JP2813361B2 - 微粉炭燃焼方法 - Google Patents
微粉炭燃焼方法Info
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- B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
- B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
- B07B7/00—Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents
- B07B7/08—Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents using centrifugal force
- B07B7/083—Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents using centrifugal force generated by rotating vanes, discs, drums, or brushes
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
- B02C23/18—Adding fluid, other than for crushing or disintegrating by fluid energy
- B02C23/24—Passing gas through crushing or disintegrating zone
- B02C23/32—Passing gas through crushing or disintegrating zone with return of oversize material to crushing or disintegrating zone
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
- F23K1/00—Preparation of lump or pulverulent fuel in readiness for delivery to combustion apparatus
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
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- B02C2015/002—Disintegrating by milling members in the form of rollers or balls co-operating with rings or discs combined with a classifier
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
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- F23C2201/10—Furnace staging
- F23C2201/101—Furnace staging in vertical direction, e.g. alternating lean and rich zones
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
- F23K2201/00—Pretreatment of solid fuel
- F23K2201/10—Pulverizing
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は石炭焚ボイラにおける微粉炭燃焼方法に関す
る。
る。
第10図は従来技術による微粉炭燃焼方法の一例を示す
系統図である。同図において、01は固定式分級機を内蔵
する竪型石炭粉砕機、２は微粉炭管、３は分配器、４は
濃混合気供給管、５は淡混合気供給管、６は濃混合気バ
ーナ、７は淡混合気バーナ、８はボイラ火炉を示す。
系統図である。同図において、01は固定式分級機を内蔵
する竪型石炭粉砕機、２は微粉炭管、３は分配器、４は
濃混合気供給管、５は淡混合気供給管、６は濃混合気バ
ーナ、７は淡混合気バーナ、８はボイラ火炉を示す。
竪型石炭粉砕機01により微粉砕された石炭と燃焼用１
次空気からなる微粉炭混合気は、同石炭粉砕機01から排
出されて微粉炭管２に導入された後、分配器３により濃
混合気と淡混合気に分けられる。濃混合気は濃混合気供
給管４を経て、濃混合気バーナ６よりボイラ火炉８内に
噴出し燃焼する。一方淡混合気は淡混合気供給管５を経
て淡混合気バーナ７よりボイラ火炉８内に噴出し燃焼す
る。このような従来の微粉炭燃焼方法においては、微粉
炭混合気を濃混合気と淡混合気に分けて別個に燃焼させ
ることにより、燃焼反応過程で窒素酸化物（NOx）の発
生を抑制する効果があるので、最近の低NOx燃焼装置と
してはこのような方法が用いられることが多い。
次空気からなる微粉炭混合気は、同石炭粉砕機01から排
出されて微粉炭管２に導入された後、分配器３により濃
混合気と淡混合気に分けられる。濃混合気は濃混合気供
給管４を経て、濃混合気バーナ６よりボイラ火炉８内に
噴出し燃焼する。一方淡混合気は淡混合気供給管５を経
て淡混合気バーナ７よりボイラ火炉８内に噴出し燃焼す
る。このような従来の微粉炭燃焼方法においては、微粉
炭混合気を濃混合気と淡混合気に分けて別個に燃焼させ
ることにより、燃焼反応過程で窒素酸化物（NOx）の発
生を抑制する効果があるので、最近の低NOx燃焼装置と
してはこのような方法が用いられることが多い。
次に第11図は固定式分級機を内蔵する竪型石炭粉砕機
01の一例を示す縦断面図である。この図において、供給
