JP4108002B2 - ガス又は油焚きバイオマス燃焼装置及び方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス又は油焚き燃焼設備等において、石炭代替燃料廉価燃料であるバイオマス及び／又は有機性廃棄物を効率よく燃焼させることができるガス又は油焚きバイオマス燃焼装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
石炭とバイオマス等の混焼は、産業用ボイラ、事業用ボイラ更には各種タービンにおいて、廉価燃料使用による燃料費削減、更には化石燃料起源のＣＯ2発生量の抑制、ひいてはＣＯ2排出権取引に活用可能であるために、近年その利用促進が叫ばれており、米国では再生可能利用政策に加えて規制緩和を実施している。
【０００３】
図２に重油等の液体燃料燃焼させる油焚き燃焼設備の一例を示す。
図２に示すように、ボイラの炉本体２０１には燃料供給手段２５０から重油２５１を供給して燃焼させるバーナ２０２が配設されており、炉内２０３には加熱器、蒸発器、節炭器等に当たる伝熱管群２０４が設置されている。そして、炉内２０３での重油の燃焼により発生する燃焼排ガス２０５は該伝熱管群２０４を加熱して煙道２０６へと送られる。前記煙道２０６の途中には空気加熱器（ＡＨ）２０７が配置され、煙道２０６内の燃焼排ガス２０５は誘引通風機（ＩＤＦ）２０８で引かれて空気加熱器（ＡＨ）２０７、灰捕集装置２０９を経て煙突２１０から大気に放出される（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１０４２３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した油焚き燃料設備を用い、バイオマス等を単に供給して炉内２０３で燃焼させようとすると、バイオマス等の粒径は数ｍｍ程度と大きいので、着火性が悪いという問題がある。
この結果、未燃焼分が多くなると共に、不完全燃焼によりＣＯ，ＮＯｘの発生が多くなるという問題がある。
【０００６】
バイオマス等の粒径を細かくできないのは、バイマス等が石炭のように脆性材料でないために、粉砕手段により粉砕しても効率よい粉砕ができないことによる。このため、炉底部内に浮遊できない大粒径のバイオマス等が落下し、スラグの原因となる、という問題がある。
【０００７】
このため、バイオマス等の炉内での着火性を向上した技術の出現が切望されている。
【０００８】
本発明は、前記問題に鑑み、バイオマス等をガス又は油焚き燃焼設備にて効率よく燃焼させることができるガス又は油焚きバイオマス燃焼装置及び方法を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決する第１の発明は、ガス又は油を炉内に供給して燃焼させるバーナを備えた燃焼装置であって、ガス又は油焚きバーナの炉底部側に、バイオマス及び／又は有機性廃棄物を炉内に供給するバイオマスバーナと、前記炉底部に設けた火格子とを具備すると共に、ガス又は油焚きバーナとバイオマスバーナとの距離が１．５ｍ以上であることを特徴とするガス又は油焚きバイオマス燃焼装置にある。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、前記火格子からガス又は油焚きバーナとバイオマスバーナとの中間点までの距離が３ｍ以上であることを特徴とするガス又は油焚きバイオマス燃焼装置にある。
【００１１】
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記炉底部に火格子と最下段側のバーナとの間に、炉内に熱空気を供給する熱空気供給口を設けたことを特徴とするガス又は油焚きバイオマス燃焼装置にある。
【００１２】
第４の発明は、ガス又は油を炉内に供給して燃焼させるバーナを備えた燃焼方法であって、ガス又は油焚きバーナの炉底部側において、バイオマス及び／又は有機性廃棄物を炉内で燃焼させると共に、前記落下したバイオマス及び／又は有機性廃棄物を炉底部に設けた火格子で燃焼させる際、ガス又は油焚きバーナとバイオマスバーナとの距離が１．５ｍ以上であることを特徴とするガス又は油焚きバイオマス燃焼方法にある。
【００１３】
第５の発明は、第４の発明において、前記火格子からガス又は油焚きバーナとバイオマスバーナとの中間点までの距離が３ｍ以上であることを特徴とするガス又は油焚きバイオマス燃焼方法にある。
【００１４】
