JPH01225806A - 低b.t.u.高水分燃料燃焼の方法・制御法および装置 - Google Patents
低b.t.u.高水分燃料燃焼の方法・制御法および装置Info
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- JPH01225806A JPH01225806A JP1007553A JP755389A JPH01225806A JP H01225806 A JPH01225806 A JP H01225806A JP 1007553 A JP1007553 A JP 1007553A JP 755389 A JP755389 A JP 755389A JP H01225806 A JPH01225806 A JP H01225806A
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- F23L2900/07006—Control of the oxygen supply
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分¥f]
この発明は、低B、T、U、高水分燃料の燃焼に関する
。詳述すれば、前述燃料の燃焼速度に関する。
。詳述すれば、前述燃料の燃焼速度に関する。
[従来の技術]
低B、 T、 Ll、高水分バイオマス材料は通常、パ
ルプおよび紙工業において大量に発生する。1つの前述
材料は製材屑燃料と呼ばれる木屑である。
ルプおよび紙工業において大量に発生する。1つの前述
材料は製材屑燃料と呼ばれる木屑である。
この発明を、前述バイオマス材料のどれにも適用できる
が、特に製材屑燃料に関し詳述する。
が、特に製材屑燃料に関し詳述する。
木屑(製材屑燃料)の利用は、その安価で即座の利用性
のためパルプと紙製造設備における蒸気発生の極めて経
済的な方法と考えられている。高価な地下燃料の使用を
最少限にするため、木材燃焼ボイラーを備えるパルプ工
場は普通できる限り多量の製材屑燃料の燃焼を試みてい
る。
のためパルプと紙製造設備における蒸気発生の極めて経
済的な方法と考えられている。高価な地下燃料の使用を
最少限にするため、木材燃焼ボイラーを備えるパルプ工
場は普通できる限り多量の製材屑燃料の燃焼を試みてい
る。
現在知られている製材屑燃料の燃焼には次の四法がある
・ a)火格子燃焼 b)火格子燃焼と組合わせた懸架燃焼 C)懸架燃焼 d)微粉砕、乾燥懸架燃焼 説明上、この発明を上述の燃焼法の1つに適用させて説
明するが、それを特別の燃焼法として限定するものでは
ない。
・ a)火格子燃焼 b)火格子燃焼と組合わせた懸架燃焼 C)懸架燃焼 d)微粉砕、乾燥懸架燃焼 説明上、この発明を上述の燃焼法の1つに適用させて説
明するが、それを特別の燃焼法として限定するものでは
ない。
[発明が解決しようとする課題]
B、T、U、で遭遇する問題の多くは、高水分燃料を次
掲の最近発行にかかる米国特許に論ぜられている・ 米国特許第4235174号、第4250820号、第
4362269号および第4377117号で、それら
は利用可能の燃料と、前述材料の燃焼に固有の問題解決
努力に用いられた数々の手段を述べている。これらの手
段には、燃料の予備乾燥(米国特許第4235174号
)、燃焼空気の段階的投入(米国特許第4250820
号および第4362269号)および改良火格子の準備
(米国特許第4377117号)が含まれる。これらと
そのほかの提案された解決法のおのおのは、燃焼プロセ
ス実施には支出となり、どれひとつ前記プロセスで経験
した困難のどれをも解決しない。
掲の最近発行にかかる米国特許に論ぜられている・ 米国特許第4235174号、第4250820号、第
4362269号および第4377117号で、それら
は利用可能の燃料と、前述材料の燃焼に固有の問題解決
努力に用いられた数々の手段を述べている。これらの手
段には、燃料の予備乾燥(米国特許第4235174号
)、燃焼空気の段階的投入(米国特許第4250820
号および第4362269号)および改良火格子の準備
(米国特許第4377117号)が含まれる。これらと
そのほかの提案された解決法のおのおのは、燃焼プロセ
ス実施には支出となり、どれひとつ前記プロセスで経験
した困難のどれをも解決しない。
低B、T、U、高水分燃料を、酸素濃縮効果による燃料
の反応速度増加に、また燃料を燃焼させる速度増加をも
たらす燃焼温度増加に十分な量の酸素を用いる燃焼用プ
ロセス空気の濃縮は、木屑が地下燃料の代りに用いられ
て、パルプと紙設備での蒸気発生を可能にする。
の反応速度増加に、また燃料を燃焼させる速度増加をも
