循环流化床锅炉、具备循环流化床锅炉的处理系统以及循环流化床锅炉的运转方法

摘要

本发明的目的在于提供一种循环流化床锅炉以及具备该循环流化床锅炉的处理系统，所述循环流化床锅炉能够在通过炉内脱硫实现脱硫的同时获得充分的脱氯效率，并且能够简便且低成本地进行脱硫和脱氯。为此，本发明提供下述循环流化床锅炉(1)：该循环流化床锅炉使含有氯成分的废弃物与流动介质混合并燃烧，再利用旋风分离器(3)从燃烧废气中分离捕获流动介质并将其进行循环利用，同时投入包含Ca化合物粉末的脱硫材料以进行炉内脱硫，其中，脱硫材料的最大粒径为100μm以下，并且，旋风分离器(3)用来捕获所述流动介质，并具有使脱硫材料伴随燃烧废气排出的粒子分离功能，在伴随废气排出的脱硫材料的作用下，在由旋风分离器(3)延伸设置出的烟道(21)上进行脱硫及脱氯。

说明书

技术领域

本发明涉及用于对下水污泥、城市垃圾、工业废弃物等废弃物进行焚烧处理的循环流化床锅炉及具备该循环流化床锅炉的系统，特别地，本发明涉及通过向炉内投入脱硫材料来进行脱硫反应及脱氯反应的循环流化床锅炉及具备该循环流化床锅炉的系统。

背景技术

以往，在下水污泥、城市垃圾、工业废弃物等废弃物的燃烧处理中，广泛使用的是循环流化床锅炉。循环流化床锅炉是如下所述的装置：利用由竖井(riser)底部导入的一次空气将废弃物与流动介质混合，同时使它们燃烧飞散，并通过导入二次空气使该飞散的流动介质随之进入稀相段(freeboard)，以使废气中的未燃烧成分完全燃烧，进而利用旋风分离器从燃烧废气中分离出流动介质，再将其送回到竖井中，以实现流动介质的循环利用。这样的循环流化床锅炉可以将废弃物瞬时干燥、焚烧，由此，可以保持在高温对流动介质进行连续燃烧。另外，由于流动介质所具有的热容非常大，因此在停止时其放热少，适于进行间歇运转；进一步，由于流动介质的导热率大，还适用于下水污泥这样的含水率高的被处理物。

在如上所述的废弃物中含有硫成分，因此在利用循环流化床锅炉进行燃烧处理时，可能会产生SO₂等硫氧化物(SOx)。而含有硫氧化物的废气将成为导致大气污染、酸雨的原因，并且对人体也有害，因此，为了将其除去，必须要进行脱硫。

脱硫法包括湿式法、半干式法、干式法，作为以往常用的方法，包括湿式法之一的涤气塔(气体洗涤塔(scrubber))。气体洗涤塔用来将添加有碱剂的洗涤水散布于燃烧废气中，对以SOx为主的酸性气体进行中和处理。可是，气体洗涤塔中作为碱剂使用的多为苛性钠(NaOH)，这不仅会导致药剂成本高昂，还会产生大量的维护费用。此外，气体洗涤塔还受到场所的限制，所述场所是能够充分确保水的供应，并且不需要废水处理费用的场所。此外，还存在下述问题：由于送至气体洗涤塔的废气中的SOx浓度较高，因此当烟道中处于露点以下的温度时，易发生腐蚀。

另一方面，作为干式法之一，包括直接向炉内鼓入脱硫材料的炉内脱硫法。炉内脱硫法作为一种设备改造简单、无须使用水等的简便方法而被广泛应用。作为脱硫材料，使用得最多的是作为Ca类固体脱硫材料的石灰石(CaCO₃)、消石灰(Ca(OH)₂)、白云石(CaCO₃·MgCO₃)等。在常规的炉内脱硫中，通过使用粒径与流动介质基本相同的脱硫材料，使投入到炉内的脱硫材料与流动介质一同进行循环，由此确保滞留时间，谋求脱硫效率的提高。

上述用来进行炉内脱硫的循环流化床锅炉已被公开于专利文献1(日本特开2002-130637号公报)等中。

另外，专利文献2(日本专利第3790431号公报)中公开了一种向炉内投入脱硫材料、使其满足2Ca/S当量比以上来进行炉内脱硫的装置。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2002-130637号公报

