[发明专利]流化床炉及废弃物的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及流化床炉及废弃物的处理方法，尤其涉及能够连续进行燃烧容易变得不稳定的废弃物的恰当处理的流化床炉及废弃物的处理方法。

背景技术

在处理废弃物的装置中，流化床炉是具有如下优点的装置，即，能够高效率地进行抑制未燃物的产生的处理，且装置结构也能够比较小型。

流化床炉是利用流化介质(沙子等)的大的热容量，在加热到高温的流化介质中投入废弃物，从而在短时间内进行废弃物的干燥、热分解及燃烧的装置，因此被用于流化床焚烧炉或流化床气化熔融炉(由流化床式气化炉和熔融燃烧炉构成)中。

在将流化床炉用于废弃物处理的情况下，如下地使用流化床炉，即，保持流化介质的流动状态，且使流化床的温度保持均匀，连续地进行稳定的反应。

在利用流化床进行废弃物处理的情况下，存在如下情况：若废弃物中的不燃物堆积在流化床中，则产生流动不良，流化气体穿过不燃物堆积部，从而流化介质不再保持流化。在该情况下，在流化床中产生温度分布，在多处的炉床温度测定值中产生温度差。

因此，公开有如下技术：测量流化床的多处的温度，在产生了温度差的情况下，使温度下降的部位的流化空气量增加来使流化活跃，从而改善流动状态，使流化床的温度均匀(例如，参照专利文献1)。

另外，存在如下结构的流化床炉：以使周边部的质量速度大于中央部的方式向由沙子等构成的流化介质供给流化气体，由此在炉的中央部形成流化介质发生沉降扩散的移动层，在炉内周边部形成流化介质活跃地流动的流化层，在移动层主要进行废弃物的气化，在流化层主要进行未燃物的燃烧(例如，参照专利文献2)。

在专利文献2所记载的流化床炉中，如所记载的“热量由于流化层炉的循环流而扩散，因此能够成为高负载”(参照第0058段)那样，以使流化床炉温度保持均匀为前提。

在用流化床处理废弃物的情况下，废弃物从被加热到高温的流化介质瞬时地接受热量，在短时间内进行干燥、热分解、燃烧等反应。因此，废弃物中的可燃部分在流化床中在短时间内就热分解而从不燃物中分离，未附着未燃物的干净的不燃物被排出炉外。但是，由于干燥、热分解、燃烧等反应在短时间内进行，因此向炉供给的废弃物的量或质的变动直接关系到燃烧中的水分蒸发量的变动、可燃物量的变动，难以稳定地保持燃烧状态。

专利文献1：日本特开2007-113880号公报

专利文献2：日本特开2004-251618号公报

发明内容

为了抑制这样的利用流化床炉进行废弃物处理时的变动，研究了进行炉床温度的低温化或减少流动空气量来抑制流化，从而降低从流化介质向废弃物的热传递速度等。但是，这些研究在作为流化床的常识的“使炉床温度保持均匀”这一条件下进行。

在专利文献2所记载那样的具有移动层和流化层的流化床炉中，在处理城市垃圾等质或量不均匀的废弃物时，为了使由移动层和流化层构成的流化床的温度保持均匀，对分别向移动层和流化层供给的流化空气量进行各种变更并经过长时间进行连续运转，在该过程中，本发明人得知如下内容。即，在专利文献2所记载那样具有移动层和流化层的流化床炉中，在为了使移动层的温度接近流化层的温度而增加移动层的流化空气量来使流化活跃，从而实现流化床的温度的均匀化的情况下，当向温度变高的移动层中投入城市垃圾等质或量不均匀的废弃物时，引起与投入的可燃物或水分的变动量相应的燃烧量的变动或排气量的变动，炉内压力的变动变大从而难以维持最优的燃烧条件。另一方面，存在如下情况：当为了使流化层的温度接近移动层的温度而减少流化层的流化空气量来抑制流化层内的燃烧，从而导致流化层的温度过度降低时，无法将移动层中的废弃物的热分解所需的热量给予流化介质，流化床内的未燃物的量增加，从而在排出不燃物时在不燃物中混入了未燃物。

本发明人基于上述内容，着眼于在利用流化床处理废弃物的情况下，不是如以往的流化床的常识那样“使炉床温度保持均匀”、而是使流化床的温度在特定部位产生规定差异的状态能够将流化床的功能最优化，从而创造了本发明。即，本发明人关注在具有移动层和流化层的流化床炉中，存在通过对向移动层供给的流化气体的流量和向流化层供给的流化气体的流量设置规定差异，能够使移动层的温度和流化层的温度产生规定差异的可能性的情况，对向移动层供给的流化气体的流量和向流化层供给的流化气体的流量进行各种变更来独立控制移动层的温度和流化层的温度，同时反复进行城市垃圾等质或量不均匀的废弃物的处理，由此创造了本发明。