JP4245773B2

JP4245773B2 - Fine coke burning burner

Info

Publication number: JP4245773B2
Application number: JP2000090825A
Authority: JP
Inventors: 宏中村; 基文上仲; 啓資大原
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2020-03-29
Also published as: JP2001272005A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、微粉コークスと空気などの搬送用気体との混合流体を炉内に搬送し、燃焼せしめる微粉コークス燃焼用バーナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
微粉炭は、搬送用気体との混合流体として炉内に噴出されると、炉内の高温雰囲気によって温度が上昇し、揮発成分が可燃性ガスとして放出され、この可燃性ガスが着火燃焼したのち、残ったコークス状の残留炭素(チヤー)が燃焼するという経過を辿って燃焼する。しかしながら、微粉コークスは、揮発分を殆ど有しないため、従来の微粉炭燃焼用バーナでは良好に燃焼させることはできなかった。
【０００３】
微粉コークスを良好な状態で燃焼させる方法および燃焼用バーナとしては、点火助燃バーナノズルの外周に旋回羽根を有する環状の燃料バーナノズルを同心的に設け、微粉コークスに旋回を付与すると共に、微粉コークス噴出管出口付近の内周に内方向に絞るテーパ部を設けたバーナを使用し、燃料バーナノズルに供給した微粉コークス混入高速気流が燃料バーナノズルから噴出する際に、微粉コークスを主体とする気流がバーナの軸心方向へ集束する加勢と点火助燃バーナノズルの火炎とによって合成される螺旋状の旋回流Bを形成し、空気を主体とする気流が旋回流Bの外周を包むようにして螺旋状の旋回流Aを形成し、点火助燃バーナノズルよりの火炎によって微粉コークスを加熱着火させ、空気を主体とする気流中の酸素によって微粉コークスを燃焼させる方法および燃焼用バーナ(特開昭59-29905号公報)が提案されている。
【０００４】
しかし、特開昭59-29905号公報に開示の燃焼用バーナは、環状の燃料バーナノズルの旋回羽根を通過する微粉コークスの流速を60〜80m/secとする必要があるため、数十時間で旋回羽根が摩耗損傷して燃焼状態が悪化する。
【０００５】
微粉と搬送用気体との混合流体供給管内に設ける旋回羽根の摩耗対策としては、旋回羽根の混合流体流れ方向上流側端面の全面をセラミックス体で覆い、該セラミックス体の上端面にセラミックス体の幅方向に延びる係合溝を形成し、係合爪を有する押さえ部材の係合爪を前記係合溝に挿入して、押さえ部材を旋回羽根の上端面に取付けたバーナ(特許第2746917号)が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許第2746917号に開示の旋回羽根の摩耗対策は、旋回羽根の混合流体流れ方向上流側端面形状に合致したセラミックス体を製作する必要があり、極めて高価となるばかりでなく、小容量バーナの場合は、旋回羽根の混合流体流れ方向上流側端面形状に合致したセラミックス体を製作することが困難である。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消し、長寿命で燃焼性の良好な微粉コークス燃焼用バーナを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、バーナ中心部より火炎検知用パージ空気を流出させ、その外周より旋回を付与した着火用気体燃料を噴出し、さらにその外周より微粉コークスと搬送用気体との混合流体を15〜35m/secの範囲で噴出すると、旋回を付与した着火用気体燃料が旋回の遠心力により外周方向に広がりつつ、火炎検知用パージ空気と搬送用気体により燃焼して高温雰囲気を形成し、該高温雰囲気に巻込まれた微粉コークスが加熱されて着火し、混合流体噴出管の外周から旋回を付与されて噴出する燃焼用空気によって容易に燃焼することを見い出した。
【０００９】