专利文献2：日本专利第3790431号公报

发明内容

可是，在将传统的炉内脱硫用于含氯的废弃物时，虽然部分废弃物可在脱硫材料作用下发生脱氯反应，但无法将废气或飞灰中的HCl完全除去。因此，为了实现脱氯，必须要向烟道中鼓入消石灰，而作为药剂，必须要使用石灰石和消石灰这2种，因此不仅会导致成本增加、还会存在操作繁琐的问题。

此外，如果将脱硫材料与流动介质一起进行循环利用，则会导致脱硫材料蓄积，炉内的循环粒子增加而引起炉内压力上升。由此，必须频繁地进行流动介质的排出，并且，为了将增加的循环粒子吹起，还必须要增大用以供应空气的鼓风机容量。

因此，本发明鉴于上述现有技术中存在的问题而完成，目的在于提供一种循环流化床锅炉及具备该循环流化床锅炉的处理系统，利用所述循环流化床锅炉，可以在通过炉内脱硫实现脱硫的同时获得充分的脱氯效率，并且能够简便且低成本地进行脱硫和脱氯。

综上，本发明为解决上述问题，提供一种循环流化床锅炉，该循环流化床锅炉使含有氯成分的废弃物与流动介质混合并燃烧，并利用旋风分离器从燃烧废气中分离捕获流动介质并将其进行循环利用，同时投入包含Ca化合物粉末的脱硫材料来进行炉内脱硫，其中，所述脱硫材料的最大粒径为100μm以下，所述旋风分离器具有捕获所述流动介质、并使所述脱硫材料伴随燃烧废气排出的粒子分离功能，在所述伴随废气排出的脱硫材料的作用下，在由上述旋风分离器延伸设置出的烟道中进行脱硫及脱氯。

根据本发明，通过使脱硫材料伴随燃烧废气排出至烟道，能够促进在烟道中进行的脱氯反应，从而可提高脱氯效率。

另外，由于脱硫材料的粒径是100μm以下的小粒径，因此可增大反应面积，从而提高脱硫及脱氯的炉内反应效率。此外，通过促进脱氯，可抑制二噁英类及氯化铵的产生。

此外，由于可减少积留在炉内的脱硫材料量，可将炉内压力保持在低压。其结果，可降低自炉底排出流动介质的排出次数，还能够减小鼓风机容量。另外，由于循环的粒径较小，因而可降低炉内的耐火材料磨损。并且，粒径小的脱硫材料还比粒径大的脱硫材料廉价，因而可谋求成本的降低。

另外，本发明的特征在于，上述旋风分离器具有捕获粒径在150μm以上的粒子的粒子分离功能。

由于流动介质的粒径通常为200μm左右，因此可以利用旋风分离器切实地将流动介质捕获，同时仅使100μm以下的脱硫材料伴随燃烧废气排出。

此外，本发明的特征在于，控制上述脱硫材料的投入量，使炉入口处的Ca/(S+Cl)当量比在3.5以上。

这样一来，通过控制脱硫材料的投入量使炉入口处的Ca/(S+Cl)当量比达到3.5以上，可使从旋风分离器排出的未反应Ca成分与HCl充分反应，从而获得高脱氯效率。

此外，本发明的特征在于，上述脱硫材料在与上述废弃物混合后被投入到炉内。

由此，即使对于小粒径的脱硫材料而言，也能够将该脱硫材料切实地供给至炉下部，从而争取到充分的滞留时间，进而提高脱硫效率、脱氯效率。此外，在混合最为剧烈的炉下部发生反应，这也有助于提高脱硫效率。

此外，本发明提供一种处理系统，该处理系统具备废气处理设备和上述循环流化床锅炉，所述废气处理设备被设置在从该循环流化床锅炉的旋风分离器上延伸设置出的烟道上，且该废气处理设备至少具有用以捕获上述燃烧废气中的飞灰的除尘装置，其中，上述除尘装置是含有袋式过滤器或陶瓷过滤器的过滤器式除尘装置。

由此，可利用该过滤器式除尘装置来捕获小粒径的脱硫材料，从而实现更有效地进行脱氯反应。此外，还优选对过滤器式除尘装置的压差进行控制，以使堆积在过滤器上的滤饼层保持在较大厚度，由此，可进一步促进在保持于该滤饼层中的脱硫材料的作用下进行的脱氯反应。

