JP2003232503A

JP2003232503A - 微粉炭燃焼方法と燃焼装置

Info

Publication number: JP2003232503A
Application number: JP2002029950A
Authority: JP
Inventors: Miki Shimogoori; 三紀下郡; Akira Baba; 彰馬場
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2002-02-06
Filing date: 2002-02-06
Publication date: 2003-08-22

Abstract

(57)【要約】【課題】バーナ部におけるＮＯｘの低減、未燃分低減
と共に、バーナ部ですり抜けた未燃分の低減を図り、火
炉大型化等の大掛かりな改造をすることなく、低品位炭
の高効率燃焼を達成すること。【解決手段】バーナ部から含酸素有機化合物単独ある
いは燃焼用空気に混入した含酸素有機化合物を微粉炭供
給流路とは別に、すなわち含酸素有機化合物を石炭搬送
用空気ではなく、燃焼用空気に混入して投入する燃焼装
置である。２５０℃以上の燃焼用空気に混入した含酸素
有機化合物を供給するノズルを微粉炭供給流路の外周あ
るいは内部あるいは両方に１本以上設置し、さらに、バ
ーナ後流側に２５０℃以上の燃焼用空気とともに含酸素
有機化合物を投入するポート及び燃焼用空気のみを投入
するアフタエアポートを設置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は石炭燃焼技術に係わり、
特に低品位炭の高効率燃焼（ＮＯｘ・未燃分低減）、燃
焼炉側壁でのＣＯ低減による水壁腐食防止に好適な微粉
炭燃焼方法と装置及び石炭ボイラ装置とその運転方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術による石炭焚きボイラの系統を
図７と図８に示す。図７と図８の違いは脱硝方式の違い
である。前者はＮＯｘの還元に脱硝装置を用いる方式で
あり、後者は火炉内においてＮＯｘを還元（炉内脱硝）
する方式である。粗粉砕した石炭１は石炭貯蔵ホッパ２
に貯蔵し、ロータリーバルブ３により、石炭粉砕装置４
に供給する。石炭の供給量はロータリーバルブ３の回転
数により制御する。微粉砕した石炭は押し込み通風装置
５からの空気により石炭バーナ６の石炭供給部７へ搬送
される。石炭バーナ６では石炭と該石炭搬送用空気の混
合流体を空気供給部８に供給された燃焼用空気と接触さ
せ、石炭を燃焼させる。バーナ６の後流側の火炉２３の
壁面には未燃分を完全に燃焼させるためのアフタエアポ
ート９が設置されている。

【０００３】今後、石炭の需要が逼迫し、低品位炭の使
用が余儀なくされるようになれば、従来の燃焼方式で低
ＮＯｘ・低未燃分の高効率燃焼を達成するのは困難であ
る。同方式を使用するには、瀝青炭使用時に比べ、十分
な燃焼時間を確保できるよう、火炉を大きくする必要が
ある等コスト上の問題点が大きい。

【０００４】燃焼装置から発生するＮＯｘは大気中に蓄
積されることにより、酸性雨及び光化学スモッグの原因
となるため、その低減をはかることが強く要請されてい
る。特に、発電用ボイラは発生ガス量が多く、排出され
るＮＯｘの総量が多くなるため、排出レベルの低減は重
要な課題である。

【０００５】ＮＯｘ低減のための方策は、燃焼排ガスか
ら取り除く方法と火炉内で発生するＮＯｘを抑制する方
法とに大別される。前者の方式の一例が図７に示す系統
であり、接触還元法を用いるものである。

【０００６】図７に示すように接触還元法はアンモニア
１０を還元剤として燃焼排ガスに添加し、集塵装置１２
の前に設置した脱硝装置１１を通してＮＯｘを還元する
方法を示している。この方法はアンモニアの貯蔵及び保
管設備、さらには触媒反応器が必要なためコストアップ
の要因となる。

