JPH0441241B2 - - Google Patents
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- JPH0441241B2 JPH0441241B2 JP13108384A JP13108384A JPH0441241B2 JP H0441241 B2 JPH0441241 B2 JP H0441241B2 JP 13108384 A JP13108384 A JP 13108384A JP 13108384 A JP13108384 A JP 13108384A JP H0441241 B2 JPH0441241 B2 JP H0441241B2
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- Japan
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- combustion
- coal
- fluidized
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- particles
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
- F23C10/002—Fluidised bed combustion apparatus for pulverulent solid fuel
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は石炭の流動燃焼方法に係り、特に高燃
焼効率、高脱硫率を維持して窒素酸化物の生成を
抑制した石炭の流動燃焼方法に関する。
焼効率、高脱硫率を維持して窒素酸化物の生成を
抑制した石炭の流動燃焼方法に関する。
流動層を用いる石炭の燃焼装置は、多くの炭種
に対して適用できること、クリーン燃焼機能を内
蔵し燃焼排ガスの低SOx、低NOx化がはかられる
こと、層内伝熱管の熱伝達特性が優れているこ
と、などの特長を有し発電用石炭ボイラとして期
待されている。
に対して適用できること、クリーン燃焼機能を内
蔵し燃焼排ガスの低SOx、低NOx化がはかられる
こと、層内伝熱管の熱伝達特性が優れているこ
と、などの特長を有し発電用石炭ボイラとして期
待されている。
石炭は通常１〜2wt％の窒素分を含み、これを
流動層で800〜900℃で燃焼すると、燃焼排ガス中
に300〜600ppmのNOxが含まれる。NOxは燃焼
空気量を減少すれば、すなわち排ガス中の酸素濃
度を下げることによつて、ある程度低下させるこ
とができる。しかし、空気量の低減は燃焼効率の
低下を招き、しかも、石灰石、ドロマイトなどの
CaO系脱硫剤とSO2の反応率は酸素濃度の低い条
件では低水準にとどまる。
流動層で800〜900℃で燃焼すると、燃焼排ガス中
に300〜600ppmのNOxが含まれる。NOxは燃焼
空気量を減少すれば、すなわち排ガス中の酸素濃
度を下げることによつて、ある程度低下させるこ
とができる。しかし、空気量の低減は燃焼効率の
低下を招き、しかも、石灰石、ドロマイトなどの
CaO系脱硫剤とSO2の反応率は酸素濃度の低い条
件では低水準にとどまる。
従来、石炭の流動燃焼炉内でのNOx生成の抑
制方法には、例えば特開昭53−146326号公報の二
段燃焼方法及び特開昭54−1437号公報の二段流動
層燃焼方法が知られている。前者は流動層底部か
ら供給する流動、燃焼用の一次空気を石炭の理論
燃焼空気量以下に抑えてNOxの生成を抑制し、
その際に発生するCO，H2及び飛散状態にある未
燃炭を、流動層上部の空間部すなわちフリーボー
ドに供給した二次空気によつて燃焼する方法であ
る。
制方法には、例えば特開昭53−146326号公報の二
段燃焼方法及び特開昭54−1437号公報の二段流動
層燃焼方法が知られている。前者は流動層底部か
ら供給する流動、燃焼用の一次空気を石炭の理論
燃焼空気量以下に抑えてNOxの生成を抑制し、
その際に発生するCO，H2及び飛散状態にある未
燃炭を、流動層上部の空間部すなわちフリーボー
ドに供給した二次空気によつて燃焼する方法であ