管10から投入された塊粉炭等の被粉砕物は、回転テーブ
ル20上で粉砕ローラ30により荷重が与えられて粉砕さ
れ、粉体となって同回転テーブル20の外周へ飛ばされ
る。一方、下方の熱風入口部40から吹上部50を通りミル
内部へ、熱風が送入される。回転テーブル20の外周へ飛
ばされた上記粉体は、この熱風即ち搬送気体によって上
方へ吹き上げられ、固定式ベーン80を通過して固定式分
級機60内に送り込まれ、細粉と粗粉に分離される。そし
て細粉は微粉炭管110から取り出され、粗粉は固定式分
級機60の内周壁に沿って回転テーブル20上に落下し再粉
砕される。
01の一例を示す縦断面図である。この図において、供給
管10から投入された塊粉炭等の被粉砕物は、回転テーブ
ル20上で粉砕ローラ30により荷重が与えられて粉砕さ
れ、粉体となって同回転テーブル20の外周へ飛ばされ
る。一方、下方の熱風入口部40から吹上部50を通りミル
内部へ、熱風が送入される。回転テーブル20の外周へ飛
ばされた上記粉体は、この熱風即ち搬送気体によって上
方へ吹き上げられ、固定式ベーン80を通過して固定式分
級機60内に送り込まれ、細粉と粗粉に分離される。そし
て細粉は微粉炭管110から取り出され、粗粉は固定式分
級機60の内周壁に沿って回転テーブル20上に落下し再粉
砕される。
前記の従来の微粉炭燃焼方法において、ボイラの未燃
損失を低減するためには、燃焼される石炭の微粉度は細
かければ細かい程良い。しかし過度に微粉度を高くする
と、粉砕機の能力低下や消費動力の増加が著しく、且つ
振動発生等の問題があるため、固定式分級機を内蔵する
竪型石炭粉砕機を使用した従来の微粉炭燃焼方法におい
ては、微粉度は200メッシュパス80％以下で運用される
のが一般的である。固定式分級機を内蔵する竪型石炭粉
砕機の一般的な特性を第12図に示す。同図に示すよう
に、前記の粉砕機で200メッシュパス80％程度に粉砕し
た場合、微粉炭中には100メッシュ以上の粗大粒子が約
2.4％含まれているが、これは固定式分級機の特性上避
け難い現象である。
損失を低減するためには、燃焼される石炭の微粉度は細
かければ細かい程良い。しかし過度に微粉度を高くする
と、粉砕機の能力低下や消費動力の増加が著しく、且つ
振動発生等の問題があるため、固定式分級機を内蔵する
竪型石炭粉砕機を使用した従来の微粉炭燃焼方法におい
ては、微粉度は200メッシュパス80％以下で運用される
のが一般的である。固定式分級機を内蔵する竪型石炭粉
砕機の一般的な特性を第12図に示す。同図に示すよう
に、前記の粉砕機で200メッシュパス80％程度に粉砕し
た場合、微粉炭中には100メッシュ以上の粗大粒子が約
2.4％含まれているが、これは固定式分級機の特性上避
け難い現象である。
さて、上述のように粉砕された微粉炭の混合気は分配
器によって濃混合気と淡混合気とに分けられるが、上記
の分配器は慣性力による分級作用を利用しており、その
特性上前記の100メッシュ以上の粗大粒子の大部分は濃
混合気側に流れて行くことは避け難い。上記の分配器の
形状の一例を第13図に示すが、同図において、微粉炭混
合気入口3aより分配器内に導入された微粉炭混合気は、
慣性力により濃混合気と淡混合気に分けられ、それぞれ
濃混合気出口3bおよび淡混合気出口3cから排出される。
上記分配器において、入口の微粉炭中には100メッシュ
以上の粗大粒子が2.5％含まれていたが、そのうちの95
％以上が濃混合気出口より排出されている。
器によって濃混合気と淡混合気とに分けられるが、上記
の分配器は慣性力による分級作用を利用しており、その
特性上前記の100メッシュ以上の粗大粒子の大部分は濃
混合気側に流れて行くことは避け難い。上記の分配器の
形状の一例を第13図に示すが、同図において、微粉炭混
合気入口3aより分配器内に導入された微粉炭混合気は、
慣性力により濃混合気と淡混合気に分けられ、それぞれ
濃混合気出口3bおよび淡混合気出口3cから排出される。
上記分配器において、入口の微粉炭中には100メッシュ
以上の粗大粒子が2.5％含まれていたが、そのうちの95
％以上が濃混合気出口より排出されている。
濃混合気バーナは、微粉炭を理論燃焼空気量以下の低
酸素雰囲気で燃焼させることにより、窒素酸化物の発生
を抑制するものであるが、上記のように濃混合気中に
は、100メッシュ以上の粗大粒子が多量に含まれてお
り、これらは低酸素雰囲気内で十分燃え切ることができ
ず、その大半が未燃分として残るため、灰中未燃分が高
く、それに伴いボイラの未燃損失が高いという問題があ
った。微粉度と灰中未燃分との一般的関係を第14図に示
す。
酸素雰囲気で燃焼させることにより、窒素酸化物の発生
を抑制するものであるが、上記のように濃混合気中に
は、100メッシュ以上の粗大粒子が多量に含まれてお
り、これらは低酸素雰囲気内で十分燃え切ることができ
ず、その大半が未燃分として残るため、灰中未燃分が高
く、それに伴いボイラの未燃損失が高いという問題があ
った。微粉度と灰中未燃分との一般的関係を第14図に示
す。
また一方では、石炭燃焼灰の有効利用の観点から、灰
中未燃分を規定値以下に抑える必要もしばしば生じる
が、このような場合には空気過剰率を増加する等の運転
を必要とするので、窒素酸化物の発生を有効に抑制する
ことができないという問題があった。上記従来の燃焼方
法における空気過剰率とNOxおよび灰中未燃分との関係
を第15図に示す。
中未燃分を規定値以下に抑える必要もしばしば生じる
が、このような場合には空気過剰率を増加する等の運転
を必要とするので、窒素酸化物の発生を有効に抑制する
ことができないという問題があった。上記従来の燃焼方
法における空気過剰率とNOxおよび灰中未燃分との関係
を第15図に示す。
更に第７図には、従来の微粉炭燃焼方法における灰中
未燃分とNOxの関係を破線で示すが、両者のうち一方を
減少すれば他方は増加する傾向にあり、灰中未燃分とNO
xとを共に低減するためには、何らかの新しい技術が必