【０００７】図８に示す火炉内ＮＯｘ発生抑制方法は別
置きの脱硝触媒を必要としない炉内脱硝によるＮＯｘ還
元方法を示したものである。この方法では、高温の燃焼
排ガス中の反応領域１３にペルオキシ開始剤物質などの
還元剤１４を注入し、高温下においてＮＯｘを還元す
る。例えば、特開平１０−５７７５５号公報及び特開平
１０−２１１４１７号公報記載の発明では燃焼により生
成したＮＯｘを還元するために、煙道内の特定の温度範
囲の部位に還元剤である含窒素化合物と、ＮＯの還元剤
である含酸素有機化合物（ペルオキシル開始剤物質）を
添加することが開示されている。この方法では、石炭が
燃焼し、ガス量が増加した後に還元物質を供給するの
で、排ガス中のＮＯｘ濃度の低下に大きな効果を得るた
めには、還元剤と燃焼排ガスの混合を良くする必要があ
り、必然的に還元物質の供給量が多量になり、運用コス
トが増大する問題点があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の課題
は、バーナ部におけるＮＯｘの低減、未燃分低減と共
に、バーナ部ですり抜けた未燃分の低減を図り、火炉大
型化等の大掛かりな改造をすることなく、低品位炭の高
効率燃焼を達成することである。

【０００９】本発明の第２の課題は、燃焼炉の水壁近傍
のＣＯ濃度低減により水壁の腐食を防止することであ
る。

【００１０】本発明の第３の課題は、気化温度の高い含
酸素有機化合物も使用することにより、幅広い含酸素有
機化合物を酸化剤として使用できるシステムを提案する
ことである。

【００１１】本発明の第４の課題は、燃焼過程で排出さ
れる排ガス中に含まれるＮＯｘ、未燃分を低コストで低
減するための方法及び装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、バ
ーナ部から含酸素有機化合物単独あるいは燃焼用空気に
混入した含酸素有機化合物を微粉炭供給流路とは別に、
すなわち含酸素有機化合物を石炭搬送用空気ではなく、
燃焼用空気に混入して投入することにより、解決され
る。

【００１３】その際、２５０℃以上の燃焼用空気に混入
した含酸素有機化合物を供給するノズルを微粉炭供給流
路の外周あるいは内部あるいは両方に１本以上設置し、
または、バーナ後流側に２５０℃以上の燃焼用空気とと
もに含酸素有機化合物を投入するポート及び燃焼用空気
のみを投入するアフタエアポートを設置する。

【００１４】本発明の構成は、次の通りである。（１）微粉炭と搬送用気体の微粉炭混合流体及び燃焼用
空気をバーナへ供給し、バーナ出口で微粉炭を燃焼さ
せ、燃焼ガスを伝熱管に接触させ、伝熱管内部を通過す
る水または蒸気を加熱することで石炭燃焼時の発熱を回
収する微粉炭燃焼方法において、含酸素有機化合物を２
５０℃以上の燃焼用空気に混入して微粉炭混合流体とは
別にバーナに供給する微粉炭燃焼方法。

【００１５】上記含酸素有機化合物としては、メタノー
ル、エタノール、プロパノール等のアルコール類、ジメ
チルエーテル、ジエチルエーテル、メチル−ｔｅｒ−ブ
チルエーテル等のエーテル類、アセトン、メチルエチル
ケトン、メチル−イソブチルケトン等のケトン類、ホル
ムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒ
ド類、ギ酸、酢酸、プロピオン酸などのカルボン酸類、
ギ酸メチル、酢酸エチルなどのエステル類及びフェノー
ル等の中から選ばれた１種以上の含酸素有機化合物を使
用する。

【００１６】また、微粉炭の燃料比に応じて、バーナか
ら投入する含酸素有機化合物の量を制御すること、また
は燃焼炉出口の排ガスＮＯｘ濃度を測定し、該ＮＯｘ濃
度に応じて、バーナから燃焼炉内に投入する含酸素有機
化合物の量を制御することで排ガス中のＮＯｘ濃度を低
減できる。

【００１７】さらに、燃焼炉出口の排ガス中及び燃焼炉
壁面近傍におけるＣＯ濃度を測定し、該ＣＯ濃度に応じ
て燃焼炉内に投入する含酸素有機化合物の量を制御する
で燃焼炉出口の排ガスＣＯ濃度を低減できる。

【００１８】（２）微粉炭と搬送用気体の微粉炭混合流
体及び燃焼用空気を燃焼させるバーナを有する燃焼炉と
その燃焼炉への前記微粉炭混合流体の供給を行う燃料供
給流路と燃焼炉壁面及び燃料炉内に水または蒸気が流れ
る伝熱管を備えた微粉炭燃焼装置において、２５０℃以
上の燃焼用空気に混入した含酸素有機化合物の燃焼炉へ
の供給流路を前記微粉炭混合流体の供給を行う燃料供給
流路とは別に設けた微粉炭燃焼装置。