本発明において、バイオマスとは生物資源のことをいう。バイオマスとしては、例えば農業生産物又は副産物、木材、植物等が例示される。バイオマスの変換目的などにもよるが、燃料・原料の供給面という観点から、大量入手が容易なものや、生育・成長速度が速いものなど、燃料・原料としての供給が安定しているものが好ましい。草本類・木本類の植物性バイオマスの一例を示すと、トウモロコシ類、イネ類、スイートソルガムなどのサトウキビ類、ネピアグラスなどの牧草類、木材類などが例示される。また、本発明においてはバイオマスの代替原料として使用可能な有機性廃棄物を用いてもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の形態を以下に説明するが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
【００１６】
ここで、図１を参照して本実施の形態にかかる燃焼装置について説明する。
図１に示すように、本実施の形態にかかる燃焼装置は、ガス又は油２１を炉内２２に供給して燃焼させるバーナ２３を備えた燃焼装置２４であって、ガス又は油焚きバーナ２３の炉底部側に、バイオマス及び／又は有機性廃棄物１１を炉本体２０内に供給して燃焼させるバイオマスバーナ１２と、前記炉底部に設けた火格子２５とを設けたものである。
なお、油炊きバーナ２３及びバイオマスバーナ１２には各々熱空気２６が供給され、燃焼の促進を図っている。
【００１７】
バイオマス及び／又は有機性廃棄物は灰分が少ないので、ガス又は油焚き燃焼設備のような大規模な灰処理設備を備えていないものにおいても、燃焼させることができる。
【００１８】
この際、バイオマスバーナは、ガス又は油焚きのバーナ２３の炉の底部側に設置することにより、炉底部に落下するバイオマス及び／又は有機性廃棄物１１の粒子１１ａを炉底部に設けた熱空気２６を導入してなる火格子２５により燃焼させることにより、完全燃焼を図ることができる。
【００１９】
また、火格子２６の代わりに、移動床燃焼手段を用いて燃焼させるようにしてもよい。
【００２０】
また、導入されたバイオマス１１のうち、粒子の小さいバイオマス及び／又は有機性廃棄物は炉の上部に上昇しその間にガス又は油の火炎２７に巻き込まれて燃え切ることになり、完全燃焼を図ることができる。
【００２１】
また、粒子の大きなバイオマス及び／又は有機性廃棄物はバーナから噴出した際には、沈降するが、該沈降の途中においても他のバイオマス及び／又は有機性廃棄物の燃焼火炎や輻射熱により熱分解や燃焼を始め、比重が軽くなる結果、上昇して、上述したように、ガス又は油の火炎２７に巻き込まれて燃え切ることになり、完全燃焼を図ることができる。また、バイオマス及び／又は有機性廃棄物が炉の底部まで落下しても火格子２５により燃焼させることができる。
【００２２】
また、ガス又は油焚きバーナ２３とバイオマスバーナ１２との距離Ｌは、好ましくは１．５ｍ以上、より好ましくは２ｍ以上離れていることが好ましい。これは、燃焼性が良好なガス又は油燃料とバイオマスとを混合して燃焼させる場合に、あまりに近接すると、バイオマス燃焼用に供給した空気がガス又は油焚きバーナ２３で消費され、燃え難いバイオマス及び／又は有機性廃棄物に新鮮な空気が供給され難いことになるからである。
【００２３】
また、炉の底部にあたる火格子２５からガス又は油焚きバーナ２３とバイオマスバーナ１２との中間点までの距離（λ）は、バイオマス及び／又は有機性廃棄物に新鮮な空気が供給されるように十分な距離を取り、バイオマス及び／又は有機性廃棄物の燃焼に十分な空間を確保することが好ましい。好ましくは、λは３〜１０ｍ程度である。
【００２４】
よって、ガス又は油焚きバーナ２３のガス又は油の火炎２７とバイオマス火炎１３とが融合しないようにすることが好ましい。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、ガス又は油を炉内に供給して燃焼させるバーナを備えた燃焼装置であって、ガス又は油焚きバーナの炉底部側に、バイオマス及び／又は有機性廃棄物を炉内に供給するバイオマスバーナと、前記炉底部に設けた火格子とを具備するので、ガス又は油の燃焼に影響を与えることなく、バイオマス及び／又は有機性廃棄物を効率的に燃焼することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態にかかる燃焼装置の概略図である。
【図２】油焚き燃焼設備の概略図である。
【符号の説明】
１１ バイオマス及び／又は有機性廃棄物
１２ バイオマスバーナ
２１ ガス又は油
２２ 炉内
２３ バーナ
