JP2005048967A - Pulverulent fuel combustion device and pulverulent fuel combustion method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、固体燃料を細かく粉砕し同時に乾燥させて微粉燃料とし、これを燃料として利用する微粉燃料燃焼装置及び微粉燃料燃焼方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年益々エネルギーの需要が増大していることに対応し、瀝青炭のような高品位の石炭に代えて、褐炭のような水分や揮発分を多く含んだ石炭を粉砕・乾燥させて生成した微粉炭や、木材を粉砕・乾燥させて粉末状にした木粉等の微粉燃料を使用した微粉燃料燃焼装置の開発が進められている。
【0003】
このような微粉燃料燃焼装置を開示するものとして、例えば特許文献1に記載されたものが知られている。この特許文献1では、例えば図4及び図5に示すように、ミル11で粉砕・乾燥された微粉燃料は、排気ガスS1と共に集塵機12に移送され捕集された後、サイロ12´に貯蔵される。サイロ12´に貯蔵された微粉燃料は、ブロア13によって発生された搬送用気流S2により、ボイラ14に供給される。ボイラ14からの排気ガスS3は、エアヒータ15を通過する。エアヒータ15は、この排気ガスS3の熱エネルギーを吸収し、この熱エネルギーを、ブロア16により発生されボイラ14に燃焼用として与えられる気流S4に与える。エアヒータ15により温度の下げられたボイラ14からの排気ガスS3は、集塵機17により集塵され、脱硫装置18により脱硫された後、煙突19から大気中に排出される。ミル11には、微粉燃料を乾燥させるための乾燥用気流を送り込む必要がある。特許文献1では、エアヒータ15で気流S4を熱して生成した気流S4´の一部を乾燥用気流としてミル11に送り込む例(図4)と、集塵機17を通過した後の排気ガスS5を乾燥用気流としてミル11に送り込む例(図5)とが開示されている。
【0004】
【特許文献1】
特公昭62−55057公報(第1頁右欄〜第2頁、図1及び図2)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この特許文献1に開示の構成は、微粉炭を燃料とする場合には問題はないが、微粉炭よりも水分や揮発成分が多く、発火温度の低い木粉を燃料とする場合には、粉砕・乾燥を十分に行なうことができないという問題が生ずる。すなわち、図4の構成では、気流S4´が酸素成分の多い気流であるため、このような高酸素濃度の気流は、発火温度の低い木粉の粉砕・乾燥には不適切である(石炭の発火温度が300〜500度程度であるのに対し、木粉の発火温度は260℃前後)。
また、図5の場合には、集塵機17から出る排気ガスS5の温度は、通常は150℃以下である。この温度は、微粉炭の乾燥には十分高い温度であるものの、より水分の多い木粉の粉砕・乾燥には十分でない。このような低い温度の排気ガスを乾燥用気流として使用する場合には、木材を十分に粉砕・乾燥させることが出来ないだけでなく、ミル11から排出される排気ガスの温度が更に低くなってしまい、これにより、ミル11内部や排気管において排気ガス中の硫黄成分が露結し、装置及び排気管の腐食や詰まりを起こす可能性がある。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、木粉を燃料とした場合であっても、木材のミルでの発火、硫黄成分の露結等を防止しつつ、木粉を十分に細かく粉砕しかつ乾燥させることができる微粉燃料燃焼装置及び微粉燃料燃焼方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、本発明に係る微粉燃料燃焼装置は、固体燃料を粉砕し乾燥用気流により乾燥させて微粉燃料を生成し第1排気ガスと共に外部へ排出する粉砕乾燥装置と、前記粉砕乾燥装置から前記第1排気ガスにより搬送された前記微粉燃料を捕集すると共に、前記第1排気ガスから前記微粉燃料を除いて生成される第2排気ガスを排出する微粉燃料捕集部と、前記微粉燃料を燃料として燃焼させて第3排気ガスを排出するボイラと、前記第1排気ガスの温度が110℃〜130℃になるよう、前記乾燥用気流の温度を調整して前記乾燥用気流を前記粉砕乾燥装置に導入する乾燥用気流導入部とを備えたことを特徴とする。
【0007】
この発明によれば、第1排気ガスの温度が110℃〜130℃になるように乾燥用気流の温度が調整される。これにより、木粉を燃料とした場合であっても、第1排気ガス中の硫黄成分の露結が防止されると共に、木材のミルでの発火等を防止しつつ木材を十分に細かく粉砕しかつ乾燥させることができる。
【0008】
また、本発明に係る微粉燃料燃焼方法は、固体燃料を粉砕し乾燥用気流により乾燥させて微粉燃料を生成し第1排気ガスと共に搬送する粉砕乾燥ステップと、前記第1排気ガスにより搬送された前記微粉燃料を捕集すると共に、前記第1排気ガスから前記微粉燃料を除いて生成される第2排気ガスを排出する微粉燃料捕集ステップと、前記微粉燃料を前記ボイラにより燃焼させて第3排気ガスを排出する燃焼ステップと、前記第1排気ガスの温度が110℃〜130℃になるよう、前記乾燥用気流の温度を調整して前記乾燥用気流を前記粉砕乾燥装置に導入する乾燥用気流導入ステップとを備えたことを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1は、本発明の第1実施の形態に係る微粉燃料燃焼装置の全体構成を示している。従来の微粉燃料燃焼装置(図4、図5)と同一の要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。本実施の形態において特徴的な点は、ミル11に、ボイラ14の出口に設けられたECO14´(Economizer: 節炭器)から排出される低酸素濃度(酸素濃度2〜5%の不活性ガス)の排気ガスS3の一部S3´と、集塵機12から排出された排気ガスS6の一部S6´とを混合して混合ガスS7とし、この混合ガスS7を乾燥用気流として搬送管21を介してミル11に導入していることである。
