JPS5837411A - 石炭の燃焼方法 - Google Patents
石炭の燃焼方法Info
- Publication number
- JPS5837411A JPS5837411A JP13549681A JP13549681A JPS5837411A JP S5837411 A JPS5837411 A JP S5837411A JP 13549681 A JP13549681 A JP 13549681A JP 13549681 A JP13549681 A JP 13549681A JP S5837411 A JPS5837411 A JP S5837411A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coal
- air
- burner
- nitrogen
- ratio
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- 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
- F23C6/00—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion
- F23C6/04—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection
- F23C6/045—Combustion 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
- F23C6/047—Combustion 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
-
- 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
- F23C2201/00—Staged combustion
- F23C2201/10—Furnace staging
- F23C2201/101—Furnace staging in vertical direction, e.g. alternating lean and rich zones
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は石炭の燃焼方法に関し、特にボイラ吟の燃焼装
置の排ガス中の窒素酸化物を低減するに好適な微粉炭の
燃焼方法に関するものである。
置の排ガス中の窒素酸化物を低減するに好適な微粉炭の
燃焼方法に関するものである。
ボイラ等の燃焼装置で微粉炭を燃焼させる際に、窒素酸
化物（以下、ＮＯｘと記す）の抑制は非電に重要な問題
である。
化物（以下、ＮＯｘと記す）の抑制は非電に重要な問題
である。
微粉炭燃焼に伴うＮＯ，は石炭中の窒素化合物に起因す
るツユエルＮＯ，と燃焼によって空気中の窒素の固定反
応にともなって生じるサーマルＮ０ＩＫ分けられる。ツ
ユエルＮＯ，とサーマルＮＯ，の生成比率は石炭の燃焼
方法によって異るが、概ね発生ＮＯ，０８０〜７０％が
ツユエルＮＯｘであると言われている。石炭中の窒素化
合物は原生植物中のたん白質の分解生成物とされ、炭種
により異るが。
るツユエルＮＯ，と燃焼によって空気中の窒素の固定反
応にともなって生じるサーマルＮ０ＩＫ分けられる。ツ
ユエルＮＯ，とサーマルＮＯ，の生成比率は石炭の燃焼
方法によって異るが、概ね発生ＮＯ，０８０〜７０％が
ツユエルＮＯｘであると言われている。石炭中の窒素化
合物は原生植物中のたん白質の分解生成物とされ、炭種
により異るが。
通常（１５〜２チ含まれており、２つの異った化合状態
で存在している。１つは不安定なアはン化合物として存
在し、熱のため容易に分解して揮発性の窒素化合物を生
成する。このような例として分解ガス中に含まれるアン
