JP3035264B2 - 燃焼装置 - Google Patents
燃焼装置Info
- Publication number
- JP3035264B2 JP3035264B2 JP10109626A JP10962698A JP3035264B2 JP 3035264 B2 JP3035264 B2 JP 3035264B2 JP 10109626 A JP10109626 A JP 10109626A JP 10962698 A JP10962698 A JP 10962698A JP 3035264 B2 JP3035264 B2 JP 3035264B2
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- Japan
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- combustion
- air
- chamber
- combustor
- combustion chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
Landscapes
- Gas Burners (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発電又は蒸気発生
に用いられるガスタービン、ボイラ等の各種燃焼装置に
関する。
に用いられるガスタービン、ボイラ等の各種燃焼装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、燃焼用空気と燃料の予備混合によ
る触媒燃焼が検討されているが、バーナ、流動床、固定
床方式で空気により燃焼させる方式が一般的である。し
かしながら、前述した従来方式では燃焼排ガス中に燃焼
用空気に起因する多量の窒素を含むため、ＣＯ2 濃度は
一般に１〜１５％と稀薄であり、その除去に多大な消費
動力とコストを要するという問題がある。
る触媒燃焼が検討されているが、バーナ、流動床、固定
床方式で空気により燃焼させる方式が一般的である。し
かしながら、前述した従来方式では燃焼排ガス中に燃焼
用空気に起因する多量の窒素を含むため、ＣＯ2 濃度は
一般に１〜１５％と稀薄であり、その除去に多大な消費
動力とコストを要するという問題がある。
【０００３】このようなことから、例えば深冷分離法又
は圧力スウィング方式の吸着法により予め空気をＯ2 と
Ｎ2 とに分離し、Ｏ2 のみで燃焼することによってＣＯ
2 とＨ2 Ｏのみからなる排ガスとする方法も考えられて
いる。しかしながら、これらの方法も多大な消費動力と
コストを要する。
は圧力スウィング方式の吸着法により予め空気をＯ2 と
Ｎ2 とに分離し、Ｏ2 のみで燃焼することによってＣＯ
2 とＨ2 Ｏのみからなる排ガスとする方法も考えられて
いる。しかしながら、これらの方法も多大な消費動力と
コストを要する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
課題を解決するためになされたもので、多大な消費動力
とコストを要せずにほとんどＣＯ2 とＨ2 Ｏのみからな
る排ガスを生成せしめ、燃焼排ガスからのＣＯ2 除去を
従来法より格段に容易ならしめることが可能な燃焼装置
を提供しようとするものである。
課題を解決するためになされたもので、多大な消費動力
とコストを要せずにほとんどＣＯ2 とＨ2 Ｏのみからな
る排ガスを生成せしめ、燃焼排ガスからのＣＯ2 除去を
従来法より格段に容易ならしめることが可能な燃焼装置
を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、酸素イオン導
電体からなる構造材により燃焼室と空気室とに区画され
た燃焼器と、この燃焼器の燃焼室に連結され、該燃焼室
からの排ガスと熱交換する熱交換器が介装された燃料供
給ラインと、前記燃焼器の空気室に連結され、該空気室
からのガスと熱交換する熱交換器が介装された空気供給
ラインとを具備することを特徴とする燃焼装置である。
上記酸素イオン導電体としては、例えばランタンコバル
タイト（ＬａＣＯ３）、ランタンマンガナイト（ＬａＭ
ｎＯ３）、又はこれらにＭｇ、Ｃａなどをドープしたラ
ンタン系複合酸化物、あるいはイットリア安定化ジルコ
ニア等を挙げることができる。前記酸素イオン導電体か
らなる構造材は、所定の温度域（一般に５００〜１２０
０℃）で、両側の酸素分圧差により酸素イオンを移動さ
せる能力を有する。
電体からなる構造材により燃焼室と空気室とに区画され
た燃焼器と、この燃焼器の燃焼室に連結され、該燃焼室