【0010】
排気ガスS3´は、前記のように低酸素濃度で、温度は350℃程度であり、一方、排気ガスS6´は、110〜130℃程度である。排気ガスS3´及びS6´の混合比は、ミル11から排出される排気ガスS1の温度が110〜130℃程度になるように調整され、混合ガスS7の酸素濃度は3〜10%程度(好ましくは7%程度)に維持される。図1に示すように、この実施の形態では、制御部30と、温度センサ31とが設けられ、これにより排気ガスS1の温度が制御される。すなわち、ミル11の排気ガスS1の出口付近に配置された温度センサ31により排気ガスS1の温度が検知され、この検知信号に基づき、制御部30がブロア13´出口の分岐ダンパDD及び及びブロア20を制御し、ブロア13´及びブロア20からの排気ガスS3´、S6´の供給割合を変化させる。これにより、排気ガスS1の温度が110〜130℃程度に維持され、これにより、ミル11内及び排気管における硫黄成分の露結を防止し、ミル11内部及び排気管の腐食や詰まり等を防止しつつ、木粉を、例えば水分量5〜8%程度まで乾燥させ、気流により搬送することが可能であり、またボイラ14での十分な燃焼効率が得られる程度に細かく粉砕することができる。また、排気ガスS3´及びS6´はいずれも低酸素濃度であるので、ミル11内の酸素濃度を低く抑えることができ、これによりミル11内における木粉の発火を防止することができる。また制御部30は、排気ガスS3´及びS6´の合計の供給量が、木粉をミル11から輩出して集塵機12に搬送するのに十分な量になるように、ブロア13´出口の分岐ダンパDD及びブロア20を制御する。
【0011】
なお、ミル11へ導入される排気ガスS6´の排気ガスS6に対する割合は、およそ60〜85%程度であればよく、残りはブロア13´により大気中へ放出される。この数値は、排気ガスS1の温度変化に基づいて変動する。
また、集塵機12とサイロ12´の代わりに、図2に示すように、微木粉と粗木粉とを分級し、分級された微木粉のみをボイラ14までブロア13からの搬送気流により搬送するサイクロン23を設けることもできる。この場合、図1と同様に、サイクロン23からの排気ガスS6の一部S6´を、ブロア13´出口の分岐ダンパDDを介して搬送管21に送り、排気ガスS3´と混合させる。この図2でも、排気ガスS6´の排気ガスS6に対する割合は、およそ60〜85%程度であればよく、残りはブロア13´によりボイラ14に供給される。この図2では、残りのガスをボイラ14に導入することにより、サイクロンの排気ガスを大気中に放出する際の集塵機が不要となる。
なお、ミル11は、典型的には竪型ローラミルであるが、ボールミル、カッターミル等、固体燃料を粉砕可能なものであれば、その種類は問わない。また、木粉を燃料とする場合に、図示しない供給ルートにより微粉炭などの発熱量の大きい燃料を別途供給し、木粉と微粉炭とを混焼することもできる。
【0012】
図3に、本発明の第2の実施の形態を説明する。第1の実施の形態と同一の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。第1の実施の形態では、乾燥用気流として、ボイラ14のECO14´から排出された低酸素濃度の排気ガスS3の一部S3´と、集塵機12から排出された排気ガスS6の一部S6´との混合ガスを、ブロア13´出口の分岐ダンパDD及びブロア20と搬送管21とを介してミル11に導入していた。これに対し、この第2の実施の形態では、搬送管21、ブロア20等を設けず、代わりに燃料を燃焼させて低酸素濃度の排気ガスS8を発生する熱風発生炉22を設け、この排気ガスS8を、排気ガスS6´と混合させて生成した排気ガスS9を乾燥用気流としてミル11に導入するように構成されている。熱風発生炉22は、発生させる排気ガスS8の温度を調整することができるように構成されており、その調整は、制御部30が、温度センサ31からの検出信号に基づき行なう。制御部30は、ミル11からの排気ガスS1の温度が110〜130℃程度になるように熱風発生炉22を制御する。これによりミル11の出口における硫黄成分の露結を防止することができ、ミル11内部及び排気管の腐食や詰まり等を防止することができる。
【0013】
以上、発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の設計変更が可能である。
【0014】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係る微粉燃料燃焼装置及び微粉燃料燃焼方法によれば、木粉を燃料とした場合であっても、硫黄分の露結や木材のミルでの発火等を防止しつつ、木粉を十分に細かく粉砕しかつ乾燥させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る微粉燃料燃焼装置の全体構成を示している。
【図2】第1の実施の形態の変形例を示す。
【図3】本発明の第2の実施の形態に係る微粉燃料燃焼装置の全体構成を示している。
【図4】従来技術に係る微粉燃料燃焼装置の全体構成を示している。
【図5】従来技術に係る微粉燃料燃焼装置の全体構成を示している。