る。
一方、後者は二段の流動層で構成される。石炭
は一段目の流動層に供給されて理論燃焼空気量以
下の一次空気によりNOxの生成を抑制して燃焼
される。未燃炭を含む微細な灰は未燃ガスを含む
燃焼ガスに同伴されて流動層上部の空間（フリー
ボード部）を上昇して上段の流動層にガス分散板
を通して入る。該上段は脱硫剤粒子で流動層を形
成しつつ下段からの未燃炭を二次空気で完全燃焼
するとともに、脱硫を行う。しかし、より環境浄
化を進めるには一層NOxの生成を抑制すること
が望まれる。
は一段目の流動層に供給されて理論燃焼空気量以
下の一次空気によりNOxの生成を抑制して燃焼
される。未燃炭を含む微細な灰は未燃ガスを含む
燃焼ガスに同伴されて流動層上部の空間（フリー
ボード部）を上昇して上段の流動層にガス分散板
を通して入る。該上段は脱硫剤粒子で流動層を形
成しつつ下段からの未燃炭を二次空気で完全燃焼
するとともに、脱硫を行う。しかし、より環境浄
化を進めるには一層NOxの生成を抑制すること
が望まれる。
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、その
目的とするところは、高燃焼効率及び高脱硫率を
維持しつつ、よりNOxの発生量を抑制すること
にある。
目的とするところは、高燃焼効率及び高脱硫率を
維持しつつ、よりNOxの発生量を抑制すること
にある。
即ち、本発明の特徴とするところは、流動燃焼
炉の底部から一次空気と石炭粒子を供給し、更に
炉下方に脱硫剤粒子を供給すると共に一次空気量
を石炭の理論燃焼空気量あるいは理論空気量以下
にして上記石炭粒子を燃焼し、この炉内部に設け
られた抑制手段で上下に流動する流動粒子の移動
速度を抑制し、かつ、この抑制する位置よりも上
方からは燃焼の促進を行う二次空気を供給するよ
うにした石炭の流動燃焼方法にある。
炉の底部から一次空気と石炭粒子を供給し、更に
炉下方に脱硫剤粒子を供給すると共に一次空気量
を石炭の理論燃焼空気量あるいは理論空気量以下
にして上記石炭粒子を燃焼し、この炉内部に設け
られた抑制手段で上下に流動する流動粒子の移動
速度を抑制し、かつ、この抑制する位置よりも上
方からは燃焼の促進を行う二次空気を供給するよ
うにした石炭の流動燃焼方法にある。
本発明によれば、一次空気量が従来よりも少く
NOxを減少でき、また燃焼炉下方で発生した
NOxは抑制手段上部で還元作用を受けてさらに
減少し、燃焼炉上部では二次空気によつて一次燃
焼による未燃物を燃焼するので高燃焼率を維持す
ることができる。
NOxを減少でき、また燃焼炉下方で発生した
NOxは抑制手段上部で還元作用を受けてさらに
減少し、燃焼炉上部では二次空気によつて一次燃
焼による未燃物を燃焼するので高燃焼率を維持す
ることができる。
以下に本発明の一実施例にもとづいて本発明を
詳細に説明する。流動燃焼炉１はその底部に空気
の分散板３を有し、一次空気入口２及び該分散板
３を通して供給される空気４によつて流動化され
た石灰石、ドロマイトなどの脱硫剤粒子からなる
流動層５を形成している。７は搬送用空気に同伴
して石炭粒子６を流動燃焼炉１の底部に供給する
ための導管８は脱硫剤粒子の供給導管、９は脱硫
剤粒子の溢流導管である。流動層面１４の上部空
間はフリーボード部１５であり、二次空気２１の
散気管２２が設置される。フリーボード部１５の
上部は、図示を省略したが燃焼ガスからの熱回収
部、飛散粒子回収部につながる。
詳細に説明する。流動燃焼炉１はその底部に空気
の分散板３を有し、一次空気入口２及び該分散板
３を通して供給される空気４によつて流動化され
た石灰石、ドロマイトなどの脱硫剤粒子からなる
流動層５を形成している。７は搬送用空気に同伴
して石炭粒子６を流動燃焼炉１の底部に供給する
ための導管８は脱硫剤粒子の供給導管、９は脱硫
剤粒子の溢流導管である。流動層面１４の上部空
間はフリーボード部１５であり、二次空気２１の
散気管２２が設置される。フリーボード部１５の
上部は、図示を省略したが燃焼ガスからの熱回収
部、飛散粒子回収部につながる。
流動粒子の移動速度抑制手段１０は伝熱管群で
構成されている。流動燃焼炉では過大な空気圧力