たらす燃焼温度増加に十分な量の酸素を用いる燃焼用プ
ロセス空気の濃縮は、木屑が地下燃料の代りに用いられ
て、パルプと紙設備での蒸気発生を可能にする。
ここで添付図面を参照しながらさらに詳細にこの発明を
説明する。
説明する。
第2図は、製材屑燃料ボイラーの略図である。
製材屑燃料(木屑)を、ボイラーの床または火格子の約
15乃至20フイート上で前記ボイラーに吹き込む、空
気を、火格子に着地している残留炭素分を通して吹込み
、さらに前記火格子の上の層にも直接吹き込む、定常状
態条件下で、前記木屑は乾燥、熱分解してそれが火格子
の方に落下するに従い多孔質炭素残留物となる。前記熱
分解生成物と木炭は炉の下部温度がかなり高い場合それ
らが空気と接触する時反応(燃える)する、こららの反
応が起こる速度は、温度、酸素濃度およびその他の関数
である。放出されるエネルギーは、耐火物で裏打ちされ
るかあるいは水を誘導するチューブを裏打ちされな炉壁
に放射する。前記水は炉の上層部で蒸気に転化されて後
続のプロセスで使用される。製材屑燃料の燃焼により発
生する以上の蒸気が必要の場合は、補助オイルバーナー
を燃焼させて追加エネルギー要求量を提供する。
15乃至20フイート上で前記ボイラーに吹き込む、空
気を、火格子に着地している残留炭素分を通して吹込み
、さらに前記火格子の上の層にも直接吹き込む、定常状
態条件下で、前記木屑は乾燥、熱分解してそれが火格子
の方に落下するに従い多孔質炭素残留物となる。前記熱
分解生成物と木炭は炉の下部温度がかなり高い場合それ
らが空気と接触する時反応(燃える)する、こららの反
応が起こる速度は、温度、酸素濃度およびその他の関数
である。放出されるエネルギーは、耐火物で裏打ちされ
るかあるいは水を誘導するチューブを裏打ちされな炉壁
に放射する。前記水は炉の上層部で蒸気に転化されて後
続のプロセスで使用される。製材屑燃料の燃焼により発
生する以上の蒸気が必要の場合は、補助オイルバーナー
を燃焼させて追加エネルギー要求量を提供する。
第2図に示されている通り、製材屑燃料(樹皮、木材チ
ップ、のこ屑およびその他本屑)を燃焼か起こる帯域の
上の層の炉中に装填する。そこで、製材屑燃料中の水分
をその燃料燃焼の準備として蒸発させる。製材屑燃料を
その後、それを熱分解する帯域に降下させる。熱分解生
成物を燃焼させ、製材屑燃料の熱分解後残留している木
炭は火格子の上に落下燃焼し、このようにして、木屑の
燃焼で起こる工程を完了する。100%火格子燃焼させ
ると、木材は火格子上で乾燥熱分解し、追い出された熱
分解生成物を木屑屡の上で燃焼させる。
ップ、のこ屑およびその他本屑)を燃焼か起こる帯域の
上の層の炉中に装填する。そこで、製材屑燃料中の水分
をその燃料燃焼の準備として蒸発させる。製材屑燃料を
その後、それを熱分解する帯域に降下させる。熱分解生
成物を燃焼させ、製材屑燃料の熱分解後残留している木
炭は火格子の上に落下燃焼し、このようにして、木屑の
燃焼で起こる工程を完了する。100%火格子燃焼させ
ると、木材は火格子上で乾燥熱分解し、追い出された熱
分解生成物を木屑屡の上で燃焼させる。
[課題を解決するための手段]
この発明は、火災温度の増加と、それによる(1)輻射
熱伝達、(2)バイオマス燃料により吸収されたエネル
ギー速度、従って乾燥速度、(3)熱分解生成物(揮発
物)の発生速度(すなわち全質量の%)、および(4)
燃焼速度の増加を探求する。
熱伝達、(2)バイオマス燃料により吸収されたエネル
ギー速度、従って乾燥速度、(3)熱分解生成物(揮発
物)の発生速度(すなわち全質量の%)、および(4)
燃焼速度の増加を探求する。
第1図に略図的に示されているように、これは第2図に
示されている先行技術システムへの酸素添加によって達
成される。特定の添加は、(1)燃料の加熱、乾燥およ
び熱分解後と、前記燃料から放出された揮発物の燃焼後
に現れる炭質残留物(木炭)の燃焼に利用される一次空
気と、(2)前記多孔質木炭残留物の上の層に供給され
た二次空気に行われるものである。また、この発明は、
燃焼帯域における酸素濃縮の増加を探求し、それによっ
て熱分解燃焼速度と、固体炭質燃焼の両方を増加させる
。
示されている先行技術システムへの酸素添加によって達
成される。特定の添加は、(1)燃料の加熱、乾燥およ
び熱分解後と、前記燃料から放出された揮発物の燃焼後
に現れる炭質残留物(木炭)の燃焼に利用される一次空
気と、(2)前記多孔質木炭残留物の上の層に供給され
た二次空気に行われるものである。また、この発明は、
燃焼帯域における酸素濃縮の増加を探求し、それによっ
て熱分解燃焼速度と、固体炭質燃焼の両方を増加させる
