JP4056752B2

JP4056752B2 - バイオマス燃料の燃焼装置と方法

Info

Publication number: JP4056752B2
Application number: JP2002023312A
Authority: JP
Inventors: 芳孝 ▲高▼橋; 義則大谷; 彰馬場
Original assignee: Babcock Hitachi KK; Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc; Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2002-01-31
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2008-03-05
Anticipated expiration: 2022-01-31
Also published as: JP2003222310A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、火炉内で燃料を燃焼させ、熱交換により発生した蒸気にてタービンを駆動し、発電する発電プラントあるいは発生した熱を多方面に利用する熱供給プラントに関わり、特に石炭等の固体化石燃料と植物等生物体を起源とする木質系バイオマスや廃材・廃棄物等の他種再生可能燃料（以下、これらの燃料をバイオマス燃料ということとする。）とを排ガス中の窒素酸化物濃度が低い低ＮＯｘ燃焼及び高効率に混焼させるのに適した燃焼設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のＣＯ₂による地球温暖化問題から、バイオマスはその生物リサイクルの機構から燃焼した際に発生するＣＯ₂の増加を来さないニュートラルな燃料として、その利用拡大が図られている。特に、従来の固体化石燃料からのＣＯ₂の発生増加とそのエネルギー消費を抑えていくためには、木質系バイオマスの利用が最も量的確保の可能性も高く、全面転換は直ちに無理としても、当面固体化石燃料との併用から徐々にその依存度を下げていく傾向にある中で、主要な燃料になる可能性を秘めている。
【０００３】
このバイオマスを実際に燃焼利用することは、人類歴史上世界的に古くから行なわれて来たものであり、燃焼そのものは簡便であるが、固体化石燃料と比較すると、その取扱い難易性や経済性の観点から比較的小規模な利用形態に留まり、燃焼技術そのものへの新たな開発もなされずに今日に至っている。
【０００４】
したがって、比較的中規模あるいはさらに大規模な発電用への利用に際しても、燃焼効率や環境対策への配慮が十分なされているとは言えず、改善の余地がある。
【０００５】
従来技術となる一例として石炭とバイオマスとの２種の燃料の混焼系統を図８に示す。
主燃料である石炭１は搬送用の温度２００℃程度の熱空気２とともに石炭ミル３内に供給され、内部で乾燥と同時に粉砕が行なわれて微粉炭５となって微粉炭管４を通り、微粉炭バーナ６へ供給され、火炉７内に投入されて燃焼される。燃焼用の空気としては微粉炭５の乾燥・搬送用熱空気２を通常一次空気と称し、全体の約３割を供給し、残りを二次空気１１として火炉７に付属した風箱１２より微粉炭バーナ６の周囲より火炉７内へ供給し、燃料の完全燃焼がなされる。また低ＮＯｘ化を図る二段燃焼方式では、この二次空気の一部を、さらに火炉７の上部から分配して完全燃焼用空気あるいは過剰空気として投入することにより、バーナレベルでは完全燃焼に必要な理論空気量より少量で二段燃焼により最終的に完全燃焼を図る方式をとることがある。また、図８では簡略化のため石炭ミル３を一台、微粉炭バーナ６も一本のみを図示しているが、通常のボイラや大型の燃焼炉になればなるほど石炭ミル３の台数が増加し、各ミル３から分配されるバーナ６の本数を多くし、ボイラの起動・負荷変化等への対応が可能な設備としている。