が必要となることを嫌うことから、流動層の層高
は通常1.5m以下が採用されるが、該移動速度抑
制手段１０は流動層面１４の下100mm以下あるい
は、及び分散板上300mm以上の高さに設置される。
該移動速度抑制手段１０は流動層断面を覆つて設
けられ、該抑制手段１０の上部流動領域１１と、
下部流動領域１２に流動層５を分ける。流動層内
上、下の流動粒子の移動速度は一般に層内の温度
分布が均一になるほどの極めて高い値を示す。該
移動速度抑制手段１０はその上部流動領域１１と
下部流動領域１２間相互の流動粒子の移動速度を
抑制するために設けられる。下部流動領域１２に
は伝熱水管１３が設置されてスチームを発生す
る。流動粒子の移動速度抑制手段１０もまた伝熱
水管の一部としてスチームの発生あるいは加熱管
として利用される。
構成されている。流動燃焼炉では過大な空気圧力
が必要となることを嫌うことから、流動層の層高
は通常1.5m以下が採用されるが、該移動速度抑
制手段１０は流動層面１４の下100mm以下あるい
は、及び分散板上300mm以上の高さに設置される。
該移動速度抑制手段１０は流動層断面を覆つて設
けられ、該抑制手段１０の上部流動領域１１と、
下部流動領域１２に流動層５を分ける。流動層内
上、下の流動粒子の移動速度は一般に層内の温度
分布が均一になるほどの極めて高い値を示す。該
移動速度抑制手段１０はその上部流動領域１１と
下部流動領域１２間相互の流動粒子の移動速度を
抑制するために設けられる。下部流動領域１２に
は伝熱水管１３が設置されてスチームを発生す
る。流動粒子の移動速度抑制手段１０もまた伝熱
水管の一部としてスチームの発生あるいは加熱管
として利用される。
上記の構成において、上部流動領域１１と下部
流動領域１２間相互の流動粒子の移動速度が移動
速度抑制手段１０によつて抑制される。石炭粒子
６は下部流動領域１１に空気搬送されて導管７を
通して供給される。燃焼用の空気４は一次空気入
口２から分散板３を通して流動層５の下部流動領
域１２に供給される。石炭搬送用空気を含む流動
層５への供給総空気量は理論燃焼空気量あるいは
それ以下になるよう調節して供給される。このと
き下部流動領域１２に供給された石炭粒子の一部
は未燃炭、いわゆるチヤーの形態で上部流動領域
１１に移動し、該上部流動領域１１に蓄積する。
なんとなればチヤーは流動粒子の脱硫剤より密度
が小さく上部に移動し易く、かつ移動速度抑制手
段によつて下部流動領域１２への下降が困難にな
るためであり、さらに、上部流動領域１１を通過
する燃焼ガス中の酸素濃度は低水準にあり、チヤ
ーの燃焼速度が低いからである。したがつて流動
層の下方から供給される一次空気量は理論燃焼空
気量あるいはそれ以下であるけれども、下部流動
領域１２では上部流動領域１１より酸素濃度が高
い雰囲気であり、SO2とCaO系脱硫剤との反応は
高率で進む。一方、下部流動領域１２で生成した
NOxは、チヤー濃度の高い上部流動領域１１を
通過する際に該チヤーによつて還元されて減少す
る。特に流動層５の下方から供給される一次空気
は理論燃焼空気量以下であるので、よりNOxを
減少させることができる。一方、一次空気量が理
論燃焼空気量以上である場合に比べ、流動層面１
４を離れる燃焼ガス中にはCO、微粉チヤーなど
の未燃物が増加するが、二次空気２１を散気管２
２を通してフリーボード部１５に供給し、該フリ
ーボード部１５で上記未燃物を燃焼することによ
つて石炭の高燃焼率を維持することができる。
流動領域１２間相互の流動粒子の移動速度が移動
速度抑制手段１０によつて抑制される。石炭粒子
６は下部流動領域１１に空気搬送されて導管７を
通して供給される。燃焼用の空気４は一次空気入
口２から分散板３を通して流動層５の下部流動領
域１２に供給される。石炭搬送用空気を含む流動
層５への供給総空気量は理論燃焼空気量あるいは
それ以下になるよう調節して供給される。このと
き下部流動領域１２に供給された石炭粒子の一部
は未燃炭、いわゆるチヤーの形態で上部流動領域
１１に移動し、該上部流動領域１１に蓄積する。
なんとなればチヤーは流動粒子の脱硫剤より密度
が小さく上部に移動し易く、かつ移動速度抑制手