。
[作 用コ
この発明をさらに明快に説明するため、製材屑燃料燃焼
に必要とされるプロセスの段階のおのおのを簡単に説明
する。製材屑燃料の種類と出所は玉揚の諸特許に記述さ
れており、その開示を参考としてこの明細書に組み入れ
ている。第1図および第2図に示された実例において、
製材屑燃料を炉床の約15乃至20フイート上に吹込む
、木屑は、通常4乃至12インチ厚さの木炭層が形成す
る有孔火格子の方向に落下する。−次空気を前記火格子
(−次、火の下から供給される空気)を通して導入し、
二次空気を、たとえば、ラストギそのほかが示唆するよ
うに、炉床(火の上に供給する二次空気)1約4フィー
トに導入する0通常の既知先行技術燃焼プロセスにおい
て、以下4つの明確なプロセスが必要であると考えられ
ている、すなわち: a)加熱と乾燥 b)熱分解 C)揮発物の燃焼 d)木炭の燃焼 製材屑燃料は、在来燃料よりも相当高い水分率、すなわ
ち40乃至70%水分を有する。なんらか感知できる燃
焼が起こる前に、この水分を追出す必要がある。これは
、製材屑燃料の炉への吹込直後、すなわち製材屑燃料の
温度が80℃乃至110℃の温度に達する時に起こる。
に必要とされるプロセスの段階のおのおのを簡単に説明
する。製材屑燃料の種類と出所は玉揚の諸特許に記述さ
れており、その開示を参考としてこの明細書に組み入れ
ている。第1図および第2図に示された実例において、
製材屑燃料を炉床の約15乃至20フイート上に吹込む
、木屑は、通常4乃至12インチ厚さの木炭層が形成す
る有孔火格子の方向に落下する。−次空気を前記火格子
(−次、火の下から供給される空気)を通して導入し、
二次空気を、たとえば、ラストギそのほかが示唆するよ
うに、炉床(火の上に供給する二次空気)1約4フィー
トに導入する0通常の既知先行技術燃焼プロセスにおい
て、以下4つの明確なプロセスが必要であると考えられ
ている、すなわち: a)加熱と乾燥 b)熱分解 C)揮発物の燃焼 d)木炭の燃焼 製材屑燃料は、在来燃料よりも相当高い水分率、すなわ
ち40乃至70%水分を有する。なんらか感知できる燃
焼が起こる前に、この水分を追出す必要がある。これは
、製材屑燃料の炉への吹込直後、すなわち製材屑燃料の
温度が80℃乃至110℃の温度に達する時に起こる。
熱分解は、固体材料、木屑(製材屑燃料)を気体生成物
(揮発物)に転化する崩壊プロセスである。それは、2
00℃乃至400℃の温度で起こる吸熱プロセスである
。生成揮発物の量は、木屑加熱速度の関数である。加熱
速度の増加は揮発物量を増加させ、本来が炭素である木
炭産出を減少させ、さらに前記木炭の多孔度を増加させ
る。
(揮発物)に転化する崩壊プロセスである。それは、2
00℃乃至400℃の温度で起こる吸熱プロセスである
。生成揮発物の量は、木屑加熱速度の関数である。加熱
速度の増加は揮発物量を増加させ、本来が炭素である木
炭産出を減少させ、さらに前記木炭の多孔度を増加させ
る。
揮発物の燃焼は暖炉における火災に類似している。燃焼
が緩慢な場合、低温黄色火災を出す。燃焼が急速な場合
、高温火災を出す。急速燃焼は、燃焼空気中に酸素を入
れて燃料との良質混合を確保することで達成される。木
炭は木屑の熱分解時に生成される炭質残留物であり、炭
と同類である。
が緩慢な場合、低温黄色火災を出す。燃焼が急速な場合
、高温火災を出す。急速燃焼は、燃焼空気中に酸素を入
れて燃料との良質混合を確保することで達成される。木
炭は木屑の熱分解時に生成される炭質残留物であり、炭
と同類である。
その発火温度は高く、燃焼維持には、一定量のエネルギ
ーを環境から再吸収する必要である。
ーを環境から再吸収する必要である。
燃焼速度は、物質移転係数の積が酸素濃度と温度を調整
するに従い決められる面積の容積に対する比率と、酸素
の粒子面積に対する拡散率により調整される。
するに従い決められる面積の容積に対する比率と、酸素
の粒子面積に対する拡散率により調整される。
先行技術燃焼プロセスの改良のため、酸素をボイラーの
2つめ異なる場所と、熱分解生成物を燃焼させる(火の
上で)帯域および木炭(火の下で)に接触する空気中に
注入した。この双方の場合とも、主要目的は、酸素濃縮
効果による燃焼速度の増加と、増加燃焼速度の結果であ
るこれらの区域における熱フラツクス(温度)の上昇と
である。
2つめ異なる場所と、熱分解生成物を燃焼させる(火の
上で)帯域および木炭(火の下で)に接触する空気中に
注入した。この双方の場合とも、主要目的は、酸素濃縮
効果による燃焼速度の増加と、増加燃焼速度の結果であ
るこれらの区域における熱フラツクス(温度)の上昇と
である。
