粉体燃料燃烧装置及燃烧方法与流程

1.本发明涉及一种使粉体燃料燃烧的燃烧装置及该燃烧装置的燃烧方法。


背景技术：

2.过去，锅炉利用粉煤作为燃料进行燃烧，回收燃烧热而供给过热蒸气至发电厂等已为人所知(参照专利文献1)。专利文献1所记载的锅炉具备呈空心形状且沿垂直方向设置的火炉、以及以将混合固体燃料与燃烧用空气而成的粉煤混合气体喷射至火炉内为目的而沿垂直方向配置的三台燃烧器。
3.此外，该锅炉具有用于在垂直方向的较燃烧器更下方喷射燃烧用空气至火炉内的炉底空气喷嘴、以及可在水平方向调整炉底空气喷嘴喷射燃烧用空气的方向的水平方向调整装置。专利文献1的锅炉通过如此构造，促进在火炉内的燃料的燃烧而抑制产生未燃烧部分。
4.作为燃料，专利文献1所记载的锅炉主要使用将煤研磨而成的粉煤作为粉状燃料(固体燃料)，如该公报的段落0027及0051等所记载。
5.另一方面，本发明人等利用专利文献2所公开的碳化燃料制造装置及碳化燃料制造方法，将主要是为了再利用而回收的合成树脂等作为原料而制造质量较高的碳化燃料。
6.根据专利文献2所公开的碳化燃料制造装置及碳化燃料制造方法，即使回收的合成树脂的质量较差，且不适合再生，亦可作为具有接近煤的燃烧热(heat of combustion)的碳化燃料。因此，即使是回收但难以再利用的合成树脂或者只能掩埋处理的合成树脂，亦可再生作为质量较高的燃料，从而可得到再循环合成树脂及减轻掩埋处理场的负担等优良效果。
7.现有技术文献
8.专利文献
9.专利文献1：日本专利公开第2017
‑
145976号公报。
10.专利文献2：国际公开第wo2008/074189号公报。


技术实现要素：

11.发明要解决的课题
12.专利文献1的锅炉构成为在纵长的火炉中，纵向设置有3处燃烧器，以使粉煤在火炉内燃烧，然而未燃物在火炉底部沉积。在专利文献1中，对在该火炉底部沉积的粉煤从炉底空气喷嘴导入燃烧用空气，从而对炉底内的未燃物进行焚化。
13.此外，在专利文献1的锅炉中，如该公报的图9所示，在炉底设置有进料斗，用于储存灰或未燃部分。在专利文献1的锅炉中，对在该进料斗储存的灰或未燃部分利用设置于进料斗底部的未燃部分量的量测装置及未燃部分的分析装置进行分析，再调整炉底空气喷嘴喷射空气的方向，而以使未燃部分量减少的方式进行控制。
14.如专利文献1所记载，未燃部分量的量测装置及未燃部分的分析装置、或者设空气
喷嘴的喷射方向为可变更的构造，若是应用于大型设备，则可在技术方面或成本方面上处理。然而，若是应用于小型装置，装置结构则变复杂，安装成本增加。而且，对这些量测装置及喷嘴的可变机构需要每日维护，有操作成本亦增加的不方便。
15.为了解决上述不方便，本发明的目的在于提供一种燃烧装置及燃烧方法，不需要设置未燃部分量的量测装置及未燃部分的分析装置，亦不需要设为可变更朝向燃烧室内喷射空气的方向，而且可有效地对燃烧室内的被燃烧物进行灰化。
16.用于解决课题的手段
17.为了达成上述目的，本发明的粉体燃料燃烧装置是使粉体燃料燃烧的燃烧装置，其特征在于，所述粉体燃料燃烧装置具备：一次燃烧室，用于在内部使所述粉体燃料燃烧；以及二次燃烧室，用于使从所述一次燃烧室排出的燃烧气体燃烧；在所述一次燃烧室中设置有：燃料供给装置，用于供给所述粉体燃料至内部；一次空气供给口，用于供给空气至内部；以及点火燃烧器，用于对内部的所述粉体燃料点火；在所述一次燃烧室的底部设置有：倾斜部，以往下方变窄的方式倾斜；底部空气供给口，用于供给空气至内部；排灰口，设在所述倾斜部的下方位置；以及底部空气喷射喷嘴，呈筒状且朝向上下方向配置，在上端及下端具有开口，且所述下端朝向所述排灰口设置，并且用于供给空气至内部；在所述二次燃烧室中设置有：二次燃烧器，用于加热内部并对从所述一次燃烧室排出的燃烧气体点火；以及二次空气供给口，用于供给燃烧用空气至内部；所述粉体燃料燃烧装置具备：一次空气供给装置，用于供给空气至所述一次空气供给口及所述底部空气供给口；喷射空气供给装置，用于供给空气至所述底部空气喷射喷嘴；二次空气供给装置，用于供给空气至所述二次空气供给口；以及控制装置，用于控制所述燃料供给装置、所述点火燃烧器、所述二次燃烧器、所述一次空气供给装置、所述喷射空气供给装置、以及所述二次空气供给装置的作动。