２４ 燃焼装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス又は油焚き燃焼設備等において、石炭代替燃料廉価燃料であるバイオマス及び／又は有機性廃棄物を効率よく燃焼させることができるガス又は油焚きバイオマス燃焼装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
石炭とバイオマス等の混焼は、産業用ボイラ、事業用ボイラ更には各種タービンにおいて、廉価燃料使用による燃料費削減、更には化石燃料起源のＣＯ2発生量の抑制、ひいてはＣＯ2排出権取引に活用可能であるために、近年その利用促進が叫ばれており、米国では再生可能利用政策に加えて規制緩和を実施している。
【０００３】
図２に重油等の液体燃料燃焼させる油焚き燃焼設備の一例を示す。
図２に示すように、ボイラの炉本体２０１には燃料供給手段２５０から重油２５１を供給して燃焼させるバーナ２０２が配設されており、炉内２０３には加熱器、蒸発器、節炭器等に当たる伝熱管群２０４が設置されている。そして、炉内２０３での重油の燃焼により発生する燃焼排ガス２０５は該伝熱管群２０４を加熱して煙道２０６へと送られる。前記煙道２０６の途中には空気加熱器（ＡＨ）２０７が配置され、煙道２０６内の燃焼排ガス２０５は誘引通風機（ＩＤＦ）２０８で引かれて空気加熱器（ＡＨ）２０７、灰捕集装置２０９を経て煙突２１０から大気に放出される（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１０４２３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した油焚き燃料設備を用い、バイオマス等を単に供給して炉内２０３で燃焼させようとすると、バイオマス等の粒径は数ｍｍ程度と大きいので、着火性が悪いという問題がある。
この結果、未燃焼分が多くなると共に、不完全燃焼によりＣＯ，ＮＯｘの発生が多くなるという問題がある。
【０００６】
バイオマス等の粒径を細かくできないのは、バイマス等が石炭のように脆性材料でないために、粉砕手段により粉砕しても効率よい粉砕ができないことによる。このため、炉底部内に浮遊できない大粒径のバイオマス等が落下し、スラグの原因となる、という問題がある。
【０００７】
このため、バイオマス等の炉内での着火性を向上した技術の出現が切望されている。
【０００８】
本発明は、前記問題に鑑み、バイオマス等をガス又は油焚き燃焼設備にて効率よく燃焼させることができるガス又は油焚きバイオマス燃焼装置及び方法を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決する第１の発明は、ガス又は油を炉内に供給して燃焼させるバーナを備えた燃焼装置であって、ガス又は油焚きバーナの炉底部側に、バイオマス及び／又は有機性廃棄物を炉内に供給するバイオマスバーナと、前記炉底部に設けた火格子とを具備すると共に、ガス又は油焚きバーナとバイオマスバーナとの距離が１．５ｍ以上であることを特徴とするガス又は油焚きバイオマス燃焼装置にある。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、前記火格子からガス又は油焚きバーナとバイオマスバーナとの中間点までの距離が３ｍ以上であることを特徴とするガス又は油焚きバイオマス燃焼装置にある。
【００１１】
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記炉底部に火格子と最下段側のバーナとの間に、炉内に熱空気を供給する熱空気供給口を設けたことを特徴とするガス又は油焚きバイオマス燃焼装置にある。
【００１２】
第４の発明は、ガス又は油を炉内に供給して燃焼させるバーナを備えた燃焼方法であって、ガス又は油焚きバーナの炉底部側において、バイオマス及び／又は有機性廃棄物を炉内で燃焼させると共に、前記落下したバイオマス及び／又は有機性廃棄物を炉底部に設けた火格子で燃焼させる際、ガス又は油焚きバーナとバイオマスバーナとの距離が１．５ｍ以上であることを特徴とするガス又は油焚きバイオマス燃焼方法にある。
【００１３】
第５の発明は、第４の発明において、前記火格子からガス又は油焚きバーナとバイオマスバーナとの中間点までの距離が３ｍ以上であることを特徴とするガス又は油焚きバイオマス燃焼方法にある。
【００１４】