【００１９】２５０℃以上の燃焼用空気に混入した含酸
素有機化合物の燃焼炉への供給流路を微粉炭供給流路の
外周に１本以上設置する、または２５０℃以上の燃焼用
空気に混入した含酸素有機化合物を供給するバーナノズ
ルを微粉炭供給流路内に１本以上設置する構成を採用し
ても良い。

【００２０】また、バーナの後流側の燃焼炉壁面に２５
０℃以上の燃焼用空気に混入した含酸素有機化合物を投
入するポート及び燃焼用空気を投入するアフタエアポー
トを設置しても良い。

【００２１】さらに、微粉炭の燃料比に応じて、バーナ
またはその後流側の燃焼炉壁面から燃焼炉内に投入する
含酸素有機化合物の量を制御する制御装置、または燃焼
炉出口に排ガス中のＮＯｘ濃度計を設け、該ＮＯｘ濃度
計の測定値に応じて、バーナまたはその後流側の燃焼炉
壁面から投入する含酸素有機化合物の量を制御する制御
装置、または燃焼炉出口排ガス中または燃焼炉壁面近傍
にＣＯ濃度計を設け、該ＣＯ計の測定値に応じて、バー
ナまたはその後流側の燃焼炉壁面の含酸素有機化合物含
有燃焼用空気投入用ポートから投入する含酸素有機化合
物の量を制御する制御装置を設けても良い。

【００２２】（３）石炭を微粉砕する紛砕装置、空気を
ボイラへ供給するための通風装置、バーナと水または蒸
気を間接的に接触させるための伝熱管を有する燃焼炉、
前記通風装置出口の空気の一部を用いて微粉砕した石炭
を燃焼炉のバーナへ供給する石炭供給装置、含酸素有機
化合物を貯蔵する貯蔵設備および該貯蔵設備から２５０
℃以上の燃焼用空気に混入した含酸素有機化合物を燃焼
炉に供給する含酸素有機化合物供給装置を備えた石炭ボ
イラ装置。

【００２３】前記含酸素有機化合物供給装置に含酸素有
機化合物の投入量を増減するための制御弁を設置し、石
炭の性状及び石炭ボイラ装置の運転状態に応じて前記制
御弁を制御するための制御装置、または前記含酸素有機
化合物供給装置に含酸素有機化合物の投入量を増減する
ための制御弁を設置し、燃焼炉出口の排ガス中のＮＯ
ｘ、ＣＯ、燃焼炉側壁近傍のＣＯを測定する計測器を設
置し、これらの計測器の測定値、ＮＯｘの制限値、ＣＯ
の制限値、石炭の性状及び石炭ボイラの運転状態に応じ
て含酸素有機化合物の燃焼炉への投入量が所定の投入量
になるように前記制御弁を制御する制御装置を設けても
良い。

【００２４】（４）石炭を微粉砕する紛砕装置、空気を
ボイラへ供給するための通風装置、バーナと水または蒸
気を間接的に接触させるための伝熱管を有する燃焼炉、
前記通風装置出口の空気の一部を用いて微粉砕した石炭
を燃焼炉のバーナへ供給する石炭供給装置、含酸素有機
化合物を貯蔵する貯蔵設備および該貯蔵設備から２５０
℃以上の燃焼用空気に混入した含酸素有機化合物を燃焼
炉に供給する含酸素有機化合物供給装置を備えた石炭ボ
イラ装置の運転方法であって、石炭の性状及び石炭ボイ
ラ装置の運転状態に応じて含酸素有機化合物供給装置か
ら燃焼炉中への含酸素有機化合物の投入量を増減する石
炭ボイラ装置の運転方法。

【００２５】前記石炭ボイラ装置の運転方法では、たと
えば燃焼炉出口の排ガス中のＮＯｘ、ＣＯ、燃焼炉側壁
近傍のＣＯの測定値、ＮＯｘの予め決められた制限値、
ＣＯの予め決められた制限値、石炭の性状及び石炭ボイ
ラの運転状態に応じて燃焼炉への含酸素有機化合物の投
入量を制御する。