また、微粉コークスの硬度は、微粉炭に比べて著しく高いため、微粉炭では1年以上の寿命があっても、微粉コークスでは1週間以内で摩耗損傷する部位がある。すなわち、従来の微粉炭バーナでは問題とならなかった部位への特別な耐摩耗対策が必要となること、微粉コークスによる摩耗は、搬送速度が大きくなるほど著しく進行すること、微粉コークスは気体に比較して直進性が強く、衝突する部位近傍の摩耗が特に著しいことを見い出し、この発明に到達した。
【００１０】
この発明の請求項1の微粉コークス燃焼用バーナは、バーナ中心部に火炎検知用パージ空気流出管を配置し、その外周に旋回羽根を内蔵した着火用気体燃料噴出管を設け、該着火用気体燃料噴出管の外周に微粉コークスと搬送用気体との混合流体噴出管を設け、混合流体噴出管の外周に旋回羽根を内蔵した燃焼用空気噴出管を設け、前記混合流体の炉内への噴出速度を15〜35m/secとしたことを特徴とする。
【００１１】
また、この発明の請求項2の微粉コークス燃焼用バーナは、微粉コークスと搬送用気体との混合流体がバーナへ流入衝突する部位近傍の着火用気体燃料噴出管の外周にセラミックス管を設置し、該セラミックス管取付部周囲の微粉コークス搬送速度がセラミックス管取付前よりも速くならないように、前記セラミックス管設置部の混合流体噴出管の外径と肉厚を大きくすると共に、混合流体噴出管内に設けるセンター出しリブをセラミックス丸棒としたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明において混合流体の炉内への噴出速度を15〜35m/secとしたのは、混合流体の噴出速度が15m/sec未満では、微粉コークスの噴出状態が不安定で火炎が安定せず、35m/secを超えると高温雰囲気での微粉コークスの滞留時間が短くなり、加熱着火が不十分となるばかりでなく、微粉コークスによる摩耗の進行が著しく大となるためである。
【００１３】
微粉コークスによる摩耗防止対策としては、▲１▼微粉コークスが直接衝突する部位の材質をセラミックスとする。▲２▼微粉コークスがバーナへ流入衝突し、混合流体の乱れが大きく摩耗し易い部位の微粉コークス搬送速度が大きくならないように、この近傍の混合流体噴出管の外径、肉厚を大きくするのが効果的である。
【００１４】
具体的には、微粉コークスと搬送用気体との混合流体がバーナへ流入衝突する部位近傍の着火用気体燃料噴出管の外周にセラミックス管を設置し、該セラミックス管取付部周囲の微粉コークス搬送速度がセラミックス管取付前よりも速くならないように、前記セラミックス管設置部の混合流体噴出管の外径と肉厚を大きくすると共に、混合流体噴出管内に設けるセンター出しリブをセラミックス丸棒とすることによって耐摩耗性に優れたバーナとなる。
【００１５】
セラミックスとしては、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、スピンネル(MgO・Al₂O₃)、ムライト(3Al₂O₃・2SiO₂)、炭化ケイ素、炭化ホウ素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化チタンなどが使用できるが、窒化ケイ素、炭化ケイ素ならびに酸化アルミニウムが特に好ましい。
【００１６】
この発明における微粉コークスの搬送用気体としては、バーナ中心部に火炎検知用パージ空気流出管を配置したため、空気、窒素ガス、酸素あるいは酸素富化空気を使用することができる。また、燃焼用空気としては、空気、酸素富化空気、純酸素を用いることができる。
【００１７】
この発明における微粉コークス燃焼用バーナは、燃焼用空気噴出管を内側の混合流体噴出管、着火用気体燃料噴出管等より距離Lだけ炉内側へ延長した構造としている。この距離Lは、燃焼用空気噴出管の内径をDとしたとき、L=D〜3Dの範囲とするのが好ましい。L＜Dでは、火炎の着火安定性が不十分であり、L＞3Dでは、微粉コークスが燃焼用空気噴出管に接触して摩耗損傷させる。
【００１８】
この発明における微粉コークス燃焼用バーナは、微粉コークスと搬送用気体との混合流体がバーナへ流入衝突する部位近傍の着火用気体燃料噴出管の外周に設置したセラミックス管の炉内側に、該セラミックス管と着火用気体燃料噴出管との段差により混合流体に乱れが生じないよう、段差が4mm以下、好ましくは3mm以下となるよう耐摩耗鋼製の接続管を設ける。
【００１９】
この発明における微粉コークス燃焼用バーナは、着火用気体燃料噴出管に設けたセラミックス丸棒からなるセンター出しリブより炉内側の着火用気体燃料噴出管を、耐摩耗鋼管とし、セラミックス丸棒と着火用気体燃料噴出管との間に隙間ができ、この部分の着火用気体燃料噴出管が部分的に磨耗するのを防止している。
