JPH07310903A - 微粉炭燃焼方法及び微粉炭バーナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ３つの渦の相互作用による流体力学的な混合
を用いたＮＯｘ低減を制御しやすい微粉炭燃焼方法およ
び微粉炭バ−ナ−を提供すること。 【構成】 火炉壁に３本の同型バ−ナ−１１を正三角形
の頂点に配置し、バ−ナ−１１ａの２本については同じ
方向に旋回をかけ、残る１本のバ−ナ−１１ｂには逆向
きで上記ノズル１１ａからの流体の持つ循環のその半分
の旋回をかけると３つの旋回流が流れの後方で流体力学
的効果により合体する。バ−ナ−１１ａは当量比が１未
満の燃焼を行い、バ−ナ−１１ｂは当量比１以上の燃焼
を行う。したがって、バ−ナ−１１ａはＮＯｘ生成源、
バ−ナ−１ｂはＮＨ₃等の還元剤の供給源となる。３本
のバ−ナ−からの火炎が最終的に合体することでＮＯｘ
が低減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は微粉炭の燃焼方法に係
り、特に低ＮＯｘ燃焼と灰中未燃分の低減を実現するの
に好適な微粉炭の燃焼方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】石炭中には、化学成分として窒素Ｎが含
まれる。このＮ分により燃焼時に多くのＮＯｘが発生す
る。Ｎ分は炭素Ｃ，水素Ｈ等の成分と化学的に結合して
いるため燃焼前に取り除く有効な手段がなく、燃焼時以
降に取り除く必要がある。

【０００３】一般に燃料の燃焼時に発生するＮＯｘは、
サ−マルＮＯｘとフュ−エルＮＯｘに大別される。サ−
マルＮＯｘは燃焼用空気中の窒素分子Ｎ₂が高温におい
て酸素によって酸化されて生成し、フュ−エルＮＯｘは
燃料中のＮ分が酸化されて生成する。サ−マルＮＯｘの
生成は、燃焼火炎温度を下げて窒素分子と酸素の反応を
抑制することで低減する。具体的には燃焼用空気を多段
に分割して供給する多段燃焼方法や、低酸素濃度の燃焼
ガスを燃焼領域に混入する排ガス循環法等がある。

【０００４】一方フュ−エルＮＯｘの発生の燃焼温度に
対する依存性は低い。火炎温度の低下を目的とする従来
の燃焼方法は、Ｎ分含有量の少ない燃料からのＮＯｘ低
減には有効であるが、気体燃料や液体燃料と比較してＮ
分が多く燃焼時に発生するＮＯｘの８０％近くがフュ−
エルＮＯｘである微粉炭燃焼に対しては効果が小さい。

【０００５】石炭中のＮ分は、ＮＨ₃，ＨＣＮ等の化合
物を経てフュ−エルＮＯｘになる。低酸素濃度雰囲気の
燃焼領域では、ＮＨ₃，ＨＣＮ等の前駆体が酸化されて
ＮＯｘになる割合は減る。ＮＨ₃，ＨＣＮ等の窒素化合
物はＮＯｘが共存する場においてはＮＯｘを窒素分子に
還元する還元剤としても働く。したがって、微粉炭燃焼
時のＮＯｘの低減方法として、積極的にＮＨ₃，ＨＣＮ
等を利用して還元性をもつＮＨ₃，ＨＣＮ等の窒素化合
物とＮＯｘを共存させてＮＯｘを還元する燃焼方法が有
効となる。

【０００６】この燃焼方法を採用して、火炉内にＮＯｘ
発生領域と還元領域を形成するようにＮＯｘ発生用と還
元剤発生用のバ−ナ−を設け、２段に分割供給する燃焼
方法が既に公知である。たとえば、特公昭５５−２１９
９２号に示されている。この燃焼法によりＮＯｘ低減が
低減可能なことは良く知られているが、各段の燃焼を均
一にすることは困難であり、効果を高めるには火炉を十
分に大きくして各段の燃焼が十分に行われるようにする
必要があり、コストが高くつく。

