JP2002243108A - 石炭とバイオフューエルの混焼装置とその運用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バイオフューエルを４０％以上の混焼率で石
炭と燃焼させた場合にもＣＯやＮＯｘの生成を抑えた安
定した燃焼を維持させるでき、また火炉壁への灰付着も
低減させるバーナを備えた燃焼装置を提供すること。 【解決手段】 石炭とバイオフューエルの混焼を行う火
炉４であり、燃料と燃焼用空気を投入する複数の流路か
らなるバーナ１が火炉前後対向壁６、７に配された火炉
４において、バイオフューエルと石炭をそれぞれバーナ
１、２から同時に火炉４内に投入する際、バイオフュー
エルはバーナ１の根元では燃焼させず、石炭火炎により
形成された高温のバーナゾーンに投入することにより、
火炉４の中心部で燃焼させ、火炉側壁５に最も近いバー
ナ２及び最上段バーナ２以外のバーナ１からバイオフュ
ーエルを投入することにより、バイオフューエルの燃焼
により生じたＣＯを多く含む燃焼ガスや低融点灰が火炉
側壁５に接するのを防ぐため、火炉壁の腐食や灰付着を
低減させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は燃焼装置に係わり、
特にバイオフューエルを石炭と混焼する際、ＮＯｘ・未
燃分・灰付着を低減するのに好適な石炭とバイオフュー
エルの混焼装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】バイオフューエルと石灰の混焼について
は、対向する火炉壁面に設けられた一対以上のバーナを
用いる対向方式の単一バーナから両燃料を供給する形式
のもの（Ｅｎｅｒｇｙ ＆ Ｆｕｅｌｓ １９９７ １
１， ４３９−４４６）とタンジェンシャル方式で一つ
のバーナコンパートメントから複数のノズルで供給する
形式のもの（Ｐｏｗｅｒ， Ｆｅｂｒｕａｒｙ １９９
５）がある。

【０００３】図１３、図１４に単一のバーナを用いて前
記バイオフューエルと石灰の両燃料を燃焼させる形式の
従来技術のバーナ構造の断面図を示す。図１３は発電量
が２．５ＭＷのパイロットスケールの火力発電所用のボ
イラ火炉で使用したバーナであり、バイオフューエル１
８と石炭２３は別々の流路からバーナに供給され、これ
らの流路の外側には外周空気２０の流路が設けられてい
る。この際、バイオフューエル１８はバーナ中心に近い
流路から、石炭２３はその外側の流路から供給される
が、このような供給方式を採用する理由を次に述べる。

【０００４】表１、表２にバイオフューエルの燃料性状
と灰性状の一例を示すが、バイオフューエル１８は石炭
２３に比べ、揮発分が７０％以上と多いが、発熱量が４
０００ｋｃａｌ程度と低く、全水分量も多いのが特徴で
ある。

【０００５】

【表１】

【０００６】

【表２】 図１７は単一バーナにおけるバイオフューエル１８と石
炭２３の混焼時のコンセプトを示す図である。バーナ出
口では、まず炉内輻射熱２９を受けて石炭２３が着火
し、保炎する（石炭着火領域３０）。バーナ中心から供
給されたバイオフューエル１８は着火した石炭２３から
の火炎伝播３１により、熱分解が促進され、還元物質が
多く存在するバイオフューエル熱分解領域３２が形成さ
れる。

【０００７】このようにバイオフューエル１８は揮発分
が多いため、できるだけバーナ中心部から炉内に供給し
て、その還元物質が多く存在する熱分解領域３２を大き
くするのが効果的である。石炭専焼炉に比べ、バイオフ
ューエル１８は揮発分が多いため、着火と滞留時間を確
保できれば、揮発分が多い分、酸素不足の領域において
還元物質を多く生成し、効率よくＮＯｘを低減できる。
ただし、ストロー（麦わら）やウッドチップ（木片）を
使用する際に、チョッパーと呼ばれる大型カッターミル
で粉砕されることが多く、石炭２３に比べ粒度が粗い
（径は数ｍｍ）。このため、着火遅れや滞留時間不足が
生じると、ＣＯや未燃分が増加することがある。

