JP2018138863A - Combustor and boiler - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃焼器及びボイラに関する。 The present invention relates to a combustor and a boiler.
下記特許文献１〜３には、アンモニアを燃料として燃焼させる燃焼装置が開示されている。燃焼の技術分野ではアンモニアは専ら還元剤として用いられているが、この燃焼装置は、燃焼ガスに含まれる二酸化炭素の濃度を低減することを目的として水素キャリアとしてのアンモニアを燃料として用いるものである。また、この燃焼装置は、アンモニアあるいはアンモニアと天然ガスとの予混合ガスをガスタービンの燃焼器で燃焼させるものである。 The following Patent Documents 1 to 3 disclose a combustion apparatus that burns ammonia as fuel. In the technical field of combustion, ammonia is exclusively used as a reducing agent, but this combustion apparatus uses ammonia as a hydrogen carrier as a fuel for the purpose of reducing the concentration of carbon dioxide contained in the combustion gas. . The combustion apparatus burns ammonia or a premixed gas of ammonia and natural gas in a combustor of a gas turbine.
ところで、燃焼器内の燃焼場は燃焼器の用途によって大幅に異なる。すなわち、ガスタービンの燃焼器における燃料場とガスタービン以外の燃焼器における燃料場とでは燃焼条件が大幅に異なっている。上記特許文献１〜３のうち、特許文献１では、アンモニアを燃料として燃焼させる際の窒素酸化物（ＮＯｘ）の低減を目的としているが、ガスタービンを念頭に置いた特許文献１の窒素酸化物（ＮＯｘ）の低減手法は、上述した燃焼場の違いからガスタービン以外の燃焼器にそのまま適用することができない。 By the way, the combustion field in the combustor varies greatly depending on the application of the combustor. That is, the combustion conditions are significantly different between the fuel field in the combustor of the gas turbine and the fuel field in the combustor other than the gas turbine. Among the above Patent Documents 1 to 3, Patent Document 1 aims to reduce nitrogen oxides (NOx) when ammonia is used as fuel, but the nitrogen oxides of Patent Document 1 with a gas turbine in mind The (NOx) reduction method cannot be applied to a combustor other than a gas turbine as it is because of the difference in the combustion field described above.
例えばボイラでは、二酸化炭素（ＣＯ２）削減の観点から石炭火力においてアンモニアを燃料として活用することが期待されている。しかしながら、アンモニアを燃料として用いた場合には、ガスタービンと同様に窒素酸化物（ＮＯｘ）の増加が懸念される。 For example, boilers are expected to use ammonia as fuel in coal-fired power from the viewpoint of reducing carbon dioxide (CO2). However, when ammonia is used as the fuel, there is a concern about an increase in nitrogen oxides (NOx) as in the gas turbine.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、微粉炭とアンモニアとを燃料として燃焼させるボイラにおいて窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減することを目的とするものである。 This invention is made | formed in view of the situation mentioned above, and it aims at reducing nitrogen oxide (NOx) in the boiler which burns pulverized coal and ammonia as a fuel.
上記目的を達成するために、本発明では、燃焼器に係る第１の解決手段として、複数のバーナが二次元状に配置され、前記バーナから燃料を噴射して燃焼させる燃焼器であって、第１燃料であるアンモニアの噴射領域の周囲に前記アンモニアとは異なる第２燃料の噴射領域が形成される、という手段を採用する。 In order to achieve the above object, in the present invention, as a first solving means related to a combustor, a plurality of burners are two-dimensionally arranged, and a combustor that injects and burns fuel from the burner, A means is adopted in which a second fuel injection region different from the ammonia is formed around an injection region of ammonia as the first fuel.
本発明では、燃焼器に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、複数の前記バーナは、第１燃料を噴射するバーナと、前記第１燃料を噴射するバーナの周りに配置される第２燃料を噴射するバーナとからなる、という手段を採用する。 In the present invention, as a second solving means relating to the combustor, in the first solving means, the plurality of burners are arranged around a burner for injecting the first fuel and a burner for injecting the first fuel. A means is used which comprises a burner for injecting the second fuel.
本発明では、燃焼器に係る第３の解決手段として、上記第１の解決手段において、個々の前記バーナは、内側と外側とで異なる燃料を噴射できるように形成され、前記内側から第１燃料を噴射し、前記外側から前記第２燃料を噴射する、という手段を採用する。 In the present invention, as a third solving means relating to the combustor, in the first solving means, each of the burners is formed so that different fuels can be injected on the inner side and the outer side, and the first fuel is supplied from the inner side. Is used, and the second fuel is injected from the outside.
本発明では、燃焼器に係る第４の解決手段として、上記第１〜第３のいずれかの解決手段において、前記第２燃料は微粉炭である、という手段を採用する。 In the present invention, as a fourth solving means related to the combustor, in the first to third solving means, the second fuel is pulverized coal.
本発明では、ボイラに係る解決手段として、上記第１〜第４のいずれかの解決手段に係る燃焼器を備える、という手段を採用する。 In the present invention, as a means for solving the boiler, a means is provided that includes the combustor according to any one of the first to fourth means.