本発明において、バイオマスとは生物資源のことをいう。バイオマスとしては、例えば農業生産物又は副産物、木材、植物等が例示される。バイオマスの変換目的などにもよるが、燃料・原料の供給面という観点から、大量入手が容易なものや、生育・成長速度が速いものなど、燃料・原料としての供給が安定しているものが好ましい。草本類・木本類の植物性バイオマスの一例を示すと、トウモロコシ類、イネ類、スイートソルガムなどのサトウキビ類、ネピアグラスなどの牧草類、木材類などが例示される。また、本発明においてはバイオマスの代替原料として使用可能な有機性廃棄物を用いてもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の形態を以下に説明するが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
【００１６】
ここで、図１を参照して本実施の形態にかかる燃焼装置について説明する。
図１に示すように、本実施の形態にかかる燃焼装置は、ガス又は油２１を炉内２２に供給して燃焼させるバーナ２３を備えた燃焼装置２４であって、ガス又は油焚きバーナ２３の炉底部側に、バイオマス及び／又は有機性廃棄物１１を炉本体２０内に供給して燃焼させるバイオマスバーナ１２と、前記炉底部に設けた火格子２５とを設けたものである。
なお、油炊きバーナ２３及びバイオマスバーナ１２には各々熱空気２６が供給され、燃焼の促進を図っている。
【００１７】
バイオマス及び／又は有機性廃棄物は灰分が少ないので、ガス又は油焚き燃焼設備のような大規模な灰処理設備を備えていないものにおいても、燃焼させることができる。
【００１８】
この際、バイオマスバーナは、ガス又は油焚きのバーナ２３の炉の底部側に設置することにより、炉底部に落下するバイオマス及び／又は有機性廃棄物１１の粒子１１ａを炉底部に設けた熱空気２６を導入してなる火格子２５により燃焼させることにより、完全燃焼を図ることができる。
【００１９】
また、火格子２６の代わりに、移動床燃焼手段を用いて燃焼させるようにしてもよい。
【００２０】
また、導入されたバイオマス１１のうち、粒子の小さいバイオマス及び／又は有機性廃棄物は炉の上部に上昇しその間にガス又は油の火炎２７に巻き込まれて燃え切ることになり、完全燃焼を図ることができる。
【００２１】
また、粒子の大きなバイオマス及び／又は有機性廃棄物はバーナから噴出した際には、沈降するが、該沈降の途中においても他のバイオマス及び／又は有機性廃棄物の燃焼火炎や輻射熱により熱分解や燃焼を始め、比重が軽くなる結果、上昇して、上述したように、ガス又は油の火炎２７に巻き込まれて燃え切ることになり、完全燃焼を図ることができる。また、バイオマス及び／又は有機性廃棄物が炉の底部まで落下しても火格子２５により燃焼させることができる。
【００２２】
また、ガス又は油焚きバーナ２３とバイオマスバーナ１２との距離Ｌは、好ましくは１．５ｍ以上、より好ましくは２ｍ以上離れていることが好ましい。これは、燃焼性が良好なガス又は油燃料とバイオマスとを混合して燃焼させる場合に、あまりに近接すると、バイオマス燃焼用に供給した空気がガス又は油焚きバーナ２３で消費され、燃え難いバイオマス及び／又は有機性廃棄物に新鮮な空気が供給され難いことになるからである。
【００２３】
また、炉の底部にあたる火格子２５からガス又は油焚きバーナ２３とバイオマスバーナ１２との中間点までの距離（λ）は、バイオマス及び／又は有機性廃棄物に新鮮な空気が供給されるように十分な距離を取り、バイオマス及び／又は有機性廃棄物の燃焼に十分な空間を確保することが好ましい。好ましくは、λは３〜１０ｍ程度である。
【００２４】
よって、ガス又は油焚きバーナ２３のガス又は油の火炎２７とバイオマス火炎１３とが融合しないようにすることが好ましい。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、ガス又は油を炉内に供給して燃焼させるバーナを備えた燃焼装置であって、ガス又は油焚きバーナの炉底部側に、バイオマス及び／又は有機性廃棄物を炉内に供給するバイオマスバーナと、前記炉底部に設けた火格子とを具備するので、ガス又は油の燃焼に影響を与えることなく、バイオマス及び／又は有機性廃棄物を効率的に燃焼することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態にかかる燃焼装置の概略図である。
【図２】油焚き燃焼設備の概略図である。
【符号の説明】
１１ バイオマス及び／又は有機性廃棄物
１２ バイオマスバーナ
２１ ガス又は油
２２ 炉内
２３ バーナ
２４ 燃焼装置
Claims (5)
- ガス又は油を炉内に供給して燃焼させるバーナを備えた燃焼装置であって、
ガス又は油焚きバーナの炉底部側に、バイオマス及び／又は有機性廃棄物を炉内に供給するバイオマスバーナと、
前記炉底部に設けた火格子とを具備すると共に、