【０００７】上記の燃焼方法を単一のバ−ナ−で実現
し、かつ火炉内に主燃焼領域、還元領域、完全燃焼領域
を形成しようとするものが特開平２−２１１０７の例で
ある。この例ではまず、単一のバ−ナ−の１次、２次、
３次空気により前述の公知例の火炉内で行っていた燃焼
の各段の燃焼領域を形成する。さらに、多段にバ−ナ−
を設け、主バ−ナ−の下流に設けた副バ−ナ−のガスで
火炉内においてもＮＯｘを還元する手段を講じた燃焼方
法である。

【０００８】一方、良好な燃焼および火炎の安定性を増
すために流体力学的作用を利用して着火性、燃焼混合を
促進する対策がとられている。その１つとして、燃焼用
空気に旋回を与えて、旋回流の中心にできる循環流を利
用して着火性、火炎の安定性を図る方法は広く公知とな
っている。

【０００９】他の流体力学的作用を利用する例として、
３つの渦糸の相互作用を利用する方法が考えられる。２
次元的な渦糸系の相互干渉運動に関して、３つの渦糸に
ついてその循環Γｉが、次の関係 ΣΓｉΓｊ＝０， ΣΓｉΓｊＲｉｊ＝０ （但し、Ｒｉｊは循環ΓｉとΓｊとの間の距離であ
る。）を満たすとき、有限時間内に３つの渦は対数螺旋
を描いて１つに合体することは公開文献により公知であ
る。３次元の理想的な３つの剛体渦を考えた場合、その
渦系についても同等の力学的相互作用が働く。並行に噴
出する３つの旋回流については、流れの後方にゆくにつ
れ３つの旋回流れはよじれながら１つに合体する

【００１０】。

【発明が解決しようとする課題】前述したフュ−エルＮ
Ｏｘ低減方法の従来例には大きく分けて、火炉内でＮＯ
ｘを低減する方法、単一のバ−ナ−でＮＯｘを還元する
方法の２つに分かれる。火炉全体での多段燃焼方式のみ
では、火炉全体の混合の不均一があるため、期待される
ＮＯｘの低減効果は限定される。前記公知例のバ−ナ−
によるＮＯｘの還元方法では、還元領域がバ−ナ−出口
より後方にできるため、単一のバ−ナ−により還元域を
作るのに複雑な機構を有するバ−ナ−を作らなければな
らない。

【００１１】また、還元剤となるＮＨ₃とＮＯｘの混合
は流れの後方で行なわれるが、後方の燃焼域の混合を促
進し、還元反応を促すための制御が難しい。前記公知例
の方法ではＮＯｘの低減は改善されるが、火炉内の燃焼
領域の混合促進という観点からは単一のバ−ナ−ごとに
対してしか講じていない。

【００１２】更に、燃えにくい低品位の石炭の燃焼で
は、各段の混合を良くして還元領域を有効に活用し、未
燃分を低減するにはより広い領域での混合を考慮した更
なる改善を必要とする。

【００１３】そこで、本発明は、上述した３つの渦の相
互作用による流体力学的な混合を適用することによりバ
−ナ−が形成する火炎後方の混合を促進し、かつＮＯｘ
を還元するためのＮＨ₃，ＨＣＮ等の生成を有効に活用
する、ＮＯｘ低減の制御が容易な燃焼方法を提供するこ
とを目的とする。

【００１４】更に本発明は３つの渦の相互作用による流
体力学的な混合を適用することによりバ−ナ−が形成す
る火炎後方の混合を促進し、かつＮＯｘを還元するため
のＮＨ₃，ＨＣＮ等の生成を有効に活用する、ＮＯｘ低
減の制御が容易でかつ、燃料比の低い難燃性石炭を燃焼
させるのに好適な微粉炭燃焼方法を提供することを目的
とする。ここで、燃料比とは石炭燃料中の固定炭素と揮
発分の質量比である。