【０００６】
一方、もう一つの燃料であるバイオマス燃料は、例えば、ここでは木質系のバイオマス燃料を従燃料とし、入熱割合としては数％から２０％程度以内の量で石炭供給系とは別系統で供給される。石炭と同様にバイオマス２１は熱ガス２２と共にバイオミル２３内にて乾燥、粉砕され、微粒バイオ２５となってバイオ搬送管２４を通り、バイオバーナ２６より火炉７内へ供給されて燃焼される。燃焼用の二次空気１１も同様に風箱１２よりバイオバーナ２６の周囲から火炉７内へ供給される。ここで熱ガス２２は、通常は石炭同様２００〜３００℃の空気であるが、バイオマスの水分割合が多い場合にはさらに高温の排ガス等を使用することもある。
【０００７】
石炭とバイオマスとを別系統で火炉７に供給する方式、及びミル内へ同時に供給してミルにて一緒に粉砕を行い、混合した状態で同様に火炉７内へ供給する方式もある。また、石炭を主燃料とし、バイオマスを従燃料として２種の燃料供給系統として示したが、さらにごみや廃材・廃棄物等の別種の燃料を同時供給することもある。ただし、いずれの場合も多種の燃料を火炉７内へ単に独立して供給して燃焼させるか、あるいは混合して供給燃焼するだけで特別な燃焼上の工夫は図られていない。
【０００８】
なお、従来技術としては、例えば特開平１１−１０８３２０号公報や特開平１１−１４０２９号公報等に記載の発明がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の石炭の燃焼方式については数多くの高効率かつ低ＮＯｘ燃焼方式が開発されており、石炭中の揮発分に着目した高温還元炎によるＮＯｘ還元物質を生成した燃焼方法である火炎内脱硝方式もある。しかしながら、揮発分が少なく、固定炭素分の多い高燃料比炭や無煙炭では着火が困難であるため、未燃分が多く高効率燃焼達成が難しく、また着火しても高温の還元炎を形成し難いため、低ＮＯｘ化も十分に図れない困難な課題が残されている。
【００１０】
一方、バイオマスの燃焼に関しては水分や揮発分が多いため、ある程度の乾燥により水分を除けば着火性は良いものの、石炭と比較すると粒径が粗く、微粉炭が２００メッシュパスで７０〜９０％とかなり細かいのに対し、バイオマスでは繊維の影響もあり微粉砕し難しいため、１ｍｍ以下程度とするのには多大な動力や設備が必要となってくる短所がある。さらに、このミリメートルオーダの粒径では炉内での浮遊燃焼に際し、粗い粒子が炉底に落下して未燃物として残留することがあるため、必ずしも燃焼効率が高いとはいえない問題があった。
【００１１】
本発明の課題は、石炭やバイオマス等のそれぞれ単独の燃焼では高効率かつ低ＮＯｘ燃焼が困難な燃料に対し、双方の燃料の燃焼効率と低ＮＯｘの同時燃焼を達成し、エネルギーの有効利用と環境対策を両立させることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題は次の解決手段で解決される。
（１）固体化石燃料とバイオマス燃料（植物等生物体を起源とするバイオマスや廃材・廃棄物等の他種再生可能燃料）からなる少なくとも二種類以上の燃料を混焼する燃焼炉とその燃焼炉への燃料供給を行う燃料供給装置を備えたバイオマス燃料の燃焼装置において、粉砕された固体化石燃料と粉砕されたバイオマス燃料とを別系統で燃焼炉へそれぞれ供給する燃料供給流路と、両燃料供給流路からの各燃料を燃焼炉に噴出するノズルとして固体化石燃料噴出ノズルを中心側に、該固体化石燃料噴出ノズルの外周側であって、固体化石燃料噴出ノズルの先端部より燃焼炉壁面の近くに先端部があるバイオマス燃料噴出ノズルを配した単一の燃料噴出ノズルを燃焼炉壁面に設けたバーナと、該単一の燃料噴出ノズルの中のバイオマス燃料噴出用ノズル先端に設けた保炎板と、を備えたバイオマス燃料の燃焼装置。
