JPS5821163B2 - 流動層の燃焼制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、流動層の燃焼制御方法に関するものである。

流動層燃焼は、 ■ 燃焼と同時にドロマイト或いは石灰による炉内脱硫
が可能である。

■ 低温燃焼である為ＮＯｘの生成が少ない。

■ 流動層内に浸漬した伝熱面の熱伝達係数が大きい。

などの利点が有るので、特に重質油、石炭等の燃焼に適
しているとされ、有望視されている。

さて、硫黄分の多い石炭を燃焼させた場合、排ガス中の
ＳＯｘ は燃焼と同時に脱硫により殆んど０にすること
が可能であるが、硫黄分の多い石炭は大抵の場合窒素分
も多いので、これを燃焼させると、同時脱硝ができない
為ＮＯｘは１５０〜２００ ｐｐｍに達する。

現在、燃焼排ガスのＮＯｘを低減する技術としては、排
煙脱硝装置によるものがあり、特に乾式触媒によって排
ガス中のＮＯｘを還元してＮ２にするものが有利とされ
ているが、この装置は設備費、運転費が高く、取扱いも
複雑である。

このようなことから燃焼と同時に脱硝できるか、或いは
ＮＯｘの生成量を極端に少なくできる流動層燃焼が要求
されている。

一方、石炭のように窒素を多量に含む燃料をＮＯｘの生
成量が少なくなるように燃焼させるには２段燃焼が効果
的であるが、流動層燃焼に２段燃焼を応用すると、ＮＯ
ｘの生成量は減少するが流動層燃焼の利点である炉内脱
硫が劣化する。

これは炉内脱硫が、 の化学反応が達成されるのに、２段燃焼では第１段目の
燃焼で酸素を少なくしてしまう為、上式の反応が生じな
くなり、第２段目の燃焼で酸素を多くしても反応時間が
足りなくなる為である。

従って、燃焼と同時に脱硝を可能に、或いはＮＯｘの生
成が少なくなるように流動層燃焼を行ない、その燃焼と
同時に行なわれる脱硫を劣化させないことが必要である
。

そこで本発明者は、これを満足させることのできる技術
手段を開発すべく鋭意攻究の結果、流動層を多段になし
て第１段の流動層で脱硫を行ない第２段以降の流動層で
脱硝ないしはＮＯｘの生成を少なくすることのできる流
動層の燃焼制御方法を見い出したものである。

本発明による流動層の燃焼制御方法は、流動層を２段以
上に分け、第１段の流動層で燃焼をＮＯｘ及びＳ０２が
生成しない空気比で部分燃焼してガス化を行ない、この
時生成する硫化水素を部分燃焼と同時に Ｈ２Ｓ十ＣａＯ−＋ＣａＳ＋Ｈ２０ の化学反応により脱硫する。

この反応に適する温度は、８００〜９００℃で、これは
上記のガス化にも適する。

この時、第１段の流動層でＨＣＮなとの、通常の燃焼に
よってはＮＯｘ を生成するガスが発生するが、このガ
スは第２段の流動層で多段燃焼を行なうか、或いは第２
段以降の多段の流動層で部分燃焼又は燃焼を行なう。

この際適当な空気比と湿度を与えると、生成するＮＯｘ
の値は極めて少なくなり、且つＨＣＮなとは殆んど完
全に分解する。

この方法では脱硫材がドロマイト（ＣａＣＯ３＋Ｍｇ０
）ではなく、石灰（Ｃａｂ）であるから、ドロマイトが
少なく、石灰が多い我が国では有利である。

但しく Ｃａ Ｓ ０４ ＋Ｍｇ Ｏ） と異なり、
ＣａＳ はそのまま投棄できない欠点があるので、温度
を上げて と再生するか、 ＣａＳ＋２０２→ＣａＳＯ４ と酸化する必要がある。

以下本発明の一実施例を２段流動層の場合について図面
を参照して説明する。

第１段の流動層１の流動媒体はＣａＯまたはＣａＯと砂
などの混合物であるが、これは分散板２の上で下方より
矢印３の如く上昇供給せしめられる空気によって流動化
されている。

石炭などの燃料は矢印４の如く流動層１内に供給される
が、空気はこの燃料を完全燃焼せしめる理論空気量より
はるかに少なく、例えば４５％程度となしである。

従ってここでは燃料のガス化が行なわれる。

この時、第１段の流動層１ではＮＯｘとＳＯ□は生成せ
ず、可燃ガス（ＣＯ２Ｈ２及びＣＯ２などの混合ガス）
とＨ２ＳとＨＣＮなどが生成するが、Ｈ２Ｓは流動媒体
のＣａＯと反応してＣａＳとＨ２Ｏになって脱硫される
。