酸素量は炉中に注入される空気の全容量の0.1乃至7
%補助濃縮の範囲内で変化できる。0.1%値以下の濃
縮量では、酸素の効果は有意とは思われないが、約7%
以上の1では、温度水準が既存炉構造での最大許容値に
到達する。温度上昇の結果は次の通りであった: a)加熱と乾燥: 下部ボイラーにおける温度上昇は水分を蒸発させた速度
を増加した。
%補助濃縮の範囲内で変化できる。0.1%値以下の濃
縮量では、酸素の効果は有意とは思われないが、約7%
以上の1では、温度水準が既存炉構造での最大許容値に
到達する。温度上昇の結果は次の通りであった: a)加熱と乾燥: 下部ボイラーにおける温度上昇は水分を蒸発させた速度
を増加した。
b)熱分解・
高輻射熱伝達は熱分解用エネルギーをさらに提供し、ま
た燃焼容易な揮発物の収量を増加させた。
た燃焼容易な揮発物の収量を増加させた。
C)木炭の燃焼:
高輻射熱伝達は、熱分解生成物収量増加のため木炭量を
減少させ、また一方面績の容積に対する比率を増加させ
、酸素の木炭面積に対する拡散比率を増加させ、さらに
反応速度定数により決まる反応速度を増加させる多孔質
木炭を生成した。
減少させ、また一方面績の容積に対する比率を増加させ
、酸素の木炭面積に対する拡散比率を増加させ、さらに
反応速度定数により決まる反応速度を増加させる多孔質
木炭を生成した。
酸素を火の下から供給する空気に注入すると、酸素濃縮
と温度により拡散速度を増加させるなめ木炭の燃焼速度
を加速しな。全効果は、ボイラー内で少くとも10%だ
け燃焼可能の製材屑燃料の量を増加させることであった
。
と温度により拡散速度を増加させるなめ木炭の燃焼速度
を加速しな。全効果は、ボイラー内で少くとも10%だ
け燃焼可能の製材屑燃料の量を増加させることであった
。
酸素を火の上から供給する空気口を通して挿入された槍
騎兵により、また拡散器を通るか火格子のグリッド系を
通る火の下から供給する空気の濃縮により導入した。
騎兵により、また拡散器を通るか火格子のグリッド系を
通る火の下から供給する空気の濃縮により導入した。
普通の酸素濃縮と、低B、T、U、高水分燃料の燃焼速
度を増加させる酸素−3縮との間に有意の相違点かある
。普通の濃縮においては、排気ガス量が減少し、火災温
度が上昇する。燃焼速度増加の酸素濃縮は温度と上昇さ
せるが、排気ガス星には実質的影響はない、 これは、前記両プロセスの間の相違点が、温度上昇によ
る方法に主として存するという事実による。普通の酸素
濃縮において、火災温度を調節する窒素量を主として減
少させることによって温度を上昇させる。この発明(燃
焼速度増加のための酸素濃縮)を用いると、温度上昇は
、上昇温度フラックスの関数であるが、存在する窒素の
割合低下には主としてよらない。
度を増加させる酸素−3縮との間に有意の相違点かある
。普通の濃縮においては、排気ガス量が減少し、火災温
度が上昇する。燃焼速度増加の酸素濃縮は温度と上昇さ
せるが、排気ガス星には実質的影響はない、 これは、前記両プロセスの間の相違点が、温度上昇によ
る方法に主として存するという事実による。普通の酸素
濃縮において、火災温度を調節する窒素量を主として減
少させることによって温度を上昇させる。この発明(燃
焼速度増加のための酸素濃縮)を用いると、温度上昇は
、上昇温度フラックスの関数であるが、存在する窒素の
割合低下には主としてよらない。
この場合、酸素を用いて火災安定度を維持するならば、
製材屑燃料の平均燃焼速度の10%増加は、全空気必要
量に基いて02%の平均濃縮量を用いて達成できる。
製材屑燃料の平均燃焼速度の10%増加は、全空気必要
量に基いて02%の平均濃縮量を用いて達成できる。
酸素を用いて燃焼速度を連続して上昇させる場合、燃焼
速度の16%上昇は全空気必要量に基き04%の平均濃
縮量で達成できる。
速度の16%上昇は全空気必要量に基き04%の平均濃
縮量で達成できる。
低B、 T、 Ll、高水分燃料により発生する火災温
度は、普通燃料の火災温度よりも低い、これは、炉に供
給される燃料の蒸発解離、乾燥および熱分解に利用可能
の輻射線量を限定する。燃焼の起こる帯域への酸素注入
は、火災温度を上昇させ、燃料を急速に発火させさらに
、火災を、燃料が蒸発、解離、乾燥またはくおよび)熱
分解する場所に一層接近して引きつける。この効果は、
輻射またはくおよび)対流から前記低B、T、U、高水
分燃料への熱伝達速度増加によって蒸発、解離、乾燥ま
たはくおよび)熱分解に利用できるエネルギー量を増加
させる。それは、輻射による熱伝達か温度と、輻射熱源
と輻射熱吸収する本体との間の距離の関数であり、また
対流による熱伝達は温度の関数である。
