JPS58145810A - 石炭の燃焼方法 - Google Patents

石炭の燃焼方法

Info

Publication number
JPS58145810A
JPS58145810A JP2609882A JP2609882A JPS58145810A JP S58145810 A JPS58145810 A JP S58145810A JP 2609882 A JP2609882 A JP 2609882A JP 2609882 A JP2609882 A JP 2609882A JP S58145810 A JPS58145810 A JP S58145810A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
combustion
furnace
burner
coal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2609882A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0262768B2 (ja
Inventor
Shigeki Morita
茂樹 森田
Tadahisa Masai
政井 忠久
Shoichi Masuko
益子 庄一
Toshio Uemura
俊雄 植村
Hitoshi Migaki
三垣 仁志
Takeo Mita
三田 武雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Babcock Hitachi KK filed Critical Babcock Hitachi KK
Priority to JP2609882A priority Critical patent/JPS58145810A/ja
Publication of JPS58145810A publication Critical patent/JPS58145810A/ja
Publication of JPH0262768B2 publication Critical patent/JPH0262768B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C6/00Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion
    • F23C6/04Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection
    • F23C6/045Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection with staged combustion in a single enclosure
    • F23C6/047Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection with staged combustion in a single enclosure with fuel supply in stages
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2201/00Staged combustion
    • F23C2201/10Furnace staging
    • F23C2201/101Furnace staging in vertical direction, e.g. alternating lean and rich zones