本発明によれば、微粉炭とアンモニアとを燃料として燃焼させるボイラにおいて窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減することが可能である。 According to the present invention, it is possible to reduce nitrogen oxides (NOx) in a boiler that burns pulverized coal and ammonia as fuel.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
最初に、本発明の第１実施形態に係る燃焼器Ａ及び当該燃焼器Ａを備えるボイラについて、図１及び図２を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
Initially, the combustor A which concerns on 1st Embodiment of this invention, and a boiler provided with the said combustor A are demonstrated with reference to FIG.1 and FIG.2.
この第１実施形態に係るボイラは、火炉１、熱交換機器２、複数のバーナＭ１１〜Ｍ３３、Ｎ１１〜Ｎ３３、アンモニア供給装置３及び微粉炭供給装置４を要部として備えている。なお、これら複数の上記構成要素のうち、火炉１の一部（下部）及び複数のバーナＭ１１〜Ｍ３３、Ｎ１１〜Ｎ３３は、第１実施形態に係る燃焼器Ａを構成している。
The boiler according to the first embodiment includes a furnace 1, a
火炉１は、垂直かつ筒状に設けられた炉壁によって構成され、燃料を燃焼させて燃焼熱を発生させる炉体である。この火炉１では、燃料が燃焼することによって高温の燃焼ガスが発生する。このような火炉１の後段には、図示しない煙道が設けられている。上記燃焼ガスは、上記煙道を介して大気中に放出されるが、煙道を通過する間に窒素酸化物（ＮＯｘ）や硫化物（ＳＯｘ）が除去される。なお、このような火炉１の底部には、燃料の燃焼によって発生する灰分を外部に排出する排出口１ａが設けられている。
The furnace 1 is a furnace body that is constituted by a furnace wall that is provided vertically and in a cylindrical shape and that generates combustion heat by burning fuel. In the furnace 1, high-temperature combustion gas is generated by burning the fuel. In the subsequent stage of the furnace 1, a flue (not shown) is provided. The combustion gas is released into the atmosphere through the flue, but nitrogen oxides (NOx) and sulfides (SOx) are removed while passing through the flue. In addition, the bottom part of such a furnace 1 is provided with a
熱交換機器２は、上記火炉１の上部や炉壁に設けられた複数の伝熱管から構成されており、内部に水が流通している。この熱交換機器２は、過熱器や再熱器等、ボイラに設けられる熱交換機器を総称するものであり、燃焼ガスが有する燃焼熱を伝熱管内の水と熱交換させることにより水蒸気を発生させる。
The
複数のバーナＭ１１〜Ｍ３３、Ｎ１１〜Ｎ３３は、火炉１の下部に二次元状かつ対向配置されており、火炉１内に燃料を噴射して燃焼させる。図示しないが、火炉１には複数のバーナＭ１１〜Ｍ３３、Ｎ１１〜Ｎ３３から噴射された燃料を着火させる着火装置が設けられている。各バーナＭ１１〜Ｍ３３、Ｎ１１〜Ｎ３３から火炉１内に噴射された燃料は、上記着火装置の働きによって着火して燃焼する。 The plurality of burners M11 to M33 and N11 to N33 are arranged two-dimensionally and opposed to the lower part of the furnace 1, and inject fuel into the furnace 1 to burn. Although not shown, the furnace 1 is provided with an ignition device for igniting the fuel injected from the plurality of burners M11 to M33 and N11 to N33. The fuel injected from the burners M11 to M33 and N11 to N33 into the furnace 1 is ignited and burned by the action of the ignition device.
アンモニア供給装置３は、上記複数のバーナＭ１１〜Ｍ３３、Ｎ１１〜Ｎ３３にアンモニアを第１燃料として供給する一方の燃料供給装置である。微粉炭供給装置４は、上記複数のバーナＭ１１〜Ｍ３３、Ｎ１１〜Ｎ３３に微粉炭を第２燃料として供給する他方の燃料供給装置である。すなわち、第１実施形態に係るボイラは、アンモニア供給装置３及び微粉炭供給装置４という２つの燃料供給装置を備えている。
The
アンモニア（第１燃料）は、分子式（ＮＨ３）によって示されるように水素（Ｈ）と窒素（Ｎ）との化合物であり、常温で気体の物質である。このアンモニア（第１燃料）は、難燃性の物質として知られるものの、メタン（ＣＨ３）と同様に３つの水素原子を有する水素キャリア物質である。微粉炭（第２燃料）は、石炭を粉砕機（ミル）によって所定粒径以下に粉砕した粉末状の物質であり、ボイラ用の燃料として一般的に使用されている。 Ammonia (first fuel) is a compound of hydrogen (H) and nitrogen (N) as shown by the molecular formula (NH 3 ), and is a gaseous substance at room temperature. Although this ammonia (first fuel) is known as a flame retardant substance, it is a hydrogen carrier substance having three hydrogen atoms, like methane (CH 3 ). Pulverized coal (second fuel) is a powdery substance obtained by pulverizing coal to a predetermined particle size or less by a pulverizer (mill), and is generally used as a fuel for boilers.