【００２０】
この発明における微粉コークス燃焼用バーナは、着火用気体燃料噴出管に設けたセラミックス丸棒からなるセンター出しリブ近傍の炉内側に、耐摩耗鋼製の補強リブを設け、バーナの運搬、設置時等の衝撃によるセラミックス丸棒の破損防止対策としている。
【００２１】
耐摩耗鋼としては、耐摩耗強度に優れたものであればよく、特に限定されないが、Cr、Wを多く含有するMORE2(Cr:35%、W:15%、Ni:50%)を使用するのが好ましい。
【００２２】
この発明の微粉コークス燃焼用バーナは、硬度が高く難燃性の微粉コークス以外にも、気体で搬送可能な可燃性の微粉体であれば適用可能であり、例えば、オイルコークス粉、カーボン粉、微粉炭、廃プラスチック粉、可燃性の有機物粉等を良好に燃焼させることができる。
【００２３】
【実施例】
実施例1
以下にこの発明の微粉コークス燃焼用バーナの詳細を実施の一例を示す図1に基づいて説明する。図1はこの発明の微粉コークス燃焼用バーナの詳細断面図である。
【００２４】
図1において、バーナ中心部に配置する火炎検知用パージ空気流出管1は、後端に石英ガラス2を組込んだシールアダプター3が連結され、該シールアダプター3に火炎検知器(ウルトラビジョン)4が取り付けられ、火炎検知用パージ空気流出管1を介して火炎検知器4により火炎検知が行われる。石英ガラス2の炉内側の火炎検知用パージ空気流出管1には、パージ空気供給管5が連結され、パージ用空気を供給してパージ空気供給管5の炉内側先端より常に流出させ、石英ガラス2に水滴や粉塵等が付着し、火炎検知の障害になるのを防止している。
【００２５】
火炎検知用パージ空気流出管1の外周には、着火用気体燃料噴出管11を配置し、着火用気体燃料噴出管11の後部には図示しない着火用気体燃料供給管との接続部12が設けられ、着火用気体燃料噴出管11の炉内側の先部には旋回羽根13を設置し、旋回羽根13により着火用気体燃料に旋回を付与して噴出するよう構成している。着火用気体燃料噴出管11の旋回羽根13より後部側には、気体燃料噴出孔14が開孔され、より多くの気体燃料が供給される。
【００２６】
着火用気体燃料噴出管11の外周には、微粉コークスと搬送用空気との混合流体噴出管21を配置し、該混合流体噴出管21の後部に微粉コークスと搬送用空気との混合流体流入管22を連結すると共に、混合流体噴出管21のセンター出しリブとしてセラミックス丸棒23が設けられている。セラミックス丸棒23は、混合流体噴出管21をセンター出してソケット24と止めねじ25により固定される。また、セラミックス丸棒23近傍の炉内側の着火用気体燃料噴出管11の外周には、耐摩耗鋼製の補強リブ26が設けられ、バーナの運搬、設置時等の衝撃によるセラミックス丸棒23の破損を防止している。
【００２７】
セラミックス丸棒23近傍より炉内側の着火用気体燃料噴出管は、セラミックス丸棒23と着火用気体燃料噴出管との間に隙間が生じ、この部分の着火用気体燃料噴出管が部分的に磨耗する場合があるため、耐摩耗鋼管15となっている。また、前記混合流体流入管22近傍の微粉コークスと搬送用空気との混合流体が衝突する部位の着火用気体燃料噴出管11の外周には、セラミックス管16が設けられている。該セラミックス管16の炉内側には、微粉コークスと搬送用空気との混合流体流に乱れが生じないように、セラミックス管16と着火用気体燃料噴出管11との段差を段階的に4mm以下、好ましくは3mm以下とするため、耐摩耗鋼製の接続管17が連設されている。
【００２８】
前記セラミックス管16の外周部の混合流体噴出管は、外径と肉厚の大きい管28とし、炉内側の混合流体噴出管21を管28の中に挿入した形態で連結し、微粉コークスと搬送用空気との混合流体流が乱れ、摩耗の著しい部位の混合流体の流速が他の部位より速くなり、摩耗が著しく進行しないようにすると共に、耐摩耗寿命の延長を図っている。
【００２９】
前記混合流体噴出管21の外周には、内側の混合流体噴出管21、着火用気体燃料噴出管11および火炎検知用パージ空気流出管1より距離Lだけ炉内側へ延長した形態で燃焼用空気噴出管31を設け、後部に燃焼用空気供給管32を連結している。また、燃焼用空気噴出管31の炉内側には、旋回羽根33を設置し、燃焼用空気に旋回を付与して噴出するよう構成している。
【００３０】
