JPH05340509A - 流動層燃焼におけるｎ２ｏ，ｎｏｘ低減方法 - Google Patents
流動層燃焼におけるｎ２ｏ，ｎｏｘ低減方法Info
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- JPH05340509A JPH05340509A JP4149367A JP14936792A JPH05340509A JP H05340509 A JPH05340509 A JP H05340509A JP 4149367 A JP4149367 A JP 4149367A JP 14936792 A JP14936792 A JP 14936792A JP H05340509 A JPH05340509 A JP H05340509A
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- 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
- F23C10/02—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed
- F23C10/04—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone
- F23C10/08—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases
- F23C10/10—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases the separation apparatus being located outside the combustion chamber
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 元来NOX 濃度が低い流動層燃焼において、さ
らにNOX を低減すると同時に、近年地球温暖化ガスとし
て問題となっているN2O をも低減する、流動層ボイラや
流動層燃焼炉等の流動層燃焼におけるN2O, NOX の低減
方法を提供する。 【構成】 流動層燃焼室１の底部から１次燃焼空気２を
供給し、底部側壁３から石炭４および石灰石５を供給す
るとともに、石炭４および石灰石５の供給位置より上方
の底部側壁３から２次燃焼空気６を、さらに燃焼室１の
高さＨの0.25〜0.40の高さ位置Ｌの燃焼室側壁７から３
次燃焼空気８をそれぞれ供給して流動層燃焼が行われ
る。
らにNOX を低減すると同時に、近年地球温暖化ガスとし
て問題となっているN2O をも低減する、流動層ボイラや
流動層燃焼炉等の流動層燃焼におけるN2O, NOX の低減
方法を提供する。 【構成】 流動層燃焼室１の底部から１次燃焼空気２を
供給し、底部側壁３から石炭４および石灰石５を供給す
るとともに、石炭４および石灰石５の供給位置より上方
の底部側壁３から２次燃焼空気６を、さらに燃焼室１の
高さＨの0.25〜0.40の高さ位置Ｌの燃焼室側壁７から３
次燃焼空気８をそれぞれ供給して流動層燃焼が行われ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、流動層ボイラや流動層
燃焼炉等の流動層燃焼におけるN2O, NOX の低減方法に
関するものである。
燃焼炉等の流動層燃焼におけるN2O, NOX の低減方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】石油危機を契機に石炭の利用拡大が推進
されてきている。しかしながら、石炭は灰分、窒素分を
多量に有し、また燃焼性が悪い固有の問題を有してい
る。このため、石炭を燃料とするには、煤塵およびN2O,
NOX の窒素酸化物に対する公害対策や省エネルギの面
から燃焼性改善策が必要となる。
されてきている。しかしながら、石炭は灰分、窒素分を
多量に有し、また燃焼性が悪い固有の問題を有してい
る。このため、石炭を燃料とするには、煤塵およびN2O,
NOX の窒素酸化物に対する公害対策や省エネルギの面
から燃焼性改善策が必要となる。
【０００３】石炭燃焼ボイラは従来はストーカ焚きが多
かったが、近年は大型化とボイラ効率の向上を目指して
微粉炭焚きが多くなってきた。しかしながら、微粉炭焚
きボイラでは、石炭の灰中未燃分の増加、燃焼室の肥大
化、高温の火炉壁へ灰が溶着、付着するスラッギング現
象や低温の熱交換器などへ堆積するファウリングなどの
問題を生じ使用石炭が限定されている。さらに加えて、
微粉炭燃焼では高温燃焼のためNOX が高く、また石灰石
噴射による直接脱硫も反応温度が高過ぎて採用できず、
高価で大型な脱硝装置や脱硫装置が必要となている。
かったが、近年は大型化とボイラ効率の向上を目指して
微粉炭焚きが多くなってきた。しかしながら、微粉炭焚