18.所述控制装置为：通过所述燃料供给装置使所述粉体燃料在所述一次燃烧室内沉积预定量，通过所述点火燃烧器对所沉积的所述粉体燃料点火，同时使所述二次燃烧器作动并加热所述二次燃烧室内，对所沉积的所述粉体燃料进行气化燃烧时，使所述一次空气供给装置及所述喷射空气供给装置作动，而从所述一次空气供给口、所述底部空气供给口、以及所述底部空气喷射喷嘴以空气量少于使所沉积的所述粉体燃料完全燃烧所需要的空气量供给而在所述一次燃烧室内产生可燃性气体，对所沉积的所述粉体燃料进行直接燃烧时，使所述一次空气供给装置及所述喷射空气供给装置作动，而从所述一次空气供给口、所述底部空气供给口、以及所述底部空气喷射喷嘴以对所述粉体燃料进行直接燃烧所需要的空气量供给至所述一次燃烧室内，同时使所述燃料供给装置作动，而供给所述粉体燃料至所述一次燃烧室内并使其燃烧，使作为燃烧器的所述燃料供给装置作动，对所沉积的所述粉体燃料进行气化燃烧时、以及对所沉积的所述粉体燃料进行直接燃烧时，使所述二次空气供给装置作动，而从所述二次空气供给口以使所述可燃性气体完全燃烧所需要的空气量供给二次燃烧用空气而使所述可燃性气体燃烧。
19.在本发明的粉体燃料燃烧装置中，对沉积的粉体燃料进行气化燃烧时，从固定于一次燃烧室的一次空气供给口、底部空气供给口、以及底部空气喷射喷嘴供给空气而在一次燃烧室内产生可燃性气体，不仅一次空气供给口、底部空气供给口，亦从底部空气喷射喷嘴喷射空气。本发明可通过如此构成对粉体燃料进行完全燃烧，从而不需要分析未燃部分且不需要变更一次空气供给喷嘴的角度等。
20.此外，在本发明的粉体燃料燃烧装置中，对所述一次燃烧室内的所述粉体燃料进行余烬燃烧并灰化时，可停止由所述燃料供给装置供给燃料，同时停止由所述底部空气喷射喷嘴供给空气。
21.在本发明的粉体燃料燃烧装置中，依照粉体燃料的成分，对一次燃烧室内的粉体燃料进行余烬燃烧并灰化时，有可能在一次燃烧室内及二次燃烧室内产生白烟，而对在较二次燃烧室更下游设置的旋风集尘器及袋状过滤器等装置造成负担。
22.本发明人等努力研究的结果发现，在进行余烬燃烧并灰化时产生白烟的情况下，不需要使用辅助燃烧器及二次燃烧器加热一次燃烧室内及二次燃烧室内的方法，通过停止由底部空气喷射喷嘴供给空气便可防止所述白烟的产生。因此，对一次燃烧室内的粉体燃料进行余烬燃烧并灰化时，若是在一次燃烧室内或二次燃烧室内产生白烟，停止由底部空气喷射喷嘴供给空气即可。
23.此外，在本发明的粉体燃料燃烧装置中，对所沉积的所述粉体燃料进行气化燃烧时、以及对所沉积的所述粉体燃料进行直接燃烧时，所述控制装置可以定期或不定期地以可搅拌所述粉体燃料的喷射量喷射空气至所述底部空气喷射喷嘴的方式对所述喷射空气供给装置进行控制。
24.根据所述控制，定期或不定期地从所述底部空气喷射喷嘴喷射空气而使粉体燃料搅拌，从而可防止粉体燃料固着在炉底壁面，而可有效率的使粉体燃料燃烧。
25.此外，在本发明的粉体燃料燃烧装置中，所述燃料供给装置具有：燃料用进料斗，用于投入所述粉体燃料；进料斗用喷射喷嘴，在所述燃料用进料斗内朝向上下方向设置且用于向至少下方喷射空气；进料斗用空气供给装置，用于供给空气至所述进料斗用喷射喷嘴；燃料传送装置，在所述进料斗用喷射喷嘴的下方设置且用于向下方传送所述粉体燃料；混合管，用于混合所述粉体燃料与空气；以及燃料用鼓风机，用于供给空气至所述混合管；所述控制装置构成为，供给所述粉体燃料至所述一次燃烧室内时，可使所述燃料用鼓风机作动的同时，使所述燃料传送装置作动，而在所述混合管内部使所述粉体燃料与由所述燃料用鼓风机所供给的空气混合，从所述混合管供给所述粉体燃料至所述一次燃烧室，使所述进料斗用空气供给装置以预定的时间点作动，从而从所述进料斗用喷射喷嘴喷射空气。
26.根据所述构造，通过进料斗用空气供给装置可顺畅地传送燃料用进料斗内的粉体燃料至燃料传送装置，从而可稳定地从混合管供给粉体燃料至一次燃烧室内。