上記のように構成したことによって、着火用気体燃料噴出管11から旋回羽根13により旋回を付与した着火用気体燃料を噴出し、その外周の混合流体噴出管21より微粉コークスと搬送用空気との混合流体を15〜35m/secの流速で噴出させ、さらに、その外周の燃焼用空気噴出管31から旋回羽根33により旋回を付与した燃焼用空気を噴出すると、旋回を付与した着火用気体燃料が旋回の遠心力によって外周方向に広がりつつ、火炎検知用パージ空気流出管1から流出するパージ空気および混合流体中の空気と燃焼し、高温雰囲気を形成する。この高温雰囲気中で微粉コークスが加熱、着火されたのち、その外周の燃焼用空気噴出管31からの燃焼用空気によって良好に燃焼する。
【００３１】
また、この微粉コークス燃焼用バーナは、微粉コークスと搬送用空気との混合流体が衝突する部位の着火用気体燃料噴出管11の外周には、セラミックス管16を設置し、該セラミックス管16取付部周囲の混合流体流速がセラミックス管16取付前よりも速くならないように、セラミックス管16の周囲の管28の外径と肉厚を大きくし、炉内側の混合流体噴出管21が管28の中に挿入した形態とし、さらに、混合流体噴出管21に設けたセンター出しリブをセラミックス丸棒23としたから、耐摩耗性に優れ、長期間の操業に対応することができる。
【００３２】
実施例2
実施例1の微粉コークス燃焼用バーナを使用し、下記表1に示す操業条件で微粉コークスの燃焼実験を行った。その結果、バーナ寿命は従来の10倍以上となり、数ヵ月間の連続燃焼が可能で、燃焼状況はバーナ火口より安定した輝炎を形成し、火炎検知器(ウルトラビジョン)の検知電流値も良好であった。
【００３３】
【表１】

【００３４】
【発明の効果】
この発明の微粉コークス燃焼用バーナは、旋回を付与した着火用気体燃料が旋回の遠心力によって外周方向に広がりつつ、火炎検知用パージ空気流出管から流出するパージ空気および混合流体中の空気と燃焼して形成した高温雰囲気中で微粉コークスが加熱、着火されたのち、その外周の燃焼用空気噴出管からの燃焼用空気によって良好に燃焼する。
【００３５】
また、この発明の微粉コークス燃焼用バーナは、微粉コークスが直接衝突する部位の材質をセラミックスとすると共に、微粉コークスが直接衝突して混合流体流に乱れが大きく摩耗し易い部位の混合流体流の流速を大きくしないから、耐摩耗性に優れ、長期間の使用に耐えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の微粉コークス燃焼用バーナの詳細断面図である。
【符号の説明】
1 火炎検知用パージ空気流出管
2 石英ガラス
3 シールアダプター
4 火炎検知器
5 パージ空気供給管
11 着火用気体燃料噴出管
12 接続部
13、33 旋回羽根
14 気体燃料噴出孔
15 耐摩耗鋼管
16 セラミックス管
17 接続管
21 混合流体噴出管
22 混合流体流入管
23 セラミックス丸棒
24 ソケット
25 止めねじ
26 補強リブ
28 管
31 燃焼用空気噴出管
32 燃焼用空気供給管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fine coke combustion burner in which a mixed fluid of fine coke and a carrier gas such as air is conveyed into a furnace and burned.
[0002]
[Prior art]
When pulverized coal is ejected into the furnace as a mixed fluid with the carrier gas, the temperature rises due to the high-temperature atmosphere in the furnace, volatile components are released as combustible gas, and this combustible gas is ignited and burned. The remaining coke-like residual carbon (cheer) is burned in the course of burning. However, since fine pulverized coke has almost no volatile matter, it cannot be burned well with a conventional pulverized coal combustion burner.