【０００８】対向燃焼方式の火炉において、単一バーナ
から両燃料を供給する際には次のような二つの問題点が
ある。一つは、投入燃料ベースでバイオフューエル１８
の混合割合が４０％までは安定燃焼できるものの、それ
以上になると粒度が粗いため、バイオフューエル１８の
着火が遅れ、ＣＯや未燃分が増加する点である。図１９
に単一バーナにおいて、バイオフューエル１８を増加さ
せた際の燃焼状態を示す。石炭２３の混合割合が減る分
だけ、石炭２３の着火により保炎される部分が少なくな
り、着火した石炭２３からバイオフューエル１８への火
炎伝播３１の量が減り、着火が遅れる。このため、火炎
が石炭２３の着火により形成される１次火炎３３とバイ
オフューエル１８の着火により形成される２次火炎３４
に分かれ、バイオフューエル１８の燃焼速度は低下し、
ＣＯや未燃焼分が増加する。

【０００９】対向燃焼方式の火炉において、単一バーナ
から両燃料を供給する際のもう一つの問題点は、バーナ
近傍の壁面へ灰が付着し易いことである。表２の灰性状
比較から分かるように、バイオフューエル１８は石炭２
３に比べカルシウム分が多く、これらは灰の融点を下げ
る。単一バーナの場合には保炎器を備えたバーナを用い
ることが多く、この場合には自己保炎型の火炎を形成す
るため、低融点灰が生成するとバーナ近傍の高温ゾーン
において灰付着の問題が生じる。

【００１０】図１４は発電量が２５０ＭＷクラスの火力
発電所用ボイラ火炉に用いられる対向燃焼方式の単一バ
ーナの断面図を示す。バーナ中心部からは中心空気２４
を投入し、その外側からペレット状に加工されたバイオ
フューエルを石炭と一緒に粉砕したものを燃料２５とし
て供給する。この図１４に示すバーナにおいても図１３
のバーナと同様に、バイオフューエル混焼率４０％以上
での安定燃焼が難しいことおよびバーナ付近での灰付着
の低減が課題として挙げられている。

【００１１】図１５はタンジェンシャル方式でのバイオ
フューエル及び石炭を燃焼させるためのバーナコンパー
トメント２７の正面図を示す。ここでは一つのバーナコ
ンパートメント２７に燃焼用空気２６の流路を含めて複
数の流路が設置されている。前記複数の流路の中にバイ
オフューエル１８の流路と石炭２３の流路等が設置され
るが、バイオフューエル１８の流路を着火補助燃料であ
るガス１９の流路で挟む配置となっている。ただし、こ
の従来例においてもバイオフューエル１８の混焼率は４
０％が限界であり、それ以上になると火炎が不安定にな
り、ＣＯやＮＯｘが増大する等の問題が挙げられてい
る。

【００１２】図１６に示す通り、火炉水平断面から見た
タンジェンシャル方式の火炉では、バーナコンパートメ
ント２７の近くでは燃料は燃焼しないで火炉の中心部で
燃焼するため、火炉の中心部での燃焼促進のために、単
体バーナを用いる対向燃焼方式の火炉の問題点として挙
げられるバーナ近傍の灰付着の問題は少ない。ただし、
図１６にあるように火炉側壁中心部では灰付着２８があ
る。石炭の場合、バーナコンパートメント２７の配置に
より、前記火炉側壁中央部での灰付着２８はある程度低
減できるが、バイオフューエル１８を使用する際には、
前記灰付着２８が生じやすい。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来技術で述べた
対向燃焼方式の火炉及びタンジェンシャル燃焼方式の火
炉においても、コストダウンのため石炭専焼火炉の構造
をそのまま利用して検討を試みているが、４０％以上の
バイオフューエル混焼率からなる石炭を燃料とした用い
て安定した燃焼を維持させるという技術は、まだ完成し
ていないのが現状である。また石炭とバイオフューエル
を燃料とするバーナを用いる燃焼装置では火炉壁に灰が
付着する等の問題点も解決できていない。