27.此外，本发明的粉体燃料燃烧方法是利用粉体燃料燃烧装置使粉体燃料燃烧的燃烧方法，其特征在于，所述燃烧方法由燃料投入步骤、点火步骤、气化燃烧步骤、直接燃烧步骤、以及余烬灰化步骤来构成；所述粉体燃料燃烧装置具备：一次燃烧室，用于在内部使所述粉体燃料燃烧；以及二次燃烧室，用于使从所述一次燃烧室排出的气体燃烧；在所述一次燃烧室中设置有：燃料供给装置，用于供给所述粉体燃料至内部；一次空气供给口，用于供给空气至内部；以及点火燃烧器，用于对内部的所述粉体燃料点火；在所述一次燃烧室的底部设置有：倾斜部，以往下方变窄的方式倾斜；底部空气供给口，用于供给空气至内部；排灰口，在所述倾斜部的下方位置设置；以及底部空气喷射喷嘴，呈筒状且朝向上下方向配置，在上端及下端具有开口，且所述下端朝向所述排灰口设置，并且用于供给空气至内部；在所述二次燃烧室中设置有：二次燃烧器，用于加热内部并对从所述一次燃烧室排出的燃烧气体点火；以及二次空气供给口，用于供给燃烧用空气至内部；所述粉体燃料燃烧装置具备：
一次空气供给装置，用于供给空气至所述一次空气供给口及所述底部空气供给口；喷射空气供给装置，用于供给空气至所述底部空气喷射喷嘴；二次空气供给装置，用于供给空气至所述二次空气供给口；以及控制装置，用于控制所述燃料供给装置、所述点火燃烧器、所述二次燃烧器、所述一次空气供给装置、所述喷射空气供给装置、以及所述二次空气供给装置的作动。
28.通过所述控制装置，在所述燃料投入步骤中，通过所述燃料供给装置使所述粉体燃料在所述一次燃烧室内沉积预定量；在所述点火步骤中，通过所述二次燃烧器加热所述二次燃烧室内，在所述二次燃烧室的温度达到预定温度后，通过所述点火燃烧器对所沉积的所述粉体燃料点火；在所述气化燃烧步骤中，从所述一次空气供给口、所述底部空气供给口、以及所述底部空气喷射喷嘴以空气量少于使所沉积的所述粉体燃料完全燃烧所需要的空气量供给而在所述一次燃烧室内产生可燃性气体，导入所述可燃性气体至所述二次燃烧室内，而从所述二次空气供给口供给二次燃烧用空气而使所述可燃性气体完全燃烧；在所述直接燃烧步骤中，使所述一次空气供给装置及所述喷射空气供给装置作动，而从所述一次空气供给口、所述底部空气供给口、以及所述底部空气喷射喷嘴以对所述粉体燃料进行直接燃烧所需要的空气量供给至所述一次燃烧室内，同时使所述燃料供给装置作动，而供给所述粉体燃料至所述一次燃烧室内并使其燃烧，使作为燃烧器的所述燃料供给装置作动，导入从所述一次燃烧室排出的燃烧气体至所述二次燃烧室内，而从所述二次空气供给口供给二次燃烧用空气而使所述燃烧气体完全燃烧；在所述余烬灰化步骤中，停止由所述燃料供给装置供给燃料，而使在所述一次燃烧室内剩余的所述粉体燃料余烬燃烧并灰化。
29.本发明的粉体燃料燃烧方法由燃料投入步骤、点火步骤、气化燃烧步骤、直接燃烧步骤、以及余烬灰化步骤来构成。在所述气化燃烧步骤中，从一次空气供给口、底部空气供给口、以及底部空气喷射喷嘴供给空气而在一次燃烧室内产生可燃性气体，不仅一次空气供给口、底部空气供给口，亦从底部空气喷射喷嘴喷射空气。因此，对在以往下方变窄的方式倾斜的底部的内部沉积的粉体燃料喷射空气，而相对于先前的焚化方法，可确实地使粉体燃料燃烧。
30.在本发明的粉体燃料燃烧方法中，在所述余烬灰化步骤中，可停止由所述底部空气喷射喷嘴供给空气。通过所述处理，可防止对粉体燃料进行余烬灰化步骤时产生白烟。
31.此外，在本发明的粉体燃料燃烧方法中，在所述气化燃烧步骤中及所述直接燃烧步骤中，通过所述控制装置可以定期或不定期地以可搅拌所述粉体燃料的喷射量喷射空气至所述底部空气喷射喷嘴的方式，对所述喷射空气供给装置进行控制。通过所述控制，可对在一次燃烧室底部沉积的粉体燃料搅拌，而相对于先前的焚化方法，可确实地使粉体燃料燃烧。
32.此外，在本发明的粉体燃料燃烧方法中，所述燃料供给装置具有：燃料用进料斗，用于投入所述粉体燃料；进料斗用喷射喷嘴，在所述燃料用进料斗内朝向上下方向设置且用于向至少下方喷射空气；进料斗用空气供给装置，用于供给空气至所述进料斗用喷射喷嘴；燃料传送装置，在所述进料斗用喷射喷嘴的下方设置且用于向下方传送所述粉体燃料；混合管，用于混合所述粉体燃料与空气；以及燃料用鼓风机，用于供给空气至所述混合管，在所述燃料投入步骤及所述直接燃烧步骤中，通过所述控制装置可使所述燃料用鼓风机作动，同时使所述燃料传送装置作动，而在所述混合管内部使所述粉体燃料与由所述燃料用