在本发明的循环流化床锅炉的运转方法中，所述循环流化床锅炉具备竖井和旋风分离器，所述竖井用于将废弃物与流动介质混合并燃烧而生成燃烧废气；所述旋风分离器从上述燃烧废气中捕获上述流动介质并将上述燃烧废气排出至烟道，并将上述流动介质送回至上述竖井。该运转方法具有向上述竖井内供给第1脱硫材料的步骤。上述第1脱硫材料的粒径是能够在上述旋风分离器中被排出到上述烟道侧的粒径。

根据该发明，第1脱硫材料能够与燃烧废气一同在旋风分离器作用下被排出到烟道侧。由此，能够在烟道侧通过第1脱硫材料的作用对燃烧废气进行脱氯。

本发明的循环流化床锅炉具备：将废弃物与流动介质混合并燃烧而生成燃烧废气的竖井；从上述燃烧废气中捕获上述流动介质并将上述燃烧废气排出至烟道、并将上述流动介质送回至上述竖井的旋风分离器；向上述竖井内供给第1脱硫材料的第1脱硫材料供给机构。上述第1脱硫材料的粒径是能够被上述旋风分离器排出到上述烟道侧的粒径。

如上所述，根据本发明，通过使脱硫材料伴随燃烧废气排出至烟道，能够促进在烟道上进行的脱氯反应，从而可提高脱氯效率。另外，由于脱硫材料的粒径是100μm以下的小粒径，因此可增大反应面积，从而提高脱硫及脱氯的炉内反应效率。

此外，由于可减少积留在炉内的脱硫材料量，可以将炉内压力保持在低压，从而可以降低由炉底排出流动介质的排出次数，并且能够减小鼓风机容量。另外，由于粒径小的脱硫材料比粒径大的脱硫材料廉价，因此可谋求成本的降低。

另外，通过使旋风分离器具有捕获粒径150μm以上的粒子的粒子分离功能，可以切实地捕获流动介质，同时仅使100μm以下的脱硫材料伴随燃烧废气排出。

此外，通过控制脱硫材料的投入量使Ca/(S+Cl)当量比在3.5以上，可以使从旋风分离器排出的未反应Ca成分与HCl充分反应，从而获得高的脱氯效率。

此外，通过将脱硫材料预先与废弃物混合后再投入炉内，即使对于小粒径的脱硫材料而言，也可以将该脱硫材料切实地供给至炉下部，从而争取到充分的滞留时间。

此外，通过使废气处理设备的除尘装置为过滤器式的装置，可利用过滤器式除尘装置捕获小粒径脱硫材料，从而使脱氯反应更加有效地进行。

附图说明

图1是本发明的实施例的具备循环流化床锅炉的系统的整体结构图。

图2是示出本发明的实施例的应用例的具备循环流化床锅炉的系统的整体结构图。

图3是示出脱硫率和脱氯率相对于脱硫材料投入量的曲线图。

图4是示出燃烧废气性状的图。

图5是用来说明脱硫材料的作用的概略图。

图6是示出了具备第2实施例的循环流化床锅炉的系统的整体结构图。

具体实施方式

(第1实施例)

以下，结合附图、列举本发明的优选实施例进行详细说明。其中，在没有对本实施例中记载的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等做出特定说明的情况下，本发明的范围不受其限制，它们只是单纯的说明例。

本实施例的循环流化床锅炉中的处理对象是含氯的废弃物，例如，可列举下水污泥、城市垃圾、工业废弃物等，本实施例的循环流化床锅炉尤其适用于下水污泥的处理。循环流化床锅炉在对这些废弃物进行燃烧处理的同时，通过投入脱硫材料来进行炉内脱硫，从而实现脱硫及脱氯。

参照图1对本实施例的循环流化床锅炉及处理系统进行说明。在该图中，循环流化床锅炉1的主要构成如下：竖井2，其包括流动层2a和稀相段2b，所述流动层2a由填充在炉底的石英砂等流动介质发生流动而得到，所述稀相段2b位于流动层2a的上方；旋风分离器3，其与该竖井2的上部相连，对从稀相段2b吹起的流动介质进行捕获并将分离出流动介质的废气排出至烟道21；密封罐5，通过落水管(downcomer)4与旋风分离器3相连，用来防止炉内未燃气体窜至旋风分离器3；流动介质回流管6，用以将积存在密封罐5中的流动介质送回至竖井2。