そしてＣａＳは矢印５の如く流動層１外に排出され、図
示せぬ処理装置へ供給されてそこでＣａＳＯ４に酸化さ
れるか、ＣａＯとＳＯ２に分解される。

Ｃａ５Ｏ，ｉは売却されるか、投棄され、ＣａＯま流動
層１に矢印６の如く供給使用され、ＳＯ□は回収される
。

第１段の流動層１からは矢印７の如く灰も排出２る。

さて第１段の流動層１で生成した可燃ガスとＨＣＮなと
は、矢印８の如く第１段の流動層１の上に設けられた空
間９を通って、第２段の流動層１０へ上昇供給せしめら
れるが、第２段の流動層１０では必ずしも脱硫材を含ま
ない流動媒体が分散板１１の上で可燃ガス（ＨＣＮを含
む）と矢印１２の如く供給された空気によって流動化さ
れている。

第２段の流動層１０における空気は可燃ガスを完全燃焼
せしめる理論空気量より少なく、不足の空気は矢印１３
の如く第２段の流動層１０に、及び矢印１４の如く第２
段の流動層１０の上方の空気１５に供給されるので、第
２段の流動層１０は多段燃焼となっている。

この多段燃焼によってＨＣＮなど通常燃焼の場合にＮＯ
ｘを生じるガスはＮＯｘを僅かしか生成しない空気比と
温度に保たれ、しかもＨＣＮなとは完全に分解されて無
害になる。

第２段の流動層１０の流動媒体は燃焼によって消耗又は
細粒化するので、矢印１６の如く流動層１０へ供給され
、細粒として矢印１７の如く排出される。

（この場合灰を伴うこともある。）空間１５で略完全に
燃焼した燃焼ガスは矢印１８の如くサイクロン１９へ流
入し、ここで除塵されて図示せぬ煙突へ排出される。

サイクロン１９の下部２０に溜ったダストは図示せぬ排
出装置を通り、第１段又は第２段の流動層１又は１０へ
再供給されるか、系外へ排出される。

尚第１段及び第２段の流動層の周壁２１、流動層１及び
１０内、空間９．１５などに伝熱面を設け、冷却、場合
によっては卯熱を行ない、流動層の燃焼熱を吸収するか
、ガス化に必要な熱量を供給することができる。

上記実施例は２段流動層において、第２段の流動層で３
段燃焼を行なわせた場合であるが、第２段の流動層１０
で２段燃焼又は４段以上の多段燃焼とすることも、第２
段の流動層１０を多段となして各段の流動層で単段或い
は多段燃焼とすることも可能である。

要するに第２段以降の流動層で、ＨＣＮなど通常燃焼に
よってはＮＯｘ を生成する可能性のあるガスを多段燃
焼によってＮＯｘを極めて僅かしか発生させず、しかも
ＨＣＮなとの有害ガスを完全に分解し、また未燃分を完
全に燃焼する空気比と燃焼温度に調節すれば良いのであ
る３その燃焼温度は大体流動層で発生する温度に等しい
ものである。

以下詳記した通り本発明による流動層の燃焼制御方法に
よれば、第１段の流動層において燃料を部分燃焼してガ
ス化すると共に脱硫でき、第２段以降の燃焼によって脱
硝或いはＮＯｘの生成を少なくできるので、従来のよう
に設備費、運転費が高く、取扱いも複雑な乾式触媒によ
る脱硝装置は不要となって、プラントの簡素化が可能と
なると共に脱硫に効果的な流動層を有効に利用し得られ
、その実利的効果多大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明による流動層の燃焼制御方法を説明する為の
流動層の断面図である。 １・・・・・・第１段の流動層、２・・・・・・分散板
、９・・・・・・空間、１０・・・・・・第２段の流動
層、１１・・・・・・分散板、１５・・・・・・空間、
１９・・・・・・サイクロン、２０・・・・・・サイク
ロンの下部、２１・・・・・・流動層の周壁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 流動層を多段に分け、第１段の流動層で燃料をＮＯ
   ｘとＳ０２が生じない空気比で部分燃焼すると共に生成
   するＨ２Ｓ を流動媒体であるＣａＯにより上記部分燃
   焼と同時に脱硫し、第１段の流動層で生じた可燃ガスを
   第２段以降の流動層でＨＯｘが極めて僅かしか生成しな
   い空気比及び温度で燃焼させることを特徴とする流動層
   の燃焼制御方法。