ガス又は油焚きバーナとバイオマスバーナとの距離が１．５ｍ以上であることを特徴とするガス又は油焚きバイオマス燃焼装置。 - 請求項１において、
前記火格子からガス又は油焚きバーナとバイオマスバーナとの中間点までの距離が３ｍ以上であることを特徴とするガス又は油焚きバイオマス燃焼装置。 - 請求項１又は２において、
前記炉底部に火格子と最下段側のバーナとの間に、炉内に熱空気を供給する熱空気供給口を設けたことを特徴とするガス又は油焚きバイオマス燃焼装置。 - ガス又は油を炉内に供給して燃焼させるバーナを備えた燃焼方法であって、
ガス又は油焚きバーナの炉底部側において、バイオマス及び／又は有機性廃棄物を炉内で燃焼させると共に、
前記落下したバイオマス及び／又は有機性廃棄物を炉底部に設けた火格子で燃焼させる際、
ガス又は油焚きバーナとバイオマスバーナとの距離が１．５ｍ以上であることを特徴とするガス又は油焚きバイオマス燃焼方法。 - 請求項４において、
前記火格子からガス又は油焚きバーナとバイオマスバーナとの中間点までの距離が３ｍ以上であることを特徴とするガス又は油焚きバイオマス燃焼方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003146955A JP4108002B2 (ja) | 2003-05-23 | 2003-05-23 | ガス又は油焚きバイオマス燃焼装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003146955A JP4108002B2 (ja) | 2003-05-23 | 2003-05-23 | ガス又は油焚きバイオマス燃焼装置及び方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004347271A JP2004347271A (ja) | 2004-12-09 |
| JP4108002B2 true JP4108002B2 (ja) | 2008-06-25 |
Family
ID=33533662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003146955A Expired - Lifetime JP4108002B2 (ja) | 2003-05-23 | 2003-05-23 | ガス又は油焚きバイオマス燃焼装置及び方法 |
Country Status (1)
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| WO2009024100A2 (en) * | 2007-08-17 | 2009-02-26 | Milan Ptacek | Fuel and method of obtaining thermal energy from biomass with low ash- melting temperature, in particular from stillage from bioethanol processing, and apparatuses for the implementation thereof |
| JP5051721B2 (ja) * | 2008-05-16 | 2012-10-17 | 川崎重工業株式会社 | バイオマス混焼微粉炭焚きボイラ |
| CN103225803B (zh) * | 2013-05-02 | 2015-09-09 | 尹宏文 | 生物质燃料与天然气混合燃烧系统 |
| CN103292307A (zh) * | 2013-05-11 | 2013-09-11 | 王民发 | 气固双燃环保工业锅炉 |
| CN106016226B (zh) * | 2016-07-14 | 2018-10-16 | 无锡华光锅炉股份有限公司 | 一种燃气锅炉 |
| CN113623864A (zh) * | 2021-07-09 | 2021-11-09 | 杨映礼 | 一种农产品烘干的混燃型热风炉 |
-
2003
- 2003-05-23 JP JP2003146955A patent/JP4108002B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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|---|---|
| JP2004347271A (ja) | 2004-12-09 |
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