きボイラでは、石炭の灰中未燃分の増加、燃焼室の肥大
化、高温の火炉壁へ灰が溶着、付着するスラッギング現
象や低温の熱交換器などへ堆積するファウリングなどの
問題を生じ使用石炭が限定されている。さらに加えて、
微粉炭燃焼では高温燃焼のためNOX が高く、また石灰石
噴射による直接脱硫も反応温度が高過ぎて採用できず、
高価で大型な脱硝装置や脱硫装置が必要となている。
【０００４】そこで、最近ではこれらの脱硝装置や脱硫
装置が不要であり、また幅広い石炭を高い燃焼率で燃焼
できる循環流動層ボイラが注目を集め、技術開発が盛ん
に行われつつある。
装置が不要であり、また幅広い石炭を高い燃焼率で燃焼
できる循環流動層ボイラが注目を集め、技術開発が盛ん
に行われつつある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
地球温暖化の問題がクローズアップされ、CO2 ，メタ
ン，N2O の発生が問題となっている。特に循環流動層ボ
イラは低温燃焼のためN2Oの発生が問題となっている。
地球温暖化の問題がクローズアップされ、CO2 ，メタ
ン，N2O の発生が問題となっている。特に循環流動層ボ
イラは低温燃焼のためN2Oの発生が問題となっている。
【０００６】本発明は、上記の問題点を改善するべくな
したものであって、その目的は、元来NOX 濃度が低い流
動層燃焼において、さらにNOX を低減すると同時に、近
年地球温暖化ガスとして問題となっているN2O をも低減
する、流動層ボイラや流動層燃焼炉等の流動層燃焼にお
けるN2O, NOX の低減方法を提供することである。
したものであって、その目的は、元来NOX 濃度が低い流
動層燃焼において、さらにNOX を低減すると同時に、近
年地球温暖化ガスとして問題となっているN2O をも低減
する、流動層ボイラや流動層燃焼炉等の流動層燃焼にお
けるN2O, NOX の低減方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係わる流動層燃焼におけるN2O, NOX の低
減方法は、１段目燃焼空気を燃焼室底部から、２段目燃
焼空気を燃焼室底部側壁からそれぞれ供給するととも
に、さらに３段目燃焼空気を燃焼室側壁の、燃焼室の高
さの0.25〜0.40の高さ位置から供給するものである。
に、本発明に係わる流動層燃焼におけるN2O, NOX の低
減方法は、１段目燃焼空気を燃焼室底部から、２段目燃
焼空気を燃焼室底部側壁からそれぞれ供給するととも
に、さらに３段目燃焼空気を燃焼室側壁の、燃焼室の高
さの0.25〜0.40の高さ位置から供給するものである。
【０００８】そして、上記燃焼空気の供給において、１
段目燃焼空気の空気比が２段目燃焼空気の空気比より高
く、且つ両者の空気比の和がほぼ理論空気比となるよう
に１段目燃焼空気と２段目燃焼空気を供給するとよい。
段目燃焼空気の空気比が２段目燃焼空気の空気比より高
く、且つ両者の空気比の和がほぼ理論空気比となるよう
に１段目燃焼空気と２段目燃焼空気を供給するとよい。
【０００９】
【作用】次に、本発明の構成並びに作用について詳細に
説明する。本発明者が流動層燃焼におけるN2O, NOX 生
成特性について詳細に検討した結果、N2O, NOX の大部
分は燃焼室底部で発生していることが判明した。例え
ば、石炭燃焼におけるNOX は75％以上がフューエル（fu
el）NOX と言われており、さらにフューエルNOX は燃焼
初期に発生する揮発性（volatile）NOX と、主として燃
焼後期に発生するチャー中の残留窒素分によるチャー
（char）NOX とからなる。
説明する。本発明者が流動層燃焼におけるN2O, NOX 生
成特性について詳細に検討した結果、N2O, NOX の大部
分は燃焼室底部で発生していることが判明した。例え
ば、石炭燃焼におけるNOX は75％以上がフューエル（fu
el）NOX と言われており、さらにフューエルNOX は燃焼
初期に発生する揮発性（volatile）NOX と、主として燃
焼後期に発生するチャー中の残留窒素分によるチャー
（char）NOX とからなる。
【００１０】本発明者の調査結果によると、上記のよう
に燃焼室底部において揮発性NOX およびN2O を多量に発
生しており、この揮発性NOX およびN2O の発生を抑制す
ることにより、大幅に燃焼排ガス中のNOX ，N2O を低減
できることを見出した。
に燃焼室底部において揮発性NOX およびN2O を多量に発
生しており、この揮発性NOX およびN2O の発生を抑制す
ることにより、大幅に燃焼排ガス中のNOX ，N2O を低減
できることを見出した。
【００１１】特に、この揮発性NOX は燃焼空気と石炭か
ら発生する揮発分との混合が律速であり、混合速度を低
下させることによりNOX の発生を効果的に抑制できる。
すなわち、本発明は、多段燃焼を行うに際して、１段目
燃焼空気は石炭から発生する揮発分を燃料過濃状態で燃