【００１５】また本発明は３つの渦の相互作用による流
体力学的な混合を適用することによりバ−ナ−が形成す
る火炎後方の混合を促進し、かつＮＯｘを還元するため
のＮＨ₃，ＨＣＮ等の生成を有効に活用する、ＮＯｘ低
減の制御が容易でかつ、燃料比の低い難燃性石炭を燃焼
させるのに好適な微粉炭バ−ナ−を提供する。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る第１の微粉
炭燃焼方法は、微粉炭と空気を混合し、バ−ナ−より噴
出させて燃焼する方法において、旋回器を具備した３つ
のバ−ナ−を１組として所定の間隔で配置し、その配置
より決定される噴流の循環の比に応じてそれぞれのバ−
ナ−に所定の旋回を与えて、異なる当量比で微粉炭混合
気を燃焼することを特徴とする。ここで、循環は、噴流
を囲む閉曲線内の渦度を法線成分を面積分したものとし
て定義される。ここで当量比とは一定量の空気に対し、
燃料を完全に燃焼させるための理論的な空気量と燃料と
の比を示す理論空気比の何倍の燃料が供給されたかを表
す量である。１未満の時には空気が過剰であり希薄燃焼
となる。１より大きいとき燃料の過濃な燃焼となる。

【００１７】本発明に係る第２の微粉炭燃焼方法は、微
粉炭と空気を混合し、バ−ナ−より噴出させて火炉内で
燃焼する方法において、火炉壁に３つのバ−ナ−を１組
として正三角形の各頂点に配置し、前記３つのバ−ナ−
のうち２つについてそれらの噴流に循環Γの大きさでか
つ同じ方向の旋回を与え、残りの１つのバ−ナ−につい
てその噴流に循環−１／２Γの旋回を与えて、前記３つ
のバ−ナ−それぞれから出る微粉炭混合気の当量比を変
えて燃焼することを特徴とする。

【００１８】本発明に係る第３の微粉炭燃焼方法は、微
粉炭と空気を混合し、バ−ナ−より噴出させて火炉内で
燃焼する方法において、前記３つのバ−ナ−それぞれか
ら出る微粉炭混合気の当量比は、前記３つのバ−ナ−の
うち２つが１未満であり、残りの１つは１より大きいこ
とを特徴とする。

【００１９】本発明に係る第４の微粉炭燃焼方法は、微
粉炭と空気を混合し、バ−ナ−より噴出させて火炉内で
燃焼する方法において、前記３つのバ−ナ−の混合流が
バ−ナ−出口付近で直ちに混合しないように低酸素濃度
の気体を隣合うバ−ナ−間から噴出させることを特徴と
する。

【００２０】本発明に係る第５の微粉炭燃焼方法は、前
記第１の燃焼方法における前記バ−ナ−３本で１組とす
るバ−ナ−群を２組対向させて配置し、火炎の後方にお
いて燃焼領域を衝突させることを特徴とする。３本１組
のバ−ナ−の後流域には渦の合体作用により混合する流
れが形成され、２組対向させ、その流れを衝突させるこ
とでさらに混合が促進される。

【００２１】本発明に係る第１の微粉炭バ−ナ−は、微
粉炭と空気を混合し噴出させて燃焼するバ−ナ−におい
て、微粉炭と空気の混合気を噴出する一次空気ノズルを
３つ設け、前記３つのノズルを所定の間隔で配置し、そ
の配置より決定される噴流の循環の比に応じて３つの一
次空気噴流に所定の旋回を与える手段を具備したことを
特徴とする。

【００２２】本発明に係る第２の微粉炭バ−ナ−は、微
粉炭と空気を混合し噴出させて燃焼するバ−ナ−におい
て、微粉炭と空気の混合気を噴出する一次空気ノズルを
３つ設け、前記３つのノズルを正三角形の各頂点に配置
し、前記３つのノズルのうち２つについてそれらの噴流
に循環Γの大きさでかつ同じ方向の旋回を与え、残りの
１つのノズルについてその噴流に循環−１／２Γの旋回
を与える手段を具備したことを特徴とする。

【００２３】本発明に係る第３の微粉炭バ−ナ−は、前
記第１または第２の微粉炭バ−ナ−において、前記３つ
のノズルの混合流がノズル出口付近で直ちに混合しない
ように低酸素濃度の気体を隣合うノズルの間から噴出さ
せる手段を具備したことを特徴とする。