【００１４】本発明の課題は、バイオフューエルを４０
％以上の混焼率で石炭と燃焼させた場合にもＣＯやＮＯ
ｘの生成を抑えた安定した燃焼を維持させることがで
き、また火炉壁への灰付着も低減させるバーナを備えた
燃焼装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、次
の構成によって解決される。 （１）四方を囲まれた壁面で構成する火炉と、該火炉の
対向する壁面の火炉高さ方向に一段以上及び炉幅方向に
一列以上設置される理論空気比以下の燃焼用空気で燃料
を燃焼させるバーナと、その下流側の同じ壁面に一段以
上設置される前記バーナでの燃料の燃焼に不足する燃焼
用空気分を吹き込むエアポートを備えた石炭とバイオフ
ューエルの混焼装置において、前記バーナとして、石炭
バーナとバイオフューエルバーナを別々に上下方向に複
数段、水平方向に複数列配置し、バーナとエアポートを
設置していない壁面である側壁に最も近いバーナ列以外
及び最上段バーナ以外の一以上のバーナをバイオフュー
エルバーナとすることを特徴とする石炭とバイオフュー
エルの混焼装置。

【００１６】上記本発明の混焼装置では、偶数個のバー
ナをバイオフューエルバーナとする場合には、火炉の対
向する二つの壁面の同一高さ位置にそれぞれ同数のバイ
オフューエルバーナを設け、一方の壁面の前記バイオフ
ューエルバーナの配置箇所と、該バイオフューエルバー
ナと同一高さ位置の火炉中心点を結んだ線の延長線上の
対向する他方の壁面にもう一方のバイオフューエルバー
ナを配置することで、火炉水平断面においても、石炭専
焼用のバーナにより形成された火炎の間にバイオフュー
エルを噴出できるので、石炭火炎からの輻射によりバイ
オフューエルの着火が促進される。

【００１７】また、同一火炉壁の二つ以上のバーナ段か
らバイオフューエルを投入する場合に、バイオフューエ
ルバーナを同一バーナ列において互いに隣接位置以外の
バーナ位置に配置することでも、石炭専焼用のバーナに
より形成された火炎の間にバイオフューエルを噴出でき
るので、石炭火炎からの輻射によりバイオフューエルの
着火が促進される。

【００１８】さらに、各バイオフューエルバーナは、バ
イオフューエル投入用中心ノズルと、その外側に補助材
料としてのガス投入用ノズルを配置することで、バイオ
フューエルの燃焼性が劣悪な場合（粒度が粗い場合）は
補助燃料として、ガスを投入することもできる。

【００１９】本発明では、バイオフューエルの投入負荷
を上げるため、バイオフューエルバーナの本数を増やす
際には、このことによってバイオフューエルバーナ同士
が隣接せざるをえない場合が生じるが、このときには、
バーナとエアポートを設置していない火炉側壁間を二分
割した火炉内の中心線に近い箇所のバーナから該中心線
を離れる方向に向かって順次対向する壁面のバーナをバ
イオフューエルバーナとして運用することで、バイオフ
ューエルバーナをなるべく火炉中心部に配することがで
き、石炭バーナの運用本数が減り、炉内雰囲気が下がる
ことによるバイオフューエルの着火性低下を抑制するこ
とができる。

【００２０】また、各石炭バーナは、燃焼用空気を投入
する中心空気ノズルと、該中心空気ノズルの外側に石炭
を投入する石炭投入バーナを配置した構成とする。

【００２１】

【作用】本発明では、バーナが火炉対向壁にそれぞれ配
置された石炭とバイオフューエルの混焼装置において、
石炭とバイオフューエルを別々のバーナから同時に投入
する。この際、石炭はバーナ根元から着火させ、石炭火
炎により火炉内のガス温度を上げる。