要であった。
未燃分とNOxの関係を破線で示すが、両者のうち一方を
減少すれば他方は増加する傾向にあり、灰中未燃分とNO
xとを共に低減するためには、何らかの新しい技術が必
要であった。
更に、前記の濃混合気と淡混合気の濃度比とNOx量お
よび未燃分量との関係は第16図のような傾向があり、濃
度比を大きくすると、NOxは下がるが未燃分は増大す
る。したがってNOxと未燃分の両方を適正値に維持する
ためには、ボイラ負荷や炭種の変化等に応じ、上記の濃
度比を任意に且つ自動的に制御する必要があるが、従来
の微粉炭燃焼方法においてはそのような制御は不可能で
あった。
よび未燃分量との関係は第16図のような傾向があり、濃
度比を大きくすると、NOxは下がるが未燃分は増大す
る。したがってNOxと未燃分の両方を適正値に維持する
ためには、ボイラ負荷や炭種の変化等に応じ、上記の濃
度比を任意に且つ自動的に制御する必要があるが、従来
の微粉炭燃焼方法においてはそのような制御は不可能で
あった。
本発明は、従来の微粉炭燃焼方法の上記欠点を解消
し、灰中未燃分および排ガス中の窒素酸化物の濃度がと
もに低く、且つ着火性能の優れた微粉炭燃焼方法を提供
することを目的とする。
し、灰中未燃分および排ガス中の窒素酸化物の濃度がと
もに低く、且つ着火性能の優れた微粉炭燃焼方法を提供
することを目的とする。
本発明は、前記目的を達成するために、回転式分級機
を内蔵する竪型石炭粉砕機から排出された微粉炭混合気
を分配器により濃混合気と淡混合気に分け、それら濃淡
両混合気をそれぞれ別のバーナ噴出口から同一の火炉内
へ噴出して燃焼させる方法において、上記濃混合気の空
燃比を１〜２とするとともに上記淡混合気の空燃比を３
〜６とし、さらに回転式分級機の回転数を30〜180rpm、
分級羽根が回転方向となす角度θを30゜〜60゜の範囲で
変更し、NOxの排出を190ppm以下、未燃分の排出を５％
以下としたことを特徴とする微粉炭燃焼方法を提案する
ものである。
を内蔵する竪型石炭粉砕機から排出された微粉炭混合気
を分配器により濃混合気と淡混合気に分け、それら濃淡
両混合気をそれぞれ別のバーナ噴出口から同一の火炉内
へ噴出して燃焼させる方法において、上記濃混合気の空
燃比を１〜２とするとともに上記淡混合気の空燃比を３
〜６とし、さらに回転式分級機の回転数を30〜180rpm、
分級羽根が回転方向となす角度θを30゜〜60゜の範囲で
変更し、NOxの排出を190ppm以下、未燃分の排出を５％
以下としたことを特徴とする微粉炭燃焼方法を提案する
ものである。
第５図は、回転式分級機を内蔵する竪型石炭粉砕機の
特性を示す図である。同図に示されるように、本石炭粉
砕機で200メッシュパス85％で粉砕した場合、微粉炭中
の100メッシュ以上の粗大粒子は0.1％まで減少される。
第15図に示すように、低酸素雰囲気内の燃焼においては
100メッシュ以上の粗大粒子は未燃分として残る可能性
が高いが、本粉砕機を使用することにより、100メッシ
ュ以上の粗大粒子量が格段に低減できるので、ボイラの
未燃損失を従来よりも著しく低減することができる。ま
た、従来並みの未燃損失が許容される場合には、100メ
ッシュ以上の粗大粒子が少ない分だけ、第15図における
空気過剰率を低く運転することができ、ボイラ排ガス中
の窒素酸化物濃度を従来よりも格段に低減することもで
きる。
特性を示す図である。同図に示されるように、本石炭粉
砕機で200メッシュパス85％で粉砕した場合、微粉炭中
の100メッシュ以上の粗大粒子は0.1％まで減少される。
第15図に示すように、低酸素雰囲気内の燃焼においては
100メッシュ以上の粗大粒子は未燃分として残る可能性
が高いが、本粉砕機を使用することにより、100メッシ
ュ以上の粗大粒子量が格段に低減できるので、ボイラの
未燃損失を従来よりも著しく低減することができる。ま
た、従来並みの未燃損失が許容される場合には、100メ
ッシュ以上の粗大粒子が少ない分だけ、第15図における
空気過剰率を低く運転することができ、ボイラ排ガス中
の窒素酸化物濃度を従来よりも格段に低減することもで
きる。
また、回転式分級機の回転数を調整することにより、
微粉粒度を任意且つ自動的に変更することができる。第
13図に示す分配器に、異なる粒度の微粉炭を供給した時
の出口の濃淡混合気の濃度比を第17図に示す。粒度が小
さい場合には、遠心力による濃淡の分級作用が小さくな
るため、同図に示すように濃度比は小さくなる。したが
って、第16図に示すように、回転式分級機の回転数を調
整することにより、NOx及び未燃分を任意且つ自動的に
調整することができる。
微粉粒度を任意且つ自動的に変更することができる。第
13図に示す分配器に、異なる粒度の微粉炭を供給した時
の出口の濃淡混合気の濃度比を第17図に示す。粒度が小
さい場合には、遠心力による濃淡の分級作用が小さくな
るため、同図に示すように濃度比は小さくなる。したが
って、第16図に示すように、回転式分級機の回転数を調
整することにより、NOx及び未燃分を任意且つ自動的に
調整することができる。
第１図は本発明の第１の実施例を示す系統図である。
同図において、１は回転式分級機を内蔵する竪型石炭粉
砕機、２は微粉炭管、３は分配器、４は濃混合気供給
管、５は淡混合気供給管、６は濃混合気バーナ、７は濃
混合気バーナ６に隣接して配設された淡混合気バーナ、
８はボイラ火炉を示す。
同図において、１は回転式分級機を内蔵する竪型石炭粉
砕機、２は微粉炭管、３は分配器、４は濃混合気供給
管、５は淡混合気供給管、６は濃混合気バーナ、７は濃
混合気バーナ６に隣接して配設された淡混合気バーナ、
８はボイラ火炉を示す。
竪型石炭粉砕機１により微粉砕された石炭は、微粉炭
混合気として同石炭粉砕機１から排出されて微粉炭管２
に導入された後、分配器３により濃混合気と淡混合気に
分けられる。濃混合気は濃混合気供給管４を経て濃混合