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、石炭類の燃焼装置およびその方法に係り、特
に排ガス中の未燃分を増加させることなく窒素酸化物を
低減するに好適なボイラ装置およびその燃焼方法に関す
るものである。
事業用ボイラ等の大容量熱発生装置における燃料源とし
て埋蔵量の豊富な石炭が見直されつつある。燃焼方式と
しては微粉炭焚きが最も一般的であるが、固体燃料であ
る故の燃焼性の悪さkより火炉排気中アッシュの未燃カ
ーボン含有率を591以下に抑えるKは、他の化石燃料
(ガス、油等)に比して、火炉容積を大きくせざるを得
ない、しかも、石炭中には約1〜2重量慢の窒素が有機
化合物として含まれているため、これが、燃焼時に酸化
されて生ずる有害な窒素酸化物(以下、NOxと称する
)の抑制技術が要求される。
NO,抑制技術の最も一般的な公知例としては、第1図
に示すような二段燃焼法が挙げられる。すなわち、第1
図に示すボイラ装置は、火炉1と、該炉前部の下方から
上方に順次設けられた下段、中段および上段バーナ2.
3および4と、さらにその上部に設けられた前部アフタ
ーエア5およびこれと対応する炉後部に設けられた後部
アフターエアロと、炉底部から燃料等を供給するための
ホッパロアおよびホッパ導管8と、火炉上方の出口ダク
ト内に設けられた過熱器9とを備えている。
このような装置における二段−・焼法の特長は、バーナ
ゾーン(バーナ2.3.4)において低空気比燃焼を行
って一旦空気不足状態下で燃焼反応なの後流(前部およ
び後部アフターエア5.6)において完全燃焼に必要な
空気を補給して燃焼を完結させる点にある。なお、図中
、11■、■はバーナ31〜33の火炎、IVは完全燃
焼域、■は燃焼排ガスを示す。この燃焼法は、NOxの
低減燃焼方法として非常に優れたものであり、t¥fK
燃料中窒素に起因するN0x(FuglNDりの生成抑
制に効を奏することから、石炭のような窒素含有率の大
なる燃料にも十分なる実用性を有している。
しかしながら、この燃焼法にも、以下のような限界があ
る。すなわち、バーナゾーンの空気比を小さくするにし
たがいNO,の生成を抑制しやすくなるが、■)バーナ
ゾーンでの未燃チャーが増加すること、■)バーナゾー
ン火炎温度の低下によるチャーの燃え切り速度が減少す
ることにより、アフターエアによる完全燃焼は困難とな
ること等の問題を生じNOxの大巾低減を要求される炉
においては、火炉容積を大きくするか火炉全体の空気過
剰率を増加せざるを得なくなり、所期の目的を達するこ
とか不可能となる。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくシ、排
ガス中アッシュに含まれる未燃カーボン量な増加させる
ことなく、NOxを低減することができる、竪型燃焼装
置の燃焼方法な提供することKある。
本発明は、バーナシー/最上段に設置したバーナのみの
空気比を十分に低下させ、しかも、該バーナから火炉に
投じた微粉炭を火炉内ガス流動の調整によって上部は揮
発成分の低空気比燃焼域、下部は揮発成分が分離された
後のチャーを比較的高空気比の下方バーナ火炎中に接触
混合させるようにし、これKより、最上段バーナからの
チャーの高温燃焼を維持し、未燃分の増加を抑えるとと
もに、アフタエア下方において低空気比の気相燃焼反応
領域を確保し、NO,の効果的低減を行なうものである
さらに具体的には、本発明は、最上段バーナの微粉炭搬
送流路の外周または上下に設置した2次および3次空気
流路から炉内に投入する空気のうち、3次空気のほぼ全
量を再循環排ガスで置換して酸素濃度10チ以下のガス
とし、これにより該バーナから炉内に供給される総酸素
流量と微粉炭中の揮発分を完全燃焼させるに必要最小限
な酸素量との比が0.65以下になるように2次空気量
を調整した後、該2次および3次空気流路の中心軸と水
平軸との交差角が15度以上となるよう該2次および3
次空気流路を下向きとし、かつ下向きに調整された核2
次空気流路中心軸に対し、さらに20度以上下向きとな
るよう微粉炭搬送流路を曲折させ、これにより、前記最
上段バーナから炉内に投入された微粉炭のチャーを、下
方の空気比08以上の高温燃焼域であるバーナ火炎中に
接触混入せしめることを特徴とするものである。
本発明な実施するに好適な具体的実施例を示す前に1本
発明の原理となる本発明者らの知見を例記する。本発明
者らは、先ずプロパン等のガス燃料による予混合ガス炎
の基礎実験の集積から次の重要な現象を見出した。
■)完全燃焼に至るプロセスを中断し、一旦燃料過刺な
状態とすると、この不完全燃焼域におけるN0x(主と
してNO)の生成量は減少する。しかも、該不完全燃焼
域の空気比が小である程、NO生成量も小である。
I)該不完全燃焼域の空気比を0.65以下とすると、
NO生成量は極力抑さえられるが、一方、NHs等の可
燃性窒素化合物の生成量が増加する。
IQ NHs等の窒素化合物はアフタエアによって一部
NOx生成の要因ともなり得るが、火炎温度の上昇によ
り、これら可燃性窒素化合物の生成量を減少させること
ができる。
酌火炎内ラジカル発光を追跡することKより、これら燃
料過剰炎によりNOが分解することが確認された。
■菖料中の有機窒素化合物の大部分は空気比0fi5以
下の燃料過刹炎によって音素酸化物とはなり得ないこと
が確認された。
次に本発明者らは、数種の微粉炭の乾留テストにより、
以下の事実を確認した。
YOJ I 8で規定される揮発分(VM)は、微粉炭
微粉炭からガス相に放出されるが、微粉炭中の窒素分に
ついては、更に550〜1000℃で相当量の揮発現象
が11認された。なお、上記現象は、石炭の銘柄を問わ
ず一般的な現象であることがわかった。
以上な総合し、本発明者は、以下の着眼点に基づき、本
発明を考案するに到った。
(α)従来の二段燃焼の如(、全てのバーナの空気比を
低下させる必要はなく、アフタエア投入前の最上段バー
ナの空気比を減少して燃料大過剰な領域を形成させ、一
旦燃焼反応を中断させることがNO。
低減に効果的であることが分った。
(b)上記燃料過剰領域は、微粉炭中の揮発成分によっ
て形成することができる。
(C)上記揮発成分を除去された残炭(チャー)は、そ
の滞留時間、燃焼温度および0.濃度の確保のために、
さらに空気比の大なる下方バーナ火炎中に接触混入して
燃焼させるべきである。
以下、本発明の原理的な実施例を従来の二段燃焼(第1
図)と対比して第2図に示す。なお、図中、火炉内の状
況は低NOx運転時を示している。
第2図において、火炉lOは、多段バーナ31〜33お
よびアフタエアポート41を有する竪型燃焼炉を形成し
ている。ここで最上段バーナ33は、第3図にその構造
例を示すように、微粉炭搬送空気流路C(プライマリエ
アと称す)と、その外周の環状流路AおよびGからなる
デュアルエアレジスタ麗バーナであり、通常燃焼におい
ては、AおよびGK空気を供給して旋回火炎を形成可能
罠なっている0本発明に基づ<NO!低減運転時には、
A、Gの中心軸jGを#G>15°となるように下向き
に傾けることKより、上記微粉炭の揮発成分によるガス
相反応領域を7フタエアポート41下方に確保する。
更に、流路Cの中心軸をA、Gの中心軸1aK対し、*
、>20°となるように下向きとするととKより、揮発
成分燃焼域のチャーが下方バーナ32の火炎中に混入さ
れる。このθCの調整は、微粉炭流路Cの管先端に連結
された調整棒85を軸方向に移動することKより、該先
端の方向を変えて行なわれる。なお図中、51はバーナ
スロート、61はエアレジスタ、ItはCの中心軸、l
は水平軸である。
このように炉内に投入された微粉炭は、第2図に示すよ
8に、二相に分離して揮発成分燃焼域mvと残炭(チャ
ー)群噴流■。を形成する一方、中段および下段バーナ
31.32によって形成される火炎I、■は、その空気
比な最上段よりも高い08以上に調整し、この領域で前
記チャーまたは未燃分を燃焼させる。なお、■はアフタ
エアポート41による完全燃焼領域であり、これは第1
図の従来の場合と基本的に差はない。
本発明においては、前述のV)項で述べたよ5 K。
微粉炭からN08除去に必要な揮発分を充分生成させる
ことが必要であり、このため、(1)バーナ33の一部
保炎による揮発温度の維持と、(2)揮発時間の確保が
特に重畳である。前者を満足するためKは、炭種に応じ
て流路Aへの空気量を下式(101)を満たす範囲内で
必要最小限とし、Gへは、■v領域形成のためKO!1
0−以下の再循環排ガスのみを供給することが望ましい
また後者の(2)の目的のためには、第2図に示すよう
に、バーナ関距Lpを下式(102)の範囲とすること
が望ましい。
LP〉(下方バーナ31.32のスロート直径) X 
4.0 ・(102)(ただし、通常のバーナ関距離L
Mに比べると、Lp> LMである) 上記(102)式を満足し、しかもmV、I[[cを確
保するためKは、実験経験的に前記酊およびkの値は、
各々モ〉15°およびac〉20’が効果的であること
が分った。
次KJIIA図は、バーナ33への燃料、空気および排
ガスの供給系統例を示すものであるが、ミル71から微
粉炭搬送系81を通って流路CK微粉炭が供給される一
方、2次および3次空気は誼空気系統82から流量調整
ダンパ90を通ってそれ能になっており、このうち流路
Gには系統81が設けられ、再循環ガス(排ガス)が供
給可能になっている。
上記実施例は、微粉炭を燃料とする場合について述べた
が、本発明は、微粉炭と油の混合燃料(COM)にも全
(同様に適用され、しかも十分な効果を期待することが
できる、また、本発明は、実施例に示したような壁面燃
焼に限らず、接線燃焼を含む、他の多段燃焼法にも同様
に応用することができる。この際使用するバーナ33に
おける、2次または3次空気は、プライマリエアの上下
に配置されるだけで、他の操作条件は、本発明の場合と
同様である。
以上、本発明によれば、微粉炭燃焼領域において、低空
気比の(燃料大過剰の)気相反応領域とチャーを効率良
く分離させ、この気相反応領域においてNo工を効率よ
く除去(超低NOx化)するとともに、分離したチャー
を下方の高空気比の燃焼域で燃焼させることにより、従
来の二段燃焼のようなNo□低減時の未燃分増加を抑制
することができる。また装置上も従来のバーナと排ガス
供給系統を若干改造するのみで、−簡一単に実施するこ
とができ、有利である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来の二段燃焼法によるボイラ火炉の概略系
統図、第2図は、本発明の一実施例を示すボイラ火炉の
概略系統図、第3図は、第1図中のバーナ33の断面構
造図、および第4図は、その燃料、空気、排ガス供給系
統図である。 10・・・ボイラ火炉、20・・・ウィンドボックス、
31.32.33・・・バーナ(最上段)、41・・1
アフタエアyf−)、51・−・バーナスロー)、61
・・・エアレジスタ、I、 II、III・・・主バー
ナ火炎、IItC・・・チャー評噴流、l1lv・・・
揮発成分燃焼域、C・・・微粉炭流路、A・・・2次空
気流路、G・・・3次空気(再循環ガス)R路。 代理人 弁理士  川 北 武 長

