JP3389042B2 - 重質油エマルジョン燃料燃焼装置 - Google Patents

重質油エマルジョン燃料燃焼装置

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Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、事業用、産業用の
重質油エマルジョン燃料燃焼ボイラなどの重質油エマル
ジョン燃料燃焼装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】図３に従来の重質油エマルジョン燃料燃
焼ボイラの構成を示す。図３に示したボイラにおいて、
重質油エマルジョン燃料１０１は、燃料タンク１００か
らボイラ１０のバーナに直接供給される。バーナには重
質油エマルジョン燃料１０１の噴霧用蒸気９が同時に供
給され、燃焼し易い粒径まで重質油エマルジョン燃料１
０１を霧化する。 【０００３】この後、燃料１０１はボイラ１０内で燃焼
される。一方、ボイラ１０内の伝熱管等に付着する灰分
等を吹き飛ばす為に、別の水蒸気８がボイラ１０内に供
給される。ボイラ１０で燃焼後の排ガス１１は、脱硝装
置２０、脱塵装置３０及び脱硫装置４０を経て、煙突５
０から大気へ放出される。 【０００４】従来の技術は、このように常温で重質油エ
マルジョン燃料１０１をボイラ１０まで供給できるが、
重質油エマルジョン燃料１０１中には、約２０〜３０％
の水分が含まれる為、これがボイラ１０内で蒸発する為
の熱が必要で、ボイラ効率が低下する。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】前記した従来の重質油
エマルジョン燃料燃焼ボイラでは、重質油エマルジョン
燃料中に含まれる多量の水分によりボイラ効率が低下
し、更に、ボイラ排ガス中に多量の水分が含まれること
となるためにその水分により酸露点の上昇が生じ、後流
機器に腐食が生じたり煤塵が付着するという問題があ
り、また、その付着煤塵を除去するためスートブロー等
による水使用量が増加するという問題があった。 【０００６】また、重質油エマルジョン燃料燃焼により
発生する水蒸気のために燃焼ガス量が増加し、後流機器
が肥大化するという問題もあった。 【０００７】従って、重質油エマルジョン燃料燃焼装置
において燃料中の水分による燃焼効率の低下を防ぐと共
に燃焼排ガス中に含まれる水分による酸露点の上昇を防
止するなど、前記問題点を解決するため、本出願人は先
に重質油エマルジョン燃料から水分を除去したのち燃焼
するようにした重質油エマルジョン燃料燃焼装置を提案
した。 【０００８】重質油エマルジョン燃料の脱水操作では、
加圧状態で加熱した重質油エマルジョン燃料を高圧から
常圧まで減圧することが行われるが、その減圧時に多量
の水蒸気泡が発生する。この泡を消さないと、泡は脱水
エマルジョン燃料側に混入し、重質油エマルジョン燃料
が冷えた時点で凝縮し水になることから脱水率が低下す
ることになる。 【０００９】このように、重質油エマルジョン燃料に対
する脱水操作において高圧から常圧まで減圧する時に発
生する多量の水蒸気泡を消し、水蒸気は分離蒸気側へ分
ける必要がある。 【００１０】本発明は、燃焼前の重質油エマルジョン燃
料の脱水操作における減圧時に水蒸気泡が発生して脱水
重質油側に混入し脱水率が低下するのを防止可能にした
重質油エマルジョン燃料燃焼装置を提供することを課題
としている。 【００１１】 【課題を解決するための手段】本発明は、重質油エマル
ジョン燃料を加熱して脱水したのち燃焼炉に導いて燃焼
させるとともに、脱水した水分は燃焼炉の水分利用系へ
送給するようにした重質油エマルジョン燃料燃焼装置に
おける前記課題を解決するため、重質油エマルジョン燃
料を高圧で加熱したのち多段に減圧して脱水する手段を
備えるとともに、前記減圧にあたっては１段当たりの圧
力減少を１〜３ａｔａとする重質油エマルジョン燃料燃
焼装置を提供する。 【００１２】本発明による重質油エマルジョン燃料燃焼
装置において、高圧で加熱したあとの重質油エマルジョ
ン燃料を多段に減圧するのには、多段オリフィスや多段
の減圧弁を備えた減圧器を用いることができる。 【００１３】本発明による重質油エマルジョン燃料燃焼
装置において、減圧を１段当り１〜３ａｔａとするの
は、１段当りの圧力減少が３ａｔａを越せば、減圧によ
り発生する泡が多量となり、この泡が後流のフラッシャ
タンクに入ると、タンクのレベル制御が困難となり、圧
力アンバランス等が発生し、運転停止に至るからであ
り、また、１ａｔａ以下では減圧段数の増大に至るから
である。 【００１４】本発明の重質油エマルジョン燃料燃焼装置
によれば、重質油エマルジョン燃料からの脱水率を高め
て燃焼できるので、従来の重質油エマルジョン燃料燃焼
装置にみられた欠点のない重質油エマルジョン燃料の燃
焼を行わせることができる。 【００１５】 【発明の実施の形態】以下、本発明による重質油エマル
ジョン燃料燃焼装置を図１、図２に示した実施の一形態
に基づいて具体的に説明する。図１に示す重質油エマル
ジョン燃料燃焼装置は、ボイラ１０と排ガス処理系の脱
硝装置２０、脱塵装置３０、湿式脱硫装置４０及び煙突
５０等から構成される重質油エマルジョン燃料焚きボイ
ラの燃料供給系に対し、次の構成をもつ重質油エマルジ
ョン燃料中水分の脱水システムが配備されている。 【００１６】すなわち、その脱水システムは、重質油エ
マルジョン燃料タンク１００、重質油エマルジョン燃料
加熱器１１０、フラッシャ１２０、脱水後燃料貯蔵タン
ク１３０及び脱水蒸気の凝縮器１４０、油水分離器１５
０、水分の再加熱器１６０等から構成される。 【００１７】この脱水システムについて更に説明する
と、まず、重質油エマルジョン燃料製造元から送られて