【００２２】バイオフューエルはバーナの根元では燃焼
させず、石炭火炎により形成された高温のバーナゾーン
に投入することにより、火炉の中心部で燃焼させる。バ
ーナが配置されていない火炉側壁に最も近いバーナ及び
最上段バーナ以外のバーナからバイオフューエルを投入
することにより、バイオフューエルの燃焼により生じた
ＣＯを多く含む燃焼ガス及び低融点灰が火炉側壁に接す
るのを防ぐため、火炉壁の腐食や灰付着は低減できる。
また、バイオフューエルバーナは根元では燃焼させず、
火炉中央部で燃焼させるため、バーナ周りの灰付着もな
い。バイオフューエルバーナを設置する際、複数段のバ
ーナ段の中の中段から下段にかけて設置するため、炉内
の滞留時間を確保できる。また、二段燃焼を行う際、バ
ーナ部は還元域となるため、揮発分の多いバイオフュー
エルを投入することにより、効果的なＮＯｘ低減が実現
できる。さらに、石炭とバイオフューエルを個別のバー
ナから投入するため、バイオフューエルの混焼率を増加
させても、個々の石炭バーナには火種が確保されてい
る。このため、バイオフューエルの混焼率を４０％以上
に上げることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
と共に説明する。図１に本発明の実施の形態のバーナと
オーバーエアポートが配置された燃焼装置（以下火炉と
称する）の壁面の正面図を示す。火炉４の対向する壁面
にはバイオフューエルを供給するバイオフューエルバー
ナ１と石炭を供給する石炭バーナ２とオーバーエアポー
ト３が配置されている。図２は図１のＡーＡ’線断面図
である。図３は図１のＢーＢ’線断面図であり、図４は
図３におけるバイオフューエルバーナ１の配置の仕方を
示したものである。図１〜４に示す四方を囲むように設
けられる火炉壁はバーナ１、２とオーバーエアポート３
が設置されない壁面（以下側壁と称する）５とバーナ
１、２とオーバーエアポート３が設置される対向する前
壁６と後壁７から構成され、バーナ１、２とオーバーエ
アポート３は前壁６と後壁７の上下方向に複数段、炉幅
方向に複数列設置される。オーバーエアポート３はバー
ナ設置壁面の上方に少なくとも一段設置される。

【００２４】本実施の形態ではバイオフューエルバーナ
１はバーナ段の最上段と側壁５の近傍を避けた前壁６と
後壁７の壁面領域に配置される。図５に具体的なバイオ
フューエルバーナ１の設置領域１０を示す。

【００２５】バイオフューエル１８は前述のように石炭
２３に比べ、揮発分が７０％以上と多いが、発熱量が４
０００ｋｃａｌ程度と低く、全水分量も多いのが特徴で
ある。また、石炭２３に比べ粒度が粗く、数ｍｍの径を
有する粒子であるため、着火遅れや滞留時間不足が生じ
ると、ＣＯや未燃焼分が増加する。

【００２６】本実施の形態において、バイオフューエル
バーナ１をバーナ最上段を避けて、中段及び下段位置に
設置する理由を述べる。第一の理由は、バイオフューエ
ルバーナ１の周囲を石炭バーナ２で囲み、石炭が燃焼す
る際の火炎の輻射を受け易くして、着火を促進させるた
めである。第二の理由は、火炉中心部の高温ゾーンにバ
イオフューエル１８を供給することにより、バイオフュ
ーエル１８中に多く含まれる揮発分を放出させ、ＮＯｘ
の還元を促進するためである。図９に示すように二段燃
焼法（バーナゾーンで燃料の不完全燃焼領域を形成し、
オーバーエアポートゾーンで不完全燃焼領域の燃料を完
全燃焼させる燃焼法）で燃焼を燃焼させる際、バーナゾ
ーンは還元域（燃料の不完全燃焼領域）１６となり、石
炭バーナ火炎からの輻射を受けて放出された多量のバイ
オフューエル１８の揮発分は、酸素が不足する高温の還
元域１６において十分にＮＯｘを還元することができ
る。第三の理由は、バイオフューエル１８が燃焼する際
の滞留時間を確保し、オーバーエアポート３から燃焼用
空気を供給した後、酸化域１７において完全燃焼し、Ｃ
Ｏや未燃分を低減するためである。