[0003]
As a method and a burner for burning fine coke in a good state, an annular fuel burner nozzle having swirl vanes is provided concentrically on the outer periphery of the ignition auxiliary burner nozzle to impart swirl to the fine coke, and a fine coke injection pipe Using a burner with a tapered part that narrows inward on the inner periphery near the outlet, when the high-speed airflow mixed with fine coke supplied to the fuel burner nozzle is ejected from the fuel burner nozzle, the airflow mainly composed of fine coke is the shaft of the burner. A spiral swirl flow B synthesized by the energization converging in the center direction and the flame of the ignition auxiliary burner nozzle is formed, and a spiral swirl flow A is formed so that the air flow mainly composed of air wraps the outer periphery of the swirl flow B Then, the fine coke is heated and ignited by the flame from the ignition auxiliary burner nozzle, and the fine coke is burned by oxygen in the air stream mainly composed of air. Method and a combustion burner to burn box (JP 59-29905 JP) have been proposed.
[0004]
However, the combustion burner disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-29905 needs to make the flow rate of fine coke passing through the swirl vanes of the annular fuel burner nozzle 60 to 80 m / sec. The blades are worn and damaged, and the combustion state deteriorates.
[0005]
As a countermeasure against wear of the swirl vane provided in the mixed fluid supply pipe of the fine powder and the conveying gas, the entire surface of the swirl vane upstream in the mixed fluid flow direction is covered with a ceramic body, and the width of the ceramic body is covered with the upper end surface of the ceramic body. A burner (Patent No. 2746917) in which an engaging groove extending in the direction is formed, an engaging claw of a pressing member having an engaging claw is inserted into the engaging groove, and the pressing member is attached to the upper end surface of the swirling blade Proposed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The countermeasure for wear of swirl vanes disclosed in Japanese Patent No. 2746917 requires the production of a ceramic body that matches the shape of the swirl vane upstream end surface in the mixed fluid flow direction, which is not only extremely expensive, but also for small capacity burners. It is difficult to manufacture a ceramic body that matches the shape of the upstream end surface of the swirl vane in the mixed fluid flow direction.
[0007]
It is an object of the present invention to provide a fine coke combustion burner that eliminates the above-mentioned drawbacks of the prior art and has a long life and good combustibility.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The inventors of the present invention flowed out the flame detection purge air from the center of the burner, ejected a gas fuel for ignition imparted swirl from the outer periphery, and further mixed a mixed fluid of fine coke and carrier gas from the outer periphery. When jetting in a range of ˜35 m / sec, the ignited gaseous fuel that has been swirled spreads in the outer circumferential direction by the centrifugal force of swirling, and burned by the flame detection purge air and the carrier gas to form a high temperature atmosphere, It has been found that fine coke entrained in a high temperature atmosphere is heated and ignited, and is easily combusted by the combustion air ejected by swirling from the outer periphery of the mixed fluid ejection pipe.
[0009]
In addition, since the hardness of fine coke is significantly higher than that of pulverized coal, even if the pulverized coal has a lifetime of more than one year, there is a portion where fine pulverized coke wears within one week. In other words, special anti-wear measures are required for the parts that were not a problem with conventional pulverized coal burners, wear due to fine coke progresses significantly as the conveying speed increases, and fine coke compared to gas The inventors have found that the wearability in the vicinity of the colliding part is particularly remarkable, and the present invention has been achieved.
[0010]
The fine coke combustion burner according to claim 1 of the present invention has a flame detection purge air outflow pipe disposed in the center of the burner, and an ignition gas fuel jet pipe having a swirl vane built in the outer periphery thereof. A mixed fluid jet pipe of fine coke and carrier gas is provided on the outer periphery of the fuel jet pipe, a combustion air jet pipe having a swirl blade is provided on the outer periphery of the mixed fluid jet pipe, and the mixed fluid is jetted into the furnace. The speed is 15 to 35 m / sec.