【００２４】本発明に係る第４の微粉炭バ−ナ−は、前
記第１または第２の微粉炭バ−ナ−において、当量比が
１より大きい混合気を燃焼するノズルの外側に低酸素濃
度の気体を噴出するノズルを具備したことを特徴とす
る。

【００２５】本発明に係る第６の微粉炭燃焼方法は、前
記第１の微粉炭バ−ナ−において、前記ノズル３本のお
のおのから石炭の固定炭素分と揮発分の比の異なる炭種
を別々に噴出させることを特徴とする。

【００２６】本発明に係る第７の燃焼方法は、前記第１
の微粉炭バ−ナ−において、前記ノズル３本の粒度の粗
い微粉炭と細かい微粉炭を異なるノズルから噴出するこ
とを特徴とする。

【００２７】本発明に係る第８の微粉炭燃焼方法は、前
記第１の微粉炭バ−ナ−において、前記ノズルの３本が
外側に角度をもって開くように形成さことを特徴とす
る。

【００２８】

【作用】前記第１、第２及び第３の燃焼方法によれば、
３本のバ−ナ−から噴出した流れは、対数螺旋を空間的
に描きながら後流で域で混合する。各バ−ナ−から出る
混合気は当量比が異なり、当量比が１より大きい混合気
は酸素分圧の低い状態で燃焼するためＮＨ₃等の還元剤
を多く含む。当量比が１未満の燃焼では燃料稀薄の燃焼
になるため、ＮＯｘを多く発生する。よって、後流の混
合領域では当量比が１より大きい燃焼より供給されるＮ
Ｈ₃が、当量比が１未満の燃焼より生成するＮＯｘを還
元するため、全体としてＮＯｘは低減できる。

【００２９】石炭を効率よく燃焼し、かつＮＯｘを低減
するには、石炭を急昇温して石炭中Ｎ分を早期に放出さ
せる必要がある。バ−ナ−から噴出する旋回流により、
バ−ナ−出口中心付近には負圧部分ができ循環流が形成
されて保炎される。微粉炭が燃焼するとき、燃料過濃な
場合には石炭は酸素が不足がちな状態で燃えるから、石
炭中Ｎ分はＮＨ₃等の還元気体の濃度の高い燃焼気体を
生成する。

【００３０】一方、燃料希薄な燃焼をさせるバ−ナ−に
よる燃焼気体は石炭中Ｎ分がＮＯｘまで酸化されてい
る。従来技術には微粉炭濃度に分布を付け、中心付近の
濃度を高くして還元雰囲気を作り、そこで生成した還元
剤でＮＯｘを還元する火炎内脱硝を行なう技術もある。
しかし、火炎の後方でＮＯｘが生じる場合には還元剤と
の混合が良好に使われることは期待しがたい。特に、燃
えきりの遅い難燃性の石炭のＮ分の放出には滞留時間も
必要なため、火炎の後方でのＮＯｘ低減が必要となる。
また、バ−ナ−出口付近には強い循環流ができることか
ら既燃気体と石炭の混合は促進されるが、火炎の外側お
よび後方では物質の混合が緩慢になる。本発明による３
つの旋回流による混合作用は、上記の混合の緩慢さを補
い、ＮＯｘと還元剤の混合を促進する。

【００３１】前記第４の微粉炭燃焼方法によれば、３本
のバ−ナ−から出る燃焼空気どうしのバ−ナ−出口付近
での混合を遅らせることができ、ＮＨ₃生成域とＮＯｘ
生成域を分離できる。

【００３２】前記第５の微粉炭燃焼方法によれば、燃焼
する火炎の後方において、噴流が衝突することにより、
混合が促進され、したがって石炭の化学反応が促進され
る。前記第１の燃焼方法における３つの旋回流による混
合に続いて直ちに２つの対抗するバ−ナ−組の火炎が衝
突することで乱れが増し、更に混合が促進され、ＮＯｘ
が低減する。石炭の燃焼反応が速くなると、火炉内の石
炭滞留時間が短くて済み灰中未燃分が低減でき、火炉を
小型化できる。流速が速くなる高負荷燃焼時には衝突時
において流れは十分な運動量を持ち、噴流の衝突による
混合促進効果が高められる。したがって、石炭からの窒
素分を早期に放出させ、燃焼の早い段階で石炭の窒素分
を窒素分子に変えることができる。