気バーナ６からボイラ火炉８内に噴出し燃焼する。一方
淡混合気は淡混合気供給管５を経て淡混合気バーナ７よ
りボイラ火炉８内に噴出し燃焼する。以上は従来の微粉
炭燃焼方法と同様である。
混合気として同石炭粉砕機１から排出されて微粉炭管２
に導入された後、分配器３により濃混合気と淡混合気に
分けられる。濃混合気は濃混合気供給管４を経て濃混合
気バーナ６からボイラ火炉８内に噴出し燃焼する。一方
淡混合気は淡混合気供給管５を経て淡混合気バーナ７よ
りボイラ火炉８内に噴出し燃焼する。以上は従来の微粉
炭燃焼方法と同様である。
第２図は上記の回転式分級機を内蔵する竪型石炭粉砕
機１の機構を示す縦断面図、第３図は回転式分級機の一
部切欠ぎ斜視図、第４図は第２図のIV−IV鎖線に沿う横
断面図である。まず第２図および第３図において、供給
管10から投入された塊粉炭等の被粉砕物は、回転テーブ
ル20上で粉砕ローラ30により荷重が与えられて粉砕さ
れ、粉体となって同回転テーブル20の外周へ飛ばされ
る。一方、下方の熱風入口部40から吹上部50を通りミル
内部へ、熱風が送入される。回転テーブル20の外周へ飛
ばされた上記粉体は、この熱風即ち搬送気体によって、
上方の回転式分級機65内に送り込まれ、粗粉と細粉に分
離される。そして細粉は微粉炭管110から取り出され、
粗粉は外側へ飛ばされて落下し、再び粉砕されるように
なっている。
機１の機構を示す縦断面図、第３図は回転式分級機の一
部切欠ぎ斜視図、第４図は第２図のIV−IV鎖線に沿う横
断面図である。まず第２図および第３図において、供給
管10から投入された塊粉炭等の被粉砕物は、回転テーブ
ル20上で粉砕ローラ30により荷重が与えられて粉砕さ
れ、粉体となって同回転テーブル20の外周へ飛ばされ
る。一方、下方の熱風入口部40から吹上部50を通りミル
内部へ、熱風が送入される。回転テーブル20の外周へ飛
ばされた上記粉体は、この熱風即ち搬送気体によって、
上方の回転式分級機65内に送り込まれ、粗粉と細粉に分
離される。そして細粉は微粉炭管110から取り出され、
粗粉は外側へ飛ばされて落下し、再び粉砕されるように
なっている。
上記回転式分級機65は、複数の分級羽根75が、軸線の
鉛直な逆円錐台の母線に沿うように配されて、上下を上
支持板80および下支持板90によって固着支持され、上記
軸線に沿って配された供給管10すなわち鉛直駆動軸によ
って回転する構造になっている。そして、分級羽根75の
回転によって搬送気体中の粉体が粗粉と細粉に分級され
るが、その分級原理は次の２作用によっている。
鉛直な逆円錐台の母線に沿うように配されて、上下を上
支持板80および下支持板90によって固着支持され、上記
軸線に沿って配された供給管10すなわち鉛直駆動軸によ
って回転する構造になっている。そして、分級羽根75の
回転によって搬送気体中の粉体が粗粉と細粉に分級され
るが、その分級原理は次の２作用によっている。
（Ａ）分級羽根に入った粒子に作用する力のバランス 第４図に示されるように羽根内の粒子には気流による
求心方向の流体抵抗Ｒと羽根の回転運動による遠心力Ｆ
とが作用し、それぞれの力は次式で示される。
求心方向の流体抵抗Ｒと羽根の回転運動による遠心力Ｆ
とが作用し、それぞれの力は次式で示される。
Ｒ＝３πｄμV1 d:粒子直径〔cm〕， μ：気体粘度〔ポアズ〕， V1:気体の求心方向速度〔cm/s〕， V2:羽根周速度〔cm/s〕， ρ1,ρ2:粒子、気体の密度〔g/cm2〕， そして、一定条件で分級機が運転されている時には、
Ｆ＞Ｒとなる粗粒子が分級機の外側に放出され、Ｆ＜Ｒ
となる細粒子が分級機の内側へ流れ込み、粗粒子と細粒
子に分級される。
Ｆ＞Ｒとなる粗粒子が分級機の外側に放出され、Ｆ＜Ｒ
となる細粒子が分級機の内側へ流れ込み、粗粒子と細粒
子に分級される。
（Ｂ）粒子の羽根への衝突後の反射方向α 第４図には粒子が羽根に衝突する状況も示されている
が、粒子が羽根に衝突した後の反射方向αが接線よりも
外側に向く時は、分級機の外側に粒子が放出されやす
く、逆にαが内側に向く時は、分級機内へ流れ込みやす
い。気流が分級羽根間に入り込む時には、旋回流が発生
するが、細粒子は旋回流に近い運動をし、粗粒子は旋回
流から外れて直線に近い運動をすることが知られてい
る。このために細粒子は羽根に衝突後の反射方向が内側
に向きやすく、粗粒子は外側に向きやすくなっており、
細粒子と粗粒子の分級が効果的に行なわれる。
が、粒子が羽根に衝突した後の反射方向αが接線よりも
外側に向く時は、分級機の外側に粒子が放出されやす
く、逆にαが内側に向く時は、分級機内へ流れ込みやす
い。気流が分級羽根間に入り込む時には、旋回流が発生
するが、細粒子は旋回流に近い運動をし、粗粒子は旋回
流から外れて直線に近い運動をすることが知られてい
る。このために細粒子は羽根に衝突後の反射方向が内側
に向きやすく、粗粒子は外側に向きやすくなっており、
細粒子と粗粒子の分級が効果的に行なわれる。
第５図は本石炭粉砕機の性能試験結果を示す図であ
る。同図に示すように、本粉砕機により200メッシュパ
ス85％で粉砕した場合、微粉炭中の100メッシュ以上の
粗大粒子はわずか0.1％であった。更に本石炭粉砕機は2
00メッシュパス90％以上の極めて高い微粉度で運転でき
ることも確認された。この時の100メッシュ以上の粗大
粒子は０％であった。
る。同図に示すように、本粉砕機により200メッシュパ
ス85％で粉砕した場合、微粉炭中の100メッシュ以上の
粗大粒子はわずか0.1％であった。更に本石炭粉砕機は2
00メッシュパス90％以上の極めて高い微粉度で運転でき
ることも確認された。この時の100メッシュ以上の粗大
粒子は０％であった。
第18図は、分級機の回転数を変化させた場合の微粉度
の変化を示す図である。同図に示すように、分級機の回
転数を変化させることにより広範囲且つ容易に微粉度を
調整することができる。
の変化を示す図である。同図に示すように、分級機の回