きた燃料は燃料タンク１００に貯蔵される。この燃料タ
ンク１００からポンプを介して送られる重質油エマルジ
ョン燃料１０１は、後述する凝縮器１４０で蒸気１２１
の潜熱を吸収し温度上昇する。 【００１８】さらに、加熱器１１０で重質油エマルジョ
ン燃料１０２中の水分が蒸発可能な温度まで加熱され、
フラッシャ１２０に供給される。加熱器１１０の加熱源
にはボイラ排ガス１１の一部ガス１２の顕熱を利用す
る。 【００１９】フラッシャ１２０に供給された高温になっ
た燃料１１１は、重質油の油分１２２と水蒸気及び軽質
油可燃ガスから成る蒸気１２１に分離し、重質油分１２
２は一たん貯蔵タンク１３０に貯留後、ボイラ燃料１３
１としてボイラ１０のバーナ口へと供給される。なお、
重質油分１２２は常温では流動性が失くなる為、貯蔵タ
ンク１３０及びバーナ口までの配管等は加熱し、流動性
を保持する必要がある。 【００２０】蒸発蒸気１２１の一部は、バーナアトマイ
ズ用蒸気９として用い、他は、それの持つ潜熱を回収す
る為に凝縮器１４０に入り、ここで、常温の重質油エマ
ルジョン燃料１０１に熱を伝え、蒸気１２１は凝縮後、
水分及び軽質油分の混入した液体１４１となる。 【００２１】この水分及び油分を各々同システム内で有
効に利用する為、油水分離器１５０で油分１５１と水分
１５２に分離し、油分１５１はボイラの点火トーチ用等
の燃料に、水分１５２は一部は脱硫装置４０の冷却水４
１に、一部は再加熱器１６０で加熱してボイラ内スート
ブロー用蒸気８等に使用される。 【００２２】スートブロー用蒸気８は、ボイラには不可
欠なものであり、本発明の燃料中水分を利用しなければ
他から供給必要なものであったものが、燃料中の水分で
これを補うことが出来たので、ボイラ１０に供給する水
分が大幅に減少でき、ボイラ１０の効率向上と後流機器
の信頼性向上が達成できる。 【００２３】ここで加熱器１１０の操作圧力は約１５〜
２０ａｔａの高圧であり、常圧のフラッシャ１２０まで
減圧させる為に、減圧器２００を有している。図２に減
圧器２００の一例を示してあり、この減圧器２００は、
加熱器１１０出口の脱水エマルジョンを多段のオリフィ
ス２０１で減圧する構成を有している。 【００２４】なお、オリフィス２０１に代え弁により減
圧する構成でも良い。そして最終には圧力微調整の為の
圧力調整弁２０２を出口側に有している。また、減圧器
２００における減圧は、１段当り１〜３ａｔａとして、
減圧に伴う泡発生を抑えつつも、少い減圧段数でもって
減圧を行なえるようにする。 【００２５】このように構成された減圧器２００を用い
ることにより、加熱後の重質油エマルジョン燃料を減圧
したときの泡発生が極微量で、脱水エマルジョン側に水
分が混入することが非常に少なくなる。 【００２６】 【発明の効果】以上説明したように、本発明による重質
油エマルジョン燃料燃焼装置では、重質油エマルジョン
燃料を高圧で加熱したのち多段に減圧して脱水する手段
を備え、その減圧にあたっては１段当たりの圧力減少を
１〜３ａｔａで行うように構成しているので、減圧によ
る泡発生が少く、水分量を２〜５％に調整した脱水重質
油エマルジョンを得て燃焼させることができる。 【００２７】従って、本発明の重質油エマルジョン燃料
燃焼装置においては、燃焼装置に供給する重質油エマル
ジョン燃料中の水分が大幅に減少でき、燃焼効率向上と
後流機器の酸露点上昇に伴なう煤塵付着、堆積、閉塞等
のトラブルが解消でき信頼性向上が達成できる。
【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施の一形態による重質油エマルジョ
ン燃料燃焼ボイラの系統図。 【図２】本発明の実施の一形態による重質油エマルジョ
ン燃料燃焼装置に用いる減圧器の構成を示す断面図。 【図３】従来の重質油エマルジョン燃料燃焼ボイラの系
統図。 【符号の説明】 １０ ボイラ ２０ 脱硝装置 ３０ 脱塵装置 ４０ 脱硫装置 １００ 燃料タンク １１０ 加熱器 １２０ フラッシャ １３０ 貯蔵タンク １４０ 凝縮器 １５０ 油水分離器 １５１ 油分 １５２ 水分 １６０ 再加熱器 ２００ 減圧器 ２０１ オリフィス ２０２ 圧力調整弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊地 洋 長崎市深堀町五丁目717番１号 三菱重 工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 植田 勝征 長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工業株 式会社長崎造船所内 (56)参考文献 特開 平10−54546（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−43608（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23K 5/12 F23K 5/20 F23D 11/16

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 重質油エマルジョン燃料を加熱して脱水
    したのち燃焼炉に導いて燃焼させるとともに、脱水した
    水分は燃焼炉の水分利用系へ送給するようにした重質油
    エマルジョン燃料燃焼装置において、重質油エマルジョ
    ン燃料を高圧で加熱したのち多段に減圧して脱水する手
    段を備えるとともに、前記減圧にあたっては１段当たり
    の圧力減少を１〜３ａｔａとしたことを特徴とする重質
    油エマルジョン燃料燃焼装置。
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