【符号の説明】
11・・・ミル、 12・・・集塵機、 12´・・・サイロ、 13、13´・・・ブロア、 14・・・ボイラ、 14´・・・ECO、 15・・・エアヒータ、 16・・・ブロア、 17・・・集塵機、 18・・・脱硫装置、 19・・・煙突、 20・・・ブロア、21・・・搬送管、 22・・熱風発生炉、 23・・・サイクロン、 30・・・制御部、 31・・・温度センサ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pulverized fuel combustion apparatus and a pulverized fuel combustion method in which a solid fuel is finely pulverized and simultaneously dried to obtain a pulverized fuel.
[0002]
[Prior art]
In response to the increasing demand for energy in recent years, pulverized coal produced by crushing and drying coal containing a lot of moisture and volatiles such as brown coal instead of high-grade coal such as bituminous coal In addition, development of a pulverized fuel combustion apparatus using pulverized fuel such as wood powder obtained by pulverizing and drying wood into a powder form is underway.
[0003]
As what discloses such a pulverized fuel combustion apparatus, for example, one disclosed in
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Examined Patent Publication No. 62-55057 (right column of
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the configuration disclosed in
In the case of FIG. 5, the temperature of the exhaust gas S5 exiting from the
The present invention has been made in view of such problems. Even when wood powder is used as a fuel, the wood powder is produced while preventing ignition in a wood mill, condensation of sulfur components, and the like. It is an object of the present invention to provide a pulverized fuel combustion apparatus and a pulverized fuel combustion method that can be sufficiently finely pulverized and dried.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a pulverized fuel combustion apparatus according to the present invention includes a pulverizing and drying apparatus that pulverizes a solid fuel and dries it with a drying airflow to generate pulverized fuel and discharges it together with a first exhaust gas. A pulverized fuel collector that collects the pulverized fuel transported by the first exhaust gas from an apparatus and discharges the second exhaust gas generated by removing the pulverized fuel from the first exhaust gas; and A boiler that discharges the third exhaust gas by burning pulverized fuel as fuel, and the temperature of the drying air flow is adjusted so that the temperature of the first exhaust gas becomes 110 ° C. to 130 ° C. And an airflow introduction unit for drying introduced into the pulverizing and drying apparatus.