在竖井2的底部设置有一次空气导入口11，通过从该一次空气导入口11导入的一次空气来使流动介质发生流动，以形成流动层2a。该流动层2a上方的竖井炉壁上设置有二次空气导入口(图示略)，通过从该处导入的二次空气来保持稀相段2b的筒速(筒速)，同时使燃烧废气中的未燃烧成分燃烧。

在上述竖井2的流动层2a上方设置有废弃物投入装置12。该废弃物投入装置12具有利用供料器、每次以适当量将从废弃物投入料斗接受的废弃物投入到炉内的机构。

此外，循环流化床锅炉1还具有用来将脱硫材料投入到炉内的脱硫材料投入口13和用来投入流动介质的流动介质投入口(图示略)。该脱硫材料投入口13及流动介质投入口可以设置在流动介质循环体系内的任意位置，优选将上述脱硫材料投入口13设置在竖井2的二次空气导入口的下方侧。

从上述脱硫材料投入口13投入到炉内的脱硫材料是包含Ca化合物粉末的脱硫材料。并且，该脱硫材料为最大粒径为100μm以下的脱硫材料。作为脱硫材料，可使用例如石灰石(CaCO₃)或消石灰(Ca(OH)₂)、白云石(CaCO₃·MgCO₃)等。

上述旋风分离器3用来从燃烧废气中分离捕获流动介质，另一方面，具有使脱硫材料伴随废气排出至烟道21的粒子分离功能。优选使旋风分离器3具有捕获粒径150μm以上的粒子的粒子分离功能。

在由该旋风分离器3延伸设置出的烟道21上，设置有废气处理设备，该废气处理设备用来对被旋风分离器3分离后的燃烧废气进行处理。

上述废气处理设备具有下述构成：串联设置有空气预热器22、废热锅炉23、气体冷却塔24及袋式过滤器25。

上述空气预热器22使由加压鼓风机15导入的空气和来自旋风分离器3的燃烧废气进行热交换，进行一次空气或二次空气的预热。上述废热锅炉23利用燃烧废气对给水进行加热，并产生蒸汽。上述气体冷却塔24通过使燃烧废气与冷却水进行热交换来对燃烧废气进行冷却。上述袋式过滤器25是用来将经过冷却的废气中的飞灰加以捕获并除去的装置。燃烧废气在设置于袋式过滤器25的后段的诱导鼓风机26的作用下通过上述废气处理设备，然后由烟囱27排出到体系外部。

需要说明的是，废气处理设备并不限于上述构成，还可以适当选择必要的装置而构成。作为废气处理设备的其它构成例，如图2所示，包括串联设置有空气预热器22、废热锅炉23及陶瓷过滤器28的构成。如上所述，适用于本实施例的废气处理设备只要是至少具备除尘装置(袋式过滤器25或陶瓷过滤器28等)的构成，则可以采取任意构成。

在具备上述构成的循环流化床锅炉中，由废弃物投入装置12投入到炉内的废弃物在流动层2a中与流动介质混合后，进行燃烧，并使未燃烧成分在稀相段2b中完全燃烧，同时在从脱硫材料投入口13投入的脱硫材料的作用下进行炉内脱硫。在炉内脱硫时，主要经过下述反应式(1)所示的脱硫反应来除去SOx。

SO₂+CaO+1/2O₂→CaSO₄…(1)

其中，CaO是石灰石、消石灰等脱硫材料在炉内受热时生成的产物。

此外，在炉内，部分HCl在脱硫材料的作用下，经由下述反应式(2)所示的脱氯反应而被除去。

2HCl+CaO→CaCl₂+H₂O…(2)

可是，由于在炉内的脱氯效率不高，因而会在燃烧废气或飞灰中残留HCl。

因此，由于本实施例具有如下的构成：使投入到炉内的脱硫材料的最大粒径为100μm以下，同时使上述旋风分离器3捕获流动介质、并具有使脱硫材料伴随燃烧废气而排出的粒子分离功能，可使未反应的脱硫材料伴随着在旋风分离器3中与流动介质分离后的燃烧废气一起被排出至烟道21。

于是，在被排出的脱硫材料的作用下，在烟道21中进行脱氯。当然，也可以同时进行脱硫。由于特别是在温度降低时，脱氯的反应效率将会提高，因此能够在通过烟道21时将绝大部分HCl除去。