【００２６】

【作用】石炭中に多く含まれる縮合芳香族化合物は、ブ
タン、ペンタン等の脂肪族化合物、あるいはベンゼン、
トルエン等の単環の芳香族化合物に比較して安定であ
り、酸化されにくい。特に無煙炭等の低品位炭は着火し
づらい。通常のバーナで無煙炭などの燃えにくい石炭を
燃焼させる場合、着火に要する時間が長く、燃焼が不十
分になり、燃焼効率が低下し、灰中未燃分が増加するお
それがある。

【００２７】本発明では、バーナ部から含酸素有機化合
物単独あるいは燃焼用空気に混入した含酸素有機化合物
の供給流路を微粉炭供給流路とは別に設け、バーナ出口
でそれらを混合する。バーナ出口では、石炭の着火、燃
焼による温度上昇に伴い、ヒドロペルオキシラジカル
（ＨＯＯ・）、アルキルラジカル（ＣＨ₃ＯＣＨ₂・）、
メトキシラジカル（ＣＨ₃Ｏ・）及びその他のラジカル
が生成する。これらラジカルは活性が高く、石炭中に含
まれる縮合芳香族化合物と反応し、このことにより、石
炭の着火を促進することができる。

【００２８】また、ヒドロペルオキシラジカル（ＨＯＯ
・）、アルキルラジカル（ＣＨ₃ＯＣＨ₂・）、メトキシ
ラジカル（ＣＨ₃Ｏ・）は、燃焼により生成した一酸化
窒素（ＮＯ）を二酸化窒素（ＮＯ₂）に酸化する。ＮＯ₂
はＮＯに比べ活性であり、ガス中に存在する炭化水素
類、一酸化炭素、水素、シアン（ＨＣＮ）、アンモニア
（ＮＨ₃）及びこれらに関連する化合物あるいはラジカ
ル類により窒素に還元される。これにより、排ガス中の
ＮＯｘ濃度を低減できる。

【００２９】含酸素有機化合物を石炭搬送用空気ではな
く、燃焼用空気で搬送する利点を次に述べる。

【００３０】石炭搬送用空気温度は通常約８０℃、仮に
窒素で供給するとしても安全のため、２００℃以下で供
給するのが望ましい。含酸素有機化合物がジメチルエー
テルのように常温で気体であれば問題ないが、液体であ
れば気化する必要がある。通常、燃焼用空気温度は３０
０℃付近と石炭搬送用空気温度に比べ高い。従って、燃
焼用空気で含酸素有機化合物を搬送すれば、仮に気化温
度の高いものでも使用することができ、幅広い化合物が
利用できる。

【００３１】また、本発明ではバーナ部から燃焼用空気
に混入して含酸素有機化合物を投入する他に、バーナ部
上に設置したポートからも含酸素有機化合物を投入す
る。前者は石炭の着火促進、及びＮＯからの還元性の強
いＮＯ₂へ酸化することによるトータルとしてのＮＯｘ
低減に有効なのに対し、後者はバーナ部で生成したＣＯ
等の未燃成分の酸化に有効である。

【００３２】含酸素有機化合物を投入するポートの上に
設置したアフタエアポートにより、含酸素有機化合物の
酸化の過程で生じるアルデヒド等も完全燃焼させること
ができ、燃焼システム全体として、低ＮＯｘ・低未燃分
の高効率燃焼を達成できる。

【００３３】

【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。

【００３４】図１に本発明の第１の実施例における石炭
供給経路及び含酸素有機化合物供給経路を示す。粗粉砕
した石炭１は石炭貯蔵ホッパ２に貯蔵し、ロータリーバ
ルブ３により、石炭粉砕装置４に供給する。石炭供給量
はロータリーバルブ３の回転数により制御する。微粉砕
した石炭は押し込み通風装置５からの空気により石炭バ
ーナ６の石炭供給部７へ搬送する。