上記複数のバーナＭ１１〜Ｍ３３、Ｎ１１〜Ｎ３３についてさらに詳しく説明すると、本第１実施形態に係る燃焼器Ａでは、火炉１の下部において垂直姿勢で平行に対向する炉壁のうち、一方に９個のバーナＭ１１〜Ｍ３３が設けられ、他方に同じく９個のバーナＮ１１〜Ｎ３３が設けられている。各々９個のバーナＭ１１〜Ｍ３３、Ｎ１１〜Ｎ３３は、何れも上下方向に三段、左右方向に三列、つまり二次元状に設けられている。 The burners M11 to M33 and N11 to N33 will be described in more detail. In the combustor A according to the first embodiment, nine of the furnace walls facing in parallel in a vertical posture in the lower part of the furnace 1 are provided. Burners M11 to M33 are provided, and nine burners N11 to N33 are also provided on the other side. Each of the nine burners M11 to M33 and N11 to N33 is provided in three stages in the vertical direction and three rows in the horizontal direction, that is, in a two-dimensional manner.
すなわち、各々９個のバーナＭ１１〜Ｍ３３、Ｎ１１〜Ｎ３３のうち、各々３個のバーナＭ１１〜Ｍ１３、Ｎ１１〜Ｎ１３は上段に設けられ、各々３個のバーナＭ２１〜Ｍ２３、Ｎ２１〜Ｎ２３は中段に設けられ、各々３個のバーナＭ３１〜Ｍ３３、Ｎ３１〜Ｎ３３は下段に設けられている。また、これら９個のバーナＭ１１〜Ｍ３３、Ｎ１１〜Ｎ３３のうち、各々３個のバーナＭ１１〜Ｍ３１、Ｎ１１〜Ｎ３１は、火炉１の外側から見た場合に右側に位置し、各々３個のバーナＭ１２〜Ｍ３２、Ｎ１２〜Ｎ３２は中央に位置し、各々３個のバーナＭ１３〜Ｍ３３、Ｎ１３〜Ｎ３３は左側に位置する。 That is, among the nine burners M11 to M33 and N11 to N33, three burners M11 to M13 and N11 to N13 are provided in the upper stage, and three burners M21 to M23 and N21 to N23 are provided in the middle stage, respectively. Each of the three burners M31 to M33 and N31 to N33 is provided in the lower stage. Of these nine burners M11 to M33 and N11 to N33, each of the three burners M11 to M31 and N11 to N31 is located on the right side when viewed from the outside of the furnace 1, and each of the three burners. M12 to M32 and N12 to N32 are located in the center, and three burners M13 to M33 and N13 to N33 are located on the left side.
上段に位置する各々３個の各バーナＭ１１〜Ｍ１３、Ｎ１１〜Ｎ１３は何れも同一高さに設けられ、中段に位置する各々３個の各バーナＭ２１〜Ｍ２３、Ｎ２１〜Ｎ２３は何れも同一高さに設けられ、下段に位置する各々３個の各バーナＭ３１〜Ｍ３３、Ｎ３１〜Ｎ３３は何れも同一高さに設けられている。また、右側に位置する各々３個のバーナＭ１１〜Ｍ３１、Ｎ１１〜Ｎ３１は上下方向に一列に設けられ、中央に位置する各々３個のバーナＭ１２〜Ｍ３２、Ｎ１２〜Ｎ３２は上下方向に一列に設けられ、左側に位置する各々３個のバーナＭ１３〜Ｍ３３、Ｎ１３〜Ｎ３３は上下方向に一列に設けられている。すなわち、各々９個のバーナＭ１１〜Ｍ３３、Ｎ１１〜Ｎ３３は、火炉１の鉛直面に直交配置されている。 Each of the three burners M11 to M13 and N11 to N13 located in the upper stage are all provided at the same height, and each of the three burners M21 to M23 and N21 to N23 located in the middle stage are all the same height. Each of the three burners M31 to M33 and N31 to N33 located in the lower stage are provided at the same height. Also, each of the three burners M11 to M31 and N11 to N31 located on the right side is provided in a row in the vertical direction, and each of the three burners M12 to M32 and N12 to N32 located in the center are provided in a row in the vertical direction. Each of the three burners M13 to M33 and N13 to N33 located on the left side is provided in a line in the vertical direction. That is, nine burners M11 to M33 and N11 to N33 are arranged orthogonal to the vertical plane of the furnace 1.