焼させ、２段目燃焼空気でほぼ理論空気比で燃焼させ、
３段目燃焼空気で完全燃焼させる点に特徴がある。
ら発生する揮発分との混合が律速であり、混合速度を低
下させることによりNOX の発生を効果的に抑制できる。
すなわち、本発明は、多段燃焼を行うに際して、１段目
燃焼空気は石炭から発生する揮発分を燃料過濃状態で燃
焼させ、２段目燃焼空気でほぼ理論空気比で燃焼させ、
３段目燃焼空気で完全燃焼させる点に特徴がある。
【００１２】より具体的には、２段目燃焼空気の供給位
置はアンモニア、シアンなど窒素含有中間生成物の濃度
の高い領域に供給することが肝要であり、これにより、
N2OおよびNOX 低減効果はより顕著となることが明らか
になった。さらに３段目燃焼空気は未燃分を効果的に完
全燃焼させ、N2O, NOX の発生を抑制するように供給す
る点が重要であり、これには供給位置が燃焼室の高さの
0.25〜0.40範囲の高さの燃焼室側壁から供給する必要が
ある。実験によればこの範囲を外れると、適切な燃料過
濃域および完全燃焼域が実現できないことが判明した。
置はアンモニア、シアンなど窒素含有中間生成物の濃度
の高い領域に供給することが肝要であり、これにより、
N2OおよびNOX 低減効果はより顕著となることが明らか
になった。さらに３段目燃焼空気は未燃分を効果的に完
全燃焼させ、N2O, NOX の発生を抑制するように供給す
る点が重要であり、これには供給位置が燃焼室の高さの
0.25〜0.40範囲の高さの燃焼室側壁から供給する必要が
ある。実験によればこの範囲を外れると、適切な燃料過
濃域および完全燃焼域が実現できないことが判明した。
【００１３】
【実施例】図１は、本発明に係わる循環流動層ボイラの
概念図である。この循環流動層ボイラでは、流動層燃焼
室１の底部から１段目燃焼空気２を供給し、底部側壁３
から石炭４および石灰石５を供給するとともに、石炭４
および石灰石５の供給位置より上方の底部側壁３から２
段目燃焼空気６を、さらに炉底からＬの高さ位置の燃焼
室側壁７から３段目燃焼空気８をそれぞれ供給して流動
層燃焼が行われるようになっている。なお、図中、９は
循環路に配設されたホットサイクロンを、Ｈは流動層燃
焼室１の高さをそれぞれ示す。
概念図である。この循環流動層ボイラでは、流動層燃焼
室１の底部から１段目燃焼空気２を供給し、底部側壁３
から石炭４および石灰石５を供給するとともに、石炭４
および石灰石５の供給位置より上方の底部側壁３から２
段目燃焼空気６を、さらに炉底からＬの高さ位置の燃焼
室側壁７から３段目燃焼空気８をそれぞれ供給して流動
層燃焼が行われるようになっている。なお、図中、９は
循環路に配設されたホットサイクロンを、Ｈは流動層燃
焼室１の高さをそれぞれ示す。
【００１４】そして、流動層燃焼に際しては、先ず、１
段目燃焼空気２を空気比0.5 〜0.85の範囲で供給し、燃
料過濃状態で燃焼させ、アンモニア、シアンなどの窒素
含有中間生成物を多量に発生させ、一方NOなどの発生を
抑制する。
段目燃焼空気２を空気比0.5 〜0.85の範囲で供給し、燃
料過濃状態で燃焼させ、アンモニア、シアンなどの窒素
含有中間生成物を多量に発生させ、一方NOなどの発生を
抑制する。
【００１５】次に、２段目燃焼空気６を、１段目燃焼空
気２と２段目燃焼空気６の合計空気比が1.05以下となる
ように空気比0.5 〜0.20の範囲で供給し、アンモニア、
シアンなどの窒素含有中間生成物をNOにならないように
反応させる。
気２と２段目燃焼空気６の合計空気比が1.05以下となる
ように空気比0.5 〜0.20の範囲で供給し、アンモニア、
シアンなどの窒素含有中間生成物をNOにならないように
反応させる。
【００１６】さらに、３段目燃焼空気８をＬの高さ位置
から供給しCO, H2などの未燃分を完全燃焼させ、さらに
その上部での未燃チャーの燃焼を促進する。この場合、
３段目燃焼空気８の供給高さ位置Ｌが重要であり、N2O
およびNOの発生に影響を及ぼす。
から供給しCO, H2などの未燃分を完全燃焼させ、さらに
その上部での未燃チャーの燃焼を促進する。この場合、
３段目燃焼空気８の供給高さ位置Ｌが重要であり、N2O
およびNOの発生に影響を及ぼす。
【００１７】図２は、３段目燃焼空気８の供給位置Ｌの
N2O, NOに及ぼす影響を示す。３段目燃焼空気８の供給
位置Ｌは流動層燃焼室１の全高Ｈに対する無次元数で示
す。空気比は１段目空気比0.6 、２段目空気比0.4 、３
段目空気比0.2 である。
N2O, NOに及ぼす影響を示す。３段目燃焼空気８の供給
位置Ｌは流動層燃焼室１の全高Ｈに対する無次元数で示
す。空気比は１段目空気比0.6 、２段目空気比0.4 、３
段目空気比0.2 である。
【００１８】３段目燃焼空気８の供給位置Ｌを高くする
ほど、燃焼率は次第に低下し、0.4以上では空気不足の
燃焼域が広くなり過ぎ顕著に燃焼率が低下する。またN2
O およびNOX はＬ／Ｈが0.25〜0.4 の範囲で顕著に低下