【００２７】火炉上下方向におけるバイオフューエルバ
ーナ１の配列について述べたが、火炉炉幅方向における
バイオフューエルバーナ１の配列については図３の火炉
水平断面図で説明する。

【００２８】２本以上の偶数個のバイオフューエルバー
ナ１からバイオフューエル１８を火炉４内に投入する
際、火炉４の前壁６と後壁７においてバイオフューエル
１８を投入するバーナ１の本数が同じになるようにし、
かつ図４に示すように一方の対向壁面（例えば前壁６）
のバイオフューエルバーナ１と、同一高さの火炉中心点
Ｃを結んだ直線Ｄの延長線にある他方の壁面（例えば後
壁７）にもう一方のバイオフューエルバーナ１が位置す
るようにバイオフューエルバーナ１、１をそれぞれ配置
する。対向する壁面でバイオフューエルバーナ１、１を
交互に配置する理由は、火炉水平断面においても、石炭
専焼バーナ２により形成された火炎の間にバイオフュー
エル１８を噴出できるので、石炭火炎からの輻射により
バイオフューエル１８の着火が促進されるためである。

【００２９】本実施の形態においてはバイオフューエル
１８の混焼率が高い石炭を燃料として用いても、単一の
石炭バーナ２において、石炭火炎が火種として存在する
ため、バイオフューエル１８を含めた燃料の安定燃焼が
可能である。

【００３０】次にバイオフューエル１８と石炭２３の混
焼用の火炉において、もう一つの課題であった灰付着に
ついて述べる。灰付着には二つの形式があり、対向燃焼
方式の火炉で用いられる自己保炎型のバーナにおいては
バーナ周りの灰付着が問題であった。図２０はバイオフ
ューエルバーナ１を自己保炎型として用いた従来型のバ
イオフューエル１８と石炭２３を用いるバーナの燃焼模
式図である。ここではバーナ出口に保炎器２１が設置さ
れているが、バーナ近傍に高温ゾーンが形成されるた
め、低融点灰を生成するバイオフューエル１８を供給す
る場合、保炎器２１やバーナスロート８への灰付着２８
は避けられない。

【００３１】これに対し、本発明の実施の形態では図１
８に示すようにバーナ出口に保炎器２１を設置するが、
バーナ出口近傍ではバイオフューエル１８と石炭２３の
燃焼をさせず、吹き飛び火炎３６を形成させるようにす
る。このため、バイオフューエル１８は石炭火炎の輻射
を受け、バーナ出口後流で火炎３７を形成し、バーナ周
りに灰が付着することはない。

【００３２】図１０は本発明の実施の形態で使用するバ
イオフューエルバーナ１の一例の断面図である。バーナ
形状は石炭バーナ２と同じであり、保炎強化のための保
炎器２１がバーナ出口に設置されている。バイオフュー
エル１８はバーナ中心から供給し、その外周からはバイ
オフューエル１８またはその燃焼性が劣悪な場合（粒度
が粗い場合）は補助燃料としてガス１９を投入すること
もできる。また、ガス流路の外側には外周空気２０の導
入流路が設けられている。バイオフューエルバーナ１は
先に述べたように吹き飛び火炎を形成するようにし、バ
ーナ１近傍での灰付着を防ぐ。吹き飛び火災を形成する
具体的な手法としては、バイオフューエル１８の搬送気
体の流速を２０ｍ／ｓ以上にするのが望ましい。