鼓风机所供给的空气混合，从所述混合管供给所述粉体燃料至所述一次燃烧室，使所述进料斗用空气供给装置以预定的时间点作动，从而从所述进料斗用喷射喷嘴喷射空气。
33.根据所述控制，在燃料投入步骤及直接燃烧步骤中，利用进料斗用空气供给装置可顺畅地传送燃料用进料斗内的粉体燃料至燃料传送装置，从而可稳定地从混合管供给粉体燃料至一次燃烧室内。
34.发明的效果
35.根据本发明，可提供燃烧装置及燃烧方法，其即使是如以回收的合成树脂或废塑料为原料的碳化燃料般的粉体燃料，亦可良好地使其燃烧。
附图说明
36.图1所示，为具备本实施例的粉体燃料燃烧装置的发电系统的说明图。
37.图2所示，为在本实施例的粉体燃料燃烧装置中的燃料供给装置的说明图。
38.图3所示，为显示在本实施例的粉体燃料燃烧装置的一次燃烧室底部结构的说明图。
39.符号说明
40.1：粉体燃料燃烧装置
41.2：发电系统
42.3：锅炉
43.4：集尘装置
44.5：发电装置
45.6：烟囱
46.7：控制装置
47.10：燃料供给装置
48.11：燃料用进料斗
49.11a：开口部
50.12：混合管
51.13：燃料传送装置
52.13a：壳体
53.13b：旋转阀
54.14：燃料用鼓风机
55.15：燃烧器口
56.16：进料斗用喷射喷嘴
57.16a：喷射口
58.17：燃料用电磁阀
59.18：进料斗用空气供给装置
60.20：一次燃烧室
61.21：顶部
62.22：主体部
63.23：底部
64.23a：倾斜部
65.23b：排灰口
66.24：一次排气口
67.25：第一温度传感器
68.26：一次空气供给口
69.27：一次空气用鼓风机
70.28：水蒸气导入口
71.29：通风气体导入口
72.30：辅助燃烧器
73.31：底部空气供给口
74.32：空气供给排灰装置
75.33：点火燃烧器
76.34：底部空气喷射喷嘴
77.34a：喷射口
78.35：灰传送装置
79.35a：壳体
80.35b：旋转阀
81.36：喷射空气供给装置
82.37：底部用电磁阀
83.38：底部空气供给管
84.39：洒水喷嘴
85.40：灰接收器
86.50：二次燃烧室
87.51：二次燃烧器
88.52：二次空气供给口
89.53：二次空气用鼓风机
90.54：二次排气口
91.55：第二温度传感器
92.60：旋风集尘器
93.61：旋风器用回收装置
94.62：旋转阀
95.63：螺旋输送机
96.70：空气压缩机
97.71：通风油箱
98.72：水箱
具体实施方式
99.接着，针对本发明实施例的一例的粉体燃料燃烧装置及粉体燃料燃烧方法，参照图1至图3进行说明。图1所示，为具备本实施例的粉体燃料燃烧装置的发电系统的说明图。
图2所示，为在本实施例的粉体燃料燃烧装置中的燃料供给装置的说明图。图3所示，为显示在本实施例的粉体燃料燃烧装置的一次燃烧室底部结构的说明图。在本实施例中，粉体燃料采用以专利文献2所记载的由碳化燃料制造装置来制造的废塑料为原料的粉末状的炭(char)。
100.如图1所示，本实施例的粉体燃料燃烧装置1是应用于利用粉体燃料f的发电系统2的燃烧装置。除了粉体燃料燃烧装置1之外，发电系统2还具备锅炉3、集尘装置4、发电装置5、烟囱6、以及用于控制这些的控制装置7。
101.如图1所示，粉体燃料燃烧装置1具备燃料供给装置10、一次燃烧室20、二次燃烧室50、空气供给排灰装置32、以及旋风集尘器60。旋风集尘器60的出口连接于锅炉3。
102.在本实施例中，一次燃烧室20整体呈圆筒形状，且由位于其上方的顶部21、位于顶部21下方的主体部22、以及位于主体部22下方的底部23来构成。
103.在顶部21设置有一次排气口24，用于将在一次燃烧室20内所产生的可燃性气体或燃烧气体排出。而且，在一次排气口24设置有第一温度传感器25，用于对在一次燃烧室20内所产生的燃烧气体的温度进行检测。此外，如图1所示，一次排气口24可形成于顶部21的顶板上，亦可形成于顶部21的侧面上。