する。この理由は、Ｌ／Ｈ＝0.25〜0.4 で適切な燃料過
濃域および完全燃焼域が実現され、燃焼率を低下させる
ことなくN2O, NOX を低減できるからである。
ほど、燃焼率は次第に低下し、0.4以上では空気不足の
燃焼域が広くなり過ぎ顕著に燃焼率が低下する。またN2
O およびNOX はＬ／Ｈが0.25〜0.4 の範囲で顕著に低下
する。この理由は、Ｌ／Ｈ＝0.25〜0.4 で適切な燃料過
濃域および完全燃焼域が実現され、燃焼率を低下させる
ことなくN2O, NOX を低減できるからである。
【００１９】このように、燃焼率をそれほど低下させる
ことなく、循環流動層ボイラで問題となるN2O,の発生を
抑制できるとともに、NOX も低下できる。
ことなく、循環流動層ボイラで問題となるN2O,の発生を
抑制できるとともに、NOX も低下できる。
【００２０】本発明は、循環流動層ボイラの実施例で説
明したが、バブリング流動層ボイラや、都市ごみ、下水
汚泥、産業廃棄物の流動層燃焼炉にも応用できることは
言うまでもない。
明したが、バブリング流動層ボイラや、都市ごみ、下水
汚泥、産業廃棄物の流動層燃焼炉にも応用できることは
言うまでもない。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明にによれ
ば、元来NOX 濃度が低い流動層燃焼において、さらにNO
X を低減すると同時にN2O をも低減することができ、公
害対策や省エネルギの面は元より、近年問題となってい
る地球温暖化ガスの排出を低減することができ工業的価
値は極めて大きい。
ば、元来NOX 濃度が低い流動層燃焼において、さらにNO
X を低減すると同時にN2O をも低減することができ、公
害対策や省エネルギの面は元より、近年問題となってい
る地球温暖化ガスの排出を低減することができ工業的価
値は極めて大きい。
【図１】本発明に係わる循環流動層ボイラの概念図であ
る。
る。
【図２】３段目燃焼空気の供給位置と煙道におけるN2O,
NOX および燃焼率との関係を示すグラフ図である。
NOX および燃焼率との関係を示すグラフ図である。
１：流動層燃焼室 ２：１段目燃焼空気
３：底部側壁 ４：石炭 ５：石灰石
６：２段目燃焼空気 ７：燃焼室側壁 ８：３段目燃焼空気
９：ホットサイクロン Ｌ：３段目燃焼空気の供給位置までの炉底からの高さ Ｈ：流動層燃焼室の高さ
３：底部側壁 ４：石炭 ５：石灰石
６：２段目燃焼空気 ７：燃焼室側壁 ８：３段目燃焼空気
９：ホットサイクロン Ｌ：３段目燃焼空気の供給位置までの炉底からの高さ Ｈ：流動層燃焼室の高さ
Claims (2)
- 【請求項１】 １段目燃焼空気を燃焼室底部から、２段
目燃焼空気を燃焼室底部側壁からそれぞれ供給するとと
もに、さらに３段目燃焼空気を燃焼室側壁の、燃焼室の
高さの0.25〜0.40の高さ位置から供給することを特徴と
する流動層燃焼におけるN2O, NOX の低減方法。 - 【請求項２】 １段目燃焼空気の空気比が２段目燃焼空
気の空気比より高く、且つ両者の空気比の和がほぼ理論
空気比となるように１段目燃焼空気と２段目燃焼空気を
供給する請求項１記載の流動層燃焼におけるN2O, NOX
の低減方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4149367A JP2889049B2 (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | 流動層燃焼におけるｎ２ｏ，ｎｏｘ低減方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4149367A JP2889049B2 (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | 流動層燃焼におけるｎ２ｏ，ｎｏｘ低減方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05340509A true JPH05340509A (ja) | 1993-12-21 |
| JP2889049B2 JP2889049B2 (ja) | 1999-05-10 |
Family
ID=15473592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4149367A Expired - Lifetime JP2889049B2 (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | 流動層燃焼におけるｎ２ｏ，ｎｏｘ低減方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2889049B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0851173A3 (en) * | 1996-12-30 | 1999-07-28 | Combustion Engineering, Inc. | A method of controlling nitrous oxide in circulating fluidized bed steam generators |