転数を変化させることにより広範囲且つ容易に微粉度を
調整することができる。
第６図は、本実施例の微粉炭燃焼方法における（燃焼
用１次空気／石炭）比とNOx、火炎伝播速度および灰中
未燃分との関係を示す図である。この図に示されるよう
に、石炭粉砕機からバーナへ送られて来る（燃焼用１次
空気／石炭）比C0の混合流を濃度C1（石炭濃度の濃い濃
混合気炎を作る）と濃度C2（石炭濃度の薄い淡混合気炎
を作る）の濃淡二つの混合流に分離して燃やすことによ
り、バーナ全体としてのNOx濃度は、各NOx濃度N1,N2の
加重平均であるNmとなり、単一濃度C0の時のNOx濃度N0
よりも低くなる。
用１次空気／石炭）比とNOx、火炎伝播速度および灰中
未燃分との関係を示す図である。この図に示されるよう
に、石炭粉砕機からバーナへ送られて来る（燃焼用１次
空気／石炭）比C0の混合流を濃度C1（石炭濃度の濃い濃
混合気炎を作る）と濃度C2（石炭濃度の薄い淡混合気炎
を作る）の濃淡二つの混合流に分離して燃やすことによ
り、バーナ全体としてのNOx濃度は、各NOx濃度N1,N2の
加重平均であるNmとなり、単一濃度C0の時のNOx濃度N0
よりも低くなる。
一方微粉炭燃焼における着火の安定性は、微粉炭混合
気の火炎伝播速度Vfと微粉炭混合気のバーナ部からの噴
出流速Vaとの差、すなわちVf−Vaが大きい程、良くな
る。上記の濃混合気炎は、単一濃度C0の場合に比較して
Vfが大きいため、Vf−Vaが大きくなり着火安定性が優れ
ている。
気の火炎伝播速度Vfと微粉炭混合気のバーナ部からの噴
出流速Vaとの差、すなわちVf−Vaが大きい程、良くな
る。上記の濃混合気炎は、単一濃度C0の場合に比較して
Vfが大きいため、Vf−Vaが大きくなり着火安定性が優れ
ている。
第６図において、灰中未燃分については、本実施例の
微粉炭燃焼方法の特性を従来の方法と比較して示した。
濃度C1,C2のそれぞれの混合気内の微粉度が全く同じで
あれば、従来の方法で燃焼した場合に濃混合気炎および
淡混合気炎から発生する灰中未燃分は、それぞれU1,U2
となりバーナ全体としての未燃分はU0となる。ところ
が、前述の分配器特性により、粗大粒子が濃混合気炎側
に集中するため、実際に従来の方法で燃焼した場合に
は、濃混合気炎から発生する灰中未燃分がU1′に増加
し、これに伴いバーナ全体としての未燃分はUmまで増加
していた。これに対し本実施例では、従来濃度C1に含ま
れていた100メッシュ以上の粗大粒子が低減し、且つ200
メッシュパス85％の運転もできるので、濃混合気炎およ
び淡混合気炎から発生する灰中未燃分が、それぞれL1お
よびL2まで低減され、バーナ全体から発生する灰中未燃
分がL0まで低減される。
微粉炭燃焼方法の特性を従来の方法と比較して示した。
濃度C1,C2のそれぞれの混合気内の微粉度が全く同じで
あれば、従来の方法で燃焼した場合に濃混合気炎および
淡混合気炎から発生する灰中未燃分は、それぞれU1,U2
となりバーナ全体としての未燃分はU0となる。ところ
が、前述の分配器特性により、粗大粒子が濃混合気炎側
に集中するため、実際に従来の方法で燃焼した場合に
は、濃混合気炎から発生する灰中未燃分がU1′に増加
し、これに伴いバーナ全体としての未燃分はUmまで増加
していた。これに対し本実施例では、従来濃度C1に含ま
れていた100メッシュ以上の粗大粒子が低減し、且つ200
メッシュパス85％の運転もできるので、濃混合気炎およ
び淡混合気炎から発生する灰中未燃分が、それぞれL1お
よびL2まで低減され、バーナ全体から発生する灰中未燃
分がL0まで低減される。
第７図は、本実施例の燃焼方法による場合と従来の燃
焼方法による場合とを対比して、NOxと灰中未燃分の関
係を示す図である。同図において、破線は従来の微粉炭
燃焼方法、実線は本実施例の方法による場合の特性を示
す。本実施例の微粉炭燃焼方法を採用することにより、
同一NOx値に対する灰中未燃分が、従来に比較して半減
することが、この図からわかる。
焼方法による場合とを対比して、NOxと灰中未燃分の関
係を示す図である。同図において、破線は従来の微粉炭
燃焼方法、実線は本実施例の方法による場合の特性を示
す。本実施例の微粉炭燃焼方法を採用することにより、
同一NOx値に対する灰中未燃分が、従来に比較して半減
することが、この図からわかる。
次に第20図に濃混合気の空燃比とNOx、未燃分の関係
を示す。同図より濃混合気の空燃比が１より小さい場合
には、同図から読み取れる様にこの時の未燃分の値に当
たる５％を越えて未燃分が急激に増加すること、また同
空燃比が２以上の場合には、前記同様にこの時のNOx値
に当たる190ppmを越えてNOxが急激に増加することがわ
かる。したがって濃混合気の空燃比は、NOx、未燃分に
対する要求に応じ１〜２の間に調整するのが望ましい。
この時に、淡混合気の空燃比は３〜６程度である。
を示す。同図より濃混合気の空燃比が１より小さい場合
には、同図から読み取れる様にこの時の未燃分の値に当
たる５％を越えて未燃分が急激に増加すること、また同
空燃比が２以上の場合には、前記同様にこの時のNOx値
に当たる190ppmを越えてNOxが急激に増加することがわ
かる。したがって濃混合気の空燃比は、NOx、未燃分に
対する要求に応じ１〜２の間に調整するのが望ましい。
この時に、淡混合気の空燃比は３〜６程度である。
濃混合気空燃比を上記のように１〜２の範囲にできる
ような、回転式分級機の条件を例示すると、次のとおり
である。すなわち、第21図は分級機の回転数を変化させ
た時に濃混合気の空燃比が変化する状況を示す図であ
る。同図より、分級機回転数を30〜180rpm且つ分級羽根
が回転方向となす角度θ（第４図参照）を30゜〜60゜の
範囲で変更することにより、濃混合気の空燃比を１〜２
の範囲に調整できることがわかる。このとき淡混合気の
空燃比は、上記第20図図示のとおり約３〜６となる。