【００３３】前記第１及び第２の微粉炭バ−ナ−によれ
ば、３本のノズルから噴出した流れは、当量比の異なる
燃焼を行いながら後流域で混合する。当量比が１より大
きい燃焼より供給されるＮＨ₃が当量比の１より低い燃
焼により生成するＮＯｘを還元するため、全体としてＮ
Ｏｘは低減できる。

【００３４】前記第３の微粉炭バ−ナ−によれば、３本
のノズルから出る燃焼空気のノズル出口付近での混合を
遅らせることができ、ＮＨ₃生成域とＮＯｘ生成域を分
離できる。

【００３５】前記第４の微粉炭バ−ナ−によれば、当量
比が１より大きい燃料過濃燃焼領域を外気より遮断し、
ＮＨ₃等の還元気体の生成を効率良く行うことができ
る。

【００３６】前記第６の微粉炭燃焼方法によれば、着火
性の良い燃料の燃焼では、火炎が良好に維持される。石
炭の着火では周囲からの輻射によるエネルギ−の寄与が
大きいため、接近した着火性の良い火炎からの輻射によ
り難燃性の燃料の着火も良好になる。

【００３７】前記第７の微粉炭燃焼方法によれば、粒径
の小さい分布の微粉炭混合気は着火性が良いので、火炎
が良好に維持される。石炭の着火では周囲からの輻射に
よるエネルギ−の寄与が大きいため、接近した着火性の
良い火炎からの輻射により着火性の良くない粒径の大き
い微粉炭混合気の着火も良好になる。

【００３８】前記第８の微粉炭バ−ナ−によれば、一度
外側に向いた旋回流れが相互に螺旋を描いて混合するま
での距離が長くなる。着火性、燃焼性の悪い難燃性の燃
料は燃えるのに長い滞留時間を要するので混合するまで
の距離を十分取る必要がある。したがって、バ−ナ−を
外側に向けることで、還元域の調整が容易になり、燃焼
性の悪い燃料も良好に燃焼させることができる。

【００３９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００４０】図１には本発明の燃焼方法を実施するため
の微粉炭バ−ナ−の基本的構成が示されている。同図に
示すように火炉壁に３本の同型のバ−ナ−１１を正三角
形の頂点に配置し、このうちバ−ナ−１１ａの２本につ
いては同じ方向に図示してない旋回器により旋回をかけ
て、残る１本のバ−ナ−１１ｂには上記ノズル１１ａか
らの流体の持つ循環Γの１／２の大きさでかつ、逆向き
の循環−Γ／２の旋回を図示していない旋回器によりか
けることにより前述の関係式を満足し、上記３渦系の合
体運動が得られる。

【００４１】ここで、当量比とは、一定量の空気に対し
て量論比の何倍の燃料が供給されたかを表す量である。
従って、当量比が１より大きいノズルから出る燃料混合
気体は過濃燃焼となり、１未満の燃料混合気体は希薄燃
焼となる。バ−ナ−１１ａは当量比が１未満の燃焼を行
い、バ−ナ−１１ｂは当量比が１より大きい燃焼を行
う。したがって、バ−ナ−１１ａはＮＯｘ生成源、バ−
ナ−１１ｂはＮＨ₃等の還元剤の供給源となる。３本の
バ−ナ−１１ａ、１１ａ、１１ｂからの火炎が最終的に
合体、混合することでＮＯｘが低減される。

