion chamber air dispersion nozzle 22 Coal supply nozzle 23 Heat recovery room hearth 24 Heat recovery chamber Air dispersion nozzle 27 communication channel 28 Air chamber for fluid combustion 30 Heat recovery control air chamber 31 Free Board 33 Secondary air nozzle 51 cyclone 55 Dust collector 58 gas turbine 100 high pressure gas turbine 101 low pressure gas turbine 120,207 Gasification furnace 126,208 Oxidation furnace 201 fluidized bed furnace

フロントページの続き (72)発明者 三好 敬久 千葉県袖ヶ浦市代宿94 荏原社宅2−201 (72)発明者 豊田 誠一郎 東京都港区三田1−10−12 (72)発明者 下倉 明 神奈川県横浜市磯子区氷取沢町204−40 (72)発明者 信濃 知行 神奈川県横浜市神奈川区神大寺2−5−3 −512 (72)発明者 細田 修吾 神奈川県横浜市磯子区汐見台3−2,3204 −421 Fターム(参考) 3K064 AA02 AA04 AA06 AB03 AD05 AE11 AE20 AF03 AF08 BA03 BA05 BA13 BA14 BA24 4K046 HA05 JA05 JD06 KA03 KA05Continued front page    (72) Inventor Takahisa Miyoshi             Chiba Prefecture Sodegaura City Daishuku 94 Ebarasha House 2-201 (72) Inventor Seiichiro Toyoda             1-10-12 Mita, Minato-ku, Tokyo (72) Inventor Akira Shimokura             204-40 Hitorizawa-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa (72) Inventor Tomoyuki Shinano             2-5-3 Kandaiji, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa             −512 (72) Inventor Shugo Hosoda             3-2, 3204 Shiomidai, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa             −421 F-term (reference) 3K064 AA02 AA04 AA06 AB03 AD05                       AE11 AE20 AF03 AF08 BA03                       BA05 BA13 BA14 BA24                 4K046 HA05 JA05 JD06 KA03 KA05

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 仕切壁によってガス化炉と酸化炉に仕切
られた流動層炉であって、 前記ガス化炉と酸化炉の少なくとも一方の炉の内部には
流動媒体の循環流が形成され、 前記仕切壁は、前記ガス化炉から前記酸化炉へあるいは
前記酸化炉から前記ガス化炉へ流動媒体を流通させる連
絡口を持つことを特徴とする流動層炉。
1. A fluidized bed furnace partitioned by a partition wall into a gasification furnace and an oxidation furnace, wherein a circulating flow of a fluidized medium is formed inside at least one of the gasification furnace and the oxidation furnace, The fluidized bed furnace, wherein the partition wall has a communication port for flowing a fluidized medium from the gasification furnace to the oxidation furnace or from the oxidation furnace to the gasification furnace.
【請求項2】 仕切壁によってガス化炉と酸化炉に仕切
られた流動層炉であって、 前記ガス化炉と酸化炉の各々の炉の内部には、流動媒体
の緩やかな流動化状態の部分と流動媒体の強い流動化状
態の部分が形成され、 前記ガス化炉の緩やかな流動化状態の部分は、前記仕切
壁を介して前記酸化炉の強い流動化状態の部分と相対向
するように配置し、 前記仕切壁は、前記ガス化炉から前記酸化炉へあるいは
前記酸化炉から前記ガス化炉へ流動媒体を流通させる連
絡口を持つことを特徴とする流動層炉。
2. A fluidized bed furnace partitioned by a partition wall into a gasification furnace and an oxidation furnace, wherein the inside of each of the gasification furnace and the oxidation furnace contains a fluidized state of a fluidized medium. A portion of the fluidizing medium that is in a strong fluidized state is formed, and a portion of the gasification furnace that is in a gentle fluidized state faces the portion of the oxidizing furnace that is in a strongly fluidized state through the partition wall. The fluidized bed furnace is characterized in that the partition wall has a communication port for flowing a fluidized medium from the gasification furnace to the oxidation furnace or from the oxidation furnace to the gasification furnace.
【請求項3】 前記ガス化炉あるいは前記酸化炉の炉床
は、前記仕切壁に向けて傾斜していることを特徴とする
請求項1または2に記載の流動層炉。
3. The fluidized bed furnace according to claim 1, wherein a hearth of the gasification furnace or the oxidation furnace is inclined toward the partition wall.
【請求項4】 前記ガス化炉は生成ガスを外部へ取り出
すガス出口を持ち、前記酸化炉は、チャーの完全燃焼に
よる燃焼ガスを外部へ取り出す燃焼ガス出口を持つこと
を特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の流
動層炉。
4. The gasification furnace has a gas outlet for taking out the generated gas to the outside, and the oxidation furnace has a combustion gas outlet for taking out the combustion gas by the complete combustion of char to the outside. The fluidized bed furnace according to any one of 1 to 3.
【請求項5】 前記酸化炉の流動層内に層内伝熱管を配
置することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項
に記載の流動層炉。
5. The fluidized bed furnace according to claim 1, wherein an in-layer heat transfer tube is arranged in a fluidized bed of the oxidation furnace.
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CN118149585A (en) * 2024-05-11 2024-06-07 扬州逢石矿冶科技有限公司 Energy-saving suspension magnetization roasting system and use method
CN118371709A (en) * 2024-06-24 2024-07-23 绵阳九方智能装备科技有限公司 Metal powder scattering, shaping and grading system and operation method

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