【００１３】
前記燃焼装置では、バイオマス燃料供給流路とバーナのバイオマス燃料噴出ノズルとの接続部を該ノズルの軸横断面のなす円周の接線方向へ燃料が旋回して供給される形状としたこと、または、固体化石燃料噴出ノズル内周にベンチュリを備え、その下流側の固体化石燃料噴出ノズル軸心上に円錐台形燃料濃縮器を設置すること、または固体化石燃料噴出ノズルの燃料噴出方向の長さを、該バーナノズルの外周側に設けられたバイオマス燃料噴出ノズルの燃料噴出方向の長さより短くすることで、さらにバイオマス燃料と固体化石燃料の混焼効果を高めることができる。
【００１４】
（２）固体化石燃料とバイオマス燃料からなる少なくとも二種類以上の燃料を混焼する燃焼炉とその燃焼炉への燃料供給を行う燃料供給装置を備えたバイオマス燃料の燃焼装置において、粉砕された固体化石燃料と粉砕されたバイオマス燃料とを別系統で燃焼炉の直前までそれぞれ供給する燃料供給流路と、両燃料供給流路からの各燃料をバーナ入口部で混合し、その後燃焼炉内に噴出する単一の燃料噴出ノズルを設けたバーナと、該単一の燃料噴出ノズル先端に設けた保炎板とを備えたバイオマス燃料の燃焼装置。
【００１５】
前記バイオマス燃料の燃焼装置の固体化石燃料とバイオマス燃料とを混合した後に燃焼炉に噴出する単一の燃料噴出ノズルの内周にベンチュリを備え、その下流側の前記ノズル軸心上に円錐台形燃料濃縮器を設置することができる。
【００１６】
（３）請求項１記載のバイオマス燃料の燃焼方法において、粉砕された固体化石燃料と粉砕されたバイオマス燃料とを別系統で、それぞれの燃料供給装置から供給する固体化石燃料噴出ノズルとバイオマス燃料噴出ノズルからなる単一の燃料噴出ノズルを備えたバーナへ供給し、固体化石燃料をバーナの中心側に設けた固体化石燃料噴出ノズルから燃焼炉に供給し、バイオマス燃料を該固体化石燃料噴出ノズルの外周部であって、固体化石燃料噴出ノズルの先端部より燃焼炉壁面の近くに先端部があるバイオマス燃料噴出ノズルに設けたバイオマス燃料噴出ノズルから燃焼炉内に噴出するバイオマス燃料の燃焼方法。
このとき、バイオマス燃料噴出ノズルの中心軸横断面のなす円周の接線方向へ燃料を旋回させながらバイオマス燃料を供給し、バイオマス燃料噴出ノズルからの燃料噴出流に固体化石燃料噴出ノズルの外周側で旋回遠心力のかかるようにしても良い。また、単一の燃料噴出ノズル先端部内で固体化石燃料とバイオマス燃料を混合させた後、燃焼炉内に噴出させても良い。
【００１７】
（４）請求項５記載の固体化石燃料とバイオマス燃料からなる少なくとも二種類以上の燃料をバーナを備えた燃焼炉で混焼させるバイオマス燃料燃焼方法において、粉砕された固体化石燃料と粉砕されたバイオマス燃料とを別系統でそれぞれの燃料供給装置から供給する単一の燃料噴出ノズルを備えたバーナへ供給し、両燃料を該単一の燃料噴出ノズル内で混合させた後、燃焼炉内に噴出させるバイオマス燃料の燃焼方法。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の一実施例として、石炭およびバイオマスの２種の燃料の混焼系統からなる燃焼装置を示す。炉内バーナまでの石炭およびバイオマスの各燃料を供給する系統構成としては、図８に示す従来技術と基本的には同一である。
【００１９】