また、各々９個のバーナＭ１１〜Ｍ３３、Ｎ１１〜Ｎ３３のうち、符号の数字が同一のもの同士は、互いに対向する位置関係になっている。すなわち、バーナＭ１１とバーナＮ１１とは同一水平面内において対向し、バーナＭ１２とバーナＮ１２とは同一水平面内において対向し、バーナＭ１３とバーナＮ１３とは同一水平面内において対向し、バーナＭ２１とバーナＮ２１とは同一水平面内において対向し、バーナＭ２２とバーナＮ２２とは同一水平面内において対向し、バーナＭ２３とバーナＮ２３とは同一水平面内において対向し、またバーナＭ３１とバーナＮ３１とは同一水平面内において対向し、バーナＭ３２とバーナＮ３２とは同一水平面内において対向し、バーナＭ３３とバーナＮ３３とは同一水平面内において対向している。 Of the nine burners M11 to M33 and N11 to N33, those having the same reference numeral are in a positional relationship facing each other. That is, the burner M11 and the burner N11 face each other in the same horizontal plane, the burner M12 and the burner N12 face each other in the same horizontal plane, the burner M13 and the burner N13 face each other in the same horizontal plane, and the burner M21 and the burner N21 Are opposed in the same horizontal plane, burner M22 and burner N22 are opposed in the same horizontal plane, burner M23 and burner N23 are opposed in the same horizontal plane, and burner M31 and burner N31 are opposed in the same horizontal plane. The burner M32 and the burner N32 face each other in the same horizontal plane, and the burner M33 and the burner N33 face each other in the same horizontal plane.
このように火炉１に配置された各々９個のバーナＭ１１〜Ｍ３３、Ｎ１１〜Ｎ３３には、２種類の燃料、つまりアンモニア（第１燃料）及び微粉炭（第２燃料）が供給されるが、アンモニア（第１燃料）は、少なくとも微粉炭（第２燃料）の内側に供給される。すなわち、個々のバーナＭ１１〜Ｍ３３、Ｎ１１〜Ｎ３３は、内側と外側とで異なる燃料を噴射できるように形成されている。 In this way, each of the nine burners M11 to M33 and N11 to N33 arranged in the furnace 1 is supplied with two types of fuel, namely ammonia (first fuel) and pulverized coal (second fuel). Ammonia (first fuel) is supplied at least inside pulverized coal (second fuel). That is, the individual burners M11 to M33 and N11 to N33 are formed so that different fuels can be injected on the inner side and the outer side.
例えば、個々のバーナＭ１１〜Ｍ３３、Ｎ１１〜Ｎ３３は三重管状に形成されており、内側管にアンモニア（第１燃料）が供給され、中央管に微粉炭（第２燃料）が供給され、外側管に燃焼用空気が供給される。したがって、火炉１内には、図示するように各々のバーナＭ１１〜Ｍ３３、Ｎ１１〜Ｎ３３について、アンモニア（第１燃料）の噴射領域（アンモニア噴射領域Ｓａ）の周囲に微粉炭（第２燃料）の噴射領域（微粉炭噴射領域Ｓｂ）が形成される。 For example, each of the burners M11 to M33 and N11 to N33 is formed in a triple tube shape, ammonia (first fuel) is supplied to the inner pipe, pulverized coal (second fuel) is supplied to the central pipe, and the outer pipe Is supplied with combustion air. Therefore, in the furnace 1, as shown in the drawing, for each of the burners M11 to M33 and N11 to N33, pulverized coal (second fuel) is surrounded around the injection region (ammonia injection region Sa) of ammonia (first fuel). An injection region (pulverized coal injection region Sb) is formed.
続いて、本第１実施形態に係る燃焼器Ａ及びボイラの動作について詳しく説明する。
この燃焼器Ａ及びボイラでは、各々のバーナＭ１１〜Ｍ３３、Ｎ１１〜Ｎ３３にアンモニア供給装置３からアンモニア（第１燃料）が供給され、また微粉炭供給装置４から微粉炭（第２燃料）が供給される。
Subsequently, operations of the combustor A and the boiler according to the first embodiment will be described in detail.
In the combustor A and the boiler, ammonia (first fuel) is supplied from the
そして、各々のバーナＭ１１〜Ｍ３３、Ｎ１１〜Ｎ３３から火炉１内にアンモニア（第１燃料）及び微粉炭（第２燃料）が噴射されて燃焼することにより、火炉１内に燃焼熱を伴った燃焼ガスが発生する。そして、この燃焼ガスが火炉１内を上昇して熱交換機器２に作用することにより、燃焼ガスの燃焼熱によって水が気化して水蒸気が発生する。ボイラは、このようにして発生させた水蒸気を発電機等の外部機器に供給する。なお、熱交換機器２と熱交換された後の燃焼ガスは、火炉１から煙道を経由して外気に放出される。
Then, ammonia (first fuel) and pulverized coal (second fuel) are injected from each of the burners M11 to M33 and N11 to N33 into the furnace 1 and combusted, so that combustion with combustion heat in the furnace 1 is performed. Gas is generated. And when this combustion gas raises the inside of the furnace 1 and acts on the
ここで、本第１実施形態に係る燃焼器Ａ及びボイラでは、各々のバーナＭ１１〜Ｍ３３、Ｎ１１〜Ｎ３３は、アンモニア噴射領域Ｓａの周りに微粉炭噴射領域Ｓｂが形成されるようにアンモニア（第１燃料）及び微粉炭（第２燃料）を火炉１内に噴射する。周知のようにアンモニア（第１燃料）は、微粉炭（第２燃料）よりも燃焼性が低く、一般に燃え難いが、燃焼性に優れた微粉炭（第２燃料）がアンモニア（第１燃料）より先行して燃焼することにより、火炉１内に噴射されたアンモニア（第１燃料）の周囲には、微粉炭（第２燃料）の燃焼によって発生する高温度領域Ｓｋが形成される。 Here, in the combustor A and the boiler according to the first embodiment, each of the burners M11 to M33 and N11 to N33 is formed of ammonia (first coal so that the pulverized coal injection region Sb is formed around the ammonia injection region Sa. 1 fuel) and pulverized coal (second fuel) are injected into the furnace 1. As is well known, ammonia (first fuel) has lower combustibility than pulverized coal (second fuel) and is generally difficult to burn, but pulverized coal (second fuel) having excellent combustibility is ammonia (first fuel). By burning earlier, a high temperature region Sk generated by the combustion of pulverized coal (second fuel) is formed around the ammonia (first fuel) injected into the furnace 1.