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 0)上下方向に多段にバーナを配置し、かつその上方に
    アフタエアポートを備えたII鳳燃焼炉内に1前記バー
    ナを介して微粉炭を主とする燃料と燃焼用空気を供給す
    る石炭の燃焼方法において、前記上段および下段のバー
    ナなそれぞれ低空気比および高空気比とし、火炉上部に
    石炭の揮発成分の低空気比燃焼域、および火炉下部に石
    炭の揮斃威分が除去された後のチャーの高温燃焼域を形
    成するように、火炉内の燃料および空気の噴射方向を調
    整することを特徴とする石炭の燃焼方法。 @特許請求の範囲第1項において、最上段バーナのII
    !験炭搬送流路の外周または上下に設置した2次および
    3次空気流路から炉内に投入する空気のうち、3次空気
    のはぼ全量を再循環排ガスで置換して酸嵩鎖度10gI
    I以下のガスとし、これにより該バーナから炉内に供給
    される総酸素流量と微粉炭中の揮発分を完全燃焼するに
    必要最小限な酸素量との比が0.65以下になるように
    2次空気量を調整した俵、該2次および3次空気流路の
    中心軸と水平軸との交差角が15度以上となるよう咳2
    次および3次空気流路を下向きとし、かつ下向きに調整
    された該2次空気流路中心軸に対し、さらに20度以上
    下向きとなるよう微粉炭搬送流路を曲折させ、これによ
    り、前記最上段バーナから炉内に投入された微粉炭のチ
    ャーを、下方の空気比0.8以上の高温燃焼域であるバ
    ーナ火炎中に接触混入せしめることを特徴とする石炭の
    燃焼方法。
JP2609882A 1982-02-22 1982-02-22 石炭の燃焼方法 Granted JPS58145810A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2609882A JPS58145810A (ja) 1982-02-22 1982-02-22 石炭の燃焼方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2609882A JPS58145810A (ja) 1982-02-22 1982-02-22 石炭の燃焼方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58145810A true JPS58145810A (ja) 1983-08-31
JPH0262768B2 JPH0262768B2 (ja) 1990-12-26