根据本实施例，通过使脱硫材料伴随燃烧废气排出至烟道21，可促进在烟道上进行的脱氯反应，从而可提高脱氯效率。

此外，由于脱硫材料的粒径是100μm以下的小粒径，因此可增大反应面积，从而提高脱硫及脱氯的炉内反应效率。另外，通过促进脱氯，可抑制二噁英类及氯化铵的产生。

此外，由于可减少积留在炉内的脱硫材料量，因此可将炉内压保持在低压。其结果，可降低自炉底排出流动介质的排出次数，还能够减小鼓风机(加压鼓风机15)的容量。另外，由于循环的粒子尺寸较小，因而可降低炉内的耐火材料磨损。另外，粒径小的脱硫材料还比粒径大的脱硫材料廉价，因此可谋求成本的降低。

此外，优选上述旋风分离器3具有捕获粒径150μm以上的粒子的粒子分离功能。由于流动介质的粒径通常为200μm左右，因此可以利用旋风分离器3切实地捕获流动介质，同时仅使100μm以下的脱硫材料伴随燃烧废气排出。

此外，优选控制上述脱硫材料的投入量，使炉入口处的Ca/(S+Cl)当量比在3.5以上。

图3示出了相对于不同脱硫材料投入量的脱硫率和脱氯率。正如该曲线图所示，即使当Ca/(S+Cl)当量比较小时，脱硫率也显示出较高的值。

另一方面，脱氯率以Ca/(S+Cl)当量比3.5为界，在超过3.5之后迅速增加。

因此，通过如上所述地控制脱硫材料的投入量、使炉内Ca/(S+Cl)的当量比达到3.5以上，可使从旋风分离器排出的未反应Ca成分与HCl充分反应，从而获得高脱氯效率。

另外，在本实施例中，废气处理设备的除尘装置优选为包含袋式过滤器或陶瓷过滤器的过滤器式除尘装置，由此，可利用该过滤器式除尘装置来捕获小粒径的脱硫材料，从而实现脱氯反应的更有效进行。此外，还优选对过滤器式除尘装置的压差进行控制，以使堆积在过滤器上的滤饼层保持在较大厚度，从而进一步促进在保持于该滤饼层中的脱硫材料的作用下进行的脱氯反应。

此外，如图2所示，优选预先将脱硫材料混合到废弃物中，并通过废弃物投入装置12投入到炉内。

由此，即使对于小粒径的脱硫材料而言，也可以将该脱硫材料切实地供给至炉下部，从而争取到充分的滞留时间，进而提高脱硫效率、脱氯效率。此外，在混合最为剧烈的炉下部发生反应，这也有助于提高脱硫效率。

需要指出的是，在本实施例中，针对旋风分离器3具有捕获粒径150μm以上的粒子的粒子分离功能、且脱硫材料的最大粒径为100μm以下的情况进行了说明。但只要脱硫材料的平均粒径小于旋风分离器3的极限粒径，就能够实现同样的作用效果。例如，当旋风分离器3的极限粒径为150-时，作为脱硫材料，也可以使用平均粒径小于150μm的材料。即使在这种情况下，大部分脱硫材料也能够被排出至烟道，因此能够有效地除去HCl。

需要指出的是，本说明书中所说的最大粒径根据重量累积分布求出，所述重量累积分布根据日本工业标准(JIS标准)的“JIS M 8511；天然石墨的工业分析及试验方法”得到。

此外，本说明书中所说的平均粒径可通过下述方法求出：由根据“JIS M8511；天然石墨的工业分析及试验方法”得到的重量累积分布计算累积重量为50％时的中值粒径(中值粒径d₅₀)。

此外，本说明书中所说的旋风分离器3的极限粒径可通过下述方法求出。即，将具有足够宽的粒径分布的脱硫材料投入到旋风分离器3中，然后，捕获从旋风分离器3排出的脱硫材料，并将其作为排出脱硫材料，然后，求出排出脱硫材料的最小粒径，并以此作为旋风分离器3的极限粒径。(第2实施例)