104.燃料供给装置10连接于主体部22。该燃料供给装置10具备：燃料用进料斗11，用于投入粉体燃料f；混合管12，用于混合粉体燃料f与燃烧用空气；燃料传送装置13，用于将投入至燃料用进料斗11的粉体燃料f以任意的供给量供给至混合管12；燃料用鼓风机14，用于供给燃烧用空气至混合管12；以及燃烧器口15，位于混合管12的前端部。
105.在燃料用进料斗11的中心处，设置有沿上下方向延伸且呈筒状的进料斗用喷射喷嘴16。进料斗用喷射喷嘴16是呈圆筒状的部件，在上端部及下端部开口，且在侧面上设置有复数个喷射口16a，用于喷射空气。进料斗用喷射喷嘴16的下端部朝向燃料用进料斗11的开口部11a设置。此外，由空气压缩机70、燃料用电磁阀17、以及燃料用空气供给管16b来构成的进料斗用空气供给装置18连接于进料斗用喷射喷嘴16。
106.燃料供给装置10的燃料传送装置13在圆筒状的壳体13a内部通过旋转阀13b旋转而进行粉体燃料f的传送。每单位时间的燃料传送量通过反相控制未图示的马达而调整旋转阀13b的旋转数来执行。
107.燃料供给装置10的燃料用鼓风机14亦通过反相控制未图示的马达来对送风量进行调整。可通过调整燃料传送装置13的粉体燃料f的传送量与燃料用鼓风机14的送风量来变更由燃烧器口15吹出的燃料的空燃比。
108.在燃料供给装置10于一次燃烧室20内进行燃烧的状态下，从燃烧器口15供给粉体燃料f与燃烧用空气至一次燃烧室20内时，粉体燃料f则在燃烧器口15的附近点火，之后作为燃烧器进行燃烧。
109.此外，在主体部22的周壁设置有复数个一次空气供给口26，用于供给一次燃烧用空气至一次燃烧室20内。从设置于主体部22外侧的作为一次空气供给装置的一次空气用鼓风机27供给空气至该一次空气供给口26。
110.此外，在主体部22的上方位置设置有水蒸气导入口28与通风气体导入口29。视需要可从这些导入口导入水蒸气与通风气体至一次燃烧室20内。水蒸气可采用专利文献2所公开的燃料制造装置制造燃料时回收的含臭味成分的水蒸气等。通风气体可采用专利文献
2所公开的燃料制造装置制造燃料时回收的气体。
111.此外，在主体部22设置有：辅助燃烧器30，用于辅助一次燃烧室20内的燃烧；以及辅助燃烧用电磁阀30a，用于供给空气至该辅助燃烧器30。在该辅助燃烧器30中，可采用专利文献2所公开的燃料制造装置制造燃料时回收的通风油等作为燃料。
112.在一次燃烧室20的底部23形成有倾斜部23a，以从主体部22的壁面往下方变窄的方式倾斜，在倾斜部23a的下方形成有排灰口23b。在倾斜部23a设置有复数个底部空气供给口31，用于导入燃烧用空气至其内部。从一次空气用鼓风机27供给空气至该底部空气供给口31。
113.此外，在底部23设置有：空气供给排灰装置32，位于倾斜部23a内部；以及点火燃烧器33，用于对投入至底部23内的粉体燃料f点火。该点火燃烧器33所使用的燃料采用煤油或重油等。
114.空气供给排灰装置32具备底部空气喷射喷嘴34及灰传送装置35。底部空气喷射喷嘴34是沿上下方向延伸且呈筒状的部件，并且设置于倾斜部23a的大致中心处。底部空气喷射喷嘴34在上端及下端开口，且在侧面上设置有复数个喷射口34a，用于喷射空气。底部空气喷射喷嘴34的下端部朝向排灰口23b设置。
115.作为喷射空气供给装置36，空气压缩机70、底部用电磁阀37、以及底部空气供给管38连接于底部空气喷射喷嘴34。从该喷射空气供给装置36供给喷射用空气至底部空气喷射喷嘴34。
116.灰传送装置35通过在呈圆筒状的壳体35a内部旋转阀35b旋转而进行灰传送。此外，在灰传送装置35设置有洒水喷嘴39，用于喷射水至壳体35a下方部分的内部。从该洒水喷嘴39喷射水时，使壳体35a内的灰冷却，同时以水使灰集结，从而不会往周围飞散，而向下方落下。
117.在排灰口23b下方配置有灰接收器40，可储存从排灰口23b排出的灰。该灰接收器40可利用堆高机等移动手段从排灰口23b下方位置移动到灰回收处。