[0011]
Further, according to claim 2 of the present invention, the fine coke combustion burner is provided with a ceramic tube on the outer periphery of the ignition gas fuel jet pipe in the vicinity of the portion where the mixed fluid of fine coke and transport gas flows into and collides with the burner, The outer diameter and the wall thickness of the mixed fluid ejection pipe of the ceramic pipe installation section are increased and provided in the mixed fluid ejection pipe so that the fine coke conveyance speed around the ceramic pipe installation section does not become faster than before the ceramic pipe installation. The center rib is a round ceramic bar.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In this invention, the jet speed of the mixed fluid into the furnace was set to 15 to 35 m / sec.If the jet speed of the mixed fluid was less than 15 m / sec, the jet state of the fine coke was unstable and the flame was not stable, If it exceeds 35 m / sec, the residence time of fine coke in a high temperature atmosphere is shortened, and not only the heat ignition is insufficient, but also the progress of wear by the fine coke is remarkably increased.
[0013]
As a measure for preventing wear caused by fine coke, (1) the material of the portion where the fine coke directly collides is ceramic. (2) Increase the outer diameter and wall thickness of the mixed fluid jet pipe in the vicinity so that the fine coke does not flow into the burner and collide with the burner, and the mixed fluid turbulence is not easily increased. Is effective.
[0014]
Specifically, a ceramic pipe is installed on the outer periphery of the gas fuel injection pipe for ignition near the portion where the mixed fluid of fine coke and transport gas flows into the burner and collides, and the fine coke transport speed around the ceramic pipe mounting part By increasing the outer diameter and wall thickness of the mixed fluid ejection pipe at the ceramic tube installation portion and making the centering rib provided in the mixed fluid ejection pipe a ceramic round bar A burner with excellent wear resistance.
[0015]
Ceramics include aluminum oxide, silicon dioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, spinnel (MgO · Al ₂ O ₃ ), mullite (3Al ₂ O ₃ · 2SiO ₂ ), silicon carbide, boron carbide, boron nitride, aluminum nitride, nitride Silicon, titanium nitride and the like can be used, but silicon nitride, silicon carbide and aluminum oxide are particularly preferable.
[0016]
Since the flame detection purge air outflow pipe is arranged at the center of the burner, air, nitrogen gas, oxygen, or oxygen-enriched air can be used as the fine coke conveying gas in the present invention. As the combustion air, air, oxygen-enriched air, or pure oxygen can be used.
[0017]
The fine coke combustion burner according to the present invention has a structure in which the combustion air jet pipe is extended to the inside of the furnace by a distance L from the inner mixed fluid jet pipe, ignition gas fuel jet pipe, and the like. This distance L is preferably in the range of L = D to 3D, where D is the inner diameter of the combustion air jet tube. When L <D, the ignition stability of the flame is insufficient, and when L> 3D, fine coke comes into contact with the combustion air jet pipe to cause wear damage.
[0018]
The fine coke combustion burner according to the present invention has a ceramic tube disposed inside a ceramic tube disposed on the outer periphery of an ignition gas fuel jet tube in the vicinity of a portion where a mixed fluid of fine coke and transport gas flows into and collides with the burner. A connection pipe made of wear-resistant steel is provided so that the step is 4 mm or less, preferably 3 mm or less, so that the mixed fluid is not disturbed by the step between the gas jet and the ignition gas fuel jet pipe.
[0019]
The fine coke combustion burner according to the present invention uses a wear-resistant steel pipe as the ignition gas fuel injection pipe inside the furnace from the centering rib made of a ceramic round bar provided on the ignition gas fuel injection pipe, and the ceramic round bar and ignition A gap is formed between the gas fuel jet pipe and the ignition gas fuel jet pipe in this portion is prevented from being partially worn.
[0020]
The burner for fine-powder coke combustion in this invention is provided with a wear-resistant steel reinforcing rib inside the furnace in the vicinity of the centering rib made of a ceramic round bar provided in the ignition gas fuel jet pipe, and when the burner is transported, installed, etc. This is a measure to prevent damage to the ceramic round bar due to the impact of.
[0021]
The wear-resistant steel is not particularly limited as long as it has excellent wear resistance strength, but MORE2 containing a large amount of Cr and W (Cr: 35%, W: 15%, Ni: 50%) is used. Is preferred.
[0022]
The burner for fine powder coke combustion of the present invention is applicable to any combustible fine powder that can be transported in a gas other than the hard and flame retardant fine powder coke, such as oil coke powder, carbon powder, Fine coal, waste plastic powder, combustible organic powder, etc. can be burned well.