以下，针对本发明的第2实施例进行说明。

按照第1实施例，通过使用平均粒径小于旋风分离器3的极限粒径的材料作为脱硫材料，可使脱氯效果得以提高。但投入到循环流化床锅炉中的废弃物中有时会含有氮化合物。对于废弃物中含有氮化合物的情况，炉内废气中会包含氮化合物(NH₃、HCN及N₂O等)。例如，当投入下水污泥作为废弃物时，易导致氮化合物的含量增多。此外，本发明人等还发现，当仅使用平均粒径小于旋风分离器3的极限粒径的脱硫材料(以下，记作第1脱硫材料)时，会导致废气中所含的氮化合物(NH₃、HCH、N₂O等)的浓度增加。

图4是示出燃烧废气性状的图。在图4中，示出了仅使用第1脱硫材料作为脱硫材料时的结果、以及仅使用平均粒径大于旋风分离器3的极限粒径的材料(以下，记作第2脱硫材料)作为脱硫材料时的结果。图4中，a代表CO、b代表SO₂、c代表NOx、d代表HCl、e代表HCN、f代表NH₃。如图4所示，可确认到下述结果：与仅使用第2脱硫材料的情况相比，仅使用第1脱硫材料时，虽然可降低HCl的浓度，但会导致HCN浓度及NH₃的浓度增加。

作为氮化合物增加的理由，可认为是如下所述的机理。

图5是用以对具备循环流化床锅炉的系统中脱硫材料的作用进行说明的概略图。在图5中，示出的是使用碳酸钙(CaCO₃)作为脱硫材料时的图。如图5所示，炉(竖井)内通常为高温(例如，约850℃)。投入到炉内的CaCO₃在高温下会发生氧化而生成CaO。生成的CaO会起到脱硫材料原本的作用、即发生脱硫反应，使SOx变为CaSO₄。另外，在温度较低(例如，约200℃)的烟道侧，CaO会与HCl发生脱氯反应而生成CaCl₂。

可以认为，炉内存在的CaO不仅可进行脱硫反应，还能在高温气体氛围中起到氮化合物的氧化反应的催化剂作用。即，如图5所示，可认为NH₃、HCN及N₂O等氮化合物在CaO的催化剂作用下被氧化而生成NOx。该反应尤其会在产生污泥热分解反应的竖井下部发生。其理由如下所述。投入到竖井中的污泥由于比重较大，因此会首先滞留在竖井的下部。由于供给到竖井下部的一次空气中不含有能够将污泥完全焚烧程度量的氧，因此会在竖井下部发生污泥的热分解反应。其结果，由污泥中的N成分(含氮成分)产生NH₃、HCN及N₂O等氮化合物。这样一来，由于竖井下部的氮化合物浓度高，因此在竖井下部，容易在CaO作用下发生氮化合物的氧化反应。另一方面，由于在竖井上部，在二次空气存在下会加速氮化合物的氧化，导致氮化合物的浓度低，因此不易在CaO作用下发生氮化合物的氧化反应。

这里，如第1实施例中所述，仅使用第1脱硫材料时，由于投入到竖井内的第1脱硫材料会伴随炉内气体而被吹至上方，因此，第1脱硫材料不易积留在竖井下部。此外，由于第1脱硫材料将从旋风分离器被排出，因此也不会经由落水管被供给到竖井下部。这样一来，会导致氮化合物作为氧化催化剂的作用难以充分发挥。其结果，会引起废气中的氮化合物浓度上升。

因此，在本实施例中，要设法促进炉内氮化合物的氧化反应。

图6是示出了具备本实施例的循环流化床锅炉的系统的整体结构图。对于与第1实施例中相同的构成，采用了相同符号，并省略了相应说明。

如图6所示，在本实施例的系统中，补充对下述机构的说明：第1脱硫材料供给机构36、第2脱硫材料供给机构37、压力传感器31、压力传感器32、压差测定机构33、浓度测定机构34、流动介质排出机构35、鼓风机38、以及空气预热器39。此外，作为脱硫材料投入口13，设置有第1脱硫材料投入口13-1和第2脱硫材料投入口13-2。

第1脱硫材料供给机构36从第1脱硫材料投入口13-1将第1脱硫材料投入到竖井2内。第1脱硫材料的粒径是能够在旋风分离器3中被排出到烟道21侧的粒径。

第2脱硫材料供给机构37从第2脱硫材料投入口13-2将第2脱硫材料投入到竖井2内。该第2脱硫材料的粒径与第1脱硫材料不同，是能够与流动介质同时被旋风分离器3捕获的粒径。具体而言，作为第2脱硫材料，可使用平均粒径大于旋风分离器3的极限粒径的脱硫材料。