この高温度領域Ｓｋは、アンモニア（第１燃料）の熱分解を促進し、アンモニア（第１燃料）の酸化（ＮＯｘ化）を抑制する。すなわち、上記高温度領域Ｓｋはアンモニア（第１燃料）に対して還元領域として機能するものであり、アンモニア（第１燃料）は、高温度領域Ｓｋに曝されることにより、水素ガス（Ｈ２）と窒素ガス（Ｎ２）とに熱分解し、窒素酸化物（ＮＯｘ）の生成が抑制される。このような高温度領域Ｓｋのアンモニア（第１燃料）に対する還元作用は、アンモニア（第１燃料）と微粉炭（第２燃料）との混合燃焼実験によっても確認されており、燃焼温度を高くする程に窒素酸化物（ＮＯｘ）の生成率が低下することが確認されている。 The high temperature region Sk promotes thermal decomposition of ammonia (first fuel) and suppresses oxidation (NOx conversion) of ammonia (first fuel). That is, the high temperature region Sk functions as a reduction region with respect to ammonia (first fuel), and the ammonia (first fuel) is exposed to the high temperature region Sk, whereby hydrogen gas (H 2 ) And nitrogen gas (N 2 ), and generation of nitrogen oxides (NOx) is suppressed. Such a reducing action on ammonia (first fuel) in the high-temperature region Sk has been confirmed by a mixed combustion experiment of ammonia (first fuel) and pulverized coal (second fuel), and raises the combustion temperature. It has been confirmed that the generation rate of nitrogen oxides (NOx) decreases as much.
このような第１実施形態によれば、各々のバーナＭ１１〜Ｍ３３、Ｎ１１〜Ｎ３３において、アンモニア噴射領域Ｓａの周りに微粉炭噴射領域Ｓｂが形成されるようにアンモニア（第１燃料）及び微粉炭（第２燃料）を噴射する燃焼器Ａをボイラに採用するので、アンモニア（第１燃料）を燃料として燃焼させるに際して窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減することが可能である。 According to the first embodiment, ammonia (first fuel) and pulverized coal are formed so that the pulverized coal injection region Sb is formed around the ammonia injection region Sa in each of the burners M11 to M33 and N11 to N33. Since the combustor A that injects (second fuel) is employed in the boiler, nitrogen oxide (NOx) can be reduced when ammonia (first fuel) is burned as fuel.
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係る燃焼器Ｂ及び当該燃焼器Ｂを備えるボイラについて、図３及び図４を参照して説明する。なお、図３及び図４では、上述した図１及び図２に示した構成要素と同一の構成要素には同一符号を付している。
[Second Embodiment]
Next, a combustor B according to a second embodiment of the present invention and a boiler including the combustor B will be described with reference to FIGS. 3 and 4. 3 and 4, the same components as those shown in FIGS. 1 and 2 described above are denoted by the same reference numerals.
本第２実施形態に係る燃焼器Ｂは、第１実施形態に係る燃焼器Ａと同一の構成要素を備えているが、各々のバーナＭ１１〜Ｍ３３、Ｎ１１〜Ｎ３３に対するアンモニア（第１燃料）及び微粉炭（第２燃料）の供給が第１実施形態に係る燃焼器Ａとは異なっている。 The combustor B according to the second embodiment includes the same components as the combustor A according to the first embodiment, but ammonia (first fuel) for each of the burners M11 to M33 and N11 to N33, and The supply of pulverized coal (second fuel) is different from that of the combustor A according to the first embodiment.
すなわち、図３、図４（ａ）及び図４（ｂ）を対比すると分かるように、本第２実施形態に係る燃焼器Ｂは、一方側の炉壁に設けられた９個のバーナＭ１１〜Ｍ３３は、アンモニア（第１燃料）を噴射するバーナＭ２２と、アンモニア（第１燃料）を噴射するバーナＭ２２の周りに配置される微粉炭（第２燃料）を噴射するバーナＭ１１〜Ｍ２１、Ｍ２３〜Ｍ３３とからなる。また、他方側の炉壁に設けられたバーナＮ１１〜Ｎ３３は、アンモニア（第１燃料）を噴射するバーナＮ２２と、アンモニア（第１燃料）を噴射するバーナＮ２２の周りに配置される微粉炭（第２燃料）を噴射するバーナＮ１１〜Ｎ２１、Ｎ２３〜Ｎ３３とからなる。 That is, as can be seen by comparing FIGS. 3, 4 (a) and 4 (b), the combustor B according to the second embodiment includes nine burners M <b> 11 provided on the furnace wall on one side. M33 is a burner M22 for injecting ammonia (first fuel) and burners M11 to M21, M23 to inject pulverized coal (second fuel) disposed around the burner M22 for injecting ammonia (first fuel). M33. Also, burners N11 to N33 provided on the other furnace wall are burner N22 that injects ammonia (first fuel) and pulverized coal disposed around burner N22 that injects ammonia (first fuel). It consists of burners N11 to N21 and N23 to N33 for injecting the second fuel).