【００４２】尚、バ−ナ−はそれぞれ単独に制御した場
合にその単体でＮＯｘの低減能力に優れているものであ
ること望ましい。

【００４３】図１においては正三角形の重心に排ガス再
循環用給気口１２が設けてある。バ−ナ−の旋回に干渉
しない程度の流量の低酸素濃度気体１６を与えることで
バ−ナ−１１の出口付近での燃焼領域の混合が妨げら
れ、ＮＯｘ生成源と、ＮＨ₃等の生成源となる火炎を明
確に分離できる。これはパイロットバ−ナ−で置き替え
て達成することもできる。すなわち、パイロットバ−ナ
−の燃料と空気を当量比１近くで燃焼し、酸素分圧の小
さな燃焼気を発生させる。この場合にはバ−ナ−出口の
微粉炭混合気１３ａ、１３ｂの着火性も向上する。尚、
１４はバ−ナ−１１ａ、１１ａ、１１ｂが１２０゜の角
度をなすことを示す矢印を示している。

【００４４】次に図２に本発明に係る微粉炭バ−ナ−が
適用される微粉炭燃焼装置の一実施例の構成を示す。本
実施例は図１に示すように構成される３本１組のバ−ナ
−１１を２組、灰取り出し口２２を備えた火炉内２１で
対向させるように構成したものである。合体した３本の
バ−ナ−から出る火炎はさらに火炉中央で互いに衝突す
るため衝突域での混合が良くなり、燃焼が促進される。

【００４５】更に衝突領域は燃料過剰の燃焼になり高温
となるので衝突による混合と相俟って微粉炭の燃焼が促
進される、微粉炭の燃えきり時間が短くなり、灰中未燃
分が低減される。

【００４６】図３に本発明に係る微粉炭バ−ナ−の他の
実施例の構成を示す。

【００４７】３本の同径のノズル３１を正三角形の頂点
に配置し、ノズル３１ａの２本については同じ方向に旋
回をかけて、残る１本のノズル３１ｂには逆向きで上記
ノズル３１ａからの流体の持つ循環のその半分の旋回を
かけると上記３渦系の合体運動が得られる。ノズル３１
ａは当量比が１未満の燃焼を行い、ノズル３ｂは当量比
が１以上の燃焼を行う。したがって、ノズル３１ａはＮ
Ｏｘ生成源、ノズル３１ｂはＮＨ₃等の還元剤の供給源
となる。３本のノズルからの火炎が最終的に合体するこ
とでＮＯｘが低減される。

【００４８】図３においては更に正三角形の重心に排ガ
ス再循環用給気流路３２が設けてある。各々のノズルの
形成する火炎に干渉しない程度の流量の低酸素濃度気体
１６を与えることでノズル３１の出口付近での燃焼領域
の混合が妨げられ、ＮＯｘ生成源と、ＮＨ₃等の生成源
を明確に分離できる。ノズルの出口付近で燃焼空気が外
気と遮断し、所定の燃空比の燃焼通りに制御しやすいよ
うに排ガスを再循環させて３つのノズルの外側に円筒の
排ガス再循環流路３４を設ける。更に外側に完全燃焼用
空気の吹き出し流路３５を設けることで火炎後方の完全
燃焼域での酸素を供給する。

【００４９】図３の実施例において、燃焼性の悪い石炭
種の微粉炭混合気を３３ｂをノズル３１ｂから噴出し、
燃焼性の良い石炭種の微粉炭混合気３３ａを他の２本の
ノズル３１ａから噴出することで燃焼性の悪い石炭の着
火を良くできる。この場合、ノズル３１ｂから出る微粉
炭混合気は燃焼性の悪い石炭種と燃焼性の良いものの混
合炭であってもよい。

【００５０】図３の実施例において、微粉炭の粒径が比
較的細かい微粉炭混合気３３ｂをノズル３１ｂから噴出
し、微粉炭の粒径の粗い微粉炭混合気３３ａを他の２本
のノズル３１ａから噴出することで、ノズル３１ｂから
噴出する微粉炭混合気は着火性が良くなり安定に火炎が
保持され、そこからの輻射熱により比較的粒径の粗いノ
ズル３１ａから噴出する微粉炭混合気の着火を良くする
ことができる。

【００５１】図４には本発明に係るバ−ナ−を用いた微
粉炭燃焼装置の他の実施例の構成を示す。本発明に係る
前記バ−ナ−４１を火炉２１内に設定した仮想円４２の
円周の接線に向けて４組、配置した例である。燃焼気は
火炉２１の上向きの主流方向に対して垂直方向の速度を
持つため、燃焼気の火炉内に留まる時間を稼ぐことがで
きる。したがって、火炉出口における灰中の未燃分を低
減することができる。