【００３３】なお、図１１と図１２には本発明の実施の
形態で使用する石炭バーナ２の一例の断面図を示す。石
炭２３は図１１に示すようにバーナ中心部の中心空気２
２の流路外周から供給しても良いし、図１２に示すよう
にバーナ中心部から供給しても構わない。図１２のバー
ナでは、石炭２３の流路の外側に外周空気２０の流路を
二段設ける。

【００３４】これまでに述べたように、本発明は、対向
燃焼方式の火炉４内に形成された石炭バーナ２の高温火
炎中に、石炭バーナ２とは別のバーナ１を用いてバイオ
フューエル１８を吹き込む構成から成るバーナを用いる
ものである。

【００３５】図６には本発明のその他の実施の形態のバ
ーナ１、２とオーバーエアポート３が配置される火炉壁
面の正面図を示す。図６に示す実施の形態では図５に示
す実施の形態と同じ理由でバイオフューエルバーナ１は
バーナ段の最上段と側壁５の近傍を避けた壁面領域に配
置される。

【００３６】また、本実施の形態の特徴は、同一火炉壁
の２つ以上のバーナ段からバイオフューエル１８を投入
する際、各段のバーナ１、２の中の炉幅方向の同一列に
あるバーナ列１１において、バイオフューエル投入用の
バーナ１同士が隣接しない箇所から選択的に投入するも
のである。この方法ではバイオフューエルバーナ１が常
に石炭バーナ２で形成される火炎に囲まれることにな
り、着火が促進され、安定火炎が確保できる。

【００３７】図７にも本発明のその他の実施の形態のバ
ーナ１、２とオーバーエアポート３が配置される火炉壁
面の正面図を示し、図８に図７のＣ−Ｃ’線断面図を示
す。この例は、バイオフューエルバーナ１の運用本数を
増やす必要がある場合の運用方法に関するものである。

【００３８】バイオフューエル１８の投入負荷を上げる
ため、バイオフューエルバーナ１の本数を増やす必要が
あるが、限られたバーナ段数と列数から成る火炉ではバ
イオフューエルバーナ１同士が隣接せざるをえない場合
が生じる。この場合には、同じバーナ列の上下段が共に
バイオフューエルバーナ１になる場合があるが、火炉４
内を側壁５に平行な方向に二分割した火炉中心線Ｆに近
い箇所の石炭バーナ２をバイオフューエル１８投入用の
バーナ１として使用し、その他のバーナ１、２を順次バ
イオフューエル１８投入用のバーナ１として切替使用す
る。

【００３９】例として既に図７に示すようにバイオフュ
ーエルバーナ１が運用されている場合、図８に示す石炭
バーナ２ａ→石炭バーナ２ａ’→石炭バーナ２ｂ→石炭
バーナ２ｂ’→石炭バーナ２ｃ→石炭バーナ２ｃ’の順
番でバイオフューエルバーナ１として石炭バーナ２を切
り替えて使用する。この方法はバイオフューエルバーナ
１をなるべく火炉中心部に配することにより、石炭バー
ナ２の運用本数が減り炉内雰囲気が下がることによるバ
イオフューエル１８の着火性低下を抑制する効果があ
る。