压差测定机构33是为了对竖井2内上部与下部的压差进行测定而设定的。竖井上部安装有压力传感器31，竖井下部安装有压力传感器32。压差测定机构33基于由压力传感器31和压力传感器32得到的压力测定结果来测定竖井2内的压差。

浓度测定机构34被设置在烟道21上。通过浓度测定机构34，对燃烧废气中的NOx成分浓度进行测定。需要指出的是，浓度测定机构34未必一定要被设置在烟道21上。只要是能够测定燃烧废气中的成分浓度的位置，也可以设置于其它位置。

流动介质排出机构35被设置在竖井2的底部。流动介质排出机构35是为了将流动介质从流动层2a中排出而设置的。

鼓风机38隔着空气预热器39与竖井2内的流动层2a上方相连。鼓风机38将燃烧用空气作为二次空气供给到流动层2a的上方。

鼓风机38与用来供给一次空气的鼓风机15组合，构成燃烧控制机构。即，通过对利用鼓风机38供给的二次空气的量和利用鼓风机15供给的一次空气的量进行控制，可以对竖井2内的易燃烧程度进行控制。

接着，针对本实施例的循环流化床锅炉的运转方法进行说明。

通过废弃物投入装置12投入到竖井2内的废弃物通过流动层2a与流动介质混合，并进行燃烧而生成燃烧废气。其中，通过第1脱硫材料供给机构36及第2脱硫材料供给机构37向竖井2内供给第1脱硫材料及第2脱硫材料。在脱硫材料的存在下，燃烧废气发生脱硫。竖井2内的燃烧废气与第1脱硫材料、第2脱硫材料及流动介质同时被导入到旋风分离器3。

在旋风分离器3中，仅捕获第2脱硫材料及流动介质并将其送回至竖井2中。另一方面，第1脱硫材料及燃烧废气由旋风分离器3被排出至烟道21。在排出至烟道的第1脱硫材料的作用下，按照与上述实施例中相同的方式进行燃烧废气的脱氯，从而可将通过烟道21的燃烧废气中的HCl除去。

这里，当仅供给第1脱硫材料时，脱硫材料将无法在循环流化床锅炉内循环。这样一来，无法充分保持竖井2内的脱硫材料的浓度。

与此相反，在本实施例中，由于能够将第2脱硫材料送回至竖井2，因此可防止竖井2内的脱硫材料浓度的降低。其结果，可以在烟道21中进行脱氯，同时可以促进竖井2内的脱硫作用及未燃烧成分的氧化作用。

针对第1脱硫材料的粒径进行说明。例如，使旋风分离器3的构成满足能够排出150μm以下的粒子、并捕获大于150μm的粒子。即，使旋风分离器3的极限粒径为150μm。此时，作为第1脱硫材料，优选使用最大粒径小于150μm的材料。

针对第2脱硫材料的粒径进行说明。使旋风分离器3的构成满足能够排出150μm以下的粒子、并捕获大于150μm的粒子。即，使旋风分离器3的极限粒径为150μm。此时，作为第2脱硫材料，优选使用平均粒径大于150μm的材料。由此，可充分保持炉内、尤其是竖井下部的脱硫材料浓度，从而能够充分促进氮化合物的氧化反应。另外，第2脱硫材料的平均粒径优选为350μm以下。其平均粒径超过350μm时，有时会导致第2脱硫材料堆积在竖井2的下部，难以被吹至上部。其结果，会导致脱硫作用、氧化催化剂作用等难以充分发挥。此外，还会导致鼓风机15所需要的动力增大。

当旋风分离器3的极限粒径为150μm时，作为第2脱硫材料，其平均粒径更优选大于150μm，且优选使用大部分(以重量基准计，为50％以上)粒子的粒径落入到100μm以上且350μm以下的范围的材料。使用具有上述范围的粒度分布的脱硫材料时，不仅可使第2脱硫材料在经过长时间运转后切实地蓄积于炉内，而且不易发生第2脱硫材料难以被吹至上部的问题。