からの排ガスと熱交換する熱交換器が介装された燃料供
給ラインと、前記燃焼器の空気室に連結され、該空気室
からのガスと熱交換する熱交換器が介装された空気供給
ラインとを具備することを特徴とする燃焼装置である。
上記酸素イオン導電体としては、例えばランタンコバル
タイト（ＬａＣＯ３）、ランタンマンガナイト（ＬａＭ
ｎＯ３）、又はこれらにＭｇ、Ｃａなどをドープしたラ
ンタン系複合酸化物、あるいはイットリア安定化ジルコ
ニア等を挙げることができる。前記酸素イオン導電体か
らなる構造材は、所定の温度域（一般に５００〜１２０
０℃）で、両側の酸素分圧差により酸素イオンを移動さ
せる能力を有する。
【０００６】上記構造材は、円筒状、平板状、格子（ハ
ニカム）状などいずれの形状でもよく、Ｏ2 の移動をで
きるだけ速やかにするため薄く緻密であることが望まし
い。上記構造材を配置した燃焼部では、その内部を酸素
イオンの移動に必要な温度に保持するために熱交換器等
を配設することが実用的である。
ニカム）状などいずれの形状でもよく、Ｏ2 の移動をで
きるだけ速やかにするため薄く緻密であることが望まし
い。上記構造材を配置した燃焼部では、その内部を酸素
イオンの移動に必要な温度に保持するために熱交換器等
を配設することが実用的である。
【０００７】［作用］酸素イオン導電体からなる構造材
を燃焼用空気と燃料の間に配置して燃焼部を構成するこ
とによって、燃焼用空気中の窒素は前記構造材により燃
料側に移動せず、Ｏ2 のみが該構造材を通して燃料側に
移動して燃料と反応するため、ＣＯ2とＨ2 Ｏを生成す
る。特に、ＬａＣＯ3 などのランタンコバルト系複合酸
化物で構造材を形成した場合には、酸化反応の触媒作用
を合わせ持つため、残存酸素が極めて少ない燃焼が可能
となる。かかる方法で生成した燃焼排ガスは、通常の燃
焼排ガスと異なり、Ｎ2 を含まず、かつ量もそれだけ少
量であるため、ＣＯ2 の除去は極めて容易となる。即
ち、冷却して水蒸気を水として分離し、残りのＣＯ2 を
圧縮して液化ないし固化するという簡単な方法によりＣ
Ｏ2 を除去できる。以上のように、本発明方法は従来の
ような吸着法、吸収又は酸によるＣＯ2 分離・回収法と
比較してほとんど動力を要しないため、低コスト化が可
能である。
を燃焼用空気と燃料の間に配置して燃焼部を構成するこ
とによって、燃焼用空気中の窒素は前記構造材により燃
料側に移動せず、Ｏ2 のみが該構造材を通して燃料側に
移動して燃料と反応するため、ＣＯ2とＨ2 Ｏを生成す
る。特に、ＬａＣＯ3 などのランタンコバルト系複合酸
化物で構造材を形成した場合には、酸化反応の触媒作用
を合わせ持つため、残存酸素が極めて少ない燃焼が可能
となる。かかる方法で生成した燃焼排ガスは、通常の燃
焼排ガスと異なり、Ｎ2 を含まず、かつ量もそれだけ少
量であるため、ＣＯ2 の除去は極めて容易となる。即
ち、冷却して水蒸気を水として分離し、残りのＣＯ2 を
圧縮して液化ないし固化するという簡単な方法によりＣ
Ｏ2 を除去できる。以上のように、本発明方法は従来の
ような吸着法、吸収又は酸によるＣＯ2 分離・回収法と
比較してほとんど動力を要しないため、低コスト化が可
能である。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を詳細に説
明する。 （実施例１）ＬａＣＯ3 にＭｇをドープした原料を押出
し法により厚さ０．８ｍｍ、５ｍｍピッチの格子状（２
０ｍｍ角、即ち４穴×４穴、長さ３０ｃｍ）に成形し、
１３００℃で焼成して模擬的な小容量の燃焼器を製作し
た。この燃焼器は小型であり、周囲の熱ロスが大きいの
で、電気炉中において９００℃になるように保持した。
つづいて、前記格子状の燃焼器の中央の４つの穴に燃料
としてＣＨ4 を、周囲の１２個の穴に燃焼用空気をそれ
ぞれ３Ｎリットル／ｍｉｎ、２５Ｎリットル／ｍｉｎで
流通させた。その結果、中央の４つの穴からの出口ガス
はＣＯ2 が約３．０Ｎリットル／ｍｉｎ、Ｈ2 Ｏが約
６．０Ｎリットル／ｍｉｎ、ＣＨ4 は殆ど完全に酸化燃
焼され、Ｏ2 は約０．１Ｎリットル／ｍｉｎの残留であ
った。Ｎ2は検出限界（０．１％）以下であり、本発明
の燃焼器の有用性が確認された。
明する。 （実施例１）ＬａＣＯ3 にＭｇをドープした原料を押出
し法により厚さ０．８ｍｍ、５ｍｍピッチの格子状（２
０ｍｍ角、即ち４穴×４穴、長さ３０ｃｍ）に成形し、
１３００℃で焼成して模擬的な小容量の燃焼器を製作し
た。この燃焼器は小型であり、周囲の熱ロスが大きいの
で、電気炉中において９００℃になるように保持した。