Family

ID=12184114

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2609882A Granted JPS58145810A (ja) 1982-02-22 1982-02-22 石炭の燃焼方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS58145810A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60122809A (ja) * 1983-12-05 1985-07-01 Kawasaki Heavy Ind Ltd 微粉炭焚き低ΝOx燃焼装置
JPS63143408A (ja) * 1986-12-03 1988-06-15 Babcock Hitachi Kk 高燃料比炭バ−ナ
JP2004347270A (ja) * 2003-05-23 2004-12-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 燃焼装置及び方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5728903A (en) * 1980-07-28 1982-02-16 Babcock Hitachi Kk Method for controlling air feed rate for combustion

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5728903A (en) * 1980-07-28 1982-02-16 Babcock Hitachi Kk Method for controlling air feed rate for combustion

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60122809A (ja) * 1983-12-05 1985-07-01 Kawasaki Heavy Ind Ltd 微粉炭焚き低ΝOx燃焼装置
JPH031564B2 (ja) * 1983-12-05 1991-01-10 Kawasaki Heavy Ind Ltd
JPS63143408A (ja) * 1986-12-03 1988-06-15 Babcock Hitachi Kk 高燃料比炭バ−ナ
JP2004347270A (ja) * 2003-05-23 2004-12-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 燃焼装置及び方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0262768B2 (ja) 1990-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2002301911B2 (en) Solid fuel burner, burning method using the same, combustion apparatus and method of operating the combustion apparatus
EP1416221A1 (en) NOx-reduced combustion of concentrated coal streams
BG64878B1 (bg) Горелка за твърдо гориво и метод за регулиране нагоренето, осъществявано от горелката за твърдо гориво
CZ280436B6 (cs) Skupinový soustředný tengenciální spalovací systém
US20080250990A1 (en) Combustion Method and System
CN103267279A (zh) 一种适应于贫煤锅炉的低氮氧化物直流煤粉燃烧装置
KR890001113B1 (ko) 산화질소 및 산화황 방출 감소법
US20080264310A1 (en) Combustion Method and System
JP2003240227A (ja) 固体燃料バーナと固体燃料バーナの燃焼方法
CN110425520B (zh) 一种用于半焦类难燃燃料的无焰燃烧系统
AU2006216445A1 (en) Combustion method and system
CN203323116U (zh) 一种适应于贫煤锅炉的低氮氧化物直流煤粉燃烧装置
CN208269193U (zh) 一种燃煤锅炉等离子气化点火稳燃装置
JPS58145810A (ja) 石炭の燃焼方法
JPS6017611A (ja) 固形燃料の燃焼方法及びそれに用いる装置
JPH0627561B2 (ja) 微粉炭の燃焼装置
CN219624026U (zh) 一种一次风浓淡分离旋流煤粉燃烧器
JP2001141207A (ja) 燃焼装置および燃焼方法
WO2023204102A1 (ja) 粉状燃料バーナ
JPS62116818A (ja) ガス・油・石炭共用バ−ナ装置
JPS58102006A (ja) 低no10微粉炭バ−ナ
RU169645U1 (ru) Вертикальная призматическая низкоэмиссионная топка
JPH064175Y2 (ja) サイクロン石炭燃焼装置
JPS62169908A (ja) 微粉炭燃焼ボイラ
JPS6350570Y2 (ja)