度は、普通燃料の火災温度よりも低い、これは、炉に供
給される燃料の蒸発解離、乾燥および熱分解に利用可能
の輻射線量を限定する。燃焼の起こる帯域への酸素注入
は、火災温度を上昇させ、燃料を急速に発火させさらに
、火災を、燃料が蒸発、解離、乾燥またはくおよび)熱
分解する場所に一層接近して引きつける。この効果は、
輻射またはくおよび)対流から前記低B、T、U、高水
分燃料への熱伝達速度増加によって蒸発、解離、乾燥ま
たはくおよび)熱分解に利用できるエネルギー量を増加
させる。それは、輻射による熱伝達か温度と、輻射熱源
と輻射熱吸収する本体との間の距離の関数であり、また
対流による熱伝達は温度の関数である。
利用可能のエネルギー増加は、さらに低いB。
T、tJ さらに高い水分の燃料が炉中にくべられる
ようにする。すなわち、利用可能エネルギーと蒸発、解
離、乾燥および熱分解に必要なエネルギーとの間に新し
い平衡が確立される。
ようにする。すなわち、利用可能エネルギーと蒸発、解
離、乾燥および熱分解に必要なエネルギーとの間に新し
い平衡が確立される。
示唆された方法と、既存の方法との間の主要相違点は、
追加輻射熱提供の方法である。酸素濃縮は、低B、T、
U、高水分燃料により吸収されたエネルギーを、熱分解
生成物、揮発物および炭素残留物の燃焼速度(熱フラツ
クス)を上昇させて輻射熱と対流熱伝達速度を上昇させ
ることにより増大させる。補助バーナーを使用して、付
加(増分の)輻射熱源を提供して、熱伝達速度をさらに
上昇させることができる。
追加輻射熱提供の方法である。酸素濃縮は、低B、T、
U、高水分燃料により吸収されたエネルギーを、熱分解
生成物、揮発物および炭素残留物の燃焼速度(熱フラツ
クス)を上昇させて輻射熱と対流熱伝達速度を上昇させ
ることにより増大させる。補助バーナーを使用して、付
加(増分の)輻射熱源を提供して、熱伝達速度をさらに
上昇させることができる。
高反射率を有する壁面で部分的に収り囲まれた燃焼帯域
を備えるよう設計されたボイラーは前記壁面からの再輻
射エネルギーにより、低B、TU、燃料への輻射熱伝達
を増大させるのに対し、酸素濃縮は燃焼プロセスからの
輻射熱を増加させる。
を備えるよう設計されたボイラーは前記壁面からの再輻
射エネルギーにより、低B、TU、燃料への輻射熱伝達
を増大させるのに対し、酸素濃縮は燃焼プロセスからの
輻射熱を増加させる。
第3図に示された制御系を利用すると、製材屑燃料を炉
中に投入する速度は下部炉の温度(R1度)か低下し始
めるまで増大する。温度低下は、投入速度が製材屑燃料
が燃焼できる速度よりも大きいことを示している。従っ
て、温度は、製材屑燃料の燃焼速度の間接測度である。
中に投入する速度は下部炉の温度(R1度)か低下し始
めるまで増大する。温度低下は、投入速度が製材屑燃料
が燃焼できる速度よりも大きいことを示している。従っ
て、温度は、製材屑燃料の燃焼速度の間接測度である。
温度(輝度)低下速度が特定値を超える時酸素を注入す
る。酸素は、製材屑燃料の燃焼速度を増加させ、温度の
変化速度は前記特定値よりも小さく、すなわち正である
。そういうわけで、これはボイラー中に投入された製材
屑燃料の量増加を可能にする。温度の間接測度である木
炭層の輝度をモニターする9長期平均に基く値と、短期
平均に基く値を生成する。輝度の変化速度の測度である
これらの両値は、製材屑燃料の投入速度を調節する。
る。酸素は、製材屑燃料の燃焼速度を増加させ、温度の
変化速度は前記特定値よりも小さく、すなわち正である
。そういうわけで、これはボイラー中に投入された製材
屑燃料の量増加を可能にする。温度の間接測度である木
炭層の輝度をモニターする9長期平均に基く値と、短期
平均に基く値を生成する。輝度の変化速度の測度である
これらの両値は、製材屑燃料の投入速度を調節する。
差異がある特定値(すなわち、長期−短期>x)より大
である場合、投入された製材屑燃料の量を減少させるが
、これは、投入速度か燃焼速度より大であることを示す
。その後、長期−短期〉y[ここにおいてy>x]であ
る場合、酸素を一次または二次空気に注入する。長期=
短期の場合、酸素の注入を止める。
である場合、投入された製材屑燃料の量を減少させるが
、これは、投入速度か燃焼速度より大であることを示す
。その後、長期−短期〉y[ここにおいてy>x]であ
る場合、酸素を一次または二次空気に注入する。長期=
短期の場合、酸素の注入を止める。
これは、投入速度が燃焼速度を超えないことを保証する
。従って、酸素は木炭層の長期輝度と短期輝度との差異
の比較で発生する信号に基き調節される。
。従って、酸素は木炭層の長期輝度と短期輝度との差異
の比較で発生する信号に基き調節される。