[0023]
【Example】
Example 1
The details of the fine coke combustion burner of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a detailed cross-sectional view of a fine coke combustion burner according to the present invention.
[0024]
In FIG. 1, a purge air outflow pipe 1 for flame detection arranged at the center of a burner is connected to a seal adapter 3 incorporating quartz glass 2 at the rear end, and a flame detector (Ultravision) 4 is connected to the seal adapter 3. Is installed, and flame detection is performed by the flame detector 4 through the purge air outflow pipe 1 for flame detection. A purge air supply pipe 5 is connected to the purge air outflow pipe 1 for detecting the flame inside the quartz glass 2 inside the furnace, and purge air is supplied to constantly flow out from the inner end of the purge air supply pipe 5 from the inside of the furnace. It prevents water droplets and dust from adhering to 2 and hinders flame detection.
[0025]
A gas fuel injection pipe 11 for ignition is arranged on the outer periphery of the purge air outflow pipe 1 for flame detection, and a connection part 12 for an ignition gas fuel supply pipe (not shown) is provided at the rear of the gas fuel injection pipe 11 for ignition. In addition, a swirl vane 13 is installed at the tip of the ignition gas fuel ejection pipe 11 inside the furnace, and the swirl vane 13 imparts swirl to the ignition gas fuel and ejects it. On the rear side of the swirl vane 13 of the ignition gaseous fuel ejection pipe 11, a gaseous fuel ejection hole 14 is opened, and more gaseous fuel is supplied.
[0026]
A mixed fluid jet pipe 21 of fine coke and carrier air is arranged on the outer periphery of the ignition gas fuel jet pipe 11, and a mixed fluid inflow pipe of fine coke and carrier air is disposed behind the mixed fluid jet pipe 21. A ceramic round bar 23 is provided as a centering rib of the mixed fluid ejection pipe 21. The ceramic round bar 23 is fixed by a socket 24 and a set screw 25 by centering the mixed fluid jet pipe 21. Further, a reinforcing rib 26 made of wear-resistant steel is provided on the outer periphery of the gas fuel injection pipe 11 for ignition inside the furnace in the vicinity of the ceramic round bar 23, and the ceramic round bar 23 caused by an impact during transportation or installation of the burner is provided. Prevents damage.
[0027]
The gas fuel injection pipe for ignition inside the furnace from the vicinity of the ceramic round bar 23 creates a gap between the ceramic round bar 23 and the gas fuel jet pipe for ignition, and the gas fuel jet pipe for ignition in this part is partially worn. Therefore, the wear-resistant steel pipe 15 is used. Further, a ceramic tube 16 is provided on the outer periphery of the ignition gas fuel injection tube 11 at a portion where the mixed fluid of the fine coke near the mixed fluid inflow tube 22 collides with the conveying air. The step inside the ceramic tube 16 and the gas fuel injection pipe 11 for ignition is stepped to 4 mm or less so that the mixed fluid flow of the fine coke and the conveying air is not disturbed inside the furnace inside the ceramic tube 16, The connection pipe 17 made of wear-resistant steel is provided continuously so that the thickness is preferably 3 mm or less.
[0028]
The mixed fluid jet pipe on the outer peripheral portion of the ceramic pipe 16 is a pipe 28 having a large outer diameter and thickness, and the mixed fluid jet pipe 21 inside the furnace is connected in a form inserted in the pipe 28 to convey fine coke. The mixed fluid flow with the working air is disturbed, and the flow rate of the mixed fluid in the part where the wear is remarkable becomes faster than the other parts, so that the wear does not progress remarkably and the wear-resistant life is extended.
[0029]
Combustion air jets are formed on the outer periphery of the mixed fluid jet pipe 21 in a form extending from the inner mixed fluid jet pipe 21, the ignition gas fuel jet pipe 11 and the flame detection purge air outflow pipe 1 to the inside of the furnace by a distance L. A pipe 31 is provided, and a combustion air supply pipe 32 is connected to the rear part. Further, a swirl vane 33 is installed inside the furnace of the combustion air ejection pipe 31 so that the combustion air is swirled and ejected.