つづいて、前記格子状の燃焼器の中央の４つの穴に燃料
としてＣＨ4 を、周囲の１２個の穴に燃焼用空気をそれ
ぞれ３Ｎリットル／ｍｉｎ、２５Ｎリットル／ｍｉｎで
流通させた。その結果、中央の４つの穴からの出口ガス
はＣＯ2 が約３．０Ｎリットル／ｍｉｎ、Ｈ2 Ｏが約
６．０Ｎリットル／ｍｉｎ、ＣＨ4 は殆ど完全に酸化燃
焼され、Ｏ2 は約０．１Ｎリットル／ｍｉｎの残留であ
った。Ｎ2は検出限界（０．１％）以下であり、本発明
の燃焼器の有用性が確認された。
【０００９】（実施例２）図１は、本実施例に係わる燃
焼装置を示す概略図である。図中の符番１は燃焼器であ
り、この燃焼器１はＬａＣＯ3 にＭｇをドープした構造
材２により燃焼室３と空気室４とに区画されている。前
記燃焼室３には燃料供給ライン５が、前記空気室４には
空気供給ライン６がそれぞれ連結されている。
焼装置を示す概略図である。図中の符番１は燃焼器であ
り、この燃焼器１はＬａＣＯ3 にＭｇをドープした構造
材２により燃焼室３と空気室４とに区画されている。前
記燃焼室３には燃料供給ライン５が、前記空気室４には
空気供給ライン６がそれぞれ連結されている。
【００１０】前記燃料供給ライン５の途中には、前記燃
焼室３からの排ガスと熱交換する熱交換器７が設けら
れ、前記空気供給ライン６には前記空気室４からのガス
と熱交換する熱交換器８が設けられている。また、前記
燃焼室及び空気室４内には、それぞれ水又は上記の供給
ライン９ａ，９ｂが配設されており、配管10ａ，10ｂに
より図示しない上記タービン等へ送られる。なお、前記
燃焼室３の排ガスライン11を通して冷却器12に送られ
る。
焼室３からの排ガスと熱交換する熱交換器７が設けら
れ、前記空気供給ライン６には前記空気室４からのガス
と熱交換する熱交換器８が設けられている。また、前記
燃焼室及び空気室４内には、それぞれ水又は上記の供給
ライン９ａ，９ｂが配設されており、配管10ａ，10ｂに
より図示しない上記タービン等へ送られる。なお、前記
燃焼室３の排ガスライン11を通して冷却器12に送られ
る。
【００１１】このように、上記実施例に係る燃料装置
は、ＬａＣＯ3 にＭｇをドープした構造材２により燃焼
室３と空気室４とに区画された燃焼器１と、この燃焼器
１の燃焼室３に連結され、該燃焼室３からの排ガスと熱
交換する熱交換器７が介装された燃料供給ライン５と、
前記燃焼器１の空気室４に連結され、該空気室４からの
ガスと熱交換する熱交換器８が介装された空気供給ライ
ン６と、前記燃焼室３に排ガスライン11を介して接続す
る冷却器とを具備した構成となっている。
は、ＬａＣＯ3 にＭｇをドープした構造材２により燃焼
室３と空気室４とに区画された燃焼器１と、この燃焼器
１の燃焼室３に連結され、該燃焼室３からの排ガスと熱
交換する熱交換器７が介装された燃料供給ライン５と、
前記燃焼器１の空気室４に連結され、該空気室４からの
ガスと熱交換する熱交換器８が介装された空気供給ライ
ン６と、前記燃焼室３に排ガスライン11を介して接続す
る冷却器とを具備した構成となっている。
【００１２】このような構成の燃焼装置において、燃料
としてＣＨ4 を燃料供給ライン５を通して燃焼器１の燃
焼室３に、燃焼用空気を空気供給ライン６を通して同燃
焼器１の空気室４に供給し、燃焼器１内を９００℃前後
に保持して燃焼を行ったところ、ＣＯ2 とＨ2 Ｏ及び極
微量のＯ2 を含む排ガスが燃焼室３に連結された排ガス
ライン11を通して冷却器12に送られ、ここではＨ2 Ｏが
除去され、最終的にほとんどＣＯ2 のみが分離、回収さ
れた。
としてＣＨ4 を燃料供給ライン５を通して燃焼器１の燃
焼室３に、燃焼用空気を空気供給ライン６を通して同燃
焼器１の空気室４に供給し、燃焼器１内を９００℃前後
に保持して燃焼を行ったところ、ＣＯ2 とＨ2 Ｏ及び極
微量のＯ2 を含む排ガスが燃焼室３に連結された排ガス
ライン11を通して冷却器12に送られ、ここではＨ2 Ｏが
除去され、最終的にほとんどＣＯ2 のみが分離、回収さ
れた。
【００１３】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
少ない消費動力及び簡単な設備構成で殆どＣＯ2 とＨ2
Ｏのみからなる排ガスを生成せしめ、燃焼排ガスからの
ＣＯ2除去を従来法より格段に容易ならしめることがで
き、ひいては現在産業界の緊急課題であるＣＯ2 対策の
一手段として極めて有効な燃焼装置を提供できる。
少ない消費動力及び簡単な設備構成で殆どＣＯ2 とＨ2
Ｏのみからなる排ガスを生成せしめ、燃焼排ガスからの
ＣＯ2除去を従来法より格段に容易ならしめることがで