実施例として第2図に示された炉は次の諸数値で運転さ
れる: 長期数値:30,000Btu/ft’ hr=90秒
以上輝秒針上輝度計量器る平均輻射 熱 短期数値:25,000Btu/ft” hr=10秒
以上輝度メーターに入射する平均輻 射熱 X=長期−短期数値=5000B t u/ f t
2h ryを3,000 Btu/ft” hrと置く
また、上述の長期と短期数値の間の関係は満足すべきも
のとならう。
れる: 長期数値:30,000Btu/ft’ hr=90秒
以上輝秒針上輝度計量器る平均輻射 熱 短期数値:25,000Btu/ft” hr=10秒
以上輝度メーターに入射する平均輻 射熱 X=長期−短期数値=5000B t u/ f t
2h ryを3,000 Btu/ft” hrと置く
また、上述の長期と短期数値の間の関係は満足すべきも
のとならう。
次掲は、上述の制御システムを具体化しなかった試験の
比較である: 改i久旦Ω運藍勇豆 全蒸気発生量: 300,0001bs/hr石油から
の蒸気発生量: 86.0001bs/hr石油燃焼速
度、 17,2bblS/hr製材屑燃料からの 蒸気発生ifi : 214,000Ibs/hr製材
屑燃料燃焼 速 度:21.4)ン/hr−次 風
l : 25,000scfi二 次 風
量+ 65,000scfi酸素を用いる運転 全蒸気発生量: 300,0001bs/hr石油によ
る蒸気 発 生 量: 61,0001bs/hr石油
燃焼速度: 12.2bbls/hr製材屑燃料からの 蒸気発生量: 239.0001bs/hr製材屑燃料
燃焼 速 度:23.9)ン/hr(乾量基準
) −次 風 量: 25.000+ 5cfi二
次 風 量: 65.000+5cra+濃縮量 a)−次風量のみに基く:13%(最大)b)全風量に
基(:0.36%(最大)従って二 石油消費の減少=17.2−12.2=5.0bbls
/hr製材屑消費の増加=23.9−21.4=2.5
)ン/hr(乾量基準) 製材屑燃料からの蒸気発生量、従って燃焼速度は、炉(
ボイラー)で発生した全蒸気の測定と、石油燃焼で発生
した蒸気量の控除とにより測定される。全蒸気発生量は
オリフィス板を横切る差圧の測定で測定される。石油か
ら発生した蒸気量は、オイルガンに送られる石油の質量
測定と、この数値を蒸気発生速度等値に換算する係数を
適用して測定される。
比較である: 改i久旦Ω運藍勇豆 全蒸気発生量: 300,0001bs/hr石油から
の蒸気発生量: 86.0001bs/hr石油燃焼速
度、 17,2bblS/hr製材屑燃料からの 蒸気発生ifi : 214,000Ibs/hr製材
屑燃料燃焼 速 度:21.4)ン/hr−次 風
l : 25,000scfi二 次 風
量+ 65,000scfi酸素を用いる運転 全蒸気発生量: 300,0001bs/hr石油によ
る蒸気 発 生 量: 61,0001bs/hr石油
燃焼速度: 12.2bbls/hr製材屑燃料からの 蒸気発生量: 239.0001bs/hr製材屑燃料
燃焼 速 度:23.9)ン/hr(乾量基準
) −次 風 量: 25.000+ 5cfi二
次 風 量: 65.000+5cra+濃縮量 a)−次風量のみに基く:13%(最大)b)全風量に
基(:0.36%(最大)従って二 石油消費の減少=17.2−12.2=5.0bbls
/hr製材屑消費の増加=23.9−21.4=2.5
)ン/hr(乾量基準) 製材屑燃料からの蒸気発生量、従って燃焼速度は、炉(
ボイラー)で発生した全蒸気の測定と、石油燃焼で発生
した蒸気量の控除とにより測定される。全蒸気発生量は
オリフィス板を横切る差圧の測定で測定される。石油か
ら発生した蒸気量は、オイルガンに送られる石油の質量
測定と、この数値を蒸気発生速度等値に換算する係数を
適用して測定される。
酸素濃縮の利益は、木屑燃焼による蒸気発生量が酸素濃
縮を用いるか用いないかによる差異の測定により測定さ
れる。
縮を用いるか用いないかによる差異の測定により測定さ
れる。
[実 施 例]
酸素濃縮なL
全蒸気発生発生量 木屑蒸気発生量石油蒸気発
生量 300.000 Ibs/hr 213
,6371bs/hr86、3631bs/hr 酸素濃縮と 300.0001bs/hr 61 、615 Ib5= 238.3851bs/h
r差 異−24,7481bs/hr従って、前
記差異は同呈の蒸気発生に必要な石油(またはガス)の
星に等しい。
生量 300.000 Ibs/hr 213
,6371bs/hr86、3631bs/hr 酸素濃縮と 300.0001bs/hr 61 、615 Ib5= 238.3851bs/h