118.在粉体燃料燃烧装置1另外设置有通风油箱71、以及水箱72等，该通风油箱71用于供给作为燃料的通风油至辅助燃烧器30，该水箱72用于供给水至洒水喷嘴39。
119.二次燃烧室50是呈圆筒状的燃烧室，连接有一次排气口24，用于导入一次燃烧室20的燃烧气体。在该一次排气口24的连接部附近设置有二次燃烧器51，用于对燃烧气体进行点火。此外，在二次燃烧室50的周壁设置有复数个二次空气供给口52，用于供给二次燃烧用空气，以进行二次燃烧。从作为二次空气供给装置的二次空气用鼓风机53供给空气至该二次空气供给口52。
120.在二次燃烧室50的下游侧设置有二次排气口54，并连接于旋风集尘器60。在该二次排气口54设置有第二温度传感器55，用于对在二次燃烧室50的燃烧气体的温度进行检测。此外，在旋风集尘器60下方设置有旋风器用回收装置61。
121.旋风器用回收装置61由旋转阀62及螺旋输送机63构成。旋风集尘器60所回收的粉尘再次被该旋风器用回收装置61送回至一次燃烧室20内而进行燃烧。
122.本实施例的发电系统2的锅炉3是利用经旋风集尘器60集尘处理的排气的热产生过热蒸气及饱和蒸气的装置。在本实施例中，锅炉3从约600℃的排气进行热回收，使排气的出口温度降低到约200℃。
123.发电装置5是通过锅炉3所产生的蒸气使未图示的涡轮机旋转而发电的装置。该发电装置5采用现在一般使用的装置。锅炉3所产生的蒸气如此应用于发电装置5之外，亦可应用于暖气设备等的附属设备。
124.在锅炉3的下游侧设置有集尘装置4。该集尘装置4可采用一般广泛使用的袋状过滤器等。此外，降低气体温度的装置等亦视需要在袋状过滤器的前面配置。此外，集尘装置4亦可采用离心集尘器、电集尘器或重力集尘装置等其他的集尘装置。此外，依照发电系统2的规模或供燃烧的燃料种类，可省略该集尘装置4本身。
125.在烟囱6设置有未图示的吸入风扇，将粉体燃料燃烧装置1所产生的排气抽吸至烟囱6并放出至外部。该吸入风扇亦通过反相控制驱动，由控制装置7的讯号来控制旋转数。
126.控制装置7称为所谓的控制面板，且内建有各种操作开关、用于显示各装置的运转状态的显示器、以及用于控制各装置的计算机(分别省略图示)。控制装置7的计算机具备cpu、存储装置、以及通信装置等(分别省略图示)，在存储装置存储有程序，用于执行包含本实施例的粉体燃料燃烧装置1的发电系统2的运转。
127.接着，针对本实施例的粉体燃料燃烧装置1的燃烧方法进行说明。本实施例的燃烧方法由燃料投入步骤、点火步骤、气化燃烧步骤、直接燃烧步骤、以及余烬灰化步骤来构成。这些各步骤利用控制装置7所存储的程序来执行。
128.在本实施例的燃烧方法中，首先进行燃料投入步骤。在燃料投入步骤中，使用燃料供给装置10使粉体燃料f在一次燃烧室20内沉积预定量。粉体燃料f的量设为一次燃烧室20的约1/3的容积被埋入的程度。若是要考虑粉体燃料燃烧装置1的运转效率，该预定量则优选为一次燃烧室20的约1/4～1/2左右，然而可依照粉体燃料f的性质适当变更。
129.在该燃料投入步骤中，首先在投入粉体燃料f至燃料供给装置10的燃料用进料斗11的状态下，启动燃料供给装置10。如此投入粉体燃料f至燃料用进料斗11可利用输送机等且通过控制装置7来控制，亦可手动操作输送机等而进行。
130.由控制装置7启动燃料供给装置10时，旋转阀13b旋转，从而通过旋转阀13b搬送燃料用进料斗11内的粉体燃料f至壳体13a下方。此时，在燃料用进料斗11，从进料斗用空气供给装置18以预定的时间传送喷射用空气至进料斗用喷射喷嘴16。由此，燃料用进料斗11内的粉体燃料f不会发生架桥(bridge)等，且通过旋转阀13b搬送至壳体13a下方。
131.使进料斗用空气供给装置18作动的时间点，可依照粉体燃料f的状态适当变更，例如，可每1至10分钟使进料斗用空气供给装置18作动，亦可每将粉体燃料f追加至燃料用进料斗11时使进料斗用空气供给装置18作动。
132.另一方面，亦开始燃料用鼓风机14的运转，供给空气至混合管12。由此，在混合管12内部使粉体燃料f与所供给的空气混合，从燃烧器口15向前方放出。
