JPS5816106A - 微粉炭のＮＯｘ低減混焼法 - Google Patents

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】 混焼法に関し、さらに詳しくは微粉炭と、油またはガス
等の微粉炭以外の燃料とを混焼するにあたり、これらの
噴出位置の関係を最適化することによって排ガス中のＮ
　Ｏ　ｘを低減させる燃焼法に関する。

近年石油系燃料の価格が大幅に上昇したため、石炭燃料
への転換が行われつつある。しかし、石炭燃料は輸送お
よびハンドリングの難しさに加えて油、ガス等の燃料に
比して燃焼性が悪いという欠点を有する。

これら微粉炭の燃焼性を改善するために、従来はなるべ
く早期に燃焼空気と微粉炭とを混合させ燃焼速度を高く
することに主眼がおかれてきた。

すなわち、従来の微粉炭の混焼法では、第１図に示すバ
ーナ（１）において、バーナ中心に設けられた燃料流路
（Ｉ）に油またはガスを、該流路（Ｉ）の周囲に設けら
れた流路（１１）、または最外周に均等に６ケ所に分散
して設けられた流路（１「）に微粉炭をそれぞれ供給す
ることにより、油またはガスの流路を中心部に、微粉炭
の流路を最外部となるように配置し、さらに該微粉炭流
路を分割し微粉炭の周囲に一次空気を供給して燃焼を行
なっている。

しかしながら、これら従来の燃焼法によると、微粉炭と
燃焼空気とを早期に混合させるために、微粉炭燃焼帯の
酸素分圧が高まり燃料中の窒素性（Ｆｕｅｌ　　Ｎ分）
が燃焼によって有害なＮＯｘに変化する割合、すなわち
Ｆ”ｕｅｌ　　ＮＯｘ転換率が高くなり多量のＮ　Ｏ　
ｘを発生し環境衛律ー１ー好ましくない。また元来石炭
中の窒素含有量は非常に高く、この点からもＦｕｅｌ　
　ＮＯｘを多量に発生する。

このため、従来の微粉炭燃焼ボイラーでは、低・Ｎ　Ｏ
ｘバーナ、脱硝装置などを取り一つけてＮＯｘ低減対策
をはかつてきた。

本発明は、従来の混焼方法とは全く逆に、微粉炭をバー
ナの中心部より、微粉炭以外の燃料をその外周部より噴
出させることにより、燃焼性を損なうことな（Ｎ　Ｏｘ
低減を行ないつる燃焼法を提供することを目的とする。

すなわち、本発明は微粉炭と微粉炭以外の燃料とを混焼
するにあたり、Ｆｕｅｌ　Ｎ分の高い燃料である微粉炭
をバーナの中心部より噴出させ、一方燃焼性のよいコー
クス炉ガス（以下、ＣＯＧという）などの他の燃料を該
微粉炭の噴出部よりも外周部から噴出させて燃焼を行な
う微粉炭のＮＯｘ低減混焼法を提供するものである。

第１図において、本発明の混焼法では、バーナ中心部付
近に設けられた燃料流路（ＩＩ）から微粉炭を、さらに
その外周に均等に分散された流路（ｍ）からＣＯＧなど
の微粉炭以外の燃料を噴出させて燃焼を行なう。

第２図は、燃焼試験を行なう試験装置を示す概略図であ
る。第２図において、微粉炭は地」−に設置された１次
ホッパ（２）からスクリューコンベア（３）を用いて上
昇搬送され２次ホッパ（４）に貯蔵される。ついで、微
粉炭は２次ホッパ（４）下部に設けられた微粉炭切り出
し装置（５）により所定量が切り出されロータリーバル
ブ（６）へ落下する。

さらに微粉炭（Ａシール作用を有しているロータリーバ
ルブ（６）を介してエジェクタ（７）に落下供給され輸
送用空気と混合してバーナ（１）へ供給される。一方、
ＣＯＧおよび油は通常の供給ラインであるＣＯＧ供給ラ
イン（８）および油供給ライン（９）により各々バーナ
（１）へ供給される。また、燃焼用空気は、熱風炉（１
０）にて予熱された後、エアレジスタ（１１）に供給さ
れる。なお、燃焼炉（１２）は耐火壁構造水平円筒型（
内径１ｍ×長さ４　ｍ　）である。

排ガスの分析は煙道（１３）よりサンブリンク「１（１
４）を介してサンプリングし、ＮＯｘ、０２について測
定を行なう。

用いた燃焼条件は以下の通りである。

燃焼ｆｉ　：　４０　Ｘ　Ｉ　Ｑ　　Ｋ　ｃａｚ／Ｈ炉
温　：１３００℃ 燃焼空気予熱温度：４５０℃ 燃焼排ガス残留酸素濃度：３〜１４％ 混焼比率（熱量換算）：微粉炭／ＣＯＧまたは油−１／
１ なお、使用したバーすは前述の第１図に示したバーナ（
１）であって、微粉炭およびガスはいずれの流路も使用
でき、一方油は流路（Ｉ）（ＩＩＩ）のみ使用可能なも
のである。また、各流路の先端にはバーナチップが装着
しえ、バーナ外周にはバーナの焼損を防止するための冷
却空気流路（ＴＶ）が設けられている。