モニア、シアンなど、またタール中に含まれるピリジン
、キノリン等があげられる。２つＫは窒素化合物は安定
な環状化合物としても存在し、これらはチャー中に残留
する。
で存在している。１つは不安定なアはン化合物として存
在し、熱のため容易に分解して揮発性の窒素化合物を生
成する。このような例として分解ガス中に含まれるアン
モニア、シアンなど、またタール中に含まれるピリジン
、キノリン等があげられる。２つＫは窒素化合物は安定
な環状化合物としても存在し、これらはチャー中に残留
する。
石炭の低ＮＯｘ微粉炭燃焼の必要条件としては一般に次
の事項があることが知られている。（１）１次空気量を
最適圧すること、（２）揮発分の燃焼が完結するまで１
次空気（燃料）と２次空気の混合を最低限圧すること、
（３）着火の安定性、（４）火炎周辺く形成される外部
循環ガス流による２次空気の希釈。
の事項があることが知られている。（１）１次空気量を
最適圧すること、（２）揮発分の燃焼が完結するまで１
次空気（燃料）と２次空気の混合を最低限圧すること、
（３）着火の安定性、（４）火炎周辺く形成される外部
循環ガス流による２次空気の希釈。
またバーナに関して燃料噴射法および空気の旋回度がＮ
Ｏ！抑制に大きな影響を与えることが知られている。
Ｏ！抑制に大きな影響を与えることが知られている。
従来の低ＮＯ！微粉炭バーナは、これらの点を考慮し、
１次、２次および３次空気の配分、スロート出口角度な
どを決めている。また、做粉炭ノズルと２次空気スリー
ブの間に１次ガスポートを設け、ボイラ排ガスを供給す
ることにより、可及的多量に揮発分を発生させるととも
Ｋ、バーナ近傍の０２濃度を低下させ、揮発分燃焼にお
ける中間生成物による気相還元を促進し低ＮＯ，化を図
つ【いる、また、石炭燃焼におけるＮＯ，低減手段には
、以上の低ＮＯ，バーナ採用のはかに２段燃焼法の有効
性も知られており、さらＫある穆度以下のＮＯ。
１次、２次および３次空気の配分、スロート出口角度な
どを決めている。また、做粉炭ノズルと２次空気スリー
ブの間に１次ガスポートを設け、ボイラ排ガスを供給す
ることにより、可及的多量に揮発分を発生させるととも
Ｋ、バーナ近傍の０２濃度を低下させ、揮発分燃焼にお
ける中間生成物による気相還元を促進し低ＮＯ，化を図
つ【いる、また、石炭燃焼におけるＮＯ，低減手段には
、以上の低ＮＯ，バーナ採用のはかに２段燃焼法の有効
性も知られており、さらＫある穆度以下のＮＯ。
レベルになればサーマルＮＯ，の低減を図るために排ガ
ス再循環（利用されている。
ス再循環（利用されている。
しかし、徽粉炭燃焼においては、これら現状技術の組合
せによってＮＯ！発生量を２００−以下に低減させるこ
とは可能であるが、大気汚染防止、さらには新規石炭火
力発電所立地の面からも１００−以下の園！発生量抑制
が必要となってきており、より一層の低減方法の確立が
急務になっている、本発明の目的は、前述した従来技術
を改良し、バーナを多段に組合わせるマルチバーナシス
テムにより、排ガス中の未燃分を増加させることなく、
ＮＯ，を低減することができる石炭の燃焼方法を提供す
ることＫある。
せによってＮＯ！発生量を２００−以下に低減させるこ
とは可能であるが、大気汚染防止、さらには新規石炭火
力発電所立地の面からも１００−以下の園！発生量抑制
が必要となってきており、より一層の低減方法の確立が
急務になっている、本発明の目的は、前述した従来技術
を改良し、バーナを多段に組合わせるマルチバーナシス
テムにより、排ガス中の未燃分を増加させることなく、
ＮＯ，を低減することができる石炭の燃焼方法を提供す
ることＫある。
本発明は、それぞれ石炭と１次空気が供給される少くと
も上下二段のバーナを炉内に設け、最下段バーナの石炭
／１次空気比（以下、Ｃ／Ａ比と記す）を石炭中の揮発
分の理論空気量以下（すなわち０．６〜１．０程度）Ｋ
してＮＯｘの発生を抑制すると同時に、２段目バーナの