133.此时，由于在一次燃烧室20内，并未作动点火燃烧器33及辅助燃烧器30，因此由燃料供给装置10放出的粉体燃料f沉积在一次燃烧室20的底部23。该燃料供给装置10的运转持续直到一次燃烧室20的约1/3的容积被埋入为止，供给粉体燃料f直到达到预定量为止后，使燃料供给装置10的运转停止。
134.在本实施例的燃烧方法中，其次进行点火步骤。在点火步骤中，首先开始二次燃烧室50的二次燃烧器51的燃烧而使二次燃烧室50内的温度上升。在二次燃烧室50的温度达到预定温度(800℃等)后，使点火燃烧器33作动并对在一次燃烧室20内沉积的粉体燃料f点
火。此时，通过第一温度传感器25确认对在一次燃烧室20内沉积的粉体燃料f点火时，使点火燃烧器33停止。
135.接着，针对气化燃烧步骤进行说明。在气化燃烧步骤中，在一次燃烧室20内通过燃烧由燃料投入步骤所投入的粉体燃料f的一部分而产生可燃性气体。从一次空气用鼓风机27、一次空气供给口26、以及底部空气供给口31供给一次燃烧用空气至一次燃烧室20。
136.在气化燃烧步骤中，导入一次燃烧室20内的一次燃烧用空气以空气量少于使粉体燃料f完全燃烧所需要的空气量供给。因此，在一次燃烧室20内燃烧粉体燃料f的一部分而加热着周围的粉体燃料f并逐渐扩大燃烧范围，从而从粉体燃料f产生可燃性气体。
137.此时，间歇地从空气供给排灰装置32的底部空气喷射喷嘴34供给空气至一次燃烧室20内。从底部空气喷射喷嘴34，从上端部与下端部以及喷射口34a喷射空气。此时，例如，以微小的空气量进行喷射预定时间，以定期或不定期地逐渐增加喷射量的方式来进行控制。具体而言，以在底部空气喷射喷嘴34周围的粉体燃料f不会被风压移动的量喷射空气5分钟，每5分钟以可搅拌在底部空气喷射喷嘴34周围的粉体燃料f的强度喷射空气。
138.或者，不仅进行如每5分钟的定期喷射，亦可如下方式喷射空气：平时以较弱的风压喷射空气，当一次燃烧室20内的温度达到预定温度以下时，以粉体燃料f被搅拌的强度喷射空气。通过如此间歇地从底部空气喷射喷嘴34的上下开口部分及设于侧面的喷射口34a喷射空气，使得在一次燃烧室20的底部23沉积的粉体燃料f搅拌，从而进行良好的燃烧。
139.在气化燃烧步骤中，从一次燃烧室20的可燃性气体排出至经加热的二次燃烧室50內时，通过二次燃烧器51点燃可燃性气体，在二次燃烧室50内进行完全燃烧。
140.在本实施例中，以二次燃烧室50内的燃烧温度控制为800℃以上，优选为900℃以上。此外，第二温度传感器所检测的温度达到预定温度以上时，虽停止二次燃烧器51的作动，然而之后亦通过来自一次燃烧室20的可燃性气体在二次燃烧室50内持续燃烧。
141.在该气化燃烧步骤中，通过控制装置7以二次燃烧室50内的燃烧温度设为大致一定的方式进行控制。针对二次燃烧室50内的燃烧温度的控制，在通过二次空气用鼓风机53以对可燃性气体进行完全燃烧所需要的一定量供给二次空气的状态下，通过一次空气用鼓风机27调整一次空气的量来进行。
142.此外，此时，亦可通过控制辅助燃烧器30的燃烧而控制二次燃烧室50内的燃烧温度。另一方面，即使从水蒸气导入口28供给水蒸气且从通风气体导入口29导入通风气体，亦可通过一次空气用鼓风机27调整一次空气的量而控制二次燃烧室50内的燃烧温度。
143.在二次燃烧室50内进行完全燃烧后的排气从二次排气口54排出而经由旋风集尘器60导入至锅炉3。在旋风集尘器60分离排气中粉尘，而使其落下至旋风集尘器60的底部。如此落下至底部的粉尘被旋风器用回收装置61的旋转阀62及螺旋输送机63送回至一次燃烧室20内而进行燃烧。
144.如此除去粉尘的排气虽在二次排气口54处于高温，不过，通过锅炉3进行热交换而使温度降低，经由集尘装置4及烟囱6放出至外部空气。
145.在锅炉3利用燃烧后的排气的热产生水蒸气，在发电装置5利用该水蒸气进行发电。在本实施例中，粉体燃料f采用以专利文献2所记载的由碳化燃料制造装置来制造的回收塑料为原料的炭。如此，由于在发电装置5中，作为燃料的粉体燃料f以回收塑料为原料，利用该回收塑料进行发电，因此可进行环境负荷极小的发电。