【００３５】本発明では含酸素有機化合物１５を貯蔵タ
ンク１６に貯蔵し、ポンプ１７により加圧し、バーナ６
の含酸素有機化合物供給部２５とバーナ後流側のポート
２６から火炉２３内に供給する。ポート２６後流側には
さらに未燃分を完全燃焼させるためのアフタエアポート
９が設置してある。含酸素有機化合物１５の投入量をポ
ンプ１７の下流側に設置された流量調整弁１８、２８で
調整して、それぞれ含酸素有機化合物供給部２５とバー
ナ後流側のポート２６に供給される。流量調整弁１８、
２８の開度は含酸素有機化合物投入量制御装置１９で制
御する。制御装置１９では石炭性状２０、ボイラ運転状
態２１、ＮＯｘ目標値２２だけでなく、火炉２３出口、
火炉２３側壁近傍のＣＯ目標値２７に応じて投入する最
適な含酸素有機化合物の量を計算するようになってお
り、調整弁１８、２８は、この流量が得られるよう動作
する。ちなみに、調整弁１８はＮＯｘのコントロール、
調整弁２８はＣＯのコントロールを行うものである。

【００３６】本発明ではＮＯｘ濃度だけでなく、ＣＯ濃
度にも考慮して運転できる点が大きな特徴である。

【００３７】本発明ではバーナ部６の上部のポート２６
からも含酸素有機化合物を投入する。火炉２３内に投入
された含酸素有機化合物は酸素と反応し、直ちに強力な
酸化剤であるヒドロペルオキシラジカルを生じる。これ
らの酸化剤は還元ゾーンであるバーナ部６を通過した後
に残る未燃分、ＣＯなどを完全燃焼させるのに有効であ
る。従来はアフタエアのみで完全燃焼を行っていたのに
対し、強力な酸化剤を添加することによって、未燃分低
減に非常に効果的である。また含酸素有機化合物１５と
その後流側に設置されたアフタエアの投入の組合せの工
夫により、火炉２３の壁近傍でのＣＯガスすり抜けにも
効果があり、水または蒸気が流れる水壁腐食を防止でき
る。

【００３８】火炉２３出口排ガス中のＮＯｘ、ＣＯ、壁
近傍のＣＯ濃度は運転時に変動する。本システムでは、
火炉２３出口での排ガス中のＮＯｘ、ＣＯ濃度を火炉２
３出口排ガス分析計２４を用いて連続的に計測し、制御
装置１９へ入力するシステムとなっている。ＮＯｘ濃度
計測値が目標値２２よりも多い場合は調整弁１８を開
き、目標値２２よりも少ない場合は調整弁１８を閉じる
よう動作させる。ＣＯ濃度についても同じく計測値が目
標値２７より多い場合は調整弁２８を開き、目標値２７
よりも少ない場合は調整弁２８を閉じるよう動作させ
る。

【００３９】火炉水壁近傍のＣＯ濃度については一般的
に１００ｐｐｍ以上になると水壁腐食が起きやすいとい
われるアフタエアポート９の直前に設置し、その値が１
００ｐｐｍ未満になるよう含酸素有機化合物の量及びア
フタエアポート９からの空気供給量を調整する。

【００４０】図２、図３に本発明の他の実施例における
バーナ６、含酸素有機化合物供給ポート２６、アフタエ
アポート９の配列例を示す。図２はバーナ６が３段階、
含酸素有機化合物供給ポート２６とアフタエアポート９
がそれぞれ一段設置された例である。

【００４１】含酸素有機化合物は酸化の過程でアルデヒ
ドを生じる。従って、供給量の制御に気を付けなけれ
ば、多量に供給することによって未燃成分であるアルデ
ヒドを生じるが、それらについては後流側に設置したア
フタエアポート９からの供給空気で完全燃焼させる。図
３のようにアフタエアポート９が多段の場合も本発明に
属する。

【００４２】図４〜図６にバーナ６から供給する含酸素
有機化合物の投入例を示す。

【００４３】バーナの中心には微粉炭と該微粉炭供給気
体の混合物を噴出する石炭搬送ノズル４０と該ノズル４
０の外周に二次空気ノズル４１と三次空気ノズル４２を
設ける。本実施例では含酸素有機化合物を石炭搬送用空
気ではなく、燃焼用空気に混合して投入する。燃焼用空
気は通常温度３００℃付近であるため、大抵の含酸素有
機化合物が利用できる。

【００４４】通常、低ＮＯｘバーナでは、バーナ中心部
に広い還元領域を確保するため、バーナ出口近傍では外
周空気（特に三次空気３１）と石炭搬送空気３２の混合
を抑制するよう外周空気供給ノズル（三次空気供給ノズ
ル）４２には旋回器３３を設けてある。