また、上記一方側の炉壁において、内側のバーナＭ２２を取り囲む外側のバーナＭ１１〜Ｍ１３、Ｍ２１、Ｍ２３、Ｍ３１〜Ｍ３３からは微粉炭（第２燃料）を火炉１内に噴射する。また、上記他方側の炉壁において内側のバーナＮ２２を取り囲む外側のバーナＮ１１〜Ｎ１３、Ｎ２１、Ｎ２３、Ｎ３１〜Ｎ３３からは微粉炭（第２燃料）を火炉１内に噴射する。 In the furnace wall on one side, pulverized coal (second fuel) is injected into the furnace 1 from the outer burners M11 to M13, M21, M23, and M31 to M33 surrounding the inner burner M22. Also, pulverized coal (second fuel) is injected into the furnace 1 from the outer burners N11 to N13, N21, N23, and N31 to N33 surrounding the inner burner N22 on the other furnace wall.
このような本第２実施形態に係る燃焼器Ｂでは、図４（ａ）に示すように、２つのバーナＭ２２、Ｎ２２からアンモニア（第１燃料）が噴射されることによって、火炉１内のバーナＭ２２、Ｎ２２に対応する位置にはアンモニア噴射領域Ｓａが形成され、また図３及び図４（ａ）、（ｂ）に示すように他のバーナＭ１１〜Ｍ１３、Ｍ２１、Ｍ２３、Ｍ３１〜Ｍ３３、Ｎ１１〜Ｎ１３、Ｎ２１、Ｎ２３、Ｎ３１〜Ｎ３３から微粉炭（第２燃料）が噴射されることによって、火炉１内のバーナＭ１１〜Ｍ１３、Ｍ２１、Ｍ２３、Ｍ３１〜Ｍ３３、Ｎ１１〜Ｎ１３、Ｎ２１、Ｎ２３、Ｎ３１〜Ｎ３３に対応する位置には、微粉炭噴射領域Ｓｂが形成される。 In such a combustor B according to the second embodiment, as shown in FIG. 4A, ammonia (first fuel) is injected from the two burners M22 and N22, whereby the burner in the furnace 1 is injected. An ammonia injection region Sa is formed at a position corresponding to M22 and N22, and other burners M11 to M13, M21, M23, M31 to M33, N11 are formed as shown in FIGS. 3 and 4A and 4B. N13, N21, N23, N31 to N33 are injected with pulverized coal (second fuel) to burners M11 to M13, M21, M23, M31 to M33, N11 to N13, N21, N23, in the furnace 1 A pulverized coal injection region Sb is formed at a position corresponding to N31 to N33.
そして、アンモニア噴射領域Ｓａの周囲には、微粉炭噴射領域Ｓｂの微粉炭（第２燃料）が燃焼することによって高温度領域Ｓｋが形成される。この高温度領域Ｓｋは、第１実施形態に係る燃焼器Ａの場合と同様に、アンモニア噴射領域Ｓａのアンモニア（第１燃料）に対して還元作用を呈する還元領域である。すなわち、アンモニア噴射領域Ｓａが高温度領域Ｓｋ（還元領域）内に位置することによって、アンモニア（第１燃料）は燃焼用空気に含まれる酸素によって酸化させることなく、還元処理されて水素ガス（Ｈ２）と窒素ガス（Ｎ２）とに熱分解する。 A high temperature region Sk is formed around the ammonia injection region Sa by burning the pulverized coal (second fuel) in the pulverized coal injection region Sb. This high temperature region Sk is a reduction region that exhibits a reducing action on ammonia (first fuel) in the ammonia injection region Sa, as in the case of the combustor A according to the first embodiment. That is, when the ammonia injection region Sa is located in the high temperature region Sk (reduction region), the ammonia (first fuel) is reduced without being oxidized by the oxygen contained in the combustion air, and the hydrogen gas (H2 ) And nitrogen gas (N2).
このような第２実施形態によれば、アンモニア（第１燃料）を噴射する２つのバーナＭ２２、Ｎ２２の周りに微粉炭（第２燃料）を噴射する他のバーナＭ１１〜Ｍ１３、Ｍ２１、Ｍ２３、Ｍ３１〜Ｍ３３、Ｎ１１〜Ｎ１３、Ｎ２１、Ｎ２３、Ｎ３１〜Ｎ３３が配置された燃焼器Ｂを採用するので、微粉炭とアンモニア（第１燃料）とを燃料として燃焼させるボイラにおいて窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減することが可能である。 According to such 2nd Embodiment, the other burners M11-M13, M21, M23 which inject | pour pulverized coal (2nd fuel) around the two burners M22 and N22 which inject | pour ammonia (1st fuel), Since the combustor B in which M31 to M33, N11 to N13, N21, N23, and N31 to N33 are arranged is employed, nitrogen oxide (NOx) in a boiler that burns pulverized coal and ammonia (first fuel) as fuel Can be reduced.