主燃料である石炭１は搬送用の温度２００℃程度の熱空気２と共に石炭ミル３内に供給され、内部で乾燥と同時に粉砕が行なわれて微粉炭５となって微粉炭管４を通り、微粉炭バーナ６ａへ供給された後、火炉７内に投入されて燃焼される。
【００２０】
燃焼用の空気としては微粉炭５の乾燥・搬送用熱空気２を通常一次空気と称し、一次空気は燃焼用空気全体の約３割が供給され、残りを二次空気１１として火炉７に付属した風箱１２より微粉炭バーナ６ａの周囲より火炉７内へ供給され、燃料の完全燃焼がなされる。また、低ＮＯｘ化を図る二段燃焼方式では、この二次空気の一部を、さらに火炉７の上部から分配して完全燃焼用空気あるいは過剰空気として投入することにより、バーナレベルでは完全燃焼に必要な理論空気量より少量にして二段燃焼により最終的に完全燃焼を図る方式を用いることがある。また、図１では簡略化のため石炭ミル３を一台、微粉炭バーナ６ａも一本だけ図示しているが、通常のボイラや大型の火炉７になればなるほど石炭ミル３の台数が増加し、各ミル３から分配されるバーナ６ａの本数も多数設けて起動・負荷変化等への対応が可能な設備とする。
【００２１】
一方、もう一つの燃料であるバイオマスは、例えばここでは木質系のバイオマスを従燃料とし、入熱割合としては数％から２０％程度以内が石炭供給系とは別系統で供給される。石炭同様にバイオマス２１は熱ガス２２とともにバイオミル２３内にて乾燥、粉砕され、微粒バイオ２５となってバイオ搬送管２４を通り、微粉炭バーナ６ａと同軸上であって微粉炭バーナ６ａの外周に配置されるバイオバーナ２６より火炉７内へ供給燃焼される。
【００２２】
バイオミル２３出口には分級器２７があり、微粒バイオマス２５の内の粗粒分が戻り管２８を通ってバイオミル２３に戻り、再度粉砕循環される。燃焼用の二次空気１１は石炭燃焼用空気と一緒に風箱１２よりバイオバーナ２６の周囲から火炉７内へ供給される。
【００２３】
ここで熱ガス２２は通常は微粉炭５の乾燥・搬送用熱空気２と同様２００〜３００℃の空気であるが、バイオマスの水分割合が多い場合には、さらに高温の排ガス等を使用することもある。
【００２４】
次にバーナ部の構成を図２および図３に示す。
まず図２において、バーナ６ａの中心には管状の微粉炭ノズル３６ａが配置され、その軸心には軸３２とこれに取り付けられた円錐台形の濃縮器３３がある。また微粉炭ノズル３６ａの入口側内壁の濃縮器３３前にはベンチュリ３１がある。微粉炭ノズル３６ａの外周にはバイオスリーブ（バイオマス燃料バーナノズル）３４があり、その炉内側先端には円盤状の保炎板３５が設けられている。さらにバイオスリーブ３４の外周側には２次レジスタ３８、３次レジスタ３９があり、それぞれ二次空気１１が風箱１２内を通って分割され分割流１１ａ、１１ｂとして流入し、拡散板３７の内外周を通って火炉７内へと供給される。
【００２５】
図３は図２におけるバイオ搬送管２４のバイオスリーブ３４入口の（イ）−（イ）断面矢視図を示し、微粒バイオ２５がバイオ搬送管２４を通って微粉炭ノズル３６ａとバイオスリーブ３４の間の円環状流路に旋回状に入る構成となっている。
【００２６】
燃料である微粉炭５と微粒バイオ２５は、それぞれ別系統にて空気搬送されバーナへ供給されるが、微粉炭５は軸心配置の微粉炭ノズル３６ａから、微粒バイオ２５は微粉炭ノズル３６ａの外周のバイオスリーブ３４の内壁に沿ってそれぞれ同軸で火炉７内に供給される。このとき微粒バイオ２５は入口で旋回を掛けられるため、遠心力でバイオスリーブ３４の内壁外周部に沿って濃密化され、図４に示すようにスリーブ３４の先端の保炎板３５での渦流による高温炉内ガス循環域生成による粒子の安定着火と急速燃焼かつ高密度化による局部的昇温、すなわち千数百度の高温化が可能となる。