[0007]
According to the present invention, the temperature of the drying airflow is adjusted so that the temperature of the first exhaust gas is 110 ° C to 130 ° C. As a result, even when wood powder is used as fuel, dew condensation of sulfur components in the first exhaust gas is prevented, and the wood is pulverized sufficiently finely while preventing ignition in the wood mill. And can be dried.
[0008]
The pulverized fuel combustion method according to the present invention includes a pulverization and drying step in which solid fuel is pulverized and dried by an air flow for drying to generate pulverized fuel and transported with the first exhaust gas, and the first exhaust gas transports A pulverized fuel collecting step of collecting the pulverized fuel and discharging the second exhaust gas generated by removing the pulverized fuel from the first exhaust gas; and A combustion step for exhausting exhaust gas and a drying step for adjusting the temperature of the drying air flow so that the temperature of the first exhaust gas is 110 ° C. to 130 ° C. and introducing the drying air flow into the pulverization drying device An air flow introduction step.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the overall configuration of the pulverized fuel combustion apparatus according to the first embodiment of the present invention. The same elements as those of the conventional pulverized fuel combustion apparatus (FIGS. 4 and 5) are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The characteristic point in the present embodiment is that the mill 11 has an inert gas having a low oxygen concentration (oxygen concentration of 2 to 5%) discharged from an
[0010]
As described above, the exhaust gas S3 ′ has a low oxygen concentration and a temperature of about 350 ° C., while the exhaust gas S6 ′ is about 110 to 130 ° C. The mixing ratio of the exhaust gases S3 ′ and S6 ′ is adjusted so that the temperature of the exhaust gas S1 discharged from the mill 11 is about 110 to 130 ° C., and the oxygen concentration of the mixed gas S7 is about 3 to 10% (preferably Is maintained at about 7%). As shown in FIG. 1, in this embodiment, a
[0011]
The ratio of the exhaust gas S6 ′ introduced into the mill 11 to the exhaust gas S6 may be about 60 to 85%, and the rest is discharged into the atmosphere by the
Further, instead of the dust collector 12 and the silo 12 ', as shown in FIG. 2, fine wood powder and coarse wood powder are classified, and only the classified fine wood powder is transported to the
The mill 11 is typically a vertical roller mill, but any type can be used as long as the solid fuel can be pulverized, such as a ball mill or a cutter mill. In addition, when wood powder is used as a fuel, fuel with a large calorific value such as pulverized coal can be separately supplied by a supply route (not shown), and the wood powder and pulverized coal can be mixed and burned.
[0012]
FIG. 3 illustrates a second embodiment of the present invention. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In the first embodiment, as the drying airflow, a part S3 ′ of the low oxygen concentration exhaust gas S3 exhausted from the
[0013]
Although the embodiments of the invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various design changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
[0014]
【The invention's effect】
As described above, according to the pulverized fuel combustion apparatus and the pulverized fuel combustion method according to the present invention, even when wood powder is used as fuel, it is possible to prevent condensation of sulfur, ignition in a wood mill, and the like. However, the wood flour can be sufficiently finely pulverized and dried.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows the overall configuration of a pulverized fuel combustion apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows a modification of the first embodiment.
FIG. 3 shows an overall configuration of a pulverized fuel combustion apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 shows the overall configuration of a pulverized fuel combustion apparatus according to the prior art.
FIG. 5 shows the overall configuration of a pulverized fuel combustion apparatus according to the prior art.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Mill, 12 ... Dust collector, 12 '... Silo, 13, 13' ... Blower, 14 ... Boiler, 14 '... ECO, 15 ... Air heater, 16 ... -Blower, 17 ... Dust collector, 18 ... Desulfurization device, 19 ... Chimney, 20 ... Blower, 21 ... Conveying pipe, 22 ... Hot air generator, 23 ... Cyclone, 30 ..Control unit 31 ... Temperature sensor.