【００５２】図５に本発明に係るバ−ナ−を用いた微粉
炭燃焼装置の他の実施例の構成を示す。同図において火
炉２１に前記バ−ナ−１１を備え、火炉の底には灰取り
出し口２２がある。火炉２１全体でＮＯｘを還元するた
め、主燃焼領域、ＮＯｘ還元領域、完全燃焼領域に分け
多段燃焼する方法において、主燃焼領域とＮＯｘ還元領
域のバ−ナ−に前記バ−ナ−を用い、火炉内に設定した
仮想円４２の円周の接線に向けて配置した例である。こ
の例では、燃焼気は火炉の上向きの主流方向に対して垂
直方向の速度を持つため、燃焼気の火炉内に留まる時間
を稼ぐことができ、図４に示した実施例と同様に火炉２
１出口における灰中の未燃分を低減することができる。

【００５３】更に、本実施例では、上段のＮＯｘ還元領
域に設定する仮想円４２ａを下段の主燃焼域の仮想円４
２ｂより大きくする。これにより、下段のバ−ナ−４１
ｂから出る燃焼気は上段のバ−ナ−４１ａからの燃焼気
の内側を通ることになる。下段の主燃焼域の当量比を１
に近い燃焼を行ない、上段のＮＯｘ還元域での燃焼を当
量比を１未満で燃料の希薄な燃焼を行なう。下段から上
昇する燃焼気は上段の燃焼域の高温域を通るから、酸素
の少ない雰囲気で固定炭素が燃焼し、還元剤の生成を促
進できる。これによりＮＯｘ還元域の効果を一層高める
ことができ、ＮＯｘの低減を図れる。加えて、燃えきり
の遅い、燃焼性の良くない燃料を下段から吹き込むこと
で滞留時間を稼ぐことができ、燃焼率を上げることもで
きる。

【００５４】図６に外側に角度を持つ３本のノズル３１
ａ、３１ｂ、３１ｂを具備した微粉炭バ−ナ−を示す。
旋回流３３ａ、３３ｂ、３３ｂは外側に向けて出るが３
つの渦糸系と同様に空間に対数螺旋を描いて引き合いな
がら一つになる。したがって、旋回流が平行に出る場合
よりも最初外側に出る分、遅く混合し、燃えにくい燃料
の燃焼は火炎が長くなるため還元域の形成を遅らすこと
ができる。

【００５５】これは燃料の燃焼性に応じて後流の混合位
置を調節するのに有効な手段である

【００５６】。

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、微粉炭燃焼時におけるＮＯｘを低減でき、更に
灰中未燃分を低減できる。また燃えきりの悪い石炭種も
安定かつ良好に燃焼することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る微粉炭燃焼方法を実施するための
微粉炭バ−ナ−の基本的構成を示す構成図である。

【図２】本発明に係る微粉炭バ−ナ−が適用される微粉
炭燃焼装置の一実施例を示す構成図である。

【図３】本発明に係る微粉炭バ−ナ−の他の実施例を示
す構成図である。

【図４】本発明に係る微粉炭バ−ナ−が適用される微粉
炭燃焼装置の他の実施例を示す構成図である。

【図５】本発明に係る微粉炭バ−ナ−が適用される微粉
炭燃焼装置の他の実施例を示す構成図である。

【図６】本発明に係る微粉炭バ−ナ−の他の実施例を示
す構成図である。

【符号の説明】

１１ 微粉炭バ−ナ− １２ 再循環排ガス流路 １３ 燃焼空気 １５ 保炎器 １６ 再循環排ガス ２１ 火炉 ２２ 灰取り出し口 ３１ 微粉炭ノズル ３２ 再循環排ガスノズル ３３ 微粉炭混合気 ３４ 再循環排ガス環状流路 ３６ 再循環排ガス ４１ 微粉炭バ−ナ− ４２ 仮想円