ような、回転式分級機の条件を例示すると、次のとおり
である。すなわち、第21図は分級機の回転数を変化させ
た時に濃混合気の空燃比が変化する状況を示す図であ
る。同図より、分級機回転数を30〜180rpm且つ分級羽根
が回転方向となす角度θ（第４図参照）を30゜〜60゜の
範囲で変更することにより、濃混合気の空燃比を１〜２
の範囲に調整できることがわかる。このとき淡混合気の
空燃比は、上記第20図図示のとおり約３〜６となる。
上記第20図および第21図の関係から、第19図に示すよ
うに、分級機の回転数を調整することにより、NOxと未
燃分を自動的に制御することが可能となった。
うに、分級機の回転数を調整することにより、NOxと未
燃分を自動的に制御することが可能となった。
第８図は本発明の第２の実施例を示す系統図を示す。
図中１は回転式分級機を内蔵する竪型石炭粉砕機、２は
微粉炭管、13はバーナ、14は燃焼用空気ダクト、15は燃
焼用空気補充ポート、16は補充燃焼用空気ダクト、８は
ボイラ火炉である。
図中１は回転式分級機を内蔵する竪型石炭粉砕機、２は
微粉炭管、13はバーナ、14は燃焼用空気ダクト、15は燃
焼用空気補充ポート、16は補充燃焼用空気ダクト、８は
ボイラ火炉である。
なお、本実施例は、前記第１の実施例の構成に加え
て、補充燃焼用空気を採用した火炉を対象としたもので
あり、前記第１の実施例の構成に追加される燃焼用空気
補充ポート15及び補充用空気ダクト16を図示し、前記第
１の実施例で説明した微粉炭管２の経路に設ける分配器
３及び濃混合気供給管４、淡混合気供給管５等は図示を
省略した。
て、補充燃焼用空気を採用した火炉を対象としたもので
あり、前記第１の実施例の構成に追加される燃焼用空気
補充ポート15及び補充用空気ダクト16を図示し、前記第
１の実施例で説明した微粉炭管２の経路に設ける分配器
３及び濃混合気供給管４、淡混合気供給管５等は図示を
省略した。
この図において、竪型石炭粉砕機１により粉砕された
微粉炭は、微粉炭混合気として同石炭粉砕機１より排出
され、微粉炭管２に導入された後、バーナ13からボイラ
８内へ噴出し燃焼する。14は燃焼に必要な空気をバーナ
13内に導入するダクトである。バーナ13内における空気
の総量は、上記の微粉炭の理論燃焼空気量よりも少な
く、いわゆるバーナ部空気過剰率は１より小さいが、前
記第１の実施例と同様に微粉炭中の粗大粒子が極めて少
ないため、粒子径の大きな未燃分の発生は少なく、燃焼
用空気補充ポートより噴出された空気により、良好な燃
え切りが得られる。
微粉炭は、微粉炭混合気として同石炭粉砕機１より排出
され、微粉炭管２に導入された後、バーナ13からボイラ
８内へ噴出し燃焼する。14は燃焼に必要な空気をバーナ
13内に導入するダクトである。バーナ13内における空気
の総量は、上記の微粉炭の理論燃焼空気量よりも少な
く、いわゆるバーナ部空気過剰率は１より小さいが、前
記第１の実施例と同様に微粉炭中の粗大粒子が極めて少
ないため、粒子径の大きな未燃分の発生は少なく、燃焼
用空気補充ポートより噴出された空気により、良好な燃
え切りが得られる。
第９図は、この第２実施例の燃焼方法におけるバーナ
部空気過剰率と灰中未燃分およびNOxとの関係を示す図
である。この図を従来の特性を示す第15図と比較すると
明らかなように、NOx値を同一とした場合の灰中未燃分
が従来の60％に低減さている。
部空気過剰率と灰中未燃分およびNOxとの関係を示す図
である。この図を従来の特性を示す第15図と比較すると
明らかなように、NOx値を同一とした場合の灰中未燃分
が従来の60％に低減さている。
本発明の微粉炭燃焼方法によれば、灰中未燃分および
排ガス中の窒素酸化物の濃度が画期的に低減され、且つ
着火安定性の優れた、理想的な微粉炭燃焼が実現され
る。
排ガス中の窒素酸化物の濃度が画期的に低減され、且つ
着火安定性の優れた、理想的な微粉炭燃焼が実現され
る。
第１図は本発明の第１の実施例を示す系統図、第２図は
同じく回転式分級機を内蔵する竪型石炭粉砕機を示す縦
断面図、第３図は同じく回転式分級機の一部切欠ぎ斜視
図、第４図は第２図のIV−IV鎖線に沿う横断面図であ
る。第５図は回転式分級機を内蔵する竪型石炭粉砕機の
特性を示す図である。第６図は上記実施例の微粉炭燃焼
方法における（燃焼用１次空気／石炭）比とNOx、火炎
伝播速度および灰中未燃分との関係を示す図、第７図は
上記実施例の燃焼方法による場合と従来の燃焼方法によ
る場合とを対比してNOxと灰中未燃分との関係を示す図
である。 第８図は本発明の第２の実施例を示す系統図、第９図は
上記第２の実施例におけるバーナ部空気過剰率と灰中未
燃分およびNOxとの関係を示す特性図である。 第10図は従来の微粉炭燃焼方法の一例を示す系統図、第
11図は固定式分級機を内蔵する竪型石炭粉砕機の一例を
示す縦断面図である。第12図は固定式分級機を内蔵する
竪型石炭粉砕機の特性を示す図である。 第13図は分配器の形状の一例を示す図である。第14図は
微粉度と灰中未燃分との一般的関係を示す図である。 第15図は従来の燃焼方法における空気過剰率とNOxおよ
び灰中未燃分との関係を示す図である。 第16図は上記第１の実施例において濃淡混合気の濃度比
を変化させた場合のNOxおよび灰中未燃分の関係を示す
図、第17図は同じく第１の実施例における分配器入口の
微粉炭粒度と２つの出口の濃淡混合気の濃度比との関係
を示す図、第18図は同じく第１の実施例において分級機
の回転数を変化させた場合の微粉度の変化を示す図、第
19図は同じく第１の実施例において分級機の回転数に対
するNOxおよび灰中未燃分との関係を示す図、第20図は
同じく第１の実施例において濃混合気の空燃比とNOx、
灰中未燃分および淡混合気の空燃比との関係を示す図で
ある。第21図は分級機の回転数と濃混合気の空燃比との