r差 異−24,7481bs/hr従って、前
記差異は同呈の蒸気発生に必要な石油(またはガス)の
星に等しい。
この数値は石油の燃焼速度の低下と木屑燃焼速度の上昇
に等しい。プロセスの経済性は、石油(mmbtu当り
)対製材屑燃料(IIIIllbtu当り)の原価に相
対差にある。
に等しい。プロセスの経済性は、石油(mmbtu当り
)対製材屑燃料(IIIIllbtu当り)の原価に相
対差にある。
主目的は、製材屑燃料の燃焼により発生する蒸気量の増
加と、それに伴う高価な地下燃料消費の低減にある。
加と、それに伴う高価な地下燃料消費の低減にある。
[発明の効果]
謎定致値U恭(結論
a)酸素をホイラーに注入しながらの製材層撚[Iから
の平均蒸気発生量は注入の全方法に基いて235.29
6 lbs/hrであった。
の平均蒸気発生量は注入の全方法に基いて235.29
6 lbs/hrであった。
b)酸素の注入なしに製材屑燃料からの平均蒸気発生量
は219,6761bs/hrであった。
は219,6761bs/hrであった。
C)従って、蒸気発生量の平均差異は15,6201b
s/hrで、それは3.1 bbl/hrに相当する。
s/hrで、それは3.1 bbl/hrに相当する。
d)火の下に供給する空気に酸素を注入した時の製材屑
燃料からの平均蒸気発生量は、233,1631bs/
hrであった。
燃料からの平均蒸気発生量は、233,1631bs/
hrであった。
e〉同一期間中酸素注入なしの製材屑燃料からの平均蒸
気発生量は212,9801bs/hrであった。
気発生量は212,9801bs/hrであった。
f〉従って、蒸気発生量の平均差異は20.1831b
s/hrて゛、それは4.04bbl/hrに相当する
。
s/hrて゛、それは4.04bbl/hrに相当する
。
g)酸素を槍騎兵を通して注入する時の平均注入量は2
32.483 Ibs/hrであった。
32.483 Ibs/hrであった。
h)同一期間中酸素なしの製材屑燃料からの平均蒸気発
生量は214,5941bs/hrであった。
生量は214,5941bs/hrであった。
l)従ッテ、蒸気発生iの差異は17.8891bs/
hrで、それは3.5bbl/hrに相当する。
hrで、それは3.5bbl/hrに相当する。
j)酸素を蒸気火格子系を通して注入した時の平均蒸気
発生量は238,9951bs/hrであった。
発生量は238,9951bs/hrであった。
k)同一期間中、酸素なしの製材屑燃料からの平均蒸気
発生量は230,400 lbs/hrであった。
発生量は230,400 lbs/hrであった。
l)従って、蒸気発生量の平均差異は8,5951bs
/hrで、それは1.72bbl/hrであった。
/hrで、それは1.72bbl/hrであった。
m)全試験の平均酸素消費速度は30. oooscr
hであった。
hであった。
同様の研究がその他の低B、T、U、高水分燃料たとえ
ば、製材屑燃料を吹込むのと同一方法て炉に注入される
こともある都市スラッジの燃焼に適用される。第1図に
示された一次および二次の双方の空気の酸素濃縮は製材
屑燃料の燃焼時に得られるものと同様の利益を生ずるこ
とになる。
ば、製材屑燃料を吹込むのと同一方法て炉に注入される
こともある都市スラッジの燃焼に適用される。第1図に
示された一次および二次の双方の空気の酸素濃縮は製材
屑燃料の燃焼時に得られるものと同様の利益を生ずるこ
とになる。
この発明の好ましい実施例を記述してきたが、特許請求
の範囲が必要とするものを除き限定の意図はない。
の範囲が必要とするものを除き限定の意図はない。
第1図は、木屑(製材屑燃料)燃焼用のこの発明の炉の
略図、第2図は、従来技術に係る同一炉の略図、第3図
は、第2図の炉内の一次空気に供給された酸素を調節す
る一方法の略図、第4図は、第3図の調節実施例時の記
録計ストリップの略図である。 特許出願人 エアー、プロダクツ、アンド。 ケミカルス、インコーポレーテッド FIG、3 FIG、4 平成元年2月22日 平成1年特許願第7553号 2、発明の名称 低B、T−U、高水分燃料燃焼の方法 制御法および装置 3−補正をする者 事件との関係 出願人 住所 アメリカ合衆国−18105,ペンシルバニア州
−アレンタウン(番地なし) 名称 エアー、プロダクツ、アンド、ケミカルス−イン
コーホレーテッド 4、代理人 東京都中央区銀座3−3−12 銀座ビル(561−
0274,5386) 5、補正の対象
略図、第2図は、従来技術に係る同一炉の略図、第3図
は、第2図の炉内の一次空気に供給された酸素を調節す
る一方法の略図、第4図は、第3図の調節実施例時の記