【００４０】本発明の上記実施の形態の特徴を以下に箇
条書きにする。 バイオフューエルバーナ１の周辺を石炭バーナ２で囲
むことにより、バイオフューエル１８が石炭２３の火炎
の輻射を受け着火しやすくする。 石炭２３とバイオフューエル１８を個別のバーナ１、
バーナ２からそれぞれ投入することにより、バイオフュ
ーエル１８の混焼率を上げても、石炭バーナ２単体には
十分な火種としての石炭火炎が確保されるため、安定し
た火炎を確保でき、バイオマス混焼率４０％以上が確保
できる。 高温還元域３２にバイオフューエル１８の多量の揮発
分を放出させることにより、ＮＯｘを大幅に低減させる
ことができる。 最上段バーナ以外のバーナ段にバイオフューエルバー
ナ１を配置することにより、バイオフューエル１８を燃
焼させる際の滞留時間を確保し、ＣＯや未燃分を低減さ
せることができる。 側壁５に近いバーナ列には石炭バーナ２を火炉中心部
には揮発分を多く放出するバイオフューエルバーナ１を
配置することにより、火炉壁面５〜７を構成する水壁で
の硫化腐食を避けることができる。 バイオフューエルバーナ１は自己保炎型ではなく、吹
き飛び火炎３６とすることにより、バーナ近傍の灰付着
を防ぐことができる。 タンジェンシャル燃焼方式の火炉を用いないため、火
炉側壁５の近くをバイオフューエル１の燃焼ガス及び生
成した灰が通ることがなく、火炉壁の中央部における灰
付着２８（図１６）を防ぐことができる。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば次のような効果がある。 バイオフューエルバーナの周辺を石炭バーナで囲むこ
とにより、バイオフューエルが石炭火炎の輻射を受け着
火しやすくする。 石炭とバイオフューエルを個別のバーナから投入する
ことにより、バイオフューエルの混焼率を上げても、石
炭バーナ単体には十分な火種としての石灰火炎を確保で
きるため、安定した火炎、かつバイオマス混焼率４０％
以上の燃料燃焼が可能となり、また、燃焼排ガス中のＮ
Ｏｘ濃度を大幅に低減し、ＣＯや未燃分を低減させるこ
とができる。 また、バイオフューエルバーナを自己保炎型ではなく、
吹き飛び火炎型として使用することにより、バーナ近傍
の壁面への灰付着を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態になる燃焼装置のバーナ
とオーバーエアポートが配置された壁面の正面図であ
る。