関係を示す図である。 01……固定式分級機内蔵竪型石炭粉砕機、 １……回転式分級機内蔵竪型石炭粉砕機、 ２……微粉炭管、３……分配器、 3a……微粉炭混合気入口、3b……濃混合気出口、 3c……淡混合気出口、４……濃混合気供給管、 ５……淡混合気供給管、６……濃混合気バーナ、 ７……淡混合気バーナ、８……ボイラ火炉、 10……供給管、13……バーナ、 14……燃焼用空気ダクト、 15……燃焼用空気補充ポート、 16……補充燃焼用空気ダクト、 20……回転テーブル、30……粉砕ローラ、 40……熱風入口部、50……吹上部、 60……固定式分級機、65……回転式分級機、 70……固定式ベーン、75……分級羽根、 80……上支持板、90……下支持板、 110……微粉炭管。
同じく回転式分級機を内蔵する竪型石炭粉砕機を示す縦
断面図、第３図は同じく回転式分級機の一部切欠ぎ斜視
図、第４図は第２図のIV−IV鎖線に沿う横断面図であ
る。第５図は回転式分級機を内蔵する竪型石炭粉砕機の
特性を示す図である。第６図は上記実施例の微粉炭燃焼
方法における（燃焼用１次空気／石炭）比とNOx、火炎
伝播速度および灰中未燃分との関係を示す図、第７図は
上記実施例の燃焼方法による場合と従来の燃焼方法によ
る場合とを対比してNOxと灰中未燃分との関係を示す図
である。 第８図は本発明の第２の実施例を示す系統図、第９図は
上記第２の実施例におけるバーナ部空気過剰率と灰中未
燃分およびNOxとの関係を示す特性図である。 第10図は従来の微粉炭燃焼方法の一例を示す系統図、第
11図は固定式分級機を内蔵する竪型石炭粉砕機の一例を
示す縦断面図である。第12図は固定式分級機を内蔵する
竪型石炭粉砕機の特性を示す図である。 第13図は分配器の形状の一例を示す図である。第14図は
微粉度と灰中未燃分との一般的関係を示す図である。 第15図は従来の燃焼方法における空気過剰率とNOxおよ
び灰中未燃分との関係を示す図である。 第16図は上記第１の実施例において濃淡混合気の濃度比
を変化させた場合のNOxおよび灰中未燃分の関係を示す
図、第17図は同じく第１の実施例における分配器入口の
微粉炭粒度と２つの出口の濃淡混合気の濃度比との関係
を示す図、第18図は同じく第１の実施例において分級機
の回転数を変化させた場合の微粉度の変化を示す図、第
19図は同じく第１の実施例において分級機の回転数に対
するNOxおよび灰中未燃分との関係を示す図、第20図は
同じく第１の実施例において濃混合気の空燃比とNOx、
灰中未燃分および淡混合気の空燃比との関係を示す図で
ある。第21図は分級機の回転数と濃混合気の空燃比との
関係を示す図である。 01……固定式分級機内蔵竪型石炭粉砕機、 １……回転式分級機内蔵竪型石炭粉砕機、 ２……微粉炭管、３……分配器、 3a……微粉炭混合気入口、3b……濃混合気出口、 3c……淡混合気出口、４……濃混合気供給管、 ５……淡混合気供給管、６……濃混合気バーナ、 ７……淡混合気バーナ、８……ボイラ火炉、 10……供給管、13……バーナ、 14……燃焼用空気ダクト、 15……燃焼用空気補充ポート、 16……補充燃焼用空気ダクト、 20……回転テーブル、30……粉砕ローラ、 40……熱風入口部、50……吹上部、 60……固定式分級機、65……回転式分級機、 70……固定式ベーン、75……分級羽根、 80……上支持板、90……下支持板、 110……微粉炭管。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−119106（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−91406（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−43687（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−44015（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−148911（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F23C 11/00
Claims (1)
- 【請求項１】回転式分級機を内蔵する竪型石炭粉砕機か
ら排出された微粉炭混合気を分配器により濃混合気と淡
混合気に分け、それら濃淡両混合気をそれぞれ別のバー
ナ噴出口から同一の火炉内へ噴出して燃焼させる方法に
おいて、上記濃混合気の空燃比を１〜２とするとともに
上記淡混合気の空燃比を３〜６とし、さらに回転式分級
機の回転数を30〜180rpm、分級羽根が回転方向となす角
度θを30゜〜60゜の範囲で変更し、NOxの排出を190ppm
以下、未燃分の排出を５％以下としたことを特徴とする
微粉炭燃焼方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1049874A JP2813361B2 (ja) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | 微粉炭燃焼方法 |
| US07/485,087 US5003891A (en) | 1989-03-03 | 1990-02-26 | Pulverized coal combustion method |
| CA002011408A CA2011408C (en) | 1989-03-03 | 1990-03-02 | Pulverized coal combustion method |
| EP90104110A EP0385499B1 (en) | 1989-03-03 | 1990-03-02 | Pulverized coal combustion method |