【００２７】
また、微粉炭５は、まずベンチュリ３１で一度縮流発散されることで、微粉炭流の垂直断面方向での粒子分布むらが緩和均一化され、さらに濃縮器３３の外周を通ることで微粉炭ノズル３６ａの内壁外周側に濃密化され、該微粉炭ノズル３６ａの外側の微粒バイオ２５の濃密化された粒子と保炎板３５直前で混合される。このため、微粉炭５の粒子も微粒バイオ２５の保炎板３５の付近の火炉７内における図４で示す領域（Ａ）、（Ｂ）付近で急速混合拡散すると同時に、保炎板３５の渦発生部を起点として領域（Ｂ）の部分にさらに高温の火炎を形成する。
【００２８】
ここでの燃焼用空気は燃料を搬送してきた一次空気と二次空気のうち、２次レジスタ３８を通った空気流１１ａとの循環流による混合であるため、全体としては燃料の完全燃焼には不十分な、いわゆる理論空気量以下の燃焼状況である。このため、高温炎による高温度条件と酸素不足の条件下により、ＮＯｘの還元剤を多量に生成する。
【００２９】
この原理を図７により説明する。石炭等の固体燃料において、既によく知られているが、酸素不足下での炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）等のＮＯｘ還元ラジカルの生成は、石炭の燃料比ＦＲ（固定炭素ＦＣ／揮発分ＶＭの比）により異なり、図７の（ｂ）位置に示すように燃料比ＦＲが低く、揮発分が多い場合には還元成分が多く発生し、完全燃焼による最終的なＮＯｘも低くできるが、（ａ）位置の高ＦＲの石炭では揮発分が少なく、着火に必要な温度も高くなり還元成分の生成も小さく、仕上がりのＮＯｘ低減も難しい。
【００３０】
すなわち、図２および図４に示す燃焼状況は、石炭単体では十分な揮発分がなければ（ａ）位置の燃焼状況となるのに対し、バイオマスの高揮発分による着火高温還元炎の生成を得ることにより単に（ａ）と（ｂ）の平均的位置とするのではなく、高温雰囲気により石炭の着火性も向上されるため、（ｂ）位置に限りなく接近する効果を果たすことが可能となる。
【００３１】
さらに、保炎板付近からの高温火炎は燃焼速度を増加させ、完全燃焼への必要滞留時間を短縮する役目も果たすため、結果として燃焼効率の向上にも寄与する。
【００３２】
これは必ずしも燃焼性の悪い石炭だけでなく、比較的燃料比が高くない瀝青炭においてもバイオマスとの混焼により、石炭単独による燃焼よりさらにバイオマス単独に近い低ＮＯｘ化と高燃焼効率を達成できることを意味する。
【００３３】
このようにして、従来固体化石燃料単独では自燃も難しいような場合においても両者の組合わせにより、低ＮＯｘ化と高効率燃焼の同時達成が可能となる。また、比較的揮発分の多い、燃料比が０．８〜２０程度の瀝青炭の燃焼においても木質系バイオマスは燃料として燃料比が０．５以下であり、より着火性・高温還元効果向上による低ＮＯｘ化と高効率燃焼の同時達成が可能となる。
【００３４】
次に、本発明の第二の実施例を、図５および図６に示す。
本実施例における図１及び図２に示す実施例の違いは石炭とバイオマスの２種の燃料をバーナ入口部において混合している点である。
【００３５】
微粉炭５および微粒バイオ２５は別々の配管で空気搬送されるが、微粉炭バーナ６ｂの入口部において合流し、微粉炭バーナノズル３６ｂ内を通り、火炉７内へ供給される。図５および図６に示す例では微粉炭ノズル３６ｂの軸心にバイオ搬送管２４を連結したが、合流位置は特に限定されるものではない。
【００３６】
微粉炭バーナノズル３６ｂより、さらに上流側で混合した場合には直接の燃焼性能への効果には変わりはないが、途中の燃料供給管を混合粒子が通る場合には、系統トリップ時のバイオマス高揮発分による発火性が強いことから、その安全対策に関する留意が別に必要となる。