| JP2004125331A (ja) * | 2002-10-04 | 2004-04-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 汚泥燃焼炉の制御方法および同制御装置 |
| WO2009060885A1 (ja) * | 2007-11-07 | 2009-05-14 | Metawater Co., Ltd. | 流動焼却炉及びこれを用いた汚泥の流動焼却方法 |
| JP2009236356A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Metawater Co Ltd | 流動焼却炉 |
| JP2010175157A (ja) * | 2009-01-30 | 2010-08-12 | Metawater Co Ltd | 流動焼却炉 |
| JP2016041990A (ja) * | 2014-08-18 | 2016-03-31 | 東洋エンジニアリング株式会社 | ボイラーを含む発熱装置 |
| JP2018200150A (ja) * | 2017-05-29 | 2018-12-20 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 有機性廃棄物の燃焼炉及び該燃焼炉を用いた有機性廃棄物の処理システム |
-
1992
- 1992-06-09 JP JP4149367A patent/JP2889049B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP0851173A3 (en) * | 1996-12-30 | 1999-07-28 | Combustion Engineering, Inc. | A method of controlling nitrous oxide in circulating fluidized bed steam generators |
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| KR101539127B1 (ko) * | 2007-11-07 | 2015-07-24 | 메타워터 가부시키가이샤 | 유동 소각로 및 이것을 이용한 오니의 유동 소각 방법 |
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| US20100192816A1 (en) * | 2007-11-07 | 2010-08-05 | Metawater Co., Ltd. | Fluidized bed incinerator and fluidized bed incinerating method for sludge using the same |
| EP2206953A4 (en) * | 2007-11-07 | 2017-05-03 | Metawater Co., Ltd. | Fluidized-bed incinerator and method of fluidized-bed incineration of sludge with the same |
| RU2476772C2 (ru) * | 2007-11-07 | 2013-02-27 | Метауотер Ко., Лтд. | Мусоросжигательная печь с псевдоожиженным слоем и способ сжигания донного осадка в такой печи (варианты) |
| US8881662B2 (en) | 2007-11-07 | 2014-11-11 | Metawater Co., Ltd. | Fluidized bed incinerator and fluidized bed incinerating method for sludge using the same |
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| JP2016041990A (ja) * | 2014-08-18 | 2016-03-31 | 東洋エンジニアリング株式会社 | ボイラーを含む発熱装置 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2889049B2 (ja) | 1999-05-10 |
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