[0030]
By configuring as described above, the gas fuel for ignition that has been swirled by the swirl vanes 13 is ejected from the gas fuel ejection pipe 11 for ignition, and the fine coke and the conveying air are mixed from the mixed fluid ejection pipe 21 on the outer periphery thereof. When the mixed fluid is ejected at a flow rate of 15 to 35 m / sec and the combustion air imparted with swirling by the swirl vane 33 is ejected from the combustion air ejection pipe 31 on the outer periphery thereof, the gaseous fuel for ignition imparted with swirling is obtained. While expanding in the outer peripheral direction by the centrifugal force of the swirl, it burns with the purge air flowing out from the flame detection purge air outflow pipe 1 and the air in the mixed fluid to form a high temperature atmosphere. After the fine coke is heated and ignited in this high temperature atmosphere, it is burned well by the combustion air from the combustion air jet pipe 31 on the outer periphery.
[0031]
The fine coke combustion burner is provided with a ceramic pipe 16 on the outer periphery of the ignition gas fuel injection pipe 11 at a portion where a mixed fluid of fine coke and carrier air collides, and the ceramic pipe 16 mounting portion. The outer diameter and thickness of the tube 28 around the ceramic tube 16 are increased so that the surrounding mixed fluid flow velocity does not become faster than before the ceramic tube 16 is mounted, and the mixed fluid ejection tube 21 inside the furnace is placed in the tube 28. Further, since the centering rib provided in the mixed fluid ejection pipe 21 is the ceramic round bar 23, it is excellent in wear resistance and can cope with long-term operation.
[0032]
Example 2
Using the fine coke combustion burner of Example 1, a fine coke combustion experiment was conducted under the operating conditions shown in Table 1 below. As a result, the burner life is more than 10 times longer than before, continuous combustion for several months is possible, the combustion situation forms a stable flame from the burner crater, and the detection current value of the flame detector (Ultravision) is also good Met.
[0033]
[Table 1]

[0034]
【The invention's effect】
The fine coke combustion burner according to the present invention is the combustion of the purged gas flowing out of the flame detection purge air outflow pipe and the air in the mixed fluid while the ignited gaseous fuel spread in the outer circumferential direction by the centrifugal force of the swirl. After the fine coke is heated and ignited in the high temperature atmosphere formed in this way, it is burned well by the combustion air from the combustion air jet pipe on the outer periphery.
[0035]
The burner for fine coke combustion of the present invention is made of ceramics as the material of the portion where the fine coke directly collides, and the mixed fluid flow in the portion where the fine coke directly collides and the mixed fluid flow is easily disturbed and worn. Since the flow rate is not increased, it has excellent wear resistance and can withstand long-term use.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a detailed cross-sectional view of a fine coke combustion burner according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Purge air outflow pipe for flame detection
2 Quartz glass
3 Seal adapter
4 Flame detector
5 Purge air supply pipe
11 Gas fuel injection pipe for ignition
12 Connection
13, 33 Swirling blade
14 Gas fuel injection hole
15 Wear-resistant steel pipe
16 Ceramic tube
17 Connection pipe
21 Mixed fluid ejection pipe
22 Mixed fluid inlet pipe
23 Ceramic bar
24 socket
25 Set screw
26 Reinforcement rib
28 tubes
31 Combustion air jet pipe
32 Combustion air supply pipe

Claims

A flame detection purge air outflow pipe is arranged at the center of the burner, and an ignition gas fuel jet pipe having a swirl vane is provided on the outer periphery thereof. Fine gas coke and carrier gas are provided around the ignition gas fuel jet pipe. A mixed fluid jet pipe is provided, a combustion air jet pipe having a swirl blade is provided on the outer periphery of the mixed fluid jet pipe, and the jet speed of the mixed fluid into the furnace is 15 to 35 m / sec. Burner for burning fine coke.

A ceramic tube is installed on the outer periphery of the gas fuel injection pipe for ignition near the part where the mixed fluid of fine coke and transport gas flows into the burner and collides, and the fine coke transport speed around the ceramic tube mounting part is The fine powder coke is characterized in that the outer diameter and the wall thickness of the mixed fluid ejection pipe of the ceramic pipe installation portion are increased so that the centering rib provided in the mixed fluid ejection pipe is a ceramic round bar. Burner for combustion.