Ｃ／Ａを石炭の理論空気量、またはこれよりや瓦少なく
Ｌ （ｏ、 １〜０２程縦）、ＮＯｘの発生をさらに
抑えるとともに、チャー中の窒素分からの含窒素中間生
成物の発生を促進することにより、最下段バーナからの
Ｎｏを炉内にて気相還元し、ＮＯをさらに低減させるも
のである。
も上下二段のバーナを炉内に設け、最下段バーナの石炭
／１次空気比（以下、Ｃ／Ａ比と記す）を石炭中の揮発
分の理論空気量以下（すなわち０．６〜１．０程度）Ｋ
してＮＯｘの発生を抑制すると同時に、２段目バーナの
Ｃ／Ａを石炭の理論空気量、またはこれよりや瓦少なく
Ｌ （ｏ、 １〜０２程縦）、ＮＯｘの発生をさらに
抑えるとともに、チャー中の窒素分からの含窒素中間生
成物の発生を促進することにより、最下段バーナからの
Ｎｏを炉内にて気相還元し、ＮＯをさらに低減させるも
のである。
以下、本発明を図面によりさらに詳細に説明する。第１
図は、本発明の一実施例を示すボイラ火炉内のバーナ配
置を示す部分説明図、第２図は、本発明の理論的背景を
説明する石炭／１次空気比（Ｃ／Ａ）と−酸化窒素（Ｎ
ｏ）の発生量との関係図である。
図は、本発明の一実施例を示すボイラ火炉内のバーナ配
置を示す部分説明図、第２図は、本発明の理論的背景を
説明する石炭／１次空気比（Ｃ／Ａ）と−酸化窒素（Ｎ
ｏ）の発生量との関係図である。
一般に石炭の揮発分からのＮＯ，は全発生ＮＯ，の６０
〜７０チを占めており、一方、チャー中窒素からのＮｏ
！変換率は極めて低いことが知られているが、本発明者
らはこれらの点に着目し、同一のバーナを用い、石炭／
−次空気比（Ｃ／Ａ比）を種々変化させて燃焼させた場
合のＮＯ発生蓋について検討した。その結果、第２図に
示すようにＣ／Ａ比を変化させていくと、ＮＯの極小点
が２個現れ、その間に極大点が存在することが明らかに
なった。この極大点Ｍは石炭の揮発分の理論空気量には
ぼ等しく、またＣ／Ａ０．１〜０．１３の極小点Ｎが石
炭の理論空気量にはぼ等しいことが分った。すなわち、
揮発分の理論空気量以下（Ｃ／Ａ）０．２〜０．３）で
はＮＯの発生が抑制されると同時に１一部揮発分中に窒
素による含窒素ラジカルによる燃焼初期の気相還元が進
み、一方、１次空気量が揮発分の理論空気量から石炭の
理論空気量の関（約０．１４Ｃ／Ａ≦０．２）において
もＮＯ全発生抑制されることが分った。この後者の範囲
では、当然揮発分中の窒素からのＮｏ転化は促進される
にもかかわらず、ＮＯが低下することから、チャー中の
窒素からの含窒素ラジカルによる還元が相当激しく行わ
れているものと思われる。
〜７０チを占めており、一方、チャー中窒素からのＮｏ
！変換率は極めて低いことが知られているが、本発明者
らはこれらの点に着目し、同一のバーナを用い、石炭／
−次空気比（Ｃ／Ａ比）を種々変化させて燃焼させた場
合のＮＯ発生蓋について検討した。その結果、第２図に
示すようにＣ／Ａ比を変化させていくと、ＮＯの極小点
が２個現れ、その間に極大点が存在することが明らかに
なった。この極大点Ｍは石炭の揮発分の理論空気量には
ぼ等しく、またＣ／Ａ０．１〜０．１３の極小点Ｎが石
炭の理論空気量にはぼ等しいことが分った。すなわち、
揮発分の理論空気量以下（Ｃ／Ａ）０．２〜０．３）で
はＮＯの発生が抑制されると同時に１一部揮発分中に窒
素による含窒素ラジカルによる燃焼初期の気相還元が進
み、一方、１次空気量が揮発分の理論空気量から石炭の
理論空気量の関（約０．１４Ｃ／Ａ≦０．２）において
もＮＯ全発生抑制されることが分った。この後者の範囲
では、当然揮発分中の窒素からのＮｏ転化は促進される
にもかかわらず、ＮＯが低下することから、チャー中の
窒素からの含窒素ラジカルによる還元が相当激しく行わ
れているものと思われる。
本発明は上記の知見に基ずいてなされたもので、第１図
に示すように１炉内にそれぞれ石炭と空気の供給ライン
２０を有する下段（メイン）バーナ９および上段（プラ