作为第1脱硫材料及第2脱硫材料的种类，可使用与上述实施例的脱硫材料种类相同的材料(石灰石、消石灰及白云石等)。

作为第1脱硫材料及第2脱硫材料的投入量，与上述实施例的情况相同，优选为能够使炉入口处的Ca/(S+Cl)当量比达到3.5以上的投入量。需要说明的是，该投入量可通过预先测定废弃物的成分比例来确定。

另外，在本实施例中，通过浓度测定机构34来测定燃烧废气中的NOx浓度。然后，基于浓度测定机构34的测定结果，来控制燃烧控制机构(鼓风机15及鼓风机38)的操作。

如上所述，在本实施例中，通过第2脱硫材料来促进竖井2内的未燃烧成分的氧化。在未燃烧成分中，如果氮化合物(HCN、NH₃等)发生了氧化，则可能会生成NOx。因此，当燃烧废气中的NOx浓度高于指定值时，可通过燃烧控制机构(鼓风机15及鼓风机38)来控制竖井2内的环境，使其成为难以发生燃烧(氧化)的环境。具体而言，可通过减少一次空气及二次空气的供给量、或减小一次空气与二次空气的供给比例，将环境控制为难以发生氧化反应的环境。由此，可抑制NOx浓度的增加，进而抑制燃烧废气中的NOx浓度。

此外，对于仅通过燃烧控制机构无法充分控制NOx浓度时，可通过第2脱硫材料供给机构37来减少第2脱硫材料的供给量。由此，可切实地抑制竖井2内的氧化反应，从而切实地抑制燃烧废气中的NOx浓度。

此外，在本实施例中，在运转时利用压差测定机构33来测定竖井2的上部与下部的压差。如上所述，第2脱硫材料在循环流化床锅炉中进行循环。因此，可通过控制第2脱硫材料的供给量来实现对炉内压差的控制。于是，第2脱硫材料供给机构37基于由该压差测定机构33测定的结果对第2脱硫材料的供给量进行控制，以使竖井2内的压差达到恒定。

竖井2内的压差依赖于存在于竖井2内的粒子量。即，通过将存在于竖井2内的压差控制为恒定，可控制竖井2内的粒子量恒定。通过将竖井2内的粒子量控制为恒定，可使竖井2内的温度达到均匀化。并且，当压差恒定时，可促进固体成分与气体成分之间的接触，进而促进脱硫反应及氧化反应等。

具体而言，当压差的测定结果小于指定值时，通过第2脱硫材料供给机构37来补充第2脱硫材料。另一方面，当压差大于指定值时，通过第2脱硫材料供给机构37来停止第2脱硫材料的供给。此外，在流动介质排出机构35的作用下，第2脱硫材料与流动介质一起从流动层2a中排出。

正如上述所说明，根据本实施例，通过使用第1脱硫材料和第2脱硫材料，不仅可促进在烟道21中的脱氯作用，还可以促进竖井2内的氧化作用。

另外，当NOx浓度升高时，可通过浓度测定机构34及燃烧控制机构(鼓风机15、鼓风机38)来抑制竖井2内的氧化作用。由此，可以抑制NOx浓度。

此外，通过压差测定机构33、第2脱硫材料供给机构37及流动介质排出机构35，可使竖井2内的粒子量保持恒定。由此，可使竖井2内的温度均匀化。并且，可通过促进固气接触来促进脱硫反应。

需要说明的是，在本实施例中，针对分别设置有第1脱硫材料投入口13-1和第2脱硫材料投入口13-2的情况进行了说明。但未必一定要分别设置，也可以从共同的投入口投入第1脱硫材料和第2脱硫材料。

此外，与上述实施例相同，第1脱硫材料供给机构36及第2脱硫材料供给机构37也可以通过废弃物投入装置12使废弃物与第1脱硫材料及第2脱硫材料混合并投入到竖井2内。由此，可将脱硫材料切实地供给至竖井2的下部，从而可延长脱硫材料在竖井2内的滞留时间。其结果，可提高脱硫效率。此外，脱硫是在混合进行得最为剧烈的竖井2的下部进行，从这一方面考虑也能够提高脱硫效率。

工业实用性

根据本发明，可以在通过炉内脱硫实现脱硫的同时获得充分的脱氯效率，并且能够简便且低成本地进行脱硫和脱氯，因此可适用于对下水污泥、城市垃圾、工业废弃物等含氯废弃物进行焚烧处理的循环流化床锅炉、以及具备该循环流化床锅炉的所有系统。