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 微粉炭と空気を混合し、バ−ナ−より噴
   出させて火炉内で燃焼する方法において、３つのバ−ナ
   −を１組として所定の間隔で配置し、その配置より決定
   される噴流の循環の比に応じてそれぞれのバ−ナ−から
   の噴流に所定の旋回を与えて、前記３つのバ−ナ−それ
   ぞれから出る微粉炭混合気の当量比を変えて燃焼するこ
   とを特徴とする微粉炭燃焼方法。
2. 【請求項２】 微粉炭と空気を混合し、バ−ナ−より噴
   出させて火炉内で燃焼する方法において、火炉壁に３つ
   のバ−ナ−を１組として正三角形の各頂点に配置し、前
   記３つのバ−ナ−のうち２つについてそれらの噴流に循
   環Γの大きさでかつ同じ方向の旋回を与え、残りの１つ
   のバ−ナ−についてその噴流に循環−１／２Γの旋回を
   与えて、前記３つのバ−ナ−それぞれから出る微粉炭混
   合気の当量比を変えて燃焼することを特徴とする微粉炭
   燃焼方法。
3. 【請求項３】 前記３つのバ−ナ−それぞれから出る微
   粉炭混合気の当量比は、前記３つのバ−ナ−のうち２つ
   が１未満であり、残りの１つは１より大きいことを特徴
   とする請求項１または２のいずれかに記載の微粉炭燃焼
   方法。
4. 【請求項４】 前記３つのバ−ナ−の混合流がバ−ナ−
   出口付近で直ちに混合しないように、低酸素濃度の気体
   を隣合うバ−ナ−間から噴出させることを特徴とする請
   求項１乃至３のいずれかに記載の微粉炭燃焼方法。
5. 【請求項５】 前記バ−ナ−３本で１組とするバ−ナ−
   群を２組対向させて配置し、火炎の後方において燃焼領
   域を衝突させることを特徴とする請求項１乃至４のいず
   れかに記載の微粉炭燃焼方法。
6. 【請求項６】 微粉炭と空気を混合し噴出させて燃焼す
   るバ−ナ−において、微粉炭と空気の混合気を噴出する
   一次空気ノズルを３つ設け、前記３つのノズルを所定の
   間隔で配置し、その配置より決定される噴流の循環の比
   に応じて３つの一次空気に所定の旋回を与える手段を具
   備したことを特徴とする微粉炭バ−ナ−。
7. 【請求項７】微粉炭と空気を混合し噴出させて燃焼する
   バ−ナ−において、微粉炭と空気の混合気を噴出する一
   次空気ノズルを３つ設け、前記３つのノズルを正三角形
   の各頂点に配置し、前記３つのノズルのうち２つについ
   てそれらの噴流に循環Γの大きさでかつ同じ方向の旋回
   を与え、残りの１つのノズルについてその噴流に循環−
   １／２Γの旋回を与える手段を具備したことを特徴とす
   る微粉炭バ−ナ−。
8. 【請求項８】 前記３つのノズルの混合流がノズル出口
   付近で直ちに混合しないように、低酸素濃度の気体を隣
   合うノズル間から噴出させる手段を有することを特徴と
   する請求項６または７のいずれかに記載の微粉炭バ−ナ
   −。
9. 【請求項９】 当量比の最も高い混合流を燃焼するノズ
   ルの外側に低酸素濃度の気体を噴出するノズルを具備し
   たことを特徴とする請求項６または７のいずれかに記載
   の微粉炭バ−ナ−。
10. 【請求項１０】 請求項６に記載の微粉炭バ−ナ−にお
    いて、前記ノズル３本のおのおのから石炭の固定炭素分
    と揮発分の比の異なる炭種を別々に噴出させることを特
    徴とする微粉炭燃焼方法。
11. 【請求項１１】 請求項６に記載の微粉炭バ−ナ−にお
    いて、前記ノズル３本の異なるノズルから粒度の粗い微
    粉炭と細かい微粉炭を別々に噴出することを特徴とする
    微粉炭燃焼方法。
12. 【請求項１２】 請求項６に記載の微粉炭バ−ナ−にお
    いて、前記ノズルの３本が外側に角度をもって開くよう
    に形成されたことを特徴とする微粉炭バ−ナ−。