ネット）バーナ１０と、さらＫその上段に空気供給ライ
ン２１を有するアフタエアポート１１を設け、下段バー
ナ９のＣ／Ａ比を第２図のゾーンＩＫ示すように石炭中
の揮発分の理論空気量よりも充分小さくり、（（１６〜
１．０）、揮発分からのＮＯ発生量を低減させるととも
に上段バーナ１０のＣ／Ａ比を第２図のゾーン２に示す
ように０．１〜０．２程度とし、チャー中の窒素からの
含窒素ラジカルによる気相還元により、下段バーナから
のＮＯｘをさらに低減させるものである。
に示すように１炉内にそれぞれ石炭と空気の供給ライン
２０を有する下段（メイン）バーナ９および上段（プラ
ネット）バーナ１０と、さらＫその上段に空気供給ライ
ン２１を有するアフタエアポート１１を設け、下段バー
ナ９のＣ／Ａ比を第２図のゾーンＩＫ示すように石炭中
の揮発分の理論空気量よりも充分小さくり、（（１６〜
１．０）、揮発分からのＮＯ発生量を低減させるととも
に上段バーナ１０のＣ／Ａ比を第２図のゾーン２に示す
ように０．１〜０．２程度とし、チャー中の窒素からの
含窒素ラジカルによる気相還元により、下段バーナから
のＮＯｘをさらに低減させるものである。
最よ段のアフタエアポート１１は、上下段パ、−すの還
元ゾーンで生じる一部未燃分を完全燃焼させるもので、
これをＨＣＮ 、 ＮＥ（３等の中間生成物の完全なＮ
漸化に充分な距離をとって設けることにより、ＮＯの低
減とともに未燃分の排出を皆無にすることができる。
元ゾーンで生じる一部未燃分を完全燃焼させるもので、
これをＨＣＮ 、 ＮＥ（３等の中間生成物の完全なＮ
漸化に充分な距離をとって設けることにより、ＮＯの低
減とともに未燃分の排出を皆無にすることができる。
バーナ９．１０のＣ／Ａ比がそれぞれ０．６〜１．０（
ゾーン１）、０．１〜０．２（ゾーン２）の範囲を外れ
ると、第２図に示すようくいずれもＮＯ発生量が増加す
る傾向にある。
ゾーン１）、０．１〜０．２（ゾーン２）の範囲を外れ
ると、第２図に示すようくいずれもＮＯ発生量が増加す
る傾向にある。
第３図は、本発明方法に用いるバーナ（９または１０）
の−例を示す断面図である。図において、微粉炭ノズル
は、エアレジスタ２の中心に配置され、このノズル１か
ら微粉炭と微粉炭輸送空気（１次空気）が木ｆ３内に噴
出し、燃焼反応を行う。
の−例を示す断面図である。図において、微粉炭ノズル
は、エアレジスタ２の中心に配置され、このノズル１か
ら微粉炭と微粉炭輸送空気（１次空気）が木ｆ３内に噴
出し、燃焼反応を行う。
微粉炭ノズル１の外周には微粉炭ノズルと同心に筒状の
スリーブ４が設けられており、微粉炭ノズル１とスリー
ブ４間に形成された２次空気ボート５から２次空気が炉
内に送られる。また、２次空気ボート５の外側スリーブ
とバーナスロート部で形成された環状通路６から３次空
気が供給される。
スリーブ４が設けられており、微粉炭ノズル１とスリー
ブ４間に形成された２次空気ボート５から２次空気が炉
内に送られる。また、２次空気ボート５の外側スリーブ
とバーナスロート部で形成された環状通路６から３次空
気が供給される。
またこれらのボートに供給される空気を配分するために
、ボート入口Ｋｍ戸式のダンパ７が設けられている。さ
らに微粉炭ノズル１と２次空気スリーブ４の間に１“次
ガスポート８を設け、排ガスを供給することＫより、バ
ーナ近傍の酸素濃度の低下を図っている。なお、本発明
に用いるバーナは勿論、上記以外のものでもよい。さら
にバーナは二段以上に配置してもよく、またアフタエア
ポートまたはアフターバーナを適宜組合せたものでもよ
い。
、ボート入口Ｋｍ戸式のダンパ７が設けられている。さ
らに微粉炭ノズル１と２次空気スリーブ４の間に１“次
ガスポート８を設け、排ガスを供給することＫより、バ
ーナ近傍の酸素濃度の低下を図っている。なお、本発明
に用いるバーナは勿論、上記以外のものでもよい。さら
にバーナは二段以上に配置してもよく、またアフタエア