【００３７】
図２と同様に図６の微粉炭バーナノズル３６ｂ内にもベンチュリ３１および濃縮器３３が設けられ、本実施例においては微粒バイオマス２５の粒子の混合を、ベンチュリ３１および濃縮器３３の設置部の上流側とすることで、バイオマス２５と石炭３とのより均一な混合が図れ、混合された状態で保炎板３５部分での燃料濃縮が図れ、安定着火と高温還元炎の形成が可能となる。
【００３８】
第一の実施例による石炭とバイオマスとを個別供給するバーナ６ａと違う点は、第一の実施例が保炎板３５近傍にバイオマス中心の保炎形成となるため、ＮＯｘ還元剤の生成が多いのに対し、第二の実施例ではバーナ６ｂにおいて二種の燃料のより均一な混合が可能となるため、高効率の燃焼を達成できる。
【００３９】
したがって、石炭の燃料比やバイオマスの混焼率等により、適宜適正な混焼方式を選定することにより、最適な効果を得ることが可能となる。
また、以上の作用に関しては燃料の種類が石炭のみでなく、オイルコークスや炭化燃料等の単独で燃焼性困難、低ＮＯｘ化困難な固体燃料等にも同様の効果が期待できる。
【００４０】
さらに、上記実施例においては石炭とバイオマスとを別系統にて供給する方式として示したが、石炭とバイオマスとをミル３内へ同時に供給し、該ミル３において一緒に粉砕を行い、混合した状態で同様に火炉７内へ供給する方式もある。
【００４１】
また、上記実施例においては石炭を主燃料、バイオマスを従燃料として２種の燃料供給系統として示したが、さらにごみや廃材・廃棄物等の別種の燃料を同時供給することもある。前記別種の燃料を用いる場合も、基本的に揮発分が主燃料（石炭）に比較して多いものであれば、特にその使用形態が限定するものではなく、バーナ部の構成を同様とすることにより、高効率で低ＮＯｘの燃焼効果を得ることができる。
【００４２】
【発明の効果】
石炭等の固体化石燃料とバイオマス等の高揮発分含有固体燃料とを同軸にて個別あるいは混合させてバーナへ供給する燃焼方式と保炎板とを組合わせた新バーナを採用することにより、固体燃料単独の個々の燃焼よりも、さらに以下の相乗効果を達成できる。
▲１▼高効率燃焼による全エネルギーの有効利用が可能。
▲２▼低ＮＯｘ化による環境への影響を軽減可能。
また、本質的にバイオマスやごみ・廃材等を利用することで
▲３▼再生エネルギーの有効利用と固体化石燃料節減のＣＯ₂発生量抑制が可能。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す燃料供給および燃焼全体系統図である。
【図２】図１のバーナ部の構成を示す断面図である。
【図３】図２の（イ）−（イ）線矢視図である。
【図４】図２のバーナ保炎板周りの流れを示す図である。
【図５】本発明の第二の実施例を示す燃料供給および燃焼全体系統図である。
【図６】図５のバーナ部の構成を示す断面図である。
【図７】石炭燃料比による燃焼特性を示す図である。
【図８】従来技術の燃料供給および燃焼全体系統図である。
【符号の説明】
１石炭２熱空気
３石炭ミル４微粉炭管
５微粉炭６微粉炭バーナ
７火炉１１二次空気
１１ａ、１１ｂ分割流１２風箱
２１バイオマス２２熱ガス
２３バイオミル２４搬送管
２５微粒バイオ２６バイオバーナ
２７分級器２８戻り管
３１ベンチュリ３２軸
３３濃縮器
３４バイオスリーブ（バイオマス燃料バーナノズル）
３５保炎板３６微粉炭ノズル
３７拡散板３８２次レジスタ
３９３次レジスタ

Claims

固体化石燃料とバイオマス燃料からなる少なくとも二種類以上の燃料を混焼する燃焼炉とその燃焼炉への燃料供給を行う燃料供給装置を備えたバイオマス燃料の燃焼装置において、