き、ひいては現在産業界の緊急課題であるＣＯ2 対策の
一手段として極めて有効な燃焼装置を提供できる。
【図１】本発明の一実施例を示す燃焼装置の概略図。
１…燃焼器、 ２…構造材、 ３…燃焼室、 ４…空気室、 ８，９…熱交換器、 12…冷却器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 信明 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重 工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 山下 晃弘 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重 工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 宮崎 達郎 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重 工業株式会社長崎研究所内 (56)参考文献 特開 昭58−52904（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−108（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23L 7/00 B01D 53/22 B01D 71/02 F23C 11/00 F23D 14/32 F23D 14/68
Claims (1)
- 【請求項１】 酸素イオン導電体からなる構造材により
燃焼室と空気室とに区画された燃焼器と、この燃焼器の
燃焼室に連結され、該燃焼室からの排ガスと熱交換する
熱交換器が介装された燃料供給ラインと、前記燃焼器の
空気室に連結され、該空気室からのガスと熱交換する熱
交換器が介装された空気供給ラインとを具備することを
特徴とする燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10109626A JP3035264B2 (ja) | 1990-03-14 | 1998-04-20 | 燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-61206 | 1990-03-14 | ||
| JP6120690 | 1990-03-14 | ||
| JP6585390 | 1990-03-16 | ||
| JP2-65853 | 1990-03-16 | ||
| JP10109626A JP3035264B2 (ja) | 1990-03-14 | 1998-04-20 | 燃焼装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2308730A Division JP2846105B2 (ja) | 1990-03-14 | 1990-11-16 | 燃焼装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1114038A JPH1114038A (ja) | 1999-01-22 |
| JP3035264B2 true JP3035264B2 (ja) | 2000-04-24 |
Family
ID=27297424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10109626A Expired - Lifetime JP3035264B2 (ja) | 1990-03-14 | 1998-04-20 | 燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3035264B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101103256B1 (ko) | 2009-11-12 | 2012-01-10 | 한국과학기술원 | 열교환을 이용한 순산소 연소 시스템 |
-
1998
- 1998-04-20 JP JP10109626A patent/JP3035264B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1114038A (ja) | 1999-01-22 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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