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記各実施形態では、第２燃料として微粉炭を採用したが、本発明はこれに限定されない。第２燃料として、微粉炭以外の燃料を採用してもよい。例えば微粉炭に代えて種々のバイオマスを第２燃料としてもよい。
In addition, this invention is not limited to said each embodiment, For example, the following modifications can be considered.
(1) In each of the above embodiments, pulverized coal is employed as the second fuel, but the present invention is not limited to this. A fuel other than pulverized coal may be adopted as the second fuel. For example, various biomass may be used as the second fuel instead of pulverized coal.
（２）上記各実施形態では、ボイラの燃焼器Ａ、Ｂに本発明を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、二次元状に配置される複数のバーナを備える燃焼器であれば、ボイラ以外にも適用可能である。 (2) In each of the above embodiments, the case where the present invention is applied to the boiler combustors A and B has been described, but the present invention is not limited thereto. The present invention can be applied to other than a boiler as long as it is a combustor including a plurality of burners arranged two-dimensionally.
（３）上記各実施形態では、火炉１の下部において平行に対向する炉壁に各々９個のバーナＭ１１〜Ｍ３３、Ｎ１１〜Ｎ３３を設けたが、本発明はこれに限定されない。本発明における複数のバーナの個数は９個以外でもよく、また配置は二次元状に配置されていれば直交配置でなくてもよい。例えば同心円状に設けてもよい。 (3) In each of the above embodiments, nine burners M11 to M33 and N11 to N33 are provided on the furnace walls facing in parallel at the lower part of the furnace 1, but the present invention is not limited to this. The number of the plurality of burners in the present invention may be other than nine, and the arrangement may not be orthogonal as long as the arrangement is two-dimensional. For example, they may be provided concentrically.
（４）上記各実施形態では、火炉１の下部において平行に対向する炉壁について、各々９個のバーナＭ１１〜Ｍ３３、Ｎ１１〜Ｎ３３のうち符号の数字が同一のもの同士を互いに対向する位置関係に配置したが、本発明はこれに限定されない。符号の数字が同一のもの同士をオフセットさせて配置してもよい。 (4) In each of the above embodiments, with respect to the furnace walls facing in parallel in the lower part of the furnace 1, each of the nine burners M11 to M33 and N11 to N33 having the same reference numeral faces each other. However, the present invention is not limited to this. Those having the same reference numeral may be offset from each other.
（５）上記第１実施形態では個々のバーナＭ１１〜Ｍ３３、Ｎ１１〜Ｎ３３を三重管状 に形成したが、本発明はこれに限定されない。バーナＭ１１〜Ｍ３３、Ｎ１１〜Ｎ３３の構造としては二重状の管状であれば十分である。 (5) Although the individual burners M11 to M33 and N11 to N33 are formed in a triple tubular shape in the first embodiment, the present invention is not limited to this. As the structure of the burners M11 to M33 and N11 to N33, a double tubular shape is sufficient.
Ａ、Ｂ 燃焼器
Ｍ１１〜Ｍ３３、Ｎ１１〜Ｎ３３ バーナ
Ｓａ アンモニア噴射領域
Ｓｂ 微粉炭噴射領域
Ｓｋ 還元領域
１ 火炉
２ 熱交換機器
３ アンモニア供給装置
４ 微粉炭供給装置
A, B Combustors M11 to M33, N11 to N33 Burner Sa Ammonia injection area Sb Pulverized coal injection area Sk Reduction area 1
Claims (5)
第１燃料であるアンモニアの噴射領域の周囲に前記アンモニアとは異なる第２燃料の噴射領域が形成されることを特徴とする燃焼器。 A combustor in which a plurality of burners are arranged two-dimensionally and injects fuel from the burner to burn it,
A combustor, wherein an injection region of a second fuel different from the ammonia is formed around an injection region of ammonia as a first fuel.