段によつて下部流動領域１２への下降が困難にな
るためであり、さらに、上部流動領域１１を通過
する燃焼ガス中の酸素濃度は低水準にあり、チヤ
ーの燃焼速度が低いからである。したがつて流動
層の下方から供給される一次空気量は理論燃焼空
気量あるいはそれ以下であるけれども、下部流動
領域１２では上部流動領域１１より酸素濃度が高
い雰囲気であり、SO2とCaO系脱硫剤との反応は
高率で進む。一方、下部流動領域１２で生成した
NOxは、チヤー濃度の高い上部流動領域１１を
通過する際に該チヤーによつて還元されて減少す
る。特に流動層５の下方から供給される一次空気
は理論燃焼空気量以下であるので、よりNOxを
減少させることができる。一方、一次空気量が理
論燃焼空気量以上である場合に比べ、流動層面１
４を離れる燃焼ガス中にはCO、微粉チヤーなど
の未燃物が増加するが、二次空気２１を散気管２
２を通してフリーボード部１５に供給し、該フリ
ーボード部１５で上記未燃物を燃焼することによ
つて石炭の高燃焼率を維持することができる。
実施例 １
流動層断面が正方形で、その辺長を200mm、分
散板からの溢流管までの高さを約600mmとした流
動燃焼炉１において、分散板３からの高さ450mm
の流動層断面に、該断面を覆つて外径11mmの伝熱
水管を、管間隙間６mmで、第２図状に粒子移動速
度抑制手段１０として設置した。この時の流動層
断面積に対する伝熱水管の間隙面積の割合は29％
である。また分散板３を貫通して分散板３の上50
mmの高さに開孔した石炭の供給導管７を設けた。
さらに分散板３上1.3mの位置に二次空気の散気
管２２を設けた。
散板からの溢流管までの高さを約600mmとした流
動燃焼炉１において、分散板３からの高さ450mm
の流動層断面に、該断面を覆つて外径11mmの伝熱
水管を、管間隙間６mmで、第２図状に粒子移動速
度抑制手段１０として設置した。この時の流動層
断面積に対する伝熱水管の間隙面積の割合は29％
である。また分散板３を貫通して分散板３の上50
mmの高さに開孔した石炭の供給導管７を設けた。
さらに分散板３上1.3mの位置に二次空気の散気
管２２を設けた。
上記仕様の流動燃焼炉により下記条件下で石炭
の流動燃焼試験を行つた。
の流動燃焼試験を行つた。
石炭の性状
組成（乾燥重量％）：炭素72.2、水素4.5、窒
素1.4、硫黄0.4、灰分８ ．９ 粒径範囲：１〜3.4mm 理論燃焼空気量に対する一次空気供給比：1.0 理論燃焼空気量に対する二次空気供給比：0.1 流動燃焼温度：820±10℃ 流動粒子平均径：0.95mm 脱硫剤供給比：Ca／ｓ＝4mol／mol なお、脱硫剤としての石灰石粒子は、本試験で
は石炭粒子に混合して供給導管７から供給した。
素1.4、硫黄0.4、灰分８ ．９ 粒径範囲：１〜3.4mm 理論燃焼空気量に対する一次空気供給比：1.0 理論燃焼空気量に対する二次空気供給比：0.1 流動燃焼温度：820±10℃ 流動粒子平均径：0.95mm 脱硫剤供給比：Ca／ｓ＝4mol／mol なお、脱硫剤としての石灰石粒子は、本試験で
は石炭粒子に混合して供給導管７から供給した。
燃焼試験の結果、燃焼ガス中のNOxは
100ppm、燃焼効率（石炭中の供給炭素量に対す
る燃焼炭素量の割合で定義）は93％、脱硫率は71
％であつた。
100ppm、燃焼効率（石炭中の供給炭素量に対す
る燃焼炭素量の割合で定義）は93％、脱硫率は71
％であつた。
実施例 ２
理論燃焼空気量に対する一次空気供給比：0.95
理論燃焼空気量に対する二次空気供給比：0.15
であることのほかは実施例１と同じ条件で石炭の
燃焼試験を行つた。その結果、NOx値は80ppm、
燃焼効率は90％、脱硫率は67％であつた。
燃焼試験を行つた。その結果、NOx値は80ppm、
燃焼効率は90％、脱硫率は67％であつた。
比較例 １
理論燃焼空気量に対する一次空気供給比を1.1
とし、二次空気を供給することなしに石炭の燃焼
試験を行つた。そのほかの条件は実施例１，２と
同じである。その結果、NOx値は160ppm、燃焼
効率は94％、脱硫率は76％であつた。
とし、二次空気を供給することなしに石炭の燃焼