この試験装置を用いて以下の４条件について残留酸素ａ
度をかえて燃焼試験を行なった。

（Ａ）　ＣＯＧ専焼。燃料流路（ＩＩＩ）のす、ｄ、ｆ
　　の３本より燃料を噴出して燃焼を行なった。

（５］ （Ｂ）微粉炭（Ｆｕｅｌ　　Ｎ分−１，９％）専焼。燃
料流路（■）のｂ・ｄ、ｆの３本より燃料を噴出して燃
焼を行なった。

（Ｃ）本発明方法によるＣＯＣと微粉炭との混焼。

微粉炭をバーナ中心部である流路（Ｉｔ）から、またＣ
ＯＧをその外周部である燃料流路（’［０のす、ｄ。

ｆの３本から噴出して混焼させた。

（Ｄ）従来方法によるＣＯＧと微粉炭との混焼。微粉炭
を外周部の燃料流路（Ｔｆｆ）の１）　、　ｄ　、　ｆ
の３木から、またＣＯＧをバーナ中心部の流路（ＩＩ）
から噴射して混焼させた。

各々の場合についてＮ　Ｏｘ生成量を測定した結果を第
３図に示す。

第３図より明らかなごとく、ＣＯＧ専焼の試験（Ａ）は
ＣＯＧに水素成分が多いため燃焼速度が高く、Ｔｈ　ｅ
　ｒｍａ　ｌ　Ｎ　Ｏｘが多くなり、微粉炭専焼の試験
（Ｂ）よりも一層Ｎ　Ｏｘ値が高くなる。また、従来の
混焼法である試験（Ｄ）によると、そのＮＯｘ値はＣＯ
Ｇ専焼と微粉炭専焼の中間、またはそれ以」二であり、
ＮＯｘのレベルはがなり高い。これＡＩ は、従来技術による混焼法では微粉炭の燃焼性を高める
ために早期に燃料を燃焼空気と混合させている結果、微
粉炭の燃焼帯における局所０゜分圧が高まり、火炎温ｊ
見も高くなることに起因する。

すなわち、従来の混焼法においては、ＦｕｅｌＮＯｘ転
換率が燃焼帯における局所０２分圧が高くなるほど高く
なるのでＦｕｅｌＮＯｘ値が高くなり、さらに燃焼帯の
０２分圧が高く、火炎温度も高くなることがらＴｈ　ｅ
ｍａ　Ｉ　ＮＯｘも高くなるという現象を生ずる。した
がってＦ　ｕ　ｅ　Ｉ　ＮＯｘ　　とＴｈｅｒｍａｌ　
Ｎ０ｘ（７）和である総ＮＯｘが高くなる。

一方、本発明の混焼法による試験（Ｃ）によれば（Ａ）
　、　（Ｂ）、　（Ｄ）に比べはるかにＮ　Ｏｘ値が低
い。

試験（Ｃ）ではＦｕｅｌ　Ｎ分の高い方の燃料である微
粉炭をバーす中心部から、また燃焼性の良いＣＯＧをそ
の外周部からそれぞれ噴射させているので、微粉炭の燃
焼帯における局所の０２分圧は低くなる。すなわち燃料
と燃焼空気との混合は、まずＣＯＧについて行なわれ、
その燃焼性が良好であるため燃焼は早期に完結するので
ＣＯＧに囲まれている微粉炭は、ＣＯＧの燃焼ガスおよ
び燃焼空気の混合気と拡散混合して燃焼することになり
、微粉炭の燃焼帯での０２分圧は低くなってＦｕｅｌＮ
　Ｏｘの発生が抑制される。一方、微粉炭は通常気流輸
送されるが、その微粉炭と気流輸送空気との重量比は例
えば直接燃焼方式で約０３〜０８程度であり温度は７０
〜９０℃であるのでバーナから噴射されるとＣＯＧの燃
焼により予熱され、換言すれはＣＯＧの燃焼帯を冷却す
るためにＣＯＧ燃焼帯の火炎温度を低下させる結果ＣＯ
Ｇ燃焼によるＴｈｅｒｍａｌ　Ｎ　Ｏｘ　　の発生も抑
制する。したがって本発明の混焼法によれば、微粉炭と
ＣＯＣを混焼させても」−記抑制効果によりＮＯｘを大
幅に低減しつる。さらに、ＣＯＧの火炎が微粉炭燃焼の
パイロット火炎の役割りをするため微粉炭燃焼゛で問題
となる火炎の不安定や着火位置のズレ（ブランクゾーン
）の発生をも改善しうる。

また、以」二に述へた混焼は微粉炭とＣＯＧとの混焼で
あるが、微粉炭と重油の混焼でも同様なＮＯｘ低減効果
が得られた。すなわち、微粉炭と他の燃料とを混焼する
にあたり、微粉炭を中心部から、他の燃料を微粉炭の外
周部から噴出させることによりＮ　Ｏｘの発生は抑制し
うる。

以上のごとく、本発明の混焼法によれば従来の方法に比
較してはるかに低いＮ　Ｏｘ発生量にて微粉炭を燃焼し
うる。したがって、ボイラ、キルン等において石炭へ燃
料転換をはかった場合も脱硝装置を付設する必要がなく
比較的低コストで燃料の転換を行ないえその経済的価値
が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明および従来例にて用いられるバー
ナの縦断面図、第１図（１））はその噴出口方向から見
た平面図、第２図は燃焼試験装置、第３図は各種の条件
における排ガス中のＮ　Ｏｘ濃度を示すグラフである。 図中の主な符号はつぎのとおりである。 １・・・バーナ、Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ　・・・燃料流路、
１２・・・燃焼炉。 特許出願人株式会社　ｆ＋１戸製鋼所 代坤人升川１士青山　葆外２名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）微粉炭と微粉炭以外の燃料とを混焼するにあたり
   、微粉炭をバーナの中心部より噴出させ、−万機粉炭以
   外の燃料を該微粉炭の噴出部よりも外周部から噴出させ
   て燃焼を行なうことを特徴とする微粉炭のＮ　Ｏｘ低減
   混焼法。