【図２】 図１の燃焼装置のＡ−Ａ’線断面矢視図であ
る。

【図３】 図１の燃焼装置のＢ−Ｂ’線断面矢視図であ
る。

【図４】 バイオフューエルバーナの水平断面における
配置位置関係を示す図１の燃焼装置のＢ−Ｂ’線断面矢
視図である。

【図５】 バイオフューエルバーナを設置する領域を示
した燃焼装置の正面図である。

【図６】 本発明のその他の実施の形態になる燃焼装置
のバーナとオーバーエアポートが配置された壁面の正面
図である。である。

【図７】 本発明のその他の実施の形態になる燃焼装置
のバーナとオーバーエアポートが配置された壁面の正面
図である。

【図８】 図７のＣ−Ｃ´線断面矢視図である。

【図９】 本発明の実施の形態になる燃焼装置における
還元域と酸化域を説明する側断面図である。

【図１０】 本発明の実施の形態になる燃焼装置で使用
するバイオフューエルバーナの断面図である。

【図１１】 本発明の実施の形態になる燃焼装置で使用
する石炭バーナの断面図である。

【図１２】 本発明の実施の形態になる燃焼装置で使用
する石炭バーナの断面図である。

【図１３】 従来の石炭とバイオフューエルの混焼バー
ナの側断面図である。

【図１４】 従来の石炭とバイオフューエルの混焼バー
ナの側断面図である。

【図１５】 従来の石炭とバイオフューエルの混焼バー
ナコンパートメントの正面図である。

【図１６】 図１５のバーナを使用した燃焼装置の水平
断面図である。

【図１７】 従来の石炭とバイオフューエルの混焼バー
ナを用いた場合の燃焼メカニズム一例を示す図である。

【図１８】 本発明の実施の形態になる燃焼装置で使用
するバイオフューエルバーナ近傍の燃焼メカニズムを示
す図である。

【図１９】 従来の石炭とバイオフューエルの混焼バー
ナを用いた場合の燃焼メカニズム一例を示す図である。

【図２０】 従来の自己保炎型の石炭とバイオフューエ
ルの混焼バーナを用いた場合の燃焼メカニズム一例を示
す図である。

【符号の説明】

１ バイオフューエルバーナ ２ 石炭バーナ ３ オーバーエアポート ４ 火炉 ５ 側壁 ６ 前壁 ７ 後壁 ８ バーナスロ
ート １０ バイオフューエルバーナ設置領域 １１ 同一バーナ列 １６ 還元域
（バーナゾーン） １７ 酸化域 １８ バイオフ
ューエル １９ ガス ２０ 外周空気 ２１ 保炎器 ２２ 中心空気 ２３ 石炭 ２４ 中心空気 ２５ 石炭＋バイオフューエル ２６ 燃焼用空
気 ２７ バーナコンパートメント ２８ 付着灰 ２９ 炉内輻射熱 ３０ 石炭着火
領域 ３１ 火炎伝播 ３２ バイオフ
ューエル熱分解領域 ３３ １次火炎 ３４ ２次火炎 ３６ 吹き飛び火炎 ３７ 後流火炎 Ｃ 火炉中心点 Ｄ 直線 Ｆ 火炉中心線

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 四方を囲まれた壁面で構成する火炉と、
   該火炉の対向する壁面の火炉高さ方向に一段以上及び炉
   幅方向に一列以上設置される理論空気比以下の燃焼用空
   気で燃料を燃焼させるバーナと、その下流側の同じ壁面
   に一段以上設置される前記バーナでの燃料の燃焼に不足
   する燃焼用空気分を吹き込むエアポートを備えた石炭と
   バイオフューエルの混焼装置において、 前記バーナとして、石炭バーナとバイオフューエルバー
   ナを別々に上下方向に複数段、水平方向に複数列配置
   し、 バーナとエアポートを設置していない壁面である側壁に
   最も近いバーナ列以外及び最上段バーナ以外の一以上の
   バーナをバイオフューエルバーナとすることを特徴とす
   る石炭とバイオフューエルの混焼装置。
2. 【請求項２】 偶数個のバーナをバイオフューエルバー
   ナとする場合には、火炉の対向する二つの壁面の同一高
   さ位置にそれぞれ同数のバイオフューエルバーナを設
   け、一方の壁面の前記バイオフューエルバーナの配置箇
   所と、該バイオフューエルバーナと同一高さ位置の火炉
   中心点を結んだ線の延長線上の対向する他方の壁面にも
   う一方のバイオフューエルバーナを配置することを特徴
   とする請求項１記載の石炭とバイオフューエルの混焼装
   置。
3. 【請求項３】 同一火炉壁の二つ以上のバーナ段からバ
   イオフューエルを投入する場合に、バイオフューエルバ
   ーナを同一バーナ列において互いに隣接位置以外のバー
   ナ位置に配置することを特徴とする請求項１記載の石炭
   とバイオフューエルの混焼装置。
4. 【請求項４】 各バイオフューエルバーナは、バイオフ
   ューエル投入用中心ノズルと、その外側に配置した補助
   材料としてのガス投入用ノズルから成ることを特徴とす
   る請求項１記載の石炭とバイオフューエルの混焼装置。
5. 【請求項５】 各石炭バーナは、燃焼用空気を投入する
   中心空気ノズルと、該中心空気ノズルの外側に配置した
   石炭を投入する石炭投入バーナから成ることを特徴とす
   る請求項１記載の石炭とバイオフューエルの混焼装置。
6. 【請求項６】 石炭バーナは、石炭を供給する中心石炭
   供給ノズルと、該ノズルの外側に配置した燃焼用空気を
   投入する石炭投入ノズルから成ることを特徴とする請求
   項１記載の石炭とバイオフューエルの混焼装置。
7. 【請求項７】 請求項１記載の石炭とバイオフューエル
   の混焼装置の運用方法であって、 同じバーナ列の上下段がバイオフューエルバーナになっ
   ている場合には、バーナとエアポートを設置していない
   火炉側壁間を二分割した火炉内の中心線に近い箇所のバ
   ーナから該中心線を離れる方向に向かって順次対向する
   壁面のバーナをバイオフューエルバーナとして運用する
   ことをことを特徴とする石炭とバイオフューエルの混焼
   装置の運用方法。