試験を行つた。そのほかの条件は実施例１，２と
同じである。その結果、NOx値は160ppm、燃焼
効率は94％、脱硫率は76％であつた。
比較例 ２
粒子移動速度抑制手段１０を撤去したほかは実
施例１と同じ条件で石炭の燃焼試験を行つた。そ
の結果、NOx値は180ppm、燃焼効率89％、脱硫
率は68％であつた。
施例１と同じ条件で石炭の燃焼試験を行つた。そ
の結果、NOx値は180ppm、燃焼効率89％、脱硫
率は68％であつた。
以上の実施例と比較例との対比から明らかであ
るように、一次及び二次空気供給比の和が同じで
あるけれども本発明方法によればNOx値を大巾
に減少させることができる。
るように、一次及び二次空気供給比の和が同じで
あるけれども本発明方法によればNOx値を大巾
に減少させることができる。
本発明によれば高燃焼効率が高脱硫率を維持し
つつNOxの生成を抑制することができるので低
公害性の石炭の流動燃焼炉を実現することができ
る。
つつNOxの生成を抑制することができるので低
公害性の石炭の流動燃焼炉を実現することができ
る。
第１図は本発明流動燃焼炉の一実施態様図、第
２図は第１図のＡ−Ａ線断面図である。 １……流動燃焼炉、２……一次空気入口、３…
…分散板、５……流動層、７……石炭供給導管、
１０……流動粒子の移動速度抑制手段、１１……
上部流動領域、１２……下部流動領域、２２……
二次空気散気管。
２図は第１図のＡ−Ａ線断面図である。 １……流動燃焼炉、２……一次空気入口、３…
…分散板、５……流動層、７……石炭供給導管、
１０……流動粒子の移動速度抑制手段、１１……
上部流動領域、１２……下部流動領域、２２……
二次空気散気管。
Claims (1)
- １ 流動燃焼炉の底部から一次空気と石炭粒子を
供給し、更に炉下方に脱硫剤粒子を供給すると共
に一次空気量を石炭の理論燃焼空気量あるいは理
論空気量以下にして上記石炭粒子を燃焼し、この
炉内部に設けられた抑制手段で上下に流動する流
動粒子の移動速度を抑制し、かつ、この抑制する
位置よりも上方からは燃焼の促進を行う二次空気
を供給するようにしたことを特徴とする石炭の流
動燃焼方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13108384A JPS6111510A (ja) | 1984-06-27 | 1984-06-27 | 石炭の流動燃焼方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13108384A JPS6111510A (ja) | 1984-06-27 | 1984-06-27 | 石炭の流動燃焼方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6111510A JPS6111510A (ja) | 1986-01-18 |
| JPH0441241B2 true JPH0441241B2 (ja) | 1992-07-07 |
Family
ID=15049588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13108384A Granted JPS6111510A (ja) | 1984-06-27 | 1984-06-27 | 石炭の流動燃焼方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6111510A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2613465B2 (ja) * | 1989-01-31 | 1997-05-28 | 宇部興産株式会社 | 流動床ボイラの燃料供給装置 |
-
1984
- 1984-06-27 JP JP13108384A patent/JPS6111510A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6111510A (ja) | 1986-01-18 |
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