【００４５】従って、含酸素有機化合物をそのまま二次
空気３０、三次空気３１に混入して投入したのでは、石
炭搬送空気３２との混合が悪く、含酸素有機化合物が熱
分解して生じた強力な酸化剤ヒドロペルオキシラジカル
等が着火促進及びＮＯｘの酸化に効率的に働かない。そ
こで、図４〜図６では含酸素有機化合物と石炭搬送空気
３２との混合が促進されるよう工夫した例である。

【００４６】図４は含酸素有機化合物供給ノズル３４を
石炭搬送ノズル４０の外周の二次空気ノズル４１内に設
置した例である。含酸素有機化合物はバーナ中心部に向
かって噴出する。図５は石炭搬送ノズル４０内に含酸素
有機化合物供給ノズル３４を設置した例である。バーナ
出口の着火開始する付近のところから石炭搬送空気３２
と含酸素有機化合物が速やかに混合される。図６は石炭
搬送ノズル４０内に内筒３５を設け、そこから含酸素有
機化合物を供給する例である。図４〜図６いずれの例に
おいても石炭の性状（特に燃料比）や図１のボイラ運転
条件２１、ＮＯｘ目標値２２、ＣＯ目標値２７で示した
様々な条件によって含酸素有機化合物の投入量を制御
し、最適な運用ができるようになっている。

【００４７】すなわち、本発明はバーナ部におけるＮＯ
ｘ低減、未燃分低減とともに、バーナ部ですり抜けた未
燃分の低減を図り、火炉大型化等の大掛かりな改造をす
ることなく、低品位炭の高効率燃焼を達成できるもので
ある。

【００４８】上記実施の形態によれば、次のような作用
効果がある。バーナ部から石炭燃焼用空気に混入した含酸素有機化
合物を供給し、活性ラジカル（ヒドロペルオキシラジカ
ル（ＨＯＯ・））、アルキルラジカル（ＣＨ₃ＯＣＨ
₂・）、メトキシラジカル（ＣＨ₃Ｏ・）他）を生成する
ことによって、低品位炭においても着火を促進すること
ができる。

【００４９】活性ラジカルにより、燃焼により生成し
た一酸化窒素（ＮＯ）を還元性の高い二酸化窒素（ＮＯ
₂）に酸化することによって、トータルとして排ガス中
のＮＯｘ濃度を低減できる。

【００５０】バーナ部におけるＮＯｘ低減、未燃分低
減とともに、バーナ部ですり抜けた未燃分の低減を図
り、既設の火炉大型化等の大掛かりな改造をすることな
く、低品位炭の高効率燃焼を達成できる。

【００５１】含酸素有機化合物を投入するバーナ、ポ
ートの上にアフタエアポートが設置されているため、含
酸素有機化合物の酸化の過程で酸化剤の他に生じるアル
デヒド等も完全燃焼させることができ、燃焼システム全
体として、低ＮＯｘ・低未燃分の高効率燃焼を達成でき
る。

【００５２】燃焼炉水壁近傍のＣＯ濃度低減により水
壁の腐食を防止できる。

【００５３】気化温度の高い含酸素有機化合物も使用
することにより、幅広い含酸素有機化合物を酸化剤とし
て使用できる。

【００５４】

【発明の効果】本発明によれば、バーナ部におけるＮＯ
ｘの低減、未燃分低減と共に、バーナ部ですり抜けた未
燃分の低減が可能となり、既設の火炉大型化等の大掛か
りな改造をすることなく、低品位炭の高効率燃焼を達成
することができる。また、本発明によれば、燃焼炉の側
壁面の水壁近傍のＣＯ濃度低減により水壁の腐食を防止
することができ、気化温度の高い含酸素有機化合物も使
用することにより、幅広い含酸素有機化合物を酸化剤と
して使用できる。

【００５５】また、本発明によると、燃焼過程で排出さ
れる排ガス中に含まれるＮＯｘ、未燃分を低コストで低
減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における石炭供給経路及
び含酸素有機化合物供給経路図である。