| DE69004594T DE69004594T2 (de) | 1989-03-03 | 1990-03-02 | Verfahren zur Verbrennung von Kohlenstaub. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1049874A JP2813361B2 (ja) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | 微粉炭燃焼方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02230004A JPH02230004A (ja) | 1990-09-12 |
| JP2813361B2 true JP2813361B2 (ja) | 1998-10-22 |
Family
ID=12843193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1049874A Expired - Lifetime JP2813361B2 (ja) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | 微粉炭燃焼方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0385499B1 (ja) |
| JP (1) | JP2813361B2 (ja) |
| CA (1) | CA2011408C (ja) |
| DE (1) | DE69004594T2 (ja) |
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| JP2540636B2 (ja) * | 1989-11-20 | 1996-10-09 | 三菱重工業株式会社 | ボイラ |
| JP3244878B2 (ja) * | 1993-07-26 | 2002-01-07 | 三菱重工業株式会社 | 回転式分級機付微粉炭機およびその運転方法 |
| US5387100A (en) * | 1994-02-17 | 1995-02-07 | Praxair Technology, Inc. | Super off-stoichiometric combustion method |
| RU2067724C1 (ru) * | 1994-12-29 | 1996-10-10 | Малое государственное внедренческое предприятие "Политехэнерго" | Низкоэмиссионная вихревая топка |
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| KR20150052879A (ko) * | 2006-11-17 | 2015-05-14 | 서머힐 바이오매스 시스템즈, 아이엔씨. | 분말 연료, 이의 분산물, 및 이와 관련된 연소장치 |
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| DE102019200191A1 (de) * | 2018-06-08 | 2019-12-12 | Sms Group Gmbh | Trockenaufbereitung von Kaolin bei der Herstellung von HPA |
| JP7282540B2 (ja) * | 2019-02-13 | 2023-05-29 | 三菱重工業株式会社 | 固体燃料粉砕装置及びこれを備えた発電プラント並びに固体燃料粉砕方法 |
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| US4501204A (en) * | 1984-05-21 | 1985-02-26 | Combustion Engineering, Inc. | Overfire air admission with varying momentum air streams |
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| EP0225157A3 (en) * | 1985-11-26 | 1987-09-30 | International Combustion Australia Limited | Method and apparatus for reduced nox emissions from coal furnaces |
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1989
- 1989-03-03 JP JP1049874A patent/JP2813361B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-02-26 US US07/485,087 patent/US5003891A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-03-02 EP EP90104110A patent/EP0385499B1/en not_active Revoked
- 1990-03-02 DE DE69004594T patent/DE69004594T2/de not_active Revoked
- 1990-03-02 CA CA002011408A patent/CA2011408C/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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| CA2011408C (en) | 1994-05-10 |
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