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020054748A1 (en) * | 2018-09-11 | 2020-03-19 | 株式会社Ihi | Combustion apparatus and boiler |
| WO2020054750A1 (en) * | 2018-09-11 | 2020-03-19 | 株式会社Ihi | Boiler |
| JP7083211B1 (en) | 2022-02-04 | 2022-06-10 | 株式会社カシワテック | Combustion device and combustion system |
| WO2022176347A1 (en) * | 2021-02-19 | 2022-08-25 | 株式会社Ihi | Combustion device and boiler |
| WO2023095690A1 (en) * | 2021-11-24 | 2023-06-01 | 三菱重工業株式会社 | Ammonia fuel supply unit and boiler system |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5379782U (en) * | 1972-08-25 | 1978-07-03 | ||
| JPS58178109A (en) * | 1982-04-09 | 1983-10-19 | Miura Eng Internatl Kk | Combustion method for fuel oil combined with gas |
| JPH05141617A (en) * | 1991-11-15 | 1993-06-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Flame retardant plural fuel combustion furnace |
| US6973883B1 (en) * | 2001-03-22 | 2005-12-13 | The Texas A&M University System | Reburn system with feedlot biomass |
| CN101520178A (en) * | 2009-04-07 | 2009-09-02 | 湖南吉祥石化科技股份有限公司 | High-tenacity mixing low pollution combustor discharging acid gas |
| JP2013002658A (en) * | 2011-06-13 | 2013-01-07 | Ihi Corp | Opposed combustion boiler device |
| JP2013257125A (en) * | 2012-06-13 | 2013-12-26 | Takeshi Hatanaka | Next-generation carbon-free power generation plant, next-generation carbon-free power generation method, and urea water used for the next-generation carbon-free power generation plant and the next-generation carbon-free power generation method |
| JP2015094496A (en) * | 2013-11-11 | 2015-05-18 | 株式会社Ihi | Combustion system, gas turbine, and power generation system |
| JP2015114087A (en) * | 2013-12-13 | 2015-06-22 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | Boiler plant |
| JP2015190466A (en) * | 2014-03-31 | 2015-11-02 | 株式会社Ihi | Combustion device, gas turbine and power generation device |
| JP2016041990A (en) * | 2014-08-18 | 2016-03-31 | 東洋エンジニアリング株式会社 | Heat generating device including boiler |
| JP2016183641A (en) * | 2015-03-26 | 2016-10-20 | 一般財団法人電力中央研究所 | Power generating facility |
| JP2016191507A (en) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | 株式会社Ihi | Combustion device, gas turbine and power generation device |
-
2017
- 2017-02-24 JP JP2017034023A patent/JP6880823B2/en active Active
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5379782U (en) * | 1972-08-25 | 1978-07-03 | ||
| JPS58178109A (en) * | 1982-04-09 | 1983-10-19 | Miura Eng Internatl Kk | Combustion method for fuel oil combined with gas |
| JPH05141617A (en) * | 1991-11-15 | 1993-06-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Flame retardant plural fuel combustion furnace |
| US6973883B1 (en) * | 2001-03-22 | 2005-12-13 | The Texas A&M University System | Reburn system with feedlot biomass |
| CN101520178A (en) * | 2009-04-07 | 2009-09-02 | 湖南吉祥石化科技股份有限公司 | High-tenacity mixing low pollution combustor discharging acid gas |
| JP2013002658A (en) * | 2011-06-13 | 2013-01-07 | Ihi Corp | Opposed combustion boiler device |
| JP2013257125A (en) * | 2012-06-13 | 2013-12-26 | Takeshi Hatanaka | Next-generation carbon-free power generation plant, next-generation carbon-free power generation method, and urea water used for the next-generation carbon-free power generation plant and the next-generation carbon-free power generation method |
| JP2015094496A (en) * | 2013-11-11 | 2015-05-18 | 株式会社Ihi | Combustion system, gas turbine, and power generation system |
| JP2015114087A (en) * | 2013-12-13 | 2015-06-22 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | Boiler plant |
| JP2015190466A (en) * | 2014-03-31 | 2015-11-02 | 株式会社Ihi | Combustion device, gas turbine and power generation device |
| JP2016041990A (en) * | 2014-08-18 | 2016-03-31 | 東洋エンジニアリング株式会社 | Heat generating device including boiler |
| JP2016183641A (en) * | 2015-03-26 | 2016-10-20 | 一般財団法人電力中央研究所 | Power generating facility |
| JP2016191507A (en) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | 株式会社Ihi | Combustion device, gas turbine and power generation device |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020054748A1 (en) * | 2018-09-11 | 2020-03-19 | 株式会社Ihi | Combustion apparatus and boiler |
| WO2020054750A1 (en) * | 2018-09-11 | 2020-03-19 | 株式会社Ihi | Boiler |
| JP2020041746A (en) * | 2018-09-11 | 2020-03-19 | 株式会社Ihi | boiler |
| JP2020041748A (en) * | 2018-09-11 | 2020-03-19 | 株式会社Ihi | Burner and boiler |
| AU2019339356B2 (en) * | 2018-09-11 | 2022-01-27 | Ihi Corporation | Combustion device and boiler |
| JP7081407B2 (en) | 2018-09-11 | 2022-06-07 | 株式会社Ihi | boiler |
| US11959638B2 (en) | 2018-09-11 | 2024-04-16 | Ihi Corporation | Boiler |
| JP7485500B2 (en) | 2018-09-11 | 2024-05-16 | 株式会社Ihi | Combustion equipment and boilers |
| WO2022176347A1 (en) * | 2021-02-19 | 2022-08-25 | 株式会社Ihi | Combustion device and boiler |
| WO2023095690A1 (en) * | 2021-11-24 | 2023-06-01 | 三菱重工業株式会社 | Ammonia fuel supply unit and boiler system |
| JP7083211B1 (en) | 2022-02-04 | 2022-06-10 | 株式会社カシワテック | Combustion device and combustion system |
| JP2023114324A (en) * | 2022-02-04 | 2023-08-17 | 株式会社カシワグループ | Combustion device and combustion system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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