【図２】本発明の実施の形態におけるアフタエアポー
ト、含酸素有機化合物供給ポート、バーナの配列例を示
す図である。

【図３】本発明の実施の形態におけるアフタエアポー
ト、含酸素有機化合物供給ポート、バーナの配列例であ
る。

【図４】本発明の実施の形態におけるバーナ部からの
含酸素有機化合物供給方法の例を示すバーナ構造図であ
る。

【図５】本発明の実施の形態におけるバーナ部からの
含酸素有機化合物供給方法の例を示すバーナ構造図であ
る。

【図６】本発明の実施の形態におけるバーナ部からの
含酸素有機化合物供給方法の例を示すバーナ構造図であ
る。

【図７】従来例におけるバーナ部からの含酸素有機化
合物供給方法の例を示すバーナ構造図である。

【図８】従来例におけるバーナ部からの含酸素有機化
合物供給方法の例を示すバーナ構造図である。

【符号の説明】

１石炭２石炭貯蔵ホッ
パ３ロータリーバルブ４石炭粉砕装置５押し込み通風装置６石炭バーナ７石炭供給部９アフタエアポ
ート１０アンモニア１１脱硝装置１２集塵装置１３反応領域１４還元剤１５含酸素有機
化合物１６貯蔵タンク１７ポンプ１８、２８流量調整弁１９制御装置２０石炭性状２１ボイラ運転状態２２ＮＯｘ目標
値２３火炉２４火炉出口排
ガス分析計２５含酸素有機化合物供給部２６ポート２７ＣＯ目標値３０二次空気３１三次空気３２石炭搬送空気３３旋回器３４供給ノズル３５内筒４０石炭搬送ノズル４１二次空気ノ
ズル４２三次空気ノズル（外周空気供給ノズル）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3K065 QA04 QB11 QB12 QC02 TA01 TA04 TA06 TB01 TB04 TB06 TB13 TC01 TD07 TD10 TE04 TE07 TE10 TF08 TH02 TM02 TN04 TN11 TN13 3K091 AA01 AA03 BB02 BB25 CC13 DD01 DD07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】微粉炭と搬送用気体の微粉炭混合流体及
び燃焼用空気をバーナへ供給し、バーナ出口で微粉炭を
燃焼させ、燃焼ガスを伝熱管に接触させ、伝熱管内部を
通過する水または蒸気を加熱することで石炭燃焼時の発
熱を回収する微粉炭燃焼方法において、含酸素有機化合物を２５０℃以上の燃焼用空気に混入し
て微粉炭混合流体とは別にバーナに供給することを特徴
とする微粉炭燃焼方法。
【請求項２】含酸素有機化合物としては、アルコール
類、エーテル類、ケトン類、アルデヒド類、カルボン酸
類、エステル類及びフェノールの中から選ばれた１種以
上の含酸素有機化合物を使用することを特徴とする請求
項１記載の微粉炭燃焼方法。
【請求項３】微粉炭の燃料比に応じて、バーナから投
入する含酸素有機化合物の量を制御することを特徴とす
る請求項１記載の微粉炭燃焼方法。
【請求項４】燃焼炉出口の排ガス中のＮＯｘ濃度を測
定し、該ＮＯｘ濃度に応じて、バーナから燃焼炉内に投
入する含酸素有機化合物の量を制御することを特徴とす
る請求項１記載の微粉炭燃焼方法。
【請求項５】燃焼炉出口の排ガス中及び燃焼炉壁面近
傍におけるＣＯ濃度を測定し、該ＣＯ濃度に応じて燃焼
炉内に投入する含酸素有機化合物の量を制御することを
特徴とする請求項１記載の微粉炭燃焼方法。
【請求項６】微粉炭と搬送用気体の微粉炭混合流体及
び燃焼用空気を燃焼させるバーナを有する燃焼炉とその
燃焼炉への前記微粉炭混合流体の供給を行う燃料供給流
路と燃焼炉壁面及び燃料炉内に水または蒸気が流れる伝
熱管を備えた微粉炭燃焼装置において、２５０℃以上の燃焼用空気に混入した含酸素有機化合物
の燃焼炉への供給流路を前記微粉炭混合流体の供給を行
う燃料供給流路とは別に設けたことを特徴とする微粉炭