146.持续该气化燃烧步骤预定时间时，在一次燃烧室20内沉积的粉体燃料f则逐渐从气化燃烧转换为直接燃烧。此燃烧状态的转换依照一次燃烧室20内的温度与二次燃烧室50内的温度条件来判断。
147.具体而言，在一次燃烧室20内的温度呈现维持现状或上升趋势的状态下，在二次燃烧室50的温度开始降低的时间点侦测到逐渐从气化燃烧转换为直接燃烧。通过控制装置7的控制，使得一次空气用鼓风机27调整一次空气的量，以将二次燃烧室50的燃烧温度设为一定。
148.随着一次燃烧室20内粉体燃料f的持续燃烧，因粉体燃料f逐渐减少，从而控制装置7则以增加一次空气用鼓风机27的旋转数的方式进行控制，以增加可燃性气体。随着该状态的进行，使得在一次燃烧室20内减少的粉体燃料f的量与增加的一次空气的量接近适当的空燃比，从而接近完全燃烧，使得供给至二次燃烧室50的可燃性气体的量减少，从而二次燃烧室50内的温度开始降低。如此侦测到二次燃烧室50内温度降低时，控制装置7则判断燃烧状态已转换。
149.在本实施例的燃烧方法中，在气化燃烧步骤结束时，则转为直接燃烧步骤。在直接燃烧步骤中，在一次燃烧室20的底部23沉积的粉体燃料f通过直接燃烧持续燃烧。此时，从底部空气供给口31供给空气，同时亦间歇地从底部空气喷射喷嘴34喷射空气。
150.此外，在直接燃烧步骤中，从燃料供给装置10供给粉体燃料f。从燃料供给装置10供给粉体燃料f时，由于一次燃烧室20内处于超过粉体燃料f的点火温度的状态，使得从燃烧器口15喷射的粉体燃料f点火，从而不断地持续燃烧。如此，在直接燃烧步骤中，使作为粉体燃料用燃烧器的燃料供给装置10作动。
151.从燃料供给装置10喷射的粉体燃料f，一边如此燃烧，一边供给至一次燃烧室20内，燃烧完的成分作为燃烧气体而排出至二次燃烧室50，燃烧未完的部分则在一次燃烧室20内一边燃烧一边沉积。此外，供给至一次燃烧室20内的粉体燃料f，通过从一次空气供给口26及底部空气喷射喷嘴34供给的燃烧用空气持续燃烧，而逐渐灰化。
152.在本实施例的燃烧方法中，在直接燃烧步骤结束时，则转为余烬灰化步骤。若是结束直接燃烧步骤时，停止由燃料供给装置10供给粉体燃料f。由此，在一次燃烧室20内仅燃烧在一次燃烧室20的底部23沉积的粉体燃料f，从而由直接燃烧逐渐转为余烬燃烧，余烬燃烧持续时，使粉体燃料f逐渐灰化。
153.此时，停止由底部空气喷射喷嘴34喷射空气，仅由一次空气供给口26及底部空气供给口31供给空气。如此，通过停止由底部空气喷射喷嘴34喷射空气，可防止由二次燃烧室50排出的排气产生白烟。
154.在余烬灰化步骤中，通过粉体燃料f转为余烬燃烧，使剩余的粉体燃料f逐渐灰化，最后几乎成为灰。一次燃烧室20内的粉体燃料f灰化可利用第一温度传感器25检测一次燃烧室20内的温度。
155.经灰化的粉体燃料f的灰通过空气供给排灰装置32的灰传送装置35传送至一次燃烧室20的外部。在灰传送装置35中，通过旋转阀35b旋转使一次燃烧室20的底部23所存在的灰从排灰口23b排出至外部。此时，间歇地且强烈地从底部空气喷射喷嘴34喷射空气，顺畅地使在底部23沉积的灰排出至外部。
156.对从排灰口23b排出的灰，在壳体35a下方部分，由洒水喷嘴39喷射水，从而使壳体
35a内的灰的温度降低，同时以水使灰集结，从而不会往周围飞散，而向下方落下。在排灰口23b下方配置有灰接收器40，容纳从排灰口23b排出的灰，视需要利用堆高机等输送到灰回收处。
157.如此，具备本发明的粉体燃料燃烧装置1的发电系统2，通过从固定的底部空气喷射喷嘴34及底部空气供给口31供给一次空气而对粉体燃料f进行完全燃烧。因此，无须如专利文献1所记载的须对未燃部分进行分析，供给一次空气时亦不需要变更角度。
158.此外，在本发明的粉体燃料燃烧装置1中，由于通过空气供给排灰装置32的底部空气喷射喷嘴34，间歇地喷射空气至一次燃烧室20的底部23的粉体燃料f，因此粉体燃料f不会在炉底沉积，而确实地进行燃烧并灰化，排出至一次燃烧室20外部。因此，本发明的粉体燃料燃烧装置1可确实地使粉体燃料f燃烧，而通过发电装置5等有效地进行能量回收。