粉砕された固体化石燃料と粉砕されたバイオマス燃料とを別系統で燃焼炉へそれぞれ供給する燃料供給流路と、
両燃料供給流路からの各燃料を燃焼炉に噴出するノズルとして固体化石燃料噴出ノズルを中心側に、該固体化石燃料噴出ノズルの外周側であって、固体化石燃料噴出ノズルの先端部より燃焼炉壁面の近くに先端部があるバイオマス燃料噴出ノズルを配した単一の燃料噴出ノズルを燃焼炉壁面に設けたバーナと、
該単一の燃料噴出ノズルの中のバイオマス燃料噴出用ノズル先端に設けた保炎板と、
を備えたことを特徴とするバイオマス燃料の燃焼装置。
バイオマス燃料供給流路とバーナのバイオマス燃料噴出ノズルとの接続部を該ノズルの軸横断面のなす円周の接線方向へ燃料が旋回して供給される形状としたことを特徴とする請求項１記載のバイオマス燃料の燃焼装置。
固体化石燃料噴出ノズル内周にベンチュリを備え、その下流側の固体化石燃料噴出ノズル軸心上に円錐台形燃料濃縮器を設置したことを特徴とする請求項１記載のバイオマス燃料の燃焼装置。
固体化石燃料噴出ノズルの燃料噴出方向の長さを、該バーナノズルの外周側に設けられたバイオマス燃料噴出ノズルの燃料噴出方向の長さより短くしたことを特徴とする請求項１記載のバイオマス燃料の燃焼装置。
固体化石燃料とバイオマス燃料からなる少なくとも二種類以上の燃料を混焼する燃焼炉とその燃焼炉への燃料供給を行う燃料供給装置を備えたバイオマス燃料の燃焼装置において、
粉砕された固体化石燃料と粉砕されたバイオマス燃料とを別系統で燃焼炉の直前までそれぞれ供給する燃料供給流路と、
両燃料供給流路からの各燃料をバーナ入口部で混合し、その後燃焼炉内に噴出する単一の燃料噴出ノズルを設けたバーナと、
該単一の燃料噴出ノズル先端に設けた保炎板と、
を備えたことを特徴とするバイオマス燃料の燃焼装置。
固体化石燃料とバイオマス燃料とを混合した後に燃焼炉に噴出する単一の燃料噴出ノズルの内周にベンチュリを備え、その下流側の前記ノズル軸心上に円錐台形燃料濃縮器を設置したことを特徴とする請求項５記載のバイオマス燃料の燃焼装置。
請求項１記載のバイオマス燃料の燃焼方法において、
粉砕された固体化石燃料と粉砕されたバイオマス燃料とを別系統で、それぞれの燃料供給装置から供給する固体化石燃料噴出ノズルとバイオマス燃料噴出ノズルからなる単一の燃料噴出ノズルを備えたバーナへ供給し、固体化石燃料をバーナの中心側に設けた固体化石燃料噴出ノズルから燃焼炉に供給し、バイオマス燃料を該固体化石燃料噴出ノズルの外周部であって、固体化石燃料噴出ノズルの先端部より燃焼炉壁面の近くに先端部があるバイオマス燃料噴出ノズルから燃焼炉内に噴出することを特徴とするバイオマス燃料の燃焼方法。
バイオマス燃料噴出ノズルの中心軸横断面のなす円周の接線方向へ燃料を旋回させながらバイオマス燃料を供給し、バイオマス燃料噴出ノズルからの燃料噴出流に固体化石燃料噴出ノズルの外周側で旋回遠心力のかかるようにしたことを特徴とする請求項７記載のバイオマス燃料の燃焼方法。
単一の燃料噴出ノズル先端部内で固体化石燃料とバイオマス燃料を混合させた後、燃焼炉内に噴出させることを特徴とする請求項７記載のバイオマス燃料の燃焼方法。
請求項５記載の固体化石燃料とバイオマス燃料からなる少なくとも二種類以上の燃料をバーナを備えた燃焼炉で混焼させるバイオマス燃料燃焼方法において、
粉砕された固体化石燃料と粉砕されたバイオマス燃料とを別系統でそれぞれの燃料供給装置から供給する単一の燃料噴出ノズルを備えたバーナへ供給し、両燃料を該単一の燃料噴出ノズル内で混合させた後、燃焼炉内に噴出させることを特徴とするバイオマス燃料の燃焼方法。