燃焼装置。
【請求項７】２５０℃以上の燃焼用空気に混入した含
酸素有機化合物の燃焼炉への供給流路を微粉炭供給流路
の外周に１本以上設置したことを特徴とする請求項６記
載の微粉炭燃焼装置。
【請求項８】２５０℃以上の燃焼用空気に混入した含
酸素有機化合物を供給するバーナノズルを微粉炭供給流
路内に１本以上設置したことを特徴とする請求項６記載
の微粉炭燃焼装置。
【請求項９】バーナの後流側の燃焼炉壁面に２５０℃
以上の燃焼用空気に混入した含酸素有機化合物を投入す
るポート及び燃焼用空気を投入するアフタエアポートを
設置したことを特徴とする請求項６記載の微粉炭燃焼装
置。
【請求項１０】微粉炭の燃料比に応じて、バーナまた
はその後流側の燃焼炉壁面から燃焼炉内に投入する含酸
素有機化合物の量を制御する制御装置を備えたことを特
徴とする請求項６記載の微粉炭燃焼装置。
【請求項１１】燃焼炉出口に排ガス中のＮＯｘ濃度計
を設け、該ＮＯｘ濃度計の測定値に応じて、バーナまた
はその後流側の燃焼炉壁面から投入する含酸素有機化合
物の量を制御する制御装置を設けたことを特徴とする請
求項６記載の微粉炭燃焼装置。
【請求項１２】燃焼炉出口または燃焼炉壁面近傍に排
ガス中のＣＯ濃度計を設け、該ＣＯ計の測定値に応じ
て、バーナまたはその後流側の燃焼炉壁面の含酸素有機
化合物含有燃焼用空気投入用ポートから投入する含酸素
有機化合物の量を制御する制御装置を設けたことを特徴
とする請求項６記載の微粉炭燃焼装置。
【請求項１３】石炭を微粉砕する紛砕装置、空気をボ
イラへ供給するための通風装置、バーナと水または蒸気
を間接的に接触させるための伝熱管を有する燃焼炉、前
記通風装置出口の空気の一部を用いて微粉砕した石炭を
燃焼炉のバーナへ供給する石炭供給装置、含酸素有機化
合物を貯蔵する貯蔵設備および該貯蔵設備から２５０℃
以上の燃焼用空気に混入した含酸素有機化合物を燃焼炉
に供給する含酸素有機化合物供給装置を備えたことを特
徴とする石炭ボイラ装置。
【請求項１４】前記含酸素有機化合物供給装置に含酸
素有機化合物の投入量を増減するための制御弁を設置
し、石炭の性状及び石炭ボイラ装置の運転状態に応じて
前記制御弁を制御するための制御装置を設置したことを
特徴とする請求項１３記載の石炭ボイラ装置。
【請求項１５】前記含酸素有機化合物供給装置に含酸
素有機化合物の投入量を増減するための制御弁を設置
し、燃焼炉出口の排ガス中のＮＯｘ、ＣＯ、燃焼炉側壁
近傍のＣＯを測定する計測器を設置し、これらの計測器
の測定値、ＮＯｘの予め決められた制限値、ＣＯの予め
決められた制限値、石炭の性状及び石炭ボイラの運転状
態に応じて含酸素有機化合物の燃焼炉への投入量が所定
の投入量になるように前記制御弁を制御する制御装置を
設置したことを特徴とする請求項１３記載の石炭ボイラ
装置。
【請求項１６】石炭を微粉砕する紛砕装置、空気をボ
イラへ供給するための通風装置、バーナと水または蒸気
を間接的に接触させるための伝熱管を有する燃焼炉、前
記通風装置出口の空気の一部を用いて微粉砕した石炭を
燃焼炉のバーナへ供給する石炭供給装置、含酸素有機化
合物を貯蔵する貯蔵設備および該貯蔵設備から２５０℃
以上の燃焼用空気に混入した含酸素有機化合物を燃焼炉
に供給する含酸素有機化合物供給装置を備えた石炭ボイ
ラ装置の運転方法であって、石炭の性状及び石炭ボイラ装置の運転状態に応じて含酸
素有機化合物供給装置から燃焼炉中への含酸素有機化合
物の投入量を増減することを特徴とする石炭ボイラ装置
の運転方法。
【請求項１７】燃焼炉出口の排ガス中のＮＯｘ、Ｃ
Ｏ、燃焼炉側壁近傍のＣＯの測定値、ＮＯｘの制限値、
ＣＯの制限値、石炭の性状及び石炭ボイラの運転状態に
応じて燃焼炉への含酸素有機化合物の投入量を制御する
ことを特徴とする請求項１６記載の石炭ボイラ装置の運
転方法。