Claims (8)
前記粉砕乾燥装置から前記第1排気ガスにより搬送された前記微粉燃料を捕集すると共に、前記第1排気ガスから前記微粉燃料を除いて生成される第2排気ガスを排出する微粉燃料捕集部と、
前記微粉燃料を燃料として燃焼させて第3排気ガスを排出するボイラと、
前記第1排気ガスの温度が110℃〜130℃になるよう、前記乾燥用気流の温度を調整して前記乾燥用気流を前記粉砕乾燥装置に導入する乾燥用気流導入部と
を備えたことを特徴とする微粉燃料燃焼装置。A pulverizing and drying device for pulverizing solid fuel and drying it with an air flow for drying to produce finely pulverized fuel and discharging it together with the first exhaust gas;
A pulverized fuel collector that collects the pulverized fuel conveyed by the first exhaust gas from the pulverizing and drying apparatus and discharges the second exhaust gas generated by removing the pulverized fuel from the first exhaust gas. When,
A boiler that discharges the third exhaust gas by burning the pulverized fuel as fuel;
A drying air flow introducing section for adjusting the temperature of the drying air flow and introducing the drying air flow into the pulverization drying device so that the temperature of the first exhaust gas is 110 ° C. to 130 ° C. A pulverized fuel combustion device.
ことを特徴とする請求項1記載の微粉燃料燃焼装置。The drying air flow introduction unit mixes the second exhaust gas and the third exhaust gas to generate a mixed gas, and introduces the mixed gas into the pulverization drying apparatus as the drying air flow. The pulverized fuel combustion apparatus according to claim 1.
前記乾燥用気流導入部は、前記第2排気ガスと前記第4排気ガスとを混合させて混合ガスを生成し、この混合ガスを前記乾燥用気流として前記粉砕乾燥装置に導入する
ことを特徴とする請求項1記載の微粉燃料燃焼装置。A hot air generating furnace for generating fourth exhaust gas;
The drying air flow introduction unit mixes the second exhaust gas and the fourth exhaust gas to generate a mixed gas, and introduces the mixed gas into the pulverization drying apparatus as the drying air flow. The pulverized fuel combustion apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1乃至3いずれか1項に記載の微粉燃料燃焼装置。The pulverized fuel combustion apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a pulverized fuel storage unit that stores the pulverized fuel collected by the pulverized fuel collection unit.
前記第1排気ガスにより搬送された前記微粉燃料を捕集すると共に、前記第1排気ガスから前記微粉燃料を除いて生成される第2排気ガスを排出する微粉燃料捕集ステップと、
前記微粉燃料を前記ボイラにより燃焼させて第3排気ガスを排出する燃焼ステップと、
前記第1排気ガスの温度が110℃〜130℃になるよう、前記乾燥用気流の温度を調整して前記乾燥用気流を前記粉砕乾燥装置に導入する乾燥用気流導入ステップと
を備えたことを特徴とする微粉燃料燃焼方法。A pulverizing and drying step of pulverizing the solid fuel and drying it with a drying airflow to produce a finely divided fuel and transporting it together with the first exhaust gas;
A pulverized fuel collecting step of collecting the pulverized fuel conveyed by the first exhaust gas and discharging a second exhaust gas generated by removing the pulverized fuel from the first exhaust gas;
A combustion step of combusting the pulverized fuel with the boiler and discharging a third exhaust gas;
A drying airflow introducing step of adjusting the temperature of the drying airflow and introducing the drying airflow into the pulverization drying device so that the temperature of the first exhaust gas is 110 ° C to 130 ° C. A pulverized fuel combustion method.
ことを特徴とする請求項6に記載の微粉燃料燃焼方法。7. The drying air flow introducing step generates the mixed gas by mixing the second exhaust gas and the third exhaust gas, and uses the mixed gas as the drying air flow. Pulverized fuel combustion method.
前記乾燥用気流導入ステップは、前記第2排気ガスと前記第4排気ガスとを混合させて混合ガスを生成し、この混合ガスを前記乾燥用気流として前記粉砕乾燥装置に導入する
ことを特徴とする請求項6記載の微粉燃料燃焼方法。Further comprising generating a fourth exhaust gas,
The drying air flow introducing step mixes the second exhaust gas and the fourth exhaust gas to generate a mixed gas, and introduces the mixed gas into the pulverization drying apparatus as the drying air flow. The pulverized fuel combustion method according to claim 6.
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