ポートまたはアフターバーナを適宜組合せたものでもよ
い。
以上、本発明によれば、従来よりＣ／Ａのやや高いバー
ナな下段に配置し、揮発分からのＮＯｘ発生を抑制し、
またＣ／Ａの著しく低いバーナ、すなわち１次空気量を
石炭の理論空気量相当にして２次空気を極力抑えたバー
ナな上段に配置し、チャー中の窒素からの含窒素ラジカ
ル等による気相還元を行わせることにより、炉内のトー
タルＮＯｘを著しく低減することができる。
ナな下段に配置し、揮発分からのＮＯｘ発生を抑制し、
またＣ／Ａの著しく低いバーナ、すなわち１次空気量を
石炭の理論空気量相当にして２次空気を極力抑えたバー
ナな上段に配置し、チャー中の窒素からの含窒素ラジカ
ル等による気相還元を行わせることにより、炉内のトー
タルＮＯｘを著しく低減することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に用いる多段ノ（−ナシステムを示す
ボイラ火炉の部分説明図、第２図は、本発明の詳細な説
明するためのＮＯとＣ／Ａの関係を示す説明図、第３図
は、本発明に用いる典型的なバーナの一例を示す断面図
である。 ３・・・火炉、９・・・下段）（−す、１０・・・上段
）（−す、１１・・・アフタエアポート、２０・・・石
炭＋空気、２１・−・空気。 代理人 弁理士 川 北 武 長 筒１１．１ 第２図 Ｃ／Ａ − 第３１１ ８ｂ′／
ボイラ火炉の部分説明図、第２図は、本発明の詳細な説
明するためのＮＯとＣ／Ａの関係を示す説明図、第３図
は、本発明に用いる典型的なバーナの一例を示す断面図
である。 ３・・・火炉、９・・・下段）（−す、１０・・・上段
）（−す、１１・・・アフタエアポート、２０・・・石
炭＋空気、２１・−・空気。 代理人 弁理士 川 北 武 長 筒１１．１ 第２図 Ｃ／Ａ − 第３１１ ８ｂ′／
Claims (1)
- （１）少なくとも上下の多段バーナを備えた燃焼装置に
一次空気とともに微粉炭を供給して燃焼させる方法にお
いて、下段バーナの一次空気量を石炭中の揮発分の理論
空気量よりも小さくし、かつ上段バーナの一次空気量を
石炭の理論空気量と同じかまたこれよりもや〜小さくす
ることを特徴とする石炭の燃焼方法。 （２、特許請求の範囲第１項において、下段および上段
バーナの石炭／１次空気比（Ｃ／Ａ比）をそれぞれ０．
６〜１．０および０．１〜０．２の範囲としたことを特
徴とする石炭の燃焼方法０．
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13549681A JPS5837411A (ja) | 1981-08-31 | 1981-08-31 | 石炭の燃焼方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13549681A JPS5837411A (ja) | 1981-08-31 | 1981-08-31 | 石炭の燃焼方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5837411A true JPS5837411A (ja) | 1983-03-04 |
Family
ID=15153093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13549681A Pending JPS5837411A (ja) | 1981-08-31 | 1981-08-31 | 石炭の燃焼方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5837411A (ja) |
-
1981
- 1981-08-31 JP JP13549681A patent/JPS5837411A/ja active Pending
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