録計ストリップの略図である。 特許出願人 エアー、プロダクツ、アンド。 ケミカルス、インコーポレーテッド FIG、3 FIG、4 平成元年2月22日 平成1年特許願第7553号 2、発明の名称 低B、T−U、高水分燃料燃焼の方法 制御法および装置 3−補正をする者 事件との関係 出願人 住所 アメリカ合衆国−18105,ペンシルバニア州
−アレンタウン(番地なし) 名称 エアー、プロダクツ、アンド、ケミカルス−イン
コーホレーテッド 4、代理人 東京都中央区銀座3−3−12 銀座ビル(561−
0274,5386) 5、補正の対象
Claims (5)
- (1)低B.T.U.高水分燃料を炉に導入し、乾燥、
熱分解ならびに燃焼させ、それによって回収可能の熱を
発生させる方法において、酸素濃縮効果により前記燃料
の反応速度を増加させまた、前記燃料の燃焼速度を増加
できる燃焼温度を上昇させて前記燃料の反応速度と乾燥
速度との増加をもたらすに十分な酸素でプロセス生成物
を燃焼させるプロセス空気の濃縮から成る低B.T.U
.高水分燃料の燃焼の方法。 - (2)前記プロセス空気は二次空気であり、前記プロセ
ス生成物は前記燃料から放出される熱分解生成物である
ことを特徴とする請求項1による低B.T.U.高水分
燃料の燃焼の方法。 - (3)前記プロセス空気は一次空気であり、前記プロセ
ス生成物には前記燃料から形成された残留炭素分が含ま
れることを特徴とする請求項1による低B.T.U.高
水分燃料の燃焼の方法。 - (4)低B.T.U.高水分燃料燃焼のため選択された
少くとも1つの位置に一次空気を前記燃料の下から前記
燃料に向けて接線方向に前記燃料に導入して、火格子の
上で前記燃料を燃焼させる火格子機構と、前記火格子の
上の前記燃料から放出されるガス状熱分解生成物燃焼の
ため前記火格子の上に二次空気を導入する機構とを備え
る装置において追加酸素の一次源を一次空気に提供する
機構と、追加酸素の二次源を提供しまた同じものを前記
炉中の火格子と二次空気の導入点との間に導入する機構
とから成る低B.T.U.高水分燃料の燃焼装置。 - (5)蒸気を発生させまた、燃料燃焼層を備える炉中の
燃焼を制御し、前記燃料燃焼層の長期輝度の測定と、前
記燃料燃焼層の短期輝度の測定および、前記長期輝度と
前記短期輝度との差異の測定とから成る方法において、
酸素を一次空気にある層の下かその層または(および)
その層の上に入れて燃料の燃焼速度を安定させるかまた
は燃料の燃焼速度を上昇させることおよび、前記差異に
基き前記炉中に入った酸素量の調節とから成る燃焼制御
の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US143.902 | 1988-01-13 | ||
US07/143,902 US4928606A (en) | 1988-01-13 | 1988-01-13 | Combustion of low B.T.U./high moisture content fuels |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01225806A true JPH01225806A (ja) | 1989-09-08 |
Family
ID=22506181
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1007553A Pending JPH01225806A (ja) | 1988-01-13 | 1989-01-13 | 低b.t.u.高水分燃料燃焼の方法・制御法および装置 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4928606A (ja) |
EP (1) | EP0324438A3 (ja) |
JP (1) | JPH01225806A (ja) |
KR (1) | KR920000600B1 (ja) |
BR (1) | BR8900154A (ja) |
CA (1) | CA1328200C (ja) |
ZA (1) | ZA89297B (ja) |
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EP2638322A2 (en) * | 2010-11-10 | 2013-09-18 | Praxair Technology, Inc. | Oxygen enhanced combustion of biomass |
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